JPH02108939A - 回転体用のバランス測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、研削盤用砥石等の回転体のバランスを測定す
る装置に関する。

〈従来の技術〉 研削盤は、各種の工作物に砥石車を使用して研削加工を
施す工作機械であり、前記砥石車は回転し、工作物また
は砥石台が送り運動する。

かかる研削盤は焼入硬化された硬さの高い加工材料並び
に寸法公差が小さく良好な仕上げ面を必要とする部品の
加工に使用される。

従って、このように研削盤は精密仕上げを目的として使
用されるため、砥石のつりあいの良い物が要求されると
共に、軸受の状態、熱膨張、機械の剛性等において夫々
高い精度が要求される。

研削盤としては、用途に応じて種々の機種が用意されて
おり、外径を研削する円筒研削盤、心なし研削盤、内径
を研削する内面研削盤、工作物の平面を研削する平面研
削盤等がある。

これらの研削盤の中で、砥石外径が２００〜４００ｗａ
と大きい円筒研削盤、心なし研削盤等については、砥石
のバランス（つりあい）具合により加工精度が影響され
易い。即ち、砥石のバランスが悪い場合には、加工物に
いわゆるビビリ現象が生じて加工物の真円度、平坦度、
面粗度を悪化させる。

また、研削砥石はアルミナ系、炭化ケイ素系の「と粒」
を円盤状に成形して作ったものであるが、均一な重量配
分とするのが難しく、砥石中心に対してバランスが取れ
ていないのが実情である。

このため、砥石のバランス取りを行うのが必須であり、
その方法として、砥石を工作機の主軸に取付は固定する
ための挾み込み用フランジの適宜位置に、砥石のアンバ
ランスを修正するための小塊金属バランサーを数個取付
けることが行なわれている。

このようなバランサーを使用したバランス取りの方法と
して、従来、次のものが知られている。

第１に、水平に保ったレールの上にシャフトを挿入した
砥石を載せて回転させ、砥石バランサーの取付は位置を
人間の手で変えながらバランス位置を探し当て、その後
、工作機のシャフトに砥石を取付ける方法。

第２の方法として、砥石を工作機に予め取付け、砥石を
回転さながらバランス測定機で砥石の一番重い部分を判
定し、人間の手でバランサーの位置を変える方法。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来のバランス取りの方法は
夫々次のような問題点がある。

即ち、第１の方法では、砥石の一番重い部分が自然に真
下に来るまで回転が停止するのを待ち（２０〜３０秒）
、そこを基準にバランサーの固着位置を作業者が変えて
いく作業を試行錯誤で行うわけであるが、この作業を普
通でも５〜６回多い時には１０回も繰り返す必要があり
、またレールの水平出しも含めて普通でも３０分以上、
場合によっては１時間もかかる等、作業時間が大幅に必
要であるため作業性が極めて悪い。

第２の方法では、バランス測定機により自動的に砥石が
一番重い部分をコンピュータにより演算して判定するの
で、第１の方法に比ベバランサーの適切な位置を発見す
るための時間が大幅に省略できる。また、第１の方法と
異なる大きな点は、直接工作機に砥石を取付けてバラン
ス取りができる点にある。

ところがこの第２の方法に使用される従来のバランス測
定機（特開昭６１−１１１４３８号公報等参照）は、回
転体における２方向の振動を振動検出器で検出し、その
出力と正弦波とを乗算積分し、その値を正弦波の振幅と
一定時間間隔との積で除算し、除算結果を加算平均し、
その平均値の正弦波の１周期区間内において所定の値を
通過するごとにストロボを発光させて回転体の目盛りを
読み取る構成である。従って、種りの複雑な演算をソフ
ト的にコンピュータで処理を必要とするので、構造が極
めて複雑で、機器も大型となり、現場で使用するには場
所を取り過ぎ、持ち運びも不便である等の欠点があると
共に、取り扱いや操作も？ｊ！　ｌである。また、高級
なコンピュータを搭載するので、非常にコストの高いも
のでもある。

特に、砥石バランスは上述したように加工用ワークの品
質保持の上で非常に重要であるためバランス測定器の必
要性は大きいが、砥石交換はさほど頻繁に行われるもの
ではないので、上記のように複雑高価な測定器の普及度
は低いのが実情である。

そこで、本発明は以上のような従来の実情に鑑み、直接
工作機に砥石を取付けたままでバランス取りができるの
を基本的な構造とするが、種々の複雑な演算を行うため
の高級なコンビニーり等を必要とせず、構造が極めて節
単であるとともに、機器も小型であり、しかも取り扱い
も簡便で、安価に製造できるハンディな回転体用のバラ
ンス測定装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明に係る回転体用のバランス測定装置は、
「回転体の端面又は該端面に取付けられるプレート面に
おいて、該回転体の回転軸を中心とする円を等間隔で分
割して表示した目盛表示部と、該目盛表示部に向けてス
トロボ光を照射するためのストロボ発光手段と、上記ス
トロボ光の発光周期を調節するだめの発光面２！ＩＩ調
節手段と、上記ストロボ光の発光周期の位相を切り換え
るための位相切換手段と、上記回転体の一方向における
振動振幅を検出するための振幅検出手段と、上記振幅検
出手段により検出された振幅を電気光学的に表するため
の振幅表示手段と、上記ストロボ光を光源とし又は該ス
トロボ発光周期に同期させた他の光源により、上記振幅
表示手段を照射するための表示部膜対手段と、」からな
る。

〈作用〉 砥石等の、回転体を回転させ、その端面に向けてストロ
ボ光を発光させ、回転面上に表示されて高速で移動する
目盛りが静止して見えるようにストロボ光の発光周期を
調節する。

即ち、目盛りが静止して見えれば、ストロボ光と回転体
の回転が同調しているわけである。

そこで、発光周期の位相を少しづつ切換えていき、振幅
表示手段に表示される振動振幅のレベルが最大となった
時点で位相切換え操作を停止する。

振動振幅検出手段の位置と回転軸を結ぶ直線上に位置す
る目盛りの箇所が回転体の一番重い部分であることが判
定される。

即ち、回転体の一番重い部位が振動振幅検出手段付近お
よび回転軸を挾んで１８０°の点を通り過ぎる時に、最
大の振幅が検出される。そして、表示手段により最大の
振幅レベルが表示されたことが視認された時にストロボ
光が発光されているわけであり、その時に見える上記直
線上の（仮想の線）の目盛りのところが当該回転体にお
いて一番重い部位である。

次に、読んだ目盛りを基準として１個又は数個の重りを
取付けることにより、バランス取りが行われる。

〈実施例〉 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図において、１は本発明における被測定物となる回転体
たる砥石で、その端面に配設したプレート２には砥石１
の回転主軸３を中心とするマーキング用円板４が接着取
付けされている。このマーキング用円板４の同期には、
周方向に等間隔に例えば１０〜２０に分割された分割表
示部が設けられており、各分割部には周方向に順に目盛
り、例えば１〜１２のナンバーが付されている。

５は前記目盛り部に向けてストロボ光を照射するための
ストロボ発光手段を備えた測定器であり、その本体５ａ
は偏平な箱状に形成されている。

ストロボ発光手段による発光部６は測定器本体５ａの前
端面に配設されている。

この測定器５には、ストロボの発光周期を調節するため
の発光周期調節手段と、ストロボの発光周期の位相を切
り換える位相切換手段と、振動振幅を検出するため振幅
検出手段と、検出された振動振幅を表示するための振幅
表示手段と、上記ストロボ光を光源とし又は該ストロボ
発光周期に同期させた他の光源により上記振幅表示手段
を照射するため表示部照射手段と、が装備されている。

前記発光周期調節手段は、測定器本体５ａの上面に設け
られ同調用つまみ７の操作により、発光周期を回転体の
回転数に同調するように３７ｉ節可能な公知の電子回路
構成されている。また、位相切換手段は、測定器本体５
ａの上面に設けられた位相切換え用つまみ８の操作によ
り、ストロボ発光周期の位相を切換え可能な公知の電子
回路で構成されている。

一方、９は砥石１の外周囲を覆うカバーであり、その基
部は軸受け１５に固定されている。該カバー９の外周面
の上部には、砥石１に生じる１方向の振動振幅を検出す
るための振動振幅検出手段として加速度センサｌＯがマ
グネントにより着脱自由に取付られる。

この加速度センサｌＯと回転主軸３の中心を結ぶ仮想直
線上に位置してストロボ光に照らされるマーキング円板
４上のナンバーが、読み取られるべき表示となる。

かかる加速度センサ１０により検出された振動振幅をス
トロボ光の一部を利用して表示する表示手段が前記測定
器本体５ａに設けられている。

すなわち、加速度センサ１０により検出された振動振幅
信号が公知の表示手段回路にケーブル１２を介して入力
される。この表示手段回路には表示部１３が設けられて
おり、またストロボ発光手段の発光部６から照射される
ストロボ光の一部が斜め後上方に向けて測定器本体５ａ
内で誘導される。而して、本体５ａ上面に設けられたバ
ンクライト式ＬＣＤからなる表示部１３にこの誘導光を
照射することにより、加速度センサ１０により連続的に
検出される非常に多数の振動振幅の信号のうち、ストロ
ボ光で照らされるタイミングのものだけを読み取り可能
な振幅レベル値としてデジタル数字又はバーグラフ等の
アナログ表示により表示するものである。

図中、１６は原動機、エフは原動機軸、１日はカプラー
である。

次に、かかる回転体のバランス測定装置の使用方法につ
いて説明する。

（１）、まず砥石１のカバー９の天頂部に加速度センサ
１０を取付ける。

（２）、加速度センサ１０のケーブル１２を測定機５に
接続する。

（３）、マーキング円板４をフランジ２に接着取付する
。

（４）、砥石１を回転させる。

（５）、ストロボ光を発光させ、マーキング円板４のナ
ンバーが静止して見えるように砥石１の回転数に合うま
で同調用つまみ７を調整する。即ち、マーキング円板４
のナンバーが静止して見えれば、ストロボ光と砥石ｌの
回転が同調しているわけである。

（６）、位相切換えつまみ８を少しづつ切換えていき、
表示部１３に表示される振動振幅レベルが最大となる点
で位相切換えつまみ８の切換え操作を停止する。

（力、加速度センサｌＯと回転主軸３の中心とを結ぶ仮
想直線上に位置する分割表示部のナンバーを目測で読み
取ると、そのナンバーの箇所が振動振幅の最大点すなわ
ち砥石１の一番重い部分である。

即ち、砥石１の一番重い部位が加速度センサ１０から伸
びる仮想直線を通り過ぎる時に、最大の振幅が発生する
。そして、表示部１３にその最大の振幅レベルが表示さ
れているが瞬間的に次の検出レベルに変ってしまうので
通常は肉眼で捕らえることはできない。ところが本発明
では最大振幅レベルに同期するストロボ光を光源として
表示部が発光されて読み取り可能になるわけであり、し
かもその時にストロボ照射されて静止して見えるマーキ
ング円板４のナンバーのうちから、砥石１の一番重い部
位を判定できるものである。

（８）、回転主軸３の回転を停止させる。

（９）、上記（７）で読んだナンバーを基に、作業者が
バランサー重り１４を移動してフランジ２の適切な位置
に取付ける。

００）、再度、砥石ｌを回転させ、上記（５）〜（９）
の手順を繰り返して、砥石１のバランスが最適になるま
で調整を行う。

以上説明したバランス測定装置によると、自動的に砥石
ｌの一番重い部分を判定するので、砥石１の重い部分が
下端に来て自然に停止するまでの長い時間を省略でき、
直接工作機に砥石１を取付けてバランス取りができると
いう利点がある。

しかも、種々の複雑な演算をソフト的に行う高級なコン
ピュータも必要なく、構造が極めて簡単で、機器も手持
可能な小型にするこたができるので現場で使用するにも
非常に便利である。また、持ち運びも簡単であると共に
、取り扱いや操作も簡単である。さらに、コンピュータ
も搭載しないので、コストを安価に抑えることができ、
ユーザにとって購入し易いものとなる。

なお、本実施例においては、砥石１のバランス測定につ
いて説明したが、旋盤で異形状の品物をチャックする時
のバランス調整にも使用できる。また、大型送風機等の
羽根のバランス取りにも、有効利用できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、直接工作機に砥石
を取付けてバランス取りができ、種々の複雑な演算をソ
フト的に行う高級なコンピュータ等を必要とせず、構造
が極めて簡単で、機器も小型であり、取り扱いや操作も
簡便で、安価に製造できるものであり、ハンディな回転
体のバランス測定装置として極めて有用性の大きなもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転体のバランス測定装置の一実
施例を示す要部斜視図、第２図は回転体の駆動機構を示
す一部断面側面図である。 １・・・・・・砥石 ４・・・・・・マーキング円板 ５・・・・・・測定器 ７・・・・・・回転数同調用つまみ ８・・・・・・位相切換えつまみ ０・・・・・・加速度センサ ３・・・・・・表示部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転体の端面又は該端面に取付けられるプ レート面において、該回転体の回転軸を中心とする円を
   等間隔で分割して表示した目盛表示部と、 該目盛表示部に向けてストロボ光を照射す るためのストロボ発光手段と、 上記ストロボ光の発光周期を調節するため の発光周期調節手段と、 上記ストロボ光の発光周期の位相を切り換 えるための位相切換手段と、 上記回転体の一方向における振動振幅を検 出するための振幅検出手段と、 上記振幅検出手段により検出された振幅を 電気光学的に表するための振幅表示手段と、上記ストロ
   ボ光を光源とし又は該ストロボ 発光周期に同期させた他の光源により、上記振幅表示手
   段を照射するための表示部照射手段と、 からなる回転体用のバランス測定装置。