JPH0724602A - 加工機械 - Google Patents
加工機械Info
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- JPH0724602A JPH0724602A JP5169334A JP16933493A JPH0724602A JP H0724602 A JPH0724602 A JP H0724602A JP 5169334 A JP5169334 A JP 5169334A JP 16933493 A JP16933493 A JP 16933493A JP H0724602 A JPH0724602 A JP H0724602A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control gain
- machining
- magnetic bearing
- control
- workpiece
- Prior art date
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- Granted
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Turning (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気軸受スピンドルを有する加工機械におい
て、被加工物の加工条件の変化に伴うサチュレーション
の発生を防止することにある。 【構成】 磁気軸受スピンドル４の制御装置５は、磁気
軸受コントローラ１９に出力される制御信号Ｓを決定す
るための制御ゲインを出力する制御ゲイン出力部２２を
備える。この制御ゲイン出力部２２は、加工工程（荒加
工と仕上加工）に応じた制御ゲイン（荒加工用ゲインと
仕上加工用ゲイン）を演算する制御ゲイン演算部２２
ｂ、２２ｃと、研削盤制御部１８より出力される加工工
程切替信号Ｋｓによって制御ゲインを決定する制御ゲイ
ン決定部２２ｄと、加工工程切替信号Ｋｓによって決定
された制御ゲインの切り替えを行う制御ゲイン出力タイ
ミング回路２２ｅとを有する。
て、被加工物の加工条件の変化に伴うサチュレーション
の発生を防止することにある。 【構成】 磁気軸受スピンドル４の制御装置５は、磁気
軸受コントローラ１９に出力される制御信号Ｓを決定す
るための制御ゲインを出力する制御ゲイン出力部２２を
備える。この制御ゲイン出力部２２は、加工工程（荒加
工と仕上加工）に応じた制御ゲイン（荒加工用ゲインと
仕上加工用ゲイン）を演算する制御ゲイン演算部２２
ｂ、２２ｃと、研削盤制御部１８より出力される加工工
程切替信号Ｋｓによって制御ゲインを決定する制御ゲイ
ン決定部２２ｄと、加工工程切替信号Ｋｓによって決定
された制御ゲインの切り替えを行う制御ゲイン出力タイ
ミング回路２２ｅとを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気軸受スピンドルを
備えた加工機械に関する。
備えた加工機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電磁石の磁力によって回転軸
を非接触で支持する磁気軸受スピンドルがある。この磁
気軸受スピンドルは、回転軸が非接触で支持されること
から高速回転性に優れるとともに、クイルを用いて円筒
内面等の砥石研削を行う場合に、回転軸の電子制御機能
を利用してクイルの剛性を補うことができる（特開平３
−８６４６９号公報参照）。
を非接触で支持する磁気軸受スピンドルがある。この磁
気軸受スピンドルは、回転軸が非接触で支持されること
から高速回転性に優れるとともに、クイルを用いて円筒
内面等の砥石研削を行う場合に、回転軸の電子制御機能
を利用してクイルの剛性を補うことができる（特開平３
−８６４６９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示された磁気軸受スピンドルの制御装置では、荒加
工、仕上加工等の加工工程（加工条件）の変化に対応し
た制御が行われていない。このため、研削負荷の大きな
荒加工において大きな力や変位が必要となり、その結
果、サチュレーションの発生等により修正値が不正とな
る。本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、そ
の目的は、磁気軸受スピンドルを備えた加工機械におい
て、被加工物の加工条件の変化に伴い最適な制御を行う
ことにある。
開示された磁気軸受スピンドルの制御装置では、荒加
工、仕上加工等の加工工程（加工条件）の変化に対応し
た制御が行われていない。このため、研削負荷の大きな
荒加工において大きな力や変位が必要となり、その結
果、サチュレーションの発生等により修正値が不正とな
る。本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、そ
の目的は、磁気軸受スピンドルを備えた加工機械におい
て、被加工物の加工条件の変化に伴い最適な制御を行う
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、被加工物を加工するための加工用工具が
取り付けられる回転軸、および励磁電流が流れることで
発生する磁力によって前記回転軸を浮上させた状態で軸
支する磁気軸受を有する磁気軸受スピンドルと、前記磁
気軸受に流れる励磁電流を制御して前記回転軸の位置を
可変する制御装置とを備えた加工機械において、前記制
御装置は、前記磁気軸受スピンドル内での前記回転軸の
位置を検出する回転軸位置検出手段と、この回転軸位置
検出手段の検出値と前記磁気軸受に流れる励磁電流とを
基に前記被加工物の加工形状を測定する加工形状測定手
段と、この加工形状測定手段で測定された前記被加工物
の加工形状と前記被加工物の目標形状との比較に基づい
て、あらかじめ推定される複数の加工条件に対応する各
々の制御ゲインを演算する制御ゲイン演算手段と、前記
被加工物の加工条件の変化を検出する加工条件検出手段
と、前記制御ゲイン演算手段で演算された各制御ゲイン
より、前記加工条件検出手段で検出された加工条件に対
応する制御ゲインを決定する制御ゲイン決定手段と、こ
の制御ゲイン決定手段で決定された制御ゲインに基づい
て、前記磁気軸受に流れる励磁電流を制御する励磁電流
制御手段とを備えたことを技術的手段とする。
成するために、被加工物を加工するための加工用工具が
取り付けられる回転軸、および励磁電流が流れることで
発生する磁力によって前記回転軸を浮上させた状態で軸
支する磁気軸受を有する磁気軸受スピンドルと、前記磁
気軸受に流れる励磁電流を制御して前記回転軸の位置を
可変する制御装置とを備えた加工機械において、前記制
御装置は、前記磁気軸受スピンドル内での前記回転軸の
位置を検出する回転軸位置検出手段と、この回転軸位置
検出手段の検出値と前記磁気軸受に流れる励磁電流とを
基に前記被加工物の加工形状を測定する加工形状測定手
段と、この加工形状測定手段で測定された前記被加工物
の加工形状と前記被加工物の目標形状との比較に基づい
て、あらかじめ推定される複数の加工条件に対応する各
々の制御ゲインを演算する制御ゲイン演算手段と、前記
被加工物の加工条件の変化を検出する加工条件検出手段
と、前記制御ゲイン演算手段で演算された各制御ゲイン
より、前記加工条件検出手段で検出された加工条件に対
応する制御ゲインを決定する制御ゲイン決定手段と、こ
の制御ゲイン決定手段で決定された制御ゲインに基づい
て、前記磁気軸受に流れる励磁電流を制御する励磁電流
制御手段とを備えたことを技術的手段とする。
【０００５】
【作用】上記構成より成る本発明の加工機械は、被加工
物の加工条件の変化を検出する加工条件検出手段を有
し、制御ゲイン演算手段で演算された各制御ゲインよ
り、加工条件検出手段によって検出された加工条件に対
応する制御ゲインが決定される。そして、決定された制
御ゲインに基づいて、磁気軸受に流れる励磁電流を制御
して回転軸の位置を可変する。制御ゲイン演算手段は、
加工形状測定手段で測定された被加工物の加工形状と被
加工物の目標形状との比較に基づいて、あらかじめ推定
される複数の加工条件に対応する各々の制御ゲインを演
算する。
物の加工条件の変化を検出する加工条件検出手段を有
し、制御ゲイン演算手段で演算された各制御ゲインよ
り、加工条件検出手段によって検出された加工条件に対
応する制御ゲインが決定される。そして、決定された制
御ゲインに基づいて、磁気軸受に流れる励磁電流を制御
して回転軸の位置を可変する。制御ゲイン演算手段は、
加工形状測定手段で測定された被加工物の加工形状と被
加工物の目標形状との比較に基づいて、あらかじめ推定
される複数の加工条件に対応する各々の制御ゲインを演
算する。
【０００６】
【実施例】次に、本発明の加工機械の一実施例を図１な
いし図４に基づいて説明する。図１は加工機械の構成を
示すブロック図である。本実施例の加工機械１は、ワー
ク２（被加工物）の円筒内周面を研削する内面研削盤
で、研削用の砥石３（加工用工具）を回転支持する磁気
軸受スピンドル４と、この磁気軸受スピンドル４の制御
装置５（後述する）を備える。
いし図４に基づいて説明する。図１は加工機械の構成を
示すブロック図である。本実施例の加工機械１は、ワー
ク２（被加工物）の円筒内周面を研削する内面研削盤
で、研削用の砥石３（加工用工具）を回転支持する磁気
軸受スピンドル４と、この磁気軸受スピンドル４の制御
装置５（後述する）を備える。
【０００７】磁気軸受スピンドル４は、外周にフランジ
部６ａが設けられた回転軸６、この回転軸６の両端外周
部に配置されて、回転軸６を浮上させて軸支するラジア
ル電磁石７（本発明の磁気軸受）、回転軸６を回転駆動
するモータ８、回転軸６のフランジ部６ａを介して回転
軸６の軸方向の変位を規制するアキシャル電磁石９等よ
り構成されている。回転軸６の先端（図１の左端）に
は、回転軸６と同軸にクイル１０が設けられ、このクイ
ル１０の先端に砥石３が取り付けられている。なお、回
転軸６は、ラジアル電磁石７の通電が遮断されて磁気浮
上力が消失した時に、図示しない保護ベアリングによっ
て軸支される。
部６ａが設けられた回転軸６、この回転軸６の両端外周
部に配置されて、回転軸６を浮上させて軸支するラジア
ル電磁石７（本発明の磁気軸受）、回転軸６を回転駆動
するモータ８、回転軸６のフランジ部６ａを介して回転
軸６の軸方向の変位を規制するアキシャル電磁石９等よ
り構成されている。回転軸６の先端（図１の左端）に
は、回転軸６と同軸にクイル１０が設けられ、このクイ
ル１０の先端に砥石３が取り付けられている。なお、回
転軸６は、ラジアル電磁石７の通電が遮断されて磁気浮
上力が消失した時に、図示しない保護ベアリングによっ
て軸支される。
【０００８】ラジアル電磁石７は、それぞれ回転軸６の
上下、左右に各々１個、計４個ずつ配置されて、励磁電
流の大きさに応じて磁力が変化する。従って、各ラジア
ル電磁石７の励磁電流を制御することにより、回転軸６
を偏らせて軸支することができる。磁気軸受スピンドル
４には、回転軸６の半径方向の位置を検出する位置セン
サ１１と、回転軸６の軸方向の位置を検出する位置セン
サ１２とが設けられている。位置センサ１１は、回転軸
６の両端外周面にそれぞれ近接して配置され、位置セン
サ１２は、回転軸６の後端面（図１の右端面）に近接し
て配置されている。
上下、左右に各々１個、計４個ずつ配置されて、励磁電
流の大きさに応じて磁力が変化する。従って、各ラジア
ル電磁石７の励磁電流を制御することにより、回転軸６
を偏らせて軸支することができる。磁気軸受スピンドル
４には、回転軸６の半径方向の位置を検出する位置セン
サ１１と、回転軸６の軸方向の位置を検出する位置セン
サ１２とが設けられている。位置センサ１１は、回転軸
６の両端外周面にそれぞれ近接して配置され、位置セン
サ１２は、回転軸６の後端面（図１の右端面）に近接し
て配置されている。
【０００９】この磁気軸受スピンドル４は、図２に示す
ように、オシレーションテーブル１３に固定支持され
て、このオシレーションテーブル１３がベッドフレーム
１４に対して磁気軸受スピンドル４の軸方向に移動可能
に設けられている。ベッドフレーム１４の端部には、ワ
ーク２を支持するチャック装置１５を備えたワークテー
ブル１６が載置されて、このワークテーブル１６がベッ
ドフレーム１４に対してオシレーションテーブル１３の
移動方向と直交する方向に移動可能に設けられている。
従って、ベッドフレーム１４に対してオシレーションテ
ーブル１３とワークテーブル１６とを移動することによ
り、ワーク２と砥石３との相対位置が変化する。なお、
チャック装置１５に支持されたワーク２は、図示しない
モータにより回転駆動される。また、ベッドフレーム１
４には、オシレーションテーブル１３の位置を検出する
オシレーション検出センサ１７（図１参照）が設けられ
ている。
ように、オシレーションテーブル１３に固定支持され
て、このオシレーションテーブル１３がベッドフレーム
１４に対して磁気軸受スピンドル４の軸方向に移動可能
に設けられている。ベッドフレーム１４の端部には、ワ
ーク２を支持するチャック装置１５を備えたワークテー
ブル１６が載置されて、このワークテーブル１６がベッ
ドフレーム１４に対してオシレーションテーブル１３の
移動方向と直交する方向に移動可能に設けられている。
従って、ベッドフレーム１４に対してオシレーションテ
ーブル１３とワークテーブル１６とを移動することによ
り、ワーク２と砥石３との相対位置が変化する。なお、
チャック装置１５に支持されたワーク２は、図示しない
モータにより回転駆動される。また、ベッドフレーム１
４には、オシレーションテーブル１３の位置を検出する
オシレーション検出センサ１７（図１参照）が設けられ
ている。
【００１０】制御装置５は、上述の位置センサ１１、位
置センサ１２、オシレーション検出センサ１７の他に、
研削盤制御部１８、磁気軸受コントローラ１９、加工形
状測定部２０、修正波形発生部２１、制御ゲイン出力部
２２、および制御信号演算部２３より構成される。研削
盤制御部１８（本発明の加工条件検出手段）は、加工工
程（本実施例では荒加工と仕上加工）の切り替えを指示
する加工工程切替信号Ｋｓを出力する。
置センサ１２、オシレーション検出センサ１７の他に、
研削盤制御部１８、磁気軸受コントローラ１９、加工形
状測定部２０、修正波形発生部２１、制御ゲイン出力部
２２、および制御信号演算部２３より構成される。研削
盤制御部１８（本発明の加工条件検出手段）は、加工工
程（本実施例では荒加工と仕上加工）の切り替えを指示
する加工工程切替信号Ｋｓを出力する。
【００１１】磁気軸受コントローラ１９は、ラジアル電
磁石７およびアキシャル電磁石９に流れる励磁電流を制
御するもので、位置センサ１１、１２の各検出値をそれ
ぞれ変位信号Ｈｓに変換するセンサ回路１９ａ、このセ
ンサ回路１９ａで変換された変位信号Ｈｓと制御信号演
算部２３で演算された制御信号ＳをＰＩＤ調節（比例＋
積分＋微分動作）して電流信号Ｄｓを演算するＰＩＤ回
路１９ｂ、このＰＩＤ回路１９ｂで得られた電流信号Ｄ
ｓを増幅して各ラジアル電磁石７およびアキシャル電磁
石９に出力する電力増幅回路１９ｃより構成される。
磁石７およびアキシャル電磁石９に流れる励磁電流を制
御するもので、位置センサ１１、１２の各検出値をそれ
ぞれ変位信号Ｈｓに変換するセンサ回路１９ａ、このセ
ンサ回路１９ａで変換された変位信号Ｈｓと制御信号演
算部２３で演算された制御信号ＳをＰＩＤ調節（比例＋
積分＋微分動作）して電流信号Ｄｓを演算するＰＩＤ回
路１９ｂ、このＰＩＤ回路１９ｂで得られた電流信号Ｄ
ｓを増幅して各ラジアル電磁石７およびアキシャル電磁
石９に出力する電力増幅回路１９ｃより構成される。
【００１２】加工形状測定部２０は、磁気軸受コントロ
ーラ１９のセンサ回路１９ａで変換された変位信号Ｈｓ
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０ａ、ＰＩＤ
回路１９ｂで得られた電流信号Ｄｓをデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器２０ｂ、Ａ／Ｄ変換器２０ａで変換
されたデジタル信号とＡ／Ｄ変換器２０ｂで変換された
デジタル信号を基にワーク２の加工形状を測定する（本
実施例では、ワーク２の内周面の入口と奥のデータより
内周面のテーパ値を決定する）加工形状測定回路２０ｃ
より構成されている。
ーラ１９のセンサ回路１９ａで変換された変位信号Ｈｓ
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０ａ、ＰＩＤ
回路１９ｂで得られた電流信号Ｄｓをデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器２０ｂ、Ａ／Ｄ変換器２０ａで変換
されたデジタル信号とＡ／Ｄ変換器２０ｂで変換された
デジタル信号を基にワーク２の加工形状を測定する（本
実施例では、ワーク２の内周面の入口と奥のデータより
内周面のテーパ値を決定する）加工形状測定回路２０ｃ
より構成されている。
【００１３】修正波形発生部２１は、あらかじめ推定さ
れるワーク２の加工形状（加工途中で形状修正を行わな
い場合の加工形状）に対する１オシレート分の修正波形
を記憶しておく修正波形記憶部２１ａ、この修正波形記
憶部２１ａに記憶された修正波形を磁気軸受スピンドル
４のオシレーションに同期して出力する波形出力タイミ
ング回路２１ｂより構成されている。なお、１オシレー
ト分の波形とは、オシレーションテーブル１３が１往復
する間に加工されるワーク２の加工形状に対応する波形
である。
れるワーク２の加工形状（加工途中で形状修正を行わな
い場合の加工形状）に対する１オシレート分の修正波形
を記憶しておく修正波形記憶部２１ａ、この修正波形記
憶部２１ａに記憶された修正波形を磁気軸受スピンドル
４のオシレーションに同期して出力する波形出力タイミ
ング回路２１ｂより構成されている。なお、１オシレー
ト分の波形とは、オシレーションテーブル１３が１往復
する間に加工されるワーク２の加工形状に対応する波形
である。
【００１４】制御ゲイン出力部２２は、修正波形記憶部
２１ａより出力される波形の０点を検出する０点検出回
路２２ａ、加工形状測定回路２０ｃで測定されたワーク
２の加工形状（テーパ値）とワーク２の目標形状との比
較に基づいて、加工工程に応じた制御ゲイン（荒加工用
ゲインと仕上加工用ゲイン）を演算する制御ゲイン演算
部２２ｂ、２２ｃ、研削盤制御部１８より出力される加
工工程切替信号Ｋｓにより、制御ゲインを決定する制御
ゲイン決定部２２ｄ、０点検出回路２２ａで検出された
０点にて制御ゲイン（制御ゲイン決定部２２ｄで決定さ
れた制御ゲイン）の切り替えを行う制御ゲイン出力タイ
ミング回路２２ｅより構成されている。なお、荒加工用
ゲインは、荒加工の時にワーク２への修正量が少なくな
るように設定され、仕上加工用ゲインは、仕上加工の時
にワーク２への修正量が多くなるように設定されている
（図４参照）。
２１ａより出力される波形の０点を検出する０点検出回
路２２ａ、加工形状測定回路２０ｃで測定されたワーク
２の加工形状（テーパ値）とワーク２の目標形状との比
較に基づいて、加工工程に応じた制御ゲイン（荒加工用
ゲインと仕上加工用ゲイン）を演算する制御ゲイン演算
部２２ｂ、２２ｃ、研削盤制御部１８より出力される加
工工程切替信号Ｋｓにより、制御ゲインを決定する制御
ゲイン決定部２２ｄ、０点検出回路２２ａで検出された
０点にて制御ゲイン（制御ゲイン決定部２２ｄで決定さ
れた制御ゲイン）の切り替えを行う制御ゲイン出力タイ
ミング回路２２ｅより構成されている。なお、荒加工用
ゲインは、荒加工の時にワーク２への修正量が少なくな
るように設定され、仕上加工用ゲインは、仕上加工の時
にワーク２への修正量が多くなるように設定されている
（図４参照）。
【００１５】制御信号演算部２３は、修正波形発生部２
１より出力される修正波形と制御ゲイン出力部２２より
出力される制御ゲインとを乗算して制御信号Ｓを求め、
この制御信号Ｓを磁気軸受コントローラ１９のＰＩＤ回
路１９ｂへ出力する。
１より出力される修正波形と制御ゲイン出力部２２より
出力される制御ゲインとを乗算して制御信号Ｓを求め、
この制御信号Ｓを磁気軸受コントローラ１９のＰＩＤ回
路１９ｂへ出力する。
【００１６】次に、本実施例の作動を図３に示すフロー
チャートおよび図４に示すタイムチャートを基に説明す
る。まず、加工が開始されることにより、オシレーショ
ン検出センサ１７によって磁気軸受スピンドル４のオシ
レーションと同期する同期信号を検出する（ステップＳ
１でＹＥＳ）。続いて、磁気軸受コントローラ１９のセ
ンサ回路１９ａで変換された変位信号ＨｓおよびＰＩＤ
回路１９ｂで得られた電流信号Ｄｓを抽出し（ステップ
Ｓ２）、その変位信号Ｈｓと電流信号Ｄｓよりワーク２
の加工形状を測定する（ステップＳ３）。
チャートおよび図４に示すタイムチャートを基に説明す
る。まず、加工が開始されることにより、オシレーショ
ン検出センサ１７によって磁気軸受スピンドル４のオシ
レーションと同期する同期信号を検出する（ステップＳ
１でＹＥＳ）。続いて、磁気軸受コントローラ１９のセ
ンサ回路１９ａで変換された変位信号ＨｓおよびＰＩＤ
回路１９ｂで得られた電流信号Ｄｓを抽出し（ステップ
Ｓ２）、その変位信号Ｈｓと電流信号Ｄｓよりワーク２
の加工形状を測定する（ステップＳ３）。
【００１７】続いて、研削盤制御部１８から出力された
加工工程切替信号Ｋｓにより加工工程の判定を行い（ス
テップＳ４）、それぞれの加工工程（荒加工、仕上加
工）に応じた制御ゲインを演算する。つまり、荒加工の
時には制御ゲイン演算部２２ｂで荒加工用ゲインが演算
され（ステップＳ５）、仕上加工の時には制御ゲイン演
算部２２ｃで仕上加工用ゲインが演算される（ステップ
Ｓ６）。続いて、修正波形記憶部２１ａより磁気軸受ス
ピンドル４のオシレーションに同期して出力される修正
波形の０点を検出して（ステップＳ７でＹＥＳ）、その
タイミングで制御ゲイン（加工工程に応じて演算された
制御ゲイン）の切り替えを行う（ステップＳ８）。この
ように、波形の０点で制御ゲインの切り替えを行うこと
により、ワーク２の加工面に段差が生じるのを防止する
ことができる。
加工工程切替信号Ｋｓにより加工工程の判定を行い（ス
テップＳ４）、それぞれの加工工程（荒加工、仕上加
工）に応じた制御ゲインを演算する。つまり、荒加工の
時には制御ゲイン演算部２２ｂで荒加工用ゲインが演算
され（ステップＳ５）、仕上加工の時には制御ゲイン演
算部２２ｃで仕上加工用ゲインが演算される（ステップ
Ｓ６）。続いて、修正波形記憶部２１ａより磁気軸受ス
ピンドル４のオシレーションに同期して出力される修正
波形の０点を検出して（ステップＳ７でＹＥＳ）、その
タイミングで制御ゲイン（加工工程に応じて演算された
制御ゲイン）の切り替えを行う（ステップＳ８）。この
ように、波形の０点で制御ゲインの切り替えを行うこと
により、ワーク２の加工面に段差が生じるのを防止する
ことができる。
【００１８】続いて、修正波形発生部２１より出力され
る修正波形と制御ゲイン出力部２２より出力される制御
ゲインとを乗算して得られた制御信号Ｓを磁気軸受コン
トローラ１９のＰＩＤ回路１９ｂへ出力して、各ラジア
ル電磁石７およびアキシャル電磁石９への励磁電流を制
御する（ステップＳ９）。以上の動作を１オシレーショ
ン毎に行い、目標形状が得られるまで研削加工を行った
後（ステップＳ１０でＹＥＳ）、加工を終了する。
る修正波形と制御ゲイン出力部２２より出力される制御
ゲインとを乗算して得られた制御信号Ｓを磁気軸受コン
トローラ１９のＰＩＤ回路１９ｂへ出力して、各ラジア
ル電磁石７およびアキシャル電磁石９への励磁電流を制
御する（ステップＳ９）。以上の動作を１オシレーショ
ン毎に行い、目標形状が得られるまで研削加工を行った
後（ステップＳ１０でＹＥＳ）、加工を終了する。
【００１９】このように、本実施例では、加工工程に応
じた制御ゲインを演算して、荒加工時と仕上加工時とで
制御ゲインを可変することにより、各工程において最適
な制御ゲインを出力することができる（図４参照）。こ
の結果、荒加工時にはワーク２への修正量を少なくする
ことでワーク２の形状悪化を防止することができ、仕上
加工時にはワーク２への修正量を多くして形状修正を行
うことにより、高精度な加工を実現することができる。
じた制御ゲインを演算して、荒加工時と仕上加工時とで
制御ゲインを可変することにより、各工程において最適
な制御ゲインを出力することができる（図４参照）。こ
の結果、荒加工時にはワーク２への修正量を少なくする
ことでワーク２の形状悪化を防止することができ、仕上
加工時にはワーク２への修正量を多くして形状修正を行
うことにより、高精度な加工を実現することができる。
【００２０】〔変形例〕本実施例では、加工工程に応じ
て制御ゲインを可変する例を示したが、加工工程以外に
ワーク２の加工条件が変化する要因に基づいて、制御ゲ
インの決定方法を可変するようにしても良い。なお、加
工条件が変化する要因としては、ドレス後の加工数、
多軸研削盤での軸番号、ホストプロセスで計測した
前数個のテーパ値（加工形状）の平均等が考えられる。
加工工程切替信号Ｋｓは、磁気軸受の電磁石電流より研
削負荷を検出することにより作成することも可能であ
る。
て制御ゲインを可変する例を示したが、加工工程以外に
ワーク２の加工条件が変化する要因に基づいて、制御ゲ
インの決定方法を可変するようにしても良い。なお、加
工条件が変化する要因としては、ドレス後の加工数、
多軸研削盤での軸番号、ホストプロセスで計測した
前数個のテーパ値（加工形状）の平均等が考えられる。
加工工程切替信号Ｋｓは、磁気軸受の電磁石電流より研
削負荷を検出することにより作成することも可能であ
る。
【００２１】上記実施例では、磁気軸受スピンドル４の
オシレーション毎にワーク２の形状修正を行う例を示し
たが、ワーク２の回転に同期した信号によって回転方向
の形状修正を行うことも可能である。磁気軸受のオシレ
ーションを検出するためにオシレーション検出センサ１
７を設けたが、ＮＣ、シーケンサ、定寸装置、磁気軸受
スピンドル４のＺ軸センサ等より出力される信号によっ
てオシレーションを検出するようにしても良い。制御ゲ
インの決定に対して、微分要素、積分要素等により精度
向上を図ることもできる。修正波形記憶部２１ａに記憶
される修正波形は、ワーク２の品番毎に変更可能であ
る。
オシレーション毎にワーク２の形状修正を行う例を示し
たが、ワーク２の回転に同期した信号によって回転方向
の形状修正を行うことも可能である。磁気軸受のオシレ
ーションを検出するためにオシレーション検出センサ１
７を設けたが、ＮＣ、シーケンサ、定寸装置、磁気軸受
スピンドル４のＺ軸センサ等より出力される信号によっ
てオシレーションを検出するようにしても良い。制御ゲ
インの決定に対して、微分要素、積分要素等により精度
向上を図ることもできる。修正波形記憶部２１ａに記憶
される修正波形は、ワーク２の品番毎に変更可能であ
る。
【００２２】
【発明の効果】本発明の加工機械は、あらかじめ推定さ
れる被加工物の加工条件に応じて制御ゲインを可変する
ことにより、それぞれの加工条件に応じて最適な制御ゲ
インを出力することができる。その結果、サチュレーシ
ョンの発生を防止することができる。
れる被加工物の加工条件に応じて制御ゲインを可変する
ことにより、それぞれの加工条件に応じて最適な制御ゲ
インを出力することができる。その結果、サチュレーシ
ョンの発生を防止することができる。
【図１】第１実施例の加工機械の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】加工機械１（内面研削盤）の斜視図である。
【図３】第１実施例の作動を示すフローチャートであ
る。
る。
【図４】第１実施例の作動に係るタイムチャートであ
る。
る。
１ 加工機械 ２ ワーク（被加工物） ３ 砥石（加工用工具） ４ 磁気軸受スピンドル ５ 制御装置 ６ 回転軸 ７ ラジアル電磁石（磁気軸受） １１ 位置センサ（回転軸位置検出手段） １２ 位置センサ（回転軸位置検出手段） １８ 研削盤制御部（加工条件検出手段） １９ 磁気軸受コントローラ（励磁電流制御手段） ２０ 加工形状測定部（加工形状測定手段） ２２ｂ 制御ゲイン演算部（制御ゲイン演算手段） ２２ｃ 制御ゲイン演算部（制御ゲイン演算手段） ２２ｄ 制御ゲイン決定部（制御ゲイン決定手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 新三 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】被加工物を加工するための加工用工具が取
り付けられる回転軸、および励磁電流が流れることで発
生する磁力によって前記回転軸を浮上させた状態で軸支
する磁気軸受を有する磁気軸受スピンドルと、前記磁気
軸受に流れる励磁電流を制御して前記回転軸の位置を可
変する制御装置とを備えた加工機械において、 前記制御装置は、 ａ）前記磁気軸受スピンドル内での前記回転軸の位置を
検出する回転軸位置検出手段と、 ｂ）この回転軸位置検出手段の検出値と前記磁気軸受に
流れる励磁電流とを基に前記被加工物の加工形状を測定
する加工形状測定手段と、 ｃ）この加工形状測定手段で測定された前記被加工物の
加工形状と前記被加工物の目標形状との比較に基づい
て、あらかじめ推定される複数の加工条件に対応する各
々の制御ゲインを演算する制御ゲイン演算手段と、 ｄ）前記被加工物の加工条件の変化を検出する加工条件
検出手段と、 ｅ）前記制御ゲイン演算手段で演算された各制御ゲイン
より、前記加工条件検出手段で検出された加工条件に対
応する制御ゲインを決定する制御ゲイン決定手段と、 ｆ）この制御ゲイン決定手段で決定された制御ゲインに
基づいて、前記磁気軸受に流れる励磁電流を制御する励
磁電流制御手段とを備えたことを特徴とする加工機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169334A JP2863689B2 (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 加工機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169334A JP2863689B2 (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 加工機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0724602A true JPH0724602A (ja) | 1995-01-27 |
| JP2863689B2 JP2863689B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=15884632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5169334A Expired - Fee Related JP2863689B2 (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 加工機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2863689B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7057319B2 (en) | 2002-10-09 | 2006-06-06 | Ntn Corporation | Magnetic bearing device stably carrying a rotary shaft, program for executing a computer to control the magnetic bearing stably carrying the rotary shaft and computer-readable record medium storing the program |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5989820A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 剛性可変の磁気軸受装置 |
| JPH0386469A (ja) * | 1989-08-29 | 1991-04-11 | Ntn Corp | 磁気軸受スピンドルの制御装置 |
-
1993
- 1993-07-08 JP JP5169334A patent/JP2863689B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5989820A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 剛性可変の磁気軸受装置 |
| JPH0386469A (ja) * | 1989-08-29 | 1991-04-11 | Ntn Corp | 磁気軸受スピンドルの制御装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7057319B2 (en) | 2002-10-09 | 2006-06-06 | Ntn Corporation | Magnetic bearing device stably carrying a rotary shaft, program for executing a computer to control the magnetic bearing stably carrying the rotary shaft and computer-readable record medium storing the program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2863689B2 (ja) | 1999-03-03 |
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