CN116745710A - 具备机床的加工系统、修正加工系统中的参数的参数的修正方法、修正加工程序的程序修正系统以及程序的修正方法 - Google Patents

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Abstract

加工系统具备：CAM装置，其根据3维形状数据生成包含动作代码的加工程序；以及数值控制装置，其控制机床的电动机。加工系统具备监视装置，该监视装置基于电动机的驱动状态来检测机床的异常。加工系统具备修正装置，该修正装置生成对CAM装置生成加工程序时的参数进行修正的修正指令。修正装置向CAM装置发送修正指令，使得对发生了异常时的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方进行修正。

Description

具备机床的加工系统、修正加工系统中的参数的参数的修正 方法、修正加工程序的程序修正系统以及程序的修正方法
技术领域
本发明涉及具备机床的加工系统、修正加工系统中的参数的参数的修正方法、修正加工程序的程序修正系统以及程序的修正方法。
背景技术
机床能够一边变更工具相对于工件的相对位置一边对工件进行加工。机床具有使支承工件的工作台移动的装置以及使支承工具的主轴头移动的装置中的至少一方。机床的控制装置根据加工程序自动地移动工作台或主轴头，由此能够变更工具相对于工件的相对位置。这种机床被称为数值控制式(例如，参照非专利文献1)。
通过机床加工工件时的目标形状能够通过CAD(Computer Aided Design：计算机辅助设计)装置生成。作业者通过操作CAD装置，能够生成工件的3维形状数据。并且，已知基于由CAD装置形成的3维形状数据来生成机床的加工程序的CAM(Computer AidedManufacturing：计算机辅助制造)装置。机床的数值控制装置能够根据由CAM装置生成的加工程序来加工工件。在现有技术中，已知具备这样的CAD装置、CAM装置以及机床的加工系统。在该加工系统中，当作业者利用CAD装置生成工件的目标形状时，能够利用机床将工件加工成所期望的形状。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：M.-Y.Cheng,et al.,“Real-time NURBS Command generators forCNC servo controllers”,International Journal of Machine Tools&Manufacture42(2002),p.801-813
发明内容
发明所要解决的课题
在利用机床对工件进行加工的期间，存在机床产生异常的情况。例如，有时在进行加工的期间工具的一部分破损。若工具破损，则无法以所希望的品质对工件进行加工。即，产生加工的不良。
在以往的技术中，已知对在机床加工工件的期间产生的异常进行检测的装置。作业者能够获知在对工件进行加工的期间产生了异常。然而，即使能够检测机床的异常，对于用于抑制异常再次发生的控制也没有进行充分的研究。特别是存在对于在机床中产生了加工不良的情况下用于降低加工不良的发生率的控制没有进行充分的研究的问题。
用于解决课题的手段
利用本公开的机床对工件进行加工的第一加工系统具备轨迹生成部，该轨迹生成部基于预先生成的工件的3维形状数据以及机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹。加工系统具备程序生成部，该程序生成部基于由轨迹生成部生成的移动轨迹，生成包含动作代码的加工程序，该动作代码决定了用于生成工具路径的点的位置以及工具的进给速度。加工系统具有动作控制部，该动作控制部包含：路径生成部，其根据动作代码生成机床中的工具路径；动作指令生成部，其根据由路径生成部生成的工具路径生成电动机的动作指令；以及反馈控制部，其进行反馈控制，以使电动机的驱动状态与动作指令对应。加工系统具有：动作信息取得部，其从动作控制部取得电动机的驱动状态；以及异常检测部，其根据由动作信息取得部取得的电动机的驱动状态，检测机床的异常。加工系统具备修正指令生成部，该修正指令生成部生成对程序生成部生成加工程序时的参数进行修正的修正指令。修正指令生成部向程序生成部发送修正参数的修正指令，以便修正机床发生异常时的工具路径的曲率和工具的进给速度中的至少一方。
利用本公开的机床对工件进行加工的第二加工系统具备动作控制部，该动作控制部包含：路径生成部，其基于预先生成的加工程序所包含的动作代码来生成机床中的工具路径；动作指令生成部，其基于由路径生成部生成的工具路径来生成电动机的动作指令；以及反馈控制部，其进行反馈控制，以使电动机的驱动状态与动作指令对应。加工系统具有：动作信息取得部，其从动作控制部取得电动机的驱动状态；以及异常检测部，其根据由动作信息取得部取得的电动机的驱动状态，检测机床的异常。加工系统具备修正指令生成部，该修正指令生成部生成修正指令，该修正指令对动作控制部控制工具的位置以及工具的进给速度时的参数进行修正。修正指令生成部向动作控制部发送修正参数的修正指令，使得修正机床发生异常时的工具路径的曲率和工具的进给速度中的至少一方。
利用本公开的机床对工件进行加工的第三加工系统具备形状数据生成部，该形状数据生成部生成包含工件的自由曲面的3维形状数据。加工系统具备轨迹生成部，该轨迹生成部根据工件的3维形状数据和机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹。加工系统具备程序生成部，该程序生成部基于由轨迹生成部生成的移动轨迹，生成包含动作代码的加工程序，该动作代码决定了用于生成工具路径的点的位置以及工具的进给速度。加工系统具有动作控制部，该动作控制部包含：路径生成部，其根据动作代码生成机床中的工具路径；动作指令生成部，其根据由路径生成部生成的工具路径生成电动机的动作指令；以及反馈控制部，其进行反馈控制，以使电动机的驱动状态与动作指令对应。加工系统具有：动作信息取得部，其从动作控制部取得电动机的驱动状态；以及异常检测部，其根据由动作信息取得部取得的电动机的驱动状态，检测机床的异常。加工系统具备修正指令生成部，该修正指令生成部生成对形状数据生成部生成3维形状数据时的参数进行修正的修正指令。修正指令生成部向形状数据生成部发送修正指令，该修正指令修正参数，使得修正3维形状数据的自由曲面中的发生机床异常的部分的曲率。
本公开的第一参数的修正方法是在具备机床的加工系统中修正用于加工工件的参数的方法。修正方法具备轨迹生成部基于预先生成的工件的3维形状数据以及机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹的工序。修正方法具备如下工序：程序生成部基于由轨迹生成部生成的移动轨迹，生成包含动作代码的加工程序，该动作代码决定了用于生成工具路径的点的位置以及工具的进给速度。修正方法具备动作控制部基于加工程序所包含的动作代码来控制电动机的工序。修正方法具备：动作信息取得部从动作控制部取得电动机的驱动状态的工序；以及异常检测部基于由动作信息取得部取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常的工序。修正方法具备：生成修正指令的工序，该修正指令用于修正程序生成部生成加工程序时的参数，以使修正指令生成部修正机床发生异常时的工具路径的曲率和工具的进给速度中的至少一方；以及向程序生成部发送修正参数的修正指令的工序。
本公开的第二参数的修正方法是在具备机床的加工系统中修正用于加工工件的参数的方法。修正方法具备动作控制部基于预先生成的加工程序所包含的动作代码来控制电动机的工序。修正方法具备动作信息取得部从动作控制部取得电动机的驱动状态的工序。修正方法具备异常检测部基于由动作信息取得部取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常的工序。修正方法具备：生成修正指令的工序，该修正指令对动作控制部控制工具的位置以及工具的进给速度时的参数进行修正，以使修正指令生成部修正机床发生异常时的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方；以及将修正参数的修正指令发送至动作控制部的工序。
本公开的第三参数的修正方法是在具备机床的加工系统中修正用于加工工件的参数的方法。修正方法具备形状数据生成部生成包含工件的自由曲面的3维形状数据的工序。修正方法具备轨迹生成部基于工件的3维形状数据以及机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹的工序。修正方法具备如下工序：程序生成部基于由轨迹生成部生成的移动轨迹，生成包含动作代码的加工程序，该动作代码决定了用于生成工具路径的点的位置以及工具的进给速度。修正方法具备动作控制部基于加工程序所包含的动作代码来控制电动机的工序。修正方法具备：动作信息取得部从动作控制部取得电动机的驱动状态的工序；以及异常检测部基于由动作信息取得部取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常的工序。修正指令的工序，该修正指令修正形状数据生成部对生成3维形状数据时的参数进行修正，以使修正指令生成部对3维形状的自由曲面中的产生了机床的异常的部分的曲率进行修正；以及向形状数据生成部发送修正参数的修正指令的工序。
本公开的程序修正系统对加工程序进行修正。程序修正系统具备：模拟部，其进行基于加工程序驱动机床时的模拟；以及判定部，其判定由模拟部实施的模拟的结果。程序修正系统具备基于模拟的结果来修正加工程序的修正部。模拟部包含：指令生成模拟部，其根据加工程序生成电动机的动作指令；以及伺服控制模拟部，其使驱动成为控制对象的对象物的电动机的驱动状态追随动作指令。判定部在基于模拟的结果而预想为产生机床的异常的情况下，确定与预想为产生异常的动作对应的加工程序的动作代码。修正部对与预想为产生异常的动作对应的动作代码进行修正。
本公开的程序的修正方法是修正加工程序的方法。程序的修正方法具备：模拟部进行基于加工程序驱动机床时的模拟的工序；以及判定部判定由模拟部实施的模拟的结果的工序。程序的修正方法具备修正部基于模拟的结果来修正加工程序的工序。进行模拟的工序包含：基于加工程序生成电动机的动作指令的工序；以及使驱动成为控制对象的对象物的电动机的驱动状态追随动作指令的工序。进行判定的工序包含在基于模拟的结果而预想为产生机床的异常的情况下，确定与预想为产生异常的动作对应的加工程序的动作代码的工序。修正的工序包含对与预想为产生异常的动作对应的动作代码进行修正的工序。
发明效果
根据本公开的方式，能够提供抑制机床的异常发生的加工系统以及修正加工系统中的参数的参数的修正方法、以及为了抑制机床的异常发生而修正加工程序的程序修正系统以及程序的修正方法。
附图说明
图1是实施方式中的加工系统的框图。
图2是实施方式中的CAD装置的框图。
图3是说明实施方式中的样条曲线的图表。
图4是实施方式中的CAM装置的框图。
图5是实施方式中的机床的概略立体图。
图6是实施方式中的机床的框图。
图7是实施方式中的数值控制装置的动作控制部的框图。
图8是实施方式中的动作控制部的反馈控制部的框图。
图9是表示机床的工具路径的例子的立体图。
图10是实施方式中的监视装置的框图。
图11是机床正常时的主轴电动机的旋转速度以及主轴转矩的时序图。
图12是机床发生了异常时的主轴电动机的旋转速度以及主轴转矩的时序图。
图13是实施方式中的修正装置的框图。
图14是机床发生了异常时的工具路径的曲率以及进给速度的时序图。
图15是修正装置选择用于抑制机床发生异常的方法的控制流程图。
图16是实施方式中的模拟装置的框图。
图17是由NURBS生成的第一自由曲线的图。
图18是由NURBS生成的第二自由曲线的图。
具体实施方式
参照图1至图18，对实施方式中的加工系统以及加工系统中的参数的修正方法进行说明。本实施方式中的加工系统利用机床对工件进行加工。本实施方式的机床是数值控制式的机床。机床能够一边基于加工程序自动地变更工具相对于工件的相对位置一边切削工件。
(加工系统)
图1表示本实施方式中的加工系统的框图。加工系统10具备生成工件的目标形状(设计形状)的CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)装置1。从CAD装置1输出与工件的目标形状对应的3维形状数据。加工系统10具备基于工件的3维形状数据来生成机床3的加工程序的CAM(Computer Aided Manufacturing：计算机辅助制造)装置2。加工系统10具备按照加工程序来进行驱动从而加工工件的机床3。机床3包含：机床主体5，其包含主轴头和工作台；以及数值控制装置4，其根据加工程序来控制机床主体5的电动机。
加工系统10具备取得机床3的驱动状态来检测机床3的异常的监视装置7。另外，加工系统10具备为了抑制在监视装置7中检测出的异常而生成参数的修正指令的修正装置8。将由修正装置8生成的修正指令发送到CAD装置1、CAM装置2或数值控制装置4中的任意一个装置。
加工系统10具备模拟装置9，该模拟装置9执行基于加工程序驱动机床3时的模拟。模拟装置9通过基于修正指令生成的修正后的加工程序来执行模拟。模拟装置9在通过修正后的加工程序驱动机床3时，判定异常的发生是否被消除。
本实施方式的CAD装置1、CAM装置2、数值控制装置4、监视装置7、修正装置8以及模拟装置9各自的装置包含运算处理装置(计算机)，该运算处理装置具有作为处理器的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)。运算处理装置具有经由总线与CPU连接的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)以及ROM(Read Only Memory：只读存储器)等。此外，CAD装置1、CAM装置2、数值控制装置4、监视装置7、修正装置8以及模拟装置9的装置中的2个以上的装置可以一体地形成。例如，CAD装置和CAM装置可以一体地形成。即，可以配置具有CAD装置的功能以及CAM装置的功能的1个运算处理装置。接着，对加工系统10所包含的各个装置进行详细说明。
(CAD装置)
图2表示本实施方式中的CAD装置的框图。CAD装置1包含作业者进行操作的输入部11和显示与工件的设计相关的任意信息的显示部12。输入部11由键盘以及鼠标等作业者操作的设备构成。显示部12例如由液晶显示面板等任意的显示面板构成。
CAD装置1包含用于存储与工件的目标形状的生成相关的任意信息的存储部15。存储部15能够由可存储信息的非暂时性的存储介质构成。例如，存储部15由易失性存储器、非易失性存储器、磁存储介质或光存储介质等存储介质构成。另外，后述的CAM装置2的存储部21、数值控制装置4的存储部41、监视装置7的存储部73、修正装置8的存储部83以及模拟装置9的存储部95也具有与CAD装置1的存储部15相同的结构。
CAD装置1包含用于生成工件的目标形状的数据即3维形状数据102的形状数据生成部13。形状数据生成部13根据作业者对输入部11的操作来生成工件的目标形状。作业者通过将填充了材料的内部的实体模型、由平面或曲面表现的表面模型、用于确定立体的棱线等线的线模型等进行组合，能够生成工件的目标形状。
形状数据生成部13包含自由形状生成部14。在本实施方式中，将包含自由曲线和自由曲面中的至少一方的形状称为自由形状。自由形状是难以用球体等单一的形状表现的不规则地弯曲的形状。自由曲线能够基于预先决定的控制点来生成。自由曲面能够基于预先决定的曲线或预先决定的控制点来生成。自由形状生成部14生成包含自由形状的工件的3维形状数据102。
形状数据生成部13相当于运算处理装置的处理器。另外，自由形状生成部14相当于运算处理装置的处理器。处理器按照预先决定的程序进行驱动，由此作为各个单元发挥功能。
图3表示用于说明用于生成自由曲线的样条曲线的图表。自由形状生成部14能够使用样条曲线生成自由曲线。样条曲线基于控制点的位置而生成。为了生成样条曲线，能够采用各种次数的函数。作业者能够在所希望的位置设定控制点。例如，自由形状生成部14能够使用3次函数作为对控制点彼此之间进行插补的函数。并且，自由形状生成部14根据控制点的配置生成平滑的曲线。在公知的样条插补法中，由于区分地选择控制点来应用曲线，因此以一定经过所有控制点的方式构成整体的曲线。但是，在本公开所示的自由曲线中得到的样条曲线可以不一定经过全部控制点。在样条曲线中，例如，通过变更控制点的位置，能够改变曲线的形状。特别是能够变更曲线的曲率。
在生成自由曲面的情况下，例如，作业者生成包含曲线的工件的截面形状。自由形状生成部14能够通过移动或旋转截面形状来生成3维形状的表面。或者，作业者在预先决定的3维坐标系中设定多个控制点。自由形状生成部14能够以经过多个控制点的方式生成自由曲面。自由形状生成部14不限于上述方式，能够通过任意的控制生成自由形状。例如，如后所述，能够使用NURBS来生成包含自由曲线或自由曲面的3维形状。
CAD装置1输出设计数据101。设计数据101包含作为工件的目标形状的数据的3维形状数据102。3维形状数据102包含工件的自由曲面的信息。3维形状数据102例如由与工件的表面对应的多个点的位置的信息构成。另外，作业者能够从输入部11输入工件的目标形状以外的信息。例如，作业者输入与工件的表面的精加工相关的信息、与表面的涂装相关的信息、以及与直角相关的信息等。在设计数据101中包含与工件表面的精加工相关的数据等作为工件的目标形状以外的数据的非形状数据103。
(CAM装置)
图4表示本实施方式中的CAM装置的框图。向CAM装置2输入由CAD装置1生成的3维形状数据102。向CAM装置2输入工具信息105以及加工条件的信息106。作为工具信息105，包含能够在机床中使用的工具的种类信息以及工具的大小信息。加工条件的信息106是在CAM装置2中生成移动轨迹时与工件的加工有关的信息。作为加工条件的信息106，例如包含在加工工件时使切削体积固定的条件或使切削速度固定的条件等。
另外，向CAM装置2输入机床的驱动条件的信息107。在驱动条件的信息107中包含机床的运动学制约的信息。即，在驱动条件的信息107中包含机床3能够驱动的范围的信息。例如，包含移动轨迹的法线方向或者切线方向上的工具的最大进给速度、最大加速度以及最大跃度等信息。另外，向CAM装置2输入由机床加工的材料的信息108。材料的信息108例如包含材料的形状的信息。将3维形状数据102、工具信息105、加工条件的信息106、驱动条件的信息107以及材料的信息108存储在CAM装置2的存储部21中。
CAM装置2生成工具相对于工件移动的路径。在本实施方式中，将由CAM装置2生成的工具移动的路径称为移动轨迹。CAM装置2包含基于3维形状数据102以及机床的驱动条件的信息107等信息来生成移动轨迹的轨迹生成部22。轨迹生成部22包含特征检测部23，该特征检测部23根据3维形状数据102和材料的信息108来计算工件的要切削的部分。
轨迹生成部22包含设定在加工中使用的工具和加工方法的加工方法设定部24。加工方法设定部24从工具信息105所包含的能够使用的工具中，基于工件的要切削的部分来选定要使用的工具。加工方法设定部24基于加工条件的信息106，设定工具的底面等进行工件切削的工具的部分。另外，关于工具的选定，也可以由作业者考虑工具的库存或交货期等来决定。
轨迹生成部22包含生成用于加工工件的工具的移动轨迹的轨迹计算部25。轨迹计算部25根据加工条件的信息106、驱动条件的信息107、由特征检测部23计算出的进行切削的部分、以及由加工方法设定部24选定的工具，生成移动轨迹。另外，轨迹计算部25基于加工条件的信息106所包含的切削速度固定等制约条件来生成工具的进给速度。
CAM装置2包含基于由轨迹生成部22生成的移动轨迹来生成加工程序111的程序生成部26。程序生成部26将在CAD装置1中使用的坐标系变换为在机床中决定的坐标系。CAM装置2输出由动作代码构成的加工程序111。
在加工程序111中包含有作为决定机床的动作的指令语句的动作代码。动作代码中包含确定了与工具相对于工件的进给动作相关联的指令的G代码。在G01等用于变更工具相对于工件的位置的动作代码中，在预先决定的坐标系中决定了用于生成工具路径的点的位置。作为用于生成工具路径的点，包含从当前的位置移动时的目标的移动点、或者样条曲线等中的控制点。在此，在动作代码中决定了目标的移动点的坐标值。即，在动作代码中决定了从当前的位置到目标的移动点的位置为止的工具路径的区间。在变更工具相对于工件的位置的动作代码中决定了工具的进给速度。另外，动作代码中包含对用于进行工具的更换或润滑油的供给等的辅助装置进行控制的M代码。在加工程序中，有时附加行编号来记载了这样的动作代码。
(机床)
图5表示本实施方式中的机床的概略立体图。图6表示本实施方式中的机床的框图。参照图5以及图6，在本实施方式中，例示了具有3个驱动轴的数值控制式的机床3。机床3具备机床主体5以及数值控制装置4。机床主体5包含：工作台61，其用于固定工件69；基台62，其支承主轴头65；以及支柱63，其固定在基台62。机床主体5包含支承在支柱63的能够移动的滑动部件64和支承在滑动部件64的主轴头65。工具66经由主轴支承在主轴头65。在工作台61上固定了作为用于固定工件69的夹具的工件支承部件67。
机床主体5包含用于使工具66相对于工件69的相对位置变化的驱动装置。数值控制装置4控制驱动装置。在本实施方式的机床主体5中设定了即使驱动机床3也不会动的机械坐标系。如箭头157所示，驱动装置使基台62在机械坐标系的X轴方向上移动。如箭头158所示，驱动装置使工作台61在机械坐标系的Y轴方向上移动。如箭头159所示，驱动装置使滑动部件64在机械坐标系的Z轴方向上移动。
这样，本实施方式的驱动装置通过由3个直动轴(X轴、Y轴以及Z轴)构成的驱动轴来控制工具66相对于工件69的相对位置。图5所示的机床是所谓的立式铣削加工机，但驱动装置不限于该方式。例如，能够采用具有旋转轴来作为驱动轴的装置或构造等能够改变工具相对于工件的相对位置的任意的装置以及构造。
机床主体5的驱动装置包含以与各个驱动轴对应的方式配置的作为电动机的进给轴电动机51。在本实施方式中，对每个驱动轴配置有进给轴电动机51。在各个进给轴电动机51上连结了用于使工作台61或主轴头65等机床主体5的构成部件移动的进给轴机构52。例如，作为进给轴机构52，能够采用滚珠丝杠机构。另外，在主轴头65的内部配置有作为使主轴旋转的电动机的主轴电动机54。工具66经由主轴机构55与主轴电动机54连结。作为主轴机构55，例如包含用于保持或释放工具66的卡盘等。
数值控制装置4控制进给轴电动机51以及主轴电动机54的动作。数值控制装置4包含用于存储与机床3的控制相关的信息的存储部41。加工程序111存储在存储部41。数值控制装置4包含基于加工程序111所包含的动作代码来控制进给轴电动机51以及主轴电动机54的动作控制部42。或者，数值控制装置4包含基于由动作控制部42形成的电流指令向各个电动机供给电力的电力供给器43。电力供给器43包含用于向电动机供给电力的电路。
图7表示数值控制装置的动作控制部的框图。动作控制部42从存储部41取得加工程序111。动作控制部42包含路径生成部44，该路径生成部44基于加工程序111所包含的动作代码，生成工具相对于工件的路径即工具路径。路径生成部44在由动作代码决定的移动点彼此之间生成插补点。路径生成部44生成插补点彼此的微小区间中的工具路径。在此，路径生成部44例如有时具有样条插补的功能。在该情况下，路径生成部44能够通过在由动作代码指定的移动点彼此之间平滑地移动的样条曲线来自动地生成工具路径。
动作控制部42包含动作指令生成部45，该动作指令生成部45生成用于控制工具相对于工件的位置以及工具相对于工件的进给速度的电动机的动作指令。动作指令生成部45基于由路径生成部44生成的微小的路径和机床的驱动条件，生成电动机的动作指令。
动作指令生成部45包含用于决定微小区间中的工具相对于工件的进给速度的速度决定部46。速度决定部46计算用于进行加速或减速的速度，以使工具以动作代码指定的进给速度移动。这样，通过路径生成部44决定工具相对于工件的位置，通过速度决定部46决定工具相对于工件的进给速度。
动作指令生成部45包含指令分配部47，该指令分配部47用于将工具相对于工件的移动的指令分配给各个驱动轴的动作指令。指令分配部47生成X轴的进给轴电动机51的动作指令、Y轴的进给轴电动机51的动作指令以及Z轴的进给轴电动机51的动作指令。
动作控制部42包含反馈控制部，该反馈控制部进行反馈控制，以使各个驱动轴的电动机的驱动状态与动作指令生成部45生成的动作指令对应。针对各个驱动轴的每一个形成反馈控制部。在本实施方式中，形成有X轴反馈控制部48a、Y轴反馈控制部48b以及Z轴反馈控制部48c。指令分配部47向各个反馈控制部发送与各个驱动轴的进给轴电动机51对应的动作指令。
上述的路径生成部44、动作指令生成部45、速度决定部46、指令分配部47以及与各个驱动轴对应的反馈控制部相当于按照预先决定的程序进行驱动的处理器。运算处理装置的处理器执行在程序中决定的控制，由此作为各个单元发挥功能。
图8表示实施方式中的X轴反馈控制部的框图。Y轴反馈控制部48b及Z轴反馈控制部48c具有与X轴反馈控制部48a相同的结构。另外，在图7及图8中，记载了进给轴电动机的反馈控制部，但关于主轴电动机，也形成同样的反馈控制部。
X轴反馈控制部48a包含基于位置指令生成速度指令的速度指令生成部49。速度指令生成部49从指令分配部47接收位置指令作为动作指令。X轴反馈控制部48a包含基于速度指令生成电流指令(或转矩指令)的电流指令生成部50。电力供给器43基于由电流指令生成部50生成的电流指令，供给用于产生进给轴电动机51的转矩的电流。速度指令生成部49以及电流指令生成部50相当于按照预先决定的程序进行驱动的处理器。
在这里的例子中，为了检测电动机的驱动状态，在进给轴电动机51安装有作为旋转位置检测器的编码器56。编码器56的输出被输入到检测旋转位置的位置检测器57以及检测旋转速度的速度检测器58。从位置检测器57输出的旋转位置经由位置控制环输入到位置指令。另外，从速度检测器58输出的旋转速度经由速度控制环输入到速度指令。而且，本实施方式的反馈控制部48a具有电流控制环。在电流控制环中，检测电力供给器43输出的电流值并输入到电流指令。
这样，通过位置控制环、速度控制环以及电流控制环进行反馈控制，使得电动机的驱动状态与动作指令对应。即，控制向电动机供给的电流，以使电动机的旋转位置等驱动状态追随位置指令等动作指令。
图9表示对工件进行加工时的工具路径的例子。工具路径例如是工具前端点相对于工件经过的路径。工具路径121具有3维的形状。如箭头160所示，工具从作为起点的点121a沿着工具路径121行进，经过点121b以及点121c后移动到作为终点的点121d。在此的例子中，在从点121b到点121c的区间，工具沿着直线状的工具路径移动。在从点121a到点121b的区间以及从点121c到点121d的区间，工具沿着曲线状的工具路径进行移动。
在工具曲线状地移动的部分，工具的进给速度变小，但在工具直线状地移动的部分，工具的进给速度变大。特别是在点121c处，工具的进给速度变化，并且工具路径的曲率大幅变化。在这样的点121c处，存在工具破损的情况。
(监视装置)
在本实施方式中，监视装置7基于电动机的驱动状态来检测机床的异常。作为机床的异常，包含机床的构成部件的破损、把持工件的夹具的破损、固定工具的卡盘的松动等构成部件的状态的异常、以及颤振等加工状态的异常。而且，修正装置8生成用于变更工件的目标形状、或变更工具路径、或变更进给速度等机床的驱动状态的修正指令，以抑制异常的产生。
图10表示本实施方式的监视装置的框图。监视装置7包含从数值控制装置4的动作控制部42取得电动机的驱动状态的动作信息取得部71。监视装置7包含基于由动作信息取得部71取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常的异常检测部72。另外，监视装置7包含用于存储与机床的驱动状态的监视相关的任意信息的存储部73。动作信息取得部71以及异常检测部72相当于运算处理装置的处理器。处理器按照程序进行驱动，由此作为动作信息取得部71以及异常检测部72发挥功能。
动作信息取得部71从动作控制部42取得加工程序111。动作信息取得部71在机床3正在驱动时取得与机床的驱动状态对应的时刻。作为时刻，例如能够采用从机床通过加工程序111开始动作时起的经过时间。或者，也可以采用从开始了加工程序111中决定的一个动作时起的经过时间。
动作信息取得部71取得在各个时刻执行的加工程序111的动作代码。例如，动作信息取得部71为了取得动作代码，将加工程序111的行编号与时刻一起取得。动作信息取得部71除了取得G代码以外，还可以取得与辅助机械的控制相关的M代码或者与工具的更换相关的T代码等代码。另外，动作信息取得部71在使用多个加工程序的情况下，为了确定加工程序而取得程序编号。
动作信息取得部71将表示电动机的驱动状态的变量与时刻一起取得。例如，动作信息取得部71取得电动机输出的转矩、电动机的旋转位置以及电动机的旋转速度。动作信息取得部71与各个时刻一起按时间序列取得转矩、旋转位置以及旋转速度。存储部73存储由动作信息取得部71取得的电动机的驱动状态。
参照图8，作为电动机输出的转矩，动作信息取得部71能够取得向电力供给器43输入的电流指令来计算电动机的转矩。或者，动作信息取得部71也可以在电流控制环中取得从电力供给器43供给的电流的值，根据电流值计算电动机的转矩。另外，动作信息取得部71能够取得向速度指令生成部49输入的位置指令来作为电动机的旋转位置。或者，动作信息取得部71也可以取得从位置检测器57输出的旋转位置。另外，动作信息取得部71能够取得向电流指令生成部50输入的速度指令来作为电动机的旋转速度。或者，动作信息取得部71也可以取得从速度检测器58输出的旋转速度。
图11表示动作信息取得部取得的主轴电动机的旋转速度和主轴转矩的第一时序图。主轴转矩是主轴电动机54产生的转矩。主轴转矩与切削工件时的负载对应。将电动机的转矩以及旋转速度与时刻一起取得。图11是在机床中正常进行加工时的图表。将旋转速度以及主轴转矩维持为大致固定。
图12表示动作信息取得部取得的主轴电动机的旋转速度以及主轴转矩的第二时序图。在图12所示的驱动状态下，在时刻tx，工具破损。若工具产生缺损等，则切削负载变大。其结果，为了将主轴电动机的旋转速度维持为固定，主轴转矩表现出增大的倾向。若工具破损，则主轴转矩间歇性地增大。在图11中，在时刻t1、t2、t3、t4，主轴转矩大致固定，与此相对，在图12中，在时刻tx，主轴转矩暂时增加。另外，在时刻t1、t2、t3、t4，主轴转矩也暂时增加。
监视装置7的异常检测部72基于这样的电动机的驱动状态来检测机床的异常的发生。异常检测部72能够取得或计算用于判定机床异常的任意变量。例如，异常检测部72能够基于位置指令来计算工具的位置。另外，异常检测部72检测发生异常的时刻。而且，异常检测部72检测在发生异常的时刻执行的加工程序的动作代码。
异常检测部72能够通过任意的控制来检测机床的异常。例如，在图12的例子中，能够针对预先决定的每个区间预先设置主轴转矩的判定范围。异常检测部72能够在主轴转矩脱离了预先决定的判定范围时判定为机床产生了异常。例如，在主轴转矩超过了预先决定的判定值时，能够判定为机床产生了异常。
或者，异常检测部72能够通过利用机器学习来对表示电动机的驱动状态的变量的变化进行学习的方法来检测异常的发生。例如，如图11以及图12所示，在工具未破损的情况下，未观察到主轴转矩的增大，但在工具破损的情况下，主轴转矩多次增大。能够通过机器学习来学习这样的主轴转矩的变动的倾向。并且，能够基于学习的结果来检测机床的异常。作为机器学习，能够采用VAE(Variational Auto Encoder，变分自编码)或GMM(GaussianMixture Model，高斯混合模型)等。
VAE是从自动编码器(AE)派生的技术。具有连接了进行输入数据的维度的压缩处理(特征量的提取)的编码器和进行维度复原处理的解码器(根据提取出的特征量复原原来的输入数据)的结构。通过解码器的输出，能够生成具有输入数据的特征的类似数据。在学习中，向编码器输入学习数据。进行学习处理，使得解码器输出与原来的学习数据一致的数据。
在GMM中，通过制作足够数量的高斯分布的线性耦合，来拟合不知道具体式子的函数。通过调整耦合的权重的系数和各高斯分布的平均以及协方差，能够以任意的精度将输入数据的分布近似为式子。
在VAE以及GMM中，由于能够进行所输入的数据的聚类，因此能够用于异常检测。例如，多次驱动机床，蓄积电动机的转矩随着时间经过的变化。通过VAE或GMM对转矩的变化的倾向进行聚类(分类)，决定正常的动作模式和异常的动作模式。在判定机床的异常的发生的情况下，能够判定转矩的变化的倾向相当于哪个聚类。
在VAE中，能够通过不包含标签数据(正确解的数据)的无监督学习来进行学习，并进行聚类。并且，能够分类为发生了异常时的聚类以及正常时的聚类来检测异常。在GMM中，能够进行无监督学习以及包含标签数据的监督学习。在GMM中，优选通过选择所输出的数据是否属于1个聚类的硬聚类来检测异常。因此，优选将发生异常时的信息作为标签数据来进行学习。但是，作为机器学习以及标签的赋予方法，不限于这些方式，能够采用任意的算法。
异常检测部72在检测机床的异常时，能够判定工具路径的连续性或者工具路径的曲率的变化率。异常检测部72基于由动作信息取得部71取得的电动机的旋转位置，检测与时刻对应的工具的位置以及工件的位置。异常检测部72按时间序列检测工具的位置以及工件的位置。异常检测部72能够基于各个时刻的工具的位置以及工件的位置来计算工具路径。
异常检测部72能够基于曲线状的工具路径的点的G3连续性来进行判定。例如，异常检测部72能够判定G1连续性来作为工具路径的连续性。G1连续表示该点处的切线是连续的。工具路径的连续性能够使用判定点的附近的拉格朗日插补的系数，通过矢量来表现。
另外，异常检测部72能够判定工具路径的曲线的G2连续性。G2连续表示曲率是连续的。异常检测部72能够判定时间上的曲率变化。时间上的曲率变化是在预定时刻的每单位时间的曲率的变化。关于时间上的曲率变化，例如能够通过计算工具路径相对于时刻的曲率，并以时间对曲率进行微分来计算。或者，当作为时间序列数据取得了工具路径来执行微分计算并进行外积计算时，能够得到作为标量值的曲率。
异常检测部72在不是G1连续的情况下以及不是G2连续的情况下，能够判定为在机床的加工中产生了异常。并且，异常检测部72也可以判定在工具路径上的点是否为G3连续。G3连续表示在2个曲线的连接点，扭转(曲率的变化率)也是连续的。
或者，在异常检测部72，作为曲率变化能够采用空间上的曲率变化来进行异常的检测。空间上的曲率变化是指在相互类似的多个工具路径中，在相互对应的点处的曲率的差异。重复大致相同的工具路径来进行形状生成在机械加工中是常见的。着眼于这一点，通过在重复进行加工的工具路径彼此之间比较曲率变化，能够定义空间上的曲率变化这样的变量。例如，在存在相互平行的曲线状的2条工具路径的情况下，指定与第一条工具路径以及第二条工具路径对应的指定点。第一条工具路径的指定点处的曲率与第二条工具路径的指定点处的曲率大致相同。但是，实际上，在每个工具路径中曲率稍微偏差。在多个工具路径中，在相互对应的点处的曲率之间的差异比较大从而脱离判定范围的情况下，能够判定为机床产生了异常。并且，异常检测部72也可以计算工具行进的方向、切削力以及切削力的功，来判定机床是否产生了异常。
由动作信息取得部71取得的电动机的驱动状态的信息、由异常检测部72计算出的工具路径的曲率等变量、以及由异常检测部72检测出的异常的判定结果能够存储在存储部73。
(修正装置)
图13表示修正装置的框图。本实施方式的修正装置8具有对在监视装置7中检测出的机床3的异常推定原因的功能。另外，修正装置8生成抑制机床3中的异常的发生的修正指令。
修正装置8包含推定发生异常的原因的原因推定部81。修正装置8包含修正指令生成部82，该修正指令生成部82生成用于修正参数的修正指令以抑制异常的发生。而且，修正装置8包含修正部85，在向模拟装置9发送修正后的加工程序时，该修正部85基于由修正指令生成部82生成的修正指令来修正加工程序。原因推定部81、修正指令生成部82以及修正部85相当于运算处理装置的处理器。处理器按照预先决定的程序进行驱动，由此作为各个单元发挥功能。修正装置8包含：存储部83，其存储与参数的修正相关的信息；以及显示部84，其显示与参数的修正相关的信息。显示部84例如由液晶显示面板等任意的显示面板构成。
图14示出了用于表示机床加工工件时的工具路径的曲率以及工具相对于工件的进给速度的时序图。在图14中，曲率的大小用对数刻度表示。用固定间隔的刻度表示工具的进给速度的大小。
在这里的例子中，异常检测部72计算工具路径中的曲率以及工具的进给速度。异常检测部72判定为在时刻t6发生了机床的异常。在时刻t6，工具从平缓弯曲的部分移动到急剧弯曲的部分。此时，如A部所示，曲率在短时间大幅变化，时间上的曲率变化变大。另外，工具的进给速度急剧减小。
原因推定部81从监视装置7取得电动机的驱动状态和发生异常的时刻。另外，原因推定部81取得异常检测部72计算出的变量。在这里的例子中，原因推定部81取得时刻t6附近的时间上的曲率变化和工具的进给速度。原因推定部81能够判定为工具的进给速度急剧变化，从而切削的负载瞬间增大。
原因推定部81能够基于各种电动机的驱动状态来推定异常的原因。例如，作为机床的异常，具有在进行切削时产生的颤振。若在切削工件时产生颤振，则工具产生振动从而加工品质恶化。基本上取决于主轴的旋转速度而产生或不产生颤振。因此，原因推定部81能够根据电动机的旋转速度，判定机床的异常的原因是否是颤振。
另外，原因推定部81也可以通过机器学习来推定产生了异常的原因。原因推定部能够使用上述的VAE以及GMM来推定异常的原因。例如，在工具破损的例子中，在工具路径的曲率的变化大的情况下，或者在工具的进给速度大的情况下，工具破损。另外，在主轴头中的工具的突出量大的情况下，工具有时也会破损。若主轴头中的工具的突出量变大，则存在工具的振动变大从而工具破损的情况。或者，在主轴头配置的用于保持工具的卡盘或用于将工件固定在工作台的工件支承部件等机床的构成部件发生故障的情况下，工具破损。关于各个情况，通过原因推定部81进行学习，能够针对异常的每个原因生成与电动机的驱动状态有关的聚类。然后，原因推定部81能够通过判定相当于哪个聚类来推定异常的原因。
能够将原因推定部81推定出的原因显示在显示部84。例如，在推定为主轴头中的工具的突出量是产生异常的原因的情况下，能够在显示部84显示工具的突出量不良这样的信息。另外，在显示部84能够显示建议执行检查的图像。作业者观察显示部84的显示，能够检查并修正工具的突出量。或者，在主轴头的卡盘以及固定工件的工件支承部件等机床的构成部件破损的情况下，作业者能够更换破损的构成部件。
另一方面，修正指令生成部82生成对CAD装置1、CAM装置2或数值控制装置4中的参数进行修正的修正指令，以抑制异常的发生。修正指令生成部82基于由动作信息取得部71取得的电动机的驱动状态来生成修正指令。此时，修正指令生成部82能够基于由原因推定部81推定出的原因来生成修正指令。例如，在图14所示的例子中，能够推定为由于曲率以及工具的进给速度的急剧变化而使工具损伤。在该情况下，能够执行在工具路径的产生了异常的部分降低工具的进给速度的控制。
作为修正指令生成部82执行的抑制异常产生的控制，能够例示针对产生了异常的部分，为了使工具路径的曲率变小而变更工件的目标形状的控制、减小工具路径的曲率的控制、或者减小工具的进给速度的控制。
在此，存在作业者不想变更工件的目标形状的情况。在该情况下，能够执行不变更工件的目标形状地减小工具路径的产生了异常的部分的曲率的控制。或者，能够大幅变更工具路径。例如，在仅在机械坐标系的X轴方向上移动了工具的情况下，能够变更为在倾斜方向上进行切削的工具路径，使得包含X轴方向的移动以及Y轴方向的移动。
此外，存在因工具的寿命的问题而不想大幅变更工具路径的情况。或者，有时希望缩短机床的加工时间(循环时间)。或者，有时想要在预定的范围内进行切削体积。在存在这样的多个条件的情况下，修正指令生成部82能够设定关于多个条件的评价函数。评价函数例如能够累积对于与各个条件的偏差的大小乘以权重而得到的值。能够设定多个条件以使评价函数变小。
修正指令生成部82能够生成用于进行目标形状的变更的修正指令、用于进行工具路径的曲率的变更的修正指令、以及用于进行进给速度的变更的修正指令。而且，修正指令生成部82能够基于评价函数，选定变更目标形状的修正指令、变更曲率的修正指令以及变更进给速度的修正指令中的至少一个修正指令，使得尽可能满足多个条件。
或者，修正装置8除了计算评价函数来选定用于抑制机床中的异常发生的控制之外，还能够通过以下的控制来选定用于抑制异常发生的控制。
图15是修正装置选择用于抑制机床异常的方法的控制的流程图。在步骤131中，修正指令生成部82判定是否检测到电动机的转矩的异常增加。在步骤131中，在未检测到电动机的转矩的异常增加的情况下，结束该控制。在步骤131中，在检测到电动机的转矩的异常增加的情况下，控制转移到步骤132。
在步骤132中，修正指令生成部82判定转矩的异常增加与工具路径的曲率变化在时间上的相关性是否强。例如，修正指令生成部82判定在产生了转矩的异常增加时曲率的变化是否变大。修正指令生成部82在从产生了转矩的异常增加的时刻起的预先决定的时间范围内，在时间上的曲率变化或者空间上的曲率变化脱离了判定范围时，判定为时间上的相关性强。
在步骤132中，在转矩的异常的增加与工具路径的曲率变化的时间上的相关弱的情况下，修正指令生成部82能够判定为工具路径以及进给速度没有问题。例如，在工具使用端面铣刀在工件上形成直线状的槽的情况下，控制转移到步骤133。
在步骤133中，修正指令生成部82判定为保持工件的状态或保持工具的状态存在问题。例如，考虑工具的突出量不适当，或者保持工件的夹具发生故障。修正指令生成部82在显示部84显示建议检查保持工件的部件或保持工具的部件的图像。或者，修正指令生成部82也可以提出工件的切入深度的变更、或者主轴的旋转速度的变更等。在步骤132中，在转矩的异常的增加与工具路径的曲率变化的时间上的相关强的情况下，控制转移到步骤134。
在步骤134中，判定工具路径的变更是否有制约。如上所述，存在与工具的寿命有关不想变更工具路径的情况。或者，在加工时间变长的情况下，有时想要避免工具路径的变更。在由于工具路径的变更而无法满足这样的条件的情况下，修正指令生成部82判定为工具路径的变更存在制约。在该情况下，控制转移到步骤135。
在步骤135中，修正指令生成部82选定局部地变更工具的进给速度的控制。修正指令生成部82选择发生了异常的部分的进给速度的变更。在步骤134中，在工具路径的变更没有制约的情况下，控制转移到步骤136。
在步骤136中，修正指令生成部82判定工件的目标形状的变更是否存在制约。例如，在禁止变更工件的目标形状的情况下，判定为对工件的目标形状的变更有制约。在该情况下，控制转移到步骤137。在步骤137中，修正指令生成部82选择工具路径(移动轨迹)的变更。在步骤136中，在目标形状的变更没有制约的情况下，控制转移到步骤138。在步骤138中，修正指令生成部82能够选择目标形状的变更。
在图15所示的控制中，修正指令生成部82能够选择机床发生异常时的对策。在步骤131中，在检测到转矩的异常增加的情况下，优选变更由CAD装置1生成的工件的目标形状。但是，实际上，需要考虑加工系统10的科学特性的变动或工程特性的变动、以及运用条件的制约。因此，优选在完全没有制约的情况下实施工件的目标形状的变更。
此外，在本实施方式中，修正装置8包含原因推定部81，但不限于该方式。修正装置也可以不推定异常产生的原因，而通过修正指令生成部生成修正指令。例如，可以预先决定为在主轴转矩超过了判定值的情况下，生成使主轴电动机的旋转速度降低的修正指令。或者，也可以预先决定为在进行了G3连续性的判定时，如果时间上的曲率变化或者空间上的曲率变化脱离了预先决定的判定范围，则减小产生了异常的部分的曲率。
参照图1，在变更工件的目标形状的情况下，如箭头153所示，修正装置8的修正指令生成部82将修正指令发送给CAD装置1。在变更工具路径的曲率和工具的进给速度中的至少一方的情况下，如箭头151所示，修正指令生成部82能够向CAM装置发送修正指令。或者，如箭头152所示，修正指令生成部82能够向机床3的数值控制装置4发送修正指令。
(向CAD装置发送修正指令的控制)
接着，对修正装置8的修正指令生成部82向CAD装置1发送修正指令的控制进行说明。参照图2，在向CAD装置1发送修正指令的情况下，发送修正指令，使得变更3维形状数据102中的工件的目标形状。
修正指令生成部82从异常检测部72取得与产生异常的时刻对应的工具的位置。修正指令生成部82从CAD装置1取得3维形状数据以及在生成3维形状数据时使用的控制点的位置等参数。
接着，修正指令生成部82基于产生了异常时的工具的位置，检测在工件的目标形状中产生了异常的位置。在通过CAD装置1生成工件的3维形状数据102时，形状数据生成部13设定3维的立体空间的坐标系。例如，形状数据生成部13以工件的任意点为原点来设定3维的坐标系。然后，在CAM装置2中，将在CAD装置1中使用的坐标系变换为机床主体5的坐标系。例如，变换为对机床主体5设定的机械坐标系。修正指令生成部82进行与该坐标系的变换相反的变换。修正指令生成部82能够将在机械坐标系中确定出的产生了异常的位置变换为CAD装置1的坐标系中的位置。
或者，在CAD装置1中，能够预先设定机床主体5的坐标系。即，能够预先决定CAD装置1中的3维坐标系与机床主体5中的坐标系的对应关系。例如，修正指令生成部82在机械坐标系中计算产生了异常的时刻的工具的位置。修正指令生成部82能够基于发生了异常的机械坐标系中的位置，来计算由CAD装置1的形状数据生成部13生成的目标形状的位置。
修正指令生成部82发送修正指令，该修正指令对形状数据生成部13生成3维形状数据时的参数进行修正。修正指令生成部82向形状数据生成部13发送修正指令，使得修正自由形状中产生异常的部分的曲率。特别是，修正指令生成部82能够生成使产生了异常的部分处的工件的形状的曲率变小的修正指令。
例如，在3维形状数据102由与工件的表面对应的多个点的位置的信息构成的情况下，修正指令生成部82在产生了异常的部分中，生成对于与表面对应的点的位置进行修正的修正指令。例如，修正指令生成部82能够修正与表面对应的点的位置，使得工件的形状的曲率以预先决定的曲率的变化量变小。
或者，在自由形状生成部14通过样条曲线生成工件的曲面的情况下，修正指令生成部82能够生成使控制点的位置移动的指令，使得目标形状的产生了异常的部分的曲率变小。例如，修正指令生成部82生成移动控制点的位置的指令，使得以预先决定的曲率的变化量使曲率减小。形状数据生成部13基于修正指令来变更产生了异常的部分的形状。
CAD装置1生成包含修正前的目标形状的产生了异常的部分的曲率变小的目标形状的数据的3维形状数据102。然后，基于3维形状数据102，由CAM装置2生成加工程序，通过机床3加工工件。
在向CAD装置发送修正指令的情况下，修正参数的修正方法包含形状数据生成部13生成包含工件的自由曲面的3维形状数据的工序。修正方法包含轨迹生成部22基于工件的3维形状数据102以及机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹的工序。修正方法包含如下工序：程序生成部26基于由轨迹生成部22生成的移动轨迹，生成包含规定了用于生成工具路径的点的位置以及工具的进给速度的动作代码的加工程序111。修正方法包含动作控制部42基于加工程序111中包含的动作代码来控制电动机的工序。修正方法包含：动作信息取得部71从动作控制部42取得电动机的驱动状态的工序；以及异常检测部72基于由动作信息取得部取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常的工序。修正方法包含：修正指令生成部82为了修正3维形状的自由曲面中的发生了机床异常的部分的曲率，生成对形状数据生成部13生成3维形状数据102时的参数进行修正的修正指令的工序；以及将修正参数的修正指令发送给形状数据生成部13的工序。
关于与产生了机床异常的位置对应的工件的部分，变更目标形状使得曲率变小。在由CAM装置2生成的移动轨迹以及由数值控制装置4生成的工具路径中，随着产生了异常的部分的曲率小的移动轨迹，加速度以及跃度降低。因此，抑制工具的进给速度的急剧变动，工具平滑地移动。因此，能够抑制机床3中的异常的发生。
(向CAM装置发送修正指令的控制)
接着，说明修正指令生成部82向CAM装置2发送修正指令的例子。参照图4，修正指令生成部82生成对程序生成部26生成加工程序时的参数进行修正的指令。修正指令生成部82向程序生成部26发送修正参数的指令，使得修正产生了异常时的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方。
修正指令生成部82从监视装置7取得加工程序。修正指令生成部82从异常检测部72取得发生异常的时刻。另外，修正指令生成部82从异常检测部72取得在发生了异常的时刻正在执行的加工程序的动作代码。接着，修正指令生成部82生成对在发生了异常时正在执行的动作代码进行修正的指令，使得工具移动的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方变小。
在使工具路径的曲率变小的情况下，修正指令生成部82生成修正指令，该修正指令修正由加工程序的动作代码决定的移动点的位置，以使得曲率变小。例如，修正指令生成部82生成对动作代码决定的X轴的坐标值、Y轴的坐标值以及Z轴的坐标值进行变更的修正指令。在降低工具的进给速度的情况下，修正指令生成部82生成使发生了异常时正在执行的动作代码所决定的工具的进给速度(F值)减小的修正指令。作为进给速度的减少量，例如能够以预先决定的速度的量来减少进给速度。或者，在使用后述的模拟装置的情况下，也可以执行二分搜索等。
这样，在向CAM装置发送修正指令的情况下，修正参数的修正方法包含轨迹生成部22基于预先生成的工件的3维形状数据102以及机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹的工序。修正方法包含程序生成部26生成包含动作代码的加工程序的工序。修正方法包含异常检测部72基于由动作信息取得部71取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常的工序。修正方法具备：修正指令生成部82为了修正发生了机床的异常时的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方，生成对程序生成部26生成加工程序时的参数进行修正的修正指令的工序；以及将修正参数的修正指令发送给程序生成部26的工序。
CAM装置2的程序生成部26生成根据修正指令修正后的加工程序。关于与发生了机床异常的时刻对应的动作代码，执行进给速度变小的修正以及曲率变小的移动点的位置的修正中的至少一方。因此，通过利用修正后的加工程序进行加工，能够抑制机床的异常的产生。
(向数值控制装置发送修正指令的控制)
接着，说明修正指令生成部82向数值控制装置4发送修正指令的例子。参照图7，修正指令生成部82生成对于控制工具的位置以及工具的进给速度时的参数进行修正的修正指令。修正指令生成部82将修正指令发送至动作控制部42。
修正指令生成部82从监视装置7取得加工程序。修正指令生成部82从异常检测部72取得发生异常的时刻。另外，修正指令生成部82从异常检测部72取得在发生了异常的时刻正在执行的加工程序的动作代码。接着，修正指令生成部82生成对在产生了异常时正在执行的动作代码进行修正的指令，以使工具移动的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方变小。
在减小工具路径的曲率的情况下，修正指令生成部82向路径生成部44发送对动作代码决定的移动点的位置进行修正的指令，使得产生了异常时的工具路径的曲率变小。路径生成部44对产生了异常时的动作代码决定的移动点的位置进行修正。然后，路径生成部44基于修正后的移动点的位置来生成工具路径。
在降低工具的进给速度的情况下，修正指令生成部82将用于降低在发生了异常时正在执行的动作代码的进给速度(F值)的指令发送到动作指令生成部45。速度决定部46降低由加工程序的动作代码决定的工具的进给速度(F值)。速度决定部46基于修正后的进给速度来计算进行加速或减速时的速度。或者，修正指令生成部82也可以生成对用于驱动动作指令生成部45的参数进行修正的修正指令，并发送给动作指令生成部45。动作指令生成部45的速度决定部46通过修正进行轮廓控制以及插补控制时的参数，能够使进给速度降低。
这样，在将修正指令发送到数值控制装置的情况下，修正参数的修正方法包含动作控制部42根据预先生成的加工程序中包含的动作代码来控制电动机的工序。修正方法包含异常检测部72基于由动作信息取得部71取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常的工序。修正方法包含：修正指令生成部82为了修正发生了机床异常时的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方，生成对动作控制部42控制工具的位置以及工具的进给速度时的参数进行修正的修正指令的工序；以及将修正参数的修正指令发送给动作控制部42的工序。
通过执行将参数的修正指令发送到数值控制装置的控制，在对机床产生了异常的工件的部分进行加工时，工具路径的曲率变小或者进给速度降低。因此，能够抑制机床的异常的产生。
另外，在进行使工具路径的曲率降低的控制或者使工具的进给速度降低的控制的情况下，修正装置8能够向CAM装置2或者数值控制装置4发送修正指令。作业者能够预先决定向CAM装置2和数值控制装置4中的哪个装置发送修正指令。
另外，在上述实施方式中，以降低目标形状或工具路径的曲率的控制以及降低进给速度的控制为例进行了说明，但不限于该方式。也可以包含增大曲率的控制或增大进给速度的控制。以期待不会发生工具异常的机床以及工件的加工循环时间的削减作为目的，还能够更合理地改善工具路径以及进给速度。例如，也可以进行减小目标形状或工具路径的曲率并且增加进给速度的控制。
(模拟装置)
图16表示本实施方式的模拟装置的框图。模拟装置9具备基于加工程序111进行驱动机床3时的模拟的模拟部91。模拟装置9具备判定由模拟部91执行的模拟的结果的判定部94。模拟部91包含指令生成模拟部92和伺服控制模拟部93。而且，模拟装置9具备用于存储与模拟相关的任意信息的存储部95。
模拟部91、指令生成模拟部92、伺服控制模拟部93以及判定部94相当于运算处理装置的处理器。处理器通过执行在程序中决定的控制，作为各个单元发挥功能。向模拟装置9输入在机床的控制装置中设定的设定值，使得准确地模拟机床的动作。例如，向模拟装置9输入用于基于加工程序来计算位置以及速度等动作指令的值的控制装置的参数。
模拟部91的指令生成模拟部92模拟电动机的动作指令的生成。指令生成模拟部92具有与图7所示的路径生成部44以及动作指令生成部45相同的功能。即，指令生成模拟部92基于加工程序计算工具路径以及进给速度来生成动作指令。
模拟部91的伺服控制模拟部93执行基于动作指令控制电动机时的模拟。伺服控制模拟部93模拟使驱动成为控制对象的对象物的电动机的驱动状态追随从指令生成模拟部输出的动作指令的控制。即，在伺服控制模拟部93中，模拟反馈控制。
伺服控制模拟部93使用表现机床的行为的模型来执行模拟。在本实施方式中，生成用于产生进给轴机构等机构的谐振以及反谐振的模型。伺服控制模拟部93通过包含微分方程式的数理模型，虚拟地计算安装在电动机的编码器的响应(设备传递函数)或者工具以及工件中的振动响应。作为微分方程式，除了线性微分方程式以外，还能够采用达芬方程式、马修方程式或迈斯纳方程式等。表示对微分方程式的输入和输出的函数相当于传递函数，能够基于传递函数来表现机床的行为。机床的驱动系统以及工具振动的行为能够使用适当的次数的微分方程式或传递函数来模型化。伺服控制模拟部93按时间序列计算机床、工件以及工具的动态特性。
判定部94对基于所输入的加工程序进行了模拟的机床的驱动状态进行评价。在本实施方式中，判定部94根据伺服控制模拟部93的模拟结果，判定机床是否产生异常。或者，判定部94能够基于模拟的结果来判定是否预想会发生机床的异常。
作为判定部94的判定方法，与监视装置7的异常检测部72中的异常的检测同样地，能够针对模拟的结果来判定工具路径的连续性或曲率的变化率。例如，判定部94基于由加工程序生成的工具路径的时间上的曲率变化或空间上的曲率变化来判定是否发生异常。或者，判定部94能够使用由模拟部91推定出的电动机的驱动状态来进行判定。例如，判定部94能够基于电动机输出的转矩的推定值等来推定是否发生异常。
(基于模拟装置的判断结果的参数的反复修正)
参照图1，本实施方式的模拟装置9在通过由修正装置8生成的修正指令进行了参数的修正的情况下，判定是否能够消除机床的异常的产生。然后，模拟装置9将判定结果发送到修正装置8。在无法消除机床的异常的发生的情况下，修正装置8能够生成进一步修正参数的修正指令。
如箭头153所示那样，在修正装置8将修正指令发送给CAD装置1的情况下，CAD装置1的形状数据生成部13根据修正指令生成修正后的3维形状数据102，并发送给CAM装置2。CAM装置2的轨迹生成部22以及程序生成部26根据修正后的3维形状数据102，生成修正后的加工程序111。然后，如箭头154所示，CAM装置2将修正后的加工程序111发送到模拟装置9的模拟部91。
模拟装置9的模拟部91使用修正后的加工程序来执行驱动机床时的模拟。判定部94基于模拟的结果，判定是否发生机床的异常。如箭头155所示，判定部94将判定结果发送到修正装置8的修正指令生成部82。
在机床的异常的发生被消除的情况下，修正装置8能够将此时的3维形状数据决定为最终的3维形状数据。或者，修正装置8能够将此时的加工程序用于最终的加工程序。另一方面，在无法消除机床的异常的发生的情况下，修正装置8的修正指令生成部82生成进一步变更工件的目标形状的修正指令。例如，修正指令生成部82生成使目标形状的产生了异常的部分的曲率进一步减小的修正指令。而且，能够将进一步的修正指令发送给CAD装置1。
如此，能够反复执行对目标形状的产生了异常的部分的形状进行修正的控制、基于修正后的目标形状生成修正后的加工程序的控制、以及利用模拟装置对修正后的加工程序进行评价的控制。能够反复进行目标形状的修正和基于模拟的评价，直到机床的异常的发生被消除为止。
接着，如箭头151所示那样，在修正装置8将修正指令发送到CAM装置2的情况下，修正指令生成部82将修正指令发送到CAM装置2的程序生成部26。程序生成部26根据修正指令生成修正后的加工程序111。如箭头154所示，程序生成部26将修正后的加工程序111发送给模拟装置9的模拟部91。模拟部91使用修正后的加工程序来执行驱动机床时的模拟。然后，判定部94基于模拟的结果，判定是否能够消除机床的异常的发生。如箭头155所示那样，判定部94将判定结果发送到修正装置8的修正指令生成部82。
在机床的异常的发生无法被消除的情况下，修正装置8向CAM装置2发送进一步的修正指令。例如，修正指令生成部82能够发送对动作代码的参数进行修正的指令，使得发生了异常的部分的工具路径的曲率或工具的进给速度进一步变小。模拟装置9使用由CAM装置2修正后的加工程序来执行模拟。这样，能够反复进行加工程序的修正和基于模拟的评价，直到能够抑制异常的发生为止。在该控制中，例如在使进给速度变慢的情况下，能够通过二分搜索来执行使进给速度变化的控制。
接着，如箭头152所示那样，修正装置8在将修正指令发送到数值控制装置4之前，生成按照修正指令进行了修正的加工程序。修正装置8的修正部85根据加工程序的动作代码的修正指令，生成修正后的加工程序。接着，如箭头156所示，修正装置8将修正后的加工程序发送给模拟装置9。模拟装置9的模拟部91使用修正后的加工程序来执行驱动机床时的模拟。判定部94基于模拟的结果，判定机床的异常的产生是否被消除。如箭头155所示，判定部94将判定结果发送到修正装置8的修正指令生成部82。
在无法消除机床的异常的发生的情况下，修正装置8将进行了进一步的修正的加工程序发送给模拟装置9。例如，修正指令生成部82进一步修正动作代码的移动点的位置，以使发生了异常的部分的工具路径的曲率变小。或者，修正指令生成部82进一步减小发生了异常的部分的工具的进给速度。模拟装置9使用由修正装置8修正后的加工程序来执行模拟。这样，能够反复进行加工程序的修正和基于模拟的评价，直到机床的异常的产生被消除为止。
这样，通过利用模拟装置进行评价，能够在利用加工系统实际进行加工之前，判定是否能够消除异常的产生。即使不利用实际的机床对工件进行加工，也能够设定各个装置的参数，使得能够消除异常的产生。
(模拟装置进行的判定范围的设定)
本实施方式的模拟装置9能够生成在监视装置7的异常检测部72中使用的判定范围。作为机床正常时的电动机的驱动状态，例如能够采用机床为新品时的电动机的驱动状态。然而，在对已经开始使用的机床应用本实施方式中的监视装置7以及修正装置8的情况下，有时难以决定在机床的异常的判定中使用的判定范围。
参照图16，模拟装置9能够执行在机床为新品的状态下驱动机床时的电动机的驱动状态的模拟。例如，模拟部91能够使用与新品的机床对应的微分方程式来执行模拟。另外，模拟部91能够通过与没有锋利度的降低或没有磨损的工具对应的微分方程式来执行模拟。例如，在通常的模拟中使用的模型的微分方程式中，设想谐振以及反谐振。但是，在模拟中，能够设想不存在谐振或反谐振的理想的传递函数。通过这样的理想系统的模拟，能够推定电动机的转矩及跃度等理想的值。
通过变更微分方程式中的次数、方程式的类型及其系数等，能够模拟工具产生异常时的动作模式。例如，作为微分方程式的达芬方程式具有三次的弹性项，迈斯纳方程式具有无限级数的摩擦项，马修方程式具有三角函数的摩擦项。在这些微分方程式中，作为产生了异常时的次数、类型以及系数的计算方法，选定与产生了异常时的动作模式的波形接近的方程式。并且，能够基于实际驱动机床时的驱动状态，进行微分方程式中的系数等的拟合。通过该方法，能够在数学上得到产生了异常时的机床的模型。
模拟装置9模拟地生成机床正常时的驱动状态以及机床产生异常时的驱动状态。模拟装置9能够基于这样的模拟的结果，生成用于判定机床的异常的判定范围。例如，基于工具破损时的模拟，能够计算出用于判定工具破损的转矩的判定值。另外，模拟装置能够执行伴随产生异常时的时间经过的转矩的变化等驱动状态的变化的模拟。而且，也可以使用电动机的驱动状态的变化来进行机器学习。例如，电动机的驱动状态的变化能够用作进行机器学习时的训练数据。
(程序修正系统)
接着，对修正加工程序的程序修正系统进行说明。参照图1，加工系统10具备程序修正系统31。在本实施方式中，模拟装置9以及修正装置8作为程序修正系统31发挥功能。参照图13以及图16，程序修正系统31包含：模拟部91，其基于加工程序进行驱动机床3时的模拟；以及判定部94，其判定由模拟部91执行的模拟的结果。另外，程序修正系统31包含基于模拟的结果来修正加工程序的修正部85。
在上述的模拟装置中，为了减少机床的异常的发生而输入修正后的加工程序。但是，也可以向模拟部91输入修正前的加工程序。程序修正系统31能够不与CAD装置1、CAM装置2以及机床3连接地执行模拟。即，程序修正系统31也可以离线地执行模拟。能够向模拟部91输入任意的加工程序。
判定部94能够基于模拟部91的模拟的结果来判定是否预想到会产生机床3的异常。如上所述，判定部94能够针对模拟的结果，基于电动机的驱动状态、工具路径的连续性、或者曲率的变化率等来判定是否预想会发生异常。
判定部94在预想为产生机床的异常的情况下，确定预想为产生异常的加工程序的动作代码。例如，在加工程序中，确定与预想为产生异常的动作对应的动作代码的行编号。判定部94将与预想为产生异常的动作对应的动作代码发送至修正装置8。
修正装置8的修正指令生成部82生成对预想为产生异常的动作代码进行修正的修正指令。例如，如上所述，修正指令生成部82生成对预想为产生异常的动作代码进行修正的修正指令，使得工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方变小。而且，修正部85能够基于修正指令来修正动作代码。另外，修正部85也可以具有修正指令生成部82的功能。在该情况下，判定部94将与预想为产生异常的动作对应的动作代码发送至修正部85，修正部85能够修正加工程序的动作代码。
接着，修正装置8能够将修正后的加工程序发送给模拟装置9，使用修正后的加工程序来执行机床的模拟。并且，可以反复进行基于模拟装置9的判定结果的动作代码的修正直至预想为机床不发生异常为止，这与上述的机器人系统相同。
此外，程序修正系统31也可以具备监视装置7。即，程序修正系统也可以具备：动作信息取得部，其从动作控制部取得电动机的驱动状态；以及异常检测部，其基于由动作信息取得部取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常。根据该结构，如上所述，能够基于实际的机床的驱动状态来执行机床的异常的检测以及加工程序的修正。
这样，修正加工程序的程序的修正方法包含模拟装置9的模拟部91基于加工程序来进行驱动机床3时的模拟的工序。程序的修正方法包含模拟装置9的判定部94判定由模拟部91执行的模拟的结果的工序。程序的修正方法包含修正装置8的修正部85基于模拟的结果来修正加工程序的工序。进行模拟的工序包含：基于加工程序生成电动机的动作指令的工序；以及使驱动成为控制对象的对象物的电动机的驱动状态追随动作指令的工序。进行判定的工序包含如下工序：在根据模拟的结果预想为机床3产生异常的情况下，确定与预想为产生异常的动作对应的加工程序的动作代码。而且，进行修正的工序能够包含如下工序：修正与预想为产生异常的动作对应的动作代码。
通过程序修正系统进行机床的动作的模拟和基于模拟的结果的加工程序的修正，由此能够生成在利用机床对工件进行加工时抑制异常的产生的加工程序。
(自由形状的生成方法)
参照图2，CAD装置1的自由形状生成部14能够通过任意的方法生成工件的自由形状。在此，作为生成自由形状的方法，除了使用上述的样条曲线的方法以外，还说明使用NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline：非均匀有理样条)曲线的方法。
NUBS曲线是将无理B样条曲线一般化而得到的曲线。B样条曲线是将贝塞尔曲线一般化后的曲线。NURBS曲线由控制点、节点矢量、基函数以及权重这4个参数生成。基于这样的参数生成的NURBS曲线能够准确地表现复杂的曲线或曲面。在此，对各个参数定性地进行说明。
控制点是用于确定曲线的形状的点。通过多个控制点来决定曲线的概略性的形状。曲线的形状根据控制点的位置而变化。若稍微变更多个控制点中的一部分控制点的位置，则变更了位置的控制点附近的曲线的形状发生变化，对曲线整体的形状几乎没有影响。通过移动一部分控制点，能够使曲线的一部分的形状变化，因此在CAD装置中，还能够容易地生成复杂的形状。
关于节点矢量，以物理的类比进行说明。在此，假定将适当长度的绳索的两端固定而使其挠曲的状态。挠曲的绳索的形状对应于曲线。在此，在绳索的适当的部位生成结头。例如生成3个结头。于是，绳索的挠曲方式在结头为0个的绳索和结头为3个的绳索中不同。绳索的挠曲方式根据结头生成的位置而变化。由于结头彼此之间的绳索的硬度发生变化，因此绳索的形状发生变化。与该类比同样地，NURBS曲线中的节点矢量相当于生成结头的位置和结头的个数。节点矢量决定大幅弯曲的区间和不怎么弯曲的区间。这样的节点矢量能够通过预定的生成算法来生成。
基函数针对离散地赋予的控制点的集合，表现控制点对于曲线的各点的影响的强度。基函数表现控制点对于曲线上的点的影响的强度。基函数连续地变更控制点彼此的配合(混合)的比例。作为其配合的结果，生成没有接缝的平滑的曲线。基函数几乎没有样条次数以外的变更，被唯一地决定。
权重是用于局部地变更曲线的形状的参数。在上述类比的绳索的例子中，权重相当于在各区间悬挂配重。或者，权重相当于用手拉拽各个结头。根据CAM装置的软件或设计者的技能来决定权重。换言之，通过调整权重，能够进行曲线的形状的细微调整。
图17表示由NURBS曲线生成的曲线的例子。图18表示由NURBS曲线生成的曲线的其他例子。图17和图18表示控制点和曲线。通过使用NURBS曲线，除了能够生成图17所示的椭圆形的简易的形状之外，还能够生成图18所示那样的复杂的形状的曲线。
参照图1，在CAD装置1的自由形状生成部14利用NURBS曲线或NURBS曲面生成自由形状的情况下，在3维形状数据102中还包含NURBS的参数。例如，3维形状数据102包含关于NURBS的控制点的位置、权重、节点矢量和基函数的信息。在CAM装置2具有使用NURBS生成移动轨迹的功能的情况下，CAM装置2能够使用3维形状数据102中包含的NURBS的参数，生成加工程序中的进行NURBS插补的动作代码。
并且，在机床3的数值控制装置4具有NURBS插补的功能的情况下，能够基于包含NURBS的参数的动作代码，通过NURBS曲线生成工具路径。其结果，能够进行与由CAD装置1生成的目标形状对应的工件的加工。这样，能够完全进行使用NURBS的曲线或曲面的信息的压缩和复原。另外，在数值控制装置4实施的NURBS插补中，基于NURBS曲线的曲率以及机床的驱动条件来设定进给速度。在该控制中，能够避免机床的动作效率的损失。
CAM装置2有时不具有使用NURBS的参数来生成移动轨迹的功能。或者，有时作业者在CAM装置2中不使用通过NURBS生成的移动轨迹的功能。在该情况下，CAM装置2将自由曲线分割为大量的微小线段。然后，使用离散的移动点的位置来生成动作代码。在该情况下，数值控制装置4例如通过样条插补生成工具路径。这样，在失去了基于NURBS的自由曲面的信息的情况下，能够通过样条插补生成曲面。然而，由于复原不完全，因此有时会产生工具的破损等机床的异常。因此，在CAD装置1中，在使用NURBS生成了3维形状数据的情况下，优选在CAM装置2中通过NURBS生成移动轨迹。另外，在数值控制装置4中，优选通过NURBS插补生成工具路径。
在此，说明在平板的工件上形成沿着图17和图18所示的曲线的槽的例子。作为机床的工具而使用端面铣刀，由此能够在平板的表面形成曲线状的槽。在沿着图17所示的椭圆那样的曲线形成槽的情况下，能够维持在整个曲线上曲率较小，工具的进给速度大的状态来进行加工。由于对工具的负载小，因此难以产生工具的损伤。
另一方面，在图18所示的复杂的形状中，如B部所示，存在曲率大的部分。如C部所示，在曲率小的部分，工具的进给速度变大，另一方面，在B部所示的曲率大的部分，工具的进给速度变小。在B部那样的曲率变小的部分，工具的进给速度急剧变化而容易产生工具的破损。
在本实施方式的加工系统中，在使用NURBS生成了目标形状、移动轨迹以及工具路径的情况下，修正装置8也能够生成修正指令，向CAD装置1、CAM装置2或者数值控制装置4发送修正指令。
在该情况下，修正装置8的修正指令生成部82能够生成对于作为变更曲率的参数的控制点、节点矢量、基函数以及权重的参数中的至少一个参数进行修正的指令。特别是，节点矢量大多根据控制点的位置自动地生成。因此，为了局部地减小曲率，优选变更与控制点对应地决定的权重的值。
参照图1，在修正装置8向CAD装置1发送修正指令的情况下，能够发送对形状数据生成部13生成3维形状数据102时的NURBS的参数进行变更的指令。修正装置8为了变更产生了机床异常的工件的部分的形状，能够发送对NURBS的参数进行修正的修正指令。例如，能够发送变更用于生成自由形状的NURBS的权重的指令。另外，在修正装置8将修正指令发送到CAM装置2或者数值控制装置4的情况下，能够发送对与产生了异常的时刻对应的NURBS插补的动作代码进行修正的指令。例如，能够发送对动作代码所记载的权重进行变更的指令。
在本实施方式的加工系统中，能够自动检测机床的异常，并自动地修正目标形状、工具路径以及工具的进给速度中的至少一个，以抑制异常的产生。作业者难以准确地确定产生了异常时的目标形状的位置。另外，由于加工程序由很多的动作代码构成，因此作业者难以确定产生异常时的动作代码。而且，为了抑制异常的发生，作业者难以变更参数。然而，本实施方式的加工系统能够自动地实施抑制这样的异常的产生的控制。
在上述的实施方式中，以具有3个驱动轴的机床为例进行了说明，但不限于该方式，能够应用具有任意个数的驱动轴的机床。例如，能够采用具有能够变更工件的朝向或者工具的朝向的5个驱动轴的机床。在5轴的机床的控制中，能够预先决定将5轴的机床的动作缩略为3轴的机床的动作的坐标转换方法。并且，通过进行坐标变换，能够将5轴的机床的动作缩略成3轴的机床的动作以及工具的相对姿势，来实施上述控制。
上述的实施方式中的加工系统10具备CAD装置1、CAM装置2以及机床3，以便能够从工件的形状的设计进行到工件的加工，但不限于该方式。例如，加工系统也可以不具备CAD装置。在这种情况下，将预先生成的3维形状数据输入到CAM装置2。将来自修正装置的修正指令发送到CAM装置或数值控制装置。或者，加工系统也可以不具备CAD装置以及CAM装置。在该情况下，向机床的数值控制装置输入预先生成的加工程序。将来自修正装置的修正指令发送到数值控制装置。
上述的实施方式能够适当组合。在上述的各图中，对相同或相等的部分标注相同的附图标记。此外，上述的实施方式是例示，并不限定发明。另外，在实施方式中，包含保护范围所示的实施方式的变更。
附图标记的说明
1 CAD装置
2 CAM装置
3机床
4数值控制装置
7监视装置
8修正装置
9模拟装置
10加工系统
13形状数据生成部
22轨迹生成部
26程序生成部
31程序修正系统
42动作控制部
44路径生成部
45动作指令生成部
48a X轴反馈控制部
48b Y轴反馈控制部
48c Z轴反馈控制部
51进给轴电动机
54主轴电动机
56编码器
66工具
69工件
71动作信息取得部
72异常检测部
82修正指令生成部
85修正部
91模拟部
102 3维形状数据
107驱动条件的信息
111加工程序
121工具路径。

Claims (17)

1.一种加工系统，其通过机床对工件进行加工，其特征在于，
所述加工系统具备：
轨迹生成部，其基于预先生成的工件的3维形状数据以及机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹；
程序生成部，其基于由所述轨迹生成部生成的移动轨迹，生成包含动作代码的加工程序，其中，所述动作代码决定了用于生成工具路径的点的位置以及工具的进给速度；
动作控制部，其包含：路径生成部，其基于动作代码来生成机床中的工具路径；动作指令生成部，其基于由路径生成部生成的工具路径来生成电动机的动作指令；以及反馈控制部，其进行反馈控制使得电动机的驱动状态与动作指令对应；
动作信息取得部，其从所述动作控制部取得电动机的驱动状态；
异常检测部，其基于由所述动作信息取得部取得的电动机的驱动状态，检测机床的异常；以及
修正指令生成部，其生成对所述程序生成部生成加工程序时的参数进行修正的修正指令，
所述修正指令生成部向所述程序生成部发送对参数进行修正的修正指令，使得对发生了机床的异常时的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方进行修正。
2.根据权利要求1所述的加工系统，其特征在于，
所述动作信息取得部取得与机床的驱动状态对应的时刻和所述动作控制部正在执行的加工程序的动作代码，
所述异常检测部根据检测到异常的时刻来检测在发生了异常时正在执行的动作代码，
所述修正指令生成部生成对发生了异常时正在执行的动作代码进行修正的修正指令，使得工具路径的曲率和工具的进给速度中的至少一方变小。
3.根据权利要求2所述的加工系统，其特征在于，
所述加工系统具备：
模拟部，其基于加工程序来进行驱动机床时的模拟；以及
判定部，其判定由所述模拟部执行的模拟的结果，
所述模拟部包含：指令生成模拟部，其基于加工程序来生成电动机的动作指令；以及伺服控制模拟部，其使驱动成为控制对象的对象物的电动机的驱动状态追随动作指令，
所述程序生成部将基于从所述修正指令生成部接收到的修正指令而生成的修正后的加工程序发送给所述模拟部，
所述模拟部使用修正后的加工程序来执行驱动机床时的模拟，
所述判定部基于模拟的结果来判定是否发生机床的异常，并将判定结果发送给所述修正指令生成部。
4.一种加工系统，其通过机床对工件进行加工，其特征在于，
所述加工系统具备：
动作控制部，其包含：路径生成部，其基于预先生成的加工程序中包含的动作代码来生成机床中的工具路径；动作指令生成部，其基于由路径生成部生成的工具路径来生成电动机的动作指令；以及反馈控制部，其进行反馈控制，使得电动机的驱动状态与动作指令对应；
动作信息取得部，其从所述动作控制部取得电动机的驱动状态；
异常检测部，其基于由所述动作信息取得部取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常；以及
修正指令生成部，其生成对所述动作控制部控制工具的位置以及工具的进给速度时的参数进行修正的修正指令，
所述修正指令生成部向所述动作控制部发送对参数进行修正的修正指令，使得对发生了机床的异常时的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方进行修正。
5.根据权利要求4所述的加工系统，其特征在于，
所述动作信息取得部取得与机床的驱动状态对应的时刻和所述动作控制部正在执行的加工程序的动作代码，
所述异常检测部根据检测到异常的时刻，检测在发生了异常时正在执行的动作代码，
所述修正指令生成部生成对发生了异常时正在执行的动作代码进行修正的修正指令，使得工具路径的曲率和工具的进给速度中的至少一方变小。
6.根据权利要求5所述的加工系统，其特征在于，
所述加工系统具备：
模拟部，其基于加工程序来进行驱动机床时的模拟；以及
判定部，其判定由所述模拟部执行的模拟的结果，
所述模拟部包含：指令生成模拟部，其基于加工程序生成电动机的动作指令；以及伺服控制模拟部，其使驱动成为控制对象的对象物的电动机的驱动状态追随动作指令，
所述修正指令生成部将基于加工程序的修正指令生成的修正后的加工程序发送到所述模拟部，
所述模拟部使用修正后的加工程序来执行驱动机床时的模拟，
所述判定部基于模拟的结果判定是否发生机床的异常，并将判定结果发送到所述修正指令生成部。
7.一种加工系统，其通过机床对工件进行加工，其特征在于，
所述加工系统具备：
形状数据生成部，其生成包含工件的自由曲面的3维形状数据；
轨迹生成部，其基于工件的3维形状数据以及机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹；
程序生成部，其基于由所述轨迹生成部生成的移动轨迹，生成包含动作代码的加工程序，其中，所述动作代码决定了用于生成工具路径的点的位置以及工具的进给速度；
动作控制部，其包含：路径生成部，其基于动作代码生成机床中的工具路径；动作指令生成部，其基于由路径生成部生成的工具路径生成电动机的动作指令；以及反馈控制部，其进行反馈控制，使得电动机的驱动状态与动作指令对应；
动作信息取得部，其从所述动作控制部取得电动机的驱动状态；
异常检测部，其基于由所述动作信息取得部取得的电动机的驱动状态，检测机床的异常；以及
修正指令生成部，其生成对所述形状数据生成部生成3维形状数据时的参数进行修正的修正指令，
所述修正指令生成部向所述形状数据生成部发送对参数进行修正的修正指令，使得对3维形状数据的自由曲面中的发生了机床的异常的部分的曲率进行修正。
8.根据权利要求7所述的加工系统，其特征在于，
所述动作信息取得部取得与机床的驱动状态对应的时刻，
所述异常检测部取得检测到异常的时刻的电动机的驱动状态，并基于电动机的驱动状态来检测发生了异常时的工具的位置，
所述修正指令生成部确定与发生了异常时的工具的位置对应的3维形状的自由曲面中的发生了异常的部分，并生成修正指令以使发生了异常的部分的曲率变小。
9.根据权利要求8所述的加工系统，其特征在于，
所述加工系统具备：
模拟部，其基于加工程序来进行驱动机床时的模拟；以及
判定部，其判定由所述模拟部执行的模拟的结果，
所述模拟部包含：指令生成模拟部，其基于加工程序来生成电动机的动作指令；以及伺服控制模拟部，其使驱动成为控制对象的对象物的电动机的驱动状态追随动作指令，
所述形状数据生成部基于从所述修正指令生成部接收到的修正指令来生成修正后的3维形状数据，
所述轨迹生成部以及所述程序生成部基于修正后的3维形状数据来生成修正后的加工程序，并将修正后的加工程序发送给所述模拟部，
所述模拟部使用修正后的加工程序来执行驱动机床时的模拟，
所述判定部基于模拟的结果来判定是否发生机床的异常，并将判定结果发送给所述修正指令生成部。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的加工系统，其特征在于，
所述动作信息取得部取得与电动机的驱动状态对应的时刻，
所述异常检测部根据由所述动作信息取得部取得的电动机的驱动状态，按时间序列检测工具的位置。
11.根据权利要求10所述的加工系统，其特征在于，
所述异常检测部基于与时刻对应的工具的位置，计算工具路径中的空间上的曲率变化以及时间上的曲率变化中的至少一方的曲率变化，并基于曲率变化来判定是否发生了异常。
12.一种参数的修正方法，在具备机床的加工系统中，修正用于加工工件的参数，其特征在于，
所述修正方法具备如下工序：
轨迹生成部基于预先生成的工件的3维形状数据以及机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹；
程序生成部基于由所述轨迹生成部生成的移动轨迹，生成包含动作代码的加工程序，其中，所述动作代码决定了用于生成工具路径的点的位置以及工具的进给速度；
动作控制部基于加工程序中包含的动作代码，控制电动机；
动作信息取得部从所述动作控制部取得电动机的驱动状态；
异常检测部基于由所述动作信息取得部取得的电动机的驱动状态，检测机床的异常；
修正指令生成部生成对所述程序生成部生成加工程序时的参数进行修正的修正指令，使得对机床发生异常时的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方进行修正；以及
向所述程序生成部发送修正参数的修正指令。
13.一种参数的修正方法，在具备机床的加工系统中，修正用于加工工件的参数，其特征在于，
所述修正方法具备如下工序：
动作控制部基于预先生成的加工程序中包含的动作代码来控制电动机；
动作信息取得部从所述动作控制部取得电动机的驱动状态；
异常检测部基于由所述动作信息取得部取得的电动机的驱动状态来检测机床的异常；
修正指令生成部生成对所述动作控制部控制工具的位置以及工具的进给速度时的参数进行修正的修正指令，使得对发生了机床的异常时的工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方进行修正；以及
向所述动作控制部发送修正参数的修正指令。
14.一种参数的修正方法，在具备机床的加工系统中，修正用于加工工件的参数，其特征在于，
所述修正方法具备如下工序：
形状数据生成部生成包含工件的自由曲面的3维形状数据；
轨迹生成部基于工件的3维形状数据以及机床的驱动条件，生成工具相对于工件移动的移动轨迹；
程序生成部基于由所述轨迹生成部生成的移动轨迹，生成包含动作代码的加工程序，其中，所述动作代码决定了用于生成工具路径的点的位置以及工具的进给速度；
动作控制部基于加工程序中包含的动作代码来控制电动机；
动作信息取得部从所述动作控制部取得电动机的驱动状态；
异常检测部基于由所述动作信息取得部取得的电动机的驱动状态，检测机床的异常；
修正指令生成部生成对所述形状数据生成部生成3维形状数据时的参数进行修正的修正指令，使得对3维形状的自由曲面中的发生了机床的异常的部分的曲率进行修正；以及
向所述形状数据生成部发送修正参数的修正指令。
15.一种程序修正系统，其对加工程序进行修正，其特征在于，
所述程序修正系统具备：
模拟部，其基于加工程序来进行驱动机床时的模拟；
判定部，其判定由所述模拟部执行的模拟的结果；以及
修正部，其基于模拟的结果对加工程序进行修正，
所述模拟部包含：指令生成模拟部，其基于加工程序生成电动机的动作指令；以及伺服控制模拟部，其使对成为控制对象的对象物进行驱动的电动机的驱动状态追随动作指令，
所述判定部在基于模拟的结果而预想为发生机床的异常的情况下，确定与预想为发生异常的动作对应的加工程序的动作代码，
修正部修正与预想为发生异常的动作对应的动作代码。
16.根据权利要求15所述的程序修正系统，其特征在于，
所述修正部修正与预想为发生异常的动作对应的动作代码，使得工具路径的曲率以及工具的进给速度中的至少一方变小。
17.一种程序的修正方法，对加工程序进行修正，其特征在于，
所述修正方法具备如下工序：
模拟部基于加工程序来进行驱动机床时的模拟；
判定部判定由所述模拟部执行的模拟的结果；以及
修正部基于模拟的结果来修正加工程序，
进行所述模拟的工序包含如下工序：
基于加工程序来生成电动机的动作指令；以及
使驱动成为控制对象的对象物的电动机的驱动状态追随动作指令，
进行所述判定的工序包含如下工序：在基于模拟的结果而预想为发生机床的异常的情况下，确定与预想为发生异常的动作对应的加工程序的动作代码，
进行修正的工序包含如下工序：修正与预想为发生异常的动作对应的动作代码。
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