JP6828641B2 - 数値制御装置と装着判定基準設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、数値制御装置と装着判定基準設定方法に関する。

特許文献１に記載の工作機械は、主軸ヘッド、アンクランプカム、アンクランプローラ等を備える。主軸ヘッドは内部に主軸を回転可能に支持する。主軸の内部にドローバを備え、一端部に工具ホルダを装着する装着部を有する。クランプばねはドローバの外周に配置し、ドローバを他端方向に付勢する。アンクランプカムは側面視略台形で、カム面は傾斜面と平坦面とで構成する。アンクランプローラはカム面を摺動する。アンクランプローラがアンクランプカムのカム面を摺動することで、主軸に対し工具ホルダの脱着を行う。

特許文献１に記載の数値制御装置は、主軸ヘッドを移動するモータに対する電流駆動値に基づいて、クランプばねのばね力を検出する。予め設定した主軸ヘッドの特定の２点の位置（以下、基準位置）におけるクランプばねのばね力が判定基準値を超えているか否かにより、数位制御装置は、工具ホルダの装着状態を判定する。

特開２００９−１７８７９５号公報

特許文献１に記載の工作機械は、組み付けによりクランプばねのばね力の特性が異なる。特許文献１に記載の数値制御装置は基準位置を予め設定している。故に、クランプばねの特性の違いにより工具ホルダの装着判定の精度が均一に保てない。

本発明の目的は、工具ホルダの装着状態の判定精度を向上できる数値制御装置と装着判定基準設定方法を提供することである。

第一形態の数値制御装置は、主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設け、クランプばねを備えて前記クランプばねのばね力により工具ホルダを前記主軸にクランプするドローバと、前記工具ホルダを収納するマガジンと、前記主軸の移動方向に直線的に延設した直線部と前記直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した傾斜部とでカム面を構成したアンクランプカムと前記アンクランプカムに摺接するアンクランプローラとアンクランプピンとを備え、前記アンクランプピンを押圧することで前記主軸に対する前記工具ホルダのクランプ状態を前記クランプばねのばね力に抗して解除するアンクランプ操作部と、被削材を加工可能な限界位置である機械原点と前記マガジンが回転可能な前記主軸ヘッドの位置であるＡＴＣ原点との間を、前記主軸ヘッドを移動させる駆動部と、を備えた工作機械の数値制御装置において、前記クランプばねのばね力を検出する検出部と、前記工具ホルダを前記主軸が非装着の状態で前記機械原点から前記ＡＴＣ原点へ前記主軸ヘッドが移動した時に、前記検出部が検出したばね力の第一最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第一補正値分前記機械原点側に移動した第一位置を含む基準区間として第一区間を設定し、前記第一最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第二補正値分前記ＡＴＣ原点側に移動した第二位置を含む基準区間として第二区間を設定する第一設定部と、前記駆動部を制御して、前記工具ホルダを前記主軸に装着した状態及び非装着の状態で前記主軸ヘッドを前記機械原点から前記ＡＴＣ原点へ前記主軸ヘッドを移動させ、前記第二区間の前記クランプばねのばね力の平均値を算出し、前記第一区間の前記クランプばねのばね力の最大値と算出した前記平均値の差分が予め設定した第一閾値以上である時に、前記主軸に前記工具ホルダが非装着の際に非装着を判定し、前記第一閾値より小さい時に、前記主軸に前記工具ホルダが装着している際に装着を判定する第一判定部とを備える、ことを特徴とする。工作機械によってクランプばねのばね力にバラツキがあったとしても、数値制御装置は、工具ホルダの装着状態を判定するための基準区間を適切に設定できる。故に、数値制御装置は、工具ホルダの装着判定の精度を向上できる。

第一形態の前記第一設定部は、前記第一位置を中心として予め設定した第一移動量分該第一位置から離れて移動した点との間から成る区間を前記第一区間として設定し、前記第二位置を中心として予め設定した第二移動量分該第二位置から離れて移動した点との間から成る区間を前記第二区間として設定しても良い。工作機械によってクランプばねのばね力にバラツキがあったとしても、数値制御装置は、工具ホルダの装着状態を判定するための基準区間を適切に設定できる。故に、数値制御装置は、工具ホルダの装着判定の精度を向上できる。

第一形態の数値制御装置は、前記第一判定部が、前記工具ホルダの前記装着と前記非装着を判定できることを確認する第一確認部と、前記第一確認部が、前記工具ホルダの前記装着を判定できると確認できない時、又は前記工具ホルダの前記非装着を判定できると確認できない時に、アラートを報知する第一不可報知部とを更に備えてもよい。工具ホルダの装着状態を判定できることを確認することで、より適切な装着判定が可能となる。

第一形態の前記第一区間の前記クランプばねのばね力の最大値は第一区間最大値であって、所定のタイミングで、前記駆動部は、前記主軸ヘッドを前記機械原点から前記ＡＴＣ原点に移動させ、前記検出部は、前記第一区間最大値を新たに検出し、現在の前記第一区間最大値と新たな前記第一区間最大値との差が所定の第三閾値以下である時に、前記第一区間を再設定する必要がないと判定し、該第三閾値より大きい時、前記第一区間を再設定する必要があると判定する第一再設定判定部を更に備えてもよい。数値制御装置は、簡単に算出できる値に基づき、基準区間を再設定する必要があるかを判定することができる。

第二形態の数値制御装置は、主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設け、クランプばねを備えて前記クランプばねのばね力により工具ホルダを前記主軸にクランプするドローバと、前記工具ホルダを収納するマガジンと、前記主軸の移動方向に直線的に延設した直線部と前記直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した傾斜部とでカム面を構成したアンクランプカムと前記アンクランプカムに摺接するアンクランプローラとアンクランプピンとを備え、前記アンクランプピンを押圧することで前記主軸に対する前記工具ホルダのクランプ状態を前記クランプばねのばね力に抗して解除するアンクランプ操作部と、被削材を加工可能な限界位置である機械原点と前記マガジンが回転可能な前記主軸ヘッドの位置であるＡＴＣ原点との間を、前記主軸ヘッドを移動させる駆動部と、を備えた工作機械の数値制御装置において、前記クランプばねのばね力を検出する検出部と、前記工具ホルダを前記主軸が非装着の状態で前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ前記主軸ヘッドが移動した時に、前記検出部が検出したばね力の第二最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第三補正値分前記ＡＴＣ原点側に移動した第三位置を含む基準区間として第三区間を設定し、前記第二最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第四補正値分前記機械原点側に移動した第四位置を含む基準区間として第四区間を設定する第二設定部と、前記駆動部を制御して、前記工具ホルダを前記主軸に装着した状態及び非装着の状態で前記主軸ヘッドを前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ前記主軸ヘッドを移動させ、前記第三区間の前記クランプばねのばね力の平均値を算出し、前記第四区間の前記クランプばねのばね力の最大値と算出した前記平均値の差分が予め設定した第二閾値以上である時に、前記主軸に前記工具ホルダが非装着の際に非装着を判定し、前記第二閾値より小さい時に、前記主軸に前記工具ホルダが装着している際に装着を判定する第二判定部とを備える、ことを特徴とする。

第二形態の前記第二設定部は、前記第三位置を中心として予め設定した第三移動量分該第三位置から離れて移動した点との間から成る区間を前記第三区間として設定し、前記第四位置を中心として予め設定した第四移動量分該第四位置から離れて移動した点との間から成る区間を前記第四区間として設定してもよい。工作機械によってクランプばねのばね力にバラツキがあったとしても、数値制御装置は、工具ホルダの装着状態を判定するための基準区間を適切に設定できる。故に、数値制御装置は、工具ホルダの装着判定の精度を向上できる。

第二形態の数値制御装置は、前記第二判定部が、前記工具ホルダの前記装着と前記非装着を判定できることを確認する第二確認部と、前記第二確認部が、前記工具ホルダの前記装着を判定できると確認できない時、又は前記工具ホルダの前記非装着を判定できると確認できない時に、アラートを報知する第二不可報知部とを更に備えてもよい。

第二形態の前記第四区間の前記クランプばねのばね力の最大値は第二区間最大値であって、所定のタイミングで、前記駆動部は、前記主軸ヘッドを前記ＡＴＣ原点から前記機械原点に移動させ、前記検出部は、前記第二区間最大値を新たに検出し、現在の前記第二区間最大値と新たな前記第二区間最大値との差が所定の第四閾値以下である時に、前記第四区間を再設定する必要がないと判定し、該第四閾値より大きい時、前記第四区間を再設定する必要があると判定する第二再設定判断部を更に備えてもよい。数値制御装置は、簡単に算出できる値に基づき、再設定をする必要があるかを判定することができる。数値制御装置は、無駄な基準区間の再設定処理を省くことができ、稼働率が向上する。

第二形態の数値制御装置は、前記工具ホルダが前記主軸に非装着の状態で、前記主軸ヘッドが前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ移動する時に、前記検出部が検出したばね力の前記第二最大値に所定の比率を乗算した値に対応するＺ軸の位置を前記工具ホルダが不完全な装着状態である不完全装着判定位置として設定する判定位置設定部を更に備えてもよい。故に、数値制御装置は、工具ホルダの不完全装着の判定位置を設定できる。

第二形態の数値制御装置は、前記判定位置設定部が設定した前記不完全装着判定位置の前記クランプばねのばね力と、前記主軸ヘッドの移動時における前記工具ホルダの装着・非装着を判定する基準区間の第三区間の前記クランプばねのばね力の平均値との差分が所定の第五閾値より小さい時、前記工具ホルダが不完全装着状態であると判定する判定部を更に備えてもよい。数値制御装置は、工具ホルダが不完全装着の状態であるか判定することができる。

第二形態の数値制御装置は、前記判定部が、不完全装着状態であると判定した時に、アラートを報知する不完全報知部を更に備えてもよい。操作者は工具ホルダが不完全装着の状態であることを確実に知ることができる。

第一形態と第二形態の前記カム面は、前記主軸の移動方向に直線的に延設した第一直線部と前記第一直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した第一傾斜部と前記第一傾斜部の端部から前記主軸の移動方向に直線的に延設した第二直線部と前記第二直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した第二傾斜部で構成してもよい。

第三形態の装着判定基準設定方法は、主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設け、クランプばねを備えて前記クランプばねのばね力により工具ホルダを前記主軸にクランプするドローバと、前記工具ホルダを収納するマガジンと、前記主軸の移動方向に直線的に延設した直線部と前記直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した傾斜部とでカム面を構成したアンクランプカムと前記アンクランプカムに摺接するアンクランプローラとアンクランプピンとを備え、前記アンクランプピンを押圧することで前記主軸に対する前記工具ホルダのクランプ状態を前記クランプばねのばね力に抗して解除するアンクランプ操作部と、被削材を加工可能な限界位置である機械原点と前記マガジンが回転可能な前記主軸ヘッドの位置であるＡＴＣ原点との間を、前記主軸ヘッドを移動させる駆動部と、を備えた工作機械の数値制御装置の装着判定基準設定方法において、前記クランプばねのばね力を検出し、前記工具ホルダを前記主軸が非装着の状態で前記機械原点から前記ＡＴＣ原点へ前記主軸ヘッドが移動した時に、検出したばね力の第一最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第一補正値分前記機械原点側に移動した第一位置を含む基準区間として第一区間を設定し、前記第一最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第二補正値分前記ＡＴＣ原点側に移動した第二位置を含む基準区間として第二区間を設定し、前記駆動部を制御して、前記工具ホルダを前記主軸に装着した状態及び非装着の状態で前記主軸ヘッドを前記機械原点から前記ＡＴＣ原点へ前記主軸ヘッドを移動させ、前記第二区間の前記クランプばねのばね力の平均値を算出し、前記第一区間の前記クランプばねのばね力の最大値と算出した前記平均値の差分が予め設定した第一閾値以上である時に、前記主軸に前記工具ホルダが非装着の際に非装着を判定し、前記第一閾値より小さい時に、前記主軸に前記工具ホルダが装着している際に装着を判定する、ことを特徴とする。第一形態と同様の効果を奏する。
第四形態の装着判定基準設定方法は、主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設け、クランプばねを備えて前記クランプばねのばね力により工具ホルダを前記主軸にクランプするドローバと、前記工具ホルダを収納するマガジンと、前記主軸の移動方向に直線的に延設した直線部と前記直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した傾斜部とでカム面を構成したアンクランプカムと前記アンクランプカムに摺接するアンクランプローラとアンクランプピンとを備え、前記アンクランプピンを押圧することで前記主軸に対する前記工具ホルダのクランプ状態を前記クランプばねのばね力に抗して解除するアンクランプ操作部と、被削材を加工可能な限界位置である機械原点と前記マガジンが回転可能な前記主軸ヘッドの位置であるＡＴＣ原点との間を、前記主軸ヘッドを移動させる駆動部と、を備えた工作機械の数値制御装置の装着判定基準設定方法において、前記クランプばねのばね力を検出し、前記工具ホルダを前記主軸が非装着の状態で前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ前記主軸ヘッドが移動した時に、検出したばね力の第二最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第三補正値分前記ＡＴＣ原点側に移動した第三位置を含む基準区間として第三区間を設定し、前記第二最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第四補正値分前記機械原点側に移動した第四位置を含む基準区間として第四区間を設定し、前記駆動部を制御して、前記工具ホルダを前記主軸に装着した状態及び非装着の状態で前記主軸ヘッドを前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ前記主軸ヘッドを移動させ、前記第三区間の前記クランプばねのばね力の平均値を算出し、前記第四区間の前記クランプばねのばね力の最大値と算出した前記平均値の差分が予め設定した第二閾値以上である時に、前記主軸に前記工具ホルダが非装着の際に非装着を判定し、前記第二閾値より小さい時に、前記主軸に前記工具ホルダが装着している際に装着を判定する、ことを特徴とする。

工作機械１の斜視図。 工作機械１の上半分の縦断面図。 数値制御装置３０と工作機械１の電気的構成を示すブロック図。 アンクランプカムのカム面を説明する為の図。 工具ホルダ１７を非装着時及び装着時のアンクランプピン５８の高さを説明する為の図。 第一区間と第二区間を説明する為の図。 第三区間と第四区間を説明する為の図。 不完全装着判定位置を説明する為の図 設定・確認処理の流れ図。 再設定判定処理の流れ図の一部。 再設定判定処理の流れ図の図１０の続き。 上昇時基準区間設定処理の流れ図。 降下時基準区間設定処理の流れ図。 第一上昇時確認処理の流れ図。 第一降下時確認処理の流れ図の一部。 第一降下時確認処理の流れ図の図１５の続き。 第二上昇時確認処理の流れ図。 第二降下時確認処理の流れ図。 数値制御装置３０の動作の流れ。 ＡＴＣ監視パラメータの設定が失敗した時のＡＴＣ監視パラメータ自動設定画面の例。 ＡＴＣ監視パラメータの設定が成功した時のＡＴＣ監視パラメータ自動設定画面の例。 実施形態２の数値制御装置３０と工作機械１の電気的構成を示すブロック図。 図４のカム面とは異なるカム面を説明するための図。 図２３のカム面に対応する第三区間と第四区間を説明するための図。

図を参照して、各実施形態を説明する。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、工作機械１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。

図１，図２を参照し、工作機械１の構造を説明する。工作機械１は、ベース２、コラム５、主軸ヘッド７、主軸９、制御箱６、テーブル１０、工具交換装置２０、操作パネル２４（図３参照。図１、図２には図示略）等を備える。ベース２は略直方体状の鉄製土台である。コラム５はベース２上部後方に立設する。主軸ヘッド７はコラム５前面に設けた後述するＺ軸移動機構２２（図２参照）で上下方向に移動可能に設ける。主軸ヘッド７は内部に主軸９を回転可能に支持する。主軸９は工具ホルダ１７（図２参照）を装着し、主軸モータ５２の駆動で回転する。主軸モータ５２は主軸ヘッド７上部に固定する。工具ホルダ１７は工具４を保持する。制御箱６は数値制御装置３０（図３参照）を格納する。数値制御装置３０は工作機械１の動作を制御する。テーブル１０はベース２上部中央に設け、Ｘ軸モータ５３、Ｙ軸モータ５４（図３参照）、Ｘ軸−Ｙ軸ガイド機構（図示略）で、Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動可能である。

工具交換装置２０は円盤状の工具マガジン２１を備える。工具マガジン２１は左右一対のフレーム８でコラム５前面側に支持する。工具マガジン２１は外周に複数のグリップアーム９０を放射状に支持する。グリップアーム９０は工具ホルダ１７を着脱自在に保持する。工具交換装置２０は工具マガジン２１を旋回して工具交換指令が指示する工具を工具交換位置に割出して位置決めする。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は主軸９に装着する工具４と工具交換位置にある次工具とを交換する。操作パネル２４は入力部２５と表示部２８を備える（図３参照）。作業者は入力部２５で、ＮＣプログラム、工具の種類、工具情報、各種パラメータ等を入力する。作業者が入力部２５を操作すると、表示部２８は各種入力画面と操作画面等を表示する。表示部２８は、第一報知部と第二報知部の一例である。

図２に示す如く、Ｚ軸移動機構２２は一対のＺ軸リニアガイド（図示略）、Ｚ軸ボール螺子２６、Ｚ軸モータ５１（図３参照）を備える。Ｚ軸リニアガイドはＺ軸方向に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し、上側軸受部２７と下側軸受部（図示略）により回転可能に設ける。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軸方向に上下移動する。

図２を参照し、主軸ヘッド７の内部構造を説明する。主軸ヘッド７は内部に主軸９を回転可能に支持する。主軸９は上下方向に延びる。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で連結する。主軸９は、テーパ装着穴１８、ホルダ挟持部１９、ドローバ６９を備える。テーパ装着穴１８は主軸９下端部に設ける。テーパ装着穴１８は主軸ヘッド７下部に位置する。ホルダ挟持部１９はテーパ装着穴１８上方に設ける。ドローバ６９は主軸９の中心を通る軸孔内に同軸上に挿入する。クランプばね５７（図５参照）はドローバ６９を上方に常時付勢する。

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は略円錐状である。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のテーパ装着穴１８に装着する。テーパ装着穴１８にテーパ装着部１７Ａを装着すると、ホルダ挟持部１９はプルスタッド１７Ｂを挟持（クランプ）する。ドローバ６９がホルダ挟持部１９を下方に押圧すると、ホルダ挟持部１９はプルスタッド１７Ｂの挟持を解除する。

主軸ヘッド７は後方上部内側にレバー部材６０を備える。レバー部材６０は略Ｌ字型で支軸６１を中心に揺動自在である。支軸６１は主軸ヘッド７内部に固定する。レバー部材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の先端部はドローバ６９に直交して突設するアンクランプピン５８に上方から係合可能である。

縦方向レバー６３は上端部背面にアンクランプカム６６を備える。アンクランプカム６６は、例えば側面視略台形状に形成する。アンクランプカム６６はコラム５側にカム面を備える。アンクランプカム６６のカム面は、上側軸受部２７に固定したアンクランプローラ６７と接離可能である。アンクランプカム６６のカム面については更に後述する。主軸ヘッド７の昇降により、アンクランプローラ６７はアンクランプカム６６のカム面を相対的に摺動する。引張ばね６８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。レバー部材６０を右側面から見た場合、引張ばね６８はレバー部材６０を時計回りに常時付勢する。故に、引張ばね６８は横方向レバー６２によるアンクランプピン５８の下方向への押圧を常時解除する方向にレバー部材６０を付勢する。レバー部材６０、支軸６１、横方向レバー６２、縦方向レバー６３、アンクランプカム６６、アンクランプローラ６７、引張ばね６８で構成する機構はアンクランプ操作部の一例である。

主軸９への工具ホルダ１７の脱着動作を説明する。図２に示す如く、主軸９のテーパ装着穴１８に、工具ホルダ１７のテーパ装着部１７Ａが装着した状態で、主軸ヘッド７は上昇する。レバー部材６０に設けたアンクランプカム６６はアンクランプローラ６７に接触して摺動する。アンクランプローラ６７はアンクランプカム６６のカム面を下方に摺動する。レバー部材６０は引張ばね６８の付勢力に抗して支軸６１を中心に反時計回りに回転する。横方向レバー６２はアンクランプピン５８に上方から係合し、主軸９内部に設けたクランプばね５７の付勢力に抗してドローバ６９を下方に押圧する。ドローバ６９はホルダ挟持部１９を下方に付勢する。ホルダ挟持部１９はプルスタッド１７Ｂの挟持を解除する。工具ホルダ１７は主軸９のテーパ装着穴１８から取り外し可能となる。

主軸９のテーパ装着穴１８に、工具ホルダ１７のテーパ装着部１７Ａが挿入した状態で、主軸ヘッド７は降下する。レバー部材６０に設けたアンクランプカム６６はアンクランプローラ６７に摺動する。アンクランプローラ６７はアンクランプカム６６のカム面を上方に摺動する。レバー部材６０は支軸６１を中心に時計回りに回転する。横方向レバー６２はアンクランプピン５８から上方に離れ、ドローバ６９の下方への押圧を解除する。ドローバ６９はクランプばね５７で上方に移動し、ホルダ挟持部１９の下方への付勢を解除する。ホルダ挟持部１９はプルスタッド１７Ｂを挟持し、主軸９への工具ホルダ１７の装着は完了する。

図２を参照し、工具交換装置２０の構造を説明する。工具交換装置２０は複数の支点台７０を工具マガジン２１裏面外周に等間隔で固定する。支点台７０はグリップアーム９０を前後方向に揺動可能に軸支する。グリップアーム９０は一端部に把持部９１を備える。把持部９１は工具ホルダ１７を着脱自在に把持する。グリップアーム９０は支点台７０近傍に主軸ヘッド７側に向けてローラ９６と９７を回転自在に軸支する。ローラ９６は主軸ヘッド７の昇降により、主軸ヘッド７前面の右端部に沿って固定したＤＰカム１１のカム面を摺動する。ＤＰカム１１のカム面は、直線部１１Ａと傾斜部１１Ｂを備える。直線部１１Ａはカム面上部から下方に直線状に延びる部分である。傾斜部１１Ｂは直線部１１Ａ下部から後方且つ下方に緩やかに湾曲しながら傾斜する部分である。

ローラ９７は主軸ヘッド７の昇降により、主軸ヘッド７前面の左右方向中央部に固定した浮動カム１２のカム面を摺動する。浮動カム１２のカム面は、カム面上部から前方且つ下方に緩やかに傾斜し、更に下方に該中央部で前方に山なりに膨出する。ローラ９６がＤＰカム１１のカム面を摺動する際、浮動カム１２はローラ９６とＤＰカム１１が離れないように、グリップアーム９０の動きを規制する。工具交換位置のグリップアーム９０は支点台７０を中心に揺動することで、把持部９１を近接位置と退避位置の間を移動できる。近接位置は主軸９に近接して対向する位置、退避位置は主軸９から前方に離間する位置である。

グリップアーム９０は把持部９１とは反対側の他端部に、鋼球９２を圧縮コイルばね（図示略）で外側に付勢した状態で出退可能に保持する。工具マガジン２１は断面円弧状の案内面８１が周設された円筒状のグリップ支持カラー８０を外挿する。鋼球９２はグリップ支持カラー８０の案内面８１に弾力的に当接する。案内面８１はグリップアーム９０の他端部を案内する。故にグリップアーム９０は支点台７０を中心に安定して揺動できる。

図３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は、ＣＰＵ３１、記憶部３２、入出力部３３、駆動回路５１Ａ〜５５Ａ等を備える。ＣＰＵ３１は数値制御装置３０を制御する。ＣＰＵ３１は、再設定判定部と判定位置設定部と、判定部と設定部と確認部としても機能する。再設定判定部と判定位置設定部と判定部と設定部と確認部の各処理の内容については後述する。

記憶部３２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置等で構成する。ＲＯＭは、設定・確認処理プログラム等を記憶する。記憶部３２は、詳しくは後述する主軸９が工具ホルダ１７を装着している時及び非装着の時のアンクランプピン５８の高さ位置Ｐｓ及びＰｎ（図５参照）に対応する主軸ヘッド７のＺ軸方向の位置（Ｚ位置）等も記憶する。記憶部３２は、詳しくは後述するアンクランプカム６６の第一直線部６６Ｃの上端位置に対応する主軸ヘッド７のＺ位置等も記憶する。記憶部３２は、詳しくは後述する第一補正値ＯＳ１〜第四補正値ＯＳ４、移動量ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、比率ｒ等も記憶する。記憶部３２は、詳しくは後述する確認フラグの値と再設定フラグの値等も記憶する。ＣＰＵ３１は、設定・確認処理プログラムを読み出し、後述する設定・確認処理（図９〜１９参照）を実行する。ＲＡＭは各種処理実行中の各種データを一時的に記憶する。記憶装置は不揮発性であり、例えばＨＤＤ、フラッシュメモリ等である。記憶装置は作業者が入力部２５で入力して登録したＮＣプログラム等を記憶する。ＮＣプログラムは各種制御指令を含む複数のブロックで構成し、工作機械１の軸移動、工具交換等を含む各種動作をブロック単位で制御する。入出力部３３は入力部２５と表示部２８に夫々接続する。

駆動回路５１Ａは電流検出器５１ＣとＺ軸モータ５１とエンコーダ５１Ｂに接続する。Ｚ軸モータ５１はアクチュエータの一例である。駆動回路５２Ａは電流検出器５２Ｃと主軸モータ５２とエンコーダ５２Ｂに接続する。駆動回路５３Ａは電流検出器５３ＣとＸ軸モータ５３とエンコーダ５３Ｂに接続する。駆動回路５４Ａは電流検出器５４ＣとＹ軸モータ５４とエンコーダ５４Ｂに接続する。駆動回路５５Ａはマガジンモータ５５とエンコーダ５５Ｂに接続する。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からフィードバック信号を受け、位置と速度のフィードバック制御を行う。フィードバック信号はパルス信号である。

電流検出器５１Ｃ〜５４Ｃは駆動回路５１Ａ〜５５Ａが夫々出力した駆動電流を検出する。電流検出器５１Ｃ〜５４Ｃは検出した駆動電流を夫々駆動回路５１Ａ〜５４Ａにフィードバックする。駆動回路５１Ａ〜５４Ａは電流検出器５１Ｃ〜５４Ｃが夫々フィードバックした駆動電流に基づき、電流（トルク）制御を行う。一般的に、モータ５１〜５４に流れる駆動電流とモータ５１〜５４にかかる外乱力（負荷）は略一致する。故に、電流検出器５１Ｃ〜５４Ｃは、夫々検出した各モータ５１〜５４の駆動電流を検出することで、各モータ５１〜５４の外乱力を検出する。

Ｚ軸モータ５１に外乱力がかかると、速度変化が生じる。速度変化は、位置フィードバック信号と速度フィードバック信号により検出する。駆動回路５１Ａ〜５４Ａは、検出した速度変化を元に戻すために駆動電流を制御する。故に、数値制御装置３０は、フィードバック制御時に、Ｚ軸モータ５１にかかる外乱力に応じて駆動電流を制御するので、外乱力に相関する駆動電流に基づき、クランプばね５７のばね力を検出する。駆動回路５１Ａは、検出部の一例である。

本実施形態では、Ｚ軸の機械原点はＺ軸原点と称する。機械原点は、例えば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１０（図１参照）側の領域は加工領域と称する。加工領域は被削材の加工を行う為の領域である。Ｚ軸原点に対して加工領域とは反対側の領域はＡＴＣ領域と称する。ＡＴＣ領域は工具交換装置２０を用いた工具交換を行う領域である。

図４を参照して、本実施形態１におけるアンクランプカム６６のカム面について説明する。カム面は第一傾斜部６６Ａと第一直線部６６Ｃと第二傾斜部６６Ｄと第二直線部６６Ｂを備える。第一傾斜部６６Ａはカム面上部から後方且つ下方に傾斜する部分である。第一直線部６６Ｃは第一傾斜部６６Ａの下端から下方に直線状に延びる部分である。本具体例では、これに限定するものではないが、主軸９が工具ホルダ１７を装着している時のアンクランプピン５８（高さ位置Ｐｓ（図５（ｂ）参照））にレバー部材６０が遭遇する位置は、第一直線部６６Ｃの下端位置に設定する。主軸９が工具ホルダ１７を装着している時のアンクランプピン５８（高さ位置Ｐｓ（図５（ｂ）参照））にレバー部材６０が遭遇する位置で、第一直線部６６Ｃをアンクランプローラ６７が摺接していればよい。主軸９が工具ホルダ１７を装着している時のアンクランプピン５８（高さ位置Ｐｓ（図５（ｂ）参照））にレバー部材６０が遭遇する位置に対応する主軸ヘッド７のＺ位置をＺｐｓと称する。第二傾斜部６６Ｄは第一直線部６６Ｃの下端から後方且つ下方に傾斜する部分である。第二直線部６６Ｂは第二傾斜部６６Ｄの下端から下方に直線状に延びる部分である。第一傾斜部６６Ａと第二傾斜部６６Ｄの夫々の傾斜角度は同じであっても良いし、異なっていてもよい。

図５と図６を参照して、第一区間と第二区間について説明する。以下、主軸９が工具４を保持する工具ホルダ１７を装着することを、主軸９が工具ホルダ１７を装着すると称す。図６は、機械原点からＡＴＣ原点へ主軸ヘッド７の上昇時におけるＺ軸モータ５１に掛かる外乱力（Ｎ）の例であり、図６（ａ）は主軸９が工具ホルダ１７を装着していない(非装着)時、図６（ｂ）は、主軸９が工具ホルダ１７を装着した時である。

主軸９が工具ホルダ１７を非装着の時における、上昇時のＺ軸モータ５１に掛かる外乱力（Ｎ）について説明する。主軸ヘッド７が機械原点から上昇を開始すると、アンクランプカム６６も上昇を開始し、アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６と遭遇する（図２参照）。アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６を摺動すると、レバー部材６０は反時計周りに回動し、クランプばね５７に抗して、アンクランプピン５８を押圧する。主軸９が工具ホルダ１７を非装着、レバー部材６０がアンクランプピン５８を押圧する前のアンクランプピン５８の高さ位置は位置Ｐｎである（図５（ａ）参照）。レバー部材６０がアンクランプピン５８を押圧すると、レバー部材６０は、クランプばね５７から復元力を受ける。この復元力によりレバー部材６０は、時計回りに付勢し、アンクランプカム６６のカム面に垂直な力をアンクランプローラ６７が受ける。アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６の第一傾斜部６６Ａと第二傾斜部６６Ｄを摺動する時、アンクランプローラ６７が受ける力のＺ軸に平行且つ下方への垂直成分が発生する。この垂直成分はＺ軸モータ５１の外乱力（負荷）となる（図６（ａ）参照）。アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６の第１直線部６６Ｃと第二直線部６６Ｂを摺動する時、アンクランプローラ６７が受ける力の垂直成分は略"０"となる。故に、アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６の第１直線部６６Ｃと第二直線部６６Ｂを摺動する時、Ｚ軸モータ５１に外乱力が掛からない状態となる（図６（ａ）参照）。図６（ａ）に示す区間[Ｚｃ]は、アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６の第１直線部６６Ｃを摺動する時に対応する主軸ヘッド７の移動区間である。

主軸９が工具ホルダ１７を装着している時における、上昇時のＺ軸モータ５１に掛かる外乱力（Ｎ）について説明する。主軸ヘッド７が機械原点から上昇を開始すると、アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６を摺動し、レバー部材６０は反時計周りに回動し、クランプばね５７に抗して、アンクランプピン５８を押圧する。主軸９が工具ホルダ１７を装着時、レバー部材６０がアンクランプピン５８を押圧する前のアンクランプピン５８の高さ位置は位置Ｐｓである（図５（ｂ）参照）。高さ位置Ｐｓは高さ位置Ｐｎより低い位置にある（図５参照）。故に、主軸９が工具ホルダ１７装着時、主軸ヘッド７が工具ホルダ１７非装着時より上昇した位置（位置Ｚｐｓ）でレバー部材６０はアンクランプピン５８に遭遇する。上述したように、主軸ヘッド７の位置Ｚｐｓは、アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６の第一直線部６６Ｃの下端に摺接している時の主軸ヘッド７のＺ位置である。アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６の第二傾斜部６６Ｄを摺動する時、アンクランプローラ６７が受ける力のＺ軸に平行且つ下方への垂直成分が発生する。この垂直成分はＺ軸モータ５１の外乱力（負荷）となる（図６（ｂ）参照）。アンクランプローラ６７がアンクランプカム６６の第二直線部６６Ｂを摺動する時、アンクランプローラ６７が受ける力の垂直成分は略"０"となる。故に、Ｚ軸モータ５１に外乱力が掛からない状態となる（図６参照）。

ＣＰＵ３１（設定部）は、上昇時における、主軸９が工具ホルダ１７を非装着時のＺ軸モータ５１の外乱力の最大外乱力Ｎｚ１ｍａｘを特定する。最大外乱力Ｎｚ１ｍａｘに対応するＺ位置はＺ１ｍａｘと称する。ＣＰＵ３１（設定部）は、特定した最大外乱力Ｎｚ１ｍａｘから、予め実験等で求め記憶部３２に記憶した第一補正値ＯＳ１分下方に移動したＺ位置をＺｋ１と設定する。ＣＰＵ３１（設定部）は、特定した最大外乱力Ｎｚ１ｍａｘから、予め実験等で求め記憶部３２に記憶した第二補正値ＯＳ２分上方に移動したＺ位置をＺｋ２と設定する。

ＣＰＵ３１（設定部）は、Ｚｋ１を中心として、予め実験等で求め記憶部３２に記憶した移動量ａ１分上下方向に夫々移動した区間を第一区間[Ｚｋ１ａ，Ｚｋ１ｂ]＝[Ｚｋ１−ａ１，Ｚｋ１＋ａ１]として設定する。ＣＰＵ３１（設定部）は、Ｚｋ２を中心として、予め実験等で求め記憶部３２に記憶した移動量ｂ１分上下方向に夫々移動した区間を第二区間[Ｚｋ２ａ，Ｚｋ２ｂ]＝[Ｚｋ２−ｂ１，Ｚｋ２＋ｂ１]として設定する。第一区間[Ｚｋ１ａ，Ｚｋ１ｂ]と第二区間[Ｚｋ２ａ，Ｚｋ２ｂ]は、上昇時に、工具ホルダ１７の非装着と装着を判定する際の基準となる区間である。

図７を参照して、第三区間と第四区間について説明する。ＣＰＵ３１（設定部）は、降下時における、主軸９が工具ホルダ１７を非装着時のＺ軸モータ５１の外乱力の第二最大外乱力Ｎｚ２ｍａｘを特定する。第二最大外乱力Ｎｚ２ｍａｘに対応するＺ位置はＺ２ｍａｘと称する。ＣＰＵ３１（設定部）は、特定した第二最大外乱力Ｎｚ２ｍａｘから、予め実験等で求め記憶部３２に記憶した第三補正値ＯＳ３分上方に移動したＺ位置をＺｋ３と設定する。ＣＰＵ３１（設定部）は、特定した第二最大外乱力Ｎｚ２ｍａｘから、予め実験等で求め記憶部３２に記憶した第四補正値ＯＳ４分下方に移動したＺ位置をＺｋ４と設定する。

ＣＰＵ３１（設定部）は、Ｚｋ３を中心として、予め実験等で求め記憶部３２に記憶した移動量ｂ２分上下方向に夫々移動した区間を第三区間[Ｚｋ３ａ，Ｚｋ３ｂ]＝[Ｚｋ３−ｂ２，Ｚｋ３＋ｂ２]として設定する。ＣＰＵ３１（設定部）は、Ｚｋ４を中心として、予め実験等で求め記憶部３２に記憶した移動量ａ２分上下方向に夫々移動した区間を第四区間[Ｚｋ４ａ，Ｚｋ４ｂ]＝[Ｚｋ４−ａ２，Ｚｋ４＋ａ２]として設定する。第三区間[Ｚｋ３ａ，Ｚｋ３ｂ]と第四区間[Ｚｋ４ａ，Ｚｋ４ｂ]は、降下時に、工具ホルダ１７の非装着と装着を判定する際の基準となる区間である。

図８を参照して、不完全装着位置について説明する。不完全装着とは、主軸９と工具ホルダ１７の間に切屑等が存在し、主軸９と工具ホルダ１７とが密着した状態で装着されていないこと又は、主軸９に設けたキー（不図示）と工具ホルダ１７に設けたキー溝（不図示）が完全に嵌合しない状態を示す。ＣＰＵ３１（設定部）は、予め実験等で求め記憶部３２に記憶した比率ｒと第二最大外乱力Ｎｚ２ｍａｘとを乗算した値Ｎｚｋｋを算出する。外乱力Ｎｚｋｋに対応するＺ位置をＺｋｋと称する。ＣＰＵ３１（設定部）は、Ｚｋｋを不完全装着位置として設定する。不完全装着位置Ｚｋｋは、工具ホルダ１７が主軸９に対して不完全に装着されたかを判定する位置である。

図９を参照して、設定・確認処理の流れを説明する。本設定・確認処理はＣＰＵ３１が記憶部３２より設定・確認プログラムを読み出して実行することで、開始する。本設定・確認処理は所定のタイミングの到来がトリガとなり開始する。

ＣＰＵ３１は、所定のタイミングが到来したかを判定する（Ｓ１）。所定のタイミングは、例えば、工作機械１を最初に起動したタイミング、操作者の指示に従ったタイミング、予め設定したスケジュールに従ったタイミング等である。所定のタイミングは、本設定・確認処理を実行してから所定期間が経過したタイミング等であっても良い。ＣＰＵ３１は、所定のタイミングが到来していないと判定した時（Ｓ１：ＮＯ）、Ｓ１を繰り返す。

ＣＰＵ３１は、所定のタイミングが到来したと判定した時（Ｓ１：ＹＥＳ）、基準区間を初めて設定するか判定する（Ｓ２）。ＣＰＵ３１は、基準区間を初めて設定すると判定した時（Ｓ２：ＹＥＳ）、Ｓ５に進む。ＣＰＵ３１は、基準区間の設定が初めてではと判定した時（Ｓ２：ＮＯ）、再設定判定処理を実行する（Ｓ３）。再設定判定処理の詳しい流れについては後述する。

ＣＰＵ３１は、基準区間の再設定が必要であるか判定する（Ｓ４）。再設定が必要か否かの判定方法については、再設定判定処理の中で説明する。ＣＰＵ３１は、基準区間の再設定が必要ないと判定した時（Ｓ４：ＮＯ）、設定・確認処理を終了する。ＣＰＵ３１は、基準区間の再設定が必要であると判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、上昇時基準区間設定処理を実行する（Ｓ５）。上昇時基準区間設定処理の詳しい流れについては後述する。ＣＰＵ３１は、降下時基準区間設定処理を実行する（Ｓ６）。降下時基準区間設定処理の詳しい流れについては後述する。ＣＰＵ３１は、第一上昇時確認処理を実行する（Ｓ８）。第一上昇時確認処理の詳しい流れについては後述する。

ＣＰＵ３１は、第一上昇時確認処理において、正しく判定できたか否かを確認フラグ（後述）の値に基づいて判定する（Ｓ９）。ＣＰＵ３１は、確認フラグが０で正しく判定できない時（Ｓ９：ＮＯ）、アラートを表示部２８に表示し（Ｓ１７）、設定・確認処理を終了する。ＣＰＵ３１は、例えば、図２１に例示する画面（「ＡＴＣ監視パラメータエラー」部分が点滅）を表示部２８に表示する。ＣＰＵ３１は、Ｓ１７において、スピーカ（図示略）から警告音を発しても良いし、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)（図示略）を点滅等しても良い。

ＣＰＵ３１は、確認フラグが１で正しく判定できた時（Ｓ９：ＹＥＳ）、第一降下時確認処理を実行する（Ｓ１０）。第一降下時確認処理の詳しい流れについては後述する。ＣＰＵ３１は、第一降下時確認処理において、正しく判定できたか否かを確認フラグの値に基づいて判定する（Ｓ１１）。ＣＰＵ３１は、確認フラグが０で正しく判定できなかった時（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１７に進み、上述と同様の処理を実行する。

ＣＰＵ３１は、確認フラグが１で正しく判定できた時（Ｓ１１：ＹＥＳ）、第二上昇時確認処理を実行する（Ｓ１２）。第二上昇時確認処理の詳しい流れについては後述する。ＣＰＵ３１は、第二上昇時確認処理において、正しく判定できたか否かを確認フラグに基づいて判定する（Ｓ１３）。ＣＰＵ３１は、確認フラグが０の時（Ｓ１３：ＮＯ）、正しく判定できなかったのでＳ１７に進み、上述と同様の処理を実行する。

ＣＰＵ３１は、確認フラグが１の時（Ｓ１３：ＹＥＳ）、正しく判定できたので、第二下降時確認処理を実行する（Ｓ１４）。第二下降時確認処理の詳しい流れについては後述する。ＣＰＵ３１は、第二下降時確認処理において、正しく判定できたか否かを確認フラグに基づいて判定する（Ｓ１５）。ＣＰＵ３１は、確認フラグが０の時（Ｓ１５：ＮＯ）、正しく判定できなかったのでＳ１７に進み、上述と同様の処理を実行する。ＣＰＵ３１は、確認フラグが１の時（Ｓ１５：ＹＥＳ）、正しく判定できたので「ＡＴＣ監視パラメータを設定しました」と表示部２８に表示する（Ｓ１６）。例えば、ＣＰＵ３１は、図２２に例示する画面を表示部２８に表示する。

図１０を参照して、再設定判定処理の流れを説明する。ＣＰＵ３１は再設定判定部として機能し本再設定判定処理を実行する。本再設定判定処理は、上述の設定・確認処理のＳ３に対応する処理である。

ＣＰＵ３１は、主軸９に工具ホルダ１７が装着しているか判定する（Ｓ００１）。ＣＰＵ３１は、主軸９に工具ホルダ１７が装着していないと判定した時（Ｓ００１：ＮＯ）、後述のＳ００９に進む。ＣＰＵ３１は、主軸９に工具ホルダ１７が装着していると判定した時（Ｓ００１：ＹＥＳ）、工具交換動作によって工具ホルダ１７を主軸９から抜き取る（Ｓ００２）。具体的には以下の動作となる。主軸ヘッド７をＡＴＣ上昇速度でＡＴＣ原点に上昇させ主軸９から工具ホルダ１７を取り外す。主軸ヘッド７がＡＴＣ原点に到達した後、工具ホルダ１７が装着されていないグリップアーム９０の位置を割り出す。その後、 主軸ヘッド７をＡＴＣ降下時速度で機械原点へ降下をさせる。

ＣＰＵ３１は、主軸ヘッド７が機械原点に到達したか判定する（Ｓ００８）。ＣＰＵ３１は、主軸ヘッド７が機械原点に到達していないと判定した時（Ｓ００８：ＮＯ）、Ｓ００８の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、主軸ヘッド７が機械原点に到達したと判定した時（Ｓ００８：ＹＥＳ）、ＡＴＣ上昇時速度でＡＴＣ原点へ主軸ヘッド７の上昇を開始する（Ｓ００９）。ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ０１０）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第一区間に含まれるか判定する（Ｓ０１１）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第一区間に含まれると判定した時（Ｓ０１１：ＹＥＳ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ０１２）。ＣＰＵ３１は、Ｓ０１０に戻り、前述の処理を繰り返す。

ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第一区間に含まれないと判定した時（Ｓ０１１：ＮＯ）、第一区間を通過したか判定する（Ｓ０１３）。ＣＰＵ３１は、第一区間を通過していないと判定した時（Ｓ０１３：ＮＯ）、Ｓ０１０に戻り、前述の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、第一区間を通過したと判定した時（Ｓ０１３：ＹＥＳ）、第一区間の最大外乱力Ｎ１ｍａｘ'を特定する（Ｓ０１４）。ＣＰＵ３１は、前回の最大外乱力Ｎ１ｍａｘと特定した最大外乱力Ｎ１ｍａｘ'の差分の絶対位置｜Ｎ１ｍａｘ−Ｎ１ｍａｘ'｜が予め設定した閾値Ｎ１以下であるか判定する（Ｓ０１５）。ＣＰＵ３１は、｜Ｎ１ｍａｘ−Ｎ１ｍａｘ'｜が閾値Ｎ１より大きいと判定した時（Ｓ０１５：ＮＯ）、再設定が必要で有ることを示す再設定フラグに１を設定し、再設定判定処理を修了する。

ＣＰＵ３１は、｜Ｎ１ｍａｘ−Ｎ１ｍａｘ'｜が閾値Ｎ１以下であると判定した時（Ｓ０１５：ＹＥＳ）、再設定フラグに０を設定し、主軸ヘッド７がＡＴＣ原点に到達したか判定する（Ｓ０１６）。ＣＰＵ３１は、主軸ヘッド７がＡＴＣ原点に到達していないと判定した時（Ｓ０１６：ＮＯ）、Ｓ０１６の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、主軸ヘッド７がＡＴＣ原点に到達したと判定した時（Ｓ０１６：ＹＥＳ）、主軸ヘッド７をＡＴＣ降下時速度で機械原点に降下を開始する（Ｓ０１７）。ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ０１８）。

ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第四区間に含まれるか判定する（Ｓ０１９）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第四区間に含まれると判定した時（Ｓ０１９：ＹＥＳ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ０２０）。ＣＰＵ３１は、Ｓ０１８に戻り、前述の処理を繰り返す。

ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第四区間に含まれないと判定した時（Ｓ０１９：ＮＯ）、第四区間を通過したか判定する（Ｓ０２１）。ＣＰＵ３１は、第四区間を通過していないと判定した時（Ｓ０２１：ＮＯ）、Ｓ０１８に戻り、前述の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、第四区間を通過したと判定した時（Ｓ０２１：ＹＥＳ）、第四区間の最大外乱力Ｎ４ｍａｘ'を特定する（Ｓ０２２）。ＣＰＵ３１は、前回の第四最大外乱力Ｎ４ｍａｘと特定した第四最大外乱力Ｎ４ｍａｘ'の差分の絶対位置｜Ｎ４ｍａｘ−Ｎ４ｍａｘ'｜が予め設定した閾値Ｎ２以下であるか判定する（Ｓ０２３）。ＣＰＵ３１は、｜Ｎ４ｍａｘ−Ｎ４ｍａｘ'｜が閾値Ｎ２より大きいと判定した時（Ｓ０２３：ＮＯ）、再設定フラグに１を設定し、再設定判定処理を終了する。ＣＰＵ３１は、｜Ｎ４ｍａｘ−Ｎ４ｍａｘ'｜が閾値Ｎ２以下であると判定した時（Ｓ０２３：ＹＥＳ）、再設定フラグに０を設定し、再設定判定処理を終了する。

図１２を参照して、上昇時基準区間設定処理の流れを説明する。ＣＰＵ３１は、設定部として機能し、本上昇時基準区間設定処理を実行する。本上昇時基準区間設定処理は、設定・確認処理のＳ５の処理に対応する処理である。

ＣＰＵ３１は、主軸９に工具ホルダ１７が装着されているか判定する（Ｓ１０１）。ＣＰＵ３１は、主軸９に工具ホルダ１７が装着されていないと判定した時（Ｓ１０１：ＮＯ）、後述のＳ１０９に進む。ＣＰＵ３１は、主軸９に工具ホルダ１７が装着されていると判定した時（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、工具交換動作によって工具ホルダ１７を主軸９から抜き取る（Ｓ１０２）。具体的にはＳ００２と同様なので説明を省略する。

ＣＰＵ３１は、基準区間設定上昇時速度でＡＴＣ原点へ主軸ヘッド７の上昇を開始する（Ｓ１０９）。ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ１１０）。

ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置がＡＴＣ原点であるか判定する（Ｓ１１１）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置がＡＴＣ原点でないと判定した時（Ｓ１１１：ＮＯ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ１１２）。ＣＰＵ３１は、Ｓ１１０に戻り、上述の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置がＡＴＣ原点であると判定した時（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、外乱力が最大のＺ位置Ｚ１ｍａｘを特定する（Ｓ１１３）。ＣＰＵ３１は、Ｚ位置Ｚ１ｍａｘから第一補正値ＯＳ１分下方に移動したＺｋ１を設定する（Ｓ１１４）。

ＣＰＵ３１は、Ｚ位置Ｚ１ｍａｘから第二補正値ＯＳ２分上方に移動したＺｋ２を設定する（Ｓ１１５）。ＣＰＵ３１は、設定したＺｋ１とＺｋ２と移動量ａ１と移動量ｂ１とに基づき、第一区間[Ｚｋ１ａ，Ｚｋ１ｂ]と第二区間[Ｚｋ２ａ，Ｚｋ２ｂ]を夫々設定する（Ｓ１１６）。ＣＰＵ３１は、本上昇時基準区間設定処理を終了し、設定・確認処理のＳ６に進む。

図１３を参照して、降下時基準区間設定処理の流れを説明する。ＣＰＵ３１は、設定部として機能し、本降下時基準区間設定処理を、Ｓ７の処理と並列に実行する。本降下時基準区間設定処理は、設定・確認処理のＳ６に対応する処理である。

ＣＰＵ３１は、基準区間設定降下時速度でＡＴＣ原点から機械原点へ主軸ヘッド７の降下を開始する（Ｓ２０１）。ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ２０２）。

ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が機械原点であるか判定する（Ｓ２０３）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が機械原点でないと判定した時（Ｓ２０３：ＮＯ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ２０４）。ＣＰＵ３１は、Ｓ２０２に戻り、上述の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が機械原点であると判定した時（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、外乱力が最大のＺ位置Ｚ２ｍａｘを特定する（Ｓ２０５）。ＣＰＵ３１は、Ｚ位置Ｚ２ｍａｘから第三補正値ＯＳ３分上方に移動したＺｋ３を設定する（Ｓ２０６）。

ＣＰＵ３１は、Ｚ位置Ｚ２ｍａｘから第四補正値ＯＳ４分下方に移動したＺｋ４を設定する（Ｓ２０７）。ＣＰＵ３１は、設定したＺｋ３とＺｋ４と移動量ａ２と移動量ｂ２とに基づき、第三区間[Ｚｋ３ａ，Ｚｋ３ｂ]と第二区間[Ｚｋ４ａ，Ｚｋ４ｂ]を夫々設定する（Ｓ２０８）。

ＣＰＵ３１は、比率ｒとＺ位置Ｚ２ｍａｘの外乱力Ｎｚ２ｍａｘとに基づき、不完全装着位置Ｚｋｋを設定する（Ｓ２０９）。ＣＰＵ３１は、本降下時基準区間設定処理を終了し、設定・確認処理のＳ８に進む。

図１４を参照して、第一上昇時確認処理の流れを説明する。ＣＰＵ３１は、確認部として機能し、本第一上昇時確認処理を実行する。本第一上昇時確認処理は、設定・確認処理のＳ８に対応する処理である。

ＣＰＵ３１は、機械原点からＡＴＣ原点へＡＴＣ上昇時速度で主軸ヘッド７の上昇を開始する（Ｓ４０１）。ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ４０２）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第一区間に含まれるか判定する（Ｓ４０３）。ＣＰＵ３１は、第一区間に含まれると判定した時（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ４０４）。ＣＰＵ３１は、Ｓ４０２に戻り、前述の処理を行う。

ＣＰＵ３１は、第一区間に含まれないと判定した時（Ｓ４０３：ＮＯ）、第一区間を通過したか判定する（Ｓ４０５）。ＣＰＵ３１は、第一区間を通過していないと判定した時（Ｓ４０５：ＮＯ）、Ｓ４０２に戻り、前述の処理を行う。ＣＰＵ３１は、第一区間を通過したと判定した時（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、第一区間の第一最大外乱力Ｎ１ｍａｘを特定する（Ｓ４０６）。

ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ４０７）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第二区間に含まれるか判定する（Ｓ４０８）。ＣＰＵ３１は、第二区間に含まれると判定した時（Ｓ４０８：ＹＥＳ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ４０９）。ＣＰＵ３１は、Ｓ４０７に戻り、前述の処理を行う。

ＣＰＵ３１は、第二区間に含まれないと判定した時（Ｓ４０８：ＮＯ）、第二区間を通過したか判定する（Ｓ４１０）。ＣＰＵ３１は、第二区間を通過していないと判定した時（Ｓ４１０：ＮＯ）、Ｓ４０７に戻り、前述の処理を行う。ＣＰＵ３１は、第二区間を通過したと判定した時（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、第二区間の外乱力の平均値Ｎ２ａｖｅを算出する（Ｓ４１１）。ＣＰＵ３１は、（Ｎ１ｍａｘ−Ｎ２ａｖｅ）が予め設定した閾値Ｍ１以上であるか判定する（Ｓ４１２）。

ＣＰＵ３１は、（Ｎ１ｍａｘ−Ｎ２ａｖｅ）が閾値Ｍ１以上であると判定した時（Ｓ４１２：ＹＥＳ）、第一区間と第二区間とに基づき、工具ホルダ１７の非装着を正しく判定できるので、確認フラグに１を設定する（Ｓ４１３）。ＣＰＵ３１は、Ｓ４１５に進む。ＣＰＵ３１は、（Ｎ１ｍａｘ−Ｎ２ａｖｅ）が閾値Ｍ１より小さいと判定した時（Ｓ４１２：ＮＯ）、第一区間と第二区間とに基づき、工具ホルダ１７の非装着を正しく判定できないので、確認フラグに０を設定する（Ｓ４１４）。ＣＰＵ３１は、Ｓ４１５に進む。

ＣＰＵ３１は、ＡＴＣ原点に到達したか判定する（Ｓ４１５）。ＣＰＵ３１は、ＡＴＣ原点に到達していないと判定した時（Ｓ４１５：ＮＯ）、Ｓ４１５の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、ＡＴＣ原点に到達したと判定した時（Ｓ４１５：ＹＥＳ）、本第一上昇時確認処理を終了し、設定・確認処理のＳ９に進む。

図１５、図１６を参照して、第一降下時確認処理の流れを説明する。ＣＰＵ３１は、確認部として機能して、本第一降下時確認処理を実行する。本第一降下時確認処理は、設定・確認処理のＳ１０に対応する処理である。

ＣＰＵ３１は、工具ホルダ１７を保持するグリップアーム９０を交換位置へ割り出す（Ｓ５０１）。ＣＰＵ３１は、ＡＴＣ原点から機械原点へＡＴＣ降下時速度で主軸ヘッド７の降下を開始する（Ｓ５０２）。ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ５０４）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第三区間に含まれるか判定する（Ｓ５０５）。ＣＰＵ３１は、第三区間に含まれると判定した時（Ｓ５０５：ＹＥＳ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ５０６）。ＣＰＵ３１は、Ｓ５０４に戻り、前述の処理を行う。

ＣＰＵ３１は、第三区間に含まれないと判定した時（Ｓ５０５：ＮＯ）、第三区間を通過したか判定する（Ｓ５０７）。ＣＰＵ３１は、第三区間を通過していないと判定した時（Ｓ５０７：ＮＯ）、Ｓ５０４に戻り、前述の処理を行う。ＣＰＵ３１は、第三区間を通過したと判定した時（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、第三区間の外乱力の平均値Ｎ３ａｖｅを算出する（Ｓ５０８）。

ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ５０９）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置がＺｋｋであるか判定する（Ｓ５１０）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置がＺｋｋではないと判定した時（Ｓ５１０：ＮＯ）、Ｓ５０９に戻り、前述の処理を行う。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置がＺｋｋであると判定した時（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、Ｚｋｋの外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、記憶部３２に記憶する（Ｓ５１１）。ＣＰＵ３１は、（Ｚｋｋの外乱力−Ｎ３ａｖｅ）が予め設定された閾値Ｍ２より小さいか判定する（Ｓ５１２）。

ＣＰＵ３１（判定部）は、（Ｚｋｋの外乱力−Ｎ３ａｖｅ）が閾値Ｍ２より小さいと判定した時（Ｓ５１２：ＹＥＳ）、工具ホルダ１７が不完全な状態で主軸９に装着されている（不完全装着）と判定する（Ｓ５１３）。ＣＰＵ３１は、不完全装着の旨のアラートを表示部２８に表示する（Ｓ５１４）。ＣＰＵ３１は、Ｓ５１４において、スピーカ（図示略）から警告音を発しても良いし、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)（図示略）を点滅等しても良い。ＣＰＵ３１は、不完全装着を正しく判定できたので、確認フラグに１を設定し（Ｓ５１５）、後述するＳ５２３に進む。

ＣＰＵ３１は、（Ｚｋｋの外乱力−Ｎ３ａｖｅ）が閾値Ｍ２以上であると判定した時（Ｓ５１２：ＮＯ）、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ５１５）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第四区間に含まれるか判定する（Ｓ５１６）。ＣＰＵ３１は、第四区間に含まれると判定した時（Ｓ５１６：ＹＥＳ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ５１７）。ＣＰＵ３１は、Ｓ５１５に戻り、前述の処理を行う。

ＣＰＵ３１は、第四区間に含まれないと判定した時（Ｓ５１６：ＮＯ）、第四区間を通過したか判定する（Ｓ５１８）。ＣＰＵ３１は、第四区間を通過していないと判定した時（Ｓ５１８：ＮＯ）、Ｓ５１５に戻り、前述の処理を行う。ＣＰＵ３１は、第四区間を通過したと判定した時（Ｓ５１８：ＹＥＳ）、第四区間の最大外乱力Ｎ４ｍａｘを特定する（Ｓ５１９）。ＣＰＵ３１は、（Ｎ４ｍａｘ−Ｎ３ａｖｅ）が予め設定した閾値Ｍ３より小さいか判定する（Ｓ５２０）。

ＣＰＵ３１は、（Ｎ４ｍａｘ−Ｎ３ａｖｅ）が閾値Ｍ３より小さい判定した時（Ｓ５２０：ＹＥＳ）、第三区間と第四区間とに基づき、工具ホルダ１７の装着を正しく判定できたので、確認フラグに１を設定する（Ｓ５２１）。ＣＰＵ３１は、Ｓ５２３に進む。ＣＰＵ３１は、（Ｎ４ｍａｘ−Ｎ３ａｖｅ）が閾値Ｍ３以上であると判定した時（Ｓ５２０：ＮＯ）、第三区間と第四区間とに基づき、工具ホルダ１７の装着を正しく判定できなかったので、確認フラグに０を設定する（Ｓ５２２）。ＣＰＵ３１は、Ｓ５２３に進む。

ＣＰＵ３１は、機械原点に到達したか判定する（Ｓ５２３）。ＣＰＵ３１は、機械原点に到達していないと判定した時（Ｓ５２３：ＮＯ）、Ｓ５２３の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、機械原点に到達したと判定した時（Ｓ５２３：ＹＥＳ）、本第一下降時確認処理を終了し、設定・確認処理のＳ１１に進む。

図１７を参照して、第二上昇時確認処理の流れを説明する。ＣＰＵ３１は、確認部として機能し、本第二上昇時確認処理を実行する。本第二上昇時確認処理は、設定・確認処理のＳ１２に対応する処理である。

Ｓ６０１〜Ｓ６１２までは、Ｓ４０１〜Ｓ４１２と全く同一の処理となるので、その説明を省略する。

ＣＰＵ３１は、（Ｎ１ｍａｘ−Ｎ２ａｖｅ）が閾値Ｍ１より小さいと判定した時（Ｓ６１２：ＹＥＳ）、第一区間と第二区間とに基づき、工具ホルダ１７の装着を正しく判定できるので、確認フラグに１を設定する（Ｓ６１３）。ＣＰＵ３１は、Ｓ６１５に進む。ＣＰＵ３１は、（Ｎ１ｍａｘ−Ｎ２ａｖｅ）が閾値Ｍ１以上であると判定した時（Ｓ６１２：ＮＯ）、第一区間と第二区間とに基づき、工具ホルダ１７の装着を正しく判定できないので、確認フラグに０を設定する（Ｓ６１４）。ＣＰＵ３１は、Ｓ６１５に進む。

ＣＰＵ３１は、ＡＴＣ原点に到達したか判定する（Ｓ６１５）。ＣＰＵ３１は、ＡＴＣ原点に到達していないと判定した時（Ｓ６１５：ＮＯ）、Ｓ６１５の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、ＡＴＣ原点に到達したと判定した時（Ｓ６１５：ＹＥＳ）、本第二上昇時確認処理を終了し、設定・確認処理のＳ１３に進む。

図１８を参照して、第二降下時確認処理の流れを説明する。ＣＰＵ３１は、確認部として機能して、本第二降下時確認処理を実行する。本第二降下時確認処理は、設定・確認処理のＳ１４に対応する処理である。

ＣＰＵ３１は、工具ホルダ１７が無いグリップアーム９０の交換位置を割り出す（Ｓ７０１）。ＣＰＵ３１は、ＡＴＣ原点から機械原点へＡＴＣ降下時速度で主軸ヘッド７の降下を開始する（Ｓ７０２）。ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ７０４）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第三区間に含まれるか判定する（Ｓ７０５）。ＣＰＵ３１は、第三区間に含まれると判定した時（Ｓ７０５：ＹＥＳ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ７０６）。ＣＰＵ３１は、Ｓ７０４に戻り、前述の処理を行う。

ＣＰＵ３１は、第三区間に含まれないと判定した時（Ｓ７０５：ＮＯ）、第三区間を通過したか判定する（Ｓ７０７）。ＣＰＵ３１は、第三区間を通過していないと判定した時（Ｓ７０７：ＮＯ）、Ｓ７０４に戻り、前述の処理を行う。ＣＰＵ３１は、第三区間を通過したと判定した時（Ｓ７０７：ＹＥＳ）、第三区間の外乱力の平均値Ｎ３ａｖｅを算出する（Ｓ７０８）。

ＣＰＵ３１は、駆動回路５１Ａから主軸ヘッド７のＺ位置を取得する（Ｓ７０９）。ＣＰＵ３１は、取得したＺ位置が第四区間に含まれるか判定する（Ｓ７１０）。ＣＰＵ３１は、第四区間に含まれると判定した時（Ｓ７１０：ＹＥＳ）、取得したＺ位置におけるＺ軸モータ５１に対する外乱力を駆動回路５１Ａから検出し、検出した外乱力を取得したＺ位置と対応付けて記憶部３２に記憶する（Ｓ７１１）。ＣＰＵ３１は、Ｓ７０９に戻り、前述の処理を行う。

ＣＰＵ３１は、第四区間に含まれないと判定した時（Ｓ７１０：ＮＯ）、第四区間を通過したか判定する（Ｓ７１２）。ＣＰＵ３１は、第四区間を通過していないと判定した時（Ｓ７１２：ＮＯ）、Ｓ７０９に戻り、前述の処理を行う。ＣＰＵ３１は、第四区間を通過したと判定した時（Ｓ７１２：ＹＥＳ）、第四区間の第四最大外乱力Ｎ４ｍａｘを特定する（Ｓ７１３）。ＣＰＵ３１は、（Ｎ４ｍａｘ−Ｎ３ａｖｅ）が閾値Ｍ３以上であるか判定する（Ｓ７１４）。

ＣＰＵ３１は、（Ｎ４ｍａｘ−Ｎ３ａｖｅ）が閾値Ｍ３以上であると判定した時（Ｓ７１４：ＹＥＳ）、第三区間と第四区間とに基づき、工具ホルダ１７の非装着を正しく判定できたので、確認フラグに１を設定する（Ｓ７１５）。ＣＰＵ３１は、本第二下降時確認処理を終了し、設定・確認処理のＳ１５に進む。ＣＰＵ３１は、（Ｎ４ｍａｘ−Ｎ３ａｖｅ）が閾値Ｍ３より小さいと判定した時（Ｓ７１４：ＮＯ）、第三区間と第四区間とに基づき、工具ホルダ１７の非装着を正しく判定できなかったので、確認フラグに０を設定する（Ｓ７１６）。ＣＰＵ３１は、本第二下降時確認処理を終了し、設定・確認処理のＳ１５に進む。

図１９を参照して、設定・確認処理の開始時に工具ホルダ１７が主軸９に装着されている時の数値制御装置３０の概略的な動作の流れを説明する。数値制御装置３０は、主軸ヘッド７を機械原点からＡＴＣ原点へ上昇を開始し、その過程で、主軸９から工具ホルダ１７を外す。数値制御装置３０は、ＡＴＣ原点で、工具ホルダ１７の無いグリップアーム９０の交換位置を割り出す。数値制御装置３０は、主軸ヘッド７をＡＴＣ原点から機械原点へ降下を開始し、その過程で工具ホルダ１７を非装着の状態にする。数値制御装置３０は、主軸ヘッド７を基準区間設定上昇時速度で機械原点からＡＴＣ原点へ上昇を開始し、その過程で第一区間と第二区間を設定する。数値制御装置３０は、主軸ヘッド７を基準区間設定降下時速度でＡＴＣ原点から機械原点へ降下を開始し、その過程で第三区間と第四区間と不完全装着位置Ｚｋｋを設定する。

数値制御装置３０は、主軸ヘッド７をＡＴＣ上昇時速度で機械原点からＡＴＣ原点へ上昇を開始し、その過程で、設定した第一区間と第二区間とに基づき、工具ホルダ１７の非装着を正しく判定できるか確認する。数値制御装置３０は、ＡＴＣ原点で、工具ホルダ１７のあるグリップアーム９０の交換位置を割り出す。数値制御装置３０は、主軸ヘッド７をＡＴＣ降下時速度でＡＴＣ原点から機械原点へ降下を開始し、その過程で工具ホルダ１７を装着した状態にする。数値制御装置３０は、工具ホルダ１７の装着後、降下の過程で、不完全装着判定を行い、設定した第三区間と第四区間とに基づき、工具ホルダ１７の装着が正しく判定できるか確認する。数値制御装置３０は、主軸ヘッド７をＡＴＣ上昇時速度で機械原点からＡＣＴ原点へ上昇を開始し、その過程で、設定した第一区間と第二区間とに基づき、工具ホルダ１７の装着を正しく判定できるか確認する。

数値制御装置３０は、工具ホルダ１７の装着を正しく判定できるか確認後、上昇の過程で、主軸９から工具ホルダ１７を取り外す。数値制御装置３０は、ＡＴＣ原点で、工具ホルダ１７の無いグリップアーム９０の交換位置を割り出す。数値制御装置３０は、主軸ヘッド７をＡＴＣ降下時速度でＡＴＣ原点から機械原点へ降下を開始し、その過程で工具ホルダ１７を非装着の状態にする。数値制御装置３０は、工具ホルダ１７を非装着の状態にした後、降下の過程で、設定した第三位置区間と第四区間とに基づき、工具ホルダ１７の非装着を正しく判定できるか確認する。

上記実施形態１では、数値制御装置３０は、基準区間を設定後に主軸ヘッド７の上昇過程で、設定した基準区間に基づき、工具ホルダ１７の非装着を判定できるか確認し、工具ホルダ１７を装着する。数値制御装置３０は、降下過程と上昇過程で、設定した基準区間に基づき、工具ホルダ１７の装着を判定できるか確認し、工具ホルダ１７を非装着にする。数値制御装置３０は、降下過程で、設定した基準区間に基づき、工具ホルダ１７の非装着を判定できるか確認する。故に、数値制御装置３０は、最小の工程で上昇過程と降下過程における工具ホルダ１７の装着状態を判定できるか確認するので、確認工程の時間を最小化できる。

上記実施形態１では、数値制御装置３０は、上昇時の工具ホルダ１７の装着・非装着の判定の基準区間となる第一区間と第二区間を夫々設定する。第一区間と第二区間は、工具ホルダ１７の非装着時の上昇時における最大外乱力Ｎｚ１ｍａｘに対応するＺ位置Ｚ１ｍａｘに基づき設定する。より具体的には、数値制御装置３０は、Ｚ位置Ｚ１ｍａｘから第一補正値ＯＳ１分下方に移動したＺ位置をＺｋ１として設定する。数値制御装置３０は、Ｚ位置Ｚｋ１を中心として、上下に移動量ａ１分夫々移動した点からなる区間[Ｚｋ１ａ，Ｚｋ１ｂ]を第一区間として設定する。数値制御装置３０は、Ｚ位置Ｚ１ｍａｘから第二補正値ＯＳ２分上方に移動したＺ位置をＺｋ２として設定する。数値制御装置３０は、Ｚ位置Ｚｋ２を中心として、上下に移動量ｂ１分夫々移動した点からなる区間[Ｚｋ２ａ，Ｚｋ２ｂ]を第二区間として設定する。数値制御装置３０は、クランプばね５７のばね力のバラツキに関係なく適切な基準区間を設定できる。故に、数値制御装置３０は、工具ホルダ１７の装着状態の判定精度を向上できる。第二区間は必須ではなく、第一区間のみ設定してもよい。

上記実施形態１では、数値制御装置３０は、降下時の工具ホルダ１７の装着・非装着の判定の基準区間となる第三区間と第四区間を夫々設定する。第三位置Ｚｃ３と第四位置Ｚｃ４とを第三区間と第四区間の中から夫々設定する。第三区間と第四区間は、工具ホルダ１７の非装着時の降下時における第二最大外乱力Ｎｚ２ｍａｘに対応するＺ位置Ｚ２ｍａｘに基づき設定する。より具体的には、数値制御装置３０は、Ｚ位置Ｚ２ｍａｘから第三補正値ＯＳ３分上方に移動したＺ位置をＺｋ３として設定する。数値制御装置３０は、Ｚ位置Ｚｋ３を中心として、上下に移動量ｂ２分夫々移動した点からなる区間[Ｚｋ３ａ，Ｚｋ３ｂ]を第三区間として設定する。数値制御装置３０は、Ｚ位置Ｚ２ｍａｘから第四補正値ＯＳ４分下方に移動したＺ位置をＺｋ４として設定する。数値制御装置３０は、Ｚ位置Ｚｋ４を中心として、上下に移動量ａ２分夫々移動した点からなる区間[Ｚｋ４ａ，Ｚｋ４ｂ]を第四区間として設定する。数値制御装置３０は、クランプばね５７のばね力のバラツキに関係なく適切な基準区間を設定できる。故に、数値制御装置３０は、工具ホルダ１７の装着状態の判定精度を向上できる。第三区間は必須ではなく、第四区間のみ設定してもよい。

上記実施形態１では、数値制御装置３０は、所定のタイミングで基準区間の再設定が必要であるか判定を行い、再設定が必要であると判定した場合、基準区間の再設定を行う。例えば、数値制御装置３０は、加工動作を行っていない期間に基準区間の再設定を行うことができるので、数値制御装置３０の生産性が向上する。数値制御装置３０は、再設定が必要ないと判定した場合に、基準区間の再設定を行わないので、数値制御装置３０の稼働率が向上する。

上記実施形態１では、数値制御装置３０は、設定した第一区間と第二区間に基づき、主軸ヘッド７が機械原点からＡＴＣ原点へ上昇する過程で、工具ホルダ１７の装着状態を適切に判定できるか確認する。故に、数値制御装置３０は、工具ホルダ１７の装着状態の判定精度を向上できる。

上記実施形態１では、数値制御装置３０は、設定した第三区間と第四区間に基づき、主軸ヘッド７がＡＴＣ原点から機械原点へ降下する過程で、工具ホルダ１７の装着状態を適切に判定できるか確認する。故に、数値制御装置３０は、工具ホルダ１７の装着状態の判定精度を向上できる。上昇時と降下時ではアンクランプローラ６７とアンクランプカム６６の接触状態が異なっている可能性がある。ばね力（外乱力）は、アンクランプローラ６７とアンクランプカム６６の接触状態により変化する。故に、ばね力（外乱力）を上昇時と降下時の両方を検出し、検出した上昇時と降下時のばね力（外乱力）に基づき、工具ホルダの装着状態を判定できることを確認することで、より適切な装着判定が可能となる。

図２２を参照して、実施形態２を説明する。図２２は、本実施形態２の数値制御装置３０と工作機械１の電気的構成を示すブロック図であり、ＬＰＦ（Low Pass Filter）５６を備える点で、実施形態１とは異なっている。本実施形態２の工作機械１の構造は、実施形態１と同じである。故に、工作機械１の構造の説明は省略し、異なる点を説明する。

電流検出器５１Ｃは、検出したＺ軸モータ５１に対する駆動電流をＬＰＦ５６に出力する。ＬＰＦ５６は、駆動電流の高周波成分を除去し、高周波成分を除去後の駆動電流を駆動回路５１Ａにフィードバックする。故に、駆動電流の波形をより滑らかにでき、数値制御装置３０は、工具ホルダ１７の装着状態の判定精度をさらに向上できる。駆動回路５１Ａは駆動値設定部の一例である。ＬＰＦ５６は除去部の一例である。

本実施形態２では、ＬＰＦ５６による遅延が発生する。故に、第一区間〜第四区間はＬＰＦ５６の遅延時間ｔｄを考慮した区間となる。第一区間は区間[Ｚｋ１ａ＋ｆ（ｔｄ），Ｚｋ１ｂ＋ｆ（ｔｄ）]となる。第二区間は区間[Ｚｋ２ａ＋ｆ（ｔｄ），Ｚｋ２ｂ＋ｆ（ｔｄ）]となる。第三区間は区間[Ｚｋ３ａ＋ｆ（ｔｄ），Ｚｋ３ｂ＋ｆ（ｔｄ）]となる。第四区間は区間[Ｚｋ４ａ＋ｆ（ｔｄ），Ｚｋ４ｂ＋ｆ（ｔｄ）]となる。関数をｆ（ｔ）は、時間を主軸ヘッド７のＺ位置に変換する関数である。

上記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。上記実施形態のアンクランプカム６６はレバー部材６０に固定し、アンクランプカム６６のカム面を摺動するアンクランプローラ６７をコラム５側に支持するが、アンクランプローラ６７をレバー部材６０に支持し、アンクランプカム６６をコラム５側に固定してもよい。

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、工作機械１に設けてもよい。

上記実施形態の工作機械１は、主軸９がＺ軸方向に延びる立型工作機械であるが、主軸９が水平方向に延びる横型工作機械であってもよい。

上記実施形態のアンクランプカム６６のカム面は二つ傾斜部６６Ａ，６６Ｄと二つの直線部６６Ｂ，６６Ｃで構成しているが、図２４に示すように、一つの傾斜部６６Ａと直線部６６Ｂで構成してもよい。図２３に示す傾斜部６６Ａはカム面上部から後方且つ下方に傾斜する部分であり、直線部６６Ｂは傾斜部６６Ａの下端から下方に直線状に延びる部分である。記憶部３２は第一補正値ＯＳ１と第二補正値ＯＳ２と移動量ａ１と移動量ｂ１を記憶している。故に、図２４に示す如く、第一区間と第二区間を設定できる。同様にして。第三区間と第四区間を設定できる。

本実施形態はＣＰＵ３１の代わりに、マイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を、プロセッサとして用いても良い。ＣＰＵ３１とＦＰＧＡ等によりプロセッサを実現しても良い。設定・確認処理は、複数のプロセッサによって分散処理してもよい。プログラムを記憶するＲＯＭと記憶装置は、例えばＨＤＤと他の非一時的な記憶媒体の少なくとも一方で構成しても良い。非一時的な記憶媒体は、情報を記憶する期間に関わらず、情報を留めておくことが可能な記憶媒体であれば良い。非一時的な記憶媒体は、一時的な記憶媒体（例えば伝送される信号）を含まなくても良い。設定・確認処理プログラム、ＮＣプログラム等の各種プログラムは、例えば、図示外のネットワークに接続されたサーバからダウンロードして（即ち、伝送信号として送信され）、フラッシュメモリ等の記憶装置等に記憶しても良い。この時、プログラムは、サーバに備えられたＨＤＤなどの非一時的な記憶媒体に保存していれば良い。

１ 工作機械
７ 主軸ヘッド
９ 主軸
１７ 工具ホルダ
２１ 工具マガジン
３０ 数値制御装置
３１ ＣＰＵ
５１ Ｚ軸モータ
５１Ａ 駆動回路
５６ ＬＰＦ
５７ クランプばね
５８ アンクランプピン
６０ レバー部材
６１ 支軸
６２ 横方向レバー
６３ 縦方向レバー
６６ アンクランプカム
６６Ａ 第一傾斜部
６６Ｃ 第一直線部
６６Ｄ 第二傾斜部
６６Ｂ 第二直線部
６７ アンクランプローラ
６８ 引張ばね
６９ ドローバ

Claims (14)

1. 主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設け、クランプばねを備えて前記クランプばねのばね力により工具ホルダを前記主軸にクランプするドローバと、前記工具ホルダを収納するマガジンと、前記主軸の移動方向に直線的に延設した直線部と前記直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した傾斜部とでカム面を構成したアンクランプカムと前記アンクランプカムに摺接するアンクランプローラとアンクランプピンとを備え、前記アンクランプピンを押圧することで前記主軸に対する前記工具ホルダのクランプ状態を前記クランプばねのばね力に抗して解除するアンクランプ操作部と、被削材を加工可能な限界位置である機械原点と前記マガジンが回転可能な前記主軸ヘッドの位置であるＡＴＣ原点との間を、前記主軸ヘッドを移動させる駆動部と、を備えた工作機械の数値制御装置において、
   前記クランプばねのばね力を検出する検出部と、
   前記工具ホルダを前記主軸が非装着の状態で前記機械原点から前記ＡＴＣ原点へ前記主軸ヘッドが移動した時に、前記検出部が検出したばね力の第一最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第一補正値分前記機械原点側に移動した第一位置を含む基準区間として第一区間を設定し、前記第一最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第二補正値分前記ＡＴＣ原点側に移動した第二位置を含む基準区間として第二区間を設定する第一設定部と、
   前記駆動部を制御して、前記工具ホルダを前記主軸に装着した状態及び非装着の状態で前記主軸ヘッドを前記機械原点から前記ＡＴＣ原点へ前記主軸ヘッドを移動させ、前記第二区間の前記クランプばねのばね力の平均値を算出し、前記第一区間の前記クランプばねのばね力の最大値と算出した前記平均値の差分が予め設定した第一閾値以上である時に、前記主軸に前記工具ホルダが非装着の際に非装着を判定し、前記第一閾値より小さい時に、前記主軸に前記工具ホルダが装着している際に装着を判定する第一判定部と
   を備える、ことを特徴とする数値制御装置。
2. 前記第一設定部は、前記第一位置を中心として予め設定した第一移動量分該第一位置から離れて移動した点との間から成る区間を前記第一区間として設定し、前記第二位置を中心として予め設定した第二移動量分該第二位置から離れて移動した点との間から成る区間を前記第二区間として設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
3. 前記第一判定部が、前記工具ホルダの前記装着と前記非装着を判定できることを確認する第一確認部と、
   前記第一確認部が、前記工具ホルダの前記装着を判定できると確認できない時、又は前記工具ホルダの前記非装着を判定できると確認できない時に、アラートを報知する第一不可報知部とを更に備える、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の数値制御装置。
4. 前記第一区間の前記クランプばねのばね力の最大値は第一区間最大値であって、
   所定のタイミングで、前記駆動部は、前記主軸ヘッドを前記機械原点から前記ＡＴＣ原点に移動させ、
   前記検出部は、前記第一区間最大値を新たに検出し、
   現在の前記第一区間最大値と新たな前記第一区間最大値との差が所定の第三閾値以下である時に、前記第一区間を再設定する必要がないと判定し、
   該第三閾値より大きい時、前記第一区間を再設定する必要があると判定する第一再設定判定部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の数値制御装置。
5. 主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設け、クランプばねを備えて前記クランプばねのばね力により工具ホルダを前記主軸にクランプするドローバと、前記工具ホルダを収納するマガジンと、前記主軸の移動方向に直線的に延設した直線部と前記直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した傾斜部とでカム面を構成したアンクランプカムと前記アンクランプカムに摺接するアンクランプローラとアンクランプピンとを備え、前記アンクランプピンを押圧することで前記主軸に対する前記工具ホルダのクランプ状態を前記クランプばねのばね力に抗して解除するアンクランプ操作部と、被削材を加工可能な限界位置である機械原点と前記マガジンが回転可能な前記主軸ヘッドの位置であるＡＴＣ原点との間を、前記主軸ヘッドを移動させる駆動部と、を備えた工作機械の数値制御装置において、
   前記クランプばねのばね力を検出する検出部と、
   前記工具ホルダを前記主軸が非装着の状態で前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ前記主軸ヘッドが移動した時に、前記検出部が検出したばね力の第二最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第三補正値分前記ＡＴＣ原点側に移動した第三位置を含む基準区間として第三区間を設定し、前記第二最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第四補正値分前記機械原点側に移動した第四位置を含む基準区間として第四区間を設定する第二設定部と、
   前記駆動部を制御して、前記工具ホルダを前記主軸に装着した状態及び非装着の状態で前記主軸ヘッドを前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ前記主軸ヘッドを移動させ、前記第三区間の前記クランプばねのばね力の平均値を算出し、前記第四区間の前記クランプばねのばね力の最大値と算出した前記平均値の差分が予め設定した第二閾値以上である時に、前記主軸に前記工具ホルダが非装着の際に非装着を判定し、前記第二閾値より小さい時に、前記主軸に前記工具ホルダが装着している際に装着を判定する第二判定部とを備える、
   ことを特徴とする数値制御装置。
6. 前記第二設定部は、前記第三位置を中心として予め設定した第三移動量分該第三位置から離れて移動した点との間から成る区間を前記第三区間として設定し、前記第四位置を中心として予め設定した第四移動量分該第四位置から離れて移動した点との間から成る区間を前記第四区間として設定する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の数値制御装置。
7. 前記第二判定部が、前記工具ホルダの前記装着と前記非装着を判定できることを確認する第二確認部と、
   前記第二確認部が、前記工具ホルダの前記装着を判定できると確認できない時、又は前記工具ホルダの前記非装着を判定できると確認できない時に、アラートを報知する第二不可報知部とを更に備える、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の数値制御装置。
8. 前記第四区間の前記クランプばねのばね力の最大値は第二区間最大値であって、
   所定のタイミングで、前記駆動部は、前記主軸ヘッドを前記ＡＴＣ原点から前記機械原点に移動させ、
   前記検出部は、前記第二区間最大値を新たに検出し、
   現在の前記第二区間最大値と新たな前記第二区間最大値との差が所定の第四閾値以下である時に、前記第四区間を再設定する必要がないと判定し、該第四閾値より大きい時、前記第四区間を再設定する必要があると判定する第二再設定判断部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項５〜７の何れか一に記載の数値制御装置。
9. 前記工具ホルダが前記主軸に非装着の状態で、前記主軸ヘッドが前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ移動する時に、前記検出部が検出したばね力の前記第二最大値に所定の比率を乗算した値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置を前記工具ホルダが不完全な装着状態である不完全装着判定位置として設定する判定位置設定部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項５〜８の何れか一に記載の数値制御装置。
10. 前記判定位置設定部が設定した前記不完全装着判定位置の前記クランプばねのばね力と、前記主軸ヘッドの移動時における前記工具ホルダの装着・非装着を判定する基準区間の第三区間の前記クランプばねのばね力の平均値との差分が所定の第五閾値より小さい時、前記工具ホルダが不完全装着状態であると判定する判定部を更に備える、
    ことを特徴とする請求項９に記載の数値制御装置。
11. 前記判定部が、不完全装着状態であると判定した時に、アラートを報知する不完全報知部を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の数値制御装置。
12. 前記カム面は、前記主軸の移動方向に直線的に延設した第一直線部と前記第一直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した第一傾斜部と前記第一傾斜部の端部から前記主軸の移動方向に直線的に延設した第二直線部と前記第二直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した第二傾斜部で構成する、
    ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一に記載の数値制御装置。
13. 主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設け、クランプばねを備えて前記クランプばねのばね力により工具ホルダを前記主軸にクランプするドローバと、前記工具ホルダを収納するマガジンと、前記主軸の移動方向に直線的に延設した直線部と前記直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した傾斜部とでカム面を構成したアンクランプカムと前記アンクランプカムに摺接するアンクランプローラとアンクランプピンとを備え、前記アンクランプピンを押圧することで前記主軸に対する前記工具ホルダのクランプ状態を前記クランプばねのばね力に抗して解除するアンクランプ操作部と、被削材を加工可能な限界位置である機械原点と前記マガジンが回転可能な前記主軸ヘッドの位置であるＡＴＣ原点との間を、前記主軸ヘッドを移動させる駆動部と、を備えた工作機械の数値制御装置の装着判定基準設定方法において、
    前記クランプばねのばね力を検出し、
    前記工具ホルダを前記主軸が非装着の状態で前記機械原点から前記ＡＴＣ原点へ前記主軸ヘッドが移動した時に、検出したばね力の第一最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第一補正値分前記機械原点側に移動した第一位置を含む基準区間として第一区間を設定し、前記第一最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第二補正値分前記ＡＴＣ原点側に移動した第二位置を含む基準区間として第二区間を設定し、
    前記駆動部を制御して、前記工具ホルダを前記主軸に装着した状態及び非装着の状態で前記主軸ヘッドを前記機械原点から前記ＡＴＣ原点へ前記主軸ヘッドを移動させ、前記第二区間の前記クランプばねのばね力の平均値を算出し、前記第一区間の前記クランプばねのばね力の最大値と算出した前記平均値の差分が予め設定した第一閾値以上である時に、前記主軸に前記工具ホルダが非装着の際に非装着を判定し、前記第一閾値より小さい時に、前記主軸に前記工具ホルダが装着している際に装着を判定する、ことを特徴とすることを特徴とする装着判定基準設定方法。
14. 主軸ヘッドに回転可能に設けた主軸と、前記主軸に設け、クランプばねを備えて前記クランプばねのばね力により工具ホルダを前記主軸にクランプするドローバと、前記工具ホルダを収納するマガジンと、前記主軸の移動方向に直線的に延設した直線部と前記直線部の端部から前記主軸ヘッド側又は前記マガジン側に傾斜した傾斜部とでカム面を構成したアンクランプカムと前記アンクランプカムに摺接するアンクランプローラとアンクランプピンとを備え、前記アンクランプピンを押圧することで前記主軸に対する前記工具ホルダのクランプ状態を前記クランプばねのばね力に抗して解除するアンクランプ操作部と、被削材を加工可能な限界位置である機械原点と前記マガジンが回転可能な前記主軸ヘッドの位置であるＡＴＣ原点との間を、前記主軸ヘッドを移動させる駆動部と、を備えた工作機械の数値制御装置の装着判定基準設定方法において、
    前記クランプばねのばね力を検出し、
    前記工具ホルダを前記主軸が非装着の状態で前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ前記主軸ヘッドが移動した時に、検出したばね力の第二最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第三補正値分前記ＡＴＣ原点側に移動した第三位置を含む基準区間として第三区間を設定し、前記第二最大値に対応する前記主軸ヘッドの移動方向の軸の位置から予め設定した第四補正値分前記機械原点側に移動した第四位置を含む基準区間として第四区間を設定し、
    前記駆動部を制御して、前記工具ホルダを前記主軸に装着した状態及び非装着の状態で前記主軸ヘッドを前記ＡＴＣ原点から前記機械原点へ前記主軸ヘッドを移動させ、前記第三区間の前記クランプばねのばね力の平均値を算出し、前記第四区間の前記クランプばねのばね力の最大値と算出した前記平均値の差分が予め設定した第二閾値以上である時に、前記主軸に前記工具ホルダが非装着の際に非装着を判定し、前記第二閾値より小さい時に、前記主軸に前記工具ホルダが装着している際に装着を判定する、ことを特徴とする装着判定基準設定方法。

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