JP3547564B2 - 数値制御装置および数値制御装置における工具長補正方法 - Google Patents
数値制御装置および数値制御装置における工具長補正方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、数値制御装置における自動ツールセットのための工具長補正方法、被加工物中心位置検出方法、工具摩耗度合い推定方法および数値制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３５は数値制御装置の従来例を示している。この数値制御装置１は、加工プログラム解析処理部１０と、加工プログラムを格納するメモリ２０と、パラメータ設定部２１と、画面表示処理部２２と、補間処理部３０と、機械制御信号処理部５０と、シーケンス回路をなすラダー回路部５５と、各可動軸毎に設けられた軸制御部６０と、軸移動量入出力回路７０とを有している。
【０００３】
軸移動量入出力回路７０には各系統の可動軸のサーボ制御部８０が接続され、また各サーボ制御部８０には各可動軸のサーボモータ９０が接続されている。なお、図には示されていないが、サーボモータ９０は位置検出用のパルスゼネレータ付きのものであり、サーボ制御部８０はパルスゼネレータよりの位置フィードバック信号による位置ループを有する。
【０００４】
この数値制御装置１では、テープリーダ等から読み込まれた加工プログラムはメモリ２０に格納される。加工プログラムを実行する際には、メモリ２０から１ブロックずつ加工プログラムを読み出し、加工プログラム解析処理部１０によって加工プログラムを解析処理し、各ブロックの終点位置等を算出する。この終点位置を補間処理部３０の補間処理手段３１によって処理し、終点位置を各可動軸の単位時間当たりの移動指令に分配する。
【０００５】
この移動指令は、軸制御部６０による加減速処理によって予め指定された加減速パターンに従って加減速を考慮した単位時間当たりの移動指令に変換され、軸移動量入出力回路７０よりサーボ制御部８０へサーボ移動指令として出力される。
【０００６】
このサーボ移動指令によりサーボ制御部８０は図示されていない工作機械に取り付けられているサーボモータ９０に対して回転指令を与える。
【０００７】
また、切削油のオン・オフ等の機械信号は機械制御を記述するラダー回路部５５を介して機械制御信号処理部５０で処理され、処理結果などは補間処理部３０に伝えられる。
【０００８】
図示していないキー入力手段によって設定された各可動軸の加減速時定数等はパラメータ設定部２１が処理してメモリ２０に格納される。このようにして格納されたパラメータ等は画面表示処理部２２によって図示していない表示器に表示されるので、パラメータ等の内容を確認することができる。
【０００９】
工具長補正を自動的に行うために、工具Ｔの先端が突当てられたことを検出する圧電素子などによるセンサ１００（図３６参照）が設けられており、数値制御装置１には、センサ１００の信号を取り込みセンサ信号入力回路１０１と、センサ信号の入力処理を行うセンサ入力処理部１０２とが設けられている。
【００１０】
また、加工プログラム解析部１０には加工プログラム解析手段１１に加えて工具長補正指令解析手段１２が、補間処理部３０には補正量算出手段３２が、軸制御部６０には移動量キャンセル手段６１と、軸移動量入出力回路７０を介してサーボ制御部８０より座標位置情報を取り込む位置検出手段６２とが設けられている。
【００１１】
なお、ここでは、工具Ｔの工具長方向はＸ軸方向であるとする。このことにより移動量キャンセル手段６１と位置検出手段６２はＸ軸の軸制御部６０に設けられる。
【００１２】
この数値制御装置１では、加工プログラム解析手段１１が一つのプログラム指令である工具長補正指令解析を解析すると、工具保有軸（Ｘ軸）が図３６に示されているような測定開始位置に移動し、工具保有軸がセンサ１００へ向けてＸ軸移動する。
【００１３】
工具保有軸に装備されている工具Ｔの先端がセンサ１００に衝突すると、そのことがセンサ１００のセンサ信号により検知され、移動量キャンセル手段６１が直ちにＸ軸移動を停止させて残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、補正量算出手段３２が、位置検出手段６２により検出される軸停止時、換言すれば工具長測定点でのＸ軸座標値Ｘａと測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出し、この工具長補正量によって工具長を自動補正することが行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の数値制御装置における工具長補正では、工具長測定のために専用のセンサを使用している、すなわち、工具長補正のための工具長測定のためだけにセンサが必要であり、また軸制御のための通常のハードウェア構成とは別に、センサ信号を取り込むためのセンサ信号入力回路やセンサ入力処理部を構成する特別なハードウェア構成を数値制御装置に付加しなければならないと云う問題点がある。
【００１５】
旋盤などにおいて、円形横断面の棒状の被加工物（以下、ワークと云うことがある）を主軸によって自身の中心軸線周りに回転させてバイト工具などにより旋削する場合には、バイト工具の刃先位置とワークの中心位置とが合致している必要があるが、従来の数値制御装置では、ワークの中心位置を特別な計測装置を使用せずに自動的に検出することができないため、バイト工具の刃先位置をワークの中心位置に合致させることを自動化できないと云う問題点がある。
【００１６】
また従来の数値制御装置では、画像処理手段などを含む特別な計測装置を使用しなけば、工具の摩耗度合いを検出することができないため、オペレータが工具の交換時期を把握するには、相当の経験を要すると云う問題点があった。
【００１７】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、特別なセンサ、計測装置や、特別なハードウェア構成を数値制御装置に付加することなく工具長を測定して工具長補正を行う方法、被加工物の中心位置を検出する方法、工具の摩耗度合いを推定する方法、およびこれら方法の実施に使用される数値制御装置を得ることを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は
、所定の測定開始座標位置から工具保有軸を軸移動させ、当該工具保有軸に装着されてい
る工具の先端が衝突面板あるいは被加工物により与えられる対向面部に衝突したことを前
記工具保有軸のモータ負荷電流が所定の衝突検出レベルを越えたことにより、あるいはモ
ータ負荷電流の増加率が所定値を越えたことにより検出し、この衝突時の前記工具保有軸
の座標値と前記測定開始座標位置の座標値との差より工具長補正量を算出し、算出した工
具長補正量によって工具長を自動補正する数値制御装置における工具長補正方法において
、前記対向面部を前記工具保有軸の軸移動方向と同一方向へ軸移動可能な衝突面板により
与え、前記工具保有軸を全ストローク或いは所定ストロークだけ軸移動させて当該工具保
有軸のモータ負荷電流をサンプリングし、このサンプリングによってモータ負荷電流の変
動が少ないストローク領域を検出し、このストローク領域で前記衝突面板に工具先端が衝
突するように、前記衝突面板を軸移動させて配置位置を調整し、これに応じて前記測定開
始座標位置を設定することを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法では、モータ負荷電流の変動が少
ないストローク領域で衝突面板に工具先端が衝突し、この衝突検出が的確に行われる。
【００２４】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は、上述の工具長補正方法において、前記対向面部を被加工物より与え、被加工物の材質に応じて前記工具保有軸の軸移動速度を設定するものである。
【００２５】
この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法では、被加工物の材質に応じて工具保有軸の軸移動速度を設定され、被加工物の材質の如何に拘らず衝突検出が的確に行われる。
【００２６】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は、上述の工具長補正方法において、工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させ、この後に前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させるものである。
【００２７】
この数値制御装置における工具長補正方法では、工具先端を対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させることが行われる。これにより、送りねじ機構によるモータ負荷変動が低減し、衝突検出が的確に行われる。
【００３０】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は、上述の工具長補正方法において、前記対向面部を円形横断面の棒状の被加工物より与え、前記被加工物を回転させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するものである。
【００３１】
この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法では、被加工物を回転させた状態で工具先端を被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加させて衝突検出を行う。これにより衝突検出が的確に行われる。
【００３２】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は、上述の工具長補正方法において、前記対向面部を円形横断面の棒状の被加工物より与え、被加工物を回転させる主軸モータをサーボロックさせた状態で主軸モータの負荷電流を検出し、工具刃先を前記被加工物の中心位置より所定量だけ径方向にオフセットさせた位置にて前記被加工物の外周面に衝突させるようにし、前記工具保有軸のモータ負荷電流と前記主軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出するものである。
【００３３】
この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法では、工具保有軸のモータ負荷電流と前記主軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出する。
【００４４】
また、上述の目的を達成するために、この発明に係る数値制御装置は、所定の測定開始
座標位置から工具保有軸を軸移動させる工具長測定指令を解析する工具長測定指令解析手
段と、前記工具保有軸のモータ負荷電流が所定の衝突検出レベルを越えたか、あるいはモ
ータ負荷電流の増加率が所定値を越えたことにより、前記工具長測定指令による前記工具
保有軸の軸移動において当該工具保有軸に装着されている工具の先端が衝突面板あるいは
被加工物により与えられる対向面部に衝突したことを検出する衝突検出手段と、衝突時の
前記工具保有軸の座標値と前記測定開始座標位置の座標値との差より工具長補正量を算出
する補正量算出手段とを有し、前記補正量算出手段によって算出された工具長補正量によ
って工具長を自動補正する数値制御装置において、前記対向面部を前記工具保有軸の軸移
動方向と同一方向へ軸移動可能な衝突面板により与えるとともに、前記工具保有軸を全ス
トローク或いは所定ストロークだけ軸移動させて当該工具保有軸のモータ負荷電流をサン
プリングするサンプリングモード指令を解析するサンプリングモード指令解析手段と、前
記サンプリングモード指令によって全ストローク或いは所定ストロークの軸移動において
サンプリングされたモータ負荷電流よりモータ負荷電流の変動が少ないストローク領域を
検出するサンプリング電流解析手段と、前記ストローク領域で前記衝突面板に工具先端が
衝突するように前記衝突面板を軸移動させる補間処理を行う衝突面板軸移動補間処理手段
とを備えることを特徴とする。
【００４５】
この発明に係る数値制御装置では、サンプリング電流解析手段がモータ負荷電流の変動
が少ないストローク領域を検出し、衝突面板軸移動補間処理手段がそのストローク領域で
衝突面板に工具先端が衝突するように衝突面板を軸移動させる補間処理を行う。
【００４８】
つぎの発明に係る数値制御装置は、前記対向面部を被加工物より与えられる数値制御装置において、被加工物の材質に応じて前記工具保有軸の軸移動速度を設定する測定領域送り速度設定手段を有しているものである。
【００４９】
この発明に係る数値制御装置では、測定領域送り速度設定手段が被加工物の材質に応じて工具保有軸の軸移動速度を設定する。
【００５０】
つぎの発明に係る数値制御装置は、上述の数値制御装置において、工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させる高速送り付加手段を有し、この高速送り付加手段による移動後前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させるものである。
【００５１】
この発明に係る数値制御装置では、高速送り付加手段が工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させ、この高速送り付加手段による移動後前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させる。
【００５４】
つぎの発明に係る数値制御装置は、上述の数値制御装置において、前記衝突検出手段が前記対向面部をなす円形横断面の被加工物を回転させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するものである。
【００５５】
この発明に係る数値制御装置では、衝突検出手段は対向面部をなす円形横断面の被加工物を回転させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するようにする。
【００５６】
つぎの発明に係る数値制御装置は、上述の数値制御装置において、前記衝突検出手段が、前記対向面部をなす円形横断面の棒状の被加工物を回転させる主軸モータをサーボロックさせた状態での主軸モータの負荷電流と前記工具保有軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出するものである。
【００５７】
この発明に係る数値制御装置では、衝突検出手段が、対向面部をなす円形横断面の棒状の被加工物を回転させる主軸モータをサーボロックさせた状態での主軸モータの負荷電流と前記工具保有軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出する。
【００６４】
つぎの発明に係る数値制御装置は、工具摩耗度合いを推定する工具摩耗度合い推定指令を解析する工具摩耗度合い推定指令解析手段と、前記工具摩耗度合い推定指令より工具保有軸を軸移動させ、当該工具保有軸に装着されている工具の先端が被加工物に衝突したことを前記工具保有軸のモータ負荷電流を検出し、この衝突時の前記モータ負荷電流の変化率より前記工具の摩耗度合いを推定する摩耗度推定手段とを有しているものである。
【００６５】
この発明に係る数値制御装置では、工具摩耗度合い推定指令解析手段が工具摩耗度合い推定指令を解析し、摩耗度推定手段が、工具の先端が被加工物に衝突した時のモータ負荷電流の変化率より工具の摩耗度合いを推定する。
【００６６】
つぎの発明に係る数値制御装置は、上述の数値制御装置において、前記摩耗度推定手段が予め被加工物の材質毎に設定された電流変化率と工具摩耗度合いとの相関性を示すデータに基づいて工具摩耗度合いを推定するものである。
【００６７】
この発明に係る数値制御装置では、摩耗度推定手段が予め被加工物の材質毎に設定された電流変化率と工具摩耗度合いとの相関性を示すデータに基づいて工具摩耗度合いを推定する。
【００６８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明するこの発明の実施の形態において上述の従来例と同一構成の部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６９】
（実施の形態１）
図１はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態１を示している。
【００７０】
この数値制御装置１における工具保有軸はＸ軸であり、Ｘ軸と同一方向に軸移動可能に衝突面板２００（図２参照）が設けられている。衝突面板２００は、金属板などにより構成され、Ｘ軸と直交して工具保有軸の工具Ｔと対向する平面２０１を有している。なお、ここでは、衝突面板２００の可動軸をＷ軸とする。
【００７１】
この数値制御装置１は、加工プログラム解析部１０に、加工プログラム解析手段１１に加えて、工具保有軸（Ｘ軸）を全ストローク或いは所定ストロークだけ軸移動させて工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリングするサンプリングモード指令を解析するサンプリングモード指令解析手段１３と、所定の測定開始座標位置から工具保有軸を軸移動させる工具長測定指令を解析する工具長測定指令解析手段１４とを有している。
【００７２】
補間処理部３０は、補間処理手段３１に加えて、補正量算出手段３２と、サンプリング電流解析手段３３と、衝突面板軸移動補間処理手段３４とを有している。
【００７３】
Ｘ軸用の軸制御部６０は、移動量キャンセル手段６１と、位置検出手段６２と、サーボ電流値入力手段６３と、電流値サンプリング手段６４と、衝突検出手段６５とを有している。
【００７４】
数値制御装置１にはＸ軸用のサーボモータ９０の負荷電流（以下、サーボ電流値と云うことがある）を入力するサーボ電流値入力回路７１が設けられており、サーボ電流値入力回路７１によって入力されたサーボ電流値はＸ軸用軸制御部６０のサーボ電流値入力手段６３を介して電流値サンプリング手段６４と衝突検出手段６５とに与えられる。
【００７５】
電流値サンプリング手段６４は、サンプリングモード指令解析手段１３によるサンプリングモード指令の解析により動作し、全ストローク或いは所定ストロークに亙る工具保有軸のＸ軸移動においてサンプリングされたモータ電流値をメモリ２０に書き込む。
【００７６】
サンプリング電流解析手段３３は、サンプリングモード指令によって全ストローク或いは所定ストロークの軸移動に亙ってサンプリングされたサーボ電流値（メモリ２０に書き込まれているサーボ電流値のデータ列）より、サーボ電流値の変動が少ないストローク領域を検出する。
【００７７】
ここでのサーボ電流値の変動は図３に例示されているような特性を示し、このサーボ電流値の変動は、主として、工具保有軸の送りねじ機構部をなすリータンパイプ式やデフレクタ式のボールねじナットのボールが循環する際の抵抗変動に起因するものであり、これは、潤滑油温度が低い低温時において顕著なものになる。
【００７８】
衝突面板軸移動補間処理手段３４は、サンプリング電流解析手段３３によって検出された前記ストローク領域で衝突面板２００に工具先端が衝突するように衝突面板２００をＷ軸移動させる補間処理を行う。
【００７９】
工具保有軸は工具長測定指令解析手段１４による工具長測定指令の解析によって所定の測定開始座標位置からＸ軸移動し、衝突検出手段６５は、このＸ軸移動下においてサーボ電流値入力手段６３よりサーボ電流値を取り込み、このサーボ電流値の変化より工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面（対向面部）２０１に衝突したことを検出する。なお、測定開始座標位置は衝突面板２００の配置位置に応じて適正な位置に可変設定される。
【００８０】
サーボ電流値の変化より工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突したことの検出は、図４（ａ）に示されているように、負荷電流が衝突検出レベルを超えたことにより、あるいは図４（ｂ）に示されているように、負荷電流の増加率が所定値を超えたことにより行われ、衝突検出レベルなどは負荷電流のサンプリング結果より適正値に可変設定することができる。
【００８１】
移動量キャンセル手段６１は衝突検出手段６５によって工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突したことが検出されることにより直ちにＸ軸移動を停止させて残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、補正量算出手段３２は、この軸停止時に位置検出手段６２により検出されるＸ軸座標値、即ち工具長測定点でのＸ軸座標値Ｘａと測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出する。
【００８２】
補間処理部３０は補正量算出手段３２により算出された工具長補正量によって工具長を自動補正する。
【００８３】
つぎに、図５に示されているフローチャートを参照して上述のような構成による数値制御装置による工具長補正方法の実施手順を説明する。
【００８４】
電流サンプリングモード指定の場合には（ステップＳ１０）、衝突面板２００を退避させ（ステップＳ１１）、工具保有軸を全ストロークに亙ってＸ軸移動させ、電流値サンプリング手段６４によって工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリングし、これをメモリ２０に登録する（ステップＳ１２）。
【００８５】
つぎに、メモリ２０に書き込まれている全ストロークのサンプリング負荷電流をサンプリング電流解析手段３３によって解析し、サーボ電流値の変動が少ないストローク領域を検出する（ステップＳ１３）。
【００８６】
つぎに、サンプリング電流解析手段３３によって検出された負荷電流変動が少ないストローク領域で衝突面板２００に工具先端が衝突するように、衝突面板軸移動補間処理手段３４が衝突面板２００をＷ軸移動させる補間処理を行う。これにより衝突面板２００が負荷電流の変動が少ない箇所に位置決めされ、この位置を基準にパラメータで決められた範囲を工具長の測定領域とする（ステップＳ１４）。
【００８７】
つぎに、負荷電流変動が少ないストローク領域でのサーボ電流値に応じて衝突検出負荷電流レベルを決定し（ステップＳ１５）、衝突面板２００の配置位置に基づいて測定開始位置を変更する（ステップＳ１６）。
【００８８】
工具長測定指令では（ステップＳ１７）、まず工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ１８）、工具保有軸を工具長測定速度（１０ｍｍ／分程度）により衝突面板２００に接近する方向にＸ軸移動させる（ステップＳ１９）。
【００８９】
この軸移動下で、工具保有軸のモータ負荷電流を検出し（ステップＳ２０）、モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを衝突検出手段６５によって判別する（ステップＳ２１）。この衝突検出はサーボ電流値の変動が少ないストローク領域で行われるから、誤検出のない正確な衝突検出が行われる。
【００９０】
モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させ（ステップＳ２２）、工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突した位置（工具長測定点）のＸ座標値Ｘａを読み出し（ステップＳ２３）、補正量算出手段３２によってＸ軸座標値Ｘａと測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出する（ステップＳ２４）。
【００９１】
これにより特別なセンサなどを必要とすることなく工具長補正量が得られるようになる。
【００９２】
工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突すれば、即座に工具保有軸を逆方向へ最大送り速度で移動させることにより、工具先端にチッピングが生じることが回避される。
【００９３】
（実施の形態２）
図６はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態２を示している。なお、図６に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００９４】
この実施の形態では、対向面部として円形横断面の棒状のワークＷ（図７参照）が使用される。ワークＷは、図７に示されているように、コレットチャック２１１によって把持され、主軸２１０によって自身の中心軸線周りに回転される。
【００９５】
主軸２１０は主軸モータ９１（図６参照）により回転駆動され、主軸モータ９１はサーボロック可能な主軸制御部８１（図６参照）により運転制御される。数値制御装置１における工具保有軸はこの実施の形態でもＸ軸である。
【００９６】
この数値制御装置１は、加工プログラム解析部１０に、加工プログラム解析手段１１に加えて、サンプリングモード指令解析手段１３と、工具長測定指令解析手段１４と、ワーク中心を計測決定するワーク中心決定指令を解析するワーク中心決定指令解析手段１５とを有している。
【００９７】
補間処理部３０は、補間処理手段３１に加えて、補正量算出手段３２と、サンプリング電流解析手段３３と、ワーク中心決定手段３５と、高速送り付加手段３６とを有している。
【００９８】
Ｘ軸用の軸制御部６０は、移動量キャンセル手段６１と、位置検出手段６２と、サーボ電流値入力手段６３と、電流値サンプリング手段６４と、衝突検出手段６５と、主軸電流値入力手段６６とを有している。
【００９９】
なお、工具長測定指令解析手段１４、補正量算出手段３２、サンプリング電流解析手段３３、移動量キャンセル手段６１、位置検出手段６２、サーボ電流値入力手段６３、電流値サンプリング手段６４は、実施の形態１における場合と同等のものである。
【０１００】
数値制御装置１にはサーボ電流値入力回路７１とは別に、主軸モータ９１の負荷電流（以下、主軸電流値と云うことがある）を入力する主軸電流値入力回路７２が設けられており、主軸電流値入力回路７１によって入力された主軸電流値はＸ軸用軸制御部６０に設けられている主軸電流値入力手段６６を介して衝突検出手段６５に与えられる。
【０１０１】
衝突検出手段６５は、工具保有軸のＸ軸移動下においてサーボ電流値入力手段６３よりサーボ電流値を取り込み、このサーボ電流値の変化より工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したことを検出し、また主軸モータ９１をサーボロックした状態において主軸電流値入力手段６６より主軸電流値を取り込み、この主軸電流値の変化より工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したことを検出する。
【０１０２】
ワーク中心決定手段３５は、ワーク中心決定指令により、主軸モータ９１をサーボロックさせた状態で、主軸モータ９１の負荷電流を取り込み、工具保有軸をＸ軸移動させて工具保有軸に装着されている工具Ｔの先端をワークＷの外周面に衝突させた時の主軸モータ９１の負荷電流の増減変化の極性よりワークＷの中心軸線に対する工具保有軸のＹ軸方向のオフセット方向を検出し、オフセット量が低減する方向へ工具保有軸をＹ軸移動させ、衝突時の主軸モータ９１の負荷電流の増減変化の極性より工具保有軸のオフセット方向の検出を繰り返し、主軸モータ負荷電流の増減変化の極性が反転する位置よりワークＷの中心位置を検出する。
【０１０３】
高速送り付加手段３６は、サンプリング電流解析手段３３によるサンプリング電流の解析により工具長測定領域におけるＸ軸のモータ負荷電流の変動が大きい場合に、工具先端をワークＷに衝突させることに先立って工具保有軸（ツール）を測定開始座標位置まで高速移動させる。この高速移動速度は３０００ｍｍ／分程度であってよい。
【０１０４】
つぎに図８、図９、図１２に示されているフローチャートを参照して上述のような構成による数値制御装置による被加工物中心位置検出方法および中心工具長補正方法の実施手順を説明する。
【０１０５】
先ず準備プロセスとして、図８に示されている負荷電流サンプリングルーチンを実行する。このルーチンでは、まず工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ３０）、ワークＷを−Ｚ軸方向（図７にて右側）に移動させてワークＷを退避させる（ステップＳ３１）。つぎに工具保有軸を工具長の測定領域に対応する所定ストロークに亙ってＸ軸移動させ、電流値サンプリング手段６４によって工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリングし、これをメモリ２０に登録する（ステップＳ３２）。
【０１０６】
つぎにメモリ２０に書き込まれている工具長測定領域の負荷電流をサンプリング電流解析手段３３によって解析し（ステップＳ３３）、工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動があるか否かを判別する（ステップＳ３４）。工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動がある場合には高速送り付加モードを設定する（ステップＳ３５）。
【０１０７】
図９はワーク中心決定ルーチンを示している。このルーチンでは、まず工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ４０）、ワークＷをＺ軸方向（図７にて左側）に移動させてワークＷを位置決めする（ステップＳ４１）。このワークＷの位置決め位置は工具保有軸のＸ軸によって工具刃先がワークＷの外周面に衝突し得る位置である。
【０１０８】
つぎに、ワーク中心決定手段３５によって主軸モータ９１をサーボロック状態にし（ステップＳ４２）、主軸制御部８１が内蔵している主軸アンプの電流値の変化が現れやすいように工具ＴのＹ軸方向位置をツール選択位置よりパラメータで指定された初期オフセット分だけ偏倚させる（ステップＳ４３）。
【０１０９】
つぎに、工具保有軸を１０ｍｍ／分程度の工具長測定速度（低速送り）によりワークＷの外周面に接近する方向にＸ軸移動させる（ステップＳ４４）。
【０１１０】
この軸移動下で、主軸モータ９１の負荷電流を検出し（ステップＳ４５）、この負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを衝突検出手段６５によって判別する（ステップＳ４６）。この衝突検出負荷電流レベルは、図１０に示されているように、プラス側とマイナス側とがある。
【０１１１】
図１１に示されているように、工具Ｔがワーク中心より左側にオフセットされていると、工具刃先がワークＷの外周面に押し付けられることによってワークＷを反時計廻り方向を回転せようとする力が作用する。主軸モータ９１がサーボロック状態であることにより、主軸モータ９１はワークＷの現在の回転角位置を維持するように動作する。この結果、主軸モータ９１の正回転方向が時計廻り方向であると、衝突によって主軸モータ９１の負荷電流はプラス側の衝突検出負荷電流レベルを超えることになる。
【０１１２】
これに対し、工具Ｔがワーク中心より右側にオフセットされていると、衝突によって主軸モータ９１の負荷電流はマイナス側の衝突検出負荷電流レベルを超えることになる。
【０１１３】
主軸モータ９１の負荷電流がプラス側あるいはマイナス側の衝突検出負荷電流レベルを超えれば、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、刃先のチッピング防止のために工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させる（ステップＳ４７）。
【０１１４】
つぎにワーク中心決定手段３５が衝突検出手段２より主軸電流値が増加したか、減少したかの通知を受け、その増減変化の極性より工具保有軸がワーク中心より何れの側（図１２にて右側か左側）にオフセットしているかを検出し（ステップＳ４８）、そのオフセット量が減少する方向へ工具保有軸をＹ軸移動させる（ステップＳ４９）。
【０１１５】
この後に再び、ステップＳ４４〜ステップＳ４８と同等の処理を繰り返すことによってオフセット方向を検出し（ステップＳ５０）、主軸電流値の増減変化の極性が反転するまで（ステップＳ５１）、オフセット方向検出とステップＳ４９による工具保有軸のＹ軸移動を繰り返す。
【０１１６】
主軸電流値の増減変化の極性が反転すると云うことは、ステップＳ４９による工具保有軸のＹ軸移動により、工具保有軸がワーク中心を超え、工具保有軸のオフセット方向が反転したことを意味する。例えば、初期オフセットの方向が左側であると、オフセット方向が右側になったことを意味する。
【０１１７】
主軸電流値の増減変化の極性が反転すれば（ステップＳ５１肯定）、オフセット量が減少する方向へ工具保有軸を微少量だけＹ軸移動させる（ステップＳ５２）。この後に再び、ステップＳ４４〜ステップＳ４８と同等の処理を繰り返すことによってオフセット方向を検出し（ステップＳ５３）、主軸電流値の増減変化の極性が再度反転するまで（ステップＳ５４）、オフセット方向検出とステップＳ５３による工具保有軸のＹ軸移動を繰り返す。
【０１１８】
主軸電流値の増減変化の極性が反転すれば（ステップＳ５４肯定）、この極性反転前後の２位置のＹ座標値の平均値よりワーク中心位置を決定する（ステップＳ５５）。
【０１１９】
これにより、特別な計測装置などを必要とすることなく、ワーク中心位置が自動検出され、バイト工具などの刃先位置とワークの中心位置との心合わせを自動化することが可能になる。
【０１２０】
図１２は工具長測定ルーチンを示している。まず、工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ６０）、ワーク中心決定手段３５によって測定したワーク中心に工具選択軸（工具刃先）を位置決めする（ステップＳ６１）。
【０１２１】
つぎに、負荷サンプリングルーチンで高速送り付加モードが設定されているか否かを調べる（ステップＳ６３）。高速送り付加モードが設定されていれば、工具保有軸を後退させ（ステップＳ６４）、図１３に示されているように、後退位置より測定開始位置まで工具保有軸を高速送りする。
【０１２２】
この高速送りは、高速送りにより工具保有軸の送りねじ機構部をなすボールねじナットのボールが高速循環し、その後の低速送りでも慣性力によりボールの高速循環が速い状態が得られることによってボールねじナットのボールが循環する際の抵抗変動に起因する工具保有軸のサーボ電流値の変動を低減するために行われる。図１４は高速送りによってその後の低速送りでの負荷電流の変動が低減することを模式的に示している。この高速送りによる負荷電流の変動低減効果は、図１５に示されているように、３０００ｍｍ／分程度で飽和するから、高速送り速度は３０００ｍｍ／分程度であればよい。
【０１２３】
高速送りにより工具保有軸が測定開始位置に到達すると、工具保有軸の送り速度が工具長測定速度に切り換えられ、工具保有軸が工具長の測定領域を低速送りされる（ステップＳ６６）。
【０１２４】
この軸移動下で、工具保有軸のモータ負荷電流を検出し（ステップＳ６７）、モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを判別する（ステップＳ６８）。この衝突検出は、負荷電流の変動が低減された状態で行われるから、誤検出を生じることなく正確に行われる。
【０１２５】
モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させ（ステップＳ６９）、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突した位置（工具長測定点）のＸ座標値Ｘａを読み出し（ステップＳ７０）、実施の形態１における場合と同様に、補正量算出手段３２によってＸ軸座標値Ｘａと測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出する（ステップＳ７１）。
【０１２６】
従って、この実施の形態でも、特別なセンサなどを必要とすることなく工具長補正量が得られるようになる。
【０１２７】
（実施の形態３）
図１６はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態３を示している。なお、図１６に於いて、図６に対応する部分は図６に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１２８】
この実施の形態は、実施の形態２の応用例であり、実施の形態２との相違点は、測定領域送り速度設定手段３７が設けられ、測定領域送り速度を自動盤にセットされているワークの材質（ＳＵＳ，ＢＳ，Ａｌ等）に応じて適正値に可変設定されることである。
【０１２９】
これは、硬質の材料ほど、バイトの刃先のチッピングの危険性が増えるため、送り速度を小さくすることが好ましく、軟質の材料ほど、衝突時の電流値の変化が小さくなるため、送り速度を大きくすることによって衝突時の電流値の変化を大きくすることが好ましいからである。また、材料が軟らかい場合は、送り速度を大きくしても刃先がチッピングすることはあまりない。この実施の形態では、衝突検出は電流変化率によって行われればよい。
【０１３０】
この測定領域送り速度は数値制御装置１に接続されている画面表示器による画面表示のもとにオペレータにより入力され、ワーク材質設定手段２３によってパラメータ設定部２１に登録される。
【０１３１】
つぎに、この実施の形態においける工具長測定ルーチンを図１７に示す。この実施の形態における工具長測定ルーチンと実施の形態２における場合との相違点は、図１２と比較して明らかなように、最初にワークの材質を読み出すこと（ステップＳ５９）と、ステップＳ６６で、材質に応じて測定領域送り速度を設定して工具保有軸を低速送りすることだけであり、その他のことは実施の形態２における場合と同じである。
【０１３２】
この実施の形態では、ワークの材質の如何に拘らず、正確な衝突検出が行われ、ついては正確な工具長補正が行われるようになる。
【０１３３】
（実施の形態４）
図１８はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態４を示している。なお、図１８に於いて、図６に対応する部分は図６に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１３４】
この実施の形態は、実施の形態２の変形例であり、高速送り付加手段３６に代えてウォームアップ手段３８が設けられている。ウォームアップ手段３８は、工具先端をワークＷに衝突させることに先立って工具保有軸を所定時間に亙って軸移動させ、工具保有軸の送りねじ機構部のウォームアップを行う。
【０１３５】
この実施の形態では、工具長測定に先立って、図１９に示されているような負荷サンプリング・ウォームアップルーチンを実行する。このルーチンでは、まずワークＷを−Ｚ軸方向（図７にて右側）に移動させてワークＷを退避させ（ステップＳ８０）、工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めする（ステップＳ８１）。
【０１３６】
つぎに工具保有軸を工具長の測定領域に対応する所定ストロークに亙ってＸ軸移動させ、電流値サンプリング手段６４によって工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリングし、これをメモリ２０に登録する（ステップＳ８２）。
【０１３７】
つぎにメモリ２０に書き込まれている工具長測定領域の負荷電流をサンプリング電流解析手段３３によって解析し（ステップＳ８３）、工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動があるか否かを判別する（ステップＳ８４）。工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動がある場合には、ウォームアップ手段３８によって測定開始位置から工具保有軸がワークＷに対して遠ざかる方向のストロークエンドの手前までの間を早送り速度で１分程度繰り返し往復動させる（ステップＳ８５）。これによって、ボールねじが発熱し、ボールとパイプまたディフクレタの間の摩擦抵抗が小さくなり、負荷変動が徐々になくなっていく。
【０１３８】
以降、工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動が低下するまで、上述の処理を繰り返し、負荷変動がなくなった時点で、工具長測定に入る。
【０１３９】
工具長測定は、測定開始位置から低速送りのみで送り、実施例２と同様な手段で衝突を検出し、補正量算出手段３２によって工具長補正量を算出する。
【０１４０】
この実施の形態でも、衝突検出は、負荷電流の変動が低減された状態で行われるから、誤検出を生じることなく正確に行われ、工具長補正も正確に行われるようになる。
【０１４１】
（実施の形態５）
図２０はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態５を示している。なお、図２０に於いても、図６に対応する部分は図６に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１４２】
この実施の形態では、衝突検出手段６５は、円形横断面の棒状のワークＷを回転させる主軸モータ９１をサーボロックさせた状態での主軸モータ９１の負荷電流の変化と、工具保有軸のモータ負荷電流の変化とにより工具先端がワークＷの外周面に衝突したことを検出する。
【０１４３】
衝突時にワークＷに回転力が与えられることによって主軸電流値が変化するよう、ワー
ク中心から数μｍ程度、Ｙ軸方向にずらした位置に工具刃先を位置決めするから、衝突位
置はワーク中心線上でない。このため、補正量算出のための工具長測定点での座標値をワ
ーク中心線上に対応するものに補正する必要がある。
【０１４４】
このため補間処理部３０には衝突位置計算手段３９が設けられている。
【０１４５】
図２１（ａ）、（ｂ）に示されているように、ワーク中心からの工具刃先の衝突位置のＹ軸方向のオフセット量をＡ、ワークＷの半径をＲとすると、座標値補正量Ｂは下式により算出される。すなわち、
Ｂ＝Ｒ−√（Ｒ２ −Ａ２ ）
である。
【０１４６】
図２２はこの実施の形態における工具長測定ルーチンを示している。このルーチンでは、まず、工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ９０）、ワークＷのＺ軸方向の位置決めを行う（ステップＳ９１）。そしてワーク中心決定手段３５によって測定したワーク中心に工具選択軸（工具刃先）を所定のオフセット量をもって位置決めする（ステップ９２）。
【０１４７】
つぎに、工具保有軸が工具長の測定領域を低速送りされる（ステップＳ９３）。
【０１４８】
この軸移動下で、工具保有軸（ツール送り軸）のモータ負荷電流と主軸モータ９１の負荷電流とを検出し（ステップＳ９４）、ツール送り軸のモータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超え（ステップＳ９５）、且つ主軸モータ９１の電流値に変化があったことを判別する（ステップＳ９６）。
【０１４９】
ツール送り軸のモータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたことと、主軸モータ９１の電流値に変化があったことのＡＮＤ条件が成立すれば、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り速度で移動させ（ステップＳ９７）、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突した位置（工具長測定点）のＸ座標値Ｘｂを読み出し（ステップＳ９８）、衝突位置計算手段３９によって座標値補正量Ｂを算出する（ステップＳ９９）。
【０１５０】
そして補正量算出手段３２によってＸ軸座標値Ｘｂ＋座標値補正量Ｂをセンタ中心上のＸ軸座標値Ｘａとし、Ｘ軸座標値Ｘｂ＋座標値補正量Ｂと、測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出する（ステップＳ１００）。
【０１５１】
この実施の形態では、図２３に示されているように、送りねじ機構による送り動作に起因した負荷変動ｅによって途中で、ツール送り軸のモータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えても、この時には主軸モータ９１の電流値に変化が生じないから、誤った衝突検出が行われることがない。
【０１５２】
（実施の形態６）
図２４はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態６を示している。なお、図２４に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１５３】
この実施の形態では、補間処理部３０に主軸回転指令手段４０が設けられており、主軸回転指令手段４０は工具長測定指令によって主軸モータ９１をパラメータ、加工プログラム指令等で決められた回転数をもって回転させる制御を行う。
【０１５４】
従って、実施の形態１における工具長測定処理と同様の工具長測定処理において、図２５に示されているように、回転しているワークＷの外周面に工具刃先が衝突することになる。ワークＷの外周面に工具刃先が衝突すると、ワークＷが回転していることから、工具Ｔに接線方向の力が作用し、ツール送り軸のモータ負荷電流が比較的大きい増加率をもって急激に増加する。
【０１５５】
これにより停止している面部に工具刃先を衝突させる場合に比してモータ負荷電流の衝突検出負荷電流レベルを高く設定でき、送りねじ機構による送り動作に起因した負荷変動があっても、誤った衝突検出が行われることがない。
【０１５６】
（実施の形態７）
図２６はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態７を示している。なお、図２６に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１５７】
この実施の形態では、加工プログラム解析処理部１０に、通常の加工プログラム解析手段１１に加えて、ワーク中心を算出するワーク中心算出指令を解析するワーク中心算出指令解析手段１６と、工具長補正用切り込み・測定指令を解析する工具長補正用切り込み・測定指令解析手段１７とを有している。
【０１５８】
補間処理部３０にはワーク中心算出手段４１が設けられている。ワーク中心算出手段４１は、ワーク中心算出指令により円形横断面の棒状のワークＷに対して工具保有軸を径方向（Ｙ軸方向）に移動させ、工具保有軸に装着されている工具Ｔの側面がワークＷに衝突したことを工具保有軸のモータ負荷電流の変化より検出し、この衝突時の工具保有軸の径方向の座標値よりワークＷの中心位置を算出する。工具保有軸の径方向座標値（Ｙ軸座標値）はＹ軸用の軸制御部６０が有している位置検出手段より取得することができる。
【０１５９】
このワーク中心算出手段４１によるワーク中心算出は、具体的には、図２７に示されているように、左側より工具Ｔの側面をワークＷに衝突させてこの時のＹ軸座標値Ｙａを取得し、つぎに右側より工具Ｔの側面をワークＷに衝突させてこの時のＹ軸座標値Ｙｂを取得し、工具Ｔの既知の工具幅寸法ｔを考慮して下式によりワークＷのＹ軸方向の中心座標値Ｗｃを算出する。すなわち、
である。
【０１６０】
なお、ワークＷの半径ｒが既知の場合には片側計測だけで下式などによりワークＷのＹ軸方向の中心座標値Ｗｃを算出することもできる。すなわち、
Ｗｃ＝Ｙａ＋（ｒ／２）
である。
【０１６１】
補間処理部３０は、主軸回転指令手段４０を含み、工具長補正用切り込み・測定指令により、主軸モータ９１の回転を指令し、工具保有軸を所定量だけＸ軸移動させて回転しているワークＷを工具保有軸に装着されている工具Ｔによって切削するための補間処理を行う。
【０１６２】
補正量算出手段３２は、切削前のワークＷの半径と切削後のワークＷの半径との差により実切り込み量を算出し、実切り込み量と工具保有軸の軸移動指令値から得られる指令切り込み量との偏差より工具長補正量を算出する。実際には、工具長補正量の初期設定値が存在するから、この初期設定値をＣｏ、実切り込み量をＣｒ、指令切り込み量をＣｔとすると（図２８参照）、工具長補正量Ｃは下式により算出される。すなわち、
Ｃ＝Ｃｏ＋（Ｃｒ−Ｃｔ）
である。
【０１６３】
つぎに図２９、図３０に示されているフローチャートを参照して上述のような構成による数値制御装置による被加工物中心位置検出方法および工具長補正方法の実施手順を説明する。
【０１６４】
図２９はワーク中心算出ルーチンを示している。このルーチンでは、まず、ツール（工具Ｔ）をワークＷの左側に位置決めし（ステップＳ１１０）、ツールホルダとワークＷとが接触する手前２〜３ｍｍ程度のＹ軸位置に工具保有軸をもってツールを位置決めする（ステップＳ１１１）。
【０１６５】
つぎに、工具保有軸を工具長測定速度（１０ｍｍ／分程度）によりワークＷに接近する方向にＹ軸移動させ（ステップＳ１１２）、この軸移動下で、工具保有軸のサーボ電流値（モータ負荷電流）を検出し（ステップＳ１１３）、サーボ電流値が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを衝突検出手段６５によって判別する（ステップＳ１１４）。この衝突時の電流変化は、工具刃先をワークＷに衝突させる場合に比して大きく、また食い込みもないから、衝突検出位置の誤差が非常に小さくなり、正確な衝突検出が行われるようになる。また、工具刃先を衝突させないので刃先のチッピングの心配はない。
【０１６６】
工具保有軸のサーボ電流値が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、ツールＴの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、残りのＹ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させ（ステップＳ１１５）、工具Ｔの側面がワークＷの外周面に衝突した位置のＹ座標値Ｙａを読み出し、これをメモリ２０に書き込む（ステップＳ１１６）。
【０１６７】
つぎに、ワークの右側と左側の両方の衝突位置が読み出されたかをチェックし、まだ両方の衝突位置が読み出されていない場合には、ツールＴをワークＷの右側に位置決めし、ワークの右側の衝突位置を検出するために、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１６を再度実行する。
【０１６８】
これにより、ワークＷの左側の衝突位置のＹ座標値Ｙａと、ワークＷの右側の衝突位置のＹ座標値Ｙｂとが得られ、ワーク中心算出手段４１によって上述のような計算式によりワークＷのＹ軸方向の中心座標値Ｗｃを算出する（ステップＳ１１９）。
【０１６９】
これにより、特別な計測装置などを必要とすることなく、ワーク中心位置が自動検出され、バイト工具などの刃先位置とワークの中心位置との心合わせを自動化することが可能になる。
【０１７０】
図３０は工具長計測ルーチンを示している。まず、主軸回転指令手段４０の刃令により主軸モータ９１を回転駆動し、主軸回転によりワークＷを所定の旋削速度で回転させる（ステップＳ１２０）。
【０１７１】
つぎにツールを上述のワーク中心算出ルーチンで算出されたワーク中心に位置決めし（ステップＳ１２１）、基準工具長補正（初期工具長補正を行われたＸ軸移動指令（切り込み指令）により工具保有軸をＸ軸移動させ、工具保有軸のツールＴによってワークＷを切削する（ステップＳ１２２）。
【０１７２】
この切削が完了すれば、主軸の回転を停止し（ステップＳ１２３）、ツールＴをワークＷの左側に位置決めし（ステップＳ１２４）、ツールホルダとワークＷとが接触する手前２〜３ｍｍ程度のＹ軸位置に工具保有軸をもってツールを位置決めする（ステップＳ１２５）。
【０１７３】
つぎに、工具保有軸を工具長測定速度によりワークＷに接近する方向にＹ軸移動させ（ステップＳ１２６）、この軸移動下で、工具保有軸のサーボ電流値を検出し（ステップＳ１２７）、サーボ電流値が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを衝突検出手段６５によって判別する（ステップＳ１２８）。この衝突時の電流変化も、工具刃先をワークＷに衝突させる場合に比して大きいため、衝突検出位置の誤差が非常に小さくなり、また食い込みもないから、正確な衝突検出が行われるようになる。
【０１７４】
工具保有軸のサーボ電流値が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、ツールＴの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、残りのＹ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させ（ステップＳ１２９）、工具Ｔの側面がワークＷの外周面に衝突した位置のＹ座標値Ｙａ’を読み出し、これをメモリ２０に書き込む（ステップＳ１３０）。
【０１７５】
つぎに、補正量算出手段３４が、ワーク中心算出ルーチンで取得した切削前のＹ座標値Ｙａと切削後のＹ座標値Ｙａ’より実切り込み量Ｃｒを算出し、これと切り込み指令よりわかる指令切り込み量Ｃｔと初期設定値Ｃｏとにより上述の計算式により工具長補正量Ｃを算出する。
【０１７６】
従って、この実施の形態でも、特別なセンサなどを必要とすることなく工具長補正量が得られるようになる。
【０１７７】
（実施の形態８）
図３１はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態８を示している。なお、図３１に於いて、図２６に対応する部分は図２６に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１７８】
この実施の形態では、加工プログラム解析処理部１０に工具摩耗度合いを推定するための工具摩耗度合い推定指令を解析する工具摩耗度合い推定指令解析手段１８が設けられている。
【０１７９】
補間処理部３０には、摩耗度推定手段４２が設けられている。摩耗度推定手段４２は、工具摩耗度合い推定指令より工具保有軸をＸ軸移動させ、工具保有軸に装着されている工具Ｔの先端がワークに衝突したことを工具保有軸のモータ負荷電流を検出し、この衝突時のモータ負荷電流の変化率の大小より工具Ｔの摩耗度合いを推定する。この推定は、被加工物の材質毎に設定された電流変化率と工具摩耗度合いとの相関性を示すデータを表または近似曲線でグラフ化して予めメモリ２０に登録しておき、このデータに基づいて行うことができる。
【０１８０】
この工具摩耗度の推定は、工具摩耗が進むと、切れ味が低下し、工具刃先がワークに衝突した時の食い込みが少なくなり、これに応じて、図３２、図３３に示されているように、衝突時のモータ負荷電流の変化率（傾き）が大きくなることに基づいて行われる。衝突時のモータ負荷電流の傾きは摩耗度が大きいほど大きくなる。
【０１８１】
つぎに図３４を参照して工具摩耗度推定ルーチンを説明する。まず、工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ１４０）、ワーク中心算出手段４１によって算出したワーク中心に工具選択軸（工具刃先）を位置決めする（ステップＳ１４１）。
【０１８２】
つぎに、工具長測定速度によって工具保有軸が工具長の測定領域を低速送りされる（ステップＳ１４２）。
【０１８３】
この軸移動下で、工具保有軸のモータ負荷電流を検出し（ステップＳ１４３）、モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを判別する（ステップＳ１４４）。
【０１８４】
モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令がキャンセルされ、工具保有軸が逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動し（ステップＳ１４５）、この時のモータ負荷電流の変化率（傾き）を検出する（ステップＳ１４６）。つぎにモータ負荷電流の傾きに基づいて工具Ｔの摩耗度を推定する（ステップＳ１４７）。
【０１８５】
これにより、画像処理手段などを含む特別な計測装置を使用することなく、工具の摩耗度合いが検出され、工具の交換時期を容易に把握することができるようになる。
【０１８６】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法
によれば、モータ負荷電流の変動が少ないストローク領域で衝突面板に工具先端が衝突す
るから、衝突検出が的確に行われ、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行わ
れるようになる。
【０１８９】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法によれば、被加工物の材質に応じて工具保有軸の軸移動速度が設定され、被加工物の材質の如何に拘らず衝突検出が的確に行われるから、被加工物の材質の如何に拘らず工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０１９０】
この数値制御装置における工具長補正方法によれば、工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させ、この後に前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させることとしているので、送りねじ機構によるモータ負荷変動が低減し、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０１９２】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法によれば、被加工物を回転させた状態で工具先端を被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するようにしたので、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０１９３】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法によれば、工具保有軸のモータ負荷電流と主軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出するから、送りねじ機構によるモータ負荷変動に拘らず、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０１９９】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、モータ負荷電流の変動が少ないストローク領
域で衝突面板に工具先端が衝突するから、衝突検出が的確に行われ、工具長補正量の算出
、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０２０１】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、被加工物の材質に応じて工具保有軸の軸移動速度が設定され、被加工物の材質の如何に拘らず衝突検出が的確に行われるから、被加工物の材質の如何に拘らず工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０２０２】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させる高速送り付加手段を有し、この高速送り付加手段による移動後前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させることが行われるから、送りねじ機構によるモータ負荷変動が低減し、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０２０４】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、対向面部をなす円形横断面の被加工物を回転させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するようにしたので、衝突検出が的確に行われ、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０２０５】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、工具保有軸のモータ負荷電流と主軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出するから、送りねじ機構によるモータ負荷変動に拘らず、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る数値制御装置の実施の形態１を示すブロック線図である。
【図２】実施の形態１における工具長測定要領を示す説明図である。
【図３】工具保有軸のモータ負荷電流の変動特性を示すグラフである。
【図４】（ａ）、（ｂ）は各々実施の形態１における衝突検出要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図５】実施の形態１における工具長補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】この発明に係る数値制御装置の実施の形態２を示すブロック線図である。
【図７】実施の形態２で適用される工作機械を示す説明図である。
【図８】実施の形態２における負荷サンプリングルーチンを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２におけるワーク中心決定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２における衝突検出要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図１１】実施の形態２におけるワーク中心決定要領を示す説明図である。
【図１２】実施の形態２における工具長測定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２における工具長測定要領を示す説明図である。
【図１４】実施の形態２における工具長測定要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図１５】送り速度と負荷変動との関係を示すグラフである。
【図１６】この発明に係る数値制御装置の実施の形態３を示すブロック線図である。
【図１７】実施の形態３における工具長測定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】この発明に係る数値制御装置の実施の形態４を示すブロック線図である。
【図１９】実施の形態４における負荷サンプリング・ウォームアップルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】この発明に係る数値制御装置の実施の形態５を示すブロック線図である。
【図２１】（ａ）、（ｂ）は実施の形態５における工具長測定要領を示す説明図である。
【図２２】実施の形態５における工具長測定ルーチンを示すフローチャートである。
【図２３】実施の形態５における衝突検出要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図２４】この発明に係る数値制御装置の実施の形態６を示すブロック線図である。
【図２５】実施の形態６における衝突検出要領を示す説明図である。
【図２６】この発明に係る数値制御装置の実施の形態７を示すブロック線図である。
【図２７】実施の形態７におけるワーク中心算出要領を示す説明図である。
【図２８】実施の形態７における工具長補正量算出要領を示す説明図である。
【図２９】実施の形態７におけるワーク中心算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図３０】実施の形態７における工具長測定ルーチンを示すフローチャートである。
【図３１】この発明に係る数値制御装置の実施の形態８を示すブロック線図である。
【図３２】実施の形態８における衝突検出要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図３３】工具の摩耗度と負荷電流の傾きとの関係を示すグラフである。
【図３４】実施の形態８における摩耗度推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図３５】従来における数値制御装置を示すブロック線図である。
【図３６】従来における工具長測定要領を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 数値制御装置，１０ 加工プログラム解析処理部，１１ 加工プログラム解析処理手段，１３ サンプリングモード指令解析手段，１４ 工具長測定指令解析手段，１５ ワーク中心決定指令解析手段，１６ ワーク中心算出指令解析手段，１７ 工具長補正用切り込み・測定指令解析手段，１８ 工具摩耗度合い推定指令解析手段１８，２０ メモリ，２１ パラメータ設定部，２２ 画面表示処理部，２３ ワーク材質設定手段，３０ 補間処理部，３１ 補間処理手段，３２ 補正量算出手段，３３ サンプリング電流解析手段，３４ 衝突面板軸移動補間処理手段，３５ ワーク中心決定手段，３６ 高速送り付加手段，３７測定領域送り速度設定手段，３８ ウォームアップ手段，３９ 衝突位置計算手段，４０ 主軸回転指令手段，４１ ワーク中心算出手段，４２ 摩耗度推定手段，５０ 機械制御信号処理部，５５ ラダー回路部，６０ 軸制御部，６１移動量キャンセル手段，６２ 位置検出手段，６３ サーボ電流値入力手段，６４ 電流値サンプリング手段，６５ 衝突検出手段，６６ 主軸電流値入力手段，７０ 軸移動量出力回路，７１ サーボ電流値入力回路，７２ 主軸電流値入力回路，８０ サーボ制御部，８１ 主軸制御部，９０ サーボモータ，９１主軸モータ，２００ 衝突面板，２１０ 主軸，２１１ コレットチャック
【発明の属する技術分野】
この発明は、数値制御装置における自動ツールセットのための工具長補正方法、被加工物中心位置検出方法、工具摩耗度合い推定方法および数値制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３５は数値制御装置の従来例を示している。この数値制御装置１は、加工プログラム解析処理部１０と、加工プログラムを格納するメモリ２０と、パラメータ設定部２１と、画面表示処理部２２と、補間処理部３０と、機械制御信号処理部５０と、シーケンス回路をなすラダー回路部５５と、各可動軸毎に設けられた軸制御部６０と、軸移動量入出力回路７０とを有している。
【０００３】
軸移動量入出力回路７０には各系統の可動軸のサーボ制御部８０が接続され、また各サーボ制御部８０には各可動軸のサーボモータ９０が接続されている。なお、図には示されていないが、サーボモータ９０は位置検出用のパルスゼネレータ付きのものであり、サーボ制御部８０はパルスゼネレータよりの位置フィードバック信号による位置ループを有する。
【０００４】
この数値制御装置１では、テープリーダ等から読み込まれた加工プログラムはメモリ２０に格納される。加工プログラムを実行する際には、メモリ２０から１ブロックずつ加工プログラムを読み出し、加工プログラム解析処理部１０によって加工プログラムを解析処理し、各ブロックの終点位置等を算出する。この終点位置を補間処理部３０の補間処理手段３１によって処理し、終点位置を各可動軸の単位時間当たりの移動指令に分配する。
【０００５】
この移動指令は、軸制御部６０による加減速処理によって予め指定された加減速パターンに従って加減速を考慮した単位時間当たりの移動指令に変換され、軸移動量入出力回路７０よりサーボ制御部８０へサーボ移動指令として出力される。
【０００６】
このサーボ移動指令によりサーボ制御部８０は図示されていない工作機械に取り付けられているサーボモータ９０に対して回転指令を与える。
【０００７】
また、切削油のオン・オフ等の機械信号は機械制御を記述するラダー回路部５５を介して機械制御信号処理部５０で処理され、処理結果などは補間処理部３０に伝えられる。
【０００８】
図示していないキー入力手段によって設定された各可動軸の加減速時定数等はパラメータ設定部２１が処理してメモリ２０に格納される。このようにして格納されたパラメータ等は画面表示処理部２２によって図示していない表示器に表示されるので、パラメータ等の内容を確認することができる。
【０００９】
工具長補正を自動的に行うために、工具Ｔの先端が突当てられたことを検出する圧電素子などによるセンサ１００（図３６参照）が設けられており、数値制御装置１には、センサ１００の信号を取り込みセンサ信号入力回路１０１と、センサ信号の入力処理を行うセンサ入力処理部１０２とが設けられている。
【００１０】
また、加工プログラム解析部１０には加工プログラム解析手段１１に加えて工具長補正指令解析手段１２が、補間処理部３０には補正量算出手段３２が、軸制御部６０には移動量キャンセル手段６１と、軸移動量入出力回路７０を介してサーボ制御部８０より座標位置情報を取り込む位置検出手段６２とが設けられている。
【００１１】
なお、ここでは、工具Ｔの工具長方向はＸ軸方向であるとする。このことにより移動量キャンセル手段６１と位置検出手段６２はＸ軸の軸制御部６０に設けられる。
【００１２】
この数値制御装置１では、加工プログラム解析手段１１が一つのプログラム指令である工具長補正指令解析を解析すると、工具保有軸（Ｘ軸）が図３６に示されているような測定開始位置に移動し、工具保有軸がセンサ１００へ向けてＸ軸移動する。
【００１３】
工具保有軸に装備されている工具Ｔの先端がセンサ１００に衝突すると、そのことがセンサ１００のセンサ信号により検知され、移動量キャンセル手段６１が直ちにＸ軸移動を停止させて残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、補正量算出手段３２が、位置検出手段６２により検出される軸停止時、換言すれば工具長測定点でのＸ軸座標値Ｘａと測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出し、この工具長補正量によって工具長を自動補正することが行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の数値制御装置における工具長補正では、工具長測定のために専用のセンサを使用している、すなわち、工具長補正のための工具長測定のためだけにセンサが必要であり、また軸制御のための通常のハードウェア構成とは別に、センサ信号を取り込むためのセンサ信号入力回路やセンサ入力処理部を構成する特別なハードウェア構成を数値制御装置に付加しなければならないと云う問題点がある。
【００１５】
旋盤などにおいて、円形横断面の棒状の被加工物（以下、ワークと云うことがある）を主軸によって自身の中心軸線周りに回転させてバイト工具などにより旋削する場合には、バイト工具の刃先位置とワークの中心位置とが合致している必要があるが、従来の数値制御装置では、ワークの中心位置を特別な計測装置を使用せずに自動的に検出することができないため、バイト工具の刃先位置をワークの中心位置に合致させることを自動化できないと云う問題点がある。
【００１６】
また従来の数値制御装置では、画像処理手段などを含む特別な計測装置を使用しなけば、工具の摩耗度合いを検出することができないため、オペレータが工具の交換時期を把握するには、相当の経験を要すると云う問題点があった。
【００１７】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、特別なセンサ、計測装置や、特別なハードウェア構成を数値制御装置に付加することなく工具長を測定して工具長補正を行う方法、被加工物の中心位置を検出する方法、工具の摩耗度合いを推定する方法、およびこれら方法の実施に使用される数値制御装置を得ることを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は
、所定の測定開始座標位置から工具保有軸を軸移動させ、当該工具保有軸に装着されてい
る工具の先端が衝突面板あるいは被加工物により与えられる対向面部に衝突したことを前
記工具保有軸のモータ負荷電流が所定の衝突検出レベルを越えたことにより、あるいはモ
ータ負荷電流の増加率が所定値を越えたことにより検出し、この衝突時の前記工具保有軸
の座標値と前記測定開始座標位置の座標値との差より工具長補正量を算出し、算出した工
具長補正量によって工具長を自動補正する数値制御装置における工具長補正方法において
、前記対向面部を前記工具保有軸の軸移動方向と同一方向へ軸移動可能な衝突面板により
与え、前記工具保有軸を全ストローク或いは所定ストロークだけ軸移動させて当該工具保
有軸のモータ負荷電流をサンプリングし、このサンプリングによってモータ負荷電流の変
動が少ないストローク領域を検出し、このストローク領域で前記衝突面板に工具先端が衝
突するように、前記衝突面板を軸移動させて配置位置を調整し、これに応じて前記測定開
始座標位置を設定することを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法では、モータ負荷電流の変動が少
ないストローク領域で衝突面板に工具先端が衝突し、この衝突検出が的確に行われる。
【００２４】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は、上述の工具長補正方法において、前記対向面部を被加工物より与え、被加工物の材質に応じて前記工具保有軸の軸移動速度を設定するものである。
【００２５】
この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法では、被加工物の材質に応じて工具保有軸の軸移動速度を設定され、被加工物の材質の如何に拘らず衝突検出が的確に行われる。
【００２６】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は、上述の工具長補正方法において、工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させ、この後に前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させるものである。
【００２７】
この数値制御装置における工具長補正方法では、工具先端を対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させることが行われる。これにより、送りねじ機構によるモータ負荷変動が低減し、衝突検出が的確に行われる。
【００３０】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は、上述の工具長補正方法において、前記対向面部を円形横断面の棒状の被加工物より与え、前記被加工物を回転させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するものである。
【００３１】
この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法では、被加工物を回転させた状態で工具先端を被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加させて衝突検出を行う。これにより衝突検出が的確に行われる。
【００３２】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法は、上述の工具長補正方法において、前記対向面部を円形横断面の棒状の被加工物より与え、被加工物を回転させる主軸モータをサーボロックさせた状態で主軸モータの負荷電流を検出し、工具刃先を前記被加工物の中心位置より所定量だけ径方向にオフセットさせた位置にて前記被加工物の外周面に衝突させるようにし、前記工具保有軸のモータ負荷電流と前記主軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出するものである。
【００３３】
この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法では、工具保有軸のモータ負荷電流と前記主軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出する。
【００４４】
また、上述の目的を達成するために、この発明に係る数値制御装置は、所定の測定開始
座標位置から工具保有軸を軸移動させる工具長測定指令を解析する工具長測定指令解析手
段と、前記工具保有軸のモータ負荷電流が所定の衝突検出レベルを越えたか、あるいはモ
ータ負荷電流の増加率が所定値を越えたことにより、前記工具長測定指令による前記工具
保有軸の軸移動において当該工具保有軸に装着されている工具の先端が衝突面板あるいは
被加工物により与えられる対向面部に衝突したことを検出する衝突検出手段と、衝突時の
前記工具保有軸の座標値と前記測定開始座標位置の座標値との差より工具長補正量を算出
する補正量算出手段とを有し、前記補正量算出手段によって算出された工具長補正量によ
って工具長を自動補正する数値制御装置において、前記対向面部を前記工具保有軸の軸移
動方向と同一方向へ軸移動可能な衝突面板により与えるとともに、前記工具保有軸を全ス
トローク或いは所定ストロークだけ軸移動させて当該工具保有軸のモータ負荷電流をサン
プリングするサンプリングモード指令を解析するサンプリングモード指令解析手段と、前
記サンプリングモード指令によって全ストローク或いは所定ストロークの軸移動において
サンプリングされたモータ負荷電流よりモータ負荷電流の変動が少ないストローク領域を
検出するサンプリング電流解析手段と、前記ストローク領域で前記衝突面板に工具先端が
衝突するように前記衝突面板を軸移動させる補間処理を行う衝突面板軸移動補間処理手段
とを備えることを特徴とする。
【００４５】
この発明に係る数値制御装置では、サンプリング電流解析手段がモータ負荷電流の変動
が少ないストローク領域を検出し、衝突面板軸移動補間処理手段がそのストローク領域で
衝突面板に工具先端が衝突するように衝突面板を軸移動させる補間処理を行う。
【００４８】
つぎの発明に係る数値制御装置は、前記対向面部を被加工物より与えられる数値制御装置において、被加工物の材質に応じて前記工具保有軸の軸移動速度を設定する測定領域送り速度設定手段を有しているものである。
【００４９】
この発明に係る数値制御装置では、測定領域送り速度設定手段が被加工物の材質に応じて工具保有軸の軸移動速度を設定する。
【００５０】
つぎの発明に係る数値制御装置は、上述の数値制御装置において、工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させる高速送り付加手段を有し、この高速送り付加手段による移動後前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させるものである。
【００５１】
この発明に係る数値制御装置では、高速送り付加手段が工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させ、この高速送り付加手段による移動後前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させる。
【００５４】
つぎの発明に係る数値制御装置は、上述の数値制御装置において、前記衝突検出手段が前記対向面部をなす円形横断面の被加工物を回転させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するものである。
【００５５】
この発明に係る数値制御装置では、衝突検出手段は対向面部をなす円形横断面の被加工物を回転させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するようにする。
【００５６】
つぎの発明に係る数値制御装置は、上述の数値制御装置において、前記衝突検出手段が、前記対向面部をなす円形横断面の棒状の被加工物を回転させる主軸モータをサーボロックさせた状態での主軸モータの負荷電流と前記工具保有軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出するものである。
【００５７】
この発明に係る数値制御装置では、衝突検出手段が、対向面部をなす円形横断面の棒状の被加工物を回転させる主軸モータをサーボロックさせた状態での主軸モータの負荷電流と前記工具保有軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出する。
【００６４】
つぎの発明に係る数値制御装置は、工具摩耗度合いを推定する工具摩耗度合い推定指令を解析する工具摩耗度合い推定指令解析手段と、前記工具摩耗度合い推定指令より工具保有軸を軸移動させ、当該工具保有軸に装着されている工具の先端が被加工物に衝突したことを前記工具保有軸のモータ負荷電流を検出し、この衝突時の前記モータ負荷電流の変化率より前記工具の摩耗度合いを推定する摩耗度推定手段とを有しているものである。
【００６５】
この発明に係る数値制御装置では、工具摩耗度合い推定指令解析手段が工具摩耗度合い推定指令を解析し、摩耗度推定手段が、工具の先端が被加工物に衝突した時のモータ負荷電流の変化率より工具の摩耗度合いを推定する。
【００６６】
つぎの発明に係る数値制御装置は、上述の数値制御装置において、前記摩耗度推定手段が予め被加工物の材質毎に設定された電流変化率と工具摩耗度合いとの相関性を示すデータに基づいて工具摩耗度合いを推定するものである。
【００６７】
この発明に係る数値制御装置では、摩耗度推定手段が予め被加工物の材質毎に設定された電流変化率と工具摩耗度合いとの相関性を示すデータに基づいて工具摩耗度合いを推定する。
【００６８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明するこの発明の実施の形態において上述の従来例と同一構成の部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６９】
（実施の形態１）
図１はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態１を示している。
【００７０】
この数値制御装置１における工具保有軸はＸ軸であり、Ｘ軸と同一方向に軸移動可能に衝突面板２００（図２参照）が設けられている。衝突面板２００は、金属板などにより構成され、Ｘ軸と直交して工具保有軸の工具Ｔと対向する平面２０１を有している。なお、ここでは、衝突面板２００の可動軸をＷ軸とする。
【００７１】
この数値制御装置１は、加工プログラム解析部１０に、加工プログラム解析手段１１に加えて、工具保有軸（Ｘ軸）を全ストローク或いは所定ストロークだけ軸移動させて工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリングするサンプリングモード指令を解析するサンプリングモード指令解析手段１３と、所定の測定開始座標位置から工具保有軸を軸移動させる工具長測定指令を解析する工具長測定指令解析手段１４とを有している。
【００７２】
補間処理部３０は、補間処理手段３１に加えて、補正量算出手段３２と、サンプリング電流解析手段３３と、衝突面板軸移動補間処理手段３４とを有している。
【００７３】
Ｘ軸用の軸制御部６０は、移動量キャンセル手段６１と、位置検出手段６２と、サーボ電流値入力手段６３と、電流値サンプリング手段６４と、衝突検出手段６５とを有している。
【００７４】
数値制御装置１にはＸ軸用のサーボモータ９０の負荷電流（以下、サーボ電流値と云うことがある）を入力するサーボ電流値入力回路７１が設けられており、サーボ電流値入力回路７１によって入力されたサーボ電流値はＸ軸用軸制御部６０のサーボ電流値入力手段６３を介して電流値サンプリング手段６４と衝突検出手段６５とに与えられる。
【００７５】
電流値サンプリング手段６４は、サンプリングモード指令解析手段１３によるサンプリングモード指令の解析により動作し、全ストローク或いは所定ストロークに亙る工具保有軸のＸ軸移動においてサンプリングされたモータ電流値をメモリ２０に書き込む。
【００７６】
サンプリング電流解析手段３３は、サンプリングモード指令によって全ストローク或いは所定ストロークの軸移動に亙ってサンプリングされたサーボ電流値（メモリ２０に書き込まれているサーボ電流値のデータ列）より、サーボ電流値の変動が少ないストローク領域を検出する。
【００７７】
ここでのサーボ電流値の変動は図３に例示されているような特性を示し、このサーボ電流値の変動は、主として、工具保有軸の送りねじ機構部をなすリータンパイプ式やデフレクタ式のボールねじナットのボールが循環する際の抵抗変動に起因するものであり、これは、潤滑油温度が低い低温時において顕著なものになる。
【００７８】
衝突面板軸移動補間処理手段３４は、サンプリング電流解析手段３３によって検出された前記ストローク領域で衝突面板２００に工具先端が衝突するように衝突面板２００をＷ軸移動させる補間処理を行う。
【００７９】
工具保有軸は工具長測定指令解析手段１４による工具長測定指令の解析によって所定の測定開始座標位置からＸ軸移動し、衝突検出手段６５は、このＸ軸移動下においてサーボ電流値入力手段６３よりサーボ電流値を取り込み、このサーボ電流値の変化より工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面（対向面部）２０１に衝突したことを検出する。なお、測定開始座標位置は衝突面板２００の配置位置に応じて適正な位置に可変設定される。
【００８０】
サーボ電流値の変化より工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突したことの検出は、図４（ａ）に示されているように、負荷電流が衝突検出レベルを超えたことにより、あるいは図４（ｂ）に示されているように、負荷電流の増加率が所定値を超えたことにより行われ、衝突検出レベルなどは負荷電流のサンプリング結果より適正値に可変設定することができる。
【００８１】
移動量キャンセル手段６１は衝突検出手段６５によって工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突したことが検出されることにより直ちにＸ軸移動を停止させて残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、補正量算出手段３２は、この軸停止時に位置検出手段６２により検出されるＸ軸座標値、即ち工具長測定点でのＸ軸座標値Ｘａと測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出する。
【００８２】
補間処理部３０は補正量算出手段３２により算出された工具長補正量によって工具長を自動補正する。
【００８３】
つぎに、図５に示されているフローチャートを参照して上述のような構成による数値制御装置による工具長補正方法の実施手順を説明する。
【００８４】
電流サンプリングモード指定の場合には（ステップＳ１０）、衝突面板２００を退避させ（ステップＳ１１）、工具保有軸を全ストロークに亙ってＸ軸移動させ、電流値サンプリング手段６４によって工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリングし、これをメモリ２０に登録する（ステップＳ１２）。
【００８５】
つぎに、メモリ２０に書き込まれている全ストロークのサンプリング負荷電流をサンプリング電流解析手段３３によって解析し、サーボ電流値の変動が少ないストローク領域を検出する（ステップＳ１３）。
【００８６】
つぎに、サンプリング電流解析手段３３によって検出された負荷電流変動が少ないストローク領域で衝突面板２００に工具先端が衝突するように、衝突面板軸移動補間処理手段３４が衝突面板２００をＷ軸移動させる補間処理を行う。これにより衝突面板２００が負荷電流の変動が少ない箇所に位置決めされ、この位置を基準にパラメータで決められた範囲を工具長の測定領域とする（ステップＳ１４）。
【００８７】
つぎに、負荷電流変動が少ないストローク領域でのサーボ電流値に応じて衝突検出負荷電流レベルを決定し（ステップＳ１５）、衝突面板２００の配置位置に基づいて測定開始位置を変更する（ステップＳ１６）。
【００８８】
工具長測定指令では（ステップＳ１７）、まず工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ１８）、工具保有軸を工具長測定速度（１０ｍｍ／分程度）により衝突面板２００に接近する方向にＸ軸移動させる（ステップＳ１９）。
【００８９】
この軸移動下で、工具保有軸のモータ負荷電流を検出し（ステップＳ２０）、モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを衝突検出手段６５によって判別する（ステップＳ２１）。この衝突検出はサーボ電流値の変動が少ないストローク領域で行われるから、誤検出のない正確な衝突検出が行われる。
【００９０】
モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させ（ステップＳ２２）、工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突した位置（工具長測定点）のＸ座標値Ｘａを読み出し（ステップＳ２３）、補正量算出手段３２によってＸ軸座標値Ｘａと測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出する（ステップＳ２４）。
【００９１】
これにより特別なセンサなどを必要とすることなく工具長補正量が得られるようになる。
【００９２】
工具Ｔの先端が衝突面板２００の平面２０１に衝突すれば、即座に工具保有軸を逆方向へ最大送り速度で移動させることにより、工具先端にチッピングが生じることが回避される。
【００９３】
（実施の形態２）
図６はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態２を示している。なお、図６に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００９４】
この実施の形態では、対向面部として円形横断面の棒状のワークＷ（図７参照）が使用される。ワークＷは、図７に示されているように、コレットチャック２１１によって把持され、主軸２１０によって自身の中心軸線周りに回転される。
【００９５】
主軸２１０は主軸モータ９１（図６参照）により回転駆動され、主軸モータ９１はサーボロック可能な主軸制御部８１（図６参照）により運転制御される。数値制御装置１における工具保有軸はこの実施の形態でもＸ軸である。
【００９６】
この数値制御装置１は、加工プログラム解析部１０に、加工プログラム解析手段１１に加えて、サンプリングモード指令解析手段１３と、工具長測定指令解析手段１４と、ワーク中心を計測決定するワーク中心決定指令を解析するワーク中心決定指令解析手段１５とを有している。
【００９７】
補間処理部３０は、補間処理手段３１に加えて、補正量算出手段３２と、サンプリング電流解析手段３３と、ワーク中心決定手段３５と、高速送り付加手段３６とを有している。
【００９８】
Ｘ軸用の軸制御部６０は、移動量キャンセル手段６１と、位置検出手段６２と、サーボ電流値入力手段６３と、電流値サンプリング手段６４と、衝突検出手段６５と、主軸電流値入力手段６６とを有している。
【００９９】
なお、工具長測定指令解析手段１４、補正量算出手段３２、サンプリング電流解析手段３３、移動量キャンセル手段６１、位置検出手段６２、サーボ電流値入力手段６３、電流値サンプリング手段６４は、実施の形態１における場合と同等のものである。
【０１００】
数値制御装置１にはサーボ電流値入力回路７１とは別に、主軸モータ９１の負荷電流（以下、主軸電流値と云うことがある）を入力する主軸電流値入力回路７２が設けられており、主軸電流値入力回路７１によって入力された主軸電流値はＸ軸用軸制御部６０に設けられている主軸電流値入力手段６６を介して衝突検出手段６５に与えられる。
【０１０１】
衝突検出手段６５は、工具保有軸のＸ軸移動下においてサーボ電流値入力手段６３よりサーボ電流値を取り込み、このサーボ電流値の変化より工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したことを検出し、また主軸モータ９１をサーボロックした状態において主軸電流値入力手段６６より主軸電流値を取り込み、この主軸電流値の変化より工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したことを検出する。
【０１０２】
ワーク中心決定手段３５は、ワーク中心決定指令により、主軸モータ９１をサーボロックさせた状態で、主軸モータ９１の負荷電流を取り込み、工具保有軸をＸ軸移動させて工具保有軸に装着されている工具Ｔの先端をワークＷの外周面に衝突させた時の主軸モータ９１の負荷電流の増減変化の極性よりワークＷの中心軸線に対する工具保有軸のＹ軸方向のオフセット方向を検出し、オフセット量が低減する方向へ工具保有軸をＹ軸移動させ、衝突時の主軸モータ９１の負荷電流の増減変化の極性より工具保有軸のオフセット方向の検出を繰り返し、主軸モータ負荷電流の増減変化の極性が反転する位置よりワークＷの中心位置を検出する。
【０１０３】
高速送り付加手段３６は、サンプリング電流解析手段３３によるサンプリング電流の解析により工具長測定領域におけるＸ軸のモータ負荷電流の変動が大きい場合に、工具先端をワークＷに衝突させることに先立って工具保有軸（ツール）を測定開始座標位置まで高速移動させる。この高速移動速度は３０００ｍｍ／分程度であってよい。
【０１０４】
つぎに図８、図９、図１２に示されているフローチャートを参照して上述のような構成による数値制御装置による被加工物中心位置検出方法および中心工具長補正方法の実施手順を説明する。
【０１０５】
先ず準備プロセスとして、図８に示されている負荷電流サンプリングルーチンを実行する。このルーチンでは、まず工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ３０）、ワークＷを−Ｚ軸方向（図７にて右側）に移動させてワークＷを退避させる（ステップＳ３１）。つぎに工具保有軸を工具長の測定領域に対応する所定ストロークに亙ってＸ軸移動させ、電流値サンプリング手段６４によって工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリングし、これをメモリ２０に登録する（ステップＳ３２）。
【０１０６】
つぎにメモリ２０に書き込まれている工具長測定領域の負荷電流をサンプリング電流解析手段３３によって解析し（ステップＳ３３）、工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動があるか否かを判別する（ステップＳ３４）。工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動がある場合には高速送り付加モードを設定する（ステップＳ３５）。
【０１０７】
図９はワーク中心決定ルーチンを示している。このルーチンでは、まず工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ４０）、ワークＷをＺ軸方向（図７にて左側）に移動させてワークＷを位置決めする（ステップＳ４１）。このワークＷの位置決め位置は工具保有軸のＸ軸によって工具刃先がワークＷの外周面に衝突し得る位置である。
【０１０８】
つぎに、ワーク中心決定手段３５によって主軸モータ９１をサーボロック状態にし（ステップＳ４２）、主軸制御部８１が内蔵している主軸アンプの電流値の変化が現れやすいように工具ＴのＹ軸方向位置をツール選択位置よりパラメータで指定された初期オフセット分だけ偏倚させる（ステップＳ４３）。
【０１０９】
つぎに、工具保有軸を１０ｍｍ／分程度の工具長測定速度（低速送り）によりワークＷの外周面に接近する方向にＸ軸移動させる（ステップＳ４４）。
【０１１０】
この軸移動下で、主軸モータ９１の負荷電流を検出し（ステップＳ４５）、この負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを衝突検出手段６５によって判別する（ステップＳ４６）。この衝突検出負荷電流レベルは、図１０に示されているように、プラス側とマイナス側とがある。
【０１１１】
図１１に示されているように、工具Ｔがワーク中心より左側にオフセットされていると、工具刃先がワークＷの外周面に押し付けられることによってワークＷを反時計廻り方向を回転せようとする力が作用する。主軸モータ９１がサーボロック状態であることにより、主軸モータ９１はワークＷの現在の回転角位置を維持するように動作する。この結果、主軸モータ９１の正回転方向が時計廻り方向であると、衝突によって主軸モータ９１の負荷電流はプラス側の衝突検出負荷電流レベルを超えることになる。
【０１１２】
これに対し、工具Ｔがワーク中心より右側にオフセットされていると、衝突によって主軸モータ９１の負荷電流はマイナス側の衝突検出負荷電流レベルを超えることになる。
【０１１３】
主軸モータ９１の負荷電流がプラス側あるいはマイナス側の衝突検出負荷電流レベルを超えれば、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、刃先のチッピング防止のために工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させる（ステップＳ４７）。
【０１１４】
つぎにワーク中心決定手段３５が衝突検出手段２より主軸電流値が増加したか、減少したかの通知を受け、その増減変化の極性より工具保有軸がワーク中心より何れの側（図１２にて右側か左側）にオフセットしているかを検出し（ステップＳ４８）、そのオフセット量が減少する方向へ工具保有軸をＹ軸移動させる（ステップＳ４９）。
【０１１５】
この後に再び、ステップＳ４４〜ステップＳ４８と同等の処理を繰り返すことによってオフセット方向を検出し（ステップＳ５０）、主軸電流値の増減変化の極性が反転するまで（ステップＳ５１）、オフセット方向検出とステップＳ４９による工具保有軸のＹ軸移動を繰り返す。
【０１１６】
主軸電流値の増減変化の極性が反転すると云うことは、ステップＳ４９による工具保有軸のＹ軸移動により、工具保有軸がワーク中心を超え、工具保有軸のオフセット方向が反転したことを意味する。例えば、初期オフセットの方向が左側であると、オフセット方向が右側になったことを意味する。
【０１１７】
主軸電流値の増減変化の極性が反転すれば（ステップＳ５１肯定）、オフセット量が減少する方向へ工具保有軸を微少量だけＹ軸移動させる（ステップＳ５２）。この後に再び、ステップＳ４４〜ステップＳ４８と同等の処理を繰り返すことによってオフセット方向を検出し（ステップＳ５３）、主軸電流値の増減変化の極性が再度反転するまで（ステップＳ５４）、オフセット方向検出とステップＳ５３による工具保有軸のＹ軸移動を繰り返す。
【０１１８】
主軸電流値の増減変化の極性が反転すれば（ステップＳ５４肯定）、この極性反転前後の２位置のＹ座標値の平均値よりワーク中心位置を決定する（ステップＳ５５）。
【０１１９】
これにより、特別な計測装置などを必要とすることなく、ワーク中心位置が自動検出され、バイト工具などの刃先位置とワークの中心位置との心合わせを自動化することが可能になる。
【０１２０】
図１２は工具長測定ルーチンを示している。まず、工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ６０）、ワーク中心決定手段３５によって測定したワーク中心に工具選択軸（工具刃先）を位置決めする（ステップＳ６１）。
【０１２１】
つぎに、負荷サンプリングルーチンで高速送り付加モードが設定されているか否かを調べる（ステップＳ６３）。高速送り付加モードが設定されていれば、工具保有軸を後退させ（ステップＳ６４）、図１３に示されているように、後退位置より測定開始位置まで工具保有軸を高速送りする。
【０１２２】
この高速送りは、高速送りにより工具保有軸の送りねじ機構部をなすボールねじナットのボールが高速循環し、その後の低速送りでも慣性力によりボールの高速循環が速い状態が得られることによってボールねじナットのボールが循環する際の抵抗変動に起因する工具保有軸のサーボ電流値の変動を低減するために行われる。図１４は高速送りによってその後の低速送りでの負荷電流の変動が低減することを模式的に示している。この高速送りによる負荷電流の変動低減効果は、図１５に示されているように、３０００ｍｍ／分程度で飽和するから、高速送り速度は３０００ｍｍ／分程度であればよい。
【０１２３】
高速送りにより工具保有軸が測定開始位置に到達すると、工具保有軸の送り速度が工具長測定速度に切り換えられ、工具保有軸が工具長の測定領域を低速送りされる（ステップＳ６６）。
【０１２４】
この軸移動下で、工具保有軸のモータ負荷電流を検出し（ステップＳ６７）、モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを判別する（ステップＳ６８）。この衝突検出は、負荷電流の変動が低減された状態で行われるから、誤検出を生じることなく正確に行われる。
【０１２５】
モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させ（ステップＳ６９）、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突した位置（工具長測定点）のＸ座標値Ｘａを読み出し（ステップＳ７０）、実施の形態１における場合と同様に、補正量算出手段３２によってＸ軸座標値Ｘａと測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出する（ステップＳ７１）。
【０１２６】
従って、この実施の形態でも、特別なセンサなどを必要とすることなく工具長補正量が得られるようになる。
【０１２７】
（実施の形態３）
図１６はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態３を示している。なお、図１６に於いて、図６に対応する部分は図６に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１２８】
この実施の形態は、実施の形態２の応用例であり、実施の形態２との相違点は、測定領域送り速度設定手段３７が設けられ、測定領域送り速度を自動盤にセットされているワークの材質（ＳＵＳ，ＢＳ，Ａｌ等）に応じて適正値に可変設定されることである。
【０１２９】
これは、硬質の材料ほど、バイトの刃先のチッピングの危険性が増えるため、送り速度を小さくすることが好ましく、軟質の材料ほど、衝突時の電流値の変化が小さくなるため、送り速度を大きくすることによって衝突時の電流値の変化を大きくすることが好ましいからである。また、材料が軟らかい場合は、送り速度を大きくしても刃先がチッピングすることはあまりない。この実施の形態では、衝突検出は電流変化率によって行われればよい。
【０１３０】
この測定領域送り速度は数値制御装置１に接続されている画面表示器による画面表示のもとにオペレータにより入力され、ワーク材質設定手段２３によってパラメータ設定部２１に登録される。
【０１３１】
つぎに、この実施の形態においける工具長測定ルーチンを図１７に示す。この実施の形態における工具長測定ルーチンと実施の形態２における場合との相違点は、図１２と比較して明らかなように、最初にワークの材質を読み出すこと（ステップＳ５９）と、ステップＳ６６で、材質に応じて測定領域送り速度を設定して工具保有軸を低速送りすることだけであり、その他のことは実施の形態２における場合と同じである。
【０１３２】
この実施の形態では、ワークの材質の如何に拘らず、正確な衝突検出が行われ、ついては正確な工具長補正が行われるようになる。
【０１３３】
（実施の形態４）
図１８はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態４を示している。なお、図１８に於いて、図６に対応する部分は図６に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１３４】
この実施の形態は、実施の形態２の変形例であり、高速送り付加手段３６に代えてウォームアップ手段３８が設けられている。ウォームアップ手段３８は、工具先端をワークＷに衝突させることに先立って工具保有軸を所定時間に亙って軸移動させ、工具保有軸の送りねじ機構部のウォームアップを行う。
【０１３５】
この実施の形態では、工具長測定に先立って、図１９に示されているような負荷サンプリング・ウォームアップルーチンを実行する。このルーチンでは、まずワークＷを−Ｚ軸方向（図７にて右側）に移動させてワークＷを退避させ（ステップＳ８０）、工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めする（ステップＳ８１）。
【０１３６】
つぎに工具保有軸を工具長の測定領域に対応する所定ストロークに亙ってＸ軸移動させ、電流値サンプリング手段６４によって工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリングし、これをメモリ２０に登録する（ステップＳ８２）。
【０１３７】
つぎにメモリ２０に書き込まれている工具長測定領域の負荷電流をサンプリング電流解析手段３３によって解析し（ステップＳ８３）、工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動があるか否かを判別する（ステップＳ８４）。工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動がある場合には、ウォームアップ手段３８によって測定開始位置から工具保有軸がワークＷに対して遠ざかる方向のストロークエンドの手前までの間を早送り速度で１分程度繰り返し往復動させる（ステップＳ８５）。これによって、ボールねじが発熱し、ボールとパイプまたディフクレタの間の摩擦抵抗が小さくなり、負荷変動が徐々になくなっていく。
【０１３８】
以降、工具長の測定領域に所定レベル以上の負荷変動が低下するまで、上述の処理を繰り返し、負荷変動がなくなった時点で、工具長測定に入る。
【０１３９】
工具長測定は、測定開始位置から低速送りのみで送り、実施例２と同様な手段で衝突を検出し、補正量算出手段３２によって工具長補正量を算出する。
【０１４０】
この実施の形態でも、衝突検出は、負荷電流の変動が低減された状態で行われるから、誤検出を生じることなく正確に行われ、工具長補正も正確に行われるようになる。
【０１４１】
（実施の形態５）
図２０はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態５を示している。なお、図２０に於いても、図６に対応する部分は図６に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１４２】
この実施の形態では、衝突検出手段６５は、円形横断面の棒状のワークＷを回転させる主軸モータ９１をサーボロックさせた状態での主軸モータ９１の負荷電流の変化と、工具保有軸のモータ負荷電流の変化とにより工具先端がワークＷの外周面に衝突したことを検出する。
【０１４３】
衝突時にワークＷに回転力が与えられることによって主軸電流値が変化するよう、ワー
ク中心から数μｍ程度、Ｙ軸方向にずらした位置に工具刃先を位置決めするから、衝突位
置はワーク中心線上でない。このため、補正量算出のための工具長測定点での座標値をワ
ーク中心線上に対応するものに補正する必要がある。
【０１４４】
このため補間処理部３０には衝突位置計算手段３９が設けられている。
【０１４５】
図２１（ａ）、（ｂ）に示されているように、ワーク中心からの工具刃先の衝突位置のＹ軸方向のオフセット量をＡ、ワークＷの半径をＲとすると、座標値補正量Ｂは下式により算出される。すなわち、
Ｂ＝Ｒ−√（Ｒ２ −Ａ２ ）
である。
【０１４６】
図２２はこの実施の形態における工具長測定ルーチンを示している。このルーチンでは、まず、工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ９０）、ワークＷのＺ軸方向の位置決めを行う（ステップＳ９１）。そしてワーク中心決定手段３５によって測定したワーク中心に工具選択軸（工具刃先）を所定のオフセット量をもって位置決めする（ステップ９２）。
【０１４７】
つぎに、工具保有軸が工具長の測定領域を低速送りされる（ステップＳ９３）。
【０１４８】
この軸移動下で、工具保有軸（ツール送り軸）のモータ負荷電流と主軸モータ９１の負荷電流とを検出し（ステップＳ９４）、ツール送り軸のモータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超え（ステップＳ９５）、且つ主軸モータ９１の電流値に変化があったことを判別する（ステップＳ９６）。
【０１４９】
ツール送り軸のモータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたことと、主軸モータ９１の電流値に変化があったことのＡＮＤ条件が成立すれば、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り速度で移動させ（ステップＳ９７）、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突した位置（工具長測定点）のＸ座標値Ｘｂを読み出し（ステップＳ９８）、衝突位置計算手段３９によって座標値補正量Ｂを算出する（ステップＳ９９）。
【０１５０】
そして補正量算出手段３２によってＸ軸座標値Ｘｂ＋座標値補正量Ｂをセンタ中心上のＸ軸座標値Ｘａとし、Ｘ軸座標値Ｘｂ＋座標値補正量Ｂと、測定開始位置のＸ軸座標値Ｘｏとの差により工具長補正量を算出する（ステップＳ１００）。
【０１５１】
この実施の形態では、図２３に示されているように、送りねじ機構による送り動作に起因した負荷変動ｅによって途中で、ツール送り軸のモータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えても、この時には主軸モータ９１の電流値に変化が生じないから、誤った衝突検出が行われることがない。
【０１５２】
（実施の形態６）
図２４はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態６を示している。なお、図２４に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１５３】
この実施の形態では、補間処理部３０に主軸回転指令手段４０が設けられており、主軸回転指令手段４０は工具長測定指令によって主軸モータ９１をパラメータ、加工プログラム指令等で決められた回転数をもって回転させる制御を行う。
【０１５４】
従って、実施の形態１における工具長測定処理と同様の工具長測定処理において、図２５に示されているように、回転しているワークＷの外周面に工具刃先が衝突することになる。ワークＷの外周面に工具刃先が衝突すると、ワークＷが回転していることから、工具Ｔに接線方向の力が作用し、ツール送り軸のモータ負荷電流が比較的大きい増加率をもって急激に増加する。
【０１５５】
これにより停止している面部に工具刃先を衝突させる場合に比してモータ負荷電流の衝突検出負荷電流レベルを高く設定でき、送りねじ機構による送り動作に起因した負荷変動があっても、誤った衝突検出が行われることがない。
【０１５６】
（実施の形態７）
図２６はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態７を示している。なお、図２６に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１５７】
この実施の形態では、加工プログラム解析処理部１０に、通常の加工プログラム解析手段１１に加えて、ワーク中心を算出するワーク中心算出指令を解析するワーク中心算出指令解析手段１６と、工具長補正用切り込み・測定指令を解析する工具長補正用切り込み・測定指令解析手段１７とを有している。
【０１５８】
補間処理部３０にはワーク中心算出手段４１が設けられている。ワーク中心算出手段４１は、ワーク中心算出指令により円形横断面の棒状のワークＷに対して工具保有軸を径方向（Ｙ軸方向）に移動させ、工具保有軸に装着されている工具Ｔの側面がワークＷに衝突したことを工具保有軸のモータ負荷電流の変化より検出し、この衝突時の工具保有軸の径方向の座標値よりワークＷの中心位置を算出する。工具保有軸の径方向座標値（Ｙ軸座標値）はＹ軸用の軸制御部６０が有している位置検出手段より取得することができる。
【０１５９】
このワーク中心算出手段４１によるワーク中心算出は、具体的には、図２７に示されているように、左側より工具Ｔの側面をワークＷに衝突させてこの時のＹ軸座標値Ｙａを取得し、つぎに右側より工具Ｔの側面をワークＷに衝突させてこの時のＹ軸座標値Ｙｂを取得し、工具Ｔの既知の工具幅寸法ｔを考慮して下式によりワークＷのＹ軸方向の中心座標値Ｗｃを算出する。すなわち、
【０１６０】
なお、ワークＷの半径ｒが既知の場合には片側計測だけで下式などによりワークＷのＹ軸方向の中心座標値Ｗｃを算出することもできる。すなわち、
Ｗｃ＝Ｙａ＋（ｒ／２）
である。
【０１６１】
補間処理部３０は、主軸回転指令手段４０を含み、工具長補正用切り込み・測定指令により、主軸モータ９１の回転を指令し、工具保有軸を所定量だけＸ軸移動させて回転しているワークＷを工具保有軸に装着されている工具Ｔによって切削するための補間処理を行う。
【０１６２】
補正量算出手段３２は、切削前のワークＷの半径と切削後のワークＷの半径との差により実切り込み量を算出し、実切り込み量と工具保有軸の軸移動指令値から得られる指令切り込み量との偏差より工具長補正量を算出する。実際には、工具長補正量の初期設定値が存在するから、この初期設定値をＣｏ、実切り込み量をＣｒ、指令切り込み量をＣｔとすると（図２８参照）、工具長補正量Ｃは下式により算出される。すなわち、
Ｃ＝Ｃｏ＋（Ｃｒ−Ｃｔ）
である。
【０１６３】
つぎに図２９、図３０に示されているフローチャートを参照して上述のような構成による数値制御装置による被加工物中心位置検出方法および工具長補正方法の実施手順を説明する。
【０１６４】
図２９はワーク中心算出ルーチンを示している。このルーチンでは、まず、ツール（工具Ｔ）をワークＷの左側に位置決めし（ステップＳ１１０）、ツールホルダとワークＷとが接触する手前２〜３ｍｍ程度のＹ軸位置に工具保有軸をもってツールを位置決めする（ステップＳ１１１）。
【０１６５】
つぎに、工具保有軸を工具長測定速度（１０ｍｍ／分程度）によりワークＷに接近する方向にＹ軸移動させ（ステップＳ１１２）、この軸移動下で、工具保有軸のサーボ電流値（モータ負荷電流）を検出し（ステップＳ１１３）、サーボ電流値が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを衝突検出手段６５によって判別する（ステップＳ１１４）。この衝突時の電流変化は、工具刃先をワークＷに衝突させる場合に比して大きく、また食い込みもないから、衝突検出位置の誤差が非常に小さくなり、正確な衝突検出が行われるようになる。また、工具刃先を衝突させないので刃先のチッピングの心配はない。
【０１６６】
工具保有軸のサーボ電流値が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、ツールＴの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、残りのＹ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させ（ステップＳ１１５）、工具Ｔの側面がワークＷの外周面に衝突した位置のＹ座標値Ｙａを読み出し、これをメモリ２０に書き込む（ステップＳ１１６）。
【０１６７】
つぎに、ワークの右側と左側の両方の衝突位置が読み出されたかをチェックし、まだ両方の衝突位置が読み出されていない場合には、ツールＴをワークＷの右側に位置決めし、ワークの右側の衝突位置を検出するために、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１６を再度実行する。
【０１６８】
これにより、ワークＷの左側の衝突位置のＹ座標値Ｙａと、ワークＷの右側の衝突位置のＹ座標値Ｙｂとが得られ、ワーク中心算出手段４１によって上述のような計算式によりワークＷのＹ軸方向の中心座標値Ｗｃを算出する（ステップＳ１１９）。
【０１６９】
これにより、特別な計測装置などを必要とすることなく、ワーク中心位置が自動検出され、バイト工具などの刃先位置とワークの中心位置との心合わせを自動化することが可能になる。
【０１７０】
図３０は工具長計測ルーチンを示している。まず、主軸回転指令手段４０の刃令により主軸モータ９１を回転駆動し、主軸回転によりワークＷを所定の旋削速度で回転させる（ステップＳ１２０）。
【０１７１】
つぎにツールを上述のワーク中心算出ルーチンで算出されたワーク中心に位置決めし（ステップＳ１２１）、基準工具長補正（初期工具長補正を行われたＸ軸移動指令（切り込み指令）により工具保有軸をＸ軸移動させ、工具保有軸のツールＴによってワークＷを切削する（ステップＳ１２２）。
【０１７２】
この切削が完了すれば、主軸の回転を停止し（ステップＳ１２３）、ツールＴをワークＷの左側に位置決めし（ステップＳ１２４）、ツールホルダとワークＷとが接触する手前２〜３ｍｍ程度のＹ軸位置に工具保有軸をもってツールを位置決めする（ステップＳ１２５）。
【０１７３】
つぎに、工具保有軸を工具長測定速度によりワークＷに接近する方向にＹ軸移動させ（ステップＳ１２６）、この軸移動下で、工具保有軸のサーボ電流値を検出し（ステップＳ１２７）、サーボ電流値が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを衝突検出手段６５によって判別する（ステップＳ１２８）。この衝突時の電流変化も、工具刃先をワークＷに衝突させる場合に比して大きいため、衝突検出位置の誤差が非常に小さくなり、また食い込みもないから、正確な衝突検出が行われるようになる。
【０１７４】
工具保有軸のサーボ電流値が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、ツールＴの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、残りのＹ軸移動指令をキャンセルし、工具保有軸を逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動させ（ステップＳ１２９）、工具Ｔの側面がワークＷの外周面に衝突した位置のＹ座標値Ｙａ’を読み出し、これをメモリ２０に書き込む（ステップＳ１３０）。
【０１７５】
つぎに、補正量算出手段３４が、ワーク中心算出ルーチンで取得した切削前のＹ座標値Ｙａと切削後のＹ座標値Ｙａ’より実切り込み量Ｃｒを算出し、これと切り込み指令よりわかる指令切り込み量Ｃｔと初期設定値Ｃｏとにより上述の計算式により工具長補正量Ｃを算出する。
【０１７６】
従って、この実施の形態でも、特別なセンサなどを必要とすることなく工具長補正量が得られるようになる。
【０１７７】
（実施の形態８）
図３１はこの発明に係る数値制御装置の実施の形態８を示している。なお、図３１に於いて、図２６に対応する部分は図２６に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【０１７８】
この実施の形態では、加工プログラム解析処理部１０に工具摩耗度合いを推定するための工具摩耗度合い推定指令を解析する工具摩耗度合い推定指令解析手段１８が設けられている。
【０１７９】
補間処理部３０には、摩耗度推定手段４２が設けられている。摩耗度推定手段４２は、工具摩耗度合い推定指令より工具保有軸をＸ軸移動させ、工具保有軸に装着されている工具Ｔの先端がワークに衝突したことを工具保有軸のモータ負荷電流を検出し、この衝突時のモータ負荷電流の変化率の大小より工具Ｔの摩耗度合いを推定する。この推定は、被加工物の材質毎に設定された電流変化率と工具摩耗度合いとの相関性を示すデータを表または近似曲線でグラフ化して予めメモリ２０に登録しておき、このデータに基づいて行うことができる。
【０１８０】
この工具摩耗度の推定は、工具摩耗が進むと、切れ味が低下し、工具刃先がワークに衝突した時の食い込みが少なくなり、これに応じて、図３２、図３３に示されているように、衝突時のモータ負荷電流の変化率（傾き）が大きくなることに基づいて行われる。衝突時のモータ負荷電流の傾きは摩耗度が大きいほど大きくなる。
【０１８１】
つぎに図３４を参照して工具摩耗度推定ルーチンを説明する。まず、工具保有軸（ツール）を測定開始位置に位置決めし（ステップＳ１４０）、ワーク中心算出手段４１によって算出したワーク中心に工具選択軸（工具刃先）を位置決めする（ステップＳ１４１）。
【０１８２】
つぎに、工具長測定速度によって工具保有軸が工具長の測定領域を低速送りされる（ステップＳ１４２）。
【０１８３】
この軸移動下で、工具保有軸のモータ負荷電流を検出し（ステップＳ１４３）、モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えたか否かを判別する（ステップＳ１４４）。
【０１８４】
モータ負荷電流が衝突検出負荷電流レベルを超えれば、工具Ｔの先端がワークＷの外周面に衝突したとして、移動量キャンセル手段６１によって残りのＸ軸移動指令がキャンセルされ、工具保有軸が逆方向へ早送り（最大送り）速度で移動し（ステップＳ１４５）、この時のモータ負荷電流の変化率（傾き）を検出する（ステップＳ１４６）。つぎにモータ負荷電流の傾きに基づいて工具Ｔの摩耗度を推定する（ステップＳ１４７）。
【０１８５】
これにより、画像処理手段などを含む特別な計測装置を使用することなく、工具の摩耗度合いが検出され、工具の交換時期を容易に把握することができるようになる。
【０１８６】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明に係る数値制御装置における工具長補正方法
によれば、モータ負荷電流の変動が少ないストローク領域で衝突面板に工具先端が衝突す
るから、衝突検出が的確に行われ、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行わ
れるようになる。
【０１８９】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法によれば、被加工物の材質に応じて工具保有軸の軸移動速度が設定され、被加工物の材質の如何に拘らず衝突検出が的確に行われるから、被加工物の材質の如何に拘らず工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０１９０】
この数値制御装置における工具長補正方法によれば、工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させ、この後に前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させることとしているので、送りねじ機構によるモータ負荷変動が低減し、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０１９２】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法によれば、被加工物を回転させた状態で工具先端を被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するようにしたので、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０１９３】
つぎの発明に係る数値制御装置における工具長補正方法によれば、工具保有軸のモータ負荷電流と主軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出するから、送りねじ機構によるモータ負荷変動に拘らず、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０１９９】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、モータ負荷電流の変動が少ないストローク領
域で衝突面板に工具先端が衝突するから、衝突検出が的確に行われ、工具長補正量の算出
、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０２０１】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、被加工物の材質に応じて工具保有軸の軸移動速度が設定され、被加工物の材質の如何に拘らず衝突検出が的確に行われるから、被加工物の材質の如何に拘らず工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０２０２】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させる高速送り付加手段を有し、この高速送り付加手段による移動後前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させることが行われるから、送りねじ機構によるモータ負荷変動が低減し、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０２０４】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、対向面部をなす円形横断面の被加工物を回転させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場合より大きい増加率をもって増加するようにしたので、衝突検出が的確に行われ、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【０２０５】
つぎの発明に係る数値制御装置によれば、工具保有軸のモータ負荷電流と主軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したことを検出するから、送りねじ機構によるモータ負荷変動に拘らず、衝突検出が的確に行われるようになり、工具長補正量の算出、工具長の自動補正が適正に行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る数値制御装置の実施の形態１を示すブロック線図である。
【図２】実施の形態１における工具長測定要領を示す説明図である。
【図３】工具保有軸のモータ負荷電流の変動特性を示すグラフである。
【図４】（ａ）、（ｂ）は各々実施の形態１における衝突検出要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図５】実施の形態１における工具長補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】この発明に係る数値制御装置の実施の形態２を示すブロック線図である。
【図７】実施の形態２で適用される工作機械を示す説明図である。
【図８】実施の形態２における負荷サンプリングルーチンを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２におけるワーク中心決定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２における衝突検出要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図１１】実施の形態２におけるワーク中心決定要領を示す説明図である。
【図１２】実施の形態２における工具長測定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２における工具長測定要領を示す説明図である。
【図１４】実施の形態２における工具長測定要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図１５】送り速度と負荷変動との関係を示すグラフである。
【図１６】この発明に係る数値制御装置の実施の形態３を示すブロック線図である。
【図１７】実施の形態３における工具長測定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】この発明に係る数値制御装置の実施の形態４を示すブロック線図である。
【図１９】実施の形態４における負荷サンプリング・ウォームアップルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】この発明に係る数値制御装置の実施の形態５を示すブロック線図である。
【図２１】（ａ）、（ｂ）は実施の形態５における工具長測定要領を示す説明図である。
【図２２】実施の形態５における工具長測定ルーチンを示すフローチャートである。
【図２３】実施の形態５における衝突検出要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図２４】この発明に係る数値制御装置の実施の形態６を示すブロック線図である。
【図２５】実施の形態６における衝突検出要領を示す説明図である。
【図２６】この発明に係る数値制御装置の実施の形態７を示すブロック線図である。
【図２７】実施の形態７におけるワーク中心算出要領を示す説明図である。
【図２８】実施の形態７における工具長補正量算出要領を示す説明図である。
【図２９】実施の形態７におけるワーク中心算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図３０】実施の形態７における工具長測定ルーチンを示すフローチャートである。
【図３１】この発明に係る数値制御装置の実施の形態８を示すブロック線図である。
【図３２】実施の形態８における衝突検出要領を示す負荷電流特性のグラフである。
【図３３】工具の摩耗度と負荷電流の傾きとの関係を示すグラフである。
【図３４】実施の形態８における摩耗度推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図３５】従来における数値制御装置を示すブロック線図である。
【図３６】従来における工具長測定要領を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 数値制御装置，１０ 加工プログラム解析処理部，１１ 加工プログラム解析処理手段，１３ サンプリングモード指令解析手段，１４ 工具長測定指令解析手段，１５ ワーク中心決定指令解析手段，１６ ワーク中心算出指令解析手段，１７ 工具長補正用切り込み・測定指令解析手段，１８ 工具摩耗度合い推定指令解析手段１８，２０ メモリ，２１ パラメータ設定部，２２ 画面表示処理部，２３ ワーク材質設定手段，３０ 補間処理部，３１ 補間処理手段，３２ 補正量算出手段，３３ サンプリング電流解析手段，３４ 衝突面板軸移動補間処理手段，３５ ワーク中心決定手段，３６ 高速送り付加手段，３７測定領域送り速度設定手段，３８ ウォームアップ手段，３９ 衝突位置計算手段，４０ 主軸回転指令手段，４１ ワーク中心算出手段，４２ 摩耗度推定手段，５０ 機械制御信号処理部，５５ ラダー回路部，６０ 軸制御部，６１移動量キャンセル手段，６２ 位置検出手段，６３ サーボ電流値入力手段，６４ 電流値サンプリング手段，６５ 衝突検出手段，６６ 主軸電流値入力手段，７０ 軸移動量出力回路，７１ サーボ電流値入力回路，７２ 主軸電流値入力回路，８０ サーボ制御部，８１ 主軸制御部，９０ サーボモータ，９１主軸モータ，２００ 衝突面板，２１０ 主軸，２１１ コレットチャック
Claims (10)
- 所定の測定開始座標位置から工具保有軸を軸移動させ、当該工具保有
軸に装着されている工具の先端が衝突面板あるいは被加工物により与えられる対向面部に
衝突したことを前記工具保有軸のモータ負荷電流が所定の衝突検出レベルを越えたことに
より、あるいはモータ負荷電流の増加率が所定値を越えたことにより検出し、この衝突時
の前記工具保有軸の座標値と前記測定開始座標位置の座標値との差より工具長補正量を算
出し、算出した工具長補正量によって工具長を自動補正する数値制御装置における工具長
補正方法において、
前記対向面部を前記工具保有軸の軸移動方向と同一方向へ軸移動可能な衝突面板により
与え、前記工具保有軸を全ストローク或いは所定ストロークだけ軸移動させて当該工具保
有軸のモータ負荷電流をサンプリングし、このサンプリングによってモータ負荷電流の変
動が少ないストローク領域を検出し、このストローク領域で前記衝突面板に工具先端が衝
突するように、前記衝突面板を軸移動させて配置位置を調整し、これに応じて前記測定開
始座標位置を設定することを特徴とする数値制御装置における工具長補正方法。 - 前記対向面部を被加工物より与え、被加工物の材質に応じて前記工具
保有軸の軸移動速度を設定することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置における
工具長補正方法。 - 工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域
の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レ
ベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位
置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させ、
この後に前記工具保有軸を軸移動させて工具刃先を前記対向面部に衝突させることを特徴
とする請求項１に記載の数値制御装置における工具長補正方法。 - 前記対向面部を円形横断面の棒状の被加工物より与え、前記被加工物
を回転させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先
端と前記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させ
ない場合より大きい増加率をもって増加するようにしたことを特徴とする請求項１に記載
の数値制御装置における工具長補正方法。 - 前記対向面部を円形横断面の棒状の被加工物より与え、被加工物を回
転させる主軸モータをサーボロックさせた状態で主軸モータの負荷電流を検出し、工具刃
先を前記被加工物の中心位置より所定量だけ径方向にオフセットさせた位置にて前記被加
工物の外周面に衝突させるようにし、前記工具保有軸のモータ負荷電流と前記主軸のモー
タ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面に衝突したこと
を検出することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置における工具長補正方法。 - 所定の測定開始座標位置から工具保有軸を軸移動させる工具長測定指
令を解析する工具長測定指令解析手段と、
前記工具保有軸のモータ負荷電流が所定の衝突検出レベルを越えたか、あるいはモータ
負荷電流の増加率が所定値を越えたことにより、前記工具長測定指令による前記工具保有
軸の軸移動において当該工具保有軸に装着されている工具の先端が衝突面板あるいは被加
工物により与えられる対向面部に衝突したことを検出する衝突検出手段と、
衝突時の前記工具保有軸の座標値と前記測定開始座標位置の座標値との差より工具長補
正量を算出する補正量算出手段とを有し、
前記補正量算出手段によって算出された工具長補正量によって工具長を自動補正する数
値制御装置において、
前記対向面部を前記工具保有軸の軸移動方向と同一方向へ軸移動可能な衝突面板により
与えるとともに、
前記工具保有軸を全ストローク或いは所定ストロークだけ軸移動させて当該工具保有軸
のモータ負荷電流をサンプリングするサンプリングモード指令を解析するサンプリングモ
ード指令解析手段と、
前記サンプリングモード指令によって全ストローク或いは所定ストロークの軸移動にお
いてサンプリングされたモータ負荷電流よりモータ負荷電流の変動が少ないストローク領
域を検出するサンプリング電流解析手段と、
前記ストローク領域で前記衝突面板に工具先端が衝突するように前記衝突面板を軸移動
させる補間処理を行う衝突面板軸移動補間処理手段と、
を備えることを特徴とする数値制御装置。 - 前記対向面部を被加工物より与えられる数値制御装置において、
被加工物の材質に応じて前記工具保有軸の軸移動速度を設定する測定領域送り速度設定
手段をさらに有していることを特徴とする請求項６に記載の数値制御装置。 - 工具先端を前記対向面部に衝突させることに先立って工具長測定領域
の前記工具保有軸のモータ負荷電流をサンプリング・解析し、工具長の測定領域に所定レ
ベル以上のモータ負荷電流の変動がある場合には、前記工具保有軸を前記測定開始座標位
置まで前記工具保有軸を所定レベル以下のモータ負荷電流の変動になる速度で移動させる
高速送り付加手段を有し、この高速送り付加手段による移動後前記工具保有軸を軸移動さ
せて工具刃先を前記対向面部に衝突させることを特徴とする請求項６に記載の数値制御装
置。 - 前記衝突検出手段は前記対向面部をなす円形横断面の被加工物を回転
させた状態で工具先端を前記被加工物の外周面に衝突させることによって、工具先端と前
記被加工物との衝突の際、前記工具保有軸のモータ負荷電流が被加工物を回転させない場
合より大きい増加率をもって増加するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の数値
制御装置。 - 前記衝突検出手段は、前記対向面部なす円形横断面の棒状の被加工
物を回転させる主軸モータをサーボロックさせた状態での主軸モータの負荷電流と前記工
具保有軸のモータ負荷電流の同時変化をとらえることにより工具先端が被加工物の外周面
に衝突したことを検出することを特徴とする請求項６に記載の数値制御装置。
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