JP2007057403A - 不釣り合い修正方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 近接センサや変位センサ等のセンサを設けることなく、精度よくクランクシャフト等のワークの不釣り合い修正を行うことができる不釣り合い修正方法および修正装置を提供する。
【解決手段】 検出された不釣り合い量に基づいて調整穴Ｗｈの加工予定位置θｎ及び加工予定深さＺｎを算出し、この算出された加工予定位置θｎにドリル加工を開始すると共に、これと同時にドリル加工開始初期の加工負荷の監視を開始し、この初期加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さＺｎから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さＺａを減算した加工残深さの分ドリル加工する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、クランクシャフト等のワークの不釣り合い修正方法およびその装置に関し、製造技術の分野に属する。

一般に、クランクシャフトは、鋳造や鍛造等により形成された素材に対して種々の加工を施した後、回転時のダイナミックバランスの不釣り合いを計測し、不釣り合いが存在する場合は、図１０に示すように、ドリルｄによってクランクシャフト素材ｗ（ワーク）のカウンタウェイト部ｗｃの外周面に不釣り合い量に応じた深さｚ（加工予定深さｚ）の調整穴ｗｈを不釣り合いを解消可能な角度位置θに加工して余分な重量を除去した上で製品とされる。その場合に、この調整穴ｗｈは、例えば、ドリルｄを、図１０に示す待機状態位置から、該待機状態におけるドリルｄの先端位置からカウンタウェイト部ｗｃの外周面までの距離ｙと、加工予定深さｚとを加算した分前進させることにより形成されるわけであるが、前述のようにクランクシャフト素材ｗは鍛造等により形成されているので、寸法誤差が生じやすく、例えばカウンタウェイト部ｗｃの外周面の半径ｒ（外周面位置）が、２点鎖線で示すように小さくなったり、点線で示すように大きくなったりする場合がある。したがって、ドリルｄを距離ｙと加工予定深さｚとを加算した分前進させたとしても、実際に形成される調整穴ｗｈの深さは、ｚ′に小さくなったり、ｚ″に大きくなり、この結果、不釣り合いが十分に修正されない場合がある。

この調整穴の深さ精度を向上可能な不釣り合い修正装置として、例えば、特許文献１には、不釣り合い修正装置に近接センサ及び変位センサを設けて、調整穴を形成するクランクシャフト素材のカウンタウェイト部毎にドリルの先端位置からカウンタウェイト部の外周面までの距離を検出可能に構成すると共に、この検出された距離と加工予定深さとを加算した分ドリルを前進させるようにし、これにより前記調整穴の深さ精度の向上を図ったものが開示されている。

特開平８−２４７８８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置においては、近接センサ及び変位センサを設けなければならず、しかも、これらのセンサはカウンタウェイト部毎に必要となるので、コストが高くなるだけでなく、装置が大型化するという問題がある。また、近接センサや変位センサに、切粉、クーラント、オイルミスト等の異物が付着する虞があり、この場合、外周面までの距離の検出精度が低下するという問題もある。なお、この問題は、前述したクランクシャフト素材についてだけでなく、例えば、バランサシャフト素材やカムシャフト素材等の回転するワークについて広くいえることである。

そこで、本発明は、近接センサや変位センサ等のセンサを設けることなく、精度よくクランクシャフト等のワークの不釣り合い修正を行うことができる不釣り合い修正方法および修正装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、ワーク回転時の不釣り合い量を検出し、その不釣り合い量に応じてワークにドリル加工することにより不釣り合いを修正する不釣り合い修正方法であって、前記検出された不釣り合い量に基づいて調整穴の加工予定位置及び加工予定深さを算出し、この算出された加工予定位置にドリル加工を開始すると共に、これと同時にドリル加工開始初期の加工負荷の監視を開始し、この初期加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記加工予定深さと前記所定深さとを比較し、該加工予定深さが所定深さより小さいときは、ワーク設計情報に基づくワーク表面位置から、前記加工予定深さの分ドリル加工し、該加工予定深さが所定深さ以上のときは、ドリル加工開始初期の加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工することを特徴とする。

そして、請求項３に記載の発明は、ワーク回転時の不釣り合い量を検出し、その不釣り合い量に応じてワークにドリル加工することにより不釣り合いを修正する不釣り合い修正装置であって、前記検出された不釣り合い量に基づいて調整穴の加工予定位置及び加工予定深さを算出する加工条件算出手段と、ドリル加工開始と同時に加工負荷の監視を開始する監視手段と、該監視手段によってドリル加工開始初期の加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工するドリル制御手段とを有することを特徴とする。

さらに、請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、前記ドリル制御手段は、前記加工予定深さと前記所定深さとを比較し、該加工予定深さが所定深さより小さいときは、ワーク設計情報に基づくワーク表面位置から、前記加工予定深さの分ドリル加工し、該加工予定深さが所定深さ以上のときは、ドリル加工開始初期の加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記請求項３または請求項４に記載の発明において、前記所定負荷は一定値であり、前記所定深さは、前記所定負荷に対応してワーク材質とドリル種類との組合せ毎に定められていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記請求項３または請求項４に記載の発明において、前記所定負荷は、ワーク材質とドリル種類との組合せが異なる場合でも前記所定深さが一定値となるように定められていることを特徴とする。

次に、本発明の効果について説明する。

まず、請求項１に記載の発明によれば、ワーク回転時の不釣り合い量を検出し、その不釣り合い量に応じてワークにドリル加工することにより不釣り合いを修正する場合に、前記検出された不釣り合い量に基づいて調整穴の加工予定位置及び加工予定深さを算出し、この算出された加工予定位置にドリル加工を開始すると共に、これと同時にドリル加工開始初期の加工負荷の監視を開始し、この初期加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工されることとなる。

したがって、ワーク表面位置を検出するセンサ等を用いることなく、ワークに加工予定深さの調整穴を精度よく加工することができる。また、センサを利用しないので、異物等の付着による不具合も生じることがない。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記加工予定深さと前記所定深さとを比較し、該加工予定深さが所定深さより小さいときは、ワーク設計情報に基づくワーク表面位置から、前記加工予定深さの分ドリル加工し、該加工予定深さが所定深さ以上のときは、ドリル加工開始初期の加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工されることとなる。

したがって、加工予定深さが所定深さより小さい場合に、調整穴の深さが深くなりすぎるのが防止される。なお、この場合、調整穴の深さ精度が若干低下することとなるが、もともと調整穴の深さが小さいわけであるから、その影響は軽微なものですむ。

そして、請求項３，４に記載の発明によれば、請求項１，２に記載の作用効果を実現可能な不釣り合い修正装置が実現されることとなる。また、ワーク表面位置を検出するセンサ等が不要となるので、装置を小型化できると共に、コストを低減することができる。

さらに、請求項５に記載の発明によれば、前記所定深さは、ワーク材質とドリル種類との組合せ毎に設定されているから、さまざまなワーク材質やドリル種類に応じて適切に調整穴の加工ができる。また、所定負荷を一定値に設定しているので、所定負荷となったことを検出するための構成を簡易なものとすることができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、前記所定負荷は、ワーク材質とドリル種類との組合せが異なる場合でも前記所定深さが一定値となるように定められているから、所定深さができるだけ小さな値となるように所定負荷を設定すれば、所定深さの方が加工予定深さよりも大きくなるのを極力抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本実施の形態に係るアンバランス修正システム１は、鍛造等によってクランクシャフト形状に形成されたクランクシャフト素材Ｗのダイナミックバランスの不釣り合いを計測して修正する装置であり、図１に示すように、第１アンバランス計測装置１０と、アンバランス修正装置２０と、第２アンバランス計測装置３０と、搬送ローダ４０とを有している。これらの装置１０〜４０は、図２に示すように、それぞれコントローラ１１，２１，３１，４１を有している。各コントローラ１１，２１，３１，４１は、ＣＰＵ、メモリ等のハードウェア資源と、該メモリに格納された制御プログラム等のソフトウェア資源とで構成され、両資源が協調して動作することにより、後述の各機能が実現されている。また、これらの装置１０〜４０は、ネットワーク５０（ＬＡＮ等）を介して相互に接続され、各コントローラ１１，２１，３１，４１間で互いに種々のデータを送受信可能に構成されている。また、ネットワーク５０上には、クランクシャフト素材Ｗの種類や後述するドリル２５の種類等を設定するための図示しない操作装置が接続されていると共に、該操作装置で入力されたデータ、及びクランクシャフト素材Ｗの寸法等の設計データ（ワーク設計情報）を記憶する記憶装置が接続されており、これらで定義されたデータが前記各装置１０〜４０のコントローラ１１〜４１から利用可能に構成されている。

第１アンバランス計測装置１０は、前記クランクシャフト素材Ｗをローラ１２…１２（図１参照）で回転させてダイナミックバランスの不釣り合いによる振動を計測すると共に、この計測された振動に基づいてクランクシャフト素材Ｗの４つのカウンタウェイト部Ｗｃ…Ｗｃ（図３参照）毎に不釣り合い量を算出し、この算出した不釣り合い量に基づいて、各カウンタウェイト部Ｗｃ…Ｗｃの外周面に半径方向に加工する調整穴Ｗｈ…Ｗｈの深さＺｎ及び加工位置θｎ…θｎ（図６参照。以下、適宜、調整穴加工データという）を演算する機能を有している。なお、図３、及び後述する図６、図８においては、一カウンタウエィト部Ｗｃに対して１つの調整穴Ｗｈが形成されている例を示しているが、本システム１においては、図４に示すように、調整穴Ｗｈは、４つのカウンタウェイト部Ｗｃ…Ｗｃ毎に周方向に分散して（例えば所定角度（ｅｘ２２．５度）ずつずれた角度位置に、あるいは任意の角度位置に）最大８ケ所ずつ、すなわち、１つのクランクシャフト素材Ｗに対して最大３２の調整穴Ｗｈ…Ｗｈが加工可能とされており、前記不釣り合い量に基づいて各調整穴Ｗｈ毎に加工予定位置θｎ（θ１〜θ３２）及び加工予定深さＺｎ（Ｚ１〜Ｚ３２）が設定されるようになっている。なお、図５のＺ１〜Ｚ３２は、例えば１５．０（ｍｍ），７．５（ｍｍ）等のデータであり、θ１〜θ３２は、例えば、２２．５（°）、４５（°）等のデータである。また、加工不要な位置には、例えば、Ｚ３＝０、θ３＝０等のデータが設定される。

アンバランス修正装置２０は、前記アンバランス計測装置１０で演算された調整穴加工データに基づいて、クランクシャフト素材Ｗに調整穴Ｗｈを加工するＮＣ制御装置（マシニングセンタ）であり、図１に示すように、機台２２と、該機台２２上に配設された加工機２３及び位置決め機構２４とを有している。加工機２３は、先端にドリル２５が装着された主軸２６と、図２に示すようにコントローラ２１によって制御されて該主軸２６を進退させるサーボモータ１０１と、該主軸２６を回転させるサーボモータ１０２と、該主軸２６をクランクシャフト素材Ｗの軸方向（水平方向）に移動させるサーボモータ１０３とを有している。位置決め機構２４は、クランクシャフト素材Ｗの両端部を把持する図示しない把持機構と、同じくコントローラ２１によって制御されてクランクシャフト素材Ｗを軸方向に移動させるサーボモータ１０３と、軸心回りに回転させるサーボモータ１０４とを有しており、前記調整穴加工データに基づいてサーボモータ１０３，１０４が駆動されることにより、クランクシャフト素材Ｗにおける調整穴Ｗｈの加工部を前記ドリル２５の軸心上に位置させるように構成されている。なお、ドリル２５は、加工穴径等に応じて他のものに交換可能とされている。また、主軸２６を進退させるサーボモータ１０１の位置情報１０５によりドリル２５の軸方向位置を検出するようになっている。また、サーボモータ１０２の負荷電流を検出する電流センサ１０６が設けられてコントローラ２１に接続されており、該電流センサ１０６で検出された電流値に基づいて主軸２６を回転駆動するサーボモータ１０２の負荷トルクＴを検知、監視可能とされている。

第２アンバランス計測装置３０は、前記アンバランス修正装置２０で調整穴Ｗｈが加工されたクランクシャフト素材Ｗの振動を計測するものである。

搬送ローダ４０は、クランクシャフト素材Ｗを前記各装置１０，２０，３０間で移送するものであり、これらの装置１０，２０，３０の上方に延設されたレール部材と、該レール部材に沿って移動可能とされると共に上下に昇降可能とされたチャック機構等により構成されている。

次に、このアンバランス修正システム１の動作について、図５のフロ―チャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１で、第１アンバランス計測装置１０によって、クランクシャフト素材Ｗの回転時の振動を計測して、ステップＳ２で、アンバランス量（不釣り合い量）を算出し、ステップＳ３で、クランクシャフト素材Ｗのカウンタウェイト部Ｗｃ…Ｗｃに設ける調整穴Ｗｈ…Ｗｈの角度θｎ…θｎ及び深さＺｎ…Ｚｎを演算し、前述の図４に示す調整穴加工データを作成する。そして、ステップＳ４で、この調整穴加工データを、第１アンバランス計測装置１０から搬送ローダ４０に転送する。

搬送ローダ４０は、第１アンバランス計測装置１０から前記調整穴加工データを受信すると、ステップＳ５で、クランクシャフト素材Ｗをアンバランス修正装置２０に搬送すると共に、ステップＳ６で、調整穴加工データをアンバランス修正装置２０に転送する。

アンバランス修正装置２０は、搬送ローダ４０から調整穴加工データを受信し、かつ搬送ローダ４０からクランクシャフト素材Ｗを受け取ると、ステップＳ７で、まず、調整穴Ｎｏ．１（ｎ＝１）の調整穴Ｚｈについて、調整穴深さＺｎが所定深さＺａ以上か否かを判定し、所定深さＺａ以上（ＹＥＳ）のときは、ステップＳ８で、加工機２３のサーボモータ１０３と位置決め機構２４のサーボモータ１０４を作動させて調整穴加工データに基づいてクランクシャフト素材Ｗの位置決めと主軸２６のクランクシャフト素材Ｗに対する位置決めを実行した上で、加工機２３のサーボモータ１０１，１０２を作動させて主軸２６を駆動してドリル加工を開始すると共に、加工開始と同時にサーボモータ１０２の負荷トルクＴ（主軸２６の加工トルク。請求項における加工負荷）の監視を開始する。そして、この負荷トルクＴが所定トルクＴａ（請求項における所定負荷）に達したときは、ステップＳ９で、図６に示すように、所定トルクＴａに達したことが検出された位置（実外周面からＺａの位置）から、Ｚｎ−Ｚａ（請求項における加工残深さ）だけ主軸２６（ドリル２５）を前進させてドリル加工する。ここで、所定深さＺａは、ドリル加工開始初期の負荷トルクＴが前述の所定トルクＴａに達したときに、ドリル２５先端がカウンタウェイト部Ｗｃの実外周面位置から切り込まれていると予測される加工深さであり、例えば図７に一例として示すように、ドリル種類１〜４（例えば、ドリル先端形状、ドリル径、ドリル材質等に応じて区分される）やクランクシャフト素材Ｗの材質Ａ〜Ｄに応じて予め個別（Ｚａ１〜Ｚａ１６）に設定され、コントローラ２１のメモリにテーブルとして記憶されている。なお、この所定深さＺａは複数回実測したデータの平均値等に基づいて設定すればよい。所定トルク値Ｔａは、例えば、サーボモータ１０２の許容最大トルクの１％程度の大きさの一定の値に設定されている。これは、例えば、ドリル加工中の最大負荷トルクが許容最大トルクの１０％程度とした場合に、加工開始初期の負荷トルクＴの急増を迅速かつ確実に検出可能とすることを目的としている。また、このように所定深さＺａ及び所定トルクＴａを設定することにより、クランクシャフト素材Ｗの材質やドリル２５の種類に応じて調整穴Ｗｈを適切に加工ができる。また、所定トルクＴａを一定値に設定しているので、所定トルクＴａとなったことを検出するための構成（例えばコントローラ２１の構成）を簡易なものとすることができる。

一方、ステップＳ７で、所定値Ｚａ未満（ＮＯ）のときは、ステップＳ１０で、図８に示すように、クランクシャフトの設計データ（ワーク設計情報）における外周面位置（設計半径Ｒ０の位置）、すなわち設計データにおける待機状態のドリル２５の先端位置からドリル軸方向に距離Ｙの位置、からＺｎだけドリル加工する。すなわち、ドリル２５（主軸２６）を、待機状態位置からＹ＋Ｚｎ前進させる。

そして、ステップＳ９またはＳ１０でのドリル加工の終了後、ステップＳ１１でｎ＝ｋか否かを判定し（本実施の形態においてはｋ＝３２）、ｎ＝ｋでないとき（ＮＯ）、すなわち、全ての調整穴Ｗｈ…Ｗｈの加工が完了していないときは、ステップＳ１２で、ｎに１を加算し、調整穴Ｎｏ．２（ｎ＝２）の調整穴Ｚｈについて、再度ステップＳ７以後を実行する。

そして、ステップＳ１１でｎ＝ｋのとき（ＹＥＳ）、すなわち、調整穴Ｎｏ．３２（ｎ＝３２）の調整穴Ｗｈの加工が終了して全ての調整穴Ｗｈ…Ｗｈについて加工が完了したときは、ステップＳ１３で、アンバランス修正装置２０は、加工完了信号を搬送ローダ４０に送信する。そして、搬送ローダ４０はこの信号を受信すると、ステップＳ１４で、調整穴Ｗｈの加工の完了したクランクシャフト素材Ｗを第２アンバランス計測装置３０に搬送する。そして、第２アンバランス計測装置３０は搬送ローダ４０からクランクシャフト素材Ｗを受け取ると、ステップＳ１５で、このクランクシャフト素材Ｗについてアンバランス振動の計測を行う。

なお、これ以後の処理については、例えば、ステップＳ１５で計測されたアンバランス振動が許容範囲内か否かに応じて、加工完了したクランクシャフト素材Ｗを搬送ローダ４０により次工程に移送すればよい。すなわち、許容範囲内のときは、例えば良品ストックエリアに移送し、許容範囲内にないときは、例えば不良品ストックエリアに移送して例えば手作業等で再度調整穴の加工を行えばよい。

次に、本実施の形態に係るアンバランス修正システム１の作用について説明する。

まず、クランクシャフト素材Ｗの種類等のデータを設定した上で、アンバランス修正システム１を作動させると、第１アンバランス計測装置１０によって、クランクシャフト素材Ｗの回転時の振動が計測され、該計測結果に基づいてアンバランス量（不釣り合い量）が算出される。そして、クランクシャフト素材Ｗのカウンタウェイト部Ｗｃ…Ｗｃに設ける調整穴Ｗｈ…Ｗｈの角度θｎ…θｎ及び深さＺｎ…Ｚｎが演算され、この調整穴加工データが、第１アンバランス計測装置１０から搬送ローダ４０に転送される。

搬送ローダ４０は、第１アンバランス計測装置１０から前記調整穴加工データを受信すると、クランクシャフト素材Ｗをアンバランス修正装置２０に搬送すると共に、この調整穴加工データをアンバランス修正装置２０に転送する。

アンバランス修正装置２０は、搬送ローダ４０から調整穴加工データを受信し、かつ搬送ローダ４０からクランクシャフト素材Ｗを受け取ると、Ｎｏ．１〜３２の各調整穴Ｗｈ…Ｗｈについてそれぞれ以下の処理が繰り返される。すなわち、まず、調整穴深さＺｎが所定値Ｚａ以上か否かを判定する。そして、所定値Ｚａ以上のときは、加工機２３のサーボモータ１０３と位置決め機構２４のサーボモータ１０４を作動させて前記調整穴加工データに基づいてクランクシャフト素材Ｗの位置決めと主軸２６のクランクシャフト素材Ｗに対する位置決めを実行した上で、加工機２３のサーボモータ１０１，１０２を作動させて主軸２６を駆動してドリル加工を開始すると共に、加工開始と同時にサーボモータ１０２の負荷トルクＴの監視を開始する。そして、この負荷トルクＴが所定値Ｔａに達したときは、トルクＴが所定値Ｔａとなったことが検出された位置から、Ｚｎ−Ｚａだけ主軸２６（ドリル２５）を前進させてドリル加工する。

したがって、クランクシャフト素材Ｗのカウンタウェイト部Ｗｃの外周面位置を検出するための近接センサ等を用いることなく、実際のカウンタウェイト部Ｗｃの外周面位置を基準として加工予定深さＺｎの調整穴Ｗｈを精度よく加工することができる。また、近接センサ等を利用しないので、異物等の付着による不具合も生じることがない。

そして、特に、ドリル加工時の負荷トルクＴにより加工深さＺａを検出することとなるので、カウンタウェイト部の半径が異なる別タイプのクランクシャフト素材Ｗに対しても大きな変更を加えることなく適用することができる。また、主軸２６へのドリル２５の装着の際のドリル先端位置誤差やドリル２５の摩耗による先端位置誤差がある場合でも、精度よく調整穴Ｗｈを加工することができる。

また、背景技術で説明した近接センサ等を有する装置においては、調整穴を加工するに際して、その前に別途、近接センサ等によってドリルの先端位置からカウンタウェイト部の外周面までの距離を検出しなければならず、サイクルタイムが増加することとなるが、本実施の形態によれば、負荷トルクＴａとなったことが検知された後、そのまま引き続いて加工残深さＺｎ−Ｚａの分の調整穴Ｗｈの加工を行うことができるので、換言すれば、外周面までの距離を検出するためだけの工程を設ける必要がないので、サイクルタイムの増加が生じることがない。なお、これは、Ｚａが検出された後、一旦ドリル駆動を停止させたり、ドリルを後退させたりすることを排除するものではないが、この場合、サイクルタイムに対する効果は減少することとなる。

これに対し、調整穴深さＺｎが所定値Ｚａ未満のときは、クランクシャフトの設計データ（ワーク設計情報）における外周面位置からＺｎだけドリル加工される。これによれば、加工予定深さＺｎが所定深さＺａより小さい場合に、調整穴Ｗｈの深さが深くなりすぎるのが防止される。なお、この場合、調整穴Ｗｈの深さ精度が若干低下することとなるが、もともと調整穴Ｗｈの深さが小さいわけであるから、その影響は軽微なものですむ。

そして、全ての調整穴Ｗｈ…Ｗｈの加工が完了したときは、アンバランス修正装置２０は、加工完了信号を搬送ローダ４０に送信する。そして、搬送ローダ４０はこの信号を受信すると、調整穴Ｗｈの加工の完了したクランクシャフト素材Ｗを第２アンバランス計測装置３０に搬送する。そして、第２アンバランス計測装置３０は搬送ローダ４０からクランクシャフト素材Ｗを受け取ると、このクランクシャフト素材Ｗについてアンバランス振動の計測を行う。なお、この後の処理については、前述のように行えばよい。

なお、前記実施の形態においては、ドリル２５の種類やクランクシャフト素材Ｗ（ワーク）の材質によらず所定トルクＴａを一定値とし、これに対応する所定深さＺａを、ドリル２５の種類やクランクシャフト素材Ｗの材質毎に定めたが、これとは逆に、例えば、図９に示すように、ドリル２５の種類やクランクシャフト素材Ｗの材質が異なる場合でも所定深さＺａが同一の値（一定値）となるように、所定トルクＴａをドリル２５の種類やクランクシャフト素材Ｗの材質毎に設定してもよい。なお、この場合においても、図５に示すフローチャートにより同様に制御が可能である。そして、これによれば、所定深さＺａができるだけ小さな値となるように所定トルクＴａを設定すれば、所定深さＺａの方が加工予定深さＺｎよりも大きくなるのを極力抑制することができるようになる。また、これらの例とは異なるが、ドリル２５の種類とクランクシャフト素材Ｗの材質の組合せ毎に、他の組み合せとは関係なく、所定トルクＴａ及び所定深さＺａを最適な値に設定してもよい。

なお、本実施の形態においては、全ての調整穴について負荷トルク監視を行うようにしたが、例えば、各カウンタウェブＷｃの最初の１つ目の調整穴Ｗｈの加工に際してのみトルク監視を行い、残りの調整穴Ｗｈ…Ｗｈについては、１つ目の調整穴Ｗｈの加工時に位置情報１０５によって得ることが可能な、待機状態時のドリル先端位置から負荷トルクＴａとなったことが検出された位置までのドリル２５の移動量（前進量）Ｘに基づいて加工を行うようにしてもよい。つまり、残りの各調整穴Ｗｈ…Ｗｈについては、ドリル２５の移動量Ｘ＋各調整穴Ｗｈの加工予定深さＺｎ−所定深さＺａだけドリル２５を移動させるようにするのである。これによれば、トルク監視を毎回行う必要がないので、調整穴加工に要する時間を短縮することができる。

また、本実施の形態においては、ワークとしてクランクシャフト素材を例として説明したが、例えば、エンジンのバランサ装置のバランサシャフト、カムシャフト等にも適用可能である。また、車両の車輪用ホイールの側面や外周面への加工に際しても適用可能である。

ここで、特許請求の範囲の構成要素と実施の形態の構成要素との対応について説明する。なお、後述の符号の説明等で明らかなものについては、適宜省略するものとする。まず、特許請求の範囲の請求項１における「前記検出された不釣り合い量に基づいて調整穴の加工予定位置及び加工予定深さを算出」は、実施の形態におけるステップＳ３に対応し、「この算出された加工予定位置にドリル加工を開始すると共に、これと同時にドリル加工開始初期の加工負荷の監視を開始」はステップＳ８に対応し、「初期加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工する」はステップＳ９に対応する。また、請求項２における「記加工予定深さと前記所定深さとを比較」はステップＳ７に対応し、「加工予定深さが所定深さより小さいときは、ワーク設計情報に基づくワーク表面位置から、前記加工予定深さの分ドリル加工」はステップＳ１０に対応し、「加工予定深さが所定深さ以上のときは、ドリル加工開始初期の加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた深さを減算した加工残深さの分ドリル加工する」は、ステップＳ８，Ｓ９に対応する。また、請求項３における「加工条件算出手段」はアンバランス計測装置１０に対応し、「監視手段」はアンバランス修正装置２０に対応し、請求項３及び請求項４における「ドリル制御手段」は、アンバランス修正装置２０に対応する。

本発明は、クランクシャフト等のワークの不釣り合い修正方法および修正装置に広く適用することができる。

本実施の形態に係るアンバランス修正システムの概略構成図である。 アンバランス修正システムを構成する装置の接続図である。 クランクシャフトの一例を示す図である。 不釣り合い修正用データの説明図である。 本アンバランス修正システムの作動フローを示すフローチャートの一例である。 図３のＡ矢視図である（図３における最も左側のカウンタウェイト部Ｗｃ以外のカウンタウェイト部Ｗｃ…Ｗｃについては省略している）。 加工穴深さＺａのテーブルである。 Ｚｎ＜Ｚａの場合における図６相当の図である。 第２の例における所定負荷Ｔａのテーブルである。 従来の問題点の説明図である。

符号の説明

１ アンバランス修正システム（不釣り合い修正装置）
１０ 第１アンバランス計測装置（加工条件算出手段）
２０ アンバランス修正装置（監視手段、ドリル制御手段）
２５ ドリル
３０ 第２アンバランス計測装置
４０ 搬送ローダ
Ｔａ 所定トルク
Ｗ クランクシャフト素材（ワーク）
Ｗｈ 調整穴
Ｚａ 所定深さ
Ｚｎ 加工予定深さ

Claims (6)

1. ワーク回転時の不釣り合い量を検出し、その不釣り合い量に応じてワークにドリル加工することにより不釣り合いを修正する不釣り合い修正方法であって、
   前記検出された不釣り合い量に基づいて調整穴の加工予定位置及び加工予定深さを算出し、
   この算出された加工予定位置にドリル加工を開始すると共に、これと同時にドリル加工開始初期の加工負荷の監視を開始し、
   この初期加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工することを特徴とする不釣り合い修正方法。
2. 請求項１に記載の不釣り合い修正方法であって、
   前記加工予定深さと前記所定深さとを比較し、
   該加工予定深さが所定深さより小さいときは、ワーク設計情報に基づくワーク表面位置から、前記加工予定深さの分ドリル加工し、
   該加工予定深さが所定深さ以上のときは、ドリル加工開始初期の加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工することを特徴とする不釣り合い修正方法。
3. ワーク回転時の不釣り合い量を検出し、その不釣り合い量に応じてワークにドリル加工することにより不釣り合いを修正する不釣り合い修正装置であって、
   前記検出された不釣り合い量に基づいて調整穴の加工予定位置及び加工予定深さを算出する加工条件算出手段と、
   ドリル加工開始と同時に加工負荷の監視を開始する監視手段と、
   該監視手段によってドリル加工開始初期の加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工するドリル制御手段とを有することを特徴とする不釣り合い修正装置。
4. 請求項３に記載の不釣り合い修正装置であって、
   前記ドリル制御手段は、前記加工予定深さと前記所定深さとを比較し、
   該加工予定深さが所定深さより小さいときは、ワーク設計情報に基づくワーク表面位置から、前記加工予定深さの分ドリル加工し、
   該加工予定深さが所定深さ以上のときは、ドリル加工開始初期の加工負荷が所定負荷に達したことが検出された位置から、前記加工予定深さから前記所定負荷に対応して予め定められた所定深さを減算した加工残深さの分ドリル加工することを特徴とする不釣り合い修正装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の不釣り合い修正装置であって、
   前記所定負荷は一定値であり、
   前記所定深さは、前記所定負荷に対応してワーク材質とドリル種類との組合せ毎に定められていることを特徴とする不釣り合い修正装置。
6. 請求項３または請求項４に記載の不釣り合い修正装置であって、
   前記所定負荷は、ワーク材質とドリル種類との組合せが異なる場合でも前記所定深さが一定値となるように定められていることを特徴とする不釣り合い修正装置。

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