JPS61132813A - 回転体のバランス検出表示装置 - 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った。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
構造が複雑であったり、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った。

（発明が解決しようとする問題点） この発明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効利用を図るよう
にすることを目的とする。

（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、この発明において回転体
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） 機台の一部に取り付けた振れ量検出器は機台の振動を検
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・って表示される。

（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
述する回転砥石４の原点を検出する原点検出センサー１
、永久磁石（図示しない）を備え、その永久磁石により
機台５の一部に吸着され砥石４の回転に伴う機台５の振
動を検出する加速度ピックアップ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っ
て、そのために光反射板６が回転体４の前面に着脱可能
に取着されるようになっている。

前記加速度ピックアップ２は機台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となっており、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
ィッチ９が設けられている。

前記表示部７には、回転体４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体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１
２が配置されている。前記割出し位置表示体１５の環内
には回転体４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１３゜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
換えスイッチ１１が設けられ、そのモード切り換えスイ
ッチ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ッチ１０が設けられ、そのホール
ドスイッチ１０が押されてオンされたときにホールド表
示体２２が点灯される。又、前記原点表示体１２はホー
ルドスイッチ１０のオンと同時に点灯しはじめ、回転体
４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、調整スイッチ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
ロッ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、回ζ体４の
バランス状態を表示するだめの演算制御部であって、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、ＲＯＭ２２にはプログラムが記
憶され、ＲＡＭ２３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
インターフェイス１９を介して入力装置として、原・点
検出センサー１．ホールドスイッチ１０．モード切り換
えスイッチ１１２位相調整つまみ３３．調整スイッチＳ
ＷＩ、ＳＷ２．　ろ波回路１７を介した圧電型加速度ピ
ックアップ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２２が接続されている。

第３図に示す前記ろ波回路１７は圧電型加速度ピンクア
ップ２の電荷を加速度信号ＳＱＬにする電荷増幅回路４
１．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．可変抵抗Ｒ２を可変する中心周波数調整つま
み３２により振動のピーク値を調整する帯域通過フィル
タ（Ｂ、Ｐ。

Ｆ、）４６．加速度信号ＳＧＩを速度信号ＳＧ２に変換
する積分回路４７．感度調整っまみ３２により速度信号
ＳＧ２の増幅率を調整する電圧増幅回路４８ρ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機台５の主
要部分を第３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
方から対向する回転砥石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
ックアップ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２
８の前面には原点を検出させるための光反射板６が接着
されている。

尚、図面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４図に示すフローチャートに従って作用を説明
する。このフローチャートのプログラムはＣＰＵ１８制
御のちとに進行する。

前述した状態において、モータ６を起動し、支持軸２７
及び砥石２８を回転させる。この状態で電源スィッチ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、回転砥石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ャートの
ステップ８２〜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、前記調整スイッチＳＷＩをオンにして、このときの
バランス状９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２
８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
整スイッチＳＷ２をオンすると、位相のずれを割り出し
位置表示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、前記調整スイッチＳＷＩ、ＳＷ
２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。

ステップＳ１において初期設定がなされ、ステップ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ＣＰＵ
２０で比較して、それらがほぼ同一の発振パルス数であ
れば次のステップＳ３に移行する。パルス間隔デ−夕が
一致しない場合には、再びはじめからカウントしなおす
。ステップ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ップＳ
４に進む。

ステップ８４〜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回転砥石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２
５で検出された順でＲＡＭ２１のデータエリア内にスト
アしておき、砥石２Ｂの一回転終了と同時にステップＳ
８に進む。

このステップ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Ｄ
ｎに分割し、ステップ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。ステップＳ１０では前
記各割出し位置毎に平均化されたデータＳｎをＲＡＭ２
１にストアする。そして、ステッ゛プＳｌｌ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ップＳ１２に進み、そうで
ない時にはステップＳ２に戻り設定回転数に到達するま
でステップ３２〜ＳＬＩを繰り返す。

ステップ３１２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
ップＳ１３において前記平均データＹｎをＲＡＭ２１に
ストアする。

ステップＳ１４以降は、モード切り換えスイッチ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。ステップ３１４〜Ｓ１６は砥石２８の規定回転数内
で処理される。このステップ３１４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、ステップ３１５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。

ステップＳ１６では、前記ステップ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ップ３１７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
テップ３１９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
ップＳ２に戻る。

ステップＳ１７ではステップ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。

ステップ３１８ではホールドスイッチ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。

ホールドスイッチ１０がオフ状態のときは、ステップＳ
２に戻り、再び最大振れ量モード表示作用を繰り返す。

なお、ステップ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
ド切り換えスイッチ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ップ３１４〜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。電源スィッチ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“−一部一一”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ッチ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、前記ホールドスイッチ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
する他の機械の回転体に光反射板６を取り付けるととも
に、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。

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）表示体を直線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
数を調整する。

発明の効果 以上詳述したようにこの発明は工作機械内に組み込むこ
となく、多数の工作機械の回転体のバランス状態を測定
し、その状態を測定して表示できるという一優れた効果
を宵する。

【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図、第３図はろ波回
路のブロック図、第４図はバランス検出表示器の使用状
態を示す側面図、第５図はフローチャートである。 図において、１は原点検出器、２は振動検出器、３は表
示器、４は回転体、６は光反射体である。 特許出願人　　　　　　株式会社　　長瀬鉄工所代理人
　　　　　　　　弁理士　　　恩１）博宣自発手続補正
層 昭和６０年１月１６日 待肝庁長官　　志　賀　学　殿 ２、発明の名称 回転体のバランス検出表示１ｆｆｉ ３、補正をする者 事件との関係：　　特許出願人 氏　名　　　株式会社　長瀬鉄工所 （名　称） ４、代理人 住所　〒５００　　岐阜市端詰町２番装置　　＜０５８
２＞６５−１８１０（代表）説明の欄及び図面 ６、補正の内容 （１）委任状を別紙の通り補正する。 （２）明細書の特許請求の範囲の欄の記載を別紙の通り
補正する。 （３）明細書第２頁第１４行の「この発明は」の記載を
「この発明が解決しようとする問題点は、」と補正する
。 （４）同頁第１７行の「図る・・・とする。」の記載を
「図ることにある。」と補正する。 （５）同頁第１９行〜第２０行の「において」の記載を
［の回転バランス検出表示装置を、」と補正する。 （６）明細書第２頁第１４の「回転砥石４」の記載を「
回転体としての砥石２８」と補正する。 （７）同頁第４行〜第５行の「砥石４」の記載を「砥石
２８」と補正する。 （８）同頁第４行、第５行及び明細書第８頁第４行〜第
５行の「機台５」の記載をそれぞれ「フレーム２６」と
補正する。 （９）明細書第４頁第１０行、第１８行、第５頁第６行
、Ｍ６６頁第５及び同頁第１２〜１３行の「回転体４」
の記載をそれぞれ「砥石２８」と補正する。 （１０）明細書第９頁第１２行の「機台」の記載を「フ
レーム２６」と補正する。 （１１）明細書第９頁第１７行のＦＲＯＭ２２Ｊの記載
をＦＲＯＭ２０Ｊと補正する。 （１２）同頁第１７行〜第１８行のｒＲＡＭ２３Ｊの記
載をｒＲＡＭ２１Ｊと補正する。 （１３）明細書第７頁第３行〜第４行の［ろ波回路１７
を介した］の記載を「ろ波回路１７及びＡ／Ｄコンバー
タ２５を介して」と補正する。 （１４）同頁第９行の「第３図に示す」の記載を［第３
図に示すように、］と補正する。 （１５）同頁第１２行〜第１４行の「可変抵抗・・・ピ
ーク値を」の記載を［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」と補正する。 （１６）明細書第８頁第５行の「第３図」の記載を「第
４図」と補正する。 （１７）同頁第１０行、明細書第９頁第９行及び同第１
１頁第７行の「回転砥石２８」の記載を「砥石２８」と
補正する。 （１８）明細書第８頁第１９行の「検出させる」の記載
を［検出する」と補正する。 （１９〉明細書第９頁第１行の「図面」の記載を「第４
図」と補正する。 （２０）同頁第３行の「第４図」の記載を「第５図」と
補正する。 （２１）同頁第６行の「モータ６」の記載を「モータ３
０」と補正する。 （２２）同頁第１９行のｒＥＮｄ　Ｊの記載を「ＥＮＤ
Ｊと補正する。 （２３）明細−第１０頁第３行の「位置表示１５」の記
載を「位置表示体１５」と補正する。 （２４）同第１６頁第１０行の「周波数を」の記載を「
周波数を回転体の振動と同期するように」と補正する。 （２５）同頁第１８行の「回路図」の記載を「回路を示
すブロック図」と補正する。 （２６）同頁第１９行の「のブロック図」の記載を「を
示す電気回路図」と補正する。 （２７）同頁第２０行の「の使用状態を示す夕側面図」
の記載を「を設置した状態を示す平面研削盤の側面図」
と補正する。 （２６）明細書第１７頁第３行の「４は回転体」の記載
を［２８は回転体としての砥石］と補正する。 （２７）図面中筒４図を別紙の通り補正する。 「２、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出器（１〉
と、 回転体１の振動を検出する振動検出器 （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（１８）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。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転体（４）の表面に取り付けられ、回転体（４）
   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出器（１）と、 回転体（４）の振動を検出する振動検出器（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（１８）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。