JP6617474B2 - Numerical control device and control method - Google Patents

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Description

本発明は、数値制御装置と制御方法に関する。   The present invention relates to a numerical control device and a control method.

数値制御装置は工作機械の動作を制御する。特許文献1が開示する工作機械は主軸ヘッド、主軸、工具交換装置を備える。主軸ヘッドは基台上に立設するコラムに沿って昇降可能に設け、主軸を回転可能に支持する。工具は主軸先端に設けた装着穴に装着する。主軸内に設けたクランプ軸は、装着穴に装着した工具をばね力で引っ張って保持する。主軸ヘッドは被削材の加工領域まで下降する。主軸と共に工具は回転し、被削材に対して穴空け等の加工を行う。該加工時、工具は被削材に対して接近する方向に移動し、切削後、被削材に対して離れる方向に移動する。工具は加工中、被削材に刃が喰い付くことがある。被削材に工具の刃が喰い付いた状態で、工具を被削材に対して離れる方向に移動すると主軸から工具が抜ける工具抜けが発生する。工具抜けは工具折損検知装置で検知できる。工具折損検知装置は接触子を工具に接触し、接触子の回転角度を検出することで工具抜けを検知する。   The numerical control device controls the operation of the machine tool. The machine tool disclosed in Patent Document 1 includes a spindle head, a spindle, and a tool changer. The spindle head is provided so as to be movable up and down along a column standing on the base, and supports the spindle in a rotatable manner. The tool is installed in a mounting hole provided at the tip of the spindle. The clamp shaft provided in the main shaft pulls and holds the tool mounted in the mounting hole with a spring force. The spindle head descends to the machining area of the work material. The tool rotates together with the main spindle, and performs machining such as drilling the work material. During the machining, the tool moves in a direction approaching the work material, and after cutting, moves in a direction away from the work material. The tool may bite the work piece during machining. When the tool is moved in a direction away from the work material in a state where the blade of the tool is caught on the work material, a tool omission occurs in which the tool comes off from the main shaft. Tool breakage can be detected by a tool breakage detector. The tool breakage detection device detects a tool omission by contacting the contact with the tool and detecting the rotation angle of the contact.

特開2014−161974号公報JP 2014-161974 A

工具折損検知装置は工作機械の所定の位置に固定してあるので、加工毎に工具を所定の位置に移動させる必要が生じる。故に、被削材を加工するサイクルタイムが長くなるという問題が生じる。   Since the tool breakage detecting device is fixed at a predetermined position of the machine tool, it is necessary to move the tool to the predetermined position for each processing. Therefore, the problem that the cycle time which processes a work material becomes long arises.

本発明の目的は、工具抜けを簡単に監視できる数値制御装置と制御方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a numerical control device and a control method that can easily monitor tool removal.

本発明の請求項1に係る数値制御装置は、被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置において、前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得手段と、前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得した前記駆動情報に基づき、前回の駆動情報と今回の駆動情報の差分である第一差分情報を算出する第一算出手段と、前記第一算出手段が算出した前記第一差分情報に予め記憶した第一閾値を超える変化が有るか判断する第一判断手段と、前記第一判断手段が前記第一差分情報に前記第一閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力する第一出力手段とを備えたことを特徴とする。クランプ軸は工具ホルダをばね力でクランプする。被削材加工中、工具に被削材が喰い付いた状態で主軸ヘッドが上昇し、工具にばね力以上の力がかかると、工具ホルダが主軸から抜ける工具抜けが生じる場合がある。工具抜け発生時、クランプ軸に通常時と異なる力が加わることになるので、主軸ヘッドを昇降駆動するモータのエンコーダから取得する情報は、通常時と異なる変化を生じる。数値制御装置は加工領域内において主軸ヘッドを上昇する時、モータのエンコーダから情報を取得し、取得した情報に閾値を超える変化が有る時、工具抜けが発生したとみなして異常情報を出力する。故に数値制御装置は、画像認識装置、工具折損検出装置等の他の監視装置を用いることなく、工具抜けを検知できる。数値制御装置は、他の監視装置を用いる際に必要な測定準備等の手間を不要にできる。他の監視装置を用いないので、費用は高額にならない。数値制御装置は、一回の加工毎に測定準備をやり直す必要も無いので、連続加工でも工具抜けを簡単に常時監視できる。数値制御装置はエンコーダからモータの駆動情報を取得し、取得した駆動情報の時間差分の変化を監視することで工具抜けを判定できる。 A numerical control device according to a first aspect of the present invention includes a spindle head that can approach or separate from a table that supports a work material, a spindle provided rotatably on the spindle head, and a spring provided on the spindle. A clamp shaft that clamps a tool holder that holds a tool by the force of the spring to the main shaft, a motor that drives the main shaft head in a direction toward and away from the table, and a motor connected to the motor. In a numerical control apparatus for controlling a machine tool including an encoder for detecting drive information of the machine tool, the spindle head is moved to the machine origin side in a machining area on the table side from the machine origin of the machine tool. And when the table does not move, the first acquisition means for acquiring the drive information from the encoder at predetermined time intervals, and the first acquisition means at every predetermined time interval Based on the obtained drive information, first calculation means for calculating first difference information, which is a difference between previous drive information and current drive information, and the first difference information calculated by the first calculation means are stored in advance. If the first determination means determines that there is a change exceeding the first threshold in the first difference information, a tool omission occurs in the spindle. And a first output means for outputting abnormality information indicating the occurrence . The clamp shaft clamps the tool holder with a spring force. During machining of the workpiece, if the spindle head rises with the workpiece biting on the tool and a force greater than the spring force is applied to the tool, the tool holder may come off from the spindle. Since a force different from the normal time is applied to the clamp shaft when the tool is missing, the information acquired from the encoder of the motor that drives the spindle head to move up and down changes differently from the normal time. The numerical control device acquires information from the motor encoder when the spindle head is raised in the machining area, and outputs abnormal information by assuming that a tool missing has occurred when the acquired information has a change exceeding a threshold value. Therefore, the numerical control device can detect missing tools without using other monitoring devices such as an image recognition device and a tool breakage detection device. The numerical control device can eliminate the need for measurement preparation and the like necessary when using another monitoring device. Costs are not high because no other monitoring device is used. Since the numerical control device does not need to redo the measurement preparation for each machining, it is possible to easily and constantly monitor tool missing even in continuous machining. The numerical control device acquires motor drive information from the encoder, and can determine whether a tool is missing by monitoring changes in the time difference of the acquired drive information.

請求項に係る数値制御装置は、被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置において、前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得手段と、前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得する前記駆動情報の夫々に対応する前記モータの入力の情報である指令情報を取得する第二取得手段と、前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得した前記駆動情報と、前記第二取得手段が取得した前記指令情報との差分の情報である第二差分情報を算出する第二算出手段と、前記第二算出手段が算出した前記第二差分情報に予め記憶した第二閾値を超える変化が有るか判断する第二判断手段と、前記第二判断手段が前記第二差分情報に前記第二閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力する第二出力手段とを備えたことを特徴とする数値制御装置は、エンコーダからモータの駆動情報を取得すると共に、駆動情報におけるモータの出力結果に対応する入力の情報である指令情報を取得する。数値制御装置は駆動情報と指令情報との差分の変化を監視することで工具抜けを検知できる。 A numerical control device according to a second aspect includes a spindle head that can approach or separate from a table that supports a work material, a spindle provided rotatably on the spindle head, a spring provided on the spindle, and the spring A clamp shaft that clamps a tool holder that holds a tool by the force of the spindle to the spindle, a motor that drives the spindle head in a direction toward and away from the table, and a drive information of the motor connected to the motor In a numerical control apparatus for controlling a machine tool provided with an encoder for detecting the position of the machine tool, the spindle head is moved to the machine origin side in a machining area on the table side with respect to the machine origin of the machine tool, and When the table does not move, a first acquisition unit that acquires the drive information from the encoder every predetermined time, and the first acquisition unit acquires the predetermined time Second acquisition means for acquiring command information which is input information of the motor corresponding to each of the drive information, the drive information acquired by the first acquisition means at every predetermined time, and the second acquisition means A second calculation unit that calculates second difference information that is difference information from the command information acquired, and a change that exceeds a second threshold stored in advance in the second difference information calculated by the second calculation unit. Second determination means for determining whether or not there is abnormality information indicating that a missing tool has occurred in the spindle when the second determination means determines that the second difference information has a change exceeding the second threshold. And a second output means for outputting . The numerical control apparatus acquires motor drive information from the encoder and command information that is input information corresponding to the motor output result in the drive information. The numerical control device can detect a missing tool by monitoring a change in the difference between the drive information and the command information.

請求項に係る数値制御装置は、被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置において、前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得手段と、前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得する前記駆動情報の夫々に対応する前記モータの入力の情報である指令情報を取得する第三取得手段と、前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得した前記駆動情報に基づき、前回の駆動情報と今回の駆動情報の差分である第三差分情報を算出する第三算出手段と、前記第三算出手段が算出した前記第三差分情報に予め記憶した第一閾値を超える変化が有るか判断する第三判断手段と、前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得した前記駆動情報と、前記第三取得手段が取得した前記指令情報との差分の情報である第四差分情報を算出する第四算出手段と、前記第四算出手段が算出した前記第四差分情報に予め記憶した第二閾値を超える変化が有るか判断する第四判断手段と、前記第三判断手段が前記第三差分情報に前記第一閾値を超える変化が有ると判断した場合、若しくは前記第四判断手段が前記第四差分情報に前記第二閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力す第三出力手段とを備えたことを特徴とする。数値制御装置は、所定時間毎に取得した駆動情報に対して今回の情報と前回の情報との差分の情報を監視し、且つ所定時間毎に取得した駆動情報と該駆動情報に対応する指令情報との差分の情報を監視するので、工具抜け判定の精度を向上できる。 A numerical control device according to a third aspect of the present invention includes a spindle head capable of approaching or moving away from a table supporting a work material, a spindle provided rotatably on the spindle head, a spring provided on the spindle, and the spring A clamp shaft that clamps a tool holder that holds a tool by the force of the spindle to the spindle, a motor that drives the spindle head in a direction toward and away from the table, and a drive information of the motor connected to the motor In a numerical control apparatus for controlling a machine tool provided with an encoder for detecting the position of the machine tool, the spindle head is moved to the machine origin side in a machining area on the table side with respect to the machine origin of the machine tool, and When the table does not move, a first acquisition unit that acquires the drive information from the encoder every predetermined time, and the first acquisition unit acquires the predetermined time Third acquisition means for acquiring command information which is input information of the motor corresponding to each of the drive information, and previous drive information based on the drive information acquired by the first acquisition means at every predetermined time And third calculation means for calculating third difference information, which is the difference between the current drive information and the third difference information calculated by the third calculation means to determine whether there is a change exceeding a first threshold stored in advance. A third determination unit and a fourth difference information that is information on a difference between the drive information acquired by the first acquisition unit every predetermined time and the command information acquired by the third acquisition unit. Four calculating means, fourth determining means for determining whether the fourth difference information calculated by the fourth calculating means has a change exceeding a second threshold stored in advance, and the third determining means is the third difference information. Changes exceeding the first threshold If it is determined that that, or when the fourth determining means determines that change exceeding the second threshold value is present in the fourth difference information, it outputs abnormality information indicating that the missing tool is generated in the main shaft And a third output means . The numerical control device monitors the difference information between the current information and the previous information with respect to the drive information acquired every predetermined time, and the drive information acquired every predetermined time and the command information corresponding to the drive information Since the difference information is monitored, the accuracy of the tool missing determination can be improved.

請求項に係る数値制御装置は、請求項1からの何れか一つに記載の発明の構成に加え、前記駆動情報は、前記モータのトルク情報であることを特徴とする。工具抜け時にクランプ軸に大きな力が加わるので、主軸ヘッドを昇降駆動するモータのトルクには大きな変化が生じる。故に数値制御装置はモータのトルク情報に基づき、閾値を超える変化が有るか判断することで工具抜けを正確且つ迅速に検知できる。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the invention according to any one of the first to third aspects, the drive information is torque information of the motor. Since a large force is applied to the clamp shaft when the tool is removed, a large change occurs in the torque of the motor that drives the spindle head to move up and down. Therefore, the numerical control device can detect the tool omission accurately and promptly by determining whether there is a change exceeding the threshold based on the torque information of the motor.

請求項5に係る制御方法は、被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置の制御方法において、前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得工程と、前記第一取得工程において前記所定時間毎に取得した前記駆動情報に基づき、前回の駆動情報と今回の駆動情報の差分である第一差分情報を算出する第一算出工程と、前記第一算出工程において算出した前記第一差分情報に予め記憶した第一閾値を超える変化が有るか判断する第一判断工程と、前記第一判断工程において前記第一差分情報に前記第一閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力する第一出力工程とを備えたことを特徴とする。数値制御装置は上記工程を行うことで請求項1に記載の効果を得ることができる。
請求項6に係る制御方法は、被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置の制御方法において、前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得工程と、前記第一取得工程において前記所定時間毎に取得する前記駆動情報の夫々に対応する前記モータの入力の情報である指令情報を取得する第二取得工程と、前記第一取得工程において前記所定時間毎に取得した前記駆動情報と、前記第二取得工程において取得した前記指令情報との差分の情報である第二差分情報を算出する第二算出工程と、前記第二算出工程において算出した前記第二差分情報に予め記憶した第二閾値を超える変化が有るか判断する第二判断工程と、前記第二判断工程において前記第二差分情報に前記第二閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力する第二出力工程とを備えたことを特徴とする。数値制御装置は上記工程を行うことで請求項2に記載の効果を得ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a control method comprising: a spindle head capable of approaching or moving away from a table supporting a work material; a spindle provided rotatably on the spindle head; a spring provided on the spindle; A clamp shaft that clamps a tool holder that holds a tool by force on the spindle, a motor that drives the spindle head in a direction toward and away from the table, and a motor that is connected to the motor. In a control method of a numerical control device for controlling a machine tool provided with an encoder for detection, the spindle head is moved to the machine origin side in a machining area on the table side with respect to the machine origin of the machine tool, And when the table does not move, a first acquisition step of acquiring the drive information from the encoder every predetermined time, and the predetermined time in the first acquisition step Based on the drive information acquired in step 1, the first calculation step for calculating the first difference information, which is the difference between the previous drive information and the current drive information, and the first difference information calculated in the first calculation step in advance A first determination step for determining whether there is a change exceeding the stored first threshold value, and if it is determined in the first determination step that the first difference information has a change exceeding the first threshold value, a tool omission in the spindle And a first output step for outputting abnormality information indicating that the occurrence has occurred . The numerical control device can obtain the effect of the first aspect by performing the above-described steps.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a spindle head capable of approaching or moving away from a table supporting a work material, a spindle provided rotatably on the spindle head, a spring provided on the spindle, A clamp shaft that clamps a tool holder that holds a tool by force on the spindle, a motor that drives the spindle head in a direction toward and away from the table, and a motor that is connected to the motor. In a control method of a numerical control device for controlling a machine tool provided with an encoder for detection, the spindle head is moved to the machine origin side in a machining area on the table side with respect to the machine origin of the machine tool, And when the table does not move, a first acquisition step of acquiring the drive information from the encoder every predetermined time, and the predetermined time in the first acquisition step A second acquisition step of acquiring command information that is input information of the motor corresponding to each of the drive information acquired at a time, the drive information acquired at the predetermined time in the first acquisition step, and the first A second calculation step for calculating second difference information, which is difference information from the command information acquired in the second acquisition step, and a second threshold value stored in advance in the second difference information calculated in the second calculation step. When it is determined that there is a change exceeding the second threshold value in the second difference information in the second determination step for determining whether there is a change exceeding, it indicates that a tool missing has occurred in the spindle. And a second output step for outputting abnormality information. The numerical control device can obtain the effect described in claim 2 by performing the above steps.

工作機械1の斜視図。1 is a perspective view of a machine tool 1. 主軸ヘッド7周囲の縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view around the spindle head 7. 主軸9内部の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view inside the main axis | shaft 9. FIG. 加工領域と工具交換領域の説明図。Explanatory drawing of a process area | region and a tool exchange area | region. 工作機械1と数値制御装置30の電気的構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the machine tool 1 and the numerical control device 30. 工具抜け判定処理(第一実施形態)の流れ図。The flowchart of a tool omission determination process (1st embodiment). トルクモニタ値(早送りオーバライド100%)の変化を示す図表。The chart which shows change of torque monitor value (fast-forward override 100%). トルクモニタ値(早送りオーバライドα)の変化を示す図表。The chart which shows change of torque monitor value (fast-forward override α). トルクモニタ値の時間差分(早送りオーバライド100%)の変化を示す図表。The chart which shows the change of the time difference (fast-forward override 100%) of a torque monitor value. トルクモニタ値の時間差分(早送りオーバライドα)の変化を示す図表。The chart which shows the change of the time difference (fast-forward override alpha) of a torque monitor value. 工具抜け判定処理(第二実施形態)の流れ図。The flowchart of a tool omission determination process (2nd embodiment). 通常上昇時におけるトルク指令値とトルクモニタ値の変化(早送りオーバライド100%)を示す図表。The chart which shows the change (fast-forward override 100%) of the torque command value and torque monitor value at the time of normal rise. 工具抜け発生時におけるトルク指令値とトルクモニタ値の変化(早送りオーバライド100%)を示す図表。The chart which shows the change (fast-forward override 100%) of the torque command value and torque monitor value at the time of tool omission occurrence. 通常上昇時におけるトルク指令値とトルクモニタ値の変化(早送りオーバライドα)を示す図表。The chart which shows change (fast-forward override α) of a torque command value and a torque monitor value at the time of normal rise. 工具抜け発生時におけるトルク指令値とトルクモニタ値の変化(早送りオーバライドα)を示す図表。The chart which shows the change (fast-forward override α) of the torque command value and the torque monitor value at the time of tool omission occurrence. 通常上昇時と工具抜け発生時におけるトルク指令値とトルクモニタ値の差分の変化(早送りオーバライド100%)を示す図表。The chart which shows the change (fast-forward override 100%) of the difference of the torque command value and torque monitor value at the time of a normal rise and the time of tool missing. 通常上昇時と工具抜け発生時におけるトルク指令値とトルクモニタ値の差分の変化(早送りオーバライドα)を示す図表。The chart which shows the change (fast-forward override alpha) of the difference of the torque command value and torque monitor value at the time of a normal rise and the time of tool missing. 工具抜け判定処理(第三実施形態)の流れ図。The flowchart of a tool omission determination process (3rd embodiment).

本発明の第一実施形態を図面を参照して説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。工作機械1の左右方向、前後方向、上下方向は、夫々、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。図1に示す工作機械1は主軸9に装着した工具4を回転し、テーブル13上面に保持した被削材に切削加工を施す機械である。数値制御装置30(図5参照)は工作機械1の動作を制御する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, left, right, front, back, and top and bottom indicated by arrows in the figure are used. The left-right direction, the front-rear direction, and the vertical direction of the machine tool 1 are an X-axis direction, a Y-axis direction, and a Z-axis direction, respectively. A machine tool 1 shown in FIG. 1 is a machine that rotates a tool 4 mounted on a spindle 9 and performs cutting on a work material held on the upper surface of a table 13. The numerical control device 30 (see FIG. 5) controls the operation of the machine tool 1.

図1〜図3を参照し、工作機械1の構造を説明する。工作機械1は、基台2、コラム5、主軸ヘッド7、主軸9、テーブル装置10、工具交換装置20、制御箱6、操作盤15(図5参照)等を備える。基台2は略直方体状の金属製土台である。コラム5は基台2上部後方に立設する。   The structure of the machine tool 1 will be described with reference to FIGS. The machine tool 1 includes a base 2, a column 5, a spindle head 7, a spindle 9, a table device 10, a tool changer 20, a control box 6, an operation panel 15 (see FIG. 5), and the like. The base 2 is a substantially rectangular parallelepiped metal base. The column 5 is erected on the upper rear side of the base 2.

主軸ヘッド7はコラム5前面に設けたZ軸移動機構でZ軸方向に昇降する。Z軸移動機構は一対のZ軸リニアガイド(図示略)、Z軸ボール螺子26(図2参照)、Z軸モータ51(図5参照)を備える。Z軸リニアガイドはZ軸方向に沿って延び且つ主軸ヘッド7をZ軸方向に案内する。Z軸ボール螺子26は一対のZ軸リニアガイドの間に配置する。上側軸受部27と下側軸受部(図示略)はZ軸ボール螺子26を回転可能に支持する。主軸ヘッド7は背面にナット29を備える。ナット29はZ軸ボール螺子26に螺合する。Z軸モータ51はZ軸ボール螺子26を正逆方向に回転する。故に主軸ヘッド7はナット29と共にZ軸方向に移動する。主軸ヘッド7は上部に主軸モータ52を備える。主軸9は主軸ヘッド7の内部に回転可能に設ける。主軸9は下端部(先端部)に装着穴9Bを有する。装着穴9Bは主軸ヘッド7下部に位置する。主軸9は装着穴9Bに工具ホルダ17を装着し、主軸モータ52の駆動で回転する。工具ホルダ17は工具4を保持する。   The spindle head 7 moves up and down in the Z-axis direction by a Z-axis moving mechanism provided on the front surface of the column 5. The Z-axis moving mechanism includes a pair of Z-axis linear guides (not shown), a Z-axis ball screw 26 (see FIG. 2), and a Z-axis motor 51 (see FIG. 5). The Z-axis linear guide extends along the Z-axis direction and guides the spindle head 7 in the Z-axis direction. The Z-axis ball screw 26 is disposed between a pair of Z-axis linear guides. The upper bearing portion 27 and the lower bearing portion (not shown) support the Z-axis ball screw 26 rotatably. The spindle head 7 includes a nut 29 on the back surface. The nut 29 is screwed into the Z-axis ball screw 26. The Z-axis motor 51 rotates the Z-axis ball screw 26 in the forward and reverse directions. Therefore, the spindle head 7 moves in the Z-axis direction together with the nut 29. The spindle head 7 includes a spindle motor 52 at the top. The main shaft 9 is rotatably provided inside the main shaft head 7. The main shaft 9 has a mounting hole 9B at its lower end (front end). The mounting hole 9B is located below the spindle head 7. The spindle 9 is mounted with the tool holder 17 in the mounting hole 9 </ b> B and is rotated by driving the spindle motor 52. The tool holder 17 holds the tool 4.

テーブル装置10は、Y軸移動機構(図示略)、Y軸テーブル12、X軸移動機構(図示略)、テーブル13等を備える。Y軸移動機構は基台2上面前側に設け、一対のY軸レール、Y軸ボール螺子、Y軸モータ54(図5参照)等を備える。一対のY軸レールとY軸ボール螺子はY軸方向に沿って延びる。一対のY軸レールは上面にY軸テーブル12をY軸方向に案内する。Y軸テーブル12は略直方体状に形成し、底部外面にナット(図示略)を備える。該ナットはY軸ボール螺子に螺合する。Y軸モータ54がY軸ボール螺子を回転すると、Y軸テーブル12はナットと共に一対のY軸レールに沿って移動する。故にY軸移動機構はY軸テーブル12をY軸方向に移動可能に支持する。   The table device 10 includes a Y-axis moving mechanism (not shown), a Y-axis table 12, an X-axis moving mechanism (not shown), a table 13, and the like. The Y-axis moving mechanism is provided on the front surface of the base 2 and includes a pair of Y-axis rails, a Y-axis ball screw, a Y-axis motor 54 (see FIG. 5), and the like. The pair of Y-axis rails and the Y-axis ball screw extend along the Y-axis direction. The pair of Y-axis rails guides the Y-axis table 12 on the upper surface in the Y-axis direction. The Y-axis table 12 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and includes a nut (not shown) on the bottom outer surface. The nut is screwed onto the Y-axis ball screw. When the Y-axis motor 54 rotates the Y-axis ball screw, the Y-axis table 12 moves along the pair of Y-axis rails together with the nut. Therefore, the Y-axis moving mechanism supports the Y-axis table 12 so as to be movable in the Y-axis direction.

X軸移動機構はY軸テーブル12上面に設け、一対のX軸レール(図示略)、X軸ボール螺子(図示略)、X軸モータ53(図5参照)等を備える。X軸レールとX軸ボール螺子はX軸方向に沿って延びる。テーブル13は平面視矩形板状に形成し、Y軸テーブル12上面に設ける。テーブル13は底部にナット(図示略)を備える。該ナットはX軸ボール螺子に螺合する。X軸モータ53がX軸ボール螺子を回転すると、テーブル13はナットと共に一対のX軸レールに沿って移動する。故にX軸移動機構はテーブル13をX軸方向に移動可能に支持する。故にテーブル13は、Y軸移動機構、Y軸テーブル12、X軸移動機構により、基台2上をX軸方向とY軸方向に移動可能である。   The X-axis moving mechanism is provided on the upper surface of the Y-axis table 12, and includes a pair of X-axis rails (not shown), an X-axis ball screw (not shown), an X-axis motor 53 (see FIG. 5), and the like. The X-axis rail and the X-axis ball screw extend along the X-axis direction. The table 13 is formed in a rectangular plate shape in plan view and provided on the upper surface of the Y-axis table 12. The table 13 includes a nut (not shown) at the bottom. The nut is screwed into the X-axis ball screw. When the X-axis motor 53 rotates the X-axis ball screw, the table 13 moves along the pair of X-axis rails together with the nut. Therefore, the X-axis moving mechanism supports the table 13 so as to be movable in the X-axis direction. Therefore, the table 13 can be moved on the base 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction by the Y-axis moving mechanism, the Y-axis table 12, and the X-axis moving mechanism.

工具交換装置20は主軸ヘッド7の前側に設け、円盤型の工具マガジン21を備える。工具マガジン21は外周に複数のグリップアーム90を放射状に備える。グリップアーム90は工具ホルダ17を保持する。工具交換装置20はマガジンモータ55を駆動して工具マガジン21を回転し、工具交換指令が指示する工具4を工具交換位置に位置決めする。工具交換指令はNCプログラムで指令する。工具交換位置は工具マガジン21の最下部位置である。工具交換装置20は後述する工具交換領域(図4参照)にて、主軸ヘッド7の昇降動作と、グリップアーム90の揺動動作によって、主軸9に現在装着する工具4と、工具交換位置にある次工具とを入れ替え交換する。   The tool changer 20 is provided on the front side of the spindle head 7 and includes a disk-shaped tool magazine 21. The tool magazine 21 is provided with a plurality of grip arms 90 radially on the outer periphery. The grip arm 90 holds the tool holder 17. The tool changer 20 drives the magazine motor 55 to rotate the tool magazine 21 and positions the tool 4 indicated by the tool change command at the tool change position. The tool change command is commanded by the NC program. The tool change position is the lowest position of the tool magazine 21. The tool changer 20 is in the tool change position with the tool 4 currently mounted on the spindle 9 by the raising / lowering operation of the spindle head 7 and the swinging action of the grip arm 90 in a tool change area (see FIG. 4) described later. Replace and replace the next tool.

制御箱6はコラム5の背面側に取り付け、数値制御装置30(図5参照)を格納する。数値制御装置30は、上述のZ軸モータ51、主軸モータ52、X軸モータ53、Y軸モータ54を夫々制御し、テーブル13上に保持した被削材と主軸9に装着した工具4を相対移動することで各種加工を被削材に施す。各種加工とは、例えばドリル、タップ等を用いた穴空け加工、エンドミル、フライス等を用いた側面加工等である。   The control box 6 is attached to the back side of the column 5 and stores the numerical control device 30 (see FIG. 5). The numerical control device 30 controls the Z-axis motor 51, the main-axis motor 52, the X-axis motor 53, and the Y-axis motor 54, respectively, so that the work material held on the table 13 and the tool 4 mounted on the main shaft 9 are relative to each other. By moving, various processing is performed on the work material. The various types of processing include, for example, drilling using a drill, a tap or the like, side processing using an end mill, a milling cutter, or the like.

操作盤15は、例えば工作機械1を覆うカバー(図示略)の外壁に設ける。操作盤15は入力部24(図5参照)と表示部25(図5参照)を備える。入力部24は各種情報、操作指示等の入力を受け付け、後述する数値制御装置30に入力情報を出力する。表示部25は後述する数値制御装置30からの指令に基づき各種画面、異常情報等を表示する。   The operation panel 15 is provided, for example, on the outer wall of a cover (not shown) that covers the machine tool 1. The operation panel 15 includes an input unit 24 (see FIG. 5) and a display unit 25 (see FIG. 5). The input unit 24 receives input of various information, operation instructions, etc., and outputs the input information to the numerical controller 30 described later. The display unit 25 displays various screens, abnormality information, and the like based on commands from the numerical controller 30 described later.

図2,図3を参照し、主軸ヘッド7と主軸9の内部構造を説明する。主軸ヘッド7は前方下部の内側に主軸9を回転可能に支持する。主軸9は上下方向に回転軸を有する。主軸9は主軸モータ52の下方に延びる駆動軸にカップリング23を介して連結する。故に主軸9は主軸モータ52の駆動で回転する。図3に示す如く、主軸9は、軸穴9A、装着穴9B、空間9C、下部摺動穴9D、クランプ軸81、ばね82を備える。軸穴9Aは主軸9の中心を通る。上記の通り、装着穴9Bは主軸9の先端部(下端部)に設ける。装着穴9Bには工具ホルダ17が装着する。工具ホルダ17は一端側に工具4を保持し、他端側にテーパ装着部17Aとプルスタッド17Bを備える。テーパ装着部17Aは円錐状である。プルスタッド17Bはテーパ装着部17Aの頂上部から軸方向に突出する。テーパ装着部17Aは主軸9の装着穴9Bに密着して装着する。空間9Cは装着穴9B上部に連続して設ける。下部摺動穴9Dは軸穴9Aの下端部と空間9Cとの間に連続して設ける。   The internal structure of the spindle head 7 and the spindle 9 will be described with reference to FIGS. The spindle head 7 rotatably supports the spindle 9 inside the lower front part. The main shaft 9 has a rotation axis in the vertical direction. The main shaft 9 is connected to a drive shaft extending below the main shaft motor 52 via a coupling 23. Therefore, the main shaft 9 rotates by driving the main shaft motor 52. As shown in FIG. 3, the main shaft 9 includes a shaft hole 9A, a mounting hole 9B, a space 9C, a lower sliding hole 9D, a clamp shaft 81, and a spring 82. The shaft hole 9 </ b> A passes through the center of the main shaft 9. As described above, the mounting hole 9 </ b> B is provided at the tip (lower end) of the main shaft 9. The tool holder 17 is mounted in the mounting hole 9B. The tool holder 17 holds the tool 4 on one end side, and includes a taper mounting portion 17A and a pull stud 17B on the other end side. The taper mounting portion 17A has a conical shape. The pull stud 17B protrudes in the axial direction from the top of the taper mounting portion 17A. The taper mounting portion 17A is mounted in close contact with the mounting hole 9B of the main shaft 9. The space 9C is provided continuously above the mounting hole 9B. The lower sliding hole 9D is provided continuously between the lower end portion of the shaft hole 9A and the space 9C.

クランプ軸81は軸穴9A内に挿入し且つ上下方向に移動可能に設ける。クランプ軸81はピン支持部81A、軸部81B、ホルダ把持部81Cを備える。ピン支持部81Aは円柱形状でクランプ軸81の上端に位置し、後述するピン58を支持する。ピン支持部81Aの直径は主軸9の軸穴9Aの直径より僅かに小さい。軸部81Bは円柱形状でありピン支持部81Aから下方に延びる。軸部81Bの直径はピン支持部81Aの直径より小さい。ホルダ把持部81Cは軸部81Bの下端に位置し、複数の鋼球(図示略)を有する。ばね82は軸穴9Aの中に挿入し、ばね82の上端はピン支持部81Aと係合する。クランプ軸81をばね力Q1で上方に常時付勢する。クランプ軸81がばね82のばね力Q1に抗して下方向に移動することにより、ばね82は縮み、ホルダ把持部81Cは下部摺動穴9Dから空間9Cに出て、工具ホルダ17のプルスタッド17Bのクランプを解除する。プルスタッド17Bのクランプを解除する為に、クランプ軸81を押し下げる時に必要な力Q2は、例えば約3000Nである。クランプ軸81が下方位置から上に移動すると、ホルダ把持部81Cは、空間9Cから下部摺動穴9Dに移動し、鋼球は内側に引き込まれ、プルスタッド17Bをクランプする。故にクランプ軸81は工具ホルダ17をばね82により上方に引っ張り上げた状態で保持する。   The clamp shaft 81 is provided so as to be inserted into the shaft hole 9A and movable in the vertical direction. The clamp shaft 81 includes a pin support portion 81A, a shaft portion 81B, and a holder gripping portion 81C. The pin support portion 81A has a cylindrical shape, is positioned at the upper end of the clamp shaft 81, and supports a pin 58 described later. The diameter of the pin support portion 81A is slightly smaller than the diameter of the shaft hole 9A of the main shaft 9. The shaft portion 81B has a cylindrical shape and extends downward from the pin support portion 81A. The diameter of the shaft portion 81B is smaller than the diameter of the pin support portion 81A. The holder gripping portion 81C is located at the lower end of the shaft portion 81B and has a plurality of steel balls (not shown). The spring 82 is inserted into the shaft hole 9A, and the upper end of the spring 82 is engaged with the pin support portion 81A. The clamp shaft 81 is always urged upward by the spring force Q1. When the clamp shaft 81 moves downward against the spring force Q1 of the spring 82, the spring 82 contracts and the holder gripping portion 81C comes out of the lower sliding hole 9D into the space 9C, and the pull stud of the tool holder 17 Release the 17B clamp. The force Q2 required when the clamp shaft 81 is pushed down to release the clamp of the pull stud 17B is about 3000 N, for example. When the clamp shaft 81 moves upward from the lower position, the holder gripping portion 81C moves from the space 9C to the lower sliding hole 9D, and the steel ball is drawn inward to clamp the pull stud 17B. Therefore, the clamp shaft 81 holds the tool holder 17 in a state of being pulled upward by the spring 82.

図2に示す如く、主軸ヘッド7は後方上部の内側にレバー60を備える。レバー60は略L字型であり支軸61を中心に揺動する。支軸61は主軸ヘッド7内に固定する。レバー60は縦方向レバー63と横方向レバー62を備える。縦方向レバー63は支軸61からコラム5側に対して斜め上方に延びて中間部65で上方に折曲して更に上方に延びる。横方向レバー62は支軸61からコラム5前方に略水平に延びる。横方向レバー62の先端部はクランプ軸81に直交して突設したピン58に上方から係合可能である。縦方向レバー63は上端部の背面に板カム体66を備える。板カム体66はコラム5側にカム面を備える。板カム体66のカム面は上側軸受部27に固定したカムフォロア67と接離可能である。カムフォロア67は板カム体66のカム面を摺動する。引張コイルバネ(図示略)は縦方向レバー63と主軸ヘッド7との間に弾力的に設ける。レバー60を右側面から見た場合、引張コイルバネはレバー60を時計回りに常時付勢する。故にレバー60は横方向レバー62によるピン58の下方向への押圧を常時解除する。   As shown in FIG. 2, the spindle head 7 includes a lever 60 inside the rear upper part. The lever 60 is substantially L-shaped and swings around the support shaft 61. The spindle 61 is fixed in the spindle head 7. The lever 60 includes a vertical lever 63 and a horizontal lever 62. The longitudinal lever 63 extends obliquely upward from the support shaft 61 to the column 5 side, bends upward at the intermediate portion 65, and further extends upward. The lateral lever 62 extends substantially horizontally from the support shaft 61 to the front of the column 5. The tip of the lateral lever 62 can be engaged from above with a pin 58 projecting perpendicular to the clamp shaft 81. The vertical lever 63 includes a plate cam body 66 on the back surface of the upper end portion. The plate cam body 66 has a cam surface on the column 5 side. The cam surface of the plate cam body 66 can be brought into and out of contact with a cam follower 67 fixed to the upper bearing portion 27. The cam follower 67 slides on the cam surface of the plate cam body 66. A tension coil spring (not shown) is elastically provided between the longitudinal lever 63 and the spindle head 7. When the lever 60 is viewed from the right side, the tension coil spring constantly urges the lever 60 clockwise. Therefore, the lever 60 always releases the downward pressing of the pin 58 by the lateral lever 62.

図2を参照し、主軸9の装着穴9Bへの工具ホルダ17の脱着動作を説明する。主軸9の装着穴9Bに、工具ホルダ17のテーパ装着部17Aを装着した状態で、主軸ヘッド7は上昇する。レバー60に設けた板カム体66はカムフォロア67に接触して摺動する。板カム体66のカム形状に沿ってカムフォロア67が摺動すると、レバー60は右側方から見た時に支軸61を中心に反時計回りに回転する。横方向レバー62はピン58に上方から係合してクランプ軸81を下方に押圧する。クランプ軸81はばね82のばね力Q1に抗してホルダ把持部81Cを下方に付勢する。ホルダ把持部81Cは工具ホルダ17のプルスタッド17Bのクランプを解除する。工具ホルダ17は主軸9の装着穴9Bから取り外し可能となる。   With reference to FIG. 2, the operation of detaching the tool holder 17 from the mounting hole 9 </ b> B of the main shaft 9 will be described. The spindle head 7 ascends while the taper mounting portion 17A of the tool holder 17 is mounted in the mounting hole 9B of the spindle 9. The plate cam body 66 provided on the lever 60 slides in contact with the cam follower 67. When the cam follower 67 slides along the cam shape of the plate cam body 66, the lever 60 rotates counterclockwise around the support shaft 61 when viewed from the right side. The lateral lever 62 engages with the pin 58 from above and presses the clamp shaft 81 downward. The clamp shaft 81 urges the holder gripping portion 81 </ b> C downward against the spring force Q <b> 1 of the spring 82. The holder gripping portion 81 </ b> C releases the clamp of the pull stud 17 </ b> B of the tool holder 17. The tool holder 17 can be removed from the mounting hole 9 </ b> B of the main shaft 9.

主軸9の装着穴9Bに工具ホルダ17を装着する時、主軸9の装着穴9Bに、工具ホルダ17のテーパ装着部17Aを挿入した状態で、主軸ヘッド7は下降する。レバー60に設けた板カム体66はカムフォロア67に摺動すると、レバー60は右側方から見た時に支軸61を中心に時計回りに回転する。故に横方向レバー62はピン58から離れ、クランプ軸81の下方への押圧を解除する。クランプ軸81はホルダ把持部81Cの下方への付勢を解除し、ばね82のばね力で上方に移動するので、ホルダ把持部81Cはプルスタッド17Bを上方に引っ張る。故に主軸9の装着穴9Bに対して、工具ホルダ17のテーパ装着部17Aの装着が完了する。   When the tool holder 17 is mounted in the mounting hole 9B of the spindle 9, the spindle head 7 is lowered with the taper mounting portion 17A of the tool holder 17 inserted into the mounting hole 9B of the spindle 9. When the plate cam body 66 provided on the lever 60 slides on the cam follower 67, the lever 60 rotates clockwise around the support shaft 61 when viewed from the right side. Therefore, the lateral lever 62 is separated from the pin 58 to release the downward pressing of the clamp shaft 81. Since the clamp shaft 81 releases the downward bias of the holder gripping portion 81C and moves upward by the spring force of the spring 82, the holder gripping portion 81C pulls the pull stud 17B upward. Therefore, the mounting of the taper mounting portion 17A of the tool holder 17 in the mounting hole 9B of the main shaft 9 is completed.

図4を参照し、工具抜け検知範囲を説明する。工具抜けとは、主軸9の装着穴9Bから工具ホルダ17のテーパ装着部17Aが抜ける現象である。本実施形態は、Z軸の機械原点をZ軸原点と呼ぶ。機械原点とは、X軸、Y軸の機械座標が零である位置、Z軸の機械座標が被削材を加工可能な上限位置となる位置である。Z軸原点よりもテーブル13(図1参照)側の領域は加工領域、Z軸原点に対して加工領域とは反対側の領域は工具交換領域である。加工領域は被削材の加工動作を行う為の領域である。工具交換領域は工具交換装置20による工具交換を行う為の領域である。本実施形態は加工領域を工具抜け検知範囲とする。後述の如く、数値制御装置30は工具抜け検知範囲において主軸ヘッド7をZ軸方向に上昇(Z軸上昇)する時に工具抜けを検知し、工具抜けを検知した時に異常情報を出力する。   The tool missing detection range will be described with reference to FIG. Tool removal is a phenomenon in which the taper mounting portion 17A of the tool holder 17 is removed from the mounting hole 9B of the main shaft 9. In this embodiment, the machine origin of the Z axis is referred to as the Z axis origin. The machine origin is a position where the machine coordinates of the X axis and the Y axis are zero, and the machine coordinate of the Z axis is a position at which the work material can be machined. The area closer to the table 13 (see FIG. 1) than the Z-axis origin is a machining area, and the area opposite to the machining area with respect to the Z-axis origin is a tool change area. The machining area is an area for performing a machining operation of the work material. The tool change area is an area for performing tool change by the tool changer 20. In the present embodiment, the machining area is set as a tool missing detection range. As will be described later, the numerical control device 30 detects tool removal when the spindle head 7 is raised in the Z-axis direction (Z-axis rise) in the tool removal detection range, and outputs abnormality information when tool removal is detected.

図5を参照し、数値制御装置30と工作機械1の電気的構成を説明する。数値制御装置30と工作機械1は、CPU31、ROM32、RAM33、記憶装置34、入出力部35、駆動回路51A〜55A等を備える。CPU31は数値制御装置30を統括制御する。ROM32は、主プログラム、工具抜け判定プログラムを含む各種プログラム等を記憶する。主プログラムは主処理を実行する。主処理は、NCプログラムを一行ずつ読み込んで各種動作を実行する。NCプログラムは各種制御指令を含む複数行で構成し、工作機械1の軸移動、工具交換等を含む各種動作を行単位で制御する。工具抜け判定プログラムは、後述する工具抜け判定処理(図6参照)を実行する。RAM33は各種情報を一時的に記憶する。記憶装置34は不揮発性であり、NCプログラム、後述する閾値等の各種データを記憶する。CPU31は作業者が操作盤15の入力部24で入力したNCプログラムに加え、外部入力で読み込んだNCプログラム等を記憶装置34に記憶できる。   With reference to FIG. 5, the electrical configuration of the numerical controller 30 and the machine tool 1 will be described. The numerical control device 30 and the machine tool 1 include a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, a storage device 34, an input / output unit 35, drive circuits 51A to 55A, and the like. The CPU 31 performs overall control of the numerical control device 30. The ROM 32 stores various programs including a main program and a tool missing determination program. The main program executes main processing. The main process reads the NC program line by line and executes various operations. The NC program is composed of a plurality of lines including various control commands, and controls various operations including axis movement of the machine tool 1, tool change, etc. in line units. The tool missing determination program executes a tool missing determination process (see FIG. 6) described later. The RAM 33 temporarily stores various information. The storage device 34 is non-volatile and stores various data such as an NC program and a threshold value described later. The CPU 31 can store, in the storage device 34, an NC program read by an external input in addition to the NC program input by the operator through the input unit 24 of the operation panel 15.

駆動回路51AはZ軸モータ51とエンコーダ51Bに接続する。駆動回路52Aは主軸モータ52とエンコーダ52Bに接続する。駆動回路53AはX軸モータ53とエンコーダ53Bに接続する。駆動回路54AはY軸モータ54とエンコーダ54Bに接続する。駆動回路55Aは工具マガジン21を駆動するマガジンモータ55とエンコーダ55Bに接続する。Z軸モータ51、主軸モータ52、X軸モータ53、Y軸モータ54、マガジンモータ55は何れもサーボモータである。駆動回路51A〜55AはCPU31から指令を受け、対応する各モータ51〜55に駆動電流を夫々出力する。駆動回路51A〜55Aはエンコーダ51B〜55Bからエンコーダ情報(本発明の駆動情報の一例)を受け、位置と速度のフィードバック制御を行う。エンコーダ情報は、トルクモニタ値、速度、位置、位置偏差等の各種情報を含む。エンコーダ情報は入出力部35を介してCPU31が読み取ることができる。入出力部35は操作盤15の入力部24と表示部25に夫々接続する。   The drive circuit 51A is connected to the Z-axis motor 51 and the encoder 51B. The drive circuit 52A is connected to the spindle motor 52 and the encoder 52B. The drive circuit 53A is connected to the X-axis motor 53 and the encoder 53B. The drive circuit 54A is connected to the Y-axis motor 54 and the encoder 54B. The drive circuit 55A is connected to a magazine motor 55 that drives the tool magazine 21 and an encoder 55B. The Z-axis motor 51, the main shaft motor 52, the X-axis motor 53, the Y-axis motor 54, and the magazine motor 55 are all servo motors. The drive circuits 51A to 55A receive commands from the CPU 31 and output drive currents to the corresponding motors 51 to 55, respectively. The drive circuits 51A to 55A receive encoder information (an example of drive information of the present invention) from the encoders 51B to 55B, and perform feedback control of position and speed. The encoder information includes various information such as a torque monitor value, speed, position, and position deviation. The encoder information can be read by the CPU 31 via the input / output unit 35. The input / output unit 35 is connected to the input unit 24 and the display unit 25 of the operation panel 15, respectively.

操作盤15は、入力部24と表示部25に加え、図示しない早送りオーバライドスイッチ、切削送りオーバライドスイッチ、主軸オーバライドスイッチ等を備える。早送りオーバライドスイッチは、主軸9の位置決め動作についてオーバライドをかける為のスイッチである。例えばオーバライドの速度を複数設定しておき、それらの中から使用者が切り替えるようにしてもよい。切削送りオーバライドスイッチは、切削送り動作についてオーバライドをかける為のスイッチである。比率は0〜200%である。主軸オーバライドスイッチは、主軸回転についてオーバライドをかける為のスイッチである。比率は50〜200%である。   In addition to the input unit 24 and the display unit 25, the operation panel 15 includes a rapid feed override switch, a cutting feed override switch, a spindle override switch, and the like (not shown). The rapid feed override switch is a switch for overriding the positioning operation of the spindle 9. For example, a plurality of override speeds may be set, and the user may switch among them. The cutting feed override switch is a switch for overriding the cutting feed operation. The ratio is 0-200%. The spindle override switch is a switch for overriding the spindle rotation. The ratio is 50 to 200%.

図3を参照し、工具抜け発生の仕組みとZ軸モータ51のトルクとの関係を説明する。主軸ヘッド7のZ軸上昇力Z1は、Z軸モータ51のトルクに起因する。Z軸上昇力Z1が主軸ヘッド7の重力Z2よりも大きいとき、主軸ヘッド7は上昇する。例えば工具4による被削材の穴空け終了後、工具4が被削材に強く喰い付く時がある。数値制御装置30は該状態で主軸ヘッド7をZ軸に上昇しようとしても、被削材から工具4を引き抜くことができないときがある。工具4の位置が被削材で固定した状態で、主軸ヘッド7が上昇すると、工具ホルダ17はホルダ把持部81Cを介してばね82のばね力Q1に抗してクランプ軸81を下方に引っ張るので、主軸ヘッド7にばね82を縮ませようとする力Q2が働く。主軸ヘッド7は力Q2と主軸ヘッド7の重力Z2の力が働く。Z軸上昇力Z1が、主軸ヘッド7の重力Z2と力Q2を合わせた力よりも大きくなったときに工具抜けは発生する。工具抜け発生時にZ軸モータ51のトルクは増大した後、前述した力Q2が急に無くなるのでばね82が伸縮しトルクの変化が激しくなる。故に数値制御装置30は、後述する工具抜け判定処理(図6参照)を実行することで、加工領域内における工具抜けを精度良く検知できる。   With reference to FIG. 3, the relationship between the mechanism of tool removal occurrence and the torque of the Z-axis motor 51 will be described. The Z-axis lifting force Z1 of the spindle head 7 is caused by the torque of the Z-axis motor 51. When the Z-axis raising force Z1 is larger than the gravity Z2 of the spindle head 7, the spindle head 7 rises. For example, after the drilling of the work material by the tool 4 is completed, the tool 4 sometimes bites the work material strongly. Even if the numerical control device 30 tries to raise the spindle head 7 to the Z-axis in this state, there are times when the tool 4 cannot be pulled out from the work material. When the spindle head 7 is raised while the position of the tool 4 is fixed by the work material, the tool holder 17 pulls the clamp shaft 81 downward against the spring force Q1 of the spring 82 via the holder gripping portion 81C. A force Q2 is applied to the spindle head 7 to try to contract the spring 82. The spindle head 7 is subjected to the force Q2 and the force of gravity Z2 of the spindle head 7. When the Z-axis lifting force Z1 becomes larger than the combined force of gravity Z2 and force Q2 of the spindle head 7, tool removal occurs. After the torque of the Z-axis motor 51 increases at the time of tool removal, the aforementioned force Q2 suddenly disappears, so that the spring 82 expands and contracts and the change in torque becomes severe. Therefore, the numerical control apparatus 30 can detect the tool missing in the machining area with high accuracy by executing a tool missing determining process (see FIG. 6) described later.

図6〜図10を参照し、工具抜け判定処理を説明する。CPU31は、工作機械1を起動しNCプログラムを実行する時に、ROM32から工具抜け判定プログラムを読み出し、本処理を所定周期毎に実行する。先ずCPU31は主軸ヘッド7が上昇か否か(Z軸上昇か否か)判断する(S1)。主軸ヘッド7が上昇しない時(S1:NO)、CPU31は本処理を終了する。主軸ヘッド7が上昇する時(S1:YES)、CPU31は主軸ヘッド7のZ軸座標がZ軸原点以下か否か判断する(S2)。Z軸座標がZ軸原点よりも上方である時(S2:NO)、図4に示す如く、主軸ヘッド7は工具交換領域内に位置し、工具抜け検知範囲外であるので、CPU31は本処理を終了する。CPU31は主処理において、実行する動作がZ軸上昇であればRAM33にZ軸上昇であることを記憶する。Z軸上昇か否かを判断する際、CPU31はRAM33にZ軸上昇であることを記憶しているか否かで判断する。また、別の判断方法として、Z軸座標の値をRAM33に記憶し、前回記憶したZ軸座標値と今回記憶したZ軸座標値からZ軸上昇か否かを判断してもよい。   The tool missing determination process will be described with reference to FIGS. When starting the machine tool 1 and executing the NC program, the CPU 31 reads out the tool missing determination program from the ROM 32 and executes this processing at predetermined intervals. First, the CPU 31 determines whether or not the spindle head 7 is raised (whether the Z-axis is raised) (S1). When the spindle head 7 does not rise (S1: NO), the CPU 31 ends this process. When the spindle head 7 moves up (S1: YES), the CPU 31 determines whether the Z-axis coordinate of the spindle head 7 is equal to or less than the Z-axis origin (S2). When the Z-axis coordinate is above the Z-axis origin (S2: NO), as shown in FIG. 4, the spindle head 7 is located in the tool change area and is outside the tool missing detection range. Exit. In the main process, the CPU 31 stores in the RAM 33 that the Z-axis is raised if the operation to be executed is the Z-axis rise. When determining whether or not the Z-axis is rising, the CPU 31 determines whether or not it is stored in the RAM 33 that the Z-axis is rising. As another determination method, the value of the Z-axis coordinate may be stored in the RAM 33, and it may be determined whether or not the Z-axis is raised from the previously stored Z-axis coordinate value and the currently stored Z-axis coordinate value.

Z軸座標がZ軸原点よりも下方である時(S2:YES)、主軸ヘッド7は工具抜け検知範囲内に位置するので、CPU31は、主軸ヘッド7のX軸とY軸の夫々の駆動軸が移動していないか判断する(S3)。X軸とY軸の少なくとも何れかが移動した時(S3:NO)、Z軸上昇はX軸とY軸を含む移動であり、工具抜けを検知する条件とは異なるので、CPU31は本処理を終了する。X軸とY軸が何れも移動していなければ(S3:YES)、CPU31はエンコーダ51BからZ軸モータ51のエンコーダ情報としてのトルクモニタ値を所定時間毎(例えば、0.5msec)に取得する(S4)。CPU31は主処理において、実行する動作がX軸移動、Y軸移動であればRAM33にX軸移動、Y軸移動であることを記憶する。故に、S3の判断はRAM33に記憶した情報に基づいて判断する。   When the Z-axis coordinate is below the Z-axis origin (S2: YES), the spindle head 7 is located within the tool missing detection range, so the CPU 31 drives the X-axis and Y-axis drive axes of the spindle head 7, respectively. It is determined whether or not is moving (S3). When at least one of the X-axis and the Y-axis moves (S3: NO), the Z-axis rise is a movement including the X-axis and the Y-axis, and is different from the condition for detecting tool removal, so the CPU 31 performs this process. finish. If neither the X-axis nor the Y-axis is moving (S3: YES), the CPU 31 acquires a torque monitor value as encoder information of the Z-axis motor 51 from the encoder 51B every predetermined time (for example, 0.5 msec). (S4). If the operation to be executed is X-axis movement or Y-axis movement in the main process, the CPU 31 stores in the RAM 33 that the X-axis movement or Y-axis movement is performed. Therefore, the determination in S3 is made based on the information stored in the RAM 33.

図7に示す図表は、早送りオーバライド100%における主軸ヘッド7の通常上昇時と工具抜け発生時のトルクモニタ値の変化を示す。(a)は通常上昇時と工具抜け発生時の両方のトルクモニタ値の変化を示し、(b)は通常上昇時のみのトルクモニタ値の変化を示す。早送りオーバライド100%は、例えば56000mm/minである。横軸は時間(msec)、縦軸はトルクモニタ値(×0.1%)を示す。点線は主軸ヘッド7の通常上昇時のトルクモニタ値の変化、実線は工具抜け発生時のトルクモニタ値の変化を示す。主軸ヘッド7を被削材の加工位置から所定位置まで上昇する工程の中で、t1〜t2は加速域、t2〜t3は定速域、t3〜t4は減速域である。故に主軸ヘッド7は加速域では加速しながら上昇し、定速域では最高速度で上昇し、減速域では減速しながら所定位置で停止する。通常上昇時において、トルクモニタ値は、例えば加速域で約2800(×0.1%)まで上昇した後、約700(×0.1%)付近まで低下し、定速域で約700(×0.1%)を維持し、減速域で約−1500(×0.1%)まで低下した後、約500(×0.1%)付近まで上昇して一定値を維持する。   The chart shown in FIG. 7 shows the change in the torque monitor value when the spindle head 7 is normally raised and when the tool is missing, at 100% rapid traverse override. (A) shows the change in the torque monitor value both during the normal rise and when the tool is missing, and (b) shows the change in the torque monitor value only during the normal rise. The rapid feed override 100% is, for example, 56000 mm / min. The horizontal axis represents time (msec), and the vertical axis represents the torque monitor value (× 0.1%). A dotted line indicates a change in the torque monitor value when the spindle head 7 is normally raised, and a solid line indicates a change in the torque monitor value when the tool is missing. In the process of raising the spindle head 7 from the machining position of the work material to a predetermined position, t1 to t2 are acceleration regions, t2 to t3 are constant speed regions, and t3 to t4 are deceleration regions. Therefore, the spindle head 7 rises while accelerating in the acceleration range, rises at the maximum speed in the constant speed range, and stops at a predetermined position while decelerating in the deceleration range. At the time of normal increase, the torque monitor value, for example, increases to about 2800 (× 0.1%) in the acceleration range, then decreases to about 700 (× 0.1%), and about 700 (×× in the constant speed range). 0.1%), and decreases to about −1500 (× 0.1%) in the deceleration region, and then increases to about 500 (× 0.1%) and maintains a constant value.

工具抜け発生時、通常上昇時に対し、トルクモニタ値の波形に変化が現れる。例えば、加速域において、トルクモニタ値の波形におけるp1箇所は、傾きが変化している箇所であり、工具4の刃が被削材に喰い付いた状態で主軸ヘッド7が上昇している時刻に対応すると思われる。トルクモニタ値の波形におけるp2箇所は、傾きが小刻みに変化している箇所であり、工具ホルダ17が主軸9の装着穴9Bから抜け、ばね82が伸縮する為、Z軸モータ51の負荷が変動する時刻に対応すると思われる。故に数値制御装置30はトルクモニタ値の波形の変化に基づき、工具抜け発生を検知できる可能性がある。波形の変化が異常値か否かを判定する為に、閾値を設定して行う方法が一般的であるが、トルクモニタ値は主軸ヘッド7の上昇速度に伴って変化してしまうので、閾値を設定するのは困難である。   When a tool is missing, the torque monitor value waveform changes with respect to the normal rise. For example, in the acceleration region, the point p1 in the waveform of the torque monitor value is a portion where the inclination is changed, and at the time when the spindle head 7 is raised while the blade of the tool 4 is biting the work material. It seems to correspond. The portion p2 in the waveform of the torque monitor value is a portion where the inclination changes in small increments, and the load of the Z-axis motor 51 fluctuates because the tool holder 17 comes out of the mounting hole 9B of the main shaft 9 and the spring 82 expands and contracts. It seems to correspond to the time to do. Therefore, the numerical control device 30 may be able to detect the occurrence of tool omission based on the change in the waveform of the torque monitor value. In order to determine whether or not the change in the waveform is an abnormal value, a method is generally performed in which a threshold value is set. However, since the torque monitor value changes with the rising speed of the spindle head 7, the threshold value is set. It is difficult to set.

図8に示す図表は、早送りオーバライドαにおける通常上昇時と工具抜け発生時のトルクモニタ値の変化を示す。(a)は通常上昇時と工具抜け発生時の両方のトルクモニタ値の変化を示し、(b)は通常上昇時のみのトルクモニタ値の変化を示す。通常上昇時のトルクモニタ値は加速域、減速域付近のみ点線で示しその他の部分は実線で示している。早送りオーバライドαは、例えば10000mm/minである。主軸ヘッド7を被削材の加工位置から所定位置まで上昇する工程の中で、t5〜t6は加速域、t6〜t7は定速域、t7〜t8は減速域である。早送りオーバライドαにおいても、工具抜け発生時、通常上昇時に対し、トルクモニタ値の波形に変化が現れる。例えば加速域において、トルクモニタ値の波形におけるp3箇所は、傾きが変化している箇所であり、工具4の刃が被削材に喰い付いた状態で主軸ヘッド7が上昇している時刻に対応すると思われる。トルクモニタ値の波形におけるp4箇所は、傾きが小刻みに変化している箇所であり、工具ホルダ17が主軸9の装着穴9Bから抜け、ばね82が伸縮する為、Z軸モータ51の負荷が変動する時刻に対応すると思われる。図7に示す図表と対比した結果、主軸ヘッド7の上昇速度が変わると、トルクモニタ値も変わることが分かる。故にトルクモニタ値の変化に対して閾値を設定するのは困難であるので、CPU31は以下の処理を続けて実行する。   The chart shown in FIG. 8 shows the change in the torque monitor value at the time of normal rise and rapid tool override α. (A) shows the change in the torque monitor value both during the normal rise and when the tool is missing, and (b) shows the change in the torque monitor value only during the normal rise. The torque monitor value at the time of normal ascent is indicated by a dotted line only in the vicinity of the acceleration region and the deceleration region, and other portions are indicated by a solid line. The rapid feed override α is, for example, 10,000 mm / min. In the process of raising the spindle head 7 from the machining position of the work material to a predetermined position, t5 to t6 are acceleration regions, t6 to t7 are constant speed regions, and t7 to t8 are deceleration regions. Even in the rapid traverse override α, the waveform of the torque monitor value changes when the tool is missing or when it is normally raised. For example, in the acceleration region, the point p3 in the waveform of the torque monitor value is a portion where the inclination changes, and corresponds to the time when the spindle head 7 is raised while the blade of the tool 4 is biting the work material. It seems to be. The portion p4 in the waveform of the torque monitor value is a portion where the inclination changes in small increments, and the load of the Z-axis motor 51 fluctuates because the tool holder 17 comes out of the mounting hole 9B of the main shaft 9 and the spring 82 expands and contracts. It seems to correspond to the time to do. As a result of comparison with the chart shown in FIG. 7, it can be seen that the torque monitor value also changes when the rising speed of the spindle head 7 changes. Therefore, since it is difficult to set a threshold value for the change in the torque monitor value, the CPU 31 continues to execute the following processing.

図6に示す如く、CPU31はトルクモニタ値の時間差分を計算する(S5)。時間差分とは、前回取得したトルクモニタ値と、今回取得したトルクモニタ値との差分である。本実施形態は0.5msec毎にトルクモニタ値を取得するので、CPU31は0.5msec分のトルクモニタ値の差分を計算する。図9に示す図表は、早送りオーバライド100%における通常上昇時と工具抜け発生時のトルクモニタ値の時間差分の変化を示す。横軸は時間(msec)、縦軸はトルクモニタ値(×0.1%)を示す。(a)は通常上昇時と工具抜け発生時の両方のトルクモニタ値の差分の変化を示し、(b)は通常上昇時のみのトルクモニタ値の差分の変化を示す。点線は主軸ヘッド7の通常上昇時のトルクモニタ値の時間差分の変化、実線は工具抜け発生時のトルクモニタ値の時間差分の変化を示す。通常上昇時の時間差分の変化に対し、工具抜け発生時の時間差分の変化は、1950〜2000.0(msec)付近において、複数本の大きなピークを生じている。   As shown in FIG. 6, the CPU 31 calculates a time difference between torque monitor values (S5). The time difference is a difference between the torque monitor value acquired last time and the torque monitor value acquired this time. Since this embodiment acquires a torque monitor value every 0.5 msec, CPU31 calculates the difference of the torque monitor value for 0.5 msec. The chart shown in FIG. 9 shows the change in the time difference between the torque monitor values when the normal rise and the tool removal occur when the rapid traverse override is 100%. The horizontal axis represents time (msec), and the vertical axis represents the torque monitor value (× 0.1%). (A) shows the change in the difference between the torque monitor values at both the normal rise and when the tool is missing, and (b) shows the change in the difference between the torque monitor values only at the normal rise. A dotted line indicates a change in the time difference of the torque monitor value when the spindle head 7 is normally raised, and a solid line indicates a change in the time difference of the torque monitor value when the tool is missing. The change in the time difference at the time of tool occlusion has a plurality of large peaks in the vicinity of 1950 to 2000.0 (msec) with respect to the change in the time difference at the normal rise.

図10に示す図表は、早送りオーバライドαにおける通常上昇時と工具抜け発生時のトルクモニタ値の時間差分の変化を示す。(a)は工具抜け発生時のトルクモニタ値の時間差分の変化を示し、(b)は通常上昇時のトルクモニタ値の時間差分の変化を示す。通常上昇時の時間差分の変化に対し、工具抜け発生時の時間差分の変化は、1700〜1900.0(msec)付近において、複数本の大きなピークを生じている。故にトルクモニタの時間差分の変化は、主軸ヘッド7の上昇速度に依存せず同じ傾向が見られることが分かる。故に本実施形態は、トルクモニタ値の時間差分の情報に対し閾値を設けることで、工具抜けの判定を行うことができる。図9,図10に示す如く、本実施形態はトルクモニタ値の時間差分について、例えば二つの閾値(100と−100)を設けることができる。   The chart shown in FIG. 10 shows the change in the time difference between the torque monitor values when the rapid feed override α is normally raised and when the tool is missing. (A) shows the change of the time difference of the torque monitor value at the time of tool omission, and (b) shows the change of the time difference of the torque monitor value at the time of normal increase. The change in the time difference when the tool omission occurs has a plurality of large peaks in the vicinity of 1700 to 1900.0 (msec) with respect to the change in the time difference during normal ascent. Therefore, it can be seen that the change in the time difference of the torque monitor does not depend on the rising speed of the spindle head 7 and the same tendency is seen. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to determine whether a tool is missing by providing a threshold value for the time difference information of the torque monitor value. As shown in FIGS. 9 and 10, the present embodiment can provide, for example, two threshold values (100 and −100) for the time difference between the torque monitor values.

図6に示す如く、CPU31は計算した時間差分が閾値を超えたか否か判断する(S6)。時間差分が閾値を超えた時(S6:YES)、工具抜けが発生した可能性が高いので、CPU31は異常情報を出力する(S7)。異常情報を出力すると、CPU31は例えば主軸ヘッド7の上昇を停止し、表示部25にエラー表示等を行う。故に数値制御装置30は作業者に工具抜けが発生したことを速やかに通知できる。作業者は工具抜けに対して迅速に対応できる。異常情報を出力後、CPU31は本処理を終了する。   As shown in FIG. 6, the CPU 31 determines whether or not the calculated time difference exceeds a threshold value (S6). When the time difference exceeds the threshold value (S6: YES), there is a high possibility that tool removal has occurred, so the CPU 31 outputs abnormality information (S7). When the abnormality information is output, for example, the CPU 31 stops the ascent of the spindle head 7 and displays an error on the display unit 25. Therefore, the numerical controller 30 can promptly notify the operator that a tool omission has occurred. The operator can respond quickly to tool removal. After outputting the abnormality information, the CPU 31 ends this process.

なお、時間差分が閾値を超えていない時(S6:NO)、工具抜けは起きていないので、CPU31は主軸ヘッド7のZ軸上昇が終了したか否か判断する(S8)。Z軸上昇が終了していない時(S8:NO)、CPU31はS2に戻り、引き続きトルクモニタ値を取得し、トルクモニタ値の時間差分を算出し、工具抜けを監視する。Z軸上昇が終了した時(S8:YES)、CPU31は本処理を終了する。   When the time difference does not exceed the threshold value (S6: NO), no tool removal has occurred, so the CPU 31 determines whether or not the Z-axis raising of the spindle head 7 has been completed (S8). When the Z-axis ascending has not ended (S8: NO), the CPU 31 returns to S2, continuously acquires the torque monitor value, calculates the time difference between the torque monitor values, and monitors the tool removal. When the Z-axis rise is finished (S8: YES), the CPU 31 finishes this process.

以上説明の如く、第一実施形態の数値制御装置30は工作機械1の動作を制御する。工作機械1は、主軸ヘッド7、主軸9、クランプ軸81、ばね82、Z軸モータ51、エンコーダ51Bを備える。主軸ヘッド7は、被削材を支持するテーブル13に対して接近又は離反可能である。主軸9は主軸ヘッド7に回転可能に設ける。ばね82は主軸9内部に設ける。クランプ軸81は、ばね82の力により工具ホルダ17を主軸9にクランプする。Z軸モータ51は主軸ヘッド7をテーブル13に対して接近、離反する方向に駆動する。エンコーダ51Bは、Z軸モータ51に接続し、該Z軸モータ51のエンコーダ情報を検出する。数値制御装置30のCPU31は、工作機械1の機械原点よりもテーブル13側である加工領域内で、主軸ヘッド7を機械原点側に移動するときに、エンコーダ51Bから所定時間毎にトルクモニタ値を取得する。CPU31は所定時間毎に取得したトルクモニタ値に基づき、予め記憶した閾値を超える変化が有るか判断することで、主軸9から工具ホルダ17が抜ける工具抜けが発生したと判定する。閾値を超える変化が有った時、CPU31は、主軸ヘッド7の移動を停止し、表示部25に異常情報を出力する。   As described above, the numerical controller 30 of the first embodiment controls the operation of the machine tool 1. The machine tool 1 includes a spindle head 7, a spindle 9, a clamp shaft 81, a spring 82, a Z-axis motor 51, and an encoder 51B. The spindle head 7 can approach or leave the table 13 that supports the work material. The main shaft 9 is rotatably provided on the main shaft head 7. The spring 82 is provided inside the main shaft 9. The clamp shaft 81 clamps the tool holder 17 to the main shaft 9 by the force of the spring 82. The Z-axis motor 51 drives the spindle head 7 in a direction to approach and separate from the table 13. The encoder 51B is connected to the Z-axis motor 51 and detects encoder information of the Z-axis motor 51. The CPU 31 of the numerical control device 30 obtains a torque monitor value from the encoder 51B every predetermined time when the spindle head 7 is moved to the machine origin side in the machining area on the table 13 side from the machine origin of the machine tool 1. get. Based on the torque monitor value acquired every predetermined time, the CPU 31 determines that there is a change exceeding a threshold stored in advance, thereby determining that a tool removal that causes the tool holder 17 to come off from the spindle 9 has occurred. When there is a change exceeding the threshold, the CPU 31 stops the movement of the spindle head 7 and outputs abnormality information to the display unit 25.

数値制御装置30は加工領域内において、主軸ヘッド7を上昇するときに、Z軸モータ51のエンコーダ51Bから取得した駆動情報の変化を閾値と比較することで、工具抜けを常時監視できる。故に数値制御装置30は、工具折損検出装置等の他の監視装置を必要としないので、測定準備等の手間が要らず、費用が増大することもない。本発明は工具折損検出の為の工具の移動をする必要が無い。故に数値制御装置30は加工のサイクルタイムを低減することができる。   The numerical control device 30 can constantly monitor the missing tool by comparing the change in the drive information acquired from the encoder 51B of the Z-axis motor 51 with the threshold value when the spindle head 7 is raised in the machining area. Therefore, since the numerical control device 30 does not require another monitoring device such as a tool breakage detection device, it does not require time and effort for measurement preparation and the cost does not increase. In the present invention, it is not necessary to move the tool for detecting tool breakage. Therefore, the numerical controller 30 can reduce the processing cycle time.

上記実施形態のCPU31は、所定時間毎に取得したトルクモニタ値に基づき、前回のトルクモニタ値と今回のトルクモニタ値の時間差分を算出し、算出した時間差分が閾値を超えるか判断する。CPU31は時間差分に閾値を超える変化が有ると判断した時、工具抜けが発生したと判定する。数値制御装置30はモニタトルク値の時間差分の変化を監視することで、工具抜けを迅速且つ正確に判定できる。   The CPU 31 of the above embodiment calculates the time difference between the previous torque monitor value and the current torque monitor value based on the torque monitor value acquired every predetermined time, and determines whether the calculated time difference exceeds the threshold value. When the CPU 31 determines that there is a change in the time difference that exceeds the threshold value, it determines that tool removal has occurred. The numerical control device 30 can quickly and accurately determine tool removal by monitoring changes in the time difference of the monitor torque value.

以上説明にて、Z軸モータ51は本発明のモータの一例である。ばね82は本発明のばねの一例である。エンコーダ情報は本発明の駆動情報の一例である。図6のS4の処理を実行するCPU31は第一取得手段の一例である。S7の処理を実行するCPU31は本発明の第一出力手段の一例である。S5の処理を実行するCPU31は本発明の第一算出手段の一例である。S6の処理を実行するCPU31は本発明の第一判断手段の一例である。
尚、閾値はZ軸モータ51の回転速度に対応して複数設けるようにしてもよい。該場合、エンコーダ情報は今回検出したトルクモニタ値のみでCPU31は工具抜けを判断できる。
In the above description, the Z-axis motor 51 is an example of the motor of the present invention. The spring 82 is an example of the spring of the present invention. The encoder information is an example of drive information of the present invention. CPU31 which performs the process of S4 of FIG. 6 is an example of a 1st acquisition means. The CPU 31 that executes the process of S7 is an example of the first output means of the present invention. CPU31 which performs the process of S5 is an example of the 1st calculation means of this invention. CPU31 which performs the process of S6 is an example of the 1st judgment means of this invention.
A plurality of threshold values may be provided corresponding to the rotation speed of the Z-axis motor 51. In this case, the CPU 31 can determine whether the tool is missing only from the torque monitor value detected this time.

図11〜図17を参照し、本発明の第二実施形態を説明する。第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態は、トルクモニタ値とトルク指令値の差分を算出し、その差分が閾値を超えた時には工具抜けが発生したとみなして異常情報を出力する。第二実施形態の数値制御装置は、第一実施形態と同一の構成を備え、図11に示す工具抜け判定処理を実行する。第二実施形態の工具抜け判定処理はS4以降の処理が第一実施形態と一部異なるので、異なる部分を中心に説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is a modification of the first embodiment. In the second embodiment, the difference between the torque monitor value and the torque command value is calculated, and when the difference exceeds a threshold value, it is considered that a tool missing has occurred, and abnormality information is output. The numerical control device of the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and executes the tool missing determination process shown in FIG. The tool omission determination process of the second embodiment will be described with a focus on the different parts since the processes after S4 are partially different from those of the first embodiment.

図11を参照し、工具抜け判定処理を説明する。第一実施形態と同様に、加工領域において主軸ヘッド7がZ軸に上昇する時(S1:YES、S2:YES、S3:YES)、CPU31はエンコーダ51BからZ軸モータ51のエンコーダ情報としてのトルクモニタ値を所定時間毎(例えば、0.5msec)に取得する(S4)。続いて、CPU31はトルク指令値を取得する(S11)。トルク指令値は、S4の処理で取得したトルクモニタ値に対応し、CPU31がZ軸モータ51を駆動する為に駆動回路51Aに入力した指令情報である。   The tool missing determination process will be described with reference to FIG. As in the first embodiment, when the spindle head 7 moves up to the Z axis in the machining area (S1: YES, S2: YES, S3: YES), the CPU 31 performs torque as encoder information of the Z axis motor 51 from the encoder 51B. A monitor value is acquired every predetermined time (for example, 0.5 msec) (S4). Subsequently, the CPU 31 acquires a torque command value (S11). The torque command value corresponds to the torque monitor value acquired in the process of S4, and is command information input to the drive circuit 51A by the CPU 31 to drive the Z-axis motor 51.

図12に示す図表は、早送りオーバライド100%における主軸ヘッド7の通常上昇時のトルク指令値とトルクモニタ値の変化を示す。横軸は時間(msec)、縦軸はトルクモニタ値(×0.1%)を示す。(a)はトルクモニタ値の変化を示し、(b)はトルク指令値の変化を示す。点線はトルク指令値の変化、実線はトルクモニタ値の変化を示す。主軸ヘッド7を被削材の加工位置から所定位置まで上昇する工程の中で、t9〜t10は加速域、t10〜t11は定速域、t11〜t12は減速域である。早送りオーバライド100の通常上昇時では、トルク指令値とトルクモニタ値に差異は殆ど確認できない。   The chart shown in FIG. 12 shows changes in the torque command value and the torque monitor value when the spindle head 7 is normally raised when the rapid traverse override is 100%. The horizontal axis represents time (msec), and the vertical axis represents the torque monitor value (× 0.1%). (A) shows a change in the torque monitor value, and (b) shows a change in the torque command value. A dotted line indicates a change in the torque command value, and a solid line indicates a change in the torque monitor value. In the process of raising the spindle head 7 from the machining position of the work material to a predetermined position, t9 to t10 are acceleration regions, t10 to t11 are constant speed regions, and t11 to t12 are deceleration regions. When the rapid traverse override 100 is normally raised, there is almost no difference between the torque command value and the torque monitor value.

図13に示す図表は、早送りオーバライド100%における工具抜け発生時のトルク指令値とトルクモニタ値の変化を示す。(a)はトルク指令値とトルクモニタ値の変化を示し、(b)はトルク指令値の変化を示す。工具抜け発生時では、p5箇所においてトルク指令値に大きな変化を生じたことから、トルク指令値とトルクモニタ値に差異を確認できる。故に数値制御装置30はトルク指令値とトルクモニタ値の夫々の波形の変化を対比することで、工具抜け発生を検知できる可能性がある。但し、第一実施形態と同様に、図13に示す図表からでは、波形の変化が異常値か否かを判定するのは困難である。   The chart shown in FIG. 13 shows changes in the torque command value and the torque monitor value at the time of tool missing when the rapid traverse override is 100%. (A) shows the change of the torque command value and the torque monitor value, and (b) shows the change of the torque command value. When the tool is missing, a large change has occurred in the torque command value at the point p5, so that a difference can be confirmed between the torque command value and the torque monitor value. Therefore, there is a possibility that the numerical controller 30 can detect the occurrence of tool omission by comparing changes in the waveforms of the torque command value and the torque monitor value. However, as in the first embodiment, it is difficult to determine whether or not the change in waveform is an abnormal value from the chart shown in FIG.

図14に示す図表は、早送りオーバライドαにおける通常上昇時のトルク指令値とトルクモニタ値の変化を示す。(a)はトルク指令値とトルクモニタ値の変化を示し、(b)はトルク指令値の変化を示す。横軸は時間(msec)、縦軸はトルクモニタ値(×0.1%)を示す。主軸ヘッド7を被削材の加工位置から所定位置まで上昇する工程の中で、t13〜t14は加速域、t14〜t15は定速域、t15〜t16は減速域である。早送りオーバライドαの通常上昇時でも、早送りオーバライド100%と同様に、トルク指令値とトルクモニタ値に差異は殆ど確認できない。   The chart shown in FIG. 14 shows changes in the torque command value and the torque monitor value during normal increase in the fast-forward override α. (A) shows the change of the torque command value and the torque monitor value, and (b) shows the change of the torque command value. The horizontal axis represents time (msec), and the vertical axis represents the torque monitor value (× 0.1%). In the process of raising the spindle head 7 from the machining position of the work material to a predetermined position, t13 to t14 are acceleration regions, t14 to t15 are constant speed regions, and t15 to t16 are deceleration regions. Even when the rapid traverse override α is normally increased, a difference between the torque command value and the torque monitor value can hardly be confirmed as in the case of the rapid traverse override 100%.

図15に示す図表は、早送りオーバライドαにおける工具抜け上昇時のトルク指令値とトルクモニタ値の変化を示す。早送りオーバライドαの工具抜け発生時でも、p6箇所においてトルク指令値に大きな変化を生じたことから、トルク指令値とトルクモニタ値に差異を確認できる。図13に示す図表と対比した結果、主軸ヘッド7の上昇速度が変わると、トルク指令値、トルクモニタ値も変化している。故にトルク指令値とトルクモニタ値の変化に対して閾値を設定するのは困難であるので、CPU31は以下の処理を続けて実行する。   The chart shown in FIG. 15 shows changes in the torque command value and the torque monitor value when the tool removal rises in the rapid traverse override α. Even when the tool missing of the rapid traverse override α occurs, a large change has occurred in the torque command value at the position p6, so that a difference can be confirmed between the torque command value and the torque monitor value. As a result of comparison with the chart shown in FIG. 13, when the rising speed of the spindle head 7 changes, the torque command value and the torque monitor value also change. Therefore, it is difficult to set a threshold for changes in the torque command value and the torque monitor value, so the CPU 31 continues to execute the following processing.

図11に示す如く、CPU31は所定時間毎に取得するトルクモニタ値とトルク指令値の差分を計算する(S12)。差分とは、取得したトルクモニタ値と、取得したトルクモニタ値に対応するトルク指令値との差分である。図16に示す図表は、早送りオーバライド100%における通常上昇時と工具抜け発生時のトルクモニタ値とトルク指令値の差分の変化を示す。(a)は通常上昇時と工具抜け発生時の両方の差分の変化を示し、(b)は通常上昇時のみの差分の変化を示す。横軸は時間(msec)、縦軸はトルクモニタ値(×0.1%)を示す。点線は通常上昇時の差分の変化、実線は工具抜け発生時の差分の変化を示す。通常上昇時の差分の変化に対し、工具抜け発生時の差分の変化は、2000.0(msec)付近において、大きなピークを生じている。   As shown in FIG. 11, the CPU 31 calculates the difference between the torque monitor value and the torque command value acquired every predetermined time (S12). The difference is a difference between the acquired torque monitor value and a torque command value corresponding to the acquired torque monitor value. The chart shown in FIG. 16 shows a change in the difference between the torque monitor value and the torque command value at the time of normal increase and tool missing when the rapid traverse override is 100%. (A) shows the change of the difference at the time of normal ascent and tool missing, and (b) shows the change of the difference only at the time of normal ascent. The horizontal axis represents time (msec), and the vertical axis represents the torque monitor value (× 0.1%). A dotted line indicates a change in the difference when the tool is normally raised, and a solid line indicates a change in the difference when the tool is missing. The change in the difference at the time of tool missing has a large peak in the vicinity of 2000.0 (msec) with respect to the change in the difference at the normal rise.

図17に示す図表は、早送りオーバライドαにおける通常上昇時と工具抜け発生時のトルクモニタ値とトルク指令値の差分の変化を示す。(a)は通常上昇時と工具抜け発生時の両方の差分の変化を示し、(b)は通常上昇時のみの差分の変化を示す。通常上昇時の差分の変化に対し、工具抜け発生時の差分の変化は、1800.0(msec)付近において、大きなピークを生じている。故にトルクモニタとトルク指令値の差分の変化は、主軸ヘッド7の上昇速度に依存せず同じ傾向が見られることが分かる。故に第二実施形態は、トルクモニタ値とトルク指令値の差分の情報に対し、閾値を設けることができるので、工具抜けの判定を行うことができる。図16,図17に示す如く、第二実施形態はトルクモニタ値とトルク指令値の差分について、例えば二つの閾値(500と−500)を設けることができる。故に第二実施形態は第一実施形態と同様に工具抜けを常時監視できる。   The chart shown in FIG. 17 shows changes in the difference between the torque monitor value and the torque command value at the time of the normal increase and the occurrence of tool removal in the rapid traverse override α. (A) shows the change of the difference at the time of normal ascent and tool missing, and (b) shows the change of the difference only at the time of normal ascent. The change in the difference at the time of tool removal has a large peak in the vicinity of 1800.0 (msec) with respect to the change in the difference during normal ascent. Therefore, it can be seen that the change in the difference between the torque monitor and the torque command value does not depend on the rising speed of the spindle head 7 and the same tendency is seen. Therefore, in the second embodiment, since a threshold value can be provided for information on the difference between the torque monitor value and the torque command value, it is possible to determine whether a tool is missing. As shown in FIGS. 16 and 17, in the second embodiment, for example, two threshold values (500 and -500) can be provided for the difference between the torque monitor value and the torque command value. Therefore, like the first embodiment, the second embodiment can always monitor tool missing.

以上説明にて、図11のS11の処理を実行するCPU31は本発明の第二取得手段の一例である。S12の処理を実行するCPU31は本発明の第二算出手段の一例である。S6の処理を実行するCPU31は本発明の第二判断手段の一例である。   In the above description, the CPU 31 that executes the process of S11 of FIG. 11 is an example of the second acquisition unit of the present invention. CPU31 which performs the process of S12 is an example of the 2nd calculation means of this invention. CPU31 which performs the process of S6 is an example of the 2nd judgment means of this invention.

図18を参照し、本発明の第三実施形態を説明する。第三実施形態は第一実施形態と第二実施形態を組み合わせた例である。第三実施形態は、トルクモニタ値の時間差分、及びトルクモニタ値とトルク指令値の差分の何れかが夫々の閾値を超えた時は、工具抜けが発生したとみなして異常情報を出力する。第三実施形態の数値制御装置は、第一実施形態と同一の構成を備え、図18に示す工具抜け判定処理を実行する。第三実施形態の工具抜け判定処理はS4の処理の後に、第一実施形態と第二実施形態を組み合わせたS21〜S25の処理を備える。故に第三実施形態はS21〜S25の処理を中心に説明する。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is an example in which the first embodiment and the second embodiment are combined. In the third embodiment, when any of the time difference between the torque monitor values and the difference between the torque monitor value and the torque command value exceeds the respective threshold values, it is assumed that the tool has been removed and outputs abnormality information. The numerical control device of the third embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and executes the tool missing determination process shown in FIG. The tool missing determination process of the third embodiment includes the processes of S21 to S25 that combine the first embodiment and the second embodiment after the process of S4. Therefore, 3rd embodiment demonstrates centering around the process of S21-S25.

図18に示す如く、第一,第二実施形態と同様に、加工領域において主軸ヘッド7がZ軸に上昇する時(S1:YES、S2:YES、S3:YES)、CPU31はエンコーダ51BからZ軸モータ51のエンコーダ情報としてのトルクモニタ値を所定時間毎(例えば、0.5msec)に取得する(S4)。続いて、CPU31はトルク指令値を取得する(S21)。CPU31はS4で取得したトルクモニタ値の時間差分(本発明の第三差分情報の一例)を計算し(S22)、時間差分が閾値を超えたか否か判断する(S23)。時間差分が閾値を超えた時(S23:YES)、CPU31は異常情報を出力する(S7)。   As shown in FIG. 18, as in the first and second embodiments, when the spindle head 7 moves up to the Z axis in the machining area (S1: YES, S2: YES, S3: YES), the CPU 31 moves from the encoder 51B to Z. A torque monitor value as encoder information of the shaft motor 51 is acquired every predetermined time (for example, 0.5 msec) (S4). Subsequently, the CPU 31 acquires a torque command value (S21). The CPU 31 calculates a time difference (an example of third difference information of the present invention) of the torque monitor value acquired in S4 (S22), and determines whether or not the time difference exceeds a threshold value (S23). When the time difference exceeds the threshold (S23: YES), the CPU 31 outputs abnormality information (S7).

逆に時間差分が閾値を超えていない時(S23:NO)、CPU31はトルクモニタ値とトルク指令値の差分(本発明の第四差分情報の一例)を計算し(S24)、計算した差分が閾値を超えたか否か判断する(S25)。計算した差分が閾値を超えた時(S25:YES)、CPU31は異常情報を出力する(S7)。計算した差分が閾値を超えていない時(S25:NO)、CPU31はZ軸上昇が終了する迄処理を繰り返す(S8)。故に第三実施形態は、トルクモニタ値の時間差分と、トルクモニタ値とトルク指令値の差分の両方を監視することで、第一、第二実施形態に比較して、工具抜け検知の精度を向上できる。   Conversely, when the time difference does not exceed the threshold (S23: NO), the CPU 31 calculates the difference between the torque monitor value and the torque command value (an example of fourth difference information of the present invention) (S24), and the calculated difference is It is determined whether or not the threshold is exceeded (S25). When the calculated difference exceeds the threshold (S25: YES), the CPU 31 outputs abnormality information (S7). When the calculated difference does not exceed the threshold (S25: NO), the CPU 31 repeats the process until the Z-axis ascent is finished (S8). Therefore, the third embodiment monitors the time difference between the torque monitor values and the difference between the torque monitor value and the torque command value, thereby improving the accuracy of detecting the tool removal compared to the first and second embodiments. It can be improved.

以上説明にて、図18のS21の処理を実行するCPU31は本発明の第三取得手段の一例である。S22の処理を実行するCPU31は本発明の第三算出手段の一例である。S23の処理を実行するCPU31は本発明の第三判断手段の一例である。S24の処理を実行するCPU31は本発明の第四算出手段の一例である。S25の処理を実行するCPU31は本発明の第四判断手段の一例である。   In the above description, the CPU 31 that executes the process of S21 in FIG. 18 is an example of the third acquisition unit of the present invention. The CPU 31 that executes the process of S22 is an example of a third calculation unit of the present invention. The CPU 31 that executes the processing of S23 is an example of third determination means of the present invention. The CPU 31 that executes the process of S24 is an example of a fourth calculation unit of the present invention. The CPU 31 that executes the process of S25 is an example of a fourth determination unit of the present invention.

本発明は上記第一、第二、第三実施形態に限らず、各種変形が可能なことはいうまでもない。上記実施形態の工作機械1は、工具ホルダ17を装着する主軸9がZ軸方向に移動可能であり、テーブル13がX軸とY軸方向の二軸に移動可能である工作機械である。テーブル13に対してX軸、Y軸、Z軸方向に相対的に移動する主軸9の移動機構の仕組みは上記実施形態に限定しない。例えば、主軸がX軸、Y軸、Z軸方向の三軸に移動可能であり、作業台を固定した工作機械でもよい。上記実施形態の工作機械1は縦型の工作機械であるが、横型の工作機械でもよい。横型の工作機械の場合、主軸がテーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータの駆動情報からトルクモニタ値を取得すればよい。   Needless to say, the present invention is not limited to the first, second, and third embodiments, and various modifications are possible. The machine tool 1 of the above embodiment is a machine tool in which the main shaft 9 on which the tool holder 17 is mounted is movable in the Z-axis direction, and the table 13 is movable in two axes in the X-axis and Y-axis directions. The mechanism of the moving mechanism of the main shaft 9 that moves relative to the table 13 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is not limited to the above embodiment. For example, a machine tool in which the main shaft is movable in three axes in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions and the work table is fixed may be used. The machine tool 1 of the above embodiment is a vertical machine tool, but may be a horizontal machine tool. In the case of a horizontal machine tool, a torque monitor value may be acquired from drive information of a motor that drives in a direction in which the main shaft approaches or separates from the table.

上記第一、第三実施形態は、トルクモニタ値の時間差分を計算して閾値と比較することで、工具抜けを検知しているが、Z軸モータ51の速度、位置、位置偏差等の時間差分を計算して閾値と比較することで、工具抜けを検知してもよい。Z軸モータ51の速度、位置、位置偏差は、エンコーダ51Bからフィードバックされる駆動情報から取得すればよい。また第二実施形態は、トルクモニタ値について指令値との差分を計算して閾値と比較することで、工具抜けを検知しているが、Z軸モータ51の速度、位置について同時刻の指令値との差分を計算して閾値と比較することで、工具抜けを検知してもよい。   In the first and third embodiments, the time difference between the torque monitor values is calculated and compared with a threshold value to detect the missing tool. However, the time, such as the speed, position, and position deviation of the Z-axis motor 51, is detected. Tool omission may be detected by calculating the difference and comparing it with a threshold value. The speed, position, and position deviation of the Z-axis motor 51 may be acquired from the drive information fed back from the encoder 51B. Further, in the second embodiment, the difference between the torque monitor value and the command value is calculated and compared with a threshold value to detect a tool missing, but the command value at the same time for the speed and position of the Z-axis motor 51 The tool omission may be detected by calculating a difference between and a threshold value.

上記実施形態の工具抜け判定処理(図6、図11、図18)において、工具抜けを検知した時、CPU31は異常情報を出力することにより(S7)、主軸ヘッド7の上昇を停止し、表示部25にエラー表示等を行う。例えばエラーの通知は、表示部25における表示に加え、発光、音声等を組み合わせて行うようにしてもよく、発光又は音声の何れかで通知するようにしてもよい。CPU31は異常情報を出力した時間情報を記憶装置34に記憶してもよい。例えば作業者が工作機械1から離れて作業をしている時に工具抜けが発生し、工作機械1の動作が停止した時、作業者は記憶装置34に記憶する時間情報を確認することで、工具抜けが発生した時間を確認できる。   In the tool missing determination process (FIGS. 6, 11, and 18) of the above-described embodiment, when the tool missing is detected, the CPU 31 outputs abnormality information (S7) to stop the spindle head 7 from being raised and displayed. An error is displayed on the unit 25. For example, the notification of the error may be performed by combining light emission, sound, or the like in addition to the display on the display unit 25, or may be notified by either light emission or sound. The CPU 31 may store the time information when the abnormality information is output in the storage device 34. For example, when the operator is working away from the machine tool 1 and the tool is missing and the operation of the machine tool 1 is stopped, the operator checks the time information stored in the storage device 34 to check the tool information. You can check the time when the omission occurred.

第三実施形態の工具抜け判定処理において、エンコーダ情報、トルク指令値を取得する順番は逆でもよい。トルクモニタ値とトルク指令値の差分を計算して工具抜けを判定した後で、トルクモニタ値の時間差分を計算して工具抜けを判定してもよい。   In the tool missing determination process of the third embodiment, the order of obtaining the encoder information and the torque command value may be reversed. After calculating the difference between the torque monitor value and the torque command value to determine tool removal, the time difference between the torque monitor values may be calculated to determine tool removal.

上記実施形態の駆動回路51A〜55Aは数値制御装置30に設けているが、駆動回路51A〜55Aを工作機械1に設けてもよい。   Although the drive circuits 51A to 55A of the above embodiment are provided in the numerical controller 30, the drive circuits 51A to 55A may be provided in the machine tool 1.

1 工作機械
4 工具
7 主軸ヘッド
9 主軸
13 テーブル
17 工具ホルダ
30 数値制御装置
31 CPU
51 Z軸モータ
51B エンコーダ
Q1 ばね力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 4 Tool 7 Spindle head 9 Spindle 13 Table 17 Tool holder 30 Numerical control apparatus 31 CPU
51 Z-axis motor 51B Encoder Q1 Spring force

Claims (6)

被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置において、
前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得手段と、
前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得した前記駆動情報に基づき、前回の駆動情報と今回の駆動情報の差分である第一差分情報を算出する第一算出手段と、
前記第一算出手段が算出した前記第一差分情報に予め記憶した第一閾値を超える変化が有るか判断する第一判断手段と、
前記第一判断手段が前記第一差分情報に前記第一閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力する第一出力手段と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
A spindle head capable of approaching or moving away from a table supporting a work material, a spindle provided rotatably on the spindle head, a spring provided on the spindle, and a tool holder for holding a tool by the force of the spring A machine tool comprising: a clamp shaft that clamps to the main shaft; a motor that drives the main shaft head toward and away from the table; and an encoder that is connected to the motor and detects drive information of the motor. In the numerical control device for controlling
When the spindle head is moved to the machine origin side within the machining area on the table side from the machine origin of the machine tool , and the table does not move , the drive information is sent from the encoder every predetermined time. A first acquisition means for acquiring;
First calculation means for calculating first difference information, which is a difference between previous drive information and current drive information, based on the drive information acquired by the first acquisition means every predetermined time;
First determination means for determining whether the first difference information calculated by the first calculation means has a change exceeding a first threshold stored in advance;
A first output unit that outputs abnormality information indicating that a tool omission has occurred in the spindle when the first determination unit determines that the first difference information has a change exceeding the first threshold value; A numerical controller characterized by that.
被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置において、
前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得手段と、
前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得する前記駆動情報の夫々に対応する前記モータの入力の情報である指令情報を取得する第二取得手段と、
記第一取得手段が前記所定時間毎に取得した前記駆動情報と、前記第二取得手段が取得した前記指令情報との差分の情報である第二差分情報を算出する第二算出手段と、
前記第二算出手段が算出した前記第二差分情報に予め記憶した第二閾値を超える変化が有るか判断する第二判断手段と、
記第二判断手段が前記第二差分情報に前記第二閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力する第二出力手段と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
A spindle head capable of approaching or moving away from a table supporting a work material, a spindle provided rotatably on the spindle head, a spring provided on the spindle, and a tool holder for holding a tool by the force of the spring A machine tool comprising: a clamp shaft that clamps to the main shaft; a motor that drives the main shaft head toward and away from the table; and an encoder that is connected to the motor and detects drive information of the motor. In the numerical control device for controlling
When the spindle head is moved to the machine origin side within the machining area on the table side from the machine origin of the machine tool, and the table does not move, the drive information is sent from the encoder every predetermined time. A first acquisition means for acquiring;
Second acquisition means for acquiring command information that is input information of the motor corresponding to each of the drive information acquired by the first acquisition means at each predetermined time ;
Said driving information previous SL first acquisition means has acquired every predetermined time, a second calculating means for calculating a second difference information is difference information between the command information the second acquisition means has acquired,
Second determination means for determining whether the second difference information calculated by the second calculation means has a change exceeding a second threshold stored in advance ;
If the previous SL second determining unit determines that change exceeding the second threshold value to the second difference information is present, and a second output means for outputting the abnormality information indicating that the missing tool is generated in the main shaft
Numerical control apparatus characterized by comprising a.
被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置において、
前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得手段と、
前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得する前記駆動情報の夫々に対応する前記モータの入力の情報である指令情報を取得する第三取得手段と、
前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得した前記駆動情報に基づき、前回の駆動情報と今回の駆動情報の差分である第三差分情報を算出する第三算出手段と、
記第三算出手段が算出した前記第三差分情報に予め記憶した第一閾値を超える変化が有るか判断する第三判断手段と、
前記第一取得手段が前記所定時間毎に取得した前記駆動情報と、前記第三取得手段が取得した前記指令情報との差分の情報である第四差分情報を算出する第四算出手段と、
前記第四算出手段が算出した前記第四差分情報に予め記憶した第二閾値を超える変化が有るか判断する第四判断手段と、
記第三判断手段が前記第三差分情報に前記第一閾値を超える変化が有ると判断した場合、若しくは前記第四判断手段が前記第四差分情報に前記第二閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力する第三出力手段と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
A spindle head capable of approaching or moving away from a table supporting a work material, a spindle provided rotatably on the spindle head, a spring provided on the spindle, and a tool holder for holding a tool by the force of the spring A machine tool comprising: a clamp shaft that clamps to the main shaft; a motor that drives the main shaft head toward and away from the table; and an encoder that is connected to the motor and detects drive information of the motor. In the numerical control device for controlling
When the spindle head is moved to the machine origin side within the machining area on the table side from the machine origin of the machine tool, and the table does not move, the drive information is sent from the encoder every predetermined time. A first acquisition means for acquiring;
Third acquisition means for acquiring command information which is input information of the motor corresponding to each of the drive information acquired by the first acquisition means at each predetermined time;
Third calculation means for calculating third difference information, which is a difference between the previous drive information and the current drive information, based on the drive information acquired by the first acquisition means every predetermined time ;
A third determining means for determining whether changes before Symbol third calculating means exceeds a first threshold value which is previously stored in the calculated said third differential information is present,
Fourth calculation means for calculating fourth difference information, which is information on a difference between the drive information acquired by the first acquisition means every predetermined time and the command information acquired by the third acquisition means;
Fourth determination means for determining whether the fourth difference information calculated by the fourth calculation means has a change exceeding a second threshold stored in advance ;
If the previous SL third determining unit determines that change exceeding the first threshold value to the third difference information is present, or the change of the fourth determination means exceeds said second threshold value to said fourth differential information is present A third output means for outputting abnormality information indicating that a tool omission has occurred in the spindle,
Numerical control apparatus characterized by comprising a.
前記駆動情報は、前記モータのトルク情報であること
を特徴とする請求項1からの何れか一つに記載の数値制御装置。
The drive information, numerical controller according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the torque information of the motor.
被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置の制御方法において、
前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得工程と、
前記第一取得工程において前記所定時間毎に取得した前記駆動情報に基づき、前回の駆動情報と今回の駆動情報の差分である第一差分情報を算出する第一算出工程と、
前記第一算出工程において算出した前記第一差分情報に予め記憶した第一閾値を超える変化が有るか判断する第一判断工程と、
前記第一判断工程において前記第一差分情報に前記第一閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力する第一出力工程と
を備えたことを特徴とする制御方法
A spindle head capable of approaching or moving away from a table supporting a work material, a spindle provided rotatably on the spindle head, a spring provided on the spindle, and a tool holder for holding a tool by the force of the spring A machine tool comprising: a clamp shaft that clamps to the main shaft; a motor that drives the main shaft head toward and away from the table; and an encoder that is connected to the motor and detects drive information of the motor. In a control method of a numerical control device for controlling
When the spindle head is moved to the machine origin side within the machining area on the table side from the machine origin of the machine tool, and the table does not move, the drive information is sent from the encoder every predetermined time. A first acquisition step to acquire;
A first calculation step of calculating first difference information which is a difference between the previous drive information and the current drive information based on the drive information acquired at the predetermined time in the first acquisition step;
A first determination step of determining whether there is a change exceeding a first threshold stored in advance in the first difference information calculated in the first calculation step;
A first output step for outputting abnormality information indicating that a missing tool has occurred in the spindle when it is determined in the first determination step that the first difference information has a change exceeding the first threshold;
A control method comprising:
被削材を支持するテーブルに対して接近又は離反可能な主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設けたばねと、該ばねの力により工具を保持する工具ホルダを前記主軸にクランプするクランプ軸と、前記主軸ヘッドを前記テーブルに対して接近、離反する方向に駆動するモータと、前記モータに接続し、該モータの駆動情報を検出するエンコーダとを備えた工作機械を制御する数値制御装置の制御方法において、
前記工作機械の機械原点よりも前記テーブル側である加工領域内で、前記主軸ヘッドを前記機械原点側に移動し、且つ前記テーブルが移動しないときに、前記エンコーダから所定時間毎に前記駆動情報を取得する第一取得工程と、
前記第一取得工程において前記所定時間毎に取得する前記駆動情報の夫々に対応する前記モータの入力の情報である指令情報を取得する第二取得工程と、
前記第一取得工程において前記所定時間毎に取得した前記駆動情報と、前記第二取得工程において取得した前記指令情報との差分の情報である第二差分情報を算出する第二算出工程と、
前記第二算出工程において算出した前記第二差分情報に予め記憶した第二閾値を超える変化が有るか判断する第二判断工程と、
前記第二判断工程において前記第二差分情報に前記第二閾値を超える変化が有ると判断した場合、前記主軸において工具抜けが発生したことを示す異常情報を出力する第二出力工程と
を備えたことを特徴とする制御方法
A spindle head capable of approaching or moving away from a table supporting a work material, a spindle provided rotatably on the spindle head, a spring provided on the spindle, and a tool holder for holding a tool by the force of the spring A machine tool comprising: a clamp shaft that clamps to the main shaft; a motor that drives the main shaft head toward and away from the table; and an encoder that is connected to the motor and detects drive information of the motor. In a control method of a numerical control device for controlling
When the spindle head is moved to the machine origin side within the machining area on the table side from the machine origin of the machine tool, and the table does not move, the drive information is sent from the encoder every predetermined time. A first acquisition step to acquire;
A second acquisition step of acquiring command information that is input information of the motor corresponding to each of the drive information acquired at the predetermined time in the first acquisition step;
A second calculation step of calculating second difference information, which is difference information between the drive information acquired at the predetermined time in the first acquisition step and the command information acquired in the second acquisition step;
A second determination step of determining whether there is a change exceeding a second threshold stored in advance in the second difference information calculated in the second calculation step;
A second output step of outputting abnormality information indicating that tool missing has occurred in the spindle when it is determined in the second determination step that the second difference information has a change exceeding the second threshold;
A control method comprising:
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