JP3787481B2 - 工作機械における切削工具の負荷検出方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械における切削工具に加わる負荷、特に負荷の急激な増大を検出する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示す工作機械は、ベッド１上に支持台１ｂを介して工作物Ｗを載置し、案内台１ａを介して工作物Ｗに向かうＺ方向に移動自在に送りユニット２を案内支持し、この送りユニット２から工作物Ｗに向かって突出し各先端部にドリルＴを装着した複数（図示の例では３個）の工具主軸３を主軸モータ４により回転駆動し、送りユニット２をＺ軸モータ５により往復動させることにより工作物Ｗに複数の孔を加工するものである。このような工作機械では、ドリルＴが折損した場合、それに気づかずに加工を継続すると加工された工作物Ｗは不良品となり、ときには修正不能な不良品となったり、あるいは工作機械を損傷するおそれもある。
【０００３】
このような問題を防ぐためのドリルの折損検査装置としては、例えば図６に記載したように、ベッド１から起立した支柱６の上部にシリンダ７を取り付け、このシリンダ７から下向きに延びるピストンロッド７ａに設けた支持板８の各ドリルＴに対応する位置にそれぞれ折損センサ９を設けたものがある。支持板８および各折損センサ９は、ドリルＴによる加工中は実線の示す位置にあるが、加工を終了して送りユニット２が実線に示す位置に後退すればシリンダ７により二点鎖線に示す位置に下降する。そして送りユニット２を前進させ各ドリルＴを二点鎖線で示す位置として停止し、各ドリルＴの先端を各折損センサ９のフィーラ９ａに当接させてその折損の有無を検査している。あるいは、各折損センサ９の代わりに支持板８に絶縁して設けた各弾性板と送りユニット２の間に電位差を与え、前進させた各ドリルＴの先端を各弾性板に接触させてそれぞれの部分の通電の有無により各ドリルＴの折損の有無を検査するものもある。このようなものは、いずれも１本のドリル毎に１個の折損検査装置を必要とするので設備の製造コストが上昇し、またドリルの数が多い場合は折損検査装置の取り付けが困難になることもある。
【０００４】
これに対し、各工具主軸３を駆動する主軸モータ４の電流値を監視し、その増大により全ての切削工具Ｔに加わる負荷の総和が増大したことを検出して各切削工具Ｔの折損を事前に検知する方法がある。あるいは切削工具Ｔの折損の際の音響により切削工具Ｔの折損を検出するアコースティックエミッションタイプのものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
工具主軸３を駆動する主軸モータ４の電流値は、各工具主軸３が無負荷の場合の電流値と、ドリルＴなどの全ての切削工具に加わる負荷による電流値の増大分の和となるが、前者の電流値は温度上昇による各工具主軸３の負荷トルクの増大など切削工具に加わる負荷とは別の原因によっても増大するので、切削工具に加わる負荷の検出の精度が低下するという問題がある。またアコースティックエミッションタイプのものは、工作物Ｗの加工中に周囲で発生する種々の騒音のため誤作動をすることが少なくない。本発明はこのような各問題を解決して、検出の精度が高く、しかも設備の製造コストの増大が殆どない工作機械における切削工具の負荷検出方法および装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による工作機械における切削工具の負荷検出方法は、工作物に対し切削工具を相対的に回転させる主軸モータと、工作物に対し切削工具をＺ方向に相対的に移動させて切込み送りを与えるＺ軸モータを備えてなる工作機械において、工作物に対する切削工具の回転速度と移動速度が所定の比例関係となるように両モータを制御し、主軸モータに出力された回転量目標値と主軸エンコーダにより検出された同主軸モータの回転量現在値との偏差およびＺ軸モータに出力された回転量目標値とＺ軸エンコーダにより検出された同Ｚ軸モータの回転量現在値との偏差を演算し、工作物と切削工具の間の回転速度と移動速度を所定の比例関係とするために必要な主軸モータとＺ軸モータに与える各制御量の間の比例値により重み付けが与えられた両偏差の差として誤差量を演算し、この誤差量にもとづき主軸モータまたはＺ軸モータの回転量目標値を補正する制御サイクルを繰り返し、誤差量により切削工具に加わる負荷を検出することを特徴とするものである。
【０００７】
前項の発明の重み付けは、両モータに対する指令回転速度および両エンコーダの分解能にもとづき行えばよい。
【０００８】
また本発明による工作機械における切削工具の負荷検出装置は、工作物に対し切削工具を相対的に回転させる主軸モータと、工作物に対し切削工具をＺ方向に相対的に移動させて切込み送りを与えるＺ軸モータを備えてなる工作機械において、工作物に対する切削工具の回転速度と移動速度が所定の比例関係となるように両モータを制御する制御手段と、この制御手段から主軸モータに出力された回転量目標値と主軸エンコーダにより検出された同主軸モータの回転量現在値との偏差および制御手段からＺ軸モータに出力された回転量目標値とＺ軸エンコーダにより検出された同Ｚ軸モータの回転量現在値との偏差を繰り返し演算する偏差演算手段と、工作物と切削工具の間の回転速度と移動速度を所定の比例関係とするために必要な制御手段から主軸モータとＺ軸モータに与える各制御量の間の比例値により重み付けが与えられた両偏差の差として誤差量を繰り返し演算する誤差量演算手段と、この誤差量にもとづき主軸モータまたはＺ軸モータの回転量目標値を繰り返し補正する目標値補正手段を備えてなり、誤差量により切削工具に加わる負荷を継続的に検出することを特徴とするものである。
【０００９】
前項の発明の重み付けは、両モータに対する指令回転速度および両エンコーダの分解能にもとづき行えばよい。
【００１０】
主軸モータとＺ軸モータの各回転量現在値は、各モータに加わる負荷の違いなどによりそれらの間の同期にずれが生じるのが普通である。しかし上記何れの発明の場合も、主軸モータまたはＺ軸モータの回転量目標値を上述した誤差量にもとづき補正しているので、温度上昇による工具主軸に加わる負荷トルクの増大や切削工具の摩耗などにより工具主軸に加わる負荷の増大が生じた場合でも、増大した負荷の変動が少なければほとんど同期にずれを生じることはなく、したがって通常の状態では上述した誤差量はほとんど０のままである。しかしながら、切削工具に加わる負荷が急激に増大すれば誤差量も急激に増大する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図１〜図５に示す実施の形態の説明をする。この実施の形態は、本発明を過負荷検出機能を有するねじ孔加工装置に適用したものであり、図１はタップＴによるねじ孔加工装置本体とその作動を制御する制御システムを示している。
【００１２】
先ず、ねじ孔加工装置本体の構造の説明をする。ベッド１０上には案内台１１と支持台１４が固定され、支持台１４上には工作物Ｗが取り付けられ、案内台１１上には工作物Ｗに向かうＺ方向に移動自在に送りユニット１２が支持され、Ｚ軸モータ１６により往復動されるようになっている。送りユニット１２には、Ｚ方向と平行な回転軸線を有する複数（図示の例では２本）の工具主軸１３が軸承されて主軸モータ１５により回転駆動され、各工具主軸１３の先端には工作物Ｗにねじ孔を加工するタップ（切削工具）Ｔが装着されている。主軸モータ１５およびＺ軸モータ１６は何れもサーボモータであり、それぞれの回転を検出する主軸エンコーダ１５ａおよびＺ軸エンコーダ１６ａが設けられている。
【００１３】
次に、このねじ孔加工装置の作動を制御する制御システムの説明をする。この制御システムの要部は、中央処理装置（ＣＰＵ）２０、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）２１および書込み可能メモリ（ＲＡＭ）２２を主要な構成要素とする数値制御装置である。この制御システムは、ＣＰＵ２０がインターフェイス２７を介して主軸駆動ユニット２５及びＺ軸駆動ユニット２６に主軸モータ１５およびＺ軸モータ１６の回転量目標値ts，tzを出力し、これにもとづいて各駆動ユニット２５，２６はそれぞれ主軸モータ１５及びＺ軸モータ１６を回転駆動し、各モータ１５，１６の回転は主軸エンコーダ１５ａ，１６ａにより検出されて各駆動ユニット２５，２６にフィードバックされるサーボ制御系を構成している。またＣＰＵ２０にはインターフェイス２４を介して入出力装置２３が接続されている。
【００１４】
ＲＯＭ２１にはシステム制御プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ２２には、次の各値
主軸モータ１５に対する指令回転速度Fs（回転／分）
Ｚ軸モータ１６に対する指令回転速度Fz（回転／分）
主軸エンコーダ１５ａの分解能Ms（パルス／回転）
Ｚ軸エンコーダ１６ａの分解能Mz（パルス／回転）
比例値ｋ（＝Fz×Mz／Fs×Ms）
主軸モータ１５の回転量目標値ts（パルス）
Ｚ軸モータ１６の回転量目標値tz（パルス）
主軸モータ１５の回転量現在値fs（パルス）
Ｚ軸モータ１６の回転量現在値fz（パルス）
主軸モータ１５の回転量の偏差es（＝ts−fs）（パルス）
Ｚ軸モータ１６の回転量の偏差ez（＝tz−fz）（パルス）
誤差量Ｅ（＝ez−ｋ×es）（パルス）
この誤差量Ｅの異常を判断するためのしきい値Ｂ（パルス）
などを記憶する記憶領域などが設けられ、また図３に示す負荷検出制御を行うプログラムなどが記憶されている。請求項３との関連において、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１及びＲＡＭ２２の一部が、制御手段、偏差演算手段、誤差量演算手段および目標値補正手段を構成している。各指令回転速度Fs，Fzは、工具主軸１３の回転速度に対する送りユニット１２の送り速度が所定の比例関係となるように、すなわちこの両速度が互いに同期されるように、さらに具体的には工具主軸１３の１回転に対する送りユニット１２の送り量がタップＴのリードとなるように定められている。
【００１５】
次にこの実施の形態の作動を図２〜図５により説明する。このようなねじ孔加工装置による加工では、工具主軸１３の回転と同期して送りユニット１２が移動するように、ＣＰＵ２０は所定の短い時間間隔で、各駆動ユニット２５，２６に同期された各回転量目標値ts，tzを出力し、各駆動ユニット２５，２６は各回転量目標値ts，tzに応じた駆動パルスを主軸モータ１５およびＺ軸モータ１６に配分してこれらを回転駆動する。図４の実線はこのような各回転量目標値ts，tzを示している。これに対し各エンコーダ１５ａ，１６ａにより検出される主軸モータ１５およびＺ軸モータ１６の回転量現在値fs，fzは、各工具主軸１３と送りユニット１２の慣性および負荷などによる抵抗のために生じるサーボ制御系の応答の遅れにより、破線に示すように回転量目標値ts，tzに対しある偏差es，ezを生じる。このうち主軸モータ１５の回転量の偏差esは各タップＴに加わる負荷の総和による応答の遅れを含んでいるので、偏差esにより各タップＴに加わる負荷を検出することは可能であるが、偏差esはその他の原因による各工具主軸１３の負荷の変動の影響も受けるので、前述した主軸モータの電流値による各切削工具に加わる負荷の検出と同様に精度が低下し、各タップＴのに加わる負荷を正確に検出して折損を事前に検知することはできない。また、各工具主軸１３と送りユニット１２の慣性および負荷抵抗は互いに無関係であり、特に各工具主軸１３の負荷抵抗は相当に変動するので、工具主軸１３の回転と送りユニット１２の移動の間に同期のずれを生じる。
【００１６】
この実施の形態では、加工の際にＺ軸モータ１６の回転量目標値tzを補正することにより、工具主軸１３の回転と送りユニット１２の移動の間に同期のずれが生じないようにして、タップＴの折損の直前などに生じる負荷の急激な増大を正確に検出するようにしている。先ず図２のフローチャートにより、加工の全体の流れを説明する。先ず加工開始に先立ち、各モータ１５，１６に対する指令回転速度Fs，Fz、各エンコーダ１５ａ，１６ａの分解能Ms，Mz、およびしきい値Ｂを入出力装置２３からＲＡＭ２２に入力しておく。入出力装置２３からねじ孔加工開始の指令が与えられれば、ＣＰＵ２０はＺ軸モータ１６を早送り正転させて送りユニット１２を早送り前進させ（ステップ１０１）、タップＴが所定位置まで工作物Ｗに接近したところで、主軸モータ１５を指令回転速度Fsで正転させてタップＴを装着した工具主軸１３を正転させ、これと同時にＺ軸モータ１６を指令回転速度Fzで正転させて送りユニット１２を前進させる（ステップ１０２）。前述のように各指令回転速度Fs，Fzは、工具主軸１３の１回転に対する送りユニット１２の送り量がタップＴのリードとなるように定められているので、これにより工作物Ｗに対するねじ孔の加工がなされる。
【００１７】
そして送りユニット１２が加工の前進端に達してねじ孔の加工が終了したところで（ステップ１０３）、ＣＰＵ２０は主軸モータ１５を指令回転速度Fsで逆転させてタップＴを装着した工具主軸１３を逆転させ、これと同時にＺ軸モータ１６を指令回転速度Fzで逆転させて送りユニット１２を後退させる（ステップ１０４）。これによりタップＴは工作物Ｗに加工されたねじ孔から抜き出され、この抜き出しが完了したところでＣＰＵ２０はＺ軸モータ１６を早送り逆転させ、送りユニット１２を早戻しさせて（ステップ１０５）ねじ孔加工を終了する。この早戻しの際には、主軸モータ１５を停止させてもよい。なお、ステップ１０４におけるタップＴの抜き出しの際の両モータ１５，１６の逆転速度は同じ比率だけ指令回転速度Fs，Fzより速くしてもよく、そのようにすればこの抜き出しに要する時間は短縮される。
【００１８】
ステップ１０２によるねじ孔の加工の際にはタップＴに加わる負荷の検出を行っている。次にその詳細を、図３に示すフローチャートにより説明する。ＣＰＵ２０は先ずＲＡＭ２２内に記憶された各変数ts,tz,fs,fz,es,ez,Ｅを初期化してこれらを全て０にし（ステップ２０１）、比例値ｋ（＝Fz×Mz／Fs×Ms）を演算する（ステップ２０２）。Fz×MzおよびFs×Msは、それぞれ主軸モータ１５とＺ軸モータ１６に与える各制御量（パルス／分）であり、比例値ｋは、工作物Ｗと切削工具Ｔの間の回転速度と移動速度を前述した所定の比例関係とするために必要な主軸モータ１５とＺ軸モータ１６に与える各制御量の間の比率である。
【００１９】
次いでＣＰＵ２０は、加工開始時からの時間と各指令回転速度Fs，Fzに基づき各モータ１５，１６の正転方向における回転量目標値ts，tzを演算し（ステップ２０３）、ＲＡＭ２２に記憶されている誤差量Ｅを読み出し（ステップ２０４）、この誤差量Ｅをステップ２０３で演算したＺ軸モータ１６の回転量目標値tzに加える補正を行い（ステップ２０５）、補正された各回転量目標値ts，tzを各駆動ユニット２５，２６に出力して各モータ１５，１６を回転駆動する（ステップ２０６）。ある制御サイクルのステップ２０５で行う回転量目標値tzの補正に使用する誤差量Ｅは、その直前の制御サイクルのステップ２０９，２１０で演算されてＲＡＭ２２に記憶されたものであり、加工開始時には誤差量Ｅは０に初期化されているので、最初に行われる制御サイクルのステップ２０５で使用される誤差量Ｅは０である。
【００２０】
次いでＣＰＵ２０は、各エンコーダ１５ａ，１５ａにより検出された主軸モータ１５とＺ軸モータ１６の各回転量現在値fs，fzを読み取り（ステップ２０７）、主軸モータ１５およびＺ軸モータ１６の各目標値ts，tzと各現在値fs，fzの偏差es，ezを演算して（ステップ２０８）、Ｚ軸モータ１６の回転量に換算された誤差量Ｅ（＝ez−ｋ×es）を演算する（ステップ２０９）。後述するように、この誤差量ＥによりタップＴに加わる負荷の急激な増大が検出される。次いでＣＰＵ２０はこの誤差量ＥをＲＡＭ２２の記憶領域に記憶させ（ステップ２１０）てから、誤差量Ｅをしきい値Ｂと比較し（ステップ２１１）、Ｅ≧|Ｂ|でなければ送りユニット１２が加工の前進端に達してねじ孔の加工が終了するまで、ステップ２０３〜２１１の制御サイクルを所定の制御周期（例えば１ミリ秒）毎に繰り返し（ステップ２１２）、送りユニット１２が加工の前進端に達すればステップ１０４に移行し、送りユニット１２を後退させてタップＴを加工されたねじ孔から抜き出す。ステップ２１１においてＥ≧|Ｂ|となれば、ＣＰＵ２０は異常処理を行って（ステップ２１３）、ねじ孔加工装置の作動を停止させる。この異常処理は送りユニット１２の停止またはステップ１０４と同様なねじ孔からのタップＴの抜き出しである。
【００２１】
ステップ１０４におけるねじ孔からのタップＴの抜き出しも、図３のフローチャートに基づいてなされ、この際にもタップＴに加わる負荷の急激な増大が検出される。なおこの場合は、各モータ１５，１６の逆転方向における回転量目標値ts，tzは、抜き出し開始時からの時間と各指令回転速度Fs，Fz（または同じ比率だけこれより大きくした値）に基づき演算され、またステップ２１２の判断はタップＴが加工されたねじ孔から抜き出される位置に送りユニット１２が達した際に行われる。
【００２２】
この実施の形態では、各制御サイクルにおいてその直前の制御サイクルで演算された誤差量Ｅに基づき、Ｚ軸モータ１６の回転量目標値tzを補正しているので、サーボ制御系の応答の遅れは補償され、主軸モータ１５の回転量に対するＺ軸モータ１６の回転量の同期のずれは補正される。したがって、工具主軸１３および送りユニット１２の慣性および負荷などによる抵抗が定常的で変動が少ない場合は誤差量Ｅは０付近の小さい値となる。
【００２３】
図５は図１に示すようなねじ孔加工装置において、送りユニット１２の前進の際には異常はなかったが、後退の際に切り屑を咬み込むなどにより何れかのタップＴが折損した場合における、時間に対する誤差量Ｅの変動の例を示すものである。この例では送りユニット１２の前進の範囲では工具主軸１３および送りユニット１２の慣性および負荷などによる抵抗が定常的で変動が少ないので、誤差量Ｅは多少の一時的変動はあるが０付近の小さい値である。また送りユニット１２が前進から後退に切り換えられた直後には、回転速度の急激な変化にともなう各モータ１５，１６の慣性力の変動により、誤差量Ｅが一時的に大きくなった部分Ｐがある。この例では、送りユニット１２の後退の範囲において、切り屑を咬み込むなどにより何れかのタップＴに加わる負荷が急激に増大し、このため制御システムのサーボ系が追従しきれなくなって誤差量Ｅがマイナス方向に急激に増大し（部分Ｑ参照）、マイナス側のしきい値Ｂを越えてからそのタップが折損した（部分Ｒ参照）状態を示している。折損後はそのタップＴに加わる負荷が０になるので誤差量Ｅは急激に０に戻り、プラス方向にオーバシュートしている。
【００２４】
上述した実施の形態によれば、このように誤差量Ｅがマイナス方向に急増した場合、マイナス側のしきい値Ｂを越えたところでＣＰＵ２０はステップ２１３の異常処理を行う。この場合の異常処理は主軸モータ１５およびＺ軸モータ１６を直ちに停止させることであり、これによりそのタップＴに加わる負荷の増大は停止されるので折損は防止される。その後に各タップＴを各工具主軸１３に装着するチャックを全てゆるめて、工作物ＷをタップＴとともに取り外し、各タップＴを折損しないように手動により静かに抜き出す。この工作物Ｗは再加工により使用可能である。
【００２５】
送りユニット１２の後退の範囲ではなく前進の範囲で何らかの原因により何れかのタップＴに加わる負荷が急激に増大して誤差量Ｅが急増した場合も、しきい値Ｂを越えたところでＣＰＵ２０はステップ２１３の異常処理を行う。この場合の異常処理は主軸モータ１５およびＺ軸モータ１６を直ちに停止させてタップＴの折損を防止し、ステップ１０４による加工されたねじ孔からの各タップＴの抜き出しである。この場合は各タップＴの抜き出しは自動的に行われる。なおこの抜き出しの際にタップＴに加わる負荷が急激に増大した場合は、前述した送りユニット１２の後退の範囲においてタップＴに加わる負荷が急激に増大した場合と同様の異常処理を行う。
【００２６】
上述した実施の形態の誤差量Ｅは、工具主軸１３に加わる負荷の変動が少なければその負荷の値の大小とはあまり関係なくほとんど０であり、何れかのタップＴに加わる負荷の急激な増大により工具主軸１３の負荷が急激に増大すれば誤差量Ｅも急激に増大するので、工具主軸１３に加わる負荷の大小の影響を受けることなくそのタップＴに加わる負荷の急激な増大を正確に検出することができ、これによりタップＴの折損を事前に正確に検知して予防することができる。
【００２７】
また切削開始前における送りユニット１２の早送りの際に、タップＴに加わる負荷の急激な増大を検出することにより切削加工が開始されたことを検知して、送りユニット１２を自動的に早送りから切削送りに切り換えるようにすることもでき、このようにすれば空切削時間を減少させて加工能率を向上させることもできる。
【００２８】
また、送りユニット１２を用いる工作機械には、複数の工具主軸１３を取り付ける部分であるギャングヘッドを交換して異なる工作物Ｗの加工を行うようにしたものがあるが、このような各ギャングヘッドは各切削工具により切削を行っていない状態での駆動に要する負荷がそれぞれ異なっている。従って、前述したように主軸モータの電流値により切削工具に加わる負荷を検出するものでは、切削工具それ自体の異常判断のためのしきい値が同じであっても、ギャングヘッドを交換する毎にしきい値を変更する必要がある。しかしこのような各ギャングヘッドは、非切削状態における負荷は互いに異なっても各負荷の時間的変動は僅かである。従って上述したような誤差量Ｅにより各切削工具に加わる負荷の急激な増大を検出する上記実施の形態によれば、切削工具それ自体の異常判断のためのしきい値が同じであるかぎりギャングヘッドを交換する毎にしきい値を変更する必要はなく、交換に要する手間は減少する。
【００２９】
なお上記実施の形態では、工具主軸１３の回転と送りユニット１２の移動とが互いに同期されるように、Ｚ軸モータ１６の回転量目標値tzを主軸モータ１５の回転量目標値tsに合わせて補正しているが、主軸モータ１５の回転量目標値tsをＺ軸モータ１６の回転量目標値tzに合わせて補正するようにしてもよい。この場合には、ステップ２０５における目標値補正の演算式tz＝tz＋Ｅに代えて演算式ts＝ts−Ｅ／ｋを用いればよい。
【００３０】
上記実施の形態は、タップＴによるねじ孔加工の場合について説明したが、本発明はドリルによる孔あけ加工、旋盤による旋削加工、フライスによる平面加工など、工作物Ｗと切削工具Ｔを相対回転させるとともに切込み送りを与えることにより行われる切削加工に広く適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
上述のように、本発明による切削工具の負荷検出方法および装置における誤差量は、工具主軸に加わる負荷の変動が少なければその負荷の値の大小とはあまり関係なくほとんど０であり、切削工具に加わる負荷の急激な増大により工具主軸の負荷が急激に増大すれば誤差量も急激に増大するので、工具主軸に加わる負荷の大小の影響を受けることなく工作機械における切削工具の負荷の急激な増大を正確に検出することができる。これにより切削工具の折損を事前に正確に検知して予防し、あるいは空切削時間を減少させて加工能率を向上させるなどの各効果を得ることができる。しかも本発明は従来に比して新しい機械的装置を必要としないので、実施に際して設備の製造コストが増大することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による切削工具の負荷検出方法を実施したねじ孔加工装置とその制御システムを示す図である。
【図２】 図１に示すねじ孔加工装置における加工の全体の流れを説明するフローチャートである。
【図３】 図１に示すねじ孔加工装置における負荷検出制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】 各モータの回転量目標値に対する回転量現在値の差である偏差を説明する図である。
【図５】 図１に示すねじ孔加工装置における時間に対する誤差量の変動の一例を示す図である。
【図６】 従来技術によるドリルの折損検査装置の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１５…主軸モータ、１５ａ…主軸エンコーダ、１６…Ｚ軸モータ、１６ａ…Ｚ軸エンコーダ、Ｔ…切削工具（タップ）、Ｗ…工作物。

Claims (4)

1. 工作物に対し切削工具を相対的に回転させる主軸モータと、前記工作物に対し前記切削工具をＺ方向に相対的に移動させて切込み送りを与えるＺ軸モータを備えてなる工作機械において、前記工作物に対する前記切削工具の回転速度と移動速度が所定の比例関係となるように前記両モータを制御し、前記主軸モータに出力された回転量目標値と主軸エンコーダにより検出された同主軸モータの回転量現在値との偏差および前記Ｚ軸モータに出力された回転量目標値とＺ軸エンコーダにより検出された同Ｚ軸モータの回転量現在値との偏差を演算し、前記工作物と切削工具の間の回転速度と移動速度を前記所定の比例関係とするために必要な前記主軸モータとＺ軸モータに与える各制御量の間の比例値により重み付けが与えられた前記両偏差の差として誤差量を演算し、この誤差量にもとづき前記主軸モータまたはＺ軸モータの回転量目標値を補正する制御サイクルを繰り返し、前記誤差量により前記切削工具に加わる負荷を検出することを特徴とする工作機械における切削工具の負荷検出方法。
2. 前記重み付けは、前記両モータに対する指令回転速度および前記両エンコーダの分解能にもとづき行うことを特徴とする請求項１に記載の工作機械における切削工具の負荷検出方法。
3. 工作物に対し切削工具を相対的に回転させる主軸モータと、前記工作物に対し前記切削工具をＺ方向に相対的に移動させて切込み送りを与えるＺ軸モータを備えてなる工作機械において、前記工作物に対する前記切削工具の回転速度と移動速度が所定の比例関係となるように前記両モータを制御する制御手段と、この制御手段から前記主軸モータに出力された回転量目標値と主軸エンコーダにより検出された同主軸モータの回転量現在値との偏差および前記制御手段から前記Ｚ軸モータに出力された回転量目標値とＺ軸エンコーダにより検出された同Ｚ軸モータの回転量現在値との偏差を繰り返し演算する偏差演算手段と、前記工作物と切削工具の間の回転速度と移動速度を前記所定の比例関係とするために必要な前記制御手段から前記主軸モータとＺ軸モータに与える各制御量の間の比例値により重み付けが与えられた前記両偏差の差として誤差量を繰り返し演算する誤差量演算手段と、この誤差量にもとづき前記主軸モータまたはＺ軸モータの回転量目標値を繰り返し補正する目標値補正手段を備えてなり、前記誤差量により前記切削工具に加わる負荷を継続的に検出することを特徴とする工作機械における切削工具の負荷検出装置。
4. 前記重み付けは、前記両モータに対する指令回転速度および前記両エンコーダの分解能にもとづき行うことを特徴とする請求項３に記載の工作機械における切削工具の負荷検出装置。

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