(57)【要約】【課題】自動化された生産ライン上でも工具による加工中のワークの固定状態を効率的に検査する。【解決手段】ワークＷの切削の際に鋸歯状の切りくずが周期的に発生することでワークＷが切削工具１から受ける切削力Ｆの周期的な増減を、ワークＷを振動させるための加振力として利用する。そして、ワークＷの切削加工中に、ワークＷの振動音の音圧レベルをマイクロフォン１３により測定し、その音圧レベルから、切削加工中のワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）を求めて、切削加工中に周波数が変動するワークＷの固有振動数を推定する。さらに、推定時のワークＷの切削加工の進行度を切削工具１とワークＷとの相対位置から特定し、メモリ１９のテーブルにおいて同じ進行度に対応付けられた、チャック装置７による固定状態が正常であるときのワークＷの固有振動数と照合して、ワークＷの固定状態の良否を検査する。【選択図】図１
2020093345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定具により固定されたワークの工具による加工の進行度を特定する特定部と、
前記工具による前記ワークの加工中に測定された該ワークの振動に対応して変化する物理量の解析結果と、該物理量の測定時について前記特定部が特定した前記ワークの加工の進行度とから、該進行度に対応する加工中の前記ワークの固有振動数を推定する推定部と、
前記固定具による固定状態が正常であるときの前記ワークの前記固有振動数を、該ワークの加工の進行度別に対応付けたテーブルを保持する保持部と、
前記推定部が推定した前記ワークの加工の進行度に対応する前記固有振動数と、前記特定部が特定した前記進行度に対応付けて前記保持部に保持された前記ワークの前記固有振動数との照合結果から、加工中の前記ワークの前記固定具による固定状態を検査する検査部と、
を備えるワークの固定状態検査装置。
【請求項２】
前記物理量を前記工具による前記ワークの加工中に測定するワーク測定部をさらに備え、前記推定部は、前記ワーク測定部が測定した前記物理量を解析し、該物理量の解析結果から、前記ワークの加工中における前記進行度に対応する前記固有振動数を推定する請求項１記載のワークの固定状態検査装置。
【請求項３】
前記ワーク測定部は、前記ワークの振動を非接触で検出するセンサを有している請求項２記載のワークの固定状態検査装置。
【請求項４】
前記工具は、回転中の前記ワークに対して移動し該ワークを切削加工する切削工具であり、前記推定部は、前記ワークに対する前記切削工具の相対位置に基づいて前記ワークの切削加工の進行度を特定する請求項１、２又は３記載のワークの固定状態検査装置。
【請求項５】
前記工具は、回転しながら前記ワークに対して移動し該ワークを転削加工する転削工具であり、前記特定部は、前記転削工具の移動経路上における位置に基づいて前記ワークの転削加工の進行度を特定する請求項１、２又は３記載のワークの固定状態検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、工具によってワークを加工する際のワークの固定状態を検査する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工具を用いてワークを切削加工する際には、チャック等の固定具を用いてワークを固定する。ワークを固定する際には、固定具の締結部材を限界まで、あるいは締め付けトルクが所定の大きさに達するまで、増し締めすることが多い。締結部材の増し締めにより、固定具によるワークの固定が緩むのを防ぐことができる。
【０００３】
また、ワークの切削加工の開始前に締結部材を十分に締め付けても、加工開始後にワークが振動すると、締結部材の締め付けが緩んでしまう場合がある。締結部材の締め付けが緩むと、加工によりワークに発生する変形への抵抗力でワークが固定した位置からずれてしまうことがある。ワークの位置がずれると、工具によるワークの切削加工の精度が下がる。
【０００４】
そこで、ワークの切削加工を開始した後も、固定具の締結部材が十分に締め付けられている状態を保つことが、ワークの加工精度を維持する上で重要となる。
【０００５】
特に、ワークの肉厚が薄い場合は、ワークの剛性が低いのでワークにびびり振動が発生しやすいので、締結部の締め付けが緩いと、ワークにおけるびびり振動の発生が助長されてしまう。このため、ワークの固定具の締結部材を十分に締め付けておくことは、薄肉のワークの加工精度を維持する上で非常に重要となる。
【０００６】
ところが、ワークの切削加工中における締結部材の締め付け具合を、目視で確認することは難しい。現状では、締結部材の増し締め、あるいはトルクレンチによる締結部材の締め付けトルクの測定を、加工の中断時等に繰り返し実行するしかない。
【０００７】
そこで、ワークの切削加工中にワークの打撃試験を行い、試験結果の分析により検出されるワークの振動特性の変化から、固定具によるワークの固定の緩み具合を確認することが考えられる。
【０００８】
ワークの打撃試験では、ハンマーでワークを打撃しワークに生じる振動を加速度センサ又はマイクロフォンで測定する。ワークの振動測定は、加速度センサ及びマイクロフォンに代えてドップラー振動計によって行うこともできる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６５８９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ワークの打撃試験を行うには、人手を用いてワークを打撃する作業を行わなければならない。このため、自動化された生産ライン上では、ワークの固定状態の検査にワークの打撃試験を適用することが難しい。
【００１１】
本開示は前記事情に鑑みなされたもので、本開示の目的は、自動化された生産ライン上でも工具による加工中のワークの固定状態を効率的に検査することができるワークの固定状態検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本開示の第１の態様によるワークの固定状態検査装置は、
固定具により固定されたワークの工具による加工の進行度を特定する特定部と、
前記工具による前記ワークの加工中に測定された該ワークの振動に対応して変化する物理量の解析結果と、該物理量の測定時について前記特定部が特定した前記ワークの加工の進行度とから、該進行度に対応する加工中の前記ワークの固有振動数を推定する推定部と、
前記固定具による固定状態が正常であるときの前記ワークの前記固有振動数を該ワークの加工の進行度別に対応付けたテーブルを保持する保持部と、
前記推定部が推定した前記ワークの加工の進行度に対応する前記固有振動数と、前記特定部が特定した前記進行度に対応付けて前記保持部に保持された前記ワークの前記固有振動数との照合結果から、加工中の前記ワークの前記固定具による固定状態を検査する検査部と、
を備える。
【００１３】
固定具により固定されたワークの工具による加工中の固有振動数は、固定具によるワークの固定状態が変わると変化する。このため、加工中のワークの固有振動数を、固定具による固定状態が正常であるときのワークの固有振動数と照合すれば、固定具によるワークの固定状態を評価することができる。
【００１４】
ここで、加工中のワークの固有振動数は、加工中のワークの振動に対応する物理量を解析することで推定することができる。
【００１５】
即ち、ワークは工具による加工中に振動する。加工中のワークの振動には、工具から加わる力による振動と、ワークの固有振動数による振動とが含まれている。このうち、工具からワークに加わる力は、ワークの加工条件を変えない限り一定である。これに対し、ワークの固有振動数は、加工が進んでワークの形状、体積が変わるのに伴って変化する。
【００１６】
したがって、加工の進展と関係なく周波数が一定である工具から加わる力によるワークの振動と、加工の進展に応じて周波数が変化する固有振動数によるワークの振動とは、区別することができる。このため、加工中に測定されたワークの振動に対応する物理量を解析すると、固有振動数によるワークの振動を推定することができる。
【００１７】
そこで、本開示の第１の態様によるワークの固定状態検査装置では、工具からワークに加わる力を、ワークの加振力として利用する。そして、工具によるワークの加工の進行度を特定し、特定した進行度におけるワークの固定振動数を、加工中に測定されたワークの振動に対応する物理量の解析により推定する。
【００１８】
そして、特定した進行度におけるワークの推定した固定振動数を、保持部に保持された固定状態が正常であるときの固有振動数のうち、同じ進行度の加工状態に対応する固有振動数と照合する。これにより、加工中のワークの固定具による固定状態を、ワークの加工の進行度を考慮に入れて評価することができる。
【００１９】
したがって、加工を中断してワークの打撃試験を行わなくても、自動化された生産ライン上で工具による加工中のワークの固定状態を効率的に検査することができる。
【００２０】
ここで、本開示の第１の態様によるワークの固定状態検査装置において、前記特定部は、例えば、前記ワーク及び前記工具の相対位置に基づいて、前記ワークの加工の進行度を特定するものとすることができる。
【００２１】
また、本開示の第１の態様によるワークの固定状態検査装置において、前記特定部は、例えば、前記工具による前記ワークの加工開始からの経過時間に基づいて、前記ワークの加工の進行度を特定するものとすることができる。
【００２２】
なお、本開示の第２の態様によるワークの固定状態検査装置のように、本開示の第１の態様によるワークの固定状態検査装置において、前記物理量を前記工具による前記ワークの加工中に測定するワーク測定部をさらに備え、前記推定部は、前記ワーク測定部が測定した前記物理量を解析し、該物理量の解析結果から、前記ワークの加工中における前記進行度に対応する前記固有振動数を推定する構成としてもよい。
【００２３】
そして、上述した本開示の第２の態様によるワークの固定状態検査装置は、例えば、
固定具により固定されたワークの工具による加工の進行度を特定する特定ステップと、
前記工具による前記ワークの加工中に該ワークの振動に対応して変化する物理量を測定するワーク測定ステップと、
前記ワーク測定ステップで測定した前記物理量の解析結果と、前記ワーク測定ステップによる前記物理量の測定時について前記特定ステップで特定した前記ワークの加工の進行度とから、該進行度に対応する加工中の前記ワークの固有振動数を推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定した前記ワークの加工の進行度に対応する前記固有振動数と、保持部に保持されたテーブルにおいて、前記特定ステップで特定した前記進行度に対応付けられた、前記固定具による固定状態が正常であるときの前記ワークの前記固有振動数との照合結果から、加工中の前記ワークの前記固定具による固定状態を検査する検査ステップと、
を含んでいるワークの固定状態検査方法を実行する装置によって、実現することができる。
【００２４】
また、上述したワークの固定状態検査方法は、例えば、コンピュータに上記各ステップを実行させるためのプログラムを用いることで、実施することができる。具体的には、例えば、上述したプログラムを記録した記録媒体をコンピュータに読み取らせて、上述した各ステップをコンピュータに実行させることで、上述したワークの固定状態検査方法を実施することができる。
【００２５】
さらに、本開示の第２の態様によるワークの固定状態検査装置における前記ワーク測定部は、例えば、本開示の第３の態様によるワークの固定状態検査装置のように、前記ワークの振動を非接触で検出するセンサを有している構成としてもよい。
【００２６】
また、本開示の第１、第２又は第３の態様によるワークの固定状態検査装置において、本開示の第４の態様によるワークの固定状態検査装置のように、前記工具は、回転中の前記ワークに対して移動し該ワークを切削加工する切削工具であり、前記推定部は、前記ワークに対する前記切削工具の相対位置に基づいて前記ワークの切削加工の進行度を特定する構成としてもよい。
【００２７】
本開示の第４の態様によるワークの固定状態検査装置によれば、本開示の第１、第２又は第３の態様によるワークの固定状態検査装置において、切削工具が回転中のワークを切削加工することで生じる切りくずには、切削工具からの応力が蓄積される。切りくずに蓄積された応力が切りくずの強度の限界まで上昇すると、切削工具の接触部分において切りくずがせん断を起こし、切りくずに蓄積された応力が解放される。
【００２８】
切りくずの応力が解放されると、切りくずに蓄積された応力が減少して切りくずの強度の限界を下回る。すると、せん断後のワークの切削により生じた切りくずが、せん断前のワークの切削により生じた切りくずの後に続いて、鋸歯状の切りくずが発生する。以後、ワークを切削加工している間に生じる切りくずがせん断を間欠的に起こして、鋸歯状の切りくずが発生し続ける。
【００２９】
このようにしてワークの切削加工中に鋸歯状の切りくずが発生し続けると、切削工具からワークに加わる切削力は、切削の進行に伴う増加とせん断の発生による減少とを繰り返す。したがって、切削加工中のワークは、増減を繰り返す切削工具からの切削力によって加振される。
【００３０】
そこで、切削工具からの加振力によってワークを加振する。これにより、加工を中断してワークを打撃しなくても、自動化された生産ライン上で工具による加工中のワークを振動させて、加工中のワークの固有振動数を推定することができる。
【００３１】
なお、切削工具によりワークを切削加工する際には、回転中のワークに対して切削工具を近付ける等して、ワークに対する切削工具の相対位置が変更される。このため、切削工具によるワークの切削加工の進行度は、例えば、ワークに対する切削工具の相対位置によって特定することができる。
【００３２】
さらに、本開示の第１、第２又は第３の態様によるワーク加工動作の制御装置において、本開示の第５の態様によるワーク加工動作の制御装置のように、前記工具は、回転しながら前記ワークに対して移動し該ワークを転削加工する転削工具であり、前記特定部は、前記転削工具の移動経路上における位置に基づいて前記ワークの転削加工の進行度を特定する構成としてもよい。
【００３３】
本開示の第５の態様によるワーク加工動作の制御装置によれば、本開示の第１、第２又は第３の態様によるワーク加工動作の制御装置において、ワークを転削工具で転削加工する際に、回転する転削工具の転削刃がワークに断続的に接触する。したがって、転削加工中のワークは、断続的に接触する転削工具の転削刃から受ける力によって加振される。
【００３４】
そこで、転削工具からワークに加わる力によってワークを加振する。これにより、加工を中断してワークを打撃しなくても、自動化された生産ライン上で工具による加工中のワークを振動させて、加工中のワークの固有振動数を推定することができる。
【００３５】
なお、転削工具によりワークを転削加工する際には、回転させた転削工具を固定されたワークに対して予め定められた移動経路に沿って移動させて、ワークの所望の箇所を転削加工する。このため、切削工具によるワークの切削加工の進行度は、例えば、切削工具が移動経路のどこに位置しているかによって特定することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本開示によれば、自動化された生産ライン上でも工具による加工中のワークの固定状態を効率的に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本開示の第１実施形態に係るワーク加工装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１のワークの振動特性を検出する際の一般的なプロセスを示す説明図である。
【図３】（ａ）は図１のワークの表面を切削工具の刃先が切削する様子を拡大して示す説明図、（ｂ）は（ａ）の刃先からワークに加わる切削力を示すグラフ、（ｃ）は図１の切削工具の刃先により切削されたワークの表面の切りくずが断続的なせん断力の発生により鋸歯状となる様子を拡大して示す説明図、（ｄ）は（ｃ）の鋸歯状の切りくずが発生する際に刃先からワークに加わる切削力を示すグラフである。
【図４】図１の信号分析装置が切削工具によるワークの切削力とワークの振動特性とを検出する際のプロセスを示す説明図である。
【図５】図１の信号分析装置のコンピュータのＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】図１のマイクロフォンによりワークの切削加工中に測定したワークの振動音を高速フーリエ変換により解析して求めたワークの振動音圧の経時変化をワークの周波数毎に示すグラフである。
【図７】切削加工を開始する前の打撃試験により得られた図１のワークの振動特性と切削加工の開始直後に測定したワークの加工音をフーリエ変換した加工音圧とを周波数毎に示すグラフである。
【図８】本開示の第２実施形態に係るワーク加工装置の概略構成を示す説明図である。
【図９】（ａ）は図８のワーク加工装置におけるワークの加工の際にワークに加振力を加えるエンドミルの部分を抽出して示す説明図、（ｂ）は（ａ）のエンドミルの回転刃によるワークの転削部分を拡大して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本開示の第１実施形態に係るワーク加工動作の制御装置の概略構成を示す説明図である。
【００３９】
図１に示す第１実施形態のワーク加工装置（以下、「加工装置」と略記する。）Ａは、例えばバイト等の切削工具１（請求項中の工具に相当）と、切削工具１で切削加工するワークＷが固定される回転テーブル５と、加工装置Ａの動作を制御するワーク加工動作制御装置（以下、「加工動作制御装置」と略記する。）１０とを有している。
【００４０】
加工装置Ａは、切削工具１により回転テーブル５上のワークＷを切削加工する旋盤である。回転テーブル５は、モータ６によって回転される。切削工具１は、不図示の送り出し機構により、図１中の矢印で示すように、回転テーブル５上のワークＷの回転中心Ｃに向けて、回転テーブル５の径方向に送り出される。
【００４１】
回転テーブル５は、回転テーブル５上のワークＷを三方からチャック８が固定するチャック装置７を有している。回転テーブル５のボルト９に連結した不図示のハンドルでボルト９を締め付け又は緩めることで、各チャック８が連動してワークＷに対し接離する。チャック装置７は、各チャック８をワークＷに接離させることで、回転テーブル５上にワークＷを固定し又はワークＷの固定を解除することができる。
【００４２】
加工動作制御装置１０（請求項中のワークの固定状態検査装置に相当）は、切削工具１によりワークＷの表面を切削加工する際の、ワークＷを載せた回転テーブル５の回転速度を制御する。
【００４３】
ところで、チャック装置７により回転テーブル５上に固定されたワークＷを切削工具１により切削加工しているときに、チャック装置７によるワークＷの固定状態が変わると、ワークＷの振動特性が変化する。
【００４４】
このため、切削加工中のワークＷの固有振動数を、チャック装置７による固定状態が正常であるときのワークＷの固有振動数と照合し、両者がどれだけ近いか離れているかを確認すれば、チャック装置７によるワークＷの固定状態の良否を評価することができる。
【００４５】
ワークＷの固有振動数は、ワークＷの振動特性によって決まる。ワークＷの振動特性は、切削工具１による切削加工が進んでワークＷの形状（体積）が変わると変化する。このため、ワークＷの固有振動数は、ワークＷの切削加工が進むにつれて変化する。
【００４６】
ここで、ワークＷの振動特性を検出する際の一般的なプロセスについて、図２の説明図を参照して説明する。
【００４７】
図１に示すワークＷの振動特性は、ワークＷに加える力とその力によってワークＷに生じる振動との相関を示す特性である。そのため、ワークＷの振動特性を検出する場合は、図２に示すように、ハンマによる打撃又は加振機による加振によりワークＷを振動させる。
【００４８】
そして、打撃又は加振でワークＷに加えた力（加振力の変動加速度ｘ（ω））とワークＷの振動（振動加速度ｙ（ω））とをそれぞれ測定し、両者の比（ｙ／ｘ）を求める。この比がワークＷの振動特性（Ｇ（ω）＝ｙ／ｘ）となる。
【００４９】
ところで、図１に示すワークＷの振動特性は、上述したように、ワークＷの形状（体積）が変わると変化する。このため、切削加工中のワークＷの振動特性を検出するには、切削加工が進む度に、ワークＷの打撃試験又は加振試験を行ってワークＷの振動を測定する必要がある。
【００５０】
ワークＷの振動特性を検出する際に行うプロセスのうち、ワークＷの振動の測定は、ワークＷの振動音を測定するマイクロフォン又はワークＷの変位を測定する変位センサ等を用いて、ワークＷの切削加工を中断せずに非接触で行うことができる。しかし、ワークＷの打撃試験又は加振試験は、ワークＷの切削加工を中断しないと行えない。
【００５１】
しかも、切削加工中に変化するワークＷの振動特性を高い分解能で検出するには、切削加工を頻繁に中断してワークＷの打撃試験又は加振試験を行う必要がある。
【００５２】
そこで、図１に示す本実施形態の加工動作制御装置１０では、打撃試験又は加振試験により力を加えてワークＷを振動させる代わりに、切削加工中に切削工具１の刃先３からワークＷに加わる切削力を利用して、ワークＷを振動させる。
【００５３】
ここで、切削加工中に切削工具１の刃先３からワークＷに加わる切削力について、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００５４】
まず、切削工具１によりワークＷの表面を切削加工する際には、ワークＷを載せた回転テーブル５が定速で回転され、切削工具１が徐々に回転中心Ｃ（図１参照）側に移動される。そして、切削工具１の刃先３によりワークＷの表面が外周側から切削される。刃先３によりワークＷが切削されると、図３（ａ）の説明図に示すように、切削されたワークＷの切りくずＷ１が刃先３に乗り上げて、ワークＷの表面からめくれ上がる。
【００５５】
なお、切りくずＷ１が刃先３から受ける切削力Ｆは、図３（ｂ）のグラフに示すように、切削工具１の刃先３がワークＷに食いついてから切削加工の初期段階では徐々に増加する。そして、切りくずＷ１の厚みが一定になるまで切削加工が推移した後の切削力Ｆは、一定の値を維持する。
【００５６】
刃先３に乗り上げたワークＷの切りくずＷ１は、刃先３から受ける切削力Ｆにより円弧状に塑性変形する。この塑性変形により切りくずＷ１は、内部に応力を蓄積した状態となる。そして、塑性変形した切りくずＷ１の、図３（ａ）に示す直線Ｓ１の部分に生じる応力は、ワークＷの切削が進むにつれて増加する。なお、切削力Ｆが一定になるまで切削加工が進むと、切りくずＷ１の直線Ｓ１の部分に生じる応力も一定となる。
【００５７】
切りくずＷ１の直線Ｓ１の部分に生じた応力が切りくずＷ１の強度の限界まで増加すると、塑性変形した切りくずＷ１の刃先３が接触する根元の部分において、図３（ａ）に示す直線Ｓ１に沿ったせん断が起こる。切りくずＷ１のせん断は、例えば、難削材によるワークＷを切削加工する場合によく見られる。
【００５８】
なお、難削材には、例えば、６４チタン（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）、ニッケル基超合金等の超耐熱合金が含まれる。この種の超耐熱合金は、部品の軽量化又は耐熱性の向上の要求から利用が進んでいる。また、一部のステンレス鋼も、超耐熱合金と共に難削材とされることがある。しかし、本実施形態におけるワークＷは、難削材によるものには限定されず、切削加工が容易な材料のものであってもよい。
【００５９】
ワークＷの切りくずＷ１にせん断が起こると、切りくずＷ１に蓄積された応力がせん断により解放される。
【００６０】
切りくずＷ１の応力が解放されると、切りくずＷ１に蓄積された応力が減少して切りくずＷ１の強度の限界を下回る。すると、せん断変形は一度収まる。さらに切削加工を進めるとせん断面に応力が溜まり始め、やがて、図３（ｃ）の説明図に示すように、せん断前のワークＷの切削により生じた切りくずＷ１に続いて、せん断後のワークＷの切削により生じた切りくずＷ２が発生する。これにより、切りくずＷ１，Ｗ２が鋸歯状となる。
【００６１】
なお、ワークＷの切削加工中に、切りくずＷ２の内部応力が切りくずＷ２の強度の限界まで増加すると、刃先３が接触する切りくずＷ２の根元の部分において、直線Ｓ２に沿ったせん断が起こる。
【００６２】
切りくずＷ２にせん断が発生すると、切りくずＷ２に蓄積された応力が解放されて減少し、切りくずＷ２の強度の限界を下回る。すると、せん断変形は一度収まる。さらに切削加工を進めるとせん断面に応力が溜まり始め、やがて、せん断前のワークＷの切削により生じた切りくずＷ２に続いて、せん断後のワークＷの切削により生じた切りくずＷ３が発生する。これにより、鋸歯状の切りくずＷ１，Ｗ２に続いて、切りくずＷ３が鋸歯状で形成される。
【００６３】
このように、ワークＷの切削加工中には鋸歯状の切りくずＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…が発生する。そして、ワークＷの切削加工中にワークＷが刃先３から受ける切削力Ｆは、図３（ｄ）のグラフに示すように、切りくずＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…の内部に蓄積された応力がせん断により解放される度に減少する。つまり、切削加工中のワークＷが切削工具１から受ける切削力Ｆは、周期的に増減する。
【００６４】
なお、ワークＷの切削加工中における切削力Ｆの増減周期は、ワークＷの切削加工条件が変わらない限り一定である。そして、切削力Ｆの増減周期は、切削工具１によるワークＷの表面の切削厚さが増えるほど長くなる。その理由は、ワークＷの切削厚さが増えるほど切りくずＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…の強度が増し、内部に蓄積された応力で切りくずＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…にせん断が起こる周期が長くなるからである。
【００６５】
そこで、図１に示す本実施形態の加工動作制御装置１０では、切削工具１によるワークＷの切削力Ｆを、ワークＷを振動させるための加振力と考える。
【００６６】
そして、加工装置Ａでは、切削工具１による切削力Ｆを受けたワークＷの切削加工中における振動を測定し、測定した振動を解析する。さらに、測定した振動の解析結果から、切削加工中に変動するワークＷの固有振動数を推定する。
【００６７】
即ち、ワークＷは切削工具１による切削加工中に振動する。切削加工中のワークＷの振動には、切削工具１から加わる切削力Ｆによる振動と、ワークＷの固有振動数による振動とが含まれている。このうち、切削工具１からワークＷに加わる切削力Ｆは、ワークＷの加工条件を変えない限り一定である。これに対し、ワークＷの固有振動数は、切削加工が進んでワークＷの形状、体積が変わるのに伴って変化する。
【００６８】
したがって、切削加工中のワークＷに発生する振動に対応して変化する物理量を解析する。この解析により、切削加工の進展と関係なく周波数が一定である切削工具１の切削力ＦによるワークＷの振動と区別して、加工の進展に応じて周波数が変化する固有振動数によるワークＷの振動を推定することができる。
【００６９】
なお、切削工具１によるワークＷの切削力Ｆは、図４の説明図に示すように、ワークＷの切削加工中における切削工具１の切削力Ｆの時間変動ｘ（ω）で表すことができる。また、切削工具１の切削力Ｆの時間変動ｘ（ω）は、切削工具１の振動加速度の時間変動ｙ１（ω）と、切削工具１の振動特性Ｈ（ω）との比で表すことができる。
【００７０】
また、切削工具１の振動特性Ｈ（ω）は、切削工具１に加える力とその力に対する切削工具１の応答、つまり、切削工具１の振動との相関を示す特性である。このため、切削工具１の振動特性Ｈ（ω）は、例えば、切削工具１に力を加えたときの切削工具１の振動を、切削工具１に加える力を変えながら前もって測定しておき、その測定結果を解析することで、取得することができる。
【００７１】
そして、本実施形態の加工動作制御装置１０では、切削工具１の切削力Ｆ（切削力Ｆの時間変動ｘ（ω））でワークＷを振動させ、ワークＷの振動に対応して変化する物理量として、ワークＷの切削加工中におけるワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）を測定する。また、加工動作制御装置１０では、測定したワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）を解析して、加工の進展に応じて周波数が変化する固有振動数に該当する成分を抽出する。
【００７２】
さらに、加工動作制御装置１０では、抽出したワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）と、ワークＷの切削加工中における切削工具１の切削力Ｆの時間変動（ｘ（ω）＝ｙ１／Ｈ）との比（ｙ２／ｘ）を求める。この比が、ワークＷの振動特性（Ｇ（ω）＝ｙ２／ｘ＝（ｙ２／ｙ１）Ｈ）となる。
【００７３】
加工動作制御装置１０において求まるワークＷの振動特性Ｇ（ω）は、チャック装置７による固定状態に応じて変化する。そこで、加工動作制御装置１０では、求めたワークＷの振動特性Ｇ（ω）、即ち、固有振動数を、チャック装置７による固定状態が正常であるときのワークＷの固有振動数と照合する。そして、加工動作制御装置１０では、両者がどれだけ近いか離れているかを確認し、その結果によって、チャック装置７によるワークＷの固定状態の良否を評価する。
【００７４】
なお、加工動作制御装置１０において求まるワークＷの振動特性Ｇ（ω）は、振動特性Ｇ（ω）を求めた時点におけるワークＷの形状（体積）に対応したものである。したがって、切削工具１による切削加工の進行度が異なると、加工動作制御装置１０において求まるワークＷの振動特性Ｇ（ω）は異なる内容となる。
【００７５】
このため、加工動作制御装置１０は、求めたワークＷの振動特性Ｇ（ω）、即ち、固有振動数を、切削工具１による切削加工の進行度が同じであるときの、チャック装置７による固定状態が正常であるときのワークＷの固有振動数と照合する必要がある。
【００７６】
そこで、加工動作制御装置１０では、不図示の送り出し機構によりワークＷの回転中心Ｃに向けて送り出された切削工具１とワークＷとの相対位置を管理し、この相対位置から、切削工具１によるワークＷの切削加工の進行度を特定する。そして、特定した進行度の切削加工中におけるワークＷの固定振動数を、その時点で測定されたワークＷの振動を解析して推定する。
【００７７】
また、加工動作制御装置１０では、チャック装置７によるワークＷの固定状態が正常であるときのワークＷの固有振動数を、切削工具１によるワークＷの切削加工の進行度別に対応付けたテーブルを保持する。そして、ワークＷの振動から推定した固定振動数を、特定した進行度に対応付けられたテーブルの固有振動数と照合し、チャック装置７によるワークＷの固定状態の良否を評価する。
【００７８】
チャック装置７によるワークＷの固定状態の良否を評価するために、加工動作制御装置１０は、切削加工中におけるワークＷの振動を測定し解析する要素として、マイクロフォン１３、変位センサ１５及び信号分析装置１７を有している。
【００７９】
マイクロフォン１３（請求項中のワーク測定部、センサに相当）は、刃先３から切削力Ｆを受けたワークＷの振動音を測定する。変位センサ１５（請求項中のワーク測定部、センサに相当）は、刃先３から切削力Ｆを受けたワークＷの振動による変位を測定する。
【００８０】
信号分析装置１７（請求項中の推定部、特定部、検査部に相当）は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びハードディスク等の外部記憶装置を有するコンピュータによって構成してもよい。その場合、ＲＡＭは、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行する際の作業エリア等として利用される。また、信号分析装置１７の一部を、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）によって構成してもよい。本実施形態では、信号分析装置１７をコンピュータによって構成した場合について説明する。
【００８１】
信号分析装置１７のコンピュータは、ＣＰＵがプログラムを実行することで、図５のフローチャートに示す各ステップの処理を行う。ＣＰＵは、例えば、一定時間が経過する毎に周期的に繰り返し、プログラムを実行する。
【００８２】
このプログラムは、例えば、図１に示す記録媒体２０から読み込んで信号分析装置１７のメモリ１９（請求項中の保持部に相当）にインストールすることができる。このメモリ１９には、上述した、チャック装置７によるワークＷの固定状態が正常であるときのワークＷの固有振動数を、切削工具１によるワークＷの切削加工の進行度別に対応付けたテーブルも、記憶させておくことができる。記録媒体２０は、例えば、ディスク状の光記録媒体又はフラッシュメモリ等の半導体記録媒体によって構成することができる。
【００８３】
信号分析装置１７のコンピュータが実行するステップは、図５に示すように、特定ステップ（ステップＳ１）、ワーク測定ステップ（ステップＳ３）、推定ステップ（ステップＳ５）及び検査ステップ（ステップＳ７）を含んでいる。
【００８４】
このうち、ステップＳ１の特定ステップは、切削工具１によるワークＷの切削加工の進行度を特定するステップである。そして、特定ステップでは、図１に示す信号分析装置１７のコンピュータは、切削工具１とワークＷとの相対位置から、切削工具１によるワークＷの切削加工の進行度を特定する。
【００８５】
具体的には、信号分析装置１７のコンピュータは、加工装置Ａの不図示の送り出し機構によるワークＷの回転中心Ｃに向けた送り出し量を、切削工具１とワークＷとの相対位置の指標として管理する。そして、管理するワークＷの送り出し量から、切削工具１によるワークＷの切削加工の進行度を計算により特定する。
【００８６】
次に、ステップＳ３のワーク測定ステップは、ワークＷの加工中に発生するワークＷの振動に対応して変化する物理量を測定するステップである。そして、ワーク測定ステップでは、図１に示す信号分析装置１７のコンピュータは、切削工具１によるワークＷの切削加工中におけるワークＷの振動を測定する。
【００８７】
具体的には、信号分析装置１７のコンピュータは、切削加工中におけるワークＷの振動として、図４に示す、切削加工中におけるワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）を測定する。本実施形態の加工動作制御装置１０では、切削加工中におけるワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）の測定に、マイクロフォン１３及び変位センサ１５のうち少なくとも一方を用いる。
【００８８】
ここで、切削加工中のワークＷは、場所によって異なる周波数で振動することがある。その場合は、切削加工中におけるワークＷの振動を全ての周波数について測定し、各周波数についてワークＷの振動特性を検出する必要がある。
【００８９】
切削加工中におけるワークＷの振動を全ての周波数について測定するには、例えば、切削加工中におけるワークＷの振動音をマイクロフォン１３により測定することが考えられる。マイクロフォン１３は、測定可能な周波数レンジを広く有している。したがって、マイクロフォン１３によりワークＷの振動音を測定すれば、切削加工中のワークＷが複数の周波数で振動しても、全ての周波数についてワークＷの振動を測定することができる。
【００９０】
但し、マイクロフォン１３によるワークＷの振動音の測定では、ワークＷの振動音以外のノイズ成分が一緒に測定された場合に、ワークＷの振動音とノイズ成分とを区別することができない。つまり、マイクロフォン１３では、ワークＷの振動以外の要素も測定されてしまう。
【００９１】
ワークＷの振動だけを測定するには、例えば、切削加工中におけるワークＷの変位を変位センサ１５により測定することが考えられる。変位センサ１５は、測定対象に測定波（光波、音波等）を照射して変位を測定する。したがって、切削加工中のワークＷだけに測定波を照射して変位センサ１５により変位を測定すれば、切削加工中のワークＷの振動だけを測定することができる。
【００９２】
但し、変位センサ１５によるワークＷの変位の測定では、ワークＷのうち変位センサ１５の測定波が照射された箇所の変位しか測定することができない。つまり、ワークＷが複数の周波数で振動しても、全ての周波数についてワークＷの振動を測定できるとは限らない。
【００９３】
このように、マイクロフォン１３による振動音の測定と変位センサ１５による変位の測定には、それぞれ長所と短所が存在する。このため、切削加工中におけるワークＷの振動を測定する際には、状況に応じてマイクロフォン１３及び変位センサ１５を使い分けてもよい。つまり、ワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）の測定には、マイクロフォン１３及び変位センサ１５のうちどちらか一方を用いてもよく、両方を用いてもよい。
【００９４】
そして、マイクロフォン１３を用いる場合は、信号分析装置１７のコンピュータは、マイクロフォン１３により測定したワークＷの振動音を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により解析して、ワークＷの切削加工中における振動音圧の周波数毎の分布を求める。
【００９５】
また、変位センサ１５を用いる場合は、信号分析装置１７のコンピュータは、変位センサ１５により測定したワークＷの変位を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により解析する。そして、切削加工中のワークＷのうち測定波が照射された箇所における変位の振動周波数毎の分布を求める。
【００９６】
この場合、変位センサ１５を複数用いてワークＷの複数箇所の変位を同時に測定し、各測定結果を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により解析してもよい。そうすれば、ワークＷの複数箇所について、ワークＷの切削加工中における振動音圧の周波数毎の分布を求めることができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、ワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）の測定にマイクロフォン１３を用いるものとする。そのため、本実施形態の信号分析装置１７のコンピュータは、マイクロフォン１３により測定したワークＷの振動音から、ワークＷの切削加工中における振動音圧の周波数毎の分布を求める。
【００９８】
図６は、ワークＷの切削加工中にマイクロフォン１３により測定したワークＷの振動音を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により解析して求めたワークＷの振動音圧の経時変化を周波数毎に示すグラフである。
【００９９】
なお、図６の縦軸はワークＷの振動音（切削工具１によるワークＷの加工音）の周波数（Ｈｚ）、横軸は切削工具１によるワークＷの切削加工の経過時間（ｓ）をそれぞれ示す。また、図６中の濃淡は、ワークＷの振動音（加工音）の音圧レベル（ｄＢ）を示す。ワークＷの振動音（加工音）の音圧は、図６中の右側に示すスケールに示すとおり、濃淡の濃度が濃いほど低く、濃度が薄いほど高い。
【０１００】
図６に示すように、マイクロフォン１３により測定したワークＷの振動音の音圧レベルは、いくつかの周波数において顕著に高く、その他の周波数においてはゼロ又は殆どゼロに近い。そして、ワークＷの振動音の音圧レベルが顕著に高いいくつかの周波数のうち一部の周波数では、その周波数値が、ワークＷの切削加工が進んでワークＷが変形するにつれて徐々に下がる傾向を示している。
【０１０１】
図６中の、「ワークの固有振動数」と注釈を記した右肩下がりの濃度が薄い線状の部分が、上述の傾向を示す音圧レベルの部分である。この傾向の意味するところについて以下に検討する。
【０１０２】
図７は、切削加工を開始する前の打撃試験により得られたワークＷの振動特性と、切削加工の開始直後に測定したワークＷの加工音をフーリエ変換した加工音圧とを、周波数毎に示すグラフである。
【０１０３】
なお、図７の濃い線は切削加工を開始する前の打撃試験により得られた振動特性を示し、薄い線は切削加工の開始直後に測定したワークＷの加工音をフーリエ変換したものを示す。
【０１０４】
そして、ワークＷの振動特性を示す図７の濃い線のグラフについては、縦軸はワークＷの打撃に対する応答、即ち、コンプライアンス（ｍ／Ｎ）を示す。また、ワークＷの加工音を示す図７の薄い線のグラフについては、縦軸はワークＷの加工音の音圧レベル（Ｐａ）を示す。なお、横軸は共に周波数（Ｈｚ）を示す。
【０１０５】
図７の濃い線で示すワークＷの振動特性のグラフから、ワークＷのコンプライアンスが顕著に高い値となる振動周波数が、ワークＷの固有振動数であることがわかる。図７のグラフでは、ワークＷの固有振動数が、例えば、コンプライアンス値が高い方から順に１６５０Ｈｚ付近、１３００Ｈｚ付近、２２００Ｈｚ付近等であることが分かる。そして、各固有振動数の振動周波数においては、図７の薄い線で示すワークＷの加工音の音圧レベルも、顕著に高い値となっている。
【０１０６】
このように、ワークＷの固有振動数とワークＷの加工音の音圧レベルとの間には、ワークＷの加工音の音圧レベルがワークＷの固有振動数において顕著に高くなる関係があることが分かる。したがって、図６に示す傾向は、ワークＷの切削加工が進むにつれてワークＷの固有振動数が変化する（低くなる）こと、即ち、ワークＷの切削加工が進むにつれてワークＷの振動特性が変化することを意味するものと理解することができる。
【０１０７】
また、ワークＷの振動音の音圧レベルが顕著に高いいくつかの周波数のうち、ワークＷの切削加工が進んでワークＷが変形しても周波数値が変わらない周波数は、ワークＷの固有振動数ではなく、切削工具１からの切削力ＦによるワークＷの固定振動周波数である。
【０１０８】
そして、先に説明したように、切削工具１からの切削力Ｆは、ワークＷの切削加工中に鋸歯状の切りくずＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…が発生することで、切削工具１からワークＷに加わる。また、鋸歯状の切りくずＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…が発生する周期は、ワークＷの切削加工条件が変わらない限り一定である。
【０１０９】
このため、ワークＷの振動の周波数が切削加工の進行に伴って変化するか否かによって、ワークＷの固有振動数と固定振動周波数とを判別することができる。
【０１１０】
そこで、本実施形態の信号分析装置１７のコンピュータは、マイクロフォン１３により測定したワークＷの振動音から求めたワークＷの切削加工中における加工音の音圧レベルの周波数毎の分布から、ワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）を求める。
【０１１１】
なお、図５中のステップＳ３のワーク測定ステップにおける、マイクロフォン１３による切削加工中のワークＷの振動音の測定周期は、一定時間間隔毎でよく、例えば、切削加工中のワークＷの振動音を１秒毎に測定するようにしてもよい。
【０１１２】
また、ステップＳ３のワーク測定ステップにおける、切削加工中に測定したワークＷの振動音を解析する処理は、ワークＷの振動音を測定する度に行う。
【０１１３】
次に、図５中のステップＳ５の推定ステップでは、ステップＳ３で測定したワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）から、ワークＷの切削加工の進行に伴って変化するワークＷの固有振動数を推定する。ワークＷの固有振動数の推定も、ステップＳ３のワーク測定ステップにおける、切削加工中に測定したワークＷの振動音を解析する処理と同じく、マイクロフォン１３により切削加工中のワークＷの振動音を測定する度に行う。
【０１１４】
具体的には、信号分析装置１７のコンピュータは、ステップＳ５の推定ステップにおいて、ステップＳ３で測定した切削加工中におけるワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）から、振動の周波数が時間の経過と共に変化するワークＷの振動を抽出する。振動の周波数が変化するワークＷの振動は、１つの場合もあれば複数の場合もある。そして、信号分析装置１７のコンピュータは、抽出した周波数の振動を、ワークＷの固有振動数として推定する。
【０１１５】
最後に、図５中のステップＳ７の制御ステップでは、ステップＳ５において推定したワークＷの固有振動数に基づいて、チャック装置７によるワークＷの固定状態を検査しその良否を評価する。
【０１１６】
詳しくは、信号分析装置１７のコンピュータは、ステップＳ１で特定したワークＷの切削加工の進行度と同じ進行度における、チャック装置７によるワークＷの固定状態が正常であるときのワークＷの固有振動数を、メモリ１９のテーブルから抽出する。
【０１１７】
なお、メモリ１９のテーブルは、チャック装置７によるワークＷの固定状態が正常であるときに、ワークＷの試し加工を本番と同じように行うことで、生成することができる。
【０１１８】
具体的には、まず、ワークＷの試し加工中に、ステップＳ１の特定ステップと同じ処理によってワークＷの切削加工の進行度を特定し、ステップＳ３のワーク測定ステップと同じ処理によって、切削加工中におけるワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）を測定する。
【０１１９】
次に、ステップＳ５の推定ステップと同じ処理によって、測定した切削加工中におけるワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）から、振動の周波数が時間の経過と共に変化するワークＷの振動を抽出する。
【０１２０】
そして、抽出した周波数の振動をワークＷの固有振動数とし、これと、先に特定したワークＷの切削加工の進行度とを対応付けて、メモリ１９に記憶させる。これにより、チャック装置７によるワークＷの固定状態が正常であるときのワークＷの固有振動数を、ワークＷの切削加工の進行度別に対応付けたテーブルを生成することができる。
【０１２１】
ステップＳ７の検査ステップでは、上述のようにして生成したメモリ１９のテーブルから、ステップＳ１で特定したワークＷの切削加工の進行度と同じ進行度に対応付けられたワークＷの固有振動数を抽出する。そして、抽出した固有振動数と、ステップＳ５において推定したワークＷの固有振動数とを照合する。
【０１２２】
この照合の結果、ステップＳ５で推定したワークＷの固有振動数と、メモリ１９のテーブルから抽出したワークＷの固有振動数とがどれだけ近いか離れているかによって、チャック装置７によるワークＷの固定状態の良否を検査し評価する。なお、評価結果は、信号分析装置１７のコンピュータにおいてユーザに報知してもよい。
【０１２３】
また、ステップＳ１の特定ステップは、ステップＳ３のワーク測定ステップとステップＳ５の推定ステップとの間で行ってもよく、ステップＳ５の推定ステップとステップＳ７の検査ステップとの間で行ってもよい。
【０１２４】
このように、第１実施形態の加工装置Ａでは、ワークＷの切削の際に鋸歯状の切りくずＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…が周期的に発生することでワークＷが切削工具１から受ける切削力Ｆの周期的な増減を、ワークＷを振動させるための加振力として利用した。
【０１２５】
そして、ワークＷの切削加工中に、ワークＷの振動音の音圧レベルをマイクロフォン１３により測定し、測定したワークＷの振動音の音圧レベルから、切削加工中のワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）を求める構成とした。また、求めたワークＷの振動の時間変動ｙ２（ω）から、切削加工中に周波数が変動するワークＷの固有振動数を推定する構成とした。
【０１２６】
さらに、推定時のワークＷの切削加工の進行度を切削工具１とワークＷとの相対位置から特定し、メモリ１９のテーブルにおいて同じ進行度に対応付けられた、チャック装置７による固定状態が正常であるときのワークＷの固有振動数と照合する構成とした。そして、両者がどれだけ近いか離れているかによって、チャック装置７によるワークＷの固定状態の良否を検査し評価する構成とした。
【０１２７】
このため、第１実施形態の加工動作制御装置１０によれば、切削加工中のワークＷの振動を測定して推定した固有振動数から、チャック装置７によるワークＷの固定状態の良否を検査し評価することができる。
【０１２８】
このとき、加工装置ＡによるワークＷの切削加工を中断してワークＷの打撃試験又は振動試験を行わなくても、切削工具１からワークＷに加わる切削力Ｆを利用してワークＷを振動させることができる。また、切削加工中のワークＷの振動は、マイクロフォン１３又は変位センサ１５等を用いて、ワークＷに接触することなく測定することができる。
【０１２９】
このため、ワークＷの切削加工を中断してワークＷの打撃試験等を行わなくても、自動化された加工装置Ａの生産ライン上で、切削工具１による切削加工中のワークＷのチャック装置７による固定状態を、効率的に検査することができる。
【０１３０】
また、第１実施形態の加工動作制御装置１０によれば、ワークＷの切削加工の進行度によってワークＷの固有振動数が変化することを考慮に入れて、切削加工中のワークＷのチャック装置７による固定状態を評価することができる。
【０１３１】
なお、本実施形態では、ワークＷの切削の際に鋸歯状の切りくずＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…が周期的に発生することでワークＷが切削工具１から受ける切削力Ｆの周期的な増減を、ワークＷを振動させるための加振力として利用する場合について説明した。
【０１３２】
しかし、ワークＷの加振力として利用するのは、工具がワークＷを加工する際に工具からワークＷに加わる力（切削力Ｆ）であれば、ワークＷの鋸歯状の切りくずＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…が周期的に発生すること以外でワークＷに加わる力であってもよい。
【０１３３】
図８は本開示の第２実施形態に係る加工装置の概略構成を示す説明図である。図８に示す第２実施形態の加工装置Ｂは、エンドミル２１（請求項中の転削工具に相当）を用いてワークＷを転削加工する。この点で、第２実施形態の加工装置Ｂは、切削工具１を用いてワークＷを切削加工する第１実施形態の加工装置Ａと構成が異なっている。加工装置Ｂの動作は、加工動作制御装置３０（請求項中のワークの固定状態検査装置に相当）によって制御される。
【０１３４】
図９（ａ）は、図８の加工装置Ｂのエンドミル２１の部分を抽出して示す説明図である。図９（ａ）に示すエンドミル２１は、ワークＷを転削加工する回転刃２３を有している。エンドミル２１は、モータ２５の動力により回転される。モータ２５は、例えば、図８に示すように、エンドミル２１を取り付けるミーリングチャック２７の内部に配置することができる。
【０１３５】
図９（ａ）に示すエンドミル２１の回転刃２３は、エンドミル２１の回転方向に位相をずらして複数枚設けることができる。本実施形態のエンドミル２１は、図９（ｂ）の説明図に拡大して示すように、４枚の回転刃２３を有している。各回転刃２３は、エンドミル２１の回転方向に９０゜ずつ位相をずらして配置されている。
【０１３６】
エンドミル２１の各回転刃２３がワークＷを転削する際には、各回転刃２３がワークＷを転削する度に、エンドミル２１からワークＷに加わる切削力Ｆ（請求項中の工具から（ワークが）受ける力に相当）が周期的に増減する。そこで、本実施形態の加工動作制御装置では、図９（ａ）に示すワークＷがエンドミル２１から受ける切削力Ｆを、ワークＷを振動させるための加振力として利用する。
【０１３７】
なお、図８に示す第２実施形態の加工装置Ｂでは、モータ２５がエンドミル２１を回転させてエンドミル２１の回転刃２３がワークＷを転削する。エンドミル２１が回転するのでワークＷは回転せず固定される。
【０１３８】
そして、エンドミル２１からワークＷが受ける切削力Ｆは、エンドミル２１の各回転刃２３がワークＷを転削する度に増減する。したがって、ワークＷは、エンドミル２１の回転刃２３による転削加工中に、切削力Ｆの増減周期に対応する固有振動周波数で振動する。
【０１３９】
このように構成された第２実施形態の加工装置Ｂでは、ワークＷの転削加工を行う際に、加工動作制御装置３０の信号分析装置１７のコンピュータが、図５のフローチャートに示す各ステップの処理を行う。そのために、信号分析装置１７のコンピュータのＣＰＵは、例えば、記録媒体２０から読み込んでメモリ１９にインストールされたプログラムを実行する。
【０１４０】
そして、図５のフローチャートに示すワーク測定ステップ（ステップＳ３）、推定ステップ（ステップＳ５）及び検査ステップ（ステップＳ７）では、信号分析装置１７のコンピュータは、図１に示す第１実施形態の加工装置Ａと同様の処理を行う。
【０１４１】
一方、図５のフローチャートに示す特定ステップ（ステップＳ１）では、信号分析装置１７のコンピュータは、図１に示す第１実施形態の加工装置Ａとは若干異なる内容の処理を行う。
【０１４２】
詳しくは、図５の特定ステップ（ステップＳ１）では、図８に示す信号分析装置１７のコンピュータは、エンドミル２１とワークＷとの相対位置として、予め定められたエンドミル２１の移動経路におけるどの位置に現在のエンドミル２１が存在するかを把握する。そして、把握した現在位置から、エンドミル２１によるワークＷの転削加工の進行度を特定する。
【０１４３】
なお、エンドミル２１の移動経路は、加工装置Ｂの加工動作制御装置３０において信号分析装置１７のコンピュータのＣＰＵが実行するプログラムにおいて規定される。この移動経路は、力制御又は位置制御でワークＷをエンドミル２１により転削加工するための、転削加工後のワークＷの輪郭に沿ってエンドミル２１を移動させるための経路である。
【０１４４】
また、本実施形態でも、ステップＳ１の特定ステップは、ステップＳ３のワーク測定ステップとステップＳ５の推定ステップとの間で行ってもよく、ステップＳ５の推定ステップとステップＳ７の検査ステップとの間で行ってもよい。
【０１４５】
このような構成による第２実施形態の加工動作制御装置３０でも、第１実施形態の加工動作制御装置１０と同様の効果を得ることができる。
【０１４６】
なお、上述した第１及び第２実施形態の加工動作制御装置１０，３０では、ワークＷの加工中に測定するワークＷの振動に対応して変化する物理量として、加工中におけるワークＷの振動音を、マイクロフォン１３を用いて測定するものとした。
【０１４７】
しかし、ワークＷの加工中に測定するワークＷの振動に対応して変化する物理量として、加工中におけるワークＷの変位を、変位センサ１５を用いて測定してもよい。あるいは、マイクロフォン１３と変位センサ１５とを併用して、加工中におけるワークＷの振動音及び変位を、ワークＷの振動に対応して変化する物理量として測定してもよい。
【０１４８】
また、ワークＷの振動に対応して変化する物理量として、加工中におけるワークＷの振動音及び変位以外の値を測定してもよい。
【０１４９】
さらに、上述した第１及び第２実施形態では、加工動作制御装置１０，３０がマイクロフォン１３及び変位センサ１５のうち少なくとも一方を有している構成とした。そして、ワークＷの加工中に、マイクロフォン１３及び変位センサ１５のうち少なくとも一方でワークＷの振動音を測定するものとした。
【０１５０】
しかし、加工中のワークＷの振動音及び変位のうち少なくとも一方を測定する構成を加工動作制御装置１０，３０が有していない構成とすることもできる。
【０１５１】
その場合は、加工動作制御装置１０，３０の外部の要素によって、加工中のワークＷの振動に対応して変化する物理量を測定すればよい。そして、測定結果を加工動作制御装置１０，３０の信号分析装置１７が解析し、ワークＷの固有振動数の推定、加工の進行度の特定、ワークＷの固定状態の検査及び評価等を行えばよい。
【０１５２】
また、第１実施形態の加工動作制御装置１０では、不図示の送り出し機構が管理する、ワークＷの回転中心Ｃに向けて送り出された切削工具１とワークＷとの相対位置から、切削工具１によるワークＷの切削加工の進行度を特定するものとした。また、第２実施形態の加工動作制御装置３０では、信号分析装置１７のコンピュータがワークＷとの相対位置として把握する、移動経路上におけるエンドミル２１の現在位置から、エンドミル２１によるワークＷの切削加工の進行度を特定するものとした。
【０１５３】
しかし、例えば、信号分析装置１７のコンピュータが同じプログラムを繰り返し実行することで、切削工具１又はエンドミル２１によるワークＷの切削加工が行われる場合は、加工開始からの経過時間によってワークＷの切削加工の進行度を特定してもよい。
【０１５４】
そして、本開示のワークの固定状態検査装置は、固定具により固定したワークを工具を用いて加工する際に広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１５５】
１  切削工具
３  刃先
５  回転テーブル
６，２５  モータ
７  チャック装置
８  チャック
９  ボルト
１０，３０  加工動作制御装置（ワークの固定状態検査装置）
１３  マイクロフォン（ワーク測定部、センサ）
１５  変位センサ（ワーク測定部、センサ）
１７  信号分析装置（特定部、推定部、検査部）
１９  メモリ（保持部）
２０  記録媒体
２１  エンドミル（転削工具）
２３  回転刃
２７  ミーリングチャック
Ａ，Ｂ  ワーク加工装置
Ｃ  ワークの回転中心
Ｆ  切削力
Ｓ１，Ｓ２  ワークの鋸歯状の切りくずに起こるせん断の直線
Ｆ  切削力
ｆ  転削力
Ｓ１，Ｓ２  ワークの鋸歯状の切りくずに起こるせん断の直線
Ｗ  ワーク
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，…  鋸歯状の切りくず
【図１】
2020093345.tif 000003
【図２】
2020093345.tif 000004
【図３】
2020093345.tif 000005
【図４】
2020093345.tif 000006
【図５】
2020093345.tif 000007
【図６】
2020093345.tif 000008
【図７】
2020093345.tif 000009
【図８】
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【図９】
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