特許 7148361 加工装置及び加工方法

(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】2022-09-27

(45)【発行日】2022-10-05

(54)【発明の名称】加工装置及び加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/09 20060101AFI20220928BHJP

   B23Q 17/12 20060101ALI20220928BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20220928BHJP

   B24B 47/18 20060101ALI20220928BHJP

   G05B 19/4065 20060101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

B23Q17/09 B

B23Q17/12

B23Q17/09 A

B24B49/10

B24B47/18

G05B19/4065

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018205499

(22)【出願日】2018-10-31

(65)【公開番号】P2020069596

(43)【公開日】2020-05-07

【審査請求日】2021-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100153969

【弁理士】

【氏名又は名称】松澤 寿昭

(72)【発明者】

【氏名】本田 敏文

(72)【発明者】

【氏名】徳永 大介

(72)【発明者】

【氏名】刀根 恵一

(72)【発明者】

【氏名】松井 孝幸

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２０５５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０３４４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３５３６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０８８８４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１１１５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２５６４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０５８２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １７／０９

Ｂ２３Ｑ １７／１２

Ｂ２４Ｂ ４１／００ － ５１／００

Ｇ０５Ｂ １９／４０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークに接触した状態で前記ワークを加工するように構成された工具と、
所定の加工条件で前記工具を前記ワークに対して動作させるように構成された駆動部と、
前記駆動部により動作している前記工具が前記ワークに接触することに伴って発生する振動に関する振動情報を取得するように構成された情報取得部と、
前記振動情報から前記工具の状態を示す指標値を算出するように構成された指標値算出部と、
現在の加工条件での前記工具の寿命を示す加工可能時間を前記指標値の時間変化から算出するように構成された加工可能時間算出部と、
前記現在の加工条件にて加工完了まで前記ワークの加工を継続した場合の時間を示す残加工時間を算出するように構成された残加工時間算出部と、
前記加工可能時間と前記残加工時間とを比較するように構成された比較部と、
前記比較部によって比較された結果、前記加工可能時間が前記残加工時間よりも短い場合に、前記現在の加工条件とは異なる新たな加工条件での加工継続の可否を判定するように構成された判定部とを備える、加工装置。

【請求項2】

前記判定部が加工継続可能と判定した場合、前記加工可能時間算出部及び前記残加工時間算出部はそれぞれ、新たな加工条件での前記加工可能時間及び前記残加工時間を算出するように構成されている、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記現在の加工条件で前記ワークの加工を継続した場合の前記指標値の変化を予測することによって予測値を算出するように構成された予測値算出部をさらに備え、
前記加工可能時間算出部は、前記工具が悪化した状態を示す第１の閾値に前記予測値が達するまでの時間を前記加工可能時間として算出するように構成されている、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記比較部は、前記工具が悪化する直前の状態を示す第２の閾値に前記指標値が達したときに、前記加工可能時間と前記残加工時間とを比較するように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記判定部が加工継続不可と判定した場合に前記工具のメンテナンス時期であることを示す信号を出力するように構成された出力部をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記工具は、回転しながら前記ワークに接触して前記ワークを研削するように構成された研削工具であり、
前記駆動部は、所定の回転数で前記工具を回転させるように構成されており、
前記判定部は、前記比較部によって比較された結果、前記加工可能時間が前記残加工時間よりも短い場合に、現在の回転数よりも小さい新たな回転数での加工継続の可否を判定するように構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の装置。

【請求項7】

前記工具は、回転しながら前記ワークに接触して前記ワークを研削するように構成された研削工具であり、
前記駆動部は、前記工具の回転軸に直交し、且つ前記ワークの加工面に平行な方向に沿って、所定の単位時間当たりの往復回数で前記工具を前記ワークに対して相対移動させるように構成されており、
前記判定部は、前記比較部によって比較された結果、前記加工可能時間が前記残加工時間よりも短い場合に、現在の単位時間当たりの往復回数よりも少ない新たな単位時間当たりの往復回数での加工継続の可否を判定するように構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項8】

前記工具は、回転しながら前記ワークに接触して前記ワークを研削するように構成された研削工具であり、
前記駆動部は、所定の切込み量で前記工具を前記ワークに接触させるように構成されており、
前記判定部は、前記比較部によって比較された結果、前記加工可能時間が前記残加工時間よりも短い場合に、現在の切込み量よりも小さい新たな切込み量での加工継続の可否を判定するように構成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の装置。

【請求項9】

工具をワークに接触した状態で前記工具により前記ワークを加工することと、
駆動部により所定の加工条件で前記工具を前記ワークに対して動作させることと、
前記駆動部により動作している前記工具が前記ワークに接触することに伴って発生する振動に関する振動情報を取得することと、
前記振動情報から前記工具の状態を示す指標値を算出することと、
現在の加工条件での前記工具の寿命を示す加工可能時間を前記指標値の時間変化から算出することと、
前記現在の加工条件にて加工完了まで前記ワークの加工を継続した場合の時間を示す残加工時間を算出することと、
前記加工可能時間と前記残加工時間とを比較することと、
前記加工可能時間と前記残加工時間とが比較された結果、前記加工可能時間が前記残加工時間よりも短い場合に、前記現在の加工条件とは異なる新たな加工条件での加工継続の可否を判定することとを含む、加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、加工装置及び加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、穿孔機に設けられ、コアドリル部材で板状材を穿孔している時の穿孔機に発生する振動及び周波数を検出する検出手段と、コアドリルの切味の悪化信号を出力する制御手段とを備える検知装置を開示している。この検知装置の制御手段は、検出手段で検出された穿孔機の振動から所定の周波数域の振動レベルを抽出して、該抽出された振動レベルが予め設定された値より大きい場合、上記の悪化信号を出力する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平５－２８５７９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、ワークに対して接触して加工する工具のメンテナンス時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能な加工装置及び加工方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一つの観点に係る加工装置は、ワークに接触した状態でワークを加工するように構成された工具と、所定の加工条件で工具をワークに対して動作させるように構成された駆動部と、駆動部により動作している工具がワークに接触することに伴って発生する振動に関する振動情報を取得するように構成された情報取得部と、振動情報から工具の状態を示す指標値を算出するように構成された指標値算出部と、現在の加工条件での工具の寿命を示す加工可能時間を指標値の時間変化から算出するように構成された加工可能時間算出部と、現在の加工条件にて加工完了までワークの加工を継続した場合の時間を示す残加工時間を算出するように構成された残加工時間算出部と、加工可能時間と残加工時間とを比較するように構成された比較部と、比較部によって比較された結果、加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、現在の加工条件とは異なる新たな加工条件での加工継続の可否を判定するように構成された判定部とを備える。

【0006】

本開示の別の観点に係る加工方法は、工具をワークに接触した状態で工具によりワークを加工することと、駆動部により所定の加工条件で工具をワークに対して動作させることと、駆動部により動作している工具がワークに接触することに伴って発生する振動に関する振動情報を取得することと、振動情報から工具の状態を示す指標値を算出することと、現在の加工条件での工具の寿命を示す加工可能時間を指標値の時間変化から算出することと、現在の加工条件にて加工完了までワークの加工を継続した場合の時間を示す残加工時間を算出することと、加工可能時間と残加工時間とを比較することと、加工可能時間と残加工時間とが比較された結果、加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、現在の加工条件とは異なる新たな加工条件での加工継続の可否を判定することとを含む。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る加工装置及び加工方法によれば、ワークに対して接触して加工する工具のメンテナンス時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、加工装置の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、加工装置による加工中の様子の一例を説明するための模式図である。

【図3】図３は、コントローラの機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【図4】図４は、コントローラのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図5】図５は、工具のメンテナンス時期を判定する判定手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、判定部による判定方法の一例を説明するための図である。

【図7】図７は、加工条件を変更した場合の指標値の変化予測の修正例を説明するための図である。

【図8】図８は、表示器による表示例を示す図である。

【図9】図９は、他の加工条件を変更した場合の指標値の変化予測の修正例を説明するための図である。

【図10】図１０は、音センサによって取得される振動情報の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。一部の図には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸により規定される直交座標系が示されている。当該直交座標系において、Ｙ軸は鉛直方向に延びており、Ｘ軸はＹ軸に直交するように水平方向に延びており、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸の双方に直交するように水平方向に延びている。以下では、上方向を「Ｙ軸正方向」とし、下方向を「Ｙ軸負方向」として説明する。

【0010】

［加工装置の構成］
図１～図４を参照して、加工装置について説明する。図１に示される加工装置１は、加工対象であるワークＷに対して加工を施すように構成された装置である。以下では、加工装置１として、ワークＷに対して研削加工を行う研削装置を例に説明する。研削加工の対象であるワークＷとしては、例えばシート状の母材を打ち抜く打抜装置を構成する金型部品が挙げられる。ワークＷは、直方体状を呈していてもよい。加工装置１は、ワークＷとしての金型部品の一つの表面（加工面）を少量ずつ削り取ることにより、研削加工を行ってもよい。例えば加工装置１は、加工機構１０と、保持機構２０と、液供給機構３０と、振動センサ４１と、音センサ４３と、コントローラ５０と、表示器８０とを備える。加工装置１において、加工機構１０、保持機構２０、液供給機構３０、振動センサ４１、及び音センサ４３は、加工処理を行う空間を形成する１つの筐体（不図示）内に収容されていてもよい。コントローラ５０及び表示器８０は、上記筐体の外に設けられていてもよい。

【0011】

加工機構１０は、ワークＷを加工するように構成された機構である。加工機構１０は、ワークＷの加工中においてワークＷの上方に位置するように配置されている。例えば加工機構１０は、工具１１と、シャフト１３と、駆動機構１５，１７，１９（駆動部）とを備える。

【0012】

工具１１は、ワークＷに接触した状態でワークＷを加工するように構成されている。工具１１は、ワークＷに接触した状態でワークＷを研削加工するように構成された研削工具であってもよい。工具１１は、円板状を呈していてもよい。この例では、円板状の工具１１の中心軸がＸ軸に沿うように工具１１が配置されている。工具１１によるワークＷの加工時において工具１１の円周に沿った周面がワークＷに接触するように、工具１１が配置されていてもよい。つまり、工具１１の周面がワークＷの加工面を削り取ることにより、研削加工が行われてもよい。工具１１は、砥石によって構成されていてもよい。工具１１を構成する砥石として、砥石車又は超砥粒ホイールが用いられてもよい。工具１１を構成する砥石は、微細な砥粒、砥粒同士を結合するための結合剤、及び気孔により構成されてもよい。

【0013】

シャフト１３は、円柱状を呈している。シャフト１３は、Ｘ軸に沿って延びていてもよい。シャフト１３の一端は、工具１１の一方の側面の略中央に接続されていてもよい。シャフト１３の他端には、駆動機構１５が設けられていてもよい。以降の説明では、工具１１から駆動機構１５に向かう方向を「Ｘ軸正方向」とし、駆動機構１５から工具１１に向かう方向を「Ｘ軸負方向」とする。また、Ｘ軸正方向を向いて加工機構１０を見た場合に、左方向を「Ｚ軸正方向」とし、右方向を「Ｚ軸負方向」とする。

【0014】

駆動機構１５は、シャフト１３を支持して回転させるように構成された回転駆動機構である。駆動機構１５は、コントローラ５０からの指示に応じてシャフト１３を回転させる。シャフト１３が回転することに伴って、工具１１が回転する。すなわち、駆動機構１５は工具１１を回転させる。駆動機構１５は、Ｘ軸正方向を向いて工具１１を見て時計回りに工具１１を回転させてもよい。例えば駆動機構１５は、回転アクチュエータを含んでいてもよい。このように、工具１１の回転軸は、Ｘ軸に沿って延びていてもよい。

【0015】

駆動機構１７は、駆動機構１５をＸ軸に沿って移動させるように構成された水平方向駆動機構である。駆動機構１７は、コントローラ５０からの指示に応じてＸ軸に沿って駆動機構１５を移動させる。駆動機構１７により駆動機構１５がＸ軸に沿って移動することによって、工具１１がＸ軸に沿って移動する。すなわち、駆動機構１７は工具１１をＸ軸に沿って移動させる。例えば駆動機構１７は、リニアアクチュエータを含んでいてもよい。

【0016】

駆動機構１９は、駆動機構１５，１７をＹ軸に沿って移動させるように構成された昇降機構である。駆動機構１９は、コントローラ５０からの指示に応じてＹ軸に沿って駆動機構１５，１７を移動させる。駆動機構１９により駆動機構１５，１７がＹ軸に沿って移動することによって、工具１１がＹ軸に沿って移動する。すなわち、駆動機構１９は工具１１をＹ軸に沿って移動させる。例えば駆動機構１９は、昇降アクチュエータを含んでいてもよい。なお、駆動機構１７，１９が備えられずに、駆動機構１５が、工具１１の回転及びＸ軸、Ｙ軸での移動を駆動してもよい。

【0017】

保持機構２０は、ワークＷを支持するように構成された機構である。保持機構２０は、水平方向にワークＷを移動させつつ、ワークＷを支持してもよい。例えば保持機構２０は、テーブル２１と、駆動機構２３（駆動部）とを備える。テーブル２１は、例えば直方体状を呈しており、ワークＷが載置される載置面２１ａを含んでいる。テーブル２１は、磁力又は負圧によりワークＷを吸着することによって、ワークＷを支持してもよい。駆動機構２３は、テーブル２１をＺ軸に沿って往復移動させるように構成された水平方向駆動機構である。駆動機構２３は、コントローラ５０からの指示に応じてテーブル２１を移動させる。テーブル２１のＺ軸での移動に伴って、ワークＷがＺ軸に沿って移動する。すなわち、駆動機構２３は、ワークＷをＺ軸に沿って移動させる。例えば駆動機構２３は、リニアアクチュエータを含んでいてもよい。駆動機構２３は、テーブル２１に載置されているワークＷの幅（Ｚ軸に沿った長さ）よりも大きい範囲で、ワークＷをＺ軸に沿って往復移動させてもよい。

【0018】

駆動機構１７，１９により工具１１がＸ軸及びＹ軸に移動し、駆動機構２３によりワークＷがＺ軸に移動することにより、工具１１とワークＷとの相対位置が変動する。例えば加工装置１による加工では、図２に示されるように、工具１１がワークＷに接触する位置まで駆動機構１７，１９により工具１１が移動した後に、駆動機構１５により工具１１が回転すると共に駆動機構２３によりワークＷがＺ軸に沿って往復移動することで、ワークＷが研削加工される。このように、駆動機構１５，１７，１９，２３により動作している工具１１は、ワークＷに接触した状態でワークＷを加工するので、加工（接触）に伴って振動及び音が発生する。

【0019】

液供給機構３０は、研削加工中のワークＷと工具１１との接触面に向けて冷却用の研削液を供給するように構成された機構である。液供給機構３０は、コントローラ５０の指示に応じて研削液の供給を行う。なお、加工装置１は、液供給機構３０を備えることなく、ワークＷの研削加工を行ってもよい。つまり、加工装置１は、乾式での研削加工を行うように構成されていてもよい。例えば液供給機構３０は、ノズル３１と、電磁弁３３と、液源３５とを備える。

【0020】

ノズル３１は、研削液を所定方向に向けて吐出するように構成されている。ノズル３１は、工具１１に対してＺ軸負方向に位置するように配置されていてもよい。電磁弁３３は、コントローラ５０の指示に応じて開閉状態が切り替わるように構成されている。電磁弁３３が開状態に切り替わることにより、液源３５からノズル３１を経て研削液が吐出されてもよく、電磁弁３３が閉状態に切り替わることにより、ノズル３１からの研削液の吐出が停止してもよい。

【0021】

振動センサ４１は、振動を検知するセンサである。振動センサ４１は、テーブル２１の振動を検知してもよい。テーブル２１は、駆動機構２３による往復移動動作に加えて、工具１１がワークＷに接触して行われる研削加工に伴って振動する。つまり、振動センサ４１は、研削加工中の工具１１がワークＷに接触することに伴って発生する振動に関する振動情報を検知する。振動センサ４１としては、測定対象の部材（テーブル２１）に対して接触して振動情報を検知する接触式のセンサ（例えば圧電素子を用いた振動センサ）、又は測定対象の部材に対して非接触の状態で振動情報を検知する非接触式のセンサ（例えば静電容量式の振動センサ）が用いられてもよい。振動センサ４１は、測定対象の物理量として、変位、速度、及び加速度のいずれの物理量を検知してもよい。振動センサ４１は、上記物理量に応じた電圧値を取得してもよい。振動センサ４１は、検知した振動情報（例えば電圧信号）をコントローラ５０に出力する。

【0022】

音センサ４３は、音を検知するセンサであり、例えばマイクロフォンと増幅器とによって構成される。工具１１がワークＷに接触して行われる研削加工では、加工に伴う音が発生する。加工に伴う音は空気を振動させることで伝搬するので、音センサ４３は、加工に伴う音を振動情報として検知する。音センサ４３は、伝搬してきた音（例えば音圧）に応じた電圧信号を取得してもよい。音センサ４３は、検知した振動情報（例えば電圧信号）をコントローラ５０に出力する。

【0023】

コントローラ５０は、加工装置１に含まれる各要素を制御するように構成されている。コントローラ５０は、駆動機構１５により動作している工具１１がワークＷに接触することに伴って発生する振動に関する振動情報を取得する。コントローラ５０は、取得した振動情報から工具１１の状態を示す指標値を算出する。コントローラ５０は、現在の加工条件での工具１１の寿命を示す加工可能時間を、算出した指標値の時間変化から算出する。コントローラ５０は、現在の加工条件にて加工完了までワークＷの加工を継続した場合の時間を示す残加工時間を算出する。コントローラ５０は、算出した加工可能時間と残加工時間とを比較し、加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、現在の加工条件とは異なる新たな加工条件での加工継続の可否を判定する。

【0024】

コントローラ５０は、図３に示されるように、機能モジュールとして、読取部５１と、記憶部５３と、加工条件設定部５５と、駆動指示部５７と、情報取得部５９と、指標値算出部６１と、予測値算出部６２と、加工可能時間算出部６３と、残加工時間算出部６５と、比較部６７と、判定部６９と、出力部７１とを備える。これらの機能モジュールは、コントローラ５０の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ５０を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）により実現されるものであってもよい。

【0025】

読取部５１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭからプログラムを読み取るように構成されている。記録媒体ＲＭは、加工装置１の各部を動作させるためのプログラムを記録している。記録媒体ＲＭとしては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。

【0026】

記憶部５３は、種々のデータを記憶する機能を有する。記憶部５３は、例えば、読取部５１において記録媒体ＲＭから読み出したプラグラム、外部入力装置（図示せず）を介してオペレータから入力された加工処理に関する初期データ、及び工具１１の加工に伴う振動情報と工具１１（砥石）の悪化状態を関連付けた機械学習モデルに関するデータ等を記憶していてもよい。初期データには、例えばワークＷの寸法、並びに初期の加工条件として、工具１１の回転数、加工完了までの削り量、切込み量、及びテーブル２１の移動速度（単位時間当たりの往復数）が含まれていてもよい。

【0027】

加工条件設定部５５は、記憶部５３に設定された初期データ、又は判定部６９による判定結果に基づいて工具１１によるワークＷの研削加工における加工条件を設定するように構成されている。例えば加工条件設定部５５は、加工条件として、工具１１の回転における単位時間当たりの回転数（周速度）、テーブル２１の単位時間当たりの往復数、テーブル２１の往復距離、切込み回数、１回の切込み当たりの切込み量、並びにＸ軸に沿った工具１１の移動速度及び移動距離（例えば、ワークＷのＸ軸に沿う幅に応じた工具１１の移動距離）を設定してもよい。切込み量とは、例えば図２に示されるように、加工中のワークＷの表面（加工面）と工具１１の下端との間の距離ｄｐにより規定される。

【0028】

駆動指示部５７は、加工条件設定部５５により設定された加工条件（現在の加工条件）に基づいて、当該加工条件にて駆動機構１５，１７，１９，２３を駆動させるように構成されている。例えば駆動指示部５７は、加工条件として設定された回転数（現在の回転数）にて工具１１が回転するように、駆動機構１５を制御する。駆動指示部５７は、加工条件として設定された単位時間当たりの往復数（現在の単位時間当たりの往復数）及び往復距離にて、テーブル２１が往復移動するように駆動機構２３を制御する。駆動指示部５７は、加工条件として設定された切込み量に応じた高さ位置に工具１１が維持されるように駆動機構１９を制御する。駆動指示部５７は、加工条件として設定されたＸ軸に沿った移動速度及び移動距離に応じて駆動機構１７を制御する。

【0029】

情報取得部５９は、振動センサ４１からテーブル２１の振動に関する振動情報、及び音センサ４３から工具１１による研削加工に伴う音に関する振動情報を取得するように構成されている。情報取得部５９は、取得した振動情報を指標値算出部６１に出力する。

【0030】

指標値算出部６１は、情報取得部５９から取得した振動情報により工具１１の状態を示す指標値を算出するように構成されている。指標値によって示される工具１１の状態とは、工具１１がどのくらい悪化しているかの程度であってもよい。つまり、指標値によって、工具１１に対するメンテナンスが必要となるまでの目安が示されてもよいし、工具１１の寿命までの目安が示されてもよい。以降では、振動センサ４１による振動情報に基づいて指標値を算出する場合を例に説明を行う。指標値算出部６１は、算出した指標値を予測値算出部６２に出力する。

【0031】

予測値算出部６２は、現在の加工条件でワークＷの加工を継続した場合の指標値算出部６１により算出された指標値の変化を予測することによって予測値を算出するように構成されている。予測値算出部６２は、算出した指標値の予測値を加工可能時間算出部６３に出力する。

【0032】

加工可能時間算出部６３は、指標値算出部６１により算出された指標値の時間変化に基づいて加工可能時間を算出するように構成されている。例えば加工可能時間算出部６３は、予測値算出部６２から取得した予測値に基づいて加工可能時間を算出してもよい。加工可能時間とは、現在の加工条件での工具１１の寿命を示す。工具１１の寿命とは、工具１１が悪化してメンテナンスが必要な状態となるまでの期間である。メンテナンスは、例えば工具１１をワークＷに対して加工できる状態に戻す行為である。メンテナンスとしては、例えば工具１１の交換、補修、修理が挙げられる。研削工具（砥石）のメンテナンスとして、砥粒により構成される切れ刃を再び鋭くするためのドレッシング（目直し）が挙げられる。加工可能時間算出部６３は、算出した加工可能時間を比較部６７に出力する。

【0033】

残加工時間算出部６５は、現在の加工条件にて加工完了までワークＷの加工を継続した場合の時間を示す残加工時間を算出するように構成されている。残加工時間は、現在時刻からワークＷの加工終了の予定時刻までの残りの加工時間である。残加工時間算出部６５は、加工開始の前に、加工条件設定部５５から取得した現在の加工条件にてワークＷを加工した際の総加工時間を算出してもよい。そして、残加工時間算出部６５は、ワークＷの加工開始に伴って、総加工時間から加工終了の予定時刻を算出してもよい。その後、残加工時間算出部６５は、時間の経過に伴って、総加工時間から経過した時間を減算することにより残加工時間を算出してもよい。残加工時間算出部６５は、算出した残加工時間を比較部６７に出力する。

【0034】

比較部６７は、加工可能時間算出部６３により算出された加工可能時間と、残加工時間算出部６５により算出された残加工時間とを比較するように構成されている。比較部６７は、加工可能時間と残加工時間との大小関係を比較してもよい。比較部６７は、比較結果に関する情報を判定部６９に出力する。

【0035】

判定部６９は、比較部６７によって比較された結果、加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、現在の加工条件とは異なる新たな加工条件での加工継続の可否を判定するように構成されている。加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、例えば、判定部６９は、加工条件を変更することができないと判定することで、現在の状態での工具１１による当該ワークＷに対する加工継続が不可であると判定してもよい。この場合に、判定部６９は、加工継続が不可であることを示す信号を出力部７１に出力してもよい。また、判定部６９は、加工条件を変更することができると判定することで、当該ワークＷに対する現在の工具１１による加工継続が可能であると判定してもよい。

【0036】

判定部６９は、加工継続が可能であると判定した場合に、加工継続が可能であることを示す信号を加工条件設定部５５に出力してもよい。この場合に、当該信号を受けた加工条件設定部５５は、現在の加工条件とは異なる加工条件（新たな加工条件）を設定してもよい。加工条件設定部５５は、異なる加工条件の設定として、工具１１の回転数、テーブル２１の単位時間当たりの往復数、工具１１のＸ軸での移動速度、又は切込み量の変更を行ってもよい。加工条件設定部５５において新たな加工条件が設定された場合に、駆動指示部５７は当該新たな加工条件にて各駆動機構を制御してもよい。新たな加工条件にてワークＷの加工が開始された後、残加工時間算出部６５は、新たな加工条件での残加工時間を算出してもよい。新たな加工条件にてワークＷの加工が開始された後、加工可能時間算出部６３は、新たな加工条件において得られた指標値に基づいて、新たな加工条件での加工可能時間を算出してもよい。

【0037】

出力部７１は、工具１１による加工継続が不可であると判定部６９により判定された場合に、工具１１のメンテナンス時期であることを示す信号を出力するように構成されている。この例では、出力部７１は、工具１１としての砥石のドレッシングが必要であること（ドレッシング時期）を示す信号を出力してもよい。出力部７１は、メンテナンス時期であることを示す信号を表示器８０に出力してもよい。出力部７１は、加工可能時間算出部６３が算出した加工可能時間及び残加工時間算出部６５が算出した残加工時間の少なくとも一方に関する情報を表示器８０に出力してもよい。

【0038】

コントローラ５０のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ５０は、ハードウェア上の構成として、例えば図４に示される回路５０Ａを有する。回路５０Ａは、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路５０Ａは、具体的には、プロセッサ５０Ｂと、メモリ５０Ｃ（記憶部）と、ストレージ５０Ｄ（記憶部）と、タイマー５０Ｅと、入出力ポート５０Ｆとを有する。プロセッサ５０Ｂは、メモリ５０Ｃ及びストレージ５０Ｄの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート５０Ｆを介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。タイマー５０Ｅは、例えば一定周期の基準パルスをカウントすることで経過時間（例えば加工開始からの経過時間）を計測する。入出力ポート５０Ｆは、プロセッサ５０Ｂ、メモリ５０Ｃ、ストレージ５０Ｄ及びタイマー５０Ｅ、加工装置１の各種装置との間で、信号の入出力を行う。

【0039】

この例では、加工装置１は、一つのコントローラ５０を備えているが、複数のコントローラ５０で構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。加工装置１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラ５０によって実現されていてもよいし、２個以上のコントローラ５０の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ５０が複数のコンピュータ（回路５０Ａ）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ（回路５０Ａ）によって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータ（回路５０Ａ）の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ５０は、複数のプロセッサ５０Ｂを有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つ又は複数のプロセッサ５０Ｂによって実現されていてもよい。

【0040】

表示器８０は、表示画面を含んでおり、加工装置１からの信号の内容をオペレータに伝える機能を有する。表示器８０は、例えば、工具１１のメンテナンスが必要であることを示すメッセージ又は警告灯を表示してもよいし、加工可能時間及び残加工時間を表示してもよい。

【0041】

［加工方法］
続いて、図５～図７を参照して、加工装置１におけるワークＷを加工する方法（加工方法）について説明する。なお、以下の各工程が開始される前に、オペレータ（作業員）により、加工対象となるワークＷがテーブル２１に設置され、ワークＷの初期の加工条件がコントローラ５０に入力されてもよい。また、この例では、加工開始前に、オペレータにより、加工条件の変更幅及び最大の変更幅（限界値）がコントローラ５０に入力されてもよい。

【0042】

まず、コントローラ５０は、総加工時間を算出する（ステップＳ０１）。ステップＳ０１では、例えば残加工時間算出部６５が、オペレータにより入力された加工条件（現在の加工条件）にてワークＷに対する加工を完了させるまでに必要な時間を、総加工時間として算出する。なお、ステップＳ０１の算出に合わせて、駆動指示部５７が駆動機構１７，１９，２３を制御することにより、ワークＷに対する工具１１の位置を加工開始位置に配置してもよい。その後、駆動指示部５７による各駆動機構の制御により、ワークＷに対する研削加工が開始されてもよい。

【0043】

次に、コントローラ５０は、振動情報を取得する（ステップＳ０２）。ステップＳ０２では、例えば情報取得部５９が、工具１１がワークＷに接触して加工することに伴うテーブル２１の振動に関する振動情報を、振動センサ４１を介して取得する。情報取得部５９は、テーブル２１がＺ軸に沿って１往復する度に振動情報を取得してもよい。

【0044】

次に、コントローラ５０は、ステップＳ０２において得られた振動情報から指標値を算出する。ステップＳ０２では、例えば、指標値算出部６１が記憶部５３に記憶された機械学習モデルを参照してスコア値を取得してもよい。スコア値は、振動情報から算出される工具１１の悪化状態の程度を示す値である。スコア値は、公知の機械学習を用いた振動解析アルゴリズムにより算出されてもよい。例えば、機械学習を用いた振動解析アルゴリズムは、特開２０１７－１５１８７２号公報、非特許文献「機器の振動データの非負値行列因子分解による特徴抽出と異常検知」（２０１８年、第３２回人工知能学会全国大会）等に開示されている。この公知の振動解析アルゴリズムでは、非負値行列因子分解及びOne-Class SVM等が用いられて、振動情報から機器（工具等）の状態の解析が行われている。

【0045】

スコア値は、例えば学習済みの機械学習モデルにおいて、得られた振動情報の解析結果と工具１１（砥石）が悪化状態であるかどうかの判定境界との距離に応じて値が定まる。スコア値は、工具１１の悪化状態が進行しているほど小さくなってもよい。スコア値は、図６に示されるように、０～１００の範囲にて算出されてもよい。例えば、スコア値が１００である場合、工具１１が最も良い状態を示していてもよく、スコア値が０である場合、工具１１が最も悪化している状態を示していてもよい。この場合、ワークＷに対する加工が進むにつれて、工具１１（砥石）の状態は悪化していくので、加工が進むにつれてスコア値は減少していく。

【0046】

ステップＳ０２において、指標値算出部６１は、スコア値を算出した後に、スコア値の時間変化に基づいて指標値を算出する。指標値は、スコア値の時間変化を公知の算出方法によって近似することで算出される。例えば指標値算出部６１は、図６に示されるように、スコア値の時間変化（グラフＣｓ１）から最小二乗法を用いて近似直線Ｌ１を算出することで、指標値を算出してもよい。この例では、指標値が５０よりも大きく１００以下の範囲である場合、工具１１が良い状態Ｃ１として設定されている。指標値が２０よりも大きく５０以下の範囲である場合、工具１１が悪くなる直前の状態Ｃ２として設定され、指標値が０～２０の範囲である場合、工具１１が悪化した状態Ｃ３として設定されている。状態Ｃ３では、工具１１としての砥石のドレッシングが必要である状態を示している。すなわち、状態Ｃ１と状態Ｃ２との境界としての閾値Ｔｈ１（第１の閾値）が２０に設定され、状態Ｃ２と状態Ｃ３との境界としての閾値Ｔｈ２（第２の閾値）が５０に設定されてもよい。この例では、閾値Ｔｈ２は閾値Ｔｈ１よりも大きい値に設定されている。

【0047】

次に、コントローラ５０は、切込み回数分の加工が完了していないかどうかを判断する（ステップＳ０４）。例えば、コントローラ５０（加工条件設定部５５）は、切込み回数として、オペレータにより設定された加工条件である総切込み量（ワークＷの表面を削り取る量）及び１回当たりの切込み量に基づいて、加工完了までテーブル２１を往復させる回数を切込み回数として算出してもよい。例えば、１往復当たりの切込み量が０．０１ｍｍに設定されて、総切込み量が１ｍｍに設定されている場合において、Ｘ軸に沿ってワークＷを移動させつつテーブル２１が１０往復することでワークＷの加工面全体にわたり１回当たりの切込み量分だけ研削されるとすると、加工条件設定部５５は、１０００回を切込み回数として算出する。

【0048】

ステップＳ０４において、切込み回数分の加工が完了したと判断された場合（ステップＳ０４：ＮＯ）、コントローラ５０はワークＷに対する加工が完了したと判断して、加工処理を終了する。一方、ステップＳ０４において、切込み回数分の加工が完了していないと判断された場合（ステップＳ０４：ＹＥＳ）、コントローラ５０は、指標値と閾値Ｔｈ２とを比較する（ステップＳ０５）。ステップＳ０５では、コントローラ５０が、指標値が閾値Ｔｈ２よりも小さいかどうかを判断する。

【0049】

ステップＳ０５において、指標値が閾値Ｔｈ２以上であると判断された場合（ステップＳ０５：ＮＯ）、コントローラ５０は、ステップＳ０２～Ｓ０４の処理を繰り返す。この例では、切込み回数分の加工が未完了であり、且つ指標値が５０よりも大きい場合に、コントローラ５０は、振動情報の取得及び指標値の算出を繰り返す。

【0050】

ステップＳ０５において、指標値が閾値Ｔｈ２よりも小さいと判断された場合（ステップＳ０５：ＹＥＳ）、コントローラ５０は加工可能時間Ｔｐｐを算出する。ステップＳ０５では、予測値算出部６２が、指標値の時間変化に基づいて、現在時刻ｔｎ以降における指標値の時間変化を予測する。図６に示されるように、予測値算出部６２は、例えば指標値の時間変化を示す近似直線Ｌ１と同じように時間変化する（単位時間当たり指標値の減少幅が同じである）と予測することにより、予測した指標値（予測値）の変化を示す予測直線Ｌ２を算出してもよい。そして、加工可能時間算出部６３は、予測直線Ｌ２により定まる予測値が閾値Ｔｈ１に達する時刻を算出してもよい。図６に示される例では、加工可能時間算出部６３は、予測直線Ｌ２により定まる予測値が、閾値Ｔｈ１である２０に達する予測時刻を算出する。このとき、加工可能時間算出部６３は、予測時刻と現在時刻ｔｎとの差を加工可能時間Ｔｐｐとして算出する。

【0051】

指標値が閾値Ｔｈ２よりも小さいと判断された場合に、ステップＳ０６における加工可能時間Ｔｐｐの算出と並行して、又は加工可能時間Ｔｐｐの算出の前後において、コントローラ５０（残加工時間算出部６５）は、残加工時間を算出してもよい。残加工時間算出部６５は、ステップＳ０１において算出された総加工時間に基づいた加工完了時刻ｔｅ（加工完了の終了予定時刻）と現在時刻ｔｎとの差を残加工時間Ｔｐｒとして算出してもよい。

【0052】

次に、コントローラ５０は、加工可能時間Ｔｐｐと残加工時間Ｔｐｒを比較する（ステップＳ０７）。ステップＳ０７では、比較部６７が、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短いかどうかを判断する。ステップＳ０７において、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒ以上である場合（ステップＳ０７：ＮＯ）、コントローラ５０は、現在の加工条件によりワークＷの加工が完了し得ると判断する。加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒ以上である場合、コントローラ５０は、予測直線（不図示）による予測値が加工完了時刻ｔｅ以後に閾値Ｔｈ１に達すると判断する。すなわち、コントローラ５０は、現在の加工条件にて、ワークＷの加工完了まで工具１１（砥石）が寿命に達しない（状態Ｃ３にはならない）と判定する。コントローラ５０は、現在の加工条件によりワークＷの加工が完了し得ると判断した場合、ステップＳ０２～Ｓ０７の処理を繰り返す。

【0053】

加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短い場合、図６に示されるように、コントローラ５０は、加工完了時刻ｔｅよりも前に、予測直線Ｌ２に基づく予測値が閾値Ｔｈ１に達すると判断する。換言すると、コントローラ５０は、現在の加工条件にてワークＷの加工を継続すると、ワークＷの加工完了よりも前に工具１１（砥石）が寿命に達する（状態Ｃ３になる）と判定する。ステップＳ０７において、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短いと判断された場合（ステップＳ０７：ＹＥＳ）、コントローラ５０（判定部６９）は、加工条件の変更が不可かどうかを判断する（ステップＳ０８）。

【0054】

ステップＳ０８では、例えば、判定部６９は、現在の加工条件から予め設定された変更幅で加工条件の変更が可能かどうかを判定してもよい。この例では、判定部６９は、工具１１の現在の回転数から、予め設定された減少幅で回転数の変更が可能かどうかを判定する。例えば、初期設定により加工条件の回転数が３０００ｒｐｍに設定され、回転数の減少幅が１００ｒｐｍに設定され、限界値が２５００ｒｐｍに予め設定されているとする。この場合において、工具１１の現在の回転数が初期設定の加工条件である３０００ｒｐｍであるとき、判定部６９は回転数の変更が可能であると判定する。このように、判定部６９は、加工条件の変更が可能と判定した場合、加工中のワークＷに対する加工が継続可能であると判定してもよい。

【0055】

ステップＳ０８において加工条件の変更が可能であると判断された場合（ステップＳ０８：ＮＯ）、コントローラ５０は、加工条件を変更する（ステップＳ０９）。ステップＳ０９では、加工条件設定部５５が新たな加工条件（例えば、新たな回転数）を設定する。そして、駆動指示部５７は、新たに設定された加工条件（例えば、新たな回転数）に応じて、各駆動機構を制御する。加工可能時間算出部６３は、新たな加工条件での加工可能時間Ｔｐｐを算出してもよく、残加工時間算出部６５は、新たな加工条件での残加工時間Ｔｐｒを算出してもよい。そして、コントローラ５０は、ステップＳ０２～Ｓ０８の処理を繰り返す。

【0056】

図７に示されるように、工具１１の回転数を減少させると、例えば工具１１（砥石）の自生作用によりスコア値及び指標値が回復（上昇）し得る。これにより指標値が閾値Ｔｈ２である５０を超えた状態が継続し得るので、コントローラ５０はステップＳ０２～Ｓ０５の処理を繰り返す。加工条件を変更した後のステップＳ０２では、指標値算出部６１が、加工条件（回転数）が変更された後に取得されたスコア値（グラフＣｓ２）に基づいて近似直線Ｌ３を算出する。そして、指標値算出部６１は、近似直線Ｌ３により定まる指標値を取得する。近似直線Ｌ３により定まる指標値が閾値Ｔｈ２である５０に達した場合、ステップＳ０６において、予測値算出部６２が、近似直線Ｌ３に基づいた予測直線Ｌ４を算出する。図７に示される例では、コントローラ５０が、予測直線Ｌ４に基づいた予測値が、加工完了時刻ｔｅまでに閾値Ｔｈ１である２０に達しないと判断するので、現在の加工条件（近似直線Ｌ３及び予測直線Ｌ４が得られた加工条件）にてワークＷの加工を継続させる。

【0057】

コントローラ５０は、回転数を一度変更させた後の加工条件により得られる予測直線（不図示）の予測値が、加工完了時刻ｔｅよりも前に閾値Ｔｈ１に達すると判定した場合、再度、ステップＳ０８にて加工条件の変更が可能であるかどうかを判断する。

【0058】

一方、ステップＳ０８において、加工条件の変更が不可であると判定される場合がある。上述した例において、複数回の加工条件（回転数）の変更が行われ、現在の加工条件の回転数が変更可能な下限値の２５００ｒｐｍに既に設定されている場合、判定部６９は、加工条件の変更が不可であると判定する。このように、判定部６９は、加工条件の変更が不可であると判定した場合、加工中のワークＷに対する加工が、現在の状態の工具１１をメンテナンスしない限り継続不可であると判定してもよい。

【0059】

ステップＳ０８において加工条件の変更が不可であると判断された場合（ステップＳ０８：ＹＥＳ）、コントローラ５０は工具１１のメンテナンスが必要であることを示す信号（以下、「メンテナンス信号」という。）を出力する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、例えば出力部７１が、工具１１である砥石のドレッシングが必要であることを示すメンテナンス信号を表示器８０に出力してもよい。例えば、表示器８０は、メンテナンス信号を受信した際に、砥石のドレッシングが必要であることを示す表示内容を画面に表示してもよい。あるいは、加工装置１は、出力部７１からメンテナンス信号が出力されることにより、工具１１のメンテナンス（例えばドレッシング）を自動で行い、当該メンテナンス後にワークＷの加工を継続するように構成されていてもよい。

【0060】

図８には、表示器８０による表示例が示されている。表示器８０は、表示画面８３を含んでいる。表示画面８３上には、一例として、スコア値（指標値）の時間変化を示すグラフ表示部８５、及び残りの加工時間（残加工時間）及び砥石のドレッシングが必要となるまでの時間（加工可能時間）を表示するメッセージ表示部８７が含まれてもよい。例えば、表示器８０は、出力部７１から砥石がドレッシング時期であることを示す信号を受信した場合に、砥石のドレッシングが必要であることを示すメッセージを、メッセージ表示部８７に表示させてもよい。

【0061】

［作用］
続いて上述した実施形態の効果について説明する。ワークの加工中に砥石がワークに接触することに伴って発生する振動情報を取得し、当該振動情報における特定周波数のレベルが所定値に達した場合に、工具のメンテナンスが必要であると判定することも考えられる（例えば上述の特許文献１）。しかしながら、加工対象のワークに対する加工の途中にて、加工に使用している工具（例えば砥石）のメンテナンス（ドレッシング）を行うと、メンテナンス前後において加工環境（例えば、ワーク周囲の雰囲気温度、湿度、研削加工位置）が変わり得る。この場合に、加工環境の変化に起因してワークの加工精度に影響が出て、当該ワークが不適合品となる可能性がある。そのため、工具が悪化状態に近づいていても、加工条件を多少変更することで、工具のメンテナンスを行うことなく、加工環境を変化させずに加工完了まで加工を継続させる場合がある。今までは熟練技術者が、加工に伴う音などを聞いて、加工条件を変更させて加工継続が可能かどうかを判断していた。ただし、加工継続が可能かどうかの判断は、経験又は勘（スキル）に依るところが大きい。また、加工環境の変化による影響を抑えようとすると加工条件を細かく調整する必要があり、作業者に大きな負担を強いるおそれがある。さらに、作業者によってドレッシングが必要であると判断するタイミングが異なるので加工時間にばらつきが生じてしまう。

【0062】

これに対して、以上の実施形態では、判定部６９は、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短い場合に、現在の加工条件とは異なる新たな加工条件での加工継続の可否を判定する。このため、工具１１の寿命が近づいても、加工環境を変化させずに加工完了まで加工を継続できる加工条件がある場合に、作業員による判断を経ずに工具１１のメンテナンスを行うことなく加工が継続される。すなわち、ワークＷに対して接触して加工する工具１１のメンテナンス時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【0063】

以上の実施形態では、判定部６９が加工継続可能と判定した場合、加工可能時間算出部６３及び残加工時間算出部６５はそれぞれ、新たな加工条件での加工可能時間Ｔｐｐ及び残加工時間Ｔｐｒを算出する。このため、新たな加工条件による実測値（振動情報）に基づいて、再度、加工継続の可否を判定することが可能となる。

【0064】

以上の実施形態では、加工可能時間算出部６３は、工具１１が悪化した状態を示す閾値Ｔｈ１に予測値が達するまでの時間を加工可能時間Ｔｐｐとして算出する。予測値を算出する際には、指標値の時間変化に基づいて予測が行われる。このため、加工可能時間Ｔｐｐを適切に算出することが可能となる。

【0065】

以上の実施形態では、比較部６７は、工具が悪化する直前の状態を示す閾値Ｔｈ２に指標値が達したときに、加工可能時間Ｔｐｐと残加工時間Ｔｐｒとを比較する。このため、閾値Ｔｈ２に指標値が達したときに、現在の加工条件での加工継続の可否が判定される。その結果、工具が悪くなる直前において、加工継続の可否を判定することが可能となる。

【0066】

以上の実施形態では、加工装置１は、判定部６９が加工継続不可と判定した場合に工具１１のメンテナンス時期（ドレッシング時期）であることを示すメンテナンス信号を出力するように構成された出力部７１を備える。この場合、出力部７１から出力されるメンテナンス信号により、オペレータ、他の機器、又はコントローラ５０内の他の要素に工具１１のメンテナンスが必要であることを伝えることが可能となる。

【0067】

以上の実施形態では、工具１１は、回転しながらワークＷに接触してワークＷを研削するように構成された研削工具である。駆動機構１５は、所定の回転数で工具１１を回転させるように構成されている。判定部６９は、比較部６７によって比較された結果、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短い場合に、現在の回転数よりも小さい新たな回転数での加工継続の可否を判定するように構成されている。現在の回転数よりも小さい新たな回転数で工具１１（砥石）を回転させてワークＷの加工を継続した場合、砥石の自生作用（自生発刃）により砥石の寿命（加工可能時間）が延び得る。このため、新たな回転数での加工継続の可否が判定されることで、工具１１のドレッシング時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【0068】

［変形例］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。

【0069】

（１）判定部６９は、比較部６７によって比較された結果、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短い場合に、変更対象の加工条件としてテーブル２１の単位時間当たりの往復回数を変更させた場合での加工継続の可否を判定してもよい。例えば、判定部６９は、現在の単位時間当たりの往復回数よりも少ない新たな単位時間当たりの往復回数での加工継続の可否を判定してもよい。テーブル２１の単位時間当たりの往復回数が変更されることで、加工中における工具１１に対するワークＷの相対的な移動速度（例えば平均速度、あるいは工具１１及びワークＷの接触している間の移動速度）が変更される。現在の単位時間当たりの往復回数よりも少ない新たな単位時間当たりの往復回数でワークＷを工具１１（砥石）に対して相対移動させてワークＷの加工を継続した場合、砥石の自生作用により砥石の寿命（加工可能時間）が延び得る。このため、単位時間当たりの往復回数での加工継続の可否が判定されることで、工具１１のドレッシング時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【0070】

（２）判定部６９は、比較部６７によって比較された結果、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短い場合に、変更対象の加工条件として駆動機構１７によるＸ軸に沿った移動速度を変更させた場合での加工継続の可否を判定してもよい。例えば、Ｘ軸に沿った移動速度を変更させることで、工具１１（砥石）の寿命が延び得る場合、新たなＸ軸に沿った移動速度での加工継続の可否が判定されることで、工具１１のドレッシング時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【0071】

（３）判定部６９は、比較部６７によって比較された結果、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短い場合に、変更対象の加工条件として１往復当たりの切込み量を変更させた場合での加工継続の可否を判定してもよい。例えば、判定部６９は、現在の切込み量よりも小さい新たな切込み量での加工継続の可否を判定してもよい。図９には、変更対象の加工条件が切込み量である場合の指標値の変化予測の修正例が示されている。図９に示される例では、コントローラ５０は、時刻ｔ１において予測直線Ｌ２に基づいた予測値が、加工完了時刻ｔｅよりも前に閾値Ｔｈ１に達すると判断し、時刻ｔ１から時刻ｔｎまでの期間において新たな切込み量で加工を継続させている。コントローラ５０は、新たな切込み量での実測値の振動情報に基づいて、上記期間においてグラフＣｓ３及び近似直線Ｌ５を算出し、予測直線Ｌ６を算出している。

【0072】

コントローラ５０は、切込み量の変更に伴い総加工時間を算出し直して、加工完了予定時刻を時刻ｔｅ１に修正してもよい。図９に示される例では、コントローラ５０は、切込み量の変更に伴って、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも大きいと判断して、ワークＷの加工が継続可能であると判断する。例えば、コントローラ５０は、切込み量を段階的に変更していき、切込み量が限界値に達している場合に、当該限界値において算出された加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短いときに、加工継続が不可であると判定してもよい。現在の切込み量よりも小さい新たな切込み量で工具１１（砥石）によるワークＷの加工を継続した場合、砥石への負荷が軽減することにより砥石の寿命（加工可能時間）が延び得る。このため、新たな切込み量での加工継続の可否が判定されることで、工具１１のドレッシング時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【0073】

（４）判定部６９は、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短い場合に、変更対象の加工条件として、上述した回転数、単位時間当たりの往復回数、Ｘ軸に沿った移動速度、及び切込み量のうちの２つ以上の加工条件を変更させて加工継続の可否を判定してもよい。例えば、判定部６９は、工具１１の回転数を限界値まで変更させ、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短い状態が継続しているときに、切込み量を変更させていき加工継続の可否を判定してもよい。

【0074】

（４）上記実施形態では、判定部６９は、加工条件を実際に変更していくことで、加工継続の可否を判定しているが、加工継続の可否の判定方法はこれに限られない。判定部６９は、加工可能時間Ｔｐｐが残加工時間Ｔｐｒよりも短い場合に、実際に加工条件を変更することなく、加工条件を変更した場合の指標値の変化を予測（シミュレーション）することで、加工継続の可否を判定してもよい。例えば、判定部６９は、変更した加工条件それぞれにおける加工可能時間Ｔｐｐを算出し、残加工時間Ｔｐｒよりも加工可能時間Ｔｐｐが大きくなる加工条件を探すことで、加工継続の可否を判定してもよい。

【0075】

（５）上記実施形態では、判定部６９は、指標値が閾値Ｔｈ２に達した場合に、加工可能時間Ｔｐｐと残加工時間Ｔｐｒとの比較結果により加工継続の可否を判定しているが、判定部６９は、指標値が閾値Ｔｈ２に達する前に加工継続の可否を判定してもよい。

【0076】

（６）上記実施形態では、指標値算出部６１は、スコア値の時間変化を公知の算出方法（例えば最小二乗法）により近似することで指標値を算出するが、指標値算出部６１は、スコア値に対していずれの演算を行うことなく、スコア値を指標値として取得（算出）してもよい。

【0077】

（７）コントローラ５０は、音センサ４３により取得された音情報（振動情報）に基づいて上記実施形態と同様に、指標値の算出、加工可能時間Ｔｐｐ及び残加工時間Ｔｐｒの算出、並びに加工継続の可否の判定等を行ってもよい。コントローラ５０は、振動センサ４１からの振動情報に基づく指標値と、音センサ４３からの音情報に基づく指標値との両方に基づいて（例えば平均値を算出して）、加工可能時間Ｔｐｐ及び残加工時間Ｔｐｒの算出並びに加工継続の可否の判定等を行ってもよい。

【0078】

（８）コントローラ５０は、機械学習モデルを参照して算出された指標値ではなく、振動情報から得られる周波数データのレベル（例えば振動の振幅、大きさ、強さに応じた電圧値）を指標値として用いることで、加工可能時間Ｔｐｐと残加工時間Ｔｐｒとの算出及び加工継続の可否の判定等を行ってもよい。例えば、図１０には、砥石の悪化の程度（悪化状態）が既知である場合に取得された音情報を周波数変換したグラフが示されている。図１０では、砥石の悪化状態が互いに異なる場合の４つの音情報（振動情報）から得られた周波数データとしてデータＤ１～Ｄ４が示されており、横軸は周波数、縦軸はレベル（音の強さに応じた電圧値）を示している。データＤ４～Ｄ１により示される周波数データは、この順で砥石がより悪化している。つまり、データＤ４が４つのデータの中で最も砥石が悪化している状態でのデータであり、データＤ１が４つのデータの中で砥石が最も良い状態でのデータを示している。図１０に示されるように、周波数が４００Ｈｚ程度において、砥石の悪化状態に応じてレベルが大きく変動していることがわかる。このため、コントローラ５０は、特定周波数帯におけるレベルを指標値として用いることができる。この場合、コントローラ５０の記憶部５３には、砥石が悪化した状態を示すレベル（第１の閾値）及び砥石が悪化する直前の状態を示すレベル（第２の閾値）が記憶されていてもよい。

【0079】

（９）上記実施形態では、工具１１（砥石）の周面をワークＷに接触して研削加工が行われるが、シャフト１３に直交（交差）する工具１１の主面をワークＷに接触して研削加工が行われてもよい。このとき、シャフト１３がＹ軸に沿って延びていてもよい。砥石のワークＷに対する接触面が周面及び側面のいずれであるかにかかわらず、ワークＷは回転保持部に支持されていてもよい。この場合、加工装置１はワークＷを回転させながら研削加工を行ってもよく、コントローラ５０は、加工条件として回転保持部による回転速度が変更した場合での加工継続の可否を判定してもよい。上記実施形態では、テーブル２１が往復移動する間に、ワークＷが工具１１に接触して研削加工が行われるが、加工装置１は、テーブル２１が往復移動するうちの片道分のみワークＷを工具１１に接触させて、研削加工を行ってもよい。

【0080】

（１０）上記実施形態では、加工対象のワークＷの形状が直方体状であり、加工装置１は研削方法の一つである平面研削を行っているが、加工対象のワークＷの形状、及び研削方法はこれに限られない。例えば、加工対象のワークＷは、円柱状、円環状（中空円柱状）、円板状、又は歯車状、あるいは異形状を呈していてもよい。例えば、加工装置１は、ワークＷの形状及び加工目的に応じて、工具１１（砥石）により、円筒研削、内面研削、心なし研削、ねじ研削、歯車研削、ならい研削、又は切断を行ってもよい。

【0081】

（１１）加工装置１は、工具１１をワークＷに接触してワークＷを加工する加工装置であれば、どのような加工を行う装置であってもよい。例えば、加工装置１は、ワークＷの不要な部分を除去して所望の寸法及び形状に加工する切削加工を行う装置であってもよい。この場合、工具１１は切削工具であってもよく、例えばバイト又はフライス工具であってもよい。加工装置１は、ワークＷの表面を滑らかにする研磨加工を行う装置であってもよい。この場合、工具１１はワークＷに対して定圧で押し付けられる遊離砥粒又は固定砥粒であってもよい。

【0082】

［他の例］
例１．本開示の一つの例に係る加工装置（１）は、ワーク（Ｗ）に接触した状態でワーク（Ｗ）を加工するように構成された工具（１１）と、所定の加工条件で工具（１１）をワーク（Ｗ）に対して動作させるように構成された駆動部（１５，１７，１９，２３）と、駆動部（１５，１７，１９，２３）により動作している工具（１１）がワーク（Ｗ）に接触することに伴って発生する振動に関する振動情報を取得するように構成された情報取得部（５９）と、振動情報から工具（１１）の状態を示す指標値を算出するように構成された指標値算出部（６１）と、現在の加工条件での工具（１１）の寿命を示す加工可能時間を指標値の時間変化から算出するように構成された加工可能時間算出部（６３）と、現在の加工条件にて加工完了までワーク（Ｗ）の加工を継続した場合の時間を示す残加工時間を算出するように構成された残加工時間算出部（６５）と、加工可能時間と残加工時間とを比較するように構成された比較部（６７）と、比較部（６７）によって比較された結果、加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、現在の加工条件とは異なる新たな加工条件での加工継続の可否を判定するように構成された判定部（６９）とを備える。この構成では、工具の寿命が近づいても、加工環境を変化させずに加工完了まで加工を継続できる加工条件がある場合に、加工装置の判定に基づき工具のメンテナンスを行うことなく加工が継続される。すなわち、ワークに対して接触して加工する工具のメンテナンス時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【0083】

例２．例１の装置（１）において、判定部（６９）が加工継続可能と判定した場合、加工可能時間算出部（６３）及び残加工時間算出部（６５）はそれぞれ、新たな加工条件での加工可能時間及び残加工時間を算出するように構成されている。この場合、新たな加工条件による実測値に基づいて、再度、加工継続の可否を判定することが可能となる。

【0084】

例３．例１又は例２の装置（１）は、現在の加工条件でワーク（Ｗ）の加工を継続した場合の指標値の変化を予測することによって予測値を算出するように構成された予測値算出部（６２）をさらに備える。例１又は例２の加工装置（１）において、加工可能時間算出部（６３）は、工具（１１）が悪化した状態を示す第１の閾値（閾値Ｔｈ１）に予測値が達するまでの時間を加工可能時間として算出するように構成されている。この場合、加工可能時間を適切に算出することが可能となる。

【0085】

例４．例１～例３のいずれかの装置（１）において、比較部（６７）は、工具（１１）が悪化する直前の状態を示す第２の閾値（閾値Ｔｈ２）に指標値が達したときに、加工可能時間と残加工時間とを比較するように構成されている。この場合、第２の閾値に指標値が達したときに、現在の加工条件での加工継続の可否が判定される。その結果、工具が悪くなる直前において、加工継続の可否を判定することが可能となる。

【0086】

例５．例１～例４のいずれかの装置（１）は、判定部（６９）が加工継続不可と判定した場合に工具（１１）のメンテナンス時期であることを示す信号を出力するように構成された出力部（７１）をさらに備える。この場合、出力部から出力される上記信号により、オペレータ又は他の機器に工具のメンテナンスが必要であることを伝えることが可能となる。

【0087】

例６．例１～例５のいずれかの装置（１）において、工具（１１）は、回転しながらワーク（Ｗ）に接触してワーク（Ｗ）を研削するように構成された研削工具（１１）である。駆動部（１５，１７，１９，２３）は、所定の回転数で工具（１１）を回転させるように構成されている。判定部（６９）は、比較部（６７）によって比較された結果、加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、現在の回転数よりも小さい新たな回転数での加工継続の可否を判定するように構成されている。現在の回転数よりも小さい新たな回転数で工具（砥石）を回転させてワークＷの加工を継続した場合、砥石の自生作用（自生発刃）により砥石の寿命（加工可能時間）が延び得る。上記構成では、新たな回転数での加工継続の可否が判定されることで、砥石のドレッシング時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【0088】

例７．例１～例６のいずれかの装置（１）において、工具（１１）は、回転しながらワーク（Ｗ）に接触してワーク（Ｗ）を研削するように構成された研削工具（１１）である。駆動部（１５，１７，１９，２３）は、工具（１１）の回転軸に直交し、且つワーク（Ｗ）の加工面に平行な方向に沿って、所定の単位時間当たりの往復回数で工具（１１）をワーク（Ｗ）に対して相対移動させるように構成されている。判定部（６９）は、比較部（６７）によって比較された結果、加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、現在の単位時間当たりの往復回数よりも少ない新たな単位時間当たりの往復回数での加工継続の可否を判定するように構成されている。現在の単位時間当たりの往復回数よりも少ない新たな単位時間当たりの往復回数でワークＷを工具（砥石）に対して相対移動させてワークＷの加工を継続した場合、砥石の自生作用により砥石の寿命（加工可能時間）が延び得る。上記構成では、単位時間当たりの往復回数での加工継続の可否が判定されることで、砥石のドレッシング時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【0089】

例８．例１～例７のいずれかの装置（１）において、工具（１１）は、回転しながらワーク（Ｗ）に接触してワーク（Ｗ）を研削するように構成された研削工具（１１）である。駆動部（１５，１７，１９，２３）は、所定の切込み量で工具（１１）をワーク（Ｗ）に接触させるように構成されている。判定部（６９）は、比較部（６７）によって比較された結果、加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、現在の切込み量よりも小さい新たな切込み量での加工継続の可否を判定するように構成されている。現在の切込み量よりも小さい新たな切込み量で工具（砥石）によるワークＷの加工を継続した場合、砥石への負荷が軽減することにより砥石の寿命（加工可能時間）が延び得る。上記構成では、新たな切込み量での加工継続の可否が判定されることで、砥石のドレッシング時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【0090】

例９．本開示の別の例に係る加工方法は、工具（１１）をワーク（Ｗ）に接触した状態で工具（１１）によりワーク（Ｗ）を加工することと、駆動部（１５，１７，１９，２３）により所定の加工条件で工具（１１）をワーク（Ｗ）に対して動作させることと、駆動部（１５，１７，１９，２３）により動作している工具（１１）がワーク（Ｗ）に接触することに伴って発生する振動に関する振動情報を取得することと、振動情報から工具（１１）の状態を示す指標値を算出することと、現在の加工条件での工具（１１）の寿命を示す加工可能時間を指標値の時間変化から算出することと、現在の加工条件にて加工完了までワーク（Ｗ）の加工を継続した場合の時間を示す残加工時間を算出することと、加工可能時間と残加工時間とを比較することと、加工可能時間と残加工時間とが比較された結果、加工可能時間が残加工時間よりも短い場合に、現在の加工条件とは異なる新たな加工条件での加工継続の可否を判定することとを含む。この加工方法では、工具の寿命が近づいても、加工環境を変化させずに加工完了まで加工を継続できる加工条件がある場合に、工具のメンテナンスを行うことなく加工が継続される。すなわち、ワークＷに対して接触して加工する工具のメンテナンス時期を考慮して、加工継続可能な加工条件を自動で設定することが可能となる。

【符号の説明】

【0091】

１…加工装置、１１…工具、１５，１７，１９，２３…駆動機構（駆動部）、５０…コントローラ、５９…情報取得部、６１…指標値算出部、６２…予測値算出部、６３…加工可能時間算出部、６５…残加工時間算出部、６７…比較部、６９…判定部、７１…出力部、Ｗ…ワーク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】