JPH01289660A - 研削砥石の動バランス取り方法 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、研削砥石の回転時のアンバランスを修正する
研削砥石の動バランス取り方法に関する。

〔従来の技術〕

研削砥石は、その回転中心に対する重量分布の不均一、
回転軸取付時の誤差等の理由により、これを回転させた
とき動的アンバランスが生じるのを避けることはできな
い、そして、このような動的アンバランスが存在してい
ると研削作業における加工面の面粗さや加工精度に悪影
響を与える。

このため、研削砥石を取付けて研削作業を行なう加工装
置には、研削砥石が回転している状態でアンバランスを
修正してバランスを取るバランスウェイトが備えられて
いるのが通常である。

上記バランスウェイトを用いてバランス取りを行なう手
段として、例えば、特開昭５９−１５５６４２号公報や
、Ｇ、ＴＲＭＡＬ、Ｈ，ＫＡＬＩＳＺＥＲ著ｒＡＤＡＰ
ＴＩＶＥ　　Ｃ０ＮＴＲ０ＬＬ、ＥＤＦＵＬＬＹ　　Ａ
ＵＴＯＭＡＴＩＣＢＡＬＡＮ−ＣＩＮＧ　　ＳＹＳＴＥ
ＭＪ　　（１９７７年Ｐｒｏｃｅｄｉｎｇｓｏｆ　ｔｈ
ｅ　１１ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｍ、Ｔ、
Ｄ、Ｒ，Ｃｏｎｆｅｒｅ−ｎｃｅ、　Ｐ、　８５）等が
挙げられる。これら従来の手段においては、バランスウ
ェイトおよびこれを移動させるモータを砥石フランジに
内蔵し、モータをスリップリングを介して駆動する装置
が使用される。そして、研削砥石の回転時にそのアンバ
ランスにより発生する振動を測定する振動計を砥石頭な
どの適所に取付けておき、外部から前記モータを駆動し
てバランスウェイトを所定方向に少し移動させ、振動が
低下したらその方向へ、又、振動が増大したら逆方向に
バランスウェイトを移動させてゆき、その移動の途中で
振動が増大し始める直前の位置にバランスウェイトを位
置せしめる方法が採られていた。このような方法は、手
動および自動のいずれの方法でも可能であり、これによ
り研削砥石のアンバランスが抑制され、良好な研削加工
を実施することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の方法においては、上述のように振動計により
測定された振動データに基づいてバランスウェイトの配
置位置が決定される。ところで、当該振動計で測定され
る振動は、研削砥石のアンバランスに起因する振動だけ
でなく、研削盤の他の部分に存在する振動源からの振動
や、近辺に設置されている他の機械、装置から床や地面
を経て伝達される振動などが含まれるのが通常である。

そして、これらの他の部分からの振動は時間的に変動す
る場合が多い。したがって、上記従来の方法では、バラ
ンスウェイトを移動させてゆく場合、振動が減少から増
大に転じる位置があっても、そのような減少から増大へ
の変化が、砥石がバランスしたときのものか、あるいは
他の振動要因に左右された結果であるのか分らない。結
局、ある位置と他の位置との振動の大小関係を正確に比
較することは困難となる。このため、従来の方法では、
バランスウェイトを、研削砥石のアンバランスを調整す
べき位置に正確に設置することは極めて困難であった。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
高精度の動バランス取りができる研削砥石の動バランス
取り方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、研削砥石の回転
中にバランスウェイトを移動させて動バランスを取る方
法において、前記バランスウェイトの全可動°範囲に亘
って複数の位置に当該バランスウェイトを移動させ、そ
れら各位置における前記研削砥石の振動を測定し、この
測定により得られた値および前記各位置の位置データに
基づいて前記振動が最小となる位置を演算し、その位置
に前記バランスウェイトを配置するようにしたことを特
徴とする。

〔作　用〕

先づ、バランスウェイトを、そのバランスウェイトを移
動させることができる全範囲にわたって複数の位置に移
動させ、各位置において研削砥石の回転時の振動を振動
計により測定する。次いで、振動計により得られた各測
定値と各位置の位置データとに基づいて、振動が最小と
なる位置を演算する。そして、演算により得られた位置
にバランスウェイトを配置する。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る研削砥石の動バランス取
り方法に使用される装置の系統図である。

図で、ｌは砥石、２ａ、２ｂは砥石ｌを保持する砥石フ
ランジ、３は砥石１を回転させる砥石軸である。砥石フ
ランジ２ａ、２ｂは砥石１を保持した状態で砥石軸３に
取付けられる。４は研削盤の砥石頭を示す。５は動バラ
ンス装置の本体であり、砥石フラン２２ｂに固定されて
いる。６は本体５内において砥石軸３と同軸に設けられ
た軸、７ａ。

７ｂはそれぞれ軸６に対して回動可能に設けられた歯車
、８ａ、３ｂはそれぞれ歯車７ａ、７ｂの一方の面上に
固定されたバランスウェイトである。

９ａ、９ｂは歯車？ａ、７ｂを回転させるモータ、ｌＱ
ａ、１０ｂはモータ９ａ、９ｂに連結され歯車７ａ、７
ｂと噛合う歯車である。１１は各モータ９　ａ　＋９ｂ
に外部から電流を供給するためのスリップリング、１２
はスリップリング１１と摺動接触するブラシ、１３は砥
石カバーである。ブラシ１２は砥石カバー１３に固定さ
れている。

１４は砥石頭４に発生している振動を測定する振動検出
器であり、検出した振動の大きさに比例した電気的信号
を出力する。１５は振動検出器１４の出力を増幅する増
幅器、１６は振動検出器で検出されたデータを解析する
とともにモータ９ａ、９ｂの駆動指令を出力するマイク
ロコンピュータ、１７はマイクロコンピュータ１６の指
令に基づいてモータ９ａ、９ｂの駆動を制御するモータ
制御回路である。

次に、第１図に示す装置の動作を説明する。図示しない
駆動源により砥石軸３が回転せしめられると、砥石フラ
ンジ’ｌａ、　　２ｂ、これらにより保持された砥石１
、砥石フランジ２ｂに固定された本体５が砥石軸３とと
もに回転する。本体５の回転により、バランスウェイト
８ａ、３ｂも砥石軸３を中心に砥石１とともに回転する
ことになる。

この状態で、ブラシ１２およびスリップリング１■を介
してモータ９ａ、又はモータ９ｂを駆動すると１、バラ
ンスウェイト８ａ、８ｂはこれに応して砥石軸３を中心
とする円周方向に移動してその位置を変更する。ここで
、バランスウェイト３ａ、３ｂによるバランス取りの原
理を第２図により説明する。

第２図は第１図に示す砥石の平面図である。図中、ｍは
砥石ｌに存在するアンバランス預を表わし、図示の砥石
１の場合、図で左下縁部近くに存在する。今、砥石ｌの
回転中心０とアンバランス！ｉｍとを遣る直線をり、ア
ンバランス１ｍの遠心力の向きを咲印ａ、その逆向きを
矢印すで表す。

上述のように、砥石１とバランスウェイト８ａ。

８ｂとが回転しているとき、バランスウェイト８ａ、３
ｂに作用する遠心力の合力の直線り方向成分の力が矢印
ａ方向であると振動は大きくなり（アンバランスは大き
くなり）、その大きさはバランスウェイトｓａ、ａｂの
位置が砥石軸３０周方向でアンバランス量ｍの位置と一
致する場合最大となる。これに対して、バランスウェイ
ト８ａ。

８ｂに作用する遠心力の合力の重線Ｉ７方向成分の力が
矢印す方向であると、その力はアンバランス量ｍによる
振動を減少させるように作用し１．当該゛合力の方向と
大きさがアンバランスｉｍの遠心力に等しいときアンバ
ランス量ｍは打消され、砥石は完全なバランス状態にお
いて回転し、振動はＯとなる。

ここで、第１図に示す装置を用いた本実施例の動バラン
ス取り方法を説明する。マイクロコンピュータ１６のメ
モリには、マイクロコンピュータ１６の華位指令当りの
歯車７ａ、７ｂの回転角（即ちバランスウェイｔ−８ａ
、８ｂの移動量）が記憶されている。回転軸３が所定の
速度で回転している状態において、まず、バランス取り
挿作開始前のバランスウニ・イト３ａ、８ｂの位置を０
としてリセットしておく。次に、マイクロコンピュータ
１６に歯車７ａの所望の回転角を入力すると、マイクロ
コンピュータ１６はこれに相当する指令を出力する。こ
の指令を入力したモータ制御回路１７は、ブラシ１２お
よびスリップリング１１を介してモータ９ａを駆動し歯
車７ａを指令に見合う回転角だけ回転させバランスウェ
イ）８ａを所望の移動量だけ移動せしめる。この状態に
おいて、砥石頭４の振動が振動検出器１４で検出され、
その値は増幅器１５を介してマイクロコンピュータ１６
のメモリに記憶される。以下、同様にし°ζマイクロコ
ンピュータ１６から順次同一の指令が出力され、これに
応じてバランスウェイ＋−Ｓａの位置が順次移動し、そ
の移動位置毎にぞのときの振動データが記憶されてゆく
。この動作は、歯車７ａが３６０’　　（１回転）回転
するまで繰返えされる。

第３図臣上記方法により得られた値の分布図である。図
で、横軸にはバランスウェイト８ａの位置、縦軸には振
動振幅がとられている。振動の値は○印で示されている
。マイクロコンピュータ１６は、上記振動データの収集
が終了すると、これら振動データをとり出し、これら振
動データを最小二乗法、フーリエ級数等を利用して近似
し、第３図に実線で示すような凹１ｍ　ｓ　ｉ　ｎ曲線
を求める。ぞして、この曲線から、振動が最小となる位
’１！、　ｐを求める。次いで、マイクロコンピュータ
１６はバランスウェイト８ａを最初のＯリセット位置か
ら前記位置ｐまで移動させるべく、それに要する（旨令
量を演算し、その指令量をモータ制御回路１７に出力す
る。これにより、バランスウェイト８ａは位置ｐに移動
する。

−Ｆ記と全く同様の操作がバランスウェイト８ｂについ
ても実施され、バランスウェイト８ｂは、得られた回帰
ｓｉｎ曲線に基づいて振動が最小となる位置に移動せし
められる。上記操作を各バランスウェイト３ａ、３ｂに
ついて交互に繰返えすことにより、高精度の動バランス
を取ることができる。

このように、本実施例では、２つのバランスウェイトを
交互に回転させ、その一回転の間の適宜な複数位置にお
いてそれぞれ振動データを採取し、これら振動データに
基づいて最小振動位置を演算し、ぞの位置にバランスウ
ェイトを配置するようにしたので、砥石のアンバランス
による振動以外に経時的に変化する多少の振動が存在し
ても、その影響は全周に亘る振動データの変化の全体像
を把握することによってほとんど排除され、高い精度で
バランスウェイトの位置を決定することができる。

なお、上記実施例の説明では、その動バランス取り方法
に使用する装置において、２つのバランスウェイトをそ
れぞれ円周方向に移動させる装置を使用した例について
説明したが、バランスウェイトの移動手段はこれに限る
ことはない。例えば、第４図に示すように、バランスウ
ェイト８ａ、８ｂを移動させる手段はそれらバランスウ
ェイト８ａ、８ｂｅ回転中心軸を通って直交する方向の
各軌道Ａ、Ｂ上を移動させてもよい。この場合、振動デ
ータが収集される各バランスウェイト８ａ。

８ｂの位置は、軌道Ａ、Ｂの一端から他端に亘る範囲で
定められるのは当然である。この場合、モータの回転を
バランスウェイトの直線移動に変換する手段は周知であ
るのでその説明は省略する。

さらに、バランスウェイトは２つに限ることはなく、１
・つであってもよい。例えば、第５図に示すように、１
つのバランスウェイト８を用い、これを円周方向に一回
転移動させ、次いで半径方向に一端から他端に亘って移
動させ、これらの移動の間に振動デ・−夕の収集を行な
う。この場合の装置としては、モータで回転する回転体
りにモータおよびこのモータにより半径方向に直線移動
するバランスウェイトを設置する構成のものが用いられ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、バランスウェイトをそ
の全可動範囲に亘って移動させ、その移動における複数
の位置において振動を測定し、それら測定値に基づいて
振動が最小となる位置を演算し、その位置にバランスウ
ェイトを配置するようにしたので、砥石のアンバランス
による振動以外に経時的に変動する振動があっても、そ
の影響をほとんど排除することができ、高精度の動バラ
ンス取りを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る動バランス取り方法に使
用される装置の系統図、第２図は第１図に示す砥石の平
面図、第３図は測定された振動値の分布図、第４図およ
び第５図はそれぞれバランスウェイトの他の移動経路を
示す図である。 １・・・・・・砥石、３・・・・・・砥石軸、４・・・
・・・砥石頭、７ａ、７ｂ・・・・・・歯車、８ａ、８
ｂ・・・・・・バランスウェイト、９ａ、９ｂ・・・・
・・モータ、７１４・旧・・振動検出器、１５・・・・
・・増幅器、１６・・・・・・マイクロコンピュータ、
１７・・・・・・モータ制御回路、ｍ・・・・・・アン
バランス世。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　研削砥石の回転中にバランスウェイトを移動させて動
   バランスを取る方法において、前記バランスウェイトの
   全可動範囲に亘つて複数の位置に当該バランスウェイト
   を移動させ、それら各位置における前記研削砥石の振動
   を測定し、この測定により得られた値および前記各位置
   の位置データに基づいて前記振動が最小となる位置を演
   算し、その位置に前記バランスウェイトを配置するよう
   にしたことを特徴とする研削砥石の動バランス取り方法
   。