JP2014139535A - Centering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転軸同士を合わせる芯出し装置に関する。 The present invention relates to a centering device for aligning rotating shafts.
回転軸同士を固定して回転させる場合、軸同士がずれていると、回転させたときに振動が発生し、連結部分から異音が発生したり、各部の破壊を起こすおそれがある。それらを防ぐために、芯出しという作業が必要になる。この芯出し作業とは、二つの軸の平行ずれや傾きずれを修正する作業のことである。 When the rotating shafts are fixed and rotated, if the shafts are deviated from each other, vibrations are generated when the rotating shafts are rotated, and there is a possibility that abnormal noise may be generated from the connecting portion or each portion may be broken. In order to prevent them, the work of centering is necessary. The centering operation is an operation for correcting the parallel deviation and the inclination deviation between the two axes.
従来では、モータ軸と駆動対象軸とを物理的に接続させ、軸を回転させながら手作業で芯出し作業を行っている。しかしながら、この芯出し作業には、精度を出すために高度な技術が必要である。そのため、作業者の熟練度により精度がばらついてしまう。また、芯出し作業の際、物理的に軸同士を接続し、回転させなければ芯出し作業ができないため、作業中に軸を傷付けるおそれがある。さらに、駆動対象軸を回転させることが難しい場合、高精度な芯出し作業を行うことができない。 Conventionally, the motor shaft and the drive target shaft are physically connected, and the centering operation is performed manually while rotating the shaft. However, this centering operation requires advanced technology in order to achieve accuracy. Therefore, the accuracy varies depending on the skill level of the operator. Further, since the centering operation cannot be performed unless the shafts are physically connected and rotated during the centering operation, the shaft may be damaged during the operation. Furthermore, when it is difficult to rotate the drive target shaft, a highly accurate centering operation cannot be performed.
上述したように、従来の手作業による芯出し作業では、高度な技術が必要であり、作業者の熟練度によって精度のばらつきが大きい。また、芯出し作業の際、物理的に軸同士を接続し、回転させる必要があるため、軸を傷付けるおそれがある。
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、軸同士を接触させることなく高精度に芯出しを可能にする芯出し装置を提供することにある。
As described above, the conventional manual centering operation requires a high level of technology, and the accuracy varies greatly depending on the skill level of the operator. Moreover, since it is necessary to physically connect and rotate the shafts during the centering operation, the shafts may be damaged.
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a centering device that enables centering with high accuracy without bringing the shafts into contact with each other.
上記目的を達成するために、この発明に係る芯出し装置の一態様は、モータ軸と対象軸との芯出し作業を行う芯出し装置において、前記モータ軸を回転させながら、前記モータ軸の中心軸上から前記対象軸の端面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記対象軸の端面からの反射光を受光する受光手段と、前記受光された反射光の強度の変化点に基づいて、前記モータ軸と対象軸との芯ずれを検出するずれ検出手段とを具備するものである。 In order to achieve the above object, an aspect of a centering apparatus according to the present invention is a centering apparatus that performs a centering operation between a motor shaft and a target shaft, while rotating the motor shaft, the center of the motor shaft. Based on a laser beam irradiating means for irradiating the end surface of the target axis from the axis with a laser beam, a light receiving means for receiving reflected light from the end surface of the target axis, and a change point of the intensity of the received reflected light And a deviation detecting means for detecting a misalignment between the motor shaft and the target axis.
上記構成によれば、モータ軸から照射されたレーザ光による対象軸の端面からの反射応答を検出することで、反射強度の変化点から対象軸の端面の縁を正確に検出することが可能となる。このようにレーザ光を用いることで、モータ軸と対象軸とを物理的に接続することなく非接触で精度良く芯ずれを検出することが可能となる。 According to the above configuration, it is possible to accurately detect the edge of the end surface of the target shaft from the change point of the reflection intensity by detecting the reflection response from the end surface of the target shaft by the laser light irradiated from the motor shaft. Become. By using the laser beam in this way, it is possible to detect misalignment with high accuracy in a non-contact manner without physically connecting the motor shaft and the target shaft.
すなわちこの発明によれば、軸同士を接触させることなく高精度に芯出しを可能にする芯出し装置を提供することが可能となる。 That is, according to the present invention, it is possible to provide a centering device that enables centering with high accuracy without bringing the shafts into contact with each other.
以下、図面を参照してこの発明に係る実施形態を説明する。
図1は、本実施形態に係る芯出し装置3の構成を示すブロック図である。この芯出し装置3は、サーボモータ軸10と駆動対象軸2との芯出し作業を行うもので、図2(a)に示すような芯の平行ずれ、及び図2(b)に示すような芯の傾きずれを検出し、このような芯ずれを修正する機構を有する。以降、芯の平行ずれ、及び芯の傾きずれについては、特に区別しない限り、芯ずれと表記する。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
サーボモータ1には、レーザ光照射部11と受光素子12が取り付けられる。レーザ光照射部11は、中空となっているサーボモータ軸10の内部に設置され、サーボモータ軸10から駆動対象軸2の端面に対してレーザ光を照射する。また、レーザ光照射部11は、レーザ光の照射角度を調整するための構造を持つ。レーザ光の照射角度は、圧電素子等のアクチュエータにより調整することができる。例えば、図3(a)に示すように、圧電素子によりレーザ光発振器を駆動させる構造や、図3(b)に示すように、レーザ光発振器はサーボモータ軸10に固定し、鏡を圧電素子により駆動させる構造等がある。
A laser
これにより、図4(a),(b)に示すように、駆動対象軸2の位置が変更されている場合、又は図4(a),(c)で示すように、駆動対象軸2の直径が異なる場合であっても、レーザ光の照射角度が調整できるため、それぞれの場合に適したレーザ光を照射することが可能となる。上記レーザ光の照射角度は、後述する照射角度制御部341により制御される。
Thereby, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the position of the
また、図5に示すように、レーザ光照射部11は、サーボモータ軸10を回転すると一緒に回転し、回転しながらレーザ光を駆動対象軸2の端面に照射する。
受光素子12は、サーボモータ軸10の先に取り付けられ、レーザ光照射部11から駆動対象軸2の端面へ照射されたレーザ光の反射光を検出する。このとき、レーザ光は、斜めに照射されているため、駆動対象軸2の端面が完全反射面であれば、サーボモータ軸10の外側に反射され、反射光を受光素子12で検出できないことになる。しかし実際にはレーザ光は拡散反射されるため、受光素子12で反射光を検出することができる。また、図6に示すように、駆動対象軸2の端面を横断してレーザ光を照射すると、端面の縁で反射光の強度が変化する。その強度の変化点が、端面の縁として受光素子12により検出される。
Further, as shown in FIG. 5, the laser
The
次に、芯出し装置3について説明する。図1に示すように、芯出し装置3は、データ取得部31と、記憶部32と、ずれ検出部33と、制御部34とを有する。ずれ検出部33は、芯ずれ量を定量的に算出する算出部331を有する。制御部34は、上記レーザ光照射部11におけるレーザ光の照射角度を制御する照射角度制御部341と、モータ固定台4を制御するモータ固定台制御部342と、サーボモータ軸10を回転させるモータ軸回転制御部343を有する。
Next, the
データ取得部31は、受光素子12により検出される反射光の強度等のデータを取得する。
図7は、駆動対象軸2に対するレーザ光の照射方法を示す図である。例えば、データを取得するためのレーザ光の照射方法としては、次のような照射方法1〜3が挙げられる。
The
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of irradiating the
(照射方法1)図7(a)に示すように、駆動対象軸2の端面全体を走査しながらレーザ光を照射し、サーボモータ軸10を1回転させる。
(照射方法2)図7(b)に示すように、駆動対象軸2の端面の縁近辺を走査しながらレーザ光を照射し、サーボモータ軸10を1回転させる。
(照射方法3)図7(c)に示すように、レーザ光の照射角度は変えずにサーボモータ軸10を1回転させる。
(Irradiation Method 1) As shown in FIG. 7A, the
(Irradiation Method 2) As shown in FIG. 7B, laser light is irradiated while scanning the vicinity of the edge of the end face of the
(Irradiation Method 3) As shown in FIG. 7C, the
データ取得部31は、上記照射方法1〜3のような動作により受光素子12で検出されるデータを取得し、記憶部32に記憶する。
ずれ検出部33は、記憶部32に記憶されたデータに基づいて芯ずれを検出する。ここでは、ずれ検出部33内の算出部331により、芯ずれ量を定量的に算出することができる。
上記照射方法1及び照射方法2の場合は、サーボモータ軸10を1回転させると駆動対象軸2の端面の縁が円もしくは楕円として検出される。また、照射方法1及び照射方法2の場合は、駆動対象軸2の端面の縁に欠け、歪みにより強度の変化が曖昧になったとしても、駆動対象軸2端面の縁は、他点からの補完により円もしくは楕円として確定される。
The
The
In the case of the
照射方法3の場合は、レーザ光の照射角度により変化点が現れない場合がある。例えば図7(c)の場合は、レーザ光の照射角度が小さすぎて変化点は現れない。このような場合は、制御部34の照射角度制御部341によりレーザ光の照射角度を変えて、再度レーザ光を照射しながらサーボモータ軸10を1回転させる。その動作を繰り返し、反射光の強度の変化点を検出する。円もしくは楕円として確定させるために、変化点は少なくとも5箇所検出させる。例えば、楕円を確定させるためには、変化点として、楕円の長軸の値、楕円の短軸の値、楕円の中心座標(x座標及びy座標)及び長軸のx軸に対する傾きを検出する。
In the case of the
上記照射方法でレーザ光を照射し、駆動対象軸2の端面からの反射光の強度の変化点を検出することにより、駆動対象軸2の端面の縁が円もしくは楕円として確定される。傾きずれがある場合、縁は楕円として検出される。また、傾きずれがない場合、縁は円として検出される。
The edge of the end surface of the
図8は、サーボモータ軸10の中心軸を基準として、平行ずれ、及び傾きずれがある場合における駆動対象軸2端面の縁を示す図である。図8において、Aが楕円の長軸、Bが短軸、Cが楕円の中心である。また、座標原点からC点までのずれが、平行ずれ量に相当する。また、A:Bの比が、傾きずれ量に相当する。また、Aとx軸のなす角度が、駆動対象軸2の傾き方向となる。
次に、算出部331は、レーザ光照射部11の位置、駆動対象軸2端面におけるレーザ光の反射点、及び受光素子12の位置でレーザ変位計の方法を用いて、サーボモータ軸10の先から駆動対象軸2の端面までの距離を測定する。したがって、算出部331は、測定したサーボモータ軸10の先から駆動対象軸2の端面までの距離と検出されたサーボモータ軸10の座標系の楕円から、三角測量の方法を用いて、定量的な芯ずれ量を計算により求めることができる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an edge of the end surface of the
Next, the
そして、制御部34のモータ固定台制御部342は、ずれ検出部33の算出部331により算出された定量的な芯ずれ量に基づいて、サーボモータ軸10と駆動対象軸2とを一致させるように、モータ固定台4の位置を制御する。
Then, the motor fixing
以上のように、本実施形態では、サーボモータ軸10を1回転させながら、レーザ光照射部11により駆動対象軸2(芯出し作業を行う軸)の端面にレーザ光を照射し、受光素子12により駆動対象軸2の端面からの反射光を受光する。ずれ検出部33は、受光された反射光の強度の変化点により駆動対象軸2の端面の縁を円もしくは楕円として検出する。このとき、ずれ検出部33において、楕円が検出されれば傾きずれ、座標原点から円の中心点がずれていれば平行ずれとして、芯ずれの有無を検出することができる。さらに、この芯出し装置は、レーザ光を用いることで、芯出し作業中に軸同士を物理的に接続する必要がないため、軸に傷を付けてしまうことを防ぐことができる。
As described above, in this embodiment, while rotating the
したがって、本実施形態によれば、軸同士を接触させることなく高精度に芯出しを可能にする芯出し装置を提供することが可能となる。
また、算出部331により、駆動対象軸2のずれ方向、及びサーボモータ軸10の先から駆動対象軸2端面までの距離が算出できる。このため、駆動対象軸2の平行ずれ量、及び傾きずれ量を定量的に求めることが可能となる。したがって、平行ずれ、及び傾きずれを調整するためのモータ固定台4の動かすべき量が定量的に求められる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a centering device that enables centering with high accuracy without bringing the shafts into contact with each other.
Further, the
また、モータ固定台制御部342を備え、算出部331で求められた算出結果から、サーボモータ軸10と駆動対象軸2とを一致させるように制御する。これにより、作業者が行っていた芯出し作業をモータ固定台制御部342で行うことが可能となる。したがって、軸同士を物理的に接続するためのアタッチメント等の取り付けが不要となる。また、作業者の熟練度に左右されず、芯出し作業が可能となる。
Further, the motor fixing
また、芯出し作業において、駆動対象軸2を回転させる必要がないため、駆動対象軸2を回転させることが難しい状況の場合でも、芯出し作業を行うことができる。
また、レーザ光照射部11は、レーザ光の照射角度を調整するための構造を持つ。このため、サーボモータ軸10から駆動対象軸2までの距離が変更になった場合や駆動対象軸2の直径が異なる場合でも対応することが可能となる。
Further, since it is not necessary to rotate the
The laser
なお、上記実施形態では、モータ固定台制御部342によりサーボモータ軸10と駆動対象軸2とを一致させるように制御しているが、定量的な芯ずれ量を取得した作業者が芯出し作業を行ってもよい。
要するに、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
In the above embodiment, the motor fixing
In short, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
1…サーボモータ、10…サーボモータ軸、11…レーザ光照射部、12…受光素子、2…駆動対象軸、3…芯出し装置、31…データ取得部、32…記憶部、33…ずれ検出部、331…算出部、34…制御部、341…照射角度制御部、342…モータ固定台制御部、343…モータ軸回転制御部、4…モータ固定台。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記モータ軸を回転させながら、前記モータ軸の中心軸上から前記対象軸の端面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
前記対象軸の端面からの反射光を受光する受光手段と、
前記受光された反射光の強度の変化点に基づいて、前記モータ軸と対象軸との芯ずれを検出するずれ検出手段と
を具備することを特徴とする芯出し装置。 In the centering device that performs the centering work of the motor shaft and the target shaft,
Laser light irradiation means for irradiating the end surface of the target shaft from the central axis of the motor shaft while rotating the motor shaft;
A light receiving means for receiving reflected light from the end face of the target axis;
A centering device comprising: a misalignment detecting means for detecting misalignment between the motor shaft and a target shaft based on a change point of the intensity of the received reflected light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013008545A JP2014139535A (en) | 2013-01-21 | 2013-01-21 | Centering device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=51416305
Family Applications (1)
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JP2013008545A Pending JP2014139535A (en) | 2013-01-21 | 2013-01-21 | Centering device |
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JP (1) | JP2014139535A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106197271A (en) * | 2016-07-06 | 2016-12-07 | 东莞市阳腾自动化科技有限公司 | A kind of motor shaft core detection device |
-
2013
- 2013-01-21 JP JP2013008545A patent/JP2014139535A/en active Pending
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CN106197271A (en) * | 2016-07-06 | 2016-12-07 | 东莞市阳腾自动化科技有限公司 | A kind of motor shaft core detection device |
CN106197271B (en) * | 2016-07-06 | 2019-01-15 | 东莞阳腾云智能科技有限公司 | A kind of motor central spindle detection device |
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