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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024108054
(43)【公開日】2024-08-09
(54)【発明の名称】数値制御装置、制御プログラム、及び記憶媒体
(51)【国際特許分類】
G05B 19/18 20060101AFI20240802BHJP
B23Q 3/155 20060101ALI20240802BHJP
B23Q 17/00 20060101ALI20240802BHJP
B23B 31/00 20060101ALI20240802BHJP
【ＦＩ】
G05B19/18 X
B23Q3/155 F
B23Q17/00 B
B23B31/00 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023012314
(22)【出願日】2023-01-30
(71)【出願人】
【識別番号】000005267
【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104178
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 尚
(72)【発明者】
【氏名】小黒 雄輝
【テーマコード（参考）】
3C002
3C029
3C032
3C269
【Ｆターム（参考）】
3C002AA03
3C002BB03
3C002HH06
3C029EE05
3C032FF04
3C269AB01
3C269BB12
3C269CC02
3C269EF39
3C269GG02
3C269MN07
3C269MN14
3C269MN16
3C269MN23
3C269MN24
3C269MN27
3C269MN29
3C269PP02
3C269QD01
3C269QD02
3C269QD05
(57)【要約】
【課題】主軸に対する工具の装着状態を精度よく判定できる数値制御装置、制御プログラム、及び記憶媒体を提供する。
【解決手段】制御装置は、外乱力の微分値の変動に基づき、工具が主軸に装着される検出位置を検出する。制御装置は、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７に、Ｎ回目、Ｎ－１回目、Ｎ－２回目、Ｎ－３回目の工具の装着において検出された検出位置を夫々に格納する。制御装置は、Ｎ－３回目～Ｎ－１回目の工具の装着における検出位置に基づき基準値を決定する。制御装置は、Ｎ回目の工具の装着における検出位置及び基準値に基づき検出値を決定し、該検出値に基づき装着状態を判定する。制御装置は、装着状態の判定結果が異常である場合、Ｎ＋１回目の装着動作において、Ｎ＋１回目の装着における検出位置を工具情報テーブル５９に格納した後、Ｎ－２回目～Ｎ回目の装着における検出位置を削除する。
【選択図】図９
【解決手段】制御装置は、外乱力の微分値の変動に基づき、工具が主軸に装着される検出位置を検出する。制御装置は、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７に、Ｎ回目、Ｎ－１回目、Ｎ－２回目、Ｎ－３回目の工具の装着において検出された検出位置を夫々に格納する。制御装置は、Ｎ－３回目～Ｎ－１回目の工具の装着における検出位置に基づき基準値を決定する。制御装置は、Ｎ回目の工具の装着における検出位置及び基準値に基づき検出値を決定し、該検出値に基づき装着状態を判定する。制御装置は、装着状態の判定結果が異常である場合、Ｎ＋１回目の装着動作において、Ｎ＋１回目の装着における検出位置を工具情報テーブル５９に格納した後、Ｎ－２回目～Ｎ回目の装着における検出位置を削除する。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
工具を装着する主軸と、前記主軸に装着される前記工具を交換する工具交換装置と、前記主軸を移動させるモータとを備える工作機械を制御する数値制御装置であって、
前記工具を前記主軸に装着する過程において前記モータの駆動により移動する前記主軸の位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記位置を記憶装置に記憶する記憶部と、
前記記憶部によりＮ－１回目以前（Ｎは２以上の整数）に前記記憶装置に記憶された前記位置に基づき、前記主軸の基準位置を決定する決定部と、
前記記憶部によりＮ回目に記憶された前記位置、及び前記決定部により決定された前記基準位置に基づき、前記工具の装着状態に関する異常であるかを判定する判定部と、
前記判定部により前記異常と判定された場合、前記記憶部によりＮ＋１回目に前記位置が記憶された後、前記記憶部によりＮ回目以前に記憶された前記位置を削除する削除部と
を備えることを特徴とする数値制御装置。
前記工具を前記主軸に装着する過程において前記モータの駆動により移動する前記主軸の位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記位置を記憶装置に記憶する記憶部と、
前記記憶部によりＮ－１回目以前（Ｎは２以上の整数）に前記記憶装置に記憶された前記位置に基づき、前記主軸の基準位置を決定する決定部と、
前記記憶部によりＮ回目に記憶された前記位置、及び前記決定部により決定された前記基準位置に基づき、前記工具の装着状態に関する異常であるかを判定する判定部と、
前記判定部により前記異常と判定された場合、前記記憶部によりＮ＋１回目に前記位置が記憶された後、前記記憶部によりＮ回目以前に記憶された前記位置を削除する削除部と
を備えることを特徴とする数値制御装置。
【請求項2】
前記判定部は、Ｎ回目に記憶された前記位置から前記基準位置を差し引いた検出値の絶対値が閾値以上である場合、前記異常であると判定することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項3】
前記異常は、前記主軸と前記工具との間に異物が付着したまま前記工具が装着された第一異常と、前記基準位置の大きさが正常でない第二異常とを含み、
前記判定部は、
前記検出値の絶対値が前記閾値以上であり、且つ前記検出値が正の値である場合、前記第一異常であると判定し、
前記検出値の絶対値が前記閾値以上であり、且つ前記検出値が負の値である場合、前記第二異常であると判定すること
を特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
前記判定部は、
前記検出値の絶対値が前記閾値以上であり、且つ前記検出値が正の値である場合、前記第一異常であると判定し、
前記検出値の絶対値が前記閾値以上であり、且つ前記検出値が負の値である場合、前記第二異常であると判定すること
を特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
【請求項4】
前記判定部により前記第一異常であると判定された場合、前記第一異常であることを報知し、前記第二異常であると判定された場合、前記第二異常であることを報知する報知部を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置。
【請求項5】
前記決定部は、前記記憶部によりＮ－１回目以前に記憶された複数の前記位置に基づき前記基準位置を決定し、
前記削除部は、Ｎ＋１回目の前記工具の装着において前記基準位置を決定するための複数の前記位置を全て削除することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
前記削除部は、Ｎ＋１回目の前記工具の装着において前記基準位置を決定するための複数の前記位置を全て削除することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項6】
前記決定部は、前記記憶部によりＮ－１回目以前に記憶された複数の前記位置に対して統計処理を行った統計値に基づき前記基準位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項7】
前記モータの回転により前記主軸を移動させ、前記主軸に対する前記工具の装着動作を実行する装着部と、
前記装着部により前記主軸に前記工具を装着する過程において、前記モータのトルクを時系列で取得する取得部とを有し、
前記検出部は、前記取得部により取得された前記トルクに基づき、前記位置を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
前記装着部により前記主軸に前記工具を装着する過程において、前記モータのトルクを時系列で取得する取得部とを有し、
前記検出部は、前記取得部により取得された前記トルクに基づき、前記位置を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項8】
工具を装着する主軸と、前記主軸に装着される前記工具を交換する工具交換装置と、前記主軸を移動させるモータとを備える工作機械を制御するコンピュータに、
前記工具を前記主軸に装着する過程において前記モータの駆動により移動する前記主軸の位置を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された前記位置を記憶する記憶工程と、
前記記憶工程によりＮ－１回目（Ｎは２以上の整数）に記憶された前記位置に基づき、前記主軸の基準位置を決定する決定工程と、
前記記憶工程によりＮ回目に記憶された前記位置、及び前記決定工程により決定された前記基準位置に基づき、前記工具の装着状態に関する異常であるかを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記異常と判定された場合、前記記憶工程によりＮ＋１回目に前記位置が記憶された後、前記記憶工程によりＮ回目以前に記憶された前記位置を削除する削除工程と
を実行させるための制御プログラム。
前記工具を前記主軸に装着する過程において前記モータの駆動により移動する前記主軸の位置を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された前記位置を記憶する記憶工程と、
前記記憶工程によりＮ－１回目（Ｎは２以上の整数）に記憶された前記位置に基づき、前記主軸の基準位置を決定する決定工程と、
前記記憶工程によりＮ回目に記憶された前記位置、及び前記決定工程により決定された前記基準位置に基づき、前記工具の装着状態に関する異常であるかを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記異常と判定された場合、前記記憶工程によりＮ＋１回目に前記位置が記憶された後、前記記憶工程によりＮ回目以前に記憶された前記位置を削除する削除工程と
を実行させるための制御プログラム。
【請求項9】
工具を装着する主軸と、前記主軸に装着される前記工具を交換する工具交換装置と、前記主軸を移動させるモータとを備える工作機械を制御するコンピュータに、
前記工具を前記主軸に装着する過程において前記モータの駆動により移動する前記主軸の位置を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された前記位置を記憶する記憶工程と、
前記記憶工程によりＮ－１回目（Ｎは２以上の整数）に記憶された前記位置に基づき、前記主軸の基準位置を決定する決定工程と、
前記記憶工程によりＮ回目に記憶された前記位置、及び前記決定工程により決定された前記基準位置に基づき、前記工具の装着状態に関する異常であるかを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記異常と判定された場合、前記記憶工程によりＮ＋１回目に前記位置が記憶された後、前記記憶工程によりＮ回目以前に記憶された前記位置を削除する削除工程と
を実行させるためのプログラムを記憶した記憶媒体。
前記工具を前記主軸に装着する過程において前記モータの駆動により移動する前記主軸の位置を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された前記位置を記憶する記憶工程と、
前記記憶工程によりＮ－１回目（Ｎは２以上の整数）に記憶された前記位置に基づき、前記主軸の基準位置を決定する決定工程と、
前記記憶工程によりＮ回目に記憶された前記位置、及び前記決定工程により決定された前記基準位置に基づき、前記工具の装着状態に関する異常であるかを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記異常と判定された場合、前記記憶工程によりＮ＋１回目に前記位置が記憶された後、前記記憶工程によりＮ回目以前に記憶された前記位置を削除する削除工程と
を実行させるためのプログラムを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、数値制御装置、制御プログラム、及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、工作機械の主軸に対して工具を装着したか否かを判定する数値制御装置が開示されている。工作機械は、主軸、主軸ヘッド、及びＺ軸モータを備える。主軸は主軸ヘッドに回転可能に設けられる。Ｚ軸モータの駆動により主軸ヘッドが昇降する。主軸に対して工具の装着が行われる際、主軸ヘッドが下降する。このとき、数値制御装置はＺ軸モータに加わるトルクを時間微分する。数値制御装置は、トルクの微分値と主軸ヘッドの位置とに基づき、主軸ヘッドの位置に応じて変動する微分値のピーク位置を決定する。数値制御装置は、決定したピーク位置を統計処理し、算出された統計値に基づき、主軸に対する工具の装着状態を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－１５７５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記数値制御装置は、Ｎ回目（Ｎは２以上の整数）の工具の装着に際して行われる装着状態の判定において、Ｎ－１回目以前に決定した所定数のピーク位置を統計処理して統計値を算出する。数値制御装置では、Ｎ－１回目以前に決定したピーク位置に装着状態に関する異常な状態で決定されたピーク位置が含まれる場合、Ｎ回目の工具の装着に際して行われる装着状態の判定において、統計値に基づき判定される装着状態の判定精度が低下する可能性がある。
【0005】
本発明の目的は、主軸に対する工具の装着状態を精度よく判定できる数値制御装置、制御プログラム、及び記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１の数値制御装置は、工具を装着する主軸と、前記主軸に装着される前記工具を交換する工具交換装置と、前記主軸を移動させるモータとを備える工作機械を制御する数値制御装置であって、前記工具を前記主軸に装着する過程において前記モータの駆動により移動する前記主軸の位置を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記位置を記憶装置に記憶する記憶部と、前記記憶部によりＮ－１回目以前（Ｎは２以上の整数）に前記記憶装置に記憶された前記位置に基づき、前記主軸の基準位置を決定する決定部と、前記記憶部によりＮ回目に記憶された前記位置、及び前記決定部により決定された前記基準位置に基づき、前記工具の装着状態に関する異常であるかを判定する判定部と、前記判定部により前記異常と判定された場合、前記記憶部によりＮ＋１回目に前記位置が記憶された後、前記記憶部によりＮ回目以前に記憶された前記位置を削除する削除部とを備えることを特徴とする。
【0007】
数値制御装置は、工具の装着状態に関する異常であるかを判定する。数値制御装置は、この判定において装着状態が異常であると判定した場合、Ｎ＋１回目に主軸の位置を記憶した後、Ｎ回目以前に記憶した主軸の位置を削除する。数値制御装置は、装着状態が異常であると判定した場合のＮ回目以前に記憶した主軸の位置を削除するので、Ｎ＋１回目以降に記憶した主軸の位置に基づき、工具の装着状態を精度よく判定できる。
【0008】
請求項２の数値制御装置において、前記判定部は、Ｎ回目に記憶された前記位置から前記基準位置を差し引いた検出値の絶対値が閾値以上である場合、前記異常であると判定してもよい。数値制御装置は、検出値の絶対値に基づき装着状態が異常であるか判定するので、装着状態を精度よく判定できる。
【0009】
請求項３の数値制御装置において、前記異常は、前記主軸と前記工具との間に異物が付着したまま前記工具が装着された第一異常と、前記基準位置の大きさが正常でない第二異常とを含み、前記判定部は、前記検出値の絶対値が前記閾値以上であり、且つ前記検出値が正の値である場合、前記第一異常であると判定し、前記検出値の絶対値が前記閾値以上であり、且つ前記検出値が負の値である場合、前記第二異常であると判定してもよい。第一異常は、Ｎ回目の工具の装着において主軸と工具との間に異物が付着したまま工具が装着された異常であり、第二異常は、Ｎ－１回目以前の工具の装着において主軸と工具との間に異物が付着したまま工具が装着された結果、基準位置の大きさが正常でなくなる異常である。数値制御装置は、工具の装着状態が異常であると判定した場合、第一異常と第二異常の何れであるか判定するので、異常に合わせて処理を実行できる。
【0010】
請求項４の数値制御装置は、前記判定部により前記第一異常であると判定された場合、前記第一異常であることを報知し、前記第二異常であると判定された場合、前記第二異常であることを報知する報知部を更に備えてもよい。第一異常である場合と第二異常である場合とで異なる報知が行われるので、作業者は、異常が第一異常と第二異常の何れであるか把握できる。
【0011】
請求項５の数値制御装置において、前記決定部は、前記記憶部によりＮ－１回目以前に記憶された複数の前記位置に基づき前記基準位置を決定し、前記削除部は、Ｎ＋１回目の前記工具の装着において前記基準位置を決定するための複数の前記位置を全て削除してもよい。数値制御装置は、複数の主軸の位置に基づき基準位置を決定する場合で、Ｎ回目の工具の装着において工具の装着状態が異常であると判定した場合、Ｎ＋１回目の工具の装着において基準位置を決定するための複数の主軸の位置を全て削除する。よって、数値制御装置は、工具の装着状態を精度よく判定できる。
【0012】
請求項６の数値制御装置において、前記決定部は、前記記憶部によりＮ－１回目以前に記憶された複数の前記位置に対して統計処理を行った統計値に基づき前記基準位置を決定してもよい。数値制御装置は、複数の主軸の位置に対して統計処理を行った統計値に基づき基準位置を決定するので、Ｎ回目の工具の装着において工具の装着状態を精度よく判定できる。
【0013】
請求項７の数値制御装置は、前記モータの回転により前記主軸を移動させ、前記主軸に対する前記工具の装着動作を実行する装着部と、前記装着部により前記主軸に前記工具を装着する過程において、前記モータのトルクを時系列で取得する取得部とを有し、前記検出部は、前記取得部により取得された前記トルクに基づき、前記位置を検出してもよい。数値制御装置は、装着動作におけるモータのトルクに基づき、工具を装着する過程における主軸の位置を検出する。よって、数値制御装置は、工具の装着状態を精度よく判定できる。
【0014】
請求項８の制御プログラムは、工具を装着する主軸と、前記主軸に装着される前記工具を交換する工具交換装置と、前記主軸を移動させるモータとを備える工作機械を制御するコンピュータに、前記工具を前記主軸に装着する過程において前記モータの駆動により移動する前記主軸の位置を検出する検出工程と、前記検出工程により検出された前記位置を記憶する記憶工程と、前記記憶工程によりＮ－１回目（Ｎは２以上の整数）に記憶された前記位置に基づき、前記主軸の基準位置を決定する決定工程と、前記記憶工程によりＮ回目に記憶された前記位置、及び前記決定工程により決定された前記基準位置に基づき、前記工具の装着状態に関する異常であるかを判定する判定工程と、前記判定工程により前記異常と判定された場合、前記記憶工程によりＮ＋１回目に前記位置が記憶された後、前記記憶工程によりＮ回目以前に記憶された前記位置を削除する削除工程とを実行させる。
【0015】
請求項９の記憶媒体は、工具を装着する主軸と、前記主軸に装着される前記工具を交換する工具交換装置と、前記主軸を移動させるモータとを備える工作機械を制御するコンピュータに、前記工具を前記主軸に装着する過程において前記モータの駆動により移動する前記主軸の位置を検出する検出工程と、前記検出工程により検出された前記位置を記憶する記憶工程と、前記記憶工程によりＮ－１回目（Ｎは２以上の整数）に記憶された前記位置に基づき、前記主軸の基準位置を決定する決定工程と、前記記憶工程によりＮ回目に記憶された前記位置、及び前記決定工程により決定された前記基準位置に基づき、前記工具の装着状態に関する異常であるかを判定する判定工程と、前記判定工程により前記異常と判定された場合、前記記憶工程によりＮ＋１回目に前記位置が記憶された後、前記記憶工程によりＮ回目以前に記憶された前記位置を削除する削除工程とを実行させるためのプログラムを記憶する。
【0016】
請求項８の制御プログラム及び請求項９の記憶媒体は、請求項１の数値制御装置と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】工作機械１の斜視図である。
【図2】主軸ヘッド７の周囲の縦断面図である。
【図3】主軸９の内部の縦断面図である。
【図4】工作機械１及び制御装置３０の電気的構成を示すブロック図である。
【図5】主軸９のＺ軸位置に応じて変動するＺ軸モータ５１に加わる外乱力Ｆ及び微分値ｆを示すグラフである。
【図6】工具情報テーブル５９の概念図である。
【図7】検出回数Ｎが１～３回目である場合の工具情報テーブル５９の概念図である。
【図8】判定結果が完全装着状態である場合の工具情報テーブル５９の概念図である。
【図9】判定結果が切粉噛み異常である場合の工具情報テーブル５９の概念図である。
【図10】判定結果が検出異常である場合の工具情報テーブル５９の概念図である。
【図11】工具交換処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の一実施形態を、図面を参照し説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。工作機械１の左右方向、前後方向、上下方向は夫々、工作機械１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。右方向、前方向、上方向は夫々、正方向であり、左方向、後方向、下方向は夫々、負方向である。図１に示す工作機械１は、工具３により被削材（図示略）に切削加工を施す機械である。本実施形態に記載する「ＡＴＣ」とは「Automatic Tool Changer」の略称である。又、本実施形態に記載する「ＮＣ」とは「Numerical Control」の略称である。
【0019】
図１、図２に示すように、工作機械１は、ベース２、コラム５、制御箱６、テーブル装置１０、主軸ヘッド７、主軸９、工具交換装置２０、制御装置３０を有する。ベース２は、略直方体状の金属製土台である。柱状のコラム５は、ベース２の上面の後部に固定される。制御箱６は、コラム５の背面に固定される。制御箱６は、制御装置３０を収納する。
【0020】
テーブル装置１０は、Ｙ軸移動機構（図示略）、Ｙ軸テーブル１２、Ｘ軸移動機構（図示略）、テーブル１３を有する。Ｙ軸移動機構は、ベース２の上面、且つコラム５の前方に設けられ、Ｙ軸モータ５４（図４参照）を有する。Ｙ軸移動機構は、Ｙ軸モータ５４の駆動に応じて、Ｙ軸テーブル１２をＹ軸方向に移動する。Ｘ軸移動機構は、Ｙ軸テーブル１２の上部に設けられ、Ｘ軸モータ５３（図４参照）を有する。Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸モータ５３の駆動に応じてテーブル１３をＸ軸方向に移動する。故にテーブル１３は、Ｘ軸移動機構とＹ軸移動機構により、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに移動可能である。テーブル１３は、水平方向に延びる板状であり、上面に被削材が固定される。
【0021】
図２に示すように、コラム５の前部には、Ｚ軸移動機構８が設けられる。Ｚ軸移動機構８は、ボールねじ４１、軸受部４２、４３、カムフォロア４９、Ｚ軸モータ５１（図４参照）を有する。ボールねじ４１は、コラム５の前部に設けられ、Ｚ軸方向に延びる。軸受部４２、４３は、ボールねじ４１を回転可能に支持する。軸受部４２は、軸受部４３の上方に設けられる。カムフォロア４９は、軸受部４２の前端に設けられる。カムフォロア４９は、後述する主軸ヘッド７の板カム４７のカム面を摺動する。
【0022】
Ｚ軸モータ５１は、軸受部４２の上方に固定される。ボールねじ４１は、カップリング（図示略）を介して、Ｚ軸モータ５１の出力軸に連結される。ボールねじ４１は、Ｚ軸モータ５１の駆動により、上下方向に延びる軸周りに正逆回転される。ボールねじ４１には、軸受部４２、４３の間でナット４４が螺合される。ナット４４は、主軸ヘッド７の後端部に固定される。Ｚ軸モータ５１が正方向に回転すると、ボールねじ４１が回転し、ナット４４と主軸ヘッド７とが一体となって上昇する。Ｚ軸モータ５１が逆方向に回転すると、ボールねじ４１が逆回転し、ナット４４と主軸ヘッド７とが一体となって下降する。
【0023】
図２に示すように、主軸ヘッド７は、コラム５の前部に設けられ、箱状である。主軸ヘッド７は、主軸モータ５２、クランクレバー４５、支軸４６、コイルバネ４８を有する。主軸モータ５２は、主軸ヘッド７の上面の前部に固定される。
【0024】
支軸４６は、主軸ヘッド７の後部の内側に固定される。支軸４６は、左右方向に延びる棒状である。クランクレバー４５は、主軸ヘッド７の上部に設けられる。クランクレバー４５は、レバー４５ａ、４５ｂを有する。レバー４５ａは、略前後方向に延びる板状である。レバー４５ｂは、レバー４５ａの後端部から略上方に延びる板状である。レバー４５ａとレバー４５ｂとの接続部分には、支軸４６が挿通される。クランクレバー４５は、支軸４６を中心に揺動可能に設けられる。
【0025】
レバー４５ｂの上部後端には、板カム４７が設けられる。板カム４７の背面には、カム面が形成される。板カム４７のカム面は、カムフォロア４９と接離可能である。コイルバネ４８は、主軸ヘッド７の後部の内側に設けられる。コイルバネ４８は、前後方向に延びる。コイルバネ４８の一端は主軸ヘッド７の背面に固定される。コイルバネ４８の他端は、板カム４７の下方で、クランクレバー４５の後端部に固定される。コイルバネ４８は、クランクレバー４５を右側面視で時計回りに常時付勢する。
【0026】
図２、図３に示すように、主軸９は、主軸ヘッド７の前下部の内側に設けられ、上下方向に延びる円筒状である。主軸９は、主軸ヘッド７に回転可能に支持される。主軸９は、主軸モータ５２の出力軸に連結する。主軸９は、主軸モータ５２の駆動により、上下方向に延びる軸周りに正逆回転される。
【0027】
主軸９は、軸穴９１、装着穴９２、空間９３、摺動穴９４、クランプ軸８１、ばね８２を有する。軸穴９１は、主軸９の上端部から下部に亘り形成される。装着穴９２は、主軸９の下側の底面を開口する。装着穴９２には、工具３が装着される。空間９３は、装着穴９２の上部に形成される。空間９３は、装着穴９２と連結する。摺動穴９４は、上下方向において軸穴９１と空間９３との間に形成される。摺動穴９４は、軸穴９１と空間９３とに連結する。
【0028】
クランプ軸８１は、軸穴９１の内側、且つ軸穴９１に対して上下方向に移動可能に設けられる。クランプ軸８１は、支持部８３、軸部８４、把持部８５を有する。支持部８３は、クランプ軸８１の上端に設けられ、柱状である。支持部８３は、ピン９５を支持する。ピン９５は、クランプ軸８１に突出して設けられる。ピン９５は、主軸９の軸方向に対して垂直方向に貫通する貫通穴（図示略）を介して、主軸９の外側に突出する。ピン９５は、レバー４５ａの下方に位置する（図２参照）。クランクレバー４５が揺動すると、レバー４５ａの前端部は、ピン９５に対して接離する。
【0029】
軸部８４は、支持部８３から下方に延びる柱状である。把持部８５は、軸部８４の下端に設けられ、複数の鋼球（図示略）を有する。ばね８２は、軸穴９１の内側に挿通して設けられる。ばね８２の上端は、支持部８３と係合する。ばね８２は、クランプ軸８１を上方に常時付勢する。
【0030】
工具３は、ホルダ１４及び刃具４を有する。ホルダ１４は、フランジ１５、シャンク１６、プルスタッド１７を有する。フランジ１５は、円柱状である。フランジ１５の一端部は、刃具４を保持する。フランジ１５は、後述するグリップアーム２３に着脱可能に把持される。
【0031】
シャンク１６は、フランジ１５の他端に設けられる。シャンク１６は、ホルダ１４の他端に向けて縮径する円錐状である。プルスタッド１７は、シャンク１６の他端に設けられる。プルスタッド１７は、側面視でＴ字型に形成される。
【0032】
【0033】
工具マガジン２１は、マガジン本体２２、支軸２５、複数のグリップアーム２３を有する。マガジン本体２２は、略円盤状である。支軸２５は、前下方に延びる棒状である。支軸２５は、軸周りに回転可能に設けられ、マガジン本体２２を支持する。夫々のグリップアーム２３は、マガジン本体２２の外周に所定間隔毎に設けられる。本実施例では、マガジン本体２２に２８本のグリップアーム２３が設けられる。グリップアーム２３は、マガジン本体２２の前後方向に揺動可能に設けられる。グリップアーム２３の先端部は、工具３のフランジ１５を着脱可能に把持する。マガジンモータ５５の出力軸は、カップリング（図示略）を介して、支軸２５と連結する。工具マガジン２１は、マガジンモータ５５の駆動により、支軸２５の軸周りに正逆回転される。
【0034】
図２、図３に示すように、主軸９に対して工具３を装着した状態で、制御装置３０の指令に基づき、Ｚ軸モータ５１が正方向に回転する。ボールねじ４１が軸周りに回転し、主軸ヘッド７及び主軸９は加工原点から一体となって上昇する。加工原点は、主軸９の機械原点であり、被削材の加工が可能な主軸９のＺ軸方向の移動範囲のうち、最上端の位置である。
【0035】
主軸９が上昇すると、カムフォロア４９はクランクレバー４５の板カム４７に接触し、板カム４７のカム面を摺動する。クランクレバー４５は、コイルバネ４８の弾性力に抗して、右側面視で支軸４６を中心に反時計回りに揺動する。レバー４５ａの前端部は、ピン９５に上方から係合し、クランプ軸８１を下方に押圧する。クランプ軸８１は、ばね８２の弾性力に抗して下方に付勢される。把持部８５は、摺動穴９４から空間９３に移動する。把持部８５はプルスタッド１７の把持を解除する。
【0036】
主軸９はＡＴＣ原点まで更に上昇する。ＡＴＣ原点は、主軸９の位置であり、加工原点よりも上方にある。主軸９がＡＴＣ原点に位置する場合、工具マガジン２１のマガジン本体２２は回転可能である。
【0037】
主軸９が上昇すると、装着穴９２に対するシャンク１６の装着が解除される。工具３は主軸９から脱離する。主軸９から脱離した工具３を、第一工具と称す。複数のグリップアーム２３のうち、工具交換位置にある一のグリップアーム２３は、主軸９から脱離した第一工具を把持する。工具交換位置は、工具マガジン２１の最下端の位置であり、且つ主軸９に上下方向に近接して対向する位置である。
【0038】
主軸９がＡＴＣ原点に到達すると、制御装置３０が工具交換装置２０に対して指令を出力する。該指令は、主軸９に装着される工具３（以下、第二工具と称す。）を指定する。工具交換装置２０は、指令に基づき、マガジンモータ５５を駆動し、マガジン本体２２を回転させる。工具交換装置２０は、第一工具が工具交換位置にある状態から、第二工具が工具交換位置にある状態まで、マガジン本体２２を回転させる。工具交換位置に割り出された第二工具は、ＡＴＣ原点に移動した主軸９の下方に位置する。
【0039】
次いで、制御装置３０の指令に基づき、Ｚ軸モータ５１が逆方向に回転する。ボールねじ４１が軸周りに逆回転し、主軸９はＡＴＣ原点から下降する。第二工具のシャンク１６が装着穴９２に進入し、プルスタッド１７が空間９３に進入する。
【0040】
装着穴９２にシャンク１６が進入した状態で、主軸９は更に下降する。カムフォロア４９は、板カム４７のカム面を摺動した後、板カム４７から離隔する。クランクレバー４５は、コイルバネ４８の弾性力により、支軸４６を中心に右側面視で時計回りに揺動する。レバー４５ａの前部端は、ピン９５から上方に離れ、クランプ軸８１の下方への押圧を解除する。クランプ軸８１は、把持部８５の下方への付勢を解除する。
【0041】
把持部８５は、空間９３から摺動穴９４に移動する。把持部８５は、第二工具のプルスタッド１７を複数の鋼球により把持して、引っ張り上げる。第二工具を把持していたグリップアーム２３は、第二工具の把持を解除する。シャンク１６が装着穴９２に装着され、主軸９は第二工具の装着を完了する。工具３が主軸９に装着されるときのクランプ軸８１、クランクレバー４５等の動作を、装着動作と称す。
【0042】
図４に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、記憶装置３４、入出力インタフェイス３５、駆動回路６１～６５を有する。ＣＰＵ３１は、制御装置３０を統括制御する。ＲＯＭ３２は、各種プログラムを記憶する。ＲＡＭ３３は、処理実行中の各種データを記憶する。
【0043】
記憶装置３４は、不揮発性メモリであり、ＮＣプログラム、後述する複数の工具情報テーブル５９等を記憶する。ＮＣプログラムは複数のブロックで構成される。各ブロックは、工具交換指令、表示指令等の少なくとも一つの指令を含む。
【0044】
入出力インタフェイス３５は、駆動回路６１～６５、エンコーダ７１～７５、入力部３７、表示部３８と電気的に接続し、各種信号の入出力を行う。入力部３７及び表示部３８は、工作機械１の操作盤３６に設けられる。操作盤３６は、工作機械１を覆うカバー（図示略）の外壁に設けられる。入力部３７は、各種情報、操作指示等の入力を受け付け、入出力インタフェイス３５を介して、ＣＰＵ３１に入力する。表示部３８は、入出力インタフェイス３５を介してＣＰＵ３１から入力される指令に基づき、各種画面、異常情報等を表示する。
【0045】
駆動回路６１は、Ｚ軸モータ５１に電気的に接続する。駆動回路６２は、主軸モータ５２に電気的に接続する。駆動回路６３は、Ｘ軸モータ５３に電気的に接続する。駆動回路６４は、Ｙ軸モータ５４に電気的に接続する。駆動回路６５は、マガジンモータ５５に電気的に接続する。駆動回路６１、６２、６３、６４、６５は、入出力インタフェイス３５を介してＣＰＵ３１から入力される指令に基づき、Ｚ軸モータ５１、主軸モータ５２、Ｘ軸モータ５３、Ｙ軸モータ５４、マガジンモータ５５に駆動電流を出力する。Ｚ軸モータ５１、主軸モータ５２、Ｘ軸モータ５３、Ｙ軸モータ５４、マガジンモータ５５は、入力された駆動電流に応じて回転するサーボモータである。駆動回路６１、６２、６３、６４、６５は、戻り値として駆動電流を入出力インタフェイス３５に出力する。
【0046】
Ｚ軸モータ５１はエンコーダ７１を有する。主軸モータ５２はエンコーダ７２を有する。Ｘ軸モータ５３はエンコーダ７３を有する。Ｙ軸モータ５４はエンコーダ７４を有する。マガジンモータ５５はエンコーダ７５を有する。エンコーダ７１、７２、７３、７４、７５は、絶対値エンコーダであり、Ｚ軸モータ５１、主軸モータ５２、Ｘ軸モータ５３、Ｙ軸モータ５４、マガジンモータ５５の回転角度を夫々検出する。エンコーダ７１、７２、７３、７４、７５は、検出した回転角度を入出力インタフェイス３５に入力する。ＣＰＵ３１は、エンコーダ７１が検出したＺ軸モータ５１の回転角度θ（ｒａｄ）を取得することで、Ｚ軸モータ５１と連結するボールねじ４１の回転角度を推定し、ボールねじ４１の回転により移動する主軸９のＺ軸方向の位置（以下、Ｚ軸位置と称す。）を推定する。
【0047】
図５（Ａ）は、装着動作におけるＺ軸モータ５１の回転角度θ（ｒａｄ）（横軸）とＺ軸モータ５１に加わる外乱力Ｆ（Ｎｍ）（縦軸）との関係を示すグラフである。図５（Ａ）には、工作機械１の振動等による影響を除くため、工作機械１の固有振動を除去するローパスフィルタによる処理を施してある。装着動作において、主軸９のＺ軸位置は負方向に変化する。
【0048】
Ｚ軸モータ５１に加わる外乱力Ｆは、Ｚ軸モータ５１の駆動による反力としてＺ軸モータ５１に作用する力である。外乱力Ｆは、Ｚ軸モータ５１のトルクＴｍ（Ｎｍ）に含まれ、以下の数１の関係を満たす。
数１において、「θ（上付き一つドット）」は、回転角度θの一階時間微分（角速度（ｒａｄ／ｓ））を示す。「θ（上付き二つドット）」は、回転角度θの二階時間微分（角加速度（ｒａｄ／ｓ２））を示す。Ｊ（ｋｇ・ｍ２）はＺ軸モータ５１に関する慣性モーメントを示す。右辺第二項は慣性力を示す。ＤはＺ軸モータ５１に関する粘性係数（Ｎｍ／（ｒａｄ／ｓ））を示す。右辺第三項は粘性力を示す。ｋはＺ軸モータ５１に関するクーロン摩擦に関する係数（Ｎｍ）を示す。右辺第四項はクーロン摩擦力を示す。
【数1】
【0049】
ＣＰＵ３１は、Ｚ軸モータ５１の駆動電流を駆動回路６１から取得し、回転角度θをエンコーダ７１から取得することで、トルクＴｍを取得する。ＣＰＵ３１は、取得したトルクＴｍ、回転角度θ、及び数１に基づき、外乱力Ｆを取得する。
【0050】
図５（Ｂ）は、装着動作における主軸９のＺ軸位置（横軸）と外乱力Ｆの時間微分値（以下、微分値ｆと称す。）（縦軸）との関係を示すグラフである。図５（Ｂ）において、装着動作における微分値ｆが最小となる場合の主軸９のＺ軸位置（以下、検出位置（ｍｍ）と称す。）を後述する工具情報テーブル５９に記憶する。検出位置は、加工原点を基準としたＺ軸方向の相対位置である。
【0051】
制御装置３０のＣＰＵ３１は、装着状態を判定するために、装着動作における主軸９のＺ軸位置、及びＺ軸モータ５１に加わる外乱力Ｆを所定の周期（例えば、０．５ｍｓ）で取得する。ＣＰＵ３１は、エンコーダ７１から回転角度θを取得することで、主軸９のＺ軸位置を取得する。
【0052】
ＣＰＵ３１は、取得した外乱力Ｆに対してローパスフィルタをかけた後、時間微分して微分値ｆを算出する。ＣＰＵ３１は、算出した微分値ｆと、主軸９のＺ軸位置とを対応付けてＲＡＭ３３に記憶する。ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶された微分値ｆの変動（図５（Ｂ）参照）から検出位置を検出する。
【0053】
図６を参照し、記憶装置３４に記憶される工具情報テーブル５９を説明する。工具情報テーブル５９は、夫々のグリップアーム２３に把持される工具３に関する情報を格納する。即ち、記憶装置３４には、グリップアーム２３の本数（２８本）と同数の工具情報テーブル５９がデータ群として記憶される。工具情報テーブル５９は、工具３毎に設けられる。夫々の工具情報テーブル５９には、１１個のインデックスと、各インデックスに対応するデータが対応付けて格納される。
【0054】
インデックスＮｏ．１には、工具番号が対応付けられる。工具番号は、刃具４の種類を特定するための番号である。インデックスＮｏ．２には、グリップアーム番号が対応付けられる。グリップアーム番号は、工具マガジン２１の複数のグリップアーム２３のうち何れであるかを特定するための番号（１～２８）である。
【0055】
インデックスＮｏ．３には、工具番号が示す刃具４（工具３）の検出回数Ｎ（Ｎは自然数）が対応付けられる。検出回数Ｎは、装着動作において工具番号が示す工具３について検出位置が検出された回数である。検出回数Ｎは、工具情報テーブル５９毎に夫々独立して計数され、対応する工具３が主軸９に装着される毎に１加算される。
【0056】
インデックスＮｏ．４には、工具３のＮ回目の装着動作において、特定角度φから検出される検出位置が対応付けられる。
【0057】
インデックスＮｏ．５には、Ｎ－１回目の装着動作における検出位置が対応付けられる。インデックスＮｏ．６には、Ｎ－２回目の装着動作における検出位置が対応付けられる。インデックスＮｏ．７には、Ｎ－３回目の装着動作における検出位置が対応付けられる。検出回数Ｎが３以下であり、Ｎ－１、Ｎ－２、Ｎ－３の値が零以下になる場合、インデックスＮｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７には、検出位置が対応付けられていないことを示す「Null」が代わりに対応付けられる。
【0058】
インデックスＮｏ．８には、基準値が対応付けられる。基準値は、Ｎ－１回目の装着動作における検出位置、Ｎ－２回目の装着動作における検出位置、及びＮ－３回目の装着動作における検出位置の平均値（ｍｍ）であり、検出位置の基準となる値である。インデックスＮｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７の何れかに「Null」が対応付けられ、基準値を算出できない場合、インデックスＮｏ．８には、「Null」が対応付けられる。
【0059】
インデックスＮｏ．９には、後述する基準値取得状況が対応付けられる。インデックスＮｏ．１０には、検出値が対応付けられる。検出値は、Ｎ回目の検出位置から、基準値を差し引いた差分である。インデックスＮｏ．１１には、判定結果が対応付けられる。詳細は後述するが、判定結果は、検出値に基づき、装着動作における工具３の装着状態を判定した結果である。
【0060】
作業者は、一の工具３に関する情報を確認する場合、入力部３７に表示指令を入力する。表示指令には、工具番号を指定する指令が含まれる。入力部３７は、入力された表示指令を受け付け、ＣＰＵ３１に入力する。ＣＰＵ３１は、表示指令が入力された場合、工具番号に対応する工具情報テーブル５９を記憶装置３４から取得し、取得した工具情報テーブル５９の情報を表示部３８に表示する。
【0061】
【0062】
図７（Ａ）に示すように、一の工具３において検出回数Ｎが１回目であって、装着動作が行われる前、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．４～Ｎｏ．７、Ｎｏ．１１には、「Null」が対応付けられる。
【0063】
主軸９に対して一の工具３を装着する装着動作が行われた場合、制御装置３０のＣＰＵ３１は、検出位置を検出する。図７（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ３１は、工具情報テーブル５９の検出位置を更新する。より詳細に、ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．６の値（Null）をインデックスＮｏ．７に格納し、インデックスＮｏ．５の値（Null）をインデックスＮｏ．６に格納し、インデックスＮｏ．４の値（Null）をインデックスＮｏ．５に格納し、１回目の装着動作における検出位置（３１ｍｍ）をインデックスＮｏ．４に格納する。インデックスＮｏ．１１の値は保持される。
【0064】
図７（Ｃ）に示すように、記憶装置３４には、次回（Ｎ＝２回目）の装着動作が行われるまで、工具情報テーブル５９に格納されたデータが保持される。図７（Ｄ）～図７（Ｆ）に示すように、インデックスＮｏ．４～Ｎｏ．７の値は、一の工具３が主軸９に装着される度、更新される。
【0065】
図８（Ａ）に示すように、検出回数ＮがＭ回目（Ｍは４以上の整数）である場合、インデックスＮｏ．４～Ｎｏ．７の夫々には、検出位置が対応付けられている。この場合、ＣＰＵ３１は、装着動作が行われた後、主軸９に対して装着された工具３の装着状態を判定する。工具３により被削材を加工でき、且つ切削精度に影響が出ない態様の装着状態を、完全装着状態と称す。
【0066】
図８（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ３１は、Ｍ回目の装着動作が行われた後、工具情報テーブル５９の検出位置を更新する。ＣＰＵ３１は、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７の値の平均値を算出することで基準値を決定し、インデックスＮｏ．８に格納する。ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．４の検出位置（Ｍ回目の装着動作における検出位置）から基準値を減算することで検出値を決定する。
【0067】
ＣＰＵ３１は、検出値の絶対値と、所定の閾値とを比較することで、装着状態を判定する。より詳細に、ＣＰＵ３１は、検出値の絶対値が閾値以下である場合、完全装着状態と判定する。閾値は、ＲＯＭ３２に記憶されている。ＣＰＵ３１は、判定結果が完全装着状態であることをインデックスＮｏ．１１に格納する（図８（Ｃ）参照）。Ｍ＋１回目の装着動作が行われるまで、インデックスＮｏ．１１の値は、インデックスＮｏ．４～Ｎｏ．７と同様に保持される（図８（Ｄ）参照）。
【0068】
装着状態の異常には、工具３と主軸９との間に異物（例えば、切削加工で生じる切粉）が付着したまま、主軸９に対して工具３が装着される切粉噛み異常が含まれる。切粉噛み異常である場合、工具３と主軸９との間に異物があるので、主軸９に対する工具３の位置は、完全装着状態である場合と比較して下方になる。故に切粉噛み異常のまま、被削材の加工が行われた場合、切削精度が低下する可能性がある。
【0069】
図８（Ｃ）に示すように、完全装着状態である場合、検出位置は約３２ｍｍである。上述の通り、主軸９が検出位置に位置するとき、板カム４７がカムフォロア４９から離隔し、把持部８５がプルスタッド１７を把持する。
【0070】
一方、切粉噛み異常が発生した場合の主軸９に対するプルスタッド１７の位置は、完全装着状態である場合と比較して下方になる。故に装着動作において、板カム４７がカムフォロア４９から離隔するタイミングが、完全装着状態である場合と比較して早くなる。よって、切粉噛み異常である場合、主軸９のＺ軸位置に応じて変動する外乱力Ｆ（図５（Ａ）の破線）及び微分値ｆ（図５（Ｂ）の破線）は、完全装着状態である場合（図５（Ａ）（Ｂ）の実線）と比較して、Ｚ軸位置の正方向にシフトする。
【0071】
図９（Ｂ）に示すように、切粉噛み異常である場合の検出位置は、完全装着状態である場合の検出位置と比較して上方にシフトする（約３５ｍｍ）。ＣＰＵ３１は、Ｍ回目の装着動作を行った後、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．４～Ｎｏ．７の値を更新する。ＣＰＵ３１は、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７の値から基準値を決定し、インデックスＮｏ．４の検出位置及び基準値から検出値を決定する。
【0072】
ＣＰＵ３１は、検出値に基づき、切粉噛み異常であるか否かを判定する。より詳細に、ＣＰＵ３１は、検出値の絶対値が閾値よりも大きく、且つ検出値が零以上である場合、切粉噛み異常であると判定する。ＣＰＵ３１は、切粉噛み異常であると判定した場合、判定結果が切粉噛み異常であることをインデックスＮｏ．１１に格納する（図９（Ｃ）参照）。
【0073】
Ｍ＋１回目の装着動作が行われるまで、記憶装置３４には工具情報テーブル５９に格納されたデータが保持される（図９（Ｄ）参照）。Ｍ回目の装着動作における装着状態が判定された後から、Ｍ＋１回目の装着動作が行われるまでの間に、表示指令が入力された場合、ＣＰＵ３１は、表示指令に基づき一の工具３の工具情報テーブル５９を表示部３８に表示する。
【0074】
図９（Ｅ）に示すように、ＣＰＵ３１は、Ｍ＋１回目の装着動作を行い、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．４～Ｎｏ．７の値を更新する。ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．４の値（３６ｍｍ）をインデックスＮｏ．５に格納し、Ｍ＋１回目の装着動作における検出位置（３１ｍｍ）をインデックスＮｏ．４に格納する。
【0075】
図９（Ｆ）に示すように、ＣＰＵ３１は、判定結果が切粉噛み異常であることがインデックスＮｏ．１１に格納されていた場合、装着状態の判定を行う前に、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．１１の値を全て削除し、「Null」を対応付ける。Ｍ＋２回目の装着動作が行われるまで、記憶装置３４には工具情報テーブル５９に格納されたデータが保持される（図９（Ｇ）参照）。
【0076】
例えば、Ｎ＝１～３回目である装着動作において、切粉噛み異常における検出位置が含まれる場合がある。又、Ｎ＝Ｍ－３回目～Ｍ－１回目の装着動作における判定結果が切粉噛み異常であり、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．１１の値が削除され、その後の装着動作において、切粉噛み異常における検出位置が（約３５ｍｍ）含まれる場合がある。このような場合、図１０（Ａ）に示すようにＮ＝Ｍ回目の装着動作が行われる前、インデックスＮｏ．４～Ｎｏ．６の何れかに切粉噛み異常における検出位置が含まれる。インデックスＮｏ．４～Ｎｏ．６に格納された検出位置は、Ｎ＝Ｍ回目の装着動作が行われた後、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７に格納され、基準値の決定に用いられる。
【0077】
Ｍ回目の装着動作が行われた後、切粉噛み異常が解消されてインデックスＮｏ．４には、完全装着状態における検出位置（約３２ｍｍ）が格納される（図１０（Ｂ）参照）。又、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７には切粉噛み異常における検出位置が格納される。
【0078】
インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７の何れかに切粉噛み異常における検出位置が格納される場合、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７の全てに完全装着状態における検出位置（約３１ｍｍ）が含まれる場合（図８（Ｂ）参照）と比較して、基準値が大きくなる。基準値が大きくなると、検出値の大きさが変動する。装着状態が検出値に基づき判定されるので、基準値が大きくなると装着状態が正確に判定されない場合がある。基準値の大きさが正常ではなく、装着状態を正確に判定できない異常を検出異常という。
【0079】
ＣＰＵ３１は、検出値に基づき、検出異常であるか否かを判定する。より詳細に、ＣＰＵ３１は、検出値の絶対値が閾値よりも大きく、且つ検出値が零よりも小さい場合、検出異常であると判定する。ＣＰＵ３１は、検出異常であると判定した場合、判定結果が検出異常であることをインデックスＮｏ．１１に格納する（図１０（Ｃ）参照）。Ｍ＋１回目の装着動作が行われるまで、記憶装置３４には工具情報テーブル５９に格納されたデータが保持される（図１０（Ｄ）参照）。
【0080】
図１０（Ｅ）に示すように、ＣＰＵ３１は、Ｍ＋１回目の装着動作を行い、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．４～Ｎｏ．７の値を更新する。
【0081】
図１０（Ｆ）に示すように、ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．１１に判定結果が検出異常であることが格納されていた場合、装着状態の判定を行う前に、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．１１の値を全て削除し、「Null」を対応付ける。Ｍ＋２回目の装着動作が行われるまで、記憶装置３４には工具情報テーブル５９に格納されたデータが保持される（図１０（Ｇ）参照）。
【0082】
図１１、図１２を参照し、制御装置３０のＣＰＵ３１が実行する工具交換処理を説明する。工具交換処理において、ＣＰＵ３１は、工具交換装置２０による工具３の交換、及び装着状態の判定を行う。ＣＰＵ３１は、ＮＣプログラムから読みだしたブロックが工具交換指令である場合、ＲＯＭ３２に記憶された制御プログラムを読み出し、工具交換処理を実行する。工具交換処理の開始時、主軸９は加工原点に位置する。
【0083】
図１１に示すように、ＣＰＵ３１は、Ｚ軸モータ５１を正方向に回転し、主軸９の上昇を開始する（Ｓ１）。ＣＰＵ３１は、主軸９がＡＴＣ原点に到達したか否かを判定する（Ｓ２）。ＣＰＵ３１は、主軸９がＡＴＣ原点に到達していないと判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理をＳ２に戻す。ＣＰＵ３１は、主軸９がＡＴＣ原点に到達したと判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、Ｚ軸モータ５１の回転を停止して、主軸９の上昇を停止する（Ｓ３）。
【0084】
ＣＰＵ３１は、第二工具に対応する工具情報テーブル５９に格納された情報を記憶装置３４から取得する（Ｓ４）。ＣＰＵ３１は、Ｓ４で取得した工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．３（検出回数Ｎ）の値を１加算する（Ｓ５）。ＣＰＵ３１は、マガジンモータ５５を駆動して工具マガジン２１を回転し、第二工具を把持するグリップアーム２３を工具交換位置に割り出す（Ｓ６）。
【0085】
ＣＰＵ３１は、Ｚ軸モータ５１を逆方向に回転し、主軸９の下降を開始する（Ｓ７）。これにより、工具３の装着動作が開始される。ＣＰＵ３１は、主軸９のＺ軸位置及び外乱力Ｆの取得を開始する（Ｓ８）。ＣＰＵ３１は、Ｓ８の処理において、駆動回路６１から取得する駆動電流と、エンコーダ７１から取得する回転角度θとに基づき、Ｚ軸モータ５１のトルクＴｍを取得する。ＣＰＵ３１は、トルクＴｍに含まれる外乱力Ｆを数１に基づき取得する。
【0086】
ＣＰＵ３１は、主軸９のＺ軸位置及び外乱力Ｆを新たに取得したか否かを判定する（Ｓ１１）。ＣＰＵ３１は、Ｚ軸位置及び外乱力Ｆを新たに取得していないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理をＳ１１に戻す。ＣＰＵ３１は、Ｚ軸位置及び外乱力Ｆを新たに取得したと判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、取得したＺ軸位置に基づき、主軸９が加工原点に到達したか否かを判定する（Ｓ１２）。
【0087】
ＣＰＵ３１は、主軸９が加工原点に到達していないと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、取得したＺ軸位置及び外乱力Ｆにローパスフィルタによる処理を施す（Ｓ１３）。ＣＰＵ３１は、外乱力Ｆを時間微分して微分値ｆを算出する（Ｓ１４）。ＣＰＵ３１は、Ｚ軸位置と微分値ｆとを対応付けてＲＡＭ３３に記憶する（Ｓ１５）。ＲＡＭ３３には、Ｚ軸位置及び微分値ｆが時系列で記憶される。ＣＰＵ３１は、処理をＳ１１に戻す。
【0088】
ＣＰＵ３１は、主軸９が加工原点に到達したと判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｓ８の処理で開始したＺ軸モータ５１のＺ軸位置及び外乱力Ｆの取得を停止する（Ｓ１６）。ＣＰＵ３１は、Ｚ軸モータ５１の回転を停止し、主軸９の下降を停止する（Ｓ１７）。
【0089】
ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶された微分値ｆに基づき、検出位置を検出する（Ｓ２１）。ＣＰＵ３１は、Ｓ２１の処理において、Ｚ軸位置に応じて変動する微分値ｆから検出位置を決定する。ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．４～７の検出位置を更新する（Ｓ２２）（図８（Ｂ）参照）。ＣＰＵ３１は、処理をＳ２３（図１２参照）に移行する。
【0090】
図１２に示すように、ＣＰＵ３１は、Ｓ２２（図１１参照）で更新された工具情報テーブル５９において、インデックスＮｏ．７に検出回数Ｎ－３回目の装着動作における検出位置が格納されているか否かを判定する（Ｓ２３）。検出回数Ｎが１～３回目である場合、又は工具３のＮ－３回目～Ｎ－１回目の装着動作における装着状態の判定結果が異常（切粉噛み異常又は検出異常）と判定され、インデックスＮｏ．７の値が削除された場合、インデックスＮｏ．７には「Null」が対応付けられている。ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．７に検出位置が格納されていないと判定した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、処理をＳ３６に移行する。
【0091】
ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．７に検出位置が格納されていると判定した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、工具３のＮ－１回目の装着動作における装着状態の判定結果が異常（切粉噛み異常又は検出異常）であるか否かを判定する（Ｓ２４）。ＣＰＵ３１は、Ｓ２４の処理において、インデックスＮｏ．１１の判定結果に基づき判定する。ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．１１の判定結果が切粉噛み異常又は検出異常であって、Ｎ－１回目の装着動作における装着状態の判定結果が異常である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．１１の値を削除し（Ｓ２５）、処理をＳ３６に移行する。
【0092】
ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．１１の判定結果が完全装着状態であって、Ｎ－１回目の装着動作における装着状態の判定結果が異常でない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７の検出位置の平均値を算出することで基準値を決定し、決定した基準値をインデックスＮｏ．８に格納する（Ｓ２６）。ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．４の検出位置、及びインデックスＮｏ．８の基準値を取得する（Ｓ２７）。ＣＰＵ３１は、検出位置から基準値を減算することで検出値を決定し、決定した基準値をインデックスＮｏ．１０に格納する（Ｓ２８）。
【0093】
ＣＰＵ３１は、Ｓ２８で決定した検出値の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ３１）。ＣＰＵ３１は、検出値の絶対値が閾値以下であると判定した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、判定結果が完全装着状態であるとして、処理をＳ３５に移行する。
【0094】
ＣＰＵ３１は、検出値の絶対値が閾値よりも大きいと判定した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、検出値が零以上であるか否かを判定する（Ｓ３２）。ＣＰＵ３１は、検出値が零以上であると判定した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、判定結果が切粉噛み異常であるとして、切粉噛み異常報知を行う（Ｓ３３）。ＣＰＵ３１は、Ｓ３３の処理において、判定結果が切粉噛み異常であることを表示部３８に表示することで報知する。ＣＰＵ３１は、処理をＳ３５に移行する。
【0095】
ＣＰＵ３１は、検出値が零よりも小さいと判定した場合（Ｓ３２：ＮＯ）、判定結果が検出異常であるとして、検出異常報知を行う（Ｓ３４）。ＣＰＵ３１は、Ｓ３４の処理において、判定結果が検出異常であることを表示部３８に表示することで報知する。ＣＰＵ３１は、処理をＳ３５に移行する。
【0096】
ＣＰＵ３１は、工具３のＮ回目の装着動作における装着状態の判定結果（完全装着状態、切粉噛み異常、又は検出異常）をインデックスＮｏ．１１に格納する（Ｓ３５）。ＣＰＵ３１は、基準値取得情報をインデックスＮｏ．９に格納する（Ｓ３６）。基準値取得状況は、Ｎ＋１回目の装着動作における装着状態の判定において基準値を決定するために必要な検出位置が工具情報テーブル５９に格納されているか否かを示す。ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．４～Ｎｏ．６に検出位置が格納されている場合、Ｎ＋１回目の装着動作において基準値を決定できることをインデックスＮｏ．９に格納する。ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．４～Ｎｏ．６の少なくとも一つに検出位置が格納されていない場合、Ｎ＋１回目の装着動作において基準値を決定できないとして「Null」をインデックスＮｏ．９に対応付ける。ＣＰＵ３１は、工具交換処理を終了する。
【0097】
以上説明したように、制御装置３０のＣＰＵ３１は、外乱力Ｆの微分値ｆの変動に基づき検出位置を検出する（Ｓ２１）。ＣＰＵ３１は、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．４を更新することで、Ｎ回目の装着動作における検出位置を記憶装置３４に記憶する（Ｓ２２）。ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７に格納されたＮ－３回目～Ｎ－１回目の装着動作における検出位置に基づき基準値を決定する（Ｓ２６）。ＣＰＵ３１は、Ｎ回目の装着動作における検出位置及び基準値に基づき検出値を決定し、該検出値に基づき装着状態を判定する（Ｓ３１、Ｓ３２）。ＣＰＵ３１は、装着状態の判定結果が異常（切粉噛み異常又は検出異常）である場合、Ｎ＋１回目の装着動作において、Ｎ＋１回目の装着動作における検出位置を記憶装置３４に記憶した後（Ｓ２２）、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７に格納されたＮ－２回目～Ｎ回目の装着動作における検出位置を削除する（Ｓ２５）。
【0098】
このように、制御装置３０は、装着状態の判定結果が異常である場合、Ｎ－２回目～Ｎ回目の装着動作における検出位置が削除されるので、Ｎ＋１回目以降の装着状態の判定において、装着状態の判定結果が異常である場合の検出位置に基づき装着状態が判定されることを抑制できる。よって、制御装置３０は、装着状態を精度よく判定できる。更に、記憶装置３４には、Ｎ＋１回目の装着動作における検出位置を記憶装置３４に記憶するまで、Ｎ－２回目～Ｎ回目の装着動作における検出位置が保持される。作業者は、工具３のＮ回目の装着動作における装着状態の判定結果が異常と判定されてからＮ＋１回目の装着動作における検出位置が記憶装置３４に記憶されるまでの間に表示指令を入力することで、Ｎ回目の装着動作が完了した後の工具情報テーブル５９のデータ（検出位置、検出値等）を確認できる。よって、作業者は、工作機械１の状態を正確に把握できる。
【0099】
ＣＰＵ３１は、検出値の絶対値が閾値よりも大きい場合（Ｓ３１：ＮＯ）、装着状態が異常であると判定する。制御装置３０は、Ｎ回目の装着動作における検出位置と基準値とがどれだけずれているかを示す検出値の絶対値の大きさに基づき、装着状態が異常であるか判定する。よって、制御装置３０は、装着状態を精度よく判定できる。
【0100】
ＣＰＵ３１は、検出値の絶対値が閾値よりも大きく（Ｓ３１：ＮＯ）、且つ検出値が零以上である（即ち、Ｎ回目の装着動作における検出位置が基準値以上である）と判定した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、装着状態の異常が切粉噛み異常であると判定する。ＣＰＵ３１は、検出値の絶対値が閾値よりも大きく（Ｓ３１：ＮＯ）、且つ検出値が零よりも小さい（即ち、Ｎ回目の装着動作における検出位置が基準値よりも小さい）と判定した場合（Ｓ３２：ＮＯ）、装着状態の異常が検出異常であると判定する。制御装置３０は、装着状態の異常が切粉噛み異常及び検出異常の何れであるかを判定するので、異常の種類に合わせた処理を実行できる。
【0101】
ＣＰＵ３１は、装着状態の異常が切粉噛み異常であると判定した場合、切粉噛み異常報知を行う（Ｓ３３）。ＣＰＵ３１は、装着状態の異常が検出異常であると判定した場合、検出異常報知を行う（Ｓ３４）。制御装置３０は、切粉噛み異常と検出異常とで異なる報知を行う。よって、作業者は、装着状態の異常が切粉噛み異常及び検出異常の何れであるかを把握できる。
【0102】
ＣＰＵ３１は、工具３のＮ回目の装着動作における装着状態の判定において、Ｎ－３回目～Ｎ－１回目の装着動作における検出位置に基づき基準値を決定する（Ｓ２６）。ＣＰＵ３１は、Ｎ回目の装着動作における装着状態の判定において異常（切粉噛み異常又は検出異常）と判定した場合、Ｎ＋１回目の装着動作が行われた後、Ｎ－２回目～Ｎ回目の検出位置を全て削除する。Ｎ＋１回目の装着動作における装着状態の判定では、基準値は、Ｎ－２回目～Ｎ回目の装着動作における検出位置に基づき決定される。Ｎ回目の装着動作における装着状態の判定において異常と判定された場合、Ｎ＋１回目の装着動作における装着状態の判定において基準値の大きさが正常ではなくなり、そのまま装着状態が判定されると、検出異常となる可能性がある。制御装置３０は、工具３のＮ回目の装着動作における装着状態の判定において異常と判定した場合、Ｎ＋１回目の装着動作における装着状態の判定のための基準値を決定するためのＮ－２回目～Ｎ回目の装着動作における検出位置を全て削除する。よって、制御装置３０は、装着状態を精度よく判定できる。
【0103】
ＣＰＵ３１は、Ｎ回目の装着動作における装着状態の判定において、Ｎ－３回目～Ｎ－１回目の装着動作における検出位置の平均値を算出することで、基準値を決定する（Ｓ２６）。制御装置３０は、統計処理として、Ｎ－１回目以前に工具情報テーブル５９に格納された複数の検出位置の平均値を算出する。よって、制御装置３０は、Ｎ回目の装着動作において装着状態を精度よく判定できる。
【0104】
ＣＰＵ３１は、Ｚ軸モータ５１を逆方向に回転し、主軸９の下降することで、工具３の装着動作を行う（Ｓ７）。ＣＰＵ３１は、工具３の装着動作の過程で、Ｚ軸モータ５１のトルクＴｍを取得することで外乱力Ｆ及を取得する（Ｓ２２）。ＣＰＵ３１は、外乱力Ｆの微分値ｆの変動に基づき、検出位置を検出する（Ｓ２１）。工具３は、板カム４７がカムフォロア４９から離隔するタイミングで把持部８５に把持されることで、主軸９に装着される。該タイミングは主軸９のＺ軸位置が検出位置となるタイミングであり、制御装置３０はトルクＴｍに含まれる外乱力Ｆに基づき、検出位置の検出を行う。よって、制御装置３０は、装着状態を精度よく判定できる。
【0105】
本発明は上記実施形態から種々変更できる。以下説明する各種変形例は、矛盾が生じない限り夫々組み合わせ可能である。制御装置３０は工作機械１に設けられる場合に限らず、工作機械１とは別体に設けられてもよい。例えば制御装置３０は、工作機械１に接続した装置（ＰＣ、専用機等）でもよい。ＣＰＵ３１の代わりに、例えばマイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等が、プロセッサとして用いられてもよい。工具交換処理は、複数のプロセッサによって分散処理されてもよい。
【0106】
ＲＯＭ３２、記憶装置３４等の非一時的な記憶媒体は、情報を記憶する期間に関わらず、情報を留めておくことが可能な記憶媒体であればよい。非一時的な記憶媒体は、一時的な記憶媒体（例えば、伝送される信号）を含まなくてもよい。工具交換処理を実行するための制御プログラムは、例えば、図示外のネットワークに接続されたサーバからダウンロードされて（すなわち、伝送信号として送信され）、ＲＯＭ３２又は記憶装置３４に記憶されてもよい。この場合、制御プログラムは、サーバに備えられたＨＤＤ等の非一時的な記憶媒体に保存されていればよい。
【0107】
工具交換装置２０は、タレット式に限らず、例えばアーム式でもよい。Ｚ軸移動機構８の構成は適宜変更してもよい。Ｚ軸移動機構８は、ボールねじ４１の代わりに、Ｚ軸モータ５１の回転によって主軸９を移動する構成を有してもよい。Ｚ軸移動機構８は、ボールねじ４１に代わり、例えばＺ軸方向に延びるすべりねじ、Ｚ軸方向に歯が形成されたスプライン軸を有してもよい。この場合も、ＣＰＵ３１は、上記実施形態と同様に装着状態を判定できる。
【0108】
上記実施形態において、ＣＰＵ３１は、エンコーダ７１から取得する回転角度θから主軸９のＺ軸位置を推定し、Ｚ軸位置に応じて変動する微分値ｆから検出位置を検出し、検出位置に基づき装着状態を判定した。これに対し、ＣＰＵ３１は、検出位置に代わり主軸９が検出位置に位置する時の回転角度θ（以下、特定角度φと称す。）に基づき装着状態を判定してもよい。この場合、ＣＰＵ３１は、工具情報テーブル５９のインデックスＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７に、Ｎ回目の装着動作における特定角度φ、Ｎ－１回目の装着動作における特定角度φ、Ｎ－２回目の装着動作における特定角度φ、Ｎ－３回目の装着動作における特定角度φを夫々格納する。又、基準値は、Ｎ－３回目～Ｎ－１回目の装着動作における特定角度φに基づき決定される。ＣＰＵ３１は、特定角度φから基準値を差し引いた検出値に基づき、装着状態を判定する。
【0109】
検出位置は工具３が主軸９に装着される過程における主軸９のＺ軸位置から決定されればよく、装着動作において最小を示す微分値ｆに対応するＺ軸位置に限定されない。ＣＰＵ３１は、例えば装着動作において最大を示す微分値ｆに対応するＺ軸位置を検出位置として検出してもよい。ＣＰＵ３１は、例えば最小を示す微分値ｆに対応するＺ軸位置から所定距離ｚだけＺ軸方向にずれた位置を検出位置として検出してもよい。ＣＰＵ３１は、例えば最小を示す微分値ｆに対応するＺ軸方向に所定の係数αを乗算した位置を検出位置として検出してもよい。これらの場合も、検出位置は工具３が主軸９に装着される過程における主軸９のＺ軸位置であり、ＣＰＵ３１は検出位置に基づき装着状態を判定できる。
【0110】
Ｎ回目の装着動作における基準値は、Ｎ－１回目以前の装着動作において工具情報テーブル５９に格納された検出位置に基づき決定されればよく、基準値の決定方法は適宜変更してもよい。上記実施形態ではＮ回目の装着動作において、ＣＰＵ３１は、Ｎ－３回目～Ｎ－１回目の装着動作における検出位置に基づき基準値を決定したが、例えばＮ－４回目～Ｎ－２回目の装着動作における検出位置に基づき基準値を決定してもよい。上記実施形態において、ＣＰＵ３１は、Ｎ－１回目以前の装着動作における３つの検出位置（Ｎ－３回目～Ｎ－１回目の装着動作における検出位置）に基づき基準値を決定した。これに対し、ＣＰＵ３１は、Ｎ－１回目以前の装着動作における２つ、又は４つ以上の検出位置に基づき基準値を決定してもよい。又、ＣＰＵ３１は、Ｎ－１回目以前の装着動作における１つの検出位置に基づき基準値を決定してもよい。この場合、ＣＰＵ３１は、基準値を決定するための統計処理を省略できる。
【0111】
上記実施形態において、ＣＰＵ３１は、統計処理としてＮ－１回目以前の装着動作における複数の検出位置（Ｎ－３回目～Ｎ－１回目の装着動作における検出位置）の平均値を算出することで基準値を決定した。これに対し、ＣＰＵ３１は、例えば統計処理としてＮ－１回目以前の装着動作における複数の検出位置の中央値を算出することで基準値を決定してもよい。ＣＰＵ３１は、例えば統計処理としてＮ－１回目以前の装着動作における複数の検出位置のうち最大値又は最小値を基準値として決定してもよい。
【0112】
ＣＰＵ３１は、Ｎ回目の装着動作における検出位置及び基準値に基づき装着状態を判定すればよく、装着状態の判定方法は適宜変更してもよい。ＣＰＵ３１は、例えばＮ回目の装着動作における検出位置から基準値を差し引いた差分に係数βを乗算した結果を検出値として決定し、該検出値に基づき装着状態を判定してもよい。ＣＰＵ３１は、例えばＮ回目の装着動作における検出位置とＮ－１回目の装着動作における検出位置との和から、基準値を差し引いた差分を検出値として決定し、該検出値に基づき装着状態を判定してもよい。装着状態を判定するための閾値は所定値でなくてもよく、適宜変更してもよい。ＣＰＵ３１は、例えば複数の検出位置の標準偏差σを算出し、標準偏差σの６倍（６σ）を閾値として装着状態を判定してもよい。
【0113】
装着状態の判定結果が異常であった場合に、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．１１に格納された値が削除されたが、削除されるタイミングはＮ＋１回目の装着動作における検出位置がインデックスＮｏ．４に格納されたタイミング（Ｓ２２）以降であればよく、適宜変更してもよい。ＣＰＵ３１は、例えばＮ＋１回目の装着動作における検出位置がインデックスＮｏ．４に格納され（Ｓ２２）、更に基準値を決定した後（Ｓ２６）、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．１１に格納された値を削除してもよい。この場合、Ｎ＋２回目以降の装着動作における装着状態が精度よく判定されるために、インデックスＮｏ．８に格納された基準値が削除されることが好ましい。ＣＰＵ３１は、例えばＮ＋２回目の装着動作における検出位置がインデックスＮｏ．４に格納された後、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．１１に格納された値を削除してもよい。
【0114】
Ｎ回目の装着動作における装着状態の判定結果が異常であった場合に、Ｎ＋１回目の装着動作において、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７に格納された値（Ｎ－２回目～Ｎ回目の検出位置）が全て削除されたが、削除される範囲は、適宜変更してもよい。ＣＰＵ３１は、例えばインデックスＮｏ．５、Ｎｏ．６に格納された値を削除してもよい。又、ＣＰＵ３１は、例えばインデックスＮｏ．８～Ｎｏ．１１に格納された値（基準値、基準値取得状況、検出値、判定結果）の少なくとも一つを削除しなくてもよい。
【0115】
ＣＰＵ３１は、装着状態の判定結果が異常である場合に（Ｓ３１：ＮＯ）、異常が切粉噛み異常又は検出異常の何れであるかを判定しなくてもよい。この場合、工具交換処理において、Ｓ３２の処理が省略されてもよい。又、Ｓ３３、Ｓ３４の処理に代わり、装着状態の判定結果が異常である旨の報知が行われてもよい。
【0116】
ＣＰＵ３１は、装着状態の判定結果が異常である場合に（Ｓ３１：ＮＯ）、異常が切粉噛み異常及び検出異常以外の異常（例えば、工具３の劣化等）であるか否かを判定してもよい。
【0117】
ＣＰＵ３１は、Ｓ３２の処理において、検出値が零よりも大きい場合に装着状態の異常が切粉噛み異常であると判定してもよい。この場合、ＣＰＵ３１は、検出値が零以下である場合に装着状態の異常が検出異常であると判定する。
【0118】
ＣＰＵ３１は、装着状態の異常が切粉噛み異常であると判定した場合に、切粉噛み異常報知を行わなくてもよい。この場合、工具交換処理において、Ｓ３３の処理が省略されてもよい。ＣＰＵ３１は、装着状態の異常が検出異常であると判定した場合に、検出異常報知を行わなくてもよい。この場合、工具交換処理において、Ｓ３４の処理が省略されてもよい。
【0119】
切粉噛み異常報知（Ｓ３３）、検出異常報知（Ｓ３４）の態様は、表示部３８による表示に限らず適宜変更してもよい。例えば、切粉噛み異常報知、検出異常報知は、例えばスピーカ（非図示）が発する音声、ランプによる発光により報知されてもよい。
【0120】
上記実施形態において、ＣＰＵ３１は、外乱力Ｆを取得し、外乱力Ｆの微分値ｆに基づき、検出位置を検出した。これに対し、ＣＰＵ３１は、例えば、取得したトルクＴｍに基づき検出位置を検出してもよい。この場合、ＣＰＵ３１は、Ｚ軸位置に応じて変動するトルクＴｍのうち、最大又は最小の何れか一方を示すトルクＴｍに対応する主軸９のＺ軸位置を検出位置として検出してもよい。ＣＰＵ３１は、トルクＴｍを時間微分し、トルクＴｍの微分値のうち、最大又は最小を示すトルクＴｍの微分値に対応する主軸９のＺ軸位置を検出位置として検出してもよい。この場合も、ＣＰＵ３１は、トルクＴｍの変動に基づき、装着状態を判定できる。
【0121】
ＣＰＵ３１は、変動する微分値ｆのうち、最大を示す微分値ｆに対応する主軸９のＺ軸位置を検出位置として検出してもよい。この場合も、ＣＰＵ３１は、微分値ｆの変動に基づき、装着状態を判定できる。
【0122】
ＣＰＵ３１は、例えば外乱力Ｆを微分せず、主軸９のＺ軸位置に応じて変動する外乱力Ｆに基づき検出位置を検出してもよい。この場合、ＣＰＵ３１は、変動する外乱力Ｆのうち、最大又は最小の何れか一方を示す外乱力Ｆに対応するＺ軸位置を検出位置として検出してもよい。この場合も、ＣＰＵ３１は、外乱力Ｆの変動に基づき、装着状態を判定できる。
【0123】
ＣＰＵ３１は、外乱力Ｆ（トルクＴｍ）を二乗した値に基づき検出位置を決定してもよい。ＣＰＵ３１は、外乱力Ｆ（トルクＴｍ）を二階微分した値に基づき検出位置を決定してもよい。ＣＰＵ３１は、所定時間内の外乱力Ｆ（トルクＴｍ）を平均した値に基づき検出位置を決定してもよい。
【0124】
ＣＰＵ３１は、Ｎ＋１回目の装着動作において、Ｎ回目の装着操作における装着状態の判定結果が異常であるか否かをインデックスＮｏ．１１に格納された判定結果に基づき判定した（Ｓ２４）。これに対し、ＣＰＵ３１は、Ｎ回目の装着動作における装着状態の判定結果が異常であるか否かをインデックスＮｏ．９に格納された基準値取得状況に基づき判定してもよい。基準値取得状況は、Ｎ＋１回目の装着動作における装着状態の判定において基準値を決定するために必要な検出位置が工具情報テーブル５９に格納されているか否かを示す。インデックスＮｏ．７に検出位置が格納されており、且つＮ回目の装着動作における装着状態の判定結果が異常である場合、インデックスＮｏ．５～Ｎｏ．７の値が削除されるので、インデックスＮｏ．９の基準値取得状況には「Null」が対応付けられる。よって、ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．９の基準値取得状況に基づき装着状態の判定結果が異常であるか否かを判定できる。なお、ＣＰＵ３１は、インデックスＮｏ．７に検出位置が格納されていない場合、Ｎ回目の装着動作における装着状態の判定結果が異常であるか否かを、基準値取得状況に基づき判定しない。
【0125】
ＣＰＵ３１は、Ｓ８で取得したＺ軸位置及び外乱力Ｆを補間（オーバーサンプリング）する補間Ｚ軸位置及び補間外乱力を生成してもよい。この場合、ＣＰＵ３１は、補間外乱力を時間微分した微分値に基づき検出位置を検討することで、検出位置を、工具３が主軸９に装着されるタイミングにおけるＺ軸位置に対してより近似させることができる。
【0126】
ＣＰＵ３１は、外乱力Ｆの取得方法を適宜変形してもよい。ＣＰＵ３１は、例えばトルクＴｍと慣性力（数１の右辺第二項）の差分を外乱力Ｆとして取得してもよい。
【0127】
ＣＰＵ３１は、Ｚ軸位置及び外乱力Ｆにローパスフィルタによる処理を施さなくてもよい。この場合、Ｓ１３の処理を省略してもよい。ＣＰＵ３１は、Ｚ軸位置及び外乱力Ｆにハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドストップフィルタ等の各種フィルタによる処理を施してもよい。
【0128】
制御装置３０は、本発明の「数値制御装置」の一例である。Ｚ軸モータ５１は、本発明の「モータ」の一例である。検出位置は、本発明の「位置」の一例である。Ｓ２１の処理を実行するＣＰＵ３１は、本発明の「検出部」の一例である。Ｓ２２の処理を実行するＣＰＵ３１は、本発明の「記憶部」の一例である。基準値は、本発明の「基準位置」の一例である。Ｓ２６の処理を実行するＣＰＵ３１は、本発明の「決定部」の一例である。Ｓ３１、Ｓ３２の処理を実行するＣＰＵ３１は、本発明の「判定部」の一例である。Ｓ２５の処理を実行するＣＰＵ３１は、本発明の「削除部」の一例である。切粉噛み異常は、本発明の「第一異常」の一例である。検出異常は、本発明の「第二異常」の一例である。Ｓ３３、Ｓ３４の処理を実行するＣＰＵ３１は、本発明の「報知部」の一例である。平均値は、本発明の「統計値」の一例である。Ｓ７の処理を実行するＣＰＵ３１は、本発明の「装着部」の一例である。Ｓ８の処理を実行するＣＰＵ３１は、本発明の「取得部」の一例である。Ｓ２１の処理は、本発明の「検出工程」の一例である。Ｓ２２の処理は、本発明の「記憶工程」の一例である。Ｓ２６の処理は、本発明の「決定工程」の一例である。Ｓ３１、Ｓ３２の処理は、本発明の「判定工程」の一例である。Ｓ２５の処理は、本発明の「削除工程」の一例である。
【符号の説明】
【0129】
１ 工作機械
３ 工具
９ 主軸
２０ 工具交換装置
３０ 制御装置
３１ ＣＰＵ
３４ 記憶装置
５１ Ｚ軸モータ
５９ 工具情報テーブル
３ 工具
９ 主軸
２０ 工具交換装置
３０ 制御装置
３１ ＣＰＵ
３４ 記憶装置
５１ Ｚ軸モータ
５９ 工具情報テーブル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】