JP2001259971A - Magnetic bearing device for machine tool - Google Patents

Magnetic bearing device for machine tool

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JP2001259971A
JP2001259971A JP2000077324A JP2000077324A JP2001259971A JP 2001259971 A JP2001259971 A JP 2001259971A JP 2000077324 A JP2000077324 A JP 2000077324A JP 2000077324 A JP2000077324 A JP 2000077324A JP 2001259971 A JP2001259971 A JP 2001259971A
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JP
Japan
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vibration
level
magnetic
radial
machine tool
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JP2000077324A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Nakagawa
亨 中川
Hiroyuki Nakada
広之 中田
Isao Tashiro
功 田代
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic bearing device for a machine tool allowing automatic sensing of chattering vibrations and enhancement of the working effectiveness. SOLUTION: The magnetic bearing device for the machine tool is configured so that the spindle 1 is magnetically levitated from the stationary side by magnetic bearing means 2a, 2b and 5a and magnetic thrust bearing means 4a and 4b and rotated by a motor 7 and a work 9 is processed using a tool 8 attached to the spindle end, wherein the arrangement includes a vibration sensing means 5a to sense the vibrations of the spindle 1 and judging means 10a, 10b and 11 to extract the bending natural frequency component of the spindle 1 by processing the output signal from the vibration sensing means 5a and judge a chattering condition in processing if the level of the extracted vibration component has exceeded the specified level.

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】本発明は、工作機械用の磁気
軸受装置に関するものである。
The present invention relates to a magnetic bearing device for a machine tool.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5と図6は、従来の工作機械用の磁気
軸受装置を示す。図5は主軸1のラジアル制御系の詳細
を示し、図6は加工状態の詳細を示す。
2. Description of the Related Art FIGS. 5 and 6 show a conventional magnetic bearing device for a machine tool. FIG. 5 shows details of the radial control system of the spindle 1, and FIG. 6 shows details of the machining state.

【0003】工作機械用の磁気軸受装置は、主軸1を磁
気ラジアル軸受手段Aと磁気スラスト軸受手段Bとで固
定側から磁気浮上させるとともに、主軸1をモータ手段
7で回転駆動し、主軸1の端部に取り付けられた加工ツ
ール8を、矢印Yで示すようにラジアル方向にワーク9
の表面に押し付けて加工を行うよう構成されている。
In a magnetic bearing device for a machine tool, a main shaft 1 is magnetically levitated from a fixed side by a magnetic radial bearing means A and a magnetic thrust bearing means B, and the main shaft 1 is driven to rotate by a motor means 7 so that the main shaft 1 is rotated. The processing tool 8 attached to the end is moved in the radial direction as indicated by an arrow Y.
It is configured to perform processing by pressing against the surface.

【0004】磁気ラジアル軸受手段Aは、主軸1の軸方
向に所定間隔で配置されたラジアルマグネットステータ
2a,2bと、主軸1のラジアル位置を検出するラジア
ルセンサ5a,5b,5c,5dと、制御部14とから
なる。磁気スラスト軸受手段Bは、主軸1の基端部側に
配置されたスラスト板3を中央にしてその両側に配置さ
れたスラストマグネットステータ4a,4bと、主軸1
のスラスト位置を検出するスラストセンサ6と、制御部
(図示せず)とからなる。
The magnetic radial bearing means A includes radial magnet stators 2a and 2b arranged at predetermined intervals in the axial direction of the main shaft 1, radial sensors 5a, 5b, 5c and 5d for detecting the radial position of the main shaft 1, and a control unit. And part 14. The magnetic thrust bearing means B comprises thrust magnet stators 4a, 4b arranged on both sides of a center of a thrust plate 3 arranged on the base end side of the main shaft 1;
And a control unit (not shown).

【0005】磁気ラジアル軸受手段Aと磁気スラスト軸
受手段Bによって主軸1が磁気浮上すると、ラジアルセ
ンサ5a,5b,5c,5dによってラジアル方向の位
置が検出され、制御部14のPID制御により主軸1が
基準信号で決められた中心位置にくるようラジアルマグ
ネットステータ2a,2bの電流が制御される。同様
に、スラスト方向についてもスラストセンサ6と図示さ
れていない制御部によって主軸1の位置制御が行われ
る。
When the main shaft 1 is magnetically levitated by the magnetic radial bearing means A and the magnetic thrust bearing means B, the position in the radial direction is detected by the radial sensors 5a, 5b, 5c and 5d, and the main shaft 1 is controlled by the PID control of the control unit 14. The currents of the radial magnet stators 2a and 2b are controlled so as to be at the center position determined by the reference signal. Similarly, in the thrust direction, the position control of the main shaft 1 is performed by the thrust sensor 6 and a control unit (not shown).

【0006】なお、図5を更に簡略化して図示したもの
が図6である。12は位相補償器、13は電流アンプで
ある。磁気浮上した主軸1はモータ手段7によって回転
駆動され、主軸1の端部に取り付けられた加工ツール8
をワーク9に当接させてラジアル方向に押圧すること
で、ワーク9に所定の加工処理が施される。
FIG. 6 is a more simplified illustration of FIG. 12 is a phase compensator and 13 is a current amplifier. The magnetically levitated main shaft 1 is driven to rotate by a motor means 7, and a machining tool 8 attached to an end of the main shaft 1.
Is brought into contact with the work 9 and pressed in the radial direction, whereby a predetermined processing is performed on the work 9.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ワーク9への加工処理
を施す際には、その切り込み量(ラジアル方向への押し
込み量)等の加工条件は過去の経験量に基づいて予め設
定しているが、上述のように加工ツール8をラジアル方
向に押圧しながら複雑な加工処理をおこなっているた
め、加工環境や加工条件によっては主軸1の振動が正常
な状態よりも大きくなって、いわゆるビビリ振動が発生
し、ワーク9の加工面性状に著しい劣化をきたす場合が
ある。
When performing the processing on the workpiece 9, the processing conditions such as the cutting amount (the amount of pressing in the radial direction) are set in advance based on the past experience. As described above, since the complicated processing is performed while pressing the processing tool 8 in the radial direction, the vibration of the main shaft 1 becomes larger than a normal state depending on the processing environment and processing conditions, and so-called chatter vibration is generated. This may cause significant deterioration in the processed surface properties of the work 9 in some cases.

【0008】このビビリ振動の発生は自動的に検出する
ことができず、加工後のワーク9の加工面を作業者が目
視で判定して対策をとっているため、作業効率が悪くな
る。本発明は前記問題点を解決し、ビビリ振動を自動検
出でき、作業性の向上が図れる工作機械用の磁気軸受装
置を提供することを目的とする。
The occurrence of chattering vibration cannot be detected automatically, and the operator determines the machined surface of the machined work 9 visually and takes countermeasures, thereby lowering work efficiency. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic bearing device for a machine tool capable of solving the above-mentioned problems, automatically detecting chatter vibration, and improving workability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の工作機械用の磁
気軸受装置は、主軸の振動検出手段と、これにより出力
された信号レベルによりビビリ振動を判定する判定手段
を設けたことを特徴とする。
A magnetic bearing device for a machine tool according to the present invention is characterized in that it comprises a main shaft vibration detecting means and a judging means for judging chatter vibration based on a signal level output thereby. I do.

【0010】この本発明によると、加工時のビビリ振動
を自動的に検出でき、作業性の向上が図れる。
According to the present invention, chatter vibration during machining can be automatically detected, and workability can be improved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の工作機械
用の磁気軸受装置は、主軸を磁気ラジアル軸受手段と磁
気スラスト軸受手段とで固定側から磁気浮上させるとと
もに、前記主軸をモータ手段で回転駆動し、前記主軸の
端部に取り付けられた加工ツールによるワークの加工に
使用される工作機械用の磁気軸受装置において、前記主
軸の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段
の出力信号を処理して前記主軸の曲げ固有振動成分を抽
出し、抽出した振動成分のレベルが規定レベルを超えた
状態を加工ビビリ状態であると判定する判定手段とを設
けたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic bearing device for a machine tool wherein a main shaft is magnetically levitated from a fixed side by a magnetic radial bearing means and a magnetic thrust bearing means, and the main spindle is motorized. In a magnetic bearing device for a machine tool used for machining a workpiece by a machining tool attached to an end of the spindle, a vibration detection unit that detects vibration of the spindle, And a determining means for processing an output signal to extract a bending natural vibration component of the spindle, and determining a state in which the level of the extracted vibration component exceeds a specified level as a machining chatter state. .

【0012】本発明の請求項2記載の工作機械用の磁気
軸受装置は、請求項1において、判定手段を、前記主軸
の曲げ固有振動成分を検出する第1の振動検出部と、前
記加工ツールの曲げ固有振動成分を検出する第2の振動
検出部と、前記第1の振動検出部または前記第2の振動
検出部の検出レベルがそれぞれの規定レベルを超えた状
態を加工ビビリ状態であると判定する判定部とから構成
したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a magnetic bearing device for a machine tool according to the first aspect, wherein the determining means comprises: a first vibration detecting section for detecting a bending natural vibration component of the spindle; A state in which the detection level of the second vibration detection unit for detecting the bending natural vibration component of the first vibration detection unit or the first vibration detection unit or the second vibration detection unit exceeds the specified level is a machining chatter state. And a judging unit for judging.

【0013】本発明の請求項3記載の工作機械用の磁気
軸受装置は、請求項1または請求項2において、主軸の
ラジアル位置を検出するラジアルセンサの検出信号に応
じてラジアルマグネットステータの励磁を制御している
前記磁気ラジアル軸受手段における前記ラジアルセンサ
を、前記振動検出手段としたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the magnetic bearing device for a machine tool according to the first or second aspect, the radial magnet stator is excited in accordance with a detection signal of a radial sensor for detecting a radial position of the main shaft. The radial sensor in the controlled magnetic radial bearing means is the vibration detecting means.

【0014】以下、本発明の具体的な実施の形態を図1
〜図4を用いて説明する。なお、従来例を示す図5,図
6と同様をなすものには同一の符号を付けて説明する。
FIG. 1 shows a specific embodiment of the present invention.
This will be described using FIGS. 5 and 6 showing the conventional example will be described with the same reference numerals.

【0015】(実施の形態)この(実施の形態)では、
主軸1の振動を検出する振動検出手段と、ビビリ状態を
判定する判定手段とを設けて加工時のビビリ状態を自動
的に判定できるようにした点で従来例とは異なる。
(Embodiment) In this (embodiment),
This is different from the conventional example in that a vibration detecting means for detecting the vibration of the main shaft 1 and a determining means for determining the chatter state are provided so that the chatter state during machining can be automatically determined.

【0016】図1に示すように、上記従来例を示す図
5,図6と同様に構成された工作機械用の磁気軸受装置
において、振動検出手段としてここではラジアルセンサ
5aを用いた。
As shown in FIG. 1, in a magnetic bearing device for a machine tool constructed in the same manner as in FIGS. 5 and 6 showing the conventional example, a radial sensor 5a is used here as a vibration detecting means.

【0017】また、判定手段として、ラジアルセンサ5
aからの出力信号を処理して主軸1の曲げ固有振動成分
を検出する第1の振動検出部10aと、加工ツール8の
曲げ固有振動成分を検出する第2の振動検出部10b
と、第1の振動検出部10aまたは第2の振動検出部1
0bの検出レベルがそれぞれの規定レベルを超えた状態
を加工ビビリ状態であると判定する判定部11を設け
た。
Further, as the determination means, the radial sensor 5
a first vibration detection unit 10a that processes an output signal from the main shaft 1 to detect a bending natural vibration component of the spindle 1, and a second vibration detection unit 10b that detects a bending natural vibration component of the machining tool 8
And the first vibration detecting unit 10a or the second vibration detecting unit 1
A determination unit 11 is provided for determining that the state where the detection level of 0b exceeds the respective specified level is the machining chatter state.

【0018】具体的には、第1,第2の振動検出部10
a,10bは帯域通過フィルタで構成されている。判定
部11は第1,第2のレベル比較器11a,11bによ
って構成されている。
More specifically, the first and second vibration detectors 10
Reference numerals a and 10b denote band pass filters. The determination unit 11 is composed of first and second level comparators 11a and 11b.

【0019】上記のように構成された工作機械用の磁気
軸受装置では、主軸1を定速回転させて加工ツール8を
矢印Yで示すようにラジアル方向に押圧することで、ワ
ーク9に所定の加工処理を施す通常運転が行われる。
In the magnetic bearing device for a machine tool configured as described above, the main shaft 1 is rotated at a constant speed and the machining tool 8 is pressed in the radial direction as shown by the arrow Y, so that a predetermined work is applied to the work 9. The normal operation for performing the processing is performed.

【0020】以下、第1,第2の振動検出部10a,1
0bの検出レベルと判定部11の構成を、具体的な動作
に基づいて説明する。例えば、主軸1を30000rp
mの条件下で回転駆動させて加工処理を施すと、主軸1
の変位がラジアルセンサ5aにより検出される。
Hereinafter, the first and second vibration detecting units 10a, 1
The detection level of 0b and the configuration of the determination unit 11 will be described based on specific operations. For example, if the spindle 1 is 30,000 rpm
m, the main spindle 1
Is detected by the radial sensor 5a.

【0021】このとき正常な状態で加工が施されていれ
ば、ラジアルセンサ5aにより検出された出力信号の時
間と周波数と振幅との関係は、図2に示す波形a1のよ
うになる。
At this time, if processing is performed in a normal state, the relationship between time, frequency, and amplitude of the output signal detected by the radial sensor 5a is as shown by a waveform a1 shown in FIG.

【0022】この図2はラジアルセンサ5aの出力信号
の周波数スペクトラムを示している。ラジアルセンサ5
aの出力信号には、前記定速回転時の主軸1の曲げ固有
振動成分a2と加工ツール8の曲げ固有振動成分a3の
ほかにノイズ成分(図示せず)が含まれている。
FIG. 2 shows the frequency spectrum of the output signal of the radial sensor 5a. Radial sensor 5
The output signal a includes a noise component (not shown) in addition to the bending natural vibration component a2 of the main spindle 1 and the bending natural vibration component a3 of the machining tool 8 at the time of the constant speed rotation.

【0023】第1の振動検出部10aは、主軸1の曲げ
固有振動成分a2を抽出するように中心通過周波数が設
定された帯域通過フィルタで構成されている。具体的に
は、中心通過周波数を主軸1の1次の曲げ固有振動数の
1.1KHzに設定した。
The first vibration detecting section 10a is composed of a band-pass filter whose center pass frequency is set so as to extract the bending natural vibration component a2 of the main shaft 1. Specifically, the center pass frequency was set to 1.1 KHz, which is the primary bending natural frequency of the main shaft 1.

【0024】第2の振動検出部10bは、主軸1に取付
けられた加工ツール8の曲げ固有振動成分a3を抽出す
るように中心通過周波数が設定された帯域通過フィルタ
で構成されている。具体的には、中心通過周波数を3.
0KHzに設定した。
The second vibration detecting section 10b is composed of a band-pass filter having a center pass frequency set so as to extract a bending natural vibration component a3 of the processing tool 8 attached to the main shaft 1. Specifically, the center pass frequency is set to 3.
It was set to 0 KHz.

【0025】図3(a)は加工ビビリ状態が発生してい
ない正常な加工状態のラジアルセンサ5aの出力信号を
示し、これを第1の振動検出部10aの入力に供給した
ときに第1の振動検出部10aの出力には、図3(b)
に示すように主軸1の曲げ固有振動成分a2だけが抽出
される。
FIG. 3 (a) shows an output signal of the radial sensor 5a in a normal machining state in which no machining chatter state has occurred. When this signal is supplied to the input of the first vibration detecting section 10a, the first signal is output. FIG. 3B shows the output of the vibration detection unit 10a.
As shown in (1), only the bending natural vibration component a2 of the main shaft 1 is extracted.

【0026】図3(a)のラジアルセンサ5aの出力信
号を第2の振動検出部10bの入力に供給したときに第
2の振動検出部10bの出力には、図3(c)に示すよ
うに加工ツール8の曲げ固有振動成分a3だけが抽出さ
れる。
When the output signal of the radial sensor 5a shown in FIG. 3A is supplied to the input of the second vibration detecting unit 10b, the output of the second vibration detecting unit 10b is changed as shown in FIG. Then, only the bending natural vibration component a3 of the working tool 8 is extracted.

【0027】この正常な加工状態に対して、加工ビビリ
状態が発生した異常な加工状態では、ラジアルセンサ5
aの出力信号の信号波形の変化とレベルの増大が観測さ
れる。
In the abnormal machining state in which the machining chatter state occurs, the radial sensor 5
A change in the signal waveform of the output signal a and an increase in the level are observed.

【0028】図4(a)に示す加工異常時のラジアルセ
ンサ5aの出力信号を第1の振動検出部10aの入力に
供給したときに第1の振動検出部10aの出力には、図
4(b)に示すように、図4(b)に示す正常時の主軸
1の曲げ固有振動成分a2よりも高いレベルの曲げ固有
振動成分a2が抽出される。
When the output signal of the radial sensor 5a at the time of machining abnormality shown in FIG. 4A is supplied to the input of the first vibration detecting unit 10a, the output of the first vibration detecting unit 10a is shown in FIG. As shown in FIG. 4B, a bending natural vibration component a2 having a higher level than the bending natural vibration component a2 of the main spindle 1 in the normal state shown in FIG. 4B is extracted.

【0029】図4(a)のラジアルセンサ5aの出力信
号を第2の振動検出部10bの入力に供給したときに第
2の振動検出部10bの出力には、図4(c)に示すよ
うに、図3(c)に示す正常時の加工ツール8の曲げ固
有振動成分a3よりも高いレベルの曲げ固有振動成分a
3が抽出される。
When the output signal of the radial sensor 5a shown in FIG. 4A is supplied to the input of the second vibration detecting section 10b, the output of the second vibration detecting section 10b becomes as shown in FIG. 4C. In FIG. 3 (c), the bending natural vibration component a at a higher level than the bending natural vibration component a3 of the working tool 8 in the normal state.
3 is extracted.

【0030】このようにビビリ振動が発生すると、主軸
1および加工ツール8の曲げ固有振動成分の波形a2,
a3は、正常な場合よりもその振幅が大きくなる。そこ
で、第1の振動検出部10aの出力を評価する第1のレ
ベル比較器11aは、基準レベルREF1が、図3
(b)に示す正常状態の振動成分a2のピークレベルよ
りも高いレベルで、図4(b)に示すように加工ビビリ
状態が発生中の振動成分a2のピークレベルよりも低い
レベルに設定されており、第1の振動検出部10aの出
力が基準レベルREF1を超えた状態を検出して第1の
レベル比較器11aの出力レベルがハイレベルからロー
レベルに変化する。
When the chatter vibration is generated in this manner, the waveform a2 of the bending natural vibration component of the main shaft 1 and the processing tool 8 is generated.
a3 has a larger amplitude than in the normal case. Therefore, the first level comparator 11a that evaluates the output of the first vibration detecting unit 10a determines whether the reference level REF1 is equal to that of FIG.
The level is set to a level higher than the peak level of the vibration component a2 in the normal state shown in FIG. 4B, and to a level lower than the peak level of the vibration component a2 in which the machining chatter state is occurring as shown in FIG. The output level of the first level comparator 11a changes from a high level to a low level upon detecting that the output of the first vibration detection unit 10a has exceeded the reference level REF1.

【0031】第2の振動検出部10bの出力を評価する
第2のレベル比較器11bは、基準レベルREF2が、
図4(c)に示すように加工ビビリ状態が発生中の振動
成分a3のピークレベルよりもレベルが低くて、図3
(c)に示す正常状態の振動成分a3のピークレベルよ
りも高いレベルに設定されており、第2の振動検出部1
0bの出力が基準レベルREF2を超えた状態を検出し
て第2のレベル比較器11bの出力レベルがハイレベル
からローレベルに変化する。
The second level comparator 11b which evaluates the output of the second vibration detecting section 10b has a reference level REF2 of:
As shown in FIG. 4C, the level is lower than the peak level of the vibration component a3 during the occurrence of the machining chatter state.
The level is set to be higher than the peak level of the vibration component a3 in the normal state shown in FIG.
The output level of the second level comparator 11b changes from a high level to a low level upon detecting a state in which the output of 0b exceeds the reference level REF2.

【0032】判定部11は、第1のレベル比較器11a
の出力のレベルまたは第2のレベル比較器11bの出力
のレベルがローレベルになったことを検出して、加工ビ
ビリ状態が発生したと自動判定する。
The determination unit 11 includes a first level comparator 11a
Is detected or the output level of the second level comparator 11b becomes low level, and it is automatically determined that the machining chatter state has occurred.

【0033】さらに詳しくは、判定部11は次の何れか
の状態を検出して加工ビビリ状態が発生したと判定する
ように構成されている。 (ケース1)第1のレベル比較器11aの出力のレベル
が規定時間にわたってローレベル状態になり、第2のレ
ベル比較器11bの出力のレベルがハイレベルの状態を
検出している場合 (ケース2)第2のレベル比較器11bの出力のレベル
が規定時間にわたってローレベル状態になり、第1のレ
ベル比較器11aの出力のレベルがハイレベルの状態を
検出している場合 (ケース3)第1のレベル比較器11aの出力のレベル
が規定時間にわたってローレベル状態になり、第2のレ
ベル比較器11bの出力のレベルが規定時間にわたって
ローレベル状態を検出している場合なお、上記の(ケー
ス1)〜(ケース3)における規定時間は、何れのケー
スでも単一の規定時間を使用して判定するように構成し
たり、ケースごとに規定時間の長さを異ならせると言っ
たように、ケースごとに適切な長さの時間に設定してお
いて加工ビビリ状態の自動判定を実施するように構成す
る。
More specifically, the determination unit 11 is configured to detect any of the following states and determine that the machining chatter state has occurred. (Case 1) A case where the output level of the first level comparator 11a has been in a low level state for a prescribed time and the output level of the second level comparator 11b has been detected as a high level (Case 2) (2) Case in which the output level of the second level comparator 11b has been in the low level state for a specified time and the output level of the first level comparator 11a has been detected in the high level state (case 3) The level of the output of the level comparator 11a is in a low level state for a prescribed time, and the output level of the second level comparator 11b detects the low level state for a prescribed time. The specified time in the cases (3) to (Case 3) is configured to be determined using a single specified time in any case, or the length of the specified time is determined for each case. As I said varied, and allowed to set to a time of appropriate length for each case configured to implement the automatic determination of machining chatter condition.

【0034】このように判定部11を構成することによ
って、ビビリ振動を極めて正確に自動検出することがで
き、この判定部11の判定出力を使用して警報装置15
を作動させることによって、加工ビビリ状態の発生を速
やかに作業者に知らせることができる。
By structuring the judging section 11 in this way, chatter vibration can be detected very accurately and automatically.
, The operator can be immediately notified of the occurrence of the machining chatter state.

【0035】なお、上記説明では、主軸1の端部に配置
されたラジアルセンサ5aのみを用いてビビリ振動を検
出する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、複数のラジアルセンサ5a〜5dを用
いて総合的に判断することで、より精度良くビビリ振動
を判定できる。
In the above description, an example in which chatter vibration is detected using only the radial sensor 5a disposed at the end of the main shaft 1 has been described. However, the present invention is not limited to this. By making a comprehensive determination using the plurality of radial sensors 5a to 5d, chatter vibration can be determined more accurately.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように本発明の工作機械用の磁気
軸受装置によると、主軸の振動を検出する振動検出手段
と、前記振動検出手段の出力信号の各振動成分のレベル
が規定レベルを超えた状態を加工ビビリ状態であると判
定する判定手段とを設けることで、ビビリ状態を自動的
に判定でき、生産性の向上が図れる。
As described above, according to the magnetic bearing device for a machine tool of the present invention, the vibration detecting means for detecting the vibration of the main shaft, and the level of each vibration component of the output signal of the vibration detecting means are at a specified level. By providing the determination means for determining that the state is greater than the machining chatter state, the chatter state can be automatically determined, and the productivity can be improved.

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

【図1】本発明の(実施の形態)における工作機械用の
磁気軸受装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a magnetic bearing device for a machine tool according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態のラジアルセンサ5aにて測定し
た加工正常時の信号の周波数スペクトラム図
FIG. 2 is a frequency spectrum diagram of a signal during normal processing measured by the radial sensor 5a of the embodiment.

【図3】同実施の形態の加工正常時の要部の信号波形図FIG. 3 is a signal waveform diagram of a main part when processing is normal in the embodiment.

【図4】同実施の形態の加工異常時の要部の信号波形図FIG. 4 is a signal waveform diagram of a main part at the time of processing abnormality according to the embodiment.

【図5】従来の磁気軸受の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional magnetic bearing.

【図6】同従来例のラジアル方向の制御系の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a control system in a radial direction of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主軸 2a,2b ラジアルマグネットステータ 4a,4b スラストマグネットステータ 5a,5b ラジアルセンサ 7 モータ手段 8 加工ツール 10a 第1の振動検出部 10b 第2の振動検出部 11 判定部 15 警報装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main shaft 2a, 2b Radial magnet stator 4a, 4b Thrust magnet stator 5a, 5b Radial sensor 7 Motor means 8 Processing tool 10a First vibration detection unit 10b Second vibration detection unit 11 Judgment unit 15 Alarm device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田代 功 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3C029 DD15 3C045 FD16 FD23 3J102 AA01 BA03 BA19 CA12 DA02 DA03 DA09 DB05 DB10 DB11 DB37 GA07  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Isao Tashiro 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 3C029 DD15 3C045 FD16 FD23 3J102 AA01 BA03 BA19 CA12 DA02 DA03 DA09 DB05 DB10 DB11 DB37 GA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】主軸を磁気ラジアル軸受手段と磁気スラス
ト軸受手段とで固定側から磁気浮上させるとともに、前
記主軸をモータ手段で回転駆動し、前記主軸の端部に取
り付けられた加工ツールによるワークの加工に使用され
る工作機械用の磁気軸受装置において、 前記主軸の振動を検出する振動検出手段と、 前記振動検出手段の出力信号を処理して前記主軸の曲げ
固有振動成分を抽出し、抽出した振動成分のレベルが規
定レベルを超えた状態を加工ビビリ状態であると判定す
る判定手段とを設けた工作機械用の磁気軸受装置。
A magnetic head is magnetically levitated from a fixed side by a magnetic radial bearing means and a magnetic thrust bearing means, and the main shaft is rotationally driven by a motor means. In a magnetic bearing device for a machine tool used for machining, a vibration detection unit that detects vibration of the main shaft, and an output signal of the vibration detection unit is processed to extract and extract a bending natural vibration component of the main shaft. A magnetic bearing device for a machine tool, comprising: determination means for determining a state in which the level of a vibration component exceeds a prescribed level as a machining chatter state.
【請求項2】判定手段を、 前記主軸の曲げ固有振動成分を検出する第1の振動検出
部と、 前記加工ツールの曲げ固有振動成分を検出する第2の振
動検出部と、 前記第1の振動検出部または前記第2の振動検出部の検
出レベルがそれぞれの規定レベルを超えた状態を加工ビ
ビリ状態であると判定する判定部とから構成した請求項
1記載の工作機械用の磁気軸受装置。
2. A first vibration detecting unit for detecting a bending natural vibration component of the main shaft, a second vibration detecting unit for detecting a bending natural vibration component of the machining tool, 2. The magnetic bearing device for a machine tool according to claim 1, further comprising: a determination unit that determines that a state in which a detection level of the vibration detection unit or the second vibration detection unit exceeds a specified level is a machining chatter state. .
【請求項3】主軸のラジアル位置を検出するラジアルセ
ンサの検出信号に応じてラジアルマグネットステータの
励磁を制御している前記磁気ラジアル軸受手段における
前記ラジアルセンサを、前記振動検出手段とした請求項
1または請求項2記載の工作機械用の磁気軸受装置。
3. The vibration detecting means according to claim 1, wherein said radial sensor in said magnetic radial bearing means for controlling excitation of a radial magnet stator in accordance with a detection signal of a radial sensor for detecting a radial position of a spindle. A magnetic bearing device for a machine tool according to claim 2.
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