JP2021105825A - シミュレーション装置、数値制御装置、及びシミュレーション方法 - Google Patents

シミュレーション装置、数値制御装置、及びシミュレーション方法 Download PDF

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Abstract

【課題】加工面に問題があるかないかの評価を定量的に評価することを可能とする。【解決手段】シミュレーション装置が、工作機械によって被加工物を加工する場合の加工位置データを保存するための保存部と、保存された加工位置データを用いて加工面のシミュレーションを行う加工面シミュレーション部と、加工面のシミュレーションによりシミュレーションされた加工面の表面性状を計算する表面性状計算部と、評価条件に基づいて表面性状を評価する加工面評価部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、シミュレーション装置、数値制御装置、及びシミュレーション方法に係り、特に、工作機械によって加工する被加工物の加工面のシミュレーションを行うシミュレーション装置、数値制御装置、及びシミュレーション方法に関する。
従来から、シミュレーション中にレンダリングされる物体のモデルから物体の表面の欠陥を特定するシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１には、表面に対する法線ベクトルに基づいて表面の向きおよび向きの変化率を求め、変化率およびしきい値に基づいて表面の欠陥を特定することが記載されている。そして、しきい値は、機械加工プロセスに基づいて求められることが記載されている。
特許第５６６６０１３号公報
従来、工作機械により加工されたワークの加工面に問題があるかないかを判断するために有効なシミュレーション方法として、加工面のシミュレーションがある。
加工面のシミュレーションを行った場合、加工面に問題があるかないかの評価はユーザの目視により行われている。
この場合、ユーザの主観により判断されるためユーザによって見る場所が異なり、ユーザによって加工面に問題があるかないかの判断が異なる場合がある。
また、ユーザは加工が要求精度に収まっているのか、数値的に良し悪しの判断が難しい。
さらに、ユーザの加工面のシミュレーションの技量（例えば、光の当て方、視線角度等の表示設定）により加工面に問題があるかないかの判断結果が異なり、問題個所を見過ごす可能性がある。
このため、加工面に問題があるかないかの評価を定量的に行うことが望まれている。
（１） 本開示の第１の態様のシミュレーション装置は、工作機械によって被加工物を加工する場合の加工位置データを保存するための保存部と、
保存された前記加工位置データを用いて加工面のシミュレーションを行う加工面シミュレーション部と、
前記加工面のシミュレーションによりシミュレーションされた前記加工面の表面性状を計算する表面性状計算部と、
評価条件に基づいて前記表面性状を評価する加工面評価部と、
を備えたシミュレーション装置である。
（２） 本開示の第２の態様の数値制御装置は、上記（１）に記載のシミュレーション装置と、加工プログラムに基づいてサーボモータのサーボ制御を行うための制御指令を生成する制御部と、を備えた数値制御装置である。
（３） 本開示の第３の態様のシミュレーション方法は、工作機械によって被加工物を加工する場合の加工位置データを保存し、
保存された前記加工位置データを用いて加工面のシミュレーションを行い、
前記加工面のシミュレーションによりシミュレーションされた前記加工面の表面性状を計算し、
評価条件に基づいて前記表面性状を評価するシミュレーション方法である。
本開示の態様によれば、加工面に問題があるかないかの評価を定量的に評価することが可能となり、ユーザによる判断の違いをなくすことができる。
また、加工が要求精度に収まっているのか、数値的に判断することができる。
本発明の一実施形態の数値制御装置を含む数値制御機械システムの一構成例を示すブロック図である。 サーボモータと機械の一部を示すブロック図である。 加工面シミュレーションの原点を機械座標の原点に設定した場合の例を示す図である。 加工面シミュレーションの原点を機械座標の原点に設定した場合の他の例を示す図である。 加工面シミュレーションの原点をワーク座標系の原点に設定した場合の例を示す図である。 加工面シミュレーションの原点をワーク座標系の原点に設定した場合の他の例を示す図である。 画面に表示されるワークを示す斜視図である。 ワークにおいて、加工面シミュレーションを行う指定場所を示す斜視図である。 加工面のシミュレーションを説明するための図である。 加工面シミュレーションの結果を示す図である。 ９個に分割された加工面を示す図である。 加工面の９個に分割された各部分について表面性状を計算した結果を示す加工面の図である。 許容範囲外の領域を太線の四角で囲って示す加工面の図である。 許容範囲の閾値が異なる場合の、許容範囲外の領域を太線の四角で囲って示す加工面の図である。 最大高さＳｚの値を大きさによってグラデーションを付けて表示する画面を形成する様子を示した図である。 白色、灰色、黒色が配置された加工面を示す図である。 筋目を含まない領域と筋目を含む領域との色を変えた場合の加工面を示す図である。 不合格となった領域に照射角度を合わせ、照射角度と加工面の法線ベクトルでなす角度によって、明暗をつける様子を示す図である。 加工面評価部による評価結果を記載した評価表を示す図である。 シミュレーション部の動作を示すフローチャートである。 特開２０１９−０４０５８６号公報に記載された評価用ワークを示す斜視図である。 円板状のワークにおいて、加工面シミュレーションを行う指定場所を示す図である。 加工面シミュレーションされたワークの加工面における分割領域を示す図である。 角が生じた部分のみに色が付与された加工面を示す図である。 本実施形態の数値制御機械システムの変形例を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の数値制御装置を含む数値制御機械システムの一構成例を示すブロック図である。図１に示す数値制御機械システム（以下、ＮＣ機械システムとい
う）１０は、数値制御装置（以下、ＮＣ装置という）１００、サーボ制御部２００、サーボモータ３００及び機械４００を備えている。機械４００は切削加工等を行う工作機械である。ＮＣ装置１００は機械４００に含まれてもよい。また、サーボモータ３００は、機械４００に含まれてもよい。
機械４００が複数の軸、例えばＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸を有する場合、サーボ制御部２００及びサーボモータ３００は軸ごとに設けられる。
ＮＣ装置１００は、保存部１０１、スムージング制御部１０２、加減速制御部１０３、ワーク座標系変換部１０４、工具長補正部１０５、シミュレーション用データ出力部１０６、及びシミュレーション部１１０を備えている。シミュレーション部１１０はシミュレーション装置を構成する。
保存部１０１は、入力される、加工経路を示す指令経路（指令点の配置）を含む加工プログラム及び工具情報を保存する。加工プログラムは、ＣＡＤ(Computer Aided Design)及びＣＡＭ(Computer Aided Manufacturing)を用いて作成される。加工実行指示に基づいて、加工プログラム及び工具情報が保存部１０１から読みだされ、スムージング制御部１０２及びシミュレーション用データ出力部１０６に入力される。加工プログラムは加工位置データとなる、加工経路を示す指令経路を含んでいる。
スムージング制御部１０２は、加工プログラムが示す移動指令に基づく移動経路のスムージング制御を行う。具体的には、スムージング制御部１０２は、移動指令を滑らかな経路に補正した後、補正後の移動経路上の点を補間周期で補間する（経路補正）。
加減速制御部１０３は、スムージング制御部１０２で補間された移動指令、加減速時定数に基づく加減速度、最大速度に基づいて移動速度パターンを生成し、移動速度パターンに基づいて位置指令を生成し、ワーク座標系変換部１０４へ出力する。スムージング制御部１０２と加減速制御部１０３はサーボモータ３００のサーボ制御を行うための制御指令を生成する制御部となる。位置指令は工作機械を駆動するサーボモータ３００のサーボ制御を行うための制御指令となる。
ワーク座標系変換部１０４は加減速制御部１０３から出力される位置指令についてワーク座標を機械座標に換算して、機械座標に換算された位置指令を工具長補正部１０５に出力する。
工具長補正部１０５は、例えば、工具を交換した場合に、位置指令の機械座標を工具の長さによって補正して、補正された位置指令をサーボ制御部２００及びシミュレーション用データ出力部１０６に出力する。
シミュレーション用データ出力部１０６は、保存部１０１から出力される加工プログラムの加工位置データ、工具長補正部１０５から出力される位置指令（加工位置データとなる）、サーボモータ３００から出力される第１のフィードバック情報となるモータフィードバック情報（モータＦＢとして図示する）である加工位置データ、及び機械４００から出力される第２のフィードバック情報となるスケールフィードバック情報（スケールＦＢとして図示する）である加工位置データをシミュレーション部１１０に出力する。シミュレーション部１１０の構成については後述する。
サーボ制御部２００は、入力される位置指令と、モータフィードバック情報とスケールフィードバック情報の少なくとも一方の位置検出値との差となる位置偏差を求め、位置偏差を用いて速度指令を作成し、更に速度指令に基づいてトルク指令を生成してサーボモータ３００に出力する。モータフィードバック情報はサーボモータ３００に関連付けられたロータリエンコーダからの位置検出値であり、スケールフィードバック情報は機械４００に取り付けられたリニアスケールからの位置検出値である。
サーボ制御部２００は、サーボモータ３００から出力されるモータフィードバック情報と、機械４００から出力されるスケールフィードバック情報の２つを用いてフィードバック制御を行う必要なく、例えば、スケールフィードバック情報はサーボ制御部２００に入力されず、シミュレーション用データ出力部１０６のみに出力されてもよい。
図２はサーボモータと機械の一部を示すブロック図である。
サーボ制御部２００は、サーボモータ３００で連結機構４０１を介してテーブル４０２を移動させ、テーブル４０２の上に搭載された被加工物（ワーク）を加工する。連結機構４０１は、サーボモータ３００に連結されたカップリング４０１１と、カップリング４０１１に固定されるボールねじ４０１３（可動部となる）とを有し、ボールねじ４０１３にナット４０１２が螺合されている。サーボモータ３００の回転駆動によって、ボールねじ４０１３に螺着されたナット４０１２がボールねじ４０１３の軸方向に移動する。連結機構４０１及びテーブル４０２は機械４００の一部である。
サーボモータ３００の回転角度位置は、サーボモータ３００に関連付けられた、位置検出部となるロータリエンコーダ３０１によって検出され、検出された信号は積分することでモータフィードバック情報としてサーボ制御部２００及びシミュレーション用データ出力部１０６へ出力される。
スケールフィードバック情報は、機械４００のボールねじ４０１３の端部に取り付けられたリニアスケール４０３から位置検出値である。リニアスケール４０３は、ボールねじ４０１３の移動距離を検出し、その出力をスケールフィードバック情報としてサーボ制御部２００へ出力し、また機械４００の可動部となるボールねじ４０１３の位置情報としてシミュレーション用データ出力部１０６に入力する。
シミュレーション部１１０は、シミュレーション用データ保存部１１１、シミュレーション開始指令部１１２、原点決定部１１３、形状シミュレーション部１１４、形状シミュレーション表示部１１５、加工面指定部１１６、加工面シミュレーション部１１７、表面性状計算部１１８、評価条件指定部１１９、加工面評価部１２０、表示方法決定部１２１、加工面表示指定部１２２、加工面シミュレーション表示部１２３及び形状表示指定部１２４を備えている。
シミュレーション用データ保存部１１１は、シミュレーション用データ出力部１０６から出力される、加工プログラムの加工位置データ、工具長補正部１０５から出力される加工位置データ、サーボモータ３００から出力される加工位置データ、機械４００から出力される加工位置データを保存する。
シミュレーション開始指令部１１２は、ＮＣ装置１００に工具長補正部１０５から出力される加工位置データに関するシミュレーション開始要求が入力されると、シミュレーション用データ保存部１１１から工具長補正部１０５から出力される加工位置データを読み出し、工具長補正部１０５から出力される加工位置データとともにシミュレーション開始指令を原点決定部１１３及び形状シミュレーション部１１４に送る。なお、工具長補正部１０５から出力される加工位置データは機械座標系の加工位置データである。
なお、シミュレーションを行う加工位置データは特に工具長補正部１０５から出力される加工位置データに限定されず、それ以外の３つの加工位置データのうちのいずれか、すなわち加工プログラムの加工位置データ、サーボモータ３００から出力される加工位置データ、及び機械４００から出力される加工位置データのうちのいずれかであってもよい。
原点決定部１１３は、シミュレーション開始指令部１１２から工具長補正部１０５から出力される加工位置データとシミュレーション開始指令を受け、加工面シミュレーションを行う範囲を決めるための原点（以下、加工面シミュレーションの原点という）を決定し、原点指定情報と工具長補正部１０５から出力される加工位置データとを加工面指定部１１６に出力する。
原点決定部１１３は、加工面シミュレーションの原点をワーク座標系の原点としてもよい。ワーク座標系の原点は、工具長補正部１０５から出力される加工位置データは機械座標系の加工位置データであるため、機械座標系の加工位置データをワーク座標系の加工位置データに変換して求める。
加工面シミュレーションの原点をワーク座標系の原点とする理由を以下に説明する。
ユーザが後述する形状シミュレーション表示部１１５に表示されたワークについて、ユーザが二つの加工面シミュレーションの結果を比較しようとするときに、目視により加工面シミュレーションを行う範囲を規定すると、加工面シミュレーションの範囲にずれを生じる可能性があり、それによって評価結果が変わってくる場合がある。
ユーザが、加工面シミュレーションの原点を機械座標の原点（機械原点）とし、機械原点から特定の量をシフトするように加工面シミュレーションの範囲を設定した場合でも、ワーク座標系の違いにより必ずしも加工面の同じ範囲を確認し、評価できるわけではない。例えば、図３及び図４に示すように、ワーク座標系ＣＡの原点とワーク座標系ＣＢの原点とが機械座標上で異なる位置にあるときに、ユーザがワーク５００の加工面シミュレーションの原点を機械原点（０，０）とし、機械原点から特定の量（Ｘ１，Ｙ１）をシフトするように加工面シミュレーションの範囲を設定すると、加工面上の加工面シミュレーション範囲が異なり、評価結果が異なることになる。
このため、原点決定部１１３は、加工面シミュレーションの原点をワーク座標系の原点として原点指定情報を作成する。そして、加工面指定部１１６は、ワーク座標系の原点から特定の量をシフトするように加工面シミュレーションの範囲を設定する。その結果、例えば、図５及び図６に示すように、ワーク座標系ＣＡの原点とワーク座標系ＣＢの原点とが機械座標上で異なる位置にあっても、ワーク５００の加工面シミュレーションの原点はそれぞれワーク座標系ＣＡの原点とワーク座標系ＣＢの原点に設定され、加工面シミュレーションの範囲はワーク座標系ＣＡの原点又はワーク座標系ＣＢの原点から特定の量をシフトするように設定されるので、加工面上の加工面シミュレーション範囲は同じになる。
そのため、ユーザは機械座標上のワーク座標系の原点の位置が異なっても同じ範囲を確認し、評価を行うことができる。
形状シミュレーション部１１４は、シミュレーション開始指令を受けると、工具長補正部１０５から出力される加工位置データを用いて形状シミュレーションを行い、形状シミュレーションによって得られたワークの形状を示す画像情報を形状シミュレーション表示部１１５に送る。
形状シミュレーション表示部１１５は、ワークの形状を示す画像情報に基づいて画面にワークの形状を表示する。図７は画面に表示されるワークを示す図であり、ワーク５００は工具長補正部１０５から出力される加工位置データを用いて行われた形状シミュレーションによるワークを示す。形状シミュレーション表示部１１５は、例えば、タッチパネル付き液晶表示装置である。ユーザは図７に示すワーク５００において加工面シミュレーションを行いたい場所を、タッチパネルを用いて指定する。図８はワーク５００において、加工面シミュレーションを行う指定場所を示す図である。
形状シミュレーション部１１４は後述する形状表示指定部１２４により表示設定される。
加工面指定部１１６は、タッチパネルで特定された指定場所に基づいて、加工面シミュレーションを行う加工面を指定するための座標情報を加工面シミュレーション部１１７に送る。座標情報は加工面シミュレーションを行う範囲を規定し、座標の原点は原点決定部１１３から出力される原点指定情報に基づいて決められる。ここでは、座標の原点はワーク座標系の原点が用いられる。
加工面シミュレーション部１１７は、座標情報に基づいて加工面シミュレーションを行う加工面の加工位置データを特定して、加工面シミュレーションを実行する。シミュレーションを行う加工面は図８に示した指定場所の面である。
加工面シミュレーション部１１７は、加工位置データを原点決定部から受け、加工面シミュレーションのために用いる。加工面シミュレーションは、図９に示すように、位置データと工具情報に基づいて、削り取られる部分を計算して行われる。工具６００の工具情報は、例えばボールエンドミル、ボール半径Ｒ１（単位はｍｍ）である。位置データは、例えば位置データＰ１がＸ９０．８４１、位置データＰ２がＸ９０．７４１である。図９は工具６００となるボールエンドミルがワーク５００をＸ軸方向の位置９０．８４１から位置９０．７４１まで切削加工する場合の加工面シミュレーションを説明する図である。
そして、加工面シミュレーション部１１７は、加工面シミュレーションの結果を表面性状計算部１１８に出力する。図１０は加工面シミュレーションの結果を示す図である。図１０に示すように加工面には平行な２つの筋目の組が３か所ある。
表面性状計算部１１８は、加工面シミュレーションされた加工面の表面性状を計算し、評価条件指定部１１９及び加工面評価部１２０に計算された表面性状を出力する。表面性状（面粗さ測定）は、ＩＳＯ ２５１７８で規定されており、表面性状を示すパラメータは例えば、算術平均高さＳａ、最大高さＳｚ、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒ、又は界面の展開面積比Ｓｄｒを用いることができる。これらのパラメータは、いずれを用いてもよいが、計算結果の一例をあげると、ある加工面の表面性状は算術平均高さＳａが０．５μｍ、最大高さＳｚが６．２８６μｍ、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒが０．１８６、界面の展開面積比Ｓｄｒが０．００１７６１となった。
例えば、表面性状計算部１１８は、図１０に示す、加工面シミュレーションされたワーク５００の加工面を予め決められたメッシュの大きさで分割し、分割された各部分について最大高さＳｚを計算する。メッシュサイズは適宜決められるが、例えば、０．１ｍｍ２に設定することができる。図１０に示すように加工面には平行な２つの筋目の組が３か所ある。例えば、ここでは加工面シミュレーションされたワーク５００の加工面を、図１１に示すように９個に分割し、分割された各部分について最大高さＳｚを計算する。計算の結果、図１２に示すように、最大高さＳｚの値が１．００μｍの部分が４箇所、最大高さＳｚの値が１．１０μｍの部分が１箇所、最大高さＳｚの値が１．２０μｍの部分が１箇所、最大高さＳｚの値が１．５０μｍの部分が３箇所あることが分かる。
評価条件指定部１１９は、評価条件を指定する。例えば、評価条件は最大高さＳｚの値が１．１０μｍ以下を許容範囲として合格とする。ここでは、評価条件の閾値１．１０μｍは予め決定される。
なお、評価条件指定部１１９は、表面性状計算部１１８が計算した、全メッシュの最大高さＳｚの平均値より１０％より大きい値を閾値とし、最大高さＳｚの値がこの閾値以下を許容範囲として合格としてもよい。例えば、図１２の全メッシュの最大高さＳｚの値の平均値は１．２０μｍとなり、評価条件の閾値は、１．２０μｍ×１．１＝１．３２μｍとなる。そして、評価条件は最大高さＳｚの値が１．３２μｍ以下を許容範囲として合格とする。
加工面評価部１２０は、評価条件指定部１１９が指定した評価条件に基づいて加工面の表面性状が許容範囲かどうかを評価する。
例えば、加工面評価部１２０は、許容範囲の閾値が１．１０μｍの場合、最大高さＳｚの値が１．００μｍ及び１．１０μｍの場合は許容範囲とし、最大高さＳｚの値が１．２０μｍ及び１．５０μｍの場合は許容範囲外としてＮＧ（No Good）とする。図１３では許容範囲外の領域を太線の四角で囲って示している。
また、加工面評価部１２０は、許容範囲の閾値が１．３２μｍの場合、最大高さＳｚの値が１．００μｍ、１．１０μｍ及び１．２０μｍの場合は許容範囲とし、最大高さＳｚの値が１．４０μｍ及び１．５０μｍの場合は許容範囲外としてＮＧ(No Good)とする。図１４では許容範囲外の領域を太線の四角で囲って示している。
なお、加工面評価部１２０によって評価された後に、表面性状計算部１１８はメッシュの大きさを変えたり、メッシュで分割する位置を変えて表面性状を計算し、評価条件指定部１１９はメッシュの大きさに対応して、評価条件の閾値を設定し、メッシュの各領域について加工面評価部１２０が加工面の表面性状が許容範囲かどうかを評価してもよい。
表示方法決定部１２１は、加工面評価部１２０による評価結果を表示する方法を決定する。図１５は最大高さＳｚの値を大きさによってグラデーションを付けて表示する画面を形成する様子を示した図である。図１５では、最大高さＳｚの値が１．００μｍ、１．１０μｍ、１．２０μｍ、１．５０μｍの場合に、最大高さＳｚの値１．００μｍの領域に白色を配置し、最大高さＳｚの値１．５０μｍの領域に黒色を配置し、最大高さＳｚの値１．１０μｍ、１．２０μｍの領域にそれぞれグラデーションの異なる灰色を配置している。図１６は、白色、灰色、黒色が配置された加工面を示す図である。図１６では不透明な白色、灰色、黒色が付された領域を示しているが、白色、灰色、黒色を半透明として各領域の加工面の凹凸が見えるようにしてもよい。
なお、図１６では、白色、灰色、黒色の無彩色で評価結果を示しているが、有彩色で表示してもよい。例えば、色相環に基づいて、最大高さＳｚの値１．００μｍの領域の色と最大高さＳｚの値１．５０μｍの領域の色とが補色となるようにし、最大高さＳｚの値１．１０μｍの領域と、最大高さＳｚの値１．２０μｍの領域は最大高さＳｚの値１．００μｍの領域の色と最大高さＳｚの値１．５０μｍの領域の色との間の中間色となるようにする。具体的には、最大高さＳｚの値１．００μｍの領域に青色を配置し、最大高さＳｚの値１．１０μｍの領域に青緑色を配置し、最大高さＳｚの値１．２０μｍの領域に黄緑色を配置し、最大高さＳｚの値１．５０μｍの領域に黄みの橙色を配置することができる。
上述した表示方法では、最大高さＳｚの値を大きさによってグラデーションを付けて表示する例について説明したが、評価結果で不合格となった部分に合格となった部分と異なる色を付して、不合格となった部分を明確となるように表示してもよい。
例えば、図１３に示すように、最大高さＳｚの値が１．００μｍ、１．１０μｍの場合は許容範囲（合格）とし、最大高さＳｚの値が１．２０μｍ、１．５０μｍの場合は許容範囲外（不合格）とした場合、最大高さＳｚの値が１．００μｍ、１．１０μｍの領域に白色、最大高さＳｚの値が１．２０μｍ、１．５０μｍの領域を無彩色の黒色又は有彩色の赤色を付与することができる。
なお、図１７に示すように、表示方法決定部１２１は、筋目を含まない領域と筋目を含む領域との色を変えることで、筋目を含む領域をより明確に示すことができる。例えば、筋目を含まない領域を白色、筋目を含む領域を、無彩色の黒色又は有彩色の赤色を付与することができる。
加工面表示指定部１２２は、加工面シミュレーション表示部１２３の表示設定を行う。ユーザは加工面表示指定部１２２を用いて、加工面シミュレーションによる加工面の表示の明るさ、照射角度、視線角度を調整する。
例えば、図１７に示すように、表示方法決定部１２１が、筋目を含まない領域と筋目を含む領域との色を変える場合、加工面表示指定部１２２は、図１８に示すように、不合格となった領域に照射角度を合わせ、照射角度と加工面の法線ベクトルでなす角度を求める。図１８では照射角度と加工面の法線ベクトルでなす角度が０°と３０°の場合を示している。そして、加工面表示指定部１２２は、角度によって、明暗（濃淡）をつける。図１８では筋目が生じた領域では照射角度と加工面の法線ベクトルでなす角度が３０°となっている。この場合、不合格となった領域のうち、照射角度と加工面の法線ベクトルでなす角度が３０°となった筋目部分のみに色が付与される。
加工面シミュレーション表示部１２３は、表示方法決定部１２１で決定された表示方法で、且つ加工面表示指定部１２２で指摘された表示設定で、加工面シミュレーションの結果を表示する。加工面シミュレーション表示部１２３は、例えば、タッチパネル付き液晶表示装置である。加工面シミュレーション表示部１２３は形状シミュレーション表示部１１５で用いるタッチパネル付き液晶表示装置と共用してもよい。加工面シミュレーション表示部１２３で表示される加工面シミュレーションの結果は、例えば図１６で示される白色、灰色、黒色が配置された加工面、図１７に示した、筋目を含まない領域を白色、筋目を含む領域を、無彩色の黒色又は有彩色の赤色を付与した加工面、図１８に示した、照射角度と加工面の法線ベクトルでなす角度が３０°となった筋目部分のみに色が付与された加工面である。
加工面評価部１２０による評価結果は、図１６、図１７又は図１８に示した加工面の画像による表示に限らず、図１９に示すように、文字による評価表を表示してもよい。また、図１６、図１７又は図１８に示した加工面の画像による表示とともに、図１９に示すように、文字による評価表を表示してもよい。
全メッシュ数に対して不合格メッシュ数がある一定の割合、例えば２％以上の場合は加工面評価結果を不合格とすることができる。図１９では、全メッシュ数１０００に対して不合格メッシュ数が５８であるため加工面評価結果を不合格とした例を示している。
また、加工面評価部１２０による評価結果は、プリンターによって印刷したり、携帯端末又は管理用のコンピュータに送信したり、記憶装置に記録してもよい。
図１に示したＮＣ装置１００、又はシミュレーション部１１０に含まれる機能ブロックを実現するために、ＮＣ装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置を備えるコンピュータで構成することができる。また、ＮＣ装置１００等は、アプリケーションソフトウェアやＯＳ（Operating System）等の各種の制御用プログラムを格納したＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の補助記憶装置や、演算処理装置がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Random Access Memory）といった主記憶装置も備える。
そして、ＮＣ装置１００、又はシミュレーション部１１０において、演算処理装置が補助記憶装置からアプリケーションソフトウェアやＯＳを読み込み、読み込んだアプリケーションソフトウェアやＯＳを主記憶装置に展開させながら、これらのアプリケーションソフトウェアやＯＳに基づいた演算処理を行なう。また、この演算結果に基づいて、ＮＣ装置が備える各種のハードウェアを制御する。これにより、本実施形態の機能ブロックは実現される。つまり、本実施形態は、ハードウェアとソフトウェアが協働することにより実現することができる。
次に、シミュレーション部１１０の動作について図２０を用いて説明する。
ステップＳ１０において、シミュレーション開始指令部１１２は、ＮＣ装置１００にシミュレーション開始要求が入力されると、シミュレーション用データ保存部１１１から工具長補正部１０５から出力される加工位置データを読み出す。その後、シミュレーション開始指令部１１２は、工具長補正部１０５から出力される加工位置データとともにシミュレーション開始指令を原点決定部１１３及び形状シミュレーション部１１４に送る。
ステップＳ１１において、原点決定部１１３は加工面シミュレーションを行う範囲を決めるための原点を決定し、原点指定情報と工具長補正部１０５から出力される加工位置データとを加工面指定部１１６に出力する。原点指定情報は加工面シミュレーションの原点がワーク座標系の原点であることを示す情報である。
ステップＳ１２において、形状シミュレーション部１１４は、シミュレーション開始指令を受けると、工具長補正部１０５から出力される加工位置データを用いて形状シミュレーションを行い、形状シミュレーション表示部１１５は、ワークの形状を示す画像情報に基づいて画面にワークの形状を表示する。
ステップＳ１３において、加工面指定部１１６は、ユーザによって指定された場所（指定場所）の加工面を指定するための座標情報を加工面シミュレーション部１１７に送る。座標の原点は原点決定部１１３から出力される原点指定情報に基づいて決められ、ここではワーク座標系の原点が用いられる。座標情報は加工面シミュレーションを行う範囲を指定し座標の原点からのシフト量を示す。
ステップＳ１４において、加工面シミュレーション部１１７は、座標情報に基づいて指定場所の加工位置データを特定して、加工面シミュレーションを実行する。
ステップＳ１５において、表面性状計算部１１８は、加工面シミュレーションされた加工面のメッシュごとに表面性状を計算し、評価条件指定部１１９及び加工面評価部１２０に計算された表面性状を出力する。具体的には、表面性状計算部１１８は、加工面シミュレーションされたワーク５００の加工面について分割されたメッシュの各部分について最大高さＳｚ等の表面性状を計算する。
ステップＳ１６において、加工面評価部１２０は、評価条件指定部１１９が指定した評価条件に基づいて加工面の表面性状が許容範囲かどうかを評価する。例えば、上述したように、評価条件指定部１１９は、評価条件は最大高さＳｚの値が１．１０μｍ以下を許容範囲として合格とする。加工面評価部１２０は、例えば、図１２に示した分割された加工面において、最大高さＳｚの値が１．００μｍ、１．１０μｍの場合は許容範囲とし、最大高さＳｚの値が１．２０μｍ、１．５０μｍの場合は許容範囲外としてＮＧ(No Good)とする。
ステップＳ１７において、表示方法決定部１２１は、加工面評価部１２０による評価結果を表示する方法を決定する。例えば、図１６に示すように、最大高さＳｚの値が１．００μｍ、１．１０μｍ、１．２０μｍ、１．５０μｍの場合に、最大高さＳｚの値１．００μｍの領域に白色を配置し、最大高さＳｚの値１．５０μｍの領域に黒色を配置し、最大高さＳｚの値１．１０μｍ、１．２０μｍの領域にそれぞれグラデーションの異なる灰色を配置する。
ステップＳ１８において、表示方法決定部１２１で決定された表示方法で、且つ加工面表示指定部１２２で指摘された表示設定で、加工面シミュレーションの結果を表示する。
以上説明した本実施形態によれば、表面性状計算部１１８で加工面シミュレーションされた加工面の表面性状を計算し、評価条件指定部１１９で指定された評価条件に基づいて加工面評価部１２０で加工面を定量的に評価することで、加工面に問題があるかどうかを明確に判断することができる。
また、加工面シミュレーションを行う範囲を決めるための原点を原点決定部１１３で自動的に調整することができる。
さらに、ユーザが確認しやすいように、表示方法決定部１２１で表示方法を設定して加工面を表示することができる。
以上説明した実施形態において、加工面シミュレーションの対象は工具長補正部１０５から出力される加工位置データに限定されず、シミュレーション用データ保存部１１１に保存される他の加工位置データを対象としてもよい。具体的には、シミュレーション用データ保存部１１１は、工具長補正部１０５から出力される加工位置データの他に、加工プログラムの加工位置データ、サーボモータ３００から出力される加工位置データ、機械４００から出力される加工位置データを保存しているため、加工プログラムの加工位置データ、サーボモータ３００から出力される加工位置データ、機械４００から出力される加工位置データについても、工具長補正部１０５から出力される加工位置データと同様に順次加工面シミュレーションを行い、加工面シミュレーションの結果を表示することができる。こうすることで、最大高さＳｚの値が、加工プログラム、位置指令等の制御指令、サーボ制御、機械動作のどの要因によって影響されるのかを判断することができる。
なお、シミュレーション用データ出力部１０６はシミュレーション用データを共通の座標系で出力することが望ましく、共通の座標系を機械座標系とした場合、加工プログラムの加工位置データはワーク座標系の加工位置データであるため機械座標系の加工位置データに変換し、シミュレーション部１１０に出力する。また、シミュレーション用データ出力部１０６は、工具長補正部１０５から出力される加工位置データは機械座標系の加工位置データであるため、そのままシミュレーション部１１０に出力する。また、シミュレーション用データ出力部１０６は、サーボモータ３００及び機械４００から出力される加工位置データはインクリメンタルなデータであるため、加工開始時からの加工位置データを記憶しておき、機械座標系の加工位置データに変換し、シミュレーション部１１０に出力する。
以上説明した実施形態において、工具長補正部１０５から出力される加工位置データについて形状シミュレーション及び加工面の指定を行い、そのデータを加工面シミュレーション部が保存していれば、その後の加工プログラムの加工位置データ、サーボモータ３００から出力される加工位置データ、機械４００から出力される加工位置データについての形状シミュレーション及び加工面の指定は不要になる。
また、加工プログラムの加工位置データ、工具長補正部１０５から出力される加工位置データ、サーボモータ３００から出力される加工位置データ、及び機械４００から出力される加工位置データのうちの複数について、工具長補正部１０５から出力される加工位置データと同様に順次加工面シミュレーションを行い、これらの加工面シミュレーションの結果を１つの画面に表示することができる。例えば、全ての加工位置データについて加工面シミュレーションを行い、これらの加工面シミュレーションの結果を１つの画面に表示すれば、最大高さＳｚの値が、加工プログラム、位置指令等の制御指令、サーボ制御、機械動作のどの要因によって影響されるのかを判断することができる。
以上本発明に係る各実施形態について説明したが、上記のＮＣ装置、ＮＣ装置に含まれるシミュレーション部、シミュレーション装置等の各構成部は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。例えば、電子回路により実現してもよい。また、上記各構成部のそれぞれの協働により行なわれる加工シミュレーション方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。
上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
＜ワークの他の例＞
以上説明した実施形態ではワークが平板である例について説明したが、ワークは他の形状であってもよく、例えば円板状であってもよい。
また、図２１に示す特開２０１９−０４０５８６号公報に記載された評価用ワーク５１０のように、加工面に種々の凹凸を形成したワークにも本実施形態は適用される。例えば、評価用ワーク５１０において最大高さＳｚは面に沿った高低差の最大値を示す。
なお、この評価用ワーク５１０は、基板に、複数の評価部と、当該複数の評価部の凹凸形状とは逆の凹凸形状を有する一つ又は複数の逆形状評価部とが作製されている。
そうすることで、評価用ワーク５１０と同じ構成の第１の評価用ワーク５１０Ａと第２の評価用ワーク５１０Ｂとを用意し、第１の評価用ワーク５１０Ａの評価部及び逆形状評価部と、第２の評価用ワーク５１０Ｂの逆形状評価部及び評価部とを嵌め合わせる。そして、嵌め合わされた、第１の評価用ワーク５１０Ａと第２の評価用ワーク５１０Ｂを用いて、形状精度の評価を行うことが可能となる。
以下、ワークの形状が円板である場合について説明する。
ワークの形状が円板であっても平板と同様に、図１に示したＮＣ機械システム１０を用いて加工面シミュレーションを行い、加工面シミュレーションの結果を表示することができる。ワークの形状が円板である場合のＮＣ機械システム１０の動作は、ワークの形状が平板である場合の動作と同じである。以下の説明では、ワークの形状が円板である場合のシミュレーション部１１０の動作についてのみ簡単に説明する。
シミュレーション開始指令部１１２は、ＮＣ装置１００にシミュレーション開始要求が入力されると、シミュレーション用データ保存部１１１から工具長補正部１０５から出力される加工位置データを読み出し、工具長補正部１０５から出力される加工位置データとともにシミュレーション開始指令を原点決定部１１３及び形状シミュレーション部１１４に送る。
原点決定部１１３は加工面シミュレーションを行う範囲を決めるための原点を決定し、原点指定情報と工具長補正部１０５から出力される加工位置データとを加工面指定部１１６に出力する。
形状シミュレーション部１１４は、工具長補正部１０５から出力される加工位置データを用いて形状シミュレーションを行い、形状シミュレーション表示部１１５は、ワークの形状を示す画像情報に基づいて画面にワークの形状を表示する。ユーザは図２２に示す円板状のワーク５２０において加工面シミュレーションを行いたい場所を、タッチパネルを用いて指定する。図２２はワーク５２０において、加工面シミュレーションを行う指定場所を示す図である。図２２では円板状のワーク５２０の側面を指定場所として指定した例を示している。
加工面指定部１１６は、ユーザによって指定された場所（指定場所）の加工面を指定するための座標情報を加工面シミュレーション部１１７に送る。加工面シミュレーション部１１７は、座標情報に基づいて指定場所の加工位置データを特定して、加工面シミュレーションを実行する。円板状のワーク５２０の側面は滑らかでなく、高さ方向に沿った角が生ずるものとする。
表面性状計算部１１８は、加工面シミュレーションされた加工面の表面性状を計算し、評価条件指定部１１９及び加工面評価部１２０に計算された表面性状を出力する。具体的には、表面性状計算部１１８は、加工面シミュレーションされたワーク５２０の加工面について分割されたメッシュの各部分について最大高さＳｚ等の表面性状を計算する。図２３は加工面シミュレーションされたワーク５２０の加工面における分割領域を示す図である。図２３において、分割領域は破線で示され、分割領域内に角があるものとする。
加工面評価部１２０は、評価条件指定部１１９が指定した評価条件に基づいて加工面の表面性状が許容範囲かどうかを評価する。
表示方法決定部１２１は、加工面評価部１２０による評価結果を表示する方法を決定する。表示方法決定部１２１で決定された表示方法で、且つ加工面表示指定部１２２で指摘された表示設定で、加工面シミュレーションの結果を表示する。
加工面表示指定部１２２は、不合格となった領域に照射角度を合わせ、照射角度と加工面の法線ベクトルでなす角を求める。そして、加工面表示指定部１２２は、照射角度と加工面の法線ベクトルでなす角が断続的に変わった線を円板状のワーク５２０の側面に生じた角として、明暗（濃淡）をつける。すると、図２４に示すように、角が生じた部分のみに色が付与される。
＜シミュレーション部がＮＣ装置の外部に設けられた例＞
上述した実施形態では、ＮＣ装置１００がシミュレーション部１１０を含む例について説明した。しかしながら、シミュレーション部１１０はＮＣ装置１００の外部に設けてもよい。
図２５は本発明の数値制御機械システムの変形例を示すブロック図である。
図２５に示すように、ＮＣ機械システム１０Ａは、ＮＣ装置１００Ａ、シミュレーション装置１１０Ａ、サーボ制御部２００、サーボモータ３００及び機械４００を備えている。
ＮＣ機械システム１０Ａは、シミュレーション装置１１０ＡがＮＣ装置１００Ａの外部に設けられている。ＮＣ装置１００Ａは、図１に示したＮＣ装置１００においてシミュレーション部１１０を除いた構成となっている。
ＮＣ装置１００Ａとシミュレーション装置１１０Ａとはネットワークを介して接続することができ、ネットワークは、例えば、工場内に構築されたＬＡＮ（Local Area Network）や、インターネット、公衆電話網、或いは、これらの組み合わせである。ネットワークにおける具体的な通信方式や、有線接続及び無線接続のいずれであるか等については、特に限定されない。
ＮＣ装置１００Ａは機械４００に含まれてもよい。また、サーボモータ３００は、機械４００に含まれてもよい。シミュレーション装置１１０Ａの構成はシミュレーション部１１０の構成と同じである。
シミュレーション装置１１０Ａの構成部の一部はＮＣ装置１００Ａに配置してもよい。例えば、シミュレーション用データ保存部１１１はＮＣ装置１００Ａに配置してもよい。
シミュレーション装置１１０Ａは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ等の情報処理装置で構成することができる。
本開示によるシミュレーション装置、数値制御装置、及びシミュレーション方法は、上述した実施形態を含め、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。
（１）本開示の第１の態様は、工作機械によって被加工物を加工する場合の加工位置データを保存するための保存部と、
保存された前記加工位置データを用いて加工面のシミュレーションを行う加工面シミュレーション部と、
前記加工面のシミュレーションによりシミュレーションされた前記加工面の表面性状を計算する表面性状計算部と、
評価条件に基づいて前記表面性状を評価する加工面評価部と、
を備えたシミュレーション装置である。
このシミュレーション装置によれば、加工面に問題があるかないかの評価を定量的に評価することが可能となり、ユーザによる判断の違いをなくすことができる。また、加工が要求精度に収まっているのか、数値的に判断することができる。
（２）表面性状計算部は、シミュレーションされた前記加工面を複数の部分に分割し、分割された各部分について表面性状を計算する上記（１）に記載のシミュレーション装置。
（３）前記加工面評価部は、前記分割された各部分について前記評価条件に基づいて前記表面性状を評価し、その評価結果に基づいて前記加工面の表示方法を決定する表示方法決定部を備えた、上記（２）に記載のシミュレーション装置。
このシミュレーション装置によれば、ユーザの加工面のシミュレーションの技量（例えば、光の当て方、視線角度等の表示設定）による問題個所の見過しを防ぐことができる。
（４）前記加工面のシミュレーションの範囲を決める原点をワーク座標系の前記加工位置データに基づいて決める原点決定部を備えた、上記（１）から（３）のいずれかに記載のシミュレーション装置。
このシミュレーション装置によれば、加工面シミュレーションを行う範囲を決めるための原点を自動的に調整することができる。
（５）前記保存された加工位置データを用いて前記被加工物の形状のシミュレーションを行う形状シミュレーション部を備え、
前記加工面シミュレーション部は、前記形状シミュレーション部により得られた前記被加工物の形状に基づいて指定された前記被加工物の加工面の指定場所について前記加工面のシミュレーションを行う、上記（１）から（４）のいずれかに記載のシミュレーション装置。
（６）加工位置データは、加工プログラム、前記工作機械を駆動するサーボモータのサーボ制御を行うための制御指令、及び前記サーボモータと前記工作機械からのフィードバック情報のうちの１つである、上記（１）から（５）のいずれかに記載のシミュレーション装置。
（７）本開示の第２の態様は、上記（６）に記載のシミュレーション装置と、前記加工プログラムに基づいて前記サーボモータのサーボ制御を行うための制御指令を生成する制御部と、を備えた数値制御装置である。
（８）本開示の第３の態様は、工作機械によって被加工物を加工する場合の加工位置データを保存し、
保存された前記加工位置データを用いて加工面のシミュレーションを行い、
前記加工面のシミュレーションによりシミュレーションされた前記加工面の表面性状を計算し、
評価条件に基づいて前記表面性状を評価するシミュレーション方法である。
このシミュレーション方法によれば、加工面に問題があるかないかの評価を定量的に評価することが可能となり、ユーザによる判断の違いをなくすことができる。また、加工が要求精度に収まっているのか、数値的に判断することができる。
１０、１０Ａ ＮＣ機械システム
１００、１００Ａ ＮＣ装置
１１０ シミュレーション部
１１０Ａ シミュレーション装置
１１１ シミュレーション用データ保存部
１１２ シミュレーション開始指令部
１１３ 原点決定部
１１４ 形状シミュレーション部
１１５ 形状シミュレーション表示部
１１６ 加工面指定部
１１７ 加工面シミュレーション部
１１８ 表面性状計算部
１１９ 評価条件指定部
１２０ 加工面評価部
１２１ 表示方法決定部
１２２ 加工面表示指定部
１２３ 加工面シミュレーション表示部
１２４ 形状表示指定部
２００ サーボ制御部
３００ サーボモータ
４００ 機械

Claims (8)

  1. 工作機械によって被加工物を加工する場合の加工位置データを保存するための保存部と、
    保存された前記加工位置データを用いて加工面のシミュレーションを行う加工面シミュレーション部と、
    前記加工面のシミュレーションによりシミュレーションされた前記加工面の表面性状を計算する表面性状計算部と、
    評価条件に基づいて前記表面性状を評価する加工面評価部と、
    を備えたシミュレーション装置。
  2. 表面性状計算部は、シミュレーションされた前記加工面を複数の部分に分割し、分割された各部分について表面性状を計算する請求項１に記載のシミュレーション装置。
  3. 前記加工面評価部は、前記分割された各部分について前記評価条件に基づいて前記表面性状を評価し、その評価結果に基づいて前記加工面の表示方法を決定する表示方法決定部を備えた、請求項２に記載のシミュレーション装置。
  4. 前記加工面のシミュレーションの範囲を決める原点をワーク座標系の前記加工位置データに基づいて決める原点決定部を備えた、請求項１から３のいずれか１項に記載のシミュレーション装置。
  5. 前記保存された加工位置データを用いて前記被加工物の形状のシミュレーションを行う形状シミュレーション部を備え、
    前記加工面シミュレーション部は、前記形状シミュレーション部により得られた前記被加工物の形状に基づいて指定された前記被加工物の加工面の指定場所について前記加工面のシミュレーションを行う、請求項１から４のいずれか１項に記載のシミュレーション装置。
  6. 加工位置データは、加工プログラム、前記工作機械を駆動するサーボモータのサーボ制御を行うための制御指令、及び前記サーボモータと前記工作機械からのフィードバック情報のうちの１つである、請求項１から５のいずれか１項に記載のシミュレーション装置。
  7. 請求項６に記載のシミュレーション装置と、前記加工プログラムに基づいて前記サーボモータのサーボ制御を行うための制御指令を生成する制御部と、を備えた数値制御装置。
  8. 工作機械によって被加工物を加工する場合の加工位置データを保存し、
    保存された前記加工位置データを用いて加工面のシミュレーションを行い、
    前記加工面のシミュレーションによりシミュレーションされた前記加工面の表面性状を計算し、
    評価条件に基づいて前記表面性状を評価するシミュレーション方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7175433B1 (ja) * 2022-04-01 2022-11-18 三菱電機株式会社 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法
JP7199616B1 (ja) * 2022-05-18 2023-01-05 三菱電機株式会社 加工結果評価装置、加工結果評価方法、加工条件決定装置、および加工条件決定方法
WO2023067706A1 (ja) * 2021-10-19 2023-04-27 ファナック株式会社 加工形状モデル比較装置及び数値制御機械システム
JP7460857B1 (ja) 2023-07-25 2024-04-02 ファナック株式会社 異常領域特定装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021039401A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 ファナック株式会社 数値制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5938714Y2 (ja) 1979-10-25 1984-10-27 井関農機株式会社 穀粒乾燥機における騒音防止装置
JP2012084079A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Toyota Central R&D Labs Inc 加工面評価装置、加工面評価方法及びプログラム
WO2013018235A1 (en) 2011-08-04 2013-02-07 Mitsubishi Electric Corporation Method and system for determining defect of surface of model of object
KR20140115371A (ko) * 2012-03-30 2014-09-30 마키노 밀링 머신 주식회사 워크 가공면 표시방법, 워크 가공면 표시장치, 공구경로 생성장치 및 워크 가공면 표시 프로그램
JP5818987B2 (ja) * 2012-06-29 2015-11-18 株式会社牧野フライス製作所 溝加工方法、工作機械の制御装置および工具経路生成装置
US10018989B2 (en) * 2013-03-29 2018-07-10 Makino Milling Machine Co., Ltd. Method of evaluating a machined surface of a workpiece, a controlling apparatus and a machine tool
KR20170033009A (ko) 2015-09-16 2017-03-24 경상대학교산학협력단 정삭 가공 시뮬레이션 소재의 표면조도 가시화 방법 및 이에 대한 기록매체
US11860602B2 (en) * 2017-12-29 2024-01-02 Mitutoyo Corporation Inspection program editing environment with automatic transparency operations for occluded workpiece features
TWI673620B (zh) * 2018-11-28 2019-10-01 財團法人工業技術研究院 利用動態位置誤差模擬切削方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023067706A1 (ja) * 2021-10-19 2023-04-27 ファナック株式会社 加工形状モデル比較装置及び数値制御機械システム
JP7175433B1 (ja) * 2022-04-01 2022-11-18 三菱電機株式会社 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法
WO2023188433A1 (ja) * 2022-04-01 2023-10-05 三菱電機株式会社 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法
JP7199616B1 (ja) * 2022-05-18 2023-01-05 三菱電機株式会社 加工結果評価装置、加工結果評価方法、加工条件決定装置、および加工条件決定方法
JP7460857B1 (ja) 2023-07-25 2024-04-02 ファナック株式会社 異常領域特定装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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