本發(fā)明涉及數(shù)控裝置和控制方法。

背景技術(shù)：

數(shù)控裝置對(duì)機(jī)床的動(dòng)作進(jìn)行控制。日本特許公開(kāi)2014年161974號(hào)公報(bào)公開(kāi)的機(jī)床具有主軸頭、主軸和工具更換裝置。主軸頭設(shè)成能沿固定在基座上的立柱升降，且將主軸支承成能旋轉(zhuǎn)。工具安裝在設(shè)于主軸頭端的安裝孔內(nèi)。設(shè)于主軸內(nèi)部的保持軸用彈簧力拉著保持安裝于安裝孔的工具。主軸頭下降至被切削件的加工區(qū)域。工具與主軸一起旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)被切削件進(jìn)行開(kāi)孔等加工。進(jìn)行加工時(shí)，工具朝接近被切削件的方向移動(dòng)，在切削之后，工具朝離開(kāi)被切削件的方向移動(dòng)。工具的刀刃有時(shí)會(huì)卡在被切削件上。在刀刃卡在被切削件上的狀態(tài)下，若使工具朝離開(kāi)被切削件的方向移動(dòng)，則會(huì)發(fā)生工具脫落。工具脫落是工具從主軸脫落的現(xiàn)象。工具折損檢測(cè)裝置使接觸件與工具接觸，通過(guò)檢測(cè)接觸件的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)工具脫落進(jìn)行檢測(cè)。

工具折損檢測(cè)裝置設(shè)于機(jī)床的規(guī)定位置。數(shù)控裝置需要按每個(gè)加工將工具移動(dòng)至規(guī)定位置，因此，會(huì)出現(xiàn)被切削件的加工周期變長(zhǎng)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供能簡(jiǎn)單地監(jiān)視工具脫落的數(shù)控裝置和控制方法。

技術(shù)方案1的數(shù)控裝置對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，所述機(jī)床具有：主軸頭，該主軸頭能接近或離開(kāi)對(duì)被切削件進(jìn)行支承的臺(tái)；主軸，該主軸能旋轉(zhuǎn)地設(shè)于所述主軸頭；彈簧，該彈簧設(shè)于所述主軸；保持軸，該保持軸利用所述彈簧的力將工具保持件保持于所述主軸；馬達(dá)，該馬達(dá)使所述主軸頭向接近或離開(kāi)所述臺(tái)的方向驅(qū)動(dòng)；編碼器，該編碼器與所述馬達(dá)連接，且對(duì)該馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)信息進(jìn)行檢測(cè)，所述數(shù)控裝置的特征在于，具有：第一獲取部，該第一獲取部在比所述機(jī)床的機(jī)床原點(diǎn)靠所述臺(tái)側(cè)的加工區(qū)域內(nèi)使所述主軸頭向所述機(jī)床原點(diǎn)側(cè)移動(dòng)時(shí)，每隔規(guī)定時(shí)間從所述編碼器獲取所述驅(qū)動(dòng)信息；判斷部，該判斷部根據(jù)所述第一獲取部每隔所述規(guī)定時(shí)間獲取的所述驅(qū)動(dòng)信息，對(duì)是否存在超過(guò)預(yù)先存儲(chǔ)的閾值的變化進(jìn)行判斷；以及輸出部，該輸出部在所述判斷部判斷為存在超過(guò)所述閾值的變化時(shí)，輸出異常信息。保持軸用彈簧力對(duì)工具保持件進(jìn)行保持。在被切削件的加工中，若在工具卡在被切削件上的狀態(tài)下主軸頭上升，對(duì)工具施加彈簧力以上的力，則有時(shí)工具保持件會(huì)從主軸脫落而發(fā)生工具脫落。發(fā)生工具脫落時(shí)，會(huì)對(duì)保持軸施加與正常時(shí)不同的力。因此，從對(duì)主軸頭進(jìn)行升降驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)的編碼器獲取的信息會(huì)產(chǎn)生與正常時(shí)不同的變化。在加工區(qū)域內(nèi)主軸頭上升時(shí)，數(shù)控裝置從馬達(dá)的編碼器獲取信息。當(dāng)獲取的信息存在超過(guò)閾值的變化時(shí)，數(shù)控裝置視為發(fā)生工具脫落而輸出異常信息。因此，數(shù)控裝置不使用圖像識(shí)別裝置、工具折損檢測(cè)裝置等其他監(jiān)視裝置就能檢測(cè)出工具脫落。數(shù)控裝置能省去使用其他監(jiān)視裝置時(shí)所需的測(cè)定準(zhǔn)備等的時(shí)間。由于未使用其他監(jiān)視裝置，因此不會(huì)變得費(fèi)用高昂。數(shù)控裝置也不需要在每一次加工時(shí)重新進(jìn)行測(cè)定準(zhǔn)備，因此，在連續(xù)加工中也能簡(jiǎn)單地始終監(jiān)視工具脫落。

技術(shù)方案3的數(shù)控裝置的特征在于，所述判斷部具有：第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部根據(jù)所述第一獲取部每隔所述規(guī)定時(shí)間獲取的所述驅(qū)動(dòng)信息，計(jì)算第一差分信息，該第一差分信息是上次的驅(qū)動(dòng)信息與本次的驅(qū)動(dòng)信息的差分；以及第一判斷部，該第一判斷部對(duì)所述第一計(jì)算部計(jì)算出的所述第一差分信息是否存在超過(guò)所述閾值的變化進(jìn)行判斷，當(dāng)所述第一判斷部判斷為所述第一差分信息存在超過(guò)所述閾值的變化時(shí)，所述輸出部輸出所述異常信息。數(shù)控裝置從編碼器獲取馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)信息，通過(guò)對(duì)獲取的驅(qū)動(dòng)信息的時(shí)間差分的變化進(jìn)行監(jiān)視，能與馬達(dá)的速度無(wú)關(guān)地準(zhǔn)確判定工具脫落。

技術(shù)方案5的數(shù)控裝置的特征在于，具有第二獲取部，該第二獲取部獲取指令信息，該指令信息是分別與所述第一獲取部每隔所述規(guī)定時(shí)間獲取的所述驅(qū)動(dòng)信息相對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的輸入信息，所述判斷部具有：第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部計(jì)算第二差分信息，該第二差分信息是所述第一獲取部每隔所述規(guī)定時(shí)間獲取的所述驅(qū)動(dòng)信息與所述第二獲取部獲取的所述指令信息之間的差分的信息；以及第二判斷部，該第二判斷部對(duì)所述第二計(jì)算部計(jì)算出的所述第二差分信息中是否存在超過(guò)所述閾值的變化進(jìn)行判斷，當(dāng)所述第二判斷部判斷為所述第二差分信息存在超過(guò)所述閾值的變化時(shí)，所述輸出部輸出所述異常信息。數(shù)控裝置獲取馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)信息和指令信息。數(shù)控裝置通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)信息與指令信息的差分的變化進(jìn)行監(jiān)視，能與馬達(dá)的速度無(wú)關(guān)地準(zhǔn)確檢測(cè)出工具脫落。

技術(shù)方案7的數(shù)控裝置的特征在于，所述閾值包括第一閾值和第二閾值，所述數(shù)控裝置包括第三獲取部，所述第三獲取部獲取指令信息，該指令信息是分別與所述第一獲取部每隔所述規(guī)定時(shí)間獲取的所述驅(qū)動(dòng)信息相對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的輸入信息，所述判斷部具有：第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部根據(jù)所述第一獲取部每隔所述規(guī)定時(shí)間獲取的所述驅(qū)動(dòng)信息，計(jì)算第三差分信息，該第三差分信息是上次的驅(qū)動(dòng)信息與本次的驅(qū)動(dòng)信息的差分；第三判斷部，該第三判斷部對(duì)所述第三計(jì)算部計(jì)算出的所述第三差分信息中是否存在超過(guò)所述第一閾值的變化進(jìn)行判斷；第四計(jì)算部，該第四計(jì)算部計(jì)算第四差分信息，該第四差分信息是所述第一獲取部每隔所述規(guī)定時(shí)間獲取的所述驅(qū)動(dòng)信息與所述第三獲取部獲取的所述指令信息之間的差分的信息；以及第四判斷部，該第四判斷部對(duì)所述第四計(jì)算部計(jì)算出的所述第四差分信息中是否存在超過(guò)所述第二閾值的變化進(jìn)行判斷，當(dāng)所述第三判斷部判斷為所述第三差分信息存在超過(guò)所述第一閾值的變化時(shí)，或當(dāng)所述第四判斷部判斷為所述第四差分信息存在超過(guò)所述第二閾值的變化時(shí)，所述輸出部輸出所述異常信息。數(shù)控裝置針對(duì)每隔規(guī)定時(shí)間獲取的驅(qū)動(dòng)信息對(duì)本次的信息與上次的信息的差分的信息進(jìn)行監(jiān)視，且對(duì)每隔規(guī)定時(shí)間獲取的驅(qū)動(dòng)信息與該驅(qū)動(dòng)信息所對(duì)應(yīng)的指令信息的差分的信息進(jìn)行監(jiān)視，因此，能提高工具脫落判定的精度。

技術(shù)方案2、4、6、8的數(shù)控裝置的特征在于，所述異常信息包括使所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)停止的指令。異常信息包括停止馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的命令，因此，加工會(huì)中斷。因此，數(shù)控裝置能可靠地通知操作者發(fā)生了不良加工這一情況。

技術(shù)方案9的數(shù)控裝置的特征在于，所述驅(qū)動(dòng)信息是所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩信息。當(dāng)工具脫落時(shí)，會(huì)對(duì)保持軸施加大的力，因此，對(duì)主軸頭進(jìn)行升降驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩會(huì)產(chǎn)生大的變化。因此，數(shù)控裝置通過(guò)根據(jù)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩信息判斷是否存在超過(guò)閾值的變化，能準(zhǔn)確且迅速地檢測(cè)出工具脫落。

技術(shù)方案10的控制方法是數(shù)控裝置的控制方法，所述數(shù)控裝置對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，所述機(jī)床具有：主軸頭，該主軸頭能接近或離開(kāi)對(duì)被切削件進(jìn)行支承的臺(tái)；主軸，該主軸能旋轉(zhuǎn)地設(shè)于所述主軸頭；彈簧，該彈簧設(shè)于所述主軸；保持軸，該保持軸利用所述彈簧的力將工具保持件保持于所述主軸；馬達(dá)，該馬達(dá)使所述主軸頭向接近或離開(kāi)所述臺(tái)的方向驅(qū)動(dòng)；以及編碼器，該編碼器與所述馬達(dá)連接，且對(duì)該馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)信息進(jìn)行檢測(cè)，所述控制方法的特征在于，具有：獲取工序，在該獲取工序中，在比所述機(jī)床的機(jī)床原點(diǎn)靠所述臺(tái)側(cè)的加工區(qū)域內(nèi)使所述主軸頭向所述機(jī)床原點(diǎn)側(cè)移動(dòng)時(shí)，每隔規(guī)定時(shí)間從所述編碼器獲取所述驅(qū)動(dòng)信息；判斷工序，在該判斷工序中，根據(jù)在所述獲取工序中每隔所述規(guī)定時(shí)間獲取的所述驅(qū)動(dòng)信息，對(duì)是否存在超過(guò)預(yù)先存儲(chǔ)的閾值的變化進(jìn)行判斷；以及輸出工序，在該輸出工序中，當(dāng)在所述判斷工序中判斷為存在超過(guò)所述閾值的變化時(shí)，輸出異常信息。數(shù)控裝置通過(guò)進(jìn)行上述工序，能獲得技術(shù)方案1所述的效果。

本發(fā)明也可將技術(shù)方案1至9中任一個(gè)所述的結(jié)構(gòu)中的一部分結(jié)構(gòu)任意組合。

附圖說(shuō)明

圖1是機(jī)床1的立體圖。

圖2是主軸頭7周圍的縱剖圖。

圖3是主軸9內(nèi)部的縱剖圖。

圖4是加工區(qū)域和工具更換區(qū)域的說(shuō)明圖。

圖5是表示機(jī)床1和數(shù)控裝置30的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。

圖6是工具脫落判定處理(第一實(shí)施方式)的流程圖。

圖7是表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(快速進(jìn)給倍率100％)的變化的圖表。

圖8是表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(快速進(jìn)給倍率α)的變化的圖表。

圖9是表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分(快速進(jìn)給倍率100％)的變化的圖表。

圖10是表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分(快速進(jìn)給倍率α)的變化的圖表。

圖11是工具脫落判定處理(第二實(shí)施方式)的流程圖。

圖12是表示正常上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化(快速進(jìn)給倍率100％)的圖表。

圖13是表示發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化(快速進(jìn)給倍率100％)的圖表。

圖14是表示正常上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化(快速進(jìn)給倍率100％)的圖表。

圖15是表示發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化(快速進(jìn)給倍率α)的圖表。

圖16是表示正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的差分的變化(快速進(jìn)給倍率100％)的圖表。

圖17是表示正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的差分的變化(快速進(jìn)給倍率α)的圖表。

圖18是工具脫落判定處理(第三實(shí)施方式)的流程圖。

具體實(shí)施方式

對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下說(shuō)明中，使用圖中用箭頭表示的左右、前后、上下。機(jī)床1的左右方向、前后方向、上下方向分別是X軸方向、Y軸方向、Z軸方向。圖1所示的機(jī)床1是使安裝于主軸9的工具4旋轉(zhuǎn)并對(duì)保持于臺(tái)13上表面的被切削件(未圖示)實(shí)施切削加工的機(jī)床。數(shù)控裝置30(參照?qǐng)D5)對(duì)機(jī)床1的動(dòng)作進(jìn)行控制。

參照?qǐng)D1～圖3，對(duì)機(jī)床1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。機(jī)床1具有基座2、立柱5、主軸頭7、主軸9、臺(tái)裝置10、工具更換裝置20、控制箱6、操作面板15(參照?qǐng)D5)等。基座2呈大致立方體狀，且是金屬制的。立柱5固定于基座2的上部后方。

主軸頭7通過(guò)設(shè)于立柱5前表面的Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)沿Z軸方向升降，接近或離開(kāi)臺(tái)13。Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一對(duì)Z軸軌道(未圖示)、Z軸滾珠絲杠26(參照?qǐng)D2)、Z軸馬達(dá)51(參照?qǐng)D5)。Z軸軌道沿Z軸方向延伸，且沿Z軸方向引導(dǎo)主軸頭7。Z軸滾珠絲杠26配置于一對(duì)Z軸軌道之間。上側(cè)軸承部27和下側(cè)軸承部(未圖示)將Z軸滾珠絲杠26支承成能旋轉(zhuǎn)。主軸頭7在其背面具有螺母29。螺母29與Z軸滾珠絲杠26螺合。Z軸馬達(dá)51使Z軸滾珠絲杠26向正方向或反方向旋轉(zhuǎn)。因此，主軸頭7與螺母29一起沿Z軸方向移動(dòng)。主軸頭7在其上部具有主軸馬達(dá)52。主軸9能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在主軸頭7內(nèi)部。主軸9在其下端部(頭端部)具有安裝孔9B。安裝孔9B位于主軸頭7下部。主軸9在安裝孔9B內(nèi)安裝工具保持件17，通過(guò)主軸馬達(dá)52的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。工具保持件17保持工具4。

臺(tái)裝置10具有Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)、Y軸臺(tái)12、X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)和臺(tái)13等。Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在基座2上表面的前側(cè)，具有一對(duì)Y軸軌道、Y軸滾珠絲杠和Y軸馬達(dá)54(參照?qǐng)D5)等。一對(duì)Y軸軌道和Y軸滾珠絲杠沿Y軸方向延伸。一對(duì)Y軸軌道沿Y軸方向引導(dǎo)Y軸臺(tái)12。Y軸臺(tái)12形成為大致長(zhǎng)方體狀，在其底部的外表面具有螺母(未圖示)。該螺母與Y軸滾珠絲杠螺合。若Y軸馬達(dá)54使Y軸滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，則Y軸臺(tái)12與螺母一起沿一對(duì)Y軸軌道移動(dòng)。因此，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)將Y軸臺(tái)12支承成能沿Y軸方向移動(dòng)。

X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于Y軸臺(tái)12上表面，具有一對(duì)X軸軌道(未圖示)、X軸滾珠絲杠(未圖示)和X軸馬達(dá)53(參照?qǐng)D5)等。X軸軌道和X軸滾珠絲杠沿X軸方向延伸。臺(tái)13形成為俯視呈矩形板狀，且設(shè)于Y軸臺(tái)12上表面。臺(tái)13在其底部具有螺母(未圖示)。該螺母與X軸滾珠絲杠螺合。若X軸馬達(dá)53使X軸滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，則臺(tái)13與螺母一起沿一對(duì)X軸軌道移動(dòng)。因此，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)將臺(tái)13支承成能沿X軸方向移動(dòng)。臺(tái)13通過(guò)Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸臺(tái)12和X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)能在基座2上沿X軸方向和Y軸方向移動(dòng)。

工具更換裝置20在主軸頭7前側(cè)具有圓盤型的工具庫(kù)21。工具庫(kù)21在其外周放射狀地具有多個(gè)手柄臂90。手柄臂90保持工件保持件17。工具更換裝置20驅(qū)動(dòng)庫(kù)馬達(dá)55使工具庫(kù)21旋轉(zhuǎn)，使工具更換指令所指示的工具4定位于工具更換位置。工具更換指令由數(shù)控程序進(jìn)行指令。工具更換位置是工具庫(kù)21的最下部位置。工具更換裝置20在工具更換區(qū)域(參照?qǐng)D4)通過(guò)主軸頭7的升降動(dòng)作和手柄臂90的擺動(dòng)動(dòng)作對(duì)目前安裝于主軸9的工具4與位于工具更換位置的下一工具進(jìn)行更換。

控制箱6安裝于立柱5背面?zhèn)?，并收納數(shù)控裝置30(參照?qǐng)D5)。數(shù)控裝置30對(duì)Z軸馬達(dá)51、主軸馬達(dá)52、X軸馬達(dá)53和Y軸馬達(dá)54進(jìn)行控制，通過(guò)使保持在臺(tái)13上的被切削件和安裝于主軸9的工具4相對(duì)移動(dòng)對(duì)被切削件實(shí)施各種加工。所謂各種加工，是指例如使用鉆頭、絲錐等的開(kāi)孔加工、使用端面銑刀等的側(cè)面加工等。

操作面板15設(shè)于將機(jī)床1覆蓋的罩(未圖示)的外壁。操作面板15具有輸入部24和顯示部25(參照?qǐng)D5)。輸入部24具有觸摸面板(未圖示)和各種按鈕(未圖示)等。觸摸面板設(shè)于顯示部25。觸摸面板和各種按鈕接受各種信息、操作指示等的輸入，并將各種輸入信息輸出至數(shù)控裝置30。顯示部25根據(jù)來(lái)自數(shù)控裝置30的指令對(duì)各種畫(huà)面、異常信息等進(jìn)行顯示。

參照?qǐng)D2、圖3，對(duì)主軸頭7和主軸9的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。主軸頭7在其前方下部的內(nèi)部將主軸9支承成能旋轉(zhuǎn)。主軸9沿上下方向延伸，并經(jīng)由聯(lián)軸器23與朝主軸馬達(dá)52的下方延伸的驅(qū)動(dòng)軸連接。因此，主軸9通過(guò)主軸馬達(dá)52的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，主軸9具有軸孔9A、安裝孔9B、空間9C、下部滑動(dòng)孔9D、保持軸81和彈簧82。軸孔9A穿過(guò)主軸9的中心。安裝孔9B設(shè)于主軸9的頭端部(下端部)。工具保持件17能裝拆地安裝于安裝孔9B。工具保持件17在其一端側(cè)保持工具4，在其另一端側(cè)具有安裝部17A和拉釘17B。安裝部17A呈圓錐狀。拉釘17B從安裝部17A頂部沿軸向突出。安裝部17A緊貼地安裝于主軸9的安裝孔9B?？臻g9C連續(xù)地設(shè)于安裝孔9B上部。下部滑動(dòng)孔9D連續(xù)地設(shè)置在軸孔9A的下端部和空間9C之間。

保持軸81插入軸孔9A內(nèi)，且設(shè)成能沿上下方向移動(dòng)。保持軸81具有銷支承部81A、軸部81B和把持部81C。銷支承部81A呈圓柱形狀，其位于保持軸81上端，并對(duì)銷58進(jìn)行支承。銷支承部81A的直徑比主軸9的軸孔9A的直徑稍小。軸部81B呈圓柱形狀，且從銷支承部81A向下方延伸。軸部81B的直徑比銷支承部81A的直徑小。把持部81C位于軸部81B下端，且具有多個(gè)鋼球(未圖示)。彈簧82插入軸孔9A內(nèi)，彈簧82的上端與銷支承部81A的下表面卡合。彈簧82以彈簧力Q1始終向上方對(duì)保持軸81施力。通過(guò)保持軸81抵抗彈簧力Q1向下方移動(dòng)，彈簧82收縮，把持部81C從下部滑動(dòng)孔9D向空間9C移動(dòng)，從而解除對(duì)工具保持件17的拉釘17B的保持。為了解除對(duì)拉釘17B的保持而將保持軸81壓下時(shí)所需的力Q2例如約3000N。若保持軸81從下方位置向上方移動(dòng)，則把持部81C從空間9C向下部滑動(dòng)孔9D移動(dòng)，使鋼球縮入內(nèi)側(cè)，從而對(duì)拉釘17B進(jìn)行保持。因此，保持軸81以利用彈簧82將工具保持件17向上拉的狀態(tài)對(duì)工具保持件17進(jìn)行保持。

如圖2所示，主軸頭7在其后方上部具有柄60。柄60呈大致L字形，且以支軸61為中心擺動(dòng)。支軸61固定于主軸頭7內(nèi)。柄60具有縱向柄63和橫向柄62?？v向柄63從支軸61朝立柱5側(cè)向斜上方延伸，且在中間部65處向上方折彎后進(jìn)一步向上方延伸。橫向柄62從支軸61向立柱5前方大致水平地延伸。銷58與保持軸81正交。橫向柄62的前端部能從上方與銷58卡合。縱向柄63在其上端部的背面具有板凸輪體66。板凸輪體66在立柱5側(cè)具有凸輪面。凸輪從動(dòng)件67固定于上側(cè)軸承部27。板凸輪體66的凸輪面與凸輪從動(dòng)件67接觸、分離。凸輪從動(dòng)件67在板凸輪體66的凸輪面上滑動(dòng)。拉伸螺旋彈簧(未圖示)彈性地設(shè)置在縱向柄63與主軸頭7之間。從右側(cè)觀察柄60時(shí)，拉伸螺旋彈簧始終朝順時(shí)針?lè)较驅(qū)Ρ?0施力。因此，柄60始終要解除橫向柄62對(duì)銷58向下方的按壓。

參照?qǐng)D2，對(duì)工具保持件17相對(duì)于主軸9的安裝孔9B的裝拆動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在主軸9的安裝孔9B內(nèi)安裝著工具保持件17的安裝部17A的狀態(tài)下，主軸頭7上升。設(shè)于柄60的板凸輪體66與凸輪從動(dòng)件67接觸而滑動(dòng)。若凸輪從動(dòng)件67沿著板凸輪體66的凸輪形狀滑動(dòng)，則柄60從右側(cè)觀察時(shí)以支軸61為中心朝逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。橫向柄62從上方與銷58卡合，從而將保持軸81向下方按壓。保持軸81抵抗彈簧82的彈簧力Q1對(duì)把持部81C向下方施力。把持部81C解除對(duì)工具保持件17的拉釘17B的保持。工具保持件17能從主軸9的安裝孔9B取出。

在主軸9的安裝孔9B內(nèi)安裝工具保持件17時(shí)，在將工具保持件17的安裝部17A插入主軸9的安裝孔9B的狀態(tài)下，主軸頭7下降。若設(shè)于柄60的板凸輪體66在凸輪從動(dòng)件上滑動(dòng)，則柄60從右側(cè)觀察時(shí)以支軸61為中心朝順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。因此，橫向柄62遠(yuǎn)離銷58，解除對(duì)保持軸81向下方的按壓。保持軸81因彈簧82的彈力而向上移動(dòng)，因此，把持部81C將拉釘17B向上拉。因此，在主軸9的安裝孔9B內(nèi)安裝工具保持件17的安裝部17A的操作完成。

參照?qǐng)D4，對(duì)工具脫落檢測(cè)范圍進(jìn)行說(shuō)明。工具脫落是工具保持件17的安裝部17A從主軸9的安裝孔9B脫落的現(xiàn)象。在本實(shí)施方式中，將Z軸的機(jī)床原點(diǎn)稱為Z軸原點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)是X軸和Y軸的機(jī)床坐標(biāo)為0且Z軸的機(jī)床坐標(biāo)為能對(duì)被切削件進(jìn)行加工的上限位置的位置。比Z軸原點(diǎn)靠臺(tái)13(參照?qǐng)D1)側(cè)的區(qū)域是加工區(qū)域，相對(duì)于Z軸原點(diǎn)與加工區(qū)域相反的一側(cè)的區(qū)域是工具更換區(qū)域。加工區(qū)域是用于對(duì)被切削件進(jìn)行加工動(dòng)作的區(qū)域。工具更換區(qū)域是用于通過(guò)工具更換裝置20進(jìn)行工具更換的區(qū)域。在本實(shí)施方式中，將加工區(qū)域作為工具脫落檢測(cè)范圍。如后所述，數(shù)控裝置30在以工具脫落檢測(cè)范圍使主軸頭7沿Z軸方向上升(Z軸上升)時(shí)檢測(cè)工具脫落，且在檢測(cè)出工具脫落時(shí)輸出異常信息。

參照?qǐng)D5，對(duì)數(shù)控裝置30和機(jī)床1的電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。數(shù)控裝置30和機(jī)床1具有CPU31、ROM32、RAM33、存儲(chǔ)裝置34、輸入輸出部35和驅(qū)動(dòng)電路51A～55A等。CPU31對(duì)數(shù)控裝置30進(jìn)行統(tǒng)籌控制。ROM32存儲(chǔ)包括主程序、工具脫落判定程序在內(nèi)的各種程序等。主程序執(zhí)行主處理。主處理逐行讀取數(shù)控程序以執(zhí)行各種動(dòng)作。數(shù)控程序由包括各種控制指令的多行構(gòu)成，該控制指令指示包括機(jī)床1的軸移動(dòng)、更換工具等在內(nèi)的各種動(dòng)作。工具脫落判定程序執(zhí)行工具脫落判定處理(參照?qǐng)D6)。RAM33對(duì)各種信息進(jìn)行臨時(shí)儲(chǔ)存。存儲(chǔ)裝置34是非易失性的，其對(duì)數(shù)控程序、后述的閾值等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。除了操作者用操作面板15的輸入部24輸入的數(shù)控程序外，CPU31還能將通過(guò)外部輸入讀取的數(shù)控程序等存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置34。

驅(qū)動(dòng)電路51A與Z軸馬達(dá)51及編碼器51B連接。驅(qū)動(dòng)電路52A與主軸馬達(dá)52及編碼器52B連接。驅(qū)動(dòng)電路53A與X軸馬達(dá)53及編碼器53B連接。驅(qū)動(dòng)電路54A與Y軸馬達(dá)54及編碼器54B連接。驅(qū)動(dòng)電路55A與庫(kù)馬達(dá)55及編碼器55B連接。Z軸馬達(dá)51、主軸馬達(dá)52、X軸馬達(dá)53、Y軸馬達(dá)54和庫(kù)馬達(dá)55全部都是伺服馬達(dá)。驅(qū)動(dòng)電路51A～55A從CPU31接收指令，并將驅(qū)動(dòng)電流輸出至對(duì)應(yīng)的各馬達(dá)51～55。驅(qū)動(dòng)電路51A～55A從編碼器51B～55B接收編碼器信息(本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)信息的一例)，進(jìn)行位置和速度的反饋控制。編碼器信息包括轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值、速度、位置、位置偏差等各種信息。CPU31能經(jīng)由輸入輸出部35讀取編碼器信息。輸入輸出部35與操作面板15的輸入部24及顯示部25連接。

除了輸入部24和顯示部25外，操作面板15還包括未圖示的快速進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)、切削進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)、主軸倍率開(kāi)關(guān)等?？焖龠M(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)是用于對(duì)主軸9的定位動(dòng)作設(shè)定倍率的開(kāi)關(guān)。在本實(shí)施方式中，例如也可預(yù)先設(shè)定多個(gè)倍率的速度，使用者在這些速度之間進(jìn)行切換。切削進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)是用于對(duì)切削進(jìn)給動(dòng)作設(shè)定倍率的開(kāi)關(guān)。比率是0～200％。主軸倍率開(kāi)關(guān)是用于對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)設(shè)定倍率的開(kāi)關(guān)。比率是50～200％。

參照?qǐng)D3，對(duì)發(fā)生工具脫落的原因與Z軸馬達(dá)51的轉(zhuǎn)矩的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。主軸頭7的Z軸上升力Z1起因于Z軸馬達(dá)51的轉(zhuǎn)矩。Z軸上升力Z1比主軸頭7的重力Z2大時(shí)，主軸頭7上升。在工具4對(duì)被切削件的開(kāi)孔結(jié)束之后，有時(shí)工具4會(huì)牢牢地卡在被切削件上。在該狀態(tài)下，即便數(shù)控裝置30欲使主軸頭7上升，有時(shí)也不能從被切削件拔出工具4。若在工具4的位置被被切削件固定的狀態(tài)下主軸頭7上升，則工具保持件17會(huì)經(jīng)由保持部81C抵抗彈簧82的彈簧力Q1而將保持軸81向下拉。主軸頭7受到欲使彈簧82收縮的力Q2。主軸頭7受到力Q2和主軸頭7的重力Z2的力。在Z軸上升力Z1比主軸頭7的重力Z2與力Q2的和力大時(shí)，會(huì)發(fā)生工具脫落。在發(fā)生工具脫落時(shí)，Z軸馬達(dá)51的轉(zhuǎn)矩增大后上述力Q2突然消失，因此，轉(zhuǎn)矩變化劇烈。因此，數(shù)控裝置30執(zhí)行工具脫落判定處理(參照?qǐng)D6)，通過(guò)對(duì)Z軸馬達(dá)51的轉(zhuǎn)矩變化進(jìn)行監(jiān)視，能對(duì)加工區(qū)域內(nèi)的工具脫落進(jìn)行高精度檢測(cè)。

參照?qǐng)D6～圖10，對(duì)工具脫落判定處理進(jìn)行說(shuō)明。在機(jī)床1啟動(dòng)并執(zhí)行數(shù)控程序時(shí)，CPU31從ROM32讀取工具脫落判定程序，按規(guī)定周期執(zhí)行本處理。CPU31判斷主軸頭7是否進(jìn)行Z軸上升(S1)。主軸頭7不進(jìn)行Z軸上升時(shí)(S1：否)，CPU31結(jié)束本處理。主軸頭7進(jìn)行Z軸上升時(shí)(S1：是)，CPU31判斷主軸頭7的Z軸坐標(biāo)是否為Z軸原點(diǎn)以下(S2)。Z軸坐標(biāo)為Z軸原點(diǎn)的上方時(shí)(S2：否)，如圖4所示，主軸頭7位于工具更換區(qū)域內(nèi)，處于工具脫落檢測(cè)范圍外，因此，CPU31結(jié)束本處理。在主處理中，若執(zhí)行的動(dòng)作是Z軸上升，則CPU31在RAM33中存儲(chǔ)Z軸上升。執(zhí)行的動(dòng)作是否是Z軸上升的判斷方法可根據(jù)是否在RAM33中存儲(chǔ)Z軸上升來(lái)實(shí)施。作為其他的判斷方法，也可以是CPU31將Z軸坐標(biāo)的值存儲(chǔ)于RAM33，并根據(jù)上次存儲(chǔ)的Z軸坐標(biāo)值和本次存儲(chǔ)的Z軸坐標(biāo)值來(lái)判斷是否是Z軸上升。

Z軸坐標(biāo)為Z軸原點(diǎn)以下時(shí)(S2：是)，主軸頭7位于工具脫落檢測(cè)范圍內(nèi)，因此，CPU31判斷主軸頭7的X軸和Y軸這各個(gè)驅(qū)動(dòng)軸是否在移動(dòng)(S3)。X軸和Y軸中的至少某一個(gè)移動(dòng)時(shí)(S3：否)，Z軸上升是包括X軸和Y軸的移動(dòng)，與工具脫落檢測(cè)條件不同，因此，CPU31結(jié)束本處理。若X軸和Y軸未一起移動(dòng)(S3：是)，則CPU31每隔規(guī)定時(shí)間(例如0.5msec)從編碼器51B獲取作為Z軸馬達(dá)51的編碼器信息的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(S4)。在主處理中，若執(zhí)行的動(dòng)作是X軸移動(dòng)、Y軸移動(dòng)，則CPU31在RAM33中存儲(chǔ)是X軸移動(dòng)、Y軸移動(dòng)這一信息。因此，S3的判斷處理是根據(jù)RAM33所存儲(chǔ)的信息來(lái)判斷的。

圖7所示的圖表表示在100％的快速進(jìn)給倍率下主軸頭7正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。(a)表示正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)這兩者的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。(b)僅表示正常上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。100％的快速進(jìn)給倍率例如是56000mm/min。橫軸表示時(shí)間(msec)，縱軸表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(×0.1％)。虛線表示主軸頭7正常上升時(shí)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化，實(shí)線表示發(fā)生工具脫落時(shí)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。所謂正常上升，是指不發(fā)生工具脫落的情況。在使主軸頭7從被切削件的加工位置上升至規(guī)定位置的工序中，t1～t2是加速區(qū)，t2～t3是勻速區(qū)，t3～t4是減速區(qū)。因此，主軸頭7在加速區(qū)中一邊加速一邊上升，在勻速區(qū)中以最高速度上升，在減速區(qū)中一邊減速一邊停到規(guī)定位置。在正常上升時(shí)，例如，在加速區(qū)中，轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值在上升至約2800(×0.1％)后下降至約700(×0.1％)附近，在勻速區(qū)中，轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值維持約700(×0.1％)，在減速區(qū)中，轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值在下降至約-1500(×0.1％)之后上升至約500(×0.1％)附近，然后維持恒定值。

在發(fā)生工具脫落時(shí)，轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的波形相對(duì)于正常上升時(shí)發(fā)生變化。在加速區(qū)中，在轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的波形中的p1處，斜率發(fā)生變化，其對(duì)應(yīng)于在工具4的刀刃卡在被切削件上的狀態(tài)下主軸頭7上升的時(shí)刻。在轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的波形中的p2處，斜率一點(diǎn)一點(diǎn)變化，其對(duì)應(yīng)于工具保持件17從主軸9的安裝孔9B脫落、Z軸馬達(dá)51的負(fù)荷因彈簧82的伸縮而變動(dòng)的時(shí)刻。因此，數(shù)控裝置30根據(jù)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的波形變化能檢測(cè)出發(fā)生工具脫落。判定波形變化是否是異常值的一般方法是設(shè)定閾值的方法。轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值伴隨主軸頭7的上升速度而發(fā)生變化，因此，設(shè)定閾值的方法較困難。

圖8所示的圖表表示在α的快速進(jìn)給倍率下正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。(a)表示正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)這兩者的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化，(b)僅表示正常上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。正常上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值僅在加速區(qū)、減速區(qū)附近表示為虛線，其他部分表示為實(shí)線。α的快速進(jìn)給倍率例如是10000mm/min。在使主軸頭7從被切削件的加工位置上升至規(guī)定位置的工序中，t5～t6是加速區(qū)，t6～t7是勻速區(qū)，t7～t8是減速區(qū)。在α的快速進(jìn)給倍率下發(fā)生工具脫落時(shí)，轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的波形也會(huì)相對(duì)于正常上升時(shí)發(fā)生變化。在加速區(qū)中，在轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的波形中的p3處，斜率發(fā)生變化，其對(duì)應(yīng)于在工具4的刀刃卡在被切削件上的狀態(tài)下主軸頭7上升的時(shí)刻。在轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的波形中的p4處，斜率一點(diǎn)一點(diǎn)變化，其對(duì)應(yīng)于工具保持件17從主軸9的安裝孔9B脫落、Z軸馬達(dá)51的負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)刻。對(duì)比圖7和圖8的圖表的結(jié)果是，若主軸頭7的上升速度變化，則轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值也會(huì)變化。因此，針對(duì)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化設(shè)定閾值是困難的，因此，CPU31繼續(xù)執(zhí)行以下處理。

如圖6所示，CPU31計(jì)算轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分(S5)。所謂時(shí)間差分，是指上次獲取的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與本次獲取的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的差分。CPU31每隔0.5msec獲取轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值，因此，計(jì)算與0.5msec相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的差分。圖9所示的圖表表示在100％的快速進(jìn)給倍率下主軸頭7正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分的變化。橫軸表示時(shí)間(msec)，縱軸表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(×0.1％)。(a)表示正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)這兩者的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的差分的變化，(b)僅表示正常上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的差分的變化。虛線表示主軸頭7正常上升時(shí)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分的變化，實(shí)線表示發(fā)生工具脫落時(shí)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分的變化。相對(duì)于正常上升時(shí)的時(shí)間差分的變化，發(fā)生工具脫落時(shí)的時(shí)間差分的變化會(huì)在1950～2000.0(msec)附近產(chǎn)生多個(gè)大的峰值。

圖10所示的圖表表示在α的快速進(jìn)給倍率下主軸頭7正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分的變化。(a)表示發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分的變化，(b)表示正常上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分的變化。相對(duì)于正常上升時(shí)的時(shí)間差分的變化，發(fā)生工具脫落時(shí)的時(shí)間差分的變化會(huì)在1700～1900.0(msec)附近產(chǎn)生多個(gè)大的峰值。因此，轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分的變化不依賴于主軸頭7的上升速度而具有相同傾向。因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分的信息設(shè)置閾值，能判定工具脫落。如圖9、圖10所示，在本實(shí)施方式中，能對(duì)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分例如設(shè)置兩個(gè)閾值(100和-100)。所謂超過(guò)閾值，在閾值為100時(shí)是指轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分比100大的情況。在閾值為-100時(shí)，是指轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分比-100小的情況。

如圖6所示，CPU31對(duì)計(jì)算出的時(shí)間差分是否超過(guò)閾值進(jìn)行判斷(S6)。時(shí)間差分超過(guò)閾值時(shí)(S6：是)，發(fā)生工具脫落的可能性大，因此，CPU31輸出異常信息(S7)。若輸出異常信息，則CPU31停止主軸頭7的上升，使顯示部25進(jìn)行錯(cuò)誤顯示等。因此，數(shù)控裝置30能迅速通知操作者發(fā)生了工具脫落這一信息。操作者能迅速地應(yīng)對(duì)工具脫落。輸出異常信息后，CPU31結(jié)束本處理。

時(shí)間差分不超過(guò)閾值時(shí)(S6：否)，未發(fā)生工具脫落，因此，CPU31判斷主軸頭7的Z軸上升是否結(jié)束(S8)。Z軸上升未結(jié)束時(shí)(S8：否)，CPU31返回到S2，繼續(xù)獲取轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值，計(jì)算轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分并監(jiān)視工具脫落(S4～S6)。Z軸上升結(jié)束時(shí)(S8：是)，CPU31結(jié)束本處理。

如上所述，第一實(shí)施方式的數(shù)控裝置30對(duì)機(jī)床1的動(dòng)作進(jìn)行控制。機(jī)床1具有主軸頭7、主軸9、保持軸81、彈簧82、Z軸馬達(dá)51和編碼器51B等。主軸頭7能接近或離開(kāi)對(duì)被切削件進(jìn)行支承的臺(tái)13。主軸9能旋轉(zhuǎn)地設(shè)于主軸頭7。彈簧82設(shè)于主軸9內(nèi)部。保持軸81用彈簧82的力將工具保持件17保持于主軸9。Z軸馬達(dá)51將主軸頭7朝接近或離開(kāi)臺(tái)13的方向驅(qū)動(dòng)。編碼器51B與Z軸馬達(dá)51連接，檢測(cè)該Z軸馬達(dá)51的編碼器信息。在比機(jī)床1的機(jī)床原點(diǎn)靠臺(tái)13側(cè)的加工區(qū)域內(nèi)，當(dāng)使主軸頭7向機(jī)床原點(diǎn)側(cè)移動(dòng)時(shí)，數(shù)控裝置30的CPU31每隔規(guī)定時(shí)間從編碼器51B獲取轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值。CPU31在根據(jù)每隔規(guī)定時(shí)間獲取的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值判斷為存在轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分超過(guò)預(yù)先存儲(chǔ)的閾值的變化時(shí)，判定為工具保持件17從主軸9脫落而發(fā)生工具脫落。當(dāng)存在超過(guò)閾值的變化時(shí)，CPU31停止主軸頭7的移動(dòng)，朝顯示部25輸出異常信息。

在加工區(qū)域內(nèi)使主軸頭7上升時(shí)，CPU31對(duì)從Z軸馬達(dá)51的編碼器51B獲取的驅(qū)動(dòng)信息的變化與閾值進(jìn)行比較，從而能始終對(duì)工具脫落進(jìn)行監(jiān)視。數(shù)控裝置30不需要工具折損檢測(cè)裝置等其他監(jiān)視裝置，因此，不需要測(cè)定準(zhǔn)備等的時(shí)間，從而不會(huì)變得費(fèi)用高昂。數(shù)控裝置30不需要為了檢測(cè)工具折損而移動(dòng)工具，因此，能縮短加工周期。

CPU31根據(jù)每隔規(guī)定時(shí)間獲取的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值，計(jì)算上次的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與本次的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分，判斷計(jì)算出的時(shí)間差分是否超過(guò)閾值。CPU31判斷為時(shí)間差分存在超過(guò)閾值的變化時(shí)，判定為發(fā)生了工具脫落。數(shù)控裝置30通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分的變化進(jìn)行監(jiān)視，能迅速且準(zhǔn)確地判定工具脫落。

在以上說(shuō)明中，Z軸馬達(dá)51是本發(fā)明的馬達(dá)的一例。彈簧82是本發(fā)明的彈簧的一例。編碼器信息是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)信息的一例。執(zhí)行圖6中S4處理的CPU31是本發(fā)明的第一獲取部的一例。執(zhí)行S7處理的CPU31是本發(fā)明的輸出部的一例。執(zhí)行S5處理的CPU31是本發(fā)明的第一計(jì)算部的一例。執(zhí)行S6處理的CPU31是本發(fā)明的第一判斷部的一例。圖6的流程圖中CPU31所執(zhí)行的S4處理是獲取工序的一例。S6處理是本發(fā)明的判斷工序的一例。S7處理是本發(fā)明的輸出工序的一例。

閾值也可以對(duì)應(yīng)Z軸馬達(dá)51的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置多個(gè)。在這種情況下，CPU31能僅根據(jù)本次檢測(cè)出的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的編碼器信息判斷工具脫落。

參照?qǐng)D11～圖17，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。第二實(shí)施方式是第一實(shí)施方式的變形例。在第二實(shí)施方式中，計(jì)算轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與轉(zhuǎn)矩指令值的差分，當(dāng)該差分超過(guò)閾值時(shí)，視為發(fā)生了工具脫落而輸出異常信息。第二實(shí)施方式的數(shù)控裝置具有與第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行圖11所示的工具脫落判定處理。第二實(shí)施方式的工具脫落判定處理在S4與S6之間具有S11和S12這各個(gè)處理。因此，在第二實(shí)施方式中，以不同的部分為中心進(jìn)行說(shuō)明。

參照?qǐng)D11，對(duì)工具脫落判定處理進(jìn)行說(shuō)明。在加工區(qū)域中主軸頭7進(jìn)行Z軸上升時(shí)(S1：是，S2：是，S3：是)，CPU31每隔規(guī)定時(shí)間(例如：0.5msec)從編碼器51B獲取轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(S4)。每隔規(guī)定時(shí)間的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值是Z軸馬達(dá)51的編碼器信息。CPU31獲取轉(zhuǎn)矩指令值(S11)。轉(zhuǎn)矩指令值對(duì)應(yīng)于在S4處理中獲取的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值，是CPU31為了驅(qū)動(dòng)Z軸馬達(dá)51而輸入驅(qū)動(dòng)電路51A的指令信息。

圖12所示的圖表表示在100％的快速進(jìn)給倍率下主軸頭7正常上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。橫軸表示時(shí)間(msec)，縱軸表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(×0.1％)。(a)表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化，(b)表示轉(zhuǎn)矩指令值的變化。虛線表示轉(zhuǎn)矩指令值的變化，實(shí)線表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。在使主軸頭7從被切削件的加工位置上升至規(guī)定位置的工序中，t9～t10是加速區(qū)，t10～t11是勻速區(qū)，t11～t12是減速區(qū)。在100％的快速進(jìn)給倍率下正常上升時(shí)，幾乎看不出轉(zhuǎn)矩指令值與轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值間的差異。

圖13所示的圖表表示在100％的快速進(jìn)給倍率下發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。(a)表示轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化，(b)表示轉(zhuǎn)矩指令值的變化。當(dāng)發(fā)生工具脫落時(shí)，根據(jù)在p5處轉(zhuǎn)矩指令值發(fā)生了巨大變化這一情況，能確認(rèn)轉(zhuǎn)矩指令值與轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值存在差異。因此，數(shù)控裝置30通過(guò)對(duì)比轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的波形變化，有可能能夠檢測(cè)出工具脫落的發(fā)生。但是，與第一實(shí)施方式相同，在圖13所示的圖表中，很難判定波形變化是否為異常值。

圖14所示的圖表表示在α的快速進(jìn)給倍率下正常上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。(a)表示轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化，(b)表示轉(zhuǎn)矩指令值的變化。橫軸表示時(shí)間(msec)，縱軸表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(×0.1％)。在使主軸頭7從被切削件的加工位置上升至規(guī)定位置的工序中，t13～t14是加速區(qū)，t14～t15是勻速區(qū)，t15～t16是減速區(qū)。在α的快速進(jìn)給倍率下正常上升時(shí)，與100％的快速進(jìn)給倍率相同，幾乎看不出轉(zhuǎn)矩指令值與轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值間的差異。

圖15所示的圖表是表示在α的快速進(jìn)給倍率下發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化。當(dāng)在α的快速進(jìn)給倍率下發(fā)生工具脫落時(shí)，轉(zhuǎn)矩指令值在p6處也發(fā)生巨大變化，因此，能確認(rèn)轉(zhuǎn)矩指令值與轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值存在差異。對(duì)比圖13和圖15的圖表的結(jié)果是，若主軸頭7的上升速度變化，則轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值也會(huì)變化。因此，針對(duì)轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的變化設(shè)定閾值是困難的，因此，CPU31繼續(xù)執(zhí)行以下處理。

如圖11所示，CPU31對(duì)每隔規(guī)定時(shí)間獲取的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與轉(zhuǎn)矩指令值的差分進(jìn)行計(jì)算(S12)。所謂差分，是指獲取的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與獲取的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令值的差分。圖16所示的圖表表示在100％的快速進(jìn)給倍率下正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與轉(zhuǎn)矩指令值的差分的變化。(a)表示正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)這兩者的差分的變化，(b)僅表示正常上升時(shí)的差分的變化。橫軸表示時(shí)間(msec)，縱軸表示轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(×0.1％)。虛線表示正常上升時(shí)的差分的變化，實(shí)線表示發(fā)生工具脫落時(shí)的差分的變化。相對(duì)于正常上升時(shí)的差分的變化，發(fā)生工具脫落時(shí)的差分的變化會(huì)在2000.0(msec)附近產(chǎn)生大的峰值。

圖17所示的圖表表示在α的快速進(jìn)給倍率下正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值和轉(zhuǎn)矩指令值的差分的變化。(a)表示正常上升時(shí)和發(fā)生工具脫落時(shí)這兩者的差分的變化，(b)僅表示正常上升時(shí)的差分的變化。相對(duì)于正常上升時(shí)的差分的變化，發(fā)生工具脫落時(shí)的差分的變化在1800.0(msec)附近會(huì)產(chǎn)生大的峰值。因此，轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值和轉(zhuǎn)矩指令值的差分的變化不依賴于主軸頭7的上升速度而具有相同傾向。因此，在第二實(shí)施方式中，對(duì)于轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值和轉(zhuǎn)矩指令值的差分的信息，能設(shè)置閾值，因此，能判定工具脫落。如圖16、圖17所示，在第二實(shí)施方式中，能對(duì)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與轉(zhuǎn)矩指令值的差分例如設(shè)置兩個(gè)閾值(500和-500)。因此，與第一實(shí)施方式相同，第二實(shí)施方式能始終對(duì)工具脫落進(jìn)行監(jiān)視。

在以上說(shuō)明中，執(zhí)行圖11的S11處理的CPU31是本發(fā)明第二獲取部的一例。執(zhí)行S12處理的CPU31是本發(fā)明的第二計(jì)算部的一例。執(zhí)行S6處理的CPU31是本發(fā)明的第二判斷部的一例。

參照?qǐng)D18，對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。第三實(shí)施方式是對(duì)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式進(jìn)行組合的例子。在第三實(shí)施方式中，當(dāng)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分以及轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與轉(zhuǎn)矩指令值的差分中的任一個(gè)超過(guò)閾值時(shí)，視為發(fā)生了工具脫落而輸出異常信息。第三實(shí)施方式的數(shù)控裝置具有與第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行圖18所示的工具脫落判定處理。在第三實(shí)施方式的工具脫落判定處理中，在S4處理之后具有對(duì)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式進(jìn)行組合的S21～S25處理。因此，在第三實(shí)施方式中，以S21～S25處理為中心進(jìn)行說(shuō)明。

如圖18所示，在加工區(qū)域中主軸頭7進(jìn)行Z軸上升時(shí)(S1：是，S2：是，S3：是)，CPU31每隔規(guī)定時(shí)間(例如：0.5msec)從編碼器51B獲取作為Z軸馬達(dá)51的編碼器信息的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值(S4)。CPU31獲取轉(zhuǎn)矩指令值(S21)。CPU31計(jì)算在S4中獲取的轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分(本發(fā)明的第三差分信息的一例)(S22)，判斷該時(shí)間差分是否超過(guò)閾值(S23)。時(shí)間差分超過(guò)閾值時(shí)(S23：是)，CPU31輸出異常信息(S7)。

時(shí)間差分不超過(guò)閾值時(shí)(S23：否)，CPU31計(jì)算轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與轉(zhuǎn)矩指令值的差分(本發(fā)明的第四差分信息的一例)(S24)，判斷計(jì)算出的差分是否超過(guò)閾值(S25)。計(jì)算出的差分超過(guò)閾值時(shí)(S25：是)，CPU31輸出異常信息(S7)。計(jì)算出的差分未超過(guò)閾值時(shí)(S25：否)，CPU31反復(fù)進(jìn)行處理，直至Z軸上升結(jié)束(S8)。因此，在第三實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分以及轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與轉(zhuǎn)矩指令值的差分這兩者進(jìn)行監(jiān)視，與第一實(shí)施方式、第二實(shí)施方式相比，能提高工具脫落的檢測(cè)精度。

在以上說(shuō)明中，執(zhí)行圖18的S21處理的CPU31是本發(fā)明的第三獲取部的一例。執(zhí)行S22處理的CPU31是本發(fā)明的第三計(jì)算部的一例。執(zhí)行S23處理的CPU31是本發(fā)明的第三判斷部的一例。執(zhí)行S24處理的CPU31是本發(fā)明的第四計(jì)算部的一例。執(zhí)行S25處理的CPU31是本發(fā)明的第四判斷部的一例。

本發(fā)明不限于上述第一實(shí)施方式～第三實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變形。在上述實(shí)施方式的機(jī)床1中，主軸9能沿Z軸方向移動(dòng)，臺(tái)13能沿X軸和Y軸方向這兩個(gè)軸移動(dòng)。相對(duì)于臺(tái)13在X軸、Y軸、Z軸方向上相對(duì)移動(dòng)的主軸9的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造不限于上述實(shí)施方式。例如，在主軸能沿X軸、Y軸、Z軸方向這三個(gè)軸移動(dòng)并將臺(tái)固定的機(jī)床中也能應(yīng)用本發(fā)明。上述實(shí)施方式的機(jī)床1是主軸9的軸線方朝向鉛垂方向的立式機(jī)床，但也可以是主軸9的軸線方向朝向水平方向的臥式機(jī)床。臥式機(jī)床只要從使主軸朝接近或離開(kāi)臺(tái)的方向驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)信息中獲取轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值即可。

在上述第一實(shí)施方式、第三實(shí)施方式中，計(jì)算轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分并與閾值進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)工具脫落，但是，也可計(jì)算Z軸馬達(dá)51的速度、位置、位置偏離等的時(shí)間差分并與閾值進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)工具脫落。Z軸馬達(dá)51的速度、位置、位置偏離可從編碼器51B所反饋的驅(qū)動(dòng)信息中獲取。在上述第二實(shí)施方式中，針對(duì)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值計(jì)算與指令值之間的差分并與閾值進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)工具脫落，但是，也可針對(duì)Z軸馬達(dá)51的速度、位置計(jì)算相同時(shí)刻的與指令值之間的差分并與閾值進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)工具脫落。

在上述實(shí)施方式的工具脫落判定處理(圖6、圖11、圖18)中，當(dāng)檢測(cè)出工具脫落時(shí)，CPU31通過(guò)輸出異常信息(S7)，使主軸頭7的上升停止，并使顯示部25進(jìn)行錯(cuò)誤顯示等。例如，除了顯示部25的顯示之外，也可將發(fā)光、聲音等組合來(lái)通知錯(cuò)誤，還可用發(fā)光和聲音中的任一個(gè)來(lái)通知錯(cuò)誤。CPU31也可將輸出異常信息的時(shí)間信息存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置34。例如，在操作者離開(kāi)機(jī)床1進(jìn)行操作時(shí)發(fā)生工具脫落而使機(jī)床1的動(dòng)作停止時(shí)，操作者通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)裝置34所存儲(chǔ)的時(shí)間信息進(jìn)行確認(rèn)就能確認(rèn)發(fā)生工具脫落的時(shí)間

在第三實(shí)施方式的工具脫落判定處理(參照?qǐng)D18)中，獲取編碼器信息和轉(zhuǎn)矩指令值的順序(S4和S21)也可以相反。CPU31也可在對(duì)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值與轉(zhuǎn)矩指令值的差分進(jìn)行計(jì)算而判定工具脫落之后，計(jì)算轉(zhuǎn)矩監(jiān)視值的時(shí)間差分來(lái)判定工具脫落。

雖然上述實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路51A～55A設(shè)于數(shù)控裝置30，但也可將驅(qū)動(dòng)電路51A～55A設(shè)于機(jī)床1。