JPH0511571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は工作機械等の回転体の回転バランス
検出表示装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、この種の回転バランス検出表示装置は、
回転体を有する機械に一台ずつ組込まれていたた
め、多数の工作機械に備えるにはコストがかかつ
た。また、工作機械にバランス検出表示器を後か
ら取り付ける場合、検出器の構造が複数であつた
り、スペース上の制約を受けたりする等の原因に
よりその取付けが困難であつた。

（発明が解決しようとする問題点） この発明が解決しようとする問題点は、バラン
ス検出装置を回転体が備えられた機械とは別体に
して、バランスを検出するときにのみその機械に
設置してバランス検出装置の有利利用を図ること
にある。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために、この発明の回転
バランス検出表示装置を、回転体の表面に取り付
けられ、回転体の回転方向原点を示す光反射体
と、光反射体の回転域に対向するように配置さ
れ、その光反射体を検出する光反射型原点検出器
と、回転体の振動を検出する加速度センサよりな
る振動検出器と、前記振動から前記原点を基準と
した複数の割り出し位置に対応する振れ量を算出
する制御手段と、前記制御手段の作用に基づいて
少なくとも振動が最大又は最小の割り出し位置を
表示する表示器とにより構成した。

（作用） 回転体のアンバランス状態において振動される
任意の箇所に振動検出器が取付けられ、この振動
検出器がフレームの振動を検出し、その振れ量デ
ータが制御手段に入力される。そして、回転体に
取付けられた光反射体を光反射型原点検出器が検
出し、それにより出力される原点信号に基づい
て、各割り出し位置毎の振れ量が制御手段により
算出され、そして、制御手段が回転体の振れ状態
を判断し、その状態が表示器によつて表示され
る。

（実施例） この発明を具体化した一実施例を図面に基づい
て説明する。

第１図に示すように、バランス検出表示器３５
は、後述する回転体としての砥石２８の原点を検
出する原点検出センサ−１、永久磁石（図示しな
い）を備え、その永久磁石によりフレーム２６の
一部に吸着され砥石２８の回転に伴うフレーム２
６の振動を検出する振動検出器としての加速度ピ
ツクアツプ２及び前記二つの検出器１，２のデー
タに基づく回転体のバランス状態を表示する箱型
の表示器３から構成されている。

前記原点検出センサー１は、光反射型のセンサ
ーであつて、そのために光反射板６が砥石２８の
前面に着脱可能に取着されるようになつている。

前記加速度ピツクアツプ２はフレーム２６の振
動に応じた電荷を出力する圧電型のものである。

前記表示器３の前面は、表示部７となつてお
り、上面には表示器３を持ち上げるための把持部
８が設けられている。また、右側面にはこの表示
器３を起動させる電源スイツチ９が設けられてい
る。前記表示部７には、砥石２８の回転角度10度
毎の割出し位置を示す割出し位置表示体１５が環
状に並設され、その各割出し位置表示器１５は赤
色発光の発光ダイオードを内蔵している。また、
前記原点検出センサー１が信号を出力する原点位
置の割り出し位置表示体１５との対応する位置の
下方には発光ダイオード内蔵の原点表示体１２が
配置されている。前記割出し位置表示体１５の環
内に砥石２８の最大又は最小振れ量を数値表示す
る振れ量表示体１６が設けられるとともに、同じ
く表示体１５環内には最大振れ量モード表示体１
３，最小振れ量モード表示体１４が前記原点表示
体１２の下方に位置するようにそれぞれ設けられ
ている。更に、振れ量表示体１６下方にはホール
ド表示体２２が設けられている。これらの表示体
１３，１４，２２はそれぞれ発光ダイオードを内
蔵している。

また、表示部７の上部左側には、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
めのモード切り換えスイツチ１１が設けられ、そ
のモード切り換えスイツチ１１が最大又は最小振
れ量表示体１３，１４のどちらかを点灯させる。
そして、前記表示部７の上部右側には表示保持状
態をつくりだすホールドスイツチ１０が設けら
れ、そのホールドスイツチ１０が押されてオンさ
れたときにホールド表示体２２がが点灯される。
又、前記原点表示体１２はホールドスイツチ１０
のオンと同時に点灯しはじめ、砥石２８の原点位
置通過とともに点灯する。更に、同調感度調整つ
まみ３２と位相調整つまみ３３と中心周波数調整
つまみ３４とが下方右側に設けられ、調整スイツ
チSW１，SW２が下方左側に設けられている。

次に、表示器３に内蔵された電気回路を第２図
に示すブロツク図に基づいて説明する。

中央処理装置（以下CPUという）１８は、砥
石２８のバランス状態を表示するための演算制御
部であつて、そのCPU１８にはリードオンリメ
モリ（以下ROMという）２０，ランダムアクセ
スメモリ（以下RAMという）２１が接続され、
ROM２０にはプログラムが記憶され、RAM２
１には振れ量データを格納するデータエリアが設
けられている。また、CPU１８には入出力イン
ターフエイス１９を介して入力装置として、原点
検出センサー１，ホールドスイツチ１０，モード
切り換えスイツチ１１，位相調整つまみ３３，調
整スイツチSW１，SW２，ろ波回路１７及び
Ａ／Ｄコンバータ２５を介して圧電型加速度ピツ
クアツプ２が接続されるとともに、出力装置とし
て、割出し位置表示体１５，原点表示体１２，振
れ量表示体１６，最大振れ量モード表示体１３，
最小振れ量モード表示体１４，ホールド表示体２
２が接続されている。

第３図に示すように前記ろ波回路１７は圧電型
加速度ピツクアツプ２の電荷を加速度信号SG１
にする電荷増幅回路４１，振動の感度を可変抵抗
Ｒ１により調整する電圧増幅回路４２，中心周波
数調整つまみ３４により可変抵抗Ｒ２を可変して
中心周波数を砥石２８の振動に同期するように調
整する帯域通過フイルタB.P.F.４６，加速度信号
SG１を速度信号SG２に変換する積分回路４７，
感度調整つまみ３２により速度信号SG２の増幅
率を調整する電圧増幅回路４８の順に接続されて
いる。そして、このろ波回路１７で出力される速
度信号SG２はＡ／Ｄコンバータ２５でデジタル
信号に変換される。

さて、以上のように構成されたバランス検出表
示装置を平面研削盤に設置する場合について説明
する。

まず、バランス検出表示装置の設置状態及びフ
レーム２６の主要部分を第４図に基づいて説明す
る。研削盤のフレーム２６上にはワークＷを保持
するためのテーブル２９が設けられている。テー
ブル２９上には支持軸２７の先端に回転可能に取
り付けられテーブル２９上のワークＷに上方から
対向する砥石２８が固着されている。支持軸２７
の後方にはその支持軸２７を駆動するモータ３０
が配置されている。なお、ここで、フレーム２６
とは前記モータ３０により回転される部分を除く
全ての部分をいう。

フレーム２６の上部のコラム２６ａには圧電型
加速度ピツクアツプ２が磁石により吸着されてい
る。又、原点検出センサー１が砥石２８の回転域
と対向する位置にスタンド３１を用いて配置さ
れ、その砥石２８の前面には原点を検出するため
の光反射板６が接着されている。

尚、第４図においては理解を容易にするため
に、特にバランス表示器３を大きく描いている。

次に、第５図に示すフローチヤートに従つて作
用を説明する。このフローチヤートのプログラム
はCPU１８制御のもとに進行する。

前述した状態において、モータ３０を起動し、
支持軸２７及び砥石２８を回転させる。この状態
で電源スイツチ９をオンにすると、初期調整が行
われる。この初期調整とは、砥石２８の振れ量を
示す振れ量データＤの位相調整と表示する振れ量
調整が後述するフローチヤートのステツプＳ２〜
ステツプＳ１９に基づくバランス検出により行わ
れる。まず、重りの付いていない状態でのバラン
ス検出を行い、そのときに前記中心周波数調整つ
まみ３４を回して検出振れ量が最大になるように
する。そして、前記調整スイツチSW１をオンに
して、このときのバランス状態をRAM２１にス
トアする。そして、振れ量表示体１６に“END”
を表示する。そして、砥石２８の回転を止めて所
定の位置に所定の重さの重りを取着して、再び砥
石２８を回転させる。その状態で、前記調整スイ
ツチSW２をオンすると、位相のずれを割り出し
位置表示体１５の点滅表示により示し、所定の重
さの重りに対応した振れ量を表示する。このと
き、前記位相調整つまみ３３を回して前記割り出
し位置表示体１５の点滅表示を所定の重りを取着
した位置に合わせるとともに、前記感度調整つま
み３２で所定の振れ量に調整する。尚、この初期
調整終了後、前記調整スイツチSW１，SW２を
オフにして砥石２８の回転を止めて前記重りを取
り除き、次に述べるバランス検出作用に移る。

ステツプＳ１において初期設定がなされ、ステ
ツプＳ２では、支持軸２７が定常回転に達したか
否かの判別がなされる。このときの判別は、原点
検出センサー１から発振される原点検出パルスの
パルス間隔を測定し、そのデータを規定回転数分
RAM２１のパルス間隔エリアにストアし、次の
規定回転数内においてそのデータをCPU２０で
比較して、それらがほぼ同一の発振パルス数であ
れば次のステツプＳ３に移行する。パルス間隔デ
ータが一致しない場合には、再びはじめからカウ
ントしなおす。ステツプＳ３では、原点検出セン
サー１からの原点信号が出力されるのを待ち、そ
の出力と同時にステツプＳ４に進む。

ステツプＳ４〜Ｓ７では、砥石２８が一回転す
る間にＡ／Ｄコンバータ２５で処理できる限りの
砥石２８の振れ量を示す振れ量データＤをその
Ａ／Ｄコンバータ２５で検出された順でRAM２
１のデータエリア内にストアしておき、砥石２８
の一回転終了と同時にステツプＳ８に進む。

このステツプＳ８では検出された振れ量データ
Ｄをその振れ量データＤの総数により10度毎の振
れ量データDnに分割し、ステツプＳ９において
10度毎に分割された振れ量データDnを各割出し
位置毎のデータとしてその割出し位置毎の合計を
演算し、そのデータ数より平均化されたデータ
Snを算出する。ステツプＳ１０では前記各割出
し位置毎に平均化されたデータSnをRAM２１に
ストアする。そして、ステツプＳ１１では振れ量
データＤの検出を設定回転数繰り返したか否かを
判別し、繰り返した時には次のステツプＳ１２に
進み、そうでない時にはステツプＳ２に戻り設定
回転数に到達するまでステツプＳ２〜Ｓ１１を繰
り返す。

ステツプＳ１２では各割出し位置毎における前
記平均データSnをRAM２１から読み出し、各割
出し位置毎に設定回転数分の平均データSnを加
算し、その設定回転数から平均データYnを各割
出し位置毎に算出し、ステツプＳ１３において前
記平均データYnをRAM２１にストアする。

ステツプＳ１４以降は、モード切り換えスイツ
チ１８が最大モード側に切り換えられている場合
について説明する。ステツプＳ１４〜Ｓ１６は砥
石２８の規定回転数内で処理される。このステツ
プＳ１４では、最大の振れ量及びその各割出し位
置を前記平均データYnの比較により選択し、ス
テツプＳ１５で最大振れ割出し位置補正と最大振
れ量換算がおこなわれる。この最大振れ割出し位
置補正とは、振れ量最大値に許容範囲を設け、そ
の許容範囲に含まれる振れ量の割出し位置を選択
することを最大振れ割出し位置補正という。ま
た、最大振れ量換算とは、振れ量表示体１６に表
示できる量に換算することである。

ステツプＳ１６では、前記ステツプＳ１４で求
めた最大振れ量が基準値以上であるか否かの判別
がなされ、基準値以上であればステツプＳ１７に
進み、基準値以上でなければ、砥石２８のバラン
スが取れた状態と判断してステツプＳ１９に進
み、バランス取り終了表示の合図として、振れ量
表示体１６に“good”を表示し、ステツプＳ２
に戻る。

ステツプＳ１７ではステツプＳ１５で求めた最
大振れ量を振れ量表示体１６で数値表示するとと
もに、その最大振れ量位置を割り出し位置表示体
１５において点灯表示し、最大振れ割り出し位置
補正に値する割り出し位置表示体１５を点灯す
る。ステツプＳ１８ではホールドスイツチ１０が
オンされた時に前記表示状態を保持したままで、
その保持状態を示すホールド表示体２２を点灯さ
せる。ホールドスイツチ１０がオフ状態のとき
は、ステツプＳ２に戻り、再び最大振れ量モード
表示作用を繰り返す。

なお、ステツプＳ１４以降を振れ量最大モード
の場合として説明したが、振れ量最小モードの場
合も最大の場合と同じ作用でその振れ量が表示さ
れる。このとき、モード切り換えスイツチ１１は
最小振れ量モード側に切り換えられ、最小振れ量
モード表示体１４が点灯されている。つまり、最
小振れ量モードの場合には最小の振れ量及びその
割出し位置を選出してステツプＳ１４〜ステツプ
Ｓ１７に対応した処理が行われる。

更に、上述したプログラムの内容に基づいて表
示される表示器の表示状態を説明する。電源スイ
ツチ９のオンと同時に回転数が安定するまでの
間、振れ量表示体１６の各桁に“−−−−−”を
表示する。そして、砥石２８の回転安定とともに
規定回転数毎に振れ量表示体１６にその振れ量を
表示し、その振れ量表示体１６の示す最大振れ量
の割出し位置の表示体１５を点滅し、前記最大振
れ割り出し位置補正に対応する割り出し位置表示
体１５を点灯する。このとき、モード切り換えス
イツチ１１により最大振れ量表示体１３又は最小
振れ量表示体１４のうち一方が点灯される。そし
て、砥石２８を修正してバランスが取れた場合に
は振れ量表示体１６に“good”を表示する。尚、
前記ホールドスイツチ１０をオンした後、前記原
点表示体１２は砥石２８の原点通過とともに点灯
する。

このバランス検出表示装置によれば、砥石のバ
ランス状態を容易に表示することができるので、
簡単に砥石のバランス状態を認識することができ
る。

以上のようにして回転砥石２８のバランス測定
を終了して他の機械の回転バランスを測定するに
は測定しようとする他の機械の砥石のアンバラン
ス状態において振動される任意の箇所に加速度ピ
ツクアツプ２を取付けるとともに、その砥石に光
反射板６を取付け、その光反射板６の回転域と対
向するように原点検出センサー１を設置替えし、
バランス表示器３を他の機械の近傍に設置すれば
良い。

また、特に、加速度ピツクアツプ２はその機械
の砥石のアンバランス状態において振動される任
意の簡所に取付ければよく、光反射板６は砥石の
回転中心を除く任意の箇所に取付ければよいの
で、本実施例のバランス検出表示装置３５による
バランス調節のための準備作業を短時間で容易に
行なうことができる。

尚、この発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、次項に述べる各変更例において具体化す
ることも可能である。

(1) 表示体を直接状又は放射状に配置して、振れ
量とその割出し位置とを同時にアナログ表示す
る。

(2) 発光ダイオードを２色発光のダイオードにし
て、最大振れ量及び最小振れ量の区別をする。

(3) 回転体の回転数に基づいてCPUにより中心
周波数を回転体の振動と同期するように調整す
る。

発明の効果 以上詳述したようにこの発明は、バランス検出
表示装置を用いた回転体のバランス調節のための
準備工程として、加速度センサよりなる振動検出
器を回転体のアンバランス状態において振動され
る工作機械の任意の箇所に取付けるとともに、光
反射体を回転体の回転中心を除く任意の箇所に取
付ければよい。従つて、このバランス検出表示装
置を工作機械内に組み込む必要がなくなるととも
に、バランス検出表示装置によるバランス調節の
ための準備作業を短時間で容易に行なうことがで
きるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化したバランス検出表
示器の正面図、第２図は表示器内の電気回路を示
すブロツク図、第３図はろ波回路を示す電気回路
図、第４図はバランス検出表示器を設置した状態
を示す平面研削盤の側面図、第５図はフローチヤ
ートである。 図において、１は原点検出器、２は振動検出器
としての加速度ピツクアツプ、３は表示器、２８
は回転体としての砥石、６は反射体である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転体２８の表面に取り付けられ、回転体２
   ８の回転方向原点を示す光反射体６と、 光反射体６の回転域に対向するように配置さ
   れ、その光反射体６を検出する光反射型原点検査
   器１と、 回転体２８の振動を検出する加速度センサより
   なる振動検出器２と、 前記振動から前記原点を基準とした複数の割り
   出し位置に対応する振れ量を算出する制御手段１
   ８と、 前記制御手段１８の作用に基づいて少なくとも
   振動が最大又は最小の割り出し位置を表示する表
   示器３と により構成したことを特徴とする回転体のバラン
   ス検出表示装置。