JP2011154588A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】不正移設を検知し、不正移設後の工作機械の起動を禁止する。
【解決手段】工作機械の本体フレームの底部の溝部２ｃ内に、フォークリフトのフォークからの外力で残留応力が残る銅板製の被測定部材２８を設け、被測定部材２８の一端に加振器２９を他端に振動検出器３０を設置し、工作機械の設置後の初期に加振器２９と振動検出器３０を介して振動を付加して振動データを取得し、基準波形パターンである第１振動特性を演算し記憶しておく。工作機械の電源投入時に、前記同様に今回の振動データを取得し、今回の波形パターンである第２振動特性を演算し記憶しておく。工作機械の移設がない場合には、第１，第２振動特性が一致するが、フォークリフトによる搬送を介して工作機械を移設した場合、被測定部材２８の内部に残留応力が残るため、第１，第２振動特性が一致しなくなるため、その場合は工作機械の起動を禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械に関し、特に工作機械を所定の設置場所から不正に別の設置場所に移設した場合に、その不正移設を検知し、不正移設後の工作機械の起動を禁止するようにしたものである。

従来、工作機械において、工作機械の複製や無許可の転売や輸出を法律により禁止している国への輸出を防止する必要がある。それ故、工作機械の設置場所からの移設を検知する為に、振動センサ、方位センサ、ＧＰＳなどを利用する技術がある。この技術は、電源を外して設置場所からの工作機械の移設を検知した場合に、その後工作機械の電源を投入した際の工作機械起動を禁止するものである。

例えば、特許文献１の振動検出装置は、振動検出手段と、振動履歴記憶手段と、起動禁止手段などを備えている。振動検出手段は、ケース内において所定方向に進退移動可能に設けた錘と、錘を所定方向に付勢するコイルバネと、錘の移動を検出する近接スイッチなどを備えている。振動履歴記憶手段は、レバーとバネなどを備えている。

この振動検出装置は、電源を遮断又は投入した状態で、工作機械が移設の為の移動や地震により振動した場合、錘がバネの付勢力に抗して移動して所定位置を超えると、レバーが錘に係合し、錘が移動したことを近接スイッチで検出することで機械的に振動を検出するように構成している。

特開２００３−３５５９５号公報

特許文献１の振動検出装置は、機械的に振動を検出して工作機械の起動を禁止する構成であるため、工作機械に振動を与えずに移設したときにはその移設を検知できない。他方、工作機械の稼働時の振動や地震発生時に工作機械が振動して錘が移動した場合、工作機械の移設と誤判断して工作機械の使用ができなくなり、工作機械の稼働率が低下するという問題がある。

しかも、特許文献１の振動検出装置は、錘、レバー、バネなどの構成部品が多いため、振動検出装置が大型化し、製作コストが高価になり、設置スペースも大きくなる。

本発明の目的は、工作機械の移設の有無を簡単な構成で確実に検知し、移設後の工作機械の起動を禁止可能な工作機械を提供することである。

請求項１の工作機械は、所定の設置場所から搬送手段による搬送を介して移設可能な工作機械において、工作機械の本体フレームに取り付けられ且つ搬送手段を介して行う移設時に振動特性が変化する被測定部材と、被測定部材に振動を付加する加振手段と、加振手段で振動を付加中に被測定部材の振動を検出する振動検出手段と、振動検出手段から受ける被測定部材の振動データ又は振動データから演算した振動関連データを記憶するデータ記憶手段と、データ記憶手段に記憶した前回のデータから得られる第１振動特性と、今回のデータから得られる第２振動特性とを比較し、第１，第２振動特性が一致するか否か判定する判定手段と、判定手段が否定判定した場合に、工作機械の起動を禁止する起動禁止手段を備えたことを特徴としている。

請求項２の工作機械は、請求項１の発明において、被測定部材は、本体フレームのうち、工作機械の動作時（および地震発生時）に外力を受けない部位に設けたことを特徴としている。
請求項３の工作機械は、請求項２の発明において、被測定部材は、本体フレームのうち、搬送手段による搬送中に外力が作用する部位に設けたことを特徴としている。

請求項４の工作機械は、請求項１の発明において、加振手段は、工作機械自体で構成され、工作機械の稼働時に工作機械で発生する振動を被測定部材に付加することを特徴としている。
請求項５の工作機械は、請求項１の発明において、加振手段は、複数の圧電素子を積層した圧電素子積層体を有する加振器からなることを特徴としている。

請求項６の工作機械は、請求項１〜５の発明の何れか１項において、第１振動特性は、工作機械の設置後の初期の時期に演算された基準振動特性であることを特徴としている
請求項７の工作機械は、請求項１〜５の発明の何れか１項において、第１振動特性は、工作機械の電源遮断時に演算されて更新されるデータから求められることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、工作機械の本体フレームに取り付けられ且つ搬送手段を介して行う移設時に振動特性が変化する被測定部材と、この被測定部材に振動を付加する加振手段と、振動付加中に被測定部材の振動を検出する振動検出手段と、振動データ又は振動関連データを記憶するデータ記憶手段と、前回のデータから得た第１振動特性と、今回のデータから得た第２振動特性とを比較し、第１，第２振動特性が一致するか否か判定する判定手段と、第１，第２振動特性が一致しない場合に、工作機械の起動を禁止する起動禁止手段とを設けたので、簡単な構成で確実に工作機械の移設を検知することができ、移設後の工作機械の起動を確実に禁止することができる。

被測定部材は、搬送手段による搬送を介して行う移設により振動特性が変化するので、工作機械が地震により振動したり又は稼働中に振動しても被測定部材の振動特性は変化しないから、工作機械の移設を誤判断するのを確実に防止することができる。

請求項２の発明によれば、被測定部材は、本体フレームのうち、工作機械の動作時に外力を受けない部位に設けたので、地震や稼働時に工作機械が振動しても被測定部材の振動特性は変化しないため、工作機械の移設を誤判断するのを確実に防止できる。

請求項３の発明によれば、被測定部材は、本体フレームのうち、搬送手段による搬送中に外力が作用する部位に設けたので、移設後の被測定部材に残る残留応力により振動特性が変化することで、工作機械の移設を確実に検知することができる。

請求項４の発明によれば、加振手段は、工作機械自体で構成され、工作機械の稼働時に工作機械で発生する振動を被測定部材に付加するので、工作機械に独立の加振手段を追加する必要がなく、製作費を節減できる。

請求項５の発明によれば、加振手段は、複数の圧電素子を積層した圧電素子積層体を有する加振器からなるので、小型の加振器を実現できる。
請求項６の発明によれば、第１振動特性は、工作機械の設置後の初期の時期に演算された基準振動特性であるので、第１振動特性を複数回求める必要がない。

請求項７の発明によれば、第１振動特性は、工作機械の電源遮断時に演算されて更新されるデータから求められるので、設置場所の環境状況に応じて第１振動特性を最新のデータに更新することができる。工作機械１の移設検知の信頼性を高めることができる。

本発明の実施例１に係る工作機械の正面図である。 工作機械の機械本体の斜視図である。 工作機械移設前の被測定部材とその周辺部の断面図である。 工作機械移設後の被測定部材とその周辺部の断面図である。 工作機械の制御系のブロック図である。 移設検知制御のフローチャートの一部である。 振動検出器で検出された振動の基準波形パターンの説明図である。 移設検知制御のフローチャートの残部である。 振動検出器で検出された今回の波形パターンの説明図である。 実施例２に係る図６相当図である。 実施例３に係る図３相当図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

図１、図２に示す工作機械１は、ワークと工具とが相対移動することで、ワークに所望の機械加工（例えば、「穴あけ」、「タップ切り」、「フライス加工」等）を施すことができる数値制御方式のマシニングセンタである。この工作機械１は、基台となる鋳鉄製の本体フレーム２と、この本体フレーム２の上に装備してワークの切削加工を行う機械本体３と、機械本体３と本体フレーム２の上面側を覆う箱状のスプラッシュカバー４と、工作機械１の移設を検知する移設検知装置５とを備えている。

本体フレーム２はＹ軸方向（図１の紙面直交方向）に長い略直方体状に形成してある。本体フレーム２の底面２ｂの四隅に脚部２ａを夫々設け、これら４本の脚部２ａを工場等の床面上に設置することにより、工作機械１を所定の設置場所に設置する。

本体フレーム２の底面２ｂには、その長手方向（Ｙ軸方向）に延びる下端解放状の１対の溝部２ｃを設けてある。これら１対の溝部２ｃは、底面２ｂの左右に所定間隔あけて設けてある。本体フレーム２の前面２ｄには、溝部２ｃの前端が開口している。これら１対の溝部２ｃは、工作機械１をフォークリフト（搬送手段に相当する）で持ち上げて設置場所から別の場所に搬送するときのフォークＦの差込口である。

スプラッシュカバー４の内側に機械本体３とその加工領域を設けてある。スプラッシュカバー４の前面に開口部を設け、その開口部に１対のスライド式の開閉扉６，７を設けてある。

正面開口部の右側に、工作機械１を操作する正面視長方形状の操作パネル９を設けてある。この操作パネル９は、テンキーと各種操作スイッチを備えたキーボード１０とディスプレイ１１を有する。ディスプレイ１１は、設定画面又は実行動作を表示する為のものであり、キーボード１０の上方に設けてある。

作業者は、この操作パネル９のディスプレイ１１を確認しながらキーボード１０を操作することによって、ワークを加工する為の加工プログラムや、工具情報、各種パラメータ等を夫々設定する。

次に、機械本体３について説明する。
図２に示すように、機械本体３は本体フレーム２の上面上に設けてある。機械本体３がワーク毎の加工プログラムに従ってワークの加工を行う。機械本体３は、コラム１２と、コラム１２に対して昇降自在の主軸ヘッド１３と、主軸ヘッド１３に装備した主軸１４と、工具交換装置１５と、本体フレーム２に対してＸ軸方向（左右方向）とＹ軸方向に独立に移動可能なテーブル８とを有する。コラム１２は、本体フレーム２の後部に配置したコラム座部１６に固定され且つ鉛直上方に延びている。主軸ヘッド１３は、コラム１２の前面に昇降可能に設けてある。主軸ヘッド１３は主軸１４を回転可能に支持している。

自動工具交換装置１５は、主軸ヘッド１３の右側に設けてある。自動工具交換装置１５は、主軸１４の先端に装着する工具付きの工具ホルダを加工プログラムに基づいて自動的に交換する。コラム１２の背面側に箱状の制御ボックス１７を設けてある。この制御ボックス１７は、工作機械１の動作を制御する制御装置１８（図５参照）を備えている。

図２、図５に示すように、テーブル８は、Ｙ軸方向へ移動可能な支持台２１の上部に設けてある。支持台２１上の１対のＸ軸送りガイドがテーブル８をＸ軸方向へ移動自在に案内し、Ｘ軸モータ１９とＸ軸ボールネジ機構（図示略）とがテーブル８をＸ軸方向へ移動駆動する。本体フレーム２上の１対のＹ軸送りガイドが支持台２１をＹ軸方向へ移動自在に案内し、Ｙ軸モータ２０とＹ軸ボールネジ機構（図示略）とが支持台２１をＹ軸方向へ移動駆動する。

テーブル８を中央に挟んでテーブル８の左右両側に、テレスコピック式に収縮するテレスコピックカバー２２，２３を夫々設けている。支持台２１を中央に挟んで支持台２１の前後両側に、テレスコピックカバー２４とＹ軸後カバー（図示略）を夫々設けている。
主軸ヘッド１３は、コラム１２内を上下方向に延びるＺ軸ボールネジシャフト（図示略）に対してナット部（図示略）を介して連結している。主軸ヘッド１３は、サーボモータからなるＺ軸モータ２５によりＺ軸方向（鉛直方向）に昇降する。

主軸ヘッド１３の上部に設けた主軸モータ２６が主軸１４を回転駆動する。主軸１４は、その先端部分に下方に向かって拡径するホルダ取付穴（図示略）を有する。自動工具交換装置１５は、工具付きの工具ホルダを複数収納する工具マガジン２７と、主軸１４から取り外した工具ホルダと主軸１４に取り付ける工具ホルダとを把持して搬送する為の工具交換アーム２８を有する。工具マガジン２７は、工具ホルダを夫々収納した複数の工具ポットと、それら工具ポットを工具マガジン２７内で搬送する搬送機構を備えている。

次に、工作機械１の移設を検知する移設検知装置５について説明する。
移設検知装置５は、工作機械１を所定の設置場所からフォークリフト等の搬送手段による搬送を介して別の設置場所に移設したことを検知し、移設された場合には、工作機械１の電源投入時にその起動を禁止するものである。

図１〜図５に示すように、移設検知装置５は、フォークリフトによる搬送を介して行う工作機械１の移設時に振動特性が変化する被測定部材２８と、被測定部材２８に振動を付加する加振器２９（加振手段）と、加振器２９で振動を付加中に被測定部材２８の振動を検出する振動検出器３０（振動検出手段）と、前記制御装置１８の制御部４０などを備えている。

この移設検知装置５は、被測定部材２８に内部応力がない状態（図３の状態）における弾性波の伝播特性と、被測定部材２８の内部に残留応力が存在する状態（図４の状態）における弾性波の伝播特性とが異なるという音弾性効果を利用して、被測定部材２８の残留応力を介して、工作機械１の移設を検知するものである。

図１〜図４に示すように、本体フレーム２の一方の溝部２ｃ（例えば、工作機械１に向って左側の溝部２ｃ）の内部の上部に、例えば深さ数ｍｍの断面矩形の凹溝３１ａを備えた鋼板部材３１を配置して本体フレーム２に固定している。鋼板部材３１は溝部２ｃに沿って延びている。鋼板部材３１の下面に緩衝板３２を介在させて被測定部材２８を固定している。緩衝板３２と被測定部材２８も鋼板部材３１に沿って延びている。鋼板部材３１と被測定部材２８の間にはフォークリフトのフォークＦよりも幅の大きい凹溝３１ａを形成している。

被測定部材２８は、フォークリフトにより搬送する際にフォークＦに作用する工作機械１の重量を受けて残留応力が残る金属材料で構成している。前記金属材料としては、銅、アルミ合金、亜鉛合金などのヤング率の小さな金属材料を適用可能であるが、本実施例では、被測定部材２８を例えば厚さ２〜５ｍｍの銅板で構成している。
緩衝板３２は、被測定部材２８に付加された振動（弾性波）が鋼板部材３１の方へ伝搬しにくくする為のものであり、例えば厚さ１ｍｍ程度の硬質合成樹脂の薄板で構成している。但し、緩衝板３２は省略してもよい。

加振器２９は、被測定部材２８の一端に取り付けている。振動検出器３０は、被測定部材２８の他端に取り付けている。加振器２９は、例えば、複数の圧電素子を積層した圧電素子積層体を有する加振器である。振動検出器３０は、振動検出センサで構成することができるが、本実施例では、振動検出器３０としてマイクロホンを採用している。加振器２９から被測定部材２８に振動を付加すると、その振動が弾性波となって被測定部材２８内を伝播し、その弾性波を振動検出器３０が検出する。

ここで、工作機械１を所定の設置場所に設置後、稼働させたとき、工作機械１の通常の動作時（通常の使用状態、つまり機械加工状態）においては、本体フレーム２の底面２ｂは外力を受けないため、被測定部材２８に外力が作用せず内部応力は発生しない。

一方、工作機械１を所定の設置場所からフォークリフトによる搬送を介して移設する場合、図３に示すように、フォークＦを本体フレーム２の前面２ｄから溝部２ｃに差し込んで、工作機械１を１対のフォークＦで持ち上げて搬送する。このとき、工作機械１に向って左側のフォークＦが被測定部材２８の下面に当接し、フォークリフトで工作機械１を持ち上げるときにフォークＦから被測定部材２８に外力が作用する。そして、図４に示すように、被測定部材２８が湾曲状に変形する状態になる。その結果、被測定部材２８には、その外力に起因して残留応力が残ることになる。

次に、制御装置１８の電気的構成について説明する。
図５に示すように、制御装置１８は、制御部４０と、駆動回路４６〜５３と、Ａ／Ｄ変換回路５４等を備えている。制御部４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２及びＲＡＭ４３からなるマイクロコンピュータと、入力インターフェース４４、及び入出力インターフェース４５等を備えている。ＲＯＭ４２は、数値制御の制御プログラム、図６と図８に示す移設検知制御の制御プログラム等を格納している。ＲＡＭ４３は、ワーク加工用の複数のワーク別加工プログラム、ＣＰＵ４１による種々の演算処理に必要な種々のワークメモリ等を備えている。

入力インターフェース４４は、操作パネル９のキーボード１０に電気的に接続されている。入出力インターフェース４５は、Ｘ軸モータ１９を駆動するＸ軸駆動回路４６と、Ｙ軸モータ２０を駆動するＹ軸駆動回路４７と、Ｚ軸モータ２５を駆動するＺ軸駆動回路４８と、主軸モータ２６を駆動する主軸駆動回路４９と、クーラント用のポンプ５５を駆動するポンプ駆動回路５０と、液晶ディスプレイ１１を駆動するＬＣＤ駆動回路５１と、警報表示部５６を駆動する警報駆動回路５２と、加振器２９を駆動する加振器駆動回路５３と、振動検出器３０から供給されるアナログの振動検出信号をデジタルの振動データに変換するＡ／Ｄ変換回路５４等に電気的に接続されている。

各軸モータ１９，２０，２５，２６は、夫々ロータリエンコーダ１９ａ，２０ａ，２５ａ，２６ａを有し、ロータリエンコーダ１９ａ，２０ａ，２５ａ，２６ａの検出信号は、夫々、各軸駆動回路４６，４７，４８，４９へ供給されている。

次に、工作機械１の移設を検知する移設検知制御について説明する。
最初に、移設検知制御のうちの、被測定部材２８の基準振動特性を検出する基準振動特性検知制御について、図６のフローチャートと図７に基づいて説明する。尚、フローチャート中のＳｉ（ｉ＝１，２，・・・）は各ステップを示す。

この基準振動特性検出制御は、工作機械１の設置後の初期の時期に実行する処理である。先ず、電源投入後、ＣＰＵ４１は、振動検出器３０で検出されてＡ／Ｄ変換回路５４から供給された振動データの数をカウントするカウンタＩを「０」に初期化する（Ｓ１）。次にＣＰＵ４１は、加振器駆動回路５３を介して所定数（１〜３程度の数）の駆動パルスで加振器２９を駆動し、被測定部材２８に振動を付加する（Ｓ２）。次に、ＣＰＵ４１は、振動検出器３０で検出し且つＡ／Ｄ変換した振動データをＡ／Ｄ変換回路５４から受けて、ＲＡＭ４３の所定のメモリ（データ記憶手段に相当する）に記憶する（Ｓ３）。

次に、ＣＰＵ４１は、カウンタＩを「１」だけインクリメントし（Ｓ４）、次にカウンタＩのカウント値Ｉが所定値Ｋ（例えば、４０００）以上か否か判定し（Ｓ５）、カウント値Ｉ（振動データの数）が所定値ＫになるまでＳ３，Ｓ４の処理を繰り返す。ＣＰＵ４１は、カウント値Ｉが所定値Ｋになると（Ｓ５；Ｙｅｓ）、ＲＡＭ４３に記憶した振動データを読出し、この振動データに基づいて被測定部材２８の基準波形パターンの波形特性データを演算して作成し、ＲＡＭ４３に記憶する（Ｓ６）。

前記検出した振動データは、例えば図７に示す基準波形パターンを示すものであるが、前記Ｓ６において基準波形パターンを演算するとは、基準波形パターンの特性を表す波形特性データを演算することである。図７に示すように、この波形特性データは、振動付加時刻ｔ０から最初の振動検知時刻ｔ１までの時間から演算される振動伝播時間Δｔ、最初の振動検知時刻ｔ１から最後の振動検知時刻ｔｎまでの振動継続時間ΔＴ、振幅が極大となるピークｐ１〜ｐ８の数、平均振幅ａ、最大振幅Ａ等のデータを含む。この基準波形パターンの波形特性データが、「振動関連データ」に相当し、被測定部材２８の「基準振動特性」、「第１振動特性」に夫々相当する。

次に、工作機械１の電源が投入される毎に制御部４０により実行される移設検知制御について、図８のフローチャートと図９に基づいて説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１１，１２，・・・）は各ステップを示す。先ず、電源投入後、ＣＰＵ４１は、振動データの数をカウントするカウンタＩを「０」に初期化する（Ｓ１１）。

次に、ＣＰＵ４１は、加振器駆動回路５３を介して前記所定数と同じ所定数の駆動パルスで加振器２９を駆動し（Ｓ１２）、被測定部材２８に振動を付加する。次に、ＣＰＵ４１は、振動検出器３０が検出し且つＡ／Ｄ変換した振動データをＡ／Ｄ変換回路５４から受けて、ＲＡＭ４３の所定のメモリに記憶する。

次に、ＣＰＵ４１は、カウンタＩを「１」だけインクリメントし（Ｓ１４）、次にカウンタＩのカウント値Ｉが所定値Ｋ（例えば、４０００）以上か否か判定し（Ｓ１５）、カウント値Ｉ（振動データの数）が所定値ＫになるまでＳ１３，Ｓ１４の処理を繰り返す。ＣＰＵ４１は、カウント値Ｉが所定値Ｋになると（Ｓ１５；Ｙｅｓ）、ＲＡＭ４３に記憶した今回の振動データを読出し、このデータに基づいて被測定部材２８の今回の波形パターンを演算し、ＲＡＭ４３に記憶する（Ｓ１６）。尚、前記今回の波形パターンの演算は、Ｓ６についての説明したのと同様であり、今回の振動データをメモリから読み出し、次のような今回波形パターンの波形特性データを演算する。

図９に示すように、今回の波形パターンの波形特性データは、振動付加時刻ｔ０’から最初の振動検知時刻ｔ１’までの時間から演算される振動伝播時間Δｔ’、最初の振動検知時刻ｔ１’から最後の振動検知時刻ｔｎ’までの振動継続時間ΔＴ’、振幅が極大となるピークｐ１’〜ｐ６’の数、平均振幅ａ’、最大振幅Ａ’等のデータを含む。
この今回の波形特性データが被測定部材２８の今回の「振動関連データ」に相当し、「第２振動特性」に相当する。

次に、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に既に記憶している基準波形パターンと今回の波形パターンを比較演算する（Ｓ１７）。この比較演算においては、振動伝播時間Δｔ，Δｔ’、振動継続時間ΔＴ，ΔＴ’、ピークの数、平均振幅ａ，ａ’、最大振幅Ａ，Ａ’を項目別に比較する。次に、基準波形パターンと今回の波形パターンが一致するか否か判定する（Ｓ１８）。この判定においては、Ｓ１７における比較演算の結果を用いて、全体的に判断して、例えば±１０％以上の差が発生していなければ、基準波形パターンと今回の波形パターンとが一致すると判定し（Ｓ１８；Ｙｅｓ）、例えば±１０％超の差が発生していれば、基準波形パターンと今回の波形パターンとが一致しないと判定する（Ｓ１８；Ｎｏ）。

ここで、工作機械１が移設されることなく最初から設置場所にある場合には、被測定部材２８の内部の残留応力が変化しておらず、図３の状態を維持している場合には、基準波形パターンと今回の波形パターンとが一致し、Ｓ１８の判定がＹｅｓとなる。
しかし、工作機械１がフォークリフトによる搬送を介して移設された場合には、図４に示すように被測定部材２８が外力により変形して残留応力が変化しているため、被測定部材２８の伝播特性の変化により、振動継続時間ΔＴ，ΔＴ’、ピークの数、平均振幅ａ，ａ’、最大振幅Ａ，Ａ’に大きな差が発生する。その結果、Ｓ１８の判定がＮｏとなる。

次に、ＣＰＵ４１は、基準波形パターンと今回の波形パターンが一致した場合（Ｓ１８；Ｙｅｓ）、工作機械１の移設がなかったため、工作機械１を起動させる（Ｓ１９）。一方、今回の波形パターンが基準波形パターンと一致しない場合（Ｓ１８；Ｎｏ）、ＣＰＵ４１は、警報駆動回路５２を介して警告表示部５６を作動させ（Ｓ２０）、工作機械１の起動を禁止する（Ｓ２１）。尚、Ｓ１８を実行するＣＰＵ４１が「判定手段」に相当し、Ｓ２１を実行するＣＰＵ４１が「起動禁止手段」に相当する。

以上説明した工作機械１の移設検知装置５の作用効果について説明する。
この移設検知装置５においては、フォークリフトによる搬送を介して行う工作機械１を移設した場合に被測定部材２８に力がかかり残留応力が残り、振動の波形パターンが変化することを利用して移設を検知する。即ち、基準波形パターンと今回の波形パターンとを比較することにより、工作機械１の移設を検知し、工作機械１の移設を検知したら工作機械１の起動を禁止する。簡単な構成で且つ確実に工作機械１の移設を検知することができ、移設後の工作機械１の起動を確実に禁止することができる。

被測定部材２８は、フォークリフトによる搬送を介して移設する場合にのみ振動の波形パターンが変化し、稼働時の工作機械１の振動や地震による振動では、被測定部材２８は外力を受けないため、被測定部材２８の波形パターンは変化しないから、移設検知装置５の誤動作（誤判断）が生じず、工作機械１の移設検知の作動確実性（信頼性）が格段に向上する。

被測定部材２８は、本体フレーム２の底部のうち、工作機械１の本来の機能を達成する使用状態では、工作機械１の重量等の外力を受けない溝部２ｃに被測定部材２８を取り付けたので、移設検知装置５の設置のために特別なスペースも必要としない。
尚、図６のＳ３で求めた振動データのみをメモリに格納しておいて、図６のＳ６の処理を、図８のＳ１６において実行するように構成してもよい。

次に、前記実施例１の図６のフローチャートを変更した実施例２について説明する。
実施例１では、工作機械１を所定の設置場所に設置後の初期の時期に被測定部材２８に振動を付加して振動データを取得した。実施例２は、工作機械１の各電源遮断時に振動データを取得し、その振動データから基準波形パターンの波形特性データ（基準振動特性、第１振動特性）を演算し、その基準波形パターンの波形特性データを更新しながらメモリに記憶していく。

この基準振動特性検出制御（図１０参照）は、図６に示す基準振動特性検出制御に代わるものであり、制御装置１８の制御部４０により実行されるものである。尚、この実施例２においても図８の移設検知制御は採用される。
図１０のフローチャート中のＳｉ（ｉ＝３１，３２・・・）は各ステップを示す。
この基準振動特性検出制御は、工作機械１の稼働後の電源遮断時に実行する処理であり、工作機械１の電源遮断操作がなされた時に開始する。図１０のＳ３１〜Ｓ３５は、図６のＳ１〜Ｓ６と同様の処理であるため、説明を省略する。

Ｓ３６において、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶した今回の振動データを読出し、この振動データに基づいて、前記のＳ６と同様に、被測定部材２８の基準波形パターンを演算（つまり、波形特性データを演算）し、今回作成した波形特性データを最新の基準波形パターンとしてＲＡＭ４３の所定のメモリに更新しながら記憶していく。

被測定部材２８に振動を付加した時の基準波形パターンを、工作機械１の各回の稼働後の電源遮断時に更新する。それ故、設定場所の環境状況に応じて基準波形パターンを最新の基準波形パターンに更新し、その波形特性データを、図８の制御により工作機械１の起動時に取得する今回の波形特性データと比較することにより、工作機械１の移設を検知することができ、移設検知の信頼度を高めることができる。

前記移設検知装置５の機械的構成を変更した例について説明する。
図１１に示すように、本体フレーム２の左右何れか一方の溝部２ｃの上面壁に、溝部２ｃに沿って延びる２条の突条２ａを形成し、この２条の突条２ａの下面側に被測定部材２８Ａを当接状態に配置して２条の突条２ａに固定している。尚、本体フレーム２の他方の溝部２ｃの上面壁の壁面は被測定部材２８Ａの下面と同レベルに形成している。

被測定部材２８Ａの図１１における左端部分の上に加振器２９Ａを設け、加振器２９Ａから被測定部材２８Ａに振動を付加するように構成する。被測定部材２８Ａの図１１における右端部分の上に振動検出器３０Ａを設け、この振動検出器３０Ａにより被測定部材２８Ａの振動を検出するように構成する。加振器２９Ａと振動検出器３０Ａは実施例１の加振器２９と振動検出器３０と夫々同様のものである。

工作機械１の移設時には、フォークリフトの一方のフォークＦで被測定部材２８Ａの下面を持ち上げると共に、他方のフォークＦで他方の溝部２ｃの上面壁の壁面を持ち上げ、工作機械１の全重量を１対のフォークＦで支持して搬送する。
この移設検知装置５Ａは、実施例１の移設検知装置５と同様に、工作機械１の移設の際に被測定部材２８Ａに発生した残留応力により振動伝播特性が変化する音弾性効果を利用して工作機械１の移設を検知するものである。

移設時にフォークＦから作用する外力によって被測定部材２８Ａに圧縮残留応力を発生させる為に、被測定部材２８Ａは、本体フレーム２を構成する鋳鉄又は炭素鋼よりも圧縮強度が弱い材料で構成する。鋳鉄の圧縮強度は1000〜1400ＭＰａ、炭素鋼の圧縮強度は 500〜800 ＭＰａであるから、被測定部材２８Ａの材料の圧縮強度は、本体フレーム２が鋳鉄製である場合は1000ＭＰａ以下、本体フレーム２が炭素鋼製の場合は 500ＭＰａ以下に設定する。

そこで、被測定部材２８Ａの材料としては、括弧内に圧縮強度を併記すると、アルミ合金（約300 ＭＰａ）、マグネシウム合金（約230 ＭＰａ) 、亜鉛合金( 約280 〜320 ＭＰａ）、合成樹脂( ＡＢＳ：ポリカーボネート、塩化ビニル、アクリルなど）（約40〜80ＭＰａ) などを適用することができる。

但し、工作機械１の移設の際に、被測定部材２８Ａに圧縮力がかかり内部に残留応力が発生するように、被測定部材２８Ａを構成する材料の圧縮強度に応じて、２条の突条２ａの幅と長さの寸法を適切に設定するものとする。この実施例３においても、実施例１，２と同様の移設検知制御の制御プログラムを適用できるため、その制御プログラムについての説明は省略する。
尚、この実施例３の移設検知装置５Ａによっても、実施例１，２の移設検知装置５と同様の効果が得られることは勿論である。

次に、前記実施例を変形する種々の変形例について説明する。
１］実施例では、加振手段２８として加振器を用いたが、工作機械１自体を加振手段として構成し、工作機械１で発生する振動、例えば、主軸ヘッド１３の昇降による工作機械１の振動を被測定部材２８に付加するように構成してもよい。この場合、被測定部材２８に加振器を取り付ける必要がなく、加振器を取り付けるためのスペースも省略することができる。

２］前記被測定部材２８の幅方向に振動を伝播させる代わりに、被測定部材２８の長さ向に振動を伝播させるように構成してもよい。
また、前記被測定部材２８は、溝部２ｃに沿ってＹ軸方向に細長く延びる銅板で構成したが、Ｙ軸方向の長さが、所定長さ（例えば、１００ｍｍ）の銅板で構成してもよい。
また、銅板製の被測定部材２８の代わりに、ヤング率の小さな金属材料であるアルミニウム板や亜鉛板を採用してもよい。

３］前記実施例３において、本体フレーム２と一体の２条の突条２ａを省略し、その２条の突条２ａの代わりに、突条２ａと同様の断面形状の被測定部材と鋼製部材を設ける。そして、被測定部材の長さ方向の一端側に加振器から振動を付加可能に構成し、被測定部材の長さ方向の他端側に振動を検出する振動検出器を設ける。工作機械１の移設の際、フォークリフトのフォークＦを前記の突条２ａと同様の断面形状の被測定部材と鋼製部材の下面に当接させて持ち上げるように構成する。

Ｆ フォーク
１ 工作機械
２ 本体フレーム
２ａ 突条
２ｃ 溝部
２８、２８Ａ 被測定部材
２９、２９Ａ 加振器
３０、３０Ａ 振動検出器
４１ ＣＰＵ
４３ ＲＡＭ

Claims (7)

1. 所定の設置場所から搬送手段による搬送を介して移設可能な工作機械において、
   前記工作機械の本体フレームに取り付けられ且つ前記搬送手段を介して行う移設時に振動特性が変化する被測定部材と、
   前記被測定部材に振動を付加する加振手段と、
   前記加振手段で振動を付加中に前記被測定部材の振動を検出する振動検出手段と、
   前記振動検出手段から受ける被測定部材の振動を検出する振動検出手段と、
   前記振動検出手段から受ける被測定部材の振動データ又は振動データから演算した振動関連データを記憶するデータ記憶手段と、
   前記データ記憶手段に記憶した前回のデータから得られる第１振動特性と、今回のデータから得られる第２振動特性とを比較し、第１，第２振動特性が一致するか否か判定する判定手段と、
   前記判定手段が否定判定した場合に、工作機械の起動を禁止する起動禁止手段と、
   を備えたことを特徴とする工作機械。
2. 前記被測定部材は、本体フレームのうち、工作機械の動作時に外力を受けない部位に設けたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記被測定部材は、本体フレームのうち、前記搬送手段による搬送中に外力が作用する部位に設けたことを特徴とする請求項２に記載の工作機械。
4. 前記加振手段は、前記工作機械自体で構成され、前記工作機械の稼働時に工作機械で発生する振動を被測定部材に付加することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
5. 前記加振手段は、複数の圧電素子を積層した圧電素子積層体を有する加振器からなることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
6. 前記第１振動特性は、工作機械の設置後の初期の時期に演算された基準振動特性であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の工作機械。
7. 前記第１振動特性は、工作機械の電源遮断時に演算されて更新されるデータから求められることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の工作機械。