JPH0966434A - 回転体の回転バランス修正方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転体のバランス修正を回転体を回転させた
状態で行うことができるとともに、回転体を停止させて
も回転バランスを保持し得るようにする。 【解決手段】 回転体としての研削砥石３は主軸２によ
り回転駆動され、回転状態のもとで研削砥石３の回転ア
ンバランス位相角が回転検出センサー６により検出さ
れ、アンバランス重量が振動センサー４により検出され
る。流動性を有する付着物としての接着剤１３は接着剤
噴射ノズル８により研削砥石３に付着される。付着され
る接着剤１３の量と位置は、回転検出センサー６と振動
センサー４とからの信号に基づいて制御部により演算さ
れ、その演算結果に基づいて接着剤噴射ノズル８の作動
が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は砥石などの回転体の
アンバランスを自動的に修正するバランス修正技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】回転体を高速で回転させる場合には、こ
れの回転時に有害な振動が発生しないようにするため
に、回転体の回転バランスを安定させることが重要であ
る。たとえば、研削盤を使用する際には、研削砥石を高
速で回転させても振動が発生しないようにするとともに
研削加工精度を向上するために、砥石のアンバランスを
修正するようにしている。また、回転させて使用される
切削工具にあっても、アンバランスが存在する場合には
高精度の切削加工ができないので、それを修正する必要
がある。

【０００３】研削砥石などの回転体のアンバランスを除
去するための一般的な方法としては、回転体を単体で重
心を求めながら手動で重りを移動する方法、機械上でフ
ィールドバランサーを用いてアンバランス位置を計測
し、重りを移動する方法などがある。

【０００４】これらの従来のバランス修正方法は、回転
体のアンバランス位相角とその角度におけるアンバラン
ス重量とを検出した後に、回転体を停止状態として、重
りの位置を調整している。このようなアンバランス修正
方式では、アンバランスの測定を行った後に回転体を停
止させなければならず、アンバランスの修正作業に時間
がかかり、作業性が良好でない。

【０００５】研削砥石を回転させた状態でこれのアンバ
ランスを修正する装置としては、たとえば、特開平５−
２７２５９２号公報に記載されるように、回転体にその
回転方向の所定間隔おきに設けられたポケットにアンバ
ランス量に応じた重量の液体を注入するようにしたもの
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
報に記載されるように、ポケットに液体を注入すること
により、回転体のアンバランスを修正する方式には、回
転を停止するとポケット内の液体は排出されてしまうの
で、再度その回転砥石を用いて研削を行う場合には、新
たにアンバランス位相角とアンバランス量を測定して、
アンバランス修正を行うことが必要となる。

【０００７】また、アンバランスを修正すべき回転体に
よっては、回転体に所定の間隔おきに環状に多数のポケ
ットを形成することができない場合があり、アンバラン
スを修正することができる回転体の種類には限度があっ
た。

【０００８】本発明の目的は、回転体のアンバランス修
正を回転体を回転させた状態で行うことができるととも
に、回転体を停止しても回転バランスを保持し得るよう
にすることにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１１】すなわち、本発明の回転体の回転バランス
修正方法は、回転体の回転状態におけるアンバランス位
相角とアンバランス重量を検出する工程と、前記アンバ
ランス重量に対応しかつ流動性を有する付着物を、回転
体を回転させた状態のもとで前記回転体のアンバランス
位相角の位置に噴射する工程と、噴射された付着物を固
化する工程とを有することを特徴とする。

【００１２】また、本発明の回転体の回転バランス修正
装置は、回転体を回転駆動する回転駆動手段と、前記回
転体の回転状態における回転アンバランス位相角を検出
する位相角検出手段と、前記回転体の回転アンバランス
位相角におけるアンバランス重量を検出するアンバラン
ス重量検出手段と、流動性を有する付着物を前記回転体
に向けてこの回転体を回転させた状態のもとで噴射する
噴射手段と、前記位相角検出手段と前記アンバランス重
量検出手段とからの信号に基づいて前記回転体の回転ア
ンバランス位相角と重量とを演算し、前記噴射手段を制
御して前記回転体の回転アンバランス位相角の位置にア
ンバランス重量に対応する重量の付着物を噴射させる制
御手段とを有することを特徴とする。

【００１３】上記構成の本発明にあっては、回転体を回
転させることによって回転アンバランスの重量とその位
相角とが求められ、回転体を回転させた状態で回転アン
バランスをなくすように接着剤などからなる付着物を噴
射手段から回転体に付着させる。これにより、迅速にバ
ランス修正作業を行うことができる。また、付着させた
後に付着物を固化させると、付着物は回転体に物理的に
固着されることになるので、回転体を停止させても、良
好なバランス状態を継続して保持することができる。し
たがって、バランス調整に引き続いてそのまま回転させ
た状態で研削作業を行うための研削砥石のみならず、バ
ランス調整した後に他の装置に装填して切削などの作業
を行う工具のバランス調整を行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施の形態である回転体
のバランス修正装置を示す図であり、このバランス修正
装置は、研削砥石のアンバランスを修正するために使用
される。

【００１６】主軸台１には図示しないモータが組み込ま
れており、このモータによって駆動される主軸２が主軸
台１に回転自在に取り付けられている。主軸２の一端に
は研削砥石３が着脱自在に装着されるようになってお
り、この研削砥石３は砥石本体３ａとこの中心部に設け
られた金属フランジ部３ｂとを有している。研削砥石３
を主軸２に装着した状態で回転させると、研削砥石３に
回転アンバランスが存在する場合には、それに起因して
主軸台１に振動が伝播される。研削砥石３の振動量を検
出するために、主軸台１には振動センサー４が設けられ
ている。これにより、主軸２をこれに研削砥石３を装着
した状態で回転させると、振動センサー４によって研削
砥石３の振動量が測定され、この振動量に基づいて研削
砥石３のアンバランス重量が求められる。

【００１７】主軸２の回転を検出するために、主軸２に
形成された回転検出部５に対向させて回転検出センサー
６が設けられている。この回転検出センサー６はフォト
センサーにより構成されており、このセンサー６から回
転検出部５に光が照射され、回転検出部５に設けられた
原点マーク７からの反射光を受光することにより、主軸
２の回転数つまり研削砥石３の回転数が検出される。し
たがって、この回転検出センサー６の検出信号と振動セ
ンサー４の検出信号とに基づいて、振動が発生したとき
の研削砥石３の位相角つまり原点位置から何度の位置に
アンバランスが存在するかが求められる。

【００１８】回転体としての研削砥石３に対向させて接
着剤噴射ノズル８が設けられており、この接着剤噴射ノ
ズル８は接着剤供給流路１０によりポンプユニット１１
内の接着剤供給部１２に接続されている。接着剤供給部
１２は熱可塑性接着剤つまりホットメルト接着剤１３を
収容し、これを加熱して流動状態とする容器１４と、こ
れに圧縮空気を供給して容器１４内のホットメルト接着
剤１３を加圧するエアコンプレッサ（図示省略）とを有
している。なお、接着剤供給流路１０にはこの中を流動
する接着剤が冷却固化されないように、ヒータが設けら
れている。

【００１９】接着剤噴射ノズル８にはこの先端からの接
着剤の噴射を制御するための電磁弁１５が設けられてい
る。この電磁弁１５は５ms程度で接着剤噴射ノズル８を
オン・オフ制御する。

【００２０】図２は図１に示した回転バランス修正装置
の制御回路を示すブロック図であり、ＣＰＵなどからな
る制御部２０を有し、この制御部２０には振動センサー
４からの信号と、回転検出センサー６からの信号とが送
られるようになっている。さらに、この制御部２０には
操作盤２１が接続されており、この操作盤２１からの入
力信号が制御部２０に送られ、制御盤２１に設けられた
表示部にはこれを作動させるための信号が送られるよう
になっている。

【００２１】制御部２０からは電磁弁１５に作動信号が
送られるようになっており、この電磁弁１５の作動によ
り接着剤噴射ノズル８のオン・オフが制御される。さら
に、この制御部２０からの制御信号によって、主軸２を
回転するためのモータ２２および流動状態の接着剤１３
を加圧するためのエアコンプレッサ２３が制御されるよ
うになっている。また、制御部２０からは接着剤１３を
所定の流動状態とするためにこれを加熱するヒータなど
に制御信号が送られる。

【００２２】図３は前記回転バランス修正装置を用いて
研削砥石３のアンバランスを修正する工程を示すフロー
チャートである。

【００２３】アンバランスが修正される研削砥石３は主
軸２に装着される。電源がオンされると、容器１４内に
収容され常温では固体の接着剤１３は、ヒータにより加
熱されて所定の粘度の流動状態となるとともに、制御部
２０内のＣＰＵはステップＳ１において初期状態に設定
される。この状態で操作盤２１のスタートスイッチがス
テップＳ２でオンされると、ステップＳ３でモータ２２
が駆動される。

【００２４】モータ２２の駆動により研削砥石３が回転
すると、ステップＳ４で振動センサー４からの信号が制
御部２０に送られ、主軸台１の振動量が測定される。ス
テップＳ５では回転検出センサー６からの信号により、
アンバランス位相角が測定される。これらの測定データ
は制御部２０内のメモリーに格納される。振動量および
位相角の測定の際には、研削砥石３の回転速度を50,000
rpm 程度までに設定することができる。

【００２５】次いで、ステップＳ６が実行されて、接着
剤噴射ノズル８から試し重りとして予め設定された所定
量の接着剤１３が研削砥石３に向けて噴射される。噴射
された接着剤１３は研削砥石３に付着し冷却される。試
し重りの噴射が終了した後には、ステップＳ７が実行さ
れる。このステップでは、初期にステップＳ４で測定し
た振動量およびステップＳ５で測定した位相角を、試し
重りを付着した後における研削砥石３の振動量および位
相角と比較して、それぞれの変化量に基づいて振動量と
アンバランス量の相関関係を求める。

【００２６】さらに、ステップＳ８ではステップＳ７で
求められた相関関係から修正値つまり修正すべきアンバ
ランス量とその位相角が演算され、その演算値はメモリ
ーに格納される。次いで、ステップＳ９が実行されて、
回転アンバランスの重量に相当する噴射回数だけ、アン
バランス位相角の位置に接着剤１３が噴射される。接着
剤１３を噴射する際には、研削砥石３の回転速度を2,50
0 〜3,000rpm程度に設定する。

【００２７】接着剤１３を噴射して研削砥石３のアンバ
ランスを修正する際には、接着剤噴射ノズル８からの１
度の噴射量を一定とした場合には、研削砥石３を回転さ
せて所定の位相角の位置が接着剤噴射ノズル８の位置と
なったときに、接着剤１３を噴射することになる。１度
の噴射ではアンバランスを修正することができないとき
には、研削砥石３の回転に伴って再度位相角の位置が接
着剤噴射ノズル８の位置となったときに、接着剤１３を
噴射し、これを複数回繰り返すことにより、演算された
修正値に対応する重量の接着剤１３が付着される。この
ように、接着剤１３を複数回噴射する場合には、既に付
着された接着剤１３が固化されていないときには、所定
の固化時間が経過した後に次の噴射を行うことが望まし
い。

【００２８】バランス修正用の接着剤１３が研削砥石３
に付着されたならば、再度、主軸台１の振動量の測定と
アンバランス位相角の測定がなされ（ステップＳ１０，
Ｓ１１）、これらの測定結果に基づいて再度、ステップ
Ｓ１２で回転アンバランス位相角と重量とが演算され
る。

【００２９】ステップＳ１３では、ステップＳ１２での
演算結果に基づいて、アンバランス重量が設定値以下と
なっているか否か、つまりアンバランスが修正されたか
否かが判断される。所定値以下となっていると判断され
た場合には、アンバランスの修正作業は終了し、ステッ
プＳ１４でモータ２２が停止する。一方、所定値以上と
なっていると判断された場合には、再度ステップＳ９〜
Ｓ１３が繰り返されることになり、アンバランス重量は
修正される。

【００３０】回転体のアンバランスを修正するだけの作
業あれば、ステップＳ１４でモータ２２を停止すること
によりアンバランスの修正操作は終了することになる
が、研削砥石３を回転体とした場合には、アンバランス
修正操作が完了した後に、モータ２２を停止することな
く、引き続き、バランス修正された研削砥石３を用いて
工具等の研削作業を行うことができる。

【００３１】また、所定の研削作業を行った後に、モー
タ２２を停止させた状態で次に研削される工具を据え付
け、その工具の研削のために再度研削砥石３を回転させ
ても、既にアンバランスを修正するための付着物は研削
砥石３に固着されているので、そのままの状態で引き続
いて研削作業を行うことができる。

【００３２】図示する場合には、接着剤噴射ノズル８に
よって接着剤１３を研削砥石３の金属フランジ部３ｂに
付着するようにしているが、砥石本体３ａに付着するよ
うにしても良い。

【００３３】図示する実施の形態では、試し重りを噴射
する前後の振動量とその振動が発生する位相角とを測定
するようにしているが、試し重りを噴射することなく、
バランス修正を行うようにしても良い。その場合には、
ステップＳ５の次にステップＳ８が実行され、ステップ
Ｓ６，Ｓ７が省略される。

【００３４】試し重りをステップＳ６で噴射するのは、
同じアンバランス量でも剛性の高い機械と低い機械とで
は振動量が相違することから、振動量とアンバランス重
量との関係を相関係数として求めるためであり、試し重
りを付着させてから再度振動量と位相角とを測定するこ
とにより、より正確にアンバランス量を演算することが
できる。バランス修正する回転体つまり研削砥石３の種
類などによって試し重りの噴射を省略するようにしても
良い。

【００３５】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３６】たとえば、アンバランスを修正すべき回転
体としては、図示するように研削砥石のみならず、噴射
ノズルから噴射された付着物が付着して固化するもので
あれば、どのような回転体であっても良く、マシニング
センターなどの高速主軸を工具を含めてアンバランス修
正を行うこともできる。

【００３７】流動性を有する付着物としては、図示する
場合には、所定の温度以上となると流動性を有し、かつ
冷却されると固化するホットメルト接着剤を用いたが、
エポキシ樹脂、二液混合接着剤、金属溶射、紫外線硬化
樹脂など種々のものを使用することが可能である。

【００３８】また、図１に示す噴射ノズル８に対向させ
て他の噴射ノズルを配置し、両方の噴射ノズルから回転
体の両面に付着物を付着するようにしても良い。

【００３９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４０】(1).回転体を回転させることによりその回
転アンバランスを測定した後に、回転体を回転させた状
態のままでそのアンバランスを修正することができ、修
正作業を迅速に行うことができる。

【００４１】(2).アンバランスの修正に接着剤などの付
着物が使用されるので、一度バランス調整を行えば、回
転体は修正されて良好なバランス状態を保持することに
なり、回転体をそのまま継続して使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である回転体の回転バラ
ンス修正装置を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す装置の制御回路を示すブロック図で
ある。

【図３】バランス修正工程を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 主軸台 ２ 主軸 ３ 研削砥石 ３ａ 砥石本体 ３ｂ 金属フランジ部 ４ 振動センサー（アンバランス重量検出手段） ５ 回転検出部 ６ 回転検出センサー（位相角検出手段） ７ 原点マーク ８ 接着剤噴射ノズル（噴射手段） １０ 接着剤供給流路 １１ ポンプユニット １２ 接着剤供給部 １３ 接着剤（付着物） １４ 容器 １５ 電磁弁 ２０ 制御部（制御手段） ２１ 操作盤 ２２ モータ ２３ エアコンプレッサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体の回転状態におけるアンバランス
   位相角とアンバランス重量を検出する工程と、 前記アンバランス重量に対応しかつ流動性を有する付着
   物を、回転体を回転させた状態のもとで前記回転体のア
   ンバランス位相角の位置に噴射する工程と、 噴射された前記付着物を固化する工程とを有することを
   特徴とする回転体の回転バランス修正方法。
2. 【請求項２】 回転体を回転駆動する回転駆動手段と、 前記回転体の回転状態における回転アンバランス位相角
   を検出する位相角検出手段と、 前記回転体の回転アンバランス位相角におけるアンバラ
   ンス重量を検出するアンバランス重量検出手段と、 流動性を有する付着物を前記回転体に向けてこの回転体
   を回転させた状態のもとで噴射する噴射手段と、 前記位相角検出手段と前記アンバランス重量検出手段と
   からの信号に基づいて前記回転体の回転アンバランス位
   相角と重量とを演算し、前記噴射手段を制御して前記回
   転体の回転アンバランス位相角の位置にアンバランス重
   量に対応する重量の付着物を噴射させる制御手段とを有
   することを特徴とする回転体の回転バランス修正装置。