WO2014049784A1 - 摩耗診断システム - Google Patents

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WO2014049784A1
WO2014049784A1 PCT/JP2012/074931 JP2012074931W WO2014049784A1 WO 2014049784 A1 WO2014049784 A1 WO 2014049784A1 JP 2012074931 W JP2012074931 W JP 2012074931W WO 2014049784 A1 WO2014049784 A1 WO 2014049784A1
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WO
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wear
slide
axis
upper slide
diagnosis
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/074931
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
信也 熊崎
真樹 小島
修 長井
Original Assignee
富士機械製造株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士機械製造株式会社 filed Critical 富士機械製造株式会社
Priority to PCT/JP2012/074931 priority Critical patent/WO2014049784A1/ja
Priority to JP2014537957A priority patent/JP6062447B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0904—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool before or after machining
    • B23Q17/0919—Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
    • B23Q17/0928—Cutting angles of lathe tools
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/02—Sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

Definitions

  • the present invention relates to a wear diagnosis system for diagnosing wear on a sliding interface of a slide feed mechanism used in a machine tool or the like.
  • a wedge-shaped razor (give) is inserted in a gap between a lower slide (fixed side member) and an upper slide (moving side member) of a machine tool.
  • the razor is attached to the upper slide.
  • the sliding interface is formed between the sliding surface of the lower slide and the sliding surface of the razor. Lubricating oil is supplied to the sliding interface. That is, the sliding surface of the lower slide and the sliding surface of the upper slide are both covered with the oil film.
  • an excessive load may be applied to the sliding interface due to variations in the hardness of the workpiece, variations in the dimensions of the workpiece before machining, and incorrect machining conditions. In this case, the oil film breaks.
  • the sliding surface of the lower slide is quenched and polished. For this reason, the sliding surface of the lower slide is hard.
  • the sliding surface of the razor is not quenched. For this reason, the sliding surface of a razor is soft.
  • the sliding surface of the razor is preferentially worn.
  • a gap is generated between the sliding surface of the lower slide and the sliding surface of the razor.
  • backlash occurs in the movement of the upper slide relative to the lower slide.
  • a tool is attached to the upper slide via a tool post.
  • the workpiece is machined with a tool. Therefore, when play occurs in the movement of the upper slide, the position of the cutting edge of the tool with respect to the work is shifted by the amount of play. As a result, a dimensional error occurs in the workpiece after processing.
  • rattling can be eliminated by adjusting the amount of razor insertion (wedge driving amount) with respect to the gap between the lower slide and the upper slide. Specifically, when the insertion amount of the razor with respect to the gap between the lower slide and the upper slide is increased, the gap between the sliding surface of the lower slide and the sliding surface of the razor is reduced. For this reason, play can be eliminated.
  • the workpiece can be machined by absorbing the dimensional error by a control method such as correcting the tool trajectory.
  • the cause of the dimensional error of the workpiece is not limited to the wear of the sliding surface of the razor.
  • a dimensional error may occur in the workpiece due to wear of the cutting edge of the tool, displacement of the workpiece, or the like. For this reason, even if a dimensional error occurs in the workpiece, the operator does not specify the cause only by the wear of the sliding surface of the razor.
  • the razor is inserted in the gap between the lower slide and the upper slide. That is, the razor is arranged in a place where it is difficult for an operator to approach in the machine tool. For this reason, the wear diagnosis work is complicated.
  • an object of the present invention is to provide a wear diagnostic system that can easily diagnose the wear of the sliding interface.
  • the wear diagnosis system of the present invention includes a fixed portion having a lower slide, a moving portion having an upper slide that slides relative to the lower slide, and a drive that drives the upper slide.
  • a device a razor attached to the upper slide, inserted into a gap between the upper slide and the lower slide, and forming a sliding interface with the lower slide; and when the upper slide slides And a control for diagnosing wear of the sliding interface on the basis of a change in the amount of electricity related to the load of the driving device due to the contact of the moving unit with the corresponding contacting portion.
  • a device a device.
  • the wear diagnosis system of the present invention it is possible to diagnose wear on the sliding interface based on the change in the amount of electricity. For this reason, wear of the sliding interface can be easily diagnosed.
  • wear on the sliding interface can be easily diagnosed, for example, wear on the sliding interface is diagnosed in a preventive maintenance manner before a failure occurs in parts such as the lower slide, upper slide, and razor. be able to.
  • the driving device is a motor having an encoder
  • the contact portion is a stopper with which the upper slide contacts to determine the origin of the encoder. It is better to have a configuration.
  • the origin of the encoder that is, the upper slide movement reference position
  • a process of intentionally bringing the upper slide into contact with the stopper is performed before actual operation. That is, a stopper for determining the origin is arranged in advance in the machine tool.
  • the existing stopper is used for diagnosis of wear on the sliding interface. For this reason, the wear diagnosis function can be easily added to the existing machine tool.
  • the control device sets the moving portion to the contact portion in an initial state in which the lower slide and the upper slide are set.
  • the initial state storage step of storing the change in the amount of electricity when the contact is made as initial data, and when the moving part is brought into contact with the corresponding contact part in a state after the initial state in time series A diagnosis step for diagnosing the wear of the sliding interface by comparing the change in the amount of electricity with the initial data, and a notification step for notifying the operator of the diagnosis result in the diagnosis step It is better to have a configuration.
  • the state in which the lower slide and the upper slide are set means that the lower slide, the upper slide, and the razor, which are the components of the slide feed mechanism, are preset standards for the operating accuracy, starting torque, and the like of the upper slide.
  • the state that is assembled so as to enter refers to a state after performance inspection of a machine tool including the slide feed mechanism is completed, before actual operation, or before actual production.
  • the control device executes the initial state storage process, the diagnosis process, and the notification process.
  • the initial state storing step the control device causes the moving part to abut on the abutting part.
  • the control apparatus memorize
  • the diagnosis process the control device causes the moving part to abut on the abutting part. Then, the change in the amount of electricity at this time is compared with the stored initial data.
  • the notification step the control device notifies the operator of the diagnosis result.
  • the wear of the sliding interface can be diagnosed by comparing the initial data with the change in the amount of electricity at the time of diagnosis.
  • the operator can be notified of the diagnosis result. For this reason, the operator can easily confirm the timing for adjusting the insertion amount of the razor with respect to the gap between the upper slide and the lower slide.
  • a display device having a screen is electrically connected to the control device, and the control device displays the diagnosis result on the screen in the notification step. It is better to display related items. According to this configuration, the operator can visually check the diagnosis result via the screen.
  • control device moves the moving unit stepwise with respect to the abutting unit via the driving device in the diagnosis step. It is better to make it the structure to make.
  • the moving part When the moving part is brought into contact with the contact part, the amount of electricity changes.
  • the processing speed of the control device is low, it is difficult to confirm a change in the amount of electricity if the moving unit is moved in a slope shape (gradually).
  • the moving unit is moved stepwise (stepwise). For this reason, even if the processing speed of the control device is slow, it is easy to confirm the change in the amount of electricity.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an internal perspective view of the CNC lathe. 3 is an enlarged left side view of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of the slide feed mechanism.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the slide feed mechanism.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the slide on the Z axis and the razor portion.
  • FIG. 9 is a block diagram of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the first embodiment.
  • FIG. 10A is a schematic cross-sectional view of the slide feeding mechanism in the previous period of the initial state storing step of the wear diagnosis method.
  • FIG. 10B is a schematic cross-sectional view of the slide feeding mechanism in the latter stage of the same process.
  • FIG. 11 is a schematic graph showing a change in load current of the Z-axis motor in the same process.
  • FIG. 12 is a flowchart after the diagnostic preparation step of the wear diagnostic method.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a screen at the time of automatic / manual selection.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of a screen when selecting diagnosis execution / non-execution.
  • FIG. 15A is a schematic cross-sectional view of the slide feeding mechanism in the previous period of the diagnosis process of the wear diagnosis method.
  • FIG. 15A is a schematic cross-sectional view of the slide feeding mechanism in the previous period of the diagnosis process of the wear diagnosis method.
  • FIG. 15B is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the middle stage of the same process.
  • FIG. 15C is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the latter stage of the process.
  • FIG. 16 is a schematic graph showing a change in load current of the Z-axis motor in the same process.
  • FIG. 17A is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the previous period of the diagnosis process of the wear diagnosis method.
  • FIG. 17B is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the middle stage of the same process.
  • FIG. 17C is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the latter stage of the process.
  • FIG. 18 is a schematic graph showing a change in load current of the Z-axis motor in the same process.
  • FIG. 18 is a schematic graph showing a change in load current of the Z-axis motor in the same process.
  • FIG. 19 is a schematic diagram of a screen at the time of normal notification.
  • FIG. 20 is a schematic diagram of a screen at the time of abnormality notification.
  • FIG. 21 is a schematic graph showing a change in the load current of the Z-axis motor in the initial state storing step of the wear diagnosis method executed by the wear diagnosis system of the second embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic graph showing a change (No. 1) in the load current of the Z-axis motor in the diagnosis step of the same method.
  • FIG. 23 is a schematic graph showing a change (No. 2) in the load current of the Z-axis motor in the diagnosis step of the same method.
  • FIG. 24 is an internal perspective view of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the third embodiment.
  • FIG. 1 shows an external perspective view of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the present embodiment.
  • FIG. 2 shows an internal perspective view of the CNC lathe.
  • the CNC lathe 1 includes a control device (not shown), an entire cover 30, a ball screw part 31, a razor part (not shown), a stopper part (not shown), A tool table 4, a headstock 6, a bed 7, a display device 8, and a wear diagnosis system 9 are provided.
  • the entire cover 30 constitutes an outer shell of the CNC lathe 1.
  • the entire cover 30 includes an automatic door 300 on the front surface.
  • the display device 8 is disposed on the front surface of the entire cover 30.
  • the display device 8 includes a screen 80.
  • the screen 80 is a touch panel.
  • the bed 7 is disposed on the floor of the factory.
  • An inclined portion 70 is disposed behind the upper surface of the bed 7.
  • the inclined portion 70 has a slope shape that descends from the rear to the front.
  • the headstock 6 is disposed on the upper left side of the bed 7.
  • the headstock 6 includes a main body 60, a main shaft 61, and a chuck 62.
  • the main body 60 is disposed on the upper surface of the bed 7.
  • the main shaft 61 protrudes from the right surface of the main body 60 to the right side.
  • the main shaft 61 extends in the left-right direction.
  • the main shaft 61 is rotatable around its own axis.
  • the chuck 62 is disposed at the right end of the main shaft 61.
  • a workpiece W is fixed to the chuck 62 so as to be detachable.
  • FIG. 3 is a transparent enlarged left side view of FIG.
  • the tool rest 4 includes a tool post 40, a turret device 41, an X-axis upper slide 46, an X-axis lower slide 42, a Z-axis upper slide 43, and a Z-axis lower slide. 44.
  • the Z-axis upper slide 43 is included in the concept of the “upper slide” of the present invention.
  • the Z-axis lower slide 44 is included in the concept of the “lower slide” of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a Z-axis lower slide, a Z-axis upper slide, a ball screw portion, a razor portion, and a stopper portion (hereinafter referred to as “slide feed mechanism” as appropriate).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view in the left-right direction of the slide feed mechanism.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view in the VI-VI direction of FIG.
  • FIG. 7 shows an exploded perspective view of the slide feed mechanism.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the slide on the Z axis and the razor portion.
  • the Z-axis lower slide 44 is disposed on the inclined portion 70 on the upper surface of the bed 7.
  • the Z-axis lower slide 44 extends in the left-right direction (the central axis direction of the main shaft 61 (Z-axis direction)).
  • the Z-axis lower slide 44 includes a pair of guide ribs 441 and a ball screw accommodating portion 442. As shown in FIG. 6, the pair of guide ribs 441 are disposed on both sides of the front lower-rear upper direction (X-axis direction) of the ball screw accommodating portion 442.
  • a Z-axis motor 45Z is disposed on the left end surface of the Z-axis lower slide 44.
  • the Z-axis motor 45Z is a servo motor with an encoder.
  • the Z-axis motor 45Z is included in the concept of the “motor” of the present invention.
  • the Z-axis upper slide 43 is movable in the left-right direction with respect to the Z-axis lower slide 44.
  • the Z-axis upper slide 43 includes a slide body 43a and a pair of back plates 43b.
  • a power transmission unit 432 is integrally formed on the lower surface of the slide body 43a.
  • the power transmission part 432 is accommodated in the ball screw accommodation part 442.
  • the pair of back plates 43b are disposed on both sides in the front lower-rear upper direction of the slide main body 43a.
  • a pair of guided grooves 430 is defined in the Z-axis slide 43 by the slide main body 43a and the pair of back plates 43b.
  • the rear upper guided groove 430 is in sliding contact with the rear upper guide rib 441 from the rear upper direction.
  • a razor 320 (described later) is interposed in the gap between the front lower guided groove 430 and the front lower guide rib 441.
  • the turret device 41 is an angle indexing device.
  • the turret device 41 is fixed to the upper surface of the X-axis upper slide 46.
  • the tool post 40 is disposed on the left surface of the turret device 41.
  • a total of ten holders (not shown) are arranged on the tool post 40 at a distance of 36 °.
  • the tool post 40 can be rotated by 36 ° in units of holders by a turret device 41.
  • a tool T is assigned to each of the ten holders of the tool post 40.
  • the cutting edge T1 of an arbitrary tool T comes into sliding contact with the outer peripheral surface of the workpiece W.
  • the tool T cuts the outer peripheral surface of the workpiece W by the sliding contact.
  • the ball screw portion 31 includes a ball screw 310, a nut 311 and a number of balls (not shown).
  • the ball screw 310 extends in the left-right direction within the ball screw accommodating portion 442 of the Z-axis lower slide 44.
  • the ball screw 310 is connected to the rotation shaft of the Z-axis motor 45Z.
  • the ball screw 310 can rotate around its own axis by the driving force of the Z-axis motor 45Z.
  • the nut 311 is mounted on the outer peripheral surface of the ball screw 310 via a large number of balls.
  • the nut 311 is attached to the power transmission portion 432 of the Z-axis upper slide 43.
  • the razor portion 32 includes a razor 320, a pair of collars 321, a bracket 322, and four bolts 323.
  • the bracket 322 is attached to the Z-axis upper slide 43.
  • the bracket 322 is attached to the left end surface of the front lower side of the slide body 43a of the Z-axis upper slide 43 by a pair of bolts 323 via a pair of collars 321 extending in the left-right direction. .
  • the razor 320 is attached to the right surface of the bracket 322 with a pair of bolts 323.
  • the razor 320 is inserted into a gap between the front lower guided groove 430 and the front lower guide rib 441.
  • the amount of razor 320 inserted into the gap can be adjusted.
  • the razor 320 has a wedge shape that is sharp on the right side (inside the gap).
  • the outer surface A2 of the razor 320 extends in the same direction as the inner surface A1.
  • the sliding surface (outer surface) A3 of the front lower guide rib 441 extends in the left-right direction.
  • a sliding surface (inner surface) A4 of the razor 320 extends in the same direction as the sliding surface A3.
  • a slide that abuts from the Z-axis upper slide 43 and the Z-axis lower slide 44 from the Y-axis direction (the direction perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction).
  • Interfaces B1 to B4 are arranged.
  • a sliding interface C1 that contacts from the X-axis direction is disposed.
  • a sliding interface D ⁇ b> 1 that contacts from the X-axis direction is disposed between the sliding surface A ⁇ b> 3 of the Z-axis lower slide 44 and the sliding surface A ⁇ b> 4 of the razor 320.
  • Lubricating oil (not shown) is supplied to each of the sliding interfaces B1 to B4, C1, and D1.
  • the sliding surface of the Z-axis lower slide 44 is quenched and polished. For this reason, the sliding surface of the Z-axis lower slide 44 is hard. On the other hand, the sliding surface of the Z-axis upper slide 43 and the sliding surface of the razor 320 are not quenched. For this reason, the sliding surface of the Z-axis upper slide 43 and the sliding surface of the razor 320 are soft. Therefore, when the lubricating oil runs out during the sliding of the Z-axis upper slide 43, the sliding surface of the Z-axis upper slide 43 and the sliding surface of the razor 320 are mainly worn.
  • the stopper portion 33 includes a stopper 330, a bracket 331, and two bolts 332.
  • the bracket 331 is attached to the Z-axis lower slide 44.
  • the bracket 331 is attached to the left end surface on the rear upper side of the Z-axis lower slide 44 by a pair of bolts 332.
  • the stopper 330 protrudes from the right surface of the bracket 331 to the right side.
  • the stopper 330 has a cylindrical shape. When the Z-axis upper slide 43 moves to the left side, the stopper 330 can come into contact with the rear upper left end surface of the Z-axis upper slide 43.
  • FIG. 9 shows a block diagram of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the present embodiment.
  • the control device 2 includes a storage unit 20, a calculation unit 21, and an input / output interface 22.
  • the control device 2 is electrically connected to the screen 80, the X-axis motor 45X, the Z-axis motor 45Z, and the main shaft motor 63C.
  • the X-axis motor 45X can drive the X-axis upper slide 46 in the front lower-rear upper direction.
  • the Z-axis motor 45Z can drive the Z-axis upper slide 43 in the left-right direction.
  • the main shaft motor 63C can rotate the main shaft 61 around its own axis.
  • the wear diagnosis system 9 includes a fixed portion 90, a moving portion 91, a Z-axis motor 45Z, a ball screw portion 31, a razor portion 32, a stopper portion 33, and a control device. 2 and a display device 8.
  • the fixing unit 90 includes a Z-axis lower slide 44.
  • the moving unit 91 includes a Z-axis upper slide 43. As described above, the wear diagnosis system 9 is incorporated in the CNC lathe 1.
  • the blade tip T1 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotating workpiece W.
  • Cutting is performed on the outer peripheral surface of the workpiece W by the sliding contact.
  • Cutting is performed while appropriately switching the ten tools T in accordance with the processed surface of the workpiece W.
  • the workpiece W that has been processed is removed from the chuck 62 and conveyed to a subsequent process.
  • a new workpiece W is mounted on the chuck 62 that has become empty.
  • the wear diagnosis method includes an initial state storage process, a diagnosis preparation process, a diagnosis process, a notification process, and a rediagnosis process.
  • Initial state storage process This process is executed immediately after the CNC lathe 1 is turned on for the first time.
  • the initial state the Z-axis lower slide 44, the Z-axis upper slide 43, the razor part 32 is assembled so that the operation accuracy, starting torque, etc. of the Z-axis upper slide 43 are within preset standards.
  • the origin of the encoder of the Z-axis motor 45Z is determined.
  • the load current of the Z-axis motor 45Z is measured.
  • the encoder origin and load current changes are stored as initial data.
  • the load current is included in the concept of “electric quantity” of the present invention.
  • FIG. 10 (a) shows a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the previous period of the initial state storage step of the wear diagnosis method.
  • FIG. 10B shows a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the latter stage of the same process.
  • FIG. 11 shows changes in the load current of the Z-axis motor in the same process.
  • FIGS. 10A and 10B the slide feed mechanism shown in FIG. 5 is shown deformed.
  • the calculation unit 21 of the control device 2 shown in FIG. 9 drives the Z-axis motor 45Z. At this time, the calculation unit 21 intermittently applies current to the Z-axis motor 45Z. Therefore, as shown in FIG. 10A, the Z-axis upper slide 43 approaches the stopper 330 while moving stepwise (moving (for example, 10 ⁇ m) and stopping alternately).
  • the Z-axis upper slide 43 and the razor 320 are not yet worn.
  • the insertion amount of the razor 320 with respect to the gap between the Z-axis upper slide 43 and the Z-axis lower slide 44 is set to an appropriate amount.
  • the load current increases.
  • the calculation unit 21 applies the Z-axis upper slide 43 to the stopper 330. It is determined that it is the time of contact.
  • the calculation unit 21 stores the encoder position at the time t0 in the storage unit 20 as the origin (the operation reference position of the Z-axis upper slide 43).
  • the calculating part 21 stores the change of the load current shown in FIG.
  • the worker stores in the storage unit 20 the time when the wear diagnosis will be performed in the future, that is, the diagnosis time (for example, six months later), via the touch panel of the screen 80 shown in FIG.
  • FIG. 12 shows a flowchart after the diagnostic preparation step of the wear diagnostic method.
  • FIG. 13 shows a schematic diagram of a screen at the time of automatic / manual selection.
  • FIG. 14 shows a schematic diagram of a screen at the time of diagnosis execution / non-execution selection.
  • the calculation unit 21 shown in FIG. 9 brings the screen 80 into the state shown in FIG. 13 (S2 in FIG. 12). That is, an automatic start button 81a and a manual start button 81b are displayed on the screen 80.
  • the calculation unit 21 shown in FIG. 9 executes wear diagnosis described later (S5 in FIG. 12).
  • the calculation unit 21 shown in FIG. 9 displays the driving time of the CNC lathe 1 up to the present time and the diagnosis time stored in the storage unit 20 in the initial state storage step. Are compared (S3 in FIG. 12).
  • the CNC lathe 1 shown in FIG. 2 starts production (S10 in FIG. 12). That is, the CNC lathe 1 starts machining the workpiece W.
  • the calculation unit 21 shown in FIG. 9 switches the screen 80 to the state shown in FIG. 14 (FIG. 12). S4). That is, a diagnosis execution button 82a and a diagnosis non-execution button 82b are displayed on the screen 80.
  • the calculation unit 21 shown in FIG. 9 executes wear diagnosis (S5 of FIG. 12). That is, when the driving time of the CNC lathe 1 (driving time from the first power-on) becomes longer, the wear amount of the sliding surface of the Z-axis upper slide 43 and the sliding surface of the razor 320 shown in FIGS. It may have become. That is, there is a possibility that play is generated at the sliding interfaces C1 and D1. Therefore, in this step, the load current of the Z-axis motor 45Z is measured as in the initial state storing step.
  • FIG. 15 (a) is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the previous stage of the diagnosis process of the wear diagnosis method.
  • FIG. 15B is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the middle stage of the same process.
  • FIG. 15C is a schematic cross-sectional view of the slide feeding mechanism in the latter stage of the process.
  • FIG. 16 shows a change in the load current of the Z-axis motor in the same process.
  • 15 (a), 15 (b), and 15 (c) the slide feed mechanism shown in FIG. 5 is shown deformed. Further, the backlash generated at the sliding interfaces C1 and D1 is exaggerated.
  • FIG. 15 (a), FIG. 15 (b), FIG. the play progresses to a state in which a backlash occurs between the ball screw 310 and the nut 311.
  • the calculation unit 21 shown in FIG. 9 drives the Z-axis motor 45Z.
  • the calculation unit 21 intermittently applies a current to the Z-axis motor 45Z as in the initial state storing step. For this reason, as shown to Fig.15 (a), the Z-axis upper slide 43 approaches the stopper 330, moving in step shape.
  • the Z-axis upper slide 43 is the origin of the encoder as in the initial state storing step. (Stored in the storage unit 20 shown in FIG. 9) and should contact the stopper 330. Therefore, as indicated by a thin line in FIG. 16, the load current should reach a predetermined value a0 at time t0 corresponding to the origin.
  • the load current reaches a predetermined value a0.
  • the time ⁇ t1 between the times t0 and t1 shown in FIG. 16 is the deviation amount ⁇ P1 shown in FIG. 15C (the origin of the encoder in the contact state shown in FIG. 10B and the origin in FIG. 15C.
  • Corresponding to the position of the encoder in the abutting state shown in FIG. 9 determines whether or not the adjustment of the insertion amount of the razor 320 with respect to the gap between the Z-axis upper slide 43 and the Z-axis lower slide 44 is necessary based on the time ⁇ t1 ( S6 in FIG.
  • FIG. 17 (a) shows a schematic cross-sectional view of the slide feeding mechanism in the previous stage of the diagnosis process of the wear diagnosis method.
  • FIG. 17B is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the middle stage of the same process.
  • FIG. 17C is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the latter stage of the process.
  • FIG. 18 shows a change in the load current of the Z-axis motor in the same process. 17 (a), 17 (b), and 17 (c), the slide feed mechanism shown in FIG. 5 is shown deformed. Further, the backlash generated at the sliding interfaces C1 and D1 is exaggerated.
  • the calculation unit 21 shown in FIG. 9 drives the Z-axis motor 45Z.
  • the Z-axis upper slide 43 approaches the stopper 330 while moving stepwise.
  • the load current is predetermined at time t0 corresponding to the origin as shown by a thin line in FIG. The value a0 should be reached.
  • the Z-axis upper slide 43 consumes the backlash of the sliding interfaces C1 and D1, and only tilts in the clockwise direction. For this reason, the change in the slope of the load current (first-order time differential value) is small.
  • the Z-axis upper slide 43 and the Z-axis lower slide 44 abut on the right end of the sliding interface C1, and the razor 320 and the Z-axis lower slide 44 are on the left end of the sliding interface D1.
  • the tilt of the Z-axis upper slide 43 is restricted. For this reason, the load current reaches a predetermined value a0.
  • the time ⁇ t1 between the times t0 and t1 shown in FIG. 18 is a deviation amount ⁇ P1 shown in FIG. 17C (the origin of the encoder in the contact state shown in FIG. 10B and the origin in FIG. 17C.
  • FIG. 19 shows a schematic diagram of a screen at the time of normal notification.
  • FIG. 20 shows a schematic diagram of a screen at the time of abnormality notification.
  • the calculation unit 21 switches the screen 80 to the state shown in FIG. 19 (S11 of FIG. 12).
  • the CNC lathe 1 shown in FIG. 2 starts production (S10 in FIG. 12). That is, the CNC lathe 1 starts machining the workpiece W.
  • the calculation unit 21 switches the screen 80 to the state shown in FIG. 20 (S7 of FIG. 12).
  • the insertion amount of the razor 320 is adjusted so that the starting torque (load current) of the Z-axis upper slide 43 matches between the initial state and the adjusted insertion amount.
  • the used collar 321 is replaced with a new collar 321 having an appropriate lateral length so that the insertion amount can be maintained.
  • the calculation unit 21 switches the screen 80 to the state shown in FIG.
  • the operator selects the diagnosis non-execution button 82b (S9 in FIG. 12).
  • the CNC lathe 1 shown in FIG. 2 starts production (S10 in FIG. 12). That is, the CNC lathe 1 starts machining the workpiece W.
  • the screen 80 shown in FIG. 9 is switched to the state shown in FIG. 14 at every diagnosis time (for example, every 6 months) after the start of production. For this reason, the operator can recognize the time of wear diagnosis regularly and easily.
  • the initial state storing step also serves to determine the origin of the encoder of the Z-axis motor 45Z. For this reason, compared with the case where both work is performed separately, work man-hours can be reduced. Moreover, the existing stopper 330 is diverted for diagnosis of wear of the sliding interfaces C1 and D1. For this reason, the wear diagnosis function can be easily added to the existing CNC lathe 1.
  • the control device 2 executes an initial state storage process, a diagnosis process, a notification process, and a rediagnosis process. For this reason, the wear of the sliding interfaces C1 and D1 can be diagnosed automatically and periodically. In addition, the operator can be notified of the diagnosis result. For this reason, the operator can easily confirm the timing for adjusting the insertion amount of the razor 320.
  • the control device 2 displays items related to the diagnosis result on the screen 80 in the notification process. For this reason, the operator can visually confirm the diagnosis result via the screen 80.
  • the Z-axis upper slide 43 is moved stepwise with respect to the stopper 330 as shown in FIGS. 11, 16, and 18. For this reason, even when the processing speed of the calculation unit 21 of the control device 2 is low, it is easy to confirm a change in the load current. In addition, since a rapid change in load current is unlikely to occur, it is difficult for the slide feed mechanism to be defective.
  • FIG. 21 shows a change in the load current of the Z-axis motor in the initial state storage process of the wear diagnosis method.
  • FIG. 22 shows a change (No. 1) in the load current of the Z-axis motor in the diagnosis process of the same method.
  • FIG. 23 shows a change (No. 2) in the load current of the Z-axis motor in the diagnosis process of the same method. 21 corresponds to FIG. 11, FIG. 22 corresponds to FIG. 16, and FIG. 23 corresponds to FIG.
  • the Z-axis slide may be moved in a slope with respect to the stopper.
  • the wear diagnosis system according to the present embodiment and the wear diagnosis system according to the first embodiment have the same functions and effects with respect to parts having the same configuration. Moreover, according to this embodiment, the change of load current can be measured more accurately. Further, the times t0 and t1 can be confirmed with higher accuracy.
  • ⁇ Third embodiment> The difference between the wear diagnostic system of the present embodiment and the wear diagnostic system of the first embodiment is that the load on the Z-axis motor when the tool is brought into contact with the chuck in the initial state storage process, the diagnostic process, and the rediagnosis process. This is the point at which current is measured. Here, only differences will be described.
  • FIG. 24 shows an internal perspective view of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the present embodiment.
  • a change in load current of the Z-axis motor 45Z when the tool T is brought into contact with the chuck 62 may be measured in the initial state storage process, the diagnosis process, and the re-diagnosis process. Then, wear of the sliding interface may be diagnosed from the change in the load current.
  • the tool T is included in the concept of the “moving part” of the present invention.
  • the chuck 62 is included in the concept of the “contact portion” of the present invention.
  • the wear diagnosis system according to the present embodiment and the wear diagnosis system according to the first embodiment have the same functions and effects with respect to parts having the same configuration. Further, according to the present embodiment, it is possible to diagnose the wear of the sliding interface even when the stopper is not disposed.
  • the diagnostic method in the diagnostic process shown in S5 of FIG. 12 is not particularly limited.
  • the diagnosis of wear may be executed from the change in load current in the vicinity of the origin of the encoder of the Z-axis motor 45Z. For example, by comparing the slope of the load current (first-order derivative of the load current) and the change rate of the slope of the load current (second-order derivative of the load current) in the initial state storage process and the diagnosis process, A diagnosis may be made.
  • FIGS. 15 (a), 15 (b), 15 (c), 17 (a), 17 (b), and 17 (c) are not particularly limited. There may be uniform gaps at the sliding interfaces C1 and D1. Further, a gap may be generated only in one of the sliding interfaces C1 and D1.
  • the shape of the load current change curve when the play occurs is not limited to the shape of the load current change curve shown in FIG. 16, FIG. 18, FIG. 22, and FIG. That is, the shape of the change curve of the load current when the play occurs is as follows: the arrangement direction of the Z-axis upper slide 43 and the Z-axis lower slide 44, the position of the stopper 330, and the X-axis of the member mounted on the Z-axis upper slide 43 Depending on the direction, the weight balance in the Y-axis direction, the direction in which gravity acts, and the like. Similarly, the shape of the load current change curve in the initial state is not limited to the shape of the load current change curve shown in FIGS.
  • wear diagnosis can be performed by paying attention to the difference.
  • wear is diagnosed by detecting yawing that occurs from the gap in the X-axis direction between the Z-axis upper slide 43 and the Z-axis lower slide 44.
  • the wear may be diagnosed by detecting pitching caused by a gap in the Y-axis direction between the Z-axis upper slide 43 and the Z-axis lower slide 44.
  • the wear diagnosis is performed based on the change in the load current of the Z-axis motor 45Z.
  • the wear diagnosis may be performed based on the change in load voltage, torque, and the like.
  • the wear diagnosis system of the present invention is used for adjusting the razor 320 between the Z-axis lower slide 44 and the Z-axis upper slide 43.
  • the wear diagnosis system of the present invention may be used for adjusting the razor between the X-axis lower slide 42 and the X-axis upper slide 46.
  • the insertion position of the razor 320 is not particularly limited.
  • a razor 320 may be inserted into at least one of the sliding interfaces B1 to B4 and C1 shown in FIG.
  • the number of razors 320 inserted is not particularly limited.
  • a pair of razors 320 may be inserted between the inner surface A1 and the sliding surface A3 shown in FIG.
  • the driving mechanism of the Z-axis upper slide 43 and the X-axis upper slide 46 is not particularly limited.
  • a linear motor may be used.
  • the insertion amount of the razor 320 may be adjusted by comparing the time ⁇ t1 with a predetermined threshold (threshold related to time). . Whether or not the amount of insertion of the razor 320 needs to be adjusted by calculating the amount of deviation ⁇ P1 from the time ⁇ t1 and comparing the amount of deviation ⁇ P1 with a predetermined threshold (threshold for the amount of deviation). May be determined.
  • multiple thresholds may be set. For example, regarding the time ⁇ t1, two threshold values, a threshold value th1 and a threshold value th2 (> threshold value th1), may be set. Then, when time ⁇ t1 ⁇ threshold value th1, S11 in FIG. 12 may be executed. Further, when threshold value th1 ⁇ time ⁇ t1 ⁇ threshold value th2, a warning is displayed on the screen 80 (for example, “Razor wear is in progress. Please adjust the razor in the near future.” ) May be displayed. If threshold value th2 ⁇ time ⁇ t1, S7 in FIG. 12 may be executed.
  • the stopper 330 and the chuck 62 are used as the “contact portion” of the present invention.
  • the contact portion is not particularly limited.
  • the Z-axis upper slide 43 slides with respect to the Z-axis lower slide 44, it is only necessary that the moving part can come into contact therewith.
  • the workpiece W, the main shaft 61, the entire cover 30 and the like may be used as the contact portion.
  • the Z-axis upper slide 43 and the tool T are used as the “moving part” of the present invention.
  • the moving unit is not particularly limited.
  • the Z-axis upper slide 43 slides with respect to the Z-axis lower slide 44, it may be movable together with the Z-axis upper slide 43.
  • the X-axis lower slide 42, the X-axis upper slide 46, the turret device 41, the tool post 40, a holder for the tool T, and the like may be used.
  • the main axis direction of the CNC lathe 1 is not particularly limited. That is, the wear diagnosis system of the present invention may be incorporated in a horizontal lathe, a front lathe, and a vertical lathe. Further, the wear diagnosis system of the present invention may be incorporated in a milling machine, drilling machine, milling cell, or the like.

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Abstract

　簡単に摺動界面の摩耗を診断可能な摩耗診断システムを提供することを課題とする。　摩耗診断システム（９）は、下スライド（４４）を有する固定部（９０）と、下スライド（４４）に対して摺動する上スライド（４３）を有する移動部（９１）と、上スライド（４３）を駆動する駆動装置（４５Ｚ）と、上スライド（４３）に取り付けられ、上スライド（４３）と下スライド（４４）との間の隙間に挿入され、下スライド（４４）との間に摺動界面（Ｄ１）を形成するカミソリ（３２０）と、上スライド（４３）が摺動する際に移動部（９１）が当接する当接部（３３０）と、移動部（９１）が当接部（３３０）に当接し駆動装置（４５Ｚ）の負荷に関連する電気量が変化することを基に、摺動界面（Ｄ１）の摩耗を診断する制御装置（２）と、を備える。

Description

摩耗診断システム
　本発明は、工作機械などに用いられるスライド送り機構の、摺動界面の摩耗を診断する摩耗診断システムに関する。
　特許文献１に示すように、工作機械の下スライド（固定側部材）と上スライド（移動側部材）との間の隙間には、楔状のカミソリ（ギブ）が挿入されている。カミソリは、上スライドに取り付けられている。摺動界面は、下スライドの摺動面と、カミソリの摺動面と、の間に形成されている。摺動界面には、潤滑油が供給されている。すなわち、下スライドの摺動面および上スライドの摺動面は、共に、油膜に覆われている。
　しかしながら、ワークの硬度のばらつき、加工前のワークの寸法のばらつき、加工条件の間違いなどにより、摺動界面に過剰な負荷が加わる場合がある。この場合、油膜切れが発生してしまう。
　ここで、下スライドの摺動面は、焼入れ処理、研磨処理されている。このため、下スライドの摺動面は硬い。これに対して、カミソリの摺動面は、焼入れ処理されていない。このため、カミソリの摺動面は軟らかい。
　したがって、油膜切れが発生し、下スライドの摺動面とカミソリの摺動面とが直に摺接する場合、優先的にカミソリの摺動面が摩耗することになる。カミソリの摺動面が摩耗すると、下スライドの摺動面とカミソリの摺動面との間に、隙間が発生してしまう。このため、下スライドに対する上スライドの動きに、ガタが発生してしまう。ここで、上スライドには、刃物台を介して、工具が取り付けられている。ワークは、工具により加工される。したがって、上スライドの動きにガタが発生すると、当該ガタの分だけ、ワークに対する工具の刃先位置がずれることになる。よって、結果的に、加工後のワークに寸法誤差が発生してしまう。
　この場合、下スライドと上スライドとの間の隙間に対する、カミソリの挿入量（楔の打ち込み量）を調整することにより、ガタを解消することができる。具体的には、下スライドと上スライドとの間の隙間に対するカミソリの挿入量を大きくすると、下スライドの摺動面とカミソリの摺動面との間の隙間が小さくなる。このため、ガタを解消することができる。
特開２０１０－５２０５７号公報
　上述したように、カミソリの摺動面が摩耗すると、結果的に、加工後のワークに寸法誤差が発生してしまう。このため、定期的に、カミソリの摺動面の摩耗を診断する必要がある。しかしながら、従来は、カミソリの摺動面の摩耗の診断は、あまり実行されていなかった。
　すなわち、ワークに寸法誤差が発生しても、寸法誤差が小さい場合は、工具の軌道を補正するなどの制御的な方法により、当該寸法誤差を吸収して、ワークを加工することができる。
　また、ワークの寸法誤差の原因は、カミソリの摺動面の摩耗だけに限定されない。例えば、工具の刃先の摩耗、ワークの位置ずれなどによっても、ワークに寸法誤差が発生する場合がある。このため、ワークに寸法誤差が発生しても、作業者は、その原因を、カミソリの摺動面の摩耗だけに特定しない。
　また、カミソリは、下スライドと、上スライドと、の間の隙間に挿入されている。つまり、工作機械の機内において、作業者がアプローチしにくい場所に、カミソリは配置されている。このため、摩耗診断作業は繁雑である。
　このような理由から、従来は、カミソリの摺動面の摩耗の診断は、あまり実行されていなかった。
　しかしながら、カミソリの摺動面の摩耗を放置すると、制御的な方法では、加工後のワークの寸法誤差を吸収しきれなくなる。また、カミソリ、上スライドを駆動するボールねじ、上スライド、下スライドなどの部品に、不具合が発生しやすくなる。
　そこで、本発明は、簡単に摺動界面の摩耗を診断可能な摩耗診断システムを提供することを目的とする。
　（１）上記課題を解決するため、本発明の摩耗診断システムは、下スライドを有する固定部と、該下スライドに対して摺動する上スライドを有する移動部と、該上スライドを駆動する駆動装置と、該上スライドに取り付けられ、該上スライドと該下スライドとの間の隙間に挿入され、該下スライドとの間に摺動界面を形成するカミソリと、該上スライドが摺動する際に該移動部が当接する当接部と、該移動部が該当接部に当接し該駆動装置の負荷に関連する電気量が変化することを基に、該摺動界面の摩耗を診断する制御装置と、を備えることを特徴とする。
　移動部が当接部に当接すると、駆動装置の付加に関連する電気量が変化する。本発明の摩耗診断システムによると、当該電気量の変化を基に、摺動界面の摩耗を診断することができる。このため、簡単に摺動界面の摩耗を診断することができる。
　また、簡単に摺動界面の摩耗を診断することができるため、例えば、下スライド、上スライド、カミソリなどの部品に不具合が発生する前に、予防保全的に、摺動界面の摩耗を診断することができる。
　（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記駆動装置は、エンコーダーを有するモーターであり、前記当接部は、該エンコーダーの原点を決定するために、前記上スライドが当接するストッパーである構成とする方がよい。
　工作機械においては、実稼働前に、エンコーダーの原点（つまり上スライドの動作基準位置）を決定する必要がある。このため、実稼働前に、上スライドをストッパーに意図的に当接させる工程を行う。つまり、工作機械には、予め、原点決定用のストッパーが配置されている。この点、本構成によると、既設のストッパーを、摺動界面の摩耗の診断に、転用している。このため、既設の工作機械に、簡単に、摩耗診断機能をアドオンすることができる。
　（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記制御装置は、前記下スライドおよび前記上スライドがセットされた状態である初期状態において、前記移動部を前記当接部に当接させた場合の前記電気量の変化を、初期データとして記憶する初期状態記憶工程と、該初期状態から時系列的に後の状態において、該移動部を該当接部に当接させた場合の該電気量の変化と、該初期データと、を比較し、前記摺動界面の摩耗を診断する診断工程と、該診断工程における診断結果を、作業者に通知する通知工程と、を実行する構成とする方がよい。
　ここで、「下スライドおよび上スライドがセットされた状態」とは、スライド送り機構の構成部品である下スライド、上スライド、カミソリが、上スライドの動作精度や起動トルク等が予め設定された規格内に入るように、組み付けられた状態をいう。例えば、当該スライド送り機構を備える工作機械の性能検査完了後、または実稼働前、または実生産前の状態をいう。
　本構成によると、制御装置が、初期状態記憶工程と、診断工程と、通知工程と、を実行する。初期状態記憶工程においては、制御装置が、移動部を当接部に当接させる。そして、この際の電気量の変化に関連するデータを、制御装置が、初期データとして記憶する。診断工程においては、制御装置が、移動部を当接部に当接させる。そして、この際の電気量の変化と、記憶されている初期データと、を比較する。通知工程においては、制御装置が、診断結果を作業者に通知する。
　本構成によると、初期データと、診断時の電気量の変化と、を比較することにより、摺動界面の摩耗を診断することができる。また、診断結果を作業者に通知することができる。このため、作業者は、上スライドと下スライドとの間の隙間に対する、カミソリの挿入量の調整を行うタイミングを、簡単に確認することができる。
　（４）好ましくは、上記（３）の構成において、前記制御装置に電気的に接続され、画面を有する表示装置を備え、該制御装置は、前記通知工程において、該画面に、前記診断結果に関連する事項を表示する構成とする方がよい。本構成によると、作業者が、診断結果を、画面を介して、視覚により確認することができる。
　（５）好ましくは、上記（３）または（４）の構成において、前記制御装置は、前記診断工程において、前記駆動装置を介して、前記当接部に対して前記移動部をステップ状に移動させる構成とする方がよい。
　移動部を当接部に当接させると、電気量が変化する。しかしながら、制御装置の処理速度が遅い場合、移動部をスロープ状に（漸次的に）移動させると、電気量の変化を確認しにくい。この点、本構成によると、移動部をステップ状に（段階的に）移動させている。このため、制御装置の処理速度が遅い場合であっても、電気量の変化を確認しやすい。
　本発明によると、簡単に摺動界面の摩耗を診断可能な摩耗診断システムを提供することができる。
図１は、第一実施形態の摩耗診断システムを備えるＣＮＣ旋盤の外観斜視図である。 図２は、同ＣＮＣ旋盤の内部斜視図である。 図３は、図２の透過拡大左側面図である。 図４は、スライド送り機構の斜視図である。 図５は、スライド送り機構の左右方向断面図である。 図６は、図５のＶＩ－ＶＩ方向断面図である。 図７は、スライド送り機構の分解斜視図である。 図８は、Ｚ軸上スライド、カミソリ部の分解斜視図である。 図９は、第一実施形態の摩耗診断システムを備えるＣＮＣ旋盤のブロック図である。 図１０（ａ）は、スライド送り機構の、摩耗診断方法の初期状態記憶工程の前期における模式断面図である。図１０（ｂ）は、スライド送り機構の、同工程の後期における模式断面図である。 図１１は、同工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化を示す模式グラフである。 図１２は、摩耗診断方法の診断準備工程以降のフローチャートである。 図１３は、自動／手動選択時の画面の模式図である。 図１４は、診断実施／不実施選択時の画面の模式図である。 図１５（ａ）は、スライド送り機構の、摩耗診断方法の診断工程の前期における模式断面図である。図１５（ｂ）は、スライド送り機構の、同工程の中期における模式断面図である。図１５（ｃ）は、スライド送り機構の、同工程の後期における模式断面図である。 図１６は、同工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化を示す模式グラフである。 図１７（ａ）は、スライド送り機構の、摩耗診断方法の診断工程の前期における模式断面図である。図１７（ｂ）は、スライド送り機構の、同工程の中期における模式断面図である。図１７（ｃ）は、スライド送り機構の、同工程の後期における模式断面図である。 図１８は、同工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化を示す模式グラフである。 図１９は、正常通知時の画面の模式図である。 図２０は、異常通知時の画面の模式図である。 図２１は、第二実施形態の摩耗診断システムが実行する摩耗診断方法の初期状態記憶工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化を示す模式グラフである。 図２２は、同方法の診断工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化（その１）を示す模式グラフである。 図２３は、同方法の診断工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化（その２）を示す模式グラフである。 図２４は、第三実施形態の摩耗診断システムを備えるＣＮＣ旋盤の内部斜視図である。
　１：ＣＮＣ旋盤。
　２：制御装置、２０：記憶部、２１：演算部、２２：入出力インターフェイス。
　３０：全体カバー、３００：自動扉、３１：ボールねじ部、３１０：ボールねじ、３１１：ナット、３２：カミソリ部、３２０：カミソリ、３２１：カラー、３２２：ブラケット、３２３：ボルト、３３：ストッパー部、３３０：ストッパー、３３１：ブラケット、３３２：ボルト。
　４：工具台、４０：刃物台、４１：タレット装置、４２：Ｘ軸下スライド、４３：Ｚ軸上スライド（上スライド）、４３ａ：スライド本体、４３ｂ：裏板、４３０：被ガイド溝、４３２：動力伝達部、４４：Ｚ軸下スライド（下スライド）、４４１：ガイドリブ、４４２：ボールねじ収容部、４５Ｘ：Ｘ軸モーター、４５Ｚ：Ｚ軸モーター（モーター）、４６：Ｘ軸上スライド。
　６：主軸台、６０：本体、６１：主軸、６２：チャック（当接部）、６３Ｃ：主軸モーター。
　７：ベッド、７０：傾斜部。
　８：表示装置、８０：画面、８１ａ：自動開始ボタン、８１ｂ：手動開始ボタン、８２ａ：診断実施ボタン、８２ｂ：診断不実施ボタン、８３：確認ボタン、８４：確認ボタン。
　９：摩耗診断システム、９０：固定部、９１：移動部。
　Ａ１：内面、Ａ２：外面、Ａ３：摺動面、Ａ４：摺動面、Ｂ１～Ｂ４：摺動界面、Ｃ１：摺動界面、Ｄ１：摺動界面、Ｔ：工具（移動部）、Ｔ１：刃先、Ｗ：ワーク、Ｚ１：軸線、ｔ０：時刻、ｔ１：時刻、Δｔ１：時間、Δｔ２：時間、ΔＰ１：ズレ量。
　以下、本発明の摩耗診断システムの実施の形態について説明する。
　＜第一実施形態＞
　［ＣＮＣ旋盤の構成］
　まず、本実施形態の摩耗診断システムを備えるＣＮＣ旋盤の構成について説明する。図１に、本実施形態の摩耗診断システムを備えるＣＮＣ旋盤の外観斜視図を示す。図２に、同ＣＮＣ旋盤の内部斜視図を示す。
　図１、図２に示すように、ＣＮＣ旋盤１は、制御装置（図略）と、全体カバー３０と、ボールねじ部３１と、カミソリ部（図略）と、ストッパー部（図略）と、工具台４と、主軸台６と、ベッド７と、表示装置８と、摩耗診断システム９と、を備えている。
　（全体カバー３０、表示装置８）
　図１に示すように、全体カバー３０は、ＣＮＣ旋盤１の外殻を構成している。全体カバー３０は、前面に自動扉３００を備えている。表示装置８は、全体カバー３０の前面に配置されている。表示装置８は、画面８０を備えている。画面８０は、タッチパネルである。
　（ベッド７、主軸台６）
　図２に示すように、ベッド７は、工場の床面に配置されている。ベッド７の上面後方には、傾斜部７０が配置されている。傾斜部７０は、後方から前方に向かって下るスロープ状を呈している。
　主軸台６は、ベッド７の上面左側に配置されている。主軸台６は、本体６０と、主軸６１と、チャック６２と、を備えている。本体６０は、ベッド７の上面に配置されている。主軸６１は、本体６０の右面から右側に突設されている。主軸６１は、左右方向に延在している。主軸６１は、自身の軸周りに回転可能である。チャック６２は、主軸６１の右端に配置されている。チャック６２には、着脱可能に、ワークＷが固定されている。
　（工具台４）
　図３に、図２の透過拡大左側面図を示す。図２、図３に示すように、工具台４は、刃物台４０と、タレット装置４１と、Ｘ軸上スライド４６と、Ｘ軸下スライド４２と、Ｚ軸上スライド４３と、Ｚ軸下スライド４４と、を備えている。Ｚ軸上スライド４３は、本発明の「上スライド」の概念に含まれる。Ｚ軸下スライド４４は、本発明の「下スライド」の概念に含まれる。
　図４に、Ｚ軸下スライド、Ｚ軸上スライド、ボールねじ部、カミソリ部、ストッパー部（以下、適宜、「スライド送り機構」と称す。）の斜視図を示す。図５に、スライド送り機構の左右方向断面図を示す。図６に、図５のＶＩ－ＶＩ方向断面図を示す。図７に、スライド送り機構の分解斜視図を示す。図８に、Ｚ軸上スライド、カミソリ部の分解斜視図を示す。
　Ｚ軸下スライド４４は、ベッド７の上面の傾斜部７０に配置されている。Ｚ軸下スライド４４は、左右方向（主軸６１の中心軸方向（Ｚ軸方向））に延在している。Ｚ軸下スライド４４は、一対のガイドリブ４４１と、ボールねじ収容部４４２と、を備えている。図６に示すように、一対のガイドリブ４４１は、ボールねじ収容部４４２の前下－後上方向（Ｘ軸方向）両側に配置されている。
　Ｚ軸下スライド４４の左端面には、Ｚ軸モーター４５Ｚが配置されている。Ｚ軸モーター４５Ｚは、エンコーダー付きのサーボモーターである。Ｚ軸モーター４５Ｚは、本発明の「モーター」の概念に含まれる。
　Ｚ軸上スライド４３は、Ｚ軸下スライド４４に対して、左右方向に移動可能である。図６に示すように、Ｚ軸上スライド４３は、スライド本体４３ａと、一対の裏板４３ｂと、を備えている。スライド本体４３ａの下面には、動力伝達部４３２が一体的に形成されている。動力伝達部４３２は、ボールねじ収容部４４２に収容されている。一対の裏板４３ｂは、スライド本体４３ａの前下－後上方向両側に配置されている。スライド本体４３ａと、一対の裏板４３ｂと、により、Ｚ軸上スライド４３には、一対の被ガイド溝４３０が区画されている。一対の被ガイド溝４３０のうち、後上側の被ガイド溝４３０は、後上側のガイドリブ４４１に、後上方向から摺接している。なお、前下側の被ガイド溝４３０と前下側のガイドリブ４４１との間の隙間には、後述するカミソリ３２０が介装されている。
　図３に示すように、タレット装置４１は、角度割出し装置である。タレット装置４１は、Ｘ軸上スライド４６の上面に固定されている。刃物台４０は、タレット装置４１の左面に配置されている。刃物台４０には、３６°ずつ離間して、合計１０個のホルダ（図略）が配置されている。刃物台４０は、タレット装置４１により、ホルダ単位で、３６°ずつ回転可能である。刃物台４０の１０個のホルダには、各々、工具Ｔが割り当てられている。主軸６１が回転すると、任意の工具Ｔの刃先Ｔ１が、ワークＷの外周面に摺接する。当該摺接により、工具Ｔは、ワークＷの外周面を切削加工する。
　（ボールねじ部、カミソリ部、ストッパー部）
　図４～図８に示すように、ボールねじ部３１は、ボールねじ３１０と、ナット３１１と、多数のボール（図略）と、を備えている。ボールねじ３１０は、Ｚ軸下スライド４４のボールねじ収容部４４２内を、左右方向に延在している。ボールねじ３１０は、Ｚ軸モーター４５Ｚの回転軸に連結されている。ボールねじ３１０は、Ｚ軸モーター４５Ｚの駆動力により、自身の軸周りに回転可能である。ナット３１１は、多数のボールを介して、ボールねじ３１０の外周面に環装されている。図６、図７に示すように、ナット３１１は、Ｚ軸上スライド４３の動力伝達部４３２に取り付けられている。ボールねじ３１０が自身の軸周りに回転すると、ナット３１１つまりＺ軸上スライド４３は、左右方向に移動する。
　図４～図８に示すように、カミソリ部３２は、カミソリ３２０と、一対のカラー３２１と、ブラケット３２２と、四つのボルト３２３と、を備えている。図８に示すように、ブラケット３２２は、Ｚ軸上スライド４３に取り付けられている。具体的には、ブラケット３２２は、左右方向に延在する一対のカラー３２１を介して、一対のボルト３２３により、Ｚ軸上スライド４３のスライド本体４３ａの前下側の左端面に取り付けられている。
　カミソリ３２０は、一対のボルト３２３により、ブラケット３２２の右面に取り付けられている。カミソリ３２０は、前下側の被ガイド溝４３０と前下側のガイドリブ４４１との間の隙間に、挿入されている。一対のカラー３２１の左右方向長さを調整することにより、当該隙間に対するカミソリ３２０の挿入量を調整することができる。
　図５に示すように、カミソリ３２０は、右側（隙間内側）に尖る楔状を呈している。具体的には、図６、図８に示すように、前下側の被ガイド溝４３０の内面Ａ１は、左右方向に対して傾斜した方向（例えば、（Ｘ軸方向長さ／Ｚ軸方向長さ＝１／１００）となる方向）に、延在している。カミソリ３２０の外面Ａ２は、当該内面Ａ１と同じ方向に延在している。また、前下側のガイドリブ４４１の摺動面（外面）Ａ３は、左右方向に延在している。カミソリ３２０の摺動面（内面）Ａ４は、当該摺動面Ａ３と同じ方向に延在している。
　図６に太線で示すように、Ｚ軸上スライド４３とＺ軸下スライド４４との間には、Ｙ軸方向（Ｚ軸方向およびＸ軸方向に対して直交する方向）から当接する、摺動界面Ｂ１～Ｂ４が配置されている。また、Ｘ軸方向から当接する摺動界面Ｃ１が配置されている。また、Ｚ軸下スライド４４の摺動面Ａ３と、カミソリ３２０の摺動面Ａ４と、の間には、Ｘ軸方向から当接する摺動界面Ｄ１が配置されている。これらの摺動界面Ｂ１～Ｂ４、Ｃ１、Ｄ１には、各々、潤滑油（図略）が供給されている。
　Ｚ軸下スライド４４の摺動面は、焼入れ処理、研磨処理されている。このため、Ｚ軸下スライド４４の摺動面は硬い。これに対して、Ｚ軸上スライド４３の摺動面、カミソリ３２０の摺動面は、焼入れ処理されていない。このため、Ｚ軸上スライド４３の摺動面、カミソリ３２０の摺動面は、軟らかい。したがって、Ｚ軸上スライド４３の摺動時に潤滑油切れが発生した場合、主に、Ｚ軸上スライド４３の摺動面、カミソリ３２０の摺動面が摩耗することになる。
　図４～図８に示すように、ストッパー部３３は、ストッパー３３０と、ブラケット３３１と、二つのボルト３３２と、を備えている。図７に示すように、ブラケット３３１は、Ｚ軸下スライド４４に取り付けられている。具体的には、ブラケット３３１は、一対のボルト３３２により、Ｚ軸下スライド４４の後上側の左端面に取り付けられている。ストッパー３３０は、ブラケット３３１の右面から、右側に突設されている。ストッパー３３０は、円柱状を呈している。Ｚ軸上スライド４３が左側に移動することにより、ストッパー３３０は、Ｚ軸上スライド４３の後上側の左端面に当接可能である。
　（制御装置）
　図９に、本実施形態の摩耗診断システムを備えるＣＮＣ旋盤のブロック図を示す。制御装置２は、記憶部２０と、演算部２１と、入出力インターフェイス２２と、を備えている。制御装置２は、画面８０と、Ｘ軸モーター４５Ｘと、Ｚ軸モーター４５Ｚと、主軸モーター６３Ｃと、に電気的に接続されている。Ｘ軸モーター４５Ｘは、Ｘ軸上スライド４６を、前下－後上方向に駆動可能である。Ｚ軸モーター４５Ｚは、Ｚ軸上スライド４３を、左右方向に駆動可能である。主軸モーター６３Ｃは、主軸６１を、自身の軸周りに回転駆動可能である。
　（摩耗診断システム９）
　図１～図９に示すように、摩耗診断システム９は、固定部９０と、移動部９１と、Ｚ軸モーター４５Ｚと、ボールねじ部３１と、カミソリ部３２と、ストッパー部３３と、制御装置２と、表示装置８と、を備えている。固定部９０は、Ｚ軸下スライド４４を備えている。移動部９１は、Ｚ軸上スライド４３を備えている。このように、摩耗診断システム９は、ＣＮＣ旋盤１に組み込まれている。
　［ＣＮＣ旋盤のワーク加工時の動き］
　次に、本実施形態の摩耗診断システムを備えるＣＮＣ旋盤のワーク加工時の動きについて、簡単に説明する。まず、図２、図３に示すように、チャック６２にワークＷが固定される。次に、図９に示すように、制御装置２は、主軸モーター６３Ｃを駆動する。主軸モーター６３Ｃが駆動されると、主軸６１つまりワークＷが、主軸６１の軸回りに回転する。それから、図９に示すように、制御装置２は、Ｘ軸モーター４５Ｘ、Ｚ軸モーター４５Ｚを駆動する。そして、工具Ｔの刃先Ｔ１を、所定の加工ポイントに移動させる。加工ポイントにおいては、回転しているワークＷの外周面に、刃先Ｔ１が摺接する。当該摺接により、ワークＷの外周面に、切削加工が施される。切削加工は、ワークＷの加工面に応じて、１０個の工具Ｔを適宜切り替えながら行われる。加工が完了したワークＷは、チャック６２から外され、後工程に搬送される。一方、空になったチャック６２には、新しいワークＷが装着される。
　［摩耗診断方法］
　次に、本実施形態の摩耗診断システムが実行する摩耗診断方法について説明する。摩耗診断方法は、初期状態記憶工程と、診断準備工程と、診断工程と、通知工程と、再診断工程と、を有している。
　（初期状態記憶工程）
　本工程は、ＣＮＣ旋盤１の初回の電源投入直後に実行される。本工程においては、初期状態（Ｚ軸下スライド４４、Ｚ軸上スライド４３、カミソリ部３２が、Ｚ軸上スライド４３の動作精度や起動トルク等が予め設定された規格内に入るように、組み付けられた状態）におけるＺ軸モーター４５Ｚのエンコーダーの原点を決定する。並びに、Ｚ軸モーター４５Ｚの負荷電流を測定する。そして、エンコーダーの原点、負荷電流の変化を、初期データとして記憶する。負荷電流は、本発明の「電気量」の概念に含まれる。
　図１０（ａ）に、スライド送り機構の、摩耗診断方法の初期状態記憶工程の前期における模式断面図を示す。図１０（ｂ）に、スライド送り機構の、同工程の後期における模式断面図を示す。図１１に、同工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化を示す。なお、図１０（ａ）、図１０（ｂ）においては、図５に示すスライド送り機構を、デフォルメして示す。
　まず、図９に示す制御装置２の演算部２１は、Ｚ軸モーター４５Ｚを駆動する。この際、演算部２１は、Ｚ軸モーター４５Ｚに断続的に電流を加える。このため、図１０（ａ）に示すように、Ｚ軸上スライド４３は、ステップ状に動きながら（移動（例えば１０μｍ）と、停止と、を交互に繰り返しながら）、ストッパー３３０に接近する。
　初期状態においては、Ｚ軸上スライド４３、カミソリ３２０が未だ摩耗していない。また、Ｚ軸上スライド４３とＺ軸下スライド４４との間の隙間に対するカミソリ３２０の挿入量は適切な量にセットされている。このため、図１０（ｂ）に示すように、Ｚ軸上スライド４３がストッパー３３０に当接すると、負荷電流が大きくなる。図１１に示すように、負荷電流が所定値ａ０（予め図９に示す記憶部２０に格納されている）に到達した時刻ｔ０を、演算部２１は、Ｚ軸上スライド４３がストッパー３３０に当接した時刻であると判定する。そして、演算部２１は、当該時刻ｔ０におけるエンコーダーの位置を、原点（Ｚ軸上スライド４３の動作基準位置）として、記憶部２０に格納する。また、演算部２１は、図１１に示す負荷電流の変化を、記憶部２０に格納する。
　また、作業者は、図９に示す画面８０のタッチパネルを介して、今後、摩耗診断を行う時期、つまり診断時期（例えば６ヶ月後）を、記憶部２０に格納する。
　（診断準備工程）
　図１２に、摩耗診断方法の診断準備工程以降のフローチャートを示す。図１３に、自動／手動選択時の画面の模式図を示す。図１４に、診断実施／不実施選択時の画面の模式図を示す。
　作業者がＣＮＣ旋盤１を起動すると（図１２のＳ１（ステップ１。以下同様。）、図９に示す演算部２１は、画面８０を、図１３に示す状態にする（図１２のＳ２）。すなわち、画面８０に、自動開始ボタン８１ａと、手動開始ボタン８１ｂと、を表示する。
　作業者が手動開始ボタン８１ｂを選択すると、図９に示す演算部２１は、後述する摩耗診断を実行する（図１２のＳ５）。
　これに対して、作業者が自動開始ボタン８１ａを選択すると、図９に示す演算部２１は、現在までのＣＮＣ旋盤１の駆動時間と、初期状態記憶工程において記憶部２０に格納した診断時期と、を比較する（図１２のＳ３）。
　比較の結果、現在までのＣＮＣ旋盤１の駆動時間が診断時期に一致しない場合は、図２に示すＣＮＣ旋盤１は、生産を開始する（図１２のＳ１０）。つまり、ＣＮＣ旋盤１は、ワークＷの加工を開始する。
　これに対して、比較の結果、現在までのＣＮＣ旋盤１の駆動時間が診断時期に一致する場合は、図９に示す演算部２１は、画面８０を、図１４に示す状態に切り替える（図１２のＳ４）。すなわち、画面８０に、診断実施ボタン８２ａと、診断不実施ボタン８２ｂと、を表示する。
　（診断工程）
　図１２のＳ４において作業者が診断不実施ボタン８２ｂ（図１４参照）を選択すると、図２に示すＣＮＣ旋盤１は、生産を開始する（図１２のＳ１０）。つまり、ＣＮＣ旋盤１は、ワークＷの加工を開始する。
　これに対して、図１２のＳ４において作業者が診断実施ボタン８２ａ（図１４参照）を選択すると、図９に示す演算部２１は、摩耗診断を実行する（図１２のＳ５）。すなわち、ＣＮＣ旋盤１の駆動時間（初回の電源投入からの駆動時間）が長くなると、図５、図６に示すＺ軸上スライド４３の摺動面、カミソリ３２０の摺動面の摩耗量が大きくなっている可能性がある。つまり、摺動界面Ｃ１、Ｄ１にガタが発生している可能性がある。そこで、本工程においては、初期状態記憶工程と同様に、Ｚ軸モーター４５Ｚの負荷電流を測定する。
　第一に、摺動界面Ｃ１、Ｄ１のガタにより、Ｚ軸上スライド４３の軸線Ｚ１が、Ｚ軸に対して、図５の時計回り方向に傾斜している場合について説明する。
　図１５（ａ）に、スライド送り機構の、摩耗診断方法の診断工程の前期における模式断面図を示す。図１５（ｂ）に、スライド送り機構の、同工程の中期における模式断面図を示す。図１５（ｃ）に、スライド送り機構の、同工程の後期における模式断面図を示す。図１６に、同工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化を示す。なお、図１５（ａ）、図１５（ｂ）、図１５（ｃ）においては、図５に示すスライド送り機構を、デフォルメして示す。また、摺動界面Ｃ１、Ｄ１に発生したガタを誇張して示す。摺動界面Ｃ１、Ｄ１のガタが拡大した状態でスライド送り機構を稼働し続けると、ボールねじ部３１の多数のボールが摩耗し、図１５（ａ）、図１５（ｂ）、図１５（ｃ）に示すように、ボールねじ３１０とナット３１１との間にガタが生じる状態へ進展する。この場合に、まず、図９に示す演算部２１は、Ｚ軸モーター４５Ｚを駆動する。この際、演算部２１は、初期状態記憶工程と同様に、Ｚ軸モーター４５Ｚに断続的に電流を加える。このため、図１５（ａ）に示すように、Ｚ軸上スライド４３は、ステップ状に動きながら、ストッパー３３０に接近する。
　ここで、図１５（ｂ）に細線で示すように、仮に、摺動界面Ｃ１、Ｄ１にガタが発生していなければ、初期状態記憶工程と同様に、Ｚ軸上スライド４３は、エンコーダーの原点（図９に示す記憶部２０に格納されている）で、ストッパー３３０に当接するはずである。このため、図１６に細線で示すように、原点に対応する時刻ｔ０において、負荷電流が所定値ａ０に到達するはずである。
　しかしながら、摺動界面Ｃ１、Ｄ１にはガタが発生している。このため、Ｚ軸上スライド４３の軸線Ｚ１は、Ｚ軸に対して、時計回り方向に傾斜している。したがって、図１５（ｂ）に示すように、エンコーダーが原点に到達しても、Ｚ軸上スライド４３はストッパー３３０に未だ当接していない。よって、図１６に示すように、原点に対応する時刻ｔ０になっても、負荷電流は所定値ａ０に到達しない。
　図１５（ｃ）に示すように、Ｚ軸上スライド４３がストッパー３３０に当接すると（図１６に示す時刻ｔ１になると）、負荷電流は所定値ａ０に到達する。ここで、図１６に示す時刻ｔ０～ｔ１間の時間Δｔ１は、図１５（ｃ）に示すズレ量ΔＰ１（図１０（ｂ）に示す当接状態のエンコーダーの原点と、図１５（ｃ）に示す当接状態のエンコーダーの位置と、のズレ量）に対応している。図９に示す演算部２１は、時間Δｔ１を基に、Ｚ軸上スライド４３とＺ軸下スライド４４との間の隙間に対する、カミソリ３２０の挿入量の調整が、必要か否かを判別する（図１２のＳ６）。
　第二に、摺動界面Ｃ１、Ｄ１のガタにより、Ｚ軸上スライド４３の軸線Ｚ１が、Ｚ軸に対して、図５の反時計回り方向に傾斜している場合について説明する。
　図１７（ａ）に、スライド送り機構の、摩耗診断方法の診断工程の前期における模式断面図を示す。図１７（ｂ）に、スライド送り機構の、同工程の中期における模式断面図を示す。図１７（ｃ）に、スライド送り機構の、同工程の後期における模式断面図を示す。図１８に、同工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化を示す。なお、図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）においては、図５に示すスライド送り機構を、デフォルメして示す。また、摺動界面Ｃ１、Ｄ１に発生したガタを誇張して示す。
　まず、図９に示す演算部２１は、Ｚ軸モーター４５Ｚを駆動する。図１７（ａ）に示すように、Ｚ軸上スライド４３は、ステップ状に動きながら、ストッパー３３０に接近する。図１７（ｂ）に細線で示すように、仮に、摺動界面Ｃ１、Ｄ１にガタが発生していなければ、図１８に細線で示すように、原点に対応する時刻ｔ０において、負荷電流が所定値ａ０に到達するはずである。
　しかしながら、摺動界面Ｃ１、Ｄ１にはガタが発生している。このため、Ｚ軸上スライド４３の軸線Ｚ１は、Ｚ軸に対して、反時計回り方向に傾斜している。したがって、図１７（ｂ）に示すように、エンコーダーが原点に到達する前に、Ｚ軸上スライド４３はストッパー３３０に既に当接している。
　ただし、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）に示すように、Ｚ軸上スライド４３は、摺動界面Ｃ１、Ｄ１のガタ分を消費して、時計回り方向に傾動するだけである。このため、負荷電流の傾き（一階時間微分値）の変化は小さい。
　図１７（ｃ）に示すように、摺動界面Ｃ１の右端においてＺ軸上スライド４３とＺ軸下スライド４４とが当接し、摺動界面Ｄ１の左端においてカミソリ３２０とＺ軸下スライド４４とが当接すると（図１８に示す時刻ｔ１になると）、Ｚ軸上スライド４３の傾動は規制される。このため、負荷電流は所定値ａ０に到達する。ここで、図１８に示す時刻ｔ０～ｔ１間の時間Δｔ１は、図１７（ｃ）に示すズレ量ΔＰ１（図１０（ｂ）に示す当接状態のエンコーダーの原点と、図１７（ｃ）に示す当接状態のエンコーダーの位置と、のズレ量）に対応している。図９に示す演算部２１は、時間Δｔ１を基に、Ｚ軸上スライド４３とＺ軸下スライド４４との間の隙間に対する、カミソリ３２０の挿入量の調整が、必要か否かを判別する（図１２のＳ６）。
　（通知工程）
　本工程においては、診断工程における摩耗診断の結果を、作業者に通知する。図１９に、正常通知時の画面の模式図を示す。図２０に、異常通知時の画面の模式図を示す。
　図１２のＳ６において、カミソリ３２０の挿入量の調整が不要であると判別した場合、演算部２１は、画面８０を、図１９に示す状態に切り替える（図１２のＳ１１）。作業者は、画面８０の確認ボタン８３を押す。図２に示すＣＮＣ旋盤１は、生産を開始する（図１２のＳ１０）。つまり、ＣＮＣ旋盤１は、ワークＷの加工を開始する。
　これに対して、図１２のＳ６において、カミソリ３２０の挿入量の調整が必要であると判別した場合、演算部２１は、画面８０を、図２０に示す状態に切り替える（図１２のＳ７）。作業者は、画面８０の確認ボタン８４を押し、カミソリ３２０の挿入量の調整作業を実行する（図１２のＳ８）。具体的には、図８に示すように、Ｚ軸上スライド４３の起動トルク（負荷電流）が、初期状態と挿入量調整後とで一致するように、カミソリ３２０の挿入量を調整する。そして、当該挿入量を維持できるように、使用されていたカラー３２１を、適切な左右方向長さを有する新しいカラー３２１に、交換する。
　調整作業完了後、演算部２１は、画面８０を、図１４に示す状態に切り替える。再度の診断が不要な場合、作業者は、診断不実施ボタン８２ｂを選択する（図１２のＳ９）。この場合、図２に示すＣＮＣ旋盤１は、生産を開始する（図１２のＳ１０）。つまり、ＣＮＣ旋盤１は、ワークＷの加工を開始する。
　これに対して、図１２のＳ９において作業者が診断実施ボタン８２ａを選択すると、図９に示す演算部２１は、再び、診断工程、通知工程を実行する。
　図１２のＳ３、Ｓ４に示すように、生産開始後においては、診断時期ごと（例えば６ヶ月ごと）に、図９に示す画面８０が、図１４に示す状態に切り替わる。このため、作業者は、定期的に、かつ簡単に摩耗診断の時期を認識することができる。
　［作用効果］
　次に、本実施形態の摩耗診断システムの作用効果について説明する。本実施形態の摩耗診断システム９によると、図１１、図１６、図１８に示すように、Ｚ軸モーター４５Ｚの負荷電流の変化を基に、摺動界面Ｃ１、Ｄ１の摩耗を診断することができる。このため、簡単に摺動界面Ｃ１、Ｄ１の摩耗を診断することができる。
　また、簡単に摺動界面Ｃ１、Ｄ１の摩耗を診断することができるため、例えば、Ｚ軸下スライド４４、Ｚ軸上スライド４３、カミソリ３２０、Ｚ軸モーター４５Ｚなどの部品が、前記摩耗により生じるスライド間のこじれ動作（詳しくは、Ｚ軸下スライド４４に対するＺ軸上スライド４３のこじれ動作）でＺ軸下スライド４４、Ｚ軸上スライド４３の変形やボールねじ部３１の破損等の不具合が発生する前に、予防保全的に、摺動界面Ｃ１、Ｄ１の摩耗を診断することができる。
　また、本実施形態の摩耗診断システム９によると、図１０、図１１に示すように、初期状態記憶工程が、Ｚ軸モーター４５Ｚのエンコーダーの原点の決定作業を兼ねている。このため、双方の作業を別々に行う場合と比較して、作業工数を削減することができる。また、既設のストッパー３３０を、摺動界面Ｃ１、Ｄ１の摩耗の診断に、転用している。このため、既設のＣＮＣ旋盤１に、簡単に、摩耗診断機能をアドオンすることができる。
　また、本実施形態の摩耗診断システム９によると、図１２に示すように、制御装置２が、初期状態記憶工程と、診断工程と、通知工程と、再診断工程と、を実行する。このため、自動的に、また定期的に、摺動界面Ｃ１、Ｄ１の摩耗を診断することができる。また、診断結果を作業者に通知することができる。このため、作業者は、カミソリ３２０の挿入量の調整を行うタイミングを、簡単に確認することができる。
　また、本実施形態の摩耗診断システム９によると、図１９、図２０に示すように、制御装置２が、通知工程において、画面８０に、診断結果に関連する事項を表示している。このため、作業者は、診断結果を、画面８０を介して、視覚により確認することができる。
　また、本実施形態の摩耗診断システム９によると、図１１、図１６、図１８に示すように、ストッパー３３０に対して、Ｚ軸上スライド４３を、ステップ状に移動させている。このため、制御装置２の演算部２１の処理速度が遅い場合であっても、負荷電流の変化を確認しやすい。また、急激な負荷電流の変化が生じにくいため、スライド送り機構に不具合が発生しにくい。
　＜第二実施形態＞
　本実施形態の摩耗診断システムと、第一実施形態の摩耗診断システムとの相違点は、ストッパーに対して、Ｚ軸上スライドをスロープ状に（漸次的に）移動させている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
　図２１に、摩耗診断方法の初期状態記憶工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化を示す。図２２に、同方法の診断工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化（その１）を示す。図２３に、同方法の診断工程におけるＺ軸モーターの負荷電流の変化（その２）を示す。なお、図２１は図１１に、図２２は図１６に、図２３は図１８に、各々対応している。本実施形態のように、ストッパーに対して、Ｚ軸上スライドを、スロープ状に移動させてもよい。
　本実施形態の摩耗診断システムと、第一実施形態の摩耗診断システムとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態によると、負荷電流の変化を、より精度よく測定することができる。また、時刻ｔ０、ｔ１を、より精度よく確認することができる。
　＜第三実施形態＞
　本実施形態の摩耗診断システムと、第一実施形態の摩耗診断システムとの相違点は、初期状態記憶工程、診断工程、再診断工程において、工具をチャックに当接させる際のＺ軸モーターの負荷電流を測定している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
　図２４に、本実施形態の摩耗診断システムを備えるＣＮＣ旋盤の内部斜視図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。図２４に示すように、初期状態記憶工程、診断工程、再診断工程において、工具Ｔをチャック６２に当接させる際のＺ軸モーター４５Ｚの負荷電流の変化を測定してもよい。そして、当該負荷電流の変化から、摺動界面の摩耗を診断してもよい。本実施形態の場合、工具Ｔは、本発明の「移動部」の概念に含まれる。また、チャック６２は、本発明の「当接部」の概念に含まれる。
　本実施形態の摩耗診断システムと、第一実施形態の摩耗診断システムとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態によると、ストッパーが配置されていない場合であっても、摺動界面の摩耗を診断することができる。
　＜その他＞
　以上、本発明の摩耗診断システムの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
　図１２のＳ５に示す診断工程における診断方法は特に限定しない。Ｚ軸モーター４５Ｚのエンコーダーの原点付近における負荷電流の変化から、摩耗の診断を実行すればよい。例えば、初期状態記憶工程と診断工程とで、負荷電流の傾き（負荷電流の一階時間微分値）、負荷電流の傾き変化率（負荷電流の二階時間微分値）を比較することにより、摩耗の診断を行ってもよい。
　また、図１５（ａ）、図１５（ｂ）、図１５（ｃ）、図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）に示す隙間の位置は特に限定しない。摺動界面Ｃ１、Ｄ１に、均等に隙間が発生していてもよい。また、摺動界面Ｃ１、Ｄ１のいずれか一方にだけ、隙間が発生していてもよい。
　また、ガタが発生した際の負荷電流の変化曲線の形状は、図１６、図１８、図２２、図２３に示す負荷電流の変化曲線の形状に限定しない。すなわち、ガタが発生した際の負荷電流の変化曲線の形状は、Ｚ軸上スライド４３およびＺ軸下スライド４４の配置方向、ストッパー３３０の位置、Ｚ軸上スライド４３に搭載される部材のＸ軸方向、Ｙ軸方向の重量バランス、重力が作用する方向などにより、様々である。同様に、初期状態の負荷電流の変化曲線の形状は、図１１、図２１に示す負荷電流の変化曲線の形状に限定しない。
　ただし、初期状態の負荷電流の変化曲線の形状と、ガタが発生した際の負荷電流の変化曲線の形状と、を比較すると、相違点が存在する。本発明の摩耗診断システムによると、当該相違点に着目して、摩耗の診断を行うことができる。
　また、上記実施形態においては、Ｚ軸上スライド４３およびＺ軸下スライド４４のＸ軸方向の隙間から生じるヨーイングを検知することにより摩耗を診断している。しかしながら、Ｚ軸上スライド４３およびＺ軸下スライド４４のＹ軸方向の隙間から生じるピッチングを検知することにより摩耗を診断してもよい。
　また、上記実施形態においては、Ｚ軸モーター４５Ｚの負荷電流の変化を基に、摩耗の診断を行ったが、負荷電圧、トルクなどの変化を基に、摩耗の診断を行ってもよい。
　また、上記実施形態においては、Ｚ軸下スライド４４とＺ軸上スライド４３との間のカミソリ３２０の調整用として、本発明の摩耗診断システムを用いた。しかしながら、Ｘ軸下スライド４２とＸ軸上スライド４６との間のカミソリの調整用として、本発明の摩耗診断システムを用いてもよい。
　また、カミソリ３２０の挿入位置は特に限定しない。例えば、図６に示す摺動界面Ｂ１～Ｂ４、Ｃ１のうち、少なくとも一つに、カミソリ３２０を挿入してもよい。また、カミソリ３２０の挿入数は特に限定しない。例えば、図５に示す内面Ａ１と摺動面Ａ３との間に、左右方向両側から、一対のカミソリ３２０を挿入してもよい。
　また、Ｚ軸上スライド４３、Ｘ軸上スライド４６の駆動機構は特に限定しない。例えば、リニアモーターを用いてもよい。
　また、図１２のＳ６において、時間Δｔ１と、所定のしきい値（時間に関するしきい値）と、を比較することにより、カミソリ３２０の挿入量の調整が必要か否かを判別してもよい。また、時間Δｔ１からズレ量ΔＰ１を算出し、ズレ量ΔＰ１と、所定のしきい値（ズレ量に関するしきい値）と、を比較することにより、カミソリ３２０の挿入量の調整が必要か否かを判別してもよい。
　また、しきい値は、複数設定してもよい。例えば、時間Δｔ１に関して、しきい値ｔｈ１と、しきい値ｔｈ２（＞しきい値ｔｈ１）と、いう二つのしきい値を設定してもよい。そして、時間Δｔ１＜しきい値ｔｈ１の場合に、図１２のＳ１１を実行すればよい。また、しきい値ｔｈ１≦時間Δｔ１＜しきい値ｔｈ２の場合に、画面８０に警告（例えば、「カミソリの摩耗が進行しています。近日中にカミソリの調整を実施して下さい。」というメッセージ）を表示すればよい。また、しきい値ｔｈ２≦時間Δｔ１の場合に、図１２のＳ７を実行すればよい。
　また、上記実施形態においては、本発明の「当接部」として、ストッパー３３０、チャック６２を用いた。しかしながら、当接部は特に限定しない。Ｚ軸下スライド４４に対してＺ軸上スライド４３が摺動する際に、移動部が当接可能であればよい。例えば、ワークＷ、主軸６１、全体カバー３０などを当接部として利用してもよい。
　また、上記実施形態においては、本発明の「移動部」として、Ｚ軸上スライド４３、工具Ｔを用いた。しかしながら、移動部は特に限定しない。Ｚ軸下スライド４４に対してＺ軸上スライド４３が摺動する際に、Ｚ軸上スライド４３と共に移動可能であればよい。例えば、Ｘ軸下スライド４２、Ｘ軸上スライド４６、タレット装置４１、刃物台４０、工具Ｔ用のホルダなどであってもよい。
　また、ＣＮＣ旋盤１の主軸方向は特に限定しない。すなわち、横型旋盤、正面旋盤、立型旋盤に、本発明の摩耗診断システムを組み込んでもよい。また、フライス盤、ボール盤、ミーリングセルなどに本発明の摩耗診断システムを組み込んでもよい。

Claims (5)

  1. 　下スライドを有する固定部と、
    　該下スライドに対して摺動する上スライドを有する移動部と、
    　該上スライドを駆動する駆動装置と、
    　該上スライドに取り付けられ、該上スライドと該下スライドとの間の隙間に挿入され、該下スライドとの間に摺動界面を形成するカミソリと、
    　該上スライドが摺動する際に該移動部が当接する当接部と、
    　該移動部が該当接部に当接し該駆動装置の負荷に関連する電気量が変化することを基に、該摺動界面の摩耗を診断する制御装置と、
    を備える摩耗診断システム。
  2. 　前記駆動装置は、エンコーダーを有するモーターであり、
    　前記当接部は、該エンコーダーの原点を決定するために、前記上スライドが当接するストッパーである請求項１に記載の摩耗診断システム。
  3. 　前記制御装置は、
    　前記下スライドおよび前記上スライドがセットされた状態である初期状態において、前記移動部を前記当接部に当接させた場合の前記電気量の変化を、初期データとして記憶する初期状態記憶工程と、
    　該初期状態から時系列的に後の状態において、該移動部を該当接部に当接させた場合の該電気量の変化と、該初期データと、を比較し、前記摺動界面の摩耗を診断する診断工程と、
    　該診断工程における診断結果を、作業者に通知する通知工程と、
    を実行する請求項１または請求項２に記載の摩耗診断システム。
  4. 　前記制御装置に電気的に接続され、画面を有する表示装置を備え、
    　該制御装置は、前記通知工程において、該画面に、前記診断結果に関連する事項を表示する請求項３に記載の摩耗診断システム。
  5. 　前記制御装置は、前記診断工程において、前記駆動装置を介して、前記当接部に対して前記移動部をステップ状に移動させる請求項３または請求項４に記載の摩耗診断システム。
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