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工作機械の主軸システム

国内特許コード P200016620
整理番号 S2018-0674-N0
掲載日 2020年2月25日
出願番号 特願2018-105077
公開番号 特開2019-209399
出願日 平成30年5月31日(2018.5.31)
公開日 令和元年12月12日(2019.12.12)
発明者
  • 近藤 英二
出願人
  • 国立大学法人鹿児島大学
発明の名称 工作機械の主軸システム
発明の概要 【課題】加工精度及び加工能率を向上することができる工作機械の主軸システムを提供する。
【解決手段】主軸システム1は、スピンドルモータ2と、スピンドル3と、スピンドル筐体4と、転がり軸受5と、能動制御磁気軸受6と、を備える。スピンドル3は、回転軸AXの方向の+Z端でスピンドルモータ2と連結され、回転軸AXの方向の-Z端で回転工具Tが装着される。スピンドル筐体4は、スピンドル3を収容する。転がり軸受5は、回転工具Tよりもスピンドルモータ2に近い第1の位置Z1で、スピンドル筐体4とスピンドル3との間に挿入され、スピンドル3をラジアル方向に支持する。能動制御磁気軸受6は、スピンドルモータ2よりも回転工具Tに近い第2の位置Z2で、スピンドル筐体4とスピンドル3との間に挿入され、スピンドル3のラジアル方向の変位を制御可能である。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

マシニングセンタなどの回転工具用の工作機械に対する加工精度、加工能率の向上に対する要求が一段と高まっている(例えば、特許文献1参照)。その上、工作機械には、複雑な形状の加工品を加工できるようにすることが求められるようになってきている。加工品を複雑な形状に加工するには、長くて小径な回転工具の使用が不可欠である。さらには、安定した加工を行うため、工作機械に対して加工状態を監視する機能を有することが求められている。

産業上の利用分野

本発明は、工作機械の主軸システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
回転軸の方向の一端で回転工具が装着されるスピンドルと、
前記スピンドルを収容するスピンドル筐体と、
第1の位置で、前記スピンドル筐体と前記スピンドルとの間に挿入され、前記スピンドルをラジアル方向に支持する転がり軸受と、
前記第1の位置よりも前記回転工具に近い第2の位置で、前記スピンドル筐体と前記スピンドルとの間に挿入され、前記スピンドルの前記第2の位置でのラジアル方向の変位を制御可能な能動制御磁気軸受と、
を備える、工作機械の主軸システム。

【請求項2】
前記能動制御磁気軸受は、
前記スピンドルの前記第2の位置の端部に固定された強磁性体と、
前記強磁性体に対して、前記スピンドルのラジアル方向に配置され、前記強磁性体を前記スピンドルのラジアル方向に吸引する電磁コイルと、
前記電磁コイルに流す電流を制御する制御部と、
を備える、
請求項1に記載の工作機械の主軸システム。

【請求項3】
前記能動制御磁気軸受は、
前記スピンドルのラジアル方向の変位を検出する変位センサを備え、
前記制御部は、
前記変位センサで検出された変位に基づいて、フィードバック制御を行い、前記電磁コイルに電流を流す電流を制御する、
請求項2に記載の工作機械の主軸システム。

【請求項4】
前記制御部は、
前記変位センサで検出された変位及びフィードバック制御の制御情報の少なくとも1つを記録又はモニタリング可能である、
請求項3に記載の工作機械の主軸システム。

【請求項5】
前記制御部は、
比例要素及び積分要素の少なくとも一方を含むフィードバック制御を行う、
請求項3又は4に記載の工作機械の主軸システム。

【請求項6】
前記制御部は、
前記フィードバック制御により生成された電流指令をバイアス電流値で補正し、
前記バイアス電流値で補正された電流指令に従って、前記電磁コイルに電流を流す、
請求項5に記載の工作機械の主軸システム。

【請求項7】
前記スピンドルは、その他端に接続されたモータ又は前記第1の位置と前記第2の位置に挿入されたビルトインモータにより回転駆動される、
請求項1から6のいずれか一項に記載の工作機械の主軸システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018105077thum.jpg
出願権利状態 公開
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