JP2001170863A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 回転体の回転軸の回転速度を設定する手間を
省く。 【解決手段】 （１）一定半径ｒの環状溝を有するフラ
ンジを介して円盤状砥石を砥石軸に固定し、砥石軸を回
転させ、砥石軸の軸受または砥石ヘッドに備えた振動計
で検出した加速度電圧の交流信号をバイパスフィルタで
低減し、ついで信号を１０〜１００倍までプレ増幅し、
測定に不必要な信号を可変ロ−パスフィルタで低減さ
せ、これを可変増幅したのちに、可変バンドパスフィル
タにかけて中心周波数を通過させた交流信号を全波整流
して電圧信号に変換し、これを制御装置の記憶部に記憶
させるバランサ−機構部と、（２）振動計で検出した加
速度電圧の交流信号を共振などの信号をバイパスフィル
タで低減し、ついで１０〜１００倍までプレ増幅し、測
定に不必要な高い周波数の信号を可変ロ−パスフィルタ
で低減させ、これを可変増幅したのちに、イヤホ−ンに
出力する聴覚機構部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、精密平面研削装置
の回転体である砥石のバランス調整を行なうバランサ機
能とワ−クに対する砥石の接触をヘッドホ−ンで確認す
る機能とを備えるバランサ−機器を具備した研削装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】金属、セラミック等のワ−クの表面に溝
や凸条を設けたり、ワ−ク表面を平滑にするために用い
られる表面研削装置は知られている（特開昭６０−１９
１７６５号、特公平５−１３８７３号、特許第２６９４
１８１号など）。図１および図２にその一例を示す。

【０００３】図１および図２において、１は平面研削装
置、２はワ−ク、３は砥石、４は水平方向（Ｘ軸方向）
に往復移動可能なテ−ブル、５は作業台部、６は電磁チ
ャック、７は前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なサ
ドル、８は操作盤、８ａは砥石の切り込み開始点位置検
出Ｏｎ−Ｏｆｆスウィッチ、８ｂは砥石上下切り込み手
動パルス発生器ボタン、９はコラム、１０は砥石ヘッ
ド、１１は砥石軸、１２は砥石３を垂直方向（Ｙ軸方
向）に移動する昇降機構、１３はモ−タ−、１４は螺合
体、１５はネジ軸、１６は軸受、１７は安全保護カバ
−、１８はＣＰＵ、１９は研削液供給ノズルである。

【０００４】テ−ブル上のワ−クは、テ−ブルの移動に
より水平方向に、サドルの移動により前後方向に移動で
き、ワ−ク上面を回転する円盤状砥石により研削され
る。トラバ−ス切り込み、バイアス切り込みが可能であ
り、それにより異なった形状の溝や凸条を加工できる。
研削盤の回転体である砥石においては、アンバランスを
補正する作業がなされる。アンバランスがあると工作精
度に悪影響を与える。それゆえ、特公平５−７３１６８
号、特公平６−６３８９８号公報に記載されるように回
転体のバランシングが行われる。

【０００５】特公平５−７３１６８号公報は、回転体
（砥石）の一定回転半径上の任意の位置に質量の等しい
２個のアンバランス補正用錘を装着自在に設け、かつ、
前記回転体の回転軸（砥石軸）の振動を検出する振動計
を備え、 Ａ＝アンバランス補正用錘を環状溝に取り付けない状態
での回転軸のアンバランス量による振動振幅、 φ＝振動振幅Ａを生じる位置の基準位置からの位相、 Ｂ＝アンバランス補正用錘を環状溝の任意の位置に１個
取り付けた状態での回転体の遠心力による回転軸の振動
振幅、 Ｃ＝アンバランス補正用錘を基準位置より１２０度ずら
せた環状溝の位置に１個取り付けた状態での回転体の遠
心力による回転軸の振動振幅、 Ｄ＝アンバランス補正用錘を基準位置より２４０度ずら
せた環状溝の位置に１個取り付けた状態での回転体の遠
心力による回転軸の振動振幅、 Ｗ＝アンバランス補正用錘の遠心力による振幅、 ２Ｓ＝Ａ＋Ｂ＋Ｗ、 としたとき、

【０００６】前記位相角φを、Ｃ＝ＤまたはＣ＞Ｄのと
きは

【数４】 より算出し、Ｃ＜Ｄのときは

【数５】 より算出し、前記２個のアンバランス補正用錘を基準位
置に対して取り付ける角度の位置αとβを下記式で算出
することを特徴とする回転体のバランシング方法を提案
する。

【数６】

【０００７】かかる角度αおよびβを決定する対話型の
バランサ−機器は、（株）岡本工作機械製作所よりマイ
クロバランサ− ＭＢ−１（商品名）として販売され、
特公平５−７３１６８号公報の図４に示されるように軸
受または砥石ヘッドの振動を振動計（非接触変位計また
は加速度ピックアップなど）で測定し、振動計より発し
た加速度電圧の交流信号を増幅器と、フィルタを介して
Ａ／Ｄ変換器を通して制御装置に入力し、演算部で計算
し、マイクロバランサ−の表示パネルに角度αおよびβ
を出力表示できるようになっている。

【０００８】この作業者との対話型マイクロバランサ−
を含め、従来のバランサ−機器においては回転体をバラ
ンス調整する時の回転速度の設定がインバ−タ−を用い
る作業者による手作業で、最適な回転速度を決めるのに
時間がかかる欠点があった。また、アンバランス補正用
錘を取り付ける角度αおよびβを決定する際、最初に基
準位置とした位置近傍で不感帯を有することもあるの
で、１２０度の位置および２４０度の位置に基準位置を
ずらして計算し直し、本来のアンバランスの位相を求
め、それら３つの結果より最適な角度αおよびβを決定
する必要があった。

【０００９】また、ワ−クに対する研削装置の砥石切り
込み開始点確認においては、従来手動式研削装置で砥石
とワ−クとの接触時に生じる火花を目視確認することに
より行なっていたが、これには作業者が熟練を要するの
で砥石とワ−クの接近、接触のタイミングをワ−クの高
さと略同一高さ位置に設けたエアマイクロメ−タ−のエ
ア−噴出し口に砥石を近づけ、エアマイクロメ−タ−の
変化圧を読み取って砥石のワ−クへの接近、接触を確認
する非接触検出方法が提案（特開平２−１９８７６８
号）されている。別法の接触検出方法として、作業テ−
ブル下やドレッサ付近に取り付けたＡＥセンサからの出
力信号を受け、そのうち所定の周波数成分だけを取り出
す弁別部と、前記弁別部において弁別された交流信号を
直流信号に変える検査部と、前記直流信号のレルを所定
基準値と比較してＯｎ／Ｏｆｆ信号を出力する比較部
と、可聴周波数の音声信号を圧制する音声発信部と、前
記比較部からＯｎ信号を受けると前期音声ハッシングの
出力を通過させるゲ−ト部とを備え、前記ゲ−ト部から
出力される可聴音を聴くことによって砥石とワ−クとの
接近、接触のタイミングを把握する研削装置用ギャップ
エリミネ−タが提案され（特許第２９５１９０８号）、
かつ、実用されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１は、研削砥
石がワ−クに接触した際の音をフィルタ−に懸けて雑音
を除いた後に増幅器で増幅させて可聴音として聴くこと
によって砥石とワ−クとの接触のタイミングを把握する
機能と回転体のバランス補正機能を兼用したバランサ機
器を備える研削装置の提供を目的とする。本発明の２
は、前記バランサ機器として、特公平５−７３１６８号
公報記載の対話型のバランシング方法においては回転軸
の回転速度の決定、およびバランシング角度αおよびβ
の決定に手作業の手間がかかるのでこれをなくし、自動
的に回転軸の回転速度の決定、およびバランシング角度
αおよびβの決定をなすバランサ機器を備えた研削装置
の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、砥
石のバランス調整を行なうバランサ−機能とワ−クに対
する砥石の接触をヘッドホ−ンで確認する機能とを備え
るバランサ機器を具備した研削装置であって、前記バラ
ンサ−機器は、下記の（１）砥石軸のバランサ−機構部
と（２）聴覚機構部とを備えることを特徴とする研削装
置を提供するものである。

【００１２】（１）一定半径ｒの環状溝を有するフラン
ジを介して円盤状砥石を砥石軸に固定し、砥石を備える
砥石軸を回転させ、砥石軸の軸受または砥石ヘッドに備
えた振動計で検出した加速度電圧の交流信号を１０Ｈｚ
付近にある共振などの信号をバイパスフィルタで低減
し、ついで低減された信号を１０〜１００倍までプレ増
幅し、プレ増幅された信号のうち測定に不必要な高い周
波数の信号を可変ロ−パスフィルタで低減させ、これを
可変増幅したのちに、可変バンドパスフィルタにかけて
中心周波数を通過させ、可変バンドパスフィルタから出
力された交流信号を全波整流し、全波整流された信号を
電圧信号に変換し、これを制御装置の記憶部に電圧を出
力して記憶させるバランサ−機構部、

【００１３】（２）前記振動計で検出した加速度電圧の
交流信号を１０Ｈｚ付近にある共振などの信号をバイパ
スフィルタで低減し、ついで低減された信号を１０〜１
００倍までプレ増幅し、プレ増幅された信号のうち測定
に不必要な高い周波数の信号を可変ロ−パスフィルタで
低減させ、これを可変増幅したのちに、増幅器を経てイ
ヤホ−ン（ヘッドホ−ン）に出力する聴覚機構部。

【００１４】砥石のバランサ−機構部と聴覚機構の振動
計（センサ）を共有でき、かつ、両機構の回路の一部を
共有することができるので、付属機器のバランサ機器を
１台で済ませることができる。

【００１５】本発明の請求項２は、前記バランサ−機構
部は、一定半径ｒの環状溝を有するフランジを介して、
該環状溝の外周または内周の位置に０度から３６０度の
目盛が配置されるように該目盛を略中央部に付した砥石
を回転軸に固定し、前記一定半径ｒの環状溝の任意位置
に質量の等しい２個のアンバランス補正用錘を取り付け
て砥石のバランスを取る自動バランシング機構部であっ
て、次の１）から５）の工程を経て砥石軸の自動バラン
スを取ることができるものであることを特徴とする。

【００１６】 １）砥石軸の回転速度の設定工程；次ぎのからのス
テップを経て設定する。 砥石を備える砥石軸を回転させ、砥石軸の軸受または
砥石ヘッドの加速度電圧を振動計で検出する。

【００１７】振動計で検出した加速度電圧の交流信号
をフィルタに通して砥石軸の回転数と一致しない信号を
除いた全波整流とし、これを電圧信号に変換し、制御装
置の記憶部に記憶させる。 前記電圧信号の電圧が最大となった際の砥石軸の回転
速度Ｒｒｐｍを砥石を取り付けた際の砥石軸の回転速度
と決定する。 ２）振幅測定工程；

【００１８】次ぎのからのステップを経る。 制御装置は、バランサ機器の電圧の許容範囲の分解能
の高い順にｑ（ｑは２から５の整数。）段階に割り当て
された測定レンジの中であって、一番分解能の高いレン
ジを選択する。 アンバランス補正用錘を環状溝に取り付けない状態で
前記回転速度Ｒｒｐｍで砥石回転軸を回転させ、前記振
動計で砥石軸の振幅を検出し、検出した交流信号から制
御装置より砥石軸の振幅Ａを算出し、この振幅を砥石軸
のアンバランス量による振動振幅Ａと制御装置に記憶さ
せる。 アンバランス補正用錘を０度の環状溝に１個取り付
け、前記回転速度Ｒｒｐｍで砥石軸を回転させ、前記振
動計で回転軸の振幅を検出し、検出した交流信号から制
御装置より砥石軸の振幅Ｂを算出し、この振幅Ｂを１個
の錘を取り付けた状態での砥石の遠心力による砥石軸の
振動振幅Ｂと制御装置に記憶させる。

【００１９】アンバランス補正用錘を１２０度の環状
溝に１個取り付け、前記回転速度Ｒｒｐｍで砥石軸を回
転させ、前記振動計で砥石軸の振幅を検出し、検出した
交流信号から制御装置より砥石軸の振幅Ｃを算出し、こ
の振幅Ｃを１個の錘を１２０度ずらして取り付けた状態
での砥石の遠心力による砥石軸の振動振幅Ｃと制御装置
に記憶させる。 アンバランス補正用錘を２４０度の環状溝に１個取り
付け、前記回転速度Ｒｒｐｍで砥石軸を回転させ、前記
振動計で砥石軸の振幅を検出し、検出した交流信号から
制御装置より砥石軸の振幅Ｄを算出し、この回転軸の振
幅Ｄを測定し、この振幅を１個の錘を２４０度ずらして
取り付けた状態での砥石の遠心力による砥石軸の振動振
幅Ｄと制御装置に記憶させる。

【００２０】なお、上記からのステップにおいてＡ
／Ｄ変換器のオ−バ− フロ−が発生した場合は、１段
階下の分解能のレンジに自動的に切り替えられ、振幅が
測定される。Ａ／Ｄ変換器のオ−バ− フロ−が発生す
る毎にレンジは更に、１段階下の分解能のレンジに自動
的に切りかえられ、上記振幅（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が測定
される。

【００２１】３）制御装置の演算部によるアンバランス
補正用錘取り付け位置の算出工程 前記振動振幅Ａを生じる位置の基準位置（０度）からの
位相をφとし、アンバランス補正用錘の遠心力による振
幅をＷとし、Ａ＋Ｂ＋Ｗ＝２Ｓとして、前記位相角φ
を、Ｃ＝ＤまたはＣ＞Ｄのときは

【数７】 より算出し、前記位相角φを、Ｃ＜Ｄのときは

【数８】 より算出し、前記２個のアンバランス補正用錘を基準位
置（０度）に対して取り付ける角度の位置αとβを下記
式で算出する。

【数９】

【００２２】４）アンバランス補正用錘取り付け位置表
示工程 制御装置より表示パネルに信号を送り、表示パネルに基
準位置（０度）に対する上記アンバランス補正用錘取り
付け位置 αとβを表示する。 ５）フランジへのアンバランス補正用錘の取り付け工程 表示パネルに表示されたフランジの環状溝のαとβの位
置にアンバランス補正用錘をそれぞれ取り付ける。

【００２３】バランサ機器が、砥石軸の最適な回転数を
自動的に設定し、かつ、アンバランス補正の錘取り付け
位置も自動的に設定してくれる。

【００２４】本発明の請求項３は、前記聴覚機構部は、
砥石を備える砥石軸を回転させ、砥石軸の軸受または砥
石ヘッドに備えた振動計で検出した加速度電圧の交流信
号を１０Ｈｚ付近にある共振などの信号をバイパスフィ
ルタで低減し、ついで低減された信号を１０〜１００倍
までプレ増幅し、プレ増幅された信号のうち測定に不必
要な高い周波数の信号を可変ロ−パスフィルタで低減さ
せ、これを可変増幅し、増幅器によりイヤホ−ンに出力
して可聴可能としたものであることを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】

【実施例】以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に説
明する。図１は本発明方法を実施するバランサ−機器を
具備した平面研削装置の側面図、図２は平面研削装置の
斜視図、図３は研削装置の砥石軸部分の部分拡大図、図
４は砥石を正面側から見た正面図、図５は本発明の実施
例を示すベクトル線図、図６は本発明に用いるバランサ
−機器の信号検出回路、センサ信号増幅回路および電源
回路を示す図、図７はバランサ−機器の回転速度設定画
面における表示板部分の拡大図、図８はバランス角度設
定画面における表示板部分の拡大図である。

【００２６】図１において、図１および図２において、
１は平面研削装置、２はワ−ク、３は砥石、４は水平方
向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なテ−ブル、５は作業台
部、６は電磁チャック、７は前後方向（Ｚ軸方向）に往
復移動可能なサドル、８は操作盤、８ａは砥石の切り込
み開始点位置検出Ｏｎ−Ｏｆｆスウィッチ、８ｂは砥石
上下切り込み手動パルス発生器ボタン、９はコラム、１
０は砥石ヘッド、１１は砥石回転軸、１２は砥石３を垂
直方向（Ｙ軸方向）に移動する昇降機構、１３はモ−タ
−、１４は螺合体、１５はネジ軸、１６は軸受、１７は
安全保護カバ−、１８はＣＰＵ、１９は研削液供給ノズ
ル、２０はバランサ−機器、２１は振動計、Ｍ１とＭ２
はモ−タ−、２０１は表示パネル、２０２は回転速度ラ
ンク選択スウィッチ、２０３は設定（ＳＥＴ）ボタン、
２０４は振幅測定ボタン、２０５は電圧の分解能表示Ｌ
ＥＤ、２０６は振動計用コネクタ、２０７はセンサ（振
動計）接続電線、２０８はイヤホンである。

【００２７】図４において、３は回転体である砥石、３
ａは砥石表面に貼付された０度から３６０度の目盛を記
載したラベル、１１は回転軸、２２はフランジ、２２ａ
は回転軸の中心点から半径ｒの円上にある環状溝、ｍ１
とｍ２は質量の等しいアンバランス用錘で、前記環状溝
２２ａ内を自由に移動、または前記環状溝２２ａから取
り外し自在となっている。

【００２８】バランサ機器２０のアナログ回路は、図６
に示すように信号検出回路、センサ信号増幅回路、電源
回路の３つのブロックに分かれ、独立した基板で構成さ
れている。信号検出回路の基板では、センサ（振動計２
１）への電源供給および信号の増幅（プレアンプ）を行
なう。センサとしては、株式会社小野測器の加速度ピッ
クアップ ＮＰ−３３０ＯＫ（商品名：感度 １０ｍＶ
／ｍｓ^-1）を用いた。センサ信号増幅回路は、入力され
た信号を増幅して特定周波数の信号を抽出し、制御回路
へ出力するもので、増幅率、特定周波数は制御回路の信
号により制御される。電源回路は、アナログ回路および
デジタル回路（制御回路）へ各機能を動作させるための
電力を供給する。

【００２９】かかるバランサ機器２０を用いて回転体で
ある砥石３の適切な回転速度の設定は下記のからの
ステップを経る。 フランジ２２を介して研削装置１の砥石軸（回転軸）
１１に砥石３を取り付け、回転体を備える回転軸を回転
させ、回転軸の軸受または砥石ヘッドの加速度電圧を振
動計２１で検出する。周波数をｆ、回転角速度をω、回
転数をｒとすると、 ω＝２Πｆ、 ｒ＝３６０／ω、ｒ＝３６０／２Πｆ の関係がある。回転軸の回転速度を加速（言いかえれば
周波数を暫時減数）し、これをｘ軸に、その際の振幅を
ｙ軸にバランサ−機器は表示可能としてもよい。振幅は
電圧として表示される。

【００３０】振動計２１で検出した交流信号を１０Ｈ
ｚ付近にある共振などの信号をハイパスフィルタ（ＨＰ
Ｆ）で低減し、ついで低減された信号を１０〜１００倍
までプレ増幅し、プレ増幅された信号のうち測定に不必
要な高い周波数の信号を可変ロ−パスフィルタ（可変Ｌ
ＰＦ）で低減させ、これを可変増幅したのちに、可変バ
ンドパスフィルタ（可変ＢＰＦ）にかけて中心周波数を
通過させ、可変バンドパスフィルタから出力された交流
信号を全波整流し、全波整流された信号を電圧信号にＡ
／Ｄ変換して、制御装置（ＣＰＵ）３０の記憶部に電圧
を出力（平滑）して該記憶部に記憶させる（図６参
照）。 前記圧信号の電圧が最大となった際の回転軸の回転速
度Ｒｒｐｍを該回転体が取り付けた際の回転軸の回転速
度と決定する。

【００３１】上記で決定された回転速度Ｒｒｐｍが、ア
ンバランス状態で予測されうる回転速度Ｘｒｐｍと大幅
に異なるときは、確認のため次ぎの作業をし、その値を
回転軸の最適回転速度Ｒｒｐｍとする。 フランジ２２を介して研削装置１の回転軸１１に砥石
３を取り付け、次ぎにバランサ−機器２０のセットボタ
ン２０３を押して回転速度設定画面（図７参照）とし、
表示板２０１に現れた回転速度の設定値リスト１から５
（図７ではｍ＝１０００ｒｐｍ、ｎ＝４８００ｒｐｍ、
ｋ＝５）より砥石の回転数に適した回転速度（例えば、
１２５０ｒｐｍ）がある回転速度範囲のリスト番号１か
ら５（１．１０００ｒｐｍから１４００ｒｐｍまで）を
選択し、ＲＰＭ ＳＥＬＥＣＴボタン２０２を押して１
を選択し、ついでＳＥＴボタン２０３を押す。

【００３２】選定されたリスト番号１の回転速度を１０
０ｒｐｍ（Ｐ＝１００）毎に１０００ｒｐｍから１４０
０ｒｐｍまで加速させて砥石３を備える回転軸１１を回
転させ、回転軸の軸受または砥石ヘッド１０の加速度電
圧を振動計（加速度ピックアップ）２１で検出する。 振動計２１で検出した交流信号を１０Ｈｚ付近にある
共振などの信号をハイパスフィルタ（ＨＰＦ）で低減
し、ついで低減された信号を１０〜１００倍までプレ増
幅し、プレ増幅された信号のうち測定に不必要な高い周
波数の信号を可変ロ−パスフィルタ（可変ＬＰＦ）で低
減させ、これを可変増幅したのちに、可変バンドパスフ
ィルタ（可変ＢＰＦ）にかけて中心周波数を通過させ、
可変バンドパスフィルタから出力された交流信号を全波
整流し、全波整流された信号を電圧信号にＡ／Ｄ変換し
て、制御装置（ＣＰＵ）３０の記憶部に電圧を出力して
該記憶部に記憶させる）。

【００３３】前記電圧信号の電圧が最大となった際の
回転軸の回転速度Ｒ（例えば１２８０）ｒｐｍを該回転
体が取り付けた際の回転軸の回転速度（Ｒ＝１２８０ｒ
ｐｍ）と決定し、表示パネル２０１に１２８０ｒｐｍを
出力表示する（図１参照）。なお、上記のステップに
おける可変増幅は、この実施例では制御回路からの信号
により利得をＨｉｇｈｔ、Ｍｉｄｄｌｅ、Ｌｏｗの３レ
ンジ（ｑ＝３）に可変した。各レンジの利得は、Ｈｉｇ
ｈｔ ３３．９ｄＢ；Ｍｉｄｄｌｅ ２３．１〜２４．
８ｄＢ；Ｌｏｗ １０．１〜１３．２ｄＢとした。

【００３４】従って、前者のように全部の範囲の加速度
範囲で交流信号を検出してもよいが、予めＸｒｐｍや加
速度範囲、Ｐを定めて交流信号の検出行なう後者の方が
加速度範囲が狭く、短時間で最適回転速度を検出でき
る。

【００３５】上記バランサ機器２０および振動計２１を
用い、一定半径ｒの環状溝２２ａを有し、該環状溝の外
周または内周に０度から３６０度の目盛を有するフラン
ジ２２を介して回転体を回転軸に固定し、前記一定半径
ｒの環状溝の任意位置に質量の等しい２個のアンバラン
ス補正用錘ｍ１およびｍ２を取り付けて回転体のバラン
スを取るには、次の１）から５）の工程を経る。

【００３６】１）上記回転体（砥石）の回転速度の設定
工程；上記表示パネルで砥石の最適回転速度Ｒが１２８
０ｒｐｍと表示されたら、振幅測定ボタン２０４を押
す。ＳＥＴボタン２０３を押し、ＣＰＵ３０に最適回転
速度Ｒを記憶させてから振幅測定ボタン２０４を押すよ
うに設計変更してもよい。また、これらのボタンを押さ
ないで直接、次ぎの工程２）に進むように設計変更して
もよい。

【００３７】２）振幅測定工程；次ぎのからのステ
ップを経る。 前記電圧信号の加速度電圧が最大となった電圧の許容
範囲の分解能の高い順にＨｉｇｈｔ、Ｍｉｄｄｌｅ、Ｌ
ｏｗの３段階（ｑ＝３。Ｈｉｇｈｔ ３３．９ｄＢ；Ｍ
ｉｄｄｌｅ ２３．１〜２４．８ｄＢ；Ｌｏｗ １０．
１〜１３．２ｄＢ）に割り当てされた測定レンジの中
で、一番分解能の高いレンジであるＨｉｇｈｔを制御装
置３０は自動的に選択する（Ｍｉｄｄｌｅ、Ｌｏｗのｄ
Ｂ値は半固定抵抗により利得を調整して上記ｄＢ範囲よ
り選択する。例えば設定された回転速度１２８０ｒｐｍ
における電圧に対し、Ｈｉｇｈｔレンジの許容誤差が
０．０１Ｖｏｌｔ、Ｍｉｄｄｌｅレンジの許容誤差が
０．１Ｖｏｌｔ、Ｌｏｗレンジの許容誤差が１Ｖｏｌｔ
となるようにｄＢを選択する。）。バランサ−機器２０
の表示パネルの画面はレンジ設定画面に変わり、レンジ
切り替え表示ＬＥＤ２０５に採用されているＬＥＤが点
灯され、ついで測定画面へと変わる。

【００３８】アンバランス補正用錘を環状溝に取り付
けない状態で１２８０ｒｐｍで回転軸１１を回転させ、
前記振動計２１で回転軸の振幅を検出し、検出した交流
信号からバランサ−機器２０の制御装置３０より回転軸
の振幅Ａを算出し、この振幅を回転軸のアンバランス量
による振動振幅Ａと制御装置３０の記憶部に記憶させ
る。

【００３９】アンバランス補正用錘ｍ１またはｍ２を
環状溝２２ａの０度の位置に１個取り付け、前記回転速
度１２８０ｒｐｍで回転軸を回転させ、前記振動計で回
転軸の振幅を検出し、検出した交流信号からバランサ−
機器の制御装置より回転軸の振幅Ｂを算出し、この振幅
を１個の錘を取り付けた状態での回転体の遠心力による
回転軸の振動振幅Ｂと制御装置３０の記憶部に記憶させ
る。 アンバランス補正用錘を環状溝の１２０度の位置に１
個取り付け、１２８０ｒｐｍで回転軸１１を回転させ、
前記振動計で回転軸の振幅を検出し、検出した交流信号
からバランサ−機器の制御装置より回転軸の振幅Ｃを算
出し、この振幅を１個の錘を１２０度ずらして取り付け
た状態での回転体の遠心力による回転軸の振動振幅Ｃと
制御装置３０の記憶部に記憶させる。

【００４０】アンバランス補正用錘を環状溝２２ａの
２４０度の位置に１個取り付け、前記回転速度１２８０
ｒｐｍで回転軸を回転させ、前記振動計で回転軸の振幅
を検出し、検出した交流信号からバランサ−機器の制御
装置より回転軸の振幅Ｄを算出し、この振幅を１個の錘
を２４０度ずらして取り付けた状態での回転体の遠心力
による回転軸の振動振幅Ｄと制御装置３０の記憶部に記
憶させる。

【００４１】上記からのステップにおいてＡ／Ｄ変
換器にオ−バ− フロ−が発生した場合は、１段階下の
分解能のレンジＭｉｄｄｌｅに自動的に切り替えられ、
振幅が測定される。Ａ／Ｄ変換器にオ−バ− フロ−が
発生する毎にレンジは更に、１段階下の分解能のレンジ
に切り替えられ、前記振幅（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が測定さ
れる。

【００４２】３）制御装置の演算部によるアンバランス
補正用錘取り付け位置の算出工程 前記振動振幅Ａを生じる位置の基準位置（０度）からの
位相をφとし、アンバランス補正用錘の遠心力による振
幅をＷとし、Ａ＋Ｂ＋Ｗ＝２Ｓとして、前記位相角φ
を、Ｃ＝ＤまたはＣ＞Ｄのときは

【数１０】 より算出し、前記位相角φを、Ｃ＜Ｄのときは

【数１１】 より算出し、前記２個のアンバランス補正用錘を基準位
置の０度に対して取り付ける角度の位置αとβを下記式
でＣＰＵ３０の演算部で算出する。

【数１２】

【００４３】４）アンバランス補正用錘取り付け位置表
示工程 制御装置３０よりバランサ−機器２０に信号を送り、表
示パネル２０１に基準位置（０度）に対するアンバラン
ス補正用錘取り付け位置（角度）αとβを表示する（図
８参照）。 ５）フランジへのアンバランス補正用錘の取り付け工程 表示パネル２０１に表示されたフランジの環状溝のαと
βの位置にアンバランス補正用錘を作業者はそれぞれ取
り付ける。

【００４４】上記実施例では、０度から３６０度の目盛
を振ったラベルを砥石の表面に貼付した例を記載した
が、０度から３６０度の目盛はフランジ２２に刻印して
もよい。また、加速度域Ｐは実施例では１００ｒｐｍで
行なったが、１０ｒｐｍ毎で行なってもよい。さらに、
回転体の適切な回転速度と思われる回転速度Ｘｒｐｍの
入力をバランサ−機器２０の回転速度設定スウィッチ２
０２で行なう例を示したが、制御装置３０にパソコンで
回転体の適切な回転速度と思われる回転速度Ｘｒｐｍを
入力するように設計してもよい。その際は、該回転速度
Ｘｒｐｍを含む前後の回転速度をＰ（Ｐは１０〜１０
０の数）ｒｐｍ毎に加速させて回転体（砥石）を備える
回転軸を回転させる。

【００４５】ワ−クへの砥石の接触は、砥石軸を手動パ
ルス発生器ボタン８ｂをＯｎして垂直方向（Ｙ軸）に下
降させて行った際、イヤホ−ン２０８を介して増幅器に
より可聴となった通常の砥石軸の振動音がワ−クに砥石
が接触して大きな変化音を聞いたときである。

【００４６】

【発明の効果】本発明の研削装置は、砥石のアンバラン
スの修正と、砥石のワ−クの接触を確認できる両方の機
能を備えたバランサ機器を用いるので、従来のようにバ
ランサ機器とギャップエリミネ−タの２つの機器を付属
させる必要がない。また、砥石に適した回転速度の設
定、アンバランス補正のための錘を付ける位置の計算を
自動的に行うことができるので、特公平５−７３１６８
号公報記載のバランシング方法と比較して作業者の手間
を省くことができる。かつ、イヤホ−ンで聴く音は、フ
ィルタ−で機械本体からの雑音が除去された音を聴くの
で耳への衝撃は小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明方法を実施するバランサ機器を具備し
た平面研削盤の側面図である。

【図２】 平面研削盤の斜視図である。

【図３】 研削盤の回転体部分の部分拡大図である。

【図４】 回転体を正面側から見た正面図である。

【図５】 本発明の実施例を示すベクトル線図である。

【図６】 本発明に用いるバランサ機器の信号検出回
路、センサ信号増幅回路および電源回路を示す図であ
る。

【図７】 バランサ機器の回転速度設定画面における表
示板部分の拡大図である。

【図８】 バランス角度設定画面における表示板部分の
拡大図である。

【符号の説明】

１ 研削装置 ２ ワ−ク ３ 砥石 ３ａ 角度目盛 ４ テ−ブル ７ サドル １０ 砥石ヘッド １１ 砥石軸 ２０ バランサ機器 ２１ 振動計 ２２ フランジ ２２ａ 環状溝 ｍ１、ｍ２ 錘 ３０ 制御装置 ２０８ イヤホ−ン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石のバランス調整を行なうバランサ機
   能とワ−クに対する砥石の接触をヘッドホ−ンで確認す
   る機能とを備えるバランサ機器を具備した研削装置であ
   って、前記バランサ機器は、下記の（１）砥石軸のバラ
   ンサ−機構部と（２）聴覚機構部とを備えることを特徴
   とする研削装置。 （１）一定半径ｒの環状溝を有するフランジを介して円
   盤状砥石を砥石軸に固定し、砥石を備える砥石軸を回転
   させ、砥石軸の軸受または砥石ヘッドに備えた振動計で
   検出した加速度電圧の交流信号を１０Ｈｚ付近にある共
   振などの信号をバイパスフィルタで低減し、ついで低減
   された信号を１０〜１００倍までプレ増幅し、プレ増幅
   された信号のうち測定に不必要な高い周波数の信号を可
   変ロ−パスフィルタで低減させ、これを可変増幅したの
   ちに、可変バンドパスフィルタにかけて中心周波数を通
   過させ、可変バンドパスフィルタから出力された交流信
   号を全波整流し、全波整流された信号を電圧信号に変換
   し、これを制御装置の記憶部に電圧を出力して記憶させ
   るバランサ−機構部と、 （２）前記振動計で検出した加速度電圧の交流信号を１
   ０Ｈｚ付近にある共振などの信号をバイパスフィルタで
   低減し、ついで低減された信号を１０〜１００倍までプ
   レ増幅し、プレ増幅された信号のうち測定に不必要な高
   い周波数の信号を可変ロ−パスフィルタで低減させ、こ
   れを可変増幅したのちに、増幅器を経てイヤホ−ンに出
   力する聴覚機構部。
2. 【請求項２】 バランサ−機構部は、一定半径ｒの環状
   溝を有するフランジを介して、該環状溝の外周または内
   周の位置に０度から３６０度の目盛が配置されるように
   該目盛を略中央部に付した砥石を回転軸に固定し、前記
   一定半径ｒの環状溝の任意位置に質量の等しい２個のア
   ンバランス補正用錘を取り付けて砥石のバランスを取る
   自動バランシング機構部であって、次の１）から５）の
   工程を経て砥石軸の自動バランスを取ることができるも
   のである、請求項１に記載の研削装置。 １）砥石軸の回転速度の設定工程；次ぎのからのス
   テップを経て設定する。 砥石を備える砥石軸を回転させ、砥石軸の軸受または
   砥石ヘッドの加速度電圧を振動計で検出する。 振動計で検出した加速度電圧の交流信号をフィルタに
   通して砥石軸の回転数と一致しない信号を除いた全波整
   流とし、これを電圧信号に変換し、制御装置の記憶部に
   記憶させる。 前記電圧信号の電圧が最大となった際の砥石軸の回転
   速度Ｒｒｐｍを砥石を取り付けた際の砥石軸の回転速度
   と決定する。 ２）振幅測定工程；次ぎのからのステップを経る。 制御装置は、バランサ機器の電圧の許容範囲の分解能
   の高い順にｑ（ｑは２から５の整数。）段階に割り当て
   された測定レンジの中であって、一番分解能の高いレン
   ジを選択する。 アンバランス補正用錘を環状溝に取り付けない状態で
   前記回転速度Ｒｒｐｍで砥石軸を回転させ、前記振動計
   で砥石軸の振幅を検出し、検出した交流信号から制御装
   置より砥石軸の振幅Ａを算出し、この振幅を砥石軸のア
   ンバランス量による振動振幅Ａと制御装置に記憶させ
   る。 アンバランス補正用錘を０度の環状溝に１個取り付
   け、前記回転速度Ｒｒｐｍで砥石軸を回転させ、前記振
   動計で砥石軸の振幅を検出し、検出した交流信号から制
   御装置より砥石軸の振幅Ｂを算出し、この振幅Ｂを１個
   の錘を取り付けた状態での砥石の遠心力による砥石軸の
   振動振幅Ｂと制御装置に記憶させる。 アンバランス補正用錘を１２０度の環状溝に１個取り
   付け、前記回転速度Ｒｒｐｍで砥石軸を回転させ、前記
   振動計で砥石軸の振幅を検出し、検出した交流信号から
   制御装置より砥石軸の振幅Ｃを算出し、この振幅Ｃを１
   個の錘を１２０度ずらして取り付けた状態での砥石の遠
   心力による砥石軸の振動振幅Ｃと制御装置に記憶させ
   る。 アンバランス補正用錘を２４０度の環状溝に１個取り
   付け、前記回転速度Ｒｒｐｍで砥石軸を回転させ、前記
   振動計で砥石軸の振幅を検出し、検出した交流信号から
   制御装置より砥石軸の振幅Ｄを算出し、この砥石軸の振
   幅Ｄを測定し、この振幅を１個の錘を２４０度ずらして
   取り付けた状態での砥石の遠心力による砥石軸の振動振
   幅Ｄと制御装置に記憶させる。なお、上記からのス
   テップにおいてＡ／Ｄ変換器のオ−バ− フロ−が発生
   した場合は、１段階下の分解能のレンジに自動的に切り
   替えられ、振幅が測定される。Ａ／Ｄ変換器のオ−バ−
   フロ−が発生する毎にレンジは更に、１段階下の分解
   能のレンジに自動的に切りかえられ、上記振幅（Ａ，
   Ｂ，Ｃ，Ｄ）が測定される。 ３）制御装置の演算部によるアンバランス補正用錘取り
   付け位置の算出工程 前記振動振幅Ａを生じる位置の基準位置（０度）からの
   位相をφとし、アンバランス補正用錘の遠心力による振
   幅をＷとし、Ａ＋Ｂ＋Ｗ＝２Ｓとして、前記位相角φ
   を、Ｃ＝ＤまたはＣ＞Ｄのときは 【数１】 より算出し、前記位相角φを、Ｃ＜Ｄのときは 【数２】 より算出し、前記２個のアンバランス補正用錘を基準位
   置（０度）に対して取り付ける角度の位置αとβを下記
   式で算出する。 【数３】 ４）アンバランス補正用錘取り付け位置表示工程 制御装置より表示パネルに信号を送り、表示パネルに基
   準位置（０度）に対する上記アンバランス補正用錘取り
   付け位置 αとβを表示する。 ５）フランジへのアンバランス補正用錘の取り付け工程 表示パネルに表示されたフランジの環状溝のαとβの位
   置にアンバランス補正用錘をそれぞれ取り付ける。
3. 【請求項３】 聴覚機構部は、砥石を備える砥石軸を回
   転させ、砥石軸の軸受または砥石ヘッドに備えた振動計
   で検出した加速度電圧の交流信号を１０Ｈｚ付近にある
   共振などの信号をバイパスフィルタで低減し、ついで低
   減された信号を１０〜１００倍までプレ増幅し、プレ増
   幅された信号のうち測定に不必要な高い周波数の信号を
   可変ロ−パスフィルタで低減させ、これを可変増幅し、
   増幅器によりイヤホ−ンに出力して可聴可能としたもの
   である、請求項１に記載の研削装置。