JP7176940B2 - How to correct the balance of a rotating body - Google Patents

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Description

本発明は、回転体のバランス修正方法に関する。 The present invention relates to a balance correction method for a rotating body.

自動車等のエンジンに搭載されるターボチャージャは、エンジンからの排気を動力源として回転する回転体(タービンホイール及びコンプレッサホイール)を有する。 A turbocharger mounted on an engine of an automobile or the like has a rotating body (a turbine wheel and a compressor wheel) that rotates using exhaust gas from the engine as a power source.

このような回転体において、回転軸心に対する偏重量、すなわちアンバランスが生じていると、高速回転時にアンバランスに起因する遠心力によって振動等が発生するおそれがある。そこで、回転体の製造工程において、回転体のバランス修正が行われている(例えば、特許文献1,2)。 In such a rotating body, if there is an uneven weight with respect to the axis of rotation, that is, an imbalance, there is a risk that vibrations or the like will occur due to the centrifugal force caused by the imbalance during high-speed rotation. Therefore, in the manufacturing process of the rotating body, the balance of the rotating body is corrected (for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2011-128113号公報JP 2011-128113 A 特開2009-083005号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-083005

バランス修正は、例えば、回転体の一部を加工(切削、研削等)することにより行われるが、従来のバランス修正方法では、回転体の加工量が多くなり、加工時間の長時間化や刃具寿命の短縮が生じるおそれがある。また、回転体の加工回数に制限が存在するバランス修正方法では、所定の加工回数内にバランスが修正しきれない場合、回転体を廃棄しなければならないため、回転体の歩留まりが低下するおそれもある。 Balance correction is performed, for example, by processing (cutting, grinding, etc.) a part of the rotating body. Shortening of life may occur. In addition, in the balance correction method in which there is a limit to the number of machining times of the rotating body, if the balance cannot be corrected within the predetermined number of machining times, the rotating body must be discarded, which may reduce the yield of the rotating body. be.

そこで、本明細書開示の回転体のバランス修正方法は、回転体の歩留まりが低下することを抑制することを課題とする。 Therefore, the method for correcting the balance of a rotating body disclosed in the present specification aims at suppressing a decrease in the yield of the rotating body.

かかる課題を解決するために、本明細書に開示された回転体のバランス修正方法は、加工前の回転体のアンバランス量を測定する第1の測定工程と、前記第1の測定工程において測定された前記加工前の回転体のアンバランス量と、前記加工前の回転体の3次元モデルの加工シミュレーションによって得られた前記回転体の第1の加工後の3次元モデルにおけるアンバランス量と、が等しくなった場合に、前記回転体のアンバランス量を加工前よりも小さくすることが可能な前記回転体の修正量を算出する第1の算出工程と、前記修正量に基づき前記回転体を加工する第1の加工工程と、加工後の回転体のアンバランス量を測定する第2の測定工程と、前記第2の測定工程において測定された前記加工後の回転体のアンバランス量と、前記加工後の回転体の3次元モデルの加工シミュレーションによって得られた前記回転体の第2の加工後の3次元モデルにおけるアンバランス量と、が等しくなった場合に、前記回転体の修正量を算出する第2の算出工程と、前記第2の算出工程で算出された前記修正量に基づき、前記回転体を加工する第2の加工工程と、を含む。 In order to solve such a problem, the method for correcting the balance of a rotating body disclosed in this specification includes a first measuring step of measuring an unbalanced amount of a rotating body before machining, and measuring in the first measuring step the unbalanced amount of the rotating body before machining, and the unbalanced amount in the three-dimensional model after the first machining of the rotating body obtained by machining simulation of the three-dimensional model of the rotating body before machining; a first calculating step of calculating a correction amount of the rotating body that can make the unbalanced amount of the rotating body smaller than before machining when the are equal to each other, and adjusting the rotating body based on the correction amount a first machining step of machining, a second measuring step of measuring an unbalanced amount of the machined rotating body, an unbalanced amount of the machined rotating body measured in the second measuring process, When the imbalance amount in the second machined three-dimensional model of the rotor obtained by the machining simulation of the machined three-dimensional model of the rotor is equal , the correction amount of the rotor is determined. a second calculating step of calculating; and a second machining step of machining the rotating body based on the correction amount calculated in the second calculating step.

本明細書開示の回転体のバランス修正方法によれば、回転体の歩留まりが低下することを抑制することができる。 According to the method for correcting the balance of a rotating body disclosed in the present specification, it is possible to suppress a decrease in yield of the rotating body.

図1は、一実施形態に係る回転体のバランス修正システムの構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a balance correction system for a rotating body according to one embodiment. 図2は、実施形態に係る回転体のバランス修正手順を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart showing a procedure for correcting the balance of the rotating body according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る加工情報演算処理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing processing information calculation processing according to the embodiment. 図4(A)~図4(C)は、実施形態に係る加工情報演算処理について説明するための図である。FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining the processing information calculation process according to the embodiment. 図5は、比較例に係る回転体のバランス修正手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart showing a procedure for correcting the balance of the rotor according to the comparative example. 図6(A)~図6(C)は、比較例における加工情報演算処理について説明するための図である。FIGS. 6A to 6C are diagrams for explaining processing information calculation processing in a comparative example. 図7(A)及び図7(B)は、比較例における回転体の加工について説明する図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating machining of a rotating body in a comparative example. 図8(A)~図8(C)は、実施形態における回転体の加工について説明する図である。FIGS. 8A to 8C are diagrams for explaining machining of a rotating body in the embodiment.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, etc. of each part may not be illustrated so as to completely match the actual ones. In some drawings, details may be omitted.

図1は、一実施形態に係る回転体のバランス修正方法を適用するバランス修正システム100の構成を示す概略図である。バランス修正システム100は、アンバランス測定装置10、修正加工演算装置20、及び、ワーク加工装置30(例えば、研削又は切削等を行うためのフライス盤、旋盤等)を備える。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a balance correction system 100 that applies a balance correction method for a rotating body according to one embodiment. The balance correction system 100 includes an unbalance measurement device 10, a correction processing arithmetic device 20, and a workpiece processing device 30 (for example, a milling machine, lathe, etc. for grinding or cutting).

アンバランス測定装置10は、周知技術に基づき、バランス修正対象の回転体(以後、ワークと記載する)のアンバランス量及びアンバランス位相を測定する。 The unbalance measuring device 10 measures the unbalance amount and the unbalance phase of a rotating body (hereinafter referred to as a workpiece) to be balanced corrected based on well-known techniques.

修正加工演算装置20は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置であり、Central Processing Unit(CPU)、Random Access Memory(RAM)、Read Only Memory(ROM)、及びHard Disk Drive(HDD)等を備える。修正加工演算装置20は、アンバランス測定装置10が測定したワークのアンバランス量及びアンバランス位相に基づき、後述する加工情報演算処理を行い、バランスを修正するために必要なワークの加工情報(具体的には、加工量(修正量)及び加工位置(位相))を演算する。アンバランス測定装置10が測定したアンバランス量及びアンバランス位相は、作業者が、修正加工演算装置20に手作業で入力してもよいし、アンバランス測定装置10から修正加工演算装置20に自動的に入力してもよい。 The correction processing arithmetic device 20 is, for example, an information processing device such as a personal computer, and includes a Central Processing Unit (CPU), Random Access Memory (RAM), Read Only Memory (ROM), and Hard Disk Drive (HDD). . The correction machining arithmetic device 20 performs machining information arithmetic processing described later based on the unbalance amount and unbalance phase of the workpiece measured by the unbalance measuring device 10, and obtains machining information of the workpiece (specifically, Specifically, the machining amount (correction amount) and machining position (phase)) are calculated. The unbalance amount and unbalance phase measured by the unbalance measuring device 10 may be manually input to the correction processing arithmetic device 20 by the operator, or may be automatically input from the unbalance measuring device 10 to the correction processing arithmetic device 20. can be entered literally.

ワーク加工装置30は、ワークを加工(研削又は切削等)するための装置である。例えば、作業者は、修正加工演算装置20が出力する加工情報(加工量及び加工位置)を確認し、加工情報に基づいて、ワーク加工装置30を用いて手作業でワークを加工し、ワークのバランスを修正する。または、ワーク加工装置30は、修正加工演算装置20の演算結果を修正加工演算装置20から取得して、自動でワークを加工してもよい。 The work processing device 30 is a device for processing (grinding, cutting, etc.) a work. For example, the operator confirms the machining information (the amount of machining and the machining position) output by the correction machining arithmetic unit 20, and manually processes the workpiece using the workpiece machining device 30 based on the machining information. Correct the balance. Alternatively, the workpiece machining device 30 may acquire the calculation result of the correction machining calculation device 20 from the correction machining calculation device 20 and automatically machine the workpiece.

次に、バランス修正システム100を用いて実施されるバランス修正手順について説明する。図2は、本実施形態に係るバランス修正手順を示すフローチャートである。 Next, a balance correction procedure performed using the balance correction system 100 will be described. FIG. 2 is a flow chart showing a balance correction procedure according to this embodiment.

図2において、まず、作業者は、バランス修正の対象となるワークのアンバランス量及びアンバランス位相を、アンバランス測定装置10を用いて測定する(ステップS101)。ステップS101は、第1の測定工程の一例である。 In FIG. 2, first, the operator measures the unbalanced amount and the unbalanced phase of the workpiece to be balanced corrected using the unbalanced measuring device 10 (step S101). Step S101 is an example of a first measurement step.

次に、作業者は、アンバランス量が第1閾値以下であるか否かを判断する(ステップS103)。当該ステップにおいて、作業者は、ステップS101で測定したアンバランス量が許容誤差内か否かを判断している。アンバランス量が第1閾値以下である場合(ステップS103/YES)、バランス修正は不要であるため、作業者はワークを次工程へ送る(ステップS121)。 Next, the operator determines whether or not the imbalance amount is equal to or less than the first threshold (step S103). In this step, the operator determines whether the unbalance amount measured in step S101 is within the allowable error. If the imbalance amount is equal to or less than the first threshold value (step S103/YES), the worker sends the workpiece to the next process (step S121) because the balance correction is unnecessary.

一方、アンバランス量が第1閾値よりも大きい場合(ステップS103/NO)、作業者は、修正加工演算装置20を用いてバランス修正加工演算を行い、バランス修正に必要なワークの加工量及び加工位置を取得する(ステップS105)。ステップS105は、第1の算出工程の一例である。 On the other hand, if the imbalance amount is greater than the first threshold value (step S103/NO), the operator performs balance correction machining calculation using the correction machining calculation device 20, and calculates the amount and machining of the workpiece required for balance correction. A position is acquired (step S105). Step S105 is an example of a first calculation step.

ここで、ステップS105において、本実施形態に係る修正加工演算装置20が実行する加工情報演算処理について説明する。図3は、本実施形態に係る加工情報演算処理を示すフローチャートである。 Here, in step S105, the processing information calculation processing executed by the correction processing calculation device 20 according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing processing information calculation processing according to the present embodiment.

図3に示すように、まず、修正加工演算装置20は、バランス修正を行う対象の回転体の3次元モデル(3Dモデル)を読み出す(ステップS201)。当該3Dモデルは、アンバランスが生じていない回転体の3Dモデルであってもよいし、実際の加工対象物から生成された3Dモデル(すなわち、アンバランスが生じているワークから生成された3Dモデル)であってもよい。 As shown in FIG. 3, first, the correction processing arithmetic unit 20 reads out a three-dimensional model (3D model) of a rotating body to be subjected to balance correction (step S201). The 3D model may be a 3D model of an unbalanced rotating body, or a 3D model generated from an actual workpiece (that is, a 3D model generated from an unbalanced workpiece). ).

次に、修正加工演算装置20は、3D CAD(Computer Aided Design)内にて、3Dモデルの加工シミュレーションを行う(ステップS203)。より具体的には、修正加工演算装置20は、図4(A)に示すように、研削砥石Gによって回転体の3DモデルMを研削する研削シミュレーションを実施する。 Next, the correction processing arithmetic unit 20 performs a processing simulation of the 3D model in 3D CAD (Computer Aided Design) (step S203). More specifically, the correction processing arithmetic unit 20 performs a grinding simulation for grinding the 3D model M of the rotating body with the grinding wheel G, as shown in FIG. 4(A).

次に、修正加工演算装置20は、3D CAD内にて、加工後の3Dモデルのアンバランス量を算出する(ステップS205)。より具体的には、図4(B)に示すように、研削砥石Gと3DモデルMとを重ね合わせ、3D CAD内の集合演算(より具体的には、積(元図消去))によって、図4(C)に示すように、ワークから除去される部分の体積Vを求める。そして、当該体積Vの重量と重心とを求め、加工後の3Dモデルのアンバランス量を算出する。加工後の3Dモデルのアンバランス量は、(体積Vの重量)×(3Dモデルの軸中心と体積Vの重心との間の距離)によって算出される。 Next, the correction processing arithmetic device 20 calculates the unbalance amount of the 3D model after processing in the 3D CAD (step S205). More specifically, as shown in FIG. 4(B), the grinding wheel G and the 3D model M are superimposed, and a set operation (more specifically, product (original drawing deletion)) in 3D CAD, As shown in FIG. 4(C), the volume V of the portion to be removed from the workpiece is obtained. Then, the weight and the center of gravity of the volume V are obtained, and the unbalanced amount of the 3D model after processing is calculated. The unbalanced amount of the 3D model after processing is calculated by (the weight of the volume V)×(the distance between the axis center of the 3D model and the center of gravity of the volume V).

次に、修正加工演算装置20は、加工シミュレーションによって得られた3Dモデル(第1の加工後の3Dモデル)のアンバランス量が、アンバランス測定装置10によって測定されたワークのアンバランス量と等しいか否かを判断する(ステップS207)。 Next, the correction machining arithmetic device 20 determines that the unbalance amount of the 3D model obtained by the machining simulation (the 3D model after the first machining) is equal to the workpiece unbalance amount measured by the unbalance measuring device 10. It is determined whether or not (step S207).

ステップS207の判断が否定される場合、修正加工演算装置20は、回転体の3Dモデルを加工シミュレーションによって更に加工し(ステップS209)、ステップS205に戻る。 If the determination in step S207 is negative, the correction processing arithmetic device 20 further processes the 3D model of the rotating body by processing simulation (step S209), and returns to step S205.

そして、修正加工演算装置20は、加工シミュレーションによって得られた3Dモデル(第1の加工後の3Dモデル)のアンバランス量が、アンバランス測定装置10によって測定されたワークのアンバランス量と等しくなると(ステップS207/YES)、加工シミュレーションによって得た加工量(例えば、砥石の突っ込み量)と、測定されたアンバランス位相に基づいて算出した加工位置とを加工情報として出力する(ステップS211)。 Then, when the unbalance amount of the 3D model (the 3D model after the first machining) obtained by the machining simulation is equal to the unbalance amount of the workpiece measured by the unbalance measuring apparatus 10, the correction machining arithmetic unit 20 (Step S207/YES), the amount of machining obtained by the machining simulation (for example, the amount of thrust of the grindstone) and the machining position calculated based on the measured imbalance phase are output as machining information (step S211).

図2に戻り、作業者は、修正加工演算装置20から出力された修正加工情報に基づいて、ワークを加工し、バランスを修正する(ステップS107)。ステップS107は、第1の加工工程の一例である。 Returning to FIG. 2, the operator processes the workpiece and corrects the balance based on the correction machining information output from the correction machining arithmetic device 20 (step S107). Step S107 is an example of a first processing step.

続いて、作業者はアンバランス測定装置10を用いて、加工後のワークのアンバランス量及びアンバランス位相を測定し(ステップS109)、アンバランス量が第1閾値以下となったか否かを判断する(ステップS111)。ステップS109は、第2の測定工程の一例である。 Subsequently, the worker uses the unbalance measuring device 10 to measure the unbalanced amount and the unbalanced phase of the workpiece after processing (step S109), and determines whether the unbalanced amount is equal to or less than the first threshold. (step S111). Step S109 is an example of a second measurement step.

アンバランス量が第1閾値以下となった場合(ステップS111/YES)、これ以上のバランス修正は不要であるため、作業者はワークを次工程へ送る(ステップS121)。 If the imbalance amount is equal to or less than the first threshold value (step S111/YES), no further balance correction is required, so the operator sends the workpiece to the next process (step S121).

一方、アンバランス量が第1閾値よりも大きい場合(ステップS111/NO)、作業者は、再び、修正加工演算装置20を用いてバランス修正加工演算を行い、バランス修正に必要な加工量及び加工位置を取得する(ステップS113)。より具体的には、修正加工演算装置20は、図3において、バランス修正加工を行った後の回転体の3Dモデルに対して、加工シミュレーションを行い(ステップS203)、得られた再加工(第2の加工)後の回転体の3Dモデルのアンバランス量と、ステップS109で測定されたアンバランス量とが等しくなるまで、ステップS205~S209の処理を繰り返す。なお、バランス修正加工を行った後の回転体の3Dモデルとしては、前回の加工シミュレーションによって得た3Dモデルを用いてもよいし、実際の加工対象となるワーク(バランス修正加工を行った後のワーク)から生成した3Dモデルを用いてもよい。ステップS113は、第2の算出工程の一例である。 On the other hand, if the imbalance amount is greater than the first threshold value (step S111/NO), the operator again performs the balance correction processing calculation using the correction processing calculation device 20, and the processing amount and processing required for balance correction are calculated. A position is acquired (step S113). More specifically, in FIG. 3, the correction machining arithmetic unit 20 performs machining simulation on the 3D model of the rotating body after the balance correction machining (step S203), and the obtained remachining (second 2) The processing of steps S205 to S209 is repeated until the unbalanced amount of the 3D model of the rotating body after processing 2) becomes equal to the unbalanced amount measured in step S109. As the 3D model of the rotating body after balance correction machining, the 3D model obtained by the previous machining simulation may be used, or the actual workpiece to be machined (after balance correction machining A 3D model generated from a workpiece) may be used. Step S113 is an example of a second calculation step.

作業者は、修正加工演算装置20から出力された修正加工情報に基づいて、ワークを加工し、バランスを修正する(ステップS115)。そして、ステップS109及びS111と同様に、ステップS117及びS119の処理を実施する。作業者は、アンバランス量が第1閾値以下となるまで、ステップS113~S119の処理を繰り返し、アンバランス量が第1閾値以下となった場合(ステップS119/YES)、ワークを次工程へ送る(ステップS121)。ステップS115は、第2の加工工程の一例である。 The operator processes the workpiece and corrects the balance based on the correction machining information output from the correction machining arithmetic unit 20 (step S115). Then, similarly to steps S109 and S111, steps S117 and S119 are performed. The operator repeats the processing of steps S113 to S119 until the unbalanced amount becomes equal to or less than the first threshold, and when the unbalanced amount becomes equal to or less than the first threshold (step S119/YES), the workpiece is sent to the next process. (Step S121). Step S115 is an example of a second processing step.

このように、本実施形態に係る回転体のバランス修正方法では、1回目の加工でアンバランス量が許容誤差内にならなかった場合、加工結果を反映したワークの3Dモデルを用いて、2回目の加工のための加工情報演算処理を行うため、バランス修正時のワークの加工位置が1回目と2回目とで重なってもよい。より詳細には、バランス修正の回数に関わらず、ワークの加工位置は重なっていてもよい。この点について、ワークの加工回数が制限される比較例に基づいて説明する。 As described above, in the method for correcting the balance of a rotating body according to the present embodiment, if the imbalance amount does not fall within the allowable error in the first machining, the second machining is performed using the 3D model of the workpiece reflecting the machining result. Since the processing information calculation processing for the processing of (1) is performed, the processing position of the workpiece at the time of balance correction may overlap between the first time and the second time. More specifically, regardless of the number of balance corrections, the machining positions of the workpieces may overlap. This point will be described on the basis of a comparative example in which the number of workpiece machining times is limited.

図5は、比較例に係るバランス修正手順の一例を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flow chart showing an example of a balance correction procedure according to a comparative example.

図5において、まず、作業者は、アンバランス測定装置10を用いて、バランス修正の対象となるワークのアンバランス量及びアンバランス位相を測定する(ステップS11)。 In FIG. 5, first, the operator uses the unbalance measuring device 10 to measure the unbalance amount and unbalance phase of the workpiece to be balanced corrected (step S11).

次に、作業者はステップS11で測定したアンバランス量が第1閾値(許容誤差)以下であるか否かを判断する(ステップS13)。 Next, the operator determines whether or not the unbalance amount measured in step S11 is equal to or less than a first threshold value (permissible error) (step S13).

アンバランス量が第1閾値以下である場合(ステップS13/YES)、バランス修正を行う必要がないため、作業者はワークを次工程へ送る(ステップS33)。 If the imbalance amount is equal to or less than the first threshold (step S13/YES), the worker sends the workpiece to the next process (step S33) because there is no need to correct the balance.

一方、アンバランス量が第1閾値よりも大きい場合(ステップS13/NO)、作業者は、アンバランス量が第2閾値以上か否かを判断する(ステップS15)。当該第2閾値は、バランス修正を1回の加工で完了させるか、2回の加工で完了させるかを決定するための閾値である。 On the other hand, if the imbalance amount is greater than the first threshold (step S13/NO), the operator determines whether or not the imbalance amount is greater than or equal to the second threshold (step S15). The second threshold value is a threshold value for determining whether the balance correction is to be completed in one process or in two processes.

ここで、比較例に係る加工情報演算処理の概要について説明する。図6(A)は、ワークのアンバランス量を示す図である。図6(A)において、X軸及びY軸はアンバランス量を示し、その中心(X軸とY軸との交点)は、加工対象物であるワークの中心に該当し、点P0はワークのアンバランス量を示している。より具体的には、点P0は、X軸方向及びY軸方向にどれだけアンバランス量が発生しているかを示している。また、点線で示す範囲R1は第1閾値(許容誤差)を表し、一点鎖線で示す範囲R2は第2閾値を表す。 Here, an overview of the processing information calculation process according to the comparative example will be described. FIG. 6A is a diagram showing the unbalance amount of the work. In FIG. 6A, the X-axis and Y-axis indicate the amount of imbalance, the center (the intersection of the X-axis and the Y-axis) corresponds to the center of the work that is the object to be processed, and the point P0 is the work. It shows the amount of imbalance. More specifically, the point P0 indicates how much imbalance occurs in the X-axis direction and the Y-axis direction. A range R1 indicated by a dotted line represents a first threshold (allowable error), and a range R2 indicated by a dashed line represents a second threshold.

比較例に係る修正加工演算装置では、図5のステップS11で測定したアンバランス量が第2閾値以下(P0が範囲R2の中に存在する)の場合(図6(B)の点P0参照)には、1回の加工でアンバランス量がゼロになるように(矢印A1参照)、ワークの加工量及び加工位置を算出する。 In the correction processing arithmetic device according to the comparative example, when the unbalance amount measured in step S11 of FIG. 5 is equal to or less than the second threshold value (P0 exists within the range R2) (see point P0 in FIG. 6B) 2, the machining amount and machining position of the workpiece are calculated so that the imbalance amount becomes zero in one machining (see arrow A1).

一方、図6のステップS11で測定したアンバランス量が第2閾値よりも大きい場合(図6(C)の点P0参照)、2回の加工でアンバランス量がゼロとなるよう、1回目及び2回目の加工について、ワークの加工量及び加工位置を算出する。 On the other hand, when the unbalanced amount measured in step S11 of FIG. 6 is larger than the second threshold value (see point P0 in FIG. 6C), the first time and the For the second machining, the machining amount and machining position of the workpiece are calculated.

より具体的には、まず、加工位置が現在のアンバランス位相の逆位相となるように1回目の加工量及び加工位置を演算する。例えば、アンバランス量が図6(A)の座標上において第1象限にあるならば第3象限に、第2象限にあるならば第4象限にアンバランス量が移動するように、加工量及び加工位置を演算する。これは、比較例に係る修正加工演算装置では、1回目の加工結果を反映したワークの情報に基づいて、2回目の加工情報を算出することができないので、2回目の加工位置(位相)が、1回目の加工位置(位相)と重ならないようにするためである。 More specifically, first, the first machining amount and machining position are calculated so that the machining position is in the opposite phase of the current unbalanced phase. For example, if the unbalanced amount is in the first quadrant on the coordinates of FIG. Calculate the machining position. This is because the modified machining arithmetic unit according to the comparative example cannot calculate the second machining information based on the information of the workpiece reflecting the first machining result, so the second machining position (phase) is , and the first machining position (phase).

例えば、図5のステップS11で測定したアンバランス量が、図6(C)の点P0で示される場合、アンバランス量が点P1に移動するように(矢印A2参照)、加工量及び加工位置を算出する。そして、2回目の加工で、アンバランス量が中心(アンバランス量ゼロ)に向かうように(矢印A3参照)、2回目の加工情報を算出する。 For example, when the unbalance amount measured in step S11 in FIG. 5 is indicated by point P0 in FIG. 6C, the amount of machining and the machining position Calculate Then, in the second machining, the second machining information is calculated so that the unbalanced amount moves toward the center (unbalanced amount of zero) (see arrow A3).

したがって、図5において、アンバランス量が第2閾値以上の場合(ステップS15/YES)、作業者は、修正加工演算装置を用いて、上述した加工情報演算処理に基づくバランス修正加工演算を行い、加工を行う場所(位相)及び加工量を取得する(ステップS17)。 Therefore, in FIG. 5, when the imbalance amount is equal to or greater than the second threshold value (step S15/YES), the operator uses the correction processing calculation device to perform the balance correction processing calculation based on the processing information calculation processing described above, The location (phase) to be processed and the amount of processing are acquired (step S17).

次に、作業者は、修正加工演算装置による演算結果に基づいて、ワークを加工し、ワークのバランスを修正する(ステップS19)。例えば、作業者は、図7(A)に示すように、ハッチで示すワークの第1部分WP1を加工(研削)する。 Next, the operator processes the workpiece and corrects the balance of the workpiece based on the calculation result of the modified machining calculation device (step S19). For example, as shown in FIG. 7A, the worker processes (grinds) the first portion WP1 of the work indicated by hatching.

アンバランス量が第2閾値以上の場合(ステップS15/YES)、アンバランス修正を2回の加工で完了させるため、作業者は、2回目の加工のために、アンバランス測定装置10を用いて、1回目の加工完了後のワークのアンバランス量及びアンバランス位相を測定する(ステップS21)。 If the unbalance amount is equal to or greater than the second threshold value (step S15/YES), the operator uses the unbalance measuring device 10 for the second processing to complete the unbalance correction in two processing operations. , the unbalanced amount and the unbalanced phase of the workpiece after the completion of the first machining are measured (step S21).

続いて、作業者は、修正加工演算装置を用いて、加工を行う場所(位相)及び加工量を演算する(ステップS23)。そして、作業者は、修正加工演算装置20による演算結果に基づいて、ワークを加工し、ワークのバランスを修正する(ステップS25)。例えば、作業者は、図7(B)に示すように、第1回目の加工場所(位相)とは異なる場所(位相)においてワークWを加工(研削)する(第2部分WP2参照)。 Subsequently, the operator uses the modified machining calculation device to calculate the machining location (phase) and machining amount (step S23). Then, the operator processes the workpiece and corrects the balance of the workpiece based on the calculation result of the modified machining calculation device 20 (step S25). For example, as shown in FIG. 7B, the operator processes (grinds) the workpiece W at a location (phase) different from the first machining location (phase) (see second portion WP2).

続いて、作業者は、2回目の加工完了後のワークのアンバランス量及びアンバランス位相を測定し(ステップS27)、アンバランス量が第1閾値(許容誤差)以下となったか否かを判断する(ステップS29)。 Subsequently, the worker measures the unbalanced amount and unbalanced phase of the workpiece after the second machining is completed (step S27), and determines whether the unbalanced amount is equal to or less than the first threshold value (allowable error). (step S29).

アンバランス量が第1閾値(許容誤差)以下とならなかった場合(ステップS29/NO)、比較例に係るバランス修正手順では、加工回数の上限が2回となっているため、ワークをこれ以上加工することができない。したがって、作業者はワークを不良品として廃棄する(ステップS31)。 If the imbalance amount does not become equal to or less than the first threshold value (allowable error) (step S29/NO), in the balance correction procedure according to the comparative example, the upper limit of the number of times of processing is two. cannot be processed. Therefore, the worker discards the work as a defective product (step S31).

一方、アンバランス量が第1閾値(許容誤差)以下となった場合(ステップS29/YES)、作業者はワークを次工程に送る(ステップS33)。 On the other hand, if the imbalance amount is equal to or less than the first threshold (allowable error) (step S29/YES), the worker sends the workpiece to the next process (step S33).

ところで、アンバランス量が第2閾値未満の場合(ステップS15/NO:図6(B)参照)、作業者は、修正加工演算装置を用いてバランス修正加工演算を行い、加工を行う場所(位相)及び加工量を演算する(ステップS35)。 By the way, when the imbalance amount is less than the second threshold value (step S15/NO: see FIG. 6B), the operator performs balance correction machining calculation using the correction machining calculation device, and determines the place (phase ) and the machining amount is calculated (step S35).

次に、作業者は、修正加工演算装置による演算結果に基づいて、ワークを加工し、ワークのバランスを修正する(ステップS37)。その後、上述したステップS27~S33の処理を実行する。 Next, the operator processes the workpiece and corrects the balance of the workpiece based on the calculation result of the modified machining calculation device (step S37). After that, the processes of steps S27 to S33 described above are executed.

以上、比較例に係るバランス修正方法では、ワークを2回加工する場合には、1回目の加工後のワークのアンバランス位相が、現在のアンバランス位相と逆位相となるようにするため、ワークの加工量が多くなり、加工時間の増加及び刃具寿命の短縮が生じるおそれがある。また、2回目の加工でバランス修正ができなかった場合、ワークは不良品として処理されるため、歩留まりが低下してしまう。 As described above, in the balance correction method according to the comparative example, when the workpiece is machined twice, the unbalanced phase of the workpiece after the first machining is opposite to the current unbalanced phase. The amount of machining increases, and there is a risk that the machining time will increase and the life of the cutting tool will be shortened. Moreover, if the balance cannot be corrected in the second processing, the workpiece is treated as a defective product, resulting in a decrease in yield.

一方、本実施形態に係るバランス修正方法では、常にアンバランス量ゼロをターゲットにして加工情報演算処理を行うことができる。例えば、図8(A)に示すように、1回目にアンバランス量ゼロをターゲットとして、ワークの第1部分WP3を加工したとする。この結果、アンバランス量が、図8(B)に示すように、点P0から点P1に推移したとする。この場合、2回目の加工情報演算処理では、第1部分WP3を加工後の3Dモデルを用いて、アンバランス量がゼロとなるように(図8(B)の矢印A5)、加工情報を算出する。この結果、例えば、図8(C)に示すように、2回目の加工位置(第2部分WP4-1,WP4-2)が1回目の加工位置と重なっても、計算結果が整合する。また、2回目の加工によっても、アンバランス量が許容誤差内とならなかった場合でも、3回目の加工情報演算処理を行って、3回目のバランス修正を行うことができる。このとき、3回目の加工位置が、1回目及び2回目の加工位置と重なってもよい。すなわち、比較例では3回目以降の加工ができないためにバランスが修正できなかったワークでも、本実施形態のバランス修正方法によればバランス修正が可能となるため、ワークの歩留まりが低下することを防止することができる。また、修正加工を複数回に細分化することができるため、バランスの修正精度を高めることができる。 On the other hand, in the balance correcting method according to the present embodiment, it is possible to always target the unbalanced amount of zero in processing information arithmetic processing. For example, as shown in FIG. 8A, it is assumed that the first portion WP3 of the workpiece is machined with an unbalance amount of zero as the target. As a result, as shown in FIG. 8(B), it is assumed that the imbalance amount changes from point P0 to point P1. In this case, in the second processing information calculation process, the 3D model after processing the first portion WP3 is used to calculate the processing information so that the unbalance amount becomes zero (arrow A5 in FIG. 8B). do. As a result, for example, as shown in FIG. 8C, even if the second machining positions (second portions WP4-1 and WP4-2) overlap with the first machining positions, the calculation results are consistent. Further, even if the imbalance amount does not fall within the allowable error even after the second machining, the third machining information calculation process can be performed to perform the third balance correction. At this time, the third machining position may overlap the first and second machining positions. That is, even in the case of the workpiece whose balance could not be corrected in the comparative example because it could not be processed for the third and subsequent times, the balance correction method of the present embodiment enables the balance to be corrected, thereby preventing the yield of the workpiece from decreasing. can do. In addition, since the correction process can be subdivided into a plurality of times, it is possible to improve the accuracy of balance correction.

また、例えば、図6(C)と図8(B)とを比較するとわかるように、バランス修正に必要なワークの加工量が全体として比較例よりも削減されるので、修正加工に必要な時間を短縮でき、工具寿命の短縮を抑制することができる。 Further, for example, as can be seen by comparing FIG. 6(C) and FIG. 8(B), the amount of machining of the workpiece required for balance correction is reduced as a whole compared to the comparative example, so the time required for correction machining is can be shortened, and shortening of the tool life can be suppressed.

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to these, and various modifications of these examples are within the scope of the present invention, and furthermore, It is self-evident from the above description that many other embodiments are possible within the scope.

10 アンバランス測定装置
20 修正加工演算装置
30 ワーク加工装置
100 バランス修正システム
W ワーク
M 3Dモデル
REFERENCE SIGNS LIST 10 Unbalance measuring device 20 Correction processing arithmetic device 30 Work processing device 100 Balance correction system W Work M 3D model

Claims (1)

加工前の回転体のアンバランス量を測定する第1の測定工程と、
前記第1の測定工程において測定された前記加工前の回転体のアンバランス量と、前記加工前の回転体の3次元モデルの加工シミュレーションによって得られた前記回転体の第1の加工後の3次元モデルにおけるアンバランス量と、が等しくなった場合に、前記回転体のアンバランス量を加工前よりも小さくすることが可能な前記回転体の修正量を算出する第1の算出工程と、
前記修正量に基づき前記回転体を加工する第1の加工工程と、
加工後の回転体のアンバランス量を測定する第2の測定工程と、
前記第2の測定工程において測定された前記加工後の回転体のアンバランス量と、前記加工後の回転体の3次元モデルの加工シミュレーションによって得られた前記回転体の第2の加工後の3次元モデルにおけるアンバランス量と、が等しくなった場合に、前記回転体の修正量を算出する第2の算出工程と、
前記第2の算出工程で算出された前記修正量に基づき、前記回転体を加工する第2の加工工程と、
を含む、回転体のバランス修正方法。
a first measuring step of measuring the unbalanced amount of the rotating body before machining;
The unbalance amount of the rotating body before machining measured in the first measuring step, and the amount of unbalance of the rotating body after the first machining obtained by machining simulation of the three-dimensional model of the rotating body before machining. a first calculation step of calculating a correction amount of the rotating body that can make the unbalanced amount of the rotating body smaller than before machining when the imbalance amount in the dimensional model is equal ;
a first machining step of machining the rotating body based on the correction amount;
a second measuring step of measuring the unbalanced amount of the machined rotating body;
The unbalance amount of the machined rotating body measured in the second measuring step, and the second machining of the rotating body obtained by machining simulation of the three-dimensional model of the machined rotating body. a second calculation step of calculating a correction amount of the rotating body when the imbalance amount in the dimensional model is equal ;
a second machining step of machining the rotating body based on the correction amount calculated in the second calculating step;
A method for correcting balance of a rotating body, comprising:
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001124653A (en) 1999-10-28 2001-05-11 Toyota Motor Corp Method for correcting unbalance of rotator
JP2009083005A (en) 2007-09-27 2009-04-23 Nissan Motor Co Ltd Method, program and device for calculating machining center for rotating element, and cutting system
JP2012093250A (en) 2010-10-27 2012-05-17 Sugino Machine Ltd Rotation balance correction method and rotation balance correction machine
WO2014091742A1 (en) 2012-12-12 2014-06-19 マツダ株式会社 Method for drilling center holes in forged rotors and system for drilling center holes in forged rotors
US20160305843A1 (en) 2015-04-14 2016-10-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotating body balance correcting apparatus and rotating body balance correcting method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001124653A (en) 1999-10-28 2001-05-11 Toyota Motor Corp Method for correcting unbalance of rotator
JP2009083005A (en) 2007-09-27 2009-04-23 Nissan Motor Co Ltd Method, program and device for calculating machining center for rotating element, and cutting system
JP2012093250A (en) 2010-10-27 2012-05-17 Sugino Machine Ltd Rotation balance correction method and rotation balance correction machine
WO2014091742A1 (en) 2012-12-12 2014-06-19 マツダ株式会社 Method for drilling center holes in forged rotors and system for drilling center holes in forged rotors
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