JP2819129B2 - 接触位置検出装置および該装置を用いた工作機械 - Google Patents
接触位置検出装置および該装置を用いた工作機械Info
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、磁気軸受で軸支された砥石等とワーク等と
の接触位置を検出するための接触位置検出装置に関し、
さらに、この接触位置検出装置を利用した工作機械に関
する。
の接触位置を検出するための接触位置検出装置に関し、
さらに、この接触位置検出装置を利用した工作機械に関
する。
《従来の技術》 従来、研削盤あるいはフライス盤等の工作機械におい
て、ワークと刃物あるいは砥石（以下これらを「工具」
という）の接触状態を検出する手段として工具またはワ
ークを回転させるモータの駆動電流（または電圧）変化
を検出して行なうことが提案されている（例えば特公昭
53−34677号，同61−26469号）。
て、ワークと刃物あるいは砥石（以下これらを「工具」
という）の接触状態を検出する手段として工具またはワ
ークを回転させるモータの駆動電流（または電圧）変化
を検出して行なうことが提案されている（例えば特公昭
53−34677号，同61−26469号）。
すなわち、ワークと工具が接触したことによる負荷変
動を駆動電流の変化として捕え、これによりワークと工
具の接触状態を検出するようにしている。
動を駆動電流の変化として捕え、これによりワークと工
具の接触状態を検出するようにしている。
また、最近工作機械の仕上げの高精度化に伴い、例え
ば砥石を超高速回転させて研削加工することが行なわれ
ている。
ば砥石を超高速回転させて研削加工することが行なわれ
ている。
この場合における砥石の回転は、ロータ軸の先端に砥
石を設け、このロータ軸をモータの回転子とするととも
に、スピンドル内にモータコイルを有するステータを設
け、さらにロータ軸を磁気軸受で軸支して超高速回転さ
せている。
石を設け、このロータ軸をモータの回転子とするととも
に、スピンドル内にモータコイルを有するステータを設
け、さらにロータ軸を磁気軸受で軸支して超高速回転さ
せている。
《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、上記従来のワークと工具の接触状態検
出は、ワークまたは工具を回転駆動させるモータの電流
変化を監視して行なうようになっているが、高精度の接
触位置検出ができないという問題点があった。
出は、ワークまたは工具を回転駆動させるモータの電流
変化を監視して行なうようになっているが、高精度の接
触位置検出ができないという問題点があった。
すなわち、ワークを回転させる主軸または工具を回転
させるロータ軸自体一定の質量を有し、これが回転させ
られると相当のエネルギーを持っているため、ワークと
工具の接触初めの回転剤のエネルギー変化はごく僅かで
モータの駆動電流変化としては正確に検出できず、瞬時
かつ鋭敏に高精度の接触位置検出が不可能であった。
させるロータ軸自体一定の質量を有し、これが回転させ
られると相当のエネルギーを持っているため、ワークと
工具の接触初めの回転剤のエネルギー変化はごく僅かで
モータの駆動電流変化としては正確に検出できず、瞬時
かつ鋭敏に高精度の接触位置検出が不可能であった。
《問題点を解決するための手段》 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であってその構成は、磁気軸受で軸支されて回転駆動さ
れるロータ軸の先端に刃物，砥石等の付属体を有するス
ピンドルと、 前記磁気軸受内における前記ロータ軸の位置を検出す
るための位置センサと、 前記スピンドルの相対移動により前記付属体が他の物
体に接触したことを前記磁気軸受の励磁電流の変化から
検出するための接触検出手段とからなる接触位置検出装
置であり、 また、磁気軸受で軸支されて回転駆動されるロータ軸
の先端に刃物または砥石等の工具を有するスピンドル
と、 前記スピンドルが載置固定されるテーブルと、 前記工具により加工されるワークを支持する支持台
と、 前記磁気軸受内における前記ロータ軸の位置を検出す
るための位置センサと、 前記テーブルまたは前記主軸台が移動することにより
前記工具とワークが接触したことを前記軸気軸受の励磁
電流の変化から検出するための接触検出手段とからなる
工作機械であり、 さらに、磁気軸受で軸支されて回転駆動されるロータ
軸の先端に砥石を有するスピンドルと、 前記スピンドルが載置されるテーブルと、 前記砥石をドレスするドレッサーを支持する支持台
と、 前記磁気軸受内における前記ロータ軸の位置を検出す
るための位置センサと、 前記テーブルまたは前記支持台が移動することにより
前記砥石と前記ドレッサーとが接触したことを前記磁気
軸受の励磁電流の変化から検出するための接触検出手段
と、 前記砥石と前記ドレッサーとの接触位置から所定のド
レス量となるように前記磁気軸受内のロータ軸を前記ロ
ータ軸芯と平行に移動するように前記磁気軸受の励磁電
流を制御するための励磁制御手段とからなる工作機械で
ある。
であってその構成は、磁気軸受で軸支されて回転駆動さ
れるロータ軸の先端に刃物，砥石等の付属体を有するス
ピンドルと、 前記磁気軸受内における前記ロータ軸の位置を検出す
るための位置センサと、 前記スピンドルの相対移動により前記付属体が他の物
体に接触したことを前記磁気軸受の励磁電流の変化から
検出するための接触検出手段とからなる接触位置検出装
置であり、 また、磁気軸受で軸支されて回転駆動されるロータ軸
の先端に刃物または砥石等の工具を有するスピンドル
と、 前記スピンドルが載置固定されるテーブルと、 前記工具により加工されるワークを支持する支持台
と、 前記磁気軸受内における前記ロータ軸の位置を検出す
るための位置センサと、 前記テーブルまたは前記主軸台が移動することにより
前記工具とワークが接触したことを前記軸気軸受の励磁
電流の変化から検出するための接触検出手段とからなる
工作機械であり、 さらに、磁気軸受で軸支されて回転駆動されるロータ
軸の先端に砥石を有するスピンドルと、 前記スピンドルが載置されるテーブルと、 前記砥石をドレスするドレッサーを支持する支持台
と、 前記磁気軸受内における前記ロータ軸の位置を検出す
るための位置センサと、 前記テーブルまたは前記支持台が移動することにより
前記砥石と前記ドレッサーとが接触したことを前記磁気
軸受の励磁電流の変化から検出するための接触検出手段
と、 前記砥石と前記ドレッサーとの接触位置から所定のド
レス量となるように前記磁気軸受内のロータ軸を前記ロ
ータ軸芯と平行に移動するように前記磁気軸受の励磁電
流を制御するための励磁制御手段とからなる工作機械で
ある。
《作用》 本発明は、ワークと工具とが接触すると磁気軸受の励
磁電流が変化するので、その変化は接触検出手段により
検出されてワークと工具との接触状態が検出されるよう
に作用する。
磁電流が変化するので、その変化は接触検出手段により
検出されてワークと工具との接触状態が検出されるよう
に作用する。
《実施例の説明》 第１〜３図の請求項１および２に係わる接触位置検出
装置およびこの装置を用いた研削盤の一実施例を示すも
のであって、第１図はその概略構成図である。
装置およびこの装置を用いた研削盤の一実施例を示すも
のであって、第１図はその概略構成図である。
図中１はスピンドルであって、そのスピンドル１の一
端に砥石ａを有するロータ軸２が回転自在に横架されて
いる。スピンドル１はテーブル３に載置固定されてお
り、このテーブル３はサーボモータ４およびこれにより
回転されるスクリュー５等から構成される周知の送り機
構によりロータ軸２の軸芯方向（Ｚ軸方向）へ移動可能
に構成されている。
端に砥石ａを有するロータ軸２が回転自在に横架されて
いる。スピンドル１はテーブル３に載置固定されてお
り、このテーブル３はサーボモータ４およびこれにより
回転されるスクリュー５等から構成される周知の送り機
構によりロータ軸２の軸芯方向（Ｚ軸方向）へ移動可能
に構成されている。
ロータ軸２は、そのほぼ中央に一体的に設けられた円
盤状のプレート６を有し、これはスピンドル１内に設け
られたスラスト磁気軸受７で軸支され、軸芯方向の力を
受止めているとともに、その左右端をラジアル磁気軸受
8,9により軸支されている。
盤状のプレート６を有し、これはスピンドル１内に設け
られたスラスト磁気軸受７で軸支され、軸芯方向の力を
受止めているとともに、その左右端をラジアル磁気軸受
8,9により軸支されている。
スラストおよびラジアル磁気軸受の機構は周知である
のでその詳細については省略するが、これら磁気軸受は
複数の対からなる電磁石7a,7b,8a,8b,9a,9b,の間にロー
タ軸２を磁力により浮上させて構成される。
のでその詳細については省略するが、これら磁気軸受は
複数の対からなる電磁石7a,7b,8a,8b,9a,9b,の間にロー
タ軸２を磁力により浮上させて構成される。
磁気軸受は、通常電磁石の磁極とロータ軸２ならびに
プレート６の外周と間には0.5mm程度のクリアランスが
設けられている。従って、一対の電磁石の励磁電流を調
整することによってロータ軸２をいずれかの電磁石側に
偏らせて軸支することが可能である。しかし、通常ロー
タ軸２にはクリアランスのほぼ中間に位置するように後
述の位置センサでロータ軸２の位置を検出し、この検出
信号をフィードバックして励磁電流が調整されている。
プレート６の外周と間には0.5mm程度のクリアランスが
設けられている。従って、一対の電磁石の励磁電流を調
整することによってロータ軸２をいずれかの電磁石側に
偏らせて軸支することが可能である。しかし、通常ロー
タ軸２にはクリアランスのほぼ中間に位置するように後
述の位置センサでロータ軸２の位置を検出し、この検出
信号をフィードバックして励磁電流が調整されている。
10はモータステータであって、そのコイル10′に電流
が流れるとロータ軸２を回転させるように作用する。こ
のためロータ軸２はモータの回転子として作用し、モー
タステータ10は固定子として作用する。
が流れるとロータ軸２を回転させるように作用する。こ
のためロータ軸２はモータの回転子として作用し、モー
タステータ10は固定子として作用する。
11,12はロータ軸２の左右側に設けられた位置センサ,
13はプレート６側に設けられた位置センサおよび16はロ
ータ軸２の他端側に設けられた位置センサであって、こ
のうち位置センサ11,12はロータ軸２の半径（ラジア
ル）方向位置が検出される。
13はプレート６側に設けられた位置センサおよび16はロ
ータ軸２の他端側に設けられた位置センサであって、こ
のうち位置センサ11,12はロータ軸２の半径（ラジア
ル）方向位置が検出される。
センサ13はスラスト磁気軸受７の間におけるプレート
６の位置が検出され、さらにセンサ14はスピンドル１内
のロータ軸２の軸芯（スラスト）方向の位置偏位が検出
される。
６の位置が検出され、さらにセンサ14はスピンドル１内
のロータ軸２の軸芯（スラスト）方向の位置偏位が検出
される。
なお、センサ13と14は必ずしも両方設ける必要はな
く、どちらか一方を設けるようにしても良い。
く、どちらか一方を設けるようにしても良い。
これら位置センサ11〜14としては、本出願人が先に実
願昭61−61261号で提案した位置検出センサ等が使用で
きる。
願昭61−61261号で提案した位置検出センサ等が使用で
きる。
図中ｂはワークであって、上記テーブル３と同様の送
り機構を有する支持台15上に載置固定されている。すな
わち支持台15はサーボモータ16およびこれにより回転さ
れるスクリュー17を備えている。
り機構を有する支持台15上に載置固定されている。すな
わち支持台15はサーボモータ16およびこれにより回転さ
れるスクリュー17を備えている。
図中ｃは制御手段を示すものであって、CPU,ROM,RAM
等を含む制御部18,ユーザプログラムを設定するための
キーボード等からなる設定器19,位置センサ11〜14から
の検出信号を取込むためのA/D変換器20,スラスト磁気軸
受７およびラジアル磁気軸受8,9を駆動させるための磁
気軸受駆動回路21,モータコイル10を駆動するためのモ
ータ駆動回路22およびテーブル3,支持台15を駆動させる
ためのテーブル・支持台駆動回路23ならびにこれら各駆
動回路のためのD/A変換器24から構成されている。
等を含む制御部18,ユーザプログラムを設定するための
キーボード等からなる設定器19,位置センサ11〜14から
の検出信号を取込むためのA/D変換器20,スラスト磁気軸
受７およびラジアル磁気軸受8,9を駆動させるための磁
気軸受駆動回路21,モータコイル10を駆動するためのモ
ータ駆動回路22およびテーブル3,支持台15を駆動させる
ためのテーブル・支持台駆動回路23ならびにこれら各駆
動回路のためのD/A変換器24から構成されている。
制御部18は、研削盤を統轄的に制御するもので、その
RAMにはユーザプログラムが予め設定されているととも
に、後述の工具ａとワークｂの接触を検出するためのし
きい値が予め設定されている。
RAMにはユーザプログラムが予め設定されているととも
に、後述の工具ａとワークｂの接触を検出するためのし
きい値が予め設定されている。
以上の構成からなる本実施例の動作を第２図のフロー
チャートおよび第３図のテーブルの移動量，位置センサ
出力および磁気軸受の励磁電流との関係を示した説明図
（切込特性線図）を参照しながら説明する。
チャートおよび第３図のテーブルの移動量，位置センサ
出力および磁気軸受の励磁電流との関係を示した説明図
（切込特性線図）を参照しながら説明する。
今、図示しない研削開始ボタンが押されて研削加工が
開始されると（ステップ100肯定，第３図t1）、制御部1
8からD/A変換器24を介してテーブル・支持台駆動回路23
から信号を受けてサーボモータ４が急速回転し砥石ａが
ワークｂに接近する（ステップ102）。
開始されると（ステップ100肯定，第３図t1）、制御部1
8からD/A変換器24を介してテーブル・支持台駆動回路23
から信号を受けてサーボモータ４が急速回転し砥石ａが
ワークｂに接近する（ステップ102）。
この場合、位置センサ14の検出電流は一定値を維持し
ている。しかし、砥石ａとワークｂとが接すると、ロー
タ軸２が位置センサ14側に移動するので、これが位置セ
ンサ14の検出電流を増加させ、その増加が設定器19で予
め設定してあるしきい値よりも大きくなり、この時点が
砥石ａとワークｂとの接触位置として検出される（ステ
ップ104肯定，第３図Ａ）。この検出はロータ軸２の位
置変化を位置センサ14で行なうため、瞬時かつ鋭敏に高
精度に検出することができる。
ている。しかし、砥石ａとワークｂとが接すると、ロー
タ軸２が位置センサ14側に移動するので、これが位置セ
ンサ14の検出電流を増加させ、その増加が設定器19で予
め設定してあるしきい値よりも大きくなり、この時点が
砥石ａとワークｂとの接触位置として検出される（ステ
ップ104肯定，第３図Ａ）。この検出はロータ軸２の位
置変化を位置センサ14で行なうため、瞬時かつ鋭敏に高
精度に検出することができる。
なお、ここでは砥石ａとワークｂとは、ロータ軸２の
軸芯方向へ移動して接触する例を示したが、砥石ａまた
はワークｂがロータ軸２の軸芯方向と直交する方向に移
動して接触するときは、位置センサ11および12により検
出される。
軸芯方向へ移動して接触する例を示したが、砥石ａまた
はワークｂがロータ軸２の軸芯方向と直交する方向に移
動して接触するときは、位置センサ11および12により検
出される。
さて、砥石ａとワークｂが接触したときサーボモータ
４を停止させるとともに、微小量逆転させてテーブルを
微小量後退（リトラクション）させ、その後サーボモー
タ４の回転数を粗研削回転数に設定してテーブル３を移
動させる（ステップ108）。もちろん、この場合、リト
ラクションを行なわずに急速送りから粗研送りにそのま
ま移項するようにしても良い。粗研削が終了した後（第
３図Ｂ）、さらにサーボモータ４の回転数を落して精研
送りにしてテーブル３を移動させる（ステップ110,11
2）。
４を停止させるとともに、微小量逆転させてテーブルを
微小量後退（リトラクション）させ、その後サーボモー
タ４の回転数を粗研削回転数に設定してテーブル３を移
動させる（ステップ108）。もちろん、この場合、リト
ラクションを行なわずに急速送りから粗研送りにそのま
ま移項するようにしても良い。粗研削が終了した後（第
３図Ｂ）、さらにサーボモータ４の回転数を落して精研
送りにしてテーブル３を移動させる（ステップ110,11
2）。
精研終了後（第３図Ｃ）、研削量を０にして研削加工
を行なって、いわゆるスパークアウト後（第３図Ｄ）、
テーブル３を急速後退させて終了する（ステップ114肯
定,116,118）。
を行なって、いわゆるスパークアウト後（第３図Ｄ）、
テーブル３を急速後退させて終了する（ステップ114肯
定,116,118）。
上述の接触検出は、位置センサの検出電流により検出
したが、これを第３図に示すように磁気軸受の励磁電流
（ロータ軸２の軸芯方向の接触検出時はスラスト磁気軸
受の励磁電流，ロータ軸２の軸芯と直交する方向の接触
検出時はラジアル磁気軸受の励磁電流）のしきい値と比
較して行なうようにしても良い。
したが、これを第３図に示すように磁気軸受の励磁電流
（ロータ軸２の軸芯方向の接触検出時はスラスト磁気軸
受の励磁電流，ロータ軸２の軸芯と直交する方向の接触
検出時はラジアル磁気軸受の励磁電流）のしきい値と比
較して行なうようにしても良い。
本実施例の制御動作に対し、従来においては、第３図
一点鎖線に示されるように急速送りをワークと砥石とが
接する前の所定の位置のところまで行なうようになって
いる。このため上記t1より早いt0から急速送りが開始さ
れ、従って本実施例においてはt1−t0の分だけ研削加工
時間が短縮できる効果がある。
一点鎖線に示されるように急速送りをワークと砥石とが
接する前の所定の位置のところまで行なうようになって
いる。このため上記t1より早いt0から急速送りが開始さ
れ、従って本実施例においてはt1−t0の分だけ研削加工
時間が短縮できる効果がある。
なお、上記実施例では研削盤の例を示したが砥石の代
りに刃物を取付けてフライス盤とすることもできる。
りに刃物を取付けてフライス盤とすることもできる。
またテーブル３の送りの代りに支持台15を送るように
しても良く、さらにこれら両方の送り機構を任意に組合
せて初期の研削量あるいは研削量を求めるようにしても
良い。
しても良く、さらにこれら両方の送り機構を任意に組合
せて初期の研削量あるいは研削量を求めるようにしても
良い。
第４〜６図は請求項３記載の発明に係わる研削盤の自
動ドレス装置の一実施例を示すものであって、第４図は
その概略構成図である。
動ドレス装置の一実施例を示すものであって、第４図は
その概略構成図である。
同図においてスピンドル１は、上記第１図のラジアル
磁気軸受９とモータステータ10の位置が逆転している
点，位置センサ12がロータ軸２の他端側に位置している
点および位置センサ14が省略されている点を除いて同じ
である。
磁気軸受９とモータステータ10の位置が逆転している
点，位置センサ12がロータ軸２の他端側に位置している
点および位置センサ14が省略されている点を除いて同じ
である。
なお、第４図の構成において第１図と同一符号ないし
同一符号に′を付した構成要素は同一機能ないしは類似
機能を有する構成を示している。
同一符号に′を付した構成要素は同一機能ないしは類似
機能を有する構成を示している。
スピンドル１は図示しないテーブルに載置固定されて
いて、このテーブルはサーボモータ４′およびスクリュ
ー５′によりロータ軸２の軸芯方向と直角に移動可能に
構成されている。
いて、このテーブルはサーボモータ４′およびスクリュ
ー５′によりロータ軸２の軸芯方向と直角に移動可能に
構成されている。
図中ｄはドレッサーであってその先端にはダイヤモン
ドツール25を有し、図示しない主軸台に固定支持されて
いて、スピンドル１がテーブルの送り機構により移動さ
れたとき、また主軸台の送り機構により移動されたとき
ダイヤモンドツール25が砥石ａに接するように両者は対
応して配置されている。
ドツール25を有し、図示しない主軸台に固定支持されて
いて、スピンドル１がテーブルの送り機構により移動さ
れたとき、また主軸台の送り機構により移動されたとき
ダイヤモンドツール25が砥石ａに接するように両者は対
応して配置されている。
なお、ドレッサーｄは主軸台とは別に送り機構を有す
るドレッサー支持台を設け、これに取付けるようにして
も良い。
るドレッサー支持台を設け、これに取付けるようにして
も良い。
図中ｃは制御手段を示すものであって、CPU,メモリ等
を含む制御部18,位置検出回路25a,25b,制御回路26a,26
b,演算回路27a,27b,増幅回路28a,28b,29a,29b,モータ駆
動回路22およびテーブル駆動回路23から構成されてい
る。
を含む制御部18,位置検出回路25a,25b,制御回路26a,26
b,演算回路27a,27b,増幅回路28a,28b,29a,29b,モータ駆
動回路22およびテーブル駆動回路23から構成されてい
る。
このうち制御部18はドレス作業を統轄的に制御するも
ので、そのメモリには砥石ａのドレス量ｈ（削り量）が
予め設定されている。
ので、そのメモリには砥石ａのドレス量ｈ（削り量）が
予め設定されている。
以上の構成からなる本実施例の動作を第５図のフロー
チャートおよび第６図のロータ軸２の移動状態の説明図
を参照しながら説明する。
チャートおよび第６図のロータ軸２の移動状態の説明図
を参照しながら説明する。
今、図示しないドレススタートボタンが押されてドレ
ス作業が開始されると（ステップ200肯定）、回転して
いるロータ軸２の軸芯方向位置はラジアル磁気軸受8,9
の中間に位置するように、すなわち第６図二点鎖線位置
に位置していて、この位置状態が位置検出回路25a,26b
により検出されている。
ス作業が開始されると（ステップ200肯定）、回転して
いるロータ軸２の軸芯方向位置はラジアル磁気軸受8,9
の中間に位置するように、すなわち第６図二点鎖線位置
に位置していて、この位置状態が位置検出回路25a,26b
により検出されている。
一方、ドレス作業開始と同時に制御部18からD/A変換
器24′を介して演算部27a,27bにランプ波信号が送出さ
れるとともに（ステップ202）、テーブル駆動回路23に
出力され、サーボモータ４′が第６図矢印イ方向へスピ
ンドル１を移動させる。
器24′を介して演算部27a,27bにランプ波信号が送出さ
れるとともに（ステップ202）、テーブル駆動回路23に
出力され、サーボモータ４′が第６図矢印イ方向へスピ
ンドル１を移動させる。
この移動により砥石ａとドレッサーｄとが接しロータ
軸２の移動が阻止されると、位置センサ11,12からの検
出信号を処理する位置検出回路25a,25bの出力信号とラ
ンプ波信号とが一致して、その接触状態が検出され（ス
テップ204）、その時点でサーボモータ４′が停止され
る。このためスピンドル１の移動が停止する（ステップ
206）。
軸２の移動が阻止されると、位置センサ11,12からの検
出信号を処理する位置検出回路25a,25bの出力信号とラ
ンプ波信号とが一致して、その接触状態が検出され（ス
テップ204）、その時点でサーボモータ４′が停止され
る。このためスピンドル１の移動が停止する（ステップ
206）。
次いで、制御部18のメモリには予め砥石ａのドレス量
である削り深さｈが記憶設定されているので、すなわち
ロータ軸２のドレッサーｄ側への平行移動量が図示しな
いキーボードから入力設定されているので、この削り量
深さｈに相当するラジアル磁気軸受8,9の励磁電流が制
御されてロータ軸２をドレッサーｄ側に平行移動させる
（ステップ208,210）。これにより、ロータ軸２は第６
図二点鎖線位置から実線位置へ平行移動する。
である削り深さｈが記憶設定されているので、すなわち
ロータ軸２のドレッサーｄ側への平行移動量が図示しな
いキーボードから入力設定されているので、この削り量
深さｈに相当するラジアル磁気軸受8,9の励磁電流が制
御されてロータ軸２をドレッサーｄ側に平行移動させる
（ステップ208,210）。これにより、ロータ軸２は第６
図二点鎖線位置から実線位置へ平行移動する。
ラジアル磁気軸受8,9の励磁電流の供給は、制御部18
により制御される制御回路26a,26bから増幅器28a,28b,2
9a,29bを介して所定の励磁電流が供給される。この際、
位置センサ11,12によりロータ軸２の移動量が検出さ
れ、その検出信号がフィードバックされて所定の移動量
となるように調整される。
により制御される制御回路26a,26bから増幅器28a,28b,2
9a,29bを介して所定の励磁電流が供給される。この際、
位置センサ11,12によりロータ軸２の移動量が検出さ
れ、その検出信号がフィードバックされて所定の移動量
となるように調整される。
所定の削り量に達した後（ステップ210肯定）テーブ
ル駆動回路23からサーボモータ４に出力されスピンドル
１をロータ軸２の軸芯方向へ移動させて（第６図矢印ロ
方向）ドレス作業を行ない終了する（ステップ212,21
4）。
ル駆動回路23からサーボモータ４に出力されスピンドル
１をロータ軸２の軸芯方向へ移動させて（第６図矢印ロ
方向）ドレス作業を行ない終了する（ステップ212,21
4）。
なお、スピンドル１の軸芯方向への移動は、所定のド
レス量ｈに達するまで数回繰り返して行なうようにして
も良く、またはドレッサーｄの取付けられている主軸台
をスピンドル１側へ移動するようにしても良い。
レス量ｈに達するまで数回繰り返して行なうようにして
も良く、またはドレッサーｄの取付けられている主軸台
をスピンドル１側へ移動するようにしても良い。
また砥石ａとドレッサーｄが接するまでの移動は、ド
レッサーｄを移動させるようにしても良い。すなわち、
ドレッサーｄの固定してある主軸台を移動させるように
しても良い。
レッサーｄを移動させるようにしても良い。すなわち、
ドレッサーｄの固定してある主軸台を移動させるように
しても良い。
以上の実施例においては、研削作業時に用いられる砥
石とワークとの接触位置検出手段を用いて砥石とドレッ
サーとの接触位置を検出した後、磁気軸受の励磁電流を
調整して砥石の所定削り深さまで調整できるように構成
したので、ドレッサーのための特別なメカニカルな送り
機構は必要でなく、しかもドレス作業は自動化されるた
め作業員によるドレスの不均一は解消される。
石とワークとの接触位置検出手段を用いて砥石とドレッ
サーとの接触位置を検出した後、磁気軸受の励磁電流を
調整して砥石の所定削り深さまで調整できるように構成
したので、ドレッサーのための特別なメカニカルな送り
機構は必要でなく、しかもドレス作業は自動化されるた
め作業員によるドレスの不均一は解消される。
なお、上述した各実施例では、位置センサの検出出力
は検出電流から検出し、さらに磁気軸受の励磁電流の変
化から接触位置を検出するようにしたが、もちろんこれ
ら電流を電圧変換して検出しても良いのであって、この
ため特許請求の範囲で励磁電流の変化というときは電圧
変化も含むと解釈しなければならない。
は検出電流から検出し、さらに磁気軸受の励磁電流の変
化から接触位置を検出するようにしたが、もちろんこれ
ら電流を電圧変換して検出しても良いのであって、この
ため特許請求の範囲で励磁電流の変化というときは電圧
変化も含むと解釈しなければならない。
《効果》 本発明は、磁気軸受で軸支されるロータ軸の先端に設
けられた刃物あるいは砥石等の工具（付属体）とワーク
あるいはドレッサー等の他の物体との接触を磁気軸受の
励磁電流の変化から検出するように構成したため、工具
とワークが接触した位置を瞬時にかつ鋭敏に高精度に検
出することができ、この接触位置を基にして研削量，切
削量等の加工寸法を容易に得ることのできる工作機械と
することができる。
けられた刃物あるいは砥石等の工具（付属体）とワーク
あるいはドレッサー等の他の物体との接触を磁気軸受の
励磁電流の変化から検出するように構成したため、工具
とワークが接触した位置を瞬時にかつ鋭敏に高精度に検
出することができ、この接触位置を基にして研削量，切
削量等の加工寸法を容易に得ることのできる工作機械と
することができる。
また、ドレス量も磁気軸受内におけるロータ軸の平行
移動により自動的に行なうことができるため、作業員に
よるドレス量の不均一が防止できる等の効果がある。
移動により自動的に行なうことができるため、作業員に
よるドレス量の不均一が防止できる等の効果がある。
第１図は本発明装置の一実施例を示す概略構成図、第２
図は研削制御動作のフローチャート、第３図は切込特性
線図、第４図は他の実施例を示す概略構成図、第５図は
ドレス作業の制御動作のフローチャートおよび第６図は
ロータ軸の移動状態を示す説明図である。 １……スピンドル ２……ロータ軸 ７……スラスト磁気軸受 8,9……ラジアル磁気軸受 10……モータコイル 11,12,13,14……位置センサ 18……制御部 ａ……砥石（付属体） ｂ……ワーク（他の物体） ｃ……制御手段 ｄ……ドレッサー
図は研削制御動作のフローチャート、第３図は切込特性
線図、第４図は他の実施例を示す概略構成図、第５図は
ドレス作業の制御動作のフローチャートおよび第６図は
ロータ軸の移動状態を示す説明図である。 １……スピンドル ２……ロータ軸 ７……スラスト磁気軸受 8,9……ラジアル磁気軸受 10……モータコイル 11,12,13,14……位置センサ 18……制御部 ａ……砥石（付属体） ｂ……ワーク（他の物体） ｃ……制御手段 ｄ……ドレッサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−89820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−185039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−205051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−64373（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−34677（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23Q 17/22 B24B 53/00 F16C 32/04
Claims (3)
- 【請求項１】磁気軸受で軸支されて回転駆動されるロー
タ軸の先端に刃物，砥石等の付属体を有するスピンドル
と、 前記磁気軸受内における前記ロータ軸の位置を検出する
ための位置センサと、 前記スピンドルの相対移動により前記付属体が他の物体
に接触したことを前記磁気軸受の励磁電流の変化から検
出するための接触検出手段と、 を具備したことを特徴とする接触位置検出装置。 - 【請求項２】磁気軸受で軸支されて回転駆動されるロー
タ軸の先端に刃物または砥石等の工具を有するスピンド
ルと、 前記スピンドルが載置固定されるテーブルと、 前記工具により加工されるワークを支持する支持台と、 前記磁気軸受内における前記ロータ軸の位置を検出する
ための位置センサと、 前記テーブルまたは前記主軸台が移動することにより前
記工具とワークが接触したことを前記磁気軸受の励磁電
流の変化から検出するための接触検出手段と、 を具備したことを特徴とする工作機械。 - 【請求項３】磁気軸受で軸支されて回転駆動されるロー
タ軸の先端に砥石を有するスピンドルと、 前記スピンドルが載置されるテーブルと、 前記砥石をドレスするドレッサーを支持する支持台と、 前記磁気軸受内における前記ロータ軸の位置を検出する
ための位置センサと、 前記テーブルまたは前記支持台が移動することにより前
記砥石と前記ドレッサーとが接触したことを前記磁気軸
受の励磁電流の変化から検出するための接触検出手段
と、 前記砥石と前記ドレッサーとの接触位置から所定のドレ
ス量となるように前記磁気軸受内のロータ軸を前記ロー
タ軸芯と平行に移動するように前記磁気軸受の励磁電流
を制御するための励磁制御手段と、 を具備したことを特徴とする工作機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076695A JP2819129B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 接触位置検出装置および該装置を用いた工作機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076695A JP2819129B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 接触位置検出装置および該装置を用いた工作機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01252343A JPH01252343A (ja) | 1989-10-09 |
| JP2819129B2 true JP2819129B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=13612620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63076695A Expired - Fee Related JP2819129B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 接触位置検出装置および該装置を用いた工作機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2819129B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2808568B2 (ja) * | 1991-10-16 | 1998-10-08 | キヤノン株式会社 | 切削状態監視装置 |
| JPH1110487A (ja) * | 1997-06-18 | 1999-01-19 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受スピンドルを用いた位置検出装置 |
| JP2007263143A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Jtekt Corp | 工作機械用磁気軸受装置 |
| CN103769932B (zh) * | 2013-12-31 | 2017-03-01 | 冯建国 | 高速旋转加工机构 |
| JP7082725B1 (ja) * | 2021-11-29 | 2022-06-08 | ヤマザキマザック株式会社 | 工作機械、工作機械による砥石とワークとの接触検出方法、及び、コンピュータプログラム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57205051A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Contact detecting method between work and tool |
| JPS5989820A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 剛性可変の磁気軸受装置 |
| JPH0785638B2 (ja) * | 1985-02-13 | 1995-09-13 | 株式会社日立製作所 | 磁気軸受を有する回転電機 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63076695A patent/JP2819129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01252343A (ja) | 1989-10-09 |
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