JP5987006B2 - 工具異常判別システム - Google Patents

Description

本発明は、旋盤などの加工時の負荷を監視することにより、チッピングなどの工具異常を検出する工具異常判別システムに関する。

旋盤において、ワーク加工中にバイトの刃がチッピングを起こすと、バイトを動かすモータのトルクや、ワークを動かす主軸のモータのトルクが変動する。当該トルク変化を基に、工具異常判別システムは、チッピングを検出している。すなわち、工具異常判別システムは、実際のトルク変化と異常判別用のしきい値とを比較し、実際のトルクがしきい値を超えた場合に、チッピングが発生したと判別している。

しかしながら、同一種のワークを加工する場合であっても、材料ロットの変更や加工部分、さらには工具の進行方向に応じて、トルクの値やトルクの変動幅は変化する。このため、しきい値を一定値とすると、誤判別の可能性が高くなる。

そこで、特許文献１には、複数回の試切削を行うことによりモータのトルクのサンプリングデータを取得し、当該サンプリングデータから基準データ、分散を取得し、サンプリングデータのばらつきに応じたしきい値を設定する加工負荷監視方式が開示されている。同文献記載の加工負荷監視方式によると、トルクのばらつきが大きい加工部分の場合、しきい値を大きく設定することができる。反対に、トルクのばらつきが小さい加工部分の場合、しきい値を小さく設定することができる。

特開平７−１３２４４０号公報

しかしながら、特許文献１の加工負荷監視方式の場合、一旦設定した監視範囲を、ワークの加工を開始した後から、変更する機会が無かった。このため、監視範囲の精度を向上させることができなかった。本発明の工具異常判別システムは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、監視範囲の精度向上が容易な工具異常判別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、本発明の工具異常判別システムは、ワークに加工を施す工具と、監視範囲が格納される記憶部と、該監視範囲と、加工時の該工具の負荷と、を比較する演算部と、を有する制御装置と、該工具の該負荷が該監視範囲を超えた場合に、該工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知可能なインターフェイス装置と、を備えることを特徴とする。

ここで、工具の「負荷」とは、工具を動かすアクチュエータの負荷（トルク、電流、電圧など）、およびワークを動かすアクチュエータの負荷のうち、少なくとも一方をいう。また、「摩耗以外の異常状態」とは、工具のチッピング、工具の装着位置ずれ、工具の折損、工具の欠損、工具の非装着、加工ポイントにおける切屑の噛み込みなどをいう。

本発明の工具異常判別システムのインターフェイス装置は、工具の負荷が監視範囲を超えた場合に、該工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知する。作業者は、直接または間接的に工具を確認することにより、実際に工具が異常状態であるか否かを確認することができる。すなわち、作業者は、監視範囲の妥当性を認識することができる。このため、容易に監視範囲の精度を向上させることができる。

また、本発明の工具異常判別システムによると、監視範囲の精度が高いため、工具に安定した加工面を確保することができる。また、監視範囲の精度が高いため、工具を、異常状態が発生する直前まで、使用することができる。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記異常状態は、前記工具のチッピング、該工具の非装着、前記ワークの切屑の噛み込みのうち、少なくとも一つである構成とする方がよい。本構成によると、工具のチッピング、工具の非装着、ワークの切屑の噛み込みのうち、少なくとも一つに関して、監視範囲の精度を向上させることができる。

（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、単一の前記ワークに対する加工作業を１回のサイクルとして、前記制御装置は、前記インターフェイス装置が前記質問を前記作業者に通知不可能な状態で、該サイクルの該ワークの前記負荷に関する負荷データをサンプリングするサンプリング工程と、サンプリングされた該負荷データを基に、低負荷側ピークホールド値および高負荷側ピークホールド値を取得するピークホールド工程と、オフセット量で該低負荷側ピークホールド値を下方に補正した下限しきい値と、該オフセット量で該高負荷側ピークホールド値を上方に補正した上限しきい値と、を設定し、該下限しきい値と該上限しきい値との間隔を前記監視範囲に設定する監視範囲設定工程と、を実行可能である構成とする方がよい。

本構成によると、制御装置が、サンプリング工程と、ピークホールド工程と、監視範囲設定工程と、を実行可能である。サンプリング工程においては、サイクルの負荷データをサンプリングする。

ピークホールド工程においては、負荷データを基に、低負荷側ピークホールド値、高負荷側ピークホールド値を取得する。例えば、複数の負荷データがある場合は、加工ポイント（ワークの任意の加工部分における加工位置）が対応するように、複数の負荷データを重ね合わせる。そして、各加工ポイントにおいて、複数の負荷データのうち、最も負荷が小さい負荷データの負荷を、低負荷側ピークホールド値に設定する。また、各加工ポイントにおいて、複数の負荷データのうち、最も負荷が大きい負荷データの負荷を、高負荷側ピークホールド値に設定する。

監視範囲設定工程においては、オフセット量を用いて、低負荷側ピークホールド値と高負荷側ピークホールド値を補正する。そして、下限しきい値と上限しきい値とを設定する。すなわち、監視範囲を設定する。

なお、サンプリング工程、ピークホールド工程、監視範囲設定工程の間、インターフェイス装置は、工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知しない。

本構成によると、実際にサンプリングされた負荷データを基に、監視範囲を設定している。すなわち、低負荷側ピークホールド値および高負荷側ピークホールド値を基に、監視範囲を設定している。このため、前記特許文献１の加工負荷監視方式のような複雑な演算処理が不要である。

（４）好ましくは、上記（３）の構成において、前記サンプリング工程と、前記ピークホールド工程と、前記監視範囲設定工程と、をこの順番にＮ（Ｎは２以上の自然数）回繰り返して実行可能である構成とする方がよい。

本構成によると、負荷データのサンプリングのたびに（ただし１回目を除く）、低負荷側ピークホールド値と高負荷側ピークホールド値とを更新することができる。また、下限しきい値と上限しきい値とを更新することができる。つまり、監視範囲を更新することができる。

（５）好ましくは、上記（３）の構成において、前記サンプリング工程と、前記ピークホールド工程と、をこの順番にＮ（Ｎは２以上の自然数）回繰り返した後に、前記監視範囲設定工程を実行可能である構成とする方がよい。

本構成によると、負荷データのサンプリングのたびに（ただし１回目を除く）、低負荷側ピークホールド値と高負荷側ピークホールド値とを更新することができる。また、Ｎ回分の負荷データに基づく低負荷側ピークホールド値に対して、総括的に下限しきい値を設定することができる。同様に、Ｎ回分の負荷データに基づく高負荷側ピークホールド値に対して、総括的に上限しきい値を設定することができる。

（６）好ましくは、上記（３）の構成において、前記サンプリング工程をＮ（Ｎは２以上の自然数）回繰り返した後に、前記ピークホールド工程と、前記監視範囲設定工程と、を実行可能である構成とする方がよい。

本構成によると、Ｎ回分の負荷データに対して、総括的に低負荷側ピークホールド値と高負荷側ピークホールド値とを取得することができる。また、当該低負荷側ピークホールド値に対して、下限しきい値を設定することができる。同様に、当該高負荷側ピークホールド値に対して、上限しきい値を設定することができる。

（７）好ましくは、上記（３）ないし（６）のいずれかの構成において、前記オフセット量は、前記低負荷側ピークホールド値と前記高負荷側ピークホールド値との間隔に対する相対値である構成とする方がよい。

例えば、低負荷側ピークホールド値と高負荷側ピークホールド値との間隔が狭い加工ポイントは、複数のサイクル間における負荷のばらつきが小さい。このため、監視範囲は狭くてもよい。これに対して、低負荷側ピークホールド値と高負荷側ピークホールド値との間隔が広い加工ポイントは、複数のサイクル間における負荷のばらつきが大きい。このため、監視範囲は広い方がよい。

この点、本構成のオフセット量は、低負荷側ピークホールド値と高負荷側ピークホールド値との間隔に対する相対値である。このため、複数のサイクル間における負荷のばらつきに対応して、監視範囲を変更することができる。つまり、加工ポイントごとに、下限しきい値、上限しきい値を、調整することができる。

（８）好ましくは、上記（３）ないし（７）のいずれかの構成において、前記インターフェイス装置は、要因入力部を有し、１回目の前記サイクルの前記負荷データを基準データとして、前記サンプリング工程において、２回目以降のいずれかの該サイクルの該負荷データが、該基準データの下方に配置される教示用下限しきい値、または該基準データの上方に配置される教示用上限しきい値を超えた場合、その要因が前記作業者により該要因入力部に入力される構成とする方がよい。

つまり、本構成は、サンプリング工程中に工具が異常状態になる可能性を考慮したものである。２回目以降のいずれかのサイクルで工具が異常状態になると、基準データに対して、負荷データが大きく異なってしまう。このような負荷データが監視範囲に反映されると、監視範囲の精度が低下してしまう。

この点、本構成によると、負荷データが教示用下限しきい値または教示用上限しきい値を超えた要因が、作業者により、要因入力部に入力される。このため、入力された要因を基に、制御装置は、（α）当該負荷データ全体を破棄する、（β）当該負荷データのうち当該超過部分を除外して低負荷側ピークホールド値および高負荷側ピークホールド値を取得する、（γ）サンプリング工程を最初からやり直す、などの対応をとることができる。

（９）好ましくは、上記（１）ないし（８）のいずれかの構成において、前記インターフェイス装置は、前記異常状態である旨が入力される異常ボタンと、該異常状態でない旨が入力される正常ボタンと、を有し、前記質問に対して、前記作業者が該異常ボタンを押した場合、前記制御装置は前記監視範囲を更新せず、該質問に対して該作業者が該正常ボタンを押した場合、該制御装置は該監視範囲を更新する構成とする方がよい。

工具の負荷が監視範囲を超えた場合、インターフェイス装置は、作業者に、工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を通知する。質問を受けて、作業者は、例えば停止した加工機の扉を開くなどして、工具の状態を確認する。

作業者の確認の結果、実際に工具が異常状態である場合、作業者は異常ボタンを押す。この場合、制御装置が工具の異常状態を判別できたことになる。制御装置の判断は適正なので、制御装置は監視範囲を更新しない。これに対して、作業者の確認の結果、実際には工具が正常状態である場合、作業者は正常ボタンを押す。この場合、制御装置が工具の正常状態を判別できなかったことになる。制御装置の判断は不適正なので、制御装置は監視範囲を更新する。本構成によると、制御装置が誤判別した場合に、監視範囲を更新することができる。このため、監視範囲の精度を向上させることができる。

（１０）好ましくは、上記（９）の構成において、前記異常状態は、前記監視範囲の更新対象であるメイン異常状態と、該監視範囲の更新対象でないサブ異常状態と、を有し、前記異常ボタンは、該メイン異常状態である旨が入力されるメイン異常ボタンと、該サブ異常状態である旨が入力されるサブ異常ボタンと、を有し、前記質問に対して、前記作業者が該メイン異常ボタンまたは該サブ異常ボタンを押した場合、前記制御装置は該監視範囲を更新せず、該質問に対して該作業者が前記正常ボタンを押した場合、該制御装置は該監視範囲を更新する構成とする方がよい。

本構成によると、メイン異常状態とメイン異常ボタンとが対応している。また、サブ異常状態とサブ異常ボタンとが対応している。制御装置は、メイン異常ボタン、サブ異常ボタンどちらのボタンが押されたかを、記憶部に格納することができる。このため、異常状態のデータ収集および異常要因の分類を容易に行うことができる。

（１１）好ましくは、上記（１）ないし（１０）のいずれかの構成において、前記制御装置は、前記工具の前記負荷が前記監視範囲を超えたか否かを監視する監視区間を設定する監視区間設定工程を実行する構成とする方がよい。

加工開始時に、エアカットしていた工具がワークに当接すると、その瞬間、工具の負荷は大きく上昇する。この際、ワークの大きさにばらつきがあると、負荷が発生する時期や、負荷の変化率（＝負荷（例えば主軸に加わるトルクや電流など）／時間（または工具の位置））がばらつく。例えば、ワークが大きい場合、負荷が発生する時期が早くなる。また、負荷の変化率が大きくなる。また、ワークにバリなどが存在すると、負荷の変化率が大きくなる。このように、外乱因子の影響により、負荷が不安定な区間が存在する。

負荷が不安定な区間において、制御装置が負荷の監視を行うと、頻繁に、負荷が監視範囲を超過してしまう。このため、実際には工具が異常状態ではないのに、インターフェイス装置が、工具が異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知することになる。すなわち、負荷の外乱因子に基づく誤判断が頻繁に発生することになる。したがって、作業者が煩雑である。

この点、本構成によると、制御装置が、監視を行う監視区間（例えば、ワーク加工時の任意の二つの時点間、または任意の二つの位置間など）を設定している。監視区間を超過している場合、制御装置は負荷の監視を行わない。このため、例えば上記加工開始時など、負荷に外乱因子の影響が反映されやすい区間を、意識的に監視区間から除外することにより、誤判断の発生を抑制することができる。したがって、作業者の煩雑さを軽減することができる。

（１２）好ましくは、上記（１）ないし（１１）のいずれかの構成において、前記制御装置は、前記工具の前記負荷が前記監視範囲を連続して超えた回数である連続超過数と、連続超過数しきい値と、を比較し、前記インターフェイス装置は、該連続超過数が該連続超過数しきい値を超えた場合に、該工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知する構成とする方がよい。

例えば、ワークにゴミが付着している場合、ワークの硬度が部分的に変化した場合など、工具の負荷は監視範囲を超過してしまう。すなわち、突発的な外乱因子により、負荷が監視範囲を超過してしまう。このため、実際には工具が異常状態ではないのに、インターフェイス装置が、工具が異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知することになる。すなわち、負荷の突発的な外乱因子に基づく誤判断が発生することになる。したがって、作業者が煩雑である。

この点、本構成によると、制御装置が、負荷が監視範囲を超えた超過数をカウントしている。また、制御装置が、負荷が監視範囲を連続して超えた回数である連続超過数と、連続超過数しきい値と、を比較している。

比較の結果、連続超過数が連続超過数しきい値を超えた場合、インターフェイス装置は、工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知する。一方、比較の結果、連続超過数が連続超過数しきい値以下の場合、インターフェイス装置は、工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知しない。このため、突発的な外乱因子の影響により負荷が監視範囲を超過した場合に、誤判断の発生を抑制することができる。したがって、作業者の煩雑さを軽減することができる。

本発明によると、監視範囲の精度向上が容易な工具異常判別システムを提供することができる。

図１は、第一実施形態の工具異常判別システムの旋盤の前面図である。 図２は、同旋盤のブロック図である。 図３は、第一実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法のフローチャートである。 図４は、同工具異常判別方法のサンプリング工程の１回目のサイクル時の負荷データである。 図５は、同工具異常判別方法のピークホールド工程により設定される低負荷側ピークホールド値および高負荷側ピークホールド値である。 図６は、同工具異常判別方法の監視範囲設定工程により設定される監視範囲である。 図７は、同工具異常判別方法の加工工程における負荷データである。 図８は、同工具異常判別方法の更新工程における更新後の監視範囲である。 図９は、第二実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法のフローチャートである。 図１０は、同工具異常判別方法の監視範囲設定工程により設定される監視範囲である。 図１１は、同工具異常判別方法の加工工程における負荷データである。 図１２は、その他の実施形態（その１）の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法のフローチャートである。 図１３は、その他の実施形態（その２）の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法のフローチャートである。

１：旋盤、２：工具異常判別システム、３：チャック装置、４：テーブル、５：ベッド、６：スライド部、７：コラム、８：バイト交換台。
２０：工具台、２２：制御装置、２３：画面（インターフェイス装置）、２８：バイト（工具）、４０：テーブル本体、４１：主軸、４２：主軸モータ、６０：Ｘ軸スライド部、６０ａ：Ｘ軸下スライド、６０ｂ：Ｘ軸スライド、６１：Ｚ軸スライド部、６１ａ：Ｚ軸下スライド、６１ｂ：Ｚ軸スライド、６２：ボールねじ部、６３：Ｚ軸モータ、７１：ボールねじ部、７２：Ｘ軸モータ。
２２０：コンピューター、２２０ａ：記憶部、２２０ｂ：演算部、２２１：入出力インターフェイス、２２２：モータ駆動回路、２３０：「はい」ボタン（メイン異常ボタン）、２３１：「いいえ」ボタン（正常ボタン）、２３２：「キャンセル」ボタン（サブ異常ボタン）、２３３：質問。
Ａ：サイクル、Ａ１：加工部分、Ａ２：加工部分、Ｂ：基準データ、Ｂ１：基準データ、Ｂ２：基準データ、Ｃ１：低負荷側ピークホールド値、Ｃ２：高負荷側ピークホールド値、Ｄ１：下限しきい値、Ｄ２：上限しきい値、ΔＤ：監視範囲、Ｅ１：負荷データ、Ｅ２：負荷データ、Ｆ１：教示用下限しきい値、Ｆ２：教示用上限しきい値、Ｐ１〜Ｐ４：加工ポイント、Ｐ５：始点、Ｐ６：終点、Ｐ１０〜Ｐ２０：負荷データ、ΔＰ：監視区間、Ｗ：ワーク、ｃ１：低負荷側ピークホールド値、ｃ２：高負荷側ピークホールド値。

以下、本発明の工具異常判別システムの実施の形態について説明する。

＜＜第一実施形態＞＞
＜旋盤の構成＞
まず、本実施形態の工具異常判別システムを有する旋盤の構成について説明する。図１に、本実施形態の工具異常判別システムを有する旋盤の前面図を示す。図２に、同旋盤のブロック図を示す。図１、図２に示すように、本実施形態の旋盤１は、工具異常判別システム２と、チャック装置３と、テーブル４と、ベッド５と、スライド部６と、コラム７と、バイト交換台８と、を備えている。

［チャック装置３、テーブル４、ベッド５、コラム７、バイト交換台８］
テーブル４は、テーブル本体４０と、主軸４１と、を備えている。主軸４１は、ベッド５に収容されている。主軸４１の上端は、ベッド５の前部上面から突出している。テーブル本体４０は、主軸４１の上端に固定されている。

チャック装置３は、テーブル本体４０の上面に固定されている。チャック装置３は、ワークＷを固定、解除可能である。ワークＷ、チャック装置３、テーブル４は、主軸モータ４２から主軸４１に伝達される駆動力により、水平面内における軸周りに回転可能である。

コラム７は、ベッド５の後部の前上部に配置されている。コラム７は、ボールねじ部７１と、Ｘ軸モータ７２と、を備えている。ボールねじ部７１は、左右方向に延在している。Ｘ軸モータ７２の駆動軸は、ボールねじ部７１のシャフト部に連結されている。バイト交換台８は、ベッド５の右面に取り付けられている。

［スライド部６］
スライド部６は、Ｘ軸スライド部６０と、Ｚ軸スライド部６１と、ボールねじ部６２と、Ｚ軸モータ６３と、を備えている。

Ｘ軸スライド部６０は、Ｘ軸下スライド６０ａと、Ｘ軸スライド６０ｂと、を備えている。Ｘ軸下スライド６０ａは、コラム７の前方に固定されている。Ｘ軸下スライド６０ａは、左右方向（Ｘ軸方向に対応）に延在している。Ｘ軸スライド６０ｂは、Ｘ軸下スライド６０ａに対して、左右方向に移動可能である。Ｘ軸スライド６０ｂには、ボールねじ部６２のナット部が取り付けられている。Ｘ軸モータ７２の駆動力は、ボールねじ部６２のシャフト部およびナット部を介して、Ｘ軸スライド６０ｂに伝達される。すなわち、Ｘ軸スライド６０ｂは、Ｘ軸モータ７２の駆動力により、左右方向に移動可能である。

Ｚ軸スライド部６１は、Ｚ軸下スライド６１ａと、Ｚ軸スライド６１ｂと、を備えている。Ｚ軸下スライド６１ａは、上下方向（Ｚ軸方向に対応）に延在している。Ｚ軸下スライド６１ａは、Ｘ軸スライド６０ｂの前方に配置されている。Ｚ軸スライド６１ｂは、Ｚ軸下スライド６１ａに対して、上下方向に移動可能である。

ボールねじ部６２は、上下方向に延在している。Ｚ軸モータ６３は、Ｚ軸下スライド６１ａの上端に配置されている。Ｚ軸モータ６３の駆動軸は、ボールねじ部６２のシャフト部に連結されている。一方、ボールねじ部６２のナット部は、Ｚ軸スライド６１ｂに取り付けられている。Ｚ軸モータ６３の駆動力は、ボールねじ部６２のシャフト部およびナット部を介して、Ｚ軸スライド６１ｂに伝達される。すなわち、Ｚ軸スライド６１ｂは、Ｚ軸モータ６３の駆動力により、上下方向に移動可能である。

［工具異常判別システム２］
工具異常判別システム２は、工具台２０と、制御装置２２と、画面２３と、バイト２８と、を備えている。画面２３は、本発明の「インターフェイス装置」の概念に含まれる。バイト２８は、本発明の「工具」の概念に含まれる。

工具台２０は、Ｚ軸スライド６１ｂの下端に配置されている。バイト２８は、工具台２０に、交換可能に取り付けられている。バイト２８の先端の刃により、ワークＷに切削加工が施される。工具台２０、バイト２８は、Ｘ軸スライド部６０およびＺ軸スライド部６１により、上下左右方向に駆動される。バイト交換台８には、ワークＷの加工部分に応じて、複数のバイト２８が用意されている。

制御装置２２は、コンピューター２２０と、入出力インターフェイス２２１と、複数のモータ駆動回路２２２と、を備えている。コンピューター２２０は、記憶部２２０ａと、演算部２２０ｂと、を備えている。記憶部２２０ａには、後述する監視範囲（下限しきい値、上限しきい値）が格納されている。監視範囲は更新可能である。入出力インターフェイス２２１は、コンピューター２２０に接続されている。また、入出力インターフェイス２２１は、モータ駆動回路２２２を介して、Ｘ軸モータ７２、Ｚ軸モータ６３、主軸モータ４２に接続されている。また、入出力インターフェイス２２１は、画面２３に接続されている。

＜工具異常判別方法＞
次に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる、工具異常判別方法について説明する。工具異常判別方法は、サンプリング工程と、ピークホールド工程と、監視範囲設定工程と、加工工程と、更新工程と、手動更新工程と、を有している。

［サンプリング工程、ピークホールド工程］
図３に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法のフローチャートを示す。図４に、同工具異常判別方法のサンプリング工程の１回目のサイクル時の負荷データを示す。図５に、同工具異常判別方法のピークホールド工程により設定される低負荷側ピークホールド値および高負荷側ピークホールド値を示す。

なお、図５においては、説明の便宜上、加工部分Ａ２のみを示す。また、図５に示すのは、１０回目のサンプリング工程後の低負荷側ピークホールド値Ｃ１、高負荷側ピークホールド値Ｃ２である。また、図５に示す加工部分Ａ２同様に、図４に示す加工部分Ａ１についても、低負荷側ピークホールド値Ｃ１、高負荷側ピークホールド値Ｃ２が設定される。

図２に示す制御装置２２は、サンプリング工程と、ピークホールド工程と、をこの順番に、１０回（＝Ｎ（サイクル数））繰り返す。すなわち、１０個のワークＷに対して、切削負荷データの採取を行う。

なお、サンプリング工程と、ピークホールド工程と、後述する監視範囲設定工程と、を実行している間、画面２３には、「チッピングしていますか？」という質問２３３が、表示されない。

具体的には、まず、作業者が、図２に示す画面２３を介して、制御装置２２に、ティーチング回数＝１０回、オフセット量＝５％を入力する（図３のステップ１、ステップ２）。次に、制御装置２２は、主軸モータ４２を駆動し、チャック装置３つまりワークＷを、自身の軸周りに回転させる。続いて、制御装置２２は、Ｘ軸モータ７２、Ｚ軸モータ６３を駆動し、バイト２８を左右上下方向に適宜動かすことにより、ワークＷの所定の加工部分に切削加工を施す。すなわち、サンプリング工程を開始する（図３のステップ３）。図４に示すように、１回のサイクルＡ（１個のワークＷの加工）においては、制御装置２２は、２箇所の加工部分Ａ１（例えば外周面）、Ａ２（例えば上端面）に、順次、切削加工を施す。バイト２８は、加工部分Ａ１、Ａ２の角度、形状などに応じて、適宜交換される。図４に示すように、加工部分Ａ１と加工部分Ａ２とを比較すると、トルク（負荷）の値、トルクのばらつきが異なっている。図２に示す制御装置２２は、図４に示す１回目のサイクルＡの負荷データ（トルクデータ）を、基準データＢとして、記憶部２２０ａに格納する。

現在のサイクルＡの数が１０回以下の場合（図３のステップ４）、制御装置２２は、サンプリング工程（図３のステップ３）と、ピークホールド工程（図３のステップ５）と、を繰り返す。すなわち、ピークホールド工程は、１回のサイクルＡが完了するたびに実行される。

例えば、２回目のサイクルＡが完了した際には、制御装置２２は、１回目のサイクルＡの負荷データと２回目のサイクルＡの負荷データとを、各加工部分Ａ１、Ａ２の各加工ポイントごとに、比較する。ここで、各サイクルＡにおける加工部分Ａ１、Ａ２の加工経路は一定である。このため、図４、図５の横軸の時間は、ワークＷの加工ポイントに対応している。制御装置２２は、２回分の負荷データを、加工ポイントが対応するように、重ね合わせる。そして、各加工ポイントにおいて、２回分の負荷データのうち、負荷が小さい方の負荷データの負荷を、低負荷側ピークホールド値に設定する。また、各加工ポイントにおいて、２回分の負荷データのうち、負荷が大きい方の負荷データの負荷を、高負荷側ピークホールド値に設定する。

図５に示すように、１０回分の負荷データを重ね合わせると帯状になる。１０回目のピークホールドにより（図３のステップ５）、図２に示す制御装置２２は、図５に太線で示すように、曲線状に連なる１０回分の低負荷側ピークホールド値Ｃ１を取得する。並びに、制御装置２２は、図５に太線で示すように、曲線状に連なる１０回分の高負荷側ピークホールド値Ｃ２を取得する。

図２に示す制御装置２２は、図５に示す１０回分のサイクルの負荷データ、低負荷側ピークホールド値Ｃ１、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を、記憶部２２０ａに格納する。

ここで、１０回分の負荷データの中には、図４に示す基準データＢから大きく外れるものも存在する。例えば、図５に示す加工ポイントＰ１においては、基準データＢ１に対して、負荷データＥ１が大きく下方に外れている。同様に、加工ポイントＰ２においては、基準データＢ２に対して、負荷データＥ２が大きく上方に外れている。

教示用オフセット量をｈ（＝１０％）、任意の加工ポイントＰ１、Ｐ２における基準データＢ１、Ｂ２のトルクをｔとして、教示用下限しきい値Ｆ１は、以下の式から算出される。
Ｆ１＝ｔ−（ｔ×ｈ） ・・・式（１）

同様に、教示用上限しきい値Ｆ２は、以下の式から算出される。
Ｆ２＝ｔ＋（ｔ×ｈ） ・・・式（２）

負荷データＥ１は、教示用下限しきい値Ｆ１を下回っている。このため、低負荷側ピークホールド値Ｃ１を取得する際に、除外される。また、負荷データＥ２は、教示用上限しきい値Ｆ２を上回っている。このため、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を取得する際に、自動的に除外される。

このように、負荷データのうち、教示用下限しきい値Ｆ１、教示用上限しきい値Ｆ２を超過する部分は、低負荷側ピークホールド値Ｃ１、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を取得する際に、除外される。図２に示す制御装置２２は、教示用オフセット量ｈ、教示用下限しきい値Ｆ１、教示用上限しきい値Ｆ２を、記憶部２２０ａに格納する。

［監視範囲設定工程］
図６に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法の監視範囲設定工程により設定される監視範囲を示す。なお、説明の便宜上、加工部分Ａ２のみを示す。また、図６に示す加工部分Ａ２同様に、図４に示す加工部分Ａ１に対しても、図２に示す制御装置２２は、監視範囲ΔＤを設定する。

本工程においては、前工程で得られた低負荷側ピークホールド値Ｃ１、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を基に、制御装置２２が監視範囲ΔＤを設定する（図３のステップ６）。具体的には、制御装置２２は、図３のステップ２で設定したオフセット量＝５％を用いて、低負荷側ピークホールド値Ｃ１、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を補正する。そして、下限しきい値Ｄ１、上限しきい値Ｄ２を算出する。

オフセット量をＨ（＝５％）、任意の加工ポイントＰ３における、低負荷側ピークホールド値ｃ１と高負荷側ピークホールド値ｃ２との差をΔｃとして、下限しきい値Ｄ１は、以下の式から算出される。
Ｄ１＝ｃ１−（Δｃ×Ｈ） ・・・式（３）

同様に、上限しきい値Ｄ２は、以下の式から算出される。
Ｄ２＝ｃ２＋（Δｃ×Ｈ） ・・・式（４）

監視範囲ΔＤは、以下の式から算出される。
ΔＤ＝Ｄ２−Ｄ１ ・・・式（５）

このようにして、本工程においては、低負荷側ピークホールド値Ｃ１、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を基に、図２に示す制御装置２２が監視範囲ΔＤを設定する。制御装置２２は、オフセット量Ｈ、監視範囲ΔＤ（下限しきい値Ｄ１、上限しきい値Ｄ２）を、記憶部２２０ａに格納する。

［加工工程］
図７に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法の加工工程における負荷データを示す。なお、説明の便宜上、加工部分Ａ２のみを示す。本工程においては、前工程で得られた監視範囲ΔＤを用いて、１１回目以降のサイクルＡを実行する。すなわち、監視範囲ΔＤを用いて、実際にワークＷの切削を行う。

具体的には、図２に示す制御装置２２は、主軸モータ４２を駆動し、チャック装置３つまりワークＷを、自身の軸周りに回転させる。続いて、制御装置２２は、Ｘ軸モータ７２、Ｚ軸モータ６３を駆動し、バイト２８を左右上下方向に適宜動かすことにより、ワークＷの加工部分Ａ２に切削加工を施す。１１回目のサイクルＡにおいて、負荷データが監視範囲ΔＤを超過しない場合は（図３のステップ７）、１２回目のサイクルＡを行う（図３のステップ８）。

これに対して、１１回目のサイクルＡにおいて、負荷データが監視範囲ΔＤを超過する場合は（図３のステップ７）、図２に示す制御装置２２は、加工部分Ａ２の加工終了後、または前記監視範囲ΔＤを超過した時点で、旋盤１を停止する。また、制御装置２２は、図２に示す画面２３に、ガイダンスを表示する（図３のステップ９）。図３に示すように、画面２３には、図７同様の負荷データが表示される。また、画面２３には、「チッピングしていますか？」という質問２３３が表示される。また、質問２３３に対する回答入力用として、「はい」ボタン２３０、「いいえ」ボタン２３１、「キャンセル」ボタン２３２が表示される。「はい」ボタン２３０は、本発明の「メイン異常ボタン」の概念に含まれる。「いいえ」ボタン２３１は、本発明の「正常ボタン」の概念に含まれる。「キャンセル」ボタン２３２は、本発明の「サブ異常ボタン」の概念に含まれる。

作業者は、図１に示すバイト２８を視認する。視認の結果、バイト２８の刃にチッピングが発生している場合、作業者は、画面２３の「はい」ボタン２３０を押圧する。チッピングは、本発明の「メイン異常状態」の概念に含まれる。また、視認の結果、バイト２８の刃にチッピングが発生しておらず、かつバイト２８が正常な状態（例えば、バイト２８が摩耗しただけの状態）である場合、作業者は、画面２３の「いいえ」ボタン２３１を押圧する。また、視認の結果、バイト２８の刃にチッピングが発生しておらず、かつバイト２８が他の異常状態（例えば、図７に示す加工ポイントＰ４においてバイト２８がワークＷの切屑を噛み込んでいる状態、バイト２８が工具台２０に装着されていない状態、図２に示すＸ軸モータ７２、Ｚ軸モータ６３、主軸モータ４２の動作がおかしい状態、図２の記憶部２２０ａに格納されている切削加工用のプログラムがおかしい状態など）である場合、作業者は、画面２３の「キャンセル」ボタン２３２を押圧する。ワークＷの切屑の噛み込み、バイト２８の非装着、Ｘ軸モータ７２、Ｚ軸モータ６３、主軸モータ４２の動作不良、切削加工用のプログラムの不良は、本発明の「サブ異常状態」の概念に含まれる。

「はい」ボタン２３０、または「キャンセル」ボタン２３２が作業者に押された場合は、１２回目のサイクルＡを行う（図３のステップ８）。この場合、制御装置２２は、監視範囲ΔＤを更新しない。

［更新工程］
図８に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法の更新工程における更新後の監視範囲を示す。なお、説明の便宜上、加工部分Ａ２のみを示す。本工程においては、前工程にて「いいえ」ボタン２３１が作業者に押された場合に限って、監視範囲ΔＤを更新する。

「いいえ」ボタン２３１が作業者に押された場合、バイト２８が正常状態であるにもかかわらず、負荷データが上限しきい値Ｄ２を超過したことになる。この場合、図２に示す制御装置２２は、図７の負荷データのうち、上限しきい値Ｄ２を超過した部分を用いて、ピークホールドを実行する。具体的には、図６に示す高負荷側ピークホールド値Ｃ２を補正する。そして、上記式（３）〜式（５）を用いて、下限しきい値Ｄ１、上限しきい値Ｄ２、監視範囲ΔＤを再び算出する。

図８にハッチングで示すように、更新後の監視範囲ΔＤには、図７に示す負荷データが反映されている。図２に示す制御装置２２は、新しい監視範囲ΔＤ（下限しきい値Ｄ１、上限しきい値Ｄ２）を、記憶部２２０ａに格納する。制御装置２２は、１２回目以降のサイクルＡを、更新後の監視範囲ΔＤを用いて行う。

［手動更新工程］
本工程においては、作業者が、手動で監視範囲ΔＤを更新する。すなわち、加工部分Ａ２の加工ポイントごとに、作業者が下限しきい値Ｄ１、上限しきい値Ｄ２を調整する。調整作業は、図２に示す制御装置２２が画面２３を数値入力モードに切り替え、作業者が当該画面に、下限しきい値Ｄ１、上限しきい値Ｄ２を入力することにより実行される。制御装置２２は、画面２３に、手入力された下限しきい値Ｄ１、上限しきい値Ｄ２を反映した監視範囲ΔＤを表示する。

＜作用効果＞
次に、本実施形態の工具異常判別システム２の作用効果について説明する。本実施形態の工具異常判別システム２は、図３に示すように、バイト２８の負荷が監視範囲ΔＤを超えた場合に、「チッピングしていますか？」という質問２３３を、作業者に通知する。作業者は、直接バイト２８を確認することにより、または画面２３の荷重データなどで間接的にバイト２８を確認することにより、実際にバイト２８が異常状態であるか否かを確認することができる。すなわち、作業者は、監視範囲ΔＤの妥当性を認識することができる。このため、容易に監視範囲ΔＤの精度を向上させることができる。

また、本実施形態の工具異常判別システム２によると、監視範囲ΔＤの精度が高いため、バイト２８に安定した切削加工面を確保することができる。また、監視範囲ΔＤの精度が高いため、バイト２８を、チッピングが発生する直前まで、使用することができる。

工具異常判別方法のサンプリング工程においては、制御装置２２は、各サイクルＡごとにピークホールドを行いながら（図３のステップ５）、合計１０回のサイクルＡの負荷データをサンプリングする。このため、制御装置２２は、図５に示すように、１０回分の負荷データのうち、最も負荷が小さい負荷データの負荷を、低負荷側ピークホールド値Ｃ１に設定することができる。また、制御装置２２は、１０回分の負荷データのうち、最も負荷が大きい負荷データの負荷を、高負荷側ピークホールド値Ｃ２に設定することができる。

このように、本実施形態の工具異常判別システム２によると、制御装置２２は、実際にサンプリングされた負荷データを重畳させることにより、低負荷側ピークホールド値Ｃ１および高負荷側ピークホールド値Ｃ２を設定している。また、制御装置２２は、低負荷側ピークホールド値Ｃ１および高負荷側ピークホールド値Ｃ２を基に、監視範囲ΔＤを設定している。このため、複雑な演算処理が不要であり、かつ視覚的にも確認が容易である。

また、サンプリング工程、ピークホールド工程、監視範囲設定工程においては、図３に示す画面２３に、バイト２８が異常状態であるか否かに関する質問が、表示されない。このため、サンプリング工程、ピークホールド工程、監視範囲設定工程を円滑に実行することができる。

また、ピークホールド工程においては、図５、式（１）、式（２）に示すように、負荷データのうち、教示用下限しきい値Ｆ１、教示用上限しきい値Ｆ２を超過する部分は、低負荷側ピークホールド値Ｃ１、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を取得する際に、除外される。このため、異常な負荷データが監視範囲ΔＤに反映されるおそれが小さい。したがって、監視範囲ΔＤの精度を向上させることができる。

工具異常判別方法の監視範囲設定工程においては、制御装置２２は、前記式（３）〜式（５）から監視範囲ΔＤを設定している。ここで、下限しきい値Ｄ１、上限しきい値Ｄ２は、図６に示すように、低負荷側ピークホールド値ｃ１と高負荷側ピークホールド値ｃ２との差Δｃに対応して、変化する。

すなわち、差Δｃが大きい加工ポイント場合、言い換えるとサンプリング工程における１０回分の負荷データのばらつきが大きい加工ポイントの場合、下限しきい値Ｄ１は、低負荷側ピークホールド値ｃ１を大きく下回る。また、上限しきい値Ｄ２は、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を大きく上回る。このため、監視範囲ΔＤが広くなる。

これに対して、差Δｃが小さい加工ポイント場合、言い換えるとサンプリング工程における１０回分の負荷データのばらつきが小さい加工ポイントの場合、下限しきい値Ｄ１は、低負荷側ピークホールド値ｃ１を小さく下回る。また、上限しきい値Ｄ２は、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を小さく上回る。このため、監視範囲ΔＤが狭くなる。このように、本実施形態の工具異常判別システム２によると、ワークＷの加工ポイントに応じて、下限しきい値Ｄ１と上限しきい値Ｄ２との間隔（監視範囲ΔＤ）を変化させることができる。

工具異常判別方法の加工工程においては、１１回目以降のサイクルＡを実行する。つまり、設定した監視範囲ΔＤを用いて、実際にワークＷを切削加工する。加工工程においては、図３のステップ９に示すように、バイト２８の負荷が監視範囲ΔＤを超えた場合、画面２３は、作業者に「チッピングしていますか？」という質問２３３を通知する。質問を受けて、作業者は、バイト２８の状態を確認する。

作業者の確認の結果、実際にバイト２８がチッピングしている場合、作業者は「はい」ボタン２３０を押す。この場合、制御装置２２がバイト２８のチッピングを判別できたことになる。制御装置２２の判断は適正なので、制御装置２２は監視範囲ΔＤを更新しない。これに対して、作業者の確認の結果、実際にはバイト２８が正常状態（例えば、バイト２８が摩耗しただけの状態）である場合、作業者は「はい」ボタン２３０を押す。この場合、制御装置２２がバイト２８の正常状態を判別できなかったことになる。制御装置２２の判断は不適正なので、制御装置２２は監視範囲ΔＤを更新する（更新工程）。また、作業者の確認の結果、バイト２８の刃にチッピングが発生しておらず、かつバイト２８が他の異常状態（例えば、加工ポイントＰ４においてバイト２８がワークＷの切屑を噛み込んでいる状態、バイト２８が工具台２０に装着されていない状態、図２に示すＸ軸モータ７２、Ｚ軸モータ６３、主軸モータ４２の動作がおかしい状態、図２の記憶部２２０ａに格納されている切削加工用のプログラムがおかしい状態など）である場合、作業者は「キャンセル」ボタン２３２を押す。この場合、制御装置２２が、他の異常状態を、チッピングと誤判別したことになる。この場合は、制御装置２２の判断は不適正であるものの、監視範囲ΔＤを更新しない。その理由は、この場合に監視範囲ΔＤを更新すると、他の異常状態が監視範囲ΔＤに反映されてしまうからである。このように、本実施形態の工具異常判別システム２によると、制御装置２２が正常状態を誤判別した場合に限って、監視範囲を更新することができる。このため、監視範囲の精度を向上させることができる。

また、仮に、ワークＷの切屑の噛み込みにより旋盤１が停止した場合であって、作業者がバイト２８を確認した際に既に切屑が脱落していた場合を想定する。この場合、バイト２８にはチッピングが発生していない。このため、作業者は、直接、異常状態を確認することはできない。しかしながら、図３のステップ９に示すように、画面２３には、「はい」ボタン２３０、「いいえ」ボタン２３１、「キャンセル」ボタン２３２の横に、旋盤１停止直前の負荷データの時間変化（履歴）が並置されている。このため、当該負荷データとバイト２８の状態とを基に、作業者は、旋盤１停止時に、ワークＷの切屑の噛み込みが発生していたことを、推認することができる。このように、本実施形態の工具異常判別システム２によると、画面２３の荷重データのグラフから、異常状態を推認することができる。

また、手動更新工程においては、作業者が、手動で監視範囲ΔＤを更新することができる。このため、作業者がチッピングを視認した場合であって、かつ荷重データが監視範囲ΔＤ内の場合など、手動で上限しきい値Ｄ２を下げることができる。同様に、手動で下限しきい値Ｄ１を上げることができる。このように、本実施形態の工具異常判別システム２によると、ピークホールド工程により広くなりがちな監視範囲ΔＤを、手動で狭めることができる。

また、画面２３には、「はい」ボタン２３０と、「キャンセル」ボタン２３２と、が配置されている。「はい」ボタン２３０は、バイト２８のチッピング（メイン異常状態）に対応している。「キャンセル」ボタン２３２は、チッピング以外の異常状態（サブ異常状態）に対応している。どちらのボタンが押されたかを、制御装置２２は、記憶部２２０ａに格納する。このため、異常状態のデータ収集および異常要因の分類を容易に行うことができる。

＜＜第二実施形態＞＞
本実施形態の工具異常判別システムと、第一実施形態の工具異常判別システムと、の相違点は、工具異常判別方法が監視区間設定工程、連続超過数しきい値設定工程を有している点である。ここでは、主に相違点について説明する。なお、説明には、図１、図２を援用する。

図９に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法のフローチャートを示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。図１０に、同工具異常判別方法の監視範囲設定工程により設定される監視範囲を示す。なお、図６と対応する部位については同じ符号で示す。図１１に、同工具異常判別方法の加工工程における負荷データを示す。なお、図７と対応する部位については同じ符号で示す。

図９に示すように、工具異常判別方法は、サンプリング工程と、ピークホールド工程と、監視範囲設定工程と、監視区間設定工程と、連続超過数しきい値設定工程と、加工工程と、更新工程と、手動更新工程と、を有している。

監視範囲設定工程においては、図１０に示すように、前工程で得られた低負荷側ピークホールド値Ｃ１、高負荷側ピークホールド値Ｃ２を基に、制御装置２２が監視範囲ΔＤ（＝Ｄ２−Ｄ１）を設定する（図９のステップ６）。制御装置２２は、オフセット量、監視範囲ΔＤ（下限しきい値Ｄ１、上限しきい値Ｄ２）を、記憶部２２０ａに格納する。

監視区間設定工程においては、図１０に示すように、負荷データ（始点）Ｐ５と負荷データ（終点）Ｐ６との間を、監視区間ΔＰに設定する（図９のステップ１０）。

監視区間ΔＰは、以下のようにして設定する。すなわち、制御装置２２は、サンプリング工程の一回目の切削負荷データにおける、連続する１０個の負荷データ（負荷電流）の最大値ＧＨと最小値ＧＬとの差ΔＧを算出する。

ここで、主軸モータ４２の負荷電流（詳しくは、主軸モータ４２の負荷電流のうち、加減速に必要な電流を除いた負荷電流）は、（−７２８２〜７２８２）に正規化されている。モータ駆動回路２２２のアンプ（図略）の最大電流値（＝２０Ａ）は、「７２８２」に対応している。

制御装置２２は、差ΔＧ（Ａ）≦（１００／７２８２）×２０（Ａ）となる区間（詳しくは、当該不等号関係が連続する区間）を、監視区間ΔＰとして設定する。監視区間ΔＰにおいては、負荷の変化率（＝負荷電流／時間）が小さい。このため、監視区間ΔＰにおいては、負荷が安定している。制御装置２２は、監視区間ΔＰを、記憶部２２０ａに格納する。

連続超過数しきい値設定工程においては、作業者が、画面２３を介して、制御装置２２に、連続超過数しきい値（加工工程において、負荷データ（負荷電流）が、監視範囲ΔＤを、連続して超過する回数に関するしきい値）を入力する（図９のステップ１１）。制御装置２２は、連続超過数しきい値（本実施形態では２回）を、記憶部２２０ａに格納する。

加工工程においては、制御装置２２は、所定間隔（例えば３０ｍｓ）ごとに検出される負荷データが、監視区間ΔＰ内に含まれるか否かを判断する（図９のステップ１２）。例えば、図１１に示す負荷データＰ１０〜Ｐ１２のように、加工工程の初期においては、エアカットから切削に移行する際に、主軸モータ４２の負荷電流が、急激に大きくなる場合がある。このため、負荷電流が監視範囲ΔＤを超過してしまう。しかしながら、負荷データＰ１０〜Ｐ１２は、いずれも監視区間ΔＰの始点Ｐ５以前の負荷データである。すなわち、負荷データＰ１０〜Ｐ１２は、いずれも監視区間ΔＰに含まれていない。このため、制御装置２２は、負荷データＰ１０〜Ｐ１２と、監視範囲ΔＤと、の比較を行わない。つまり、制御装置２２は、負荷データＰ１０〜Ｐ１２の監視を行わない。

負荷データＰ１２以降の負荷データは、監視区間ΔＰに含まれることになる（図９のステップ１２）。このため、制御装置２２は、負荷データの監視を開始する（図９のステップ７）。すなわち、制御装置２２は、負荷データと、監視範囲ΔＤと、の比較を行う。負荷データが監視範囲ΔＤを超過しない場合は、負荷データの監視を続行する（図９のステップ８）。

これに対して、負荷データが監視範囲ΔＤを超過する場合は、制御装置２２は、連続超過数をカウントする（図９のステップ１３）。連続超過数が連続超過しきい値（＝２回）を超過しない場合は、負荷データの監視を続行する（図９のステップ８）。

例えば、負荷データＰ１３は監視範囲ΔＤを超過しているものの、次の負荷データＰ１４は監視範囲ΔＤを超過していない。このため、連続超過数は１回である。また、負荷データＰ１５、Ｐ１６は連続して監視範囲ΔＤを超過しているものの、次の負荷データＰ１７は監視範囲ΔＤを超過していない。このため、連続超過数は２回である。このような場合は、負荷データの監視を続行する（図９のステップ８）
一方、連続超過数が連続超過しきい値（＝２回）を超過した場合は（図９のステップ１３）、制御装置２２は、加工部分Ａ２の加工終了後、または監視範囲ΔＤを超過した時点で、旋盤１を停止する。また、制御装置２２は、画面２３に、ガイダンスを表示する（図９のステップ９）。その後の工程は、第一実施形態同様である。

例えば、負荷データＰ１８〜Ｐ２０は３回連続して監視範囲ΔＤを超過している。すなわち、連続超過数は３回（＞２回）である（（図９のステップ１３）。この場合は、制御装置２２は、旋盤１を停止し、画面２３にガイダンスを表示する（図９のステップ９）。

ワークＷの加工が進行し、監視区間ΔＰの終点Ｐ６以降になると、制御装置２２は、負荷データの監視を終了する（図９のステップ１２）。

本実施形態の工具異常判別システムと、第一実施形態の工具異常判別システムと、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、本実施形態の工具異常判別システムによると、図９のステップ１２、図１１に示すように、負荷データが監視区間ΔＰを超過している場合は、たとえ負荷データが監視範囲ΔＤを超過していても、制御装置２２は、負荷データの監視を行わない。このため、例えば加工開始時など、負荷データに外乱因子の影響が反映されやすい区間を、意識的に監視区間ΔＰから除外することができる。したがって、誤判断の発生を抑制することができる。よって、作業者の煩雑さを軽減することができる。

また、本実施形態の工具異常判別システムによると、図９のステップ１３、図１１に示すように、制御装置２２は、連続超過数が連続超過数しきい値を超えた場合に限って、旋盤１を停止する。また、制御装置２２は、画面２３に、ガイダンスを表示する（図９のステップ９）。このため、例えばワークＷにゴミが付着している場合など、突発的な外乱因子の影響により負荷データが監視範囲ΔＤを超過した場合、誤判断の発生を抑制することができる。したがって、作業者の煩雑さを軽減することができる。

＜＜その他＞＞
以上、本発明の工具異常判別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に、その他の実施形態（その１）の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法のフローチャートを示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。図１２に示すように、監視範囲ΔＤの設定（図１２のステップ６）はサイクルＡごとに行ってもよい。つまり、ピークホールド工程（ステップ５）と、次のサンプリング工程（ステップ３）と、の間に逐一行ってもよい。

図１３に、その他の実施形態（その２）の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法のフローチャートを示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。図１３に示すように、ピークホールド工程（ステップ５）は、サイクルＡごとに行わなくてもよい。１０回のサイクルＡが完了した後、まとめてピークホールド工程を行ってもよい。

サンプリング工程におけるサイクルＡの数、ピークホールド工程における教示用オフセット量ｈ、監視範囲設定工程におけるオフセット量Ｈは特に限定しない。また、１回のサイクルＡ（１個のワークＷ）における加工部分Ａ１、Ａ２の数は特に限定しない。これらの数は、作業者が任意に入力、更新することができる。

また、上記実施形態においては、負荷データが監視範囲ΔＤを超過する場合（図３のステップ７）、図２に示す制御装置２２は、加工部分Ａ２の加工終了後に旋盤１を停止した。しかしながら、制御装置２２は、サイクルＡ完了後に旋盤１を停止してもよい。また、旋盤１を停止せずに、徐行運転を行ってもよい。このように、負荷データが監視範囲ΔＤを超過する場合の制御装置２２の対応は特に限定しない。

また、上記実施形態においては、図３に示すように、画面２３に、「はい」ボタン２３０、「いいえ」ボタン２３１、「キャンセル」ボタン２３２を配置した。しかしながら、画面２３に、「はい」ボタン２３０、「いいえ」ボタン２３１だけを配置してもよい。この場合、「はい」ボタン２３０が「キャンセル」ボタン２３２を兼ねることになる。このため、画面２３のボタン数を減らすことができる。

負荷（負荷データ）の種類は特に限定しない。工具を動かすアクチュエータの負荷、およびワークを動かすアクチュエータの負荷のうち、少なくとも一方に、関連があればよい。例えば、トルク、負荷電流、負荷電圧などであってもよい。すなわち、図４〜図８の縦軸の「トルク」は、図２に示すＸ軸モータ７２、Ｚ軸モータ６３、主軸モータ４２各々のトルク、負荷電流でもよい。また、全モータの合計トルク、合計負荷電流でもよい。また、これらのモータのうち、二つのモータの合計トルク、合計負荷電流でもよい。また、図１０、図１１の縦軸の「負荷電流」は、図２に示すＸ軸モータ７２、Ｚ軸モータ６３、主軸モータ４２各々のトルク、負荷電流でもよい。また、全モータの合計トルク、合計負荷電流でもよい。また、これらのモータのうち、二つのモータの合計トルク、合計負荷電流でもよい。

第二実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法において、監視区間（図９のステップ１０）を設定する際に用いられる、サンプリング工程（図９のステップ３）の切削負荷データは、特に限定しない。１〜１０回のうち、いずれの切削負荷データを用いてもよい。また、複数の切削負荷データを合成して用いてもよい。

また、本発明の工具異常判別システムは、フライス盤の工具、ボール盤のドリルなどの異常判別に用いることができる。

Claims (12)

1. ワークに加工を施す工具と、
   監視範囲が格納される記憶部と、該監視範囲と、加工時の該工具の負荷と、を比較する演算部と、を有する制御装置と、
   該工具の該負荷が該監視範囲を超えた場合に、該工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知可能なインターフェイス装置と、
   を備える工具異常判別システム。
2. 前記異常状態は、前記工具のチッピング、該工具の非装着、前記ワークの切屑の噛み込みのうち、少なくとも一つである請求項１に記載の工具異常判別システム。
3. 単一の前記ワークに対する加工作業を１回のサイクルとして、
   前記制御装置は、
   前記インターフェイス装置が前記質問を前記作業者に通知不可能な状態で、該サイクルの該ワークの前記負荷に関する負荷データをサンプリングするサンプリング工程と、
   サンプリングされた該負荷データを基に、低負荷側ピークホールド値および高負荷側ピークホールド値を取得するピークホールド工程と、
   オフセット量で該低負荷側ピークホールド値を下方に補正した下限しきい値と、該オフセット量で該高負荷側ピークホールド値を上方に補正した上限しきい値と、を設定し、該下限しきい値と該上限しきい値との間隔を前記監視範囲に設定する監視範囲設定工程と、
   を実行可能である請求項１または請求項２に記載の工具異常判別システム。
4. 前記サンプリング工程と、前記ピークホールド工程と、前記監視範囲設定工程と、をこの順番にＮ（Ｎは２以上の自然数）回繰り返して実行可能である請求項３に記載の工具異常判別システム。
5. 前記サンプリング工程と、前記ピークホールド工程と、をこの順番にＮ（Ｎは２以上の自然数）回繰り返した後に、前記監視範囲設定工程を実行可能である請求項３に記載の工具異常判別システム。
6. 前記サンプリング工程をＮ（Ｎは２以上の自然数）回繰り返した後に、前記ピークホールド工程と、前記監視範囲設定工程と、を実行可能である請求項３に記載の工具異常判別システム。
7. 前記オフセット量は、前記低負荷側ピークホールド値と前記高負荷側ピークホールド値との間隔に対する相対値である請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の工具異常判別システム。
8. 前記インターフェイス装置は、要因入力部を有し、
   １回目の前記サイクルの前記負荷データを基準データとして、
   前記サンプリング工程において、２回目以降のいずれかの該サイクルの該負荷データが、該基準データの下方に配置される教示用下限しきい値、または該基準データの上方に配置される教示用上限しきい値を超えた場合、その要因が前記作業者により該要因入力部に入力される請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の工具異常判別システム。
9. 前記インターフェイス装置は、前記異常状態である旨が入力される異常ボタンと、該異常状態でない旨が入力される正常ボタンと、を有し、
   前記質問に対して、前記作業者が該異常ボタンを押した場合、前記制御装置は前記監視範囲を更新せず、
   該質問に対して該作業者が該正常ボタンを押した場合、該制御装置は該監視範囲を更新する請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の工具異常判別システム。
10. 前記異常状態は、前記監視範囲の更新対象であるメイン異常状態と、該監視範囲の更新対象でないサブ異常状態と、を有し、
    前記異常ボタンは、該メイン異常状態である旨が入力されるメイン異常ボタンと、該サブ異常状態である旨が入力されるサブ異常ボタンと、を有し、
    前記質問に対して、前記作業者が該メイン異常ボタンまたは該サブ異常ボタンを押した場合、前記制御装置は該監視範囲を更新せず、
    該質問に対して該作業者が前記正常ボタンを押した場合、該制御装置は該監視範囲を更新する請求項９に記載の工具異常判別システム。
11. 前記制御装置は、前記工具の前記負荷が前記監視範囲を超えたか否かを監視する監視区間を設定する監視区間設定工程を実行する請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の工具異常判別システム。
12. 前記制御装置は、前記工具の前記負荷が前記監視範囲を連続して超えた回数である連続超過数と、連続超過数しきい値と、を比較し、
    前記インターフェイス装置は、該連続超過数が該連続超過数しきい値を超えた場合に、該工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知する請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の工具異常判別システム。

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