JP5699466B2 - Balance correction method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、回転機械に設けられる回転体のバランスを修正するバランス修正方法と装置に関する。 The present invention relates to a balance correction method and apparatus for correcting the balance of a rotating body provided in a rotary machine.
本願において、回転機械は、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。回転機械には、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、回転機械には、原動機と被動機の両方の機能を持つ過給機もある。 In the present application, the rotating machine is a fluid machine in which rotating blades that exert force on a fluid are provided on a rotating body. The rotating machine includes a prime mover and a driven machine. The prime mover converts the energy of the fluid into rotational kinetic energy by rotationally driving the rotating body by the pressure that the fluid acts on the rotor blades. As a prime mover, for example, there is a gas turbine (axial turbine, radial turbine). The driven machine applies rotational kinetic energy to the fluid by rotating the rotor blades that are rotationally driven to apply pressure to the fluid. Examples of the driven machine include a compressor (an axial flow compressor, a mixed flow compressor, a cross flow compressor, and a pump provided in a centrifugal compressor, an aircraft engine, or the like). In addition, some rotating machines have a turbocharger that functions as both a prime mover and a driven machine.
回転体のアンバランスを計測するために、回転機械を試運転する。この時、回転体の回転運動により生じる振動を検出するとともに、回転体の回転角を検出する。検出した振動と回転角から、アンバランスが存在する回転軸回りの位相角を求めるとともに、アンバランス量を求める。このようなアンバランス計測は、例えば下記の特許文献1、2に記載されている。 Test the rotating machine to measure the unbalance of the rotating body. At this time, the vibration generated by the rotational motion of the rotating body is detected, and the rotation angle of the rotating body is detected. From the detected vibration and rotation angle, the phase angle around the rotation axis where the unbalance exists is obtained, and the unbalance amount is obtained. Such unbalance measurement is described in Patent Documents 1 and 2 below, for example.
回転体における切削位相角(例えば、アンバランスが存在する位相角)で、図1(A)のように、回転体5の切削対象部5aの加工開始面7(端面)から、アンバランス量に応じた切削深さだけ、切削対象部5aをラジアル軸受4の軸C方向に切削する。すなわち、図1(B)のように、エンドミル13aを加工用初期位置Prから、次式(1)の距離Ldだけ移動させることで、前記切削深さだけ切削対象部5aを切削する。
Ld=L0+D ・・・(1)
ここで、図1(B)のように、L0は、加工用初期位置Prから加工開始面7までの距離であり、Dは、前記切削深さである。
As shown in FIG. 1A, the cutting phase angle in the rotating body (for example, the phase angle where imbalance exists) is changed from the machining start surface 7 (end surface) of the cutting target portion 5a of the rotating body 5 to the unbalance amount. The cutting target portion 5a is cut in the direction of the axis C of the radial bearing 4 by the corresponding cutting depth. That is, as shown in FIG. 1B, the cutting target portion 5a is cut by the cutting depth by moving the end mill 13a from the processing initial position Pr by the distance Ld of the following equation (1).
Ld = L0 + D (1)
Here, as shown in FIG. 1B, L0 is the distance from the processing initial position Pr to the processing start surface 7, and D is the cutting depth.
しかし、バランス修正時に、加工開始面7が傾いていることで、バランス修正の精度が低下する場合がある。加工開始面7の傾きの原因としては、回転体5のシャフト5bが曲がっていることや、加工開始面7の加工誤差などがある。 However, when the balance is corrected, the processing start surface 7 is inclined, so that the accuracy of the balance correction may be reduced. Causes of the inclination of the processing start surface 7 include bending of the shaft 5b of the rotating body 5, processing errors of the processing start surface 7, and the like.
加工開始面7が、図1(C)に示すように軸C方向に対して傾いていると、加工用初期位置Prから加工開始面7までの距離がL0からLxへ変動してしまう。従って、切削対象部5aを実際に切削する深さも変動してしまう。すなわち、上述の距離Ldだけ、エンドミル13aを加工用初期位置Prから移動させても、前記切削深さDだけ切削対象部5aを切削することができない。従って、バランス修正の精度が低下してしまう。 When the machining start surface 7 is inclined with respect to the direction of the axis C as shown in FIG. 1C, the distance from the machining initial position Pr to the machining start surface 7 varies from L0 to Lx. Therefore, the depth at which the cutting target portion 5a is actually cut also varies. That is, even if the end mill 13a is moved from the initial working position Pr by the distance Ld described above, the cutting target portion 5a cannot be cut by the cutting depth D. Accordingly, the accuracy of balance correction is reduced.
そこで、本発明の目的は、切削対象部(加工開始面)の傾きを考慮して、切削対象部を切削することで、バランス修正の精度を向上させることにある。 Therefore, an object of the present invention is to improve the accuracy of balance correction by cutting the cutting target portion in consideration of the inclination of the cutting target portion (processing start surface).
上記目的を達成するため、本発明によると、回転体をラジアル軸受で支持した状態で、回転体の切削対象部を、ラジアル軸受の軸方向に部分的に切削することで、回転体のアンバランスを低減するバランス修正方法であって、
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとして予め求める切削データ取得ステップと、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測ステップと、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める移動距離取得ステップと、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削ステップと、を有する、ことを特徴とするバランス修正方法が提供される。
In order to achieve the above-described object, according to the present invention, an unbalanced rotating body can be obtained by partially cutting the cutting target portion of the rotating body in the axial direction of the radial bearing while the rotating body is supported by the radial bearing. A balance correction method for reducing
The position on the rotating body in the direction around the axis of the rotating body is a phase angle, the phase angle at which the cutting target portion is cut in the axial direction in order to remove the unbalance existing in the rotating body, and the depth of the cutting, respectively Cutting data acquisition step to obtain in advance as cutting phase angle and cutting depth;
An inclination measuring step for measuring an inclination of a machining start surface of the cutting target portion with respect to the axial direction;
Based on the cutting phase angle, the cutting depth and the inclination, a moving distance obtaining step for obtaining a moving distance for moving the processing tool in the axial direction from the initial processing position at the cutting phase angle;
A cutting step of cutting a cutting target portion by moving a processing tool in the axial direction on the processing start surface side from the initial position for processing by the moving distance at the cutting phase angle. A balance correction method is provided.
本発明の好ましい実施形態によると、前記傾き計測ステップでは、
(A)前記回転体の回転角を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、距離計測装置を用いて前記軸方向に計測し、
(C)前記回転体を回転させることで、回転体の軸回り方向に関して回転体における基準点と前記距離計測装置との相対位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで、複数の前記回転角と、複数の前記軸方向距離との関係を取得し、この関係に基づいて加工開始面の前記傾きを求める。
According to a preferred embodiment of the present invention, in the inclination measuring step,
(A) Measure the rotation angle of the rotating body,
(B) An axial distance from an initial position for measurement to a measurement position on the machining start surface is measured in the axial direction using a distance measuring device,
(C) By rotating the rotating body, the relative position between the reference point on the rotating body and the distance measuring device is changed in the direction around the axis of the rotating body,
By repeating the steps (A), (B), and (C), the relationship between the plurality of rotation angles and the plurality of axial distances is acquired, and the inclination of the machining start surface is obtained based on the relationship. .
本発明の他の実施形態によると、前記傾き計測ステップでは、
(A)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置を用いて前記軸方向に計測し、
(C)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで、回転体の軸回り方向に関する複数の前記計測用初期位置と、複数の前記軸方向距離との関係を取得し、この関係に基づいて加工開始面の前記傾きを求める。
According to another embodiment of the present invention, in the tilt measurement step,
(A) Measure the initial position for measurement of the distance measuring device in the direction around the axis of the rotating body,
(B) The axial distance from the initial position for measurement to the position to be measured on the machining start surface is measured in the axial direction using the distance measuring device,
(C) changing the initial position for measurement of the distance measuring device in the direction around the axis of the rotating body,
By repeating (A), (B), and (C), the relationship between the plurality of initial positions for measurement in the direction around the axis of the rotating body and the plurality of axial distances is acquired, and based on this relationship Thus, the inclination of the processing start surface is obtained.
前記(A)では、
回転体における前記軸方向の一端部を把持装置により把持した状態で、回転体における前記軸方向の他端部に、嵌合部材を嵌合させることで、当該他端部が前記軸方向に対する半径方向にずれないようにするとともに、当該嵌合部材を、当該他端部から前記一端部へ向けて押圧し、
この状態で、計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置を用いて前記軸方向に計測する。
In (A) above,
In a state where one end portion in the axial direction of the rotating body is gripped by a gripping device, a fitting member is fitted to the other end portion in the axial direction of the rotating body, so that the other end portion has a radius with respect to the axial direction. The fitting member is pressed toward the one end from the other end,
In this state, the axial distance from the initial position for measurement to the measured position on the processing start surface is measured in the axial direction using the distance measuring device.
また、上記目的を達成するため、本発明によると、回転体をラジアル軸受で支持した状態で、回転体の切削対象部を、ラジアル軸受の軸方向に部分的に切削することで、回転体のアンバランスを低減するバランス修正装置であって、
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとし、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測装置と、
計測した前記傾きと切削位相角と切削深さとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める駆動量決定装置と、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削装置と、を有する、ことを特徴とするバランス修正装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the cutting target portion of the rotating body is partially cut in the axial direction of the radial bearing while the rotating body is supported by the radial bearing. A balance correction device that reduces unbalance,
The position on the rotating body in the direction around the axis of the rotating body is a phase angle, the phase angle at which the cutting target portion is cut in the axial direction in order to remove the unbalance existing in the rotating body, and the depth of the cutting, respectively , Cutting phase angle and cutting depth,
An inclination measuring device for measuring the inclination of the machining start surface of the cutting target portion with respect to the axial direction;
Based on the measured inclination, cutting phase angle, and cutting depth, a driving amount determination device that obtains a moving distance for moving the processing tool in the axial direction from the initial processing position at the cutting phase angle;
A cutting device that cuts a portion to be cut by moving the processing tool in the axial direction on the processing start surface side from the initial position for processing by the moving distance at the cutting phase angle. A balance correction device is provided.
上述した本発明によると、前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測し、この傾きと切削位相角と切削深さとに基づいて、切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求め、この移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する。従って、切削対象部の傾きを考慮した切削加工が可能となる。その結果、バランス修正の精度を向上させることができる。 According to the present invention described above, the inclination of the machining start surface of the part to be cut with respect to the axial direction is measured, and based on the inclination, the cutting phase angle, and the cutting depth, the machining tool is measured from the initial position for machining at the cutting phase angle. A moving distance for moving the workpiece in the axial direction is obtained, and the cutting tool is cut by moving the processing tool in the axial direction on the machining start surface side from the initial position for machining by this moving distance. Therefore, it is possible to perform cutting in consideration of the inclination of the portion to be cut. As a result, the accuracy of balance correction can be improved.
本発明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。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本発明の実施形態によるバランス修正装置10は、回転機械の回転体5をラジアル軸受4で支持した状態で、回転体5の切削対象部5aを、ラジアル軸受4の軸方向に部分的に切削することで、回転体5のアンバランスを低減する(無くす)装置である。 The balance correction apparatus 10 according to the embodiment of the present invention partially cuts the cutting target portion 5a of the rotating body 5 in the axial direction of the radial bearing 4 in a state where the rotating body 5 of the rotating machine is supported by the radial bearing 4. This is a device that reduces (eliminates) the unbalance of the rotating body 5.
図2(A)に、バランス修正装置10の全体構成を示す。図2(B)は、図2(A)のB−B矢視図である。図2(C)は、図2(A)のC−C矢視図であるが、後述の接触検出部15a、加工具13a、可動部15b3のみを示す。図3は、図2(A)に対応するが、説明のため、接触検出部15aの図示を省略して、加工具13aを図示した図である。 FIG. 2A shows the overall configuration of the balance correction apparatus 10. FIG. 2B is a view taken along arrow BB in FIG. FIG. 2C is a CC arrow view of FIG. 2A, and shows only a contact detection unit 15a, a processing tool 13a, and a movable unit 15b3 described later. FIG. 3 corresponds to FIG. 2A, but is a diagram illustrating the processing tool 13a with the illustration of the contact detection unit 15a omitted for the sake of explanation.
なお、図1(A)において、符号3は、ラジアル軸受4が内部に設けられたハウジングを示す。このハウジング3は、前記回転機械自身のハウジングであってもよいし、バランス修正専用のハウジングであってもよい。また、符号6は、ハウジング3を支持する支持体を示す。また、図2(A)において、バランス修正時において、図1(A)の場合と同様に、潤滑油が、上方(図1(A)の上側)から各ラジアル軸受4に供給され、ラジアル軸受4から下方(図1(A)の下側)に排出される。 In FIG. 1A, reference numeral 3 denotes a housing in which a radial bearing 4 is provided. The housing 3 may be the housing of the rotating machine itself, or may be a dedicated housing for balance correction. Reference numeral 6 denotes a support that supports the housing 3. Further, in FIG. 2 (A), at the time of balance correction, as in the case of FIG. 1 (A), the lubricating oil is supplied to each radial bearing 4 from above (the upper side of FIG. 1 (A)), and the radial bearings. 4 is discharged downward (lower side in FIG. 1A).
本願において、軸方向とは、切削対象部5aの傾きを計測する時、および、切削対象部5aを切削する時に、回転体5を半径方向に支持しているラジアル軸受4の中心軸Cの方向を意味する。また、半径方向とは、当該軸方向に対する方向である。
本願において、位相角は、回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を意味する。切削位相角は、回転体5に存在するアンバランスを除くために切削対象部5aを前記軸方向に切削する位相角を意味する。切削深さは、当該切削の深さを意味する。
In the present application, the axial direction refers to the direction of the central axis C of the radial bearing 4 that supports the rotating body 5 in the radial direction when measuring the inclination of the cutting target portion 5a and when cutting the cutting target portion 5a. Means. The radial direction is a direction with respect to the axial direction.
In the present application, the phase angle means a position on the rotating body in the direction around the axis of the rotating body. The cutting phase angle means a phase angle at which the cutting target portion 5a is cut in the axial direction in order to remove unbalance existing in the rotating body 5. The cutting depth means the depth of the cutting.
バランス修正装置10は、傾き計測装置9、駆動量決定装置11、および切削装置13を備える。 The balance correction device 10 includes an inclination measurement device 9, a drive amount determination device 11, and a cutting device 13.
傾き計測装置9は、軸方向に対する、切削対象部5aの表面(この例では平面)である加工開始面7(加工開始面7の法線)の傾きを計測する。本実施形態では、傾き計測装置9は、距離計測装置15、回転角変更装置16、回転角センサ18、および演算部17を有する。 The inclination measuring device 9 measures the inclination of the machining start surface 7 (normal line of the machining start surface 7), which is the surface (in this example, a plane) of the cutting target portion 5a with respect to the axial direction. In the present embodiment, the inclination measuring device 9 includes a distance measuring device 15, a rotation angle changing device 16, a rotation angle sensor 18, and a calculation unit 17.
距離計測装置15は、接触検出部15a、駆動装置15b、計測部15c、制御部15dを有する。 The distance measurement device 15 includes a contact detection unit 15a, a drive device 15b, a measurement unit 15c, and a control unit 15d.
接触検出部15aは、加工開始面7との接触を検出し、その旨の接触信号を計測部15cに出力する。 The contact detection unit 15a detects contact with the processing start surface 7, and outputs a contact signal to that effect to the measurement unit 15c.
駆動装置15bは、該接触検出部15aを計測用初期位置から加工開始面7まで軸方向に移動させる。図2の例では、駆動装置15bは、図2のZ方向(図2の上下方向)に移動可能な第1の可動部15b1と、第1の可動部15b1を図2のZ方向に移動させる第1の駆動部(図示せず)と、第1の可動部15b1に取り付けられ第1の可動部15b1に対し図2のY方向(図2の紙面と直交する方向)に移動可能な第2の可動部15b2と、第1の可動部15b1に対し第2の可動部15b2を図2のY方向に移動させる第2の駆動部(図示せず)と、第2の可動部15b2に取り付けられ第2の可動部15b2に対し図2のX方向(図2の左右方向)に移動可能な第3の可動部15b3と、第2の可動部15b2に対し第3の可動部15b3を図2のX方向に移動させる第3の駆動部(図示せず)とを有する。 The driving device 15b moves the contact detection unit 15a in the axial direction from the initial position for measurement to the machining start surface 7. In the example of FIG. 2, the driving device 15b moves the first movable portion 15b1 movable in the Z direction in FIG. 2 (vertical direction in FIG. 2) and the first movable portion 15b1 in the Z direction in FIG. A first drive section (not shown) and a second attached to the first movable section 15b1 and movable in the Y direction of FIG. 2 (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2) with respect to the first movable section 15b1 The second movable portion 15b2, the second movable portion 15b2 that moves the second movable portion 15b2 in the Y direction in FIG. 2 with respect to the first movable portion 15b1, and the second movable portion 15b2. The third movable portion 15b3 that can move in the X direction in FIG. 2 (left and right direction in FIG. 2) relative to the second movable portion 15b2, and the third movable portion 15b3 in FIG. 2 relative to the second movable portion 15b2. And a third drive unit (not shown) that moves in the X direction.
計測部15cは、駆動装置15bにより接触検出部15aが計測用初期位置から軸方向に移動させられた距離を計測する。計測部15cは、適宜の手段(例えば、リニアスケール)で構成されてよい。 The measurement unit 15c measures the distance that the contact detection unit 15a is moved in the axial direction from the initial position for measurement by the driving device 15b. The measurement unit 15c may be configured by appropriate means (for example, a linear scale).
計測部15cは、接触検出部15aを計測用初期位置に位置決めした旨の計測開始信号を制御部15dから受け、接触検出部15aが加工開始面7に接触した旨の接触信号を接触検出部15aから受ける。計測部15cは、計測開始信号を受けた時点から、接触信号を受ける時点まで、接触検出部15aが計測用初期位置から加工開始面7側の軸方向に移動させられた距離を軸方向距離として計測する。
制御部15dは、駆動装置15bを制御する。
The measurement unit 15c receives from the control unit 15d a measurement start signal indicating that the contact detection unit 15a has been positioned at the initial measurement position, and receives a contact signal indicating that the contact detection unit 15a has contacted the processing start surface 7. Receive from. The measurement unit 15c uses, as an axial distance, the distance that the contact detection unit 15a is moved in the axial direction on the machining start surface 7 side from the initial position for measurement from the time when the measurement start signal is received until the time when the contact signal is received. measure.
The control unit 15d controls the drive device 15b.
回転角変更装置16は、把持装置16aと回転駆動装置16bとを有する。把持装置16aは、回転体5と同軸に配置され、回転体5の端部を把持する。把持装置16aは、例えば、コレットチャックであってよい。回転駆動装置16bは、回転体5の端部を把持した把持装置16aを中心軸C周りに回転させ、これにより回転体5を回転させる。回転駆動装置16bは、例えば、図2のように、サーボモータにより構成されてよい。サーボモータ16bの出力軸にはピニオン16b1が固定されている。把持装置16aには、回転シャフト16a1が結合され、この回転シャフト16a1は、図示しない軸受により中心軸C周りに回転可能に支持されている。また、回転シャフト16a1には、ピニオン16b1に噛み合うギア16a2が固定されている。サーボモータ16bは、ピニオン16b1とギア16a2を介して把持装置16aを回転させる。 The rotation angle changing device 16 includes a gripping device 16a and a rotation driving device 16b. The gripping device 16 a is disposed coaxially with the rotating body 5 and grips the end of the rotating body 5. The gripping device 16a may be a collet chuck, for example. The rotation driving device 16b rotates the gripping device 16a that grips the end of the rotating body 5 around the central axis C, thereby rotating the rotating body 5. The rotation drive device 16b may be configured by a servo motor as shown in FIG. 2, for example. A pinion 16b1 is fixed to the output shaft of the servo motor 16b. A rotating shaft 16a1 is coupled to the gripping device 16a, and the rotating shaft 16a1 is supported so as to be rotatable around the central axis C by a bearing (not shown). A gear 16a2 that meshes with the pinion 16b1 is fixed to the rotary shaft 16a1. The servo motor 16b rotates the gripping device 16a via the pinion 16b1 and the gear 16a2.
回転角センサ18は、回転体5の回転角を計測する。この回転角は、回転体5における前記基準位相角(基準点)の軸C周りに関する位置を示す。なお、回転角センサ18は、図2(A)の例では加工開始面7に対向する位置に配置されるが、距離計測装置15または切削装置13を使用する時には、適宜の手段により、距離計測装置15または切削装置13に干渉しない位置へ退避させられてよい。 The rotation angle sensor 18 measures the rotation angle of the rotating body 5. This rotation angle indicates the position of the rotating body 5 around the axis C of the reference phase angle (reference point). The rotation angle sensor 18 is disposed at a position facing the machining start surface 7 in the example of FIG. 2A. However, when the distance measuring device 15 or the cutting device 13 is used, the distance measurement is performed by an appropriate means. It may be retracted to a position where it does not interfere with the device 15 or the cutting device 13.
回転角変更装置16により、回転体5の回転角を複数の値に変化させ、当該各値毎に、距離計測装置15により上述の軸方向距離を計測する。この計測においては、本実施形態では、回転角の複数の値の間で、上述の計測用初期位置は、上述のX方向、Y方向およびZ方向に関して同じである。 The rotation angle changing device 16 changes the rotation angle of the rotating body 5 into a plurality of values, and the distance measuring device 15 measures the above-described axial distance for each value. In this measurement, in the present embodiment, the above-described initial positions for measurement are the same for the above-described X direction, Y direction, and Z direction among a plurality of values of the rotation angle.
演算部17は、計測部15cから複数の前記軸方向距離を受け、回転角センサ18から複数の回転角を受け、それぞれ互いに対応する当該複数の前記軸方向距離と当該複数の回転角との関係に基づいて、後述のステップS25のように、前記軸方向に対する加工開始面7の傾きを算出する。具体的には、演算部17は、軸方向に対する加工開始面7の傾き方向と傾き角度を算出する。 The computing unit 17 receives a plurality of the axial distances from the measuring unit 15c, receives a plurality of rotation angles from the rotation angle sensor 18, and each of the relations between the plurality of axial distances and the plurality of rotation angles corresponding to each other. Based on the above, the inclination of the machining start surface 7 with respect to the axial direction is calculated as in step S25 described later. Specifically, the calculation unit 17 calculates the tilt direction and tilt angle of the machining start surface 7 with respect to the axial direction.
駆動量決定装置11は、切削位相角と切削深さと計測した前記傾きとに基づいて、切削位相角において、加工用初期位置から加工具13aを前記軸方向に移動させる移動距離L1を求める。駆動量決定装置11は、例えば、次の近似式(2)により当該移動距離L1を算出する。
L1≒Xsinθ+L0 ・・・(2)
この式において、X、θ、L0を図4に示す。Xは、ラジアル軸受4の中心軸Cを含む直線から加工用初期位置Prまでの半径方向距離である。θは、中心軸Cから加工開始面7に沿って切削位相角に延びる直線と、中心軸Cと直交する平面とのなす角度である。L0は、加工開始面7が傾いていない場合における、加工用初期位置Prから加工開始面7までの距離である。なお、図4において、破線は、軸方向に傾いていない(自身の軸がラジアル軸受4の軸方向を向いている)状態の回転体5を示す。
Based on the cutting phase angle, the cutting depth, and the measured inclination, the drive amount determination device 11 obtains a moving distance L1 for moving the processing tool 13a in the axial direction from the processing initial position at the cutting phase angle. The drive amount determination device 11 calculates the movement distance L1 by the following approximate expression (2), for example.
L1≈Xsin θ + L0 (2)
In this equation, X, θ, and L0 are shown in FIG. X is a radial distance from a straight line including the central axis C of the radial bearing 4 to the initial machining position Pr. θ is an angle formed by a straight line extending from the central axis C to the cutting phase angle along the machining start surface 7 and a plane orthogonal to the central axis C. L0 is the distance from the processing initial position Pr to the processing start surface 7 when the processing start surface 7 is not tilted. In FIG. 4, the broken line indicates the rotating body 5 in a state where it is not inclined in the axial direction (its own shaft faces the axial direction of the radial bearing 4).
切削装置13は、切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置Prから加工開始面7側の前記軸方向に加工具13aを移動させることで、切削対象部5aを切削する。これにより、切削位相角で前記切削深さだけ切削対象部5aを切削加工する。図3の例では、加工具13aは、自身の軸回りに回転駆動されるエンドミルである。エンドミル13の軸は、ラジアル軸受4の軸方向と平行になっている。 The cutting device 13 cuts the cutting target portion 5a by moving the processing tool 13a in the axial direction on the processing start surface 7 side from the processing initial position Pr by the moving distance at the cutting phase angle. Thereby, the cutting target portion 5a is cut by the cutting depth at the cutting phase angle. In the example of FIG. 3, the processing tool 13a is an end mill that is driven to rotate about its own axis. The shaft of the end mill 13 is parallel to the axial direction of the radial bearing 4.
切削装置13は、図3の例では、加工具13aと、上述した第1〜第3の可動部15b1、15b2、15b3と、上述した第1〜第3の駆動部と、上述した制御部15dとにより構成される。
加工具(エンドミル)13aは、図3の例では、第3の可動部15b3に設置される。従って、駆動装置15bにより、エンドミル13aを、加工用初期位置Prから前記移動距離だけ加工開始面7側の軸方向に移動させることができる。この場合、エンドミル13は、第3の可動部15b3において、接触検出部15aから図2(A)、図2(C)のY方向にずれた位置に設置される。これにより、エンドミル13を使用する時に、接触検出部15aが切削対象部5aに干渉せず、接触検出部15aを使用する時に、エンドミル13が切削対象部5aに干渉しない。
加工具13aの移動は、図3の例では、制御部15dに制御される。すなわち、制御部15には、駆動量決定装置11から前記移動距離が入力され、制御部15dは、当該移動距離に基づいて、加工具13aが加工用初期位置Prから当該移動距離だけ切削対象部5aの側へ移動するように駆動装置15bを制御する。
In the example of FIG. 3, the cutting device 13 includes the processing tool 13a, the first to third movable parts 15b1, 15b2, and 15b3 described above, the first to third drive parts described above, and the control part 15d described above. It consists of.
The processing tool (end mill) 13a is installed in the 3rd movable part 15b3 in the example of FIG. Therefore, the end mill 13a can be moved in the axial direction on the machining start surface 7 side by the moving distance from the machining initial position Pr by the driving device 15b. In this case, the end mill 13 is installed at a position shifted in the Y direction in FIGS. 2A and 2C from the contact detection unit 15a in the third movable unit 15b3. Thereby, when using the end mill 13, the contact detection part 15a does not interfere with the cutting object part 5a, and when using the contact detection part 15a, the end mill 13 does not interfere with the cutting object part 5a.
The movement of the processing tool 13a is controlled by the control unit 15d in the example of FIG. That is, the movement distance is input to the control unit 15 from the drive amount determination device 11, and the control unit 15d is configured to cut the processing tool 13a from the initial position for machining Pr by the movement distance by the movement distance based on the movement distance. The drive device 15b is controlled so as to move to the 5a side.
好ましくは、加工具13aが切削対象部5aを切削する時(すなわち、後述の切削ステップS4を行う時)と、距離計測装置15が前記軸方向距離を計測する時(すなわち、後述のステップS22を行う時)に、回転体5における前記軸方向の端部(図2の例では、加工開始面7側の端部)に嵌合させる嵌合部材22が設けられる。嵌合部材22は、先端部が先細りした形状を持つ棒状部材であってよい。この場合、回転体5の端部(図2の例では、加工開始面7)には、軸方向(図2(A)の右方向)に開口した挿入孔7aが設けられる。この挿入孔7aは、嵌合部材22の先端部の形状に整合する形状を有する。すなわち、挿入孔7aは、その深さ方向(軸方向)に先細りした形状を有する。嵌合部材22の先端部が、挿入孔7aに軸方向に挿入されることで、嵌合部材22が回転体5の端部に嵌合する。 Preferably, when the processing tool 13a cuts the cutting target portion 5a (that is, when a cutting step S4 described later) is performed, and when the distance measuring device 15 measures the axial distance (that is, step S22 described later). When performing, a fitting member 22 is provided to be fitted to the end portion of the rotating body 5 in the axial direction (in the example of FIG. 2, the end portion on the processing start surface 7 side). The fitting member 22 may be a rod-shaped member having a shape with a tapered tip. In this case, an insertion hole 7a opened in the axial direction (the right direction in FIG. 2A) is provided at the end of the rotating body 5 (the processing start surface 7 in the example of FIG. 2). The insertion hole 7 a has a shape that matches the shape of the tip of the fitting member 22. That is, the insertion hole 7a has a shape tapered in the depth direction (axial direction). The front end portion of the fitting member 22 is inserted into the insertion hole 7 a in the axial direction, so that the fitting member 22 is fitted to the end portion of the rotating body 5.
上述したバランス修正装置10を用いて、本発明の実施形態によるバランス修正方法を行うことができる。このバランス修正方法では、回転体5をラジアル軸受4で支持した状態で、回転体5の切削対象部5aを、ラジアル軸受4の軸方向に部分的に切削することで、回転体5のアンバランスを低減する。 Using the balance correction apparatus 10 described above, the balance correction method according to the embodiment of the present invention can be performed. In this balance correction method, with the rotating body 5 supported by the radial bearing 4, the cutting target portion 5 a of the rotating body 5 is partially cut in the axial direction of the radial bearing 4, thereby unbalanced the rotating body 5. Reduce.
図5は、本発明の実施形態によるバランス修正方法を示す。バランス修正方法は、切削データ取得ステップS1、傾き計測ステップS2、移動距離取得ステップS3、および切削ステップS4を有する。 FIG. 5 illustrates a balance correction method according to an embodiment of the present invention. The balance correction method includes a cutting data acquisition step S1, an inclination measurement step S2, a movement distance acquisition step S3, and a cutting step S4.
切削データ取得ステップS1では、切削位相角と切削深さを予め求める。本実施形態では、切削位相角は、回転体5においてアンバランスが存在するアンバランス位相角であり、切削深さは、当該アンバランスの量Uを除去するための深さである。このアンバランス量Uは、U=r×mで表わすことができる。ここで、rは、ラジアル軸受4の中心軸Cを含む直線と加工用初期位置Prとの半径方向距離である。mは、質量である。前記切削深さは、加工開始面7が軸方向に対し傾いていない場合に、加工開始面7から当該深さだけ切削対象部5aを切削することで、切削対象部5aから質量mだけ除去できる値である。なお、切削深さは、mと、切削対象部5aの密度と、加工具13aの寸法と、必要であれば切削対象部5aの形状とに基づいて予め求めることができる。
このような切削位相角と切削深さ(アンバランス位相角とアンバランス量)の求め方は、例えば、特許文献1、2に記載されている。
In the cutting data acquisition step S1, a cutting phase angle and a cutting depth are obtained in advance. In the present embodiment, the cutting phase angle is an unbalance phase angle at which an unbalance exists in the rotating body 5, and the cutting depth is a depth for removing the unbalance amount U. The unbalance amount U can be expressed by U = r × m. Here, r is the radial distance between the straight line including the central axis C of the radial bearing 4 and the initial processing position Pr. m is mass. When the processing start surface 7 is not inclined with respect to the axial direction, the cutting depth can be removed from the cutting target portion 5a by a mass m by cutting the cutting target portion 5a by the depth from the processing start surface 7. Value. The cutting depth can be obtained in advance based on m, the density of the cutting target portion 5a, the dimensions of the processing tool 13a, and the shape of the cutting target portion 5a if necessary.
Such a method of obtaining the cutting phase angle and the cutting depth (unbalance phase angle and unbalance amount) is described in Patent Documents 1 and 2, for example.
傾き計測ステップS2では、傾き計測装置9により、前記軸方向に対する、加工開始面7の傾きを計測する。傾き計測ステップS2は、ステップS21〜S24を有する。 In the inclination measuring step S2, the inclination measuring device 9 measures the inclination of the machining start surface 7 with respect to the axial direction. The inclination measurement step S2 includes steps S21 to S24.
ステップS21では、回転角センサ18により回転体5の回転角を計測する。
ステップS22では、ステップS21における回転体5の回転角を維持した状態で、距離計測装置15により、計測用初期位置から加工開始面7上の被計測位置までの前記軸方向距離を計測する。
ステップS23では、ステップS22を行った回数が設定数に達したかどうかを判断する。この判断がNOの場合には、ステップS24へ進み、この判断がYESである場合には、ステップS25へ進む。なお、前記設定数は、3以上の整数である(ただし、3回以上のステップS21において計測した回転角が互いに異なる)。このようにステップS21、S22、S24を繰り返すことで、それぞれ互いに対応する複数の前記回転角と複数の前記軸方向距離との関係を取得する。
ステップS24では、回転体5を把持した把持装置16aを回転駆動装置16bにより回転させる。これにより、回転体5を回転させて、回転体5の軸回り方向に関して回転体5における基準点と距離計測装置15(すなわち、接触検出部15a)との相対位置を変化させる。また、ステップS24では、このように変化させた当該相対位置を一定に維持するように回転駆動装置16bによる回転体5の回転を停止させる。ステップS24を行ったら、ステップS21に戻る。なお、このステップS24で変化させた前記相対位置は、戻ったステップS21、S22においても一定に維持しておく。
ステップS25では、ステップS21、S22、S24を繰り返すことで取得した複数の前記回転角と複数の前記軸方向距離との関係に基づいて、演算部17により、軸方向に対する加工開始面7の前記傾きを算出する。
In step S <b> 21, the rotation angle of the rotating body 5 is measured by the rotation angle sensor 18.
In step S22, the axial distance from the initial position for measurement to the measured position on the machining start surface 7 is measured by the distance measuring device 15 while maintaining the rotation angle of the rotating body 5 in step S21.
In step S23, it is determined whether the number of times that step S22 has been performed has reached the set number. If this determination is NO, the process proceeds to step S24, and if this determination is YES, the process proceeds to step S25. The set number is an integer greater than or equal to 3 (however, the rotation angles measured in step S21 three times or more are different from each other). In this way, by repeating steps S21, S22, and S24, the relationship between the plurality of rotation angles and the plurality of axial distances respectively corresponding to each other is acquired.
In step S24, the gripping device 16a that grips the rotating body 5 is rotated by the rotation driving device 16b. Thereby, the rotating body 5 is rotated, and the relative position between the reference point on the rotating body 5 and the distance measuring device 15 (that is, the contact detection unit 15a) is changed in the direction around the axis of the rotating body 5. In step S24, the rotation of the rotating body 5 by the rotation driving device 16b is stopped so that the relative position thus changed is maintained constant. After step S24 is performed, the process returns to step S21. The relative position changed in step S24 is kept constant in the returned steps S21 and S22.
In step S25, based on the relationship between the plurality of rotation angles and the plurality of axial distances acquired by repeating steps S21, S22, and S24, the calculation unit 17 causes the inclination of the machining start surface 7 to the axial direction. Is calculated.
好ましくは、ステップS22を次のように行う。まず、回転体5における軸方向の一端部を把持装置16aにより把持した状態で、回転体5における軸方向の他端部に、嵌合部材22を嵌合させることで、当該他端部が軸方向に対する半径方向にずれないようにする。これとともに、嵌合部材22を、適宜の手段で、当該他端部から前記一端部へ向けて軸方向に押圧し、これにより、回転体5が軸方向から傾かないようにする。この状態で、上述のように、距離計測装置15により、計測用初期位置から加工開始面7上の被計測位置までの前記軸方向距離を計測する。 Preferably, step S22 is performed as follows. First, in a state where one end portion in the axial direction of the rotating body 5 is gripped by the gripping device 16a, the other end portion in the axial direction of the rotating body 5 is fitted to the fitting member 22 so that the other end portion is pivoted. Do not shift in the radial direction relative to the direction. At the same time, the fitting member 22 is pressed in an axial direction from the other end portion to the one end portion by an appropriate means, thereby preventing the rotating body 5 from being inclined from the axial direction. In this state, as described above, the distance measuring device 15 measures the axial distance from the initial position for measurement to the measurement position on the processing start surface 7.
移動距離取得ステップS3では、駆動量決定装置11により、ステップS1で求めた切削位相角および切削深さと、ステップS2で計測した前記傾きとに基づいて、加工用初期位置Prから加工具13aを前記軸方向に移動させる上述の移動距離L1を算出する。 In the movement distance acquisition step S3, the driving amount determination device 11 moves the processing tool 13a from the processing initial position Pr based on the cutting phase angle and cutting depth obtained in step S1 and the inclination measured in step S2. The above-mentioned movement distance L1 to be moved in the axial direction is calculated.
切削ステップS4では、回転体5における基準位相角(基準点)に対する切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置Prから加工具13aを前記軸方向に移動させることで、切削対象部5aを切削する。これにより、切削位相角において、切削対象部5aを、加工開始面7から、前記切削深さだけ軸方向に切削することができる。なお、加工用初期位置Prは、予め設定されている軸方向位置と、予め設定されている半径方向位置と、切削位相角とにより特定される。なお、切削ステップS4において、軸C周りに関して、回転体5における前記基準位相角の位置を回転角センサ18により計測し、当該計測値に基づいて、制御部15dが、前記基準位相角に対する切削位相角に相当する加工用初期位置Prに加工具13aを位置決めする。 In the cutting step S4, the cutting tool portion 5a is moved in the axial direction from the processing initial position Pr by the moving distance at the cutting phase angle with respect to the reference phase angle (reference point) in the rotating body 5, thereby cutting the target portion 5a. To cut. Thereby, the cutting target portion 5a can be cut from the machining start surface 7 in the axial direction by the cutting depth at the cutting phase angle. The initial machining position Pr is specified by a preset axial position, a preset radial position, and a cutting phase angle. In the cutting step S4, the position of the reference phase angle in the rotating body 5 is measured by the rotation angle sensor 18 about the axis C, and based on the measured value, the control unit 15d determines the cutting phase with respect to the reference phase angle. The processing tool 13a is positioned at the processing initial position Pr corresponding to the corner.
好ましくは、ステップS4を次のように行う。まず、回転体5が回転しないように回転体5における軸方向の一端部を把持装置16aにより把持した状態で、回転体5における軸方向の他端部に、嵌合部材22を嵌合させる。これにより、当該他端部が軸方向に対する半径方向にずれないようにする。これとともに、当該他端部に嵌合した嵌合部材22を、適宜の手段により、当該他端部から前記一端部へ向けて押圧することで、回転体5が軸方向から傾かないようにする。この状態で、上述のように、切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置Prから加工具13aを前記軸方向に移動させることで、切削対象部5aを切削する。 Preferably, step S4 is performed as follows. First, the fitting member 22 is fitted to the other axial end of the rotating body 5 in a state where one end of the rotating body 5 in the axial direction is gripped by the gripping device 16a so that the rotating body 5 does not rotate. This prevents the other end from shifting in the radial direction with respect to the axial direction. At the same time, by pressing the fitting member 22 fitted to the other end portion from the other end portion to the one end portion by an appropriate means, the rotating body 5 is prevented from being inclined from the axial direction. . In this state, as described above, the cutting target portion 5a is cut by moving the processing tool 13a in the axial direction from the processing initial position Pr by the moving distance at the cutting phase angle.
[実施例]
図6は、上述の実施形態によるバランス修正装置10を、回転機械としての過給機20に適用した場合を示す。
[Example]
FIG. 6 shows a case where the balance correction device 10 according to the above-described embodiment is applied to a supercharger 20 as a rotating machine.
過給機20の回転体5は、図6に示すように、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼21と、タービン翼21と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼23と、一端部にタービン翼21が結合され他端部にコンプレッサ翼23が結合される回転軸25とを有する。また、過給機20は、回転体5を回転可能に支持するラジアル軸受4が内部に組み込まれたハウジング(軸受ハウジング)3を有する。また、過給機20は、タービン翼21を内部に収容するタービンハウジング29と、コンプレッサ翼23を内部に収容するコンプレッサハウジング(図6では取り外されている)とを備える。タービンハウジング29には、アンバランス計測時にタービン翼21を回転駆動する流体を流す流路(スクロール)が形成されている。タービンハウジング29は、支持体6の内部に取り付けられる。タービン翼21を駆動する流体をタービンハウジング29の前記流路へ供給でき、タービン翼21を駆動した当該流体を、支持体6の穴6aを介して支持体6の外部へ排出できるように支持体6が構成されている。 As shown in FIG. 6, the rotating body 5 of the supercharger 20 includes a turbine blade 21 that is rotationally driven by the exhaust gas of the engine, and a compressor blade that supplies compressed air to the engine by rotating integrally with the turbine blade 21. And a rotating shaft 25 to which the turbine blade 21 is coupled at one end and the compressor blade 23 is coupled at the other end. The supercharger 20 includes a housing (bearing housing) 3 in which a radial bearing 4 that rotatably supports the rotating body 5 is incorporated. The supercharger 20 includes a turbine housing 29 that houses the turbine blades 21 therein, and a compressor housing (removed in FIG. 6) that houses the compressor blades 23 inside. The turbine housing 29 is formed with a flow path (scroll) through which a fluid that rotationally drives the turbine blades 21 during unbalance measurement. The turbine housing 29 is attached to the inside of the support body 6. The fluid that drives the turbine blades 21 can be supplied to the flow path of the turbine housing 29, and the fluid that has driven the turbine blades 21 can be discharged to the outside of the support 6 through the holes 6 a of the support 6. 6 is configured.
また、支持体6は、タービンハウジング29を介して、または直接、軸受ハウジング3を支持する。図6では、回転体5の切削対象部5aは、コンプレッサ翼23側の端部にあり、この例ではナットである。この場合、上述の切削ステップS4において、ナット5aの外周部が切削される。 Further, the support 6 supports the bearing housing 3 via the turbine housing 29 or directly. In FIG. 6, the cutting target portion 5a of the rotating body 5 is at the end portion on the compressor blade 23 side, and is a nut in this example. In this case, the outer peripheral portion of the nut 5a is cut in the above-described cutting step S4.
把持装置16aは、支持体6に形成された軸方向に開口する穴6aを通して、タービン翼21側の回転体5における端部を把持する。把持装置16aは、アンバランス計測時には、当該端部を把持しない。 The gripping device 16 a grips an end portion of the rotating body 5 on the turbine blade 21 side through a hole 6 a that is formed in the support body 6 and opens in the axial direction. The gripping device 16a does not grip the end during unbalance measurement.
また、挿入孔7aは、回転体5においてナット5aが螺合している雄ネジ部26の端面26aに形成されている。 Further, the insertion hole 7 a is formed in the end surface 26 a of the male screw portion 26 in which the nut 5 a is screwed in the rotating body 5.
図6において、バランス修正装置10とバランス修正方法の他の点は、上述の実施形態と同じであってよい。 In FIG. 6, other points of the balance correction device 10 and the balance correction method may be the same as those in the above-described embodiment.
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、下記の変更例1〜5のから選択した組み合わせ可能な2つ以上の変更例を組み合わせてもよいし、下記の変更例1〜5のいずれかを単独で採用してよい。この場合、他の点は、上述と同じであってよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, two or more change examples that can be combined selected from the following modification examples 1 to 5 may be combined, or any one of the following modification examples 1 to 5 may be employed alone. In this case, the other points may be the same as described above.
(変更例1)
上述の実施形態では、距離計測装置15は、接触検出部15aを用いて、計測用初期位置から加工開始面7上の被計測位置までの軸方向距離を前記軸方向に計測するが、本発明は、これに限定されない。すなわち、距離計測装置15は、非接触に(例えば、撮像装置やレーザ距離計を用いて)、計測用初期位置から加工開始面7上の被計測位置までの軸方向距離を前記軸方向に計測してもよい。この場合、他の点は、上述と同じであってよい。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the distance measurement device 15 uses the contact detection unit 15a to measure the axial distance from the measurement initial position to the measurement position on the processing start surface 7 in the axial direction. Is not limited to this. That is, the distance measuring device 15 measures the axial distance from the initial position for measurement to the measured position on the processing start surface 7 in the axial direction without contact (for example, using an imaging device or a laser distance meter). May be. In this case, the other points may be the same as described above.
(変更例2)
傾き計測装置9は、距離計測装置15の代わりに、撮像装置(例えば、CCDカメラ)を有していてもよい。この場合、傾いていない時の加工開始面7の画像を参照画像として予め取得しておき、ステップS2で、加工開始面7の画像を撮像装置により取得し、演算部17により、当該画像とこの参照画像とを比較することで、加工開始面7の傾きを求めてよい。
(Modification 2)
The inclination measuring device 9 may have an imaging device (for example, a CCD camera) instead of the distance measuring device 15. In this case, an image of the processing start surface 7 when not tilted is acquired in advance as a reference image, and in step S2, an image of the processing start surface 7 is acquired by the imaging device. The inclination of the processing start surface 7 may be obtained by comparing the reference image.
(変更例3)
上述の実施形態では、切削位相角は、アンバランス位相角に一致していたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、上述のアンバランス量Uを除去するために、複数の位相角で切削対象部5aを軸方向に切削し、これらの切削により、全体として、アンバランス位相角においてアンバランス量Uが除去されるようにしてもよい。この場合、各切削位相角毎に、本発明のバランス修正装置と方法を適用してよく、他の点は、上述と同じであってよい。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, the cutting phase angle coincides with the unbalanced phase angle, but the present invention is not limited to this. That is, in order to remove the above-described unbalance amount U, the cutting target portion 5a is cut in the axial direction at a plurality of phase angles, and as a whole, the unbalance amount U is removed at the unbalance phase angle. You may make it do. In this case, the balance correction apparatus and method of the present invention may be applied for each cutting phase angle, and the other points may be the same as described above.
(変更例4)
上述の実施形態では、ステップS24で、回転体5を回転させたが、この代わりに、距離計測装置15(接触検出部15a)の位置(すなわち、前記計測用初期位置)を、上述の駆動装置15bにより軸C周りの方向に変化させてもよい。この場合、ステップS21において、適宜の手段により、軸C周りの方向に関する前記計測用初期位置を計測し、ステップS25では、各ステップS21で計測した複数の前記計測用初期位置と各ステップS22で計測した複数の前記軸方向距離との関係に基づいて、加工開始面7の傾きを求める。なお、ステップS2において、軸C周りの方向以外の方向に関する前記計測用初期位置は、一定に維持し、回転体5は回転しないように把持装置16aで把持しておくのがよい。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the rotating body 5 is rotated in step S24. Instead, the position of the distance measuring device 15 (contact detection unit 15a) (that is, the initial position for measurement) is changed to the above-described driving device. It may be changed in the direction around the axis C by 15b. In this case, in step S21, the initial position for measurement with respect to the direction around the axis C is measured by an appropriate means. In step S25, the measurement initial position measured in each step S21 and the measurement initial position are measured in each step S22. Based on the relationship between the plurality of axial distances, the inclination of the machining start surface 7 is obtained. In step S2, the measurement initial position in a direction other than the direction around the axis C is preferably kept constant, and the rotating body 5 is preferably held by the holding device 16a so as not to rotate.
(変形例5)
上述の実施形態では、加工具13aと接触検出部15aとを共通の駆動装置15bで移動させたが、加工具13aと接触検出部15aとを別々の駆動装置で移動させてもよい。この場合、接触検出部15aを、駆動装置により軸方向にのみ移動させるようにしてもよい。
(Modification 5)
In the above-described embodiment, the processing tool 13a and the contact detection unit 15a are moved by the common driving device 15b. However, the processing tool 13a and the contact detection unit 15a may be moved by separate driving devices. In this case, the contact detection unit 15a may be moved only in the axial direction by the driving device.
3 ハウジング、4 ラジアル軸受、5 回転体、5a 切削対象部、6 支持体、6a 穴、7 加工開始面、9 傾き計測装置、10 バランス修正装置、11 駆動量決定装置、13 切削装置、13a 加工具、15 距離計測装置、15a 接触検出部,15b 駆動装置、15c 計測部、15d 制御部、15b1 第1の可動部、15b2 第2の可動部、15b3 第3の可動部、16 回転角変更装置、16a 把持装置、16b 回転駆動装置、17 演算部、18 回転角センサ、19 把持装置、20 過給機、21 タービン翼、22 嵌合部材、23 コンプレッサ翼、25 回転軸、29 タービンハウジング 3 Housing, 4 Radial bearing, 5 Rotating body, 5a Cutting target part, 6 Support body, 6a Hole, 7 Machining start surface, 9 Tilt measuring device, 10 Balance correction device, 11 Drive amount determining device, 13 Cutting device, 13a Tool, 15 distance measurement device, 15a contact detection unit, 15b drive device, 15c measurement unit, 15d control unit, 15b1 first movable unit, 15b2 second movable unit, 15b3 third movable unit, 16 rotation angle changing device , 16a gripping device, 16b rotational drive device, 17 calculating unit, 18 rotation angle sensor, 19 gripping device, 20 turbocharger, 21 turbine blade, 22 fitting member, 23 compressor blade, 25 rotating shaft, 29 turbine housing
Claims (5)
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとして予め求める切削データ取得ステップと、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測ステップと、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める移動距離取得ステップと、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削ステップと、を有し、
前記傾き計測ステップでは、
(A)前記回転体の回転角を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、距離計測装置を用いて前記軸方向に計測し、
(C)前記回転体を回転させることで、回転体の軸回り方向に関して回転体における基準点と前記距離計測装置との相対位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで、複数の前記回転角と、複数の前記軸方向距離との関係を取得し、この関係に基づいて加工開始面の前記傾きを求める、ことを特徴とするバランス修正方法。 A balance correction method for reducing unbalance of a rotating body by partially cutting a cutting target portion of the rotating body in the axial direction of the radial bearing while the rotating body is supported by a radial bearing,
The position on the rotating body in the direction around the axis of the rotating body is a phase angle, the phase angle at which the cutting target portion is cut in the axial direction in order to remove the unbalance existing in the rotating body, and the depth of the cutting, respectively Cutting data acquisition step to obtain in advance as cutting phase angle and cutting depth;
An inclination measuring step for measuring an inclination of a machining start surface of the cutting target portion with respect to the axial direction;
Based on the cutting phase angle, the cutting depth and the inclination, a moving distance obtaining step for obtaining a moving distance for moving the processing tool in the axial direction from the initial processing position at the cutting phase angle;
A cutting step of cutting a cutting target portion by moving a processing tool in the axial direction on the processing start surface side from the initial position for processing by the moving distance at the cutting phase angle, and
In the inclination measuring step,
(A) Measure the rotation angle of the rotating body,
(B) An axial distance from an initial position for measurement to a measurement position on the machining start surface is measured in the axial direction using a distance measuring device,
(C) By rotating the rotating body, the relative position between the reference point on the rotating body and the distance measuring device is changed in the direction around the axis of the rotating body,
By repeating the steps (A), (B), and (C), the relationship between the plurality of rotation angles and the plurality of axial distances is acquired, and the inclination of the machining start surface is obtained based on the relationship. The balance correction method characterized by this.
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとして予め求める切削データ取得ステップと、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測ステップと、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める移動距離取得ステップと、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削ステップと、を有し、
前記傾き計測ステップでは、
(A)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置を用いて前記軸方向に計測し、
(C)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで、回転体の軸回り方向に関する複数の前記計測用初期位置と、複数の前記軸方向距離との関係を取得し、この関係に基づいて加工開始面の前記傾きを求める、ことを特徴とするバランス修正方法。 A balance correction method for reducing unbalance of a rotating body by partially cutting a cutting target portion of the rotating body in the axial direction of the radial bearing while the rotating body is supported by a radial bearing,
The position on the rotating body in the direction around the axis of the rotating body is a phase angle, the phase angle at which the cutting target portion is cut in the axial direction in order to remove the unbalance existing in the rotating body, and the depth of the cutting, respectively Cutting data acquisition step to obtain in advance as cutting phase angle and cutting depth;
An inclination measuring step for measuring an inclination of a machining start surface of the cutting target portion with respect to the axial direction;
Based on the cutting phase angle, the cutting depth and the inclination, a moving distance obtaining step for obtaining a moving distance for moving the processing tool in the axial direction from the initial processing position at the cutting phase angle;
A cutting step of cutting a cutting target portion by moving a processing tool in the axial direction on the processing start surface side from the initial position for processing by the moving distance at the cutting phase angle, and
In the inclination measuring step,
(A) Measure the initial position for measurement of the distance measuring device in the direction around the axis of the rotating body,
(B) The axial distance from the initial position for measurement to the position to be measured on the machining start surface is measured in the axial direction using the distance measuring device,
(C) changing the initial position for measurement of the distance measuring device in the direction around the axis of the rotating body,
By repeating (A), (B), and (C), the relationship between the plurality of initial positions for measurement in the direction around the axis of the rotating body and the plurality of axial distances is acquired, and based on this relationship determining the slope of the machining start surface Te, features and to Luba lance correction method that.
回転体における前記軸方向の一端部を把持装置により把持した状態で、回転体における前記軸方向の他端部に、嵌合部材を嵌合させることで、当該他端部が前記軸方向に対する半径方向にずれないようにするとともに、当該嵌合部材を、当該他端部から前記一端部へ向けて押圧し、
この状態で、計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置を用いて前記軸方向に計測する、ことを特徴とする請求項1または2に記載のバランス修正方法。 In (A) above,
In a state where one end portion in the axial direction of the rotating body is gripped by a gripping device, a fitting member is fitted to the other end portion in the axial direction of the rotating body, so that the other end portion has a radius with respect to the axial direction. The fitting member is pressed toward the one end from the other end,
In this state, the axial distance from the initial position for measurement to the position to be measured on the machining start surface is measured in the axial direction using the distance measuring device. The balance correction method described.
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとし、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測装置と、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める駆動量決定装置と、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削装置と、を有し、
前記傾き計測装置は、計測用初期位置から加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を計測する距離計測装置と、回転体を把持して回転させる回転角変更装置と、回転体の回転角を計測する回転角センサと、加工開始面の前記傾きを求める演算部とを有し、
(A)前記回転角センサが前記回転体の回転角を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置が前記軸方向に計測し、
(C)前記回転角変更装置が前記回転体を回転させることで、回転体の軸回り方向に関して回転体における基準点と前記距離計測装置との相対位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで取得される、複数の前記回転角と複数の前記軸方向距離との関係に基づいて、前記演算部が加工開始面の前記傾きを求める、ことを特徴とするバランス修正装置。 In a state where the rotating body is supported by a radial bearing, the balance correction device reduces the unbalance of the rotating body by partially cutting the cutting target portion of the rotating body in the axial direction of the radial bearing,
The position on the rotating body in the direction around the axis of the rotating body is a phase angle, the phase angle at which the cutting target portion is cut in the axial direction in order to remove the unbalance existing in the rotating body, and the depth of the cutting, respectively , Cutting phase angle and cutting depth,
An inclination measuring device for measuring the inclination of the machining start surface of the cutting target portion with respect to the axial direction;
Based on the cutting phase angle, the cutting depth, and the inclination, a drive amount determination device that obtains a moving distance for moving the processing tool in the axial direction from the initial processing position at the cutting phase angle;
A cutting device that cuts a cutting target portion by moving a processing tool in the axial direction on the processing start surface side from the initial position for processing by the moving distance at the cutting phase angle;
The tilt measuring device includes a distance measuring device that measures an axial distance from an initial position for measurement to a measured position on a machining start surface, a rotation angle changing device that grips and rotates the rotating body, and a rotation of the rotating body. A rotation angle sensor for measuring an angle, and a calculation unit for obtaining the inclination of the processing start surface,
(A) The rotation angle sensor measures the rotation angle of the rotating body,
(B) The distance measuring device measures the axial distance from the initial position for measurement to the measured position on the machining start surface in the axial direction;
(C) The rotation angle changing device rotates the rotating body to change the relative position between the reference point on the rotating body and the distance measuring device with respect to the direction around the axis of the rotating body,
Based on the relationship between the plurality of rotation angles and the plurality of axial distances acquired by repeating (A), (B), and (C), the calculation unit calculates the inclination of the machining start surface. A balance correction device characterized by that.
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとし、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測装置と、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める駆動量決定装置と、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削装置と、を有し、
前記傾き計測装置は、計測用初期位置から加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を計測する距離計測装置を有し、
(A)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置が計測され、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置が前記軸方向に計測し、
(C)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで取得される、回転体の軸回り方向に関する複数の前記計測用初期位置と複数の前記軸方向距離との関係に基づいて、前記傾き計測装置は加工開始面の前記傾きを求める、ことを特徴とするバランス修正装置。
In a state where the rotating body is supported by a radial bearing, the balance correction device reduces the unbalance of the rotating body by partially cutting the cutting target portion of the rotating body in the axial direction of the radial bearing,
The position on the rotating body in the direction around the axis of the rotating body is a phase angle, the phase angle at which the cutting target portion is cut in the axial direction in order to remove the unbalance existing in the rotating body, and the depth of the cutting, respectively , Cutting phase angle and cutting depth,
An inclination measuring device for measuring the inclination of the machining start surface of the cutting target portion with respect to the axial direction;
Based on the cutting phase angle, the cutting depth, and the inclination, a drive amount determination device that obtains a moving distance for moving the processing tool in the axial direction from the initial processing position at the cutting phase angle;
A cutting device that cuts a cutting target portion by moving a processing tool in the axial direction on the processing start surface side from the initial position for processing by the moving distance at the cutting phase angle;
The inclination measuring device has a distance measuring device that measures an axial distance from an initial position for measurement to a measured position on the processing start surface,
(A) The initial position for measurement of the distance measuring device in the direction around the axis of the rotating body is measured,
(B) The distance measuring device measures the axial distance from the initial position for measurement to the measured position on the machining start surface in the axial direction;
(C) changing the initial position for measurement of the distance measuring device in the direction around the axis of the rotating body,
Based on the relationship between the plurality of initial positions for measurement and the plurality of axial distances in the direction around the axis of the rotating body, obtained by repeating (A), (B), and (C), the inclination A balance correction device, wherein the measuring device obtains the inclination of the machining start surface.
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