特許 7071619 工作機械および工作機械の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-11

(45)【発行日】2022-05-19

(54)【発明の名称】工作機械および工作機械の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/00 20060101AFI20220512BHJP

【ＦＩ】

B23Q17/00 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017249033

(22)【出願日】2017-12-26

(65)【公開番号】P2019111632

(43)【公開日】2019-07-11

【審査請求日】2020-11-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000107642

【氏名又は名称】スター精密株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096703

【弁理士】

【氏名又は名称】横井 俊之

(74)【代理人】

【識別番号】100124958

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 建志

(74)【代理人】

【識別番号】100126077

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 亮平

(72)【発明者】

【氏名】賀来 則夫

【審査官】村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１２９１３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０２５７７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械であって、
所定の検出処理を実行可能なセンサと、
前記センサによる検出信号を無線で送信する無線通信部と、
特定周波数で振動することにより発電して前記センサおよび前記無線通信部に電力を供給する発電部と、
前記発電部が設置されている被設置部に前記特定周波数の振動を与える駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記工作機械においてワークの加工が行われない非加工時間に、前記被設置部に前記特定周波数の振動を与える、ことを特徴とする工作機械。

【請求項2】

前記被設置部としての主軸台を有し、
前記駆動部は、前記主軸台に振動を与えることが可能なアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記センサは温度センサであり、
前記温度センサは、前記非加工時間に温度検出を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記センサは加速度センサであり、
前記加速度センサは、前記ワークの加工が行われる加工時間に加速度検出を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工作機械。

【請求項5】

特定周波数で振動することにより発電して所定のセンサおよび無線通信部に電力を供給する発電部が設置された、工作機械の被設置部に、前記工作機械においてワークの加工が行われない非加工時間に前記特定周波数の振動を与える加振工程を含むことを特徴とする工作機械の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械および工作機械の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

周囲の信号を検出するセンサモジュールと、センサモジュールで検出された信号を無線電波として発信する無線モジュールと、センサモジュールおよび無線モジュールに電力を供給する発電モジュールとを一つの筐体に収め、測定対象物に固定されるセンサーユニットの構成において、発電モジュールの発電方法として振動を用いることが開示されている（特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７‐３５５５号公報

【文献】特開２０１７‐９６８３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記文献１，２には、発電モジュールを振動を用いて発電させる旨記載されているが、単に発電モジュールを振動させれば適切な発電が得られる訳ではない。前記文献１，２においては、センサーユニットが固定される転がり軸受や直動案内装置は、それらが通常動作するときに何らかの振動を伴って動作しているにしても、そのような振動は、発電モジュールによる発電に適した振動とは言えない。発電モジュールによる発電に適した特定の振動を与えなければ、動作させる対象（センサモジュールや無線モジュール）に安定して電力を供給することはできなかった。

【0005】

本発明は少なくとも上述の課題に対して有用な工作機械および工作機械の制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様の１つは、工作機械は、所定の検出処理を実行可能なセンサと、前記センサによる検出信号を無線で送信する無線通信部と、特定周波数で振動することにより発電して前記センサおよび前記無線通信部に電力を供給する発電部と、前記発電部が設置されている被設置部に前記特定周波数の振動を与える駆動部と、を備える。
当該構成によれば、駆動部は、発電部が設置されている被設置部に任意のタイミングで前記特定周波数の振動を与えることができる。これにより、確実に発電部に発電させて、発電部からセンサおよび無線通信部に必要な電力を供給させることができる。

【0007】

本発明の態様の１つは、前記駆動部は、前記工作機械においてワークの加工が行われない非加工時間に、前記被設置部に前記特定周波数の振動を与えるとしてもよい。
当該構成によれば、非加工時間を利用して被設置部に前記特定周波数の振動を与えることにより、確実に発電部に発電させることができる。

【0008】

本発明の態様の１つは、前記センサは温度センサであり、前記温度センサは、前記非加工時間に温度検出を実行するとしてもよい。
当該構成によれば、非加工時間を利用して、発電部による発電と、当該発電された電力による温度センサの動作（温度検出）とを行うことができる。

【0009】

本発明の態様の１つは、前記センサは加速度センサであり、前記加速度センサは、前記ワークの加工が行われる加工時間に加速度検出を実行するとしてもよい。
当該構成によれば、発電部による発電を行いつつ、当該発電された電力を利用して加工時間中に加速度センサによる加速度検出を行うことができる。

【0010】

本発明の技術的思想は、工作機械という物以外によっても実現される。
例えば、特定周波数で振動することにより発電して所定のセンサおよび無線通信部に電力を供給する発電部が設置された、工作機械の被設置部に、前記特定周波数の振動を与える加振工程を含む工作機械の制御方法を、一つの発明として把握することができる。
また、前記駆動部を制御するためのプログラムや、当該プログラムを記憶したコンピューター読み取り可能な記憶媒体や、前記方法を実現するためのシステム等も、夫々に発明として成り立つ。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】旋盤の構成を簡易的に示す図。

【図2】ＮＣ装置および旋盤における電気的な接続関係を簡易的に示すブロック図。

【図3】センサーユニットの構成例を示すブロック図。

【図4】加工プログラムに従った制御処理を示すフローチャート。

【図5】センサーユニットの他の構成例を示すブロック図。

【図6】実施例２におけるセンサーユニット側の処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、各図を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお各図は、本実施形態を説明するための例示に過ぎない。

【0013】

１．装置構成の説明：
図１は、本実施形態にかかる旋盤１０の一例を簡易的に示している。旋盤１０は工作機械の一種である。ただし本発明の思想は、旋盤に限定されず、切削、研削あるいはその他の加工を行う工作機械全般に適用可能である。旋盤１０は、コンピューターとしてのＮＣ（Numerical Control）装置１１に数値制御されることにより、ワークＷに対する加工を実施する。ＮＣ装置１１と旋盤１０とを含めた構成を、ＮＣ旋盤と呼ぶことが出来る。また、ＮＣ旋盤により、後述する加振処理（加振工程）を含む工作機械の制御方法が実現される。

【0014】

旋盤１０は、例えば、主軸５２を搭載した主軸台５３や、刃物台４３を含む。主軸台５３は、テーブル６５に固定されており、主軸５２の軸方向（Ｚ軸方向）に、主軸５２とともに移動可能である。Ｚ軸は、図１においては左右方向を向いている。便宜上、Ｚ軸方向のプラス側（図１においては右側）を「前」、Ｚ軸方向のマイナス側（図１においては左側）を「後」として説明を行う。主軸５２は、主軸台５３の後方からＺ軸上に供給される棒状のワークＷを解放可能に把持するコレット５２ａを前端部に備える。

【0015】

刃物台４３には、主軸５２から前方に突出したワークＷの加工に用いられる工具４３ａが装着される。刃物台４３には、正面加工用のバイト、突っ切り加工用のバイト等を含む複数種類の工具が同時に取り付けられても良いし、これらの工具が交換可能に取り付けられてもよい。刃物台４３が移動するＸ軸方向は、Ｚ軸方向に対して垂直であり、図１においては上下方向を向いている。また、刃物台４３が移動するＹ軸方向は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に対して垂直な方向（図１の紙面に対して垂直な方向）である。

【0016】

図１の例では、アクチュエータ６１が、ボールねじ機構６２を動作させることで、ボールねじ機構６２のＺ軸方向と平行なねじ軸６３に沿って直進移動体６４を移動させる。ボールねじ機構６２の直進移動体６４とテーブル６５とが固定されているため、直進移動体６４とともにテーブル６５が移動し、これにより、テーブル６５に固定された主軸台５３および主軸台５３に搭載された主軸５２がＺ軸方向に沿って前後に移動する。アクチュエータ６１は、ボールねじ機構６２の動力源となるモータ（サーボモータ、リニアモータ等）である。ただし、ボールねじ機構６２は、テーブル６５にＺ軸方向と平行な直線運動をさせるための一手段に過ぎない。例えば、アクチュエータ６１は、油圧や電動で直線運動を行うシリンダーを動作させることにより、テーブル６５をＺ軸方向と平行に移動させるとしてもよい。

【0017】

図２は、ＮＣ装置１１および旋盤１０における各部の電気的な接続関係を、ブロック図により簡易的に示している。ＮＣ装置１１は、例えば、コントローラーとしてのＣＰＵ１１ａ、ＲＡＭ１１ｂ、ＲＯＭ１１ｃを有する。また、ＮＣ装置１１に対しては、サーボアンプ４０、主軸用アンプ５０、サーボアンプ６０等が、バス１１ｄによって通信可能に接続されている。サーボアンプ４０は、Ｘ軸モータ４１、Ｙ軸モータ４２とそれぞれ接続しており、接続する各モータ４１，４２に対して電力を供給する。Ｘ軸モータ４１およびＹ軸モータ４２は刃物台４３と接続しており、供給された電力を刃物台４３を移動させるための動力に変換し、刃物台４３をＸ軸方向、Ｙ軸方向それぞれへ移動させる。

【0018】

サーボアンプ６０は、アクチュエータ６１と接続し、アクチュエータ６１に対して電力を供給する。主軸用アンプ５０は、主軸モータ５１と接続し、主軸モータ５１に電力を供給する。主軸モータ５１は主軸５２と接続している。主軸モータ５１は、供給された電力を主軸５２を回転させるための動力に変換し、主軸５２を回転させる。その他、主軸５２が備えるコレット５２ａに開閉動作をさせるアクチュエータ（不図示）等も、ＮＣ装置１１によって制御される。

【0019】

ＮＣ装置１１においては、ＣＰＵ１１ａが、ＲＡＭ１１ｂをワークエリアとして加工プログラムＰに従った処理を実行し、各アンプ４０，５０，６０による電力供給等を数値制御する。その結果、旋盤１０によるワークＷに対する加工が実現され、製品が製造される。また、ＮＣ装置１１は、無線通信部１２や、操作受付部２０や、表示部３０等を備える。無線通信部１２は、所定の無線通信規格に従って、外部や後述の無線通信部７３との無線通信を実行する。無線通信部１２，７３が採用する無線通信規格は特に問わない。操作受付部２０は、ユーザーの入力操作を受付ける複数のボタンやキー等からなり、表示部３０上のタッチパネルを含むものであってもよい。表示部３０は、ユーザーが操作受付部２０を介して入力した各種数値や設定の内容や、ＮＣ旋盤に関する各種情報を画面に表示するディスプレイである。

【0020】

言うまでもなく、旋盤１０の構成は上述した内容に限られない。例えば、刃物台４３が移動可能な方向は上述した方向に限定されない。また、旋盤１０は、主軸５２から前方に突出するワークＷを、当該ワークＷがＺ軸方向に摺動可能な状態で支持するガイドブッシュや、ワークＷの前端部を把持して回転可能な背面主軸や、刃物台４３以外の刃物台や各種工具等を有するとしてもよい。

【0021】

図３は、センサーユニット７０の構成をブロック図により示している。センサーユニット７０は、所定の検出処理を実行可能なセンサ７２と、センサ７２による検出信号を無線で送信する無線通信部７３と、特定周波数で振動することにより発電してセンサ７２および無線通信部７３に電力を供給する発電部７１と、を備える。発電部７１を、振動発電素子等とも呼ぶ。

【0022】

発電部７１は、例えば、コイルと、コイル内側に揺動可能に保持された磁石とを含み、外部から振動を与えられることにより磁石が揺動することで、コイルに誘導電流を流して電力を発生させる。発電部７１は、予め決められた範囲の周波数（特定周波数）で振動したときに安定して発電するように設計されている。なお、発電部７１の構成は上述した内容に限られない。例えば、磁石に対してコイルが揺動してもよい。また、発電部７１は、磁石とコイルによる電磁誘導素子ではなく、圧電素子や磁歪素子、静電誘導素子を利用して発電してもよい。

【0023】

センサ７２および無線通信部７３は、発電部７１から電力供給を受けて動作する。センサ７２の具体例としては、温度センサ、加速度センサ、音響センサ、ひずみセンサ（ひずみゲージ）等、様々である。無線通信部７３は、前記所定の無線通信規格に従って無線通信を実行する。なお、無線通信部７３が採用する無線通信規格は、省電力無線通信規格であることが望ましい。

【0024】

図１の例では、センサーユニット７０は、主軸台５３の、主軸５２近傍の端部に取り付けられている。従って図１の例では、主軸台５３が、発電部７１が設置されている「被設置部」に該当する。ただし、工作機械におけるセンサーユニット７０の取り付け位置は、主軸台５３に限定されず、ユーザーは、センサーユニット７０を、工作機械における所望の位置に取り付け可能である。本実施形態では、発電部７１、センサ７２および無線通信部７３を含む構成を、センサーユニット７０と称するが、これらは実態的なユニット（例えば、共通の筐体内に収められた構成）であっても無くても、どちらでもよい。結果的に、発電部７１、センサ７２、無線通信部７３等のセンサーユニット７０に含まれる各部が工作機械におけるユーザー所望の位置に取り付けられ、それらの間に必要な接続が確保されていればよい。例えば、センサ７２および無線通信部７３は、発電部７１が設置されている被設置部とは別の位置に取り付けられていてもよい。

【0025】

２．加振処理による発電：
本実施形態では、旋盤１０（工作機械）は、発電部７１が設置されている被設置部に特定周波数の振動を与える「駆動部」を備える。図１の例では、主軸台５３が被設置部に該当するため、主軸台５３に振動を与えることが可能なアクチュエータ６１が駆動部の具体例に該当する。旋盤１０においては、通常動作中、つまりワークＷの加工中には、各モータ４１，４２，５１等の稼働の影響により振動が自然と発生する。しかし、そのような振動は、基本的には特定周波数の振動に該当しない。そのため、本実施形態では、発電部７１に発電させるために、つまりセンサーユニット７０を稼働させるために、意図的に特定周波数の振動を被設置部に与える必要がある。

【0026】

図４は、本実施形態においてＮＣ装置１１（ＣＰＵ１１ａ）が加工プログラムＰに従って実行する旋盤１０に対する制御処理をフローチャートにより示している。ＮＣ装置１１は、操作受付部２０を介してユーザーから入力された所定の開始指示に応じて加工プログラムＰを起動させ、当該フローチャートを開始する。

【0027】

加工プログラムＰの起動後、ＮＣ装置１１は、旋盤１０による１サイクルの加工を開始させる（ステップＳ１００）。ここで言う１サイクルの加工とは、例えば、ワークＷから切り出す１個分の製品の加工に必要なサイクル（旋盤１０による一連の動作）を指す。ステップＳ１００における開始後、ＮＣ装置１１は、加工プログラムＰが定める１サイクル分の複数の指令に順次従って、アクチュエータ６１、主軸５２、コレット５２ａ、刃物台４３等に所定の動作を実行させてワークＷを加工させる（ステップＳ１１０）。

【0028】

ＮＣ装置１１は、１サイクルの加工が終了したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。具体的には、ＮＣ装置１１は、加工プログラムＰが定める１サイクル分の複数の指令を順次読み込む際、読み込んだ指令が１サイクルの終了を意味する指令であれば、１サイクル終了と判定し（ステップＳ１２０において“Ｙｅｓ”）、ステップＳ１３０へ進む。つまり、ＮＣ装置１１は、１サイクル終了と判定できるまで、加工プログラムＰが定める１サイクル分の複数の指令に順次従ってワークＷの加工（ステップＳ１１０）を行う。ステップＳ１００で１サイクルの加工を開始してからステップＳ１２０で“Ｙｅｓ”と判定するまでが、旋盤１０におけるワークＷの加工時間であり、それ以外の時間が旋盤１０における非加工時間である。

【0029】

ステップＳ１２０で“Ｙｅｓ”と判定した時点では、旋盤１０においては、ワークＷの前端部から加工後の１個の製品が工具４３ａによりワークＷから分断された（突っ切りにより落下した）状態であるとする。このような状況で、ＮＣ装置１１は、旋盤１０の各部の原点復帰を開始させる（ステップＳ１３０）。原点復帰とは、主軸５２（および主軸台５３）や、刃物台４３等の各部を、各部について予め定められている１サイクルの加工開始前に在るべき位置（原点位置）へ戻す処理である。主軸５２および主軸台５３の原点復帰であれば、ＮＣ装置１１は、コレット５２ａによるワークＷの把持を解除した上で、アクチュエータ６１を制御して、主軸５２および主軸台５３を載せたテーブル６５を、１サイクルの加工終了時点の位置（加工終了時位置）よりも所定距離だけ後方の位置（テーブル原点位置）まで移動させる。テーブル６５がテーブル原点位置に在るということは、主軸５２および主軸台５３がそれらの原点位置に在ることを意味する。

【0030】

ステップＳ１３０における開始後、ＮＣ装置１１は、主軸５２および主軸台５３や、刃物台４３等の各部についての原点復帰を、それぞれ並行して、あるいは所定の順番で実行させる（ステップＳ１４０）。ただしステップＳ１４０では、ＮＣ装置１１は、アクチュエータ６１による主軸５２および主軸台５３の原点復帰の過程で、アクチュエータ６１に加振処理を実行させる。

【0031】

ここで、加振処理を伴わない主軸５２および主軸台５３の原点復帰は、テーブル６５の加工終了時位置からテーブル原点位置までの単純な後方への移動であり、当該移動の途中でテーブル６５の移動を一時停止させたりテーブル６５を前方へ移動させたりしない。一方、加振処理を伴う主軸５２および主軸台５３の原点復帰は、テーブル６５を加工終了時位置からテーブル原点位置まで移動させる過程で、テーブル６５を繰り返し瞬間的に一時停止させたり或いは一定時間毎にテーブル６５を前方へ微小距離移動させたりしながら、最終的にテーブル６５をテーブル原点位置まで戻す。つまり、ステップＳ１４０では、テーブル６５は加振処理により前後に揺れながら（振動しながら）、テーブル原点位置へ向かうこととなる。

【0032】

ＮＣ装置１１は、テーブル６５（テーブル６５およびテーブル６５に載っている主軸台５３、主軸５２の全体）が特定周波数で振動するように、アクチュエータ６１に前記加振処理を実行させる。すなわち、アクチュエータ６１がボールねじ機構６２を介してテーブル６５全体を特定周波数で振動させるように、ＮＣ装置１１は、サーボアンプ６０を介してアクチュエータ６１（モータ）の回転や停止を制御する。より詳しくは、加工プログラムＰには、テーブル６５の原点復帰の過程でアクチュエータ６１がボールねじ機構６２を介してテーブル６５全体を特定周波数で振動させるために必要なサーボアンプ６０に対する制御コマンドやパラメータが予め組み込まれており、ＮＣ装置１１が、このような加工プログラムＰを実行することで、上述のステップＳ１４０が実現される。

【0033】

ＮＣ装置１１は、原点復帰が完了したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。この場合、ＮＣ装置１１は、主軸５２および主軸台５３や、刃物台４３等の、原点復帰すべき各部全てが、それぞれの原点位置へ戻った場合に、原点復帰完了と判定し（ステップＳ１５０において“Ｙｅｓ”）、再びステップＳ１００以降を開始する。ＮＣ装置１１は、原点復帰完了と判定できるまでは、ステップＳ１４０を実行する。

【0034】

図４の制御処理によれば、旋盤１０では、ワークＷの加工時間と非加工時間とが交互に発生し、非加工時間中に実行する原点復帰の過程で、併せて上述のような加振処理を行う。そして、加振処理によりテーブル６５（テーブル６５およびテーブル６５に載っている主軸台５３、主軸５２の全体）が特定周波数で振動することにより、発電部７１が発電を開始し、発電部７１が発電した電力の供給を受けてセンサ７２および無線通信部７３が動作可能となる。上述のようにアクチュエータ６１によりテーブル６５を前後に振動させて発電部７１に特定周波数の振動を与える構成においては、特定周波数は、例えば、数十Ｈｚ程度が想定される。

【0035】

図４では特に表現していないが、ＮＣ装置１１は、例えば、ワークＷから予定されていた数の製品の加工が終了した場合には、ステップＳ１５０において“Ｙｅｓ”の判定をした後、ステップＳ１００に戻らずに、図４のフローチャートを終了させる。また、ＮＣ装置１１は、旋盤１０における何らかのエラーの発生を検知した場合に、図４のフローチャートを強制的に停止させたり終了させたりすることが可能である。

【0036】

３．実施例：
以上の説明により本発明の実施形態は基本的に説明されたと言えるが、更に、本実施形態に含まれる実施例を幾つか説明する。
［実施例１］
センサ７２は、温度センサであるとする。上述したように非加工時間における加振処理により、発電部７１が発電を開始すると、当該発電に伴い発電部７１から温度センサ７２および無線通信部７３へ電力が供給される。発電部７１から電力の供給を受けた温度センサ７２は、周囲（例えば、主軸５２や主軸５２の近傍）の温度検出を行う。そして、温度センサ７２は、温度検出の結果である温度検出信号を、無線通信部７３へ出力する。無線通信部７３は、温度センサ７２から入力した温度検出信号を、無線電波により所定の送信先（例えば、ＮＣ装置１１）へ送信する。このような実施例１によれば、旋盤１０の非加工時間に発電部７１が発電し、これに伴い、当該非加工時間に、温度センサ７２が温度検出を実行し、無線通信部７３が温度センサ７２による温度検出信号を無線で送信する。

【0037】

ＮＣ装置１１は、センサーユニット７０（無線通信部７３）から送信された温度検出信号を、無線通信部１２を介して受信する。そして、ＮＣ装置１１は、受信した温度検出信号に基づいて旋盤１０の状態を検査、診断したり、当該受信した温度検出信号に基づいて熱変位補正を実行したりする。詳細は省くが、熱変位補正とは、旋盤１０内の熱の影響によるワークＷに対する加工誤差（熱変位）を減らすための補正（例えば、刃物台４３の移動量の補正）である。

【0038】

旋盤１０内における温度変化の実情を鑑みたとき、温度センサ７２による温度検出は、それほど高頻度である必要はなく、例えば、数分間に１回程度の頻度でも問題無い。そのため、ＮＣ装置１１は、図４のフローチャートにおいて、１サイクルの加工が終わる度の、毎回のステップＳ１４０で加振処理を実行する必要は無い。そこで、ＮＣ装置１１は、ステップＳ１３０で開始してからステップＳ１５０で完了と判定するまでの原点復帰を１回の原点復帰としたとき、連続する複数回の原点復帰のうちの１回の原点復帰を、加振処理を伴う原点復帰とし、それ以外の原点復帰は加振処理を伴わない原点復帰としてもよい。このような構成とすれば、加振処理を伴う原点復帰の頻度を減らして、複数個の製品に関するトータルの加工時間を短縮することができる。

【0039】

［実施例２］
センサ７２は、加速度センサであるとする。上述したように非加工時間における加振処理により、発電部７１は発電を開始する。一方、加速度センサ７２は、旋盤１０によるワークＷの加工に際して旋盤１０に発生する振動を加速度として検出する。つまり、加速度センサ７２は、非加工時間に発電部７１が発電した電力により、加工時間に加速度検出を実行する。このような実施例２を実現するための構成として、センサーユニット７０は、図５に例示するように蓄電部７４を備える。つまり図５の例では、センサーユニット７０は、センサ７２と、無線通信部７３と、センサ７２および無線通信部７３に電力を供給する蓄電部７４と、特定周波数で振動することにより発電して蓄電部７４に電力を供給する発電部７１と、を備える。発電部７１は、蓄電部７４を介してセンサ７２および無線通信部７３に電力を供給する、とも言える。蓄電部７４の具体例としては、コンデンサー、スーパーキャパシター、二次電池等、様々である。

【0040】

発電部７１は、発電した電気を蓄電部７４に蓄電する。そして、蓄電部７４から加速度センサ７２および無線通信部７３へ電力が供給される。発電部７１と加速度センサ７２および無線通信部７３との間に蓄電部７４が介在することで、加速度センサ７２および無線通信部７３は、発電部７１が発電する非加工時間だけでなく加工時間においても、それぞれ動作することができる。

【0041】

図６は、実施例２におけるセンサーユニット７０側の処理をフローチャートにより示している。少なくとも実施例２においては、センサーユニット７０は、図６に示す処理を実行可能な程度の演算機能（プロセッサ等）を備えているものとする。例えば、図５に示すように、センサーユニット７０は制御部７５を含んでおり、制御部７５が前記演算機能を実現する。また、このような処理も、センサーユニット７０は、蓄電部７４に蓄電された電力により実行する。

【0042】

センサーユニット７０（制御部７５）は、蓄電部７４に蓄電された電力量（蓄電量）が所定量以上であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。そして、所定量以上であると判定した場合に（ステップＳ２００において“Ｙｅｓ”）、ステップＳ２１０へ進む。一方、蓄電部７４に蓄電された電力量が所定量に満たないと判定した場合は（ステップＳ２００において“Ｎｏ”）、ステップＳ２００の判定を繰り返す。蓄電部７４に所定量以上の電力が蓄電されると、蓄電部７４から加速度センサ７２および無線通信部７３へ電力が供給される。

【0043】

センサーユニット７０は、現在が加工時間であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。そして、加工時間であると判定した場合に（ステップＳ２１０において“Ｙｅｓ”）、ステップＳ２２０へ進む。一方、加工時間ではない（非加工時間である）と判定した場合は（ステップＳ２１０において“Ｎｏ”）、ステップＳ２００とステップＳ２１０の判定を繰り返す。

【0044】

センサーユニット７０は、現在が加工時間であるか否かの判定を、例えば、無線通信部７３が受信する信号に基づいて行うことができる。この場合、ＮＣ装置１１は、実行中の加工プログラムＰの進捗状況に従って、現在が加工時間と非加工時間との何れであるかを示す信号を、無線通信部１２からセンサーユニット７０（無線通信部７３）に向けて送信する。センサーユニット７０は、無線通信部７３がＮＣ装置１１（無線通信部１２）から受信した信号が、加工時間である旨を示している場合に、現在が加工時間であると判定する。

【0045】

あるいは、センサーユニット７０は、現在が加工時間であるか否かの判定を、第２の特定周波数の振動の検知に応じて行うとしてもよい。この場合、ＮＣ装置１１は、加工プログラムＰの進捗状況に従って非加工時間から加工時間に切り替わったと判断した場合に、アクチュエータ６１を制御して、これまで説明した特定周波数とは全く異なる第２の特定周波数の振動を、一時的にテーブル６５に発生させる。センサーユニット７０では、加速度センサ７２により第２の特定周波数の振動を検出できたときに、現在が加工時間であると判定する。

【0046】

ステップＳ２２０では、センサーユニット７０では、加速度センサ７２が加速度検出（センシング）を実行する。そして、加速度センサ７２は、ステップＳ２２０で所定時間加速度検出した結果である加速度検出信号を、無線通信部７３へ出力する。ステップＳ２３０では、無線通信部７３は、加速度センサ７２から入力した加速度検出信号、つまり加工時間に検出された加速度検出信号を、無線電波により所定の送信先（例えば、ＮＣ装置１１）へ送信する。このような実施例２によれば、旋盤１０の非加工時間に発電部７１が発電し、その後、加工時間に、加速度センサ７２が加速度検出を実行し（ステップＳ２２０）、無線通信部７３が加速度センサ７２による加速度検出信号を無線で送信する。

【0047】

ＮＣ装置１１は、センサーユニット７０（無線通信部７３）から送信された加速度検出信号を、無線通信部１２を介して受信する。そして、ＮＣ装置１１は、受信した加速度検出信号に基づいて、旋盤１０におけるワーク加工中の振動の程度を検査、診断したり、当該振動の程度に基づいて加工に関する補正を実行したりする。詳細は省くが、ワーク加工中に旋盤１０に発生する振動は、加工精度に影響を与える。そこで、ＮＣ装置１１は、このような振動の影響によるワークＷに対する加工誤差を減らすための補正を、現在のワークＷの加工にフィードバックする。この結果、ワークＷの加工精度を、より高めることが可能となる。

【0048】

４．まとめ、及び、その他の説明：
このように本実施形態によれば、旋盤１０（工作機械）は、所定の検出処理を実行可能なセンサ７２と、センサ７２による検出信号を無線で送信する無線通信部７３と、特定周波数で振動することにより発電してセンサ７２および無線通信部７３に電力を供給する発電部７１と、発電部７１が設置されている被設置部に特定周波数の振動を与える駆動部（６１）と、を備える。当該構成によれば、駆動部は、被設置部に対して任意のタイミングで特定周波数の振動を与えることができる。これにより、確実に発電部７１に発電させて、発電部７１からセンサ７２および無線通信部７３に必要な電力を供給させることができる。

【0049】

また本実施形態によれば、駆動部は、旋盤１０においてワークＷの加工が行われない非加工時間に、被設置部に特定周波数の振動を与える。当該構成によれば、加工時間中は、特定周波数の振動を生じさせることは加工自体に影響を与えるため避けるべきという事情を考慮しつつ、非加工時間を利用して被設置部に特定周波数の振動を与えることにより、確実に発電部７１に発電させることができる。

【0050】

上述の実施例１においても、センサーユニット７０は、図５に例示したように蓄電部７４を含む構成であってもよい。蓄電部７４は、発電部７１の一部分であってもよい。この場合の実施例１では、非加工時間における加振処理により発電部７１が発電を開始すると、当該発電に伴い発電部７１から蓄電部７４へ電力が供給され、蓄電部７４から温度センサ７２および無線通信部７３へ電力が供給される。そして、蓄電部７４から電力の供給を受けた温度センサ７２は、非加工時間に周囲の温度検出を行う。また、蓄電部７４から電力の供給を受けた無線通信部７３は、非加工時間に温度センサ７２から入力した温度検出信号を、無線電波により所定の送信先（例えば、ＮＣ装置１１）へ送信する。

【0051】

発電部７１に発電させるために被設置部を特定周波数で振動させる加振処理を実行するタイミングは、上述したような原点復帰の過程に限られない。旋盤１０は、例えば、所定のエラーが発生した後、ワークＷの加工を停止してワークＷの加工再開に至っていない時間や、ワークＷを加工に使い切って新たなワークＷが補充されるまでの時間（材料交換中の時間）といった様々な非加工時間において、加振処理を実行し、発電部７１に発電させることが可能である。

【0052】

センサーユニット７０の無線通信部７３がセンサ７２による検出信号を無線送信する相手先は、ＮＣ装置１１に限られない。例えば、無線通信部７３は、ＮＣ装置１１ではない別のＰＣやサーバー、スマートフォン等の無線通信端末へセンサ７２による検出信号を無線送信するとしてもよい。

【0053】

被設置部に特定周波数の振動を与える駆動部の例は、図１のアクチュエータ６１に限定されない。旋盤１０は、このような駆動部として、例えば、電気を振動に変換する圧電素子（圧電アクチュエータ）を採用することができる。この場合、旋盤１０は、発電部７１が設置された被設置部（例えば、主軸台５３）に加振可能な位置に圧電アクチュエータを有する。そして、ＮＣ装置１１は、任意のタイミングで（例えば、ワークＷの非加工時間に）圧電アクチュエータを稼働させ、圧電アクチュエータにより被設置部に特定周波数の振動を与えさせる。

【0054】

さらに本実施形態によれば、センサーユニット７０は、それらの外部との配線が一切不要であるため取り付け位置を選ばない。そのため、工作機械における、ユーザーが所望する位置や、これまでは配線が困難でセンサ類を事実上取り付けられなかった位置（例えば、機械の末端部や、主軸などの回転体等）にも、容易に取り付けることができる。むろん、市場へ新規に販売される工作機械だけでなく、センサ７２による検出を必要としている既存の工作機械にも、センサーユニット７０を取り付け（後付け）可能である。また、センサーユニット７０は、バッテリーで動作するタイプのセンサとは異なり、自己発電型であるため、バッテリー交換等のメンテナンスが不要となり、ユーザーの管理負担が少ない。さらに、アクチュエータ６１のような工作機械が元々有している駆動部を、発電部７１に特定周波数の振動を与える駆動部としても用いることにより、特定周波数の振動を与えるための専用の駆動部の増設に要するコストを排し、かつ、既存の工作機械への前記後付けをより容易化させる。

【符号の説明】

【0055】

１０…旋盤、１１…ＮＣ装置、１１ａ…ＣＰＵ、１１ｂ…ＲＡＭ、１１ｃ…ＲＯＭ、１２…無線通信部、２０…操作受付部、３０…表示部、４３…刃物台、５２…主軸、５３…主軸台、６１…アクチュエータ、６２…ボールねじ機構、６５…テーブル、７０…センサーユニット、７１…発電部、７２…センサ、７３…無線通信部、７４…蓄電部、７５…制御部、Ｐ…加工プログラム、Ｗ…ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】