JP2852747B2 - 内面研削盤 - Google Patents

内面研削盤

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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、ワークの長孔内面を研削加工する内面研削
盤に係わり、特に高精度の円筒度および真直度が要求さ
れる内面研削盤に関する。
《発明の概要》 本発明は、磁気軸受で軸支されるスピンドルロータの
先端に砥石を備え、砥石がワークの長孔の奥へ進むに従
って磁気軸受の励磁電流を制御して砥石の回転軸芯を傾
斜させ、長孔の奥部に発生するテーパを未然に防止し、
円筒度および真直度を高めるようにしたものである。
《従来の技術》 従来、第５図に示すようなワーク１、例えばプランジ
ャバルブの長孔ａを研削加工する際は、ワーク１を研削
盤の主軸台により回転させるとともに、高速回転するス
ピンドルロータ２の先端に砥石軸（クイル）３を介して
砥石４を設け、この回転する砥石４を回転軸方向に移動
（トラバース）させることにより長孔ａの内面を研削加
工している。
《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、従来の内面研削盤においては、研削加
工時のクイルの撓み等によりワーク１の長孔ａ内面形状
は、第６図に示すように奥に行くに従って小径となるテ
ーパ状となり、円筒度，真直度が低下するという問題点
がある。
このような問題点を解決するために、本出願人は先に
特願昭61−9769号において、クイルの撓む場所から奥の
研削加工はクイルに所定角度傾斜を持たせて行うことを
提案した。
しかし、この所定角度形成は、テーブルに載置された
砥石台のメニカルクランプを外し砥石台を偏心カム等を
使用して所定角度に変更した後、再びメカニカルクラン
プ止めするようにして行っているため、任意の角度調整
ができず、また機構が複雑になり、さらにガタ等のため
微小角度調整が難しいという問題点があった。
《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、一方の先端に砥石軸を介して砥
石を有し、かつ磁気軸受で軸支されて回転駆動されるス
ピンドルロータと、 前記磁気軸受が載置されるとともに、前記スピンドル
ロータの軸芯方向へ移動可能な送り機構を有するスピン
ドルと、 前記磁気軸受内におけるスピンドルロータの半径方向
の位置を検出するための位置センサと、 ワークに設けられた長孔内にあって、前記砥石軸の撓
みにより変化する前記砥石の位置に対応して前記砥石の
回転中心軸線と上記長孔の中心軸線とのなす砥石傾斜角
を設定するための接設定手段と、 上記スピンドルロータの磁気軸受内の軸芯方向が前記
砥石傾斜角となるように前記磁気軸受の励磁電流を制御
するための制御手段と、 を具備することを特徴とするものである。
《作用》 本発明は、上記構成により砥石がワークの長孔の奥に
進むに従って、磁気軸受の励磁電流が制御されクイルの
角度が所定角度に調整されるように作用する。
《実施例の説明》 第１図は本発明に係わる内面研削盤の斜視図であっ
て、１はワーク,2はスピンドルロータおよび３はスピン
ドルロータ２の先端に設けられたクイルであって、その
先端に砥石４が備えられている。
ワーク１は主軸台５に設けられたモータ６により回転
駆動されるチャック７に支持されて回転されるととも
に、主軸台５はテーブル８に載置されており、このテー
ブル８はワーク１の回転軸方向と直角方向に移動可能に
構成されている。
スピンドルロータ２は、第２図に示すように磁気軸受
機構により軸支されている。
すなわち、スピンドルロータ２はそのほぼ中央部に一
体的に設けられた円盤９を有し、これはスピンドル10に
設けられたスラスト磁気軸受11で軸支され、スピンドル
ロータ２の軸芯方向の力を受止めているとともに、その
左右端側をラジアル磁気軸受12,13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機構は周知であるの
で、その詳細については省略するが、複数の対からなる
電磁石12a,12b,13a,13bの間にスピンドルロータを磁力
により浮上させて軸支される。この場合、通常電磁石と
スピンドルロータ２の外周とには0.5mm程度の間隙が維
持されている。
従って、ラジアル磁気軸受12,13の一対の電磁石12a,1
2b,13a,13bの励磁電流を一方より他方を大きくすると、
例えば電磁石12a,13aより12b,13bを大きくすると、その
差分の励磁電流分だけ電磁石12b,13b側に軸芯を偏らせ
て軸支することができるだけでなく、電磁石12aより12b
の励磁電流を大きくするとともに、電磁石13aより13bの
励磁電流を小さくすることにより、磁気軸受の中心軸線
に対し、スピンドルロータ２の軸芯を傾斜させることが
できる。
スピンドルロータ２の傾斜は砥石４を矢印イ方向へ傾
けることができ、これによりその先端に設けられた砥石
４に砥石傾斜角θを付与することができる。
Ａはモータステータであって、コイル14に電流が流れ
るとスピンドルロータ２を回転させるように作用する。
従ってスピンドルロータ２はモータの回転子として作用
し、ステータＡは固定子として作用する。
15,16はスピンドルロータ２の左右端側に設けられた
位置センサであって、それぞれ一対のセンサ15a,15bお
よび16a,16bから構成され、スピンドルロータ２の軸支
位置、すなわち電磁石12aと12b間ならびに13aと13b間の
スピンドルロータの半径方向位置が検出される。また17
は、円盤９の位置を検出するための一対のセンサ17a,17
bからなる位置センサである。
なお、これら位置センサ15,16,17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装置等が使
用できる。
スピンドル10は、スピンドル台18を介してテーブル19
上に固定載置され、このテーブル19はベッド20上に設け
られた案内部材21によりスピンドルロータ２の軸芯方向
へ移動可能に構成されている。
テーブル19の移動は、サーボモータ22により回転され
るスクリュー23により行われ、その移動量はサーボモー
タ22に直結されているエンコーダ24により検出される。
第３図は、本実施例装置の電気的構成を示すブロック
図であって、システムプログラムが格納されているROM2
5およびワーキングメモリの格納されているRAM26を用い
て所定の演算を行うCPU27を有しており、これにより装
置全体が統轄的に制御される。
サーボモータ22は、CPU27からの制御信号をD/A変換器
28を介してサーボドライバ29で受け、これにより回転駆
動される。またその回転数はエンコーダ24により検出さ
れ、その検出信号はパルス成形および方向判別回路30で
処理された後位置カウンタ31を介してCPU27に送出され
る。
CPU27は、D/A変換器32を介して磁気軸受コントローラ
33に信号を送出し磁気軸受12,13の各電磁石12a,12b,13
a,13bの励磁電流を制御するとともに、この励磁電流の
制御によるスピンドルロータ２の半径方向の位置は位置
センサ15,16により検出され、その信号は磁気軸受コン
トローラ33に含まれている位置検出回路34,A/D変換器35
を経てCPU27に送出される。
以下、第４図のフローチャートを参照しながらCPUの
制御動作を説明する。
まず、ワーク１とスピンドルロータ２が所定方向に回
転して研削加工が開始されると（ステップ100）、砥石
４がワーク１の長孔ａの奥の方への前進と、入口の方へ
の後退とを繰り返して往復動研削、すなわちレシプロケ
ーションが行なわれる。これは、エンコーダ24でテーブ
ル19の位置を検出しながらサーボモータ22の回転制御に
より行なわれる（ステップ102）。
RAM26には、長孔ａ内の砥石４の位置と、その砥石４
の砥石傾斜角θが予め記憶されているので、テーブル19
の移動量から砥石傾斜角θが演算され、その演算結果に
基づく砥石傾斜角θとなるように磁気軸受15,16の励磁
電流が調整される（ステップ104,106）。
従って、長孔ａ内は傾斜角の調整された砥石により所
定の穴寸法になるまで研削加工されて終了する（ステッ
プ108肯定,110）。
なお、上記実施例ではエンコーダ24を用いてテーブル
19の移動量を検知したが、これを近接スイッチ等からな
るテーブル移動距離検出器により行っても良い。
さらに、砥石傾斜角制御をテーブル19の移動に対応し
て連続的に行ったが、これをテーブルの所定距離移動後
に砥石傾斜角θを一定に固定するようにしても良い。し
かし、本実施例のように連続して傾斜角を調整するよう
にすると、高精度の円筒度および真直度の長孔研削加工
ができる。
《効果》 本発明は上記の如く磁気軸受の励磁電流を制御して、
砥石傾斜角調整を磁気軸受の励磁電流を制御して行うよ
うにしたので、砥石傾斜角調整のための機械的構成を全
く必要とせず、内面研削盤の構造を簡単にすることがで
き、また磁気軸受の励磁電流を制御するだけで極めて容
易に砥石傾斜角調整が行なえる。
従って高精度の内面研削加工を作業性を低下させずに
行なうことができる等の効果を有している。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明装置の一実施例を示す斜視図、第２図は
スピンドルの断面図、第３図は電気的構成を示すブロッ
ク図、第４図は動作のフローチャートおよび第5,6図は
従来の内面研削盤における長孔の研削加工を説明するた
めの説明図である。 １…ワーク ２…スピンドルロータ ３…砥石軸（クイル） ４…砥石 10…スピンドル 11…スラスト磁気軸受 12,13…ラジアル磁気軸受 15,16,17…位置センサ 24…エンコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24B 47/10 B24B 41/04 B24B 5/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一方の先端に砥石軸を介して砥石を有し、
    かつ磁気軸受で軸支されて回転駆動されるスピンドルロ
    ータと、 前記磁気軸受が載置されるとともに、前記スピンドルロ
    ータの軸芯方向へ移動可能な送り機構を有するスピンド
    ルと、 前記磁気軸受内における前記スピンドルロータの半径方
    向の位置を検出するための位置センサと、 ワークに設けられた長孔内にあって、前記砥石軸の撓み
    により変化する前記砥石の位置に対応して前記砥石の回
    転中心軸線と前記長孔の中心軸線とのなす砥石傾斜角を
    設定するための設定手段と、 前記スピンドルロータの前記磁気軸受内の軸芯方向が前
    記砥石傾斜角となるように前記磁気軸受の励磁電流を制
    御するための制御手段と、 を具備したことを特徴とする内面研削盤。
JP63065099A 1988-03-18 1988-03-18 内面研削盤 Expired - Fee Related JP2852747B2 (ja)

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