JPH0663896B2 - 回転体のバランス検出表示装置 - Google Patents

回転体のバランス検出表示装置

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JPH0663896B2
JPH0663896B2 JP60031267A JP3126785A JPH0663896B2 JP H0663896 B2 JPH0663896 B2 JP H0663896B2 JP 60031267 A JP60031267 A JP 60031267A JP 3126785 A JP3126785 A JP 3126785A JP H0663896 B2 JPH0663896 B2 JP H0663896B2
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average
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登 長瀬
政男 山口
典孝 野口
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株式会社長瀬鉄工所
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
    • B24B41/042Balancing mechanisms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/02Details of balancing machines or devices
    • G01M1/08Instruments for indicating directly the magnitude and phase of the imbalance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/14Determining imbalance
    • G01M1/16Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
    • G01M1/22Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested and converting vibrations due to imbalance into electric variables

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  • Testing Of Balance (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 (産業上の利用分野) この発明は工作機械のスピンドル等の振れ量を検出して
表示するようにした回転体のバランス検出表示装置に関
するものである。
(従来の技術) 従来のこの種のバランス検出表示装置において、各種振
動の中から回転体の振動のみを選別して検出する場合に
は、検出周波数を回転体の回転数に同期するようにダイ
ヤル等の手動操作により選択し、その検出周波数に基づ
いて振動検出器を作動させるようになっていた。
(発明が解決しようとする問題点) ところが、この従来構成によると、回転体の振動を回転
数に応じて検出する場合に、前記選択操作が大変面倒と
なるばかりでなく、回転数の確認を誤った場合に不正確
な振れ量が表示されるという問題点があった。
発明の構成 (問題点を解決するための手段) この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、その解決手段は第1図に示すように、回転体4の
原点位置を検出する原点検出手段10と、回転体4の回
転数を検出する回転数検出手段11と、所定の帯域の周
波数を透過させるように構成されると共に、前記回転数
検出手段11により検出された回転数の値が前記帯域の
中心周波数の値と一致するように当該中心周波数を調整
可能な周波数選別手段29と、回転体4の振動に対応し
た信号を出力する振動検出手段7と、前記振動検出手段
7から出力された多数の信号のうち、前記帯域を透過し
た信号のみを振れ量データとして記憶する記憶手段26
と、回転体4の一回転中に検出される多数の前記振れ量
データを当該回転体4の原点位置を基準として複数に区
分された割り出し位置に対応して分割し、該割り出し位
置毎の平均振れ量データを求めて一次平均振れ量データ
を作成し、前記回転体4の所定回転数分の複数の一次平
均振れ量データを前記各割り出し位置毎に平均して二次
平均振れ量データを作成し、前記各割り出し位置毎の二
次平均振れ量データを比較し、それら各二次平均振れ量
データのうち最大の平均振れ量である二次平均振れ量デ
ータを算出する算出手段23と、少なくともその算出手
段23により算出された二次平均振れ量データの振れ量
とそれが発生する前記割り出し位置とを表示する表示手
段16,14とから構成され、前記記憶手段はRAM2
6からなるとともに、その他の各手段はROM25及び
RAM26を備えたCPU24に接続されている。
(作用) 上記手段により、回転体4の回転数は回転数検出手段1
1により検出され、CPU24により所定の帯域の周波
数を透過する周波数選別手段29の中心周波数が回転体
4の回転数の値と同期するように自動的に調整される一
方、振動検出手段7により回転体4の振動に対応した信
号が出力される。そして、この信号のうち周波数選別手
段29の帯域を透過した信号のみが振れ量データとして
記憶手段たるRAM26に記憶される。又、算出手段2
3を含むCPU24は、回転体4の一回転中に検出され
る多数の振れ量データを当該回転体4の原点位置を基準
として複数の区分された割り出し位置に対応して分割
し、該割り出し位置毎の平均振れ量データを求めて一次
平均振れ量データを作成する。そして、前記回転体4の
所定回数分の複数の一次平均振れ量データを前記各割り
出し位置毎に平均して二次平均振れ量データを作成す
る。その後、前記各割り出し位置毎の二次平均振れ量デ
ータを比較し、それら各二次平均振れ量データのうち最
大の平均振れ量である二次平均振れ量データを算出し、
RAM26に格納する。さらに、CPU24はRAM2
6内のデータを読み出し表示手段14,16を作動させ
て少なくともその算出された二次平均振れ量データの振
れ量とそれが発生する割り出し位置とを表示させる。
(実施例) 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基づいて
説明する。
まず、この実施例のバランス検出表示装置が設置される
平面研削盤の主要部の構成を第2図に基づいて説明する
と、フレーム1上にはワークWを保持するためのテーブ
ル2が設けられている。テーブル2の上方にはスピンド
ル3が回転可能に支持され、その先端にはワークWに上
方から対向するように砥石4が取着されている。又、ス
ピンドル3の基端にはスピンドル3を駆動するためのモ
ータ5が配置されている。
一方、フレーム1のコラム6上端部外面には振動検出手
段としての圧電型加速度ピックアップ7が図示しない磁
石を介して着脱可能に取着されている。前記砥石4の前
面には光反射板8が装着され、砥石4と一体回転するよ
うになっている。この光反射板8の回転域と対向する位
置にはスタンド9を介して原点検出手段としての原点検
出センサー10が配置されている。
次に、前記平面研削盤に接続配置されるこの実施例のバ
ランス検出表示装置の構成について説明する。第3図に
示すように、表示器12の前面は表示部13となってい
て、その表示部13にはスピンドル3の回転角度10度
毎に合計36個の割り出し位置表示体14が環状に列設
されている。0度の割り出し位置表示体14と対応する
位置には原点表示体15が設けられ、その下側には最大
振れ量モード表示体17と最小振れ量モード表示体18
とが並設されている。又、表示部13の中央部には前記
砥石4の振れ量を1つの文字に対して7つのLED又は
液晶セグメントの点滅により数値表示する振れ量表示部
16が配設されている。振れ量表示部16の下側には表
示ホールド状態を示すホールド表示体19が設けられて
いる。なお、前記各表示体14,17,18,19はそ
れぞれ発光ダイオードを内蔵している。
さらに、表示部13の上部両側には、最大振れ量表示モ
ード又は最小振れ量表示モードを選択するためのモード
切換スイッチ20と、振れ量表示部16の表示状態をホ
ールドするためのホールドスイッチ21とが配設されて
いる。第3図において22は電源スイッチである。
次に、この実施例のバランス検出表示装置の電気回路を
第4図に示すブロック図に基づいて説明する。CPU2
4には装置全体のプログラムを記憶するROM25と、
データを格納するデータエリアを有するRAM26とが
接続されている。又、CPU24には入出力インターフ
ェイス27が接続され、その入力側にはA/Dコンバー
タ28及びろ波回路29を介して前記圧電型加速度ピッ
クアップ7が接続されるとともに、前記原点検出センサ
ー10、モード切換スイッチ20、ホールドスイッチ2
1がそれぞれ接続されている。入出力インターフェイス
27の出力側には前記割り出し位置表示体14、原点表
示体15、振れ量表示部16、最大及び最小振れ量モー
ド表示体17,18、ホールド表示体19が接続されて
いる。そして、原点検出センサー10とCPU24とに
よりこの実施例における回転数検出手段11が構成され
原点検出センサー10から出力される原点パルス間隔に
基づきCPU24が砥石4の回転数を検出するようにな
っている。
前記ろ波回路29はこの実施例の周波数選別手段を構成
するものであり、第5図に示すように、加速度ピックア
ップ7の電荷を加速度信号SG1にする電荷増幅回路3
0、振動の感度を可変抵抗R1により調整する電圧増幅
回路31、帯域通過フィルタ(B.P.F)32、前記
加速度信号SG1を速度信号SG2に変換する積分回路
33、速度信号SG2の増幅率を調整する電圧増幅回路
34の順に接続構成されている。前記帯域通過フィルタ
32にはCPU24から入出力インターフエイス27を
介して調整信号SG3が入力され、同フィルタ32の中
心周波数が前記原点検出センサー10とCPU24との
協働により検出された砥石4の回転数と同期するように
調整される。
次に、以上のように構成されたバランス検出表示装置の
作用を説明する。第6図はCPU24の制御のもとに進
行するプログラムを示すフローチャートであり、平面研
削盤のスピンドル3及び砥石4が回転する状態において
表示器12の電源スイッチ22がオン操作されると、ま
ずステップS1において初期設定がなされる。ステップ
S2では、原点検出センサー10から出力される原点検
出パルスのパルス間隔を測定及び比較することによって
スピンドル3及び砥石4の回転が安定状態であるか否か
が判別される。スピンドル3及び砥石4の回転が安定す
ると、ステップS3に進み、原点検出センサー10が出
力する原点検出パルスのパルス間隔に基づきCPU24
によりスピンドル3の回転数が検出される。そして、ス
テップS4において、前記ろ波回路29の帯域通過フィ
ルタ32の中心周波数がステップS3にて検出されたス
ピンドル3の回転数と同期するように調整される。
ステップS5にて原点検出センサー10により砥石4の
原点位置が検出されると、ステップS6〜S9において
砥石4が一回転する間に前記A/Dコンバータ28で処
理できる限りのデータ数の振れ量が検出され、かつそれ
らのデータがRAM26に格納される。そして、ステッ
プS8で原点位置が検出されると、ステップS10に進
み検出した振れ量データの総数を10度ごとの割出し位
置数すなわち36で分割した後、ステップS11におい
て各割り出し位置ごとの振れ量データを合計して、その
値をデータ数により割って一次平均振れ量データを算出
する。そして、その算出された各割り出し位置ごとの一
次平均振れ量データはステップS12でRAM26のデ
ータエリア内に格納される。
ステップS13では前記振れ量データの検出及び格納処
理が予め設定した所定の回転数を繰返したか否かが判断
され、NOであればステップS14でステップS5へ復
帰し、YESであればステップS15に進んで各回転ご
との一次平均振れ量データをRAM26から読み出し、
それらの値を合計して設定回転数で割ることにより各割
り出し位置ごとの二次平均振れ量データが算出される。
そして、算出された二次平均振れ量データはステップS
16においてRAM26内に各割り出し位置ごとに格納
される。
ステップS17以降は、前記モード切換スイッチ20の
操作により最大振れ量モードが設定された場合の処理に
ついて説明したものであり、ステップS17では前記二
次平均振れ量データを比較することにより、最大振れ量
データとそれが発生する割り出し位置とが選出される。
ステップS18では最大振れ量データ値に所定の許容範
囲を設けることにより、その許容範囲内に含まれる二次
平均振れ量データと対応する複数の割り出し位置が選択
されて、最大振れ量が発生した割り出し位置の補正がな
される。即ち、その選択された複数の二次平均振れ量デ
ータの振れ量データ値とその割り出し位置とを考慮し
て、前記最大振れ量データ値を示す二次平均振れ量デー
タの割り出し位置が本当に砥石4の最大振れ量発生位置
であるか否かが判別され、前記最大振れ量データ値を示
す二次平均振れ量データの割り出し位置が砥石4の最大
振れ量発生位置でないと判断された場合には、最大振れ
量データ値を示さない二次平均振れ量データの割り出し
位置が最大振れ量発生位置であるとして補正を行なう。
ステップS19では最大振れ量データ値が前記振れ量表
示部16にて表示できる数値に換算される。ステップS
20では、前記最大振れ量が基準値以上であるか否かが
判別され、基準値以上であればステップS21に進み、
振れ量表示部16にその最大振れ量が表示されるととも
に、前記補正された最大振れ量発生位置に対応する複数
の割り出し位置表示体14が点灯表示される。次いで、
ステップS22でホールドスイッチ21のON操作が確
認されると、前記表示状態が保持され、かつその保持状
態がホールド表示体19により点灯表示される。又、同
スイッチ21がON操作されていなければ、ステップS
23で前記ステップS2へ復帰して前記した各動作を繰
返す。
一方、ステップS20において最大振れ量が基準値以上
でなければ、すなわち砥石4のバランスがとれた状態で
あると判断された場合には、ステップS24に進みバラ
ンスとり作業が終了したことを表示する「GOOD」の
文字が振れ量表示部16に表示され、その後前記ステッ
プS23へ進む。
なお、ステップS17以降を最大振れ量モード設定時に
則して説明したが、モード切換スイッチ20により最小
振れ量モードが選択された場合も前記と同じ作用によ
り、最小振れ量とそれが発生する割り出し位置とが振れ
量表示部16及び割り出し位置表示体14により表示さ
れる。
発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば、周波数選別手
段の中心周波数が回転体の回転数に応じて自動的に調整
されるので、回転数に応じた回転体の振れ量を極めて容
易に検出表示できるという優れた効果を奏する。又、回
転体の最大振れ量が発生する割り出し位置を複数回転分
の一次平均振れ量データを平均して得られた二次平均振
れ量データに基づき決定しているため、各一次平均振れ
量データにおける誤差等を排除しつつ一層正確な振動検
出を行なうことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の構成を示すブロック図、第2図は平
面研削盤の側面図、第3図はこの発明が具体化した一実
施例を示すバランス検出表示装置の正面図、第4図はそ
の電気回路を示すブロック図、第5図はろ波回路の構成
を示す電気回路図、第6図は作用を示すフローチャート
図である。 フレーム1、回転体としてのスピンドル3,砥石4、振
動検出手段としての加速度ピックアップ7、原点検出セ
ンサー10、回転数検出手段11、表示器12、表示手
段を構成する割り出し位置表示体14及び振れ量表示部
16、算出手段23、CPU24、ROM25、RAM
26、周波数選別手段としてのろ波回路29、帯域通過
フィルタ32、調整信号SG3。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転体(4)の原点位置を検出する原点検
    出手段(10)と、 回転体(4)の回転数を検出する回転数検出手段(1
    1)と、 所定の帯域の周波数を透過させるように構成されると共
    に、前記回転数検出手段(11)により検出された回転
    数の値が前記帯域の中心周波数の値と一致するように当
    該中心周波数を調整可能な周波数選別手段(29)と、 回転体(4)の振動に対応した信号を出力する振動検出
    手段(7)と、 前記振動検出手段(7)から出力された多数の信号のう
    ち、前記帯域を透過した信号のみを振れ量データとして
    記憶する記憶手段(26)と、 回転体(4)の一回転中に検出される多数の前記振れ量
    データを当該回転体(4)の原点位置を基準として複数
    に区分された割り出し位置に対応して分割し、該割り出
    し位置毎の平均振れ量データを求めて一次平均振れ量デ
    ータを作成し、前記回転体(4)の所定回転数分の複数
    の一次平均振れ量データを前記各割り出し位置毎に平均
    して二次平均振れ量データを作成し、前記各割り出し位
    置毎の二次平均振れ量データを比較し、それら各二次平
    均振れ量データのうち最大の平均振れ量である二次平均
    振れ量データを算出する算出手段(23)と、 少なくともその算出手段(23)により算出された二次
    平均振れ量データの振れ量とそれが発生する前記割り出
    し位置とを表示する表示手段(16,14)と、 から構成したことを特徴とする回転体のバランス検出表
    示装置。
JP60031267A 1984-10-09 1985-02-19 回転体のバランス検出表示装置 Expired - Lifetime JPH0663896B2 (ja)

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DE19853534951 DE3534951A1 (de) 1984-10-09 1985-10-01 Vorrichtung zum detektieren und anzeigen des gleichgewichtszustandes eines drehkoerpers bei einer werkzeugmaschine
US07/136,516 US4817003A (en) 1984-10-09 1987-12-22 Apparatus for detecting and indicating the balance of a rotary body in a machine tool

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03194426A (ja) * 1989-12-22 1991-08-26 Toshiba Corp 振動位相角検出装置
JP5309772B2 (ja) * 2008-08-01 2013-10-09 日本精工株式会社 電動モータの検査方法

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JPS5818183B2 (ja) * 1978-05-30 1983-04-12 株式会社小松製作所 フライスカツタのチツプ破損検出装置
JPS5531542A (en) * 1978-08-23 1980-03-05 Akashi Seisakusho Co Ltd Abnormality detecting system for tool or work in machine tool

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