JP2021131367A - Signal processing method, measurement device, and signal processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号処理方法、計測装置及び信号処理プログラムに関する。 The present invention relates to signal processing methods, measuring devices and signal processing programs.
タイヤ等の回転体について、振動特性を取得することで、回転体の重量のアンバランス量を計測する技術がある。例えば、特許文献1には、モータにより回転する回転軸にタイヤを取り付けて回転させ、回転軸に作用する荷重を荷重センサ(ロードセンサ)により取得し、取得した波形を解析することでタイヤのアンバランス量を計測している。この計測装置では、荷重センサから出力される荷重信号に含まれる二次以上の高調波信号成分を、高調波除去フィルタによって濾波処理された荷重信号に基づいて、回転体(タイヤ)のアンバランス量を計測している。 There is a technique for measuring the amount of unbalanced weight of a rotating body such as a tire by acquiring the vibration characteristics. For example, in Patent Document 1, a tire is attached to a rotating shaft rotated by a motor and rotated, a load acting on the rotating shaft is acquired by a load sensor (load sensor), and the acquired waveform is analyzed to obtain a tire unannounced. The amount of balance is being measured. In this measuring device, the unbalanced amount of the rotating body (tire) is based on the load signal obtained by filtering the second and higher harmonic signal components included in the load signal output from the load sensor by the harmonic removal filter. Is being measured.
特許文献1に記載された回転体(タイヤ)のアンバランス量を計測する計測装置は、例えば工場内に配置され、順次、回転体を付与して各回転体について計測を進めていく。しかしながら、例えば工場内には、複数の他の装置が駆動されていたり、搬送用の車両、フォークリフトが走行したりする。そのため、これらの振動原からの外乱振動が、例えば計測装置が載置された地盤から伝達され、計測装置において取得される荷重に影響を与えてしまう可能性がある。 The measuring device for measuring the unbalanced amount of the rotating body (tire) described in Patent Document 1 is arranged in, for example, a factory, and the rotating bodies are sequentially added to proceed with the measurement for each rotating body. However, for example, in a factory, a plurality of other devices are driven, a vehicle for transportation, and a forklift run. Therefore, the disturbance vibration from these vibration sources may be transmitted from, for example, the ground on which the measuring device is placed, and may affect the load acquired by the measuring device.
従来は、計測装置が載置される地盤をコンクリートのような振動を伝達しづらい材料で埋め、かつ、周囲に振動を絶縁するための絶縁材を設けることで、計測装置に振動が伝達されることを抑制していた。しかしながら、このように計測装置の周囲に大掛かりな工事を施す手法では、高価な工事費がかかり、また、計測装置の配置位置の変更といったレイアウト変更に対応することが難しい。さらに、異なる振動周波数の外乱振動が計測装置に伝達されることを抑制することも困難である。 Conventionally, vibration is transmitted to the measuring device by filling the ground on which the measuring device is placed with a material such as concrete that is difficult to transmit vibration and providing an insulating material to insulate the vibration around it. I was suppressing that. However, such a method of performing a large-scale construction work around the measuring device requires an expensive construction cost, and it is difficult to cope with a layout change such as a change in the arrangement position of the measuring device. Further, it is difficult to suppress the transmission of disturbance vibrations having different vibration frequencies to the measuring device.
また、特許文献1に記載の計測装置では、二次以上の高調波信号成分を除去することはできるものの、他の周波数成分の影響を排除しきれない。 Further, although the measuring device described in Patent Document 1 can remove harmonic signal components of the second order or higher, the influence of other frequency components cannot be completely eliminated.
上記に鑑みてなされたものであって、簡易かつ安価で、レイアウト変更や複数の外乱振動に対応することが可能な回転体の振動特性を計測する信号処理方法、計測装置及び信号処理プログラムの提供を目的とする。 Provided in view of the above, a signal processing method, a measuring device, and a signal processing program for measuring the vibration characteristics of a rotating body, which is simple and inexpensive, and can cope with layout changes and a plurality of disturbance vibrations. With the goal.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の一実施形態にかかる信号処理方法は、回転体を回転させて前記回転体の振動特性を取得するための信号処理方法であって、前記回転体の回転に起因した振動以外の外乱振動の固有振動データをセンサにより取得するステップと、前記外乱振動の前記固有振動データに基づいて、前記回転体の回転数の前記固有振動データに対するシフト量を決定するステップと、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the signal processing method according to the embodiment of the present disclosure is a signal processing method for rotating a rotating body and acquiring the vibration characteristics of the rotating body. , The step of acquiring the natural vibration data of the disturbance vibration other than the vibration caused by the rotation of the rotating body by the sensor, and the natural vibration data of the rotation speed of the rotating body based on the natural vibration data of the disturbance vibration. It includes a step of determining the shift amount.
この構成により、センサにより取得した外乱振動の固有振動データに対して、計測装置での回転体の回転数をシフトさせるシフト量を決定することができる。それにより、決定したシフト量で回転体を回転させれば、外乱振動の固有振動データの特徴的な周波数を避けることが可能となる。その結果、回転体の振動特性の取得に際して、外乱振動の影響を抑制することができる。したがって、本発明によれば、簡易かつ安価で、レイアウト変更や複数の外乱振動に対応することが可能な回転体の振動特性を計測することができる。 With this configuration, it is possible to determine the shift amount for shifting the rotation speed of the rotating body in the measuring device with respect to the natural vibration data of the disturbance vibration acquired by the sensor. As a result, if the rotating body is rotated by the determined shift amount, it is possible to avoid the characteristic frequency of the natural vibration data of the disturbance vibration. As a result, the influence of disturbance vibration can be suppressed when acquiring the vibration characteristics of the rotating body. Therefore, according to the present invention, it is possible to measure the vibration characteristics of a rotating body that can easily and inexpensively cope with layout changes and a plurality of disturbance vibrations.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の一実施形態にかかる計測装置は、回転体を所定回転数で回転させる装置本体と、前記装置本体に作用する前記回転体の回転に起因した振動以外の外乱振動の固有振動データを取得するセンサと、前記回転体の回転によって前記装置本体に作用する荷重を取得する荷重センサと、前記固有振動データと前記荷重とに基づいて、前記回転体の振動特性を算出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記外乱振動の前記固有振動データに基づいて決定される前記固有振動データに対するシフト量を付与した前記所定回転数で前記回転体を回転させ、前記荷重センサにより前記装置本体に作用する荷重を計測し、計測した前記荷重の波形から、前記所定回転数の周波数帯を所定のフィルタ処理により抽出し、抽出した波形の振幅に基づいて、前記回転体の振動特性を特定する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the measuring device according to the embodiment of the present disclosure includes a device main body that rotates a rotating body at a predetermined rotation speed and rotation of the rotating body that acts on the device main body. Based on the sensor that acquires the natural vibration data of disturbance vibration other than the vibration caused by the above, the load sensor that acquires the load acting on the main body of the apparatus by the rotation of the rotating body, and the natural vibration data and the load. A control unit for calculating the vibration characteristics of the rotating body is provided, and the control unit is provided with a shift amount with respect to the natural vibration data determined based on the natural vibration data of the disturbance vibration at the predetermined rotation speed. The rotating body is rotated, the load acting on the apparatus main body is measured by the load sensor, and the frequency band of the predetermined rotation speed is extracted by a predetermined filter process from the measured waveform of the load, and the extracted waveform is obtained. The vibration characteristics of the rotating body are specified based on the amplitude.
この構成により、センサにより取得した外乱振動の固有振動データに対して、計測装置での回転体の回転数をシフトさせるシフト量を決定することができる。それにより、決定したシフト量で回転体を回転させれば、外乱振動の固有振動データの特徴的な周波数を避けることが可能となる。その結果、回転体の振動特性の取得に際して、外乱振動の影響を抑制することができる。そして、上記シフト量に基づいて決定される所定回転数で回転体を回転させたときの計測装置に作用する荷重について、所定回転数の周波数帯をフィルタ処理で抽出するため、不必要な周波数帯の振動波形を排除して、回転体の振動特性を精度良く特定することができる。したがって、本発明によれば、簡易かつ安価で、レイアウト変更や複数の外乱振動に対応することが可能な回転体の振動特性を計測することができる。 With this configuration, it is possible to determine the shift amount for shifting the rotation speed of the rotating body in the measuring device with respect to the natural vibration data of the disturbance vibration acquired by the sensor. As a result, if the rotating body is rotated by the determined shift amount, it is possible to avoid the characteristic frequency of the natural vibration data of the disturbance vibration. As a result, the influence of disturbance vibration can be suppressed when acquiring the vibration characteristics of the rotating body. Then, for the load acting on the measuring device when the rotating body is rotated at the predetermined rotation speed determined based on the shift amount, the frequency band of the predetermined rotation speed is extracted by the filtering process, so that an unnecessary frequency band is used. It is possible to accurately identify the vibration characteristics of the rotating body by eliminating the vibration waveform of. Therefore, according to the present invention, it is possible to measure the vibration characteristics of a rotating body that can easily and inexpensively cope with layout changes and a plurality of disturbance vibrations.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の一実施形態にかかる信号処理プログラムは、回転体を回転させて前記回転体の振動特性を取得するために、前記回転体の回転に起因した振動以外の外乱振動の固有振動データをセンサにより取得するステップと、前記外乱振動の前記固有振動データに基づいて、前記回転体の回転数の前記固有振動データに対するシフト量を決定するステップと、を実行させる。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the signal processing program according to the embodiment of the present disclosure rotates the rotating body to acquire the vibration characteristics of the rotating body. A step of acquiring natural vibration data of disturbance vibration other than the vibration caused by the above by a sensor, and a step of determining a shift amount of the rotation speed of the rotating body with respect to the natural vibration data based on the natural vibration data of the disturbance vibration. And to execute.
この構成により、センサにより取得した外乱振動の固有振動データに対して、計測装置での回転体の回転数をシフトさせるシフト量を決定することができる。それにより、決定したシフト量で回転体を回転させれば、外乱振動の固有振動データの特徴的な周波数を避けることが可能となる。その結果、回転体の振動特性の取得に際して、外乱振動の影響を抑制することができる。したがって、本発明によれば、簡易かつ安価で、レイアウト変更や複数の外乱振動に対応することが可能な回転体の振動特性を計測することができる。 With this configuration, it is possible to determine the shift amount for shifting the rotation speed of the rotating body in the measuring device with respect to the natural vibration data of the disturbance vibration acquired by the sensor. As a result, if the rotating body is rotated by the determined shift amount, it is possible to avoid the characteristic frequency of the natural vibration data of the disturbance vibration. As a result, the influence of disturbance vibration can be suppressed when acquiring the vibration characteristics of the rotating body. Therefore, according to the present invention, it is possible to measure the vibration characteristics of a rotating body that can easily and inexpensively cope with layout changes and a plurality of disturbance vibrations.
簡易かつ安価で、レイアウト変更や複数の外乱振動に対応することが可能な回転体の振動特性を計測することができるという効果を奏する。 It is simple and inexpensive, and has the effect of being able to measure the vibration characteristics of a rotating body that can handle layout changes and multiple disturbance vibrations.
以下に、本開示の信号処理方法および計測装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。以下、本実施形態では、ダイナミックバランスを計測する回転体をタイヤとした場合で説明するが、評価対象の回転体を計測装置に装着して、振動特性を評価する種々の回転体に用いることができる。例えば、計測装置は、回転体をターボチャージャとしてもよい。つまり、ターボチャージャのタービン等を回転体とし、回転体を支持する機構を計測装置として、ターボチャージャの振動特性を評価する場合に用いることもできる。 Hereinafter, embodiments of the signal processing method and the measuring device of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. Hereinafter, in the present embodiment, the case where the rotating body for measuring the dynamic balance is a tire will be described, but the rotating body to be evaluated may be attached to the measuring device and used for various rotating bodies for evaluating the vibration characteristics. can. For example, the measuring device may use the rotating body as a turbocharger. That is, it can be used when evaluating the vibration characteristics of the turbocharger by using the turbine of the turbocharger or the like as a rotating body and the mechanism for supporting the rotating body as a measuring device.
図1は、計測装置の各部の構成を模式的に示すブロック図である。図2は、計測装置の概略構成を示す模式図である。図3は、図2のA−A線断面図である。計測装置10は、回転体であるタイヤのバランスを計測する。具体的には、計測装置10は、タイヤの回転軸中心にタイヤを回転させ、タイヤの回転方向のアンバランス、つまり、回転中心と重心位置のずれを計測する。計測装置10は、図1に示すように、装置本体12と、制御部14と、を含む。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of each part of the measuring device. FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the measuring device. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The
以下、図1に加え、図2及び図3を用いて、計測装置10の構成について説明する。装置本体12は、図2及び図3に示すように、フレーム20と、モータ22と、回転軸24と、回転検出センサ25と、タイヤ支持部26と、荷重センサユニット28と、加速度計30と、を含む。なお、図1は、装置本体12の構成のうち、モータ22と、回転検出センサ25と、荷重センサユニット28と、加速度計30と、を示している。
Hereinafter, the configuration of the measuring
フレーム20は、設置面2に固定される。設置面2は、工場の床面、地面である。フレーム20は、装置本体12の各部と、検査対象のタイヤ4を支持する構造体である。フレーム20は、土台40と、縦フレーム42と、丸棒44と、連結部46と、横フレーム47と、板バネ48と、連結部49と、を含む。フレーム20は、土台40が、設置面2に固定される。土台40の設置面2への固定方法は特に限定されないが、ボルト止め、設置面2に土台40に対応した凹部を形成し、凹部に土台40を置く方法等がある。縦フレーム42は、鉛直方向に延在する棒状の部材であり、鉛直方向下側の端部が土台40に固定される。縦フレーム42は、モータ22の周囲を囲み、矩形に配置される。縦フレーム42は、モータ22の周囲を全て囲む板状部材である必要はなく、複数の棒状の部材を所定の間隔で配置してもよい。フレーム20は、縦フレーム42と土台40との接続部にリブが設けられ、縦フレーム42を支持する。
The
丸棒44は、水平方向に延びた棒であり、一方の端部が縦フレーム42に挿入して固定され、他方の端部が連結部46と接する。丸棒44は、水平方向に延在しており、縦フレーム42の矩形の対向する2辺に配置される。丸棒44は、鉛直方向に並んで2本配置される。また、丸棒44は、連結部46を挟んで延長線で重なる位置に配置される。
The
連結部46は、モータ22に固定されており、丸棒44とモータ22とを連結する。連結部46は、鉛直方向に延在するフランジであり、鉛直方向の2か所に配置された丸棒44に挟まれる。
The connecting
横フレーム47は、縦フレーム42の矩形の4辺のうち、丸棒が配置されている辺とは異なる2辺にそれぞれ配置される。横フレーム47は、水平方向に延在する棒状の部材である。横フレーム47は、一方の端部が縦フレーム42に連結し、他方の端部が板バネ48に連結する。板バネ48は、鉛直方向に延在し、横フレーム47の延在方向が短辺となり、丸棒44の延在方向が長辺となる部材である。板バネ48は、鉛直方向上側の端部が横フレーム47と連結し、鉛直方向下側の端部が連結部49と連結する。連結部49は、モータ22に固定されており、板バネ48とモータ22とを連結する。
The
フレーム20は、土台40に連結され縦フレーム42が剛体となり、丸棒44で対向する2辺に配置された連結部46を支持し、横フレーム47及び板バネ48で、対向する別の2辺に配置された連結部49を支持する。これにより、連結部46、49が固定されたモータ22を支持する。
The
モータ22は、フレーム20に支持されている。モータ22は、固定子と、固定子に対して回転する回転子を有する。モータ22は、固定子に連結部46と連結部49が固定され、フレーム20に支持される。モータ22は、固定子に対して鉛直方向を軸として回転子を回転させる。モータ22は、回転子に回転軸24が連結され、回転軸24を回転させる。回転軸24は、モータ22によって回転される軸であり、鉛直方向上側の端部にタイヤ支持部26が固定される。回転検出センサ25は、回転軸24の回転を検出する。回転検出センサ25としては、1回転で1回のパルスを検出する光学センサや、ロータリーエンコーダを用いることができる。回転検出センサ25は、回転数(回転速度)に加え、回転軸と一体で回転する対象を検出するタイミングに位相も検出することができる。タイヤ支持部26は、回転軸24と共に回転し、計測対象のタイヤ4を支持する構造物である。タイヤ支持部26は、リムと同様の構造であり、タイヤ4の着脱が容易になるように、着脱時にタイヤ4との接触部が移動、変形する構造となる。
The
荷重センサユニット28は、タイヤ4を回転させるモータ22のフレーム20の縦フレーム42に対する変動を荷重の変化で検出する。荷重センサユニット28は、基部50と、腕部52、54と、上側ロードセル56と、下側ロードセル58と、を含む。基部50は、縦フレーム42に固定される。具体的には、基部50は、縦フレーム42の矩形形状の丸棒44と連結部46が配置されている面の、連結部46と対面する位置に固定される。腕部52、54は、基部50に固定された棒状の剛体であり、先端が連結部46と対面している。腕部54は、腕部52よりも鉛直方向下側に配置されている。上側ロードセル56は、腕部52の先端に固定され、連結部46の表面と接している。下側ロードセル58は、腕部54の先端に固定され、連結部46の表面と接している。
The
荷重センサユニット28は、腕部52、54と連結部46との間で生じる変位を上側ロードセル56と、下側ロードセル58と、で荷重の変化として検出する。荷重センサユニット28は、回転軸24の軸方向の異なる位置に配置された上側ロードセル56と、下側ロードセル58で、2点の荷重を検出することで、タイヤ4を支持して回転する回転軸24の変位を検出する。なお、本実施形態の荷重センサユニット28は、ロードセルを用いて、回転軸の変位を検出したが、ロードセル以外のセンサを用いて、回転軸24の変位を検出してもよい。装置本体12は、荷重センサユニット28に代えて、変位計、速度計、加速度計を用いて、回転軸24の変位を検出してもよい。
The
加速度計30は、フレーム20の近傍の設置面2に設置される。加速度計30は、設置面2に入力され、フレーム20に伝達される振動90を検出する。加速度計30は、検出した設置面2の加速度情報を制御部14に送る。
The
図1に戻り、計測装置10の制御部14について説明する。制御部14は、記憶部70と、演算処理部72と、を含む。記憶部70は、処理を実行するプログラムや、各種条件を設定するデータを記憶する。記憶部70は、ベクトルフィルタ80と、影響係数データ82と、を含む。ベクトルフィルタ80は、タイヤ4の特性を検出する際に、荷重センサユニット28の計測結果から、タイヤ4を回転させる回転数に対応する領域を抽出する。ベクトルフィルタ80は、タイヤ4を回転させる回転数の設定に対応して、抽出領域が異なる複数のフィルタを備えることが好ましい。この場合、試験の条件に応じて、使用するフィルタを切り換える。影響係数データ82は、ベクトルフィルタ80で抽出した信号成分から、タイヤ4のアンバランス量を抽出する処理に用いるデータである。影響係数データ82は、計測装置10の構成とタイヤ4の試験時の回転数とに基づいて予め算出したデータである。影響係数データ82は、タイヤ4を回転させる回転数の設定に対応して、それぞれ設定することが好ましい。この場合、試験の条件に応じて、使用する影響係数データ82を切り換える。演算処理部72は、記憶部70に記憶されているプログラムとデータを用いて各種処理を実行する。
Returning to FIG. 1, the control unit 14 of the measuring
次に、図4から図6を用いて、計測装置を用いたタイヤの振動特性の信号処理方法の一例を説明する。図4は、計測装置を用いてタイヤの振動特性を検出する信号処理方法の一例を示すフローチャートである。信号処理方法は、タイヤの振動特性を計測するために実行する処理である。具体的には、計測装置が設置されている場所の振動に対する特性を検出し、計測条件を調整した後、タイヤの特性を計測する方法である。 Next, an example of a signal processing method for tire vibration characteristics using a measuring device will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a signal processing method for detecting the vibration characteristics of a tire using a measuring device. The signal processing method is a process executed to measure the vibration characteristics of the tire. Specifically, it is a method of detecting the characteristics of the place where the measuring device is installed with respect to vibration, adjusting the measurement conditions, and then measuring the characteristics of the tire.
信号処理方法は、計測装置10を所定の箇所に設置する(ステップS10)。具体的には、計測装置10の装置本体12を設置面2に設置する。
In the signal processing method, the measuring
次に、信号処理方法は、加速度計30で、所定時間にわたって、固有振動データを取得する(ステップS20)。具体的には、装置本体12のモータ22を停止させた状態で加速度計30での計測を実行する。これにより、加速度計30は、設置面2から装置本体12に入力される振動90を検出する。所定時間としては、計測装置10が設置されている施設の1日の稼動期間や、1週間が例示される。また、計測装置10の設置面2に振動が入力される状況、例えば、計測装置10の周囲を運搬車両が走行する状況を再現して、その間を所定時間としてもよい。信号処理方法は、加速度計30で計測した結果を制御部14で解析して、装置本体12に入力される固有振動データを取得する。ここで、装置本体12に入力される固有振動は、装置本体12を介してタイヤに入力される振動になる。つまり、計測時に装置本体12の各部及びタイヤに入力される外乱の振動となる。
Next, in the signal processing method, the
次に、信号処理方法は、回転数のシフト量を決定する(ステップS30)。信号処理方法は、ステップS20で取得した固有振動データを用いて、タイヤ4を回転させる回転数を決定する。本実施形態では、基準の回転数が設定されており、その回転数から増減させる量をシフト量として決定する。シフト量は、例えば、計測装置10の計測時のタイヤの回転数、周波数で換算した場合、固有振動データに基づいて算出されるに基づいて、現在設定されている回転数、周波数に対する移動量である。具体的には、所定時間で検出した振動90により生じるモータ22の振動とは重ならない波長域で、タイヤ4のアンバランスを計測できる回転数を算出する。固有振動データから抽出し、回転数のシフト量の判断の対象となる振動は、生じている全ての振動とする必要はなく、基準以上の影響が生じる振動や、所定時間で生じる支配的な振動を対象とすればよい。ここで、回転数は、タイヤ4に対して遠心力が作用する回転数以上、計測装置10のモータ22の使用可能な回転数以下の範囲で調整する。また、シフト量は、任意の量でよいが、例えば、計測装置10の計測時のタイヤの回転数、周波数で換算した場合、固有振動データで検出される外乱のピークとして抽出した周波数から20%が例示される。
Next, the signal processing method determines the shift amount of the rotation speed (step S30). In the signal processing method, the rotation speed for rotating the
次に、信号処理方法は、シフト量に基づいて所定回転数を決定する(ステップS40)。具体的には、基準の回転数と、シフト量に基づいて、タイヤを回転させる回転数を決定する。 Next, the signal processing method determines a predetermined rotation speed based on the shift amount (step S40). Specifically, the rotation speed for rotating the tire is determined based on the reference rotation speed and the shift amount.
次に、信号処理方法は、タイヤを付与し、振動特性の計測処理を実行する(ステップS50)。つまり、ステップS40まで決定した回転数に基づいてタイヤ4の試験を実行し、タイヤ4のダイナミックバランス、つまり、アンバランスが生じているか、どの程度のアンバランスかを計測する。図5を用いて、ステップS50の処理の一例を説明する。図5は、計測処理の一例を示すフローチャートである。
Next, in the signal processing method, tires are applied and vibration characteristic measurement processing is executed (step S50). That is, the test of the
図5に示すように、信号処理方法は、所定回転数でタイヤを回転させながら、荷重を計測する(ステップS51)。信号処理方法は、タイヤ支持部26にタイヤ4を装着し、設定した所定回転数でタイヤ4を回転させる。また、荷重センサユニット28で、所定回転数で回転している間の荷重を検出する。
As shown in FIG. 5, in the signal processing method, the load is measured while rotating the tire at a predetermined rotation speed (step S51). In the signal processing method, the
次に、信号処理方法は、フィルタ処理により、所定周波数帯の波形を抽出する(ステップS53)。荷重センタユニット28で検出した信号をベクトルフィルタ80でフィルタ処理し、設定した所定周波数の波形を抽出する。つまり、所定回転数に対応する周波数帯の信号を抽出する。
Next, in the signal processing method, a waveform in a predetermined frequency band is extracted by filter processing (step S53). The signal detected by the
次に、信号処理方法は、抽出した波形の振幅と位相に基づいて、振動特性を特定する(ステップS55)。信号処理方法は、ステップS53で抽出した波形と影響係数データとを用いて処理を実行し、抽出した波形の振幅に基づいて、タイヤ4の振動特性を特定する。信号処理方法は、所定回転時のタイヤ4の振動特性を特定することで、タイヤ4の回転方向での不均一性、アンバランスを検出することができる。
Next, the signal processing method specifies the vibration characteristics based on the amplitude and phase of the extracted waveform (step S55). In the signal processing method, processing is executed using the waveform extracted in step S53 and the influence coefficient data, and the vibration characteristic of the
信号処理方法は、加速度計30で振動90の成分を抽出し、その抽出結果に基づいて、タイヤ4の試験時の回転数を決定することで、振動90の成分の影響を抑制しつつ、タイヤの振動特性を検出することができる。図6は、検出結果の一例を示すグラフである。図6は、横軸が周波数、縦軸が加速度(振動の大きさ)である。図6は、装置本体12は停止している状態で加速度計が計測した振動の計測結果である。例えば、図6に示すように、周波数Q1で、振動が検出されて、かつ、周波数Q1に対応する回転数が計測装置10の基本の回転数である場合、周波数Q2に対応する回転数をタイヤ4の試験時の回転数とするように、回転数をシフトさせる。これにより、タイヤの振動特性の検出時に、設置面2に入力される振動の影響で実際のタイヤの振動特性とは異なる特性を検出することを抑制でき、タイヤの特性をより高い精度で計測することができる。
In the signal processing method, the component of the
また、計測装置10は、固有振動データに基づいて、タイヤの回転数、つまり試験条件を制御することで、装置本体12を設置する設置面2に外部からの振動の影響を抑制する構造を用いる必要がなくなり、装置構成を簡単にすることができる。これにより、計測装置10の設置位置の移動をより簡単に行うことができる。具体的には、設置面2に振動90が装置本体12に入力されることを抑制する振動の絶縁処理、例えば、装置本体12の設置位置にコンクリート等で基礎を作成し、かつ、基礎の周囲の周囲に振動を絶縁するゴム(緩衝材)を設置する構造を用いずに、振動90の影響を低減することができる。
Further, the measuring
また、信号処理方法は、固有振動を計測し、その計測結果に基づいて、回転数を決定することで、振動の原因や、条件に基づいた解析等を行わずに、振動90の影響を低減することができる。
In addition, the signal processing method measures the natural vibration and determines the rotation speed based on the measurement result, thereby reducing the influence of the
また、本実施形態では、フィルタ処理として、ベクトルフィルタを用いた処理を行うことで、振動90に対応する成分を除去しつつ、試験を行う回転数での特性を好適に抽出することができるがこれに限定されない。例えばフィルタとして、トラッキングフィルタを用いてもよい。トラッキングフィルタを用いることで、回転数が変動している状態で、振動特性を計測することができる。なお、この場合、振動90等の外乱が生じていると判定した周波数に対応する領域で回転している時間帯は、抽出対象から除外する。信号処理方法は、固有振動データから特定した除外する回転数領域のデータを除去すればよい。
Further, in the present embodiment, by performing a process using a vector filter as the filter process, it is possible to suitably extract the characteristics at the rotation speed to be tested while removing the component corresponding to the
なお、図4から図6に示す実施形態では、計測装置10を設置してから加速度計30で設置面4に入力される振動90の計測を行ったが、本発明はこれに限定されない。信号処理方法は、計測装置10を設置する候補となる位置に加速度計30のみを設置し、固有信堂データを取得してもよい。つまり、ステップS20の処理と、ステップS10の処理の順番を逆にしてもよく、ステップS20の処理を複数個所で行ってもよい。また、ステップS10からステップS40の処理は、設置時に実行することで、ステップS50の処理を繰り返し行うことができる。
In the embodiment shown in FIGS. 4 to 6, the
ここで、図2及び図3では、加速度計30を、装置本体12の近傍に配置した状態を示しているが、装置本体12の設置前に加速度センサ30を設置して、固有振動データを取得し、データの取得後に加速度センサ30を取り外してもよい。これにより、加速度計30を複数の計測装置10で共有することができる。
Here, FIGS. 2 and 3 show a state in which the
ここで、信号処理方法は、タイヤを回転させる回転数に基づいて、使用するベクトルフィルタ、影響係数データを切り換えることが好ましい。図7は、信号処理の他の例を示すフローチャートである。 Here, in the signal processing method, it is preferable to switch the vector filter and the influence coefficient data to be used based on the number of rotations at which the tire is rotated. FIG. 7 is a flowchart showing another example of signal processing.
図7に示すように、信号処理方法は、所定回転数でタイヤを回転させながら、荷重を計測する(ステップS51)。信号処理方法は、タイヤ支持部26にタイヤ4を装着し、設定した所定回転数でタイヤ4を回転させる。また、荷重センサユニット28で、所定回転数で回転している間の荷重を検出する。
As shown in FIG. 7, the signal processing method measures the load while rotating the tire at a predetermined rotation speed (step S51). In the signal processing method, the
次に、信号処理方法は、所定回転数に基づいて、対応するベクトルフィルタ及び影響係数データを選択する(ステップS52)。つまり、タイヤを回転させた所定回転数に対して設定されているベクトルフィルタ及び影響係数データを使用するベクトルフィルタ及び影響係数データとして選択する。 Next, the signal processing method selects the corresponding vector filter and influence coefficient data based on the predetermined rotation speed (step S52). That is, it is selected as the vector filter and the influence coefficient data that use the vector filter and the influence coefficient data set for the predetermined number of rotations in which the tire is rotated.
次に、信号処理方法は、フィルタ処理により、所定周波数帯の波形を抽出する(ステップS53)。荷重センタユニット28で検出した信号をベクトルフィルタ80でフィルタ処理し、設定した所定周波数の波形を抽出する。つまり、所定回転数に対応する周波数帯の信号を抽出する。
Next, in the signal processing method, a waveform in a predetermined frequency band is extracted by filter processing (step S53). The signal detected by the
次に、信号処理方法は、抽出した波形の振幅と位相に基づいて、振動特性を特定する(ステップS55)。信号処理方法は、ステップS53で抽出した波形と影響係数データとを用いて処理を実行し、抽出した波形の振幅に基づいて、タイヤ4の振動特性を特定する。信号処理方法は、所定回転時のタイヤ4の振動特性を特定することで、タイヤ4の回転方向での不均一性、アンバランスを検出することができる。
Next, the signal processing method specifies the vibration characteristics based on the amplitude and phase of the extracted waveform (step S55). In the signal processing method, processing is executed using the waveform extracted in step S53 and the influence coefficient data, and the vibration characteristic of the
信号処理方法は、図7に示すように、タイヤを回転させる回転数に対応して、処理条件、本実施形態ではベクトルフィルタと景況係数データを複数備え、計測した条件に基づいて、使用する処理条件を切り換えることで、より外乱、つまり振動90の影響を低減しつつ、高い精度でタイヤ4の特性を検出できる。
As shown in FIG. 7, the signal processing method includes processing conditions, a plurality of vector filters and business condition coefficient data in the present embodiment, corresponding to the number of rotations for rotating the tire, and is used based on the measured conditions. By switching the conditions, the characteristics of the
ここで、上記実施形態では、加速度計30を用いて、振動90を検出したがこれに限定されず、振動90を含む外乱の検出方法としては種々の方法を用いることができる。図8は、他の例の計測装置の各部の構成を模式的に示すブロック図である。図1に示す計測装置10は、加速度計30を用いたがこれに限定されない。図8に示す計測装置10aは、加速度計30を備えていない以外は、計測装置10と同様の構成である。計測装置10aは、装置本体12と、制御部14と、を含む。装置本体12は、モータ22と、荷重センサユニット28と、を含む。装置本体12は、フレーム20と、回転軸24と、タイヤ支持部26も備える。制御部14は、ベクトルフィルタ80と影響係数データ82を含む記憶部70と、演算処理部72と、を備える。計測装置10aは、荷重センサユニット28の計測結果を用いて、外乱で入力される振動90を検出する。
Here, in the above embodiment, the
次に、図9から図11を用いて、計測装置10aを用いたタイヤの振動特性を検出する信号処理方法の一例を説明する。図9は、図8に示す計測装置を用いたタイヤの振動特性を検出する信号処理方法の一例を示すフローチャートである。信号処理方法は、計測装置10を所定の箇所に設置する(ステップS10)。具体的には、計測装置10の装置本体12を設置面2に設置する。
Next, an example of a signal processing method for detecting the vibration characteristics of the tire using the
次に、信号処理方法は、荷重センサユニット28で、所定時間にわたって、固有振動データを取得する(ステップS20)。具体的には、装置本体12のモータ22を停止させた状態で荷重センサユニット28の上側ロードセル56及び下側ロードセル58での計測を実行する。これにより、荷重センサユニット28は、設置面2から装置本体12に入力される振動90を検出する。図10は、検出結果の一例を示すグラフである。図10は、横軸が時間であり、縦軸がそれぞれのロードセルで検出した荷重である。グラフ102は、上側ロードセル56の計測結果である。グラフ104は、下側ロードセル58の計測結果である。また、所定時間としては、計測装置10が設置されている施設の1日の稼動期間や、1週間が例示される。また、計測装置10の設置面2に振動が入力される状況、例えば、計測装置10の周囲を運搬車両が走行する状況を再現して、その間を所定時間としてもよい。信号処理方法は、荷重センサユニット28で計測した結果を制御部14で解析して、装置本体12に入力される固有振動データを取得する。
Next, in the signal processing method, the
次に、信号処理方法は、回転数のシフト量を決定する(ステップS30)。信号処理方法は、ステップS20で取得した固有振動データを用いて、タイヤ4を回転させる回転数を決定する。ステップS30の処理は、図4の処理と同様である。
Next, the signal processing method determines the shift amount of the rotation speed (step S30). In the signal processing method, the rotation speed for rotating the
次に、信号処理方法は、シフト量に基づいて所定回転数を決定する(ステップS40)。具体的には、基準の回転数と、シフト量に基づいて、タイヤを回転させる回転数を決定する。 Next, the signal processing method determines a predetermined rotation speed based on the shift amount (step S40). Specifically, the rotation speed for rotating the tire is determined based on the reference rotation speed and the shift amount.
次に、信号処理方法は、タイヤを付与し、振動特性の計測処理を実行する(ステップS50)。つまり、ステップS40まで決定した回転数に基づいてタイヤ4の試験を実行し、タイヤ4のアンバランスを計測する。図11を用いて、ステップS50の処理の一例を説明する。図11は、計測処理の一例を示すフローチャートである。
Next, in the signal processing method, tires are applied and vibration characteristic measurement processing is executed (step S50). That is, the test of the
図11に示すように、信号処理方法は、所定回転数でタイヤを回転させながら、荷重を計測する(ステップS51)。信号処理方法は、タイヤ支持部26にタイヤ4を装着し、設定した所定回転数でタイヤ4を回転させる。また、荷重センサユニット28で、所定回転数で回転している間の荷重を検出する。
As shown in FIG. 11, the signal processing method measures the load while rotating the tire at a predetermined rotation speed (step S51). In the signal processing method, the
次に、信号処理方法は、FFTにより、荷重の波形を抽出する(ステップS52)。次に、信号処理方法は、フィルタ処理により、所定周波数帯の波形を抽出する(ステップS53)。荷重センタユニット28で検出した信号をベクトルフィルタ80でフィルタ処理し、設定した所定周波数の波形を抽出する。つまり、所定回転数に対応する周波数帯の信号を抽出する。
Next, the signal processing method extracts the load waveform by FFT (step S52). Next, in the signal processing method, a waveform in a predetermined frequency band is extracted by filter processing (step S53). The signal detected by the
次に、信号処理方法は、抽出した波形の振幅に基づいて、振動特性を特定する(ステップS55)。信号処理方法は、ステップS53で抽出した波形と影響係数データとを用いて処理を実行し、抽出した波形の振幅に基づいて、タイヤ4の振動特性を特定する。信号処理方法は、所定回転時のタイヤ4の振動特性を特定することで、タイヤ4の回転方向での不均一性、アンバランスを検出することができる。
Next, the signal processing method specifies the vibration characteristics based on the amplitude of the extracted waveform (step S55). In the signal processing method, processing is executed using the waveform extracted in step S53 and the influence coefficient data, and the vibration characteristic of the
また、上記実施形態では、計測装置の設置時に回転数を調整する処理を実行したが、これに限定されない。信号処理方法は、タイヤの振動特性を計測している間に処理を実行してもよい。図12は、計測装置を用いたタイヤの振動特性の信号処理方法の他の例を示すフローチャートである。なお、図12の処理は、荷重センサユニット28での処理とするが、加速度計30を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, the process of adjusting the rotation speed is executed when the measuring device is installed, but the present invention is not limited to this. The signal processing method may execute the processing while measuring the vibration characteristics of the tire. FIG. 12 is a flowchart showing another example of a signal processing method for tire vibration characteristics using a measuring device. Although the process of FIG. 12 is the process of the
信号処理方法は、次のタイヤを付与するまでの間に荷重センサユニット28で固有振動データを取得する(ステップS20)。具体的には、タイヤが付与されていない状態の装置本体12のモータ22を停止させた状態で荷重センサユニット28での計測を実行する。また、次のタイヤを付与するまでの間は、タイヤの着脱動作も実行されていない時間である。これにより、荷重センサユニット28は、設置面2から装置本体12に入力される振動90を検出する。信号処理方法は、荷重センサユニット28で計測した結果を制御部14で解析して、装置本体12に入力される固有振動データを取得する。
In the signal processing method, the
次に、信号処理方法は、回転数のシフト量を決定する(ステップS30)。信号処理方法は、ステップS20で取得した固有振動データを用いて、タイヤ4を回転させる回転数を決定する。本実施形態では、基準の回転数が設定されており、その回転数から増減させる量をシフト量として決定する。具体的には、所定時間で検出した振動90により生じるモータ22の振動とは重ならない波長域で、タイヤ4のアンバランスを計測できる回転数を算出する。固有振動データから抽出し、回転数のシフト量の判断の対象となる振動は、生じている全ての振動とする必要はなく、基準以上の影響が生じる振動や、所定時間で生じる支配的な振動を対象とすればよい。
Next, the signal processing method determines the shift amount of the rotation speed (step S30). In the signal processing method, the rotation speed for rotating the
次に、信号処理方法は、シフト量に基づいて所定回転数を決定する(ステップS40)。具体的には、基準の回転数と、シフト量に基づいて、タイヤを回転させる回転数を決定する。 Next, the signal processing method determines a predetermined rotation speed based on the shift amount (step S40). Specifically, the rotation speed for rotating the tire is determined based on the reference rotation speed and the shift amount.
次に、信号処理方法は、タイヤを付与し、振動特性の計測処理を実行する(ステップS50)。つまり、信号処理方法は、ステップS40まで決定した回転数に基づいてタイヤ4の試験を実行し、タイヤ4のアンバランスを計測する。また、信号処理方法は、ステップS40で決定した回転数に基づいて、信号の処理条件を設定する。
Next, in the signal processing method, tires are applied and vibration characteristic measurement processing is executed (step S50). That is, in the signal processing method, the test of the
信号処理方法は、タイヤの振動特性の計測の間に、固有振動データを取得し、回転数を調整することで、タイヤの計測前に生じている振動に対応する成分を除去することができる。 In the signal processing method, by acquiring natural vibration data and adjusting the rotation speed during the measurement of the vibration characteristics of the tire, it is possible to remove the component corresponding to the vibration generated before the measurement of the tire.
本開示の信号処理方法は、回転体を回転させて回転体の振動特性を取得するための信号処理方法であって、回転体の回転に起因した振動以外の外乱振動の固有振動データをセンサにより取得するステップS10と、外乱振動の固有振動データに基づいて、回転体の回転数の固有振動データに対するシフト量を決定するステップS30と、を備える。この構成により、センサにより取得した外乱振動の固有振動データに対して、計測装置での回転体の回転数をシフトさせるシフト量を決定することができる。それにより、決定したシフト量で回転体を回転させれば、外乱振動の固有振動データの特徴的な周波数を避けることが可能となる。その結果、回転体の振動特性の取得に際して、外乱振動の影響を抑制することができる。したがって、本発明によれば、簡易かつ安価で、レイアウト変更や複数の外乱振動に対応することが可能な回転体の振動特性を計測することができる。 The signal processing method of the present disclosure is a signal processing method for rotating a rotating body to acquire vibration characteristics of the rotating body, and obtains natural vibration data of disturbance vibration other than vibration caused by the rotation of the rotating body by a sensor. The step S10 to be acquired and the step S30 to determine the shift amount of the rotation speed of the rotating body with respect to the natural vibration data based on the natural vibration data of the disturbance vibration are provided. With this configuration, it is possible to determine the shift amount for shifting the rotation speed of the rotating body in the measuring device with respect to the natural vibration data of the disturbance vibration acquired by the sensor. As a result, if the rotating body is rotated by the determined shift amount, it is possible to avoid the characteristic frequency of the natural vibration data of the disturbance vibration. As a result, the influence of disturbance vibration can be suppressed when acquiring the vibration characteristics of the rotating body. Therefore, according to the present invention, it is possible to measure the vibration characteristics of a rotating body that can easily and inexpensively cope with layout changes and a plurality of disturbance vibrations.
本開示の信号処理方法は、シフト量に基づいて回転体を回転させる所定回転数を決定するステップS40と、回転体を所定回転数で回転させ、計測装置に作用する荷重を荷重センサにより計測するステップS51と、計測した荷重の波形から、所定回転数の周波数帯を所定のフィルタ処理により抽出し、抽出した波形の振幅に基づいて、回転体の振動特性を特定するステップS55と、をさらに備える。この構成により、上記シフト量に基づいて決定される所定回転数で回転体を回転させたときの計測装置に作用する荷重について、所定回転数の周波数帯をフィルタ処理で抽出するため、不必要な周波数帯の振動波形を排除して、回転体の振動特性を精度良く特定することができる。 The signal processing method of the present disclosure includes step S40 for determining a predetermined number of rotations to rotate the rotating body based on the shift amount, and the load sensor for rotating the rotating body at the predetermined number of rotations and measuring the load acting on the measuring device. A step S51 and a step S55 of extracting a frequency band of a predetermined rotation speed from the measured load waveform by a predetermined filter process and specifying the vibration characteristics of the rotating body based on the amplitude of the extracted waveform are further provided. .. With this configuration, the frequency band of the predetermined rotation speed is extracted by filtering the load acting on the measuring device when the rotating body is rotated at the predetermined rotation speed determined based on the shift amount, which is unnecessary. It is possible to eliminate the vibration waveform of the frequency band and accurately identify the vibration characteristics of the rotating body.
本開示の信号処理方法は、シフト量を決定するステップS30が、固有振動データの振幅のピーク値となる周波数を回転体の回転数が回避するように、シフト量を決定する。この構成により、固有振動データに対するシフト量を適切に決定し、回転体の回転数を固有振動データから適切に回避させることができる。 In the signal processing method of the present disclosure, the shift amount is determined so that the step S30 of determining the shift amount avoids the frequency that becomes the peak value of the amplitude of the natural vibration data by the rotation speed of the rotating body. With this configuration, the shift amount with respect to the natural vibration data can be appropriately determined, and the rotation speed of the rotating body can be appropriately avoided from the natural vibration data.
また、外乱振動の固有振動データを取得するステップS20、S22、S24は、計測装置に回転体を付与することなく所定箇所に載置した状態でセンサにより固有振動データを取得して蓄積したデータベースを作成し、シフト量を決定するステップは、固有振動データのデータベースに基づいてシフト量を決定する。この構成により、予め取得した固有振動データのデータベースを用いて、シフト量を適切に決定することができる。 Further, in steps S20, S22, and S24 of acquiring the natural vibration data of the disturbance vibration, a database in which the natural vibration data is acquired and accumulated by the sensor in a state where the measuring device is placed in a predetermined place without attaching a rotating body is stored. The step of creating and determining the shift amount determines the shift amount based on the database of natural vibration data. With this configuration, the shift amount can be appropriately determined by using the database of the natural vibration data acquired in advance.
また、固有振動データのデータベースは、所定時間にわたって予め取得される。この構成により、所定時間を調整することで、データベースの精度を向上させることができる。 In addition, the database of natural vibration data is acquired in advance over a predetermined time. With this configuration, the accuracy of the database can be improved by adjusting the predetermined time.
また、所定時間は、計測装置で一つの回転体についての計測が終了した後、次の回転体を計測装置に付与するまでの時間である。この構成により、回転体の計測と固有振動データの取得とをほぼ同時に行うことができ、かつ、固有振動データを適宜、更新することで、より精度良く計測を行うことが可能となる。 The predetermined time is the time from the completion of the measurement of one rotating body by the measuring device to the addition of the next rotating body to the measuring device. With this configuration, the measurement of the rotating body and the acquisition of the natural vibration data can be performed almost at the same time, and the natural vibration data can be updated as appropriate to enable more accurate measurement.
また、固有振動データのデータベースは、常時更新され、シフト量を決定するステップは、常時更新される固有振動データのデータベースに基づいてシフト量を対応した値に決定する。この構成により、固有振動データを常時更新することで、より精度良く計測を行うことが可能となる。 Further, the database of natural vibration data is constantly updated, and the step of determining the shift amount determines the shift amount to the corresponding value based on the database of the constantly updated natural vibration data. With this configuration, it is possible to perform measurement with higher accuracy by constantly updating the natural vibration data.
また、シフト量を決定するステップは、固有振動データが蓄積されたデータベースと、回転体の緒元とに基づいてシフト量を決定する。この構成により、固有振動データのデータベースを十分に蓄積すれば、回転体の緒元にあわせて自動的にシフト量を決定することができ、リアルタイムの計算負荷を低減させることが可能となる。 Further, in the step of determining the shift amount, the shift amount is determined based on the database in which the natural vibration data is accumulated and the specifications of the rotating body. With this configuration, if a database of natural vibration data is sufficiently accumulated, the shift amount can be automatically determined according to the specifications of the rotating body, and the real-time calculation load can be reduced.
計測装置は、回転体を所定回転数で回転させる装置本体と、装置本体に作用する回転体の回転に起因した振動以外の外乱振動の固有振動データを取得するセンサと、回転体の回転によって装置本体に作用する荷重を取得する荷重センサと、固有振動データと荷重とに基づいて、回転体の振動特性を算出する制御部と、を備え、制御部は、外乱振動の固有振動データに基づいて決定される固有振動データに対するシフト量を付与した所定回転数で回転体を回転させ、荷重センサにより装置本体に作用する荷重を計測し、計測した荷重の波形から、所定回転数の周波数帯を所定のフィルタ処理により抽出し、抽出した波形の振幅に基づいて、回転体の振動特性を特定する。 The measuring device consists of a device body that rotates the rotating body at a predetermined rotation speed, a sensor that acquires natural vibration data of disturbance vibration other than vibration caused by the rotation of the rotating body acting on the device body, and a device that uses the rotation of the rotating body. It is equipped with a load sensor that acquires the load acting on the main body and a control unit that calculates the vibration characteristics of the rotating body based on the natural vibration data and the load, and the control unit is based on the natural vibration data of disturbance vibration. The rotating body is rotated at a predetermined rotation speed to which a shift amount is given to the determined natural vibration data, the load acting on the device main body is measured by the load sensor, and the frequency band of the predetermined rotation speed is determined from the waveform of the measured load. The vibration characteristics of the rotating body are specified based on the amplitude of the extracted waveform.
この構成により、センサにより取得した外乱振動の固有振動データに対して、計測装置での回転体の回転数をシフトさせるシフト量を決定することができる。それにより、決定したシフト量で回転体を回転させれば、外乱振動の固有振動データの特徴的な周波数を避けることが可能となる。その結果、回転体の振動特性の取得に際して、外乱振動の影響を抑制することができる。そして、上記シフト量に基づいて決定される所定回転数で回転体を回転させたときの計測装置に作用する荷重について、所定回転数の周波数帯をフィルタ処理で抽出するため、不必要な周波数帯の振動波形を排除して、回転体の振動特性を精度良く特定することができる。したがって、本発明によれば、簡易かつ安価で、レイアウト変更や複数の外乱振動に対応することが可能な回転体の振動特性を計測することができる。 With this configuration, it is possible to determine the shift amount for shifting the rotation speed of the rotating body in the measuring device with respect to the natural vibration data of the disturbance vibration acquired by the sensor. As a result, if the rotating body is rotated by the determined shift amount, it is possible to avoid the characteristic frequency of the natural vibration data of the disturbance vibration. As a result, the influence of disturbance vibration can be suppressed when acquiring the vibration characteristics of the rotating body. Then, for the load acting on the measuring device when the rotating body is rotated at the predetermined rotation speed determined based on the shift amount, the frequency band of the predetermined rotation speed is extracted by the filtering process, so that an unnecessary frequency band is used. It is possible to accurately identify the vibration characteristics of the rotating body by eliminating the vibration waveform of. Therefore, according to the present invention, it is possible to measure the vibration characteristics of a rotating body that can easily and inexpensively cope with layout changes and a plurality of disturbance vibrations.
また、制御部16は、複数の所定回転数に対応して、所定のフィルタ処理に用いるフィルタを複数記憶している。この構成により、時間帯によって異なる複数の外乱振動が発生していたとしても、その時点の外乱振動に応じて決定される所定回転数に対して、適切なフィルタを選択した上で、回転体の振動特性を計測することができる。 Further, the control unit 16 stores a plurality of filters used for a predetermined filter process corresponding to a plurality of predetermined rotation speeds. With this configuration, even if a plurality of disturbance vibrations that differ depending on the time zone are generated, after selecting an appropriate filter for the predetermined rotation speed determined according to the disturbance vibration at that time, the rotating body Vibration characteristics can be measured.
また、センサは、計測装置に設けられた加速度センサである。この構成により、外乱振動の固有振動データを精度良く取得することができる。また、センサは、荷重センサである。この構成により、センサを別途設けることなく、既存の荷重センサを利用して外乱振動の固有振動データを取得することができる。 The sensor is an acceleration sensor provided in the measuring device. With this configuration, the natural vibration data of disturbance vibration can be acquired with high accuracy. The sensor is a load sensor. With this configuration, it is possible to acquire natural vibration data of disturbance vibration using an existing load sensor without separately providing a sensor.
2 設置面
4 タイヤ(回転体)
10、10a 計測装置
12 装置本体
14 制御部
20 フレーム
22 モータ
24 回転軸
25 回転検出センサ
26 タイヤ支持部
28 荷重センサユニット
30 加速度計(センサ)
40 土台
42 縦フレーム
44 丸棒
46、49 連結部、
47 横フレーム
48 板バネ
50 基部
52、54 腕部
56 上側ロードセル
58 下側ロードセル
70 記憶部
72 演算処理部
80 ベクトルフィルタ
82 影響係数
2
10,
40
47
56
Claims (13)
前記回転体の回転に起因した振動以外の外乱振動の固有振動データをセンサにより取得するステップと、
前記外乱振動の前記固有振動データに基づいて、前記回転体の回転数の前記固有振動データに対するシフト量を決定するステップと、
を備える信号処理方法。 It is a signal processing method for acquiring the vibration characteristics of the rotating body by rotating the rotating body.
The step of acquiring the natural vibration data of the disturbance vibration other than the vibration caused by the rotation of the rotating body by the sensor, and
Based on the natural vibration data of the disturbance vibration, a step of determining the shift amount of the rotation speed of the rotating body with respect to the natural vibration data, and
A signal processing method comprising.
前記回転体を前記所定回転数で回転させ、前記回転体を支持する計測装置に作用する荷重を荷重センサにより計測するステップと、
計測した前記荷重の波形から、前記所定回転数の周波数帯を所定のフィルタ処理により抽出し、抽出した波形の振幅に基づいて、前記回転体の振動特性を特定するステップと、
をさらに備える請求項1に記載の信号処理方法。 A step of determining a predetermined number of rotations to rotate the rotating body based on the shift amount, and
A step of rotating the rotating body at the predetermined number of rotations and measuring the load acting on the measuring device supporting the rotating body with a load sensor.
A step of extracting a frequency band of the predetermined rotation speed from the measured waveform of the load by a predetermined filtering process and specifying the vibration characteristics of the rotating body based on the amplitude of the extracted waveform.
The signal processing method according to claim 1, further comprising.
前記シフト量を決定するステップは、前記固有振動データのデータベースに基づいて前記シフト量を決定する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の信号処理方法。 In the step of acquiring the natural vibration data of the disturbance vibration, the natural vibration data is acquired by the sensor in a state where the rotating body is placed at a predetermined position without being attached to the measuring device supporting the rotating body. Create the accumulated database and
The step of determining the shift amount determines the shift amount based on the database of the natural vibration data.
The signal processing method according to any one of claims 1 to 3.
前記シフト量を決定するステップは、常時更新される前記固有振動データの前記データベースに基づいて前記シフト量を対応した値に決定する請求項4に記載の信号処理方法。 The database of the natural vibration data is constantly updated.
The signal processing method according to claim 4, wherein the step of determining the shift amount is to determine the shift amount to a corresponding value based on the database of the natural vibration data that is constantly updated.
前記装置本体に作用する前記回転体の回転に起因した振動以外の外乱振動の固有振動データを取得するセンサと、
前記回転体の回転によって前記装置本体に作用する荷重を取得する荷重センサと、
前記固有振動データと前記荷重とに基づいて、前記回転体の振動特性を算出する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記外乱振動の前記固有振動データに基づいて決定される前記固有振動データに対するシフト量を付与した前記所定回転数で前記回転体を回転させ、
前記荷重センサにより前記装置本体に作用する荷重を計測し、
計測した前記荷重の波形から、前記所定回転数の周波数帯を所定のフィルタ処理により抽出し、抽出した波形の振幅に基づいて、前記回転体の振動特性を特定する計測装置。 The main body of the device that rotates the rotating body at a predetermined rotation speed,
A sensor that acquires natural vibration data of disturbance vibrations other than vibrations caused by the rotation of the rotating body acting on the main body of the device, and
A load sensor that acquires the load acting on the device body due to the rotation of the rotating body, and
A control unit that calculates the vibration characteristics of the rotating body based on the natural vibration data and the load.
With
The control unit
The rotating body is rotated at the predetermined rotation speed to which a shift amount with respect to the natural vibration data determined based on the natural vibration data of the disturbance vibration is given.
The load acting on the device body is measured by the load sensor, and the load is measured.
A measuring device that extracts a frequency band of the predetermined rotation speed from the measured waveform of the load by a predetermined filter process and identifies the vibration characteristics of the rotating body based on the amplitude of the extracted waveform.
前記回転体の回転に起因した振動以外の外乱振動の固有振動データをセンサにより取得するステップと、
前記外乱振動の前記固有振動データに基づいて、前記回転体の回転数の前記固有振動データに対するシフト量を決定するステップと、
を実行させる信号処理プログラム。 In order to rotate the rotating body and acquire the vibration characteristics of the rotating body,
The step of acquiring the natural vibration data of the disturbance vibration other than the vibration caused by the rotation of the rotating body by the sensor, and
Based on the natural vibration data of the disturbance vibration, a step of determining the shift amount of the rotation speed of the rotating body with respect to the natural vibration data, and
A signal processing program that executes.
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