JPH10264024A

JPH10264024A - 砥石アンバランス測定方法

Info

Publication number: JPH10264024A
Application number: JP21017097A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Tsukamoto; 茂美塚本; Chuichi Sato; 忠一佐藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】剛性を向上させて高負荷の研削加工を行う研
削盤であっても、振動センサの検出感度を高めることな
く砥石のアンバランスによる振動を精度良く検出するこ
とができる砥石アンバランス測定方法を提供する。【解決手段】砥石アンバランス測定方法では、切換弁
２５を作動させて油圧ポンプ２８と静圧ポケット４ａ〜
４ｄとの間を連通する油路を高剛性時の油路６から低剛
性時の油路７に切り替えることにより砥石軸３を回転自
在に支持する静圧ラジアル軸受４の剛性を低くし、研削
加工時の回転数に設定した状態で、原点センサおよび振
動センサ２１により原点マーク位置に基づく振動ピーク
位置を検出して砥石１０のアンバランスを測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砥石アンバランス
測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削作業では、砥石が取り付けら
れた砥石軸の回転バランスが優れていると、ワーク仕上
面の加工精度が向上することが知られている（特開昭５
９−１５５６４２号公報）。

【０００３】このため、研削盤では砥石および砥石取付
部品のアンバランス除去が行われるが、消耗により砥石
を交換すると、再び砥石に内在するアンバランスおよび
交換時の取り付け誤差によるアンバランスが生じること
は避けられず、この状態で砥石軸を回転させると、これ
らのアンバランスによる振動が砥石軸に発生する。

【０００４】このようなアンバランスが生じた場合、従
来では砥石軸に取り付けられた砥石をドレッシングした
後、そのまま研削盤上で砥石軸のバランス取りが行われ
ていた。

【０００５】すなわち、従来の砥石アンバランス測定装
置は回転する砥石軸の原点を検出する原点センサ、砥石
軸の振動を検出する振動センサ、およびこれらのセンサ
出力信号に基づいて砥石軸の最大振動量およびその位相
を測定する測定部を有し、測定された最大振動量および
その位相から砥石のアンバランスを測定していた。

【０００６】そして、測定されたアンバランス量を補正
するために、バランスピースを砥石軸に取り付けたり、
予め取り付けられているバランスウェイトの位置を移動
させたりしてバランス補正を行っていた。

【０００７】また、近年ではワークの加工精度を向上さ
せるために研削盤の改良が行われている。具体的には、
研削盤の主要構成要素である砥石軸支持部や案内テーブ
ル支持部の剛性を向上させるための改良、位置決め精度
を向上させるための改良、あるいは砥石の高速化などに
よる研削加工能率や加工精度を向上させるための改良が
行われている。このような研削盤の改良においても、砥
石交換時に生ずるアンバランスを除去することの重要性
は変わらない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、研削盤
の剛性を向上させた結果、砥石のアンバランスにより生
ずる振動の測定感度が低下してしまうという新たな問題
が生じた。したがって、振動センサの検出感度を向上さ
せなければ、アンバランス量を正確に測定することがで
きないという現象が起きている。

【０００９】そこで、本発明は、剛性を向上させて高負
荷の研削加工を行う研削盤であっても、振動センサの検
出感度を高めることなく砥石のアンバランスによる振動
を精度良く検出することができる砥石アンバランス測定
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の砥石アンバランス測定方
法は、砥石軸台に設けられた軸受により回転自在に支持
される砥石軸の振動を振動センサにより検出し、該検出
された砥石軸の振動に基づき、前記砥石軸に取り付けら
れた砥石のアンバランスを測定する砥石アンバランス測
定方法において、測定時の前記砥石軸の回転数を検出
し、かつ前記砥石軸を支持する軸受あるいは前記砥石軸
台を支持する軸受の剛性を低減した状態で前記砥石軸の
振動を検出することを特徴とする。

【００１１】また、測定時の砥石軸の回転数を研削加工
時と同一の回転数に設定することが好ましく、例えば砥
石軸の回転数を変えた場合、砥石軸を支持する静圧ラジ
アル軸受内に生ずる動圧効果により砥石軸の中心が変化
してしまうことを回避できる。

【００１２】さらに、加振器により加振力が加えられる
砥石軸の振動を振動センサにより検出する際、加振力の
角速度を砥石軸の角速度と同じに設定することが好まし
い。

【００１３】また、測定された砥石のアンバランスを、
一対のモータのそれぞれに軸支されたバランサで自動的
に補正することが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の砥石アンバランス測定方
法の実施の形態について説明する。本実施形態における
砥石アンバランス測定方法は研削盤に適用される。図１
は研削盤の概略的構成を示す側面図である。

【００１５】研削盤１はベッド１８を有し、ベッド１８
の上にはワーク９が取り付けられた主軸を回転駆動自在
に支持する主軸台８、および砥石１０が取り付けられた
砥石軸３を回転駆動自在に支持する砥石軸台１１が配置
されている。

【００１６】砥石軸台１１は切込スライド１３に固定さ
れており、切込スライド１３はトラバーススライド１４
の上面に取り付けられたガイドにより主軸に対して垂直
な方向に摺動自在である。また、トラバーススライド１
４はベッド１８の上面に取り付けられたガイド１５に案
内され、軸方向に摺動自在である。したがって、砥石軸
台１１は主軸に取り付けられたワーク９に対してトラバ
ース方向に移動することができる。

【００１７】砥石軸台１１には砥石軸３を回転自在に支
持する静圧ラジアル軸受４が設けられた軸受ハウジング
１６、および砥石軸３の端部に取り付けられたプーリ３
ａを介してベルト３ｂで連結されたモータ１９が設けら
れている。

【００１８】図２は砥石軸台１１の構造を示す断面図で
ある。砥石軸３の端部にはテーパ部３ｃが形成されてお
り、テーパ部３ｃには砥石１０が固定された締め付けフ
ランジ１０ａが装着されている。締め付けフランジ１０
ａに砥石１０を固定する場合、締め付けフランジ１０ａ
に砥石１０を遊嵌し、砥石１０を挟むようにフランジカ
バー３１を締め付けフランジ１０ａに嵌合した後、ボル
ト３２で固定する。テーパ部３ｃにはネジが刻まれてお
り、砥石１０が固定された締め付けフランジ１０ａをテ
ーパ部３ｃに装着した後、ナット３３で締め付けること
により締め付けフランジ１０ａをテーパ部３ｃに固定で
きる。したがって、消耗により砥石１０を交換する場
合、ナット３３およびボルト３２を緩めて締め付けフラ
ンジ１０ａおよび砥石１０を簡単に取り外すことができ
る。

【００１９】また、軸受ハウジング１６には砥石軸３を
回転自在に支持する静圧ラジアル軸受４が砥石軸３の軸
方向２箇所に、スラスト軸受１２が砥石側の軸方向１箇
所に設けられている。図３は図２の矢印Ａ−Ａ線方向か
ら視た静圧ラジアル軸受４の構造を示す断面図である。
静圧ラジアル軸受４には軸径方向に４箇所の静圧ポケッ
ト４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが形成されており、各静圧ポ
ケットには高剛性時に作動油が流れる油路６および低剛
性時に作動油が流れる油路７が配設されている。静圧ポ
ケット４ａ〜４ｄに近い油路６の途中には高剛性に適し
た絞り６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが形成されており、油路
７の途中には低剛性に適した絞り７ａ、７ｂ、７ｃ、７
ｄが形成されている。

【００２０】ここで、高剛性とは、研削盤に予め期待さ
れている高速精密研削や重研削などを適切に実施できる
ように静圧ラジアル軸受が高負荷能力を有する場合を指
し、低剛性とは、砥石のアンバランスを測定するために
だけ砥石軸の回転を実施できるように静圧ラジアル軸受
が低負荷能力を有する場合を指す。

【００２１】図４は油路６、７を含む油圧回路の概略的
構成を示す図である。油圧回路は油圧ポンプ２８と各静
圧ポケット４ａ〜４ｄにそれぞれ繋がる油路６、７との
間に切換弁２５を有する。切換弁２５を作動させ、油圧
ポンプ２８と油路６とを絞り６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを
介して連通することにより各静圧ポケット４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄに高剛性に適した作動油を供給する。また、
油圧ポンプ２８と油路７とを絞り７ａ〜７ｄを介して連
通することにより各静圧ポケット４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄに低剛性に適した作動油を供給する。このように、切
換弁２５で油圧ポンプ２８に繋がる油路６および油路７
を切り替えることにより砥石軸３を回転自在に支持する
静圧ラジアル軸受４の剛性を簡単に変更可能である。し
たがって、砥石交換後にアンバランス測定を行うときだ
け砥石軸３を低剛性にすることができる。

【００２２】また、砥石軸台１１には砥石軸３の振動を
検出する振動センサ２１（図７参照）及び砥石１０の原
点マークを検出する原点センサが設けられている。さら
に、砥石のアンバランスを測定する際、それ等のセンサ
は砥石軸３の回転数に同期しており、砥石軸回転数は研
削加工時の回転数であることが望ましい。

【００２３】ここで、原点マークとして砥石１０に取り
付けられる反射板、原点センサとして反射板からの光を
受光する光電管や近接スイッチを用いることができる。

【００２４】つぎに、砥石のアンバランス測定方法につ
いて考察する。切換弁２５を作動させて砥石軸３の剛性
を変更した場合、砥石１０のアンバランスによって発生
する振動の位相は砥石軸３を通じて振動測定点（振動セ
ンサ２１の測定位置）に至る間で変化する。図５は加振
器によって砥石１０に与えられた振動に対し振動センサ
２１で測定された振動の波形を示すグラフである。振動
センサ２１で測定される振動は静圧ラジアル軸受４で減
衰しており、その位相は加振器で与えられた振動の位相
に対して遅れる。砥石軸３の回転数に対して系の固有振
動数が高い場合、位相の遅れはあまり影響しないが、砥
石軸３の剛性を低くした場合、つまり砥石軸３の静圧ラ
ジアル軸受４で振動の減衰が大きい場合、位相遅れ量を
無視できなくなる。

【００２５】図５で加振器の角速度を砥石軸の角速度と
同じω₀に設定すると、振動センサの位相遅れ時間Δｔ₀
に対応する位相遅れ角度θ₀は数式（１）で示される。

【００２６】θ₀＝ω₀Δｔ₀…… （１）また、砥石軸３の静圧ラジアル軸受４の剛性を低くしか
つ砥石軸３の回転数を研削加工時と同一の回転数にして
砥石１０のアンバランスを測定する場合、砥石１０の任
意の位置に原点マークを取り付け、近接スイッチなどの
原点センサで原点マークを検出すると共に、振動センサ
で振動波形を測定する。図６は振動センサで測定された
振動波形を示すグラフである。図７は測定された振動波
形から真の振動ピークの位置を示す図である。

【００２７】例えば振動センサ２１の軸と平行なＫ軸を
砥石１０の原点マークが通過してから信号レベルがピー
クを示すまでの遅れ時間をΔｔ_mとすると、原点と信号
ピークとの間の角度ずれθ_mは数式（２）で示すように
なる。

【００２８】θ_m＝ω₀Δｔ_m…… （２）砥石１０のアンバランスによる真の振動ピーク位置θ_v
は、同図に示すように砥石１０の原点マーク位置に対し
てθ_v＝θ_m−θ₀を演算することにより求められる。従
来では、砥石の原点マークに対する最大振動ピーク位置
と最大振動ピーク値を測定しているだけであるが、数式
（１）の位相遅れ角度θ₀を角度ずれθ_mに加えて演算す
ることにより真の振動ピーク位置を測定することがで
き、アンバランス補正を正確に行うことができる。

【００２９】このように、本実施形態の砥石アンバラン
ス測定装置では、切換弁２５を作動させて油圧ポンプ２
８と静圧ポケット４ａ〜４ｄとの間を連通する油路を高
剛性時の油路６から低剛性時の油路７に切り替えること
により砥石軸３を回転自在に支持する静圧ラジアル軸受
４の剛性を低くし、かつ研削加工時の回転数に設定し
て、原点センサおよび振動センサで原点マーク位置およ
び振動ピーク位置を検出して砥石１０のアンバランスを
測定することにより、高負荷の研削加工が行える研削盤
１であっても、砥石１０のアンバランスによる微小振動
を精度良く検出することができる。

【００３０】また、測定時の砥石軸３の回転数を研削加
工時と同一の回転数に設定することにより、砥石軸３の
回転数を変えた場合、静圧ラジアル軸受４内に生ずる動
圧効果により砥石軸３の中心が変化してしまう影響を回
避できる。

【００３１】尚、上記実施形態の油圧回路では、各静圧
ポケット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに繋がる油路６、７が
高剛性用と低剛性用とで別々に形成されていたが、高剛
性時および低剛性時に共用可能な油路を形成することも
可能である。図８は他の実施形態における油圧回路の構
成を示す図である。共通に使用される油路４１の途中に
は、高剛性用絞りセット４６および低剛性用絞りセット
４７が交換可能に設けられている。高剛性用絞りセット
４６には高剛性用絞り６ａ〜６ｄが設けられ、低剛性絞
りセット４７には低剛性用絞り７ａ〜７ｄが設けられて
いる。したがって、研削加工時には高剛性用絞りセット
４６が油路４１にセットされ、砥石のアンバランス測定
時には低剛性用絞りセット４７が油路４１にセットされ
る。このように、絞りを交換可能にすることで油路を簡
単に設けることができ、経済的である。しかも、安定し
た静圧を得ることができる。

【００３２】また、油路を共通にするとともに絞りを１
種類だけにして作動油の圧力そのものを高剛性用および
低剛性用に切り替えることも可能である。

【００３３】またさらに、砥石軸３の剛性を変更する代
わりに、ガイドに案内される切込スライド１３あるいは
トラバーススライド１４の静圧軸受に対し前述した作動
油の圧力を調節する油圧回路を設けるようにしてもよ
く、同様の効果を得ることができる。

【００３４】図９は他の実施形態における砥石軸台の構
造を示す断面図である。前記実施形態では、砥石１０が
固定された締め付けフランジ１０ａを砥石軸３のテーパ
部３ｃに装着していたが、本実施形態では砥石６０が固
定される締め付けフランジ６０ａを砥石軸５３の中央部
に保持し、その左右に静圧ラジアル軸受７４を配設す
る。これにより砥石軸５３の剛性を更に向上させて精密
研削加工を行うことが可能になる。尚、図９においては
静圧ラジアル軸受と対に用いられる静圧スラスト軸受は
省略されている。

【００３５】図１０は図９の矢印Ｅ−Ｅ線方向から視た
砥石軸台の構造を示す断面図である。この砥石軸台で
は、砥石軸５３の左右に配された砥石軸ハウジング７０
の一方を、砥石軸５３の中心を通る水平面で２分割し、
上側の砥石軸ハウジング７０である押さえ蓋７０ｂを下
側の砥石軸ハウジング７０から分離することができる。
押さえ蓋７０ｂを取り外すことにより砥石６０、締め付
けフランジ６０ａ及び軸受ハウジング６６は取り外し可
能になる。

【００３６】尚、砥石、締め付けフランジの取り外しに
際し、砥石軸の中央部に装着された砥石および締め付け
フランジの内径を軸受ハウジングの外径より大きく形成
し、砥石軸ハウジングの一部もしくは全体を取外し可能
とすることにより、軸受ハウジングをそのままにして砥
石および締め付けフランジを軸方向に取り外せるように
してもよい。あるいは、砥石および締め付けフランジの
内径を軸受ハウジングの外径より大きく形成する代わり
に、片側の軸受ハウジングを砥石軸から軸方向に取り外
し、その後に砥石および締め付けフランジを取り外せる
ようにしてもよい。

【００３７】押さえ蓋７０ｂに形成されたボルト８２が
挿通される穴には、ばね８４に付勢される中筒８３が収
納されており、中筒８３の底面に形成された孔を通じて
ボルト８２が砥石軸ハウジング７０に刻まれためねじと
螺合することにより押さえ蓋７０ｂを砥石軸ハウジング
７０に固定することができる。

【００３８】このようないわゆる両持ち砥石支持機構で
は、砥石６０を交換した後、砥石軸ハウジング７０から
分離された押さえ蓋７０ｂを単にボルト締めして固定す
るだけでなく、予め設定されたばね８４の実効範囲内で
ボルト８２の位置を決めることにより、砥石軸支持機構
の剛性を低くすることが可能である。この結果、静圧ラ
ジアル軸受７４の剛性を低下させた場合と同様の効果を
得ることができる。

【００３９】さらに、上記実施形態では、静圧ラジアル
軸受により砥石軸を回転自在に支持したが、静圧ラジア
ル軸受の代わりに転がり軸受を使用し、転がり軸受に与
える予圧量を油圧などにより変更するようにした場合に
も本発明は適用可能である。

【００４０】つぎに、上記実施形態における砥石アンバ
ランス測定方法により求めた原点マークに対する真の振
動ピーク位置θ_vに基づいて砥石のバランス取りを行う
方法について説明する。

【００４１】図１１は砥石のバランス取りを自動的に行
うことが可能な砥石軸の構造を示す断面図である。砥石
軸およびその近傍の構造を除き、研削盤は前記実施形態
と同様の構造を有する。

【００４２】すなわち、軸受ハウジング１１６に回転自
在に支持される砥石軸１０３の端部にはテーパ部１０３
ｃが形成されており、テーパ部１０３ｃには砥石１１０
が固定された締め付けフランジ１１０ａが装着されてい
る。締め付けフランジ１１０ａに砥石１１０を固定する
場合、締め付けフランジ１１０ａに砥石１１０を遊嵌
し、砥石１１０を挟むようにフランジカバー１３１を締
め付けフランジ１１０ａに嵌合した後、ボルト１３２で
固定する。

【００４３】テーパ部１０３ｃの先端部にはネジが刻ま
れており、砥石１１０が固定された締め付けフランジ１
１０ａをテーパ部１０３ｃに装着した後、ナット１３３
で締め付けることにより締め付けフランジ１１０ａをテ
ーパ部１０３ｃに固定する。

【００４４】砥石軸１０３のテーパ部１０３ｃにはその
中心から軸方向に空洞部１４１が形成されており、その
内部には一対の超音波モータ５０Ａ、５０Ｂが軸方向に
向かい合う形で取り付けられている。超音波モータ５０
Ａ、５０Ｂのロータ軸にはバランサ５１Ａ、５１Ｂが対
向して設けられている。バランサ５１Ａ、５１Ｂは円板
形状をしており、その周辺部の１ヶ所にそれぞれバラン
スウェイト５１ａ、５１ｂが取り付けられている。本実
施形態ではバランスウェイト５１ａ、５１ｂは同じ重さ
である。超音波モータ５０Ａ、５０Ｂのロータ軸には位
置検出手段（例えばエンコーダや近接スイッチなど）５
２Ａ、５２Ｂが軸支されており、ロータ軸の回転角度を
検出する。超音波モータ５０Ａ、５０Ｂから引き出され
たリード線５３ａ、５３ｂは後述するマイクロコンピュ
ータに接続されている。

【００４５】また、本実施形態では超音波モータのロー
タ軸にバランサを外付けした場合を示したが、ケース内
部のロータにバランサを組み込んだ構造の超音波モータ
であってもよい。図１２はケース内部のロータにバラン
サが組み込まれた超音波モータの構造を示す図である。
この超音波モータ１５０はケース１５４内側のステータ
１５１にロータ１５２がスプリング１５３で加圧された
構造を有する（同図（Ａ））。バランサが組み込まれた
ロータ１５２は扇形にくり抜かれた円板に形成されてい
る（同図（Ｂ））。

【００４６】図１３はケース内部のロータにバランサが
組み込まれた他の超音波モータの構造を示す図である。
この超音波モータ２５０は図１２と同様にケース２５５
内側のステータ２５１にロータ２５２がスプリング２５
３で加圧された構造を有する（同図（Ａ））。円板状に
形成されたロータ２５２の周囲１ヶ所にバランスウェイ
ト２５４が取り付けられている（同図（Ｂ））。このよ
うに、ロータにバランサを組み込むことで超音波モータ
およびバランサを密に形成することができ、取り付けが
容易になる。

【００４７】また、砥石軸ハウジング１１６の側面には
振動センサ（振動計）１２１が取り付けられており、砥
石系に生じる振動は振動センサ１２１で検出される。

【００４８】図１４は砥石のアンバランス測定およびバ
ランス取りを行う制御装置の構成を示すブロック図であ
る。制御装置はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）６１を
中心に構成されており、マイクロコンピュータ６１には
振動センサ１２１、原点センサ１２２、加振器５４、切
換弁（ソレノイド）２５、超音波モータ５０Ａ、５０
Ｂ、位置検出手段５２Ａ、５２Ｂおよび入力部６３が接
続されている。加振器は研削盤の減衰特性を調べる時
（研削盤が完成した時）のみ接続すればよい。入力部６
３を介してマイクロコンピュータ６１には後述するアン
バランス振幅の閾値が入力される。また、マイクロコン
ピュータ６１はＲＯＭ（図示せず）を内蔵しており、Ｒ
ＯＭには後述する砥石のアンバランス測定およびバラン
ス取り処理プログラムが格納されている。以下に示す手
順に先だって、加振器により砥石軸を加振し、研削盤の
減衰特性を明確にしておく（θ₀を求める。）。

【００４９】図１５はマイクロコンピュータ６１によっ
て実行される砥石のアンバランス測定およびバランス取
り処理手順を示すフローチャートである。マイクロコン
ピュータ６１は、前記実施形態と同様の手順で切換弁
（ソレノイド）２５を作動させて油圧ポンプ２８と静圧
ポケット４ａ〜４ｄとの間を連通する油路を高剛性時の
油路６から低剛性時の油路７に切り換え、砥石軸３を回
転自在に支持する静圧ラジアル軸受４の剛性を低くし
（ステップＳ１）、砥石軸１０３の回転数を研削加工時
の回転数に設定する（ステップＳ２）。尚、図１１には
静圧ラジアル軸受４が図示されていない。

【００５０】つづいて、原点センサ１２２および振動セ
ンサ１２１により原点マーク位置および振動ピーク位置
を検出し（ステップＳ３）、真の振動ピーク位置（アン
バランス角）θ_vを算出する（ステップＳ４）。そし
て、算出されたアンバランス角θ_vに基づき（図７参
照）、バランス取りを行う（ステップＳ５）。バランス
取りの詳細については後述する。再び、高剛性時の油路
６に切り換えて研削加工に備え（ステップＳ６）、処理
を終了する。

【００５１】図１６はバランス取りを行う際のベクトル
関係を示す図である。図において、砥石軸を始点とする
ベクトルＲはアンバランスの方向および大きさを示し、
ベクトルＡ、Ｂはそれぞれバランサ５１Ａ、５１Ｂのバ
ランスウェイトの方向および大きさを示す。前述したよ
うに、バランスウェイト５１ａ、５１ｂの重さは等しい
ので、ベクトルＡ、Ｂの大きさは等しく設定されてい
る。ベクトルＡとベクトルＢの合成ベクトルがベクトル
Ｒと反対方向で等しい大きさになると、バランス取りが
行われたことになる。

【００５２】バランス取りの方法は種々考えられるが、
例えばつぎのような方法で行うことが可能である。図１
７はマイクロコンピュータ１６によって実行されるバラ
ンス取りの処理手順を示すフローチャートである。ま
ず、超音波モータ５０Ｂを停止させてバランサ５１Ｂを
固定したまま、超音波モータ５０Ａを駆動してバランサ
５１Ａを砥石軸を中心に回転させつつ振動センサ１２１
により振動を検出してその振幅を測定する（ステップＳ
１１）。すなわち、図１６においてベクトルＢを固定し
たままベクトルＡを回転させる。

【００５３】振動センサ１２１で測定される振動信号の
振幅（アンバランス振幅）が最小となる位置で（図５参
照）超音波モータ５０Ａを停止させてバランサ５１Ａを
固定する（ステップＳ１２）。

【００５４】つづいて、バランサ５１Ａを固定したま
ま、超音波モータ５０Ｂを駆動してバランサ５１Ｂを回
転させつつ振動センサ１２１により振動を検出してその
振幅を測定する（ステップＳ１３）。すなわち、図１６
においてベクトルＡを固定したままバランスベクトルＢ
を回転させる。

【００５５】振動センサ１２１で測定される振動信号の
振幅が最小となる位置で（図５参照）超音波モータ５０
Ｂを停止させてバランサ５１Ｂを固定する（ステップＳ
１４）。

【００５６】そして、振動センサ１２１で測定される振
動信号の振幅が入力部６３からの入力により設定された
アンバランス振幅の閾値以下であるか否かを判別し（ス
テップＳ１５）、閾値以下でない場合、ステップＳ１１
の処理に戻ってバランス取りを繰り返す。このようなバ
ランス取りを繰り返すことにより、アンバランス振幅の
大きさは収れんする。そして、振動信号の振幅が閾値以
下になると、処理を終了してバランス取りを完了する。

【００５７】図１８はマイクロコンピュータ６１によっ
て実行される他のバランス取りの処理手順を示すフロー
チャートである。前述したステップＳ４でアンバランス
角θ_vが算出されているので、まず、超音波モータ５０
Ａ、５０Ｂを駆動してバランスウェイト５１ａ、５１ｂ
をθ_v±１８０°の位置まで回転させる（ステップＳ２
１）。すなわち、図１６において、ベクトルＡ、Ｂをベ
クトルＲと反対方向になるまで回転させる。なお、この
手順による場合、ステップＳ４のθ_V算出に先立ち、バ
ランスウェイト５１ａ、５１ｂを砥石回転軸に対し、対
称位置となるように位置決めしておく。

【００５８】そして、ベクトルＲの直線とベクトルＡ、
Ｂとのなす角をθとすると、数式（３）で示す位置関係
になるまでバランサ５１Ａ、５１Ｂを互いに反対周りに
同期を取りながら回転させる（ステップＳ２２）。位置
検出手段５２Ａ、５２Ｂにより検出されるバランスウェ
イト５１ａ、５１ｂの回転位置が数式（３）を満足する
位置に達すると（ステップＳ２３）、超音波モータ５０
Ａ、５０Ｂを停止させて（ステップＳ２４）処理を終了
する。これにより、バランス取りを完了させる。

【００５９】Ａ＝Ｂ＝１／２・Ｒ／ｃｏｓθ …… （３）このバランス取りの方法では、振動信号の振幅をモニタ
することなく、しかもモータＡ、Ｂの駆動・停止を切り
換える回数を大幅に低減できるので、バランス取りを早
く行うことができる。

【００６０】尚、数式（３）で算出される位置まで一気
にバランサ５１Ａ、５１Ｂを回転させる代わりに、ステ
ップＳ２２の処理で超音波モータ５０Ａ、５０Ｂを同期
駆動させつつ振動センサ１２１からの振動信号をモニタ
し、その振動信号の振幅が最小となる位置で超音波モー
タ５０Ａ、５０Ｂを停止させることによっても同様にバ
ランス取りを完了させることができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の砥石アンバラ
ンス測定方法によれば、砥石軸台に設けられた軸受によ
り回転自在に支持される砥石軸の振動を振動センサによ
り検出し、該検出された砥石軸の振動に基づき、前記砥
石軸に取り付けられた砥石のアンバランスを測定する
際、測定時の前記砥石軸の回転数を検出し、かつ前記砥
石軸を支持する軸受あるいは前記砥石軸台を支持する軸
受の剛性を低減した状態で前記砥石軸の振動を検出する
ので、剛性を向上させて高負荷の研削加工を行う研削盤
であっても、振動センサの検出感度を高めることなく砥
石のアンバランスによる振動を精度良く検出することが
できる。

【００６２】また、砥石のアンバランス測定を研削加工
時と同一の回転数の下で行うことにより、砥石軸の回転
数を変えた場合、軸受内に生ずる動圧効果により砥石軸
の中心が変化してしまう影響を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】研削盤の概略的構成を示す側面図である。

【図２】砥石軸台１１の構造を示す断面図である。

【図３】図２の矢印Ａ−Ａ線方向から視た静圧ラジアル
軸受４の構造を示す断面図である。

【図４】油路６、７を含む油圧回路の概略的構成を示す
図である。

【図５】加振器によって砥石１０に与えられた振動に対
し振動センサ２１で測定された振動の波形を示すグラフ
である。

【図６】振動センサで測定された振動波形を示すグラフ
である。

【図７】測定された振動波形から真の振動ピークの位置
を示す図である。

【図８】他の実施形態における油圧回路の構成を示す図
である。

【図９】他の実施形態における砥石軸台の構造を示す断
面図である。

【図１０】図９の矢印Ｅ−Ｅ線方向から視た砥石軸台の
構造を示す断面図である。

【図１１】砥石のバランス取りを自動的に行うことが可
能な砥石軸の構造を示す断面図である。

【図１２】ケース内部のロータにバランサが組み込まれ
た超音波モータの構造を示す図である。

【図１３】ケース内部のロータにバランサが組み込まれ
た他の超音波モータの構造を示す図である。

【図１４】砥石のアンバランス測定およびバランス取り
を行う制御装置の構成を示すブロック図である。

【図１５】マイクロコンピュータ６１によって実行され
る砥石のアンバランス測定およびバランス取り処理手順
を示すフローチャートである。

【図１６】バランス取りを行う際のベクトル関係を示す
図である。

【図１７】マイクロコンピュータ１６によって実行され
るバランス取りの処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図１８】マイクロコンピュータ６１によって実行され
る他のバランス取りの処理手順を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１研削盤３、１０３砥石軸４静圧ラジアル軸受６、７油路１０、１１０砥石１１砥石軸台１９モータ２５切換弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥石軸台に設けられた軸受により回転自
在に支持される砥石軸の振動を振動センサにより検出
し、該検出された砥石軸の振動に基づき、前記砥石軸に取り
付けられた砥石のアンバランスを測定する砥石アンバラ
ンス測定方法において、測定時の前記砥石軸の回転数を検出し、かつ前記砥石軸
を支持する軸受あるいは前記砥石軸台を支持する軸受の
剛性を低減した状態で前記砥石軸の振動を検出すること
を特徴とする砥石アンバランス測定方法。