JP2869729B2 - Processing machine - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加工機械、特に磁気軸受スピンドルを備えた
加工機械に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a processing machine, particularly to a processing machine provided with a magnetic bearing spindle.
本発明は、磁気軸受スピンドルの電磁石の磁力を電気
的に制御して回転スピンドルを加工切込み方向に往復動
させることにより、容易にワークを所望の形状に精密に
制御加工できるようにするものである。The present invention makes it possible to easily and precisely control and machine a workpiece to a desired shape by electrically controlling the magnetic force of an electromagnet of a magnetic bearing spindle and reciprocating a rotating spindle in a cutting direction. .
従来の加工機械、たとえば研削盤において、たとえば
第13図に示すようにワーク1の内周孔1aの円周方向の一
部に孔のような凹部2がある場合は、砥石の切り込み押
圧力により凹部2の前後の内周面4a,4bが削れ過ぎてダ
レてしまい、ワーク1の内周孔1a全体を真円に研削する
ことができないという問題があった。In a conventional processing machine, for example, a grinder, for example, as shown in FIG. 13, when there is a concave portion 2 such as a hole in a part of the inner peripheral hole 1a in the circumferential direction of the work 1, There is a problem that the inner peripheral surfaces 4a and 4b before and after the concave portion 2 are excessively shaved and sagged, so that the entire inner peripheral hole 1a of the work 1 cannot be ground to a perfect circle.
このような問題の対策としては、次のようなものをワ
ークテーブル側あるいは砥石テーブル側に設ける方法が
ある。As a countermeasure against such a problem, there is a method in which the following is provided on the work table side or the grindstone table side.
(1)砥石の切り込みに油圧ピストンを使い、ワークの
回転に同期させて砥石が凹部2の所だけ逃げるように、
油圧を変化させる。(1) Use a hydraulic piston to cut the grindstone, so that the grindstone escapes only at the recess 2 in synchronization with the rotation of the work.
Change hydraulic pressure.
(2)砥石の切り込みにカム機構を使い、ワークの回転
に同期させて砥石が凹部2の所だけ逃げるように、カム
により切り込みを変化させる。(2) The cam mechanism is used to cut the grindstone, and the cam is used to change the cut so that the grindstone escapes only at the concave portion 2 in synchronization with the rotation of the work.
(3)砥石の切り込みにボールネジ機構を使い、ワーク
の回転に同期させて砥石が凹受2の所だけ逃げるよう
に、ボールネジの回転方向を変化させる。(3) The ball screw mechanism is used to cut the grindstone, and the rotation direction of the ball screw is changed so that the grindstone escapes only at the recess 2 in synchronization with the rotation of the work.
しかしながら、このような上記方法にあっては次のよ
うな欠点がある。すなわち、上記(1)の方法にあって
は、ミクロン単位の切り込み制御を行おうとすると複
雑,高価なものとなり、また、油の粘性抵抗やオイルシ
ールのスティックスリップ等により滑らかな動きが実現
できなくなる。However, such a method has the following disadvantages. That is, in the above method (1), it is complicated and expensive to perform the cutting control in units of microns, and smooth movement cannot be realized due to the viscous resistance of the oil and the stick-slip of the oil seal. .
また、上記(2)の方法にあっては、カムの偏心量と
回転角をうまく調節するためにカム軸回転を精密に行う
必要があり、そのためにコスト高となる。また、カムの
慣性による遅れを生じ制御の応答性が低下する。In the method (2), it is necessary to precisely rotate the camshaft in order to properly adjust the eccentricity and the rotation angle of the cam, which increases the cost. Further, a delay due to the inertia of the cam occurs, and the response of the control is reduced.
さらに上記(3)の方法にあっては、上記(2)と同
様にボールネジの慣性により制御の応答遅れが生じる。
すなわち、ワークテーブルや砥石テーブル等の質量の大
きいものを短時間で動かすことは困難である。Further, in the method (3), a control response delay occurs due to the inertia of the ball screw similarly to the method (2).
That is, it is difficult to move a large work such as a work table or a grindstone table in a short time.
そこで、本発明による加工機械は前記問題点を解決す
るため、電磁石により浮上して軸受支持される回転スピ
ンドルを有する磁気軸受スピンドルを備え、前記回転ス
ピンドルの端部に工具を設けた加工機械において、前記
電磁石の磁力を電気的に制御することにより前記回転ス
ピンドルを加工切込み方向に制御信号に基づいて往復動
させる往復動手段を設けた構成としたものである。Therefore, a processing machine according to the present invention includes a magnetic bearing spindle having a rotary spindle that is levitated and supported by an electromagnet to solve the above-described problem, and a processing machine provided with a tool at an end of the rotary spindle. A reciprocating means for electrically controlling the magnetic force of the electromagnet to reciprocate the rotary spindle in a machining cutting direction based on a control signal is provided.
このような構成の加工機械によれば、磁気軸受スピン
ドルの電磁石の磁力を電気的に制御して回転スピンドル
を加工切込み方向に往復動させながら加工することによ
り、容易にワークを所定形状に制御しながら加工するこ
とができ、ワークを所望の形状に精密加工することがで
きる。According to the processing machine having such a configuration, the work can be easily controlled to a predetermined shape by performing the processing while electrically controlling the magnetic force of the electromagnet of the magnetic bearing spindle and reciprocating the rotating spindle in the processing cutting direction. The workpiece can be precisely machined into a desired shape.
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。第1〜7図は本発明による加工機械の第1実施例を
示す図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 7 are views showing a first embodiment of a processing machine according to the present invention.
第1図に示す内面研削盤10において、11は磁気軸受ス
ピンドルであり、この磁気軸受スピンドル11は砥石テー
ブル14の上に固定支持されている。砥石テーブル14はベ
ッドフレーム19上のレール17に沿ってモータ23により軸
線方向に摺動可能となっている。20はワーク21を固定支
持するチャック装置であり、このチャック装置20に固定
されたワーク21はモータ24により回転駆動され、チャッ
ク装置20はワークテーブル22の上に固定支持されてい
る。ワークテーブル22はベッドフレーム19上のレール18
に沿ってモータ25により砥石テーブル14と直角方向に摺
動可能となっている。In the internal grinding machine 10 shown in FIG. 1, reference numeral 11 denotes a magnetic bearing spindle, and the magnetic bearing spindle 11 is fixedly supported on a grindstone table 14. The grindstone table 14 is slidable in the axial direction by a motor 23 along a rail 17 on a bed frame 19. Reference numeral 20 denotes a chuck device for fixedly supporting the work 21. The work 21 fixed to the chuck device 20 is driven to rotate by a motor 24, and the chuck device 20 is fixed and supported on a work table 22. Work table 22 is rail 18 on bed frame 19
Is slidable in a direction perpendicular to the grinding wheel table 14 by a motor 25 along the axis.
次に、第2図に示す磁気軸受スピンドル11において、
12はその外形を構成する本体であり、この本体12の軸線
部には回転スピンドル13が配置されている。回転スピン
ドル13の両端部周囲には、この回転スピンドル13を磁気
浮上させて軸受支持するラジアル電磁石15,16が、本体1
2側に設けられている。回転スピンドル13の長さ方向中
間部には、回転スピンドル13を回転駆動するモータ28
と、回転スピンドル13のフランジ部30を介して回転スピ
ンドル13の軸方向の変位を規制する一対のアキシャル電
磁石31,32が、本体12側に設けられている。Next, in the magnetic bearing spindle 11 shown in FIG.
Reference numeral 12 denotes a main body constituting the outer shape, and a rotary spindle 13 is disposed on an axis of the main body 12. Around the both ends of the rotary spindle 13, radial electromagnets 15, 16 for magnetically levitating the rotary spindle 13 to support the bearing are provided on the main body 1.
It is provided on two sides. A motor 28 for rotationally driving the rotary spindle 13 is provided at an intermediate portion in the longitudinal direction of the rotary spindle 13.
A pair of axial electromagnets 31 and 32 for restricting axial displacement of the rotary spindle 13 via a flange portion 30 of the rotary spindle 13 are provided on the main body 12 side.
ラジアル電磁石15の近傍には回転スピンドル13の半径
方向の位置を検知する位置センサ34が本体12側に設けら
れ、ラジアル電磁石16の近傍にはやはり回転スピンドル
13の半径方向の位置を検知する位置センサ35が本体12側
に設けられている。また、回転スピンドル13の一端側
(図中左端側)に形成された段部13aの近傍には、回転
スピンドル13の軸方向の位置を検知する位置センサ36が
本体12側に設けられている。In the vicinity of the radial electromagnet 15, a position sensor 34 for detecting the position of the rotary spindle 13 in the radial direction is provided on the body 12 side.
A position sensor 35 for detecting the radial position of 13 is provided on the main body 12 side. In the vicinity of the step 13a formed on one end side (left end side in the figure) of the rotary spindle 13, a position sensor 36 for detecting the axial position of the rotary spindle 13 is provided on the main body 12 side.
回転スピンドル13の一端側の小径部13bおよび他端側
の小径部13cの周囲にはそれぞれ、ラジアル電磁石15,16
が通電をOFFされて回転スピンドル13の磁気浮上力を失
ったときに小径部13b,13cを介して回転スピンドル13を
直接、軸受支持する保護ベアリング38,39が本体12側に
設けられている。回転スピンドル13の小径部13bの先端
部には、回転スピンドル13が回転することによりワーク
21を研削加工する円柱状の砥石41が設けられている。Radial electromagnets 15, 16 are provided around the small diameter portion 13b on one end side and the small diameter portion 13c on the other end side of the rotary spindle 13, respectively.
When the power is turned off and the magnetic levitation force of the rotary spindle 13 is lost, protective bearings 38 and 39 that directly support the rotary spindle 13 via the small-diameter portions 13b and 13c are provided on the main body 12 side. At the tip of the small diameter portion 13b of the rotating spindle 13, the work is performed by rotating the rotating spindle 13.
A cylindrical grindstone 41 for grinding the 21 is provided.
ラジアル電磁石15,16はそれぞれ第3図に示すよう
に、回転スピンドル13の上下、左右横近傍に各1個、計
4個ずつ(15a〜15d、16a〜16d)設けられている。この
ような磁気軸受スピンドル11は、たとえば左側のラジア
ル電磁石15b,16bと左側のラジアル電磁石15d,16dの磁力
を異ならしめるよう電気的に制御することにより、回転
スピンドル13は回転したまま図中左右いずれかに所定距
離だけ平行移動することができるようになっている。As shown in FIG. 3, each of the radial electromagnets 15 and 16 is provided in the vicinity of the rotary spindle 13 in the upper, lower, left and right directions, one each, and a total of four (15a to 15d, 16a to 16d). Such a magnetic bearing spindle 11 is electrically controlled so that the magnetic forces of the left radial electromagnets 15b, 16b and the left radial electromagnets 15d, 16d are different, for example, so that the rotary spindle 13 can be rotated left or right in the drawing. The crab can be translated by a predetermined distance.
このような磁気軸受スピンドル11を有する内面研削盤
10は、第4図に示すようにさらに、ワーク21の所定の回
転位置を検出する同期検出器55と、この同期検出器55か
らの信号を入力して所定の手順の作業をした後磁気軸受
スピンドル11を制御する磁気軸受制御装置47に信号を出
力するCPU50を備えている。Internal grinding machine having such a magnetic bearing spindle 11
10, a synchronous detector 55 for detecting a predetermined rotational position of the work 21 and a signal from the synchronous detector 55 are input to perform a predetermined procedure, as shown in FIG. A CPU 50 that outputs a signal to a magnetic bearing control device 47 that controls the spindle 11 is provided.
このような磁気軸受スピンドル11を備えた内面研削盤
10の制御加工方法について、図に基づいて説明する。た
とえば第6図に示すような、環状のワーク21の長さ方向
途中に放射方向の孔21bが明けられたものを研削するも
のとする。第4図に示すように、このような孔21bを検
出できるように孔21bと同位相位置、又はあらかじめ決
められた位相だけ回転した位置にワーク21とともに回転
する突起44を設け、この突起44の近接,通過を検出する
同期検出器55を静止したワークテーブル22側に設ける。Internal grinding machine equipped with such a magnetic bearing spindle 11
The ten control processing methods will be described with reference to the drawings. For example, as shown in FIG. 6, it is assumed that a hole 21b in the radial direction is drilled in the middle of the length of the annular work 21 in the longitudinal direction. As shown in FIG. 4, a projection 44 that rotates together with the workpiece 21 is provided at the same phase position as the hole 21b or at a position rotated by a predetermined phase so that the hole 21b can be detected. A synchronization detector 55 for detecting proximity and passage is provided on the stationary work table 22 side.
まずモータ24によりチャック装置20のワーク21を回転
させるとともに、磁気軸受スピンドル11の回転スピンド
ル13を介して砥石41を回転させ、モータ23により磁気軸
受スピンドル11を介して砥石41をワーク21の内周面21a
の内側に進入させる。次にモータ25によりチャック装置
20を介してワーク21をその径方向に移動させて、砥石41
に対してワーク21の切込みを行うとともに研削作業に入
る。ワーク21には孔21bがあるため、単に研削をしただ
けではその影響により内周面21aは良好な真円度を得る
ことができない。First, the work 21 of the chuck device 20 is rotated by the motor 24, and the grindstone 41 is rotated by the rotation spindle 13 of the magnetic bearing spindle 11, and the grindstone 41 is rotated by the motor 23 through the magnetic bearing spindle 11. Face 21a
Let go inside. Next, the chuck device is driven by the motor 25.
The workpiece 21 is moved in the radial direction through the
Then, the work 21 is cut and the grinding operation is started. Since the workpiece 21 has the hole 21b, the inner peripheral surface 21a cannot obtain a good roundness due to the influence of merely grinding.
そこで、まず同期検出器55がその孔21bの位置を検出
してその検出タイミングをCPU50に入力させる(第5図
のP1)。CPU50はそのタイミングに基づいてあらかじめ
記憶しておいた戻り量を読み出し(同図P2)、研削サイ
クルの進行に伴う切り込み量の値に応じて戻り量に相当
する信号を出力する。そしてCPU50はワーク21の孔21bが
砥石41の所に来たら回転スピンドル13が所定量だけワー
ク21の中心方向に戻るよう磁気軸受制御装置47に磁気軸
受スピンドル11の電磁石15,16の磁力を電気的に制御さ
せる(P3)。同期検出器55の検出先端部と砥石41との位
相差はあらかじめ所定量にセットされるので、同期検出
器55が孔21bの位相を検出してから所定時間経過後に回
転スピンドル13が移動するようCPU50は磁気軸受制御装
置47を制御する。Therefore, first, the synchronization detector 55 detects the position of the hole 21b and inputs the detection timing to the CPU 50 (P1 in FIG. 5). The CPU 50 reads the return amount stored in advance based on the timing (P2 in FIG. 4), and outputs a signal corresponding to the return amount according to the value of the cutting amount accompanying the progress of the grinding cycle. Then, when the hole 21b of the work 21 comes to the grindstone 41, the CPU 50 sends the magnetic force of the electromagnets 15, 16 of the magnetic bearing spindle 11 to the magnetic bearing control device 47 so that the rotating spindle 13 returns to the center direction of the work 21 by a predetermined amount. Control (P3). Since the phase difference between the detection tip of the synchronization detector 55 and the grindstone 41 is set to a predetermined amount in advance, the rotation spindle 13 moves after a predetermined time elapses after the synchronization detector 55 detects the phase of the hole 21b. The CPU 50 controls the magnetic bearing control device 47.
このようにして磁気軸受スピンドル11の回転スピンド
ル13を加工切込み方向に往復動させることにより、回転
スピンドル13の軸心の挙動は第7図のリサージュ波形に
示すように、孔21bの所でワーク21の中心方向に逃がす
ことができ、その内周面21aを良好な真円度で研削加工
することが可能となる。したがって、前記同期検出器5
5,CPU50は、電磁石の磁力を電気的に制御することによ
り回転スピンドルを加工切込み方向に制御信号に基づい
て往復動させる往復動手段を構成する。By reciprocating the rotating spindle 13 of the magnetic bearing spindle 11 in the machining cutting direction in this manner, the behavior of the axis of the rotating spindle 13 is changed to the workpiece 21 at the hole 21b as shown in the Lissajous waveform in FIG. And the inner peripheral surface 21a can be ground with good roundness. Therefore, the synchronization detector 5
5. The CPU 50 constitutes reciprocating means for electrically controlling the magnetic force of the electromagnet to reciprocate the rotary spindle in the machining cutting direction based on the control signal.
第8,9図には本発明の第2実施例について示す。この
第2実施例は、第8図に示すように、磁気軸受スピンド
ル11を有する内面研削盤10は、前記第1実施例における
同期検出器55の代わりに、ワーク21の内周面21aの寸法
や形状を検出する定寸装置45を設けたものである。そし
て、ワーク21の溝21cを検出できる位置に検出先端部が
くるよう定寸装置45をセットする。8 and 9 show a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, as shown in FIG. 8, the inner surface grinding machine 10 having the magnetic bearing spindle 11 is different from the first embodiment in that the synchronous detector 55 is replaced by the size of the inner peripheral surface 21a of the work 21. A sizing device 45 for detecting the shape and shape is provided. Then, the sizing device 45 is set such that the detection tip portion comes to a position where the groove 21c of the work 21 can be detected.
この第2実施例は、まず定寸装置45がその溝21cを検
出してその検出信号をCPU50に入力させる(第9図のP
1)。CPU50はその信号に基づいて溝21cの幅等から切り
込み補正量を演算するとともに(同図P2)、磁気軸受ス
ピンドル11の回転スピンドル13のワーク21の径方向の移
動量(戻り量)を演算する(同図P3)。そしてCPU50は
その結果に基づいて磁気軸受制御装置47に信号を出力
し、ワーク21の溝21cが砥石41の所に来たら回転スピン
ドル13が所定量だけワーク21の中心方向に戻るよう磁気
軸受制御装置47に磁気軸受スピンドル11の電磁石15,16
の磁力を電気的に制御させる(同図P4)。定寸装置45の
検出先端部と砥石41との位相差はあらかじめ所定量にセ
ットされるので、定寸装置45が溝21cを検出してから所
定時間経過後に回転スピンドル13が移動するようCPU50
は磁気軸受制御装置47を制御する。In the second embodiment, the sizing device 45 first detects the groove 21c and inputs the detection signal to the CPU 50 (P in FIG. 9).
1). The CPU 50 calculates the cut correction amount from the width of the groove 21c and the like based on the signal (P2 in the same figure), and also calculates the radial movement amount (return amount) of the rotating spindle 13 of the magnetic bearing spindle 11 of the work 21. (P3 in the same figure). Then, the CPU 50 outputs a signal to the magnetic bearing control device 47 based on the result, and when the groove 21c of the work 21 comes to the grindstone 41, the magnetic bearing control is performed so that the rotating spindle 13 returns to the center direction of the work 21 by a predetermined amount. Electromagnets 15 and 16 of the magnetic bearing spindle 11 in the device 47
Is electrically controlled (P4 in the same figure). Since the phase difference between the detection tip of the sizing device 45 and the grindstone 41 is set to a predetermined amount in advance, the CPU 50 moves the rotating spindle 13 a predetermined time after the sizing device 45 detects the groove 21c.
Controls the magnetic bearing control device 47.
このようにして磁気軸受スピンドル11の回転スピンド
ル13を加工切込み方向に往復動させることにより、回転
スピンドル13の軸心の挙動は第7図のリサージュ波形に
示すように、溝21cの所でワーク21の中心方向に逃がす
ことができ、その内周面21aを良好な真円度で研削加工
することが可能となる。したがってこの第2実施例にお
いては、定付装置45,CPU50が、電磁石の磁力を電気的に
制御することにより回転スピンドルを加工切込み方向に
制御信号に基づいて往復動させる往復動手段を構成す
る。By reciprocating the rotating spindle 13 of the magnetic bearing spindle 11 in the machining cutting direction in this manner, the behavior of the axis of the rotating spindle 13 is changed to the work 21 at the groove 21c as shown by the Lissajous waveform in FIG. And the inner peripheral surface 21a can be ground with good roundness. Therefore, in the second embodiment, the setting device 45 and the CPU 50 constitute reciprocating means for reciprocating the rotary spindle in the machining cutting direction based on the control signal by electrically controlling the magnetic force of the electromagnet.
第10〜12図には本発明の第3実施例について示す。こ
の第3実施例は、第10図に示すように前記第2実施例の
ものに、ワーク21の回転角を検出するロータリエンコー
ダ52と、ワーク21を研削して得たい所定の形状をCPU50
に記憶入力させる入力手段54を追加して設けたものであ
る。この第3実施例は、たとえば第12図に示すリサージ
ュ波形のような挙動を回転スピンドル13に与えることに
より、ワーク21の内周面21aを所定の形状(たとえばお
むすび型)に研削しようとするものである。10 to 12 show a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, as shown in FIG. 10, a rotary encoder 52 for detecting the rotation angle of the work 21 and a predetermined shape to be obtained by grinding the work 21 are added to the CPU 50 of the second embodiment.
In addition, an input means 54 for storing and inputting the data is additionally provided. This third embodiment is intended to grind the inner peripheral surface 21a of the work 21 into a predetermined shape (for example, a diaper shape) by giving a behavior such as a Lissajous waveform shown in FIG. 12 to the rotary spindle 13. It is.
まず入力手段54に、第12図のような回転スピンドル13
の軸軌跡によりワーク21を研削して得たい所定の形状
(図形)を入力させ、CPU50は制御時にその入力手段54
からその図形信号を呼び出す(第11図のP1)。ワーク21
の研削加工時に、ロータリエンコーダ52はワーク21の回
転角を検出するとともに(同図P2)、定寸装置45がワー
ク21の内周面21aの寸法変化を検出して(同図P3)、そ
れぞれの信号をCPU50に入力させる。CPU50はそれぞれの
信号に基づいて位相を演算するとともに(同図P4)、切
り込み補正量を演算し(同図P5)、さらに磁気軸受スピ
ンドル11の回転スピンドル13のワーク21の径方向の移動
量を演算する(同図P6)。そしてCPU50はその結果に基
づいて磁気軸受制御装置47に信号を出力し、ワーク21の
内周面21aが得たい所定の形状になるよう、磁気軸受制
御装置47に磁気軸受スピンドル11の電磁石15,16の磁力
を電気的に制御させる(同図P7)。First, a rotating spindle 13 as shown in FIG.
A predetermined shape (figure) desired to be obtained by grinding the workpiece 21 is input according to the axis locus of the workpiece.
Calls that figure signal from (P1 in FIG. 11). Work 21
At the time of grinding, the rotary encoder 52 detects the rotation angle of the work 21 (P2 in the same figure), and the sizing device 45 detects the dimensional change of the inner peripheral surface 21a of the work 21 (P3 in the same figure). Is input to the CPU 50. The CPU 50 calculates the phase based on the respective signals (P4 in the same figure), calculates the amount of incision correction (P5 in the same figure), and further calculates the amount of movement of the rotating spindle 13 of the magnetic bearing spindle 11 in the radial direction of the workpiece 21. Calculation (P6 in the same figure). The CPU 50 outputs a signal to the magnetic bearing control device 47 based on the result, and the magnetic bearing control device 47 sends the electromagnets 15, The 16 magnetic forces are electrically controlled (P7 in the same figure).
このようにして磁気軸受スピンドル11の回転スピンド
ル13を加工切込み方向に往復動させることにより、回転
スピンドル13の軸心の挙動は第12図のリサージュ波形の
ように制御されて、その内周面21aを所定の形状になる
よう研削加工することが可能となる。したがってこの第
3実施例においては、定寸装置45,CPU50,ロータリエン
コーダ52,入力手段54が、電磁石の磁力を電気的に制御
することにより回転スピンドルを加工切込み方向に制御
信号に基づいて往復動させる往復動手段を構成する。In this way, by reciprocating the rotating spindle 13 of the magnetic bearing spindle 11 in the machining cut direction, the behavior of the axis of the rotating spindle 13 is controlled like a Lissajous waveform in FIG. Can be ground to a predetermined shape. Therefore, in the third embodiment, the sizing device 45, the CPU 50, the rotary encoder 52, and the input means 54 reciprocate the rotary spindle in the machining cutting direction based on the control signal by electrically controlling the magnetic force of the electromagnet. And a reciprocating means for causing the reciprocating means.
なお、上記実施例においては加工機械を内面研削盤の
ものについて説明したが、外面研削盤に用いてもよく、
さらに研削盤以外の、施盤,フライス盤等の他の加工機
械に用いてもよい。In the above embodiment, the processing machine is described as an internal grinding machine, but may be used for an external grinding machine.
Further, the present invention may be applied to other processing machines such as a lathe and a milling machine other than the grinding machine.
また前記第3実施例におけるワークの内周面の所定の
形状はおむすび型のほか、楕円,四角形等どのような形
状でもよい。Further, the predetermined shape of the inner peripheral surface of the work in the third embodiment may be any shape such as an ellipse or a square, in addition to a tapered shape.
以上説明したように本発明の加工機械によれば、磁気
軸受スピンドルの電磁石の磁力を電気的に制御すること
により回転スピンドルを加工切込み方向に、制御信号に
基づいて往復動させながら加工することにより、容易に
ワークを所定形状に制御しながら加工することができ、
ワークを所望の形状に精密加工することができる。As described above, according to the processing machine of the present invention, by electrically controlling the magnetic force of the electromagnet of the magnetic bearing spindle, the rotary spindle is processed in the processing cut direction while reciprocating based on the control signal. , It is possible to easily process the workpiece while controlling it to the specified shape.
The workpiece can be precisely machined into a desired shape.
第1〜7図は本発明による加工機械の第1実施例を示す
図であり、第1図は内面研削盤の斜視図、第2図は磁気
軸受スピンドルの側面断面図、第3図はその正面断面
図、第4図は内面研削盤の側面構成図、第5図はフロー
チャート図、第6図は加工されるワークの断面正面図、
第7図は磁気軸受スピンドルの回転スピンドルの軸心の
挙動を示すリサージュ波形図、第8,9図は本発明の第2
実施例を示す図であり、第8図は内面研削盤の側面構成
図、第9図はフローチャート図、第10〜12図は本発明の
第3実施例を示す図であり、第10図は内面研削盤の側面
構成図、第11図はフローチャート図、第12図は磁気軸受
スピンドルの回転スピンドルの軸心の挙動を示すリサー
ジュ波形図、第13図は従来のワークの断面図である。 10……内面研削盤 11……磁気軸受スピンドル 12……本体 13……回転スピンドル 13a……段部 13b,13c……小径部 14……砥石テーブル 15(15a〜15d)……ラジアル電磁石 16(16a〜16d)……ラジアル電磁石 17,18……レール 19……ベッドフレーム 20……チャック装置 21……ワーク 21a……内周面 21b……孔 21c……溝 22……ワークテーブル 23〜25,28……モータ 30……フランジ部 31,32……アキシャル電磁石 34〜36……位置センサ 38,39……保護ベアリング 41……砥石 44……突起 45……定寸装置 47……磁気軸受制御装置 50……CPU 52……ロータリエンコーダ 54……入力手段 55……同期検出器1 to 7 are views showing a first embodiment of a processing machine according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view of an internal grinding machine, FIG. 2 is a side sectional view of a magnetic bearing spindle, and FIG. Front sectional view, FIG. 4 is a side view of the internal grinding machine, FIG. 5 is a flowchart, FIG. 6 is a sectional front view of a workpiece to be machined,
FIG. 7 is a Lissajous waveform diagram showing the behavior of the axis of the rotating spindle of the magnetic bearing spindle, and FIGS.
FIG. 8 is a view showing an embodiment, FIG. 8 is a side view of an internal grinding machine, FIG. 9 is a flowchart, FIG. 10 to FIG. 12 are views showing a third embodiment of the present invention, FIG. FIG. 11 is a side view of the internal grinding machine, FIG. 11 is a flowchart, FIG. 12 is a Lissajous waveform diagram showing the behavior of the axis of the rotating spindle of the magnetic bearing spindle, and FIG. 13 is a sectional view of a conventional work. 10 Internal grinding machine 11 Magnetic bearing spindle 12 Body 13 Rotating spindle 13a Step 13b, 13c Small diameter section 14 Grinding stone table 15 (15a to 15d) Radial electromagnet 16 ( 16a to 16d) Radial electromagnets 17, 18 Rail 19 Bed bed 20 Chuck device 21 Work 21a Inner peripheral surface 21b Hole 21c Groove 22 Work table 23 to 25 , 28 Motor 30 Flange 31,32 Axial electromagnet 34-36 Position sensor 38,39 Protective bearing 41 Grindstone 44 Projection 45 Sizing device 47 Magnetic bearing Control device 50 CPU 52 Rotary encoder 54 Input means 55 Synchronous detector
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B24B 47/10 - 47/12 B24B 41/04 B23Q 15/013 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B24B 47/10-47/12 B24B 41/04 B23Q 15/013
Claims (4)
スピンドルを有する磁気軸受スピンドルと、前記回転ス
ピンドルの端部に設けた工具と、加工表面の一部に凹部
を有するワークを回転状態に支持するチャック装置とを
備え、前記工具により前記ワークを切り込み加工する加
工機械において、 前記ワークの凹部の位置を検出する凹部検出手段と、 前記凹部検出手段の検出信号に応じて切り込み量を演算
・制御する制御信号を出力するCPUと、 前記CPUの出力により、前記回転スピンドルの浮上位置
を制御する磁気軸受制御装置とを有し、 前記CPUは、前記凹部検出手段から凹部の位置を検出し
た信号が入力したときに、前記磁気軸受制御装置に所定
の戻り量を指令する制御信号を出力し、この出力によ
り、前記回転スピンドルの端部に設けた工具を前記凹部
の位置において逃げるように前記回転スピンドルの浮上
位置を制御することを特徴とする加工機械。1. A magnetic bearing spindle having a rotary spindle which is levitated and supported by an electromagnet, a tool provided at an end of the rotary spindle, and a workpiece having a concave portion on a part of a processing surface in a rotating state. A processing device that cuts the work with the tool, and that calculates and controls a cut amount according to a detection signal of the recess detection device. A CPU that outputs a control signal to control the floating position of the rotary spindle according to the output of the CPU. When input, a control signal for instructing a predetermined return amount to the magnetic bearing control device is output, and this output is provided at the end of the rotary spindle. A processing machine, wherein a floating position of the rotary spindle is controlled so that a tool escapes at the position of the concave portion.
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の加工機械。2. The processing machine according to claim 1, wherein said recess detecting means is a synchronous detector.
を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項いずれか
1項記載の加工機械。3. The processing machine according to claim 1, wherein said recess detecting means is a sizing device.
前記凹部の位置において逃げるように前記回転スピンド
ルの浮上位置を制御する手段は、位相演算器を介して行
うことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項い
ずれか1項記載の加工機械。4. A means for controlling a floating position of the rotary spindle so that a tool provided at an end of the rotary spindle escapes at the position of the recess is performed through a phase calculator. 4. The processing machine according to any one of claims 1 to 3.
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|---|---|---|---|
| JP63060086A JP2869729B2 (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Processing machine |
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| JPH01234161A JPH01234161A (en) | 1989-09-19 |
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