JP5660295B2 - Unbalance correction method for rotating body - Google Patents
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Description
本発明は、回転体の除去部を複数回除去加工して回転体のアンバランスを除去する回転体のアンバランス修正加工方法に関する。 The present invention relates to an unbalance correction processing method for a rotating body that removes the removal portion of the rotating body a plurality of times to remove unbalance of the rotating body.
回転体は、回転機械に設けられ、その軸を中心として回転する。本発明の対象となる回転機械は、流体と力を及ぼし合う回転翼が回転体に設けられた流体機械である。この回転機械には、原動機と被動機がある。原動機は、流体が回転翼に作用させる圧力により回転体が回転駆動されることで、流体の持つエネルギーを回転運動エネルギーに変換する。原動機としては、例えば、ガスタービン(軸流タービン、ラジアルタービン)がある。被動機は、回転駆動されている回転翼が流体に圧力を作用させることで、回転運動エネルギーを流体に与える。被動機としては、例えば、圧縮機(遠心圧縮機、航空エンジンなどに設けられる軸流圧縮機、斜流圧縮機、横流圧縮機、ポンプ)がある。また、本発明の対象となる回転機械には、原動機と被動機の両方の機能を持つ過給機もある。 The rotating body is provided in a rotating machine and rotates about its axis. A rotating machine that is an object of the present invention is a fluid machine in which rotating blades that exert force on a fluid are provided on a rotating body. This rotating machine includes a prime mover and a driven machine. The prime mover converts the energy of the fluid into rotational kinetic energy by rotationally driving the rotating body by the pressure that the fluid acts on the rotor blades. As a prime mover, for example, there is a gas turbine (axial turbine, radial turbine). The driven machine applies rotational kinetic energy to the fluid by rotating the rotor blades that are rotationally driven to apply pressure to the fluid. Examples of the driven machine include a compressor (an axial flow compressor, a mixed flow compressor, a cross flow compressor, and a pump provided in a centrifugal compressor, an aircraft engine, or the like). Moreover, the rotary machine which is the object of the present invention includes a supercharger having both functions of a prime mover and a driven machine.
回転機械の回転体のバランス修正において、回転体のアンバランスを測定し、除去部を加工する方法として、例えば特許文献1が既に知られている。 For example, Patent Document 1 is already known as a method for measuring the unbalance of a rotating body and processing the removal unit in correcting the balance of the rotating body of the rotating machine.
特許文献1は、回転体を回転シャフトに固定するために除去対象部を用い、アンバランスの修正量と修正方向を、除去対象部が円形であると想定して求めた場合でも、修正方向に影響されることなく正確な修正量を加工でき、かつその修正によりアンバランス方向が変化せず、これにより、再修正及び再計測の必要性をなくし、修正工程の作業性及び歩留まりを大幅に高めることができる回転体の回転バランス修正装置及び方法を提供することを目的としている。
そのために、頂点検出器により除去対象部の頂点位置を検出し、補正制御装置により除去対象部が円形であると想定して予め求められたアンバランスの修正量と修正方向を、軸心と修正方向に最も近い除去対象部の頂点を結ぶ方位角と修正方向との相対角に応じてそれぞれ補正修正量と補正修正方向として補正するものである。
Patent Document 1 uses the removal target portion to fix the rotating body to the rotating shaft, and even when the amount of unbalance correction and the correction direction are calculated assuming that the removal target portion is circular, The correct amount of correction can be processed without being affected, and the unbalance direction does not change due to the correction, thereby eliminating the need for re-correction and re-measurement and greatly improving the workability and yield of the correction process. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for correcting the rotational balance of a rotating body.
For this purpose, the vertex position of the removal target portion is detected by the vertex detector, and the correction amount and the correction direction of the unbalance obtained in advance assuming that the removal target portion is circular by the correction control device are corrected with the axis. The correction correction amount and the correction correction direction are corrected in accordance with the relative angle between the azimuth angle connecting the apexes of the removal target portion closest to the direction and the correction direction, respectively.
ここで、図1(A)のような回転体32に取り付けられて、回転軸33を中心に回転する除去対象部31において、計測によって求められたアンバランス量(ここではMとする)についてアンバランス方位D1に沿った形で加工を行う場合、1箇所について加工できる量は、図1(B)のようにエンドミル等の切削工具等によって除去部34aを加工可能な最大量(ここではMmaxとする)までに限られる。
かかる場合、Mmaxを超えるアンバランス量について加工するために、複数箇所の加工を行うことによって、Mmaxを超えるアンバランス量Mについてのバランス修正を行っている。
Here, an unbalance amount (here, M) obtained by measurement in the removal target part 31 attached to the rotating body 32 as shown in FIG. When machining is performed along the balance direction D1, the amount that can be machined at one place is the maximum amount (here, M max) capable of machining the removal portion 34a with a cutting tool such as an end mill as shown in FIG. And so on).
In this case, in order to process the amount of unbalance more than M max, by performing processing at a plurality of points, it is performed balance correction for unbalance amount M of greater than M max.
図1(C)の場合において、アンバランス方位D1を両側に0度以上90度未満傾けた半直線D2、D3と、除去対象部31の外周との交点における2箇所を、それぞれ除去部34b、34cとし加工を行う。
この場合において、半直線D1に対する半直線D2、D3の傾きが30度であり、除去部34b及び34cが隣接する除去対象部31における頂点と重なるように設定された場合に、加工できるアンバランス量は、以下の式より√3Mmaxとなって最大値をとる。
なお、除去部34b及び除去部34cの除去によって加工可能なアンバランス量における、アンバランス方位D1へのベクトル成分を、それぞれMmax1、Mmax2とする。
Mmax1 =Mmaxcos30°
Mmax2 =Mmaxcos30°
M = Mmaxcos30°+Mmaxcos30°=√3Mmax
In the case of FIG. 1C, two portions at the intersections of the half lines D2 and D3 with the unbalance orientation D1 tilted by 0 degrees or more and less than 90 degrees on both sides and the outer periphery of the removal target part 31 are respectively removed by the removal part 34b, 34c is processed.
In this case, when the inclinations of the half lines D2 and D3 with respect to the half line D1 are 30 degrees and the removal units 34b and 34c are set so as to overlap the apexes of the adjacent removal target parts 31, the unbalance amount that can be processed Is √3M max from the following formula and takes the maximum value.
It should be noted that vector components to the unbalance direction D1 in the unbalance amount that can be processed by the removal unit 34b and the removal unit 34c are M max1 and M max2 , respectively.
M max1 = M max cos 30 °
M max2 = M max cos 30 °
M = M max cos 30 ° + M max cos 30 ° = √3 M max
図1(D)の場合においては、アンバランス方位D1及びアンバランス方位D1を両側に0度以上90度未満傾けた半直線D4、D5と、除去対象部31の外周との交点における3箇所を、それぞれ除去部34d、34e、34fとし加工を行う。
この場合において、半直線D1に対する半直線D4、D5の傾きが60度であり、除去部34d、34e及び34fが隣接する除去対象部31における頂点と重なるように設定された場合に、加工できるアンバランス量は、以下の式より2Mmaxとなって最大値をとる。
なお、除去部34d、除去部34e及び除去部34fの除去によって加工可能なアンバランス量における、アンバランス方位D1へのベクトル成分を、それぞれMmax4、Mmax5、Mmax6とする。
Mmax4 =Mmax
Mmax5 =Mmaxcos60°
Mmax6 =Mmaxcos60°
M = Mmax+Mmaxcos60°+Mmaxcos60°=2Mmax
In the case of FIG. 1 (D), three locations at the intersections of the unbalance azimuth D1 and the half straight lines D4 and D5 with the unbalance azimuth D1 tilted by 0 degrees or more and less than 90 degrees on both sides and the outer periphery of the removal target portion 31 are shown. The removal parts 34d, 34e, and 34f are respectively processed.
In this case, when the inclinations of the half lines D4 and D5 with respect to the half line D1 are 60 degrees and the removal units 34d, 34e, and 34f are set so as to overlap with the vertices in the adjacent removal target unit 31, the machining can be performed. The balance amount is 2M max from the following formula and takes the maximum value.
The vector components to the unbalance direction D1 in the unbalance amount that can be processed by the removal unit 34d, the removal unit 34e, and the removal unit 34f are M max4 , M max5 , and M max6 , respectively.
M max4 = M max
M max5 = M max cos 60 °
M max6 = M max cos 60 °
M = M max + M max cos 60 ° + M max cos 60 ° = 2M max
しかし、図3(D)の場合であっても、アンバランス量が2Mmaxを超えていた場合には、アンバランスを解消するだけの加工ができないことから、従来は不良品であるとして廃棄せざるを得ないという問題点があった。 However, even in the case of FIG. 3 (D), if the unbalance amount exceeds 2M max , it is impossible to process to eliminate the unbalance, so that it is conventionally discarded as a defective product. There was a problem that it had to be.
そこで、本発明の目的は、アンバランス量が1箇所ついて加工できる最大量の2倍を超えた場合であっても、アンバランスについて解消を可能とすることにある。 Therefore, an object of the present invention is to make it possible to eliminate unbalance even when the unbalance amount exceeds twice the maximum amount that can be processed at one place.
本発明によると、回転体に取り付けられた除去対象部について、加工部によって2回以上除去加工することによってアンバランスを除去する回転体のアンバランス修正加工方法であって、
(A)1回目加工時において、前記回転体の回転軸から前記アンバランスの測定方位に向けて延びる仮想半直線を第1半直線とし、該第1半直線を両側に0度以上90度未満傾けた半直線をそれぞれ第2半直線及び第3半直線とした場合に、該第2半直線及び第3半直線と前記除去対象部の外周とが交わる2交点のうち一方の交点において前記加工部による除去加工を行い、そこから他方の交点まで、前記加工部の中心と前記回転軸との距離を一定に保ちながら円弧状に除去加工を行い、
(B)前記除去加工によっても残存アンバランスを有している場合、残存アンバランスの測定方位を測定し、
(C)2回目以降加工時において、
(C1)残存アンバランス方位が前記第1半直線と前記第2半直線に囲われた範囲内に存在している場合には、前記第1半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点、及び前記第2半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点において除去加工を行い、
(C2)残存アンバランス方位が前記第1半直線と前記第3半直線に囲われた範囲内に存在している場合には、前記第1半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点、及び前記第3半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点において除去加工を行い、
(C3)残存アンバランス方位が前記第1半直線の方位と同一である場合には、前記第1半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点において除去加工を行う、ことを特徴とする回転体のアンバランス修正加工方法が提供される。
According to the present invention, the removal target part mounted on the rotary body, a unbalance correction processing method of the rotating body to remove unbalance by removing processing two or more times by the processing unit,
(A) At the time of the first machining, a virtual half line extending from the rotation axis of the rotating body toward the unbalance measurement direction is defined as a first half line, and the first half line is set to 0 degrees or more and less than 90 degrees on both sides When the inclined half line is the second half line and the third half line, respectively, the processing is performed at one of the two intersections where the second half line and the third half line intersect the outer periphery of the removal target portion. perform removal processing by parts, from there to the other intersections, it has rows removal processing in an arc while maintaining the distance between the rotary shaft and the center of the processing unit to be constant,
(B) If there is a residual unbalance even by the removal processing, measure the measurement direction of the residual unbalance,
(C) During the second and subsequent machining,
(C1) An intersection point where the first half line and the outer periphery of the removal target portion intersect when the remaining unbalance orientation is within a range surrounded by the first half line and the second half line And, at the intersection point where the second half line and the outer periphery of the removal target portion intersect,
(C2) The intersection point where the first half line intersects the outer periphery of the removal target portion when the remaining unbalance orientation is within the range surrounded by the first half line and the third half line And, at the intersection where the third half line and the outer periphery of the removal target portion intersect, removal processing is performed,
( C3) When the remaining unbalance azimuth is the same as the azimuth of the first half-line, removal processing is performed at an intersection where the first half-line and the outer periphery of the removal target portion intersect. An unbalance correction method for a rotating body is provided.
本発明によると、1回目の加工において、3箇所加工でも取りきれないアンバランスを有する回転体が発生してもバランス修正を行うことが可能になる。 According to the present invention, even when a rotating body having an unbalance that cannot be removed even by three-point machining is generated in the first machining, the balance can be corrected.
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図2は、本発明における回転体のアンバランス修正加工方法を実施するための装置の構成図である。
図2(A)は装置の構成図であり、図2(B)は回転体を回転軸方向から見た場合の構成図である。
この図において、1は除去対象部、2は回転体、3は回転軸、4は加工装置、4aは加工部、4bは駆動機構、4cは位置制御部、10は過給機、11は回転装置、12は演算装置、13はマウント、13aは張出部、14は角度センサ、15は加速度センサである。
FIG. 2 is a configuration diagram of an apparatus for carrying out the unbalance correction processing method for a rotating body in the present invention.
2A is a configuration diagram of the apparatus, and FIG. 2B is a configuration diagram when the rotating body is viewed from the direction of the rotation axis.
In this figure, 1 is an object to be removed, 2 is a rotating body, 3 is a rotating shaft, 4 is a processing device, 4a is a processing unit, 4b is a drive mechanism, 4c is a position control unit, 10 is a supercharger, and 11 is rotating. An apparatus, 12 is an arithmetic unit, 13 is a mount, 13a is an overhang portion, 14 is an angle sensor, and 15 is an acceleration sensor.
除去対象部1とは、回転体2において、加工装置4によって加工される可能性のある範囲である。 The removal target portion 1 is a range in which the rotating body 2 may be processed by the processing device 4.
加工装置4は、本発明の演算装置12が出力する後述の実加工深さA、実加工方位θ、および半径方向位置Rに従って回転体2の一端部の除去対象部1を除去加工する。本実施形態では、加工装置4は、回転体2の除去対象部1を除去加工(切削)する加工部4a(エンドミルなどの切削工具)と、該加工部4aを3次元的(例えば、図2の互いに直交するX軸方向、Y軸方向、Z軸方向)に移動させる駆動機構4bと、該駆動機構4bの動作を制御することで加工部4aの位置を制御する位置制御部4cとを有する。位置制御部4cは、加工部4a(例えば、回転駆動されている状態のエンドミル4a)が、実加工方位θおよび半径方向位置Rに位置決めされた状態で、基準軸方向位置から実加工深さAだけ軸方向(回転体2の回転軸3と平行な方向。以下同様)に移動するように駆動機構4bを制御する。基準軸方向位置は、除去対象部1がまだ1回も除去加工されていない場合に、加工部4aが軸方向に除去対象部1の軸方向端面に接触する位置である。例えば、第1方位を除去加工する場合には、位置制御部4cは、加工部4aが、第1方位および半径方向位置Rに位置決めされた状態で、基準軸方向位置から実加工深さAだけ軸方向に移動するように駆動機構4bを制御する。この場合、この除去加工が、第1方位において2回目以降の除去加工である場合には、加工部4aは、1回目の加工深さに到達するまでは、除去対象部1を実質的に除去加工しないので、実質的に除去加工する深さは、実加工深さAから1回目の加工深さを引いた深さとなる。
さらに、加工装置4は、駆動機構4bによって加工部4aを操作することによって、ある一部を除去加工後、回転軸3と加工部4aの距離を一定に保ちつつ、回転軸3を中心とした円弧を描きながら除去加工することも可能である。
除去対象部1は、回転中心から半径方向外端までの距離が方位によって異なる。図3では、除去対象部1は、回転軸3の方向から見た形状が6角形(好ましくは正6角形)である6角ナットである。
The processing device 4 performs removal processing of the removal target portion 1 at one end portion of the rotating body 2 according to an actual processing depth A, an actual processing direction θ, and a radial position R, which will be described later, output from the arithmetic device 12 of the present invention. In the present embodiment, the processing device 4 has a processing part 4a (a cutting tool such as an end mill) for removing (cutting) the removal target part 1 of the rotating body 2 and the processing part 4a in three dimensions (for example, FIG. 2). Drive mechanism 4b that moves in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction orthogonal to each other, and a position control unit 4c that controls the position of the processing unit 4a by controlling the operation of the drive mechanism 4b. . The position control unit 4c is configured so that the processing unit 4a (for example, the end mill 4a that is rotationally driven) is positioned at the actual processing direction θ and the radial position R, and the actual processing depth A from the reference axial direction position. The drive mechanism 4b is controlled so as to move only in the axial direction (a direction parallel to the rotation axis 3 of the rotator 2; the same applies hereinafter). The reference axial direction position is a position at which the processed portion 4a contacts the axial end surface of the removal target portion 1 in the axial direction when the removal target portion 1 has not been removed once. For example, when the first azimuth is removed, the position control unit 4c is set to the actual machining depth A from the reference axial direction position in a state where the machining unit 4a is positioned at the first azimuth and the radial position R. The drive mechanism 4b is controlled to move in the axial direction. In this case, when this removal processing is the second or subsequent removal processing in the first orientation, the processing unit 4a substantially removes the removal target portion 1 until the first processing depth is reached. Since the machining is not performed, the depth of the substantial removal machining is a depth obtained by subtracting the first machining depth from the actual machining depth A.
Further, the machining device 4 operates the machining unit 4a with the drive mechanism 4b to remove a part, and then keeps the distance between the rotary shaft 3 and the machining unit 4a constant and keeps the rotary shaft 3 at the center. It is also possible to remove while drawing an arc.
In the removal target portion 1, the distance from the rotation center to the radially outer end differs depending on the direction. In FIG. 3, the removal target portion 1 is a hexagon nut whose shape viewed from the direction of the rotation shaft 3 is a hexagon (preferably a regular hexagon).
この例において、回転機構(図示しない)を設けてもよい。回転機構(図示しない)は、回転体2の他端部を把持して回転体2を回転させ、これにより、回転体2の回転方向位置を調節する。回転機構14は、例えば、回転体2の他端部を把持する把持機構(例えばコレットチャック)と、当該把持機構を、回転体2の回転軸3周りに回転させる回転駆動機構と、回転駆動機構を制御して回転体2の回転方向位置を調節する制御部と、を備える。 In this example, a rotation mechanism (not shown) may be provided. The rotating mechanism (not shown) grips the other end of the rotating body 2 and rotates the rotating body 2, thereby adjusting the rotational direction position of the rotating body 2. The rotation mechanism 14 includes, for example, a gripping mechanism (for example, a collet chuck) that grips the other end of the rotating body 2, a rotation driving mechanism that rotates the gripping mechanism around the rotation shaft 3 of the rotating body 2, and a rotation driving mechanism. And a controller that adjusts the position of the rotating body 2 in the rotational direction.
過給機10は、マウント13によって支えられており、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼(図示しない)と、タービン翼と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼(図示しない)と、一端部にタービン翼が結合され他端部にコンプレッサ翼が結合される回転体2と、タービン翼を回転駆動する流体を流す流路(スクロール)が形成されているタービンハウジング(図示しない)と、コンプレッサ翼を内部に収容するコンプレッサハウジング(図示しない)からなっている。
なお、この例における過給機10は、加工装置4によって除去加工する際には、タービンハウジング(図示しない)と、コンプレッサハウジング(図示しない)は取り付けられていない状態で行われる。
The supercharger 10 is supported by a mount 13, and a turbine blade (not shown) that is rotationally driven by the exhaust gas of the engine, and a compressor blade that supplies compressed air to the engine by rotating integrally with the turbine blade ( A turbine housing (not shown), a rotating body 2 having a turbine blade coupled to one end and a compressor blade coupled to the other end, and a flow path (scroll) for flowing a fluid for rotationally driving the turbine blade. (Not shown) and a compressor housing (not shown) for accommodating the compressor blades therein.
In addition, when the supercharger 10 in this example is removed by the processing device 4, it is performed in a state in which a turbine housing (not shown) and a compressor housing (not shown) are not attached.
回転装置11は、マウント13に内蔵されており、回転体2の一端を把持して回転体2を回転させ、これによって回転体2の回転方向位置を調整している。
回転装置11は、例えば、回転体2の一端部を把持するコレットチャック等の把持機構(図示しない)と、把持機構を回転体2の回転軸3周りに回転させる回転駆動機構と、回転駆動機構を制御して回転体2の回転方向位置を調節する制御部とを有している。
The rotating device 11 is built in the mount 13, grips one end of the rotating body 2, rotates the rotating body 2, and thereby adjusts the rotational direction position of the rotating body 2.
The rotating device 11 includes, for example, a gripping mechanism (not shown) such as a collet chuck that grips one end of the rotating body 2, a rotation driving mechanism that rotates the gripping mechanism around the rotation shaft 3 of the rotating body 2, and a rotation driving mechanism. And a control unit for adjusting the rotational direction position of the rotating body 2 by controlling the rotation.
演算装置12は、例えば、加速度センサ15が検出した前記加速度と角度センサ14が検出した前記回転角との関係を表す振動データを生成し、位置制御部4cに指示を与え、加工部4aを動作させて加工を行う。 For example, the arithmetic device 12 generates vibration data representing the relationship between the acceleration detected by the acceleration sensor 15 and the rotation angle detected by the angle sensor 14, gives an instruction to the position control unit 4c, and operates the processing unit 4a. To process.
マウント13は、回転体2を軸受(図示しない)によって支え、加速度センサ15によって振動計測を可能にしている。 The mount 13 supports the rotating body 2 by a bearing (not shown), and enables vibration measurement by the acceleration sensor 15.
マウント13は、所定の形状の金属であり、予め材料特性(ヤング率、比重など)が知られている素材であるのがよい。また、この例において、マウント13は、断面が正方向または長方形である四角柱の形状をしているが、本発明によると、マウント13の形状は、他の角柱形状や円柱形状を含む柱状など、他の適切な形状であってもよい。 The mount 13 is a metal having a predetermined shape, and is preferably a material whose material properties (Young's modulus, specific gravity, etc.) are known in advance. Further, in this example, the mount 13 has a quadrangular prism shape whose cross section is a positive direction or a rectangle. However, according to the present invention, the mount 13 may have another prism shape or a column shape including a cylindrical shape. Other suitable shapes may be used.
角度センサ14は、回転体2の回転角を検出し、検出した回転角を演算装置12に出力する。この回転角は、回転体2が1回転することでゼロ度〜360度まで変化する。即ち、回転角は、所定の始点となる回転体2の回転位相(始点回転角)から回転体2が回転した角度を示す。
角度センサ14は、例えば、磁気センサや画像センサであり、複数組み合わせて機能するものであってもよい。
The angle sensor 14 detects the rotation angle of the rotating body 2 and outputs the detected rotation angle to the arithmetic device 12. The rotation angle changes from zero degrees to 360 degrees when the rotating body 2 rotates once. That is, the rotation angle indicates an angle at which the rotator 2 is rotated from the rotation phase (start point rotation angle) of the rotator 2 as a predetermined start point.
The angle sensor 14 is, for example, a magnetic sensor or an image sensor, and may function in combination.
加速度センサ15は、回転体2が回転している状態で、回転体2の加速度(即ち、振動)を検出し、検出した加速度を演算装置12に出力する。加速度センサ15は、例えば磁気センサであってよい。
なお、加速度センサ15は、好ましくは、張出部13aに取り付けられており、さらに好ましくは、回転体2と同じ高さに位置する。
The acceleration sensor 15 detects the acceleration (that is, vibration) of the rotating body 2 while the rotating body 2 is rotating, and outputs the detected acceleration to the arithmetic device 12. The acceleration sensor 15 may be a magnetic sensor, for example.
The acceleration sensor 15 is preferably attached to the overhanging portion 13a, and more preferably is located at the same height as the rotating body 2.
図3(A)において、回転体2の回転軸3からアンバランス方位に向けて延びる仮想半直線をDcとし、Dcを両側に60度傾けた半直線をそれぞれDa及びDbとした場合に、Da及びDbと回転体2の外周との交点を、それぞれ点A及び点Bとする。
さらに、回転軸3からDaへ向けて伸びる半直線の方位を第1方位、回転軸3からDbへ向けて伸びる半直線の方位を第2方位とする。
In FIG. 3A, when a virtual half line extending in the unbalance direction from the rotation axis 3 of the rotating body 2 is Dc, and a half line inclined Dc by 60 degrees on both sides is Da and Db, Da And the intersection of Db and the outer periphery of the rotary body 2 is defined as point A and point B, respectively.
Further, the azimuth of the half line extending from the rotation axis 3 toward Da is defined as the first azimuth, and the azimuth of the half line extending from the rotation axis 3 toward Db is defined as the second azimuth.
図3(B)は、加工部4aによって、加工を開始された状態の除去対象部1及び回転体2の図である。
加工部4aは、この例においてはエンドミルを想定しているが、レーザを用いるレーザ加工であってもよい。
FIG. 3B is a diagram of the removal target unit 1 and the rotating body 2 in a state where the processing is started by the processing unit 4a.
The processing unit 4a is assumed to be an end mill in this example, but may be laser processing using a laser.
図3(C)は、加工部4aによって、除去対象部1の加工を行っている状態の除去対象部1及び回転体2の図である。
図3(D)は、加工部4aによって、除去対象部1の加工が完了した状態の除去対象部1及び回転体2の図である。
加工部4aは、この例では、加工部4aの加工範囲の中心から回転体2の回転軸3までの距離を一定に維持しながら、回転軸3を中心として時計回りに120度動きながら加工を行う。
この構成によって、アンバランス量が加工部4によって1方位に対して加工できる最大量の2倍を超えた場合であっても、バランス修正が可能になるため、不良品の発生を減少させることができる。
FIG. 3C is a diagram of the removal target portion 1 and the rotating body 2 in a state where the removal target portion 1 is being processed by the processing portion 4a.
FIG. 3D is a diagram of the removal target unit 1 and the rotating body 2 in a state where the processing of the removal target unit 1 is completed by the processing unit 4a.
In this example, the processing unit 4a performs processing while moving 120 degrees clockwise around the rotating shaft 3 while maintaining a constant distance from the center of the processing range of the processing unit 4a to the rotating shaft 3 of the rotating body 2. Do.
With this configuration, even when the unbalance amount exceeds twice the maximum amount that can be processed in one direction by the processing unit 4, the balance can be corrected, thereby reducing the occurrence of defective products. it can.
なお、この例においては、120度についての加工をおこなっているが、180度以下の角度であれば、いかなる角度を設定しても上記加工は可能になる。 In this example, the processing is performed at 120 degrees, but the above processing can be performed regardless of the angle as long as the angle is 180 degrees or less.
図4は、本発明における2回目以降加工時の上面図である。
この図において、5a〜5cは除去部である。
図4(A)は、2回目以降加工前の上面図、図4(B)は、2回目以降加工時の上面図、図4(C)は、2回目以降加工完了後の上面図である。
FIG. 4 is a top view in the second and subsequent processing according to the present invention.
In this figure, 5a-5c are removal parts.
4A is a top view before the second and subsequent processing, FIG. 4B is a top view at the second and subsequent processing, and FIG. 4C is a top view after the second and subsequent processing is completed. .
図4(A)において、回転体2の回転軸3から1回目加工後に残存したアンバランス方位に向けて延びる仮想半直線をDdとし、Dcと回転体2の外周との交点を点Cとする。
そして、DdがDaとDcで囲まれる領域に存在している場合には、図4(C)のように、残存したアンバランス方位についてのアンバランス量について点A及び点Cについて加工を行う。
In FIG. 4A, a virtual half line extending from the rotating shaft 3 of the rotating body 2 toward the unbalance direction remaining after the first machining is defined as Dd, and an intersection of Dc and the outer periphery of the rotating body 2 is defined as a point C. .
When Dd is present in the region surrounded by Da and Dc, as shown in FIG. 4C, the points A and C are processed for the unbalance amount for the remaining unbalance orientation.
また、DdがDcとDbで囲まれる領域に存在している場合には、残存したアンバランス方位についてのアンバランス量について点C及び点Bについて加工を行い、残存したアンバランス方位が、Dc完全に重なっている場合には、点Cにおいてさらなる加工を行うことでアンバランスを解消することができる。 In addition, when Dd is present in the region surrounded by Dc and Db, the unbalance amount for the remaining unbalance orientation is processed at points C and B, and the remaining unbalance orientation is determined as Dc complete. Can be eliminated by further processing at point C.
ここで、加工が必要なアンバランス方位及びアンバランス量については、以下の方法で求めることが可能である。
複数回除去加工が実施された場合において、これまでになされた各除去加工について、該除去加工で除去されたアンバランス量と該アンバランス量の方位とからなるデータを既除去アンバランスデータとし、これまでになされた各除去加工の既除去アンバランスデータを合成したデータを合成既除去アンバランスデータとする。
また、これまでの除去加工後に回転体2に残存するアンバランス量の測定値と、該アンバランス量が存在する前記測定方位とからなるデータを測定残存アンバランスデータとする。
演算装置12は、合成既除去アンバランスデータに基づいて、測定残存アンバランスデータが示すアンバランスを無くすための、第1方位と第2方位の実加工深さを算出する。なお、演算装置12は、除去対象部1を1回目に除去加工する時の実加工方位(実切削方位)および実加工深さも算出できてよい。
演算装置12は、後述する手順で、「1回目の実加工方位および実加工深さの算出」および「2回目以降の実加工方位および実加工深さの算出」を行うためのプログラムを記憶している。また、演算装置12は、そのプログラムを実行させる機能を有している。
Here, the unbalance orientation and the unbalance amount that need to be processed can be obtained by the following method.
When removal processing is performed a plurality of times, for each removal processing performed so far, data including the unbalance amount removed by the removal processing and the direction of the unbalance amount is defined as already removed unbalance data, Data obtained by synthesizing the already removed unbalanced data of each removal processing performed so far is referred to as synthesized already removed unbalanced data.
Further, data including the measured value of the unbalance amount remaining in the rotating body 2 after the removal processing so far and the measurement orientation in which the unbalance amount exists is used as measurement residual unbalance data.
The computing device 12 calculates the actual machining depths in the first direction and the second direction for eliminating the unbalance indicated by the measured residual unbalance data, based on the combined already removed unbalance data. Note that the arithmetic unit 12 may also calculate the actual machining direction (actual cutting direction) and the actual machining depth when the removal target portion 1 is removed for the first time.
The arithmetic unit 12 stores a program for performing “calculation of the first actual machining direction and actual machining depth” and “calculation of the second and subsequent actual machining directions and actual machining depth” in the procedure described later. ing. Further, the arithmetic device 12 has a function of executing the program.
本願において、方位は、回転中心周りの位置を意味し、半径方向位置は、回転中心に対する半径方向の位置を意味する。また、好ましくは、加工部4aが除去対象部1を除去加工する半径方向位置は方位によらず一定である。さらに、回転体2の回転軸3方向から見て、加工部4aの一部のみが除去対象部1の外周部に重複する半径方向に加工部4aが位置決めされた状態で、加工部4aが回転しながら回転軸3方向に除去対象部1内へ移動して除去加工する場合に、本発明は特に有利である。 In the present application, the azimuth means a position around the rotation center, and the radial position means a position in the radial direction with respect to the rotation center. Preferably, the radial position at which the processing portion 4a removes the removal target portion 1 is constant regardless of the orientation. Further, when viewed from the direction of the rotation axis 3 of the rotating body 2, the processing unit 4 a rotates with the processing unit 4 a positioned in a radial direction in which only a part of the processing unit 4 a overlaps the outer peripheral portion of the removal target unit 1. However, the present invention is particularly advantageous when the removal processing is performed by moving into the removal target portion 1 in the direction of the rotation axis 3.
記憶部21は、参照データを記憶する。参照データは、仮加工方位(仮切削方位)と、仮加工深さ(仮切削深さ)と、該仮加工方位および仮加工深さに従って除去対象部1を仮に除去加工した場合に除去されるアンバランス量および該アンバランス量の方位からなる仮除去アンバランスデータとを互いに対応付けたものを1組として、複数組の仮加工方位と仮加工深さと仮除去アンバランスデータとからなる。 The storage unit 21 stores reference data. The reference data is removed when the removal target portion 1 is temporarily removed according to the temporary machining direction (temporary cutting direction), the temporary machining depth (temporary cutting depth), and the temporary machining direction and the temporary machining depth. One set of the unbalanced amount and the temporary removal unbalanced data composed of the azimuth of the unbalanced amount is associated with each other, and a plurality of sets of temporary machining orientations, temporary machining depths, and temporary removal unbalanced data are included.
データ特定部23は、上述の合成既除去アンバランスデータと下記の合成仮除去アンバランスデータとのデータ差を補正後除去アンバランスデータとして生成する。合成仮除去アンバランスデータは、第1方位に最も近い仮加工方位を含む1つの仮除去アンバランスデータと、第2方位に最も近い仮加工方位を含む1つの仮除去アンバランスデータとの合成データである。データ特定部23は、さらに、補正後除去アンバランスデータが測定残存アンバランスデータに最も近くなる合成仮除去アンバランスデータと、該合成仮除去アンバランスデータの周辺にある(即ち、該合成仮除去アンバランスデータに近い)1つまたは2つ以上の合成仮除去アンバランスデータとを特定する。 The data specifying unit 23 generates a data difference between the above-described combined already removed unbalanced data and the following combined temporary removed unbalanced data as corrected removed unbalanced data. The combined temporary removal imbalance data is a combination of one temporary removal unbalance data including the temporary machining orientation closest to the first orientation and one temporary removal unbalance data including the temporary machining orientation closest to the second orientation. It is. The data specifying unit 23 is further in the vicinity of the combined temporary removal unbalanced data whose post-correction removal unbalanced data is closest to the measured residual unbalanced data and the combined temporary removed unbalanced data (that is, the combined temporary removed data). Identify one or more combined temporary removal unbalanced data (close to unbalanced data).
加工データ算出部25は、特定された複数の合成仮除去アンバランスデータと参照データとを用いて、第1方位と第2方位の実加工深さを算出する。 The machining data calculation unit 25 calculates the actual machining depths in the first direction and the second direction using the plurality of identified combined temporary removal imbalance data and reference data.
好ましくは、次の演算を行う。加工データ算出部25は、特定された複数の合成仮除去アンバランスデータからそれぞれ生成された複数の補正後除去アンバランスデータを、当該複数の合成仮除去アンバランスデータをそれぞれ構成する複数対の仮除去アンバランスデータに変換する写像関数を生成し、前記測定残存アンバランスデータを前記写像関数に適用することで、1対の基準除去アンバランスデータを算出する。
データ特定部23は、算出された各基準除去アンバランスデータについて、該基準除去アンバランスデータに最も近い仮除去アンバランスデータと、該仮除去アンバランスデータの周辺にある(即ち、該仮除去アンバランスデータに近い)1つまたは2つ以上の仮除去アンバランスデータとを参照データから抽出する。
加工データ算出部25は、第1方位に対応する一方の基準除去アンバランスデータについて、抽出された前記複数の仮除去アンバランスデータに対応する複数の仮加工深さに基づいて、第1方位の実加工深さを算出し、第2方位に対応する他方の基準除去アンバランスデータについて、抽出された前記複数の仮除去アンバランスデータに対応する複数の仮加工深さに基づいて、第2方位の実加工深さを算出する。
Preferably, the following calculation is performed. The processed data calculation unit 25 converts a plurality of corrected removal unbalance data generated from the plurality of identified combined temporary removal imbalance data into a plurality of pairs of temporary removal unbalance data respectively constituting the plurality of combined temporary removal unbalance data. A mapping function to be converted into removal unbalance data is generated, and the measurement residual unbalance data is applied to the mapping function, thereby calculating a pair of reference removal unbalance data.
For each calculated reference removal imbalance data, the data specifying unit 23 is in the vicinity of the temporary removal unbalance data closest to the reference removal unbalance data and the temporary removal unbalance data (that is, the temporary removal unbalance data). One or more temporary removal imbalance data (close to the balance data) is extracted from the reference data.
The machining data calculation unit 25, for one reference removal unbalance data corresponding to the first orientation, based on a plurality of temporary machining depths corresponding to the plurality of temporary removal unbalance data extracted, An actual machining depth is calculated, and the second reference removal unbalance data corresponding to the second orientation is determined based on the plurality of temporary machining depths corresponding to the extracted plurality of temporary removal unbalance data. The actual machining depth is calculated.
より好ましくは、次の演算を行う。加工データ算出部25は、一方の基準除去アンバランスデータについて、抽出された複数の仮除去アンバランスデータを、これら仮除去アンバランスデータに対応する複数の仮加工方位および仮加工深さに変換する写像関数を生成し、一方の基準除去アンバランスデータを該写像関数に適用することで得られる仮加工深さを第1方位の実加工深さとする。
また、加工データ算出部25は、他方の基準除去アンバランスデータについて、抽出された複数の仮除去アンバランスデータを、これら仮除去アンバランスデータに対応する複数の仮加工方位および仮加工深さに変換する写像関数を生成し、他方の基準除去アンバランスデータを該写像関数に適用することで得られる仮加工深さを第2方位の実加工深さとする。
More preferably, the following calculation is performed. The machining data calculation unit 25 converts a plurality of temporary removal unbalance data extracted with respect to one reference removal unbalance data into a plurality of temporary machining orientations and provisional machining depths corresponding to the temporary removal unbalance data. A temporary machining depth obtained by generating a mapping function and applying one reference removal unbalanced data to the mapping function is set as an actual machining depth in the first direction.
Further, the machining data calculation unit 25 converts the extracted plurality of temporary removal imbalance data into the plurality of temporary machining orientations and temporary machining depths corresponding to the temporary removal unbalance data for the other reference removal unbalance data. A mapping function to be converted is generated, and the provisional machining depth obtained by applying the other reference removal imbalance data to the mapping function is set as the actual machining depth in the second direction.
以下、最初に、上述の演算装置12により1回目の実加工方位および実加工深さを算出する場合を説明し、その後、2回目以降の実加工方位および実加工深さを算出する本実施形態をより詳細に説明する。 Hereinafter, first, the case where the first actual machining direction and the actual machining depth are calculated by the above-described arithmetic device 12 will be described, and then the second and subsequent actual machining directions and the actual machining depth are calculated. Will be described in more detail.
[1回目の実加工方位および実加工深さの算出]
(測定アンバランスデータについて)
測定アンバランスデータVUBを、次式(1)により複素数で表す。
VUB = MUB(cosφUB+isinφUB) ・・・(1)
ここで、iは、虚数単位であり、MUBは、現時点で回転体13に存在する測定アンバランス量であり、φUBは、該測定アンバランス量の方位(即ち、アンバランスが存在する方位であってアンバランス質量の重心の方位)である。この方位は、回転中心周りの位置を示す0〜360度の角度である。
測定アンバランス量MUBの次元は、回転体13におけるアンバランスの質量を、当該質量の重心と回転中心との距離に乗算したものである。
[Calculation of first actual machining direction and actual machining depth]
(About measurement imbalance data)
The measurement imbalance data V UB is expressed as a complex number by the following equation (1).
V UB = M UB (cos φ UB + isin φ UB ) (1)
Here, i is an imaginary unit, M UB is a measurement unbalance amount present in the rotating body 13 at present, and φ UB is an orientation of the measurement unbalance amount (that is, an orientation in which an unbalance exists). And the orientation of the center of gravity of the unbalanced mass). This azimuth is an angle of 0 to 360 degrees indicating a position around the rotation center.
The dimension of the measurement unbalance amount M UB is obtained by multiplying the unbalanced mass in the rotating body 13 by the distance between the center of gravity of the mass and the rotation center.
(参照データについて)
図5(A)は、記憶部21が記憶する加工データと仮除去アンバランスデータを表すデータテーブル(即ち、参照データ)である。図5(A)のデータテーブルは、n行のデータからなる。加工データ(仮加工方位、仮加工深さ、および半径方向位置R)と仮除去アンバランスデータとは、上述のように互いに対応付けられているが、図5(A)では、同じデータ番号mの行の各値同士が対応付けられている。
(About reference data)
FIG. 5A is a data table (that is, reference data) representing the processing data and temporary removal imbalance data stored in the storage unit 21. The data table in FIG. 5A is composed of n rows of data. The machining data (temporary machining direction, temporary machining depth, and radial position R) and temporary removal imbalance data are associated with each other as described above. In FIG. 5A, the same data number m is used. The values in the rows are associated with each other.
以下の説明において、mは、仮加工方位θ、半径方向位置R、仮除去アンバランスデータV、仮除去アンバランス量M、仮除去アンバランス量の方位φに付される添え字を意味する。この添え字mは、図5(A)のデータ番号を示し、1〜nの間の整数である(即ち、m=1,2,・・・,α−1,α,α+1,・・・n)。 In the following description, m means a subscript attached to the temporary machining orientation θ, radial position R, temporary removal unbalance data V, temporary removal unbalance amount M, and temporary removal unbalance amount azimuth φ. The subscript m indicates the data number in FIG. 5A and is an integer between 1 and n (that is, m = 1, 2,..., Α-1, α, α + 1,...). n).
仮加工方位θmは、除去対象部1における回転中心周りの角度(0〜360度の値)である。半径方向位置Rは、除去対象部1における回転中心に対する半径方向の位置であり、データ番号mの値によらず一定である。図5(A)において、仮加工方位θ1が、0度または0度付近の角度であり、データ番号mの値が増加するにつれθmの値が増加し、θnが、360度または360度付近の角度となる。好ましくは、mの値が1つ増加すると、θmの値が0.1度〜1度の間の大きさで増加する。 The temporary machining direction θ m is an angle (a value of 0 to 360 degrees) around the rotation center in the removal target portion 1. The radial position R is a position in the radial direction with respect to the center of rotation in the removal target portion 1, and is constant regardless of the value of the data number m. In FIG. 5A, the provisional machining direction θ 1 is 0 degree or an angle near 0 degrees, the value of θ m increases as the value of the data number m increases, and θ n is 360 degrees or 360 degrees. The angle is close to degrees. Preferably, the value of m is incremented by 1, the value of theta m increases in size between 0.1 ° and 1 °.
仮加工深さA1は、除去対象部1を除去加工で除去する質量に相当する。仮加工深さA1は、図2において、加工部4a(エンドミル)が、半径方向位置Rと仮加工方位に位置決めされた状態で、回転しながら、上述の基準軸方向位置から、除去加工を終了するまでに、軸方向(図2の左側)に移動する距離である。この場合、仮除去アンバランスデータVm(即ち、仮除去アンバランス量Mmおよびこれの方位φm)は、図5(A)において該仮除去アンバランスデータVmと同じ行の仮加工深さA1、仮加工方位θmおよび半径方向位置Rと、除去対象部1の寸法および形状データ(例えばCADデータ)と、除去対象部1の密度と、加工部4aの寸法および形状とに基づいて予め算出される。図5(A)において、仮加工深さA1は、データ番号mによらず一定値である。 Temporary working depth A 1 corresponds to the mass to be removed by removing machining the removal target part 1. In FIG. 2, the temporary machining depth A 1 is removed from the reference axial direction position while rotating while the machining portion 4 a (end mill) is positioned at the radial position R and the temporary machining direction. This is the distance to move in the axial direction (left side in FIG. 2) until the end. In this case, the temporary removal imbalance data V m (that is, the temporary removal unbalance amount M m and the direction φ m thereof) is the temporary machining depth in the same row as the temporary removal unbalance data V m in FIG. Based on the height A 1 , the provisional processing direction θ m and the radial position R, the size and shape data (for example, CAD data) of the removal target portion 1, the density of the removal target portion 1, and the size and shape of the processing portion 4a. Is calculated in advance. In FIG. 5 (A), the temporary processing depth A 1 is a constant value irrespective of the data number m.
仮除去アンバランスデータVmは、仮除去アンバランス量(仮除去重量モーメント)Mmと、該仮除去アンバランス量Mmの方位φmとからなる。仮除去アンバランス量Mmは、図5(A)においてこれに対応する加工データに従って除去対象部1をした場合に除去されるアンバランス量の大きさである。仮除去アンバランス量Mmの次元は、回転体2において除去されるアンバランスの質量を、当該質量の重心と回転中心との距離に乗算したものである。方位φmは、図5(A)においてこれに対応する加工データに従って除去対象部1をした場合に除去されるアンバランスの質量の重心の方位である。また、方位φmは、除去対象部1における回転中心周りの角度(0〜360度の値)である。 The temporary removal imbalance data V m includes a temporary removal imbalance amount (temporary removal weight moment) M m and a direction φ m of the temporary removal imbalance amount M m . The temporary removal imbalance amount Mm is the size of the unbalance amount that is removed when the removal target portion 1 is applied in accordance with the processing data corresponding thereto in FIG. Dimensions of the temporary removal unbalance amount M m is the mass of the imbalance to be removed in the rotary member 2 is obtained by multiplying the distance between the rotation center and the mass center of gravity. The direction φ m is the direction of the center of gravity of the unbalanced mass that is removed when the removal target portion 1 is made according to the machining data corresponding to this in FIG. Further, the azimuth φ m is an angle around the rotation center in the removal target portion 1 (a value of 0 to 360 degrees).
図5(A)と同様のデータテーブル(参照データ)が、各仮加工深さ毎に設けられる。k個の仮加工深さ毎に図5(A)と同様のデータテーブルを記憶部21に記憶させる。これらk個の仮加工深さを、それぞれ、A1(即ち、図5(A)の仮加工深さ)、A2、A3、・・・、Akとする。以下において、pを仮加工深さAの添え字として、仮加工深さAをpにより区別する。各仮加工深さAp(p:1〜kまでの整数)のデータテーブルは、該仮加工深さApを一定にして、図5(A)と同様に、互いに対応付けられたn行の該仮加工深さAp、仮加工方位θ、半径方向位置R、仮除去アンバランス量M、および方位φを含む。また、これらk個のデータテーブルの間で、同じデータ番号mにおいて仮加工方位θmと半径方向位置Rは同じである。これらk個の各データテーブルにおいて、仮除去アンバランスデータVm(即ち、仮除去アンバランス量Mmおよび方位φm)は、上述と同じ方法で予め定められ、半径方向位置Rはデータ番号mによらず一定である。なお、測定アンバランスデータVUBの取り得る範囲において、後述のようにVUBを4つの仮除去アンバランスデータで囲めるようにkの値を十分大きく定める。 A data table (reference data) similar to that shown in FIG. 5A is provided for each temporary machining depth. A data table similar to that shown in FIG. 5A is stored in the storage unit 21 for each k temporary machining depths. These k temporary machining depths are respectively A 1 (that is, the temporary machining depth in FIG. 5A), A 2 , A 3 ,..., A k . In the following, p is a subscript of the temporary machining depth A, and the temporary machining depth A is distinguished by p. Each temporary machining depth A p: data table (p integer from 1 to k) is the constant provisional processing depth A p, similarly to FIG. 5 (A), n rows associated with each other The temporary processing depth A p , the temporary processing direction θ, the radial position R, the temporary removal unbalance amount M, and the direction φ are included. Further, among these k data tables, the provisional machining direction θ m and the radial position R are the same at the same data number m. In each of these k data tables, the temporary removal imbalance data V m (that is, the temporary removal imbalance amount M m and the direction φ m ) is determined in advance by the same method as described above, and the radial position R is the data number m. Regardless of whether it is constant. Note that the value of k is determined to be sufficiently large so that V UB can be surrounded by four temporary removal imbalance data, as described later, within the range that measurement unbalance data V UB can take.
以下、各記号において、各データテーブル内のデータ番号を上述の添え字mで示すとともに、何番目のデータテーブル(即ち、仮加工深さA)であるかを上述の添え字pで示す。図5(B)は、k個のデータテーブルのうちp(=β)番目のデータテーブルを示す。即ち、pは、テーブル番号であり、p=1,2,・・・,β−1,β,β+1,・・・kである。 Hereinafter, in each symbol, the data number in each data table is indicated by the above-mentioned suffix m, and the data table (that is, the temporary machining depth A) is indicated by the above-mentioned suffix p. FIG. 5B shows the p (= β) -th data table among the k data tables. That is, p is a table number, and p = 1, 2,..., Β-1, β, β + 1,.
(データ抽出について)
仮除去アンバランスデータVm,pを、次式(2)により複素数で表す。
Vm,p=Mm,p(cosφm,p+isinφm,p) ・・・(2)
ここで、iは虚数単位である。
データ特定部23は、次の|Vm,p−VUB|が最も小さいVm,pと、該Vm,pの周辺にある1つまたは2つ以上のVm,pとを記憶部21内の参照データから抽出する。なお、VUBは、上式(1)の測定アンバランスデータである。
|Vm,p−VUB|
=|Mm,p(cosφm,p+isinφm,p)
−MUB(cosφUB+isinφUB)|
=|Mm,pcosφm,p−MUBcosφUB
+i(Mm,psinφm,p−MUBsinφUB)|
={(Mm,pcosφm,p−MUBcosφUB)2
+(Mm,psinφm,p−MUBsinφUB)2}1/2
(About data extraction)
The temporary removal imbalance data V m, p is represented by a complex number by the following equation (2).
V m, p = M m, p (cos φ m, p + isin φ m, p ) (2)
Here, i is an imaginary unit.
Data specifying unit 23 next | V m, p -V UB | smallest V m is, p and, said V m, one Surrounding p or more V m, and a p storage unit 21 is extracted from the reference data in 21. V UB is measurement unbalance data of the above equation (1).
| V m, p -V UB |
= | M m, p (cos φ m, p + isin φ m, p )
-M UB (cosφ UB + isinφ UB ) |
= | M m, p cosφ m, p −M UB cosφ UB
+ I (M m, p sinφ m, p −M UB sinφ UB ) |
= {(M m, p cos φ m, p −M UB cos φ UB ) 2
+ (M m, p sinφ m, p −M UB sinφ UB ) 2 } 1/2
この例では、データ特定部23は、2段階の処理により、VUBに最も近いVm,pと当該Vm,pの周辺にある3つのVm,pとを記憶部21内のデータから特定して抽出する。好ましくは、図6の2次元平面上において、VUBの位置を囲める、VUBにできるだけ近い4つのVm,pを記憶部21内のデータから特定して抽出する。 In this example, the data specifying unit 23 obtains V m, p closest to V UB and three V m, p around the V m, p from the data in the storage unit 21 by a two-stage process. Identify and extract. Preferably, in the two-dimensional plane of FIG. 6, Kakomeru the position of the V UB, extracted identify V UB as close as possible to the four V m, the p from data in the storage unit 21.
・1段階目の処理
まず、データ特定部23は、k個のデータテーブルの中から|Vm,p−VUB|が一番小さくなるデータ番号mとテーブル番号pを特定する。ここでは、m=α、p=βで、|Vm,p−VUB|が一番小さくなるとして、データ特定部23は、β番目のデータテーブルにおけるデータ番号αの仮除去アンバランスデータVα,βをVUBに一番近いとして抽出する。
次に、データ特定部23は、βを固定して、αに関してVα,βに隣接するデータを抽出する。即ち、データ特定部23は、β番目のデータテーブルの中から、データ番号α−1の仮除去アンバランスデータVα−1,βと、データ番号α+1の仮除去アンバランスデータVα+1,βとを抽出する。
同様に、データ特定部23は、αを固定して、βに関してVα,βに隣接するデータを抽出する。即ち、データ特定部23は、β−1番目のデータテーブルにおけるデータ番号αのデータVα,β−1と、β+1番目のデータテーブルにおけるデータ番号αのデータVα,β+1とを抽出する。
このように、データ特定部23は、5つの仮除去アンバランスデータVα,β、Vα−1,β、Vα+1,β、Vα,β−1、Vα,β+1を抽出する。
First Step Processing First, the data specifying unit 23 specifies the data number m and the table number p in which | V m, p −V UB | is the smallest among the k data tables. Here, assuming that m = α and p = β, and | V m, p −V UB | is the smallest, the data specifying unit 23 sets the temporary removal imbalance data V of the data number α in the β-th data table. α and β are extracted as being closest to V UB .
Next, the data specifying unit 23 fixes β and extracts data adjacent to V α, β with respect to α . That is, the data specifying unit 23 selects, from the β-th data table, the temporary removal unbalance data V α−1, β with the data number α−1 and the temporary removal unbalance data V α + 1, β with the data number α + 1. To extract.
Similarly, the data specifying unit 23 fixes α and extracts data adjacent to V α, β with respect to β. That is, the data specifying unit 23 extracts the data V α, β-1 of the data number α in the β− 1th data table and the data V α, β + 1 of the data number α in the β + 1th data table.
As described above, the data specifying unit 23 extracts the five temporary removal imbalance data V α, β , V α-1, β , V α + 1, β , V α, β-1 , V α, β + 1 .
・2段階目の処理
横軸がアンバランス量Mであり、縦軸が方位φである2次元平面を考える。この2次元平面を図6に示す。図6において、1段階目の処理により抽出された5つの量Vα,β、Vα−1,β、Vα+1,β、Vα,β−1、Vα,β+1とVUBの位置を示す。図6の2次元平面において、以下のように、VUBを囲む4つのVm,pを特定する。
まず、図6のように、1段階目の処理によりVUBに一番近いとして抽出されたVα,βの位置から、1段階目の処理により抽出された他の4つのVα−1,β、Vα,β+1、Vα+1,β、Vα,β−1の位置までそれぞれ延びる4つのベクトルを分割ベクトルD(D1,D2,D3,D4)として定める。その後、Vα,βの位置を一端として延び、4つの分割ベクトルDをそれぞれ含む4つの半直線HL(HL1,HL2,HL3,HL4)を考える。データ特定部23は、これら4つの半直線HLの中から、VUBの位置を含む領域を挟む隣接する2つの半直線HLを特定する。図6の例では、特定された隣接する2つの半直線HL3,HL4で挟まれる領域を斜線で示している。データ特定部23は、このような隣接する2つの半直線を特定したら、これら2つの半直線で挟まれる領域内にあって、かつ、Vα,βとαが1つだけ異なりβが1つだけ異なる新たなVm,pを、上述したk個のデータテーブルから抽出する。図6の例では、この新たなVm,pは、Vα+1,β−1である。
次いで、データ特定部23は、図6の2次元平面上でVUBを囲む4つのVm,pとして、Vα,β、Vα,β−1、Vα+1,β、Vα+1,β−1を特定する。即ち、Vα,βと、上述のように特定した隣接する2つの半直線にそれぞれ含まれる分割ベクトルDが示す2つのデータVm,p(図6の例では、Vα,β−1とVα+1,β)と、上述のように抽出した新たなVm,p(図6の例では、Vα+1,β−1)とを、VUBが示す位置を囲む4つの位置を示すVm,pとして特定する。これらVUBを囲む4つのVm,pが、データ特定部23により、VUBに最も近いVm,p、および当該Vm,pの周辺にある3つのVm,pであるとして抽出される複数の仮除去アンバランスデータである。
Second-stage processing Consider a two-dimensional plane in which the horizontal axis is the unbalance amount M and the vertical axis is the azimuth φ. This two-dimensional plane is shown in FIG. In FIG. 6, the positions of the five quantities V α, β , V α-1, β , V α + 1, β , V α, β-1 , V α, β + 1, and V UB extracted by the first stage processing are shown. Show. In the two-dimensional plane of FIG. 6, four V m, p surrounding V UB are specified as follows.
First, as shown in FIG. 6, from the position of V α, β extracted as being closest to V UB by the first-stage process, the other four V α-1,-extracted by the first-stage process . Four vectors extending to the positions of β , V α, β + 1 , V α + 1, β , V α, β-1 are defined as divided vectors D (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ). Thereafter, four half lines HL (HL 1 , HL 2 , HL 3 , HL 4 ) that extend with the positions of V α and β as one end and respectively include four divided vectors D are considered. The data specifying unit 23 specifies two adjacent half lines HL sandwiching the region including the position of V UB from these four half lines HL. In the example of FIG. 6, a region sandwiched between two identified adjacent half lines HL 3 and HL 4 is indicated by hatching. When the data specifying unit 23 specifies two adjacent half lines, the data specifying unit 23 is in a region sandwiched between these two half lines, and V α, β and α are different by one and β is one. A new V m, p that is different from the k data tables is extracted. In the example of FIG. 6, this new V m, p is V α + 1, β-1 .
Next, the data specifying unit 23 sets V α, β , V α, β−1 , V α + 1, β , V α + 1, β− as four V m, p surrounding V UB on the two-dimensional plane of FIG. 1 is specified. That is, V α, β and two data V m, p indicated by the divided vectors D included in the two adjacent half lines specified as described above (in the example of FIG. 6, V α, β-1 V alpha + 1, and beta), a new V m extracted as described above, in the example of p (Fig. 6, V α + 1, β -1) and a, V m showing four positions surrounding the position indicated by V UB , P. The four V m, p surrounding these V UBs are extracted by the data specifying unit 23 as V m, p closest to V UB and three V m, p around V m, p. A plurality of temporary removal imbalance data.
(写像関数について)
加工データ算出部25は、データ特定部23が抽出したVUBに最も近いVm,p、および当該Vm,pの周辺にある1つまたは2つ以上のVm,p(図6の例では、Vα,β、Vα,β−1、Vα+1,β、Vα+1,β−1)を、これらに対応する加工データに変換する写像関数を算出する。写像関数は、この例では、図6の2次元平面上の点(Mm,p,φm,p)を、横軸が仮加工深さApであり縦軸が仮加工方位θmである2次元平面上の点(Ap,θm)に移す線形写像である(ただし、本発明によると、写像関数は、線形写像に限定されず、線形写像以外のものであってもよい)。この線形写像を次式(3)、(4)で表す。
Ap=a11Mm,p+a12φm,p+b1 ・・・(3)
θm=a21Mm,p+a22φm,p+b2 ・・・(4)
ここで、a11,a12,a21,a22,b1,b2は定数である。また、式(3)、(4)において、Mm,p、φm,pは、データ特定部23が上述のように抽出したVUBに最も近い仮除去アンバランスデータVm,p、または、当該仮除去アンバランスデータVm,pの周辺にある1つまたは2つ以上の仮除去アンバランスデータVm,pであり、Ap、θmは、これら複数の仮除去アンバランスデータに対応付けられた参照データ内の仮加工深さと仮加工方位である。
加工データ算出部25は、上式(3)、(4)の定数a11,a12,a21,a22,b1,b2を次のように算出する。図6の例では、Vα,β=(Mα,β,φα,β)を上式(3)、(4)に適用すると、(Aβ,θα)に変換され、Vα,β−1=(Mα,β−1,φα,β−1)を上式(3)、(4)に適用すると、(Aβ−1,θα)に変換され、Vα+1,β=(Mα+1,β,φα+1,β)を上式(3)、(4)に適用すると、(Aβ,θα+1)に変換され、Vα+1,β−1=(Mα+1,β−1,φα+1,β−1)を上式(3)、(4)に適用すると、(Aβ−1,θα+1)に変換されるa11,a12,a21,a22,b1,b2を最小二乗法で求める。具体的には,次の値Sが最小となるa11,a12,a21,a22,b1,b2を算出する。
S={Aβ−(a11Mα,β+a12φα,β+b1)}2
+{θα−(a21Mα,β+a22φα,β+b2)}2
+{Aβ−1−(a11Mα,β−1+a12φα,β−1+b1)}2
+{θα−(a21Mα,β−1+a22φα,β−1+b2)}2
+{Aβ−(a11Mα+1,β+a12φα+1,β+b1)}2
+{θα+1−(a21Mα+1,β+a22φα+1,β+b2)}2
+{Aβ−1−(a11Mα+1,β−1+a12φα+1,β−1+b1)}2
+{θα+1−(a21Mα+1,β−1+a22φα+1,β−1+b2)}2
(About mapping functions)
Processing data calculating unit 25, the closest V m to V UB data identifying unit 23 has extracted, p, and the V m, one Surrounding p or more V m, p (the example of FIG. 6 Then, a mapping function for converting V α, β , V α, β-1 , V α + 1, β , V α + 1, β-1 ) into corresponding processing data is calculated. In this example, the mapping function is the point (M m, p , φ m, p ) on the two-dimensional plane in FIG. 6, the horizontal axis is the temporary machining depth Ap , and the vertical axis is the temporary machining direction θ m . It is a linear mapping transferred to a point (A p , θ m ) on a certain two-dimensional plane (however, according to the present invention, the mapping function is not limited to a linear mapping and may be other than a linear mapping) . This linear mapping is expressed by the following equations (3) and (4).
A p = a 11 M m, p + a 12 φ m, p + b 1 (3)
θ m = a 21 M m, p + a 22 φ m, p + b 2 (4)
Here, a 11, a 12, a 21, a 22, b 1, b 2 are constants. Further, in the equations (3) and (4), M m, p , φ m, p are provisional removal imbalance data V m, p closest to V UB extracted by the data specifying unit 23 as described above, or , One or more temporary removal imbalance data V m, p around the temporary removal imbalance data V m, p , and A p , θ m are the plurality of temporary removal imbalance data. It is the temporary processing depth and the temporary processing direction in the associated reference data.
The machining data calculation unit 25 calculates the constants a 11 , a 12 , a 21 , a 22 , b 1 , b 2 of the above formulas (3) and (4) as follows. In the example of FIG. 6, when V α, β = (M α, β , φ α, β ) is applied to the above equations (3) and (4), it is converted into (A β , θ α ), and V α, When β−1 = (M α, β−1 , φ α, β−1 ) is applied to the above equations (3) and (4), it is converted into (A β−1 , θ α ), and V α + 1, β = (M α + 1, β , φ α + 1, β ) is applied to the above equations (3) and (4), it is converted to (A β , θ α + 1 ), and V α + 1, β−1 = (M α + 1, β− 1 , φ α + 1, β-1 ) applied to the above equations (3), (4), a 11 , a 12 , a 21 , a 22 , b 1 converted to (A β-1 , θ α + 1 ) , B 2 is obtained by the least square method. Specifically, a 11 , a 12 , a 21 , a 22 , b 1 , and b 2 that minimize the next value S are calculated.
S = {A β − (a 11 M α, β + a 12 φ α, β + b 1 )} 2
+ {Θ α − (a 21 M α, β + a 22 φ α, β + b 2 )} 2
+ {A β-1 − (a 11 M α, β-1 + a 12 φα , β-1 + b 1 )} 2
+ {Θ α − (a 21 M α, β-1 + a 22 φα , β-1 + b 2 )} 2
+ {A β − (a 11 M α + 1, β + a 12 φ α + 1, β + b 1 )} 2
+ {Θ α + 1 − (a 21 M α + 1, β + a 22 φα + 1, β + b 2 )} 2
+ {A β-1 − (a 11 M α + 1, β-1 + a 12 φα + 1, β-1 + b 1 )} 2
+ {Θ α + 1 − (a 21 M α + 1, β−1 + a 22 φα + 1, β−1 + b 2 )} 2
加工データ算出部25は、このように算出した写像関数にMUBとφUBを適用することで実加工深さAと実加工方位θを算出する。具体的には、次式(5)、(6)により、実加工深さAと加工方位θを算出する。
A=a11MUB+a12φUB+b1 ・・・(5)
θ=a21MUB+a22φUB+b2 ・・・(6)
The machining data calculation unit 25 calculates the actual machining depth A and the actual machining direction θ by applying M UB and φ UB to the mapping function thus calculated. Specifically, the actual machining depth A and the machining direction θ are calculated by the following equations (5) and (6).
A = a 11 M UB + a 12 φ UB + b 1 (5)
θ = a 21 M UB + a 22 φ UB + b 2 (6)
[2回目以降の実加工方位および実加工深さの算出]
(各データについて)
補正後除去アンバランスデータ、合成仮除去アンバランスデータ、測定残存アンバランスデータ、合成既除去アンバランスデータを次のように表す。
補正後除去アンバランスデータ:Vm,p+Vm’,p’−VR
合成仮除去アンバランスデータ:Vm,p+Vm’,p’
測定残存アンバランスデータ:νUB
合成既除去アンバランスデータ:VR
[Calculation of actual machining orientation and actual machining depth for the second and subsequent times]
(About each data)
The post-correction removal unbalance data, the combined temporary removal unbalance data, the measurement residual unbalance data, and the combined already removed unbalance data are expressed as follows.
Corrected unbalance data: V m, p + V m ', p' -V R
Synthetic temporary removal imbalance data: V m, p + V m ′, p ′
Measurement residual unbalance data: ν UB
Synthesis already removed unbalance data: V R
上述の各記号は、次の式(7)〜(10)で表現される。
νUB=MUB(cosφUB+isinφUB) ・・・(7)
Vm,p=Mm,p(cosφm,p+isinφm,p) ・・・(8)
Vm’,p’=Mm’,p’(cosφm’,p’+isinφm’,p’) ・・・(9)
VR=Σmj(cosφj+isinφj) ・・・(10)
νUBは、現時点で回転体2に残存するアンバランス量MUB(測定値)と、当該アンバランス量MUBの方位φUBとからなる
ここで、φm,pは第1方位に最も近い(一番近い)仮加工方位であり、φm’,p’は第2方位に最も近い(一番近い)仮加工方位である。φm’,p’=φm,p+φcであり、φc(例えば60度)により、φm,p<φUB<φm’,p’となる。即ち、Vm,p、Vm’,p’の方位でνUBの方位を挟む。第1方位と第2方位は、予め定められている方位である。なお、仮加工方位φm,pと仮加工方位φm’,p’の差φcが、実加工方位および実加工深さを算出する毎に変化せず一定(例えば60度)となるように参照データを作成してアルゴリズムを組んでもよいし、仮加工方位φm,pと仮加工方位φm’,p’の差φcが、実加工方位および実加工深さを算出する毎に変化し得るように参照データを作成してアルゴリズムを組んでもよい。
例えば、φm,pのデータ番号mは、1回目の除去加工がなされた実加工方位θに一番近い参照データ内の仮加工方位θmのデータ番号mである。ここでは、m=α、m’=α’であるとする。以下、m=α、m’=α’として説明する。
Vm,p、Vm’,p’の添え字m、pは上述の通りであるが、m、pに付せられた「’」は、Vm,pとVm’,p’とを単に識別するためのものである。
VRの式において、Σはjについての和である。jは、何回目の除去加工であるかを示す。例えば、除去対象部1をまだ1回しか除去加工していない場合には、VR=m1(cosφ1+isinφ1)であり、除去対象部1をまだ2回しか除去加工していない場合には、VR=m1(cosφ1+isinφ1)+m2(cosφ2+isinφ2)である。このように、VRの式において、jは、これまでになされた各除去加工を互いに識別するものであり、Σにより、これまでになされた各除去加工の既除去アンバランスデータを合成し、この合成されたデータがVRである。
Each symbol described above is expressed by the following equations (7) to (10).
ν UB = M UB (cos φ UB + isin φ UB ) (7)
V m, p = M m, p (cos φ m, p + isin φ m, p ) (8)
V m ′, p ′ = M m ′, p ′ (cos φ m ′, p ′ + isin φ m ′, p ′ ) (9)
V R = Σm j (cos φ j + isin φ j ) (10)
ν UB is composed of the unbalance amount M UB (measured value) remaining in the rotating body 2 at this time and the direction φ UB of the unbalance amount M UB , where φ m, p is closest to the first direction (Closest) is the temporary machining direction, and φ m ′, p ′ is the closest (closest) temporary machining direction to the second direction. φ m ', p' are = φ m, p + φ c , by phi c (e.g. 60 degrees), φ m, p <φ UB <φ m ', p' becomes. That is, the orientation of ν UB is sandwiched between the orientations of V m, p , V m ′, p ′ . The first azimuth and the second azimuth are predetermined azimuths. Note that the difference φ c between the temporary machining direction φ m, p and the temporary machining direction φ m ′, p ′ does not change every time the actual machining direction and the actual machining depth are calculated, and is constant (for example, 60 degrees). The reference data may be created and an algorithm may be assembled, or each time the difference φ c between the temporary machining direction φ m, p and the temporary machining direction φ m ′, p ′ calculates the actual machining direction and the actual machining depth, Reference data may be created and an algorithm may be assembled so that it can change.
For example, the data number m of φ m, p is the data number m of the temporary machining direction θ m in the reference data closest to the actual machining direction θ that has been subjected to the first removal machining. Here, it is assumed that m = α and m ′ = α ′. Hereinafter, description will be made assuming that m = α and m ′ = α ′.
The subscripts m and p of V m, p , V m ′, p ′ are as described above, but “′” added to m, p is V m, p and V m ′, p ′ . Is merely for identification.
In formula V R, sigma is the sum of j. j indicates the number of removal processes. For example, when the removal target portion 1 has been removed only once, V R = m 1 (cos φ 1 + isin φ 1 ), and the removal target portion 1 has been removed only twice. V R = m 1 (cosφ 1 + isinφ 1 ) + m 2 (cosφ 2 + isinφ 2 ). Thus, in the formula V R, j is used for identifying the respective removal processing was made so far from each other, sigma manner, by combining the previously removed imbalance data for each removal process has been made so far, the combined data is V R.
合成既除去アンバランスデータVRは、過去の加工データから算出してよい。例えば、まだ1回しか除去対象部1を除去加工していない場合であって、1回目の実加工深さと実加工方位が上式(5)、(6)で算出した実加工深さAと実加工方位θ(第1方位であるとする)である場合に、実加工深さAを間に挟み、かつ、実加工深さAに最も近い2つの仮加工深さAp、Ap+1(この例では、pの増加によりApが増加する。即ち、Ap≦A≦Ap+1)とそれぞれ同じテーブル番号を有する2つの仮除去アンバランスデータVα,p,Vα,p+1であって、仮加工方位が第1方位に最も近くなるデータ番号m=αである当該2つの仮除去アンバランスデータVα,p,Vα,p+1を参照データから抽出する。Vα,p,Vα,p+1は、次式(11)、(12)で表される。
Vα,p=Mα,p(cosφα,p+isinφα,p) ・・・(11)
Vα,p+1=Mα,p+1(cosφα,p+1+isinφα,p+1) ・・・(12)
この場合、次式(13)で表すVRは、次のように線形補完式(14)、(15)により算出される。
VR=m1(cosφ1+isinφ1) ・・・(13)
m1=(Mα,p+1−Mα,p)×(A−Aα,p)÷(Aα,p+1−Aα,p)+Mα,p
・・・(14)
φ1=(φα,p+1−φα,p)×(A−Aα,p)÷(Aα,p+1−Aα,p)+φα,p
・・・(15)
なお、既に2回以上除去加工している場合も、VRを構成するm2、φ2、m3、φ3も上式(14)、(15)と同様の線形補完式により算出されてよい。ただし、2回目またはそれ以降の回の実加工深さとして、実質的に除去加工した深さを線形補完式に適用する。即ち、2回目またはそれ以降の回の除去加工が、既に除去加工されている実加工方位の除去加工であった場合には、当該回の時に既に除去加工されている深さを、当該回における前記基準軸方向位置からの実加工深さから引いたものを線形補完式に適用する。
Synthesis already removed unbalance data V R may be calculated from past processed data. For example, in the case where the removal target portion 1 has only been removed once, the actual machining depth A and the actual machining direction for the first time are the actual machining depth A calculated by the above formulas (5) and (6). In the case of the actual machining direction θ (assumed to be the first direction), two temporary machining depths A p and A p + 1 (near the actual machining depth A) with the actual machining depth A interposed therebetween. in this example, a p is increased by increasing by p. in other words, a p ≦ a ≦ a p + 1) and two temporary removal unbalance data V alpha each having the same table number, p, V α, a p + 1 The two temporary removal imbalance data V α, p , V α, p + 1 whose data number m = α is closest to the first orientation is extracted from the reference data. V α, p , V α, p + 1 are expressed by the following equations (11) and (12).
V α, p = M α, p (cos φ α, p + isin φ α, p ) (11)
V α, p + 1 = M α, p + 1 (cos φ α, p + 1 + isin φ α, p + 1 ) (12)
In this case, the V R expressed by the following equation (13), linear interpolation equation as follows (14) is calculated by (15).
V R = m 1 (cos φ 1 + isin φ 1 ) (13)
m 1 = (M α, p + 1 −M α, p ) × (A−A α, p ) ÷ (A α, p + 1 −A α, p ) + M α, p
(14)
φ 1 = (φ α, p + 1 −φ α, p ) × (A−A α, p ) ÷ (A α, p + 1 −A α, p ) + φ α, p
... (15)
Even if you have already removed processed more than once, m 2, phi 2, m 3 constituting the V R, phi 3 also above equation (14), is calculated in the same linear interpolation equation (15) Good. However, the substantially removed depth is applied to the linear interpolation formula as the actual machining depth of the second or subsequent round. That is, when the removal process of the second or subsequent round is a removal process of the actual machining direction that has already been removed, the depth already removed at the time of the removal is determined by A value obtained by subtracting the actual machining depth from the reference axial direction position is applied to the linear interpolation formula.
(データ抽出について)
データ特定部23は、補正後除去アンバランスデータVα,p+Vα’,p’−VRが測定残存アンバランスデータνUBに最も近くなる1対の仮除去アンバランスデータVα,p、Vα’,p’と、該1対の仮除去アンバランスデータVα,p、Vα’,p’ の周辺にあるデータとなる1対または2対以上の仮除去アンバランスデータVα,p、Vα’,p’ とを参照データから抽出する。
即ち、データ特定部23は、次式(16)のWが最小になる複数対の仮除去アンバランスデータVα,p、Vα’,p’を参照データから抽出する。
W=|νUB−(Vα,p+Vα’,p’−VR)| ・・・(16)
(About data extraction)
Data specifying unit 23 Corrected unbalance data V α, p + V α ' , p' -V R residual unbalance data [nu UB comes closest pair of temporary removal unbalance data V in alpha measurement, p, V α ′, p ′ and one pair or two or more pairs of temporary removal unbalance data V α, P that are data around the pair of temporary removal imbalance data V α, p , V α ′, p ′ . p , V α ′, and p ′ are extracted from the reference data.
That is, the data specifying unit 23 extracts a plurality of pairs of temporary removal imbalance data V α, p , V α ′, p ′ that minimize W in the following equation (16) from the reference data.
W = | ν UB − (V α, p + V α ′, p′−V R ) | (16)
ここで、上式(16)について、Vα,p+Vα’,p’−VR=ν(p,p’)とする。
上式(16)のWを最小にすることは、補正後除去アンバランスデータν(p,p’)がνUBに最も近いことと同じである。
この例では、データ特定部23は、図7の2次元平面上でνUBが示す位置に最も近いν(p,p’)、および該ν(p,p’)の周辺にある1つまたは2つ以上のν(p,p’)として、νUBを囲めることができ、かつνUBにできるだけ近い4つのν(p,p’)を特定するために、これら4つのν(p,p’)を特定するpとp’を参照データから抽出する。例えば、データ特定部23は、νUBを囲むこれら4つのν(p,p’)として、ν(t,u)、ν(t+1,u)、ν(t,u+1)、ν(t+1,u+1)を特定して抽出すると仮定する。なお、ν(t,u)は、参照データから抽出できるpとp’の全通りの組み合わせのうち、νUBに一番位置が近くなる組み合わせで生成されるデータである。
なお、図7は、横軸座標の単位が重量モーメント(質量×半径)であり、縦軸座標の単位が方位φである2次元平面を示す。
Here, with respect to the above equation (16), V α, p + V α ′, p′−V R = ν (p, p ′) .
Minimizing W in the above equation (16) is the same as the post-correction removal unbalance data ν (p, p ′) being closest to ν UB .
In this example, the data specifying unit 23 has ν (p, p ′) closest to the position indicated by ν UB on the two-dimensional plane of FIG. 7 and one or more around ν (p, p ′) or two or more ν (p, p ') as, [nu UB can the Kakomeru, and [nu four [nu (p, p as close as possible to the UB') in order to identify these four [nu (p, p P and p ′ specifying “)” are extracted from the reference data. For example, the data specifying unit 23 sets ν (t, u) , ν (t + 1, u) , ν (t, u + 1) , ν (t + 1, u + 1 ) as these four ν (p, p ′) surrounding ν UB. ) Is specified and extracted. Note that ν (t, u) is data generated by a combination that is closest to ν UB among all combinations of p and p ′ that can be extracted from the reference data.
Note that FIG. 7 shows a two-dimensional plane in which the unit of the horizontal axis coordinate is weight moment (mass × radius) and the unit of the vertical axis coordinate is the direction φ.
(実加工方位と実加工深さについて)
4つのν(p,p’)をそれぞれ参照データ内の1対の仮除去アンバランスデータVα,p、Vα’,p’(即ち、仮除去アンバランスモーメントMα,p、Mα’,p’と該仮除去アンバランスモーメントの方位φα,p、φα’,p’)に変換する写像関数を次式(17)〜(20)のように生成する。
Mα,p=a11νx+a12νy+b1 ・・・(17)
φα,p=a21νx+a22νy+b2 ・・・(18)
Mα’,p’=a31νx+a32νy+b3 ・・・(19)
φα’,p’=a41νx+a42νy+b4 ・・・(20)
ここで、νx、νyは、データ特定部23が特定して抽出した4つのν(p,p’)の各々の横軸座標と縦軸座標である。
上式(17)〜(20)の定数a11,a21,a31,a41,a12,a22,a32,a42,b1,b2,b3,b4を次のように算出する。図7の例では、νt,uを上式(17)〜(20)に適用すると、1対の仮除去アンバランスデータVα,t、Vα’,uに変換され、νt+1,uを上式(17)〜(20)に適用すると、1対の仮除去アンバランスデータVα,t+1、Vα’,uに変換され、νt,u+1を上式(17)〜(20)に適用すると、1対の仮除去アンバランスデータVα,t、Vα’,u+1に変換され、νt+1,u+1を上式(17)〜(20)に適用すると、1対の仮除去アンバランスデータVα,t+1、Vα’,u+1に変換されるa11,a21,a31,a41,a12,a22,a32,a42,b1,b2,b3,b4を、上式(3)、(4)の場合と同様に最小二乗法で求める。
(About actual machining direction and actual machining depth)
Each of four ν (p, p ′) is a pair of temporary removal unbalance data V α, p , V α ′, p ′ (that is, temporary removal unbalance moments M α, p , M α ′ ) in the reference data. , P ′ and the azimuth φ α, p , φ α ′, p ′ ) of the temporary removal imbalance moment are generated as in the following equations (17) to (20).
M α, p = a 11 ν x + a 12 ν y + b 1 (17)
φ α, p = a 21 ν x + a 22 ν y + b 2 (18)
M α ′, p ′ = a 31 ν x + a 32 ν y + b 3 (19)
φ α ′, p ′ = a 41 ν x + a 42 ν y + b 4 (20)
Here, ν x and ν y are the horizontal coordinate and the vertical coordinate of each of the four ν (p, p ′) identified and extracted by the data identifying unit 23.
The constants a 11 , a 21 , a 31 , a 41 , a 12 , a 22 , a 32 , a 42 , b 1 , b 2 , b 3 , b 4 in the above formulas (17) to (20) are as follows: To calculate. In the example of FIG. 7, when ν t, u is applied to the above equations (17) to (20), it is converted into a pair of temporary removal imbalance data V α, t , V α ′, u , and ν t + 1, u Is applied to the above equations (17) to (20), it is converted into a pair of temporary removal imbalance data V α, t + 1 , V α ′, u , and ν t, u + 1 is converted to the above equations (17) to (20). Is applied to a pair of temporary removal unbalance data V α, t , V α ′, u + 1 , and ν t + 1, u + 1 is applied to the above equations (17) to (20), a pair of temporary removal unbalance data A 11 , a 21 , a 31 , a 41 , a 12 , a 22 , a 32 , a 42 , b 1 , b 2 , b 3 , b converted to balance data V α, t + 1 , V α ′, u + 1 4 is obtained by the method of least squares in the same manner as in the above formulas (3) and (4).
加工データ算出部25は、このように算出した写像関数にνUB=MUB(cosφUB+isinφUB)を適用することで、1対の基準除去アンバランスデータ(即ち、1対のアンバランス量M、M’とその方位φ、φ’)を算出する。具体的には、次式(21)〜(24)により、1対のアンバランス量M、M’とその方位φ、φ’を算出する。
M=a11MUB+a12φUB+b1 ・・・(21)
φ=a21MUB+a22φUB+b2 ・・・(22)
M’=a31MUB+a32φUB+b3 ・・・(23)
φ’=a41MUB+a42φUB+b4 ・・・(24)
ここで、MUB、φUBは、図7におけるνUBの横軸座標と縦軸座標である。
The processed data calculation unit 25 applies ν UB = M UB (cos φ UB + isin φ UB ) to the mapping function calculated in this way, so that a pair of reference removal imbalance data (that is, a pair of unbalance amounts M). , M ′ and its orientations φ, φ ′). Specifically, a pair of unbalance amounts M and M ′ and their orientations φ and φ ′ are calculated by the following equations (21) to (24).
M = a 11 M UB + a 12 φ UB + b 1 (21)
φ = a 21 M UB + a 22 φ UB + b 2 (22)
M ′ = a 31 M UB + a 32 φ UB + b 3 (23)
φ ′ = a 41 M UB + a 42 φ UB + b 4 (24)
Here, M UB and φ UB are the horizontal and vertical axis coordinates of ν UB in FIG.
MおよびφとM’およびφ’は、以下のように次回除去加工する2方位の加工データとなる。
上式(21)で算出されたMを、上式(1)のMUBであるとし、上式(22)で算出されたφを上式(1)のφUBであるとして、データ特定部23は、上式(1)の測定アンバランスデータVUB=MUB(cosφUB+isinφUB)を生成する。次いで、演算装置12は、このように生成したVUBを上式(1)の測定アンバランスデータであるとして、[1回目の実加工方位および実加工深さの算出]と同じ方法で、VUBに最も近い仮除去アンバランスデータVm,p、および当該仮除去アンバランスデータVm,pの周辺にある1つまたは2つ以上の仮除去アンバランスデータVm,pを参照データから抽出し、上式(3)、(4)と同様に、これら複数の仮除去アンバランスデータを、これらに対応する加工データに変換する写像関数を算出し、該写像関数にVUB=MUB(cosφUB+isinφUB)を適用することで、実加工深さAと実加工方位θを算出する。ここで、実加工深さAと実加工方位θのうち実加工深さAのみを使用する。即ち、この実加工深さAを第1方位における実加工深さとする。
同様に、上式(23)で算出されたM’を、上式(1)のMUBであるとし、上式(24)で算出されたφ’を上式(1)のφUBであるとして、データ特定部23は、上式(1)の測定アンバランスデータVUB=MUB(cosφUB+isinφUB)を生成する。次いで、演算装置12は、このように生成したVUBを上式(1)の測定アンバランスデータであるとして、[1回目の実加工方位および実加工深さの算出]と同じ方法で、VUBに最も近い仮除去アンバランスデータVm,p、および当該仮除去アンバランスデータVm,pの周辺にある1つまたは2つ以上の仮除去アンバランスデータVm,pを参照データから抽出し、上式(3)、(4)と同様に、これら複数の仮除去アンバランスデータを、これらに対応する加工データに変換する写像関数を算出し、該写像関数にVUB=MUB(cosφUB+isinφUB)を適用することで、実加工深さAと実加工方位θを算出する。ここで、実加工深さAと実加工方位θのうち実加工深さAのみを使用する。即ち、この実加工深さAを第2方位における実加工深さとする。
M and φ and M ′ and φ ′ are two-direction machining data to be removed next time as follows.
The data specifying unit assumes that M calculated by the above formula (21) is M UB of the above formula (1), and φ calculated by the above formula (22) is φ UB of the above formula (1). 23 produces a measured unbalance data V UB = M UB of the above equation (1) (cosφ UB + isinφ UB). Next, the arithmetic unit 12 assumes that the V UB generated in this way is the measurement unbalance data of the above equation (1), and uses the same method as [Calculation of actual machining direction and actual machining depth for the first time] extracting nearest temporary removal unbalance data V m in UB, p, and the temporary removal unbalance data V m, one surrounding p or more temporary removal unbalance data V m, the p from reference data Then, similarly to the above formulas (3) and (4), a mapping function for converting the plurality of temporary removal unbalanced data into the corresponding processed data is calculated, and V UB = M UB ( cosφ UB + isinφ UB ) to calculate the actual machining depth A and the actual machining direction θ. Here, only the actual machining depth A out of the actual machining depth A and the actual machining orientation θ is used. That is, the actual machining depth A is set as the actual machining depth in the first orientation.
Similarly, M ′ calculated by the above equation (23) is M UB of the above equation (1), and φ ′ calculated by the above equation (24) is φ UB of the above equation (1). as a data specifying unit 23 generates a measured unbalance data V UB = M UB of the above equation (1) (cosφ UB + isinφ UB). Next, the arithmetic unit 12 assumes that the V UB generated in this way is the measurement unbalance data of the above equation (1), and uses the same method as [Calculation of actual machining direction and actual machining depth for the first time] extracting nearest temporary removal unbalance data V m in UB, p, and the temporary removal unbalance data V m, one surrounding p or more temporary removal unbalance data V m, the p from reference data Then, similarly to the above formulas (3) and (4), a mapping function for converting the plurality of temporary removal unbalanced data into the corresponding processed data is calculated, and V UB = M UB ( cosφ UB + isinφ UB ) to calculate the actual machining depth A and the actual machining direction θ. Here, only the actual machining depth A out of the actual machining depth A and the actual machining orientation θ is used. That is, the actual machining depth A is set as the actual machining depth in the second orientation.
(本実施形態の効果)
上述した本発明の実施形態によるバランス修正用加工データの演算装置12では、2回目以降の除去加工において、これまでの除去加工後に回転体2に残存するアンバランスの測定方位を間に挟む第1方位と第2方位を次の加工方位とし、これまでになされた各除去加工の既除去アンバランスデータを合成したデータを合成既除去アンバランスデータとし、合成既除去アンバランスデータに基づいて、測定残存アンバランスデータが示すアンバランスを無くすための第1方位と第2方位の実加工深さを算出する。このように、これまでになされた各除去加工を反映した合成既除去アンバランスデータを利用することで、2回目以降の除去加工においても、次に除去加工すべき実加工深さを高精度に算出できるようになる。
(Effect of this embodiment)
In the balance correction processing data calculation device 12 according to the above-described embodiment of the present invention, in the second and subsequent removal processing, the first unbalance measurement direction remaining in the rotating body 2 after the previous removal processing is sandwiched in between. The direction and second direction are the next machining direction, and the data obtained by combining the previously removed unbalanced data of each removal process that has been performed so far is the synthesized already removed unbalanced data, and measured based on the combined already removed unbalanced data. The actual machining depths of the first direction and the second direction for eliminating the unbalance indicated by the remaining unbalance data are calculated. In this way, by using the composite already removed unbalanced data reflecting each removal processing performed so far, even in the second and subsequent removal processing, the actual processing depth to be removed next can be highly accurate. It can be calculated.
第1方位に最も近い仮加工方位を含む1つの仮除去アンバランスデータと、第2方位に最も近い仮加工方位を含む1つの仮除去アンバランスデータとの合成データを合成仮除去アンバランスデータとし、データ特定部23は、合成仮除去アンバランスデータと合成既除去アンバランスデータとのデータ差を補正後除去アンバランスデータとして生成するので、補正後除去アンバランスデータは、これまでになされた各除去加工の既除去アンバランスデータの影響を参照データから高精度に除いたデータとなる。好ましい一例では、νUBの位置を囲むことができ、かつ当該νUBにできるだけ近い4つの補正後除去アンバランスデータν(p,p’)と、これらν(p,p’)に対応する仮除去アンバランスデータとに基づいて、νUB近傍での局所的な近似式(例えば、上式(17)〜(20))を使用することで、第1方位と第2方位の基準除去アンバランスデータを取得し、さらに、各基準除去アンバランスデータに最も近い仮除去アンバランスデータVm,p、および当該仮除去アンバランスデータVm,pの周辺にある1つまたは2つ以上の仮除去アンバランスデータVm,pを抽出し、各基準除去アンバランスデータVUB近傍での局所的な近似式(例えば、上式(3)、(4))を使用することで、第1方位と第2方位の実加工深さの算出精度を向上させることができる。 Composite data of one temporary removal unbalance data including the temporary machining direction closest to the first direction and one temporary removal unbalance data including the temporary processing direction closest to the second direction is defined as the combined temporary removal unbalance data. The data specifying unit 23 generates the data difference between the combined temporary removal unbalanced data and the combined already removed unbalanced data as the corrected removed unbalanced data. This is data obtained by removing the influence of the already removed unbalanced data of the removal processing from the reference data with high accuracy. In a preferred example, [nu position of UB can quote, and the [nu UB into four as close as possible Corrected unbalance data ν (p, p ') corresponding to the these ν (p, p') provisionally Based on the removal unbalance data, a local approximate expression in the vicinity of ν UB (for example, the above equations (17) to (20)) is used, so that the reference removal unbalance between the first direction and the second direction is obtained. The data is acquired, and further, temporary removal unbalance data V m, p closest to each reference removal unbalance data, and one or more temporary removals around the temporary removal unbalance data V m, p By extracting the unbalance data V m, p and using a local approximate expression (for example, the above expressions (3) and (4)) in the vicinity of each reference removal unbalance data V UB , Of actual machining depth in the second direction Calculation accuracy can be improved.
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
1 除去対象部、2 回転体、3 回転軸、4 加工装置、4a 加工部、
4b 駆動機構、4c 位置制御部、5a〜5c 除去部、10 過給機、
11 回転装置、12 演算装置、13 マウント、13a 張出部、
14 角度センサ、15 加速度センサ、21 記憶部、
23 データ特定部、25 加工データ算出部、31 除去対象部、
32 回転体、33 回転軸、34a〜34f 除去部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Removal object part, 2 Rotating body, 3 Rotating shaft, 4 Processing apparatus, 4a Processing part
4b drive mechanism, 4c position control unit, 5a to 5c removal unit, 10 supercharger,
11 rotating device, 12 computing device, 13 mount, 13a overhang part,
14 angle sensors, 15 acceleration sensors, 21 storage units,
23 data specifying part, 25 processing data calculating part, 31 removal object part,
32 rotating body, 33 rotating shaft, 34a-34f removal part
Claims (1)
(A)1回目加工時において、前記回転体の回転軸から前記アンバランスの測定方位に向けて延びる仮想半直線を第1半直線とし、該第1半直線を両側に0度以上90度未満傾けた半直線をそれぞれ第2半直線及び第3半直線とした場合に、該第2半直線及び第3半直線と前記除去対象部の外周とが交わる2交点のうち一方の交点において前記加工部による除去加工を行い、そこから他方の交点まで、前記加工部の中心と前記回転軸との距離を一定に保ちながら円弧状に除去加工を行い、
(B)前記除去加工によっても残存アンバランスを有している場合、残存アンバランスの測定方位を測定し、
(C)2回目以降加工時において、
(C1)残存アンバランス方位が前記第1半直線と前記第2半直線に囲われた範囲内に存在している場合には、前記第1半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点、及び前記第2半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点において除去加工を行い、
(C2)残存アンバランス方位が前記第1半直線と前記第3半直線に囲われた範囲内に存在している場合には、前記第1半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点、及び前記第3半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点において除去加工を行い、
(C3)残存アンバランス方位が前記第1半直線の方位と同一である場合には、前記第1半直線と前記除去対象部の外周とが交わる交点において除去加工を行う、ことを特徴とする回転体のアンバランス修正加工方法。
For removal target portion attached to the rotating body, a unbalance correction processing method of the rotating body to remove unbalance by removing processing two or more times by the processing unit,
(A) At the time of the first machining, a virtual half line extending from the rotation axis of the rotating body toward the unbalance measurement direction is defined as a first half line, and the first half line is set to 0 degrees or more and less than 90 degrees on both sides. When the inclined half line is the second half line and the third half line, respectively, the processing is performed at one of the two intersections where the second half line and the third half line intersect the outer periphery of the removal target portion. perform removal processing by parts, from there to the other intersections, it has rows removal processing in an arc while maintaining the distance between the rotary shaft and the center of the processing unit to be constant,
(B) If there is a residual unbalance even by the removal processing, measure the measurement direction of the residual unbalance,
(C) During the second and subsequent machining,
(C1) An intersection point where the first half line and the outer periphery of the removal target portion intersect when the remaining unbalance orientation is within a range surrounded by the first half line and the second half line And, at the intersection point where the second half line and the outer periphery of the removal target portion intersect,
(C2) The intersection point where the first half line intersects the outer periphery of the removal target portion when the remaining unbalance orientation is within the range surrounded by the first half line and the third half line And, at the intersection where the third half line and the outer periphery of the removal target portion intersect, removal processing is performed,
( C3) When the remaining unbalance azimuth is the same as the azimuth of the first half-line, removal processing is performed at an intersection where the first half-line and the outer periphery of the removal target portion intersect. unbalance correction processing method of the rotating body.
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