JPH0735683Y2 - Magnetic bearing control circuit - Google Patents

Magnetic bearing control circuit

Info

Publication number
JPH0735683Y2
JPH0735683Y2 JP1988044216U JP4421688U JPH0735683Y2 JP H0735683 Y2 JPH0735683 Y2 JP H0735683Y2 JP 1988044216 U JP1988044216 U JP 1988044216U JP 4421688 U JP4421688 U JP 4421688U JP H0735683 Y2 JPH0735683 Y2 JP H0735683Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
bandpass filter
grinding spindle
output
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1988044216U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01148203U (en
Inventor
嗣人 中関
孝美 尾崎
浩義 伊藤
Original Assignee
エヌティエヌ株式会社
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 エヌティエヌ株式会社 filed Critical エヌティエヌ株式会社
Priority to JP1988044216U priority Critical patent/JPH0735683Y2/en
Publication of JPH01148203U publication Critical patent/JPH01148203U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0735683Y2 publication Critical patent/JPH0735683Y2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は磁気軸受の制御回路に関し、特に、その先端
に取付けられた砥石によってワークを研削する研削スピ
ンドルを磁気浮上させるための磁気軸受を制御する磁気
軸受の制御回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a magnetic bearing control circuit, and more particularly to controlling a magnetic bearing for magnetically levitating a grinding spindle for grinding a workpiece with a grindstone attached to the tip thereof. The present invention relates to a magnetic bearing control circuit.

[従来の技術および考案が解決しようとする課題] 第5図は従来の超高速研削スピンドルの概要を示す図で
ある。
[Problems to be Solved by Conventional Techniques and Inventions] FIG. 5 is a diagram showing an outline of a conventional ultra-high speed grinding spindle.

第5図において、スピンドル1は磁気軸受2および3に
よってラジアル方向に磁気浮上し図示しないスラスト磁
気軸受によって軸方向に支持しながら、図示しないモー
タによって駆動されて回転する。スピンドル1の先端に
は砥石6が取付けられていて、この砥石6によってワー
ク7が研削される。
In FIG. 5, the spindle 1 is magnetically levitated in the radial direction by magnetic bearings 2 and 3, and is axially supported by a thrust magnetic bearing (not shown), while being driven by a motor (not shown) to rotate. A grindstone 6 is attached to the tip of the spindle 1, and the work 7 is ground by the grindstone 6.

上述のごとく構成された超高速研削スピンドルにおい
て、砥石6がワーク7に接触することにより、この部分
で等価的なばねが作用する。このばねの作用によって、
砥石6とワーク7の接触により生ずる接触剛性とスピン
ドル1の質量と慣性モーメントとによって決定されるば
ね質量系の特定周波数の剛性が低下し、結果的にスピン
ドル1の動剛性が低下する。このために、第5図に示す
ような超高速研削スピンドルによってワーク7の内周面
の研削を行なったとき、真円度が悪くなるという問題点
があった。
In the ultra-high speed grinding spindle configured as described above, when the grindstone 6 comes into contact with the work 7, an equivalent spring acts on this part. By the action of this spring,
The rigidity of the specific frequency of the spring-mass system determined by the contact rigidity generated by the contact between the grindstone 6 and the workpiece 7 and the mass of the spindle 1 and the moment of inertia decreases, and as a result, the dynamic rigidity of the spindle 1 decreases. Therefore, when the inner peripheral surface of the work 7 is ground by the ultra-high speed grinding spindle as shown in FIG. 5, there is a problem that the roundness is deteriorated.

それゆえに、この考案の主たる目的は、ワークと砥石が
接触したときに生ずる剛性の低下を防止できるような磁
気軸受の制御回路を提供することである。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a magnetic bearing control circuit capable of preventing a decrease in rigidity that occurs when a work and a grindstone come into contact with each other.

[課題を解決するための具体的な手段] この考案はその先端に取付けられた砥石によってワーク
を研削する研削スピンドルを磁気浮上させるための磁気
軸受を制御する磁気軸受の制御回路であって、研削スピ
ンドルの基準位置を示す信号と基準位置に対する変位を
示す信号とを比較する比較手段と、比較手段の出力信号
に基づいて比例積分微分動作を行なうPID調節回路と、
その中心周波数が研削スピンドルの常用回転数よりも低
く、ワークと砥石との接触によって生ずる剛性低下周波
数よりも高い周波数に選ばれ、比較手段の出力信号が与
えられるバンドパスフィルタと、PID調節回路の出力と
バンドパスフィルタの出力とを加算するための加算回路
と、研削スピンドルの回転数がバンドパスフィルタの中
心周波数を越えたことに応じて、バンドパスフィルタの
出力を加算回路に与えて位相とゲインとを増加させるた
めのスイッチとを備えて構成される。
[Specific Means for Solving the Problem] The present invention is a magnetic bearing control circuit for controlling a magnetic bearing for magnetically levitating a grinding spindle for grinding a workpiece by a grindstone attached to the tip thereof. Comparing means for comparing a signal indicating the reference position of the spindle and a signal indicating the displacement with respect to the reference position, a PID adjusting circuit for performing a proportional-integral-derivative operation based on the output signal of the comparing means,
Its center frequency is lower than the normal rotation speed of the grinding spindle and is selected as a frequency higher than the rigidity reduction frequency caused by the contact between the work and the grindstone, and the bandpass filter to which the output signal of the comparison means is given, and the PID adjustment circuit An adder circuit for adding the output and the output of the bandpass filter, and in response to the rotation speed of the grinding spindle exceeding the center frequency of the bandpass filter, the output of the bandpass filter is given to the adder circuit to set the phase and And a switch for increasing the gain.

[作用] この考案に係る磁気軸受の制御回路は、スピンドルの回
転数がバンドパスフィルタの中心周波数を越えたことに
応じてスイッチを閉じ、バンドパスフィルタの出力を加
算回路によってPID調節回路の出力に加算し、位相とゲ
インを増加させることによって、ワークと砥石が接触し
たときに生ずる剛性の低下を補償する。
[Operation] In the magnetic bearing control circuit according to the present invention, the switch is closed when the rotational speed of the spindle exceeds the center frequency of the bandpass filter, and the output of the bandpass filter is output by the addition circuit to the output of the PID adjustment circuit. To increase the phase and gain to compensate for the decrease in rigidity that occurs when the work and the grindstone come into contact with each other.

[考案の実施例] 第1図はこの考案の一実施例のブロック図であり、第2
図は第1図に示した2次のバンドパスフィルタのゲイン
の特性図であり、第3図は同じく位相の特性を示す図で
ある。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the invention.
The drawing is a gain characteristic diagram of the second-order bandpass filter shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram similarly showing a phase characteristic.

次に、第1図を参照して、この考案の一実施例の構成に
ついて説明する。比較回路8には、基準信号と変位信号
とが与えられる。基準信号は第5図に示したスピンドル
軸1の基準位置を示す信号であり、たとえば図示しない
基準位置信号発生回路から与えられる。変位信号はスピ
ンドル軸1の基準位置に対する変位を示す信号であっ
て、磁気軸受2および3に関連して設けられているセン
サ(図示せず)から与えられる。比較回路8は基準信号
と変位信号との差電圧を出力してPID調節回路9と2次
のバンドパスフィルタ11とに与える。PID調節回路9は
比例積分微分動作を行なうものであり、2次のバンドパ
スフィルタ11は砥石6がワーク7に接触したときの剛性
の低下を補償するためのものである。
Next, the configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A reference signal and a displacement signal are given to the comparison circuit 8. The reference signal is a signal indicating the reference position of the spindle shaft 1 shown in FIG. 5, and is given from, for example, a reference position signal generating circuit (not shown). The displacement signal is a signal indicating the displacement of the spindle shaft 1 with respect to the reference position, and is provided from a sensor (not shown) provided in association with the magnetic bearings 2 and 3. The comparison circuit 8 outputs the difference voltage between the reference signal and the displacement signal and supplies it to the PID adjustment circuit 9 and the secondary bandpass filter 11. The PID adjusting circuit 9 performs a proportional-integral-derivative operation, and the secondary bandpass filter 11 is for compensating for a decrease in rigidity when the grindstone 6 contacts the work 7.

2次のバンドパスフィルタ11の伝達関数は、第2図に示
すように、周波数f0でゲインが最大となり、位相は第3
図に示すように、周波数f0で±90°変化する。このバン
ドパスフィルタ11の出力はスイッチ12を介して加算回路
10に与えられる。加算回路10にはPID調節回路9の出力
が与えられていて、加算回路10は両者を加算して電流増
幅回路13に与える。電流増幅回路13は磁気軸受2を駆動
するものである。
As shown in FIG. 2, the transfer function of the second-order bandpass filter 11 has a maximum gain at a frequency f 0 and a phase of the third-order bandpass filter 11.
As shown in the figure, the frequency f 0 changes ± 90 °. The output of this bandpass filter 11 is added via a switch 12 to an adder circuit.
Given to 10. The output of the PID adjustment circuit 9 is given to the adder circuit 10, and the adder circuit 10 adds both of them and gives them to the current amplifier circuit 13. The current amplifier circuit 13 drives the magnetic bearing 2.

第4図は超高速研削スピンドルの外乱周波数対剛性の特
性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the disturbance frequency vs. rigidity of the ultra-high speed grinding spindle.

次に、第1図ないし第4図を参照して、この考案の一実
施例の具体的な動作について説明する。第1図に示した
スイッチ12を開いた状態では、比較回路8が基準信号と
変位信号との差電圧を出力し、PID調節回路9はその差
電圧に基づいて、比例積分微分動作を行ない、その出力
が加算回路10を介して電流増幅回路13に与えられ、電流
増幅回路13は磁気軸受2を制御する。超高速研削スピン
ドルの剛性は、通常は第4図の実線に示すようになる
が、砥石6とワーク7が接触すると、第4図の点線で示
すように、周波数f1で剛性が低下する。
Next, the specific operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. When the switch 12 shown in FIG. 1 is opened, the comparison circuit 8 outputs the difference voltage between the reference signal and the displacement signal, and the PID adjustment circuit 9 performs the proportional-integral-derivative operation based on the difference voltage. The output is given to the current amplification circuit 13 via the addition circuit 10, and the current amplification circuit 13 controls the magnetic bearing 2. The rigidity of the ultra-high speed grinding spindle is normally as shown by the solid line in FIG. 4, but when the grindstone 6 and the workpiece 7 come into contact with each other, the rigidity decreases at the frequency f 1 as shown by the dotted line in FIG.

超高速研削スピンドルの回転数が周波数f1よりも高くな
り常用回転数付近に達したときに、スイッチ12を閉じ
る。バンドパスフィルタ11は、第2図および第3図に示
すように、周波数f1においては、ゲインが高くしかも位
相が90°進んでいる。このため、バンドパスフィルタ11
の出力を加算回路10によってPID調節回路9の出力に加
算すると、周波数f0の近傍でかつそれよりも低い周波数
域では、PID調節回路9の出力のみで磁気軸受2を制御
する場合に比べて、位相とゲインが増加し、良好なダン
ピングを与えることができる。つまり、周波数f1での剛
性を増加することができる。それによって、第4図の点
線で示した周波数f1域における剛性の低下を第4図の実
線のように補償することができる。
When the rotation speed of the ultra-high speed grinding spindle becomes higher than the frequency f 1 and approaches the normal rotation speed, the switch 12 is closed. As shown in FIGS. 2 and 3, the bandpass filter 11 has a high gain and a phase advance of 90 ° at the frequency f 1 . Therefore, the bandpass filter 11
When the output of the PID adjusting circuit 9 is added to the output of the PID adjusting circuit 9 by the adding circuit 10, compared with the case where the magnetic bearing 2 is controlled only by the output of the PID adjusting circuit 9 in the frequency range near and lower than the frequency f 0. , The phase and gain are increased, and good damping can be given. That is, the rigidity at the frequency f 1 can be increased. As a result, the decrease in rigidity in the frequency f 1 range shown by the dotted line in FIG. 4 can be compensated as shown by the solid line in FIG.

[考案の効果] 以上のように、この考案によれば、中心周波数が研削ス
ピンドルの常用回転数よりも低くワークと砥石の接触に
よって生ずる剛性低下周波数よりも高い周波数に選ばれ
たバンドパスフィルタの出力をPID調節回路の出力に加
算することにより、砥石とワークが接触したときに生ず
る剛性の低下を防止することができる。
[Advantage of Invention] As described above, according to this invention, the center frequency of the bandpass filter selected is lower than the normal rotation speed of the grinding spindle and higher than the rigidity reduction frequency caused by the contact between the work and the grindstone. By adding the output to the output of the PID adjustment circuit, it is possible to prevent the decrease in rigidity that occurs when the grindstone and the workpiece come into contact with each other.

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

第1図はこの考案の一実施例のブロック図である。第2
図は第1図に示した2次のバンドパスフィルタのゲイン
の特性図である。第3図は同じく位相の特性を示す図で
ある。第4図は超高速研削スピンドルの外乱周波数対剛
性の特性を示す図である。第5図は従来の超高速研削ス
ピンドルの概要を示す図である。 図において、2は磁気軸受、8は比較回路、9はPID調
節回路、10は加算回路、11はバンドパスフィルタ、12は
スイッチ、13は電流増幅回路を示す。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. Second
The figure is a characteristic diagram of the gain of the second-order bandpass filter shown in FIG. FIG. 3 is a diagram similarly showing the phase characteristics. FIG. 4 is a diagram showing the characteristic of disturbance frequency vs. rigidity of the ultra-high speed grinding spindle. FIG. 5 is a diagram showing an outline of a conventional ultra-high speed grinding spindle. In the figure, 2 is a magnetic bearing, 8 is a comparison circuit, 9 is a PID adjustment circuit, 10 is an addition circuit, 11 is a bandpass filter, 12 is a switch, and 13 is a current amplification circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】その先端に取付られた砥石によってワーク
を研削する研削スピンドルを磁気浮上させるための磁気
軸受を制御する磁気軸受の制御回路であって、 前記研削スピンドルの基準位置を示す信号と前記研削ス
ピンドルの前記基準位置に対する変位を示す信号とを比
較する比較手段と、 前記比較手段の出力信号に基づいて比例積分微分動作を
行なうPID調節回路と、 その中心周波数が前記研削スピンドルの常用回転数より
も低く、前記ワークと前記砥石との接触によって生ずる
剛性低下周波数よりも高い周波数に選ばれ、前記比較手
段の出力信号が与えられるバンドパスフィルタと、 前記PID調節回路の出力と前記バンドパスフィルタの出
力とを加算するための加算回路と、 前記研削スピンドルの回転数が前記バンドパスフィルタ
の中心周波数を越えたことに応じて、前記バンドパスフ
ィルタの出力を前記加算回路に与えて位相とゲインとを
増加させるためのスイッチとを備え、 前記ワークと前記砥石とが接触したときに生ずる剛性の
低下を補償するようにしたことを特徴とする、磁気軸受
の制御回路。
1. A magnetic bearing control circuit for controlling a magnetic bearing for magnetically levitating a grinding spindle for grinding a work by means of a grindstone attached to its tip, said signal being indicative of a reference position of said grinding spindle and said Comparing means for comparing a signal indicating a displacement of the grinding spindle with respect to the reference position, a PID adjusting circuit for performing a proportional-integral-derivative operation based on an output signal of the comparing means, and a center frequency of which is a normal rotation speed of the grinding spindle. Lower than, a bandpass filter selected to a frequency higher than the rigidity lowering frequency caused by the contact between the work and the grindstone, the output signal of the comparison means is given, the output of the PID adjustment circuit and the bandpass filter An adder circuit for adding the output of the grinding spindle and the rotation speed of the grinding spindle to the center of the bandpass filter. In response to exceeding the wave number, a switch for giving the output of the bandpass filter to the adding circuit to increase the phase and the gain is provided, and the rigidity generated when the work and the grindstone come into contact with each other. A control circuit for a magnetic bearing, characterized by compensating for a decrease.
JP1988044216U 1988-03-31 1988-03-31 Magnetic bearing control circuit Expired - Lifetime JPH0735683Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1988044216U JPH0735683Y2 (en) 1988-03-31 1988-03-31 Magnetic bearing control circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1988044216U JPH0735683Y2 (en) 1988-03-31 1988-03-31 Magnetic bearing control circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01148203U JPH01148203U (en) 1989-10-13
JPH0735683Y2 true JPH0735683Y2 (en) 1995-08-16

Family

ID=31270584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1988044216U Expired - Lifetime JPH0735683Y2 (en) 1988-03-31 1988-03-31 Magnetic bearing control circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0735683Y2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6014619A (en) * 1983-07-05 1985-01-25 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Magnetic bearing control device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01148203U (en) 1989-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5142177A (en) Magnetically controlled bearing unit
JPH07256503A (en) Spindle apparatus
JPH0436278B2 (en)
JP3463218B2 (en) Magnetic bearing device
JPH0735683Y2 (en) Magnetic bearing control circuit
JPH08159157A (en) Magnetic bearing device
JP3395170B2 (en) Apparatus and method for controlling thrust magnetic bearing
JP2000257633A (en) Magnetic bearing control device
US6259178B1 (en) Initial adjustment circuit and initial adjustment method of magnetic bearing apparatus
JPH0965607A (en) Inner-rotor type motor
JPH04300417A (en) Magnetic bearing device
JP3452331B2 (en) Polishing equipment
JP3046979B2 (en) Control device for radial magnetic bearing
JP3625904B2 (en) Magnetic bearing device
JP3480503B2 (en) Control device for magnetic bearing
JPH07224839A (en) Magnetic bearing device
JP2546997B2 (en) Non-contact support method
JP2917085B2 (en) Grinding machine control device
JPH07184345A (en) Magnetic levitation motor device
JPH0545239U (en) Preloading device for high-speed rotating spindle bearings
JP2560848Y2 (en) Magnetic bearing device
JP3268322B2 (en) Inverter control device for magnetic bearing spindle device
JPH05332360A (en) Control device for magnetic bearing
JPH04203523A (en) Magnetic bearing spindle
JPS5856424Y2 (en) damper bearing