JP2000263377A - Metal mold machining device - Google Patents

Metal mold machining device

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JP2000263377A
JP2000263377A JP11071504A JP7150499A JP2000263377A JP 2000263377 A JP2000263377 A JP 2000263377A JP 11071504 A JP11071504 A JP 11071504A JP 7150499 A JP7150499 A JP 7150499A JP 2000263377 A JP2000263377 A JP 2000263377A
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JP
Japan
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spindle
output
machining
bearing
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP11071504A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takami Ozaki
孝美 尾崎
Nobuyuki Suzuki
伸幸 鈴木
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.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
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Publication of JP2000263377A publication Critical patent/JP2000263377A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal mold machining device having the high speed rotation of a main spindle and a high rotation accuracy, high static rigidity and dynamic rigidity which can machine efficiently and precisely. SOLUTION: The main spindle 4 of a spindle device 1 for rotating a tool 11 is supported by static pressure magnetic compound bearings 6 to 9. Current detection means 15 to 18 for detecting the exciting current of the static pressure magnetic compound bearings 6 to 9 and a machining state grasping means 19 for grasping the machining state from the current detection value are provided. By providing an outside order response on-off means 20, the static pressure magnetic compound bearings 6 to 9 are supported by only the static pressure gas bearing by the outside order. The measuring means of the housing 5 temperature and a temperature measurement corresponding output means 77 are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、成形金型の切削
加工や研削加工等に用いられる金型加工装置、特にその
スピンドル装置に静圧磁気複合軸受を備えた金型加工装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold processing apparatus used for cutting and grinding a molding die, and more particularly to a die processing apparatus having a spindle device provided with a hydrostatic magnetic composite bearing.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】最近、金
型加工において、高能率で高精度な加工が注目されてい
る。このような加工を実現するためには、高速回転が可
能で、高回転精度を有し、静剛性・動剛性の高いスピン
ドル装置が必要であり、さらに加工状態を検出しなが
ら、最適な加工条件で加工することが要求される。しか
し、スピンドル装置に装備される軸受の機能の限界など
から、このような要求を満足することができなかった。
一方、本出願人は、一般の高速切削加工に用いるスピン
ドル装置として、静圧気体軸受と磁気軸受とを複合化し
たハイブリッド型の非接触軸受を用いるものを提案した
(特願平10−097505号など)。これによれば、
静圧気体軸受の優れた動剛性および回転精度と、磁気軸
受の優れた静剛性という両軸受の特長を生かした軸受と
できる。
2. Description of the Related Art Recently, attention has been paid to high-efficiency and high-precision processing in die processing. In order to realize such machining, a spindle device that can rotate at high speed, has high rotational accuracy, and has high static rigidity and dynamic rigidity is required. Processing is required. However, such demands could not be satisfied due to limitations in the functions of bearings provided in the spindle device.
On the other hand, the present applicant has proposed a spindle device used for general high-speed cutting that uses a hybrid non-contact bearing in which a hydrostatic gas bearing and a magnetic bearing are combined (Japanese Patent Application No. 10-097550). Such). According to this,
A bearing that makes use of the features of both bearings, that is, the excellent dynamic rigidity and rotational accuracy of the hydrostatic gas bearing and the excellent static rigidity of the magnetic bearing.

【0003】この発明は、金型加工機において、このよ
うな静圧気体軸受と磁気軸受とを複合化した静圧磁気複
合軸受で主軸を支持し、上記のような各種の要求に対応
しようとするものである。加工状態の検出のための加工
負荷の測定は、一般的には、主軸回転のためのモータ出
力の測定値から、加工時の負荷を推測する方式が採られ
る。しかし、このような静圧磁気複合軸受を用い、また
加工条件を制御する金型加工装置においても、さらに、
次のような未解決の課題がある。 モータ出力測定値から加工時の負荷を推測する方式で
は、加工状態検出のために専用の測定機器を必要とし、
システムコストがかかる。 モータ出力測定値から加工状態を検出する方式では、
主軸の回転周波数に関係する加工状態の検出が行えな
い。 静圧磁気複合軸受は、静圧気体軸受と磁気軸受の両方
の特性を持つ。そのため、磁気軸受用センサの分解能が
低い場合には、主軸の回転精度はこの分解能によって決
まり、静圧気体軸受の持つ高回転精度を十分に生かすこ
とができない。 静圧磁気複合軸受スピンドル装置を高速回転させる
と、静圧気体軸受部での損失(風損)によって、主軸お
よびハウジングの温度が上昇し、これらの温度上昇に伴
う軸方向熱膨張量から、スピンドル装置先端の工具のア
キシアル位置が変化する。このため、高精度な加工が困
難になる。
[0003] The present invention intends to meet the above-mentioned various demands in a mold processing machine by supporting a main shaft with a hydrostatic and magnetic composite bearing in which such a hydrostatic gas bearing and a magnetic bearing are combined. Is what you do. Generally, a method of measuring a processing load for detecting a processing state employs a method of estimating a load at the time of processing from a measured value of a motor output for spindle rotation. However, even in a mold processing apparatus that uses such a hydrostatic magnetic composite bearing and controls processing conditions,
There are the following unresolved issues. The method of estimating the load at the time of machining from the measured value of the motor output requires a dedicated measuring device to detect the machining state.
System cost is high. In the method of detecting the machining state from the measured motor output,
The processing state related to the spindle rotation frequency cannot be detected. The hydrostatic magnetic composite bearing has characteristics of both a hydrostatic gas bearing and a magnetic bearing. Therefore, when the resolution of the magnetic bearing sensor is low, the rotational accuracy of the main shaft is determined by this resolution, and the high rotational accuracy of the hydrostatic gas bearing cannot be fully utilized. When the hydrostatic magnetic composite bearing spindle device is rotated at a high speed, the temperature of the main shaft and the housing increases due to the loss (windage loss) in the hydrostatic gas bearing portion. The axial position of the tool at the tip of the device changes. For this reason, high-precision processing becomes difficult.

【0004】この発明の目的は、主軸の高速回転が可能
で、高回転精度、高静剛性・動剛性を有し、高能率で高
精度な加工が行える金型加工装置を提供することであ
る。この発明の他の目的は、加工中の加工状態の検出を
可能としながら、高価な負荷測定用装置を設けることを
不要とし、低コスト化を図ることである。この発明のさ
らに他の目的は、主軸の静負荷の検出を可能とすること
である。この発明のさらに他の目的は、主軸の回転周波
数に関係する加工状態の検出を簡単な構成で可能とする
ことである。この発明のさらに他の目的は、所望の加工
条件に応じた最適な軸受設定が随時行えて、静圧磁気複
合軸受の機能を効果的に発揮させ、より一層の高回転精
度が得られるようにすることである。この発明のさらに
他の目的は、加工の進行に伴って変化する加工条件に応
じ、迅速に最適な軸受設定を可能とすることである。こ
の発明のさらに他の目的は、粗加工時には高能率化が図
れ、仕上げ加工時には高精度化が図れて、高能率、高精
度の加工を実現可能とすることである。この発明のさら
に他の目的は、静圧気体軸受での風損等によりハウジン
グ等の温度が変化しても、高精度に加工可能とすること
である。この発明のさらに他の目的は、ハウジング温度
の上昇等の異常時に、その異常が容易に認識できて、至
急に対処が図れるようにすることである。この発明のさ
らに他の目的は、遠隔地で加工状態の監視や制御を可能
とすることである。
An object of the present invention is to provide a die machining apparatus capable of rotating a spindle at a high speed, having high rotation accuracy, high static rigidity and dynamic rigidity, and performing highly efficient and highly accurate machining. . Another object of the present invention is to reduce the cost by making it unnecessary to provide an expensive load measuring device while enabling the detection of the machining state during machining. Still another object of the present invention is to enable detection of a static load on a spindle. Still another object of the present invention is to enable a simple configuration to detect a machining state related to a rotation frequency of a spindle. Still another object of the present invention is to make it possible to perform optimum bearing setting according to desired processing conditions at any time, to effectively exert the function of the hydrostatic magnetic composite bearing, and to obtain higher rotational accuracy. It is to be. Still another object of the present invention is to enable an optimum bearing setting to be made quickly according to machining conditions that change with the progress of machining. Still another object of the present invention is to achieve high efficiency at the time of rough processing and high accuracy at the time of finish processing, thereby realizing high efficiency and high precision processing. Still another object of the present invention is to enable high-precision machining even when the temperature of a housing or the like changes due to windage or the like in a hydrostatic gas bearing. Still another object of the present invention is to make it possible to easily recognize the abnormality at the time of abnormality such as a rise in the housing temperature and to take immediate action. Still another object of the present invention is to enable monitoring and control of a processing state at a remote place.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明の構成を、実施
形態に対応する図1と共に説明する。この発明の金型加
工装置は、工具(11)を回転させるスピンドル装置
(1)を備えた金型加工装置において、前記スピンドル
装置(1)を、静圧気体軸受(6A〜9A)と磁気軸受
(6B〜9B)とが複合化された静圧磁気複合軸受(6
〜9)で主軸(1)を支持した構成を基本とする。これ
によれば、静圧気体軸受(6A〜9A)の優れた動剛性
および回転精度と、磁気軸受(6B〜9B)の優れた静
剛性という両軸受の特長を生かした軸受構造となり、主
軸(1)の高速回転が可能で、高回転精度、高静剛性・
動剛性を有し、高能率で高精度な加工が行える。この発
明の展開発明である次の第1〜第4の発明は、上記構成
を基本とし、かつ次のいずれかの事項を設けたものであ
る。この発明における第1の発明の金型加工装置は、前
記磁気軸受(6B〜9B)の励磁電流を検出する電流検
出手段(15〜18)と、この電流検出手段(15〜1
8)の電流検出値から前記工具(11)による加工状態
を把握する加工状態把握手段(19)とを備えたもので
ある。この構成によると、静圧磁気複合軸受(6〜9)
における磁気軸受(6B〜9B)の励磁電流の電流検出
値から、加工状態把握手段(19)により加工状態が把
握できる。すなわち、加工中に工具(11)に作用する
負荷で、主軸(4)がラジアル方向などに変位しようと
すると、この変位を復元させるように、磁気軸受(6B
〜9B)の励磁電流が磁気軸受(6B〜9B)の持つ制
御機能により変化する。そのため、励磁電流から、例え
ば工具摩耗,工具損傷や、加工不良等の加工状態が把握
できる。このように加工状態把握手段(19)を設けた
ため、静圧磁気複合軸受(6〜9)の高機能、すなわち
高速回転が可能で、高回転精度、高静剛性・動剛性を有
するという機能と相まって、加工状態を検出しながら、
最適な加工条件で加工することが可能となり、静圧磁気
複合軸受(6〜9)の特長を生かした高能率でより一層
高精度な加工が行える。しかも、検出器類は、磁気軸受
(6B〜9B)の励磁電流の電流検出手段(15〜1
8)を設けるだけで良く、外部に負荷測定用装置を設け
ることが不要であり、またモータの電流を検出するもの
に比べて、簡単なもので済み、低コストにできる。
The structure of the present invention will be described with reference to FIG. 1 corresponding to an embodiment. The die machining apparatus according to the present invention is a mold processing apparatus provided with a spindle device (1) for rotating a tool (11), wherein the spindle device (1) includes a hydrostatic gas bearing (6A to 9A) and a magnetic bearing. (6B-9B) and a hydrostatic magnetic composite bearing (6
-9) basically supports the main shaft (1). According to this, the bearing structure takes advantage of the characteristics of both the dynamic rigidity and rotational accuracy of the hydrostatic gas bearings (6A to 9A) and the excellent static rigidity of the magnetic bearings (6B to 9B), and the main shaft ( 1) High-speed rotation is possible, high rotation accuracy, high static rigidity,
It has dynamic rigidity and can perform high-efficiency and high-precision machining. The following first to fourth inventions, which are developments of the present invention, are based on the above-described configuration and are provided with any of the following matters. According to a first aspect of the present invention, there is provided a mold processing apparatus comprising: a current detecting means (15 to 18) for detecting an exciting current of the magnetic bearings (6B to 9B); and a current detecting means (15 to 1).
A machining state grasping means (19) for grasping a machining state by the tool (11) from the current detection value of 8). According to this configuration, the hydrostatic composite bearing (6 to 9)
The machining state can be grasped by the machining state grasping means (19) from the current detection value of the excitation current of the magnetic bearings (6B to 9B) in the above. That is, when the spindle (4) is displaced in a radial direction or the like by a load acting on the tool (11) during machining, the magnetic bearing (6B) is restored so as to restore the displacement.
9B) is changed by the control function of the magnetic bearings (6B to 9B). Therefore, a machining state such as tool wear, tool damage, machining failure, and the like can be grasped from the excitation current. Since the machining state grasping means (19) is provided in this manner, the high performance of the hydrostatic magnetic composite bearings (6 to 9), that is, the function of enabling high-speed rotation, high rotation accuracy, high static rigidity and dynamic rigidity, and the like. Together, while detecting the processing state,
Processing can be performed under optimal processing conditions, and high-efficiency and higher-precision processing can be performed by utilizing the features of the hydrostatic composite bearings (6 to 9). In addition, the detectors are current detecting means (15 to 1) for exciting current of the magnetic bearings (6B to 9B).
8), it is not necessary to provide an external load measuring device, and the device can be simpler and can be manufactured at a lower cost as compared with a motor current detecting device.

【0006】第1の発明において、加工状態把握手段
(19)は、電流検出手段(15〜18)の電流検出値
を平滑化する電流平滑部と、この電流平滑部の平滑値出
力から主軸の静負荷を換算し、その静負荷換算結果から
加工状態を把握する加工状態把握部とを有するものとし
ても良い。このように、静負荷換算結果から加工状態を
把握することで、微小時間に生じる負荷変動や外乱に左
右されずに、制御に必要な加工状態の把握が、簡単に精
度良く行える。
In the first invention, the machining state grasping means (19) includes a current smoothing section for smoothing a current detection value of the current detecting means (15 to 18), and a spindle output of the current smoothing section. It is also possible to have a machining state grasping unit that converts a static load and grasps a machining state from the static load conversion result. As described above, by grasping the machining state from the static load conversion result, the machining state required for control can be grasped easily and accurately without being affected by load fluctuation or disturbance occurring in a very short time.

【0007】この発明の第2の発明の金型加工装置は、
主軸(4)の変位を検出する変位検出手段(28,3
8)と、この変位検出手段(28,38)の変位検出値
から工具(11)による加工状態を把握する加工状態把
握手段(19)とを備えたものである。加工中に工具
(11)に作用する負荷で主軸(4)が変位を生じる
と、変位検出手段(28,38)でその変位が検出され
る。そのため、この変位検出値から加工状態が把握でき
る。したがって、上記の加工状態把握手段(19)を設
けることで、静圧磁気複合軸受(6〜9)における、高
速回転が可能で、高回転精度、高静剛性・動剛性を有す
るという機能と相まって、加工状態を検出しながら、最
適な加工条件で加工することが可能となり、静圧磁気複
合軸受(6〜9)の特長を生かした高能率でより一層高
精度な加工が行える。しかも変位検出手段(28,3
8)は、磁気軸受(6B〜9B)の制御のために磁気軸
受(6B〜9B)に一般に設けられる検出手段であるた
め、専用の検出手段を設けることなく、加工状態の把握
が行え、低コストで加工精度の向上が図れる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a mold processing apparatus comprising:
Displacement detecting means (28, 3) for detecting the displacement of the main shaft (4)
8) and machining state grasping means (19) for grasping the machining state by the tool (11) from the displacement detection values of the displacement detecting means (28, 38). When the spindle (4) is displaced by a load acting on the tool (11) during machining, the displacement is detected by the displacement detecting means (28, 38). Therefore, the machining state can be grasped from the displacement detection value. Therefore, the provision of the above-mentioned machining state grasping means (19) is combined with the functions of the hydrostatic magnetic composite bearings (6 to 9) capable of high-speed rotation, having high rotation accuracy, high static rigidity and dynamic rigidity. In addition, it is possible to perform machining under the optimal machining conditions while detecting the machining state, and it is possible to perform machining with higher efficiency and higher accuracy by utilizing the features of the hydrostatic composite bearings (6 to 9). Moreover, the displacement detecting means (28, 3
8) is a detecting means generally provided in the magnetic bearings (6B to 9B) for controlling the magnetic bearings (6B to 9B), so that the machining state can be grasped without providing a dedicated detecting means, and Processing accuracy can be improved at low cost.

【0008】上記第1,第2の発明において、加工状態
把握手段(19)は、電流検出手段(15〜18)また
は変位検出手段(28,38)の出力を周波数分析する
周波数分析部と、この周波数分析部から出力される加工
時の各周波数成分の振幅から加工状態を把握する加工状
態把握部とを有するものとしても良い。工具や、ワー
ク、加工装置の固有振動、あるいは主軸回転数などか
ら、工具に作用する負荷は工具の振動として表れ、工具
損傷等の加工状態は、その工具損傷,加工不良の種類等
によって振動周波数に特有の傾向を示す。そのため、周
波数分析部を設け、加工時の各周波数成分の振幅から加
工状態を把握する加工状態把握部を設けることで、各周
波数成分の平均化された負荷の検出では観測できない精
度の良い加工状態の検出ができる。また、周波数分析を
行うため、周波数フィルタに比べて簡単な構成で多数の
周波数帯の分析が可能となる。
In the first and second inventions, the processing state grasping means (19) comprises a frequency analyzing section for frequency-analyzing the output of the current detecting means (15 to 18) or the displacement detecting means (28, 38); A machining state grasping unit for grasping the machining state from the amplitude of each frequency component at the time of machining output from the frequency analysis unit may be provided. The load acting on the tool is expressed as tool vibration based on the natural vibration of the tool, the workpiece, and the processing equipment, or the spindle speed. The machining state such as tool damage depends on the type of tool damage and machining failure. Show a characteristic tendency. Therefore, by providing a frequency analysis unit and a machining state grasping unit that grasps the machining state from the amplitude of each frequency component during machining, a highly accurate machining state that cannot be observed by detecting the averaged load of each frequency component Can be detected. Further, since the frequency analysis is performed, it is possible to analyze a large number of frequency bands with a simpler configuration than a frequency filter.

【0009】この発明における第3の発明の金型加工装
置は、前記静圧磁気複合軸受(6〜9)を制御するスピ
ンドルコントローラ(3)を備え、このスピンドルコン
トローラ(3)の外部の指令によって磁気軸受(6B〜
9B)の励磁をオンオフする外部指令応答オンオフ手段
(20)を設けたものである。磁気軸受(6B〜9B)
をオフした場合は、静圧磁気複合軸受(6〜9)におけ
る静圧気体軸受(6A〜9A)のみで主軸(4)が支持
され、磁気軸受(6B〜9B)をオンした場合は、静圧
気体軸受(6A〜9A)と磁気軸受(6B〜9B)との
両方で主軸(4)が支持される。両軸受(6A〜9A,
6B〜9B)による支持と、静圧気体軸受(6A〜9
A)のみによる支持は、スピンドルコントローラ(3)
の外部からの指令で切換られる。そのため、所望の加工
条件に応じた最適な軸受設定が随時行えて、静圧磁気複
合軸受(6〜9)の機能を効果的に発揮させ、より一層
の高回転精度が得られる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a die machining apparatus including a spindle controller (3) for controlling the hydrostatic magnetic composite bearings (6 to 9), in response to a command external to the spindle controller (3). Magnetic bearing (6B ~
An external command response on / off means (20) for turning on / off the excitation of 9B) is provided. Magnetic bearing (6B-9B)
Is turned off, the main shaft (4) is supported only by the hydrostatic gas bearings (6A to 9A) in the hydrostatic magnetic composite bearings (6 to 9), and when the magnetic bearings (6B to 9B) are turned on, the static The main shaft (4) is supported by both the compressed gas bearings (6A to 9A) and the magnetic bearings (6B to 9B). Double bearing (6A-9A,
6B-9B) and a hydrostatic gas bearing (6A-9)
A) Support only by spindle controller (3)
Is switched by an external command. Therefore, optimal bearing setting according to desired processing conditions can be performed at any time, and the functions of the hydrostatic composite bearings (6 to 9) can be effectively exerted, and higher rotational accuracy can be obtained.

【0010】励磁オンオフの外部の指令は、金型加工装
置機械部(13a)を制御する数値制御装置(14)か
ら与えられる指令であっても良い。このように数値制御
装置(14)から励磁オンオフ指令を与えるようにする
ことで、加工の進行に伴って変化する加工条件に応じ、
迅速に最適な軸受設定が可能になる。
The external command for turning on and off the excitation may be a command given from a numerical controller (14) for controlling the mechanical part (13a) of the mold processing device. By giving the excitation on / off command from the numerical controller (14) in this way, according to the processing conditions that change with the progress of the processing,
Optimal bearing settings can be made quickly.

【0011】励磁オンオフの外部の指令は、粗加工時に
磁気軸受をオンとし、仕上げ加工時に磁気軸受をオフと
する指令であっても良い。これにより、粗加工時には高
能率化が図れ、仕上げ加工時には高精度化が図れて、高
能率、高精度の加工を実現できる。すなわち、一般に、
高能率で高精度な加工は、粗加工と仕上げ加工の2段階
で行われる。粗加工では、単位時間当たりの被削材除去
量を大きくして高能率化を狙い、仕上げ加工では逆にこ
の除去量を小さくして高精度を狙う。そのため、粗加工
時には主軸への負荷が大きくなり、主軸性能として剛性
・負荷容量が必要であり、仕上げ加工では高回転精度が
必要である。上記のように励磁のオンオフを行うこと
で、このような加工種類による要求に応じることができ
る。
The external command to turn on / off the excitation may be a command to turn on the magnetic bearing during roughing and turn off the magnetic bearing during finishing. Thereby, high efficiency can be achieved at the time of rough processing, and high accuracy can be attained at the time of finishing processing, and high efficiency and high precision processing can be realized. That is, in general,
High-efficiency and high-precision machining is performed in two stages, rough machining and finish machining. In rough machining, the amount of work material removed per unit time is increased to increase efficiency, and in finish machining, on the contrary, the removal amount is reduced to achieve higher accuracy. For this reason, the load on the spindle is large during rough machining, rigidity and load capacity are required as spindle performance, and high rotational accuracy is required for finishing. By performing the on / off of the excitation as described above, it is possible to meet the demands of such processing types.

【0012】この発明における第4の発明の金型加工装
置は、スピンドルハウジング(5)の温度測定手段(7
6)と、この温度測定手段(76)の温度測定値から所
定の出力を求める温度測定対応出力手段(77)と、こ
の手段(77)の出力から所定の処理を行う温度対応処
理手段(100)とを設けたものである。温度測定対応
出力手段(77)の前記所定の出力は、次の〜、す
なわち、 .前記温度測定手段(76)の出力(つまり温度測定
値)、 .前記温度測定手段(76)の温度測定値を、所定の
熱変位演算により主軸先端若しくは工具(11)の先端
のアキシアル位置に換算した換算値、および .前記温度測定値若しくは前記換算値を設定値と比較
して求められた異常信号、のうちの少なくとも一つであ
る。前記換算値は、位置データとして取扱可能な値であ
れば良く、実際の位置データに対して比例した値や、基
準位置からの変位量を示す値であっても良い。この構成
の場合、静圧気体軸受の損失(風損)等による発熱でス
ピンドル装置(1)の温度が上昇しても、温度測定対応
出力手段(77)から出力される温度測定値や、熱変位
演算されたアキシアル位置の換算値により、送り量を補
正することができ、高精度にワークを加工することがで
きる。温度測定対応出力手段(77)の出力が異常信号
である場合は、ハウジング温度の過度の上昇などのスピ
ンドル異常時に、その異常信号を外部で検出してスピン
ドル装置(1)を停止するなどの適宜の処理が迅速に行
える。
In a fourth aspect of the present invention, there is provided a mold processing apparatus comprising: a temperature measuring means (7) for a spindle housing (5);
6), a temperature measurement corresponding output means (77) for obtaining a predetermined output from the temperature measurement value of the temperature measurement means (76), and a temperature correspondence processing means (100) for performing a predetermined process from the output of this means (77). ). The predetermined output of the temperature measurement corresponding output means (77) is as follows: The output of the temperature measuring means (76) (that is, the temperature measurement value); A converted value obtained by converting the temperature measured value of the temperature measuring means (76) into an axial position of the tip of the spindle or the tip of the tool (11) by a predetermined thermal displacement calculation; It is at least one of an abnormal signal obtained by comparing the measured temperature value or the converted value with a set value. The converted value may be any value that can be handled as position data, and may be a value proportional to actual position data or a value indicating a displacement amount from a reference position. In the case of this configuration, even if the temperature of the spindle device (1) rises due to heat generation due to loss (windage loss) of the hydrostatic gas bearing, the temperature measurement value output from the temperature measurement corresponding output means (77), The feed amount can be corrected based on the converted value of the axial position calculated by the displacement, and the workpiece can be processed with high accuracy. When the output of the temperature measurement corresponding output means (77) is an abnormal signal, when the spindle is abnormal such as an excessive rise in the housing temperature, the abnormal signal is detected externally and the spindle device (1) is stopped. Can be performed quickly.

【0013】この発明において、前記主軸(4)の設置
されたハウジング(5)を冷却する冷却手段(71)を
設け、前記温度測定対応出力手段(77)の出力に応答
して前記冷却手段(71)(実施形態に対応する図16
参照)の冷却動作を制御する冷却制御手段(82)を設
けても良い。このように温度測定結果に応じた出力で冷
却手段(71)を制御することで、ハウジング(5)の
適正な冷却が簡単に行える。
In the present invention, cooling means (71) for cooling the housing (5) in which the main shaft (4) is installed is provided, and the cooling means (77) is responsive to the output of the temperature measurement corresponding output means (77). 71) (FIG. 16 corresponding to the embodiment)
(See Reference Cooling Operation). In this way, by controlling the cooling means (71) with an output corresponding to the temperature measurement result, appropriate cooling of the housing (5) can be easily performed.

【0014】この発明において、前記主軸(4)の設置
されたハウジング(5)を主軸(4)の軸方向に移動さ
せるスピンドル位置決め機構(75)を設け、前記温度
測定対応出力手段(77)から出力される温度測定値ま
たは前記換算値に応じて前記スピンドル位置決め機構を
制御する温度補正手段(83)を設けても良い。このよ
うにスピンドル位置決め機構(75)を設けた場合に、
温度測定値やその換算値で主軸位置を温度補正制御する
ことにより、高精度にワークを加工することができる。
In the present invention, a spindle positioning mechanism (75) for moving the housing (5) on which the main shaft (4) is installed in the axial direction of the main shaft (4) is provided. Temperature correction means (83) for controlling the spindle positioning mechanism according to the output temperature measurement value or the converted value may be provided. When the spindle positioning mechanism (75) is provided as described above,
Workpieces can be machined with high precision by controlling the spindle position with temperature correction using the measured temperature value and its converted value.

【0015】この発明において、主軸(4)を回転させ
る回転駆動源(10)を、主軸(1)の設置されたハウ
ジング(5)に内蔵したモータとしても良い。
In the present invention, the rotation drive source (10) for rotating the main shaft (4) may be a motor built in a housing (5) in which the main shaft (1) is installed.

【0016】この発明において、加工状態把握手段(1
9)の把握内容を通信回線(87)で遠隔地に送信する
通信手段(86)を設けても良い。このように通信回線
(87)による通信機能を持たせることで、遠隔地で工
具の負荷や加工状態を把握することができ、遠隔地で多
数の金型加工装置のスピンドル装置を集中管理すること
が可能になる。また、この発明において、温度測定対応
出力手段(77)の出力を通信回線(87)で遠隔地に
送信する通信手段(86)を設けても良い。これによ
り、遠隔地でハウジング(5)の温度やその温度変化に
伴う熱変位状態を把握することができ、遠隔地での集中
管理が可能になる。
In the present invention, the processing state grasping means (1)
A communication means (86) for transmitting the contents of 9) to a remote place via a communication line (87) may be provided. By providing the communication function by the communication line (87) in this way, it is possible to grasp the load of the tool and the machining state at a remote place, and to centrally manage a large number of spindle machines of the die machining apparatus at a remote place. Becomes possible. Further, in the present invention, a communication means (86) for transmitting the output of the temperature measurement corresponding output means (77) to a remote place via a communication line (87) may be provided. This makes it possible to grasp the temperature of the housing (5) and the state of thermal displacement accompanying the temperature change at a remote place, thereby enabling centralized management at a remote place.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。図18は、この金型加工装置の全体を示す
概念図である。この金型加工装置は、工具11を回転さ
せるスピンドル装置1と、金型に加工されるワークWを
移動させるテーブル装置51とを備える。スピンドル装
置1は、機構部分からなるスピンドル装置本体2と、こ
れを制御するスピンドルコントローラ3とで構成され
る。スピンドル装置本体2とテーブル装置51とで、加
工装置本体13aが構成され、加工装置本体13aは数
値制御装置14により制御される。スピンドル装置本体
2は、テーブル装置51の対向位置で、基台52にガイ
ド53およびスピンドル設置台74を介して進退自在に
設置され、スピンドル位置決め機構75によりスピンド
ル軸方向(Z軸方向)に進退駆動される。テーブル装置
51は、図19に示すようにワークWを載置するテーブ
ル55を、スピンドル軸方向(Z軸)に対して垂直な直
交する2軸方向(X,Y方向)に移動自在に設けたもの
であり、各方向のテーブル駆動装置56,57の駆動に
よって進退移動する。テーブル55は、Y軸方向に移動
可能な下段側テーブル55a上に、X軸方向に移動可能
に上段側テーブル55bを設置した2段構造とされてい
る。各軸のテーブル駆動装置56,57およびスピンド
ル位置決め機構75は、各々ボールねじおよびサーボモ
ータで構成されている。この例では、スピンドル軸方向
(Z軸)が鉛直方向に、テーブル装置51の移動方向
(X,Y方向)が水平とされている。なお、スピンドル
軸方向(Z軸)を水平方向や傾斜方向とし、これに対応
してテーブル移動方向(X,Y方向)を鉛直面内の各方
向としても良い。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 18 is a conceptual diagram showing the entire die processing apparatus. This mold processing apparatus includes a spindle device 1 for rotating a tool 11 and a table device 51 for moving a workpiece W to be processed into a mold. The spindle device 1 includes a spindle device main body 2 composed of a mechanical part, and a spindle controller 3 for controlling the spindle device main body 2. The spindle device main body 2 and the table device 51 constitute a processing device main body 13a, and the processing device main body 13a is controlled by the numerical controller 14. The spindle device main body 2 is mounted on the base 52 at a position facing the table device 51 via a guide 53 and a spindle mounting table 74 so as to be able to move forward and backward, and is driven forward and backward by a spindle positioning mechanism 75 in the spindle axis direction (Z-axis direction). Is done. As shown in FIG. 19, the table device 51 is provided with a table 55 on which the work W is placed so as to be movable in two orthogonal directions (X and Y directions) perpendicular to the spindle axis direction (Z axis). It moves forward and backward by driving the table driving devices 56 and 57 in each direction. The table 55 has a two-stage structure in which an upper table 55b movable in the X-axis direction is provided on a lower table 55a movable in the Y-axis direction. The table driving devices 56 and 57 and the spindle positioning mechanism 75 of each axis are respectively constituted by a ball screw and a servomotor. In this example, the spindle axis direction (Z axis) is vertical, and the moving direction (X, Y directions) of the table device 51 is horizontal. Note that the spindle axis direction (Z axis) may be a horizontal direction or an inclined direction, and the table moving direction (X, Y directions) may be each direction in the vertical plane.

【0018】スピンドル装置1につき、まず、その本体
2およびコントローラ3の概略を説明する。図1はスピ
ンドル装置1の概念構成を示すブロック図である。スピ
ンドル装置本体2は、主軸4を、ハウジング5に設置さ
れた複数のラジアル型の静圧磁気複合軸受6,7とアキ
シアルの静圧磁気複合軸受8,9で支持し、スピンドル
駆動源10を設けたものである。各々の静圧磁気複合軸
受6〜9は、静圧気体軸受6A〜9Aと、磁気軸受6B
〜9Bを複合させたものであり、スピンドルコントロー
ラ3で制御される。主軸4は、先端に工具11を把持す
るチャック12を有している。スピンドルコントローラ
3は、静圧磁気複合軸受6〜9を構成する磁気軸受6B
〜9Bの励磁電流を検出する電流検出手段15〜18
と、この電流検出手段15〜18の電流検出値から工具
11による加工状態を把握する加工状態把握手段19と
を備える。また、スピンドルコントローラ3には、数値
制御装置14等から送られる外部の指令によって磁気軸
受6B〜9Bの励磁をオンオフする外部指令応答オンオ
フ手段20が設けられている。さらに、スピンドルコン
トローラ3には、ハウジング5に設けられた温度測定手
段76の出力から所定の出力を求める温度測定対応出力
手段77が設けられている。
First, the outline of the main body 2 and the controller 3 of the spindle device 1 will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a conceptual configuration of the spindle device 1. The spindle device main body 2 supports the main shaft 4 with a plurality of radial-type hydrostatic magnetic composite bearings 6 and 7 and axial hydrostatic magnetic composite bearings 8 and 9 installed in a housing 5 and provides a spindle drive source 10. It is a thing. Each of the hydrostatic magnetic composite bearings 6 to 9 includes a hydrostatic gas bearing 6A to 9A and a magnetic bearing 6B.
9B, and is controlled by the spindle controller 3. The main shaft 4 has a chuck 12 at its tip for holding a tool 11. The spindle controller 3 includes a magnetic bearing 6B constituting the hydrostatic magnetic composite bearings 6 to 9.
Detecting means 15 to 18 for detecting exciting currents of up to 9B
And a machining state grasping means 19 for grasping the machining state of the tool 11 from the current detection values of the current detecting means 15 to 18. Further, the spindle controller 3 is provided with an external command response on / off means 20 for turning on / off the excitation of the magnetic bearings 6B to 9B by an external command sent from the numerical controller 14 or the like. Further, the spindle controller 3 is provided with a temperature measurement corresponding output unit 77 for obtaining a predetermined output from the output of the temperature measurement unit 76 provided in the housing 5.

【0019】スピンドル装置本体2につき、図2〜図5
と共に説明する。このスピンドル装置1は、加工装置1
3のビルトインモータ形式のスピンドル装置であって、
スピンドル駆動源10は、各軸受6〜9の設置されたハ
ウジング5内に設置されている。このモータからなるス
ピンドル駆動源10は、主軸4に一体に設けたられたロ
ータ21と、ハウジング5に設置されたステータ22と
で構成される。ハウジング5は略円筒状に形成されてい
る。スピンドル駆動源10は、ビルトイン型とせずに、
ハウジング5の外部に設けて伝達機構を介して主軸4に
回転伝達するものであっても良い。各軸受6〜9とスピ
ンドル駆動源10の配置は、この例では、主軸4の前部
(工具側部)および後部をラジアル型の静圧磁気複合軸
受6,7で支持し、その中間をアキシアル型の静圧磁気
複合軸受8,9で支持し、後端にスピンドル駆動源10
を配置した構成としてある。上記配置に代えて、両ラジ
アル型軸受6,7の中間にスピンドル駆動源10を配置
し、アキシアル型軸受8,9を主軸4の任意位置に配置
しても良い。また、アキシアル型軸受8,9は、非接触
軸受であれば良く、静圧磁気複合軸受に代えて、単独の
磁気軸受または静圧気体軸受を用いても良い。
FIGS. 2 to 5 show the spindle device main body 2.
It will be described together. The spindle device 1 includes a processing device 1
3. A built-in motor type spindle device according to item 3,
The spindle drive source 10 is installed in the housing 5 in which the bearings 6 to 9 are installed. The spindle drive source 10 including the motor includes a rotor 21 provided integrally with the main shaft 4 and a stator 22 provided in the housing 5. The housing 5 is formed in a substantially cylindrical shape. The spindle drive source 10 is not a built-in type,
It may be provided outside the housing 5 to transmit rotation to the main shaft 4 via a transmission mechanism. In this example, the arrangement of the bearings 6 to 9 and the spindle drive source 10 is such that the front part (tool side part) and the rear part of the main shaft 4 are supported by radial type hydrostatic composite bearings 6 and 7, and the intermediate part is axial. Supported by a pair of hydrostatic magnetic bearings 8 and 9 and a spindle drive source 10 at the rear end.
Are arranged. Instead of the above arrangement, the spindle drive source 10 may be arranged between the radial bearings 6 and 7, and the axial bearings 8 and 9 may be arranged at an arbitrary position on the main shaft 4. The axial type bearings 8 and 9 may be non-contact bearings, and a single magnetic bearing or a static pressure gas bearing may be used instead of the hydrostatic / magnetic composite bearing.

【0020】ラジアル型の各静圧磁気複合軸受6,7
は、互いに同じ構成のものであり、片方の軸受6につ
き、図3に横断面を示すと共に、図4に縦断面を拡大し
て示す。静圧磁気複合軸受6,7は、各々静圧気体軸受
6A,7Aと磁気軸受6B,7Bとを複合化させたもの
である。この明細書で言う複合化とは、静圧および磁気
の両形式の軸受を共通部分が生じるように組み合わせる
ことを意味し、例えば、静圧気体軸受面と磁気軸受面と
に共通部分(ラジアル軸受では軸方向の重なり部分)を
生じさせるか、あるいは両形式の軸受に少なくとも一部
の部品が共通化されるものであれば良い。
Radial type hydrostatic magnetic composite bearings 6, 7
3 have the same configuration. FIG. 3 shows a cross section of one of the bearings 6, and FIG. The hydrostatic and magnetic composite bearings 6 and 7 are each a composite of the hydrostatic gas bearings 6A and 7A and the magnetic bearings 6B and 7B. The term "combination" as used in this specification means that both types of bearings of a static pressure type and a magnetic type are combined so as to generate a common portion. For example, a common portion (a radial bearing) is formed between a static pressure gas bearing surface and a magnetic bearing surface. In this case, an axially overlapping portion may be generated, or at least a part of parts may be shared by both types of bearings.

【0021】この実施形態では、図4に示すように、磁
気軸受6B,7Bの電磁石のコア23に、静圧気体軸受
6A,7Aの絞り24aを設けることで、軸受構成部品
の共通化と共に、軸受面の一部が軸方向に重なるように
してある。コア23は、軸方向に離れた一対の主コア部
23a,23aと、これら主コア部23a,23aを連
結した連結コア部23bと、両主コア部23a,23a
のスピンドル側端から対向して延びる延出部23c,2
3cとで、縦断面がC字状に形成されている。主コア部
23aと延出部23cの内径側面は、主軸4と所定の磁
気ギャップを形成する円筒面とされている。磁気軸受6
B,7Bは、このコア23の連結コア部23bにコイル
25を巻装したものである。コイル25は、樹脂材等の
非磁性体26に埋め込まれている。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the throttles 24a of the hydrostatic gas bearings 6A and 7A are provided on the core 23 of the electromagnets of the magnetic bearings 6B and 7B, so that the bearing components can be used in common. Part of the bearing surface is configured to overlap in the axial direction. The core 23 includes a pair of main cores 23a, 23a separated in the axial direction, a connection core 23b connecting the main cores 23a, 23a, and both main cores 23a, 23a.
Extensions 23c, 2 extending from the spindle side end of
3c, the longitudinal section is formed in a C-shape. The inner diameter side surfaces of the main core portion 23a and the extension portion 23c are cylindrical surfaces forming a predetermined magnetic gap with the main shaft 4. Magnetic bearing 6
B and 7B are such that a coil 25 is wound around a connecting core portion 23b of the core 23. The coil 25 is embedded in a non-magnetic body 26 such as a resin material.

【0022】静圧気体軸受6A,7Aは、コア23およ
び非磁性体26の内径側面で形成されて主軸4との間に
軸受隙間dを形成する静圧軸受面6Aa,7Aaと、コ
ア23の各主コア部23a,23aに設けられて静圧軸
受面6Aa,7Aaに開口する絞り24aとで構成され
る。絞り24aは、各主コア部23aの外径側面に開口
した給気孔24の先端に設けられている。図3に階段断
面を示すように、コア23は、主軸4の回りの円周方向
複数箇所(同図の例では4箇所)に配置されてハウジン
グ5に固定されている。円周方向に隣合うコア23間の
隙間は、樹脂材等の非磁性体27で埋められている。こ
の非磁性体27は、コイル25の周囲の非磁性体26
(図4)と一体のものであっても良い。
The static pressure gas bearings 6A and 7A are formed on the inner diameter side surfaces of the core 23 and the non-magnetic member 26 and form a bearing gap d between the main shaft 4 and the static pressure bearing surfaces 6Aa and 7Aa. An aperture 24a is provided on each of the main cores 23a, 23a and opens on the hydrostatic bearing surfaces 6Aa, 7Aa. The throttles 24a are provided at the ends of the air supply holes 24 opened on the outer diameter side surfaces of the main core portions 23a. As shown in a stepped cross section in FIG. 3, the cores 23 are arranged at a plurality of locations (four locations in the example in the figure) in the circumferential direction around the main shaft 4 and fixed to the housing 5. The gap between the circumferentially adjacent cores 23 is filled with a non-magnetic material 27 such as a resin material. The non-magnetic body 27 is formed around the non-magnetic body 26 around the coil 25.
(FIG. 4).

【0023】磁気軸受6B,7Bは、主軸4とコア23
との磁気ギャップの変位を検出する変位検出手段28を
有している。この変位検出手段28は、変位量を直接に
検出するものであっても良いが、この例では、静圧軸受
隙間dの静圧を検出することで、その圧力検出値を変位
量に換算して磁気ギャップの変位を検出するものとして
ある。具体的には、変位検出手段28は、静圧軸受隙間
dに先端が開口した圧力検出用の通気路28aと、この
通気路28aに連通したセンサ28bとで構成される。
センサ28bは、図2のようにコア23から軸方向に離
れた位置に配置されている。通気路28aは、細孔また
はパイプで形成されていて、静圧軸受隙間dにはコア2
3の延出部23c,23c間における非磁性体26の部
分で開口している。図2は、図面を見易くするために絞
り24aと通気路28aの開口位置を周方向にずらせて
図示してあるが、実際は互いに周方向の同じ位置とされ
ている。
The magnetic bearings 6B and 7B are composed of a main shaft 4 and a core 23.
And a displacement detecting means 28 for detecting the displacement of the magnetic gap between them. The displacement detecting means 28 may directly detect the displacement amount, but in this example, by detecting the static pressure in the static pressure bearing gap d, the detected pressure value is converted into the displacement amount. To detect the displacement of the magnetic gap. More specifically, the displacement detecting means 28 is composed of a pressure detection air passage 28a having a distal end opened in the static pressure bearing gap d, and a sensor 28b communicating with the air passage 28a.
The sensor 28b is disposed at a position axially away from the core 23 as shown in FIG. The air passage 28a is formed by a fine hole or a pipe, and the core 2
An opening is provided at the portion of the non-magnetic member 26 between the third extending portions 23c. In FIG. 2, the opening positions of the throttle 24 a and the air passage 28 a are shifted in the circumferential direction for easy viewing of the drawing, but they are actually at the same position in the circumferential direction.

【0024】図5は、アキシアル型の静圧磁気複合軸受
8,9の拡大図である。この一対の軸受8,9は、主軸
4に設けられた鍔部4aの両面に対向してハウジング5
内に設置されたものであり、互いに一つの両面式アキシ
アル型静圧気体軸受30を構成する。両側の静圧磁気複
合軸受8,9は、互いに同じ構成のものである。これら
静圧磁気複合軸受8,9は、各々静圧気体軸受8A,9
Aと磁気軸受8B,9Bとを複合化させたものである。
この実施形態では、磁気軸受8B,9Bの電磁石のコア
33に、静圧気体軸受8A,9Aの絞り34aを設ける
ことで、軸受構成部品の共通化と共に、軸受面の一部が
軸方向に重なるようにしてある。コア33は、スピンド
ル鍔部4aの対向面に開き部33dが生じるように、縦
断面形状がC字状に形成され、その内部にコイル35が
収められている。開き部33dは非磁性体で埋められて
いる。コア33は、図示の例では断面L字状の内周コア
部33aと外周コア部33bとの組立構成としてある
が、一体物であっても良い。コア33には軸方向に間座
29が隣接している。
FIG. 5 is an enlarged view of the axial type hydrostatic composite bearings 8 and 9. The pair of bearings 8, 9 are opposed to both surfaces of a flange 4 a provided on the
And constitute one double-sided axial type hydrostatic gas bearing 30. The hydrostatic composite bearings 8 and 9 on both sides have the same configuration. These hydrostatic magnetic composite bearings 8 and 9 are respectively composed of hydrostatic gas bearings 8A and 9
A and the magnetic bearings 8B and 9B are combined.
In this embodiment, the throttles 34a of the hydrostatic gas bearings 8A and 9A are provided on the electromagnet cores 33 of the magnetic bearings 8B and 9B, so that the bearing components are shared and a part of the bearing surface overlaps in the axial direction. It is like that. The core 33 has a C-shaped longitudinal section so that an opening 33d is formed on the surface facing the spindle flange 4a, and the coil 35 is accommodated therein. The opening 33d is filled with a non-magnetic material. The core 33 has an assembly configuration of an inner core portion 33a and an outer core portion 33b having an L-shaped cross section in the illustrated example, but may be an integral structure. The spacer 29 is adjacent to the core 33 in the axial direction.

【0025】アキシアル型の静圧気体軸受8A,9A
は、コア33の側面で形成されてスピンドル鍔部4aと
の間に軸受隙間d2を形成する静圧軸受面8Aa,9A
aと、コア33に設けられて静圧軸受面8Aa,9Aa
に開口する絞り34aとで構成される。絞り34aは、
コア33の外径側面に開口した給気孔34の先端に設け
られている。
Axial type hydrostatic gas bearings 8A, 9A
Are hydrostatic bearing surfaces 8Aa, 9A formed on the side surface of the core 33 and forming a bearing gap d2 with the spindle flange 4a.
a, and hydrostatic bearing surfaces 8Aa, 9Aa provided on the core 33.
And a stop 34a which is open to the outside. The aperture 34a is
It is provided at the tip of an air supply hole 34 opened on the outer diameter side surface of the core 33.

【0026】アキシアル型の磁気軸受8B,9Bは、ス
ピンドル鍔部4aとコア33との磁気ギャップの変位を
検出する変位検出手段38を有している。この変位検出
手段38も、変位量を直接に検出するものであっても良
いが、この例では、静圧軸受隙間d2の静圧を検出する
ことで、その圧力検出値を変位量に換算して磁気ギャッ
プの変位を検出するものとしてある。具体的には、変位
検出手段38は、静圧軸受隙間d2に先端が開口した圧
力検出用の通気路38aと、この通気路38aに連通し
たセンサ38b(図2)とで構成される。
The axial type magnetic bearings 8B and 9B have displacement detecting means 38 for detecting the displacement of the magnetic gap between the spindle flange 4a and the core 33. The displacement detecting means 38 may directly detect the displacement amount, but in this example, by detecting the static pressure in the static pressure bearing gap d2, the detected pressure value is converted into the displacement amount. To detect the displacement of the magnetic gap. More specifically, the displacement detection means 38 includes a pressure detection air passage 38a having a distal end opened in the static pressure bearing gap d2, and a sensor 38b (FIG. 2) communicating with the air passage 38a.

【0027】各静圧磁気複合軸受6〜9における静圧気
体軸受6A〜9Aの給気孔24,24には、ハウジング
5内に設けられた給気孔40の給気入口40aから、圧
縮空気またはその他の圧縮気体が供給される。
In the static pressure gas bearings 6A to 9A of each of the static pressure magnetic composite bearings 6 to 9, compressed air or other air is supplied from an air inlet 40a of an air inlet 40 provided in the housing 5 to an air inlet 24a. Is supplied.

【0028】制御系につき説明する。図1に示すよう
に、スピンドルコントローラ3は、そのコントローラ基
本部3aに、電源41、電磁石用パワー回路42、およ
び制御手段43を有する。電磁石用パワー回路42は、
電源41から供給された電流を、制御手段43の制御に
従って、各静圧磁気複合軸受6〜9の磁気軸受6B〜9
Bに励磁電流として与える手段であり、電流増幅回路等
で構成される。制御手段43は、各静圧磁気複合軸受6
〜9における変位検出手段28,38の検出値に応じ
て、主軸4の変位が復元するように、各磁気軸受6B〜
9Bの励磁電流を制御する手段である。制御手段43
は、具体的には、例えば、変位検出手段28,38の検
出値を積分回路または比例積分回路で演算した結果に応
じて励磁電流の制御指令を与えるものとされる。
The control system will be described. As shown in FIG. 1, the spindle controller 3 has a power supply 41, an electromagnet power circuit 42, and a control means 43 in the controller basic unit 3a. The electromagnet power circuit 42
The current supplied from the power supply 41 is supplied to the magnetic bearings 6B to 9 of the respective hydrostatic magnetic composite bearings 6 to 9 under the control of the control means 43.
This is a means for giving an exciting current to B, and is constituted by a current amplifier circuit or the like. The control means 43 controls each static pressure magnetic composite bearing 6
9 so that the displacement of the main shaft 4 is restored according to the detection values of the displacement detecting means 28 and 38 in the magnetic bearings 6B to
This is a means for controlling the exciting current of 9B. Control means 43
Specifically, for example, an excitation current control command is given in accordance with the result obtained by calculating the detection values of the displacement detection means 28 and 38 by an integration circuit or a proportional integration circuit.

【0029】この実施形態では、この基本構成のスピン
ドルコントローラ3に、前記の電流検出手段15〜1
8、加工状態把握手段19、外部指令応答オンオフ手段
20、および温度測定対応出力手段77を設けると共
に、外部出力手段44を設け、かつ数値制御装置14に
励磁オンオフ指令生成手段45、加工状態対応処理手段
46、および温度対応処理手段100を設けている。電
流検出手段15〜18には、例えば電流検出器が用いら
れる。数値制御装置14は、図6に示すように、数値制
御機能部14aとプログラマブルコントローラ機能部1
4bとを有し、数値制御機能部14aは、加工プログラ
ム50を解読して加工装置本体13aの各軸の数値制御
を行うと共に、加工プログラム50に記述されているシ
ーケンス指令をプログラマブルコントローラ機能部14
bに転送する。プログラマブルコントローラ機能部14
bは、所定のシーケンスプログラムに従って加工装置本
体13aのシーケンス制御を行う手段であり、このプロ
グラマブルコントローラ機能部14bに上記の励磁オン
オフ指令生成手段45と加工状態対応処理手段46が設
けられている。同図において、温度対応処理手段100
にはついては図示を省略してある。
In this embodiment, the spindle controller 3 having this basic configuration is provided with the above-mentioned current detecting means 15 to 1.
8, the processing state grasping means 19, the external command response on / off means 20, and the temperature measurement corresponding output means 77 are provided, the external output means 44 is provided, and the numerical controller 14 is provided with the excitation on / off command generating means 45, the processing state corresponding processing. Means 46 and a temperature corresponding processing means 100 are provided. For example, a current detector is used for the current detection units 15 to 18. As shown in FIG. 6, the numerical control device 14 includes a numerical control function unit 14a and a programmable controller function unit 1
4b, the numerical control function unit 14a decodes the machining program 50 to perform numerical control of each axis of the machining apparatus body 13a, and transmits a sequence command described in the machining program 50 to the programmable controller function unit 14a.
b. Programmable controller function unit 14
b denotes a means for performing sequence control of the processing apparatus main body 13a in accordance with a predetermined sequence program. The programmable controller function unit 14b is provided with the excitation on / off command generation means 45 and the processing state correspondence processing means 46. Referring to FIG.
Is omitted from the drawing.

【0030】図8は、加工状態把握手段19の基本的な
概念構成を示す。加工状態把握手段19は、前述のよう
に電流検出手段15〜18の電流検出値から工具11に
よる加工状態を把握する手段であり、把握結果は、数値
制御装置14の加工状態対応処理手段46に送られる。
この把握結果は、電流検出値そのままであっても良く、
また電流検出値を設定値と比較した比較結果であっても
良く、さらに電流検出値から所定の演算処理をした値で
あっても良く、さらにその演算処理を設定値と比較した
結果であっても良い。制御手段43が、前記のように変
位検出手段28,38の検出値を積分回路または比例積
分回路で演算した値に従って励磁電流の制御を行うもの
である場合は、加工状態把握手段19は、電流検出値そ
のものから主軸4の静負荷を換算するものとされる。ま
た、加工状態把握手段19は、各電流検出手段15〜1
8の検出電流値に対して個々に加工状態の把握結果を出
力するものとしてあるが、複数の電流検出手段15〜1
8の検出電流値を総合的に判断した加工状態の把握結果
を出力するものであっても、各電流検出手段15〜18
のうちの特定の一つまたは複数の検出電流値のみで加工
状態を把握するものであっても良い。
FIG. 8 shows a basic conceptual configuration of the processing state grasping means 19. The machining state grasping means 19 is a means for grasping the machining state by the tool 11 from the current detection values of the current detecting means 15 to 18 as described above, and the grasping result is sent to the machining state correspondence processing means 46 of the numerical controller 14. Sent.
This grasp result may be the current detection value as it is,
It may be a comparison result obtained by comparing the current detection value with a set value, a value obtained by performing a predetermined calculation process from the current detection value, and a result obtained by comparing the calculation process with the set value. Is also good. If the control means 43 controls the exciting current in accordance with the values calculated by the integration circuits or the proportional integration circuits based on the detection values of the displacement detection means 28 and 38 as described above, The static load of the spindle 4 is converted from the detected value itself. Further, the processing state grasping means 19 includes the current detecting means 15 to 1.
8 is to output the results of grasping the machining state individually with respect to the detected current values of 8;
8, the current detection means 15 to 18 may output a grasping result of the machining state which comprehensively determines the detected current value.
Of these, the machining state may be grasped only by one or more specific detected current values.

【0031】図9は、加工状態把握手段19の具体例の
一つを示す。この例では、加工状態把握手段19は、前
記電流検出手段15〜18の個々の電流検出値につき、
各々平滑化する電流平滑部19aと、この電流平滑部1
9aの平滑値出力からスピンドルの静負荷を換算し、そ
の静負荷換算結果から加工状態を把握する加工状態把握
部19bとを有するものとしてある。加工状態把握部1
9bは、具体的には、例えば、換算されたスピンドル静
負荷を設定値と比較し、設定値を超えた場合に異常の出
力を行うものとされる。図12は加工状態把握部19b
で行う処理の一例を示す。主軸4aの静負荷は、一定の
加工を続ける場合、曲線aで示すように一定の値とな
る。工具摩耗が進んだり、工具の損傷が生じた場合は、
曲線bや曲線cに示すように変化する。そこで、設定値
として、適正な負荷として許容できる上限値と下限値と
を定め、その範囲(斜線部分)にあるときは、工具が正
常であり、この範囲から曲線b,cのように外れた場合
に、工具異常の異常信号を、加工状態の把握結果として
出力する。なお、この明細書で「平滑値出力をスピンド
ル静負荷に換算する」とは、負荷の単位に換算する場合
と、負荷として設定値と比較し易い値に平滑値出力を電
流値等のままで換算する場合との両方を含む。
FIG. 9 shows one specific example of the processing state grasping means 19. In this example, the machining state grasping means 19 calculates the current detection value of each of the current detecting
A current smoothing unit 19a for smoothing each of the currents;
And a machining state grasping unit 19b for transforming the static load of the spindle from the smoothed value output of 9a and grasping the machining state from the static load conversion result. Processing state grasping part 1
9b specifically, for example, compares the converted spindle static load with a set value, and outputs an abnormality when the converted spindle static load exceeds the set value. FIG. 12 shows a processing state grasping unit 19b.
1 shows an example of the processing performed in step (a). The static load of the main shaft 4a becomes a constant value as shown by a curve a when constant processing is continued. If tool wear increases or tool damage occurs,
It changes as shown by curves b and c. Therefore, an upper limit value and a lower limit value which are allowable as an appropriate load are determined as set values. When the upper limit value and the lower limit value are within the range (shaded area), the tool is normal and deviates from this range as shown by curves b and c. In this case, an abnormal signal of the tool abnormality is output as a result of grasping the machining state. In this specification, “converting a smoothed value output to a spindle static load” refers to a case where a smoothed value output is converted to a unit of load and a value at which a smoothed value output is converted to a value which is easily compared with a set value as a load. Includes both conversions.

【0032】図10は、加工状態把握手段19の他の具
体例を示す。この例では、加工状態把握手段19は、前
記電流検出手段15〜18の個々の電流検出値につき、
周波数分析する周波数分析部19cと、この周波数分析
部19cから出力される加工時の各周波数成分の振幅か
ら加工状態を把握する加工状態把握部19dとを有する
ものとしてある。図13は加工状態把握部19cで行う
処理の一例を示す。一定の加工を続ける場合、電流検出
値の周波数分析結果は、曲線dで示すように、各周波数
成分の振幅が異なった略一定の波形となる。そこで、所
定の周波数帯毎に許容できる振幅の設定値m1,m2…
を設定しておき、いずれかの周波数成分の振幅値が、例
えば破線で示す曲線部分eのように、対応する周波数帯
の設定値m2を超えると、工具異常であると判定する。
FIG. 10 shows another specific example of the processing state grasping means 19. In this example, the machining state grasping means 19 calculates the current detection value of each of the current detecting
It has a frequency analysis unit 19c for frequency analysis and a processing state grasping unit 19d for grasping the machining state from the amplitude of each frequency component at the time of processing output from the frequency analysis unit 19c. FIG. 13 shows an example of a process performed by the processing state grasping unit 19c. When the constant processing is continued, the frequency analysis result of the detected current value becomes a substantially constant waveform having different amplitudes of the respective frequency components as shown by a curve d. Therefore, the set values m1, m2,.
Is set, and if the amplitude value of any of the frequency components exceeds the set value m2 of the corresponding frequency band, for example, as indicated by a curve portion e indicated by a broken line, it is determined that the tool is abnormal.

【0033】なお、加工状態把握手段19は、前記各具
体例では、電流検出手段15〜18の電流検出値から加
工状態を把握するものとしたが、加工状態把握手段19
は、変位検出手段28,38の検出値から加工状態を把
握するものとしても良い。例えば、加工状態把握手段1
9は、図11に示すように、変位検出手段28,38の
変位センサアンプの出力を周波数分析する周波数分析部
19eと、この周波数分析部19eから出力される加工
時の各周波数成分の振幅から加工状態を把握する加工状
態把握部19fとを有するものとしても良い。
The machining state grasping means 19 in the above-described specific examples grasps the machining state from the current detection values of the current detecting means 15 to 18.
May be used to grasp the machining state from the detected values of the displacement detecting means 28 and 38. For example, processing state grasping means 1
Reference numeral 9 denotes a frequency analysis unit 19e for frequency-analyzing the outputs of the displacement sensor amplifiers of the displacement detection means 28 and 38, and the amplitude of each frequency component output from the frequency analysis unit 19e during machining, as shown in FIG. A machining state grasping unit 19f for grasping the machining state may be provided.

【0034】図1に示すように、前記各構成の加工状態
把握手段19は、設定部19gを有しており、設定値と
比較して加工状態の把握結果を出力するものである場合
に設定部19gが用いられる。この設定部19gは、数
値制御装置14や他の手段の指令により、各種の設定値
が変更可能に設定され、または予め複数設定された各設
定値が選択可能とされる。例えば、スピンドル装置の運
転中に粗加工や仕上げ加工など、負荷の異なる加工が行
われる場合は、工具の良否判断は負荷に応じた設定値で
行う必要がある。設定部19gは、このような設定値の
変更が可能とされていて、数値制御装置14の加工の変
更に伴う信号を検出して設定値を変更する。
As shown in FIG. 1, the machining state grasping means 19 of each of the above-described components has a setting section 19g, which is used to output a machining state grasp result in comparison with a set value. The part 19g is used. The setting unit 19g is set such that various setting values can be changed or a plurality of preset setting values can be selected according to a command from the numerical controller 14 or other means. For example, when processing with different loads, such as roughing and finishing, is performed during operation of the spindle device, it is necessary to judge the acceptability of the tool with a set value according to the load. The setting unit 19g is capable of changing such a set value, and detects a signal accompanying a change in processing of the numerical controller 14 and changes the set value.

【0035】外部出力手段44は、電流検出手段15〜
18の電流検出値や、加工状態把握手段で把握された経
過や結果、例えば電流平滑部19a(図9)の平滑値出
力、周波数分析部19c,19eで出力された各周波数
成分の振幅値等を、スピンドルコントローラ3の外部に
出力する手段である。外部出力手段44は、後に説明す
るように、温度測定対応出力77の出力を外部に出力す
る手段を兼用している。数値制御装置14は、この外部
出力手段44を介して加工状態が入力されるものとして
も良く、また外部出力手段44の出力は、数値制御装置
14とは別の情報処理手段、例えば加工状態の統計処理
用の情報処理手段に入力されるようにしても良い。数値
制御装置14に設けられる加工状態対応処理手段46
は、加工状態把握手段19の把握結果の出力に従い、警
報の発生や加工装置の強制停止など、工具不良等に対す
る所定の処理を加工装置13に行わせるものである。
The external output means 44 includes the current detection means 15 to
18, the progress and results grasped by the machining state grasping means, for example, the smoothed value output of the current smoothing section 19 a (FIG. 9), the amplitude value of each frequency component outputted by the frequency analysis sections 19 c and 19 e, etc. Is output to the outside of the spindle controller 3. The external output means 44 also serves as a means for outputting the output of the temperature measurement corresponding output 77 to the outside, as described later. The numerical control device 14 may be configured such that the processing state is input via the external output means 44, and the output of the external output means 44 outputs information processing means different from the numerical control device 14, for example, the processing state. The information may be input to an information processing unit for statistical processing. Processing state correspondence processing means 46 provided in the numerical controller 14
Is for causing the processing device 13 to perform predetermined processing for a tool failure or the like, such as generation of an alarm or forced stop of the processing device, in accordance with the output of the processing result determination means 19.

【0036】外部指令応答オンオフ手段20は、スピン
ドルコントローラ3の外部の指令によって、静圧磁気複
合軸受6〜9における磁気軸受6B〜9Bの励磁をオン
オフする手段である。外部指令応答オンオフ手段20に
よる励磁のオンオフは、磁気軸受6B〜9Bの全てにつ
き行うようにしても、また特定のものだけにつき行うよ
うにしても良い。図1の例では、外部指令応答オンオフ
手段20は、電磁石用パワー回路42から磁気軸受6B
〜9Bに接続された各電気回路部分に、制御信号で応答
するスイッチを介在させたものとしてある。外部指令応
答オンオフ手段20は、図14に示すように、電源41
と電磁石用パワー回路42との間に設けても良く、また
図15に示すように制御手段43と電磁石用パワー回路
42との間に設け、電磁石用パワー回路42に対して電
流が零となる指令を与えるようにしても良い。
The external command response on / off means 20 is means for turning on / off the excitation of the magnetic bearings 6B to 9B in the hydrostatic / magnetic composite bearings 6 to 9 according to a command external to the spindle controller 3. On / off of the excitation by the external command response on / off means 20 may be performed for all of the magnetic bearings 6B to 9B, or may be performed for only a specific one. In the example of FIG. 1, the external command response on / off means 20 is connected to the magnetic bearing 6B from the electromagnet power circuit 42.
9B is provided with a switch responsive to a control signal in each electric circuit portion. The external command response on / off means 20 includes a power supply 41 as shown in FIG.
15 may be provided between the control means 43 and the electromagnet power circuit 42, and the current becomes zero for the electromagnet power circuit 42, as shown in FIG. A command may be given.

【0037】数値制御装置14の励磁オンオフ指令生成
手段45は、数値制御による加工の進行に伴って、加工
プログラム50の指令に応じて外部指令応答オンオフ手
段20にオンオフ指令を与えるものとしてある。この場
合に、励磁オンオフ指令生成手段45は、例えば、加工
プログラム50の所定の指令が数値制装置14で解読さ
れたとき、または実行されるときに数値制御装置14内
で発生する所定の指令によって、励磁オンオフ指令を生
成するものとされる。なお、外部指令応答オンオフ手段
20へのオンオフ指令は、数値制御装置14とは別のコ
ンピュータ等の情報処理手段等から行うようにしても良
い。
The excitation on / off command generation means 45 of the numerical controller 14 gives an on / off command to the external command response on / off means 20 in accordance with a command of the machining program 50 as the machining by numerical control progresses. In this case, the excitation on / off command generating means 45 is configured, for example, by a predetermined command generated in the numerical controller 14 when the predetermined command of the machining program 50 is decoded by the numerical controller 14 or executed. , An excitation on / off command is generated. The on / off command to the external command response on / off means 20 may be issued from an information processing means such as a computer other than the numerical controller 14.

【0038】図7は、外部指令応答オンオフ手段20を
オンオフさせて加工するときの制御の一例を示す。この
例は、図6に示す加工プログラム50のように、粗加工
指令の後で仕上加工指令がある場合に適用される例であ
る。まず、粗加工指令(S1)により励磁をオン(S
2)にした後、主軸4を起動する(S3)。この状態
で、静圧磁気複合軸受6〜9は、静圧および磁力の両方
で主軸4を支持する。仕上加工指令があるまでは、この
まま励磁オンを維持する(S4)。仕上加工指令がある
と、励磁をオフにし(S5)、静圧磁気複合軸受6〜9
は静圧気体軸受6A〜9Aのみで支持する。加工の終了
や、別部位の粗加工等の所定の指令があると(S6)、
励磁をオンにし(S7)、静圧および磁力の両方で主軸
4を支持する。
FIG. 7 shows an example of control when machining is performed by turning on / off the external command response on / off means 20. This example is an example applied when there is a finishing machining command after a rough machining command as in a machining program 50 shown in FIG. First, the excitation is turned on by the rough machining command (S1) (S1).
After 2), the spindle 4 is started (S3). In this state, the hydrostatic / magnetic composite bearings 6 to 9 support the main shaft 4 with both static pressure and magnetic force. Until the finish processing command is issued, the excitation is maintained as it is (S4). When there is a finish processing command, the excitation is turned off (S5), and the hydrostatic magnetic composite bearings 6 to 9 are turned off.
Are supported only by the static pressure gas bearings 6A to 9A. When there is a predetermined command such as the end of machining or rough machining of another part (S6),
The excitation is turned on (S7), and the spindle 4 is supported by both static pressure and magnetic force.

【0039】このように、粗加工時に磁気軸受6B〜9
Bをオフとし、仕上げ加工時に磁気軸受6B〜9Bとす
ることにより、粗加工時には高能率化が図れ、仕上げ加
工時には高精度化が図れて、高能率、高精度の加工を実
現できる。
As described above, the magnetic bearings 6B-9
By turning off B and using the magnetic bearings 6B to 9B at the time of finish machining, high efficiency can be achieved at the time of rough machining, and high accuracy can be achieved at the time of finish machining, and high efficiency and high precision machining can be realized.

【0040】図16と共に、ハウジング5等の熱膨張へ
の対処を主に説明する。スピンドル装置1は、冷却手段
71を有しており、この冷却手段71は、ハウジング5
に設けたウォータージャッケット等の冷却媒体路72
と、この冷却媒体路72に冷却水等の冷却媒体を循環さ
せる冷却ユニット73とで構成される。主軸4には、低
熱膨張材料、例えばインバー材等の低熱膨張軟磁性材な
どが用いられている。ハウジング5には温度測定手段7
6が設けられ、スピンドルコントローラ3に温度測定対
応出力手段77、外部出力手段44、記憶手段79、書
き込み手段80、および読み出し手段81が設けられて
いる。また、数値制御装置14に、温度対応処理手段1
00として、冷却制御手段82、温度補正手段83、強
制停止手段88、および警報手段89が設けられてい
る。温度測定手段76は、主軸4の鍔部4aよりも先端
側のハウジング温度を検出するものであり、白金抵抗素
子や熱電対等の感温素子が用いられている。温度測定手
段76は、磁気軸受6の電磁石コイル25(図4)の抵
抗の測定値を利用するものであっても良い。
The measures against thermal expansion of the housing 5 and the like will be mainly described with reference to FIG. The spindle device 1 has a cooling means 71, and the cooling means 71
Medium passage 72 such as a water jacket provided in
And a cooling unit 73 that circulates a cooling medium such as cooling water through the cooling medium path 72. For the main shaft 4, a low thermal expansion material, for example, a low thermal expansion soft magnetic material such as an invar material is used. The housing 5 has a temperature measuring means 7
6 is provided, and the spindle controller 3 is provided with a temperature measurement corresponding output unit 77, an external output unit 44, a storage unit 79, a writing unit 80, and a reading unit 81. Further, the numerical control device 14 is provided with the temperature corresponding processing means 1.
As 00, a cooling control unit 82, a temperature correction unit 83, a forced stop unit 88, and an alarm unit 89 are provided. The temperature measuring means 76 detects the temperature of the housing on the tip side of the flange 4a of the main shaft 4, and uses a temperature-sensitive element such as a platinum resistance element or a thermocouple. The temperature measuring means 76 may use a measured value of the resistance of the electromagnet coil 25 (FIG. 4) of the magnetic bearing 6.

【0041】温度測定対応出力手段77は、この例では
比較手段84とディジタル変換手段85で構成されてい
る。比較手段84は、温度測定手段76の出力である温
度測定値を、しきい値となる設定値と比較し、設定値を
超える場合に異常信号を出力するものであり、例えば、
電子回路素子の比較器が用いられる。比較手段84は、
複数の設定値に対応していて、複数段階の異常信号を出
力するものであっても良い。ディジタル変換手段85
は、温度測定手段76のアナログ信号の出力をディジタ
ル値に変換する手段であり、比較手段84の出力が単な
る二値信号である場合に、比較手段84の出力を複数桁
で示されるディジタル値に変換する手段を兼ねる。温度
測定対応出力手段77は、これらディジタル変換手段8
5から出力される温度測定値や、ディジタル値による異
常信号を出力とする。なお、比較手段84の異常信号
は、そのまま温度測定対応出力手段77の出力としても
良い。
The output means 77 corresponding to the temperature measurement comprises a comparing means 84 and a digital converting means 85 in this example. The comparing unit 84 compares the temperature measurement value output from the temperature measuring unit 76 with a set value serving as a threshold value, and outputs an abnormal signal when the temperature exceeds the set value.
An electronic circuit element comparator is used. The comparison means 84
It may correspond to a plurality of set values and output an abnormal signal in a plurality of stages. Digital conversion means 85
Is a means for converting the output of the analog signal of the temperature measuring means 76 into a digital value. When the output of the comparing means 84 is a simple binary signal, the output of the comparing means 84 is converted into a digital value represented by a plurality of digits. Also serves as a means for conversion. The output means 77 corresponding to the temperature measurement is provided by the digital conversion means 8.
An abnormal signal based on a measured temperature value or a digital value output from 5 is output. Note that the abnormality signal from the comparing means 84 may be directly output from the temperature measurement corresponding output means 77.

【0042】書き込み手段80は、温度測定対応出力手
段77の出力であるディジタル値の温度測定値および異
常信号を記憶手段79に記憶させる手段である。記憶手
段79は、次々と出力されるこれら温度測定値および異
常信号を、蓄積して記憶可能なものである。記憶手段7
9は、メモリ素子の他、磁気ディスク装置やその他の大
容量記憶装置等で構成される。
The writing means 80 is means for storing in the storage means 79 the digital temperature measurement value and the abnormal signal output from the temperature measurement corresponding output means 77. The storage means 79 is capable of accumulating and storing these temperature measurement values and abnormal signals output one after another. Storage means 7
Reference numeral 9 includes a memory device, a magnetic disk device, and other mass storage devices.

【0043】外部出力手段44は、温度測定対応出力手
段77の各出力をスピンドルコントローラ3の外部に出
力する手段であり、単なる出力ポートからなるインタフ
ェースであっても良いが、この例ではさらに通信手段8
6と読み出し手段81を有するものとしてある。通信手
段86は、電話回線網,データ通信回線網等の通信回線
87を介して遠隔地に通信を行う手段である。読み出し
手段81は、スピンドルコントローラ3の外部からの指
令に応じて記憶手段79から記憶データを出力させる手
段であり、外部指令に応じて、記憶手段81に記憶され
た任意のスピンドル運転時の温度測定値および異常信号
を出力可能としてある。なお、外部出力手段44は、こ
の例では図1の加工状態把握手段19の出力を外部に行
う手段と兼用させているが、加工状態把握手段19およ
び温度測定対応出力手段77に対して、各々別の外部出
力手段を設けても良い。また、書き込み手段80は、加
工状態把握手段19の出力を記憶手段79に記憶させる
手段を兼用するものであっても良く、その場合、読み出
し手段81も外部からの指令に応じて記憶手段79の加
工状態把握結果に関する記憶内容を出力可能とする。
The external output means 44 is a means for outputting each output of the temperature measurement corresponding output means 77 to the outside of the spindle controller 3, and may be an interface having a simple output port. 8
6 and readout means 81. The communication means 86 is a means for communicating with a remote place via a communication line 87 such as a telephone line network or a data communication line network. The reading means 81 is a means for outputting stored data from the storage means 79 in response to a command from outside the spindle controller 3, and measures the temperature during operation of an arbitrary spindle stored in the storage means 81 in accordance with the external command. Values and abnormal signals can be output. In this example, the external output means 44 is also used as a means for externally outputting the output of the processing state grasping means 19 in FIG. Another external output means may be provided. The writing means 80 may also serve as a means for storing the output of the machining state grasping means 19 in the storage means 79. In this case, the reading means 81 also stores the output of the storage means 79 in response to an external command. It is possible to output the stored contents relating to the processing state grasp result.

【0044】数値制御装置14に設けられた温度対応処
理手段100の手段を説明する。強制停止手段88は、
温度測定対応出力手段77から外部出力手段44を介し
て出力された異常信号に応答して、加工装置13を強制
停止させる手段である。警報手段89は、温度測定対応
出力手段77から外部出力手段44を介して出力された
異常信号に応答して警報を発生する手段であり、警報と
して、警報音の発生、警報ランプの点灯、表示装置画面
における警報の表示等を行う。
The means of the temperature handling unit 100 provided in the numerical controller 14 will be described. The forced stopping means 88
This is a means for forcibly stopping the processing apparatus 13 in response to an abnormal signal output from the temperature measurement corresponding output means 77 via the external output means 44. The alarm unit 89 is a unit that generates an alarm in response to an abnormal signal output from the temperature measurement corresponding output unit 77 via the external output unit 44, and generates an alarm sound, turns on and displays an alarm lamp as an alarm. It displays warnings on the device screen.

【0045】冷却制御手段82は、温度測定対応出力手
段77から外部出力手段44を介して出力された異常信
号に応答して冷却手段71を制御する手段であり、例え
ば、冷却ユニット73に冷却強度を強める指令を与え
る。
The cooling control means 82 is a means for controlling the cooling means 71 in response to an abnormal signal output from the temperature measurement corresponding output means 77 via the external output means 44. Give instructions to strengthen

【0046】温度補正手段83は、温度測定対応出力手
段77から外部出力手段44を介して出力された温度測
定値に応じて、スピンドル位置決め機構75を制御する
手段である。すなわち、スピンドル位置決め機構75の
移動量は、基本的には加工プログラムの指令値に従って
制御されるが、温度補正手段83は、この送り量を所定
の温度補正演算式に従い、温度測定値に応じて変更す
る。この温度補正演算では、例えば、スピンドル装置取
付位置Pから工具先端までの寸法(C寸法)の温度変化
に伴う変化量を、スピンドル送り量の補正値として加え
る演算を行う。この工具先端のアキシアル位置を示すC
寸法は、工具11の先端からスピンドル鍔部4aまでの
主軸4の寸法(A寸法)と、スピンドル装置取付位置P
からスピンドル鍔部4aまでのハウジング5の寸法(B
寸法)との差である。したがって、B寸法のハウジング
熱膨張量と、A寸法のスピンドル熱膨張量との差によっ
て、C寸法の熱膨張量が演算される。ハウジング5と主
軸4とは、非接触であり、温度や温度変化に差があるた
め、ハウジング5の温度測定手段76では主軸4の温度
は測定できない。また、スピンドル5は高速回転するた
め、別にセンサを設けて温度測定することも難しい。そ
のため、主軸4の熱膨張量は、温度測定手段76の検出
温度から推定演算した温度で演算するようにしても良
く、また主軸熱膨張量を無視しても良い。このため、主
軸4に低熱膨張材料を使用した場合は、熱膨張補正の誤
差が小さくて済む。
The temperature compensating means 83 is means for controlling the spindle positioning mechanism 75 in accordance with the measured temperature value output from the temperature measuring corresponding output means 77 via the external output means 44. That is, the movement amount of the spindle positioning mechanism 75 is basically controlled in accordance with the command value of the machining program, but the temperature correction means 83 determines the feed amount in accordance with a predetermined temperature correction operation formula in accordance with the measured temperature value. change. In this temperature correction calculation, for example, a calculation is performed in which a change amount due to a temperature change of a dimension (dimension C) from the spindle device mounting position P to the tip of the tool as a correction value of the spindle feed amount is performed. C indicating the axial position of this tool tip
The dimensions are the dimension (A dimension) of the main shaft 4 from the tip of the tool 11 to the spindle flange 4a, and the spindle device mounting position P
Of housing 5 from spindle to spindle flange 4a (B
Dimension). Therefore, the thermal expansion amount of the dimension C is calculated from the difference between the thermal expansion amount of the housing of the dimension B and the thermal expansion amount of the spindle of the dimension A. Since the housing 5 and the main shaft 4 are not in contact with each other and have a difference in temperature and temperature change, the temperature of the main shaft 4 cannot be measured by the temperature measuring means 76 of the housing 5. In addition, since the spindle 5 rotates at a high speed, it is difficult to provide a separate sensor to measure the temperature. Therefore, the thermal expansion amount of the main shaft 4 may be calculated at a temperature estimated and calculated from the detected temperature of the temperature measuring means 76, or the main shaft thermal expansion amount may be ignored. For this reason, when a low-thermal-expansion material is used for the main shaft 4, the error of the thermal expansion correction can be small.

【0047】図17は、この発明の他の実施形態を示
す。この実施形態では、温度測定対応出力手段77A
は、換算手段90を有し、その後段に比較手段84Aを
有するものとしてある。また、温度測定対応出力手段7
7Aは、入力部にディジタル変換手段85Aを有し、温
度測定値をディジタル値に変換した信号が換算手段90
に入力される。換算手段90は、温度測定手段76の温
度測定値を、所定の熱変位演算により主軸4の先端のア
キシアル位置、または主軸先端に取付けられた部材であ
る工具11の先端のアキシアル位置(C寸法)に換算す
る。比較手段84Aは、この換算手段90から出力され
る換算値を設定値と比較し、換算値が設定値を超える場
合に異常信号を出力する。温度測定対応出力手段77A
は、このようなディジタル変換手段85Aの温度測定値
出力、換算手段90の出力、および比較手段84Aの異
常信号を出力する。外部出力手段44は、温度測定対応
出力手段77Aの上記各出力をスピンドルコントローラ
3の外部に出力する。また、書き込み手段80は、温度
測定対応出力手段77Aの上記各出力を記憶手段79に
記憶させる。温度補正手段83Aは、換算手段90で出
力される換算値を用いて温度補正演算を行うものとされ
る。
FIG. 17 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the temperature measurement corresponding output means 77A
Has a conversion means 90, and has a comparison means 84A at the subsequent stage. In addition, the output means 7 corresponding to temperature measurement
7A has a digital conversion means 85A in the input section, and converts the signal obtained by converting the measured temperature value into a digital value by the conversion means 90A
Is input to The conversion means 90 calculates the axial position of the tip of the spindle 4 or the axial position (C dimension) of the tip of the tool 11 which is a member attached to the tip of the spindle by a predetermined thermal displacement calculation based on the temperature measurement value of the temperature measurement means 76. Convert to The comparing means 84A compares the converted value output from the converting means 90 with a set value, and outputs an abnormal signal when the converted value exceeds the set value. Temperature measurement compatible output means 77A
Outputs the temperature measured value output of the digital conversion unit 85A, the output of the conversion unit 90, and the abnormal signal of the comparison unit 84A. The external output means 44 outputs the respective outputs of the temperature measurement corresponding output means 77A to the outside of the spindle controller 3. The writing means 80 causes the storage means 79 to store the respective outputs of the temperature measurement corresponding output means 77A. The temperature correction unit 83A performs a temperature correction operation using the conversion value output from the conversion unit 90.

【0048】この実施形態におけるその他の構成,機能
は、図1の実施形態と同じである。なお、この実施形態
において、比較手段84Aは、換算値を比較する代わり
に、図1の実施形態と同じく温度測定手段76の温度測
定値を設定値と比較して異常信号を出力するものとして
も良く、また温度測定手段76のディジタル変換手段8
5Aで変換されたディジタル値による温度測定値を設定
値と比較して異常信号を出力するものとしても良い。例
えば、異常信号は、温度測定手段76の温度測定値(ま
たはそのディジタル変換値)を比較手段84Aで比較し
て発生させ、換算手段90の換算値出力は、温度補正手
段83Aによる温度補正演算に用いる。
Other configurations and functions in this embodiment are the same as those in the embodiment of FIG. In this embodiment, the comparing unit 84A may output an abnormal signal by comparing the temperature measured value of the temperature measuring unit 76 with a set value, similarly to the embodiment of FIG. 1, instead of comparing the converted value. Digital conversion means 8 of temperature measurement means 76
The temperature measurement value based on the digital value converted in 5A may be compared with a set value to output an abnormal signal. For example, the abnormal signal is generated by comparing the temperature measured value of the temperature measuring means 76 (or a digital conversion value thereof) by the comparing means 84A, and the converted value output of the converting means 90 is output to the temperature correcting operation by the temperature correcting means 83A. Used.

【0049】これら図16,図17の実施形態のスピン
ドル装置1によると、スピンドル装置1の温度が変化し
ても、スピンドル位置決め量を温度補正することがで
き、高精度にワークWを加工することができる。また、
ハウジング温度の過度の上昇によるスピンドル装置異常
時に、外部に信号を出し、スピンドル装置1を停止させ
たり、警報を出す等の処置が行える。
According to the spindle device 1 of the embodiment shown in FIGS. 16 and 17, even if the temperature of the spindle device 1 changes, the spindle positioning amount can be temperature-corrected, and the workpiece W can be processed with high accuracy. Can be. Also,
When the spindle device is abnormal due to an excessive rise in the housing temperature, a signal is output to the outside to stop the spindle device 1 or to issue an alarm.

【0050】つぎに、通信系を説明する。図1に示すよ
うに、このスピンドル装置1は、スピンドルコントロー
ラ3内、またはスピンドルコントローラ3とは別に、遠
隔地の情報処理手段121と電話回線網等の通信回線8
7で通信する通信手段86を有している。通信手段86
は、外部出力手段44を兼ねるものや、外部出力手段4
4の一部として設けられたものであっても良く、また数
値制御装置14や、この数値制御装置14の上位制御コ
ンピュータとなる情報処理手段(図示せず)等に設けら
れてものであっても良い。この通信手段86は、スピン
ドル装置1の加工状態把握手段19の出力、電流検出手
段15〜18の電流検出値、電流平滑部19a(図9)
の平滑値出力、および周波数分析部19c,19e(図
10,図11)で出力された各周波数成分の振幅値のい
ずかを通信可能なものとしてある。また、遠隔地の情報
処理手段91は、前記通信手段86から通信された情報
に所定の処理を施す機能を備えている。この所定の処理
は、例えば加工状態の統計的処理や、スピンドルコント
ローラ3または数値制御装置14を制御する指令の生成
等である。また、この遠隔地の情報処理手段121は、
スピンドルコントローラ3の外部指令応答オンオフ手段
20にオンオフ指令を与える機能を持つものとしてあ
る。情報処理手段121から外部指令応答オンオフ手段
20へのオンオフ指令の送信は、数値制御装置14やこ
の数値制御装置14の上位制御コンピュータとなる情報
処理手段(図示せず)を介して行うようにしても良い。
さらに、通信手段86は、温度測定対応出力手段77の
出力や記憶手段79(図16)の記憶内容を、通信回線
87を介して送信可能としてある。遠隔地の情報処理手
段121は、通信された温度測定対応出力手段77の出
力に所定の処理を施して、この金型加工装置に指令を与
えるものとしても良い。例えば、情報処理手段121
に、温度対応処理手段100の機能を持たせても良い。
Next, the communication system will be described. As shown in FIG. 1, the spindle device 1 includes a remote information processing unit 121 and a communication line 8 such as a telephone line network in the spindle controller 3 or separately from the spindle controller 3.
7 has a communication means 86 for communicating. Communication means 86
Are external output means 44 and external output means 4
4 may be provided as a part of the numerical control device 14 or information processing means (not shown) serving as a higher-level control computer of the numerical control device 14. Is also good. The communication means 86 includes an output of the processing state grasping means 19 of the spindle device 1, a current detection value of the current detecting means 15 to 18, a current smoothing section 19a (FIG. 9).
And any of the amplitude values of the respective frequency components output by the frequency analysis units 19c and 19e (FIGS. 10 and 11) can be communicated. Further, the remote information processing means 91 has a function of performing predetermined processing on the information communicated from the communication means 86. The predetermined processing includes, for example, statistical processing of a processing state, generation of a command for controlling the spindle controller 3 or the numerical controller 14, and the like. Also, the information processing means 121 at the remote place
It has a function of giving an on / off command to an external command response on / off means 20 of the spindle controller 3. The transmission of the on / off command from the information processing means 121 to the external command response on / off means 20 is performed via the numerical control device 14 or information processing means (not shown) which is a higher-level control computer of the numerical control device 14. Is also good.
Further, the communication means 86 can transmit the output of the temperature measurement corresponding output means 77 and the contents stored in the storage means 79 (FIG. 16) via the communication line 87. The remote information processing means 121 may perform a predetermined process on the output of the temperature measurement correspondence output means 77 which has been communicated, and may give a command to the mold processing apparatus. For example, the information processing unit 121
In addition, the function of the temperature correspondence processing means 100 may be provided.

【0051】図20は通信系の展開例を示す。この金型
加工装置13を設置した事業所101には、他の加工装
置102が複数設置されており、これら加工装置13,
102は、各々単独で、または複数台が共通の情報処理
手段103,104に接続されている。これら情報処理
手段103,104は、ウェブサーバ110、ファイバ
ウォール111、およびルータ112等のネットワーク
構成機器と共にローカルエリアネットワーク119を構
成する。このローカルエリアネットワーク119は、通
信回線87によりインターネット120を介して、各々
別の事業所113,114のローカルエリアネットワー
クに設置された遠隔地の情報処理手段121に通信機器
116を介して接続されている。金型加工装置13は、
基本的にはその数値制御装置14が、情報処理手段10
3に接続され、この情報処理手段103を介してローカ
ルエリアネットワーク119内の通信線に接続された構
成とされているが、これと併用して、あるいはこれとは
別に、数値制御装置14やスピンドルコントローラ3に
設けられた通信手段86から直接にローカルエリアネッ
トワーク119内の通信線に接続された通信系統を備え
るものとしても良い。
FIG. 20 shows a development example of the communication system. A plurality of other processing apparatuses 102 are installed in the business office 101 where the die processing apparatus 13 is installed.
102 is connected to the common information processing means 103 and 104 independently or in plurals. These information processing means 103 and 104 constitute a local area network 119 together with network components such as the web server 110, the fiber wall 111, and the router 112. This local area network 119 is connected via a communication line 87 to a remote information processing means 121 installed in a local area network of another business office 113 or 114 via a communication device 116 via the Internet 120. I have. The mold processing device 13
Basically, the numerical control device 14
3 and connected to a communication line in the local area network 119 via the information processing means 103. The numerical control device 14 and the spindle are used together with or separately from the communication line. The communication system may be provided with a communication system connected directly to a communication line in the local area network 119 from the communication means 86 provided in the controller 3.

【0052】[0052]

【発明の効果】この発明の金型加工装置は、主軸の支持
に静圧磁気複合軸受を用いたものであるため、主軸の高
速回転が可能で、高回転精度、高静剛性・動剛性を有
し、高能率で高精度な加工が行える。静圧磁気複合軸受
を用いると共に、上記の各手段を設けた場合は、より一
層高能率で高精度な加工が行える。静圧磁気複合軸受の
磁気軸受の励磁電流を検出する電流検出手段と、この電
流検出手段の電流検出値から工具による加工状態を把握
する加工状態把握手段とを設けた場合は、外部に負荷測
定用装置を設けることなく加工状態の把握が行え、最適
な加工条件でより一層高精度な加工を行うことができ
る。電流検出手段の電流検出値を平滑化する電流平滑部
を設けた場合は、主軸の静負荷の検出が可能となる。主
軸の変位を検出する変位検出手段と、この変位検出手段
の変位検出値から前記工具による加工状態を把握する加
工状態把握手段とを設けた場合は、専用のセンサ類を設
けることなく、加工状態の把握が可能となり、一層の低
コスト化が図れる。電流検出手段または変位検出手段の
出力を周波数分析する周波数分析部を設けた場合は、主
軸の回転周波数に関係する加工状態の検出が、簡単な構
成で可能になる。スピンドルコントローラの外部の指令
によって磁気軸受の励磁をオンオフする外部指令応答オ
ンオフ手段を設けた場合は、所望の加工条件に応じた最
適な軸受設定が随時行えて、静圧磁気複合軸受の機能を
効果的に発揮させ、より一層の高回転精度が得られる。
特に、励磁オンオフの指令を数値制御装置から与える場
合は、加工の進行に伴って変化する加工条件に応じ、迅
速に最適な軸受設定が可能になる。特に、粗加工時に磁
気軸受をオンとし、仕上げ加工時に磁気軸受をオフとす
る場合は、粗加工時には高能率化が図れ、仕上げ加工時
には高精度化が図れて、一層高能率、高精度の加工を実
現できる。スピンドルハウジングの温度測定手段と、そ
の度測定値から所定の出力を求める温度測定対応出力手
段とを設けた場合は、ハウジング等の温度が変化して
も、高精度に金型を加工することができる。温度測定値
やその寸法換算値を設定値と比較して異常信号を求める
ようにした場合は、ハウジング温度の異常上昇時等に、
至急に対処することができる。
According to the die machining apparatus of the present invention, since the spindle employs a hydrostatic composite bearing for supporting the spindle, the spindle can be rotated at a high speed, and high rotational accuracy, high static rigidity and dynamic rigidity can be obtained. It has high efficiency and high precision machining. In the case where the hydrostatic composite bearing is used and each of the above means is provided, processing can be performed with higher efficiency and higher accuracy. When a current detecting means for detecting the exciting current of the magnetic bearing of the hydrostatic magnetic composite bearing and a machining state grasping means for grasping a machining state by a tool from a current detection value of the current detecting means are provided, an external load measurement is provided. It is possible to grasp the processing state without providing a device for performing the processing, and it is possible to perform the processing with higher accuracy under the optimum processing conditions. When a current smoothing unit for smoothing the current detection value of the current detection means is provided, it is possible to detect a static load on the spindle. When a displacement detecting means for detecting the displacement of the main spindle and a machining state grasping means for grasping a machining state by the tool from a displacement detection value of the displacement detecting means are provided, the machining state is not provided without providing dedicated sensors. Can be grasped, and the cost can be further reduced. In the case where a frequency analysis unit for analyzing the frequency of the output of the current detection means or the displacement detection means is provided, it is possible to detect a machining state related to the rotation frequency of the spindle with a simple configuration. When an external command response on / off means is provided to turn on / off the magnetic bearing in response to a command external to the spindle controller, the optimal bearing setting can be performed at any time according to the desired machining conditions, and the function of the hydrostatic magnetic composite bearing is effective. And higher rotational accuracy can be obtained.
In particular, when the excitation ON / OFF command is given from the numerical controller, the optimum bearing setting can be quickly performed according to the processing conditions that change as the processing proceeds. In particular, when the magnetic bearing is turned on during roughing and the magnetic bearing is turned off during finishing, higher efficiency can be achieved during roughing, and higher accuracy can be achieved during finishing, resulting in higher efficiency and higher precision. Can be realized. When the temperature measuring means of the spindle housing and the temperature measuring corresponding output means for obtaining a predetermined output from the measured value are provided, the mold can be processed with high accuracy even when the temperature of the housing or the like changes. it can. If an abnormal signal is determined by comparing the measured temperature value or its dimensional conversion value with the set value,
We can deal with it immediately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態にかかる金型加工装置に
おけるスピンドル装置の概念構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a conceptual configuration of a spindle device in a mold processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】そのスピンドル装置本体の縦断面側面図であ
る。
FIG. 2 is a longitudinal sectional side view of the spindle device main body.

【図3】同スピンドル装置本体の横断正面図である。FIG. 3 is a cross-sectional front view of the spindle device main body.

【図4】ラジアル型の静圧磁気複合軸受の拡大断面図で
ある。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a radial type hydrostatic composite bearing.

【図5】アキシアル型の静圧磁気複合軸受の拡大断面図
である。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of an axial type hydrostatic magnetic bearing.

【図6】数値制御装置の概念構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a conceptual configuration of a numerical control device.

【図7】静圧磁気複合軸受における磁気軸受の励磁オン
オフ制御例を示す流れ図である。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of an excitation on / off control of a magnetic bearing in a hydrostatic magnetic composite bearing.

【図8】加工状態把握手段の基本構成を示すブロック図
である。
FIG. 8 is a block diagram showing a basic configuration of a processing state grasping means.

【図9】加工状態把握手段の変形例を示すブロック図で
ある。
FIG. 9 is a block diagram showing a modification of the processing state grasping means.

【図10】加工状態把握手段の他の変形例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 10 is a block diagram showing another modification of the processing state grasping means.

【図11】加工状態把握手段のさらに他の変形例を示す
ブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing still another modification of the processing state grasping means.

【図12】電流平滑による加工状態把握の例を示すグラ
フである。
FIG. 12 is a graph showing an example of grasping a machining state by current smoothing.

【図13】周波数分析による加工状態把握の例を示すグ
ラフである。
FIG. 13 is a graph showing an example of grasping a machining state by frequency analysis.

【図14】外部指令応答オンオフ手段の配置を異ならせ
たスピンドルコントローラのブロックである。
FIG. 14 is a block diagram of a spindle controller in which the arrangement of external command response on / off means is different.

【図15】外部指令応答オンオフ手段の配置をさらに異
ならせたスピンドルコントローラのブロックである。
FIG. 15 is a block diagram of a spindle controller in which the arrangement of external command response on / off means is further different.

【図16】同金型加工装置におけるスピンドル装置の温
度測定対応出力手段を主に示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram mainly showing an output means for temperature measurement of a spindle device in the mold processing apparatus.

【図17】温度測定対応出力手段の変形例を主に示すス
ピンドル装置の概念構成のブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram of a conceptual configuration of a spindle device mainly showing a modification of a temperature measurement corresponding output unit.

【図18】この発明の一実施形態にかかる金型加工装置
の全体の正面図とその制御系の概略ブロック図とを併せ
て示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing both a front view of an entire mold processing apparatus according to an embodiment of the present invention and a schematic block diagram of a control system thereof.

【図19】同金型加工装置のテーブル部分の平面図であ
る。
FIG. 19 is a plan view of a table portion of the mold processing apparatus.

【図20】同金型加工装置の通信系の展開例を示す説明
図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a development example of a communication system of the mold processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スピンドル装置 44…外部出力
手段 2…スピンドル装置本体 45…励磁オン
オフ指令生成手段 3…スピンドルコントローラ 46…加工状
態対応処理手段 4…主軸 51…テーブ
ル装置 5…ハウジング 71…冷却手
段 6〜9…静圧磁気複合軸受 75…スピ
ンドル位置決め装置 6A〜9A…静圧気体軸受 76…温度
測定手段 6B〜9B…磁気軸受 77,77A…
温度測定対応出力手段 10…スピンドル駆動源 78…外部
出力手段 11…工具 79…記憶
手段 14…数値制御装置 80…書き
込み手段 15〜18…電流検出手段 82…冷却
制御手段 19…加工状態把握手段 83…温度
補正手段 19a…電流平滑部 86…通信
手段 19b,19d,19f…加工状態把握部 87…通信
回線 19c,19e…周波数分析部 100…温
度対応処理手段 20…外部指令応答オンオフ手段 121…遠
隔地の情報処理手段 28,38…変位検出手段 W…ワー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spindle device 44 ... External output means 2 ... Spindle device main body 45 ... Excitation on / off command generation means 3 ... Spindle controller 46 ... Processing state correspondence processing means 4 ... Spindle 51 ... Table device 5 ... Housing 71 ... Cooling means 6-9 ... Static pressure magnetic composite bearing 75 ... Spindle positioning device 6A-9A ... Static pressure gas bearing 76 ... Temperature measuring means 6B-9B ... Magnetic bearing 77,77A ...
Temperature measurement corresponding output means 10 Spindle drive source 78 External output means 11 Tool 79 Storage means 14 Numerical control device 80 Writing means 15-18 Current detection means 82 Cooling control means 19 Processing state grasping means 83 ... temperature correction means 19a ... current smoothing part 86 ... communication means 19b, 19d, 19f ... processing state grasping part 87 ... communication line 19c, 19e ... frequency analysis part 100 ... temperature correspondence processing means 20 ... external command response on / off means 121 ... remote Information processing means 28, 38 ... displacement detection means W ... work

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Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 工具を回転させるスピンドル装置を備え
た金型加工装置において、前記スピンドル装置は、静圧
気体軸受と磁気軸受とが複合化された静圧磁気複合軸受
で主軸を支持した金型加工装置。
1. A mold processing apparatus provided with a spindle device for rotating a tool, wherein the spindle device has a main shaft supported by a hydrostatic / magnetic composite bearing in which a hydrostatic gas bearing and a magnetic bearing are combined. Processing equipment.
【請求項2】 工具を回転させるスピンドル装置を備え
た金型加工装置において、前記スピンドル装置は、静圧
気体軸受と磁気軸受とが複合化された静圧磁気複合軸受
で主軸を支持したものとし、前記磁気軸受の励磁電流を
検出する電流検出手段と、この電流検出手段の電流検出
値から前記工具による加工状態を把握する加工状態把握
手段とを設けた金型加工装置。
2. A mold processing apparatus provided with a spindle device for rotating a tool, wherein the spindle device has a spindle supported by a hydrostatic composite bearing in which a hydrostatic gas bearing and a magnetic bearing are combined. A mold processing device comprising: a current detecting means for detecting an exciting current of the magnetic bearing; and a machining state grasping means for grasping a machining state by the tool from a current detection value of the current detecting means.
【請求項3】 前記加工状態把握手段は、前記電流検出
手段の電流検出値を平滑化する電流平滑部と、この電流
平滑部の平滑値出力から主軸の静負荷を換算し、その静
負荷換算結果から加工状態を把握する加工状態把握部と
を有するものとした請求項2記載の金型加工装置。
3. The processing state grasping means includes: a current smoothing section for smoothing a current detection value of the current detecting means; and a static load of the main shaft converted from a smoothed value output of the current smoothing section. The die machining apparatus according to claim 2, further comprising a machining state grasping unit for grasping a machining state from a result.
【請求項4】 工具を回転させるスピンドル装置を備え
た金型加工装置において、前記スピンドル装置は、主軸
を、静圧気体軸受と磁気軸受とが複合化された静圧磁気
複合軸受で支持したものとし、前記主軸の変位を検出す
る変位検出手段と、この変位検出手段の変位検出値から
前記工具による加工状態を把握する加工状態把握手段と
を設けた金型加工装置。
4. A mold processing apparatus provided with a spindle device for rotating a tool, wherein the spindle device has a main shaft supported by a hydrostatic / magnetic composite bearing in which a hydrostatic gas bearing and a magnetic bearing are combined. A mold processing apparatus comprising: a displacement detection unit configured to detect a displacement of the main shaft; and a processing state determination unit configured to determine a processing state of the tool based on a displacement detection value of the displacement detection unit.
【請求項5】 前記加工状態把握手段は、前記電流検出
手段または前記変位検出手段の出力を周波数分析する周
波数分析部と、この周波数分析部から出力される加工時
の各周波数成分の振幅から加工状態を把握する加工状態
把握部とを有するものとした請求項2または請求項4記
載の金型加工装置。
5. The processing state grasping means comprises: a frequency analyzing section for frequency-analyzing an output of the current detecting means or the displacement detecting means; and a processing means for processing the output from the frequency analyzing section based on an amplitude of each frequency component at the time of processing. The die machining apparatus according to claim 2 or 4, further comprising a machining state grasping unit for grasping a state.
【請求項6】 工具を回転させるスピンドル装置を備え
た金型加工装置において、前記スピンドル装置は、静圧
気体軸受と磁気軸受とが複合化された静圧磁気複合軸受
で主軸を支持し、前記静圧磁気複合軸受を制御するスピ
ンドルコントローラとを備えたものとし、前記スピンド
ルコントローラの外部の指令によって前記磁気軸受の励
磁をオンオフする外部指令応答オンオフ手段を設けた金
型加工装置。
6. A mold processing apparatus provided with a spindle device for rotating a tool, wherein the spindle device supports a main shaft with a hydrostatic magnetic composite bearing in which a hydrostatic gas bearing and a magnetic bearing are combined, A mold processing apparatus comprising: a spindle controller for controlling a hydrostatic magnetic composite bearing; and an external command response on / off means for turning on / off the excitation of the magnetic bearing by a command external to the spindle controller.
【請求項7】 前記励磁オンオフの外部の指令は、金型
加工装置機械部を制御する数値制御装置から与えられる
指令である請求項6記載の金型加工装置。
7. The die machining apparatus according to claim 6, wherein the external command for turning on and off the excitation is a command given from a numerical control device that controls a mechanical part of the die processing apparatus.
【請求項8】 前記励磁オンオフの外部の指令は、粗加
工時に磁気軸受をオンとし、仕上げ加工時に磁気軸受を
オフとする指令である請求項7記載の金型加工装置。
8. The die machining apparatus according to claim 7, wherein the external command to turn on / off the excitation is a command to turn on the magnetic bearing during rough machining and to turn off the magnetic bearing during finish machining.
【請求項9】 工具を回転させるスピンドル装置を備え
た金型加工装置において、前記スピンドル装置は、静圧
気体軸受と磁気軸受とが複合化された静圧磁気複合軸受
を介して主軸をハウジングに支持したものとし、前記ハ
ウジングの温度測定手段と、この温度測定手段の温度測
定値から所定の出力を求める温度測定対応出力手段と、
この手段の出力から所定の処理を行う温度対応処理手段
とを設け、前記温度測定対応出力手段の所定の出力は、
次の〜、すなわち、 .前記温度測定手段の出力、 .前記温度測定手段の温度測定値を、所定の熱変位演
算により主軸先端若しくは工具先端のアキシアル位置に
換算した換算値、および .前記温度測定値若しくは前記換算値を設定値と比較
して求められた異常信号、のうちの少なくとも一つとし
た金型加工装置。
9. A mold processing apparatus provided with a spindle device for rotating a tool, wherein the spindle device has a main shaft attached to a housing via a hydrostatic / magnetic composite bearing in which a hydrostatic gas bearing and a magnetic bearing are combined. What is supported, temperature measurement means of the housing, temperature measurement corresponding output means for obtaining a predetermined output from the temperature measurement value of the temperature measurement means,
Temperature corresponding processing means for performing predetermined processing from the output of this means, and a predetermined output of the temperature measurement corresponding output means,
The following ~: An output of said temperature measuring means; A converted value obtained by converting the temperature measured value of the temperature measuring means into an axial position of a spindle tip or a tool tip by a predetermined thermal displacement calculation; A mold processing apparatus comprising at least one of an abnormal signal obtained by comparing the measured temperature value or the converted value with a set value.
【請求項10】 前記主軸の設置されたハウジングを冷
却する冷却手段を設け、前記温度対応処理手段として、
前記温度測定対応出力手段の出力に応答して前記冷却手
段の冷却動作を制御する冷却制御手段を設けた請求項9
記載の金型加工装置。
10. A cooling means for cooling a housing on which the main shaft is installed, wherein the temperature corresponding processing means is
10. A cooling control means for controlling a cooling operation of said cooling means in response to an output of said temperature measurement corresponding output means.
The mold processing apparatus described in the above.
【請求項11】 前記主軸の設置されたハウジングを主
軸の軸方向に移動させるスピンドル位置決め機構を設
け、前記温度測定対応出力手段から出力される温度測定
値または前記換算値に応じて前記スピンドル位置決め機
構を制御する温度補正手段を設けた請求項9または請求
項10記載の金型加工装置。
11. A spindle positioning mechanism for moving a housing on which the main spindle is mounted in the axial direction of the main spindle, and the spindle positioning mechanism according to a temperature measured value output from the temperature measurement corresponding output means or the converted value. The mold processing apparatus according to claim 9, further comprising a temperature correction unit for controlling the temperature of the mold.
【請求項12】 前記主軸を回転させるスピンドル駆動
源を、前記主軸の設置されたハウジングに内蔵したモー
タとした請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の
金型加工装置。
12. The die machining apparatus according to claim 1, wherein the spindle drive source for rotating the spindle is a motor built in a housing in which the spindle is installed.
【請求項13】 前記加工状態把握手段の把握内容を通
信回線で遠隔地に送信する通信手段を設けた請求項2な
いし請求項5のいずれかに記載の金型加工装置。
13. The die machining apparatus according to claim 2, further comprising communication means for transmitting the contents grasped by said machining state grasping means to a remote place via a communication line.
【請求項14】 前記温度測定対応出力手段の出力を通
信回線で遠隔地に送信する通信手段を設けた請求項9な
いし請求項12のいずれかに記載の金型加工装置。
14. The mold processing apparatus according to claim 9, further comprising communication means for transmitting an output of said temperature measurement corresponding output means to a remote place via a communication line.
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