JP2899673B2

JP2899673B2 - 回転体のオートバランサー用制御装置

Info

Publication number: JP2899673B2
Application number: JP63131065A
Authority: JP
Inventors: 登長瀬; 政男山口; 典孝野口; 武志板津
Original assignee: Nagase Integrex Co Ltd
Current assignee: Nagase Integrex Co Ltd
Priority date: 1988-05-28
Filing date: 1988-05-28
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH01301060A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、砥石等の回転体のアンバランスを自動修
正するオートバランサー用の制御装置に関するものであ
る。

［従来の技術］例えば研削盤において、砥石または主軸のアンバラン
スは研削精度に悪影響を及ぼす振動発生の原因となる。
この振動を除去するための最も一般的なバランシング方
法として、砥石に取付けた複数のバランスピースを手動
操作により位置調整するという手動バランシング法があ
る。ところが、この方法によると、満足できるバランス
精度を得るためには手による調整作業を多数回繰り返す
面倒があるばかりでなく、各作業毎に砥石の回転を停止
して研削作業を中断しなければならないという無駄があ
る。

そこで、従来、バランシングウエイトを砥石に位置調
整可能に作用させて、砥石のアンバランスをその回転中
において自動的に修正できるように構成したオートバラ
ンサーが提案されている。バランシングウエイトとして
液体を用いた液体式オートバランサーにおいては、砥石
の回転軸線の周りに列設した複数の液体貯溜用ポケット
に噴射ノズルを対向配置して、そのノズルから各ポケッ
トにバランシング液体を選択的に注入するようになって
いる。また、固体バランシングウエイトを用いた機械式
オートバランサーおいては、砥石に取付けたケース内で
一対の固体バランシングウエイトをそれぞれ別個のモー
タにより互いに直交する方向へ移動制御するように構成
されている。

［発明が解決しようとする課題］この発明は上記したオートバランサーのバランシング
機能を充分に発揮させることを課題とするものであり、
その主たる目的は回転体のアンバランスを高い精度で迅
速に自動修正することができる回転体のオートバランサ
ー用制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］前記の目的を達成するために、請求項１記載の発明の
制御装置は、回転体の原点を検出する原点検出器と、回
転体の振動を検出する振動検出器と、両検出器からの信
号に基づき回転体の最大振動量およびそれが発生する位
相を測定して回転体の測定上のアンバランスベクトルを
特定する手段と、前記測定上のアンバランスベクトルに
対して既知のベクトルを作用させ、その結果生じる合成
ベクトルについて前記両検出器からの信号に基づき特定
される測定上の値と演算によって特定される値とを求
め、その両値における位相のずれ量を算出する手段と、
前記ずれ量により前記測定上のアンバランスベクトルの
補正を行い、その補正後のアンバランスベクトルと均衡
するバランシングベクトルを算出する手段と、バランシ
ングウエイトを駆動させる駆動手段に前記バランシング
ベクトルが発生するようにバランシングウエイトを駆動
させる信号を出力する手段とを備えている。

請求項２記載の発明の制御装置は、請求項１記載の発
明の構成に加えて、回転体の最大振動量が所定レベルを
超えたときにオートバランサーの制御を自動的に開始す
る手段を備えている。

請求項３記載の発明の制御装置は、請求項１記載の発
明の構成に加えて、前記バランシングベクトルの発生後
における最大振動量が所定レベル以下に達したときにオ
ートバランサーの制御を自動的に終了する手段を備えて
いる。

請求項４記載の発明の制御装置は、請求項２又は３記
載の発明の構成に加えて、オートバランサーの制御を開
始または終了するときの前記各レベルを調整可能に設定
する手段を備えている。

請求項５記載の発明の制御装置は、回転体の原点を検
出する原点検出器と、回転体の振動を検出する振動検出
器と、両検出器からの信号に基づき回転体の最大振動量
およびそれが発生する位相を測定して回転体のアンバラ
ンスベクトルを特定する手段と、バランシングウエイト
を駆動させる駆動手段に前記バランシングベクトルが発
生するようにバランシングウエイトを駆動させる信号を
出力する手段と、回転体を装備する機械本体の剛性の大
小に応じて前記駆動信号を調整するための手段とを備え
ている。

［作用］上記解決手段によりなる各発明の制御装置は以下のよ
うに作用する。

請求項１記載の発明の制御装置では、回転体の測定上
のアンバランスベクトルが特定されたのち、そのアンバ
ランスベクトルに対して既知のベクトルを作用させる。
その結果生じる合成ベクトルは測定上の値と演算によっ
て特定される値とが求められ、その両値における位相の
ずれ量が算出される。そして、そのずれ量により前記測
定上のアンバランスベクトルが補正され、その補正後の
アンバランスベクトルと均衡するバランシングベクトル
が算出される。

請求項２記載の発明の制御装置では、回転体の最大振
動量が所定レベルを超えたときにオートバランサーの制
御が自動的に開始される。

請求項３記載の発明の制御装置では、バランシングベ
クトルの発生後において回転体の最大振動量が所定レベ
ル以下に達したときにオートバランサーの制御が自動的
に終了される。

請求項４記載の発明の制御装置では、制御開始または
終了のレベルは要求される加工精度との関係において設
定手段により適正な値に調整設定される。

請求項５記載の発明の制御装置では、回転体を装備す
る機械本体の剛性の大小に応じて、アンバランスベクト
ルに均衡するバランシングベクトルを発生するようにバ
ランシングウエイトの駆動手段に対して出力される駆動
信号が調整される。

［実施例］次に、この発明を具体化した実施例を図面に基づいて
説明する。

［第１実施例］第１〜10図はこの発明を具体化した第１実施例を示
す。この実施例においては、研削盤の砥石回転系に発生
するアンバランスを自動的に修正するための液体式オー
トバランサー、およびそれを制御するための制御装置が
開示されている。

そこで、まず第2,3図に基づき液体式オートバランサ
ーについて説明すると、このオートバランサー１はバラ
ンシングリング２、噴射ノズル３、およびタンク４から
構成されている。

バランシングリング２は研削盤５の主軸６上に固定さ
れたホルダー７に対しねじ８を介して取着され、そのリ
ング２とホルダー７との間に回転体としての砥石９が挟
着固定されている。バランシングリング２の前面には等
間隔をおいて複数（図示例では24個）のポケット10が環
状に列設されるとともに、全ポケット10を覆うように蓋
リング11がねじ12により取着されている。蓋リング11に
より覆われない各ポケット10の内側開放部は注入口13と
なっている。また、第３図に示すように、注入口13の内
側位置において環状に列設された複数のねじ孔14には、
手動バランシングを予備的に行うための適数個のバラン
スピース15を選択的に螺着できるようになっている。

第２図に示すように、噴射ノズル３は、ポケット10の
注入口13に対向するように、図示しない砥石カバー等の
適宜の支持部材を介してバランシングリング２の前面に
近接配置されている。噴射ノズル３としては、電磁コイ
ルとそれにより開閉される針弁とを内蔵したガソリンエ
ンジン用の電磁式フューエルインジェクターを使用で
き、また、これとは別に圧電素子による超音波振動をホ
ーンにより拡大して噴射ノズルを開閉するタイプの超音
波インジェクターをも使用可能である。なお、噴射ノズ
ル３およびバランシングリング２を砥石９の裏面側に配
置してもよい。

噴射ノズル３の供給管16は電磁切換弁17を介してタン
ク４から延びる液体管18とエア管19とに接続されてい
る。タンク４は密閉構造をなし、その内部には清浄な水
または研削液等のバランシング液体Ｌが貯溜されてい
て、それを図示しないエア源からの加圧エアＡにより所
定の圧力で加圧できるようになっている。そして、切換
弁17の液体通路が開放されたときにはタンク４内のバラ
ンシング液体Ｌが液体管18および供給管16を介して噴射
ノズル３に供給され、また、切換弁17のエア通路が開放
されたときにはタンク４内の加圧エアＡがエア管19およ
び供給管16を介して噴射ノズル３に供給される。

従って、バランシング作業時において切換弁17の液体
通路および噴射ノズル３が開放されたときには、その噴
射ノズル３から噴射されたバランシング液体Ｌがバラン
シングリング２の注入口13を介してポケット10内に注入
され、かつ砥石９の回転に伴う遠心力によりそのポケッ
ト10内に保持されて、砥石９の所定の回転位相に所定の
大きさのバランシングベクトルを発生する。一方、バラ
ンシング作業の終了時等において、エア通路および噴射
ノズル３が開放されたときには、その噴射ノズル３から
噴射された加圧エアが注入口13を介してポケット10内に
注入され、その圧力によりポケット10内に残留している
バランシング液体や切粉等を外部に吹き飛ばす。なお、
液体噴射用ノズルとエア噴射ノズルとを別々にし、それ
らをポケット10の回転域においてそれぞれ異なる位置に
配置することもできる。

次に、上記構成の液体式オートバランサー１を制御す
るための制御装置について説明すると、この実施例の制
御装置は、第１図に示す本体制御部21、リモコン操作部
22、第２図に示す原点検出器23および振動検出器24から
構成されている。

原点検出器23は砥石９の原点位置を検出するためのも
のであって、図示例のようにバランシングリング２の外
周面に付着した光反射板25を感知して原点信号を出力す
るフォトセンサを使用でき、また、これとは別に汚損に
よる誤作動のおそれが少ない磁気センサ（近接スイッ
チ）を用いることも可能である。原点検出器23の配置位
置は図示例に限定されず、主軸６、砥石モータまたは主
軸プーリ等の砥石９の回転駆動系内の何れの場所であっ
てもよい。

振動検出器24は研削盤５における砥石９および主軸６
等の回転体のアンバランスにって発生する振動を検出す
るためのものであり、速度検出式の動電型振動ピックア
ップまたは加速度検出式の圧電型振動ピックアップを使
用可能であって、砥石ヘッド26等の砥石９に接近する場
所に配置される。

第１図に基づき本体制御部21の表示系について説明す
ると、27は位相表示ランプでり、回転体としての砥石９
のアンバランス位置を10度の角度をおいて環状に列設し
た36個のLEDランプにより表示する。28は原点表示ラン
プであり、バランス測定時には原点検出器23からの原点
検出信号に応答して点灯するとともに、液体式オートバ
ランサー１によるバランシング作業時には動作電流をモ
ニターして動作中であることを表示する。

29は振動量表示部であって、砥石９等が発生する最大
振動量を変位・速度・加速度の各単位で表示する。30は
前記振動量の単位を点灯表示するための単位表示部であ
る。31は回転数・角度表示部であり、砥石９の回転数ま
たは最大振動量が発生する角度（アンバランス位置）を
表示する。32は前記回転数または角度の単位を点灯表示
するための単位表示部である。33はチャンネル表示部で
あり、原点および振動検出器23,24の入力チャンネルを
表示する。

続いて、本体制御部21の操作系について説明すると、
34は振動量、回転数、角度の各表示数値を保持するため
のホールドキー、35は振動量の表示単位を切り換えるた
めの単位キー、36は回転数表示と角度表示とを切り換え
るための表示切換キー、37はチャンネル選択キー、38は
砥石９の回転方向を設定するための回転方向キー、39は
データ設定モードに入るための設定キー、40は設定デー
タを記憶するための書込キーである。

41は左右方向キーであり、手動による位相設定時に前
記ホールド状態において位相表示ランプ27の点灯位置を
移動し、データ設定モードにおいて表示部29,31の桁を
移動する。42は上下方向キーであり、データ設定モード
において表示部29,31の数値を変更する。手動によるバ
ランシング作業時には左右および上下方向キー41,42を
選択的に操作することにより、液体式オートバランサー
１の噴射ノズル３が原点を基準とした４方向位置の各ポ
ケット10にバランシング液体Ｌを噴射するようになって
いる。52は電源スイッチである。

68は係数設定器であり、砥石９を装備する研削盤５の
剛性の大小（研削盤５の種類または設置条件によって異
なる）に応じて液体式オートバランサー１への駆動信号
を調整するために、複数の係数のうちから一つが選択さ
れる。例えば、強固な基盤上に設置された剛性の大きな
研削盤５の場合には、砥石９のアンバランスにより発生
する振動が機械本体側に吸収されて、測定振動量の値が
砥石９のアンバランスに対応しなくなる。この場合、係
数設定器68により大きな値の係数を選択すれば、噴射ノ
ズル３の駆動時間が長く調整され、砥石９のアンバラン
スが増量されたバランシング液体Ｌにより迅速に修正さ
れる。

本体制御部21にはコード43を介してリモコン操作部22
が接続されている。このリモコン操作部22は本体制御部
21の各キーと同じキー（第１図に同一番号で示す）を備
えるとともに、これとは別のバランシング作業用の操作
キーとして、イニシャルモードを設定するためのイニシ
ャルキー44、自動位相設定モードに入るための位相設定
キー45、自動バランシングモードを設定するための自動
キー46、全自動バランシングモードを設定するための全
自動キー47、および各モードを中断または終了するため
のストップキー48を備えている。各モードキー45〜47お
よびホールドキー34には確認ランプ67が設けられてい
る。49は電源ランプ、50,51はシステムエラーおよび通
信エラーを表示するためのエラーランプである。なお、
各モードの内容については後述する。

第４図は液体式オートバランサー用制御装置の制御回
路を略示するもので、前記振動検出器24は増幅器53を介
してフィルタ回路54に接続されている。フィルタ回路54
には、振動検出器24の信号から砥石９の回転に起因する
振動成分のみを抽出するために、砥石９の回転数を中心
周波数とするバンドパスフィルタが使用されている。フ
ィルタ回路54はA/D変換器55を介して本体制御部21に内
蔵された中央演算処理装置（以下CPUと略す）56に接続
されている。また、CPU56には原点検出器23が接続され
ている。

そして、CPU56は両検出器24,23からの信号に基づき砥
石９の最大振動量およびそれが発生する位相（アンバラ
ンス位置）を測定して砥石９のアンバランスを特定する
とともに、原点検出信号のパルス周期を測定することに
より砥石９の回転数を算出する。従って、CPU56により
この実施例におけるアンバランスベクトル特定手段が構
成される。

一方、CPU56には入出力インターフェイス57を介して
本体制御部21とリモコン操作部22との操作系58および表
示系59、研削盤５、測定データ等を印字するためのプリ
ンター60、設定データに基づいて警報を発生するアラー
ム装置61、並びに液体式オートバランサー１の前記噴射
ノズル３および切換弁17が接続されている。そして、CP
U56は、バランシング液体Ｌが砥石９に前記アンバラン
スベクトルに均衡するバランシングベクトルを発生する
ように、オートバランサー１に駆動信号を出力して噴射
ノズル３の噴射位相および噴射量（時間）を制御する。
また、その駆動信号はバランシングベクトルの発生前後
における砥石９のアンバランスベクトルの変化に基づい
て更新されるようになっている。従って、CPU56はこの
実施例における駆動信号出力手段および更新手段を構成
する。

さらに、CPU56には制御プログラム等を格納したリー
ドオンリーメモリ（ROM）62と、作業メモリおよびデー
タ設定メモリ等を備えたランダムアクセスメモリ（以下
RAMと略す）63とが接続されている。

第５図に示すように、RAM63のデータ設定メモリ64に
はバランシング作業に必要な各種パラメータを書き換え
可能に設定できるようになっている。同図に主要なパラ
メータ65をアドレス番号66と共に記した。これらについ
て説明すると、 0.全自動開始レベル・・・全自動バランシングモード時
に最大振動量がこの値を超えるとバランシング作業を自
動的に開始する。

1.自動終了レベル・・・全自動または自動バランシング
モードにおいて、バランシング作業後の最大振動量がこ
の値以下になるとバランシング作業が自動的に終了す
る。

2.ポスコン値・・・手動による位相設定に際し、アンバ
ランスの実際に存在する位相と測定位相との間のずれを
設定する。自動位相設定モードではこの値は自動的に測
定および設定される。

3.噴射ノズル取付角・・・原点からの噴射ノズル３の取
付角度。

4,5.噴射開始および終了遅れ時間・・・噴射開始または
終了の指令から実際に噴射を開始または終了するまでの
遅れ時間。制御の遅れ、ノズル３の動作遅れ、バランシ
ング液体Ｌのノズル３からポケット10までの到達時間等
を含む。

6.バランシング作業時間・・・バランシング作業の許容
時間であって、これを超えると前記アラーム装置61が作
動する。

7.振動量対応噴射時間係数・・・振動量に比例して噴射
時間を算出するときの係数。

8,9.位相設定噴射時間および位相・・・自動位相設定モ
ードにおいて強制アンバランスを発生する際の噴射時間
および位相。

10.エア噴射時間・・・イニシャルモードにおける液体
抜きのためのエア噴射時間。

11.エア噴射回転数・・・同モードでこの回転数以下に
なるとエアが自動的に噴射される。

12〜16.剛性対応噴射時間係数・・・研削盤５の剛性に
応じて係数設定器68により選択される各レベル毎の係数
を設定する。

この発明との関係においてその他のパラメータの説明
は省略する。

次に、以上のように構成された制御装置の作用を第６
〜10図に示すフローチャートに従って説明する。

さて、第６図に示すように、バランシング作業を開始
するに先立って本体制御部21またはリモコン制御部22の
設定キー39が操作されると（ステップS1）、前述した各
パラメータ65を設定するためのデータ設定モードが開始
される。ここで、作業者は上下および左右方向キー42,4
1を操作して振動表示部29にアドレス番号66を設定する
とともに、回転数・角度表示部31にアドレス番号66に対
応するパラメータ65の値を設定する（S2）。次いで、書
込キー40を操作して（S3）、そのデータをRAM63のデー
タ設定メモリ64に記憶させ（S4）、この動作を繰り返し
て各パラメータ65の値を順次設定する。設定作業が終了
した際には、単位キー35をONして（S5）データ設定モー
ドを終える。

バランシング作業を開始するに当たり、液体式オート
バランサー１におけるバランシングリング２のポケット
10内にバランシング液体Ｌまたは切粉等が残留している
場合は、それらを排除するためにイニシャルモードが設
定される。第７図に示すように、リモコン制御部22のイ
ニシャルキー44がONされると（S6）、切換弁17が作動し
てタンク４から噴射ノズル３に至るエア通路を開放する
（S7）。そして、原点検出器23からの信号により砥石９
の停止状態が確認されると（S8）、噴射ノズル３が開放
して加圧エアＡを前記設定時間噴射する（S9）。この期
間中、砥石９を手により回転させれば、全ポケット10内
の残留物を容易に排除することができる。

一方、砥石９が回転中である場合は（S8）、その回転
数が前記設定回転数以下になるのを待って（S10）加圧
エアＡが噴射され（S9）、全ポケット10内の残留物が自
動的に排除される。エア噴射後は切換弁17の作動により
エア通路が閉鎖されて液体通路が開放される（S11）。
従って、このイニシャルモードにおいて高精度バランシ
ングを可能にする準備作業が簡単かつ迅速に終了する。

第８図は自動位相設定モードを示すものであるが、こ
のモードにおいては自動位相設定ののちに自動バランシ
ングが継続して実行される。作業者によりリモコン操作
部22の位相設定キー45が操作されると（S12）、CPU56は
砥石９のアンバランスベクトルを特定するために、原点
検出器23および振動検出器24からの信号に基づいて砥石
９の最大振動量とそれが発生する位相とを測定する（S1
3）。次いで、砥石９に既知の強制アンバランスベクト
ルを作用させるために、噴射ノズル３がバランシング液
体Ｌを前記設定位相のポケット10に前記設定時間だけ噴
射する（S14）。

この結果、砥石９には先のアンバランスベクトルと既
知の強制アンバランスベクトルとの合成ベクトルが新た
に発生する。CPU56はこの状態における砥石９の振動量
と位相とを測定して前記合成ベクトルを測定値として特
定する（S15）。また、CPU56は先のアンバランスベクト
ルの測定値と既知の強制アンバランスベクトルの値とに
基づき合成ベクトルを演算値としても特定する。そし
て、CPU56はこれらの測定値と演算値とを比較してアン
バランスベクトルの実際の位相と測定位相との間のずれ
を算出し、その結果をポスコン値としてRAM63の作業メ
モリに設定する（S16）。

以上の自動位相設定に引き続き自動バランシング処理
が実行され、強制アンバランス発生後の砥石９の最大振
動量がパラメータ65として設定した前記自動終了レベル
と比較される（S17）。最大振動量が自動終了レベルに
達していない場合には、CPU56はアンバランスベクトル
に均衡するバランシングベクトルを特定するために、前
記ポスコン値により補正したアンバランス位相から180
度を隔てた噴射中心位相、振動量と前記設定噴射時間係
数とに基づいた噴射時間、振動量に対応する180度以下
の噴射範囲、およびその噴射範囲と回転数とに基づく噴
射回数をそれぞれ算出する（S18）。また、このとき係
数設定器68により選択された係数に基づいて噴射時間等
が調整される。そして、CPU56はその演算結果に基づく
駆動信号を噴射ノズル３に出力し、そこから噴射された
バランシング液体Ｌにより砥石９のアンバランスが修正
される（S19）。従って、CPU56は測定位相のずれを算入
してバランシングベクトルの位相を算出するための手段
を構成し、これにより、バランシングベクトルが正確な
位相に作用するようになり高精度のバランシングを行う
ことができる。

初回のバランシングの結果を見るために、続いて、砥
石９の最大振動量およびアンバランス位相が測定され
（S20）、噴射前後のアンバランス位相が同じであるか
否かが判別される（S21）。アンバランス位相に変化を
生じた場合には、その位相変位量を前記ポスコン値に加
算したのち（S22）、最大振動量が自動終了レベルと比
較される（S23）。最大振動量が未だ終了レベルに達し
ていなければ、先のステップ（S18）に復帰し、前記位
相変位量を含む最新の各データに基づいて次回のバラン
シングのための噴射中心位相、時間、範囲および回数が
算出される。

従って、更新手段としてのCPU56はバランシングベク
トルの発生前後における砥石９のアンバランスベクトル
の変化に基づいて噴射ノズル３のための駆動信号を順次
更新する。その故、この噴射および更新の動作を繰り返
えすことにより、砥石９のアンバランスが短時間のうち
に修正され、最大振動量が終了レベル以下になったこと
を確認して（S23）一連のバランシング作業を自動的に
終了することができる。なお、砥石９のアンバランスが
著しく大きい場合には、前述した自動位相設定モードに
入る前に、第３図に示すように、バランシングリング２
の適当位相のねじ孔14に適宜数のバランスピース15を取
付けて、手によるバランシング作業を行う。こうすれ
ば、自動位相設定モードにおける自動バランシングを比
較的短時間で完了することができる。

ところで、研削盤５の研削作業中においてバランシン
グを作業者の任意に基づいて行う場合には、第９図に示
すように、リモコン操作部22の自動キー46を操作して
（S24）自動バランシングモードを設定する。このモー
ドにおいては、CPU56が砥石９の最大振動量およびその
アンバランス位相を測定したのち（S25）、第８図に従
って前述した自動バランシング処理（S17〜23）を実行
する。従って、この場合には研削作業を中断することな
くバランシング作業を能率よく行うことができる。

一方、研削盤５の研削作業中においてバランシングを
自動的に開始したい場合には、第10図に示すように、リ
モコン操作部22の全自動キー47をONして（S26）全自動
バランシングモードを設定する。すると、CPU56が砥石
９の最大振動量およびそのアンバランス位相を常時測定
し（S27）、その測定値をモニターして最大振動量がパ
ラメータ65として設定した全自動開始レベルを超えた時
点で（S28）、第８図に示したステップS17〜23の自動バ
ランシング処理を自動的に実行するとともに（S29）、
最大振動量が自動終了レベル以下になった時点でバラン
シング作業を自動的に終了する。従って、この場合には
研削作業と並行し、しかも人手を全く介さずにバランシ
ング作業を行うことができるとともに、研削中の加熱に
よりポケット10内のバランシング液体Ｌが蒸発した場合
でも、これに自動的に対処して砥石９のバランスを常に
適正値に保持することができる。全自動バランシングモ
ードはリモコン操作部22のストップキー48の操作により
終了する（S30）。

なお、以上の説明から明らかなように、この実施例に
おいて、全自動バランシングモードを設定する全自動キ
ー47はバランシング作業を自動的に開始するための自動
開始手段を構成し、また、自動バランシングモードを設
定する自動キー46はバランシング作業を自動的に終了す
るための自動終了手段を構成するものである。さらに、
全自動開始レベルおよび自動終了レベルをパラメータ65
として入力する際に操作される設定キー39によりこの実
施例の設定手段が構成される。そして、これらの値を要
求される研削精度に応じて設定することにより、適正な
バランシング精度を選択して効率のよいバランシング作
業を行うことができる。

［第２実施例］次に、この発明の第２実施例を第11〜15図に基づいて
説明するが、この実施例においては、前記第１実施例と
ほぼ同様に構成された制御装置により機械式オートバラ
ンサーを制御して砥石９のバランシングが行われる。

そこで、まず第11,12図に従って機械式オートバラン
サー100の構成について説明すると、同バランサー100の
ケース部材101は円形椀状の本体ケース102と蓋103とか
ら構成されている。本体ケース102はねじ104を介して砥
石９のフランジ107に取着されている。本体ケース102の
外周部に形成された環状溝108内には、手によるバラン
ス修正用の複数のバランスピース109が止めねじ110によ
り位置調節可能に収容されている。

金属板よりなる一対のバランシングウエイト111,112
は互いに直交する状態で本体ケース102内に重合配置さ
れ、それらの両端部裏面に固定した一対の脚片114,115
と本体ケース102の底面に形成したガイド溝113との嵌合
を介して砥石９と平行な面内で互いに直交する方向に往
復移動できるようになっている。両ウエイト111,112の
接合面にはそれらの移動範囲に相当する長さの凹所116,
117が形成されている。141は振れ止めである。

ウエイト111,112の一方の脚片114に形成したねじ孔12
1には送りねじ118,119が螺合されている。120はそれら
を支持するための軸受である。送りねじ118,119はウォ
ームホイール125およびウォーム126を介して駆動軸123,
124に連結されている。122はそれらを支持するための軸
受板である。駆動軸123,124はウォームホイール130およ
びウォーム131を介して正逆回転可能な直流モータ127,1
28のモータ軸129に連結されている。そして、両モータ1
27,128の駆動に伴い駆動軸123,124および送りねじ118,1
19を介してバランシングウエイト111,112が互いに直交
する方向にそれぞれ別個に往復移動されるようになって
いる。

第12図に示すように、本体ケース102内には両ウエイ
ト111,112の一方の移動限界位置を検出するためのリミ
ットスイッチ137,138が配置されている。また、ウエイ
ト111,112の一方の脚片115の側面には、他のウエイトと
の接触により両ウエイト111,112の他方の移動限界位置
を検出するためのリミットスイッチ139,140が取着され
ている。

第11図に示すように、ケース部材101の蓋103にはモー
タ127,128に接続された同心円状の３個のスリップリン
グ132が設けられている。砥石カバー133にはスイッチ部
材134が取着され、そのつまみ136の操作により可動接点
135をスリップリング132に対し接触および解離して、モ
ータ127,128への電源を供給および停止できるようにな
っている。

上記構成の機械式オートバランサー100を制御するた
めの制御装置は第１実施例と同様に構成されている（第
１図参照）。換言すれば、第１実施例で説明した制御装
置は液体式および機械式の何れのオートバランサーにも
適用できるという汎用性を有するものである。従って、
機械式オートバランサー100用の制御回路も第１実施例
とほぼ同一であるため、第13図にその同一部分を省略し
変更部分のみを示した。ここにおいて、CPU56の入力側
にはリミットスイッチ137〜140が接続され、出力側には
モータ127,128が接続されている。

第14図はRAM63のデータ設定メモリ64を示すもので、
そこには機械式オートバランサー100を制御するために
必要な各種パラメータ65がアドレス番号66と共に書き換
え可能に設定されるようになっている。主要なパラメー
タ65について説明すると、 0.全自動開始レベル・・・液体式と同じ。

1.自動終了レベル・・・液体式と同じ。

21.位相設定移動時間・・・自動位相設定モードにおい
て強制アンバランスを発生させる際の一方のウエイト11
1の移動時間。

22.位相設定自動開始レベル・・・自動位相設定開始時
に、砥石９の最大振動量がこの値に達するまでウエイト
111,112が歩進移動する。

23.モータ速度切換レベル・・・ここに設定された複数
の振動レベルに基づいてモータ127,128の駆動速度が複
数段階に切換えられる。

24.振動量対応駆動時間係数・・・振動量に比例してモ
ータ127,128の駆動時間を算出するときの係数。

25〜29.剛性対応振動時間係数・・・液体式と同じ。

次に、機械式オートバランサー100を使用してのバラ
ンシング作用について説明する。

上記各パラメータは液体式と同じデータ設定モードに
おいて同様な操作により設定される（第６図参照）。デ
ータ設定後に、リモコン操作部22のイニシャルキー44が
操作されると、この機械式オートバランサー100におい
ては、モータ127,128の駆動により両バランシングウエ
イト111,112が各リミットスイッチ137〜140間で一往復
したのち、その移動時間に基づいて本体ケース102の中
心位置に移動する。これにより、砥石９等のアンバラン
スを予備的に自動修正することができる。また、このイ
ニシャル操作に先立ち、砥石９等のアンバランスが著し
いと判断された場合には、バランスピース109を手によ
り位置調整してアンバランスを予備的に減少させること
もできる。

これらの予備作業が終了すると、自動位相設定モード
並びにそれに引き続いて自動バランシング作業が実行さ
れる。その処理を第15図に示すフローチャートに従って
説明すると、リモコン操作部22の位相設定キー45がONさ
れると（S51）、イニシャル操作時と同様、両ウエイト1
11,112が本体ケース102の中心へ移動し（S52）、その状
態で砥石９のアンバランスベクトルを特定するために最
大振動量およびアンバランス位相が測定される（S5
3）。

次いで、最大振動量が前記設定自動終了レベル以上で
あることが確認されると（S54）、両モータ127,128の間
欠駆動によりウエイト111,112は、それらの合成質量が
前記最大振動量を減少させる方向に歩進移動する（S5
5）。この歩進移動は最大振動量が前記位相設定自動開
始レベルに一致するまで継続され、その一致が確認され
ると（S56）、何れか一方のモータ127が前記位相設定移
動時間だけ駆動され、一方のウエイト111が中心から離
れた強制アンバランス位置に移動される（S57）。

これ以後の処理は前述した液体式の場合とほぼ同様に
して実行される。すなわち、強制アンバランス発生後に
おける砥石９の最大振動量とアンバランス位相とが測定
され（S58）、その測定値と演算値とに基づいてポスコ
ン値が算出され、その値がRAM63の作業メモリに設定さ
れる（S59）。

次いで、CPU56は最大振動量が自動終了レベルに達し
ていないことを確認したのち（S60）、両ウエイト111,1
12が砥石９のアンバランスベクトルに均衡するバランシ
ングベクトルを発生するように、両モータ127,128のた
めの駆動信号が作成される。ここでは、両ウエイト111,
112の合成質量を前記ポスコン値により補正したアンバ
ランス位相から180度隔てた位相に変位させるために必
要な両ウエイト111,112の移動量がそれぞれ求められる
（S61）。そのために、CPU56は前記モータ速度切換レベ
ルに基づき振動量の大きさに応じたモータ127,128の駆
動速度を選択し、かつ振動量と前記駆動時間係数との関
係からモータ127,128の駆動時間を算出する。

続いて、モータ127,128に前記駆動信号が出力され、
両ウエイト111,112が演算量だけ移動される（S62）。そ
して、砥石９の最大振動量およびアンバランス位相が測
定され（S63）、移動前後のアンバランス位相が同じで
あるか否かが判別される（S64）。アンバランス位相に
変化を生じた場合には、その位相変位量を前記ポスコン
値に加算したのち（S65）、最大振動量が自動終了レベ
ルと比較され（S66）、これらの処理の繰り返えしによ
り最大振動量が終了レベル以下になった時点で一連のバ
ランシング作業が自動的に終了する。従って、この第２
実施例においても、前記実施例と同様、砥石９のバラン
シング作業を高い精度で迅速かつ自動的に行うことがで
きる。

なお、自動キー46または全自動キー47により展開され
る自動または全自動バランシングモードは、前記液体式
と同様にして実行されるためその説明並びにフローチャ
ートを省略するが、この機械式バランシングシステムに
おいても研削作業を中断する無駄がなく、しかもバラン
シング作業の開始および終了を自動化することができ
る。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明によれば次のように効
果を奏する。

請求項１の制御装置においては、バランシングベクト
ルが正確に作用するようになり、高い精度のバランシン
グを行うことができる。

請求項2,3の制御装置においては、バランシング作業
を自動的に開始又は終了することができる。

請求項４の制御装置においては、バランシング作業を
開始又は終了する振動レベルを調整できるので、加工精
度に応じたバランシングが可能になる。

請求項５の制御装置においては、回転体を装備する機
械本体の剛性の大小に応じた的確なバランシングを行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜10図はこの発明の第１実施例を示し、第１図は制
御装置を構成する本体制御部およびリモコン操作部の正
面図、第２図は液体式オートバランサーの一部破断側面
図、第３図はその部分正面図、第４図は制御回路を示す
ブロック図、第５図はデータ設定メモリ内のパラメータ
を示す説明図、第６図はデータ設定モードを示すフロー
チャート図、第７図はイニシャルモードを示すフローチ
ャート図、第８図は自動位相設定モードを示すフローチ
ャート図、第９図は自動バランシングモードを示すフロ
ーチャート図、第10図は全自動バランシングモードを示
すフローチャート図である。第11〜15図はこの発明の第
２実施例を示し、第11図は機械式オートバランサーの側
断面図、第12図はその正面図、第13図は制御回路の一部
を示すブロック図、第14図はパラメータの説明図、第15
図は自動位相設定モードを示すフローチャート図であ
る。液体式オートバランサー……１、砥石……９、バランシ
ング液体……Ｌ、原点検出器……23、振動検出器……2
4、設定キー……39、自動キー……46、全自動キー……4
7、CPU……56、係数設定器……68、機械式オートバラン
サー……100、バランシングウエイト……111,112。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者板津武志岐阜県武儀郡武芸川町跡部1333番地の１株式会社長瀬鉄工所内 (56)参考文献特開昭62−4567（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−178175（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−40268（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 45/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体（９）にバランシングウエイト
（Ｌ）（111,112）を位置調整可能に作用させて回転体
（９）のアンバランスを自動的に修正するようにしたオ
ートバランサー（１）（100）用の制御装置であって、回転体（９）の原点を検出する原点検出器（23）と、回転体（９）の振動を検出する振動検出器（24）と、両検出器（23,24）からの信号に基づき回転体（９）の
最大振動量およびそれが発生する位相を測定して回転体
（９）の測定上のアンバランスベクトルを特定する手段
（56）と、前記測定上のアンバランスベクトルに対して既知のベク
トルを作用させ、その結果生じる合成ベクトルについて
前記両検出器（23,24）からの信号に基づき特定される
測定上の値と演算によって特定される値とを求め、その
両値における位相のずれ量を算出する手段（56）と、前記ずれ量により前記測定上のアンバランスベクトルの
補正を行い、その補正後のアンバランスベクトルと均衡
するバランシングベクトルを算出する手段（56）と、バランシングウエイト（Ｌ）（111,112）を駆動させる
駆動手段（３）（127,128）に前記バランシングベクト
ルが発生するようにバランシングウエイト（Ｌ）（111,
112）を駆動させる信号を出力する手段（56）とを備えたことを特徴とする回転体のオートバランサー用
制御装置。
【請求項２】回転体（９）の最大振動量が所定レベルを
超えたときにオートバランサー（１）（100）の制御を
自動的に開始する手段（47）を備えた請求項１に記載の
回転体のオートバランサー用制御装置。
【請求項３】前記バランシングベクトルの発生後におけ
る回転体（９）の最大振動量が所定レベル以下に達した
ときにオートバランサー（１）（100）の制御を自動的
に終了する手段（46）を備えた請求項１に記載の回転体
のオートバランサー用制御装置。
【請求項４】オートバランサー（１）（100）の制御を
開始または終了するときの前記各レベルを調整可能に設
定する手段（39）を備えた請求項２又は３に記載の回転
体のオートバランサー用制御装置。
【請求項５】回転体（９）にバランシングウエイト
（Ｌ）（111,112）を位置調整可能に作用させて回転体
（９）のアンバランスを自動的に修正するようにしたオ
ートバランサー（１）（100）用の制御装置であって、回転体（９）の原点を検出する原点検出器（23）と、回転体（９）の振動を検出する振動検出器（24）と、両検出器（23,24）からの信号に基づき回転体（９）の
最大振動量およびそれが発生する位相を測定して回転体
（９）のアンバランスベクトルを特定する手段（56）
と、バランシングウエイト（Ｌ）（111,112）を駆動させる
駆動手段（３）（127,128）に前記バランシングベクト
ルが発生するようにバランシングウエイト（Ｌ）（111,
112）を駆動させる信号を出力する手段（56）と、回転体（９）を装備する機械本体（５）の剛性の大小に
応じて前記駆動信号を調整するための手段（68）とを備えたことを特徴とする回転体のオートバランサー用
制御装置。