JPH02212732A - 動釣合い試験機における被試験体停止制御装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、動釣合い試＠機において被試験体の不釣合
いを検出した後、その被試験体を所望の角度位置に停止
させるための被試験体停止制御装置に関するものである
。

〈従来の技術〉 動釣合い試験機における被試験体の停止制御装置は、従
来より種々提案されている。

たとえば、■特公昭４５−２４２７４号公報には、光電
装置からのパルス信号および不釣合い運動のパルス信号
でモータを制御し、被測定物の不釣合い位置を検出して
−・定場所に位置決めするようにした動釣合い試験機に
おける自動位置決め装置か開示されている、 また、■特公昭６１３９８９０号公報には、被測定体の
減速制御開始後、不釣合い信号からの回転信号のトリ力
によって角度信号の計数を開始し、その計数値か所定の
計数値に達した時に駆動モータを停止させることによっ
て、被測定体を自動的に所定の位置に位置決めできるよ
うな自動不釣合点位置決め装置が開示されている。

さらに、■特開昭６ｉ１２７６３８号公報にも、釣合い
試験機における回転体の位置決め方法およびそのための
装置が開示されている。

〈発明が解決しようとするｉｉ！題〉 上述した従来の各装置には、それぞれ、次のような欠点
があった。すなわち、■に記載の装置では、被測定物の
不釣合い測定をするための高速用モータに加え、該被測
定物を所定の位置で停止制御するために低速用モータが
必要であり、該２つのモータを設けた関係上、クラッチ
その他の付属装置が必須となり、装置の構成か複雑であ
る。また、停止制御のために高速モータから低速モータ
へ切換え、かつ低速回転させるので、被測定物を所定の
角度位置で停止させるまでに時間かかかるという欠点も
ある。

■の公報に記載の装置では、被測定物の減速制御開始後
に出力される不釣合い信号からの回転信号のトリ力によ
って角度信号の計数を開始しているか、減速開始後は被
測定体か所定の計測速度で運転されていないから、回転
信号が正確に出力され難く、停止誤差が生じ易いという
欠点がある。

■の公報に記載の方法および装置は、回転体の位置決め
精度を向上させる技術に関するもので、回転体を計測速
度から停止状態にするのに要する時間を少なくするため
の技術的な構成や方法が開示されているわけではない。

それゆえ、この発明は、不釣合いを測定後に、該被試験
体を、短時間で迅速に所定の角度位置で停止させること
のできる被試験体停止制御装置を提供することを目的と
する。

く課題を解決するための手段〉 この発明は、被試験体を所定の微細角度回転するごとに
パルスを出力するようにした動釣合い試験機のための停
止制御装置であって、被試験体が計測速度から停止する
までの間に出力されるパルス数に被試験体の不釣合い角
度位置に相関するパルス数を加えて最少パルス数を求め
、その最少パ特徴とする停止制御装置である。

またこの発明は、被試験体を計測速度で回転させて被試
験体の不釣合いを検出する動釣合い試験機のための装置
であって、前記被試験体が１回転するごとに基準信号を
出力する基準信号出力手段と、前記被試験体が所定の微
細角度回転するごとに回転信号を出力する回転信号出力
手段と、前記被試験体を、前記計測速度から最少時間で
停止させる場合に、前記回転信号出力手段から出力され
る回転信号の数（ｐｂ）が記憶された記憶手段と、前記
被試験体が計測速度で回転されている間に、検出された
不釣合い角度と、前記基準信号出力手段から出力される
基準信号と、前記回転信号出力手段から出力される回転
信号とから、前記被試験体の不釣合い角度位置を基準信
号出力時点からの回転信号の数（Ｐｍ）として算出する
第１演算手段と、前記記憶手段に記憶された回転信号数
（Ｐｂ）と、前記第１演算手段で算出された回転信号数
（Ｐｍ）と、前記被試験体が１回転する間に出力される
１回転分の回転信号数（Ｐｅ）とから、前記被試験体の
不釣合い角度位置を予め定める停止角度位置と一致させ
るのに必要な最少回転信号数（Ｐｉ）を演算する第２演
算手段と、前記第２演算手段が最少回転信号数（Ｐｉ）
を演算後、前記基準信号出力手段から基準信号が出力さ
れたことに基づいて、前記計測速度で回転されている被
試験体の減速を開始し、減速開始後前記回転信号出力手
段から出力される回転信号数が前記最少回転信号数（Ｐ
ｉ）となった時に被試験体が停止するように制御する制
動手段とを含むことを特徴とする動釣合い試験機におけ
る被試験体の停止制御装置である。

さらにまた、この発明は、被試験体を計測速度で回転さ
せて被試験体の不釣合いを検出する動釣合い試験機のた
めの装置であって、前記被試験体が１回転するごとに基
準信号を出力する基準信号出力手段と、前記被試験体が
所定の微細角度回転するごとに回転信号を出力する回転
信号出力手段と、前記被試験体を、前記計測速度から停
止状態に制動する場合に前記回転信号出力手段から出力
される回転信号の数（Ｐｂ）が記憶された記憶手段と、
前記被試験体が計測速度で回転されている間に、検出さ
れた不釣合い角度と、前記基準信号出力手段から出力さ
れる基準信号と、前記回転信号出力手段から出力される
回転信号とから、前記被試験体の不釣合い角度位置を基
準信号出力時点からの回転信号の数（Ｐｍ）として算出
する第１演算手段と、前記記憶手段に記憶された回転信
号数（Ｐｂ）と、前記第１演算手段で算出された回転信
号数（Ｐｍ）と、前記被試験体が１回転される時に出力
される１回転分の回転信号数（Ｐｅ）とから、前記被試
験体の不釣合い角度位置を予め定める停止角度位置と一
致させるのに必要な最少回転信号数（Ｐｆ）を演算する
第２演算手段と、前記第２演算手段が最少回転信号数（
Ｐｉ）を演算後、前記基準信号出力手段から基準信号が
出力された時を基準にして、不釣合い角度に関連する回
転信号数だけ遅らせて制動を開始し、前記回転信号出力
手段から出力される回転信号数が前記最少囲転信号数（
Ｐ　ｉ、　）となった時に被試験体を停止させる制動手
段とを含むことを特徴とする動釣合い試験機における被
試験体の停止−制御装置である。

〈作用〉 この発明によれば、被試験体が計測速度から停止するま
での時間を有効に利用し、被試＠体を短時間て所望の角
度に停止させられる。

また、この発明によれば、第１演算手段によって被試験
体の不釣合い角度位置か基準信号出力時点からの回転信
号の数（Ｐ　ｍ　）として算出される。

第２演算手段では、この回転信号数（Ｐｍ）と、計測速
度から停止状態になるまでの間に出力される回転信号数
＜ｐｂ＞と、１回転分の回転信号数（Ｐｅ）とから、計
測速度で回転している被試験体を所定の角度位置で停止
させるために必要な最少回転信号数（Ｐｉ）を演算する
。この第２演算で演算された最少回転信号数（Ｐｉ）に
応答して制動手段が動作するので、被試験体は最も短時
間で所定の角度位置に停止される。

制動手段は、その制動力を変化されることによって被試
験体の停止角度位置を変化させてもよいし、その制動力
を一定に保ったまま、制動開始タイミングを変化させる
ことによって被試験体の停止角度位置を変化させてもよ
い。

〈実施例〉 以下には、図面を参照して、この発明の実施例について
詳細に説明をする。

第１図は、この発明の一実施例に係る被試験体停止制御
装置が備えられた竪型動釣合い試験機の一例を示す外観
斜視図である。

第１図において、１はタイヤ付きホイール、ブレーキド
ラム、フライホイール等の被試験体、２はスピンドルで
あり、当該スピンドル２の上端には被試験体１が取付け
られるようになっている。

３は振動枠であり、被試験体１が回転中に生じる振動が
伝達されるようにされている。４はエンコーダで、スピ
ンドル２の回転に伴なう信号を出力するためのものであ
る。すなわち、スピンドル２にはギヤ】１か備えられて
おり、エンコーダ４にはギヤ１２か備えられている。こ
の実施例ではギヤ１１と１２とは等しい歯数のギヤが使
われ、両者は噛合っている。なお、エンコータ４に備え
られたギヤ１２の歯数はギヤ１１の歯数の整数倍であっ
てもよい。

なお、ギヤの代りにタイミングベルトを用いてもよいし
、またエンコータ４をスピンドル２に直結することもで
きる。

５はベル１−５６はモータプーリ、７は駆動モータで、
たとえばＡＣサーボモータ、ＤＣザーボモータあるいは
ステッピングモータか採用されている。この駆動モータ
７の回転力はモータプーリ６およびベルト５を介してス
ピンドル２へ伝えられ、スピンドル２が回転される。８
は振動枠３の振動を検出するだめの振動検出ピックアッ
プである。

９は振動枠３を振動可能な状態に保持するためのスプリ
ングであり、１０はこの動釣合い試験機のベースである
。

１３は回転数センサである。この回転数センサ１３は、
たとえばエンコーダ、レゾルバあるいはタコジェレネー
タで構成されていて、スピンドル２あるいは駆動モータ
７の反負荷側に取付けられて回転速度を出力するもので
ある。この内、エンコーダを採用した場合は、スピンド
ル２に取付げられな回転数センサ１３としてのエン；１
−ダの出力を上述したエンコーダ４の出力の代わりに用
いることもでき、エンコーダ４を省略できる。

第２図は、第１図に示す動釣合い試験機に備えられた被
試験体停止制御装置の構成を示ずブ１７・・ｌり図であ
る。

被試験体停止制御装置は、この実施例では位置制御ユニ
ット２０を中心とした回路構成が採用されている。

エンコーダ４、振動検出ピックアップ８および回転数セ
ンサ１３の出力は、それぞれ、位置制御ユニット２０へ
与えられる。位置制御ユニッＩ〜２０では、これら信号
に基づいて所定の演算制御を行い、モータ制御回路２５
を経由して駆動モータ７を駆動させる。

位置制御ユニット２０は、この実施例では、第１演算回
路２１、第２演算回路２３、メモリ２４、メモリ制御回
路２６および信号処理回路２２等の回路を含む構成にな
っている。そして、位置制御ユニット２０およびモータ
制御回路２５は、動作制御回路２７の制御下で、以下の
ように動作する。

なお、位置制御ユニット２０は、マイクロコンピュータ
で構成し、以下の説明と等価な動作をプログラムに従っ
て行うようにしてもよい。

振動検出ピックアップ８の出力は信号処理回路２２へ与
えられ、信号処理回路２２内で不釣合い角度信号と不釣
合い量信号とが求められ、その内の不釣合い角度信号は
第１演算回路２１へ与えられる。なお、信号処理回路２
２から出力される不釣合い角度信号および不釣合い量信
号は、不釣合い検出出力として計測器その他に与えられ
る。

エンコーダ４の出力は位置制御ユニット２０の第１演算
回路２１へ与えられる。ここに、エンコーダ４の出力に
は、第３図に示すように、Ａ相、Ｂ相およびＺ相の３相
の出力が含まれている。この内、Ａ相およびＢ相は、ス
ピンドル２、換言すればスピンドル２に取付けられた被
試験体１が所定の微細角度（この微細角度は、たとえば
０，１度、０．５度、１度等のような任意の微細角度に
定めることができる。）回転するごとに１パルスを出力
するもので、被試験体１が１回転当りではＰｅ個の回転
パルスを発生する。これらＡ相およびＢ相の出力回転パ
ルスは、互いに少しずらされていて、再回転パルスによ
って被試験体１の回転方向を検知できるようになってい
る。一方、Ｚ相は、被試験体１が１回転するごとに１パ
ルスを出力するもので、このＺ相の出力パルスは、被試
験体１の回転の基準点信号（基準パルス）となるもので
ある。

第４図は、第２図のＭ＃回路の動作を説明するための信
号波形図である。

次に、第２図および第４図を主として参照して説明する
。動釣合い試験機で被試験体１の不釣合いを検出する場
合、スピンドル２の上部に被試験体１をセットした後、
駆動モータ７を駆動して、被試験体１を所定の計測速度
で回転させる。被試験体１の回転を開始後、被試験体１
が所定の計測速度に到達するまでの立上り時間ｔ１の間
には、被試験体１はたとえば約Ｎ回転され、エンコーダ
４のＡ相およびＢ相から、それぞれ、Ｐｓ個の回転パル
スが出力される。この回転パルス数Ｐｓは、メモリ２４
に記憶される。

一方、被試験体１が所定の計測速度に達した後、その計
測速度で回転されている間に、被試験体１の不釣合いか
振動検出とックアッグ８で検出され、その検出信号は、
前述したように信号処理回路２２で処理されて、不釣合
い角度信号および不釣合い量信号が得られる。

第１演算回路２１は、被試験体１が計測速度で回転中に
おいて、信号処理回＃１２２から出力される不釣合い角
度信号と、エンコーダ４から出力されるＡ相、Ｂ相およ
び２相のパルスとに基づいて、２相から出力される基準
パルス出力時点からの回転パルスの数Ｐａを算出し、位
置決めしたい点の補正パルス数Ｋ（定数）を加算して、
パルス数信号としての不釣合い角度位置を表わす回転パ
ルス数Ｐｍを算出する。すなわち、 Ｐ　ｍ　＝　Ｐ　ａ　＋　Ｋ を算出する。そしてこの出力を第２演算回路２３へ与え
る。

ブレーキに必要な回転パルス数Ｐｂを決定する方法には
種々の方法があるが、その一つの方法は次の通りである
。この動釣合い試験機の機械的構成においては、駆動モ
ータ７に対する負荷トルクは一定であるから、駆動モー
タ７の制動を開始し、単に被試験体１を停止させる場合
の最少立下がり時間ｔｂの間にエンコーダ４から出力さ
れるＡ相およびＢ相の回転パルス数ｐｂは、立上がり時
に出力される回転パルス数Ｐｓと等しくなる。そこで、
上述の立上がり時間ｔ１に検出された回転パルス数Ｐｓ
を、制動制御に必要な回転パルス数Ｐｂと見做して、メ
モリ２４に記憶するのである。

他の方法には、装置の立上がり時間ｔ１に出力される回
転パルス数Ｐｓを計測し、それを制動制御に必要な回転
パルス数ｐｂと見做してメモリ２４に記憶するのではな
く、予備運転を行い、被試験体１を実際に計測速度から
停止させ、その場合にエンコーダ４から出力される回転
パルス数ｐｂを計数して、それをメモリ２４に記憶させ
る方法かある。いずれの方法でも、この発明は利用でき
る。

次に、第２演算回路２３では、前述のようにしてメモリ
２４に記憶された回転パルス数ｐｂおよび第１演算回路
２１からｑ−えられる不釣合い角度位置パルス数Ｉ）ｍ
および被試験体１か１回転する間に出力される回転パル
ス数Ｐｅから、次の演算を実行する。

すなわち、 Ｐ　ｉ　＝　Ｐ　ｍ　＋−Ｐ　ｅ　Ｘ　Ｎ≧ｐｂ但し、
Ｎ：被試験体１の回転数 計測速度で回転している被試験体１を最も短時間で停止
させる場合、その間には、エンコーダ４から前述のよう
にＰ　ｂ個の回転パルスか出力される。この実施例では
、被試験体１の不釣合い角度位置か予め定める停止角度
位置になるように被試験体１を停止させたいから、士、
記回転パルス数Ｐｂと等しいかそれよりも大きい上式を
満足する回転パルス数Ｐｔを求め、その回転パルス数を
最少回転パルス数Ｐｊとして、駆動モータ７の制動制御
を行うのである。

ずなわぢ、第５Ａ図に示すように、計測速度で回転中に
基準パルスか出力されると制動制御を開始し、制動制御
中の駆動モータ７へ加える制動力を変化させ、最少回転
パルス数Ｐ　Ｎが出力された時に被試＠ｔ＊１か停止す
るように制御ずれは、所望の停止角度位置に被試験体１
を停止卜させることができる。

このような制御に変え、たとえば第５Ｂ図に示すような
制動制御を行ってＧよい。第５Ｂ図の場合は、駆動モー
タ７に加える制動力を変化させるのではなく、制動開始
タイミングを変化させている。つまり、制動開始から停
ｔｌまでに出力される回転パルス数ｐｂは−・定である
。二とに着目して、計測速度で回転中に基準パルスが出
力された後、（Ｐ　ｔ−Ｐ　ｂ　）の回転パルス数分た
け制動の開始タイミングを遅らせることにより、パルス
数Ｐ　ｉか出力された時点で被試験体１を確実に停止さ
せるようにしている。

さらにまた、第６図に示すように、測定完了から制動を
かけ、ある程度回転速度か落ちてから、基準パルスを検
出し、この発明の停止制御を行うこともできる。

いずれの制動制御を用いても、被試験体１を、その不釣
合い角度位置か予め定める停止角度位置と一致する角度
で確実にかつ最も最短時間で停止させることができる。

よって、停止後速やかに被試験体１の不釣合い修正等を
行うことができる。

以」−の実施例では、竪型動釣合い試験機を例にとって
説明したが、横型動釣合い試験機にも同様に利用できる
。

なお、動釣合い試験機には、第７図に示すように、計測
速度が一定ではなく、変速中に不釣合いを測定する方法
を採用している装置もあるが、このような装置の場合も
、測定完ｒ時からこの発明を利用できる。

また、被試験体１の駆動は、ベルト駆動のものであって
も、この発明を利用することができる。

なお、ベルト駆動の場合には、計測回転から急にブレー
キをかけると被試験体とベルトとの間でスリップか生じ
、不釣合いの停止角度位置か不ｊ「確になることがある
。このような場合ζｊ、先に第６図を参照して説明した
ように、計測速度から１？（ちに停止制御に入るのでは
なく、フリーランあるいは緩い制動をかけた後に停止制
御を行うと、最短の時間でかつ正確に被試験体を停止さ
せることかできる。

〈発明の効果〉 この発明は、以上のように構成されているのて、被試験
体を計測速度から停＋Ｉ＝状態まで最も短い時間で制動
でき、かつ、停止Ｆ時には、被試験体を所定の停止角度
位置で停止させられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る被試験体停止制御
装置が採用された竪型動釣合い試験機の外観斜視図であ
る。 第２図は、第１−図の動釣合い試験機に採用されている
この発明の一実施例に係る被試験体停止制御装置の構成
を示すブロック図である。 第３図は、エンコーダの出力信号を示す波形図である。 第４図は、第２図に示す制御回路の動作を説明するだめ
の信号タイミング図である。 第５Ａ図は、この発明の一実施例における制動制御を説
明するだめの信号タイミング図である。 第５Ｂ図は、この発明の他の実施例における制動制御を
説明するための信号タイミング図である。 第６図は、この発明のさらに他の実施例における制動制
御を説明するための信号タイミング図である。 第７図は、この発明のさらに他の実施例における制動制
御を説明するための信号タイミング図である。 図において、１・・・被試験体、２・・・スピンドル、
４・・・エンコーダ、７・・・駆動モータ、８・・・振
動検出ピックアップ、２０・・・位置制御ユニット、２
１・・・第１演算回路、２３・・・第２演算回路、２４
・・・メモす、を示す。 特許出願人株式会社　長濱製作所

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被試験体を所定の微細角度回転するごとにパルス
   を出力するようにした動釣合い試験機のための停止制御
   装置であって、 被試験体が計測速度から停止するまでの間に出力される
   パルス数に被試験体の不釣合い角度位置に相関するパル
   ス数を加えて最少パルス数を求め、その最少パルス数に
   よって被試験体の停止制御を行うことを特徴とする停止
   制御装置。
2. （２）被試験体を計測速度で回転させて被試験体の不釣
   合いを検出する動釣合い試験機のための装置であって、 前記被試験体が１回転するごとに基準信号を出力する基
   準信号出力手段と、 前記被試験体が所定の微細角度回転するごとに回転信号
   を出力する回転信号出力手段と、前記被試験体を、前記
   計測速度から最少時間で停止させる場合に、前記回転信
   号出力手段から出力される回転信号の数（Ｐｂ）が記憶
   された記憶手段と、 前記被試験体が計測速度で回転されている間に、検出さ
   れた不釣合い角度と、前記基準信号出力手段から出力さ
   れる基準信号と、前記回転信号出力手段から出力される
   回転信号とから、前記被試験体の不釣合い角度位置を基
   準信号出力時点からの回転信号の数（Ｐｍ）として算出
   する第１演算手段と、 前記記憶手段に記憶された回転信号数（Ｐｂ）と、前記
   第１演算手段で算出された回転信号数（Ｐｍ）と、前記
   被試験体が１回転する間に出力される１回転分の回転信
   号数（Ｐｅ）とから、前記被試験体の不釣合い角度位置
   を予め定める停止角度位置と一致させるのに必要な最少
   回転信号数（Ｐｉ）を演算する第２演算手段と、 前記第２演算手段が最少回転信号数（Ｐｉ）を演算後、
   前記基準信号出力手段から基準信号が出力されたことに
   基づいて、前記計測速度で回転されている被試験体の減
   速を開始し、減速開始後前記回転信号出力手段から出力
   される回転信号数が前記最少回転信号数（Ｐｉ）となっ
   た時に被試験体が停止するように制御する制動手段と、 を含むことを特徴とする動釣合い試験機における被試験
   体の停止制御装置。
3. （３）被試験体を計測速度で回転させて被試験体の不釣
   合いを検出する動釣合い試験機のための装置であって、 前記被試験体が１回転するごとに基準信号を出力する基
   準信号出力手段と、 前記被試験体が所定の微細角度回転するごとに回転信号
   を出力する回転信号出力手段と、前記被試験体を、前記
   計測速度から停止状態に制動する場合に前記回転信号出
   力手段から出力される回転信号の数（Ｐｂ）が記憶され
   た記憶手段と、 前記被試験体が計測速度で回転されている間に、検出さ
   れた不釣合い角度と、前記基準信号出力手段から出力さ
   れる基準信号と、前記回転信号出力手段から出力される
   回転信号とから、前記被試験体の不釣合い角度位置を基
   準信号出力時点からの回転信号の数（Ｐｍ）として算出
   する第１演算手段と、 前記記憶手段に記憶された回転信号数（Ｐｂ）と、前記
   第１演算手段で算出された回転信号数（Ｐｍ）と、前記
   被試験体が１回転される時に出力される１回転分の回転
   信号数（Ｐｅ）とから、前記被試験体の不釣合い角度位
   置を予め定める停止角度位置と一致させるのに必要な最
   少回転信号数（Ｐｉ）を演算する第２演算手段と、 前記第２演算手段が最少回転信号数（Ｐｉ）を演算後、
   前記基準信号出力手段から基準信号が出力された時を基
   準にして、不釣合い角度に関連する回転信号数だけ遅ら
   せて制動を開始し、前記回転信号出力手段から出力され
   る回転信号数が前記最少回転信号数（Ｐｉ）となった時
   に被試験体を停止させる制動手段と、 を含むことを特徴とする動釣合い試験機における被試験
   体の停止制御装置。