JPS6059112B2 - 複式連動電動機付長距離環状振動バレル加工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は長距離環状振動バレル加工機を加振するに
当り、単数組または複数組の発振機を槽に固定したもの
で、一組の発振機は少なくとも二箇の電動機とその軸端
にとりつけたアンバランスウェイトにより構成され、そ
の進み角及び回転速度を任意に制御するとともに各発振
機間の進み角も任意に制御しうるようにし、マスの状態
（工作物の種類及びその装入量、研磨石の種類及びその
装”入量、コンパウンドの種類など）、加工目的（荒加
工又は仕上加工）、一周に要する時間など目的に適合し
た加工を行なうように制御可能とした複式連動電動機付
長距離環状振動バレル加工機に関するものである。

従来、この種の加工機において、複数箇の発振機を設
置し、回転角位相を任意の値に同期させ、振動加工の安
定と加工能率の向上をはかることを出願人は提案したが
、の方法によると一箇の発振機における進み角は固定で
あり、比較的広い範囲にわたる振動状態の変更をおこな
い得ない欠点があつた。

然るにこの発明によれば一組の発振機に安価な汎用電動
機（例えは三相誘導電動機等）二個以上を使用し、その
軸端にそれぞれアンバランスウェイトをとりつけ、これ
らのアンバランスウェイト間の進み角を制御可能とした
もので、このような発振機をバレル槽の中心に一組又は
バレルの長手方向に複数組を設置し、各々の電動機の回
転数をプロセッサーの指令により周波数変換装置（イン
バーター）で制御し、一組の発振機内における進み角、
発振機相互間における進み角、電動機の回転数などが必
要な値となるようにしたので、加工条件の改変が容易で
あり、目的に適応した加工条件を採用することができる
ことになり、理想的な複式連動電動機付長距離環状振動
バレル加工機を得ることに成功したものである。

ここに複式の名称を用いたのは、各組の発振機の電動機
が複数箇をもつて構成されるためである。いまこの発明
の装置の詳細を第１図及ひ第２図によつて説明すれば次
のとおりである。この実施例は２組の発振機の回転を同
期させる場合について示したものであるが、２組以上の
発振機についても同様に制御できる。即ちバレル３の中
央空間の底板４に電動機５ａ，５ｂ及び６ａ，６ｂを図
に示すように取付け一対の電動機をそれぞれ軸線が一致
するように設置する。この電動機は比較的安価な汎用電
動機（三相誘導電動機等）が利用出来る。

これらの電動機の上下軸端にはそれぞれアンバランスウ
ェイト１０，一１０ａ，１１，１１ａを取付け、主軸の
回転によつて発生する遠心力によつてバレルの振動を与
え、マスにバレル軸の回りの螺旋流動運動と共に軸方向
への循環運動を与え、工作物の加工を行なう。バレルの
全長は全幅の数倍乃至数拾倍であつ．て、最適には５倍
乃至托倍内外とし、バレル３の底部に沿つて機台１上に
多数個のスプリング２，２が配置され、該スプリング２
，２上に両端で対向する一対の半円形バレル３ａ，３ｂ
を一対の平行する直線状バレル３ｃ，３ｄで接続して環
状に・一体化したパレル３を懸垂して振動可能に支承し
ている。振動装置における進み角を変換する装置の原理
は第２図に示す。この図においては電動機５ａ，５ｂ及
び６ａ，６ｂをもつて振動発生用電動機を構成し、その
おのおのの軸に固定したアンバランスウェイト１０，１
０ａ及び１１，１１ａの間の角位相差を制御して最適の
振動を発生せしめるようにするものである。このために
おのおのの電動機の回転数を制御するために、商用周波
数電源７よりインバーター８，８ａ，８ｂ，８ｃを経て
電動機５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂに接続する。またこのイ
ンバーターの出力周波数、したがつて電動機５ａ，５ｂ
，６ａ，６ｂの回転数はプロセ゛ツサー１４によつて制
御されるようになつている。回転角位相を検出する信号
発生装置の一例として、第２図にはエンコーダー（パル
ス発生装置）を使用する例を示してある。

すなわち各電動機の回転軸９，９ａ，９ｂ，９ｃと機台
１に固定された公知のエンコーダー１３，１３ａ，１３
ｂ，１３ｃとをフレキシブルなケーブル、１２，１２ａ
，１２ｂ，１２ｃで接続して前記の回転軸９，９ａおよ
び回転軸９ｂ，９ｃそれぞれの回転角位相をエンコーダ
ーによつて検出する。該エンコーダーの出力はプロセッ
サー１４に接続されている。前記エンコーダーの代りに
第３図に示すように各重錘１０，１０ａの先端（又は上
方）にドツグ１９ａ，１９ｂを設け、その外方（又は上
方）に磁気近接スイッチ群２０ａ，２０ｂを設けてアン
バランスウェイトの通過を検知しても同様の作用を行な
わせることができる。この近接スイッチ群は第３図に示
すように円周方向に多数（図には１６箇の場合が画いて
ある）設け、任意の起点ＭＯ，ＭＯ″を標準にしてその
角位置をプロセッサーに信号で送れるようになつている
。第１図ないし第３図の１５は表示盤てあつて、電動機
の回転速度、電動機群におけるアンバランスウェイトの
進み角、両電動機群の間の各位相差など必要なデータを
アナログ的又はデジタル的に表示するとともに、これら
を手動調節するための調節器とそのつまみを付属する。
また第３図中Ｐ，Ｐ″は同図に示していないもう一方の
振動系６ａ，６ｂ（第２図々示）を制御するための回路
の端末を示している。これらのアンバランスウェイト間
の制御項目をさらに明瞭ならしめるためベクトル線図を
用いて表示すれば第４図に示すとおりである。

第４図においてαｙはこのバレルの長手方向の中心線、
０，０″はそれぞれ電動機５ａ，５ｂ及び６ａ，６ｂの
位置とし、Ａ，Ｂはアンバランスウェイト１０，１０ａ
による遠心力、Ｃ，Ｄはそれぞれアンバランスウェイト
１１，１１ａによる遠心力を表わす。一般に図に示すよ
うに下方重錘による遠心力Ｂ，ＤをＡ，Ｃより大きくし
、かつ進み角α，βを与える。またＡ，Ｂの合力ＲとＣ
，Ｄの合力Ｓとの間に存在する進み角をγとする。この
方式においては、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの大きさはそれぞれ電
動機の回転数を変更することにより変えることができ、
α，β，γの値はエンコーダー１３，１３ａ，１３ｂ，
１３ｃによつて検出されるアンバランスウェイトの位置
の相互関係によつて決定することができる。また通常の
定常運転状態においてはα，β，γを一定にするため４
箇の電動機のすべては同一回転数で回転するものとし、
回転数の変更は全体的に振動力を増減する楊合又はα，
β，γの値を変更する場合に限られる。次に第５図、第
６図はバレルの形状を変えた他の実施例である。即ち半
円形バレル３ａ，３ｂは夫々マスの流動方向（矢示１８
，１８ｂ）に下降勾配で取付けられ、直線状バレル３ｃ
，３ｄは夫々マスの流動方向（矢示１８ａ，１８ｃ）に
上昇勾配で取付けられると共に、半円形バレル３ａ，３
ｂおよび直線状バレル３ｃ，３ｄは夫々の端部で内面円
滑に接続されたもので、信号発生装置、プロセッサー、
周波数変換装置などは前記実施例と総て同様である。

バレルをこのような形状にするとコーナー部における流
動が更に良くなり選別効果も向上する。図中１６はフラ
ツプ、１７はスクリーン、２１は固定堰である。次に第
７図は第１図及び第２図に示した装置におけるバレル３
の外側に相似形状のバレル３２を１個設置したもので、
巾外二重のバレルを有する加工機である。

この実施例によれば一台の加工機で２種の異なつた加工
を同時に行うことが可能となり、例えば外側のバレル３
″で粗仕上を行ない、続いて内側のバレル３で光沢仕上
を行なうこともてき、また外側のパレル３″で研磨等の
加工を行ない続いておが粉、とうもろこししんの粉（コ
ンコブ）等の乾燥材を装入した内側のバレル３で乾燥処
理を行なうこともできる。また二重のみならず相似形の
バレルを内外多重（三重以上）に構成して多種の加工を
同時に行なうこともできる。また多段に構成する事も可
能である。前記における各槽におけるマスの流動は矢示
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２４，２４ａ，２４ｂ
，２４ｃのように行われる畦またスクリーン１７，１７
″からの移動は矢示２５，２６の通りである。以上述べ
たような構造にもとづき、この装置の作動を説明する。
この装置における制御項目は加工条件にしたがつて全電
動機の定常回転数・各振動発生装置における上下重錘間
の進み角α及びβ、両振動発生装置間における進み角γ
の３項目であり、それぞれ電動機５ａ，５ｂ，６ａ，６
ｂの回転数を制御することによつて行ない、その要項は
次のとおりであり、その流れ図は第８図に、回路の模式
図は第９図に示す。

まずバレル３内に研磨材及び工作物、要すれば水及びコ
ンパウンド（以下これらの装入物の総称をマスと呼ぶこ
ととする）を装入し、電動機５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂを
始動する。このときの回転数は全電動機とも同一とし、
前以つて経験的に知られた回転数か、最適条件の判明し
ていないときは試行の回転数とし、これらの回転数をこ
んごＮと略記する。電動機が回転を開始すると、エンコ
ーダー１３，１３ａ及び１、３ｂ，１３ｃは発生する信
号をプロセッサー１４へ入力して、エンコーダーからプ
ロセッサー１４へ各電動機５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂのア
ンバランスウェイトがどの角位置で回転しているかを入
力する。プロセッサー１４は電動機群５ａ，５ｂのうち
の・一つを基準として他の電動機の回転速度と回転角位
相のずれを計算し、それが規定値αになるように一方の
電動機の回転を早め、または遅くさせる。この際回転速
度を早めるか遅めるかは角位相差の相違によつて早く規
定値に達する方向に選択１する。また他の電動機群６ａ
，６ｂについても同様に角位相差βを規定値に設定する
。この場合電動機５ａ，５ｂにおける角位相差と６ａ，
６ｂにおける角位相差とは同一である必要はない。両者
の角位相差がともに設定値になつたならば、アン）バラ
ンスウェイト１０，１０ａ及び１１，１１ａ間の合力方
向の位相差γを設定値とする。この設定にエンコーダー
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃによつて検知されるアン
バランスウェイトの回転角位置よりプロセッサー１４内
において計算を行ない、規定角になるようにプロセッサ
ー１４の指令によりインバーター８ｂ，８ｃの発生する
周波数を変更し、電動機６ａ，６ｂの回転数を変更する
。以上がすべて設定値となつたならば、電動機は同一回
転数て回転し定常運転に移る。加工条件、すなわち電動
機の基本回転数、各角位相差α，β，γのいずれかを変
更するときには第９図において、各々の設定つまみによ
つて設定するが、振動振幅又は加速度をセンサーによつ
て検出し、つねに最適又は設定振動状態に保持するいわ
ゆる適応制御を行なうこともできる。以上述べたように
この発明によれば長距離環状振動バレル加工機において
発振機となるアンバランスウェイトの回転数及び各々の
発振機の進み角及び発振機相互間の進み角を任意に調整
することができるので、振動条件を変更することが容易
であり、理想的な長距離環状振動バレル加工機を得るこ
とができるなどの諸効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の制御系を付加した冫平面図
、第２図は同じく一部を切断した正面図、第３図は同じ
くドツグとアンバランスウェイトと電磁制御系の系統図
、第４図は同じくアンバランスウェイトの制御を示すベ
クトル図、第５図はこの発明の実施装置の平面図、第６
図は同じく正面図、第７図は同じく他の実施装置の平面
図、第８図はこの発明の実施態様を示すブロック図、第
９図は同じく制御系のブロック図である。 １・・・・・・機台、３・・・・・・バレル、４・・・
・・・底板、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ・・・・・・電動
機、８，８ａ，８ｂ，８ｃ・・・・・・インバーター、
９，９ａ，９ｂ，９ｃ・・・・・・電動機軸、１０，１
０ａ，１１，１１ａ・・・・・アンバランスウェイト、
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・・・フレキシブル
シャフト、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ・・・・・・
エンコーダー、１４・・・・・プロセッサー、１９ａ，
１９ｂ・・・・・・ドツグ、２０ａ，２０ｂ・・・・・
・磁気近接スイッチ群。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端で対向する一対又は複数対の半円形バレルと、
   該半円形バレルの両端を同数対の平行する直線状バレル
   で一体化した長距離環状振動バレルを振動可能に設置し
   た装置において、該バレルの長手方向の中心線上に、軸
   を上記バレルに対し垂直にした二箇の電動機より成る複
   数組の発振機を固定し、上記の各電動機の軸端には加振
   力を与えるアンバランスウェイトを固定し、前記電動機
   の入力はそれぞれプロセッサーによつて出力周波数が制
   御される周波数変換装置を通じて商用周波数電源と接続
   し、かつ前記各電動機の回転軸に回転軸の角位相を検出
   し、前記プロセッサーへ角位相を示す信号を送るための
   信号発生装置を設け、アンバランスウェイトを夫々同一
   方向に、且つ各組のアンバランスウェイトの間には設定
   進み角を保持するように同期せしめると共に各発振機の
   合成遠心力の間にも設定進み角を保持するように同期せ
   しめて、連続回転するようにしたことを特徴とする複式
   連動電動機付長距離環状振動バレル加工機。 ２ 半円形バレルはマスの移動方向に夫々下降勾配を有
   し、かつ直線状バレルはマスの移動方向に夫々上昇勾配
   を有するように構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の複式連動電動機付長距離環状振動バレル
   加工機。 ３ 各電動機の回転数及びアンバランスウェイトの進み
   角はアナログ的又はデジタル的に表示され、上記値を可
   変にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   複式連動電動機付長距離環状振動バレル加工機。 ４ 信号発生装置は回転軸周辺に対し、所定角間隔で設
   けたパルス発生装置とした特許請求の範囲第１項記載の
   複式連動電動機付長距離環状振動バレル加工機。 ５ 信号発生装置は各回転軸上のドッグとこれを検出す
   るために該ドッグの周辺に所定角間隔に設けたセンサー
   とした特許請求の範囲第１項記載の複式連動電動機付長
   距離環状振動バレル加工機。