CN117813173A

CN117813173A - 加工辅助装置

Info

Publication number: CN117813173A
Application number: CN202180101567.6A
Authority: CN
Inventors: 三好高史
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2021-08-25
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2024-04-02
Also published as: WO2023026394A9; WO2023026394A1; JPWO2023026394A1; DE112021007804T5

Abstract

一种加工辅助装置，计算与使工件和工具以规定比率旋转而将工件切削成多边形形状的机床的加工处理相关的各种数据，该加工辅助装置接受包含与通过切削形成的工件的多边形面数以及安装于工具的刀刃数相关的信息的与加工处理相关的信息的输入，预先设定工具以及工件的轴旋转速度，根据多边形面数以及刀刃数计算工具相对于多边形面数的旋转速度比，在所设定的工具以及工件的轴旋转速度的范围内计算基于旋转速度比的工具以及工件的轴旋转速度或者其候补，将计算结果输出到与加工辅助装置连接的显示部进行显示。

Description

加工辅助装置

技术领域

本发明涉及加工辅助装置，更具体而言涉及辅助针对工件的多边形加工的加工辅助装置。

背景技术

以往，存在通过使工具和工件以规定的比率旋转而将工件切削加工成多边形形状的多边形加工。在多边形加工中，工具刀尖相对于工件描绘椭圆轨道。当机床的操作员变更工件与工具的旋转比或工具的个数时，椭圆轨道的相位、个数发生变化，能够将工件加工成四边形、六边形等多边形形状。

多边形加工通过使机床的控制装置读入加工程序并由控制装置执行所读入的加工程序来实现。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-43126号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，用于得到所期望的多边形形状的加工程序需要由操作员自身对各条件进行试错来设定。应设定的条件涉及工件的基准位置、多边形内切圆的直径、工件及工具的旋转比、工件的相位角度等多方面，对于操作员来说程序制作的负担较大。

并且，在多边形加工时产生与作为目标的尺寸的尺寸误差的情况下，操作员必须另外进行用于误差调整的计算。另外，事先不知道所期望的多边形形状是否是能够用手持的工具或机床加工的形状，操作员需要进行确认有无加工可能性的作业。此外，在具有多种能够安装于工作装置的多边形加工用工具(以下，称为旋转工具)的情况下，对于操作员来说难以选定为了得到最佳的多边形加工条件而使用哪个工具为好。

因此，期望具有辅助机床的操作员制作多边形加工的加工程序的功能的加工辅助装置。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式是一种加工辅助装置，其计算与使工件和工具以规定比率旋转而将工件切削成多边形形状的机床的加工处理相关的各种数据，加工辅助装置具备：输入接受部，其包括接受与通过切削形成的工件的多边形面数相关的信息的多边形面数输入接受部、以及接受与安装于工具的刀刃数相关的信息的输入的刀刃数输入接受部，并接受与加工处理相关的信息的输入；速度范围设定部，其预先设定工具和工件的轴旋转速度；计算部，其包括旋转速度比计算部和旋转速度计算部，旋转速度比计算部基于多边形面数和刀刃数，计算工具相对于多边形面数的旋转速度比，旋转速度计算部在设定的工具和工件的轴旋转速度的范围内，计算基于旋转速度比的工具和工件的轴旋转速度或轴旋转速度的候补；以及显示输出部，其将计算部的计算结果输出并显示在与加工辅助装置连接的显示部。

发明效果

根据本发明的一个方式，起到如下特有的效果：能够减轻操作员制作多边形加工程序的负担，并且，操作员能够事先确认所期望的多边形形状是否能够通过手持的工具或机械进行加工。

附图说明

图1是本公开中的加工辅助装置的硬件结构图。

图2是表示本公开中的加工辅助装置的一例的框图。

图3是表示搭载有本公开中的加工辅助装置的数值控制装置的一例的框图。

图4A是表示根据多边形加工条件的不同而产生的工件表面的形状的不同的图。

图4B是表示根据多边形加工条件的不同而产生的工件表面的形状的不同的图。

图5是表示本公开中的加工辅助装置的另一例的框图。

图6是表示尺寸误差的计算方法的一例的图。

图7A是表示尺寸误差的调整前后的工件加工状态的图。

图7B是表示尺寸误差的调整前后的工件加工状态的图。

图8是表示本公开中的加工辅助装置所具备的计算部的变形例的框图。

图9A是表示在多边形加工中，对切削工件的某个面的工具有替换时的例子的图。

图9B是表示在多边形加工中，对切削工件的某个面的工具有替换时的例子的图。

图10是表示本公开中的加工辅助装置的又一例的主要部分的框图。

图11A是表示旋转工具的刀刃数以及旋转速度比与旋转工具的相位的关系性的图。

图11B是表示旋转工具的刀刃数以及旋转速度比与旋转工具的相位的关系性的图。

图11C是表示旋转工具的刀刃数以及旋转速度比与旋转工具的相位的关系性的图。

图11D是表示旋转工具的刀刃数以及旋转速度比与旋转工具的相位的关系性的图。

图12A是表示旋转工具的刀刃数以及旋转速度比与旋转工具的相位的关系性的另一图。

图12B是表示旋转工具的刀刃数以及旋转速度比与旋转工具的相位的关系性的另一图。

图12C是表示旋转工具的刀刃数以及旋转速度比与旋转工具的相位的关系性的另一图。

图12D是表示旋转工具的刀刃数以及旋转速度比与旋转工具的相位的关系性的另一图。

图13是表示本公开中的加工辅助装置的又一例的框图。

具体实施方式

以下，示出了具备针对工件的多边形加工的辅助功能的加工辅助装置100的一例。本申请所述的加工辅助装置100是能够计算与通过使工件和工具以规定比率旋转而将工件切削为多边形形状的机床的加工处理相关的各种数据的装置。另外，加工辅助装置100也可以理解为安装在用于在机床200加工工件时控制工具的移动量、移动速度等数值的数值控制装置101中，构成数值控制装置101的一部分(也一并参照图3和后述的该图的说明)。

如图1所示，加工辅助装置100具备整体地控制加工辅助装置100的CPU(中央处理装置)111、记录程序和数据的ROM(只读存储器)112、能够暂时展开数据的RAM(随机存取存储器)113。加工辅助装置100还具有成为传递该装置内的信号、数据等的传输路径的总线120，CPU111、ROM112以及RAM113经由总线120相互连接。CPU111经由总线120读出记录在ROM112中的系统程序，并按照系统程序控制加工辅助装置100的整体。

加工辅助装置100还具备非易失性存储器114，非易失性存储器114也经由总线120与其他内部结构部件连接。非易失性存储器114例如通过未图示的电池进行备份等，即使加工辅助装置100的电源断开也保持存储状态。

在非易失性存储器114中存储从加工辅助装置100内的各构成部件以及从与加工辅助装置100连接的其它设备取得的各种信息。作为从加工辅助装置100内的构成部件取得并存储于非易失性存储器114的信息的例子，可举出设定参数、传感器信息等各种数据。另外，作为从与加工辅助装置100连接的其他设备取得并存储在非易失性存储器114中的信息的例子，可以举出经由接口115从外部设备72读入的程序、通过操作员对输入部30的操作经由接口119输入到加工辅助装置100内的用户操作、从机床200取得的设定参数或传感器信息等各种数据。

接口115用于连接加工辅助装置100和适配器等外部设备72。从外部设备72向加工辅助装置100内读入程序、各种参数等信息。另外，在加工辅助装置100内编辑的程序、各种参数等信息能够经由外部设备72存储于外部存储单元。

加工辅助装置100还具备PLC116(可编程逻辑控制器)以及I/O单元117。PLC116通过内置于加工辅助装置100的序列程序，在与机床200、机器人、安装于该机床200或该机器人的传感器等那样的装置之间，经由I/O单元117进行信号的输入输出并进行控制。

加工辅助装置100经由接口118与显示部70连接。通过这样的连接，在显示部70显示机床200的操作画面、表示机床200的运转状态的显示画面等。

输入部30由MDI(手动数据输入)、操作盘、触摸面板等构成，将操作员的操作输入发送到CPU111。

加工辅助装置100与控制机床200的各轴的伺服放大器140连接。伺服放大器140与机床200的伺服电动机150连接，接受来自CPU111的轴的移动指令量来驱动伺服电动机150。伺服电动机150内置有位置/速度检测器，将来自该位置/速度检测器的位置/速度反馈信号反馈给伺服放大器140，进行位置/速度的反馈控制。在伺服电动机150安装有工具轴。在工具主体上安装有用于进行多边形加工的工具T，即刀刃。

加工辅助装置100还与主轴放大器161连接，该主轴放大器161对在机床200中能够安装工件W的主轴164进行控制。主轴放大器161与机床200的主轴电动机162连接，接受对机床200的主轴164的主轴旋转指令，驱动主轴电动机162。在机床200中，主轴电动机162的动力经由齿轮传递到主轴164，主轴164以所指示的旋转速度旋转。

主轴164与位置编码器163结合，位置编码器163还与加工辅助装置100的主轴放大器161连接。通过该连接结构，位置编码器163与主轴164的旋转同步地向主轴放大器161输出反馈脉冲，该反馈脉冲经由总线120被CPU111读取。

在工件的多边形加工时，在主轴164安装有工件W。主轴164与工具轴的轴向平行，主轴164与工具轴以预定的旋转比旋转。当主轴164和工具轴同时旋转时，安装于工具轴的工具T切削工件表面，在工件表面形成多边形。

图2是具备针对工件的多边形加工的辅助功能的加工辅助装置100的框图。该框图内的功能通过CPU111执行记录在ROM112等存储装置中的程序来实现。图2的框图所示的加工辅助装置100的功能结构例能够成为本申请发明采用的基本方式。

加工辅助装置100具备输入接受部10，该输入接受部10执行从与加工辅助装置100连接的输入部30接受的与工件的多边形加工处理相关的信息的输入的接受处理。从输入部30向输入接受部10的信息的传送例如通过操作员对输入部的操作来进行。

输入接受部10包括接受与通过切削形成的工件的加工形状即多边形面数相关的信息的多边形面数输入接受部12。本方式中的输入接受部10还包括刀刃数输入接受部14，该刀刃数输入接受部14接受与在多边形加工所使用的工具中安装的刀刃的数量相关的信息。

另外，输入接受部10更优选构成为还能够接受与从设置于机床200的各种传感器得到的检测结果有关的信息的输入。

加工辅助装置100还具备计算与针对工件的多边形加工的辅助有关的各种数据的计算部40。计算部40与输入接受部10功能性地连接，能够根据需要将由输入接受部10接受了输入的信息用于数据计算。计算部40具有计算多边形加工时的旋转工具相对于加工对象工件的多边形面数的旋转速度比的旋转速度比计算部42。

计算部40的数据计算功能通过图1所示的CPU111等装置内控制要素、ROM112、RAM113以及非易失性存储器114等存储要素、或者装置内控制要素以及装置内存储要素双方来实现。例如，上述的旋转速度比的计算也可以由操作员输入针对应加工的工件的所期望的多边形面数以及在加工时使用的旋转工具的刀刃数，基于该输入信息通过CPU111的运算来计算。或者，关于旋转速度比的计算，也可以由操作员输入所期望的多边形面数，另一方面，从与加工辅助装置100连接的机床200接受所使用的旋转工具的刀刃数的供给，CPU111根据这样得到的输入信息进行运算。

或者，为了导出适当的旋转速度比，也可以将从输入部30输入的用于实现多边形面数的旋转工具的刀刃数以及旋转速度比的组合预先存储于ROM112。在该情况下，在加工辅助装置100取得了与所期望的多边形面数以及刀刃数有关的信息的情况下，旋转速度比计算部42基于存储于ROM112的旋转工具的刀刃数以及旋转速度比的组合来选择对应的旋转速度比。

另外，旋转速度比计算部42也能够进行不能计算适当的旋转速度比的意思、即在所输入的多边形面数以及刀刃数的条件下不能进行多边形加工的意思的判定。因此，旋转速度比计算部42在能够计算出旋转速度比的情况下判定为能够进行所期望的多边形加工，在无法计算出旋转速度比的情况下判定为不能进行所期望的多边形加工，即也作为能否进行多边形加工的判定部发挥作用。

在此，叙述相对于多边形面数的工具旋转速度的比的计算方法的一例。如表1所示，加工后工件的多边形面数即成为加工后工件的形状的多边形的角数能够通过旋转速度比与安装于旋转工具的刀刃的数量之积来计算。即，旋转速度比能够通过多边形形状/刀刃数的商来计算。

[表1]

加工辅助装置100也可以预先计算旋转速度比、刀刃数以及多边形形状的组合，并存储在ROM112等硬件中。在该情况下，当操作员经由输入部30输入所期望的多边形面数以及预定使用的旋转工具的刀刃数时，将ROM112等存储装置作为构成要素的一部分的旋转速度比计算部42基于所存储的计算结果来选择与输入值对应的旋转速度比，将所选择的旋转速度比作为旋转速度的计算比来执行以后的处理。

或者，加工辅助装置100也可以在每次输入多边形面数以及刀刃数时，通过进行基于输入数据的运算来计算旋转速度比。

加工辅助装置100具备速度范围设定部44，该速度范围设定部44预先设定旋转工具和工件能够采用的轴旋转速度的数值范围，并记录所设定的范围。旋转速度范围的设定可以基于操作员的输入，也可以基于来自具备旋转工具轴和工件旋转轴的机床200侧的信息提供。设定为旋转工具轴和工件旋转轴能够采用的旋转速度范围的数值范围被登记在速度范围设定部44中。旋转速度范围例如由机床200的结构上或功能上的限制来决定。另外，作为设定的旋转速度范围，也可以将与工件的材质、工具的型号对应的推荐切削速度或该推荐切削速度的范围预先登记在速度范围设定部44中。这里所说的工具的型式例如可以包括安装于工具的刀刃的数量、工具的旋转半径、其他与工具的构造相关的所有信息。

计算部40具有旋转速度计算部46，该旋转速度计算部46根据由旋转速度比计算部42计算出的旋转速度比，在登记于速度范围设定部44的旋转工具轴和工件旋转轴的设定速度范围内计算旋转工具轴和工件旋转轴的轴旋转速度。

此外，也存在旋转速度计算部46能够计算多个能够作为多边形加工时的旋转工具轴以及工件旋转轴的旋转速度而采用的各数值的候补的情况。在该情况下，旋转速度计算部46也可以从多个候补中选择最佳的旋转速度并决定为各轴的旋转速度。或者，旋转速度计算部46也可以将计算出的全部候补作为旋转速度的候补数据提供给接下来叙述的显示输出部52。

此外，如上所述，如图3所示，加工辅助装置100能够作为数值控制装置101的结构要素的一部分搭载于数值控制装置101。数值控制装置101具备指令输出部54，该指令输出部54与机床200连接，生成对机床200指示执行预定动作的指令信号，并将所生成的指令信号输出到机床200、特别是伺服电动机150、主轴电动机162。也能够将加工辅助装置100的显示输出部52以及数值控制装置101的指令输出部54理解为数值控制装置101所包含的广义的输出部50。输出部50为了使与包含加工辅助装置100的数值控制装置101连接的显示部70、机床200等装置适当地动作，能够理解为进行与针对连接装置的控制信号的生成以及生成信号的输出有关的控制处理。

从指令输出部54接收到指令信号的机床200按照信号中包含的指令进行动作。在操作员参考显示部70的显示内容经由输入部30输入了与多边形加工的调整有关的指示的情况下，指令输出部54能够生成调整机床200的动作的调整指令信号，并基于该调整指令信号的信息内容来调整机床200的动作。

广义的输出部50与加工辅助装置100的计算部40连接，能够从计算部40接收由旋转速度比计算部42计算出的旋转速度比、与由旋转速度计算部46计算出的旋转速度相关的计算数据。

如上所述，加工辅助装置100特别包括显示输出部52，该显示输出部52基于从计算部40接收到的与旋转速度比、旋转速度有关的计算结果，生成对显示部70的显示动作进行控制的显示控制信号，并将所生成的信号输出至显示部70。通过这样的连接结构关系，在显示部70所具有的显示画面上显示操作员输入的条件下的多边形加工的可否、工件与旋转工具间的旋转速度比、沿着旋转速度比的工件以及旋转工具各自的旋转速度等计算结果。操作员观察显示部70的显示画面，能够确认机床200对工件进行的多边形加工处理，能够根据需要经由输入部30进行所期望的调整。

显示输出部52在从旋转速度计算部46接收到多个数据作为旋转工具轴和工件旋转轴的旋转速度的候补的情况下，能够使显示部70显示接收到的多个候补数据的全部或一部分。在该情况下，操作员能够从显示于显示部70的显示画面的多个候补数据中选择判断为最佳的轴旋转速度，并经由输入部30的操作进行针对多边形加工的所期望的调整。

另外，在速度范围设定部44中登记有推荐切削速度的情况下，旋转速度计算部46也可以以满足推荐切削速度为条件来计算轴旋转速度。或者，旋转速度计算部46也可以不仅包含满足推荐切削速度的轴旋转速度，还包含虽然不是推荐切削速度但处于设定旋转速度范围内的轴旋转速度而计算为候补数据。在该情况下，优选旋转速度计算部46对各个候补数据附加与是否具备推荐切削速度相关的信息并提供给显示输出部52。显示输出部52也可以针对从旋转速度计算部46接收到的旋转速度的候补数据，分别与是否为推荐切削速度的信息显示一起输出到显示部70。

通过使用包含如上所述的结构的加工辅助装置100，操作员能够无误地制作多边形加工程序，能够减轻制作时的负担。进而，操作员得到本装置的辅助，能够事先确认是否能够用手持的工具或机械加工所期望的多边形形状。

然而，在通过使工件与旋转工具以规定的比率旋转而将工件切削加工成多边形形状时，根据加工条件，存在工件的各面鼓起形成的情况和凹陷形成的情况。因此，优选在加工辅助装置100的计算部40中包含面形状判定部48，该面形状判定部48判定在预定的条件下进行多边形加工的工件的各表面是鼓起还是凹陷的面形状。

列举基于多边形加工的工件各面的形状具有凹凸中的任一个形状的判定方法的一例，根据工件与旋转工具间的旋转速度比以及旋转工具的刀刃数来决定。例如，若安装于旋转工具的刀刃数为3个，则成为如下：

-旋转速度比＜刀刃数时，工件表面为凸形状；

-旋转速度比≥刀刃数时，工件表面为凹形状；

另一方面，若安装于旋转工具的刀刃数为2个，则成为如下：

-旋转速度比≤刀刃数时，工件表面为凸形状；

-旋转速度比＞刀刃数时，工件表面为凹形状。

图4示出了工件与旋转工具之间的旋转速度比、旋转工具的刀刃数以及工件表面的形状的对应关系的一例。在图4A、图4B中，通过多边形加工形成的工件W的形状都是六边形而没有变化。然而，在相对于工件W₂₃的工具旋转速度的比为2且工具的刀刃数为3个(各刀刃的轨道：T₁、T₂及T₃)的图4A的加工的情况下，六边形状的各面稍微具有鼓起，与此相对，在相对于工件W₃₂的工具旋转速度的比为3且工具的刀刃数为2个(各刀刃的轨道：T₁及T₂)的图4B的加工的情况下，六边形状的各面稍微凹陷。

面形状判定部48能够基于经由刀刃数输入接受部14等得到的与刀刃数相关的信息、以及由旋转速度比计算部42计算出的旋转速度比，判定通过多边形加工形成的工件各面的形状是鼓起为凸形状还是凹陷为凹形状。

接着，参照图5～图7说明本发明的另一实施方式。本方式能够计算多边形加工中作为目标的工件的尺寸与实际形成的工件的尺寸之差，即所谓的尺寸误差。

本实施方式的功能性结构与图2所示的加工辅助装置100的方式大致相同，但在输入接受部10和计算部40中采用本方式特有的结构。以下，参照表示本方式的功能性结构的框图即图5对本方式进行具体说明。然而，关于本方式的装置所具有的构成要素中的与图2所示的之前的方式共同的构成要素，为了避免成为冗余的表现或重复的说明，有时特意省略图示及说明。

如图5所示，本实施方式的加工辅助装置100所具备的输入接受部10除了多边形面数输入接受部12以及刀刃数输入接受部14之外，还包括工具半径输入接受部16，该工具半径输入接受部16接受与对工件进行多边形加工所使用的旋转工具的半径(r_t)相关的信息的输入。输入接受部10还包括接受与成为多边形加工的对象的工件的目标尺寸相关的信息的输入的目标尺寸输入接受部18。加工辅助装置100能够将所输入的旋转工具的半径(r_t)、工件的目标尺寸用于尺寸误差的计算。

此外，作为工件的目标尺寸，能够设定成为多边形加工后的工件W的外形形状的多边形的内切圆的半径(r_w)。另外，也可以在输入的阶段接受成为工件W的外形形状的多边形的内切圆的直径的输入，通过计算部40的计算处理来取得内切圆的半径r_w。

本实施方式的加工辅助装置100所具备的计算部40包括基于预先决定的计算方法来计算工件的尺寸误差的尺寸误差计算部49。计算方法例如能够预先在ROM112等存储装置中存储计算式。

尺寸误差能够使用与由输入接受部10接受的作为目标尺寸的内切圆半径r_w、旋转工具的半径r_t以及多边形面数n(在图6的情况下为六边形，因此n＝6)相关的数值数据、以及由旋转速度比计算部42计算出的旋转速度比(sr)来计算。尺寸误差的计算式例如能够使用如下式来计算：

r_w﹣(D×sin(-θ)+r_t×sin((sr﹣1)×θ))…(1)

其中，

D：旋转工具的中心(O_T)与多边形加工后的工件的中心(O_W)之间的距离

θ：360/n。

在该式中，参照图6进行说明，(D×sin(-θ)+r_t×sin((sr-1)×θ))的计算结果相当于以与工件的中心O_w、内切圆半径r_w相接的工件表面的一端部A、以及成为直角的顶点的B为顶点的直角三角形中的角θ的对边r_w2的长度。

当然，尺寸误差的计算方法不限于上述的计算式(1)，也可以通过其他公知的计算方法或将其改良后的计算方法来导出尺寸误差。

尺寸误差计算部49与显示输出部52连接，尺寸误差计算部49的尺寸误差的计算结果被提供至显示输出部52。显示输出部52执行用于使显示部70显示尺寸误差的计算结果的输出控制。

在本实施方式中，还优选在加工辅助装置100中设置在需要降低由尺寸误差计算部49计算出的尺寸误差的调整的情况下能够辅助误差的调整的结构要素。在图5中，也图示了在本实施方式的更优选的例子中设置的构成要素，因此以下参照该图对更优选的方式进行详细的说明。

输入接受部10优选包括调整输入接受部62，该调整输入接受部62经由操作员对输入部30的操作来接受尺寸误差的调整命令。如上所述，将由尺寸误差计算部49计算出的尺寸误差的计算值显示于显示部70。因此，操作员确认显示部70所显示的计算值并在判断为确认的值作为尺寸误差过大的情况下，能够通过输入部30的操作向加工辅助装置100请求调整加工条件的尺寸误差的重新计算以及重新计算出的尺寸误差的进一步输出。调整输入接受部62在经由输入部30接受了尺寸误差的调整命令的情况下，向尺寸误差计算部49发送调整加工条件并请求尺寸误差的重新计算的调整命令信号。

加工辅助装置100也可以与调整输入接受部62一起或者代替调整输入接受部62而包含允许误差设定部64，该允许误差设定部64设定在多边形加工时允许何种程度的尺寸误差。允许误差设定部64例如能够使用作为计算部40的构成要素的CPU111、ROM112等硬件来实现。

允许尺寸误差的设定也可以基于操作员的事先输入。或者，关于允许尺寸误差的设定，也可以从机床200得到与多边形加工中使用的旋转工具、要形成的多边形形状、工件或工具的旋转速度等有关的信息，允许误差设定部64根据所取得的信息计算设定值。

计算部40优选包括误差比较部66，该误差比较部66与允许误差设定部64连接，并且也与尺寸误差计算部49能够相互通信地连接，将由尺寸误差计算部49计算出的尺寸误差的数值与登记在允许误差设定部64中的允许尺寸误差的设定值进行比较。在比较的结果是误差比较部66判定为由尺寸误差计算部49计算出的尺寸误差超过了允许尺寸误差的情况下，认为应该降低尺寸误差，将其判定结果通知给尺寸误差计算部49。

在从调整输入接受部62接收到调整命令信号的情况下，或者在从误差比较部66接收到表示计算尺寸误差超过允许尺寸误差的判定结果的通知信号的情况下，尺寸误差计算部49变更用于计算尺寸误差的多边形加工条件，重新计算尺寸误差。为了导出尺寸误差的重新计算值而变更的多边形加工条件例如是旋转工具的中心(O_T)与多边形加工后的工件的中心(O_W)之间的距离D或旋转工具的旋转速度。

尺寸误差计算部49在重新计算调整后的尺寸误差之后，将与计算出的调整后的尺寸误差相关的信息提供给显示输出部52。调整后的尺寸误差及与其关联的信息通过显示输出部52处理的对显示部70的输出控制而显示于显示部70。操作员能够确认显示于显示部70的调整后的尺寸误差等，因此可以根据显示结果输入多边形加工的执行开始的命令，也可以对加工辅助装置100输入尺寸误差的进一步的调整请求。

图7表示显示于显示部70的尺寸误差的调整前后的工件的多边形加工状态的例子。在该图中，图7A是表示尺寸误差调整前的工具的切削轨道(T₁、T₂、T₃)以及形成的工件W的多边形形状的图，图7B是表示调整后的工具的切削轨道(T₁、T₂、T₃)以及形成的工件W_adj的多边形形状的图。

在图7的例子中显示的多边形加工是将旋转速度比设定为1且旋转工具的刀刃数为3时的加工。即，如图7A所示，在该多边形加工中形成各面具有鼓起的三角形状的工件W。

尺寸误差计算部49能够在旋转工具的中心(O_T)与进行了多边形加工的工件的中心(O_W)之间的距离D发生了变动这样的设定条件下，例如使用上述计算式(1)重新计算尺寸误差，即调整尺寸误差。与调整后的尺寸误差相关的信息也经由显示输出部52如图7B所示那样显示于显示部70。根据图7A与图7B的显示画面的对比可知，为了降低调整尺寸误差而使距离D变动的条件下的加工后工件的表面形状被加工成与调整前的形状相比尽量平坦，换言之尽可能不具有凹凸。

在操作员得到加工辅助装置100的辅助而决定了距离D等最佳的加工条件的情况下，能够经由输入部30的操作，将应该以该加工条件执行多边形加工的命令输入到加工辅助装置100。接收到输入的加工辅助装置100将与所决定的加工条件有关的信息输出到指令输出部54，并反映到指令输出部54的控制下的使用机床200对工件的多边形加工中。

接着，参照图8～图9说明本发明的又一实施方式。根据以下所述的方式的加工辅助装置100，能够执行与多边形加工中的旋转工具相关的各种判定或计算。

在图8中示出了本方式的加工辅助装置100中的计算部40的结构的一例。在本方式例的情况下，输入接受部10、输出部50的结构可以与图2所示的方式例相同，因此省略重新的图示、说明。

在对工件执行多边形加工时，在具备多个刀刃的旋转工具的相对于多边形旋转速度比为整数倍(2、3等)的情况下，被加工成多边形状的工件的各面均按每一个面被单一的工具切削。然而，在具备多个刀刃的旋转工具的旋转速度比不是整数倍的情况下(1.5、2.5等)，根据面的不同，存在被多个工具切削的可能性。从实现更高精度的切削的观点出发，应该避免利用多个工具、更具体而言利用磨损度不同等而工具长度等条件未必一致的多个工具对一个面进行切削。具有图8所示的计算部40的加工辅助装置100能够判定对工件的各面进行切削的工具是否针对某面的切削在每次旋转时更换。

本例中的计算部40除了旋转速度比计算部42以外，还具有更换判定部82，该更换判定部82判定对工件的各面进行切削的工具是否针对某面的切削在每次旋转时更换。计算部40从输入接受部10接收与旋转工具的刀刃数和应加工的多边形面数相关的数据，在通过旋转速度比计算部42计算出旋转速度比之后，计算部40内的更换判定部82接收包含由旋转速度比计算部42计算出的旋转速度比的信息。

更换判定部82基于接收到的旋转速度比，判定对工件的各面进行切削的工具的刀刃是否针对某面的切削在每次旋转时更换。列举有无工具更换的具体的判定方法的一例，如果由旋转速度比计算部42计算出的工具相对于多边形的旋转速度比是整数，则更换判定部82判定为工件的各面均被安装于工具的刀刃中的单一的刀刃切削。另一方面，在旋转速度比不是整数的情况下，更换判定部82针对某个面的切削判定每次旋转时更换切削刀刃。

计算部40在更换判定部82针对多边形加工中的工件的某个面的切削判定为存在工具的刀刃的更换的情况下，向显示输出部52发送判定结果。接收到存在刀刃的更换这一判定结果的显示输出部52执行使该判定结果显示于显示部70的处理、即向操作员通知判定结果的处理。

图9示出了显示部70上的更换判定部82的判定结果的显示例。图9A是安装于旋转工具的刀刃数为2、相对于多边形的工具旋转速度的比为1.5的情况、即形成三角形状的工件的情况下的显示例。图9B是安装于旋转工具的刀刃数为2、相对于多边形的工具旋转速度的比为2.5的情况、即形成五边形的工件的情况下的显示例。

若将第一刀刃的切削轨迹设为T₁，将第二刀刃的切削轨迹设为T₂，则能够从显示部70的显示画面确认图9A所示的工件W_9A、图9B所示的工件W_9B均产生由第一刀刃及第二刀刃双方切削的面(W_sf)。

经由显示部70接收到与判定结果相关的通知的操作员能够根据需要进行切削条件的变更(例如，使用工具的变更、工件或工具的旋转速度的变更)，以使即使不更换切削刀刃也可以。

并且，在图10中示出了本方式的加工辅助装置100中的输入接受部10和计算部40的结构的一例。另外，除了图10中具体示出的构成要素以外，输入接受部10和计算部40还可以包含图2所示的构成要素等，因此本实施方式的功能性结构与图2所示的加工辅助装置100的方式大致相同，但在输入接受部10和计算部40中，其一部分采用本方式特有的结构。以下，参照表示本方式的功能性结构的框图即图10对本方式进行具体说明。然而，关于本方式的装置所具有的构成要素中的与之前的方式共同的构成要素，为了避免冗余的表现或重复的说明，有时也特意省略图示及说明。

然而，在对工件执行多边形加工时，在旋转工具的刀刃数或相对于多边形的旋转速度比不同的情况下，即使旋转工具的相位相同，工件的旋转角度也根据各自的条件而不同。参照图11及图12对此进行说明。图11中，按旋转工具的相位示出了安装于旋转工具的刀刃的数量为2且相对于多边形的工具旋转速度的比为3时的工件的角度。另一方面，图12中，按旋转工具的相位示出了安装于旋转工具的刀刃的数量为3且相对于多边形的工具旋转速度的比为2时的工件的角度。

图11A至图11D表示旋转工具的刀刃数为2、旋转速度比为3的情况下的相位0度、90度、180度以及270度的时刻的工件的旋转角度的状态。根据一系列的图，每当旋转工具的相位变化90度时，多边形加工中的工件每次旋转30度，其结果，工件从初始状态旋转90度是在旋转工具的相位变化270度时。

图12A至图12D表示旋转工具的刀刃数为3、旋转速度比为2的情况下的相位0度、90度、180度以及270度的时刻的工件的旋转角度的状态。根据一系列的图，每当旋转工具的相位变化90度时，多边形加工中的工件每次旋转45度，其结果，工件从初始状态旋转90度是在旋转工具的相位变化180度时。

特别是，在多边形加工前的圆柱体状的工件相对于中心线采用非对称的形状的情况下，例如在一个突起部从加工前圆柱体状的工件表面延伸的情况下，这样的由旋转工具的刀刃数、旋转速度比的差异引起的工具的同一相位下的工件的旋转角度的差异具有非常重要的意义。图10所示的结构例在对这样的工件进行多边形加工时特别有利。

本例中的输入接受部10包括角度输入接受部84，该角度输入接受部84根据操作员对输入部30的输入操作来接受与工件的旋转角度相关的指定所涉及的输入。另外，本例中的计算部40除了旋转速度比计算部42之外，还包括相位计算部86，该相位计算部86基于由多边形面数输入接受部12接收到输入的多边形面数、由刀刃数输入接受部14接收到输入的旋转工具的刀刃数以及由旋转速度比计算部42计算出的旋转速度比，来计算实现操作员指定的工件的旋转角度的旋转工具的相位。

由相位计算部86计算出的与所输入的工件的指定角度对应的相位相关的信息被发送到显示输出部52，最终以例如图11或图12所示的显示形式显示于显示部70。

接着，参照图13说明本发明的又一实施方式。根据以下所述的方式的加工辅助装置100，在能够用于多边形加工的旋转工具的候补存在多个的情况下，操作员能够经由显示部70取得与使用各个工具时的适当/不适当有关的加工辅助信息。

本方式的加工辅助装置100的输入接受部10除了上述的各种输入接受部12、14、16、18、62、84以外，还能够包括工具信息输入接受部88，该工具信息输入接受部88针对成为多边形加工时的使用候补的多型式的旋转工具，接受与这些刀刃数、旋转半径等有关的信息的输入。工具信息输入接受部88也能够视为构成为包括上述的刀刃数输入接受部14以及工具半径输入接受部16。

加工辅助装置100也可以除了工具信息输入接受部88之外，或者代替工具信息输入接受部88，而具备工具信息记录部90，该工具信息记录部90针对成为多边形加工时的使用候补的多型式的旋转工具，预先记录与这些刀刃数、旋转半径等相关的信息。

计算部40能够根据需要使用从工具信息输入接受部88以及工具信息记录部90中的至少一方取得的信息，对成为多边形加工时的使用候补的旋转工具分别执行各种计算处理或者判定处理，并取得其结果作为数据。此时，作为计算部能够执行的计算处理或判定处理的例子，可以举出旋转速度比计算部42进行的能否加工的判定以及在能够加工的情况下的旋转速度比的计算、旋转速度计算部46进行的旋转速度的计算、面形状判定部48进行的多边形加工的工件的表面形状的判定、尺寸误差计算部49进行的尺寸误差的计算、更换判定部82进行的与有无刀刃更换相关的判定、以及相位计算部86进行的与工件的指定角度对应的相位的计算中的一个以上。

计算部40将与成为多边形加工时的使用候补的旋转工具分别对应的计算或判定事项相关的结果的数据发送到显示输出部52。

接收到这些信息的显示输出部52执行使显示部70按旋转工具的每个候补显示该计算或判定结果的处理。其结果，在显示部70中，针对多个旋转工具候补的每一个，显示能否多边形加工的判定、旋转速度比、工具以及工件的旋转速度、工件的表面形状以及尺寸误差等计算部40的计算或者判定的结果。由此，加工辅助装置100能够辅助操作员选择最佳的使用工具。

优选的是，显示输出部52包括排序部92，该排序部92执行输出处理，使得将计算部40判断为能够用于多边形加工的旋转工具的候补按照基于计算部40的计算或判定结果的任意的加工条件进行排序之后显示于显示部70。并且，优选显示输出部52包括筛选部94，该筛选部94执行输出处理，使得对计算部40判断为能够用于多边形加工的旋转工具的候补中的仅满足任意的加工条件的一个或多个旋转工具进行筛选(过滤)并显示于显示部70。

能够使用由计算部40导出的任意的计算结果或判定结果、即能否加工的判定结果、根据旋转速度计算出的加工时间、尺寸误差等各种计算信息来执行旋转工具的候补的排序和筛选。

根据本方式，持有多个旋转工具的操作员能够根据显示于显示部70的多个旋转工具的候补，事先获知实现最佳的加工条件的旋转工具。例如，在操作员最重视的加工条件是加工时间的情况下，能够选择由计算部40计算出的旋转速度最大且加工时间最短的旋转工具。

以上，至此对本发明的几个方式进行了叙述，但实施本发明的具体方法并不限制于上述的方式。只要能够实施本发明，则能够适当地进行设计、动作步骤等的变更。例如，对于用于辅助本发明所使用的构成要素的功能发挥的构成要素，也能够适当地附加以及省略。

符号说明

10输入接受部

12多边形面数输入接受部

14刀刃数输入接受部

16工具半径输入接受部

40计算部

42旋转速度比计算部

44速度范围设定部

46旋转速度计算部

48面形状判定部

49尺寸误差计算部

52显示输出部

82更换判定部

84角度输入接受部

86相位计算部

92排序部

94筛选部。

Claims

1.一种加工辅助装置，其计算与机床的加工处理相关的各种数据，所述机床使工件和工具以规定比率旋转而将所述工件切削成多边形形状，其特征在于，

该加工辅助装置具备：

输入接受部，其包括接受与通过所述切削形成的所述工件的多边形面数相关的信息的多边形面数输入接受部以及接受与安装于所述工具的刀刃数相关的信息的输入的刀刃数输入接受部，并接受与所述加工处理相关的信息的输入；

速度范围设定部，其预先设定所述工具和所述工件的轴旋转速度；

计算部，其包括旋转速度比计算部和旋转速度计算部，所述旋转速度比计算部基于所述多边形面数和所述刀刃数，计算所述工具相对于所述多边形面数的旋转速度比，所述旋转速度计算部在所述设定的所述工具和所述工件的轴旋转速度的范围内，计算基于所述旋转速度比的所述工具和所述工件的轴旋转速度或轴旋转速度的候补；以及

显示输出部，其将该计算部的计算结果输出并显示到与该加工辅助装置连接的显示部。

2.根据权利要求1所述的加工辅助装置，其特征在于，

所述输入接受部还包括：工具半径输入接受部，其接受与所述工具的半径相关的信息的输入，

所述计算部还包括：尺寸误差计算部，其基于所述多边形面数、所述工具的半径以及所述旋转速度比，计算在将所述工件切削为多边形形状的情况下在所述工件产生的尺寸误差。

3.根据权利要求2所述的加工辅助装置，其特征在于，

所述尺寸误差计算部在由所述输入接受部接受了应该降低所述尺寸误差的命令的输入的情况下或者判断为该加工辅助装置应该降低所述尺寸误差的情况下，使与所述工具的中心和所述工件的中心之间的距离相关的设定条件变动来重新计算尺寸误差。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的加工辅助装置，其特征在于，

所述计算部还包括：面形状判定部，其基于所述刀刃数以及所述旋转速度比，判定被加工成多边形形状的工件的各面的形状。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的加工辅助装置，其特征在于，

所述计算部还包括：更换判定部，其基于所述多边形面数、所述刀刃数以及所述旋转速度比，判定在对所述工件进行多边形加工的情况下切削所述工件的预定表面的所述工具的刀刃是否在所述工具的每次旋转时更换。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的加工辅助装置，其特征在于，

所述输入接受部还包括：角度输入接受部，其接受与多边形加工中的所述工件的指定角度相关的输入，

所述计算部还包括：相位计算部，其基于所述多边形面数、所述刀刃数及所述旋转速度比，计算实现所述工件的指定角度的所述工具的相位。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的加工辅助装置，其特征在于，

在能够用于所期望的多边形加工的工具的候补存在多个形式的情况下，所述计算部针对所述工具的每个候补执行与所述多边形加工有关的一个以上的计算处理或判定处理，

所述显示输出部针对所述工具的每个候补将所述计算部的计算结果或判定结果输出并显示到所述显示部。

8.根据权利要求7所述的加工辅助装置，其特征在于，

所述显示输出部包括：排序部，其按照基于所述计算部的计算结果或判定结果的任意的加工条件，对所述工具的候补进行排序并显示到所述显示部。

9.根据权利要求7或8所述的加工辅助装置，其特征在于，

所述显示输出部包括：筛选部，其使用由所述计算部导出的任意的计算或判定结果进一步筛选所述工具的候补，仅将该筛选出的工具的候补显示到所述显示部。