JP3200416B2

JP3200416B2 - 工具脱落防止装置及びこれを備えた工作機械

Info

Publication number: JP3200416B2
Application number: JP09072499A
Authority: JP
Inventors: 誠藤嶋; 寿大坪; 秀夫中川; 義典山岡; 虎男竹下
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp; Mitsubishi Electric Corp; DMG Mori Co Ltd; Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp; Mitsubishi Electric Corp; DMG Mori Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000280140A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸に
芯ずれした状態で装着されたり、或いは自体アンバラン
スな状態となった工具が、主軸の回転中に当該主軸から
脱落するのを未然に防止することができる工具脱落防止
装置及びこれを備えた工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】工具の主軸装着部（例えばテーパ部）に
微細な切屑や鉄分などが付着した状態で当該工具が主軸
に装着されると、工具は主軸軸芯に対して芯ずれした状
態となる。このように、主軸に対し芯ずれした状態で工
具が装着されたり、或いは工具自体がアンバランスな状
態となっている場合には、主軸が正常状態よりも大きく
振動し、装着された工具が主軸から脱落したり、或いは
加工精度が悪化するといった問題を生じる。そこで、従
来、例えば特公平２−４８３８９号公報、特公平７−１
１５２８０号公報や特公平８−３２３９２号公報に開示
されるような工具バランス検出装置が開発されている。

【０００３】これらの装置はいずれも工具自体のバラン
ス状態を検出することができるようになっており、上記
特公平２−４８３８９号公報に開示される装置は、主軸
のアンバランス振動を検出器により速度値として検出
し、設定器により設定された速度許容値と前記検出器に
より検出された速度値とを判別器により比較して、検出
された速度値が速度許容値よりも大きい場合に異常と判
定するように構成されている。また、上記特公平７−１
１５２８０号公報に開示される装置は、振動計及び分析
器により主軸の振動周波数と振幅とを検出し、主軸の回
転数を段階的に増加させて前記振幅が所定の限界値を超
える直前の回転数を限界回転数として設定し、ＮＣ加工
プログラムで指令される回転数と限界回転数とを比較し
て加工指令の発令可否を判断するように構成されてい
る。また、上記特公平８−３２３９２号公報に開示され
る装置は、主軸に標準工具を装着したとき及び指令工具
を装着したときの双方について主軸の振動振幅を計測し
てそのピーク値の平均値を算出し、指令工具装着時のピ
ーク平均値と標準工具装着時のピーク平均値とを比較し
て工具のバランス状態を判別するように構成されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の工具バランス検出装置は、いずれも主軸の回転が定
速状態に至った後に工具のバランス状態を検出するよう
に構成されているので、工具のバランス状態がかなり悪
く、これによって主軸の回転開始から定速状態に至るま
での回転立ち上がり時から主軸が大きく振動し、工具が
主軸から脱落するおそれがある場合には、従来の工具バ
ランス検出装置ではこの回転立ち上がり時の主軸振動を
検出することができないため、適切な対応をとることが
できないという問題があった。

【０００５】また、現在では工作機械の高速化が進み、
主軸を数万回転（ｍｉｎ^−１）で回転させることができ
るようになった工作機械もあり、このように高速回転す
る主軸の場合には、上述の如く工具が主軸に対して芯ず
れした状態で装着されたり、或いは工具に若干のアンバ
ランスがあっても前記回転立ち上がり時から主軸が大き
く振動し、回転立ち上がり時に主軸から工具が脱落する
おそれがある。この場合、高速で回転する工具が脱落す
ると、工具自体の破損に止まらず、工作機械やワークが
大きく損傷することとなり、極めて問題が大きい。

【０００６】また、上述した従来の装置においては、主
軸の回転が定速状態になった後、工具のバランスチェッ
クを完了する前に主軸頭を軸移動させ加工を開始する
と、軸移動や加工に伴う振動が検出されて工具バランス
を正確に検出することができないため、結局工具のバラ
ンスチェックを完了するまで加工を開始することができ
ず、加工のサイクル時間が長くなるという問題もあっ
た。上述の工具が芯ずれして主軸に装着されたか否かを
検出するには、工具が交換される度に上記バランスチェ
ックを行う必要があるが、マシニングセンタなどの工作
機械においては、工具を頻繁に交換して行うような加工
もあり、その度にバランスチェック時間を設定すると、
累積されるバランスチェック時間が膨大なものとなり、
加工効率が極端に低下するという問題を生じる。

【０００７】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、工具が芯ずれして主軸に装着されたことや工具
自体のアンバランスをいち早く検出し、また、加工時間
に影響を与えることなく検出して、工具が主軸から脱落
するのを防止することができる工具脱落防止装置及びこ
れを備えた工作機械の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、工作機
械の主軸に装着された工具が、主軸駆動手段により駆動
され、回転している前記主軸から脱落するのを防止する
装置であって、前記主軸の振動状態を検出する振動検出
手段と、該振動検出手段により検出された、前記主軸の
回転開始から定速状態に至るまでの間の振動信号を受信
して処理し、得られた振動データを予め設定された限界
振動値と比較して、前記振動データが限界振動値を超え
ない場合には正常信号を出力し、前記振動データが限界
振動値以上である場合には異常信号を出力する振動判定
手段と、該振動判定手段から出力された異常信号を受信
して前記主軸駆動手段に回転停止指令を出力する脱落防
止制御手段とを備えてなる。

【０００９】この発明によれば、主軸の回転開始から定
速状態に至るまでの間の回転立ち上がり時における主軸
の振動を検出して、その振動状態が正常であるか否かを
判別し、異常と判定された場合に主軸の回転を停止する
ようにしているので、工具が主軸に対して芯ずれした状
態で装着されたり、或いは工具自体にアンバランスがあ
るなどして重大な問題となるような場合であっても、い
ち早くこれを検出して主軸の回転を停止させることがで
き、工具が主軸から脱落するといった問題が生じるのを
未然に防止することができる。また、主軸の回転立ち上
がり時に工具のバランス状態を検出するようにしている
ので、主軸の回転が定速状態になった後は直ちに加工を
開始することができ、従来のような、バランス判定のた
めに加工時間が長くなるといった問題を生じない。

【００１０】尚、本発明における上記振動検出手段に
は、加速度検出センサ，速度検出センサや変位検出セン
サなど、主軸の振動を検出することのできる各種のセン
サが含まれる。

【００１１】上述した回転立ち上がり時の主軸振動を検
出するには、前記脱落防止制御手段を、前記主軸駆動手
段に入力される回転開始信号を受信して前記振動判定手
段に判定開始信号を出力し、前記主軸駆動手段から出力
される回転完了信号を受信して前記振動判定手段に判定
終了信号を出力するように構成し、前記振動判定手段
を、前記脱落防止制御手段から判定開始信号を受信して
判定処理を開始し、前記脱落防止制御手段から判定終了
信号を受信して判定処理を終了するように構成すると良
い。このようにすれば、回転立ち上がり時の主軸振動を
比較的簡単に検出することができる。

【００１２】また、本発明の請求項２に係る発明のよう
に、前記振動判定手段を、前記振動検出手段から受信し
た振動信号を処理してその実効値を算出し、算出された
実効値を予め設定された限界振動値と比較して、前記主
軸振動の正常，異常を判定するように構成することもで
きる。

【００１３】この発明によると、振動信号の実効値を算
出し、算出された実効値を基に主軸振動の正常，異常を
判定するようにしているので、主軸の回転開始から振動
判定までの間の振動全体を評価することができ、更に振
動信号中のノイズ成分を除去することができるという効
果を奏する。

【００１４】また、本発明の請求項３に係る発明のよう
に、前記振動判定手段を、ハイパスフィルタを備え、こ
のハイパスフィルタによって所定の低周波数成分を除去
した振動信号から前記主軸振動の正常，異常を判定する
ように構成することもできる。

【００１５】通常、主軸頭はサーボモータなどの駆動手
段により駆動されて軸移動するが、サーボモータの回転
数は主軸駆動モータの回転数に比べて格段に低いもので
ある。したがって、主軸頭の軸移動により前記主軸振動
が受ける影響はその比較的低い周波数成分についてのも
のとなる。この発明によれば、振動信号から所定の低周
波数成分を除去し、除去後の振動信号を基に主軸の振動
状態を判定するようにしているので、主軸頭の軸移動と
同時に主軸の振動状態を判定することができ、これによ
り更に加工時間の短縮を図ることができる。

【００１６】斯くして、上記請求項１乃至請求項３に記
載のいずれかの工具脱落防止装置を備えた工作機械にお
いては、アンバランスなどによって工具が主軸から脱落
するのを確実に防止することができ、工具の脱落に伴っ
て機械やワークが損傷するのを未然に防止することがで
きることから、安定した加工の実現を図ることができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図１は、本実施形
態に係る工作機械の概略構成を示すブロック図である。

【００１８】図１に示すように、この工作機械１は立形
のマシニングセンタに本発明を具現化したものであり、
ベッド３，コラム４，このコラム４に支持され上下方向
に移動可能となった主軸頭５及びこの主軸頭５に支持さ
れた主軸ユニット６などをその基本的な構成として備え
ている。主軸ユニット６は主軸６ａ及びこの主軸６ａを
回転駆動する駆動モータ（図示せず）を備えており、そ
の上端部には主軸６ａに接続されその回転速度を検出す
る主軸速度検出器７が設けられている。

【００１９】前記主軸ユニット６は、ＮＣ加工プログラ
ムの内容を解析するプログラム解析部１１、主軸駆動／
工具脱落防止制御部１２及び主軸駆動アンプ１３により
その作動が制御されるようになっている。前記プログラ
ム解析部１１は数値制御装置内に記憶された加工プログ
ラムを指令ブロック毎に解析して、主軸正転，主軸逆
転，主軸停止や回転数などの主軸回転に関する指令を抽
出し、抽出した指令を前記主軸駆動／工具脱落防止制御
部１２に出力する。前記主軸駆動／工具脱落防止制御部
１２は、図２に示した手順を実行する機能を備えてお
り、主軸６ａの回転制御に関する機能と、後述する工具
脱落防止制御に関する機能とを併せ備えている。尚、こ
の主軸駆動／工具脱落防止制御部１２における詳しい処
理手順については後述する。

【００２０】前記主軸駆動アンプ１３は、前記主軸駆動
／工具脱落防止制御部１２から出力された主軸回転に関
する指令を受信して、主軸６ａを回転させる指令である
場合には主軸ユニット６の駆動モータ（図示せず）を駆
動し、主軸速度検出器７からのフィードバック信号を得
て当該駆動モータ（図示せず）をフィードバック制御し
て、主軸６ａの回転数が指令回転数となるように駆動，
制御する一方、主軸６ａを停止させる指令である場合に
は、駆動モータ（図示せず）の駆動を停止する。尚、前
記主軸速度検出器７からフィードバックされる主軸回転
数に関するデータは、この主軸駆動アンプ１３を介して
前記主軸駆動／工具脱落防止制御部１２に送信されるよ
うになっており、主軸回転数が指令回転数に達するとこ
れについての動作完了信号が主軸駆動／工具脱落防止制
御部１２から前記ＮＣプログラム解析部１１に送信さ
れ、ＮＣプログラム解析部１１は次の指令ブロックの解
析を行う。

【００２１】通常、上述した主軸駆動／工具脱落防止制
御部１２の主軸制御に関する機能部分、プログラム解析
部１１及び主軸駆動アンプ１３は数値制御装置に組み込
まれており、本例においてもそのように構成されてい
る。また、通常、数値制御装置には、加工プログラムや
主軸６ａに装着された工具Ｔの加工座標値などを表示す
る表示手段が設けられているが、本例においてもそのよ
うに構成された表示手段１４が設けられており、この表
示手段１４は更に主軸駆動／工具脱落防止制御部１２か
ら出力されるアラーム内容を表示することができるよう
になっている。

【００２２】また、前記主軸頭５には加速度検出器８が
付設されており、主軸６ａを回転させたときに発生する
主軸頭５の振動がこの加速度検出器８によって振動加速
度として検出され、検出された振動加速度信号が振動加
速度判定部１６に入力されるようになっている。この振
動加速度判定部１６は、図示するように、ハイパスフィ
ルタ２０，Ａ／Ｄ変換部１９，実効値算出部１８及び比
較判定部１７からなり、加速度検出器８から入力された
振動加速度信号を処理して、主軸頭５、即ち主軸６ａの
振動状態が正常であるか、異常であるかを判定する。
尚、上述した主軸駆動／工具脱落防止制御部１２の工具
脱落防止制御に関する機能部分、及びこれら加速度検出
器８，振動加速度判定部１６により工具脱落防止装置１
５が構成されている。

【００２３】主軸６ａを回転させているときに、主軸頭
５を上下方向に移動させると、その送り駆動モータであ
るサーボモータなどの振動が主軸頭５に伝達され、これ
が付加された振動加速度が前記加速度検出器８により検
出される。したがって、振動加速度判定部１６において
判定処理を行っているときに、主軸頭５を移動させる
と、主軸頭５の移動に伴って発生する振動の付加された
振動加速度が前記加速度検出器８によって検出され、振
動加速度判定部１６において、このように付加された振
動加速度信号に基づいて判定処理が行われるため、この
ような場合には正確な判定を行うことができない。ハイ
パスフィルタ２０は、主軸頭５を上下方向に駆動した際
に発生する振動をノイズ成分として除去し、正確な判定
を行うことができるようにするために設けられている。
この意味で、ハイパスフィルタ２０は、前記送り駆動モ
ータを駆動した際の前記振動加速度を予め測定し、高調
波成分を含めてその影響のある周波数領域を十分に除去
することができる特性を備えたものを選定するのが好ま
しい。

【００２４】このようにして、ノイズの除去された振動
加速度信号はＡ／Ｄ変換部１９においてデジタル信号に
変換され、ついで実効値算出部１８においてその実効値
（自乗平均値の平方根）が算出され、比較判定部１７に
おいて予め設定された限界振動値と算出された実効値と
が比較され、振動状態の正常，異常が判定される。即
ち、実効値が限界振動値より小さい場合には正常である
と判定され、実効値が限界振動値以上である場合には異
常であると判定される。

【００２５】前記比較判定部１７は、主軸６ａの所定回
転数（判定回転数）毎（例えば１０００回転毎）に予め
設定された限界振動値を記憶しており、前記主軸駆動／
工具脱落防止制御部１２から入力された判定指令及び主
軸６ａの実回転数に基づいて、その回転数における限界
振動値と前記算出実効値との比較判定を行い、判定結果
を主軸駆動／工具脱落防止制御部１２にフィードバック
する。尚、前記限界振動値は、次のようにしてこれを設
定することができる。即ち、許容される最大のアンバラ
ンス量を有する工具Ｔを芯ずれのない状態で主軸６ａに
装着してこれを回転させ、これによって検出される振動
加速度の実効値を算出し、算出された実効値のｎ倍（例
えば１．５倍）を前記限界振動値に設定する。

【００２６】因みに、このようにして測定した振動加速
度を図３に、これから算出された実効値を図４に示す。
この例では、主軸６ａの回転数が２０００ｍｉｎ^−１の
ときの振動加速度実効値が０．０７ｍ／ｓｅｃ^２であ
り、回転数が３０００ｍｉｎ⁻ ^１のときの振動加速度実
効値が０．０８ｍ／ｓｅｃ^２であり、回転数が４０００
ｍｉｎ^−１のときの振動加速度実効値が０．０９ｍ／ｓ
ｅｃ^２であった。したがって、例えば、主軸６ａの回転
数が２０００ｍｉｎ^−１のときの限界振動値を０．１０
５ｍ／ｓｅｃ^２に設定し、回転数が３０００ｍｉｎ^−１
のときの限界振動値を０．１２０ｍ／ｓｅｃ^２に設定
し、回転数が４０００ｍｉｎ^−１のときの限界振動値を
０．１３５ｍ／ｓｅｃ^２に設定する。尚、工具の個体差
により限界振動値を一律に設定できないときには、工具
毎に限界振動値を設定し、主軸駆動／工具脱落防止制御
部１２から工具種別を比較判定部１７に入力し、使用す
べき限界振動値を指定するようにしても良い。

【００２７】また、限界振動値を算出する際に用いた工
具Ｔと同じ工具Ｔを用いて、その主軸装着部（テーパ
部）に切粉を付着させた状態でこれを主軸６ａに装着し
て、同様に振動加速度を測定した。その結果を図５に示
し、これから算出された実効値を図６に示す。この場
合、主軸６ａの回転数が２０００ｍｉｎ^−１のときの振
動加速度実効値が０．１３ｍ／ｓｅｃ^２となり、回転数
が３０００ｍｉｎ^−１のときの振動加速度実効値が０．
１６ｍ／ｓｅｃ^２となり、回転数が４０００ｍｉｎ ^−１
のときの振動加速度実効値が０．１９ｍ／ｓｅｃ^２とな
った。これから分かるように、上記のように限界振動値
を設定した場合、主軸６ａの回転数が２０００ｍｉｎ
^−１となったときに、主軸振動の異常が前記比較判定部
によって検出される。

【００２８】上述したように、前記主軸駆動／工具脱落
防止制御部１２は工具脱落防止制御に関する機能を備え
ており、次に、その具体的な処理手順について、図２に
基づいて説明する。

【００２９】処理が開始されると、前記主軸駆動／工具
脱落防止制御部１２は、まず、前記プログラム解析部１
１から主軸回転指令（Ｍ３又はＭ４）が入力されたどう
かを確認し（ステップＳ１）、入力されていない場合に
は、更に主軸停止指令（Ｍ５）が入力されたかどうかを
確認し（ステップＳ３）、その入力がなされていない場
合には、再度ステップＳ１の処理を繰り返し、入力がさ
れている場合には、主軸駆動アンプ１３に主軸停止指令
を出力して（ステップＳ４）、ステップＳ１０に進む。
斯くして、主軸駆動／工具脱落防止制御部１２から主軸
停止指令を受信した主軸駆動アンプ１３は、主軸ユニッ
ト６の駆動モータ（図示せず）の駆動を停止する。

【００３０】一方、上記ステップＳ１において主軸回転
指令（Ｍ３又はＭ４）の入力が確認された場合には、ス
テップＳ２において主軸駆動アンプ１３に主軸回転指令
及び指令回転数を出力した後、ステップＳ５に進む。主
軸駆動／工具脱落防止制御部１２から主軸回転指令を受
信した主軸駆動アンプ１３は、主軸ユニット６の駆動モ
ータ（図示せず）を駆動し、主軸６ａの回転数が指令回
転数となるようにこれを回転させるとともに、主軸速度
検出器７からフィードバックされる主軸回転数に関する
データを主軸駆動／工具脱落防止制御部１２に送信す
る。

【００３１】ステップＳ５では、上記のようにして主軸
駆動アンプ１３から入力される主軸回転数が予め設定さ
れた判定回転数に到達したかどうかを確認し（ステップ
Ｓ６）、判定回転数に達した場合には、前記比較判定部
１７に判定指令及び主軸６ａの実回転数を出力する（ス
テップＳ６）。そして、この入力を受けた比較判定部１
７は、上述のように、その回転数に該当する限界振動値
と算出された実効値とを比較して、主軸６ａの振動状態
が正常であるか、異常であるかを判定し、その結果を主
軸駆動／工具脱落防止制御部１２にフィードバックす
る。

【００３２】次に、主軸駆動／工具脱落防止制御部１２
は、前記比較判定部１７からフィードバックされた判定
結果が、正常とする判定であるか、異常とする判定であ
るかを識別し（ステップＳ７）、正常とする判定である
場合には、前記比較判定部１７への上記判定指令の出力
をＯＦＦして（ステップＳ８）、主軸６ａの実回転数が
上記指令回転数に達したかどうか及び次に判定すべき回
転数が設定されているかどうかを確認し（ステップＳ
９）、主軸６ａの実回転数が指令回転数に達しておらず
且つ次に判定すべき回転数が設定されている場合には、
ステップＳ５以降の処理を繰り返し、主軸６ａの実回転
数が指令回転数に達し、次に判定すべき回転数が設定さ
れていない場合には、動作完了信号をプログラム解析部
１１に出力して（ステップＳ１０）、ついで、処理を継
続する場合にはステップＳ１以降の処理を繰り返し、処
理を継続しない場合には当該処理を終了する（ステップ
Ｓ１１）。一方、ステップＳ７において異常とする判定
であると確認された場合には、主軸駆動／工具脱落防止
制御部１２は、主軸駆動アンプ１３に対する主軸回転指
令の出力をＯＦＦしてこれに主軸停止指令を出力し、比
較判定部１７に対する判定指令の出力をＯＦＦするとと
もに、表示手段１４にアラームを出力してこれに所定の
アラーム内容を表示させ（ステップＳ１２）、処理を終
了する。

【００３３】以上の処理を行うことにより主軸６ａの回
転開始から定速状態に至るまでの間の回転立ち上がり時
における主軸６ａの振動状態を判別することができ、し
かも主軸６ａの振動が異常であると判断された場合に
は、主軸６ａの回転が定速状態に至る前にこれを停止さ
せるようにしているので、主軸６ａが大きく振動して、
当該主軸６ａから工具Ｔが脱落するといった事態が生じ
るのを未然に防止することができる。

【００３４】また、加速度検出器８により検出された振
動加速度信号からその実効値を算出し、算出された実効
値を予め設定された限界振動値と比較して、主軸振動の
正常，異常を判定するようにしているので、主軸６ａの
回転開始から振動判定までの間の振動全体を評価するこ
とができ、更に信号中のノイズ成分を除去することがで
きるという効果を奏する。また、所定の主軸回転数毎に
主軸振動の正常，異常を判断するようにしているので、
その判断を早期かつ正確に行うことができる。

【００３５】また、ハイパスフィルタ２０により、主軸
頭５の上下動に伴うノイズ成分を除去するようにしてい
るので、主軸頭５の軸移動と同時に主軸６ａの振動状態
を判定することができ、加工時間の短縮を図ることがで
きる。尚、主軸頭５の上下動に伴うノイズ成分が主軸６
ａの振動判定にあまり影響を与えない場合や、主軸頭５
の軸移動と主軸６ａの振動判定とを同時に行わない場合
には、前記ハイパスフィルタ２０は、特これを設けるに
は及ばない。

【００３６】以上、本発明の一具体的な実施形態につい
て説明したが、本発明の具体的な態様がこれに限られる
ものでないことは言うまでもない。例えば、本例では、
主軸６ａの振動状態を検出する手段として加速度検出器
８を用いたが、この他に、速度検出器や変位検出器を用
いることもできる。

【００３７】また、本例では、実効値に基づいて主軸６
ａの振動状態を判別するようにしたが、これを振動信号
のピーク値により判別するように構成しても良い。この
場合、振動加速度検出部１６を、図７に示すように構成
することができる。即ち、上例の実効値算出部１８に代
えてピークホールド部２８を設け、比較判定部２７に
は、上例と同様に実験に基づいて得られた主軸６ａの所
定回転数毎の限界振動ピーク値を記憶させ、比較判定部
２７において、ピークホールド部２８により検出された
振動加速度のピーク値と設定した限界振動ピーク値とを
比較して主軸振動の正常，異常を判定するように構成す
る。尚、図７において、図１と同じ構成部分について
は、同一の符号を付している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る工具脱落防止装置を
備えた工作機械を示すブロック図である。

【図２】本実施形態に係る主軸駆動／工具脱落防止制御
部における処理手順を示すフローチャートである。

【図３】標準となる工具を正確に主軸に装着し測定して
得られた振動加速度と主軸回転数の関係を示すグラフで
ある。

【図４】図３に示す振動加速度データから算出して得ら
れた振動加速度実効値と主軸回転数との関係を示すグラ
フである。

【図５】標準となる工具を芯ずれさせた状態で主軸に装
着し測定して得られた振動加速度と主軸回転数の関係を
示すグラフである。

【図６】図５に示す振動加速度データから算出して得ら
れた振動加速度実効値と主軸回転数との関係を示すグラ
フである。

【図７】本発明の他の実施形態に係る工具脱落防止装置
を備えた工作機械を示すブロック図である。

【符号の説明】

１工作機械７主軸速度検出器８加速度検出器１１プログラム解析部１２主軸駆動／工具脱落防止制御部１３主軸駆動アンプ１５工具脱落防止装置１６振動加速度判定部１７比較判定部１８実効値算出部２０ハイパスフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000006013 三菱電機株式会社東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 (72)発明者藤嶋誠奈良県大和郡山市北郡山町106番地株式会社森精機製作所内 (72)発明者大坪寿岡山県浅口郡里庄町1160番地安田工業株式会社内 (72)発明者中川秀夫兵庫県伊丹市北伊丹８丁目10番地大阪機工株式会社内 (72)発明者山岡義典愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地ヤマザキマザック株式会社内 (72)発明者竹下虎男東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (56)参考文献特開平３−35952（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 17/12 B23Q 17/00 B23Q 5/04 530

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械の主軸に装着された工具が、主
軸駆動手段により駆動され、回転している前記主軸から
脱落するのを防止する装置であって、前記主軸の振動状態を検出する振動検出手段と、該振動検出手段により検出された、前記主軸の回転開始
から定速状態に至るまでの間の振動信号を受信して処理
し、得られた振動データを予め設定された限界振動値と
比較して、前記振動データが限界振動値を超えない場合
には正常信号を出力し、前記振動データが限界振動値以
上である場合には異常信号を出力する振動判定手段と、該振動判定手段から出力された異常信号を受信して前記
主軸駆動手段に回転停止指令を出力する脱落防止制御手
段とを備えてなり、前記脱落防止制御手段が、前記主軸駆動手段に入力され
る回転開始信号を受信して前記振動判定手段に判定開始
信号を出力し、前記主軸駆動手段から出力される回転完
了信号を受信して前記振動判定手段に判定終了信号を出
力するように構成され、前記振動判定手段が、前記脱落防止制御手段から判定開
始信号を受信して判定処理を開始し、前記脱落防止制御
手段から判定終了信号を受信して判定処理を終了するよ
うに構成されてなる工具脱落防止装置。
【請求項２】前記振動判定手段が、前記振動検出手段
から受信した振動信号を処理してその実効値を算出し、
算出された実効値を予め設定された限界振動値と比較し
て、前記主軸振動の正常，異常を判定するように構成さ
れてなる請求項１記載の工具脱落防止装置。
【請求項３】前記振動判定手段がハイパスフィルタを
備え、該ハイパスフィルタにより所定の低周波数成分を
除去した振動信号から前記主軸振動の正常，異常を判定
するように構成されてなる請求項１又は２記載の工具脱
落防止装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３に記載のいずれか
の前記工具脱落防止装置を備えた工作機械。