JP6175922B2 - Spindle device - Google Patents

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Description

本発明は、工作機械に使用される主軸装置に関する。   The present invention relates to a spindle device used in a machine tool.

例えば、特許文献1には、複数の玉軸受および空気静圧軸受により主軸を支持する主軸装置が開示されている。この主軸装置においては、加工時のびびり振動をより効果的に抑制するために、空気静圧軸受が玉軸受よりも主軸の先端側(工具側)に配設されている。   For example, Patent Document 1 discloses a spindle device that supports a spindle by a plurality of ball bearings and aerostatic bearings. In this spindle device, in order to more effectively suppress chatter vibration during processing, the aerostatic bearing is disposed on the tip side (tool side) of the spindle relative to the ball bearing.

特開2004−106091号公報JP 2004-106091 A

しかしながら、びびり振動をさらに効果的に抑制するために、液体を利用した減衰付加軸受を用いる場合は、粘性の高い流体を用いるため、流体のせん断抵抗が大きくなる。そして、主軸の回転によって流体が繰り返しせん断されることにより、流体が発熱する。これによって、主軸の熱変位が生じ、加工精度に影響を及ぼす。   However, in order to more effectively suppress chatter vibration, when a damping additional bearing using a liquid is used, a fluid having a high viscosity is used, so that the shear resistance of the fluid increases. The fluid is repeatedly sheared by the rotation of the main shaft, so that the fluid generates heat. As a result, thermal displacement of the spindle occurs, affecting the machining accuracy.

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、減衰付加軸受の流体の発熱を抑制しながら主軸の振動を抑制することができる主軸装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a main shaft device that can suppress vibration of the main shaft while suppressing heat generation of the fluid of the damping additional bearing.

(請求項1)本手段に係る主軸装置は、ハウジングと、ハウジングの内側に配置されるとともに、工具を保持し、回転駆動される主軸と、ハウジングに対して、主軸を回転可能に支持する転がり軸受と、主軸の振動を抑制する減衰付加軸受であって、ハウジングの内周面と主軸の外周面との周方向の環状の隙間である減衰付加部、減衰付加部に流体を供給する流体供給路および減衰付加部から流体を排出するドレインをえ、減衰付加部に供給される流体の流量が増加するにしたがって主軸の振動を抑制する減衰効果が大きくなる減衰付加軸受と、流体供給路に流体を供給し、流体の流量を調整可能とする流体供給装置と、流体供給装置が供給する流体の流量を周期的に変動させる制御装置と、を備えている。 (Claim 1) A main spindle device according to the present means is arranged inside a housing, inside the housing, holds a tool, is driven to rotate, and supports the main spindle to be rotatable with respect to the housing. A damping supply bearing that suppresses vibration of the bearing and the main shaft, and is a damping supply portion that is a circumferential annular gap between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the main shaft, and a fluid supply that supplies fluid to the attenuation addition portion e Bei a drain for discharging the fluid from the road and attenuation adding unit, a damping additional bearing suppressing damping effect of the vibration of the spindle increases as the flow rate of the fluid is increased to be supplied to the attenuation adding unit, the fluid supply passage A fluid supply device that can adjust the flow rate of the fluid and a control device that periodically varies the flow rate of the fluid supplied by the fluid supply device.

本手段によれば、制御装置は、流体供給装置が供給する流体の流量を周期的に変動させることによって、減衰付加軸受による減衰効果を発揮しつつ、流体の流量を少なくすることができる。流体の流量が少なくなれば、流体の圧力が小さくなる。これにより、流体のせん断抵抗が小さくなるため、流体の発熱を抑制することができる。さらに、流体の流量が少なくなれば、ドレイン等の流路面積を小さくすることができるため、減衰付加軸受の小型化が可能である。   According to this means, the control device can reduce the flow rate of the fluid while exhibiting the damping effect by the damping additional bearing by periodically changing the flow rate of the fluid supplied by the fluid supply device. If the fluid flow rate decreases, the fluid pressure decreases. Thereby, since the shear resistance of a fluid becomes small, the heat_generation | fever of a fluid can be suppressed. Furthermore, if the flow rate of the fluid is reduced, the area of the flow path such as the drain can be reduced, so that the damping additional bearing can be reduced in size.

(請求項2)好ましくは、制御装置は、主軸の回転数の増加に応じて、流体供給装置が供給する前記流体の流量を増加させる。 (Claim 2) Preferably, the control device increases the flow rate of the fluid supplied by the fluid supply device in accordance with an increase in the rotational speed of the main shaft.

すなわち、制御装置は、主軸の回転数が大きくなると、流体の流量を多くするように制御する。これにより、流体が減衰付加軸受から短時間で排出される。よって、主軸の回転数が大きくなり、流体が繰り返しせん断されることにより、流体の発熱が大きくなる場合であっても、流体が短時間で減衰付加軸受から排出されるため、流体の発熱は抑制される。 That is, the control device performs control so that the flow rate of the fluid is increased as the rotational speed of the main shaft increases. Thereby, the fluid is discharged from the damping additional bearing in a short time. Therefore, even if the rotation speed of the main shaft is increased and the fluid is repeatedly sheared to increase the heat generation of the fluid, the fluid is discharged from the damping additional bearing in a short time, so that the heat generation of the fluid is suppressed. Is done.

(請求項3)また、主軸装置は、工具による加工中の切削抵抗を検出する抵抗検出センサをさらに備え、制御装置は、抵抗検出センサによって検出された切削抵抗の増加に応じて、流体供給装置が供給する流体の流量を増加させる。 (Claim 3) Further, the spindle device further includes a resistance detection sensor for detecting a cutting resistance during machining by the tool, and the control device responds to an increase in the cutting resistance detected by the resistance detection sensor. Increases the flow rate of the fluid supplied.

すなわち、制御装置は、工具による加工中の切削抵抗が大きくなると、流体の流量を多くするように制御する。工具による加工中の切削抵抗が大きくなる場合は、主軸に大きな振動が発生する可能性がある。よって、大きな振動が発生する前に、所定時間における流体の量を変更し、減衰付加軸受による減衰効果を高めることで、主軸に大きな振動が発生することを抑制することができる。 That is, the control device controls to increase the flow rate of the fluid when the cutting resistance during processing by the tool increases. When the cutting resistance during machining by the tool increases, there is a possibility that a large vibration is generated in the main shaft. Therefore, before the large vibration is generated, the amount of the fluid in the predetermined time is changed, and the damping effect by the damping additional bearing is enhanced, so that the large vibration can be prevented from occurring in the main shaft.

(請求項4)また、流体供給装置は、流体の流路を開状態または閉状態とする弁体を有するバルブをさらに備え、制御装置は、バルブによって流体の流路の開状態と閉状態とを繰り返して、流体を所定時間毎に間欠的に供給することにより、流体の流量を周期的に変動させるとともに、流体の流量を増加させる場合、所定時間内の流体の量を増加させる。 (Claim 4) Further, the fluid supply device further includes a valve having a valve body that opens or closes the fluid flow path, and the control device uses the valve to open and close the fluid flow path. By repeating the above and supplying the fluid intermittently every predetermined time, the flow rate of the fluid is periodically changed, and when the flow rate of the fluid is increased, the amount of the fluid within the predetermined time is increased.

本発明の第一実施形態における主軸装置の軸方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the main axis | shaft apparatus in 1st embodiment of this invention. 図1に示す減衰付加軸受の拡大軸方向断面図である。FIG. 2 is an enlarged axial sectional view of the damping additional bearing shown in FIG. 1. 図1に示す流体供給装置におけるバルブの軸方向の断面図であり、電磁コイルが通電されていない状態を表している。It is sectional drawing of the axial direction of the valve | bulb in the fluid supply apparatus shown in FIG. 1, and represents the state by which the electromagnetic coil is not energized. 図1に示す流体供給装置におけるバルブの軸方向の断面図であり、電磁コイルが通電されている状態を表している。It is sectional drawing of the axial direction of the valve | bulb in the fluid supply apparatus shown in FIG. 1, and represents the state by which the electromagnetic coil is energized. 図1に示す制御装置が実行する制御についてのタイムチャートであり、上段は主軸の回転数を、下段は制御装置が送信する制御信号を表している。It is a time chart about the control which the control apparatus shown in FIG. 第一実施形態における主軸装置の作動を示すタイムチャートであり、上段は電磁コイルに供給される電流値および減衰付加軸受に供給される流体の流量を、下段は減衰付加軸受の減衰係数を表している。It is a time chart which shows the operation | movement of the main shaft apparatus in 1st embodiment, an upper stage represents the electric current value supplied to an electromagnetic coil, the flow volume of the fluid supplied to a damping addition bearing, and a lower stage represents the damping coefficient of a damping addition bearing. Yes. 第一実施形態および第二実施形態における流体の流量を周期内で変更する場合における制御装置が送信する制御信号の第一の変形例を表したタイムチャートであり、上段は制御信号および減衰付加軸受に供給される流量を、下段は減衰付加軸受の減衰係数を表している。It is a time chart showing the 1st modification of the control signal which the control device transmits when changing the flow rate of the fluid in the first embodiment and the second embodiment within the cycle, and the upper stage is the control signal and the damping additional bearing. The lower part represents the damping coefficient of the damping additional bearing. 第一実施形態および第二実施形態における流体の流量を周期内で変更する場合における制御装置が送信する制御信号の第二の変形例を表したタイムチャートであり、上段は制御信号および減衰付加軸受に供給される流量を、下段は減衰付加軸受の減衰係数を表している。It is a time chart showing the 2nd modification of the control signal which the control device transmits when changing the flow rate of the fluid in the first embodiment and the second embodiment within the cycle, and the upper stage is the control signal and the damping additional bearing. The lower part represents the damping coefficient of the damping additional bearing. 第一実施形態および第二実施形態における制御装置が送信する制御信号の第三の変形例を表したタイムチャートである。It is a time chart showing the 3rd modification of the control signal which the control device in the first embodiment and the second embodiment transmits.

以下、本発明の主軸装置1を具体化した第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。主軸装置1の構成について、図1を参照して説明する。図1に示すように、主軸装置1は、ハウジング10、主軸20、モータ30、複数の転がり軸受41〜44、減衰付加軸受50、流体供給装置60、および制御装置80を備えている。   Hereinafter, a first embodiment in which the spindle device 1 of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings. The configuration of the spindle device 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the main shaft device 1 includes a housing 10, a main shaft 20, a motor 30, a plurality of rolling bearings 41 to 44, a damping additional bearing 50, a fluid supply device 60, and a control device 80.

ハウジング10は、中空筒状に形成され、その中に主軸20を保持する。主軸20は、工具21を保持し、回転駆動されるものである。具体的には、主軸20は、先端側(図1の左側)に、工具21を保持し、モータ30によって回転駆動される。モータ30は、ハウジング10の筒内に配置されており、ハウジング10に固定されたステータ31および主軸20に固定されたロータ32を備えて構成されている。また、モータ30は、主軸20の回転数Rを検出する回転数センサ(図示せず)を備えている。本実施形態においては、回転数センサは、例えば磁気式エンコーダである。   The housing 10 is formed in a hollow cylindrical shape, and holds the main shaft 20 therein. The main shaft 20 holds the tool 21 and is rotationally driven. Specifically, the main shaft 20 holds the tool 21 on the tip side (left side in FIG. 1) and is rotationally driven by the motor 30. The motor 30 is disposed in a cylinder of the housing 10 and includes a stator 31 fixed to the housing 10 and a rotor 32 fixed to the main shaft 20. Further, the motor 30 includes a rotation speed sensor (not shown) that detects the rotation speed R of the main shaft 20. In the present embodiment, the rotation speed sensor is, for example, a magnetic encoder.

転がり軸受41〜44は、ハウジング10に対して主軸20を回転可能に支持するものである。転がり軸受41〜43は、例えば玉軸受を適用し、モータ30よりも工具21側に配置される。一方、転がり軸受44は、例えば、ころ軸受を適用し、モータ30より工具21の反対側(後端側)に配置される。すなわち、転がり軸受41〜44は、モータ30を軸方向中央に挟むように配置される。   The rolling bearings 41 to 44 support the main shaft 20 rotatably with respect to the housing 10. As the rolling bearings 41 to 43, for example, ball bearings are applied, and the rolling bearings 41 to 43 are arranged closer to the tool 21 than the motor 30. On the other hand, the rolling bearing 44 is, for example, a roller bearing and is disposed on the opposite side (rear end side) of the tool 21 from the motor 30. That is, the rolling bearings 41 to 44 are arranged so as to sandwich the motor 30 in the center in the axial direction.

減衰付加軸受50は、流体が供給されることにより主軸20の振動を抑制するものである。減衰付加軸受50は、転がり軸受41〜44よりも工具21側に設けられている。減衰付加軸受50は、図2に示すように、減衰付加部51、流体供給路52、ドレイン53、エア供給環状溝54およびエア供給路55を備えている。なお、図2において、実線にて示す矢印は流体の流れる方向を表し、一点破線にて示す矢印はエアの流れる方向を表している。   The damping additional bearing 50 suppresses the vibration of the main shaft 20 when a fluid is supplied. The damping additional bearing 50 is provided closer to the tool 21 than the rolling bearings 41 to 44. As shown in FIG. 2, the damping additional bearing 50 includes a damping adding portion 51, a fluid supply path 52, a drain 53, an air supply annular groove 54, and an air supply path 55. In FIG. 2, an arrow indicated by a solid line indicates a direction in which the fluid flows, and an arrow indicated by a dashed line indicates the direction in which the air flows.

減衰付加部51は、減衰付加軸受50の内周面と主軸20の外周面との周方向の環状の隙間により形成されている。減衰付加部51に流体が供給されることにより、主軸20の振動を抑制する減衰効果が発揮される。減衰効果は、減衰付加部51に供給される流体の流量Qに応じて変化する。具体的には、流体の流量Qが多くなると減衰効果が大きくなり、流量Qが少なくなると減衰効果は小さくなる。減衰効果の大きさを表す減衰係数Cは、隙間の大きさ等の流路の抵抗、粘性等の流体の特性および流体の流量Q等によって定まる。流体は、本実施形態において、例えば油である。   The damping addition portion 51 is formed by a circumferential annular gap between the inner peripheral surface of the damping addition bearing 50 and the outer peripheral surface of the main shaft 20. By supplying the fluid to the damping adding portion 51, a damping effect for suppressing the vibration of the main shaft 20 is exhibited. The attenuation effect changes according to the flow rate Q of the fluid supplied to the attenuation adding unit 51. Specifically, the damping effect increases as the fluid flow rate Q increases, and the damping effect decreases as the flow rate Q decreases. The damping coefficient C representing the magnitude of the damping effect is determined by the flow path resistance such as the size of the gap, the fluid characteristics such as viscosity, the fluid flow rate Q, and the like. In this embodiment, the fluid is, for example, oil.

流体供給路52は、一端が流体供給装置60に接続されている。流体供給装置60から供給される流体が流体供給路52を介して導出口52aから減衰付加部51に導出される。導出口52aは、減衰付加軸受50の内周面の周方向に1つ以上配設されている。   One end of the fluid supply path 52 is connected to the fluid supply device 60. The fluid supplied from the fluid supply device 60 is led out from the lead-out port 52 a to the attenuation adding unit 51 through the fluid supply path 52. One or more outlets 52 a are arranged in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the damping additional bearing 50.

ドレイン53は、減衰付加軸受50の内周面の周方向に環状に設けた凹部によって形成され、流体供給路52の導出口52aよりも工具21側に配設される環状溝53aおよび導出口52aよりも工具21の反対側に配設される環状溝53bを備えている。減衰付加部51から流体が環状溝53a,53bよりドレイン53に導入され、ドレイン53を介して流体を貯めておく図示しないタンクへ、流体が導出される。   The drain 53 is formed by a concave portion provided annularly in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the damping additional bearing 50, and an annular groove 53 a and a lead-out port 52 a disposed closer to the tool 21 than the lead-out port 52 a of the fluid supply path 52. An annular groove 53b disposed on the opposite side of the tool 21 is provided. The fluid is introduced from the damping addition portion 51 into the drain 53 through the annular grooves 53 a and 53 b, and the fluid is led out to the tank (not shown) that stores the fluid through the drain 53.

エア供給環状溝54は、減衰付加軸受50の内周面の周方向に環状に設けた凹部によって形成され、環状溝53aよりも工具21側に配設されるエア環状溝54aおよび環状溝53bよりも工具21の反対側に配設されるエア環状溝54bによって構成されている。エア供給環状溝54は、図示しないエアポンプからエア供給路55を介して供給されたエアを減衰付加部51に導出するものである。導出されたエアは、流体が減衰付加部51から工具21側または軸受41〜44側へ流体が排出されることを防止するエアシールを構成する。   The air supply annular groove 54 is formed by a recess provided annularly in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the damping additional bearing 50, and includes an air annular groove 54 a and an annular groove 53 b disposed closer to the tool 21 than the annular groove 53 a. Is also formed by an air annular groove 54 b disposed on the opposite side of the tool 21. The air supply annular groove 54 guides the air supplied from an air pump (not shown) through the air supply path 55 to the attenuation adding portion 51. The derived air constitutes an air seal that prevents the fluid from being discharged from the damping addition portion 51 to the tool 21 side or the bearings 41 to 44 side.

流体供給装置60は、減衰付加軸受50に流体を供給し、流体の流量Qを調整可能とするものである。図3Aに示すように、流体供給装置60はバルブ70およびポンプ(図示なし)を含んで構成されている。   The fluid supply device 60 supplies fluid to the damping additional bearing 50 so that the flow rate Q of the fluid can be adjusted. As shown in FIG. 3A, the fluid supply device 60 includes a valve 70 and a pump (not shown).

バルブ70は、ボディ71、弁体72、図3Aの右側に弁体72を付勢するスプリング73およびソレノイド部74を備えている。ボディ71は中空筒状に形成され、その中に弁体72を軸方向に摺動可能に保持する。また、ボディ71は、タンクからポンプによって流体が供給される流路71a、ボディ71からタンクへ流体を排出する流路71bおよびボディ71から減衰付加軸受50へ流体を供給するために流体供給路52に接続されている流路71cを備えている。   The valve 70 includes a body 71, a valve body 72, a spring 73 that biases the valve body 72 on the right side of FIG. The body 71 is formed in a hollow cylindrical shape, and holds the valve body 72 therein so as to be slidable in the axial direction. The body 71 has a flow path 71a through which fluid is supplied from the tank by a pump, a flow path 71b through which fluid is discharged from the body 71 to the tank, and a fluid supply path 52 for supplying fluid from the body 71 to the damping additional bearing 50. The flow path 71c connected to is provided.

弁体72は、軸状部材として形成され、流体の流路71b,71cを開状態または閉状態とするものである。弁体72は、流路71bを開状態または閉状態とするランド72a、流路71cを開状態または閉状態とするランド72bおよびランド72a,72bの両側面にランド72a,72bよりも外形が小さい軸部72cを備えている。   The valve body 72 is formed as a shaft-like member, and opens or closes the fluid flow paths 71b and 71c. The valve body 72 has a land 72a that opens or closes the flow path 71b, a land 72b that opens or closes the flow path 71c, and both sides of the lands 72a and 72b have a smaller outer shape than the lands 72a and 72b. A shaft portion 72c is provided.

ソレノイド部74は、弁体72を作動するものであり、本実施形態においては、比例ソレノイドによって構成されている。ソレノイド部74は、通電により磁力を発生する電磁コイル74aおよびバルブ70の軸方向に摺動可能に保持されるプランジャ74bを含んで構成されている。プランジャ74bは、磁性体金属の軸状部材であり、プランジャ74bの端面74baがスプリング73の付勢力によって、弁体72の端面72dと当接する。   The solenoid part 74 operates the valve body 72, and is comprised by the proportional solenoid in this embodiment. The solenoid unit 74 includes an electromagnetic coil 74a that generates a magnetic force when energized and a plunger 74b that is slidably held in the axial direction of the valve 70. The plunger 74 b is a magnetic metal shaft-like member, and the end surface 74 ba of the plunger 74 b comes into contact with the end surface 72 d of the valve body 72 by the biasing force of the spring 73.

ここで、図3Aに示すバルブ70は、電磁コイル74aに通電がされていない状態を表している。この場合、スプリング73によって、弁体72およびプランジャ74bが図3Aの右側に付勢されるため、プランジャ74bの端面74bbがボディ71の端面71dに当接し、弁体72の位置Xが図3Aに示す第一位置X1にて固定される。このとき、ランド72aが流路71bを開状態とし、ランド72bが流路71cを閉状態とするため、流路71aと流路71bとが連通する。   Here, the valve 70 shown in FIG. 3A represents a state where the electromagnetic coil 74a is not energized. In this case, since the valve body 72 and the plunger 74b are urged to the right side of FIG. 3A by the spring 73, the end surface 74bb of the plunger 74b comes into contact with the end surface 71d of the body 71, and the position X of the valve body 72 is changed to FIG. It is fixed at the first position X1 shown. At this time, since the land 72a opens the flow path 71b and the land 72b closes the flow path 71c, the flow path 71a and the flow path 71b communicate with each other.

また、図3Bに示すバルブ70は、電磁コイル74aに通電されている状態である。この場合、電磁コイル74aが発生する磁力による磁気吸引力によって、スプリング73の付勢力に抗って、プランジャ74bが図3Bの左側に移動する。これにより、弁体72も移動し、電磁コイル74aの磁気吸引力とスプリング73の付勢力とがつり合う位置で弁体72の位置Xが固定される。このとき、ランド72aが流路71bを閉状態とし、ランド72bが流路71cを開状態とするため、流路71aと流路71cとが連通する。   In addition, the valve 70 shown in FIG. 3B is in a state where the electromagnetic coil 74a is energized. In this case, the plunger 74b moves to the left in FIG. 3B against the biasing force of the spring 73 by the magnetic attraction force generated by the magnetic force generated by the electromagnetic coil 74a. As a result, the valve body 72 also moves, and the position X of the valve body 72 is fixed at a position where the magnetic attractive force of the electromagnetic coil 74a and the biasing force of the spring 73 are balanced. At this time, since the land 72a closes the flow path 71b and the land 72b opens the flow path 71c, the flow path 71a and the flow path 71c communicate with each other.

具体的には、ランド72bには、その外周面に溝72baが配設されており、溝72baを介して、流路71aと流路71cとが連通する。ここで、弁体72の移動量と流路71cの開口面積とが比例するように弁体72の位置Xおよび溝72baの形状が設定されている。よって、弁体72の位置Xを変更し、流路71cの開口面積を変更することにより、減衰付加軸受50への流体の流量Qを制御することができる。   Specifically, the land 72b is provided with a groove 72ba on the outer peripheral surface thereof, and the flow path 71a and the flow path 71c communicate with each other through the groove 72ba. Here, the position X of the valve body 72 and the shape of the groove 72ba are set so that the amount of movement of the valve body 72 is proportional to the opening area of the flow path 71c. Therefore, the flow rate Q of the fluid to the damping additional bearing 50 can be controlled by changing the position X of the valve body 72 and changing the opening area of the flow path 71c.

ここで、弁体72の位置Xを変更するには、プランジャ74bの移動量を制御すれば良い。ここで、プランジャ74bの移動量は、電磁コイル74aの磁力に比例する。すなわち、プランジャ74bの移動量を制御するには、電磁コイル74aの磁力を制御すれば良い。また、電磁コイル74aの磁力を制御するには、磁力と電流値Iは比例するため、電磁コイル74aに供給する電流値Iを制御すれば良い。   Here, in order to change the position X of the valve body 72, the movement amount of the plunger 74b may be controlled. Here, the amount of movement of the plunger 74b is proportional to the magnetic force of the electromagnetic coil 74a. That is, in order to control the movement amount of the plunger 74b, the magnetic force of the electromagnetic coil 74a may be controlled. In order to control the magnetic force of the electromagnetic coil 74a, since the magnetic force and the current value I are proportional, the current value I supplied to the electromagnetic coil 74a may be controlled.

よって、電磁コイル74aに供給する電流値Iを制御することによって、弁体72の位置Xを変えることができ、流路71cの開口面積を変更することができる。したがって、電磁コイル74aに供給する電流値Iによって、減衰付加軸受50への流体の流量Qを制御することができる。また、電流値Iと流量Qとは、比例するように設定されている。   Therefore, by controlling the current value I supplied to the electromagnetic coil 74a, the position X of the valve body 72 can be changed, and the opening area of the flow path 71c can be changed. Therefore, the flow rate Q of the fluid to the damping additional bearing 50 can be controlled by the current value I supplied to the electromagnetic coil 74a. The current value I and the flow rate Q are set to be proportional.

制御装置80は、演算処理を実行するCPU部と、プログラムなどを保存するROMやRAMなどの記憶部と、情報を交換するための入出力部とを備えて構成されている。   The control device 80 includes a CPU unit that executes arithmetic processing, a storage unit such as a ROM or a RAM that stores programs, and an input / output unit that exchanges information.

制御装置80は、回転数センサおよび流体供給装置60と電気的に接続されている。回転数センサによって検出された主軸20の回転数Rは、検出信号として制御装置80に送信される。制御装置80は、回転センサからの検出信号に基づいて、流体の流量Qの値を設定し、その値を制御信号Sとして流体供給装置60に送信する。回転数Rの検出信号に対応する制御信号Sは予め設定されており、記憶部に記憶されている。回転数Rが大きくなると流量Qを多くするように制御信号Sが設定されている。   The control device 80 is electrically connected to the rotation speed sensor and the fluid supply device 60. The rotational speed R of the spindle 20 detected by the rotational speed sensor is transmitted to the control device 80 as a detection signal. The control device 80 sets the value of the fluid flow rate Q based on the detection signal from the rotation sensor, and transmits the value to the fluid supply device 60 as the control signal S. A control signal S corresponding to the rotation speed R detection signal is set in advance and stored in the storage unit. The control signal S is set so that the flow rate Q increases as the rotational speed R increases.

本実施形態においては図4に示すように、制御信号Sは、レベルLおよび時間Tから形成される矩形状の波形が周期Pにて間欠的に繰り返される信号である。ここで、レベルLは、電流値Iと比例するように設定されている。したがって、レベルLを変更することによって、電流値Iを変更できるため、流量Qを制御することができる。ここで、上述したように、電流値Iと流量Qとが比例するように設定されているため、レベルLと流量Qとは比例する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the control signal S is a signal in which a rectangular waveform formed from the level L and the time T is intermittently repeated with a period P. Here, the level L is set to be proportional to the current value I. Therefore, since the current value I can be changed by changing the level L, the flow rate Q can be controlled. Here, as described above, since the current value I and the flow rate Q are set to be proportional, the level L and the flow rate Q are proportional.

また、具体的に、回転数Rが第一回転数R1の場合は、制御信号Sには、レベルLを第一レベルL1および時間Tを第一時間T1とする矩形状の波形を、周期Pを第一周期P1として間欠的に繰り返す第一制御信号S1が設定されている。   Specifically, when the rotational speed R is the first rotational speed R1, the control signal S has a rectangular waveform with the level L as the first level L1 and the time T as the first time T1, and the period P. Is set as the first cycle P1, and a first control signal S1 is set which is intermittently repeated.

そして、例えば、回転数Rが変化し、第一回転数R1よりも大きい第二回転数R2となった場合は、制御信号Sには、第一時間T1および第一周期P1を変更せずに、レベルLを第一レベルL1よりも大きい第二レベルL2(例えば第一レベルL1の1.5倍の大きさ)に変更した波形を間欠的に繰り返す第二制御信号S2が設定されている。すなわち、回転数Rに基づいて波形のレベルLが変更されるように設定されており、波形のレベルLを変更することで流量Qを制御するように設定している。   For example, when the rotation speed R changes and becomes the second rotation speed R2 larger than the first rotation speed R1, the control signal S does not change the first time T1 and the first period P1. The second control signal S2 that intermittently repeats a waveform in which the level L is changed to a second level L2 (for example, 1.5 times larger than the first level L1) larger than the first level L1 is set. That is, the waveform level L is set to be changed based on the rotational speed R, and the flow rate Q is set to be controlled by changing the waveform level L.

上述したように、矩形状の波形が間欠的に繰り返される制御信号Sが流体供給装置60に送信されるため、制御装置80は、流体供給装置60が供給する流体の流量Qを周期的に変動させる。また、回転数Rに応じて制御信号Sの波形のレベルLを変更することにより流量Qを制御しているため、制御装置80は、流体の流量Qを周期的に変動させる際に、主軸20の回転数Rに応じて所定時間Tsにおける流体の量QTsを変更するものである。所定時間Tsは、予め設定されている周期Pのうち最も長い周期Pの時間である。本実施形態において設定されている周期Pは第一周期P1のみとしているため、本実施形態における第一所定時間Ts1は第一周期P1の時間と同じである。   As described above, since the control signal S in which the rectangular waveform is intermittently repeated is transmitted to the fluid supply device 60, the control device 80 periodically varies the flow rate Q of the fluid supplied by the fluid supply device 60. Let In addition, since the flow rate Q is controlled by changing the level L of the waveform of the control signal S in accordance with the rotational speed R, the control device 80 causes the spindle 20 to change when the fluid flow rate Q is periodically changed. The amount QTs of the fluid at a predetermined time Ts is changed according to the number of rotations R. The predetermined time Ts is the time of the longest period P among the preset periods P. Since the period P set in the present embodiment is only the first period P1, the first predetermined time Ts1 in the present embodiment is the same as the time of the first period P1.

次に、上述した主軸装置1における作動について図5に示すタイムチャートに沿って説明する。主軸装置1は、制御装置80に保存されたあらかじめ設定されたプログラム等にしたがって、ワークの切削加工等を行う。このとき、加工開始時(時刻t1)は、主軸20の回転数Rは第一回転数R1であり、制御装置80は、第一制御信号S1を流体供給装置60に送信している。   Next, the operation of the spindle device 1 described above will be described along the time chart shown in FIG. The spindle device 1 performs workpiece cutting and the like according to a preset program stored in the control device 80. At this time, at the start of machining (time t1), the rotation speed R of the main shaft 20 is the first rotation speed R1, and the control device 80 transmits the first control signal S1 to the fluid supply device 60.

このとき、流体供給装置60は、第一制御信号S1に応じた電流を電磁コイル74aに供給する。すなわち、第一レベルL1に対応する電流値Iである第一電流値IL1を第一時間T1だけ供給した後、電流値Iを零とすることを第一周期P1にて繰り返す。   At this time, the fluid supply device 60 supplies a current corresponding to the first control signal S1 to the electromagnetic coil 74a. That is, after supplying the first current value IL1 that is the current value I corresponding to the first level L1 for the first time T1, the current value I is set to zero in the first period P1.

電磁コイル74aに第一電流値IL1にて電流が供給されると、図3Bに実線にて示すように、弁体72が第二位置X2まで移動する。このとき、流路71bが閉状態となり、流路71cが開状態となるため、流路71aと流路71cとが連通する。これにより、ポンプによってタンクから流路71aを介して供給された流体は、流路71cを介して流量Qが第一流量Q1にて減衰付加軸受50に供給される。このときの減衰係数Cは第一減衰係数C1となる。   When a current is supplied to the electromagnetic coil 74a at the first current value IL1, the valve body 72 moves to the second position X2, as shown by a solid line in FIG. 3B. At this time, since the flow path 71b is closed and the flow path 71c is opened, the flow path 71a and the flow path 71c communicate with each other. Thereby, the fluid supplied from the tank through the flow path 71a by the pump is supplied to the damping additional bearing 50 through the flow path 71c with the flow rate Q at the first flow rate Q1. The attenuation coefficient C at this time is the first attenuation coefficient C1.

そして、第一時間T1が経過したときに(時刻t2)、電流値Iは零となるため、弁体72にはスプリング73の付勢力のみが作用し、弁体72が図3Aに示す第一位置X1まで移動する。このとき、流路71bが開状態となるため、流路71bを介して流体はタンクへ回収される。また、流路71cが閉状態となるため、減衰付加軸受50に供給される流体の流量Qは零となる。   When the first time T1 has elapsed (time t2), the current value I becomes zero, so that only the urging force of the spring 73 acts on the valve body 72, and the valve body 72 is the first shown in FIG. 3A. Move to position X1. At this time, since the flow path 71b is in an open state, the fluid is recovered into the tank via the flow path 71b. Further, since the flow path 71c is closed, the flow rate Q of the fluid supplied to the damping additional bearing 50 becomes zero.

このとき、減衰付加軸受50に流体が供給されないため、流体がドレイン53から完全に排出されない。すなわち、流体の供給が停止された直後は、流体に残っている圧力により流体がドレイン53から排出される。しかし、一定量の流体が排出されて、流体の圧力が一定圧力まで下がると、管路抵抗等の影響により流体が排出されなくなり、減衰付加部51に流体が残る。これにより、減衰付加軸受50は減衰効果を発揮する。このときの減衰係数Cは第一減衰係数C1よりも小さい第二減衰係数C2となる。   At this time, since the fluid is not supplied to the damping additional bearing 50, the fluid is not completely discharged from the drain 53. That is, immediately after the supply of the fluid is stopped, the fluid is discharged from the drain 53 by the pressure remaining in the fluid. However, when a certain amount of fluid is discharged and the pressure of the fluid drops to a certain pressure, the fluid is not discharged due to the influence of the pipe resistance or the like, and the fluid remains in the attenuation adding portion 51. Thereby, the damping additional bearing 50 exhibits a damping effect. The attenuation coefficient C at this time is a second attenuation coefficient C2 that is smaller than the first attenuation coefficient C1.

そして、加工開始から第一周期P1が経過すると(時刻t3)、流体供給装置60に第一レベルL1の制御信号が送信される。よって、第一制御信号S1が流体供給装置60に送信されている間は、上述した作動を繰り返す。すなわち、第一電流値IL1が間欠的に電磁コイル74aに供給され、弁体72が第二位置X2および第一位置X1との間を交互に移動する。また、流量Qが第一流量Q1と零との間を、および、減衰係数Cが第一減衰係数C1および第二減衰係数C2との間を、周期Pを第一周期P1にて変動する。よって、制御装置80は、流体の流量Qを周期的に変動させる際に、弁体72を作動することにより流路を開状態と閉状態とを交互に繰り返すように制御する。なお、本実施形態における第一所定時間Ts1は第一周期P1の時間と同じであるため、第一制御信号S1での第一所定時間Ts1における流体の量QTs1は、式(1)に示すようになる。   Then, when the first period P1 has elapsed from the start of processing (time t3), a control signal of the first level L1 is transmitted to the fluid supply device 60. Therefore, while the first control signal S1 is transmitted to the fluid supply device 60, the above-described operation is repeated. That is, the first current value IL1 is intermittently supplied to the electromagnetic coil 74a, and the valve body 72 alternately moves between the second position X2 and the first position X1. Further, the period P varies in the first period P1 between the flow rate Q between the first flow rate Q1 and zero, and the attenuation coefficient C between the first attenuation coefficient C1 and the second attenuation coefficient C2. Therefore, when the flow rate Q of the fluid is periodically changed, the control device 80 controls the flow path to alternately repeat the open state and the closed state by operating the valve body 72. Since the first predetermined time Ts1 in the present embodiment is the same as the time of the first period P1, the fluid amount QTs1 at the first predetermined time Ts1 in the first control signal S1 is as shown in Expression (1). become.

[数1]
QTs1=Q1×T1 ・・・(1)
[Equation 1]
QTs1 = Q1 × T1 (1)

そして、回転数Rが第二回転数R2に変更されると、第二制御信号S2が流体供給装置60に送信される(時刻t4)。   When the rotational speed R is changed to the second rotational speed R2, the second control signal S2 is transmitted to the fluid supply device 60 (time t4).

このとき、流体供給装置60は、第二制御信号S2に応じた電流を電磁コイル74aに供給する。すなわち、第二レベルL2に対応する電流値Iである第二電流値IL2を第一時間T1だけ供給した後、電流値Iを零とすることを第一周期P1にて繰り返す。   At this time, the fluid supply device 60 supplies a current corresponding to the second control signal S2 to the electromagnetic coil 74a. That is, after supplying the second current value IL2, which is the current value I corresponding to the second level L2, for the first time T1, the current value I is set to zero in the first period P1.

電磁コイル74aに第二電流値IL2にて電流が供給されると、図3Bに点線にて示すように、弁体72が第三位置X3まで移動する。このとき、流路71bが閉状態となり、流路71cが開状態となるため、流路71aと流路71cとが連通する。但し、第二位置X2の場合に比べ、流路71cに対する溝72baの位置が異なるため、流路71cの開口面積が大きくなっている。これにより、流路71aを介して供給された流体は、第一流量Q1よりも大きい第二流量Q2にて減衰付加軸受50に供給される。このときの減衰係数Cは第一減衰係数C1よりも大きい第三減衰係数C3となる。   When a current is supplied to the electromagnetic coil 74a at the second current value IL2, as shown by a dotted line in FIG. 3B, the valve body 72 moves to the third position X3. At this time, since the flow path 71b is closed and the flow path 71c is opened, the flow path 71a and the flow path 71c communicate with each other. However, since the position of the groove 72ba with respect to the flow path 71c is different from that in the second position X2, the opening area of the flow path 71c is large. Thereby, the fluid supplied via the flow path 71a is supplied to the damping additional bearing 50 at the second flow rate Q2 larger than the first flow rate Q1. The attenuation coefficient C at this time is a third attenuation coefficient C3 that is larger than the first attenuation coefficient C1.

そして、第一時間T1が経過した後(時刻t5)、電流値Iは零となるため、弁体72が第一位置X1まで移動する。このとき、流路71bが開状態となるため、流路71bを介して流体はタンクへ回収される。また、流路71cが閉状態となるため、減衰付加軸受50に供給される流量Qは零となる。   And after the 1st time T1 passes (time t5), since the electric current value I becomes zero, the valve body 72 moves to the 1st position X1. At this time, since the flow path 71b is in an open state, the fluid is recovered into the tank via the flow path 71b. Further, since the flow path 71c is in a closed state, the flow rate Q supplied to the damping additional bearing 50 is zero.

このとき、上述したように、減衰付加部51には流体が残るため、減衰付加軸受50は減衰効果を発揮する。このときの減衰係数Cは第一減衰係数C1よりも小さく第二減衰係数C2よりも大きい第四減衰係数C4となる。   At this time, as described above, since the fluid remains in the damping addition portion 51, the damping addition bearing 50 exhibits a damping effect. The attenuation coefficient C at this time is a fourth attenuation coefficient C4 that is smaller than the first attenuation coefficient C1 and larger than the second attenuation coefficient C2.

そして、回転数Rが第二回転数R2に変更されてから第一周期P1が経過すると(時刻t6)、流体供給装置60に第二レベルL2の信号が送信される。第二制御信号S2が流体供給装置60に送信されている間は、上述した作動を繰り返す。すなわち、第二電流値IL2が間欠的に電磁コイル74aに供給され、弁体72が第三位置X3および第一位置X1との間を交互に移動する。また、流量Qが第二流量Q2と零との間を、および、減衰係数Cが第三減衰係数C3と第四減衰係数C4との間を、周期Pを第一周期P1にて変動する。   Then, when the first period P1 elapses after the rotation speed R is changed to the second rotation speed R2 (time t6), a signal of the second level L2 is transmitted to the fluid supply device 60. While the second control signal S2 is transmitted to the fluid supply device 60, the above-described operation is repeated. That is, the second current value IL2 is intermittently supplied to the electromagnetic coil 74a, and the valve body 72 is alternately moved between the third position X3 and the first position X1. Further, the period P is changed in the first period P1 between the flow rate Q between the second flow rate Q2 and zero, and the attenuation coefficient C between the third attenuation coefficient C3 and the fourth attenuation coefficient C4.

また、本実施形態における第一所定時間Ts1は、第一周期P1と同じ時間であるため、第二制御信号S2での第一所定時間Ts1における流体の量QTs2は、式(2)に示すようになる。   In addition, since the first predetermined time Ts1 in the present embodiment is the same time as the first period P1, the fluid amount QTs2 at the first predetermined time Ts1 in the second control signal S2 is as shown in Expression (2). become.

[数2]
QTs2=Q2×T1 ・・・(2)
[Equation 2]
QTs2 = Q2 × T1 (2)

ここで、第二レベルL2が第一レベルL1に対して1.5倍であるため、第二流量Q2は第一流量Q1に対して1.5倍となる。よって、流体の量QTs2は流体の量QTs1に対して1.5倍となる。流体の量QTsが多くなると、流体の圧力が高まるため、流体が減衰付加軸受50から短時間で排出される。   Here, since the second level L2 is 1.5 times the first level L1, the second flow rate Q2 is 1.5 times the first flow rate Q1. Therefore, the fluid quantity QTs2 is 1.5 times the fluid quantity QTs1. When the amount of fluid QTs increases, the fluid pressure increases, so that the fluid is discharged from the damping additional bearing 50 in a short time.

本実施形態によれば、制御装置80は、流体供給装置60が供給する流体の流量Qを周期的に変動させることによって、減衰付加軸受50による減衰効果を発揮しつつ、流体の流量Qを少なくすることができる。流体の流量Qが少なくなれば、流体の圧力が小さくなる。これにより、流体のせん断抵抗が小さくなるため、流体の発熱を抑制することができる。さらに、流体の流量Qが少なくなれば、ドレイン53等の流路面積を小さくすることができるため、減衰付加軸受50の小型化が可能である。   According to the present embodiment, the control device 80 periodically reduces the fluid flow rate Q supplied by the fluid supply device 60, thereby reducing the fluid flow rate Q while exhibiting the damping effect of the damping additional bearing 50. can do. If the fluid flow rate Q decreases, the fluid pressure decreases. Thereby, since the shear resistance of a fluid becomes small, the heat_generation | fever of a fluid can be suppressed. Further, if the flow rate Q of the fluid is reduced, the area of the flow path of the drain 53 and the like can be reduced, so that the damping additional bearing 50 can be reduced in size.

また、制御装置80は、主軸20の回転数Rが大きくなると、所定時間Tsにおける流体の量QTsを多くするように制御する。これにより、流体が減衰付加軸受50から短時間で排出される。よって、主軸20の回転数Rが大きくなり、流体が繰り返しせん断されることにより、流体の発熱が大きくなる場合であっても、流体が短時間で減衰付加軸受50から排出されるため、流体の発熱は抑制される。   Further, when the rotational speed R of the main shaft 20 increases, the control device 80 performs control so as to increase the fluid amount QTs at the predetermined time Ts. Thereby, the fluid is discharged from the damping additional bearing 50 in a short time. Therefore, even if the rotational speed R of the main shaft 20 is increased and the fluid is repeatedly sheared to increase the heat generation of the fluid, the fluid is discharged from the damping additional bearing 50 in a short time. Heat generation is suppressed.

また、制御装置80は、流体の流量Qを周期的に変動させる際に、弁体72を作動することにより流路を開状態と閉状態とを交互に繰り返すように制御する。これにより、制御装置80は、所定時間Tsにおける流体の量QTsの変更をする場合は、弁体72の作動させる位置および周期P等を変更すれば良い。よって、所定時間Tsにおける流体の量QTsの変更を容易に行うことができる。   In addition, when the flow rate Q of the fluid is periodically changed, the control device 80 operates the valve body 72 so as to alternately repeat the open state and the closed state of the flow path. Thereby, the control apparatus 80 should just change the position and period P etc. which the valve body 72 act | operates, when changing the quantity QTs of the fluid in predetermined time Ts. Therefore, it is possible to easily change the fluid amount QTs at the predetermined time Ts.

次に、本発明における第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態が有する主軸20の回転数Rを検出する回転数センサに代えて、工具による加工中の切削抵抗Fを検出する抵抗検出センサを備える点が異なる。また、第一実施形態においては、制御装置80が流体の流量Qを周期的に変動させる際に、主軸20の回転数Rに応じて所定時間Tsにおける流体の量QTsを変更している。これに代えて、第二実施形態においては、制御装置80が流体の流量Qを周期的に変動させる際に、切削抵抗Fに応じて所定時間Tsにおける流体の量QTsを変更している。   Next, a second embodiment in the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in that a resistance detection sensor that detects a cutting resistance F during machining by a tool is provided instead of the rotation speed sensor that detects the rotation speed R of the main shaft 20 of the first embodiment. In the first embodiment, when the control device 80 periodically varies the fluid flow rate Q, the fluid amount QTs in the predetermined time Ts is changed according to the rotational speed R of the main shaft 20. Instead, in the second embodiment, when the control device 80 periodically varies the fluid flow rate Q, the fluid amount QTs at the predetermined time Ts is changed according to the cutting resistance F.

抵抗検出センサは、例えば、荷重センサ、変位センサ、送り軸の駆動モータの消費電力検出器、供給電流センサなどを適用できる。つまり、荷重センサにより切削抵抗Fそのものを直接検出することもできるし、変位センサやその他により間接的に切削抵抗Fを検出することもできる。   As the resistance detection sensor, for example, a load sensor, a displacement sensor, a power consumption detector of a drive motor for a feed shaft, a supply current sensor, and the like can be applied. That is, the cutting resistance F itself can be directly detected by the load sensor, or the cutting resistance F can be indirectly detected by a displacement sensor or the like.

抵抗検出センサは、制御装置80に電気的に接続されている。抵抗検出センサが検出した切削抵抗Fは、検出信号として制御装置80に送信される。制御装置80は、切削抵抗センサからの検出信号に基づいて、流体の流量Qの値を設定し、その値を制御信号Sとして流体供給装置60に送信する。切削抵抗Fの検出信号に対応する制御信号Sの値は予め設定されており、記憶部に記憶されている。切削抵抗Fが大きくなると流量Qを多くするように制御信号Sの値が設定されている。   The resistance detection sensor is electrically connected to the control device 80. The cutting resistance F detected by the resistance detection sensor is transmitted to the control device 80 as a detection signal. The control device 80 sets a value of the fluid flow rate Q based on the detection signal from the cutting resistance sensor, and transmits the value to the fluid supply device 60 as the control signal S. The value of the control signal S corresponding to the detection signal of the cutting force F is set in advance and stored in the storage unit. The value of the control signal S is set so that the flow rate Q increases as the cutting resistance F increases.

具体的には、切削抵抗Fが第一切削抵抗F1の場合は、制御装置80は、第一制御信号S1を送信する。また、切削抵抗Fが第一切削抵抗F1より大きい第二切削抵抗F2の場合は、制御装置80は、第二制御信号S2を送信する。第二実施形態における主軸装置1の作動は、上述した第一実施形態の作動と同様である。   Specifically, when the cutting resistance F is the first cutting resistance F1, the control device 80 transmits a first control signal S1. When the cutting force F is the second cutting force F2 that is greater than the first cutting force F1, the control device 80 transmits a second control signal S2. The operation of the spindle device 1 in the second embodiment is the same as the operation of the first embodiment described above.

本実施形態によれば、制御装置80は、工具による加工中の切削抵抗Fが大きくなると、所定時間Tsにおける流体の量QTsを多くするように制御する。工具による加工中の切削抵抗Fが大きくなる場合は、主軸20に大きな振動が発生する可能性がある。よって、大きな振動が発生する前に、流体の量QTsを変更し、減衰付加軸受50による減衰効果を高めることで、主軸20に大きな振動が発生することを抑制することができる。   According to the present embodiment, the control device 80 performs control so as to increase the amount of fluid QTs at the predetermined time Ts when the cutting resistance F during processing by the tool increases. When the cutting resistance F during machining by the tool is increased, there is a possibility that a large vibration is generated in the main shaft 20. Therefore, before the large vibration is generated, the amount QTs of the fluid is changed, and the damping effect by the damping additional bearing 50 is enhanced, so that the main shaft 20 can be prevented from generating a large vibration.

なお、第一実施形態および第二実施形態において、制御装置80が、流体の流量Qを周期的に変動させる際に、所定時間Tsにおける流体の量QTsを変更するときは、制御信号Sの矩形状の波形のレベルLの値のみを変更している。これに代えて、制御信号Sの矩形状の波形の時間Tの値のみを変更するようにしても良い。   In the first embodiment and the second embodiment, when the control device 80 periodically changes the fluid flow rate Q, when the fluid amount QTs at the predetermined time Ts is changed, the control signal S is rectangular. Only the level L value of the shape waveform is changed. Instead, only the value of the time T of the rectangular waveform of the control signal S may be changed.

具体的には、図6に示すように、主軸20の回転数Rが第一回転数R1から第二回転数R2となったときに、制御信号Sが第一制御信号S1から第三制御信号S3に変更する。第三制御信号S3は、レベルLが第一レベルL1および時間Tが第一時間T1よりも長い第二時間T2(例えば第一時間T1の1.5倍の長さ)とする矩形状の波形を、周期Pを第一周期P1として間欠的に繰り返す制御信号Sである。これにより、第三制御信号S3が流体供給装置60に送信されている間は、第一電流値IL1が間欠的に電磁コイル74aに供給され、弁体72が第二位置X2および第一位置X1との間を交互に移動する。また、流量Qが第一流量Q1と零との間を、および、減衰係数Cが第一減衰係数C1と、第四減衰係数C4より小さく、第二減衰係数C2より大きい第五減衰係数C5との間を、周期Pを第一周期P1にて変動する。   Specifically, as shown in FIG. 6, when the rotational speed R of the main shaft 20 changes from the first rotational speed R1 to the second rotational speed R2, the control signal S changes from the first control signal S1 to the third control signal. Change to S3. The third control signal S3 has a rectangular waveform in which the level L is the first level L1 and the time T is a second time T2 (for example, 1.5 times the first time T1) longer than the first time T1. Is a control signal S that is intermittently repeated with the period P as the first period P1. Thus, while the third control signal S3 is transmitted to the fluid supply device 60, the first current value IL1 is intermittently supplied to the electromagnetic coil 74a, and the valve body 72 is in the second position X2 and the first position X1. Alternately move between and. Further, the flow rate Q is between the first flow rate Q1 and zero, the fifth damping coefficient C5 is smaller than the first damping coefficient C1, the fourth damping coefficient C4, and larger than the second damping coefficient C2. The period P is fluctuated in the first period P1.

また、本実施形態における第二所定時間Ts2は、周期Pは第一周期P1のみで設定されているため、第一周期P1と同じ時間である。よって、第三制御信号S3での第二所定時間Ts2における流体の量QTs3は、式(3)に示すようになる。   Further, the second predetermined time Ts2 in the present embodiment is the same time as the first period P1, since the period P is set only by the first period P1. Therefore, the fluid amount QTs3 at the second predetermined time Ts2 in the third control signal S3 is as shown in Expression (3).

[数3]
QTs3=Q1×T2 ・・・(3)
[Equation 3]
QTs3 = Q1 × T2 (3)

ここで、第二時間T2は第一時間T1に対して1.5倍であるため、流体の量QTs3は流体の量QTs1に対して1.5倍となる。流体の量QTsが多くなると、本実施例の場合は、流体の圧力を保持する時間が長くなるため、流体が減衰付加軸受50から短時間で排出される。   Here, since the second time T2 is 1.5 times the first time T1, the fluid quantity QTs3 is 1.5 times the fluid quantity QTs1. In the case of the present embodiment, when the amount of fluid QTs increases, the time for maintaining the pressure of the fluid becomes longer, so that the fluid is discharged from the damping additional bearing 50 in a short time.

また、第一実施形態および第二実施形態において、制御装置80が、流体の流量Qを周期的に変動させる際に、所定時間Tsにおける流体の量QTsを変更するときは、制御信号Sの矩形状の波形のレベルLの値のみを変更している。これに代えて、制御信号Sの周期Pの値のみを変更するようにしても良い。   In the first embodiment and the second embodiment, when the control device 80 periodically changes the fluid flow rate Q, when the fluid amount QTs at the predetermined time Ts is changed, the control signal S is rectangular. Only the level L value of the shape waveform is changed. Instead of this, only the value of the period P of the control signal S may be changed.

具体的には、図7に示すように、主軸20の回転数Rが第一回転数R1から第二回転数R2となったときに、制御信号Sが第一制御信号S1から第四制御信号S4に変更する。第四制御信号S4は、レベルLが第一レベルL1および時間Tが第一時間T1とする矩形状の波形を、周期Pを第一周期P1よりも短い第二周期P2(例えば、第一周期P1の2分の1の長さ)として間欠的に繰り返す制御信号Sである。これにより、第四制御信号S4が流体供給装置60に送信されている間は、第一電流値IL1が間欠的に電磁コイル74aに供給され、弁体72が第二位置X2および第一位置X1との間を交互に移動する。また、流量Qが第一流量Q1と零との間を、および、減衰係数Cが第一減衰係数C1と、第一減衰係数C1より小さく、第四減衰係数C4より大きい第六減衰係数C6との間を、周期Pを第二周期P2にて変動する。   Specifically, as shown in FIG. 7, when the rotational speed R of the main shaft 20 changes from the first rotational speed R1 to the second rotational speed R2, the control signal S changes from the first control signal S1 to the fourth control signal. Change to S4. The fourth control signal S4 has a rectangular waveform in which the level L is the first level L1 and the time T is the first time T1, and the period P is shorter than the first period P1 (for example, the first period P2). The control signal S is intermittently repeated as a length of one half of P1). Thus, while the fourth control signal S4 is being transmitted to the fluid supply device 60, the first current value IL1 is intermittently supplied to the electromagnetic coil 74a, and the valve body 72 is in the second position X2 and the first position X1. Alternately move between and. Further, the flow rate Q is between the first flow rate Q1 and zero, and the damping coefficient C is the first damping coefficient C1, and the sixth damping coefficient C6 is smaller than the first damping coefficient C1 and larger than the fourth damping coefficient C4. The period P is fluctuated in the second period P2.

また、本実施形態における第三所定時間Ts3は、周期Pは第一周期P1が最も長い時間に設定されているため、第一周期P1と同じ時間である。よって、第四制御信号S4での第三所定時間Ts3における流体の量QTs4は、式(4)に示すようになる。   In addition, the third predetermined time Ts3 in the present embodiment is the same time as the first cycle P1, since the cycle P is set to the longest time of the first cycle P1. Therefore, the fluid amount QTs4 at the third predetermined time Ts3 in the fourth control signal S4 is as shown in Expression (4).

[数4]
QTs4=Q1×T1×2 ・・・(4)
[Equation 4]
QTs4 = Q1 × T1 × 2 (4)

したがって、流体の量QTs4は流体の量QTs1に対して2倍となる。流体の量QTsが多くなると、本実施例の場合は、流体の圧力を保持する時間が長くなるため、流体が減衰付加軸受50から短時間で排出される。   Therefore, the fluid quantity QTs4 is twice the fluid quantity QTs1. In the case of the present embodiment, when the amount of fluid QTs increases, the time for maintaining the pressure of the fluid becomes longer, so that the fluid is discharged from the damping additional bearing 50 in a short time.

また、第一実施形態および第二実施形態において、制御信号Sは矩形状の波形を間欠的に繰り返す信号である。これに代えて、図8に示すように、制御信号Sの波形を正弦波とする信号としても良い。具体的には、回転数Rが第一回転数R1の場合の制御信号Sを、レベルLの上限を第一レベルL1および下限を零とし、周期Pを第一周期P1とする正弦波である第五制御信号S5としても良い。   In the first embodiment and the second embodiment, the control signal S is a signal that intermittently repeats a rectangular waveform. Instead of this, as shown in FIG. 8, the signal of the control signal S may be a sine wave. Specifically, the control signal S when the rotational speed R is the first rotational speed R1 is a sine wave in which the upper limit of the level L is the first level L1, the lower limit is zero, and the period P is the first period P1. The fifth control signal S5 may be used.

また、第一実施形態および第二実施形態において、流量Qの調整は、バルブ70によって実施している。これに代えて、流量Qの調整を、ポンプの圧力を変更することによって実施するようにしても良い。   In the first embodiment and the second embodiment, the flow rate Q is adjusted by the valve 70. Instead, the flow rate Q may be adjusted by changing the pressure of the pump.

また、第一実施形態および第二実施形態において、バルブ70は、流体供給装置60が備えている。これに代えて、バルブ70は、流体供給装置60とは別の構成要素として、主軸装置1が備えるようにしても良い。   In the first embodiment and the second embodiment, the valve 70 is provided in the fluid supply device 60. Instead of this, the main shaft device 1 may be provided with the valve 70 as a component different from the fluid supply device 60.

10…ハウジング、20…主軸、21…工具、30…モータ、50…減衰付加軸受、60…流体供給装置、70…バルブ、72…弁体、80…制御装置、F1…第一切削抵抗、F2…第二切削抵抗、Q1…第一流量、Q2…第二流量、R1…第一回転数、R2…第二回転数、S1…第一制御信号、S2…第二制御信号、S3…第三制御信号、S4…第四制御信号、S5…第五制御信号、Ts1…第一所定時間、Ts2…第二所定時間、Ts3…第三所定時間。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Housing, 20 ... Main shaft, 21 ... Tool, 30 ... Motor, 50 ... Damping bearing, 60 ... Fluid supply device, 70 ... Valve, 72 ... Valve body, 80 ... Control device, F1 ... First cutting resistance, F2 ... second cutting resistance, Q1 ... first flow rate, Q2 ... second flow rate, R1 ... first rotation speed, R2 ... second rotation speed, S1 ... first control signal, S2 ... second control signal, S3 ... third Control signal, S4 ... fourth control signal, S5 ... fifth control signal, Ts1 ... first predetermined time, Ts2 ... second predetermined time, Ts3 ... third predetermined time.

Claims (4)

ハウジングと、
前記ハウジングの内側に配置されるとともに、工具を保持し、回転駆動される主軸と、
前記ハウジングに対して、前記主軸を回転可能に支持する転がり軸受と、
前記主軸の振動を抑制する減衰付加軸受であって、前記ハウジングの内周面と前記主軸の外周面との周方向の環状の隙間である減衰付加部、前記減衰付加部に流体を供給する流体供給路および前記減衰付加部から前記流体を排出するドレインをえ、前記減衰付加部に供給される前記流体の流量が増加するにしたがって前記主軸の振動を抑制する減衰効果が大きくなる減衰付加軸受と、
前記流体供給路に前記流体を供給し、前記流体の流量を調整可能とする流体供給装置と、
前記流体供給装置が供給する前記流体の流量を周期的に変動させる制御装置と、を備えた主軸装置。
A housing;
A main shaft which is disposed inside the housing and holds a tool and is driven to rotate
A rolling bearing that rotatably supports the main shaft with respect to the housing;
A damping additional bearing that suppresses vibration of the main shaft , the damping additional portion being a circumferential annular gap between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the main shaft, and a fluid that supplies fluid to the damping additional portion e Bei a drain for discharging the fluid from the supply path and the attenuation adding unit, the flow rate of the fluid supplied to the damping adding unit increases suppressing damping effect vibration of the main spindle with increasing attenuation added A bearing,
A fluid supply apparatus for supplying the fluid to the fluid supply path and enabling the flow rate of the fluid to be adjusted;
And a control device that periodically varies the flow rate of the fluid supplied by the fluid supply device.
前記制御装置は、前記主軸の回転数の増加に応じて、前記流体供給装置が供給する前記流体の流量を増加させる、請求項1の主軸装置。 The spindle device according to claim 1, wherein the control device increases a flow rate of the fluid supplied by the fluid supply device in accordance with an increase in the number of rotations of the spindle. 前記工具による加工中の切削抵抗を検出する抵抗検出センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記抵抗検出センサによって検出された前記切削抵抗の増加に応じて、前記流体供給装置が供給する前記流体の流量を増加させる、請求項1または2の主軸装置。
A resistance detection sensor for detecting a cutting resistance during processing by the tool;
3. The spindle device according to claim 1, wherein the control device increases a flow rate of the fluid supplied by the fluid supply device in accordance with an increase in the cutting resistance detected by the resistance detection sensor .
前記流体供給装置は、前記流体の流路を開状態または閉状態とする弁体を有するバルブをさらに備え、
前記制御装置は、前記バルブによって前記流体の流路の前記開状態と前記閉状態とを繰り返して、前記流体を所定時間毎に間欠的に供給することにより、前記流体の流量を周期的に変動させるとともに、
前記流体の流量を増加させる場合、前記所定時間内の前記流体の量を増加させる、請求項1〜3の何れか一項の主軸装置。
The fluid supply device further includes a valve having a valve body that opens or closes the flow path of the fluid,
The control device periodically varies the flow rate of the fluid by repeatedly supplying the fluid every predetermined time by repeating the open state and the closed state of the fluid flow path by the valve. As well as
The spindle device according to any one of claims 1 to 3 , wherein when the flow rate of the fluid is increased, the amount of the fluid within the predetermined time is increased .
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JPS63254220A (en) * 1987-04-10 1988-10-20 Akira Maekawa High sensitive slidably fitted male and female members of pulsating hydraulic pressure type
JP2000237902A (en) * 1999-02-17 2000-09-05 Matsuura Machinery Corp Main shaft device
JP2002005169A (en) * 2000-06-21 2002-01-09 Toyoda Mach Works Ltd Fluid bearing device
JP4134541B2 (en) * 2000-09-25 2008-08-20 株式会社ジェイテクト Fluid bearing
JP3874400B2 (en) * 2001-09-17 2007-01-31 株式会社ジェイテクト Machine tool spindle equipment
JP2004106091A (en) * 2002-09-17 2004-04-08 Toshiba Mach Co Ltd Main spindle device of machine tool

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