特許 7525629 工作機械

(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】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/12 20060101AFI20240723BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240723BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

B23Q17/12

B23Q17/00 D

B23Q17/00 A

B23Q11/00 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022553875

(86)(22)【出願日】2021-09-24

(86)【国際出願番号】 JP2021034930

(87)【国際公開番号】W WO2022071078

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-04-05

(31)【優先権主張番号】P 2020165407

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【復代理人】

【識別番号】100120363

【弁理士】

【氏名又は名称】久保田 智樹

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】村松 稔文

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０７４２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－８０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－２５６４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１７０８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－８８９６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １／７２

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｂ２３Ｑ １７／００

Ｂ２３Ｑ １７／１２

Ｂ２４Ｂ ４１／００ － ５１／００

Ｇ０１Ｍ １／００ － １／３８

Ｈ０２Ｋ １１／００

Ｈ０２Ｋ １５／１６

Ｆ１６Ｆ １５／２２

Ｆ１６Ｆ １５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を用いて加工対象物を加工する工作機械であって、
回転軸を有するモータと、
前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータに設けられ、前記回転軸の回転速度を検出するエンコーダと、
前記工作機械に設けられ、前記回転軸が回転中に発生する振動量を検出する振動センサと、
予め規定された規定回転速度を指令値として前記モータ駆動部に出力し、バランス状態の観測に必要な振動を前記回転軸に生じさせる指令部と、
前記エンコーダで検出される前記回転速度が、前記指令値として前記モータ駆動部に出力された前記規定回転速度であるときに前記振動センサで検出される前記振動量を取得する取得部と、
前記指令値として前記モータ駆動部に出力された前記規定回転速度と、前記取得部が取得した前記振動量とを対応付けて表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、工作機械。

【請求項2】

工具を用いて加工対象物を加工する工作機械であって、
回転軸を有するモータと、
前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータまたは前記モータ駆動部に設けられ、前記モータに出力される駆動電流を検出する電流センサと、
前記工作機械に設けられ、前記回転軸が回転中に発生する振動量を検出する振動センサと、
前記電流センサから得られる信号に基づいて、前記回転軸の回転速度を推定する速度推定部と、
予め規定された規定回転速度を指令値として前記モータ駆動部に出力し、バランス状態の観測に必要な振動を前記回転軸に生じさせる指令部と、
前記速度推定部で推定される前記回転速度が、前記指令値として前記モータ駆動部に出力された前記規定回転速度であるときに前記振動センサで検出される前記振動量を取得する取得部と、
前記指令値として前記モータ駆動部に出力された前記規定回転速度と、前記取得部が取得した前記振動量とを対応付けて表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、工作機械。

【請求項3】

請求項１または２に記載の工作機械であって、
前記指令値として前記モータ駆動部に出力された前記規定回転速度と、前記取得部が取得した前記振動量とを対応付けて記憶部に記憶させる記憶制御部と、
前記回転軸に対する前記バランス状態の調整作業前に前記記憶部に記憶された前記振動量と、前記バランス状態の調整作業後に前記記憶部に記憶された前記振動量との差に基づいて、前記回転軸に対する前記バランス状態の修正角度および修正量の少なくとも一方を演算する演算部と、
をさらに備え、
前記表示制御部は、前記差、前記修正角度および前記修正量の少なくとも１つを前記表示部に表示させる、工作機械。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の工作機械であって、
前記モータ駆動部は、加工機本体を制御する制御装置に設けられ、
前記指令部、前記取得部および前記表示制御部は、前記制御装置とは分離する装置に設けられる、工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具を用いて加工対象物を加工する工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械には、シャフト等の回転体が備えられる。回転体を剛性ロータまたは弾性ロータと見做した場合の釣合いの程度を観測する装置としてフィールドバランサがある。この釣合いの程度は、バランス状態と称される。特開平０３－２５１０６６号公報には、回転駆動する観測対象の回転のバランス状態を観測することが開示されている。回転体のバランス状態が観測されることにより、オペレータは、回転体のバランス状態が運転に支障のある場合に、どのように修正すればよいかを知ることができる。

【発明の概要】

【0003】

しかしながら、フィールドバランサによる回転体のバランス状態の観測精度は、工作機械にフィールドバランサを取り付ける取り付け方、あるいは、工作機械にフィールドバランサを取り付けたときの取り付け位置に依存する。したがって、フィールドバランサによって回転体のバランス状態を安定的に精度よく観測することは、オペレータにとって必ずしも容易ではない。また、バランス修正作業を遂行することも、オペレータにとって必ずしも容易ではない。

【0004】

そこで、本発明は、フィールドバランサによらず工作機械の回転体のバランス状態を観測することができ、且つ、バランス状態の調整作業を容易にする工作機械を提供することを目的とする。

【0005】

本発明の第１の態様は、
工具を用いて加工対象物を加工する工作機械であって、
回転軸を有するモータと、
前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータに設けられ、前記回転軸の回転速度を検出するエンコーダと、
前記工作機械に設けられ、前記回転軸が回転中に発生する振動量を検出する振動センサと、
前記エンコーダで検出される前記回転速度が予め規定された規定回転速度であるときに前記振動センサで検出される前記振動量を取得する取得部と、
前記規定回転速度と、前記取得部が取得した前記振動量とを対応付けて表示部に表示させる表示制御部と、
を備える。

【0006】

本発明の第２の態様は、
工具を用いて加工対象物を加工する工作機械であって、
回転軸を有するモータと、
前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータまたは前記モータ駆動部に設けられ、前記モータに出力される駆動電流を検出する電流センサと、
前記工作機械に設けられ、前記回転軸が回転中に発生する振動量を検出する振動センサと、
前記電流センサから得られる信号に基づいて、前記回転軸の回転速度を推定する速度推定部と、
前記速度推定部で推定される前記回転速度が予め規定された規定回転速度であるときに前記振動センサで検出される前記振動量を取得する取得部と、
前記規定回転速度と、前記取得部が取得した前記振動量とを対応付けて表示部に表示させる表示制御部と、
を備える。

【0007】

本発明によれば、工作機械に設けられるセンサを用いて、規定回転速度での回転中に発生する振動量を捉えることで、フィールドバランサによらず工作機械の回転体のバランス状態を観測することができる。また、規定回転速度での回転中に発生する振動量と、当該規定回転速度とが対応付けられて表示されることで、工作機械の回転体のバランス状態の調整作業においてオペレータを支援することができる。こうして、フィールドバランサによらず工作機械の回転体のバランス状態を観測することができ、且つ、バランス状態の調整作業を容易にする工作機械が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態の工作機械を示す概略図である。

【図2】図２は、制御装置を示す概略ブロック図である。

【図3】図３は、エンコーダから出力される信号を例示するグラフである。

【図4】図４は、振動センサから出力される信号を例示するグラフである。

【図5】図５は、規定回転速度と、規定回転速度であるときの振動量との対応関係を示すグラフである。

【図6】図６は、変形例１の工作機械を示す概略図である。

【図7】図７は、変形例２の工作機械を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［実施形態］
図１は、本実施形態の工作機械１０を示す概略図である。工作機械１０は、工具を用いて加工対象物を加工する。工作機械１０は、ナノオーダーの指令分解能でモータを制御し得る精密工作機械であってもよい。また、工作機械１０は、１０分の１ナノオーダーの指令分解能でモータを制御し得る超精密工作機械であってもよい。なお、工作機械１０として、例えば、固定された工具に対して回転状態の加工対象物を接触させて加工する旋盤機等が挙げられる。また、工作機械１０として、固定された加工対象物に対して回転状態の工具を接触させて加工するマシニングセンタ等が挙げられる。工作機械１０には、加工機本体１２と、加工機本体１２を制御する制御装置１４とが備えられる。

【0010】

加工機本体１２は、機械ユニットを含む。加工機本体１２は、機械ユニットに装着されるモータ、センサ等のデバイスをさらに含む。加工機本体１２には、モータ１６、エンコーダ１８および振動センサ２０が備えられる。

【0011】

モータ１６は、回転軸１６Ｓを有する。モータ１６は、不図示のロータおよび不図示のステータをさらに有する。ステータのコイルに、制御装置１４から出力される駆動電流が流れることで、ロータが回転する。ロータが回転すると、回転するロータと一体にモータ１６の回転軸１６Ｓが回転する。

【0012】

モータ１６の回転軸１６Ｓの一端には、モータ１６の動力を基に回転する回転体が取り付けられる。回転体は、加工機本体１２に含まれる機械部品である限り、特に限定されない。回転体として、主軸２２、工具等が挙げられる。本実施形態では、回転体は主軸２２とする。

【0013】

主軸２２は、ハウジング２４の貫通孔２４Ｈに挿通される。主軸２２の両端部の一方である第１端部には、継手２６を介してモータ１６の回転軸１６Ｓが取り付けられる。なお、回転体は、主軸２２の両端部の他方である第２端部に取り付けられる部品を含んでいてもよい。例えば、工作機械１０が旋盤機である場合、回転体は、第２端部に取り付けられる面板を含む。面板は、加工対象物を固定するための部品である。別例として、工作機械１０がマシニングセンタである場合、回転体は、第２端部に取り付けられる工具を含む。工具は、加工対象物を加工する部品である。

【0014】

エンコーダ１８は、モータ１６の回転軸１６Ｓの回転速度を検出する。エンコーダ１８は、モータ１６に設けられる。エンコーダ１８から出力される信号は、制御装置１４に入力される。

【0015】

振動センサ２０は、モータ１６の回転軸１６Ｓが回転している際に発生する振動の量（振動量）を検出する。振動量として、加速度、速度、変位、角加速度、角速度、または、角度が挙げられる。振動センサ２０として、加速度、速度、変位、角加速度、角速度、または、角度を検出可能な既知のセンサが採用される。

【0016】

振動センサ２０は、加工機本体１２に設けられる。振動センサ２０の設置場所は、モータ１６の回転軸１６Ｓが回転している際に発生する振動の量（振動量）を検出可能である限り、特に限定されない。図１の例では、振動センサ２０は、加工機本体１２における主軸２２のハウジング２４に設けられている。なお、振動センサ２０は、主軸２２に設けられていてもよい。

【0017】

図２は、制御装置１４を示す概略ブロック図である。制御装置１４には、入力部３０、表示部３２、記憶部３４、モータ駆動部３６およびプロセッサ３８が備えられる。

【0018】

入力部３０は、情報を入力する。入力部３０の具体例として、マウス、キーボード等が挙げられる。表示部３２の表示画面上に配置されるタッチパネル等によって、入力部３０が構成されてもよい。表示部３２は、情報を表示する。表示部３２の具体例として、液晶ディスプレイが挙げられる。表示部３２は、プロセッサ３８から与えられる情報に基づいて画面等を表示する。記憶部３４は、情報を記憶する。記憶部３４には、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとが備えられ得る。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ等が挙げられる。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。記憶部３４の少なくとも一部が、プロセッサ３８等に備えられていてもよい。また、記憶部３４には、ハードディスク等がさらに備えられ得る。

【0019】

モータ駆動部３６は、モータ１６を駆動する。モータ駆動部３６の具体例として、サーボアンプが挙げられる。モータ駆動部３６は、プロセッサ３８から供給される指令値に応じた回転数で回転するように、モータ１６に対して駆動電流を出力する。

【0020】

プロセッサ３８は、情報を処理する。プロセッサ３８の具体例として、ＣＰＵ、ＧＰＵが挙げられる。プロセッサ３８は、加工対象物を加工する加工モードと、バランス状態の調整作業を支援する支援モードとを有する。

【0021】

なお、バランス状態は、次の第１状態または第２状態を意味する。第１状態は、静不釣合いおよび偶不釣合いの程度である。第２状態は、変形モードによる不釣合いの程度である。バランス状態が第１状態を意味する場合、モータ１６の回転軸１６Ｓと一体に回転するロータを剛性ロータと見做す。バランス状態が第１状態を意味する場合、モータ１６の回転軸１６Ｓと、モータ１６の回転軸１６Ｓと一体に回転するロータとを剛性ロータと見做してもよい。バランス状態が第２状態を意味する場合、モータ１６の回転軸１６Ｓと一体に回転するロータを弾性ロータと見做す。バランス状態が第２状態を意味する場合、モータ１６の回転軸１６Ｓと、モータ１６の回転軸１６Ｓと一体に回転するロータとを弾性ロータと見做してもよい。調整作業は、第１状態または第２状態の程度が低減するように調整する作業を意味する。調整作業の具体的な例として、ロータ等を削る作業が挙げられる。また、調整作業の具体的な例として、ロータ等にバランスウェイトを付与する作業等が挙げられる。

【0022】

支援モードは、バランス状態の調整作業の前後に実施される。なお、バランス状態の調整作業の作業回数は１回に限られない。バランス状態の調整作業の作業回数が複数回となる場合、当該調整作業前、および、各々の調整作業後に支援モードが実施される。

【0023】

入力部３０から支援モードの実施命令を受けると、プロセッサ３８は、支援モードを実行するためのプログラムに基づいて、指令部４０、取得部４２、記憶制御部４４、表示制御部４６および演算部４８として機能する。なお、支援モードを実行するためのプログラムは記憶部３４に記憶される。

【0024】

指令部４０は、規定回転速度を指令値としてモータ駆動部３６に出力する。モータ駆動部３６は、指令値を受けると、規定回転速度で回転するようにモータ１６を駆動する。つまり、指令部４０は、規定回転速度を指令値としてモータ駆動部３６に出力することで、工作機械１０の回転体（本実施形態では主軸２２）のバランス状態を観測するために必要な振動を、モータ１６の回転軸１６Ｓに生じさせることができる。

【0025】

なお、規定回転速度として規定する規定数は１つであってもよく、複数であってもよい。規定数が複数である場合、指令部４０は、複数の規定回転速度の各々を、時間間隔をあけて、指令値として順次モータ駆動部３６に出力する。この場合、指令部４０は、回転軸１６Ｓの回転速度が順次増加するように、複数の規定回転速度の各々を指令値としてモータ駆動部３６に出力してもよい。あるいは、指令部４０は、回転軸１６Ｓの回転速度が順次減少するように、複数の規定回転速度の各々を指令値としてモータ駆動部３６に出力してもよい。

【0026】

取得部４２は、エンコーダ１８から出力される信号に基づいて、エンコーダ１８で検出される回転速度が、モータ駆動部３６に対して指令部４０が指令値として出力した規定回転速度であるか否かを判定する。

【0027】

図３は、エンコーダ１８から出力される信号を例示するグラフである。モータ１６の回転軸１６Ｓが１回転すると、エンコーダ１８から１パルスのパルス信号が出力される場合の例が、図３に示されている。また、規定回転速度が６００ｒｐｍおよび１２００ｒｐｍと規定されている場合の例が、図３に示されている。この場合、０．１秒ごとに１パルスが出力される区間ＳＣ１のときに、取得部４２は、エンコーダ１８で検出される回転速度が規定回転速度（６００ｒｐｍ）であると判定する。また、０．０５秒ごとに１パルスが出力される区間ＳＣ２のときに、取得部４２は、エンコーダ１８で検出される回転速度が規定回転速度（１２００ｒｐｍ）であると判定する。なお、図３は回転軸１６Ｓの回転速度を順次増加させる場合を例示しているが、回転速度を順次減少させてもよい。

【0028】

取得部４２は、振動センサ２０から出力される信号に基づいて、回転速度が規定回転速度であると判定しているときの振動量を取得する。

【0029】

図４は、振動センサ２０から出力される信号を例示するグラフである。振動センサ２０として加速度センサが採用されている場合の例が、図４に示されている。この場合、取得部４２は、振動センサ２０により区間ＳＣ１において検出された振動量（加速度）の二乗平均平方根を算出し、算出した二乗平均平方根を、区間ＳＣ１の振動量として取得する。また、取得部４２は、振動センサ２０により区間ＳＣ２において検出された振動量（加速度）の二乗平均平方根を算出し、算出した二乗平均平方根を、区間ＳＣ２の振動量として取得する。

【0030】

なお、取得部４２は、二乗平均平方根以外の統計値を、区間ＳＣ１または区間ＳＣ２の振動量として取得してもよい。統計値として、振動センサ２０により区間ＳＣ１または区間ＳＣ２において検出された振動量（加速度）の標準偏差等が挙げられる。また、統計値として、振動センサ２０により区間ＳＣ１または区間ＳＣ２において検出された振動量（加速度）の絶対値の平均等が挙げられる。取得部４２は、振動センサ２０により区間ＳＣ１または区間ＳＣ２において検出される振動量（加速度）の絶対値のうちの最大値等の所定値を、区間ＳＣ１または区間ＳＣ２の振動量として取得してもよい。また、取得部４２は、振動センサ２０により区間ＳＣ１または区間ＳＣ２において検出される振動量（加速度）から回転速度に同期した成分を抽出し、その振幅またはその位相を、区間ＳＣ１、区間ＳＣ２の振動量として取得してもよい。

【0031】

このように、取得部４２は、エンコーダ１８で検出される回転速度が、モータ駆動部３６に対して指令部４０が指令値として出力した規定回転速度であるときの振動量を取得する。

【0032】

記憶制御部４４は、規定回転速度と、取得部４２が取得した振動量とを、履歴として、当該振動量を取得した日付に対応付けて記憶部３４に記憶させる。なお、取得部４２が取得した振動量は、規定回転速度で回転軸１６Ｓが回転中に取得部４２が取得した振動量である。

【0033】

図５は、規定回転速度と、規定回転速度であるときの振動量との対応関係を示すグラフである。振動センサ２０として加速度センサが採用されている場合の例が、図５に示されている。また、規定回転速度が６００ｒｐｍおよび１２００ｒｐｍとして規定されている場合の例が、図５に示されている。また、規定回転速度が６００ｒｐｍであるときの振動量が０．５８ｍ／ｓ^２であり、規定回転速度が１２００ｒｐｍであるときの振動量が１．１８ｍ／ｓ^２である場合の例が、図５に示されている。この場合、記憶制御部４４は、例えば記憶部３４のリレーショナルテーブルに、規定回転速度６００ｒｐｍと振動量０．５８ｍ／ｓ^２とを日付に対応付けて記憶させる。また、記憶制御部４４は、記憶部３４のリレーショナルテーブルに、規定回転速度１２００ｒｐｍと振動量１．１８ｍ／ｓ^２とを日付に対応付けて記憶させる。

【0034】

表示制御部４６は、記憶部３４を参照し、日付に対応付けられた規定回転速度と、振動量とを表示部３２に表示させる。振動量は、規定回転速度で回転軸１６Ｓが回転中に取得部４２が取得した振動量である。

【0035】

なお、表示制御部４６が規定回転速度および振動量を表示部３２に表示させる表示形式は特に限定されない。例えば、表示制御部４６は、規定回転速度の数値と、振動量の数値とを表示部３２に表示させてもよい。あるいは、図５に例示したように、表示制御部４６は、規定回転速度および振動量の一方を縦軸とし他方を横軸とするグラフを表示部３２に表示させてもよい。表示制御部４６は、グラフを表示させる場合、規定回転速度で回転軸１６Ｓが回転中に取得部４２が取得した振動量に基づいて、プロットをグラフに表示させる。

【0036】

また、表示制御部４６が規定回転速度および振動量を表示部３２に表示させる表示時期は特に限定されない。例えば、表示制御部４６は、入力部３０から表示要求を受けた時点を契機として、規定回転速度および振動量を表示部３２に表示させてもよい。あるいは、表示制御部４６は、取得部４２が振動量を取得した時点を契機として、規定回転速度および振動量を表示部３２に表示させてもよい。

【0037】

なお、過去に支援モードが実施されている場合、記憶部３４には、過去に実施された支援モードの日付ごとに、当該支援モードが実施されたときに取得部４２が取得した振動量が、規定回転速度と対応付けられて記憶される。この場合、表示制御部４６は、今回取得部４２が取得した振動量と、過去に取得部４２が取得した振動量とを比較可能な状態で、表示部３２に表示させてもよい。

【0038】

演算部４８は、バランス状態の調整作業前に記憶部３４に記憶された振動量と、バランス状態の調整作業後に記憶部３４に記憶された振動量との差に基づいて、修正角度および修正量の少なくとも一方を演算する。なお、修正角度は、ロータ等の回転体に対して調整作業を行うべき回転角度を意味する。調整作業がロータ等を切削する作業である場合、修正量は切削量を意味する。また、調整作業がロータ等に対してバランスウェイトを付与する作業である場合、修正量はバランスウェイトのウェイト量を意味する。

【0039】

修正角度および修正量の具体的な演算方法は、特に限定されない。例えば、演算部４８は、特許第５８０８５８５号公報、特開平６－２７３２５４号公報、あるいは、特開２００２－７３７５号公報に開示された演算方法を用いて、修正角度および修正量を演算し得る。

【0040】

以上のように本実施形態の工作機械１０は、加工機本体１２に設けられるセンサ（エンコーダ１８および振動センサ２０）を用いて、規定回転速度で回転軸１６Ｓが回転しているときに発生する振動量を取得する。これにより、フィールドバランサによらずに、加工機本体１２における回転軸１６Ｓに取り付けられた回転体（主軸２２）のバランス状態を観測することができる。

【0041】

これに加えて、本実施形態の工作機械１０は、規定回転速度と、当該規定回転速度で回転軸１６Ｓが回転しているときに発生する振動量とを対応付けて表示部３２に表示する。これにより、回転軸１６Ｓに取り付けられた回転体（主軸２２）のバランス状態の調整作業においてオペレータを支援することができる。

【0042】

また、本実施形態の工作機械１０は、回転軸１６Ｓに対するバランス状態の修正角度および修正量の少なくとも一方を演算し、演算結果を表示部３２に表示させる。これにより、オペレータは、バランス状態の調整作業前後の差、修正角度および修正量の少なくとも１つを見ながら、次回の調整作業を実施することができる。したがって、バランス状態の調整作業をより一段と容易にすることができる。

【0043】

［変形例］
上記の実施形態は、以下のように変形してもよい。

【0044】

（変形例１）
図６は、変形例１の工作機械１０を示す概略図である。図６では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は割愛する。本変形例では、エンコーダ１８に代えて電流センサ５０が設けられ、速度推定部５２が制御装置１４に新たに設けられる。

【0045】

電流センサ５０は、モータ１６に出力される駆動電流を検出する。なお、電流センサ５０は、モータ１６（図６参照）に設けられていてもよいし、モータ１６を駆動するモータ駆動部３６（図２参照）に設けられていてもよい。

【0046】

速度推定部５２は、電流センサ５０から得られる信号に基づいて、回転軸１６Ｓの回転速度を推定する。回転速度を推定する際の具体的な演算方法は、特に限定されない。例えば、速度推定部５２は、特開２０２０－００５４０６号公報に開示された演算方法を用いて、回転速度を推定し得る。したがって、モータ１６にエンコーダ１８が設けられていなくても、回転軸１６Ｓの回転速度を捉えることができる。

【0047】

なお、本変形例の場合、取得部４２（図２）は、振動センサ２０から出力される信号に基づいて、速度推定部５２で推定される回転速度が、モータ駆動部３６に対して指令部４０が指令値として出力した規定回転速度であるか否かを判定する。

【0048】

このように本変形例の工作機械１０は、実施形態と同様に、加工機本体１２に設けられるセンサ（電流センサ５０および振動センサ２０）を用いて、規定回転速度で回転軸１６Ｓが回転しているときに発生する振動量を取得する。これにより、実施形態と同様に、フィールドバランサによらずに、加工機本体１２における回転軸１６Ｓに取り付けられた回転体（主軸２２）のバランス状態を観測することができる。

【0049】

（変形例２）
図７は、変形例２の工作機械１０を示す概略図である。図７では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は割愛する。

【0050】

本変形例では、制御装置１４に対して、各種の情報を授受し得るコンピュータ装置５４が接続される。なお、制御装置１４とは物理的に分離する装置であれば、コンピュータ装置５４以外の装置が採用されてもよい。また、図７では、実施形態の制御装置１４に対してコンピュータ装置５４が接続される場合が例示されているが、変形例１の制御装置１４に対してコンピュータ装置５４が接続されていてもよい。

【0051】

また、本変形例では、制御装置１４のプロセッサ３８（図２）に設けられた指令部４０（図２）、取得部４２（図２）、記憶制御部４４（図２）、表示制御部４６（図２）および演算部４８（図２）が省かれる。代わりに、コンピュータ装置５４のプロセッサ５６に、指令部４０、取得部４２、記憶制御部４４、表示制御部４６および演算部４８が設けられる。例えば、支援モードを実行するためのプログラムがコンピュータ装置５４にインストールされることで、プロセッサ５６を指令部４０、取得部４２、記憶制御部４４、表示制御部４６および演算部４８として機能させ得る。

【0052】

本変形例によれば、既存の制御装置１４を変更することなくそのまま用いて、フィールドバランサによらず工作機械１０の回転体のバランス状態を観測することができ、且つ、バランス状態の調整作業を容易にすることができる。

【0053】

［実施形態から得られる発明］
実施形態および変形例から把握しうる発明について、以下に第１の発明および第２の発明を記載する。

【0054】

＜第１の発明＞
第１の発明は、工具を用いて加工対象物を加工する工作機械（１０）であって、回転軸（１６Ｓ）を有するモータ（１６）と、モータを駆動するモータ駆動部（３６）と、モータに設けられ、回転軸の回転速度を検出するエンコーダ（１８）と、工作機械に設けられ、回転軸が回転中に発生する振動量を検出する振動センサ（２０）と、エンコーダで検出される回転速度が予め規定された規定回転速度であるときに振動センサで検出される振動量を取得する取得部（４２）と、規定回転速度と、取得部が取得した振動量とを対応付けて表示部（３２）に表示させる表示制御部（４６）と、を備える。

【0055】

＜第２の発明＞
第２の発明は、工具を用いて加工対象物を加工する工作機械であって、回転軸を有するモータと、モータを駆動するモータ駆動部と、モータまたはモータ駆動部に設けられ、モータに出力される駆動電流を検出する電流センサ（５０）と、工作機械に設けられ、回転軸が回転中に発生する振動量を検出する振動センサと、電流センサから得られる信号に基づいて、回転軸の回転速度を推定する速度推定部（５２）と、速度推定部で推定される回転速度が予め規定された規定回転速度であるときに振動センサで検出される振動量を取得する取得部と、規定回転速度と、取得部が取得した振動量とを対応付けて表示部に表示させる表示制御部と、を備える。

【0056】

第１の発明または第２の発明の場合、工作機械に設けられるセンサを用いて、規定回転速度で回転中に発生する振動量が捉えられることで、フィールドバランサによらず工作機械の回転体のバランス状態を観測することができる。また、規定回転速度で回転中に発生する振動量と、規定回転速度とが対応付けられて表示されることで、工作機械の回転体のバランス状態の調整作業においてオペレータを支援することができる。こうして、第１の発明または第２の発明によれば、フィールドバランサによらず工作機械の回転体のバランス状態を観測することができ、且つ、バランス状態の調整作業を容易にすることができる。

【0057】

第１の発明または第２の発明の工作機械は、規定回転速度と、取得部が取得した振動量とを対応付けて記憶部（３４）に記憶させる記憶制御部（４４）と、回転軸に対するバランス状態の調整作業前に記憶部に記憶された振動量と、バランス状態の調整作業後に記憶部に記憶された振動量との差に基づいて、回転軸に対するバランス状態の修正角度および修正量の少なくとも一方を演算する演算部（４８）と、をさらに備え、表示制御部は、差、修正角度および修正量の少なくとも１つを表示部に表示させてもよい。これにより、バランス状態の調整作業前後の差、修正角度および修正量の少なくとも１つをオペレータに見せながら、次回の調整作業を実施させることができる。したがって、バランス状態の調整作業をより一段と容易にすることができる。

【0058】

第１の発明または第２の発明の工作機械において、モータ駆動部は、加工機本体（１２）を制御する制御装置（１４）に設けられ、取得部および表示制御部は、制御装置とは分離する装置に設けられてもよい。これにより、既存の制御装置を変更することなくそのまま用いて、フィールドバランサによらず工作機械の回転体のバランス状態を観測することができ、且つ、バランス状態の調整作業を容易にすることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】