JP4115916B2 - カジリ動作監視装置及びそれを備えた工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、ボールねじ等の軸機構においてカジリの発生するおそれのある動作を監視するカジリ動作監視装置及びそれを備えた工作機械に関するものである。

従来、例えば横中ぐり盤タイプの工作機械において、主軸頭の水平方向及び垂直方向への往復運動は、それぞれベースとテーブルとの間に設けられた第１ボールねじと、コラムと主軸頭との間に設けられた第２ボールねじとにより行われる。第１ボールねじは、ベースに回動可能に支持された一対の第１送りねじ軸と、テーブルに設けられていると共に両第１送りねじ軸にそれぞれ進退移動可能に螺合された第１ナット部とを備えている。第１送りねじ軸は、第１サーボモータにより駆動される。一方、第２ボールねじは、コラムに両端が回転可能に設けられた一対の第２送りねじ軸と、主軸頭に設けられていると共に両第２送りねじ軸にそれぞれ進退移動可能に螺合された第２ナット部とを備えている。第２送りねじ軸は第２サーボモータにより駆動される。

第１及び第２サーボモータは駆動制御装置によってそれぞれ制御されており、当該駆動制御装置は例えばオペレータにより入力された数値及びプログラム等に基づいて第１及び第２サーボモータをそれぞれ正逆駆動制御する。これにより、第１及び第２送りねじ軸はそれぞれ所定量だけ回転し、主軸頭が水平方向及び垂直方向へそれぞれ往復運動する。第１及び第２ボールねじは、ボールと当該ボールに接する部材との間の滑りを保つと共に両者間の摩耗を抑制するための潤滑剤を自動で供給する潤滑剤自動供給装置を備えている。

しかしながら、潤滑のためには主軸頭をある程度の距離だけ動かす必要がある。このため、主軸頭に潤滑が困難となる程度の微小範囲内で且つ長時間の往復運動を行わせた場合、第１及び第２ボールねじのボールと、当該ボールが接触する部材（第１及び第２送りねじ軸のボール溝、第１及び第２ナット部）との間において油等の潤滑剤切れが発生するおそれがあった。これは、例えば所定の直径を有するボールを一定範囲（所定の微小範囲）内において往復運動させた場合、潤滑剤はボールと当該ボールに接する部材との接触部から押し出されて非接触部に集合するためである。このような潤滑剤切れの発生に起因して前記ボール及び当該ボールが接触する部材の疲労寿命の低下が助長され、破損に至るおそれもあった。

近年、制御軸としての回転軸及び同じく直線軸を組み合わせた複合機においては、前述したような微小範囲内での往復運動を必要とする加工が増加傾向にある。例えば、直径１０ｍｍのエンドミルのコンタリング円加工（超微細段差円加工）により、ワークに直径１２ｍｍの穴を形成する場合には、エンドミルに直径２ｍｍの円運動をさせる必要がある。加工に９０回の円運動が必要な穴を回転軸の角度割り出しで１５個形成する場合、直線軸（Ｘ軸，Ｙ軸）による小さな円運動を１３５０回繰り返すこととなる。Ｚ軸送りは加工回数１回毎に所定量ずつ送られる。

しかしながら、このような加工を行う際には、前記微小範囲内における往復運動数回に一度は潤滑可能となる程度の長距離を移動させる潤滑操作を行うように、ユーザを指導しているのが現状であった。このため、オペレータが前述した潤滑剤切れ回避のための動作を実行し忘れること等により、工作機械の送り軸機構における潤滑剤切れ、ひいては送り軸機構におけるカジリを十分に回避することができなかった。ちなみに、カジリとは、例えばすべり摺動面において潤滑剤による流体潤滑の状態から潤滑剤が切れることによって固体面同士の接触が始まり、これに伴って摩擦による熱が発生し、最後には摺動面が溶着してしまう状態をいう。同様のことが、ボールねじのボールやリニヤガイドのボールの摺動面においても発生する。

そこで、このような問題を解決するために、従来、次のような潤滑監視装置が提案されている。即ち、この潤滑監視装置は、主軸頭の往復移動距離が予め設定された設定距離（例えばボールの直径）以下であることを条件として主軸頭の往復回数をカウントし、このカウント値が予め設定された所定値以上であると判定したとき、その旨のメッセージを表示するようにしている。主軸頭を微小範囲内で往復運動させた場合、オペレータの注意を喚起することにより、潤滑剤切れ等による焼き付き、即ちカジリを未然に回避するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−５９３３２号公報

ところが、前記従来の潤滑監視装置には、次のような問題があった。即ち、微小な反転動作を繰り返すものの、前記主軸頭の位置が少しずつずれていき、潤滑剤膜が保たれる場合にもアラームが出されていた。これは、主軸頭の往復移動距離が設定距離以下であることを条件として当該主軸頭の往復回数に基づいてアラームを出すか否かが判断されていたからである。このため、潤滑剤膜が保たれてカジリ発生のおそれが無いにもかかわらずアラームが不用意に出されることにより、工作機械の加工効率が低下するおそれがあった。アラームが出されると、オペレータは加工を中断して潤滑剤の供給作業を行ったり、工作機械にカジリ防止動作を実行させたりして、加工作業を中断する必要があるからである。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、不用意に異常判定をすることなく、加工効率を向上させることができるカジリ動作監視装置及びそれを備えた工作機械を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、工具又は被加工物を保持した動作部をモータの駆動により所定の軸方向へ移動させる工作機械の軸機構におけるカジリ発生のおそれのあるカジリ動作を監視するカジリ動作監視装置において、予め設定された設定回数分の前記動作部の反転動作毎の反転時の前記軸方向における座標位置を記憶する位置記憶手段と、前記位置記憶手段に記憶されている設定回数分の前記座標位置のうち最大位置と最小位置との差が予め設定されたカジリ動作判定最小移動範囲及びカジリ動作判定最大移動範囲により設定されるカジリ動作判定移動範囲内であるか否かを判定すると共に、当該判定結果に基づいてカジリ動作か否かを判断する移動距離判定手段とを備えたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカジリ動作監視装置において、前記設定回数は、前記動作部の反転動作を無潤滑の状態で繰り返したときにカジリの発生しない最大の反転動作回数であることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のカジリ動作監視装置において、前記モータへ供給されるモータ電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出されたモータ電流の振幅と予め設定された振幅判定閾値とを比較すると共に当該比較結果に基づいてカジリ動作か否かを判断する振幅判定手段とをさらに備えたことを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のカジリ動作監視装置において、前記振幅判定閾値は、前記動作部が予め設定された反転動作回数だけ反転動作した間におけるモータ電流の最大振幅を基準として当該最大振幅を予め設定された比率となるように所定の割合だけ増加させた値に設定されていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、工具又は被加工物を保持した動作部をモータの駆動により所定の軸方向へ移動させる軸機構を備えた工作機械において、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のカジリ動作監視装置を備えたことを要旨とする。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、工具又は被加工物を保持した動作部をモータの駆動により所定の軸方向へ移動させる工作機械の軸機構におけるカジリ発生のおそれのあるカジリ動作が監視される。即ち、予め設定された設定回数分の前記動作部の反転動作毎の反転時の前記軸方向における座標位置を記憶し、この記憶された設定回数分の座標位置のうち最大位置と最小位置との差が予め設定されたカジリ動作判定最小移動範囲及びカジリ動作判定最大移動範囲により設定されるカジリ動作判定移動範囲内であるか否かが判定される。この判定結果に基づいてカジリ動作か否かが判断される。このため、動作部の反転移動距離が予め設定された設定距離以下であることを条件として当該動作部の反転動作回数を計数し、この計数値に基づいてカジリ動作か否かを判定するようにした場合と異なり、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）が抑制される。動作部の反転移動距離が予め設定された設定距離以下であることを条件として動作部の反転動作を計数し、この計数値に基づいてカジリ動作か否かの判定を行うようにした場合、例えば動作部は微小な反転動作を繰り返すものの当該動作部の位置が少しずつ移動して潤滑が保たれるようなときにもカジリ動作の旨の判定がなされる。本発明によれば、このようなことがない。

請求項２に記載の発明によれば、前記設定回数は、動作部の反転動作を無潤滑の状態で繰り返したときにカジリ（たとえば、軸機構に焼き付き等）の発生しない最大の反転動作回数であり、動作部の反転動作回数がこの設定回数に達するまではカジリ動作の旨の判定がなされることはない。このため、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）がいっそう抑制される。

請求項３に記載の発明によれば、電流検出手段により検出されたモータ電流の振幅と予め設定された振幅判定閾値とが比較される。この比較結果に基づいてカジリ動作か否かが判断される。このため、動作部の反転移動距離が予め設定された設定距離以下であることを条件として当該動作部の反転動作回数を計数し、この計数値に基づいてカジリ動作か否かを判定するようにした場合と異なり、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）が抑制される。また、動作部の移動距離及びモータ電流の振幅の２つの観点に基づいてカジリ動作か否かの判断を行うことにより、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）がより抑制される。

請求項４に記載の発明によれば、動作部が予め設定された反転動作回数を超えた場合、電流検出手段により検出されたモータ電流の振幅と、前記動作部が予め設定された反転動作回数だけ反転動作した間におけるモータ電流の最大振幅を基準として当該最大振幅を予め設定された比率となるように所定の割合だけ増加させた値に設定された振幅判定閾値とが比較される。この比較結果に基づいてカジリ動作か否かが判断される。このため、モータ電流の振幅が予め設定された振幅判定閾値に達するまではカジリ動作の旨の判定がなされることはない。このため、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）がいっそう抑制される。

請求項５に記載の発明によれば、軸機構を備えた工作機械に、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のカジリ動作監視装置を備えたことにより、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）が抑制される。

本発明によれば、不用意に異常判定をすることなく、加工効率を向上させることができる。

以下、本発明を旋盤等の工作機械に搭載されると共に当該工作機械を数値制御する数値制御装置に具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。本実施形態において、工作機械は、制御軸としての直線軸及び回転軸を組み合わせた複合機である。

図１に示すように、ＮＣ旋盤等の数値制御工作機械１１は機械本体１２、当該機械本体１２を数値制御する数値制御装置１３、軸アンプ１４及び報知装置１５を備えている。
（機械本体）
機械本体１２はサーボモータ２０、当該サーボモータ２０の駆動により送り軸機構としてのボールねじ装置２１及びガイド機構としてのリニヤガイド（図示略）を介して所定の軸方向（本実施形態ではＸ軸方向）に往復移動する位置決めテーブル２２を備えている。位置決めテーブル２２上には被加工物としてのワーク（図示略）が保持されている。ボールねじ装置２１はサーボモータ２０の出力軸に連結された送りねじ軸２３及び当該送りねじ軸２３に進退移動可能に螺合されたナット部２４を備えており、当該ナット部２４は位置決めテーブル２２に一体移動可能に連結されている。サーボモータ２０の回転量（回転角度位置）はエンコーダ等の位置検出センサ２５により検出される。

尚、本実施形態のＸ軸方向においては、図１における右方向を正の方向（＋方向）とし、同じく左方向を負の方向（−の方向）とする。サーボモータ２０が正転したときには位置決めテーブル２２は負の方向へ移動し、同じく逆転したときには位置決めテーブル２２は正の方向へ移動する。

（数値制御装置）
数値制御装置１３は、ＣＰＵ（中央演算装置）３１、記憶部３２及びカウンタ３３を備えている。

記憶部３２はＲＯＭ（読み出し専用メモリ）４１及びＲＡＭ（読み出し書き込み専用メモリ）４２をさらに備えている。ＲＯＭ４１にはＣＰＵ３１が実行する加工プログラム自動作成プログラム及びカジリ動作監視処理プログラム等の各種の制御プログラム、及び各種の工具データが格納されている。ＲＡＭ４２はＲＯＭ４１に書き込まれた各種の制御プログラムを展開してＣＰＵ３１が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。また、ＲＡＭ４２はＣＰＵ３１が各種の演算処理を行う際の各種の演算処理結果等を一時的に記憶する。このＲＡＭ４２には、例えば位置決めテーブル２２の位置（本実施形態では、Ｘ軸における座標位置）が格納される。この位置決めテーブル２２の位置は、位置検出センサ２５からの位置フィードバック信号に基づいてＣＰＵ３１により演算される。また、ＲＡＭ４２には、所定の制御周期毎にサンプリングされたモータ電流値（電流フィードバック値Ｉｆ）が記憶される。

一方、ＣＰＵ３１は、移動指令生成部５１、カジリ動作監視処理部５２及び差分回路５３を備えている。
移動指令生成部５１は図示しない操作盤からオペレータにより入力された被加工物（ワーク）の素材データ及び加工条件等の各種データに基づいて移動指令値（この場合、Ｘ軸の移動量；サーボモータ２０の回転角度）Ｐを算出する。そして、移動指令生成部５１は、算出した移動指令値Ｐを軸アンプ１４及び差分回路５３へそれぞれ送る。この差分回路５３は今回の移動指令値Ｐｎと前回の移動指令値Ｐｎ−１との差分値、即ち単位時間当りの移動指令値ΔＰを演算し、この単位時間当りの移動指令値ΔＰをカジリ動作監視処理部５２へ送る。

カジリ動作監視処理部５２はボールねじ装置２１の動作を監視する。具体的には、カジリ動作監視処理部５２はボールねじ装置２１において予め想定したカジリが発生するおそれのある動作（以下、「カジリ動作」という。）を監視する。本実施形態では、所定の微小移動動作をカジリ動作として想定している。このカジリ動作を検出したとき、カジリ動作監視処理部５２は移動指令生成部５１にカジリ回避動作信号を出力すると共に、報知装置１５にアラーム信号を出力する。このカジリ動作監視処理部５２の処理動作については後に詳述する。

（軸アンプ）
軸アンプ１４はサーボアンプ又はサーボ増幅器ともいい、ＣＰＵ３１から出力される信号を増幅する。ＣＰＵ３１から出力される信号は非常に微弱なので、当該ＣＰＵ３１によりモータ制御を行うためにはアンプ（増幅器）で電流を増幅する必要がある。軸アンプ１４は、位置制御部６１、速度制御部６２、電流制御部６３、駆動回路６５、電流検出部６６及び速度信号処理部６７を備えている。

位置制御部６１はサーボモータ２０の速度指令値を求める。速度制御部６２は電流指令値を求める。電流制御部６３は電圧指令値Ｖ＊（サーボモータ２０に印加する電圧）を求める。この電圧指令値Ｖ＊に基づいて、駆動回路６５はサーボモータ２０を駆動する。電流検出部６６はサーボモータ２０へ供給されるモータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）を検出する。速度信号処理部６７は前記位置検出センサ２５からの位置フィードバック信号（位置フィードバック値）を微分して速度フィードバック値Ｖｆを演算する速度信号処理を行う。軸アンプ１４は、位置指令値、速度指令値及び電圧指令値等の目標値と、制御対象であるサーボモータ２０から出力されるフィードバック値との差分を処理して、最終的にサーボモータ２０を駆動する。

報知装置１５は、カジリ動作監視処理部５２によりカジリ動作が検出されたとき、その旨を視覚及び聴覚に訴えてオペレータに報知する。具体的には、報知装置１５は例えばブザー、スピーカ及び表示回路を備えており、当該表示回路はＬＥＤ（発光ダイオード）及び表示パネル（液晶パネル、ＣＲＴ；ブラウン管）を備えている。カジリ動作監視処理部５２によりカジリ動作が検出されたとき、当該報知装置１５はブザー音及び音声等を発生したり、前記ＬＥＤを点灯又は点滅させたりする。また、報知装置１５は表示パネルにカジリ動作発生の旨のメッセージを表示する。

尚、本実施形態において、数値制御工作機械１１は工作機械を構成する。数値制御装置１３はカジリ動作監視装置を構成する。報知装置１５は報知手段を構成する。サーボモータ２０はモータを構成する。ボールねじ装置２１は軸機構を構成する。位置決めテーブル２２は動作部を構成する。ＲＡＭ４２は位置記憶手段を構成する。カジリ動作監視処理部５２は移動距離判定手段（第１のカジリ動作監視手段）及び振幅判定手段（第２のカジリ動作監視手段）を構成する。電流検出部６６は電流検出手段を構成する。電流フィードバック値Ｉｆは電流検出部６６により検出されたモータ電流に相当する。

（工作機械の動作）
次に、前述のように構成した工作機械の動作を説明する。
オペレータは、数値制御装置１３からの指示に従って操作盤（図示略）のデータ入力部を通じて各種データを入力する（対話式プログラミング機能）。ＣＰＵ３１はＲＯＭ４１に格納された公知の加工プログラム自動作成プログラムに従ってオペレータにより入力された各種データに基づいて加工プログラムを作成し、当該加工プログラムをＲＡＭ４２に格納する。この後、オペレータにより前記操作盤の入力部を介してＣＰＵ３１に対してワークの加工指令が入力されると、当該ＣＰＵ３１はＲＡＭ４２から当該ワークに関する加工プログラムを読み出す。この加工プログラムに従ってＣＰＵ３１は軸アンプ１４及びボールねじ装置２１（厳密には、サーボモータ２０）をそれぞれ駆動制御してワークの加工を実行する。

数値制御装置１３（移動指令生成部５１）により生成された移動指令値から位置検出センサ２５により検出された位置フィードバック値Ｐｆが減算される。この差を入力として位置制御部６１は速度指令値Ｖｏを求める。この速度指令値Ｖｏと速度信号処理部６７からの速度フィードバック値Ｖｆとの差を入力として、速度制御部６２は電流指令値Ｉｏを求める。この電流指令値Ｉｏと電流検出部６６により検出された電流フィードバック値Ｉｆとの差を入力として、電流制御部６３は電圧指令値Ｖ＊を求め、この電圧指令値Ｖ＊を駆動回路６５へ出力する。駆動回路６５は送られてきた電圧指令値Ｖ＊に基づいてサーボモータ２０へ電流を供給する。即ち、軸アンプ１４からの電流出力、即ち電流検出部６６により検出された電流フィードバック値Ｉｆが電流指令値Ｉｏに追従するように、電流制御部６３は駆動回路６５へ電圧指令値Ｖ＊を送る。サーボモータ２０は駆動回路６５から出力された電流値に比例して駆動する。この結果、位置決めテーブル２２はＸ軸方向において往復移動する。

（カジリ監視処理）
次に、数値制御工作機械１１の運転中におけるＣＰＵ３１のカジリ動作監視処理について説明する。本実施形態において、ＣＰＵ３１はカジリ動作監視処理として、第１のカジリ動作監視処理及び第２のカジリ動作監視処理の２つの処理を行う。第１のカジリ動作監視処理は位置決めテーブル２２の移動距離（厳密には、サーボモータ２０の回転量）に基づいてカジリ動作を監視する微小移動動作監視処理である。第２のカジリ監視処理はサーボモータ２０の軸ロード（軸負荷）に基づいてカジリ動作を監視する軸ロード監視処理である。カジリ動作監視処理はＲＯＭ４１に格納されたカジリ動作監視プログラムに従って実行される。尚、本実施形態では、ステップを「Ｓ」と略記する。

（第１のカジリ動作監視処理）
まず、第１のカジリ動作監視処理（微小移動動作監視処理）について図２に示すフローチャートに従って説明する。このフローチャートはＲＯＭ４１に格納されたカジリ動作監視プログラムを構成する第１のカジリ動作監視プログラム（微小移動動作監視プログラム）に従って実行される。

数値制御工作機械１１の運転中（加工中）において、ＣＰＵ３１は今回の移動指令値ΔＰｎの方向を判断する（Ｓ１０１）。即ち、今回の移動指令値ΔＰｎは、図１における右方向（Ｘ軸における＋方向）及び同じく左方向（Ｘ軸における−方向）のうちいずれの方向に位置決めテーブル２２を移動させようとする指令なのかを判断する。そこで、ＣＰＵ３１は、次式（ア）に示すように、今回の移動指令値ΔＰｎと前回の移動指令値ΔＰｎ−１とを乗算し、その乗算結果の値が０（ゼロ）よりも大きいか否か（正の値か負の値か）を判断する。

ΔＰｎ＊ΔＰｎ−１＜０…（ア）
例えば、今回の移動指令値ΔＰ_ｎが前回の移動指令値ΔＰｎ−１と同方向であれば、いずれの値も正又は負の値となるので、両者の乗算結果は正の値となる。今回の移動指令値ΔＰｎが前回の移動指令値ΔＰｎ−１と反対方向であれば、一方が正、他方が負の値となるので、両者の乗算結果は負の値となる。

今回の移動指令値ΔＰｎが前回と同方向であると判断したとき（Ｓ１０１でＮＯ）、ＣＰＵ３１はＳ１０２へ処理を移行する。Ｓ１０２において、ＣＰＵ３１は、今回の移動指令値ΔＰｎと、この今回の移動指令値ΔＰｎがＲＡＭ４２（厳密には、ＲＡＭ４２の位置レジスタ領域）に反映されるまでの単位時間当りの移動指令値ΔＰの総和Ｓｄｐとの総和ＳｄＰを求める。総和ＳｄＰは次式（イ）により求められる。このＳ１０２の処理が完了すると、ＣＰＵ３１は処理を終了する。

ＳｄＰ＝Ｓｄｐ＋ΔＰｎ…（イ）
一方、Ｓ１０１において、今回の移動指令値ΔＰｎが前回と反対方向であると判断したとき（Ｓ１０１でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はＳ１０３へ処理を移行する。Ｓ１０３において、ＣＰＵ３１は現在の反転動作回数を前回の反転動作回数としてＲＡＭ４２に記憶する（Ｒ＝Ｂ。ここで、Ｒは前回の反転動作回数、Ｂは今回の反転動作回数である。）。

次に、ＣＰＵ３１は、カウンタ３３により計数された反転動作回数Ｂが予め設定した無潤滑方向転換の限界反転動作回数Ｎに達しない場合には、反転動作回数Ｂをインクリメントする。即ち、ＣＰＵ３１は反転動作回数Ｂに＋１を加算する。ただし、カウンタ３３の反転動作回数Ｂが予め設定した無潤滑方向転換の限界反転動作回数Ｎに達した場合には、ＣＰＵ３１はカウンタ値を０にリセットする（Ｓ１０４）。これは、次式（ウ）で示される。

Ｂ＝（Ｂ＋１）ｍｏｄＮ…（ウ）
ここで、Ｂはカウンタ３３のカウント値ｍであり、位置決めテーブル２２の反転動作回数（換言すれば、サーボモータ２０の反転動作回数）である。Ｎは無潤滑方向転換の限界反転動作回数であり、装置モデルによる実験等により予め求められたものである。ｍｏｄは剰余の記号であり、前回までの反転動作回数Ｂに１を加算した値（Ｂ＋１）を限界反転動作回数Ｎで割ったときの余りが現在の反転動作回数としてＲＡＭ４２（厳密には、ＲＡＭ４２の）に格納される。従って、前回までの反転動作回数Ｂに１を加算した値（Ｂ＋１）が限界反転動作回数Ｎに達したときには、余りは０（ゼロ）となり、カウンタ３３は０にリセットされる。

次に、ＣＰＵ３１は、今回の移動指令値ΔＰｎに応じて位置決めテーブル２２が移動したときの当該位置決めテーブル２２の位置Ａ（Ｂ）をＲＡＭ４２に格納する（Ｓ１０５）。即ち、次式（エ）に示すように、ＣＰＵ３１は、今回の移動指令値ΔＰｎがＲＡＭ４２（位置レジスタ領域）に反映されるまでの単位時間当りの移動指令値ΔＰの総和Ｓｄｐに、今回の移動指令値ΔＰｎに応じた位置Ａ（Ｒ）を加算することにより、今回の反転時の位置Ａ（Ｂ）を求める。この位置Ａ（Ｂ）はプログラム原点からの位置である。

Ａ（Ｂ）＝Ａ（Ｒ）＋Ｓｄｐ…（エ）
次に、ＣＰＵ３１は、今回の移動指令値ΔＰｎを、当該移動指令値ΔＰｎがＲＡＭ４２（位置レジスタ領域）に反映されるまでの単位時間当りの移動指令値ΔＰの総和ＳｄＰとする（Ｓ１０６）。即ち、ＣＰＵ３１は単位時間当りの移動指令値ΔＰの総和をリセットしＳｄＰ＝ΔＰｎとする。次の反転動作までの動きを見るためである。

次に、次式（オ）で示すように、ＣＰＵ３１はＲＡＭ４２（位置レジスタ領域）に格納された過去Ｎ回の反転位置データのうち、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡを演算する（Ｓ１０７）。即ち、ＣＰＵ３１は、過去Ｎ回の反転動作において位置決めテーブル２２が図１における最も右側（＋側）に移動したときの位置と同じく最も左側（−側）に移動したときの位置との差を求める。

ΔＡ＝│Ｍａｘ（Ａ）−Ｍｉｎ（Ａ）│…（オ）
次に、次式（カ）で示すように、ＣＰＵ３１は、過去Ｎ回の反転位置における最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡが、カジリ動作判定最小移動範囲Ｃ以上であり、且つカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ以内であるか否かを判断する（Ｓ１０８）。

ΔＡ＞Ｃ＆＆ΔＡ＜Ｄ…（カ）
ここで、カジリ動作判定最小移動範囲Ｃは、カジリ動作とは判断されない微小距離の最小範囲を定めた値であり、装置モデルによる実験及び周知の理論計算により予め求められている。位置決めテーブル２２の往復移動距離が、カジリ動作判定最小移動範囲Ｃ以内であっても、カジリ動作とは判断されない。これにより、例えば温度の変化により位置決め精度が変化するものの、熱変位補正に起因する誤判断が抑制される。この結果、不用意なアラーム出力が回避される。また、カジリ動作判定最大移動範囲Ｄは、カジリ動作と判断される微小距離の最大範囲を定めた値であり、装置モデルによる実験及び周知の理論計算により予め求められている。位置決めテーブル２２の往復移動距離がカジリ動作判定最大移動範囲Ｄを超えている場合にはボールねじ装置２１の潤滑が可能であり、カジリ動作とは判断されない。

位置決めテーブル２２の過去Ｎ回の反転動作において、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡがカジリ動作判定最小移動範囲Ｃを超え、且つカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ未満でないと判断した場合（Ｓ１０８でＮＯ）、ＣＰＵ３１はカジリ動作ではないと判断して処理を終了する。位置決めテーブル２２の過去Ｎ回の反転動作において、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡがカジリ動作判定最小移動範囲Ｃを超え、且つカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ未満であると判断した場合（Ｓ１０８でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はカジリ動作であると判断してＳ１０９へ処理を移行する。このように、Ｓ１０８の処理により数値制御工作機械１１（厳密には、ボールねじ装置２１）がカジリ動作しているか否かが判断される。Ｓ１０８の判断は、事例１〜事例４に基づいて後に詳述する。

Ｓ１０９において、ＣＰＵ３１はカジリ発生のおそれがあるとして、アラーム処理を実行する。即ち、ＣＰＵ３１は報知装置１５にアラーム発生信号を出力する。このアラーム発生信号に基づいて、報知装置１５は例えばブザー音及び音声等を発生したり、前記ＬＥＤを点灯又は点滅させたりしてカジリ発生のおそれがある旨を作業者に報知する。また、ＣＰＵ３１はカジリ発生のおそれがある旨、即ちボールねじ装置２１におけるカジリ動作検出の旨の表示を操作盤の表示部に表示する。

加えて、ＣＰＵ３１はカジリ回避動作指令を移動指令生成部５１へ出力する（Ｓ１１０）。即ち、このカジリ回避動作指令に基づいて、移動指令生成部５１は数値制御工作機械１１のカジリを回避するための動作をさせるための移動指令値Ｐを生成する。この移動指令値Ｐに基づいて、数値制御工作機械１１（厳密には、移動指令生成部５１）はカジリを回避するための動作を行う。数値制御工作機械１１は、例えば潤滑可能となる程度に位置決めテーブル２２を移動させたり、運転を停止したりする。これにより、数値制御工作機械１１（厳密には、ボールねじ装置２１）におけるカジリの発生が回避される。この後、ＣＰＵ３１は処理を終了する。

以後、ＣＰＵ３１は所定の制御周期毎にＳ１０１〜Ｓ１１０の処理を繰り返す。数値制御装置１３の起動時及びカジリ回避動作後、ＣＰＵ３１は位置決めテーブル２２の位置Ａ（Ｂ）（位置データ）、今回までの反転動作回数Ｂ及び今回の移動指令値ΔＰｎがＲＡＭ４２に反映されるまでの単位時間当りの移動指令値ΔＰの総和Ｓｄｐをリセットする。尚、前記カジリ動作判定最小移動範囲Ｃ及びカジリ動作判定最大移動範囲Ｄはカジリ動作判定移動範囲を構成する。限界反転動作回数Ｎは予め設定された設定回数に相当する。前記Ｓ１０７及びＳ１０８の処理は移動距離判定手段を構成する。

＜事例１〜４による具体的な説明＞
次に、Ｓ１０８における判断処理を図３（ａ）〜図３（ｄ）に示す事例１〜事例４に基づいて説明する。図３（ａ）〜図３（ｄ）は、それぞれ数値制御工作機械１１の運転時（加工中；例えば切削送り中）において、位置決めテーブル２２の図１におけるＸ方向の位置変化（厳密には、サーボモータ２０の回転角変化）を示す波形図である。図３（ａ）〜図３（ｄ）において、縦軸は位置決めテーブル２２の位置（厳密には、サーボモータ２０の回転角）である。この縦軸において、上方向がＸ軸における＋方向を示し、下方向がＸ軸における−方向を示す。横軸は時間（時刻Ｔ）である。

（事例１）
図３（ａ）に示すように、事例１においては、過去Ｎ回の反転動作（即ち、Ｔ（０）〜Ｔ（Ｎ−１）における反転動作）において、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡがカジリ動作判定最小移動範囲Ｃを超え、且つカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ未満となっている。このため、図３（ａ）に示す事例１の波形パターンは前記式（カ）を満たす。従って、ＣＰＵ３１は図３（ａ）に示す事例１の波形パターンをカジリ動作と判断する。

（事例２）
図３（ｂ）に示すように、事例２においては、過去Ｎ回の反転動作において、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡがカジリ動作判定最小移動範囲Ｃ以下となっている。このため、図３（ｂ）に示す事例２の波形パターンは前記式（カ）を満たさない。従って、ＣＰＵ３１は図３（ｂ）に示す事例２の波形パターンをカジリ動作と判断することはない。

（事例３）
図３（ｃ）に示すように、事例３においては、過去Ｎ回の反転動作において、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡはカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ以上となっている。このため、図３（ｃ）に示す事例３の波形パターンは前記式（カ）を満たさない。従って、ＣＰＵ３１は図３（ｂ）に示す事例３の波形パターンをカジリ動作と判断することはない。

（事例４）
図３（ｄ）に示すように、事例４においては、過去Ｎ回の反転動作において、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡはカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ以上となっている。このため、図３（ｄ）に示す事例４の波形パターンは前記式（カ）を満たさない。従って、ＣＰＵ３１は図３（ｄ）に示す事例４の波形パターンをカジリ動作と判断することはない。

この事例４においては、過去Ｎ回の反転動作それぞれはカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ内である。しかし、過去Ｎ回の波形全体の動きがカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ以上となっている。換言すれば、過去Ｎ回においては位置決めテーブル２２は微小距離間を往復移動している。しかし、位置決めテーブル２２は徐々にＸ軸における＋方向へ移動している。このため、ボールねじ装置２１における潤滑は確保される。

例えば、カジリを発生し得る微小範囲内における位置決めテーブル２２の反転動作回数を単にカウントし、このカウント値に基づいて異常の有無（カジリ動作か否か）を判定するようにした場合には、事例４に示す位置決めテーブル２２の動作は異常、即ちカジリ動作であると判断される。この場合、潤滑が保たれるにもかかわらず無用な異常検出がなされることとなる。しかし、本実施形態によれば、このような無駄な異常検出（カジリ動作の検出）が回避される。

（第２のカジリ動作監視処理）
次に、第２のカジリ動作監視処理（軸ロード監視処理）について図４及び図５に示すフローチャートに従って説明する。これらのフローチャートはＲＯＭ４１に格納されたカジリ動作監視プログラムを構成する第２のカジリ動作監視プログラム（軸ロード監視プログラム）に従って実行される。

数値制御工作機械１１の運転中（加工中）において、ＣＰＵ３１は、電流検出部６６により検出された電流フィードバック値Ｉｆ（モータ電流値；サーボモータ２０へ実際に供給される電流の値）を取込む。そして、ＣＰＵ３１はこの取込んだ電流フィードバック値Ｉｆから運動（円運動）に伴う慣性力を引いた値をＲＡＭ４２に格納する（Ｓ２０１）。加速度成分が大きくなると電流検出部６６により検出した電流フィードバック値Ｉｆの精度が低下するおそれがあるため、慣性力を考慮している。

次に、ＣＰＵ３１は、今回の移動指令値ΔＰｎの方向を判断する（Ｓ２０２）。このＳ２０２における処理は前述した第１のカジリ動作監視処理におけるＳ１０１と同様の処理のため、その詳細な説明を省略する。

今回の移動指令値ΔＰｎが前回の移動指令値ΔＰｎ−１と同方向であると判断したとき（Ｓ２０２でＮＯ）、ＣＰＵ３１はＳ２０３へ処理を移行する。Ｓ２０３において、ＣＰＵ３１は、今回の移動指令値ΔＰｎと、この今回の移動指令値ΔＰｎがＲＡＭ４２（厳密には、ＲＡＭ４２の位置レジスタ領域）に反映されるまでの単位時間当りの移動指令値ΔＰの総和Ｓｄｐとの総和ＳｄＰを求める。このＳ２０３の処理は第１のカジリ動作監視処理におけるＳ１０２と同様の処理であり、前記式（イ）により示される。Ｓ２０３の処理が完了すると、ＣＰＵ３１は後述するＳ３０１へ処理を移行する（図５に示すフローチャート参照。）。

一方、Ｓ２０２において、今回の移動指令値ΔＰｎが前回の移動指令値ΔＰｎ−１と反対方向であると判断したとき（Ｓ２０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はＳ２０４へ処理を移行する。このＳ２０４において、ＣＰＵ３１は現在の反転動作回数を前回の反転動作回数としてＲＡＭ４２に記憶する（Ｒ＝Ｂ）。このＳ２０４の処理は第１のカジリ動作監視処理におけるＳ１０３と同様の処理である。

次に、次式（キ）に示すように、ＣＰＵ３１はカウンタ３３の反転動作回数Ｂが予め設定した反転動作回数Ｍ（ただし、Ｍ＜Ｎ）に達しない場合には、カウント値をインクリメントする。即ち、ＣＰＵ３１は反転動作回数Ｂに＋１を加算する。ただし、カウンタ３３の反転動作回数Ｂが前記反転動作回数Ｍに達した場合には、ＣＰＵ３１はカウンタ値を０にリセットする（Ｓ２０５）。Ｍは、基準値（後述するモータ電流の最大振幅Ｅｍａｘ）を算出するのための反転動作回数であると共にカジリ動作継続判定の反転動作回数であり、予め設定された値である。

Ｂ＝（Ｂ＋１）ｍｏｄＭ…（キ）
次に、ＣＰＵ３１は今回の移動指令値ΔＰｎに応じて位置決めテーブル２２が移動したときの当該位置決めテーブル２２のプログラム原点からの位置Ａ（Ｂ）をＲＡＭ４２に格納する（Ｓ２０６）。このＳ２０６の処理は第１のカジリ動作監視処理におけるＳ１０５と同様の処理であり、前述した式（エ）により示される。

次に、ＣＰＵ３１は、今回の反転動作時の時刻Ｔ（Ｂ）を演算する（Ｓ２０７）。この今回の反転動作時の時刻Ｔ（Ｂ）は次式（ク）により求められる。
Ｔ（Ｂ）＝現在時刻−ΔＴ…（ク）
ここで、ΔＴは電流フィードバック値Ｉｆ（モータ電流）のサンプリング時間（制御周期）である。反転動作が検出されるのは、実際の反転時から所定のサンプリング時間ΔＴだけ経過した後である。このため、現在の時刻からサンプリング時間ΔＴを引けば、実際の反転時の時刻Ｔ（Ｂ）が得られる。

次に、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ４２（位置レジスタ領域）に格納された過去Ｎ回の反転位置データのうち、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡを演算する（Ｓ２０８）。この差ΔＡは前述した式（オ）により求められる。このＳ２０８の処理は前述した第１のカジリ動作監視処理におけるＳ１０７と同様の処理のため、その詳細な説明を省略する。

次に、ＣＰＵ３１は、過去Ｎ回の反転位置における最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡが、カジリ動作判定最小移動範囲Ｃを超え、且つカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ未満であるか否かを判断する（Ｓ２０９）。即ち、ＣＰＵ３１は、図３（ａ）に示す事例１のような反転動作がＮ回続くか否かを判断する。

位置決めテーブル２２の過去Ｎ回の反転動作において、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡがカジリ動作判定最小移動範囲Ｃを超え、且つカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ未満であると判断した場合（Ｓ２０９でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はＳ２１０へ処理を移行し、カウンタ３３をインクリメントする。即ち、ＣＰＵ３１はカウンタ３３のカウント値ｍに＋１を加算する（ｍ＝ｍ＋１）。換言すると、サーボモータ２０（テーブル２２の移動方向）の反転動作回数に＋１を加算する。そして、ＣＰＵ３１はＳ２１２へ処理を移行する。

位置決めテーブル２２の過去Ｎ回の反転動作において、最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡがカジリ動作判定最小移動範囲Ｃを超え、且つカジリ動作判定最大移動範囲Ｄ未満でないと判断した場合（Ｓ２０９でＮＯ）、ＣＰＵ３１はＳ２１１へ処理を移行し、カウンタ３３をリセットする（ｍ＝０）。そして、ＣＰＵ３１は、Ｓ２１２へ処理を移行する。

Ｓ２１２において、ＣＰＵ３１は、今回の移動指令値ΔＰｎを、当該移動指令値ΔＰｎがＲＡＭ４２（位置レジスタ領域）に反映されるまでの単位時間当りの移動指令値ΔＰの総和ＳｄＰとする。即ち、ＣＰＵ３１は単位時間当りの移動指令値ΔＰの総和をリセットしＳｄＰ＝ΔＰｎとする。このＳ２１２の処理は前述した第１のカジリ動作監視処理におけるＳ１０６と同様の処理である。Ｓ２１２の処理が完了すると、ＣＰＵ３１はＳ３０１へ処理を移行する（図５に示すフローチャート参照）。

Ｓ３０１において、ＣＰＵ３１はカウンタ３３のカウント値ｍが反転動作回数Ｍ未満か否かを判断する。ｍ＜Ｍであれば（Ｓ３０１でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は処理を終了する。ｍ＜Ｍでなければ（Ｓ３０１でＮＯ）、ＣＰＵ３１はＳ３０２へ処理を移行する。

さて、Ｓ３０２において、ＣＰＵ３１はカウンタ３３のカウント値ｍが前述した反転動作回数Ｍか否かを判断する。ｍ＝＝Ｍであれば（Ｓ３０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１はＳ３０３へ処理を移行する。Ｓ３０３において、ＣＰＵ３１はＲＡＭ４２に格納されている反転動作Ｍ回の間の、即ち図６（ａ）に示すようにＲＡＭ４２に記憶されている最も古い時刻Ｔ（０）から現在Ｔ（Ｍ−１）までの間のモータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）の最大振幅Ｅｍａｘ（全振幅）をカジリ動作判定の基準値としてＲＡＭ４２に格納する。そして、ＣＰＵ３１は処理を終了する。

一方、Ｓ３０２において、ｍ＝＝Ｍでなければ（Ｓ３０２でＮＯ）、ＣＰＵ３１はＳ３０４へ処理を移行する。ちなみに、Ｓ３０２でＮＯと判断されるのはｍ＞Ｍの場合である。このＳ３０４において、ＣＰＵ３１はＴ（Ｂ−２）からＴ（Ｂ）までのモータ電流の振幅Ｅ（図６（ｂ）参照）を演算する。この場合、Ｂ＞Ｍである。

次に、ＣＰＵ３１はＳ３０２において算出した振幅Ｅが予め設定された振幅判定閾値Ｅｓよりも大きいか否かを判断する（Ｓ３０５）。ここで、振幅判定閾値Ｅｓはモータ電流の最大振幅Ｅｍａｘに所定の倍率（係数）を乗算して求められたものである。具体的には、振幅判定閾値Ｅｓは、モータ電流の振幅上昇率が前記最大振幅Ｅｍａｘに対して所定の上昇率（例えば１２０％）となるように、当該最大振幅Ｅｍａｘに基づいて、ＣＰＵ３１により予め（即ちＳ３０３の処理がなされてからＳ３０５へ処理が移行される前までに）演算される。

振幅Ｅが振幅判定閾値Ｅｓよりも大きくないと判断した場合、ＣＰＵ３１はカジリ発生のおそれはないとして処理を終了する。振幅Ｅが振幅判定閾値Ｅｓよりも大きいと判断した場合、ＣＰＵ３１はカジリ動作であると判断してＳ３０６へ処理を移行する。

Ｓ３０６において、ＣＰＵ３１はカジリ発生のおそれがあるとして、アラーム処理を実行する。加えて、ＣＰＵ３１はカジリ回避動作指令を移動指令生成部５１へ出力する（Ｓ３０７）。このカジリ回避動作指令に基づいて、ＣＰＵ３１は数値制御工作機械１１にカジリを回避するための動作を実行させる。これにより、数値制御工作機械１１（厳密には、ボールねじ装置２１）におけるカジリの発生が回避される。この後、ＣＰＵ３１は処理を終了する。これらＳ３０６及びＳ３０７の処理は、ぞれぞれ前述した第１のカジリ動作監視処理におけるＳ１０９及びＳ１１０と同様の処理である。

以後、ＣＰＵ３１は所定の制御周期毎にＳ２０１〜Ｓ２１２及びＳ３０１〜Ｓ３０７の処理をそれぞれ繰り返す。数値制御装置１３の起動時及びカジリ回避動作後、ＣＰＵ３１は位置決めテーブル２２の位置Ａ（Ｂ）（位置データ）、今回までの反転動作回数Ｂ及び今回の移動指令値ΔＰｎがＲＡＭ４２に反映されるまでの単位時間当りの移動指令値ΔＰの総和Ｓｄｐをリセットする。尚、前記Ｓ３０５の処理は振幅判定手段を構成する。

以上、詳述したように、カジリ動作監視処理部５２は異なる観点から数値制御工作機械１１（ボールねじ装置２１及びリニヤガイド等のガイド機構）のカジリ動作を監視する第１及び第２のカジリ動作監視処理をそれぞれ行う。このため、数値制御装置１３（カジリ動作監視処理部５２）によるカジリ判定の精度が向上し、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）が抑制される。

（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）所定の加工プログラムに基づいてワークを加工する数値制御工作機械１１に搭載される数値制御装置１３には、カジリ動作監視処理部５２を設けるようにした。このカジリ動作監視処理部５２により、被加工物を保持した位置決めテーブル２２をサーボモータ２０の駆動によりＸ軸方向へ移動させるためのボールねじ装置２１におけるカジリ動作を監視するようにした。

具体的には、カジリ動作監視処理部５２は、予め設定された設定回数分の位置決めテーブル２２の反転動作毎の位置Ａ（Ｂ）をＲＡＭ４２に記憶し、このＲＡＭ４２に記憶された設定回数分の位置Ａ（Ｂ）のうち最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差ΔＡを求める。次に、カジリ動作監視処理部５２は算出した差ΔＡが予め設定されたカジリ動作判定移動範囲内であるか否か、即ちカジリ動作判定最小移動範囲Ｃよりも大きく且つカジリ動作判定最大移動範囲Ｄよりも小さいか否かを判定し、この判定結果に基づいてカジリ動作か否かを判定する。

このため、位置決めテーブル２２の反転移動距離が予め設定された設定距離以下であることを条件として当該位置決めテーブル２２の反転動作回数を計数し、この計数値に基づいてカジリ動作か否かを判定するようにした場合と異なり、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）が抑制される。位置決めテーブル２２の反転移動距離が予め設定された設定距離以下であることを条件として位置決めテーブル２２の反転動作を計数し、この計数値に基づいてカジリ動作か否かの判定を行うようにした場合、例えば位置決めテーブル２２は微小な反転動作を繰り返すものの当該位置決めテーブル２２の位置が少しずつ移動して潤滑が保たれるようなときにもカジリ動作の旨の判定がなされる。本実施形態によれば、このようなことがない。

そして、カジリ動作である旨の判定をしたとき、カジリ動作監視処理部５２はカジリ動作である旨を報知装置１５を介してオペレータに報知するようにした。このため、オペレータはカジリ動作であることを認識することができ、カジリ動作を回避するための動作を数値制御工作機械１１に実行させることができる。従って、例えば微小距離間を繰り返し移動するといったボールねじ装置２１のカジリ動作に起因する潤滑剤切れを回避すると共に不用意な異常報知を抑制することができる。ひいては、加工効率を向上させることができる。これは、不用意な異常報知により、オペレータが加工作業を中断することが抑制されるからである。

（２）また、カジリ動作監視処理部５２は電流検出部６６により検出されたモータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）の振幅Ｅと予め設定された振幅判定閾値Ｅｓとを比較し、この比較結果に基づいてカジリ動作か否かを判断するようにした。ボールねじ装置２１の潤滑が損なわれるにつれて軸ロード（軸負荷）は大きくなると共に、モータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）の振幅も大きくなる。このため、位置決めテーブル２２の反転移動距離が予め設定された設定距離以下であることを条件として当該動作部の反転動作回数を計数し、この計数値に基づいてカジリ動作か否かを判定するようにした場合と異なり、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）を抑制することができる。

（３）前述したように、カジリ動作監視処理部５２は、位置決めテーブル２２の反転移動距離及びモータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）の振幅の２つの観点に基づいてカジリ動作か否かの判断を行うようにした。このため、カジリ動作であるか否かの判断をより正確に行うことができる。ひいては、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）、即ち不用意な異常報知をより抑制することができる。数値制御工作機械１１の加工効率もいっそう向上する。

（４）カジリ動作監視処理部５２は、位置決めテーブル２２の無潤滑反転動作の限界反転動作回数Ｎ分の位置Ａ（Ｂ）のうち最大位置Ｍａｘ（Ａ）と最小位置Ｍｉｎ（Ａ）との差が予め設定されたカジリ動作判定移動範囲内（即ち、ΔＡ＞Ｃ＆＆ΔＡ＜Ｄ）であるか否かを判定するようにした。そして、カジリ動作監視処理部５２は前記判定結果に基づいてカジリ動作か否かを判断するようにした。位置決めテーブル２２の反転動作回数が無潤滑反転動作の限界反転動作回数Ｎに達するまではカジリ動作の旨の判定がなされることはない。このため、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）をいっそう抑制することができる。

（５）振幅判定閾値Ｅｓは、位置決めテーブル２２が予め設定された反転動作回数Ｍだけ反転動作する間におけるモータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）の最大振幅Ｅｍａｘに対して予め設定された比率となるように設定するようにした。即ち、位置決めテーブル２２の反転動作回数が予め設定された反転動作回数Ｍを超えた場合、電流検出部６６により検出されたモータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）の振幅Ｅが所定の振幅（本実施形態では反転動作回数Ｍ回までの最大振幅Ｅｍａｘの１２０％）を超えたとき、カジリ動作監視処理部５２はカジリ動作の旨の判定を行う。従って、モータ電流の振幅Ｅが予め設定された振幅（振幅判定閾値Ｅｓ）を超えるまではカジリ動作の旨の判定がなされることはない。このため、不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）がいっそう抑制される。

（６）数値制御工作機械１１の数値制御装置１３（厳密にはＣＰＵ３１）には、カジリ動作監視処理部５２を設けるようにした。このカジリ動作監視処理部５２は位置決めテーブル２２の反転移動距離及びモータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）の振幅の２つの観点に基づいてカジリ動作か否かの判断を行うので、当該判断をより正確に行うことができる。このため、カジリ動作監視処理部５２の不用意なカジリ動作の旨の判定（異常判定）に基づく不用意な異常報知が抑制される。従って、数値制御工作機械１１の加工効率を向上させることができる。

（別例）
尚、前記実施形態は以下のような別例に変更して実施してもよい。
・図４におけるＳ２１２の処理は、Ｓ２０６、Ｓ２０７及びＳ２０８のいずれのステップの後に実行するようにしてもよい。

・本実施形態では、Ｓ３０５（図５参照）において、サーボモータ２０の過負荷検出と判断したとき（即ち、Ｓ３０５でＹＥＳ）に、ＣＰＵ３１（カジリ動作監視処理部５２）はアラーム処理（Ｓ３０６）及びカジリ回避動作指令の出力（Ｓ３０７）を行うようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、数値制御装置１３にはカウンタを新たに一つ設ける。Ｓ３０５でＹＥＳとなったときはカウント（＋１）し、ＮＯであればカウンタを０にする。そして、カウンタが限界反転動作回数Ｎ回を超えたとき、即ち、Ｎ回連続してＳ３０５でＹＥＳになったとき、はじめてアラーム処理（Ｓ３０６）及びカジリ回避動作指令の出力（Ｓ３０７）を行う。このようにしても、不用意な異常判定がより抑制され、加工効率をより向上させることができる。

・また、例えばモータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）の振幅Ｅが振幅判定閾値Ｅｓを超えたときには、アラーム処理（Ｓ３０６）だけを行うようにしてもよい。そして、第２の振幅判定閾値Ｅｓ２（例えばモータ電流の振幅上昇率３０％）を予め設定し、モータ電流（電流フィードバック値Ｉｆ）の振幅Ｅが第２の振幅判定閾値Ｅｓ２を超えたときに、過負荷検出のアラーム処理（Ｓ３０６）を行うようにする。同時に、主軸（ミル軸）及び軸送り停止等のリセット停止処理を行うようにする。このようにすれば、不用意な異常判定がより抑制され、加工効率をより向上させることができる。

・本実施形態では、位置決めテーブル２２をＸ軸方向において往復移動させるボールねじ装置２１のカジリ監視処理についてのみ説明したが、当該位置決めテーブル２２をＹ軸方向及びＺ軸方向へ移動させるボールねじ装置（図示略）に応用するようにしてもよい。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸等の直線軸方向への移動だけでなく、例えば動作部としての主軸及びワークをＡ軸、Ｂ軸及びＣ軸等の回転軸方向へ正逆回転させる場合にも応用可能である。ちなみに、図示しない主軸の方向をＺ軸とし、このＺ軸に直交する方向をＸ軸とすると共に、Ｘ軸及びＺ軸の双方に直交する軸をＹ軸とする。また、Ｘ軸回りの回転運動をＡ軸、Ｙ軸回りの回転運動をＢ軸、Ｚ軸回りの回転運動をＣ軸として使用する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸及びＣ軸はそれぞれ数値制御装置１３により制御される制御軸である。

・本実施形態では、ボールねじ装置２１におけるねじ軸２３とナット部２４との間のカジリ動作を監視するようにしたが、位置決めテーブル２２を案内するガイド機構を構成する前記リニヤガイドにおけるカジリの発生も防止することができる。即ち、機械本体１２のベース（図示略）には前記リニアガイドを介して位置決めテーブル２２をＸ軸方向へ往復移動可能に設けられている。ボールねじ装置２１の駆動により位置決めテーブル２２はリニヤガイドに案内されながらＸ軸方向において往復移動する。このリニアガイドは、玉及びコロ等のころがり部を有するガイド及び面接触する摺動面を有するガイドのうちいずれの方式のガイドでもよい。位置決めテーブル２２が微小距離間を往復移動することによりボールねじ装置２１にカジリ発生のおそれがあるのであれば、位置決めテーブル２２を案内する前記リニヤガイドのころがり接触部又は摺動面にも当然カジリ発生のおそれがある。また、前記リニヤガイドと前記ベースとの潤滑が損なわれれば、サーボモータ２０の軸ロードも当然に増大する。従って、第１のカジリ動作監視処理（微小移動動作監視処理）及び第２のカジリ動作監視処理（軸ロード監視処理）を実行することにより、リニアガイドのカジリに起因する焼き付きも未然に回避することができる。

・本実施形態では、ＣＰＵ３１は位置検出センサ２５からの位置フィードバック信号に基づいて位置決めテーブル２２の位置を求めるようにしたが、移動指令生成部５１からの軸アンプ１４への移動指令値に基づいて求めるようにしてもよい。

・本実施形態では、第１及び第２のカジリ動作監視処理を行うことによりボールねじ装置２１及び前記リニヤガイドのカジリを未然に防止するようにしたが、第１のカジリ動作監視処理（微小移動動作監視処理）だけ、又は第２のカジリ動作監視処理（軸ロード監視処理）だけを実行するようにしてもよい。このようにしても、ボールねじ装置２１及び前記リニヤガイドのカジリの発生を未然に防止することができる。

（付記）
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記移動距離判定手段によりカジリ動作の旨の判定がなされたとき、視覚、聴覚又はその両方に訴えて異常を報知する報知手段を備えた請求項１に記載のカジリ動作監視装置。

（ロ）前記振幅判定手段によりカジリ動作の旨の判定がなされたとき、視覚、聴覚又はその両方に訴えて異常を報知する報知手段を備える。

（ハ）前記移動距離判定手段又は前記振幅判定手段によりカジリ動作の旨の判定がなされたとき、視覚、聴覚又はその両方に訴えて異常を報知する報知手段を備えた請求項３に記載のカジリ動作監視装置。

（ニ）さらにカジリ回避動作を行うようにした前記（イ）項〜（ハ）項のうちいずれか一項に記載のカジリ動作監視装置。

本実施形態における数値制御工作機械の概略構成図。 同じく第１のカジリ動作監視処理を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｄ）は、同じく位置決めテーブルの位置変化を示すグラフ。 同じく第２のカジリ動作監視処理を示すフローチャート。 同じく第２のカジリ動作監視処理を示すフローチャート。 （ａ），（ｂ）は、モータへ供給されるモータ電流の変化を示すグラフ。

符号の説明

１１…数値制御工作機械（工作機械）、
１３…カジリ動作監視装置を構成する数値制御装置、
１５…報知装置（報知手段）、２０…サーボモータ（モータ）、
２１…ボールねじ装置（軸機構）、２２…位置決めテーブル（動作部）、
４２…ＲＡＭ（位置記憶手段）、
５２…移動距離判定手段及び振幅判定手段を構成するカジリ動作監視処理部、
６６…電流検出部（電流検出手段）、
Ｃ…カジリ動作判定移動範囲を構成するカジリ動作判定最小移動範囲、
Ｄ…カジリ動作判定移動範囲を構成するカジリ動作判定最大移動範囲、
Ｅ…振幅、Ｅｍａｘ…最大振幅、Ｅｓ…振幅判定閾値、
Ｉｆ…電流フィードバック値（モータ電流）、
Ｍ…反転動作回数（予め設定された反転動作回数）、
Ｎ…限界反転動作回数（予め設定された設定回数）、Ｍａｘ（Ａ）…最大位置、
Ｍｉｎ（Ａ）…最小位置、ΔＡ…最大位置と最小位置との差。

Claims (5)

1. 工具又は被加工物を保持した動作部をモータの駆動により所定の軸方向へ移動させる工作機械の軸機構におけるカジリ発生のおそれのあるカジリ動作を監視するカジリ動作監視装置において、
   予め設定された設定回数分の前記動作部の反転動作毎の反転時の前記軸方向における座標位置を記憶する位置記憶手段と、
   前記位置記憶手段に記憶されている設定回数分の前記座標位置のうち最大位置と最小位置との差が予め設定されたカジリ動作判定最小移動範囲及びカジリ動作判定最大移動範囲により設定されるカジリ動作判定移動範囲内であるか否かを判定すると共に、当該判定結果に基づいてカジリ動作か否かを判断する移動距離判定手段とを備えたカジリ動作監視装置。
2. 前記設定回数は、前記動作部の反転動作を無潤滑の状態で繰り返したときにカジリの発生しない最大の反転動作回数である請求項１に記載のカジリ動作監視装置。
3. 前記モータへ供給されるモータ電流を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段により検出されたモータ電流の振幅と予め設定された振幅判定閾値とを比較すると共に当該比較結果に基づいてカジリ動作か否かを判断する振幅判定手段とをさらに備えた請求項１又は請求項２に記載のカジリ動作監視装置。
4. 前記振幅判定閾値は、
   前記動作部が予め設定された反転動作回数だけ反転動作した間におけるモータ電流の最大振幅を基準として当該最大振幅を予め設定された比率となるように所定の割合だけ増加させた値に設定されている請求項３に記載のカジリ動作監視装置。
5. 工具又は被加工物を保持した動作部をモータの駆動により所定の軸方向へ移動させる軸機構を備えた工作機械において、
   請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のカジリ動作監視装置を備えた工作機械。

Images