[go: up one dir, main page]

JP4322494B2 - Magnetic bearing device - Google Patents

Magnetic bearing device Download PDF

Info

Publication number
JP4322494B2
JP4322494B2 JP2002314350A JP2002314350A JP4322494B2 JP 4322494 B2 JP4322494 B2 JP 4322494B2 JP 2002314350 A JP2002314350 A JP 2002314350A JP 2002314350 A JP2002314350 A JP 2002314350A JP 4322494 B2 JP4322494 B2 JP 4322494B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic bearing
thrust
rotating body
positioning
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002314350A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004150489A (en
Inventor
功 田代
亨 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2002314350A priority Critical patent/JP4322494B2/en
Publication of JP2004150489A publication Critical patent/JP2004150489A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4322494B2 publication Critical patent/JP4322494B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • F16C32/0444Details of devices to control the actuation of the electromagnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気軸受装置、特に、回転体の所定位置への支持および回転停止位置決めを容易にする磁気軸受装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、図面を参照しながら従来の磁気軸受装置について説明する。図3は従来の磁気軸受装置の概略構成を示すブロック図である。
【0003】
図3において、20は回転体、21は、回転体20に、モータロータ22、ラジアル磁気軸受ロータ24,26、スラスト磁気軸受ロータ28が取り付けられた主軸である。このラジアル磁気軸受ロータ24,26、スラスト磁気軸受ロータ28から微小間隔の距離を置いてラジアル磁気軸受電磁石25,27、スラスト磁気軸受電磁石29、回転体20の変位を検出するラジアル変位センサ30,31、スラスト変位センサ32が配置されている。なお、33は保護ベアリング等よりなる保護部材、34は工具と係合する可変重量部であり、さらに回転体20にはエンコーダ35が取り付けられ、モータ駆動装置36によりモータステータ23に電流を流すことにより回転体20を回転駆動させる。
【0004】
次に、この装置の磁気軸受を制御する磁気軸受制御装置について説明する。この磁気軸受制御装置1は、ラジアル変位センサ30,31、スラスト変位センサ32からの変位信号と前記変位信号と位置指令値との減算を行う加算器2,5と、これら加算器2,5の出力をもとに回転体20とラジアル磁気軸受電磁石25,27、スラスト磁気軸受電磁石29間に作用する磁気吸引力を制御する位相補償器3,6およびパワー増幅器4,7から構成されている。ここで、加算器2、位相補償器3、パワー増幅器4はラジアル磁気軸受を制御するラジアル磁気軸受制御装置8を構成し、また、加算器5、位相補償器6、パワー増幅器7はスラスト磁気軸受を制御するスラスト磁気軸受制御装置9を構成している。
【0005】
次に、その動作を説明する。まず、回転体20の変位をラジアル変位センサ30,31、スラスト変位センサ32で検出し、その出力信号を加算器2,5に印加する。加算器2,5では回転体20を支持する指令位置(目標値)から前記出力信号を減算し、減算された信号は位相補償器3,6に入力され、位相補償器3,6からの出力によってパワー増幅器4,7が動作し、ラジアル磁気軸受電磁石25,27、スラスト磁気軸受電磁石29に電流を流し、ラジアル磁気軸受電磁石25,27とラジアル磁気軸受ロータ24,26間、スラスト磁気軸受電磁石29とスラスト磁気軸受ロータ28間に生じる電磁吸引力によって回転体20のラジアル方向およびスラスト方向の位置を浮上制御する。スラスト磁気軸受制御装置9で制御していない時、回転体20は保護部材33で支持される。回転体20の回転方向の制御は、エンコーダ35からの信号をモータ駆動装置36に入力し、モータ駆動装置36によりモータステータ23に流す電流を制御することにより回転駆動および停止位置決めが行われる。
【0006】
実際の加工、例えば、磁気軸受スピンドルを工作機械に搭載し、複数の種類の工具を交換しながら加工を行う場合は、自動工具交換の一般的な手順として、ツールホルダの角度と回転体の角度を合わせるように、回転体(スピンドル)を決められた回転角で停止させるオリエント動作を行った後、ツール交換を行っている。
【0007】
特許文献1には、回転装置及び当該回転装置を備えた加工装置の構成について記載されている。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−324755号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような構成では、モータ駆動装置により回転体を任意の位置に回転停止位置決めする場合、回転体は空中に浮上制御されているため、回転方向への摩擦損失や粘性減衰は転がり軸受と比較して著しく少なく、回転方向へ振動しやすく、回転位置決め剛性を上げることが困難であるという問題点があった。
【0010】
本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、回転停止位置決め時、回転軸の回転方向への運動損失を増大させることにより、回転位置決め剛性を増大させることができる磁気軸受装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気軸受装置は、制御電流により浮上制御されるラジアル,スラスト磁気軸受電磁石によって支承され、回転、停止制御される回転体を含み、前記回転体に取り付けられている工具を交換する際の回転停止位置決め時に外部より印加される回転位置決め動作中信号および零速度信号に基づきスラスト磁気軸受電磁石にバイアス電流を印加するバイアス指令発生器を備え、前記回転体の回転停止位置決め時にラジアル方向の位置制御を行い回転停止位置を保ちながらスラスト保護部材に回転体を接触させることにより、回転位置決め剛性を上げるようにしたものである。
【0012】
本発明によれば、回転停止位置決め時にはスラスト磁気軸受の位置制御を停止し、スラスト電磁石にバイアス電流を印加して回転体を保護部材に接触させるので、回転体の回転方向への摩擦損失や粘性減衰が増大して、回転停止時の回転損失が増大し、回転位置決め剛性を増大させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、前記従来のものと同一の部分については同一符号を用いるものとする。図1は本発明の磁気軸受装置の一実施の形態における全体構成を示すブロック図、図2は本発明の磁気軸受装置の一実施の形態においてこれを適用した磁気軸受スピンドル装置の具体例を示す断面図である。
【0014】
まず、図1および図2に示される磁気軸受スピンドル装置部分について説明する。
【0015】
図1および図2において、20は回転体、21は回転体20に、モータロータ22、ラジアル磁気軸受ロータ24,26、スラスト磁気軸受ロータ28が取り付けられた主軸である。このラジアル磁気軸受ロータ24,26、スラスト磁気軸受ロータ28から微小間隔の距離をおいたラジアル磁気軸受電磁石25,27、スラスト磁気軸受電磁石29、回転体20の変位を検出するラジアル変位センサ30,31、スラスト変位センサ32が配置され、回転体20は所定位置に非接触で支持されている。
【0016】
ここで、ラジアル磁気軸受電磁石25,27は回転体20の周囲に、例えば90°の中心角で左右に4個つ配置され、また、スラスト磁気軸受電磁石29は回転体20を取り巻くリング状に配置されている。また、ラジアル変位センサ30,31、スラスト変位センサ32としては、よく知られた渦電流形センサ、静電容量形センサ、光センサなどが用いられる。33は保護ベアリング等よりなる保護部材、34は工具と係合する可変重量部であり、さらに回転体20にはエンコーダ35が取り付けられ、モータ駆動装置36によりモータステータ23に電流を流すことにより回転体20を回転駆動させる。なお、37はケーシングである。
【0017】
次にこの装置の磁気軸受を制御する磁気軸受制御装置について説明する。この磁気軸受制御装置40は、ラジアル変位センサ30,31、スラスト変位センサ32からの変位信号と前記変位信号と位置指令値との減算を行う加算器2,5と、これら加算器2,5の出力をもとに回転体20とラジアル磁気軸受電磁石25,27、スラスト磁気軸受電磁石29間に作用する磁気吸引力を制御する位相補償器3,6およびパワー増幅器4,7と、外部からの回転位置決め動作中を示す信号Sg1とモータが定められた一定回転数以下であることを示す零速度信号Sg2の2つの信号を受信した時にスラスト磁気軸受電磁石29にバイアス電流を印加するためのバイアス指令発生器10から構成されている。ここで、加算器2、位相補償器3、パワー増幅器4はラジアル磁気軸受を制御するラジアル磁気軸受制御装置8を構成し、また、加算器5、位相補償器6、バイアス指令発生器10、パワー増幅器7はスラスト磁気軸受を制御するスラスト磁気軸受制御装置9を構成している。
【0018】
次に、その動作を説明する。まず、回転体20の変位をラジアル変位センサ30,31、スラスト変位センサ32で検出し、その出力信号を加算器2,5に印加する。加算器2,5では回転体20の指令位置(目標位置)から前記出力信号を減算し、減算された信号が位相補償器3,6に入力され、この位相補償器3,6からの出力によってパワー増幅器4,7が動作し、ラジアル磁気軸受電磁石25,27、スラスト磁気軸受電磁石29に電流を流し、ラジアル磁気軸受電磁石25,27とラジアル磁気軸受ロータ24,26間、スラスト磁気軸受電磁石29とスラスト磁気軸受ロータ28間に生じる電磁吸引力によって回転体20のラジアル方向およびスラスト方向の位置を浮上制御する。スラスト磁気軸受制御装置で位置制御していない時、回転体20は保護部材33で支持される。回転体20の回転方向の制御は、エンコーダ35からの信号をモータ駆動装置36に入力し、モータ駆動装置36によりモータステータ23の電流を制御することにより回転駆動および停止位置決めが行われる。この基本的な浮上制御動作は従来と同様であるが、スピンドル(回転体20)の回転停止位置決め時には、回転位置決め動作中を示す信号Sg1とモータが定められた一定回転数以下であることを示す零速度信号Sg2が磁気軸受制御装置40に入力され、バイアス指令発生器10の出力信号がパワー増幅器7に入力され、パワー増幅器7によりスラスト磁気軸受電磁石29にバイアス電流が印加される。
【0019】
ここで、通常の浮上制御からバイアス電流を印加する制御に切り換える手段としては、回転位置決め動作中を示す信号Sg1とモータが定められた一定回転数以下であることを示す零速度信号Sg2が磁気軸受制御装置40に入力された時に、パワー増幅器7の入力を位相補償器6の出力からバイアス指令発生器10の出力に切り換える手段や、あらかじめ位相補償器6の出力とバイアス指令発生器10の出力をパワー増幅器7に入力しておき、回転位置決め動作中を示す信号S1とモータが定められた一定回転数以下であることを示す零速度信号Sg2が磁気軸受制御装置40に入力された時に、位相補償器6の出力を零にする手段などが考えられる。この時、ラジアル方向の磁気軸受は従来と同様に位置制御を行う。
【0020】
このようにスラスト磁気軸受電磁石29にバイアス電流が印加されると、例えば工具と係合している可変重量部34側にスラスト方向の吸引力がはたらき、回転体20が保護部材33に接触し、押し付けられる。この保護部材33に回転体20を接触させることにより、その摩擦損失および粘性減衰が回転方向の運動に損失を与え、この損失により、回転停止位置決め時に回転方向への振動が抑制されて回転停止位置決め剛性を飛躍的に増大させることができる。なお、回転位置決め動作中信号Sg1および零速度信号Sg2は、例えば工作機械の場合、加工機に搭載されている制御装置やモータ回転駆動装置より容易に入力できる。
【0021】
以上のように、本実施の形態によれば、回転停止位置決め時にスラスト電磁石にバイアス電流を印加することにより、回転体を保護部材に接触させて回転停止時の回転損失を増大させることができるので、回転位置決め剛性を飛躍的に増大させることができる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回転停止位置決め時に、スラスト電磁石にバイアス電流を印加し、回転体を保護部材に接触させることによって、回転停止時の回転損失を増大させ、回転位置決め剛性を飛躍的に増大させることができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気軸受装置の一実施の形態における全体構成を示すブロック図
【図2】本発明の磁気軸受装置の一実施の形態においてこれを適用した磁気軸受スピンドル装置の具体例を示す断面図
【図3】従来の磁気軸受装置の概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 磁気軸受制御装置
2,5 加算器
3,6 位相補償器
4,7 パワー増幅器
8 ラジアル磁気軸受制御装置
9 スラスト磁気軸受制御装置
10 バイアス指令発生器
20 回転体
21 主軸
22 モータロータ
23 モータステータ
24,26 ラジアル磁気軸受ロータ
25,27 ラジアル磁気軸受電磁石
28 スラスト磁気軸受ロータ
29 スラスト磁気軸受電磁石
30,31 ラジアル変位センサ
32 スラスト変位センサ
33 保護部材
34 可変重量部
35 エンコーダ
36 モータ駆動装置
37 ケーシング
Sg1 回転位置決め動作中信号
Sg2 零速度信号
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic bearing device, and more particularly to a magnetic bearing device that facilitates support of a rotating body at a predetermined position and rotation stop positioning.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, a conventional magnetic bearing device will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional magnetic bearing device.
[0003]
In FIG. 3, 20 is a rotating body, and 21 is a main shaft in which a motor rotor 22, radial magnetic bearing rotors 24 and 26, and a thrust magnetic bearing rotor 28 are attached to the rotating body 20. Radial displacement sensors 30 and 31 for detecting the displacement of the radial magnetic bearing electromagnets 25 and 27, the thrust magnetic bearing electromagnet 29, and the rotating body 20 at a small distance from the radial magnetic bearing rotors 24 and 26 and the thrust magnetic bearing rotor 28. A thrust displacement sensor 32 is arranged. Reference numeral 33 denotes a protective member made up of a protective bearing, etc., and 34 denotes a variable weight portion that engages with the tool. Further, an encoder 35 is attached to the rotating body 20, and a current is passed through the motor stator 23 by the motor driving device 36. Thus, the rotating body 20 is driven to rotate.
[0004]
Next, a magnetic bearing control device for controlling the magnetic bearing of this device will be described. The magnetic bearing control device 1 includes adders 2 and 5 for subtracting the displacement signal from the radial displacement sensors 30 and 31 and the thrust displacement sensor 32 and the displacement signal and the position command value. rotating body 20 and the radial magnetic bearing electromagnets 25 and 27 on the basis of the output, and a phase compensator 3, 6, and power over amplifier 4,7 to control the magnetic attraction force acting between the thrust magnetic bearing electromagnet 29 ing. Here, the adder 2, the phase compensator 3, power over amplifier 4 constitutes a radial magnetic bearing control device 8 for controlling the radial magnetic bearings, The adder 5, a phase compensator 6, the power amplifier 7 A thrust magnetic bearing control device 9 is configured to control the thrust magnetic bearing.
[0005]
Next, the operation will be described. First, the displacement of the rotating body 20 is detected by the radial displacement sensors 30 and 31 and the thrust displacement sensor 32, and the output signal is applied to the adders 2 and 5. The adders 2 and 5 subtract the output signal from a command position (target value) that supports the rotating body 20, and the subtracted signal is input to the phase compensators 3 and 6, and output from the phase compensators 3 and 6. power amplifier 4,7 is operated by the radial magnetic bearing electromagnets 25 and 27, current flows to the thrust magnetic bearing electromagnet 29, between the radial magnetic bearing electromagnets 25, 27 and the radial magnetic bearing rotor 24, the thrust magnetic bearing electromagnet 29 And the position of the rotary body 20 in the radial direction and the thrust direction are controlled by electromagnetic attraction generated between the thrust magnetic bearing rotor 28 and the thrust magnetic bearing rotor 28. When not controlled by the thrust magnetic bearing control device 9, the rotating body 20 is supported by the protection member 33. The rotation direction of the rotating body 20 is controlled by inputting a signal from the encoder 35 to the motor driving device 36 and controlling the current flowing through the motor stator 23 by the motor driving device 36 to perform rotation driving and stop positioning.
[0006]
When performing actual machining, for example, when a magnetic bearing spindle is mounted on a machine tool and machining is performed while changing multiple types of tools, the general procedure for automatic tool change is to use the tool holder angle and rotating body angle. The tool is changed after performing an orientation operation to stop the rotating body (spindle) at a predetermined rotation angle so as to match.
[0007]
Patent Document 1 describes the configuration of a rotating device and a processing device including the rotating device.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-324755 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration as described above, when the rotating body is rotated and positioned at an arbitrary position by the motor driving device, the rotating body is controlled to be levitated in the air. There are problems that it is remarkably less in comparison with the above, easily vibrates in the rotational direction, and it is difficult to increase the rotational positioning rigidity.
[0010]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a magnetic bearing device capable of increasing the rotational positioning rigidity by increasing the motion loss in the rotational direction of the rotating shaft during rotation stop positioning. The purpose is to do.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Magnetic bearing device of the present invention, a radial controlled fly by the control current, is supported by a thrust magnetic bearing electromagnets rotating comprises a rotary body which is stop control, when replacing a tool attached to the rotary member A bias command generator for applying a bias current to the thrust magnetic bearing electromagnet based on a rotation positioning operation signal and a zero speed signal applied from outside during rotation stop positioning is provided, and radial position control is performed during rotation stop positioning of the rotating body. The rotational positioning rigidity is increased by bringing the rotating body into contact with the thrust protection member while maintaining the rotation stop position.
[0012]
According to the present invention, the position control of the thrust magnetic bearing is stopped at the time of rotation stop positioning, and a bias current is applied to the thrust electromagnet to bring the rotating body into contact with the protective member. Attenuation increases, rotation loss when rotation stops, and rotation positioning rigidity can be increased.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol shall be used about the same part as the said conventional thing. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of a magnetic bearing device of the present invention, and FIG. 2 shows a specific example of a magnetic bearing spindle device to which this is applied in an embodiment of a magnetic bearing device of the present invention. It is sectional drawing.
[0014]
First, the magnetic bearing spindle device portion shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
[0015]
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 20 denotes a rotating body, and reference numeral 21 denotes a main shaft in which a motor rotor 22, radial magnetic bearing rotors 24 and 26, and a thrust magnetic bearing rotor 28 are attached to the rotating body 20. The radial magnetic bearing rotor 24, the radial displacement detecting the displacement of the thrust magnetic bearing rotor 28 radial magnetic axis receiving magnets 25 and 27 at a distance of small distance from, the thrust magnetic axis receiving magnet 29, rotor 20 Sensors 30 and 31 and a thrust displacement sensor 32 are disposed, and the rotating body 20 is supported in a non-contact manner at a predetermined position.
[0016]
Here, the periphery of the radial magnetic bearing electromagnets 25 and 27 rotating body 20, for example arranged One not a four on the left and right at the center angle of 90 °, also, a ring-shaped thrust magnetic bearing electromagnet 29 surrounding the rotor 20 Has been placed. Further, as the radial displacement sensors 30, 31 and the thrust displacement sensor 32, well-known eddy current sensors, capacitance sensors, optical sensors, and the like are used. Reference numeral 33 denotes a protective member made up of a protective bearing, etc., and 34 denotes a variable weight portion that engages with the tool. Further, an encoder 35 is attached to the rotating body 20, and the motor driving device 36 rotates by passing an electric current through the motor stator 23. The body 20 is rotated. Reference numeral 37 denotes a casing.
[0017]
Next, a magnetic bearing control device for controlling the magnetic bearing of this device will be described. The magnetic bearing control device 40 includes adders 2 and 5 for subtracting the displacement signal from the radial displacement sensors 30 and 31 and the thrust displacement sensor 32 and the displacement signal and the position command value. The phase compensators 3 and 6 and the power amplifiers 4 and 7 for controlling the magnetic attractive force acting between the rotating body 20, the radial magnetic bearing electromagnets 25 and 27, and the thrust magnetic bearing electromagnet 29 based on the output, and rotation from the outside Generation of a bias command for applying a bias current to the thrust magnetic bearing electromagnet 29 when two signals of a signal Sg1 indicating that the positioning operation is in progress and a zero speed signal Sg2 indicating that the motor is below a predetermined rotational speed are received. The apparatus 10 is comprised. Here, the adder 2, the phase compensator 3, and the power amplifier 4 constitute a radial magnetic bearing control device 8 for controlling the radial magnetic bearing, and the adder 5, the phase compensator 6, the bias command generator 10, the power The amplifier 7 constitutes a thrust magnetic bearing control device 9 that controls the thrust magnetic bearing.
[0018]
Next, the operation will be described. First, the displacement of the rotating body 20 is detected by the radial displacement sensors 30 and 31 and the thrust displacement sensor 32, and the output signal is applied to the adders 2 and 5. The adders 2 and 5 subtract the output signal from the command position (target position) of the rotating body 20, and the subtracted signal is input to the phase compensators 3 and 6, and the output from the phase compensators 3 and 6 The power amplifiers 4 and 7 are operated to pass current through the radial magnetic bearing electromagnets 25 and 27 and the thrust magnetic bearing electromagnet 29, and between the radial magnetic bearing electromagnets 25 and 27 and the radial magnetic bearing rotors 24 and 26, and between the thrust magnetic bearing electromagnet 29 and The position of the rotary body 20 in the radial direction and the thrust direction is controlled to fly by the electromagnetic attractive force generated between the thrust magnetic bearing rotors 28. When the position is not controlled by the thrust magnetic bearing control device 9 , the rotating body 20 is supported by the protection member 33. The rotation direction of the rotating body 20 is controlled by inputting a signal from the encoder 35 to the motor driving device 36 and controlling the current of the motor stator 23 by the motor driving device 36 to perform rotation driving and stop positioning. That although this basic levitation control operation is the same as the conventional, when the rotation stop position of the spindles (rotating member 20), is less than a predetermined rotational speed signal Sg1 and the motor is determined indicating that a rotational positioning operation A zero speed signal Sg2 is input to the magnetic bearing control device 40, an output signal of the bias command generator 10 is input to the power amplifier 7, and a bias current is applied to the thrust magnetic bearing electromagnet 29 by the power amplifier 7.
[0019]
Here, as means for switching from normal levitation control to control for applying a bias current, a signal Sg1 indicating that the rotational positioning operation is in progress and a zero speed signal Sg2 indicating that the motor is below a predetermined number of rotations are magnetic bearings. When input to the control device 40, means for switching the input of the power amplifier 7 from the output of the phase compensator 6 to the output of the bias command generator 10, or the output of the phase compensator 6 and the output of the bias command generator 10 in advance. When the signal S g 1 indicating that the rotational positioning operation is being performed and the zero speed signal Sg 2 indicating that the motor is equal to or less than a predetermined rotation speed are input to the magnetic bearing control device 40 in advance. A means for making the output of the phase compensator 6 zero can be considered. At this time, the position of the radial magnetic bearing is controlled as in the conventional case.
[0020]
When a bias current is applied to the thrust magnetic bearing electromagnet 29 in this way, for example, a thrust force in the thrust direction acts on the variable weight portion 34 engaged with the tool, and the rotating body 20 contacts the protection member 33. Pressed. When the rotating body 20 is brought into contact with the protective member 33, the friction loss and the viscous damping give a loss to the movement in the rotation direction, and this loss suppresses the vibration in the rotation direction at the time of rotation stop positioning, and the rotation stop positioning. The rigidity can be dramatically increased. In addition, in the case of a machine tool, for example, in the case of a machine tool, the rotational positioning operation in-progress signal Sg1 and the zero speed signal Sg2 can be easily input from a control device or a motor rotation driving device mounted on the processing machine.
[0021]
As described above, according to the present embodiment, by applying a bias current to the thrust electromagnet at the time of rotation stop positioning, the rotating body can be brought into contact with the protective member and the rotation loss at the time of rotation stop can be increased. Rotational positioning rigidity can be dramatically increased.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at the time of rotation stop positioning, a bias current is applied to the thrust electromagnet, and the rotating body is brought into contact with the protective member, thereby increasing the rotation loss at the time of rotation stop and increasing the rotation positioning rigidity. The advantageous effect that it can be dramatically increased is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of a magnetic bearing device of the present invention. FIG. 2 is a specific example of a magnetic bearing spindle device to which the magnetic bearing device of the present invention is applied. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional magnetic bearing device.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic bearing control apparatus 2, 5 Adder 3, 6 Phase compensator 4, 7 Power amplifier 8 Radial magnetic bearing control apparatus 9 Thrust magnetic bearing control apparatus 10 Bias command generator 20 Rotor 21 Main shaft 22 Motor rotor 23 Motor stator 24, 26 Radial magnetic bearing rotor 25, 27 Radial magnetic bearing electromagnet 28 Thrust magnetic bearing rotor 29 Thrust magnetic bearing electromagnet 30, 31 Radial displacement sensor 32 Thrust displacement sensor 33 Protective member 34 Variable weight section 35 Encoder 36 Motor drive device 37 Casing Sg1 Rotation positioning Operating signal Sg2 Zero speed signal

Claims (2)

制御電流により浮上制御されるラジアル,スラスト磁気軸受電磁石によって支承され、回転、停止制御される回転体を含み、前記回転体に取り付けられている工具を交換する際の回転停止位置決め時に外部より印加される回転位置決め動作中信号および零速度信号に基づきスラスト磁気軸受電磁石にバイアス電流を印加するバイアス指令発生器を備え、前記回転体の回転停止位置決め時にラジアル方向の位置制御を行い回転停止位置を保ちながらスラスト保護部材に回転体を接触させることにより、回転位置決め剛性を上げるようにしたことを特徴とする磁気軸受装置。A rotary body supported by a radial and thrust magnetic bearing electromagnet that is controlled to fly by a control current and controlled to rotate and stop. It is applied from the outside during rotation stop positioning when changing the tool attached to the rotary body. A bias command generator for applying a bias current to the thrust magnetic bearing electromagnet based on the rotational positioning operation in-progress signal and the zero speed signal, while maintaining the rotation stop position by performing radial position control during the rotation stop positioning of the rotating body A magnetic bearing device characterized in that rotational positioning rigidity is increased by bringing a rotating body into contact with a thrust protection member. 制御電流により浮上制御されるラジアル,スラスト磁気軸受電磁石および回転駆動用モータが一体化されたスピンドルと、前記回転駆動用モータを任意の回転位置に回転停止可能なモータ駆動装置と、前記磁気軸受電磁石に制御電流を供給する磁気軸受制御装置を備えた磁気軸受装置であって、前記回転駆動用モータの回転停止位置決め時に外部より印加されるモータ回転位置決め動作中信号および零速度信号の受信に基づきスラスト磁気軸受電磁石にバイアス電流を印加するバイアス指令発生器を備え、前記回転体に取り付けられている工具を交換する際の回転停止位置決め時にラジアル方向の位置制御を行い回転停止位置を保ちながらスラスト保護部材に回転体を接触させることにより、回転位置決め剛性を上げるようにしたことを特徴とする磁気軸受装置。A spindle in which a radial, thrust magnetic bearing electromagnet and a rotary drive motor controlled to fly by a control current are integrated, a motor drive device capable of stopping rotation of the rotary drive motor at an arbitrary rotational position, and the magnetic bearing electromagnet A magnetic bearing device comprising a magnetic bearing control device for supplying a control current to the motor, wherein a thrust is received based on reception of a motor rotation positioning operation signal and a zero speed signal applied from the outside during rotation stop positioning of the rotation drive motor. A thrust protection member comprising a bias command generator for applying a bias current to the magnetic bearing electromagnet, and performing radial position control at the time of rotation stop positioning when the tool attached to the rotating body is replaced while maintaining the rotation stop position The rotational positioning rigidity is increased by bringing the rotating body into contact with Magnetic bearing apparatus.
JP2002314350A 2002-10-29 2002-10-29 Magnetic bearing device Expired - Fee Related JP4322494B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002314350A JP4322494B2 (en) 2002-10-29 2002-10-29 Magnetic bearing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002314350A JP4322494B2 (en) 2002-10-29 2002-10-29 Magnetic bearing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004150489A JP2004150489A (en) 2004-05-27
JP4322494B2 true JP4322494B2 (en) 2009-09-02

Family

ID=32458684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002314350A Expired - Fee Related JP4322494B2 (en) 2002-10-29 2002-10-29 Magnetic bearing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4322494B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4516889B2 (en) * 2005-05-16 2010-08-04 パナソニック株式会社 Magnetic bearing device and variable weight part replacement method for magnetic bearing device
CN113323964B (en) * 2021-06-25 2023-03-31 三一汽车起重机械有限公司 Slewing bearing structure, slewing table and working machine
CN116085387A (en) * 2021-11-08 2023-05-09 东元电机股份有限公司 Auxiliary control system and method for magnetic bearing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004150489A (en) 2004-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080289440A1 (en) Linear/Rotary Drive Assembly
US5676025A (en) Apparatus for balancing a rotary member
EP0876702A4 (en) Integrated magnetic levitation and rotation system
US6543355B1 (en) Roller for a rotary press
CN1605145A (en) Reaction balanced rotary drive mechanism
US5462470A (en) Grinding wheel spindle assembly
EP2006558A2 (en) Magnetic bearing device and machine tool with such a device
JP4322494B2 (en) Magnetic bearing device
JPH0642531A (en) Magnetic bearing device and control thereof
JPH04107319A (en) Rotating device
EP1166041A1 (en) Reactionless rotary drive mechanism
US6777834B2 (en) Lift/swivel drive
JP4081828B2 (en) Concentric multi-axis motor
JP2009014101A (en) Bearing device and machine tool having the same
JP2016131472A (en) Rotating electric machine
JP2002354778A (en) Rotary table apparatus driven by linear motor
JPH0759954B2 (en) Magnetic bearing device for turbo molecular pump
JP5350083B2 (en) Polishing equipment
JP3042545B2 (en) Magnetic bearing device
KR100639429B1 (en) Displacement Error Control Method of Main Shaft for Motor Built-in Conveyor
JP2004169876A (en) Magnetic bearing device
JPH07284242A (en) Electrically-driven actuator
JP6776996B2 (en) Actuator
JP2009291916A (en) Machine tool
JPH0340519Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051011

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081201

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081209

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090310

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090420

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090512

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090603

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120612

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees