JP6316513B1

JP6316513B1 - 加工プログラム分析装置

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Publication number: JP6316513B1
Application number: JP2017539692A
Authority: JP
Inventors: 晋松原; 弘樹金子; 入口　健二; 健二入口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2036-12-27
Also published as: JPWO2018122986A1; WO2018122986A1

Abstract

加工プログラム分析装置は、数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データと、工具の形状を表す工具データと、加工対象物の加工形状を表すデータと、に基づいて、加工形状の加工物を得るために工具が加工対象物を切削する切削点の算出を行うとともに、算出した各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部（４２）と、判定の結果を視認可能な形式で各切削点を表示装置に表示する切削点表示部（４４）と、を備える。

Description

本発明は、加工対象物を加工する数値制御工作機械を動作させるための加工プログラムを分析する加工プログラム分析装置に関する。

数値制御装置で加工を行うためには、加工対象物または加工工具を予め設定された経路に沿って移動させるための移動指令が記述された数値制御加工プログラムが用いられる。数値制御加工プログラムはＮＣ（Numerical Control）加工プログラムとも称される。ＮＣ加工プログラムは、例えば市販のＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）ソフトウェアにより作成される。また、ＮＣ加工プログラムは、例えばＥＩＡ（Electronic Industries Alliance）で定められたフォーマット形式（以下「ＥＩＡフォーマット形式」と称する）、または、ＩＳＯ（International Standard Organization）で定められたフォーマット形式（以下「ＩＳＯフォーマット形式」と称する）に従って定義される文字列で記述される。ＮＣ加工プログラムの記述で用いられる文字列は、例えばＧコードおよびマクロ文の文字列である。Ｇコードとは、例えば位置決め、直線補間、円弧補間、平面指定を行う際に、ＮＣ加工プログラムにおいて記述される指令コードである。

ＮＣ加工プログラムは、実際に動作させる前に確認を行う必要があるが、ＮＣ加工プログラムのみを見て、ＮＣ加工プログラムの確認作業を行うことは困難である。このため、ＮＣ加工プログラムの確認を行う場合には、例えばＮＣ加工プログラムに記述されている移動指令を工具経路に変換し、変換された工具経路の軌跡を、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）装置または液晶モニタのディスプレイといった表示装置に表示させて確認することが行われている。

また、ＮＣ加工プログラムを動作させた場合、ＮＣ加工プログラムに記述されている移動指令、その他加工条件および機械構成に基づいて補間処理が実行され、補間処理後の指令軌跡が算出される。さらに、算出された補間処理後の指令軌跡に沿って、実機を動作させ、工具先端点の軌跡である実軌跡が検出装置によって検出される。これらＮＣ指令データおよび実軌跡は、メモリなどの記憶装置に保存され、必要なときに呼び出され、例えば加工処理評価のために、表示装置で表示され、視覚的分析に利用されている。

なお、上記した用語の中で、「変換された工具経路」、「補間処理後の指令軌跡」および「工具先端点の実軌跡」については、当業者において、それぞれ「プログラム経路」、「ＮＣ指令データ」および「ＦＢ（Feed Back）位置データ」と称されることが多々あり、以下必要に応じて、これらの用語を使用した説明とする。

このような背景技術の下、下記特許文献１には、ＮＣ加工プログラムから生成した最終加工形状データと要求データとを比較して、削り過ぎおよび削り残しを判定し、その度合いを色、線分または等高線で表示する加工シミュレーション装置の発明が記載されている。

特開平０３−０２０８０３号公報

特許文献１に記載の発明によれば、削り過ぎおよび削り残しの度合いを知ることができる。しかしながら、削り過ぎおよび削り残しといった加工不良を解消させるためのＮＣ加工プログラムの修正作業において、修正が必要な箇所を把握することが難しく、作業効率が悪いという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工プログラムの開発および修正を行う際の作業効率を向上させることが可能な加工プログラム分析装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる加工プログラム分析装置は、数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データと、工具の形状を表す工具データと、加工対象物の加工形状を表すデータと、に基づいて、加工形状の加工物を得るために工具が加工対象物を切削する切削点の算出を行うとともに、算出した各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する。また、加工プログラム分析装置は、判定の結果を視認可能な形式で各切削点を表示装置に表示する。また、加工プログラム分析装置は、加工形状を構成する複数の面の境界に対応する位置に存在している切削点を、境界に対応する位置に存在していない切削点とは異なる形式で表示装置に表示する。

本発明にかかる加工プログラム分析装置は、加工プログラムの開発および修正を行う際の作業効率を向上させることができる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置を含んで構成された数値制御装置の構成例を示す図実施の形態１にかかる数値制御装置の全体動作を示すフローチャート実施の形態１にかかる分析部の構成例を示す図実施の形態１にかかる分析部がＣＡＤデータを読み込む処理を示すフローチャート実施の形態１にかかるＣＡＤデータ位置合わせ部が位置合わせを行う前のＣＡＤモデルおよび指令位置を示す図実施の形態１にかかるＣＡＤデータ位置合わせ部が位置合わせを行った後のＣＡＤモデルおよび指令位置を示す図実施の形態１にかかる分析部が切削点を表示する処理を示すフローチャート実施の形態１にかかる切削点算出部が切削点を算出する手順を示すフローチャート実施の形態１にかかる切削点算出部が工具モデルとＣＡＤモデルが離れている場合の切削点を算出する動作の第１の例を示す図実施の形態１にかかる切削点算出部が工具モデルとＣＡＤモデルが接している場合の切削点を算出する動作の第１の例を示す図実施の形態１にかかる切削点算出部がＣＡＤモデルに工具モデルが食い込んでいる場合の切削点を算出する動作の第１の例を示す図実施の形態１にかかる切削点算出部が切削点を算出する動作の第２の例を示す図実施の形態１にかかる切削点算出部が工具モデルとＣＡＤモデルが離れている場合の切削点を算出する動作の第２の例を示す図実施の形態１にかかる切削点算出部がＣＡＤモデルに工具モデルが食い込んでいる場合の切削点を算出する動作の第２の例を示す図実施の形態１にかかる切削点算出部がボールエンドミルの工具モデルとＣＡＤモデルとが２点で接する場合の切削点を算出する例を示す図実施の形態１にかかる切削点算出部がコーナーＲ付きスクエアエンドミルの工具モデルとＣＡＤモデルとが２点で接する場合の切削点を算出する例を示す図実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置の表示装置が表示する切削点の一例を示す図実施の形態１にかかる切削点表示部が表示装置に切削点を表示する第１の手順を示すフローチャート実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置の表示装置が表示する切削点の第１の表示例を示す図実施の形態１にかかる切削点表示部が表示装置に切削点を表示する第２の手順を示すフローチャート実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置の表示装置が表示する切削点の第２の表示例を示す図実施の形態１にかかる切削点表示部が表示装置に切削点を表示する第３の手順を示すフローチャート実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置の表示装置が表示する切削点の第３の表示例を示す図実施の形態１にかかる切削点表示部が表示装置に切削点を表示する第４の手順を示すフローチャート実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置の表示装置が表示する切削点の第４の表示例を示す図実施の形態２にかかる加工プログラム分析装置を構成する分析部の構成例を示す図実施の形態２にかかる分析部がＮＣ指令データに基づいて切削点を表示する処理を示すフローチャート実施の形態２にかかる切削点算出部が切削点を算出する手順を示すフローチャート実施の形態２にかかる加工プログラム分析装置の表示装置が表示する切削点の一例を示す図実施の形態３にかかる加工プログラム分析装置を構成する分析部の構成例を示す図実施の形態３にかかる分析部がＦＢ位置データに基づいて切削点を表示する処理を示すフローチャート実施の形態３にかかる切削点算出部が切削点を算出する手順を示すフローチャート実施の形態３にかかる加工プログラム分析装置の表示装置が表示する切削点の一例を示す図加工プログラム分析装置のハードウェア構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる加工プログラム分析装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置を含んで構成された数値制御装置の構成例を示す図である。

図１に示したように、加工プログラム分析装置１は、数値制御部１１、工具データベース（ＤＢ：Data Base）１２、軸駆動部１３および位置データ取得部１４とともに数値制御装置１０を構成する。また、加工プログラム分析装置１は、分析部１５および表示装置１６を備える。数値制御装置１０は、ＮＣ加工プログラム１００に従い、工作機械２０を制御し、図１では記載を省略している加工対象物を加工する。数値制御装置１０と工作機械２０とは、イーサネット（登録商標）またはＵＳＢ（Universal Serial Bus）に代表される有線通信路を介して通信を行う構成とする。なお、無線通信路を介して数値制御装置１０と工作機械２０とが通信を行う構成としても構わない。工作機械２０は、複数の駆動軸２１および位置検出部２２を備える数値制御工作機械であり、数値制御装置１０から受けた指令に従い動作する。ＮＣ加工プログラム１００は、工作機械２０を動作させるための数値加工プログラムである。

数値制御装置１０において、数値制御部１１は、ＮＣ加工プログラム１００と工具ＤＢ１２から数値制御指令データであるＮＣ指令データを生成する。また、工具ＤＢ１２は、工作機械２０が加工対象物を加工する際に使用する各種加工工具の工具データを保持する。工具データは、加工工具の種別の情報と、工具径、工具刃先半径および工具長といった加工工具の形状を表現する情報とを含んだデータである。また、軸駆動部１３は、数値制御部１１で生成されたＮＣ指令データに従い、工作機械２０が備えている複数の駆動軸２１を駆動する。また、位置データ取得部１４は、工作機械２０の位置検出部２２で生成された、複数の駆動軸２１の各駆動軸の位置を示すデータである実位置データをＦＢ位置データとして取得する。ＦＢ位置データは、加工時の工具の実際の位置を各駆動軸の位置座標で表したデータである。また、加工プログラム分析装置１を構成している分析部１５は、ＮＣ加工プログラム１００と、数値制御部１１から入力されたＮＣ指令データと、位置データ取得部１４から入力されたＦＢ位置データと、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ：Computer Aided Design）装置で作成されたＣＡＤデータ２００と、工具ＤＢ１２で保持されている工具データとを分析する。ＮＣ加工プログラム１００は、Ｇコードおよびマクロ文の文字列で記述されたプログラムであり、ＣＡＭソフトウェアにより作成され、ＥＩＡフォーマット形式またはＩＳＯフォーマット形式に従って定義される。ＮＣ加工プログラム１００には、加工対象物または加工工具を予め設定された経路に沿って移動させるための移動指令と、工作機械２０に対する補助動作指令と、加工条件の設定値とが記述されている。ＮＣ指令データは、予め設定された制御周期毎の指令位置または指令位置の集合体を意味する。指令位置とは、ＮＣ加工プログラム１００に記述された移動指令により指令される位置である。また、加工プログラム分析装置１を構成している表示装置１６は、分析部１５による分析結果を表示する。

工作機械２０において、複数の駆動軸２１は、数値制御装置１０により制御され、図１では記載を省略している加工工具を、数値制御装置１０から通知された指令位置に移動させる。また、位置検出部２２は、複数の駆動軸２１の各駆動軸の位置を検出し、各駆動軸の位置を示すデータである実位置データを生成する。

つづいて、数値制御装置１０の動作を図１に示した各構成要素に関連付けて説明する。

数値制御部１１は、ＮＣ加工プログラム１００が入力されると、ＮＣ加工プログラム１００で指令された工具情報を工具ＤＢ１２から取得し、取得した工具情報とＮＣ加工プログラム１００とに基づいてＮＣ指令データを生成する。軸駆動部１３は、数値制御部１１が生成したＮＣ指令データに従い工作機械２０の複数の駆動軸２１を指令する駆動指令データを生成し、生成した駆動指令データを工作機械２０に送信する。これにより、工具および被加工物の少なくとも一方の位置および姿勢が制御される。工作機械２０の動作中に位置検出部２２は、複数の駆動軸２１のそれぞれの位置を検出して実位置データを生成する。生成された各駆動軸の実位置データは数値制御装置１０に送信される。数値制御装置１０は、工作機械２０の位置検出部２２から送信された各駆動軸の実位置データをＦＢ位置データとして位置データ取得部１４で取得する。分析部１５は、ＮＣ加工プログラム１００、数値制御部１１が生成したＮＣ指令データ、または位置データ取得部１４が取得したＦＢ位置データと、ＣＡＤデータ２００と、工具ＤＢ１２で保持されている工具データとを分析して後述する切削点を算出し、算出した切削点を表示装置１６に表示する。ＣＡＤデータ２００は、工作機械２０がＮＣ加工プログラム１００に従って加工対象物を加工することにより得られる加工結果の理想的な形状を表すＣＡＤデータであり、別の表現を用いれば、加工対象物の加工形状を表すＣＡＤデータである。ＦＢ位置データは、ＮＣ加工プログラム１００に従って加工を行った時の加工に用いられた工具の移動軌跡を示すデータである。

図２は、実施の形態１にかかる数値制御装置１０の全体動作を示すフローチャートである。図２に示すステップＳＴ１００１からＳＴ１００７までの処理は以下に示す３つのサブフローに区分される。
（１）ＮＣ指令データの生成フロー（ＳＴ１００１，ＳＴ１００２）。
（２）ＦＢ位置データの取得フロー（ＳＴ１００３，ＳＴ１００４）。
（３）切削点の表示フロー（ＳＴ１００５からＳＴ１００７）。

以下、上記の（１）から（３）の処理フローを図１に示した各構成要素に対応づけて説明する。

（１）ＮＣ指令データの生成
ＮＣ指令データの生成処理では、数値制御部１１が、まず、ＮＣ加工プログラム１００を読み込み、読み込んだＮＣ加工プログラムを、図示を省略した記憶装置内のＮＣ加工プログラム記憶領域に格納する（ステップＳＴ１００１）。数値制御部１１は、次に、記憶装置からＮＣ加工プログラムを取得するとともに、取得したＮＣ加工プログラムに従った加工で使用する工具の工具データを工具ＤＢ１２から取得し、取得したＮＣ加工プログラムに基づいて指令位置を算出する。数値制御部１１は、さらに、算出した指令位置と、工具データと、工作機械２０の構成情報である機械構成とに基づいて、加工時の工具の位置を示すＮＣ指令座標を生成し、さらに、各駆動軸の位置座標を指令するＮＣ指令データをＮＣ指令座標に基づいて生成して記憶装置内のＮＣ指令データ記憶領域に格納する（ステップＳＴ１００２）。数値制御部１１は、工作機械２０の補間時間毎にＮＣ指令データを生成し、記憶装置内のＮＣ指令データ記憶領域に格納する。ＮＣ指令データは、加工時の工具の位置を各駆動軸の位置座標で指令するデータである。

（２）ＦＢ位置データの取得
ＦＢ位置データの取得処理では、軸駆動部１３が、数値制御部１１で生成され、記憶装置内のＮＣ指令データ記憶領域に格納されたＮＣ指令データを受け取り、これを工作機械２０に送信することにより工作機械２０を駆動する（ステップＳＴ１００３）。ＮＣ指令データを受信した工作機械２０はＮＣ指令データに従い複数の駆動軸２１を駆動する。このとき、位置検出部２２が、複数の駆動軸２１の実位置データに基づいてＦＢ位置データを生成し、数値制御装置１０に送信する。工作機械２０の位置検出部２２がＦＢ位置データを送信すると、これを数値制御装置１０の位置データ取得部１４が取得し、記憶装置内のＦＢ位置データ記憶領域に格納する（ステップＳＴ１００４）。

（３）切削点の表示
切削点の表示処理では、分析部１５が、まず、ＣＡＤデータ２００を読み込み、記憶装置内のＣＡＤデータ記憶領域であるＣＡＤデータ記憶部に格納する（ステップＳＴ１００５）。分析部１５は、次に、切削点を算出する（ステップＳＴ１００６）。このステップＳＴ１００６において、分析部１５は、ＮＣ加工プログラム、ＮＣ指令データまたはＦＢ位置データと、工具データと、ＣＡＤデータとに基づいて切削点を算出する。上述したように、ＮＣ加工プログラムは、工作機械２０に対して加工用の工具の移動を指令する移動指令を含む各種指令が記述されたプログラムである。また、ＮＣ指令データは、加工時の工具の位置を各駆動軸の位置座標で指令するデータである。ＦＢ位置データは、加工時の工具の実際の位置を各駆動軸の位置座標で表したデータである。すなわち、これらのＮＣ加工プログラム、ＮＣ指令データおよびＦＢ位置データは、加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データに該当する。

ＮＣ加工プログラムと、工具データと、ＣＡＤデータとに基づいて切削点を算出する場合、分析部１５は、記憶装置内のＮＣ加工プログラム記憶領域からＮＣ加工プログラムを取得し、さらに、取得したＮＣ加工プログラムに従った加工で使用する工具の工具データを工具ＤＢ１２から取得するとともに、ＣＡＤデータ記憶部からＣＡＤデータを取得する。そして、分析部１５は、取得したＮＣ加工プログラム、工具データおよびＣＡＤデータに基づいて、ＮＣ加工プログラムが指令する各指令位置に工具を配置した場合の切削点を算出する。分析部１５は、工具データで表される工具の形状である工具モデルを各指令位置に配置した場合の工具モデルと加工対象物の加工形状との位置関係に基づいて切削点を算出する。加工対象物の加工形状はＣＡＤデータから求めることができる。切削点は、ＣＡＤデータが表す加工形状と各指令位置に工具を配置した場合の最近接点であり、工具が加工形状に干渉している場合は工具モデルと加工曲面とが接触する状態となるまで工具モデルを内側へオフセットさせ、両者が接触する状態となった時点で工具モデルと加工曲面とが接触している点である。

また、ＮＣ指令データと、工具データと、ＣＡＤデータとに基づいて切削点を算出する場合、分析部１５は、記憶装置内のＮＣ指令データ記憶領域からＮＣ指令データを取得し、さらに、取得したＮＣ指令データに従った加工で使用する工具の工具データを工具ＤＢ１２から取得するとともに、ＣＡＤデータ記憶部からＣＡＤデータを取得する。そして、分析部１５は、取得したＮＣ指令データ、工具データおよびＣＡＤデータに基づいて、ＮＣ指令データに従って工具を移動させた場合の切削点を算出する。分析部１５は、上述した、ＮＣ加工プログラムと、工具データと、ＣＡＤデータとに基づいて切削点を算出する場合と同様に、工具モデルと加工対象物の加工形状との位置関係に基づいて切削点を算出する。

また、ＦＢ位置データと、工具データと、ＣＡＤデータとに基づいて切削点を算出する場合、分析部１５は、記憶装置内のＦＢ位置データ記憶領域からＦＢ位置データを取得し、さらに、取得したＦＢ位置データが生成された時の加工で使用していた工具の工具データを工具ＤＢ１２から取得するとともに、ＣＡＤデータ記憶部からＣＡＤデータを取得する。そして、分析部１５は、取得したＦＢ位置データ、工具データおよびＣＡＤデータに基づいて、ＦＢ位置データに従って工具を移動させた場合の切削点を算出する。分析部１５は、上述した、ＮＣ加工プログラムと、工具データと、ＣＡＤデータとに基づいて切削点を算出する場合と同様に、工具モデルと加工対象物の加工形状との位置関係に基づいて切削点を算出する。

分析部１５は、切削点を算出した後、算出した切削点を表示装置１６に表示する（ステップＳＴ１００７）。このとき、分析部１５は、ＣＡＤデータが表す加工形状とともに切削点を表示する。また、分析部１５は、削り残し属性および削り過ぎ属性に応じて、切削点を強調表示する。「削り残し」とは、指令位置に工具を配置して加工を行った場合に加工対象物を十分に削ることができないことをいい、「削り過ぎ」とは、指令位置に工具を配置して加工を行った場合に加工対象物を必要以上に削ってしまうことをいう。「削り残し属性」とは、切削点において削り残しが発生していることを示す情報であり、「削り過ぎ属性」とは、切削点において削り過ぎが発生していることを示す情報である。すなわち、分析部１５は、ＣＡＤデータが表す加工形状に対して削り残しとなっている切削点および削り過ぎとなっている切削点を強調表示する。強調表示は、削り残しの切削点と削り過ぎの切削点とで異なる方法で行うようにしてもよいし、同じ方法で行うようにしてもよい。削り残しの切削点と削り過ぎの切削点とを異なる方法で強調表示する場合、例えば、削り残しの切削点と削り過ぎの切削点とを異なる色で表示する。分析部１５は、削り残しか否かの判定および削り過ぎか否かの判定を、例えば、切削点と指令位置に配置した工具との距離が規定値未満か否かを確認することにより行う。また、削り過ぎか否かの判定は、切削点が指令位置に配置した工具の内部にあり、切削点に接するまでの工具の内側にオフセットする距離が規定値未満か否かを確認することにより行う。また、強調表示の際、削り残し距離、削り過ぎ距離の値により、色分け表示してもよいし、削り残し距離を削り残し量、削り過ぎ距離を削り残し量として表示してもよい。

図３は、実施の形態１にかかる分析部１５の構成例を示す図である。分析部１５は、ＮＣ加工プログラムを取得するＮＣ加工プログラム取得部３１と、ＮＣ加工プログラムを記憶するＮＣ加工プログラム記憶部３２と、加工で使用する工具データを取得する工具データ取得部３３と、工具データを記憶する工具データ記憶部３４と、を備える。また、分析部１５は、ＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得部３５と、ＣＡＤデータの位置合わせをするＣＡＤデータ位置合わせ部３６と、位置合わせが行われた後のＣＡＤデータを記憶するＣＡＤデータ記憶部３７と、を備える。分析部１５は、さらに、ＮＣ加工プログラム、工具データおよびＣＡＤデータに基づいて切削点を算出する切削点算出部４２と、切削点を記憶する切削点記憶部４３と、切削点を表示装置１６に表示する切削点表示部４４と、を備える。なお、図３は、ＮＣ加工プログラム、工具データおよびＣＡＤデータを用いて切削点を算出する場合の分析部１５の構成例を示している。

つづいて、分析部１５の動作を図３に示した各構成要素に関連付けて説明する。図４は、分析部１５がＣＡＤデータを読み込む処理、すなわち、図２に示したステップＳＴ１００５の処理の詳細を示すフローチャートである。

分析部１５がＣＡＤデータを読み込む処理では、まず、ＣＡＤデータ取得部３５がＣＡＤデータを読み込む（ステップＳＴ１１０１）。

次に、ＣＡＤデータ位置合わせ部３６が、ステップＳＴ１１０１で読み込んだＣＡＤデータの位置合わせを行う（ステップＳＴ１１０２）。ＣＡＤデータ位置合わせ部３６は、ＣＡＤデータに含まれている座標データを変換することにより位置合わせを行う。具体的には、ＣＡＤデータ位置合わせ部３６は、ＣＡＤデータ２００が表す加工形状であるＣＡＤモデルの向きおよび原点と、図２に示したステップＳＴ１００１で数値制御部１１が読み込んだＮＣ加工グラム１００のプログラム座標系とのオフセット量を求め、求めたオフセット量をＣＡＤデータに反映させることによりＣＡＤデータ２００を変換し、ＣＡＤデータ２００が表すＣＡＤモデルの表示をＮＣ加工プログラム１００のプログラム座標系に合わせる。この処理は一例であり、他の方法で位置合わせを行ってもよい。また、ＣＡＤデータ位置合わせ部３６は、ＮＣ加工プログラム１００で指令された各指令位置とＣＡＤデータ２００で表されたＣＡＤモデルとを表示装置１６に表示させ、ＣＡＤデータ２００に含まれる位置および向きの情報を作業者に手動で修正させて位置合わせを行うようにしてもよい。

ＣＡＤデータ位置合わせ部３６が行う位置合わせの具体例を図５および図６を用いて説明する。図５は、ＣＡＤデータ位置合わせ部３６が位置合わせを行う前のＣＡＤデータ２００が表すＣＡＤモデルおよびＮＣ加工プログラム１００が指令する指令位置を示す図、図６は、ＣＡＤデータ位置合わせ部３６が位置合わせを行った後のＣＡＤモデルおよび指令位置を示す図である。図５の上段には位置合わせを行う前のＣＡＤデータ２００が表すＣＡＤモデルを示し、図５の下段にはＮＣ加工プログラム１００が指令する指令位置を時系列順に直線で結んで生成した経路（以下、指令経路と称する）を示している。ＣＡＤデータ位置合わせ部３６は、図５に示したＣＡＤモデルと指令経路とが図６に示した位置関係となるよう、ＣＡＤデータ２００を変換する。

ＣＡＤデータの位置合わせが終了すると、ＣＡＤデータ記憶部３７が、ＣＡＤデータ位置合わせ部３６で位置合わせが行われた後のＣＡＤデータを受け取り、これを記憶する（ステップＳＴ１１０３）。以下、ＣＡＤデータ記憶部３７が記憶しているＣＡＤデータ、すなわち位置合わせが完了した後のＣＡＤデータを調整済みＣＡＤデータと称する。

図７は、分析部１５がＮＣ加工プログラム１００に基づいて切削点を表示する処理、すなわち、図２に示したステップＳＴ１００６において、ＮＣ加工プログラム、工具データおよびＣＡＤデータに基づいて切削点を算出し、ステップＳＴ１００７において切削点を表示する処理の詳細を示すフローチャートである。

分析部１５がＮＣ加工プログラム１００に基づいて切削点を表示する処理では、まず、ＮＣ加工プログラム取得部３１がＮＣ加工プログラムを読み込み、これをＮＣ加工プログラム記憶部３２が記憶する（ステップＳＴ１２０１）。

次に、工具データ取得部３３が、ＮＣ加工プログラム１００に従った加工で使用する工具の工具データを工具ＤＢ１２から取得し、これを工具データ記憶部３４が記憶する（ステップＳＴ１２０２）。

次に、切削点算出部４２が、ＮＣ加工プログラム記憶部３２で記憶されている加工プログラム、工具データ記憶部３４で記憶されている工具データ、およびＣＡＤデータ記憶部３７で記憶されている調整済みＣＡＤデータに基づいて切削点を算出する（ステップＳＴ１２０３）。切削点算出部４２が、切削点を算出する動作については別途説明する。切削点算出部４２は、算出した各切削点を、切削点の算出で使用した指令位置と対応付けて、切削点記憶部４３に格納する。

次に、切削点算出部４２が、算出した各切削点を対象として、削り残し属性および削り過ぎ属性を該当する切削点に付加し（ステップＳＴ１２０４）、また、切削点が属するＣＡＤモデルの面属性を切削点に付加し（ステップＳＴ１２０５）、さらに、ＮＣ加工プログラム情報を切削点に付加する（ステップＳＴ１２０６）。これらのステップＳＴ１２０４からＳＴ１２０６において、切削点算出部４２は、切削点記憶部４３に格納済みの切削点に対して、削り残し属性、削り過ぎ属性、ＣＡＤモデルの面属性およびＮＣ加工プログラム情報を付加する。以下、ステップＳＴ１２０４で切削点に付加する削り残し属性および削り過ぎ属性を総称して加工結果属性と呼ぶ。ステップＳＴ１２０５において切削点算出部４２が各切削点に付加する「切削点が属するＣＡＤモデルの面属性」とは、ＣＡＤモデルを構成している１つ以上の面の中のどの面の上に切削点が存在しているのかを示す情報である。通常、ＣＡＤモデルは、曲面と平面とを複数組み合わせた形状であり、ＣＡＤモデルの面属性は、ＣＡＤモデルを構成している複数の面の中の１つまたは２つ以上を示す。ＣＡＤモデルの面属性が２つ以上の面を示すケースとしては、ＣＡＤモデルの面境界、すなわちＣＡＤモデルを構成している２つの以上の面が接続している位置に切削点が存在する場合が該当する。また、ステップＳＴ１２０６において切削点算出部４２が各切削点に付加する「ＮＣ加工プログラム情報」とは、切削点に対応する指令位置を指令する移動指令の識別情報である。通常、ＮＣ加工プログラムに記述される各種指令には、シーケンス番号が付加される。そのため、切削点算出部４２は、シーケンス番号を「ＮＣ加工プログラム情報」として切削点に付加する。

切削点算出部４２によるステップＳＴ１２０３からＳＴ１２０６の処理が終了すると、次に、切削点表示部４４が、切削点算出部４２で算出された各切削点を切削点記憶部４３から読み出し、表示装置１６に表示する（ステップＳＴ１２０７）。切削点の表示内容については別途説明する。

ここで、切削点算出部４２が切削点を算出する動作について、具体例を示しながら説明する。

図８は、切削点算出部４２が、図７のステップＳＴ１２０３で切削点を算出する手順を示すフローチャートである。切削点算出部４２は、まず、工具データ記憶部３４で記憶されている工具データに基づいて工具モデルを生成する。また、切削点算出部４２は、ＮＣ加工プログラム記憶部３２で記憶されているＮＣ加工プログラムを解析して工具の位置を指令する指令位置を求め、ＮＣ加工プログラムで指令されている工具軸方向で、工具モデルを指令位置に配置する（ステップＳＴ１３０１）。ここでの「配置」とは、工具モデルをＮＣ加工プログラム１００のプログラム座標系において論理的に配置することを意味する。特に断らない限り、これ以降の説明で使用する「配置」も同様の意味とする。切削点算出部４２は、次に、配置した工具モデルとＣＡＤモデルとの切削点を算出する（ステップＳＴ１３０２）。

図９から図１６は、切削点算出部４２が切削点を算出する動作の例を示す図である。図９から図１１は、切削点算出部４２が切削点を算出する動作の第１の例を示す図であり、加工に使用する工具がボールエンドミル工具の場合の切削点の算出動作例を示している。図１２から図１４は、切削点算出部４２が切削点を算出する動作の第２の例を示す図であり、加工に使用する工具がコーナーＲ付きスクエアエンドミル工具の場合の切削点の算出動作例を示している。図１５および１６は、切削点算出部４２が切削点を算出する動作の第３の例を示す図であり、算出される切削点が複数の場合の算出動作例を示している。

図９および図１２は、工具モデルとＣＡＤモデルが離れている場合の切削点の算出方法を示している。切削点算出部４２は、上記ステップＳＴ１３０１において配置した工具モデルとＣＡＤモデルとが離れている場合、工具モデルとＣＡＤモデルの距離が最短となるＣＡＤモデル上の最近接点を切削点として算出する。最近接点は、工具モデルとＣＡＤモデルとを数学的に解析することにより求めることが可能である。

図１０および図１３は、工具モデルとＣＡＤモデルが接している場合の切削点の算出方法を示している。切削点算出部４２は、上記ステップＳＴ１３０１において配置した工具モデルとＣＡＤモデルとが接している場合、工具モデルとＣＡＤモデルの接点を切削点として算出する。工具モデルとＣＡＤモデルの接点は、工具モデルとＣＡＤモデルとを数学的に解析することにより求めることが可能である。

図１１および図１４は、ＣＡＤモデルに工具モデルが食い込んでいる場合の切削点の算出方法を示している。切削点算出部４２は、上記ステップＳＴ１３０１において配置した工具モデルがＣＡＤモデルに食い込む場合、食い込み量に応じて工具モデルを内側すなわち工具モデルがＣＡＤモデルから離れていく方向にオフセットした形状とＣＡＤモデルとの接点を切削点として算出する。ここでの接点とは、工具モデルとＣＡＤモデルとが接した状態となるまで工具モデルを内側にオフセットしたときの工具モデルとＣＡＤモデルとの接点である。オフセットした工具モデルとＣＡＤモデルとの接点は、工具モデルとＣＡＤモデルとを数学的に解析することにより求めることが可能である。

切削点算出部４２は、ＮＣ加工プログラムにより指令された指令位置の各々に対する切削点を図９から図１４に示した方法で算出する。ここで、工具モデルとＣＡＤモデルとが図９および図１２に示した関係となる場合、削り残しとなる。また、工具モデルとＣＡＤモデルとが図１１および図１４に示した関係となる場合、削り過ぎとなる。切削点算出部４２は、算出した切削点に対応する指令位置に工具モデルを配置した時の工具モデルとＣＡＤモデルとが図９および図１２に示した関係となる場合、算出した切削点に対して、当該切削点において削り残しとなることを示す「削り残し属性」を付加する。同様に、切削点算出部４２は、算出した切削点に対応する指令位置に工具モデルを配置した時の工具モデルとＣＡＤモデルとが図１１および図１４に示した関係となる場合、算出した切削点に対して、当該切削点において削り過ぎとなることを示す「削り過ぎ属性」を付加する。また、切削点算出部４２は、算出した切削点に対応する指令位置に工具モデルを配置した時の工具モデルとＣＡＤモデルとが図１０および図１３に示した関係となる場合、算出した切削点への属性情報の付加は行わない。「削り残し属性」および「削り過ぎ属性」を切削点に付加する処理は図７に示したステップＳＴ１２０４の処理に相当する。

図１５および図１６は、面境界部で切削点が複数存在する場合の切削点の算出方法を示している。図１５は、ボールエンドミルの工具モデルとＣＡＤモデルとが２点で接する場合すなわち切削点が２つとなる場合の例を示し、図１６は、コーナーＲ付きスクエアエンドミルの工具モデルとＣＡＤモデルとが２点で接する場合すなわち切削点が２つとなる場合の例を示している。工具モデルとＣＡＤモデルとが図１５および１６に示した関係となる場合、切削点算出部４２は、１つの指令位置に対して２つの切削点を算出する。なお、図１５および１６では工具モデルとＣＡＤモデルとが接した関係にある場合の例を示したが、図９から図１４に示した例と同様に、工具モデルを指令位置に配置したときに工具モデルとＣＡＤモデルとが離れた状態となる場合は、削り残しとなり、工具モデルがＣＡＤモデルに食い込む場合は、削り過ぎとなる。切削点算出部４２は、１つの指令位置に対して複数の切削点を算出する場合も、削り残しが発生するか否か、および、削り過ぎが発生するか否かを判断し、削り残しが発生する場合には、該当する切削点に対して「削り残し属性」を付加し、削り過ぎが発生する場合には、該当する切削点に対して「削り過ぎ属性」を付加する。

図１７は、実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１の表示装置１６が表示する切削点の一例を示す図であり、具体的には、図７のステップＳＴ１２０７において表示装置１６に表示する切削点の一例を示す図である。切削点表示部４４は、図７のステップＳＴ１２０３からＳＴ１２０６で算出され、切削点記憶部４３で記憶されている各切削点および切削点に付加されている属性情報に基づいて図１７に示した表示を表示装置１６に表示する。図１７では、ＮＣ加工プログラムが指令する指令位置、および切削点を、ＣＡＤモデルとともに表示する例を示している。図１７においては黒丸が指令位置を示し、黒丸を線で結んだものがＮＣ加工プログラムに従って工具が移動する工具経路を示している。また、切削点を四角形で示しており、黒塗りの四角形は削り残しの切削点に該当する。白抜きの四角形は、加工結果属性が付加されていない切削点、すなわち、削り残しおよび削り過ぎのいずれも発生していない切削点に該当する。なお、図１７においては、削り過ぎ属性が付加された切削点が存在しない場合の表示例を示したが、削り過ぎ属性が付加された切削点がある場合、その切削点を強調表示するなど、作業者が識別可能な形で表示装置１６に表示する。このように、本実施の形態にかかる加工プログラム分析装置は、削り残しおよび削り過ぎが発生する切削点と、その他の切削点（削り残しおよび削り過ぎが発生しない切削点）とを視認可能な形式で表示を行うため、削り残しおよび削り過ぎといった加工不良が発生する場合に、どの切削点において発生するのかを作業者が容易に把握することができ、ＮＣ加工プログラムの開発および修正の作業効率を向上させることができる。

なお、切削点と指令位置との対応関係を作業者が容易に認識できるよう、対応している切削点と指令位置とを直線で接続した形で表示装置１６に表示するようにしてもよい。切削点と指令位置との対応関係を認識できる形で表示を行うことにより、削り残しおよび削り過ぎといった加工不良が発生する場合に、ＮＣ加工プログラムのどの指令を修正する必要があるのかを作業者が容易に把握することができ、ＮＣ加工プログラムの開発および修正の作業効率をさらに向上させることができる。また、削り残しが発生している切削点および削り過ぎが発生している切削点に対応させて、削り残し量および削り過ぎ量を作業者が視認可能な形で表示するようにしてもよい。例えば、数値で表示を行う。削り残し量を示す数値と削り過ぎ量を示す数値とを色分けして表示してもよい。削り残し量および削り過ぎ量を表示することにより、ＮＣ加工プログラムをどの程度修正すべきかを作業者が容易に把握することができ、ＮＣ加工プログラムの開発および修正の作業効率をさらに向上させることができる。

図１８は、切削点表示部４４が図７のステップＳＴ１２０７で表示装置１６に切削点を表示する第１の手順を示すフローチャートである。切削点表示部４４は、切削点記憶部４３で記憶されている切削点の中から、特定面の面属性が付加されている切削点を探索する（ステップＳＴ１４０１）。次に、切削点表示部４４は、探索した切削点の形状を変更して表示装置１６に表示する（ステップＳＴ１４０２）。このステップＳＴ１４０２において、切削点表示部４４は、例えば、図１９に示した内容を表示装置１６に表示する。図１９は、実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１の表示装置１６が表示する切削点の第１の表示例を示す図であり、具体的には、面属性に基づいて切削点を表示する場合の表示例を示す図である。図１９に示した表示例は、ステップＳＴ１４０１で探索した、特定面に属する切削点を黒塗りの四角形で表している。図１９に示した表示を行うことにより、面境界に位置する切削点を作業者が把握しやすくなる。

図２０は、切削点表示部４４が図７のステップＳＴ１２０７で表示装置１６に切削点を表示する第２の手順を示すフローチャートである。切削点表示部４４は、切削点記憶部４３で記憶されている指令位置の中から、複数の切削点を持つ指令位置すなわち複数の切削点が対応付けられている指令位置を探索する（ステップＳＴ１５０１）。次に、切削点表示部４４は、探索した指令位置と、切削点とを表示装置１６に表示する（ステップＳＴ１５０２）。このステップＳＴ１５０２において、切削点表示部４４は、例えば、図２１に示した内容を表示装置１６に表示する。図２１は、実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１の表示装置１６が表示する切削点の第２の表示例を示す図である。図２１に示した表示例では、各切削点に加えて、複数の切削点を持つ指令位置も併せて表示している。また、複数の切削点を持つ指令位置に対応している切削点を黒塗りの四角形で表している。図２１に示した表示を行うことにより、加工品質が悪くなるおそれがある面境界に位置する切削点を作業者が容易に把握できるようになる。

図２２は、切削点表示部４４が図７のステップＳＴ１２０７で表示装置１６に切削点を表示する第３の手順を示すフローチャートである。切削点表示部４４は、切削点記憶部４３で記憶されている指令位置および切削点を探索する（ステップＳＴ１６０１）。次に、切削点表示部４４は、探索した指令位置および切削点を、対応付けられている指令位置と切削点とを直線でつないで表示する（ステップＳＴ１６０２）。このステップＳＴ１６０２において、切削点表示部４４は、例えば、図２３に示した内容を表示装置１６に表示する。図２３は、実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１の表示装置１６が表示する切削点の第３の表示例を示す図である。図２３に示した表示例では、作業者が切削点と指令位置の対応関係を視認できるように、対応付けられている切削点と指令位置とを直線で接続している。図２３に示した表示を行うことにより、ＮＣ加工プログラムの修正が必要な箇所を作業者が容易に把握することができるようになる。なお、表示装置１６への表示形式は、作業者が切削点と指令位置の対応関係を視認可能な形式であればよく、表示形式を図２３に示したものに限定するものではない。

図２４は、切削点表示部４４が図７のステップＳＴ１２０７で表示装置１６に切削点を表示する第４の手順を示すフローチャートである。切削点表示部４４は、切削点記憶部４３で記憶されている各切削点を時系列に直線補間し（ステップＳＴ１７０１）、直線補間後の各切削点を表示する（ステップＳＴ１７０２）。図２５は、実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１の表示装置１６が表示する切削点の第４の表示例を示す図である。図２５に示した表示例では、各切削点を、時系列にすなわち加工が行われる順番に、直線補間した形で表している。図２５に示した表示を行うことにより、加工箇所を作業者が容易に把握できるようになる。

切削点の表示方法として第１の表示例から第４の表示例を示したが、これらの表示例の中の２つ以上を組み合わせた内容を表示装置１６に表示するようにしてもよい。例えば、第１の表示例と第３の表示例を組み合わせた形としてもよい。

以上のように、本実施の形態にかかる加工プログラム分析装置においては、ＮＣ加工プログラム、加工で使用する工具の工具モデルを表す工具データおよび加工対象物の加工形状を表すＣＡＤデータに基づいて切削点を算出するとともに、各切削点において削り残しまたは削り過ぎが発生するか否かを判別し、削り残しまたは削り過ぎが発生する切削点を検出した場合、検出した切削点を、削り残しおよび削り過ぎのいずれも発生しない切削点とは異なる形式で表示することとした。これにより、作業者は、ＮＣ加工プログラムに記述されているどの命令を修正する必要があるかを知ることができ、ＮＣ加工プログラムの開発および修正を効率的に行うことができる。

実施の形態２．
実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１では、ＮＣ加工プログラム、工具データおよびＣＡＤデータを用いて切削点を算出したが、本実施の形態にかかる加工プログラム分析装置では、ＮＣ指令データ、工具データおよびＣＡＤデータを用いて切削点を算出する。説明の便宜上、実施の形態２にかかる加工プログラム分析装置を加工プログラム分析装置１ａと称する。

本実施の形態にかかる加工プログラム分析装置１ａを有する数値制御装置の構成は実施の形態１にかかる数値制御装置と同様である。すなわち、図１に示した数値制御装置１０の加工プログラム分析装置１を加工プログラム分析装置１ａに置き換えたものが該当する。また、加工プログラム分析装置１ａの構成は、加工プログラム分析装置１の分析部１５を図２６に示した分析部１５ａに置き換えたものが該当する。

加工プログラム分析装置１ａは、加工プログラム分析装置１と同様に、図２に示したフローチャートが示す手順で処理を実行し、切削点の算出および表示を行う。ただし、上述したように、加工プログラム分析装置１ａは、ＮＣ指令データ、工具データおよびＣＡＤデータを用いて切削点を算出する。すなわち、図２に示したステップＳＴ１００６において加工プログラム分析装置１ａが切削点を算出する処理は、加工プログラム分析装置１が切削点を算出する処理と異なる。その他のステップＳＴ１００１からＴ１００５およびＳＴ１００７において加工プログラム分析装置１ａが実行する処理は加工プログラム分析装置１がそれぞれのステップにおいて実行する処理と同様である。

図２６は、実施の形態２にかかる加工プログラム分析装置１ａを構成する分析部１５ａの構成例を示す図である。分析部１５ａは、加工で使用する工具の形状を表す工具データを取得する工具データ取得部３３と、工具データを記憶する工具データ記憶部３４と、ＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得部３５と、ＣＡＤデータの位置合わせをするＣＡＤデータ位置合わせ部３６と、位置合わせが行われた後のＣＡＤデータを記憶するＣＡＤデータ記憶部３７と、を備える。また、分析部１５ａは、ＮＣ指令データを取得するＮＣ指令データ取得部３８と、ＮＣ指令データを記憶するＮＣ指令データ記憶部３９と、ＮＣ指令データ、工具データおよびＣＡＤデータに基づいて切削点を算出する切削点算出部４２ａと、切削点を記憶する切削点記憶部４３と、切削点を表示装置１６に表示する切削点表示部４４と、を備える。

図２６に示したように、実施の形態２にかかる分析部１５ａは、図３に示した実施の形態１にかかる分析部１５の切削点算出部４２を切削点算出部４２ａに置き換え、さらに、分析部１５からＮＣ加工プログラム取得部３１およびＮＣ加工プログラム記憶部３２を削除し、ＮＣ指令データ取得部３８およびＮＣ指令データ記憶部３９を追加したものである。本実施の形態では、ＮＣ指令データ取得部３８、ＮＣ指令データ記憶部３９および切削点算出部４２ａ以外の構成要素についての説明を省略する。

図２７は、実施の形態２にかかる分析部１５ａがＮＣ指令データに基づいて切削点を表示する処理、すなわち、図２に示したステップＳＴ１００６において、ＮＣ指令データ、工具データおよびＣＡＤデータに基づいて切削点を算出し、ステップＳＴ１００７において切削点を表示する処理の詳細を示すフローチャートである。

分析部１５ａがＮＣ指令データに基づいて切削点を表示する処理では、まず、ＮＣ指令データ取得部３８が記憶装置内のＮＣ指令データ記憶領域からＮＣ指令データを読み込み、これをＮＣ指令データ記憶部３９が記憶する（ステップＳＴ１８０１）。

次に、工具データ取得部３３が、ステップＳＴ１８０１で読み込まれたＮＣ指令データに従った加工で使用する工具の工具データを工具ＤＢ１２から取得し、これを工具データ記憶部３４が記憶する（ステップＳＴ１８０２）。

次に、切削点算出部４２ａが、ＮＣ指令データ記憶部３９で記憶されているＮＣ指令データ、工具データ記憶部３４で記憶されている工具データ、およびＣＡＤデータ記憶部３７で記憶されている調整済みＣＡＤデータに基づいて切削点を算出する（ステップＳＴ１８０３）。切削点算出部４２ａは、切削点を算出する際、まず、ＮＣ指令データを解析して、加工時に工具が通る経路の座標を算出する。ＮＣ指令データを解析して得られる座標（以下、指令座標と称する）は、実施の形態１で説明した指令位置と同様に、加工時に工具が通る経路上の点を表す。通常、ＮＣ指令データは、ＮＣ加工プログラムが指令する各指令位置に対して補間処理を行うことにより得られる。そのため、あるＮＣ加工プログラムに基づいて生成されたＮＣ指令データが表す指令座標の数は、ＮＣ指令データの生成で用いられたＮＣ加工プログラムから求めた指令位置の数よりも大きい。切削点算出部４２ａは、次に、算出した指令座標、工具データおよびＣＡＤデータを使用して切削点を算出する。指令座標、工具データおよびＣＡＤデータを使用して切削点を算出する処理は、実施の形態１にかかる分析部１５の切削点算出部４２が指令位置、工具データおよびＣＡＤデータを使用して切削点を算出する処理と同様である。切削点算出部４２ａと切削点算出部４２との違いは、ＮＣ指令データを解析して工具の経路上に存在する指令座標を求めるのか、それともＮＣ加工プログラムを解析して工具の経路上に存在する指令位置を求めるのかである。

図２８は、切削点算出部４２ａが、図２７のステップＳＴ１８０３で切削点を算出する手順を示すフローチャートである。切削点算出部４２ａは、まず、工具データ記憶部３４で記憶されている工具データに基づいて工具モデルを生成する。また、切削点算出部４２ａは、ＮＣ指令データ記憶部３９で記憶されているＮＣ指令データを解析して指令座標を求め、ＮＣ指令データで指令されている工具軸方向で、工具モデルを指令座標に配置する（ステップＳＴ１９０１）。切削点算出部４２ａは、次に、配置した工具モデルとＣＡＤモデルとの切削点を算出する（ステップＳＴ１９０２）。切削点算出部４２ａは、実施の形態１で説明した切削点算出部４２と同様に、工具モデルとＣＡＤモデルとを数学的に解析することにより切削点を算出する。

図２７に示したステップＳＴ１８０４およびＳＴ１８０５の処理は図７に示したステップＳＴ１２０４およびＳＴ１２０５と同様の処理である。

図２７のステップＳＴ１８０６において、切削点算出部４２ａは、ＮＣ指令データ情報を切削点に付加する。「ＮＣ指令データ情報」とは、切削点に対応する指令座標を指令するＮＣ指令データの識別情報である。ＮＣ指令データに含まれる指令には、ＮＣ加工プログラムに記述されている各種指令と同様に、シーケンス番号またはこれに相当する管理番号が付加される。そのため、切削点算出部４２ａは、これらの情報を「ＮＣ指令データ情報」として切削点に付加する。

図２９は、実施の形態２にかかる加工プログラム分析装置１ａの表示装置１６が表示する切削点の一例を示す図であり、具体的には図２７のステップＳＴ１８０７において表示装置１６が表示する切削点の一例を示す図である。切削点表示部４４は、図２７のステップＳＴ１８０３からＳＴ１８０６で算出され、切削点記憶部４３で記憶されている各切削点および切削点に付加されている属性情報に基づいて図２９に示した表示を行う。図２９では、ＮＣ指令データが指令する指令座標、および切削点を、ＣＡＤモデルとともに表示する例を示している。図２９においては黒丸が指令座標を示し、黒丸を線で結んだものがＮＣ指令データに従って工具が移動する工具経路を示している。また、黒塗りの四角形が削り残しの切削点、黒塗りの三角形が削り過ぎの切削点を示している。白抜きの四角形は、加工結果属性が付加されていない切削点、すなわち、削り残しおよび削り過ぎのいずれも発生していない切削点を示している。

ＮＣ指令データを用いて切削点を求める場合、ＮＣ加工プログラムを用いて切削点を求める場合と比較してより多くの切削点が得られるため、削り残しおよび削り過ぎを高精度に表示することができる。例えば、図１７および図２９に示したように、ＮＣ加工プログラムを用いた切削点の表示処理では表示できない削り過ぎの切削点を、ＮＣ指令データを用いた切削点の表示処理では表示することができる。

このように、本実施の形態にかかる加工プログラム分析装置１ａにおいては、ＮＣ指令データ、加工で使用する工具の工具モデルを表す工具データおよび加工対象物の加工形状を表すＣＡＤデータに基づいて切削点を算出するとともに、各切削点において削り残しまたは削り過ぎが発生するか否かを判別し、削り残しまたは削り過ぎが発生する切削点を検出した場合、検出した切削点を、削り残しおよび削り過ぎのいずれも発生しない切削点とは異なる形式で表示することとした。これにより、実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態にかかる加工プログラム分析装置１ａによれば、ＮＣ指令データを使用して切削点を算出するため、実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１と比較して、削り残しまたは削り過ぎが発生する切削点を高精度に検知して表示することができる。

実施の形態３．
実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１では、ＮＣ加工プログラム、工具データおよびＣＡＤデータを用いて切削点を算出し、実施の形態２にかかる加工プログラム分析装置１では、ＮＣ指令データ、工具データおよびＣＡＤデータを用いて切削点を算出したが、本実施の形態にかかる加工プログラム分析装置では、ＦＢ位置データ、工具データおよびＣＡＤデータを用いて切削点を算出する。説明の便宜上、実施の形態３にかかる加工プログラム分析装置を加工プログラム分析装置１ｂと称する。

本実施の形態にかかる加工プログラム分析装置１ｂを有する数値制御装置の構成は実施の形態１にかかる数値制御装置と同様である。すなわち、図１に示した数値制御装置１０の加工プログラム分析装置１を加工プログラム分析装置１ｂに置き換えたものが該当する。また、加工プログラム分析装置１ｂの構成は、加工プログラム分析装置１の分析部１５を図３０に示した分析部１５ｂに置き換えたものが該当する。

加工プログラム分析装置１ｂは、加工プログラム分析装置１と同様に、図２に示したフローチャートが示す手順で処理を実行し、切削点の算出および表示を行う。ただし、上述したように、加工プログラム分析装置１ｂは、ＦＢ位置データ、工具データおよびＣＡＤデータを用いて切削点を算出する。すなわち、図２に示したステップＳＴ１００６において加工プログラム分析装置１ｂが切削点を算出する処理は、加工プログラム分析装置１が切削点を算出する処理と異なる。その他のステップＳＴ１００１からＳＴ１００５およびＳＴ１００７において加工プログラム分析装置１ｂが実行する処理は加工プログラム分析装置１がそれぞれのステップにおいて実行する処理と同様である。

図３０は、実施の形態３にかかる加工プログラム分析装置１ｂを構成する分析部１５ｂの構成例を示す図である。分析部１５ｂは、加工で使用する工具の形状を表す工具データを取得する工具データ取得部３３と、工具データを記憶する工具データ記憶部３４と、ＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得部３５と、ＣＡＤデータの位置合わせをするＣＡＤデータ位置合わせ部３６と、位置合わせが行われた後のＣＡＤデータを記憶するＣＡＤデータ記憶部３７と、ＦＢ位置データを取得するＦＢ位置データ取得部４０と、ＦＢ位置データを記憶するＦＢ位置データ記憶部４１と、ＦＢ位置データ、工具データおよびＣＡＤデータに基づいて切削点を算出する切削点算出部４２ｂと、切削点を記憶する切削点記憶部４３と、切削点を表示装置１６に表示する切削点表示部４４と、を備える。

図３０に示したように、実施の形態３にかかる分析部１５ｂは、図３に示した実施の形態１にかかる分析部１５の切削点算出部４２を切削点算出部４２ｂに置き換え、さらに、分析部１５からＮＣ加工プログラム取得部３１およびＮＣ加工プログラム記憶部３２を削除し、ＦＢ位置データ取得部４０およびＦＢ位置データ記憶部４１を追加したものである。本実施の形態では、ＦＢ位置データ取得部４０、ＦＢ位置データ記憶部４１および切削点算出部４２ｂ以外の構成要素についての説明を省略する。

図３１は、実施の形態３にかかる分析部１５ｂがＦＢ位置データに基づいて切削点を表示する処理、すなわち、図２に示したステップＳＴ１００６において、ＦＢ位置データ、工具データおよびＣＡＤデータに基づいて切削点を算出し、ステップＳＴ１００７において切削点を表示する処理の詳細を示すフローチャートである。

分析部１５ｂがＦＢ位置データに基づいて切削点を表示する処理では、まず、ＦＢ位置データ取得部４０が記憶装置内のＦＢ位置データ記憶領域からＦＢ位置データを読み込み、これをＦＢ位置データ記憶部４１が記憶する（ステップＳＴ２００１）。

次に、工具データ取得部３３が、ステップＳＴ２００１で読み込まれたＦＢ位置データが工作機械２０において生成された時に工作機械２０が使用していた工具の工具データを工具ＤＢ１２から取得し、これを工具データ記憶部３４が記憶する（ステップＳＴ２００２）。ＦＢ位置データが工作機械２０において生成された時に工作機械２０が使用していた工具を知るための方法としては、ＮＣ加工プログラム１００を解析することにより知る方法が考えられる。工具データ取得部３３は、記憶装置内のＮＣ加工プログラム記憶領域からＮＣ加工プログラム１００を読出して解析する、または、数値制御部１１に問い合わせるなどして、ＦＢ位置データが工作機械２０において生成された時に工作機械２０が使用していた工具の情報を取得する。

次に、切削点算出部４２ｂが、ＦＢ位置データ記憶部４１で記憶されているＦＢ位置データ、工具データ記憶部３４で記憶されている工具データ、およびＣＡＤデータ記憶部３７で記憶されている調整済みＣＡＤデータに基づいて切削点を算出する（ステップＳＴ２００３）。切削点算出部４２ｂは、切削点を算出する際、まず、ＦＢ位置データを解析して、加工時に工具が通過した経路の座標（以下、通過座標と称する）を算出する。ＦＢ位置データを解析して得られる通過座標は、実施の形態１で説明した指令位置と同様に、加工時に工具が通る経路上の点を表す。切削点算出部４２ｂは、次に、算出した通過座標、工具データおよびＣＡＤデータを使用して切削点を算出する。通過座標、工具データおよびＣＡＤデータを使用して切削点を算出する処理は、実施の形態１にかかる分析部１５の切削点算出部４２が指令位置、工具データおよびＣＡＤデータを使用して切削点を算出する処理と同様である。切削点算出部４２ｂと切削点算出部４２との違いは、ＦＢ位置データを解析して工具の経路上に存在する通過座標を求めるのか、それともＮＣ加工プログラムを解析して工具の経路上に存在する指令位置を求めるのかである。

図３２は、切削点算出部４２ｂが、図３１のステップＳＴ２００３で切削点を算出する手順を示すフローチャートである。切削点算出部４２ｂは、まず、工具データ記憶部３４で記憶されている工具データに基づいて工具モデルを生成する。また、切削点算出部４２ｂは、ＦＢ位置データ記憶部４０で記憶されているＦＢ位置データを解析して通過座標を求め、ＦＢ位置データが示す工具軸方向で、工具モデルを通過座標に配置する（ステップＳＴ２１０１）。切削点算出部４２ｂは、次に、配置した工具モデルとＣＡＤモデルとの切削点を算出する（ステップＳＴ２１０２）。切削点算出部４２ｂは、実施の形態１で説明した切削点算出部４２と同様に、工具モデルとＣＡＤモデルとを数学的に解析することにより切削点を算出する。

図３１に示したステップＳＴ２００４およびＳＴ２００５の処理は図７に示したステップＳＴ１２０４およびＳＴ１２０５と同様の処理である。

図３１のステップＳＴ２００６において、切削点算出部４２ｂは、ＦＢ位置データ情報を切削点に付加する。「ＦＢ位置データ情報」とは、切削点に対応する通過座標を示すＦＢ位置データの識別情報である。ＦＢ位置データには、ＮＣ加工プログラムに記述されている各種指令と同様に、シーケンス番号またはこれに相当する管理番号が付加される。そのため、切削点算出部４２ｂは、これらの情報を「ＦＢ位置データ情報」として切削点に付加する。

図３３は、実施の形態３にかかる加工プログラム分析装置１ｂの表示装置１６が表示する切削点の一例を示す図であり、具体的には図３１のステップＳＴ２００７において表示装置１６が表示する切削点の一例を示す図である。分析部１５ｂは、図３１のステップＳＴ２００３からＳＴ２００６で算出され、切削点記憶部４３で記憶されている各切削点および切削点に付加されている属性情報に基づいて図３３に示した表示を行う。図３３では、ＦＢ位置データが示す通過座標、および切削点を、ＣＡＤモデルとともに表示する例を示している。図３３においては黒丸が通過座標を示し、黒丸を線で結んだものが加工時に工具が移動した経路を示している。また、黒塗りの四角形が削り残しの切削点、黒塗りの三角形が削り過ぎの切削点を示している。白抜きの四角形は、加工結果属性が付加されていない切削点、すなわち、削り残しおよび削り過ぎのいずれも発生していない切削点を示している。

このように、本実施の形態にかかる加工プログラム分析装置１ｂにおいては、ＦＢ位置データ、加工で使用した工具の工具モデルを表す工具データおよび加工対象物の加工形状を表すＣＡＤデータに基づいて切削点を算出するとともに、各切削点において削り残しまたは削り過ぎが発生したか否かを判別し、削り残しまたは削り過ぎが発生した切削点を検出した場合、検出した切削点を、削り残しおよび削り過ぎのいずれも発生しない切削点とは異なる形式で表示することとした。これにより、実施の形態１にかかる加工プログラム分析装置１と同様の効果を得ることができる。

図３４は、本発明の各実施の形態にかかる加工プログラム分析装置のハードウェア構成を示す図である。図３４に示したハードウェアは、演算処理を行うプロセッサ５１と、プロセッサ５１がワークエリアに用いるメモリ５２と、数値制御装置またはプログラム変換装置として動作するためのプログラムを記憶する記憶装置５３と、ユーザとの間の入力インタフェースである入力装置５４と、ユーザに情報を表示する表示装置５５と、被制御機器または他の数値制御装置、その他の各種装置との通信機能を有する通信装置５６と、を備える。プロセッサ５１、メモリ５２、記憶装置５３、入力装置５４、表示装置５５および通信装置５６はデータバス５０で接続されている。ここで、プロセッサ５１は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。また、メモリ５２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、またはＥＥＰＲＯＭ（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

各実施の形態では、加工プログラム分析装置が、削り残し、または、削り過ぎが発生した場合、その旨を示す表示を切削点に対応させて行うこととしたが、同様の表示を指令位置に対応させて行うようにしてもよい。すなわち、加工プログラム分析装置は、削り残しが発生している切削点に対応する指令位置と、削り過ぎが発生している切削点に対応する指令位置と、削り残し、および、削り過ぎのいずれも発生していない切削点に対応する指令位置とを視認可能な形式で表示するようにしてもよい。また、削り残し量および削り過ぎ量を指令位置に対応させて表示するようにしてもよい。

各実施の形態で説明した加工プログラム分析装置は、プロセッサ５１が、加工プログラム分析装置として動作するためのプログラムを記憶装置５３から読み出して実行することにより実現することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，１ａ，１ｂ加工プログラム分析装置、１０数値制御装置、１１数値制御部、１２工具データベース（ＤＢ）、１３軸駆動部、１４位置データ取得部、１５，１５ａ，１５ｂ分析部、１６表示装置、２０工作機械、２１複数の駆動軸、２２位置検出部、３１ＮＣ加工プログラム取得部、３２ＮＣ加工プログラム記憶部、３３工具データ取得部、３４工具データ記憶部、３５ＣＡＤデータ取得部、３６ＣＡＤデータ位置合わせ部、３７ＣＡＤデータ記憶部、３８ＮＣ指令データ取得部、３９ＮＣ指令データ記憶部、４０ＦＢ位置データ取得部、４１ＦＢ位置データ記憶部、４２，４２ａ，４２ｂ切削点算出部、４３切削点記憶部、４４切削点表示部。

Claims

数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データと、前記工具の形状を表す工具データと、前記加工対象物の加工形状を表すデータと、に基づいて、前記加工形状の加工物を得るために前記工具が前記加工対象物を切削する切削点の算出を行うとともに、算出した各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部と、
前記判定の結果を視認可能な形式で前記各切削点を表示装置に表示する切削点表示部と、
を備え、
前記切削点表示部は、前記加工形状を構成する複数の面の境界に対応する位置に存在している切削点を、前記境界に対応する位置に存在していない切削点とは異なる形式で前記表示装置に表示することを特徴とする加工プログラム分析装置。
数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データと、前記工具の形状を表す工具データと、前記加工対象物の加工形状を表すデータと、に基づいて、前記加工形状の加工物を得るために前記工具が前記加工対象物を切削する切削点の算出を行うとともに、算出した各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部と、
前記判定の結果を視認可能な形式で前記各切削点を表示装置に表示する切削点表示部と、
を備え、
前記切削点表示部は、前記各切削点と、前記各切削点の中の１つまたは複数に対応し、かつ前記移動軌跡上に存在する点である指令位置とを、対応関係が視認可能な形式で前記表示装置に表示し、前記加工形状を構成する複数の面の境界に存在している切削点を、前記境界に存在していない切削点とは異なる形式で前記表示装置に表示することを特徴とする加工プログラム分析装置。
数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データと、前記工具の形状を表す工具データと、前記加工対象物の加工形状を表すデータと、に基づいて、前記加工形状の加工物を得るために前記工具が前記加工対象物を切削する切削点の算出を行うとともに、算出した各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部と、
前記判定の結果を視認可能な形式で前記各切削点を表示装置に表示する切削点表示部と、
を備え、
前記切削点表示部は、前記加工形状を構成する特定の面に対応する位置に存在している切削点を、前記特定の面に対応する位置に存在していない切削点とは異なる形式で前記表示装置に表示することを特徴とする加工プログラム分析装置。
前記切削点表示部は、前記各切削点に対応する各指令位置を、前記各切削点との関係が視認可能な形式で前記表示装置に表示する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の加工プログラム分析装置。
前記数値制御工作機械を動作させるための数値加工プログラムを前記工具軌跡データとして使用することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の加工プログラム分析装置。
前記数値制御工作機械を動作させるための数値加工プログラムに基づいて作成された数値制御指令データを前記工具軌跡データとして使用することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の加工プログラム分析装置。
前記数値制御工作機械が前記加工を実行した時の前記工具の実際の移動軌跡を表すデータを前記工具軌跡データとして使用することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の加工プログラム分析装置。
前記切削点表示部は、削り残しが発生したと判定された切削点および削り過ぎが発生したと判定された切削点を、削り残しおよび削り過ぎが発生していないと判定された切削点とは異なる形式で前記表示装置に表示することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の加工プログラム分析装置。
前記切削点表示部は、削り残しが発生したと判定された切削点および削り過ぎが発生したと判定された切削点を、前記切削点算出部が算出した削り残し量および削り過ぎ量とともに前記表示装置に表示することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の加工プログラム分析装置。
数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データに基づいて、前記工具が前記加工対象物を切削する各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部と、
前記判定の結果を視認可能な形式で前記各切削点を表示装置に表示する切削点表示部と、
を備え、
前記切削点表示部は、前記加工対象物の加工形状を構成する複数の面の境界に対応する位置に存在している切削点を、前記境界に対応する位置に存在していない切削点とは異なる形式で前記表示装置に表示することを特徴とする加工プログラム分析装置。
数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データに基づいて、前記工具が前記加工対象物を切削する各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部と、
前記判定の結果を視認可能な形式で前記各切削点を表示装置に表示する切削点表示部と、
を備え、
前記切削点表示部は、前記各切削点と、前記各切削点の中の１つまたは複数に対応し、かつ前記移動軌跡上に存在する点である指令位置とを、対応関係が視認可能な形式で前記表示装置に表示し、前記加工対象物の加工形状を構成する複数の面の境界に存在している切削点を、前記境界に存在していない切削点とは異なる形式で前記表示装置に表示することを特徴とする加工プログラム分析装置。
数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データに基づいて、前記工具が前記加工対象物を切削する各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部と、
前記判定の結果を視認可能な形式で前記各切削点を表示装置に表示する切削点表示部と、
を備え、
前記切削点表示部は、前記加工対象物の加工形状を構成する特定の面に対応する位置に存在している切削点を、前記特定の面に対応する位置に存在していない切削点とは異なる形式で前記表示装置に表示することを特徴とする加工プログラム分析装置。
数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データに基づいて、前記工具が前記加工対象物を切削する各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部と、
前記各切削点に対応する指令位置を、前記判定の結果を視認可能な形式で表示装置に表示する表示部と、
を備え、
前記表示部は、前記加工対象物の加工形状を構成する複数の面の境界に対応する位置に存在している切削点に対応する指令位置を、前記境界に対応する位置に存在していない切削点に対応する指令位置とは異なる形式で前記表示装置に表示することを特徴とする加工プログラム分析装置。
数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データに基づいて、前記工具が前記加工対象物を切削する各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部と、
前記各切削点の中の１つまたは複数に対応し、かつ前記移動軌跡上に存在する点である指令位置を、前記各切削点との対応関係が視認可能、かつ前記判定の結果を視認可能な形式で表示装置に表示し、前記加工対象物の加工形状を構成する複数の面の境界に存在している切削点を、前記境界に存在していない切削点とは異なる形式で前記表示装置に表示する表示部と、
を備えることを特徴とする加工プログラム分析装置。
数値制御工作機械が加工対象物に対して行う加工における工具の移動軌跡を表す工具軌跡データに基づいて、前記工具が前記加工対象物を切削する各切削点における削り残しの発生および削り過ぎの発生を判定する切削点算出部と、
前記各切削点に対応する指令位置を、前記判定の結果を視認可能な形式で表示装置に表示する表示部と、
を備え、
前記表示部は、前記加工対象物の加工形状を構成する特定の面に対応する位置に存在している切削点に対応する指令位置を、前記特定の面に対応する位置に存在していない切削点に対応する指令位置とは異なる形式で前記表示装置に表示することを特徴とする加工プログラム分析装置。