JP4917197B2

JP4917197B2 - 研削装置の回転軸のアンバランス補正方法

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Publication number: JP4917197B2
Application number: JP2000104087A
Authority: JP
Inventors: 健次宮地; 秀治岡; 彰北村; 正人菊地; 哲高木; 篤土橋; 利貞町田
Original assignee: OHMIYA INDUSTRY COMPANY LIMITED
Current assignee: OHMIYA INDUSTRY COMPANY LIMITED
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2001232563A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車研削装置、平面研削装置、円筒研削装置、内面研削装置など、回転軸に取り付けられる砥石が、複雑な形状を有する砥石であったり、砥石直径に比べて軸方向の長さの比が比較的高い砥石を用いる研削装置において、前記砥石を軸承したままの状態で回転軸のアンバランスを容易に修正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯車研削装置は知られており、実用化されている。例えば図８において、１は歯車研削装置、２はワークである被加工歯車、３はネジ状砥石、４は砥石の切り込みを決めるための水平方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なサドル、４ａはモーター、５は砥石を前後方向（Ｙ軸方向）に往復移動可能なテーブル、５ａはモーター、６はドレッサーの切り込みを決めるための水平方向（Ｕ軸方向）にドレッサーを往復移動させる機構、７はドレッサーを前後方向（Ｖ軸方向）に往復移動させる機構、７ａはモーター、８は砥石頭、９は砥石回転軸で、モーター９ａの駆動により砥石３はＳ方向に回転する。１０はコラム、１１はワークテーブルの上下方向（Ｚ軸方向）の上下機構、１２はワークテーブルのＡ方向への旋回機構、１３はワーク回転軸で回転軸はモーター１３ａの駆動によりワーク軸１３に対してＣ方向に回転する。１４は芯押台駆動部、１５はワーク支持棒、１６は超音波センサである。
【０００３】
研削装置の回転体である砥石の回転の不釣り合い（アンバランス）の補正は、軸受部の振動を測定し、砥石修正面におもりをつけることにより行われる。求める回転体の不釣り合いベクトルをＵｏとし、これにより生じる軸受けのバランサの測定値Ａｏ（Ａｏ＝ａ_ｏＵｏ）とし、修正面に既知量のためし錘Ｕ_１をつけると軸受け振動はＡ_０１＝ａ_ｏ（Ｕｏ＋Ｕ_１）となる。
よって、変換計数はａ_ｏ＝（Ａ_０１−Ａｏ）／Ｕ_１である。
回転体の回転の不釣り合いを修正すべき錘はＵｏと反対方向に等量加えればよい。これをＵｏ’とすると、Ｕｏ’＝−Ｕｏ
従って、Ｕｏ’＝−Ａｏ／ａ_ｏ＝−Ｕ_１ｘＡｏ／Ａ_１
さきにつけた錘Ｕ_１を取り除かないで、さらに別の錘を付け足して補正する場合は回転体には（Ｕｏ＋Ｕ_１）と言う不釣り合いが付くこととなる。
このときの修正錘Ｕｏ_１’は、Ｕｏ_１’＝−（Ｕｏ＋Ｕ_１）＝−Ａｏ_１／ａ_ｏよって、図１３に示す作図計算により修正量と位置が求められる（計量管理協会編「動つりあい試験」、１４３−１４５頁：コロナ社刊行）。
【０００４】
研削装置の砥石回転軸のアンバランスを修正する他の方法として、▲１▼研削装置の回転軸の砥石固定側にｎ個（ｎは２または３の整数）のバランスピースを取り付ける一定半径ｒの環状溝一対を有するバランス補正機構を備えさせ、回転軸の回転数と振幅を振動計で読み取り、バランスピースを取り付ける角度を求める単面修正方法（計量管理協会編「動つりあい試験」、１４３−１４５頁：コロナ社刊行。特開昭５８−３７５３０号、同６０−２５９９２７号、特公平５−１３７６８号、同６−６３８９８号、同７−１１９６６１号、特許第２６１３４６４号など）および▲２▼回転軸の砥石固定側と砥石回転側に砥石を挟んで組み込まれたｎ個（ｎは２または３の整数）のバランスピースを取り付ける一定半径ｒの環状溝一対を有するバランス補正機構を用い、フィールド（重力）バランス装置を用い、アンバランスを修正する二面修正方法（計量管理協会編「動つりあい試験」、１４５−１４７頁：コロナ社刊行。特公昭５８−２９８６７号、特公平８−１０１７３号など）は知られている。
【０００５】
▲１▼の単面修正方法は、砥石直径に比べて軸方向の厚みの比が小さい砥石を備える研削装置の回転軸アンバランスの修正に用いられ、錘をつける角度を指示する制御装置を備えたオートバランサも知られている。例えば、特公平５−７３１６８号公報には、回転体の一定回転半径上の任意の位置に質量の等しい２個のアンバランス補正用錘を装着自在に設け、かつ、前記回転体の回転軸の振動を検出する振動計を備え、
Ａ＝アンバランス補正用錘を環状溝に取り付けない状態での回転軸のアンバランス量による振動振幅、
φ＝振動振幅Ａを生じる位置の基準位置からの位相、
【０００６】
Ｂ＝アンバランス補正用錘を環状溝の任意の位置に１個取り付けた状態での回転体の遠心力による回転軸の振動振幅、
Ｃ＝アンバランス補正用錘を基準位置より１２０度ずらせた環状溝の位置に１個取り付けた状態での回転体の遠心力による回転軸の振動振幅、
Ｄ＝アンバランス補正用錘を基準位置より２４０度ずらせた環状溝の位置に１個取り付けた状態での回転体の遠心力による回転軸の振動振幅、
Ｗ＝アンバランス補正用錘の遠心力による振幅、
２Ｓ＝Ａ＋Ｂ＋Ｗ、
としたとき、
【０００７】
前記位相角φを、Ｃ＝ＤまたはＣ＞Ｄのときは
【数１】

より算出し、
Ｃ＜Ｄのときは

より算出し、
【０００８】
前記２個のアンバランス補正用錘を基準位置に対して取り付ける角度の位置αとβを下記式で算出することを特徴とする回転体のバランシング方法を提案する。
【数２】

【０００９】
かかる角度αおよびβを決定する対話型のバランサー機器は、（株）岡本工作機械製作所よりマイクロバランサーＭＢ−１（商品名）として販売され、特公平５−７３１６８号公報の図４に示されるように軸受または砥石ヘッドの振動を振動計（非接触変位計または加速度ピックアップなど）で測定し、振動計より発した加速度電圧の交流信号を増幅器と、フィルタを介してＡ／Ｄ変換器を通して制御装置に入力し、演算部で計算し、マイクロバランサーの表示パネルに角度αおよびβを出力表示できるようになっている。
【００１０】
一方、▲２▼の二面修正方法は、歯車研削装置のように砥石がネジ状砥石のように複雑であったり、砥石直径に対する砥石厚み（砥石軸方向長さ）の比が比較的大きい砥石を使用するときに用いられ、特にネジ状砥石や大型の砥石のときは、研削装置より回転軸を外し、機外でフィールドバランス装置を用いてアンバランスの修正を行ない、研削装置にアンバランスが補正された砥石を備える回転軸が装着され、しかる後に研削装置は稼動される。
バランスピースの量と位置を教える二面修正フィールドバランス装置としては、例えば株式会社明石製作所より明石つりあい試験機ＦＨ４１４０（機種名）が販売されている。
【００１１】
前記文献（計量管理協会編「動つりあい試験」、１４５−１４７頁：コロナ社刊行）に記載されるように、左右２面の不釣合い量は、それぞれの量をＵ_０１とＵ_０２とし、左右両軸の振動ベクトルをＡ_０とＢ_０とすると、次ぎの２次方程式を解くことにより求められる。
Ａ_０＝α_ａ１Ｕ_０１＋α_ａ２Ｕ_０２（１）
Ｂ_０＝α_ｂ１Ｕ_０１＋ａ_ｂ２Ｕ_０２（２）
ここで、α_ａ１は左側定面の不釣合い量が左側定面に及ぼす影響定数。
α_ａ２は右側定面の不釣合い量が左側定面に及ぼす影響定数。
α_ｂ１は左側定面の不釣合い量が右側定面に及ぼす影響定数。
α_ｂ２は右側定面の不釣合い量が右側定面に及ぼす影響定数である。
修正面Ｉ上の既知の角度、例えば１２０度に既知量のためし錘Ｕ_１を付けると各軸受の振動ベクトルは、
Ａ_０１＝α_ａ１（Ｕ_０１＋Ｕ_１）＋α_ａ２Ｕ_０２（３）
Ｂ_０１＝αｂ_１（Ｕ_０１＋Ｕ_１）＋α_ｂ２Ｕ_０２（４）。
同様に、錘Ｕ_１を除き、修正面ＩＩ上の既知の角度、例えば１２０度に既知量のためし錘Ｕ_２を付けると各軸受の振動ベクトルは、
Ａ_０２＝α_ａ１Ｕ_０１＋α_ａ２（Ｕ_０２＋Ｕ_２）（５）
Ｂ_０２＝α_ｂ１Ｕ_０１＋α_ｂ２（Ｕ_０２＋Ｕ_２）（６）。
【００１２】
式（１）から（６）より、Ｕ_１およびＵ_２による両軸受の振動ベクトルＡ_１とＢ_１およびおよびＡ_２とＢ_２が求められるから、不釣り合いとそれによる振動のベクトル変換係数が解かる。
Ａ_１＝Ａ_０１−Ａ_０＝α_ａ１Ｕ_１よって、α_ａ１＝Ａ_１／Ｕ_１（７）
Ｂ_１＝Ｂ_０１−Ｂ_０＝α_ｂ１Ｕ_１よって、α_ｂ１＝Ｂ_１／Ｕ_１（８）
Ａ_２＝Ａ_０２−Ａ_０＝α_ａ２Ｕ_２よって、α_ａ２＝Ａ_２／Ｕ_２（９）
Ｂ_２＝Ｂ_０２−Ｂ_０＝α_ｂ２Ｕ_２よって、α_ｂ２＝Ｂ_２／Ｕ_２（１０）
よって、（３）、（４）および（７）から（１０）式より、
Ｕ_０１＝（Ａ_０α_ｂ２−Ｂ_０α_ａ２）／（α_ａ１α_ｂ２−α_ａ１）（１１）
Ｕ_０２＝（Ａ_０α_ｂ１−Ｂ_０α_ａ１）／（α_ａ２α_ｂ１−α_ａ１α_ａ２）（１２）
従って、振幅と０度から３６０度の目盛を振ったベクトル計算図から各面ＩとＩＩにつける錘の重さと角度が求められる。よって、２個のためし錘の重量Ｕ_１とＵ_２を同一として行なえば角度だけ求めればよい。
【００１３】
不釣り合い振動の位相検出器はローターの回転と同期した基準信号源を備える移相発電機を用いるか、ローターの１回転ごとに一瞬ずつ発行するストロボランプ方式の位相検出器を用いる。ローターは被試験体である砥石と同期回転する円盤状の永久磁石であって、発電コイルの巻いてあるステータはつまみによって動かせる構造となっており、ステータコイルが２５度回されれば出力正弦波の位相も２５度ずれるようになっている。ステータがランプとフォトトランジスターのユニットの際は出力波形はパルスとなる。
これら位相検出器で得た基準信号は測定回路によってピックアップからの不釣り合い信号と合流してそのベクトル量を制御装置で定めることができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ワークが加工され、砥石の磨耗が激しくなると、砥石自体がツルーイング、ドレッシングされて修復される。この砥石の修復作業により砥石径が変化し、回転軸にアンバランスが生じる。
よって、ネジ状砥石や大型砥石を用いる回転軸の二面修正方法においては、再び、研削装置より砥石のついたフランジを研削装置の回転軸より外し、アンバランスの修正を行ない、修正を行った砥石を研削装置の回転軸に装着することが行なわれる。この作業に３０〜４０分間要していた。
このツルーイング、ドレッシングはワーク加工中、たびたび行なわれるので、単面修正方法のように砥石を研削装置の回転軸に付けたままアンバランスを自動的に補正する装置（フィールドオートバランサ）の出現が望まれていた。
【００１５】
本発明は、砥石のツルーイング、ドレッシング後、一々、研削装置本体から砥石のついたフランジを取り外すことなく、砥石を研削装置の回転軸に付けたままツルーイング、ドレッシング後の砥石を備える回転軸のアンバランスを自動的に補正することができる研削装置の提供を目的とする。
本発明の他の目的は、かかるアンバランス修正可能な研削装置を用い、砥石のアンバランスを二面修正する方法の提供にある。
【００１６】
【問題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、中央部に嵌合用円筒状空洞を有する砥石（３）を回転軸（２０）にフランジ（３１）により垂直に固定した研削装置（１）の回転軸のアンバランスを、
前記回転軸（２０）の軸芯と同一軸芯上の主軸端（３０）の中空内部に内蔵したモーター（３８ｂ，３８ｂ’）により回転可能な一対のバランスピース（ｍ _３，ｍ _４）を有する部材を具備する前オートバランサヘッド（３２ｂ）と、同じく前記主軸端（３０）の中空内部に内蔵したモーター（３８ａ，３８ａ’）により回転可能な一対のバランスピース（ｍ _１，ｍ _２）を有する部材を具備する後オートバランサヘッド（３２ａ）とからなるオートバランサ一組を前記砥石（３）の嵌合用円筒状空洞内であって、かつ、前記砥石（３）が嵌合する回転軸（２０）の前記主軸端（３０）の中空内部に前記円筒状空洞内部分を前記砥石（３）の厚み方向幅が前オートバランサヘッド（３２ｂ）と後オートバランサヘッド（３２ａ）とで２分する位置にそれぞれ（３２ａ，３２ｂ）を離間して設けた二面オートバランサ補正サブ機構（３２）を具備し、前記回転軸（２０）の前側のベアリング（２７）付近に設けられた前振動計（２８）および前記回転軸（２０）の後側のベアリング（２６）付近に設けられた後振動計（２９）、これらの前振動計または後振動計から送られてくる加速度電圧と振幅の信号からオートバランサヘッドのバランスピースを有する部材の回転角度を算出し、モーターに砥石の不釣り合いを補正する該回転角度の分だけ部材を回転させる指示をする制御機構（６０）、および、回転軸の後端に取り付けられたセンサ内蔵回転数検出計（２４）とを具備する二面オートバランサ補正サブ機構（３２）を用いて、次の１）から７）の工程を経てアンバランス補正する方法を提供するものである。
１）前記砥石（３）がフランジ（３１）を介して回転軸（２０）に嵌合される位置において、前記回転軸（２０）を回動させる回転駆動用モーター（２１）側により近い位置にあるフランジ（３１）後ろ面の砥石回転側にｎ個（ｎは２または３の整数）のバランスピースを取り付ける半径ｒの環状溝を有する後バランス補正主機構（３３ａ）と前記回転駆動用モーター（２１）側により遠い位置にあるフランジ（３１）前面の砥石固定側にｎ個（ｎは２または３の整数）のバランスピースを取り付ける半径ｒの環状溝を有する前バランス補正主機構（３３ｂ）を固定した前記フランジ（３１）を、研削装置（１）外で２面フィールドバランシング装置を用いて、砥石（３）の２修正面上にある不釣り合いを補正するバランスピースを取り付ける角度およびバランスピースの重さを求め、環状溝に不釣り合いを補正する角度の位置に該当する重さのバランスピースを取り付けて砥石前後の２面補正を行う。
２）砥石前後の２面補正をした砥石（３）を備えるフランジ（３１）を研削装置（１）の回転軸（２０）の主軸端（３０）に砥石（３）が垂直となるように、かつ、砥石の嵌合用円筒状空洞内に前記二面バランサ補正サブ機構（３２）の前オートバランサヘッド（３２ｂ）と後オートバランサヘッド（３２ａ）が位置するように固定する。
【００１７】
砥石をいちいち回転軸から外す必要がなく、砥石を回転軸につけたままで２面バランス修正できる装置である。
【００２２】
砥石の回転軸垂直面に対する前後面の二面バランス補正と、砥石の軸方向の前後面の二面バランス補正を行うことができる研削装置である。
【００２９】
大型の砥石や複雑な形状の砥石を用いる研削装置であっても、砥石ツルーイング、ドレッシング後、一々、研削装置本体から砥石フランジを取り外すことなく、オートバランスすることが可能となった。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は歯車研削装置の砥石頭近傍の部分断面図、図２は図１におけるＩ−Ｉ方向からのオートバランサの矢視図、図３はバランス補正サブ機構を備える回転軸の主軸端の部分断面図、図４は図３におけるＡ−Ａ断面図、図５は図３におけるＡ−Ａ断面図、図６はオートバランササブ補正機構の機器構成図、図７はサブオートバランサの制御装置回路図である。
【００３１】
図１に示す歯車研削装置１において、３はネジ状砥石、２０はスピンドル回転軸、２１はスピンドル回転軸駆動用モーター、２２，２３は歯車、２４はセンサ内蔵および後オートバランサヘッドの給電部を備える回転数検出計（エンコーダ）、２５はカールケーブル、２５ａはレセプター、２６は後ベアリング、２７は前ベアリング、２８は後ＡＣＣセンサ（後振動計）、２９は前ＡＣＣセンサ（前振動計）、３０は砥石の嵌合用円筒状空洞間に位置する回転軸の主軸端、３１は砥石固定用フランジ、３２は二面オートバランサ補正サブ機構、３２ａは後オートバランサヘッド、３２ｂは前オートバランサヘッドであり、両ヘッドは該砥石の厚み方向を２分するようにそれぞれ独立して回転軸の主軸端（前方部）３０の中空内部に設けられている。
【００３２】
３３ａはバランスピースを取り付ける一定半径ｒの環状溝一対を有する後バランス補正主機構、３３ｂはバランスピースを取り付ける一定半径ｒの環状溝一対を有する前バランス補正主機構であり、両バランス補正主機構３３ａ，３３ｂでバランス補正主機構を成す。これらバランス補正主機構はボルト３４、３４、…によりフランジに固定される。３５は締め付けリング、３６はストッパー、３７は前オートバランサ給電部である。
【００３３】
図２、図３、図４および図５に示すようにオートバランス補正サブ機構３２は、スピンドル回転軸２０の主軸端３０に設けられた中空部に設けられたＤＣモーター３８ａ、３８ａ’により回転駆動可能な一組の半円弧状のバランスピースｍ_１とｍ_２を備える前バランス補正サブ機構３２ｂと同じくＤＣモーター３８ｂ、３８ｂ’により回転駆動可能な一組の半円弧状のバランスピースｍ_３とｍ_４を備える後バランス補正サブ機構３２ａよりなる。
【００３４】
ＤＣモータの後端の軸には永久磁石３９ａを備えた円盤（ロータ）３９が備えられ、バランス補正時はロータ３９の回転と同期した基準信号源を備えたセンサ４０より発生されたパルスを受信センサ内蔵回転数検出計（エンコーダ）２４で読み取る。
ＡＣＣセンサを備える振動計２８，２９とスピンドル軸２０の回転を検出するセンサ内蔵回転数検出計（エンコーダ）２４は同期させてスピンドル軸の回転に同期して振動を取り込むことでスピンドルの不釣り合い角度を検出する。
すなわち、図１４ｂに示すようにスピンドル軸に反射テープを貼り、これを０度としてスピンドルが一回転する間の振動を等間隔で３６０点測定し、この測定した振動値３６０点を検索し、その振動（振幅）値が最大となった位置（図１４ａでは１２０度）を見つけ、この位置を不釣り合い角度とする。
スピンドルの一回転のパルス数が３６０であるときは、１パルスが回転角度１度に対応する。よって、不釣り合いを修正するのに回転錘ｍ_２またはｍ_３を回転させる角度がｘ度である場合、エンコーダはｘパルス分回転するようＤＣモータ３８ａ，３８ａ’，３８ｂ，３８ｂ’に指示すればよい。
【００３５】
バランス用の錘ｍ_１とｍ_２は同一重さであり、また、錘ｍ_３とｍ_４は同じ重さである。錘ｍ_１とｍ_３の重さは同一であっても異なっていてもよい。
バランス用の錘の原点位置とは、錘ｍ_１に対し錘ｍ_２がスピンドル軸２０の延長上の主軸端の芯に対し、１８０度の位置にあることを意味する。また、錘ｍ_３に対し錘ｍ_４がスピンドル軸２０の延長上の主軸端の軸芯に対し、１８０度の位置にあることを意味する。
【００３６】
図３に示すオートバランス補正サブ機構３２において、４１はウオーム、４２はベアリング、４３はギヤーボックス、４４はインターナルギヤー、４５はベアリング、４６は磁石、４６Ｍは磁石を検知するマグネットセンサ、４７はベアリング押え、４８はピニオン、４９はピニオン、５０はセンサブラケット、５１はプローブ基板、５２はコンタクトプローブリセプタクル、５３はソケット、５４は押えフランジである。
【００３７】
図４は図３のＡ−Ａ断面図で、５０はセンサブラケット、５５はベアリングケースである。図５は図３のＢ−Ｂ断面図で、５６はベアリング、５７は中間ウオーム、５８はスプリングピン、５９はボールベアリングである。
【００３８】
図６に示す補正機構機器構成図において、２４はセンサ内蔵回転数検知計（エンコーダ）、２５はカールケーブル、２８は前ＡＣＣセンサ、２９は後ＡＣＣセンサ、３２はオートバランス補正サブ機構、６０は操作部コントローラ、６１は制御部コントローラ、６２は電源ケーブル、６３，６４，６５はオートバランサ補正機構通信ケーブル、６６はＩ／Ｏコネクタ、６７は後バランス補正機構３２ａの制御基板ボックス（２ＣＨ）、６８は前バランス補正機構３２ｂの制御基板ボックス（１ＣＨ）、６９はオートバランサ補正機構通信ケーブル、、７０は２ＣＨ用スリップリングユニット、７１は１ＣＨ用スリップリングユニット、７２，７３，７４はネジである。
【００３９】
図７に示すコントローラ６１の回路において、コネクターピン番号は、図６で示す各部品のコネクターのピン番号である。コントローラ６１への研削装置からの入力信号のＩ／Ｏの信号割り当ては、次の通りである。
Ｉ_０：オートバランサ補正サブ機構有効。
Ｉ_１：バランス補正開始。
Ｉ_２：モニター監視
Ｉ_３：予備
【００４０】
コントローラ６１から研削装置への出力信号のＩ／Ｏの信号割り当ては、次の通りである。
Ｏ_０：駒位置有効。
Ｏ_１：バランス補正中。モニター監視中。
Ｏ_２：バランス補正終了完了信号。
Ｏ_３：オートバランサ補正サブ機構異常。安全振動設定値オーバー。
【００４１】
回転軸のアンバランスの補正は、次ぎの（１）から（７）の工程を経て行なわれる。
（１）砥石３を挟んで組み込まれたｎ個（ｎは２または３の整数）のバランスピースを取り付ける一定半径ｒの環状溝を有する砥石固定側と砥石回転側の一対のバランス補正機構３３ａ、３３ｂを備えたフランジ３１を研削装置１外で二面フィールドバランシング装置、例えば株式会社明石製作所の明石つりあい試験機ＦＨ４１４０（機種名）を用いて、砥石の二修正面上にある不釣り合いを補正するバランスピースを取り付ける角度および錘の重量を求め、環状溝にバランスピースを取り付けて砥石前後の二面補正する。
（２）砥石前後の二面補正を行った砥石３を備えるフランジ３１を研削装置１の回転軸３０に固定する。
【００４２】
（３）回転軸２０の軸芯と同一軸芯上であって、内蔵したＤＣモーター４２により回転可能な一組のバランスピースを有する部材を具備する前オートバランサ３２ｂと後オートバランサ３２ａの一対を砥石の嵌合用円筒状空洞間に位置する回転軸の主軸端内部３０に該砥石３の厚み（軸）方向を２分するようにそれぞれ独立して設けられたバランス補正サブ機構３２の前オートバランサのバランスピースｍ_１，ｍ_２を有する部材および後オートバランサのバランスピースｍ_３，ｍ_４を有する部材をＤＣモーターにより回転させて原点の位置に復帰させる。
【００４３】
（４）回転軸２０、主軸端３０を所定回転数、例えば１８００ｒｐｍで回転させ、回転軸２０の前側のベアリング２７付近に設けられた前振動計（前ＡＣＣセンサ）２９より送信されたデータより制御装置６１でアンバランスの量（振幅ａ）を、回転軸の後側のベアリング２６付近に設けられた後振動計（後ＡＣＣセンサ）２８より送信されたデータより制御装置６１でアンバランスの量（振幅ｂ）を計算する。
（５）前オートバランサ３２ｂの回転バランスピースｍ_２をＤＣモータ３８ａでθｘの角度回転させた後、回転軸２０、主軸端３０を所定回転数、例えば１８００ｒｐｍで回転させ、回転軸の前側のベアリング付近に設けられた前振動計（ＡＣＣセンサ）より送信されたデータより制御装置でアンバランスの量（振幅ｃ）を、回転軸の後側のベアリング付近に設けられた後振動計（ＡＣＣセンサ）より送信されたデータより制御装置でアンバランスの量（振幅ｄ）を計算する。
【００４４】
（６）前オートバランサの回転バランスピースｍ_２を−θｘの角度回転させて元の位置に復帰させた後、後オートバランサの回転バランスピースｍ_３をθｙの角度回転させ、ついで回転数１８００ｒｐｍで回転軸２０を回転させ、回転軸の前側のベアリング付近に設けられた前振動計（ＡＣＣセンサ）より送信されたデータより制御装置でアンバランスの量（振幅ｅ）を、回転軸の後側のベアリング付近に設けられた後振動計（ＡＣＣセンサ）より送信されたデータより制御装置でアンバランスの量（振幅ｆ）を計算する。
【００４５】
（７）砥石３の二修正面上にある不釣り合いを補正するバランサ補正サブ機構の前オートバランサ３２ｂのバランスピースを有する部材の回転角度および後オートバランサ３２ａのバランスピースを有する部材の回転角度を制御装置６１で算出し、その砥石の二修正面上にある不釣り合いを補正する回転角度だけＤＣモーターによりバランサ補正サブ機構の回転バランスピースｍ_１，ｍ_２，ｍ_３，ｍ_４を有する部材を回転させて砥石の二修正面上にある不釣り合いの補正を終了する。
【００４６】
【実施例】
比較例１
直径３５０ｍｍ、厚み１０４ｍｍ、ネジピッチΠｘ２．５のネジ状砥石を、２個のバランスピースを取り付けた半径（外径２３０ｍｍ）の環状溝を有するバランス補正機構の一対３３ａ，３３ｂを備えたフランジ３１で固定し、このネジ状砥石を備えたフランジ３１を、２面フィールドバランシング装置（株式会社明石製作所の明石つりあい試験機ＦＨ４１４０）を用いて、砥石の二修正面上にある不釣り合いを求めた。
バランスピースを取り付ける角度度および錘の重量は、前バランサ３３ｂ側で２３．５ｇ、角度２０度、後オートバランサ３３ａ側で９．５ｇで、角度−３２度であった。
【００４７】
この砥石前後の二面修正をした後、この砥石を備えるフランジ３１を株式会社岡本工作機械製作所の歯車研削装置ＴＡＧ４００ＣＮＣ（商品名）のスピンドル軸２０の主軸端３０に取り付け、スピンドル軸回転数１７８０ｒｐｍで砥石を回転させ、ワークのバイアスクラウニング加工を行なった。なお、主軸端３０空洞内のオートバランサ３２ａ，３２ｂの錘は原点位置とした。
得られた加工ワーク（歯車）の歯型誤差を図９に、歯すじ誤差を図１０に示す。
加工ワークの歯すじ方向うねり誤差は、歯すじ右側で５．０μｍ、歯すじ左側で６．０μｍであった。
【００４８】
実施例１
比較例１で使用したフィールドバランス補正が行なわれた砥石を図１および図３に示すスピンドル軸２０の主軸端３０に備える歯車研削装置を用い、主軸端内部にあるオートバランサ３２ａ，３２ｂの自動補正をスピンドル軸回転数１７８０ｒｐｍで行った。オートフィールド二面修正バランサとして、図６および図７に示す構成の大宮工業株式会社製のフルオートバランサＯＭ１８１Ｂ（試作品の商品名）を用いた。
不釣り合い補正時の錘ｍ_２の回転角度θｘを３０度、錘ｍ_３の回転角度θｙを３０度として行った。
不釣合い量を補正する前オートバランサの錘ｍ_２の位置の補正角度は８．７度、後オートバランサの錘ｍ_３の位置の補正角度は−５．２度、と表示され、自動的に錘ｍ_２と錘ｍ_３は軸２０の軸芯の延長上の主軸端の軸芯回りにこれら角度に回転され、不釣合いの補正が行なわれた。
【００４９】
このようにしてバランス補正された砥石頭をスピンドル軸に備える上記歯車研削装置を用い、スピンドル軸回転数１７８０ｒｐｍでワークの加工を行なった。
得られた加工ワーク（歯車）の歯型誤差を図１１に、歯すじ誤差を図１２に示す。加工ワークの歯すじうねり方向の誤差は、歯すじ右側で０．５μｍ、歯すじ左側で１．０μｍであった。
図１０と比較して図１２は歯車のクラウニングが精度良く行なわれていることが窺がい知れる。
【００５０】
実施例２
実施例１において、ネジ状歯車のドレッシングが五回行なわれ、その間に研削装置のオートバランスの補正がなされなかったが、得られた加工ワーク（歯車）の歯型誤差は、歯型右側で２．０μｍ、歯型左側で２．０μｍであった。また、歯すじ誤差も実施例１の図１２に示すものと大差なかった。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の研削装置は、砥石の回転アンバランス補正をスピンドル軸に対し垂直方向の砥石前後および砥石の嵌合用円筒状空洞部が位置する中央スピンドル軸の主軸端前後の水平方向の４面で行うことができ、寸法精度よくワークの研削加工を行うことができる。また、砥石ドレッシング後の不釣合いの補正も砥石を備えたフランジを研削装置本体から取り外すことなくオートバランス補正機構を用いて数十秒〜２分の短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施する歯車研削装置の砥石頭近傍の部分断面図である。
【図２】図１におけるＩ−Ｉ方向からのオートバランサの矢視図である。
【図３】バランス補正サブ機構を備える回転軸の主軸端の部分断面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】補正機構機器構成図である。
【図７】オートバランサの制御装置回路図である。
【図８】公知の歯車研削装置の斜視図である。
【図９】二面をフィールドバランスした研削装置を用いて加工された歯車の歯型誤差を示す図である。（比較例）
【図１０】二面をフィールドバランスした研削装置を用いて加工された歯車の歯スジ誤差を示す図である。（比較例）
【図１１】４面をバランスした研削装置を用いて加工された歯車の歯型誤差を示す図である。（実施例）
【図１２】４面をバランスした研削装置を用いて加工された歯車の歯車の歯すじ誤差を示す図である。（実施例）
【図１３】回転体のアンバランスの量を求めるベクトル作図である。
【図１４】回転体のアンバランスの角度を求める図である。
【符号の説明】
１歯車研削装置
２ワーク
３砥石
２０スピンドル回転軸
２４センサ内蔵回転数検出器
２８後ＡＣＣセンサ（後振動計）
２９前ＡＣＣセンサ（前振動計）
３０回転軸の主軸端
３１砥石固定用フランジ
３２オートバランサ補正サブ機構
３３バランサ補正主機構
ｍ_１、ｍ_２、ｍ_３、ｍ_４錘
３９ロータ
６０操作部
６１制御装置

Claims

中央部に嵌合用円筒状空洞を有する砥石（３）を回転軸（２０）にフランジ（３１）により垂直に固定した研削装置（１）の回転軸のアンバランスを、
前記回転軸（２０）の軸芯と同一軸芯上の主軸端（３０）の中空内部に内蔵したモーター（３８ｂ，３８ｂ’）により回転可能な一対のバランスピース（ｍ _３，ｍ _４）を有する部材を具備する前オートバランサヘッド（３２ｂ）と、同じく前記主軸端（３０）の中空内部に内蔵したモーター（３８ａ，３８ａ’）により回転可能な一対のバランスピース（ｍ _１，ｍ _２）を有する部材を具備する後オートバランサヘッド（３２ａ）とからなるオートバランサ一組を前記砥石（３）の嵌合用円筒状空洞内であって、かつ、前記砥石（３）が嵌合する回転軸（２０）の前記主軸端（３０）の中空内部に前記円筒状空洞内部分を前記砥石（３）の厚み方向幅が前オートバランサヘッド（３２ｂ）と後オートバランサヘッド（３２ａ）とで２分する位置にそれぞれ（３２ａ，３２ｂ）を離間して設けた二面オートバランサ補正サブ機構（３２）を具備し、前記回転軸（２０）の前側のベアリング（２７）付近に設けられた前振動計（２８）および前記回転軸（２０）の後側のベアリング（２６）付近に設けられた後振動計（２９）、これらの前振動計または後振動計から送られてくる加速度電圧と振幅の信号からオートバランサヘッドのバランスピースを有する部材の回転角度を算出し、モーターに砥石の不釣り合いを補正する該回転角度の分だけ部材を回転させる指示をする制御機構（６０）、および、回転軸の後端に取り付けられたセンサ内蔵回転数検出計（２４）とを具備する二面オートバランサ補正サブ機構（３２）を用いて、次の１）から７）の工程を経てアンバランス補正する方法。
１）前記砥石（３）がフランジ（３１）を介して回転軸（２０）に嵌合される位置において、前記回転軸（２０）を回動させる回転駆動用モーター（２１）側により近い位置にあるフランジ（３１）後ろ面の砥石回転側にｎ個（ｎは２または３の整数）のバランスピースを取り付ける半径ｒの環状溝を有する後バランス補正主機構（３３ａ）と前記回転駆動用モーター（２１）側により遠い位置にあるフランジ（３１）前面の砥石固定側にｎ個（ｎは２または３の整数）のバランスピースを取り付ける半径ｒの環状溝を有する前バランス補正主機構（３３ｂ）を固定した前記フランジ（３１）を、研削装置（１）外で２面フィールドバランシング装置を用いて、砥石（３）の２修正面上にある不釣り合いを補正するバランスピースを取り付ける角度およびバランスピースの重さを求め、環状溝に不釣り合いを補正する角度の位置に該当する重さのバランスピースを取り付けて砥石前後の２面補正を行う。
２）砥石前後の２面補正をした砥石（３）を備えるフランジ（３１）を研削装置（１）の回転軸（２０）の主軸端（３０）に砥石（３）が垂直となるように、かつ、砥石の嵌合用円筒状空洞内に前記二面バランサ補正サブ機構（３２）の前オートバランサヘッド（３２ｂ）と後オートバランサヘッド（３２ａ）が位置するように固定する。
３）前記回転軸（２０）の軸芯と同一軸芯上であって、内蔵したモーター（３８ａ，３８ａ’）により半径ｒの環状溝内を回転可能な一対のバランスピース（ｍ _３，ｍ _４）を有する後オートバランサヘッド（３２ａ）と、同じく前記主軸端（３０）の空洞内に内蔵したモーター（３８ｂ，３８ｂ’）により回転可能な一対のバランスピース（ｍ _１，ｍ _２）を有する前オートバランサヘッド（３２ｂ）を有する二面オートバランサ補正サブ機構（３２）のオートバランサー組を砥石（３）が嵌合する回転軸（２０）の主軸端（３０）の円筒状空洞内に前記砥石（３）の厚み方向を２分するようにそれぞれ離間して設けた二面オートバランサ補正サブ機構（３２）のバランスピース（ｍ _１，ｍ _２）を有する前オートバランサヘッド（３２ｂ）およびバランスピース（ｍ _３，ｍ _４）を有する後オートバランサヘッド（３２ａ）をモーター（３８ａ，３８ａ’，３８ｂ，３８ｂ）により回転させて原点の位置に復帰させる。
４）砥石（３）を嵌合する回転軸（２０）を所定回転数で回転させ、回転軸（２０）の前側のベアリング（２７）付近に設けられた前振動計（２８）より送信されたデータよりアンバランスの量（振幅ａ）を、回転軸（２０）の後側のベアリング（２６）付近に設けられた後振動計（２９）より送信されたデータより制御装置（６１）でアンバランスの量（振幅ｂ）を計算する。
５）バランスピース（ｍ _１，ｍ _２）を有する前オートバランサヘッド（３２ｂ）をある角度（θｘ）回転させた後、砥石（３）を嵌合する回転軸（２０）を所定回転数で回転させ、回転軸（２０）の前側のベアリング付近に設けられた前振動計（２８）より送信されたデータより制御装置でアンバランスの量（振幅ｃ）を、回転軸の後側のベアリング付近に設けられた後振動計（２９）より送信されたデータより制御装置でアンバランスの量（振幅ｄ）を計算する。
６）バランスピース（ｍ _１，ｍ _２）を有する前オートバランサヘッド（３２ｂ）をーθxの角度回転させて元の位置に復帰させた後、バランスピース（ｍ _３，ｍ _４）を有する後オートバランサヘッド（３２ａ）をある角度（θｙ）回転させ、ついで所望の回転数で砥石を嵌合する回転軸（２０）を回転させ、回転軸（２０）の前側のベアリング付近に設けられた前振動計（２８）より送信されたデータより制御装置でアンバランスの量（振幅ｅ）を、回転軸の後側のベアリング付近に設けられた後振動計（２９）より送信されたデータよりアンバランスの量（振幅ｆ）を計算する。
７）砥石軸の二修正面上にある不釣り合いを補正する二面バランサ補正サブ機構（３２）のバランスピース（ｍ _１，ｍ _２）を有する前オートバランサヘッドの回転角度およびバランスピース（ｍ _３，ｍ _４）を有する後オートバランサヘッドの回転角度を制御装置で算出し、その砥石の２修正面上にある不釣り合いを補正する回転角度だけモーター（（３８ａ，３８ａ’、３８ｂ，３８ｂ’）により二面バランサ補正サブ機構（３２）のバランスピース（ｍ _１，ｍ _２、ｍ _３，ｍ _４）を有するオートバランサヘッド（３２ａ，３２ｂ）を回転させて砥石（３）の二修正面上にある不釣り合いの補正を終了する。