JPS5871060A - バレル加工装置 - 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】 本発明は、バレル槽内のメディアの量を検知することに
よってメディアのｔｔ適正に維持し得るバレル加工装置
に関するものである。

バレル槽を備え、そのバレル槽内のメディア及びワーク
を相対運動させることによってワークを研摩する流動バ
レル加工装置が提供さｎている。

このようなバレル加工装置は、その稼動に伴ってメディ
アが消耗し、ワークに対する研摩能率が低下する性質が
ある。このため、従来は、予めメディアの消耗特性を実
験的に求め、バレル槽中のメディアの量を適正に維持す
るために、一定の稼動時間毎に消耗量に見合う一定量の
メディアを補給することが行わｎている。

しかしながら、斯る場合においては、メディアの性状や
製造ロット毎に消耗特性が異るため、メディアの補給周
期または補給量が必ずしも一定ではなく、メディアの補
給作業が煩雑となるとともに、メディアの補給が不充分
のままバレル加工装置が稼動する場合がある不都合があ
った。メディアの量が不足した状態でバレル加工が施さ
ｎると、研摩能率が低下して予め設定さｎた加工時間内
においてワークが充分に研摩されない状態となるととも
に、ワークが相互に衝突して傷が生じ、ワークの研摩不
良や傷不良を生じるのである。特に。

本来的に加工能率が高くメディアの消耗が早い流動バレ
ル加工装置やメディア量の少い小型のバレル加工装置は
頻繁なメディアの補給作業を必要とするので、上記のよ
うな不都合が顕著である。

本発明は以上の事情を背景として為さｎたものであり、
その目的とするところは、バレル槽内のメディアの量を
検出することができるバレル加工装置を提供することに
ある。

斯る目的を達成するため２本発明は、竪型のバレル槽を
伽え、該バレル槽内のメディア及びワークを相対運動さ
せることによって該ワークを研摩するバレル加工装置に
おいて、 （１）検出端部を備え、前記メディアがバレル加工に適
当な量であるとき該メディアの表面が該検出端部に到達
するように、層検出端部を前記バレル槽内の所定の深さ
に位置させた位置固定の検出部材と、 （２）該検出部材に取り付けらｎて該検出部材の振動を
検出し、該振動を表わす第１振動信号を出力する第１振
動センサと、 （８）前記検出部材が固定された部材に取り付けらｎて
該部材の振動を検出し、該振動を表わす第２振動信号を
出力する第２振動センサと、（４）前記第１振動信号の
大きさが、前記第２振動信号に基づいて定めらｎた基準
信号に対して、上回っている場合には前記所定の深さに
前記メディアが到達し念ことを表わす高位信号を出方し
、下回っている場合には到達していないことを表わす低
位信号を出力する判別装置と、を設けたことを特徴とす
る。

このようにすｎば、バレル槽内のメ゛ディアから付与さ
れた検出部−材の振動状態に基づいて低位信号が出力さ
ｎ、バレル槽内のメディアが検出部材に到達した状態か
否かが適確に検出されるので、メディアの補給作業が最
適の時期で為され得、メディアの量が不足した状態でバ
レル加工が施さｎることか防止’４ｎる。また、低位信
号に基づいて作動するメディア供給装置を設けることが
でき、このような場合には、メディア補給作業の労力が
大幅に軽減さｎるとともにメディアの補給ミスが完全に
解消さ牡るのである。

更に、第１振動信号が、検出部材が固定さｎた部材の振
動を表わす第２振動信号に基づいて定めらｎた基準信号
に対して比較されるので、予め定めらｎた一定の基準信
号に対して比較する場合に比べて、メディアから検出部
材に与えらｎる振動の変化のみによってメディアの量が
正確に判断さｎ、低位信号の信頼性が向上する。

以下５本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図において、円筒状の周壁部１０はフレイム１２に
固定さｎており、この周壁部１０の下側の開口部を塞ぐ
状態で円盤状の回転底部１４が配設さｎて、周壁部１０
及び回転底部１４からなる流動バレル装置用竪型のバレ
ル槽１６が形成さｎている。回転底部１４の中心部から
下方に突き出た回転軸１８の下部は軸受２０によって支
持さｎており、回転軸１８に固定された■プーリ２２と
モータ２４の出力軸に固定された■プーリ２６とには■
ベルト２８が掛けらｎて、回転底部１４がモータ２４に
工って回転駆動さ扛る工うになっている。

したがって、回転底部が回転駆動さｎると、バレル槽１
６中のメディア８０が回転底部１４の遠心力及び回転力
を受けてバレル槽１６の外周部に流動しつつ押しやらｎ
１良く知られた流動環８２が形成される。即ち、回転底
部１４上のメディア８０は、遠心力及び回転力を受けて
周壁部１０の下部に強く押しやらｎた後、周壁部１０の
内壁面に沿って押し上げられ、その後回転底部１４の内
周部に滑落して、第１図の矢印Ａに示さ詐るように１回
転底部１４の回転方向に向って螺旋状に流動しつつ流動
環８２を形成するのである。

このような状態において、メディア８０中に混在するワ
ーク８４とメディア８０との間に生じる相対運動に起因
して、ワーク８４が多数のメディア８０と衝突及び摩擦
し、その表面が研摩さｎるのである。このため、バレル
槽１６内のメディア８０の量は研摩の能率及び品質と密
接に関連するので、バレル槽１６内のメディア８０の量
が不足　　　１しているか否かを検出するメディア址検
出装置が備えらｎて、メディア８０が適切に補給さｔ得
る　　　・ようになっている。

すなわち、メディア量検出装置は、検出部材である検出
棒８６と、検出部材８６と同じ形状の補償部材８８と、
検出棒８６及び補償部材８８の振動をそｎぞｎ検出する
第１振動センサ４０及び第　　　ｊ２振動センサ４２と
、こ扛等第１振動センサ４０及び第２振動センサ４２か
ら出力さする第１振動信号Ｓ■１及び第２振動信号８Ｖ
２に基づいて、　　　　１メデイア８０が検出棒８６の
検出端部４４、に到達し７ているか否かを判断する判別
装置４６と、から　　　″構成さｎている。

検出棒８６は水平部とこの水平部の一端から下方に伸び
る垂直部とを有するＬ字形状であって。

その水平部の他端が周壁部１０の外周壁面に固定さｎた
ブラケット４８に取付ブロック５０゛ヲ介して固定され
ている。そして、その垂直部の下端が検出端部４４を形
成しており、その検出端部４４は、バレル槽１６内に流
動中のメディア８０がバレル加工上適正な量であるとき
にメディア８０が到達するように、流動環８２の内周側
において。

バレル槽１６内の所定の深さに位置させらｎている。検
出棒８６と同様の形状を有する補償部材８８は、その垂
直部がバレル槽１６外に位置するように、検出棒８６を
水平に１８０度回転させた状略において、取付ブロック
５２を介してブラケット４８に固定さｎている。

第１振動センサ４０及び第２振動センサ４２は。

瘍い固有振動数を有するとともに検出棒８６及び補償部
材８８の水平部にそｎぞｎ固定さｎ、そｎ等に発生する
振動を検出して電気信号に変換し、そｎぞｎの振動加速
度を表わす第１振動信号Ｓ■１及び第２振動信号８Ｖ２
６判別装置４６に出力するものである。尚、第１振動セ
ンサ４０及び第２振動センサ４２は、バレル槽１６外に
位置させら扛てそｔぞｎ固定されているので、バレル槽
１６内における研摩溶液の飛沫等の汚ｎが防止さｎる利
点がある。

判別装置４６は、比較演算回路５４と、第１振動信号８
Ｖｌの振動レベルを比較演算回路５４に入力させるため
の増幅回路５６．フィルタ５８゜整流回路６０及び平滑
回路６２と、第２振動信号Ｓ■２の振動レベルを比較演
算回路５４に入力させるための増幅回路６４．フィルタ
６６、整流回路６８及び平滑回路７０と、から構成さｎ
ている。

比較演算回路５４は、第２振動信号Ｓ■２に基づき、第
２振動信号ＳＶ２に予め定めら九た一定の値Ｋを加算し
て基準信号ＳＤを演算するとともに。

この基準信号８Ｄに対して第１振動信号Ｓｖｌが上回っ
ているか否かを判断し、下回っている場合には低位信号
ＳＷが出力さする工うになっている。

すなわち、次式 ％式％（１） が満足きｎるとき、検出棒８６の検出端部４４にメディ
ア８０が到達していないことを表わす低位信号ＳＷが出
力さｎるのである。

そして、メディア量の不足状態を点灯表示する之めに、
低位信号８Ｗの発生とともに点灯するメディア量表示装
置７２が設けらｎており、また、バレル槽１６の上方位
置には、バレル槽１６内にメディアを補給するために、
低位信号８Ｗの発生中にメディア８０をバレル槽１６内
に連続的に補給するメディア供給装置７４がブラケット
７６に固定されている。

以下、本実施例の作動を説明する。

図示しない電源スィッチが投入さｎてモータ２４に電力
が供給されると、このモータ２４によって回転底部１４
が回転駆動されるので、バレル槽１６内のメディア８０
は回転底部１４によって流動させらｎて環状の流動環８
２を形成する。

メディア３０の量がバレル加工のために適正な量である
場合には、メディア８０が検出棒８６に到達し、その検
出端部４４が流動環８２の表面に埋没した状態にある。

第１図はこの状態を示・す。

この状態における検出端部４４には、流動するメディア
８０が衝突するので、検出端部４４はその衝突に起因す
る振動を発生する。この振動は第１振動七ン′す４０に
裏って検出さｎｌこの振動加速度を表わす第１振動信号
ＳＶＩが増幅回路５６゜フィルタ５８．整流回路６０及
び平滑回路６２を経て振動レベル（平均値）に変換さｎ
、比較演算回路５４に供給さｎる。一方、補償部材８８
には、回転底部１４の駆動やメディア８０の流動に起因
する周壁部１０の振動が伝達さｎておシ、この振動は第
２振動センサ４２によって検出さｎ、この振動加速度を
表わす第２振動信号ｓｖ２が増幅回路６４．フィルタ６
６、整流回路６８及び平滑回路７０を経て振動レベル（
平均値）に変換され。

比較回路５４に供給さｎる。

この状態における第１振、動信号ＳＶ１の振動レベルは
、検出棒８６がメディア８０から受ける振動と検出棒８
６が固定された周壁部１０から受ける振動とを表わすも
のであるため、周壁部１０から受ける振動のみを表わす
第２振動信号Ｓ■２の振動レベルに対して大幅に大きい
友め、第２振動信号Ｓ■２に予め定められた一定の値Ｋ
を加えた基準信号８Ｄよりも大きい。このため、比較演
算回路５４から低位信号８Ｗが出力されない。

しかし、バレル加工装置の稼動に伴ってバレル槽１６内
のメディア８０が消耗すると、メディア８０の量が少な
くなって流動環８２の表面と検出端部４４との接触が僅
かとなるので、メディア８０と検出端部４４との衝突量
が少なくなシ、その衝突に起因して発生する振動が小さ
くなる。このため、第１振動信号８Ｖｌの振動レベルが
第２振動信号８ｖ２の振動レベルに接近し、その差が前
記一定値Ｋｙ下回ったとき、すなわち、第２振動信号８
■２に一定値Ｋを加え九基準信号８Ｄよりも第１振動信
号ＳＶ１の振動レベルが下回ったとき、低位信号８Ｗが
比較演算回路５４からメディ・ア量表示装置７２及びメ
ディア供給装置７４に出力さｎる。この結果、メディア
量表示装置７２においてメディア不足を表わす点灯表示
が為されるとともに、メディア供給装置７４においては
、新たなメディア８０がバレル槽１６内に連続的に投入
さ扛る。

メディア供給装置７４によってバレル槽１６内のメディ
アＳ、、、Ｏ・量が増加させらｎると、流動環８２の表
面が上昇して、検出端部４４が流動環８２の表面に再び
埋没する。このため、第１振動信号８Ｖｌの振動レベル
が大きくなって前記基準信号８Ｄ工りも大きくなると、
低位信号ＳＷが消滅し、メディア量表示装置７２の不足
表示が消灯するとともに、メディア供給−置７４による
メディア８０の供給が停止さｎる。

このように１本実施例によｎば、流動するメディア８０
が検出棒８６に付与する振動の変化に基づいて、メディ
ア８０が検出棒８６に到達しているか否かが検知される
と同時に、そめメディア８０の量の不足が自動的に判断
さ扛るので、バレル槽１６内のメディア８０の不足表示
が適確に表示さｎるとともに、自動的にメディア８０が
補給される。したがって、特に消耗特性が異る種々の性
状及び製造ロフトのメディア８０を使用しても。

メディア８０の不足が正確に把握さｎ、また、不足量に
見合った適量のメディア８０が適時に補給されるので、
特に小型のバレル加工装置において顕著な、煩雑な補給
作業が解消さｎるとともにワ−りの研摩不良や傷不良が
防止さｎるのである。

また、比較演算回路５４においては、検出棒８６が固定
さｎた周壁部１０の振動を表わす第２振動信号ｓｖ２に
一定の値Ｋｊ−加えた基準信号８Ｄに対して第１振動信
号８Ｖｌを比較するので、第１振動信号８Ｖｌに含まれ
るメディア８０から付与さｆｌ＆振動のみを一定値にと
、が正確に相対比較さｎることになる。すなわち、前記
（１）式から明らかなように、第１振動信号８Ｖｌから
第２振動信号８■２を差引いた値と一定値にとが比較さ
れることになる。従って、単に検出棒８６に生ずる振動
の大きさと予め定めらｎた一定の値とを比較してメディ
ア８０が検出棒８６に到達しているか否かを判断する場
合には、検出棒８６に生ずる振動には流動するメディア
８０から付与さｎる振動の他に、検出棒８６が固定さｎ
た周壁部ｌＯの振動も含まｎるので、周壁部１０の振動
が大きくなるとメディア８０の量を正確に検出すること
が困難となるのに対し１本実施例によれば基準信号８Ｄ
にも周壁部ｌＯの振動が含まれているので、メディア８
０から検出棒８６に与えらｎる振動の変化のみによって
きわめて正確にメディア８０の量を検出できるのである
。換言すｎば、第２振動信号ｓｖ２は第１振動信号８Ｖ
ｌに含まれる不要な振動分比較判断時に除外するために
基準信号８ＤＫ加えらｎる補償信号である。ここで、第
２振動センサ４２は、周壁部ｌＯに直接取９付けらｎて
もよいが、検出棒８６と尚じ形状及び材質の補償部材８
８ｔ−介して周壁部ｌＯに取り付けらｎているので、第
２振動信号Ｓｖ２を第１振動信号ＳＶＩに含まれる周壁
部１０から伝達さｎる振動に一層近似させることができ
、メディア８０量の検出が一層正確となる利点がある。

ここで、本発明者の実験に工ｎば、フィルタ５８．６６
を５ＫＨｚの信号を通過させる特性とした場合において
、オーバオー／ｌ／　（５Ｋ　Ｌ（ｚ　以下全域）の振
動レベルで表わすと、第２図に示さｎる三角形状のメデ
ィア８０が検出棒８６に到達しているときには、第１振
動信号Ｓｖ１が＋６．５ｄＢ。

第２振動信号Ｓ■２が一２ｄＢであり、不定形の塊状の
メディア８０が検出棒８６に到達しているときには、第
１振動信号８Ｖｌが＋８ｄＢ、第２振動信号８ｖ２が−
６，５ｄ　Ｂであった。そして。

メディア８０が検出棒８６に到達していない状態には、
第１振動信号８Ｖｌが第２振動信号８ｖ２と殆んど同じ
値になるので、結局、第１振動信号８Ｖｌの変化量とし
ては、三角形状のメディア８０において８．５ｄＢ、塊
状のメディア８ｏにおいて９．５　ｄ　Ｂが得らｎ友。

以上、本発明の一実施例を示す図面に基づいて説明した
が１本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、比較演算回路５４において第２振動信号８■
２に基づいて定められる基準信号８Ｄは。

第２振動信号Ｓｖ２に予め定めらｆ′した一定値Ｊ’を
乗算して定めらｎたものでもよい。したがって、比較演
算回路５４は次式 ％式％（２） が満足さｎるとき、検出棒８６の検出端部４４にメディ
ア８０が到達していないことを表わす低位信号８Ｗが出
力される。換言すｎば、第１振動信号ＳＶ１を第２振動
信号８■２で除算した商と一定値Ｊとの大小を比較し、
その商が一定値Ｊよりも小さいときに、低位信号８Ｗが
出力されるのである。

第１振動信号８Ｖｌ及び第２振動信号Ｓ■２は、三角形
状のメディア８０の場合には第８図及び第４図に、また
不定形の塊状メディア８０の場合には第５図及び第６図
に示されるような周波数成分を備えているので、第１振
動信号８Ｖｌと第２振動信号８■２とが顕著に相違する
周波数成分のみを取り出して、その周波数成分の相互の
振動レベル（平均値）やピーク値の大きさを比較演算回
路５４にて取扱うようにしてもよい。三角形状のメディ
アの場合においては、たとえば、７５０〜１００　ＱＨ
ｚの周波数帯域Ｂにおいて振動レベルの相違が顕著であ
るので、前述の実施例のフィルタ５８．６６ｅその周波
数帯域Ｂの信号を通過させる特性を備えたバンドパヌフ
ィルタとすればよいし、ｌｓ　ｏ　ｏＨｚ付近の周波数
Ｃにおいてピーク値の相違が顕著であるので、前述の実
施例のフィルタ５Ｂ、６６′ｔ−その周波数Ｃ付近の信
号を通過させる特性を備えたバンドバヌフィルタとし、
平滑回路６２．７０をピークホールド回路としても良い
のである。不定形の塊状メディアの場合においても、た
とえば、７００〜９−５０Ｈｚの周波数帯域ｐにおいて
振動レベルの相異が顕著であり。

２８０　ＱＨｚ付近の周波数Ｅにおいてピーク値の相違
が顕著である。

前述の実施例において、メディア量表示装置７２及びメ
ディア供給装置７４は低位信号８Ｗが発生している間に
作動するように構成さｎているが。

低位信号ＳＷが発生してから一定時間作動し、予め定め
らｔた一定量のメディア８０が供給されるようにしても
よいし、バレル槽１６内のメディア量を２組のメディア
量検出装置を設けて下限を示す不足信号にてメディア量
表示装置７２及びメディア供給装置７４を作動開始させ
、上限を示す不足信号にて作動停止させるようにしても
良いのである。

前述の実施例における振動センサ４０，４２は、検出す
る振動に対して高い固有振動数を有するので、第１振動
信号８Ｖｌ及び第２振動信号ｓｖ２は振動加速度を表わ
しているが、固有振動数の低い振動センサを用い、振動
速度または振動変位を表わす振動信号を用いても差支え
ない。

また、前述の実施例において、メディア供給装置７４が
設けらｎているが、メディア量表示装置７２の表示に従
って作業者がメディアを補給する場合には、メディア供
給装置７４は必ずしも必要ではない。

更に、竪型のバレル槽内においてワークと相対運動する
メディアがその量に対応して表面位置を変化させる場合
において、その表面位置の変化によってメディアと接離
する検出棒８６を固設できるものでよいから、流動バレ
ル加工装置のみならず所謂振動式、ジャイロ式等のバレ
ル加工装置にも、本発明が適用され得るのである。

以上詳記したように、本発明のバレル加工装置によれば
、バレル槽内のメディアから付与された検出部材の振動
状態に基づいて低位信号が出力さｎ、バレル槽内のメデ
ィアが検出部材に到達した状態か否かが適確に検出さｎ
るので、消耗特性が異る種々の性状及び製造ロフトの異
るメディアを使用しても、メディアの補給が最適の時期
で為され得、メディアの量が不足した状態でバレル加工
が施さｎることか防止される。また、低位信号に基づい
て作動するメディア供給装置を設けることができ、この
ような場合には、特に小型バレル加工装置において顕著
な煩雑な補給作業の労力が大幅に軽減さｎるとともにメ
ディアの補給ミスが完全に解消さｎるのである。

更に、第１振動信号が、検出部材が固定さｎた部材の振
動を表わす第２振動信号に基づいて定めらｎた基準信号
に対して比較さｎるので、一定の基準信号に対して比較
する場合に比べて、メディアから検出部材に与えられる
振動の変化のみによってメディアの量が正確に判断され
、低位信号の信頼性が向上するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す説明図である。 第２図は第１図の実施例に用いらｎる三角形状のメディ
アの外形を示す斜視図である。第８図及び第４図は、第
１図の実施例において第２図のメディアが用いらｎた場
合の第１振動信号及び第２振動信号の周波数成分をそｎ
ぞｎ示す周波数解析図である。第５図及び第６図は、第
１図の実施例において不定形の塊状メディアが用いら牡
た場合の第８図及び第４図にそｎぞれ相当する図である
。 １６：バレル槽 ８６：検出棒（検出部材） ８８：補償部材　　　　　４０：第１振動センサ４２：
第２振動センサ　　４４：検出端部４６：判別装置　　
　　　５８：フィルタ出願人　　トヨタ自動車工業株式
会社 ２８− 職、岨９鵞１− 郭場９ヤ一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）竪型のパレμ槽を備え、該バレル槽内のメディア
   及びワークを相対運動させることによって該ワークを研
   摩するバレル加工装置において。 検出端部を備え、前記メディアがバレル加工に適当な量
   であるとき該メディアの表面が該検出端部に到達するよ
   うに、該検出端部を前記バＶ／Ｌ／槽内の所定の深さに
   位置させた位置固定の検出部材と、 ′核検出部材に取り付けられて該検出部材の振動を検出
   し、該振動を表わす第１振動信号を出力する第１振動セ
   ンサと５ 前記検出部材が固定された部材に取り付けらｎて該部材
   の振動を検出し、該振動を表わす第２振動信号を出力す
   る第２振動センサと、前記第１振動信号の大きさが、前
   記第２振動信号に基づいて定めらｎた基準信号に対して
   。 下回っている場合には前記所定の深さに前記メディアが
   到達していないことを表わす低位信号を出力する判別装
   置と、 を設けたことを特徴とするバレル加工装置。 （２）前記第２振動センサが、前記検出部材が固定さｎ
   た部材に、該検出部材と同様の形状の補償部材を介して
   、前記第１振動センサと同様に取り付けらｎたものであ
   る特許請求の範囲第１項記載のバレル加工装置。 （８）前記判別装置が、前記第２振動センサから出力さ
   ｎた信号に予め定めらｎた一定の値を加算して前記基準
   信号を定めるものである特許請求の範囲第１項及び第２
   項のいずれかに記載のバレル加工装置。 （４）　　前記判別装置が、前記第２振動センサから出
   力された信号に予め定めらｎた一定の値を乗算して前記
   基準信号を定めるもめである特許請求の範囲第１項及び
   第２項のいずれかに記載のバレル加工装置。 （５）前記判別装置が、前記＆出端部に前記メデイアの
   表面が到達した状態にあるとき、前記第１振動信号の平
   均値と前記第２振動信号の平均値とが顕著に相違する周
   波数帯域Ｑ信号を通過させるフィルタを備え、該フィル
   タを通過した該第１振動信号及び第２振動信号をその平
   均値で処理するものである特許請求の範囲第１項乃至第
   ４項のいずｎかに記載のバレル加工装置。 （６）前記判別装置が、前記検出端部に前記メディアの
   表面が到達した状態にあるとき、前記第１振動信号のピ
   ーク値と前記第２振動信号のピーク値とが顕著に相違す
   る周波数帯域の信号を通過させるフィルタを備え、該フ
   ィルタを通過した該第１振動信号及び第２振動信号？そ
   のピーク値で処理するものである特許請求の範囲第１項
   乃至・第４項のいずｎかに記載のバレル加工装置。