JPS61192451A - 工作機械 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明はスピンドル及び砥石等の回転加工体の振れ量
を検出して表示する振動検出表示装置をフレームに一体
的に設けた工作機械に関するものである。

（従来の技術） 一般に、工作機械においては高精度加工を行う場合に、
工具から発生するアンバランスや機械内部に配置された
プーリ、歯車等から発生するアンバランスがあれば、ス
ピンドルの回転は真円運動とならず、こうしたスピンド
ルにより穴加工等を行うと当然ワークを真円加工するこ
とができない。

そこで、高精度加工を行う場合には特にスピンドル部分
における振れ量を正確に検出し、これに基づきバランス
修正作業を行う必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来のこの種の撮動検出装置は工作機械のフ
レームと別体となっているため、機械自体に前記した振
動の自己診断機能を持たせることができず、しかも、バ
ランス修正作業を行う場合・には、その都度振動検出装
置を工作機械に接続する必要がありその作業が大変面倒
であるという問題点があった。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は上記問題点に着目してなされたものであり、
第２図に示すように、工作機械のフレーム１の一部に振
動検出表示装置゛１２が装着され、第１図に示すように
、その振動検出表示装置１２はスピンドル３及び回転加
工体４の振動を検出する振動検出部７と、その振動に基
づきスピンドル３及び回転加工体４の振れ山を演算する
振れ量演算部２４ａを含むＣＰＵ２４と、その振れ量演
算値を表示する振れ量表示部１６とから構成さ・れてい
る。

（作用） そして、前記振れ量演算部２４ａは振動検出部７が検出
した振動に基づき、スピンドル３及び回転加工体４の振
れ量を演算し、その振れ量演算値が前記振れ量表示部１
６に表示される。

（実施例〉 以下、この発明を平面研削器に具体化した一実施例を図
面に基づいて説明する。

まず、第２図に基づき平面研削盤の主要部の構成につい
て説明すると、フレーム１上にはワークＷを保持するた
めのテーブル２が設けられている。

テーブル２の上方にはスピンドル３が回転可能に支持さ
れ、その先端には回転加工体としての砥石４がワークＷ
に上方から対向するように装着されている。又、スピン
ドル３の基端にはスピンドル３を駆動するためのモータ
５が配置されている。

フレーム１のコラム６上端部外面には振動検出部として
の圧電型加速度ピックアップ７が図示しない磁石を介し
て取付位置を変更し得るように取着されている。又、第
３図に示すように、スピンドル３の基端部外周には検出
片８が突設されるとともに、この検出片８と対向するよ
うにフレーム１にはフォトインタラプタ９よりなる原点
検出センサー１０が設けられている。そして、前記検出
片８がフォトインタラプタ９を通過するごとに原点検出
信号が出力されるようになっている。

一方、第２図に示すように、フレーム１の下部外面には
この実施例における振動検出表示装置１２が装着されて
いる。この振動検出表示装置１２の構成を第４図に基づ
いて詳述すると、同装置１２の前面は表示部１３となっ
ていて、その表示部１３にはスピンドル３の回転角度を
１０度ごとに分割した合計３６個の割り出し位置表示体
１４が環状に列設されている。０度の割り出し位置表示
体１４と対応する位置には原点表示体１５が設けられ、
その下側には最大振れ最モード表示体１７と最小振れ量
モード表示体１８とが並設されている。又、表示部１３
の中央部には１つの文字を７つのＬＥＤ又は液晶セグメ
ントの点滅により数値表示する数値表示部１６が配設さ
れている。そして、この数値表示部１６は前記振れ最表
示部１６ａを含み、砥石４の振れ量を表示できるように
なっている。この数値表示部１６の下側には表示ホール
ド状態を示すホールド表示体１９が設けられている。な
お、前記各表示体１４．１７．１８゜１９はそれぞれ発
光ダイオードを内蔵している。

さらに、表示部１３の上部両側には、最大振れ量表示モ
ード又は最小振れ量表示モードを選択するための擾れ聞
モード切換スイッチ２０と、数値表示部１６の表示状態
をホールドするためのホールドスイッチ２１とが配設さ
れている。なお、第４図に示す２２は電源スィッチであ
る。

次に、撮動検出表示装置１２の電気回路を第５図に示す
ブロック図に基づいて説明する。前記振れ量演算部２４
ａを含むＣＰＵ２４には装置全体のプログラムを記憶す
るＲＯＭ２５と、振れ最データを格納するデータエリア
を備えたＲＡＭ２６とが接続されている。

又、ＣＰＵ２４には入出力インターフェイス２７が接続
され、その入力側にはＡ／Ｄコンバータ２８及びろ波回
路２９を介して前記圧電型加速度ピックアップ７が接続
されるとともに、前記原点検出センサー１０、振れ量モ
ード切換スイッチ２０及びホールドスイッチ２１がそれ
ぞれ接続されている。入出力インターフェイス２７の出
力側には、前記割り出し位置表示体１４、原点表示体１
５、数値表示部１６、最大及び最小振れ醋モード表示体
１７．１８並びにホールド表示体１９が接続されている
。

前記ろ波回路２９は第６図に示すように、加速度ピック
アップ７の電荷を加速度信号ＳＧ１に増幅する電荷増幅
回路３０、振動の感度を可変抵抗Ｒ１により調整する電
圧増幅回路３１、帯域通過フィルタ（Ｂ、Ｐ、Ｆ、）３
２、前記加速度信号ＳＧＩを速度信号ＳＧ２に変換する
積分回路３３、速度信号ＳＧ２の増幅率を調整する電圧
増幅回路３４の順に接続構成されている。なお、前記帯
域通路通過フィルター３２はＣＰＵ２４の制御によって
同フィルタ３２の中心周波数が前記原点検出センサー１
０により検出された砥石４の回転数と同期するように調
整される。

次に、以上のように構成された撮動検出表示装置１２の
作用を説明する。第７図はＣＰＵ２４の制御のもとに進
行するプログラムを示すフローチャートであって、平面
研削盤のスピンドル３及び砥石４が回転する状態におい
て振動検出表示装置１２のＭ源スイッチ２２がＯＮ操作
されると、まずステップＳ１において初期設定がなされ
る。ステップＳ２では前記原点検出センサー１０から出
力される原点検出パルスのパルス間隔を測定及び比較す
ることによりスピンドル３と砥石４との回転が安定状態
であるか否か判別される。スピンドル３及び砥石４の回
転が安定し、かつステップＳ３で原点位置が検出される
と、ステップ８４〜゛Ｓ７において砥石４が一回転する
間に前記Ａ／Ｄコンバータ２８で処理できる限りのデー
タ数の振れ量が検出され、それらのデータがＲＡＭ２６
に順次格納される。

そして、砥石４が一回転しステップＳ６で原点位置が検
出されると、ステップＳ８に進み、検出された振れ量デ
ータの総数を１０度ごとの割り出し位置数すなわち３６
で分割した後、ステップＳ９において各割り出し位置ご
との振れ量データを合計しその値をデータ数により割っ
て一次平均振れ邑データが算出される。次いで、その算
出され゛　た各割り出し位置ごとの一次平均振れ量デー
タがステップＳ１０にてＲＡＭ２６のデータエリア内に
格納される。

ステップ５１１では前記振れ最データの検出及び格納処
理が予め設定した所定の回転数を繰返したか否かが判断
され、ＮｏであればステップＳ１２でステップＳ３へ復
帰し、ＹＥＳであればステップ１３に進んで各回転ごと
の一次平均振れ量データをＲＡＭ２６から読み出し、そ
れらの値を合計して設定回転数で割ることにより各割り
出し位置ごとの二次平均振れ量データが算出される。そ
して、算出された二次平均振れｍデータはステップＳ１
４にてＲＡＭ２６内に各割り出し位置ごとに順次格納さ
れる。

ステップＳ１５以降は、前記振れ量モード切換スイッチ
２０の操作により最大振れ量モードが設定された場合の
処理について説明したものであり、ステップＳ１５では
前記二次平均振れ最データを比較することにより、最大
振れ量データとそれが発生ける割り出し位置とが選出さ
れる。ステップＳ１６では最大振れ量データ値に所定の
許容範囲を設けることにより、その許容範囲内に含まれ
る二次平均振れ量データと対応する複数の割り出し位置
が選択されて、最大振れ量が発生した割り出し位置の補
正がなされる。ステップ８１７では最大振れ量データ値
が前記数値表示部１６にて表示できる数値に換算される
。

ステップ８１８では、前記最大振れ量データが基準値以
上であるか否かが判別され、基準値以下であれば、すな
わち、砥石４のバランスが良好であると判断された場合
には、ステップ８１９に進み振動検出作業が終了したこ
とを表示する［Ｇ。

ＯＤＪの文字が数値表示部１６に表示され、その後ステ
ップＳ２３にスキップして前記ステップＳ２へ復帰する
。一方、前記最大振れ量データが基準値以上であれば、
ステップＳ２０に進んで数値表示部１６にその最大振れ
量が表示されるとともに、前記補正された最大振れ量発
生位置に対応する複数の割り出し位置表示体１４が点で
表示される。次いで、ステップ３２１でホールドスイッ
チ２１のＯＮ操作が確認されると、ホールド表示体１９
が点燈表示されるとともに前記した数値表示部１６にお
ける表示状態が保持される。又、同スイッチ２１がＯＦ
Ｆであればステップ８２２にてステップＳ２へ復帰し前
記した各動作を繰返す。

従って、作業者は数値表示部１６の表示を確認しつつ、
最大振れ量が発生する砥石４又はスピンドル３の割り出
し位置に所定の重りを取付けることによって、バランス
とり作業を容易に行うことができ、これによって平面研
削盤の高精度加工が可能となる。しかも、研削盤自体が
振動の自己診断機能を備えているので、異常振動の発見
が容易となって、機械各部の損傷並びに騒音の発生を未
然に防止することもできる。

なお、ステップＳ１５以降を最大振れ量モード設定時に
則して説明したが、振れ量モード切換スイッチ２ｏによ
り最小振れ量モードが選択された場合も前記と同じ作用
により最小振れ量とそれが発生する割り出し位置とが数
値表示部１６及び割り出し位置表示体１４により表示さ
れる。又、前記ステップＳ１９における処理の後、ステ
ップ８１８における判別結果を研削盤の制御系に入力し
てスピンドル３の駆動を制御するようにしてもよい。

なお、この発明は前記平面研削晩の構成のみに限定され
るものではなく、スピンドルと回転加工体とを備えた各
種の工作機械に応用して具体化することも可能である。

発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば、振動検出表示
装置を工作機械のフレームの一部に設置したことにより
、工作機械自体に撮動の自己診断機能を持たせて、簡単
な操作でスピンドル及び回転加工体の振れ量を正確に検
出表示することができ、フレームの変形又は軸受部の遊
び等により発生する異常撮動の発見及びその修正作業が
容易となって、ワークの加工精度を飛躍的に向上させる
ことができるとともに、スピンドル又は回転加工体に無
理な力を長期間かけるおそれがなくなり、これらの部分
における損傷並びに騒音の発生を未然に防止することが
できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示すブロック図、第２図は平
面、研削盤の側面図、第３図はスピンドル部分を示す拡
大縦断面図、第４図は振動検出表示装置を示す正面図、
第５図はその電気回路を示すブロック図、第６図はる波
回路の構成を示す電気回路図、第７図は振動検出表示作
用を示すフローチャート図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 フレーム（１）に回転駆動可能に支持されたスピンドル
   （３）にワーク（Ｗ）を加工する回転加工体（４）を装
   着した工作機械において、 前記フレーム（１）の一部に振動検出表示装置（１２）
   を設置し、 その振動検出表示装置（１２）を、 前記スピンドル（３）及び回転加工体（４）の振動を検
   出する振動検出部（７）と、 その振動に基づきスピンドル（３）及び回転加工体（４
   ）の振れ量を演算する振れ量演算部（２４ａ）と、 その振れ量演算値を表示する振れ量表示部（１６）と、 から構成したことを特徴とする工作機械。