芯出し装置および芯出し方法
【課題】装置全体の簡素化を図ることができ、しかも、ワークに対して安定して芯出しを行うことが可能な芯出し装置および芯出し方法を提供する。
【解決手段】ハンマー手段２５によるワークＷへの衝撃力の付与にてワークＷの芯出しを行う。ワークＷを回転させるための回転テーブル１と、ワークＷに与えた打撃力と、その打撃によるワーク移動量に基づいて、現在のワークＷの偏芯量を修正するために次に与える打撃力を演算する制御手段８１とを備える。制御手段８１にて演算された打撃力でもってハンマー手段２５にてワークＷを打撃する。
【解決手段】ハンマー手段２５によるワークＷへの衝撃力の付与にてワークＷの芯出しを行う。ワークＷを回転させるための回転テーブル１と、ワークＷに与えた打撃力と、その打撃によるワーク移動量に基づいて、現在のワークＷの偏芯量を修正するために次に与える打撃力を演算する制御手段８１とを備える。制御手段８１にて演算された打撃力でもってハンマー手段２５にてワークＷを打撃する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯出し装置および芯出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受の内輪や外輪等のリング状体の構造物（輪状工作物）を製造する場合、輪状工作物に対して、旋盤工程や研削工程を行う。そして、このような工程においては、芯出し装置によって、輪状工作物（ワーク）に対して芯出しを行う必要がある。
【０００３】
従来、大型軸受等の輪状工作物の研削を行う場合は、研削盤の上にワークを仮置きし、熟練した作業者が芯ずれを計測するためのゲージを加工物の外周に当て、加工物を回転させながら１周する間の振れ量を計測する。そして、ハンマーを使って振れの最大位置付近を叩くことで所定の芯出しを行っている。すなわち、このような作業者の人手による芯出し作業では、熟練した作業者がダイヤルゲージの偏芯量を測定し、測定した結果が許容範囲外である場合は、ハンマーなどを用いて加工物をたたき、測定とたたきを繰り返し、許容範囲内になるまでこの作業を行うものである。しかしながら、この作業は、完全に人作業であるため、たたく位置と打力との関係を定量化するのが困難であった。
【０００４】
そこで、近年では、熟練した作業者による芯出しによらず、機械的な自動芯出し装置が 提案されている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００５】
特許文献１に記載の芯出し装置は、回転テーブルの回転角度位置を検知する回転角度位置検知器と、被加工物の径方向偏位を検出する径方向偏位検出器と、検知器の検知結果及び検出器の検出結果に基づき偏位すべき被加工物の回転角度及びその修正量を演算する演算制御回路と、修正ヘッドにより、回転中心側に向けて被加工物を押圧する修正機とを備えたものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載の芯出し装置は、第１計測手段と、第１位置調整手段と、第２計測手段と、第２位置調整手段と、位置固定手段と、制御手段等を備えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−２３８２５８号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５０２９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１に記載のものでは、修正ヘッドの機構の中に偏芯量を測定するためのデジタルスケールを有するものである。このため、装置全体の構造が複雑でコスト高となっていた。しかも、このような装置で大型加工物の芯出しを行う場合、修正ヘッドに大きな荷重がかかる。このため、このヘッドを支えている部材はこの荷重の反力を受ける。したがって、このような部材に偏芯量を測定するケージを取り付けることが精度的に困難であった。
【０００９】
また、特許文献２に記載のものでは、第１計測手段と、第１位置調整手段と、第２計測手段と、第２位置調整手段と、位置固定手段と、制御手段とを備えるものであるので、装置としては、前記特許文献１に記載のものと同等乃至それ以上に構造が複雑となっている。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑みて、装置全体の簡素化を図ることができ、しかも、ワークに対して安定して芯出しを行うことが可能な芯出し装置および芯出し方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の芯出し装置は、ハンマー手段によるワークへの衝撃力付与にてワークの芯出しを行う芯出し装置であって、ワークを回転させるための回転テーブルと、ワークに与えた打撃力と、その打撃によるワーク移動量に基づいて、現在のワークの偏芯量を修正するために次に与える打撃力を演算する制御手段とを備え、この制御手段にて演算された打撃力でもって前記ハンマー手段にてワークを打撃するものである。
【００１２】
本発明の芯出し装置によれば、ハンマー手段によるワークへ衝撃力は、制御手段にて、衝撃毎に最適な打撃力となるように演算される。このため、この制御手段にて演算された最適な打撃力によってハンマー手段がワークを打撃することになって、ワークの偏芯を修正することができる。すなわち、予め打撃力とワークの移動量の関係を手動操作により計測したり、偏芯量に伴った数種の打撃力を定量値として設定したりする必要がなく、ワークの種類や回転テーブルの表面状態の変化によりワークや回転テーブルの摩擦力が変化しても、常に都度演算された最適な打撃力により、効率的な芯出しを行うことができる。
【００１３】
前記制御手段は、ワークの回転角位相を検出する回転角位相検出センサと、ワークの変位を検出する変位センサとを備え、位相検出センサにて検出した回転角位相と、変位センサにて検出した変位とに基づいて、ワークの偏芯量と最大偏芯位置を求め、ワークに付与した打撃力に基づいて偏芯量を修正するための打撃力を演算し、その演算された打撃力によって最大偏芯位置に打撃を付与するものである。
【００１４】
位相検出センサにて検出した回転角位相と変位センサにて検出した変位とに基づいて、フーリエ変換を実施し、回転１次成分の変位データを分離することで偏芯量と最大偏芯位置を求めることができる。
【００１５】
前記制御手段は、ワークに付与した打撃力と、その打撃力によるワーク移動量に基づいて、その打撃においてもワークが偏芯していれば、次に付与する打撃力を演算して、その演算した打撃力によって最大偏芯位置に打撃を付与するようにするのが好ましい。このような制御を行うことによって、１回の打撃で芯出しできないときであっても、順次打撃していくことによって芯出しすることができる。
【００１６】
ワークに付与する打撃力をＦとし、その打撃力付与によるワーク移動量をＸとし、ワーク移動量と打撃力との理論上の関係を、Ｘ＝ｋＦ（ｋは定数）とし、ワークに付与した打撃力がＦａであり、この打撃力の付与による移動量がＸａであるときに、Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算し、現在の偏芯量をＸｂとし、その偏芯量を修正するための打撃力をＦｂとして、このＦｂをＸｂ／ｋａでもって演算し、この打撃力Ｆｂでワークに衝撃力を付与するようにできる。
【００１７】
前記ワークが縦型旋盤や横型旋盤における加工物であっても、ワークが縦型研削盤や横型研削盤における加工物であってもよい。また、ワークの偏芯量を検出した後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができる。
【００１８】
本発明の芯出し方法は、ハンマー手段によるワークへの衝撃力付与にてワークの芯出しを行う芯出し方法であって、ハンマー手段にてワークに衝撃力を付与し、その打撃によるワーク移動量に基づいて次に与える打撃力を演算し、この演算した打撃力にてワークを打撃してワークの偏芯を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値まで前記芯出し動作を繰り返すものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の芯出し装置では、衝撃毎に最適な打撃力となるように演算され、安定した芯出し作業が可能となる。特に、打撃力とワーク移動量との関係を手動操作にて計測する必要はなく、データシートの入力が不要となる。
【００２０】
最大偏芯位置に対して、偏芯量を修正するための打撃力にてワークを打撃するものでは、精度の良い芯出しを行うことができる。フーリエ変換を実施することで、ワーク形状に依存せず偏芯量と最大偏芯位置を正確に求めることができる。
【００２１】
１回の打撃で芯出しできないときであっても、順次打撃していくことによって芯出しすることができるものでは、複数回の打撃によって、高精度な芯出し作業を行うことができる。Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算する演算方法では、偏芯量を修正するための打撃力を安定して正確に求めることができる。
【００２２】
芯出し装置が縦型旋盤や横型旋盤に用いられたり、縦型研削盤や横型研削盤に用いられたりすることができ、旋盤や研削盤による加工精度の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明の方法によれば、収束目標値になるまで芯出しすることができ、高精度の芯出しを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の芯出し装置の全体簡略ブロック図である。
【図２】前記芯出し装置の回転テーブルの正面図である。
【図３】前記芯出し装置の回転テーブルの背面図である。
【図４】前記芯出し装置の平面図である。
【図５】前記芯出し装置の要部拡大平面図である。
【図６】前記芯出し装置のハンマー手段の簡略構成図である。
【図７】前記芯出し装置の制御装置の簡略ブロック図である。
【図８】前記芯出し装置の芯出し工程前の準備工程を示すフローチャート図である。
【図９】前記芯出し装置の芯出し工程を示すフローチャート図である。
【図１０】前記芯出し装置の制御手段による演算内容を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００２６】
図１は本発明に係る芯出し装置を示し、この芯出し装置は、ワークＷが載置される回転テーブル１と、この回転テーブル１をその軸心廻りに回転させる駆動機構２（図２等参照）と、回転テーブル１上のワークＷ（ベアリングの内輪や外輪等の輪状加工物）へ衝撃力を付与する衝撃力付与構造３とを備える。
【００２７】
駆動機構２は、図２〜図４に示すように、回転テーブル１の中心軸５をその軸心を中心に回転自在に支持する軸受構造体６と、駆動用モータ７と、この駆動用モータ７の出力軸８と前記中心軸５とを連動連結する連動部材９とを備える。連動部材９は、回転テーブル１の中心軸５に装着されたスプロケット１１と、駆動用モータ７の出力軸８に装着されたスプロケット１２と、これらスプロケット１１，１２に掛け回されるチェーン（図示省略）とを備える。軸受構造体６と駆動用モータ７とは基台１０に支持されている。基台１０は、基板１４と、この基板１４を支持する脚体１５とを備える。また、脚体１５のコーナ部下端にアジャスタ１９が付設されている。
【００２８】
このため、駆動用モータ７が駆動すれば、その出力軸８の回転が連動部材９を介して中心軸５に伝達され、回転テーブル１がその軸心廻りに回転する。なお、スプロケット１１，１２間には、チェーンに張力を付与する張力付与機構２３が設けられている。すなわち、張力付与機構２３は回転盤２４を有し、この回転盤２４にてチェーンを外側から押圧する。これによって、チェーンに張力を付与する。
【００２９】
回転テーブル１には、複数のワーク受け１３が周方向に沿って所定ピッチで配設されている。このワーク受け１３は、回転テーブル１に固定される水平部１６と、この水平部１６の外径側から立設される鉛直部１７とからなり、この鉛直部１７の上端面１７ａにてワークＷを受けることになる。
【００３０】
また、ワーク受け１３の外周側に、周方向に沿って所定ピッチに複数個のラフガイド１８が設けられている。ワークＷの下端面と、外径面とのコーナ部を案内する案内面２０を有する。すなわち、ラフガイド１８は、回転テーブル１に固定される水平部２１と、この水平部２１の内径側から立設される鉛直部２２とを備え、この鉛直部２２の上部内径側にテーパ面が設けられ、このテーパ面が前記案内面２０を形成する。ワークＷを回転テーブル１に載置したときに、ワークＷの芯ずれ量（偏芯量）が過大にならないように、平面的に見て、ワークＷの外径面よりも、数ミリ程度に大きい円弧上にラフガイド１８の案内面２０を配置する。
【００３１】
衝撃力付与構造３は、図６に示すように、ワークＷに衝撃力を付与するハンマー手段２５を備える。ハンマー手段２５は、アーム２６と、このアーム２６の先端に付設される錘２７とを備える。アーム２６は、この支点Ａを中心に矢印Ｂ、Ｃのように揺動する。この場合、支点Ａから錘２７の中心Ｏまでの長さをＬ２とし、支点Ａから反錘側の端Ｅまでの長さをＬ１としたときに、Ｌ２＞Ｌ１となる。端Ｅにはバネ部材２８が付設されている。自由状態では、アーム２６を鉛直線上に配置するものである。
【００３２】
このため、このバネ部材２８がこの弾性力に抗して、矢印Ｂ方向に揺動すれば、バネ部材２８がこの図６に示すように、その軸方向に延びた状態となる。この延びた状態から、支点Ａを中心に矢印Ｂ方向の揺動力が解除されれば、バネ部材２８の弾性力によって、アーム２６はその支点Ａを中心に矢印Ｃ方向に揺動する。これによって、錘２７がこの重力とバネ部材２８の弾性力によって、ワークＷに衝突する。
【００３３】
この場合、図示省略するが、後述するように、最適な打撃力をワークに与えるための寸法だけ、バネ部材２８を延ばした状態の維持を可能な維持機構（例えば、シリンダ機構、ボールねじ機構等を備えたもの）を備える。
【００３４】
この装置は、打撃位置及び打撃力が自動的に設定されて、芯出し動作が行われる。このため、図１に示すように制御装置（制御手段）８１が設けられる。制御装置８１としては、図７に示すように、ワークＷの偏芯量の収束値を設定する設定手段７５と、ワークＷの変位量・位相を検出する変位・位相検出手段７０と、制御部７７とを備える。
【００３５】
設定手段７５にて設定される収束値は、許容できるワークＷの芯ずれの収束値であって、本発明では、この収束値以内になるまで芯出し動作が行われる。変位・位相検出手段７０は、図５に示すように、ワークＷの偏芯大きさを検出する変位センサ７１と、前記テーブル１の回転角位相を検出する位相検出センサ７２とを備える。
【００３６】
この変位センサ７１は、ワークの偏芯量を検出することができればよいので、非接触式であっても、接触式であってもよく種々のタイプのものを使用することができる。
【００３７】
位相検出センサ７２は、この場合、近接センサ７３を使用しているがロータリーエンコーダを設置してもよい。近接センサとは、リミットスイッチやマイクロスイッチなどの機械式スイッチにかわるもので非接触で検出物体が近づいたことを検出するセンサである。おもな近接センサは動作原理の違いにより、次の3つのタイプに大別される。電磁誘導を利用した高周波発振型、磁石を用いた磁気型、静電容量の変化を利用した静電容量型の3つである。
【００３８】
この実施形態では、回転テーブル１の外周面１ａに周方向に沿って所定ピッチ（定ピッチ）に複数の凹部（ドグ）７４を設け、この凹部（ドグ）７４を近接センサ７３にて検出するようにしている。すなわち、凹部（ドグ）７４を近接センサ７３にて検出することによって、テーブル１が１周する時のパルス数をカウントするようにしている。
【００３９】
制御部７７は、変位センサ７１で得られた変位量とテーブル１の回転角位相を検出する近接センサ７３との情報からフーリエ変換を行い、回転一次成分を分離することで偏芯量と最大偏芯位置（回転角位相）を演算する。また、予め設定した収束値以内に偏芯量が収まるまで芯出し指令を出す。制御部７７の制御は，ＰＬＣ（Programable Logic controller）等を用いて行われる。
【００４０】
次に、前記のように構成された芯出し装置を使用した芯出し方法を図８及び図９等を用いて説明する。まず、図８に示す芯出し準備工程を行う。すなわち、ステップＳ１に示すように、このワークＷに対する初回打撃力と偏芯量許容範囲を設定する。すなわち、制御装置８１の制御ボックスには、図１に示すような表示器（操作盤）７９が設けられ、この表示器７９の操作ボタン（入力ボタン）を操作することにより、制御装置８１に初回打撃力と偏芯量許容範囲を入力する。次に、ステップＳ２に示すように、ワークＷをセットする。すなわち、ワーク（被加工物）Ｗを回転テーブル１のワーク受け１３上に搭載する。この際、図２に示すように、ラフガイド１８に大まかな芯出しを行う（実施する）。以上が準備工程である。なお、初回打撃力は、芯出しするワークの種類、大きさ、及び重さ等に応じて過去の芯出し工程におけるデータから任意に設定される。また、偏芯量許容範囲とは、前記収束値である。すなわち、偏芯量許容範囲はこの芯出し工程終了後に行う旋盤工程や研削工程を行うことが可能範囲であり、ワークの種類や旋盤工程や研削工程等に応じて任意に設定できる。
【００４１】
次に図９に示す芯出し工程を行う。この工程では、自動スタートを指令してこの工程を開始する。すなわち、制御装置８１の表示器７９の操作ボタン（入力ボタン）のスタートスイッチを操作する。この開始（スタート）によって、ワークＷを回転させる（ステップＳ３）。その後、位相検出センサ７２（変位計測用センサ）をワーク（被加工物）Ｗに接触させ変位センサ７１にて得られるワーク変位データと、位相検出センサ７２にて得られるワーク位相データを基に、ステップＳ４に示すように、ワーク（被加工物）Ｗの偏芯量及び最大偏芯位置を演算する。
【００４２】
この場合、ワーク変位データとワーク位相データを基に、フーリエ変換を実施し、回転１次成分の変位データを分離することで偏芯量及び最大偏芯位置を求める。次にステップＳ５へ移行して、ステップＳ４で求めた偏芯量が、前記図８のステップＳ１で設定した偏芯量許容範囲内か否かを判断する。ステップＳ４で偏芯量許容範囲内であれば、すなわち、ＯＫならばこのまま芯出し工程が終了する。
【００４３】
ステップＳ４で偏芯量許容範囲内でなければ、すなわち、ＮＧならば、ステップＳ６へ移行して、前記図８のステップＳ１で設定した打撃力で、最大偏芯位置に対して打撃する。その後は、ステップＳ７へ移行して、前回（初回）の打撃によるワーク移動量とワーク偏芯量を求める。ところで、移動量Ｘと打撃力Ｆとの関係は、次の数１によって表される。
【数１】
【００４４】
このため、この数１の式にワーク移動量と打撃力を代入して係数ｋを求める。次に、移動量Ｘと打撃力Ｆの関係式（前記数１）を利用して、求めたｋとステップＳ７で求めた打撃後のワーク偏芯量をＸに代入することで、最適打撃力を求める（ステップＳ８）。その後、ステップＳ９へ移行してステップＳ６で打撃した後のワーク偏芯量が偏芯量許容範囲内であるか否かを判断する。ステップＳ９で偏芯量許容範囲内であれば、すなわち、ＯＫならばこのまま芯出し工程が終了する。ステップＳ９で偏芯量許容範囲内でなければ、すなわち、ＮＧならば、ステップＳ１０へ移行して、ステップＳ８で演算した最適な打撃力によって最大偏芯位置に対して打撃する。その後は、ステップＳ７へ移行する。このため、偏芯量許容範囲内に入るまで、この芯出し工程が継続される。そして、偏芯量許容範囲内に入れば、芯出し工程が終了する。
【００４５】
ところで、図６に示すハンマー手段２５では、支点Ａを中心としたアーム２６の揺動によって錘２７がワークＷに衝突するものである。このため、このアーム２６の鉛直軸と成す角度（以下、ハンマー角度と呼ぶ場合がある）θ（０°〜４０°）とした場合、打撃力は次の数２で表される。
【数２】
【００４６】
数２における「バネのエネルギー」は次の数３で表され、「ハンマーの位置エネルギー」は次の数４で表される。また、ハンマー角度θが０°〜４０°である場合、次の数５で示される関係がある。このため、前記数２の関係を導き出せる。なお、数４における持ち上量は、図６に示すように、錘２７がワークＷに衝突する点から、錘２７が振り下ろされる前の錘２７の中心高さ位置までの寸法である。また、前記「バネのエネルギー」は、バネ部材２８のエネルギーであり、「ハンマーの位置エネルギー」は錘２７の位置エネルギーである。
【数３】
【００４７】
【数４】
【００４８】
【数５】
【００４９】
このように、本発明の芯出し工程は、図１０に示すような工程を行うことになる。まず、フーリエ変換を用いて偏芯量と最大偏芯位置を求める（演算する）。次に、偏芯量を修正する為の最適な打撃力Ｆを演算する。打撃装置（ハンマー手段２５）を用いて最大偏芯位置に錘２７が衝突するように打撃を実施する。その後、ハンマー手段２５が衝突したことによるワーク移動量Ｘ´を計測する。打撃力Ｆとワーク移動量Ｘ´の関係から係数ｋを更新する。
【００５０】
すなわち、ワークに付与する打撃力をＦとし、その打撃力付与によるワーク移動量をＸとし、ワーク移動量と打撃力との理論上の関係を、Ｘ＝ｋＦ（ｋは定数）とし、ワークに付与した打撃力をＦａであり、この打撃力の付与による移動量をＸａであるときに、Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算し、現在の偏芯量をＸｂとし、その偏芯量を修正するための打撃力をＦｂとして、このＦｂをＸｂ／ｋａでもって演算し、この打撃力Ｆｂでワークに衝撃を付与するようにできる。
【００５１】
このため、前記芯出し装置を用いれば、回転テーブル１を介して回転しているワークＷの偏芯量を検出し、ハンマー手段２５にてワークＷへ衝撃力を付与して前記偏芯量を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値まで芯出し動作を繰り返すことになる。
【００５２】
本発明では、ハンマー手段２５によるワークＷへ衝撃は、制御手段にて、衝撃毎に最適な打撃力となるように演算される。このため、ハンマー手段２５のワークＷへの打撃にて、ワークの偏芯量を修正することができる。すなわち、予め打撃力とワークＷの移動量の関係を手動操作により計測したり、偏芯量に伴った数種の打撃力を定量値として設定したりする必要がなく、ワークＷの種類や回転テーブル１の表面状態の変化によりワークＷや回転テーブル１の摩擦力が変化しても、常に都度演算された最適な打撃力により、効率的な芯出しを行うことができる。安定した芯出し作業が可能となる。特に、打撃力とワーク移動量との関係を手動操作にて計測する必要はなく、データシートの入力が不要となる利点がある。
【００５３】
最大偏芯位置に対して、偏芯量を修正するための打撃力にてワークＷを打撃するものでは、精度の良い芯出しを行うことができる。フーリエ変換を実施するものでは、偏芯量と最大偏芯位置を安定して正確に求め、しかも、測定時間の短縮を図ることができる。
【００５４】
１回の打撃で芯出しできないときであっても、順次打撃していくことによって芯出しすることができるものでは、複数回の打撃によって、高精度な芯出し作業を行うことができる。Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算する演算方法では、偏芯量を修正するための打撃力を安定して正確に求めることができる。
【００５５】
本発明の方法によれば、収束目標値になるまで芯出しすることができ、高精度の芯出しを行うことができる。
【００５６】
ところで、ワークＷが縦型旋盤及び横型旋盤における加工物であったり、縦型研削盤及び横型研削盤における加工物であったりする。このように、本発明にかかる芯出し装置は、縦型旋盤及び横型旋盤に用いたり、縦型研削盤及び横型研削盤に用いたりすることができ、旋盤や研削盤による加工精度の向上を図ることができる。また、ワークの偏芯量を検出した後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、近接センサ用の凹部７４の数の増減も任意であるが、少なすぎると、測定精度が低下し、多すぎると、加工性に劣ることになる。このため、ワークＷの大きさ、回転テーブル１の回転速度等に応じて、凹部７４の数を種々設定できる。また、凹部７４の大きさとしては、使用するセンサが検出可能な範囲で種々変更することができる。錘２７の大きさや重さも、最適打力を得る範囲で種々変更することができる。なお、ワークＷとしては、ベアリングの内輪や外輪に限らず、輪状加工物ではない円盤状加工物等であってもよい。また、ワーク姿勢は、軸垂直であっても軸水平であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１ 回転テーブル
２５ ハンマー手段
７０ 変位検出手段
７１ 変位センサ
７２ 位相検出センサ
８１ 制御装置（制御手段）
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯出し装置および芯出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受の内輪や外輪等のリング状体の構造物（輪状工作物）を製造する場合、輪状工作物に対して、旋盤工程や研削工程を行う。そして、このような工程においては、芯出し装置によって、輪状工作物（ワーク）に対して芯出しを行う必要がある。
【０００３】
従来、大型軸受等の輪状工作物の研削を行う場合は、研削盤の上にワークを仮置きし、熟練した作業者が芯ずれを計測するためのゲージを加工物の外周に当て、加工物を回転させながら１周する間の振れ量を計測する。そして、ハンマーを使って振れの最大位置付近を叩くことで所定の芯出しを行っている。すなわち、このような作業者の人手による芯出し作業では、熟練した作業者がダイヤルゲージの偏芯量を測定し、測定した結果が許容範囲外である場合は、ハンマーなどを用いて加工物をたたき、測定とたたきを繰り返し、許容範囲内になるまでこの作業を行うものである。しかしながら、この作業は、完全に人作業であるため、たたく位置と打力との関係を定量化するのが困難であった。
【０００４】
そこで、近年では、熟練した作業者による芯出しによらず、機械的な自動芯出し装置が 提案されている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００５】
特許文献１に記載の芯出し装置は、回転テーブルの回転角度位置を検知する回転角度位置検知器と、被加工物の径方向偏位を検出する径方向偏位検出器と、検知器の検知結果及び検出器の検出結果に基づき偏位すべき被加工物の回転角度及びその修正量を演算する演算制御回路と、修正ヘッドにより、回転中心側に向けて被加工物を押圧する修正機とを備えたものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載の芯出し装置は、第１計測手段と、第１位置調整手段と、第２計測手段と、第２位置調整手段と、位置固定手段と、制御手段等を備えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−２３８２５８号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５０２９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１に記載のものでは、修正ヘッドの機構の中に偏芯量を測定するためのデジタルスケールを有するものである。このため、装置全体の構造が複雑でコスト高となっていた。しかも、このような装置で大型加工物の芯出しを行う場合、修正ヘッドに大きな荷重がかかる。このため、このヘッドを支えている部材はこの荷重の反力を受ける。したがって、このような部材に偏芯量を測定するケージを取り付けることが精度的に困難であった。
【０００９】
また、特許文献２に記載のものでは、第１計測手段と、第１位置調整手段と、第２計測手段と、第２位置調整手段と、位置固定手段と、制御手段とを備えるものであるので、装置としては、前記特許文献１に記載のものと同等乃至それ以上に構造が複雑となっている。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑みて、装置全体の簡素化を図ることができ、しかも、ワークに対して安定して芯出しを行うことが可能な芯出し装置および芯出し方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の芯出し装置は、ハンマー手段によるワークへの衝撃力付与にてワークの芯出しを行う芯出し装置であって、ワークを回転させるための回転テーブルと、ワークに与えた打撃力と、その打撃によるワーク移動量に基づいて、現在のワークの偏芯量を修正するために次に与える打撃力を演算する制御手段とを備え、この制御手段にて演算された打撃力でもって前記ハンマー手段にてワークを打撃するものである。
【００１２】
本発明の芯出し装置によれば、ハンマー手段によるワークへ衝撃力は、制御手段にて、衝撃毎に最適な打撃力となるように演算される。このため、この制御手段にて演算された最適な打撃力によってハンマー手段がワークを打撃することになって、ワークの偏芯を修正することができる。すなわち、予め打撃力とワークの移動量の関係を手動操作により計測したり、偏芯量に伴った数種の打撃力を定量値として設定したりする必要がなく、ワークの種類や回転テーブルの表面状態の変化によりワークや回転テーブルの摩擦力が変化しても、常に都度演算された最適な打撃力により、効率的な芯出しを行うことができる。
【００１３】
前記制御手段は、ワークの回転角位相を検出する回転角位相検出センサと、ワークの変位を検出する変位センサとを備え、位相検出センサにて検出した回転角位相と、変位センサにて検出した変位とに基づいて、ワークの偏芯量と最大偏芯位置を求め、ワークに付与した打撃力に基づいて偏芯量を修正するための打撃力を演算し、その演算された打撃力によって最大偏芯位置に打撃を付与するものである。
【００１４】
位相検出センサにて検出した回転角位相と変位センサにて検出した変位とに基づいて、フーリエ変換を実施し、回転１次成分の変位データを分離することで偏芯量と最大偏芯位置を求めることができる。
【００１５】
前記制御手段は、ワークに付与した打撃力と、その打撃力によるワーク移動量に基づいて、その打撃においてもワークが偏芯していれば、次に付与する打撃力を演算して、その演算した打撃力によって最大偏芯位置に打撃を付与するようにするのが好ましい。このような制御を行うことによって、１回の打撃で芯出しできないときであっても、順次打撃していくことによって芯出しすることができる。
【００１６】
ワークに付与する打撃力をＦとし、その打撃力付与によるワーク移動量をＸとし、ワーク移動量と打撃力との理論上の関係を、Ｘ＝ｋＦ（ｋは定数）とし、ワークに付与した打撃力がＦａであり、この打撃力の付与による移動量がＸａであるときに、Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算し、現在の偏芯量をＸｂとし、その偏芯量を修正するための打撃力をＦｂとして、このＦｂをＸｂ／ｋａでもって演算し、この打撃力Ｆｂでワークに衝撃力を付与するようにできる。
【００１７】
前記ワークが縦型旋盤や横型旋盤における加工物であっても、ワークが縦型研削盤や横型研削盤における加工物であってもよい。また、ワークの偏芯量を検出した後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができる。
【００１８】
本発明の芯出し方法は、ハンマー手段によるワークへの衝撃力付与にてワークの芯出しを行う芯出し方法であって、ハンマー手段にてワークに衝撃力を付与し、その打撃によるワーク移動量に基づいて次に与える打撃力を演算し、この演算した打撃力にてワークを打撃してワークの偏芯を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値まで前記芯出し動作を繰り返すものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の芯出し装置では、衝撃毎に最適な打撃力となるように演算され、安定した芯出し作業が可能となる。特に、打撃力とワーク移動量との関係を手動操作にて計測する必要はなく、データシートの入力が不要となる。
【００２０】
最大偏芯位置に対して、偏芯量を修正するための打撃力にてワークを打撃するものでは、精度の良い芯出しを行うことができる。フーリエ変換を実施することで、ワーク形状に依存せず偏芯量と最大偏芯位置を正確に求めることができる。
【００２１】
１回の打撃で芯出しできないときであっても、順次打撃していくことによって芯出しすることができるものでは、複数回の打撃によって、高精度な芯出し作業を行うことができる。Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算する演算方法では、偏芯量を修正するための打撃力を安定して正確に求めることができる。
【００２２】
芯出し装置が縦型旋盤や横型旋盤に用いられたり、縦型研削盤や横型研削盤に用いられたりすることができ、旋盤や研削盤による加工精度の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明の方法によれば、収束目標値になるまで芯出しすることができ、高精度の芯出しを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の芯出し装置の全体簡略ブロック図である。
【図２】前記芯出し装置の回転テーブルの正面図である。
【図３】前記芯出し装置の回転テーブルの背面図である。
【図４】前記芯出し装置の平面図である。
【図５】前記芯出し装置の要部拡大平面図である。
【図６】前記芯出し装置のハンマー手段の簡略構成図である。
【図７】前記芯出し装置の制御装置の簡略ブロック図である。
【図８】前記芯出し装置の芯出し工程前の準備工程を示すフローチャート図である。
【図９】前記芯出し装置の芯出し工程を示すフローチャート図である。
【図１０】前記芯出し装置の制御手段による演算内容を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００２６】
図１は本発明に係る芯出し装置を示し、この芯出し装置は、ワークＷが載置される回転テーブル１と、この回転テーブル１をその軸心廻りに回転させる駆動機構２（図２等参照）と、回転テーブル１上のワークＷ（ベアリングの内輪や外輪等の輪状加工物）へ衝撃力を付与する衝撃力付与構造３とを備える。
【００２７】
駆動機構２は、図２〜図４に示すように、回転テーブル１の中心軸５をその軸心を中心に回転自在に支持する軸受構造体６と、駆動用モータ７と、この駆動用モータ７の出力軸８と前記中心軸５とを連動連結する連動部材９とを備える。連動部材９は、回転テーブル１の中心軸５に装着されたスプロケット１１と、駆動用モータ７の出力軸８に装着されたスプロケット１２と、これらスプロケット１１，１２に掛け回されるチェーン（図示省略）とを備える。軸受構造体６と駆動用モータ７とは基台１０に支持されている。基台１０は、基板１４と、この基板１４を支持する脚体１５とを備える。また、脚体１５のコーナ部下端にアジャスタ１９が付設されている。
【００２８】
このため、駆動用モータ７が駆動すれば、その出力軸８の回転が連動部材９を介して中心軸５に伝達され、回転テーブル１がその軸心廻りに回転する。なお、スプロケット１１，１２間には、チェーンに張力を付与する張力付与機構２３が設けられている。すなわち、張力付与機構２３は回転盤２４を有し、この回転盤２４にてチェーンを外側から押圧する。これによって、チェーンに張力を付与する。
【００２９】
回転テーブル１には、複数のワーク受け１３が周方向に沿って所定ピッチで配設されている。このワーク受け１３は、回転テーブル１に固定される水平部１６と、この水平部１６の外径側から立設される鉛直部１７とからなり、この鉛直部１７の上端面１７ａにてワークＷを受けることになる。
【００３０】
また、ワーク受け１３の外周側に、周方向に沿って所定ピッチに複数個のラフガイド１８が設けられている。ワークＷの下端面と、外径面とのコーナ部を案内する案内面２０を有する。すなわち、ラフガイド１８は、回転テーブル１に固定される水平部２１と、この水平部２１の内径側から立設される鉛直部２２とを備え、この鉛直部２２の上部内径側にテーパ面が設けられ、このテーパ面が前記案内面２０を形成する。ワークＷを回転テーブル１に載置したときに、ワークＷの芯ずれ量（偏芯量）が過大にならないように、平面的に見て、ワークＷの外径面よりも、数ミリ程度に大きい円弧上にラフガイド１８の案内面２０を配置する。
【００３１】
衝撃力付与構造３は、図６に示すように、ワークＷに衝撃力を付与するハンマー手段２５を備える。ハンマー手段２５は、アーム２６と、このアーム２６の先端に付設される錘２７とを備える。アーム２６は、この支点Ａを中心に矢印Ｂ、Ｃのように揺動する。この場合、支点Ａから錘２７の中心Ｏまでの長さをＬ２とし、支点Ａから反錘側の端Ｅまでの長さをＬ１としたときに、Ｌ２＞Ｌ１となる。端Ｅにはバネ部材２８が付設されている。自由状態では、アーム２６を鉛直線上に配置するものである。
【００３２】
このため、このバネ部材２８がこの弾性力に抗して、矢印Ｂ方向に揺動すれば、バネ部材２８がこの図６に示すように、その軸方向に延びた状態となる。この延びた状態から、支点Ａを中心に矢印Ｂ方向の揺動力が解除されれば、バネ部材２８の弾性力によって、アーム２６はその支点Ａを中心に矢印Ｃ方向に揺動する。これによって、錘２７がこの重力とバネ部材２８の弾性力によって、ワークＷに衝突する。
【００３３】
この場合、図示省略するが、後述するように、最適な打撃力をワークに与えるための寸法だけ、バネ部材２８を延ばした状態の維持を可能な維持機構（例えば、シリンダ機構、ボールねじ機構等を備えたもの）を備える。
【００３４】
この装置は、打撃位置及び打撃力が自動的に設定されて、芯出し動作が行われる。このため、図１に示すように制御装置（制御手段）８１が設けられる。制御装置８１としては、図７に示すように、ワークＷの偏芯量の収束値を設定する設定手段７５と、ワークＷの変位量・位相を検出する変位・位相検出手段７０と、制御部７７とを備える。
【００３５】
設定手段７５にて設定される収束値は、許容できるワークＷの芯ずれの収束値であって、本発明では、この収束値以内になるまで芯出し動作が行われる。変位・位相検出手段７０は、図５に示すように、ワークＷの偏芯大きさを検出する変位センサ７１と、前記テーブル１の回転角位相を検出する位相検出センサ７２とを備える。
【００３６】
この変位センサ７１は、ワークの偏芯量を検出することができればよいので、非接触式であっても、接触式であってもよく種々のタイプのものを使用することができる。
【００３７】
位相検出センサ７２は、この場合、近接センサ７３を使用しているがロータリーエンコーダを設置してもよい。近接センサとは、リミットスイッチやマイクロスイッチなどの機械式スイッチにかわるもので非接触で検出物体が近づいたことを検出するセンサである。おもな近接センサは動作原理の違いにより、次の3つのタイプに大別される。電磁誘導を利用した高周波発振型、磁石を用いた磁気型、静電容量の変化を利用した静電容量型の3つである。
【００３８】
この実施形態では、回転テーブル１の外周面１ａに周方向に沿って所定ピッチ（定ピッチ）に複数の凹部（ドグ）７４を設け、この凹部（ドグ）７４を近接センサ７３にて検出するようにしている。すなわち、凹部（ドグ）７４を近接センサ７３にて検出することによって、テーブル１が１周する時のパルス数をカウントするようにしている。
【００３９】
制御部７７は、変位センサ７１で得られた変位量とテーブル１の回転角位相を検出する近接センサ７３との情報からフーリエ変換を行い、回転一次成分を分離することで偏芯量と最大偏芯位置（回転角位相）を演算する。また、予め設定した収束値以内に偏芯量が収まるまで芯出し指令を出す。制御部７７の制御は，ＰＬＣ（Programable Logic controller）等を用いて行われる。
【００４０】
次に、前記のように構成された芯出し装置を使用した芯出し方法を図８及び図９等を用いて説明する。まず、図８に示す芯出し準備工程を行う。すなわち、ステップＳ１に示すように、このワークＷに対する初回打撃力と偏芯量許容範囲を設定する。すなわち、制御装置８１の制御ボックスには、図１に示すような表示器（操作盤）７９が設けられ、この表示器７９の操作ボタン（入力ボタン）を操作することにより、制御装置８１に初回打撃力と偏芯量許容範囲を入力する。次に、ステップＳ２に示すように、ワークＷをセットする。すなわち、ワーク（被加工物）Ｗを回転テーブル１のワーク受け１３上に搭載する。この際、図２に示すように、ラフガイド１８に大まかな芯出しを行う（実施する）。以上が準備工程である。なお、初回打撃力は、芯出しするワークの種類、大きさ、及び重さ等に応じて過去の芯出し工程におけるデータから任意に設定される。また、偏芯量許容範囲とは、前記収束値である。すなわち、偏芯量許容範囲はこの芯出し工程終了後に行う旋盤工程や研削工程を行うことが可能範囲であり、ワークの種類や旋盤工程や研削工程等に応じて任意に設定できる。
【００４１】
次に図９に示す芯出し工程を行う。この工程では、自動スタートを指令してこの工程を開始する。すなわち、制御装置８１の表示器７９の操作ボタン（入力ボタン）のスタートスイッチを操作する。この開始（スタート）によって、ワークＷを回転させる（ステップＳ３）。その後、位相検出センサ７２（変位計測用センサ）をワーク（被加工物）Ｗに接触させ変位センサ７１にて得られるワーク変位データと、位相検出センサ７２にて得られるワーク位相データを基に、ステップＳ４に示すように、ワーク（被加工物）Ｗの偏芯量及び最大偏芯位置を演算する。
【００４２】
この場合、ワーク変位データとワーク位相データを基に、フーリエ変換を実施し、回転１次成分の変位データを分離することで偏芯量及び最大偏芯位置を求める。次にステップＳ５へ移行して、ステップＳ４で求めた偏芯量が、前記図８のステップＳ１で設定した偏芯量許容範囲内か否かを判断する。ステップＳ４で偏芯量許容範囲内であれば、すなわち、ＯＫならばこのまま芯出し工程が終了する。
【００４３】
ステップＳ４で偏芯量許容範囲内でなければ、すなわち、ＮＧならば、ステップＳ６へ移行して、前記図８のステップＳ１で設定した打撃力で、最大偏芯位置に対して打撃する。その後は、ステップＳ７へ移行して、前回（初回）の打撃によるワーク移動量とワーク偏芯量を求める。ところで、移動量Ｘと打撃力Ｆとの関係は、次の数１によって表される。
【数１】
【００４４】
このため、この数１の式にワーク移動量と打撃力を代入して係数ｋを求める。次に、移動量Ｘと打撃力Ｆの関係式（前記数１）を利用して、求めたｋとステップＳ７で求めた打撃後のワーク偏芯量をＸに代入することで、最適打撃力を求める（ステップＳ８）。その後、ステップＳ９へ移行してステップＳ６で打撃した後のワーク偏芯量が偏芯量許容範囲内であるか否かを判断する。ステップＳ９で偏芯量許容範囲内であれば、すなわち、ＯＫならばこのまま芯出し工程が終了する。ステップＳ９で偏芯量許容範囲内でなければ、すなわち、ＮＧならば、ステップＳ１０へ移行して、ステップＳ８で演算した最適な打撃力によって最大偏芯位置に対して打撃する。その後は、ステップＳ７へ移行する。このため、偏芯量許容範囲内に入るまで、この芯出し工程が継続される。そして、偏芯量許容範囲内に入れば、芯出し工程が終了する。
【００４５】
ところで、図６に示すハンマー手段２５では、支点Ａを中心としたアーム２６の揺動によって錘２７がワークＷに衝突するものである。このため、このアーム２６の鉛直軸と成す角度（以下、ハンマー角度と呼ぶ場合がある）θ（０°〜４０°）とした場合、打撃力は次の数２で表される。
【数２】
【００４６】
数２における「バネのエネルギー」は次の数３で表され、「ハンマーの位置エネルギー」は次の数４で表される。また、ハンマー角度θが０°〜４０°である場合、次の数５で示される関係がある。このため、前記数２の関係を導き出せる。なお、数４における持ち上量は、図６に示すように、錘２７がワークＷに衝突する点から、錘２７が振り下ろされる前の錘２７の中心高さ位置までの寸法である。また、前記「バネのエネルギー」は、バネ部材２８のエネルギーであり、「ハンマーの位置エネルギー」は錘２７の位置エネルギーである。
【数３】
【００４７】
【数４】
【００４８】
【数５】
【００４９】
このように、本発明の芯出し工程は、図１０に示すような工程を行うことになる。まず、フーリエ変換を用いて偏芯量と最大偏芯位置を求める（演算する）。次に、偏芯量を修正する為の最適な打撃力Ｆを演算する。打撃装置（ハンマー手段２５）を用いて最大偏芯位置に錘２７が衝突するように打撃を実施する。その後、ハンマー手段２５が衝突したことによるワーク移動量Ｘ´を計測する。打撃力Ｆとワーク移動量Ｘ´の関係から係数ｋを更新する。
【００５０】
すなわち、ワークに付与する打撃力をＦとし、その打撃力付与によるワーク移動量をＸとし、ワーク移動量と打撃力との理論上の関係を、Ｘ＝ｋＦ（ｋは定数）とし、ワークに付与した打撃力をＦａであり、この打撃力の付与による移動量をＸａであるときに、Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算し、現在の偏芯量をＸｂとし、その偏芯量を修正するための打撃力をＦｂとして、このＦｂをＸｂ／ｋａでもって演算し、この打撃力Ｆｂでワークに衝撃を付与するようにできる。
【００５１】
このため、前記芯出し装置を用いれば、回転テーブル１を介して回転しているワークＷの偏芯量を検出し、ハンマー手段２５にてワークＷへ衝撃力を付与して前記偏芯量を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値まで芯出し動作を繰り返すことになる。
【００５２】
本発明では、ハンマー手段２５によるワークＷへ衝撃は、制御手段にて、衝撃毎に最適な打撃力となるように演算される。このため、ハンマー手段２５のワークＷへの打撃にて、ワークの偏芯量を修正することができる。すなわち、予め打撃力とワークＷの移動量の関係を手動操作により計測したり、偏芯量に伴った数種の打撃力を定量値として設定したりする必要がなく、ワークＷの種類や回転テーブル１の表面状態の変化によりワークＷや回転テーブル１の摩擦力が変化しても、常に都度演算された最適な打撃力により、効率的な芯出しを行うことができる。安定した芯出し作業が可能となる。特に、打撃力とワーク移動量との関係を手動操作にて計測する必要はなく、データシートの入力が不要となる利点がある。
【００５３】
最大偏芯位置に対して、偏芯量を修正するための打撃力にてワークＷを打撃するものでは、精度の良い芯出しを行うことができる。フーリエ変換を実施するものでは、偏芯量と最大偏芯位置を安定して正確に求め、しかも、測定時間の短縮を図ることができる。
【００５４】
１回の打撃で芯出しできないときであっても、順次打撃していくことによって芯出しすることができるものでは、複数回の打撃によって、高精度な芯出し作業を行うことができる。Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算する演算方法では、偏芯量を修正するための打撃力を安定して正確に求めることができる。
【００５５】
本発明の方法によれば、収束目標値になるまで芯出しすることができ、高精度の芯出しを行うことができる。
【００５６】
ところで、ワークＷが縦型旋盤及び横型旋盤における加工物であったり、縦型研削盤及び横型研削盤における加工物であったりする。このように、本発明にかかる芯出し装置は、縦型旋盤及び横型旋盤に用いたり、縦型研削盤及び横型研削盤に用いたりすることができ、旋盤や研削盤による加工精度の向上を図ることができる。また、ワークの偏芯量を検出した後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、近接センサ用の凹部７４の数の増減も任意であるが、少なすぎると、測定精度が低下し、多すぎると、加工性に劣ることになる。このため、ワークＷの大きさ、回転テーブル１の回転速度等に応じて、凹部７４の数を種々設定できる。また、凹部７４の大きさとしては、使用するセンサが検出可能な範囲で種々変更することができる。錘２７の大きさや重さも、最適打力を得る範囲で種々変更することができる。なお、ワークＷとしては、ベアリングの内輪や外輪に限らず、輪状加工物ではない円盤状加工物等であってもよい。また、ワーク姿勢は、軸垂直であっても軸水平であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１ 回転テーブル
２５ ハンマー手段
７０ 変位検出手段
７１ 変位センサ
７２ 位相検出センサ
８１ 制御装置（制御手段）
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンマー手段によるワークへの衝撃力付与にてワークの芯出しを行う芯出し装置であって、
ワークを回転させるための回転テーブルと、
ワークに与えた打撃力と、その打撃によるワーク移動量に基づいて、現在のワークの偏芯量を修正するために次に与える打撃力を演算する制御手段とを備え、
この制御手段にて演算された打撃力でもって前記ハンマー手段にてワークを打撃することを特徴とする芯出し装置。
【請求項２】
前記制御手段は、ワークの回転角位相を検出する回転角位相検出センサと、ワークの変位を検出する変位センサとを備え、位相検出センサにて検出した回転角位相と、変位センサにて検出した変位とに基づいて、ワークの偏芯量と最大偏芯位置を求め、ワークに付与した打撃力に基づいて偏芯量を修正するための打撃力を演算し、その演算された打撃力によって最大偏芯位置に打撃を付与することを特徴とする請求項１に記載の芯出し装置。
【請求項３】
位相検出センサにて検出した回転角位相と変位センサにて検出した変位とに基づいて、フーリエ変換を実施し、回転１次成分の変位データを分離することで偏芯量と最大偏芯位置を求めることを特徴とする請求項２に記載の芯出し装置。
【請求項４】
前記制御手段は、ワークに付与した打撃力と、その打撃力によるワーク移動量に基づいて、その打撃においてもワークが偏芯していれば、次に付与する打撃力を演算して、その演算した打撃力によって最大偏芯位置に打撃を付与することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項５】
ワークに付与する打撃力をＦとし、その打撃力付与によるワーク移動量をＸとし、ワーク移動量と打撃力との理論上の関係を、Ｘ＝ｋＦ（ｋは定数）とし、ワークに付与した打撃力がＦａであり、この打撃力の付与による移動量がＸａであるときに、Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算し、現在の偏芯量をＸｂとし、その偏芯量を修正するための打撃力をＦｂとして、このＦｂをＸｂ／ｋａでもって演算し、この打撃力Ｆｂでワークに衝撃力を付与することを特徴とする請求項４に記載の芯出し装置。
【請求項６】
前記ワークが縦型旋盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項７】
前記ワークが横型旋盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項８】
前記ワークが縦型研削盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項９】
前記ワークが横型研削盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項１０】
ワークの偏芯量を検出した後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項１１】
ハンマー手段によるワークへの衝撃力付与にてワークの芯出しを行う芯出し方法であって、
ハンマー手段にてワークに衝撃力を付与し、その打撃によるワーク移動量に基づいて次に与える打撃力を演算し、この演算した打撃力にてワークを打撃してワークの偏芯を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値まで前記芯出し動作を繰り返すことを特徴とする芯出し方法。
【請求項１】
ハンマー手段によるワークへの衝撃力付与にてワークの芯出しを行う芯出し装置であって、
ワークを回転させるための回転テーブルと、
ワークに与えた打撃力と、その打撃によるワーク移動量に基づいて、現在のワークの偏芯量を修正するために次に与える打撃力を演算する制御手段とを備え、
この制御手段にて演算された打撃力でもって前記ハンマー手段にてワークを打撃することを特徴とする芯出し装置。
【請求項２】
前記制御手段は、ワークの回転角位相を検出する回転角位相検出センサと、ワークの変位を検出する変位センサとを備え、位相検出センサにて検出した回転角位相と、変位センサにて検出した変位とに基づいて、ワークの偏芯量と最大偏芯位置を求め、ワークに付与した打撃力に基づいて偏芯量を修正するための打撃力を演算し、その演算された打撃力によって最大偏芯位置に打撃を付与することを特徴とする請求項１に記載の芯出し装置。
【請求項３】
位相検出センサにて検出した回転角位相と変位センサにて検出した変位とに基づいて、フーリエ変換を実施し、回転１次成分の変位データを分離することで偏芯量と最大偏芯位置を求めることを特徴とする請求項２に記載の芯出し装置。
【請求項４】
前記制御手段は、ワークに付与した打撃力と、その打撃力によるワーク移動量に基づいて、その打撃においてもワークが偏芯していれば、次に付与する打撃力を演算して、その演算した打撃力によって最大偏芯位置に打撃を付与することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項５】
ワークに付与する打撃力をＦとし、その打撃力付与によるワーク移動量をＸとし、ワーク移動量と打撃力との理論上の関係を、Ｘ＝ｋＦ（ｋは定数）とし、ワークに付与した打撃力がＦａであり、この打撃力の付与による移動量がＸａであるときに、Ｘａ／Ｆａ＝ｋａを演算し、現在の偏芯量をＸｂとし、その偏芯量を修正するための打撃力をＦｂとして、このＦｂをＸｂ／ｋａでもって演算し、この打撃力Ｆｂでワークに衝撃力を付与することを特徴とする請求項４に記載の芯出し装置。
【請求項６】
前記ワークが縦型旋盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項７】
前記ワークが横型旋盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項８】
前記ワークが縦型研削盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項９】
前記ワークが横型研削盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項１０】
ワークの偏芯量を検出した後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項１１】
ハンマー手段によるワークへの衝撃力付与にてワークの芯出しを行う芯出し方法であって、
ハンマー手段にてワークに衝撃力を付与し、その打撃によるワーク移動量に基づいて次に与える打撃力を演算し、この演算した打撃力にてワークを打撃してワークの偏芯を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値まで前記芯出し動作を繰り返すことを特徴とする芯出し方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２２４７３０（Ｐ２０１１−２２４７３０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９７１６３（Ｐ２０１０−９７１６３）
【出願日】平成２２年４月２０日（２０１０．４．２０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２０日（２０１０．４．２０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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