DE102017221766A1 - Bearbeitungsprogramm-analysevorrichtung, bearbeitungsprogramm-analyseprogramm und bearbeitungsprogramm-analyseverfahren - Google Patents

Abstract

[Aufgabe] Bereitstellung einer Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung, eines Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramms und eines Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahrens, durch die dem Bearbeitungsprogramm nützliche Informationen direkt entnommen und verschiedene Analysen durchgeführt werden können.[Lösungsweg] Aufweisen einer physikalische Größen-Berechnungskomponente 43, die bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenzen des Bearbeitungsprogramms bilden, mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte bestimmte physikalische Größen berechnet, und einer physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45, die bezüglich der physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte eine Clusteranalyse durchführt und dadurch die physikalischen Größen in mehrere Gruppen klassifiziert.

Description

• Hintergrund der Erfindung
• [Technisches Gebiet]
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung, ein Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm und ein Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahren durch die ein Bearbeitungsprogramm für die numerische Steuerung einer Werkzeugmaschine analysiert wird.
• [Stand der Technik]
• Herkömmlich wird z. B. bei der Bearbeitung einer Freiformfläche durch die numerische Steuerung einer Werkzeugmaschine, wie in 38 dargestellt, ein Bearbeitungsprogramm verwendet, das Punktsequenzdaten der Anweisungspunkte (Anweisungspunktsequenzen) umfasst, die den Werkzeugverlauf in winzige Liniensegmente unterteilen. Im Zuge des in den letzten Jahren komplizierter werdenden Bearbeitungsinhalts wird dieses Bearbeitungsprogramm häufig mittels einer CAD/CAM-Vorrichtung erstellt, die sowohl eine CAD (Computer-Aided Design)-Funktion als auch eine CAM (Computer-Aided Manufacturing)-Funktion aufweist.
• Es ist jedoch bekannt, dass es je nach der Leistungsfähigkeit dieser CAD/CAM-Vorrichtung, wie in 39 dargestellt, zu Unregelmäßigkeiten der Anweisungspunktsequenzen des erstellten Bearbeitungsprogramms kommt. Wird dann ein Werkstück mittels eines diese Unregelmäßigkeiten der Anweisungspunktsequenzen enthaltenden Bearbeitungsprogramms bearbeitet, tritt das Problem auf, dass es zu Abweichungen des Werkzeugverlaufs kommt, sodass auf der Bearbeitungsoberfläche Spuren, wie z. B. Kratzer oder Knicke zurückbleiben.
• Als Mittel, um die Qualität, Problempunkte usw. eines Bearbeitungsprogramms zu analysieren, ist z. B. in der JP Patentoffenlegung Nr. 2004-21954 (Patentliteratur 1) ein Verfahren zum Anzeigen einer Werkzeugspur offenbart, das bezüglich der jeweiligen winzigen Liniensegmente der Werkzeugspur eines Bearbeitungsprogramms eine positive, negative oder Null-Neigung zu einer bestimmten Achse beurteilt und mittels eines für die jeweilige Neigung anderen Anzeigeattributs die winzigen Liniensegmente oder Randpunkte der winzigen Liniensegmente anzeigt.
• [Literatur des Standes der Technik]
• [Patentliteratur]
• [Patentliteratur 1] JP Patentoffenlegung Nr. 2004-21954
• Überblick über die Erfindung
• [Technische Aufgabe der Erfindung]
• Bei den Anweisungspunktsequenzen, die in dem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, handelt es sich jedoch lediglich um Positionskoordinaten bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte. Es besteht daher das Problem, dass bei der vorstehenden Patentliteratur 1 zwar für irgendeine bestimmte Achse der Grad der Unebenheiten auf dem Werkzeugverlauf differenziert werden kann, davon abgesehen jedoch dem Bearbeitungsprogramm keine nützlichen Informationen direkt entnommen werden können.
• Es ist z. B. denkbar, dass die Analyse von Informationen darüber, welche Bearbeitungsoberfläche das Werkstück aufweist, das mittels des Bearbeitungsprogramms bearbeitet wird, oder Informationen darüber, ob es bei der Positionsbeziehung zu den Anweisungspunkten der den Werkzeugverlauf umfassenden Umgebung, an die die jeweiligen Anweisungspunkte angrenzen, Unregelmäßigkeiten gibt oder nicht, einen Beitrag zur Verbesserung der Qualität der Bearbeitungsoberfläche leistet. Herkömmlich besteht jedoch das Problem, dass anhand des Bearbeitungsprogramms, das außer den Positionskoordinaten keine weiteren Informationen umfasst, solche Informationen wie vorstehend beschrieben nicht direkt entnommen werden können, sodass nur eine begrenzte Analyse durchgeführt werden kann.
• Die vorliegende Erfindung erfolgte zur Beseitigung dieser Problempunkte und beabsichtigt die Bereitstellung einer Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung, eines Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramms und eines Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahrens, durch die dem Bearbeitungsprogramm nützliche Informationen direkt entnommen und verschiedene Analysen durchgeführt werden können.
• [Mittel zum Lösen der Aufgabe]
• Die Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung der vorliegenden Erfindung weist zur Lösung der Aufgabe, dem Bearbeitungsprogramm direkt nützliche Informationen zu entnehmen und verschiedene Analysen durchzuführen, eine physikalische Größen-Berechnungskomponente, die bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenzen des Bearbeitungsprogramms bilden, mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte bestimmte physikalische Größen berechnet, und eine physikalische Größen-Klassifizierungskomponente auf, die bezüglich der physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte eine Clusteranalyse durchführt, und dadurch die physikalischen Größen in verschiedene Gruppen klassifiziert.
• Als eine Ausführung der vorliegenden Erfindung kann es sich ferner zur Lösung der Aufgabe der Differenzierung, welche Bearbeitungsoberfläche das mittels des Bearbeitungsprogramms bearbeitete Werkstück aufweist, bei der bestimmten physikalischen Größe um irgendeine der durch die folgende Formel (1) definierten Bewegungsgröße, des durch die folgende Formel (2) definierten Winkels oder des durch die folgende Formel (3) definierten Krümmungsradius handeln, und zur Lösung der Aufgabe, unregelmäßige Anweisungspunkte zu extrahieren, kann es sich bei der bestimmten physikalischen Größe um irgendeine der durch die folgende Formel (4) definierten Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, der durch die folgende Formel (5) definierten Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge oder des durch die folgende Formel (6) definierten Verhältnisses der Bewegungsgröße handeln. $${\text{V}}_{\text{i}}={\text{P}}_{\text{i}+1}-{\text{P}}_{\text{i}-1}$$

  

  [Ausdruck 1] $${\text{A}}_{\text{i}}={\text{P}}_{\text{i}+1}-2{\text{P}}_{\text{i}}+{\text{P}}_{\text{i}-1}$$

  

  $${\text{J}}_{\text{i}}={\text{P}}_{\text{i}+1}-3{\text{P}}_{\text{i}}+3{\text{P}}_{\text{i}-1}-{\text{P}}_{\text{i}-2}$$

  

  [Ausdruck 2]
  wobei die jeweiligen Bezugszeichen Folgendes ausdrücken.
• i: Anweisungspunktnummer
• P_i: Positionskoordinaten des i-ten Anweisungspunkts
• V_i: Bewegungsgröße des i-ten Anweisungspunkts
• θ_i: Winkel des i-ten Anweisungspunkts
• ρ_i: Krümmungsradius des i-ten Anweisungspunkts
• c₁: Koeffizient eines n-ten Polynoms ersten Grades, das an die Kurve angenähert ist, die die Bewegung zwischen Pi und P_i+1 zeigt
• c₂: Koeffizient eines n-ten Polynoms zweiten Grades, das an die Kurve angenähert ist, die die Bewegung zwischen Pi und P_i+1 zeigt
• A_i: Bewegungsgrößen-Änderungsmenge des i-ten Anweisungspunkts
• J_i: Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge des i-ten Anweisungspunkts
• k_i: Verhältnis der Bewegungsgröße des i-ten Anweisungspunkts
• Als eine Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es ferner zur Lösung der Aufgabe einer Verbesserung der Analysepräzision möglich, dass die physikalische Größen-Berechnungskomponente bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die durch die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente in dieselbe Gruppe klassifizierten physikalischen Größen aufweisen, physikalische Größen berechnet, die sich von den vorstehenden physikalischen Größen unterscheiden, und die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente mittels einer Clusteranalyse der unterschiedlichen physikalischen Größen eine erneute Klassifizierung in noch mehr Gruppen vornimmt.
• Als eine Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es auch zur Lösung der Aufgabe einer Verbesserung der Analysepräzision möglich, dass die physikalische Größen-Berechnungskomponente bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte die mehreren unterschiedlichen physikalischen Größen berechnet, und die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente mittels einer Clusteranalyse einer aus den mehreren physikalischen Größen bestehenden Gruppe physikalischer Größen eine Klassifizierung der Gruppe physikalischer Größen in mehrere Gruppen vornimmt.
• Als eine Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es ferner zur Lösung der Aufgabe einer Anwendung eines Bearbeitungsprogramms für eine mehrachsige Bearbeitungsmaschine als Gegenstand der Analyse möglich, dass die physikalische Größen-Berechnungskomponente die Funktion aufweist, mittels der Positionskoordinaten der Maschinenposition, die den jeweiligen Anweisungspunkten entsprechen, die physikalischen Größen zu berechnen, falls es sich bei dem Bearbeitungsprogramm um ein Bearbeitungsprogramm für eine mehrachsige Bearbeitungsmaschine handelt, das die Bewegungen einer mehrachsigen Bearbeitungsmaschine steuert, die zumindest zwei lineare Achsen und zumindest eine Rotationsachse aufweist.
• Als eine Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es zur Lösung der Aufgabe, das Analyseergebnis auf den ersten Blick zu erkennen und zu verstehen, auch möglich, dass eine Analyseergebnis-Ausgabekomponente vorgesehen ist, die eine geplottete Darstellung der jeweiligen Anweisungspunkte in einer Form ausgibt, in der die durch die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente klassifizierten Gruppen differenzierbar sind.
• Das Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung verleiht auch zur Lösung der Aufgabe, dem Bearbeitungsprogramm direkt nützliche Informationen zu entnehmen und verschiedene Analysen durchzuführen, einem Computer die Funktionen als physikalische Größen-Berechnungskomponente, die bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenzen des Bearbeitungsprogramms bilden, mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte bestimmte physikalische Größen berechnet, und als physikalische Größen-Klassifizierungskomponente, die bezüglich der physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte eine Clusteranalyse durchführt, durch die die physikalischen Größen in mehrere Gruppen klassifiziert werden.
• Das Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner zur Lösung der Aufgabe, dem Bearbeitungsprogramm direkt nützliche Informationen zu entnehmen und verschiedene Analysen durchzuführen, einen Schritt zur Berechnung physikalischer Größen, in dem bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenzen des Bearbeitungsprogramms bilden, mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte bestimmte physikalische Größe berechnet wird, und einen Schritt zur Klassifizierung physikalischer Größen auf, in dem bezüglich der physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte eine Clusteranalyse durchgeführt wird, durch die die physikalischen Größen in mehrere Gruppen klassifiziert werden.
• [Wirkungen der Erfindung]
• Durch die vorliegende Erfindung können dem Bearbeitungsprogramm nützliche Informationen direkt entnommen und verschiedene Analysen durchgeführt werden.
• Figurenliste
• [1] 1 ist ein Blockbild, das eine Ausführungsform der Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
• [2] 2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Analyseergebnisses zeigt, das bei der vorliegenden Ausführungsform in der Analyseergebnis-Speicherkomponente gespeichert wird.
• [3] 3 ist ein Flussdiagramm, das das Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahren bei der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
• [4] 4 ist eine Darstellung, die den Werkzeugverlauf des in Ausführungsbeispielen 1 bis 5 zum Gegenstand der Analyse gemachten Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts zeigt.
• [5] 5 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 die Definitionsformel der Bewegungsgröße zeigt.
• [6] 6 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 das berechnete Ergebnis der Bewegungsgröße zeigt.
• [7] 7 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 das in drei Gruppen klassifizierte Ergebnis der Bewegungsgröße zeigt.
• [8] 8 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 das Analyseergebnis der Differenzierung der Bearbeitungsoberfläche des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts anhand des Klassifizierungsergebnisses der Bewegungsgröße zeigt.
• [9] 9 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 die Definitionsformel des Winkels zeigt.
• [10] 10 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 das berechnete Ergebnis des Winkels zeigt.
• [11] 11 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 das in zwei Gruppen klassifizierte Ergebnis des Winkels zeigt.
• [12] 12 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 das Ergebnis der Differenzierung der Bearbeitungsoberfläche des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts anhand des Klassifizierungsergebnisses des Winkels zeigt.
• [13] 13 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 die Definitionsformel des Krümmungsradius zeigt.
• [14] 14 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 das berechnete Ergebnis des Krümmungsradius zeigt.
• [15] 15 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 das in zwei Gruppen klassifizierte Ergebnis des Krümmungsradius zeigt.
• [16] 16 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 1 das Ergebnis der Differenzierung der Bearbeitungsoberfläche des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts anhand des Klassifizierungsergebnisses des Krümmungsradius zeigt.
• [17] 17 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 die Definitionsformel der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge zeigt.
• [18] 18 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 das berechnete Ergebnis der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge zeigt.
• [19] 19 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 das in drei Gruppen klassifizierte Ergebnis der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge zeigt.
• [20] 20 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 das Ergebnis der Extraktion unregelmäßiger Anweisungspunkte beim Bearbeitungsprogramm eines Turbinenblatts anhand des Klassifizierungsergebnisses der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge zeigt.
• [21] 21 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 die Definitionsformel der Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge zeigt.
• [22] 22 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 das berechnete Ergebnis der Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge zeigt.
• [23] 23 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 das in drei Gruppen klassifizierte Ergebnis der Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge zeigt.
• [24] 24 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 das Ergebnis der Extraktion der unregelmäßigen Anweisungspunkte beim Bearbeitungsprogramm eines Turbinenblatts anhand des Klassifizierungsergebnisses der Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge zeigt.
• [25] 25 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 die Definitionsformel des Verhältnisses der Bewegungsgröße zeigt.
• [26] 26 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 das berechnete Ergebnis des Verhältnisses der Bewegungsgröße zeigt.
• [27] 27 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 das in zwei Gruppen klassifizierte Ergebnis des Verhältnisses der Bewegungsgröße zeigt.
• [28] 28 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 2 das Ergebnis der Extraktion der unregelmäßigen Anweisungspunkte beim Bearbeitungsprogramm eines Turbinenblatts anhand des Klassifizierungsergebnisses des Verhältnisses der Bewegungsgröße zeigt.
• [29] 29 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 3 das Ergebnis der Extraktion der unregelmäßigen Punkte anhand der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge nach der Differenzierung der Bearbeitungsoberfläche mittels der Bewegungsgröße zeigt.
• [30] 30 ist eine Darstellung, die als Vergleichsbeispiel von Ausführungsbeispiel 3 das Ergebnis der nur mittels der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge vorgenommenen Extraktion der unregelmäßigen Anweisungspunkte beim Bearbeitungsprogramm eines Turbinenblatts zeigt.
• [31] 31 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 4 das berechnete Ergebnis der Position und der Bewegungsgröße zeigt.
• [32] 32 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 4 das Ergebnis der durch die Kombination der Position mit der Bewegungsgröße vorgenommenen Differenzierung der Bearbeitungsoberfläche beim Bearbeitungsprogramm eines Turbinenblatts zeigt.
• [33] 33 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 5 die Positionskoordinaten der Anweisungspunkte zeigt.
• [34] 34 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 5 die Positionskoordinaten der Maschine zeigt.
• [35] 35 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 5 das Klassifizierungsergebnis bezüglich der Bewegungsgröße der Anweisungspunkte bei einer Klassifizierung der Bewegungsgröße der Anweisungspunkte und der Bewegungsgröße der Maschine in vier Gruppen zeigt.
• [36] 36 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 5 das Klassifizierungsergebnis bezüglich der Bewegungsgröße der Maschine bei einer Klassifizierung der Bewegungsgröße der Anweisungspunkte und der Bewegungsgröße der Maschine in vier Gruppen zeigt.
• [37] 37 ist eine Darstellung, die bei Ausführungsbeispiel 5 das Ergebnis der mittels der Bewegungsgröße der Anweisungspunkte und der Bewegungsgröße der Maschine vorgenommenen Differenzierung der Bearbeitungsoberfläche des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts zeigt.
• [38] 38 ist eine Darstellung, die die Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenzen des Bearbeitungsprogramms bilden, und deren Schneidkantenverlauf zeigt.
• [39] 39 ist eine Darstellung, die den Werkzeugverlauf eines Bearbeitungsprogramms zeigt, bei dem unregelmäßige Anweisungspunkte entstanden sind.
• [Beschreibung von Ausführungsformen]
• Im Folgenden wird anhand der Figuren eine Ausführungsform der Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung, des Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramms und des Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
• Die Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform führt bei einem Bearbeitungsprogramm verschiedene Analysen durch, und besteht aus einem allgemeinen Computer wie z. B. einem Personal-Computer, einem Tablet-Computer oder einem Smartphone. Konkret besteht die Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1, wie in 1 dargestellt, hauptsächlich aus einem Anzeige-/Eingabemittel 2 für die Eingabe von Daten und die Anzeige des Analyseergebnisses, einem Speichermittel 3, das einerseits das Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm 1a der vorliegenden Ausführungsform und verschiedene Daten speichert, und andererseits die Funktion als Arbeitsbereich bei der Durchführung der verschiedenen Verarbeitungen durch ein Rechenverarbeitungsmittel 4 hat, und dem Rechenverarbeitungsmittel 4, das durch die Ausführung des in dem Speichermittel 3 installierten Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramms 1a verschiedene Rechenverarbeitungen ausführt. Im Folgenden werden die einzelnen Aufbauten konkret erläutert.
• Im Übrigen wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1 durch einen allgemeinen Computer gebildet, wobei auf diesen Aufbau jedoch keine Beschränkung besteht. Zum Beispiel kann die Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1 auch so aufgebaut sein, dass in einem speziellen Computer, wie einer numerischen Steuervorrichtung, bei der eine Computer-numerische Steuerung (CNC: Computer Numerical Control) möglich ist, oder der vorstehenden CAD/CAM-Vorrichtung die Bearbeitungsprogramm-Analysefunktion gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert wird.
• Das Anzeige-/Eingabemittel 2 wird z. B. aus einem Berührungsbildschirm gebildet, und weist sowohl eine Eingabefunktion als auch eine Anzeigefunktion auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Anzeige-/Eingabemittel 2 eine Eingabefunktion, bei der z. B. der Auswahl der später erwähnten physikalischen Größe oder der Gruppenanzahleinstellung angenommen wird, und eine Anzeigefunktion auf, bei der z. B. das Analyseergebnis des Bearbeitungsprogramms angezeigt wird. Im Übrigen wird bei der vorliegenden Ausführungsform zwar das Anzeige-/Eingabemittel 2 verwendet, das sowohl die Anzeigefunktion als auch die Eingabefunktion aufweist, auf diesen Aufbau besteht jedoch keine Beschränkung, sodass es auch jeweils getrennt ein Anzeigemittel, wie einen nur eine Anzeigefunktion aufweisenden Flüssigkristallbildschirm und ein Eingabemittel, wie eine nur eine Eingabefunktion aufweisende Tastatur oder Maus, aufweisen kann.
• Das Speichermittel 3 besteht z. B. aus einer Festplatte, einem ROM (Read Only Memory), einem RAM (Random Access Memory) und einem Flash-Speicher, speichert einerseits verschiedene Daten und hat andererseits die Funktion als Arbeitsbereich bei der Durchführung der verschiedenen Verarbeitungen durch das Rechenverarbeitungsmittel 4. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Speichermittel 3, wie in 1 dargestellt, eine Programmspeicherkomponente 31, eine Bearbeitungsprogramm-Speicherkomponente 32, eine Analyseergebnis-Speicherkomponente 33 und eine Definitionsformel der physikalischen Größe-Speicherkomponente 34 auf.
• In der Programmspeicherkomponente 31 ist das Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm 1a zum Steuern der Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform installiert. Dadurch, dass das Rechenverarbeitungsmittel 4 das Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm 1a ausführt, werden dann dem Computer als Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1 die Funktionen als die später erwähnten einzelnen Strukturelemente verliehen.
• Im Übrigen ist die Anwendungsform des Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramms 1a nicht auf den obigen Aufbau beschränkt. Zum Beispiel ist es auch möglich, das Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm 1a auf einem nicht-vorübergehenden Speichermedium, das von einem Computer ausgelesen werden kann, wie z. B. einer CD-ROM oder einem USB-Speicher zu speichern und von dem Speichermedium direkt auszulesen und auszuführen. Es kann auch z. B. von einem externen Server beim Cloud-Computing-Verfahren oder ASP (Application Service Provider)-Verfahren benutzt werden.
• Die Bearbeitungsprogramm-Speicherkomponente 32 speichert das zum Analysegegenstand werdende Bearbeitungsprogramm. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient das Bearbeitungsprogramm einer numerischen Steuerung verschiedener Werkzeugmaschinen, das mittels einer CAD/CAM-Vorrichtung erstellt wird. Außerdem beinhaltet das Bearbeitungsprogramm, mit den Zeilennummern in Beziehung gesetzt, die Positionskoordinaten von jeweiligen Anweisungspunkten, die den Werkzeugverlauf in winzige Liniensegmente unterteilen, als Anweisungspunktsequenzen.
• Die Analyseergebnis-Speicherkomponente 33 speichert das Analyseergebnis des Bearbeitungsprogramms. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Analyseergebnis-Speicherkomponente 33, wie in 2 dargestellt, in Form einer Datentabelle aufgebaut, wobei im Hinblick auf die jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenzen des Bearbeitungsprogramms bilden, entlang des Werkzeugverlaufs sequentiell zugeteilte Anweisungspunktnummern, Positionskoordinaten, die durch die jeweiligen Koordinatenwerte der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse ausgedrückt werden, physikalische Größen, die mittels der später erwähnten physikalischen Größen-Berechnungskomponente 43 berechnet werden, und Gruppennummern der durch die später erwähnte physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 klassifizierten Gruppen gespeichert werden.
• Im Übrigen wird bei dem in 2 dargestellten Beispiel die bei Ausführungsbeispiel 1 später erwähnte Bewegungsgröße V_i (= P_i+1 - P_i-1) als eine der physikalischen Größe gespeichert. Außerdem sind die zur Berechnung der physikalischen Größen verwendeten Positionskoordinaten nicht auf Linearachsen (X, Y, Z) beschränkt, sondern es kann sich auch um Rotationsachsen (A, B, C) handeln, oder um eine Kombination aus Linearachsen (X, Y, Z) und Rotationsachsen (A, B, C). Ferner handelt es sich bei der Bewegungsgröße V_i in 2 um eine mittels der Positionskoordinaten der vorderen und hinteren Anweisungspunkte berechnete physikalische Größe, sodass die physikalische Größe bezüglich des ersten und letzten Anweisungspunkts der Anweisungspunktsequenz nicht berechnet und auch nicht einer Gruppen Klassifizierung unterzogen wird.
• Die Definitionsformel der physikalische Größen-Speicherkomponente 34 speichert die Definitionsformel zur Berechnung einer für die Analyse des Bearbeitungsprogramms verwendeten bestimmten physikalischen Größe. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der physikalischen Größe um einen Begriff, der eine physikalische Eigenschaft ausdrückt, wobei sämtliche Größen umfasst sind, deren Messverfahren und Größeneinheit festgelegt sind. Außerdem werden bezüglich der Definitionsformeln gemäß der vorliegenden Erfindung physikalische Größen definiert, die für die jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenzen des Bearbeitungsprogramms bilden, mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte berechnet werden.
• Konkret können als bestimmte physikalische Größen, wie später in Ausführungsbeispielen 1 bis 5 erwähnt, physikalische Größen, wie z. B. die Bewegungsgröße, der Winkel, der Krümmungsradius, die Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, die Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge oder das Verhältnis der Bewegungsgröße verwendet werden. Als Definitionsformeln zum Berechnen dieser physikalischen Größen werden dann die Definitionsformeln z. B. der folgenden Formeln (1) bis (6), mit den physikalischen Größen in Bezug gesetzt, in der Definitionsformel der physikalischen Größe-Speicherkomponente 34 gespeichert. Im Übrigen können in der Definitionsformel der physikalische Größe-Speicherkomponente 34 über das Anzeige-/Eingabemittel 2 beliebige physikalische Größen und deren Definitionsformeln eingestellt werden.
• Als Nächstes ist das Rechenverarbeitungsmittel 4 z. B. aus einer CPU (Central Processing Unit) gebildet, und fungiert, durch das Ausführen des in dem Speichermittel 3 installierten Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm 1a, wie in 1 dargestellt, als Anweisungspunkt-Erwerbskomponente 41, physikalische Größen-Auswahlkomponente 42, physikalische Größen-Berechnungskomponente 43, Gruppenanzahl-Einstellkomponente 44, physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 und Analyseergebnis-Ausgabekomponente 46. Im Folgenden werden die einzelnen Strukturelemente des Rechenverarbeitungsmittels 4 näher erläutert.
• Die Anweisungspunkt-Erwerbskomponente 41 erwirbt von dem Bearbeitungsprogramm die Anweisungspunkte. Bei der vorliegenden Ausführungsform liest die Anweisungspunkt-Erwerbskomponente 41 aus der Bearbeitungsprogramm-Speicherkomponente 32 das Bearbeitungsprogramm aus, erwirbt die Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenz des Bearbeitungsprogramms bilden, und speichert sie der Reihe nach in der Analyseergebnis-Speicherkomponente 33.
• Die physikalische Größen-Auswahlkomponente 42 wählt eine physikalische Größe oder zwei oder mehrere physikalische Größen aus, die für die Analyse des Bearbeitungsprogramms verwendet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt die physikalische Größen-Auswahlkomponente 42, wenn sie die Auswahl einer gewünschten physikalischen Größe aus verschiedenen physikalischen Größen, die vorab in der Definitionsformel der physikalischen Größe-Speicherkomponente 34 vorbereitet wurden, über das Anzeige-/Eingabemittel 2 empfängt, die Klassifizierung der ausgewählten physikalischen Größe der physikalische Größe-Berechnungskomponente 43 zur Verfügung. Außerdem wählt die physikalische Größen-Auswahlkomponente 42 bei der vorliegenden Ausführungsform, wie später erwähnt, für eine Analyse, bei der parallel mehrere unterschiedliche physikalische Größen verwendet werden, zwei oder mehr als zwei physikalische Größen aus.
• Im Übrigen ist die physikalische Größen-Auswahlkomponente 42 nicht auf den obigen Aufbau beschränkt, sondern kann auch so aufgebaut sein, dass vorab bestimmte physikalische Größen mittels einer Voreinstellung ausgewählt werden. Werden außerdem die verwendeten physikalischen Größen stets festgelegt, ist das Vorsehen der physikalische Größen-Auswahlkomponente 42 nicht erforderlich.
• Die physikalische Größen-Berechnungskomponente 43 berechnet die physikalischen Größen bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte. Bei der vorliegenden Ausführungsform liest die physikalische Größen-Berechnungskomponente 43 einerseits aus der Analyseergebnis-Speicherkomponente 33 die Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte aus, die durch die Anweisungspunkt-Erwerbskomponente 41 erworbenen wurden, und andererseits liest sie die Definitionsformeln, die den durch die physikalische Größen-Auswahlkomponente 42 ausgewählten physikalischen Größen entsprechen, aus der physikalische Größen-Speicherkomponente 34 aus. Dann berechnet die physikalische Größen-Berechnungskomponente 43 anhand der ausgelesenen Definitionsformeln mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte die physikalische Größe bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die in der Analyseergebnis-Speicherkomponente 33 gespeichert werden.
• Außerdem weist bei der vorliegenden Ausführungsform die physikalische Größen-Berechnungskomponente 43 die Funktion auf, mittels der Positionskoordinaten der Maschinenposition, die den jeweiligen Anweisungspunkten entspricht, die physikalischen Größen zu berechnen, falls es sich bei dem in der Bearbeitungsprogramm-Speicherkomponente 32 gespeicherten Bearbeitungsprogramm um ein Bearbeitungsprogramm für eine mehrachsige Bearbeitungsmaschine handelt, das die Bewegungen einer mehrachsigen Bearbeitungsmaschine steuert, die zumindest zwei lineare Achsen und zumindest eine Rotationsachse aufweist. Dies wird später mittels Ausführungsbeispiels 5 konkret erwähnt.
• Die Gruppenanzahl-Einstellkomponente 44 dient zur Einstellung der Gruppenanzahl (Clusteranzahl) bei der Clusteranalyse der physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte. Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt die Gruppenanzahl-Einstellkomponente 44, wenn sie über das Anzeige-/Eingabemittel 2 die Eingabe einer gewünschten Gruppenanzahl empfängt, diese eingegebene Gruppenanzahl in die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 ein. Im Übrigen variiert die optimale Gruppenanzahl z. B. je nach den für die Analyse verwendeten physikalischen Größen oder der Form des Werkstücks. Daher kann bei der vorliegenden Ausführungsform die Gruppenanzahl bis zum Erzielen des gewünschten Analyseergebnisses in geeigneter Weise geändert werden.
• Die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 klassifiziert die physikalischen Größen in mehrere Gruppen, indem für die physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte eine Clusteranalyse durchgeführt wird. Bei der vorliegenden Erfindung entspricht die Clusteranalyse einer sogenannten nichthierarchischen Clusteranalyse. Konkret handelt es sich um ein Verfahren der Gruppierung in eine vorab festgelegte Anzahl von Gruppen, bei dem vorab die Anzahl der Gruppen, in die sie klassifiziert werden, festgelegt wird, und solche mit ähnlichen Eigenschaften in die gleiche Gruppe klassifiziert und andere in eine andere Gruppe klassifiziert werden.
• Folglich liest bei der vorliegenden Ausführungsform die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 die physikalische Größen der jeweiligen Anweisungspunkte, die durch die physikalische Größen-Berechnungskomponente 43 berechnet wurden, aus der Analyseergebnis-Speicherkomponente 33 aus, und klassifiziert die physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte mittels der Clusteranalyse so, dass die mittels der Gruppenanzahl-Einstellkomponente 44 eingestellte Gruppenanzahl erhalten wird. Dann speichert die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 die als Klassifizierungsergebnis erhaltenen Gruppennummern, mit den physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte in Beziehung gesetzt, in der Analyseergebnis-Speicherkomponente 33.
• Im Übrigen ist als Algorithmus, der für die Clusteranalyse verwendet wird, unter dem Aspekt der Berechnungszeit und der Analysepräzision, der k-Means-Algorithmus (k-means clustering) bevorzugt, wobei jedoch keine besondere Beschränkung hierauf besteht, und auch ein anderer Clustering-Algorithmus verwendet werden kann, solange es sich um ein Verfahren handelt, mit dem physikalische Größen gruppiert werden können.
• Außerdem weist bei der vorliegenden Ausführungsform die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 die Funktion auf, bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die physikalischen Größen aufweisen, die in dieselbe Gruppe klassifizierten wurden, durch das Durchführen einer Clusteranalyse der physikalischen Größen, die sich von den physikalischen Größen unterscheiden, die für die vorherige Klassifizierung verwendet wurden, eine erneute Klassifizierung in noch mehr Gruppen vorzunehmen. Dadurch verbessert sich die Analyseleistung, da die Anweisungspunktsequenzen durch mehrere unterschiedliche physikalische Größen seriell bewertet werden. Dies wird später mittels Ausführungsbeispiels 3 konkret erwähnt.
• Ferner weist bei der vorliegenden Ausführungsform die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 die Funktion auf, durch das Durchführen einer Clusteranalyse der Gruppe physikalischer Größen, die aus mehreren unterschiedlichen physikalischen Größen besteht, die bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte berechnet wurden, diese Gruppe physikalischer Größen in mehrere Gruppen zu klassifizieren. Dadurch verbessert sich die Analyseleistung, da die Anweisungspunktsequenzen durch die mehreren unterschiedlichen physikalischen Größen parallel bewertet werden. Dies wird später mittels Ausführungsbeispiels 4 konkret erwähnt.
• Die Analyseergebnis-Ausgabekomponente 46 gibt das Klassifizierungsergebnis durch die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 als Analyseergebnis des Bearbeitungsprogramms aus. Bei der vorliegenden Ausführungsform zeigt die Analyseergebnis-Ausgabekomponente 46 die geplottete Darstellung der jeweiligen Anweisungspunkte in einer Form an, in der die durch die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 klassifizierten Gruppen differenzierbar sind. Konkret liest die Analyseergebnis-Ausgabekomponente 46 aus der Analyseergebnis-Speicherkomponente 33 die Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte und die Gruppennummern aus und stellt für die jeweiligen Gruppen mit unterschiedlichen Gruppennummern die Anzeigeform der voneinander differenzierbaren Farben, Formen oder deren Kombination usw. ein. Dann zeigt die Analyseergebnis-Ausgabekomponente 46 auf dem Anzeige-/Eingabemittel 2 an Positionen, die den Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte entsprechen, die geplotteten Punkte der eingestellten Anzeigeform an.
• Im Übrigen können als Verfahren zum Anzeigen des Analyseergebnisses die geplotteten Punkte, die den jeweiligen Anweisungspunkten entsprechen, innerhalb eines XYZ-Raums dreidimensional angezeigt werden, es ist jedoch auch eine zweidimensionale Anzeige in z. B. einer XY-Ebene möglich. Außerdem zeigt die Analyseergebnis-Ausgabekomponente 46 bei der vorliegenden Ausführungsform das Analyseergebnis zwar auf dem Anzeige-/Eingabemittel 2 an, wobei auf diesen Aufbau jedoch keine Einschränkung besteht, sondern es auch möglich ist, das Analyseergebnis auf Papier ausgedruckt auszugeben, solange es sich um eine für den Benutzer verständliche Ausgabeform handelt. Ferner erfolgt bei der vorliegenden Ausführungsform die Ausgabe, um das Analyseergebnis einem Nutzer bereitzustellen, wobei jedoch auch ein Aufbau möglich ist, bei dem die Analyseergebnisse in der Analyseergebnis-Speicherkomponente 33 gesammelt werden, sodass es in diesem Fall nicht erforderlich ist, die Analyseergebnis-Ausgabekomponente 46 vorzusehen.
• Als Nächstes wird anhand von 3 die Arbeitsweise der Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1, des Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramms 1a und des Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahrens der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
• Zunächst werden als Vorstufe der Analyse des Bearbeitungsprogramms mittels der Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform das zum Gegenstand der Analyse werdende Bearbeitungsprogramm in der Bearbeitungsprogramm-Speicherkomponente 32, und die verschiedenen Definitionsformeln in der Definitionsformel der physikalischen Größe-Speicherkomponente 34 gespeichert. Dadurch sind die Vorbereitungen für die Analyse des Bearbeitungsprogramms abgeschlossen.
• Sind die obigen Vorbereitungen abgeschlossen, erwirbt die Anweisungspunkt-Erwerbskomponente 41, wie in 3 dargestellt, zunächst von dem Bearbeitungsprogramm in der Bearbeitungsprogramm-Speicherkomponente 32 die Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenz bilden (Schritt S1). Dadurch werden, wie in 2 dargestellt, die Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte in der Analyseergebnis-Speicherkomponente 33 gespeichert.
• Als Nächstes werden, wenn entsprechend der Auswahlbetätigung eines Operators über das Anzeige-/Eingabemittel 2 die physikalische Größen-Auswahlkomponente 42 eine physikalische Größe oder zwei oder mehr physikalische Größen auswählt (Schritt S2), von der physikalische Größen-Berechnungskomponente 43 bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte die in Schritt S2 ausgewählten physikalischen Größen berechnet (Schritt S3). Dadurch wird, wie in 2 dargestellt, bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte eine physikalische Größe oder eine Gruppe von zwei oder mehr physikalischen Größen in der Analyseergebnis-Speicherkomponente 33 gespeichert.
• Stellt anschließend die Gruppenanzahl-Einstellkomponente 44 die Anzahl der Gruppen für die Klassifizierung der in Schritt S3 berechneten physikalischen Größe (Gruppe) in mehrere Gruppen ein (Schritt S4), klassifiziert die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente 45 diese physikalische Größe (Gruppe) in mehrere Gruppen (Schritt S5), indem sie bezüglich der physikalischen Größe (Gruppe) eine Clusteranalyse durchführt. Dadurch werden, wie in 2 dargestellt, die Anweisungspunkte bei einer ähnlichen physikalischen Größe (Gruppe) mit der gleichen Gruppennummer, und die Anweisungspunkte bei einer nicht ähnlichen physikalischen Größe mit einer anderen Gruppennummer versehen. Durch dieses Klassifizierungsergebnis werden dem Bearbeitungsprogramm nützliche Informationen direkt entnommen, sodass verschiedene Analysen möglich werden.
• Dann wird von der Analyseergebnis-Ausgabekomponente 46 die geplottete Darstellung der jeweiligen Anweisungspunkte in einer Form angezeigt (Schritt S6), in der die klassifizierten Gruppen differenzierbar sind. Dadurch werden Anweisungspunkte, deren Eigenschaften sich entsprechend der Art der physikalischen Größe ähnlich sind, in einer geordneten Form angezeigt, und Anweisungspunkte, deren Eigenschaften sich nicht ähnlich sind, werden in einer anderen Form angezeigt. Handelt es sich z. B. bei der physikalischen Größe um die später in Ausführungsbeispiel 1 erwähnte Bewegungsgröße, den Winkel, den Krümmungsradius o. Ä., wird daher, wie in 8, 12 und 16 dargestellt, mittels der Gruppe von Anweisungspunkten, die in die gleiche Gruppe klassifiziert wurden, die Bearbeitungsoberfläche des durch das Bearbeitungsprogramm zu bearbeitenden Werkstücks differenziert.
• Sind außerdem als physikalische Größe die später in Ausführungsbeispiel 2 erwähnte Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, die Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, das Verhältnis der Bewegungsgröße o. Ä. vorgegeben, treten wie in 20, 24 und 28 dargestellt, Anweisungspunkte von anderen Gruppen innerhalb der Gruppe von Anweisungspunkten, die in die gleiche Gruppe klassifiziert wurden, unregelmäßig/diskontinuierlich in Erscheinung, sodass diese Anweisungspunkte als hinsichtlich ihrer Positionsbeziehung zu den Anweisungspunkten in der Umgebung unregelmäßige Anweisungspunkte extrahiert werden. Werden ferner in Schritt S2 zwei oder mehr physikalische Größen ausgewählt, wird die Analysepräzision verbessert, da die Dimension der physikalischen Größen, wie später bei Ausführungsbeispiel 4 erwähnt, vergrößert wird.
• Im Übrigen erfolgt für den Fall, dass basierend auf dem in Schritt S6 ausgegebenen Analyseergebnis eine Änderung der Gruppenanzahl erforderlich ist (Schritt S7: YES), eine Rückkehr zu Schritt S4, in dem mittels der Gruppenanzahl-Einstellkomponente 44 eine neue Gruppenanzahl eingestellt wird. Dadurch kann entsprechend dem Analyseergebnis in geeigneter Weise die Gruppenanzahl geändert und eine erneute Analyse durchgeführt werden, sodass auch bei vielfältigen physikalischen Größen und einer komplizierten Werkstückform eine optimale Analyse ermöglicht wird.
• Andererseits wird für den Fall, dass eine Änderung der Gruppenanzahl nicht erforderlich ist (Schritt S7: NO), beurteilt, ob für die klassifizierten jeweiligen Gruppen eine erneute Klassifizierung erforderlich ist oder nicht (Schritt S8), wobei die Hauptverarbeitung beendet wird, falls diese nicht erforderlich ist (Schritt S8: NO).
• Andererseits erfolgt für den Fall, dass eine erneute Klassifizierung vorgenommen wird (Schritt S8: YES), eine Rückkehr zu Schritt S2, in dem die physikalische Größen-Auswahlkomponente 42 entsprechend der Auswahloperation des Operators über das Anzeige-/Eingabemittel 2 physikalische Größen, die sich von den zuvor für die Klassifizierung verwendeten physikalischen Größen unterscheiden, auswählt (Schritt S2). Dadurch werden, wie später in Ausführungsbeispiel 3 erwähnt, bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die in die gleiche Gruppe klassifiziert wurden, die Verarbeitungen der obigen Schritte S3 bis S6 erneut ausgeführt, sodass sich die Analysepräzision verbessert.
• Durch die vorstehenden vorliegenden Ausführungsformen werden folgende Wirkungen hervorgerufen:
1. 1. Dem Bearbeitungsprogramm können nützliche Informationen direkt entnommen werden und verschiedene Analysen können durchgeführt werden.
2. 2. Es kann differenziert werden, welche Bearbeitungsoberfläche das durch das Bearbeitungsprogramm zu bearbeitende Werkstück aufweist.
3. 3. Aus den jeweiligen Anweisungspunkten, die die Anweisungspunktsequenz des Bearbeitungsprogramms bilden, können die in ihrer Positionsbeziehung zu den Anweisungspunkten in der Umgebung unregelmäßigen Anweisungspunkte extrahiert werden.
4. 4. Die Qualität der Bearbeitungsoberfläche kann verbessert werden, indem bei der differenzierten Bearbeitungsoberfläche unnatürliche Anweisungspunkte oder unregelmäßige Anweisungspunkte korrigiert werden.
5. 5. Die Analysepräzision kann verbessert werden, indem für unterschiedliche physikalische Größen eine serielle oder eine parallele Clusteranalyse durchgeführt wird.
6. 6. Das Analyseergebnis kann auf den ersten Blick festgestellt und verstanden werden.
• Als Nächstes wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1, des Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramms 1a und des Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
• Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen 1 bis 5 wird als zu analysierendes Bearbeitungsprogramm das Bearbeitungsprogramm eines Turbinenblatts verwendet, bei dem durch ein spiralförmiges Bewegen einer Werkzeug-Schneidkante das Werkstück in einer wie in 4 dargestellten Turbinenblattform ausgeschnitten wird. Außerdem wurde für die Clusteranalyse der k-Means-Algorithmus verwendet. Ferner kann es vorkommen, dass bei der nachfolgenden Erläuterung die ausdrückliche Angabe der Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1 als das die verschiedenen Verarbeitungen ausführende Subjekt ausgelassen ist.
• [Ausführungsbeispiel 1]
• Bei Ausführungsbeispiel 1 erfolgte eine Untersuchung der physikalischen Größe, durch die differenziert werden kann, welche Bearbeitungsoberfläche das durch das Bearbeitungsprogramm zu bearbeitende Werkstück aufweist. Konkret wurden dabei als physikalische Größe, bei der zumindest die Positionskoordinaten der vorderen und hinteren Anweisungspunkte verwendet werden, die durch die nachfolgende Formel (1) definierte Bewegungsgröße, der durch die nachfolgende Formel (2) definierte Winkel, und der durch die nachfolgende Formel (3) definierte Krümmungsradius vorgeschlagen und eine Analyse des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts wurde mittels der jeweiligen physikalischen Größen durchgeführt. Im Folgenden werden die jeweiligen physikalischen Größen konkret erläutert.
• (1) Bewegungsgröße
• Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 wurde als erste physikalische Größe, wie in 5 dargestellt, die Bewegungsgröße V_i des i-ten Anweisungspunkts mittels der folgenden Formel (1) definiert: $${\text{V}}_{\text{i}}={\text{P}}_{\text{i}+1}-{\text{P}}_{\text{i}-1}$$

  

  wobei die jeweiligen Bezugszeichen Folgendes ausdrücken:
• i: Anweisungspunktnummer
• Pi: Positionskoordinate des i-ten Anweisungspunkts
• V_i: Bewegungsgröße des i-ten Anweisungspunkts
• Im Übrigen kann es sich bei der obigen Bewegungsgröße, in Worten definiert, um die Bewegungsrichtung des Werkzeugs an dem Anweisungspunkt handeln (da die Zeit nicht enthalten ist, handelt es sich nicht um die Geschwindigkeit). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 wird die Bewegungsgröße einfach durch die Differenz zu den benachbarten Anweisungspunkten definiert, wobei jedoch auch eine Mittelung über mehrere Blöcke möglich ist, oder bezüglich drei Punkten einschließlich der vorderen und hinteren Anweisungspunkte eine Näherungskurve ermittelt und die Tangentenrichtung dieser Näherungskurve als Bewegungsgröße (Bewegungsrichtung) gegeben werden kann.
• Als Nächstes wurden bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts mittels der obigen Formel (1) die drei Bewegungsgrößen (Vx, Vy, Vz) für die jeweiligen Achsen XYZ berechnet. Das Ergebnis hiervon ist in 6 dargestellt. Im Übrigen werden die Bewegungsgrößen (Vx, Vy, Vz) pro jeweilige Achse an dem i-ten Anweisungspunkt mittels der Positionskoordinaten (Px_i+1, Py_i+1, Pz_i+1) des i+1-ten Anweisungspunkts und der Positionskoordinaten (Px_i-1, Py_i-1, Pz_i-1) des i-1-ten Anweisungspunkts durch die folgenden Formeln (1-1) bis (1-3) ausgedrückt: $${\text{Vx}}_{\text{i}}={\text{Px}}_{\text{i}+1}-{\text{Px}}_{\text{i}-1}$$

  

  $${\text{Vy}}_{\text{i}}={\text{Py}}_{\text{i}+1}-{\text{Py}}_{\text{i}-1}$$

  

  $${\text{Vz}}_{\text{i}}={\text{Pz}}_{\text{i}+1}-{\text{Pz}}_{\text{i}-1}$$

  
• Dann wurde die Bewegungsgröße in drei Gruppen klassifiziert, indem für die berechneten Bewegungsgrößen eine Clusteranalyse durchgeführt wurde. Das Klassifizierungsergebnis hiervon ist in 7 dargestellt. Außerdem ist das auf diesem Klassifizierungsergebnis basierend ausgegebene Analyseergebnis in 8 dargestellt. Im Übrigen handelt es sich bei dem Klassifizierungsergebnis und dem Analyseergebnis bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 und den später erwähnten Ausführungsbeispielen 2 bis 5 um die Anzeige einer Auswahl von bestimmten Anweisungspunkten innerhalb der XY-Ebene aus den jeweiligen Anweisungspunkten, die die Anweisungspunktsequenz des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts bilden.
• Wie in 7 dargestellt, wurde die Verteilung der Bewegungsgröße in drei Gruppen klassifiziert, sodass sie in eine erste Gruppe (Zeichen O), die in der Nähe des Nullpunkts verteilt ist, eine zweite Gruppe (Zeichen Δ), die innerhalb des ersten Quadranten verteilt ist, und eine dritte Gruppe (Zeichen x), die in dem dritten Quadranten verteilt ist, klassifiziert wurde. Dann wurden an den Positionen, die den Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte entsprechen, die klassifizierten Gruppen in einer differenzierbaren Form geplottet angezeigt, sodass wie in 8 dargestellt, als Bearbeitungsoberfläche des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts die Kantenfläche (Zeichen O), die Turbinenblattoberfläche (Zeichen x) und die Turbinenblattunterseite (Zeichen Δ) klar differenziert wurden.
• (2) Winkel
• Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 wurde als zweite physikalische Größe, wie in 9 dargestellt, der Winkel θ_i des i-ten Anweisungspunkts mittels der folgenden Formel (2) definiert:
  [Ausdruck 3]
  wobei die jeweiligen Bezugszeichen Folgendes ausdrücken:

i:

Anweisungspunktnummer

P_i:

Positionskoordinate des i-ten Anweisungspunkts

θ_i:

Winkel des i-ten Anweisungspunkts

• Als Nächstes wurde bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts mittels der obigen Formel (2) der Winkel θ berechnet. Das Ergebnis hiervon ist in 10 dargestellt. Dann wurde der berechnete Winkel in zwei Gruppen klassifiziert, indem für diesen Winkel eine Clusteranalyse durchgeführt wurde. Das Klassifizierungsergebnis hiervon ist in 11 dargestellt. Außerdem ist das auf diesem Klassifizierungsergebnis basierend ausgegebene Analyseergebnis in 12 dargestellt. Im Übrigen zeigt in 11 die X-Achse des Graphs den Winkel θ (theta) und die Y-Achse zeigt die Häufigkeit (frequency) der Anweisungspunkte.
• Wie in 11 dargestellt, wurde die Verteilung des Winkels in zwei Gruppen klassifiziert, sodass sie in eine erste Gruppe mit einer nach links geneigten Schraffierung und eine zweite Gruppe mit einer nach rechts geneigten Schraffierung klassifiziert wurde. Dann wurden an den Positionen, die den Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte entsprechen, die klassifizierten Gruppen in einer differenzierbaren Form geplottet angezeigt, sodass wie in 12 dargestellt, als Bearbeitungsoberfläche des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts die Kantenfläche (Zeichen O) und die Turbinenblattoberfläche/-unterseite (Zeichen Δ) klar differenziert.
• (3) Krümmungsradius
• Bei der Definition des Krümmungsradius, bei dem es sich um die dritte physikalische Größe handelt, wurde zunächst, wie in 13 dargestellt, basierend auf den vier Anweisungspunkten P_i-1, P_i, P_i+1, P_i+2, die die Anweisungspunktsequenz des Bearbeitungsprogramms bilden, an eine Kurve, die die Bewegung zwischen P_i und P_i+1 zeigt, das in der folgenden Formel dargestellte n-te Polynom (n = eine beliebige natürliche Zahl) angenähert.
  [Ausdruck 4]
  wobei die jeweiligen Bezugszeichen Folgendes ausdrücken:
• i: Anweisungspunktnummer
• c_i: Koeffizient
• u: Parameter
• C(u): n-tes Polynom, das an die Kurve, die die Bewegung zwischen P_i und P_i+1 zeigt, angenähert wurde
• Dann wurde der Krümmungsradius ρ_i am i-ten Anweisungspunkt mittels der folgenden Formel (3) definiert:
  [Ausdruck 5]
• Im Übrigen wird die obige Formel (3), wie in 13 dargestellt, als Wert, der durch Division des Quadrats der ersten Ableitung von C(0) durch die zweite Ableitung von C(0) erhalten wird, definiert. Außerdem wird der obige Koeffizient c_i mittels einer Regressionsanalyse, z. B. der Methode der kleinsten Quadrate berechnet. Ferner kann bei dem obigen Annäherungsverfahren zwar ein beliebiger Grad verwendet werden, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 wurde jedoch C(u) = c₃u³ + c₂u² + c₁u + c₀, also ein Annäherungsverfahren dritten Grades (n = 3) verwendet.
• Als Nächstes wurde bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts mittels der obigen Formel (3) der Krümmungsradius ρ berechnet. Das Ergebnis hiervon ist in 14 dargestellt. Dann wurde der berechnete Krümmungsradius in zwei Gruppen klassifiziert, indem für diesen Krümmungsradius eine Clusteranalyse durchgeführt wurde. Das Klassifizierungsergebnis hiervon ist in 15 dargestellt. Außerdem ist das auf diesem Klassifizierungsergebnis basierend ausgegebene Analyseergebnis in 16 dargestellt. Im Übrigen zeigt in 15 die X-Achse des Graphs den Krümmungsradius (radius) und die Y-Achse zeigt die Häufigkeit (frequency) der Anweisungspunkte.
• Wie in 15 dargestellt, wurde die Verteilung des Krümmungsradius in zwei Gruppen klassifiziert, sodass sie in eine erste Gruppe mit einer nach links geneigten Schraffierung und eine zweite Gruppe mit einer nach rechts geneigten Schraffierung klassifiziert wurde. Dann wurden an den Positionen, die den Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte entsprechen, die klassifizierten Gruppen in einer differenzierbaren Form geplottet angezeigt, sodass wie in 16 dargestellt, als Bearbeitungsoberfläche des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts die Kantenfläche (Zeichen O) und die Turbinenblattoberfläche/-unterseite (Zeichen Δ) klar differenziert.
• Durch das Vorstehende wurde gezeigt, dass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 durch die Verwendung der in den obigen Formeln (1) bis (3) definierten Bewegungsgröße, des Winkels oder des Krümmungsradius als physikalische Größen, differenziert werden kann, zu welcher Bearbeitungsoberfläche des durch das Bearbeitungsprogramm zu bearbeitenden Werkstücks die jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenz dieses Bearbeitungsprogramms bilden, gehören.
• [Ausführungsbeispiel 2]
• Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 erfolgte eine Untersuchung der physikalischen Größen, durch die aus den jeweiligen Anweisungspunkten, die die Anweisungspunktsequenz des Bearbeitungsprogramms bilden, die in ihrer Positionsbeziehung zu den Anweisungspunkten in der Umgebung unregelmäßigen Anweisungspunkte extrahiert werden können. Konkret wurden dabei als physikalische Größe, bei der zumindest die Positionskoordinaten der vorderen und hinteren Anweisungspunkte verwendet werden, die durch die nachfolgende Formel (4) definierte Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, die durch die nachfolgende Formel (5) definierte Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, und das durch die nachfolgende Formel (6) definierte Verhältnis der Bewegungsgröße vorgeschlagen und eine Analyse des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts wurde mittels der jeweiligen physikalischen Größen durchgeführt. Im Folgenden werden die jeweiligen physikalischen Größen konkret erläutert.
• (4) Bewegungsgrößen-Änderungsmenge
• Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 wurde als vierte physikalische Größe, wie in 17 dargestellt, die Bewegungsgrößen-Änderungsmenge A_i des i-ten Anweisungspunkts mittels der folgenden Formel (4) definiert: $${\text{A}}_{\text{i}}={\text{P}}_{\text{i}+1}-2{\text{P}}_{\text{i}}+{\text{P}}_{\text{i}-1}$$

  

  wobei die jeweiligen Bezugszeichen Folgendes ausdrücken:
• i: Anweisungspunktnummer
• P_i: Positionskoordinate des i-ten Anweisungspunkts
• A_i: Bewegungsgrößen-Änderungsmenge des i-ten Anweisungspunkts
• Als Nächstes wurden bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts mittels der obigen Formel (4) die drei Bewegungsgrößen-Änderungsmengen (Ax, Ay, Az) für die jeweiligen Achsen XYZ berechnet. Das Ergebnis hiervon ist in 18 dargestellt. Im Übrigen werden die Bewegungsgrößen-Änderungsmengen (Ax, Ay, Az) pro jeweilige Achse an dem i-ten Anweisungspunkt mittels der Positionskoordinaten (Px_i+1, Py_i+1, Pz_i+1) des i+1-ten Anweisungspunkts, der Positionskoordinaten (Px_i, Py_i, Pz_i) des i-ten Anweisungspunkts und der Positionskoordinaten (Px_i-1, Py_i-1, Pz_i-1) des i-1-ten Anweisungspunkts durch die folgenden Formeln (4-1) bis (4-3) ausgedrückt: $${\text{Ax}}_{\text{i}}={\text{Px}}_{\text{i}+1}-2{\text{Px}}_{\text{i}}+{\text{Px}}_{\text{i-}1}$$

  

  $${\text{Ay}}_{\text{i}}={\text{Py}}_{\text{i}+1}-2{\text{Py}}_{\text{i}}+{\text{Py}}_{\text{i-}1}$$

  

  $${\text{Az}}_{\text{i}}={\text{Pz}}_{\text{i}+1}-2{\text{Pz}}_{\text{i}}+{\text{Pz}}_{\text{i-}1}$$

  
• Dann wurden die berechneten Bewegungsgrößen-Änderungsmengen in drei Gruppen klassifiziert, indem für diese Bewegungsgrößen-Änderungsmengen eine Clusteranalyse durchgeführt wurde. Das Klassifizierungsergebnis hiervon ist in 19 dargestellt. Außerdem ist das auf diesem Klassifizierungsergebnis basierend ausgegebene Analyseergebnis in 20 dargestellt.
• Wie in 19 dargestellt, wurde die Verteilung der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge in drei Gruppen klassifiziert, sodass sie in eine erste Gruppe (Zeichen O), die in der Nähe des Nullpunkts verteilt ist, eine zweite Gruppe (Zeichen Δ), die innerhalb des ersten Quadranten verteilt ist, und eine dritte Gruppe (Zeichen x), die in dem dritten Quadranten verteilt ist, klassifiziert wurde. Dann wurden an den Positionen, die den Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte entsprechen, die klassifizierten Gruppen in einer differenzierbaren Form geplottet angezeigt, sodass wie in 20 dargestellt, innerhalb der Anweisungspunktgruppe der ersten Gruppe (Zeichen O) die Anweisungspunkte der zweiten Gruppe (Zeichen Δ) und der dritten Gruppe (Zeichen x) unregelmäßig und diskontinuierlich verstreut vorliegen, die als unregelmäßige Anweisungspunkte klar extrahiert wurden.
• (5) Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge
• Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 wurde als fünfte physikalische Größe, wie in 21 dargestellt, die Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge Ji des i-ten Anweisungspunkts mittels der folgenden Formel (5) definiert: $${\text{J}}_{\text{i}}={\text{P}}_{\text{i+1}}-3{\text{P}}_{\text{i}}+3{\text{P}}_{\text{i-1}}-{\text{P}}_{\text{i-}2}$$

  

  wobei die jeweiligen Bezugszeichen Folgendes ausdrücken:
• i: Anweisungspunktnummer
• P_i: Positionskoordinate des i-ten Anweisungspunkts
• J_i: Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge des i-ten Anweisungspunkts
• Als Nächstes wurden bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts mittels der obigen Formel (5) die drei Änderungsmengen der Bewegungsgrößen-Änderungsmengen (Jx, Jy, Jz) für die jeweiligen Achsen XYZ berechnet. Das Ergebnis hiervon ist in 22 dargestellt. Im Übrigen werden die Änderungsmengen der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge (Jx, Jy, Jz) pro jeweilige Achse an dem i-ten Anweisungspunkt mittels der Positionskoordinaten (Px_i+1, Py_i+1, Pz_i+1) des i+1-ten Anweisungspunkts, der Positionskoordinaten (Px_i, Py_i, Pz_i) des i-ten Anweisungspunkts, der Positionskoordinaten (Px_i-1, Py_i-1, Pz_i-1) des i-1-ten Anweisungspunkts und der Positionskoordinaten (P1_i-2, Py_i-2, Pz_i-2) des i-2-ten Anweisungspunkts durch die folgenden Formeln (5-1) bis (5-3) ausgedrückt: $${\text{Jx}}_{\text{i}}={\text{Px}}_{\text{i}+1}-3{\text{Px}}_{\text{i}}+3{\text{Px}}_{\text{i}-1}-{\text{Px}}_{\text{i}-2}$$

  

  $${\text{Jy}}_{\text{i}}={\text{Py}}_{\text{i}+1}-3{\text{Py}}_{\text{i}}+3{\text{Py}}_{\text{i}-1}-{\text{Py}}_{\text{i}-2}$$

  

  $${\text{Jz}}_{\text{i}}={\text{Pz}}_{\text{i}+1}-3{\text{Pz}}_{\text{i}}+3{\text{Pz}}_{\text{i}-1}-{\text{Pz}}_{\text{i}-2}$$

  
• Dann wurden die berechneten Änderungsmengen der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge in drei Gruppen klassifiziert, indem für diese Änderungsmengen der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge eine Clusteranalyse durchgeführt wurde. Das Klassifizierungsergebnis hiervon ist in 23 dargestellt. Außerdem ist das auf diesem Klassifizierungsergebnis basierend ausgegebene Analyseergebnis in 24 dargestellt.
• Wie in 23 dargestellt, wurde die Verteilung der Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge in drei Gruppen klassifiziert, sodass sie in eine erste Gruppe (Zeichen O), die in der Nähe des Nullpunkts verteilt ist, eine zweite Gruppe (Zeichen Δ), die innerhalb des ersten Quadranten verteilt ist, und eine dritte Gruppe (Zeichen x), die in dem dritten Quadranten verteilt ist, klassifiziert wurde. Dann wurden an den Positionen, die den Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte entsprechen, die klassifizierten Gruppen in einer differenzierbaren Form geplottet angezeigt, sodass wie in 24 dargestellt, innerhalb der Anweisungspunktgruppe der ersten Gruppe (Zeichen O) die Anweisungspunkte der zweiten Gruppe (Zeichen Δ) und der dritten Gruppe (Zeichen x) unregelmäßig und diskontinuierlich verstreut vorliegen, die als unregelmäßige Anweisungspunkte klar extrahiert wurden.
• Verhältnis der Bewegungsgröße
• Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 wurde als sechste physikalische Größe, wie in 25 dargestellt, das Verhältnis k_i der Bewegungsgröße des i-ten Anweisungspunkts mittels der folgenden Formel (6) definiert:
  [Ausdruck 6]
  wobei die jeweiligen Bezugszeichen Folgendes ausdrücken:
• i: Anweisungspunktnummer
• P_i: Positionskoordinate des i-ten Anweisungspunkts
• k_i: Verhältnis der Bewegungsgröße des i-ten Anweisungspunkts
• Als Nächstes wurde bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts mittels der obigen Formel (6) das Verhältnis k der Bewegungsgröße berechnet. Das Ergebnis hiervon ist in 26 dargestellt. Dann wurde das berechnete Verhältnis der Bewegungsgröße in zwei Gruppen klassifiziert, indem für dieses Verhältnis der Bewegungsgrößen eine Clusteranalyse durchgeführt wurde. Das Klassifizierungsergebnis hiervon ist in 27 dargestellt. Außerdem ist das auf diesem Klassifizierungsergebnis basierend ausgegebene Analyseergebnis in 28 dargestellt. Im Übrigen zeigt in 27 die X-Achse des Graphs das Verhältnis (ratio) der Bewegungsgröße und die Y-Achse zeigt die Häufigkeit (frequency) der Anweisungspunkte.
• Wie in 27 dargestellt, wurde die Verteilung des Verhältnisses der Bewegungsgröße in zwei Gruppen klassifiziert, sodass sie in eine erste Gruppe mit einer nach links geneigten Schraffierung und eine zweite Gruppe mit einer nach rechts geneigten Schraffierung klassifiziert wurde. Dann wurden an den Positionen, die den Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte entsprechen, die klassifizierten Gruppen in einer differenzierbaren Form geplottet angezeigt, sodass wie in 28 dargestellt, innerhalb der Anweisungspunktgruppe der zweiten Gruppe (Zeichen O) die Anweisungspunkte der ersten Gruppe (Zeichen Δ) unregelmäßig und diskontinuierlich verstreut vorliegen, die als unregelmäßige Anweisungspunkte klar extrahiert wurden.
• Durch das Vorstehende wurde gezeigt, dass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 durch die Verwendung der in den obigen Formeln (4) bis (6) definierten Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, der Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge oder des Verhältnisses der Bewegungsgröße als physikalische Größen aus den jeweiligen Anweisungspunkten, die die Anweisungspunktsequenz des Bearbeitungsprogramms bilden, die in ihrer Positionsbeziehung zu den Anweisungspunkten in der Umgebung unregelmäßigen Anweisungspunkte extrahiert werden können. Außerdem wurde gezeigt, dass gemäß Ausführungsbeispiel 1 und Ausführungsbeispiel 2 durch die geeignete Auswahl der physikalischen Größen verschiedene Analyseergebnisse erzielt werden können.
• Da sich die Anweisungspunkte auf dem Werkzeugverlauf in bestimmten Zeitabständen bewegen, entspricht im Übrigen die mit der Zeit dividierte obige Bewegungsgröße der Geschwindigkeit. In diesem Fall kann gesagt werden, dass die Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, bei der es sich um die Differenz der Bewegungsgröße handelt, der Beschleunigung entspricht, und die Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, bei der es sich um die Differenz der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge handelt, dem Beschleunigungsruck (Ruck) entspricht. Folglich werden durch eine Analyse, die die Bewegungsgrößen-Änderungsmenge verwendet, abnormale Stellen der Beschleunigung in dem Bearbeitungsprogramm als unregelmäßige Anweisungspunkte extrahiert, und durch eine Analyse, die die Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge verwendet, abnormale Stellen des Beschleunigungsrucks in dem Bearbeitungsprogramm als unregelmäßige Anweisungspunkte extrahiert.
• [Drittes Ausführungsbeispiel]
• Bei Ausführungsbeispiel 3 wurde untersucht, welcher Einfluss auf das Analyseergebnis ausgeübt wird, wenn unterschiedliche physikalische Größen seriell kombiniert eine Clusteranalyse durchgeführt wird. Im Übrigen ist mit seriell gemeint, dass für jede der jeweiligen Gruppen, die mittels bestimmter physikalischer Größen in die gleiche Gruppe klassifiziert wurde, mittels einer anderen physikalischen Größe als dieser physikalischen Größe eine weitere Gruppierung erfolgt.
• Konkret wurde zunächst, wie bei Ausführungsbeispiel 1, die Bewegungsgröße bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts berechnet und eine Klassifizierung in drei Gruppen (Kantenfläche, Turbinenblattoberfläche, Turbinenblattunterseite) vorgenommen, indem eine Clusteranalyse durchgeführt wurde. Anschließend wurde für die jeweiligen Anweisungspunkte, die von diesen drei Gruppen in irgendeine Gruppe (Fläche) klassifiziert wurden, die Bewegungsgrößen-Änderungsmenge berechnet, eine Clusteranalyse durchgeführt und dann eine Klassifizierung in weitere drei Gruppen (Zeichen O, Zeichen Δ, Zeichen x) vorgenommen. Das Ergebnis der auf diesem Klassifizierungsergebnis basierend vorgenommenen Extraktion der unregelmäßigen Anweisungspunkte ist in 29 dargestellt.
• Andererseits wurden als Vergleichsbeispiel bezüglich der gleichen Anweisungspunktsequenz, die in 29 analysiert wurde, wie bei Ausführungsbeispiel 2, nur mittels der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge unregelmäßige Anweisungspunkte extrahiert. Das Ergebnis hiervon ist in 30 dargestellt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 3, bei dem, wie in 29 dargestellt, begrenzt auf irgendeine der Bearbeitungsoberflächen unregelmäßige Anweisungspunkte extrahiert wurden, wurden zahlreiche unregelmäßige Anweisungspunkte (Zeichen Δ, Zeichen x) extrahiert, die bei dem in 30 dargestellten Vergleichsbeispiel nicht extrahiert wurden, sodass ersichtlich ist, dass die Extraktionspräzision verbessert wurde. Im Übrigen ist anzunehmen, dass unter Berücksichtigung der Eigenschaften der physikalischen Größen auch mittels einer Kombination anderer physikalischer Größen die gleiche Wirkung erzielt wird.
• Durch das Vorstehende wurde gezeigt, dass gemäß Ausführungsbeispiel 3 die Analysepräzision verbessert wird, indem unterschiedliche physikalische Größen seriell kombiniert eine Clusteranalyse durchgeführt wird.
• [Ausführungsbeispiel 4]
• Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 wurde untersucht, welcher Einfluss auf das Analyseergebnis ausgeübt wird, wenn unterschiedliche physikalische Größen parallel kombiniert eine Clusteranalyse durchgeführt wird. Im Übrigen ist mit parallel gemeint, dass eine Gruppierung mittels einer durch mehrere unterschiedliche physikalische Größen höher dimensionierten Gruppe physikalischer Größen erfolgt.
• Konkret wurde zunächst bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts eine aus Positionskoordinaten und Bewegungsgrößen bestehende sechsdimensionale Gruppe physikalischer Größen (Px, Py, Pz, Vx, Vy, Vz) berechnet. Das Ergebnis hiervon ist in 31 dargestellt. Dann wurde für diese sechsdimensionale Gruppe physikalischer Größen (Px, Py, Pz, Vx, Vy, Vz) eine Clusteranalyse durchgeführt und eine Klassifizierung in vier Gruppen (Zeichen O, Zeichen Δ, Zeichen x, Zeichen ◇) vorgenommen. Das Ergebnis der auf diesem Klassifizierungsergebnis basierend differenzierten Bearbeitungsoberfläche ist dann in 32 dargestellt.
• Wie in 32 dargestellt, wurde bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 4, bei dem die Bearbeitungsoberfläche durch die höherdimensionierten physikalischen Größen differenziert wurde, die linke Kantenfläche (Zeichen O) und die rechte Kantenfläche (Zeichen x) unterschieden, die bei 8, bei der nur mittels der Bewegungsgröße eine Differenzierung der Bearbeitungsoberfläche erfolgte, nicht unterschieden werden konnten, sodass die Differenzierungspräzision verbessert wurde. Im Übrigen ist anzunehmen, dass unter Berücksichtigung der Eigenschaften der physikalischen Größen auch mittels einer Kombination anderer physikalischer Größen die gleiche Wirkung erzielt wird.
• Durch das Vorstehende wurde gezeigt, dass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 die Analysepräzision verbessert wird, indem unterschiedliche physikalische Größen parallel kombiniert eine Clusteranalyse durchgeführt wird. Außerdem wurde gezeigt, dass auch die Positionskoordinaten (Px, Py, Pz) der Anweisungspunkte, deren physikalische Größen berechnet werden sollen, selbst als physikalische Größen verwendet werden können.
• [Ausführungsbeispiel 5]
• Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 wurde untersucht, ob eine Anwendung eines Bearbeitungsprogramms für eine mehrachsige Bearbeitungsmaschine als Gegenstand der Analyse möglich ist. Im Übrigen steuert das Bearbeitungsprogramm für eine mehrachsige Bearbeitungsmaschine die Bewegungen einer mehrachsigen Bearbeitungsmaschine, die zumindest zwei lineare Achsen und zumindest eine Rotationsachse aufweist. Außerdem wurde bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 als Bearbeitungsprogramm für eine mehrachsige Bearbeitungsmaschine ein Bearbeitungsprogramm für eine fünfachsige Bearbeitungsmaschine verwendet.
• Im Übrigen erfolgt bei der Bearbeitung einer mehrachsigen Bearbeitungsmaschine im Allgemeinen eine Bearbeitung mittels einer numerischen Steuerungsfunktion, die als Steuerung des Werkzeugspitzenpunkts bezeichnet wird. Bei dieser Steuerung des Werkzeugspitzenpunkts handelt es sich um eine Funktion einer Steuerung, bei der sich der Haltungsänderung des Werkzeugs entsprechend die Schneidkante stets entlang des angewiesenen Verlaufs bewegt. Aus diesem Grund unterscheiden sich die Positionskoordinaten der tatsächlichen Position (im Folgenden als Maschinenposition bezeichnet) der jeweiligen Achsen, aus denen die mehrachsige Bearbeitungsmaschine besteht, von den Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte, aus denen die Anweisungspunktsequenz des Bearbeitungsprogramms besteht.
• Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 wurden daher zunächst die Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte, aus denen die Anweisungspunktsequenz des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts besteht, und die Positionskoordinaten der diesen jeweiligen Anweisungspunkten entsprechenden tatsächlichen Maschinenposition vorbereitet. Diese Positionskoordinaten der Anweisungspunkte und Positionskoordinaten der Maschinenposition sind jeweils in 33 und 34 dargestellt.
• Als Nächstes wurden die Bewegungsgröße Vp_i des i-ten Anweisungspunkts und die diesem Anweisungspunkt entsprechende tatsächliche Bewegungsgröße Vmi der Maschine jeweils mittels der folgenden Formeln (7) und (8) definiert und die jeweiligen Bewegungsgrößen wurden berechnet. $${\text{Vp}}_{\text{i}}={\text{Pp}}_{\text{i}+1}-{\text{Pp}}_{\text{i}-1}$$

  

  $${\text{Vm}}_{\text{i}}={\text{Pm}}_{\text{i}+1}-{\text{Pm}}_{\text{i}-1}$$

  

  wobei die jeweiligen Bezugszeichen Folgendes ausdrücken:
• i: Anweisungspunktnummer
• Pp_i: Positionskoordinaten des i-ten Anweisungspunkts
• Vp_i: Bewegungsgröße des i-ten Anweisungspunkts
• Pm_i: Positionskoordinaten der i-ten Maschinenposition
• Vm_i: Bewegungsgröße der i-ten Maschine
• Anschließend wurde für die berechnete sechsdimensionale Gruppe physikalischer Größen (Vpx, Vpy, Vpz, Vmx, Vmy, Vmz) eine Clusteranalyse durchgeführt, durch die diese Gruppe physikalischer Größen in vier Gruppen (Zeichen O, Zeichen Δ, Zeichen x, Zeichen ◇) klassifiziert wurde. Von diesen Klassifizierungsergebnissen ist das Ergebnis bezüglich der Bewegungsgrößen der Anweisungspunkte in 35 und das Ergebnis bezüglich der Bewegungsgröße der Maschine in 36 dargestellt.
• Dann wurden aufgrund der obigen Klassifizierungsergebnisse an den Positionen, die den Positionskoordinaten der jeweiligen Anweisungspunkte entsprechen, die klassifizierten Gruppen in einer differenzierbaren Form geplottet angezeigt, sodass wie in 37 dargestellt, als Bearbeitungsoberfläche des Bearbeitungsprogramms eines Turbinenblatts die Turbinenblattoberfläche (Zeichen ◇), die Turbinenblattunterseite (Zeichen Δ), die rechte Seite der jeweiligen Kantenflächen (Zeichen O) und die linke Seite der jeweiligen Kantenflächen (Zeichen x) klar identifiziert wurden. Im Übrigen ist anzunehmen, dass unter Berücksichtigung der Eigenschaften der physikalischen Größen auch mittels einer Kombination anderer physikalischer Größen die gleiche Wirkung erzielt wird.
• Durch das Vorstehende wurde gezeigt, dass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 für die Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1, das Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm 1a und das Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auch ein Bearbeitungsprogramm für eine mehrachsige Bearbeitungsmaschine als Analysegegenstand angewandt werden kann. Außerdem wurde gezeigt, dass physikalische Größen verwendet werden können, die mittels der Positionskoordinaten der Maschinenposition, die aus den Positionskoordinaten der Anweisungspunkte konvertiert wurden, berechnet wurden.
• Im Übrigen sind die Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung 1, das Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm 1a und das Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern können in geeigneter Weise modifiziert werden.
• Zum Beispiel wurden bei der obigen vorliegenden Ausführungsform als zumindest mittels der Positionskoordinaten der vorherigen und nachfolgenden Anweisungspunkte berechnete physikalische Größen die mittels der obigen Formeln (1) bis (6) definierten physikalische Größen als Beispiele angeführt, wobei hierauf jedoch keine Beschränkung besteht, und es genügt, wenn die physikalische Größe der jeweiligen Anweisungspunkte mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte berechnet wird. Konkret kann auch eine physikalische Größe verwendet werden, die wie bei Ausführungsbeispiel 4 oben angeführt, mit den Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts selbst oder wie bei der bezüglich dieses Anweisungspunkts berechneten Bearbeitungsreaktionskraft usw., mittels der Positionskoordinaten eines einzigen Anweisungspunkts berechnet wurde. Außerdem kann die physikalische Größe auch, wie bei Ausführungsbeispiel 5 oben angeführt, mittels der Positionskoordinaten der Maschinenposition, die aus den Positionskoordinaten der Anweisungspunkte konvertiert wurden, berechnet wurden, berechnet werden. Ferner können als Anweisungspunkte, die für die Berechnung der physikalischen Größe verwendet werden, abgesehen von den Anweisungspunkten vor und hinter diesem Anweisungspunkt, auch Anweisungspunkte, die nicht an dem Anweisungspunkt angrenzen, streuend verwendet werden.
• Außerdem ist zwar bei den obigen jeweiligen Ausführungsbeispielen ein Bearbeitungsprogramm eines Turbinenblatts oder ein Bearbeitungsprogramm für eine fünfachsige Bearbeitungsmaschine als Gegenstand zu analysieren, wobei jedoch auch ein Bearbeitungsprogramm zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einer anderen Form oder ein Bearbeitungsprogramm für eine andere mehrachsige Bearbeitungsmaschine gleicherweise analysiert werden kann.
• Außerdem erfolgt bei den obigen Ausführungsbeispielen 3 bis 5 eine Analyse, indem zwei unterschiedliche physikalische Größen seriell oder parallel kombiniert wurden, wobei jedoch die Kombination der physikalischen Größen nicht auf die Kombinationen in den jeweiligen Ausführungsbeispielen beschränkt ist, sondern auch eine Analyse möglich ist, bei der drei oder mehr als drei unterschiedliche physikalische Größen seriell oder parallel kombiniert werden.
• Bezugszeichenliste

1

Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung

1a

Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm

2

Anzeige-/Eingabemittel

3

Speichermittel

4

Rechenverarbeitungsmittel

31

Programmspeicherkomponente

32

Bearbeitungsprogramm-Speicherkomponente

33

Analyseergebnis-Speicherkomponente

34

Definitionsformel der physikalischen Größe-Speicherkomponente

41

Anweisungspunkt-Erwerbskomponente

42

Physikalische Größen-Auswahlkomponente

43

Physikalische Größen-Berechnungskomponente

44

Gruppenanzahl-Einstellkomponente

45

Physikalische Größen-Klassifizierungskomponente

46

Analyseergebnis-Ausgabekomponente

Claims (8)

1. Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung, die eine physikalische Größen-Berechnungskomponente, die bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenz eines Bearbeitungsprogramms bilden, mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte eine bestimmte physikalische Größe berechnet, und eine physikalische Größen-Klassifizierungskomponente aufweist, die bezüglich der physikalischen Größe der jeweiligen Anweisungspunkte eine Clusteranalyse durchführt, und dadurch die physikalische Größe in mehrere Gruppen klassifiziert.
2. Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei der bestimmten physikalischen Größe um irgendeine der durch die folgende Formel (1) definierten Bewegungsgröße, des durch die folgende Formel (2) definierten Winkels, des durch die folgende Formel (3) definierten Krümmungsradius, der durch die folgende Formel (4) definierten Bewegungsgrößen-Änderungsmenge, der durch die folgende Formel (5) definierten Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge oder des durch die folgende Formel (6) definierten Verhältnisses der Bewegungsgröße handelt: $${\text{V}}_{\text{i}}={\text{P}}_{\text{i}+1}-{\text{P}}_{\text{i}-1}$$

   

   [Ausdruck 1] $${\text{A}}_{\text{i}}={\text{P}}_{\text{i}+1}-2{\text{P}}_{\text{i}}+{\text{P}}_{\text{i}-1}$$

   

   $${\text{J}}_{\text{i}}={\text{P}}_{\text{i}+1}-3{\text{P}}_{\text{i}}+3{\text{P}}_{\text{i}-1}-{\text{P}}_{\text{i}-2}$$

   

   [Ausdruck 2] wobei die jeweiligen Bezugszeichen Folgendes ausdrücken: i: Anweisungspunktnummer Pi: Positionskoordinate des i-ten Anweisungspunkts V_i: Bewegungsgröße des i-ten Anweisungspunkts θ_i: Winkel des i-ten Anweisungspunkts ρ_i: Krümmungsradius des i-ten Anweisungspunkts c₁: Koeffizient eines n-ten Polynoms ersten Grades, das an die Kurve angenähert ist, die die Bewegung zwischen Pi und P_i+1 zeigt c₂: Koeffizient eines n-ten Polynoms zweiten Grades, das an die Kurve angenähert ist, die die Bewegung zwischen Pi und P_i+1 zeigt A_i: Bewegungsgrößen-Änderungsmenge des i-ten Anweisungspunkts J_i: Änderungsmenge der Bewegungsgrößen-Änderungsmenge des i-ten Anweisungspunkts k_i: Verhältnis der Bewegungsgröße des i-ten Anweisungspunkts
3. Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die physikalische Größen-Berechnungskomponente bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die durch die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente in dieselbe Gruppe klassifizierten physikalischen Größen aufweisen, physikalische Größen berechnet, die sich von den vorstehenden physikalischen Größen unterscheiden, und die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente mittels einer Clusteranalyse dieser unterschiedlichen physikalischen Größen eine erneute Klassifizierung in noch mehr Gruppen vornimmt.
4. Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die physikalische Größen-Berechnungskomponente bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte mehrere unterschiedliche physikalische Größen berechnet, und die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente eine Clusteranalyse dieser aus mehreren physikalischen Größen bestehenden Gruppe physikalischer Größen durchführt, durch die sie diese Gruppe physikalischer Größen in mehrere Gruppen klassifiziert.
5. Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die physikalische Größen-Berechnungskomponente die Funktion aufweist, mittels der Positionskoordinaten der Maschinenposition, die den jeweiligen Anweisungspunkten entspricht, die physikalischen Größen zu berechnen, falls es sich bei dem Bearbeitungsprogramm um ein Bearbeitungsprogramm für eine mehrachsige Bearbeitungsmaschine handelt, das die Bewegungen einer mehrachsigen Bearbeitungsmaschine steuert, die zumindest zwei lineare Achsen und zumindest eine Rotationsachse aufweist.
6. Bearbeitungsprogramm-Analysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die eine Analyseergebnis-Ausgabekomponente aufweist, die eine geplottete Darstellung der jeweiligen Anweisungspunkte in einer Form ausgibt, in der die durch die physikalische Größen-Klassifizierungskomponente klassifizierten Gruppen differenzierbar sind.
7. Bearbeitungsprogramm-Analyseprogramm, das einem Computer die Funktion einer physikalische Größen-Berechnungskomponente, die bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenzen des Bearbeitungsprogramms bilden, mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte bestimmte physikalische Größen berechnet, und einer physikalische Größen-Klassifizierungskomponente verleiht, die bezüglich der physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte eine Clusteranalyse durchführt, durch die die physikalischen Größen in mehrere Gruppen klassifiziert werden.
8. Bearbeitungsprogramm-Analyseverfahren, das einen Schritt zur Berechnung physikalischer Größen, in dem bezüglich der jeweiligen Anweisungspunkte, die die Anweisungspunktsequenzen des Bearbeitungsprogramms bilden, mittels der Positionskoordinaten eines Anweisungspunkts oder mehrerer Anweisungspunkte bestimmte physikalische Größe berechnet werden, und einen Schritt zur Klassifizierung physikalischer Größen aufweist, in dem bezüglich der physikalischen Größen der jeweiligen Anweisungspunkte eine Clusteranalyse durchgeführt wird, durch die die physikalischen Größen in mehrere Gruppen klassifiziert werden.

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