CN108227628B - 加工程序解析装置、计算机可读取的记录介质和加工程序解析方法 - Google Patents

加工程序解析装置、计算机可读取的记录介质和加工程序解析方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及加工程序解析装置、加工程序解析程序和加工程序解析方法。提供能够从加工程序直接取得有用的信息来进行各种解析的加工程序解析装置、加工程序解析程序和加工程序解析方法。具有：物理量计算部（43），针对构成加工程序的指令点列的各指令点，使用1个或多个指令点的位置坐标来计算规定的物理量；以及物理量分类部（45），通过对各指令点的物理量进行聚类分析，从而将物理量分类为多个组。

Description

加工程序解析装置、计算机可读取的记录介质和加工程序解 析方法
技术领域
本发明涉及对用于数值控制工作机械的加工程序进行解析的加工程序解析装置、存储有加工程序解析程序的计算机可读取的记录介质和加工程序解析方法。
背景技术
以往，在对工作机械进行数值控制来对自由曲面等进行加工的情况下，使用了包含如图38所示那样将工具路径区分为微小线段的指令点的点列数据（指令点列）的加工程序。该加工程序由伴随着近年来的加工内容的复杂化而兼带具备CAD（Computer-AidedDesign：计算机辅助设计）功能和CAM（Computer Aided Manufacturing：计算机辅助制造）功能的CAD/CAM装置生成的情况较多。
可是，已知：根据该CAD/CAM装置的性能，如图39所示那样，所生成的加工程序的指令点列不整齐。然后，在利用包含这样的不整齐的指令点列的加工程序对工件进行加工的情况下，在工具路径产生误差，因此，存在在加工面残留瑕疵或折痕等痕迹这样的问题。
再有，作为对加工程序的好坏或问题点等进行解析的方法，例如，在日本特开2004-21954号公报中公开了针对加工程序的工具轨迹的各微小线段判定相对于特定轴的倾斜度的正、负或0而利用相对于各倾斜度而不同的显示属性来显示微小线段或微小线段的端点的工具轨迹显示方法（专利文献1）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-21954号公报。
发明要解决的课题
可是，加工程序所包含的指令点列只不过是关于各指令点的一般的位置坐标。因此，在上述专利文献1中，虽然能够识别相对于任一个特定轴的工具路径上的凹凸程度，但是存在不能从加工程序直接取得其以外的有用的信息这样的问题。
例如，认为：只要能够解析由加工程序加工的工件具有怎样的加工面的信息或各指令点在与包含相邻的工具路径的周围的指令点的位置关系是否不整齐的信息，则有助于加工面的品质的提高。可是，以往，存在不能从不包含位置坐标以外的信息的加工程序直接取得上述那样的信息而只能进行被限定的解析这样的问题。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题点而完成的，其目的在于提供能够从加工程序直接取得有用的信息来进行各种解析的加工程序解析装置、加工程序解析程序和加工程序解析方法。
用于解决课题的方案
本发明的加工程序解析装置为了解决从加工程序直接取得有用的信息来进行各种解析这样的课题，具有：物理量计算部，针对构成加工程序的指令点列的各指令点，使用1个或多个指令点的位置坐标来计算规定的物理量；以及物理量分类部，通过对各指令点的所述物理量进行聚类分析，从而将所述物理量分类为多个组。
此外，作为本发明的一个方式，为了解决识别由加工程序加工的工件具有怎样的加工面这样的课题，所述规定的物理量为由下述式（1）定义的移动量、由下述式（2）定义的角度、或者由下述式（3）定义的曲率半径的任一个也可，为了解决提取不整齐的指令点这样的课题，所述规定的物理量为由下述式（4）定义的移动量变化量、由下述式（5）定义的移动量变化量的变化量、或者由下述式（6）定义的移动量的比率的任一个也可。
Figure 956906DEST_PATH_IMAGE002
。
其中，各附图标记表示以下：
i：指令点号码
Pi：第i号指令点的位置坐标
Vi：第i号指令点的移动量
θi：第i号指令点的角度
ρi：第i号指令点的曲率半径
c1：近似了表示Pi、Pi+1间的移动的曲线的n次多项式的1次项的系数
c2：近似了表示Pi、Pi+1间的移动的曲线的n次多项式的2次项的系数
Ai；第i号指令点的移动量变化量
Ji；第i号指令点的移动量变化量的变化量
ki；第i号指令点的移动量的比率。
进而，作为本发明的一个方式，为了解决提高解析精度这样的课题，所述物理量计算部针对具有被所述物理量分类部分类为同一组的所述物理量的各指令点，计算与所述物理量不同的所述物理量，所述物理量分类部通过对所述不同的物理量进行聚类分析，从而进一步再分类为多个组也可。
进而，作为本发明的一个方式，为了解决提高解析精度这样的课题，所述物理量计算部针对各指令点计算不同的多个所述物理量，所述物理量分类部通过对由所述多个物理量构成的物理量群进行聚类分析，从而将所述物理量群分类为多个组也可。
进而，作为本发明的一个方式，为了解决将多轴加工机用加工程序作为解析对象应用这样的课题，在所述加工程序为对具有至少2个直线轴和至少1个旋转轴的多轴加工机的工作进行控制的多轴加工机用加工程序的情况下，所述物理量计算部具有使用与所述各指令点对应的机械位置的位置坐标来计算所述物理量的功能也可。
此外，作为本发明的一个方式，为了解决一眼确认并理解解析结果这样的课题，具有解析结果输出部，所述解析结果输出部以可识别由所述物理量分类部分类后的组的方式输出所述各指令点的绘图。
此外，本发明的加工程序解析程序为了解决从加工程序直接取得有用的信息来进行各种解析这样的课题，使计算机作为以下部分发挥作用：物理量计算部，针对构成加工程序的指令点列的各指令点，使用1个或多个指令点的位置坐标来计算规定的物理量；以及物理量分类部，通过对各指令点的所述物理量进行聚类分析，从而将所述物理量分类为多个组。
进而，本发明的加工程序解析方法为了解决从加工程序直接取得有用的信息来进行各种解析这样的课题，具有：物理量计算步骤，针对构成加工程序的指令点列的各指令点，使用1个或多个指令点的位置坐标来计算规定的物理量；以及物理量分类步骤，通过对各指令点的所述物理量进行聚类分析，从而将所述物理量分类为多个组。
发明效果
根据本发明，能够从加工程序直接取得有用的信息来进行各种解析。
附图说明
图1是示出本发明的加工程序解析装置的一个实施方式的框图。
图2是示出在本实施方式中在解析结果存储部中存储的解析结果的一个例子的图。
图3是示出本实施方式的加工程序解析方法的流程图。
图4是示出在实施例1~5中作为解析对象的叶片（blade）加工程序的工具路径的图。
图5是示出实施例1中的移动量的定义式的图。
图6是示出在实施例1中计算出移动量后的结果的图。
图7是示出在实施例1中将移动量分类为3个组后的结果的图。
图8是示出在实施例1中基于移动量的分类结果来识别叶片加工程序的加工面后的解析结果的图。
图9是示出实施例1中的角度的定义式的图。
图10是示出在实施例1中计算出角度后的结果的图。
图11是示出在实施例1中将角度分类为2个组后的结果的图。
图12是示出在实施例1中基于角度的分类结果来识别叶片加工程序的加工面后的结果的图。
图13是示出实施例1中的曲率半径的定义式的图。
图14是示出在实施例1中计算出曲率半径后的结果的图。
图15是示出在实施例1中将曲率半径分类为2个组后的结果的图。
图16是示出在实施例1中基于曲率半径的分类结果来识别叶片加工程序的加工面后的结果的图。
图17是示出实施例2中的移动量变化量的定义式的图。
图18是示出在实施例2中计算出移动量变化量后的结果的图。
图19是示出在实施例2中将移动量变化量分类为3个组后的结果的图。
图20是示出在实施例2中基于移动量变化量的分类结果来提取叶片加工程序中的不整齐的指令点后的结果的图。
图21是示出实施例2中的移动量变化量的变化量的定义式的图。
图22是示出在实施例2中计算出移动量变化量的变化量后的结果的图。
图23是示出在实施例2中将移动量变化量的变化量分类为3个组后的结果的图。
图24是示出在实施例2中基于移动量变化量的变化量的分类结果来提取叶片加工程序中的不整齐的指令点后的结果的图。
图25是示出实施例2中的移动量的比率的定义式的图。
图26是示出在实施例2中计算出移动量的比率后的结果的图。
图27是示出在实施例2中将移动量的比率分类为2个组后的结果的图。
图28是示出在实施例2中基于移动量的比率的分类结果来提取叶片加工程序中的不整齐的指令点后的结果的图。
图29是示出在实施例3中在利用移动量识别加工面之后利用移动量变化量提取不整齐点后的结果的图。
图30是示出作为实施例3的比较例而仅利用移动量变化量提取叶片加工程序中的不整齐的指令点后的结果的图。
图31是示出在实施例4中计算出位置和移动量后的结果的图。
图32是示出在实施例4中将位置和移动量组合来识别叶片加工程序中的加工面后的结果的图。
图33是示出实施例5中的指令点的位置坐标的图。
图34是示出实施例5中的机械的位置坐标的图。
图35是示出在实施例5中将指令点的移动量和机械的移动量分类为4个组时的、与指令点的移动量有关的分类结果的图。
图36是示出在实施例5中将指令点的移动量和机械的移动量分类为4个组时的、与机械的移动量有关的分类结果的图。
图37是示出在实施例5中使用指令点的移动量和机械的移动量来识别叶片加工程序的加工面后的结果的图。
图38是示出构成加工程序的指令点列的指令点和其刀尖路径的图。
图39是示出产生了不整齐的指令点的加工程序的工具路径的图。
具体实施方式
以下，使用附图来对本发明的加工程序解析装置、加工程序解析程序以及加工程序解析方法的一个实施方式进行说明。
本实施方式的加工程序解析装置1对加工程序进行各种解析，由个人计算机、平板终端或智能电话等通常的计算机构成。具体地，加工程序解析装置1如图1所示那样主要由如下部分构成：用于进行数据的输入或解析结果的显示的显示输入单元2、对本实施方式的加工程序解析程序1a或各种数据进行存储并且作为运算处理单元4进行各种处理时的工作区（working area）发挥作用的存储单元3、以及通过执行在存储单元3中安装的加工程序解析程序1a来执行各种运算处理的运算处理单元4。以下，对各结构单元详细地进行说明。
再有，在本实施方式中，加工程序解析装置1由通常的计算机构成，但是，并不限定于该结构。例如，在可计算机数值控制（CNC：Computer Numerical Control）的数值控制装置或上述的CAD/CAM装置等特殊的计算机中安装本发明的加工程序解析功能来构成为加工程序解析装置1也可。
显示输入单元2由触摸面板等构成，兼带具备输入功能和显示功能。在本实施方式中，显示输入单元2具有受理后述的物理量的选择或组数目的设定等的输入功能、以及显示加工程序的解析结果等的显示功能。再有，在本实施方式中，使用了兼带具备显示功能和输入功能的显示输入单元2，但是，并不限定于该结构，也可以分别个别具有仅具备显示功能的液晶显示器等显示单元、以及仅具备输入功能的键盘或鼠标等输入单元。
存储单元3由硬盘、ROM（Read Only Memory，只读存储器）、RAM（Random AccessMemory，随机存取存储器）、闪速存储器等构成，对各种数据进行存储，并且，作为运算处理单元4进行各种处理时的工作区发挥作用。在本实施方式中，存储单元3如图1所示那样具有程序存储部31、加工程序存储部32、解析结果存储部33、以及物理量定义式存储部34。
在程序存储部31中安装有用于对本实施方式的加工程序解析装置1进行控制的加工程序解析程序1a。而且，运算处理单元4通过执行该加工程序解析程序1a来使作为加工程序解析装置1的计算机作为后述的各结构部发挥作用。
再有，加工程序解析程序1a的利用方式并不限于上述结构。例如，使如CD-ROM或USB存储器等那样可由计算机读取的非临时的记录介质存储加工程序解析程序1a，将其从该记录介质直接读出并执行也可。此外，从外部服务器等通过云计算（cloud computing）方式或ASP（Application Service Provider，应用服务提供商）方式等利用也可。
加工程序存储部32对成为解析对象的加工程序进行存储。在本实施方式中，加工程序用于对各种工作机械进行数值控制，由CAD/CAM装置生成。此外，在加工程序中，与行号码对应起来，作为指令点列包含将工具路径区分为微小线段的各指令点的位置坐标。
解析结果存储部33对加工程序的解析结果进行存储。在本实施方式中，解析结果存储部33如图2所示那样由数据表形式构成，针对构成加工程序的指令点列的各指令点，存储沿着工具路径按顺序分配的指令点号码、由X轴、Y轴和Z轴的各坐标值表示的位置坐标、由后述的物理量计算部43计算出的物理量、以及由后述的物理量分类部45分类后的组的组号码。
再有，在图2所示的例子中，在实施例1中后述的移动量Vi（=Pi+1-Pi-1）被存储为物理量之一。此外，用于物理量的计算的位置坐标并不限定于直线轴（X、Y、Z），也可以为旋转轴（A、B、C），也可以为直线轴（X、Y、Z）和旋转轴（A、B、C）的组合。进而，图2的移动量Vi为使用前后的指令点的位置坐标来计算的物理量，因此，针对指令点列的排头和后尾的指令点，不计算物理量，也不会被分类为组。
物理量定义式存储部34存储用于对在加工程序的解析中使用的规定的物理量进行计算的定义式。在本发明中，物理量是指包含表现物理系统的性质且其测定方法或大小的单位被规定的全部的量的概念。此外，作为本发明的定义式，针对构成加工程序的指令点列的各指令点，定义了使用1个或多个指令点的位置坐标来计算的物理量。
具体地，作为规定的物理量，如在实施例1~5中后述那样，能够使用移动量、角度、曲率半径、移动量变化量、移动量变化量的变化量或移动量的比率等物理量。而且，作为用于计算该物理量的定义式，将下述式（1）~（6）等定义式与该物理量对应起来存储在物理量定义式存储部34中。再有，在物理量定义式存储部34中能够经由显示输入单元2设定任意的物理量和其定义式。
接着，运算处理单元4由CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）等构成，通过执行在存储单元3中安装的加工程序解析程序1a，从而如图1所示那样作为指令点取得部41、物理量选择部42、物理量计算部43、组数目设定部44、物理量分类部45、以及解析结果输出部46发挥作用。以下，对运算处理单元4的各结构部更详细地进行说明。
指令点取得部41从加工程序取得指令点。在本实施方式中，指令点取得部41从加工程序存储部32读出加工程序，取得构成该加工程序的指令点列的各指令点的位置坐标，并将其依次存储在解析结果存储部33中。
物理量选择部42对在加工程序的解析中使用的1个或2个以上的物理量进行选择。在本实施方式中，物理量选择部42当经由显示输入单元2受理期望的物理量的选择时，从在物理量定义式存储部34中预先准备的各种物理量之中，将该选择的物理量的种类向物理量计算部43提供。此外，在本实施方式中，物理量选择部42在如后述那样并行地使用不同的多个物理量来进行解析的情况下，选择2个以上的物理量。
再有，物理量选择部42并不限定于上述结构，也可以被构成为通过默认选择预先规定的物理量。此外，只要总是固定所使用的物理量，则不需要设置物理量选择部42。
物理量计算部43针对各指令点计算物理量。在本实施方式中，物理量计算部43从解析结果存储部33读出由指令点取得部41取得的各指令点的位置坐标，并且，从物理量定义式存储部34读出与由物理量选择部42选择的物理量对应的定义式。然后，物理量计算部43基于所读出的定义式，使用1个或多个指令点的位置坐标，计算关于各指令点的物理量，并将其存储在解析结果存储部33中。
此外，在本实施方式中，在加工程序存储部32中存储的加工程序为对具有至少2个直线轴和至少1个旋转轴的多轴加工机的工作进行控制的多轴加工机用加工程序的情况下，物理量计算部43具有使用与各指令点对应的机械位置的位置坐标来计算物理量的功能。对于细节，在实施例5中后述。
组数目设定部44设定对各指令点的物理量进行聚类分析（cluster analysis）时的组数目（聚类数目）。在本实施方式中，组数目设定部44当经由显示输入单元2受理期望的组数目的输入时，将该输入的组数目设定在物理量分类部45中。再有，最佳的组数目根据在解析中使用的物理量或工件的形状等不同。因此，在本实施方式中，在得到期望的解析结果之前，能够适当变更组数目。
物理量分类部45通过对各指令点的物理量进行聚类分析来将物理量分类为多个组。在本发明中，聚类分析是指相当于所谓的非层次的聚类分析（Non-hierarchicalcluster analysis）。具体地，为如下手法：使分类的组数目预先确定，将性质彼此类似的物理量分类为同一组，将不那样的物理量分类为不同的组，由此，按预先确定的组数目进行分组（grouping）。
因此，在本实施方式中，物理量分类部45从解析结果存储部33读出由物理量计算部43计算出的各指令点的物理量，以成为由组数目设定部44设定的组数目的方式将各指令点的物理量聚类分析并分类。然后，物理量分类部45将作为分类结果得到的组号码与各指令点的物理量对应起来存储在解析结果存储部33中。
再有，作为在聚类分析中使用的算法，从计算时间和分析精度的观点出发，优选K-均值（means）法（K平均法），但是，只要为可分组物理量的手法，则并不被特别限定，也可以使用其他的聚类算法。
此外，在本实施方式中，物理量分类部45具有如下功能：针对具有被分类为同一组的物理量的各指令点，对与用于之前的分类的物理量不同的物理量进行聚类分析，由此，进一步再分类为多个组。由此，根据不同的多个物理量串行地评价指令点列，因此，解析能力提高。对于细节，在实施例3中后述。
进而，在本实施方式中，物理量分类部45具有通过对由针对各指令点计算的不同的多个物理量构成的物理量群进行聚类分析来将该物理量群分类为多个组的功能。由此，根据不同的多个物理量并行地评价指令点列，因此，解析能力提高。对于细节，在实施例4中后述。
解析结果输出部46将利用物理量分类部45的分类结果输出为加工程序的解析结果。在本实施方式中，解析结果输出部46以可识别由物理量分类部45分类后的组的方式显示各指令点的绘图（plot）。具体地，解析结果输出部46从解析结果存储部33读出各指令点的位置坐标和组号码，按照组号码不同的各组的每一个设定彼此能够识别的颜色或形状或者其组合等显示方式。然后，解析结果输出部46在与各指令点的位置坐标对应的位置，使所设定的显示方式的绘图点显示在显示输入单元2中。
再有，作为解析结果的显示方法，在XYZ空间内三维显示与各指令点对应的绘图点也可，在XY平面等中二维显示也可。此外，在本实施方式中，解析结果输出部46将解析结果显示在显示输入单元2中，但是，并不限定于该结构，只要为用户能够理解的输出形式，则也可以将解析结果印刷到纸上来输出。进而，在本实施方式中，为了向用户提供而输出解析结果，但是，也可以构成为将解析结果蓄积在解析结果存储部33中，在该情况下，不需要设置解析结果输出部46。
接着，参照图3并对本实施方式的加工程序解析装置1、加工程序解析程序1a和加工程序解析方法的作用进行说明。
首先，作为利用本实施方式的加工程序解析装置1解析加工程序的前阶段，使成为解析对象的加工程序存储在加工程序存储部32中，并且，使各种定义式存储在物理量定义式存储部34中。由此，做好对加工程序进行解析的准备。
当做好上述准备时，如图3所示那样，首先，指令点取得部41从加工程序存储部32内的加工程序取得构成指令点列的指令点（步骤S1）。由此，如图2所示那样，各指令点的位置坐标被存储在解析结果存储部33中。
接着，当根据经由了显示输入单元2的操作者（operator）的选择操作而物理量选择部42选择1个或2个以上的物理量时（步骤S2），物理量计算部43针对各指令点计算在步骤S2中选择的物理量（步骤S3）。由此，如图2所示那样，针对各指令点而1个物理量或2个以上的物理量群被存储在解析结果存储部33中。
接下来，当组数目设定部44对用于将在步骤S3中计算出的物理量（群）分类为多个组的组数目进行设定时（步骤S4），物理量分类部45通过对该物理量（群）进行聚类分析来将物理量（群）分类为多个组（步骤S5）。由此，如图2所示那样，对物理量（群）类似的指令点赋予同一组号码。对物理量不类似的指令点赋予不同的组号码。根据该分类结果，从加工程序直接取得有用的信息，能实现各种解析。
然后，解析结果输出部46以可识别分类后的组的方式显示各指令点的绘图（步骤S6）。由此，根据物理量的种类归纳显示性质类似的指令点，并且，以不同的方式显示性质非类似的指令点。因此，例如，在将在实施例1中后述的移动量、角度或曲率半径等作为物理量的情况下，如图8、图12、图16所示那样，利用被分类为同一组的指令点群识别由加工程序加工的工件的加工面。
此外，在将在实施例2中后述的移动量变化量、移动量变化量的变化量或移动量的比率等作为物理量的情况下，如图20、图24、图28所示那样，在被分类为同一组的指令点群之中不规则、不连续地出现不同的组的指令点，因此，将该指令点提取为在与周围的指令点的位置关系不整齐的指令点。进而，在步骤S2中选择2个以上的物理量的情况下，如在实施例4中后述那样，增大物理量的维，因此，解析精度提高。
再有，如果基于在步骤S6中输出的解析结果而需要组数目的变更（步骤S7：是），则返回到步骤S4，利用组数目设定部44设定新的组数目。由此，能够根据解析结果适当变更组数目进行再分析，即使为多种多样的物理量或复杂的工件形状也能实现最佳的分析。
另一方面，如果不需要组数目的变更（步骤S7：否），则判断是否需要对分类后的各组进行再分类（步骤S8），如果不需要（步骤S8：否），则结束本处理。
另一方面，在进行再分类的情况下（步骤S8：是），向步骤S2返回，根据经由了显示输入单元2的操作员的选择操作，物理量选择部42选择与用于之前的分类的物理量不同的物理量（步骤S2）。由此，如在实施例3中后述那样，针对被分类为同一组的各指令点，再次执行上述的步骤S3至步骤S6的处理，因此，解析精度提高。
根据以上那样的本实施方式，起到以下那样的效果。
1. 能够从加工程序直接取得有用的信息来进行各种解析。
2. 能够对由加工程序加工的工件具有怎样的加工面进行识别。
3. 能够提取构成加工程序的指令点列的各指令点之中在与周围的指令点的位置关系不整齐的指令点。
4. 能够通过对相对于所识别的加工面不自然的指令点或不整齐的指令点进行校正来提高加工面的品质。
5. 能够通过对不同的物理量串行地或者并行地进行聚类分析来提高解析精度。
6. 能够一眼确认并理解解析结果。
接着，对本发明的加工程序解析装置1、加工程序解析程序1a和加工程序解析方法的具体的实施例进行说明。
在以下的实施例1~实施例5中，作为解析对象的加工程序，使用了通过使工具刀尖螺旋状地移动来削出图4所示那样的叶片状的工件的叶片加工程序。此外，在聚类分析中，使用了K-均值算法。进而，在以下的说明中，存在用语上省略了作为执行各种处理的主体的加工程序解析装置1的情况。
【实施例1】
在本实施例1中，进行了能够识别由加工程序加工的工件具有怎样的加工面的物理量的讨论。具体地，作为使用至少前后的指令点的位置坐标的物理量，研究出由下述式（1）定义的移动量、由下述式（2）定义的角度、以及由下述式（3）定义的曲率半径，使用各物理量进行了前述叶片加工程序的解析。以下，对各物理量具体地进行说明。
（1）移动量
在本实施例1中，作为第一个物理量，如图5所示那样，利用下述式（1）定义了第i号指令点的移动量Vi。
Figure 749412DEST_PATH_IMAGE004
。
其中，各附图标记表示以下：
i：指令点号码
Pi：第i号指令点的位置坐标
Vi：第i号指令点的移动量。
再有，当使用语言定义上述移动量时，可以说指令点处的工具的移动方向（由于不含有时间所以不为速度）。在本实施例1中，仅利用与相邻的指令点的差分定义了移动量，但是，跨越几块来平均化也可，针对包含前后的指令点的3点求取近似曲线而将该近似曲线的切线方向作为移动量（移动方向）也可。
接着，针对叶片加工程序的各指令点，使用上述式（1）来计算出与XYZ的各轴对应的3个移动量（Vx、Vy、Vz）。在图6中示出其结果。再有，使用第i+1号指令点的位置坐标（Pxi+1、Pyi+1、Pzi+1）以及第i-1号指令点的位置坐标（Pxi-1、Pyi-1、Pzi-1）由下述式（1-1）~（1-3）表示第i号指令点处的各轴的每一个的移动量（Vx、Vy、Vz）。
Figure 794729DEST_PATH_IMAGE006
。
然后，通过对计算出的移动量进行聚类分析，从而将该移动量分类为3个组。在图7中示出其分类结果。此外，在图8中示出基于该分类结果输出的解析结果。再有，本实施例1和后述的实施例2~5中的分类结果或解析结果为将构成叶片加工程序的指令点列的各指令点之中的在规定的XY平面内的指令点摘录来显示后的结果。
如图7所示那样，将移动量的分布分类为3个组后的结果是，分类为在原点附近分布的第一组（○印）、在第一象限内分布的第二组（△印）、以及在第三象限内分布的第三组（×印）。然后，在与各指令点的位置坐标对应的位置以可识别分类后的组的方式显示绘图点后的结果是，如图8所示那样，边缘面（○印）、叶片表面（×印）和叶片背面（△印）被明确地识别为叶片加工程序的加工面。
（2）角度
在本实施例1中，作为第二个物理量，如图9所示那样，利用下述式（2）定义了第i号指令点的角度θi。
Figure 862042DEST_PATH_IMAGE008
。
其中，各附图标记表示以下：
i：指令点号码
Pi：第i号指令点的位置坐标
θi：第i号指令点的角度。
接着，针对叶片加工程序的各指令点，使用上述式（2）计算出角度θ。在图10中示出其结果。然后，通过对计算出的角度进行聚类分析，从而将该角度分类为2个组。在图11中示出其分类结果。此外，在图12中示出基于该分类结果输出的解析结果。再有，图11中的图表的横轴表示角度θ（theta），纵轴表示指令点的频度（frequency）。
如图11所示那样，将角度的分布分类为2个组后的结果是，分类为标注了右上的斜线的第一组、以及标注了右下的斜线的第二组。然后，在与各指令点的位置坐标对应的位置以可识别分类后的组的方式显示绘图点后的结果是，如图12所示那样，边缘面（○印）和叶片表面、背面（△印）被明确地识别为叶片加工程序的加工面。
（3）曲率半径
在对作为第三个物理量的曲率半径进行定义时，首先，如图13所示那样，基于构成加工程序的指令点列的4个指令点Pi-1、Pi、Pi+1、Pi+2，通过下述式所示的n次多项式（n：任意的自然数）近似了表示Pi、Pi+1间的移动的曲线。
Figure 424217DEST_PATH_IMAGE010
。
其中，各附图标记表示以下：
i：指令点号码
ci：系数
u：参数
C（u）：近似了表示Pi、Pi+1间的移动的曲线的n次多项式。
然后，利用下述式（3）定义了第i号指令点处的曲率半径ρi。
Figure 387625DEST_PATH_IMAGE012
。
再有，上述式（3）如图13所示那样被定义为C（0）的一阶微分的平方除以C（0）的二阶微分后的值。此外，上述系数ci由最小二乘法等回归分析计算。进而，上述近似式为任意的次数就可，但是，在本实施例3中，使用了作为3次近似式（n=3）的
Figure 464778DEST_PATH_IMAGE014
。
接着，针对叶片加工程序的各指令点，使用上述式（3）计算出曲率半径ρ。在图14中示出其结果。然后，通过对计算出的曲率半径进行聚类分析，从而将该曲率半径分类为2个组。在图15中示出其分类结果。此外，在图16中示出基于该分类结果输出的解析结果。再有，图15中的图表的横轴表示曲率半径（radius，半径），纵轴表示指令点的频度（frequency）。
如图15所示那样，将曲率半径的分布分类为2个组后的结果是，分类为标注了右上的斜线的第一组、以及标注了右下的斜线的第二组。然后，在与各指令点的位置坐标对应的位置以可识别分类后的组的方式显示绘图点后的结果是，如图16所示那样，边缘面（○印）和叶片表面、背面（△印）被明确地识别为叶片加工程序的加工面。
由以上，根据本实施例1，示出了：通过将由上述式（1）~（3）定义的移动量、角度或曲率半径作为物理量使用，从而能够识别构成加工程序的指令点列的各指令点属于由该加工程序加工的工件的哪个加工面。
【实施例2】
在本实施例2中，进行了能够将构成加工程序的指令点列的各指令点之中的在与周围的指令点的位置关系不整齐的指令点提取的物理量的讨论。具体地，作为使用至少前后的指令点的位置坐标的物理量，研究出由下述式（4）定义的移动量变化量、由下述式（5）定义的移动量变化量的变化量、以及由下述式（6）定义的移动量的比率，使用各物理量进行了前述叶片加工程序的解析。以下，对各物理量具体地进行说明。
（4）移动量变化量
在本实施例2中，作为第四个物理量，如图17所示那样，利用下述式（4）定义了第i号指令点的移动量变化量Ai。
Figure 663678DEST_PATH_IMAGE016
。
其中，各附图标记表示以下：
i：指令点号码
Pi：第i号指令点的位置坐标
Ai；第i号指令点的移动量变化量。
接着，针对叶片加工程序的各指令点，使用上述式（4）来计算出与XYZ的各轴对应的3个移动量变化量（Ax、Ay、Az）。在图18中示出其结果。再有，使用第i+1号指令点的位置坐标（Pxi+1、Pyi+1、Pzi+1）、第i号指令点的位置坐标（Pxi、Pyi、Pzi）、以及第i-1号指令点的位置坐标（Pxi-1、Pyi-1、Pzi-1）由下述式（4-1）~（4-3）表示第i号指令点处的各轴的每一个的移动量变化量（Ax、Ay、Az）。
Figure 880027DEST_PATH_IMAGE018
。
然后，通过对计算出的移动量变化量进行聚类分析，从而将该移动量变化量分类为3个组。在图19中示出其分类结果。此外，在图20中示出基于该分类结果输出的解析结果。
如图19所示那样，将移动量变化量的分布分类为3个组后的结果是，分类为在原点附近分布的第一组（○印）、在第一象限内分布的第二组（△印）、以及在第三象限内分布的第三组（×印）。然后，在与各指令点的位置坐标对应的位置以可识别分类后的组的方式显示绘图点后的结果是，如图20所示那样，第二组（△印）和第三组（×印）的指令点不规则且不连续地散布在第一组（○印）的指令点群之中，被明确地提取为不整齐的指令点。
（5）移动量变化量的变化量
在本实施例2中，作为第五个物理量，如图21所示那样，利用下述式（5）定义了第i号指令点的移动量变化量的变化量Ji。
Figure 686440DEST_PATH_IMAGE020
。
其中，各附图标记表示以下：
i：指令点号码
Pi：第i号指令点的位置坐标
Ji；第i号指令点的移动量变化量的变化量。
接着，针对叶片加工程序的各指令点，使用上述式（5）来计算出与XYZ的各轴对应的3个移动量变化量的变化量（Jx、Jy、Jz）。在图22中示出其结果。再有，使用第i+1号指令点的位置坐标（Pxi+1、Pyi+1、Pzi+1）、第i号指令点的位置坐标（Pxi、Pyi、Pzi）、第i-1号指令点的位置坐标（Pxi-1、Pyi-1、Pzi-1）、以及第i-2号指令点的位置坐标（Pxi-2、Pyi-2、Pzi-2）由下述式（5-1）~（5-3）表示第i号指令点处的各轴的每一个的移动量变化量的变化量（Jx、Jy、Jz）。
Figure 706348DEST_PATH_IMAGE022
。
然后，通过对计算出的移动量变化量的变化量进行聚类分析，从而将该移动量变化量的变化量分类为3个组。在图23中示出其分类结果。此外，在图24中示出基于该分类结果输出的解析结果。
如图23所示那样，将移动量变化量的变化量的分布分类为3个组后的结果是，分类为在原点附近分布的第一组（○印）、在第一象限内分布的第二组（△印）、以及在第三象限内分布的第三组（×印）。然后，在与各指令点的位置坐标对应的位置以可识别分类后的组的方式显示绘图点后的结果是，如图24所示那样，第二组（△印）和第三组（×印）的指令点不规则且不连续地散布在第一组（○印）的指令点群之中，被明确地提取为不整齐的指令点。
（6）移动量的比率
在本实施例2中，作为第六个物理量，如图25所示那样，利用下述式（6）定义了第i号指令点的移动量的比率ki。
Figure 443360DEST_PATH_IMAGE024
。
其中，各附图标记表示以下：
i：指令点号码
Pi：第i号指令点的位置坐标
ki；第i号指令点的移动量的比率。
接着，针对叶片加工程序的各指令点，使用上述式（6）来计算出移动量的比率k。在图26中示出其结果。然后，通过对计算出的移动量的比率进行聚类分析，从而将该移动量的比率分类为2个组。在图27中示出其分类结果。此外，在图28中示出基于该分类结果输出的解析结果。再有，图27中的图表的横轴表示移动量的比率（ratio），纵轴表示指令点的频度（frequency）。
如图27所示那样，将移动量的比率的分布分类为2个组后的结果是，分类为标注了右上的斜线的第一组、以及标注了右下的斜线的第二组。然后，在与各指令点的位置坐标对应的位置以可识别分类后的组的方式显示绘图点后的结果是，如图28所示那样，第一组（△印）的指令点不规则且不连续地散布在第二组（○印）的指令点群之中，被明确地提取为不整齐的指令点。
由以上，根据本实施例2，示出了：通过将由上述式（4）~（6）定义的移动量变化量、移动量变化量的变化量或移动量的比率作为物理量使用，从而能够将构成加工程序的指令点列的各指令点之中的在与周围的指令点的位置关系不整齐的指令点提取。此外，根据实施例1和实施例2，示出了：通过适当选择物理量，从而得到各种解析结果。
再有，指令点在工具路径上以固定的时间间隔进行移动，因此，只要上述的移动量除以时间则相当于速度。在该情况下，可以说：作为移动量的差分的移动量变化量相当于加速度，作为移动量变化量的差分的移动量变化量的变化量相当于加加速度（跃度）。因此，只要使用移动量变化量来进行解析，则加工程序中的加速度的异常处被提取为不整齐的指令点，只要使用移动量变化量的变化量来进行解析，则加工程序中的加加速度的异常处被提取为不整齐的指令点。
【实施例3】
在本实施例3中，讨论了将不同的物理量串行地组合来进行聚类分析的情况下的、对解析结果造成的影响。再有，串行是指表明对根据规定的物理量而被分类为同一组的各组的每一个使用与该物理量不同的物理量进一步进行分组的情况。
具体地，首先，与实施例1同样，针对叶片加工程序的各指令点计算移动量，进行聚类分析而分类为3个组（边缘面、叶片表面、叶片背面）。接下来，针对被分类为该3个组之中的任一个组（面）的各指令点计算移动量变化量，进行聚类分析而进一步分类为3个组（○印、△印、×印）。然后，在图29中示出基于该分类结果提取出不整齐的指令点后的结果。
另一方面，作为比较例，针对在图29中解析后的同一指令点列，与实施例2同样，仅使用移动量变化量来提取出不整齐的指令点。在图30中示出其结果。如图29所示那样，在只限任一个加工面提取出不整齐的指令点的本实施例3中，已知：提取出许多在图30所示的比较例中未提取的不整齐的指令点（△印、×印），提高提取精度。再有，鉴于物理量的性质，推测认定即使利用其他的物理量的组合也得到同样的效果。
由以上，根据本实施例3，示出了：通过将不同的物理量串行地组合来进行聚类分析，从而解析精度提高。
【实施例4】
在本实施例4中，讨论了将不同的物理量并行地组合来进行聚类分析的情况下的、对解析结果造成的影响。再有，并行是指表明使用由不同的多个物理量高维化后的物理量群来进行分组的情况。
具体地，首先，针对叶片加工程序的各指令点，计算出由位置坐标和移动量构成的6维的物理量群（Px、Py、Pz、Vx、Vy、Vz）。在图31中示出其结果。然后，对该6维的物理量群（Px、Py、Pz、Vx、Vy、Vz）进行聚类分析，分类为4个组（○印、△印、×印、◇印）。然后，在图32中示出基于该分类结果识别加工面后的结果。
如图32所示那样，在利用高维化后的物理量识别了加工面的本实施例4中，区别了在仅通过移动量识别了加工面的图8中不能区别的左边缘面（○印）和右边缘面（×印），提高了识别精度。再有，鉴于物理量的性质，推测认为即使利用其他的物理量的组合也得到同样的效果。
由以上，根据本实施例4，示出了：通过将不同的物理量并行地组合来进行聚类分析，从而解析精度提高。此外，示出了想要计算物理量的指令点的位置坐标（Px、Py、Pz）自身也能够作为物理量使用。
【实施例5】
在本实施例5中，进行了是否能够将多轴加工机用加工程序作为解析对象应用的验证。再有，多轴加工机用加工程序对具有至少2个直线轴和至少1个旋转轴的多轴加工机的工作进行控制。此外，在本实施例5中，作为多轴加工机用加工程序，使用了5轴加工机用加工程序。
再有，在使用多轴加工机进行加工的情况下，通常使用被称为工具顶端点控制的数值控制功能进行加工。该工具顶端点控制是指控制为根据工具的姿势变化而总是沿着刀尖被指令的路径进行移动的功能。因此，构成多轴加工机的各轴的实际的位置（以下，称为机械位置）的位置坐标与构成加工程序的指令点列的各指令点的位置坐标不同。
因此，在本实施例5中，首先，准备了构成叶片加工程序的指令点列的各指令点的位置坐标和与该各指令点对应的实际的机械位置的位置坐标。在图33和图34中分别示出这些指令点的位置坐标和机械位置的位置坐标。
接着，分别利用下述式（7）、（8）定义第i号指令点的移动量Vpi和与该指令点对应的实际的机械的移动量Vmi，计算出各移动量。
Figure 232325DEST_PATH_IMAGE026
。
其中，各附图标记表示以下：
Ppi：第i号指令点的位置坐标
Vpi：第i号指令点的移动量
Pmi：第i号机械位置的位置坐标
Vmi：第i号机械的移动量。
接下来，通过对计算出的6维的物理量群（Vpx、Vpy、Vpz、Vmx、Vmy、Vmz）进行聚类分析，将该物理量群分类为4个组（○印、△印、×印、◇印）。将该分类结果之中的与指令点的移动量有关的结果在图35中示出，将与机械的移动量有关的结果在图36中示出。
然后，基于上述分类结果而在与各指令点的位置坐标对应的位置以可识别分类后的组的方式显示绘图点后的结果是，如图37所示那样，叶片表面（◇印）、叶片背面（△印）、各边缘面的右侧（○印）、以及各边缘面的左侧（×印）被明确地识别为叶片加工程序的加工面。再有，鉴于物理量的性质，推测认为即使利用其他的物理量的组合也得到同样的效果。
由以上，根据本实施例5，示出了：在本发明的加工程序解析装置1、加工程序解析程序1a和加工程序解析方法中，关于多轴加工机用加工程序也能够作为解析对象应用。此外，示出了能够使用用从指令点的位置坐标变换后的机械位置的位置坐标计算的物理量。
再有，本发明的加工程序解析装置1、加工程序解析程序1a和加工程序解析方法并不限定于上述的实施方式或实施例，能够进行适当变更。
例如，在上述的本实施方式中，作为使用至少前后的指令点的位置坐标计算的物理量，例示了由上述式（1）~式（6）定义的物理量，但是，并不限定于它们，各指令点的物理量只要为使用1个或多个指令点的位置坐标计算出的物理量即可。具体地，如在实施例4中上述那样，也可以使用如某个指令点的位置坐标自身或针对该指令点计算出的加工反力等那样使用1个指令点的位置坐标计算出的物理量。此外，如在实施例5中上述那样，也可以使用从指令点的位置坐标变换后的机械位置的位置坐标来计算物理量。进而，作为在物理量的计算中使用的指令点，不仅分散地使用该指令点或该指令点的前后的指令点，而且分散地使用不与该指令点相邻的指令点也可。
此外，在上述的各实施例中，将叶片加工程序或5轴加工机用加工程序作为解析对象，但是，也能够对用于加工其他的形状的工件的加工程序或其他的多轴加工机用加工程序同样地进行解析。
此外，在上述的实施例3~5中，将不同的2种物理量串行或并行地组合来进行了解析，但是，物理量的组合并不限定于各实施例中的组合，也可以将不同的3种以上的物理量串行或并行地组合来进行解析。
附图标记的说明
1 加工程序解析装置
1a 加工程序解析程序
2 显示输入单元
3 存储单元
4 运算处理单元
31 程序存储部
32 加工程序存储部
33 解析结果存储部
34 物理量定义式存储部
41 指令点取得部
42 物理量选择部
43 物理量计算部
44 组数目设定部
45 物理量分类部
46 解析结果输出部。

Claims (8)

1.一种加工程序解析装置，其中，具有：
物理量计算部，针对构成加工程序的指令点列的各指令点，使用1个或多个指令点的位置坐标来计算规定的物理量；以及
物理量分类部，通过对各指令点的所述物理量进行聚类分析，从而将所述物理量分类为多个组。
2.根据权利要求1所述的加工程序解析装置，其中，所述规定的物理量为由下述式（1）定义的移动量、由下述式（2）定义的角度、由下述式（3）定义的曲率半径、由下述式（4）定义的移动量变化量、由下述式（5）定义的移动量变化量的变化量、或者由下述式（6）定义的移动量的比率的任一个；
Figure 916577DEST_PATH_IMAGE001
其中，各附图标记表示以下：
i：指令点号码
Pi：第i号指令点的位置坐标
Vi：第i号指令点的移动量
θi：第i号指令点的角度
ρi：第i号指令点的曲率半径
c1：近似了表示Pi、Pi+1间的移动的曲线的n次多项式的1次项的系数
c2：近似了表示Pi、Pi+1间的移动的曲线的n次多项式的2次项的系数
Ai；第i号指令点的移动量变化量
Ji；第i号指令点的移动量变化量的变化量
ki；第i号指令点的移动量的比率。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的加工程序解析装置，其中，所述物理量计算部针对具有被所述物理量分类部分类为同一组的所述物理量的各指令点，计算与所述物理量不同的所述物理量，所述物理量分类部通过对所述不同的物理量进行聚类分析，从而进一步再分类为多个组。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的加工程序解析装置，其中，所述物理量计算部针对各指令点计算不同的多个所述物理量，所述物理量分类部通过对由所述多个物理量构成的物理量群进行聚类分析，从而将所述物理量群分类为多个组。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的加工程序解析装置，其中，在所述加工程序为对具有至少2个直线轴和至少1个旋转轴的多轴加工机的工作进行控制的多轴加工机用加工程序的情况下，所述物理量计算部具有使用与所述各指令点对应的机械位置的位置坐标来计算所述物理量的功能。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的加工程序解析装置，其中，具有解析结果输出部，所述解析结果输出部以可识别由所述物理量分类部分类后的组的方式输出所述各指令点的绘图。
7.一种存储有加工程序解析程序的计算机可读取的记录介质，其中，所述加工程序解析程序使计算机作为以下部分发挥作用：
物理量计算部，针对构成加工程序的指令点列的各指令点，使用1个或多个指令点的位置坐标来计算规定的物理量；以及
物理量分类部，通过对各指令点的所述物理量进行聚类分析，从而将所述物理量分类为多个组。
8.一种加工程序解析方法，其中，具有：
物理量计算步骤，针对构成加工程序的指令点列的各指令点，使用1个或多个指令点的位置坐标来计算规定的物理量；以及
物理量分类步骤，通过对各指令点的所述物理量进行聚类分析，从而将所述物理量分类为多个组。
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