(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸または送り軸のモータ負荷を検出する負荷検出手段と、該検出されたモータ負荷と評価基準値との比較により前記工作機械の工具の異常の有無を判定する判定手段とを備える工具異常検出装置において、
前記工作機械が空運転であるか実運転であるかを示す入力を行うための運転状態入力手段と、
前記評価基準値を入力するための基準値入力手段と、
前記基準値入力手段を介して入力された前記評価基準値が空運転時の前記モータ負荷のばらつき範囲である無負荷時ばらつき範囲と実運転時の前記モータ負荷のばらつき範囲である負荷時ばらつき範囲との間にあるか否かに基づいて、該評価基準値が適切か否かを判断する比較手段と、
前記無負荷時ばらつき範囲、前記負荷時ばらつき範囲及び前記評価基準値を相互の大小関係を識別可能に表示し、前記比較手段による前記判断の結果に応じた表示を行う結果表示手段と
を設けたことを特徴とする工具異常検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の工具異常検出装置において、
前記負荷時ばらつき範囲は、所定回数の試加工における前記モータ負荷に基づいて算出されることを特徴とする工具異常検出装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の工具異常検出装置において、
前記無負荷時ばらつき範囲および負荷時ばらつき範囲は、それぞれ所定期間または所定回数のサンプリング値の平均と分散の組合せで記述される
ことを特徴とする工具異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の工具の折れ等を検出するための工具異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械の主軸または送り軸のモータ負荷を検出する負荷検出手段と、検出された加工付加と評価基準値との比較により工作機械の工具の異常の有無を判定する判定手段とを備える工具異常検出装置があり、例えば特開平７−１３２４４０号公報に記載のものがある。
【０００３】
特開平７−１３２４４０号公報に開示されるものでは、試切削時のモータ負荷のサンプリングデータからモータ負荷の基準データと分散を求め、この分散を用いてサンプリングデータのばらつきに応じたしきい値を設定し、基準データとモータ負荷の実測データとを一定時間毎に比較し、この両データの差がしきい値を超えるか否かを監視して、例えば工具の異常の有無を判定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、例えばドリルやタップ等の工具径が小さくて、実運転時のモータ負荷と空運転時のモータ負荷との差が微小な場合には、正常に加工が行われているにも関わらず工具異常と判定されることがあった。このような誤判定があると、例えば工作機械を停止させて工具を交換するといった不要な作業を実行してしまい、能率の低下や正常な工具を交換することによる経費の無駄等の問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、工具異常検出装置におけるかかる誤判定を防止することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の工具異常検出装置は、工作機械の主軸または送り軸のモータ負荷を検出する負荷検出手段と、該検出されたモータ負荷と評価基準値との比較により前記工作機械の工具の異常の有無を判定する判定手段とを備える工具異常検出装置において、前記工作機械が空運転であるか実運転であるかを示す入力を行うための運転状態入力手段と、前記評価基準値を入力するための基準値入力手段と、前記基準値入力手段を介して入力された前記評価基準値が空運転時の前記モータ負荷のばらつき範囲である無負荷時ばらつき範囲と実運転時の前記モータ負荷のばらつき範囲である負荷時ばらつき範囲との間にあるか否かに基づいて、該評価基準値が適切か否かを判断する比較手段と、前記無負荷時ばらつき範囲、前記負荷時ばらつき範囲及び前記評価基準値を相互の大小関係を識別可能に表示し、前記比較手段による前記判断の結果に応じた表示を行う結果表示手段とを設けている。
【０００７】
この発明でいう空運転とは、例えば工具を取り外した状態で工作機械を運転したり、ワークテーブルにワークを載せないで工作機械を運転することであり、要すれば工具とワークとが干渉しない状態での運転を言うのである。また、実運転とは、例えば主軸に装着された工具でワークを実際に加工する運転であり、その実運転にはデータ収集のための試加工も含まれる。
【０００８】
この工具異常検出装置においては、負荷検出手段は、例えば工作機械の主軸モータの負荷電流値、電圧値または電力値のいずれか、あるいは工具に負荷される力に応じた信号を出力するロードセルの出力等によって、工作機械のモータ負荷を検出する。なお、負荷検出手段は、主軸のモータ負荷または送り軸のモータ負荷のいずれか一方を検出してもよいし、両方を検出してもよい。
【０００９】
前述の空運転と実運転との違いから明らかではあるが、モータ負荷は、空運転時では実運転時よりも小さくなる。
したがって、評価基準値を、空運転時のモータ負荷に基づいて算出される無負荷時基準値と実運転時のモータ負荷に基づいて算出される負荷時基準値との間になるように設定すれば、負荷検出手段によって検出されたモータ負荷と評価基準値との比較により工作機械の工具の異常の有無を判定することができる。
より具体的に述べれば、検出されたモータ負荷が評価基準値よりも小さければ空運転ということができ、例えば工具の折れ等により工具がワークに当たっていない状態であり、検出されたモータ負荷が評価基準値よりも大きければ実運転ということができ、工具が正常にワークに当たっていて工具に異常はないといえる。
【００１０】
但し、モータ負荷には、ある範囲でばらつきがあるので、本発明では上述の無負荷時基準値として空運転時のモータ負荷のばらつき範囲である無負荷時ばらつき範囲を採用し、負荷時基準値として実運転時のモータ負荷のばらつき範囲である負荷時ばらつき範囲を採用している。
この発明では、運転状態入力手段により工作機械が空運転であるか実運転であるかを示す入力がなされる。運転状態入力手段は、例えば押したり倒したりの操作でポジションが切り換えられるスイッチのようなものでよい。
基準値入力手段としては、テンキーパネルやダイヤルが例示される。
【００１１】
比較手段は、基準値入力手段を介して入力された評価基準値が無負荷時ばらつき範囲と負荷時ばらつき範囲との間にあるか否かに基づいて、その評価基準値が適切か否かを判断する。比較手段は、複数の入力電圧の大小を比較してそれに応じた信号を出力する回路でもよいし、ＣＰＵにこの機能を果たさせることもできる。
結果表示手段は、無負荷時ばらつき範囲、負荷時ばらつき範囲及び評価基準値を相互の大小関係を識別可能に表示し、また比較手段による判断の結果に応じた表示、例えば基準値入力手段を介して入力された評価基準値が適切であるか否かの表示を行う。
結果表示手段としては、無負荷時ばらつき範囲、負荷時ばらつき範囲及び評価基準値を相互の大小関係を識別可能に表示でき、例えば「評価基準値が大きすぎます」のように評価基準値が適切であるか否かの表示を行うことが可能な、ディスプレイ装置を用いればよい。
【００１２】
例えばオペレータは、この表示手段による表示を見ながら基準値入力手段を操作して評価基準値を入力することができるから、例えば２〜３回の試行により、適切な評価基準値を入力することができる。
【００１３】
判定手段は、このようにして最終的に決められた評価基準値を用いて、これと検出されたモータ負荷との比較により工作機械の工具の異常の有無を判定するが、評価基準値が無負荷時ばらつき範囲と負荷時ばらつき範囲とを参照して設定されているために、実運転時のモータ負荷と空運転時のモータ負荷との差が微小な場合であっても、誤判定するおそれはなく常に正確な判定を実行できる。
よって、工具異常の誤判定によって、例えば工作機械を停止させて工具を交換するといった不要な作業を実行してしまい、能率の低下や正常な工具を交換することによる経費の無駄等を生じることもない。
【００１４】
なお判定手段は、複数の入力電圧の大小を比較してそれに応じた信号を出力する回路によってもよいし、ＣＰＵにこの機能を果たさせることもできる。この点は比較手段と同様である。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
請求項２記載の工具異常検出装置は、請求項１記載の工具異常検出装置において、前記負荷時ばらつき範囲は、所定回数の試加工における前記モータ負荷に基づいて算出されることを特徴とする。
【００１８】
負荷時ばらつき範囲は、所定回数の試加工におけるモータ負荷に基づいて算出されるので、製品となるワークの加工に先立って試加工をすれば、評価基準値を一層正確にできる。なお、試加工の回数は、例えば実験等によって適宜設定されればよい。
【００１９】
請求項３記載の工具異常検出装置は、請求項１または２記載の工具異常検出装置において、前記無負荷時ばらつき範囲および負荷時ばらつき範囲は、それぞれ所定期間または所定回数のサンプリング値の平均と分散の組合せで記述されることを特徴とする。
【００２０】
無負荷時ばらつき範囲および負荷時ばらつき範囲を、平均と分散の組合せ、例えば平均と分散との和および差を用いて記述することで、誤判定の可能性を一層少なくしてより精密な判定を実行できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例により発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００２２】
【実施例】
まず図１および図２を参照して、本実施例の工作機械１０のメカニカルな構成について説明する。図１に示すように、この工作機械１０は、切削屑の飛散を防止するためのスプラッシュガード１２の内側にワーク（図示しない）を載置するためのテーブル１４、例えばドリルやタップ等の工具交換のためのＡＴＣマガジン１６、工作機械本体（以下単に本体ともいう）２０等が配置されている。またスプラッシュガード１２には、操作パネル２２、ワークの入出やメンテナンスのためのワーク交換口２４、主にメンテナンス用の点検ハッチ２６等が設けられている。なお、操作パネル２２には、運転状態入力手段としての状態スイッチ２３、結果表示手段としての液晶ディスプレイ２５、基準値入力手段としてのテンキーパネル２７が設けられている。
【００２３】
図２に示すように、本体２０は、ドリルやタップ等の工具を保持するための主軸２８、主軸２８を回転駆動するための主軸モータ３０、多数の鋼球を内蔵して主軸側に固着されているナット部３２とナット部３２に内挿されるボールネジ３４とからなるボールネジ機構３６、ボールネジ３４を回転駆動するためのＺ軸モータ３８、ボールネジ３４と平行に配されているガイドレール４０、ガイドレール４０と主軸側とを連結するスライド４２等を備えている。なお、Ｚ軸モータ３８は、送り軸の駆動モータに相当する。
【００２４】
この本体２０においては、ボールネジ機構３６とＺ軸モータ３８とでＺ軸方向の送りのためのＺ軸送り機構が構成され、Ｚ軸モータ３８によりボールネジ３４を回転させることで主軸２８のＺ軸方向の移動が行われる。また図１に示されるテーブル１４をＸ軸およびＹ軸方向に移動させることができ、主軸２８のＺ軸方向の移動と併せて、ワークと工具のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の相対位置を変化させることができる。
【００２５】
この工作機械１０は、主軸２８の回転数やＺ軸方向の位置を制御するために図３に示される構成の制御系を備えている。図３に示すように、この制御系は、主軸２８の回転を制御するための主軸制御系５０、主軸２８のＺ軸位置を制御するためのＺ軸制御系６０、この制御系の中枢となるマイコン部７０、操作パネル２２およびテーブル１４のＸ軸位置を制御するためのＸ軸制御系（図示略）やテーブル１４のＹ軸位置を制御するためのＹ軸制御系（図示略）等から構成されている。
【００２６】
主軸制御系５０は、主軸モータ３０、主軸モータ３０に電力を供給するための主軸サーボアンプ５２および主軸サーボアンプ５２の供給電力を制御するための軸制御回路５４からなり、軸制御回路５４はマイコン部７０のＣＰＵ７２からの指示に従って主軸サーボアンプ５２の動作を制御する構成である。Ｚ軸制御系６０は、Ｚ軸モータ３８、Ｚ軸モータ３８に電力を供給するためのＺ軸サーボアンプ６２およびＺ軸サーボアンプ６２の供給電力を制御するための軸制御回路６４からなり、軸制御回路６４はマイコン部７０のＣＰＵ７２からの指示に従ってＺ軸サーボアンプ６２の動作を制御する構成である。また、図示を省略したＸ軸制御系およびＹ軸制御系も、これら主軸制御系５０並びにＺ軸制御系６０とほぼ同様の構成である。
【００２７】
マイコン部７０は、制御プログラム等を格納しているＲＯＭや入出力ポート等を内蔵するワンチップ型のＣＰＵ７２およびＣＰＵ７２のワークエリアとなるＲＡＭ７４等からなり、周知のマイクロコンピュータとして構成されている。このマイコン部７０（厳密にはＣＰＵ７２）は、制御プログラムに従って主軸制御系５０、Ｚ軸制御系６０等を制御して、ワークに所定の加工を施させるのである。また、マイコン部７０は操作パネル２２に接続されており、マイコン部７０は、操作パネル２２の状態スイッチ２３が押操作されたときに出力する運転状態信号やテンキーパネル２７からの数値入力信号など各種の信号を取得したり、操作パネル２２に信号を送って操作パネル２２の液晶ディスプレイ２５の画像や文字の表示を制御することやＬＥＤランプの点滅等を制御することができる。
【００２８】
さらにＣＰＵ７２は、主軸サーボアンプ５２によって主軸モータ３０に供給される電流（モータ電流）に対応する電流値データを、軸制御回路５４を介して取得することができる。つまり、ＣＰＵ７２はモータ電流をリアルタイムで知ることができる。
【００２９】
またＣＰＵ７２は、一定の周期例えば１／１０００秒毎にカウント値をインクリメントするカウンタを内蔵していて、そのカウンタを使用することにより、例えばある加工の開始から終了までの所要時間のような、経過時間を計測することもできる。
【００３０】
なお、ＣＰＵ７２は、負荷検出手段、判定手段および比較手段として機能するが、その詳細については後述する。次に、マイコン部７０のＣＰＵ７２の処理に沿って、この工作機械１０における工具異常検出の手順について説明する。
【００３１】
図４に示すように、工作機械１０が起動されると、ＣＰＵ７２はメイン処理を開始し、例えばオペレータがテンキーパネル２７を操作してしきい値Ｌとして入力した値を読み込んで、これをしきい値Ｌとして例えばＲＡＭ７４に記憶する（ステップ１０１、以下ステップをＳと略記する）。
【００３２】
次に、ＣＰＵ７２は、状態スイッチ２３からの運転状態信号が入力されているか否かに基づいて、試データ判断のための処理の要否を判断する（Ｓ１０２）。ここで肯定判断であれば、ＣＰＵ７２はＳ１０３の処理に進む。Ｓ１０３では、ＣＰＵ７２は、例えばＡＴＣマガジン１６からの情報に基づいて、主軸２８に工具が装着されていないことを確認してから、試無負荷加工（ワークに切削などの加工を施さない）を行い、そのときの主軸モータ３０のモータ電流の所定の測定区間（図７（ｂ）参照）について軸制御回路５４から例えば２／１０００秒毎に送られてくる電流値データを取得してその電流値（サンプリング値）を記憶し、そのサンプリング値の平均を平均値Ｉｎｏとして算出して例えばＲＡＭ７４に記憶する動作を複数回（本実施例では５回）繰り返し、それら複数回の平均値Ｉｎｏの平均値としてモータ電流の平均値Ｘ0 を算出し、さらに平均値Ｘ0 の標準偏差σ0 を求めて、平均値Ｘ0 および標準偏差σ0 をＲＡＭ７４の所定のエリアに記憶する。
【００３３】
次に、ＣＰＵ７２は、例えばＡＴＣマガジン１６に指示して、主軸２８に工具例えばドリルを装着させてから、試切削加工（ワークに切削などの加工を施す）を行い、そのときの主軸モータ３０のモータ電流の所定の測定区間（図７（ａ）参照）について軸制御回路５４から例えば２／１０００秒毎に送られてくる電流値データを取得してその電流値（サンプリング値）を記憶し、そのサンプリング値の平均を平均値Ｉｎとして算出して例えばＲＡＭ７４に記憶する動作を複数回（本実施例では５回）繰り返し、それら複数回の平均値Ｉｎの平均値としてモータ電流の平均値Ｘを算出し、さらに平均値Ｘの標準偏差σを求めて、平均値Ｘおよび標準偏差σをＲＡＭ７４の所定のエリアに記憶する。図７に示されるように、切削加工（試切削加工および実切削加工）におけるモータ電流の平均値Ｉｎは、試無負荷加工時のモータ電流の平均値Ｉｎ0 よりも大きいから、この平均値Ｘは上述の平均値Ｘ0 よりも大きくなる。
【００３４】
次に、ＣＰＵ７２は、図５に詳細を示す比較判定処理を実行する（Ｓ１０５）。図５に示すように、比較判定処理を開始すると、ＣＰＵ７２は、ＲＡＭ７４からしきい値Ｌ、試無負荷加工時のモータ電流の平均値Ｘ0 並びに標準偏差σ0 および試切削加工時のモータ電流の平均値Ｘ並びに標準偏差σを読み込む（Ｓ２０１）。
【００３５】
次に、ＣＰＵ７２は、試無負荷加工時のモータ電流のばらつき（本実施例ではＸ0 ±３σ0 、以下無負荷時ばらつきという）、試切削加工時のモータ電流のばらつき（本実施例ではＸ±３σ、以下負荷時ばらつきという）およびしきい値Ｌの大小関係を比較し、その結果を表示するための処理を行う。
【００３６】
具体的には、ＣＰＵ７２は、まず無負荷時ばらつきの上限（Ｘ0 ＋３σ0 ）が負荷時ばらつきの下限（Ｘ−３σ）未満であるか否かを判断する（Ｓ２０２）。もし無負荷時ばらつきの上限（Ｘ0 ＋３σ0 ）が負荷時ばらつきの下限（Ｘ−３σ）以上であると、例えば図６（ａ）に示されるように無負荷時ばらつきと負荷時ばらつきとがオーバラップしていることになり、無負荷加工か負荷加工かの判別が正確にはできないので、工具の折損の有無を正確に判定できないことになる。そのため、Ｓ２０２で否定判断なら、ＣＰＵ７２は操作パネル２２に指示して、液晶ディスプレイ２５に、図６（ａ）に示されるような、無負荷時ばらつきと負荷時ばらつきとがオーバラップしていることを示す画像と誤検出の可能性がある旨のメッセージを表示させる（Ｓ２０３）。
【００３７】
また、Ｓ２０２で肯定判断なら、ＣＰＵ７２はＳ２０４に進んで、無負荷時ばらつきの上限（Ｘ0 ＋３σ0 ）がしきい値Ｌ未満であるか否かを判断する。もし無負荷時ばらつきの上限（Ｘ0 ＋３σ0 ）がしきい値Ｌ以上であると、例えば図６（ｂ）に示されるように、しきい値Ｌが無負荷時ばらつきの範囲に入っていることになる。そのため、Ｓ２０４で否定判断なら、ＣＰＵ７２は操作パネル２２に指示して、液晶ディスプレイ２５に、図６（ｂ）に示されるような、しきい値Ｌが無負荷時ばらつきの範囲内にあることを示す画像としきい値Ｌの設定が小さすぎる旨のメッセージを表示させる（Ｓ２０５）。
【００３８】
一方、Ｓ２０４で肯定判断なら、ＣＰＵ７２はＳ２０６に進んで、負荷時ばらつきの下限（Ｘ−３σ）がしきい値Ｌを超えているか否かを判断する。もし負荷時ばらつきの下限（Ｘ−３σ）がしきい値Ｌ以下であると、例えば図６（ｃ）に示されるように、しきい値Ｌが負荷時ばらつきの範囲に入っていることになる。そのため、Ｓ２０６で否定判断なら、ＣＰＵ７２は操作パネル２２に指示して、液晶ディスプレイ２５に、図６（ｃ）に示されるような、しきい値Ｌが負荷時ばらつきの範囲内にあることを示す画像としきい値Ｌの設定が大きすぎる旨のメッセージを表示させる（Ｓ２０７）。
【００３９】
そして、Ｓ２０６で肯定判断なら、しきい値Ｌは無負荷時ばらつきと負荷時ばらつきの間にあるわけだから、ＣＰＵ７２は操作パネル２２に指示して、液晶ディスプレイ２５に、図６（ｄ）に示されるような、しきい値Ｌが無負荷時ばらつきと負荷時ばらつきの間にあることを示す画像としきい値Ｌの設定が適切である旨のメッセージを表示させる（Ｓ２０８）。
【００４０】
図４に示すように、比較判定処理を終了してメイン処理に戻ると、ＣＰＵ７２は、比較判定処理の結果に基づいてしきい値Ｌの再設定の要否を判断する（Ｓ１０６）。詳しくは、比較判定処理をＳ２０５で終了した場合（しきい値Ｌが小さすぎたとき）またはＳ２０７で終了した場合（しきい値Ｌが大きすぎたとき）には、しきい値Ｌの再設定が必要と判断して（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７に進み、比較判定処理をＳ２０８で終了したときには、しきい値Ｌの再設定は不要と判断して（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０８に進む。なお、比較判定処理をＳ２０３で終了した場合（無負荷時ばらつきと負荷時ばらつきとがオーバラップしているとき）には、しきい値Ｌの設定を変えても対処できないので、ＣＰＵ７２は、例えばエラー処理として、オペレータが何らかの指示を入力するのを待ちその指示に従った処理を行う。
【００４１】
Ｓ１０７においては、ＣＰＵ７２は、例えばオペレータが操作パネル２２のテンキーパネル２７を操作して新たなしきい値Ｌを入力するのを待ち、入力されたならこれをしきい値ＬとしてＲＡＭ７４に記憶してから、前述したＳ１０５（すなわち比較判定処理）を実行する。したがって、Ｓ１０５〜Ｓ１０７を繰り返すことにより、適切なしきい値Ｌを設定することができる。なお、Ｓ１０７におけるしきい値Ｌの設定は、外部入力によらずに、ＣＰＵ７２が無負荷時ばらつきと負荷時ばらつきとの間になる適宜の値を選定して、これを新たなしきい値Ｌとして自動設定する構成としてもよい。
【００４２】
Ｓ１０８では、ＣＰＵ７２は、試データ判断終了に伴う処理を実行する。このＳ１０８の処理を実行した後または試データ判断のための処理は不要と判断した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、ＣＰＵ７２はＳ１０９の処理に進み、予め設定されている加工プログラムに従ってワークを加工する、実切削加工のための処理を実行する。
【００４３】
そして、この実切削加工中において測定区間の主軸モータ３０のモータ電流をサンプリングし、その平均値Ｉを求める（Ｓ１１０、図７（ａ）参照）。続いて、ＣＰＵ７２は、このモータ電流の平均値Ｉとしきい値Ｌとを比較して、平均値Ｉがしきい値Ｌを下回っていなければ（Ｓ１１１：ＮＯ）、工具には例えば切削加工に応じた負荷がある、つまり工具は折損していないと判定できるから、Ｓ１０９に回帰して次の実切削加工を実行する。
【００４４】
もし平均値Ｉがしきい値Ｌを下回っていれば（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、工具には例えば切削加工に応じた負荷がない、つまり工具は折損していると判定できるから、Ｓ１１２に進んで異常信号を出力する。この異常信号があると、操作パネル２２では、例えば液晶ディスプレイ２５に異常ありの表示をする、ブザを鳴らす、警報灯を点灯する等により警報が発せられる。このような警報によって、例えばオペレータは、工具の折損等の異常があったことを知ることができ、工作機械１０を停止させて工具を交換する等の適宜の処理を行うことができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施例の工作機械１０においては、そのしきい値Ｌを設定するための作業に際しては、しきい値Ｌと無負荷時ばらつきおよび負荷時ばらつきとの大小関係が液晶ディスプレイ２５に表示されるから、例えばオペレータは、液晶ディスプレイ２５の表示を見ながら最適の値を入力してこれをしきい値Ｌとして設定できる。
【００４６】
このようにして設定されたしきい値Ｌと実切削加工中のモータ電流の平均値Ｉとの比較によって工具の折損の有無を判断するから、実切削加工時のモータ負荷と試無負荷加工時のモータ負荷との差が微小な場合であっても、誤判定するおそれはなく常に正確な判定を実行できる。よって、工具異常の誤判定によって、例えば工作機械を停止させて工具を交換するといった不要な作業を実行するおそれはなく、それによる能率の低下や正常な工具を交換することによる経費の無駄等を生じることもない。
【００４７】
以上、実施例に従って、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。例えば実施例では、無負荷時ばらつき（Ｘ0 ±３σ0 ）と負荷時ばらつき（Ｘ±３σ）とを用いてしきい値Ｌの設定を行っているが、たとえば無負荷時および負荷時の平均値±標準偏差（Ｘ0 ±σ0 、Ｘ±σ）を用いてもよいし、無負荷時および負荷時の平均値（Ｘ0  、Ｘ）のみあるいは無負荷時および負荷時の標準偏差（σ0 、σ）のみでもよい。
【００４８】
また実施例では無負荷基準値および負荷基準値として主軸モータの所定の測定区間のモータ電流の平均値を用いたが、例えば同様の測定区間のモータ電流の最大値または積分値を用いることもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の工具異常検出装置は、実運転時のモータ負荷と空運転時のモータ負荷との差が微小な場合であっても、工具の異常の有無を誤判定するおそれはなく常に正確な判定を実行できる。よって、工具異常の誤判定によって、例えば工作機械を停止させて工具を交換するといった不要な作業を実行してしまうおそれはなく、そのような作業による能率の低下や正常な工具を交換することによる経費の無駄等を生じることもない。
【００５０】
【００５１】
請求項２記載の工具異常検出装置では、負荷時基準値は、所定回数の試加工におけるモータ負荷に基づいて算出されるので、製品となるワークの加工に先立って試加工をすれば、評価基準値を一層正確にできる。
【００５２】
請求項３記載の工具異常検出装置では、無負荷時基準値および負荷時基準値は、それぞれ所定期間または所定回数のサンプリング値の平均もしくは分散または平均と分散の組合せで記述されるので、誤判定の可能性を一層少なくしてより精密な判定を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例の工作機械の全体的な構成の説明図である。
【図２】  実施例の工作機械の主軸付近の構成の説明図である。
【図３】  実施例の工作機械の制御系の構成を説明するブロック図である。
【図４】  実施例の工作機械のＣＰＵが実行するメイン処理のフローチャートである。
【図５】  実施例の工作機械のＣＰＵが実行する比較判定処理のフローチャートである。
【図６】  実施例の工作機械における無負荷時ばらつきおよび負荷時ばらつきとしきい値の大小関係の表示例の説明図であり、図６（ａ）は無負荷時ばらつきと負荷時ばらつきとがオーバラップしている場合の説明図、図６（ｂ）はしきい値が無負荷時ばらつきの上限値よりも小さい場合の説明図、図６（ｃ）はしきい値が負荷時ばらつきの下限値よりも大きいい場合の説明図、図６（ｄ）はしきい値が負荷時ばらつきと負荷時ばらつきの間にある場合の説明図である。
【図７】  実施例の工作機械におけるモータ電流の測定結果のグラフであり、図７（ａ）は実切削加工時のモータ電流の測定結果の一例のグラフ、図７（ｂ）は無負荷加工時のモータ電流の測定結果の一例のグラフである。
【符号の説明】
１０…工作機械１２…スプラッシュガード１４…テーブル１６…ＡＴＣマガジン２０…本体２２…操作パネル２３…状態スイッチ（運転状態入力手段）２４…ワーク交換口２５…液晶ディスプレイ（結果表示手段）２６…点検ハッチ２７…テンキーパネル（基準値入力手段）２８…主軸３０…主軸モータ３２…ナット部３４…ボールネジ３６…ボールネジ機構３８…Ｚ軸モータ４０…ガイドレール４２…スライド５０…主軸制御系５２…主軸サーボアンプ５４…軸制御回路６０…Ｚ軸制御系６２…Ｚ軸サーボアンプ６４…軸制御回路７０…マイコン部７２…ＣＰＵ（負荷検出手段、判定手段、比較手段、評価基準値設定手段）７４…ＲＡＭ
【図１】
0003814894.tif 000002
【図２】
0003814894.tif 000003
【図３】
0003814894.tif 000004
【図４】
0003814894.tif 000005
【図５】
0003814894.tif 000006
【図６】
0003814894.tif 000007
【図７】
0003814894.tif 000008