JPH02292171A - 回転工具の不釣合い自動修正方法 - 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） この発明は、研削砥石の如く主軸に取り付けて、主軸や
、主軸に固定されるプーリー等と一体となって回転する
回転工具の、回転時における不釣合いを自動的に修正す
る、回転工具の不釣合い自動修正方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 工作機械において、例えば研削盤の研削砥石や、フライ
ス盤のフライスの如く、主軸に取り付けられている回転
工具に不釣合いがあると、回転振動が発生して、被加工
物の加工精度や表面荒さに悪影響を及ぼすこととなるた
め、精密な動バランスの釣り合いが必要であり、実際の
運転状態において不釣合いを修正したい場合がしばしば
ある。

このような場合従来は、例えば第６図に示す研削砥石の
如く、回転工具（Ｔ）　自体にバランスウェイト（一）
を取り付けて、このバランスウェイト（讐）の重量や位
置を静止状態において、熟練技能者の感に頬って調整し
た後回転させてみて確かめる方法を、不釣合いが解消す
るまで数回から数十回繰り返して調整していたものであ
る。

また、本出願人の発明に係る平成１年特許願第１１４９
５号に、回転工具自体に不釣合いを修正する装置を取り
付けて、回転中に不釣合いを自動修正する装置が示され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の不釣合い修正方法のうち前者の静止状態
で人手により修正するものは、修正のために３０分〜１
２０分の多大の時間を必要とするため、作業に大きな支
障を来すこととなるとともに、熟練技能者を必要とする
が、このような技能者が近年は不足しているといった問
題があった。

また、後者の回転工具自体に不釣合い修正装置を取り付
けて回転中に自動修正する、方法は、回転工具の種類に
よっては不釣合い修正装置が取り付けられないものがあ
るとともに、回転工具を取り替える毎に不釣合い修正装
置を取り付け替えしなければならないといった問題点が
あった。

この発明は、上記した従来の問題点を解消するために、
回転工具自体で不釣合いを修正せず、回転工具と一体的
に回転する主軸またはプーリー、または主軸に取り付け
た円板に不釣合い修正装置を取り付けて、回転工具の動
バランスを運転中に自動的に修正する、回転工具の不釣
合い自動修正方法を提供することを目的とするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達するためのこの発明は、特許請求の範囲
に記載した構成を持ち、この構成によって所期の目的を
達成できるものである。

（作用） 工作機械における研削砥石の如き回転工具は、主軸に取
り付けられて、この主軸や、主軸に取り付けられている
プーリーと一体物として回転するのであるから、回転工
具に不釣合いがある場合、その回転工具自体で不釣合い
を修正する代りに、主軸やプーリーで不釣合いを修正し
ても結果は同じことになる。

従って回転工具の不釣合いを修正する修正装置を主軸や
プーリーに取り付けて不釣合いを修正すれば、回転工具
自体には不釣合い修正装置を取り付ける必要がないので
、回転工具が摩耗した場合や、ワークの種類や、仕上面
の要求精度等によって別の回転工具と取り替える時に、
いちいち不釣合いの修正装置を取り付け替えする必要が
なくなり、常に良好な釣合い状態において加工が行える
ものである。

（実施例） 以下この発明を研削砥石に応用した実施例を図面に基づ
いて詳細説明する。

第１図はこの発明を研削盤の研削砥石に利用した例を示
す概要図である。図において（１）は研削砥石（回転工
具）で、主軸（２）の一端に取り付けられ、この主軸（
２）が軸受（３）に支持されて、主軸（２）の他端に取
り付けられているプーリー（４）を電動機（図示省略）
からベルト００）を介して駆動し、研削砥石（１）と、
主軸（２）と、プーリー（４）とが一体となって回転す
る。

（５）は振動センサで、軸受（３）の、研削砥石（１）
側の端に取り付けられて、研削砥石（１）に不釣合いが
ある場合に、軸受（３）に現れる振動を検出して振動波
形信号を発信する。

（６）は回転同期センサで、主軸（２）の外周の１個所
に付した原点マーク（７）に対応して設置され、この原
点マーク（７）を検出して回転同期信号を発する。

（８）はコントロールユニットで、マイクロコンピュー
タを内蔵し、振動センサ（５）からの振動波形信号と、
回転同期センサ｛６｝からの回転同期信号とを入力し、
これを演算して不釣合い修正信号を出力する。

（９）は修正作動部であって、プーリー（４）の側面に
取り付けられ、コントロールユニット（８）からの不釣
合い修正信号にもとづいて、回転中心を中心とする円周
上を移動可能に設けた２個のバランスウェイトを相対的
に移動させて、研削砥石（１）の不釣合いを修正するも
ので、以下第２図、第３図、第４図にもとづいてその構
成を説明する。

主軸（２）の研削砥石（１）の反対端に取り付けたプー
リー（４）に、ほぼリング状に形成した本体ハウジング
θ０が中心を主軸（２）の軸心に一致させて取り付けて
ある。

この本体ハウジング（１０の内周に、リング状にして同
一な２個のインターナルギャ（ＩＺ（１２ａ）がオイル
レスプッシュ０３）を介して並列して装着されている。

このインターナルギャ０２）と（１２ａ）　　との間に
はテフロン樹脂製の滑りリング０４）が介在してあり、
外側は本体ハウジング（１１）に取り付けたリング状の
止め板０５）（１５ａ）に当接して軸心方向の位置が規
制されている。

このインターナルギャ０２）（１２ａ）にはその外側の
側面に、外周方向に突出するほぼ扇形のバランスウェイ
ト０６）（１６ａ）　と、内周方向に突出する細長い板
状の原点プレート（１７）（１７ａ）とが、中心角で９
０゜離れた位置に取り付けられていて、回転体（１）に
不釣合いが無い場合にバランスウェイトθ０と（１６ａ
）及び原点プレートＱ７）と（１７ａ）とが第３図に示
す如くインターナルギャ０２）（１２ａ）の直径方向の
中心線上で相対向する位置にあるようにセットされる。

ＱＢ）（１８ａ）は支持部材で、本体ハウジング（１０
の両側面を塞ぐ円板であって、本体ハウジング（１１）
の反プーリー例の支持部材０８）の外側面の直径方向の
中心線上にあって、中心に対して相対向する位置に２個
のステッピングモータＱ９）（１９ａ）が取り付けてあ
って、このステッピングモータ０９）（１９ａ）の出力
軸に、インターナルギャ０２）（１２ａ）にそれぞれ噛
み合うビニオンギャ１２１）（２０ａ）が取り付けられ
ており、さらに支持部材Ｑ８）（１８ａ）の内側面の原
点プレート０７）（１７ａ）に対応する円周上の位置に
、インターナルギャ（１２）（１２ａ）の回転につれら
れて移動する原点プレートθη（１７ａ）を検出するた
めのフォトセンサ（２１）　（２１ａ）がそれぞれ取り
付けられている。

（２２）は制御基板で、支持部材０８）の外側面に取り
付けられており、ステンピングモータ０９）（１９ａ）
の作動制御を行うもので、演算回路を備えている。

（２３）は水銀スワンブリングで、本体ハウジング０１
）の外側面に支持部材θ０を挾んで取り付けてあるカバ
一部材（２４）の回転中心に取り付けてあって、ステッ
ピングモータ０９）（１９ａ）とフォトセンサ（２１）
（２１ａ）とを駆動する電力と制御信号とを、コントロ
ールユニット（８）からケーブル（２５）を経て受け入
れ、制御基板（２２）を経て供給するための、静止体か
ら回転体への中継を果たすものである。

上記の構成において、フォトセンサ（２１）　（２１ａ
）に対して原点プレートＱ７）　（１７ａ）が第３図に
示す如く一致した位置にあって、原点プレートθ７）（
１７ａ）がフォトセンサ（２１）　（２１ａ）を遮って
いる状態をコントロールユニット（８）のマイクロコン
ピュータがＬ’２　識する。このとき２個のバランスウ
ェイト０６）（１６ａ）は、直径方向の中心４９１（Ｘ
−Ｙ）上で、相対向した位置にあって釣り合っている。

この状態において、研削砥石（１）が起動して定常回転
数に達したとき、振動センサ（５）と同期回転センサ（
６）とからの不釣合い情報信号がコントロールユニッ｝
　（８）に入力サれると、コントロールユニット（８）
に組み込まれているマイクロコンピュータが不釣合いを
修正するために、バランスウェイト０６）（１６ａ）を
それぞれ原点Ｏ度の位置から時計方向または反時計方向
に何度移動させればよいかを演算して、ケーブル（２５
）、水銀スワンブリング（２３）、制御基板（２２）を
経て、ステッピングモータ０９）（１９ａ）に駆動用電
力と修正指令信号とを供給して、これを駆動し、ビニオ
ンギャ！２Ｉ（２０ａ）を介してインターナルギャ０２
）（１２ａ）を回動させ、このインターナルギャに取り
付けられているバランスウェイト（ＩＥＩ（１６ａ）を
時計方向または反時計方向にコントロールユニット（８
）が指令する位置まで移動させて不釣合いを修正するも
のである。

次に第５図にもとづいて不釣合い自動修正のフローを説
明する。

振動センサ（５）で検出した振動波形信号は、コントロ
ールユニット（８）に送られ、このコントロールユニッ
トにおいて先ずチャージアンプで増幅され、続いて高周
波フィルター回路でノイズを減衰させ、続いて積分回路
で軸受（３）の振動を振動変位に比例した電圧に転換し
、続いて帯域フィルタ回路で不釣合成分のみの振動波を
取り出し、続いてアナログ・デジタル変換回路が中央演
算処理回路からの指令で不釣合成分の振動波をデジタル
変換した振動デジタル信号を中央演算処理回路に送信す
る。

一方回転同期センサ（６）が検出した回転同期信号を、
中央演算処理回路に割り込ませるための割込コントロー
ラに導いて、中央演算処理回路が演算処理プロセスを不
揮発性記憶素子回路のプログラムを読み取り、アナログ
・デジタル変換回路で回転同期信号をデジタル変換した
回転同期デジタル信号を記憶素子回路に記憶させる。

こうした振動センサ（５）及び回転同期センサ（６）に
よる測定を数回繰り返し行って、複数の不釣合データを
得た上で中央演算処理回路が、入力キーからの指令を受
けて不揮発性記憶素子回路のプログラムを読み取って不
釣合修正演算を行い、その結果である不釣合量と不釣合
位置をケーブル（２５）からなる通信回路から水銀スリ
ップリング（２３）を経て、修正作動部（９）内の制御
基板（２２）に組み込まれている。演算処理部に不釣合
い修正情報として送られる。

同時に必要に応じてディスプレイに表示し、プリンタに
記録される。

次に修正作動部（９）において、バランスウェイト０６
）（１６ａ）の現在位置をフォトセンサ（２１）　（２
１ａ）からの情報にもとづいて制御基板（２２）の演算
処理部が認識し、コントロールユニット（８）内の中央
演算処理部にそのデータをケーブル（２５）たる通信回
路を経由して送られる。

このとき中央演算処理部では受取ったバランスウェイト
ＯＱ（１６ａ）の位置データにもとづいてバランスウェ
イト０６）（１６ａ）を移動させる位置を演算して割り
出し、再びケーブル（２５）の通信回路を経由して、演
算処理部に送信する。そうすると演算処理部では受取っ
たデータにもとづいて修正作動部（９）内の不揮発性記
憶素子回路からステッピングモー夕側（１９ａ）のステ
ップ量の情報を得て、演算処理部を通じてバランスウェ
イト移動用ステッピングモータ０９）（１９ａ）をステ
ップさせ、バランスウエイ｝０６）（１６ａ）を不釣合
いが修正される位置に移リｊさせて、不釣合いの自動修
正を完了する。

（発明の効果） 以上説明した本発明の回転工具の不釣合い自動修正方法
によれば、回転工具と一体に回転する主軸またはプーリ
ーまたは主軸に取り付けた円板に不釣合修正作動部を取
り付けて、稼動中の回転工具の不釣合いを自動的に修正
するようにしたため、回転工具自体には不釣合いを修正
する装置を一４． 切取り付ける必要がなく、従って回転工具を取り替える
とき、不釣合い修正装置を取り付け替えすることが不要
となり手数が省け、また熟練者に転る手動修正も不要と
なり、実際の稼動中に瞬時に高精度な不釣合いの修正が
できて、精密な工作が行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を研削砥石に応用した例を示す概要図
、第２図はプーリーに取り付けた修正作動部の一例を示
す直径方向の断面図、第３図は第２図ｎ−ｎ’線方向に
見た修正作動部の内部構造を示す正面図、第４図は第３
図Ｉ［１−Ｉ［［線における要部拡大断面図、第５図は
本発明のフローを示す図である。 ９・・修正作動部 １６．１６ａ・・バランスウェイト ２・・主軸 ４　・　・プーリー ６・・回転同期センサ 研削砥石 軸受 振動センサ 原点マーク コントロールユニッ ト 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 手 続 補 正 書（力式） 平成 １年 ８月３０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転工具と一体に回転する主軸またはプーリーまたは上
   記主軸に取り付けた円板に、不釣合い修正作動部を取り
   付けて、主軸軸受部で回転工具の回転振動を検出する振
   動センサ及び、主軸に近接して該主軸の回転を検出する
   回転同期センサからの、回転工具の不釣合い情報をコン
   トロールユニットが演算して得た不釣合い修正信号を、
   上記不釣合い修正作動部に送って、該不釣合い修正作動
   部で、回転中心を中心とする円周上で、複数個のバラン
   スウェイトを相対的に動力により不釣合いを解消する位
   置に移動させることを特徴とする、回転工具の不釣合い
   自動修正方法。