JP7047979B1 - 切削システム、表示システム、処理装置、処理方法および処理プログラム - Google Patents

Abstract

切削システムは、穴あけ加工用の切削工具と、前記切削工具に取り付けられる複数のセンサと、処理部とを備え、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記複数のセンサは、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量を計測し、前記処理部は、複数の計測時点における各前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成し、生成した各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知する。

Description

本開示は、切削システム、表示システム、処理装置、処理方法および処理プログラム
に関する。

特許文献１（特開２０１１－２０２２１号公報）には、以下のような回転刃具の寿命予測方法が開示されている。すなわち、寿命予測方法は、モータで駆動される回転刃具の寿命予測方法において、回転刃具により被削物を切削加工する際に、モータの駆動電流を高周波電流センサでサンプリングして実負荷電流波形を測定する負荷電流測定工程と、この実負荷電流波形の波形から、加工回数毎に最大値及び最小値を抜き出して変化量を求め、この変化量の時系列的な分散値を求める統計上処理工程と、分散値の平均から定められたしきい値に対して上記分散値が所定の判断条件に該当するか否かを判定し、該当した分散値の出現により回転刃具の折損予兆が出現したと判断する予兆判断工程とを備える。

特開２０１１－２０２２１号公報 米国特許出願公開第２０１５／０２６１２０７号明細書 米国特許出願公開第２００９／０２３５７６３号明細書 欧州特許出願公開第３４８６７３７号明細書 特開２００６－７１４８５号公報 特開平１１－１１８６２５号公報

本開示の切削システムは、穴あけ加工用の切削工具と、前記切削工具に取り付けられる複数のセンサと、処理部とを備え、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記複数のセンサは、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量を計測し、前記処理部は、複数の計測時点における各前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成し、生成した各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知する。

本開示の処理装置は、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部を備え、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理装置は、さらに、前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、前記生成部により生成された各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知する検知部とを備える。

本開示の処理方法は、処理装置における処理方法であって、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得するステップを含み、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記計測結果を取得するステップにおいては、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理方法は、さらに、取得した複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成するステップと、生成した各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知するステップとを含む。

本開示の処理プログラムは、処理装置において用いられる処理プログラムであって、コンピュータを、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部、として機能させるための処理プログラムであり、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理プログラムは、さらに、コンピュータを、前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、前記生成部により生成された各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知する検知部、として機能させるためのプログラムである。

本開示の表示システムは、穴あけ加工用の切削工具と、前記切削工具に取り付けられる複数のセンサと、処理装置とを備え、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記複数のセンサは、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量を計測し、前記処理装置は、複数の計測時点における各前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成し、生成した各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行う。

本開示の処理装置は、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部を備え、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理装置は、さらに、前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、前記生成部により生成された各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行う表示処理部とを備える。

本開示の処理方法は、処理装置における処理方法であって、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得するステップを含み、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記計測結果を取得するステップにおいては、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理方法は、さらに、取得した複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成するステップと、生成した各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行うステップとを含む。

本開示の処理プログラムは、処理装置において用いられる処理プログラムであって、コンピュータを、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部、として機能させるための処理プログラムであり、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理プログラムは、さらに、コンピュータを、前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、前記生成部により生成された各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行う表示処理部、として機能させるためのプログラムである。

本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える切削システムとして実現され得るだけでなく、切削システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える表示システムとして実現され得るだけでなく、表示システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。また、本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える処理装置として実現され得るだけでなく、処理装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。

図１は、本開示の実施の形態に係る切削システムの構成を示す図である。 図２は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。 図３は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成を示す矢視図である。 図４は、本開示の実施の形態に係る切削システムにおける処理装置の構成を示す図である。 図５は、本開示の実施の形態に係る切削工具に加わる切削抵抗のベクトルを示す図である。 図６Ａは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の一例を示す図である。 図６Ｂは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の一例を示す図である。 図６Ｃは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の一例を示す図である。 図７Ａは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図７Ｂは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図７Ｃは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図８は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の一例を示す図である。 図９Ａは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図９Ｂは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図９Ｃは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１０Ａは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１０Ｂは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１０Ｃは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１１は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１２は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１３は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１４は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１５は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１６は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１７は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図１８は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データの他の例を示す図である。 図１９は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データの他の例を示す図である。 図２０は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図２１は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図２２は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の他の例を示す図である。 図２３は、本開示の実施の形態に係る処理装置の処理部による検知処理の一例を示す図である。 図２４は、本開示の実施の形態に係る処理装置の処理部による検知処理の一例を示す図である。 図２５は、本開示の実施の形態に係る処理装置の処理部による検知処理の一例を示す図である。 図２６は、本開示の実施の形態に係る処理装置の処理部による検知処理の一例を示す図である。 図２７は、本開示の実施の形態に係る処理装置における表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。 図２８は、本開示の実施の形態に係る切削システムにおける処理装置が切削加工に関する異常を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。 図２９は、本開示の実施の形態に係る切削システムにおける検知処理および表示処理のシーケンスの一例を示す図である。 図３０は、本開示の実施の形態の変形例６に係る処理装置における表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。 図３１は、本開示の実施の形態の変形例６に係る処理装置における表示部に表示される２次元座標の遷移を示す図である。

従来、切削工具にセンサを取り付け、切削加工時のセンサによる計測結果に基づいて、切削工具の異常を検知する技術が提案されている。

［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１の技術を超えて、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することが可能な技術が望まれる。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することが可能な切削システム、表示システム、処理装置、処理方法および処理プログラムを提供することである。

［本開示の効果］
本開示によれば、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本開示の実施の形態に係る切削システムは、穴あけ加工用の切削工具と、前記切削工具に取り付けられる複数のセンサと、処理部とを備え、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記複数のセンサは、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量を計測し、前記処理部は、複数の計測時点における各前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成し、生成した各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知する。

このように、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられたセンサの計測結果に基づいて、当該切削工具の回転軸と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データを生成し、生成した各２次元データに基づいて、切削加工に関する異常を検知する構成により、たとえば、生成した２次元データが理想値と異なる異常値であった場合に、切削工具の座標系に対応付けられる要因と、工作機械の座標系に対応付けられる要因とに切り分けて解析することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとに異常の有無を判定することができる。したがって、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

（２）好ましくは、前記処理部は、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる種類の異常である第１の異常を検知する。

このような構成により、発生し得る複数種類の異常のうち、刃振れ等の切削加工の準備段階において生じる異常を検知することができる。

（３）より好ましくは、前記処理部は、前記回転軸を原点とする２次元座標上にプロットされた複数の前記２次元データの代表値と、前記原点との位置関係に基づいて、前記第１の異常を検知する。

このような構成により、切削工具の座標系に対応付けられる要因に起因する異常のうちの切削加工の開始前に発生し得る異常を、他の異常と区別して第１の異常として検知することができる。

（４）より好ましくは、前記処理部は、前記第１の異常を検知した場合、前記原点および前記代表値を通る直線と、前記２次元座標における座標軸との間の角度に基づいて、前記２以上の切刃のうちの、前記第１の異常の発生要因である前記切刃を特定する。

このような構成により、第１の異常が発生した際、第１の異常の発生要因である切刃を交換する等の対処を容易に行うことができる。

（５）好ましくは、前記処理部は、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する種類の異常である第２の異常を検知する。

このような構成により、発生し得る複数種類の異常のうち、切削対象物、工作機械および治具に関する異常を検知することができる。

（６）より好ましくは、前記処理部は、第１の期間における複数の前記計測時点に対応する複数の前記２次元データの代表値と、前記第１の期間の開始時刻以降の前記計測時点に対応する前記２次元データとの比較結果に基づいて、前記第２の異常を検知する。

このような構成により、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を、他の異常と区別して第２の異常として検知することができる。

（７）好ましくは、前記処理部は、前記切削工具に関する、前記切削加工の実行段階において生じる種類の異常である第３の異常を検知する。

このような構成により、発生し得る複数種類の異常のうち、切刃の欠損等の切削加工の実行段階において生じる異常を検知することができる。

（８）より好ましくは、前記処理部は、複数の前記２次元データの代表値の時間変化に基づいて、前記第３の異常を検知する。

このような構成により、切削工具の座標系に対応付けられる要因に起因する異常のうちの切削加工中に発生し得る異常を、他の異常と区別して第３の異常として検知することができる。

（９）より好ましくは、前記処理部は、前記第３の異常を検知した場合、前記回転軸を原点とする２次元座標における前記代表値の時間変化の方向に基づいて、前記２以上の切刃のうちの、前記第３の異常の発生要因である前記切刃を特定する。

このような構成により、第３の異常が発生した際、第３の異常の発生要因である切刃を交換する等の対処を容易に行うことができる。

（１０）本開示の実施の形態に係る処理装置は、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部を備え、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理装置は、さらに、前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、前記生成部により生成された各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知する検知部とを備える。

このように、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられたセンサの計測結果に基づいて、当該切削工具の回転軸と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データを生成し、生成した各２次元データに基づいて、切削加工に関する異常を検知する構成により、たとえば、生成した２次元データが理想値と異なる異常値であった場合に、切削工具の座標系に対応付けられる要因と、工作機械の座標系に対応付けられる要因とに切り分けて解析することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとに異常の有無を判定することができる。したがって、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

（１１）本開示の実施の形態に係る処理方法は、処理装置における処理方法であって、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得するステップを含み、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記計測結果を取得するステップにおいては、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理方法は、さらに、取得した複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成するステップと、生成した各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知するステップとを含む。

このように、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられたセンサの計測結果に基づいて、当該切削工具の回転軸と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データを生成し、生成した各２次元データに基づいて、切削加工に関する異常を検知する方法により、たとえば、生成した２次元データが理想値と異なる異常値であった場合に、切削工具の座標系に対応付けられる要因と、工作機械の座標系に対応付けられる要因とに切り分けて解析することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとに異常の有無を判定することができる。したがって、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

（１２）本開示の実施の形態に係る処理プログラムは、処理装置において用いられる処理プログラムであって、コンピュータを、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部、として機能させるための処理プログラムであり、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理プログラムは、さらに、コンピュータを、前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、
前記生成部により生成された各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知する検知部、として機能させるためのプログラムである。

このように、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられたセンサの計測結果に基づいて、当該切削工具の回転軸と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データを生成し、生成した各２次元データに基づいて、切削加工に関する異常を検知する構成により、たとえば、生成した２次元データが理想値と異なる異常値であった場合に、切削工具の座標系に対応付けられる要因と、工作機械の座標系に対応付けられる要因とに切り分けて解析することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとに異常の有無を判定することができる。したがって、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

（１３）本開示の実施の形態に係る表示システムは、穴あけ加工用の切削工具と、前記切削工具に取り付けられる複数のセンサと、処理装置とを備え、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記複数のセンサは、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量を計測し、前記処理装置は、複数の計測時点における各前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成し、生成した各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行う。

このように、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられたセンサの計測結果に基づいて、当該切削工具の回転軸と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データを生成し、生成した各２次元データおよび評価基準を表示する構成により、たとえば、切削工具の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準と、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準とを表示することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとの評価基準および２次元データを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。したがって、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

（１４）好ましくは、前記処理装置は、前記評価基準として、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる異常の判定に用いる判定基準を表示する処理を行う。

このような構成により、刃振れ等の切削加工の準備段階において生じる異常を判定するための評価基準および２次元データを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。

（１５）好ましくは、前記処理装置は、前記評価基準として、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する異常の判定に用いる判定基準を表示する処理を行う。

このような構成により、切削対象物、工作機械および治具に関する異常を判定するための評価基準および２次元データを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。

（１６）好ましくは、前記処理装置は、前記評価基準として、前記切削工具に関する、前記切削加工の実行段階において生じる異常の判定に用いる判定基準を表示する処理を行う。

このような構成により、切刃の欠損等の切削加工の実行段階において生じる異常に関する評価基準および２次元データを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。

（１７）好ましくは、前記処理装置は、前記判定基準を用いた判定結果を表示する処理を行う。

このような構成により、切削加工に関する各種異常の有無をユーザに認識させることができる。

（１８）好ましくは、前記処理装置は、前記回転軸の方向の前記負荷に関するデータをさらに表示する処理を行う。

このような構成により、切削加工が実際に行われているか否かをユーザに認識させることができる。

（１９）本開示の実施の形態に係る処理装置は、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部を備え、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理装置は、さらに、前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、前記生成部により生成された各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行う表示処理部とを備える。

このように、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられたセンサの計測結果に基づいて、当該切削工具の回転軸と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データを生成し、生成した各２次元データおよび評価基準を表示する構成により、たとえば、切削工具の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準と、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準とを表示することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとの評価基準および２次元データを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。したがって、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

（２０）本開示の実施の形態に係る処理方法は、処理装置における処理方法であって、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得するステップを含み、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記計測結果を取得するステップにおいては、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理方法は、さらに、取得した複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成するステップと、生成した各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行うステップとを含む。

このように、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられたセンサの計測結果に基づいて、当該切削工具の回転軸と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データを生成し、生成した各２次元データおよび評価基準を表示する方法により、たとえば、切削工具の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準と、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準とを表示することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとの評価基準および２次元データを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。したがって、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

（２１）本開示の実施の形態に係る処理プログラムは、処理装置において用いられる処理プログラムであって、コンピュータを、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部、として機能させるための処理プログラムであり、前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、前記処理プログラムは、さらに、コンピュータを、前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、前記生成部により生成された各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行う表示処理部、として機能させるためのプログラムである。

このように、穴あけ加工用の切削工具に取り付けられたセンサの計測結果に基づいて、当該切削工具の回転軸と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データを生成し、生成した各２次元データおよび評価基準を表示する構成により、たとえば、切削工具の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準と、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準とを表示することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとの評価基準および２次元データを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。したがって、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

［切削システム］
図１は、本開示の実施の形態に係る切削システムの構成を示す図である。

図１を参照して、切削システム３０１は、穴あけ加工用の切削工具１０１と、複数のひずみセンサ２０と、処理装置２０１とを備える。切削システム３０１は、表示システムの一例である。処理装置２０１は、切削システム３０１における処理部の一例である。

［切削工具］
切削工具１０１は、２以上の切刃を用いた切削加工を行う。切削工具１０１は、たとえば、金属等からなる切削対象物に予め設けられた下穴をくり広げる穴あけ加工に用いられる。切削工具１０１は、たとえば刃先交換式のボーリングである。切削工具１０１は、工作機械におけるアーバ等の工具ホルダ２１０に保持された状態で使用される。なお、切削工具１０１は、ボーリングに限定されず、ドリル、リーマまたはタップであってもよい。

切削工具１０１は、シャフト部１０と、ハウジング２４と、電池２２と、無線通信装置２３と、刃取付部１２とを備える。シャフト部１０は、シャンク部１１を含む。図１では、ハウジング２４を想像線である二点鎖線により示している。

刃取付部１２は、切削工具１０１におけるシャフト部１０よりも先端側に設けられる。刃取付部１２は、たとえば３つの刃固定部１３を含む。各刃固定部１３には、切刃を有するチップ１４が取り付けられる。なお、刃取付部１２は、２つまたは４つ以上の刃固定部１３を含む構成であってもよい。

工具ホルダ２１０は、工作機械の主軸２２０に取り付けられる。主軸２２０は、柱状であり、工具ホルダ２１０に回転力を与える。工具ホルダ２１０は、主軸２２０の延長線上に配置される柱状の部材である。具体的には、工具ホルダ２１０の上端部が、主軸２２０に保持される。また、工具ホルダ２１０の下端部が、切削工具１０１のシャンク部１１を保持する。

ひずみセンサ２０は、切削工具１０１に取り付けられる。たとえば、ひずみセンサ２０は、たとえば接着剤または粘着剤を介してシャフト部１０の周面に取り付けられる。

ハウジング２４は、シャフト部１０に取り付けられたひずみセンサ２０を格納する。具体的には、ハウジング２４は、図示しない底板部および側壁部を含む。ハウジング２４は、ひずみセンサ２０を下方および側方から覆う。

電池２２および無線通信装置２３は、ハウジング２４に格納される。たとえば、電池２２および無線通信装置２３は、ハウジング２４の底板部または側壁部に固定される。無線通信装置２３は、たとえば通信用ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の通信回路を含む。

電池２２は、図示しない電力線を介して、ひずみセンサ２０および無線通信装置２３と接続されている。電池２２は、電力線を介して、ひずみセンサ２０および無線通信装置２３へ電力を供給する。電力線には、電力供給のオンおよびオフを切り替えるスイッチが設けられている。

たとえば、切削システム３０１は、３つのひずみセンサ２０を備える。なお、切削システム３０１は、切削工具１０１におけるチップ１４の数よりも少数のひずみセンサ２０を備える構成であってもよいし、切削工具１０１におけるチップ１４の数よりも多数のひずみセンサ２０を備える構成であってもよい。また、切削システム３０１は、切削工具１０１におけるチップ１４の数と相関の無い数のひずみセンサ２０を備える構成であってもよい。

図２は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。

図２を参照して、ひずみセンサ２０として、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃがシャフト部１０に設けられる。ひずみセンサ２０Ａは、シャフト部１０の周方向においてひずみセンサ２０Ｂが設けられた位置から９０°ずれた位置に設けられる。ひずみセンサ２０Ｃは、シャフト部１０の周方向においてひずみセンサ２０Ａが設けられた位置から９０°ずれた位置に設けられる。ひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃは、シャフト部１０の回転軸１７を介して点対称となる位置に設けられる。ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、たとえば、シャフト部１０の回転軸１７に沿う方向において、同じ位置に設けられてもよいし、互いに異なる位置に設けられてもよい。

なお、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、刃取付部１２の位置に関わらず、たとえば上述のようにシャフト部１０の周面にそれぞれ設けられればよい。すなわち、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、シャフト部１０の周面において、刃固定部１３から回転軸１７に沿った位置に設けられる必要はない。

以下では、説明のため、回転軸１７に直交する平面において、回転軸１７からひずみセンサ２０Ａが設けられた位置への方向をＸ方向と称し、回転軸１７からひずみセンサ２０Ｃが設けられた位置への方向をＹ方向と称し、回転軸１７と平行な方向をＺ方向とも称する

図３は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成を示す矢視図である。図３は、図１におけるＩＩＩ方向から見た矢視図である。

図３を参照して、刃取付部１２は、刃固定部１３として、刃固定部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを含む。刃固定部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、この順に、刃取付部１２の周方向において時計回りに１２０°ずつずれた位置にそれぞれ設けられる。

刃固定部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃには、チップ１４として、チップ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃがそれぞれ取り付けられる。以下、チップ１４Ａの切刃を切刃ＣＡとも称し、チップ１４Ｂの切刃を切刃ＣＢとも称し、チップ１４Ｃの切刃を切刃ＣＣとも称し、切刃ＣＡ，ＣＢ，ＣＣの各々を切刃Ｃとも称する。

チップ１４は、たとえばスローアウェイチップである。チップ１４は、たとえばネジ止めにより刃固定部１３に取り付けられる。なお、チップ１４は、ネジ止め以外の手段により刃固定部１３に固定されてもよい。また、切削工具１０１は、刃取付部１２の代わりに、シャフト部１０と一体となった切刃を備える、いわゆるソリッドボーリングであってもよい。

ひずみセンサ２０は、切削加工時の切削工具１０１の負荷に関する状態を示す物理量を計測する。より詳細には、ひずみセンサ２０は、切削加工時の切削工具１０１の負荷に関する状態を示す物理量として、シャフト部１０のせん断ひずみεを計測する。

ひずみセンサ２０は、たとえば、切削加工の開始時刻である時刻ｔｓから終了時刻である時刻ｔｅまでの期間においてせん断ひずみεを計測し、たとえばせん断ひずみεに応じたレベルのアナログ信号を図示しない信号線経由で無線通信装置２３へ送信する。

無線通信装置２３は、ひずみセンサ２０から受信したアナログ信号を所定のサンプリング周期でＡＤ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換し、変換後のデジタル値であるセンサ計測値を生成する。より詳細には、無線通信装置２３は、ひずみセンサ２０Ａから受けるせん断ひずみεのアナログ信号をＡＤ変換することによりセンサ計測値ｓａを生成し、ひずみセンサ２０Ｂから受けるせん断ひずみεのアナログ信号をＡＤ変換することによりセンサ計測値ｓｂを生成し、ひずみセンサ２０Ｃから受けるせん断ひずみεのアナログ信号をＡＤ変換することによりセンサ計測値ｓｃを生成する。

無線通信装置２３は、生成したセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃにサンプリングタイミングを示すタイムスタンプを付与し、タイムスタンプが付与されたセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃを図示しない記憶部に保存する。

無線通信装置２３は、たとえば所定周期で、当該記憶部から１または複数組のセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃを取得し、取得したセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃおよび対応のひずみセンサ２０の識別情報を含む無線信号を生成し、生成した無線信号を処理装置２０１へ送信する。

［処理装置］
図４は、本開示の実施の形態に係る切削システムにおける処理装置の構成を示す図である。

図４を参照して、処理装置２０１は、無線通信部１１０と、生成部１２０と、処理部１３０と、記憶部１４０と、表示部１５０とを備える。無線通信部１１０は、取得部の一例である。処理部１３０は、検知部の一例であり、かつ表示処理部の一例である。

無線通信部１１０は、たとえば通信用ＩＣ等の通信回路により実現される。生成部１２０および処理部１３０は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサによって実現される。記憶部１４０は、たとえば不揮発性メモリである。表示部１５０は、たとえばディスプレイである。なお、表示部１５０は、処理装置２０１の外部に設けられてもよい。

＜無線通信部＞
無線通信部１１０は、切削工具１０１の切削加工時の負荷に関する状態を示す物理量を計測するひずみセンサ２０による計測結果を取得する。

より詳細には、無線通信部１１０は、切削工具１０１における無線通信装置２３と無線による通信を行う。無線通信装置２３および無線通信部１１０は、たとえば、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４に準拠したＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＩＥＥＥ ８０２．１５．１に準拠したＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）およびＩＥＥＥ８０２．１５．３ａに準拠したＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）等の通信プロトコルを用いた無線による通信を行う。なお、無線通信装置２３と無線通信部１１０との間において、上記以外の通信プロトコルが用いられてもよい。

無線通信部１１０は、切削工具１０１における無線通信装置２３から受信した無線信号からセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃおよび識別情報を取得する。そして、無線通信部１１０は、当該センサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃを当該識別情報に対応付けて記憶部１４０に保存する。

＜生成部＞
生成部１２０は、無線通信部１１０により取得された、複数の計測時点における各ひずみセンサ２０による計測結果に基づいて、切削工具１０１におけるシャフト部１０の回転軸１７と垂直な平面内における２方向の負荷に関する、計測時点ごとの２次元データＤをそれぞれ生成する。

より詳細には、生成部１２０は、無線通信部１１０によりセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃが記憶部１４０に保存されると、記憶部１４０に保存されたセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃに基づいて２次元データＤを生成する。

図５は、本開示の実施の形態に係る切削工具に加わる切削抵抗のベクトルを示す図である。

図５を参照して、切削工具１０１による切削加工時に、回転軸１７と垂直な平面であって、切刃Ｃを通る平面である切削抵抗作用面内において、チップ１４ＡにベクトルＶＡを有する荷重、すなわち切削抵抗ＦＡ［Ｎ］が加わる。また、切削工具１０１による切削加工時に、当該切削抵抗作用面内において、チップ１４ＢにベクトルＶＢを有する切削抵抗ＦＢ［Ｎ］が加わり、チップ１４ＣにベクトルＶＣを有する切削抵抗ＦＣ［Ｎ］が加わる。たとえば、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの方向は、切刃ＣＡ，ＣＢ，ＣＣを通る円の接線方向である。ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの方向は、切刃ＣＡ，ＣＢ，ＣＣの形状および被削材等により定まり、シミュレーション結果または実加工時のひずみセンサ２０による計測結果に基づいて把握することができる。

たとえば、生成部１２０は、センサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃに基づいて、当該切削抵抗作用面内において切削工具１０１が受けるＸ方向の荷重ＦｘおよびＹ方向の荷重Ｆｙを示す２次元データＤを生成する。また、たとえば、生成部１２０は、センサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃに基づいて、Ｚ方向の荷重ＦｚおよびＺ方向周りのモーメントＭｚを算出する。

より詳細には、記憶部１４０は、センサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃを荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚに変換するための変換式およびセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃをモーメントＭｚに変換するための変換式を記憶している。たとえば、これらの変換式は、特許文献５および６等に記載の技術を用いて予め作成される。より詳細には、これらの変換式は、切削工具１０１に既知の荷重を加えたときに得られるセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃに基づいて予め作成される変換行列である。

生成部１２０は、記憶部１４０におけるセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃおよび変換行列に基づいて、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびモーメントＭｚを算出する。

生成部１２０は、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびモーメントＭｚの算出を順次行う。より詳細には、生成部１２０は、無線通信部１１０によりセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃが記憶部１４０に保存されるたびに、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびモーメントＭｚを算出し、算出した荷重Ｆｘ，Ｆｙを２次元データＤとして記憶部１４０に保存するとともに、算出した荷重ＦｚおよびモーメントＭｚを記憶部１４０に保存する。

なお、生成部１２０は、変換行列を用いることなく、センサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃに基づいて、ひずみセンサ２０Ａが設けられた位置におけるせん断ひずみε、およびひずみセンサ２０Ｂが設けられた位置におけるせん断ひずみεを示す２次元データＤを生成する構成であってもよい。

図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の一例を示す図である。図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃにおいて、横軸は切削工具１０１の回転角［ｄｅｇｒｅｅ］であり、縦軸は回転軸１７に垂直な方向すなわち半径方向における切削対象物の切り取り厚さ［ｍｍ］を示している。図６Ａにおける破線は、チップ１４Ａによる切削対象物の切り取り厚さＫａを示している。図６Ｂにおける一点鎖線は、チップ１４Ｂによる切削対象物の切り取り厚さＫｂを示している。図６Ｃにおける二点鎖線は、チップ１４Ｃによる切削対象物の切り取り厚さＫｃを示している。

図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の一例を示す図である。図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃにおいて、横軸は切削工具１０１の回転角［ｄｅｇｒｅｅ］であり、縦軸は切削対象物の切削断面積［ｍｍ＾２］を示している。図７Ａにおける破線は、チップ１４Ａによる切削対象物の切削断面積Ａａを示している。図７Ｂにおける一点鎖線は、チップ１４Ｂによる切削対象物の切削断面積Ａｂを示している。図７Ｃにおける二点鎖線は、チップ１４Ｃによる切削対象物の切削断面積Ａｃを示している。

図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃを参照して、切削工具１０１を用いた理想的な穴あけ加工では、すべてのチップ１４の切り取り厚さＫａ，Ｋｂ，Ｋｃおよび切削断面積Ａａ，Ａｂ，Ａｃが、互いに等しく、かつ時間的に変化しない。この場合、チップ１４Ａに加わる切削抵抗ＦＡのベクトルＶＡ、チップ１４Ｂに加わる切削抵抗ＦＢのベクトルＶＢおよびチップ１４Ｃに加わる切削抵抗ＦＣのベクトルＶＣはキャンセルして相殺され、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの合成ベクトルＶはゼロになる。

図８は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の一例を示す図である。図８は、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃに示すような理想的な穴あけ加工を行った場合における３６０個の２次元データＤのシミュレーション結果を、縦軸が荷重Ｆｙ［Ｎ］であり、横軸が荷重Ｆｘ［Ｎ］であり、かつ回転軸１７を原点とする２次元座標ＴＤＣ上に示している。

図８では、説明のため、チップ１４Ａが受けるＸ方向の荷重ＦａｘおよびＹ方向の荷重Ｆａｙを示す２次元データＤａ、チップ１４Ｂが受けるＸ方向の荷重ＦｂｘおよびＹ方向の荷重Ｆｂｙを示す２次元データＤｂ、およびチップ１４Ｃが受けるＸ方向の荷重ＦｃｘおよびＹ方向の荷重Ｆｃｙを示す２次元データＤｃを２次元座標ＴＤＣ上に示している。生成部１２０は、センサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃに基づいて２次元データＤを生成する一方、２次元データＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを生成しない。

図８を参照して、上述したように、切削工具１０１による理想的な穴あけ加工が行われた場合、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの合成ベクトルＶはゼロになるので、切削工具１０１が受ける荷重Ｆｘ，Ｆｙはゼロになり、２次元データＤは２次元座標ＴＤＣにおいて原点に位置する。

＜処理部＞
処理部１３０は、生成部１２０により生成された各２次元データＤに基づいて、切削工具１０１による切削加工に関する異常を検知する検知処理を行う。

たとえば、処理部１３０は、生成部１２０により記憶部１４０に保存された複数の２次元データＤの代表値たとえば移動平均Ｄａｖｅを算出する。処理部１３０は、切削工具１０１が１回転する間のセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃに基づく２次元データＤの数よりも多くの数の２次元データＤを用いて当該移動平均Ｄａｖｅを算出する。具体的には、処理部１３０は、たとえば１００００個の２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅを算出する。

処理部１３０は、所定の算出周期で、記憶部１４０における直近の１００００個の２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅを算出し、算出した移動平均Ｄａｖｅを記憶部１４０に保存する。

処理部１３０は、記憶部１４０における２次元データＤおよび移動平均Ｄａｖｅに基づいて検知処理を行う。

（切削加工に関する異常の分類）
たとえば、処理部１３０は、切削工具１０１に関する、切削加工の準備段階において生じる種類の異常である準備段階異常Ａ１を検知する。このような構成により、発生し得る複数種類の異常のうち、刃振れ等の切削加工の準備段階において生じる異常を検知することができる。準備段階異常Ａ１は、第１の異常の一例である。

より詳細には、処理部１３０は、準備段階異常Ａ１として、切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常のうち、切削加工の準備段階において発生し得る異常を検知する。具体的には、処理部１３０は、準備段階異常Ａ１として、刃振れに起因する異常、切削工具１０１の送り速度等の加工条件に起因する異常、工具ホルダ２１０の剛性の不均一に起因する異常、および切削工具１０１の軸と主軸２２０とのずれに起因する異常を検知する。

また、たとえば、処理部１３０は、切削対象物、切削工具１００が取り付けられる工作機械および切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する種類の異常である工作機械系異常Ａ２を検知する。このような構成により、発生し得る複数種類の異常のうち、切削対象物、工作機械および治具に関する異常を検知することができる。工作機械系異常Ａ２は、第２の異常の一例である。

より詳細には、処理部１３０は、工作機械系異常Ａ２として、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を検知する。具体的には、処理部１３０は、工作機械系異常Ａ２として、切削対象物の下穴と工作機械の主軸２２０とのずれである芯ずれに起因する異常、切削対象物の下穴の円筒度に起因する異常、切削対象物の剛性の不均一に起因する異常、および切削対象物を固定する治具の剛性の不均一に起因する異常を検知する。

また、たとえば、処理部１３０は、切削工具１０１に関する、切削加工の実行段階において生じる種類の異常である実行段階異常Ａ３を検知する。このような構成により、発生し得る複数種類の異常のうち、切刃Ｃの欠損等の切削加工の実行段階において生じる異常を検知することができる。実行段階異常Ａ３は、第３の異常の一例である。

より詳細には、処理部１３０は、実行段階異常Ａ３として、切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常のうち、切削加工の実行段階において発生し得る異常を検知する。具体的には、処理部１３０は、実行段階異常Ａ３として、切刃の欠損、および切刃の摩耗量のバラつきを検知する。

（異常発生時の２次元データＤの例１）
図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。

図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。

図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃの見方は、図６Ａと同じである。図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃの見方は、図７Ａと同じである。図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、回転軸１７方向における切刃ＣＣの位置が切刃ＣＡ，ＣＢの位置よりも高く、かつ半径方向における回転軸１７から切刃ＣＣまでの距離が回転軸１７から切刃ＣＡ，ＣＢまでの距離よりも短い場合、すなわち刃振れによりチップ１４Ｃの切刃ＣＣが回転軸１７方向および半径方向に引っ込んでいる場合のシミュレーション結果を示している。

図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃを参照して、刃振れ等の切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生している状態、具体的にはチップ１４Ｃの切刃ＣＣが回転軸１７方向および半径方向に引っ込んでいる状態における穴あけ加工では、切り取り厚さＫｃが取り厚さＫａ，Ｋｂよりも小さく、かつ切削断面積Ａａ，Ａｂ，Ａｃが互いに異なる。

具体的には、回転軸１７方向および半径方向に引っ込んでいる切刃ＣＣに対応するチップ１４Ｃの切削断面積Ａｃが、チップ１４Ｂの切削断面積Ａｂよりも小さい。また、切削工具１０１の回転方向に沿ってチップ１４Ｃの隣に位置するチップ１４Ａの切削断面積Ａａが、チップ１４Ｂの切削断面積Ａｂよりも大きい。

この場合、チップ１４Ａに加わる切削抵抗ＦＡのベクトルＶＡ、チップ１４Ｂに加わる切削抵抗ＦＢのベクトルＶＢおよびチップ１４Ｃに加わる切削抵抗ＦＣのベクトルＶＣは相殺されないので、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの合成ベクトルＶはゼロにならない。

図１１は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の他の例を示す図である。図１１は、上述のような刃振れが発生している状態で穴あけ加工を行った場合における３６０個の２次元データＤのシミュレーション結果を２次元座標ＴＤＣ上に示している。図１１では、図８と同様に、説明のため、２次元データＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを２次元座標ＴＤＣ上に示している。

図１１を参照して、上述したように、刃振れ等の切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生している状態において穴あけ加工が行われた場合、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの合成ベクトルＶはゼロにならない。したがって、切削工具１０１が受ける荷重Ｆｘ，Ｆｙはゼロにならないので、２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅは２次元座標ＴＤＣにおいて原点からずれたところに位置する。

ここで、２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅは、２次元座標ＴＤＣにおいて、原点から、当該異常の発生要因である切刃Ｃに応じた方向にずれたところに位置する。より詳細には、上述したように、切刃ＣＣが回転軸１７方向および半径方向に引っ込んでいる場合、チップ１４Ｃの切削断面積Ａｃがチップ１４Ｂの切削断面積Ａｂよりも小さく、かつ、チップ１４Ａの切削断面積Ａａがチップ１４Ｂの切削断面積Ａｂよりも大きい。したがって、ベクトルＶＣはベクトルＶＢよりも小さく、かつベクトルＶＡはベクトルＶＢよりも大きい。この場合、２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅは、２次元座標ＴＤＣにおいて、原点から、２次元データＤａ側かつ２次元データＤｃとは反対側にずれたところに位置する。

（異常発生時の２次元データの例２）
図１２は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。

図１３は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。

図１２および図１３の見方は、図６Ａおよび図７Ａとそれぞれ同じである。図１２および図１３は芯ずれが生じている場合のシミュレーション結果を示している。なお、図１２では、図６Ａ，６Ｂ，６Ｃとは異なり、切り取り厚さＫａ，Ｋｂ，Ｋｃを１つのグラフにまとめて図示している。また、図１３では、図７Ａ，７Ｂ，７Ｃとは異なり、切削断面積Ａａ，Ａｂ，Ａｃを１つのグラフにまとめて図示している。

図１２および図１３を参照して、芯ずれ等の工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生している状態における穴あけ加工では、切り取り厚さＫａ，Ｋｂ，Ｋｃおよび切削断面積Ａａ，Ａｂ，Ａｃが、切削工具１０１の回転周期に従って、互いに異なる位相で周期的に変化する。

この場合、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣは、切削工具１０１の回転周期に従って周期的に変化する。したがって、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの合成ベクトルＶもまた、切削工具１０１の回転周期に従って周期的に変化する。

図１４は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の他の例を示す図である。図１４は、上述のような芯ずれが発生している状態で穴あけ加工を行った場合における３６０個の２次元データＤのシミュレーション結果を２次元座標ＴＤＣ上に示している。図１４では、図８と同様に、説明のため、２次元データＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを２次元座標ＴＤＣ上に示している。

図１４を参照して、上述したように、芯ずれ等の工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生している状態において穴あけ加工が行われた場合、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの合成ベクトルＶは周期的に変化する。したがって、切削工具１０１が受ける荷重Ｆｘ，Ｆｙは周期的に変化するので、２次元データＤは２次元座標ＴＤＣにおいて楕円上に位置する。

（異常発生時の２次元データの例３）
図１５は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。

図１６は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。

図１５および図１６の見方は、図１２および図１３とそれぞれ同じである。図１５および図１６は、上述のような刃振れおよび芯ずれが生じている場合のシミュレーション結果を示している。

図１５および図１６を参照して、刃振れ等の切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常、および芯ずれ等の工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生している状態における穴あけ加工では、切り取り厚さＫａ，Ｋｂ，Ｋｃが、切削工具１０１の回転周期に従って、互いに異なる位相で周期的に変化し、かつ切り取り厚さＫａ，Ｋｂと切り取り厚さＫｃとが互いに異なる振幅のオフセットを有する。また、切削断面積Ａａ，Ａｂ，Ａｃが、切削工具１０１の回転周期に従って、互いに異なる位相で周期的に変化し、かつ互いに異なる振幅のオフセットを有する。

具体的には、切削断面積Ａａ，Ａｂ，Ａｃが、それぞれ異なる位相で周期的に変化する。また、切削断面積Ａｃの平均値が切削断面積Ａｂの平均値よりも小さく、切削断面積Ａａの平均値が切削断面積Ａｂの平均値よりも大きい。

この場合、上述したように、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの合成ベクトルＶは、切削工具１０１の回転周期に従って周期的に変化する。また、合成ベクトルＶの平均値はゼロにならない。

図１７は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の他の例を示す図である。図１７は、上述のような刃振れおよび芯ずれが発生している状態で穴あけ加工を行った場合における３６０個の２次元データＤのシミュレーション結果を２次元座標ＴＤＣ上に示している。図１７では、図８と同様に、説明のため、２次元データＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを２次元座標ＴＤＣ上に示している。

図１７を参照して、上述したように、刃振れ等の切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常、および芯ずれ等の工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生している状態において穴あけ加工が行われた場合、合成ベクトルＶは周期的に変化し、かつ合成ベクトルＶの平均値はゼロにならない。したがって、切削工具１０１が受ける荷重Ｆｘ，Ｆｙもまた周期的に変化し、かつ荷重Ｆｘの平均値および荷重Ｆｙの平均値はゼロにならないので、２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅは原点からずれたところに位置し、かつ各２次元データＤは当該移動平均Ｄａｖｅを中心とする楕円上に位置する。

図１８および図１９は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データの他の例を示す図である。図１８は、刃振れが発生している状態で実際に穴あけ加工を行った場合における８００個の２次元データＤの実測値を２次元座標ＴＤＣ上に示している。図１９は、図１８の状態において０．１ｍｍの芯ずれを発生させた状態で実際に穴あけ加工を行った場合における８００個の２次元データＤの実測値を２次元座標ＴＤＣ上に示している。

図１８および図１９を参照して、０．１ｍｍの芯ずれを発生させることにより、２次元座標ＴＤＣのＹ軸方向における２次元データＤのバラつきが、約１０Ｎから約２５Ｎに増大し、Ｘ軸方向における２次元データＤのバラつきが、約１０Ｎから約２０Ｎに増大した。これは、芯ずれが発生している状態において荷重Ｆｘ，Ｆｙが周期的に変化することを示すシミュレーション結果と一致している。

（異常発生時の２次元データの例４）
図２０は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切り取り厚さのシミュレーション結果の他の例を示す図である。

図２１は、本開示の実施の形態に係る切削工具における切刃による切削対象物の切削断面積のシミュレーション結果の他の例を示す図である。

図２０および図２１の見方は、図１２および図１３とそれぞれ同じである。図２０および図２１は、図１５および図１６に示すように刃振れおよび芯ずれが生じている場合において、さらに切削加工中に切刃ＣＡの欠損が生じることにより回転軸１７方向における切刃ＣＡの位置が切刃ＣＢ，ＣＣの位置よりも高くなった場合、すなわち切刃ＣＡが回転軸１７方向に引っ込んだ場合のシミュレーション結果を示している。

図２０および図２１を参照して、穴あけ加工中に切刃Ｃの欠損等の切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生すると、切削断面積Ａａ，Ａｂ，Ａｃの振幅のオフセットが変化することにより、切削断面積Ａａ，Ａｂ，Ａｃの平均値が変化する。具体的には、切刃ＣＡが回転軸１７方向に引っ込むことにより、切り取り厚さＫａ，Ｋｂ，Ｋｃは変化しない一方で、切削断面積Ａａ，Ａｂ，Ａｃの平均値が変化する。

具体的には、図２１に示す、欠損が生じた切刃ＣＡに対応するチップ１４Ａの切削断面積Ａａが、図１６に示す、欠損が生じる前の状態における切削断面積Ａａと比べて小さい。また、図２１に示す、切削工具１０１の回転方向に沿ってチップ１４Ａの隣に位置するチップ１４Ｂの切削断面積Ａｂが、図１６に示す、切刃ＣＡの欠損が生じる前の状態における切削断面積Ａｂと比べて大きい。

この場合、切刃ＣＡの欠損が生じる前後で、ベクトルＶＡ，ＶＢが変化するので、ベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの合成ベクトルＶもまた変化する。

図２２は、本開示の実施の形態に係る処理装置における生成部により生成される２次元データのシミュレーション結果の他の例を示す図である。図２２は、上述のような切刃ＣＡに欠損が生じた場合における３６０個の２次元データＤのシミュレーション結果を２次元座標ＴＤＣ上に示している。図２２では、図８と同様に、説明のため、２次元データＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを２次元座標ＴＤＣ上に示している。

図１７および図２２を参照して、上述したように、切刃ＣＡの欠損が生じる前後でベクトルＶＡ，ＶＢ，ＶＣの合成ベクトルＶが変化するので、切削工具１０１が受ける荷重Ｆｘ，Ｆｙもまた変化し、２次元データＤおよび移動平均Ｄａｖｅもまた変化する。

ここで、２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅの位置は、２次元座標ＴＤＣにおいて、切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常の発生要因である切刃Ｃに応じた方向に移動する。より詳細には、上述したように、切刃ＣＡの欠損が生じた場合、チップ１４Ａの切削断面積Ａａが小さくなり、かつチップ１４Ｂの切削断面積Ａｂが大きくなる。したがって、切刃ＣＡの欠損が生じることにより、ベクトルＶＡは小さくなり、かつベクトルＶＢは大きくなる。この場合、２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅの位置は、切刃ＣＡの欠損が生じることにより、２次元座標ＴＤＣにおいて、２次元データＤｂ側かつ２次元データＤａとは反対側に移動する。

（検知処理の具体例）
（準備段階異常Ａ１）
図２３は、本開示の実施の形態に係る処理装置の処理部による検知処理の一例を示す図である。図２３は、許容可能なレベルの芯ずれおよび許容できないレベルの刃振れが発生している状態で穴あけ加工を行った場合に生成される２次元データＤおよび移動平均Ｄａｖｅのシミュレーション結果を示している。

図２３を参照して、たとえば、処理部１３０は、２次元座標ＴＤＣ上にプロットされた移動平均Ｄａｖｅと原点との位置関係に基づいて、準備段階異常Ａ１を検知する。より詳細には、処理部１３０は、２次元座標ＴＤＣ上における移動平均Ｄａｖｅと原点との間の距離ｄ１に基づいて、準備段階異常Ａ１を検知する。

上述したように、切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生している状態において穴あけ加工が行われた場合、２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅは２次元座標ＴＤＣにおいて原点からずれたところに位置するので、移動平均Ｄａｖｅと原点との位置関係に着目することにより、準備段階異常Ａ１を検知することができる。したがって、切削工具の座標系に対応付けられる要因に起因する異常のうちの切削加工の開始前に発生し得る異常を、他の異常と区別して準備段階異常Ａ１として検知することができる。

より詳細には、記憶部１４０は、距離ｄ１に対して設定されるしきい値Ｔｈｒ１を記憶している。

たとえば、処理部１３０は、切削加工開始後に初めて算出した移動平均Ｄａｖｅである移動平均Ｄａｖｅ１の絶対値を距離ｄ１として算出し、当該距離ｄ１と記憶部１４０におけるしきい値Ｔｈｒ１とを比較する。処理部１３０は、当該距離ｄ１がしきい値Ｔｈｒ１以下である場合、準備段階異常Ａ１が発生していないと判断する一方で、当該距離ｄ１がしきい値Ｔｈｒ１を超えた場合、準備段階異常Ａ１が発生していると判断する。

すなわち、処理部１３０は、移動平均Ｄａｖｅ１の２次元座標ＴＤＣ上における位置が、中心が原点であり、かつ半径がしきい値Ｔｈｒ１である円Ｒ１の上または円Ｒ１の内側である場合、準備段階異常Ａ１が発生していないと判断する。一方、処理部１３０は、移動平均Ｄａｖｅ１の位置が円Ｒ１の外側である場合、準備段階異常Ａ１が発生していると判断する。

たとえば、しきい値Ｔｈｒ１は、穴あけ加工における公差範囲に応じて予め設定される。より詳細には、しきい値Ｔｈｒ１は、切削工具１０１の剛性、工具ホルダ２１０の剛性および主軸２２０の剛性と、公差範囲に応じて定まる切刃Ｃの位置ずれ許容範囲とを用いた演算により定まる合成ベクトルＶの許容範囲に基づいて、切削システム３０１のユーザにより予め設定される。切削工具１０１の剛性、工具ホルダ２１０の剛性および主軸２２０の剛性は、実測またはシミュレーションにより得られる。

たとえば、処理部１３０は、準備段階異常Ａ１を検知した場合、２次元座標ＴＤＣの原点および移動平均Ｄａｖｅ１を通る直線と、２次元座標ＴＤＣにおける座標軸たとえば横軸との間の角度θ１に基づいて、切刃Ｃのうちの準備段階異常Ａ１の発生要因である切刃Ｃを特定する。

上述したように、２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅは、２次元座標ＴＤＣにおいて、原点から、切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常の発生要因である切刃Ｃ、に応じた方向にずれたところに位置するので、角度θ１に着目することにより、準備段階異常Ａ１の発生要因である切刃Ｃを特定することができる。したがって、準備段階異常Ａ１が発生した際、準備段階異常Ａ１の発生要因である切刃Ｃを交換する等の対処を容易に行うことができる。

より詳細には、記憶部１４０は、たとえば、切刃Ｃと、切刃Ｃに刃振れが生じている場合における角度θ１の範囲との対応関係を示す刃振れデータベースを記憶している。

処理部１３０は、準備段階異常Ａ１が発生していると判断した場合、記憶部１４０における刃振れデータベースおよび角度θ１に基づいて、準備段階異常Ａ１の発生要因である切刃Ｃとして、刃振れが生じている切刃Ｃを特定する。

たとえば、刃振れデータベースは、切刃Ｃに刃振れが生じた場合における２次元データＤのシミュレーション結果、または切刃Ｃに刃振れが生じた場合における２次元データＤの実測値に基づいて、切削システム３０１のユーザにより予め生成される。

（工作機械系異常Ａ２）
図２４は、本開示の実施の形態に係る処理装置の処理部による検知処理の一例を示す図である。図２４は、許容可能なレベルの刃振れおよび芯ずれが発生している状態で穴あけ加工を行った場合に生成される２次元データＤおよび移動平均Ｄａｖｅのシミュレーション結果を示している。

図２４を参照して、たとえば、処理部１３０は、第１の期間における複数の計測時点に対応する複数の２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅと、第１の期間の開始時刻以降の計測時点に対応する２次元データＤとの比較結果に基づいて、工作機械系異常Ａ２を検知する。

上述したように、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生している状態において穴あけ加工が行われた場合、２次元データＤは２次元座標ＴＤＣにおいて楕円上に位置し、または２次元データＤのバラつきが増大するので、移動平均Ｄａｖｅと２次元データＤとの比較結果に着目することにより、工作機械系異常Ａ２を検知することができる。したがって、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を、他の異常と区別して工作機械系異常Ａ２として検知することができる。

より詳細には、記憶部１４０は、移動平均Ｄａｖｅと２次元データＤとの間の距離ｄ２に対して設定されるしきい値Ｔｈｒ２を記憶している。

たとえば、処理部１３０は、算出周期に従う算出タイミングにおいて移動平均Ｄａｖｅを算出すると、算出した移動平均Ｄａｖｅと、当該算出タイミング以降に生成部１２０により記憶部１４０に保存された２次元データＤとの差分の絶対値を距離ｄ２として算出し、当該距離ｄ２と記憶部１４０におけるしきい値Ｔｈｒ２とを比較する。処理部１３０は、当該距離ｄ２がしきい値Ｔｈｒ２以下である場合、工作機械系異常Ａ２が発生していないと判断する一方で、当該距離ｄ２がしきい値Ｔｈｒ２を超えた場合、工作機械系異常Ａ２が発生していると判断する。

すなわち、処理部１３０は、生成部１２０により新たに生成された２次元データＤの２次元座標ＴＤＣ上における位置が、中心が移動平均Ｄａｖｅであり、かつ半径がしきい値Ｔｈｒ２である円Ｒ２の上または円Ｒ２の内側である場合、工作機械系異常Ａ２が発生していないと判断する。一方、処理部１３０は、２次元データＤの位置が円Ｒ２の外側である場合、工作機械系異常Ａ２が発生していると判断する。

ただし、上述したように、２次元データＤは、たとえば切削加工中に切刃Ｃの欠損が発生することによっても変化する。

したがって、処理部１３０は、算出周期に従う最新の算出タイミングで算出した移動平均Ｄａｖｅを工作機械系異常Ａ２の検知処理に用いる。すなわち、処理部１３０は、算出タイミングにおいて移動平均Ｄａｖｅを算出するたびに、工作機械系異常Ａ２の検知処理に用いる移動平均Ｄａｖｅを更新する。具体的には、処理部１３０は、移動平均Ｄａｖｅを算出して記憶部１４０に保存すると、当該移動平均Ｄａｖｅを、工作機械系異常Ａ２の検知処理に用いる移動平均Ｄａｖｅとして設定する。

具体的には、たとえば、処理部１３０は、算出周期に従う最新の算出タイミングで算出した移動平均Ｄａｖｅと、当該算出タイミング以降に生成部１２０により記憶部１４０に保存された２次元データＤとを用いて距離ｄ２を算出し、当該距離ｄ２と記憶部１４０におけるしきい値Ｔｈｒ２との比較結果に基づいて、工作機械系異常Ａ２の検知処理を行う。これにより、工作機械系異常Ａ２を実行段階異常Ａ３と区別して検知することができる。

しきい値Ｔｈｒ２は、切削対象物の異方性、芯ずれおよび加工条件等の組み合わせに応じて定まる値である。たとえば、しきい値Ｔｈｒ２は、テスト加工の結果またはシミュレーション結果に基づいて切削システム３０１のユーザにより予め設定される。具体的には、たとえば、しきい値Ｔｈｒ２は、意図的に芯ずれ等の異常を発生させた状態におけるテスト加工を行ったときに算出される距離ｄ２に基づいて設定される。あるいは、しきい値Ｔｈｒ２は、芯ずれ等の異常を発生させた状態における距離ｄ２のシミュレーション結果に基づいて設定される。

（実行段階異常Ａ３）
図２５は、本開示の実施の形態に係る処理装置の処理部による検知処理の一例を示す図である。図２５は、許容可能なレベルの刃振れおよび芯ずれが発生している状態で穴あけ加工を行った場合に生成される２次元データＤおよび移動平均Ｄａｖｅのシミュレーション結果を示している。

図２５を参照して、たとえば、処理部１３０は、移動平均Ｄａｖｅの時間変化に基づいて、実行段階異常Ａ３を検知する。

上述したように、切削加工中において切刃Ｃの欠損等の切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常が発生した場合、移動平均Ｄａｖｅが変化するので、移動平均Ｄａｖｅの時間変化に着目することにより、実行段階異常Ａ３を検知することができる。したがって、切削工具の座標系に対応付けられる要因に起因する異常のうちの切削加工中に発生し得る異常を、他の異常と区別して実行段階異常Ａ３として検知することができる。

より詳細には、記憶部１４０は、移動平均Ｄａｖｅと移動平均Ｄａｖｅ１との間の距離ｄ３に対して設定されるしきい値Ｔｈｒ３を記憶している。

たとえば、処理部１３０は、算出周期に従う算出タイミングにおいて移動平均Ｄａｖｅを算出すると、算出した移動平均Ｄａｖｅと移動平均Ｄａｖｅ１との差分の絶対値を距離ｄ３として算出し、当該距離ｄ３と記憶部１４０におけるしきい値Ｔｈｒ３とを比較する。処理部１３０は、当該距離ｄ３がしきい値Ｔｈｒ３以下である場合、実行段階異常Ａ３が発生していないと判断する一方で、当該距離ｄ３がしきい値Ｔｈｒ３を超えた場合、実行段階異常Ａ３が発生していると判断する。

すなわち、処理部１３０は、算出した移動平均Ｄａｖｅの２次元座標ＴＤＣ上における位置が、中心が移動平均Ｄａｖｅ１であり、かつ半径がしきい値Ｔｈｒ３である円Ｒ３の上または円Ｒ３の内側である場合、実行段階異常Ａ３が発生していないと判断する。一方、処理部１３０は、移動平均Ｄａｖｅの位置が円Ｒ３の外側である場合、実行段階異常Ａ３が発生していると判断する。

しきい値Ｔｈｒ３は、切刃Ｃの欠損の有無および摩耗量の組み合わせに応じて定まる値である。たとえば、しきい値Ｔｈｒ３は、テスト加工の結果またはシミュレーション結果に基づいて切削システム３０１のユーザにより予め設定される。具体的には、たとえば、しきい値Ｔｈｒ３は、意図的に欠損等の異常を発生させた状態におけるテスト加工を行ったときに算出される距離ｄ３に基づいて設定される。あるいは、しきい値Ｔｈｒ３は、欠損等の異常を発生させた状態における距離ｄ３のシミュレーション結果に基づいて設定される。

たとえば、処理部１３０は、実行段階異常Ａ３を検知した場合、２次元座標ＴＤＣにおける移動平均Ｄａｖｅの時間変化の方向に基づいて、切刃Ｃのうちの実行段階異常Ａ３の発生要因である切刃Ｃを特定する。より詳細には、処理部１３０は、移動平均Ｄａｖｅおよび移動平均Ｄａｖｅ１を通る直線と、２次元座標ＴＤＣにおける座標軸たとえば横軸との間の角度θ２に基づいて、切刃Ｃのうちの実行段階異常Ａ３の発生要因である切刃Ｃを特定する。

上述したように、２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅの位置は、２次元座標ＴＤＣにおいて、切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常の発生要因である切刃Ｃ、に応じた方向に移動するので、移動平均Ｄａｖｅの時間変化の方向に着目することにより、実行段階異常Ａ３の発生要因である切刃Ｃを特定することができる。したがって、実行段階異常Ａ３が発生した際、実行段階異常Ａ３の発生要因である切刃Ｃを交換する等の対処を容易に行うことができる。

より詳細には、記憶部１４０は、たとえば、切刃Ｃと、切刃Ｃに欠損が生じている場合における角度θ２の範囲との対応関係を示す欠損データベースを記憶している。

処理部１３０は、実行段階異常Ａ２が発生していると判断した場合、記憶部１４０における欠損データベースおよび角度θ２に基づいて、実行段階異常Ａ３の発生要因である切刃Ｃとして、欠損が生じている切刃Ｃを特定する。

たとえば、欠損データベースは、切刃Ｃに欠損が生じた場合における２次元データＤのシミュレーション結果、または切刃Ｃに欠損が生じた場合における２次元データＤの実測値に基づいて、切削システム３０１のユーザにより予め生成される。

なお、記憶部１４０は、欠損データベースとして、上述した刃振れデータベースを記憶している構成であってもよい。すなわち、欠損データベースは刃振れデータベースと同一であってもよい。

（加工精度に関する異常Ａ４）
図２６は、本開示の実施の形態に係る処理装置の処理部による検知処理の一例を示す図である。図２６は、許容可能なレベルの刃振れおよび芯ずれが発生している状態で穴あけ加工を行った場合に生成される２次元データＤのシミュレーション結果を示している。

図２６を参照して、たとえば、処理部１３０は、２次元データＤと原点との位置関係に基づいて、加工精度に関する異常Ａ４を検知する。より詳細には、処理部１３０は、２次元データＤと原点との間の距離ｄ４に基づいて、加工精度に関する異常Ａ４を検知する。処理部１３０は、加工精度に関する異常Ａ４として、切削加工により切削対象物に開けられた穴の、直径および内壁の形状精度に関する異常を検知する。

より詳細には、記憶部１４０は、２次元データＤと原点との間の距離ｄ４に対して設定されるしきい値Ｔｈｒ４を記憶している。

たとえば、処理部１３０は、生成部１２０により記憶部１４０に２次元データＤが保存されると、当該２次元データの絶対値を距離ｄ４として算出し、当該距離ｄ４と記憶部１４０におけるしきい値Ｔｈｒ４とを比較する。処理部１３０は、当該距離ｄ４がしきい値Ｔｈｒ４以下である場合、加工精度に関する異常Ａ４が発生していないと判断する一方で、当該距離ｄ４がしきい値Ｔｈｒ４を超えた場合、加工精度に関する異常Ａ４が発生していると判断する。

すなわち、処理部１３０は、２次元データＤの２次元座標ＴＤＣ上における位置が、中心が原点であり、かつ半径がしきい値Ｔｈｒ４である円Ｒ４の上または円Ｒ４の内側である場合、加工精度に関する異常Ａ４が発生していないと判断する。一方、処理部１３０は、２次元データＤの位置が円Ｒ４の外側である場合、加工精度に関する異常Ａ４が発生していると判断する。

たとえば、しきい値Ｔｈｒ４は、しきい値Ｔｈｒ１よりも大きい。たとえば、しきい値Ｔｈｒ４は、穴あけ加工における公差範囲に応じて予め設定される。より詳細には、しきい値Ｔｈｒ４は、切削工具１０１の剛性、工具ホルダ２１０の剛性および主軸２２０の剛性と、公差範囲に応じて定まる切刃Ｃの位置ずれ許容範囲とを用いた演算により定まる合成ベクトルＶの許容範囲に基づいて、切削システム３０１のユーザにより予め設定される。切削工具１０１の剛性、工具ホルダ２１０の剛性および主軸２２０の剛性は、実測またはシミュレーションにより得られる。

なお、処理部１３０は、準備段階異常Ａ１、工作機械系異常Ａ２、実行段階異常Ａ３および加工精度に関する異常Ａ４のうちの一部または全部の検知を行わない構成であってもよい。また、処理部１３０は、移動平均Ｄａｖｅの単位時間あたりの変化量に基づいて、切削加工に関する異常の検知を行う構成であってもよい。たとえば、処理部１３０は、準備段階異常Ａ１、工作機械系異常Ａ２、実行段階異常Ａ３および加工精度に関する異常Ａ４の検知を行わない場合、移動平均Ｄａｖｅの単位時間あたりの変化量に基づいて、切削加工に関する異常の検知を行う。

（表示処理）
図２７は、本開示の実施の形態に係る処理装置における表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。

図２７を参照して、処理部１３０は、生成した各２次元データＤと、各２次元データを用いた切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行う。より詳細には、処理部１３０は、２次元データＤおよび移動平均Ｄａｖｅをプロットした１または複数の２次元座標ＴＤＣを含む表示画面ＤＳを表示部１５０に表示する処理を行う。

たとえば、処理部１３０は、評価基準として、準備段階異常Ａ１の判定に用いる判定基準を表示する処理を行う。より詳細には、処理部１３０は、準備段階異常Ａ１の判定に用いる判定基準を示す円Ｒ１と、移動平均Ｄａｖｅ１とを含む２次元座標ＴＤＣである２次元座標ＴＤＣ１を表示部１５０に表示する処理を行う。このような構成により、準備段階異常Ａ１を判定するための評価基準および２次元データＤを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。処理部１３０は、準備段階異常Ａ１の判定が終わった後、円Ｒ１と、準備段階異常Ａ１の判定に用いた移動平均Ｄａｖｅ１および２次元データＤとを含む２次元座標ＴＤＣ１を表示し続けてもよいし、２次元座標ＴＤＣ１の表示を終了してもよい。

たとえば、処理部１３０は、評価基準として、工作機械系異常Ａ２の判定に用いる判定基準を表示する処理を行う。より詳細には、処理部１３０は、工作機械系異常Ａ２の判定に用いる判定基準を示す円Ｒ２と、２次元データＤとを含む２次元座標ＴＤＣである２次元座標ＴＤＣ２を表示部１５０に表示する処理を行う。このような構成により、工作機械系異常Ａ２を判定するための評価基準および２次元データＤを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。処理部１３０は、たとえば、生成部１２０により新たな２次元データＤが記憶部１４０に保存されるたびに、記憶部１４０に保存された当該２次元データＤにより２次元座標ＴＤＣ２を更新する。

たとえば、処理部１３０は、評価基準として、実行段階異常Ａ３の判定に用いる判定基準を表示する処理を行う。より詳細には、処理部１３０は、実行段階異常Ａ３の判定に用いる判定基準を示す円Ｒ３と、移動平均Ｄａｖｅとを含む２次元座標ＴＤＣである２次元座標ＴＤＣ３を表示部１５０に表示する処理を行う。このような構成により、実行段階異常Ａ３に関する評価基準および２次元データＤを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。処理部１３０は、たとえば、生成部１２０により新たな２次元データＤが記憶部１４０に保存されるたびに、記憶部１４０に保存された当該２次元データＤおよび移動平均Ｄａｖｅにより２次元座標ＴＤＣ３を更新する。

たとえば、処理部１３０は、円Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を用いた判定結果を表示する処理を行う。より詳細には、判定結果を示すテキストボックスＴｘを表示部１５０に表示する処理を行う。このような構成により、切削加工に関する各種異常の有無をユーザに認識させることができる。

たとえば、処理部１３０は、回転軸１７の方向の負荷に関するデータをさらに表示する処理を行う。より詳細には、処理部１３０は、記憶部１４０から荷重Ｆｚを取得し、取得した荷重Ｆｚの時間変化を示すグラフＧ１を表示部１５０に表示する処理を行う。また、処理部１３０は、記憶部１４０からモーメントＭｚを取得し、取得したモーメントＭｚの時間変化を示すグラフＧ２を表示部１５０に表示する処理を行う。このような構成により、切削加工が実際に行われているか否かをユーザに認識させることができる。

処理部１３０は、生成部１２０により記憶部１４０に荷重ＦｚおよびモーメントＭｚが保存されるたびに、表示部１５０におけるグラフＧ１，Ｇ２を更新する。

［動作の流れ］
本開示の実施の形態に係る切削システムにおける各装置は、メモリを含むコンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートおよびシーケンスの各ステップの一部または全部を含むプログラムを当該メモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）および半導体メモリ等の記録媒体に格納された状態で流通する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。たとえば、これら複数の装置のプログラムは、上記記録媒体からインストールすることができる。また、たとえば、これら複数の装置のプログラムは、所定のサーバ等から、電気通信回線、無線通信回線、有線通信回線、およびインターネットを代表とするネットワークを経由してダウンロードし、インストールすることができる。また、たとえば、これら複数の装置のプログラムは、所定のサーバ等からデータ放送等によりダウンロードし、インストールすることができる。

図２８は、本開示の実施の形態に係る切削システムにおける処理装置が切削加工に関する異常を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

図２８を参照して、まず、処理装置２０１は、切削工具１０１における無線通信装置２３からの無線信号を待ち受け（ステップＳ１０２でＮＯ）、無線信号を受信すると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、受信した無線信号からセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃおよび識別情報を取得する（ステップＳ１０４）。

次に、処理装置２０１は、取得したセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃおよび記憶部１４０における変換行列に基づいて、荷重Ｆｚ，Ｆｙを示す２次元データＤを生成する（ステップＳ１０６）。

次に、処理装置２０１は、移動平均Ｄａｖｅの算出タイミングではない場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、生成した２次元データＤに基づいて検知処理を行う。より詳細には、２次元データＤと円Ｒ２とを用いて工作機械系異常Ａ２を検知し、２次元データＤと円Ｒ４とを用いて加工精度に関する異常Ａ４を検知する（ステップＳ１１２）。

一方、処理装置２０１は、移動平均Ｄａｖｅの算出タイミングである場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、記憶部１４０における複数の２次元データＤの移動平均Ｄａｖｅを算出する（ステップＳ１１０）。

次に、処理装置２０１は、生成した２次元データＤおよび算出した移動平均Ｄａｖｅに基づいて検知処理を行う。より詳細には、移動平均Ｄａｖｅ１と円Ｒ１とを用いて準備段階異常Ａ１を検知し、２次元データＤと円Ｒ２とを用いて工作機械系異常Ａ２を検知し、移動平均Ｄａｖｅと円Ｒ３とを用いて実行段階異常Ａ３を検知し、２次元データＤと円Ｒ４とを用いて加工精度に関する異常Ａ４を検知する（ステップＳ１１２）。

次に、処理装置２０１は、２次元座標ＴＤＣ１，ＴＤＣ２，ＴＤＣ３、グラフＧ１，Ｇ２およびテキストボックスＴｘを含む表示画面ＤＳを表示部１５０に表示する処理を行う（ステップＳ１１４）。

次に、処理装置２０１は、切削工具１０１における無線通信装置２３からの新たな無線信号を待ち受ける（ステップＳ１０２でＮＯ）。

なお、上記ステップＳ１１２およびステップＳ１１４の順番は、上記に限らず、順番を入れ替えてもよい。また、上記ステップＳ１１２およびステップＳ１１４のいずれか一方を行わなくてもよい。

図２９は、本開示の実施の形態に係る切削システムにおける検知処理および表示処理のシーケンスの一例を示す図である。

図２９を参照して、まず、切削工具１０１は、２以上の切刃を用いた切削加工を開始する（ステップＳ２０２）。

次に、切削工具１０１に設けられたひずみセンサ２０は、シャフト部１０のせん断ひずみεの計測を開始する（ステップＳ２０４）。

次に、切削工具１０１は、ひずみセンサ２０からのアナログ信号に基づくセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃを無線信号に含めて処理装置２０１へ送信する（ステップＳ２０６）。

次に、処理装置２０１は、切削工具１０１から受信した無線信号からセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃを取得し、取得したセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃおよび記憶部１４０における変換行列に基づいて、荷重Ｆｘ，Ｆｙを示す２次元データＤを生成する（ステップＳ２０８）。

次に、処理装置２０１は、検知処理を行う（ステップＳ２１０）。

次に、処理装置２０１は、表示処理を行う（ステップＳ２１２）。

次に、切削工具１０１は、ひずみセンサ２０からのアナログ信号に基づく新たなセンサ計測値ｓａ，ｓｂ，ｓｃを無線信号に含めて処理装置２０１へ送信する（ステップＳ２１４）。

ところで、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することが可能な技術が望まれる。たとえば、特許文献１には、モータの駆動電流に基づいて回転刃具の寿命を予測することが記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、たとえば小径の切削工具を用いる場合において、モータの駆動電流に含まれるノイズの影響により、回転刃具の寿命を正確に予測することが困難な場合がある。また、特許文献１に記載の技術では、１次元データである駆動電流の変化量に基づいて寿命を予測するというものであり、たとえば穴あけ加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとに異常の有無を判定することは困難である。特許文献２～４に記載の技術もまた、たとえば穴あけ加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとに異常の有無を判定することは困難である。

これに対して、穴あけ加工用の切削工具１０１に取り付けられたひずみセンサ２０の計測結果に基づいて、当該切削工具１０１の回転軸１７と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データＤを生成し、生成した各２次元データＤに基づいて、切削加工に関する異常を検知する構成および方法により、たとえば、生成した２次元データＤが理想値と異なる異常値であった場合に、切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因と、工作機械の座標系に対応付けられる要因とに切り分けて解析することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとに異常の有無を判定することができる。

また、穴あけ加工用の切削工具１０１に取り付けられたひずみセンサ２０の計測結果に基づいて、当該切削工具１０１の回転軸１７と垂直な平面内における負荷に関する複数の２次元データＤを生成し、生成した各２次元データＤおよび評価基準を表示する構成および方法により、たとえば、切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準と、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常を判定するための評価基準とを表示することができるため、切削加工に関する複数種類の異常が発生し得る場合において、異常の種類ごとの評価基準および２次元データＤを用いて切削加工の状態をユーザに認識させることができる。

したがって、本開示の実施の形態に係る切削システム３０１、処理装置２０１および処理方法では、切削加工の評価に関する優れた機能を実現することができる。

［変形例１］
本開示の実施の形態に係る切削システム３０１では、ひずみセンサ２０は、シャフト部１０のせん断ひずみεを計測する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ひずみセンサ２０は、回転軸１７に平行な方向におけるシャフト部１０のひずみεを計測する構成であってもよい。

この場合、たとえば、生成部１２０は、ひずみセンサ２０により計測された垂直ひずみを示すセンサ計測値に基づいて、切削抵抗作用面１８内において、Ｘ方向の負荷により生じるモーメントＭｘおよびＹ方向の負荷により生じるモーメントＭｙを示す２次元データＤを生成する。

また、切削システム３０１は、せん断ひずみεを計測するひずみセンサ２０に加えて、垂直ひずみを計測する１または複数のひずみセンサ２０を備える構成であってもよい。

また、切削システム３０１は、複数のセンサとして、ひずみセンサ２０の代わりに、またはひずみセンサ２０に加えて、加速度センサ、速度センサおよび変位センサ等の他のセンサを備える構成であってもよい。

この場合、生成部１２０は、センサによる計測結果に基づいて、切削抵抗作用面１８内における切削工具１０１のＸ方向の加速度およびＹ方向の加速度を示す２次元データＤ、切削抵抗作用面１８内における切削工具１０１のＸ方向の速度およびＹ方向の速度を示す２次元データＤ、または切削抵抗作用面１８内における切削工具１０１のＸ方向の変位およびＹ方向の変位を示す２次元データＤを生成する。

［変形例２］
本開示の実施の形態に係る処理装置２０１では、処理部１３０は、複数の２次元データＤの代表値として移動平均Ｄａｖｅを算出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、代表値として、移動平均Ｄａｖｅ以外を算出する構成であってもよい。具体的には、たとえば、処理部１３０は、代表値として、複数の２次元データＤの中央値を算出する構成であってもよい。

［変形例３］
本開示の実施の形態に係る処理装置２０１では、処理部１３０は、移動平均Ｄａｖｅと原点との間の距離ｄ１に基づいて準備段階異常Ａ１を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、たとえば、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常に基づく荷重Ｆｘ，Ｆｙの周期的な変化量が所定値未満であることが予め何らかの手段により分かっている場合、２次元データＤと原点との間の距離ｄ１に基づいて準備段階異常Ａ１を検知する構成であってもよい。

［変形例４］
本開示の実施の形態に係る処理装置２０１では、処理部１３０は、算出タイミングにおいて移動平均Ｄａｖｅを算出するたびに、工作機械系異常Ａ２の検知処理に用いる移動平均Ｄａｖｅを更新する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、たとえば、穴あけ加工中に切削工具１０１の座標系に対応付けられる要因に起因する異常に基づく移動平均Ｄａｖｅの変化量が所定値未満であることが予め何らかの手段により分かっている場合、工作機械系異常Ａ２の検知処理に用いる移動平均Ｄａｖｅを更新しない構成であってもよい。

［変形例５］
本開示の実施の形態に係る処理装置２０１では、処理部１３０は、移動平均Ｄａｖｅの時間変化に基づいて、実行段階異常Ａ３を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、たとえば、工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する異常に基づく荷重Ｆｘ，Ｆｙの周期的な変化量が所定値未満であることが予め何らかの手段により分かっている場合、２次元データＤの時間変化に基づいて、実行段階異常Ａ３を検知する構成であってもよい。

［変形例６］
本開示の実施の形態に係る処理装置２０１では、処理部１３０は、２次元座標ＴＤＣ１，ＴＤＣ２，ＴＤＣ３を表示部１５０に表示する処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、２次元座標ＴＤＣ１，ＴＤＣ２，ＴＤＣ３のうちの一部または全部を表示する処理を行わない構成であってもよい。

また、処理部１３０は、円Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を、それぞれ異なる２次元座標ＴＤＣ１，ＴＤＣ２，ＴＤＣ３に含めて表示部１５０に表示する処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。

図３０は、本開示の実施の形態の変形例６に係る処理装置における表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。

図３０を参照して、処理部１３０は、円Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を、１つの２次元座標ＴＤＣに含めて表示部１５０に表示する処理を行う構成であってもよい。なお、図３０の２次元座標ＴＤＣに示す２次元データＤは、図２７の２次元座標ＴＤＣ２，ＴＤＣ３に示す２次元データＤと同じである一方で、図２７の２次元座標ＴＤＣ１に示す２次元データＤとは異なる。これは、図２７では、切削加工開始直後のある時刻ｔ１における２次元データＤを２次元座標ＴＤＣ１に示し、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２における２次元データＤを２次元座標ＴＤＣ２，ＴＤＣ３に示しており、図３０では、時刻ｔ２における２次元データＤを２次元座標ＴＤＣに示しているからである。

なお、処理部１３０は、円Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のすべてを表示部１５０に並行して表示する構成に限定されない。

図３１は、本開示の実施の形態の変形例６に係る処理装置における表示部に表示される２次元座標の遷移を示す図である。

図３１を参照して、処理部１３０は、表示部１５０に表示する円Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を遷移させる。たとえば、処理部１３０は、切削加工の開始時刻から所定時間が経過するまでの期間において、円Ｒ１を２次元座標ＴＤＣに含めて表示部１５０に表示する処理を行い、切削加工の開始時刻から当該所定時間が経過すると、円Ｒ１の代わりに円Ｒ２，Ｒ３を２次元座標ＴＤＣに含めて表示部１５０に表示する処理を行う。

あるいは、処理部１３０は、切削加工が開始されると、円Ｒ１を２次元座標ＴＤＣに含めて表示部１５０に表示する処理を行い、準備段階異常Ａ１の検知処理が終了すると、円Ｒ１の代わりに円Ｒ２，Ｒ３を２次元座標ＴＤＣに含めて表示部１５０に表示する処理を行う。

また、処理部１３０は、判定結果を示すテキストボックスＴｘを表示部１５０に表示する処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、テキストボックスＴｘを表示する処理を行わない構成であってもよい。

また、処理部１３０は、グラフＧ１，Ｇ２を表示部１５０に表示する処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、グラフＧ１，Ｇ２の一方または両方を表示する処理を行わない構成であってもよい。

［変形例７］
本開示の実施の形態に係る切削システム３０１は、切削工具１０１とは別個に処理装置２０１を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理装置２０１は、切削工具１０１に設けられる構成であってもよいし、工作機械に設けられる構成であってもよい。また、処理装置２０１は、検知処理および表示処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理装置２０１は、検知処理および表示処理のいずれか一方を行わない構成であってもよい。

［変形例８］
本開示の実施の形態に係る処理装置２０１では、処理部１３０は、２次元データＤと原点との間の距離ｄ４に基づいて、加工精度に関する異常Ａ４を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、距離ｄ４の代わりに、縦軸における２次元データＤと原点との差分ｄａ１と、横軸における２次元データＤと原点との差分ｄａ２とに基づいて、加工精度に関する異常Ａ４を検知する構成であってもよい。たとえば、処理部１３０は、差分ｄａ１の絶対値および差分ｄａ２の絶対値の和と、所定のしきい値との比較結果に基づいて、加工精度に関する異常Ａ４が発生しているか否かを判断する。

［変形例９］
本開示の実施の形態に係る処理装置２０１では、処理部１３０は、切刃Ｃのうちの準備段階異常Ａ１の発生要因である切刃Ｃを特定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、準備段階異常Ａ１を検知する一方で、準備段階異常Ａ１の発生要因である切刃Ｃを特定しない構成であってもよい。また、本開示の実施の形態に係る処理装置２０１では、処理部１３０は、切刃Ｃのうちの実行段階異常Ａ３の発生要因である切刃Ｃを特定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１３０は、実行段階異常Ａ３を検知する一方で、実行段階異常Ａ３の発生要因である切刃Ｃを特定しない構成であってもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
穴あけ加工用の切削工具と、
前記切削工具に取り付けられる複数のセンサと、
処理部とを備え、
前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
前記複数のセンサは、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量を計測し、
前記処理部は、複数の計測時点における各前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成し、生成した各前記２次元データに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知し、
前記処理部は、前記切削工具の座標系に対応付けられる要因に起因する前記異常と、前記切削工具が取り付けられる工作機械の座標系に対応付けられる要因に起因する前記異常とを検知する、切削システム。

［付記２］
穴あけ加工用の切削工具と、
前記切削工具に取り付けられる複数のセンサと、
処理装置とを備え、
前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
前記複数のセンサは、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量を計測し、
前記処理装置は、複数の計測時点における各前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成し、生成した各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる評価基準とを表示する処理を行い、
前記処理装置は、前記評価基準として、
前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる種類の異常に関する第１の評価基準と、
切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する種類の異常に関する第２の評価基準と、
前記切削工具に関する、前記切削加工の実行段階において生じる種類の異常に関する第３の評価基準とを表示する処理を行う、表示システム。

１０ シャフト部
１１ シャンク部
１２ 刃取付部
１３ 刃固定部
１４ チップ
１７ 回転軸
２０ ひずみセンサ
２２ 電池
２３ 無線通信装置
２４ ハウジング
１０１ 切削工具
１１０ 無線通信部
１２０ 生成部
１３０ 処理部
１４０ 記憶部
１５０ 表示部
２０１ 処理装置
２１０ 工具ホルダ
２２０ 主軸
３０１ 切削システム

Claims (17)

1. 穴あけ加工用の切削工具と、
   前記切削工具に取り付けられる複数のセンサと、
   処理部とを備え、
   前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
   前記複数のセンサは、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量を計測し、
   前記処理部は、複数の計測時点における各前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成し、生成した各前記２次元データと複数の評価基準とに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知し、
   前記処理部は、前記各２次元データと第１の前記評価基準とに基づいて、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる種類の異常である第１の異常を検知し、前記各２次元データと前記第１の評価基準とは異なる他の前記評価基準とに基づいて、前記第１の異常とは異なる他の異常を検知し、
   前記処理部は、前記各２次元データと第２の前記評価基準とに基づいて、前記他の異常として、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する種類の異常である第２の異常を検知し、
   前記処理部は、前記第１の異常と前記第２の異常とを区別して検知する、切削システム。
2. 前記処理部は、前記回転軸を原点とする２次元座標上にプロットされた複数の前記２次元データの代表値と、前記原点との位置関係に基づいて、前記第１の異常を検知する、請求項１に記載の切削システム。
3. 前記処理部は、前記第１の異常を検知した場合、前記原点および前記代表値を通る直線と、前記２次元座標における座標軸との間の角度に基づいて、前記２以上の切刃のうちの、前記第１の異常の発生要因である前記切刃を特定する、請求項２に記載の切削システム。
4. 前記処理部は、第１の期間における複数の前記計測時点に対応する複数の前記２次元データの代表値と、前記第１の期間の開始時刻以降の前記計測時点に対応する前記２次元データとの比較結果に基づいて、前記第２の異常を検知する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の切削システム。
5. 前記処理部は、前記他の異常として、前記切削工具に関する、前記切削加工の実行段階において生じる種類の異常である第３の異常をさらに検知する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の切削システム。
6. 前記処理部は、複数の前記２次元データの代表値の時間変化に基づいて、前記第３の異常を検知する、請求項５に記載の切削システム。
7. 前記処理部は、前記第３の異常を検知した場合、前記回転軸を原点とする２次元座標における前記代表値の時間変化の方向に基づいて、前記２以上の切刃のうちの、前記第３の異常の発生要因である前記切刃を特定する、請求項６に記載の切削システム。
8. 処理装置であって、
   穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部を備え、
   前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
   前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、
   前記処理装置は、さらに、
   前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、
   前記生成部により生成された各前記２次元データと複数の評価基準とに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知する検知部とを備え、
   前記検知部は、前記各２次元データと第１の前記評価基準とに基づいて、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる種類の異常である第１の異常を検知し、前記各２次元データと前記第１の評価基準とは異なる他の前記評価基準とに基づいて、前記第１の異常とは異なる他の異常を検知し、
   前記検知部は、前記各２次元データと第２の前記評価基準とに基づいて、前記他の異常として、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する種類の異常である第２の異常を検知し、
   前記検知部は、前記第１の異常と前記第２の異常とを区別して検知する、処理装置。
9. 処理装置における処理方法であって、
   穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得するステップを含み、
   前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
   前記計測結果を取得するステップにおいては、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、
   前記処理方法は、さらに、
   取得した複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成するステップと、
   生成した各前記２次元データと複数の評価基準とに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知するステップとを含み、
   前記切削加工に関する異常を検知するステップにおいては、前記各２次元データと第１の前記評価基準とに基づいて、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる種類の異常である第１の異常を検知し、前記各２次元データと前記第１の評価基準とは異なる他の前記評価基準とに基づいて、前記第１の異常とは異なる他の異常を検知し、
   前記切削加工に関する異常を検知するステップにおいては、前記各２次元データと第２の前記評価基準とに基づいて、前記他の異常として、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する種類の異常である第２の異常を検知し、
   前記切削加工に関する異常を検知するステップにおいては、前記第１の異常と前記第２の異常とを区別して検知する、処理方法。
10. 処理装置において用いられる処理プログラムであって、
    コンピュータを、
    穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部、
    として機能させるための処理プログラムであり、
    前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
    前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、
    さらに、
    コンピュータを、
    前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、
    前記生成部により生成された各前記２次元データと複数の評価基準とに基づいて、前記切削加工に関する異常を検知する検知部、
    として機能させるためのプログラムであり、
    前記検知部は、前記各２次元データと第１の前記評価基準とに基づいて、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる種類の異常である第１の異常を検知し、前記各２次元データと前記第１の評価基準とは異なる他の前記評価基準とに基づいて、前記第１の異常とは異なる他の異常を検知し、
    前記検知部は、前記各２次元データと第２の前記評価基準とに基づいて、前記他の異常として、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する種類の異常である第２の異常を検知し、
    前記検知部は、前記第１の異常と前記第２の異常とを区別して検知する、処理プログラム。
11. 穴あけ加工用の切削工具と、
    前記切削工具に取り付けられる複数のセンサと、
    処理装置とを備え、
    前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
    前記複数のセンサは、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量を計測し、
    前記処理装置は、複数の計測時点における各前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成し、生成した各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる複数の評価基準とを表示する処理を行い、
    前記処理装置は、前記評価基準の１つとして、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる異常の判定に用いる第１の判定基準を表示する処理を行い、
    前記処理装置は、他の前記評価基準として、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する異常の判定に用いる第２の判定基準を表示する処理を行う、表示システム。
12. 前記処理装置は、他の前記評価基準として、前記切削工具に関する、前記切削加工の実行段階において生じる異常の判定に用いる第３の判定基準をさらに表示する処理を行う、請求項１１に記載の表示システム。
13. 前記処理装置は、前記判定基準を用いた判定結果を表示する処理を行う、請求項１１または請求項１２に記載の表示システム。
14. 前記処理装置は、前記回転軸の方向の前記負荷に関するデータをさらに表示する処理を行う、請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の表示システム。
15. 処理装置であって、
    穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部を備え、
    前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
    前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、
    前記処理装置は、さらに、
    前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、
    前記生成部により生成された各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる複数の評価基準とを表示する処理を行う表示処理部とを備え、
    前記表示処理部は、前記評価基準の１つとして、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる異常の判定に用いる第１の判定基準を表示する処理を行い、
    前記表示処理部は、他の前記評価基準として、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する異常の判定に用いる第２の判定基準を表示する処理を行う、処理装置。
16. 処理装置における処理方法であって、
    穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得するステップを含み、
    前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
    前記計測結果を取得するステップにおいては、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、
    前記処理方法は、さらに、
    取得した複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成するステップと、
    生成した各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる複数の評価基準とを表示する処理を行うステップとを含み、
    前記各２次元データと前記複数の評価基準とを表示する処理を行うステップにおいては、前記評価基準の１つとして、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる異常の判定に用いる判定基準を表示する処理を行い、
    前記各２次元データと前記複数の評価基準とを表示する処理を行うステップにおいては、他の前記評価基準として、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する異常の判定に用いる第２の判定基準を表示する処理を行う、処理方法。
17. 処理装置において用いられる処理プログラムであって、
    コンピュータを、
    穴あけ加工用の切削工具に取り付けられる複数のセンサの計測結果を取得する取得部、
    として機能させるための処理プログラムであり、
    前記切削工具は、２以上の切刃を用いた切削加工を行い、
    前記取得部は、前記切削加工時の前記切削工具の負荷に関する状態を示す物理量の前記計測結果を取得し、
    さらに、
    コンピュータを、
    前記取得部により取得された、複数の計測時点における各前記センサの前記計測結果に基づいて、前記切削工具の回転軸と垂直な平面内における２方向の前記負荷に関する、前記計測時点ごとの２次元データをそれぞれ生成する生成部と、
    前記生成部により生成された各前記２次元データと、各前記２次元データを用いた前記切削加工の評価に用いる複数の評価基準とを表示する処理を行う表示処理部、
    として機能させるためのプログラムであり、
    前記表示処理部は、前記評価基準の１つとして、前記切削工具に関する、前記切削加工の準備段階において生じる異常の判定に用いる判定基準を表示する処理を行い、
    前記表示処理部は、他の前記評価基準として、切削対象物、前記切削工具が取り付けられる工作機械および前記切削加工に用いられる治具のうちの少なくともいずれか１つに関する異常の判定に用いる第２の判定基準を表示する処理を行う、処理プログラム。

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