JPH08501624A - 回転体を動的に平衡させるための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 研削盤の研削ホイール（２）の平衡をとるための装置は、ホイールに連結され且つこのホイールとともに回転する組立体、位置が調節自在のおもり（２４、２６）、及びおもりの調節移動を制御する電気モータ（２８、３０）を有する。モ一夕と、電源（４０）を含む計測−処理ユニット（１６）との間の電気的接続は、スリップリング（４８）及びブラシ（５４）で行われる。ブラシは移動自在の支持体（５２）に固定されている。ばね（５８）は、移動自在の支持体に作用を及ぼしてブラシをスリップリングから離間する。例えば電磁石（６０）を含む作動手段は、移動自在の支持体に作用を及ぼしてブラシと対応するスリップリングとを接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】 回転体を動的に平衡させるための装置 技術分野 本発明は、回転体を動的に平衡させるための装置に関し、この装置は、支持フ レームと、位置が調節自在のおもり、及びこれらのおもりに連結された、おもり の前記位置を調節するようになった少なくとも一つの電気モータを有する、前記 回転体に固定され且つ前記回転体とともに回転する組立体と、前記少なくとも一 つの電気モータに給電してこれを制御するようになった、回転体から間隔を隔て られた電力供給−制御手段と、この電力供給−制御手段と前記少なくとも一つの 電気モータとの間を、回転体及び支持フレームに夫々連結された第１接点要素及 び第２接点要素からなる相互摺動接点で接続する電気接続手段とを有する装置に 関する。 詳細には、本発明は、研削盤の研削ホイールを動的に平衡させるためのバラン シング装置に関する。 背景技術 研削盤では、一般に、望ましからぬ振動があり、こうした振動は、形状及び／ 又は構成の欠陥（ホイールの面間の平行性が損なわれていること、外研削面と内 中央穴との間の同心性が損なわれていること、材料、多孔度、 等が均等でないこと）、回転スピンドルに不正に組み立てられていること（これ はホイールの重心を回転軸線からずらしてしまう）、及び加工物の加工作業中の 磨耗及び／又は割れによる劣化といった種々の理由で研削ホイールが平衡を欠い た状態になることによって生じる。こうした振動は、丸味における過誤（楕円に なったり丸くなったりすること）のような不正確さを加工物に生じたり、工作機 械を損傷させることのある荷重及び応力を加える。 周知のバランシング装置は、研削ホイールに連結されており、平衡を欠いた状 態を較正するためホイールの回転中に電気モータによって半径方向行路即ち角度 行路に沿って駆動される移動自在のおもりを有する。 駆動モータは、バランシング装置の部分であり、バランシング装置及びホイー ルとともに回転し、固定された外部電源によって、例えばスリップリング及びブ ラシを含む電気的接続手段を通して給電される。 平衡がとれていないことによって生じる振動をセンサで取り上げ、振動の幾つ かのパラメータ（振動数、振幅、及び／又は他のパラメータ）を計量し、これを 上文中で言及した電源を有するユニットで表示し及び／又は処理する。ユニット は、次いで、移動自在のおもりを適正に駆動するため、適正な「バランシング」 信号をモータに送る。 以上の特徴を持つバランシング装置は米国特許第３，６９８，２６３号に示さ れており且つ説明されている。この特許によれば、駆動モータは、器具に表示さ れた振動のパラメータに基づいてオペレータによって制御される。 周知の装置の問題点は、研削ホイールの回転中、関連したスリップリングと接 触したままのブラシの磨耗、及びそのため保守作業及び交換作業を比較的頻繁に 行う必要があるということである。 発明の開示 本発明の目的は、周知の装置のこのような問題点を解決し、信頼性を改善でき 、工作機械の費用及び停止時間を少なくすることのできるバランシング装置を提 供することである。 本発明によれば、電気接続手段が、前記支持フレームの一方に連結された移動 自在の支持体及び回転組立体からなり、該支持体は、前記第２接点要素を支持し 、前記第１接点要素及び前記第２接点要素が互いに間隔を隔てられた第１位置、 及び電力供給−制御手段と前記少なくとも一つの電気モータとを電気的に接続す るため前記第１接点要素及び前記第２接点要素が互いに接触した第２位置をとる ようになっている装置によって、この目的が達成され、他の利点が得られる。 図面の簡単な説明 本発明を単なる非限定的例として与えられた添付図面を参照して以下に詳細に 説明する。 第１図は、一部を切欠いて示す概略側面図であり、 第２図は、第１図の装置の細部の拡大側断面図であり、 第３図は、第２図の装置の一部のIII−III線に沿った断面図である。 実施例 第１図によれば、研削盤の研削ホイール２は回転体即ちスピンドル４に連結さ れており、比較的固定された支持フレーム即ち工具スライド６に関し、制御ユニ ット即ちプログラム可能な論理制御装置８及び他の作動手段（図示せず）の制御 下で軸線Ａを中心としてスピンドルとともに回転する。 スピンドル４のキャビティ１０は、ホイール２を動的に平衡させるためのバラ ンシング装置１２を収容し、振動センサ１４が研削盤のフレーム６に固定されて いる。 電力供給−制御手段は、振動センサ１４に電気的に接続された計測−処理ユニ ット１６を有し、振動センサ１４は、回転部品（研削ホイール２及びスピンドル ４）の振動に応じた電気信号を計測−処理ユニット１６に送る。 計測−処理ユニット１６は、プログラム可能な論理制御装置８に電気的に接続 されており、配電端子１８を備 えた電気接続手段を通してバランシング装置１２に接続されている。 第２図に更によく示してある装置１２は、実質的に、図示していない方法でス ピンドル４に固定された（即ちスピンドルとともに回転するように固定された） フレーム構造１９を有し、このフレーム構造には、軸線Ａを中心として整合した 二つの円筒面２１、２３、が形成されており、更に、装置１２は、転がり軸受２ １′、２３′で円筒面２１に夫々連結された二つの管状要素２０、２２からなる 回転組立体を有し、各管状要素２０、２２は中空半円筒体形状の較正おもり２４ 、２６を夫々支持する。管状要素２０、２２は、関連した円形フランジ２５、２ ７を更に有し、これらのフランジには、歯を備えた内面２５′、２７′が構成さ れている。回転ステム３２、３４を備えた二つの電気モータ２８、３０がフレー ム構造１９に固定され、ステム３２、３４は軸線Ａと平行であり、管状要素２０ 、２２を軸線Ａを中心として回転させるため、これらの管状要素の歯を備えた面 ２５′、２７′に歯車３６、３８で連結されている。このようにして、それ自体 周知の方法でバランシング作業を行うことによって、おもり２４、２６の角度位 置をフレーム構造１９に対して調節することができる。 配電端子１８（主な機能上の詳細は第３図に示してある）は、計測−処理ユニ ット１６とバランシング装置 １２とを電気的に接続する。ユニット１６は、電源４０を有する。 端子１８は、摺動接点を有し、実質的には、２つの部品、即ち、フレーム６に 固定された非回転部品４２及びスピンドル４にしっかりと連結された回転部品４ ４からなる。 回転部品４４は、モータ２８、３０にケーブル５０で接続された三つのスリッ プリング４８を含む第１電気接点要素を支持する実質的に円筒形の端部４６を有 する。 非回転部品４２は、ハウジング５１、及びユニット１６に電気的に接続された 三つのブラシ５４を含む第２電気接点要素を支持する移動自在の支持体５２から なり、ブラシ５４及びスリップリング４８が、電源４０とモータ２８、３０との 間の電気接続部を構成する。 支点即ち枢動手段５６が回転軸線Ｂを構成し、この軸線Ｂは軸線Ａと平行であ り且つ軸線Ａと食い違っており、この軸線Ｂにより、支持体５２とハウジング５ １との間での枢動運動が可能になる。 引っ込め装置は、停止手段５５が構成する第１位置まで支持体５２を引っ張る ため、ハウジング５１と移動自在の支持体５２の延長プレート５３との間に配置 されたばね５８からなる。第１位置では、ブラシ５４は、第３図に破線で示すよ うにリング４８から間隔を隔てられている。 作動手段は、計測−処理ユニット１６に接続され且つこのユニットで制御され る電磁石６０からなり、この電磁石は、延長プレート５３を引付けることによっ て、ブラシ５４がリング４８と接触し、ユニット１６をバランシング装置１２に 電気的に接続する第２位置（第３図に実線で示す）まで支持体５２を移動させる ようになっている。 工作機械の通常の作動中、及び部品４４と４２との間での相互回転中、ブラシ ５４はばね５８の作用で引っ込められており、対応するリング４８上で摺動しな い。バランシングサイクルを実施する必要がある場合には、作動手段６０を賦勢 してブラシ５４を移動させ、スリップリング４８と接触させ、端子１８内にかく して形成された電気接点を通してモータ２８、３０を適正に制御し、バランシン グおもり２４、２６を駆動する。 バランシングサイクルは、一般的には、研削ホイール２の交換又はドレッシン グの結果として、及び所定の限度を越えた振動パラメータの値を計測ユニット１ ６がセンサ１４を通して感知したとき、必要とされる。 バランシングサイクルは、計測した振動パラメータの値が所定の許容範囲内に 入ると終わる。完全自動サイクルを行うのに必要な時間は、一般的には一分又は 二分を越えないが、部分的に手動操作を必要とする場合には、更に数分を必要と する。 以上から、ユニット１６とバランシング装置１２とを電気的に接続する必要の ある時間が、工作機械の全作動時間に関し、極めて短くなるということが明らか である（上文中に言及した二つの時間の間の比の非常に大まかな評価は、百乃至 数百に及ぶ）。 ブラシ５４をスリップリング４８から離間できるため、相互摺動を厳密に必要 な一回に減らすことができ、その結果、電気接点の磨耗を実質的に無視できるよ うにする。 電磁石６０は、支持体５２を第２位置まで適正に移動し、必要な電気接続を形 成する同じ作動を行う任意の別の装置に代えてもよい。 添付図面に示し且つ上文中に説明した実施例とは異なる、本発明による装置の 他の異なる実施例が可能である。一例として、バランシング装置を研削ホイール スピンドルの外側にそれ自体周知の方法で接続してもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年７月２７日 【補正内容】 明細書 回転体を動的に平衡させるための装置 技術分野 本発明は、回転体を動的に平衡させるための装置に関し、この装置は、支持フ レームと、位置が調節自在のおもり、及びこれらのおもりに連結された、おもり の前記位置を調節するようになった少なくとも一つの電気モータを有する、前記 回転体に固定され且つ前記回転体とともに回転する組立体と、前記少なくとも一 つの電気モータに給電してこれを制御するようになった、回転体から間隔を隔て られた電力供給−制御手段と、この電力供給−制御手段と前記少なくともーつの 電気モータとの間を、回転体及び支持フレームに夫々連結された第１接点要素及 び第２接点要素からなる相互摺動接点で接続する電気接続手段とを有する装置に 関する。 詳細には、本発明は、研削盤の研削ホイールを動的に平衡させるためのバラン シング装置に関する。 背景技術 研削盤では、一般に、望ましからぬ振動があり、こうした振動は、形状及び／ 又は構成の欠陥（ホイールの面間の平行性が損なわれていること、外研削面と内 中央穴との間の同心性が損なわれていること、材料、多孔度、 等が均等でないこと）、回転スピンドルに不正に組み立てられていること（これ はホイールの重心を回転軸線からずらしてしまう）、及び加工物の加工作業中の 磨耗及び／又は割れによる劣化といった種々の理由で研削ホイールが平衡を欠い た状態になることによって生じる。こうした振動は、丸味における過誤（楕円に なったり丸くなったりすること）のような不正確さを加工物に生じたり、工作機 械を損傷させることのある荷重及び応力を加える。 周知のバランシング装置は、研削ホイールに連結されており、平衡を欠いた状 態を較正するためホイールの回転中に電気モータによって半径方向行路即ち角度 行路に沿って駆動される移動自在のおもりを有する。 駆動モータは、バランシング装置の部分であり、バランシング装置及びホイー ルとともに回転し、固定された外部電源によって、例えばスリップリング及びブ ラシを含む電気的接続手段を通して給電される。 平衡がとれていないことによって生じる振動をセンサで取り上げ、振動の幾つ かのパラメータ（振動数、振幅、及び／又は他のパラメータ）を計量し、これを 上文中で言及した電源を有するユニットで表示し及び／又は処理する。ユニット は、次いで、移動自在のおもりを適正に駆動するため、適正な「バランシング」 信号をモータに送る。 以上の特徴を持つバランシング装置は米国特許第３，６９８，２６３号に示さ れており且つ説明されている。この特許によれば、駆動モータは、器具に表示さ れた振動のパラメータに基づいてオペレータによって制御される。 周知の装置の問題点は、研削ホイールの回転中、関連したスリップリングと接 触したままのブラシの磨耗、及びそのため保守作業及び交換作業を比較的頻繁に 行う必要があるということである。 ドイツ国特許第４１０４３５０号には、工具を支持する加工ヘッド、工具とと もに回転する圧電トランスジューサ、圧電トランスジューサを駆動するための電 気信号を発生するための制御ユニット、及び圧電トランスジューサを制御ユニッ トに電気的に接続するためのスリップリング及びブラシを含む作動装置を有する 工作機械が開示されている。 作動装置には、ブラシホルダに連結された軸線方向に移動自在のピストンロッ ドを有する空気圧シリンダが設けられている。ブラシとブラシホルダとの間には 、ブラシをスリップリングに押付けるためのばねが配置されている。 工作機械は、二つの加工モードに従って作動できる。これらの作動モードの一 方は、作動装置がブラシをスリップリングと接触させ、圧電トランスジューサに よって 工具に超音波振動を加える超音波モードである。 空気圧シリンダは、説明されていない方法で、ブラシを移動させるための手段 として、モータ又はソレノイドのような作動装置に代えてもよい。 上記ドイツ国特許に示された工作機械では、ブラシは、両方とも、スリップリ ングと接触した状態に押圧され、独特の作動装置の積極的な作用によって引っ込 み位置に押圧され、その結果、頻繁な作動を受け、ブラシホルダを両方向に駆動 する適当な駆動−案内機構を含まなければならない。更に、独特の作動装置が破 損した場合には、ブラシの位置を確認できず、工作機械の作動が不適正になるこ とが考えられる。 発明の開示 本発明の目的は、周知の装置のこのような問題点を解決し、信頼性を改善でき 、工作機械の費用及び停止時間を少なくすることのできるバランシング装置を提 供することである。 この目的は、前記電気接続手段が、前記支持フレームの一方に連結された、前 記第２接点要素を支持する、移動自在の支持体及び回転組立体と、移動自在の支 持体を前記第１接点要素及び前記第２接点要素が互いに間隔を隔てられた第１位 置に保持するための引っ込め装置と、前記移動自在の支持体を、前記第１位置か ら、電力供給−制御手段と前記少なくとも一つの電気モータとの間に 電気接続部を構成するため前記第１接点要素及び前記第２接点要素が互いに接触 した第２位置まで移動させるための作動装置とを有する、装置によって達成され 、他の利点が得られる。 図面の簡単な説明 本発明を単なる非限定的例として与えられた添付図面を参照して以下に詳細に 説明する。 第１図は、一部を切欠いて示す概略側面図であり、 第２図は、第１図の装置の細部の拡大側断面図であり、 第３図は、第２図の装置の一部のIII−III線に沿った断面図である。 実施例 第１図によれば、研削盤の研削ホイール２は回転体即ちスピンドル４に連結さ れており、比較的固定された支持フレーム即ち工具スライド６に関し、制御ユニ ット即ちプログラム可能な論理制御装置８及び他の作動手段（図示せず）の制御 下で軸線Ａを中心としてスピンドルとともに回転する。 スピンドル４のキャビティ１０は、ホイール２を動的に平衡させるためのバラ ンシング装置１２を収容し、振動センサ１４が研削盤のフレーム６に固定されて いる。 請求の範囲 １． 回転体（２、４）を動的に平衡させるための装置であって、 支持フレーム（６）と、 位置が調節自在のおもり（２４、２６）、及び前記おもり（２４、２６）に連 結され、前記おもりの前記位置を調節するようになった少なくとも一つの電気モ ータ（２８、３０）を有する、前記回転体（２、４）に固定され且つ前記回転体 とともに回転する組立体と、 前記少なくとも一つの電気モータ（２８、３０）に給電してこれを制御するよ うになった、前記回転体から間隔を隔てられた電力供給−制御手段（１６、４０ ）と、 前記電力供給−制御手段（１６、４０）と前記少なくとも一つの電気モータ（ ２８、３０）との間を、前記回転体（４）及び前記支持フレーム（６）に夫々連 結された第１接点要素（４８）及び第２接点要素（５４）からなる相互摺動接点 で接続する電気接続手段（１８、４２−６０）とを有する装置において、 前記電気接続手段（１８、４２−６０）は、前記支持フレーム（６）および回 転体の一方に連結された、前記第２接点要素（５４）を支持する移動自在の支持 体（５２）と、移動自在の支持体（５２）を前記第１接点要素（４８）及び前記 第２接点要素（５４）が互いに間隔を 隔てられた第１位置に保持するための引っ込め装置（５８）と、前記移動自在の 支持体（５２）を、前記第１位置から、電力供給−制御手段（１６、４０）と前 記少なくとも一つの電気モータ（２８、３０）との間に電気接続部を構成するた め前記第１接点要素（４８）及び前記第２接点要素（５４）が互いに接触した第 ２位置まで移動させるための作動装置（６０）とを有する、ことを特徴とする装 置。 ２． 前記移動自在の支持体（５２）は、前記支持フレーム（６）に回転自在 に連結されている、請求項１に記載の装置。 ３． 前記引っ込め装置は、前記支持フレーム（６）及び前記移動自在の支持 体（５２）に連結されたばね（５８）を含む、請求項２に記載の装置。 ４． 前記作動装置は、前記電力供給−制御手段（１６、４０）に接続された 電磁石（６０）を含み、この電磁石は、前記ばね（５８）の作用に打ち勝つよう になっている、請求項３に記載の装置。 ５． 前記回転体は研削盤の研削ホイール（２）を含み、前記おもりは二つ（ ２４及び２６）であり、前記回転組立体は第２電気モータ（３０）を有し、前記 第１接点要素は前記回転体（２、４）に連結された三つのスリップリング（４８ ）を含み、前記第２接点要素は前記移動自在の支持体（５２）に連結された三つ のブラシ（５ ４）を含む、請求項４に記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 回転体（２、４）を動的に平衡させるための装置であって、 支持フレーム（６）と、 位置が調節自在のおもり（２４、２６）、及び 前記おもり（２４、２６）に連結された、前記おもりの前記位置を調節するよ うになった少なくとも一つの電気モータ（２８、３０）を有する、 前記回転体（２、４）に固定され且つ前記回転体とともに回転する組立体と、 前記少なくとも一つの電気モータ（２８、３０）に給電してこれを制御するよ うになった、前記回転体から間隔を隔てられた電力供給−制御手段（１６、４０ ）と、 前記電力供給−制御手段（１６、４０）と前記少なくとも一つの電気モータ（ ２８、３０）との間を、前記回転体（４）及び前記支持フレーム（６）に夫々連 結された第１接点要素（４８）及び第２接点要素（５４）からなる相互摺動接点 で接続する電気接続手段（１８、４２−６０）とを有する装置において、 前記電気接続手段（１８、４２−６０）は、前記支持フレーム（６）の一方に 連結された移動自在の支持体（５２）及び回転組立体からなり、該支持体は、前 記第２接点要素（５４）を支持し、前記第１接点要素（４８） 及び前記第２接点要素（５４）が互いに間隔を隔てられた第１位置と、電力供給 −制御手段（１６、４０）と前記少なくとも一つの電気モータ（２８、３０）と の間に電気接続部を構成するため前記第１接点要素（４８）及び前記第２接点要 素（５４）が互いに接触した第２位置をとるようになっている、ことを特徴とす る装置。 ２． 前記電気接続手段（１８、４２−６０）は、前記移動自在の支持体（５ ２）を前記第１位置に保持するようになった引っ込め手段（５８）、及び前記移 動自在の支持体（５２）を前記第２位置に移動させるようになった作動手段（６ ０）を有する、請求項１に記載の装置。 ３． 前記移動自在の支持体（５２）は、前記支持フレーム（６）に連結され ている、請求項２に記載の装置。 ４． 前記回転組立体は、前記おもり（２４、２６）を二つ有し、前記電気モ ータ（２８、３０）を二つ有し、各電気モータ（２８、３０）は、前記おもり（ ２４、２６）のうちの一方の位置を調節するようになっており、前記第１接点要 素は、前記回転体に連結された少なくとも三つのスリップリング（４８）を含み 、前記第２接点要素は、前記移動自在の支持体（５２）に連結された少なくとも 三つのブラシ（５４）を含む、請求項３に記載の装置。 ５． 前記電力供給−制御手段（１６、４０）は、前記第２接点要素（５４） に電気的に接続された計測−処 理ユニット（１６）を有する、請求項４に記載の装置。 ６． 前記作動手段は、前記計測−処理ユニット（１６）に接続された電磁石 （６０）を有し、この電磁石は、前記移動自在の支持体（５２）と協働してこれ を第２位置まで移動させるようになっており、前記引っ込め手段は、ばね（５８ ）を含む、請求項５に記載の装置。