JP2002333908A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業中の工具の破損をより確実に防止するこ
とにより安全性を高める。 【解決手段】 許容回転速度（ＳＬ）を記録したメモリ
チップ３２がツーリング３０に組付けられる。工作機械
１０には、ツーリング３０のチップ３２の記録情報（許
容回転速度（ＳＬ））を読取る読取りヘッド２４と、予
めプログラムされている主軸１６の設定回転速度(Ｓｐ)
が許容回転速度(ＳＬ)以下に設定されているか否かを判
定する回転速度判定手段５２と、設定回転速度（Ｓｐ）
が許容回転速度（ＳＬ）を越えている場合に主軸１６の
目標回転速度（Ｓ）を許容回転速度（ＳＬ）に設定する
目標速度設定手段５４と、設定された目標回転速度
（Ｓ）で主軸１６を駆動すべく制御信号を出力する主制
御手段５０とを含むコントローラ４０が備えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸に工作工具を
取付けて回転駆動する工作機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、工具を回転駆動することによ
りワークに加工を施すマシニングセンタ等の工作機械は
一般に知られている。この種の工作機械において、工具
（工具本体）は例えば工具ホルダーを介して工作機械の
主軸に装着され、モータによる主軸の回転駆動に伴いこ
の主軸と一体に回転するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、加工速度の高速
化の要請に伴い工作機械においても主軸回転速度の高速
化が進んでいるが、この主軸回転速度の高速化に起因し
て作業中にツーリング（工具を工具ホルダーに組付けた
組立体）が破損するのを如何に防止するかといったこと
が重要な課題として提起されている。

【０００４】すなわち、上記のような工作機械では、プ
ログラマーが過去の加工経験やデータ等に基づいて加工
条件（切削速度、工具の回転速度、送り速度等）やツー
リング条件（工具径、刃数、工具突き出し長さ等）を決
定し、これらの条件から加工プログラムを作成している
が、このプログラム作成段階でツーリングの許容回転速
度、つまり回転バランスに基づく回転速度の許容値を越
えてプログラムが作成されるおそれがある。その場合に
は、遠心力による負荷が許容値を越えてツーリングに働
き、最悪の場合にはツーリングが破損に至るおそれがあ
る。すなわち、従来は適正であったプログラムであって
も、近年の主軸回転速度の高速化により、発生する遠心
力（遠心力は回転速度の二乗に比例する）が許容値を越
える不適性なプログラムとなるおそれがある。

【０００５】従って、加工プログラムをより適切に作成
するのは勿論のことであるが、より高い安全性を確保す
るためには、仮に不適性なプログラムが作成されとして
も、ツーリングの破損を未然に防止し得るような対策を
打つ必要がある。

【０００６】また、ツーリングが許容回転速度以下で使
用されていても、経年劣化等に起因して回転バランスが
悪くなりツーリングが破損に至ることも考えられるの
で、このような事態も併せて防止できればより好まし
い。

【０００７】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、作業中の工具の破損をより確実に防止
することにより、特に高速工作機械における高速加工時
の安全性を高めることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、機械本体の主軸に工具を脱着可能に装着
し、前記主軸の駆動により工具を回転させてワークを加
工する工作機械において、前記主軸に装着される工具の
許容回転速度を特定可能とする情報を取得する情報取得
手段と、この情報取得手段により取得された情報に基づ
いて特定される工具の許容回転速度と予めプログラムさ
れている主軸の設定回転速度とを比較してその適合性の
有無を判定する判定手段と、この判定手段による判定結
果が適合の場合に前記主軸を設定回転速度で駆動させる
一方、判定結果が不適合の場合には、主軸が設定回転速
度で駆動されるのを防止する所定の不適合処理を実行す
べく機械本体の駆動を制御する制御手段とを備えている
ものである。

【０００９】この構成によれば、プログラムされた主軸
の設定回転速度が工具の許容回転速度に適合している場
合には、そのプログラムの内容が尊重される一方、例え
ばプログラム上、主軸の回転速度が工具の許容回転速度
を越えて設定されている場合等、工具との関係で主軸の
設定回転速度が適切でない場合には、判定手段による不
適合の判定がなされることにより不適合処理へと移行さ
れる。そのため、適切でない設定回転速度のままでツー
リングが駆動されるといった事態の発生を未然に防止す
ることが可能となる。

【００１０】例えば、主軸の設定回転速度が許容回転速
度を越えている場合に判定手段が不適合の判定を行い、
前記不適合処理として主軸を許容回転速度以下の速度で
駆動するように制御手段を構成すれば、工具がその許容
回転速度を越えて駆動されるのを防止することが可能と
なる。

【００１１】この場合、予めプログラムされている設定
送り速度で工具を送り駆動する工作機械では、不適合処
理において、設定回転速度に対する主軸の減速比率と同
比率で前記設定送り速度を減速した速度で前記工具を送
り駆動するように制御手段を構成するのがより好まし
い。

【００１２】このようにすれば、工具の回転速度と送り
速度とが同じ割合で減速されることなり、工具の一刃当
りの送り量が一定に保たれ、過負荷による工具の破損等
をより良好に防止することが可能となる。

【００１３】なお、この構成においては、前記工具にそ
の許容回転速度を特定可能とする情報を記録した記録媒
体を設け、主軸に装着された工具の前記記録媒体の情報
を読取るように情報取得手段を構成するのが好ましい。

【００１４】このように、許容回転速度を特定可能とす
る情報を工具そのものに記録しておくようにすれば、そ
の工具から直接許容回転速度の特定を行うことが可能と
なるので、工具の許容回転速度を正確に特定できるよう
になる。

【００１５】この場合、記録媒体として記憶情報を無線
信号として発信可能なメモリチップを工具に設ける一
方、情報取得手段として前記メモリチップから発信され
る情報を受信することにより非接触で記録情報を読取る
読取り装置を設けるようにしたり、あるいは、記録媒体
としてバーコードを工具に設ける一方、情報取得手段と
してバーコードリーダーを設けるようにしてもよい。

【００１６】また、工具が工具本体のみからなり、工具
本体が直接主軸に装着される場合には、工具本体に直接
記録媒体を設けるようにすればよいが、工具が工具本体
とこれを支持する工具ホルダーとから構成され、工具ホ
ルダーを介して前記主軸に装着される場合には、工具ホ
ルダーに記録媒体を設ける方がスペースを確保する上で
有利である。

【００１７】なお、この構成においては、許容回転速度
を特定可能とする情報として主軸に装着された工具の許
容回転速度データそのものを取得するように構成してお
けば、プログラムされている設定回転速度と、情報取得
手段により取得した情報そのものとを直接比較して適合
性の有無判定を行うことができるため、判定処理を効率
的に行うことが可能となる。但し、記録媒体に工具の識
別情報を記録し、情報取得手段により読取られる識別情
報に基づいて工具を識別して、この識別結果に基づい
て、予め記憶されている該工具の許容回転速度データと
設定回転速度とを比較するように構成しても勿論構わな
い。

【００１８】上記の工作機械においては、さらに駆動中
の主軸の振動を検出する振動検出手段を設け、検出振動
レベルが所定の閾値レベルを越えると、前記主軸の駆動
を強制的に停止させるように制御手段を構成するのが好
ましい。

【００１９】この構成によれば、例えば、経年劣化した
ツーリングの破損等を未然に防止することが可能とな
る。なお、この場合には、主軸の強制停止を報知する報
知手段をさらに設け、オペレーターによる管理作業の向
上を図るのが望ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００２１】図１は、本発明に係る工作機械のヘッド部
分の構成とその制御系を概略的に示している。この図に
示す工作機械１０は、例えばマシニングセンタであり、
同図に示すようなヘッド１２を有している。図示を省略
しているが、このヘッド１２は直交三方向に移動可能な
移動機構上に固定されており、該移動機構の移動に伴い
該ヘッド１２に装着される後記工具本体３０ａをワーク
に対して相対的に移動させながら（送りながら）、ワー
クに対して加工を施すように構成されている。

【００２２】上記ヘッド１２は、ケーシング１４を有し
これに主軸１６を支持するとともに、全体がこの主軸１
６を出力軸とするモータとしての態をなしている。すな
わち、ケーシング１４には、左右方向（同図で左右方
向）に延びる中空部１４ａが形成され、主軸１６がこの
中空部に挿入されている。そして、主軸１６の前後両端
部分がそれぞれボールベアリング１８ａ，１８ｂを介し
て支持されることにより、主軸１６がケーシング１４に
対して回転可能に保持されるとともに、これら前後ベア
リング１８ａ，１８ｂの間において、主軸１６にロータ
２０ａが直接組付けられる一方、前記中空部１４ａの内
面に前記ロータ２０ａに対向してステータ２０ｂが組付
けられている。これによりステータ２０ｂへの通電によ
り主軸１６が回転駆動されるように構成されている。な
お、以下の説明では説明の便宜上、ロータ２０ａ及びス
テータ２０ｂをモータ２０とよぶ。

【００２３】前記ケーシング１４の内部であって、主軸
１６の後端部分（同図では右側端部）にはエンコーダ等
の速度検出装置２２が組付けられており、工作機械１０
の駆動時には、後述する主軸モータ用アンプ４２に回転
速度信号を出力（フィードバック）するように構成され
ている。

【００２４】一方、主軸１６の前端部には、詳しく図示
していないが例えばコレットチャック等の構造を有した
取付部１６ａが設けられており、この取付部１６ａに対
してツーリング３０（工具）が脱着可能に装着されるよ
うに構成されている。

【００２５】ツーリング３０とは、エンドミル等の工具
本体３０ａを工具ホルダー３０ｂに予め組付けた組立体
で、異なる工具本体３０ａを組付けた複数種類のツーリ
ング３０が選択的に主軸１６に装着されるようになって
いる。なお、各ツーリング３０は、所定の工具マガジン
内に収納されており、作業時には、図外のＡＴＣ（自動
工具交換装置）によって工具マガジンから取出されて自
動的に主軸１６の前記取付部１６ａに装着されるように
構成されている。

【００２６】各ツーリング３０には、詳しく図示してい
ないが、その使用条件等を記憶させたメモリチップ３２
が夫々前記工具ホルダー３０ｂの外周面部分に組付けら
れており、ツーリング３０が主軸１６に装着されると、
メモリチップ３２に記憶されている情報がケーシング１
４の前端部に設けられた読取りヘッド２４（読取り装
置；情報取得手段）により読取られて後述するコントロ
ーラ４０に送信されるように構成されている。より詳し
く説明すると、前記メモリチップ３２は発信器を内蔵し
た読み書き可能な記憶媒体であって、このメモリチップ
３２が前記読取りヘッド２４に対向するように主軸１６
に対してツーリング３０が装着されることにより、メモ
リチップ３２から発信される情報を読取りヘッド２４が
受信するように構成されている。

【００２７】なお、同図中、符号２６は主軸１６の振動
（主軸１６の中心軸と直交する方向の振動；同図では上
下方向の振動）を検出する振動検知センサ（振動検出手
段）で、検出した振動レベルに対応する電圧信号をアン
プ４７を介して増幅してからコントローラ４０に出力す
るように構成されている。

【００２８】この工作機械１０は、同図に示すようにそ
の駆動を制御するコントローラ４０を有している。この
コントローラ４０は、論理演算を実行する周知のＣＰ
Ｕ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め
記憶するＲＯＭ、装置動作中に種々のデータを一時的に
記憶するＲＡＭ等から構成されており、プログラム作成
用コンピュータから入力される加工プログラムに従って
工作機械１０の駆動を制御するように構成されている。

【００２９】コントローラ４０には、主軸モータ用アン
プ４２及び送りモータ用アンプ４４が接続されており、
前記モータ２０およびその速度検出装置２２が主軸モー
タ用アンプ４２に接続されている。また、概略的に示し
ているが、前記ヘッド１２を定められた方向に移動させ
る（送る）ための移動機構の駆動源であるモータ４６お
よびその速度検出装置が送りモータ用アンプ４４に夫々
接続されている。

【００３０】図２は、前記コントローラ４０のうち、特
に主軸１６の回転速度およびヘッド１２の送り速度を制
御する部分の機能構成をブロック図で示している。

【００３１】この図に示すように、コントローラ４０は
主制御手段５０、回転速度判定手段５２、目標速度設定
手段５４および振動レベル判定手段５６を含んでいる。

【００３２】主制御手段５０は、工作機械１０の駆動を
統括的に制御するもので、目標速度設定手段５４におい
て設定される目標速度で主軸１６およびヘッド１２を駆
動すべく前記主軸モータ用アンプ４２および送りモータ
用アンプ４４に制御信号を出力するように構成されてい
る。また、振動レベル判定手段５６による判定結果に応
じて、必要な場合には主軸１６の駆動を強制的に停止さ
せるべく主軸モータ用アンプ４２および送りモータ用ア
ンプ４４に制御信号を出力する。なお、主軸１６等を強
制的に停止させる場合等にはアラーム４８（図１参照）
に制御信号を出力してアラーム４８を作動させるように
構成されている。

【００３３】回転速度判定手段５２は、読取りヘッド２
４により読取られた前記メモリチップ３２の記録情報と
加工プログラムの内容とが適合するか否かを判断するも
のである。すなわち、メモリチップ３２には、使用条件
等としてツーリングNo.およびツーリング３０の許容回
転速度（ＳＬ）を示す情報が記録されており、回転速度
判定手段５２は、これらの情報のうち許容回転速度(Ｓ
Ｌ)と加工プログラムにおいて設定されている回転速度
（設定回転速度（Ｓｐ））とを比較し、設定回転速度
(Ｓｐ)が許容回転速度(ＳＬ)以下に設定されているか否
かを判定してその結果を目標速度設定手段５４に出力す
るように構成されている。

【００３４】目標速度設定手段５４は、前記回転速度判
定手段５２の判定結果に応じて主軸１６の目標回転速度
（Ｓ）およびヘッド１２の目標送り速度（Ｆ）を決定す
るものである。具体的には、前記回転速度判定手段５２
での判定結果が適合である場合、すなわち設定回転速度
(Ｓｐ)が許容回転速度(ＳＬ)以下の場合には、主軸１６
の目標回転速度(Ｓ)およびヘッド１２の目標送り速度
(Ｆ)として、夫々加工プログラムにおいて設定されてい
る設定回転速度(Ｓｐ)、設定送り速度(Ｆｐ)をそのまま
設定する。一方、回転速度判定手段５２での判定結果が
不適合である場合、つまり設定回転速度(Ｓｐ)が許容回
転速度(ＳＬ)を越えている場合には、主軸１６の目標回
転速度(Ｓ)として許容回転速度(ＳＬ)を設定する。ま
た、ヘッド１２の目標送り速度（Ｆ）については、主軸
１６の設定回転速度（Ｓｐ）に対する上記目標回転速度
（Ｓ）の比率（すなわち、Ｓ／Ｓｐ（＝ＳＬ／Ｓｐ））
と同じ比率で設定送り速度（Ｆｐ）を減速した値（Ｆｐ
×Ｓ／Ｓｐ）を設定するように構成されている。

【００３５】振動レベル判定手段５６は、振動検知セン
サ２６により検出される振動レベル（Ｖｍ）が許容値
（Ｖｓ；閾値）を越えた場合に主制御手段５０に信号を
出力するもので、主制御手段５０は、その信号に応じて
主軸１６の回転を停止すべく主軸モータ用アンプ４２等
に制御信号を出力するように構成されている。すなわ
ち、当実施形態においては、上記主制御手段５０、目標
速度設定手段５４及び振動レベル判定手段５６により本
発明の制御手段が構成されている。

【００３６】次に、上記のような工作機械１０の駆動制
御について図３のフローチャートを用いて説明する。

【００３７】まず、ステップＳ１で加工プログラムを読
込む。次いで、ＡＴＣを作動し、指定されているツーリ
ング３０を工具マガジンから取出してヘッド１２に装着
する（ステップＳ２）。この際、先に加工が行われてツ
ーリング３０が既に装着されている場合には、該ツーリ
ング３０を主軸１６から取出した後、新たなツーリング
３０を装着する。

【００３８】ツーリング３０の装着が完了すると読取り
ヘッド２４により該ツーリング３０に組付けられたメモ
リチップ３２の記録情報を読取り、ツーリングNo.の照
会を行う（ステップＳ３，Ｓ４）。

【００３９】ここで、ツーリングNo.の照会ができない
場合、つまりプログラムされているツーリング３０と異
なる種類のツーリング３０が装着されていると判断した
場合には、ステップＳ１１に移行し、アラーム４８を作
動してオペレーターに報知する。なお、この場合には、
例えばオペレーターによるリセット操作等に基づきツー
リング３０をＡＴＣにより工具マガジンに戻した後、ス
テップＳ１にリターンする。

【００４０】一方、ツーリングNo.を照会できた場合に
は、次にプログラムされている主軸１６の設定回転速度
(Ｓｐ)がツーリング３０の許容回転速度(ＳＬ)以下に設
定されているか否かを判断する（ステップＳ５）。

【００４１】ここで、設定回転速度(Ｓｐ)がツーリング
３０の許容回転速度(ＳＬ)以下に設定されていると判断
した場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）、主軸１６の目
標回転速度（Ｓ）を設定回転速度（Ｓｐ）に、またヘッ
ド１２の目標送り速度（Ｆ）を設定送り速度（Ｆｐ）に
夫々設定する（ステップＳ６）。

【００４２】一方、設定回転速度(Ｓｐ)がツーリング３
０の許容回転速度(ＳＬ)以下に設定されていないと判断
した場合には（ステップＳ５でＮＯ）、主軸１６の目標
回転速度（Ｓ）として許容回転速度(ＳＬ)を設定すると
ともに、ヘッド１２の目標送り速度（Ｆ）として、上述
したように設定送り速度（Ｆｐ）を主軸１６の減速比率
と同比率で減速した値（Ｆｐ×Ｓ／Ｓｐ（＝Ｆｐ×ＳＬ
／Ｓｐ））を設定する（ステップＳ１２）。

【００４３】目標回転速度の設定が完了したら主軸１６
を目標回転速度（Ｓ）で回転駆動し、振動レベル（Ｖ
ｍ）の判定を行う（ステップＳ７，Ｓ８）。

【００４４】ここで、主軸１６の振動レベル（Ｖｍ）が
許容値（Ｖｓ）未満であると判断した場合には、ヘッド
１２を前記目標送り速度（Ｆ）で駆動しながら加工を開
始する（ステップＳ９）。そして、最終的に加工が完了
したと判断したら（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステッ
プＳ１にリターンして次ぎの加工プログラムの読込みを
行う。

【００４５】なお、主軸１６の始動直後に主軸１６の振
動レベル（Ｖｍ）が許容値（Ｖｓ）を越えたと判断した
場合には（ステップＳ８でＮＯ）、アラーム４８を作動
してオペレーターに報知するとともに、主軸１６の回転
を強制的に停止する。なお、この場合には、例えばオペ
レーターによる所定のリセット操作等に基づきツーリン
グ３０をＡＴＣによって工具マガジンに戻した後、ステ
ップＳ１にリターンする。

【００４６】以上説明したように、この工作機械１０に
よれば、ツーリング３０に許容回転速度（ＳＬ）を示す
情報を記憶したメモリチップ３２を予め組付けておき、
作業時には、該チップ３２の情報（許容回転速度（Ｓ
Ｌ））を読み取ってプログラムされている主軸１６の設
定回転速度(Ｓｐ)と比較し、設定回転速度(Ｓｐ)が許容
回転速度（ＳＬ）を越えている場合には、主軸１６の目
標回転速度(Ｓ)を許容回転速度(ＳＬ)に設定するように
構成されているので、ツーリング３０がその許容回転速
度（ＳＬ）を越えて駆動されることがない。そのため、
例えばプログラム上、誤って主軸１６の設定回転速度
（Ｓｐ）が許容回転速度（ＳＬ）を越えて設定された場
合でも、ツーリング３０が許容回転速度（ＳＬ）を越え
て駆動されて破損に至るといった事態の発生を確実に防
止することができ、これにより工作機械の安全性を高め
ることができるという効果がある。

【００４７】その上、主軸１６の目標回転速度（Ｓ）と
して許容回転速度（ＳＬ）を設定した場合、つまり設定
回転速度（Ｓｐ）に対して目標回転速度（Ｓ）を減速設
定した場合には、ヘッド１２の目標送り速度（Ｆ）につ
いても、この回転速度の減速比率（割合）と同じ比率で
設定送り速度（Ｆｐ）を減速した値（Ｆｐ×Ｓ／Ｓｐ
（＝Ｆｐ×ＳＬ／Ｓｐ））を設定するように構成されて
いるので、ツーリング３０の過負荷による破損をより効
果的に防止することができるという効果がある。すなわ
ち、ヘッド１２の設定送り速度（Ｆｐ）は、主軸１６の
設定回転速度（Ｓｐ）との関係で例えば工具本体３０ａ
の一刃当りの送り量が特定の値となるように設定されて
おり、そのため、主軸１６の設定回転速度（Ｓｐ）に対
して目標回転速度（Ｓ）のみを減速設定すると、この一
刃当りの送り量が増大してツーリング３０（特に工具本
体３０ａ）の過負荷による破損の原因となることが考え
らえる。これに対し、主軸１６の目標回転速度（Ｓ）を
設定回転速度（Ｓｐ）から許容回転速度（ＳＬ）に減速
して設定した場合に、この減速比率と同比率で設定送り
速度（Ｆｐ）を減速した値（Ｆｐ×Ｓ／Ｓｐ（＝Ｆｐ×
ＳＬ／Ｓｐ））をヘッド１２の目標送り速度（Ｆ）とし
て設定しておけば、工具本体３０ａの一刃当りの送り量
が一定に保たれ、上記のようなツーリング３０の破損を
防止することが可能となる。

【００４８】さらに、上記の工作機械１０では、振動検
知センサ２６を設け、作業前に予め主軸１６の振動レベ
ル（Ｖｍ）が許容値（Ｖｓ）以上である否かを判断し、
許容値（Ｖｓ）以上である場合には作業に移ることなく
主軸１６の回転を強制的に停止させるように構成されて
いるので、ツーリング３０の経年劣化等による破損を未
然に防止することができ、これにより更に安全性を高め
ることができるという効果もある。すなわち、ツーリン
グ３０を長期に亘り使用していると工具本体３０ａの摩
耗又は工具に付くキズ等によりその回転バランスが損な
われ、遠心力によるツーリング３０の変形が増大して破
損に至ることが知られている。この場合、ツーリング３
０の変形量が増大すると、これに伴い主軸１６の振動が
大きくなるため、上記のように許容値（Ｖｓ）を定めて
主軸１６の振動レベル（Ｖｍ）をモニターすることでツ
ーリング３０の劣化状態をある程度把握することが可能
となる。そして、振動レベル（Ｖｍ）が許容値（Ｖｓ）
を越えた場合に主軸１６を停止させてツーリング３０の
交換等を行うことにより、作業中のツーリング３０の破
損を未然に防止することができる。

【００４９】ところで、以上説明した工作機械１０は、
本発明に係る工作機械１０の一の実施の形態であってそ
の具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適
宜変更可能である。

【００５０】例えば、上記工作機械１０では、ツーリン
グ３０に許容回転速度（ＳＬ）を記録したメモリチップ
３２を組付けておき、この速度情報を読取りヘッド２４
により読取ってプログラムされている設定回転速度（Ｓ
ｐ）と比較するようにしているが、例えば、各ツーリン
グ３０のチップ３２にツーリング３０の識別情報（ツー
リングNo.）のみを記憶させておく一方、図４に示すよ
うに、各ツーリング３０に対応する許容回転速度（Ｓ
Ｌ）を記憶した記憶手段５５をコントローラ４０に設け
ておき、読取りヘッド２４によりチップ３２から読取っ
たツーリングNo.に対応する許容回転速度（ＳＬ）を記
憶手段５５から回転速度判定手段５２に読み出して設定
回転速度（Ｓｐ）と比較するように構成してもよい。

【００５１】この場合、ツーリングNo.の記録媒体とし
てメモリチップ３２の代わりにバーコードをツーリング
３０に記すとともに、情報取得手段として読取りヘッド
２４の代わりにバーコードリーダーを設けるようにして
もよい。なお、メモリチップ３２やバーコード等の記録
媒体は、可能な場合には直接工具本体３０ａに設けるよ
うにしてもよい。

【００５２】また、上記工作機械１０では、主軸１６の
設定回転速度（Ｓｐ）がツーリング３０の許容回転速度
（ＳＬ）を越えている場合には、主軸１６の目標回転速
度（Ｓ）を許容回転速度（ＳＬ）に設定するように構成
されているが、勿論、許容回転速度（ＳＬ）未満の速度
に設定するようにしてもよい。

【００５３】また、主軸１６の目標回転速度（Ｓ）を設
定回転速度（Ｓｐ）に対して減速設定した場合のヘッド
１２の目標送り速度（Ｆ）の設定については、安全性を
保証できるような場合には、必ずしも主軸１６の目標回
転速度（Ｓ）設定時の減速比率と同じ比率で目標送り速
度（Ｆ）を減速設定する必要はない。

【００５４】さらに、上記工作機械１０では、本発明の
不適合処理として、つまり図３のステップＳ５において
ＮＯと判断した場合の処理として、上述したように主軸
１６の目標回転速度（Ｓ）を許容回転速度（ＳＬ）に設
定した上で作業を続行するように構成しているが、他の
不適合処理として、例えば、直ちに作業を停止してその
旨をアラーム４８等によりオペレーターに報知するなど
の処理を行うようにしてもよい。

【００５５】なお、上記のように、ツーリング３０に記
録媒体（メモリチップ３２）を設け、この記録媒体の情
報の読取りに基づいてツーリング３０の許容回転速度
（ＳＬ）を特定する以外に、キーボード等を用いてオペ
レーターがツーリング３０の許容回転速度（ＳＬ）を直
接入力することにより、例えば作業毎にツーリング３０
の設定回転速度（Ｓｐ）と許容回転速度（ＳＬ）との適
合性の有無判断を行わせるようにしてもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の工作機械
は、主軸に装着される工具の許容回転速度を特定可能と
する情報を取得する情報取得手段を設け、この情報取得
手段により取得された情報に基づいて特定される工具の
許容回転速度と予めプログラムされている主軸の設定回
転速度とを比較してその適合の有無を判定し、不適合の
場合には主軸が設定回転速度で駆動されるのを防止する
所定の不適合処理を実行するようにしているので、誤っ
て加工プログラムが作成された場合でも、主軸が不適性
な設定回転速度のままで駆動されることがない。従っ
て、例えば工具が許容回転速度を越えて回転駆動されて
破損に至るといった事態の発生を未然に防止することが
でき、その結果、安全性を高めることができるという効
果がある。

【００５７】また、駆動中の主軸の振動を検出する振動
検出手段をさらに設け、検出振動レベルが所定の閾値レ
ベルを越える場合に主軸の駆動を強制的に停止させるよ
うにしておけば、例えば経年劣化した工具が作業中に破
損するといった事態の発生を未然に防止することが可能
となり、その結果、より一層安全性を高めることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる工作機械のヘッド部分の構成と
その制御系を概略的に示す図である。

【図２】コントローラの機能構成（主軸の回転速度およ
びヘッドの送り速度を制御する部分）を示すブロック図
である。

【図３】工作機械の駆動制御の一例を示すフローチャー
トである。

【図４】工作機械の変形例に係るコントローラの機能構
成（主軸の回転速度およびヘッドの送り速度を制御する
部分）を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ 工作機械 １２ ヘッド １６ 主軸 ２４ 読取りヘッド（読取り装置；情報取得手段） ３０ ツーリング（工具） ３０ａ 工具本体 ３０ｂ 工具ホルダー ３２ メモリチップ（記録媒体） ２０，４６ モータ ４０ コントローラ ５０ 主制御手段（制御手段） ５２ 回転速度判定手段 ５４ 目標速度設定手段（制御手段） ５６ 振動レベル判定手段（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C001 KA04 KB09 TA06 TB08 3C029 CC01 5H269 AB01 AB31 BB12 CC17 EE01 EE11 GG02 NN07 PP02 PP03

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械本体の主軸に工具を脱着可能に装着
   し、前記主軸の駆動により工具を回転させてワークを加
   工する工作機械において、 前記主軸に装着される工具の許容回転速度を特定可能と
   する情報を取得する情報取得手段と、この情報取得手段
   により取得された情報に基づいて特定される工具の許容
   回転速度と予めプログラムされている主軸の設定回転速
   度とを比較してその適合性の有無を判定する判定手段
   と、この判定手段による判定結果が適合の場合に前記主
   軸を設定回転速度で駆動させる一方、判定結果が不適合
   の場合には、主軸が設定回転速度で駆動されるのを防止
   する所定の不適合処理を実行すべく機械本体の駆動を制
   御する制御手段とを備えていることを特徴とする工作機
   械。
2. 【請求項２】 請求項１記載の工作機械において、 前記工具にその許容回転速度を特定可能とする情報を記
   録した記録媒体が設けられ、前記情報取得手段は、主軸
   に装着された工具の前記記録媒体に記録された情報を読
   取るように構成されていることを特徴とする工作機械。
3. 【請求項３】 請求項２記載の工作機械において、 前記記録媒体として記憶情報を無線信号として発信可能
   なメモリチップが前記工具に設けられ、前記情報取得手
   段として前記メモリチップから発信される情報を受信す
   ることにより非接触で記録情報を読取る読取り装置が設
   けられていることを特徴とする工作機械。
4. 【請求項４】 請求項２記載の工作機械において、 前記記録媒体としてバーコードが前記工具に設けられる
   一方、前記情報取得手段としてバーコードリーダーが設
   けられていることを特徴とする工作機械。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４の何れかに記載の工作機
   械において、 前記工具は、工具本体とこれを支持する工具ホルダーと
   からなり、工具ホルダーを介して前記主軸に装着される
   ものであって、前記記録媒体は、前記工具ホルダーに設
   けられていることを特徴とする工作機械。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載の工作機
   械において、 許容回転速度を特定可能とする情報として、主軸に装着
   された工具の許容回転速度データが取得されるように構
   成されていることを特徴とする工作機械。
7. 【請求項７】 請求項２乃至５の何れかに記載の工作機
   械において、 前記記録媒体に工具の識別情報が記録されるものであっ
   て、前記判定手段は、前記情報取得手段により読取られ
   る識別情報に基づいて工具を識別し、この識別結果に基
   づいて、予め記憶されている該工具の許容回転速度デー
   タと前記設定回転速度とを比較することを特徴とする工
   作機械。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７の何れかに記載の工作機
   械において、 前記判定手段は、前記主軸の設定回転速度が許容回転速
   度を越えている場合に不適合の判定を行うものであっ
   て、制御手段は、前記不適合処理として主軸を許容回転
   速度以下の速度に減速して駆動することを特徴とする工
   作機械。
9. 【請求項９】 請求項８記載の工作機械において、 予めプログラムされている設定送り速度で前記工具をワ
   ークに対して相対移動させるものであって、前記制御手
   段は、前記不適合処理において、設定回転速度に対する
   主軸の減速比率と同比率で前記設定送り速度を減速した
   速度で前記工具を送り駆動することを特徴とする工作機
   械。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９の何れかに記載の工作
    機械において、 駆動中の主軸の振動を検出する振動検出手段をさらに備
    えるものであって、前記制御手段は、検出振動レベルが
    所定の閾値レベルを越えると、前記主軸の駆動を強制的
    に停止させるように構成されていることを特徴とする工
    作機械。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の工作機械において、 主軸の前記強制停止を報知する報知手段をさらに備えて
    いることを特徴とする工作機械。