JPH08206855A - 回転体のバランス取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転体のダイナミックバランスを回転体の回
転させながら短時間で修正する。 【構成】 回転体１の回転軸付近と周面付近とに、振れ
量を検出する振動検出器１０と回転体１に付した位相マ
ークを読み取る位相検出器１１とを配設すると共に、第
１の集光レンズ６を有し、回転体１と同期回転するレー
ザー光走査系２を回転体１の回転軸線上に設け、それぞ
れホストコンピュータ４に接続する。また、レーザー光
発射装置８を設けてホストコンピュータ４に接続し、レ
ーザー光発射装置８とレーザー光走査系２との間に第２
の集光レンズ９を設ける。バランスを取るときは、ホス
トコンピュータ４で回転体１の回転とレーザー光発射の
タイミングを制御して、レーザー光発射装置８からパル
ス発光させたレーザー光Ｌを第２の集光レンズ９で収束
拡散して反射ミラー７で反射し、第１の集光レンズ６を
介して回転体１の面上に集光して不釣り合い量を除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転中の回転体にレー
ザー光を照射して回転体に含まれる不釣り合い量を除去
することを目的とした回転体のバランス取り装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】円筒状又は円柱状の回転体のダイナミッ
クバランスを取るためには、従来は回転体を回転させ、
その不釣り合い量と不釣り合い位置を検出した後に回転
を停止し、検出した不釣り合い位置と軸心を挟んで対向
する位置に、不釣り合い量と同量の物質、例えば紫外線
硬化樹脂、瞬間接着剤などを添付し、硬化させてからバ
ランス取りを行っている。また、レーザー光を回転体に
直接照射して回転体の不釣り合い位置の表面に孔状に又
は線状に溝を形成し、不釣り合い量を除去するものも知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紫外線
硬化樹脂などを塗布、硬化させる方法では、回転体の回
転を停止させ、更に塗布する位置を割り出す必要があ
り、そのため加工時間が長くなってしまう。また、レー
ザー光によって加工する方法では、不釣り合い位置を検
出した位相信号によって、レーザー光射出装置からパル
ス光を発振させて照射しているが、例えば半径が３０ｍ
ｍ、回転速度が３３３rps の回転体ではその周速は６２
８３２ｍｍ／秒であり、１０μ秒という短パルス発光で
あっても、その間に回転体は６２８３２ｍｍ／秒×１０
μ秒＝０．６３ｍｍも移動してしまう。

【０００４】そのため、不釣り合い量の除去範囲がこれ
よりも狭い場合は実施不可能であり、たとえ除去範囲内
に収まっているとしても、これだけの短パルス発光では
除去量は微量であるので、何回も同じ個所にレーザー光
をパルス照射して少量ずつ加工する必要があり、時間が
掛かる。更に、線状の溝加工式では高速の回転体の場合
に、溝が長くなって回転体の半周以上になってしまうと
バランスが取れない状態になる。

【０００５】本発明の目的は、高速で回転する回転体の
ダイナミックバランスを、その回転を停止させずに短時
間で修正することができるようにした回転体のバランス
取り装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る回転体のバランス取り装置は、回転体の
ダイナミックバランスを検出する検出手段と、前記回転
体の回転軸と回転線上に回転軸が位置して前記回転体と
同期回転し、レーザー光を前記検出手段の結果出力によ
り回転体の不釣り合い位置に照射して、回転体を部分的
に除去するレーザー光射出走査手段とから成ることを特
徴とする。

【０００７】

【作用】上述の構成を有する回転体のバランス取り装置
は、バランスを取る際に、回転体のダイナミックバラン
スを検出する検出手段により回転体のダイナミックバラ
ンスを検出し、その検出結果出力により回転体と同期回
転するレーザー光射出走査手段からレーザー光を回転体
の不釣り合い位置に照射して不釣り合い量を除去する。

【０００８】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は本実施例のバランス取り装置の構成図であ
る。不釣り合い量を除去すべき回転体１の周面には位相
マークが付されている。回転体１の回転軸線上には偏平
なドラム状のケース２ａを有するレーザー光走査系２が
設けられ、レーザー光走査系２はその軸線上にケース２
ａと一体に設けられたモータ３を有し、モータ３は別途
に設けられたホストコンピュータ４に電気的に接続され
ている。また、ケース２ａには上下の面の対向する位置
に窓５ａ、５ｂが開けられ、窓５ａ、５ｂ間に第１の集
光レンズ６が設けられている。

【０００９】ケース２ａの上側の窓５ａの上方には反射
ミラー７が設けられると共に、回転体１の軸線と直交方
向のレーザー光射出装置８が反射ミラー７に向けて配設
され、ホストコンピュータ４に電気的に接続されてい
る。更に、レーザー光射出装置８と反射ミラー７間に
は、反射ミラー７からその焦点距離以上離れた位置に第
２の集光レンズ９が配設され、レーザー光射出装置８か
ら射出されるレーザー光Ｌを第２の集光レンズ９で一旦
収束した後に、拡散しながら第１の集光レンズ６の方向
に反射するようになっている。なお、第２の集光レンズ
９はレーザー光Ｌを一旦収束した後に、第１の集光レン
ズ６に入射するまでに拡散させることが目的であり、凸
レンズでなく凹レンズでも使用可能である。

【００１０】また、回転体１の回転軸１ａ付近に、回転
軸１ａの振れを検出する被接触のセンサを有する振動検
出器１０が設けられていると共に、回転体１の周面付近
には位相検出器１１が配設されていて、何れもホストコ
ンピュータ４に電気的に接続されている。

【００１１】このように構成された回転体のバランス取
り装置は、振動検出器１０により回転体１の振れ量を検
出すると共に、位相検出器１１によって回転体１に付さ
れている位相マークを読み取る。この検出された位相情
報と振れ情報はホストコンピュータ４に送られ、ホスト
コンピュータ４で回転体１の不釣り合い量とその位置が
算出される。

【００１２】ホストコンピュータ４はレーザー光走査系
２の窓５ａ、５ｂの位置が回転体１の不釣り合いの位置
と一致するようにモータ３を駆動して、レーザー光走査
系２を回転体１と同速度で回転させる。ここで、レーザ
ー光射出装置８の位置は固定であり、一方でレーザー光
走査系２は回転しているので、ホストコンピュータ４は
レーザー光射出装置８におけるレーザー光Ｌの射出とレ
ーザー光走査系２の第１の集光レンズ６の位置とが一致
するタイミングを合わせ、レーザー光射出装置８に一定
時間だけパルス発光させてレーザー光Ｌを射出し、平行
なレーザー光Ｌを先ず第２の集光レンズ９で反射ミラー
７に達する前に一旦収束した後に拡散させる。このレー
ザー光Ｌを反射ミラー７で反射させて第１の集光レンズ
６に導き、回転体１の不釣り合い量を除去する面の上に
集光させて不釣り合い量分を除去する。

【００１３】ここで、図２に示すように１／ａ＋１／ｂ
＝１／ｆの関係にあるとき、第２の集光レンズ９によっ
て拡散されたレーザー光Ｌは、第１の集光レンズ６へ照
射している間、第１の集光レンズ６における焦点距離ｆ
の位置では同一個所に集光される。そして、回転体１と
同期して第１の集光レンズ６が回転した場合に、第１の
集光レンズ６と回転体１の上面との位置関係は変わるこ
とはないが、固定されているレーザー光射出装置８から
射出されるレーザー光Ｌは、回転する第１の集光レンズ
６に対してL1、L2、L3というように位置が移動する。

【００１４】しかし、回転体１の面が第１の集光レンズ
６の焦点距離ｆの位置にあれば、第２の集光レンズ９を
通過して拡散されたレーザー光Ｌは第１の集光レンズ６
を通過している間は、図に示すように全て同一個所を照
射することになる。従って、従来例と同じ半径が３０ｍ
ｍ、回転速度が３３３rps の回転体を対象とした場合
に、直径３０ｍｍの第１の集光レンズ６を使用すれば、
３０ｍｍ÷６２８３２ｍｍ／秒＝０．４８ｍ秒のパルス
発光時間とすることができる。これは従来例の４８倍の
発光時間であり、かつ同じ個所を照射できるので、１回
で十分に不釣り合い量を除去することができる。

【００１５】また、回転体１に振れが少なく、それ程に
除去する必要がない場合はレーザー出力を下げることが
でき、より低出力のレーザー光射出装置８を使用するこ
とが可能となる。更に、除去面に照射するレーザー光Ｌ
の径は、第１の集光レンズ６の焦点距離ｆ或いは第２の
集光レンズ９と第１の集光レンズ６間の距離を変えるこ
とによりで可能であり、除去面積及除去量を調整するこ
とができる。

【００１６】また、回転体１の不釣り合い量除去位置の
径方向への移動は、レーザー光走査系２の第１の集光レ
ンズ６及び反射ミラー７を回転体１の径方向に移動する
ことで対応可能である。

【００１７】なお、実施例ではレーザー光Ｌを回転体１
及びレーザー光走査系２の軸に対して直交する方向から
射出しているため、反射ミラー７でレーザー光Ｌを折り
曲げて第１の集光レンズ６に導いているが、レーザー光
射出装置８を回転軸と平行に設けて、レーザー光Ｌを回
転軸と平行に射出させてもよい。なお、この場合には、
反射ミラー７を省略することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る回転体
のバランス取り装置は、回転体のダイナミックバランス
を検出する手段により回転体のダイナミックバランスを
検出し、その検出結果出力より回転体と同期回転するレ
ーザー光射出走査手段からレーザー光を回転体の不釣り
合い位置に照射して不釣り合い量を除去するので、バラ
ンスを測定しながら加工可能となり、また回転体が高速
回転する場合でも、同一の加工個所を１回で除去できる
十分なレーザー照射時間、除去量が確保でき大幅に加工
時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成図である。

【図２】第１の集光レンズに対するレーザー光の移動状
態説明図である。

【符号の説明】

１ 回転体 ２ レーザー光走査系 ３ モータ ４ ホストコンピュータ ６ 第１の集光レンズ ７ 反射ミラー ８ レーザー光射出装置 ９ 第２の集光レンズ １０ 振動検出器 １１ 位相検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体のダイナミックバランスを検出す
   る検出手段と、前記回転体の回転軸と回転線上に回転軸
   が位置して前記回転体と同期回転し、レーザー光を前記
   検出手段の結果出力により回転体の不釣り合い位置に照
   射して、回転体を部分的に除去するレーザー光射出走査
   手段とから成ることを特徴とする回転体のバランス取り
   装置。
2. 【請求項２】 前記レーザー光射出走査手段は、レーザ
   ー光を射出するレーザー光射出装置と、射出された平行
   なレーザー光を発散させるレンズと、発散されたレーザ
   ー光を集光させる集光レンズと、該集光レンズを内蔵し
   回転体と同期して回転するレーザー光走査系とから成る
   請求項１に記載の回転体のバランス取り装置。