JPH07112671B2 - Processing device with magnetic bearing on spindle - Google Patents
Processing device with magnetic bearing on spindleInfo
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- JPH07112671B2 JPH07112671B2 JP2023924A JP2392490A JPH07112671B2 JP H07112671 B2 JPH07112671 B2 JP H07112671B2 JP 2023924 A JP2023924 A JP 2023924A JP 2392490 A JP2392490 A JP 2392490A JP H07112671 B2 JPH07112671 B2 JP H07112671B2
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、加工具が取付けられているスピンドルを磁
気軸受により軸受した加工装置に係り、特にオシレーシ
ョン動作などによる研削抵抗あるいは切削抵抗が速く変
動しても、そのワークを精度よく加工する技術に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a processing device in which a spindle on which a processing tool is mounted is supported by a magnetic bearing, and particularly, grinding resistance or cutting resistance due to oscillation operation is fast. Even if it fluctuates, it relates to a technique for accurately processing the work.
《従来の技術》 従来、この種のスピンドルを磁気軸受により軸受した加
工装置、例えば内面研削盤は、先端部に砥石を設けてな
るとともに回転駆動されるスピンドルを備えており、こ
のスピンドルは電磁石でもってラジアル方向及びアキシ
ャル方向に磁気浮上され、一方ラジアル方向及びアキシ
ャル方向の位置センサによりスピンドルの浮上位置が検
出され、その検出値を基に上記電磁石の励磁電流を調整
することにより、上記スピンドルを目標位置に浮上保持
するように構成されている。《Prior Art》 Conventionally, a processing device in which a spindle of this type is supported by a magnetic bearing, for example, an inner surface grinding machine is provided with a grindstone at a tip portion and is equipped with a spindle which is rotationally driven, and the spindle is an electromagnet. Therefore, it is magnetically levitated in the radial and axial directions, while the position of the spindle is detected by the radial and axial position sensors, and the exciting current of the electromagnet is adjusted based on the detected value to target the spindle. It is configured to float and hold in position.
また、上記スピンドルの砥石側には回転保持された円筒
状のワークを有する主軸台が配設されており、この主軸
台は、上記スピンドルの砥石がワーク内部に進入すると
ワーク内部を研削するために、ボールネジ機構を介して
所定の研削速度で移動するように構成され、これにより
ワークの研削が行われる。Further, on the grindstone side of the spindle, a headstock having a cylindrical work that is held in rotation is disposed, and this headstock is for grinding the inside of the work when the grindstone of the spindle enters the work. , Is configured to move at a predetermined grinding speed via a ball screw mechanism, whereby the work is ground.
ところで、上記の如きワークを研削するにあたっては、
上記砥石に生ずる研削抵抗はワークの取りしろバラツキ
や砥石の切れあじ変化等による変動が生じ、加工精度な
らびに加工効率が低下する。そこで、この種従来の装置
にあっては、その研削抵抗を一定に保つために、上記電
磁石の励磁電流より砥石に生ずる研削抵抗を検出し、そ
の研削抵抗が所定の値と等しくなるように上記ボールネ
ジ機構を介して駆動される主軸台の研削速度を制御する
よう構成されている。By the way, when grinding a workpiece as described above,
The grinding resistance generated in the grindstone varies due to variations in the work allowance, a change in the cutting edge of the grindstone, and the like, and the machining accuracy and the machining efficiency are reduced. Therefore, in this type of conventional device, in order to keep the grinding resistance constant, the grinding resistance generated in the grindstone is detected from the exciting current of the electromagnet, and the grinding resistance is equal to a predetermined value. It is configured to control the grinding speed of a headstock driven via a ball screw mechanism.
《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、このような従来の装置にあっては、研削
抵抗を一定に保つために、上記のように主軸台の研削速
度を制御するように構成されており、またその主軸台は
ボールネジ機構により駆動されるものであるから、上記
研削速度の制御に遅れが生ずることは避けられない。<< Problems to be Solved by the Invention >> However, in such a conventional device, in order to keep the grinding resistance constant, as described above, is configured to control the grinding speed of the headstock, Further, since the headstock is driven by the ball screw mechanism, it is inevitable that the grinding speed control is delayed.
そのため、例えばオシレーション動作のように上記スピ
ンドルの砥石を左右に移動させ、これに伴って上記研削
抵抗が速く変動すると、上記主軸台の研削速度の制御
は、その研削抵抗の変動に追従することができず、上記
所定の値の研削抵抗でワークを加工することが困難とな
り、加工精度ならびに加工能率がさほど向上しない等の
問題点があった。Therefore, for example, when the grinding wheel of the spindle is moved to the left and right like an oscillation operation, and the grinding resistance fluctuates rapidly with this, the control of the grinding speed of the headstock should follow the fluctuation of the grinding resistance. However, there is a problem that it is difficult to machine the work with the above-mentioned predetermined grinding resistance, and the machining accuracy and the machining efficiency are not improved so much.
《課題を解決するための手段》 本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、特にスピンドルに取り付けられ
ている砥石等の加工具を瞬時に移動する、例えばオシレ
ーション動作を用いてワークを加工する際、そのワーク
を高精度にかつ高い加工効率で加工する加工装置を提供
することにあり、本発明は下記の如く構成されている。<< Means for Solving the Problems >> The present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose thereof is to instantaneously move a processing tool such as a grindstone attached to a spindle, For example, when processing a work using an oscillation operation, the present invention is to provide a processing device for processing the work with high accuracy and high processing efficiency, and the present invention is configured as follows.
すなわち、第1図に示すように、この発明は回転可能に
配設されたスピンドルと、このスピンドルの先端部に設
けた加工具と、上記スピンドルを回転させる回転駆動手
段と、上記スピンドルをラジアル方向及びアキシャル方
向またはいずれか一方に磁気浮上させるためのラジアル
電極石及びアキシャル電磁石またはいずれか一方の電磁
石と、上記スピンドルのラジアル方向及びアキシャル方
向の浮上位置を検出するラジアル位置センサ及びアキシ
ャル位置センサと、上記各位置センサの検出値を基に上
記電磁石の励磁電流を調節して上記スピンドルを目標位
置に浮上保持する制御手段とを備えてなる装置におい
て、上記加工具による粗研、精研等の加工レベルごとに
個別に予め定めた基準研削抵抗または基準切削抵抗を、
当該加工レベルに応じて出力するレベル別基準値出力手
段と、上記励磁電流を基にして上記加工具に生じるラジ
アル方向及びアキシャル方向またはいずれか一方の研削
抵抗または切削抵抗を検出する抵抗検出手段と、上記抵
抗検出手段での検出結果を基に、現在の研削抵抗または
切削抵抗を上記基準研削抵抗または基準切削抵抗と等し
くするためのスピンドルの目標位置補正量を演算すると
ともに、この目標位置補正量を上記スピンドルの目標位
置に加算する目標位置補正手段とを設けたことを特徴と
する。That is, as shown in FIG. 1, according to the present invention, a spindle rotatably disposed, a processing tool provided at the tip of the spindle, a rotation driving means for rotating the spindle, and the spindle in the radial direction. And a radial electrode stone and an axial electromagnet for magnetically levitating in one of the axial direction or one of the electromagnets, and a radial position sensor and an axial position sensor for detecting a radial position and a floating position in the axial direction of the spindle, In a device comprising a control means for adjusting the exciting current of the electromagnet based on the detection value of each position sensor to levitate and hold the spindle at a target position, processing such as rough grinding and precision grinding by the processing tool The reference grinding resistance or reference cutting resistance, which has been individually preset for each level,
Level-specific reference value output means that outputs according to the machining level, and resistance detection means that detects the grinding resistance or cutting resistance in the radial direction and / or the axial direction that occurs in the processing tool based on the excitation current. , A target position correction amount of the spindle for making the current grinding resistance or cutting resistance equal to the reference grinding resistance or reference cutting resistance is calculated based on the detection result by the resistance detection means, and the target position correction amount is calculated. Is provided to the target position of the spindle.
《作用》 本発明にあっては、第2図に示す如く従来のボールネジ
機構により主軸台を移動するL2に代えて、電磁石で磁気
浮上されたスピンドルを移動するL1の方が、より優れた
ステップ応答性を有することに着目してなされたもの
で、本発明によればラジアル電磁石及びアキシャル電磁
石またはいずれか一方の電磁石により、目標位置に磁気
浮上されたスピンドルの目標位置を補正して、その補正
された目標位置にスピンドルを浮上保持し、加工具に生
ずるラジアル方向及びアキシャル方向またはいずれか一
方の研削抵抗または切削抵抗を所定の値と等しくするよ
うに作用する。<Operation> In the present invention, as shown in FIG. 2, in place of L2 which moves the headstock by the conventional ball screw mechanism, L1 which moves the spindle magnetically levitated by the electromagnet has a better step. According to the present invention, the target position of the spindle magnetically levitated to the target position is corrected by the radial electromagnet and the axial electromagnet or one of the electromagnets, and the correction is made. The spindle is floated and held at the set target position, and acts so as to equalize the grinding resistance or cutting resistance generated in the working tool in the radial direction and / or the axial direction with one of the predetermined values.
《実施例》 以下、本願装置を内面研削盤に適用した一実施例につい
て第3図及び第5図を用いて詳細に説明する。Example An example in which the device of the present application is applied to an inner surface grinding machine will be described in detail below with reference to FIGS. 3 and 5.
第3図に示すものは、上記内面研削盤をブロック図で示
したものであり、この研削盤はスピンドル本体1内に収
納され、かつ先端部に加工具として砥石2を設けてなる
スピンドル3を回転可能に備えており、上記スピンドル
3はその中央付近に配設されたモータ4により回転駆動
されるように構成されている。FIG. 3 shows a block diagram of the inner surface grinding machine, which comprises a spindle 3 housed in a spindle body 1 and provided with a grindstone 2 as a processing tool at the tip thereof. It is rotatably provided, and the spindle 3 is configured to be rotationally driven by a motor 4 arranged near the center thereof.
また、上記スピンドル3の左端側にラジアル電磁石5a,5
b,5c,5dが(第4図参照)、一方右端側に5e,5f,5g,5hが
それぞれ垂直方向に対して45゜傾けて設けられており、
これらのラジアル電極石により上記スピンドル3をラジ
アル方向へ磁気浮上させる。一方、上記スピンドル3の
中央に一体に形成されたディスク6の両側へ対向させ
て、アキシャル電磁石7a,7b,7c,7dが設けられており、
これらのアキシャル電磁石により上記スピンドル3をア
キシャル方向へ磁気浮上させるように構成されている。In addition, the radial electromagnets 5a, 5 are provided on the left end side of the spindle 3.
b, 5c, 5d (see FIG. 4), and 5e, 5f, 5g, 5h are provided on the right end side at an angle of 45 ° to the vertical direction,
The spindle 3 is magnetically levitated in the radial direction by these radial electrode stones. On the other hand, axial electromagnets 7a, 7b, 7c, 7d are provided so as to face both sides of a disk 6 integrally formed in the center of the spindle 3,
The spindle 3 is magnetically levitated in the axial direction by these axial electromagnets.
更に、上記スピンドル3の左端側にラジアル方向の位置
センサ8a,8b,8c,8dが(第4図参照)、一方右端側に8e,
8f,8g,8hが上記ラジアル電磁石と同様に垂直方向に対し
て45゜傾けて設けられ、またスピンドル3の一端側にア
キシャル方向の位置センサ9が配設されており、これら
の位置センサによりスピンドル3の磁気浮上位置を検出
するように構成され、それら各センサからの検出値は、
後述の電気回路部分を構成する位置検出回路16及び処理
回路17,電磁石ドライバ18を介して、上記各ラジアル電
磁石5a〜5h及び各アキシャル電磁石7a〜7dの励磁電流を
調整して、上記スピンドル3を目標位置に浮上保持する
ように構成されている。Further, radial position sensors 8a, 8b, 8c, 8d (see FIG. 4) are provided on the left end side of the spindle 3 and 8e, 8e, on the right end side.
Similar to the radial electromagnet, 8f, 8g, and 8h are provided at an angle of 45 ° with respect to the vertical direction, and an axial position sensor 9 is provided on one end side of the spindle 3. 3 is configured to detect the magnetic levitation position, and the detection value from each of these sensors is
Through the position detection circuit 16 and the processing circuit 17 and the electromagnet driver 18 which form the electric circuit portion described later, the exciting currents of the radial electromagnets 5a to 5h and the axial electromagnets 7a to 7d are adjusted to adjust the spindle 3 It is configured to float and hold at the target position.
10は、上記スピンドル本体1を載置したテーブルであ
り、このテーブル10はサーボモータ11によりボールネジ
機構12を介してZ軸方向に移動する。13は図示しないワ
ーク取付機構によりワークWを回転保持した主軸台であ
り、この主軸台13はサーボモータ14によりボールネジ機
構15を介してX軸方向に移動するように構成されてい
る。Reference numeral 10 is a table on which the spindle body 1 is mounted, and the table 10 is moved in the Z-axis direction by a servomotor 11 via a ball screw mechanism 12. Reference numeral 13 is a headstock that holds the work W by a work mounting mechanism (not shown). The headstock 13 is configured to be moved in the X-axis direction by a servomotor 14 via a ball screw mechanism 15.
次に、研削盤の電気回路部分について説明すると、位置
検出回路16はブリッジ回路等より構成されており、上記
各位置センサ8a〜8h及び9から検出された検出値を基に
ブリッジ回路等を介して上記スピンドル3の浮上位置を
求め、その求めた浮上位置を処理回路17へ出力するよう
に構成されている。Next, the electric circuit portion of the grinder will be described. The position detection circuit 16 is composed of a bridge circuit or the like. Based on the detection values detected by the position sensors 8a to 8h and 9, the position detection circuit 16 is connected via the bridge circuit or the like. The flying position of the spindle 3 is obtained by the above, and the obtained flying position is output to the processing circuit 17.
また、処理回路17は上記スピンドル3が浮上する目標位
置を記憶しており、上記位置検出回路16より出力された
スピンドルの浮上位置と上記目標位置とを比較し、その
目標位置との差分を補償するように上記各ラジアル電磁
石5a〜5h及び各アキシャル電磁石7a〜7dの励磁電流を調
整する調整量を電磁石ドライバ18へ出力するとともに、
この処理回路17は後述する補正量演算回路20より目標位
置の補正量が出力されると、上記目標位置にその補正量
を加算するように構成されている。Further, the processing circuit 17 stores the target position where the spindle 3 floats, compares the floating position of the spindle output from the position detection circuit 16 with the target position, and compensates for the difference from the target position. While outputting the adjustment amount for adjusting the exciting current of each of the radial electromagnets 5a to 5h and each of the axial electromagnets 7a to 7d to the electromagnet driver 18, as described above,
This processing circuit 17 is configured to add the correction amount to the target position when the correction amount for the target position is output from the correction amount calculating circuit 20 described later.
さらに、電磁石ドライバ18は上記処理回路17より出力さ
れた励磁電流の調整量に基づき、上記各ラジアル電磁石
5a〜5h及びアキシャル電磁石7a〜7dへ励磁電流を供給す
ると共に、この電磁石ドライバ18は上記各電磁石へ供給
する励磁電流を研削抵抗検出回路19へ出力するように構
成されている。Further, the electromagnet driver 18 uses the adjustment amounts of the exciting current output from the processing circuit 17 to adjust the radial electromagnets.
An exciting current is supplied to 5a to 5h and the axial electromagnets 7a to 7d, and the electromagnet driver 18 is configured to output an exciting current to each of the electromagnets to a grinding resistance detection circuit 19.
そして、研削抵抗検出回路19は、上記電磁石ドライバ18
より出力された励磁電流が上記砥石2に生ずる研削抵抗
の大小に応じて大小変化することを利用し、その砥石2
に生ずる現在の研削抵抗19aを検出して、これを補正量
演算回路20へ出力するように構成されている。Then, the grinding resistance detection circuit 19 uses the electromagnet driver 18
Utilizing the fact that the exciting current output from the grindstone 2 changes in magnitude depending on the magnitude of the grinding resistance generated in the grindstone 2.
The present grinding resistance 19a generated in the above is detected, and this is output to the correction amount calculation circuit 20.
補正量演算回路20は、後述する研削盤NC装置21より定研
削抵抗制御指令21a及び粗研,精研における所定の研削
抵抗21bが出力されると処理動作を行うものであり、こ
の補正量演算回路20は上記研削抵抗検出回路19より出力
された現在の研削抵抗19aと、上記研削盤NC装置より出
力された所定の研削抵抗21bとを比較して、上記スピン
ドルの目標位置を補正するための補正量を演算し、その
補正量20aを上記処理回路17へ出力するもので、上記補
正は例えば第3図に示すように所定の研削抵抗(イ)よ
り現在の研削抵抗(ハ)が大きい場合、上記スピンドル
3をX2方向に移動せしめることにより、現在の研削抵抗
(ハ)を減少せしめ、これにより上記現在の研削抵抗を
所定の研削抵抗と等しくなるように補正する。The correction amount calculation circuit 20 performs a processing operation when a constant grinding resistance control command 21a and a predetermined grinding resistance 21b in rough and fine grinding are output from the grinder NC device 21 described later. The circuit 20 compares the current grinding resistance 19a output from the grinding resistance detection circuit 19 with a predetermined grinding resistance 21b output from the grinder NC device to correct the target position of the spindle. The correction amount is calculated and the correction amount 20a is output to the processing circuit 17. The correction is performed when the current grinding resistance (c) is larger than the predetermined grinding resistance (a) as shown in FIG. 3, for example. , The spindle 3 is moved in the X 2 direction to reduce the current grinding resistance (c), and thereby the current grinding resistance is corrected to be equal to a predetermined grinding resistance.
一方、所定の研削抵抗より現在の研削抵抗が小さい場
合、上記スピンドル3をX1方向に移動せしめることによ
り、現在の研削抵抗を増加せしめ、その現在の研削抵抗
を所定の研削抵抗と等しくなるように補正するものであ
る。On the other hand, when the current grinding resistance is smaller than the predetermined grinding resistance, the spindle 3 is moved in the X 1 direction to increase the current grinding resistance so that the current grinding resistance becomes equal to the predetermined grinding resistance. Is to be corrected.
研削盤NC装置21は、第5図に示すフローチャートを実行
するとともに、特にその実行途中で上記補正量演算回路
20へ定研削抵抗制御指令21a及び粗研,精研における所
定の研削抵抗21bを出力する。The grinder NC device 21 executes the flowchart shown in FIG.
A constant grinding resistance control command 21a and a predetermined grinding resistance 21b for rough and fine grinding are output to 20.
このように、研削盤NC装置21は、粗研、精研等の加工レ
ベルごとに個別に予め定めた所定の研削抵抗21b、すな
わち基準研削抵抗または基準切削抵抗を当該加工レベル
ごとに出力する機能(レベル別基準値出力手段)を有す
る。In this way, the grinder NC device 21 has a function of outputting a predetermined grinding resistance 21b individually predetermined for each processing level such as rough grinding and fine grinding, that is, a reference grinding resistance or a reference cutting resistance for each processing level. (Reference value output means for each level).
サーボモータドライバ22は上記主軸台13とテーブル10を
移動させるための各サーボモータ11,14を駆動するもの
であり、モータドライバ23は上記スピンドル2を回転駆
動させるためのモータ4へ励磁電流を供給する。The servo motor driver 22 drives the servo motors 11 and 14 for moving the headstock 13 and the table 10, and the motor driver 23 supplies an exciting current to the motor 4 for rotationally driving the spindle 2. To do.
次に、上記の如く構成された内面研削盤の動作について
第5図に示すフローチャートを用いて説明する。なお、
このフローチャートは上記研削盤NC装置で実行されるも
のである。Next, the operation of the inner surface grinding machine configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In addition,
This flow chart is executed by the NC machine for the grinding machine.
まず、第3図における位置検出回路16及び処理回路17,
電磁石ドライバ18を介して処理回路17に記憶されている
目標位置でスピンドル3を浮上保持し、その後モータド
ライバ23を介してスピンドル3を回転駆動させる。(ス
テップ100)。First, the position detection circuit 16 and the processing circuit 17 in FIG.
The spindle 3 is levitated and held at the target position stored in the processing circuit 17 via the electromagnet driver 18, and then the spindle 3 is rotationally driven via the motor driver 23. (Step 100).
そして、研削盤NC装置21からサーボモータドライバ22に
駆動指令がなされ、これによりサーボモータ11が急速回
転してワークW内に砥石2が入るまでテーブル10を前進
させ(ステップ101)、さらに上記研削盤NC装置21がサ
ーボモータドライバ22にオシレーション指令がなされ、
これによりサーボモータ11が正逆転し、テーブル10をス
ピンドル3の軸方向へ一定量往復動させることにより砥
石2のオシレーション動作が行われる(ステップ10
2)。Then, a drive command is issued from the grinder NC device 21 to the servo motor driver 22, which causes the servo motor 11 to rotate rapidly to move the table 10 forward until the grindstone 2 enters the work W (step 101), and further the above grinding is performed. The panel NC unit 21 issues an oscillation command to the servo motor driver 22,
As a result, the servomotor 11 is rotated in the forward and reverse directions, and the table 10 is reciprocated in the axial direction of the spindle 3 by a predetermined amount to perform the oscillation operation of the grindstone 2 (step 10).
2).
次に、上記研削盤NC装置21よりサーボモータドライバ22
に駆動指令がなされ、これによりサーボモータ14が正回
転して主軸台13をX1方向に前進させ(ステップ103)、
研削抵抗の増加から砥石2とワークWが接触したか否か
を判断し(ステップ104)、接触していない場合(NO)
は上記ステップ103及びステップ104がくり返し行われ
る。一方、砥石2とワークWが接触して砥石2に研削抵
抗が生ずると(YES)、研削盤NC装置21より定研削抵抗
制御指令21a、及び粗研における所定の研削抵抗21bが補
正量演算回路20へ出力され、定研削抵抗制御がなされる
(ステップ105)。Next, the servomotor driver 22 from the grinder NC device 21
Drive command is issued to the servo motor 14, which causes the headstock 13 to move forward in the X 1 direction (step 103).
From the increase in grinding resistance, it is judged whether or not the grindstone 2 and the workpiece W are in contact with each other (step 104). If they are not in contact with each other (NO)
The above steps 103 and 104 are repeated. On the other hand, when the grindstone 2 and the work W come into contact with each other and a grinding resistance is generated in the grindstone 2 (YES), a constant grinding resistance control command 21a from the grinder NC device 21 and a predetermined grinding resistance 21b in the rough grinding are used as a correction amount calculation circuit. It is output to 20 and constant grinding resistance control is performed (step 105).
すなわち、上記定研削抵抗制御には粗研と精研があっ
て、まず粗研を行うために研削盤NC装置21より主軸台13
を粗研速度でX1方向に前進させる駆動指令がなされ、こ
れによりサーボモータ11が粗研速度で前進してワークW
の粗研を行う。同時に電磁石ドライバ18から出力される
励磁電流を基にして、研削抵抗検出回路19で砥石2に生
ずる現在の研削抵抗が求められ、その研削抵抗19aが上
記粗研における所定の研削抵抗21bと等しくなるよう
に、上記スピンドルの目標位置を補正する補正量20aを
補正量演算回路20において演算し、上記スピンドル3は
目標位置と上記補正量を加算した新しい目標位置に基づ
いて迅速に浮上保持され、常に所定の粗研研削抵抗で研
削される(ステップ106)。That is, the above-mentioned constant grinding resistance control includes rough grinding and fine grinding.First, in order to perform rough grinding, the grinder NC device 21 moves the headstock 13
Drive command is issued to move the workpiece in the X 1 direction at the rough grinding speed, which causes the servo motor 11 to move forward at the rough grinding speed to move the workpiece W.
To carry out rough research. At the same time, based on the exciting current output from the electromagnet driver 18, the present grinding resistance generated in the grindstone 2 is obtained by the grinding resistance detection circuit 19, and the grinding resistance 19a becomes equal to the predetermined grinding resistance 21b in the rough grinding. As described above, the correction amount calculating circuit 20 calculates the correction amount 20a for correcting the target position of the spindle, and the spindle 3 is quickly floated and held based on the new target position obtained by adding the target position and the correction amount, It is ground with a predetermined rough grinding resistance (step 106).
そして、上記ワークWの粗研が終了したか否かを図示し
ないワークWの内径測定機から測定される内径寸法より
判断し(ステップ107)、粗研が終了していない場合(N
O)は上記ステップ106及びステップ107がくり返し行わ
れる。一方、粗研が終了した場合(YES)は、上記研削
盤NC装置21より精研における所定の研削抵抗21bが補正
量演算回路20へ出力されるとともに(ステップ108)、
その研削盤NC装置21より精研を行うため主軸台13を精研
速度でX1方向に前進させる駆動指令がなされ、これによ
りサーボモータ11が精研速度で前進してワークWの精研
を行う。Then, it is judged whether or not the rough polishing of the work W is completed based on the inner diameter dimension measured by the inner diameter measuring machine of the work W (not shown) (step 107), and when the rough polishing is not completed (N
In step O), step 106 and step 107 are repeated. On the other hand, when the rough grinding is completed (YES), the grinding machine NC device 21 outputs a predetermined grinding resistance 21b in the fine grinding to the correction amount calculation circuit 20 (step 108),
The grinding machine NC device 21 issues a drive command to move the headstock 13 forward in the X 1 direction at the polishing speed in order to perform the polishing. This causes the servomotor 11 to move forward at the polishing speed to perform the polishing of the workpiece W. To do.
同時に、この精研にあっても上記粗研と同様に、現在の
研削抵抗19aと上記精研における所定の研削抵抗21bとが
等しくなるようにスピンドルの目標位置の補正量が演算
され、上記スピンドルは目標位置と上記補正量20aを加
算した新しい目標位置に基づいて迅速に浮上保持され、
常に一定の精研研削抵抗で研削される(ステップ10
9)。At the same time, in this refinement as well as in the above-mentioned rough polishing, the correction amount of the target position of the spindle is calculated so that the present grinding resistance 19a and the predetermined grinding resistance 21b in the above-mentioned refinement become equal, and the spindle Is quickly levitated and held based on the new target position obtained by adding the target position and the correction amount 20a above,
Always grind with constant grinding resistance (Step 10
9).
そして、上記ワークWの精研が終了したか否かを判断し
上記精研と同様に内径寸法から(ステップ110)、精研
が終了していない場合(NO)は上記ステップ109及びス
テップ110がくり返し行われる。一方、精研が終了した
場合(YES)、上記の如き定研削抵抗制御を終了し(ス
テップ111)、主軸台13をX2方向に後退させるととも
に、テーブル10のオシレーション動作を停止させ(ステ
ップ112)、その後上記テーブル10をワークWより後退
させる(ステップ113)。Then, it is determined whether or not the precision polishing of the work W has been completed, and from the inner diameter dimension similarly to the precision polishing (step 110), if the precision polishing is not completed (NO), the steps 109 and 110 are performed. It is repeated. On the other hand, when the polishing is finished (YES), the constant grinding resistance control as described above is finished (step 111), the headstock 13 is retracted in the X 2 direction, and the oscillation operation of the table 10 is stopped (step 112) and thereafter, the table 10 is retracted from the work W (step 113).
以上のように、本実施例装置によれば、加工具の研削・
切削抵抗が変化すると、この力の変化を吸収する方向に
磁気浮上のスピンドルが移動する、つまり磁気浮上した
スピンドルそれ自体の移動により加工具の研削・切削抵
抗の一定化を図るものである。このため例えばオシレー
ション動作を行うことにより研削・切削抵抗が速く変動
しても、その変動に追従したスピンドルの移動がなされ
ることから、加工具の研削・切削抵抗を常時一定とする
ことができ、ワークの加工精度並びに加工効率の向上を
図れる。As described above, according to the apparatus of this embodiment,
When the cutting resistance changes, the magnetically levitated spindle moves in the direction that absorbs this change in force, that is, the magnetically levitated spindle itself moves to make the grinding / cutting resistance of the work tool constant. Therefore, for example, even if the grinding / cutting resistance fluctuates rapidly by performing an oscillation operation, the spindle moves in accordance with the fluctuation, so that the grinding / cutting resistance of the processing tool can be kept constant at all times. It is possible to improve the machining accuracy and machining efficiency of the work.
また、本実施例装置にあっては、粗研、精研等の加工レ
ベルごとに研削盤NC装置から所定の研削抵抗(基準研削
抵抗または基準切削抵抗)を出力し、これに基づきスピ
ンドル自体の移動による研削抵抗等の一定化を図る、つ
まり研削抵抗等の一定化を加工レベルごとに個別に実施
するものである。このため加工レベルに即した研削抵抗
等の一定加工が可能となる点でも、ワークの加工精度並
びに加工能率の向上を図れる。Further, in the apparatus of this embodiment, a predetermined grinding resistance (reference grinding resistance or reference cutting resistance) is output from the grinder NC device for each processing level such as rough grinding and fine grinding, and based on this, the spindle itself of the spindle itself is output. The grinding resistance and the like are made constant by movement, that is, the grinding resistance and the like are made constant for each machining level. Therefore, it is possible to improve the machining accuracy and the machining efficiency of the work in that the constant machining such as the grinding resistance can be performed according to the machining level.
なお、本実施例にあってはスピンドル先端部に砥石を設
けた内面研削盤についてラジアル方向の目標位置補正を
説明したが、その砥石に代えて切削工具を取り付けたも
ので、例えばミーリング等の場合アキシャル方向の目標
位置補正、あるいはそれにラジアル方向の目標位置補正
を加えたものであってもよい。In this embodiment, the target position correction in the radial direction was described for the inner surface grinding machine provided with a grindstone at the spindle tip, but a cutting tool is attached instead of the grindstone, for example, in the case of milling or the like. The target position correction in the axial direction or the target position correction in the radial direction may be added thereto.
《発明の効果》 本発明は、加工具の研削・切削抵抗が変化すると、この
力の変化を吸収する方向に磁気浮上のスピンドルが移動
するように構成したもの、つまり磁気浮上したスピンド
ルそれ自体の移動により加工具の研削・切削抵抗の一定
化を図るように構成したものである。このため研削・切
削抵抗が速く変動しても、その変動に追従したスピンド
ルの移動がなされることから、加工具の研削・切削抵抗
を常時一定とすることができ、ワークの加工精度並びに
加工能率の向上を図れる。<< Effects of the Invention >> The present invention is configured such that when the grinding / cutting resistance of the processing tool changes, the magnetically levitated spindle moves in a direction that absorbs this change in force, that is, the magnetically levitated spindle itself. This is configured so that the grinding / cutting resistance of the processing tool can be made constant by moving. For this reason, even if the grinding / cutting resistance fluctuates rapidly, the spindle moves in accordance with the fluctuation, so that the grinding / cutting resistance of the processing tool can be kept constant at all times, and the machining accuracy and processing efficiency of the workpiece can be improved. Can be improved.
しかも、本発明によると、スピンドルそれ自体の移動に
よる研削抵抗等の一定化を粗研、精研等の加工レベルご
とに個別に実施するものであるため、加工レベルに即し
た研削抵抗等の一定加工が可能となる点でも、ワークの
加工精度並びに加工能率の向上を図れる。Moreover, according to the present invention, the grinding resistance and the like are made constant by the movement of the spindle itself for each machining level such as rough grinding and precision grinding, so that the grinding resistance and the like can be made consistent according to the machining level. Also in terms of processing, it is possible to improve the processing accuracy and processing efficiency of the work.
第1図はクレーム対応図,第2図はスピンドル移動と主
軸台移動のステップ応答性を説明する説明図,第3図は
本願装置を適用した内面研削盤のブロック図,第4図は
第3図に示すIII−III線断面図,第5図は本願装置を適
用した内面研削盤の動作を示すフローチャートである。 2……砥石 3……スピンドル 5a〜5h……ラジアル電磁石 7a〜7d……アキシャル電磁石 8a〜8h……ラジアル方向の位置センサ 9……アキシャル方向の位置センサ 17……処理回路 18……電磁石ドライバ 19……研削抵抗検出回路 20……補正量演算回路 21……研削盤NC装置FIG. 1 is a diagram for responding to complaints, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining step responsiveness of spindle movement and headstock movement, FIG. 3 is a block diagram of an inner surface grinding machine to which the device of the present invention is applied, and FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 5, and FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the inner surface grinding machine to which the device of the present invention is applied. 2 …… Whetstone 3 …… Spindle 5a ~ 5h …… Radial electromagnet 7a ~ 7d …… Axial electromagnet 8a ~ 8h …… Position sensor in radial direction 9 …… Position sensor in axial direction 17 …… Processing circuit 18 …… Electromagnetic driver 19 …… Grinding resistance detection circuit 20 …… Correction amount calculation circuit 21 …… Grinding machine NC device
Claims (1)
スピンドルの先端部に設けた加工具と、上記スピンドル
を回転させる回転駆動手段と、上記スピンドルをラジア
ル方向及びアキシャル方向またはいずれか一方に磁気浮
上させるためのラジアル電磁石及びアキシャル電磁石ま
たはいずれか一方の電磁石と、上記スピンドルのラジア
ル方向及びアキシャル方向の浮上位置を検出するラジア
ル位置センサ及びアキシャル位置センサと、上記各位置
センサの検出値を基に上記電磁石の励磁電流を調節して
上記スピンドルを目標位置に浮上保持する制御手段とを
備えてなる装置において、 上記加工具による粗研、精研等の加工レベルごとに個別
に予め定めた基準研削抵抗または基準切削抵抗を、当該
加工レベルに応じて出力するレベル別基準値出力手段
と、 上記励磁電流を基にして上記加工具に生じるラジアル方
向及びアキシャル方向またはいずれか一方の研削抵抗ま
たは切削抵抗を検出する抵抗検出手段と、 上記抵抗検出手段での検出結果を基に、現在の研削抵抗
または切削抵抗を上記基準研削抵抗または基準切削抵抗
と等しくするためのスピンドルの目標位置補正量を演算
するとともに、この目標位置補正量を上記スピンドルの
目標位置に加算する目標位置補正手段と、 を設けたことを特徴とする磁気軸受をスピンドルにもつ
加工装置。1. A rotatably arranged spindle, a processing tool provided at the tip of the spindle, a rotation driving means for rotating the spindle, and the spindle in a radial direction and / or an axial direction. Radial and / or axial electromagnets for magnetic levitation, radial position sensors and axial position sensors that detect the radial and axial levitation positions of the spindle, and the detected values of the position sensors And a control means for controlling the exciting current of the electromagnet to levitate and hold the spindle at a target position. Grinding resistance or reference cutting resistance is output according to the machining level Force means, resistance detecting means for detecting the grinding resistance or cutting resistance in the radial direction and / or the axial direction occurring in the working tool based on the exciting current, and based on the detection result by the resistance detecting means. , A target position correction amount for calculating the target position correction amount of the spindle for making the current grinding resistance or cutting resistance equal to the reference grinding resistance or reference cutting resistance, and adding this target position correction amount to the target position of the spindle A machining device having a magnetic bearing as a spindle, characterized in that:
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JP2023924A JPH07112671B2 (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Processing device with magnetic bearing on spindle |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH03228570A JPH03228570A (en) | 1991-10-09 |
JPH07112671B2 true JPH07112671B2 (en) | 1995-12-06 |
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- 1990-02-02 JP JP2023924A patent/JPH07112671B2/en not_active Expired - Fee Related
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