JP5699466B2 - バランス修正方法と装置 - Google Patents
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Description
Ld=L0+D ・・・(1)
ここで、図1(B)のように、L0は、加工用初期位置Prから加工開始面7までの距離であり、Dは、前記切削深さである。
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとして予め求める切削データ取得ステップと、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測ステップと、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める移動距離取得ステップと、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削ステップと、を有する、ことを特徴とするバランス修正方法が提供される。
(A)前記回転体の回転角を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、距離計測装置を用いて前記軸方向に計測し、
(C)前記回転体を回転させることで、回転体の軸回り方向に関して回転体における基準点と前記距離計測装置との相対位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで、複数の前記回転角と、複数の前記軸方向距離との関係を取得し、この関係に基づいて加工開始面の前記傾きを求める。
(A)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置を用いて前記軸方向に計測し、
(C)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで、回転体の軸回り方向に関する複数の前記計測用初期位置と、複数の前記軸方向距離との関係を取得し、この関係に基づいて加工開始面の前記傾きを求める。
回転体における前記軸方向の一端部を把持装置により把持した状態で、回転体における前記軸方向の他端部に、嵌合部材を嵌合させることで、当該他端部が前記軸方向に対する半径方向にずれないようにするとともに、当該嵌合部材を、当該他端部から前記一端部へ向けて押圧し、
この状態で、計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置を用いて前記軸方向に計測する。
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとし、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測装置と、
計測した前記傾きと切削位相角と切削深さとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める駆動量決定装置と、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削装置と、を有する、ことを特徴とするバランス修正装置が提供される。
本願において、位相角は、回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を意味する。切削位相角は、回転体5に存在するアンバランスを除くために切削対象部5aを前記軸方向に切削する位相角を意味する。切削深さは、当該切削の深さを意味する。
制御部15dは、駆動装置15bを制御する。
L1≒Xsinθ+L0 ・・・(2)
この式において、X、θ、L0を図4に示す。Xは、ラジアル軸受4の中心軸Cを含む直線から加工用初期位置Prまでの半径方向距離である。θは、中心軸Cから加工開始面7に沿って切削位相角に延びる直線と、中心軸Cと直交する平面とのなす角度である。L0は、加工開始面7が傾いていない場合における、加工用初期位置Prから加工開始面7までの距離である。なお、図4において、破線は、軸方向に傾いていない(自身の軸がラジアル軸受4の軸方向を向いている)状態の回転体5を示す。
加工具(エンドミル)13aは、図3の例では、第3の可動部15b3に設置される。従って、駆動装置15bにより、エンドミル13aを、加工用初期位置Prから前記移動距離だけ加工開始面7側の軸方向に移動させることができる。この場合、エンドミル13は、第3の可動部15b3において、接触検出部15aから図2(A)、図2(C)のY方向にずれた位置に設置される。これにより、エンドミル13を使用する時に、接触検出部15aが切削対象部5aに干渉せず、接触検出部15aを使用する時に、エンドミル13が切削対象部5aに干渉しない。
加工具13aの移動は、図3の例では、制御部15dに制御される。すなわち、制御部15には、駆動量決定装置11から前記移動距離が入力され、制御部15dは、当該移動距離に基づいて、加工具13aが加工用初期位置Prから当該移動距離だけ切削対象部5aの側へ移動するように駆動装置15bを制御する。
このような切削位相角と切削深さ(アンバランス位相角とアンバランス量)の求め方は、例えば、特許文献1、2に記載されている。
ステップS22では、ステップS21における回転体5の回転角を維持した状態で、距離計測装置15により、計測用初期位置から加工開始面7上の被計測位置までの前記軸方向距離を計測する。
ステップS23では、ステップS22を行った回数が設定数に達したかどうかを判断する。この判断がNOの場合には、ステップS24へ進み、この判断がYESである場合には、ステップS25へ進む。なお、前記設定数は、3以上の整数である(ただし、3回以上のステップS21において計測した回転角が互いに異なる)。このようにステップS21、S22、S24を繰り返すことで、それぞれ互いに対応する複数の前記回転角と複数の前記軸方向距離との関係を取得する。
ステップS24では、回転体5を把持した把持装置16aを回転駆動装置16bにより回転させる。これにより、回転体5を回転させて、回転体5の軸回り方向に関して回転体5における基準点と距離計測装置15(すなわち、接触検出部15a)との相対位置を変化させる。また、ステップS24では、このように変化させた当該相対位置を一定に維持するように回転駆動装置16bによる回転体5の回転を停止させる。ステップS24を行ったら、ステップS21に戻る。なお、このステップS24で変化させた前記相対位置は、戻ったステップS21、S22においても一定に維持しておく。
ステップS25では、ステップS21、S22、S24を繰り返すことで取得した複数の前記回転角と複数の前記軸方向距離との関係に基づいて、演算部17により、軸方向に対する加工開始面7の前記傾きを算出する。
図6は、上述の実施形態によるバランス修正装置10を、回転機械としての過給機20に適用した場合を示す。
上述の実施形態では、距離計測装置15は、接触検出部15aを用いて、計測用初期位置から加工開始面7上の被計測位置までの軸方向距離を前記軸方向に計測するが、本発明は、これに限定されない。すなわち、距離計測装置15は、非接触に(例えば、撮像装置やレーザ距離計を用いて)、計測用初期位置から加工開始面7上の被計測位置までの軸方向距離を前記軸方向に計測してもよい。この場合、他の点は、上述と同じであってよい。
傾き計測装置9は、距離計測装置15の代わりに、撮像装置(例えば、CCDカメラ)を有していてもよい。この場合、傾いていない時の加工開始面7の画像を参照画像として予め取得しておき、ステップS2で、加工開始面7の画像を撮像装置により取得し、演算部17により、当該画像とこの参照画像とを比較することで、加工開始面7の傾きを求めてよい。
上述の実施形態では、切削位相角は、アンバランス位相角に一致していたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、上述のアンバランス量Uを除去するために、複数の位相角で切削対象部5aを軸方向に切削し、これらの切削により、全体として、アンバランス位相角においてアンバランス量Uが除去されるようにしてもよい。この場合、各切削位相角毎に、本発明のバランス修正装置と方法を適用してよく、他の点は、上述と同じであってよい。
上述の実施形態では、ステップS24で、回転体5を回転させたが、この代わりに、距離計測装置15(接触検出部15a)の位置(すなわち、前記計測用初期位置)を、上述の駆動装置15bにより軸C周りの方向に変化させてもよい。この場合、ステップS21において、適宜の手段により、軸C周りの方向に関する前記計測用初期位置を計測し、ステップS25では、各ステップS21で計測した複数の前記計測用初期位置と各ステップS22で計測した複数の前記軸方向距離との関係に基づいて、加工開始面7の傾きを求める。なお、ステップS2において、軸C周りの方向以外の方向に関する前記計測用初期位置は、一定に維持し、回転体5は回転しないように把持装置16aで把持しておくのがよい。
上述の実施形態では、加工具13aと接触検出部15aとを共通の駆動装置15bで移動させたが、加工具13aと接触検出部15aとを別々の駆動装置で移動させてもよい。この場合、接触検出部15aを、駆動装置により軸方向にのみ移動させるようにしてもよい。
Claims (5)
- 回転体をラジアル軸受で支持した状態で、回転体の切削対象部を、ラジアル軸受の軸方向に部分的に切削することで、回転体のアンバランスを低減するバランス修正方法であって、
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとして予め求める切削データ取得ステップと、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測ステップと、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める移動距離取得ステップと、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削ステップと、を有し、
前記傾き計測ステップでは、
(A)前記回転体の回転角を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、距離計測装置を用いて前記軸方向に計測し、
(C)前記回転体を回転させることで、回転体の軸回り方向に関して回転体における基準点と前記距離計測装置との相対位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで、複数の前記回転角と、複数の前記軸方向距離との関係を取得し、この関係に基づいて加工開始面の前記傾きを求める、ことを特徴とするバランス修正方法。 - 回転体をラジアル軸受で支持した状態で、回転体の切削対象部を、ラジアル軸受の軸方向に部分的に切削することで、回転体のアンバランスを低減するバランス修正方法であって、
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとして予め求める切削データ取得ステップと、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測ステップと、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める移動距離取得ステップと、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削ステップと、を有し、
前記傾き計測ステップでは、
(A)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置を用いて前記軸方向に計測し、
(C)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで、回転体の軸回り方向に関する複数の前記計測用初期位置と、複数の前記軸方向距離との関係を取得し、この関係に基づいて加工開始面の前記傾きを求める、ことを特徴とするバランス修正方法。 - 前記(A)では、
回転体における前記軸方向の一端部を把持装置により把持した状態で、回転体における前記軸方向の他端部に、嵌合部材を嵌合させることで、当該他端部が前記軸方向に対する半径方向にずれないようにするとともに、当該嵌合部材を、当該他端部から前記一端部へ向けて押圧し、
この状態で、計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置を用いて前記軸方向に計測する、ことを特徴とする請求項1または2に記載のバランス修正方法。 - 回転体をラジアル軸受で支持した状態で、回転体の切削対象部を、ラジアル軸受の軸方向に部分的に切削することで、回転体のアンバランスを低減するバランス修正装置であって、
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとし、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測装置と、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める駆動量決定装置と、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削装置と、を有し、
前記傾き計測装置は、計測用初期位置から加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を計測する距離計測装置と、回転体を把持して回転させる回転角変更装置と、回転体の回転角を計測する回転角センサと、加工開始面の前記傾きを求める演算部とを有し、
(A)前記回転角センサが前記回転体の回転角を計測し、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置が前記軸方向に計測し、
(C)前記回転角変更装置が前記回転体を回転させることで、回転体の軸回り方向に関して回転体における基準点と前記距離計測装置との相対位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで取得される、複数の前記回転角と複数の前記軸方向距離との関係に基づいて、前記演算部が加工開始面の前記傾きを求める、ことを特徴とするバランス修正装置。 - 回転体をラジアル軸受で支持した状態で、回転体の切削対象部を、ラジアル軸受の軸方向に部分的に切削することで、回転体のアンバランスを低減するバランス修正装置であって、
回転体の軸回り方向に関する回転体上の位置を位相角とし、回転体に存在するアンバランスを除くために切削対象部を前記軸方向に切削する位相角と、当該切削の深さとを、それぞれ、切削位相角と切削深さとし、
前記軸方向に対する切削対象部の加工開始面の傾きを計測する傾き計測装置と、
前記切削位相角と前記切削深さと前記傾きとに基づいて、前記切削位相角において、加工用初期位置から加工具を前記軸方向に移動させる移動距離を求める駆動量決定装置と、
前記切削位相角において、前記移動距離だけ、加工用初期位置から加工開始面側の前記軸方向に加工具を移動させることで、切削対象部を切削する切削装置と、を有し、
前記傾き計測装置は、計測用初期位置から加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を計測する距離計測装置を有し、
(A)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置が計測され、
(B)計測用初期位置から前記加工開始面上の被計測位置までの軸方向距離を、前記距離計測装置が前記軸方向に計測し、
(C)回転体の軸回り方向に関する距離計測装置の計測用初期位置を変化させ、
前記(A)、(B)、(C)を繰り返すことで取得される、回転体の軸回り方向に関する複数の前記計測用初期位置と複数の前記軸方向距離との関係に基づいて、前記傾き計測装置は加工開始面の前記傾きを求める、ことを特徴とするバランス修正装置。
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JP2010159326A JP5699466B2 (ja) | 2010-07-14 | 2010-07-14 | バランス修正方法と装置 |
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