JPH06307966A - 回転つりあいを取る方法及び回転つりあい装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 不つりあい重量を検出後にこの不つりあい重
量を取り去る方法及び不つりあい重量を除去することが
可能な加工手段を備えた回転つりあい装置を提供する。 【構成】 加工物主軸５、心押台軸３２を回転自在に支
持する軸受２７，２７ａを振動又は力を測定する場合に
可動とし、切削又は研削加工を行う場合に固定するよう
にした。つりあい試験時は振動又は力検出器２９，２９
ａの出力をつりあい演算回路１０に入力して不つりあい
のベクトルを求める。９はエンコーダ。そして切削又は
研削時はＣＮＣ制御装置３でＺ軸サーボモータ２１及び
高応答サーボモータ１１を制御し偏心カム板１３を制御
して、カムフォロア１７でバイト４０を進退して、加工
物１を偏心するように加工し加工物１の不つりあい重量
を除去した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転つりあいを取る方法
及び回転つりあい装置に関し、特に不つりあい重量を検
出後にこの不つりあい重量を取り去る方法及び不つりあ
い重量を除去することが可能な加工手段を備えた回転つ
りあい装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転機械の回転体では通常、旋盤にて円
筒形又は非円筒形に切削し、あるいはその後研削盤によ
り研削が行われるが、この切削又は更には研削後に特に
不つりあいを修正するためには旋盤又は研削盤から回転
体（以下加工物という）を外してつりあい試験機にこの
加工物を装着し、加工物を回転駆動して加工物を支持す
る軸受の加工物の不つりあい重量による振動又は軸受に
加わる力を検出器で検出して不つりあい重量とその位相
を計測し、加工物をつりあい試験機から取外して、穴明
け加工によって不つりあいを除去し加工物のつりあいを
とっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】つりあい試験を行うた
め、例えば旋盤から加工物を取外してつりあい試験機に
運び、この加工物をつりあい試験機に装着してつりあい
試験を行ない、つりあい試験後にボール盤まで運んで不
つりあい重量を穴明け加工で除去している。そのため
（１）取付取外しが多く工数工程が増加する。取付取外
しも加えると総加工時間は大きなものとなる。（２）ボ
ール盤とつりあい試験機を設置すると設置床面積が大で
ある。（３）ドリル加工により加工物外周部に穴があい
た状態のため、見た目が悪く、回転中他の物を巻き込む
きっかけとなるおそれがあり、安全上問題となる場合が
ある。

【０００４】上記の内（１）工数工程の増加、（２）床
面積が大である点はドリルヘッドをつりあい試験機に装
着することにより解決できるものの、上記（３）不つり
あい重量を取り去ったドリル穴が残り、見た目も悪く、
回転中他のものを巻き込むきっかけとなるおそれもあ
り、安全上問題となる場合がある点は解決できない。

【０００５】本発明は工数、工程、設置面積が小さく、
加工物の外観がよく、加工物を回転しても安全上の問題
の少ないつりあい試験機能と非円形加工機能を備えた回
転つりあいを取る方法及び回転つりあい装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は円
筒形又は非円筒形に旋削又は研削で加工する加工個所を
有する加工物の回転つりあいを取る方法において、加工
後の加工物を回転つりあい試験機にかけて不つりあい重
量のベクトル値を求め、次にこの加工物を非円形加工可
能な旋盤又は研削盤等に取付けて、前記加工物の加工個
所を偏心円形もしくは非円形に加工し、この加工により
前記不つりあい重量を除去することを特徴とする回転つ
りあいを取る方法である。

【０００７】本発明の第２の発明は第１の発明による回
転つりあいをとる方法を繰り返し行い、各回の不つりあ
い重量の除去する周方向の位置を異なる周方向の位置と
したことを特徴とする回転つりあいを取る方法である。

【０００８】本発明の第３の発明は加工物主軸の回転角
に応じて工具台を加工物の半径方向に進退する量を制御
可能な制御手段を備えた非円形加工可能な旋削加工機械
において、加工物主軸を回転自在に支持する加工物主軸
台の加工物の不つりあいに基づく振動を検出する振動検
出手段及び加工物の回転角検出手段を設け、該、振動検
出手段の検出した信号と、加工物回転角検出手段の検出
した信号を入力して、前記加工物の不つりあい重量のベ
クトル値を計算して、加工物の不つりあい重量部を偏心
円形もしくは非円形に加工して除去するように工具台を
加工物の半径方向に進退する制御手段を設けたことを特
徴とする回転つりあい装置である。

【０００９】本発明の第４の発明は円筒形又は非円筒形
の加工物の両端を支持する加工物主軸と心押台軸を備
え、加工物主軸を回転自在に支持する主軸軸受と、主軸
軸受を加工物の加工時において固定し、且つ、つりあい
試験時にこの固定を解いてこの軸受に加わる加工物の不
つりあいに基づく振動又は力を検出するように可動に支
持する主軸台軸受支持手段と、加工物主軸の駆動装置
と、心押台主軸を回転自在に支持する心押台軸受と、心
押台軸受を加工物の加工時において固定し、且つつりあ
い試験時にこの固定を解いて心押台軸受に加わる加工物
の不つりあいに基づく振動又は力を検出するように可動
に支持する心押台軸受支持手段と、主軸台及び心押台各
軸受支持手段に各々配設した振動又は力検出器と、偏心
加工手段と、前記振動検出器又は力検出器により加工物
の不つりあい時重量を求めるつりあい演算回路と、この
演算回路で求めた不つりあい重量を偏心加工により除去
する制御手段を有し、加工物の不つりあいを修正するこ
とを特徴とする回転つりあい装置である。

【００１０】本発明の第５の発明は円筒形加工物の片側
の端部を把握する把握手段を備えて、この加工物を支持
する加工物主軸を備え、加工物主軸を回転自在に支持す
る主軸軸受と、主軸軸受を加工物の加工時において固定
し、且つ、つりあい試験時にこの固定を解いてこの軸受
に加わる加工物の不つりあいに基づく振動又は力を検出
するように可動に支持する主軸台軸受支持手段と、加工
物主軸の駆動装置と、主軸軸受支持手段に各々配設した
振動または力検出器と、偏心加工手段と、前記振動検出
器又は力検出器により加工物の不つりあい重量を求める
つりあい演算回路と、この演算回路で求めた不つりあい
重量を偏心加工により除去する制御手段を有し、加工物
の不つりあいを修正することを特徴とする回転つりあい
装置である。

【００１１】本発明の第６の発明は加工物の円形加工手
段を備えたことを特徴とする第３又は第４もしくは第５
の発明に記載の回転つりあい装置である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【００１３】「実施例１」図１はフローシートである。
加工物１とカム軸２を数値制御装置例えば高速演算ＣＮ
Ｃ制御装置３で以下のように関係づけて回転するように
なっている。加工物１は主軸台４に軸架された加工物主
軸５の主軸頭に固定した工具把握駆動手段例えばチャッ
ク６に一端が固定され、心押台７に設けた心押台センタ
８に支持されている。主軸５の回転角を検出するエンコ
ーダ９が主軸５の回転角を検出するように配設され、エ
ンコーダ９が検出したパルス信号は高速演算ＣＮＣ制御
装置３及びつりあい演算回路１０に入力されるようにな
っている。

【００１４】高速演算ＣＮＣ制御装置３は所要の加工物
１の輪郭を形成するように加工物１の検出された回転角
に応じた信号予測制御により、高応答サーボモータ１１
に送るようになっている。このサーボモータ１１は前後
スライド１２に設けた軸受に軸承されたカム軸２に連結
されている。カム軸２には偏心量ｒの偏心カム板１３が
取付けてある。

【００１５】偏心カム板１３にばね１４のばね力により
圧接追従するように加工物１の半径方向に移動するアッ
パースライド１６に円板形のカムフォロア１７が回転自
在に取り付けられている。該アッパースライド１６はサ
ドル１８に加工物１の半径方向（Ｘ方向）に移動自在に
滑合している。前述のばね１４は一端がサドル１８に他
端がアッパースライド１６に係止され、図においてカム
フォロア１７を偏心カム板１３に向う方向にアッパース
ライド１６を付勢している。

【００１６】サドル１８は加工物１の軸方向と同方向
（Ｚ方向）の案内を設けた左右スライドベース１９に移
動自在に係合している。サドル１８はこのベース１９に
取り付けられたサーボモータ２１とサーボモータ２１に
連結されたねじ送り装置２２によりこのベース１９上を
進退する。サーボモータ２１は高速演算ＣＮＣ制御装置
３により制御される。

【００１７】図２は偏心カム板１３によるカムフォロア
１７のリフトＸを示す線図である。横軸にカム軸２の回
転角θ、縦軸にカムフォロア１７のリフトＸを示す。図
において２３は偏心カム板１３によるリフトを示す曲線
である。偏心カム板１３の偏心量をｒ、カムフォロア１
７のリフトをＸとすればＸ≒ｒ ｓｉｎθとなるがθが
小さければＸ≒ｒθであるから、実施例では偏心カム板
１３の偏心量ｒの場合に、カム軸２の回転角が小さな回
転角０〜θ１の間の回転角θとアッパースライド１６の
移動量Ｘの関係は線形として扱える。線形からはずれる
部分は回転角θの補正により加工可能であるが、目的と
する加工の要求精度と移動量によって偏心量ｒを変えた
偏心カム板１３を用いることで余分な補正は不要とな
る。

【００１８】前後スライド１２上には左右スライドベー
ス１９が固定されている。前後スライド１２は加工物１
の半径方向の前後スライドベース２４に滑合しており、
前後スライドベース２４の後端に固定したサーボモータ
２５によりねじ送り装置２６を介して進退する。サーボ
モータ２５は高速演算ＣＮＣ制御装置３によって制御さ
れる。

【００１９】加工物主軸５は自在継手３５を介して駆動
軸３６に連結されており、駆動軸３６は図示されない不
動の軸受に回転自在に支持されている。駆動軸３６に固
定したプーリ３７は図示されないモータから動力伝導装
置を介して駆動されるようになっている。

【００２０】加工物主軸５は主軸軸受２７に支持されて
いる。主軸軸受２７は図３に示すように上端が加工物主
軸台４に固定されたエデンばね２８に懸吊されている。
この主軸軸受２７の振動を検出するように振動検出器２
９が設けてある。切削加工時に主軸軸受２７を加工物主
軸台４に固定するためラム３０をこの軸受２７に向って
推進するねじ送り装置或は油圧シリンダ等の押圧装置３
１が加工物主軸台４に固定されている。回転センタ８は
心押台軸３２先端に固定されている。心押台軸３２は主
軸台４側の加工物主軸５と同一中心線上において同様に
支持されており、心押台軸軸受２７ａにより、心押台軸
３２を支持し、心押台軸軸受２７ａは図４に示すように
エデンばね３３でもって心押台本体３４に支持されてい
る。又、加工物主軸台５におけると同様に心押台本体３
４には振動検出器２９ａ、ラム３０ａ、押圧装置３１ａ
を備える。

【００２１】主軸台、心押台側の軸受２７，２７ａの振
動を検出する振動検出器２９，２９ａの出力信号はつり
あい演算回路１０に入力されるようになっている。つり
あい演算回路１０は振動検出器２９，２９ａの信号を入
力して主軸台及び心押台側の軸受２７，２７ａの振動よ
り加工物１の両端における不つりあい重量のベクトルＵ
１，Ｕ２を求め、高速演算ＣＮＣ制御装置３に送るよう
になっている。高速演算ＣＮＣ制御装置３はこのベクト
ルＵ１，Ｕ２に基づいてサドル１８をＺ方向に送り乍
ら、逐次不つりあいを消去するように高応答サーボモー
タ１１で偏心カム板１３を制御するようになっている。

【００２２】次に上記構成の作用を説明する。本実施例
では加工物１を旋削加工して軸方向各断面において円形
又は非円形となる加工が先ず行われるが円形加工が行わ
れる例についてのべる。この加工が行われる際は押圧装
置３１，３１ａでラム３０，３０ａを前進して主軸台側
及び心押台側の軸受２７，２７ａを固定する。高応答サ
ーボモータ１１は偏心カム板１３が回転角とリフトの関
係が線形として用い得る範囲のリフト０の位置で停止し
ており、高速演算ＣＮＣ制御装置３は高応答サーボモー
タ１１をロックしている。

【００２３】加工物１をチャック６で把握し、心押台セ
ンタ８で支持し、図示されないモータから動力伝導装置
を介してプーリ３７に回転を伝えられ、加工物主軸５、
チャック６、加工物１、心押台センタ８、心押台軸３２
は回転する。予めプログラムしてある加工物１の所望の
形状に加工するためＣＮＣ制御装置３はＺ軸サーボモー
タ２１とＸ軸サーボモータ２５を駆動して、Ｚ軸サーボ
モータ２１でねじ送り装置２２を介してサドル１８をＺ
軸方向に送り、このＺ軸送りと関連づけて、Ｘ軸サーボ
モータ２５はねじ送り装置２６を介して前後スライド１
２を前後進する。高応答サーボモータ１１は偏心カム板
１３が基準リフトの位置（リフト０とする位置）で停止
したままである。アッパースライド１６は前後スライド
１２と共に進退し、アッパースライド１６に固定したバ
イト４０は加工物１を所望の形状に旋削する。加工物１
の各断面は円である。この加工終了後にバイト４０を後
退し加工物１のつりあいをとる。加工物１の回転つりあ
いをとる場合は上記加工終了と共にバイト４０を後退
し、その後押圧装置３１，３１ａはラム３０，３０ａを
後退させる。本例はソフト形つりあい試験であるので加
工物１の両端に試験おもりγ，δを付して、前記加工時
とは異なるつりあい試験に適する回転速度で加工物１を
高速回転する。加工物１に不つりあいがあるとその不つ
りあいに応じて振動し、その振動速度は振動検出器２
９，２９ａで検出される。この検出値はつりあい演算回
路１０へ入力される。同時にエンコーダ９は加工物１の
回転位置を検出してつりあい演算回路１０へ入力する。

【００２４】つりあい演算回路１０はこの測定系の常数
を求め、演算回路を設定し、次に試験おもりを取外して
同様に加工物１を回転することによりつりあい演算回路
１０は Ｕ１＝γ１（ＸＡ−δ１・ＸＢ） Ｕ２＝γ２（−δ２・ＸＡ＋ＸＢ） ただし、γ１，γ２，δ１，δ２ 試験おもりを付加し
て求めた常数 ＸＡ 振動検出器２９が検出した振動速度 ＸＢ 振動検出器２９ａが検出した振動速度 Ｕ１，Ｕ２は不つりあい重量のベクトル値 を演算し、その値を高速演算ＣＮＣ制御装置３に入力す
る。次にこの高速演算ＣＮＣ制御装置３はＺ軸サーボモ
ータ２１とＸ軸サーボモータ２５を駆動して不つりあい
重量Ｕ１を取り去るべき加工物１の主軸台４側の位置へ
バイト４０を移動する。ここで加工物１は非円形加工に
適する回転速度に速度変更され、加工物１が回転すると
その回転角はエンコーダ９により検出され高速演算ＣＮ
Ｃ制御装置３に入力される。高速演算ＣＮＣ制御装置３
は加工物１の１回転に対してサーボモータ１１を回転角
θ１（図２参照）の範囲で一回揺動させる。これによっ
て偏心カム板１３も同角度θ１正逆回転し、カムフォロ
ア１７をばね１４及び切削力等に抗して前進させ、ばね
１４のばね力で後退してアッパースライド１６を往復動
させる。これによってアッパースライド１６上の刃物台
に固定したバイト４０は加工物１の外周を切削する。こ
こで高速演算ＣＮＣ制御装置３がエンコーダ９からの入
力に比例してサーボモータ１１を回転させると加工物１
には図５に誇張して示すように半径がその回転角に対し
て直線状に変化するバイト４０の移動量Ｘに従って、２
分円宛がらせん状の非円形の断面Ｑが出来上る。即ち、
真円３８から斜線を施した不つりあい重量に相当する部
分３９を除去できる。

【００２５】上記において、高速演算ＣＮＣ制御装置３
によるサーボモータ１１の制御を加工物１の回転角に対
して、比例させずに回転方向に位相を進退するように補
正して出力することにより、あらゆる形状の楕円、放物
線等の連続した輪郭あるいはその一部を加工することが
可能となる。

【００２６】上記の加工物１の回転に対して、高速演算
ＣＮＣ数値制御装置３はＺ軸サーボモータ２１を一定量
宛駆動してねじ送り装置２２を介してサドル１８をＺ方
向に送ると共に、サーボモータ１１の回転角θ１の範囲
を順次変化させると例えば加工物１は太鼓形状あるいは
鼓形状のように任意に長手方向に順次断面を変化させる
ことができる。

【００２７】このような非円形偏心加工を行うに当って
高速演算ＣＮＣ制御装置３は不つりあい重量Ｕ１を打消
すように不つりあい重量Ｕ１の側の半径が小さく、その
１８０度反対側の半径が大きくなるように（切削しない
場合も含む）加工する。又、Ｚ軸サーボモータ２１の送
り長さに比例して既に加工してある加工物１の円形外周
に次第に近づけることにより段差を生じないで不つりあ
いを除去できる。同様にして不つりあい重量Ｕ２を除去
する。

【００２８】「実施例２」実施例１では振動検出器で加
工物の不つりあい重量を検出しているが、図６に示すよ
うに振動検出器に代えて圧電素子を組み込んだ力検出器
４１を用いてもよい。この場合もラム３０，３０ａ及び
押圧装置３１，３１ａは不つりあいを検出する場合切削
除去する場合とを必ずしも変換しないでも、不つりあい
除去量がわずかな場合は対応可能である。

【００２９】「実施例３」この実施例は例えばフライホ
イルのような平円板状の加工物のつりあいをとるのに適
する。図７に示すように心押台を備えないほかは、図１
とほぼ同様であり、図１と同機能部分は同一符号を付し
て説明を省略する。

【００３０】サドル１８には加工物１の端面及び外周を
切削する刃物台４３を備えバイト４４を斜設してある。
加工物１の切削加工時ＣＮＣ制御装置３でもってＺ軸サ
ーボモータ２１、Ｘ軸サーボモータ２５を関連づけて行
なう。この切削終了後につりあい試験を行った後にバイ
ト４０を加工物１の外周の位置へ移動し、加工物１の非
円形偏心加工を行って加工物１のつりあいを取る。

【００３１】「実施例４」前各実施例は加工物の円筒加
工を可能としている。しかし乍ら、クランク軸、カム軸
は別に専用の加工機でクランク軸のジャーナル部、ピン
部、カム軸のカム部、ジャーナル部を切削した方が効率
がよい。このような場合つりあい試験機は前述した実施
例と同様で、Ｘ軸サーボモータ２５の容量を小さくし、
或はねじ送り装置２６を手動のものとしてもよい。

【００３２】実施例は非円形偏心加工手段として偏心カ
ムとＣＮＣ制御装置の組合せ、ばねに抗してカムフォロ
アを加工物に向って変位させるようにし、カムは数値制
御により回転角を加工物と関係づけて回転できるので加
工された加工物の断面形状に対する修正がカムの運動特
性からの偏位についての大きさであるから、その値が小
さく高速度の加工に適する。加工形状の変更に対しても
ＮＣプログラムの変更により容易に適応できる。又、カ
ムを偏心カムとすることにより、カムの製作が容易であ
り、実用上高精度が確保される。

【００３３】然し乍ら、偏心加工手段は実施例に限られ
るものではなく、エンコーダ９で加工物１の回転角を検
出し、カムを用いることなく、上記実施例において、ス
ライド１６を固定の工具台とし、Ｘ軸サーボモータ２５
を加工物１の回転角に応じて駆動し、ねじ送り装置２６
を介して前後スライド１２を前後して非円形加工を行っ
てもよい。

【００３４】実施例は非円形偏心加工により不つりあい
重量を除去したが円形偏心加工により不つりあい重量を
除去してもよいことはもちろんである。

【００３５】「実施例５」図８はフローシートである。
加工物１は主軸台４に軸架された加工物主軸５の主軸頭
に固定した工具把握駆動手段例えばチャック６に一端が
固定されている。主軸５の回転角を検出するエンコーダ
９が主軸５の回転角を検出するように配設され、エンコ
ーダ９が検出したパルス信号は高速演算ＣＮＣ制御装置
３及びつりあい演算回路１０に入力されるようになって
いる。

【００３６】高速演算ＣＮＣ制御装置３は所要の加工物
１の輪郭を形成するように加工物１の検出された回転角
に応じた信号予測制御により、高応答サーボモータ２５
に送るようになっている。

【００３７】サドル１８は加工物１の軸方向と同方向
（Ｚ方向）の案内を設けた左右スライドベース１９に移
動自在に係合している。サドル１８はこのベース１９に
取り付けられたサーボモータ２１とサーボモータ２１に
連結されたねじ送り装置２２によりこのベース１９上を
進退する。サーボモータ２１は高速演算ＣＮＣ制御装置
３により制御される。前後スライド１２上には左右スラ
イドベース１９が固定されている。前後スライド１２は
加工物１の半径方向の前後スライドベース２４に滑合し
ており、前後スライドベース２４の後端に固定したサー
ボモータ２５によりねじ送り装置２６を介して進退す
る。サーボモータ２５は高速演算ＣＮＣ制御装置３によ
って制御される。加工物主軸５に固定したプーリ３７は
図示されないモータから動力伝導装置を介して駆動され
るようになっている。

【００３８】加工物主軸５は主軸軸受２７に支持されて
いる。主軸軸受２７は加工物主軸台４に固定されてい
る。この加工物主軸台の振動を検出するように振動検出
器２９が設けてある。

【００３９】主軸台５の振動を検出する振動検出器２９
の出力信号はつりあい演算回路１０に入力されるように
なっている。つりあい演算回路１０は振動検出器２９の
信号を入力して主軸台５の振動より加工物１の回転不つ
りあい重量のベクトルＵを求め、高速演算ＣＮＣ制御装
置３に送るようになっている。高速演算ＣＮＣ制御装置
３はこのベクトルＵに基づいてサドル１８をＺ方向に送
り乍ら、逐次不つりあいを消去するように高応答サーボ
モータ２５で前後スライド１２を制御するようになって
いる。

【００４０】次に上記構成の作用を説明する。本実施例
では加工物１を旋削加工して軸方向各断面において円形
又は非円形となる加工が先ず行われる。

【００４１】加工物１をチャック６で把握して支持し、
図示されないモータから動力伝導装置を介してプーリ３
７に回転を伝えられ、加工物主軸５、チャック６、加工
物１は回転する。予めプログラムしてある加工物１の所
望の形状に加工するためＣＮＣ制御装置３はＺ軸サーボ
モータ２１とＸ軸サーボモータ２５を駆動して、Ｚ軸サ
ーボモータ２１でねじ送り装置２２を介してサドル１８
をＺ軸方向に送り、このＺ軸送りと関連づけて、Ｘ軸サ
ーボモータ２５はねじ送り装置２６を介して前後スライ
ド１２を前後進する。サドル１８に固定された工具台１
６Ａは前後スライド１２の進退と共に進退し、工具台１
６Ａに固定したバイト４０は加工物１を所望の形状に旋
削する。加工物１の各断面は円又は非円形である。この
加工終了後にバイト４０を後退し加工物１のつりあいを
とる。加工物１の回転つりあいをとる場合は上記加工終
了と共にバイト４０を後退し、後退させる。前記加工時
とは異なるつりあい試験に適する回転速度で加工物１を
高速回転する。加工物１に不つりあいがあるとその不つ
りあいに応じて振動し、その振動速度は振動検出器２９
で検出される。この検出値はつりあい演算回路１０へ入
力される。同時にエンコーダ９は加工物１の回転位置を
検出してつりあい演算回路１０へ入力する。

【００４２】つりあい演算回路１０は加工物１の回転不
つりあい重量のベルト値を求め、この回転不つりあい重
量をとる加工物１の形状を演算し、その値を高速演算Ｃ
ＮＣ制御装置３に入力する。次に高速演算ＣＮＣ制御装
置３はＺ軸サーボモータ２１とＸ軸サーボモータ２５を
駆動して不つりあい重量Ｕを取り去るべき加工物１の主
軸台４側の位置へバイト４０を移動する。ここで加工物
１は非円形偏心加工に適する回転速度に速度変更され、
加工物１が回転するとその回転角はエンコーダ９により
検出された高速演算ＣＮＣ制御装置３に入力される。高
速演算ＣＮＣ制御装置３は加工物１の１回転に対してＸ
軸サーボモータ２５を正逆回転し、前後スライド１２を
往復動させる。これによって工具台１６Ａに固定したバ
イト４０は加工物１の外周を切削する。ここで高速演算
ＣＮＣ制御装置３がエンコーダ９からの入力に関連して
Ｘ軸サーボモータ２５を回転させると加工物１には半径
がその回転角に対して変化するバイト４０の移動量Ｘに
従って、非円形の断面が出来上る。

【００４３】かくして加工物１の回転不つりあい重量を
取り去ることが出来る。更に回転不つりあいの精度を上
げるには同様のことを繰り返す。この２回目の不つりあ
い重量の取り去る位置は加工物の周方向の異なる位置と
なる。例えば加工物の直径をわたる位置の両側、即ち、
エンコーダが捕捉した加工物１の１８０度異なる位置で
すればよい。

【００４４】「実施例６」前述した各実施例は、つりあ
い試験機と旋盤を複合した形式の回転つりあい装置を提
供している。この実施例は公知のつりあい試験機、偏心
加工機を夫々用いて新たな回転つりあいを取る方法を提
供する。

【００４５】旋盤、研削盤等で円形加工された部分を有
する加工物は回転つりあい試験機にかける。この回転つ
りあい試験機は加工物の重量、不つりあい検出限度によ
って選択すればよく、非回転の静的重力式、ソフト軸受
形、或はハード軸受形の遠心力式等の何れかを用いる。
このつりあい試験機により求められた不つりあいのベク
トルは図８の高速演算ＣＮＣ制御装置３に入力される。
図９は既に各実施例で示した非円形偏心又は円形偏心加
工可能な旋削加工機である。既に各実施例で各部の説明
とその作用は説明してあるので、同一符号を付して説明
を省略する。高速演算ＣＮＣ制御装置３は前記入力され
た不つりあいのベクトルに対応して高速度サーボモータ
１１を制御するプログラムが自動演算されるようになっ
ている。

【００４６】実施例は工具としてバイトを用いている
が、円筒砥石を用いた砥石台又はフライスを用いたユニ
ットをアッパースライドに設けて研削又はフライス加工
してもよいことは勿論である。

【００４７】上記において、高速演算ＣＮＣ制御装置３
によるサーボモータ１１の制御を加工物１の回転角に対
して、比例させずに回転方向に位相を進退するように補
正して出力することにより、あらゆる形状の楕円、放物
線等の連続した輪郭あるいはその一部を加工することが
可能となる。

【００４８】上記の加工物１の回転に対して、高速演算
ＣＮＣ制御装置３はＺ軸サーボモータ２１を一定量宛駆
動してねじ送り装置２２を介してサドル１８をＺ方向に
送ると共に、サーボモータ１１の回転角θ１の範囲を順
次変化させると例えば加工物１は太鼓形状あるいは鼓形
状のように任意に長手方向に順次断面を変化させること
ができる。

【００４９】このような非円形偏心加工を行うに当って
高速演算ＣＮＣ制御装置３は不つりあい重量Ｕ１を打消
すように不つりあい重量Ｕ１の側の半径が小さく、その
１８０度反対側の半径が大きくなるように（切削しない
場合も含む）加工する。又、Ｚ軸サーボモータ２１の送
り長さに比例して既に加工してある加工物１の円形外周
に次第に近づけることにより段差を生じないで不つりあ
いを除去できる。同様にして不つりあい重量Ｕ２を除去
する。

【００５０】

【発明の効果】本発明の第１の発明はつりあい試験機で
不つりあい重量を求めて、偏心加工可能な機械で不つり
あいを修正するので、修正後の不つりあい重量を除去し
た跡が分らず、見た目もよく、又、不つりあい修正跡に
回転中に他の物が巻き付いたりするおそれが少ない。

【００５１】本発明の第２の発明は第１の発明の回転つ
りあいをとる方法を繰り返し実行するので回転つりあい
精度が向上する。

【００５２】本発明の第３の発明によれば、加工物主軸
台の加工物の不つりあいに基づく振動を検出する振動検
出手段と、加工物の回転角検出手段を設けて、これらに
よって加工物の不つりあい重量のベクトル値を設けて、
この不つりあい重量を除去するように加工物を非円形加
工する制御手段を設けたため、装置本体は非円形加工可
能な工作機械をそのまま用いることが可能と成る。

【００５３】本発明の第４の発明は加工物の両端を支持
する各軸の軸受を、振動或は力を測定出来るように可動
にすると共に切削又は研削力に耐えるように固定可能と
し、偏心加工手段例えば偏心加工可能な外周を旋削又は
研削する装置を設け、振動或は力を検出して不つりあい
重量のベクトルを求めるつりあい演算回路を備え、この
演算回路の計算した結果を偏心加工手段に入力して不つ
りあいを修正するようにしたので、両端を支持する加工
物の場合に、同一取付状態でつりあい試験、不つりあい
の修正が可能となり、且つ修正後の加工物の面が美し
く、他の物が巻き付くおそれが少ない。

【００５４】本発明の第５の発明は加工物の片側の端部
を把握する把握手段を備えて、この把握手段を設けた主
軸を支持する軸受を、振動或は力を測定出来るように可
動にすると共に切削又は研削力に耐えるように固定可能
とし、偏心加工手段を設け、振動或は力を検出して不つ
りあい重量のベクトルを求めるつりあい演算回路を備
え、この演算回路の計算した結果を偏心加工手段に入力
して不つりあいを修正するようにしたので、チャッキン
グのみで片持ちで支持する加工物の場合に、同一取付状
態でつりあい試験、不つりあいの修正が可能となり、且
つ、修正後の加工物の面が美しく、他の物が巻き付くお
それが少ない。

【００５５】本発明の第６の発明は第３又は第４もしく
は第５の発明において、加工物を円形に加工する加工手
段を備えたから、円筒形又は円筒端面を旋削又は研削し
た上、加工物を取り付けたまま、つりあい試験を行な
い、不つりあいを修正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のフローシートである。

【図２】図１におけるカム線図である。

【図３】図１の加工物主軸軸受部の縦断面図である。

【図４】図１の心押台軸受部の縦断面図である。

【図５】偏心加工された加工物の軸直角断面図である。

【図６】図１において加工物主軸軸受部及び心押台軸受
部にハード形力検出器を備えた実施例２の縦断面図であ
る。

【図７】本発明の実施例３のフローシートである。

【図８】本発明の実施例５のフローシートである。

【図９】本発明の実施例６のフローシートである。

【符号の説明】

１ 加工物 ２ カム軸 ３ 高速演算ＣＮＣ制御装置 ４ 主軸台 ５ 主軸 ７ 心押台 ９ エンコーダ １０ つりあい演算回路 １１ サーボモータ １３ 偏心カム板 １７ カムフォロア ２７，２７ａ 軸受 ２８ エデンばね ２９ 振動検出器 ４１ 力検出器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形又は非円筒形に旋削又は研削で加
   工する加工個所を有する加工物の回転つりあいを取る方
   法において、加工後の加工物を回転つりあい試験機にか
   けて不つりあい重量のベクトル値を求め、次にこの加工
   物を非円形加工可能な旋盤又は研削盤等に取付けて、前
   記加工物の加工個所を偏心円形もしくは非円形に加工
   し、この加工により前記不つりあい重量を除去すること
   を特徴とする回転つりあいを取る方法。
2. 【請求項２】 請求項１による回転つりあいをとる方法
   を繰り返し行い、各回の不つりあい重量の除去する周方
   向の位置を異なる周方向の位置としたことを特徴とする
   回転つりあいを取る方法。
3. 【請求項３】 加工物主軸の回転角に応じて工具台を加
   工物の半径方向に進退する量を制御可能な制御手段を備
   えた非円形加工可能な旋削加工機械において、加工物主
   軸を回転自在に支持する加工物主軸台の加工物の不つり
   あいに基づく振動を検出する振動検出手段及び加工物の
   回転角検出手段を設け、該、振動検出手段の検出した信
   号と、加工物回転角検出手段の検出した信号を入力し
   て、前記加工物の不つりあい重量のベクトル値を計算し
   て、加工物の不つりあい重量部を偏心円形もしくは非円
   形に加工して除去するように工具台を加工物の半径方向
   に進退する制御手段を設けたことを特徴とする回転つり
   あい装置。
4. 【請求項４】 円筒形又は非円筒形の加工物の両端を支
   持する加工物主軸と心押台軸を備え、加工物主軸を回転
   自在に支持する主軸軸受と、主軸軸受を加工物の加工時
   において固定し且つ、つりあい試験時にこの固定を解い
   てこの軸受に加わる加工物の不つりあいに基づく振動又
   は力を検出するように可動に支持する主軸台軸受支持手
   段と、加工物主軸の駆動装置と、心押台主軸を回転自在
   に支持する心押台軸受と、心押台軸受を加工物の加工時
   において固定し、且つつりあい試験時にこの固定を解い
   て心押台軸受に加わる加工物の不つりあいに基づく振動
   又は力を検出するように可動に支持する心押台軸受支持
   手段と、主軸台及び心押台各軸受支持手段に各々配設し
   た振動又は力検出器と、偏心加工手段と、前記振動検出
   器又は力検出器により加工物の不つりあい時重量を求め
   るつりあい演算回路と、この演算回路で求めた不つりあ
   い重量を偏心加工により除去する制御手段を有し、加工
   物の不つりあいを修正することを特徴とする回転つりあ
   い装置。
5. 【請求項５】 加工物の片側の端部を把握する把握手段
   を備えて、この加工物を支持する加工物主軸を備え、加
   工物主軸を回転自在に支持する主軸軸受と、主軸軸受を
   加工物の加工時において固定し、且つ、つりあい試験時
   にこの固定を解いてこの軸受に加わる加工物の不つりあ
   いに基づく振動又は力を検出するように可動に支持する
   主軸台軸受支持手段と、加工物主軸の駆動装置と、主軸
   軸受支持手段に各々配設した振動又は力検出器と、偏心
   加工手段と、前記振動検出器又は力検出器により加工物
   の不つりあい重量を求めるつりあい演算回路と、この演
   算回路で求めた不つりあい重量を偏心加工により除去す
   る制御手段を有し、加工物の不つりあいを修正すること
   を特徴とする回転つりあい装置。
6. 【請求項６】 加工物の円形加工手段を備えたことを特
   徴とする請求項３又は４もしくは５に記載の回転つりあ
   い装置。