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【発明の名称】 |
びびり振動検出方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】小檜山 昭彦
【氏名】中村 正治
【氏名】西森 道男 |
【課題】発生初期のびびり振動を精度よく検出する。
【解決手段】振動計５で測定した研削中の円筒研削盤の振動を、周波数解析装置および振動変化解析装置７により解析することにより、一定周波数帯域における振動の大きさと一定時間内における振動の変化の度合を把握し、把握した振動の大きさと振動の変化の度合をそれぞれのびびり振動発生の判別基準値と比較し、振動の大きさおよび振動の変化の度合の両方が判別基準値を超えた場合に、びびり振動が発生していると判断するびびり振動検出方法。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 振動計で測定した研削中の円筒研削盤の振動を、周波数解析装置および振動変化解析装置により解析することにより、一定周波数帯域における振動の大きさと一定時間内における振動の変化の度合を把握し、把握した振動の大きさと振動の変化の度合をそれぞれのびびり振動発生の判別基準値と比較し、振動の大きさおよび振動の変化の度合の両方が判別基準値を超えた場合に、びびり振動が発生していると判断することを特徴とするびびり振動検出方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、円筒研削盤のびびり振動検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般の機械加工において、円筒形状の被研削物を研削するときには、びびり振動が発生することが多い。一般にこのびびり振動は、次の２種類の形態に分類されている。
【０００３】一つは、工作機械の研削軸等の回転振動等により生じる強制振動によるびびり振動である。そして、もう一つは、同一個所を複数回加工しながら全工程を終了する場合に、工具と工作物との間の相対変位により発生した工作物のうねりが、一回転後の工作時の工具切り込み深さ変動を助長するため、うねり自身が成長して、びびり振動をともなう再生型自励振動である。
【０００４】そして、従来このようなびびり振動を検出する方法としては、研削中の振動を適宜位置に配置した振動検出器で検出し、周波数解析装置（FFTアナライザ−）とパ−ソナルコンピュ−タにより解析評価し、判別基準と比較してびびり振動を検出している。
【０００５】例えば、特開平８−１７４３７９号公報に開示されたびびり振動の検出方法においては、図４に示すように、研削盤２１の適宜位置に設置された振動検出器２２により研削中の振動を検出し、検出した振動信号を振動計２３を経てＦＦＴアナライザ−２４に入力する。このＦＦＴアナライザ−２４から出力される測定デ−タは、これに接続されているパ−ソナルコンピュ−タ２５に入力され、そこでびびり振動が発生しているか否かが検知される。そして、びびり振動が発生している場合には、ＮＣ研削盤２６に運転条件の変更指示が出され、研削盤２１の運転条件の変更が行なわれる。
【０００６】このびびり振動の検出方法は、研削盤２１の適宜位置の振動変位を測定し、図５に示すように、ＦＦＴ解析により得られた周波数毎の振動変位成分の大きさを、びびり振動の有無のデ−タを基に設定されたしきい値Ａとコンパレ−ト領域Ｂにより評価する方法である。
【０００７】この場合のしきい値Ａは、びびり振動が無い時の振動波形ピ−ク値を基準にこれよりも高い値に設定している。また、コンパレ−ト領域Ｂとは、びびり振動があった時の振動波形ピ−ク値を基準に設ける領域のことである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来のびびり振動の検出方法には、次のような問題点がある。
【０００９】従来の検出方法におけるびびり振動の検出性能は、しきい値Ａおよびコンパレ−ト領域Ｂの設定精度と研削振動とびびりの程度に依存している。
【００１０】実際のびびり発生現象においては、研削振動とびびり程度の相関には多少のバラツキがあるため、ある時刻におけるしきい値Ａとコンパレ−ト領域Ｂによる判別のみでは、判別精度に問題があり、びびりが発生していなくても、びびりが発生していると誤判別してしまうこともあるので、特にびびり振動をびびり振動発生の初期に、精度よく検出することは不可能である。
【００１１】この発明は、従来技術の上述のような問題点を解消するためになされたものであり、びびり振動をびびり振動が発生した初期から精度よく検出することのできるびびり振動検出方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係るびびり振動検出方法は、振動計で測定した研削中の円筒研削盤の振動を、周波数解析装置および振動変化解析装置により解析することにより、一定周波数帯域における振動の大きさと一定時間内における振動の変化の度合を把握し、把握した振動の大きさと振動の変化の度合をそれぞれのびびり振動発生の判別基準値と比較し、振動の大きさおよび振動の変化の度合の両方が判別基準値を超えた場合に、びびり振動が発生していると判断するものである。
【００１３】びびり振動を振動の大きさのみで判別すると、研削振動とびびりの程度との相関にバラツキがあるため、びびり振動をその発生初期において、検出することは困難である。
【００１４】そこで、本発明のびびり振動の検出方法においては、振動の大きさに加えて一定時間内における振動の変化の度合を解析し、振動の大きさと振動の変化の度合とからびびり振動の発生を判別するようにしている。
【００１５】このため、瞬時に振動の大きさがびびり振動発生判別の基準値を超えたものまで、びびり振動と判別することはなく、真のびびり振動のみをびびり振動として判別することができる。
【００１６】また、一定時間内における振動の変化の度合を、連続的に把握していくことにより、びびり振動を発生の初期において把握することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態のびびり検出方法を、圧延用ロ−ル研削盤に適用した場合に、使用される機器の配置および構成を示す構成図である。
【００１８】びびり振動を検出する機器は、ロ−ル受台１に支持された圧延ロ−ル２の研削砥石３を支持する円筒研削盤の研削砥石台４に配置した、研削中の水平方向の振動速度を測定する振動速度計５と、振動速度計５により測定された振動速度の信号を増幅する振動速度計用アンプ６と、増幅された振動速度の信号を入力して周波数毎の振動の大きさおよび経時的な振動の大きさの変化を解析する周波数解析装置７と、周波数解析装置７の解析結果に基づいて、コンパレ−ト領域での振動の大きさおよび一定時間内における振動の大きさの変化の度合を、びびり発生判別の基準値と比較して、びびりが発生したか否かを判別するパ−ソナルコンピュ−タ８と、びびり振動が発生したと判別されたときに、パ−ソナルコンピュ−タ８からの信号によって点灯する回転灯９および警報器１０とから構成されている。
【００１９】振動速度計５を研削砥石台４に配置したのは、次のような理由による。すなわち、びびり振動発生初期および中期において、ロ−ル受台１および研削砥石台４における水平方向と上下方向の研削振動を振動センサ−で測定した。その結果、最大振幅が確認された場所は研削砥石台４であり、しかも研削振動を水平方向に測定したときが、最も大きい振幅となった。
【００２０】このように、研削砥石台４が研削振動の変化に対して最も感受性が高く、さらには圧延用ロ−ル２の研削中に研削反力が水平方向に作用する水平方向の測定が最適である。
【００２１】次に、上述したような機器を使用してびびり振動を検出する本発明のびびり振動検出方法を説明する。このびびり振動検出方法においては、パ−ソナルコンピュ−タ８に、びびり振動の発生を判別するために、びびり振動の大きさのしきい値と、コンパレ−ト領域が第一の判別手段として設定してある。このしきい値は、例えばびびり許容程度に応じた研削振動速度成分の上限値に設定する。また、コンパレ−ト領域の周波数範囲は、研削するロ−ルの径や回転数等の研削条件より決定される当該周波数の最大値および最小値に設定する。
【００２２】また、同じくびびり振動の発生を判別するために、一定時間領域における研削振動の変化の度合のしきい値が第二の判別手段として設定してある。このしきい値は、びびり無しの状態からびびり発生の状態に推移するときの振動変化程度を基準に設定する。
【００２３】そして、パ−ソナルコンピュ−タ８においては、周波数解析装置７からの周波数毎の振動の大きさの信号が第一の判別手段で、同様に一定時間毎の振動の大きさの変化の度合が第二の判別手段で、それぞれの判別基準値と比較される。
【００２４】第一の判別手段によりびびり振動の発生を検出する方法を、図２（ａ）および図２（ｂ）により説明すると、図２（ａ）においては、振動の大きさは設定されたしきい値Ａ以下で、設定されたコンパレ−ト領域Ｂに無いので、びびり振動は発生していないと判断される。、図２（ｂ）においては、振動の大きさは設定されたしきい値Ａを超え、設定されたコンパレ−ト領域Ｂにあるので、びびり振動が発生していると判別される。
【００２５】第二の判別手段によりびびり振動の発生を検出する方法を、図３により説明すると、測定された振動速度の時間領域信号に対し、任意時間Δｔ（例えばロ−ル３回転に要する時間）における振動速度の実効値の一次回帰式を算出し、任意時間Δｔの時間領域における最初と最後の実効値の比率Ｖrms t=t1／Ｖrms t=t2を求め、この値がしきい値を超えた場合に、びびり振動が発生していると判別される。
【００２６】そして、両方の判別手段でびびり振動が発生していると判別されたときのみ、真にびびり振動が発生していると判別する。
【００２７】
【発明の効果】この発明により、びびり振動を発生の初期から把握することができるので、運転条件を変更して研削能率の低下を防止することができるとともに、被研削物にびびり振動にともなう表面疵が発生しないので、被研削物の品質および原単位が向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４１２３
【氏名又は名称】日本鋼管株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年２月１６日（１９９９．２．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７２７２
【弁理士】
【氏名又は名称】高野 茂
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２３３３６８（Ｐ２０００−２３３３６８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年８月２９日（２０００．８．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３７１０３ |
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