JP2016017751A - 工作物のバランス測定方法、バランス修正加工方法及びそれを用いた工作機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
回転中心線に一線に配置された一対の固定センタ1、2のそれぞれに加わる力を測定する力センサ5、6を設け、各力センサ5、6のそれぞれから出力される信号に基づいて、アンバランスを生じさせる質量が、回転中心線方向のどの位置に存在するかを演算する。また、アンバランスを生じさせる質量の存在する位相角を、力が最大となる位置で求める。これらのデータを工作機械の制御装置14に演算させることにより、工作物wのバランス測定や修正加工を実施する。
【選択図】図1
Description
この旋盤は、主軸台に回転可能に装着された主軸に固定されたチャックと、このチャックに対向する位置に設けられた心押台に支持された心押軸とを備えている。
また主軸に対応してこれの回転角を検出するための角度検出用センサが設けられており、さらに主軸台と、これに対向して配置された心押台には振動センサが設けられている。そして、主軸台側及び心押台にそれぞれ設けられた振動センサの出力信号と、角度検出用センサの主軸回転角信号とから、アンバランス量とアンバランスの方向を示す位相が求められる。
こうして得られたデータに基づいて修正加工を旋盤に実行させ、予め決められた位置(工作物のフランジ部)に対してバランス修正加工を行っている。
また、他の公知文献としては、例えば特許文献2〜4などが存在している。
図1において、研削盤100は、回転中心線10上に一線状に配置された一対の固定センタ1、2を備えている。図中左側の固定センタ1は固定主軸3を介して非回転状態に位置保持されており、右側の固定センタ2は心押軸4を介して非回転状態に位置保持されている。固定主軸3は図示しない主軸台に固定されており、また心押軸4は図示しない心押台に固定されている。
尚、力センサ5、6として歪みゲージ式のセンサを用いる場合には、水平面内における各固定センタ1、2の側面に歪みゲージ式のセンサを貼り付けて、力センサ5、6の水平方向の歪みを測定して、力を算出する。この場合、固定センタ1、2は、先部7と基部8に分離されておらず、一体素材の構造物である。
研削盤100は、制御装置14を備えている。制御装置14は、各力センサ5、6及び角度検出用センサ12から出力される信号を取得する。制御装置14内の計算機15は、これらの信号に基づいて後述するように工作物wのアンバランスを生じさせる質量、その存在する位相角θ及び、回転中心線10方向における位置を演算する。
まず、マスターワークa100を研削盤100に装着する(図2)。マスターワークa100は、バランスのとれたものであり、目標形状を有した工作物wである。研削盤100へのマスターワークa100の支持には、工作物wと同様にケレ11とジグ16を用いる。マスターワークa100は、バランスさえ取れていれば、工作物wと同程度の直径で単純な円柱体であっても測定上は代用可能である。
砥石13を工作物wから離反させておき、工作物wを回転させる。
尚、力センサ5,6として歪みゲージを用いた場合には、距離L1、L2は支点軸9からの距離では無く、固定センタ1、2の先端からの距離である。
力d1、d2が予め定めた大きさを超えるか否かを判断し、この判断が否であるとき、バランス修正加工を実施する。
これによりアンバランスの質量Qが予め定めた一定量より小さくされ、ぶれ量を少なくできるので、この状態の工作物wをより早い回転速度で回転させることができる。
第1の態様は、工作物wの回転を止めた状態で、工作物wの切除箇所を砥石13に切り込ませた後に砥石13から離反させる処理を予め定めた比較的短い周期で繰り返すように実施するものである。この態様では、また砥石13と工作物wが離反したときにこれらの間に研削液を流入させて、研削中の砥石13及び工作物wの間に生じる過大な研削熱に起因した工作物wの研削焼けを防止する。研削焼けの起こりにくい工作物wでは、砥石を反転させることなく連続的に切り込んでも良い。
ボールベアリング17は軸部7dの雄ネジに螺着されたナット部材21で軸部7dからの離脱を規制されており、また面板19の内周箇所にはボールベアリング17に向けダストが進入するのを規制するダストシール22が装着されている。その他の点は研削盤100と変わりない。
1、2 固定センタ
5、6 力センサ
10 回転中心線
12 角度検出用センサ
13 砥石
14 数値制御装置
w 工作物
α、β、γ 位相角
Claims (7)
- 回転中心線上に一線に配置された一対の固定センタにそれぞれの同一面内においてアンバランスにより生じる力を測定する力センサを設け、前記固定センタの間に工作物の両端部を保持させた状態で、該工作物を前記回転中心線回りへ回転させ、前記力センサのそれぞれから出力される信号を取得し、当該取得した信号に基づいて、前記工作物のアンバランスを生じさせる質量の存在する前記回転中心線方向における位置を演算することを特徴とする工作物のバランス測定方法。
- 回転中心線上に一線状に配置された一対の固定センタにそれぞれの同一面内においてアンバランスにより生じる力を測定する力センサを設け、前記固定センタの間に工作物の両端部を保持させた状態で、前記工作物を前記回転中心線回りへ回転させ、前記力センサのそれぞれから出力される信号、及び、前記工作物の回転角を測定する角度検出用センサから出力される信号を取得し、当該取得した信号に基づいて、前記工作物のアンバランスを生じさせる質量と、当該質量の存在する前記回転中心線方向における位置を演算し、
前記工作物を加工しバランスさせるバランス修正加工を、前記工作物のアンバランスを生じさせる質量と、当該質量の存在する前記回転中心線方向における位置、及び角度検出用センサから出力される信号に基づいて実行することを特徴とする工作物のバランス修正加工方法。
- 請求項2において、前記工作物を回転させる速度が違う状態で測定された力、位相角を用いて、バランス修正加工を二回以上実行するものであって、後のバランス修正加工の際に用いる力、位相角は、最初のバランス修正加工の際に用いる力、位相角よりも早い回転速度で前記工作物を回転させて取得されたものであることを特徴とする工作機械による工作物のバランス修正加工方法。
- 請求項2において、前記工作物が前記回転中心線回りに回転しない状態で、加工具を前記工作物に切り込ませては離反させる処理を繰り返させるように実行することを特徴とする工作物のバランス修正加工方法。
- 請求項2において、前記工作物を所定の角度範囲内で前記回転中心線回りの正逆に回転させ、この回転中に加工具を前記切除箇所に切り込ませるように実行するものであることを特徴とする工作物のバランス修正加工方法。
- 請求項2において、前記バランス修正加工は、前記工作物を前記回転中心線回りに連続的に一方へ回転させながら、前記工作物の切除箇所に加工具を切り込ませるように実行するものであることを特徴とする工作物のバランス修正加工方法。
- 回転中心線上に一線に配置され工作物の両端部をそれぞれ保持する一対の固定センタと、
一対の固定センタのそれぞれに設けられ、互いに同一面内でそれぞれの力を測定する一対の力センサと、
前記一対の力センサのそれぞれから出力される信号に基づいて、前記工作物のアンバランスを生じさせる質量の存在する前記回転中心線方向における位置を演算する制御装置を備えたことを特徴とする工作機械。
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