| 【発明の名称】 |
動釣合バランス修正方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】岡本 球夫
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| 【要約】 |
【課題】回転体の動釣合バランスの修正を、回転体に重りを貼り付けることにより修正を行う動釣合バランス修正装置により行う際に、修正用重りの選択や貼り付け角度を最適かつ高速に探索すること。
【解決手段】本発明の動釣合バランス修正装置は、回転体であるワークの動釣合を測定する測定機と、ワークに修正用重りの貼付けを行う重り貼付け機構と、測定機と重り貼付け機構へのワークの供給および取り出しを行う供給取り出し機構と、測定機からのデータを収集しワークに張り付ける修正用重りの選択と貼付け角度を探索する計算機を少なくとも有する動釣合バランス修正装置であって、修正重りの選択および貼付け角度の探索計算の際に、探索を行う重りをあらかじめバランス修正可能なものに限定しておくことにより、修正用重りの選択や貼付け角度を高速に探索するように構成されたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回転円筒体であるワークの動釣合を測定する測定機と、ワークに修正用重りの貼り付けを行う重り貼り付け機構と、測定機と重り貼り付け機構へのワークの供給及び取り出しを行う供給取り出し機構と、測定機からのデータを収集しワークに張り付ける修正用重りの選択と貼り付け角度を探索する計算機を有する動釣合バランス修正装置において、計算機による修正重りの選択及び貼り付け角度の探索は、測定されたワークのアンバランスが製品仕様を満たすかを判定するステップと、修正用重りを選択するステップと、修正用重りを判定するステップと、修正用重りの貼り付け角度を選択するステップと、貼り付け禁止領域を確認するステップと、修正後のアンバランスを確認するステップにより行うこを特徴とする動釣合バランス修正方法。
【請求項２】 修正用重りを判定するステップは、選択した修正用重りがバランス修正可能かを予め判定し、バランス修正可能な場合のみに修正角度の探索を行うことを特徴とする請求項１記載の動釣合バランス修正方法。
【請求項３】 修正用重りの貼り付け角度を選択するステップは、貼り付け角度をアンバランス方向から近い順に探索することを特徴とする請求項１記載の動釣合バランス修正方法。
【請求項４】 修正用重りの貼り付け角度を選択するステップは、貼り付け角度の修正可能角度に限定して探索することを特徴とする請求項１記載の動釣合バランス修正方法。
【請求項５】 修正用重りの判定ステップは、半径が（重りのバランス修正量）−（製品仕様の範囲）と（重りのバランス修正量）＋（製品仕様の範囲）の円で囲まれた領域に測定されたアンバランスベクトルがあるかどうかの判定を行うことを特徴とする請求項２記載の動釣合バランス修正方法。
【請求項６】 修正用重り貼り付け角度を選択するステップは、貼り付け角度の探索範囲を、アンバランス量（Ａ１）、重りのアンバランス修正量（Ａ２）、製品仕様の範囲（Ａ３）を３辺とする３角形の辺Ａ１，Ａ２間の角度で、余弦定理で求められ、修正後のアンバランス量が製品仕様に入るための限界角度である角度αに基づいて、（アンバランス方向）−（角度α）〜（アンバランス方向）＋（角度α）で規定される範囲としたことを特徴とする請求項４記載の動釣合バランス修正方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転体の動釣合バランスの修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の回転体の動釣合バランスの修正方法を図１、図２、図７及び図８に基づいて説明する。図１は回転体の動釣合バランスの修正装置の構成の概略及び修正方法の概略を示す。まず、ワークを動釣合測定機に供給する（Step.1）。動釣合測定機によってワークの動釣合アンバランスを測定する（Step.2）。測定値に基づいて計算機により修正用重りの選択及び貼り付け角度の探索を行う（Step.3）。ワーク測定機より取り出し、Step.3の結果に従って修正終了するか、もしくは重り貼り付け機構に供給する（Step.4）。探索された重り貼り付け角度に貼り付ける（Step.5）。重り貼り付け機構から取り出し再び測定機に供給する（Step.6）。そして、Step.2からの動作を繰り返す。
【０００３】図２はワークへの修正用重りの貼り付け方法を示す。本方法ではワークの回転中心を中心とする同一円上に重りを貼り付けていくものとする。重りは一定の重さと大きさを有するものとする。ワークには過去に貼り付けた重りの占有する領域やワークの形状や性質によって貼り付けができない領域（貼り付け禁止領域）が存在し、これらの領域には重りを貼り付けることができないものとする。また、重りはある一定の角度ピッチでしか貼り付けないものとする。
【０００４】図７は修正用重りの選択と重り貼り付け角度の探索方法を示す。まず、測定されたアンバランスが製品仕様を満たすかを判定する（Step.3-1）。ここで、仕様を満たす場合には、以下の探索および修正を行わず修正済みワークとしてStep.4で取り出す。次いで、仕様を満たさない場合には、修正用重りを１種類選択する（Step.3-2）。修正用重りを貼り付ける角度を選択する（Step.3-3）。選択した角度に重りを貼り付ける際に、貼り付け禁止領域にかさならないかを判定する（Step.3-4）。ここで、貼付け禁止領域にかさならない場合には、選択された重りと貼り付け角度による修正ベクトルと修正後のアンバランスベクトル（図７参照）の差を求め、それが製品仕様を満たすかを判定する（Step.3-5）。ここで、仕様を満たす場合には、探索を終了し選択された重りと貼り付け角度によりStep.5で修正を行う。Step.3-4で貼付け禁止領域と重なる、もしくは、Step.3-5で製品仕様を満たさない場合は、一つ角度ピッチ分ずらした次の角度を設定し、再びStep.3-4，3-5 を繰り返す。また、修正角度が円を１周した場合は、次の修正用重りを選択しStep.3-3〜3-5 を製品仕様を満たす修正パターンが見つかるまで探索を繰り返す。全ての修正用重りと貼り付け角度が製品仕様を満たさない場合は、修正不可能なワークとしてStep.4で取り出す。
【０００５】図８はアンバランスベクトルについての考え方を示す。図は動釣合測定機で測定されたアンバランスベクトルの測定値であり、このベクトルと同じ方向、大きさの修正ができればアンバランス量が０となるベクトルを示す。本方法ではアンバランスベクトルと重りによる修正ベクトルの差である修正後のアンバランスベクトルが製品仕様範囲内に収まるような修正用重りと貼り付け角度を探索する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の探索方法ではどんな角度に貼り付けても製品仕様を満たさない重りについても探索を行うため、探索時間が長くなり、また、必ずしも修正後のアンバランス量の小さい順に探索を行っていないため、探索された修正角度が必ずしも最適なものであるとは限らない場合があり、また、明らかに修正不可能な貼り付け角度についても探索を行うため、探索時間が長くなるという課題を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、本発明の回転体の動釣合バランス修正方法は、回転円筒体であるワークの動釣合を測定する測定機と、ワークに修正用重りの貼り付けを行う重り貼り付け機構と、測定機と重り貼り付け機構へのワークの供給及び取り出しを行う供給取り出し機構と、測定機からのデータを収集しワークに張り付ける修正用重りの選択と貼り付け角度を探索する計算機を有する動釣合バランス修正装置において、計算機による修正重りの選択及び貼り付け角度の探索は、測定されたワークのアンバランスが製品仕様を満たすかを判定するステップと、修正用重りを選択するステップと、修正用重りを判定するステップと、修正用重りの貼り付け角度を選択するステップと、貼り付け禁止領域を確認するステップと、修正後のアンバランスを確認するステップにより行うこを特徴とするものである。
【０００８】本発明によると、修正用重りを判定するステップでは、修正用重りを選択した際に、その重りによって製品仕様を満たすような修正が可能か判定を行い、さらに修正用重りの貼り付け角度を選択するステップでは、修正重りを貼り付ける角度を選択する際に、アンバランスベクトルの方向からの探索をスタートし、アンバランスベクトルから近い順に探索を行い、さらに、貼り付け角度を修正可能な角度に限定して探索を行うことにより、明らかに修正不可能な重りの探索を行わないため、修正用重りや貼り付け角度の探索を高速に行うことができ、また、貼り付け角度発見時には修正の可能性の無い角度の探索を行っていないため、従来のように修正の可能性の無い角度も探索する方法に比べ高速化を図ることができ、また、修正不可能な角度について貼り付け角度の探索を行わないため、貼り付け角度の探索を高速に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は、回転円筒体であるワークの動釣合を測定する測定機と、ワークに修正用重りの貼り付けを行う重り貼り付け機構と、測定機と重り貼り付け機構へのワークの供給及び取り出しを行う供給取り出し機構と、測定機からのデータを収集しワークに張り付ける修正用重りの選択と貼り付け角度を探索する計算機を有する動釣合バランス修正装置において、計算機による修正重りの選択及び貼り付け角度の探索は、測定されたワークのアンバランスが製品仕様を満たすかを判定するステップと、修正用重りを選択するステップと、修正用重りを判定するステップと、修正用重りの貼り付け角度を選択するステップと、貼り付け禁止領域を確認するステップと、修正後のアンバランスを確認するステップにより行うことを特徴とするもので、本発明によると、修正用重りを判定するステップでは、修正用重りを選択した際に、その重りによって製品仕様を満たすような修正が可能かの判定を行い、さらに修正用重りの貼り付け角度を選択するステップでは、修正重りを貼り付ける角度を選択する際に、アンバランスベクトルの方向から探索をスタートし、アンバランスベクトルから近い順に探索を行い、さらに、貼り付け角度を修正可能な角度に限定して探索を行うことにより、明らかに修正不可能な重りの探索を行わないため、修正用重りや貼り付け角度の探索を高速に行うことができ、また、貼り付け角度発見時には修正の可能性の無い角度の探索を行っていないため、従来のように修正の可能性の無い角度も探索する方法に比べ高速化を図ることができ、また、修正不可能な角度について貼り付け角度の探索を行わないため、貼り付け角度の探索を高速に行うことができる作用を有する。
【００１０】請求項２に記載の発明は、修正用重りを判定するステップは、選択した修正用重りがバランス修正可能かを予め判定し、バランス修正可能な場合のみに修正角度の探索を行うことを特徴とするもので、その判定方法は半径が（重りのバランス修正量）−（製品仕様の範囲）と（重りのバランス修正量）＋（製品仕様の範囲）の円で囲まれた領域に測定されたアンバランスベクトルがあるかどうかによって判定を行い、領域内部であれば修正できる可能性があるためこの重りでの探索を行い、外部にあれば修正できる可能性がないためこの重りでの探索は行わず次の重りの判定を行うもので、あきらかに修正不可能な重りでの探索を行わないため修正用重りの探索を高速に行うことができる作用を有する。
【００１１】請求項３に記載の発明は、修正用重りの貼り付け角度を選択するステップは、貼り付け角度をアンバランス方向から近い順に探索することを特徴とするもので、修正用重りを貼り付ける角度を選択する際に、アンバランスベクトルの方向から探索をスタートし、次とその次は±修正角度ピッチ、次とその次は±修正角度ピッチ×２・・・・のようにアンバランスベクトルから近い順に探索を行うもので、同じ修正量の場合アンバランストルクに近い角度ほど修正後のアンバランス量が小さく、そのため最初に探索された貼り付け角度が最適な貼り付け角度となるため、最適な貼り付け角度の探索を高速に行うことができる作用を有する。
【００１２】請求項４に記載の発明は、修正用重りの貼り付け角度を選択するステップは、貼り付け角度の修正可能角度に限定して探索することを特徴とするもので、修正用重りを貼り付ける角度を選択する際に、探索する貼り付け角度の範囲を（アンバランス方向）−（角度α）〜（アンバランス方向）＋（角度α）までの範囲とし、角度αはアンバランス量（Ａ１）、重りのアンバランス修正量（Ａ２）、製品仕様の範囲（Ａ３）の大きさを３辺とする３角形の辺Ａ１、Ａ２間の角度とし、余弦定理で求められる。
【００１３】角度αは選択した重りによって修正後のアンバランス量が製品仕様に入るための限界角度となり、それ以上の角度では選択した重りによっての修正が不可能となるため、修正不可能な角度について貼り付け角度の探索を行わないため貼り付け角度の探索を高速に行うことができる作用を有する。請求項５に記載の発明は、修正用重りの判定ステップは、半径が（重りのバランス修正量）−（製品仕様の範囲）と（重りのバランス修正量）＋（製品仕様の範囲）の円で囲まれた領域に測定されたアンバランスベクトルがあるかどうかの判定を行うことを特徴とするもので、請求項２に記載の発明と同じ作用を有する。
【００１４】請求項６に記載の発明は、修正用重り貼り付け角度を選択するステップは、貼り付け角度の探索範囲を、アンバランス量（Ａ１）、重りのアンバランス修正量（Ａ２）、製品仕様の範囲（Ａ３）を３辺とする３角形の辺Ａ１，Ａ２間の角度で、余弦定理で求められ、修正後のアンバランス量が製品仕様に入るための限界角度である角度αに基づいて、（アンバランス方向）−（角度α）〜（アンバランス方向）＋（角度α）で規定される範囲としたことを特徴とするもので、請求項４に記載の発明と同じ作用を有する。
【００１５】以上のような回転体の動釣合バランス修正方法によると、最適な修正重りおよび貼り付け角度の探索を高速に行うことができる。以下に本発明の実施例を図１、図２及び図３に基づいて説明する。例えば、本実施例の動釣合バランス修正装置の構成概要は図１で示すものとする。
【００１６】ここで、動釣合バランス修正を行うワークとして、デジタルビデオのシリンダーヘッドを扱うものとする。このワークは回転軸を中心に点対称の構造を持つものとし、アルミ製である。ワークサイズはφ２１．６ｍｍである。このワークを約９０００ｒｐｍで回転させる際の動釣合バランスを修正する。ワークの動釣合バランスの仕様は２０ｍｇｍｍである。
【００１７】修正用の重りはアルミまたは銅製で円弧状である。重りは７種類あり修正量は２０〜１５０ｍｇｍｍとする。また、これらの重りを貼り付けの際の占有角度は２０〜４５°とする。動釣合測定機を測定テーブル上で回転させ、その時に発生する微小な振動をテーブルからピックを通じてムービングコイルによって電気信号に置き換え、その信号によりアンバランスベクトルを算出する。
【００１８】重り貼り付け機構では、まずワークに接着剤を塗布し、その後重りの貼り付けを行う。接着剤には光硬化樹脂系の接着剤を用いる。ワークの供給と取りだしと移載には、ワークの把持機構を先端に搭載したモータ駆動のロボットを使用する。重り及び貼り付け角度を探索する計算機にはコンピュータを用い、動釣合測定機からの測定値から修正用重りの選択と貼り付け角度の探索を行う。
【００１９】本発明による動釣合バランス修正方法の概要を図１に基づいて説明する。まず、ワークを動釣合測定機に供給する（Step.1）。動釣合測定機によってワークの動釣合アンバランスを測定する（Step.2）。測定値に基づいて計算機により修正用重りの選択および貼り付け角度の探索を行う（Step.3）。ワーク測定機より取り出し、Step.3の結果に従って修正終了するか、もしくは重り貼り付け機構に供給する（Step.4）。探索された重り貼り付け角度に貼付ける（Step.5）。重り貼り付け機構から取り出し再び測定機に供給する（Step.6）。そして、Step.2からの動作を繰り返す。
【００２０】図２はワークへの修正用重りの貼り付け方法を示す。本方法ではワークの回転中心を中心とする同一円上に重りを貼り付けていくものとする。重りは一定の重さと大きさを有するものとする。ワークには過去に貼り付けた重りの占有する領域やワークの形状や性質によって貼り付けができない領域（貼付け禁止領域）が存在し、これらの領域には重りを貼り付けることができないものとする。また、重りはある一定の角度ピッチでしか貼り付けないものとする。本方法での角度ピッチは１°とする。
【００２１】図３は計算機による修正用重りの選択と重り貼り付け角度の探索方法を示す。まず、測定されたアンバランスが製品仕様を満たすかを判定する（Step.3-11)。ここで、仕様を満たす場合には、以下の探索および修正を行わず、修正済みワークとしてStep.4で取り出す。次に、仕様を満たさない場合には、修正用重りを１種類選択する（Step.3-12)。修正重りを判定する（Step.3-12 * ）。この判定は図４に示すように、半径が（重りのバランス修正量）−（製品仕様の範囲）と（重りのバランス修正量）＋（製品仕様の範囲）の円で囲まれた領域に測定されたアンバランスベクトルがあるかどうかによって判定を行い、領域内部にあれば修正できる可能性があるためこの重りで探索を行い、図４（ｂ）に示すように、選択した修正重りで修正できる範囲にアンバランスベクトルが入らない場合は次の重りを選択し、Step.3-13 〜3-15を繰り返す。修正用重りを貼り付ける角度を選択する（Step.3-13)。ここで、選択する貼り付け角度は図５で示された範囲とする。修正用重りを貼り付ける角度を選択する際に、探索する貼り付け角度の範囲を図６で示されるように（アンバランス方向）−（角度α）〜（アンバランス方向）＋（角度α）までとする。ここで角度αはアンバランス量（Ａ１）、重りのアンバランス修正量（Ａ２）、製品仕様の範囲（Ａ３）の大きさを３辺とする３角形の辺Ａ１、Ａ２間の角度とし、角度αは余弦定理で求めることができる。
【００２２】角度αは選択した重りによって修正後のアンバランス量が製品仕様に入るための限界角度となり、それ以上の角度では選択した重りによっての修正が不可能となる。選択した角度に重りを貼り付ける際に貼付け禁止領域にかさならないかを判定する（Step.3-14)。ここで、貼り付け禁止領域にかさならない場合は、選択された重りと貼付け角度による修正ベクトルとアンバランスベクトルの差を求め、それが製品仕様を満たすかを判定する（Step.3-15)。ここで、仕様を満たす場合には、探索を終了し、選択された重りと貼り付け角度によりStep.5で修正を行う。Step.3-14 で貼り付け禁止領域と重なる、もしくは、Step.3-15 で製品仕様を満たさない場合は、貼り付け角度を図６（ａ）に示すように、アンバランスベクトルの方向から探索をスタートし、次とその次は±修正角度ピッチ、次とその次は±修正角度ピッチ×２・・・・のようにアンバランスベクトルから近い順に探索することにより、角度を設定し、再びStep.3-14, 3-15 を繰り返す。また、修正角度が図５で示された範囲において次の修正用重りを選択し、Step.3-13 〜3-15を製品仕様を満たす修正パターンが見つかるまで探索を繰り返す。全ての修正重りと貼り付け角度において製品仕様を満たさない場合は、修正不可能なワークとしてStep.4で取り出す。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明の回転体の動釣合バランス修正方法によると、修正不可能な重りについては修正角度の探索は行わないので、修正用重りおよび貼り付け角度の探索を高速に行うことができ、また、修正後に残るアンバランス量の小さくなる貼り付け角度から順に探索を行うため、最適な貼り付け角度の探索を高速に行うことができ、さらに、修正不可能な角度については貼り付け角度の探索を行わないため、貼り付け角度の探索を高速に行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月３１日（１９９８．７．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０５２２３
【弁理士】
【氏名又は名称】岡崎 謙秀 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６１２１（Ｐ２０００−４６１２１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１７４５４ |
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