高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置的制作方法

專利名稱：高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，例如關(guān)于汽車發(fā)動機中具備的渦輪增壓器等的、具有以較高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部的高速旋轉(zhuǎn)機器，為了修正該旋轉(zhuǎn)部的不平衡而使用。
背景技術(shù)：
在具有以較高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部的高速旋轉(zhuǎn)機器中，該旋轉(zhuǎn)部中的殘余不平衡(構(gòu)成旋轉(zhuǎn)部的部件加工后或組裝后殘余的不平衡)較大的話，
存在下述情況旋轉(zhuǎn)部隨著其旋轉(zhuǎn)而振動變得過大，引起旋轉(zhuǎn)部周圍的殼體的振動，隨之產(chǎn)生噪聲等不良情況。作為這種高速旋轉(zhuǎn)機器的一例，有汽車發(fā)動機中具備的渦輪增壓器。在渦輪增壓器中，有時其旋轉(zhuǎn)部的轉(zhuǎn)速例如達到15萬rpm以上。因此，渦輪增壓器中旋轉(zhuǎn)部的殘余不平衡較大的話，除了因其旋轉(zhuǎn)部的振動過大而導(dǎo)致的如上所述的不良情況以外，有時發(fā)生支承旋轉(zhuǎn)部的軸承部中的軸承燒結(jié)等的現(xiàn)象。
在這里，以渦輪增壓器為例，利用圖17對高速旋轉(zhuǎn)機器中的不平衡引起的不良情況的發(fā)生原理進行說明。
渦輪增壓器1Q2具有旋轉(zhuǎn)部。旋轉(zhuǎn)部包括旋轉(zhuǎn)軸121、設(shè)在該旋轉(zhuǎn)軸121的一端(在圖17中為左端)上的渦輪轉(zhuǎn)子122和設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸121的另一端(在圖17中為右端)上的壓縮機轉(zhuǎn)子123。即，渦輪增壓器102所具有的旋轉(zhuǎn)部構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)軸121、渦輪轉(zhuǎn)子122和壓縮機轉(zhuǎn)子123組裝而成 一體地旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體。
旋轉(zhuǎn)軸121旋轉(zhuǎn)自如地被支承在中間殼124上。旋轉(zhuǎn)軸121相對于中間殼124,經(jīng)由設(shè)在兩處的軸承125被支承。即，軸承125處于介于旋轉(zhuǎn)軸121和中間殼124之間而安裝的狀態(tài)。渦輪轉(zhuǎn)子122被收容在安裝于中間殼124的一側(cè)(在圖17中為左側(cè))的渦輪殼體126內(nèi)。其中，雖然省略了圖示，但在渦輪增壓器102實際作為產(chǎn)品而使用的情況下，壓縮機轉(zhuǎn)子123被收容在安裝于中間殼124的另一側(cè)(在圖17中為右側(cè))的壓縮機殼內(nèi)。通過具有這種結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器102，來自發(fā)動機的排氣被回收而進行壓縮，作為進氣而再次供給給發(fā)動機。即，在渦輪增壓器102中，通過來自發(fā)動機的排氣，使渦輪殼體126內(nèi)的渦輪轉(zhuǎn)子122旋轉(zhuǎn)。通過渦輪轉(zhuǎn)子122旋轉(zhuǎn)，壓縮機轉(zhuǎn)子123經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸121旋轉(zhuǎn)。通過該壓縮機轉(zhuǎn)子123的旋轉(zhuǎn)，被回收到渦輪增壓器102內(nèi)的來自發(fā)動機的排氣，被壓縮后作為進氣再次供給給發(fā)動機。
在具有這種結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器102中，如圖17 (a)所示，例如通過在壓縮機轉(zhuǎn)子123上存在不平衡部127,假定在旋轉(zhuǎn)部上的距旋轉(zhuǎn)部的(旋轉(zhuǎn)軸121的)旋轉(zhuǎn)軸線C距離r的位置上存在質(zhì)量m的不平衡的情況。在這種情況下，因旋轉(zhuǎn)部(由旋轉(zhuǎn)軸121、渦輪轉(zhuǎn)子122以及壓縮機轉(zhuǎn)子123構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體)的旋轉(zhuǎn)，軸承125從旋轉(zhuǎn)軸121作為離心力而受到mro^的反力(參照圖17 (b))。
軸承125受到的來自旋轉(zhuǎn)軸121的反力，傳遞給中間殼124 (參照圖17(c))。在中間殼124中，因經(jīng)由軸承125受到的力，產(chǎn)生振動。中間殼124的振動傳遞給渦輪殼體126 (參照圖17 (d))。在這里，在渦輪增壓器102中，如圖17(d)所示，中間殼124和渦輪殼體126利用螺釘128結(jié)合固定。因此，可在中間殼124與渦輪外殼126之間得到良好的振動傳遞性，以旋轉(zhuǎn)部的不平衡作為振動源發(fā)生的振動，容易傳遞給渦輪殼體126。其中，螺釘128經(jīng)由形成于中間殼124的端部上的凸緣部124a螺紋插入到渦輪殼體126中。由此，渦輪殼體126隨著旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而振動，從而產(chǎn)生渦輪增壓器102引起的噪聲。
如此，在渦輪增壓器102中，因其旋轉(zhuǎn)部的不平衡，發(fā)生伴隨渦輪殼體126的振動的噪聲這個不良情況。
渦輪殼體126的振動，與搭載了具有渦輪增壓器102的發(fā)動機的汽車等車輛的噪聲之間的相關(guān)度較高。因此，減少渦輪殼體126中的振動，成為關(guān)于減少渦輪增壓器102引起的噪聲的中間特性。即，在渦輪增壓器102中，通過修正旋轉(zhuǎn)部的不平衡，抑制有關(guān)渦輪殼體126的振動，可降低在渦輪增壓器102中產(chǎn)生的噪聲。
因此，在渦輪增壓器等高速旋轉(zhuǎn)機器中，為了防止其旋轉(zhuǎn)部的殘余不平衡引起的不良情況，進行有關(guān)旋轉(zhuǎn)部的不平衡修正(例如參照曰本特開2002-39904號公報)。關(guān)于不平衡修正的一例，利用圖18以高速旋轉(zhuǎn)機器為上述渦輪增壓器102的情況下為例進行說明。
進行渦輪增壓器102的不平衡修正時，可用不平衡修正裝置。在不平衡修正裝置中，在被防振支承等的機架上，作為支承渦輪增壓器102的夾具，設(shè)有渦輪殼體部103。渦輪殼體部103由相當(dāng)于作為產(chǎn)品的渦輪增壓器102中的渦輪殼體126 (參照圖17)的部件構(gòu)成。相對于該渦輪殼體部103,安裝有包括渦輪增壓器102的旋轉(zhuǎn)部(由旋轉(zhuǎn)軸121、渦輪轉(zhuǎn)子122以及壓縮機轉(zhuǎn)子123構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體)和中間殼124的結(jié)構(gòu)(下面稱為"工件120")。進行工件120相對于渦輪殼體部103的安裝時，中間殼124固定在渦輪殼體部103上。并且，在不平衡修正裝置中的預(yù)定位置(例如渦輪殼體部103)上，設(shè)有作為振動檢測單元的加速度傳感器(pick-up )。
在工件120安裝在渦輪殼體部103上的狀態(tài)下，與來自發(fā)動機的排氣相同的空氣(具有相當(dāng)于排氣壓的壓力的壓縮空氣)，從空氣源向渦輪殼體部103供給，經(jīng)由渦輪轉(zhuǎn)子122而使得包含該渦輪轉(zhuǎn)子122的旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)。
進行不平衡修正時，工件120的旋轉(zhuǎn)部(下面稱為"工件旋轉(zhuǎn)部")以預(yù)先設(shè)定的預(yù)定轉(zhuǎn)速(例如7萬rpm，下面稱為"不平衡修正轉(zhuǎn)速")旋轉(zhuǎn)。即，由加速度傳感器檢測出工件旋轉(zhuǎn)部以不平衡修正轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下的振動加速度。根據(jù)檢測出的該振動加速度值，測定工件旋轉(zhuǎn)部的不平衡。
并且，根據(jù)測定出的不平衡值，進行工件旋轉(zhuǎn)部的不平衡的修正。有關(guān)工件旋轉(zhuǎn)部的不平衡的修正，例如在工件旋轉(zhuǎn)部中，為了將壓縮機轉(zhuǎn)子123固定在旋轉(zhuǎn)軸121上而使用的螺母的部分等的預(yù)定部分利用磨削機等進行磨削而進行。
在這樣進行的渦輪增壓器102的不平衡修正中，進行工件120 (中間殼124)相對于渦輪殼體部103的固定時，與作為產(chǎn)品的渦輪增壓器102中的中間殼124相對于渦輪殼體126的固定相同地，考慮使用螺釘固定(參照圖17 (d))。
但是，進行渦輪增壓器102的不平衡修正時，相對于夾具(渦輪殼體部103)用螺釘固定工件120時，會聯(lián)系到在渦輪增壓器102的生產(chǎn)
8線中降低生產(chǎn)率。即，在渦輪增壓器102的生產(chǎn)線中進行的不平衡修正 的情況、進行工件120相對于夾具的安裝時擰緊多個螺釘而固定情況， 從生產(chǎn)率方面考慮的話不優(yōu)選。
因此，在渦輪增壓器102的不平衡修正中，在進行工件120相對于 夾具的固定時，利用夾緊方式進行。具體如下所述。
如圖18所示，在夾緊方式中，進行工件120相對于渦輪殼體部103 的固定時，使用卡定爪lll。卡定爪lll在工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)方向上隔 開預(yù)定間隔而設(shè)有多個(在圖18中圖示了兩個)。通過該卡定爪lll, 中間殼124的凸緣部124a相對于渦輪殼體部103按壓，從而工件120 相對于渦輪殼體部103被固定。即，卡定爪lll具有用于將中間殼124 的凸緣部124a相對于渦輪殼體部103按壓的卡定部113。在該卡定部 113與凸緣部124a卡定的狀態(tài)下，卡定爪111由其卡定部113向按壓 中間殼124的凸緣部124a的方向(在圖18中為左側(cè)方向)受到施力， 從而中間殼124相對于渦輪殼體部103被固定。在這里，卡定爪lll， 經(jīng)由從其一側(cè)(在圖18中為左側(cè))伸出的桿部112,例如被氣缸機構(gòu)拽 拉，從而向所述按壓方向受到施力。
平衡修正裝置中，發(fā)生如下所述的問題。、 ''"'工'、
進行不平衡修正時，如上所述，作為夾具的渦輪殼體部103相對于 多個工件120用作共同的夾具。在通過工件120被夾緊而相對于渦輪殼 體部103固定的結(jié)構(gòu)中，在工件120相對于渦輪殼體部103被夾緊的狀 態(tài)(下面稱為"夾緊狀態(tài)")下的、工件120相對于渦輪殼體部103的 姿態(tài)(下面稱為"工件姿態(tài)")中，有時發(fā)生偏差。
即，如圖18所示，工件120在其工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線的方向大 致成為水平方向(在圖18中為左右方向)的姿態(tài)下，相對于渦輪殼體 部103中的大致鉛直方向的面部被支承。因此，在4皮渦輪殼體部103支 承的狀態(tài)的工件120中，其自重引起的重力朝向不同于被支承的方向(在 圖18中為左側(cè)方向)的方向(在圖18中為下側(cè)方向)起到作用。
作用于夾緊狀態(tài)的工件120的自重引起的重力，如在圖19夸張表 示，中間殼24的凸緣部24a下端部接觸著的狀態(tài)下使工件120傾斜地起到作用。并且，工件姿態(tài)傾斜時，基于卡定爪lll的卡定部113相對 于工件120 (凸緣部124a )的卡定位置(夾緊位置)也發(fā)生變化。
因這種相對于夾緊狀態(tài)的工件120的基于自重的重力作用、其他工 件120的個體差異等，夾緊狀態(tài)的工件姿態(tài)根據(jù)工件120而不同。即， 多個工件120的夾緊自然而然地進行時，如工件120變化，則工件姿勢 有時也會不同，從而在多個工件120之間有時在工件姿態(tài)中發(fā)生偏差。
如此，在工件姿態(tài)中發(fā)生偏差時，基于卡定爪111的相對于工件120 的卡定位置(夾緊位置)也發(fā)生偏差，關(guān)于伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的工 件120本身的振動、經(jīng)由渦輪殼體部103傳遞給加速度傳感器的振動的 大小等也會發(fā)生偏差。即，在工件姿態(tài)上產(chǎn)生偏差會成為降低有關(guān)工件 120的不平衡修正的精度的原因。
并且，在工件120被夾緊而相對于渦輪殼體部103固定的結(jié)構(gòu)中， 伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)，夾緊工件120的部件(卡定爪111)相對于渦 輪殼體部103 (以不同于包含渦輪殼體部103的結(jié)構(gòu)的固有振動頻率) 振動(參照圖18中箭頭XI、 X2)。夾緊工件120的部件振動時，根據(jù)其 振動程度，導(dǎo)致工件120的夾緊力，即工件120相對于渦輪殼體部103 被按壓的力不穩(wěn)定化。如工件120的夾緊力變得不穩(wěn)定，則相對于渦輪 殼體部103在多個部位夾緊的工件120有時較大地振動(參照圖18中 箭頭X3)，根據(jù)情況夾緊狀態(tài)的工件120還可能被翹曲。
如此，夾緊狀態(tài)的工件120較大地振動時，進行不平衡修正時不能 進行準確的振動測定，降低有關(guān)不平衡修正的精度。即，為了在進行不 平衡修正時提高精度，優(yōu)選的是抑制夾緊工件120的部件的、伴隨工件 旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)的振動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供一種高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，可防 止高速旋轉(zhuǎn)機器的生產(chǎn)線中的生產(chǎn)率降低，并且可降低被夾具支承的工 件姿態(tài)的偏差，可抑制用于將工件相對于夾具固定的部件(夾緊部件) 的振動，可提高有關(guān)不平衡修正的精度。
作為本發(fā)明第一方式的高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，其具有夾 具，該夾具支承具有旋轉(zhuǎn)部的工件且具有振動檢測單元，在該夾具上以上述旋轉(zhuǎn)部能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)而固定了上述工件的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)部以 預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)部以上述預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下由上 述振動檢測單元檢測出的檢測值，進行上述旋轉(zhuǎn)部的不平衡修正，其特
征在于，包括多個夾緊部件，在卡定了處于被上述夾具支承的狀態(tài)的 上述工件的狀態(tài)即卡定狀態(tài)下，向?qū)⑸鲜龉ぜ潭ǖ缴鲜鰥A具的預(yù)定方 向被施力，從而將上述工件相對于上述夾具夾緊而固定；移動施力單元， 相對于上述各夾緊部件而設(shè)置，使上述夾緊部件向包含上述預(yù)定方向的 移動方向移動，并且對上述卡定狀態(tài)的上述夾緊部件向上述預(yù)定方向施 力；夾緊調(diào)整單元，相對于上述各移動施力單元而設(shè)置，用于調(diào)整由上 述移動施力單元使上述夾緊部件向上述移動方向移動的移動量以及對 上述夾緊部件向上述預(yù)定方向施力的作用力；位置檢測單元，相對于上 述各夾緊部件而設(shè)置，檢測上述卡定狀態(tài)的上述夾緊部件在上述移動方 向上的位置；和姿態(tài)控制單元，根據(jù)來自上述各位置檢測單元的檢測信 號，控制上述各夾緊調(diào)整單元，以使由上述位置檢測單元檢測出的上述 卡定狀態(tài)的上述夾緊部件在上述移動方向上的位置相對于預(yù)先設(shè)定的 基準位置的偏離量小于關(guān)于該偏離量預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的容許值。
并且，在本發(fā)明的高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置中，優(yōu)選的是， 還包括位移檢測單元，相對于上述各夾緊部件而設(shè)置，檢測處于將上
的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的相對于包含上述夾具而一體構(gòu)成的裝置主體的在上述 移動方向的振動的位移；方向切換單元，相對于上述各移動施力單元而 設(shè)置，用于切換基于該移動施力單元的上述夾緊部件的有關(guān)上述移動方 向的移動施力方向；作用力調(diào)整單元，相對于上述各移動施力單元而設(shè)
向，調(diào)整由上述:移"施力單元對上述夾緊部件施-力的作用力；振動力計
算單元，根據(jù)由上述位移檢測單元檢測出的上述夾緊部件的上述位移、 上述夾緊部件的總質(zhì)量、上述夾緊部件在上述移動方向上的總衰減以及 上述夾緊部件在上述移動方向上的總剛度，計算出伴隨著上述旋轉(zhuǎn)部的 旋轉(zhuǎn)而作用于上述夾緊部件上的有關(guān)上述移動方向的振動力；減振力計 算單元，計算出方向與由上述振動力計算單元計算出的上述振動力的方
向相反且大小與該振動力的大小相同的力，作為作用于上述夾緊部件上 的減振力；和減振控制單元，控制上述方向切換單元及上述作用力調(diào)整 單元，以使由上述減振力計算單元計算出的上述減振力作用于上述夾緊部件上。
并且，在本發(fā)明的高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置中，優(yōu)選的是， 上述移動施力單元構(gòu)成為以磁性流體作為工作流體的流體壓力氣缸機
構(gòu)，上述不平衡修正裝置，還包括位移檢測單元，相對于上述各夾緊 部件而設(shè)置，檢測處于將上述工件相對于上述夾具夾緊了的狀態(tài)的上述 夾緊部件伴隨上述旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的相對于包含上述夾具而一體 構(gòu)成的裝置主體的在上述移動方向的振動的位移；磁場施加單元，相對 于上述各移動施力單元而設(shè)置，用于向上述磁性流體施加磁場；數(shù)據(jù)存 儲單元，存儲預(yù)先求出的、和由上述磁場施加單元向上述磁性流體施加 的磁場的強度與上述總衰減之間的關(guān)系相關(guān)的數(shù)據(jù)；衰減計算單元，根 據(jù)由上述位移檢測單元檢測出的上述夾緊部件的上述位移、上述夾緊部 件的總質(zhì)量以及上述夾緊部件在上述移動方向上的總剛度，計算出抵消 伴隨著上述旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于上述夾緊部件上的有關(guān)上述移動方 向的振動力的、上述夾緊部件在上述移動方向上的總衰減；和減振控制 單元，根據(jù)由上述數(shù)據(jù)存儲單元存儲的上述數(shù)據(jù)，控制上述磁場施加單 元，以使向上述磁性流體施加的磁場的強度成為與由上述衰減計算單元 計算出的上述總衰減對應(yīng)的磁場的強度。
作為本發(fā)明第二方式的高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，其具有夾 具，該夾具支承具有旋轉(zhuǎn)部的工件且具有振動檢測單元，在該夾具上以 上述旋轉(zhuǎn)部能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)而固定了上述工件的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)部以 預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)部以上述預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下由上 述振動檢測單元檢測出的檢測值，進行上述旋轉(zhuǎn)部的不平衡修正，其特 征在于，包括多個夾緊部件，在卡定了處于被上述夾具支承的狀態(tài)的 上述工件的狀態(tài)即卡定狀態(tài)下，向?qū)⑸鲜龉ぜ潭ǖ缴鲜鰥A具的預(yù)定方 向被施力，從而將上述工件相對于上述夾具夾緊而固定；移動施力單元， 相對于上述各夾緊部件而設(shè)置，使上述夾緊部件向包含上述預(yù)定方向的 移動方向移動，并且對上述卡定狀態(tài)的上述夾緊部件向上述預(yù)定方向施 力；位移檢測單元，相對于上述各夾緊部件而設(shè)置，檢測處于將上述工
轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的相對于包含上述夾具而一體構(gòu)成的裝置主體的在上述移動 方向的振動的位移；方向切換單元，相對于上述各移動施力單元而設(shè)置，
移動施力方向；作用力調(diào)整單元，相對于上述各移動施力單元而設(shè)置，上述夾緊部件的上述移動施力方向，調(diào)
整由上述移動施力單元對上述夾緊部件施力的作用力；振動力計算單 元，根據(jù)由上述位移檢測單元檢測出的上述夾緊部件的上述位移、上述 夾緊部件的總質(zhì)量、上述夾緊部件在上述移動方向上的總衰減以及上述 夾緊部件在上述移動方向上的總剛度，計算出伴隨著上述旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn) 而作用于上述夾緊部件上的有關(guān)上述移動方向的振動力；減振力計算單 元，計算出方向與由上述振動力計算單元計算出的上述振動力的方向相 反且大小與該振動力的大小相同的力，作為作用于上述夾緊部件上的減 振力；和減振控制單元，控制上述方向切換單元及上述作用力調(diào)整單元， 以使由上述減振力計算單元計算出的上述減振力作用于上述夾緊部件 上。
作為本發(fā)明第三方式的高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，其具有夾 具，該夾具支承具有旋轉(zhuǎn)部的工件且具有振動檢測單元，在該夾具上以 上述旋轉(zhuǎn)部能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)而固定了上述工件的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)部以 預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)部以上述預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下由上 述振動檢測單元檢測出的檢測值，進行上述旋轉(zhuǎn)部的不平衡修正，其特 征在于，包括多個夾緊部件，在卡定了處于被上述夾具支承的狀態(tài)的 上述工件的狀態(tài)即卡定狀態(tài)下，向?qū)⑸鲜龉ぜ潭ǖ缴鲜鰥A具的預(yù)定方 向被施力，從而將上述工件相對于上述夾具夾緊而固定；移動施力單元， 相對于上述各夾緊部件而設(shè)置，構(gòu)成為以磁性流體作為工作流體的流體 壓力氣缸機構(gòu)，使上述夾緊部件向包含上述預(yù)定方向的移動方向移動， 并且對上述卡定狀態(tài)的上述夾緊部件向上述預(yù)定方向施力；位移檢測單 元，相對于上述各夾緊部件而設(shè)置，檢測處于將上述工件相對于上述夾
于包含上述夾具而一體構(gòu)成的裝置主體的在上述移動方向的振動的位 移；磁場施加單元，相對于上述各移動施力單元而i殳置，用于向上述磁 性流體施加磁場；數(shù)據(jù)存儲單元，存儲預(yù)先求出的、和由上述磁場施加 單元向上述磁性流體施加的磁場的強度與上述總衰減之間的關(guān)系相關(guān) 的數(shù)據(jù)；衰減計算單元，根據(jù)由上述位移檢測單元檢測出的上述夾緊部 件的上述位移、上述夾緊部件的總質(zhì)量以及上述夾緊部件在上述移動方 向上的總剛度，計算出抵消伴隨著上述旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于上述夾緊 部件上的有關(guān)上述移動方向的振動力的、上述夾緊部件在上述移動方向 上的總衰減；和減振控制單元，根據(jù)由上述數(shù)據(jù)存儲單元存儲的上述數(shù)據(jù)，控制上述磁場施加單元，以使向上述磁性流體施加的磁場的強度成 為與由上述衰減計算單元計算出的上述總衰減對應(yīng)的磁場的強度。
根據(jù)本發(fā)明，可防止高速旋轉(zhuǎn)機器的生產(chǎn)線中的生產(chǎn)率降低，并且 可減少被夾具支承的工件的姿態(tài)的偏差，可抑制用于將工件相對于夾具 固定的部件(夾緊部件)的振動，可提高有關(guān)不平衡修正的精度。


圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的不平衡修正裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是圖1中的A-A剖視圖。
圖3是表示有關(guān)本發(fā)明第一實施方式的不平衡修正裝置中的工件的姿態(tài) 控制的控制結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是有關(guān)工件的姿態(tài)控制的流程圖。
圖5是示意性地表示爪構(gòu)造體的結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是將各爪構(gòu)造體模塊化成相對于裝置主體的1自由度系統(tǒng)的圖。
圖7是表示進行本發(fā)明一實施方式不平衡修正裝置的模塊化時的各質(zhì)量 體(mass )的圖。
圖8是表示爪構(gòu)造體的圖。
圖9是表示用于進行本發(fā)明第一實施方式不平衡修正裝置的爪構(gòu)造體的 減振控制的裝置結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是表示用于進行本發(fā)明第一實施方式不平衡修正裝置中的爪構(gòu)造 體的減振控制的控制結(jié)構(gòu)的圖。
圖ll是有關(guān)基于電磁切換閥的流路切換的說明圖。
圖12是有關(guān)第一實施方式中的爪構(gòu)造體的減振控制的流程圖。
圖13是表示用于進行本發(fā)明第二實施方式不平衡修正裝置中的爪構(gòu)造 體的減振控制的裝置結(jié)構(gòu)的圖。圖14是表示用于進行本發(fā)明第二實施方式不平衡修正裝置中的爪構(gòu)造 體的減振控制的控制結(jié)構(gòu)的圖。
圖15是表示向氣缸線圈(cylinder coil)供給的電流值I與磁性流體 的粘度M之間關(guān)系 一 例的圖。
圖16是第二實施方式中的爪構(gòu)造體的減振控制的流程圖。
圖17是有關(guān)渦輪增壓器中的不平衡引起的不良情況的發(fā)生原理的說明 圖。
圖18是表示進行不平衡修正時的渦輪增壓器的狀態(tài)的圖。
圖19是表示工件姿態(tài)的傾斜的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置是例如關(guān)于汽車發(fā)動機 中具備的渦輪增壓器等、具有以較高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部的高速旋轉(zhuǎn)機器， 為了修正其旋轉(zhuǎn)部的不平衡而使用的。
即，在高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置中，高速旋轉(zhuǎn)機器的旋轉(zhuǎn)部 以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，測定伴隨該旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的振動加速度。根據(jù)測定 出的該振動加速度，測定旋轉(zhuǎn)部的不平衡。根據(jù)測定出的不平衡值，修 正高速旋轉(zhuǎn)機器中的旋轉(zhuǎn)部的不平衡。
利用圖l及圖2對關(guān)于本發(fā)明高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置(下 面簡單稱為"不平衡修正裝置")的第一實施方式進行說明。其中，在 本實施方式中，將通過使用不平衡修正裝置來修正不平衡的高速旋轉(zhuǎn)機 器設(shè)為汽車發(fā)動機中具備的渦輪增壓器。
如圖1所示，本實施方式的不平衡修正裝置1用于進行渦輪增壓器 2的不平衡修正。
渦輪增壓器2具有旋轉(zhuǎn)部。在本實施方式中，渦輪增壓器2所具有 的旋轉(zhuǎn)部，包括旋轉(zhuǎn)軸21、設(shè)在該旋轉(zhuǎn)軸21的一端(在圖1中為左端) 上的渦輪轉(zhuǎn)子22和設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸21的另一端(在圖1中為右端)上的壓縮機轉(zhuǎn)子23。即，在本實施方式中，渦輪增壓器2所具有的旋轉(zhuǎn)部構(gòu)成 為旋轉(zhuǎn)軸21、渦輪轉(zhuǎn)子22和壓縮機轉(zhuǎn)子23組裝而成一體地旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn) 體。
旋轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)自如地被支承在整體以大致筒狀構(gòu)成的中間殼24 上。旋轉(zhuǎn)軸21相對于中間殼24，經(jīng)由軸承(圖示省略)被支承。
渦輪增壓器2被用作實際產(chǎn)品的情況下，渦輪轉(zhuǎn)子22被收容在安 裝于中間殼24的一側(cè)(在圖1中為左側(cè))的渦輪殼體內(nèi)。同樣在渦輪 增壓器2被用作實際產(chǎn)品的情況下，壓縮機轉(zhuǎn)子23被收容在安裝于中 間殼24的另一側(cè)(在圖1中為右側(cè))的壓縮機殼內(nèi)。
通過具有這種結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器2，來自發(fā)動機的排氣被回收而進 行壓縮，作為進氣而再次供給給發(fā)動機。即，在渦輪增壓器2中，通過 來自發(fā)動機的排氣，使渦輪殼體內(nèi)的渦輪轉(zhuǎn)子22旋轉(zhuǎn)。通過渦輪轉(zhuǎn)子 22旋轉(zhuǎn)，壓縮機殼內(nèi)的壓縮機轉(zhuǎn)子23經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)。通過該壓縮 機轉(zhuǎn)子23的旋轉(zhuǎn)，被回收到渦輪增壓器2內(nèi)的來自發(fā)動機的排氣，被 壓縮后作為進氣再次供給給發(fā)動機。
關(guān)于渦輪增壓器2,包括其旋轉(zhuǎn)部和中間殼24的結(jié)構(gòu)成為不平衡修 正裝置1中的工件20。即，在本實施方式中，可旋轉(zhuǎn)地支承包括旋轉(zhuǎn)軸 21、渦輪轉(zhuǎn)子22和壓縮機轉(zhuǎn)子23的旋轉(zhuǎn)部的狀態(tài)的中間殼24，成為不 平衡修正裝置1中的工件20。因此，工件20成為半組裝狀態(tài)的渦輪增 壓器2。進行渦輪增壓器2的不平衡修正時，修正工件20的旋轉(zhuǎn)部的不 平衡。
下面，還將渦輪增壓器2中的旋轉(zhuǎn)部，即由旋轉(zhuǎn)軸21、渦輪轉(zhuǎn)子 22以及壓縮機轉(zhuǎn)子23構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體稱為"工件旋轉(zhuǎn)部"。
本實施方式的不平衡修正裝置1具有渦輪殼體部3，以作為支承具 有旋轉(zhuǎn)部的工件20的同時具有作為振動檢測單元的加速度傳感器4的 夾具。
渦輪殼體部3由與如上所述地作為產(chǎn)品的渦輪增壓器2中收容渦輪 轉(zhuǎn)子22的渦輪殼體相同的部件構(gòu)成。即，渦輪殼體部3在渦輪增壓器2 的生產(chǎn)線等中，相對于通過不平衡修正裝置l進行不平衡修正的多個工 件20用作共同 夾具。因此，在不平衡修正裝置l中，通過中間殼24相對于渦輪殼體部3被支承，工件20被支承在渦輪殼體部3。
渦輪殼體部3以預(yù)定的姿態(tài)設(shè)在機架5上。在本實施方式中，渦輪 殼體部3以其支承著的工件20的旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線方向大致成為水平 方向的姿態(tài)進行設(shè)置。但是，處于被渦輪殼體部3支承的狀態(tài)的工件20， 其旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線方向大致成為水平方向(圖1中的左右方向)。渦 輪殼體部3，通過相對于立起而設(shè)在機架5上的支承臂6以預(yù)定的姿態(tài) 被支承固定，以預(yù)定姿態(tài)設(shè)在機架5上。
機架5以經(jīng)由橡膠支承架8被防振支承的狀態(tài)設(shè)在底板7上。
加速度傳感器4設(shè)在渦輪殼體部3中的預(yù)定位置上。加速度傳感器 4例如由加速度敏感元件(sensor)等構(gòu)成，其檢測(拾取)有關(guān)渦輪 殼體部3的預(yù)定位置的振動加速度。根據(jù)由加速度傳感器4檢測出的振 動加速度的值，測定工件旋轉(zhuǎn)部的不平衡。
即，加速度傳感器4與未圖示的運算裝置相連接，從加速度傳感器 4輸出的檢測信號被輸入到運算裝置。然后，在運算裝置中，進行和有 關(guān)工件20的不平衡的測定及修正的相關(guān)的運算。
在不平衡修正裝置1中，在渦輪殼體3上以工件旋轉(zhuǎn)部可旋轉(zhuǎn)的狀 態(tài)固定了工件20的狀態(tài)下，工件旋轉(zhuǎn)部以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。然后，根 據(jù)工件旋轉(zhuǎn)部以上述預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下的基于加速度傳感器4的檢
測值，進行工件旋轉(zhuǎn)部的不平衡修正。
具體而言，不平衡修正裝置1中的不平衡修正如下所述地進行。
進行不平衡修正裝置1中的不平衡修正時，首先，工件20被安裝 在渦輪殼體部3。相對于渦輪殼體部3安裝工件20時，中間殼24被固 定在渦輪殼體部3上。
在工件20安裝在渦輪殼體部3上的狀態(tài)下，與來自發(fā)動機的排氣 相同的空氣(具有相當(dāng)于排氣壓的壓力的壓縮空氣)，從空氣源(圖示 省略)向渦輪殼體部3供給，經(jīng)由渦輪轉(zhuǎn)子22而使得包含該渦輪轉(zhuǎn)子 22的旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)。
進行不平衡修正時，工件旋轉(zhuǎn)部以預(yù)先設(shè)定的預(yù)定轉(zhuǎn)速(例如7萬 rpm,下面稱為"不平衡修正轉(zhuǎn)速")旋轉(zhuǎn)。即，由加速度傳感器4檢測出工件旋轉(zhuǎn)部以不平衡修正轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下的振動加速度。根據(jù)檢測 出的該振動加速度值，測定工件旋轉(zhuǎn)部的不平衡。
并且，根據(jù)測定出的不平衡值，進行工件旋轉(zhuǎn)部的不平衡的修正。 有關(guān)工件旋轉(zhuǎn)部的不平衡的修正，例如在工件旋轉(zhuǎn)部中，為了將壓縮機
轉(zhuǎn)子23固定在旋轉(zhuǎn)軸21上而使用的螺母的部分等的預(yù)定部分利用磨削 機等進行磨削而進行。
在這樣進行的有關(guān)渦輪增壓器2的不平衡修正中使用的本實施方式 的不平衡修正裝置l,在進行不平衡修正時，為了在渦輪殼體部3上固 定工件20而具有多個爪構(gòu)造體10。爪構(gòu)造體IO是將工件20相對于渦 輪殼體部3夾緊而固定的夾緊部件的一實施方式。
爪構(gòu)造體10在卡定了處于被渦輪殼體部3支承的狀態(tài)的工件20的 狀態(tài)即卡定狀態(tài)(下面簡稱為"卡定狀態(tài)")下，向?qū)⒐ぜ?0固定到渦 輪殼體部3上的預(yù)定方向被施力，可將工件20相對于渦輪殼體部3夾 緊而固定。
在本實施方式中，如圖1所示，爪構(gòu)造體10具有爪部11和桿部12。
爪部11具有卡定了處于被支承在渦輪殼體部3上的狀態(tài)的工件20 的卡定部13。即，在本實施方式中，卡定部13相對于工件20卡定的狀 態(tài)成為爪構(gòu)造體10的卡定狀態(tài)?？ǘú?3是爪部11中從大致以長方 體形狀構(gòu)成的主體部lla的一端部(前端部)突出形成的板狀部分。
桿部12在爪部11中從與設(shè)有卡定部13的一側(cè)(前端側(cè)，在圖1 中為右側(cè))相反的一側(cè)(后端側(cè)，在圖1中為左側(cè))延伸設(shè)置。桿部12 構(gòu)成為相對于爪部11的大小細徑的棒狀部分。
通過具有這種結(jié)構(gòu)的爪構(gòu)造體10,處于支承在渦輪殼體部3上的狀 態(tài)的工件20被固定。
渦輪殼體部3具有相對于工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線大致成為垂直方向 的面的支承面3a。支承面3a形成為在渦輪殼體部3中形成于支承工件 20的一側(cè)上的支承凹部3b的底側(cè)(內(nèi)側(cè))面。相對于該渦輪殼體部3 的支承面3a，工件20被支承。工件20的中間殼24,在其一側(cè)(安裝 有渦輪殼體的一側(cè))具有環(huán)狀的凸緣部24a。工件20成為在其被支承的
18狀態(tài)下，中間殼24的凸緣部24a與渦輪殼體部3的支承面3a接觸的狀 態(tài)。即，渦輪殼體部3所具有的支承凹部3b，具有沿著中間殼24的凸 緣部24a形狀的圓形形狀，在凸緣部24a的一部分與支承凹部3b嵌合 的狀態(tài)下，成為凸緣部24a與支承面3a接觸的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，通 過凸緣部24a由爪構(gòu)造體10相對于支承面3a被按壓，工件20相對于 渦輪殼體部3被固定。
爪構(gòu)造體10，在使其卡定部13與中間殼24的凸緣部24a卡定的狀 態(tài)下，將凸緣部24a向渦輪殼體部3的支承面3a按壓。即，工件20中 的中間殼24的凸緣部24a成為相對于爪構(gòu)造體10的卡定部13的被卡 定部。
在這里，進行基于卡定部13的凸緣部24a的按壓時，如上所述地 作為板狀部分的卡定部13的一側(cè)面成為相對于凸緣部24a的按壓面 13a。即，卡定部13的按壓面13a成為相對于渦輪殼體部3的支承面3a 大致平行的面。在工件20通過爪構(gòu)造體10固定在渦輪殼體部3上的狀 態(tài)下，中間殼24的凸緣部24a成為被夾在渦輪殼體部3的支承面3a和 卡定部13的按壓面13a之間的狀態(tài)。如此，按壓面13a與凸緣部24a 接觸的狀態(tài)成為爪構(gòu)造體10的卡定狀態(tài)。
因此，在不平衡修正裝置l中，爪構(gòu)造體10以卡定部13的按壓面 13a與處于和渦輪殼體部3的支承面3a接觸的狀態(tài)的凸緣部24a相對的 狀態(tài)的姿態(tài)進行設(shè)置。在本實施方式中，在不平衡修正裝置l中，爪構(gòu) 造體10以桿部12的延伸設(shè)置方向相對于工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線的方向 大致平行的姿態(tài)進行設(shè)置。并且，爪構(gòu)造體10以爪部11中的卡定部13 從主體部lla突出的方向如沿著工件旋轉(zhuǎn)部的徑方向(旋轉(zhuǎn)軸21等的 徑方向)的(上述突出方向如成為朝向工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線的方向的) 姿態(tài)進行設(shè)置。
并且，爪構(gòu)造體10以其按壓面13a可向相對于凸緣部24a靠近、 分離的方向(圖1中的左右方向)移動的方式進行設(shè)置。
并且，爪構(gòu)造體10以下述方式進行:沒置在其移動方向(上述靠 近、分離的方向)上，從按壓面13a與凸緣部24a接觸的狀態(tài)，即卡定 部13相對于工件20卡定的狀態(tài)，可通過卡定部13向按壓凸緣部24a 的方向施力。即，在本實施方式中，爪構(gòu)造體10以可向相對于爪部11的桿部12的延伸設(shè)置方向(圖1中的左側(cè)方向)施力的方式進行設(shè)置。
因此，在本實施方式中，關(guān)于爪構(gòu)造體IO，其被施力的方向即將工 件20固定到渦輪殼體部3上的預(yù)定方向成為爪構(gòu)造體10通過其卡定部 13的按壓面13a按壓凸緣部24a的方向。下面，關(guān)于爪構(gòu)造體10,將 成為其被施力的方向的上述預(yù)定方向稱為"工件固定方向"。并且關(guān)于 爪構(gòu)造體10，將包括成為其移動方向的工件固定方向的移動方向(上述 靠近、分離的方向)簡稱為"移動方向"。
通過氣缸機構(gòu)30來進行爪構(gòu)造體IO朝向工件固定方向的施力。氣 缸機構(gòu)30分別相對于如上所述地在不平衡修正裝置1中設(shè)有多個的各 爪構(gòu)造體IO進行設(shè)置。即，氣缸機構(gòu)30起到下述移動施力單元的功能 相對于各爪構(gòu)造體10進行設(shè)置，可使爪構(gòu)造體10向移動方向移動，并 且將卡定狀態(tài)的爪構(gòu)造體10向工件固定方向施力。
氣缸機構(gòu)30構(gòu)成為油壓氣缸。氣缸機構(gòu)30具有可移動地收容作為 活塞桿的爪構(gòu)造體10的桿部12的氣缸套31。即，桿部12具有成為擴 徑部分的活塞部14,該桿部12_沒置成經(jīng)由該活塞部14,在裝入氣釭套 31內(nèi)的狀態(tài)下可相對于氣缸套31滑動?；钊?4設(shè)在桿部12中的與 爪部11側(cè)相反的一側(cè)(圖1中的左側(cè))的端部上?；钊?4是具有可 相對于氣缸套31的內(nèi)壁滑動的形狀的栓狀部分。
氣缸套31通過相對于氣缸板9固定而被支承。氣缸板9為板狀部 件，其固定在渦輪殼體部3中與支承面3a側(cè)相反的一側(cè)上，以使其板 表面成為相對于工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線的方向大致垂直方向的面。氣缸 套31相對于該氣缸板9中的與渦輪殼體部3側(cè)相反的一側(cè)的板表面部， 以其內(nèi)裝的桿部12的滑動方向成為與上述爪構(gòu)造體10的移動方向?qū)?yīng) 的方向的姿勢被支承。
其中，在氣缸板9上設(shè)有通孔9a,該通孔9a用于允許在使桿部12 貫通的狀態(tài)下的爪構(gòu)造體10的移動。
在這樣構(gòu)成的氣缸機構(gòu)30中，對爪構(gòu)造體10向工件固定方向施力 時，具有預(yù)定壓力的壓力油，從油箱經(jīng)由油泵等而向氣缸套31供給。 然后，通過調(diào)整氣缸套31內(nèi)的油壓，爪構(gòu)造體10經(jīng)由活塞部14受到 預(yù)定的作用力而向工件固定方向受到拽拉。由此，通過氣缸機構(gòu)30中的推力，爪構(gòu)造體10向工件固定方向受到施力。如此，通過爪構(gòu)造體 IO向工件固定方向受到施力，處于被卡定部13的按壓面13a與渦輪殼 體部3的支承面3a夾持的狀態(tài)的凸緣部24a，因來自卡定部13的預(yù)定 按壓力而成為相對于支承面3a壓接的狀態(tài)，工件20成為相對于渦輪殼 體部3固定的狀態(tài)。
在這里，氣缸機構(gòu)30構(gòu)成為使爪構(gòu)造體10的桿部12從氣缸套31 的一側(cè)突出的單桿型的雙作用氣缸。即，在氣缸機構(gòu)30中，氣缸套31 內(nèi)的氣缸室，經(jīng)由爪構(gòu)造體10所具有的桿部12的活塞部14成為兩個 氣缸室31a、 31b。在各氣缸室31a、 31b上設(shè)有油出入口 。各氣缸室31a、 31b的油出入口通過切換閥等的回路切換而交替地成為油入口或油出 口 ，進行有關(guān)爪構(gòu)造體10的移動方向的往復(fù)運動。
因此，通過向桿部12突出的一側(cè)(在圖1中為右側(cè))的氣缸室31a 供給壓力油，爪構(gòu)造體10被拽拉，進行爪構(gòu)造體10向工件固定方向的 移動和爪構(gòu)造體10從卡定狀態(tài)向工件固定方向受到施力的動作。另一 方面，通過向與桿部12突出的一側(cè)相反一側(cè)(在圖1中為左側(cè))的氣 缸室31b供給壓力油，爪構(gòu)造體10被推開，進行爪構(gòu)造體10向與工件 固定方向相反的方向的移動和爪構(gòu)造體10的卡定狀態(tài)的解除(向與工 件固定方向相反的方向受到施力)。
在以下說明中，將通過供給壓力油而爪構(gòu)造體IO被拽拉的一側(cè)(桿 部12突出的一側(cè))的氣缸室31a稱為"第一氣缸室31a"，將通過供給 壓力油而爪構(gòu)造體10被推開的一側(cè)的氣缸室31b稱為"第二氣缸室 31b"。
其中，在本實施方式的不平衡修正裝置1中，具備構(gòu)成為油壓氣缸 的氣缸機構(gòu)30，但相對于各爪構(gòu)造體10而設(shè)置、使爪構(gòu)造體10向移動 方向移動的同時對卡定狀態(tài)的爪構(gòu)造體10向工件固定方向施力的移動 施力單元不限于此。即，作為本發(fā)明不平衡修正裝置所具備的移動施力 單元，例如可以是氣動缸等其他流體壓力氣缸機構(gòu)等。
如此，在本實施方式的不平衡修正裝置1中，爪構(gòu)造體IO,通過利 用具有爪部11的卡定部13，將中間殼24的凸緣部24a向渦輪殼體部3 的支承面3a按壓，而將工件20相對于渦輪殼體部3夾緊而固定。因此， 在爪構(gòu)造體10中，構(gòu)成卡定部13的部分即爪部11成為具有利用卡定部13固定工件20時的充分的(如不因基于氣缸機構(gòu)30的施力而發(fā)生 破損、變形等)強度及剛度的部分。
在本實施方式中，進行工件20相對于渦輪殼體部3的固定時，使 用三個爪構(gòu)造體10。即，本實施方式的不平衡修正裝置1具有三個爪構(gòu) 造體10。通過中間殼24的凸緣部24a在三個部位受到按壓，工件20 相對于渦輪殼體部3被固定(參照圖2)。
在本實施方式的不平衡修正裝置1中，如下所述地配置三個爪構(gòu)造 體10。
三個爪構(gòu)造體IO相對于環(huán)狀的凸緣部24a，在其圓周方向上隔開等 間隔而進行設(shè)置。因此，如圖2所示，在工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線方向的 視圖(下面簡稱為"旋轉(zhuǎn)軸線方向視圖，，)中，相對于以該旋轉(zhuǎn)軸線的 位置為中心的圓周，各爪構(gòu)造體10 (的中心位置)彼此的角度間隔成為 120。。
如圖2所示，三個爪構(gòu)造體10中的一個爪構(gòu)造體10a，在凸緣部 24a的圓周方向上，設(shè)在如上所述地作為沿著工件旋轉(zhuǎn)部直徑方向的方 向的、卡定部13從主體部lla突出的方向成為大致鉛直方向的位置上。 即，以底面7 (參照圖1)為基準時，該爪構(gòu)造體10a的卡定部13相對 于凸緣部24a的上端部卡定。因此，如上所述地在圓周方向上隔開等間 隔而設(shè)置的三個爪構(gòu)造體10中的其他兩個爪構(gòu)造體10b、 10ci史置成， 在凸緣部24a的圓周方向上，在圖2所示的旋轉(zhuǎn)軸線方向視圖(底面7 為下側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸線方向視圖)中，爪部11的姿態(tài)大致左右對稱。
另外，與各爪構(gòu)造體10a、 10b、 10c對應(yīng)地設(shè)有氣缸機構(gòu)30，即， 在氣缸板9上，被支承固定有與各爪構(gòu)造體10a、 10b、 10c對應(yīng)的三個 氣缸套31。
以下說明中，將三個爪構(gòu)造體10根據(jù)其設(shè)置位置區(qū)分指出的情況 下，將如上所述地設(shè)在卡定部13從主體部lla突出的方向成為大致鉛 直方向的位置上的爪構(gòu)造體10a稱為"第一爪構(gòu)造體10a"。并且，將三 個爪構(gòu)造體10的其他兩個爪構(gòu)造體10b、 10c中的、在圖2所示的旋轉(zhuǎn) 軸線方向視圖中以逆時針方向算第一爪構(gòu)造體10a的下一個爪構(gòu)造體 10b (在圖2中左側(cè)的爪構(gòu)造體10b)稱為"第二爪構(gòu)造體10b"，將剩余的爪構(gòu)造體10c (在圖2中右側(cè)的爪構(gòu)造體10c)稱為"第三爪構(gòu)造 體10c"。
同樣，將三個氣缸機構(gòu)30根據(jù)由其可移動施力地支承的爪構(gòu)造體 10區(qū)分指出的情況下，將可移動施力地支承第一爪構(gòu)造體10a的氣缸機 構(gòu)30稱為"第一氣缸機構(gòu)30a",將可移動施力地支承第二爪構(gòu)造體10b 的氣缸機構(gòu)30稱為"第二氣缸機構(gòu)30b"，將可移動施力地支承第三爪 構(gòu)造體10c的氣缸機構(gòu)30稱為"第三氣缸機構(gòu)30c"。
并且，在不平衡修正裝置1中，相對于各氣缸機構(gòu)30設(shè)有電磁閥 35。即，本實施方式的不平衡^^正裝置1具有三個電磁閥35。
電磁閥35相對于氣缸機構(gòu)30設(shè)在用于向第一氣缸室31a供給壓力 油的配管上。即，由油泵從油箱供給給氣缸機構(gòu)30的第一氣缸室31a 的壓力油，經(jīng)由電磁閥35而供給。因此，通過進行電磁閥35的開閉或 開度的調(diào)整，即電磁閥35的開閉控制，可進行爪構(gòu)造體10向工件固定 方向的移動量和爪構(gòu)造體10的卡定狀態(tài)下的工件固定方向作用力的調(diào) 整。
如此，電磁閥35起到下述夾緊調(diào)整單元的功能相對于各氣缸機 構(gòu)30設(shè)置，用于調(diào)整基于氣缸機構(gòu)30的使爪構(gòu)造體10向移動方向移 動的移動量和對爪構(gòu)造體10向工件固定方向施力的作用力。
以下說明中，將三個電磁閥35根據(jù)設(shè)置其的氣缸機構(gòu)30區(qū)分指出 的情況下，將相對于第一氣缸機構(gòu)30a而設(shè)置的電磁閥35稱為"第一 電磁閥35a",將相對于第二氣缸機構(gòu)30b而設(shè)置的電磁閥35稱為"第 二電磁閥35b，，，將相對于第三氣缸機構(gòu)30c而設(shè)置的電磁閥35稱為"第 三電磁閥35c"。
并且，在不平衡修正裝置1中，相對于各爪構(gòu)造體10設(shè)有位置傳 感器37。即，本實施方式的不平衡修正裝置1具有三個位置傳感器37。
位置傳感器37檢測卡定狀態(tài)的爪構(gòu)造體10在移動方向上的位置。 位置傳感器37構(gòu)成為非接觸式的間隙傳感器(位移傳感器)，其通過檢 測關(guān)于移動方向的與爪構(gòu)造體IO之間的間隙，檢測作為被測定物的爪 構(gòu)造體10的有關(guān)移動方向的位置(位移)。在本實施方式中，位置傳感器37將成為爪構(gòu)造體10的有關(guān)移動方 向的一側(cè)端面的、作為爪部11的端面的前端面lis作為檢測對象面。 即，位置傳感器37通過檢測其與爪構(gòu)造體10的前端面lls之間的間隙 Gl(參照圖1)，檢測爪構(gòu)造體10的有關(guān)移動方向的位置(位移)。作為 間隙傳感器即位置傳感器37,例如可使用渦電流式、靜電電容式傳感器 或激光傳感器、超聲波傳感器等。
如此，位置傳感器37起到相對于各爪構(gòu)造體IO設(shè)置，檢測卡定狀 態(tài)的爪構(gòu)造體IO在移動方向上的位置的位置檢測單元的功能。
以下說明中，將三個位置傳感器37根據(jù)設(shè)置其的爪構(gòu)造體10區(qū)分 指出的情況下，將相對于第一爪構(gòu)造體10a而設(shè)置的位置傳感器37稱 為"第一位置傳感器37a",將相對于第二爪構(gòu)造體10b而設(shè)置的位置傳 感器37稱為"第二位置傳感器37b"，將相對于第三爪構(gòu)造體10c而設(shè) 置的位置傳感器37稱為"第三位置傳感器37c"。
利用圖3對具有上述結(jié)構(gòu)的本實施方式不平衡修正裝置1中的有關(guān) 工件20的姿態(tài)控制的控制結(jié)構(gòu)進行說明。
如圖3所示，本實施方式的不平衡修正裝置1具有用于控制工件20 的姿態(tài)的控制部39?？刂撇?9根據(jù)從各位置傳感器37輸出的檢測信號， 控制各電磁閥35。由此，爪構(gòu)造體IO在移動方向上的位置被控制，工 件20相對于渦輪殼體部3的姿態(tài),皮控制。
控制部39以經(jīng)由信號線等方式與各電磁閥35及各位置傳感器37 連接。控制部39向各電磁閥35發(fā)送電磁閥35的開閉、開度調(diào)整，即 用于使電磁閥35進行開閉動作的信號。由此，控制部39進行各電磁閥 35的開閉控制。并且，控制部39接收由各位置傳感器37檢測出的、有 關(guān)卡定狀態(tài)的各爪構(gòu)造體10在移動方向上的位置的信號。由此，控制 部39取得和卡定狀態(tài)的各爪構(gòu)造體10在移動方向上的位置相關(guān)的信 息。
控制部39根據(jù)來自各位置傳感器37的檢測信號，獨立地控制各 電磁閥35。即，根據(jù)來自第一位置傳感器37a的檢測信號控制第一電磁 閥35a，根據(jù)來自第二位置傳感器37b的檢測信號控制第二電磁閥35b, 根據(jù)來自第三位置傳感器37c的檢測信號控制第三電磁閥35c。由此，
24可獨立地控制卡定狀態(tài)的各爪構(gòu)造體IO在移動方向的位置，可控制工 件20相對于渦輪殼體部3的姿態(tài)。
控制部39包括存儲程序等的存儲部、展開程序等的展開部、根據(jù) 程序等而進行預(yù)定的運算的運算部、保存基于運算部的運算結(jié)果等的保 存部、根據(jù)從位置傳感器37輸出的檢測信號計測卡定狀態(tài)的爪構(gòu)造體 10在移動方向上的位置(位移)等的計測部等。在存儲于所述存儲部中 的程序等中，包含后述的姿態(tài)控制程序。
作為控制部39，具體可使用CPU、 ROM、 RAM、 HDD等通過總線連 接的結(jié)構(gòu)、由單片式LSI等形成的結(jié)構(gòu)。并且，本實施方式的控制部39 為專用品，也可以用在市場上出售的個人計算機、工作站等上存儲上述 程序等的設(shè)備來代替。
控制部39根據(jù)來自各位置傳感器37的檢測信號，控制各電磁閥 35，以使由位置傳感器37檢測出的卡定狀態(tài)的爪構(gòu)造體IO在移動方向 中的位置相對于預(yù)先設(shè)定的基準位置的偏離量小于針對該偏離量預(yù)先 設(shè)定的預(yù)定的容許值。
基于這種控制部39的電磁閥35的控制，通過控制部39根據(jù)存儲 在其存儲部中的姿態(tài)控制程序執(zhí)行預(yù)定的運算等而進行。即，在工件20
的姿態(tài)控制中，通過由控制部39進行基于來自各位置傳感器37的檢測 信號的各電磁閥35的控制，夾緊在渦輪殼體部3上的工件20的姿態(tài)。
進行工件20的姿態(tài)控制時，關(guān)于由位置傳感器37檢測的卡定狀 態(tài)的爪構(gòu)造體10在移動方向上的位置，如下所述地確定預(yù)先設(shè)定的基 準位置(下面針對爪構(gòu)造體10簡稱為"基準位置")。
在本實施方式中，位置傳感器37如上所述地通過檢測其與爪構(gòu)造 體10前端面lls之間的間隙Gl (參照圖1),檢測有關(guān)爪構(gòu)造體10的 移動方向的位置(位移)。因此，由間隙Gl的大小來確定各構(gòu)造體10 的基準位置。即，關(guān)于各構(gòu)造體IO，通過針對其前端面lls與位置傳感 器37之間的間隙Gl的大小來預(yù)先設(shè)定預(yù)定值，設(shè)定各爪構(gòu)造體10的 基準位置。
下面，第一爪構(gòu)造體10a的基準位置確定為有關(guān)第一位置傳感器 37a與第一爪構(gòu)造體10a的前端面lis之間的間隙Gl的基準值La (參照圖3)。即，向移動方向移動的第一爪構(gòu)造體10a和與其相對而位于固 定位置上的第一位置傳感器37a之間的間隙Gl為基準值Ga的狀態(tài)成為 第一爪構(gòu)造體10a位于基準位置的狀態(tài)。同樣，第二爪構(gòu)造體10b的基 準位置確定為有關(guān)第二位置傳感器37b與第二爪構(gòu)造體10b的前端面 lls之間的間隙Gl的基準值Lb,第三爪構(gòu)造體10c的基準位置確定為 有關(guān)第三位置傳感器37c與第三爪構(gòu)造體10c的前端面lls之間的間隙 Gl的基準值Lc (參照圖3)。
各爪構(gòu)造體10的基準位置，即基準值La、 Lb、 Lc的各值根據(jù)有 關(guān)工件20相對于渦輪殼體部3處于被夾緊的狀態(tài)(下面稱為"夾緊狀 態(tài)")的、工件20相對于渦輪殼體部3的姿態(tài)(下面稱為"工件姿態(tài)") 的預(yù)定基準姿態(tài)而進行設(shè)定。即，存在有關(guān)夾緊狀態(tài)下的工件姿態(tài)的預(yù) 定基準姿態(tài)，工件姿態(tài)成為該預(yù)定基準姿態(tài)的狀態(tài)下的、各爪構(gòu)造體10 在移動方向上的位置(間隙Gl的值)被設(shè)定為各爪構(gòu)造體10的基準位 置(基準值La、 Lb、 Lc)。因此，通過各爪構(gòu)造體IO位于基準位置上， 工件姿態(tài)成為所述預(yù)定的基準姿態(tài)。
各爪構(gòu)造體10的基準位置，例如如下所述地i更定。即，如本實施 方式一樣，在以工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線的方向成為大致水平方向的方式 工件20相對于渦輪殼體部3被支承的結(jié)構(gòu)中，以各爪構(gòu)造體10在移動 方向(工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)軸線的方向)中的位置在三個爪構(gòu)造體10中 大致相同的方式，設(shè)定各爪構(gòu)造體10的基準位置。
并且，進行工件20的姿態(tài)控制時，控制電磁閥35，以使爪構(gòu)造 體10相對于基準位置的偏離量小于預(yù)先設(shè)定的預(yù)定容許值。爪構(gòu)造體 IO相對于基準位置的偏離量成為卡定狀態(tài)的爪構(gòu)造體IO相對于有關(guān)移 動方向的基準值La、 Lb、 Lc的偏離量(差)。針對該爪構(gòu)造體10相對 于基準位置的移動方向的偏離量(下面針對爪構(gòu)造體10簡稱為"偏離 量")，預(yù)先設(shè)定有預(yù)定的容許值。
即，分別將各爪構(gòu)造體lO相對于基準值La、 Lb、 Lc的偏離量設(shè) 為ALa、 ALb、 ALc時，控制各電磁閥35，以寸吏各偏離量ALa、 ALb、 △ Lc的值小于所述預(yù)定的容許值，從而控制卡定狀態(tài)的各爪構(gòu)造體10 在移動方向上的位置。即，在工件20的姿態(tài)控制中，通過經(jīng)由各電磁 閥35控制卡定狀態(tài)的各爪構(gòu)造體IO在移動方向上的位置，可控制由三 個爪構(gòu)造體10夾緊的工件20的姿態(tài)。因此，將有關(guān)各爪構(gòu)造體10的偏離量的預(yù)定的容許值都設(shè)為△ Lx 時，在工件20的姿態(tài)控制中，卡定狀態(tài)的各爪構(gòu)造體IO在移動方向上 的位置分別容許在基準值La土 ALx、基準值Lb土ALx、基準值Lc 士 △ Lx的范圍內(nèi)。有關(guān)爪構(gòu)造體10的偏離量被設(shè)定為相對于爪構(gòu)造體10 在移動方向上的移動范圍充分小的值(例如數(shù)H 數(shù)十lim程度)。
如上所述，在進行工件20的姿態(tài)控制時使用的各值、即確定各爪 構(gòu)造體10的基準位置的基準值La、 Lb、 Lc、針對相對于各基準值的A La、 ALb、 ALc的容許值，在控制部39中預(yù)先設(shè)定而存儲在其存儲部等中。
關(guān)于工件20的姿態(tài)控制，利用圖4所示的有關(guān)工件20的姿態(tài)控 制的流程圖進行說明。其中，在以下說明的工件20的姿態(tài)控制中，將 有關(guān)各爪構(gòu)造體10的偏離量ALa、 ALb、 △ Lc的容許值都設(shè)為10 n m。
進行工件20的姿態(tài)控制時，首先設(shè)置工件20 (SIOO)。即，工件 20的中間殼24的突緣部24a與渦輪殼體部3中形成支承面3a的支承凹 部3b嵌合，成為工件20相對于支承面3a被支承的狀態(tài)。其中，在該 階段中，爪構(gòu)造體10位于向與工件固定方向相反的方向移動了的預(yù)定 的待機位置上，以免在工件20相對于渦輪殼體部3設(shè)置時成為妨礙。
工件20被設(shè)置后的狀態(tài)開始，打開相對于各氣缸機構(gòu)30而設(shè)置 的電磁閥35 (SllO)。即，通過油泵從油箱供給的壓力油，經(jīng)由打開狀 態(tài)的電磁閥35而向各氣缸機構(gòu)30中的第一氣缸室31a供給。由此，各 爪構(gòu)造體10從所述預(yù)定的待機位置被拽拉，向工件固定方向，成為相
對于被設(shè)置的工件20卡定的狀態(tài)。
成為卡定狀態(tài)的各爪構(gòu)造體10,通過向第一氣缸室31a供給的壓 力油向工件固定方向受到施力。由此，工件20成為夾緊狀態(tài)(S120)。 通過工件20成為夾緊狀態(tài)，各電磁閥35根據(jù)需要關(guān)閉其一端。下面將 此時的工件20的夾緊狀態(tài)稱為"臨時夾緊狀態(tài)"。
在工件20的臨時夾緊狀態(tài)中，從各位置傳感器37進行傳感器輸 出，根據(jù)該傳感器輸出，進行有關(guān)各爪構(gòu)造體10的偏離量ALa、 ALb、 △ Lc的計測(S130)。即，工件20成為臨時夾緊狀態(tài)后，根據(jù)來自各位 置傳感器37的檢測信號，進行有關(guān)各爪構(gòu)造體10的間隙Gl大小的計測。然后，從有關(guān)各爪構(gòu)造體10的間隙Gl大小的計測值，計測各爪構(gòu) 造體10相對于基準值La、 Lb、 Lc的偏離量ALa、 ALb、 ALc。
接著，進行在步驟S130計測出的有關(guān)各爪構(gòu)造體10的偏離量A La、 ALb、 ALc是否都小于作為容許值的lOjnm的判斷(S140)。即， 關(guān)于各爪構(gòu)造體10的偏離量ALa、 ALb、 ALc，進行是否同時滿足A La〈10"、 ALb〈10iam、 ALc〈10nm的判斷。
在步驟S140中，在判斷為有關(guān)各爪構(gòu)造體10的偏離量ALa、 △ Lb、 ALc都小于作為容許值的10 nm的情況下，結(jié)束工件20的夾緊 (S160)。即，在這種情況下，由于有關(guān)卡定狀態(tài)的各爪構(gòu)造體10的移 動方向上的位置在相對于基準位置被容許的誤差范圍內(nèi)，工件姿態(tài)為相 對于所述預(yù)定的基準姿態(tài)被容許的誤差范圍內(nèi)的姿態(tài)，因而結(jié)束工件20 的夾緊。由此，工件20的姿態(tài)控制結(jié)束。
另一方面，在步驟S140中，在沒有判斷為有關(guān)各爪構(gòu)造體10的 偏離量ALa、 ALb、 ALc都小于作為容許值的10 |i m的情況下，進行電 磁閥35的開閉控制(S150)。即，在沒有判斷為第一爪構(gòu)造體10a的偏 離量ALa小于10pm的情況下，通過進4亍第一電磁閥35a的開閉控制， 進行第一爪構(gòu)造體10a在移動方向上的位置的調(diào)整，以使偏離量ALa 變小。同樣，在沒有判斷為第二爪構(gòu)造體10b的偏離量ALb小于10nm 的情況下，通過進行第二電磁閥35b的開閉控制，進行第二爪構(gòu)造體10b 在移動方向上的位置的調(diào)整，以使偏離量ALb變小。并且，在沒有判斷 為第三爪構(gòu)造體10c的偏離量ALc小于10jum的情況下，通過進行第三 電磁閥35c的開閉控制，進行第三爪構(gòu)造體10c在移動方向上的位置的 調(diào)整，以使偏離量ALc變小。
然后，在步驟S150中，存在下述情況通過進行任意電磁閥35 的開閉控制來進行與其對應(yīng)的爪構(gòu)造體10在移動方向上的位置的調(diào)整， 其他爪構(gòu)造體10位移。即，存在基于電磁閥35的開閉控制的爪構(gòu)造體 10的位置調(diào)整在三個爪構(gòu)造體IO之間相互影響的情況。因此，在步驟 S140中，直到判斷為有關(guān)三個爪構(gòu)造體10的偏離量ALa、 ALb、 ALc 都小于10jum，重復(fù)步驟S150中的電磁閥35的開閉控制和步驟S140 中的判斷。
如此，控制部39起到如下的姿態(tài)控制單元的功能其根據(jù)來自各位置傳感器37的檢測值，控制電磁閥35,以使由位置傳感器37檢測出 的卡定狀態(tài)的爪構(gòu)造體10在移動方向上的位置相對于基準位置的偏離 量小于針對該偏離量預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的容許值。具體而言，控制部39 通過依據(jù)存儲在其存儲部中的姿態(tài)控制程序進行預(yù)定的運算等而起到 上述姿態(tài)控制單元的功能。
如此，通過進行工件20的姿態(tài)控制，可防止渦輪增壓器2的生產(chǎn) 線中的生產(chǎn)率降低，并且可減少被支承在渦輪殼體部3上的工件20姿 態(tài)的偏差，從而可提高有關(guān)不平衡修正的精度。
即，如本實施方式的不平衡修正裝置l一樣，通過在進行工件20 相對于渦輪殼體部3的固定時，使用基于爪構(gòu)造體10的夾緊方式，與 在工件20的固定中使用螺釘固定的情況相比，可防止渦輪增壓器2的 生產(chǎn)線中生產(chǎn)率降低。
并且，在工件20的姿態(tài)控制中，由于有關(guān)三個爪構(gòu)造體10的移 動方向的移動誤差成為充分小的值，因而在渦輪殼體部3相對于多個工 件20用作共同的夾具的結(jié)構(gòu)中，可減少工件姿態(tài)的偏差。由此，可減 少基于爪構(gòu)造體10相對于工件20的卡定位置(夾緊位置)的偏差，可 減少有關(guān)伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的工件20本身的振動、經(jīng)由渦輪殼體 部3向加速度傳感器4傳遞的振動的大小等的偏差。其結(jié)果，可提高有 關(guān)工件20的不平衡修正的精度。
其中，本實施方式的不平衡修正裝置1，作為相對于各氣缸機構(gòu) 30而設(shè)置的夾緊調(diào)整單元，具有在用于向第一氣缸室31a供給壓力油的 配管上設(shè)置的電磁閥35，但上述夾緊調(diào)整單元不限于此。作為上述夾緊 調(diào)整單元，只要是相對于各氣缸機構(gòu)30而設(shè)置，用于調(diào)整基于氣缸機 構(gòu)30的使爪構(gòu)造體10向移動方向移動的移動量及對爪構(gòu)造體10向工 件固定方向施力的作用力的單元即可。
作為上述夾緊調(diào)整單元，例如可相對于如上所述地構(gòu)成為雙作用 氣缸的氣缸機構(gòu)30,使用在分別向第一氣缸室31a及第二氣缸室31b 供給壓力油的配管上設(shè)置的兩個電磁閥。并且，作為上述夾緊調(diào)整單元， 也可以是關(guān)于向第一氣缸室31a及第二氣缸室31b中至少任一個供給的 壓力油進行其供給、停止的切換或流動的調(diào)整等的其他閥機構(gòu)等。
29并且，本實施方式的不平衡修正裝置1,作為相對于各爪構(gòu)造體
10而設(shè)置的位置檢測單元，具有構(gòu)成為非接觸式的間隙傳感器的位置傳 感器37,但上述位置檢測單元不限于此。作為上述位置檢測單元，只要 是相對于各爪構(gòu)造體而設(shè)置，檢測卡定狀態(tài)的爪構(gòu)造體10在移動方向 上的位置的單元即可。
作為上述位置檢測單元，只要具有能檢測工件20的臨時夾緊狀態(tài) 的爪構(gòu)造體10的偏離量程度的精度(例如數(shù)in ~數(shù)十p m等級的精度)， 例如也可以是近接開關(guān)、接觸式間隙傳感器等其他直線位置傳感器。
在本實施方式的不平衡修正裝置1中，利用三個爪構(gòu)造體IO，將 工件20相對于渦輪殼體部3夾緊而被固定。
如此，在具有在工件20相對于渦輪殼體部3固定時使用基于爪構(gòu) 造體10的夾緊方式的結(jié)構(gòu)的不平衡修正裝置1中，隨著工件旋轉(zhuǎn)部的 旋轉(zhuǎn)，夾緊工件20的部件即爪構(gòu)造體IO相對于渦輪殼體部3 (以與包 含渦輪殼體部3而一體構(gòu)成的裝置主體不同的固有振動頻率)振動。
即，在具有如上所述地使用夾緊方式的結(jié)構(gòu)的不平衡修正裝置1 中，隨著工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)，爪構(gòu)造體10相對于機架5和設(shè)在該機架5 上的包含渦輪殼體部3的各部件一體構(gòu)成的裝置主體振動。即，在不平 衡修正裝置1中，裝置主體和爪構(gòu)造體IO具有不同的固有振動頻率。
在爪構(gòu)造體10中，由于爪部11如上所述地進行基于卡定部13 的工件20的固定，因而該爪部11需為具有進行該工件20的固定時充 分的強度及剛度的部分。
因此，如圖5的示意圖所示，爪構(gòu)造體IO構(gòu)成如下的結(jié)構(gòu)在配 置于大致水平方向(橫方向)上而一端側(cè)被支承在氣缸機構(gòu)30上的細 徑(小徑)桿部12的另一端側(cè)(前端側(cè))，粘合作為重物的爪部ll。因 上述結(jié)構(gòu)，隨著工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)，爪部11經(jīng)由桿部12振動，相對于 包含在不平衡修正裝置1中上述裝置主體上的氣缸機構(gòu)30，產(chǎn)生爪構(gòu)造 體10的相對振動(參照箭頭Al)。如此，爪構(gòu)造體10以不同于裝置主 體的固有振動頻率振動。
利用圖6及圖7對在不平衡修正裝置1中伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn) 而產(chǎn)生的爪構(gòu)造體10的振動進行說明。在本實施方式的不平衡^f務(wù)正裝置1中，爪構(gòu)造體IO可看作處于因 氣缸機構(gòu)30的氣缸套31內(nèi)的流體(在本實施方式中為空氣)浮動的狀 態(tài)。即，可看作爪構(gòu)造體10處于相對于不平衡修正裝置1的裝置主體 浮動的狀態(tài)。
因此，不平衡修正裝置1，作為質(zhì)量體(mass)包括一個較大質(zhì) 量體的作為裝置主體的質(zhì)量體(下面稱為"主體質(zhì)量體")和三個較小 質(zhì)量體的作為爪構(gòu)造體10的質(zhì)量體(下面稱為"爪質(zhì)量體")。
即，在本實施方式的不平衡修正裝置1中，如圖7(a)所示，主 體質(zhì)量體成為包含機架5、支承壁6、渦輪殼體部3、工件20、氣缸板9 和氣缸套31，所述部分通過螺釘固定等方式一體構(gòu)成的一個質(zhì)量體。并 且，如圖7 (b)所示，爪質(zhì)量體成為具有爪部11和桿部12，所述部分 一體構(gòu)成的作為一個爪構(gòu)造體10的質(zhì)量體。因此，不平衡修正裝置1 具有作為第一爪構(gòu)造體10a的爪質(zhì)量體(第一爪質(zhì)量體)、作為第二爪 構(gòu)造體10b的爪質(zhì)量體(第二爪質(zhì)量體)和作為第三爪構(gòu)造體10c的爪 質(zhì)量體(第三爪質(zhì)量體)這三個爪質(zhì)量體。
如此，通過利用不平衡修正裝置1具有一個主體質(zhì)量體和三個爪 質(zhì)量體的概念，在不平衡修正裝置1中，可將各爪構(gòu)造體10置換成相 對于裝置主體為1自由度系統(tǒng)的振動模型。
即，如圖6所示，在如上所述地模型化了的不平衡修正裝置1中， 相對于質(zhì)量m0的主體質(zhì)量體40，存在質(zhì)量ml的第一爪質(zhì)量體41、質(zhì) 量m2的第二爪質(zhì)量體42和質(zhì)量m3的第三爪質(zhì)量體43。
第一爪質(zhì)量體41成為相對于主體質(zhì)量體40，經(jīng)由彈簧常數(shù)kl的 彈簧41a及衰減系數(shù)cl的減震器41b相連接的狀態(tài)。同樣，第二爪質(zhì) 量體42成為相對于主體質(zhì)量體40，經(jīng)由彈簧常數(shù)k2的彈簧42a及衰減 系數(shù)c2的減震器42b相連接的狀態(tài)，第三爪質(zhì)量體43成為相對于主體 質(zhì)量體40，經(jīng)由彈簧常數(shù)k3的彈簧43a及衰減系數(shù)c3的減震器43b 相連接的狀態(tài)。其中，主體質(zhì)量體40成為相對于底面7 (參照圖1)以 預(yù)定的彈簧常數(shù)及衰減系數(shù)相連接的狀態(tài)。
在這里，關(guān)于第一爪質(zhì)量體41，彈簧常數(shù)kl表示質(zhì)量ml的系統(tǒng) 的總剛度。同樣，關(guān)于第二爪質(zhì)量體42，彈簧常數(shù)k2表示質(zhì)量m2的系統(tǒng)的總剛度，關(guān)于第三爪質(zhì)量體43,彈簧常數(shù)k3表示質(zhì)量m3的系統(tǒng)的 總剛度。其中，在有關(guān)各爪質(zhì)量體41至43的總剛度中，包含有在工件 20固定在渦輪殼體部3上的狀態(tài)下，進行基于爪構(gòu)造體10的夾緊時， 與相對于按壓面13a(參照圖l)作用的反力對應(yīng)的剛度(下面稱為"夾 緊剛度")。夾緊剛度因爪構(gòu)造體10由氣缸機構(gòu)30施力的力(來自卡定 部13的按壓力)的大小而不同。
并且，關(guān)于第一爪質(zhì)量體41,衰減系數(shù)cl表示質(zhì)量ml的系統(tǒng)的 總衰減。同祥，關(guān)于第二爪質(zhì)量體42,衰減系數(shù)c2表示質(zhì)量m2的系統(tǒng) 的總衰減，關(guān)于第三爪質(zhì)量體43,衰減系數(shù)c3表示質(zhì)量m3的系統(tǒng)的總 衰減。
在這里對有關(guān)各爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量、總剛度以及總衰減進行說明。
如圖8所示，爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量是爪構(gòu)造體10所具有的爪部 11的質(zhì)量和桿部12的質(zhì)量的合計。即，將爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量設(shè)為 maI1,將爪部11的質(zhì)量設(shè)為mT、將桿部12的質(zhì)量設(shè)為mR時，mall=mT + mR。
并且，爪構(gòu)造體10的總剛度(彈簧常數(shù))包含有爪構(gòu)造體10所 具有的爪部ll的剛度、桿部12的剛度和夾緊剛度(參照箭頭D1)。將 爪構(gòu)造體10的總剛度設(shè)為kall,將爪部11的剛度設(shè)為kT、將桿部12的 剛度設(shè)為h時，將夾緊剛度設(shè)為"時，成立下述式(l):
l/kall= (1/ kT) + (1/ kR) + (1/ kF) (1)
因》匕，kall= kT kR kF/ (kR kF + kF kT + kT kR )。
并且，爪構(gòu)造體10的總衰減是有關(guān)相對于構(gòu)成為油壓氣缸的氣缸 機構(gòu)30以可移動施力的方式被支承的爪構(gòu)造體10的衰減系數(shù)。即，經(jīng) 由氣缸套31內(nèi)的油被支承的爪構(gòu)造體10，在其振動時，受到因其與油 之間的相對運動而產(chǎn)生的粘性阻力(粘性衰減)。上述粘性阻力，將爪 構(gòu)造體10的動能變換成熱能，以使衰減力(粘性衰減力)作用在爪構(gòu) 造體10上。作用在爪構(gòu)造體10上的該衰減力，與爪構(gòu)造體IO的振動 速度成比例。相對于有關(guān)該衰減力的速度的比例常數(shù)是如上所述地有關(guān) 具有爪部11和桿部12且所述部分一體構(gòu)成的一個爪構(gòu)造體10的衰減 系數(shù)(粘性系數(shù))，成為爪構(gòu)造體IO的總衰減。
32并且，在上述的爪構(gòu)造體IO的振動模型(參照圖6)中，質(zhì)量ml 表示第一爪構(gòu)造體10a的總質(zhì)量，質(zhì)量m2表示第二爪構(gòu)造體10b的總 質(zhì)量，質(zhì)量m3表示第三爪構(gòu)造體10c的總質(zhì)量。并且，彈簧常數(shù)kl表 示第一爪構(gòu)造體10a的總剛度，彈簧常數(shù)k2表示第二爪構(gòu)造體10b的 總剛度，彈簧常數(shù)k3表示第三爪構(gòu)造體10c的總剛度。并且，衰減系 數(shù)cl表示第一爪構(gòu)造體10a的總衰減，衰減系數(shù)c2表示第二爪構(gòu)造體 10b的總衰減，衰減系數(shù)c3表示第三爪構(gòu)造體10c的總衰減。
如上所述，有關(guān)各爪構(gòu)造體10的伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的移動方 向的振動，可看做相對于裝置主體的、具有衰減(粘性衰減)的1自由 度系統(tǒng)的強迫振動。即，伴隨著工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)，相對于由各爪質(zhì)量 體41至43 (爪系統(tǒng))表示的各爪構(gòu)造體10，作為強迫振動力而作用有 周期性的外力，各爪構(gòu)造體10相對于由主體質(zhì)量體40 (主體系統(tǒng))表 示的裝置主體，關(guān)于移動方向具有衰減而振動。
因此，將有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動方向的坐標(相對于基準位置的 位移)設(shè)為x,將伴隨著工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于爪構(gòu)造體IO上的強 迫振動力即周期性的外力設(shè)為Fsincot ( co:角頻率、t:時間)時，作 為表示具有衰減的1自由度系統(tǒng)的振動的一般運動方程，成立下述式 (2):
(數(shù)學(xué)式l)<formula>formula see original document page 33</formula>
其中，在式(2)中，m與爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量對應(yīng)，c與爪構(gòu)造 體10的總衰減(衰減系數(shù))對應(yīng)，k與爪構(gòu)造體10的總剛度(彈性常 數(shù))對應(yīng)。
在通過預(yù)先測定等方式知道有關(guān)爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量、總衰減以及總剛度的情況下，只要利用式(2)求出爪構(gòu)造體10距基準位置的位 移x，就可導(dǎo)出伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于該爪構(gòu)造體IO上的振動 力(大小、方向)。
即，關(guān)于伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于各爪構(gòu)造體IO上的振動 力，將作用于第一爪構(gòu)造體10a上的振動力設(shè)為Fa，將作用于第二爪構(gòu) 造體10b上的振動力設(shè)為Fb，將作用于第三爪構(gòu)造體10c上的振動力設(shè) 為F。時，根據(jù)上述式(2)，成立下述式(3)至式(5):
(數(shù)學(xué)式2)
^ + d i + M jc =凡…(3)
(數(shù)學(xué)式3)
" 2 x +i +x = -墨，(4)
(數(shù)學(xué)式4)
柳3 i + c3 i + A3 x = .Ft, …(5
如此，關(guān)于伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的相對于各爪構(gòu)造體io的裝置
主體的移動方向振動，可利用上述式(3)至式(5)導(dǎo)出作用于各爪構(gòu) 造體IO上的振動力。
因此，在不平衡修正裝置l中，進行不平衡修正時，通過使如抵 消伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于各爪構(gòu)造體IO上的振動力的力，作 為減振力而作用于各爪構(gòu)造體10上，可進行抑制各爪構(gòu)造體IO相對于 裝置主體的固有振動(舉動)的主動方式的減振控制。本實施方式的不 平衡修正裝置1,在進行各爪構(gòu)造體10的減振控制時，具有如下所述的 結(jié)構(gòu)。其中，在以下說明中，在各爪構(gòu)造體10的減振控制中，將成為其減振的對象的爪構(gòu)造體10的振動方向設(shè)為爪構(gòu)造體10的移動方向 (圖l中的左右方向)，將該方向設(shè)為x軸方向。即，在以下說明中， 有關(guān)爪構(gòu)造體10的"振動"是指爪構(gòu)造體10的移動方向(x軸方向) 的振動。
如圖9所示，在不平衡修正裝置1中，相對于各爪構(gòu)造體10設(shè)有 位移傳感器50。即，本實施方式的不平衡修正裝置1具有三個位移傳感 器50。其中，在圖9中，為了說明上的方便，將不平衡修正裝置1中第 三氣缸機構(gòu)30c的位置從圖2所示的原來位置偏離而表示。
位移傳感器50檢測處于將工件20相對于渦輪殼體部3夾緊的狀 態(tài)的爪構(gòu)造體10的、有關(guān)伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的振動的位移(位移 量及位移方向)。位移傳感器50構(gòu)成為非接觸式的間隙傳感器，其通過 檢測其與關(guān)于移動方向的爪構(gòu)造體IO之間的間隙，檢測有關(guān)作為被測 定物的爪構(gòu)造體10的振動的位移。
在本實施方式中，位移傳感器50，將作為關(guān)于爪構(gòu)造體10的移 動方向的一側(cè)端面的爪部11的端面即前端面lis作為檢測對象面。即， 位移傳感器50通過檢測其與爪構(gòu)造體10的前端面lis之間的間隙G2 (參照圖9),檢測有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動的位移。作為位移傳感器50， 例如可使用渦電流式、靜電電容式傳感器或激光傳感器、超聲波傳感器 等。
位移傳感器50，關(guān)于伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的爪構(gòu)造體10的振 動，檢測有關(guān)相對于該裝置主體的相對振動的位移。即，位置傳感器50 被設(shè)成位移傳感器50本身與裝置主體成一體地振動，通過在基于位移 傳感器50的檢測值上加上裝置主體的振動等，檢測有關(guān)相對于爪構(gòu)造 體IO相對于的裝置主體的相對振動的位移。
在本實施方式中，位移傳感器50，在渦輪殼體部3上具有基準位 置部51。即，在本實施方式中，位移傳感器50以設(shè)有基準位置部51 的渦輪殼體部3作為基準位置，檢測有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動的位移。 換言之，位移傳感器50檢測有關(guān)爪構(gòu)造體IO相對于渦輪殼體部3的相 對的振動的位移。其中，位移傳感器50作為基準位置的位置，只要是 包含渦輪殼體部3而一體構(gòu)成的裝置主體上的任意位置即可，不特別限 定。并且，利用位移傳感器50檢測有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動的位移時 的爪構(gòu)造體10的初始位置(x-0的基準位置)成為由爪構(gòu)造體10將工 件20相對于渦輪殼體部3進行的夾緊結(jié)束的時點的、爪構(gòu)造體10的位 置。因此，例如在如上所述地進行工件20的姿態(tài)控制的情況下，在該 工件20的姿態(tài)控制中，工件20的夾緊結(jié)束的時點的各爪構(gòu)造體10的 位置成為有關(guān)各位移傳感器50的爪構(gòu)造體10的初始位置。
如此，位移傳感器50起到下述位移檢測單元的功能相對于各爪 構(gòu)造體10而設(shè)置，檢測將工件20相對于渦輪殼體部3夾緊的狀態(tài)的爪 構(gòu)造體10的、伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的相對于裝置主體的振動的位移。
下面，將三個位移傳感器50根據(jù)設(shè)置其的爪構(gòu)造體10區(qū)分指出 的情況下，將相對于第一爪構(gòu)造體10a而設(shè)置的位移傳感器50稱為"第 一位移傳感器50a"，將相對于第二爪構(gòu)造體10b而設(shè)置的位移傳感器 50稱為"第二位移傳感器50b"，將相對于第三爪構(gòu)造體10c而設(shè)置的 位移傳感器50稱為"第三位移傳感器50c"。并且，將由第一位移傳感 器50a檢測出的有關(guān)第一爪構(gòu)造體10a的振動的位移稱為Xa,將由第二 位移傳感器50b檢測出的有關(guān)第二爪構(gòu)造體10b的振動的位移稱為Xb， 將由第三位移傳感器50c檢測出的有關(guān)第三爪構(gòu)造體10c的振動的位移 稱為X。。
并且，在不平衡修正裝置1中，如圖9所示，相對于各氣缸機構(gòu) 30設(shè)有電磁切換閥52。即，本實施方式的不平衡修正裝置1具有三個 電磁切換閥52。
電磁切換閥52進行有關(guān)爪構(gòu)造體10的移動方向的進行移動的方 向(施力的方向)的切換。具體而言，如下所述。
即，如上所述，氣缸機構(gòu)30構(gòu)成為在氣缸套31內(nèi)具有第一氣缸 室31a和第二氣缸室31b的雙作用氣缸。并且，如圖9所示，相對于第 一氣缸室31a，在其油出入口上連通連接有第一油路53a。經(jīng)由該笫一 油路53a進行相對于第一氣缸室31a的壓力油的供給和從第一氣缸室 31a的油的排出(回流)。同樣，相對于第二氣缸室31b，在其油出入口 上連通連接有第二油路53b。經(jīng)由該第二油路53b進行相對于第二氣缸 室31b的壓力油的供給和從第二氣缸室31b的油的排出(回流)。
36相對于各氣缸機構(gòu)30配置的第一油路53a及第二油路53b，如圖 9所示，經(jīng)由電磁切換閥52與供給用油路54a及回流用油路54b相連接。 所述供給用油路54a及回流用油路54b經(jīng)由油泵55與油箱56相連接。 即，貯存在油箱56內(nèi)的油，通過油泵55從供給用油路54a經(jīng)由電磁切 換閥52而向各氣釭機構(gòu)30供給。并且，從各氣缸機構(gòu)30回流的油， 經(jīng)由電磁切換閥52從回流用油路54b向油箱56回流。
在這里，爪構(gòu)造體10向被拽拉的方向(工件固定方向)受到移動 施力的情況下，經(jīng)由電磁切換閥52的壓力油，從第一油路53a向第一 氣缸室31a內(nèi)供給，并且第二氣缸室31b內(nèi)的油，從第二油路53b經(jīng)由 電磁切換閥52而回流。相反，爪構(gòu)造體10向被推出的方向(與工件固 定方向相反的方向)受到移動施力的情況下，經(jīng)由電磁切換閥52的壓 力油，從第二油路53b向第二氣缸室31b內(nèi)供給，并且第一氣缸室31a 內(nèi)的油，從第一油路53a經(jīng)由電磁切換閥52而回流。
在這種相對于各氣缸機構(gòu)30的油供給排出結(jié)構(gòu)中，電磁切換閥 52切換壓力油向第一氣缸室31a的供給(油從第二氣缸室31b的回流) 和壓力油向第二氣缸室31b的供給(油從第一氣缸室31a的回流)。
電磁切換閥52構(gòu)成為所謂的電磁操作四通切換閥。即，在電磁切 換閥52中，利用預(yù)定的控制信號(電信號)，經(jīng)由繼電器操作電磁(電 磁鐵)，用其力起動滑柱，以進行油壓回路的流路的切換。并且，電磁 切換閥52構(gòu)成為所謂的三位閥。即，在電磁切換閥52中，在三個位置 上切換滑柱，從而形成與各滑柱的位置對應(yīng)的流路。
利用圖11對本實施方式不平衡修正裝置1中的基于電磁切換閥 52的流路切換進行說明。
如上所述，在構(gòu)成為三位閥的電磁切換閥52中，通過該滑柱的位 置，關(guān)于油壓回路的流路，切換下述三個狀態(tài)第一油路53a及供給用 油路54a和第二油路53b及回流用油路54b的連通連接狀態(tài)(第一狀態(tài))； 第一油路53a及回流用油路54b和第二油路53b及供給用油路54a的連 通連接狀態(tài)(第二狀態(tài))；和流路的遮斷狀態(tài)(非連接狀態(tài))(第三狀態(tài))。
具體而言，電磁切換閥52具有分別連通連接第一油路53a、第二 油路53b、供給用油路54a以及回流用油路54b的四個端口 。在這里，如圖ll所示，關(guān)于電磁切換閥52所具有的四個端口，將連接有第一油 路53a的端口設(shè)為端口 Pal、將連接有第二油路53b的端口設(shè)為端口 Pbl、將連接有供給用油路54a的端口設(shè)為端口 Pa2、將連接有回流用油 路54b的端口i殳為端口 Pb2。
在圖11 (a)表示電磁切換閥52中的上述第一狀態(tài)。即，在該狀 態(tài)的電磁切換閥52中，各端口以端口 Pa2 —Pal、端口 Pbl —Pb2的方 式連接著。即，供給用油路54a與第一油路53a連通連接，以向第一氣 缸室31a內(nèi)供給壓力油，并且第二油路53b與回流用油路54b連通連接， 以使第二氣缸室31b內(nèi)的油回流。由此，爪構(gòu)造體10向被拽拉的方向 (工件固定方向)受到移動施力(參照箭頭B1)。
在圖11 (b)表示電磁切換閥52中的上述第二狀態(tài)。即，在該狀 態(tài)的電磁切換閥52中，各端口以端口 Pa2 —Pbl、端口 Pal —Pb2的方 式連接著。即，供給用油路54a與第二油路53b連通連接，以向第二氣 缸室31b內(nèi)供給壓力油，并且第一油路53a與回流用油路54b連通連接， 以4吏第一氣缸室31a內(nèi)的油回流。由此，爪構(gòu)造體10向,皮推出的方向 (與工件固定方向相反的方向)受到移動施力(參照箭頭B2)。
在圖11 (c)表示電磁切換閥52中的上述第三狀態(tài)。即，在該狀 態(tài)的電磁切換閥52中，各端口因被滑柱堵塞而被遮斷。即，第一油路 53a、第二油路53b、供給用油路54a以及回流用油路54b都在各端口 被遮斷，從而有關(guān)氣缸機構(gòu)30的油供給排出被遮斷。因此，在該狀態(tài) 下，可保持氣缸機構(gòu)30中的第一氣缸室31a及第二氣缸室31b的油壓。
這種基于電磁切換閥52的流路的切換，由于如上所述地通過滑柱 位置的切換來進行，因而在以下，關(guān)于基于電磁切換閥52的流路的切 換，將上述第一狀態(tài)設(shè)為位置P1 (參照圖11 (a))，將上述第二狀態(tài)設(shè) 為位置P2 (參照圖11 (b))，將上述第三狀態(tài)設(shè)為位置PN (參照圖11 (c))。即，通過電磁切換閥52成為位置Pl、 P2、 PN中任一狀態(tài)，進 行基于電磁切換閥52的流路的切換。由此，有關(guān)爪構(gòu)造體10的移動方 向的移動施力方向,皮切換。
如此，電磁切換閥52起到下述方向切換單元的功能相對于各氣 缸機構(gòu)30而設(shè)置，切換基于該氣缸機構(gòu)30的有關(guān)爪構(gòu)造體10的移動 方向的移動施力方向。下面，將三個電磁切換閥52根據(jù)設(shè)置其的氣缸機構(gòu)30區(qū)分指出 的情況下，將相對于第一氣缸機構(gòu)30a而設(shè)置的電磁切換閥52稱為"第 一電磁切換閥52a"，將相對于第二氣缸機構(gòu)30b而設(shè)置的電磁切換閥 52稱為"第二電磁切換閥52b"，將相對于第三氣缸機構(gòu)30c而設(shè)置的 電磁切換閥52稱為"第三電磁切換閥52c"。
并且，在不平衡修正裝置1中，相對于各氣缸機構(gòu)30設(shè)有供給用 流量控制閥61和回流用流量控制閥62。即，本實施方式的不平衡〗務(wù)正 裝置1具有三個供給用流量控制閥61和三個回流用流量控制閥62。
供給用流量控制閥61進行從油箱56通過油泵55向氣缸機構(gòu)30 供給的壓力油的流量的控制。即，如圖9所示，供給用流量控制閥61 設(shè)在供給用油路54a上，在油箱55和電磁切換閥52之間，進行向氣缸 機構(gòu)30供給的壓力油的流量調(diào)整。
回流用流量控制閥62進^f亍從氣缸機構(gòu)30向油箱56回流的油的流 量控制。即，如圖9所示，回流用流量控制閥62設(shè)在回流用油路54b 上，在電磁切換閥52和油泵55之間，進行從氣缸機構(gòu)30回流的油的 流量調(diào)整。
供給用流量控制閥61和回流用流量控制閥62分別構(gòu)成為具有止 回閥的單方向節(jié)流閥。即，在供給用流量控制閥61中，關(guān)于相對于氣 缸機構(gòu)30的供給方向的流動是控制流動，關(guān)于相反的方向則是自由流 動。相反，在回流用流量控制閥62中，關(guān)于從氣缸才幾構(gòu)30的回流方向 的流動是控制流動，關(guān)于相反的方向則是自由流動。
如上所述，通過利用供給用流量控制閥61和回流用流量控制閥 62，調(diào)整經(jīng)由電磁切換閥52對氣缸機構(gòu)30進行供給排出的油的流量， 可調(diào)整由氣缸機構(gòu)30作用于爪構(gòu)造體IO上的作用力的大小。即，通過 基于供給用流量控制閥61和回流用流量控制閥62的油流量的控制，電 磁切換閥52處于位置Pl的狀態(tài)下，由氣缸機構(gòu)30相對于爪構(gòu)造體10 向拽拉方向作用的作用力的大小被調(diào)整，電磁切換閥52處于位置P2的 狀態(tài)下，由氣缸機構(gòu)30相對于爪構(gòu)造體10向推壓方向作用的作用力的 大小被調(diào)整。
如此，供給用流量控制閥61和回流用流量控制閥62起到下述的作用力調(diào)整單元的功能相對于各氣缸機構(gòu)30而設(shè)置，關(guān)于由電磁切 換閥52確定的爪構(gòu)造體10的移動施力方向，用于調(diào)整對爪構(gòu)造體10 由氣缸機構(gòu)30所施力的作用力。
以下說明中，將三個供給用流量控制岡61根據(jù)設(shè)置其的氣缸機構(gòu) 30區(qū)分指出的情況下，將相對于第一氣缸機構(gòu)30a而設(shè)置的供給用流量 控制閥61稱為"第一供給用流量控制閥61a",將相對于第二氣缸機構(gòu) 30b而設(shè)置的供給用流量控制閥61稱為"第二供給用流量控制閥61b"， 將相對于第三氣缸機構(gòu)30c而設(shè)置的供給用流量控制閥61稱為"第三 供給用流量控制閥61c"。同樣，將相對于第一氣缸機構(gòu)30a而設(shè)置的回 流用流量控制閥62稱為"第一回流用流量控制閥62a"，將相對于第二 氣缸機構(gòu)30b而設(shè)置的回流用流量控制閥62稱為"第二回流用流量控 制閥62b",將相對于第三氣缸機構(gòu)30c而設(shè)置的回流用流量控制閥62 稱為"第三回流用流量控制閥62c"。
并且，在不平衡修正裝置l中，相對于夾緊狀態(tài)的工件20，設(shè)有 檢測其工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳感器57。作為旋轉(zhuǎn)傳感器57，例如 可使用光學(xué)式傳感器、磁傳感器等非接觸式的旋轉(zhuǎn)位移(旋轉(zhuǎn)角度)傳 感器。
對具有如上所述的結(jié)構(gòu)的本實施方式不平衡修正裝置1中的有關(guān) 爪構(gòu)造體10的減振控制的控制結(jié)構(gòu)，利用圖IO進行說明。
如圖IO所示，本實施方式的不平衡修正裝置l具有用于進行爪構(gòu) 造體10的減振控制的控制系統(tǒng)70?？刂葡到y(tǒng)70根據(jù)從各位移傳感器 50輸出的檢測信號，控制各電磁切換閥52、各供給用流量控制閥61以 及各回流用流量控制閥62。由此，由氣缸才幾構(gòu)30作用于爪構(gòu)造體10 上的作用力被控制，爪構(gòu)造體IO相對于裝置主體(渦輪殼體部3)的振 動衰減。
控制系統(tǒng)70以經(jīng)由信號線等方式與各位移傳感器50、各電磁切 換閥52、各供給用流量控制閥61以及各回流用流量控制閥62相連接。 控制系統(tǒng)70接收由各位移傳感器50檢測出的、和有關(guān)將工件20夾緊 的狀態(tài)的爪 造體10的振動相關(guān)的位移信號。由此，控制系統(tǒng)70取得 有關(guān)將工件20夾緊的狀態(tài)的爪構(gòu)造體10的振動的位移相關(guān)的信息。并 且，控制系統(tǒng)70向各電磁切換閥52、各供給用流量控制閥61以及各回流用流量控制閥62發(fā)送控制信號。即，控制系統(tǒng)70向各電磁切換閥52 發(fā)送用于切換流路(有關(guān)電磁切換閥52的位置)的信號。由此，控制 系統(tǒng)70進行各電磁切換閥52的切換控制。并且，控制系統(tǒng)70向各供 給用流量控制閥61以及各回流用流量控制閥62發(fā)送用于調(diào)整流量(岡 開度)的信號。由此，控制系統(tǒng)70進行各供給用流量控制岡61以及各 回流用流量控制閥62的調(diào)整控制。
控制系統(tǒng)70根據(jù)來自各位移傳感器50的檢測信號，獨立地控制 各電磁切換閥52、各供給用流量控制閥61以及各回流用流量控制閥62。 即，其根據(jù)來自第一位移傳感器50a的檢測信號，控制第一電磁切換閥 52a、第一供給用流量控制閥61a以及第一回流用流量控制閥62a,才艮據(jù) 來自第二位移傳感器50b的檢測信號，控制第二電磁切換閥52b、第二 供給用流量控制閥61b以及第一回流用流量控制閥62b，根據(jù)來自第三 位移傳感器50c的檢測信號，控制第三電磁切換閥52c、第三供給用流 量控制閥61c以及第三回流用流量控制閥62c。由此，可獨立地控制使 作用力作用于將工件20夾緊的狀態(tài)的爪構(gòu)造體IO上的氣缸機構(gòu)30,使 各爪構(gòu)造體IO相對于裝置主體(渦輪殼體部3)的振動衰減。
并且，控制系統(tǒng)70與旋轉(zhuǎn)傳感器57相連接?？刂葡到y(tǒng)70接收有 關(guān)由旋轉(zhuǎn)傳感器57檢測出的夾緊狀態(tài)的工件20的工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)位 移(旋轉(zhuǎn)角度)信號。由此，控制系統(tǒng)70取得夾緊狀態(tài)的工件20的工 件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)位移(旋轉(zhuǎn)角度)相關(guān)的信息。
控制系統(tǒng)70包括存儲程序等的存儲部、展開程序等的展開部、根 據(jù)程序等而進行預(yù)定的運算的運算部、保存基于運算部的運算結(jié)果等的 保存部、根據(jù)從位移傳感器50輸出的檢測信號計測有關(guān)將工件20夾緊 了的狀態(tài)的爪構(gòu)造體10的振動的位移等的計測部等。在存儲于所述存 儲部中的程序等中，包含后述的振動力計算程序、減振力計算程序、減 振控制程序。
作為控制系統(tǒng)70具體可使用CPU、 ROM、 RAM、 HDD等通過總線連 接的結(jié)構(gòu)、由單片式LSI等形成的結(jié)構(gòu)。并且，本實施方式的控制系統(tǒng) 70為專用品，也可以用在市場上出售的個人計算機、工作站等上存儲上 述程序等的設(shè)備來代替。
控制系統(tǒng)70具有振動力計算部71、減振力計算部72、減振控制部73。
振動力計算部71根據(jù)由位移傳感器50檢測出的爪構(gòu)造體10的位 移以及爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量、爪構(gòu)造體10在移動方向上的總衰減以及 爪構(gòu)造體10在移動方向上的總剛度，計算出伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而 作用于爪構(gòu)造體IO上的有關(guān)移動方向的振動力。
基于這種振動力計算部71的振動力的計算，控制系統(tǒng)70通過根 據(jù)存儲于其存儲部中的振動力計算程序來執(zhí)行預(yù)定的運算等而進行。 即，在爪構(gòu)造體10的減振控制中，利用振動力計算部71計算出相對于 將工件20夾緊的狀態(tài)的各爪構(gòu)造體IO伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用的 振動力。
利用振動力計算部71計算作用于爪構(gòu)造體IO上的振動力時，利 用有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動的位移、總質(zhì)量、總衰減以及總剛度的各值。
在這里，利用位移傳感器50檢測有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動的位移。 即，有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動的位移是如上所述地由位移傳感器50檢測 出的、將工件20的夾緊結(jié)束的時點下的爪構(gòu)造體IO位置作為初始位置 (x=0的基準位置)的、有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動方向(x軸方向、參照 圖9)的位移(x的值)。換言之，有關(guān)由位移傳感器50檢測出的爪構(gòu) 造體10的振動的位移，成為爪構(gòu)造體10受到振動力時的位移。
并且，爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量是爪構(gòu)造體10所具有的爪部11的質(zhì) 量和桿部12的質(zhì)量的合計(mall)。并且，爪構(gòu)造體10的總衰減是有關(guān) 相對于構(gòu)成為油壓氣缸的氣缸機構(gòu)30而可移動施力地被支承的爪構(gòu)造 體IO相關(guān)的振動的衰減系數(shù)。并且，爪構(gòu)造體10的總剛度是通過爪構(gòu) 造體10所具有的爪部11的剛度、桿部12的剛度和夾緊剛度，從上述 式(1)導(dǎo)出的有關(guān)振動的彈簧常數(shù)(kall)。
然后，振動力計算部71根據(jù)有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動的上述各值， 利用上述式(3)至式(5),計算出作用于將工件20夾緊的狀態(tài)的各爪 構(gòu)造體IO上的振動力。
即，振動力計算部71，關(guān)于第一爪構(gòu)造體10a，根據(jù)作為其總質(zhì) 量的質(zhì)量ml、作為總衰減的衰減系數(shù)cl、作為總剛度的彈簧常數(shù)kl, 利用式(3)計算出作用于第一爪構(gòu)造體10a上的振動力Fa。同樣，振動力計算部71，關(guān)于第二爪構(gòu)造體10b,根據(jù)質(zhì)量m2、衰減系數(shù)c2、 彈簧常數(shù)k2，利用式(4)計算出作用于第二爪構(gòu)造體10b上的振動力 Fb。并且，振動力計算部71，關(guān)于第三爪構(gòu)造體10c，根據(jù)質(zhì)量m3、衰 減系數(shù)c3、彈簧常數(shù)k3，利用式(5)計算出作用于第三爪構(gòu)造體10c 上的振動力F"
如上所述，由振動力計算部71計算作用于各爪構(gòu)造體10上的振 動力時所使用的各值，即有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動的位移、總質(zhì)量、總 衰減以及總剛度的各值，在控制系統(tǒng)70中預(yù)先設(shè)定而存儲于其存儲部 等中。
如此，振動力計算部71起到下述振動力計算單元的功能根據(jù)由 位移傳感器50檢測出的爪構(gòu)造體10的位移以及爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量、 爪構(gòu)造體10在移動方向上的總衰減和爪構(gòu)造體10在移動方向上的總剛 度，計算出伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)作用于爪構(gòu)造體IO上的有關(guān)移動方 向的振動力。具體而言，控制系統(tǒng)70通過依據(jù)存儲于其存儲部中的振 動力計算程序進行預(yù)定的運算等，起到上述振動力計算單元的功能。
減振力計算部72,計算出方向與由振動力計算部71計算出的振 動力的方向相反且大小與該振動力大小相同的力，作為作用于爪構(gòu)造體 IO上的減振力。
基于這種減振力計算部72的減振力的計算是控制系統(tǒng)70通過依
據(jù)存儲于其存儲部中的減振力計算程序執(zhí)行預(yù)定的運算等而進行的。 即，關(guān)于爪構(gòu)造體10的減振控制，利用減振力計算部72計算出相對于
在將工件20夾緊的狀態(tài)下伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而受到振動力的各爪 構(gòu)造體IO作用的減振力。
利用減振力計算部72計算出作用于爪構(gòu)造體IO上的減振力時， 利用由振動力計算部71計算出的振動力的值。即，減振力計算部72計 算出如抵消由振動力計算部71計算出的振動力的力，即，計算出方向 與所計算出的振動力的方向相反且大小與該振動力大小相同的力，作為 作用于爪構(gòu)造體IO上的減振力。
因此，在由振動力計算部71計算出的振動力的值例如為Fx (N) 的情況下，減振力計算部72計算出將作用于爪構(gòu)造體10上的減振力為- Fx ( N )。
即，減振力計算部72，關(guān)于第一爪構(gòu)造體10a，計算出相對于由振動力計算部71計算出的振動力Fa (參照式(3))的減振力(-Fa)。同樣，減振力計算部72，關(guān)于第二爪構(gòu)造體10b，計算出相對于振動力Fb (參照式(4))的減振力(-Fb),關(guān)于第三爪構(gòu)造體10c，計算出相對于振動力Fc (參照式(5))的減振力(-FJ。
如此，減振力計算部72起到下述的減振力計算單元的功能計算出方向與由振動力計算部71計算出的振動力的方向相反且大小與該振動力大小相同的力，作為作用于爪構(gòu)造體10上的減振力。具體而言，控制系統(tǒng)70通過依據(jù)存儲于其存儲部中的減振力計算程序進行預(yù)定的運算等，起到上述減振力計算單元的功能。
減振控制部73控制電磁切換閥52、供給用流量控制閥61以及回流用流量控制閥62,以使由減振力計算部72計算出的減振力作用于爪構(gòu)造體10上。
這種基于減振控制部73的電磁切換閥52、供給用流量控制閥61以及回流用流量控制閥62的控制，通過控制系統(tǒng)70依據(jù)存儲于其存儲部中的減振控制程序執(zhí)行預(yù)定的運算等而進行。即，在爪構(gòu)造體10的減振控制中，通過利用減振控制部73控制各電磁切換閥52、各供給用流量控制閥61以及各回流用流量控制閥62，控制基于各氣缸機構(gòu)30的相對于爪構(gòu)造體10的作用力方向和大小，以使由減振力計算部72計算出的有關(guān)各爪構(gòu)造體10的減振力作用于各爪構(gòu)造體10上。
利用減振控制部73控制電磁切換閥52時，切換流路(有關(guān)電磁切換閥52的位置)，以使由氣缸機構(gòu)30作用于爪構(gòu)造體IO上的作用力的方向成為由減振力計算部72計算出的減振力的方向(與由振動力計算部71計算出的振動力的方向相反的方向)。
因此，在由減振力計算部72計算出的減振力的方向為拽拉爪構(gòu)造體10的方向(x軸中的-方向)的情況下，減振控制部73將電磁切換閥52切換至位置P1。相反，在由減振力計算部72計算出的減振力的方向為推出爪構(gòu)造體10的方向(x軸中的+方向)的情況下，減振控制部73將電磁切換閥52切換至位置P2。利用減振控制部73控制供給用流量控制閥61以及回流用流量控制閥62時，調(diào)整各流量控制閥61、 62的閥開度，以4吏由氣缸機構(gòu)30作用于爪構(gòu)造體10上的作用力的大小成為由減振力計算部72計算出的減振力的大小(與由振動力計算部71計算出的振動力大小相同的大小)。
由氣缸機構(gòu)30作用于爪構(gòu)造體IO上的作用力的大小成為作用于氣缸機構(gòu)30中爪構(gòu)造體10的活塞部14上的力的大小。作用于該活塞部14上的力的值，可大致從作用于活塞部14上的壓力(油壓)與活塞部14的有效面積之積來求出。
因此，基于氣缸機構(gòu)30的相對于爪構(gòu)造體10的作用力，向拽拉爪構(gòu)造體10的方向作用的情況下，該作用力的大小成為從第一氣缸室31a作用于活塞部14上的壓力與活塞部14的形成第一氣缸室31a—側(cè)的面14a (參照圖11 (a))的面積(有效面積)之積。并且，基于氣缸機構(gòu)30的相對于爪構(gòu)造體10的作用力，向推出爪構(gòu)造體10的方向作用的情況下，該作用力的大小成為從第二氣缸室31b作用于活塞部14上的壓力與活塞部14的形成第二氣缸室31b —側(cè)的面14b (參照圖11(a))的面積(有效面積)之積。
即，調(diào)整作用于活塞部14上的壓力，以使由氣缸機構(gòu)30作用于爪構(gòu)造體10上的作用力的大小成為由減振力計算部72計算出的減振力的大小。并且，作用于該活塞部14上的壓力，可通過供給用流量控制閥61以及回流用流量控制閥62中的油流量的調(diào)整進行調(diào)整。下面說明中，關(guān)于作用于活塞部14上的壓力，將由氣缸機構(gòu)30作用于爪構(gòu)造體IO上的作用力的大小成為由減振力計算部72計算出的減振力的大小的壓力稱為"調(diào)整壓力"。
因此，減振控制部73調(diào)整供給用流量控制閥61以及回流用流量控制閥62的閥開度，以使調(diào)整壓力作用于活塞部14上。在作用于該活塞部14上的該調(diào)整壓力中包含有氣缸機構(gòu)30中的活塞部14的摩擦阻力、用于從一方氣缸室回流的油流出的背壓阻力等。
利用減振控制部73進行供給用流量控制閥61以及回流用流量控制閥62的控制(調(diào)整閥開度)時，考慮油泵55的吐出壓力、形成第一油路53a、第二油路53b、供給用油路54a、回流用油路 的各油路的配管上的壓力損失、形成所述各油路的配管的直徑等。即，減振控制部73根據(jù)活塞部14的有效面積(上述面14a、 14b的面積)、油泵55的吐出壓力、形成各油路的配管上的壓力損失、管徑等，計算出各供給用流量控制閥61以及各回流用流量控制閥62的閥開度，控制各流量控制閥61、 62,以使其成為計算出的岡開度。其中，上述活塞部14的有效面積等的各值，根據(jù)需要在控制系統(tǒng)70中預(yù)先設(shè)定而存儲于其存儲部等中。
如上所述的基于減振控制部73的電磁切換閥52、供給用流量控制閥61以及回流用流量控制閥62的控制，相對于設(shè)在各氣缸機構(gòu)30上的各閥獨立地進行。即，減振控制部73在進行第一爪構(gòu)造體10a的減振控制時，控制相對于第一氣缸機構(gòu)30a而設(shè)置的第一電磁切換閥52a、第一供給用流量控制閥61a以及第一回流用流量控制閥62a。同樣，減振控制部73在進行第二爪構(gòu)造體10b的減振控制時，控制相對于第二氣缸機構(gòu)30b而設(shè)置的第二電磁切換閥52b、笫二供給用流量控制閥61b以及第二回流用流量控制閥62b,在進行第三爪構(gòu)造體10c的減振控制時，控制相對于第三氣缸機構(gòu)30c而設(shè)置的第三電磁切換閥5k、第三供給用流量控制閥61c以及第三回流用流量控制閥62c。
如此，減振控制部73起到下述減振控制單元的功能控制電磁切換閥52、供給用流量控制閥61以及回流用流量控制閥62,以使由減振力計算部72計算出的減振力作用于爪構(gòu)造體10上。具體而言，控制系統(tǒng)70通過依據(jù)存儲于其存儲部中的減振控制程序進行預(yù)定的運算等而起到上述減振控制單元的功能。
利用圖12所示的有關(guān)爪構(gòu)造體10的減振控制的流程圖對爪構(gòu)造體10的減振控制進行說明。
進行爪構(gòu)造體10的減振控制時，首先設(shè)置工件20 (S200 )。即，工件20的中間殼24的突緣部24a與渦輪殼體部3中形成支承面3a的支承凹部3b嵌合，成為工件20相對于支承面3a被支承的狀態(tài)。
從工件20被設(shè)置的狀態(tài)開始，利用各爪構(gòu)造體IO，使工件20成為夾緊狀態(tài)(S210)。即，通過利用油泵55從油箱56向各氣缸機構(gòu)30的第一氣缸室31a供給壓力油，各爪構(gòu)造體10被拽拉而向工件固定方向移動，形成于被設(shè)置的工件20成為卡定狀態(tài)，并且向工件固定方向受到施力。由此，結(jié)束工件20的夾緊。其中，步驟S210中的工件20的夾緊，在進行了上述的工件20的姿態(tài)控制的情況下，與圖4所示流程圖中的步驟S160對應(yīng)。在這種情況下，相對于各氣缸機構(gòu)30而設(shè)置的電磁閥35 (參照圖l及圖3)設(shè)在作為用于向第一氣缸室31a供給壓力油的配管的第一油路"a或供給用油路54a上。
在上述步驟S210中，在結(jié)束工件20的夾緊的狀態(tài)下，通過控制系統(tǒng)70，使各電磁切換閥52成為位置PN的狀態(tài)。即，在結(jié)束工件20的夾緊的狀態(tài)下，有關(guān)各氣缸機構(gòu)30的油供給排出被遮斷，成為各氣缸機構(gòu)30中的第一氣缸室31a及第二氣缸室31b的油壓保持一定的狀態(tài)。
結(jié)束工件20的夾緊時，開始進行工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)(S220 )。即，與來自發(fā)動機的排氣相同的壓縮空氣，向渦輪殼體部3供給，經(jīng)由渦輪轉(zhuǎn)子22使包含該渦輪轉(zhuǎn)子22的工件旋轉(zhuǎn)部以不平衡修正轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
在工件旋轉(zhuǎn)部以不平衡修正轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，從各位移傳感器50進行傳感器輸出，根據(jù)該傳感器輸出，進行有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振動的位移Xa、 Xb、 X。的計測(S230 )。即，在工件20成為夾緊狀態(tài)后，根據(jù)來自各位移傳感器50的檢測信號，進行有關(guān)各爪構(gòu)造體10的間隙G2大小的計測。然后，從有關(guān)各爪構(gòu)造體10的間隙G2大小的計測值，計測出各爪構(gòu)造體10的振動的位移Xa、 Xb、 X。。
接著，從在步驟S230計測出的有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振動的位移Xa、 Xb、 Xc，計算出伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于各爪構(gòu)造體10上的振動力(S240 )。即，利用振動力計算部71，從有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振動的位移Xa、 Xb、 X。、各爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量ml、 m2、 m3、總衰減cl、c2、 c3以及總剛度kl、 k2、 k3，通過上述式(3)至式(5)計算出作用于將工件20夾緊的狀態(tài)的各爪構(gòu)造體10上的振動力。在這里，式(3 )中的x與有關(guān)第一爪構(gòu)造體10a的振動的位移Xa對應(yīng)，式(4)中的x與有關(guān)第二爪構(gòu)造體10b的振動的位移Xb對應(yīng)，式(5)中的x與有關(guān)第三爪構(gòu)造體10c的振動的位移X。對應(yīng)。
接著，從在步驟S240計算出的振動力，計算出作用于各爪構(gòu)造體IO上的減振力(S250 )。即，通過減振力計算部72,從作用于各爪構(gòu)造體10上的振動力，作為如抵消該振動力的力而計算出作用于各爪構(gòu)造體IO上的減振力。
接著，進行各電磁切換閥52的流路的切換，以使在步驟S250計算出的減振力作用于各爪構(gòu)造體IO上(S260 )。即，通過減振控制部73使各電磁切換閥52切換至位置Pl或位置P2而進行流路的切換，以使
減振力的方向。
接著，進行各供給用流量控制閥61以及各回流用流量控制閥62的閥開度的調(diào)整，以使在步驟S250計算出的減振力作用于各爪構(gòu)造體IO上(S270 )。即，通過減振控制部73調(diào)整各供給用流量控制閥61以及各回流用流量控制閥62的閥開度而進行流量調(diào)整，以使由氣缸機構(gòu)30作用于各爪構(gòu)造體IO上的作用力的大小成為所計算出的減振力的大小(使作用于活塞部14上的壓力成為所述調(diào)整壓力)。
然后，根據(jù)來自這種位移傳感器50的檢測信號，直到工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)停止為止，進行各電磁切換岡52、各供給用流量控制閥61以及各回流用流量控制閥62的控制(步驟S230 S270 )，即進行各爪構(gòu)造體10的減振控制(S280 )。在這里，由旋轉(zhuǎn)傳感器57檢測出工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)停止。
如此，通過進行各爪構(gòu)造體10的減振控制，可防止渦輪增壓器2的生產(chǎn)線上的生產(chǎn)率降低，并且可抑制用于將工件20相對于渦輪殼體部3固定的部件即各爪構(gòu)造體10的振動，可提高有關(guān)不平衡修正的精度。
即，如上所述，通過在將工件20相對于渦輪殼體部3固定時使用基于爪構(gòu)造體10的夾緊方式，可防止渦輪增壓器2的生產(chǎn)線上的生產(chǎn)率降低。
并且，通過可降低用于將工件20相對于渦輪殼體部3固定的部件即各爪構(gòu)造體10的振動，能使工件20的夾緊力(工件20相對于渦輪殼體部3推壓的力)穩(wěn)定，可防止伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的工件20較大地振動。其結(jié)果，可提高有關(guān)工件20的不平衡修正的精度。
本實施方式的不平衡修正裝置1,作為相對于各爪構(gòu)造體10而設(shè)置的位移檢測單元設(shè)有構(gòu)成為非接觸式的間隙傳感器的位移傳感器50，但上述位移檢測單元不限于此。作為所述位移檢測單元只要是下述單元
即可相對于各爪構(gòu)造體10而設(shè)置，檢測將工件20相對于渦輪殼體部 3夾緊的狀態(tài)的爪構(gòu)造體10的、伴隨工件旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)的相對于裝置主體 的移動方向振動的位移。
作為上述位移檢測單元，只要具有能檢測夾緊了工件20的狀態(tài)的 爪構(gòu)造體10振動的位移程度的精度(例如數(shù)ju ~數(shù)十n m等級的精度), 例如也可以是近接開關(guān)、接觸式間隙傳感器等其他直線位置傳感器。
另外，本實施方式的不平衡修正裝置1，作為相對于各氣缸機構(gòu) 30而設(shè)置的方向切換單元設(shè)有構(gòu)成為電磁操作四通切換閥的電磁切換 閥52，但上述方向切換單元不限于此，作為上述方向切換單元只要是相 對于各氣缸機構(gòu)30而設(shè)置，用于切換基于該氣缸機構(gòu)30的有關(guān)爪構(gòu)造 體10的移動方向的移動施力方向的單元即可。
作為上述方向切換單元，例如可以是液控操作切換閥等其他結(jié)構(gòu) 的切換閥。
并且，本實施方式的不平衡修正裝置1,作為相對于各氣缸機構(gòu) 30而設(shè)置的作用力調(diào)整單元設(shè)有構(gòu)成為具有止回閥的單方向節(jié)流閥的 供給用流量控制閥61以及回流用流量控制閥62,但上述作用力調(diào)整單 元不限于此。作為上述作用力調(diào)整單元只要是下述單元即可相對于各 夾緊部件30而設(shè)置，關(guān)于由電磁切換閥52確定的爪構(gòu)造體10的移動 施力方向，用于調(diào)整由氣缸機構(gòu)30對爪構(gòu)造體IO施力的作用力。
作為上述作用力調(diào)整單元，例如可以是流量調(diào)整閥等其他結(jié)構(gòu)的 流量控制閥。
對本發(fā)明不平衡修正裝置的第二實施方式進行說明。其中，關(guān)于 與第一實施方式的不平衡修正裝置l相同的部分使用相同的標號，適當(dāng) 省略說明。
如圖13所示，本實施方式的不平衡修正裝置81,代替上述第一 實施方式的不平衡修正裝置1中的氣缸機構(gòu)30,具有構(gòu)成為將磁性流體 作為工作流體的流體壓力氣缸機構(gòu)的磁性流體氣缸機構(gòu)83。即，磁性流 體氣缸機構(gòu)83起到下述移動施力單元的功能相對于各爪構(gòu)造體10而 設(shè)置，使爪構(gòu)造體10向移動方向移動，并且對卡定狀態(tài)的爪構(gòu)造體10向工件固定方向施力。
在磁性流體氣缸機構(gòu)83中，作為經(jīng)由爪構(gòu)造體10所具有的桿部 12的活塞部14而向形成第一氣缸室31a及第二氣缸室31b的氣缸套31 內(nèi)填充的工作流體，使用磁性流體84。
在這里，磁性流體同時具有作為液體特性的流動性和作為磁性體 的性質(zhì)。具體而言，磁性流體是磁鐵礦、錳-鋅鐵酸鹽等鐵酸鹽、鐵、 鎳、鈷等直徑為10nm左右的磁性微粒子利用表面活性劑的作用在水、 有機溶劑、石蠟等溶劑中擴散而形成的。
磁性流體氣缸機構(gòu)83與氣缸機構(gòu)30相同地構(gòu)成為雙作用氣缸。 即，如圖13所示，相對于磁性流體氣缸機構(gòu)83所具有的第一氣缸室31a， 在其磁性流體的出入口上連通連接有第一流路82a。經(jīng)由該第一流路82a 進行相對于第一氣缸室31a的磁性流體的供給和從第一氣缸室31a的磁 性流體84的排出(回流)。同樣，相對于第二氣缸室31b，在其磁性流 體的出入口上連通連接有第二流路82a。經(jīng)由該第二流路82b進行相對 于第二氣缸室31b的磁性流體的供給和從第二氣缸室31b的磁性流體84 的排出(回流)。
相對于各磁性流體氣缸機構(gòu)83配置的第一流路82a及第二流路 82b，如圖13所示，經(jīng)由泵85與流體箱86相連接。即，在流體箱86 內(nèi)j^存有磁性流體86a，,皮j^存的該磁性流體86a，通過泵85經(jīng)由第一 流路82a或第二流路82b而向各磁性流體氣缸機構(gòu)83供給。并且，從 各磁性流體氣缸機構(gòu)83回流的磁性流體，經(jīng)由第一流路82a或第二流 路82b而向流體箱86回流。
下面，將三個磁性流體氣缸機構(gòu)83根據(jù)其可移動施力地支承的爪 構(gòu)造體10區(qū)分指出的情況下，將可移動施力地支承第一爪構(gòu)造體10a 的磁性流體氣缸機構(gòu)83稱為"第一磁性流體氣缸機構(gòu)83a"，將可移動 施力地支承第二爪構(gòu)造體10b的磁性流體氣缸機構(gòu)83稱為"第二磁性 流體氣缸機構(gòu)83b"，將可移動施力地支承第三爪構(gòu)造體10c的磁性流體 氣缸機構(gòu)83稱為"第三磁性流體氣缸機構(gòu)83c"。
如此，在具有構(gòu)成為用于可移動施力地支承爪構(gòu)造體10的結(jié)構(gòu)的 磁性流體氣缸機構(gòu)83的不平衡修正裝置81中，進行不平衡修正時，作為如抵消伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于各爪構(gòu)造體10上的振動力的 力，使磁性流體氣缸機構(gòu)83中磁性流體的粘性阻力引起的衰減力作用 于各爪構(gòu)造體10上，由此可進行抑制各爪構(gòu)造體10相對于裝置主體的 固有振動(舉動)的減振控制。其基于如下所述的原理和磁性流體所具 有的性質(zhì)。
即，經(jīng)由磁性流體氣缸機構(gòu)83中氣缸套31內(nèi)的磁性流體84而被 支承的爪構(gòu)造體IO，在其振動時，受到因其與磁性流體84之間的相對 運動而產(chǎn)生的粘性阻力。上述粘性阻力，將爪構(gòu)造體10的動能變換成 熱能，以使衰減力相對于爪構(gòu)造體10起到作用。因此，通過磁性流體 84的粘度發(fā)生變化，相對于爪構(gòu)造體10的粘性阻力，即作用在爪構(gòu)造 體10上的衰減力的大小發(fā)生變化。
另一方面，作為磁性流體所具有的性質(zhì)，因所施加的磁場強度而 流動性，即粘度(表觀粘度)發(fā)生變化。其基于下述原理流動著的磁 性流體受到磁場作用時，因磁性微粒子所具有的磁偶極子的相互作用， 在磁場方向上粒子欲聯(lián)動。
因此，本實施方式的不平衡修正裝置81，通過相對于磁性流體氣 缸機構(gòu)83中氣缸套31內(nèi)的磁性流體84施加磁場的同時使該磁場的強 度發(fā)生變化，使磁性流體84的表觀粘度發(fā)生變化，并通過相對于伴隨 工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于各爪構(gòu)造體10上的振動力而作用有如抵消 該振動力的減振力，進行抑制各爪構(gòu)造體10的振動的減振控制。本實 施方式的不平衡修正裝置81，進行各爪構(gòu)造體10的減振控制時，具有 如下所述的結(jié)構(gòu)。
如圖13所示，在不平衡修正裝置81中，相對于各爪構(gòu)造體10 設(shè)有位移傳感器50。即，本實施方式的不平衡修正裝置81具有三個位 移傳感器50。其中，在圖13中，為了說明上的方便，將不平衡修正裝 置81中第三磁性流體氣缸機構(gòu)83c的位置從原來位置(參照圖2)偏離 而表示。并且，關(guān)于本實施方式的不平衡修正裝置81所具有的位移傳 感器50，由于其是與第一實施方式的不平衡修正裝置l相同的部分，因 而省略i兌明。 并且，在不平衡修正裝置81中，如圖13所示，相對于各磁性流 體氣缸機構(gòu)83設(shè)有氣缸線圏87。即，本實施方式的不平衡修正裝置81具有三個氣缸線圏87。
氣缸線圏87是所謂的圓筒線圏，以相對于氣缸套31巻繞的狀態(tài) 進行設(shè)置。即，通過向氣缸線圏87流入電流，相對于氣缸套31內(nèi)的磁 性流體84，在氣缸套31的軸方向(圖13中的左右方向)上施加有磁場。
然后，通過流入氣缸線圈87的電流的大小(電流值)發(fā)生變化， 相對于氣缸套31內(nèi)的磁性流體84施加的磁場的強度發(fā)生變化。隨之， 氣缸套31內(nèi)磁性流體84的表觀粘度(流動性)發(fā)生變化，作用于振動 著的爪構(gòu)造體IO上的衰減力的大小發(fā)生變化。
如此，氣缸線圏87起到相對于各磁性流體氣缸機構(gòu)83而設(shè)置、 用于向磁性流體84施加磁場的磁場施加單元的功能。
下面，將三個氣缸線圈87根據(jù)設(shè)置其的磁性流體氣缸機構(gòu)83區(qū) 分指出的情況下，將相對于第一磁性流體氣缸機構(gòu)83a而設(shè)置的氣缸線 圏87稱為"第一氣缸線圏87a"，將相對于第二磁性流體氣缸機構(gòu)83b 而設(shè)置的氣缸線圏87稱為"第二氣缸線圏87b"，將相對于第三磁性流 體氣缸機構(gòu)83c而設(shè)置的氣缸線圏87稱為"第三氣缸線圏87c"。
對具有如上所述的結(jié)構(gòu)的本實施方式不平衡修正裝置81中的有 關(guān)爪構(gòu)造體10的減振控制的控制結(jié)構(gòu)，利用圖14進行說明。
如圖14所示，本實施方式的不平衡修正裝置81具有用于進行爪 構(gòu)造體10的減振控制的控制系統(tǒng)90?？刂葡到y(tǒng)90根據(jù)從各位移傳感器 輸出的檢測信號，控制由各氣缸線圏87向氣缸套31內(nèi)的磁性流體84 施加的磁場強度。本質(zhì)上，通過控制從控制系統(tǒng)90向氣缸線圏87供給 的(輸入的)電流的大小(電流值)，控制由各氣缸線圏87向氣缸套31 內(nèi)的磁性流體84施加的磁場強度。由此，作用于磁性流體氣缸機構(gòu)83 中的爪構(gòu)造體10上的作用力被控制，爪構(gòu)造體IO相對于裝置主體(渦 輪殼體部3)的振動衰減。
控制系統(tǒng)90以經(jīng)由信號線等方式與各位移傳感器50相連接。并 且，控制系統(tǒng)90經(jīng)由引線等與各氣缸線圏87相連接?？刂葡到y(tǒng)90接 收由各位移傳感器50檢測出的、有關(guān)將工件20夾緊的狀態(tài)的爪構(gòu)造體 10的振動相關(guān)的位移信號。由此，控制系統(tǒng)90取得將工件20夾緊的狀 態(tài)的爪構(gòu)造體10的振動相關(guān)的位移信息。并且，控制系統(tǒng)90向各氣缸線圏87供給電流，并且根據(jù)向磁性流體84施加的磁場強度控制該電流 的大小。
控制系統(tǒng)90根據(jù)來自各位移傳感器50的檢測信號，獨立地控制 向氣缸線圏87供給的電流。即，其根據(jù)來自第一位移傳感器50a的檢 測信號，控制向第一氣缸線圏87a供給的電流，根據(jù)來自第二位移傳感 器50b的檢測信號，控制向第二氣缸線圏87b供給的電流，根據(jù)來自第 三位移傳感器50c的檢測信號，控制向第三氣缸線圏87c供給的電流。 由此，可獨立地控制相對于將工件20夾緊的狀態(tài)的爪構(gòu)造體10上作用 有伴隨其振動的衰減力的磁性流體氣缸機構(gòu)83,使各爪構(gòu)造體10相對 于裝置主體(渦輪殼體部3)的振動衰減。
并且，控制系統(tǒng)90與旋轉(zhuǎn)傳感器57相連接?？刂葡到y(tǒng)90接收由 旋轉(zhuǎn)傳感器57檢測出的夾緊狀態(tài)的工件20的有關(guān)工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)位 移(旋轉(zhuǎn)角度)信號。由此，控制系統(tǒng)90取得與夾緊狀態(tài)的工件20的 工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)位移(旋轉(zhuǎn)角度)相關(guān)的信息。
控制系統(tǒng)90包括存儲程序等的存儲部、展開程序等的展開部、根 據(jù)程序等而進行預(yù)定的運算的運算部、保存基于運算部的運算結(jié)果等的 保存部、根據(jù)從位移傳感器50輸出的檢測信號計測有關(guān)將工件20夾緊 了的狀態(tài)的爪構(gòu)造體10的振動的位移等的計測部、用于向氣缸線圏87 供給(輸入)電流的電源部。在存儲于所述存儲部中的程序等中，包含 后述的衰減計算程序、減振控制程序以及有關(guān)由氣缸線圏87向磁性流 體84施加的磁場的強度與爪構(gòu)造體10在移動方向上的總衰減(衰減系 數(shù))之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。
作為控制系統(tǒng)90具體可使用CPU、 ROM、 RAM、 HDD等通過總線連 接的結(jié)構(gòu)、由單片式LSI等形成的結(jié)構(gòu)。并且，本實施方式的控制系統(tǒng) 90為專用品，也可以用在市場上出售的個人計算機、工作站等上存儲上 述程序等的設(shè)備來代替。
控制系統(tǒng)90具有數(shù)據(jù)存儲部91、衰減計算部92和減振控制部93。
數(shù)據(jù)存儲部91存儲預(yù)先求出的、有關(guān)由氣缸線圏87向磁性流體 84施加的磁場的強度與總衰減(衰減系數(shù))關(guān)系的數(shù)據(jù)(下面稱為"有 關(guān)磁場的強度與衰減之間關(guān)系的數(shù)據(jù)")。數(shù)據(jù)存儲部91，作為有關(guān)磁場的強度與衰減的關(guān)系的數(shù)據(jù)，存儲 向氣缸線圏87供給的電流值I與磁性流體84的粘度ji之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。
即，如上所述，由氣缸線圏87向磁性流體84施加的磁場的強度， 依賴于流入氣缸線圏87的電流的大小。并且，有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動 的衰減系數(shù)是有關(guān)作用于振動著的爪構(gòu)造體10上的衰減力(粘性衰減 力)的相對于振動的速度的比例常數(shù)，其成為相對于振動著的爪構(gòu)造體 IO的粘性阻力(粘性衰減)，即磁性流體84的粘度(粘性系數(shù))u。因 此，數(shù)據(jù)存儲部91，關(guān)于各磁性流體氣缸機構(gòu)83，作為預(yù)先求出的、 向氣缸線圏87供給的電流值I與磁性流體84的粘度n之間關(guān)系(下面 稱為"電流值I與粘度n之間關(guān)系")的數(shù)據(jù)，存儲有關(guān)各磁性流體氣 缸機構(gòu)83的磁場的強度與衰減之間關(guān)系相關(guān)的數(shù)據(jù)。
電流值I與粘度n之間關(guān)系，例如成為如圖15所示的關(guān)系。在本 例中，電流值I與粘度jii之間關(guān)系成比例關(guān)系，表示電流值I與粘度M 之間關(guān)系的圖表成為直線狀。其基于以下原理表示有關(guān)不表現(xiàn)出強磁 性的磁性流體84的磁場與磁化之間關(guān)系的磁化曲線成為直線狀。即， 在不表現(xiàn)出強磁性的磁性體中，磁場與磁化成比例。關(guān)于磁場可換成相 對于氣缸線圏87的供給電流(電流值I )，關(guān)于磁化可換成磁性流體84 的粘度U。即，在本實施方式中，在磁性流體氣缸機構(gòu)83中用作工作 流體的磁性流體84不表現(xiàn)出強磁性，電流值I與粘度n之間關(guān)系，如 圖15所示地成為比例關(guān)系。有關(guān)磁性流體84的這種電流值I與粘度ji 之間關(guān)系被預(yù)先求出，例如作為映象化了的數(shù)據(jù)而存儲在數(shù)據(jù)存儲部91 中。如此，在數(shù)據(jù)存儲部91中，存儲有關(guān)磁場的強度與衰減之間關(guān)系 的數(shù)據(jù)，作為有關(guān)磁性流體84的電流值I與粘度n之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。
在這里，如圖15所示，電流值I為0時的粘度n 0是在各磁性流 體氣缸機構(gòu)83中沒有向磁性流體84施加磁場的狀態(tài)(無磁場中)下的 磁性流體84的粘度。即，粘度m 0成為有關(guān)磁性流體84的粘度p的初 始值。
數(shù)據(jù)存儲部91，關(guān)于各磁性流體氣缸機構(gòu)83，存儲電流值I與粘 度p之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。
即，數(shù)據(jù)存儲部91，關(guān)于第一磁性流體氣缸機構(gòu)83a，存儲向第 一氣缸線圏87a供給的電流值I與第一磁性流體氣缸機構(gòu)83a中的氣缸套31內(nèi)磁性流體84的粘度u之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。同樣，數(shù)據(jù)存儲部91， 關(guān)于第二磁性流體氣缸機構(gòu)83b，存儲向第二氣缸線圏87b供給的電流 值I與第二磁性流體氣缸機構(gòu)83b的磁性流體84的粘度ju之間關(guān)系的 數(shù)據(jù)，關(guān)于第三磁性流體氣缸機構(gòu)83c，存儲向第三氣缸線圏87c供給 的電流值I與第三磁性流體氣缸機構(gòu)83c的磁性流體84的粘度p之間 關(guān)系的數(shù)據(jù)。
如此，數(shù)據(jù)存儲部91起到存儲預(yù)先求出的磁場的強度與衰減之間 關(guān)系數(shù)據(jù)的存儲單元的功能。具體而言，控制系統(tǒng)90通過在ROM等中 存儲磁場的強度與衰減之間關(guān)系的數(shù)據(jù)而起到上述存儲單元的功能。
衰減計算部92根據(jù)由位移傳感器50檢測出的爪構(gòu)造體10的位移 以及爪構(gòu)造體IO的總質(zhì)量、爪構(gòu)造體IO在移動方向上的總剛度，計算 出抵消伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于爪構(gòu)造體10上的有關(guān)移動方向 的振動力的、爪構(gòu)造體IO在移動方向上的總衰減(衰減系數(shù))。
基于這種衰減計算部92的衰減系數(shù)的計算，控制系統(tǒng)90通過根 據(jù)存儲于其存儲部中的衰減計算程序來執(zhí)行預(yù)定的運算等而進行。即， 在爪構(gòu)造體10的減振控制中，利用衰減計算部92計算出抵消伴隨工件
力的總衰減(衰減系數(shù))。換言之，通過爪構(gòu)造體10的衰減系數(shù)成為由 衰減計算部92計算出的衰減系數(shù)，抵消作用于爪構(gòu)造體10上的振動力。
利用衰減計算部92計算衰減系數(shù)時，利用由位移傳感器50檢測 出的有關(guān)爪構(gòu)造體10的振動的位移、爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量以及總剛度 的各值。即，衰減計算部92計算出如抵消伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作 用于爪構(gòu)造體IO上的振動力的(如振動力的值成為0的)爪構(gòu)造體10 的衰減系數(shù)(下面稱為"抵消振動力的衰減系數(shù)")。
因此，衰減計算部92在計算抵消有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振動力的 衰減系數(shù)時，進行將作用于各爪構(gòu)造體10上的振動力設(shè)為0的計算， 即進行在上述式(3 )至式(5 )的各式中設(shè)為Fa=0、 Fb=0、 F。=0的計算。 即，衰減計算部92將抵消有關(guān)第一爪構(gòu)造體10a的振動力的衰減系數(shù) 設(shè)為ca、將抵消有關(guān)第二爪構(gòu)造體10b的振動力的衰減系數(shù)設(shè)為cb、將
抵消有關(guān)第三爪構(gòu)造體IOC的振動力的衰減系數(shù)設(shè)為Ce時，通過在上述
式(3)至式(5)中設(shè)為Fa=0、 Fb-0、 F。=0而導(dǎo)出的下述式(6)至式(8)，計算出抵消有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振動力的衰減系數(shù), (數(shù)學(xué)式5)
<formula>formula see original document page 56</formula> (6〉
(數(shù)學(xué)式6)
<formula>formula see original document page 56</formula>
(7)
<formula>formula see original document page 56</formula>
(數(shù)學(xué)式7)
在這里，有關(guān)各爪構(gòu)造體10的衰減系數(shù)C,、Cb、C。的值，由于如
上所述地是與磁性流體84的粘度(粘性系數(shù))對應(yīng)的值，因而成為絕 對值(正的值)。
如此，衰減計算部92根據(jù)由位移傳感器50檢測出的有關(guān)爪構(gòu)造 體10的振動的位移、爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量以及總剛度的各值，通過上 述式(6)至式(8)，計算出抵消有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振動力的衰減系 數(shù)。
即，衰減計算部92,關(guān)于第一爪構(gòu)造體10a，根據(jù)由位移傳感器50檢測出的位移Xa、作為總質(zhì)量的質(zhì)量ml、作為總剛度的彈簧常數(shù)kl, 通過式(6 )計算出抵消有關(guān)第一爪構(gòu)造體10a的振動力的衰減系數(shù)ca。 同樣，衰減計算部92，關(guān)于第二爪構(gòu)造體10b，根據(jù)由位移傳感器50 檢測出的位移Xb、作為總質(zhì)量的質(zhì)量m2、作為總剛度的彈簧常數(shù)k2, 通過式(7 )計算出抵消有關(guān)第二爪構(gòu)造體10b的振動力的衰減系數(shù)cb。 并且，衰減計算部92，關(guān)于第三爪構(gòu)造體10c，根據(jù)由位移傳感器50 檢測出的位移X。、作為總質(zhì)量的質(zhì)量m3、作為總剛度的彈簧常數(shù)k3, 通過式(8 )計算出抵消有關(guān)第三爪構(gòu)造體10c的振動力的衰減系數(shù)Cc。
通過有關(guān)伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)作用有振動力的各爪構(gòu)造體10 的衰減系數(shù),如上所述地成為由衰減計算部92計算出的衰減系數(shù)，作 用于爪構(gòu)造體10上的衰減力發(fā)生變化，從而抵消作用于爪構(gòu)造體10上 的振動力。
如此，衰減計算部92起到如下的衰減計算單元的功能根據(jù)由位 移傳感器50檢測出的爪構(gòu)造體10的位移、爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量以及 爪構(gòu)造體10在移動方向上的總剛度，計算出抵消伴隨工件旋轉(zhuǎn)部的旋 轉(zhuǎn)而作用于爪構(gòu)造體IO上的有關(guān)移動方向的振動力的、爪構(gòu)造體10在 移動方向上的總衰減(衰減系數(shù))。具體而言，控制系統(tǒng)90通過依據(jù)存 儲于其存儲部中的衰減計算程序進行預(yù)定的運算等，起到上述衰減計算 單元的功能。
減振控制部93根據(jù)與由數(shù)據(jù)存儲部91存儲的磁場的強度與衰減 之間的關(guān)系相關(guān)的數(shù)據(jù)，控制氣缸線圏87,以使向磁性流體84施加的 磁場的強度成為與由衰減計算部92計算出的總衰減(衰減系數(shù))對應(yīng) 的磁場的強度。
基于這種減振控制部93的氣缸線圈87的控制，具體而言流入氣 缸線圏87的電流的控制，通過控制系統(tǒng)90依據(jù)存儲于其存儲部中的減 振控制程序執(zhí)行預(yù)定的運算等而進行。即，在爪構(gòu)造體10的減振控制 中，通過由減振控制部93控制向各氣缸線圏87供給的電流的大小，控 制向氣缸套31內(nèi)的磁性流體84施加的磁場的強度。由此，控制磁性流 體84的粘度(粘性系數(shù))n，即衰減系數(shù)，從而控制作用于受振動力 作用的爪構(gòu)造體10上的衰減力(粘性衰減力)的大小。
利用減振控制部93進行氣缸線圏87的控制時，利用存儲于數(shù)據(jù)存儲部91中的電流值I與粘度u之間關(guān)系的數(shù)據(jù)，從而求出向氣缸線 圏87供給的電流值1。與向氣缸線圏87供給的電流值I對應(yīng)的粘度ju， 即衰減系數(shù)使用如上所述地由衰減計算部92計算出的衰減系數(shù)的值。 即，如圖15所示，在與由衰減計算部92計算出的衰減系數(shù)的值對應(yīng)的 粘度為iux的情況下，根據(jù)存儲于數(shù)據(jù)存儲部91中的電流值I與粘度ju 之間的關(guān)系，向氣缸線圏87供給與粘度px對應(yīng)的電流值Ix的電流。
在氣缸線圏87上，通過流入與由衰減計算部92計算出的衰減系 數(shù)的值(粘度的值)對應(yīng)的電流值的電流，向磁性流體84施加的磁場 的強度成為與由衰減計算部92計算出的總衰減(衰減系數(shù))對應(yīng)的磁 場的強度。由此，因磁性流體84的粘度變化，作用于爪構(gòu)造體10上的 衰減力(粘性衰減力)的值成為如抵消作用于爪構(gòu)造體10上的振動力 的值。
如上所述的基于減振控制部93的氣缸線圏87的控制，相對于設(shè) 在各磁性流體氣缸機構(gòu)83上的氣缸線圏87獨立地進行。即，減振控制 部93進行第一爪構(gòu)造體10a的減振控制時，控制相對于第一磁性流體 氣缸機構(gòu)83a而設(shè)置的第一氣缸線圏87a(控制向其供給的電流)。同樣， 減振控制部93進行第二爪構(gòu)造體10b的減振控制時，控制相對于第二 磁性流體氣缸機構(gòu)83b而設(shè)置的第二氣缸線圏87b，進行第三爪構(gòu)造體 10c的減振控制時，控制相對于第三磁性流體氣缸機構(gòu)83c而設(shè)置的第 三氣缸線圏87c。
如此減振控制部93起到如下的減振控制單元的功能根據(jù)與由數(shù) 據(jù)存儲部91存儲的磁場的強度與衰減之間關(guān)系相關(guān)的數(shù)據(jù)，控制氣缸 線圏87，以使向磁性流體84施加的磁場的強度成為與由衰減計算部92
計算出的總衰減(衰減系數(shù))對應(yīng)的磁場的強度。具體而言，控制系統(tǒng) 90通過依據(jù)存儲于其存儲部中的減振控制程序進行預(yù)定的運算等而起 到上述減振控制單元的功能。
利用圖16所示的有關(guān)爪構(gòu)造體10的減振控制的流程圖，對爪構(gòu) 造體10的減振控制進行說明。
進行爪構(gòu)造體10的減振控制時，首先設(shè)置工件20 (S300 )。
從設(shè)置工件20的狀態(tài)之后，成為通過爪構(gòu)造體10夾緊工件20的狀態(tài)(S310)。即，通過由泵85從流體箱86向各磁性流體氣缸機構(gòu) 83的第一氣缸室31a壓送磁性流體，各爪構(gòu)造體IO被拽拉而向工件固 定方向移動，相對于被設(shè)置的工件20成為卡定狀態(tài)，并且向工件固定 方向受到施力。由此，結(jié)束工件20的夾緊。
其中，步驟S310中的工件20的夾緊，在進行上述工件20的姿態(tài) 控制的情況下，與圖4所示的流程圖中的步驟S160對應(yīng)。在這種情況 下，相對于各磁性流體氣缸機構(gòu)83而設(shè)置的電磁閥35 (參照圖l及圖 3),設(shè)在成為用于向第一氣缸室31a供給壓力油的配管的第一流路82a 上。
在上述步驟S310中，在工件20的夾緊結(jié)束的狀態(tài)下，通過未圖 示的閥機構(gòu)等，遮斷有關(guān)各磁性流體氣缸機構(gòu)83的磁性流體的供給排 出，成為各磁性流體氣缸機構(gòu)83中的第一氣缸室31a及第二氣缸室31b 的磁性流體的壓力保持一定的狀態(tài)。
工件20的夾緊結(jié)束時，工件旋轉(zhuǎn)部開始旋轉(zhuǎn)(S320 )。
在工件旋轉(zhuǎn)部以不平衡修正轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，從各位移傳感器 50進行傳感器輸出，根據(jù)該傳感器輸出，進行有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振 動的位移Xa、 Xb、 X。的計測(S330 )。
接著，從在步驟S330計測出的有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振動的位移 Xa、 Xb、 X。，計算出抵消振動力的衰減系數(shù)(S340 )。即，利用衰減計算 部92，從由位移傳感器50檢測出的有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振動的位移 Xa、 Xb、 Xe、各爪構(gòu)造體10的總質(zhì)量ml、 m2、 m3以及總剛度kl、 k2、 k3,通過上述式(6 )至式(8 )，計算出抵消有關(guān)各爪構(gòu)造體10的振動 力的衰減系數(shù) Ca、 Cb、 cc。
接著，從在步驟S340計算出的衰減系數(shù)，決定向各氣缸線圏87 供給的電流的大小(S350 )。即，利用減振控制部93,從存儲于數(shù)據(jù)存 儲部91中的電流值I與粘度p之間關(guān)系的數(shù)據(jù)，決定與由衰減計算部 92計算出的衰減系數(shù)的值(粘度的值)對應(yīng)的電流值Ia、 Ib、 I。。在這 里，電流值Ia是有關(guān)第一氣缸室87a的電流值，電流值Ib是有關(guān)第二 氣缸室87b的電流值，電流值Ie是有關(guān)第三氣缸室87c的電流值。
接著，由步驟S350決定的電流值的電流，向各氣缸線圏87供(S360 )。即，從控制系統(tǒng)90所具有的電源部向第一氣缸線圏87a供給 電流值Ia的電流，向第二氣缸線圏87b供給電流值Ib的電流，向第三 氣缸線圏87c供給電流值1。的電流。
由此，向各磁性流體氣缸機構(gòu)83中的磁性流體84施加有磁場， 磁性流體84的粘度上升，從而相對于各爪構(gòu)造體IO作用有衰減力(粘 性衰減力)。在這里，向磁性流體84施加的磁場的強度成為與由衰減計 算部92計算i的總衰減(衰減系數(shù))對應(yīng)的磁場的強度，作用于各爪 構(gòu)造體10的衰減力成為抵消作用于爪構(gòu)造體10上的振動力的大小。
然后，基于這種來自位移傳感器50的檢測信號等的、各氣缸線圏 87(向其供給的電流)的控制(步驟S330至S360 )，即各爪構(gòu)造體10 的減振控制，進行至工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)停止為止(S370 )。在這里，由 旋轉(zhuǎn)傳感器57檢測出工件旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)停止。
在進行如上所述的有關(guān)各爪構(gòu)造體10的減振控制的本實施方式 不平衡修正裝置81中，除了在第一實施方式的情況下可得到的效果以 外，還能得到可簡化裝置結(jié)構(gòu)的效果。
即，本實施方式中的各爪構(gòu)造體10的減振控制，僅在磁性流體相 對于各磁性流體氣缸機構(gòu)83的供給排出停止的狀態(tài)下，進行相對于各 氣缸線圏87的電控制。因此，在進行各爪構(gòu)造體10的減振控制時，不 需要用于進行磁性流體相對于磁性流體氣缸機構(gòu)83的供給排出的切換、 流量的調(diào)整的切換閥、流量控制閥等岡機構(gòu)。由此能得到可簡化裝置結(jié) 構(gòu)的效果。
其中，本實施方式的不平衡修正裝置的81，作為設(shè)在各磁性流體 氣缸機構(gòu)83上的磁場施加單元，具有在相對于氣缸套31而巻繞的狀態(tài) 下被設(shè)置的氣缸線圈87，但上述磁場施加單元不限于此。作為磁場施加 單元只要是相對于各磁性流體氣缸機構(gòu)83而設(shè)置，用于向氣缸套31內(nèi) 的磁性流體84施加磁場的單元即可。
作為上述磁場施加單元，例如可以是下述結(jié)構(gòu)在氣釭套31的內(nèi) 部內(nèi)裝氣缸線圏；在氣缸套31中，與氣缸套31的主體分開地設(shè)置管路， 該管路至少與第一氣缸室31a及第二氣缸室31b中的至少任一方連通而 使磁性流體流通，在相對于該管路以巻繞的狀態(tài)設(shè)置的氣缸線圏。并且，在本實施方式中，由氣缸線圏87向氣缸套31內(nèi)的磁性流體84施加的 磁場的方向為氣缸套31的軸方向(圖13中的左右方向)，但向磁性流 體84施加的磁場的方向不特別限定。
工業(yè)實用性
本發(fā)明適合于關(guān)于汽車發(fā)動機中具備的渦輪增壓器等的、具有以 較高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部的高速旋轉(zhuǎn)機器，為了修正該旋轉(zhuǎn)部的不平衡而 使用的高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置。
權(quán)利要求
1.一種高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，其具有夾具，該夾具支承具有旋轉(zhuǎn)部的工件且具有振動檢測單元，在該夾具上以所述旋轉(zhuǎn)部能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)而固定了所述工件的狀態(tài)下，使所述旋轉(zhuǎn)部以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)部以所述預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下由所述振動檢測單元檢測出的檢測值，進行所述旋轉(zhuǎn)部的不平衡修正，其特征在于，包括多個夾緊部件，在卡定了處于被所述夾具支承的狀態(tài)的所述工件的狀態(tài)即卡定狀態(tài)下，向?qū)⑺龉ぜ潭ǖ剿鰥A具的預(yù)定方向被施力，從而將所述工件相對于所述夾具夾緊而固定；移動施力單元，相對于所述各夾緊部件而設(shè)置，使所述夾緊部件向包含所述預(yù)定方向的移動方向移動，并且對所述卡定狀態(tài)的所述夾緊部件向所述預(yù)定方向施力；夾緊調(diào)整單元，相對于所述各移動施力單元而設(shè)置，用于調(diào)整由所述移動施力單元使所述夾緊部件向所述移動方向移動的移動量以及對所述夾緊部件向所述預(yù)定方向施力的作用力；位置檢測單元，相對于所述各夾緊部件而設(shè)置，檢測所述卡定狀態(tài)的所述夾緊部件在所述移動方向上的位置；和姿態(tài)控制單元，根據(jù)來自所述各位置檢測單元的檢測信號，控制所述各夾緊調(diào)整單元，以使由所述位置檢測單元檢測出的所述卡定狀態(tài)的所述夾緊部件在所述移動方向上的位置相對于預(yù)先設(shè)定的基準位置的偏離量小于針對該偏離量預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的容許值。
2. 如權(quán)利要求1所述的高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，其特征 在于，包括位移檢測單元，相對于所述各夾緊部件而設(shè)置，檢測處于將所述工轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的、相對于包含所述夾具而一體構(gòu)成的裝置主體的在所述移動 方向的振動的位移；方向切換單元，相對于所述各移動施力單元而設(shè)置，用于切換基于作用力調(diào)整單元，相對于所述各移動施力單元而設(shè)置，針對由所述 方向切換單元確定的所述夾緊部件的所述移動施力方向，調(diào)整由所述移 動施力單元對所述夾緊部件施力的作用力；振動力計算單元，根據(jù)由所述位移檢測單元檢測出的所述夾緊部件 的所述位移、所述夾緊部件的總質(zhì)量、所述夾緊部件在所述移動方向上的總衰減以及所述夾緊部件在所述移動方向上的總剛度，計算出伴隨著動力；減振力計算單元，計算出方向與由所述振動力計算單元計算出的所 述振動力的方向相反且大小與該振動力的大小相同的力，作為作用于所 述夾緊部件上的減振力；和減振控制單元，控制所述方向切換單元及所述作用力調(diào)整單元，以 使由所述減振力計算單元計算出的所述減振力作用于所述夾緊部件上。
3.如權(quán)利要求l所述的高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，其特征 在于，所述移動施力單元構(gòu)成為以磁性流體作為工作流體的流體壓力氣 釭機構(gòu)，所述不平衡修正裝置，包括位移檢測單元，相對于所述各夾緊部件而設(shè)置，檢測處于將所述工轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的、相對于包含所述夾具而一體構(gòu)成的裝置主體的在所述移動 方向的振動的位移；磁場施加單元，相對于所述各移動施力單元而設(shè)置，用于向所述磁 性流體施加磁場；數(shù)據(jù)存儲單元，存儲預(yù)先求出的、和由所述磁場施加單元向所述磁 性流體施加的磁場的強度與所述總衰減之間的關(guān)系相關(guān)的數(shù)據(jù)；衰減計算單元，根據(jù)由所述位移檢測單元檢測出的所述夾緊部件的 所述位移、所述夾緊部件的總質(zhì)量以及所述夾緊部件在所述移動方向上 的總剛度，計算出抵消伴隨著所述旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于所述夾緊部件 上的有關(guān)所述移動方向的振動力的、所述夾緊部件在所述移動方向上的 總衰減；和減振控制單元，根據(jù)由所述數(shù)據(jù)存儲單元存儲的所述數(shù)據(jù)，控制所 述磁場施加單元，以使向所述磁性流體施加的磁場的強度成為與由所述衰減計算單元計算出的所述總衰減對應(yīng)的磁場的強度。
4. 一種高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，其具有夾具，該夾具支 承具有旋轉(zhuǎn)部的工件且具有振動檢測單元，在該夾具上以所述旋轉(zhuǎn)部能 旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)而固定了所述工件的狀態(tài)下，使所述旋轉(zhuǎn)部以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋元檢測出的檢測值，進行所述旋轉(zhuǎn)部的不平衡修正，其特征在于，包括多個夾緊部件，在卡定了處于被所述夾具支承的狀態(tài)的所述工件的 狀態(tài)即卡定狀態(tài)下，向?qū)⑺龉ぜ潭ǖ剿鰥A具的預(yù)定的方向被施力，從而將所述工件相對于所述夾具夾緊而固定；移動施力單元，相對于所述各夾緊部件而設(shè)置，使所述夾緊部件向 包含所述預(yù)定方向的移動方向移動，并且對所述卡定狀態(tài)的所述夾緊部 件向所述預(yù)定方向施力；位移檢測單元，相對于所述各夾緊部件而設(shè)置，檢測處于將所述工轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的、相對于包含所述夾具而一體構(gòu)成的裝置主體的在所述移動 方向的振動的位壽多；方向切換單元，相對于所述各移動施力單元而設(shè)置，用于切換基于 該移動施力單元的所述夾緊部件的有關(guān)所述移動方向的移動施力方向；作用力調(diào)整單元，相對于所述各移動施力單元而設(shè)置，關(guān)于由所述 方向切換單元確定的所述夾緊部件的所述移動施力方向，調(diào)整由所述移 動施力單元對所述夾緊部件施力的作用力；振動力計算單元，根據(jù)由所述位移檢測單元檢測出的所述夾緊部件 的所述位移、所述夾緊部件的總質(zhì)量、所述夾緊部件在所述移動方向上 的總衰減以及所述夾緊部件在所述移動方向上的總剛度，計算出伴隨著動力；減振力計算單元，計算出方向與由所述振動力計算單元計算出的所 述振動力的方向相反且大小與該振動力的大小相同的力，作為作用于所 述夾緊部件上的減振力；和減振控制單元，控制所述方向切換單元及所述作用力調(diào)整單元，以 使由所述減振力計算單元計算出的所述減振力作用于所述夾緊部件上。
5. —種高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，其具有夾具，該夾具支 承具有旋轉(zhuǎn)部的工件且具有振動檢測單元，在該夾具上以所述旋轉(zhuǎn)部能 旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)而固定了所述工件的狀態(tài)下，使所述旋轉(zhuǎn)部以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋元檢測出的檢測值，進行所述旋轉(zhuǎn)部的不平衡修正，其特征在于，包括 多個夾緊部件，在卡定了處于被所述夾具支承的狀態(tài)的所述工件的狀態(tài)即卡定狀態(tài)下，向?qū)⑺龉ぜ潭ǖ剿鰥A具的預(yù)定的方向被施力，從而將所述工件相對于所述夾具夾緊而固定；移動施力單元，相對于所述各夾緊部件而設(shè)置，構(gòu)成為以磁性流體作為工作流體的流體壓力氣缸機構(gòu)，使所述夾緊部件向包含所述預(yù)定方 向的移動方向移動，并且對所述卡定狀態(tài)的所述夾緊部件向所述預(yù)定方向施力；位移檢測單元，相對于所述各夾緊部件而設(shè)置，檢測處于將所述工轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的、相對于包含所述夾具而一體構(gòu)成的裝置主體的在所述移動 方向的振動的位移；磁場施加單元，相對于所述各移動施力單元而設(shè)置，用于向所述磁 性流體施加磁場；數(shù)據(jù)存儲單元，存儲預(yù)先求出的、和由所述磁場施加單元向所述磁性流體施加的磁場的強度與所述總衰減之間的關(guān)系相關(guān)的數(shù)據(jù)；衰減計算單元，根據(jù)由所述位移檢測單元檢測出的所述夾緊部件的所述位移、所述夾緊部件的總質(zhì)量以及所述夾緊部件在所述移動方向上 的總剛度，計算出抵消伴隨著所述旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而作用于所述夾緊部件 上的有關(guān)所述移動方向的振動力的、所述夾緊部件在所述移動方向上的 總衰減；和減振控制單元，根據(jù)由所述數(shù)據(jù)存儲單元存儲的所述數(shù)據(jù)，控制所 述磁場施加單元，以使向所述磁性流體施加的磁場的強度成為與由所述 衰減計算單元計算出的所述總衰減對應(yīng)的磁場的強度。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置，可防止高速旋轉(zhuǎn)機器的生產(chǎn)線中的生產(chǎn)率降低，并且可減少被夾具支承的工件的姿態(tài)偏差，可抑制用于將工件相對于夾具固定的部件(夾緊部件)的振動，可提高有關(guān)不平衡修正的精度。本發(fā)明高速旋轉(zhuǎn)機器的不平衡修正裝置(1)包括將工件(20)相對于渦輪殼體部(3)夾緊而固定的多個爪構(gòu)造體(10)(夾緊部件)、使爪構(gòu)造體(10)移動的同時對其施力的氣缸機構(gòu)(30)、用于調(diào)整由氣缸機構(gòu)(30)使爪構(gòu)造體(10)移動的移動量及所施力的作用力的電磁閥(35)、檢測爪構(gòu)造體(10)的位置的位置傳感器(37)、控制各電磁閥(35)以使由位置傳感器(37)檢測出的爪構(gòu)造體(10)位置的偏離量小于容許值的姿態(tài)控制單元。
文檔編號G01M1/00GK101688816SQ200880021908
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者前田治 申請人:豐田自動車株式會社