DE102018214072B4 - Auswertungswerkstück und bearbeitungsprogramm - Google Patents

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Abstract

Auswertungswerkstück (10, 70) für die Auswertung des Einflusses mindestens eines Faktors eines Bearbeitungsprogramms, einer numerischen Steuerung, einer Servosteuerung, eines Werkzeugs und einer Bearbeitungsbedingung auf die Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine,wobei das Auswertungswerkstück mindestens eines der nachfolgenden Teile (A) bis (G) an einer durch die Werkzeugmaschine bearbeiteten Fläche umfasst:(A) ein Vertikalniveauunterschiedsteil (11) mit einem Vertikalniveauunterschied und ebenen Flächen, die auf beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds angeordnet sind,(B) ein Richtungsumkehrteil (12), bei dem eine Bewegungsrichtung eines Werkzeugs in Höhenrichtung umgekehrt wird, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer gekrümmten Fläche verwendet wird,(C) ein Eckteil (13), an dem sich eine Bewegungsrichtung des Werkzeugs ändert,(D) ein ebenes Flächenteil (14),(E) ein Grenzteil (15) zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung,(F) ein gekrümmtes Flächenteil (16) mit einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; und(G) ein gekrümmtes Flächenteil (17), an dem Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden auf einer gekrümmten Fläche ausgerichtet sind, wobei zumindest eine der gekrümmten Flächen des Teils (B) und des Teils (G) ein geschnittenes kugelförmiges Körperteil umfasst, und mindestens eines von dem Teil (B) und dem Teil (G) in dem geschnitten kugelförmigen Körperteil enthalten ist,eine ringartige Referenzoberfläche für eine dreidimensionale Messmaschine um das geschnittene kugelförmige Körperteil herum angeordnet ist, undzumindest eines von den Teilen (A) und (C) bis (F) außerhalb der Referenzoberfläche angeordnet ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein durch eine Werkzeugmaschine bearbeitetes Auswertungswerkstück und ein Bearbeitungs-programm.
  • Verwandter Stand der Technik
  • Ein Verfahren zur Bewertung bzw. Auswertung einer Verschiebung (engl.: „displacement“) einer Werkzeugmaschine unter Verwendung eines Auswertungswerkstücks ist beispielsweise in JP 2012-86 325 A beschrieben. Bei dem in JP 2012-86 325 A beschriebenen Verfahren zur Bewertung der Verschiebung der Werkzeugmaschine ist ein Verschiebungs-Auswertungswerkstück mit einer gerillten Oberfläche für eine Werkzeugmaschine mit einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse, die senkrecht zueinander sind, derart, dass zum Beispiel die gerillte Oberfläche von der X-Achsen-Richtung geneigt ist, und eine Seite der gerillten Oberfläche an einer Stirnseite parallel zu der Y-Achsen-Richtung ist, installiert ist. In dem Verschiebungsbewertungsverfahren für die Werkzeugmaschine, während das Verschiebungs-Auswertungswerkstück installiert ist, wird ein Werkzeug in derX-Achsen-Richtung bewegt, ohne eine Bewegung in der Z-Achsen-Richtung auszuführen, um ein Einstechen auszuführen um eine lineare Nut in der gerillten Oberfläche zu bilden. Dieses Einstechen wird jedes Mal durchgeführt, wenn das Werkzeug sequentiell in Richtung der Y-Achse bewegt wird, um parallele lineare Nuten in entsprechenden Linien auszubilden, wobei die Verschiebung in Richtung der Z-Achse ausgewertet wird.
  • Ferner ist in dem Buch Werkzeugmaschinen 5 - Messtechnische Untersuchung und Beurteilung, dynamische Stabilität, WECK, Manfred; BRECHER Christian, 7. Auflage, Berling: Springer Vieweg, 2006 (VDI-Buch) - ISBN 978-3-642-38748-7 in Kapitel 9.2.2 ein Prüfwerkstück zur Ermittlung maschinentypischer Fehler beschrieben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, wie z.B. ein Bearbeitungsprogramm, eine numerische Steuerung, eine Servosteuerung, ein Werkzeug und eine Bearbeitungsbedingung. Ein Auswertungswerkstück für die Auswertung/Bestimmung des Einflusses durch diese Faktoren während der Bearbeitung ist erwünscht.
  • Die Aufgabe vorliegender Erfindung wird gelöst durch ein Auswertungswerkstück mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch ein Auswertungswerkstück mit den Merkmalen des Anspruchs 5, sowie durch ein Bearbeitungsprogramm mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6. Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Bearbeitungsprogramm mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
  • Die vorliegende Erfindung soll ein Auswertungswerkstück und ein Bearbeitungsprogramm zur Verfügung stellen, anhand denen der Einfluss von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise ein Bearbeitungsprogramm, eine numerische Steuerung, eine Servosteuerung, ein Werkzeug und eine Bearbeitungsbedingung während der Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine ausgewertet/bestimmt werden kann.
    • (1) Ein Auswertungswerkstück der vorliegenden Erfindung ist ein Auswertungswerkstück (Auswertungswerkstück 10 oder 70, welche später als Beispiel beschrieben werden), das mindestens eines der nachfolgenden Teile (A) bis (G) an einer durch ein Werkzeug bearbeiteten Fläche bzw. Oberfläche aufweist:
      1. (A) ein Vertikalniveauunterschiedsteil (das später als Beispiel beschriebene Vertikalniveauunterschiedsteil 11) mit einem Vertikalniveauunterschied und ebenen Flächen, die an beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds angeordnet sind;
      2. (B) ein Richtungsumkehrteil (Richtungsumkehrteil 12, das später als Beispiel beschrieben wird), bei dem eine Bewegungsrichtung eines Werkzeugs in Höhenrichtung umgekehrt wird, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer gekrümmten Fläche/Oberfläche verwendet wird;
      3. (C) ein Eckteil (Eckteil 13, das später als Beispiel beschrieben wird), an dem sich eine Bewegungsrichtung des Werkzeugs ändert;
      4. (D) ein ebenes Flächenteil (ebenes Flächenteil 14, das später als Beispiel beschrieben wird);
      5. (E) ein Grenzteil (Grenzteil 15, das später als Beispiel beschrieben wird) zwischen einer ebenen Fläche/Oberfläche und einer gekrümmten Fläche/Oberfläche mit einer sich ändernden Krümmung;
      6. (F) ein gekrümmtes Flächenteil/Oberflächenteil (gekrümmtes Flächenteil 16, das später als Beispiel beschrieben wird) mit einer gekrümmten Fläche/Oberfläche mit einer sich ändernden Krümmung; und
      7. (G) ein gekrümmtes Flächenteil/Oberflächenteil (gekrümmtes Flächenteil 17, das später als Beispiel beschrieben wird), in dem Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden/Werkzeugbahnen auf einer gekrümmten Fläche/Oberfläche ausgerichtet sind.
    • (2) In dem unter (1) beschriebenem Auswertungswerkstück kann die gekrümmte Fläche ein geschnittenes kugelförmiges Körperteil aufweisen, und mindestens eines von dem Teil (B) und dem Teil (G) kann in dem geschnitten kugelförmigen Körperteil enthalten sein.
    • (3) In dem unter (2) beschriebenem Auswertungswerkstück kann das geschnittene kugelförmige Körperteil in einem mittleren Bereich des Auswertungswerkstücks angeordnet sein.
    • (4) In dem unter Punkt (3) beschriebenem Auswertungswerkstück kann eine ringartige Referenzfläche für eine dreidimensionale Messmaschine um das geschnittenen kugelförmigen Körperteil angeordnet sein.
    • (5) In dem unter einem der Punkte (1) bis (4) beschriebenem Auswertungswerkstück kann das Auswertungswerkstück unter Verwendung eines rechteckigen Substrats konfiguriert sein, und das Teil (C) kann an einer Ecke des Substrats angeordnet sein.
    • (6) In dem unter einem der Punkte (1) bis (5) beschriebenem Auswertungswerkstück kann das Teil (D) entlang der Außenseite des Auswertungswerkstücks angeordnet sein.
    • (7) Das in einem der Punkte (1) bis (6) beschriebene Auswertungswerkstück kann mindestens eines der Teile (A) bis (G) aufweisen, und mindestens ein invertiertes Formteil mit einer konkav-konvexen Form aufweisen, das eine von einer konkav-konvexen Form des mindestens einen Teils invertierte konkav-konvexe Form aufweist, wobei das Teil und das invertierte Formteil symmetrisch um eine Referenzlinie an einer Fläche/Oberfläche eines Substrats angeordnet sein können.
    • (8) Ein Bearbeitungsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bearbeitungsprogramm, um einen Computer als eine numerische Steuerung (numerische Steuerung 300, die später als Beispiel beschrieben wird), der ein Auswertungswerkstück (Auswertungswerkstück 10 oder 70, das später als ein Beispiel beschrieben wird) durch Antreiben einer Werkzeugmaschine erzeugt, zu veranlassen, mindestens einen der folgenden Prozesse (a) bis (g) auszuführen:
      1. (a) einen Prozess des Abbremsen eines Werkzeugs, wenn das Werkzeug sich entlang einer unteren ebenen Fläche in Richtung auf einen Vertikalniveauunterschied bewegt, Beschleunigen und Abbremsen des Werkzeugs an dem Vertikalniveauunterschied, und Beschleunigung des Werkzeugs, wenn das Werkzeug sich entlang einer oberen ebenen Fläche des Vertikalniveauunterschieds bewegt und einen Prozess des Abbremsen des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang der oberen ebenen Fläche in Richtung des Vertikalniveauunterschieds bewegt, Beschleunigen und Abbremsen des Werkzeugs an dem Vertikalniveauunterschied und Beschleunigen des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang der unteren ebenen Fläche des Vertikalniveauunterschieds bewegt;
      2. (b) einen Prozess des Umkehrens einer Bewegungsrichtung des Werkzeugs in einer Höhenrichtung, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer gekrümmten Fläche/Oberfläche verwendet wird;
      3. (c) einen Prozess zum Ändern einer Bewegungsrichtung des Werkzeugs an einem Eckteil;
      4. (d) einen Prozess des Bewegens des Werkzeugs an einem ebenen Flächenteil;
      5. (e) einen Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs an einem Grenzteil/Grenzabschnitt zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung;
      6. (f) einen Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs an einem gekrümmten Flächenteil mit einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; und
      7. (g) ein Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs auf eine solche Art und Weise, dass Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden an einer gekrümmten Fläche eines gekrümmten Flächenteils ausgerichtet sind.
    • (9) In dem in (8) beschriebenen Bearbeitungsprogramm kann die gekrümmte Fläche/Oberfläche ein geschnittenes kugelförmiges Körperteil aufweisen und zumindest einer der Prozesse (b) und (g) kann durchgeführt werden.
    • (10) In dem in (9) beschriebenen Bearbeitungsprogramm kann das geschnittene kugelförmige Körperteil in einem zentralen/mittleren Bereich des Auswertungswerkstücks angeordnet sein.
    • (11) In dem in (10) beschriebenen Bearbeitungsprogramm kann eine ringartige Referenzfläche für eine dreidimensionale Messmaschine um das geschnittene kugelförmigen Körperteil gebildet werden.
    • (12) In dem in (8) beschriebenen Bearbeitungsprogramm kann das Auswertungswerkstück ein rechteckiges Substrat sein und das in dem Verfahren (c) verwendete Eckteil kann an einer Ecke des Substrats angeordnet sein.
    • (13) In dem in einem der Punkte (8) bis (12) beschriebenen Bearbeitungsprogramm kann das ebene Flächen/Oberflächenteil in dem Verfahren (d) entlang der Außenseite des Auswertungswerkstücks angeordnet sein.
    • (14) Das in einem der Punkte (8) bis (13) beschriebene Bearbeitungsprogramm kann mindestens einen der Prozesse (a) bis (g) und einen Prozess zum Herstellen mindestens eines invertierten Formteils mit einer konkav-konvexen Form aufweisen, das eine invertierte konkav-konvexe Form von einem konkav-konvexen Teil aufweist, das durch den mindestens einen Prozess erzeugt wird, wobei der Computer dazu veranlasst werden kann, den zumindest einen Prozess und den Prozess des Herstellens des mindestens einen invertierten Formteils durchzuführen, um das Teil und das invertierte Formteil symmetrisch um eine Referenzlinie an einer Fläche/Oberfläche eines Substrats anzuordnen.
    • (15) Eine nicht beanspruchte Datenstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Datenstruktur für CAD-Daten für die Verwendung in einem Steuersystem (einem Steuersystem 60, das später als Beispiel beschrieben wird) für eine Werkzeugmaschine, die ein Auswertungswerkstück (Auswertungswerkstück 10, das später als Beispiel beschrieben wird) durch Erzeugen eines Bearbeitungsprogramms basierend auf den CAD-Daten und antreiben der Werkzeugmaschine herstellt, wobei die Datenstruktur zum Bearbeiten mindestens eines der nachfolgenden Teile (A) bis (G) des Auswertungswerkstücks dient:
      1. (A) eines Vertikalniveauunterschiedsteils mit einem Vertikalniveauunterschied und ebenen Flächen, die an beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds angeordnet sind;
      2. (B) eines Richtungsumkehrteils, bei dem eine Bewegungsrichtung eines Werkzeugs in Höhenrichtung umgekehrt wird, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts mit einer gekrümmten Fläche verwendet wird;
      3. (C) eines Eckteils, an dem sich die Bewegungsrichtung des Werkzeugs ändert;
      4. (D) eines ebenen Flächenteils;
      5. (E) eines Grenzteils zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung;
      6. (F) eines gekrümmten Flächenteils mit einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; und
      7. (G) eines gekrümmten Flächenteils, an dem Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugwegen auf einer gekrümmten Fläche ausgerichtet sind.
    • (16) In der in (15) beschriebenen Datenstruktur kann die Datenstruktur für die Bearbeitung des Auswertungswerkstücks auf eine solche Weise dienen, dass mindestens eines der Teile (A) bis (G) und mindestens ein invertiertes Formteil mit konkav-konvexer Form, die von einer konkav-konvexen Form des mindestens einen Teils invertiert ist, symmetrisch um eine Referenzlinie an einer Fläche eines Substrats angeordnet sind.
  • Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, den Einfluss durch verschiedene Faktoren, wie z.B. ein Bearbeitungsprogramm, eine numerische Steuerung, eine Servosteuerung, ein Werkzeug und einen Bearbeitungszustand bei der Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine zu bewerten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
    • 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Steuersystems für eine Werkzeugmaschine zeigt, die ein Auswertungswerkstück 10 erzeugt;
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Vorderseite eines Auswertungswerkstücks einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Rückseite des Auswertungswerkstücks gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Bearbeitung an einem Vertikalniveauunterschiedsteil des Auswertungswerkstück dieser Ausführungsform erläutert;
    • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand, in dem Streifenmuster an ebenen Flächen an beiden Seiten eines Vertikalniveauunterschieds des Auswertungswerkstück dieser Ausführungsform auftreten, zeigt;
    • 6 ist eine Draufsicht, die eine Bearbeitungsrichtung in Richtung der kurzen Achse (Kurzachsen-Richtung) und einen Richtungsumkehrteil zeigt, der sich in Richtung der langen Achse (Längsachsen-Richtung) erstreckt, wenn eine oval geschnittene Kugel von oben betrachtet wird;
    • 7 ist eine Draufsicht, die eine Bearbeitungsrichtung in einer Längsachsen-Richtung und einen Richtungsumkehrteil zeigt, der sich in einer Kurzachsen-Richtung erstreckt, wenn eine oval geschnittene Kugel von oben betrachtet wird;
    • 8 ist eine Erläuterungsansicht, welche die Form einer geschnittenen Kugel erläutert;
    • 9 ist eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs A in 2, welche eine Bearbeitung an einem Grenzteil 15 zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche des Auswertungswerkstücks dieser Ausführungsform erläutert;
    • 10 ist eine Erläuterungsansicht, die einen Vorwärtspfad und einen Rückwärtspfad in einem Befehlspfad innerhalb eines zulässigen Bereichs (Toleranz) zeigt;
    • 11 ist eine Erläuterungsansicht, die einen Vorwärtspfad und einen Rückwärtspfad in einem tatsächlichen Pfad innerhalb des zulässigen Bereichs (Toleranz) zeigt;
    • 12 ist eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs B in 2, welche eine Bearbeitung an einem gekrümmten Flächenteil 16 des Auswertungswerkstücks dieser Ausführungsform erläutert, die eine Freiformfläche mit einer sich verändernden Krümmung aufweist;
    • 13 ist eine Erläuterungsansicht, die einen Vorwärtspfad und einen Rückwärtspfad in einem Befehlspfad innerhalb eines zulässigen Bereichs (Toleranz) zeigt;
    • 14 ist eine Erläuterungsansicht, die einen Pfad in einem Befehlspfad in der X-Achsen-Richtung innerhalb eines zulässigen Bereichs (Toleranz) zeigt;
    • 15 ist eine Erläuterungsansicht, welche die gesamte Konfiguration einer Kontaktoberflächenrauhigkeitsmessmaschine zeigt;
    • 16 ist eine Erläuterungsansicht, welche die Konfiguration einer Erfassungseinheit der Kontaktoberflächenrauhigkeitsmessmaschine zeigt;
    • 17 ist eine Erläuterungsansicht, welche die gesamte Konfiguration eines Projektors zeigt;
    • 18 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Auswertungswerkstücks zeigt, das für die Auswertung einer Formgenauigkeit, die durch das Zusammenpassen von zwei Auswertungswerkstücken hergestellt wird, verwendet wird;
    • 19 ist eine perspektivische Ansicht, die das Auswertungswerkstück von 18 aus einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung von 18 zeigt;
    • 20 ist eine Draufsicht, welche die Anordnung von drei Auswertungsteilen und drei Auswertungsteilen mit invertierter Form erläutert;
    • 21 zeigt zwei Auswertungswerkstücke, die nebeneinander angeordnet sind;
    • 22 zeigt zwei Auswertungswerkstücke, die nebeneinander angeordnet sind, wobei eines der Auswertungswerkstücke um 90 Grad in einer Richtung entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung gedreht ist; und
    • 23 zeigt Positionsbeziehungen zwischen Auswertungsteilen und Auswertungsteilen mit invertierter Form eines der Auswertungswerkstücke und Auswertungsteile und Auswertungsteile mit invertierter Form des anderen Auswertungswerkstücks auf der Grundlage der Anordnung der 22.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Ein Steuersystem für eine Werkzeugmaschine, die ein Auswertungswerkstück gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird zuerst beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Steuersystems für die Werkzeugmaschine zeigt, welche das Auswertungswerkstück produziert. Die Konfiguration des Auswertungswerkstücks wird später beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Steuersystem 60 für eine Werkzeugmaschine, die ein Auswertungswerkstück 10 erzeugt, eine Computer-Aided-Design (CAD) Vorrichtung 100, eine Computer-Aided-Manufacturing (CAM) Vorrichtung 200, eine numerische Steuerung 300, und eine Servosteuerung 400 auf.
  • Die Werkzeugmaschine ist zum Beispiel eine dreiachsige Maschine. In 1 sind nur ein Spindelmotor 500 und ein Vorschubachsenmotor 600 gezeigt. Der Spindelmotor 500 dreht ein Werkzeug, wie beispielsweise einen Kugelfräser. Der Vorschubachsenmotor 600 weist drei Motoren, einen Motor in X-Achsen-Richtung, einen Motor in Y-Achsen-Richtung und einen Motor in Z-Achsen-Richtung, auf. Der X-Achsen-Richtungsmotor und der Y-Achsen-Richtungsmotor bewegen einen Tisch, auf dem ein Substrat zur Herstellung eines Auswertungswerkstücks vorgesehen ist, linear in der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung, beispielsweise jeweils durch Kugelgewindespindeln. Der Motor in Z-Achsen-Richtung bewegt das Werkzeug oder den Tisch linear in Richtung der Z-Achse. Dies ist nicht die einzige Konfiguration der Dreiachsenmaschine. Die Dreiachsenmaschine kann konfiguriert sein, um den Tisch linear in der X-Achsen-Richtung, der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung zu bewegen, während das Werkzeug fest ist, oder das Werkzeug linear in der X-Achsen-Richtung, der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung zu bewegen, während der Tisch fest ist.
  • Die CAD-Vorrichtung 100 betreibt eine CAD-Software zum Zeichnen auf einem Computerbildschirm unter Verwendung einer CPU. Die Zeichnung eines Auswertungswerkstücks wird durch ein zweidimensionales CAD oder dreidimensionales CAD erstellt. Wenn die CAD-Vorrichtung 100 ein zweidimensionales CAD verwendet, erstellt die CAD-Vorrichtung 100 eine Vorderansicht, eine Draufsicht, eine Seitenansicht, usw. des Auswertungswerkstücks 10 auf der XY-Ebene. Wenn die CAD-Vorrichtung 100 ein dreidimensionales CAD verwendet, erstellt die CAD-Vorrichtung 100 ein dreidimensionales Bild des Auswertungswerkstücks in dem dreidimensionalen XYZ-Raum.
  • Die CAM-Vorrichtung 200 betreibt eine CAM-Software für die Erstellung eines Bearbeitungsprogramms auf einem Computer unter Verwendung der CPU auf der Grundlage des Auswertungswerkstücks, das durch die CAD-Vorrichtung 100 hergestellt wurde.
  • Die numerische Steuerung 300 weist eine Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinheit 301, eine Interpolationseinheit 302 und eine Befehlsanalyseeinheit 303 auf. Die Befehlsanalyseeinheit 303 liest sequentiell Blöcke, die Befehle für eine Bewegung entlang der X-Achse, eine Bewegung entlang der Y-Achse und eine Bewegung entlang der Z-Achse enthalten, von dem durch die CAM-Vorrichtung 200 erzeugten Bearbeitungsprogramm aus und analysiert die gelesenen Blöcke. Basierend auf einem Ergebnis der Analyse erzeugt die Befehlsanalyseeinheit 303 Bewegungsbefehlsdaten, die einen Befehl zur Bewegung entlang jeder Achse enthalten, und gibt die erzeugten Bewegungsbefehlsdaten an die Interpolationseinheit 302 aus.
  • Basierend auf den Bewegungsbefehlen, die in der Bewegungsbefehlsdatenausgabe enthalten sind, die von der Befehlsanalyseeinheit 303 ausgegeben werden, erzeugt die Interpolationseinheit 302 interpolierte Daten durch Berechnen von Punkten auf einem Befehlspfad durch Interpolation in einem Interpolationszyklus. Auf der Grundlage der interpolierten Daten, die von der Interpolationseinheit 302 ausgegeben werden, führt die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinheit 301 eine Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitung aus, um die Geschwindigkeit entlang jeder Achse in jedem Interpolationszyklus zu berechnen, und gibt Daten basierend auf einem Ergebnis der Berechnung an eine Spindelmotorservosteuereinheit 401 in der Servosteuerung 400, und drei Vorschubachsenmotorservosteuereinheiten 402 entsprechen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse, aus.
  • Die Spindelmotorservosteuereinheit 401 steuert den Spindelmotor 500 auf der Grundlage der Ausgabe von der Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinheit 301. Die drei Vorschubachsenmotorservosteuereinheiten 402 entsprechen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achsensteuerung, die drei Vorschubachsenmotoren 600 entsprechen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse, basieren auf der Ausgabe von der Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinheit 301. Die Spindelmotorservosteuereinheit 401 und die drei Vorschubachsenmotorservosteuereinheiten 402 weisen jeweils eine Positionssteuereinheit und eine Geschwindigkeitssteuereinheit zum Erzeugen einer Positionsrückkopplungsschleife und einer Drehzahlrückkopplungsschleife, einen Motorantriebsverstärker, der einen Spindelmotor oder einen Vorschubachsenmotor basierend auf einem Drehmomentbefehlswert antreibt, und ein Bedienerpanel zum Empfangen einer Operation von einem Benutzer, usw. auf.
  • Die Spindelmotorservosteuereinheit 401 berechnet einen Spielkompensationswert unter Verwendung eines Positionsrückkopplungssignals von einem Positionsdetektor, wie beispielsweise einem mit dem Spindelmotor 500 verbundenen Encoder, und einem Positionsbefehl, der von der numerischen Steuerung 300 ausgegeben wird, und modifiziert den Positionsbefehl. Jede der drei Servomotorservosteuereinheiten 402 der Vorschubachse berechnet einen Spielkompensationswert unter Verwendung eines Positionsrückkopplungssignals von einem Positionsdetektor wie einem mit einem entsprechenden der drei Vorschubachsenmotoren 600 verbundenen Encoder und einem von der numerischen Steuerung 300 ausgegebenen Positionsbefehl und modifiziert den Positionsbefehl. Da die Motorservosteuereinheit 401 und die drei Vorschubachsenmotorservosteuereinheiten 402 eine interne Konfiguration aufweisen, die einen Fachmann allgemein bekannt ist, ist diese interne Konfiguration in den Figuren nicht dargestellt und wird nicht im Detail beschrieben.
  • In dem vorstehenden Steuersystem 60 für die Werkzeugmaschine können die CAD-Vorrichtung 100 und die CAM-Vorrichtung 200 als ein Computer integriert und konfiguriert sein. Die CAD-Vorrichtung 100 und die CAM-Vorrichtung 200 können ferner in der numerischen Steuerung 300 enthalten sein. Ferner kann die Servosteuerung 400 in der numerischen Steuerung 300 enthalten sein. Alle konstituierenden Einheiten in der numerischen Steuerung (Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinheit 301, Interpolationseinheit 302 und Befehlsanalyseeinheit 303) können durch Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software realisiert werden. Unter durch Software realisiert zu sein versteht man, durch das Lesen und Ausführen eines Programms durch einen Computer realisiert zu werden. Um die Funktionen der Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinheit 301, der Interpolationseinheit 302 und der Befehlsanalyseeinheit 303 unter der Verwendung von Software zu erfüllen, weist die numerische Steuerung einen Arithmetikprozessor, beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), auf. Die numerische Steuerung weist ferner eine Hilfsspeichereinheit, wie ein Festplattenlaufwerk (HDD), welche verschiedene Steuerprogramme, wie beispielsweise Anwendungssoftware und ein Betriebssystem (OS), speichert, und eine Hauptspeichereinheit, wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM) zum Speichern von Daten, die vorübergehend für die Ausführung eines Programms durch den Arithmetikprozessor erforderlich sind, auf.
  • In der numerischen Steuerung, während der Arithmetikprozessor Anwendungssoftware und das Betriebssystem von der Hilfsspeichereinheit ausliest und die gelesene Anwendungssoftware und das Betriebssystem auf die Hauptspeichereinheit erweitert, führt der Arithmetikprozessor eine arithmetische Verarbeitung auf der Grundlage der erweiterten Anwendungssoftware und des Betriebssystems aus. Jede Art von Hardware in einer entsprechenden Einheit wird basierend auf einem Ergebnis der Rechenverarbeitung gesteuert. Auf diese Weise werden die Funktionsblöcke dieser Ausführungsform realisiert. Insbesondere wird diese Ausführungsform durch das Zusammenwirken von Hardware und Software möglich.
  • Ein Auswertungswerkstück gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das unter Verwendung des Steuersystems 60 für die Werkzeugmaschine, bearbeitet wurde, wird als nächstes beschrieben. Das Auswertungswerkstück dieser Ausführungsform weist sieben Auswertungsteile auf, um Messungen in sieben Auswertungselementen zu ermöglichen. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Vorderseite des Auswertungswerkstücks gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Rückseite des Auswertungswerkstücks gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, weist das Auswertungswerkstück 10 ein Vertikalniveauunterschiedsteil 11, mit einem Vertikalniveauunterschied, einen Richtungsumkehrteil 12, der sich in Richtung der Z-Achsen-Bewegung eines Werkzeugs an einer geschnittenen Kugel erstreckt, ein Eckteil 13, ein dreieckiges ebenes Flächenteil 14, ein Grenzteil 15 zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche, um einen Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied zu erzeugen, ein gekrümmtes Flächenteil 16, um einen Hin- und Herbewegungspfad-niveauunterschied zu erzeugen, und ein gekrümmtes Flächenteil 17, an der geschnittenen Kugel. In dieser Ausführungsform ist das Auswertungswerkstück 10 mit einer quadratischen Form beschrieben. Die Form des Auswertungswerkstückes ist jedoch nicht besonders auf ein Quadrat beschränkt und verschiedene Formen, wie beispielsweise ein Rechteck, sind anwendbar. Hier ist die Größe des Quadrats 100 mm x 100 mm. Das Quadrat ist jedoch nicht besonders auf diese Größe beschränkt und kann eine beliebige Größe aufweisen. Das Auswertungswerkstück 10 wird durch eine Maschine (beispielsweise eine Drei-Achsen-Maschine oder Fünf-Achsen-Maschine) hergestellt, welche mindestens eine Drei-Achsen-Bearbeitung (einschließlich der X-Achsen-Bearbeitung, Y-Achsen-Bearbeitung und Z-Achse-Bearbeitung) gleichzeitig ausführen kann. Ein Kugelfräser kann beispielsweise als ein Werkzeug benutzt werden. Das Vertikalniveauunterschiedsteil 11, das Richtungs-umkehrteil 12, das Eckteil 13, das ebene Flächenteil 14, das Grenzteil 15 zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche, das gekrümmte Flächenteil 16, und das gekrümmte Flächenteil 17 bilden sieben Auswertungsteile. Jedes Auswertungsteil wird nachstehend beschrieben.
  • < Vertikalniveauunterschiedsteil 11>
  • Wenn das Auswertungswerkstück 10 ein Vertikalniveauunterschiedsteil in der Z-Achsen-Richtung aufweist, ändert sich die Richtung der Bewegung des Werkzeugs schnell. Wenn sich beispielsweise eine Richtung der Bewegung des Werkzeugs von der X-Achsen-Richtung in die Z-Achsen-Richtung ändert, ist es notwendig, dass Vibrationen einer Maschine durch Verzögern einer Vorschubachse in der X-Achsen-Richtung reduziert werden. Eine falsche Einstellung der Beschleunigung/Verzögerung um die Vorschubachse in Richtung der X-Achse verursacht jedoch Vibrationen an der Maschine, die das Werkzeug in Vibration versetzen, wodurch winzige vertikale Intervalle an der Bearbeitungsfläche verursacht werden.
  • Das Vertikalniveauunterschiedsteil 11 des Auswertungswerkstücks 10 gemäß dieser Ausführungsform weist einen vertikalen Niveauunterschied und zwei ebene Flächen, die an beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds angeordnet sind, auf. 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Bearbeitung an dem Vertikalniveauunterschiedsteil des Auswertungswerkstück dieser Ausführungsform erläutert. Wie in 4 gezeigt ist, ist die Bewegung des Werkzeugs entlang eines Vorwärtspfads an dem Vertikalniveauunterschiedsteil 11 derart, dass sich eine Vorschubachsgeschwindigkeit in der X-Achsen-Richtung von einer konstanten Geschwindigkeit auf eine reduzierte Geschwindigkeit an der unteren ebenen Fläche ändert, eine Vorschubachsgeschwindigkeit in der Z-Achsen-Richtung sich von einer erhöhten Geschwindigkeit auf eine reduzierte Geschwindigkeit an dem Vertikalniveauunterschied ändert und die Vorschubachsgeschwindigkeit in der X-Achsen-Richtung sich von einer erhöhten Geschwindigkeit auf eine konstante Geschwindigkeit an der oberen ebenen Fläche ändert. Die Bewegung des Werkzeugs entlang eines Rückwärtspfads/Rückwegs ist derart, dass die Vorschubachsgeschwindigkeit in der X-Achsen-Richtung sich von einer konstanten Geschwindigkeit auf eine reduzierte Geschwindigkeit an der oberen ebenen Fläche ändert, eine Vorschubachsgeschwindigkeit in der Z-Achsen-Richtung sich von einer erhöhten Geschwindigkeit in eine reduzierte Geschwindigkeit an dem Vertikalniveauunterschied ändert und die Vorschubachsgeschwindigkeit in der X-Achsen-Richtung sich von einer erhöhten Geschwindigkeit in eine konstante Geschwindigkeit an der unteren ebenen Fläche ändert. In Gegenwart der ebenen Flächen an beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds in der Z-Achsen-Richtung, wenn Vibration an dem Vertikalniveauunterschied während der Bearbeitung an der Maschine durch eine hin- und hergehende Bewegung des Werkzeugs, wie in 4 gezeigt, auftreten, werden winzige vertikale Intervalle, die an der Bearbeitungsfläche zwischen benachbarten Werkzeugpfaden auftreten, an den ebenen Flächenabschnitten ausgerichtet, um ein Streifenmuster zu bewirken, wie in 5 gezeigt ist. Indem die ebenen Flächen an beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds in der Z-Achsen-Richtung verlaufen, können Intervalle zwischen Streifen (Schwingungszyklus) leicht gemessen werden. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Streifenmuster an den ebenen Flächen auf beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds des Auswertungswerkstücks dieser Ausführungsform auftreten.
  • Die Höhe des Vertikalniveauunterschieds und ein Winkel zwischen einer Fläche zur Erzeugung des Vertikalniveauunterschieds und einer ebenen Fläche sind nicht besonders eingeschränkt und frei einstellbar. Die Längen der ebenen Flächen an beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds in einer Richtung senkrecht zur Fläche, um den Vertikalniveauunterschied zu erzeugen, sind auf Längen eingestellt, die zum Ermöglichen eines Umschaltens/Änderns von einer konstanten Geschwindigkeit auf eine reduzierte Geschwindigkeit und eines Umschaltens/Änderns von einer erhöhten auf eine konstante Geschwindigkeit vor und hinter dem Vertikalniveauunterschieds ausreichend ist. Die Breiten der ebenen Flächen an beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds in einer Richtung parallel zur Fläche zum Erzeugen des Vertikalniveauunterschieds werden so eingestellt, dass die Beobachtung und Messung der Streifenmuster erleichtert wird. Zum Beispiel kann der Vertikalniveauunterschied eine Höhe von 1 mm haben, ein Winkel zwischen dem Vertikalniveauunterschied und der ebenen Fläche kann 90 Grad betragen, die Längen der gegenüberliegenden ebenen Flächen können 17 mm sein und die Breiten der gegenüberliegenden ebenen Flächen können 7,5 mm betragen. Die Abmessungen sind jedoch nicht auf diese Werte beschränkt.
  • Es wird davon ausgegangen, dass Vibrationen an der Maschine aufgrund der folgenden Gründe gesehen aus dem Gesichtspunkt der Dynamik auftreten. Ein schneller Drehzahlwechsel eines Motors verursacht eine Störung, und diese Störung wird durch die Kugelumlaufspindel an das Werkzeug, den Tisch usw. übertragen, die mit der Spitze der Kugelumlaufspindel verbunden sind. Auf diese Weise werden das Werkzeug und der Tisch aus ihren Positionen des Gleichgewichts durch die Störung ausgelenkt. Das Werkzeug und der Tisch, die von ihren Positionen des Gleichgewichts durch die Störung ausgelenkt bzw. gebracht wurden, versuchen in ihre ursprünglichen Positionen zurückzukehren. Auf diese Weise werden das Werkzeug und der Tisch durch die Störung in Vibration versetzt. Das Auftreten der Streifenmuster kann effektiv vermieden werden, indem die Drehzahländerung des Motors gemildert und die Störung unterdrückt wird. Die numerische Steuerung für die Werkzeugmaschine führt eine Steuerung aus, um zu bestimmen, wie die Geschwindigkeit an der ebenen Fläche verringert werden soll, um die Vibrationen zu unterdrücken, wenn das Werkzeug den Vertikalniveauunterschied passiert, einschließlich des Vertikalniveauunterschieds in der Z-Achsen-Richtung und der ebenen Flächen an beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds. Eine Steuerung zum Bestimmen, wie die Geschwindigkeit auf eine eingestellte Geschwindigkeit reduziert werden soll, weist eine Steuerung zum Bestimmen, ob die Geschwindigkeit linear oder nicht linear reduziert werden soll, und eine Steuerung zum Einstellen der Größe einer Beschleunigung und einer Beschleunigungszeit, auf.
  • Wenn die Geschwindigkeitseinstellung in einem Bearbeitungsprogramm konstant ist, wird die Richtigkeit der Einstellung der Beschleunigung/Verzögerung durch die numerische Steuerung auf der Grundlage des Auftretens eines Streifenmusters bewertet. Ferner kann bestimmt werden, ob es wahrscheinlich ist, dass eine mechanische Struktur vibriert (ob eine mechanische Struktur leicht Schwingung unterworfen wird), oder die Überlegenheit oder Unterlegenheit der Steuerfunktion der numerischen Steuerung, die sich auf die Beschleunigung (im Hinblick darauf, ob die Steuerfunktion nur für eine lineare Beschleunigung ist) bezieht, kann basierend darauf, ob ein Streifenmuster durch die Einstellung der Beschleunigung/Verzögerung, die von der numerischen Steuerung vorgenommen wird, löschbar wird, ausgewertet/evaluiert werden.
  • <Richtungsumkehrteil 12>
  • Wenn ein Werkstück mit einer konkav-konvexen Form bearbeitet wird, wird die Bewegungsrichtung des Werkzeugs entlang der Z-Achse (vertikale Achse) durch die Form umgekehrt. Eine Backlash-Kompensation erfolgt, um einen Einfluss von einem Backlash/Spiel an dem Richtungsumkehrteil zu reduzieren. Eine falsche Einstellung der Backlash-Kompensation/des Spielausgleichs bewirkt jedoch eine übermäßige oder unzureichende Bewegung in der Z-Achsen-Richtung, wodurch winzige vertikale Intervalle an der Bearbeitungsfläche verursacht werden. Wenn vertikale Intervalle, die zwischen benachbarten Werkzeugbahnen/Werkzeugpfaden für eine Hin- und Her-Bearbeitung einer Form, etc. auftreten, regelmäßig ausgerichtet werden, wird ein Streifen verursacht und dieser Streifen ist mit dem bloßen Auge erkennbar.
  • Um das Richtungsumkehrteil 12 in der Z-Achsen-Richtung zu bilden, weist das Auswertungswerkstück 10 dieser Ausführungsform einen geschnittenen Kugelteil auf. Im Falle eines falschen Spielausgleichs treten an dem Richtungsumkehrteil 12, das in den 2 und 3 gezeigt ist, vertikale Intervalle auf, während der Ausbildung des geschnitten Kugelteils mit dem Werkzeug bei hin- und herbewegter Bearbeitung. Wenn die vertikalen Intervalle zwischen benachbarten Werkzeugpfaden regelmäßig ausgerichtet sind, wird ein bogenartiger Streifen erkennbar. Der Spielausgleich wird generell von der Servosteuerung durchgeführt.
  • Es ist lediglich notwendig, dass eine Bearbeitungsform zum Erzeugen einer Richtungsumkehr eine dreidimensionale Form mit konkav-konvexer Form ist und ist nicht besonders auf eine geschnittene Kugel beschränkt, da eine solche dreidimensionale Form während der Bearbeitung eine Umkehrung entlang der Z-Achse erzeugt, um eine Beeinflussung durch das Spiel zu bewirken. Wenn jedoch die Bearbeitungsform in die geschnittene Kugel geformt wird, wird das Richtungsumkehrteil 12 in einer geraden Linie ausgerichtet, wenn von oben betrachtet, um die Beobachtung zu erleichtern.
  • Eine Bearbeitungsform zum Erzeugen einer Richtungsumkehr ist nicht auf eine geschnittene Kugel beschränkt und kann eine andere Form aufweisen. Zum Beispiel ist eine oval geschnittene Kugel anwendbar. Ein geschnittener kugelförmiger Körper enthält zusätzlich zu einer geschnittenen Kugel eine oval geschnitten Kugel. Selbst wenn die Bearbeitungsform eine oval geschnittene Kugel ist, ist der Richtungsumkehrteil in einer geraden Linie ausgebildet, wenn von oben betrachtet. Ferner ändert sich die Länge des Richtungsumkehrteils auf eine Art und Weise, die davon abhängt, ob sich die Bearbeitungsrichtung in der Kurz-Achsen-Richtung oder in der Längs-Achsen-Richtung befindet. Die hier erwähnte Kurz-Achsen-Richtung und Längs-Achsen-Richtung bedeuten eine Richtung parallel zur kurzen Achse eines Ovals und eine Richtung parallel zur langen Achse des Ovals, wenn die oval geschnittene Kugel von oben betrachtet wird. Ein Schnittpunkt zwischen der kurzen Achse und der langen Achse des Ovals entspricht der Mitte des Ovals. Wie in 6 gezeigt ist, wenn sich die Bearbeitungsrichtung in der Richtung der kurzen Achse befindet, wenn die oval geschnittene Kugel von oben betrachtet wird, ist ein Richtungsumkehrteil 12A so ausgebildet, dass er sich in der Richtung der langen Achse erstreckt. Wie in 7 gezeigt ist, wenn sich die Bearbeitungsrichtung in der Längs-Achsen-Richtung befindet, ist ein Richtungsumkehrteil 12B so ausgebildet, dass er sich in der Kurz-Achsen-Richtung erstreckt. In den 2 und 3 weist eine Bearbeitungsform zum Erzeugen des Richtungsumkehrteils 12 eine vorstehende Form auf. Ferner erzeugt selbst eine vertiefte Form (Ausnehmung) ein Richtungsumkehrteil, so dass eine Bearbeitungsform zum Erzeugen des Richtungsumkehrteils eine vertiefte Form (Ausnehmung) sein kann. In Bezug auf das Messen der Breite eines Streifens unter Verwendung einer Kontaktmessmaschine ist es jedoch schwieriger, eine vertiefte Form als eine vorstehende Form zu messen. Daher ist eine vorstehende Form als Bearbeitungsform zum Erzeugen des Richtungsumkehrteils 12 bevorzugter.
  • Die Korrektheit der Spielkompensation durch die Servosteuerung wird auf der Grundlage des Auftretens eines Streifens am Richtungsumkehrteil 12 bewertet. Des Weiteren kann die Überlegenheit oder Unterlegenheit einer mechanischen Struktur (z.B. die Positionierungsgenauigkeit durch die Kugelumlaufspindel) oder von der Funktion der Servosteuerung (ob beispielsweise die Spielkompensation durch Berücksichtigung der elastischen Verformung der Kugelumlaufspindel selbst durchgeführt wurde) auf der Basis ausgewertet werden, ob ein Streifen an dem Richtungsumkehrteil durch die durch die Servosteuerung durchgeführte Spielkompensation löschbar wird. Wie in 8 gezeigt ist, weist die geschnittene Kugel am Auswertungswerkstück 10 eine Form auf, die durch Schneiden einer Kugel mit einem Radius R von 80 mm an einer ebenen Fläche/Oberfläche an einer Position P bestimmt wird, die vom Mittelpunkt der Kugel um 76,6 mm beabstandet ist. Dies sind jedoch nicht die einzigen numerischen Werte für den Radius R zur Definition der Form der geschnittenen Kugel und der Lage der Position P für die Bestimmung der Schnittposition. Der Radius R und die Lage der Position P können frei bestimmt werden, solange eine Bedingung zum Vornehmen der vorstehenden Bewertung ausdrücklich erfüllt ist.
  • <Eckteil 13>
  • Wenn die Einstellung der Beschleunigung/Verzögerung der Vorschubachse nicht korrekt ist, also die Geschwindigkeit nicht ausreichend an einem Teil reduziert wird, wo eine Bewegungsrichtung des Werkzeugs sich schnell ändert, wie beispielsweise ein Eckteil, und wenn die Servoeinstellung nicht korrekt ist, sodass die Nachverfolgbarkeit des Servomotors niedrig ist, tritt beispielsweise eine nach innen gerichtete Drehung in einem Werkzeugpfad relativ zu einer Form in einem Befehl, der von einem Befehlswerkzeugpfad abweicht, auf. Wenn beispielsweise nach innen Drehungen zwischen Werkzeugpfaden für die Hin- und Her-Bearbeitung einer Form, usw. auftreten, benachbarte in der Y-Achsen-Richtung werden regelmäßig an einem Eckteil ausgerichtet, wo eine Bewegungsrichtung des Werkzeugs aus der X-Achsen-Richtung in die Z-Achsen-Richtung wechselt, die Ecke, die sich in der Y-Achsen-Richtung erstreckt, abgerundet ist und diese abgerundete Ecke durch das bloße Auge erkennbar ist.
  • Das Auswertungswerkstück 10 dieser Ausführungsform weist das Eckteil 13 mit einer vorstehenden Form auf. Durch das Vorhandensein des Eckteils 13 mit einer vorstehenden Form wird ein Teil zum Erzeugen einer schnellen Änderung in einer Bewegungsrichtung sichergestellt. Beim Auftreten von nach innen Drehungen in Werkzeugpfaden werden die nach innen Drehungen regelmäßig an dem vorstehenden Eckteil ausgerichtet, um die abgerundete Ecke zu erzeugen. Die Form eines ausgesparten Teils zum Bilden des Eckteils 13 ist nicht besonders eingeschränkt, solange es zum Bilden eines Eckteils verwendet werden kann. Die Querschnittsform des ausgesparten Teils kann zum Beispiel eine geschnittene ovale Form, eine halbkreisförmige Form oder eine invertierte Trapezform sein. In den 2 und 3 weist ein ausgespartes Teil 19 zum Ausbilden des Eckteils 13 eine ovale Form auf. Das Eckteil 13 kann einen spitzen Winkel, einen rechten Winkel und einen stumpfen Winkel aufweisen.
  • Die Korrektheit der Einstellung der Beschleunigung/Abbremsung durch die numerische Steuerung und die Korrektheit der Einstellung von der Nachverfolgbarkeit des Servomotors durch die Servosteuerung kann basierend auf dem Auftreten einer Rundheit am Eckteil 13 ausgewertet/bewertet werden. Ferner kann die Überlegenheit oder Unterlegenheit einer mechanischen Struktur (z.B. geringe Servo-Genauigkeit) und die der Funktion der numerischen Steuerung (z.B., dass keine Funktion zum Verringern einer nach innen Drehung / Einwärtsdrehung vorliegt) basierend darauf beurteilt werden, ob die Rundheit am Eckteil 13 durch die Einstellungen, die von der numerischen Steuerung und von der Servosteuerung vorgenommen werden, gelöscht werden kann.
  • <Ebenes Flächenteil 14>
  • Die Oberflächenrauheit der Bearbeitungsfläche wird durch einen Maschinenzustand wie Steifigkeit oder Spindelvibration, einen Werkzeugzustand, wie die Form einer Werkzeugnase oder einer Schneidkante, und einen Bearbeitungszustand, wie einen Hub eines Schneidwerkzeugs, beeinflusst, um einen Auswertungswert der Oberflächenrauhigkeit der Bearbeitungsoberfläche wie Oberflächenrauheit Ra zu reduzieren.
  • Das Auswertungswerkstück 10 diese Ausführungsform weist das dreieckige ebene Flächenteil 14 auf. Durch das Vorhandensein des ebenen Flächenteils 14, wird ein Teil, das nicht durch die Funktionen der numerischen Steuerung und der Servosteuerung und die Einstellungen, die durch die numerische Steuerung und die Servosteuerung vorgenommen werden, beeinflusst wird, gewährleistet. Das Vorhandensein eines Problems in dem mechanischen Zustand, der Werkzeugbedingung und dem Bearbeitungszustand kann beispielsweise durch die Oberflächenrauigkeit Ra ausgewertet werden. Die Oberflächenrauheit Ra wird die arithmetische mittlere Rauheit oder die mittlere Rauheit der Mittellinie genannt und zeigt einen Wert, der durch zeichnen einer Mittellinie an einer Rauheitskurve und durch Teilen der konkav-konvexen Fläche durch die Länge bestimmt wird. Es ist lediglich notwendig, dass das ebene Flächenteil 14 eine ebene Fläche/Oberfläche ist, ohne dass konkav-konvexen Flächen an der Bearbeitungsfläche verursacht werden und ist fähig, ohne von den Funktionen der numerischen Steuerung und der Servosteuerung und Einstellungen, die durch die numerische Steuerung und die Servosteuerung vorgenommen werden, beeinflusst zu werden, bearbeitet zu werden. Das ebene Flächenteil 14 muss nicht dreieckig sein und kann beispielsweise rechteckig sein. Das ebene Flächenteil 14 muss keine horizontale Fläche/Oberfläche sein und kann eine geneigte Fläche/Oberfläche sein. Das hier erwähnte Dreieck hat Seitenlängen von 25 mm, 35 mm und 43 mm. Dies sind jedoch nicht die einzigen numerischen Werte der Längen der Seiten des Dreiecks und jeder andere Wert auf einer ebenen Fläche ist anwendbar.
  • <Grenzteil 15 zwischen ebener Fläche und Freiformfläche>
  • An einem Grenzteil zwischen einer ebenen Fläche/Oberfläche und einer Freiformfläche mit einer sich ändernden Krümmung ändert sich die Krümmung der Freiformfläche zwischen benachbarten Werkzeugpfaden im Fall der Bearbeitung einer Form durch eine hin- und hergehende Bewegung des Werkzeugs, usw., um einen geringfügigen Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied innerhalb eines zulässigen Bereichs (Toleranz) zu bewirken. Eine unsachgemäße Einstellung einer Zeitkonstante der Beschleunigung/ Verzögerung nach der Interpolation erhöht den Hin- und Herbewegungspfadniveau-unterschied aufgrund von Pfadfehlern, wodurch ein Streifen in einer Bearbeitungsrichtung verursacht wird und dieser Streifen durch das bloße Auge erkennbare ist.
  • Das Auswertungswerkstück 10 dieser Ausführungsform weist das Grenzteil 15 zwischen einer ebenen Fläche und einer Freiformfläche auf. Der hierin erwähnte Grenzteil bedeutet einen Teil, der Bereiche vor und hinter einer Grenze zwischen der ebenen Fläche und der Freiformfläche mit einer sich ändernden Krümmung aufweist. Durch das Vorhandensein des Grenzteils (Randteils) 15, der an dem Auswertungswerkstück 10 angeordnet ist und die ebene Fläche und die Freiformfläche mit einer sich verändernden Krümmung aufweist, wird ein geringer Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied sichergestellt. Wenn die Einstellung einer Zeitkonstante der Beschleunigung/Verzögerung nach der Interpolation nicht korrekt gemacht wird, wird der Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied erhöht, wodurch ein Streifen in Bearbeitungsrichtung verursacht wird.
  • Nachfolgend wird ein Grund erläutert, warum die Anordnung des Grenzteils 15 einen Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied erzeugt, wodurch ein Streifen in der Bearbeitungsrichtung erzeugt wird. 9 ist eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs A in 2, welche die Bearbeitung an dem Grenzteil 15 zwischen der ebenen Fläche und der Freiformfläche des Auswertungswerkstückes dieser Ausführungsform erklärt. 10 ist eine Erläuterungsansicht, die einen Vorwärtspfad und einen Rückwärtspfad in einem Befehlspfad innerhalb eines zulässigen Bereichs (Toleranz) zeigt. 11 ist eine Erläuterungsansicht, die einen Vorwärtspfad und einen Rückwärtspfad in einem tatsächlichen Pfad innerhalb des zulässigen Bereichs (Toleranz) zeigt. Wie in 9 gezeigt ist, weist ein Pfad/Weg der Bearbeitung durch das Werkzeug einen Vorwärtspfad von der ebenen Fläche zu der Freiformfläche und einen Rückwärtspfad, der sich rückwärts von der Freiformfläche zu der ebenen Fläche erstreckt, auf. Der Vorwärtspfad und der Rückwärtspfad in dem Befehlspfad innerhalb des erlaubten Bereichs sind in 10 gezeigt. Der Befehlspfad unterscheidet sich zwischen dem Vorwärtspfad und dem Rückwärtspfad und ein Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied wird zwischen dem Vorwärtspfad und dem Rückwärtspfad verursacht. Wenn die Einstellung einer Zeitkonstante der Beschleunigung/ Verzögerung nach der Interpolation durch die numerische Steuerung ungeeignet ist, wird der Hin- und Herbewegungspfadunterschied zwischen dem Vorwärtspfad und dem Rückwärtspfad in dem tatsächlichen Pfad innerhalb des zulässigen Bereichs (Toleranz) im Vergleich zu dem Pfadniveauunterschied in dem in 10 gezeigten Befehlspfad erhöht, wie in 11 gezeigt ist, was einen Streifen in der Bearbeitungsrichtung verursacht.
  • Wie in 9 gezeigt ist, ist die ebene Fläche des Auswertungswerkstücks 10 eine horizontale Fläche. Die Freiformfläche weist eine gekrümmte Fläche (Regelfläche) auf, in der sich eine Krümmung kontinuierlich ändert, die durch zwei gerade Linien definiert ist, wobei eine erste gerade Linie, einen Punkt (50.000, -5.000, 1.353) und einen Punkt (45.000, -5.000, 0.953) verbindet, und die zweite gerade Linie, einen Punkt (45.000, 0, 0) und einen Punkt (50.000, 0, 0) verbindet. Die Freiformfläche ist nicht auf diese numerischen Werte beschränkt und jeder Wert, der den vorstehenden Streifen sichtbar macht, ist anwendbar.
  • Die Korrektheit der Einstellung einer Zeitkonstante der Beschleunigung/Verzögerung nach der Interpolation, die durch die numerische Steuerung durchgeführt wird, kann auf der Basis des Auftretens eines Streifens an dem Grenzteil zwischen der ebenen Fläche und der Freiformfläche ausgewertet werden. Wenn das Löschen des Streifens durch die Einstellung durch die numerische Steuerung nicht zulässig ist, kann die Überlegenheit oder Unterlegenheit der Funktion der numerischen Steuerung (z.B. das nicht Aufweisen einer Funktion zum Erleichtern eines nach innen Drehens) ausgewertet werden.
  • <Gekrümmtes Flächenteil 16>
  • Um ein Bearbeitungsprogramm durch Computer-aided-Manufacturing (CAM) (Computer-unterstützte-Fertigung), basierend auf einer Form, die durch eine Freiformfläche definiert ist, ist die Form linear innerhalb eines angenäherten zulässigen Bereichs (Toleranz). Wenn daher der zulässige Bereich (Toleranz) zu groß ist, tritt beispielsweise ein Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied zwischen benachbarten Werkzeugpfaden an einer Freiformfläche mit einer sich verändernden Krümmung in dem Fall der Bearbeitung einer Form durch eine Hin- und Herbewegung des Werkzeugs auf. Der Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied bewirkt einen Streifen in einer Bearbeitungsrichtung und dieser Streifen ist durch das bloße Auge erkennbar. Das Auswertungswerkstück 10 dieser Ausführungsform weist den gekrümmten Flächenteil 16 auf, der eine Freiformfläche mit einer sich ändernden Krümmung aufweist. An dem gekrümmten Flächenteil 16 mit einer Freiformfläche mit einer sich verändernden Krümmung, verursacht ein großer zulässiger Bereich (Toleranz) einen Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied und dieser Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied bewirkt einen Streifen in einer Bearbeitungs-richtung.
  • 12 ist eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs B in 2, welche eine Bearbeitung an dem gekrümmten Flächenteil 16 des Auswertungswerkstücks dieser Ausführungsform erläutert, welches eine Freiformfläche mit einer sich ändernden Krümmung aufweist. 13 ist eine Erläuterungsansicht, die einen Vorwärtspfad und einen Rückwärtspfad in einem Befehlspfad innerhalb eines zulässigen Bereichs (Toleranz) zeigt. Wie in 12 gezeigt ist, wenn das Werkzeug durch die Freiformfläche mit einer sich verändernden Krümmung entlang eines Pfads der Bearbeitung durch das Werkzeug passiert, erzeugt ein vergrößerter zulässiger Bereich (Toleranz) einen Befehlspfadunterschied zwischen einem Vorwärtspfad und einem Rückwärtspfad, um einen Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied zwischen dem Vorwärtspfad und dem Rückwärtspfad zu verursachen, wie in 13 gezeigt ist. Insbesondere, wie in 12 gezeigt ist, wenn sich das Werkzeug von einem Bereich mit einer großen Krümmung zu einem Bereich mit einer kleinen Krümmung entlang dem Vorwärtspfad bewegt, und sich dann das Werkzeug von dem Bereich mit der kleinen Krümmung zu dem Bereich mit der großen Krümmung entlang dem Rückwärtspfad bewegt, weist ein Befehlspfad für den Vorwärtspfad eine längere gerade Linie auf, die aus einer linearen Annäherung resultiert, als der Befehlspfad für den Rückwärtspfad, wodurch der Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied verursacht wird. Die Freiformfläche des Auswertungswerkstücks 10 weist eine gekrümmte Fläche (Regelfläche) auf, in der sich eine Krümmung kontinuierlich ändert, die durch zwei gerade Linien definiert ist, eine erste gerade Linie, die einen Punkt (-2.000, -41.000, 0.133) und einen Punkt (-7.000, -41.000, 1.287) verbindet, und eine zweite gerade Linie, die einen Punkt (-7.000, -36.000, 0.904) und einen Punkt (-2.000, -36.000, 0.068) verbindet. Die Freiformfläche ist jedoch nicht auf diese numerischen Werte beschränkt und jeder Wert, mit dem der vorstehende Streifen sichtbar gemacht werden kann, ist anwendbar.
  • Die Korrektheit der Einstellung eines zulässigen Bereichs eines Bearbeitungsprogramms kann basierend auf dem Auftreten eines Streifens bewertet werden, der aus einem Hin- und Herbewegungspfadniveauunterschied an dem gekrümmten Flächenteil, der die Freiformfläche mit einer sich verändernden Krümmung aufweist, resultiert. Die Überlegenheit oder Unterlegenheit der Einstellung des zulässigen Bereichs des Bearbeitungs-programms kann ebenfalls bewertet werden.
  • <Gekrümmtes Flächenteil 17>
  • Um ein Bearbeitungsprogramm mit CAM basierend auf einer durch eine gekrümmte Fläche definierten Form zu erzeugen, wird die Form innerhalb eines zulässigen Bereichs (Toleranz) linear angenähert. Wenn der zulässige Bereich (Toleranz) zu groß ist, wird die Länge einer geraden Linie vergrößert, um die gekrümmte Fläche an eine Form anzunähern, die einem Polyeder ähnlicher ist. Wenn Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden für eine Hin- und Her-Bewegungsbearbeitung beispielsweise einer Form ausgerichtet werden, ist das Polyeder durch das bloße Auge erkennbar.
  • Das gekrümmte Flächenteil 17 des Auswertungswerkstück 10 dieser Ausführungsform ist eine gekrümmte Fläche/Oberfläche eines geschnittenen Kugelteils, um das Richtungsumkehrteil 12 zu bilden. In dieser Ausführungsform wird auch das geschnittene Kugelteil, welches das Richtungsumkehrteil 12 bildet, als das gekrümmte Flächenteil 17 verwendet. Auf diese Weise, wenn ein Streifen an dem Richtungsumkehrteil entsteht, werden Befehlspunkte zwischen benachbarten Werkzeugpfaden regelmäßig auf der sphärischen Fläche ausgerichtet und ein zulässiger Bereich (Toleranz) wird groß, es erscheint ein Polyedermuster. Wie in 14 zum Beispiel gezeigt ist, wenn die Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine in Reaktion auf eine Hin- und Herbewegung des Werkzeugs entlang eines Werkzeugpfads, der aus einer linearer Annäherung des geschnittenen Kugelteils in X-Achsen-Richtung resultiert, und eine Hin- und Herbewegung des Werkzeugs entlang eines Werkzeugpfads, der in der Y-Achsen-Richtung benachbart ist und aus einer gleichen linearen Annäherung resultiert, fortgeführt wird, entsteht/erscheint ein Polyedermuster mit einer rechteckigen Form auf jeder Fläche. Die Form des gekrümmten Flächenteils 17 ist nicht besonders auf die vorstehende Form der geschnittenen Kugel beschränkt und eine andere vorstehende Form ist anwendbar. Beim Vorhandensein einer konkav-konvexen Form an dem gekrümmten Flächenteil 17, entsteht/erscheint ein Polyedermuster innerhalb eines zulässigen Bereichs eines Bearbeitungsprogramms, wenn ein Streifen am Richtungsumkehrteil verursacht wird und wenn das gekrümmte Flächenteil 17 eine sich ändernde Krümmung aufweist. Das gekrümmte Flächenteil 17, an dem ein Polyedermuster erscheinen soll, kann getrennt von dem geschnittenen Kugelteil vorgesehen sein, an dem ein Streifen an dem Richtungsumkehrteil erscheinen soll, und kann als ein Teil vorgesehen werden, der eine von dieser geschnittenen Kugel abweichende Form aufweist. Während der gekrümmte Flächenteil 17 so beschrieben wird, dass er eine vorstehende Form aufweist, kann das gekrümmte Flächenteil 17 eine vertiefte Form aufweisen. Ein Polyedermuster und ein Streifen im Richtungsumkehrteil können ebenfalls bei der vertieften Form entstehen/erscheinen.
  • Während die sieben Auswertungsteile einschließlich dem Vertikalniveauunterschiedsteil 11, dem Richtungsumkehrteil 12, dem Eckteil 13, dem ebenen Flächenteil 14, dem Grenzteil 15 zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche, dem gekrümmten Flächenteil 16, und dem gekrümmten Flächenteil 17 oben beschrieben worden sind, wird die Anordnung dieser Auswertungsteile an dem Auswertungswerkstück 10 als nächstes beschrieben. Die sieben Auswerteteile können beispielsweise mit einer Kontaktflächenrauhigkeitsmessmaschine, einem Projektor und einer dreidimensionalen Messmaschine ausgewertet werden. Wenn das Kontaktflächenrauheitsmessgerät, der Projektor und das dreidimensionale Messgerät verwendet werden, gibt es bevorzugte Anordnungen für die Auswertungsteile, die im Folgenden beschrieben werden.
  • <Anordnung des ebenen Flächenteils 14>
  • Wie in 15 gezeigt ist, misst die Kontaktflächenrauhigkeitsmessmaschine die Oberflächenrauigkeit eines Messziels 31 unter Verwendung einer Detektionseinheit 21, die von einer Antriebseinheit 22 angetrieben wird. Wie in 16 gezeigt ist, weist die Detektionseinheit 21 einen Taststift 41 und einen Detektor 42 auf. Indem der Taststift 41 mit dem Messziele 31 in Kontakt steht, wird die Oberflächenrauhigkeit mit dem Taststift 41 gemessen, der in horizontaler Richtung durch die Antriebseinheit 22 gezogen wird. Der Detektor 42 erfasst eine vertikale Bewegung des Taststifts 41 und eine Berechnungseinheit 23 berechnet die Oberflächenrauheit. Bei der Messung eines Auswertungsteils des Auswertungswerkstück 10 durch die Kontaktflächenrauhigkeitsmess-maschine kann das Versagen des Anordnens einer Messfläche derart, dass sie durch den Sensorstift 41 entlang der Außenseite des Auswertungswerkstückes 10 kontaktiert wird, kann dazu führen, dass ein anderer Auswertungsteil mit dem Taststift interferiert. Die Oberflächenrauheit Ra des ebenen Flächenteils 14 soll mit der Kontakt-flächenrauhigkeitsmessmaschine gemessen werden. Somit wird der ebene Flächenteil 14 wünschenswerterweise auf der Außenseite des Auswertungswerkstücks 10 angeordnet.
  • <Anordnung des Eckteils 13>
  • Wie in 17 gezeigt ist, ist der Projektor so konfiguriert, dass ein Ziel auf einer beweglichen Bühne 53 platziert wird und Licht von unten auf das Ziel gerichtet wird, wodurch die Kontur des Ziels durch eine Projektionslinse 52 auf einen Projektionsschirm 51 projiziert wird. Die bewegliche Bühne 53 wird mit einem Bühnenbewegungsgriff 54 bewegt. Somit ist es notwendig, dass ein ein Abschirmobjekt, das sich von dem Ziel unterscheidet, von einem Projektionsweg des Lichts ausgeschlossen wird, das auf das Ziel projiziert wird und die Projektionslinse 52 erreicht. Zum Messen der Rundheit des Eckteils 1 unter Verwendung des Projektors wird die Rundheit des Eckteils 13 gemessen, während das Auswertungs-werkstück 10 in einer aufrechten Position auf der beweglichen Bühne platziert ist. In diesem Fall muss ein Abschirmobjekt, das sich von dem Eckteil 13 unterscheidet, von dem Projektionsweg des Lichts ausgeschlossen werden, das auf das Eckteil 13 projiziert wird und die Projektionslinse 52 erreicht. Unter Berücksichtigung der Anordnung eines anderen Auswertungsteils, das sich von dem Eckteil 13 unterscheidet, ist es wünschenswert, dass das Eckteil 13 an einer Ecke des Auswertungswerkstücks 10 angeordnet wird, um einen Freiheitsgrad der Anordnung des anderen Auswertungsteils, das höher als das Eckteil 13 und wahrscheinlich ein Abschirmobjekt wird, zu erhöhen. Ferner, wenn kein anderes Auswertungsteil an dem Auswertungswerkstück 10 vorhanden ist, das höher als das Eckteil 13 ist und wahrscheinlich ein Abschirmungsobjekt wird, oder wenn kein Abschirmobjekt auf dem Projektionsweg vorhanden ist, das höher als das Eckteil 13 ist, ist es nicht immer notwendig, dass das Eckteil 13 an einer Ecke des Auswertungswerkstücks 10 angeordnet ist.
  • <Anordnung des Richtungsumkehrteils 12 und des gekrümmten Flächenteils 17>
  • Das dreidimensionale Messgerät stellt eine Referenzfläche ein und führt eine Punktmessung oder eine Linienmessung durch, um dreidimensionale Koordinatenwerte basierend auf der Referenzoberfläche zu ermitteln. Der Messfehler erhöht sich, wenn sich ein gemessener Teil in einem größeren Abstand von der Referenzfläche befindet. So weist für die Messung einer Oberfläche des gesamten Auswertungswerkstücks die Referenzfläche wünschenswerterweise eine derartig ringartige Form auf, um ein Zentrum des Auswertungswerkstücks und ein Zentrum der Referenzfläche in Übereinstimmung (engl.: „to make a match between“) zu bringen. Durch das Vorsehen dieser ringartigen Referenzfläche kann eine Erhöhung des Messfehlers, der bei der Messung mittels der dreidimensionalen Messmaschine auftritt, an jedem Teil verhindert werden. Die ringartige Form ist nicht auf eine Form von einem kreisförmigen Ring beschränkt und kann eine andere Form wie beispielsweise ein rechteckiger Ring sein. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist in dieser Ausführungsform die Referenzfläche der dreidimensionalen Messmaschine eine Referenzfläche 18 mit einer kreisringförmigen Form. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, wenn die Referenzfläche der dreidimensionalen Messmaschine in einer kreisförmigen ringartigen Form gebildet ist, die ein Zentrum aufweist, das mit dem Zentrum des Auswertungswerkstücks zusammenfällt (Übereinstimmt), werden der Richtungsumkehrteil 12 und das gekrümmte Flächenteile 17 wünschenswerterweise innerhalb des Kreisrings angeordnet, um das Richtungsumkehrteil 12 und das gekrümmte Flächenteil 17 jeweils in eine geschnittene Kugel zu formen und den Kreisring der Referenzfläche 18 um einen Kreis herum an einer Schnittfläche der geschnittenen Kugel anzuordnen. Durch das Vorsehen des Richtungsumkehrteils 12 und des gekrümmten Flächenteils 17 auf diese Weise kann die dreidimensionale Messmaschine das Richtungsumkehrteil 12 und das gekrümmte Flächenteil 17 auf eine Weise messen, die eine Erhöhung des Messfehlers verhindert, ohne dass ein unnötiger Bereich zur Anordnung der Referenzfläche an dem Auswertungswerkstück bereitgestellt werden muss.
  • <Modifikationen>
  • In der vorangehenden Ausführungsform sind die sieben Auswertungsteile an einem Auswertungswerkstück ausgebildet. Jedoch kann jeder einzelne der sieben Auswertungsteile an einem Auswertungswerkstück gebildet werden. Alternativ können zwei oder mehrere der sieben Auswertungsteile kombiniert werden, und eine Nummerierung der Auswertungsteile von zwei bis sechs kann an einem Auswertungswerkstück vorgesehen werden. Auswertungen wird in der folgenden absteigenden Reihenfolge Vorrang eingeräumt: ein Streifenmuster am Vertikalniveauunterschiedsteil 11, ein Streifen am Richtungsumkehrteil 12, die Rundung des Eckteils 13, die Oberflächenrauheit des ebenen Flächenteils 14, ein Streifen am Grenzteil 15 zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche, ein Streifen am gekrümmten Flächenteil 16 und ein Polyedermuster an dem gekrümmten Flächenteil 17. Wenn also eine Nummerierung von Auswertungsteilen von zwei bis sechs an einem Auswertungs-werkstück geformt wird, können zwei oder mehrere Auswertungselemente unter Berücksichtigung dieser Reihenfolge gewählt werden und entsprechende Auswertungsteile können an einem Auswertungswerkstück gebildet werden.
  • Wenn eine Nummerierung der Auswertungsteile von zwei bis sechs an einem Auswertungswerkstück geformt wird, können die folgenden Auswertungselemente, welche mit den Funktion der numerischen Steuerung in Bezug stehen, wie beispielsweise die Einstellung einer Beschleunigung, ausgewählt werden: ein Streifmuster an dem Vertikalniveauunterschiedsteil 11, die Rundheit des Eckteils 13 und ein Streifen am Grenzteil 15 zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche. Dann können entsprechende Auswertungsteile an einem Auswertungswerkstück ausgebildet werden. Alternativ können die folgenden Auswertungselemente, die mit der Funktion der Servosteuerung in Bezug stehen, wie z.B. Spielausgleich und die Nachführbarkeit des Servomotors, ausgewählt werden: ein Streifen am Richtungsumkehrteil 12 und die Rundheit des Eckteils 13. Dann können entsprechende Auswertungsteile an einem Auswertungswerkstück geformt werden. Noch weiter alternativ können die folgenden Auswertungselemente, die mit der Einstellung eines zulässigen Bereichs eines Bearbeitungsprogramms, usw. in Bezug stehen, ausgewählt werden: ein Streifen an dem gekrümmten Flächenteil 16 und ein Polyedermuster an dem gekrümmt Flächenteil 17. Dann können entsprechende Auswertungsteile an einem Auswertungswerkstück geformt werden.
  • Diese Ausführungsform ist nicht auf die vorstehenden Kombinationen der Auswertungselemente beschränkt. Auswertungselemente als Aufmerksamkeitsfokusse können in geeigneter Weise ausgewählt werden und entsprechende Auswertungsteile können an einem Auswertungswerkstück geformt werden.
  • Im Folgenden wird eine CAD-Datenstruktur und ein Bearbeitungsprogramm für die Verwendung in einem Steuersystem für eine Werkzeugmaschine, die das oben beschriebene Auswertungswerkstück herstellt.
  • <Bearbeitungsprogramm>
  • Das Bearbeitungsprogramm ist ein Programm, das einen Computer als eine numerische Steuerung, die ein Auswertungswerkstück durch antreiben einer Werkzeugmaschine herstellt, veranlasst, zumindest einen der folgenden Prozesse (a) bis (g) durchzuführen:
    1. (a) Wie in 4 gezeigt ist, einen Prozess des Abbremsens eines Werkzeugs, wenn das Werkzeug sich entlang einer unteren ebenen Fläche in Richtung auf einen Vertikalniveauunterschied bewegt, Beschleunigen und Abbremsen des Werkzeugs an dem Vertikalniveauunterschied, und Beschleunigung des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang einer oberen ebenen Fläche des Vertikalniveauunterschieds bewegt und einen Prozess des Abbremsens des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang der oberen ebenen Fläche in Richtung des Vertikalniveauunterschieds bewegt, Beschleunigen und Abbremsen des Werkzeugs an dem Vertikalniveauunterschied und Beschleunigen des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang der unteren ebenen Fläche von dem Vertikalniveauunterschied bewegt;
    2. (b) einen Prozess des Umkehrens einer Bewegungsrichtung des Werkzeugs in einer Höhenrichtung, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer gekrümmten Fläche verwendet wird;
    3. (c) einen Prozess zum Ändern einer Bewegungsrichtung des Werkzeugs an einem Eckteil;
    4. (d) einen Prozess des Bewegens des Werkzeugs an einem ebenen Flächenteil;
    5. (e) einen Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs an einem Grenzteil zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung;
    6. (f) einen Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs an einem gekrümmten Flächenteil mit einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; und
    7. (g) ein Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs auf eine solche Art und Weise, dass Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden an einer gekrümmten Fläche eines gekrümmten Flächenteils ausgerichtet sind.
  • <CAD-Date nstru ktu r>
  • Die CAD-Datenstruktur ist eine Datenstruktur für CAD-Daten für die Verwendung in einem Steuersystem für eine Werkzeugmaschine, die ein Auswertungswerkstück durch Erzeugen eines Bearbeitungsprogramms basierend auf CAD-Daten und antreiben der Werkzeugmaschine herstellt, wobei die Datenstruktur zum Bearbeiten zumindest eines der nachfolgenden Teile (A) bis (G) des Auswertungswerkstücks dient:
    1. (A) ein Vertikalniveauunterschiedsteil mit einem Vertikalniveauunterschied und ebenen Flächen, die auf beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds angeordnet sind,
    2. (B) ein Richtungsumkehrteil, bei dem eine Bewegungsrichtung eines Werkzeugs in Höhenrichtung umgekehrt wird, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer gekrümmten Fläche verwendet wird,
    3. (C) ein Eckteil, an dem sich eine Bewegungsrichtung des Werkzeugs ändert,
    4. (D) ein ebenes Flächenteil,
    5. (E) ein Grenzteil zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung,
    6. (F) ein gekrümmtes Flächenteil mit einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; und
    7. (G) ein gekrümmtes Flächenteil, an dem Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden auf einer gekrümmten Fläche ausgerichtet sind.
  • <Speichermedium>
  • Das vorstehende Bearbeitungsprogramm oder die CAD-Datenstruktur kann unter Verwendung verschiedener Arten von nichtflüchtigen computerlesbaren Medien gespeichert und einem Computer zugeführt werden. Die nicht flüchtigen computerlesbaren Medien umfassen verschiedene Arten von materiellen Speichermedien. Beispiele für die nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedien umfassen ein magnetisches Speichermedium (beispielsweise eine Festplatte), ein magnetisch-optisches Speichermedium (beispielsweise eine magnetisch-optische Platte), einen Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), eine CD-R, eine CD-R/W, und Halbleiterspeicher (beispielsweise einen mask ROM, einen programmierbaren ROM (PROM), einen löschbaren PROM (EPROM), einen Flash-ROM und einen Direktzugriffsspeicher (RAM)).
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Das Auswertungswerkstück der ersten Ausführungsform wird durch die Erzeugung zumindest eines von dem Vertikalniveauunterschiedsteil 11, dem Richtungsumkehrteil 12, des Eckteils 13, des ebenen Flächenteils 14, des Grenzteils 15 zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche, dem gekrümmten Flächenteil 16 und dem gekrümmten Flächenteil 17 an einem Substrat ausgebildet. Die Formgenauigkeit wird durch Messen des hergestellten Auswertungsteils unter Verwendung beispielsweise einer Kontaktoberflächenrauhigkeitsmessmaschine, eines Projektors und einer dreidimensionalen Messmaschine bewertet.
  • Gemäß dieser Ausführungsform weist ein Auswertungswerkstücks folgendes unter Verwendung des Steuersystems 60 für eine Werkzeugmaschine auf: einen oder mehrere der sieben Auswertungsteile (einen Teil wird durch eine Werkzeugmaschine bearbeitet); und einen oder mehrere Auswertungsteile mit invertierte Form (um ein Teil mit invertierter Form zu werden) mit einer konkav-konvexen Form, die von einer konkav-konvexen Form des einen oder der zwei oder mehr der Auswertungsteile invertiert ist. Das Auswertungsteil und das Auswertungsteil mit invertierte Form sind symmetrisch um eine Referenzlinie an einer Fläche eines Substrats angeordnet. Wenn ein erstes Auswertungswerkstück einschließlich einem oder mehreren Auswertungsteilen und einem oder mehreren Auswertungsteilen mit invertierte Form um einen bestimmten Winkel gedreht wird, von einem zweiten Auswertungswerkstück mit der gleichen Form wie das erste Auswertungswerkstück, wird es möglich, das Auswertungsteil und das Auswertungsteil mit der invertierten Form von dem ersten Auswertungswerkstück an das Auswertungsteil mit invertierter Form und das Auswertungsteil des zweiten Auswertungswerkstück anzupassen. Die Formgenauigkeit kann ausgewertet werden unter Verwendung des ersten Auswertungswerkstück und des zweiten Auswertungswerkstücks, die miteinander in Deckung gebracht wurden.
  • Die Konfiguration des Auswertungswerkstück dieser Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Zur Erleichterung des Verständnisses weist ein Auswertungswerkstück, das in der folgenden Beschreibung verwendet wird, drei Auswertungsteile mit einer einfacheren Konfiguration als diejenigen der sieben Auswertungsteile der ersten Ausführungsform und drei Auswertungsteile mit invertierter Form mit konkav-konvexen Formen, die von konkav-konvexen Formen der jeweiligen entsprechenden Auswertungsteile invertiert wurden.
  • 18 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Auswertungswerkstück zeigt, das zur Auswertung der Formgenauigkeit durch Einpassen von zwei Auswertungswerkstücken miteinander verwendet wird. 19 ist eine perspektivische Ansicht, die das Auswertungswerkstück in 18 aus einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung von 18 zeigt. 20 ist eine Draufsicht, welche die Anordnung der drei Auswertungsteile und der drei Auswertungsteile mit invertierter Form zeigt. Wie in den 18 bis 20 gezeigt ist, weist ein Auswertungswerkstück 70, das diese beispielhafte Konfiguration aufweist, ein Auswertungsteil 71-1 mit einer rechteckigen Rille, ein Auswertungsteil 71-2 mit einer invertierten Form mit einer rechteckigen Projektion einer invertierten Form des Auswertungsteils 71-1, ein Auswertungsteil 72-1 mit einem kreisförmigen Loch, ein Auswertungsteil mit einer invertierten Form 72-2 mit einer kreisförmigen Projektion mit einer invertierten Form von dem Auswertungsteil 72-1, ein Auswertungsteil 73-1 mit einer bogenartigen ausgesparten/vertieften Fläche im Querschnitt und ein Auswertungsteil mit invertierter Form 73-2 mit einer bogenartigen Projektionsfläche im Querschnitt mit einer invertierten Form des Auswertungsteils 73-1 auf. Wie in 20 gezeigt ist, sind das Auswertungsteil 71-1 und das Auswertungsteil mit invertierter Form 71-2, das Auswertungsteil 72-1 und das Auswertungsteil mit invertierter Form 72-2 und das Auswertungsteil 73-1 und das Auswertungsteil mit invertierter Form 73-2 an symmetrischen Positionen um eine Referenzlinie L an einer Fläche/Oberfläche eines Substrats (durch eine gestrichelte Linien angezeigt) angeordnet. Während das Auswertungswerkstück 70 so dargestellt ist, dass es eine quadratische obere Fläche aufweist und die Referenzlinie L als Diagonale dargestellt ist, ist die Referenzlinie L nicht auf eine Diagonale beschränkt und kann eine beliebige Linie sein.
  • Zwei Auswertungswerkstücke 70A und 70B, welche die gleiche Form wie das Auswertungswerkstück 70 aufweisen, werden unter Verwendung einer Werkzeugmaschine hergestellt. 21 zeigt die beiden Auswertungswerkstücke 70A und 70B nebeneinander angeordnet. 22 zeigt die beiden Auswertungswerkstücke 70A und 70B nebeneinander angeordnet, wobei das Auswertungswerkstück 70A um 90 Grad in eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht ist. 23 zeigt die Positionsbeziehungen zwischen den Auswertungsteilen und den Auswertungsteilen mit invertierter Form des Auswertungswerkstücks 70A und den Auswertungsteilen und den Auswertungsteilen mit invertierter Form des Auswertungswerkstücke 70B basierend auf der Anordnung der 22. In den 21 bis 23 sind die Auswertungsteile mit vertieften Formen mit „-“ und Auswertungsteile mit vorstehenden Formen mit „+“ bezeichnet.
  • Ein Auswertungsteil 71-1A des Auswertungswerkstücks 70A und ein Auswertungsteil 71-1B des Auswertungswerkstücks 70B entsprechen dem Auswertungsteil 71-1 des Auswertungswerkstücks 70. Ein Auswertungsteil mit einer invertierten Form 71-2A des Auswertungswerkstücks 70A und ein Auswertungsteil mit einer invertierten Form 71-2B des Auswertungswerkstücks 70B entsprechen dem Auswertungsteil mit invertierter Form 71-2 des Auswertungswerkstücks 70. Ein Auswertungsteil 72-1A des Auswertungswerkstücks 70A und ein Auswertungsteil 72-1B des Auswertungswerkstücks 70B entsprechen dem Auswertungsteil 72-1 des Auswertungswerkstücks 70. Ein Auswertungsteil mit invertierter Form 72-2A des Auswertungswerkstücks 70A und ein Auswertungsteil mit invertierter Form 72-2B des Auswertungswerkstücks 70B entsprechen dem Auswertungsteil mit invertierter Form 72-2 des Auswertungswerkstücks 70. Ein Auswertungsteil 73-1A des Auswertungswerkstück 70A und ein Auswertungsteil 73-1B des Auswertungswerkstück 70B entsprechen dem Auswertungsteil 73-1 des Auswertungswerkstück 70. Ein Auswertungsteil mit invertierter Form 73-2A des Auswertungswerkstücks 70A und ein Auswertungsteil mit invertierter Form 73-2B des Auswertungswerkstück 70B entsprechen dem Auswertungsteil mit invertierter Form 73-2 des Auswertungswerkstücks 70.
  • Während die beiden Auswertungswerkstücke 70A und 70B nebeneinander angeordnet sind, wie in 21 gezeigt ist, ist das Auswertungswerkstück 70A um 90 Grad von dem Auswertungswerkstück 70B in eine Richtung entgegengesetzt der Richtung im Uhrzeigersinn gedreht und dann sind die Auswertungswerkstückes 70A und 70B nebeneinander angeordnet, wie in 22 gezeigt ist. Wie in 23 gezeigt ist, können die Auswertungswerkstücke 70A und 70B von 22 so verstanden werden, dass sie derart angeordnet sind, dass das Auswertungsteil 71-1A, das Auswertungsteil mit invertierter Form 71-2A, das Auswertungsteil 72-1A, das Auswertungsteil mit invertierter Form 72-2A, das Auswertungsteil 73-1A, und das Auswertungsteil mit invertierter Form 73-2A des Auswertungswerkstück 70A mit dem Auswertungsteil mit invertierter Form 71-2B, dem Auswertungsteil 71-1B, dem Auswertungsteil mit invertierter Form 72-2B, dem Auswertungsteil 72-1B, dem Auswertungsteil mit invertierter Form 73-2B und dem Auswertungsteil 73-1B des Auswertungswerkstücks 70B in Passung bzw. Deckung gebracht werden.
  • Das Auswertungswerkstück 70A und das Auswertungswerkstück 70B sind miteinander in einer solchen Weise in Passung bzw. Deckung gebracht, dass das Auswertungsteil des Auswertungswerkstücks 70A und das Auswertungsteil mit der invertierten Form des Auswertungswerkstücks 70B einander entsprechen, und dass das Auswertungsteil mit invertierter Form des Auswertungswerkstücks 70A und das Auswertungsteil des Auswertungswerkstücks 70B einander entsprechen. Wie in 22 gezeigt ist, entsprechen vier Seiten SA1, SA2, SA3 und SA4 des Auswertungswerkstücks 70A vier Seiten SB1, SB2, SB3 und SB4 des Auswertungswerkstücks 70B. Als Ergebnis eines Passens/in Deckung bringen zwischen dem Auswertungswerkstück 70A und des Auswertungswerkstücks 70B, liegen die Seiten SA1 bis SA4 des Auswertungswerkstücks 70A Seiten SB3, SB2, SB1 und SB4 des Auswertungswerkstücks 70B gegenüber. Indem das Auswertungswerkstück 70A und das Auswertungswerkstück 70B miteinander in Passung/Deckung gebracht sind, ist ein Beobachter in der Lage, die Formgenauigkeit durch eine Sichtprüfung durch Untersuchen der Position einer Lücke und eines Intervalls an der Außenseite auszuwerten bzw. zu beurteilen. Wenn der Vorsprung des Auswertungsteils mit invertierter Form 72-2A des Auswertungswerkstück 70A größer als das Loch am Auswertungsteil 72-1B des Auswertungswerkstücks 70B ist, tritt beispielsweise eine Lücke zwischen der Seite SA1 und der Seite SB3 auf, wodurch es einem Beobachter ermöglicht wird, die Formgenauigkeit durch eine Sichtprüfung auszuwerten bzw. zu beurteilen.
  • Der Beobachter kann eine Beschichtung (beispielsweise Bleimennige) an einem der Auswertungswerkstücke 70A und 70B aufbringen, und die Position oder Form der Beschichtung, die an dem Auswertungswerkstück anhaftet untersuchen. Dadurch ist der Beobachter in der Lage, die Formgenauigkeit durch eine Sichtprüfung auszuwerten bzw. zu beurteilen. Wenn der Vorsprung an dem Auswertungsteil mit invertierter Form 72-2A des Auswertungswerkstücks 70A kleiner als das Loch im Auswertungsteil 72-1B des Auswertungswerkstück 70B ist, haftet die an der Begrenzungsfläche des Auswertungsteils mit invertierter Form 72-2A an der Begrenzungsfläche des Auswertungsteils 72-1B an. Auf diese Weise ist der Beobachter in der Lage die Formgenauigkeit durch eine Sichtprüfung auszuwerten bzw. zu beurteilen. Wenn der Vorsprung bei dem Auswertungsteil mit invertierter Form 72-2A des Auswertungswerkstücks 70A größer als das Loch am Auswertungsteil 72-1B des Auswertungswerkstücks 70B ist, ist ein Teil des Umfangs des Auswertungsteils 72-1B nicht mit der an dem Umfang des Auswertungsteils 72-2A aufgebrachten Beschichtung beschichtet. Auf diese Weise ist der Beobachter in der Lage die Formgenauigkeit durch eine Sichtprüfung auszuwerten bzw. zu beurteilen.
  • Die Anordnung der Auswertungsteile und der Auswertungsteile mit invertierter Form des Auswertungswerkstücks 70 ist nicht auf die Anordnung in den 18 bis 20 beschränkt. Mit Bezug auf 20 weist ein Winkel Θ zwischen einer Linie, die die Mitte des Auswertungsteils 73-1 und einen Mittelpunkt C (strichpunktierte Linie in 20) verbindet und eine Linie, welche die Mitte des Auswertungsteils mit invertierter Form 73-2 und den Mittelpunkt C (strichpunktierte Linie in 20) verbindet, beispielsweise 90 Grad beträgt. Der Winkel Θ ist jedoch nicht auf 90 Grad beschränkt. Zum Beispiel kann der Winkel Θ auf 45 Grad eingestellt sein, indem das Auswertungsteil 73-1 und das Auswertungsteil mit invertierter Form 73-2 näher an die Referenzlinie (diagonal) L bewegt werden. Auch in diesem Fall kommt durch rotieren des Auswertungswerkstücks 70A um 90 Grad in eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn von dem Auswertungswerkstück 70B, wie in 22 gezeigt ist, das Auswertungsteil 73-1A in die Lage mit dem Auswertungsteil mit invertierter Form 73-2B und das Auswertungsteil mit invertier Form 73-2A kommt in die Lage mit dem Auswertungsteil 73-1B gepasst bzw. in Deckung gebracht zu werden. Während die Referenzlinie L als Diagonale dargestellt ist und durch den Mittelpunkt C in 22 läuft, kann die Referenzlinie L nicht durch den Mittelpunkt C laufen.
  • Die vorangehende Beschreibung wird auf das Auswertungswerkstück 10 der ersten Ausführungsform anwendbar, indem ein oder mehrere Paare einschließlich einem der drei Auswertungsteile und einem der drei Auswertungsteile mit invertierter Form des Auswertungswerkstücks 70 mit konkav-konvexen Formen, die zueinander invertiert sind, durch ein oder mehrere Paare von denen die jeweils einen von den sieben Auswertungsteilen und einen von den sieben Auswertungsteilen mit invertierter Form des Auswertungswerkstücks 10 mit konkav-konvexen Formen die zueinander invertiert sind, ersetzt werden. Zum Beispiel kann das in 2 angeordnete Eckteil 13 anstelle des Auswertungsteils mit invertierter Form 71-2 des Auswertungswerkstücks 70 angeordnet werden, und ein Teil mit einer invertierten Form mit einer Form, die von dem Eckteil 13 invertiert wurde, kann anstatt des Auswertungsteils 71-1 angeordnet werden. Ferner kann das in 2 gezeigte Vertikalniveauunterschiedsteil 11 anstelle des Auswertungsteils 72-1 des Auswertungswerkstücks 70 angeordnet werden, und ein invertiertes Formteil mit einer Form invertiert von der Form des Vertikalniveauunterschiedsteils 11 kann anstelle des Auswertungsteils mit invertierter Form 72-2 angeordnet sein. Auch das in 2 gezeigte gekrümmte Flächenteil 16 kann anstelle des Auswertungsteils mit invertierter Form 73-2 des Auswertungswerkstücks 70 angeordnet sein, und ein invertiertes Formteil mit einer Form, die von der Form des gekrümmten Flächenteils 16 invertiert ist, kann anstelle des Auswertungsteils 73-1 angeordnet sein. Indem das Eckteil 13, das Vertikalniveauunterschiedsteil 11 und das gekrümmte Flächenteil 16, und drei invertierte Formteile von den Formen des Eckteils 13, des Vertikalniveauunterschiedsteils 11 und des gekrümmten Flächenteils 16 invertiert wurden, vorgesehen sind, ist ein Beobachter in der Lage, die Formgenauigkeit durch eine Sichtprüfung auszuwerten bzw. zu beurteilen.
  • <Effekte der zweiten Ausführungsform>
  • In dieser Ausführungsform sind zwei Auswertungswerkstücke aneinander befestigt und ein Beobachter werter die Formgenauigkeit durch eine Sichtprüfung, ohne dass eine Kontaktoberflächenrauhigkeitsmessmaschine, ein Projektor, eine dreidimensionale Messmaschine usw. verwendet wird, aus. Hierdurch kann wie in der ersten Ausführungsform der Einfluss von verschiedenen Faktoren, wie z.B. ein Bearbeitungsprogramm, eine numerische Steuerung, eine Servosteuerung, ein Werkzeug und eine Bearbeitungsbedingung bei der Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine bewertet/ausgewertet werden. Ein Hersteller von Werkzeugmaschinen kann die Leistung unter normalen, für eine Maschine empfohlenen Bearbeitungsbedingungen zum Zeitpunkt des Versands bewerten. Beispielsweise bereitet der Werkzeugmaschinenhersteller ein hochgenaues Auswertungswerkstück als Master vor, indem eine Schneidgeschwindigkeit reduziert wird. Dann erzeugt der Werkzeugmaschinenhersteller ein Testauswertungswerkstück unter Verwendung der Werkzeugmaschine vor dem Versand durch Befolgen desselben Bearbeitungsprogramms als das Master- Auswertungswerkstück unter einer Bearbeitungsbedingung, die beispielsweise eine normale Schneidgeschwindigkeit definiert. Dann passt bzw. bringt der Werkzeugmaschinenhersteller das erzeugte Auswertungswerkstück an/mit das/dem Master-Auswertungswerkstück in Deckung. Das erlaubt das Auswerten der Leistung unter den normalen Bearbeitungsbedingungen, die zum Zeitpunkt des Versands der Werkzeugmaschine empfohlen wurden. Das Bearbeitungsprogramm, das Speichermedium, welches das Bearbeitungsprogramm speichert, und die CAD-Datenstruktur, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, sind ferner auf diese Ausführungsform anwendbar, mit der Ausnahme, dass das Bearbeitungsprogramm und die CAD-Datenstruktur so konfiguriert sind, dass der Auswertungsteil und der Auswertungsteil mit invertierter Form symmetrisch um eine Referenzlinie an einer Oberfläche eines Substrats angeordnet sind.
  • Während die vorstehenden Ausführungsformen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind, ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht nur auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene modifizierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in einem Bereich anwendbar, der nicht von der Substanz der vorliegenden Erfindung abweicht.
  • Bezugszeichenliste
    • 10, 70
    Auswertungswerkstück
    11
    Vertikalniveauunterschiedsteil
    12
    Richtungsumkehrteil
    13
    Eckteil
    14
    ebenes Flächenteil
    15
    Grenzteil zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche
    16
    gekrümmtes Flächenteil
    17
    gekrümmtes Flächenteil

Claims (10)

  1. Auswertungswerkstück (10, 70) für die Auswertung des Einflusses mindestens eines Faktors eines Bearbeitungsprogramms, einer numerischen Steuerung, einer Servosteuerung, eines Werkzeugs und einer Bearbeitungsbedingung auf die Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine, wobei das Auswertungswerkstück mindestens eines der nachfolgenden Teile (A) bis (G) an einer durch die Werkzeugmaschine bearbeiteten Fläche umfasst: (A) ein Vertikalniveauunterschiedsteil (11) mit einem Vertikalniveauunterschied und ebenen Flächen, die auf beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds angeordnet sind, (B) ein Richtungsumkehrteil (12), bei dem eine Bewegungsrichtung eines Werkzeugs in Höhenrichtung umgekehrt wird, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer gekrümmten Fläche verwendet wird, (C) ein Eckteil (13), an dem sich eine Bewegungsrichtung des Werkzeugs ändert, (D) ein ebenes Flächenteil (14), (E) ein Grenzteil (15) zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung, (F) ein gekrümmtes Flächenteil (16) mit einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; und (G) ein gekrümmtes Flächenteil (17), an dem Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden auf einer gekrümmten Fläche ausgerichtet sind, wobei zumindest eine der gekrümmten Flächen des Teils (B) und des Teils (G) ein geschnittenes kugelförmiges Körperteil umfasst, und mindestens eines von dem Teil (B) und dem Teil (G) in dem geschnitten kugelförmigen Körperteil enthalten ist, eine ringartige Referenzoberfläche für eine dreidimensionale Messmaschine um das geschnittene kugelförmige Körperteil herum angeordnet ist, und zumindest eines von den Teilen (A) und (C) bis (F) außerhalb der Referenzoberfläche angeordnet ist.
  2. Auswertungswerkstück (10, 70) nach Anspruch 1, wobei das geschnittene kugelförmige Körperteil in einem zentralen Bereich des Auswertungswerkstück angeordnet ist.
  3. Auswertungswerkstück (10, 70) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Auswertungswerkstück unter Verwendung eines rechteckigen Substrats ausgebildet ist, und das Teil (C) an einer Ecke des Substrats angeordnet ist.
  4. Auswertungswerkstück (10, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Teil (D) entlang der Außenseite des Auswertungswerkstück angeordnet ist.
  5. Auswertungswerkstück (10, 70) für die Auswertung des Einflusses mindestens eines Faktors eines Bearbeitungsprogramms, einer numerischen Steuerung, einer Servosteuerung, eines Werkzeugs und einer Bearbeitungsbedingung auf die Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine, wobei das Auswertungswerkstück mindestens eines der nachfolgenden Teile (A) bis (G) an einer durch die Werkzeugmaschine bearbeiteten Fläche und mindestens ein invertiertes Formteil mit einer konkav-konvex invertierten Form von einer konkav-konvexen Form des zumindest einen Teils umfasst: (A) ein Vertikalniveauunterschiedsteil (11) mit einem Vertikalniveauunterschied und ebenen Flächen, die auf beiden Seiten des Vertikalniveauunterschieds angeordnet sind, (B) ein Richtungsumkehrteil (12), bei dem eine Bewegungsrichtung eines Werkzeugs in Höhenrichtung umgekehrt wird, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer gekrümmten Fläche verwendet wird, (C) ein Eckteil (13), an dem sich eine Bewegungsrichtung des Werkzeugs ändert, (D) ein ebenes Flächenteil (14), (E) ein Grenzteil (15) zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung, (F) ein gekrümmtes Flächenteil (16) mit einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; und (G) ein gekrümmtes Flächenteil (17), an dem Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden auf einer gekrümmten Fläche ausgerichtet sind, wobei das Teil und das Teil mit der invertierten Form symmetrisch zu einer Referenzlinie auf einer Fläche eines Substrats angeordnet sind.
  6. Bearbeitungsprogramm, um einen Computer als eine numerische Steuerung (300), der ein Auswertungswerkstück (10, 70) durch Antreiben einer Werkzeugmaschine erzeugt, zu veranlassen, mindestens einen der folgenden Prozesse (b) und (g) und mindestens einen der folgenden Prozesse (a) und (c) bis (f) auszuführen: (a) einen Prozess des Abbremsens eines Werkzeugs, wenn das Werkzeug sich entlang einer unteren ebenen Fläche in Richtung auf einen Vertikalniveauunterschied bewegt, Beschleunigen und Abbremsen des Werkzeugs an dem Vertikalniveauunterschied, und Beschleunigung des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang einer oberen ebenen Fläche des Vertikalniveauunterschieds bewegt und einen Prozess des Abbremsens des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang der oberen ebenen Fläche in Richtung des Vertikalniveauunterschieds bewegt, Beschleunigen und Abbremsen des Werkzeugs an dem Vertikalniveauunterschied und Beschleunigen des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang der unteren ebenen Fläche von dem Vertikalniveauunterschied bewegt; (b) einen Prozess des Umkehrens einer Bewegungsrichtung des Werkzeugs in einer Höhenrichtung, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer gekrümmten Oberfläche verwendet wird; (c) einen Prozess zum Ändern einer Bewegungsrichtung des Werkzeugs an einem Eckteil (13); (d) einen Prozess des Bewegens des Werkzeugs an einem ebenen Flächenteil (14); (e) einen Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs an einem Grenzteil (15) zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; (f) einen Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs an einem gekrümmten Flächenteil (16) mit einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; und (g) ein Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs auf eine solche Art und Weise, dass Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden an einer gekrümmten Fläche eines gekrümmten Flächenteils (17) ausgerichtet sind, das Auswertungswerkstück den Einfluss mindestens eines Faktors eines Bearbeitungsprogramms, einer numerischen Steuerung, einer Servosteuerung, eines Werkzeugs und einer Bearbeitungsbedingung auf die Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine auswertet, wobei zumindest eine der gekrümmten Flächen des Prozesses (b) und des Prozesses (g) ein geschnittenes kugelförmiges Körperteil umfasst, und mindestens einer der Prozesse (b) und (g) ausgeführt wird, eine ringartige Referenzoberfläche für eine dreidimensionale Messmaschine um das geschnittene kugelförmige Körperteil herum angeordnet ist, und zumindest einer von den Prozessen (a) und (c) bis (f) außerhalb der Referenzoberfläche ausgeführt wird.
  7. Bearbeitungsprogramm nach Anspruch 6, wobei das geschnittene kugelförmige Körperteil in einem zentralen Bereich des Auswertungswerkstücks angeordnet ist.
  8. Bearbeitungsprogramm nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Auswertungswerkstück (10, 70) unter Verwendung eines rechteckigen Substrats ausgebildet ist, und das Eckteil (13) bei dem Prozess (c) an einer Ecke des Substrats angeordnet ist.
  9. Bearbeitungsprogramm nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das ebene Flächenteil (14) in dem Prozess (d) entlang der Außenseite des Auswertungswerkstücks angeordnet ist.
  10. Bearbeitungsprogramm um einen Computer als eine numerische Steuerung, der ein Auswertungswerkstück (10, 70) durch Antreiben einer Werkzeugmaschine erzeugt, zu veranlassen, mindestens einen der folgenden Prozesse (a) bis (g) durchzuführen: (a) einen Prozess des Abbremsens eines Werkzeugs, wenn das Werkzeug sich entlang einer unteren ebenen Fläche in Richtung auf einen Vertikalniveauunterschied bewegt, Beschleunigen und Abbremsen des Werkzeugs an dem Vertikalniveauunterschied, und Beschleunigung des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang einer oberen ebenen Fläche des Vertikalniveauunterschieds bewegt und einen Prozess des Abbremsens des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang der oberen ebenen Fläche in Richtung des Vertikalniveauunterschieds bewegt, Beschleunigen und Abbremsen des Werkzeugs an dem Vertikalniveauunterschied und Beschleunigen des Werkzeugs, wenn sich das Werkzeug entlang der unteren ebenen Fläche von dem Vertikalniveauunterschied bewegt; (b) einen Prozess des Umkehrens einer Bewegungsrichtung des Werkzeugs in einer Höhenrichtung, wenn das Werkzeug zum Bearbeiten eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer gekrümmten Oberfläche verwendet wird; (c) einen Prozess zum Ändern einer Bewegungsrichtung des Werkzeugs an einem Eckteil (13); (d) einen Prozess des Bewegens des Werkzeugs an einem ebenen Flächenteil (14); (e) einen Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs an einem Grenzteil (15) zwischen einer ebenen Fläche und einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; (f) einen Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs an einem gekrümmten Flächenteil (16) mit einer gekrümmten Fläche mit einer sich ändernden Krümmung; und (g) ein Prozess des Hin- und Herbewegens des Werkzeugs auf eine solche Art und Weise, dass Befehlspunkte regelmäßig zwischen benachbarten Werkzeugpfaden an einer gekrümmten Fläche eines gekrümmten Flächenteils (17) ausgerichtet sind, das Auswertungswerkstück den Einfluss mindestens eines Faktors eines Bearbeitungsprogramms, einer numerischen Steuerung, einer Servosteuerung, eines Werkzeugs und einer Bearbeitungsbedingung auf die Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine auswertet, das Bearbeitungsprogramm zumindest einen der Prozesse (a) bis (g) und einen Prozess zum Herstellen mindestens eines invertierten Formteils mit einer konkav-konvexen Form, die von einer konkav-konvexen Form eines Teils invertiert ist, das durch den mindestens einen Prozess erzeugt wird, umfasst, wobei der Computer dazu veranlasst wird, den mindestens einen Prozess und den Prozess zum Herstellens des mindestens einen invertierten Formteils so auszuführen, dass das Teil und das invertierte Formteil symmetrisch um eine Referenzlinie an einer Fläche eines Substrats angeordnet sind.
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