JP4668019B2 - 圧縮機検査装置 - Google Patents
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Description
即ち、この検査装置ではトルクを所定値以上に変動したピーク領域の幅、ピーク位置とを含む波形パラメータに基づいて不良個所を判定するものである(例えば、特許文献1参照)。
また、ツインシリンダタイプのワークでは上下2箇所の圧縮室があり、シャフトの偏芯部が180°位相ずれをしているため、1周の内、殆ど大きなトルクが掛かり異常のトルク変動と判別できなかった。
さらに、シングルシリンダタイプのワークでは圧縮によるトルク変動を異常個所と判別するために回転角度を検出する必要があり、回転角検出器やシャフトの位置決めを行う機構があるため、装置が複雑となり、位置決めによりサイクルタイムが長くなるという問題があった。
また、シングルシリンダタイプとツインシリンダタイプのワークでは、本来2つの軸受けが同軸で組まれるのが望ましいが、同軸度0μmで組まれたワークが油膜反力の影響により回転が重く感じる現象があった。これを従来の検査装置では回転の重いワークと判別ができなかった。
図2において、ワークシリンダ2と1つのワーク軸受け4は円周上の一方向でピストン7とワークシリンダ2間の圧縮室スキマ3がシャフト6の偏芯部で図面で要求されるスペックとなるような寸法Aで複数のボルト9において固定されている。
また、シャフト6とピストン7をワークシリンダ2内に挿入した後、もう1つのワーク軸受1をシャフト6に挿入する。そのワーク軸受1はその内径と前記ワーク軸受4の内径が同軸になるようにワークシリンダ2に複数のボルト5で固定されている。
図4は、図2に示すワーク10のワーク軸受1とワークシリンダ2との接合部分を切断面としてワーク軸受1側より見たものである。
ワークシリンダ2に検査装置で回転を伝達する2つのワーク回転伝達穴26、28が設けられている。また、ワークシリンダ2には圧縮室を仕切るためのベーン27と吸入口2aが設けられている。
図3において、第1のワークシリンダ17と1つのワーク軸受20は円周上の一方向で第1のピストン19と第1のワークシリンダ17間の圧縮室スキマ18がシャフト21の偏芯部で図面で要求されるスペックになるような寸法Cで複数のボルト24で固定されている。
また、第2のワークシリンダ12ともう1つのワーク軸受11は圧縮室スキマ18と同じ方向で、第2のピストン14と第2のワークシリンダ12間の圧縮室スキマ13がシャフ21の偏芯部で図面で要求されるスペックになるような寸法Bで複数のボルト22で固定されている。
最後に、ワーク軸受11はその内径がワーク軸受20の内径と同軸になるように複数のボルト23でワーク軸受20と固定される。このようにして組み立てられたツインシリンダタイプのワーク25が圧縮機検査装置に挿入される。
圧縮機検査装置は、図5に示す如く、中心部にワーク10又は25が挿着される測定部32を備えた架台33と、架台33が載せられる制御盤35とで大略構成されている。
また、架台33には可動中の測定部32の上部に作業者が手を入れたことを検知するための発光部と受光部とを有するエリアセンサ30が設けられている。さらに、架台33の上部正面に判定結果及び波形データを表示するためのコンピュータ用のディスプレイ31が設置されている。
さらに、架台33の上部全体を安全カバー29で囲ってあり、架台33の下部には下方に油が流れないようにオイルパンのような構造になっている。
また、架台33の側部には測定部32に装着されたワーク10又は25のワークシリンダを検知する光電式のワーク検知センサ37と、シャフトを検知する光電式のシャフト検知センサ38と、ディスプレイ31等への配線を入れるための配線ダクト39が設けられている。
制御盤35の下部が装置ベース101に複数のボルト102で固定されており、装置ベース101は複数のアジャスタボルト36で床に立っている。
制御盤35の内部にはコンピュータ本体40が設置されており、そのコンピュータ本体40はプレート42に複数のボルト103で固定されている。そのプレート42は複数の防振ゴム43を介してアングル46の一端側に連結されている。
プレート42と複数の防振ゴム43は複数のボルト41で固定され、アングル46の一端側と防振ゴム43は複数のボルト44で固定されている。アングル46の他端側は複数のボルト45で制御盤35に固定されている。
図1に示す如く、測定部32には、架台33の桟(図示省略)に複数のボルト98で固定されている測定部ベース57がある。その測定部ベース57に設けられた治具87上にシングルシリンダタイプのワーク10又はツインシリンダタイプのワーク25が置かれる。このとき、ワーク10又は25の外周は規制されていない。
その治具87には、2つのワーク回転伝達穴26、28に挿入してワークシリンダを回転させるための2本の回転伝達ピン88がボルト89により固定されている。その2本の回転伝達ピン88と2つのワーク回転伝達穴26、28はスキマばめである。
ボルト82とボルト85が締められることにより、ベアリングプレート上86とベアリングプレート下84がベアリング83を挟み込み固定されている。
ベアリング83の外輪は測定部ベース57には嵌め込まれ、測定部ベース57に複数のボルト91で固定されているベアリングカバー90に挟まれて固定されている。
プーリ小58は固定金具108のクサビ機構により、複数のボルト109を締めるとモータ軸53aを締め付ける。モータ53は複数のボルト104によってモータベースプレート56に固定される。
このように、プーリ大81とベルト59とプーリ小58とでモータ53の回転速度を減速して治具87を回転させるモータ回転伝達機構が構成され、モータ53とで回転駆動手段が構成される。
そのモータプレート56には長穴106が設けられており、その長穴106に嵌め込まれるボルト105の位置を調節してベルト59にテンションをかけ、そのボルト105によりモータプレート56が測定部ベース57に固定される。
チャックベース73は緩衝材67に複数のボルト68で固定されている。この緩衝材67は、X、Y、Z、Θ(傾き)軸方向に自由に動いて外周からの振動を吸収し、素材のバネ性により無負荷状態には定位置に戻り、ワークのシャフト、ワーク軸受の傾きにより発生するシャフト6の捩れや揺動を吸収し、ワークが回転した場合にシャフト6が共回りをするのを防止し、ワークの個々のバラツキに影響されないようにするものである。
チャックベース73及びチャック74は重量を軽くし、振動を精度良く測定するために軽量材料である例えばアルミを使用する。緩衝材67は緩衝材ベース65にナット66で固定されている。その緩衝材ベース65は複数のボルト64で高さ調整ベース92に固定されている。
このベーン押しピン48はシングルシリンダタイプのワーク10、ツインシリンダタイプのワーク25の共用で、ベーン押しピン47はツインシリンダタイプのワーク25の専用である。
ベーン押しピン47はベーン押しシリンダ上49にねじ込まれ固定されている。ベーン押しピン48も同様にベーン押しシリンダ下50に固定されている。ベーン押しシリンダ上49及びベーン押しシリンダ下50はアングル54の垂直部に複数のボルト51、ボルト52で固定されており、アングル54の水平部は測定部ベース57に複数のボルト55で固定されている。
図7に示す如く、チャック74の左側にX軸方向の振動を測定するX軸加速度ピックアップ77とY軸方向の加振動を測定するY軸加速度ピックアップ78が設けられている。 チャック74の右側にはX軸加速度ピックアップ77とY軸加速度ピックアップ78の重さによってチャックが傾かないようにカウンタウェイト79とカウンタウェイトを兼ねるストッパ97が設けられている。X軸加速度ピックアップ77とY軸加速度ピックアップ78は油に強くするために耐油処理されている。
その近接センサ96はナット95によってセンサブラケット93に固定され、センサブラケットは高さ調整ベース92に複数のボルト94によって固定されている。
まず、シングルシリンダタイプのワーク10を治具87上に置く。このとき、治具87の上面でワーク10のワークシリンダ2が支持される。
そのワークシリンダ2の2つのワーク回転伝達穴26、28に2本の回転伝達ピン88をそれぞれ挿入する。ワーク回転伝達穴26,28と回転伝達ピン88はすきまばめである。
ワークシリンダ2の着座面の平行度バラツキやワーク軸受け4の内径直角度バラツキによるシャフト6とチャック74の中心との芯ずれはすべて緩衝材67により吸収する。
従って、芯ずれによる余分な振動は発生しない。また、シャフト6の若干の共回りも緩衝材67において抑制する。
なお、上記はシングルシリンダタイプのワーク10について説明したが、ツインシリンダタイプワーク25でも同様である。
上記のように構成された圧縮機検査装置には、シングルシリンダタイプのワーク10やツインシリンダタイプのワーク26が供給される。ここでは、シングルシリンダタイプのワーク10で説明する。なお、ワーク10の供給については人でもロボットでも構わないが、ここでは人で説明する。
まず、シングルシリンダタイプのワーク10を治具86上に置き、ワークシリンダ2のワーク回転伝達穴26、28に治具86に設けられた2本の回転伝達ピン88をそれぞれ挿入する(ステップS1)。
このように、シャフト6がクランプされた状態になると、ワーク検知センサ37はワークシリンダ2を検知し、シャフト検知センサ38はシャフト6を検知し、これらの検知信号はコンピュータ本体40の駆動制御部(図示省略)に送られる。
ワークシリンダ2の回転とシャフト6の振動を測定するX軸加速度ピックアップ78及びY軸加速度ピックアップ79の安定時間を待ち(ステップS4)、その安定時間経過後にX軸加速度ピックアップ78及びY軸加速度ピックアップ79でシャフト6の振動を加速度から測定する(ステップS5)。このとき、シャフト6はX軸加速度ピックアップ78及びY軸加速度ピックアップ79の直交する2軸で加速度の測定を行っているために位相決めをする必要がない。
ワーク10の良品判定についてはステップS7〜S16として後で詳細に説明する。
ワーク10の良品の有無の判定が終了したら、コンピュータ用ディスプレイ31に判定結果を表示する(ステップS17)。
しかる後に、駆動制御部がモータ35の回転駆動を停止させてワークシリンダ2の回転を停止させる(ステップS18)。
ワークシリンダ2の回転が停止したら、チャック74がシャフト6をクリップしている2本の爪76を駆動してアンチャックし(ステップS19)、ワーク10を治具87上より取り除く(ステップS20)。
図11〜図14は良品や傷や回転が重い等の各種のワークについてX軸加速度ピックアップ78及びY軸加速度ピックアップ79により実測した加速度による振動の合成生波形を示す。図11〜図14において、縦軸が振動レベル、横軸が時間軸である。
なお、X軸加速度ピックアップ78又はY軸加速度ピックアップ79のいずれか1つの実測した加速度による振動の生波形は前記合成生波形より振動レベルが若干落ちるものの波形の形状は同じである。
従って、ワークの振動を示す測定値が一定範囲以下に設定したしきい値以上で連続して変動していれば(ステップS7)、判定部でそのワークを良品として判定する(ステップS8)。
なお、ワークの振動を示す測定値が一定範囲以下に設定したしきい値以上とならないときは(ステップS15)、判定部でそのワークを振動測定不良、即ち装置異常として判定する(ステップS16)。
従って、ワークの振動を示す測定値が設定したしきい値に対して短い周期と長い周期で越えるものが連続してあれば(ステップS9)、判定部でそのワークを2つの軸受けが同軸に組まれている高品質の良品として判定する(ステップS10)。
従って、ワークの振動を示す測定値が設定したしきい値に対して所定の間隔で越えるものが連続してあれば(ステップS11)、判定部でそのワークを内部に傷のあるものとして判定する(ステップS12)。
図14は回転の重いワークの波形であり、波形に振動のうねりが不規則に発生していることが分かる。
従って、ワークの振動を示す測定値が設定したしきい値に対して不規則な間隔で越えるものがあれば(ステップS13)、判定部でそのワークを回転の重いものと判定する(ステップS14)。
Claims (10)
- ロータリ圧縮機のワークの圧縮室内を検査する圧縮機検査装置であって、
ワークのシャフトを固定する固定手段と、
前記ワークのワークシリンダを回転駆動する回転駆動手段と、
該回転駆動手段による前記ワークシリンダの回転時に前記シャフトに伝わる振動を測定する加速度測定手段と、
前記加速度測定手段の振動の測定値から所定の判定基準に基づいてワークが良品か否かを判定する判定部とを備え、
前記判定部は、前記加速度測定手段の測定値のうち、予め設定したしきい値を超える測定値の周期に基づいて、前記シャフトの一対の軸受けの同軸度に関する良不良を判定する
ことを特徴とする圧縮機検査装置。 - 前記回転駆動手段は前記ワークシリンダを10〜200rpmの回転速度の範囲で回転させることを特徴とする請求項1記載の圧縮機検査装置。
- 前記加速度測定手段はX軸加速度測定手段又は/及びY軸加速度測定手段からなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮機検査装置。
- 前記判定部は前記加速度測定手段の測定値が一定範囲以下に設定したしきい値以上で連続して変動している場合にワークが良品であると判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧縮機検査装置。
- 前記判定部は、前記加速度測定手段の測定値のうち、前記予め設定したしきい値に対して短い周期と長い周期で越えるものが連続してある場合に、前記ワークが、前記シャフトの一対の軸受けが同軸に組まれている良品であると判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧縮機検査装置。
- 前記判定部は、前記加速度測定手段の測定値が設定したしきい値に対して所定の間隔で越えるものが連続してある場合に傷のあるワークであると判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧縮機検査装置。
- 前記判定部は、前記加速度測定手段の測定値が設定したしきい値に対して不規則な間隔で越えるものがある場合に回転の重いワークであると判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧縮機検査装置。
- 前記判定部は、前記加速度測定手段の測定値が一定範囲以下に設定したしきい値以上とならない場合にワークの振動測定不良であると判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧縮機検査装置。
- 前記固定手段は、X、Y、Z及びΘ軸方向に動きバネ性を有する緩衝材を介して支持部材に支持されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の圧縮機検査装置。
- 前記固定手段にストッパ用突出部材が一体的に設けられており、該固定手段の周囲にストッパ用突出部材の回動を検知する近接センサが配置され、該近接センサの検知信号に基づいて前記回転駆動手段の回転駆動を停止させる駆動制御部を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の圧縮機検査装置。
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