(57)【要約】【課題】加工装置の加工具とワークとの干渉を高精度に検出することが可能な加工装置、及び加工方法を提供する。【解決手段】工作機械１１の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工装置であり、工作機械の駆動を制御し、且つ送り軸の複数軸に生じるトルクを検出するサーボ制御部１２と、送り軸の複数軸方向に対して、ワークとの干渉時に生じるトルクの上限であるトルク閾値を設定する閾値設定部１３２とを有する。更に、閾値設定部で設定された各軸毎のトルク閾値を記憶するメモリ１３３と、工作機械によるワークの加工時に、送り軸の各軸のトルクを測定し、測定したトルクがトルク閾値に達した場合に、加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出部１３４とを備える。【選択図】      図１
2017021472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工装置において、
前記工作機械の駆動を制御し、且つ、前記送り軸の少なくとも２軸方向に生じるトルクを検出する制御部と、
前記送り軸の少なくとも２軸方向に対して、前記ワークとの干渉により生じるトルクの上限であるトルク閾値を設定する閾値設定部と、
前記閾値設定部で設定された各軸毎のトルク閾値を記憶する閾値記憶部と、
前記工作機械によるワークの加工時に、前記送り軸の各軸のトルクを測定し、測定したトルクが前記トルク閾値に達した場合に、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出部と、
を備えたことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記閾値設定部は、前記ワークのテスト加工の実施により取得したトルクに基づいて、各軸のトルク閾値を設定することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記干渉検出部は、前記送り軸に生じるトルクが前記トルク閾値を上回った時間を計時し、計時時間が予め設定した閾値時間を上回った場合に限り、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断すること
を特徴とする請求項１または２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記閾値設定部は、第１トルク閾値、及び前記第１トルク閾値よりも大きい第２トルク閾値を設定し、前記干渉検出部は、前記送り軸に生じるトルクが前記第１トルク閾値を上回った際に警報信号を出力し、第２トルク閾値を上回った際に加工具の停止信号を出力すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項５】
前記加工具は、複数の加工モードでワークの加工を実施し、前記干渉検出部は、加工モードの選択入力を受け付け、選択された加工モードに応じて前記トルク閾値を設定すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項６】
工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工装置において、
前記工作機械の駆動を制御し、且つ、前記送り軸の少なくとも２軸方向に生じるトルクを検出する制御部と、
前記送り軸の少なくとも２軸方向に対して、前記ワークとの干渉により生じるトルク変化率の上限である変化率閾値を設定する閾値設定部と、
前記閾値設定部で設定された各軸毎の変化率閾値を記憶する閾値記憶部と、
前記工作機械によるワークの加工時に、前記送り軸の各軸のトルク変化率を演算し、演算したトルク変化率が前記変化率閾値に達した場合に、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出部と、
を備えたことを特徴とする加工装置。
【請求項７】
工作機械の送り軸先端に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工方法において、
前記工作機械の駆動を制御し、且つ前記送り軸の少なくとも２軸方向に生じるトルクを検出するトルク検出工程と、
前記送り軸の少なくとも２軸方向に対して、前記ワークとの干渉により生じるトルクの上限であるトルク閾値を設定する閾値設定工程と、
前記閾値設定工程で設定された各軸毎のトルク閾値を記憶する閾値記憶工程と、
前記工作機械によるワークの加工時に、前記送り軸の各軸のトルクを測定し、測定したトルクが前記トルク閾値に達した場合に、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出工程と、
を備えたことを特徴とする加工方法。
【請求項８】
工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工方法において、
前記工作機械の駆動を制御し、且つ、前記送り軸の少なくとも２軸方向に生じるトルクを検出するトルク検出工程と、
前記送り軸の少なくとも２軸方向に対して、前記ワークとの干渉により生じるトルク変化率の上限である変化率閾値を設定する閾値設定工程と、
前記閾値設定工程で設定された各軸毎の変化率閾値を記憶する閾値記憶工程と、
前記工作機械によるワークの加工時に、前記送り軸の各軸のトルク変化率を演算し、演算したトルク変化率が前記変化率閾値に達した場合に、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出工程と、
を備えたことを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御によりワークを加工する加工装置及び加工方法に係り、特に、工作機械の送り軸に加えられる異常なトルクを高精度に検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、穴開け加工機を数値制御により作動させて、ワークに穴開け加工する場合には、穴開け用の加工具が最初の穴開け位置から次の穴開け位置に移動する際に、ワークに接触することがあり、このような場合には、穴開け加工具が損傷する等の問題が生じる。従って、数値制御により作動する加工装置は、加工具の主軸とワークとの干渉を検出し、干渉が検出された際に、加工を停止させることが必要となる。
【０００３】
加工機の主軸とワークとの干渉を防止するために、加工シミュレーションソフトを用いて、主軸及びワークの３次元的な位置を認識しながら干渉を回避することが知られている。しかし、このようなシミュレーションソフトは高価であるので、コスト的に大きな負担となる。また、例えば特許文献１（特開２００１−１５０２８７号公報）には、主軸がワークと干渉したときに生じるトルクを検出し、トルクの検出値が予め設定した閾値に達した場合に、主軸がワークに干渉したものと判断することが開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、上記の閾値を、ワークの加工時に生じるトルクよりも大きい数値に設定する必要がある。例えば、図８に示すように、送り軸に取り付けられる主軸２０の先端部に穴開け用のドリル２０ａを搭載し、該ドリル２０ａを回転駆動させてワークＷを穴開け加工する場合には、主軸２０に対してＺ軸方向（ドリル２０ａの長手方向）に向けて大きなトルクが作用する。この際、Ｚ軸に対して直交する方向であるＸ軸及びＹ軸方向には大きなトルクは作用しない。
【０００５】
干渉検出用の閾値は、Ｚ軸方向に生じるトルクを基準に設定するので、ドリル２０ａがワークＷと干渉してＸ軸、或いはＹ軸方向にトルクが生じた場合には、このトルクが上記の閾値に達するまで干渉を検出しない。従って、ドリル２０ａを干渉から保護することができない場合がある。即ち、数値制御の実施でドリル２０ａが移動している際に、該ドリル２０ａの主軸２０がワークと接触する等のトラブルが生じた場合に、これを即時に検出することができず、加工具の損傷につながる恐れがあった。
【０００６】
同様に、図９に示すように、主軸２１の先端部にボーリング加工用の工具２１ａを搭載し、該工具２１ａを回転させてワークＷをボーリング加工する場合には、工具２１ａの回転方向に向けて大きなトルクが作用し、それ以外の方向には、大きなトルクは作用しない。従って、回転方向に向くトルクについての閾値を設定すると、主軸２１とワークＷとの干渉を高精度に検出することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１５０２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来における加工装置では、過負荷判定のトルク閾値は、工作機械で実行される全ての負荷を許容する大きさに設定されるので、ドリル等の加工具がワークと干渉していることを高精度に検出することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、加工装置の加工具とワークとの干渉を簡便且つ高精度に検出することが可能な加工装置、及び加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、第１の態様に係る加工装置は、工作機械の主軸先端に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工装置において、工作機械の駆動を制御し、且つ、送り軸の少なくとも２軸方向に生じるトルクを検出する制御部（例えば、サーボ制御部１２）と、送り軸の少なくとも２軸方向に対して、ワークとの干渉時に生じるトルクの上限であるトルク閾値を設定する閾値設定部と、閾値設定部で設定された各軸毎のトルク閾値を記憶する閾値記憶部（例えば、メモリ１３３）と、工作機械によるワークの加工時に、送り軸の各軸のトルクを測定し、測定したトルクがトルク閾値に達した場合に、加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
第２の態様に係る加工装置は、工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工装置において、工作機械の駆動を制御し、且つ、送り軸の少なくとも２軸方向に生じるトルクを検出する制御部と、送り軸の少なくとも２軸方向に対して、ワークとの干渉により生じるトルク変化率の上限である変化率閾値を設定する閾値設定部と、閾値設定部で設定された各軸毎の変化率閾値を記憶する閾値記憶部と、工作機械によるワークの加工時に、送り軸の各軸のトルク変化率を演算し、演算したトルク変化率が変化率閾値に達した場合に、加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
第３の態様に係る加工方法は、工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工方法において、前記工作機械の駆動を制御し、且つ前記送り軸の少なくとも２軸方向に生じるトルクを検出するトルク検出工程と、前記送り軸の少なくとも２軸方向に対して、前記ワークなどとの干渉時に生じるトルクの上限であるトルク閾値を設定する閾値設定工程と、閾値設定工程で設定された各軸毎のトルク閾値を記憶する閾値記憶工程と、工作機械によるワークの加工時に、各軸のトルクを測定し、測定したトルクがトルク閾値に達した場合に、加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第４の態様に係る加工方法は、工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工方法において、工作機械の駆動を制御し、且つ、送り軸の少なくとも２軸方向に生じるトルクを検出するトルク検出工程と、送り軸の少なくとも２軸方向に対して、ワークとの干渉により生じるトルク変化率の上限である変化率閾値を設定する閾値設定工程と、閾値設定工程で設定された各軸毎の変化率閾値を記憶する閾値記憶工程と、工作機械によるワークの加工時に、各軸のトルク変化率を演算し、演算したトルク変化率が変化率閾値に達した場合に、加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る加工装置、及び加工方法では、工作機械に設けられる送り軸の各軸毎にトルク閾値を設定し、測定したトルクが前記トルク閾値を超えた場合に、この軸方向への過負荷が発生したものと判断して、停止指令信号を出力する。従って、加工具がワークに干渉したことを高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る加工装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１〜第３実施形態に係る加工装置の、処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１〜第３実施形態に係る加工装置の、干渉トルクテストの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る加工装置の、ワーク加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る加工装置の、ワーク加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係る加工装置の、ワーク加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態に係る加工装置の、処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の加工装置で穴開け加工を実施する際の様子を模式的に示す説明図である。
【図９】本発明の加工装置でボーリング加工を実施する際の様子を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
［第１実施形態の説明］
図１は、本発明の第１実施形態に係る加工装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る加工装置１０は、ワークＷ（図８、図９参照）に対して穴開け加工等の加工処理を行う工作機械１１と、該工作機械１１の駆動を制御するサーボ制御部１２（制御部）と、該サーボ制御部１２に数値制御指令を出力する数値制御部１３と、を備えている。なお、穴開け加工以外にも、タップ加工、ボーリング加工等の加工処理を行う工作機械１１でもよい。
【００１８】
工作機械１１は、複数軸のモータ（図示省略）を備えており、各モータを駆動することにより、送り軸に搭載される加工具（例えば、図８、図９に示したドリル２０ａ、工具２１ａ）を作動させてワークを加工する。
【００１９】
サーボ制御部１２は、工作機械１１に設けられる各軸のモータに駆動指令信号を出力する。工作機械１１の各軸モータは、駆動指令信号が与えられると、該駆動指令信号に応じた加工処理を実行する。
【００２０】
数値制御部１３は、サーボ制御部１２との間で通信を行うサーボＩ／Ｆ部１３１と、閾値設定部１３２と、メモリ１３３（閾値記憶部）と、干渉検出部１３４と、を備えている。
【００２１】
サーボＩ／Ｆ部１３１は、サーボ制御部１２に数値制御指令を出力し、更に、サーボ制御部１２より出力される負荷フィードバック信号を受信する。そして、該負荷フィードバック信号から、工作機械１１に設けられる各軸のモータに生じるトルク信号を取得し、該トルク信号を、閾値設定部１３２、及び干渉検出部１３４に出力する。
【００２２】
閾値設定部１３２は、工作機械１１が正常に作動したとき、例えば、テスト運転で工作機械１１を作動させたときの、各軸方向に生じるトルクを取得する。そして、複数回の作動により取得したトルクから、その平均値を演算し、該平均値に基づいて各軸に生じるトルクの上限値をトルク閾値Ｔｑthとして設定する。例えば、後述するように、演算された平均値よりも若干大きい数値をトルク閾値Ｔｑthとして設定する。メモリ１３３は、閾値設定部１３２で演算された各軸のトルク閾値Ｔｑthを記憶する。なお、後述する第４実施形態では、該閾値設定部１３２は、トルク変化率の閾値であるトルク変化率閾値を記憶する。
【００２３】
干渉検出部１３４は、工作機械１１を用いてワークの加工を実施した際の、各軸方向に生じるトルク測定値（これを、Ｔｑとする）を取得し、更に、メモリ１３３に記憶されているトルク閾値Ｔｑthと比較する。そして、トルク測定値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑthを上回り、この状態が予め設定した閾値時間Ｔ１thだけ継続した場合には、工作機械１１に過大なトルクが発生したものと判断して、サーボ制御部１２に警報信号を出力する。
【００２４】
なお、図１に示すサーボ制御部１２及び数値制御部１３は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。
【００２５】
次に、上述のように構成された第１実施形態に係る加工装置の作用を図２〜図４に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、図２のステップＳ１１において、数値制御部１３は、工作機械１１の加工具に加わる干渉トルクの上限値であるトルク閾値（Ｔｑth）を手動操作で設定するか否かを判断する。手動操作で設定する場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、例えば入力スイッチ（図示省略）による入力操作を受け付け、操作者による手動操作により入力されるトルク閾値Ｔｑthを取得する。トルク閾値は、工作機械１１の各送り軸毎に設定される。具体的には、設定する軸をＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向とする場合には、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向についてのトルク閾値を取得する。その後、ステップＳ１４に処理を進める。
【００２６】
一方、自動操作で設定する場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１２において、数値制御部１３は、加工対象とするワークの加工が初めてであるか否かを判断し、初めてでない場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１４に処理を進める。即ち、ワークの加工が２回目以降である場合には、後述するように、このワークについての各軸方向のトルク閾値が既にメモリ１３３に記憶されているので、干渉トルクテストを実施する必要は無く、ステップＳ１３の処理を行わずにステップＳ１４に処理を進め、ワークの加工処理を実施する。
【００２７】
加工対象とするワークの加工が初めてである場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、このワークについて、各軸方向のトルク閾値が設定されていないので、ステップＳ１３の処理に移行して干渉トルクテストを実施し、各軸方向のトルク閾値を設定する。
【００２８】
次に、図３に示すフローチャートを参照して、図２のステップＳ１３に示した干渉トルクテストの処理手順について説明する。
【００２９】
ステップＳ３１において、サーボ制御部１２は、ワークのテスト加工を開始する。ステップＳ３２において、数値制御部１３は、テスト加工を実行する際の軸番号ｎをｎ＝１に設定する。軸番号は、トルク閾値を設定する軸の番号であり、軸の数がｋである場合には、ｎは１〜ｋまでの整数である。例えば、３軸方向にトルク閾値を設定する場合には、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の３軸であるから、ｋ＝３である。
【００３０】
ステップＳ３３、ステップＳ３４において、数値制御部１３は、対象となる軸方向に発生したトルクを計測し、これをワークの加工が終了するまで継続する。そして、発生したトルクの上位１０点を取得する。なお、本発明は、上位１０点に限定されるものではない。
【００３１】
ステップＳ３５において、上位１０点のトルクの平均値Ｔaveを算出する。その後、ステップＳ３６において、平均値Ｔaveに係数Ｋｐを乗算し、その結果をトルク閾値Ｔｑthとして設定する。係数Ｋｐは、例えば「１．１〜１．３」程度の数値であり、平均値Ｔaveよりも若干大きい数値をトルク閾値Ｔｑthとして設定するのが好適である。また、加工速度、加工具の材質、或いはワークの材質に応じて係数Ｋｐを変更する。例えば、加工速度が速い場合や、加工具の材質が硬質である場合には、係数Ｋｐを大きい数値とする。このトルク閾値Ｔｑthは、図１に示したメモリ１３３に記憶される。なお、上位１０点の平均を取らず、１回の計測値を用いてもよい。
【００３２】
ステップＳ３７において、変数ｎ＝ｋであるか否かを判断し、ｎ＝ｋでなければ（ステップＳ３７でＮＯ）、ステップＳ３８でｎをインクリメントし（即ち、ｎをｎ＋１とし）、ステップＳ３３に処理を戻す。
【００３３】
その後、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸についてトルク閾値が設定された場合、即ち、ｎ＝ｋである場合には、干渉トルクテストを終了する。こうして、３つの軸に対してそれぞれトルク閾値が設定され、各軸のトルク閾値は、メモリ１３３に記憶されることになる。なお、図３に示したフローチャートでは、工作機械１１に搭載されるアームの３軸方向についてトルク閾値を設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、２軸、或いは４軸以上とすることも可能である。
【００３４】
次に、図４に示すフローチャートを参照して、図２のステップＳ１４に示したワークの加工処理について説明する。
【００３５】
ステップＳ５１において、ワークの加工が開始されると、ステップＳ５２において、数値制御部１３は、加工具の干渉チェックをオンとする。次いで、ステップＳ５３において、数値制御部１３は、サーボ制御部１２よりフィードバックされるフィードバック信号から、各軸に発生するトルク測定値Ｔｑを取得し、このトルク測定値Ｔｑと、メモリ１３３に記憶されているトルク閾値Ｔｑthを比較する。そして、Ｔｑth＜Ｔｑである場合には（ステップＳ５３でＹＥＳ）、ステップＳ５４に処理を移行し、そうでない場合には（ステップＳ５３でＮＯ）、ステップＳ５６に処理を移行する。
【００３６】
ステップＳ５４において、数値制御部１３は、継続時間Ｔ１を計時する。即ち、トルク測定値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑthを上回った後の継続時間を計時する。この処理は、図示省略のタイマ等を用いて実行される。そして、ステップＳ５５において、継続時間Ｔ１が閾値時間Ｔ１thに達したか否かを判断する。Ｔ１≧Ｔ１thである場合には（ステップＳ５５でＹＥＳ）、ステップＳ５８において、数値制御部１３はサーボ制御部１２に警報信号を出力する。即ち、送り軸に生じるトルクが過大となり、且つ、その継続時間が一定時間を超えた場合には、加工具を作動させる送り軸に何らかの異常な力が作用したものと判断されるので（例えば、加工具とワークとの衝突）、警報信号をサーボ制御部１２に出力する。サーボ制御部１２は、警報信号を受信した際には、加工具によるワークの加工を停止する。その後、ステップＳ５７に処理を移行して、干渉チェックをオフとする。
【００３７】
一方、Ｔｑth≧Ｔｑである場合（ステップＳ５３でＮＯ）、及びＴ１＜Ｔ１thである場合（ステップＳ５５でＮＯ）には、干渉検出部１３４は、ステップＳ５６において、ワークの加工が終了したか否かを判断する。ワークの加工が終了していない場合には（ステップＳ５６でＮＯ）、ステップＳ５３に処理を戻す。また、ワークの加工が終了した場合には（ステップＳ５６でＹＥＳ）、ステップＳ５７において、干渉チェックをオフとする。こうして、ワークの加工処理を終了することになる。
【００３８】
このようにして、第１実施形態に係る加工装置１０では、工作機械１１の複数の送り軸のそれぞれについて、各送り軸に作用するトルク閾値Ｔｑthを設定している。そして、トルク測定値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑthを上回り、更に、その継続時間が閾値時間Ｔ１thを上回った場合に警報信号を出力して、工作機械１１による加工処理を停止させる。
【００３９】
このように、加工具を取り付けた送り軸の各軸毎にそれぞれ適切なトルク閾値が設定されるので、加工具がワークと干渉した場合には、高精度にこれを検出することができる。また、トルク測定値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑthを上回った継続時間Ｔ１が閾値時間Ｔ１thに達した際に警報信号を出力するので、突発的なトルクの上昇等に影響されることなく、確実に加工具とワークとの干渉を検出して、工作機械１１による加工を停止させることができる。従って、加工具が損傷する等のトラブルの発生を防止することが可能となる。
【００４０】
［第２実施形態の説明］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、２つのトルク閾値、即ち、第１トルク閾値Ｔｑth１、及び第２トルク閾値Ｔｑth２（但し、Ｔｑth２＞Ｔｑth１）を設定する。そして、トルク測定値Ｔｑが第１トルク閾値Ｔｑth１を上回り、且つ第１閾値時間Ｔth１が経過した際に、警報信号を出力する。更に、第２トルク閾値Ｔｑth２を上回り、且つ第２閾値時間Ｔth２が経過した際に、工作機械１１の作動を停止させるように制御する。装置構成は、前述した図１と同一であるので構成説明を省略する。
【００４１】
第２実施形態では、前述した図２、図３に示したフローチャートは同一である。但し、図３のステップＳ３６の処理では、第１トルク閾値Ｔｑth１、及び第２トルク閾値Ｔｑth２を設定する。この際、係数Ｋｐを異なるようにすることで、第１トルク閾値Ｔｑth１、及び第２トルク閾値Ｔｑth２を決めることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、図２のステップＳ１４に示した「ワークの加工処理」が相違するので、以下、図５に示すフローチャートを参照して、第２実施形態に係るワーク加工処理の手順について説明する。
【００４３】
初めに、図５のステップＳ７１において、ワークの加工が開始されると、ステップＳ７２において、数値制御部１３は、加工具の干渉チェックをオンとする。次いで、ステップＳ７３において、数値制御部１３は、サーボ制御部１２よりフィードバックされるフィードバック信号から、各軸に発生するトルク測定値Ｔｑを取得し、このトルク測定値Ｔｑと、メモリ１３３に記憶されている第１トルク閾値Ｔｑth１を比較する。そして、Ｔｑth１＜Ｔｑである場合には（ステップＳ７３でＹＥＳ）、ステップＳ７４に処理を移行し、そうでない場合には（ステップＳ７３でＮＯ）、ステップＳ８２に処理を移行する。
【００４４】
ステップＳ８２において、数値制御部１３は、ワークの加工が終了したか否かを判断し、終了していれば、ステップＳ８１に処理を移行し、終了していなければ、ステップＳ７３に処理を戻す。
【００４５】
ステップＳ７４において、数値制御部１３は、第１継続時間Ｔ１を計時する。即ち、トルク測定値Ｔｑが第１トルク閾値Ｔｑth１を上回った後の継続時間を計時する。
【００４６】
ステップＳ７５において、数値制御部１３は、第１継続時間Ｔ１が予め設定した第１閾値時間Ｔth１に達したか否かを判断する。第１閾値時間Ｔth１に達していなければ（ステップＳ７５でＮＯ）、ステップＳ８２に処理を移行し、上記と同様の処理を実行する。
【００４７】
第１閾値時間Ｔth１に達していれば（ステップＳ７５でＹＥＳ）、ステップＳ７６において、数値制御部１３は、サーボ制御部１２に警報信号を出力する。サーボ制御部１２は、警報信号が入力されると、ランプやブザー等を通じて操作者にトルク異常が発生していることを報知する。この際、工作機械１１によるワーク加工処理は継続される。その後、ステップＳ７７に処理を移行する。
【００４８】
ステップＳ７７において、数値制御部１３は、トルク測定値Ｔｑと、メモリ１３３に記憶されている第２トルク閾値Ｔｑth２を比較する。そして、Ｔｑth２＜Ｔｑでなければ（ステップＳ７７でＮＯ）、ステップＳ８３に処理を移行し、Ｔｑth２＜Ｔｑであれば（ステップＳ７７でＹＥＳ）、ステップＳ７８に処理を移行する。
【００４９】
ステップＳ８３において、数値制御部１３は、ワークの加工が終了したか否かを判断し、終了していれば、ステップＳ８１に処理を移行し、終了していなければ、ステップＳ７３に処理を戻す。
【００５０】
ステップＳ７８において、数値制御部１３は、第２継続時間Ｔ２を計時する。即ち、トルク測定値Ｔｑが第２トルク閾値Ｔｑth２を上回った後の継続時間を計時する。
【００５１】
ステップＳ７９において、数値制御部１３は、第２継続時間Ｔ２が予め設定した第２閾値時間Ｔth２に達したか否かを判断する。第２閾値時間Ｔth２に達していなければ（ステップＳ７９でＮＯ）、ステップＳ８３に処理を移行し、上記と同様の処理を実行する。第２閾値時間Ｔth２に達していれば（ステップＳ７９でＹＥＳ）、ステップＳ８０において、数値制御部１３は、ワークの加工停止信号をサーボ制御部１２に出力する。その結果、工作機械１１による加工処理が停止する。
【００５２】
その後、ステップＳ８１において、干渉チェックをオフとする。こうして、ワークの加工処理を終了することになる。
【００５３】
このようにして、第２実施形態に係る加工装置１０では、工作機械１１の複数の送り軸のそれぞれについて、各送り軸に作用する２段階のトルク閾値、即ち、第１トルク閾値Ｔｑth１、及び第２トルク閾値Ｔｑth２を設定している。そして、トルク測定値Ｔｑが第１トルク閾値Ｔｑth１を上回り、且つ第１継続時間Ｔ１が第１閾値時間Ｔth１に達した場合に警報信号を出力して操作者に注意を促す。その後、第２トルク閾値Ｔｑth２を上回り、且つ第２継続時間Ｔ２が第２閾値時間Ｔth２に達した場合に、ワークの加工処理を停止させる。
【００５４】
従って、初めに警報信号が出力され、その後、ワークの加工処理が停止するので、段階的な処理が可能となり、むやみに加工が停止するという問題を回避することができる。
【００５５】
［第３実施形態の説明］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、ワークの加工処理を実行する際に、複数の加工処理の態様（例えば、穴開け加工とボーリング加工）が混在する場合には、各加工処理の態様に応じてトルク閾値を変更することにより、加工処理の態様に応じた適切なトルク閾値を設定するものである。装置構成は、前述した図１と同一であるので構成説明を省略する。
【００５６】
以下、第３実施形態の作用について説明する。第３実施形態に係る加工装置１０の処理手順は、図２、図３に示したフローチャートと同一である。但し、図３に示した干渉トルクテストでは、複数の加工処理の態様に応じてトルク閾値を設定する。例えば、穴開け加工時の各送り軸のトルク閾値を設定し、且つ、ボーリング加工時の各送り軸のトルク閾値を設定する。
【００５７】
また、第３実施形態では、図２のステップＳ１４に示した「ワークの加工処理」が相違するので、以下、図６に示すフローチャートを参照して、第３実施形態に係るワーク加工処理の手順について説明する。なお、ここでの処理では、第１加工モードと第２加工モードを切り替えてワークの加工処理を実行する。第１加工モードは、例えば穴開け加工であり、第２加工モードは例えばボーリング加工である。
【００５８】
図６のステップＳ９１において、ワークの加工が開始されると、ステップＳ９２において、数値制御部１３は、加工具の干渉チェックをオンとする。ステップＳ９３において、数値制御部１３は、加工モードの入力待ち状態とする。この処理では、例えば、操作者に対して手動操作で加工モードを入力する操作（選択入力）を促す処理を行う。この操作は、例えば、入力スイッチ（図示省略）により実行される。
【００５９】
加工モードが入力されると、ステップＳ９４において、数値制御部１３は、入力された加工モードが第１加工モードであるか、或いは、第２加工モードであるかを判断する。そして、第１加工モードである場合にはステップＳ９５において、トルク閾値を第１加工モードに対して設定されたトルク閾値であるＴｑth11に設定する。即ち、Ｔｑth＝Ｔｑth11とする。
【００６０】
一方、第２加工モードである場合にはステップＳ９６において、トルク閾値を第２加工モードに対して設定されたトルク閾値であるＴｑth12に設定する。即ち、Ｔｑth＝Ｔｑth12とする。
【００６１】
その後、ステップＳ９７において、数値制御部１３は、サーボ制御部１２よりフィードバックされるフィードバック信号から、各軸に発生するトルク測定値Ｔｑを取得し、このトルク測定値Ｔｑと、上記の処理で設定されたトルク閾値Ｔｑthを比較する。そして、Ｔｑth＜Ｔｑである場合には（ステップＳ９７でＹＥＳ）ステップＳ９８に処理を移行し、そうでない場合には（ステップＳ９７でＮＯ）、ステップＳ１００に処理を移行する。
【００６２】
ステップＳ９８において、数値制御部１３は、トルク測定値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑthを上回った後の継続時間Ｔ１を計時する。そして、ステップＳ９９において、継続時間Ｔ１が閾値時間Ｔ１thに達したか否かを判断する。Ｔ１≧Ｔ１thである場合には（ステップＳ９９でＹＥＳ）、ステップＳ１０２において、数値制御部１３はサーボ制御部１２に警報信号を出力する。即ち、送り軸に生じるトルクが過大となり、且つ、その継続時間が一定時間を超えた場合には、加工具を作動させる送り軸に何らかの異常な力が作用したものと判断されるので、警報信号をサーボ制御部１２に出力する。サーボ制御部１２は、警報信号を受信した際には、加工具によるワークの加工を停止する。その後、ステップＳ１０１において、干渉チェックをオフとする。
【００６３】
一方、Ｔｑth≧Ｔｑである場合（ステップＳ９７でＮＯ）、及びＴ１＜Ｔ１thである場合（ステップＳ９９でＮＯ）には、ステップＳ１００において、ワークの加工が終了したか否かを判断する。ワークの加工が終了していない場合には（ステップＳ１００でＮＯ）、ステップＳ９７に処理を戻す。また、ワークの加工が終了した場合には（ステップＳ１００でＹＥＳ）、ステップＳ１０１において、干渉チェックをオフとする。こうして、ワークの加工処理を終了することになる。
【００６４】
このようにして、第３実施形態に係る加工装置１０では、工作機械１１の複数の送り軸のそれぞれについて、各送り軸に作用するトルク閾値を設定している。また、複数の加工処理の態様が存在する場合に、各加工処理（第１加工モード、第２加工モード）に応じて、トルク閾値を変更している。そして、トルク測定値Ｔｑがトルク閾値Ｔｑthを上回った場合に警報信号を出力する。
【００６５】
従って、例えば、穴開け処理とボーリング処理が混在する場合において、それぞれの加工処理に応じた適切なトルク閾値を設定することができ、ワークと加工具との干渉を高精度に検出することが可能となる。従って、加工具が損傷する等のトラブルの発生を防止することが可能となる。
【００６６】
なお、第３実施形態では、２つの加工モードから一方を選択する例について説明したが、本発明は２つの加工モードに限定されるものではなく、３以上の加工モードから選択する構成とすることも可能である。
【００６７】
［第４実施形態の説明］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、トルク変化率Ｘを演算し、このトルク変化率が予め設定した変化率閾値Ｘthを上回った際にワークと加工具が干渉したものと判断する。装置構成は、前述した図１において、閾値設定部１３２が、トルク変化率の閾値を設定する機能を備えている点で相違する。それ以外の構成は、図１と同様であるので、構成説明を省略する。
【００６８】
次に、第４実施形態に係る加工装置の作用を、図７に示すフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１１１において、ワークの加工が開始されると、ステップＳ１１２において、数値制御部１３は、加工具の干渉チェックをオンとする。次いで、ステップＳ１１３において、数値制御部１３は、変化率閾値Ｘthが設定されているか否かを判断する。そして、設定されていない場合には（ステップＳ１１３でＮＯ）、ステップＳ１１４において、変化率閾値Ｘthの設定を促す。ここで、通常の加工処理では一定速度で加工が実行されるので、加工具に生じるトルク変化率（トルクの時間微分値）は、極めて低い数値になる。
【００６９】
例えば、直線動作ではトルク変化率はほぼゼロであり、また、直線動作の加減速時、或いは円弧加工時であっても、トルク変化率は極めて小さい数値である。これに対して、加工具とワークが干渉した場合（例えば、衝突した場合）には、通常動作時には生じない程度の大きさのトルク変化が生じることになる。従って、変化率閾値Ｘthを適切な数値に設定しておき、ワークの加工時に生じるトルク変化率Ｘと比較することにより、ワークと加工具との干渉を検出することができる。
【００７０】
即ち、図７のステップＳ１１５において、送り軸に生じるトルク変化率Ｘを演算する。ステップＳ１１６において、トルク変化率Ｘと変化率閾値Ｘthを比較する。そして、トルク変化率Ｘが変化率閾値Ｘthを上回った場合には（ステップＳ１１６でＹＥＳ）、ステップＳ１１９において、サーボ制御部１２は警報信号を出力し、干渉が生じていることを操作者に報知する。その後、ステップＳ１１８において、干渉チェックをオフとする。
【００７１】
トルク変化率Ｘが変化率閾値Ｘthに達していない場合には（ステップＳ１１６でＮＯ）、ステップＳ１１７において、数値制御部１３は、ワークの加工が終了したか否かを判断する。ワークの加工が終了していない場合には（ステップＳ１１７でＮＯ）、ステップＳ１１５に処理を戻す。また、ワークの加工が終了した場合には（ステップＳ１１７でＹＥＳ）、ステップＳ１１８において、干渉チェックをオフとする。こうして、ワークの加工処理を終了することになる。
【００７２】
このようにして、第４実施形態に係る加工装置１０では、ワーク加工時の各送り軸に生じるトルク変化率Ｘを演算し、このトルク変化率Ｘが予め設定した変化率閾値Ｘthを上回った際に、加工具がワークと干渉していると判断する。トルク変化率は、ワークと加工具が干渉した際に大きくなる傾向があるので、通常の加工処理と干渉時とを確実に識別して干渉の発生を検出することができる。従って、干渉が生じた際に、即時に警報信号を発することができ、ひいては工作機械１１を停止させることが可能となる。
【００７３】
なお、第４実施形態においても前述した第１実施形態のように、閾値時間Ｔ１thを設定し、トルク変化率Ｘが変化率閾値Ｘthを上回る継続時間Ｔ１が閾値時間Ｔ１thに達した時点で、警報信号を出力する構成とすることも可能である。
【００７４】
以上、本発明の加工装置及び加工方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０  加工装置
１１  工作機械
１２  サーボ制御部（制御部）
１３  数値制御部
２０，２１  主軸
２０ａ  ドリル
２１ａ  工具
１３１  サーボＩ／Ｆ部
１３２  閾値設定部
１３３  メモリ（閾値記憶部）
１３４  干渉検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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