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JP6452898B1 - Spindle unit runout detector - Google Patents

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JP6452898B1
JP6452898B1 JP2018522697A JP2018522697A JP6452898B1 JP 6452898 B1 JP6452898 B1 JP 6452898B1 JP 2018522697 A JP2018522697 A JP 2018522697A JP 2018522697 A JP2018522697 A JP 2018522697A JP 6452898 B1 JP6452898 B1 JP 6452898B1
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Abstract

運転開始後から切削開始までの間に主軸ユニットの芯振れを検知することが可能な主軸ユニット芯振れ検知装置を得ることを目的とし、工具が着脱自在の主軸ユニットを有し、主軸ユニットに工具を装着し、工具を主軸モータ(2)により駆動しワークの加工を行う工作機械のサーボモータ駆動装置(7)に接続された主軸ユニット芯振れ検知装置(1)であって、工具の装着時及び取り外し時における、主軸ユニットを直線移動方向に可動させるサーボモータ検出器(6)の検出結果に基づき、主軸ユニットの芯振れを判定する主軸ユニット芯振れ判定部(9)を備えることを特徴とする。For the purpose of obtaining a spindle unit run-out detecting device capable of detecting the run-out of the spindle unit from the start of operation to the start of cutting, the tool has a spindle unit that can be attached and detached, and the spindle unit has a tool Is a spindle unit center runout detection device (1) connected to a servo motor drive device (7) of a machine tool that drives a tool by a spindle motor (2) to process a workpiece when the tool is mounted And a spindle unit runout determination unit (9) for judging the runout of the spindle unit based on the detection result of the servo motor detector (6) that moves the spindle unit in the linear movement direction at the time of removal. To do.

Description

本発明は、工作機械に接続される主軸ユニット芯振れ検知装置に関する。   The present invention relates to a spindle unit runout detection device connected to a machine tool.

従来、回転可能な主軸ユニットに切削工具を支持させ、この切削工具とワークとを相対移動させて、切削工具によりワークに加工を施す工作機械が知られている。このような工作機械において、主軸ユニットに芯振れが発生していると、主軸モータの回転に伴って切削工具の先端に振れ回りが発生する。また、主軸ユニットの芯振れにより振動が発生する場合もある。切削工具の先端の振れ回り又は振動により、加工面の仕上げ精度の低下、切削工具の急速な摩耗及び切削工具の欠損といった問題が生じる。なお、芯振れとは、主軸ユニット端に取り付けられた切削工具の先端が回転時に振れ回る現象をいう。芯振れの要因には、主軸ユニットのアンバランス及びベアリング異常をはじめとする主軸ユニットの異常、主軸モータの異常、工具のアンバランス、及び工具のチャッキング不良を例示することができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, a machine tool is known in which a cutting tool is supported on a rotatable spindle unit, the cutting tool and a workpiece are relatively moved, and the workpiece is processed by the cutting tool. In such a machine tool, when the runout occurs in the spindle unit, the runout occurs at the tip of the cutting tool as the spindle motor rotates. In addition, vibration may occur due to the core runout of the spindle unit. Due to the whirling or vibration of the tip of the cutting tool, problems such as a decrease in the finishing accuracy of the machined surface, rapid wear of the cutting tool, and chipping of the cutting tool occur. The runout of the core refers to a phenomenon in which the tip of the cutting tool attached to the end of the spindle unit sways during rotation. Causes of center run-out include spindle unit abnormalities such as spindle unit imbalance and bearing abnormality, spindle motor abnormality, tool unbalance, and tool chucking failure.

従来技術の一例である特許文献1には、工作機械の工具の回転に伴う振動を検出することを目的とし、主軸ユニットに加速度センサユニットを設け、主軸ユニットの振動加速度を検出し、この振動加速度をしきい値と比較し、工具のアンバランスを判定する技術が開示されている。   Patent Document 1, which is an example of the prior art, aims to detect vibration associated with the rotation of a tool of a machine tool. An acceleration sensor unit is provided in the spindle unit, and vibration acceleration of the spindle unit is detected. A technique for determining the unbalance of a tool by comparing the value with a threshold value is disclosed.

特開平03−228542号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-228542

しかしながら、上記の従来技術によれば、主軸ユニットに加速度センサユニットを設けたとしても、芯振れの要因の一つである工具のアンバランスしか検知することができず、その他の芯振れの要因を判別することはできない、という問題があった。   However, according to the above-described prior art, even if the acceleration sensor unit is provided in the spindle unit, only the tool unbalance, which is one of the factors of core runout, can be detected. There was a problem that it could not be determined.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、主軸ユニットに加速度センサユニット等の特別な装置を付加することなく、運転開始から切削開始までの間に、主軸ユニットの複数の芯振れの要因を判別することが可能な主軸ユニット芯振れ検知装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and without adding a special device such as an acceleration sensor unit to the spindle unit, a plurality of runouts of the spindle unit can be performed between the start of operation and the start of cutting. It is an object of the present invention to obtain a spindle unit run-out detecting device capable of determining a factor.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、工具が着脱自在の主軸ユニットを有し、前記主軸ユニットに前記工具を装着し、前記工具を主軸モータにより駆動しワークの加工を行う工作機械のサーボモータ駆動装置に接続された主軸ユニット芯振れ検知装置であって、前記工具装着されている状態及び前記工具が取り外されている状態における、前記主軸ユニットを直線移動方向に可動させるサーボモータの検出器の検出結果および前記主軸モータの回転周波数に基づき、前記主軸ユニットの芯振れの有無を判定し、前記サーボモータ駆動装置から取得したドループの周波数成分と前記主軸モータの回転周波数とを比較して、芯振れの要因が、主軸ユニット又は主軸モータの異常であるか否かを判別する主軸ユニット芯振れ判定部を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention has a spindle unit in which a tool is detachable, the tool is mounted on the spindle unit, and the tool is driven by a spindle motor to process a workpiece. a spindle unit runout detecting device connected to the servo motor driving device for a machine tool for performing, in a state in which the tool is remove the state and the tool is mounted, linearly moving direction of the spindle unit the basis of the detection result and the rotation frequency of the spindle motor of the detector of the servo motor for moving said determining whether the runout of the spindle unit, the said frequency component of the loop obtained from the servo motor drive spindle motor by comparing the rotational frequency factors of runout is, shake spindle unit core and determines whether the abnormality of the spindle unit or spindle motor Characterized in that it comprises a tough.

本発明に係る主軸ユニット芯振れ検知装置は、運転開始後から切削開始までの間に主軸ユニットの芯振れを検知することができるという効果を奏する。   The spindle unit center run-out detecting device according to the present invention has an effect that it can detect the run-out of the spindle unit from the start of operation to the start of cutting.

実施の形態に係る主軸ユニット芯振れ検知装置の構成及び主軸ユニット芯振れ検知装置に接続される周辺構成を示すブロック図The block diagram which shows the periphery structure connected to the structure of the spindle unit core run-out detection apparatus which concerns on embodiment, and a spindle unit core run-out detection apparatus 図1に示す主軸ユニット芯振れ検知装置に接続される具体的な周辺構成を示す側面図Side view showing a specific peripheral configuration connected to the spindle unit core runout detection device shown in FIG. 実施の形態に係る主軸ユニット芯振れ検知装置の詳細な一構成例を示すブロック図The block diagram which shows the detailed example of 1 structure of the spindle unit core run-out detection apparatus which concerns on embodiment 図3に示す主軸ユニット芯振れ検知装置の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the spindle unit core run-out detection apparatus shown in FIG. 図3に示す主軸ユニット芯振れ検知装置を実現するハードウェアの一般的な構成を示す図The figure which shows the general structure of the hardware which implement | achieves the spindle unit core run-out detection apparatus shown in FIG. 横軸を主軸モータの位相とし、縦軸をサーボモータドループとした、工具取り付け位相変更前後のドループを示す図Diagram showing droop before and after tool installation phase change with the horizontal axis as the spindle motor phase and the vertical axis as the servo motor droop

以下に、本発明の実施の形態に係る主軸ユニット芯振れ検知装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a spindle unit center runout detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係る主軸ユニット芯振れ検知装置の構成及び主軸ユニット芯振れ検知装置に接続される周辺構成を示すブロック図である。図1に示す主軸ユニット芯振れ検知装置1は、主軸ユニット異常検知部8及び主軸ユニット芯振れ判定部9を備える。図1には、主軸ユニット側の主軸モータ2と、主軸モータ検出器3と、主軸モータ2及び主軸モータ検出器3に接続された主軸モータ駆動装置4と、サーボ軸側のサーボモータ5と、サーボモータ検出器6と、サーボモータ5及びサーボモータ検出器6に接続されたサーボモータ駆動装置7とが示されている。また、主軸ユニット異常検知部8は、主軸モータ駆動装置4と、サーボモータ駆動装置7とに接続されている。また、主軸ユニット芯振れ判定部9は、主軸ユニット異常検知部8に接続されており、判定結果を外部に出力可能である。主軸モータ検出器3は、主軸モータ2の検出結果を主軸モータ駆動装置4に出力する。サーボモータ検出器6は、サーボモータ5の検出結果をサーボモータ駆動装置7に出力する。
Embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a spindle unit center runout detection apparatus according to an embodiment of the present invention and a peripheral configuration connected to the spindle unit core runout detection apparatus. A spindle unit center runout detection apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a spindle unit abnormality detection unit 8 and a spindle unit center runout determination unit 9. FIG. 1 shows a spindle motor 2 on the spindle unit side, a spindle motor detector 3, a spindle motor drive device 4 connected to the spindle motor 2 and the spindle motor detector 3, a servo motor 5 on the servo axis side, A servo motor detector 6 and a servo motor drive device 7 connected to the servo motor 5 and the servo motor detector 6 are shown. The spindle unit abnormality detection unit 8 is connected to the spindle motor driving device 4 and the servo motor driving device 7. The spindle unit center runout determination unit 9 is connected to the spindle unit abnormality detection unit 8 and can output the determination result to the outside. The spindle motor detector 3 outputs the detection result of the spindle motor 2 to the spindle motor driving device 4. The servo motor detector 6 outputs the detection result of the servo motor 5 to the servo motor driving device 7.

図2は、図1に示す主軸ユニット芯振れ検知装置1に接続される具体的な周辺構成を示す側面図である。図2には、主軸ユニットを駆動する主軸モータ2と、主軸モータ検出器3と、主軸モータ駆動装置4と、サーボ軸を駆動するサーボモータ5と、サーボモータ検出器6と、サーボモータ駆動装置7と、サーボモータ5に接続されたボールねじ10と、ボールねじ10に組み付けられたナット11と、主軸モータ2に接続されたチャック12と、チャック12を介して主軸モータ2に接続された切削工具である工具13とを備える。主軸モータ2と、主軸モータ検出器3と、ナット11と、チャック12とは、可動部である主軸ユニットを構成する。この可動部の可動方向は、ボールねじ10の軸方向であり、可動部の可動方向以外の自由度は拘束されている。主軸ユニットにアンバランスが発生している場合、工具13にアンバランスが発生している場合又は工具13のチャッキング不良がある場合には、振れ回りが発生し、その反力がサーボモータ駆動装置7によってドループの波形として取得される。なお、ドループとは、サーボ制御における追従誤差をいう。以下の説明において、サーボモータ駆動装置からのドループは、サーボモータドループとも表記する。   FIG. 2 is a side view showing a specific peripheral configuration connected to the spindle unit core runout detection apparatus 1 shown in FIG. FIG. 2 shows a spindle motor 2 that drives the spindle unit, a spindle motor detector 3, a spindle motor drive device 4, a servo motor 5 that drives the servo shaft, a servo motor detector 6, and a servo motor drive device. 7, a ball screw 10 connected to the servo motor 5, a nut 11 assembled to the ball screw 10, a chuck 12 connected to the spindle motor 2, and a cutting connected to the spindle motor 2 via the chuck 12. And a tool 13 which is a tool. The spindle motor 2, the spindle motor detector 3, the nut 11, and the chuck 12 constitute a spindle unit that is a movable part. The movable direction of the movable part is the axial direction of the ball screw 10, and the degrees of freedom other than the movable direction of the movable part are restricted. When the spindle unit is unbalanced, when the tool 13 is unbalanced or when there is a chucking failure of the tool 13, a swing occurs, and the reaction force is generated by the servo motor drive device. 7 is obtained as a droop waveform. Droop refers to a tracking error in servo control. In the following description, the droop from the servo motor driving device is also referred to as a servo motor droop.

図3は、図1に示す主軸ユニット芯振れ検知装置1の詳細な一構成例を示すブロック図である。図3に示す主軸ユニット芯振れ検知装置1は、ドループ取得部21と、周波数成分分析部22と、主軸モータ回転周波数取得部23と、周波数比較部24と、位相比較部25と、異常要因判定部26とを備える。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the spindle unit core runout detection apparatus 1 illustrated in FIG. 1. 3 includes a droop acquisition unit 21, a frequency component analysis unit 22, a spindle motor rotation frequency acquisition unit 23, a frequency comparison unit 24, a phase comparison unit 25, and an abnormality factor determination. Part 26.

ドループ取得部21は、サーボモータ駆動装置7からドループを取得する。周波数成分分析部22は、ドループ取得部21が取得したドループの周波数成分を分析してドループの周波数成分を出力する。主軸モータ回転周波数取得部23は、主軸モータ駆動装置4から主軸モータの回転周波数を取得する。周波数比較部24は、周波数成分分析部22が出力するドループの周波数成分と主軸モータの回転周波数とを比較する。位相比較部25は、ドループ取得部21が複数回取得したドループのドループ位相を比較する。異常要因判定部26は、周波数比較部24が出力する周波数比較結果と位相比較部25が出力する位相比較結果とに基づいて異常要因を判定する。この判定結果は、図示しない外部の出力装置、一例として表示装置に出力される。   The droop acquisition unit 21 acquires a droop from the servo motor driving device 7. The frequency component analyzer 22 analyzes the droop frequency component acquired by the droop acquisition unit 21 and outputs the droop frequency component. The spindle motor rotation frequency acquisition unit 23 acquires the rotation frequency of the spindle motor from the spindle motor drive device 4. The frequency comparison unit 24 compares the droop frequency component output from the frequency component analysis unit 22 with the rotational frequency of the spindle motor. The phase comparison unit 25 compares the droop phases of the droops acquired by the droop acquisition unit 21 a plurality of times. The abnormality factor determination unit 26 determines an abnormality factor based on the frequency comparison result output by the frequency comparison unit 24 and the phase comparison result output by the phase comparison unit 25. This determination result is output to an external output device (not shown), for example, a display device.

なお、ドループ取得部21と、周波数成分分析部22と、主軸モータ回転周波数取得部23と、周波数比較部24とは、主軸ユニット異常検知部8を構成する。異常要因判定部26は、主軸ユニット芯振れ判定部9を構成する。   The droop acquisition unit 21, the frequency component analysis unit 22, the spindle motor rotation frequency acquisition unit 23, and the frequency comparison unit 24 constitute the spindle unit abnormality detection unit 8. The abnormality factor determination unit 26 constitutes the spindle unit center runout determination unit 9.

図4は、図3に示す主軸ユニット芯振れ検知装置1の動作を示すフローチャートである。図4においては、工具13が主軸ユニットに取り付けられると、処理がスタートする。まず、主軸モータ駆動装置4は、工具13が取り付けられた主軸モータを回転させ(S11)、主軸モータ回転周波数取得部23は、主軸モータの回転周波数を取得する(S12)。次に、ドループ取得部21は、サーボモータ駆動装置7からドループを取得する(S13)。周波数成分分析部22は、S13で取得したドループの周波数成分の分析を行う(S14)。そして、周波数比較部24は、S14で分析したドループの周波数成分とS12で取得した主軸モータの回転周波数とを比較する(S15)。異常要因判定部26は、S15の比較結果から、S14で分析したドループの周波数成分が、S12で取得した主軸モータの回転周波数と一致しているか否かを判定する(S16)。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the spindle unit center runout detection apparatus 1 shown in FIG. In FIG. 4, when the tool 13 is attached to the spindle unit, the process starts. First, the spindle motor drive device 4 rotates the spindle motor to which the tool 13 is attached (S11), and the spindle motor rotation frequency acquisition unit 23 acquires the rotation frequency of the spindle motor (S12). Next, the droop acquisition unit 21 acquires a droop from the servo motor drive device 7 (S13). The frequency component analyzer 22 analyzes the frequency component of the droop acquired in S13 (S14). Then, the frequency comparison unit 24 compares the droop frequency component analyzed in S14 with the rotational frequency of the spindle motor acquired in S12 (S15). The abnormality factor determination unit 26 determines whether or not the droop frequency component analyzed in S14 matches the rotational frequency of the spindle motor acquired in S12 from the comparison result in S15 (S16).

ここで、ドループの周波数成分が主軸モータの回転周波数と一致していない場合には(S16:No)、異常要因判定部26は、主軸ユニットに芯振れなしと判定して(S17)、この判定結果を出力して処理を終了する。   Here, when the frequency component of the droop does not coincide with the rotational frequency of the spindle motor (S16: No), the abnormality factor determination unit 26 determines that the spindle unit does not run out (S17). The result is output and the process is terminated.

ドループの周波数成分が主軸モータの回転周波数と一致している場合には(S16:Yes)、ユーザは主軸ユニットから工具13を外し(S21)、工具13を外した状態で主軸モータ駆動装置4が主軸モータを回転させ(S22)、主軸モータ回転周波数取得部23は主軸モータの回転周波数を取得する(S23)。次に、ドループ取得部21は、サーボモータ駆動装置7からのドループを取得する(S24)。周波数成分分析部22は、S24で取得したドループの周波数成分の分析を行う(S25)。そして、周波数比較部24は、S25で分析したドループの周波数成分とS23で取得した主軸モータの回転周波数とを比較する(S26)。異常要因判定部26は、S26の比較結果から、S25で分析したドループの周波数成分が、S23で取得した主軸モータの回転周波数と一致しているか否かを判定する(S27)。   If the frequency component of the droop matches the rotational frequency of the spindle motor (S16: Yes), the user removes the tool 13 from the spindle unit (S21), and the spindle motor drive device 4 is removed with the tool 13 removed. The spindle motor is rotated (S22), and the spindle motor rotation frequency acquisition unit 23 acquires the rotation frequency of the spindle motor (S23). Next, the droop acquisition unit 21 acquires the droop from the servo motor drive device 7 (S24). The frequency component analyzer 22 analyzes the frequency component of the droop acquired in S24 (S25). Then, the frequency comparison unit 24 compares the frequency component of the droop analyzed in S25 with the rotation frequency of the spindle motor acquired in S23 (S26). The abnormality factor determination unit 26 determines whether or not the droop frequency component analyzed in S25 matches the rotational frequency of the spindle motor acquired in S23 from the comparison result in S26 (S27).

ここで、S25で分析したドループの周波数成分が主軸モータの回転周波数と一致している場合には(S27:Yes)、異常要因判定部26は、主軸モータに異常あり、或いは主軸ユニットに芯振れありと判定して(S28)、この判定結果を出力して処理を終了する。この場合、主軸ユニットの芯振れの要因は、工具のアンバランス又はチャッキング不良以外の要因、例えば、主軸ユニットのアンバランス又はベアリング異常をはじめとする主軸ユニットの異常及び主軸モータの異常であると推定される。   Here, when the frequency component of the droop analyzed in S25 matches the rotational frequency of the spindle motor (S27: Yes), the abnormality factor determination unit 26 has an abnormality in the spindle motor or the spindle unit has run out. It is determined that there is (S28), the determination result is output, and the process is terminated. In this case, the cause of the core runout of the spindle unit is a factor other than tool imbalance or chucking failure, for example, spindle unit abnormality such as spindle unit imbalance or bearing abnormality, and spindle motor abnormality. Presumed.

S25で分析したドループの周波数成分が主軸モータの回転周波数と一致していない場合には(S27:No)、主軸ユニットに対し、S11における工具の取り付け位置とは異なる位相になるよう工具13を取り付けて(S31)、異なる位相に工具13を取り付けた主軸モータを主軸モータ駆動装置4が回転させ(S32)、主軸モータ回転周波数取得部23は主軸モータの回転周波数を取得する(S33)。次に、ドループ取得部21はサーボモータ駆動装置7からドループを取得する(S34)。そして、位相比較部25は、S34で取得したドループの位相とS13で取得したドループの位相との変化量と、S13とS34の工具取り付け位相の変更量とを比較する(S35)。   If the frequency component of the droop analyzed in S25 does not match the rotational frequency of the spindle motor (S27: No), the tool 13 is attached to the spindle unit so as to have a phase different from the tool attachment position in S11. (S31), the spindle motor drive device 4 rotates the spindle motor with the tool 13 attached to a different phase (S32), and the spindle motor rotation frequency acquisition unit 23 acquires the rotation frequency of the spindle motor (S33). Next, the droop acquisition unit 21 acquires a droop from the servo motor drive device 7 (S34). The phase comparison unit 25 compares the amount of change between the droop phase acquired in S34 and the amount of droop acquired in S13 with the amount of change in the tool attachment phase in S13 and S34 (S35).

ここで、S35で比較したドループの位相の変化量と工具取り付け位相の変更量とが一致している場合には(S36:Yes)、異常要因判定部26は、工具13のアンバランスによる異常ありと判定して(S37)、この判定結果を出力して処理を終了する。   Here, when the amount of change in the droop phase compared in S35 matches the amount of change in the tool attachment phase (S36: Yes), the abnormality factor determination unit 26 has an abnormality due to the unbalance of the tool 13. (S37), the determination result is output, and the process is terminated.

S35で比較したドループの位相の変化量と工具取り付け位相の変更量とが一致していない場合には(S36:No)、異常要因判定部26は、チャッキング不良と判定して(S38)、この判定結果を出力して処理を終了する。   If the change amount of the droop phase compared with the change amount of the tool attachment phase compared in S35 does not match (S36: No), the abnormality factor determination unit 26 determines that there is a chucking failure (S38), The determination result is output and the process is terminated.

ここで、本実施の形態に係る主軸ユニット芯振れ検知装置1を実現するためのハードウェア構成について説明する。図5は、図3に示す主軸ユニット芯振れ検知装置1を実現するハードウェアの一般的な構成を示す図である。図5には、インターフェイスであるIF31、プロセッサ32及び記憶回路33が示されている。プロセッサ32は、プログラムの実行及び演算を行うことで、周波数成分分析部22、周波数比較部24、位相比較部25及び異常要因判定部26を実現する。プロセッサ32は、代表的にはCPU(Central Processing Unit)である。記憶回路33は、プロセッサ32が実行するプログラムを記憶し、且つプロセッサ32がプログラムの実行及び演算を行うに際して必要なデータの記憶を行う。IF31は、主軸ユニット芯振れ検知装置1の外部入出力を実現する構成であり、ドループ取得部21及び主軸モータ回転周波数取得部23を実現する。なお、異常要因判定部26は、IF31、プロセッサ32及び記憶回路33により実現される。なお、IF31、プロセッサ32及び記憶回路33は、各々複数設けられていてもよい。   Here, a hardware configuration for realizing the spindle unit center runout detection apparatus 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a general configuration of hardware that realizes the spindle unit core runout detection apparatus 1 illustrated in FIG. 3. FIG. 5 shows an IF 31, a processor 32, and a storage circuit 33 that are interfaces. The processor 32 implements the frequency component analysis unit 22, the frequency comparison unit 24, the phase comparison unit 25, and the abnormality factor determination unit 26 by executing and executing a program. The processor 32 is typically a CPU (Central Processing Unit). The storage circuit 33 stores a program to be executed by the processor 32 and stores data necessary for the processor 32 to execute and execute the program. The IF 31 is configured to realize an external input / output of the spindle unit core runout detection apparatus 1, and implements a droop acquisition unit 21 and a spindle motor rotation frequency acquisition unit 23. The abnormality factor determination unit 26 is realized by the IF 31, the processor 32, and the storage circuit 33. A plurality of IFs 31, processors 32, and storage circuits 33 may be provided.

図6は、横軸を主軸モータの位相とし、縦軸をサーボモータドループとした、工具取り付け位相変更前後のドループを示す図である。図6の上図は、工具取り付け位相変更前のサーボモータドループを示し、図6の下図は、工具取り付け位相変更後のサーボモータドループを示している。まず、工具取り付け位相の変更前にサーボモータドループを取得し、その後、工具取り付け位相を変更してサーボモータドループを取得し、主軸モータ2の位相とサーボモータ5のサーボモータドループとの関係を工具取り付け位相変更前後で比較する。そして、工具取り付け位相の変更量とドループ波形の位相の変化量とを比較して、これらが一致していれば、図4のS37に示すように、工具13のアンバランスによる異常であると判定する。図6の下図には、工具13にアンバランスがある場合の工具取り付け位相変更後のサーボモータドループを示している。   FIG. 6 is a diagram showing the droop before and after the tool attachment phase change, with the horizontal axis being the phase of the spindle motor and the vertical axis being the servo motor droop. The upper diagram of FIG. 6 shows the servo motor droop before the tool installation phase is changed, and the lower diagram of FIG. 6 shows the servo motor droop after the tool installation phase is changed. First, the servo motor droop is acquired before the tool mounting phase is changed, and then the tool mounting phase is changed to acquire the servo motor droop, and the relationship between the phase of the spindle motor 2 and the servo motor droop of the servo motor 5 is determined by the tool. Compare before and after changing the mounting phase. Then, the change amount of the tool attachment phase and the change amount of the droop waveform phase are compared, and if they match, it is determined that there is an abnormality due to the unbalance of the tool 13 as shown in S37 of FIG. To do. The lower diagram of FIG. 6 shows the servo motor droop after changing the tool attachment phase when the tool 13 is unbalanced.

本実施の形態にて説明した主軸ユニット芯振れ検知装置によれば、切削開始前に主軸ユニットの芯振れを検知することができる。そのため、ワークの加工面の仕上げ精度の低下、工具の急速な摩耗及び工具の欠損を防止することができる。   According to the spindle unit core runout detection apparatus described in the present embodiment, it is possible to detect the runout of the spindle unit before the start of cutting. Therefore, it is possible to prevent a reduction in finishing accuracy of the work surface of the workpiece, rapid wear of the tool, and tool breakage.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

1 主軸ユニット芯振れ検知装置、2 主軸モータ、3 主軸モータ検出器、4 主軸モータ駆動装置、5 サーボモータ、6 サーボモータ検出器、7 サーボモータ駆動装置、8 主軸ユニット異常検知部、9 主軸ユニット芯振れ判定部、10 ボールねじ、11 ナット、12 チャック、13 工具、14 主軸ユニット、21 ドループ取得部、22 周波数成分分析部、23 主軸モータ回転周波数取得部、24 周波数比較部、25 位相比較部、26 異常要因判定部、31 IF、32 プロセッサ、33 記憶回路。   1 Spindle unit runout detector 2 Spindle motor 3 Spindle motor detector 4 Spindle motor drive 5 Servo motor 6 Servo motor detector 7 Servo motor drive 8 Spindle unit abnormality detection unit 9 Spindle unit Center runout determination unit, 10 ball screw, 11 nut, 12 chuck, 13 tool, 14 spindle unit, 21 droop acquisition unit, 22 frequency component analysis unit, 23 spindle motor rotation frequency acquisition unit, 24 frequency comparison unit, 25 phase comparison unit , 26 Abnormal factor determination unit, 31 IF, 32 processor, 33 storage circuit.

Claims (3)

工具が着脱自在の主軸ユニットを有し、前記主軸ユニットに前記工具を装着し、前記工具を主軸モータにより駆動しワークの加工を行う工作機械のサーボモータ駆動装置に接続された主軸ユニット芯振れ検知装置であって、
前記工具装着されている状態及び前記工具が取り外されている状態における、前記主軸ユニットを直線移動方向に可動させるサーボモータの検出器の検出結果および前記主軸モータの回転周波数に基づき、前記主軸ユニットの芯振れの有無を判定し、前記サーボモータ駆動装置から取得したドループの周波数成分と前記主軸モータの回転周波数とを比較して、芯振れの要因が、主軸ユニット又は主軸モータの異常であるか否かを判別する主軸ユニット芯振れ判定部を備えることを特徴とする主軸ユニット芯振れ検知装置。
Spindle unit runout detection connected to a servo motor drive device of a machine tool that has a spindle unit to which a tool is detachable, attaches the tool to the spindle unit, and drives the tool by a spindle motor to process a workpiece A device,
In a state in which the tool is remove the state and the tool is mounted, based on the detection result and the rotation frequency of the spindle motor of the detector of the servo motor for moving the spindle unit into a linear moving direction, said spindle The presence or absence of center runout of the unit is determined, the frequency component of the droop obtained from the servo motor drive device is compared with the rotation frequency of the spindle motor, and the cause of the runout is an abnormality of the spindle unit or the spindle motor. A spindle unit center run-out detecting device comprising a spindle unit center run-out judging unit for judging whether or not .
前記主軸ユニット芯振れ判定部は、前記サーボモータ駆動装置から取得したドループの周波数成分と前記主軸モータの回転周波数とを比較して前記主軸ユニットの芯振れの有無を判定することを特徴とする請求項1に記載の主軸ユニット芯振れ検知装置。 The spindle unit center run-out determination unit compares the droop frequency component acquired from the servo motor driving device with the rotation frequency of the spindle motor, and determines whether or not the spindle unit has run-out. Item 2. The spindle unit core runout detection device according to item 1. 前記主軸ユニット芯振れ判定部は、
前記工具の取り付け位相が異なる複数の状態における前記ドループの位相の変化量と前記工具の取り付け位相の変更量とに基づいて、芯振れの要因が、前記工具のアンバランスであるのか又は前記工具のチャッキング不良であるのかを判定することを特徴とする請求項に記載の主軸ユニット芯振れ検知装置。
The spindle unit runout determination unit
Based on the amount of change in the phase of the droop and the amount of change in the phase of attachment of the tool in a plurality of states in which the attachment phase of the tool is different, the cause of the core runout is the unbalance of the tool or the tool 3. The spindle unit center runout detection device according to claim 2 , wherein it is determined whether the chucking is defective.
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