JPS61192443A - Noncontact type active damper - Google Patents

Noncontact type active damper

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JPS61192443A
JPS61192443A JP60033132A JP3313285A JPS61192443A JP S61192443 A JPS61192443 A JP S61192443A JP 60033132 A JP60033132 A JP 60033132A JP 3313285 A JP3313285 A JP 3313285A JP S61192443 A JPS61192443 A JP S61192443A
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JP
Japan
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work
workpiece
vibration
electromagnetic
grinding
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JP60033132A
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Kazuo Mori
和男 森
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0032Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine

Abstract

PURPOSE:To attenuate the vibration of a grinding system by detecting in process the vibration of a work which varies momentarily in the grinding in cylindrical traverse method and applying a damping force in speed-proportion form onto the work in noncontact by an electromagnetic force. CONSTITUTION:A work 2 is ground by the abrasive wheel 3 of a cylindrical grinder. Said abrasive wheel 3 is supported onto a wheel spindle stock 5, and the shift in the longitudinal direction for the contact and departure from the work 2 and the shift in the transverse direction along the axial direction of the work 2 are permitted. An electromagnetic damper part 20 is installed onto the wheel spindle stock 5. The top edge parts of the arms 8a and 8b are opposed in noncontact, keeping a little gap from the side surface of the work 2. When an electromagnetic coil 12 is put into electric conduction, magnetic fluxes are generated between the arm 8a, top edge part 16a, work 2, top edge part 16b, arm 8b, and an iron core 11, and the work 2 is attracted to the top edge parts 16a and 16b. Said attraction force is the external force applied onto the work 2 for attenuating the vibration of the work 2. The electric current of the electromagnetic coil 12 is controlled by the signal supplied from a vibration detecting apparatus 30.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)発明の目的 [産業上の利用分野] この発明は円筒研削加工、特に円筒トラバース方式の研
削加工に用いるアクティブダンパに関するものである。
Detailed Description of the Invention (a) Object of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an active damper used in cylindrical grinding, particularly cylindrical traverse type grinding.

細長い円筒形のワークを機械工作する場合のびびり振動
等を防止し、もってミクロンオーダーの高精度の工作を
可能とするものであって、タービン、ジャイロの軸など
の軸一般、その他、宇宙航空機器などの精密機器の製作
等に利用され得るものである。
It prevents chatter vibrations when machining elongated cylindrical workpieces, thereby enabling high-precision machining on the micron order. It can be used for manufacturing precision equipment such as.

[従来の技術] 従来よりタービンやジャイロの軸のような、ミクロンオ
ーダーの精度を要求される細長い円筒形のワークを作る
場合には、円筒トラバース方式という機械研削の方式が
とられている。この方式では、所定の細長い円筒形に予
め成形されたワークの表面に、砥石による研削加工を施
し、目的の精度を得ている。
[Prior Art] Conventionally, a mechanical grinding method called the cylindrical traverse method has been used to manufacture elongated cylindrical workpieces that require precision on the micron order, such as the shafts of turbines and gyros. In this method, the surface of a workpiece that has been preformed into a predetermined elongated cylindrical shape is ground with a grindstone to obtain the desired accuracy.

即ち、第9図にその原理を示すように、円筒形のワーク
100を、その中心軸の両端において回転可能に支持し
、このワーク100の外周面に、高速で回転する円盤型
の砥石車102の外周面を押し当てて研削する。ワーク
100と砥石車102との中心軸は互いに平行であり、
ワーク100と砥石車102とは、それぞれ、その中心
軸のロリに異なる回転速度で回転駆動されており、かつ
ワーク100は、支持部材103につながるテーブル(
図示せず)ごと、ワーク100の回転中心に平行に例え
ば方向104に沿って移動し、その結果砥石車102は
相対的に方向104の逆方向105にワーク100上を
トラバースしつつ研削するものである。ここで第10図
に示すように砥石車102とワーク100の間には研削
抵抗と呼ばれる力が作用する。この力はワークの法線方
向(×方向)と接線方向(U方向)とに分けることがで
きるが、ワーク100が細長いため、研削盤等の工作機
械系の剛性に比して、ワーク100の剛性が非常に小さ
くなり、従って上記研削抵抗や外部からの強制力が原因
となって、ワーク100には振動が発生しやすく、この
振動が高精度或いは高能率な加工を困難にするという問
題がある。
That is, as the principle is shown in FIG. 9, a cylindrical workpiece 100 is rotatably supported at both ends of its central axis, and a disk-shaped grinding wheel 102 that rotates at high speed is attached to the outer peripheral surface of the workpiece 100. Grind by pressing the outer peripheral surface of the The central axes of the workpiece 100 and the grinding wheel 102 are parallel to each other,
The workpiece 100 and the grinding wheel 102 are each rotated by a roller on its central axis at different rotational speeds, and the workpiece 100 is rotated by a table connected to a support member 103 (
(not shown), the grinding wheel 102 moves parallel to the rotation center of the workpiece 100 along, for example, a direction 104, and as a result, the grinding wheel 102 grinds while traversing the workpiece 100 in a direction 105 relatively opposite to the direction 104. be. Here, as shown in FIG. 10, a force called grinding resistance acts between the grinding wheel 102 and the workpiece 100. This force can be divided into the normal direction (X direction) and the tangential direction (U direction) of the workpiece, but since the workpiece 100 is long and thin, the rigidity of the workpiece 100 is The rigidity becomes very small, and therefore vibration is likely to occur in the workpiece 100 due to the above-mentioned grinding resistance and external force, and this vibration makes it difficult to perform high-precision or high-efficiency machining. be.

従来、このような細長いものの研削時にワークの不要な
動きを防止する手段としては、レスト106が用いられ
ている。
Conventionally, a rest 106 has been used as a means for preventing unnecessary movement of the workpiece during grinding of such a long and thin object.

レスト106には自動式、手動式、固定式等のものがあ
るが、ワーク100を支持したテーブルの面に固定され
る一種の押さえ部材であって、その先端部であるシュー
107は摩耗しにくい素材で構成され、シュー107で
ワークに直接接触して支持することによりワークを押え
、その不要な動きを防止しようとするものである。
Rest 106 can be of automatic type, manual type, fixed type, etc., but it is a type of holding member fixed to the surface of the table that supports workpiece 100, and the shoe 107 that is the tip thereof is not easily worn out. The shoe 107 is made of a material, and the shoe 107 directly contacts and supports the workpiece to hold the workpiece down and prevent unnecessary movement of the workpiece.

し発明が解決しようとする問題点] しかるに従来のレストは、シューの接触位置をネジで固
定したり、或いはバネでただ単に押し返しているという
ものであり、ワークの静的変位は防止できても、振動と
いう、動的な変位には対応できない。しかもトラバース
研削の場合はワーク上で砥石の削り位置が変化し撮動の
周波数が変動するため、周波数に追従してこの撮動を制
御・防止することは更に困難であり、しかもこれら従来
のレストは、ワークを載せているテーブルの面に固定し
て使用するためワークのある特定の点しか押えることが
できず、従ってトラバース研削の場合は何個かのレスト
を重複して使用しなくてはならず、かつ面倒な熟練的な
ノウハウを要するという問題があった。また、ワークに
接触しているレストのシューがワークをきづつけるとい
う問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in conventional rests, the contact position of the shoe is fixed with a screw or simply pushed back with a spring, and even if static displacement of the workpiece can be prevented, , cannot handle dynamic displacement such as vibration. Moreover, in the case of traverse grinding, the cutting position of the grinding wheel changes on the workpiece, and the frequency of the imaging changes, so it is even more difficult to control and prevent this imaging by following the frequency. Because it is fixed to the surface of the table on which the workpiece is placed, it can only hold the workpiece at a certain point, and therefore, in the case of traverse grinding, several rests must be used in duplicate. There is a problem in that it is not easy to use, and requires troublesome and skilled know-how. Additionally, there was a problem in that the shoe of the rest that was in contact with the workpiece would scratch the workpiece.

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであつ
−(、円筒トラバース方式の研削時等の、刻々変化する
ワークの撮動をインプロセスで検出し、速度比例形の減
衰力を電磁力によって非接触でワークに加えて、研削系
の制振を行うことができ、従って、熟練者を要さず、一
般の作業者にも高精度、高能率な工作が可能なアクティ
ブダンパを提供することを目的としている。
This invention was made in view of the above-mentioned circumstances. To provide an active damper that can damp the vibration of the grinding system in addition to the workpiece without contact, and therefore allows ordinary workers to perform high-precision, highly efficient machining without requiring skilled workers. The purpose is to

(ロ)発明の構成 [問題を解決するための手段] この目的に対応して、この発明の非接触式アクティブダ
ンパは、円筒研削ワークの撮動を検出する振動検出装置
と、前記振動検出装置からの信号を処理する処理制御装
置と、前記円筒研削ワークの側面に非接触で対向して位
置する電磁力ヘッドを有し研削砥石に追従して移動可能
な電磁ダンパ部とを備え、前記振動検出装置によって検
出された前記円筒研削ワークの撮動速度を前記処理制御
装置で導出し、前記振動速度に比例した電磁力を前記電
磁力ヘッドによって前記円筒研削ワークに作用させるよ
うに構成したことを特徴としている。
(B) Structure of the Invention [Means for Solving the Problem] In response to this objective, the non-contact active damper of the present invention includes a vibration detection device that detects the imaging of a cylindrical grinding workpiece, and a vibration detection device that detects the movement of a cylindrical grinding workpiece. and an electromagnetic damper section that has an electromagnetic force head located facing the side surface of the cylindrical grinding workpiece in a non-contact manner and is movable following the grinding wheel. The imaging speed of the cylindrical grinding work detected by the detection device is derived by the processing control device, and the electromagnetic force head is configured to apply an electromagnetic force proportional to the vibration speed to the cylindrical grinding work. It is a feature.

以下、この発明の詳細を、一実施例を示す図面について
説明する。
Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to the drawings showing one embodiment.

第1図、第2図、第3図及び第4図において、1は円筒
研削盤であり、ワーク2を砥石車3によって研削するも
のである。砥石車3は砥石台5に回転可能に支持されて
おり、かつワーク2に離接する前後の移動とワーク2の
軸方向に沿った横方向の移動が可能である。
In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4, 1 is a cylindrical grinder, which grinds a workpiece 2 with a grinding wheel 3. In FIG. The grinding wheel 3 is rotatably supported by the grinding wheel head 5, and can move back and forth toward and away from the workpiece 2, and can move in the lateral direction along the axial direction of the workpiece 2.

4はこの発明に係るダンパである。ダンパ4は電磁ダン
パ部20、振動検出装置30及び処理制御装置25を備
えている。電磁ダンパ部20は砥石台5に取り付けられ
ていて砥石台5とともに移動可能である。
4 is a damper according to the present invention. The damper 4 includes an electromagnetic damper section 20, a vibration detection device 30, and a processing control device 25. The electromagnetic damper section 20 is attached to the whetstone head 5 and is movable together with the whetstone head 5.

電磁ダンパ部20は支持脚6と、センタコア7を備え、
センタコア7の両端にアーム8a、8bを接続した電磁
ヘッド9で構成されている。センタコア7は鉄心11に
電磁コイル12が巻回されて構成されており、また、ア
ーム8a、8bは鉄心11の両端に接続していてワーク
2に向う方向に延出して平面視において砥石車3の両側
に位置している。アーム8a、8bは鉄心11との磁気
的な接続状態を保ったまま、調整ねじ13を操作するこ
とによって調整ねじ13の軸方向に直線変位することが
できる。またアーム8a、8bはそれぞれ関節14によ
って連結する基部15と先端部16とからなっており、
先端部16は関節14において基部15に対して回転変
位することが可能である。これらの直線変位や回転変位
によりアーム8a、8bの先端部16はワーク2に対し
て位置決めされる。
The electromagnetic damper section 20 includes support legs 6 and a center core 7,
It consists of an electromagnetic head 9 having arms 8a and 8b connected to both ends of a center core 7. The center core 7 is composed of an electromagnetic coil 12 wound around an iron core 11, and arms 8a and 8b are connected to both ends of the iron core 11 and extend in the direction toward the workpiece 2, so that the arms 8a and 8b are connected to the grinding wheel 3 in a plan view. Located on both sides. The arms 8a and 8b can be linearly displaced in the axial direction of the adjusting screw 13 by operating the adjusting screw 13 while maintaining the magnetic connection state with the iron core 11. Further, the arms 8a and 8b each consist of a base portion 15 and a tip portion 16 connected by a joint 14,
The tip 16 can be rotationally displaced relative to the base 15 at the joint 14 . The tips 16 of the arms 8a, 8b are positioned relative to the workpiece 2 by these linear displacements and rotational displacements.

また、必要に応じてアーム8a、8bの基部15を軸2
2に関して回転するように構成してもよい。それぞれの
アーム8a、8bの先端部16はワーク2の側面とわず
かな隙間を保って非接触で対向する。
Also, if necessary, the bases 15 of the arms 8a and 8b can be connected to the shaft 2.
It may be configured to rotate about 2. The tips 16 of each of the arms 8a and 8b face the side surface of the workpiece 2 with a slight gap therebetween without contacting them.

このような構成のM磁ダンパ部20においては、電磁コ
イル12に通電すると、アーム8a、先端部16a、ワ
ーク2、先端部16b、アーム8b、鉄心11の間に磁
束が形成され、ワーク2が先端部16a、16bに吸引
される。この吸引力がこの発明において、ワーク2の振
動を減衰させるためにワーク2に加えられる外力である
In the M magnetic damper section 20 having such a configuration, when the electromagnetic coil 12 is energized, a magnetic flux is formed between the arm 8a, the tip 16a, the work 2, the tip 16b, the arm 8b, and the iron core 11, and the work 2 is It is attracted by the tip portions 16a and 16b. In the present invention, this suction force is an external force applied to the workpiece 2 in order to damp the vibration of the workpiece 2.

この電磁コイル12に通電される電流は第4図に示すよ
うに、振動検出装V!I30からの信号にもとづいて、
処理制御装置25によって制御される。
As shown in FIG. 4, the current applied to the electromagnetic coil 12 is determined by the vibration detection device V! Based on the signal from I30,
It is controlled by a processing control device 25.

振動検出装置30は心押台センタ31に取り付けられた
歪ゲージ32を備えている。
The vibration detection device 30 includes a strain gauge 32 attached to a tailstock center 31.

処理制御装置25はダンピング制御系27及びコンプラ
イアンス補正制御系28を備えている。
The processing control device 25 includes a damping control system 27 and a compliance correction control system 28.

ダンピング副面系27は心挿台センタ31に取付けられ
た歪ゲージ32、歪ゲージ32の出力を受けるストレー
ンアンプ33、ストレーンアンプ33からの出力信号を
処理する信号調整回路34及び信号調整回路3.4から
の信号を受けて電流を増幅するパワーアンプ35を備え
ている。信号調整回路34はフィルター36、微分回路
37、微分回路38及び加算回路41を備えている。
The damping subsurface system 27 includes a strain gauge 32 attached to the center insertion stand center 31, a strain amplifier 33 that receives the output of the strain gauge 32, a signal adjustment circuit 34 that processes the output signal from the strain amplifier 33, and a signal adjustment circuit 3. The power amplifier 35 receives the signal from 4 and amplifies the current. The signal adjustment circuit 34 includes a filter 36, a differentiation circuit 37, a differentiation circuit 38, and an addition circuit 41.

また、コンプライアンス補正制御系28はスケールヘッ
ド42、カウンター43、ADコンバータ45を備えて
おり、ADコンバータ45はコンピュータ46のGP−
IBインターフェース47に接続している。また、コン
ピュータ46はGP−IBインターフェース47、DA
コンバータ48を介して加算回路41に直流電圧を出力
する。
Further, the compliance correction control system 28 includes a scale head 42, a counter 43, and an AD converter 45.
It is connected to the IB interface 47. The computer 46 also has a GP-IB interface 47, a DA
A DC voltage is output to the adding circuit 41 via the converter 48.

[作用] 以上のように構成されたダンパ4の作用は次の通りであ
る。
[Function] The function of the damper 4 configured as described above is as follows.

すなわち、円筒研削の場合に、ワーク2は砥石車3と接
触して変動研削力Fgを受ける。
That is, in the case of cylindrical grinding, the workpiece 2 comes into contact with the grinding wheel 3 and receives a variable grinding force Fg.

この場合のワーク系運動方程式(ワークは弾性はり部材
)は、Eを弾性係数、Iを新面2次モーメント、yをた
わみ、Xを中心軸上の座標、tを時間、ρを密度、Aを
断面積、coを減衰係数、Fgを変動研削力、Fを外力
とすると EI(9’y/θx’)+C(9V/at)+ρA(a
  V/9t  )=FQ+F    (1)(r11
石台系の特性は省略) 外力Fに F=−C(ay/9t>(C>O)      (2)
を加えると E I (84y/FX’ ) + (Go+c> (2sy/9t) +ρA(B  V/3t2>==FQ     (3)
つまり減衰項の係数が(−Go+C)となってワーク系
の減衰が大きくなる。
In this case, the equation of motion of the workpiece system (the workpiece is an elastic beam member) is: E is the elastic modulus, I is the new surface second moment, y is the deflection, X is the coordinate on the central axis, t is the time, ρ is the density, and A When is the cross-sectional area, co is the damping coefficient, Fg is the variable grinding force, and F is the external force, EI (9'y/θx') + C (9V/at) + ρA (a
V/9t )=FQ+F (1)(r11
Characteristics of the stone platform system are omitted) For the external force F, F=-C(ay/9t>(C>O)) (2)
If we add E I (84y/FX') + (Go+c> (2sy/9t) +ρA(B V/3t2>==FQ (3)
In other words, the coefficient of the damping term becomes (-Go+C), and the damping of the workpiece system increases.

びびりに最も影響の深い、1次固有振動数だけiωt に注目すると、FQ=e    の場合、ワークのたわ
みy(x、t>は定常振動を仮定すると、近似的に次の
ように求められる。
Focusing on the first-order natural frequency iωt, which has the most profound effect on chatter, when FQ=e, the workpiece deflection y(x, t> is approximately determined as follows, assuming steady vibration.

V (x、t)= (AI S団λ1x+A  cos
λ1x +A  5inhλ1x 1ω[+θ +A  coshλ1x)e ・・−(4) ここにλ は1次の固有値、A1−A4は定数である。
V (x, t) = (AI S group λ1x + A cos
λ1x +A 5inhλ1x 1ω[+θ +A coshλ1x)e...-(4) Here, λ is a first-order eigenvalue, and A1-A4 are constants.

歪ゲージ32からの出力はワークの心神金側端部のたわ
みに比例するため、ワーク任意点の撮幅は、式(4)よ
り求めることができる。
Since the output from the strain gauge 32 is proportional to the deflection of the edge of the workpiece on the metal side, the imaging width at any point on the workpiece can be determined from equation (4).

従って歪ゲージ32からの出力を微分すると、それは速
度に比例するものと考えられる。
Therefore, when the output from the strain gauge 32 is differentiated, it is considered to be proportional to the speed.

以上がこの発明で採用するダンピング方式の制御理論で
ある。
The above is the control theory of the damping method employed in this invention.

そこでまず、歪ゲージ32でワークの心押台側端部のた
わみを検出する。歪ゲージ32で検出された変位信号は
ストレーンアンプ33で増幅されのち、フィルター36
で二次振動モード以上の周波数域がカットされ、−次振
動モード域の振動成分だけが取り出される。次にフィル
ター36から出力された信号は微分回路37で微分され
て振動の速度比例形の信号となり、さらに微分回路38
で微分されて電磁ダンパ部20の電磁コイル12のイン
ダクタンス負荷を補償するための調整が行われる。つい
で振動の調整された信号は加算回路41に入力される。
First, the strain gauge 32 detects the deflection of the tailstock side end of the workpiece. The displacement signal detected by the strain gauge 32 is amplified by a strain amplifier 33, and then passed through a filter 36.
The frequency range above the secondary vibration mode is cut off, and only the vibration components in the -order vibration mode range are extracted. Next, the signal output from the filter 36 is differentiated by a differentiating circuit 37 to become a signal proportional to the speed of vibration.
Then, adjustment is made to compensate for the inductance load of the electromagnetic coil 12 of the electromagnetic damper section 20. The vibration-adjusted signal is then input to an adder circuit 41.

加算回路41には、振動成分の2倍の周波数をもつ電磁
力成分を除去するためと、さらに、ワーク2の円筒度を
確保するためにワーク2に対する砥石車3の切込み量が
どの位置でも一定(ワークの静的コンプライアンスが長
手方向で一定)になるような力を電磁ダンパ部20に発
生さぜるために、DCバイアス信号がOAコンバータ4
8から入力される。加算回路41はDCバイアス信号と
調整された振動信号を加え合わせパワーアンプ入力に付
加する。
The adder circuit 41 is configured so that the amount of cut of the grinding wheel 3 into the workpiece 2 is constant at any position in order to remove the electromagnetic force component having twice the frequency of the vibration component and to ensure the cylindricity of the workpiece 2. In order to generate a force in the electromagnetic damper section 20 such that the static compliance of the workpiece is constant in the longitudinal direction, the DC bias signal
It is input from 8. Adder circuit 41 adds the DC bias signal and the adjusted vibration signal and applies the sum to the power amplifier input.

第5図に示すように、先端部16a、16bの断面積を
S 、ワークの断面積を82、電磁へツドとワーク間の
ギャップをδ、電磁ヘッド9の比透磁率をμm、ワーク
の比透磁率をI2、電磁コイルの巻数をn、電磁ヘッド
の磁束の通路長を1 、ワークの磁束通路長を12、電
r/iJ]イルに通電される電流を11そのうち、AC
成分を11、DC成分を1  真空の透磁率をμ。とす
ると電Oゝ 磁力Fは F= ((1/S  )(1−(1/μ2))X(nI
)2)/((1/μ ) X((1/(μm51)) +(2δ/S  )+(1/(I2S2))) 〕;α
(I  sinωt’+l  )22.2 =a(11sin  ωt +2111osinω1.+1゜) =αNT1 /2) −((11/2)coS2ωt ) +(2[11o sinω口→io )・(5)研削点
マ=iでyのたわみをワークに生じさせるためのには、 F  =y/((1/6)ab(<1−I2−b2)+
((a/k   )−(b/k 1 ))a+ (b 
/ k 1) ) 、 )      ・・・(6)な
る力F5が必要である。ここに F  =(F  I2)/(El)、 a−a/I、ワ=y/1、 k、=(k、I3)/(El)(i=1.2)b=1−
aで1はワーク全長、kl、k2はそれぞれ主軸台セン
タ、心押台センタのバネ定数である。
As shown in FIG. 5, the cross-sectional area of the tips 16a and 16b is S, the cross-sectional area of the work is 82, the gap between the electromagnetic head and the work is δ, the relative magnetic permeability of the electromagnetic head 9 is μm, and the ratio of the work is The magnetic permeability is I2, the number of turns of the electromagnetic coil is n, the magnetic flux path length of the electromagnetic head is 1, the magnetic flux path length of the workpiece is 12, the current flowing through the electric current r/iJ is 11, of which AC
The component is 11, the DC component is 1, and the vacuum permeability is μ. Then, the electric force F is F= ((1/S)(1-(1/μ2))X(nI
)2)/((1/μ) X((1/(μm51)) +(2δ/S)+(1/(I2S2))) ];α
(I sinωt'+l)22.2 =a(11sinωt+2111osinω1.+1°) =αNT1 /2) -((11/2)coS2ωt) +(2[11o sinωmouth→io)・(5) Grinding point ma In order to cause a deflection of y at =i, F =y/((1/6)ab(<1-I2-b2)+
((a/k)-(b/k1))a+(b
/ k 1) ) , )...(6) A force F5 is required. Here, F = (FI2)/(El), a-a/I, W=y/1, k, = (k, I3)/(El) (i=1.2) b=1-
In a, 1 is the total length of the workpiece, and kl and k2 are the spring constants of the headstock center and tailstock center, respectively.

したがって式(5)より F、−Ib  ocVb なる関係があるから v b oc a E である。そこでこのVbをDCバイアス信号としてパワ
ーアンプ入力に付加する。このVbはスケールヘッド4
2からの研削位置信号をカウンタ43で計数し、ADコ
ンバータ45を介してコンピュータ46で演算され、D
Aコンバータ48を介して加算回路41に入力される。
Therefore, from equation (5), there is a relationship of F, -Ib ocVb, so v boc a E . Therefore, this Vb is added to the power amplifier input as a DC bias signal. This Vb is scale head 4
The grinding position signal from 2 is counted by a counter 43, and calculated by a computer 46 via an AD converter 45.
The signal is input to the adding circuit 41 via the A converter 48.

第6図は本発明のアクティブダンパのワーク振動抑制効
果を丞すちので ワークの長さ 490mm 加振及び制振位置 ワークの中央 加娠力 5N パワーアンプ入力 DCバイアス 0.5Vギヤツプ 
1mm としたとぎ、パワーアンプのゲインを上げて行くと振動
の振幅がしだいに低下していくことが判る。
Figure 6 shows the workpiece vibration suppression effect of the active damper of the present invention, so workpiece length: 490mm Vibration and damping position: Workpiece center pressing force: 5N Power amplifier input: DC bias: 0.5V gap
It can be seen that the amplitude of vibration gradually decreases as the gain of the power amplifier is increased after setting it to 1 mm.

第7図はワークの撮動のベクトル線図であり、本発明の
ダンパを使用した場合はびびりの発生が小さいことがわ
かる。
FIG. 7 is a vector diagram for photographing a workpiece, and it can be seen that when the damper of the present invention is used, the occurrence of chatter is small.

第8図は実際の研削における歪ゲージの出力を示したも
ので、第8図(a)はダンパなしの場合、第8図(b)
本発明のダンパを使用したものであるが、本発明のダン
パを使用した場合は良好な減衰効果を発揮することがわ
かる。
Figure 8 shows the output of the strain gauge during actual grinding. Figure 8 (a) is without a damper, Figure 8 (b) is
Although the damper of the present invention was used, it can be seen that a good damping effect is exhibited when the damper of the present invention is used.

(ハ)発明の効果 このようにこの発明のアクティブダンパはインプロセス
で振動を検出し、それに相応する減衰力を工作物系に与
えて、ワークの振動を減衰させるので研削加工に熟練を
要さずに、一般の作業者にも高精度、高能率な工作が可
能であり、また特に重要なこととして、この発明のアク
ティブダンパはワークに対して非接触で振動減衰力を与
えるので、ワークの研削面に損傷を与えることがない。
(c) Effects of the invention In this way, the active damper of this invention detects vibrations in-process and applies a corresponding damping force to the workpiece system to damp the vibrations of the workpiece, so it requires no skill in grinding. Even ordinary workers can perform high-precision, high-efficiency machining without having to worry about the damage caused by the work.What is particularly important is that the active damper of this invention applies vibration damping force to the workpiece without contacting it. No damage to the grinding surface.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は電磁ダンパ部の平面図、第2図は電磁ダンパ部
の正面図、第3図は電磁ダンパ部の側面図、第4図はア
クティブダンパの構成説明図、第5図はi!磁ヘッドと
ワークの電磁関係を示す説明図、第6図はワークの振動
の特性変化を示すグラフ、第7図はワーク振動のベクト
ル線図、第8図は円筒研削におけるワークの撮動の時間
変化を示すグラフ、第9図は従来の円筒研削盤を示す平
面説明図、及び第10図はワークに作用する研削抵抗を
示す説明図である。 1・・・円筒研削盤  2・・・ワーク  3・・・砥
石車4・・・ダンパ  5・・・砥石台  6・・・支
持脚  7・・・センタコア  8a、8b・・・アー
ム  9・・・電磁ヘッド  11・・・鉄心  12
・・・電磁コイル13・・・調整ねじ   14・・・
関節   16a。 16b・・・先端部  20・・・電磁ダンパ部  2
2・・・f*25・・・処理制御装置  27・・・ダ
ンピング制御系  28・・・コンプライアンス補正制
御系30・・・振動検出装置  31・・・心押台セン
タ32・・・歪ゲージ  33・・・ストレーンアンプ
34・・・信号調整回路  35・・・パワーアンプ3
6・・・フィルター  37・・・微分回路  38・
・・微分回路  41・・・加算回路  42・・・ス
ケールヘッド  43・・・カウンタ  45・・・A
Dコンバータ  46・・・コンピュータ  47・・
・GP−IBインターフェイス  48・・・OAコン
バータ第1図 第2図 第8図 ((1>
Fig. 1 is a plan view of the electromagnetic damper section, Fig. 2 is a front view of the electromagnetic damper section, Fig. 3 is a side view of the electromagnetic damper section, Fig. 4 is an explanatory diagram of the configuration of the active damper, and Fig. 5 is an i! An explanatory diagram showing the electromagnetic relationship between the magnetic head and the workpiece, Fig. 6 is a graph showing changes in the characteristics of the vibration of the workpiece, Fig. 7 is a vector diagram of the vibration of the workpiece, and Fig. 8 is the time of photographing the workpiece during cylindrical grinding. A graph showing the changes, FIG. 9 is an explanatory plan view showing a conventional cylindrical grinder, and FIG. 10 is an explanatory view showing the grinding resistance acting on the workpiece. 1... Cylindrical grinder 2... Workpiece 3... Grinding wheel 4... Damper 5... Grinding wheel stand 6... Support leg 7... Center core 8a, 8b... Arm 9...・Electromagnetic head 11... Iron core 12
...Electromagnetic coil 13...Adjustment screw 14...
Joint 16a. 16b... Tip part 20... Electromagnetic damper part 2
2... f*25... Processing control device 27... Damping control system 28... Compliance correction control system 30... Vibration detection device 31... Tailstock center 32... Strain gauge 33 ... Strain amplifier 34 ... Signal adjustment circuit 35 ... Power amplifier 3
6... Filter 37... Differential circuit 38.
... Differentiation circuit 41 ... Addition circuit 42 ... Scale head 43 ... Counter 45 ... A
D converter 46... Computer 47...
・GP-IB interface 48...OA converter Fig. 1 Fig. 2 Fig. 8 ((1>

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 円筒研削ワークの振動を検出する振動検出装置と、前記
振動検出装置からの信号を処理する処理制御装置と、前
記円筒研削ワークの側面に非接触で対向して位置する電
磁力ヘッドを有し研削砥石に追従して移動可能な電磁ダ
ンパ部とを備え、前記振動検出装置によつて検出された
前記円筒研削ワークの振動速度を前記処理制御装置で導
出し、前記振動速度に比例した電磁力を前記電磁力ヘッ
ドによつて前記円筒研削ワークに作用させるように構成
したことを特徴とする非接触式アクティブダンパ
A grinding machine comprising: a vibration detection device for detecting vibrations of a cylindrical grinding work; a processing control device for processing signals from the vibration detection device; and an electromagnetic force head positioned facing the side surface of the cylindrical grinding work in a non-contact manner. an electromagnetic damper section movable to follow the grinding wheel, the vibration speed of the cylindrical grinding workpiece detected by the vibration detection device is derived by the processing control device, and an electromagnetic force proportional to the vibration speed is generated. A non-contact type active damper, characterized in that the electromagnetic force head is configured to act on the cylindrical grinding work.
JP60033132A 1985-02-21 1985-02-21 Noncontact type active damper Granted JPS61192443A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04111712A (en) * 1990-08-31 1992-04-13 Showa Alum Corp Method for peeling and fillet correction of hollow billet
JP2007509765A (en) * 2003-10-31 2007-04-19 テーネス アルメン アクスイェ セルスカプ Device for damping vibration and displacement in tool holders
JP2017047426A (en) * 2015-08-31 2017-03-09 株式会社アマダホールディングス Processor and method for controlling processor

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