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MAIN SPINDLE SYSTEM OF MACHINE TOOL

Patent code P200016620
File No. S2018-0674-N0
Posted date Feb 25, 2020
Application number P2018-105077
Publication number P2019-209399A
Date of filing May 31, 2018
Date of publication of application Dec 12, 2019
Inventor
  • (In Japanese)近藤 英二
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人鹿児島大学
Title MAIN SPINDLE SYSTEM OF MACHINE TOOL
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a main spindle system of a machine tool capable of improving machining accuracy and machining efficiency.
SOLUTION: A main spindle system 1 includes a spindle motor 2, a spindle 3, a spindle housing 4, a rolling bearing 5 and an active control magnetic bearing 6. The spindle 3 is connected with the spindle motor 2 at +Z end in the direction of a rotational shaft AX and a rotational tool T is attached at -Z end in the direction of the rotational shaft AX. The spindle housing 4 houses the spindle 3. The rolling bearing 5 is inserted between the spindle housing 4 and the spindle 3 on a first position Z1 nearer to the spindle motor 2 than the rotational tool T and supports the spindle 3 in a radial direction. The active control magnetic bearing 6 is inserted between the spindle housing 4 and the spindle 3 on a second position Z2 nearer to the rotational tool T than the spindle motor 2 and can control displacement in a radial direction of the spindle 3.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、工作機械の主軸システムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018105077thum.jpg
State of application right Published
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