JP5621970B2 - 影響係数取得方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は、２面修正を行う場合において、回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す各個体の影響係数を取得する方法と装置に関する。

回転機械は、例えば、流体と力を及ぼし合う回転翼が回転体に設けられた流体機械である。流体機械には、原動機と被動機がある。原動機は、流体が回転翼に作用させる圧力により回転体が回転駆動されることで、流体の持つエネルギーを回転運動エネルギーに変換する。原動機としては、例えば、ガスタービン（軸流タービン、ラジアルタービン）がある。被動機は、回転駆動されている回転翼が流体に圧力を作用させることで、回転運動エネルギーを流体に与える。被動機としては、例えば、圧縮機（遠心圧縮機、航空エンジンなどに設けられる軸流圧縮機、斜流圧縮機、横流圧縮機、ポンプ）がある。また、流体機械には、原動機と被動機の両方の機能を持つ過給機もある。なお、本願において、回転機械は、流体機械に限定されない。

影響係数は、回転機械に設けられる回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す。影響係数は、回転体のアンバランス修正に利用される。そのため、回転体のバランスを修正する前に、回転機械の影響係数を取得しておく。

影響係数は、例えば、次のように試し錘を使用して求めることができる。まず、試し錘を使用せずに、回転体を回転させ、回転体を支持する支持体の振動を計測する。次に、試し錘を回転体に取り付けて、回転体を回転させ、回転体を支持する支持体の振動を計測する。その上で、試し錘を使用しない時の振動と、試し錘を取り付けた時の振動と、試し錘の質量および取付位置とから、影響係数を算出する。なお、影響係数の算出に使用する振動は、回転機械における回転体の運転回転速度（即ち、１秒間での回転数）と同じ周波数成分の振動であるのがよい。

このように取得した影響係数を用いて、次のように回転体のバランスを修正する。影響係数を用いて、回転体のアンバランスデータを算出する。このアンバランスデータが示す修正位置において、アンバランスデータが示す質量だけ回転体を切削する。これにより、回転体のバランスを修正する。このようなアンバランス修正方法は、影響係数法といい、例えば、下記の特許文献１に記載されている。

特開２００８−１０２０４９号公報

同一の機種である複数の回転機械に対し、上述のアンバランス修正を行う場合、同じ影響係数を用いて、各回転機械の回転体のアンバランスデータを算出していた。

この場合、アンバランス修正の精度が低くなる可能性があった。同じ機種である複数の回転機械には、加工誤差や組立誤差があるので、これらの回転機械の回転体が有する本来の影響係数には個体差がある。従って、個体差のある影響係数を用いて算出したアンバランスデータにも誤差が含まれる。そのため、アンバランス修正の精度が低くなる可能性があった。

その結果、１つの回転体について、アンバランス修正をやり直す回数が増えたり、アンバランス修正をしきれずに当該回転体の回転機械を製品として出荷できなくなる可能性がある。

そこで、本発明の目的は、同じ機種である複数の回転機械の回転体に対してアンバランス修正を行う場合に、各回転体について、高精度な影響係数を効率的に取得して、当該回転体の高精度アンバランス修正を可能にすることにある。

上述の目的を達成するため、本発明によると、回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
（Ａ）回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を、互いに異なる条件で第１および第２の振動として検出し、該第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、基本影響係数とに基づいて、第１および第２の除去対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の除去対象部を除去加工し、その後、回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を、互いに異なる条件で第１および第２の振動として検出し、該第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
（Ｄ）前記（Ｃ）で生成した第１および第２の振動データと、前記基本影響係数とに基づいて、第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｅ）前記（Ｄ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて第２の除去対象部を除去加工し、その後、回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を、互いに異なる条件で第１および第２の振動として検出し、該第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）、（Ｃ）および（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと、前記（Ｃ）、（Ｅ）における第１および第２の除去対象部の除去加工量および除去加工位置とに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法が提供される。

本発明の好ましい実施形態によると、（Ｇ）前記（Ｆ）の後、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと、前記（Ｆ）で算出した前記新たな影響係数とに基づいて、第１および第２の除去対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｈ）前記（Ｇ）で算出した第１のアンバランスデータに基づいて第１の除去対象部を除去加工するとともに、前記（Ｇ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて第２の除去対象部を除去加工する。

本発明の好ましい実施形態によると、回転体を回転自在に支持する支持体には、互いに異なる位置にそれぞれ第１および第２の振動センサが取り付けられており、
前記（Ａ）および（Ｃ）において、回転体を回転させた状態で、第１の振動センサにより前記第１の振動を検出し、第２の振動センサにより前記第２の振動を検出する。

本発明の別の実施形態によると、前記（Ａ）および（Ｃ）において、第１の回転速度で回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を前記第１の振動として検出し、第１の回転速度と異なる第２の回転速度で回転させた状態で、当該回転により生じる振動を前記第２の振動として検出する。

また、上述の目的を達成するため、本発明によると、回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得装置であって、
回転体を回転可能に支持する支持体と、
回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を、互いに異なる条件で第１および第２の振動として検出する振動センサと、
回転体における第１および第２の除去対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数に基づいて、第１および第２の除去対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出する演算器と、
第１および第２のアンバランスデータに基づいて第１および第２の除去対象部を除去加工する除去加工装置と、を備え、
前記演算器は、
（Ａ）回転体を回転させた状態で前記振動センサが検出した第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、前記基本影響係数とに基づいて、第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で算出した第１のアンバランスデータに基づいて除去加工装置が第１の除去対象部を除去加工した後、回転体を回転させた状態で前記振動センサが検出した第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
（Ｄ）前記（Ｃ）で生成した第１および第２の振動データと、前記基本影響係数とに基づいて、第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｅ）前記（Ｄ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて除去加工装置が第２の除去対象部を除去加工した後、回転体を回転させた状態で前記振動センサが検出した第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）、（Ｃ）および（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと、前記（Ｃ）、（Ｅ）における第１および第２の除去対象部の除去加工量と除去加工位置に基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得装置が提供される。

上述した本発明によると、回転機械のアンバランス修正では、前記（Ａ）において振動データを取得し、前記（Ｂ）においてアンバランスデータを算出し、前記（Ｃ）において第１の除去対象部を除去加工して振動データを取得し、前記（Ｄ）において、アンバランスデータを算出し、その後、前記（Ｅ）において第２の除去対象部を除去加工して振動データを取得し、次に、前記（Ｆ）において、アンバランス修正過程のデータである前記振動データと除去加工量および除去加工位置とに基づいて、新たな影響係数を算出する。従って、新たな影響係数を効率的に算出できる。
また、前記新たな影響係数は、対象としている回転体自体について算出したものであるので、当該回転体を高精度に反映した影響係数となっている。
よって、同じ機種である複数の回転機械の回転体に対してアンバランス修正を行う場合に、各回転体について、高精度な新たな影響係数を効率的に取得できる。その結果、前記（Ｆ）の後、当該新たな影響係数を用いて、当該回転体のアンバランス修正を高精度に行うことが可能となる。

本発明の影響係数取得方法に使用可能な影響係数取得装置を示す。 振動データの説明図である。 本発明の第１実施形態または第２実施形態による影響係数取得方法を示すフローチャートである。

本発明を実施するための実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１（Ａ）は、本発明の影響係数取得方法に使用できる影響係数取得装置１０を示す。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。影響係数取得装置１０は、支持体３、第１の振動センサ５ａ、第２の振動センサ５ｂ、角度センサ７、演算装置９、および除去加工装置１１を備える。

支持体３は、回転機械の回転体１３を支持する。回転体１３は、支持体３に支持された状態で、回転体１３の中心軸Ｃ回りに回転可能である。なお、支持体３の一部は、回転機械の静止側部材により構成されてもよい。支持体３は、潤滑油が供給される軸受により回転体を回転自在に支持するものであってもよいし、潤滑油を用いない空気軸受により回転体を回転自在に支持するものであってもよい。

第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂは、支持体３に取り付けられる。振動センサ５ａ，５ｂは、回転体１３が、支持体３に支持され、かつ、回転している状態で、支持体３の振動（即ち、加速度、速度、変位、または荷重）を計測し、該振動を示す振動信号をデータ処理部９ａに出力する。振動センサ５ａ，５ｂとして、影響係数の取得に使用可能な公知のセンサを使用できる。
本実施形態では、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、支持体３において互いに異なる位置に取り付けられている。これにより、後述の振動データを効率よく取得できる。

角度センサ７は、回転体１３の回転角を計測し、該回転角を示す回転角信号をデータ処理部９ａに出力する。この回転角は、回転体１３が１回転することでゼロ度〜３６０度まで変化する。角度センサ７は、例えば、光電式のロータリーエンコーダや磁気式のロータリーエンコーダであってよい。

演算装置９は、データ処理部９ａと記憶部９ｂを有する。

データ処理部９ａは、前記振動信号（計測された振動）と前記回転角信号（計測された回転角）に基づいて振動データを生成する。振動データは、振動の振幅と位相θからなる。図２（Ａ）は、振動の振幅と位相θを示す。図２（Ａ）において、横軸は、角度センサ７により計測された回転体１３の回転角を示し、縦軸は、振動センサ５ａまたは５ｂにより検出された振動のうち１次振動の強度を示す。１次振動は、回転体１３の回転速度と同じ周波数成分の振動である。即ち、１次振動振幅は、振動センサ５ａまたは５ｂによる振動計測時における回転体１３の回転速度（１秒間での回転数）と同じ周波数［Ｈｚ］の成分を、振動センサ５ａまたは５ｂが出力した前記振動信号から抽出した振動である。図２（Ａ）において、位相θは、基準回転角（図２（Ａ）の例では、ゼロ度）に対する１次振動のずれを示す。即ち、位相θは、基準回転角に対する、１次振動の周期の始点となる回転角のずれを示す。
振動データを、複素数で表す。図２（Ｂ）は、複素数で表した振動データを示す。図２（Ｂ）のように、１次振動の振幅の大きさ（絶対値）をＲとし、上述の位相θを偏角として、振動データは複素数で表わされる（以下、同様）。データ処理部９ａは、振動センサ５ａまたは５ｂからの振動信号と角度センサ７からの回転角信号から、複素数の振動データを生成する（以下、同様）。

記憶部９ｂは、データ処理部９ａによる演算に必要なデータを記憶する。具体的には、記憶部９ｂは、後述のステップＳ１、Ｓ５、Ｓ９、Ｓ１５でそれぞれ生成された振動データａ_ｐ，１、ａ_ｑ，１、ａ_ｐ，２、ａ_ｑ，２、ａ_ｐ，３、ａ_ｑ，３、ａ_ｐ、ａ_ｑ、ステップＳ２、Ｓ６およびＳ１１で算出された第１および第２のアンバランスデータＵ_ｂ、Ｕ_ｄ、後述の基本影響係数α_１，ｂ、α_１，ｄ、α_２，ｂ、α_２，ｄ、後述のステップＳ４、Ｓ８で行った除去加工（切削）のデータΔＭ_ｂ、ΔＭ_ｄ、後述のステップＳ１０で算出した新たな影響係数α_１，ｂ、α_１，ｄ、α_２，ｂ、α_２，ｄを記憶する。

除去加工装置１１は、回転体１３の除去対象部１３ａ、１３ｂを切削して除去加工する切削工具１１ａ（例えば、エンドミル）と、該切削工具１１ａを３次元的（例えば、図１（Ａ）の互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に移動させる駆動機構１１ｂと、該駆動機構１１ｂの動作を制御することで切削工具１１ａの位置を制御する位置制御部１１ｃとを有する。位置制御部１１ｃは、入力されるアンバランスデータに従って除去対象部１３ａまたは１３ｂを切削する。
なお、第１および第２の除去対象部１３ａおよび１３ｂは、回転体１３の中心軸Ｃ方向に関する位置が互いに異なっている。

図３は、本発明の実施形態による影響係数取得方法を示すフローチャートである。この影響係数取得方法は、上述した影響係数取得装置１０により行われる。

同じ機種の複数の回転機械のうちｍ番目の回転機械について、図３の処理を行う。すなわち、回転機械の番号ｍに関して、最初の回転機械についてステップＳ１を開始する場合には、ｍ＝１であり、以後、ステップＳ１に戻る度に、ｍの値が１つずつ増える。

ステップＳ１において、ｍ番目の回転機械の回転体１３を回転させ、この状態で、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第１の振動データａ_ｐ，１を生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第２の振動データａ_ｑ，１を生成する。

なお、振動データａの添え字１は、当該振動データが、ステップＳ１で生成されたことを示す。

ステップＳ２において、ステップＳ１で生成した振動データａ_ｐ，１、ａ_ｑ，１と基本影響係数とに基づいて、データ処理部９ａが、次の[数１]の式（１）により、第１および第２のアンバランスデータＵ_ｂ、Ｕ_ｄを算出する。

この［数１］の式（１）において、α_１，ｂ、α_１，ｄ、α_２，ｂ、α_２，ｄは、基本影響係数であり、−１は、逆行列を示す。

ステップＳ２で使用する基本影響係数は、現在、図３の処理を行っている回転機械と同じ機種の回転機械について、次の［数２］の式（２）により予め取得した影響係数α_１，ｂ、α_１，ｄ、α_２，ｂ、α_２，ｄであってよい。

ここで、ａ_ｐ０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第１の振動センサ５ａが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ_ｑ０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第２の振動センサ５ｂが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ_ｐｂは、第１の除去対象部１３ａに試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第１の振動センサ５ａが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ_ｑｂは、第１の除去対象部１３ａに試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第２の振動センサ５ｂが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ_ｐｄは、第２の除去対象部１３ｂに試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第１の振動センサ５ａが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ_ｑｄは、第２の除去対象部１３ｂに試し錘を回転体１３に取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第２の振動センサ５ｂが計測した振動に基づいて生成した振動データである。
［数２］の式（２）におけるΔＭ_Ｔｂは、次式（３）で表わされる。

ΔＭ_Ｔｂ＝Ａ_Ｔｂ（ｃｏｓθ_Ｔｂ＋ｊｓｉｎθ_Ｔｂ） ・・・（３）

ここで、ｊは虚数単位であり、Ａ_Ｔｂは、第１の除去対象部１３ａに取り付けた試し錘の質量と、第１の除去対象部１３ａにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θ_Ｔｂは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。なお、周方向とは、回転体１３の中心軸Ｃ回りの方向である（以下同様）。
同様に、［数２］の式（２）におけるΔＭ_Ｔｄは、次式（４）で表わされる。

ΔＭ_Ｔｄ＝Ａ_Ｔｄ（ｃｏｓθ_Ｔｄ＋ｊｓｉｎθ_Ｔｄ） ・・・（４）

ここで、ｊは虚数単位であり、Ａ_Ｔｄは、第２の除去対象部１３ｂに取り付けた試し錘の質量と、第２の除去対象部１３ｂにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θ_Ｔｄは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。

ステップＳ３において、データ処理部９ａは、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵ_ｂと、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵ_ｄとによるアンバランス量が、しきい値以下であるかを判断する。

例えば、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵ_ｂが示すアンバランス量と、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵ_ｄが示すアンバランス量との和もしくは平均値がしきい値以下であるかを判断する。
または、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵ_ｂが示すアンバランス量と、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵ_ｄが示すアンバランス量とのうち大きい方の値がしきい値以下であるかを判断する。
または、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵ_ｂが示すアンバランス量が、第１のアンバランスデータ用のしきい値以下であり、かつ、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵ_ｄが示すアンバランス量が、第２のアンバランスデータ用のしきい値以下であるかを判断する。この場合、好ましくは、第１のアンバランスデータ用のしきい値は、第２のアンバランスデータ用のしきい値と異なるのがよい。

ステップＳ３における前記判断が、ＹＥＳである場合には、当該回転機械の回転体１３についての処理を終了し、ｍの値を１つ増やしてステップＳ１に戻り、次の回転機械について、図３の処理を開始する。
一方、ステップＳ３の判断がＮＯである場合には、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４において、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵ_ｂが示す除去加工位置と除去加工量に基づいて、回転体１３の第１の除去対象部１３ａを除去加工（切削）する。なお、ここでの除去加工位置は、回転体１３の軸方向先端部分の外周部１３ａ上にあり、図１（Ｂ）において一点鎖線Ｌ１上にある。図１（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ１上に重複している破線で描いた円は、一点鎖線Ｌ１上に位置決めされた状態の切削工具１１ａを示す。

ステップＳ４の切削は、次のように行われる。ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵ_ｂは、データ処理部９ａから位置制御部１１ｃに入力される。位置制御部１１ｃは、このアンバランスデータＵ_ｂに基づいて駆動機構１１ｂを制御することで切削工具１１ａを移動させ、これにより、除去対象部１３ａがアンバランスデータＵ_ｂに従って切削される。
Ａを絶対値とし、偏角をθとし、ｊを虚数単位として、アンバランスデータＵ_ｂを次式（５）で表す。

Ｕ_ｂ＝Ａ（ｃｏｓθ＋ｊｓｉｎθ） ・・・（５）

ここで、Ａは、アンバランス量を示し、Ａはｘとｙの積であるとした場合に、ｘは、回転体１３の中心軸ＣからステップＳ４での除去加工位置までの半径方向距離であり、ｙは、ステップＳ４で切削する質量である。一方、θは、前記除去加工位置の周方向位置を示す。従って、ステップＳ４において、切削工具１１ａは、ｘとθが示す半径方向位置と周方向位置に位置決めされた状態で、除去加工質量（切削質量）がｙになるまで中心軸Ｃの方向に移動する。この時、位置制御部１１ｃは、除去対象部１３ａの密度や切削工具１１ａの寸法などに基づいて、切削工具１１ａを中心軸Ｃの方向に移動させる距離を算出し、該距離に基づいて駆動機構１１ｂを制御する。
なお、ステップＳ４の除去加工（切削）は、除去加工対象の回転体１３が支持体３に支持された状態で行ってもよいし、別の場所で行ってもよい。前者の場合、位置制御部１１ｃは、角度センサ７の回転角に基づいて、周方向に関して切削工具１１ａを前記除去加工位置に位置決めしてよい。また、第１の除去対象部１３ａの切削では、例えば、回転体１３における除去対象部１３ａと反対側の軸方向端部を、適宜の手段で把持して回転体１３が回転しないようにしておくのがよい。

ステップＳ５において、回転体１３を回転させ、この状態で、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第１の振動データａ_ｐ、２を生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第２の振動データａ_ｑ，２を生成する。

なお、振動データａの添え字２は、当該振動データが、ステップＳ５で生成されたことを示す。

ステップＳ６において、ステップＳ５で生成した第１および第２の振動データａ_ｐ，２、ａ_ｑ，２と上述の基本影響係数とに基づいて、データ処理部９ａが、次の［数３］の式（６）により、第１および第２のアンバランスデータＵ_ｂ、Ｕ_ｄを算出する。

ステップＳ７において、データ処理部９ａは、ステップＳ６で算出した第１のアンバランスデータＵ_ｂと、ステップＳ６で算出した第２のアンバランスデータＵ_ｄとによるアンバランス量が、しきい値以下であるかを判断する。この判断は、ステップＳ３の場合と同様に行う。

ステップＳ７における前記判断が、ＹＥＳである場合には、当該回転機械の回転体１３についての処理を終了し、ｍの値を１つ増やしてステップＳ１に戻り、次の回転機械について、図３の処理を開始する。
一方、ステップＳ７の判断がＮＯである場合には、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８において、ステップＳ７で算出した第２のアンバランスデータＵ_ｄが示す除去加工位置と除去加工量に基づいて、回転体１３の第２の除去対象部１３ｂを除去加工（切削）する。この切削は、ステップＳ４と同様に行われる。なお、ここでの除去加工位置は、回転体１３に設けた前記円盤状部材の外周部１３ｂ上にあり、図１（Ｂ）において一点鎖線Ｌ２上にある。図１（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ２上に重複している破線で描いた円は、一点鎖線Ｌ２上に位置決めされた状態の切削工具１１ａを示す。

ステップＳ９において、回転体１３を回転させ、この状態で、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第１の振動データａ_ｐ，３を生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第２の振動データａ_ｑ，３を生成する。

なお、振動データａの添え字３は、当該振動データが、ステップＳ９で生成されたことを示す。

ステップＳ１０において、ステップＳ１で生成した第１および第２の振動データａ_ｐ，１、ａ_ｑ，１、ステップＳ４で行った除去加工（切削）のデータΔＭ_ｂ、ステップＳ５で生成した第１および第２の振動データａ_ｐ，２、ａ_ｑ，２、ステップＳ８で行った除去加工（切削）のデータΔＭ_ｄと、ステップＳ９で生成した第１および第２の振動データａ_ｐ，３、ａ_ｑ，３とに基づいて、データ処理部９ａが、次の[数４]の式（７）、（８）により、新たな影響係数α_１，ｂ、α_１，ｄ、α_２，ｂ、α_２，ｄを算出する。すなわち、データ処理部９ａが、式（７）、（８）を連立させて解くことで新たな影響係数α_１，ｂ、α_１，ｄ、α_２，ｂ、α_２，ｄを算出する。

なお、ΔＭ_ｂは、絶対値をＡ_ｂとし、偏角をθ_ｂとした複素数で表わされる。この場合、Ａ_ｂは、回転体１３の中心軸ＣからステップＳ４での除去加工位置までの半径方向距離と、当該切削（除去加工）により第１の除去対象部１３ａから除去された質量との積であり、θ_ｂは、当該除去加工位置の周方向位置を示す位相である。
同様に、ΔＭ_ｄは、絶対値をＡ_ｄとし、偏角をθ_ｄとした複素数で表わされる。この場合、Ａ_ｄは、回転体１３の中心軸ＣからステップＳ８での除去加工位置までの半径方向距離と、当該除去加工により第２の除去対象部１３ｂから除去された質量との積であり、θ_ｄは、当該除去加工位置の周方向位置を示す位相である。

ステップＳ１１において、ステップＳ９で生成した第１および第２の振動データａ_ｐ，３、ａ_ｑ，３と、ステップＳ１０で算出した新たな影響係数α_１，ｂ、α_１，ｄ、α_２，ｂ、α_２，ｄとに基づいて、データ処理部９ａが、次の[数５]の式（９）により、第１および第２のアンバランスデータＵ_ｂ、Ｕ_ｄを算出する。

ステップＳ１２において、データ処理部９ａは、ステップＳ１１で算出した第１のアンバランスデータＵ_ｂと、ステップＳ１１で算出した第２のアンバランスデータＵ_ｄとによるアンバランス量が、しきい値以下であるかを判断する。この判断は、ステップＳ３の場合と同様に行う。

ステップＳ１２における前記判断が、ＹＥＳである場合には、当該回転機械の回転体１３についての処理を終了し、ｍの値を１つ増やしてステップＳ１に戻り、次の回転機械について、図３の処理を開始する。
一方、ステップＳ１２の判断がＮＯである場合には、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３において、現在の処理対象となっている回転体１３についてステップＳ１１を行った回数が許容回数（２以上の数）を超えているかを判断する。
ステップＳ１３の判断がＹＥＳの場合には、当該回転機械の回転体１３のアンバランス修正が不可能であるとして、この回転体１３についての処理を終了し、ｍの値を１つ増やしてステップＳ１に戻るとともに、次の回転機械について、図３の処理を開始する。
一方、ステップＳ１３の判断がＮＯの場合には、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４において、ステップＳ１１で算出した第１のアンバランスデータＵ_ｂが示す除去加工位置と除去加工量に基づいて、回転体１３の第１の除去対象部１３ａを除去加工（切削）する。この切削は、ステップＳ４の切削と同様に行われる。
また、ステップＳ１４において、ステップＳ１１で算出した第２のアンバランスデータＵ_ｄが示す除去加工位置と除去加工量に基づいて、回転体１３の第２の除去対象部１３ｂを除去加工（切削）する。この切削は、ステップＳ４の切削と同様に行われる。

ステップＳ１５において、回転体１３を回転させ、この状態で、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第１の振動データａ_ｐを生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第２の振動データａ_ｑを生成する。

ステップＳ１５を終えたらステップＳ１１へ戻る。ただし、この場合、戻ったステップＳ１１では、ステップＳ１５で生成した第１および第２の振動データａ_ｐ、ａ_ｑと、ステップＳ１０で算出した新たな影響係数α_１，ｂ、α_１，ｄ、α_２，ｂ、α_２，ｄとに基づいて、データ処理部９ａが、上述の[数５]の式（９）と同様の式により、第１および第２のアンバランスデータＵ_ｂ、Ｕ_ｄを算出する。

なお、回転機械の回転体１３を支持体３に支持させた状態で、ステップＳ１〜Ｓ１５を実行したが、ステップＳ４、Ｓ８およびＳ１４は、支持体３から回転体１３を取り外して別の場所で行ってもよい。

また、回転体１３は、例えば、過給機の回転体である。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変形例１〜６を任意に組み合わせて採用してもよいし、変形例１〜６のいずれかを採用してもよい。この場合、他の点は、上述と同じであってもよいし、適宜変更してもよい。

（変形例１）
例えば、上述の実施形態では、２つの振動センサ５ａ，５ｂを支持体３に取り付けていたが、代わりに、１つの振動センサを支持体３に取り付けてもよい。この場合、次のように行う。
ステップＳ１において、回転機械の回転体１３を第１の回転速度で回転させ、この状態で、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第１の振動データａ_ｐ，１を生成する。
また、ステップＳ１において、回転機械の回転体１３を第１の回転速度と異なる第２の回転速度で回転させ、この状態で、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、データ処理部９ａが、第２の振動データａ_ｑ，１を生成する。

ステップＳ５においても、ステップＳ１と同様に第１および第２の振動データａ_ｐ，２、ａ_ｑ，２を生成する。また、ステップＳ９においても、ステップＳ１と同様に第１および第２の振動データａ_ｐ，３、ａ_ｑ，３を生成する。また、ステップＳ１５においても、ステップＳ１と同様に第１および第２の振動データａ_ｐ、ａ_ｑを生成する。

この変形例１の各振動データａ_ｐ，１、ａ_ｑ，１、ａ_ｐ，２、ａ_ｑ，２、ａ_ｐ，３、ａ_ｑ，３、ａ_ｐ、ａ_ｑが、それぞれ、上述の実施形態における各振動データａ_ｐ，１、ａ_ｑ，１、ａ_ｐ，２、ａ_ｑ，２、ａ_ｐ，３、ａ_ｑ，３に置き換えられる。

また、変形例１では、基本影響係数を求めるための前記［数２］は次のようになる。
上述の［数２］において、ａ_ｐ０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、前記第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ_ｑ０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、前記第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ_ｐｂは、第１の除去対象部１３ａに試し錘を取り付け、上述のように、前記第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ_ｑｂは、第１の除去対象部１３ａに試し錘を取り付け、上述のように、前記第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ_ｐｄは、第２の除去対象部１３ｂに試し錘を取り付け、上述のように、前記第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、振動データａ_ｑｄは、第２の除去対象部１３ｂに試し錘を取り付け、上述のように、前記第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データである。

変形例１により、１つの振動センサで、第１および第２の振動データを取得できる。

（変形例２）
上述では、除去対象部の切削は、軸方向に行われたが、半径方向に行われてもよい。

（変形例３）
上述では、基本影響係数を、試し錘を用いて回転体１３にバランス変化を与えることで取得したが、基本影響係数を、回転体１３を切削することで回転体１３にバランス変化を与えることで取得してもよい。

（変形例４）
回転体１３が支持体３に設置されているかどうかを検出する検出装置を設けてもよい。この場合、検出装置は、回転体１３が支持体３に設置されていない時に支持体３を撮像して予め得た参照画像と、支持体３を撮像して得た計測画像との差分を計算し、この差分値が許容値未満である場合に、回転体１３が支持体３に設置されていないことを示す信号を出力する。

（変更例５）
振動データを取得するために回転体１３を支持体３に設置する直前に、支持体３の軸受（潤滑油が供給される軸受、または、空気軸受）に対し、エアノズルにより空気を吹き付ける。これにより、軸受内の異物を除去でき、その結果、より高精度な振動データを取得することができる。

（変更例６）
上述の実施形態では、除去加工装置１１は、除去対象部１３ａ、１３ｂを切削することにより除去対象部１３ａ、１３ｂを除去加工したが、代わりに、除去加工装置１１は、放電加工で、除去対象部１３ａ、１３ｂを溶融し当該溶融部分を吹き飛ばすことにより除去対象部１３ａ、１３ｂを除去加工する放電加工機であってもよい。この場合、ステップＳ４、Ｓ８、Ｓ１４の除去加工では、支持体３から回転体１３を取り外して、支持体３と別の場所に設けた放電加工機に回転体１３を設置し、放電加工機の電極を、アンバランスデータに基づいて、上述したｘとθが示す半径方向位置と周方向位置（除去加工位置）に位置決めした状態で、除去加工質量が上述したｙになるまで放電加工を行う。なお、除去加工質量と放電加工条件（例えば、放電時間、放電電圧）との関係を予め実験で求めておき、この関係に基づいて放電加工を行うのがよい。

３ 支持体、５ａ，５ｂ 振動センサ、７ 角度センサ、９ａ データ処理部、９ｂ 記憶部、１１ 除去加工装置

Claims (5)

1. 回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
   （Ａ）回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を、互いに異なる条件で第１および第２の振動として検出し、該第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
   （Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、基本影響係数とに基づいて、第１および第２の除去対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
   （Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の除去対象部を除去加工し、その後、回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を、互いに異なる条件で第１および第２の振動として検出し、該第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
   （Ｄ）前記（Ｃ）で生成した第１および第２の振動データと、前記基本影響係数とに基づいて、第１および第２のアンバランスデータを算出し、
   （Ｅ）前記（Ｄ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて第２の除去対象部を除去加工し、その後、回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を、互いに異なる条件で第１および第２の振動として検出し、該第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
   （Ｆ）前記（Ａ）、（Ｃ）および（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと、前記（Ｃ）、（Ｅ）における第１および第２の除去対象部の除去加工量および除去加工位置とに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法。
2. （Ｇ）前記（Ｆ）の後、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと、前記（Ｆ）で算出した前記新たな影響係数とに基づいて、第１および第２の除去対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
   （Ｈ）前記（Ｇ）で算出した第１のアンバランスデータに基づいて第１の除去対象部を除去加工するとともに、前記（Ｇ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて第２の除去対象部を除去加工する、ことを特徴とする請求項１に記載の影響係数取得方法。
3. 回転体を回転自在に支持する支持体には、互いに異なる位置にそれぞれ第１および第２の振動センサが取り付けられており、
   前記（Ａ）および（Ｃ）において、回転体を回転させた状態で、第１の振動センサにより前記第１の振動を検出し、第２の振動センサにより前記第２の振動を検出する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の影響係数取得方法。
4. 前記（Ａ）および（Ｃ）において、第１の回転速度で回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を前記第１の振動として検出し、第１の回転速度と異なる第２の回転速度で回転させた状態で、当該回転により生じる振動を前記第２の振動として検出する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の影響係数取得方法。
5. 回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得装置であって、
   回転体を回転可能に支持する支持体と、
   回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動を、互いに異なる条件で第１および第２の振動として検出する振動センサと、
   回転体における第１および第２の除去対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数に基づいて、第１および第２の除去対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出する演算器と、
   第１および第２のアンバランスデータに基づいて第１および第２の除去対象部を除去加工する除去加工装置と、を備え、
   前記演算器は、
   （Ａ）回転体を回転させた状態で前記振動センサが検出した第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
   （Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、前記基本影響係数とに基づいて、第１および第２のアンバランスデータを算出し、
   （Ｃ）前記（Ｂ）で算出した第１のアンバランスデータに基づいて除去加工装置が第１の除去対象部を除去加工した後、回転体を回転させた状態で前記振動センサが検出した第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
   （Ｄ）前記（Ｃ）で生成した第１および第２の振動データと、前記基本影響係数とに基づいて、第１および第２のアンバランスデータを算出し、
   （Ｅ）前記（Ｄ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて除去加工装置が第２の除去対象部を除去加工した後、回転体を回転させた状態で前記振動センサが検出した第１および第２の振動にそれぞれ基づいて第１および第２の振動データを生成し、
   （Ｆ）前記（Ａ）、（Ｃ）および（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと、前記（Ｃ）、（Ｅ）における第１および第２の除去対象部の除去加工量と除去加工位置に基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得装置。