JPH061320Y2 - 研削盤の制御装置 - Google Patents
研削盤の制御装置Info
- Publication number
- JPH061320Y2 JPH061320Y2 JP13423688U JP13423688U JPH061320Y2 JP H061320 Y2 JPH061320 Y2 JP H061320Y2 JP 13423688 U JP13423688 U JP 13423688U JP 13423688 U JP13423688 U JP 13423688U JP H061320 Y2 JPH061320 Y2 JP H061320Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor shaft
- grinding
- headstock
- electromagnet
- work
- 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 - Lifetime
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Turning (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案は研削盤の制御装置に係わり、特にスピンドル
のロータ軸を磁気軸受で軸支したものに関する。
のロータ軸を磁気軸受で軸支したものに関する。
《従来の技術》 近年、研削盤においては研削仕上げの高精度化に伴い砥
石をいわゆる超高速回転させて研削加工することが行な
われており、この超高速回転のために磁気軸受で軸支さ
れたスピンドルを用いてワークの研削加工が行なわれて
いる。
石をいわゆる超高速回転させて研削加工することが行な
われており、この超高速回転のために磁気軸受で軸支さ
れたスピンドルを用いてワークの研削加工が行なわれて
いる。
すなわち、ワークを主軸台に取付け、この主軸台または
砥石軸テーブルあるいはこれら両方を移動してワークを
所定寸法に研削加工している。この際、研削作業時間の
短縮を図るために、砥石とワークとが接触するまでの主
軸台または砥石軸テーブルの移動、いわゆる空送り中の
移動は研削時の移動より速い急速送りで行なわれてい
る。そして砥石とワークとの接触はこの接触によって発
生する超音周波数振動、いわゆるAE(アコースティッ
クエミッション)波を検出して行なわれていたり、ある
いは研削抵抗による砥石スピンドルの負荷電流増加から
検出して行なわれていた。
砥石軸テーブルあるいはこれら両方を移動してワークを
所定寸法に研削加工している。この際、研削作業時間の
短縮を図るために、砥石とワークとが接触するまでの主
軸台または砥石軸テーブルの移動、いわゆる空送り中の
移動は研削時の移動より速い急速送りで行なわれてい
る。そして砥石とワークとの接触はこの接触によって発
生する超音周波数振動、いわゆるAE(アコースティッ
クエミッション)波を検出して行なわれていたり、ある
いは研削抵抗による砥石スピンドルの負荷電流増加から
検出して行なわれていた。
《考案が解決しようとする課題》 しかしながら、上記従来装置によって研削加工が行なわ
れる際、急速送りの終点検出をAE波によって行うとき
は、機械的振動等の外乱を受けて不正確になったり、ま
た、負荷電流増加から検出する場合は、砥石とワークが
接触後、研削して負荷電流が増加するのを検出するので
検出が遅れ研削精度が低下するという問題点があった。
れる際、急速送りの終点検出をAE波によって行うとき
は、機械的振動等の外乱を受けて不正確になったり、ま
た、負荷電流増加から検出する場合は、砥石とワークが
接触後、研削して負荷電流が増加するのを検出するので
検出が遅れ研削精度が低下するという問題点があった。
さらに、ワークと砥石との接触衝撃により砥石へダメー
ジを与えやすい不具合があった。
ジを与えやすい不具合があった。
《課題を解決するための手段》 本考案は、上記課題を解決するためになされたものであ
って、その構成は電磁石の磁力により浮上保持されて回
転駆動されるロータ軸の先端に磁石の設けられたスピン
ドルと、前記ロータ軸の浮上位置を検出する位置センサ
と、ワークを保持する主軸台と、該主軸台を移動して研
削の切込量を調整する切込テーブルと、前記位置センサ
の検出信号を基に電磁石の励磁電流を調整してロータ軸
を目標位置へ浮上保持制御するとともに、前記切込テー
ブルの移動を制御する制御手段とからなり、研削開始時
に前記ワークと砥石が接触するまで前記切込テーブルを
急速送りするように制御する研削盤の制御装置におい
て、 前記制御手段には前記急速送り中前記電磁石の励磁電流
を調節し、前記ロータ軸の剛性力を研削時より低下させ
る剛性力変更手段が具備されていることを特徴とするも
のである。
って、その構成は電磁石の磁力により浮上保持されて回
転駆動されるロータ軸の先端に磁石の設けられたスピン
ドルと、前記ロータ軸の浮上位置を検出する位置センサ
と、ワークを保持する主軸台と、該主軸台を移動して研
削の切込量を調整する切込テーブルと、前記位置センサ
の検出信号を基に電磁石の励磁電流を調整してロータ軸
を目標位置へ浮上保持制御するとともに、前記切込テー
ブルの移動を制御する制御手段とからなり、研削開始時
に前記ワークと砥石が接触するまで前記切込テーブルを
急速送りするように制御する研削盤の制御装置におい
て、 前記制御手段には前記急速送り中前記電磁石の励磁電流
を調節し、前記ロータ軸の剛性力を研削時より低下させ
る剛性力変更手段が具備されていることを特徴とするも
のである。
《作用》 本考案では、急速送り中、剛性力変更手段によりワーク
と砥石とが接触するまで電磁石の励磁電流が調節されて
ロータ軸の剛性力が研削時より低下するように変更され
る。
と砥石とが接触するまで電磁石の励磁電流が調節されて
ロータ軸の剛性力が研削時より低下するように変更され
る。
《実施例》 以下、本考案を図示の実施例に基づいて説明する。
第1図は、本考案に係わる内面研削盤の制御装置の概略
構成を示すブロツク図であって、スピンドルa,主軸台
bおよび制御手段cにより構成されている。
構成を示すブロツク図であって、スピンドルa,主軸台
bおよび制御手段cにより構成されている。
スピンドルaにおいて、そのロータ軸1の左右端側にラ
ジアル電磁石2a,2b,2cおよび2dが設けられて
いて、これらによりロータ軸1のラジアル方向が軸支さ
れているとともに、ロータ軸1の中央にこのロータ軸1
と一体的に設けられたディスク3の両側に対向させてア
キシャル電磁石4a,4b,4cおよび4dが設けられ
ていて、これらによりロータ軸1のアキシャル方向が軸
支されている。
ジアル電磁石2a,2b,2cおよび2dが設けられて
いて、これらによりロータ軸1のラジアル方向が軸支さ
れているとともに、ロータ軸1の中央にこのロータ軸1
と一体的に設けられたディスク3の両側に対向させてア
キシャル電磁石4a,4b,4cおよび4dが設けられ
ていて、これらによりロータ軸1のアキシャル方向が軸
支されている。
上記各電磁石によるロータ軸1の浮上位置制御は、ロ
ータ軸1の左右端側に設けられたラジアル方向位置セン
サ5,6,7,8およびロータ軸1の一端側に設けられ
たアキシャル方向位置センサ9によりロータ軸1の位置
を検出し、この検出信号を制御手段cで処理し、ロータ
軸1が基準の目標位置に浮上保持されるように各電磁石
の励磁電流が調整されて行なわれている。
ータ軸1の左右端側に設けられたラジアル方向位置セン
サ5,6,7,8およびロータ軸1の一端側に設けられ
たアキシャル方向位置センサ9によりロータ軸1の位置
を検出し、この検出信号を制御手段cで処理し、ロータ
軸1が基準の目標位置に浮上保持されるように各電磁石
の励磁電流が調整されて行なわれている。
図中10は、ロータ軸1の他端に設けられた砥石であっ
て、ロータ軸1の回転とともに回転させられるように構
成されている。すなわち、ロータ軸1のほぼ中央部に設
けられたモータ11に制御手段cから駆動電流が供給さ
れると、ロータ軸1はモータの回転子として作用して回
転し、これにより砥石10が超高速回転させられる。
て、ロータ軸1の回転とともに回転させられるように構
成されている。すなわち、ロータ軸1のほぼ中央部に設
けられたモータ11に制御手段cから駆動電流が供給さ
れると、ロータ軸1はモータの回転子として作用して回
転し、これにより砥石10が超高速回転させられる。
スピンドルaはこれを載置しているテーブル12がロー
タ軸1の軸方向(図面の矢印Z方向)へサーボモータ1
3およびこれにより回転させられるボールネジ14によ
って移動できるように構成されている。
タ軸1の軸方向(図面の矢印Z方向)へサーボモータ1
3およびこれにより回転させられるボールネジ14によ
って移動できるように構成されている。
主軸台bには、図示しないワーク取付機構によりワーク
Wが保持されているとともに、その保持されたワークW
はロータ軸1の軸芯と同じくして回転させられるように
構成されている。またこの主軸台bは上記スピンドルa
と同様にサーボモータ15およびこれにより回転させら
れるボールネジ16によってロータ軸の軸方向と直行す
る方向(図面の矢印X方向)に移動できるように構成さ
れている。このため、主軸台bの移動によって研削の切
込量(研削量)が調整され、従って、ワークWの寸法を
調整することができる。
Wが保持されているとともに、その保持されたワークW
はロータ軸1の軸芯と同じくして回転させられるように
構成されている。またこの主軸台bは上記スピンドルa
と同様にサーボモータ15およびこれにより回転させら
れるボールネジ16によってロータ軸の軸方向と直行す
る方向(図面の矢印X方向)に移動できるように構成さ
れている。このため、主軸台bの移動によって研削の切
込量(研削量)が調整され、従って、ワークWの寸法を
調整することができる。
制御手段cには、各位置センサ5〜9からの検出信号を
ブリッジ回路その他の処理回路によりロータ軸1の浮上
位置を検出する位置検出回路20と、この位置検出回路
20からの検出信号と基準の目標位置とを比較し、その
目標値との差分を補償するように各電磁石2a〜2d,
4a〜4dの励磁電流を調節する処理回路21と、この
処理回路21からの出力信号により各電磁石2a〜2
d,4a〜4dへ励磁電流を供給する電磁石ドライバ2
2と、モータ11への励磁電流を供給するためのモータ
ドライバ23と主軸台b,テーブル12を移動させるた
めの各サーボモータ13,15を駆動するためのサーボ
モータドライバ24と、さらに本考案の特徴的構成要素
であるところの剛性力変更手段dを形成するコンパレー
タ25および剛性力変更回路26とから構成されてい
る。
ブリッジ回路その他の処理回路によりロータ軸1の浮上
位置を検出する位置検出回路20と、この位置検出回路
20からの検出信号と基準の目標位置とを比較し、その
目標値との差分を補償するように各電磁石2a〜2d,
4a〜4dの励磁電流を調節する処理回路21と、この
処理回路21からの出力信号により各電磁石2a〜2
d,4a〜4dへ励磁電流を供給する電磁石ドライバ2
2と、モータ11への励磁電流を供給するためのモータ
ドライバ23と主軸台b,テーブル12を移動させるた
めの各サーボモータ13,15を駆動するためのサーボ
モータドライバ24と、さらに本考案の特徴的構成要素
であるところの剛性力変更手段dを形成するコンパレー
タ25および剛性力変更回路26とから構成されてい
る。
上記コンパレータ25は位置検出回路20からロータ軸
1の浮上位置信号が入力されるとともに、所定の設定位
置が入力され、浮上位置信号値が設定値を越えたとき、
すなわち急速送り中に砥石10がワークWと接触してロ
ータ軸1の浮上位置が目標位置から所定量変化(変位)
したときに剛性力変更回路26へ信号を送出するように
構成されている。
1の浮上位置信号が入力されるとともに、所定の設定位
置が入力され、浮上位置信号値が設定値を越えたとき、
すなわち急速送り中に砥石10がワークWと接触してロ
ータ軸1の浮上位置が目標位置から所定量変化(変位)
したときに剛性力変更回路26へ信号を送出するように
構成されている。
剛性力変更回路26は、研削作業時のロータ軸1の剛性
力よりも所定量低下させる機能を有するものであって、
処理回路21が各電磁石2a〜2dまたは4a〜4dへ
供給する励磁電流を所定量低減させるように作用する。
力よりも所定量低下させる機能を有するものであって、
処理回路21が各電磁石2a〜2dまたは4a〜4dへ
供給する励磁電流を所定量低減させるように作用する。
以上の構成からなる本実施例を第2図の切込状態図およ
び第3図の制御動作を示すフローチャートを参照して説
明する。
び第3図の制御動作を示すフローチャートを参照して説
明する。
今、主軸台bにワークWがセットされ研削作業が開始さ
れると、図示しないプログラマブルコントローラ(以下
「PC」という)から制御手段cへ磁気軸受駆動指令が
なされ、これにより各電磁石2a〜2d,4a〜4dに
励磁電流が供給されてロータ軸1が所定の基準の目標位
置へ研削時の剛性力で浮上保持されるとともに、モータ
ドライバ23が駆動されてモータ11のコイルに電流が
供給されてロータ軸1が回転駆動される(ステップ10
0)。
れると、図示しないプログラマブルコントローラ(以下
「PC」という)から制御手段cへ磁気軸受駆動指令が
なされ、これにより各電磁石2a〜2d,4a〜4dに
励磁電流が供給されてロータ軸1が所定の基準の目標位
置へ研削時の剛性力で浮上保持されるとともに、モータ
ドライバ23が駆動されてモータ11のコイルに電流が
供給されてロータ軸1が回転駆動される(ステップ10
0)。
次いで、PCからサーボモータドライバ24に駆動指令
がなされ、これによりサーボモータが急速回転してワー
クW内に砥石10が入るまでテーブル12を前進させる
(ステップ101)。そして、PCからサーボモータド
ライバ24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13が正逆転し、テーブル12をロータ軸
1の軸方向へ一定量往復動を行いオシレーション動作が
行なわれる。
がなされ、これによりサーボモータが急速回転してワー
クW内に砥石10が入るまでテーブル12を前進させる
(ステップ101)。そして、PCからサーボモータド
ライバ24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13が正逆転し、テーブル12をロータ軸
1の軸方向へ一定量往復動を行いオシレーション動作が
行なわれる。
さらに、サーボモータ15が急速回転してワークWと砥
石10とが急速接近するとともに、剛性力変更回路26
にもPCから急速送り指令信号が入力される。これによ
り剛性力変更回路26からは処理回路21へ剛性力低減
信号が送出され、処理回路21は各電磁石の励磁電流を
所定量弱めるように電磁石ドライバ22へ出力される。
従ってロータ軸1は今までよりも弱い剛性力で浮上保持
される(ステップ102,第2図A0点)。
石10とが急速接近するとともに、剛性力変更回路26
にもPCから急速送り指令信号が入力される。これによ
り剛性力変更回路26からは処理回路21へ剛性力低減
信号が送出され、処理回路21は各電磁石の励磁電流を
所定量弱めるように電磁石ドライバ22へ出力される。
従ってロータ軸1は今までよりも弱い剛性力で浮上保持
される(ステップ102,第2図A0点)。
急速接近によりワークWと砥石10とが接触したことが
検出されると(ステップ104肯定)、すなわちロータ
軸1の先端に設けられている砥石10がワークWと接触
して浮上位置が変わり、その変化に伴う位置検出回路2
0の位置信号が設定値以上に変化したことがコンパレー
タ25で検出されると次の粗研が開始される。またこの
出力信号により剛性力変更回路26の動作は停止され、
処理回路20は再び元の剛性力となるように電磁石ドラ
イバ22へ出力する(ステップ106)。
検出されると(ステップ104肯定)、すなわちロータ
軸1の先端に設けられている砥石10がワークWと接触
して浮上位置が変わり、その変化に伴う位置検出回路2
0の位置信号が設定値以上に変化したことがコンパレー
タ25で検出されると次の粗研が開始される。またこの
出力信号により剛性力変更回路26の動作は停止され、
処理回路20は再び元の剛性力となるように電磁石ドラ
イバ22へ出力する(ステップ106)。
粗研はPCからサーボモータドライバ24に粗研の切込
指令がなされ、サーボモータ15が回転駆動してワーク
Wが所定の寸法(第2図A〜Bの地点)となるまで主軸
台bが移動される。
指令がなされ、サーボモータ15が回転駆動してワーク
Wが所定の寸法(第2図A〜Bの地点)となるまで主軸
台bが移動される。
粗研削終了後(ステップ108肯定)、精研が開始され
る(ステップ110)。すなわち、PCからサーボモー
タドライバ24に精研の切込指令がなされてサーボモー
タ15の回転速度が低下し、ワークWが所定の寸法(第
2図B〜Cの地点)となるように主軸台bが移動され
る。
る(ステップ110)。すなわち、PCからサーボモー
タドライバ24に精研の切込指令がなされてサーボモー
タ15の回転速度が低下し、ワークWが所定の寸法(第
2図B〜Cの地点)となるように主軸台bが移動され
る。
この精研作業においてワークWが所定の寸法まで研削さ
れると(ステップ112肯定,第2図Cの地点)、PC
からサーボモータドライバ24へ後退指令がなされると
ともに、オシレーション動作停止指令がなされ、主軸台
bの移動、すなわち切込テーブルの後退移動が行なわれ
る(ステップ114)。
れると(ステップ112肯定,第2図Cの地点)、PC
からサーボモータドライバ24へ後退指令がなされると
ともに、オシレーション動作停止指令がなされ、主軸台
bの移動、すなわち切込テーブルの後退移動が行なわれ
る(ステップ114)。
そして、主軸台bが所定量後退した後、ワークWと砥石
10とが隔離され、主軸台bからワークWが取り外され
て研削作業が終了する(ステップ116肯定)。
10とが隔離され、主軸台bからワークWが取り外され
て研削作業が終了する(ステップ116肯定)。
上述のように、本実施例では、急速送り時にロータ軸1
の剛性力を低下させるとともに、ワークWと砥石10と
の接触をロータ軸1の位置変化量から検出するよう構成
されているので、ワークWと砥石10との接触をタイム
ラグなしに検出することができるとともに、接触衝撃力
を弱めることができる。
の剛性力を低下させるとともに、ワークWと砥石10と
の接触をロータ軸1の位置変化量から検出するよう構成
されているので、ワークWと砥石10との接触をタイム
ラグなしに検出することができるとともに、接触衝撃力
を弱めることができる。
なお、上述の実施例では主軸台を切込テーブルとした
が、これはスピンドルaの載置されているテーブル12
であっても良く、またこれら双方を切込テーブルとして
も良い。
が、これはスピンドルaの載置されているテーブル12
であっても良く、またこれら双方を切込テーブルとして
も良い。
さらに、上述の実施例では内面研削盤の例を示したが、
これを平面その他の研削盤に適用しても良いことは勿論
であり、また剛性力の低下はワークと砥石との接触する
方向、例えばラジアル方向またはアキシャル方向のみ行
うようにしても良い。
これを平面その他の研削盤に適用しても良いことは勿論
であり、また剛性力の低下はワークと砥石との接触する
方向、例えばラジアル方向またはアキシャル方向のみ行
うようにしても良い。
《効果》 本考案は、上述のように急速送り時にロータ軸の剛性力
を低下させるとともに、ワークと砥石との接触をロータ
軸の浮上位置変化量から検出するように構成したので、
その接触時点をタイムラグなしに検出することができ、
しかもその接触の衝撃力を弱いものとすることができ
る。
を低下させるとともに、ワークと砥石との接触をロータ
軸の浮上位置変化量から検出するように構成したので、
その接触時点をタイムラグなしに検出することができ、
しかもその接触の衝撃力を弱いものとすることができ
る。
従って、砥石へのダメージが防止され高精度に研削加工
が可能となる効果がある。
が可能となる効果がある。
第1図は本考案装置の概略構成を示すブロツク図、第2
図は切込状態図および第3図は制御動作のフローチャー
トである。 1…ロータ軸 2a〜2d…ラジアル電磁石 4a〜4d…アキシャル電磁石 10…砥石 11…モータ 12…テーブル 13,15…サーボモータ a…スピンドル b…主軸台 c…制御手段 d…剛性力変更手段 W…ワーク
図は切込状態図および第3図は制御動作のフローチャー
トである。 1…ロータ軸 2a〜2d…ラジアル電磁石 4a〜4d…アキシャル電磁石 10…砥石 11…モータ 12…テーブル 13,15…サーボモータ a…スピンドル b…主軸台 c…制御手段 d…剛性力変更手段 W…ワーク
Claims (1)
- 【請求項1】電磁石の磁力により浮上保持されて回転駆
動されるロータ軸の先端に砥石の設けられたスピンドル
と、前記ロータ軸の浮上位置を検出する位置センサと、
ワークを保持する主軸台と、該主軸台を移動して研削の
切込量を調整する切込テーブルと、前記位置センサの検
出信号を基に電磁石の励磁電流を調整してロータ軸を目
標位置へ浮上保持制御するとともに、前記切込テーブル
の移動を制御する制御手段とからなり、研削開始時に前
記ワークと砥石が接触するまで前記切込テーブルを急速
送りするように制御する研削盤の制御装置において、 前記制御手段には前記急速送り中前記電磁石の励磁電流
を調節し、前記ロータ軸の剛性力を研削時より低下させ
る剛性力変更手段が具備されていることを特徴とする研
削盤の制御装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13423688U JPH061320Y2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 研削盤の制御装置 |
US07/416,842 US5024025A (en) | 1988-10-04 | 1989-10-04 | Control system of grinding machine |
EP89310129A EP0363165B1 (en) | 1988-10-04 | 1989-10-04 | Apparatus for use in a grinding or dressing machine |
DE89310129T DE68908327T2 (de) | 1988-10-04 | 1989-10-04 | Vorrichtung zum Gebrauch auf einer Schleif- oder Abrichtmaschine. |
US07/606,539 US5133158A (en) | 1988-10-04 | 1990-10-31 | Control system of grinding machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13423688U JPH061320Y2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 研削盤の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0256555U JPH0256555U (ja) | 1990-04-24 |
JPH061320Y2 true JPH061320Y2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=31392808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13423688U Expired - Lifetime JPH061320Y2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-14 | 研削盤の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH061320Y2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000145774A (ja) * | 1998-11-17 | 2000-05-26 | Koyo Seiko Co Ltd | 制御型磁気軸受装置 |
JP2008221433A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Jtekt Corp | 研削装置 |
JP5350083B2 (ja) * | 2009-06-05 | 2013-11-27 | キヤノン株式会社 | 研磨装置 |
JP5560885B2 (ja) * | 2010-05-06 | 2014-07-30 | 株式会社ジェイテクト | 工作機械の主軸装置の刃具接触検出装置 |
JP2017222009A (ja) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | ローランドディー.ジー.株式会社 | 回転軸ユニット、加工装置 |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP13423688U patent/JPH061320Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0256555U (ja) | 1990-04-24 |
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