CN116802573A - 加工程序修正装置、加工程序修正方法及加工系统 - Google Patents

Abstract

加工程序修正装置(11)对通过工作机械使刀具移动的路径即刀具路径进行校正，由此对用于通过工作机械实施加工的加工程序(4)进行修正。加工程序修正装置(11)具有：第1特征量计算部(12)，其关于表示工作机械的控制周期中的刀具的位置的指令点，求出表示刀具路径上的指令点的特征的第1特征量；类似点计算部(13)，其从在与刀具路径的行进方向不同的方向上排列的多个刀具路径，对进行校正的对象路径和与对象路径相邻的相邻路径进行提取，基于对象路径的指令点的第1特征量和相邻路径的指令点的第1特征量，从相邻路径的多个指令点中求出与对象路径的指令点类似的指令点即类似点；以及校正部(14)，其基于类似点而校正对象路径。

Description

加工程序修正装置、加工程序修正方法及加工系统

技术领域

本发明涉及对加工程序进行修正的加工程序修正装置、加工程序修正方法及加工系统。

背景技术

在通过数控工作机械进行的加工中，使用记述有用于在预先设定的路径中使被加工物或者刀具移动的移动指令的数控加工程序。下面，将数控工作机械简称为“工作机械”。将数控加工程序简称为“加工程序”。

在自由曲面的加工中，加工程序大多是通过CAM(ComputerAided Manufacturing)功能，将由曲线构成的刀具路径以微小线段进行近似而生成的。在通过连续的微小线段对刀具路径进行表现的情况下，在CAM功能的运算时存在误差时，有时由于误差的影响而刀具路径的形状发生变化。在刀具路径的形状发生了变化的情况下，在与刀具路径的行进方向垂直的方向上相邻的刀具路径彼此中在刀具路径的形状发生不一致，由此有时由于在加工面产生伤痕或者条纹痕迹而引起加工面的品质降低。

作为用于对由刀具路径的形状的不一致引起的加工面的品质降低进行改善的技术，在专利文献1中提出了下述技术，即，通过分别针对多个刀具路径的平滑化处理对刀具路径的指令点进行校正。专利文献1所公开的加工程序修正装置在与刀具路径的行进方向垂直的方向上对各刀具路径进行平滑化，由此减少相邻的刀具路径彼此中的刀具路径的形状的不一致。

专利文献1：日本特开2020－67863号公报

发明内容

根据专利文献1所涉及的现有技术，在加工面之中的与刀具路径相邻的位置处存在凹凸的情况下，有时通过平滑化，产生刀具路径相对于加工面的误差。为了防止通过校正产生的刀具路径的误差，进行用于修正加工程序的作业的作业者有时预先设定不需要校正的部位。或者，加工程序修正装置可追加下述处理，即，对加工面的曲率等进行监视，在判断为不需要校正的情况下设为不进行校正。由作业者对不需要校正的部位进行设定会使作业者的作业负担变大，难以实现。另外，加工程序修正装置判断是否需要校正，在判断为不需要校正的情况下不进行校正的情况下，有时使相邻的刀具路径彼此中的刀具路径的形状的不一致进一步恶化。如上所述，根据现有技术，存在难以使加工面的品质提高这一问题。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够提高加工面的品质的加工程序修正装置。

为了解决上述课题，并达到目的，本发明所涉及的加工程序修正装置对通过工作机械使刀具移动的路径即刀具路径进行校正，由此对用于通过工作机械实施加工的加工程序进行修正。本发明所涉及的加工程序修正装置具有：第1特征量计算部，其关于表示工作机械的控制周期中的刀具的位置的指令点，求出表示刀具路径上的指令点的特征的第1特征量；类似点计算部，其从在与刀具路径的行进方向不同的方向上排列的多个刀具路径，对进行校正的对象路径和与对象路径相邻的相邻路径进行提取，基于对象路径的指令点的第1特征量和相邻路径的指令点的第1特征量，从相邻路径的多个指令点中求出与对象路径的指令点类似的指令点即类似点；以及校正部，其基于类似点而校正对象路径。

发明的效果

本发明所涉及的加工程序修正装置，具有能够使加工面的品质提高这一效果。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的加工程序修正装置和与加工程序修正装置连接的加工系统的图。

图2是表示实施方式1所涉及的加工程序修正装置的功能结构的图。

图3是表示由实施方式1所涉及的加工程序修正装置进行修正的刀具路径的例子的图。

图4是表示实施方式1所涉及的加工程序修正装置的动作顺序的流程图。

图5是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置的第1特征量计算部进行计算的第1特征量的图。

图6是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置的类似点计算部进行的对象路径及相邻路径的提取的图。

图7是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置的类似点计算部对类似点进行计算的方法的图。

图8是表示由实施方式1所涉及的加工程序修正装置的类似点计算部进行计算的类似点的例子的图。

图9是表示构成实施方式1所涉及的加工程序修正装置的类似点计算部的动作顺序的流程图。

图10是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置的校正部进行的类似点路线的创建的图。

图11是表示由实施方式1所涉及的加工程序修正装置的校正部进行的创建类似点路线时的动作顺序的流程图。

图12是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置的校正部进行的刀具路径的校正的例子的图。

图13是表示实施方式2所涉及的加工程序修正装置的功能结构的图。

图14是表示由实施方式2所涉及的加工程序修正装置修正的刀具路径的例子的图。

图15是用于说明由实施方式2所涉及的加工程序修正装置的第2特征量计算部进行计算的第2特征量的图。

图16是用于说明由实施方式2所涉及的加工程序修正装置的聚类部将刀具路径组分类为多个聚类的方法的图。

图17是表示由实施方式2所涉及的加工程序修正装置的聚类部进行的分类的结果的例子的图。

图18是表示构成实施方式2所涉及的加工程序修正装置的类似点计算部的动作顺序的流程图。

图19是表示由实施方式2所涉及的加工程序修正装置的校正部进行的创建类似点路线时的动作顺序的流程图。

图20是表示实施方式3所涉及的加工系统的图。

图21是表示实现实施方式1或者2的加工程序修正装置的硬件的结构例的图。

图22是表示实施方式1或者2所涉及的加工程序修正装置对加工进行仿真的情况下的动作顺序的流程图。

具体实施方式

下面，基于附图，对实施方式所涉及的加工程序修正装置、加工程序修正方法及加工系统详细地进行说明。

实施方式1.

图1是表示实施方式1所涉及的加工程序修正装置11和与加工程序修正装置11连接的加工系统1的图。加工系统1是通过对作为被控制设备的工作机械7进行控制，从而对被加工物10进行加工的系统。工作机械7一边使刀具9相对于被加工物10相对地移动，一边通过刀具9对被加工物10进行加工。

加工系统1具有作为加工程序生成装置的CAM装置3、和对工作机械7进行控制的数控装置5。CAM装置3是安装有CAM软件的计算机系统。CAM装置3基于计算机辅助设计(Computer AidedDesign：CAD)模型2，生成用于通过使用刀具9进行加工的加工程序4。CAD模型2是对目标形状进行指定的形状数据。

数控装置5通过执行加工程序4，从而生成控制信号6。数控装置5将生成的控制信号6向工作机械7的驱动部8发送。驱动部8具有对刀具9进行驱动的电动机、和按照控制信号6对电动机进行控制的伺服放大器。省略电动机及伺服放大器的图示。工作机械7按照控制信号6对刀具9进行驱动，由此对被加工物10进行加工。

加工程序修正装置11以能够与CAM装置3及数控装置5各自通信的方式与CAM装置3及数控装置5分别连接。通信可以是有线通信及无线通信的任意者。加工程序修正装置11取得由CAM装置3生成的加工程序4，对加工程序4进行修正。加工程序修正装置11将修正后的加工程序4向数控装置5发送。数控装置5基于修正后的加工程序4对工作机械7进行控制。

接下来，对加工程序修正装置11的结构进行说明。图2是表示实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的功能结构的图。加工程序修正装置11通过对刀具路径进行校正，从而对加工程序4进行修正。刀具路径是通过工作机械7使刀具9移动的路径，且是使刀具9相对于被加工物10移动的路径。

加工程序修正装置11具有第1特征量计算部12、类似点计算部13和校正部14。第1特征量计算部12通过加工程序4的解析，求出刀具路径和在刀具路径上排列的多个指令点。各指令点表示工作机械7的控制周期中的刀具9的位置。第1特征量计算部12分别关于多个指令点，求出表示刀具路径上的指令点的特征的第1特征量。第1特征量计算部12将刀具路径的数据和第1特征量的计算结果向类似点计算部13输出。

类似点计算部13从在与刀具路径的行进方向不同的方向上排列的多个刀具路径对进行校正的对象路径和与对象路径相邻的相邻路径进行提取。类似点计算部13基于对象路径的指令点的第1特征量和相邻路径的指令点的第1特征量，从相邻路径的多个指令点中求出与对象路径的指令点类似的指令点即类似点。类似点计算部13将刀具路径的数据和类似点的数据向校正部14输出。

校正部14基于类似点对对象路径的指令点进行校正，由此校正对象路径。校正部14校正对象路径，由此生成修正加工程序15。修正加工程序15是通过对象路径的校正而修正后的加工程序4。加工程序修正装置11将修正加工程序15向数控装置5发送。

图3是表示由实施方式1所涉及的加工程序修正装置11修正的刀具路径的例子的图。在图3中示出目标形状20的例子和用于对目标形状20进行加工的多个刀具路径21的例子。x轴、y轴及z轴是彼此垂直的3个轴。在图3中，目标形状20之中的带有斜线的阴影的部分是由工作机械7实施加工的加工面。目标形状20包含作为自由曲面的加工面PS。多个刀具路径21在目标形状20的加工面中，在与刀具路径21的行进方向不同的方向进行排列。图3所示的3个刀具路径21在与刀具路径21的行进方向垂直的方向进行排列。在图3中，将各刀具路径21通过虚线表示。工作机械7在多个刀具路径21中分别使刀具9依次移动。

在图3中，将各刀具路径21的多个指令点22通过黑点表示。CAM装置3生成将沿自由曲面的曲线通过微小线段进行近似的加工程序4。指令点22间的线段表示微小线段。各刀具路径21通过连续的微小线段进行表现。

接下来，对加工程序修正装置11的动作进行说明。图4是表示实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的动作顺序的流程图。在步骤S1中，加工程序修正装置11分别关于刀具路径21上的多个指令点22对第1特征量进行计算。关于第1特征量的详细内容在后面记述。

在步骤S2中，加工程序修正装置11从多个刀具路径21提取对象路径和相邻路径。在步骤S3中，加工程序修正装置11基于对象指令点的第1特征量和相邻路径的指令点的第1特征量，求出对象指令点的类似点。对象指令点是对象路径的指令点。在步骤S4中，加工程序修正装置11基于类似点而校正对象指令点。通过以上的顺序，加工程序修正装置11生成修正加工程序15。

接下来，对第1特征量计算部12的动作进行说明。图5是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的第1特征量计算部12进行计算的第1特征量的图。第1特征量例如是指令点22的坐标。第1特征量计算部12基于以下的式(1)，对作为第1特征量的坐标进行计算。第1特征量计算部12分别关于多个刀具路径21，对刀具路径21上的各指令点22的坐标进行计算。此外，指令点编号是在各刀具路径21中，从刀具路径21的起点23依次赋予给各指令点22的编号。起点23是第0个指令点22。

【式1】

i：指令点编号

N：刀具路径中的指令点的数量-1

p_i：表示刀具路径的第i个指令点的坐标的矩阵

P：表示刀具路径中的各指令点的坐标的矩阵

第1特征量例如可以是指令点22处的刀具路径21上的移动量。如图5中例示所述，第i个指令点22i的移动量24i是指令点22i和第i-1个指令点22(i-1)之间的刀具9的移动量。第1特征量计算部12基于以下的式(2)，关于刀具路径21上的各指令点22对移动量进行计算。第1特征量计算部12对表示移动量的矢量进行计算。或者，第1特征量计算部12可以对微小线段的长度进行计算。微小线段的长度表示移动量的大小。

【式2】

Δp_i：第i个指令点处的刀具路径上的移动量

ΔP：表示刀具路径的各指令点处的移动量的矩阵

l_i：第i个指令点和第i-1个指令点之间的微小线段的长度

第1特征量可以是指令点22处的刀具路径21的累积长度。如图5中例示所述，第i个指令点22i的累积长度25i是对从起点23至指令点22i为止的指令点22彼此之间的移动量进行累积得到的长度，且可以说是直至指令点22i为止的刀具路径21的长度。第1特征量计算部12基于以下的式(3)，关于刀具路径21上的各指令点22对累积长度进行计算。

【式3】

ll_i：第i个指令点处的刀具路径的累积长度

ll：刀具路径的累积长度矢量

p_G：刀具路径的指令点重心的坐标

d_x：刀具路径的x轴方向的移动宽度

d_y：刀具路径的_y轴方向的移动宽度

d_z：刀具路径的z轴方向的移动宽度

第1特征量可以是归一化的坐标、归一化的移动量或者归一化的累积长度。第1特征量计算部12将坐标值的平均或者最大值等除以坐标值，由此对归一化的坐标进行计算。第1特征量计算部12基于以下的式(4)，对归一化的坐标进行计算。

【式4】

刀具路径中的第i个指令点的归一化的坐标

表示刀具路径中的各指令点的归一化的坐标的矩阵

第1特征量计算部12将移动量的平均或者最大值等除以移动量，由此对归一化的移动量进行计算。第1特征量计算部12基于以下的式(5)，对归一化的移动量进行计算。

【式5】

第i个指令点处的刀具路径上的归一化的移动量

表示刀具路径的各指令点处的归一化的移动量的矩阵

第1特征量计算部12将累积长度的平均或者最大值等除以累积长度，由此对归一化的累积长度进行计算。第1特征量计算部12基于以下的式(6)，对归一化的累积长度进行计算。

【式6】

直至第i个指令点为止的刀具路径的归一化的累积长度

刀具路径的归一化的累积长度矢量

第1特征量可以是包含归一化的坐标、归一化的移动量及归一化的累积长度之中的至少2个的多维信息。第1特征量计算部12例如基于以下的式(7)，对作为多维信息的第1特征量进行计算。

【式7】

f_i：第i个指令点的第1特征量矢量

δ，ε，∈：第1特征量的加权系数

F：表示刀具路径的各指令点的第1特征量的矩阵

此外，第1特征量只要是表示刀具路径21上的指令点22的特征的量即可，并不限定于实施方式1中的说明。

接下来，对类似点计算部13的动作进行说明。图6是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的类似点计算部13进行的对象路径及相邻路径的提取的图。类似点计算部13从多个刀具路径21提取对象路径26。另外，类似点计算部13提取与对象路径26相邻的相邻路径27。在图6中示出对象路径26和相邻路径27的例子。类似点计算部13分别提取多个刀具路径21而依次作为对象路径26。

类似点计算部13从第1特征量计算部12取得对象路径26中的各指令点22的第1特征量的数据和相邻路径27中的各指令点22的第1特征量的数据。类似点计算部13求出对象路径26的第1特征量的数据和相邻路径27的第1特征量的数据之间的累积距离误差变得最小的对象路径26的各指令点22和相邻路径27的各指令点22之间的对应关系。累积距离误差是关于对象路径26的各指令点22对表示对象路径26中的指令点22的第1特征量和相邻路径27中的指令点22的第1特征量之间的差异的距离误差进行累积而得到的。类似点计算部13对在累积距离误差变得最小的对应关系中、与对象路径26的指令点22相关联的相邻路径27的指令点22进行计算而作为类似点。

在这里，说明对类似点进行计算的方法的例子。在本例中，类似点计算部13将对象路径26的第1特征量的数据和相邻路径27的第1特征量的数据各自视作时序信息，通过动态时间伸缩法对类似点进行计算。由类似点计算部13对类似点进行计算的方法并不限定于实施方式1中的说明。

图7是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的类似点计算部13对类似点进行计算的方法的图。图7所示的图形的横轴表示对象路径26的指令点22。图7所示的图形的纵轴表示相邻路径27的指令点22。在这里，通过指令点编号+1的数值表示各指令点22。

在图7中，对象路径26中的“p”的指令点22和相邻路径27中的“q”的指令点22彼此相关联。该关联表示为(p，q)。在图7所示的图形中，点31表示(p，q)的关联。点32表示对象路径26及相邻路径27的各起点的关联(1，1)。点33表示对象路径26及相邻路径27的各终点的关联(N，M)。

点34表示对象路径26中的“p”的指令点22和相邻路径27中的“q+1”的指令点22的关联(p，q+1)。点35表示对象路径26中的“p+1”的指令点22和相邻路径27中的“q+1”的指令点22的关联(p+1，q+1)。点36表示对象路径26中的“p+1”的指令点22和相邻路径27中的“q”的指令点22的关联(p+1，q)。在图7所示的图形中，作为用于从点31朝向点33的路线的选项，存在从点31向点34的上方向的路线、从点31向点35的右斜上方向的路线和从点31向点36的右方向的路线。

类似点计算部13关于从点31对上方向的路线进行选择的情形，求出对象路径26中的“p”的指令点22和相邻路径27中的“q+1”的指令点22的距离误差，对从点32至点31为止的累积距离误差加上所求出的距离误差。类似点计算部13关于从点31对右斜上方向的路线进行选择的情形，求出对象路径26中的“p+1”的指令点22和相邻路径27中的“q+1”的指令点22的距离误差，对从点32至点31为止的累积距离误差加上所求出的距离误差。类似点计算部13关于从点31对右方向的路线进行选择的情形，求出对象路径26中的“p+1”的指令点22和相邻路径27中的“q”的指令点22的距离误差，对从点32至点31为止的累积距离误差加上所求出的距离误差。

类似点计算部13关于从点32经过至点33为止的各个关联而进行如上所述的计算，由此从点32至点33为止对累积距离误差变得最小的路线进行计算。图7所示的虚线表示累积距离误差变得最小的路线的计算结果的例子。该路线表示对象路径26的各指令点22和相邻路径27的各指令点22之间的累积距离误差变得最小的对应关系。类似点计算部13在累积距离误差变得最小的对应关系中，对与对象路径26的各指令点22相关联的相邻路径27的指令点22进行计算而作为类似点。

在图7所示的例子中，相邻路径27的指令点22之中的“q”的指令点22和“q+1”的指令点22各自是“p”的指令点22的类似点。类似点计算部13将“q”的指令点22和“q+1”的指令点22之中的与“p”的指令点22的距离误差小的一者设定为类似点。如上所述，类似点计算部13在针对对象路径26中的1个指令点22将多个指令点22计算为类似点的情况下，将该多个指令点22之中的距离误差变得最小的1个指令点22设定为类似点。

图8是表示由实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的类似点计算部13进行计算的类似点的例子的图。在图8中，相邻路径27上的白色的点表示与对象路径26上的多个指令点22之中的任1个相对应的类似点41。相邻路径27上的黑点表示相邻路径27上的多个指令点22之中的不符合类似点41的指令点22。将对象路径26上的指令点22和相邻路径27上的类似点41连接的直线42表示对象路径26上的指令点22和相邻路径27上的类似点41的对应。对象路径26上的指令点22和相邻路径27上的类似点41的关联表示彼此相邻的刀具路径21之中的具有类似的特征的部位彼此的关联。如上所述，类似点计算部13在彼此相邻的刀具路径21中，将具有类似的特征的部位彼此相关联。

类似点计算部13从对象路径26上的多个指令点22指定对象指令点40，对与对象指令点40相对应的类似点41进行计算。类似点计算部13将对象路径26上的各指令点22依次指定为对象指令点40，对与对象路径26上的各指令点22相对应的类似点41进行计算。

图9是表示构成实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的类似点计算部13的动作顺序的流程图。在步骤S11中，类似点计算部13从第1特征量计算部12读入对象路径26的数据，由此提取对象路径26。在步骤S12中，类似点计算部13从第1特征量计算部12读入相邻路径27的数据，由此提取相邻路径27。

在步骤S13中，类似点计算部13将对象路径26的多个指令点22之中的1个指定为对象指令点40。在步骤S14中，类似点计算部13计算对象指令点40的类似点41。

在步骤S15中，类似点计算部13判断对象指令点40是否是对象路径26中的最终的指令点22。在对象指令点40不是对象路径26中的最终的指令点22的情况下(步骤S15，No)，在步骤S16中，类似点计算部13将该对象指令点40的下一个指令点22指定为对象指令点40。类似点计算部13关于指定出的对象指令点40，进行从步骤S14起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象指令点40是对象路径26中的最终的指令点22的情况下(步骤S15，Yes)，类似点计算部13在步骤S17中，判断对象路径26是否是多个刀具路径21之中的最终的刀具路径21。在对象路径26不是最终的刀具路径21的情况下(步骤S17，No)，类似点计算部13在步骤S18中，从第1特征量计算部12读入下一个对象路径26的数据，由此提取下一个对象路径26。类似点计算部13关于下一个对象路径26，进行从步骤S12起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象路径26是最终的刀具路径21的情况下(步骤S17，Yes)，类似点计算部13结束图9所示的顺序所涉及的动作。如上所述，类似点计算部13关于多个刀具路径21各自的各指令点22对类似点41进行计算。

接下来，对校正部14的动作进行说明。校正部14针对在多个刀具路径21中相邻的刀具路径21的每个组而求出类似点41，由此创建将求出的多个类似点41彼此连接的类似点路线。校正部14基于求出的类似点路线对对象路径26的指令点22进行校正。

校正部14基于创建出的类似点路线，对对象路径26的对象指令点40的位置进行调整，由此校正对象路径26。校正部14对对象指令点40的位置进行调整，由此以减少对象路径26相对于相邻路径27的不一致的方式校正对象路径26。不一致是指在刀具路径21的形状产生了差异的状态。或者，不一致是指刀具路径21的形状的差异增大至超过加工中的容许范围的程度为止的状态。

在这里，在由L个指令点22构成的类似点路线中，将连续的3个指令点22设为第k个指令点22、第k+1个指令点22及第k+2个指令点22。K是1至L－2的任意的整数，且设为L≥3。从第k个指令点22至第k+2个指令点22为止的不一致的大小，例如通过经过第k个指令点22和第k+2个指令点22的直线与第k+1个指令点22之间的距离表示。

图10是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的校正部14进行的类似点路线43的创建的图。在图10中示出经过对象路径26上的对象指令点40的1个类似点路线43。图10所示的5个刀具路径21设为在加工面中排列的多个刀具路径21之中的一部分。类似点路线43跨过多个刀具路径21的整体。在图10中示出类似点路线43之中的跨过5个刀具路径21的部分。

类似点计算部13对作为对象路径26而提取的刀具路径21依次进行调换，由此分别关于多个刀具路径21对与对象路径26上的对象指令点40相对应的类似点41进行计算。将具有对象指令点40及类似点41的关系的指令点22彼此如图8所示通过直线42连接，遍及多个刀具路径21的整体将直线42彼此相互连接，由此创建类似点路线43。校正部14关于对象路径26上的各指令点22之中的计算出类似点41的各指令点22而创建类似点路线43。

图11是表示由实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的校正部14进行的创建类似点路线43时的动作顺序的流程图。在步骤S21中，校正部14从类似点计算部13取得对象路径26的数据，由此提取对象路径26。在步骤S22中，校正部14从对象路径26的多个指令点22中指定对象指令点40。

校正部14从类似点计算部13取得与对象指令点40相对应的类似点41的数据。在步骤S23中，校正部14将对象指令点40的类似点41追加至类似点路线43。校正部14在多个刀具路径21之中的最初的刀具路径21是对象路径26的情况下，对连接对象指令点40和类似点41的直线42进行保持而作为创建初始的类似点路线43。校正部14在每次对作为对象路径26而提取的刀具路径21进行调换时，在保持的类似点路线43中追加类似点41。校正部14在类似点路线43中追加类似点41，由此使类似点路线43延伸。

在步骤S24中，校正部14判断追加至类似点路线43的类似点41是否是多个刀具路径21之中的最终的刀具路径21的指令点22。在类似点41不是最终的刀具路径21的指令点22的情况下(步骤S24，No)，在步骤S25中，校正部14将类似点41指定为下一个对象指令点40。校正部14关于下一个对象指令点40，进行从步骤S23起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在类似点41是最终的刀具路径21的指令点22的情况下(步骤S24，Yes)，在步骤S26中，校正部14判断对象指令点40是否是对象路径26中的最终的指令点22。在对象指令点40不是对象路径26中的最终的指令点22的情况下(步骤S26，No)，在步骤S27中，校正部14将对象指令点40的下一个指令点22指定为对象指令点40。校正部14关于下一个对象指令点40，进行从步骤S23起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象指令点40是对象路径26中的最终的指令点22的情况下(步骤S26，Yes)，校正部14在步骤S28中，判断对象路径26是否是多个刀具路径21之中的最终的刀具路径21。在对象路径26不是最终的刀具路径21的情况下(步骤S28，No)，校正部14在步骤S29中，从类似点计算部13读入下一个对象路径26的数据，由此提取下一个对象路径26。校正部14关于下一个对象路径26，进行从步骤S22起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象路径26是最终的刀具路径21的情况下(步骤S28，Yes)，校正部14结束图11所示的顺序所涉及的动作。如上所述，校正部14创建多个刀具路径21各自的指令点22处的类似点路线43。

图12是用于说明由实施方式1所涉及的加工程序修正装置11的校正部14进行的刀具路径21的校正的例子的图。图12所示的箭头47表示对象路径26相对于相邻路径27的不一致的大小。在图12所示的例子中，校正部14通过对经过对象指令点40的类似点路线43进行平滑化，从而生成平滑化路线44，将对象路径26的指令点22从对象指令点40置换为平滑化路线44上的校正点45。即，校正部14在平滑化路线44上使指令点22移动，由此对指令点22的位置进行调整。图12所示的平滑化路线44为曲线。校正部14例如使用B－Spline曲线或者NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)曲线，对类似点路线43进行平滑化。此外，平滑化路线44也可以为直线。校正部14基于平滑化路线44对对象路径26的指令点22的位置进行调整，由此能够减少对象路径26相对于相邻路径27的不一致。

另外，校正部14求出经过对象指令点40和在对象路径26中与对象指令点40相邻的2个指令点22的平面46，校正点45可以设为平面46上的位置。该2个指令点22是在刀具9的行进方向上与对象指令点40相邻的指令点22、和在刀具9的行进方向的相反方向上与对象指令点40相邻的指令点22。即，校正部14可以求出经过在平面46上连续的指令点22的平面46，在平面46上对对象指令点40的位置进行调整。由此，校正部14能够减少从对象路径26所经过的平面46上算起的校正点45的位置的偏移。

实施方式1所涉及的加工程序修正装置11，从由加工系统1提供的加工程序4取得刀具路径21的数据而生成修正加工程序15。加工程序修正装置11可以从加工系统1被提供刀具路径21的数据，基于提供的刀具路径21的数据而生成修正加工程序15。

根据实施方式1，加工程序修正装置11基于对象路径26的指令点22的第1特征量和相邻路径27的指令点22的第1特征量，求出与对象路径26的指令点22相对应的类似点41，基于类似点41而校正对象路径26。加工程序修正装置11将基于第1特征量而求出的类似点41使用于对象路径26的校正，由此能够进行考虑了在彼此相邻的刀具路径21中具有类似的特征的部位彼此的对应性的校正。因此，加工程序修正装置11能够减少对象路径26相对于相邻路径27的不一致。另外，加工程序修正装置11能够减少通过校正而产生刀具路径21相对于加工面的误差的情况。以上，加工程序修正装置11实现能够使加工面的品质提高这一效果。

实施方式2.

图13是表示实施方式2所涉及的加工程序修正装置11A的功能结构的图。在加工程序修正装置11A中，在与图2所示的加工程序修正装置11相同的结构中追加有第2特征量计算部51和聚类部52。在实施方式2中，对与上述实施方式1相同的结构要素标注同一标号，主要对与实施方式1不同的结构进行说明。

第2特征量计算部51通过加工程序4的解析而求出刀具路径21，求出表示刀具路径21的特征的第2特征量。聚类部52将用于对被加工物10进行加工的刀具路径组基于第2特征量而分为多个聚类。第1特征量计算部12、类似点计算部13和校正部14关于针对每个聚类的多个刀具路径21而进行与实施方式1相同的处理。即，第1特征量计算部12分别关于各聚类的多个刀具路径21，对刀具路径21中的各指令点22的第1特征量进行计算。类似点计算部13针对每个聚类提取对象路径26和相邻路径27而求出类似点41。校正部14针对每个聚类而校正对象路径26。

图14是表示由实施方式2所涉及的加工程序修正装置11A进行修正的刀具路径21的例子的图。在图14中示出目标形状20A的例子和用于对目标形状20A进行加工的刀具路径组的例子。目标形状20A之中的带有斜线的阴影的面是由工作机械7实施加工的加工面。目标形状20A包含作为自由曲面的2个加工面PS1、PS2。加工面PS1和加工面PS2在目标形状20A中处于彼此分离的位置。在图14中示出构成刀具路径组的刀具路径21即6个刀具路径21－1、21－2、21－3、21－4、21－5、21－6。

接下来，对第2特征量计算部51的动作进行说明。图15是用于说明由实施方式2所涉及的加工程序修正装置11A的第2特征量计算部51进行计算的第2特征量的图。第2特征量计算部51对刀具路径组所包含的各刀具路径21的第2特征量进行计算。

第2特征量例如是刀具路径21的重心位置53的坐标、刀具路径21的主成分54、刀具路径21的主成分矢量或者刀具路径长度55。主成分54是刀具路径21上的各指令点22的近似直线。刀具路径长度55是从刀具路径21的起点23至终点25为止的长度。

第2特征量可以是重心位置53的归一化的坐标。第2特征量计算部51将坐标值的平均或者最大值等除以坐标值，由此对归一化的坐标进行计算。与其同样地，第2特征量计算部51作为第2特征量，可以对归一化的主成分54、归一化的主成分矢量或者归一化的刀具路径长度55进行计算。第2特征量可以是包含归一化的坐标、归一化的主成分54、归一化的主成分矢量及归一化的刀具路径长度55之中的至少2个的多维信息。此外，第2特征量只要是表示刀具路径21的特征的量即可，并不限定于实施方式2中的说明。

接下来，对聚类部52的动作进行说明。图16是用于说明由实施方式2所涉及的加工程序修正装置11A的聚类部52将刀具路径组分类为多个聚类的方法的图。聚类部52从第2特征量计算部51取得构成刀具路径组的各刀具路径21的数据和各刀具路径21的第2特征量。聚类部52基于取得的第2特征量，将刀具路径组分类为多个聚类。在通过聚类部52进行的分类时例如能够应用k－means法或者DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering ofApplications with Noise)法这样的方法。

在这里，聚类部52作为第2特征量的数据而取得了重心位置53的坐标、主成分54、主成分矢量及刀具路径长度55的各数据。在该情况下，重心位置坐标(x)、重心位置坐标(y)、重心位置坐标(z)、主成分(x)、主成分(y)、主成分(z)、第1主成分矢量(x)、第1主成分矢量(y)、第1主成分矢量(z)、第2主成分矢量(x)、第2主成分矢量(y)、第2主成分矢量(z)、第3主成分矢量(x)、第3主成分矢量(y)、第3主成分矢量(z)及刀具路径长度55这16个是第2特征量的成分。(x)表示x轴方向的成分，(y)表示y轴方向的成分，(z)表示z轴方向的成分。第1主成分矢量、第2主成分矢量及第3主成分矢量例如通过刀具路径21上的指令点数据的主成分分析而取得。聚类部52将各刀具路径21的第2特征量在16维度进行比较，由此对各刀具路径21进行分类。

聚类部52将表示各刀具路径21的第2特征量的点绘制在图形上，以图形上的距离接近的点彼此处于表示聚类的范围的相同区域内的方式在图形上对聚类的区域进行划定。图16表示第2特征量的成分为3个的情况下的绘制结果的例子。图16所示的图形的3个轴分别表示第2特征量的成分即第1成分、第2成分、第3成分。此外，第2特征量的成分的数量并不限定为3，是任意的。如上所述，聚类部52以具有彼此接近的第2特征量的刀具路径21彼此分配给相同聚类的方式进行聚类。

在图16中，点56－1表示刀具路径21－1的第2特征量。点56－2表示刀具路径21－2的第2特征量。点56－3表示刀具路径21－3的第2特征量。点56－4表示刀具路径21－4的第2特征量。点56－5表示刀具路径21－5的第2特征量。点56－6表示刀具路径21－6的第2特征量。另外，在图16所示的例子中，3个点56－1、56－2、56－3包含于表示第1聚类的区域57－1，3个点56－4、56－5、56－6包含于表示第2聚类的区域57－2。由此，聚类部52将3个刀具路径21－1、21－2、21－3分类为第1聚类，将3个刀具路径21－4、21－5、21－6分类为第2聚类。

图17是表示由实施方式2所涉及的加工程序修正装置11A的聚类部52进行的分类的结果的例子的图。分类为第1聚类58－1的刀具路径21－1、21－2、21－3是加工面PS1中的刀具路径21。分类为第2聚类58－2的刀具路径21－4、21－5、21－6是加工面PS2中的刀具路径21。如上所述，聚类部52将被加工物10中的刀具路径组的各刀具路径21分类为彼此具有共同特征的刀具路径21之间的聚类。

第1特征量计算部12从聚类部52取得针对每个聚类的各刀具路径21的数据。第1特征量计算部12分别关于各聚类的多个刀具路径21，对刀具路径21中的各指令点22的第1特征量进行计算。

图18是表示构成实施方式2所涉及的加工程序修正装置11A的类似点计算部13的动作顺序的流程图。在步骤S31中，类似点计算部13从第1特征量计算部12取得对象聚类的多个刀具路径21的数据，由此对对象聚类的多个刀具路径21进行提取。对象聚类是进行刀具路径21的校正的聚类。

在步骤S32中，类似点计算部13从对象聚类的多个刀具路径21提取对象路径26。在步骤S33中，类似点计算部13从对象聚类的多个刀具路径21对相邻路径27进行提取。

在步骤S34中，类似点计算部13将对象路径26的多个指令点22之中的1个指定为对象指令点40。在步骤S35中，类似点计算部13对对象指令点40的类似点41进行计算。

在步骤S36中，类似点计算部13判断对象指令点40是否是对象路径26中的最终的指令点22。在对象指令点40不是对象路径26中的最终的指令点22的情况下(步骤S36，No)，在步骤S37中，类似点计算部13将对象指令点40的下一个指令点22指定为对象指令点40。类似点计算部13关于指定出的对象指令点40，进行从步骤S35起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象指令点40是对象路径26中的最终的指令点22的情况下(步骤S36，Yes)，类似点计算部13在步骤S38中，判断对象路径26是否是对象聚类中的最终的刀具路径21。在对象路径26不是对象聚类中的最终的刀具路径21的情况下(步骤S38，No)，类似点计算部13在步骤S39中，从对象聚类的多个刀具路径21对下一个对象路径26进行提取。类似点计算部13关于下一个对象路径26，进行从步骤S33起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象路径26是对象聚类中的最终的刀具路径21的情况下(步骤S38，Yes)，在步骤S40中，类似点计算部13判断对象聚类是否是被加工物10中的最终的聚类。在对象聚类不是最终的聚类的情况下(步骤S40，No)，在步骤S41中，类似点计算部13从第1特征量计算部12取得下一个对象聚类的多个刀具路径21的数据，由此对下一个对象聚类的多个刀具路径21进行提取。类似点计算部13关于下一个对象聚类，进行从步骤S32起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象聚类是被加工物10中的最终的聚类的情况下(步骤S40，Yes)，类似点计算部13结束图18所示的顺序所涉及的动作。如上所述，类似点计算部13针对每个聚类而提取对象路径26和相邻路径27，求出类似点41。类似点计算部13分别关于各聚类的多个刀具路径21，对各指令点22的类似点41进行计算。

图19是表示由实施方式2所涉及的加工程序修正装置11A的校正部14进行的创建类似点路线43时的动作顺序的流程图。在步骤S51中，校正部14从类似点计算部13取得对象聚类的多个刀具路径21的数据，由此对对象聚类的多个刀具路径21进行提取。

在步骤S52中，校正部14从对象聚类的多个刀具路径21提取对象路径26。在步骤S53中，校正部14从对象路径26的多个指令点22中指定对象指令点40。

校正部14从类似点计算部13取得与对象指令点40相对应的类似点41的数据。在步骤S54中，校正部14将对象指令点40的类似点41追加至类似点路线43。

在步骤S55中，校正部14判断在类似点路线43中追加的类似点41是否是对象聚类中的最终的刀具路径21的指令点22。在类似点41不是对象聚类的最终的刀具路径21的指令点22的情况下(步骤S55，No)，在步骤S56中，校正部14将类似点41指定为下一个对象指令点40。校正部14关于下一个对象指令点40，进行从步骤S54起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在类似点41是对象聚类中的最终的刀具路径21的指令点22的情况下(步骤S55，Yes)，在步骤S57中，校正部14判断对象指令点40是否是对象路径26中的最终的指令点22。在对象指令点40不是对象路径26中的最终的指令点22的情况下(步骤S57，No)，在步骤S58中，校正部14将对象指令点40的下一个指令点22指定为对象指令点40。校正部14关于下一个对象指令点40，进行从步骤S54起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象指令点40是对象路径26中的最终的指令点22的情况下(步骤S57，Yes)，校正部14在步骤S59中，判断对象路径26是否是对象聚类中的最终的刀具路径21。在对象路径26不是最终的刀具路径21的情况下(步骤S59，No)，校正部14在步骤S60中，从对象聚类的多个刀具路径21对下一个对象路径26进行提取。校正部14关于下一个对象路径26，进行从步骤S53起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象路径26是对象聚类中的最终的刀具路径21的情况下(步骤S59，Yes)，在步骤S61中，校正部14判断对象聚类是否是被加工物10中的最终的聚类。在对象聚类不是最终的聚类的情况下(步骤S61，No)，在步骤S62中，校正部14从类似点计算部13取得下一个对象聚类的多个刀具路径21的数据，由此对下一个对象聚类的多个刀具路径21进行提取。校正部14关于下一个对象聚类，进行从步骤S52起的顺序所涉及的动作。

另一方面，在对象聚类是被加工物10中的最终的聚类的情况下(步骤S61，Yes)，校正部14结束图19所示的顺序所涉及的动作。如上所述，校正部14针对每个聚类而校正对象路径26。

根据实施方式2，加工程序修正装置11A基于第2特征量，将被加工物10的刀具路径组分类为多个聚类，针对每个聚类而校正对象路径26。加工程序修正装置11A能够在彼此具有共同的特征的多个刀具路径21之间进行使不一致减少的校正。以上，加工程序修正装置11A实现能够使加工面的品质提高这一效果。

实施方式3.

图20是表示实施方式3所涉及的加工系统1B的图。加工系统1B具有CAM装置3、加工程序修正装置11、数控装置5和工作机械7。在实施方式3中，对与上述实施方式1或者2相同的结构要素标注同一标号，主要对与实施方式1或者2不同的结构进行说明。

加工系统1B具有实施方式1所涉及的加工程序修正装置11，由此具有能够提高加工面的品质这一效果。此外，加工系统1B也可以具有实施方式2所涉及的加工程序修正装置11A。

加工系统1B也可以取代具有加工程序修正装置11、11A的结构，而是通过CAM装置3或者数控装置5实现与实施方式1或者2相同的加工程序方法。在该情况下，加工系统1B也能够提高加工面的品质。

接下来，对实现实施方式1或者2的加工程序修正装置11、11A的硬件进行说明。图21是表示实现实施方式1或者2的加工程序修正装置11、11A的硬件的结构例的图。

加工程序修正装置11、11A的要部由具有处理器63和存储器64的处理电路61实现。加工程序修正装置11的要部是第1特征量计算部12、类似点计算部13及校正部14。加工程序修正装置11A的要部是第2特征量计算部51、聚类部52、第1特征量计算部12、类似点计算部13及校正部14。

输入部62是从外部接收针对加工程序修正装置11、11A的输入信号的电路。输入部62对加工程序4进行接收。输出部65是将由加工程序修正装置11、11A生成的信号向外部输出的电路。输出部65对修正加工程序15进行输出。显示部66是对信息进行显示的显示器。

处理器63是CPU(Central Processing Unit)。处理器63可以是运算装置、微处理器、微型计算机或者DSP(Digital Signal Processor)。存储器64例如是RAM(RandomAccess Memory)、ROM(Read Only Memory)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ReadOnly Memory)、EEPROM(注册商标)(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory)等非易失性或者易失性的存储器。

处理器63执行加工程序修正程序。加工程序修正程序是记述有用于作为构成加工程序修正装置11、11A的要部的各部进行动作的处理的程序。加工程序修正程序预先储存于存储器64。处理器63通过读出而执行在存储器64中储存的加工程序修正程序，从而作为构成加工程序修正装置11、11A的要部的各部进行动作。

加工程序修正程序设为预先储存于存储器64，但并不限定于此。加工程序修正程序也可以在写入至计算机系统可读取的存储介质的状态下提供给加工程序修正装置11、11A的用户，由用户安装至存储器64。存储介质可以是作为软盘的移动式存储介质或者作为半导体存储器的闪存。加工程序修正程序可以从其他计算机或者服务器装置经由通信网络向存储器64安装。

加工程序修正装置11、11A在工作机械7处于加工中时，实时地对刀具路径21进行校正，且生成修正加工程序15。加工程序修正装置11、11A可以在加工中以外进行刀具路径21的校正，也可以在加工中以外生成修正加工程序15。加工程序修正装置11、11A可以基于校正后的刀具路径21，对通过工作机械7实施的加工进行仿真，由此试验加工性能。

图22是表示由实施方式1或者2所涉及的加工程序修正装置11、11A对加工进行仿真的情况下的动作顺序的流程图。在步骤S71中，加工程序修正装置11、11A通过处理器63中的加工的仿真而生成加工品的模型。在步骤S72中，加工程序修正装置11、11A将生成的模型存储于存储器64。

在步骤S73中，加工程序修正装置11、11A通过处理器63中的模型的绘制而生成加工品的图像。在步骤S74中，加工程序修正装置11、11A通过显示部66对图像进行显示。以上，加工程序修正装置11、11A结束图22所示的顺序所涉及的动作。用户将显示出的图像与CAD模型2进行比较，由此能够在进行实际的加工前，对校正后的刀具路径21进行验证。

以上的各实施方式所示的结构示出本发明的内容的一个例子。各实施方式的结构能够与其他的公知技术进行组合。也可以将各实施方式的结构彼此适当组合。在不脱离本发明的主旨的范围能够将各实施方式的结构的一部分省略或者变更。

标号的说明

1、1B加工系统，2CAD模型，3CAM装置，4加工程序，5数控装置，6控制信号，7工作机械，8驱动部，9刀具，10被加工物，11、11A加工程序修正装置，12第1特征量计算部，13类似点计算部，14校正部，15修正加工程序，20、20A目标形状，21、21－1、21－2、21－3、21－4、21－5、21－6刀具路径，22、22i、22(i－1)指令点，23起点，24i移动量，25终点，26对象路径，27相邻路径，31、32、33、34、35、36、56－1、56－2、56－3、56－4、56－5、56－6点，40对象指令点，41类似点，42直线，43类似点路线，44平滑化路线，45校正点，46平面，47箭头，51第2特征量计算部，52聚类部，53重心位置，54主成分，55刀具路径长度，57－1、57－2区域，58－1第1聚类，58－2第2聚类，61处理电路，62输入部，63处理器，64存储器，65输出部，66显示部，PS、PS1、PS2加工面。

Claims (10)

1.一种加工程序修正装置，其对通过工作机械使刀具移动的路径即刀具路径进行校正，由此对用于通过所述工作机械实施加工的加工程序进行修正，

该加工程序修正装置的特征在于，具有：

第1特征量计算部，其关于表示所述工作机械的控制周期中的所述刀具的位置的指令点，求出表示所述刀具路径上的所述指令点的特征的第1特征量；

类似点计算部，其从在与所述刀具路径的行进方向不同的方向上排列的多个所述刀具路径，对进行校正的对象路径和与所述对象路径相邻的相邻路径进行提取，并基于所述对象路径的所述指令点的所述第1特征量和所述相邻路径的所述指令点的所述第1特征量，从所述相邻路径的多个所述指令点中求出与所述对象路径的所述指令点类似的所述指令点即类似点；以及

校正部，其基于所述类似点而校正所述对象路径。

2.根据权利要求1所述的加工程序修正装置，其特征在于，

所述校正部关于多个所述刀具路径各自中的所述指令点而求出所述类似点，由此创建将求出的多个所述类似点彼此连接的类似点路线，基于所述类似点路线对所述对象路径的所述指令点的位置进行调整，由此对所述对象路径进行校正。

3.根据权利要求2所述的加工程序修正装置，其特征在于，

所述校正部将所述类似点路线平滑化，并在平滑化的所述类似点路线上使所述对象路径的所述指令点移动，由此对所述指令点的位置进行调整。

4.根据权利要求2所述的加工程序修正装置，其特征在于，

所述校正部求出经过在所述对象路径中连续的所述指令点的平面，在所述平面上对所述指令点的位置进行调整。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的加工程序修正装置，其特征在于，

所述第1特征量包含所述指令点的坐标、所述指令点处的所述刀具的移动量和直至所述指令点为止的所述刀具路径的长度之中的至少1个信息。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的加工程序修正装置，其特征在于，

所述类似点计算部求出表示所述对象路径的所述指令点的所述第1特征量和所述相邻路径的所述指令点的所述第1特征量的差异的距离误差变得最小的所述对象路径的所述指令点和所述相邻路径的所述指令点的关联，由此求出所述类似点。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的加工程序修正装置，其特征在于，还具有：

第2特征量计算部，其求出表示所述刀具路径的特征的第2特征量；以及

聚类部，其将用于对被加工物进行加工的刀具路径组基于所述第2特征量而分类为多个聚类，

所述类似点计算部针对每个所述聚类对所述对象路径和所述相邻路径进行提取，由此求出所述类似点，

所述校正部针对每个所述聚类对所述对象路径进行校正。

8.根据权利要求7所述的加工程序修正装置，其特征在于，

所述第2特征量包含所述刀具路径的重心位置的坐标、所述刀具路径上的多个所述指令点的近似直线即主成分和刀具路径长度之中的至少1个信息。

9.一种加工程序修正方法，其对使刀具相对于被加工物移动的路径即刀具路径进行校正，由此由加工程序修正装置对用于使用所述刀具实施加工的加工程序进行修正，

该加工程序修正方法的特征在于，包含下述步骤：

关于表示控制周期中的所述刀具的位置的指令点，求出表示所述刀具路径上的所述指令点的特征的第1特征量；

从在与所述刀具路径的行进方向不同的方向排列的多个所述刀具路径，对进行校正的对象路径和与所述对象路径相邻的相邻路径进行提取；

基于所述对象路径的所述指令点的所述第1特征量和所述相邻路径的所述指令点的所述第1特征量，从所述相邻路径的多个所述指令点中求出与所述对象路径的所述指令点类似的所述指令点即类似点；以及

基于所述类似点对所述对象路径的所述指令点进行校正，由此对所述对象路径进行校正。

10.一种加工系统，其特征在于，具有：

加工程序生成装置，其生成加工程序；

对生成的所述加工程序进行修正的权利要求1至8中任一项所记载的加工程序修正装置；以及

数控装置，其基于修正后的所述加工程序对被控制设备进行控制。