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JP2700904B2 - 磁気浮上体の制御装置 - Google Patents
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JP2700904B2 - 磁気浮上体の制御装置 - Google Patents

磁気浮上体の制御装置

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JP2700904B2 JP63262360A JP26236088A JP2700904B2 JP 2700904 B2 JP2700904 B2 JP 2700904B2 JP 63262360 A JP63262360 A JP 63262360A JP 26236088 A JP26236088 A JP 26236088A JP 2700904 B2 JP2700904 B2 JP 2700904B2
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Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、工作機械の磁気軸受型スピンドルのロー
タ,ターボ分子ポンプのロータあるいは磁気浮上搬送装
置の搬送浮上体等のように磁力により浮上保持される磁
気浮上体の制御装置に関する。
《従来の技術》 従来、磁気浮上体(以下「浮上体」という)の浮上位
置制御としては、位置センサからの検出信号をフィード
バックして行われている。
例えば、磁気軸受型スピンドルのロータの場合は、ロ
ータの長手方向の2箇所を電磁石の磁力により浮上保持
するとともに、そのロータの半径方向および軸方向の浮
上位置を位置センサにより検出し、この位置センサの検
出信号をブリッジ回路その他の処理回路で処理し、ロー
タが所定の基準の目標位置に浮上保持されるように電磁
石の励磁電流が制御されている。
《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、上記従来の浮上体の制御装置において
は、フィードバック制御により浮上体が所定位置に浮上
保持されるように構成されているが、この浮上体本体の
製作にあたっては、目標値通りに製作することは製造コ
ストがかさむばかりでなく、一般に多少のバラツキを有
して製作されている。このバラツキのため所定の目標位
置に浮上できず浮上状態が不安定になる欠点があった。
例えば、工作機械のロータの場合、そのロータの直径
が目標値とわずかに異なり、しかも電磁石等の組立誤差
がある場合、当初の所定の目標位置に浮上できず浮上状
態が不安定となって剛性が低下する等の不具合が生ずる
ことがあった。
《課題を解決するための手段》 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので
あって、その構成は、電磁石により浮上保持される磁気
浮上体と、上記磁気浮上体の浮上位置を検出する位置セ
ンサと、上記位置センサの検出した検出信号を入力し上
記電磁石へ励磁電流を出力する制御手段とからなり、上
記制御手段により上記電磁石の励磁電流を調整して上記
磁気浮上体を所定位置に浮上保持させるようにした磁気
浮上体の制御装置において、 上記制御手段には上記磁気浮上体の可動範囲の限界位
置を検出する検出回路が設けられているとともに、上記
検出回路により検出された限界位置から中心浮上位置を
演算し上記磁気浮上体の目標浮上位置を補正する補正回
路が設けられていることを特徴とするものである。
《作用》 本発明では、検出回路により浮上体の可動限界位置が
検出され、補正回路によりその検出値を基に中心浮上位
置が求められるとともに、その中心浮上位置で目標浮上
位置が補正されるように作用する。
《実施例》 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明装置の概略構成を示すブロック図であ
る。aは浮上体本体であって、浮上体としてのロータ1
を備えている。このロータ1はその半径方向が電磁石2
a,2bにより、また軸方向は図示しない電磁石により浮上
保持されている。
ロータ1の半径方向位置および軸方向位置は電磁石2
a,2bおよび図示しない軸方向を支持する電磁石に隣接し
て設けられた半径方向の位置センサ3a,3bおよび軸方向
の位置センサ(図示せず)により検出され、その検出信
号が後述の制御手段へ送出されている。なお、軸方向の
位置制御は半径方向と同様に行われるため、以下半径方
向についてのみ説明する。
bは制御手段であって、位置センサ3a,3bの検出した
検出信号を基にロータ1の半径方向位置を検出する位置
検出回路10,目標位置を決定する基準信号と検出された
位置信号とを比較してその差分を補償するための補償回
路11,ロータ1の左右ないし前後の可動範囲の限界を検
出するところの検出回路,すなわちロータを作動させる
ためのオフセットゲイン調整回路12,電磁石2a,2bへ励磁
電流を供給するパワーアンプ回路13,ロータ1の可動範
囲の限界値から中心浮上位置を演算するための演算回路
14および上記演算のために可動範囲の限界値を記憶する
ための記憶回路15とから構成されている。
以上の構成からなる本実施例の制御動作を第2図のフ
ローチャートを参照しながら説明する。
今、浮上体本体aの動作開始が図示しないプログラマ
ブルコントローラから制御手段bへ指令されると、パワ
ーアンプ回路13から所定強さの励磁電流が供給されてロ
ータ1が浮上保持されるとともに、演算回路14からオフ
セットゲイン調整回路12にオフセット指令が与えられ
る。すなわち、オフセットゲイン調整回路12からの出力
信号によりパワーアンプ回路13は電磁石2a,2bの励磁電
流を連続的に調整してロータ1を電磁石2b側へ徐々に移
動させ(ステップ100)、このときの励磁電流値に基づ
く信号は演算回路14に入力されるとともに、ロータ1の
位置が位置検出回路10により検出されて演算回路14へ入
力される。励磁電流が変化してもロータ1の位置が変化
しなくなったときがロータ1が電磁石2bへ接触した位置
なので、このときの位置(A)が演算回路14から記憶回
路15に記憶される(ステップ102肯定,104)。
次いで、演算回路14から上述のオフセット方向と逆方
向のオフセット指令がオフセットゲイン調整回路12へ与
えられる。すなわち、オフセットゲイン調整回路2から
の出力信号によりパワーアンプ回路13は電磁石2a,2bの
励磁電流を連続的に調整してロータ1を電磁石2a側へ徐
々に移動させ、上述のオフセットと同様に電磁石2aと接
触したときのロータ1の位置(B)が記憶回路15に記憶
される(ステップ106,108肯定,110)。
そして、演算回路14では左右の可動限界位置である上
記(A),(B)の中心位置(C=(A+B)/2)を算
出し、次いで演算回路14はロータ1がこの位置を基準の
目標位置として浮上保持されるようにオフセットを調整
するようにオフセットゲイン調整回路12に出力される。
なお、この際センサ感度{(A)−(B)}をも算出
し、このセンサ感度に応じた制御ゲイン値をオフセット
ゲイン調整回路12に出力する(ステップ112)。
その後、ロータ1は図示しない誘導モータにより目標
値(C)に浮上保持されながら回転されて作業が開始さ
れる(ステップ114,116否定)上述のステップは浮上体
aの再起動時ごとに繰り返される(ステップ118肯
定)。
しかし、浮上体本体aおよび制御手段bが同一の組合
わせのときは初回の起動時に記憶された記憶回路15のデ
ータを用いて2回目以降の浮上位置制御を行うことによ
り上述のステップを省略することができる。
なお、説明は省略するが、ロータ1の軸方向位置も同
様にして基準の目標位置が設定される。
以上のように、本実施例ではロータ1の浮上位置の目
標位置が上下,左右の可動範囲の限界位置から算出して
求めるように構成したので、浮上体本体aに製作上のバ
ラツキがあっても常に正確な目標位置が設定でき、この
ため所定の剛性を有する磁気浮上体とすることができ
る。
なお、上述の実施例においてはロータ1の浮上位置の
制御が平行モードと傾斜モードとに分別して制御が行わ
れる場合は、その各モード毎に上述の基準位置(C)を
求めるようにして行う。
また、ロータ1の浮上位置制御が半径方向,軸方向等
に複数方向に及ぶ場合は、前述の浮上制御を順番に行う
ようにする。
さらに、上述の実施例では浮上体としてロータの例を
示したが、これを磁気浮上搬送装置の搬送浮上体として
も良いことは勿論である。
《効果》 本発明は、上述のように浮上体の浮上位置の目標位置
が上下,左右の可動範囲の限界位置から算出して求める
ように構成したので、浮上体本体の製作にバラツキがあ
っても常に正確な目標位置が設定でき、このため所定の
剛性を有する磁気浮上体とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の概略構成を示すブロック図および
第2図は制御動作を示すフローチャートである。 1……ロータ(磁気浮上体) 2a,2b……電磁石 3a,3b……位置センサ 10……位置検出回路 11……補償回路 12……オフセットゲイン調整回路 13……パワーアンプ回路 14……演算回路 15……記憶回路 a……磁気浮上体本体 b……制御手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F04D 19/04 0362−3H F04D 19/04 A

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電磁石により浮上保持される磁気浮上体
    と、上記磁気浮上体の浮上位置を検出する位置センサ
    と、上記位置センサの検出した検出信号を入力し上記電
    磁石へ励磁電流を出力する制御手段とからなり、上記制
    御手段により上記電磁石の励磁電流を調整して上記磁気
    浮上体を所定位置に浮上保持させるようにした磁気浮上
    体の制御装置において、 上記制御手段には上記磁気浮上体の可動範囲の限界位置
    を検出する検出回路が設けられているとともに、上記検
    出回路により検出された限界位置から中心浮上位置を演
    算し上記磁気浮上体の目標浮上位置を補正する補正回路
    が設けられていることを特徴とする磁気浮上体の制御装
    置。
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