CN105223903A - 制造失衡少的送风翼的制造装置和制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制造失衡少的送风翼的制造装置和制造方法。该制造装置制造在旋转轴线的周围具备具有相同形状的多个翼部的送风翼，具备加工送风翼的加工装置和控制加工装置的控制装置。控制装置具备：平衡测定部，其测定送风翼的平衡；以及加工量调整部，其根据平衡测定部所测定的送风翼的平衡的数据，不变更加工程序而针对每个翼部分别调整加工量，从而减少送风翼的失衡。

Description

制造失衡少的送风翼的制造装置和制造方法
技术领域
本发明涉及制造送风翼的制造装置和制造方法。
背景技术
以送风机的小型化和性能提高为目的，寻求一种能够高速旋转的送风机。在使送风机高速旋转时，送风翼的平衡成为问题。有时会要求将动作时的振动振幅设为1微米以下。使用加工夹具来形成这种失衡少的送风翼要求非常高的技术，成本将会增大。
因此，提出一种不要求严格的平衡地制作送风翼后测定平衡，根据测定结果来对送风翼进行整形的方法。例如，JP2013-015432A以及JP2002-371863A中公开了一种降低旋转机械的翼列的失衡方法。另外，在JP2006-235776A中公开了一种根据切削工具的磨损量来变更决定切削位置的加工用数据，由此降低加工误差的方法。
不过，在JP2013-015432A以及JP2002-371863A所记载的方法中，为了修正平衡需要相当多的劳力和时间。另外，在JP2006-235776A所记载的加工方法中，在取得表示切削工具的磨损量和尺寸误差之间的关系的数据的同时，需要根据该数据变更加工用的NC数据中的坐标位置，无法简单地实现。
这样，在现有技术中，为了制造失衡少的送风翼而花费了巨大的劳力和成本。因此，寻求能够通过简单的方法制造失衡少的送风翼的制造装置和制造方法。
发明内容
本申请的第一个发明，提供一种制造装置，制造在旋转轴线的周围具备具有相同形状的多个翼部的送风翼，上述制造装置具备加工送风翼的加工装置和控制该加工装置的控制装置，其中，上述控制装置具备：指令生成部，其根据加工程序和加工参数生成针对上述加工装置的动作指令；平衡测定部，其测定上述送风翼的平衡；加工量调整部，其根据上述平衡测定部所测定的上述送风翼的平衡的数据，不变更上述加工程序而针对各个翼部分别调整加工量，以便减少上述送风翼的失衡。
本申请的第二个发明，在第一个发明的制造装置中，上述加工量调整部针对每个翼部分别调整上述加工参数，由此调整上述加工量。
本申请的第三个发明，在第二个发明的制造装置中，通过上述加工量调整部调整的上述加工参数是与上述加工装置的工具长度关联起来的参数。
本申请的第四个发明，在第二个发明的制造装置中，通过上述加工量调整部调整的上述加工参数是与上述加工装置的工具直径关联起来的参数。
本申请的第五个发明，在第二个发明的制造装置中，通过上述加工量调整部调整的上述加工参数是与上述加工程序的程序坐标系关联起来的参数。
本申请的第六个发明，在第二个发明的制造装置中，通过上述加工量调整部调整的上述加工参数是与上述加工程序的工件坐标系关联起来的参数。
本申请的第七个发明，提供一种制造方法，制造在旋转轴线的周围具备具有相同形状的多个翼部的送风翼，其包括：测定送风翼的平衡，根据所测定的上述送风翼的平衡的数据，不变更加工程序而对各个翼部分别调整加工量，减少送风翼的失衡。
本申请的第八个发明，在第七个发明的制造方法中，通过调整加工参数来针对各个翼部分别调整加工量。
附图说明
通过参照附图所示的本发明例示的实施方式的详细说明，这些和其他本发明的目的、特征以及优点变得更加明确。
图1是一个实施方式的制造装置的功能框图。
图2是表示送风翼的结构例的图。
图3A是表示平衡修正前的平衡测定结果的例子的图。
图3B是表示平衡修正后的平衡测定结果的例子的图。
图4A是表示加工量的调整方法的例子的图。
图4B是表示加工量的调整方法的例子的图。
图5A是表示加工量的调整方法的例子的图。
图5B是表示加工量的调整方法的例子的图。
图6是表示加工量的调整方法的例子的图。
图7是表示加工量的调整方法的例子的图。
图8是表示一个实施方式的制造方法的工序的流程的流程图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。为了有助于理解本发明，将附图适当地变更比例尺而进行记载。另外，对相同或者相应的结构要素使用相同的参照符号。
图1是一个实施方式的制造装置1的功能框图。制造装置1具备加工送风翼的加工装置20、控制加工装置20的驱动轴22的控制装置10。加工装置20是具有具备多个驱动轴22的公知结构的加工装置。加工装置20例如是加工中心，用于通过切削、磨削等机械加工从工件形成送风翼。加工装置20具备伺服电动机21，其被赋予各个驱动轴22，且将动力赋予驱动轴22。控制装置10通过将预定的电力提供给伺服电动机21，控制加工装置20。
制造装置1还具备具有公知结构的平衡测定装置30。平衡测定装置30根据例如通过旋转角度检测器检测出的检测角度、通过振动检测器检测出的振动的数据来测定送风翼的平衡。平衡测定装置30构成为能够检测出失衡量和存在失衡的旋转角度位置。
图1表示制造装置1和为了在后续工序中修正通过制造装置1制造的送风翼的平衡而使用的平衡修正机40。平衡修正机40是例如通过控制装置10或与控制装置10不同的控制装置(未图示)进行控制的磨削机。或者，平衡修正机40也可以是手摇钻等由操作者直接操作的机械。
控制装置10是具有公知的软件结构的数字计算机，具备例如执行各种运算的CPU、临时存储运算结果的RAM、存储加工程序等的ROM、用于输入加工参数等的设定值的键盘、鼠标等输入装置、显示各种信息的液晶显示器等显示装置。如图1所示，控制装置10还具备平衡测定部11、判定部12、加工量调整部13以及指令生成部14。
指令生成部14根据应该执行的加工程序和例如通过操作者输入的加工参数，生成针对加工装置20的伺服电动机21的动作指令。动作指令虽然可以包括位置指令和速度指令，但不限定于这些。加工装置20根据从指令生成部14输入的动作指令来加工送风翼。
图2表示送风翼的结构例。图2所示的送风翼50具有在旋转轴线RA的周围等间隔地排列的8个翼部51～58。翼部51～58具有相互相同的形状，送风翼50在旋转轴线RA周围成为旋转对称的形状。因此，加工装置20使送风翼50每次旋转45度，并且根据相同的加工程序来执行加工工序，从而能够依次形成翼部51～58。以下，以送风翼50为例说明了本发明，但是要注意翼部的数量和形状不限定于图示的具体例子。
平衡测定部11通过平衡测定装置30来测定送风翼50的平衡。将所测定的送风翼50的平衡的数据输出到判定部12和加工量调整部13。另外，在通过控制装置10来控制在后续工序中使用的平衡修正机40的情况下，将送风翼50的平衡的数据输出到平衡修正机40。为了操作者能够容易地进行确认，可以在显示装置上显示送风翼50的平衡的数据。
图3A表示平衡测定装置30进行的送风翼50的平衡的测定结果的例子。图中黑色的点表示失衡量以及存在失衡的角度位置。多个同心圆的半径分别表示失衡量，表示随着半径变大失衡量增大。例如，位于在最外侧描绘的圆的圆周上的黑圆点表示在该角度位置存在100mg的失衡。在图示的例子的情况下，如果同时参照图2，则知道失衡集中在位于附图下方的翼部55的角度位置。
返回图1，控制装置10的判定部12判定通过平衡测定部11所测定的失衡量是否在预先确定的容许范围内。根据所要求的平衡精度来适当确定容许范围。根据本实施方式，通过判定部12判定为失衡量在容许范围外的情况下，将预定的控制信号输入到加工量调整部13，执行平衡修正工序。
加工量调整部13根据平衡的测定结果，对每个翼部51～58调整为了修正平衡所需要的加工量。例如图3A的测定结果的情况下，调整加工量，使得翼部55的加工量比其之外的翼部51～54、56～58的加工量增多。
根据本实施方式，加工量调整部13如更详细的后述那样，通过调整加工参数来调整各翼部51～58的加工量。并且，指令生成部14根据由加工量调整部13调整的加工参数和预定的加工程序，生成针对加工装置20的动作指令。其结果为，翼部51～58通过加工装置20根据分别分配的加工量而被整形。
图3B表示在根据对每个翼部51～58进行调整后的加工量将送风翼50进行整形后，即在执行了平衡修正后所测定的送风翼50的平衡。图中的黑色三角形和图3A的黑点相同，表示失衡量和存在失衡的角度位置。如果对比图3A和图3B可知，在平衡修正后，黑色三角形都位于圆的中心附近，降低了失衡。
参照图4A～图7来说明调整加工量的例子。在本实施方式中，对每个翼部51～58调整加工参数，由此分别调整翼部51～58的加工量。另外，为了简单，在以下的例子中只考虑包括X轴和Z轴的XZ平面的加工。另外，为了帮助理解，对于程序轨迹T、T’、程序原点P、P’以及工件原点WP、WP’适当地变更各自的位置。
参照图4A和图4B来说明调整与加工装置20的工具长度关联起来的加工参数的例子。图4A表示具有加工面60A’的工件60’，该加工面60A’是通过不调整加工参数而执行加工程序而形成的。工具23一边围绕在长度方向延伸的旋转轴线旋转，一边根据将程序原点PO’作为始点的程序轨迹T’移动，由此形成加工面60A’。
图4B表示在调整加工参数时所形成的工件60，该调整使得在生成针对加工装置20的动作指令时考虑的工具长度的设定值变得比实际的工具长度短。这时候，工具23根据将程序原点PO作为始点的程序轨迹T进行移动，从而形成加工面60A。图4B中，为了比较，分别用虚线表示没有调整加工参数时(图4A的情况)的工件60’、程序轨迹T以及加工途中的工具23。
通过图4B了解到用实线描绘的程序轨迹T从程序轨迹T’移动了工具长度的设定值和实际的工具长度之间的差值D1。这时候，设定加工参数使得工具长度变得比实际短，因此将程序轨迹T变更为接近工件60。其结果，如图4B所示，与没有调整加工参数的情况相比，工件60的加工量增大。
与图4B的例子相反，在调整加工参数而使得工具长度的设定值比实际的工具长度变长的情况下，将程序轨迹T变更为从工件60远离。其结果为，与没有调整加工参数的情况相比可知工件60的加工量下降。
参照图5A和图5B来说明调整与加工装置20的工具直径关联起来的加工参数的例子。图5A表示具有不调整加工参数地执行加工程序而形成加工面60A’的工件60’。工具23按照将程序原点PO’作为始点的程序轨迹T’而移动，由此形成加工面60A’。
图5B表示为了使工具直径的设定值变得比工具直径大而调整加工参数时所形成的工件60。这时候，工具23按照将程序原点PO作为始点的程序轨迹T而移动，由此形成加工面60A。图5B为了比较，分别用虚线表示没有调整加工参数时(图5A的情况)的工件60’、加工途中的工具23以及具有比实际的工具直径大的设定工具直径的虚拟工具23’。
根据图5B可以知道，用实线描绘的程序轨迹T从程序轨迹T’移动了工具直径的设定值和实际的工具直径之间的差值的一半(D2)。这时，设定加工参数使得工具直径比实际变大，所以程序轨迹T被变更为远离工件60。其结果如图5B所示，与没有调整加工参数的情况相比，工件60的加工量下降。
与图5B的例子相反，为了使工具直径的设定值比实际的工具直径变小而调整了加工参数的情况下，程序轨迹T被变更为接近工件60。该结果为，与没有调整加工程序的情况相比，可知工件60的加工量增大。
参照图6说明调整与程序坐标系关联起来的加工参数的例子。具体地说，调整加工参数来变更程序原点。图6的“PO’”表示没有调整加工参数时的程序原点，“PO”表示调整加工参数后的程序原点。在图示的例子中，程序原点PO在接近工件60的方向移动了差值D3。作为其结果，通过比较没有调整加工参数时的工件60’和调整了加工参数时的工件60可以得知工件60的加工量增大。
与图6的例子相反，为了使程序原点PO远离工件60而调整加工参数时，程序轨迹T被变更为与工件60远离。其结果，与没有调整加工参数的情况相比，得知工件60的加工量下降。
参照图7说明调整与工件坐标系关联起来的加工参数的例子。具体地说，调整加工参数来变更工件坐标系的原点。图7的“WO’”表示没有调整加工参数时的工件原点，“WO”表示调整了加工参数后的工件原点。在图示的例子中，工件原点WO在接近工具23的方向移动了差值D4。作为其结果，通过比较没有调整加工参数时的工件60’和调整了加工参数时的工件60可以得知工件60的加工量增大。
与图7的例子相反，比较为了使工件原点WO远离工具23而调整了加工参数的情况和没有调整加工参数的情况，得知工件60的加工量下降。
根据平衡的测定结果，对送风翼50的每个翼部51～58执行上述的加工参数的调整。这样，通过适当地调整加工参数，能够不变更加工程序而对送风翼50的每个翼部51～58调整加工量。另外，例如根据送风翼50的三维模型通过计算来求出所测定的送风翼的失衡量和根据它而调整的加工量之间的关系，或者也可以一边相互重复执行加工量的调整和平衡的测定，一边实验地求出。
接着，参照图8说明根据本实施方式制造送风翼50的制造方法。图8是表示制造方法的工序的流程的流程图。这里，在例示说明的制造方法中，在根据上述实施方式的控制装置10形成了送风翼50后，在后续工序中进而根据需要执行平衡修正。但是，也可以根据要求的精度来省略后续工序。
在步骤S801中，指令生成部14根据预定的加工程序和加工参数来生成动作指令，通过加工装置20加工送风翼50。
在步骤S802中，平衡测定部11通过平衡测定装置30来测定送风翼50的平衡。
在步骤S803中，判定部12判定送风翼50的失衡量是否在第一容许范围内。例如，当在步骤S802中所测定的任意角度位置的失衡量超过预定的阈值时，判定部12判定失衡量在第一容许范围外。
当步骤S803的判定为否定时，进入到步骤S804，加工量调整部13根据测定到的失衡量对送风翼50的每个翼部51～58调整加工量。例如调整加工量，使得包括失衡的翼部(例如翼部55)的加工量变得比其他翼部(例如翼部51～54，56～58)的加工量要大，或者使得位于包括失衡的翼部(例如翼部55)的相反侧的翼部(例如翼部51)的加工量变得比其他翼部(例如翼部52～58)的加工量要少。加工量调整部13如上所述那样，通过调整工具长度、工具直径、程序原点、工件原点等加工参数来调整加工量。
接着，返回步骤S801，根据在步骤S804中调整后的加工量，通过加工装置20对送风翼50的翼部51～58进行再次加工。重复执行步骤S801～S804的工序直到步骤S803的判定为肯定为止。
当步骤S803的判定为肯定时，视为形成了具有充分的平衡精度的送风翼50，进入步骤S805，转移到降低残存的小的失衡的后续工序。
在后续工序中，在步骤S806平衡测定部11通过平衡测定装置30来测定送风翼50的平衡。
在步骤S807，判定部12判定在步骤S806中所测定的失衡量是否在第二容许范围内。第二容许范围与第一容许范围同样，根据所要求的平衡特性来设定，不过设定得比第一容许范围更严格。
当步骤S807的判定为肯定时，视为送风翼50满足作为成品而要求的平衡特性，完成送风翼50的制造工序。
另一方面，当步骤S807的判定为否定时，进入到步骤S808，根据在步骤S806所测定的失衡量，通过平衡修正机40来修正送风翼50的平衡。接着，进入到步骤S806，再次测定失衡量。重复步骤S806～S808直到步骤S807的判定为肯定为止。
根据本实施方式的制造装置和制造方法，得到以下的优点。
(1)根据制造装置1，为了修正送风翼50的平衡，通过调整加工参数而对每个翼部51～58调整加工量。即，利用送风翼50具有由相同形状的翼部51～58组成的旋转对称的形状这一点，一边每45度的角度执行相同的加工程序，一边调整各个翼部51～58的加工量。因此，不需要需要很大劳力和时间的加工程序的变更，由此能够容易地调整各个翼部51～58的加工量。
(2)根据制造装置1，使用加工中心等公知的加工装置20能够制造失衡小的送风翼50。不需要成为成本增大的原因的具有高尺寸精度的加工夹具，所以能够降低制造成本。
(3)根据制造装置1，在对每个翼部51～58调整加工量之前，判定失衡量是否在容许范围内。当失衡量在容许范围内时不执行平衡修正工序。这样，只在必要的情况下执行平衡修正工序，所以能够实现生产性的提高进而削减成本。
(4)即使是在后续工序中通过平衡修正机40进一步修正送风翼50的平衡的情况下，根据本实施方式制造的送风翼50的失衡小，所以减轻平衡修正所需要的劳力。另外，在送风翼50的平衡的要求精度不是那么高的情况下，能够省略后续工序中的平衡的修正。
发明的效果
根据具有上述结构的制造装置和制造方法，不需要变更加工程序，另外，不需要使用高价的加工夹具。因此，能够容易且低成本地制造失衡少的送风翼。
以上说明了本发明的各种实施方式，但是只要是本领域技术人员则会意识到即使通过其它实施方式也能够实现本发明所预想的作用效果。特别是能够不脱离本发明的范围地删除或置换上述实施方式的结构要素，或者能够进一步附加公知的单元。另外，本领域技术人员也明白能够通过任意地组合本说明书中明示或暗示地公开的多个实施方式的特征来实施本发明。

Claims (8)

1.一种制造装置，制造在旋转轴线的周围具备具有相同形状的多个翼部的送风翼，该制造装置的特征在于，
具备：
加工装置，其加工送风翼；和
控制装置，其控制该加工装置，
上述控制装置具备：
指令生成部，其根据加工程序和加工参数来生成针对上述加工装置的动作指令；
平衡测定部，其测定上述送风翼的平衡；以及
加工量调整部，其根据上述平衡测定部所测定的上述送风翼的平衡的数据，不变更上述加工程序而针对每个翼部分别调整加工量，以便减少上述送风翼的失衡。
2.根据权利要求1所述的制造装置，其特征在于，
上述加工量调整部针对每个翼部分别调整上述加工参数，由此调整上述加工量。
3.根据权利要求2所述的制造装置，其特征在于，
通过上述加工量调整部调整的上述加工参数是与上述加工装置的工具长度关联起来的参数。
4.根据权利要求2所述的制造装置，其特征在于，
通过上述加工量调整部调整的上述加工参数是与上述加工装置的工具直径关联起来的参数。
5.根据权利要求2所述的制造装置，其特征在于，
通过上述加工量调整部调整的上述加工参数是与上述加工程序的程序坐标系关联起来的参数。
6.根据权利要求2所述的制造装置，其特征在于，
通过上述加工量调整部调整的上述加工参数是与上述加工程序的工件坐标系关联起来的参数。
7.一种制造方法，制造在旋转轴线的周围具备具有相同形状的多个翼部的送风翼，该制造方法的特征在于，包括：
测定送风翼的平衡；
根据所测定的上述送风翼的平衡的数据，不变更上述加工程序而针对每个翼部分别调整加工量，减少送风翼的失衡。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，
通过调整加工参数来针对每个翼部分别调整加工量。
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