WO2022014510A1 - 圧縮流体供給システム - Google Patents

圧縮流体供給システム Download PDF

Info

Publication number
WO2022014510A1
WO2022014510A1 PCT/JP2021/026062 JP2021026062W WO2022014510A1 WO 2022014510 A1 WO2022014510 A1 WO 2022014510A1 JP 2021026062 W JP2021026062 W JP 2021026062W WO 2022014510 A1 WO2022014510 A1 WO 2022014510A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compressed fluid
pressure
fluid supply
supply system
support member
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/026062
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
室田真弘
Original Assignee
ファナック株式会社
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 ファナック株式会社 filed Critical ファナック株式会社
Priority to DE112021003833.8T priority Critical patent/DE112021003833T5/de
Priority to CN202180060048.XA priority patent/CN116157229A/zh
Priority to US18/016,163 priority patent/US20230271283A1/en
Priority to JP2022536336A priority patent/JPWO2022014510A1/ja
Publication of WO2022014510A1 publication Critical patent/WO2022014510A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/38Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • 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
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/38Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports
    • B23Q1/385Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports in which the thickness of the fluid-layer is adjustable
    • 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
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
    • 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
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0952Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
    • B23Q17/0961Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining by measuring power, current or torque of a motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F16C32/0614Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0629Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
    • F16C32/064Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being supplied under pressure
    • F16C32/0644Details of devices to control the supply of liquids to the bearings
    • F16C32/0648Details of devices to control the supply of liquids to the bearings by sensors or pressure-responsive control devices in or near the bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

Definitions

  • the present invention relates to a compressed fluid supply system that supplies a compressed fluid to a support member that movably supports a movable member.
  • a drive device that supports and drives movable members with static pressure bearings is used.
  • a hydrostatic bearing is provided on the spindle of a machine tool.
  • the hydrostatic bearing rotatably supports the movable member of the spindle with respect to the fixing member of the spindle.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-210991 discloses an abnormality detection device for a fluid bearing that detects that a flow path to a bearing is clogged by using a pressure sensor.
  • An object of the present invention is to provide a compressed fluid supply system whose rigidity for supporting a movable member can be adjusted according to a driving state of the movable member.
  • the compressed fluid supply system drives a pressure adjusting unit that adjusts the pressure of the compressed fluid supplied from the fluid supply source to a support member that movably supports the movable member using the compressed fluid, and the movable member.
  • the pressure adjusting unit is controlled based on the driving force acquisition unit for acquiring the driving force of the motor and the driving force of the motor to adjust the pressure of the compressed fluid supplied to the support member. It is equipped with a pressure control unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a compressed fluid supply system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between driving force and pressure.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an operation procedure of the compressed fluid supply system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a compressed fluid supply system according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a compressed fluid supply system 10 according to the first embodiment.
  • the compressed fluid supply system 10 includes a spindle 12, a fluid supply source 14, a pressure adjusting unit 16, a motor 18, a driving force acquisition unit 20, a notification unit 22, and a control unit 24.
  • the spindle 12 has a movable member 26, a fixing member 28, and a support member 30.
  • the movable member (for example, the shaft) 26 can be driven (rotated here) with respect to the fixed member (for example, the housing) 28, and is driven (rotated) by the motor 18.
  • An article holding portion 32 is attached to the end of the movable member 26.
  • the article holding portion 32 holds an article (for example, a processing target) and rotates together with the movable member 26.
  • the fixing member 28 has a path 34 for supplying the compressed fluid from the fluid supply source 14 to the support member 30.
  • the path 34 is connected to the pressure adjusting unit 16 via the path 34a.
  • the pressure adjusting unit 16 is connected to the fluid supply source 14 via the path 34b.
  • the compressed fluid is supplied from the fluid supply source 14 to the support member 30 via the path 34b, the pressure adjusting unit 16, the path 34a, and the path 34.
  • the support member 30 is, for example, a hydrostatic bearing, and rotatably supports the movable member 26 using a compressed fluid. More specifically, the support member 30 is provided between the fixed member 28 and the movable member 26, and the movable member 26 is rotatably supported with respect to the fixed member 28 by the compressed fluid supplied from the fluid supply source 14. do.
  • the rigidity of the support member 30 changes according to the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30. The higher the rigidity of the support member 30, the less likely it is that the gap between the fixed member 28 and the movable member 26 will change. As will be described later, in the present embodiment, the pressure P is changed according to the driving force F of the motor 18 to adjust the rigidity of the support member 30 that supports the movable member 26.
  • the fluid supply source 14 includes, for example, a compressor (not shown), a regulator (not shown), and the like.
  • the fluid supply source 14 supplies the compressed fluid to the support member 30 via the pressure adjusting unit 16 and the path 34.
  • the compressed fluid is a compressed (pressurized) fluid. Examples of compressed fluids include compressed gases (eg, air or nitrogen) or liquids (eg, lubricating oils).
  • the pressure adjusting unit 16 adjusts the pressure P of the compressed fluid supplied from the fluid supply source 14 to the support member 30. That is, the pressure adjusting unit 16 adjusts the pressure P of the compressed fluid supplied from the fluid supply source 14 to the pressure adjusting unit 16.
  • the pressure adjusting unit 16 supplies the compressed fluid whose pressure has been adjusted to the support member 30 via the path 34.
  • the pressure adjusting unit 16 has a plurality of compressed fluid supply paths 40, a pressure adjusting mechanism 42, and a switching mechanism 44.
  • Each of the plurality of compressed fluid supply paths 40 is connected to the fluid supply source 14 via the switching mechanism 44.
  • the plurality of compressed fluid supply paths 40 supply the compressed fluid from the fluid supply source 14 to the support member 30.
  • the plurality of compressed fluid supply paths 40 are, for example, pipes, but are not limited to pipes. In the present embodiment, it is considered to switch the three compressed fluid supply paths 40 (compressible fluid supply path A, compressed fluid supply path B, and compressed fluid supply path C).
  • the pressure of the fluid supplied from the compressed fluid supply path A to the support member 30 is defined as the pressure Pa.
  • the pressure of the fluid supplied from the compressed fluid supply path B to the support member 30 is defined as the pressure Pb.
  • the pressure of the fluid supplied from the compressed fluid supply path C to the support member 30 is defined as the pressure Pc.
  • the pressure Pa, the pressure Pb, and the pressure Pc increase in this order (Pa ⁇ Pb ⁇ Pc).
  • the pressure Pa, the pressure Pb, and the pressure Pc are shown in FIG. 2 described later.
  • the pressure adjusting mechanism 42 adjusts the pressures in the three compressed fluid supply paths 40 (compressible fluid supply path A, compressed fluid supply path B, and compressed fluid supply path C) so as to be different from each other. These pressures correspond to the stiffness of the support member 30 that supports the movable member 26.
  • the pressure adjusting mechanism 42 has three valves 46 (for example, throttle valves) provided in the three compressed fluid supply paths 40.
  • the three valves 46 are used to regulate the flow rate of each of the three compressed fluid supply paths 40.
  • the valve 46 does not have to be provided in the compressed fluid supply path 40.
  • the pressures of the fluids supplied from the three compressed fluid supply paths 40 may be different from each other by making the inner diameters of the three compressed fluid supply paths 40 different from each other.
  • the switching mechanism 44 switches the compressed fluid supply path 40 connected to the fluid supply source 14.
  • the switching mechanism 44 selects one of the three compressed fluid supply paths 40 and connects the selected compressed fluid supply path 40 to the fluid supply source 14.
  • the switching mechanism 44 can switch the compressed fluid supply path 40 connected to the fluid supply source 14.
  • the pressures in the plurality of compressed fluid supply paths 40 are different from each other. Therefore, by selecting one of the three compressed fluid supply paths 40 and connecting the selected compressed fluid supply path 40 to the fluid supply source 14, the switching mechanism 44 is supplied to the support member 30 with compression. The pressure P of the fluid can be adjusted.
  • the driving force acquisition unit 20 acquires information indicating the driving force F of the motor 18 (specifically, the driving force F in which the motor 18 rotates the movable member 26). This information means, for example, the torque of the motor 18 or the current flowing through the motor 18.
  • the driving force acquisition unit 20 includes, for example, a torque sensor that detects the torque of the motor 18 or a current sensor that detects the current supplied to the motor 18.
  • the driving force acquisition unit 20 or the control unit 24 may calculate the driving force F (for example, torque) based on the information indicating the driving force F acquired by the driving force acquisition unit 20.
  • the notification unit 22 is a voice output device (for example, a speaker), an image display device (for example, a liquid crystal display device, an EL display device), or an optical output device (for example, an LED device).
  • the notification unit 22 notifies the operator that the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 is being adjusted by using voice, an image, or light.
  • the control unit 24 is composed of, for example, hardware (processor) and software (program).
  • the control unit 24 includes a pressure control unit 48 and a notification control unit 50.
  • the pressure control unit 48 controls the pressure adjustment unit 16 (here, the switching mechanism 44) to adjust the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30.
  • the pressure control unit 48 controls the pressure adjustment unit 16 so that the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 increases as the driving force F of the motor 18 increases.
  • the driving force F of the motor 18 is, for example, large at the time of roughing and small at the time of finishing.
  • the pressure control unit 48 can increase the rigidity of the support member 30 that supports the movable member 26 during roughing and decrease it during finishing.
  • the pressure control unit 48 includes a table 48a showing the relationship between the driving force F of the motor 18 and the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 or the selected compressed fluid supply path 40.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the driving force F and the pressure P, and substantially represents an example of the table 48a.
  • FIG. 2 shows the correspondence between the three drive regions Ra, the drive region Rb, and the drive region Rc and the pressure Pa, the pressure Pb, and the pressure Pc.
  • the pressure Pa, the pressure Pb, and the pressure Pc are support members when the compressed fluid supply path A, the compressed fluid supply path B, or the compressed fluid supply path C is connected to the fluid supply source 14, respectively.
  • the pressure P of the compressed fluid supplied to 30 is described above.
  • the drive region Ra, the drive region Rb, and the drive region Rc divide the driving force F. That is, depending on whether the driving force F is in the driving region Ra, the driving region Rb, or the driving region Rc, the pressure Pa, the pressure Pb, and the pressure Pc (that is, the compressed fluid supply path A, the compressed fluid supply path). B and one of the compressed fluid supply path C) are selected. For example, when the driving force F initially in the driving region Rb increases and shifts to the driving region Rc, the compressed fluid supply path 40 connected to the fluid supply source 14 supplies the compressed fluid from the compressed fluid supply path B. Switch to road C. As a result, the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 is adjusted from the pressure Pb to the pressure Pc.
  • the number of the compressed fluid supply paths 40 is three (compressible fluid supply path A, the compressed fluid supply path B, and the compressed fluid supply path C), and the driving force F is the three drive areas Ra and the drive area. It is divided into Rb and the drive region Rc.
  • the number of the compressed fluid supply paths 40 may be two or four or more, and the driving force F may be divided into two or four or more regions.
  • the table 48a may represent the relationship between the information indicating the driving force F and the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 or the selected compressed fluid supply path 40.
  • the notification control unit 50 controls the notification unit 22 and is supplied to the support member 30. Notify the operator that the pressure P of the compressed fluid is being adjusted. As a result, the operator can grasp that the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 (that is, the rigidity of the support member 30 that supports the movable member 26) is being adjusted.
  • the notification control unit 50 After the notification control unit 50 notifies that the adjustment is in progress (notification during adjustment), the notification control unit 50 informs the operator that the adjustment of the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 is completed. Notify (notification of adjustment completion). That is, when a predetermined time elapses after the pressure control unit 48 starts adjusting the pressure P, the notification control unit 50 determines that the adjustment of the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 is completed. Notify the completion of adjustment.
  • the notification control unit 50 determines the completion of the pressure adjustment based on the lapse of a predetermined time from the start of the adjustment.
  • the notification control unit 50 may determine the completion of the pressure adjustment by using the pressure detection unit 52 shown by the virtual line in FIG.
  • the pressure detecting unit 52 is provided on the main shaft 12 or the pressure adjusting unit 16 and detects the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30.
  • the notification control unit 50 determines whether or not the adjustment of the pressure P is completed based on the detection signal from the pressure detection unit 52.
  • the notification control unit 50 can determine the completion of the adjustment based on whether or not the detected pressure P of the compressed fluid has reached the selected pressure.
  • the notification control unit 50 informs the operator that the adjustment of the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 is about to start. May be allowed (notification of adjustment start).
  • the sound of the first aspect (adjusting sound) and the sound of the second aspect different from the first aspect (adjustment completion sound) can be used for the notification of the adjustment being made and the adjustment completion.
  • the sound of the third aspect (adjustment start sound) different from the sound of the first aspect can be used for the notification of the start of adjustment.
  • This aspect means any of loudness (volume), pitch (pitch), sound pattern, sound spacing, or a combination thereof.
  • a continuous sound for example, "pee”
  • a single sound "pi” having a different volume or pitch from the adjustment start sound "pee” is used for the adjustment start sound and the adjustment completion sound.
  • the transition of adjustment can be clearly expressed by combining a continuous sound and two single sounds.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an operation procedure of the compressed fluid supply system 10 according to the first embodiment.
  • the pressure control unit 48 uses the driving force acquisition unit 20 to acquire information indicating the driving force F of the motor 18 (step S1).
  • the pressure control unit 48 refers to the table 48a and determines whether or not the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 should be adjusted based on the acquired information (step S2). For example, when the driving force F is initially in the range of the driving region Rb, the pressure control unit 48 determines whether or not the driving force F subsequently deviates from the range of the driving region Rb.
  • the fact that the driving force F deviates from the range of the driving region Rb means that the driving force F is in the range of the driving region Rc or the range of the driving region Ra.
  • step S3 the pressure control unit 48 controls the pressure adjustment unit 16 to start the adjustment of the pressure P (step S3). That is, the pressure adjusting unit 16 is controlled by the pressure control unit 48 to switch the compressed fluid supply path 40 connected to the fluid supply source 14. If the determination in step S2 is NO, the pressure control unit 48 returns to step S1 and acquires the information of the driving force F again (step S1). The pressure control unit 48 determines whether or not the pressure P should be adjusted based on the acquired information on the driving force F (step S2).
  • the notification control unit 50 outputs a sound (adjusting sound) of the first aspect indicating that the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 is being adjusted from the notification unit 22 (step). S4).
  • the notification control unit 50 determines whether or not the adjustment is completed (step S5). If the notification control unit 50 determines YES in step S5, the notification control unit 50 outputs a sound (adjustment completion sound) of the second aspect indicating that the adjustment of the pressure P is completed from the notification unit 22 (step S6). Here, if NO is determined in step S5, the process returns to step S5. Instead of step S5, the process may return to step S4. As a result, the notification control unit 50 can continuously notify the sound being adjusted until the adjustment completion sound is output. As described above, the completion of the adjustment can be determined based on the lapse of a predetermined time (or the pressure P of the compressed fluid detected by the pressure detection unit 52) from the start of the adjustment of the pressure P.
  • the compressed fluid supply system 10 adjusts the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30 based on the driving force F of the motor 18 that drives the movable member 26.
  • the rigidity of the support member 30 that supports the movable member 26 can be controlled according to the driving state of the movable member 26. For example, when the driving force F is large (for example, during roughing), the rigidity of the support member 30 is increased to enable stable roughing. Further, when the driving force F is small (for example, at the time of finishing), the rigidity of the support member 30 is reduced to enable finishing with high processing accuracy.
  • the notification control unit 50 outputs a sound during adjustment and a sound for completing adjustment. As a result, the operator can easily grasp the adjustment status of the pressure P of the compressed fluid supplied to the support member 30. As mentioned above, this pressure corresponds to the rigidity of the support member 30 that supports the movable member 26.
  • FIG. 4 is a diagram showing the compressed fluid supply system 10 according to the second embodiment.
  • the compressed fluid supply system 10 has a regulator 54 instead of the plurality of compressed fluid supply paths 40, the pressure adjusting mechanism 42, and the switching mechanism 44 in the first embodiment.
  • the pressure adjusting unit 16 has a regulator 54 (for example, an electrostatic regulator).
  • the pressure control unit 48 controls the regulator 54 to adjust the pressure P of the compressed fluid.
  • the table 48a shows the correspondence between the driving force F and the pressure P.
  • the pressure control unit 48 instructs the regulator 54 to apply the pressure P.
  • the regulator 54 has, for example, a pressure detection unit that detects the pressure of the compressed fluid in the vicinity of the valve and the support member 30. The regulator 54 opens and closes the valve so that the detected pressure is at the indicated pressure.
  • the pressure P was adjusted by switching the compressed fluid supply path 40, so that the pressure P was changed stepwise as shown in FIG.
  • fine adjustment using the regulator 54 is possible. This makes it easy to continuously change the pressure P according to the driving force F.
  • the completion of the adjustment can be determined based on the lapse of a predetermined time from the start of the adjustment of the pressure P (or the pressure of the compressed fluid detected by the pressure detection unit 52). ..
  • the pressure detection unit of the regulator 54 may be used for this determination.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment, so detailed description thereof will be omitted.
  • the movable member 26 is rotatable with respect to the fixed member 28, and the movable member 26 is rotated by the motor 18.
  • the movable member 26 can be slid (moved) with respect to the fixed member 28, and may be slid by the motor 18.
  • the motor 18 may be either a rotary motor or a linear motor. The rotary motion of the rotary motor may be converted into a slide motion to slide the movable member 26. Further, the movable member 26 may be slid by a linear motor.
  • the driving force acquisition unit 20 acquires information indicating the driving force F.
  • the driving force F means a force by which the motor 18 slides the movable member 26.
  • the driving force acquisition unit 20 may be, for example, any of a force sensor, a torque detection unit, and a current detection unit.
  • the force sensor detects the driving force F of the motor 18 that slides the movable member 26.
  • the torque detection unit detects the torque of the motor 18.
  • the current detection unit detects the current of the motor 18. That is, the movable member 26 can be driven in a broad sense with respect to the fixed member 28. Broadly defined drives include one or both of rotations and slides.
  • the movable member 26 may be driven in a broad sense by the motor 18.
  • the driving force acquisition unit (20) that acquires the driving force (F) of the motor (18) that drives the movable member, and the driving force of the motor includes a pressure control unit (48) that controls the pressure adjustment unit to adjust the pressure of the compressed fluid supplied to the support member.
  • the pressure control unit controls the pressure adjustment unit so that the pressure of the compressed fluid supplied to the support member increases as the driving force of the motor increases. As a result, as the driving force of the motor increases, the rigidity of the support member that supports the movable member can be increased.
  • the pressure adjusting unit includes a plurality of compressed fluid supply paths (40) for supplying the compressed fluid from the fluid supply source to the support member, and the compressed fluid in the plurality of compressed fluid supply paths. It has a pressure adjusting mechanism (42) that adjusts the pressures of the above to be different from each other, and a switching mechanism (44) that is controlled by the pressure control unit and switches the compressed fluid supply path connected to the fluid supply source. .. Thereby, the pressure of the compressed fluid supplied to the hydrostatic bearing can be adjusted by switching the compressed fluid supply path connected to the fluid supply source.
  • the pressure adjusting mechanism has a plurality of throttle valves (46) provided in the plurality of compressed fluid supply paths. Thereby, the pressure of the compressed fluid in the compressed fluid supply path can be adjusted to be different from each other by using a plurality of throttle valves.
  • the pressure adjusting unit has a regulator (54) that is controlled by the pressure control unit and adjusts the pressure of the compressed fluid supplied to the support member. This allows the regulator to adjust the pressure of the compressed fluid supplied to the hydrostatic bearing.
  • a notification control unit (50) for controlling the notification unit (22) is provided, and the notification control unit controls the pressure adjustment unit to control the pressure of the compressed fluid supplied to the support member.
  • the notification unit is controlled to notify the operator that the pressure of the compressed fluid supplied to the support member is being adjusted. This allows the operator to know that the pressure of the compressed fluid supplied to the support member is being adjusted.
  • the notification control unit notifies the operator that the adjustment of the pressure of the compressed fluid supplied to the support member is completed after notifying that the adjustment is in progress. This allows the operator to know that the adjustment is complete.
  • the notification control unit supplies the pressure control unit to the support member when a predetermined time elapses from the start of pressure adjustment of the compressed fluid supplied to the support member by controlling the pressure adjustment unit. It is determined that the adjustment of the pressure of the compressed fluid is completed. As a result, the notification control unit can determine the completion of adjustment without using the pressure detector.
  • a pressure detection unit (52) for detecting the pressure of the compressed fluid supplied to the support member is provided, and the notification control unit is supplied to the support member based on the detection signal of the pressure detection unit. It is determined whether or not the pressure adjustment of the compressed fluid is completed. This makes it possible to improve the certainty of the determination of the completion of adjustment by using the pressure detector.
  • the notification unit is a speaker, and the notification control unit outputs the sound of the first aspect from the notification unit when the pressure of the compressed fluid supplied to the support member is being adjusted.
  • the sound of the second aspect different from the first aspect is output from the notification unit. Thereby, the operator can grasp the progress until the completion of the adjustment by the sound of the first aspect and the sound of the second aspect.
  • the notification unit is a speaker, and the notification control unit outputs a sound of a third aspect different from the sound of the first aspect from the notification unit, so that the sound is supplied to the support member from now on. Notify the operator that the pressure adjustment of the compressed fluid will start. Thereby, the operator can grasp the progress from the start of the adjustment by the sound of the first aspect and the sound of the third aspect.
  • the support member is a hydrostatic bearing that rotatably or slidably supports the movable member using the compressible fluid. This allows the static pressure bearing to rotatably or slideably support the movable member.
  • the compressed fluid supply system is a machine tool, and the machine tool includes a spindle (12) having the movable member. As a result, the rigidity of the spindle can be adjusted according to the driving force of the motor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

圧縮流体供給システム(10)は、圧縮流体を用いて可動部材(26)を駆動可能に支持する支持部材(30)に流体供給源(14)から供給される圧縮流体の圧力を調整する圧力調整部(16)と、前記可動部材を駆動させるためのモータ(18)の駆動力を取得する駆動力取得部(20)と、前記モータの駆動力に基づいて、前記圧力調整部を制御して、前記支持部材に供給される圧縮流体の圧力を調整させる、圧力制御部(48)と、を備える。

Description

圧縮流体供給システム
 本発明は、可動部材を駆動可能に支持する支持部材に圧縮流体を供給する圧縮流体供給システムに関する。
 静圧軸受によって可動部材を支持して駆動する駆動装置が用いられる。例えば、工作機械の主軸に静圧軸受が設けられる。静圧軸受は、主軸の固定部材に対して、主軸の可動部材を回転可能に支持する。
 特開2017-210991号公報は、圧力センサを用いて、軸受への流路に詰まりが生じたことを検知する流体軸受の異常検知装置を開示する。
 ここで、処理(例えば、工作機械による加工)の適正のため、可動部材の駆動状態に応じて、可動部材を支持する静圧軸受の剛性を調整することが好ましい。この剛性を調整することで、例えば、粗加工および仕上げ加工のいずれにも工作機械は適切に対応できる。しかし、特開2017-210991号公報の技術では、可動部材を支持する静圧軸受の剛性を調整することは想定されていない。
 本発明は、可動部材の駆動状態に応じて、可動部材を支持する剛性を調整可能な圧縮流体供給システムを提供することを目的とする。
 一態様に係る圧縮流体供給システムは、圧縮流体を用いて可動部材を駆動可能に支持する支持部材に流体供給源から供給される圧縮流体の圧力を調整する圧力調整部と、前記可動部材を駆動させるためのモータの駆動力を取得する駆動力取得部と、前記モータの駆動力に基づいて、前記圧力調整部を制御して、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力を調整させる、圧力制御部と、を備える。
 本発明によれば、可動部材の駆動状態に応じて、可動部材を支持する剛性を調整可能な圧縮流体供給システムを提供することができる。
図1は、第1実施形態に係る圧縮流体供給システムを表す図である。 図2は、駆動力と圧力との関係の一例を表す図である。 図3は、第1実施形態に係る圧縮流体供給システムの動作手順の一例を表す図である。 図4は、第2実施形態に係る圧縮流体供給システムを表す図である。
(第1実施形態)
 以下、第1実施形態に係る圧縮流体供給システム10について、詳細に説明する。図1は、第1実施形態に係る圧縮流体供給システム10を示す図である。ここでは、圧縮流体供給システム10は、主軸12、流体供給源14、圧力調整部16、モータ18、駆動力取得部20、報知部22、および制御部24を有する。主軸12は、可動部材26、固定部材28、および支持部材30を有する。
 可動部材(例えば、シャフト)26は、固定部材(例えば、ハウジング)28に対して駆動(ここでは、回転)可能であり、モータ18によって駆動(回転)される。可動部材26の端部には、物品保持部32が取り付けられる。物品保持部32は、物品(例えば、加工対象)を保持して、可動部材26と共に回転する。
 固定部材28は、支持部材30に流体供給源14からの圧縮流体を供給する経路34を有する。経路34は、経路34aを介して、圧力調整部16に接続される。圧力調整部16は、経路34bを介して、流体供給源14に接続される。この結果、経路34b、圧力調整部16、経路34a、および経路34を経由して、流体供給源14から支持部材30に圧縮流体が供給される。
 支持部材30は、例えば、静圧軸受であり、圧縮流体を用いて可動部材26を回転可能に支持する。より詳細には、支持部材30は、固定部材28と可動部材26との間に設けられ、流体供給源14から供給される圧縮流体によって、可動部材26を固定部材28に対して回転可能に支持する。支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pに応じて、支持部材30の剛性が変化する。支持部材30の剛性が高いほど、固定部材28と可動部材26との間の隙間が変化し難くなる。後述のように、本実施形態では、モータ18の駆動力Fに応じて、この圧力Pを変化させて、可動部材26を支持する支持部材30の剛性を調整する。
 流体供給源14は、例えば、不図示のコンプレッサ、不図示のレギュレータ等を備える。流体供給源14は、圧力調整部16および経路34を介して、支持部材30に圧縮流体を供給する。圧縮流体は、圧縮(加圧)された流体である。圧縮流体の例として、圧縮ガス(例えば、空気または窒素)または液体(例えば、潤滑油)が挙げられる。
 圧力調整部16は、流体供給源14から支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pを調整する。すなわち、圧力調整部16は、流体供給源14から圧力調整部16に供給された圧縮流体の圧力Pを調整する。圧力調整部16は、圧力が調節された圧縮流体を経路34を介して支持部材30に供給する。圧力調整部16は、複数の圧縮流体供給路40、圧力調節機構42、および切替機構44を有する。
 複数の圧縮流体供給路40の各々は、切替機構44を介して、流体供給源14と接続される。複数の圧縮流体供給路40は、流体供給源14からの圧縮流体を支持部材30に供給する。複数の圧縮流体供給路40は、例えば、配管であるが、配管に限定されない。本実施形態では、3本の圧縮流体供給路40(圧縮流体供給路A、圧縮流体供給路B、および圧縮流体供給路C)を切り替えることを考える。圧縮流体供給路Aが流体供給源14に接続された場合に、圧縮流体供給路Aから支持部材30に供給される流体の圧力を圧力Paとする。圧縮流体供給路Bが流体供給源14に接続された場合に、圧縮流体供給路Bから支持部材30に供給される流体の圧力を圧力Pbとする。圧縮流体供給路Cが流体供給源14に接続された場合に、圧縮流体供給路Cから支持部材30に供給される流体の圧力を圧力Pcとする。ここでは、圧力Pa、圧力Pb、および圧力Pcは、この順に大きくなる(Pa<Pb<Pc)。なお、圧力Pa、圧力Pb、および圧力Pcは、後述の図2に示される。
 圧力調節機構42は、3本の圧縮流体供給路40(圧縮流体供給路A、圧縮流体供給路B、および圧縮流体供給路C)内の圧力が互いに異なるように調節する。これらの圧力は、可動部材26を支持する支持部材30の剛性に対応する。ここでは、圧力調節機構42は、3本の圧縮流体供給路40に設けられた3つの弁46(例えば、絞り弁)を有する。3つの弁46を用いて、3本の圧縮流体供給路40の各々の流量を調節する。これにより、3本の圧縮流体供給路40内の圧力を互いに異ならせることができる。なお、弁46を圧縮流体供給路40に設けなくてもよい。例えば、3本の圧縮流体供給路40の内径を互いに異ならせることによって、3本の圧縮流体供給路40から供給される流体の圧力が互いに異なっていてもよい。
 支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pを調整するために、切替機構44は、流体供給源14に接続される圧縮流体供給路40を切り替える。切替機構44は、3本の圧縮流体供給路40のうち1本を選択し、選択した圧縮流体供給路40を流体供給源14と接続する。これにより、切替機構44は、流体供給源14に接続される圧縮流体供給路40を切り替えることができる。前述のように、複数の圧縮流体供給路40内の圧力は互いに異なる。このため、3本の圧縮流体供給路40のうち1本を選択し、選択した圧縮流体供給路40を流体供給源14と接続することで、切替機構44は、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pを調整できる。
 駆動力取得部20は、モータ18の駆動力F(詳細には、モータ18が可動部材26を回転させる駆動力F)を示す情報を取得する。この情報は、例えば、モータ18のトルクまたはモータ18を流れる電流を意味する。駆動力取得部20は、例えば、モータ18のトルクを検出するトルクセンサまたはモータ18に供給される電流を検出する電流センサを含む。駆動力取得部20が取得した駆動力Fを示す情報に基づいて、駆動力取得部20または制御部24が駆動力F(例えば、トルク)を算出してもよい。
 報知部22は、音声出力装置(例えば、スピーカ)、画像表示装置(例えば、液晶表示装置、EL表示装置)、または光出力装置(例えば、LED装置)である。報知部22は、音声、画像、または光を用いて、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pが調整中であること等をオペレータに報知する。
 制御部24は、例えば、ハードウェア(プロセッサ)、およびソフトウェア(プログラム)から構成される。制御部24は、圧力制御部48と報知制御部50とを備える。
 圧力制御部48は、圧力調整部16(ここでは、切替機構44)を制御して、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pを調整させる。
 モータ18の駆動力Fが大きくなるほど、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pが大きくなるように、圧力制御部48は、圧力調整部16を制御する。モータ18の駆動力Fは、例えば、粗加工時には大きく、仕上げ加工時には小さい。一方、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pが大きくなるにつれて、可動部材26を支持する支持部材30の剛性も大きくなる。したがって、圧力制御部48は、可動部材26を支持する支持部材30の剛性を、粗加工時には大きくさせ、仕上げ加工時には小さくさせることが可能となる。
 この結果、安定した粗加工および高精度での仕上げ加工が容易となる。粗加工時の剛性が小さすぎると、固定部材28と可動部材26との間の隙間が小さくなりすぎて、加工自体が困難となるおそれがある。すなわち、主軸12が破損する可能性がある。一方、仕上げ加工時の剛性が大き過ぎると、支持部材30での発熱が大きくなる。仕上げ加工においては物品(例えば、加工対象)を高速で回転するからである。この場合、主軸12に熱変位が発生して、加工精度が低下するおそれがある。
 圧力制御部48は、モータ18の駆動力Fと、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pまたは選択される圧縮流体供給路40との関係を表すテーブル48aを備える。図2は、駆動力Fと圧力Pとの関係の一例を表す図であり、実質的にはテーブル48aの一例を表す。図2は、3つの駆動領域Ra、駆動領域Rb、および駆動領域Rcと圧力Pa、圧力Pb、および圧力Pcとの対応関係を表わす。既述のように、圧力Pa、圧力Pb、および圧力Pcはそれぞれ、圧縮流体供給路A、圧縮流体供給路B、または圧縮流体供給路Cが流体供給源14に接続された場合に、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pである。駆動領域Ra、駆動領域Rb、および駆動領域Rcは、駆動力Fを区分する。すなわち、駆動力Fが、駆動領域Ra、駆動領域Rb、および駆動領域Rcのいずれにあるかに応じて、圧力Pa、圧力Pb、および圧力Pc(すなわち、圧縮流体供給路A、圧縮流体供給路B、および圧縮流体供給路C)のいずれかが選択される。例えば、当初、駆動領域Rbにあった駆動力Fが増大して、駆動領域Rcに移行する場合、流体供給源14に接続される圧縮流体供給路40が、圧縮流体供給路Bから圧縮流体供給路Cに切り替えられる。この結果、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pが、圧力Pbから圧力Pcへと調整される。
 ここでは、一例として、圧縮流体供給路40の本数を3本(圧縮流体供給路A、圧縮流体供給路B、および圧縮流体供給路C)として、駆動力Fを3つの駆動領域Ra、駆動領域Rb、および駆動領域Rcに区分している。圧縮流体供給路40の本数を2本または4本以上とし、駆動力Fを2つまたは4つ以上の領域に区分してもよい。なお、テーブル48aは、駆動力Fを示す情報と、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pまたは選択される圧縮流体供給路40との関係を表すものであってもよい。
 圧力制御部48が圧力調整部16を制御して支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pの調整を開始すると、報知制御部50は、報知部22を制御して支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pが調整中であることをオペレータに報知させる。これにより、オペレータは、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力P(すなわち、可動部材26を支持する支持部材30の剛性)が調整中であることを把握できる。
 報知制御部50は、調整中であることを報知させた(調整中の報知)後に、報知制御部50は、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pの調整が完了したことをオペレータに報知させる(調整完了の報知)。すなわち、圧力制御部48が圧力Pの調整を開始してから所定時間が経過すると、報知制御部50は、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pの調整が完了したと判断して、調整完了を報知させる。
 ここでは、報知制御部50は、調整の開始から所定時間の経過に基づいて、圧力調整の完了を判断している。報知制御部50は、図1において仮想線によって示す圧力検出部52を用いて、圧力調整の完了を判断してもよい。圧力検出部52は、主軸12または圧力調整部16に設けられ、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pを検知する。報知制御部50は、圧力検出部52からの検出信号に基づいて、圧力Pの調整が完了したか否かを判断する。検知された圧縮流体の圧力Pが選択した圧力に到達したか否かに基づいて、報知制御部50は、調整の完了を判断できる。
 支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pの調整を開始する前に、報知制御部50は、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pの調整がこれから開始されることをオペレータに報知させてもよい(調整開始の報知)。
 報知部22がスピーカの場合、調整中および調整完了の報知に、第1態様の音(調整中音)および第1態様とは異なる第2態様の音(調整完了音)を用いることができる。また調整開始の報知に、第1態様の音とは異なる第3態様の音(調整開始音)を用いることができる。この態様は、音の大きさ(音量)、音の高さ(音程)、音のパターン、音の間隔のいずれか、またはこれらの組み合わせを意味する。例えば、調整中音に連続的な音(一例として、「ピ-」)を用い、調整開始音および調整完了音には調整中音「ピー」と音量または音程の異なる単発の音「ピ」を用いることができる。すなわち、連続的な音と2つの単発の音とを組み合わせて、調整の推移を明瞭に表現できる。
 以下、第1実施形態に係る圧縮流体供給システム10の動作手順を説明する。図3は、第1実施形態に係る圧縮流体供給システム10の動作手順の一例を表す図である。圧力制御部48は、駆動力取得部20を用いて、モータ18の駆動力Fを示す情報を取得する(ステップS1)。圧力制御部48は、テーブル48aを参照して、取得した情報に基づき、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pを調整すべきか否かを判断する(ステップS2)。例えば、当初、駆動力Fが駆動領域Rbの範囲であった場合、圧力制御部48は、駆動力Fがその後に駆動領域Rbの範囲から外れたか否かを判断する。なお、駆動力Fが駆動領域Rbの範囲から外れることは、駆動力Fが駆動領域Rcの範囲または駆動領域Raの範囲にあることを意味する。
 ステップS2の判断がYESの場合、圧力制御部48は、圧力調整部16を制御して、圧力Pの調整を開始する(ステップS3)。すなわち、圧力調整部16は、圧力制御部48に制御されて、流体供給源14に接続される圧縮流体供給路40を切り替える。なお、ステップS2の判断がNOの場合、圧力制御部48は、ステップS1に戻って、駆動力Fの情報を再度取得する(ステップS1)。圧力制御部48は、取得した駆動力Fの情報に基づき、圧力Pを調整すべきか否かを判断する(ステップS2)。
 ステップS3の後、報知制御部50は、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pが調整中であることを表す第1態様の音(調整中音)を報知部22から出力させる(ステップS4)。
 その後、報知制御部50は、調整が完了したか否かを判断する(ステップS5)。報知制御部50は、ステップS5でYESと判断した場合、圧力Pの調整が完了したことを示す第2態様の音(調整完了音)を報知部22から出力させる(ステップS6)。ここでは、ステップS5でNOと判断した場合、ステップS5に戻る。ステップS5に替えて、ステップS4に戻ってもよい。これにより、報知制御部50は、調整完了音が出力されるまで調整中音を継続的に報知させることが可能となる。既述のように、調整の完了は、圧力Pの調整の開始から所定時間の経過(または圧力検出部52によって検出される圧縮流体の圧力P)に基づいて判断できる。
 以上のように、圧縮流体供給システム10は、可動部材26を駆動するモータ18の駆動力Fに基づいて、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pを調整する。これにより、可動部材26の駆動状態に応じて、可動部材26を支持する支持部材30の剛性を制御することができる。例えば、駆動力Fが大きい場合(例えば、粗加工時)に、支持部材30の剛性を大きくすることで、安定した粗加工が可能となる。また、駆動力Fが小さい場合(例えば、仕上げ加工時)に、支持部材30の剛性を小さくすることで、加工精度の高い仕上げ加工が可能となる。
 報知制御部50は、調整中音、および調整完了音を出力させる。これにより、オペレータは、支持部材30に供給される圧縮流体の圧力Pの調整の状況を容易に把握できる。既述のように、この圧力は、可動部材26を支持する支持部材30の剛性に対応する。
 本実施形態では、判り易さのために、主軸12を有する圧縮流体供給システム10に基づいて説明した。但し、本実施形態の基本的な考え方は、可動部材26を駆動する圧縮流体供給システム一般に適用することができる。本実施形態は、必ずしも、主軸12の存在を前提とはしない。
(第2実施形態)
 図4は、第2実施形態に係る圧縮流体供給システム10を示す図である。図4に示すように、この圧縮流体供給システム10は、第1実施形態での複数の圧縮流体供給路40、圧力調節機構42、および切替機構44に替えて、レギュレータ54を有する。
 すなわち、圧力調整部16は、レギュレータ54(例えば、空電レギュレータ)を有する。圧力制御部48は、レギュレータ54を制御して、圧縮流体の圧力Pを調整する。
 この場合、テーブル48aは、駆動力Fと圧力Pの対応関係を表す。取得された駆動力Fを示す情報およびテーブル48aに基づいて、圧力制御部48は、レギュレータ54に圧力Pを指示する。レギュレータ54は、例えば、弁および支持部材30近傍の圧縮流体の圧力を検出する圧力検出部を有する。レギュレータ54は、検出される圧力が指示された圧力になるように、弁を開閉する。
 第1実施形態では、圧縮流体供給路40を切り替えることで、圧力Pを調整したことから、図2に示すように、圧力Pを段階的に変化させていた。これに対して、第2実施形態では、レギュレータ54を用いた微調整が可能である。これにより、駆動力Fに応じて、圧力Pを連続的に変化させることが容易となる。
 第2実施形態においても、第1実施形態と同様、調整の完了は、圧力Pの調整の開始から所定時間の経過(または圧力検出部52によって検出される圧縮流体の圧力)に基づいて判断できる。但し、この判断に、レギュレータ54の圧力検出部を用いてもよい。
 以上の点を除き、第2実施形態は、第1実施形態と同様なので、詳細な説明を省略する。
(変形例)
 第1実施形態では、可動部材26は、固定部材28に対して回転可能であり、可動部材26は、モータ18によって回転された。これに対して、可動部材26は、固定部材28に対してスライド(移動)可能であり、モータ18によってスライドされてもよい。この場合、モータ18は回転モータおよびリニアモータのいずれでもよい。回転モータの回転運動をスライド運動に変換して、可動部材26をスライドさせてもよい。また、リニアモータによって可動部材26をスライドさせてもよい。
 駆動力取得部20は、駆動力Fを示す情報を取得する。駆動力Fは、モータ18が可動部材26をスライドさせる力を意味する。駆動力取得部20は、例えば、力センサ、トルク検出部、および電流検出部のいずれでもよい。力センサは、可動部材26をスライドさせるモータ18の駆動力Fを検出する。トルク検出部は、モータ18のトルクを検出する。電流検出部は、モータ18の電流を検出する。すなわち、可動部材26は、固定部材28に対して、広義の駆動を可能とする。広義の駆動は、回転およびスライドの一方および双方を含む。可動部材26は、モータ18によって広義に駆動されてもよい。
 以上の点を除き、変形例は、第1実施形態と同様なので、詳細な説明を省略する。
 以上の第1実施形態、第2実施形態、および変形例は、適宜に組み合わせることができる。すなわち、変形例の構成の全てまたは一部を第1実施形態および第2実施形態に適用できる。
 〔実施形態から得られる発明〕
 上記各実施形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。
〔1〕圧縮流体供給システム(10)は、圧縮流体を用いて可動部材(26)を駆動可能に支持する支持部材(30)に流体供給源(14)から供給される前記圧縮流体の圧力(P)を調整する圧力調整部(16)と、前記可動部材を駆動させるモータ(18)の駆動力(F)を取得する駆動力取得部(20)と、前記モータの駆動力に基づいて、前記圧力調整部を制御して、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力を調整させる、圧力制御部(48)と、を備える。これにより、モータの駆動力に応じて、可動部材を支持する支持部材の剛性を調整できる。
〔2〕前記圧力制御部は、前記モータの駆動力が大きくなるほど、前記支持部材に供給される圧縮流体の圧力が大きくなるように、前記圧力調整部を制御する。これにより、モータの駆動力が大きくなるほど、可動部材を支持する支持部材の剛性を大きくすることができる。
〔3〕前記圧力調整部は、前記流体供給源からの前記圧縮流体を前記支持部材に供給するための複数の圧縮流体供給路(40)と、複数の前記圧縮流体供給路内の前記圧縮流体の圧力を互いに異なるように調節する圧力調節機構(42)と、前記圧力制御部に制御されて、前記流体供給源に接続される前記圧縮流体供給路を切り替える切替機構(44)と、を有する。これにより、流体供給源に接続される圧縮流体供給路を切り替えることで、静圧軸受に供給される圧縮流体の圧力を調整できる。
〔4〕前記圧力調節機構は、複数の前記圧縮流体供給路に設けられた複数の絞り弁(46)を有する。これにより、複数の絞り弁を用いて、圧縮流体供給路内の圧縮流体の圧力を互いに異なるように調節できる。
〔5〕前記圧力調整部は、前記圧力制御部に制御され、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力を調整するレギュレータ(54)を有する。これにより、レギュレータを用いて、静圧軸受に供給される圧縮流体の圧力を調整できる。
〔6〕報知部(22)を制御する報知制御部(50)を備え、前記報知制御部は、前記圧力制御部が前記圧力調整部を制御して前記支持部材に供給される圧縮流体の圧力の調整を開始すると、前記報知部を制御して前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力が調整中であることをオペレータに報知させる。これにより、オペレータは、支持部材に供給される圧縮流体の圧力が調整中であることを知ることができる。
〔7〕前記報知制御部は、前記調整中であることを報知させた後に、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が完了したことをオペレータに報知させる。これにより、オペレータは、調整が完了したことを知ることができる。
〔8〕前記報知制御部は、前記圧力制御部が前記圧力調整部を制御して前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整の開始から所定時間が経過すると、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が完了したと判断する。これにより、報知制御部は、圧力検出器を用いることなく、調整完了を判断できる。
〔9〕前記支持部材に供給される圧縮流体の圧力を検出する圧力検出部(52)を備え、前記報知制御部は、前記圧力検出部の検出信号に基づいて、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が完了したか否かを判断する。これにより、圧力検出器を用いて、調整完了の判断の確実性を向上できる。
〔10〕前記報知部は、スピーカであり、前記報知制御部は、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力が調整中の場合は第1態様の音を前記報知部から出力させ、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が完了した場合は、前記第1態様とは異なる第2態様の音を前記報知部から出力させる。これにより、オペレータは、第1態様の音、第2態様の音によって、調整の完了までの進行状況を把握することができる。
〔11〕前記報知制御部は、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整を開始する前に、これから前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が開始されることをオペレータに報知させる。これにより、オペレータは、支持部材に供給される圧縮流体の圧力の調整が開始されることを知ることができる。
〔12〕前記報知部は、スピーカであり、前記報知制御部は、第1態様の音とは異なる第3態様の音を前記報知部から出力させることで、これから前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が開始されることをオペレータに報知させる。これにより、オペレータは、第1態様の音、第3態様の音によって、調整の開始からの進行状況を把握することができる。
〔13〕前記支持部材は、前記圧縮流体を用いて前記可動部材を回転可能またはスライド可能に支持する静圧軸受である。これにより、静圧軸受によって、可動部材を回転可能またはスライド可能に支持できる。
〔14〕前記圧縮流体供給システムは、工作機械であり、前記工作機械は、前記可動部材を有する主軸(12)を備える。これにより、モータの駆動力に応じて、主軸の剛性を調整できる。

Claims (14)

  1.  圧縮流体を用いて可動部材(26)を駆動可能に支持する支持部材(30)に流体供給源(14)から供給される前記圧縮流体の圧力(P)を調整する圧力調整部(16)と、
     前記可動部材を駆動させるモータ(18)の駆動力(F)を取得する駆動力取得部(20)と、
     前記モータの駆動力に基づいて、前記圧力調整部を制御して、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力を調整させる、圧力制御部(48)と、
     を備える、圧縮流体供給システム(10)。
  2.  請求項1に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記圧力制御部は、前記モータの駆動力が大きくなるほど、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力が大きくなるように、前記圧力調整部を制御する、圧縮流体供給システム。
  3.  請求項1または2に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記圧力調整部は、
     前記流体供給源からの前記圧縮流体を前記支持部材に供給するための複数の圧縮流体供給路(40)と、
     複数の前記圧縮流体供給路内の前記圧縮流体の圧力を互いに異なるように調節する圧力調節機構(42)と、
     前記圧力制御部に制御されて、前記流体供給源に接続される前記圧縮流体供給路を切り替える切替機構(44)と、
     を有する、圧縮流体供給システム。
  4.  請求項3に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記圧力調節機構は、複数の前記圧縮流体供給路に設けられた複数の絞り弁(46)を有する、圧縮流体供給システム。
  5.  請求項1または2に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記圧力調整部は、前記圧力制御部に制御され、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力を調整するレギュレータ(54)を有する、圧縮流体供給システム。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の圧縮流体供給システムであって、
     報知部(22)を制御する報知制御部(50)を備え、
     前記報知制御部は、前記圧力制御部が前記圧力調整部を制御して前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整を開始すると、前記報知部を制御して前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力が調整中であることをオペレータに報知させる、圧縮流体供給システム。
  7.  請求項6に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記報知制御部は、前記調整中であることを報知させた後に、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が完了したことをオペレータに報知させる、圧縮流体供給システム。
  8.  請求項7に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記報知制御部は、前記圧力制御部が前記圧力調整部を制御して前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整の開始から所定時間が経過すると、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が完了したと判断する、圧縮流体供給システム。
  9.  請求項7に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力を検出する圧力検出部(52)を備え、
     前記報知制御部は、前記圧力検出部の検出信号に基づいて、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が完了したか否かを判断する、圧縮流体供給システム。
  10.  請求項7~9のいずれか1項に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記報知部は、スピーカであり、
     前記報知制御部は、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力が調整中の場合は第1態様の音を前記報知部から出力させ、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が完了した場合は、前記第1態様とは異なる第2態様の音を前記報知部から出力させる、圧縮流体供給システム。
  11.  請求項6~10のいずれか1項に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記報知制御部は、前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整を開始する前に、これから前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が開始されることをオペレータに報知させる、圧縮流体供給システム。
  12.  請求項11に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記報知部は、スピーカであり、
     前記報知制御部は、第1態様の音とは異なる第3態様の音を前記報知部から出力させることで、これから前記支持部材に供給される前記圧縮流体の圧力の調整が開始されることをオペレータに報知させる、圧縮流体供給システム。
  13.  請求項1~12のいずれか1項に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記支持部材は、前記圧縮流体を用いて前記可動部材を回転可能またはスライド可能に支持する静圧軸受である、圧縮流体供給システム。
  14.  請求項1~13のいずれか1項に記載の圧縮流体供給システムであって、
     前記圧縮流体供給システムは、工作機械であり、
     前記工作機械は、前記可動部材を有する主軸(12)を備える、圧縮流体供給システム。
PCT/JP2021/026062 2020-07-17 2021-07-12 圧縮流体供給システム WO2022014510A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112021003833.8T DE112021003833T5 (de) 2020-07-17 2021-07-12 Druckfluidversorgungssystem
CN202180060048.XA CN116157229A (zh) 2020-07-17 2021-07-12 压缩流体供给系统
US18/016,163 US20230271283A1 (en) 2020-07-17 2021-07-12 Compressed fluid supply system
JP2022536336A JPWO2022014510A1 (ja) 2020-07-17 2021-07-12

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-122822 2020-07-17
JP2020122822 2020-07-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022014510A1 true WO2022014510A1 (ja) 2022-01-20

Family

ID=79555479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/026062 WO2022014510A1 (ja) 2020-07-17 2021-07-12 圧縮流体供給システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230271283A1 (ja)
JP (1) JPWO2022014510A1 (ja)
CN (1) CN116157229A (ja)
DE (1) DE112021003833T5 (ja)
WO (1) WO2022014510A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53101134U (ja) * 1977-01-21 1978-08-15
JPH09192904A (ja) * 1996-01-18 1997-07-29 Toshiba Mach Co Ltd 空気軸受式工作機械
JP2000002243A (ja) * 1998-06-16 2000-01-07 Ntn Corp 静圧空気軸受装置
JP2002005169A (ja) * 2000-06-21 2002-01-09 Toyoda Mach Works Ltd 流体軸受装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6851146B2 (ja) 2016-05-24 2021-03-31 ユニバーサル製缶株式会社 流体軸受の異常検知装置及び異常検知方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53101134U (ja) * 1977-01-21 1978-08-15
JPH09192904A (ja) * 1996-01-18 1997-07-29 Toshiba Mach Co Ltd 空気軸受式工作機械
JP2000002243A (ja) * 1998-06-16 2000-01-07 Ntn Corp 静圧空気軸受装置
JP2002005169A (ja) * 2000-06-21 2002-01-09 Toyoda Mach Works Ltd 流体軸受装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN116157229A (zh) 2023-05-23
JPWO2022014510A1 (ja) 2022-01-20
DE112021003833T5 (de) 2023-05-04
US20230271283A1 (en) 2023-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4786960B2 (ja) 工作機械の温度制御方法および装置
JP2008030190A (ja) 同心性を向上させた工作機械
CN101524826A (zh) 基片托板系统与用于抛光基片的方法
JP2008155337A (ja) 割出装置
CN109434490B (zh) 旋转工作台装置及旋转工作台装置的控制方法
JP2022055316A (ja) 両面または片面機械加工機
WO2022014510A1 (ja) 圧縮流体供給システム
JP6743521B2 (ja) 球体研磨装置及び球体研磨方法
JPH06226507A (ja) ワークに筒状面を形成させる切削加工装置
JP5020664B2 (ja) 工作機械の温度制御装置
JP2008105163A (ja) 加圧装置
JPS58196319A (ja) 空気軸受装置
JP4823931B2 (ja) ロール加工装置
JP4553422B2 (ja) 回転軸の冷却制御装置
JP2007044768A (ja) 研削装置及びその制御方法
JP4845114B2 (ja) スピンドル装置
JPH07295649A (ja) ステージ制御装置
JP3290087B2 (ja) 静圧軸受を用いた位置決め装置
JP2001277059A (ja) 回転テーブル
JP2004036748A (ja) 主軸装置及び予圧制御方法
JPH04159067A (ja) ローラー研磨装置
JP2023070301A (ja) 加工装置
JP2002160142A (ja) 工作機械の数値制御装置
JPH08303463A (ja) 割り出し装置
JP2510560B2 (ja) 非球面形状を有した加工物の加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21843221

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022536336

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21843221

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1