JP2008023683A - Machine tool - Google Patents

Machine tool Download PDF

Info

Publication number
JP2008023683A
JP2008023683A JP2006201520A JP2006201520A JP2008023683A JP 2008023683 A JP2008023683 A JP 2008023683A JP 2006201520 A JP2006201520 A JP 2006201520A JP 2006201520 A JP2006201520 A JP 2006201520A JP 2008023683 A JP2008023683 A JP 2008023683A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radial
bearing
rotating shaft
quill
magnetic bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006201520A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Ishigami
隆之 石神
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.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2006201520A priority Critical patent/JP2008023683A/en
Publication of JP2008023683A publication Critical patent/JP2008023683A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine tool improving the machining precision by minimizing accumulation phenomenon (returning the bending deflection of a quill under machining to its original state by a restoring force). <P>SOLUTION: A grinding wheel 2 is supported to a rotary shaft 11 via the quill 12 and an extension shaft part 28 is provided at the tip of the quill 12. Besides magnetic bearings 13, 14 and 15 supporting the rotary shaft 11 in non-contact therewith, an auxiliary radial bearing 30 is provided for radially supporting the extension shaft part 28 in non-contact therewith. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、内面研削盤などの工作機械に関する。   The present invention relates to a machine tool such as an internal grinding machine.

内面研削盤は、図2に示すように、回転軸(41)の先端にクイル(42)を介して取り付けられた円筒状研削砥石(43)を有しており、この砥石(43)の外周面がワーク(W)の内周面に当てられて研削が行われる。すなわち、砥石(43)は、回転軸(41)に片持ち支持された状態でワーク(W)に当てられ、この結果、ワーク(W)から軸方向に対して直交する方向の力を受ける。内面研削盤では、その片持ち支持という特性上、研削精度が悪化するかつぎ(研削抵抗により研削中にクイル(42)が回転中心軸に対して曲がり、研削後に砥石(43)をワーク(W)から離そうとした際、クイル(42)の曲げが復元力で元に戻ることによりワーク(W)を削る現象)の問題が発生する。   As shown in FIG. 2, the internal grinding machine has a cylindrical grinding wheel (43) attached to the tip of the rotating shaft (41) via a quill (42), and the outer periphery of the grinding wheel (43). The surface is applied to the inner peripheral surface of the workpiece (W) for grinding. That is, the grindstone (43) is applied to the workpiece (W) while being cantilevered by the rotating shaft (41), and as a result, receives a force in a direction orthogonal to the axial direction from the workpiece (W). In the internal grinding machine, the grinding accuracy deteriorates due to its cantilevered support (the quill (42) bends with respect to the rotation center axis during grinding due to the grinding resistance, and the grinding wheel (43) is moved to the workpiece (W) after grinding). When the quill (42) is moved away from it, the bending of the quill (42) returns to its original state by the restoring force, which causes a problem of the work (W) being scraped.

研削抵抗によるクイルの曲がりに対処する研削盤として、特許文献1には、砥石の前進端と後進端とにおける研削力の差からワークの円筒度を測定する円筒度測定手段と、円筒度測定結果に基づいて砥石が取り付けられた回転軸をワークに対して傾斜させる傾斜手段とを備えたものが提案されている。
特開平5−16068号公報
As a grinding machine for coping with quill bending due to grinding resistance, Patent Document 1 discloses cylindricity measuring means for measuring the cylindricity of a workpiece from a difference in grinding force between a forward end and a backward end of a grindstone, and cylindricity measurement results. And a tilting means for tilting a rotating shaft on which a grindstone is mounted with respect to a work has been proposed.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-16068

上記特許文献1のものは、かつぎの大きさ自体を小さくするものではなく、また、円筒度を実用的に精度よく求めることが困難であるため、かつぎに伴う精度の悪化を十分に解消することができないという問題があった。   The thing of the said patent document 1 does not make small the size of a brim itself, and since it is difficult to obtain | require cylindricity practically accurately, the deterioration of the precision accompanying a bristle is fully eliminated. There was a problem that could not.

この発明の目的は、かつぎを小さくし、これにより、加工精度を向上させた工作機械を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a machine tool having a reduced size and thus improved machining accuracy.

この発明による工作機械は、ケーシング、ケーシング内に配置された回転軸、および回転軸を支持する複数の軸受を有するスピンドル装置と、回転軸先端にクイルを介して支持される工具とを備えている工作機械において、工具から軸方向に突出するようにクイルに設けられた延長軸部と、延長軸部をラジアル方向に非接触支持する補助ラジアル軸受とをさらに備えていることを特徴とするものである。   A machine tool according to the present invention includes a casing, a rotating shaft disposed in the casing, a spindle device having a plurality of bearings for supporting the rotating shaft, and a tool supported at the tip of the rotating shaft via a quill. The machine tool further includes an extension shaft portion provided in the quill so as to protrude in the axial direction from the tool, and an auxiliary radial bearing that supports the extension shaft portion in a non-contact manner in the radial direction. is there.

工作機械は、たとえば内面研削盤などのように、回転駆動される回転軸の先端に砥石(またはその他の工具)が取り付けられたスピンドル装置を備えたものとされる。工作機械は、内面研削盤以外の研削装置や切削装置とすることもできる。   The machine tool includes a spindle device in which a grindstone (or other tool) is attached to the tip of a rotating shaft that is rotationally driven, such as an internal grinding machine. The machine tool may be a grinding device or a cutting device other than the internal grinding machine.

スピンドル装置は、例えば、ケーシング、ケーシング内に水平または垂直に配置された回転軸、回転軸を非接触支持する1つの制御型アキシアル磁気軸受および前後または上下の2つの制御型ラジアル磁気軸受、ならびに、回転軸のアキシアル方向の位置を検出するための1つのアキシアル変位センサおよび回転軸のラジアル方向の位置を検出するための前後または上下の2つのラジアル変位センサを備えているものとされる。ここで、各磁気軸受および各変位センサは、公知のものであり、通常、各ラジアル磁気軸受は、X軸方向磁気軸受およびY軸方向磁気軸受からなるものとされ、各ラジアル変位センサは、X軸方向変位センサおよびY軸方向変位センサからなるものとされる。   The spindle device includes, for example, a casing, a rotating shaft arranged horizontally or vertically in the casing, one control type axial magnetic bearing that supports the rotating shaft in a non-contact manner, and two control type radial magnetic bearings in front and rear or upper and lower, and One axial displacement sensor for detecting the axial position of the rotating shaft and two radial displacement sensors for detecting the position of the rotating shaft in the radial direction are provided. Here, each magnetic bearing and each displacement sensor are publicly known, and usually each radial magnetic bearing is composed of an X-axis direction magnetic bearing and a Y-axis direction magnetic bearing, and each radial displacement sensor is X It consists of an axial direction displacement sensor and a Y-axis direction displacement sensor.

スピンドル装置の軸受装置を構成する軸受は、磁気軸受に限られるものではなく、磁気軸受に代えて、静圧軸受を使用することもできる。   The bearing constituting the bearing device of the spindle device is not limited to the magnetic bearing, and a hydrostatic bearing can be used instead of the magnetic bearing.

砥石は、例えば、クイルに設けられためねじ部に止めネジをねじ込むことでクイルに着脱自在に取り付けられる。クイルは、例えば、おねじ部やテーパ部を有しているものとされ、回転軸の先端に設けられためねじ部またはテーパ孔部にねじ込みまたは嵌め合わせられることによって、回転軸に着脱自在に取り付けられる。   For example, since the grindstone is provided in the quill, it is detachably attached to the quill by screwing a set screw into the screw portion. The quill has, for example, a male screw portion or a tapered portion, and is provided at the tip of the rotating shaft, so that it can be detachably attached to the rotating shaft by being screwed or fitted into the screw portion or the tapered hole portion. It is done.

延長軸部は、例えば、クイルの全長が長くなされて、その中間部分に工具が取り付けられるようになされることで形成される。延長軸部は、クイルと別体とされて、クイル先端に固定されるようにしてもよい。   The extension shaft portion is formed, for example, by making the entire length of the quill and attaching the tool to the intermediate portion thereof. The extension shaft may be separated from the quill and fixed to the tip of the quill.

補助ラジアル軸受は、例えば、磁気軸受とされるが、静圧軸受としてもよい。スピンドル装置の軸受装置を構成するラジアル軸受と補助ラジアル軸受とは、同じ種類とされることが好ましい。   The auxiliary radial bearing is, for example, a magnetic bearing, but may be a hydrostatic bearing. The radial bearing and the auxiliary radial bearing constituting the bearing device of the spindle device are preferably the same type.

加工(例えば研削)中は、工具側ラジアル軸受および反工具側ラジアル軸受が制御装置によって制御されることで、回転軸は、工具側ラジアル軸受および反工具側ラジアル軸受によって、所定位置に非接触支持される。補助ラジアル軸受は、ワークと工具との間に作用する力を減少させるように制御され、この結果、砥石のクイルの曲がりによる復元力は小さくなり、かつぎに伴う加工精度低下が抑えられる。   During machining (for example, grinding), the tool-side radial bearing and the counter-tool-side radial bearing are controlled by the control device, so that the rotary shaft is supported in a non-contact manner at a predetermined position by the tool-side radial bearing and the counter-tool-side radial bearing. Is done. The auxiliary radial bearing is controlled so as to reduce the force acting between the workpiece and the tool. As a result, the restoring force due to the bending of the quill of the grindstone is reduced, and the reduction in machining accuracy associated with the secondary is suppressed.

磁気軸受を使用する場合の磁気軸受制御装置は、各制御軸(X軸およびY軸)の電磁石制御信号出力手段、電磁石駆動手段などを有しており、電磁石制御信号出力手段は、各制御軸の1対の電磁石に対する励磁電流信号を出力し、電磁石駆動手段は、該1対の電磁石に対して、励磁電流信号に比例する励磁電流を供給する。各電磁石に対する励磁電流信号は、定常電流信号と制御電流信号を合わせたものであり、各電磁石に供給する励磁電流は、定常電流と制御電流を合わせたものである。定常電流(および定常電流信号)は、回転軸の該制御軸方向の位置にかかわらず、一定の値である。制御電流(および制御電流信号)は、回転軸の該制御軸方向の位置によって変化する。各制御軸の1対の電磁石について、制御電流(および制御電流信号)の絶対値は互いに等しく、その符号は互いに逆である。   When using a magnetic bearing, the magnetic bearing control device has electromagnet control signal output means, electromagnet drive means, etc. for each control axis (X axis and Y axis). An excitation current signal for the pair of electromagnets is output, and the electromagnet driving means supplies an excitation current proportional to the excitation current signal to the pair of electromagnets. The excitation current signal for each electromagnet is a combination of the steady current signal and the control current signal, and the excitation current supplied to each electromagnet is the combination of the steady current and the control current. The steady current (and steady current signal) is a constant value regardless of the position of the rotating shaft in the control axis direction. The control current (and control current signal) varies depending on the position of the rotation axis in the control axis direction. For a pair of electromagnets on each control axis, the absolute values of the control current (and control current signal) are equal to each other, and their signs are opposite to each other.

補助ラジアル軸受が制御型ラジアル磁気軸受の場合、その近傍にラジアル変位センサが設けられていることが好ましく、スピンドル装置は、ラジアル磁気軸受、ラジアル変位センサおよび制御装置を有する磁気軸受スピンドルであり、スピンドル装置の制御装置によって、補助ラジアル軸受も制御されているものとすることがより好ましい。   When the auxiliary radial bearing is a control-type radial magnetic bearing, a radial displacement sensor is preferably provided in the vicinity thereof, and the spindle device is a magnetic bearing spindle having a radial magnetic bearing, a radial displacement sensor and a control device, and the spindle More preferably, the auxiliary radial bearing is also controlled by the control device of the apparatus.

この発明の工作機械によると、クイル先端部に設けられた延長軸部を補助ラジアル軸受で制御するにより、片持ち支持でなく両持ち支持とすることができ、ワークと工具との間に作用する力を減少させるように補助ラジアル軸受を制御することにより、かつぎが小さくなって、加工精度が向上する。   According to the machine tool of the present invention, the extension shaft portion provided at the tip of the quill is controlled by the auxiliary radial bearing, so that it can be supported by both ends instead of being cantilevered and acts between the workpiece and the tool. By controlling the auxiliary radial bearing so as to reduce the force, the bristle becomes smaller and the machining accuracy is improved.

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、この発明による工作機械を示している。   FIG. 1 shows a machine tool according to the invention.

この工作機械は、内面研削用であり、ワーク(W)の内面を研削する砥石(工具)(2)が取り付けられた磁気軸受スピンドル(1)と、内面が被研削面であるワーク(W)を保持して回転させるワーク保持台(3)と、磁気軸受スピンドル(1)を軸方向に移動させるスピンドル移動手段(図示略)と、ワーク保持台(3)を磁気軸受スピンドル(1)に対して相対的に移動させて砥石(2)にワーク(W)に対する切込み動作を行わせるワーク保持台移動手段(図示略)と、磁気軸受スピンドル(1)の軸方向延長線上に設けられた補助軸受装置(5)とを備えている。   This machine tool is for internal grinding, and has a magnetic bearing spindle (1) with a grindstone (tool) (2) for grinding the inner surface of the workpiece (W), and a workpiece (W) whose inner surface is the surface to be ground. A workpiece holder (3) that holds and rotates the spindle, a spindle moving means (not shown) that moves the magnetic bearing spindle (1) in the axial direction, and the workpiece holder (3) with respect to the magnetic bearing spindle (1). And a workpiece holder moving means (not shown) for moving the grinding wheel (2) to cut the workpiece (W) relative to each other, and an auxiliary bearing provided on the axial extension line of the magnetic bearing spindle (1) And a device (5).

磁気軸受スピンドル(1)は、鉛直円筒状のケーシング(10)の内側で鉛直軸状の回転軸(11)が回転する縦型のものである。以下の説明において、回転軸(11)の鉛直な軸方向(アキシアル方向)の制御軸(アキシアル制御軸)をZ軸、Z軸と直交するとともに互いに直交する2つの水平な径方向(ラジアル方向)の制御軸(ラジアル制御軸)をX軸およびY軸とする。   The magnetic bearing spindle (1) is a vertical type in which a vertical axis-shaped rotating shaft (11) rotates inside a vertical cylindrical casing (10). In the following description, the control axis (axial control axis) in the vertical axis direction (axial direction) of the rotating shaft (11) is the Z axis, and two horizontal radial directions (radial directions) orthogonal to the Z axis and orthogonal to each other. These control axes (radial control axes) are defined as an X axis and a Y axis.

砥石(2)は、クイル(12)を介して回転軸(11)下端に支持されている。そして、クイル(12)先端部(下端部)には、延長軸部(28)が設けられている。延長軸部(28)は、回転軸(11)と同軸であり、砥石(2)から軸方向下方に突出させられている。   The grindstone (2) is supported by the lower end of the rotating shaft (11) via the quill (12). An extension shaft portion (28) is provided at the tip (lower end) of the quill (12). The extension shaft portion (28) is coaxial with the rotating shaft (11) and protrudes downward in the axial direction from the grindstone (2).

磁気軸受スピンドル(1)の機械本体部分には、回転軸(11)を軸方向に非接触支持する1組の制御型アキシアル磁気軸受(13)、回転軸(11)を径方向に非接触支持する上下2組の制御型ラジアル磁気軸受(14)(15)、回転軸(11)のアキシアル方向の変位を検出するための1個のアキシアル変位センサ(16)と、回転軸(11)のラジアル方向の変位を検出するための上下2組のラジアル変位センサ(17)(18)と、回転軸(11)を高速回転させるためのビルトイン型電動モータ(19)、ならびに回転軸(11)の軸方向および径方向の可動範囲を規制して回転軸(11)を磁気軸受(13)(14)(15)で支持していないときに回転軸(11)を機械的に支持する上下2組のタッチダウン用の保護軸受(20)(21)が設けられている。   The machine body of the magnetic bearing spindle (1) has a set of control-type axial magnetic bearings (13) that support the rotary shaft (11) in a non-contact manner in the axial direction, and the rotary shaft (11) in a non-contact support in the radial direction. Two sets of upper and lower control type radial magnetic bearings (14), (15), one axial displacement sensor (16) for detecting the axial displacement of the rotating shaft (11), and the radial of the rotating shaft (11) Two sets of upper and lower radial displacement sensors (17) and (18) for detecting the displacement in the direction, built-in type electric motor (19) for rotating the rotating shaft (11) at high speed, and the shaft of the rotating shaft (11) Two sets of upper and lower sets that mechanically support the rotating shaft (11) when the rotating shaft (11) is not supported by the magnetic bearings (13), (14), and (15) by restricting the movable range in the radial and radial directions Protective bearings (20) and (21) for touchdown are provided.

磁気軸受スピンドル(1)のコントローラ部分には、センサ回路(22)、AD変換器(23)、DSP(ディジタル信号処理プロセッサ)(24)、DA変換器(25)、電磁石駆動回路(26)およびインバータ(27)が設けられている。   The controller portion of the magnetic bearing spindle (1) includes a sensor circuit (22), an AD converter (23), a DSP (digital signal processor) (24), a DA converter (25), an electromagnet drive circuit (26), and An inverter (27) is provided.

アキシアル磁気軸受(13)は、回転軸(11)の中間部に一体に形成されたフランジ部(11a)をZ軸方向の両側から挟むように配置された1対のアキシアル電磁石(13a)(13b)を備えている。   The axial magnetic bearing (13) includes a pair of axial electromagnets (13a) (13b) arranged so as to sandwich a flange portion (11a) formed integrally with the intermediate portion of the rotating shaft (11) from both sides in the Z-axis direction. ).

アキシアル変位センサ(16)は、回転軸(11)の上端面にZ軸方向の上側から対向するように配置され、回転軸(11)の上端面との距離(空隙)に比例する距離信号を出力する。   The axial displacement sensor (16) is arranged so as to face the upper end surface of the rotating shaft (11) from the upper side in the Z-axis direction, and outputs a distance signal proportional to the distance (gap) from the upper end surface of the rotating shaft (11). Output.

2組のラジアル磁気軸受(14)(15)は、回転軸(11)の上下端部近傍に配置されており、上側のラジアル磁気軸受(14)とアキシアル磁気軸受(13)との間にモータ(19)が配置されている。各ラジアル磁気軸受(14)(15)は、回転軸(11)をX軸方向の両側からおよびY軸方向の両側から挟むように配置された2対のラジアル電磁石(14a)(15a)を備えている。   Two sets of radial magnetic bearings (14) and (15) are arranged in the vicinity of the upper and lower ends of the rotating shaft (11), and a motor is interposed between the upper radial magnetic bearing (14) and the axial magnetic bearing (13). (19) is arranged. Each radial magnetic bearing (14) (15) includes two pairs of radial electromagnets (14a) (15a) arranged so as to sandwich the rotating shaft (11) from both sides in the X-axis direction and from both sides in the Y-axis direction. ing.

上側のラジアル変位センサ(17)は、上側のラジアル磁気軸受(14)の近傍上方に配置されており、下側のラジアル変位センサ(18)は、下側のラジアル磁気軸受(7)の近傍下方に配置されており、各ラジアル変位センサ(17)(18)は、回転軸(11)の外周面との距離に比例する距離信号を出力する。   The upper radial displacement sensor (17) is located near the upper radial magnetic bearing (14), and the lower radial displacement sensor (18) is located near the lower radial magnetic bearing (7). The radial displacement sensors (17) and (18) each output a distance signal proportional to the distance from the outer peripheral surface of the rotating shaft (11).

保護軸受(20)(21)はアンギュラ玉軸受などの転がり軸受よりなり、各保護軸受(20)(21)の外輪がケーシング(10)に固定され、内輪が回転軸(11)の周囲に所定の隙間をあけて配置されている。2組の保護軸受(20)(21)はいずれも径方向の支持が可能なものであり、少なくとも1組は軸方向の支持も可能なものである。運転停止あるいは停電などによって磁気軸受(13)(14)(15)が作動していない状態では、回転軸(11)は保護軸受(20)(21)に支持される。   The protective bearings (20) and (21) are rolling ball bearings such as angular ball bearings, the outer ring of each protective bearing (20) and (21) is fixed to the casing (10), and the inner ring is fixed around the rotating shaft (11). It is arranged with a gap. The two sets of protective bearings (20) and (21) can both be supported in the radial direction, and at least one set can also be supported in the axial direction. In a state where the magnetic bearings (13), (14), and (15) are not operated due to operation stop or power failure, the rotating shaft (11) is supported by the protective bearings (20) and (21).

センサ回路(22)は、各変位センサ(16)(17)(18)を駆動し、各変位センサ(16)(17)(18)の出力に基づいて、回転軸(11)の軸方向の変位、ならびに上下のラジアル変位センサ(17)(18)の部分におけるX軸方向およびY軸方向の変位を演算し、その演算結果である変位信号をAD変換器(23)を介してDSP(24)に出力する。   The sensor circuit (22) drives each displacement sensor (16), (17), (18), and based on the output of each displacement sensor (16), (17), (18), the axial direction of the rotating shaft (11). The displacement and the displacement in the X-axis direction and the Y-axis direction in the upper and lower radial displacement sensors (17), (18) are calculated, and the displacement signal as a result of the calculation is converted into the DSP (24 through the AD converter (23). ).

DSP(24)は、AD変換器(23)から入力する変位信号に基づいて、各磁気軸受(13)(14)(15)の各電磁石(13a)(13b)(14a)(15a)に対する制御電流値を求め、一定の定常電流値に制御電流値を加えた励磁電流信号をDA変換器(25)を介して電磁石駆動回路(26)に出力する。そして、駆動回路(26)は、DSP(24)からの励磁電流信号に基づく励磁電流を対応する各磁気軸受(13)(14)(15)の各電磁石(13a)(13b)(14a)(15a)に供給し、これにより、回転軸(11)が所定の目標位置に非接触される。DSP(24)は、また、モータ(19)に対する回転数指令信号をインバータ(27)に出力し、インバータ(27)は、この信号に基づいて、モータ(19)の回転数を制御する。そして、その結果、回転軸(11)が、磁気軸受(13)(14)(15)により目標位置に非接触支持された状態で、モータ(19)により高速回転させられる。   The DSP (24) controls the electromagnets (13a) (13b) (14a) (15a) of the magnetic bearings (13) (14) (15) based on the displacement signal input from the AD converter (23). The current value is obtained, and an excitation current signal obtained by adding the control current value to the constant steady current value is output to the electromagnet drive circuit (26) via the DA converter (25). Then, the drive circuit (26) is connected to the electromagnets (13a) (13b) (14a) (14) of the magnetic bearings (13) (14) (15) corresponding to the excitation current based on the excitation current signal from the DSP (24). 15a), whereby the rotary shaft (11) is brought into non-contact with a predetermined target position. The DSP (24) also outputs a rotation speed command signal for the motor (19) to the inverter (27), and the inverter (27) controls the rotation speed of the motor (19) based on this signal. As a result, the rotating shaft (11) is rotated at high speed by the motor (19) while being supported in a non-contact manner at the target position by the magnetic bearings (13), (14), and (15).

補助軸受装置(5)は、延長軸部(28)と同心の円筒状で磁気軸受スピンドル(1)の支持台(図示略)に固定されているケーシング(29)と、延長軸部(28)を径方向に非接触支持する2組の補助ラジアル磁気軸受(30)と、延長軸部(28)のラジアル方向の変位を検出するための1組のラジアル変位センサ(31)とを備えている。   The auxiliary bearing device (5) includes a casing (29) that is concentric with the extension shaft portion (28) and fixed to a support (not shown) of the magnetic bearing spindle (1), and an extension shaft portion (28). Are provided with two sets of auxiliary radial magnetic bearings (30) for non-contact support in the radial direction and one set of radial displacement sensors (31) for detecting radial displacement of the extension shaft (28). .

補助ラジアル磁気軸受(30)およびラジアル変位センサ(31)は、磁気軸受スピンドル(1)で使用されているものと同種のもので、補助ラジアル磁気軸受(30)は、延長軸部(28)をX軸方向の両側からおよびY軸方向の両側から挟むように配置された2対のラジアル電磁石(30a)を備えており、ラジアル変位センサ(31)は、補助ラジアル磁気軸受(30)の近傍下方に配置されて、延長軸部(28)の外周面との距離に比例する距離信号を出力する。   The auxiliary radial magnetic bearing (30) and the radial displacement sensor (31) are the same type as those used in the magnetic bearing spindle (1), and the auxiliary radial magnetic bearing (30) has an extension shaft (28). It has two pairs of radial electromagnets (30a) arranged so as to be sandwiched from both sides in the X-axis direction and both sides in the Y-axis direction, and the radial displacement sensor (31) is located near the auxiliary radial magnetic bearing (30). And a distance signal proportional to the distance from the outer peripheral surface of the extension shaft portion (28) is output.

補助軸受装置(5)は、従来片持ち支持であった砥石を両持ち支持するためのもので、その制御は、磁気軸受スピンドル(1)の制御装置であるDSP(24)によって行われている。   The auxiliary bearing device (5) is for supporting both ends of a grindstone that has been conventionally cantilevered, and its control is performed by a DSP (24) that is a control device of the magnetic bearing spindle (1). .

すなわち、補助軸受装置(5)のラジアル変位センサ(31)は、センサ回路(22)によって駆動され、センサ回路(22)は、この変位センサ(31)の出力に基づいて、延長軸部(28)のX軸方向およびY軸方向の変位を演算し、その演算結果である変位信号をAD変換器(23)を介してDSP(24)に出力する。そして、DSP(24)は、AD変換器(23)から入力する変位信号に基づいて、補助ラジアル磁気軸受(30)の各電磁石(30a)に対する制御電流値を求め、一定の定常電流値に制御電流値を加えた励磁電流信号をDA変換器(25)を介して電磁石駆動回路(26)に出力する。そして、駆動回路(26)は、DSP(24)からの励磁電流信号に基づく励磁電流を補助ラジアル磁気軸受(30)の各電磁石(30a)に供給し、これにより、延長軸部(28)が所定の目標位置に非接触される。   That is, the radial displacement sensor (31) of the auxiliary bearing device (5) is driven by the sensor circuit (22), and the sensor circuit (22) is based on the output of the displacement sensor (31) based on the extension shaft portion (28 ) In the X-axis direction and the Y-axis direction are calculated, and a displacement signal as a result of the calculation is output to the DSP (24) via the AD converter (23). Then, the DSP (24) obtains a control current value for each electromagnet (30a) of the auxiliary radial magnetic bearing (30) based on the displacement signal input from the AD converter (23), and controls it to a constant steady current value. The excitation current signal with the current value added is output to the electromagnet drive circuit (26) via the DA converter (25). The drive circuit (26) supplies an excitation current based on the excitation current signal from the DSP (24) to each electromagnet (30a) of the auxiliary radial magnetic bearing (30), whereby the extension shaft portion (28) is Non-contact is made at a predetermined target position.

補助軸受装置(5)は、ワーク(W)と砥石(2)との間に作用する力を減少させるように制御され、この結果、クイル(12)の曲がりによる復元力は小さくなり、かつぎ(クイル(12)の曲げが復元力で元に戻ることによりワーク(W)を削る現象)に伴う加工精度低下が抑えられる。   The auxiliary bearing device (5) is controlled to reduce the force acting between the workpiece (W) and the grindstone (2). As a result, the restoring force due to the bending of the quill (12) is reduced, and A reduction in machining accuracy due to the phenomenon that the bending of the quill (12) is restored by the restoring force to the workpiece (W).

なお、上記実施形態では、回転軸(1)を垂直軸として示しているが、回転軸は水平軸であってもよい。   In the above embodiment, the rotation axis (1) is shown as a vertical axis, but the rotation axis may be a horizontal axis.

また、スピンドル装置は、磁気軸受スピンドルとしたが、磁気軸受に限られるものではなく、スピンドル装置の軸受は、磁気軸受(14)(15)(16)に代えて静圧軸受を使用し、回転軸(11)を非接触支持する1組のアキシアル静圧軸受と、回転軸(11)を砥石(2)に近い側の位置においてラジアル方向に非接触支持する砥石側ラジアル静圧軸受と、回転軸(11)を砥石(2)から遠い側の位置においてラジアル方向に非接触支持する反砥石側ラジアル静圧軸受と、各静圧軸受を制御する制御装置とからなるものとしてもよい。この場合、補助ラジアル軸受も静圧軸受とされる。   The spindle device is a magnetic bearing spindle. However, the spindle device is not limited to a magnetic bearing. The spindle device uses a hydrostatic bearing instead of the magnetic bearing (14) (15) (16) for rotation. A pair of axial hydrostatic bearings that support the shaft (11) in a non-contact manner, a grinding wheel side radial hydrostatic bearing that supports the rotating shaft (11) in a non-contact manner in the radial direction at a position close to the grinding wheel (2), The shaft (11) may be composed of an anti-grinding wheel side radial hydrostatic bearing that supports the shaft (11) in a radial direction at a position far from the grindstone (2) and a control device that controls each hydrostatic bearing. In this case, the auxiliary radial bearing is also a hydrostatic bearing.

また、スピンドル装置を玉軸受などの転がり軸受で回転軸を支持する形式とし、補助軸受装置(5)を上記構成として、これを単独で制御するようにしてもよい。   Alternatively, the spindle device may be of a type that supports the rotating shaft with a rolling bearing such as a ball bearing, and the auxiliary bearing device (5) may be configured as described above and controlled independently.

図1は、この発明による工作機械の実施形態を示す主要部の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part showing an embodiment of a machine tool according to the present invention. 図2は、従来の工作機械の問題点を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a problem of a conventional machine tool.

符号の説明Explanation of symbols

(1) スピンドル装置
(2) 砥石(工具)
(10) ケーシング
(11) 回転軸
(14) 上側(反工具側)ラジアル軸受
(15) 下側(工具側)ラジアル軸受
(24) DSP(制御装置)
(1) Spindle device
(2) Whetstone (tool)
(10) Casing
(11) Rotating shaft
(14) Upper (anti-tool side) radial bearing
(15) Lower (tool side) radial bearing
(24) DSP (control device)

Claims (3)

ケーシング、ケーシング内に配置された回転軸、および回転軸を支持する複数の軸受を有するスピンドル装置と、回転軸先端にクイルを介して支持される工具とを備えている工作機械において、
工具から軸方向に突出するようにクイルに設けられた延長軸部と、延長軸部をラジアル方向に非接触支持する補助ラジアル軸受とをさらに備えていることを特徴とする工作機械。
In a machine tool comprising a casing, a rotating shaft arranged in the casing, a spindle device having a plurality of bearings for supporting the rotating shaft, and a tool supported at the tip of the rotating shaft via a quill,
A machine tool, further comprising: an extension shaft portion provided on the quill so as to protrude from the tool in the axial direction; and an auxiliary radial bearing for supporting the extension shaft portion in a non-contact manner in the radial direction.
補助ラジアル軸受は、制御型ラジアル磁気軸受であり、その近傍にラジアル変位センサが設けられている請求項1の工作機械。   2. The machine tool according to claim 1, wherein the auxiliary radial bearing is a control type radial magnetic bearing, and a radial displacement sensor is provided in the vicinity thereof. スピンドル装置は、ラジアル磁気軸受、ラジアル変位センサおよび制御装置を有する磁気軸受スピンドルであり、スピンドル装置の制御装置によって、補助ラジアル軸受も制御されている請求項2の工作機械。   3. The machine tool according to claim 2, wherein the spindle device is a magnetic bearing spindle having a radial magnetic bearing, a radial displacement sensor, and a control device, and the auxiliary radial bearing is also controlled by the control device of the spindle device.
JP2006201520A 2006-07-25 2006-07-25 Machine tool Withdrawn JP2008023683A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006201520A JP2008023683A (en) 2006-07-25 2006-07-25 Machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006201520A JP2008023683A (en) 2006-07-25 2006-07-25 Machine tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008023683A true JP2008023683A (en) 2008-02-07

Family

ID=39114841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006201520A Withdrawn JP2008023683A (en) 2006-07-25 2006-07-25 Machine tool

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008023683A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010280039A (en) * 2009-06-05 2010-12-16 Canon Inc Polishing device
CN102172892A (en) * 2011-01-19 2011-09-07 天津大学 On-line measurement device and method for grinding force for excircle honing
CN102744660A (en) * 2012-07-16 2012-10-24 沪东重机有限公司 Tool for polishing starting valve port of diesel engine and method for assembling tool
WO2017206986A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Grinding spindle, internal cylindrical grinding machine, and method for internal cylindrical grinding

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010280039A (en) * 2009-06-05 2010-12-16 Canon Inc Polishing device
CN102172892A (en) * 2011-01-19 2011-09-07 天津大学 On-line measurement device and method for grinding force for excircle honing
CN102744660A (en) * 2012-07-16 2012-10-24 沪东重机有限公司 Tool for polishing starting valve port of diesel engine and method for assembling tool
WO2017206986A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Grinding spindle, internal cylindrical grinding machine, and method for internal cylindrical grinding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109308052B (en) Numerical controller and numerical control method
US20080226409A1 (en) Dental machining unit with tool spindle
JPH01127254A (en) Machining device having magnetic bearing in main spindle
US7666062B2 (en) Grinding apparatus with magnetic bearings
JP2010017801A (en) Cutting method and cutting apparatus
JPWO2008050747A1 (en) Angle indexing device for machine tools
US20090042479A1 (en) Grinding apparatus and method of controlling grinding apparatus
JP2008254114A (en) Magnetic bearing spindle device for machine tool
JP2008023683A (en) Machine tool
EP2929971B1 (en) Electric discharge machine with rotary table
JP5581825B2 (en) Machine tool reference position detection apparatus and reference position detection method
JP2009050927A (en) Grinder
JP4923813B2 (en) Machine Tools
JP2009285776A (en) Grinder
JP2008023684A (en) Machine tool
JP2009285777A (en) Spindle device
RU2571553C2 (en) Device for parts machining at nc miller
JPH03228570A (en) Processing device having magnetic bearing on spindle
JP2009291916A (en) Machine tool
JP2009045711A (en) Main spindle monitor
JPS63295177A (en) Grinder control method
JP2013071204A (en) Rigidity measuring method and grinder
JP2007260809A (en) Grinding wheel truing method and device
JP2010144774A (en) Controlled type magnetic bearing device
JPH0899254A (en) Spindle device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20091006