JPH09300176A - 切削加工装置およびその異常検出方法 - Google Patents

切削加工装置およびその異常検出方法

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JPH09300176A
JPH09300176A JP8125008A JP12500896A JPH09300176A JP H09300176 A JPH09300176 A JP H09300176A JP 8125008 A JP8125008 A JP 8125008A JP 12500896 A JP12500896 A JP 12500896A JP H09300176 A JPH09300176 A JP H09300176A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 削り屑の蓄積、切削工具の摩耗、切削工具の
折損等の異常を高精度で検出することができる切削加工
装置および異常検出方法を提供すること。 【解決手段】 主軸の回転およびＺ軸の移動が各軸のエ
ンコーダに基づいて停止したと判断されたときに（Ｓ
３：ＹＥＳ）、主軸に供給される電流の電流指令Ｉを主
軸に加わる負荷とし（Ｓ５）、その電流指令Ｉの大きさ
に基づいてタップ付ドリルの異常を検出する（Ｓ１５，
Ｓ１９）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、先端に切削工具が
固定された主軸を回転させて被加工物に切削加工を施す
切削加工装置と、その切削加工装置の異常検出方法とに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、先端に切削工具が固定された
主軸を回転させる主軸モータと、上記主軸をその軸方向
に移動させる送り軸モータと、上記主軸モータおよび送
り軸モータを駆動して、上記主軸を回転させながら上記
主軸をその軸方向に移動させた後、上記主軸の回転およ
び移動を停止し、続いて上記主軸を逆回転させながら上
記主軸を逆方向に移動させる駆動制御手段と、を備えた
切削加工装置が知られている。この種の切削加工装置と
しては、例えば、被加工物に雌ネジを形成するドリルタ
ップ加工装置がある。ドリルタップ加工装置では、先端
にドリル付タップが固定された主軸を切込み方向に回転
（以下、正転という）させながらその主軸を被加工物の
方向に移動させて雌ネジを形成し、一旦主軸を停止した
後、その主軸を逆回転させながら逆方向に移動させてド
リル付タップを引き抜いている。
【０００３】ここで、ドリルタップ加工装置では、ネジ
穴内に被加工物の削り屑が溜ったり、ドリル付タップの
刃先が摩耗したりした状態で加工を続けることは好まし
くない。また、ドリル付タップが折れたりした場合は迅
速にそれを交換する必要がある。そこで、この種の異常
を次のようにして検出することが考えられている。例え
ば、ネジ穴内に被加工物の削り屑が溜ると主軸の回転に
要する負荷が増加する。そこで、主軸の回転中に主軸モ
ータに加わる負荷を検出して、その負荷が所定値以上と
なったときに装置の異常を検出するのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この種の切
削加工装置では、主軸の回転速度が一定に保持される時
間はほとんどなく、上記検出された負荷には主軸の回転
加速度の影響が現れる。このため、異常による負荷変動
と回転加速度による負荷変動とを明確に区別することは
できず、上記方法では、切削加工装置の異常の検出精度
を充分に向上させることができなかった。そこで、本発
明は、切削加工装置の異常を高精度で検出することを目
的としてなされた。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達するためになされた請求項１記載の発明は、先端
に切削工具が固定された主軸を回転させる主軸モータ
と、上記主軸をその軸方向に移動させる送り軸モータ
と、上記主軸モータおよび送り軸モータを駆動して、上
記主軸を回転させながら上記主軸をその軸方向に移動さ
せた後、上記主軸の回転および移動を停止し、続いて上
記主軸を逆回転させながら上記主軸を逆方向に移動させ
る駆動制御手段と、を備えた切削加工装置において、上
記主軸の回転および移動が停止したことを検出する停止
検出手段と、該停止検出手段が上記主軸の停止を検出し
ているとき、上記主軸モータに加わる負荷を検出する負
荷検出手段と、該負荷検出手段にて検出された負荷の大
きさに基づいて装置の異常を検出する異常検出手段と、
を設けたことを特徴とする。
【０００６】このように構成された本発明では、停止検
出手段が上記主軸の停止を検出しているとき、負荷検出
手段が主軸モータに加わる負荷を検出し、異常検出手段
はその検出された負荷の大きさに基づいて装置の異常を
検出する。駆動制御手段は主軸を回転させながらその軸
方向に移動させた後その主軸の回転および移動を停止す
るが、このとき、切削工具は被加工物に食い込んでいる
ので、主軸には上記回転とは逆方向の反力が加わる。こ
の場合、駆動制御手段は、その反力を相殺する回転力を
主軸モータに発生させ、上記主軸を停止状態に保持す
る。
【０００７】負荷検出手段は、このとき主軸モータに加
わる負荷を検出するのである。この負荷は、削り屑の量
や切削工具の摩耗に応じて増加し、切削工具の折損時な
どには極端に減少する。そこで、異常検出手段は、この
とき検出された負荷の大きさに基づいて装置の異常を検
出するのである。また、このとき主軸は停止状態である
ので、検出された負荷には回転加速度等の影響が現れな
い。従って、本発明では、削り屑の蓄積、切削工具の摩
耗、切削工具の折損等の異常を高精度で検出することが
できる。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記異常検出手段が、上記負荷の大きさが所
定の第１基準値以上となったときに装置の異常を検出す
ることを特徴とする。本発明では、異常検出手段が、上
記負荷の大きさが所定の第１基準値以上となったときに
装置の異常を検出する。すなわち、上記負荷が異常に大
きくなったときに装置の異常を検出するのである。この
ため、削り屑の蓄積や切削工具の摩耗等による異常を高
精度で検出することができる。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記異常検出手段が、上記負荷の大きさが所
定の第２基準値以下となったときに装置の異常を検出す
ることを特徴とする。本発明では、異常検出手段が、上
記負荷の大きさが所定の第２基準値以下となったときに
装置の異常を検出する。すなわち、上記負荷が異常に小
さくなったときに装置の異常を検出するのである。この
ため、切削工具の折損等による異常を高精度で検出する
ことができる。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記異常検出手段が装置の異常を検出したと
き、上記駆動制御手段による上記主軸モータおよび送り
軸モータの駆動様式を変更する駆動様式変更手段を、更
に備えたことを特徴とする。本発明では、異常検出手段
が装置の異常を検出したとき、駆動様式変更手段は、駆
動制御手段による主軸モータおよび送り軸モータの駆動
様式を変更する。この種の切削加工装置では、前述のよ
うな異常が発生したときそのままの駆動様式で主軸モー
タおよび送り軸モータを駆動し続けると、不良品の発生
や切削工具の更なる損傷が懸念される。そこで、本発明
では、異常検出時に上記駆動様式を変更するのである。
このため、本発明では、請求項１記載の発明の効果に加
えて、不良品の発生や切削工具等の更なる損傷を防止す
ることができるといった効果が生じる。
【００１１】請求項５記載の発明は、請求項４記載の構
成に加え、上記駆動様式変更手段が、上記負荷の大きさ
に基づいて複数通りに上記駆動様式を変更することを特
徴とする。上記負荷の大きさは異常の程度と良好な対応
関係を有する。また、上記異常の発生時に上記駆動様式
を変更する場合、その異常の程度に応じて駆動様式を変
更することが望ましく、こうすることによって切削加工
装置の加工能率低下を抑制しつつ不良品の発生や切削工
具の更なる損傷を確実に防止することができる。本発明
では、駆動様式変更手段が、上記負荷の大きさ、すなわ
ち異常の程度に基づいて複数通りに上記駆動様式を変更
する。このため、本発明では、請求項４記載の発明の効
果に加えて、切削加工装置の加工能率低下を抑制しつつ
不良品の発生や切削工具の更なる損傷を確実に防止する
ことができるといった効果が生じる。
【００１２】請求項６記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記異常検出手段が装置の異常を検出したと
き、その異常が発生した旨を表す信号を発生する信号発
生手段を、更に備えたことを特徴とする。本発明では、
異常検出手段が装置の異常を検出したとき、信号発生手
段がその異常が発生した旨を表す信号を発生する。この
信号を切削加工装置の制御系に入力すれば装置の駆動様
式等を変更することが可能となり、上記信号により警報
装置等を駆動すれば使用者に上記異常の発生を告知する
ことができる。このため、本発明では、請求項１記載の
発明の効果に加えて、異常の発生に良好に対処すること
ができるといった効果が生じる。
【００１３】請求項７記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記停止検出手段が、上記主軸の回転位置ま
たはその軸方向の移動位置に基づいて上記主軸の停止を
検出することを特徴とする。この種の切削加工装置で
は、主軸は所定の位置に達したときに停止する。そこ
で、本発明では、停止検出手段が主軸の実際の回転位置
または移動位置に基づいてその主軸の停止を検出してい
る。主軸の停止を検出する構成としては、この他、主軸
モータ，送り軸モータに出力される駆動信号に基づいて
検出する構成も考えられるが、本発明のように主軸の実
際の位置に基づいて停止を検出する場合、機械の応答性
や信号の送受信に起因するずれを排除して、一層正確に
停止を検出することができる。従って、本発明では、請
求項１記載の発明の効果に加えて、一層正確に異常を検
出することができるといった効果が生じる。
【００１４】請求項８記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記停止検出手段が、上記主軸の回転速度ま
たはその軸方向の移動速度に基づいて上記主軸の停止を
検出することを特徴とする。本発明では、停止検出手段
が主軸の実際の回転速度または移動速度に基づいてその
停止を検出している。主軸の停止を検出する構成として
は、この他、主軸モータ，送り軸モータに出力される駆
動信号に基づいて検出する構成も考えられるが、本発明
のように主軸の実際の速度に基づいて停止を検出する場
合、機械の応答性や信号の送受信に起因するずれを排除
して、一層正確に停止を検出することができる。従っ
て、本発明では、請求項１記載の効果に加えて、一層正
確に異常を検出することができるといった効果が生じ
る。
【００１５】請求項９記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記負荷検出手段が上記主軸モータに通電さ
れる電流に基づいて上記負荷を検出することを特徴とす
る。主軸モータの負荷はその消費電力等によっても検出
することができるが、主軸モータに通電される電流は計
算等の必要がなく、簡単な構成を介して直接検出するこ
とができる。従って、本発明では、請求項１記載の発明
の効果に加えて、装置の構成を簡略化すると共に、処理
を簡略化して応答性を向上させることができるといった
効果が生じる。
【００１６】請求項１０記載の発明は、先端に切削工具
が固定された主軸を回転させる主軸モータと、該主軸を
その軸方向に移動させる送り軸モータと、上記主軸モー
タおよび送り軸モータを駆動して、上記主軸を回転させ
ながら上記主軸をその軸方向に移動させた後、上記主軸
の回転および移動を停止し、続いて上記主軸を逆回転さ
せながら上記主軸を逆方向に移動させる駆動制御手段
と、を備えた切削加工装置の異常を検出する方法であっ
て、上記主軸の回転および移動が停止しているときに上
記主軸モータに加わる負荷を検出し、該検出された負荷
の大きさに基づいて上記切削加工装置の異常を検出する
ことを特徴とする。
【００１７】本発明では、切削加工装置の主軸の回転お
よび移動が停止しているときに主軸モータに加わる負荷
を検出し、その検出された負荷の大きさに基づいて切削
加工装置の異常を検出している。この種の切削加工装置
では、駆動制御手段は、主軸を回転させながらその軸方
向に移動させた後、その主軸の回転および移動を停止す
る。このとき、切削工具は被加工物に食い込んでいるの
で、主軸には上記回転とは逆方向の反力が加わる。この
場合、駆動制御手段は、その反力を相殺する回転力を主
軸モータに発生させ、上記主軸を停止状態に保持する。
【００１８】本発明では、このとき主軸モータに加わる
負荷を検出するのである。この負荷は、削り屑の量や切
削工具の摩耗に応じて増加し、切削工具の折損時などに
は極端に減少する。そこで、本発明では、このとき検出
された負荷の大きさに基づいて装置の異常を検出するの
である。また、このとき検出された負荷には、主軸が停
止状態であるので回転加速度等の影響が現れない。従っ
て、本発明では、削り屑の蓄積、切削工具の摩耗、切削
工具の折損等の異常を高精度で検出することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図１は本発明が適用された切削加工装
置としてのドリルタップ加工装置を表す概略構成図であ
る。なお、このドリルタップ加工装置は、先端に周知の
ドリル付タップ４が固定された主軸１０を回転させて、
被加工物に雌ネジを形成するものである。
【００２０】図１に示すように、主軸１０は移動台１２
上に回転可能に支承されている。主軸１０は、主軸モー
タ１４の回転軸に連結されて回転駆動され、この主軸１
０の回転は、主軸モータ１４に設けられた主軸用エンコ
ーダ１６により検出される。移動台１２は、図示しない
本体に主軸１０の軸方向に摺動可能に支承されている。
また、移動台１２には、図示しない本体に回転可能に支
承されたボールネジ（以下、Ｚ軸という）１８に螺合す
るナット２０が固定されている。Ｚ軸１８は、送り軸モ
ータとしてのＺ軸モータ２２の回転軸に連結されて回転
駆動され、このＺ軸１８の回転は、Ｚ軸モータ２２に設
けられたＺ軸用エンコーダ２４により検出される。な
お、主軸モータ１４およびＺ軸モータ２２は周知のサー
ボモータであり、主軸用エンコーダ１６およびＺ軸用エ
ンコーダ２４は主軸１０またはＺ軸１８の回転に応じた
パルス信号を出力する周知のものである。
【００２１】主軸モータ１４，主軸用エンコーダ１６，
Ｚ軸モータ２２，Ｚ軸用エンコーダ２４は、キーボード
２６およびＣＲＴ２８と共に、それぞれ電子制御回路３
０に接続されている。電子制御回路３０は、ＣＰＵ３
２，ＲＯＭ３４，ＲＡＭ３６，および不揮発性メモリ３
８を論理演算回路の中心として構成され、それらの各素
子３２〜３８を電気的に接続するバス４０は、上記各機
器１４〜２８と次のように接続されている。
【００２２】電子制御回路３０には、主軸用エンコーダ
１６からのパルス信号を受信すると共に主軸モータ１４
に駆動信号を出力する主軸サーボアンプ４２が設けら
れ、この主軸サーボアンプ４２は主軸制御回路４４を介
してバス４０と接続されている。また、電子制御回路３
０には、Ｚ軸用エンコーダ２４からのパルス信号を受信
すると共にＺ軸モータ２２に駆動信号を出力するＺ軸サ
ーボアンプ４６が設けられ、このＺ軸サーボアンプ４６
はＺ軸制御回路４８を介してバス４０と接続されてい
る。更に、キーボード２６，ＣＲＴ２８は、それぞれ入
力制御回路５２，表示制御回路５４を介してバス４０と
接続されている。
【００２３】続いて、このように構成されたドリルタッ
プ加工装置の動作を説明する。電子制御回路３０は、キ
ーボード２６から入力された各種設定値に基づいて、後
述の処理により主軸モータ１４およびＺ軸モータ２２を
駆動し、被加工物に雌ネジを形成する。また、この処理
中、電子制御回路３０は装置の異常検出を行う。先ず、
この異常検出の原理について、図２，図３を用いて説明
する。
【００２４】この種のドリルタップ加工装置では、主軸
１０を正転させながらその主軸１０を被加工物の方向に
移動させて雌ネジを形成し、主軸１０を一旦停止した
後、その主軸１０を逆転させながら逆方向へ移動させて
ドリル付タップ４を引き抜いている。図２に例示するよ
うに、被加工物７０に雌ネジ７２を形成して主軸１０を
一旦停止したとき、ドリル付タップ４のタップ部４ａは
ネジ穴７４の内壁に食い込んでいるので、主軸１０には
上記回転とは逆方向の反力が加わる。この場合、主軸１
０を停止状態に保持するためには、その反力を相殺する
回転力を主軸モータ１４に発生させる必要がある。すな
わち、主軸モータ１４には停止中にも負荷が加わる。
【００２５】この様子を図３を用いて説明する。図３
（Ａ）は、正常な状態における主軸１０の回転開始から
引き抜き動作終了までの間に主軸モータ１４に加わる負
荷Ｑと、主軸１０の回転速度Ｐとの変化を表している。
なお、図３（Ａ）において、線分Ｑ−Ｑ′，Ｐ−Ｐ′で
表されるレベルが、それぞれのグラフにおける０レベル
である。また、回転速度Ｐおよび負荷Ｑは主軸モータ１
４の正転方向を正としている。
【００２６】回転速度Ｐは次のように変化する。雌ネジ
７２の形成を開始すると（時点Ａ）、主軸１０は徐々に
正転方向に加速し（時点Ａ〜Ｂ）、少し定速回転した後
（時点Ｂ〜Ｃ）、徐々に減速して停止する（時点Ｃ〜
Ｄ）。このときＺ軸モータ２２は主軸１０を被加工物７
０方向に送り続ける。続いて一旦停止状態に保持された
後（時点Ｄ〜Ｅ）、主軸１０は徐々に逆転方向に加速し
（時点Ｅ〜Ｆ）、少し定速回転した後（時点Ｆ〜Ｇ）、
徐々に減速して停止する（時点Ｇ〜Ｈ）。このとき、Ｚ
軸モータ２２は主軸１０を被加工物７０から引き抜く方
向に送り続ける。
【００２７】この間、主軸モータ１４には次のような負
荷Ｑが加わる。時点Ａ〜Ｂでは正転方向の加速に要する
負荷（正の負荷）と被加工物７０の切削に要する負荷
（正の負荷）とが、時点Ｂ〜Ｃでは定速正転に要する負
荷（正の負荷）と切削に要する負荷（正の負荷）とが、
時点Ｃ〜Ｄでは正転方向の減速に要する負荷（負の負
荷）と切削に要する負荷（正の負荷）とが、時点Ｄ〜Ｅ
では上記反力を相殺するための負荷（正の負荷）が、時
点Ｅ〜Ｆでは逆転方向の加速に要する負荷（負の負荷）
が、時点Ｆ〜Ｇでは定速逆転に要する負荷（負の負荷）
が、時点Ｇ〜Ｈでは逆転方向の減速に要する負荷（正の
負荷）が、それぞれ加わる。
【００２８】図３（Ｂ）はネジ穴７４内に被加工物７０
の削り屑が溜ったり、ドリル付タップ４の刃先が摩耗し
たりした状態における回転速度Ｐおよび負荷Ｑの変化を
表している。図３（Ｂ）に示すように、この種の異常が
生じると負荷Ｑの絶対値が全体的に大きくなる傾向があ
る。ところが、時点Ａ〜Ｂ，Ｃ〜Ｄ，Ｅ〜Ｆ，Ｇ〜Ｈで
は、主軸１０の加減速が伴うので、異常による負荷変動
と加減速による負荷変動とを明確に区別できない。ま
た、時点Ｂ〜Ｃ，Ｆ〜Ｈでは主軸１０が定速回転であ
り、異常による負荷変動が比較的良好に現れるが、ネジ
穴７４の深さが浅い場合にはその期間が短くなったり、
ときには全く生じない場合もあり、高精度な異常検出は
不可能である。
【００２９】これに対して、主軸１０停止中の時点Ｄ〜
Ｅでは異常による負荷変動がきわめて良好に現れ、その
期間も長い。そこで、電子制御回路３０では、この期間
に検出した負荷Ｑに基づいて装置の異常を検出するので
ある。なお、図示しないが、ドリル付タップ４が折損す
るなどした場合は、負荷Ｑの絶対値が全体的にきわめて
小さくなり、時点Ｄ〜Ｅにて検出される負荷Ｑも異常に
小さくなる。
【００３０】次に、電子制御回路３０が実行する制御
を、図４のフローチャートを用いて具体的に説明する。
図４に示すように、処理を開始すると電子制御回路３０
は、先ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて
次のようなタップ切込み動作を実行する。すなわち、主
軸モータ１４を駆動して主軸１０正転させながら、Ｚ軸
モータ２２を駆動してその主軸を被加工物方向に移動さ
せて雌ネジを形成し、続いて主軸モータ１４およびＺ軸
モータ２２を一旦停止する。なお、主軸モータ１４およ
びＺ軸モータ２２の駆動量は予めキーボード２６により
設定されている。
【００３１】続くＳ３では、主軸用エンコーダ１６を介
して検出した主軸１０の回転位置または回転速度、或い
は、Ｚ軸用エンコーダ２４を介して検出したＺ軸１８の
回転位置または回転速度（主軸１０の軸方向の移動位置
または移動速度と対応）に基づいて、主軸１０が確実に
停止して動作が終了しているか否かを判断する。主軸１
０がまだ動いており動作が終了していない場合（Ｓ３：
ＮＯ）はそのままＳ３で待機し、動作が終了すると（Ｓ
３：ＹＥＳ）Ｓ５へ移行する。Ｓ５では、主軸サーボア
ンプ４２より、主軸１０に供給される電流の電流指令Ｉ
を読み取る。この電流指令Ｉが、前述の時点Ｄ〜Ｅにお
ける負荷Ｑに対応する。
【００３２】続くＳ７，Ｓ９では、電流指令Ｉが所定の
第１基準値Ｉ1 以上であるか否か、その電流指令Ｉが所
定の第２基準値Ｉ2 以下であるか否か、を順次判断す
る。ここで、第１基準値Ｉ1 および第２基準値Ｉ2 は、
Ｉ1 ＞Ｉ2 となるようにキーボード２６により設定され
た値であり、第１基準値Ｉ1 は削り屑の蓄積やドリル付
タップ４の摩耗等による負荷の増加を示唆する値で、第
２基準値Ｉ2 はドリル付タップ４の折損等による負荷の
減少を示唆する値である。
【００３３】正常時にはＳ７，Ｓ９で共に否定判断し、
Ｓ１１へ移行する。Ｓ１１では、主軸１０を逆転させる
と共に引き抜き方向へ移動させる通常の戻り動作を実行
し、続くＳ１３で動作終了を判断すると（Ｓ１３：ＹＥ
Ｓ）処理を終了する。削り屑が溜ったり、ドリル付タッ
プ４が摩耗したりした場合は、電流指令Ｉが異常に増加
して第１基準値Ｉ1 以上となる。すると、Ｓ７にて肯定
判断してＳ１５へ移行する。Ｓ１５では、削り屑の蓄積
またはドリル付タップ４の摩耗による異常が発生した旨
を表すエラー信号を発生し、ＣＲＴ２８にその旨表示さ
せる。続くＳ１７では、Ｓ１１の処理よりも低速で戻り
動作を実行し、前述のＳ１３へ移行する。なお、Ｓ１７
では、加速期間（時点Ｅ〜Ｆ）を短くすることによって
速度を下げても、加速度を小さくすることによって速度
を下げてもよい。また、速度を下げずに加速期間（時点
Ｅ〜Ｆ）を長くすることによって、加速度のみを小さく
するようにしてもよい。
【００３４】また、ドリル付タップ４が折損した場合
は、電流指令Ｉが異常に減少して第２基準値Ｉ2 以下と
なる。すると、Ｓ９にて肯定判断してＳ１９へ移行す
る。Ｓ１９では、ドリル付タップ４の折損による異常が
発生した旨を表すエラー信号を発生し、ＣＲＴ２８にそ
の旨表示させる。続くＳ２１では、ドリルタップ加工装
置の動作を停止して前述のＳ１３へ移行する。
【００３５】以上の処理により、本ドリルタップ加工装
置では、削り屑の蓄積またはドリル付タップ４の摩耗に
よる異常が発生した場合、ＣＲＴ２８にその旨表示して
使用者に告知すると共に、ドリル付タップ４の戻り動作
を低速で実行して、不良品の発生やドリル付タップ４の
更なる損傷を防止することができる。また、ドリル付タ
ップ４の折損による異常が発生した場合は、ＣＲＴ２８
にその旨表示して使用者に告知すると共に、装置の動作
を停止して、不良品の発生や主軸モータ１４の過熱を防
止することができる。更に、本ドリルタップ加工装置で
は、主軸の停止中（時点Ｄ〜Ｅ）に検出した負荷（電流
指令Ｉ）に基づいて上記異常を検出しているので、主軸
１０の回転加速度等の影響を排除して、上記異常を高精
度で検出することができる。
【００３６】なお、本発明は上記実施例になんら限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の形態で実施することができる。例えば、上記実施の
形態では電流指令Ｉにより負荷を検出しているが、実際
の通電電流や主軸モータ１４の消費電力により負荷を検
出してもよい。但し、電力により負荷を検出する場合は
電力の計算等が必要となるが、電流により負荷を検出す
る場合は計算等の必要がなく、簡単な構成を介して直接
検出することができる。従って、この場合、装置の構成
を簡略化すると共に、処理を簡略化して応答性を向上さ
せることができる。また、主軸１０の停止は、主軸モー
タ１４やＺ軸モータ２２に出力される駆動信号に基づい
て検出してもよい。但し、上記実施の形態では、主軸１
０の実際の回転位置，回転速度，移動位置，または移動
速度に基づいてその停止を検出しているので、機械の応
答性や信号の送受信に起因するずれを排除して、一層正
確に停止を検出することができる。従って、一層正確に
異常を検出することができる。
【００３７】更に、上記実施の形態では、負荷が異常に
増加したときに一律に低速で戻り動作を実行している
が、負荷の大きさに応じて段階的に低速化することもで
きる。このように構成した例を図５のフローチャートを
用いて説明する。図５に示すように、Ｓ５１〜Ｓ５５で
は前述のＳ１〜Ｓ５の処理と同様に、タップ切込み動作
を実行した後一旦停止し、そのときの電流指令Ｉを読み
取る。続くＳ５７，５９では、電流指令Ｉが所定の第３
基準値Ｉ3 （但し、Ｉ3 ＞Ｉ1 ）以上であるか否か、前
述の第１基準値Ｉ1 以上であるか否か、を順次判断す
る。正常時にはＳ５７，Ｓ５９で共に否定判断し、Ｓ６
１にて通常の戻り動作を実行し、続くＳ６３で動作終了
を判断すると（Ｓ６３：ＹＥＳ）処理を終了する。
【００３８】削り屑が溜ったりドリル付タップ４が摩耗
したりしてＩ≧Ｉ3 となると（Ｓ５７：ＹＥＳ）、Ｓ６
５にてその旨を表すエラー信号を発生し、続くＳ６７に
て所定の低速度Ａで戻り動作を実行してＳ６３へ移行す
る。削り屑が溜ったりドリル付タップ４が摩耗したりし
てＩ≧Ｉ1 となったもののＩ＜Ｉ3 であると（Ｓ５９：
ＹＥＳ）、Ｓ６９にてその旨を表すエラー信号を発生
し、続くＳ７１にて所定の低速度Ｂで戻り動作を実行し
てＳ６３へ移行する。なお、低速度Ａ，Ｂは、予めキー
ボード２６によりＡ＜Ｂとなるように設定されている。
また、上記実施の形態では、電流指令Ｉの値によって速
度を変更しているが、図３に示す加速期間（時点Ｅ〜
Ｆ，Ｇ〜Ｈ）の長さを変更するようにしてもよい。更
に、速度と共に加速期間を変更するようにしてもよい。
【００３９】以上のような処理を実行した場合、異常の
程度が比較的弱くＩ3 ＞Ｉ≧Ｉ1 となったときは比較的
早い低速度Ｂで戻り動作を行い、異常の程度が比較的甚
だしくＩ≧Ｉ3 となったときは比較的遅い低速度Ａで戻
り動作を行うことができる。このため、ドリルタップ加
工装置の加工能率低下を抑制しつつ、不良品の発生やド
リル付タップ４の更なる損傷を確実に防止することがで
きる。
【００４０】なお、上記各実施の形態において、Ｓ１，
Ｓ１１，Ｓ５１，Ｓ６１が駆動制御手段に、Ｓ３，Ｓ５
３が停止検出手段に、Ｓ５，Ｓ５５が負荷検出手段に、
Ｓ７，Ｓ９，Ｓ５７，Ｓ５９が異常検出手段に、Ｓ１
５，Ｓ１９，Ｓ６５，Ｓ６９が信号発生手段に、Ｓ１
７，Ｓ２１，Ｓ６７，Ｓ７１が駆動様式変更手段に、そ
れぞれ相当する処理である。
【００４１】上記各実施の形態では、切削工具としてド
リル付タップ４を使用しているが、タップ加工を施すこ
とができる工具であればなんでもよい。例えば、切削止
まり穴用タップ（スパイラルタップ）を用いてもよい。
また、本発明は、ドリルタップ加工装置に限らず、雄ネ
ジを形成する装置や、軸受の油溝を形成する装置など、
種々の切削加工装置に適用することができる。特に、本
発明を切削工具を自動的に交換可能ないわゆるマシニン
グセンタ等に適用した場合、切削工具の摩耗または折損
による異常が発生したとき自動的に切削工具を新しいも
のと交換する制御も可能となる。更に、削り屑の蓄積に
よる負荷の増加は切削工具の摩耗による負荷の増加に比
べて一工程毎の変化が大きい。そこで、過去の工程にお
いて検出された負荷に対する変化量に応じて両者を区別
し、それぞれに異なる対処をしてもよい。
【００４２】また更に、請求項１０記載の発明は、電子
制御回路等によって実行される異常検出方法に限らず、
切削加工装置の使用者が実行してもよい。例えば、主軸
の回転および移動を手動で停止し、外部の測定装置や主
軸モータの音等によって負荷の大きさを判断してもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたドリルタップ加工装置を表
す概略構成図である。
【図２】主軸停止時における負荷の発生原理を表す説明
図である。
【図３】正常時と異常時とでの負荷変動の相違を表す説
明図である。
【図４】上記ドリルタップ加工装置の制御処理を表すフ
ローチャートである。
【図５】その制御処理の変形例を表すフローチャートで
ある。
【符号の説明】
４…ドリル付タップ １０…主軸
１４…主軸モータ １６…主軸用エンコーダ １８…Ｚ軸
２２…Ｚ軸モータ ２４…Ｚ軸用エンコーダ ３０…電子制御回路
７０…被加工物

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 先端に切削工具が固定された主軸を回転
    させる主軸モータと、 上記主軸をその軸方向に移動させる送り軸モータと、 上記主軸モータおよび送り軸モータを駆動して、上記主
    軸を回転させながら上記主軸をその軸方向に移動させた
    後、上記主軸の回転および移動を停止し、続いて上記主
    軸を逆回転させながら上記主軸を逆方向に移動させる駆
    動制御手段と、 を備えた切削加工装置において、 上記主軸の回転および移動が停止したことを検出する停
    止検出手段と、 該停止検出手段が上記主軸の停止を検出しているとき、
    上記主軸モータに加わる負荷を検出する負荷検出手段
    と、 該負荷検出手段にて検出された負荷の大きさに基づいて
    装置の異常を検出する異常検出手段と、 を設けたことを特徴とする切削加工装置。
  2. 【請求項２】 上記異常検出手段が、上記負荷の大きさ
    が所定の第１基準値以上となったときに装置の異常を検
    出することを特徴とする請求項１記載の切削加工装置。
  3. 【請求項３】 上記異常検出手段が、上記負荷の大きさ
    が所定の第２基準値以下となったときに装置の異常を検
    出することを特徴とする請求項１記載の切削加工装置。
  4. 【請求項４】 上記異常検出手段が装置の異常を検出し
    たとき、上記駆動制御手段による上記主軸モータおよび
    送り軸モータの駆動様式を変更する駆動様式変更手段
    を、更に備えたことを特徴とする請求項１記載の切削加
    工装置。
  5. 【請求項５】 上記駆動様式変更手段が、上記負荷の大
    きさに基づいて複数通りに上記駆動様式を変更すること
    を特徴とする請求項４記載の切削加工装置。
  6. 【請求項６】 上記異常検出手段が装置の異常を検出し
    たとき、その異常が発生した旨を表す信号を発生する信
    号発生手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１記
    載の切削加工装置。
  7. 【請求項７】 上記停止検出手段が、上記主軸の回転位
    置またはその軸方向の移動位置に基づいて上記主軸の停
    止を検出することを特徴とする請求項１記載の切削加工
    装置。
  8. 【請求項８】 上記停止検出手段が、上記主軸の回転速
    度またはその軸方向の移動速度に基づいて上記主軸の停
    止を検出することを特徴とする請求項１記載の切削加工
    装置。
  9. 【請求項９】 上記負荷検出手段が上記主軸モータに通
    電される電流に基づいて上記負荷を検出することを特徴
    とする請求項１記載の切削加工装置。
  10. 【請求項１０】 先端に切削工具が固定された主軸を回
    転させる主軸モータと、 該主軸をその軸方向に移動させる送り軸モータと、 上記主軸モータおよび送り軸モータを駆動して、上記主
    軸を回転させながら上記主軸をその軸方向に移動させた
    後、上記主軸の回転および移動を停止し、続いて上記主
    軸を逆回転させながら上記主軸を逆方向に移動させる駆
    動制御手段と、 を備えた切削加工装置の異常を検出する方法であって、 上記主軸の回転および移動が停止しているときに上記主
    軸モータに加わる負荷を検出し、該検出された負荷の大
    きさに基づいて上記切削加工装置の異常を検出すること
    を特徴とする切削加工装置の異常検出方法。
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