JPS60259926A - 回転体の動的バランス修正量測定装置 - 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】 この発明は回転体における遠心力の不釣合いを解消する
ためのバランシングの修正量を算出する回転体の動的バ
ランス修正量測定装置に関する。

周知のように、例えばロータ等の回転体にあっては、遠
心力の不釣合いが外力となってその回転数と同期した振
動の原因となるので、できるだけこのような遠心力の不
釣合いをなくすようにバランシングを行なうことが重要
になっている。一般に、上記バランシングを行なう装置
においては７回転試験の振動状況から回転体修正面にお
ける円周方向の何度に何グラム修正するかを算出する。

このようなものは、例えば第１図に示すように構成され
る。すなわち、第１図において、符号１０は回転体であ
シ、この回転体１θは図示しないモータ忙よって所定の
回転数まで回転されるものである。そして、１１は回転
パルスセンサ％　１２はパルスカウンタ、１３ａ、１３
ｂ・・・は変位計、１４は振動解析器、１５はアナログ
・デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ　変換器と略す）、１６
は入力装置、１７は表示装置、１８は中央制御回路、１
９は振動データ取込み回路、２゜は振動データ表示回路
、２１は修正量表示回路。

２２は影響係数記憶回路、２３は修正量算出回路、２４
は回転数指定入力回路、２５はスタートスイッチであり
、このうち上記回路１８〜２４は統合して不釣合算出装
置と称さＪｌ、るものである。

すなわち、上記回転パルスセンサ１１は１回転体１０の
回転軸近傍に設置され、回転体１０の回転数及び上記回
転軸が一回転したことを検出するためのもので、回転軸
の一回転毎に一回の割合で変動するアナログ信号（以下
回転パルスと呼ぶ）を増幅、波形整形等の所定処理を行
々つた後、上記パルスカウンタ１２及び振動解析器１４
に出力するものである。このうち、上記パルスカウンタ
１２は、供給された回転パルスを計数し７、上記回転数
を示すディジタル信号（以下回転数データと呼ぶ）に変
換して出力するものである。

また、上記複数個の振動センサ１３ａ、１３ｂ・・・は
、上記回転体１θの回転軸近傍に設置され、この回転軸
の変位または加速度を測るためのもので、上記回転軸の
動きに応じたアナログ信号（以下振動アナログ信号と呼
ぶ）を上記振動解析器１４に出力するものである。この
振動解析器１４は、供給された振動アナログ信号から上
・記回転パルスの周期と同じ振動成分を抽出し、その振
幅及び回転パルスと抽出された振動成分とが最大または
最小となる点との位相差をめ、これをアナログ信号とし
て出力するものである。

この振動解析器１４の出力はＡ／Ｄ　変換器１５によっ
てディジタル化（以下振動ベクトルデータと呼ぶ）され
て、上記パルスカウンタ１２の出力と共に不釣合算出装
置の振動データ取込み回路に供給される。

ここで、上記入力装置１６は、オペレータカら数値等の
データを受付けるだめのもので、そのデータは上記不釣
合算出装置の回転数指定入力回路２４に供給される。ま
た、上記表示回路１７は、グラフ等の図及び数値等の文
字を表示できる（例えばグラフィックディスプレイ）も
ので、上記不釣合算出装置の振動データ表示回路２０及
び修正量表示回路２１の出力に応じて各種表示するもの
である。そして、上記スタートスイッチ２５は、上記不
釣合算出装置に起動をかけるもので、このスタートスイ
ッチ２５を入れると上記不釣合算出装置の中央制御回路
１８が起動するようになされている。

以下、上記不釣合算出装置の動作について、第２図に示
すフローチャートを参照して説明する。

ステップＡ；上記スタートスイッチ２５が人力されると
、中央制御回路１８が起動され、次のステップＢの処理
が実行される。

ステップＢ；上記回転体１０の振動データを取込むため
、上記中央制御回路Ｉ８は振動データ取込み回路１９に
起動をかけて停止する。

この起動をかけられた振動取込み回路１９の詳細な動作
については後述する。ここではおおまから動作を示す。

振動データ取込み回路１９は、すでに内部にもっている
取込むべき回転数テーブルＣ以下設定回転数テーブルと
呼ぶ）に従い、回転数を示すパルスカウンタ１２の出力
が取込むべき回転数になったかどうかを検定し、取込む
べき回転数になったとき上記Ａ／Ｄ　変換器１５から出
力される振動ディジタルデータを取込んで記憶する。そ
して、上記設定回転数テーブルに記されている全ての回
転数に対応する振動ディジタルデータを全て取込み終わ
ると、この振動データ取込み回路１９は中央制御回路１
８を起動させて停止するようになる。このとき、手記回
転体の観測点Ｍ個、回転テーブル数をＬ個とすると、上
記振動データ取込み回路１９に記憶された振動ディジタ
ルデータは第１表に示すようになる。

ここで、ＡＸＸ　、　ＰＸＸ　はそれぞれ振動ディジタ
ルデータの振幅及び回転パルスからの位相を示すもので
ある。

ステップＣ；上記振動データを表示するために、上記中
央制御回路１８は振動データ表示回路２０Ｖｃ起動をか
けて停止する。この起動をかけられた振動データ表示回
路２０は、上記振動データ表示回路・２０によシ取込ま
れた振動ディジタルデータを、第３図に示すように、観
測点毎に横軸に回転数、縦軸に上記振幅及び位相をとっ
てプロットした、いわゆる応答曲線を描いて表示装置１
７に表示させる。したがって、この表示装置１７には上
記観測点の数だけ第３図に示す応答曲線が表示される。

尚、上記のような表示手段では、第３図に示される応答
曲線に代わって振幅及び位相を円グラフにプロットして
いく、いわゆるナイキスト線図を表示する場合もある。

このように応答曲線あるいはナイキスト線図を表示装置
１２に表示し終わると、振動データ表示回路２０は中央
制御回路１８に再び起動をかけて停止する。

ステップＤ；釣合わせする回転数のデータを入力装置１
６より読込むために、中央制御回路１８は回転数指定入
力回路２４に起動をかけて停止する。この起動をかけら
れた回転数指定入力回路２４は、入力装＃１６よシ釣合
わせに使用させたい振動ディジタルデータの回転数及び
その回転数における観測点に対応した重み係数を入力で
きるような受付状態に設定される。この状態で、上記回
転数指定入力回路２４は、オペレータが表示装置１７に
表示されている応答曲線あるいはナイキスト線図をベー
スに決定した、釣合わせ計算に使用する振動データの回
転数及び観測点に対応した重み係数を、上記入力装置１
６を介して入力する。このようにオペレータにより入力
された釣合わせ計算に必要なデータを全て受取って内部
に記憶し終わると、この回転数指定入力回路２４は中央
制御回路１８に再び起動をかけて停止する。尚、上記回
転数指定入力回路２４に入力されたデータは、指定回転
数の個数を８個、重み係数をαｘｘで表わすと、第２表
に示すようになる。

第　２　表 ステップＥ；修正量を算出するために、中央制御回路１
８は修正量算出回路２３に起動をかけて停止する。この
修正量算出回路２３は、上記回転数指定入力回路２４に
より取込まれた指定回転数に対応（７たものを、上記振
動データ取込み回路１９により収集された振動データよ
シ、及び影響係数記憶回路２２に設定されている修正面
に取付けるべき単位修正量に対する振動量を示す振動ベ
クトル影響係数より抽出する。そして、この抽出された
振動ベクトル影響係数及び振動データよシ、重み係数を
考慮して修正量を未知数とした釣合い方程式を立てる。

ステップＦ；上記釣合い方程式の解法としては、重み係
数がかかった振幅の二乗の回転数及び観測点に関する和
が最小と々る修正量を見出す最小二乗法を用いる。この
ような最小二乗法にて上記釣合い方程式を解き、各修正
面における修正量がまると、この修正量算出回路２３は
中央制御装置１８に再び起動をかけて停止する。

ステップＧ；オペレータに上記修正量を知らせるために
、上記中央制御回路１８は修正量表示回路２）に起動を
かけて停止する。この修正量表示回路２ノは、上記修正
量算出回路２３によりめられた各修正面における修正量
を表示装置１７に転送して表示させる。そ１７て、修正
量を表示装置１７に表示し終わると、この修正量表示回
路２ノは中央制御回路１８に起動をかけて停止する。

ステップＨ；以上により修正量が算出出力されると、最
後に中央制御回路１８が伴出して全ての動作が終了する
。

つぎに振動データ取込み回路１９の動作機構に対応する
振動データ取込み手順を第４図を参照して説明する。パ
ルスカウンタ１２の出力である回転数データはパルスカ
ウンタＩ２から振動データ取込み回路１９の所定の記憶
場所に一定周期で書き込まれており、ここでは昇速運転
時の振動データ取込み手順について例示している。

ステップＢＩ：パルスカウンタＩ２から振動データ取込
み回ｊ！８１９の記憶場所に書き込ま゛れる回転数デー
タを振動データ取込み回路１９のアキュムレータに収納
し、すでに設定同転数テーブルより他のアキュムレータ
に設定されているデータを取りこみたい回転数（以下設
定回転数と呼ぶ）と比較し、回転数データが設定回転数
に到達したならばステップＢ２へ行く。設定回転数に到
達しなければステップＢｌを繰り返す（尚、降速運転の
場合は、回転数データが設定回転数より小ならばステッ
プＢ２へ行く）。

ステップＢ２；Ａ／Ｄ変換器１５を起動させ、振動デー
タを振動データ取込み回路１９の所定の記憶場所に書き
込ませる。

ステップＢ３；書き込まれた振動データをアキュムレー
タを通して振動データ用バッファ（所定の記憶装置を割
付けている）に書き込むことにより、成る１つの設定回
転数に対する振動データ取込みは完了する。

ステップＢ４；全設定回転数に対する振動データを取込
んでい々い場合には、次の設定回転数を振動データ取込
み回路１９内の所定のアキュムレータに設定し、ステッ
プＢノへ行く。

ところで、上記のような従来の回転体のバランスシステ
ムは、以下のような欠点を有している。

（１）　バランス精度が良好な修正量をめるポインドは
、オペレータが入力装置１６により入力する。釣合わせ
を行なわせる振動の着目回転数及び重み係数にある。し
たがって、バランシングがうまくいくかどうかはオペレ
ータの判断に依存している。このように回転試験から修
正量を算出するまでに人為的行為が介在することは、振
動データの表示、オペレータの判断、データの入力とい
うように所要時間が増大してしまい、これによってロー
タのバランシング所要時間が長くなる。

（２）　影響係数を取得したロータの危険速度及びその
減衰比がバランシングするロータと相違すると、共振す
る回転数（最も振動が大きくなる回転数）が影響係数と
振動ディジタルデータとでは異なると共に、不釣合いに
対する応答倍率が相違する。したがって、従来のバラン
スシステムにより算出された修正量は誤差の多いもので
あった。

（３）　バランシングするロータのうち不釣合いの多い
ものは、振動が大きく危険速度を通過することができな
いため、途中までの振動データで釣合わさなければなら
ないので、このようなとき特にオペレータの判断にゆだ
ねることになってしまう。

また、従来のバランスシステムの振動データ取込み機構
においては次のような欠点を有していた。

（１）振動データ取込み回路１９は回転数データを読み
込み、設定回転数と比較するための処理に多くの時間を
費し、データ取込み処理と併行して他の解析処理を行々
う余裕が振動データ取込み回路１９にはほとんど々い。

したがって、複数台の回転体を１度に運転する場合の振
動データ取込み処理には対応でき々い。その上、これら
の複数台の回転体の起動・停止が不規則に実施される場
合には、尚更対応できない。

（２）回転パルスにノイズが入った場合、パルスカウン
タ１２が誤った回転数データを振動データ取込み回路１
９に伝達する。それ故、誤った回転数に対する判断及び
処理も振動データ取込み回路１９が行なうので、回転数
と取込んだ振動データとの時間的なずれが大きくなシ、
設定回転数での振動データとして役立た々くなる。

特に昇降速のスピードが速い回転体では次の設定回転数
に対応する振動データを取り損うことが多々発生する。

本発明は上記実情に鑑みなされたもので、同時に複数台
のバランシングのだめの回転試験が実施でき、かつ回転
試験から修正量を算出するまでに人為的行為が介在する
ことなく、動作所要時間が短くかつロータのばらつきに
対して安定してバランシングが行なえる、極めて良好な
回転体の動的バランス修正量測定装置を提供することを
目的とする。

本発明は、〔多数台の回転装置に対応ｌ〜で。

回転パルスセンサと、振動センサを含めた振動解析器と
、前記振動解析器からの振動検出信号を逐次ディジタル
量の振動データに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記回転パ
ルスセンサからの検出信号に基づいて回転体の回転数を
計測し、その計測値が設定回転数に達した際に振動デー
タ取込みのための割込み信号を発生する回転数検出装置
と、この回転数検出装置からの前記割込み信号を受けて
前記Ａ　／　Ｄ　変換器よシ振動データを取込み、所定
の記憶領域に格納する処理手段と、振動データ取込み終
始のタイミングを知るための回転装置駆動源との情報交
換回路と、後記不釣合算出装置との振動データの転送等
の送受信回路と、それらを制御する中央制御回路とを有
してなる構成として、多数台の回転体を同時運転（起動
・停止は任意）する際に、各回転体毎の所望する回転数
の振動データを効率良く取込むことのできるようにした
回転体の振動データ取込み装置〕と、〔前記振動データ
取込み装置との振動データの受信等の送受信回路と、前
記振動データ取込み装置によシ得られる回転数及び振動
データを記憶する記憶回路と、前記回転体の最高回転数
と前記記憶回路に記憶された複数個の回転数との大小を
比較しこの比較結果に基づいて振動ベクトル、偏心量ベ
クトル及びバランスをくずさ々いデータにて釣合わせる
かという釣合法を選択設定する。釣合性設定手段と、前
記振動ベクトルから偏心量ベクトルを抽出するモード分
解回路と、前記釣合法設定回路で設定された釣合法に従
がって前記記憶回路より影響係数及び釣合わせ量を取出
して不釣合量を算出する不釣合♀算出回路とこれらの回
路を一連して制御する中央制御回路とを有してなる構成
として回転試験から修正量を算出するまでに人為的行為
が介在することなく、動作所要時間が短くかつロータの
ばらつきに対して安定してバランシングが行々える、不
釣合算出装置〕と、〔種々の試１〜ウェイトを付加した
回転試験結果である振動ベクトル群、偏心はベクトル群
からウェイトに対する影響係数を算出する影響係数算出
回路と、振動データを表示する表示回路と、前記不釣合
算出装置内にある前記送受信回路を経由して振動データ
取込み処理、前記モード分解回路、前記不釣合量算出回
路、及び前記影響係数算出回路、前記表示回路を人間の
介在により起動をかける中央制御回路とを有してなる構
成として一連のバランス試験を行なえるバランステスト
装置〕とを有してなり、上記振動データ取込み装置、不
釣合算出袋に及びバランステスト装置から々る量産ロー
タに対し複数台同時に人為的行為の介在なく、所要時間
が短くかつロータのばらつきに対し安定してバランシン
グが可能となるバランスシステムを提供するものである
。

以下、艶、５図乃至第１１図を参照して本発明の一実施
例を説明する。第５Ｎｂび第６図はそれぞれ一実施例の
構成を示すブロック図である。

第５図は振動データ取込み部分の構成要素を示すブロッ
ク図であり、第６図は不釣合算出部分の構成要素を示す
ブロック図である。ここでは、複数台の回転装置（ここ
では、Ｒ，、Ｒ，・・・ＲＮとする）があり同時に複数
台の回転体ｌＯが運転される（個々の回転体の起動・停
止が不規則に実施される）場合の構成を示している。又
、第５図には、駆動源（モータ、電源等）、駆動源制御
装置１を等は５１人していないが、これらにょシ回転体
ｌＯが回転させられる。図中、第１図と同一部分には同
一符号を付ｌ〜、その説明を省略する。第５図において
１．９　ｏ　、　３ｏ　、・・・は各回転装置、　（Ｒ
１、Ｒ２・・・ＲＮ）に対応し、て設けられた回転数検
出装置である。すなわち、ここでは１台の回転装置（Ｒ
ｉ）（但し、ｊ＝１．ｚ・・・Ｎ）に対して、１つの回
転パルスセンサ７７、複数個の振動上ンサ１３％　１つ
の回転数検出装置３０．１つの振動解析器１４が１組と
して装備される。

ｉ番目の回転装置に対応する振動解析器１４の出力であ
る振動アナログデータの点数を旧　とすると、　Ａ／Ｄ
変換器１５に必要なチャネル数換器１５で持たせており
、　Ａ／Ｄ変換変換器ノ一般に回転装置と１対１の対応
ではなく、回転袋１６の数に比べて台数が大変少ない。

したがって、Ａ、／Ｄ　変換器１５のチャネルを回転装
置の数８個に分割して、１番目からｎ１番目のチャンネ
ルには１番目の回転体装置に対応した振動アナログデー
タを入力するという具合に振動解析器１４をＡ／Ｄ　変
換器１５に直接つないでいる。

また、第１図の振動データ取込み回路１９のかわりに第
５図の振動データ取込み装置を設けている。この振動デ
ータ取込み装置は、中央制御回路３Ｉ、回転数検出装置
３０と同じ数だけのデータスキャン回路３２、振動デー
タ記憶回路３３、情報交換回路３４、送受信回路３５と
スタートスイッチ３６から構成される。

上記各回転数検出装置３ｎ　、　ｓ　ｏ　、・・・は以
下のような（１）及び（２）の機能をもつ。

（１）　データスキャン回路３２から転送されてきた設
定回転数又は周期の上・下限値を記憶し、内蔵する発振
器と回転体ｌＯからの回転パルスによって回転体１０の
回転数又は周期を検知し、その回転数又は周期を設定さ
れた十・下限値と比較する機能をもっており、計測され
た回転数又は周期が設定回転数の上・下限値の間の値と
なった際に、中央制御回路３１に割込み信号を発信する
。

（２）昇・時速運転を判断する機能をもっており、昇速
時には周期が下限値より小の場合（回転数が上限値より
大の場合）に中央制御回路３１にエラー割込み信号を発
信する。又、降速蒔には周期が上限値より大の場合（回
転数が下限値より小の場合）に中央制御回路３１にエラ
ー割込み信号を発信する。

以上の機能により、同転数検出装置６３θは、回転体ｌ
θが設定回転数になった瞬間を中央制御回路３ノに割込
み信号を発Ｃｊすることにより知らせることができる。

又、回転パルスがノイズによって乱され、間違った回転
数を検知した場合には、エラー割込み信号を発信し、中
央制御回路３ノに知らせることができる。また、スター
トスイッチ３６は中央制御１ｉ：ｊｉ路３１を初期起動
させるためのものであシ、中央制御回路３１＆オ回転数
検出回路３θからの割込み４Ｒ号等に対しデータスキャ
ン回路３２等の振動データ取込み装置内の回路の運営・
制御を行う回路である。データスキャン回路３２はＡ／
Ｄ　変換器１５から入力される振動ディジタルデータの
うち必要なものを振動データ記憶回路３３に移すことを
行い、その実行フロー図を第７図に示す。

情報交換回路３４はモータなどの駆動源が上昇運転、時
速運転、定速運転、停止になったかの情報を駆動源制御
装置から得るための回路であり、送受信回路３５は後述
の不釣合算出装置の送受信回路３８と振動データ等を送
信・受信する回路である。

次に第６図の不釣合算出装置の構造について述べる。こ
の第６図に示す不釣合算出装置は、前述【−た、第１■
に示された表示装置１７、修正量表示回路２１．影響係
数記憶回路２２、及び修正量算出回路２３の他に、中央
制御回路３７゜送受信回路３８．釣合性選別回路３９、
モード分解回路４０、振動データ記憶回路４ノ、釣合法
データ記憶回路４２及びスタートスイッチ４３を有して
構成されていふ。

スタートスイッチ４３には回転装置（Ｒ，、Ｒ２・・・
ＲＮ）の数Ｎに対応するスイッチがあり、ｉ番目のスイ
ッチをＯＮにすると、ｉ番目の回転装置にある回転体１
０をバランスすることを意味し、中央制御回路３７に起
動をかける。

中央制御回路３７は人間の介在なしにバランスを完了す
べく不釣合算出装置内の各回路を制御する。その実行フ
ロー図を第８図に示す。送受４８回路３８は前記振動デ
ータ取込み装置の送受信回路３５と振動データ等を送信
・受信する回路であり、振動データ記憶回（洛４）は受
信した振動データを記憶するところである。

釣合ｆｋデータ記・瞳回１洛４２には、第９図（ａｌ〜
（Ｃ１にそれぞれ示すように、１次〜Ｃ次危険速変に対
応し７たデータを記憶する回転数テーブルＮＬ、〜Ｎ　
Ｌ　ｃ、釣合性基本テーブルγ、〜γＣ及び釣合法テー
ブルβ１〜βＣが設けられている。

また釣合性選別回路３９及びモード分解回路４０がそれ
ぞれ実行する各フローチャートを第１０１ツ１、第１１
図に示す。

次に第６図に示すバランステスト装置の構造について述
べる。この第６図に示すバランステスト装置は、前述し
た第１図の不釣合算出装置に示された表示装置１７、入
力装ｊｇ１ｇ、振動データ表示回路２０の他に、中央制
御回路４４、影響係数算出回路４５、釣合法データ設定
回路４６とスタートスイッチ４７で構成される。中央制
御回路４４はバランステスト装置内の回路以外に不釣合
算出装置内の送受信回路３８、釣合性選別回路３９、モ
ード分解回路４０、修正量算出回路２３も制御できる。

ただし、不釣合算出装置内の回路については不釣合算出
装置の中央制御回路３７が優先権をもっている。また、
これらの回路と同じ回路をバランステスト装置内に設け
てもよい。影響係数算出回路４５は振動データから試し
ウェイトに対する振動ベクトル等の影響係数を算出した
もの、あるいは入力装Ｗ２６より入力されたものを影響
係数記憶回路２２にセットするものであり、釣合法デー
タ設定回路４６は入力装置１６より入力されたデータを
釣合法データ記憶回路４２に設定するものである。スタ
ートスイッチ４７には中央制御回路４４が制御できる上
記回路及びそれらの２つ以上組み合せたものに対応した
スイッチがその数だけあり、そのスイッチがＯＮにｈる
と中央制御回路４４にスイッチに対応する処理実行要求
をする。

以上が実施例の構成であり、不釣合算出装Ｖｉは生産ラ
イン用にあり、バランステスト装置は不釣合算出装置の
桑備及び試験用にある。

ここで、一実施例の作用を説明する。

まず、第８図に示すフローチャートを参照］−２て上記
バランスシステムの不釣合算出装）ｉの動作について述
べる。

ステップエ；スタートスイッチ４３のスイッチｉを入れ
ると、前記中央制御回路３７に起動がかけられる。

この中央制御回路３７に一１次のステップＪを実行する
。

ステップに上記中央制御ｒｕｌ路３７は、前記送受信回
路３８に起動をかけ停止する。起ｇ７ｈをかけられた送
受信回路３８はスイッチ番号ｉを振動データ取込み装置
の送受信回路３５に送信し７、休止する。受信した振動
データ取込み装置はｉ番目のＩ１１転装置ｌＯの運転に
対し、振動データを取込む。この動作については後述す
る。

取込みが完了した振動データは送受信回路３５より送信
さハ、７−１と、再度送受信回路３８は起動され受信し
た振動データを振動データ記憶回路４Ｉに格納Ｉ２、中
央制御回路３７に起動ケかけ停止する。

ステップに；次に取込まオした振動データに適する釣合
法を決定するために、上記中央制御回路３７は十記釣合
法遥別回路３９に起動をかけ停止する。この起動をかけ
られた釣合性選別回路３９は、上紀釣合法データ記憶回
路４２の回転数テーブルＮＬ、−ＮＬＣ及び釣合法基本
テーブルγ、〜γＣに記憶されている各種テーブルのデ
ータを参照し、算１０図に示すフローチャー１・に従っ
て上記釣合法テーブル、θ、〜β０を設定する。

尚、この釣合法としては、釣合方程式におし１て最小に
したい振動量として、変位振動ベクトルを用いる方法、
各危険速度が最終的にもつ残留振幅ベクトルを意味する
等価偏心ベクトルを用いる方法、及びバランスをくずさ
な４１％ことを意味するゼロという値を用いる方法があ
る。ここでは、その−例として上記バランスをくずさな
い方法を１”、等価偏心ペク）７しを用し＼る方法とし
て”２”、変位振動ペク）７しを用し）る方法として３
”という数字を用いて表わすように予め決めておき、こ
の６１″〜９３″を、上記釣合法データ記憶回路４２に
ある釣合性基本テーブノ１ノγ１〜γＣに危険速度毎に
決めて記憶しておく。

また、上記危険速度の各領域を示すものとして、危険速
度を完全に通過したことを意味する上限の回転数を上記
回転数テーブルＮＬ１〜ＮＬ０　に記憶しておく。

すなわち、上記釣合性選別回路３９は、第１０図に示す
ように、ステップＱで起動すると、ステップＲ−Ｔ（ｉ
：１〜Ｃの任意の整数）で、取込んだ振動データの最高
回転数ＮｍａＸと上記回転数テーブルＮＬ、〜ＮＬＣＫ
記憶されてし）る複数個の回転数ＮＬｉ　とを順次比較
し、最高回転数１’Ｊｍａｘが上記回転数ＮＬｉよシ小
（Ｎｍａｘ＜ＮＬｉ）であるとき、ステップＵでその回
転数テーブルＮＬｊ（ｊ：１〜Ｃの任意の整数）に対応
した釣合法基本テーブルγｊの値を、ｊ＜ｉであれば対
応する釣合法テーブルβｊにそのまま複写し、ｊ＝ｉで
あれば上記釣合法基本テーブルγｊの値を符号を変えて
対応する釣合法テーブルβｊに複写し、それ以外つまり
ｊ＞ｉであれば対応する釣合法テーブルβｊ（＝１）に
１′をセットすもそして、全ての回転数テーブルＮＬ４
の回転数との比較が終了すると、上記釣合法テーブルβ
１〜βＣが完成され、ステップＶで中央制御回路３７を
起動して停止するものである。

ステップＬ、Ｍ；次に、中央制御回路３７は、モード分
解回路４θに起動をかけて停止する。

このモード分解回路４０は、第１１図に示すように、ス
テップＷで起動がかけられると、ステツブＸ〜イで上記
釣合法テーブルβｉの値が２か−２かを順次チェックし
、２か−２であれば等価偏心ベクトルデータが必要と々
るので、ステップロ〜ホを実用する。す々わち、ステッ
プ口では、上記回転数テーブルＮＬ、〜ＮＬｏのうちか
ら対応する回転数テーブルＮＬｉとその前の回転数テー
ブルＮＬｉ、の間にある回転数テーブルＮＬｉ、、−３
〜ＮＬｉ　の取込んだ振動ディジタルデータを抽出し、
それらのデータを次式で表わす。

ωτ− ここで、上記ωＣは危険速度、ζは減衰比、ＥＡは等価
偏心ベクトルの絶対値、ＥＰは等価偏心ベクトルの角度
を示すものである。

この（１）式で不明なものはω。、ζ＋　ＥＡ　＋　Ｅ
Ｐ　であシ、ステツブハ、二で上記ω。、ζをパラメー
タにしてＥ　Ａ　＋　ＥＰをめ、ステップホでまりた危
険速度ωＣ１減衰比ζ、等価偏心ベクトルＥＡ、ＥＰを
記憶回路に記憶して次の釣合法テーブルに移る。このよ
うに必要な等価偏心ベクトルが全てまると、ステップへ
でモード分解回路４０は中央制御回路３７に起動をかけ
て停止する。

ステップＮ；そして、中央制御回ｖｒ３７は修正量算出
回路２３に起動をかけて停止する。この修正量算出回路
２３は、上記ステップにで決定された釣合法テーブルに
従って釣合方程式を立てる。一方前記影響係数記憶回路
２２には、上記釣合方程式に必要な影響係数、す々わち
釣合性基本テーブルに対応して変位振動ベクトルの影響
係数及び等価偏心ベクトルの影響係数を記憶している。

そこで、上記修正量算出回路２３は、上記釣合法テーブ
ルの値をチェックし、その値が３か−３ならば影響係数
として変位振動ベクトルのものを、釣合わせ量としては
取込んだ変位振動ベクトルをそれぞれ影響係数記憶回路
２２よシ抽出する。また、その値が２か−２ならば影響
係数として等価偏心ベクトルのものを、釣合わせ量とし
てはモード分解回路４０で得られた等価偏心ベクトルを
それぞれ影響係数記憶回路２２から抽出する。また、そ
の値が１″ならば、影響係数として等価偏心ベクトルの
ものを、釣合わせ量としては”θ″をセットする。

以上のことを釣合法テーブルβ、〜β０毎に実行し、そ
れらを並べて釣合わせ方程式（連立方程式）を作り、そ
れを最小二乗法で解き、不釣合量（修正用）をめる。こ
のようにして不釣合量がまると、この修正置所出回路２
３け中央制御回路３７に起動をかけて停止する。

ステップＯ；最後に中央制御回路３７は、修正量表示回
路２１に起動をかけて停止する。−この修正量表示回路
２１は、従来と同様に修正量算出回路２３でまった修正
量を表示装置ノアに転送し、表示させる。このように修
正量を表示装置１７に表示し終わると、この修正量表示
回路２１は中央制御回路３７に起動をかけて停止する。

ステップＰ；そして、中央制御回路３７が停止して全て
の動作を終了する。

尚、上記ステップＫにおいて、完全に通過できない危険
速度（設定回転数）で釣合法テーブルの値の符号を変え
るのは、モード分解回路４θや修正量算出回路２３で必
要とｈる振動デイジタルデータが通常の領域と異なり、
最高回転数までであることを示すためである。また、上
記モード分解回路４０では、最高回転数までのデータで
も振動特性を利用して応答の予測を行なうことができる
ものである。

つぎに振動データ取込み装置の動作を説明する。ただし
昇速運転を想定する。

（１）　スタートスイッチ３６がＯＮではいると、中央
制御回路３１が起動させられ、起動させられた中央制御
回路３ノはＡ　／　Ｄ　変換器１５を起動させ、休止す
る。起動をかけられ７’（Ａ／Ｄ変換器１５は大変短い
周期で振動アナログデータを振動ディジタルデータに変
換し、振動データ取込み装置に入力する。

（２）不釣合算出装置の送受信回路３８からスイッチ番
号ｌが送受信回路３５へ送信されると、その旨を送受信
回路３５が中央制御回路３１に送る。中央制御回路３１
は情報交換回路３４を通じて、１番目試験装置が始動す
るの確認のうえ、ｉ番目の回転装置（Ｒ１）に対応する
回転数検出装置３０に、昇隆運を示すデータ、及び峡初
の設定回転数の上・下限値を設定し、回転数検出装置３
０を起動させる。そして、中央制御回路３１は休止する
。

（３）回転パルスの間隔が設定回転数の士下限値間に々
ると、回転数検出ＡＡ置３０から中央制御回路３ノに割
込み信号が出され、中央制御回路３ノは割込み信号を発
生した回転数検出回路３０に対応するデータスキャン回
路３２に起動をかけ、中央制御回路３１は休止する。

（４）データスキャン回路３２の動作については第７図
のフローチャートにしたがって以下に示す。

ステップＪｌ−Ｊ２；割込み信号が正常かエラーかを示
すフラグを回転数検出装置３０から読込み、そのフラグ
をチェックし、正常ならばステップＪ３へ行く。エラー
ならばステップＪ７へ行く。

ステップＪ　３　；　Ａ／Ｄ変換器１５により一定間隔
で固定される配憶場所に書かれている振動データのうち
、割込み信号を発信した回転数検出装置３０に対応する
振動データのみ、振動データ記憶回路３３の対応するデ
ータ保管用バッファに移し、次のステップへ行く。

ステップＪ４；今回の振動データ取込みが最後であるか
否かをチェックし、最後であればステップＪ８へ行く。

そうでなければ次のステップへ行く。

ステップＪ５．Ｊ６；次の設定回転数の上・下限値を回
転数検出装置３θに設定し、起動をかける。この作業終
了後、停止状態にはいる。

ステップＪ８；誤って割込み信号を発信しないように回
転数検出装置３０を完全停止させる。

この作業終了後、停止状態にはいる。

ステップＪ７；ｇ下のエラー処理を行なう。

即ち、設定回転数タイミングに対し、エラー割込み回数
をカウントアツプし、エラー割込み回数が設定値以上に
なった場合、その回転数での振動データ取込みが失敗し
たとして、データノくツファにゼロの値をセットして、
ステップＪ４へ行く。又、エラー割込み回数が設定値未
満ならば、回転数の上・下限値はそのままにして、回転
数検出装置３θを再起動して停止状態に入る。

（５）１番目回転装置（Ｒｉ　）　が隆運運転はｌ、１
つだという情報が情報交換回路３４に入力されると、情
報交換回路３４は中央制御回路３Ｉを起動する。起動を
かけられた中央制御回路３Ｉはｉ番目の回転装置（Ｒｉ
）の振動データを振動データ記憶回路３３から送受信回
路３５に不釣合算出装置に送信させ体Ｉ卜する。

つぎに、バランステスト装置の動作について述べる。

（１）　バランステスト装置は従来のバランスシステム
と同じ使い方で人間の介在のもとで動く。

すなわち、スタートスイッチ４７をＯＮにすると対応し
た回路を動くように中央制御回路４４に起動をかける。

スイッチ番号に対応した回路に中央制御回路４４は起動
をかけ休止する。

（２）対応する回路の動作についてはすでに述べたので
省く。

（３）バランステスト装置は一部を除いて不釣合算出装
置と独立に動く。

上述したよりな一実施のシステム構成により、以下のよ
うな効果をもたせることができる。

Ａ、バランスシステムは、最高回転数と危険速度に着目
した設定回転数との大小比較により釣合わせ法を決定す
るという釣合性選別回路を設けることにより、従来オペ
レータに依存されていた回転体毎の釣合わせに対する判
断が不必要となり、これによって時間の短縮及びバラン
シングの自動化を施すことができるようになる。

また、上記システムでは、危険速度について、（１）全
く通過できない危険速度についてはバランスをとら々い
、 （２）一部通過している危険速度については、通過して
いるデータにて予測して通過している危険速度と同等の
扱いができる。

（３）減衰比の大きい危険速度の応答は、危険速度や減
衰比による感度かにぶいので従来通りの変位振動ベクト
ルで、減衰比の小さい危険速度の応答は、危険速度や減
衰比のばらつきによシ大きく変化づるため、危険速度や
減衰比に独立した等価偏心ベクトルでそれぞれ釣合わせ
るという方法を設けている、 という特徴及び機能を有しているので、回転体のバラン
スを確実にとることかでき、またばらつきを伴う量産ロ
ータに対しても安定１−でバランスがとれるものである
。

Ｂ、振動データ取込みでは各回転体に対する所望する回
転数の振動データの取込み動作が行かわれることにより
、各回転体の所望回転数毎の振動データを高精度をもり
て効率良く収集することができる。即ち、回転数チェッ
クを回転数検出装置３０が行なうので、振動データ取込
み装置自体には繰返し行動がなく々す、データ取込みの
ための処理時間として、回転数検出装置３０の割込み信
号発生から振動データをバッファに移し、回転数検出装
置３０の再起動までのわずかな時間しか必要としない。

したがって、データ取込みを失敗したｐ、回転数チェッ
ク精度を失〕ケうことがほとんどなく、複数台の回転体
の同時データ取込みができ、かつ回転体の昇降速段を大
きくすることができ、省力化できる。

又、回転数チェックの精度を十げるためには回転数検出
装置３θに内蔵されるカウンタのビット数及び発振器の
周波数を上げるだけで良く、高精度な回転数チェックが
できる。更に、振動データ取込み装置自体には振動デー
タ取込みに使用される時間が大幅に短縮されたため、他
の処理の実行が可能と々る。特に複数台の回転体の起動
・停止が不規則に実施される際に有効である。

Ｃ，バランステスト装置では各処理ごとに人間の判断が
はいるので生産前のバランス方法のビルドアップ（ｂｕ
ｉｌｔ　ｕｐ　）に役立つ。また、不釣合算出装置と併
行してバランステスト装置が動くので、不釣合算出装置
に不具合点が発生すれば、バランステスト装置でシュミ
レートし、問題解決が早くできる。

以上の効果により量産ロータに対し安定（７てかつ時間
が短縮した効率のよいバランスが可能となる。

以上詳記シ、／こように本発明によれば、Ｓ動データ取
込装置と、不釣合算出装置と、バランステスト装置と、
複数の回転装置とを有する回転体の動的バランス修正量
測定装置において、前記振動データ取込装置は、〔前記
回転袋袋間で回転される被回転体の回転数成分を抽出す
る振動解析器と、＠記振動解析器からの振動検出信号を
逐次ディジタル量の振動データに変換するＡ／Ｄ　変換
器と、前記回転体の回転数を計測１７、その計測値が設
定回転数に達した際に振動データ取込みのための割込み
信号を発生する回転数検出装置と、この回転数検出装置
からの前記割込み信号を受けて前記Ａ／Ｄ　変換器より
振動データを取込み、所定の記憶領域に格納する処理手
段と、前記回転装置との情報交換を行なう情報交換回路
〕とを有し、 前記不釣合算出装置は、〔前記振動データ取込み装置に
より得られる回転数及び振動データを記憶する記憶回路
と、前記回転体の最高回転数と前記記憶回路に記憶され
た複数個の回転数との大小を比較１．２この比較結果に
基づいて振動ベクトル、偏心量ベクトル及びバランスを
くずさないデータにて釣合わせるかという釣合法を選択
設定する釣合法達別回路と、前記振動ベクトルから偏心
量ベクトルを抽出するモード分解回路と、　１１記釣合
法選別回路で設定された釣合法に従がって前記記憶回路
よシ影響係数及び釣合わせ量を取出して修正量を算出す
る修正量算出回路〕とを有し、 前記振動データ取込装置と不釣合算出装置とバランステ
スト装置とを送受信回路により接続し、中央制御回路に
より制御する構成としたことにより、同時に複数台のバ
ランシングのための同転試験が実雄でき、かつＵ０１転
試験から修正ｕＬ　”ｔｒ算出するまでに人為的行為が
介在することなく、動作所要時間が短くかっロータのば
らつきに対し７て安定し７てバランシングが行なえる、
極めて良好な回転体の動的バランス修正量測定装置が提
供でさる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバランシンクを行なう装置の構成を示す
ブロック図であり、第２図乃至第４図はそれぞれ上記第
１し１に示す装置の動作を説明するためのもので、第２
図及び第４図はそれぞれフローチャート、第３図は渡形
図である。 第５図乃至第１１図はそれぞれ本発明の一実施例を示す
もので、第５図、及び第６図はそれぞれブロック図、第
７図、第８図、第１０図、第１１図はそれぞれフローチ
ャート、第９図（ａ）。 （ｂｌ　、　ｆｃｌはそれぞれテーブル構成を示す図で
ある。 １０・・・回転体、１１・・・回転パルスセンサ、１２
・・・パルスカウンタ、１３ａ、１．９ｂ・・・変位計
、１４・・・振動解析器、１５・・・Ａ／Ｄ変換器、１
６・・・入力装置、Ｉ７・・・表示装閥、２０・・・振
動データ表示回路、２Ｉ・・・修正量表示回路、２２・
・・影響係数記憶回路、２３・・・修正量算出回路、３
゜・・・回転数検出装置、３’ｌ　、　３７　、４４・
・・中央制御回路、３２・・・データスキャン回路、３
３．４１・・・振動データ記憶回路、３４・・・情報交
換回路、３５．３８・・・送受信回路、３６・・・スタ
ートスイッチ、３９・・・釣合法選別回路、４θ・・・
モード分解回路、４２・・・釣合法データ紀憧回路、４
３．４７・・・スタートスイッチ、４５・・・影響係数
算出回路、４６・・・釣合法データ設定回路。 出願人復代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第２図　第３
図 第４図 第７ｒＸＪ 第９図　第８図 第１０図 第１１図 ＩＦ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 振動データ取込装置と、不釣合算出装置と、バランステ
   スト装置と、複数の回転装置とを有する回転体の動的バ
   ランス修正量測定装置において、 前記振動データ取込装置は、前記回転装置で回転される
   被回転体の回転数成分を抽出する振動解析器と、前記振
   動解析器からの振動検出信号を逐次ディジタル量の振動
   データに変換するＡ／Ｄ　変換器と、前記回転体の回転
   数を計測し、その計測値が設定回転数に達した際に振動
   データ取込みのための割込み信号を発生する回転数検出
   装置と、この回転数検出装置からの前記割込み信号を受
   けて前記Ａ／Ｄ変換器よシ振動データを取込み、所定の
   記憶領域に格納する処理手段と、前記回転装置との情報
   交換を行なう情報交換回路とを有し、 前記不釣合算出装置は、前記振動データ取込み装置によ
   シ得られる回転数及び振動データを記憶する記憶回路と
   、前記回転体の最高回転数と前記記憶回路に記憶された
   複数個の回転数との大小を比較しこの比較結果に基づい
   て振動ベクトル、偏心量ベクトル及びバランスをくずさ
   ないデータにて釣合わせるかという釣合法を選択設定す
   る釣合法選別回路と、前記振動ベクトルから偏心量ベク
   トルを抽出するモード分解回路と、前記釣合法選別回路
   で設定された釣合法に従がって前記記憶回路より影響係
   数及び釣合わせ量を取出して修正量を算出する修正量算
   出回路とを有し、 前記振動データ取込装置と不釣合算出装置とバランステ
   スト装置とを送受信回路によシ接続し中央制御回路によ
   多制御することを特徴とする回転体の動的バランス修正
   量測定装置。