JP6376558B2 - 加工データ演算装置および加工データ演算プログラム - Google Patents

Description

本発明は、加工機で加工を行うための加工データを生成する加工データ演算装置および加工データ演算プログラムに関するものである。

一般に、切削機械の数値制御装置は、入力するＮＣプログラムを解読して位置データを演算し移動指令値を各軸のモータ制御装置に分配出力する。したがって、初期設定された送り速度と最大加速度では曲率の大きい曲線で曲りきれないことがあるため、加工工程中の全工具軌跡の曲線の中で最大の曲率に合わせて送り速度と最大加速度を設定する必要がある。そこで、曲線の曲率に対応して送り速度または最大加速度を変更して出力することによって、加工速度を向上させるようにしている（例えば、特許文献１など）。

しかしながら、直線で最大となるように最大送り速度と最大加工速度を設定した場合には、加工前のシミュレーションで問題が発見されなかったにも関わらず、実際に加工した時に切削方向が急激に変化するところで、工具が想定外の挙動を示すことがある。このような現象は、ＮＣプログラムが理論上正しく作られているにも関わらず、加工機が対応できない場合だけに限らず、例えば、加工機の設置環境を変えたとき、または、ある特定の加工機における加工で使用されていたＮＣプログラムを別の同じ構造の加工機に利用したときにしばしば発生する。このようなときに、初期の設定の送り速度を変更するか、または、所定区間における送り速度または加速度を変更することが要求される。

特開２０１２−１３７９９０号公報

しかしながら、初期の設定の送り速度と設定加速度を変更すると直線における送り速度が小さくなって加工効率が低下する。そこで、加工効率を低下させないためには、必要な部分のみ送り速度と設定加速度を変えることが求められる。一方、近年、３次元ＣＡＤの普及に伴い複雑な仕上げ形状の設計を３次元ＣＡＤで行うようになり、ソリッドデータで定義されるような複雑な形状を加工するＮＣプログラムが自動的に生成されるようになってきた。このような複雑な仕上げ形状になると、予想外の挙動をした部分をＮＣデータ上で直接特定するのは非常に困難である。また、仮に、予想外の挙動をした部分に相当するＮＣプログラムのプログラムブロック（区間）を判別することができたとしても、操作者が、該当する１以上のプログラムブロックとその前後のプログラムブロックとの間で速度と加速度の変化が円滑に繋がるようにＮＣプログラムを変更することは殆ど不可能である。そのため、実質的に操作者が任意の区間における送り速度と加速度を部分的に変更することはできなかった。

そこで、本発明では、加工効率を低下させることなく加工時に不具合が現れた部分のみ送り速度を変えるように加工データを変更するための加工データ演算装置およびそのプログラムを提供することを目的とするものである。

本発明の加工データ演算装置は、所定の工具軌跡に沿って指定された加工速度で複数の制御軸を制御して工具を移動させるために、前記工具軌跡を分割した複数の分割軌跡の各分割軌跡に対応する、該分割軌跡上の少なくとも１点の位置と前記工具の各制御軸の時間に対する速度変化を表す軸制御データを、複数記憶した軸制御データ記憶手段と、
前記複数の軸制御データに従って、加工用工具軌跡を表す描画データを生成して、生成した描画データを用いて加工用工具軌跡を表示装置の表示画面上に表示する描画表示手段と、
前記表示画面上に表示された加工用工具軌跡上で指定された前記加工速度を変更する指定区間の入力を受け付ける指定区間受付手段と、
前記指定区間の現在の速度に対する減速する割合である部分減速率を受け付ける減速率受付手段と、
前記指定区間に該当する加工用工具軌跡の始点と終点を特定して、前記始点と前記終点における速度と加速度と時刻とをそれぞれ求め、前記始点と前記終点におけるそれぞれの速度と加速度を変更しないようにし、前記加工用工具軌跡を変えることなく、前記始点における速度と加速度と時刻から前記指定区間における初期の時間に対する速度変化を前記部分減速率に従って変更して、前記変更した時間に対する速度変化に基づいて前記指定区間を工具が通過する通過時間を延長または短縮して前記指定区間の各位置における速度が前記軸制御データで定められる元の速度を変えるように、前記指定区間に対応する前記軸制御データを変更する軸制御データ変更手段とを備えたことを特徴とするものである。

特に、上記本発明の加工データ演算装置は、ＮＣプログラムを解読してＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、前記ＮＣデータを解析して前記軸制御データを生成する軸制御データ生成手段と、を含んでなることを特徴とする。

また、本発明の加工データ演算プログラムは、コンピュータを、
所定の工具軌跡に沿って指定された加工速度で複数の制御軸を制御して工具を移動させるために、前記工具軌跡を分割した複数の分割軌跡の各分割軌跡に対応する、該分割軌跡の始点の各軸位置と前記工具の各制御軸の時間に対する速度変化を表す軸制御データを、複数記憶した軸制御データ記憶手段と、
前記複数の軸制御データに従って、加工用工具軌跡を表す描画データを生成して、生成した描画データを用いて加工用工具軌跡を表示装置の表示画面上に表示する描画表示手段と、
前記表示画面上に表示された加工用工具軌跡上で指定された前記加工速度を変更する指定区間の入力を受け付ける指定区間受付手段と、
前記指定区間の現在の速度に対する減速する割合である部分減速率を受け付ける減速率受付手段と、
前記指定区間に該当する加工用工具軌跡の始点と終点を特定して、前記始点と前記終点における速度と加速度と時刻とをそれぞれ求め、前記始点と前記終点におけるそれぞれの速度と加速度を変更しないようにし、前記加工用工具軌跡を変えることなく、前記始点における速度と加速度と時刻から前記指定区間における初期の時間に対する速度変化を前記部分減速率に従って変更して、前記変更した時間に対する速度変化に基づいて前記指定区間を工具が通過する通過時間を延長または短縮して前記指定区間の各位置における速度が前記軸制御データで定められる元の速度を変えるように、前記指定区間に対応する前記軸制御データを変更する軸制御データ変更手段として機能させることを特徴とするものである。

「軸制御データ」とは、分割軌跡に従って工具の加工位置を移動させるときに各軸を制御するためのデータをいう。

「加工用工具軌跡」とは、軸制御データに従って工具が移動する軌跡をいい、「所定の工具軌跡」に略一致する。また、「加工用工具軌跡」は、「所定の工具軌跡」の差が所定の誤差の範囲内に収まるように決定される。誤差の範囲は、加工対象物の大きさや被加工物の材量に応じて経験的に適宜決められる。

また、前記軸制御データは、ＮＣプログラムによって指定されたＮＣコードおよび前記各軸の座標値から得られる工具軌跡とＮＣプログラムによって指定された加工速度とを解析して、前記軸制御データに変換したものであってもよい。

また、前記指定区間における指定区間の現在の加工速度に対する減速する割合を受け付ける減速率受付手段をさらに備えるようにして、前記軸制御データ変更手段が、前記指定区間の速度を前記減速する割合に応じた速度になるように前記軸制御データを変更するものが望ましい。

さらに、前記指定区間受付手段が、前記表示画面上で所定の形状で囲まれた範囲内に表示された加工用工具軌跡を前記指定区間として受け付けるものであってもよい。

本発明では、表示画面上に表示された加工用工具軌跡上で加工速度を変更する指定区間を設定し、指定区間に該当する加工用工具軌跡を変えることなく、指定区間を工具が通過する通過時間を延長して速度が予め指定された加工速度より小さくなるように変更することで、実際に加工した際に不具合が現れる部分を表示画面上で指定することが可能になり、全体の加工速度は変えずに、減速したい部分のみ加工速度を変更することが可能になるので、加工時間を必要以上に延長することなく加工精度を向上させることが可能になる。

また、ＮＣプログラムを解析して生成した軸制御データを用いて表示画面上に加工用工具軌跡を表示することで、実績のあるＮＣプログラムを利用して、その加工のうち不具合のあらわれた部分のみ、加工速度を変更することが可能になる。

さらに、表示画面上に現れた加工用工具軌跡のうち加工速度を変更する指定区間を、所定の形状を用いて指定することにより、複数のレイヤーに亘る指定区間をまとめて指定することが可能になる。

加工システムの概略構成図 加工機の駆動部の構成図 加工制御装置の構成図 加工データ生成装置の構成図 工具軌跡を分割した分割軌跡の求め方を説明するための図 分割軌跡と加工速度の関係を表す図 各軸の速度変化を表した図 シミュレーションにより加工用工具軌跡を表示した一例 指定区間を説明するための図 Ｘ軸の速度変化を示す例 合成速度の速度変化を示す例 軸制御データの速度を変更するための操作および処理の流れ

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の加工データ演算装置を含む加工システムの概略構成図である。

本発明の加工システム１は、加工形状を作成するＣＡＭ装置２と、加工機を制御する加工制御装置（数値制御装置）３と、被加工物（ワーク）をテーブルに設置して工具でワークを加工する加工機４とからなる。ＣＡＭ装置２と加工制御装置３とはネットワーク５で接続される。

加工機４は、工具の取り付けられる主軸（加工ヘッド）４１と、ワークが設置されるテーブル４２Ａと、テーブル４２Ａを移動させるサドル４２Ｂと、各軸（主軸、送り軸）を駆動させる駆動部４３とを備える。通常、主軸は切削動力を伝える軸であり、図１に示す実施形態のように主軸が鉛直方向にある縦形の加工機の場合は、主軸をＺ軸として表わし、テーブル４２を移動させる互いに直交する水平方向２軸の送り軸をそれぞれＸ軸とＹ軸として表す。

図２に示すように、駆動部４３は、加工制御装置３から各軸を制御する軸制御データＡを受け取る軸制御データ受信部４４と、軸制御データＡに従ってＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸リニアモータを実際に駆動制御するために必要な実指令値を生成する指令値演算部４５と、各軸のリニアモータをフィードバック制御するモータ制御部４６ａ、４６ｂ、４６ｃと、各軸のテーブル４２のような移動体をそれぞれ移動させるリニアモータ４８ａ、４８ｂ、４８ｃと、リニアモータ４８ａ、４８ｂ、４８ｃに駆動電流を出力するするリニアアンプ４７ａ、４７ｂ、４７ｃと、を備える。

モータ制御部４６ａ、４６ｂ、４６ｃは、指令値演算部４５から受け取った実指令値と各軸に設けられたリニアエンコーダ（不図示）から得られた検出位置ｐｘ、ｐｙ、ｐｚおよび速度ｖｘ、ｖｙ、ｖｚに基づいて、リニアアンプ４７ａ、４７ｂ、４７ｃに位置と速度が補償された実指令値を出力する。リニアアンプ４７ａ、４７ｂ、４７ｃは受け取った実指令値に応じた駆動電流をリニアモータ４８ａ、４８ｂ、４８ｃに出力する。また、リニアアンプ４７ａ、４７ｂ、４７ｃは、リニアモータ４８ａ、４８ｂ、４８ｃの駆動電流iｘ、ｉｙ、ｉｚをフィードバックして電流補償を行う機能を備える。

図３に示すように、加工制御装置３は、少なくともＣＰＵとメモリが内蔵された専用のコンピュータが設けられ、さらに、表示部３１、操作部３２、入出力部３３を備える。また、専用のコンピュータには、オペレーティングシステムや加工機を制御するための制御用ソフトウェアなどのソフトウェアが組み込まれ、各種パラメータを記憶するパラメータ記憶部３４、軸制御データＡを記憶する軸制御データ記憶部３５、加工前に加工用工具軌跡をシミュレーションするシミュレーション部３６、軸制御データＡを駆動部４３に出力する軸制御データ出力部３７とを有する。

表示部３１は、具体的には画像データを表示データに変換する変換装置を含むブラウン管（ＣＲＴ）あるいは液晶表示（ＬＣＤ）装置等のディスプレイ装置である。

操作部３２は、操作パネルなどで構成され、制御指令あるいはデータを入力するために用いられる。あるいは、対話入力を行うために、表示部３１に表示された小さな絵や記号などで構成されたアイコンを選択することができるように、ディスプレイ装置上にタッチパネルを設けたものであってもよい。さらに、タッチパネルとともにスタイラスペン等のポインティングデバイスを備える構成にして、表示部３１にシミュレーション表示された加工用工具軌跡の特定の領域を選択できるように構成したものが好ましい。

入出力部３３は、ネットワーク５に接続され、ＬＡＮ経由でＣＡＭ装置２と加工制御装置３との間でＮＣプログラムまたは工具軌跡のデータの送受信を行う。または、入出力部３３は、記憶媒体からＮＣプログラムまたは工具軌跡のデータを加工制御装置３に取り込ませる。入出力部３３を通して受け取ったＮＣプログラムまたは工具軌跡のデータは軸制御データ演算部３５に保存させておくことができる。なお、以下の説明では、便宜上、工具軌跡のデータを必要に応じて曲線データ（パラメトリック曲線）と称することがある。

パラメータ記憶部３４には、最大加速度、最大加加速度などのパラメータが各加工機４の物理特性に依存して機械固有の内部設定値として記憶され、パラメータの値に応じて各軸の制御が行われる。また、取り付けられている工具によって最大加速度や最大加加速度などは異なるため、工具に応じてパラメータが設定される。また、パラメータ記憶部３４は、例えば、設定送り速度、設定加速度、工具の回転数のようなプログラムの作成者または操作者によって与えられる任意のパラメータのデータを記憶する。１種類のパラメータで工具径などに対応して複数の値が与えられている場合は、工具軌跡のデータと関連させて記憶される。ＮＣプログラムには、予め複数種類のパラメータのデータが与えられており、ＮＣプログラムを解読して得られるＮＣデータの中に含まれる複数種類の各パラメータの値は、パラメータ記憶部３４に記憶される。また、ＣＡＭ装置２から工具軌跡のデータだけを取得したときは、操作者が工具軌跡のデータに関連付けて要求される複数種類のパラメータの値を入力してパラメータ記憶部３４に記憶させる。

シミュレーション部３６は、軸制御データ演算部３５に記憶されている軸制御データに基づいて、加工前に加工用工具軌跡をシミュレーションして表示部３１に表示する。

ＣＡＭ装置２は、汎用コンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション等）で構成され、データ記憶装置と接続、あるいはネットワーク５と接続するためのインターフェイス部、マウス、キーボード、タッチパネルなどの入力装置、および、ディスプレイなどの表示装置を備える。また、ＣＡＭ装置２には、オペレーティングシステムなどの標準的なソフトウェアと、加工条件を検索して選定するソフトウェアあるいはＮＣプログラムの作成を支援するソフトウェアなどの専用のアプリケーションソフトウェアがインストールされる。ＣＡＭ装置２は、専用のソフトウェアによってＮＣプログラムまたは工具軌跡のデータを生成する装置として機能する。また、ＣＡＭ装置２は、ネットワーク５によって、加工制御装置３に加え、過去に加工に利用された既存のＮＣプログラムが保管されるサーバのような外部装置の記憶装置、あるいは他のパーソナルコンピュータと相互に接続される。

図４に示すように、実施の形態の加工データ演算装置は、主に加工制御装置３の軸制御データ演算部３５によって構成される。具体的に、軸制御データ演算部３５は、ＮＣプログラム記憶手段３５Ａ、ＮＣプログラム解読手段３５Ｂ、工具軌跡生成手段３５Ｃ、工具軌跡記憶手段３５Ｄ、軸制御データ生成手段３５Ｅ、軸制御データ記憶手段３５Ｆ、描画表示手段３５Ｇ、指定区間受付手段３５Ｈ、軸制御データ変更手段３５Ｉ、減速率受付手段３５Ｊを備える。ただし、ＣＡＭ装置２と加工制御装置３との間を常時通信回線で接続させておくことができる環境にある場合には、実施の形態の加工制御装置３の軸制御データ演算部３５の１以上の上記各手段をＣＡＭ装置２に設けることができる。したがって、本発明では、ＣＡＭ装置２に上記手段が設けられている構成である場合には、ＣＡＭ装置２に設けられている上記手段を含めて加工データ演算装置という。

ＮＣプログラムは、命令を示すＮＣコード（Ｇ０１：直線補間、Ｇ０２またはＧ０３：円弧補間等）、工具の各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の座標値、送り速度（Ｆ値、以下、加工速度として説明する）等のパラメータの値が記録されている。また、ＮＣプログラムには、過去に加工に用いられたものが多く、信頼できる形状が定義されている。同じ製品を別の加工機で再度加工する際には、過去に加工に使用したＮＣプログラムを基に修正して加工することが多い。

ＮＣプログラム記憶手段３５Ａは、ハードディスクのような記憶装置であり、入出力部３３を通してＣＡＭ装置２またはＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）に接続された可搬型の記録媒体から与えられるＮＣプログラムを記憶する。また、旧資産のＮＣプログラムを記録している古い紙テープをシリアルポートに接続された紙テープリーダから読み取るようにすることができる。

ＮＣプログラム解読手段３５Ｂは、操作者がＮＣプログラム記憶手段３５Ａに保存されているＮＣプログラムのファイルを選択してそのＮＣプログラムを実行させる操作をしたときに、ＮＣプログラム記憶手段３５Ａから操作者によって選択されたＮＣプログラムを読み出して、読み出したＮＣプログラムをプログラムブロック毎にプログラムされた順番に順次解読してＮＣデータを生成する。生成されたＮＣデータのうち、相対移動に関するＮＣコードと位置データのような工具軌跡の形状を定義するデータを含むＮＣデータは、工具軌跡生成手段３５Ｃに出力される。また、加工条件を含むパラメータに関するＮＣデータは、パラメータ記憶部３４に出力される。なお、例えば、主軸回転軸（スピンドル）の駆動に関するデータ、加工液供給装置のポンプもしくはバルブの駆動に関するデータ、工具交換装置のマガジンあるいはアームの駆動に関するような本発明に直接関係しないＮＣコードを含むＮＣデータは、専用の制御装置を含む各軸ないし各装置に指令信号を出力するための制御部にそれぞれ出力されるが、詳細な説明は省略する。

工具軌跡生成手段３５Ｃは、ＮＣプログラムを解読して得られた相対移動に関するＮＣコードと位置データのような工具軌跡の形状を定義するデータを含むＮＣデータ、例えば、Ｇコードと各軸の座標値を解析して、ＮＣプログラムで定義されている工具軌跡との誤差が所定の範囲内に収まるように複数のＮＵＲＢＳ(非一様有理Ｂスプライン Non-Uniform Rational B-Spline)等のパラメトリック曲線に変換する。誤差の範囲は、経験的に決められる範囲であり、加工対象物、加工形状などによって決められる。

工具軌跡記憶手段３５Ｄは、工具軌跡生成手段３５Ｃによって生成された工具軌跡（パラメトリック曲線）のデータをファイルとして記憶する。工具軌跡記憶手段３５Ｄは、ＣＡＤ装置２または記憶媒体から入出力部３３を通して工具軌跡（曲線）のデータだけを与えられた場合には、与えられた工具軌跡のデータをファイルとして保存しておくことができる。

軸制御データ生成手段３５Ｅは、さらに、分割軌跡算出手段３５Ｅ−１と、軸制御データ算出手段３５Ｅ−２とを備え、ＮＣプログラムで指定された加工速度Ｆを用いて、パラメトリック曲線に変換された工具軌跡Ｌを軸制御データＡに変換する。以下の軸制御データＡを生成する演算では、パラメータ記憶部３４に記憶されているパラメータを用いて演算が行われるが、軸制御データＡを出力する加工機に対応して、操作者により、予めいずれの加工機用のパラメータを用いるかが選択される。

分割軌跡算出手段３５Ｅ−１は、パラメトリック曲線に変換された工具軌跡Ｌの曲率に応じて工具軌跡Ｌを分割した分割軌跡を求める。加工機４は、指定された２点間を各軸の速度を制御しながら工具の加工位置を移動させてワークを加工するが、工具軌跡Ｌの曲率が大きい部分では、加工機４の慣性モーメントや剛性などに影響されて、工具軌跡Ｌに沿って工具の加工位置を移動させるのが難しい部分がある。また、加工機４に指定した２点間を結ぶ工具軌跡Ｌが、直線から大きく外れることがない方が好ましい。そこで、工具軌跡Ｌの曲率を求め、図５に示すように、工具軌跡Ｌを曲率が小さいところは大きい間隔で分割し、曲率が大きくなるに従って小さい間隔で分割し、工具軌跡Ｌ上の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，・・・，Ｐi，Ｐｉ+１、・・・で分割した複数の分割軌跡ｌ１，ｌ２，ｌ３，ｌ４，・・・，ｌi,・・・に分ける。例えば、工具軌跡の曲率が小さく（曲率が０に近い）略直線である範囲の工具軌跡Ｌは１つの分割軌跡にする。つまり、直線に近い部分が続くところでは、長い距離の工具軌跡が１つの分割軌跡ｌとなり、曲率が大きいところは短い間隔で分割軌跡ｌが生成される。

軸制御データ算出手段３５Ｅ−２は、分割した各分割軌跡ｌ１，ｌ２，ｌ３，ｌ４，・・・，ｌi,・・・に沿って工具を指定された加工速度Ｆで移動させるときの分割軌跡ｌ上の点の各軸の位置と所定の時間間隔で求めた各軸の速度の時間変化で表わされる移動指令値を記録した軸制御データＡを求める。軸制御データＡには、分割軌跡上の少なくとも１点の各軸の位置を含むものであればよい。例えば、軸制御データＡに分割軌跡ｌ上の始点の位置と分割軌跡に沿って移動させるときの各軸の速度変化とが記録されている場合には、始点の位置から各軸を指定された速度変化に従うように各軸を制御することによって、分割軌跡ｌに沿って工具の加工位置に移動させることができる。

図６に示すような分割軌跡ｌに沿って、指定された加工速度Ｆでワークを加工するには、分割軌跡ｌ上の各位置で、工具の加工位置を接線方向に加工速度Ｆで移動させることで、工具の加工位置を分割軌跡ｌに沿って移動させることができる。つまり、加工速度Ｆを、分割軌跡ｌの各位置における接線ベクトルの各軸の成分Ｘ，Ｙ，Ｚに分け、始点の位置からＸ軸をＸ方向の速度成分で移動させ、Ｙ軸をＹ方向の速度成分で移動させ、Ｚ軸をＺ方向の速度成分で移動させるように制御することで分割軌跡に沿って工具の加工位置を移動させることが可能になる。図６に示すように、分割軌跡ｌ上の始点の位置Ｐ１での各軸の速度成分は（Ｖ１ｘ，Ｖ１ｙ，Ｖ１ｚ）となり、終点の位置Ｐ２での各軸の速度成分は（Ｖ２ｘ，Ｖ２ｙ，Ｖ２ｚ）となるので、各軸を位置Ｐ１からＰ２に移動する間に各軸の速度をＶ１ｘ→Ｖ２ｘ、Ｖ１ｙ→Ｖ２ｙ、Ｖ１ｚ→Ｖ２ｚに変化させる。また、分割軌跡ｌに沿うように工具を移動させるには、工具の進行方向が分割軌跡の接線方向に向くように短い時間間隔で各軸の速度を変える必要がある。

そこで、図７に示すように、各分割軌跡ｌ上を加工速度Ｆで工具を移動させるときの各軸を移動させる速度Ｖｘ,Ｖｙ,Ｖｚの時間変化を表す速度曲線を求める。図７は、Ｚ方向の移動がなくＸＹ平面でのみの移動がある場合を示す。各軸の速度をこの速度曲線に従うように制御することにより、加工位置を分割軌跡ｌに沿って移動させることができる。そこで、軸制御データＡには、例えば、各軸の速度曲線を短い一定の時間間隔Δｔで分割した各点における各軸の速さと、分割軌跡ｌの開始点を記録する。

加工機４には最大加速度や最大加加速度に限界があるため指定された加工速度Ｆを維持したまま、分割軌跡ｌに沿って工具の加工位置を移動させることができないところがある。そこで、最大加速度や最大加加速度に関するパラメータに基づいて、加工位置における分割軌跡ｌの曲率が大きく、加工速度Ｆで加工を行ったときに分割軌跡ｌに沿って加工できないと予測される部分では、指定された加工速度Ｆより小さくなるように各軸方向の速度を求める。具体的には、分割軌跡を時間間隔Δｔで分割した各点における分割軌跡の曲率に基づいて、指定された加工速度Ｆで各軸を移動させたときの加速度と加加速度を求め、その加速度や加加速度が、パラメータに設定されている加工機４の最大加速度や最大加加速度を超えている部分は、加工位置の移動速度を加工速度Ｆよりも小さい速度にして最大加速度や最大加加速度を超えないように各軸方向の速度を求めて軸制御データＡを生成する。

また、図７に示す、時間Ｔ０から時間Ｔｎまでの速度曲線の積分値が時間Ｔ０から時間Ｔｎまでに移動した距離となるので、時間Ｔｎにおける各軸の位置は、分割軌跡ｌの開始点Ｐ０に速度曲線のＴ０〜Ｔｎ間の積分値を加えることにより各軸の位置が求められる。

ここでは、軸制御データＡに、一定の時間間隔Δｔで各軸の速度を記録する場合について説明するが、直線上を工具の加工位置を移動する場合のように速度に変化がない場合には、直線移動の区間は各軸の速度を記録しなくてもよい。また、曲率が小さい区間は大きい時間間隔で速度を記録し、曲率が大きい区間は小さい時間間隔で速度を記録するようにして、一定の時間間隔で速度を記録しなくてもよい。時間間隔が一定でない場合には、軸制御データＡに速度を記録した時間間隔も記録する。常に、一定の時間間隔で、速度を記録する場合には、精度が維持できるように、最も小さい時間間隔で速度を記録しなければならないが、曲率に応じて時間間隔を変えようにすることで、データ量を減らすことができる。

上記の各処理により、通常、ＮＣプログラムで定義される１つのプログラムブロックで表される１つの工具軌跡のブロック（Ｇコードで定義される範囲）が、軸制御データで定義される加工用工具軌跡が実際の工具軌跡から大きく外れないようにするために、複数の軸制御データＡに変換されることが多いが、例えば、長い１つ直線の工具軌跡が複数のプログラムブロックで指定され複数の工具軌跡のブロックで形成されているような部分は、複数の工具軌跡のブロックが１つの軸制御データＡに変換されることもある。生成された軸制御データＡを工具軌跡の加工開始位置から順にファイルに記録して、ハードディスク（軸制御データ記憶手段３５Ｆ）に一旦記憶される。

描画表示手段３５Ｇは、軸制御データ記憶手段３５Ｆに記憶されているファイルに記録されている軸制御データＡに従って、加工用工具軌跡を表す描画データを生成し、生成した描画データを用いて加工用工具軌跡を表示装置の表示画面上に表示する。まず、先頭の軸制御データＡから始点Ｐ（Ｔ０）の位置を読み取り、始点Ｐ（Ｔ０）の位置から軸制御データＡに記録されている速度Ｖ（Ｔ０）で各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の加工位置を時間Δｔの間に移動させた位置Ｐ（Ｔ１）＝Ｐ（Ｔ０）+Ｖ（Ｔ０）・Δt までの加工用工具軌跡を表す描画データを生成して表示装置上に表示する。さらに、軸制御データＡに記録されている次のΔｔ時間後の各軸の速度Ｖ（Ｔ１）で加工位置を時間Δｔの間に移動させた位置Ｐ(Ｔ２)＝Ｐ（Ｔ１）+Ｖ（Ｔ１）・Δtまでの加工用工具軌跡を表す描画データを生成して表示装置上に表示する。このようにして、Δｔの時間間隔で軸制御データＡに記録されている各軸の速度で時間Δｔの間に加工位置を移動させたときの加工用工具軌跡を表す描画データを生成して、順次、表示装置上に表示する。下式（１）に、i番目の位置Ｐ（Ｔi）とその位置での速度Ｖ（Ｔi）とi+１番目の位置Ｐ（Ｔi＋１）の関係を示す。
Ｐ（Ｔi＋１）=Ｐ（Ｔi）+Ｖ（Ｔi）・Δt （１）

指定区間受付手段３５Ｈは、表示画面上に表示された加工用工具軌跡上で、指定された区間を、速度の変化の度合いを変更する区間として受け付ける。具体的には、表示画面上に表示された加工用工具軌跡上を、操作者がマウスのようなポインティングデバイスを用いて曲線または所定の形状で囲み、囲まれた範囲内に存在する加工用工具軌跡を指定区間として受け付ける。ここで、速度の変化の度合いとは、概ねある位置にある速度とその位置から単位距離離れた位置における速度との速度差が単位距離毎に増大または減少していくときの増加または減少の割合を示す。したがって、速度の変化の度合いが大きいときは、単位距離進む毎の単位距離間の速度差が増大または減少する程度がより大きく、速度の変化の度合いが小さいときは、単位距離進む毎の単位距離間の速度差が増大または減少する程度が小さい。

通常、実際に加工を行う前に、ＣＡＭ装置２や加工制御装置３で軸制御データＡによって定義される加工用工具軌跡のシミュレーションを行うが、実際に加工を行った際に、シミュレーションでは現れなかった不具合が現れることがある。多くの場合は、コーナー部分のように、加工方向が大きく変化することころに現れる可能性が高い。例えば、図８に示すように、等高線状に複数のレイヤーの加工を行う場合、各レイヤーの同じコーナー部分に工具の振動による線が現れる場合がある。このような不具合が現れたコーナー部分を、例えば、表示装置上に表示された加工用工具軌跡上でポインティングデバイスを用いて矩形の形状（図８の破線）で囲んで指定区間とする。図８に示すように、複数のレイヤーのコーナー部分をまとめて指定区間として設定することができる。ここでは、矩形の形状で指定区間を指定する場合について説明するが、円形などの他の形状であってもよく、囲まれた範囲が特定できるものであれば自由曲線であってもよい。

減速率受付手段３５Ｊは、工具軌跡上の任意の指定区間における速度の変化の度合い、言い換えると任意の指定区間の現在の速度に対する減速する割合の設定を受け付ける。以下、上記速度の変化の度合いを部分減速率という。部分減速率は、ＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェース）等を用いて操作者が設定する。また、この実施の形態では、部分減速率は、初期設定値を最大値１００％として、１００％以下の比率（オーバライド値）で設定する。

軸制御データ変更手段３５Ｉは、減速率受付手段３５Ｊを通して与えられ小さくされた部分減速率に従って指定区間受付手段３５Ｈで与えられた指定区間における速度変化を再計算し軸制御データを書き換える。以下、図８ないし図１０を用いて、軸制御データ変更手段３５Ｉの動作を具体的に説明する。

図９に、図８で指定された複数のレイヤーの指定区間のうち１つのレイヤーの指定区間を示す。また、図８の加工用工具軌跡上の矢印の方向に加工がおこなわれる。図８では、指定区間は３つの軸制御データＡ１，Ａ２，Ａ３に亘る。軸制御データＡ１のうち始点Ｐｓから最終位置までの範囲（網掛け部分）が指定区間に該当し、軸制御データＡ２は全範囲が指定区間に該当し、軸制御データＡ３のうち開始位置から終点Ｐｅまでの範囲（網掛け部分）が指定区間に該当する。

図１０は、時間ｔに対するｘ軸方向の速度Ｖｘの変化を示す。Ｈ１（ｔ）は、部分減速率を変更する前の速度の変化を表し、ｔｓ（開始時刻）からｔe（終了時刻）までが指定区間である。部分減速率を変更する前は指定区間を時間Ｑ１＝ｔe−ｔsで通過する。また、開始時刻ｔｓの速度がＶｓであり、終了時刻ｔｅの速度がＶeである。Ｈ２（ｔ）は、変更後の速度の変化を表す。具体的に、図９に示されるような曲線の指定区間のときは、指定区間の始点Ｐｓから加工用工具軌跡の各位置における速度を徐々に小さくして指定区間の中間点で最も減速された速度になるようにする。中間点を過ぎたところから指定区間の終点Ｐｅまでの間に速度を変更前の速度Ｖeに戻す。指定区間を工具が通過する通過時間がΔＱ延長され、指定区間の通過時間はＱ２＝Ｑ１＋ΔＱとなる。Ｙ軸およびＺ軸の速度についても同様に速度が変更されるが、加工用工具軌跡上の各位置における接線方向に加工位置が移動するように決定される。

基本的な概念では、軸制御データＡ１，Ａ２，Ａ３の始点Ｐｓから終点Ｐｅの範囲の加工用工具軌跡を変えることなく、部分減速率が小さくなるように指定区間を工具が通過する通過時間を延長して指定区間に対応する軸制御データＡを変更する。図８では１つのレイヤーについて指定区間に該当する軸制御データＡの範囲を特定した様子を示すが、図９で指定された全てのレイヤーの指定区間に該当する軸制御データＡ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）の範囲を特定して軸制御データＡを変更する。

軸制御データ変更手段３５Ｉは、まず、操作者によって表示画面に表示された加工用工具軌跡上で指定された指定区間に対応する軸制御データＡの範囲を特定する。このとき、表示画面上の加工用工具軌跡は、単なる位置データの集合ではなく、速度の時間変化で表わされる軸制御データに基づいて描画されているので、指定区間受付手段３５Ｈによって指定された指定区間の始点と終点の位置を特定することによって、特定された始点と終点におけるそれぞれの速度と加速度と時間を求めることができる。例えば、図９において、操作者が囲んだ線と表示されている加工用工具軌跡との交点を求めて始点Ｐｓと終点Ｐｅとを特定し、特定された始点Ｐｓと終点Ｐｅにおいて、図１０に示される始点Ｐｓにおける速度Ｖｓ、加速度、時刻ｔｓと、終点Ｐｅにおける速度Ｖｅ、加速度、時刻ｔｅをそれぞれ求めることができる。

速度が大き過ぎると曲線を曲り切れないところから、指定区間における部分減速率をより小さくすればよいが、ＮＣプログラムに基づく工具軌跡のデータでは、操作者が部分減速率を設定することができない。本発明の実施の形態の加工データ演算装置では、軸制御データ変更手段３５Ｉと、減速率受付手段３５Ｊを有するので、指定区間における部分減速率に従って速度を変更することができる。具体的に操作者が、減速率受付手段３５Ｊを通して部分減速率のオーバライド値を与えて速度を下げると、軸制御データ変更手段３５Ｉは、与えられた部分減速率に従って速度が変化するように指定区間内の軸制御データを書き換える。このとき、指定区間の前後で速度を繋げなければならないので、指定区間の始点Ｐｓにおける速度Ｖｓと加速度、および終点Ｐｅにおける速度Ｖｅと加速度は変更しない。また、指定区間を通過している間の任意の時刻において部分減速率が変わると、その時刻における速度と、加速度と、加加速度が変わる。

このようなことから、軸制御データ変更手段３５Ｉは、始点の位置Ｐｓと速度Ｖｓと時刻ｔｓとから、順次指定区間内にある所定の時間間隔に対応する時刻ｔｓｎ（＝ｔｓ＋Δｔ・ｎ、ｎ：自然数）毎に減速率受付手段３５Ｊを通して与えられた部分減速率ｋに従って再計算した速度Ｖｓｎｉを得る。例えば、図１０に示されるように、始点Ｐｓの時刻ｔｓからΔｔ時間後の時刻ｔｓ１では、速度を再計算する前と後で速度がＶｓ１からＶｓ１ｉに変わるために時刻ｔｓ１における位置が速度を変更する前と後でずれる。部分減速率をｋとして、部分減速率ｋを変更する前の時刻ｔｓ１における速度Ｖｓ１のときの位置Ｐｓ１が速度Ｖｓ１ｉに変わったときの時刻ｔｉで同じＰｓ１にあるとすると、始点Ｐｓから部分減速率ｋを変更し速度を再計算した後の速度変化と加速度で到達する時刻ｔｉを下式（２）で特定することができる。その結果、図１０に示されるように、部分減速率が変わると指定区間を通過するために要する所要時間が時間ΔＱ１延長されるが、部分減速率が変わっても指定区間の工具軌跡が変化することないように速度変化を調整することができる。
ｔｉ＝（Ｖｓ１・Δｔ／Ｖｓ１ｉ） （２）
但し、 Ｖｓ１ｉ＝Ｖｓ１・ｋ，ｔｓ＝０

以上のようにして、工具軌跡を変えることなく、各時刻ｔｓｎ毎に、変更前の速度と時刻および変更後の速度から順次変更後の時刻ｔｉを計算して、部分減速率を変更する前の速度変化Ｈ１（ｔ）から減速率受付手段３５Ｊを通して与えられた部分減速率で変更した速度変化Ｈ２（ｔ）を得る。そして、軸制御データ変更手段３５Ｉは、速度変化Ｈ２（ｔ）によって軸制御データＡを書き換える。軸制御データ算出手段３５Ｅ−２はパラメータで設定された最大加速度に基づいて、軸制御データＡの速度を決定しているが、直線を基準にして可能な限り大きい加工速度Ｆで移動するように想定して設定されている最大加速度で工具の加工位置を移動させた場合、曲率が急激に変化するような曲線部分では、工具が指定されている工具軌跡を逸脱してしまうことがある。したがって、軸制御データ変更手段３５Ｉは、書き換えた軸制御データにおいて、部分減速率に応じて最大加速度を小さい値に再設定し、軸制御データ算出手段３５Ｅ−２と同様の手法で軸制御データＡを再度算出する。なお、加工速度、最大加加速度を再設定して再演算してもよい。

ここで、図９の終点Ｐｅの位置は、図１０における始点Ｐｓの時刻ｔｓから終点Ｐｅの時刻ｔｅまでの速度変化Ｈ１（ｔ）で囲まれた斜線で示す領域の面積ｒ１に相当する。また、部分減速率ｋを変更した後の速度変化Ｈ２（ｔ）で囲まれた斜線で示す領域の面積ｒ２に相当する。終点Ｐｅにおいて、部分減速率ｋを変更する前と変更した後とで位置が変わらないとすると、面積ｒ１と面積ｒ２が一致する。曲線Ｈ２（ｔ）は、曲線Ｈ１（ｔ）と部分減速率ｋによって求めることができる。したがって、各時刻ｔｓｎ毎に時刻ｔｉを順次求めて曲線Ｈ２（ｔ）を生成する方法に代えて、面積ｒ２が面積ｒ１と一致する曲線Ｈ２（ｔ）を求めてから、所定の時間間隔で軸制御データを再構成するようにすることができる。この場合は、変更後の軸制御データをより容易に求めることができる利点がある。

以上のようにして、工具軌跡を変えることなく、部分減速率を変更する前の速度変化Ｈ１（ｔ）から減速率受付手段３５Ｊを通して与えられた部分減速率で変更した速度変化Ｈ２（ｔ）を得る。そして、軸制御データ変更手段３５Ｉは、速度変化Ｈ２（ｔ）によって軸制御データＡを書き換える。軸制御データ変更手段３５Ｉは、変更後の軸制御データを一度軸制御データ演算手段３５Ｅに送り、軸制御データ演算手段３５Ｅにおいて所定の時間間隔で軸制御データを再構成する。軸制御データ演算手段３５Ｅの軸制御データ算出手段３５Ｅ−２はパラメータで設定された最大加速度に基づいて、軸制御データＡの速度を決定しているが、直線を基準にして可能な限り大きい加工速度Ｆで移動するように想定して設定されている最大加速度で工具の加工位置を移動させた場合、曲率が急激に変化するような曲線部分では、工具が指定されている工具軌跡を逸脱してしまうことがある。したがって、軸制御データ変更手段３５Ｉは、書き換えた軸制御データにおいて、部分減速率に応じて最大加速度を小さい値に再設定し、軸制御データ算出手段３５Ｅ−２と同様の手法で軸制御データＡを再度算出する。なお、加工速度、最大加加速度を再設定して再演算してもよい。

図１１に工具の合成速度Ｆの変化を示す。Ｇ１（ｔ）は、変更前の合成速度の変化を表し、Ｇ２（ｔ）は、変更後の合成速度の変化を表す。図１１は、指定区間はコーナー部分などの曲率が大きい部分であるため合成速度が変更前に既に指定された加工速度Ｆ１より小さくなっている例を示す。変更後、指定区間の加工用工具軌跡上の各位置における合成速度は元の速度より小さくなるが、指定区間を除く区間では、変更前の元の速度と一致する。図１１では、指定区間の開始時刻ｔｓと終了時刻ｔｅの合成速度が加工速度Ｆ1よりも小さいＦ２になっている例を示す。変更後も開始時刻ｔｓと終了時刻ｔｅ＋ΔＱでは速度がＦ２で一致している。また、合成速度を表すＧ１（ｔ）の開始時刻ｔｓから終了時刻ｔｅまでを積分した面積（距離）Ｒ1と、Ｇ２（ｔ）の開始時刻ｔｓから終了時刻ｔｅ＋ΔＱまでを積分した面積Ｒ２は一致するように変更後の速度が決定され、速度が各軸方向の成分に分配される。図１０に示すように、各軸の移動距離を表すＨ１（ｔ）の開始時刻ｔｓから終了時刻ｔｅまでを積分した面積ｒ１と、Ｈ２（ｔ）の開始時刻ｔｓから終了時刻ｔｅ＋ΔＱまでを積分した面積ｒ２は一致する。

軸制御データ変更手段３５Ｉは、変更された軸制御データＡを含めて一連の加工全体における軸制御データを記憶手段３５Ｅに記憶させる。なお、部分的に変更された軸制御データＡは、同じ加工を繰返し行なうときのために元のＮＣプログラムと関連付けてＮＣプログラム記憶手段３５Ａに保存しておくことができる。このとき、一連の加工全体における軸制御データを軸制御データ記憶手段３５Ｆに保存して残しておくことができる。ただし、ＮＣプログラムがＮＣプログラム記憶手段３５Ａに保存されているので、再び加工するときに、軸制御データを再計算する手間を除けば、特に保存して残しておく必要はない。

軸制御データ出力部３７は、軸制御データ記憶手段３５Ｅに記憶した軸制御データＡを加工機４の軸制御データ受信部４４に順に送信する。

加工機４の指令値演算部４５は、軸制御データ受信部４４で受信した軸制御データＡの速度に従って、実指令値を生成し各軸のモータ制御部４６ａ、４６ｂ、４６ｃに出力する。さらに、モータ制御部４６ａ、４６ｂ、４６ｃは実指令値をリニアアンプ４７ａ、４７ｂ、４７ｃを通して駆動電流としてリニアモータ４８ａ、４８ｂ、４８ｃに出力する。図７に示すように、軸制御データＡにΔｔの間隔で速度変化が記録され、時間ＴiのときＸ軸方向の移動速度がＶｘiで、時間Ｔi+１のときＸ軸方向の移動速度がＶｘ(i+１)であるときには、移動信号は時間Ｔi〜時間Ｔi+１の間で、Ｘ軸方向の移動速度がＶｘiからＶｘ(i+１)に変化するような移動信号をモータ制御部４６ａはリニアアンプ４７ａに出力する。同様に、時間ＴiのときＹ軸方向の移動速度がＶｙiで、時間Ｔi+１のときＹ軸方向の移動速度がＶｙ(i+１)であるときには、移動信号は時間Ｔi〜時間Ｔi+１の間で、Ｙ軸方向の移動速度がＶｙiからＶｙ(i+１)に変化するような移動信号をモータ制御部４６ｂはリニアアンプ４７ｂに出力する。このように各軸の移動速度を変えることで、分割軌跡ｌに沿って加工位置を始点の位置Ｐ１から終点の位置Ｐ２まで移動させることができる。

ここで、本発明の加工システム１で、ワークを加工した後に仕上げ形状を目視で確認し、目視で確認された不具合部分の軸制御データＡの速度を変更するための操作および処理の流れの一例を、図１２のフローチャートを用いて説明する。

操作者は、ＣＡＭ装置２または加工制御装置３を操作してＣＡＭ装置２の記憶装置に保存されているか、またはＬＡＮ経由で接続されているサーバのような外部の記憶装置に記憶されているＮＣプログラムを選択する（Ｓ１）。そして、選択されたＮＣプログラムを加工制御装置３の入出力部３３を通して加工制御装置３のＮＣプログラム記憶手段３５Ａに記憶させる。なお、加工データ演算装置の機能をＣＡＭ装置２が備えている場合は、操作者は、ＧＵＩを用いて、加工に用いる加工機４を選択して、遠隔操作をできるようにする。このとき、ＣＡＭ装置２では、パラメータ記憶手段２２から選択された加工機４に対応するパラメータが既定値となる。

次に、操作者が加工制御装置３の軸制御データ演算部３５のＮＣプログラム記憶手段３５Ａに記憶されているＮＣプログラムのファイルの中から加工しようとする所望のＮＣプログラムを選択したとき、軸制御データ演算部３５のＮＣプログラム解読手段３５Ｂは、ＮＣプログラム記憶手段３５Ａから選択されたＮＣプログラムを読み出してプログラムブロック毎にプログラムされた順番に解析して、ＮＣデータを生成する。そして、ＮＣプログラム解読手段３５Ｂは、生成したＮＣデータのうち少なくとも相対移動と工具軌跡の形状に関するＮＣコード、例えばＧコードを含むＮＣデータを工具軌跡生成手段３５Ｃに送る。また、ＮＣプログラム解読手段３５Ｂは、ＮＣデータから得ることができる複数種類のパラメータのデータをパラメータ記憶部３４に記憶させる（Ｓ２）。

工具軌跡生成手段３５Ｃは、ＮＣプログラム解読手段３５Ｂから軸制御データを生成するために要求されるＮＣデータを取得し、取得したＮＣデータに基づいてＮＣプログラムで定義されている形状を複数のパラメトリック曲線に変換して工具軌跡を生成する。工具軌跡生成手段３５Ｃは、生成した工具軌跡のデータを工具軌跡記憶手段３５Ｄに記憶させておく（Ｓ３）。

軸制御データ生成手段３５Ｅは、すでに説明されている演算プロセスで、ＮＣプログラムで指定されている送り速度（加工速度）Ｆと、工具軌跡記憶手段３５Ｄに記憶されている工具軌跡であるパラメトリック曲線と、選択された加工機４に対応するパラメータを用いて、もともとはＮＣプログラムで定義されていた移動指令を軸制御データＡに変換して、生成された軸制御データＡをファイルとして軸制御データ記憶手段３５Ｆに記憶させる（Ｓ４）。続いて、加工制御装置３の軸制御データ演算部３５は、軸制御データ記憶手段３５Ｆに記憶させてある軸制御データＡを順次軸制御データ出力部３７から加工機４の軸制御データ受信部４４に送信して、加工機４でワークをテスト加工する（Ｓ５）。

操作者は、加工機４で加工が完了すると、加工物の仕上げ形状を目視で確認する（Ｓ６）。仕上げ形状に問題がない場合には（Ｓ６−ＯＫ）作業は終了するが、仕上げ形状に不具合がある場合には（Ｓ６−ＮＧ）不具合箇所を特定する。加工終了直後は、加工で使用したＮＣプログラムが加工制御装置３において選択されているままの状態になっているので、操作者は、加工制御装置３を操作してＮＣプログラムの内容を表示部３１に表示させて不具合箇所を発生させたプログラムブロックを見付け出て不具合箇所を特定する。あるいは、軸制御データ記憶手段３５Ｆに記憶されている軸制御データを使って表示部３１に工具軌跡を描画させ、工具の相対移動のシミュレーションを行なって加工用工具軌跡上で不具合箇所を特定する。以下は、シミュレーションによって不具合箇所を特定する工程を示す。

まず、操作者がシミュレーションを実行させると、描画表示手段３５Ｇは、選択されている状態であるＮＣプログラムに相当する軸制御データＡのファイルを軸制御データ記憶手段３５Ｆから読み出す。そして、描画表示手段３５Ｇは、読み出した軸制御データＡに従って加工用工具軌跡を表す描画データを生成し、生成した描画データを用いて加工用工具軌跡をシミュレーション部３６を通して表示部３１の表示画面上に表示する（Ｓ７）。

操作者は、加工物の仕上げ形状と表示画面に表示されている加工用工具軌跡とを見比べて、不具合が現れている部分を特定する。操作者は、マウスなどを用いて、表示画面に表示されている加工用工具軌跡上で不具合が現れている部分を囲んで（図８参照）、指定区間を指定する（Ｓ８）。さらに、操作者は、不具合の状態に応じて、適切な部分減速率を入力する（Ｓ９）。このとき、部分減速率は、オーバライド値であるため、操作者は厳密にパラメータの実数値を入力する必要がなく、感覚的にあった適切な部分減速率を与えることができる。

加工制御装置３の軸制御データ演算部３５の制御データ変更手段３５Ｉは、指定区間受付手段３５Ｈを通して操作者によって設定された指定区間を受け取るとともに、減速率受付手段３５Ｊから部分減速率を受け取る。軸制御データ変更手段３５Ｉは、シミュレーションした表示部３１の表示画面に表示されている加工用工具軌跡の描画データの元である軸制御データＡのうち指定区間に該当する軸制御データの範囲を特定し、さらに、入力された部分減速率に従って、軸制御データＡを変更して、変更後の軸制御データＡをファイルに記録する（Ｓ１０）。このときに、軸制御データ変更手段３５Ｉにおいて部分減速率に従って軸制御データを変更するプロセスは、指定区間の始点の位置Ｐｓ、速度ｖｓ、時刻ｔｓ、加速度の各データから、順次指定区間内にある所定の時間間隔に対応する時刻ｔｓｎ毎に、与えられている部分減速率に従って速度Ｖｓｎｉを再計算し、始点Ｐｓから位置Ｐｓ＋ｎとの間の速度変化と加速度とから速度Ｖｓｎｉに速度が変わっても位置Ｐｓｎが変わらない時刻ｔｉを特定することによって速度の変化Ｈ２（ｔ）を得るというものであるが、すでに説明されているので、ここでは、具体的なプロセスの説明は省略する。

軸制御データ変更手段３５Ｉは、演算した速度の変化Ｈ２（ｔ）に基づいて指定区間おける部分的な軸制御データを生成し、指定区間における軸制御データを元の加工全体の軸制御データに書き込んで軸制御データを生成し直す（ただし、必ずしも部分的に修正した軸制御データを元の軸制御データに組み込む必要はない）。そして、変更後の軸制御データＡに従って加工機４を稼働させてテスト加工を行い（Ｓ５）、もう一度、仕上げ形状を確認する（Ｓ６）。操作者は、目視で仕上げ形状に不具合が確認されなくなるまで、以上の操作を繰り返す。

また、軸制御データＡにはある時間間隔で各軸の速度を記録する場合について説明したが、速度の変化分を記録するようにしてもよい。

上述では、一定の時間間隔で速度変化を記録した軸制御データＡを駆動部に出力する場合について説明したが、各軸方向の速度の時間変化を表す数式のデータを軸制御データＡとして駆動部に出力し、駆動部で受け取った数式に従って各軸の速度を変化させるようにしてもよい。

上述の実施形態では、加工制御装置３で軸制御データＡを変更する場合について説明したが、ＣＡＭ装置２に、上記で説明した指定区間受付手段３５Ｈと、軸制御データ変更手段３５Ｉと、を設けて、シミュレーション部３６で表示した加工用工具軌跡のうち加工速度を変更する指定区間をスタイラスペンなどを用いて設定して軸制御データＡを変更するようにしてもよい。

以上、詳細に説明したように、本発明では、全体の加工効率を低下させることなく、必要な部分のみ加工速度を下げることが可能になる。

ところで、稀ではあるが、速度を部分的に元の速度よりも大きくしたほうが加工効率が向上できる場合がある。具体的には、例えば、操作者が軸制御データに基づく速度分布や速度変化を参照して最大加速度を設定する場合には、設定可能な限界の最大加速度の値よりも相当低く設定してしまう可能性があり、部分的に送り速度が低くなりすぎることがある。

指定区間の速度を元の速度よりも大きく操作する必要があるときは、設定されている最大の送り速度以下で機械固有の最大加速度を超えない範囲でオーバライド値１００％よりも大きい比率で部分減速率を設定するようにすればよい。なお、本発明では、説明の便宜上、速度が元の速度よりも大きくなるときの比率も“部分減速率”という。

指定区間の速度を元の速度より大きくなるように変更するとき、軸制御データ変更手段３５Ｉは、速度を小さくなるように変更するときと同様に、始点の位置Ｐｓと速度Ｖｓと時刻ｔｓとから、順次指定区間内にある所定の時間間隔に対応する時刻ｔｎｓ毎に減速率受付手段３５Ｊを通して与えられた部分減速率ｋに従って再計算した速度Ｖｓｎｉを得る。このときの変更前の速度と変更後の速度との関係は、図１０を参照すると、図１０における変更前の変化曲線と変更後の変化曲線がちょうど反対になると考えることができる。したがって、部分減速率が変わると指定区間を通過するために要する所要時間が短くなるが、部分減速率が変わっても指定区間の工具軌跡が変化することがないように速度変化を調整することができる。

１ 加工システム
２ ＣＡＭ装置
３ 加工制御装置
４ 加工機
５ ネットワーク
３１ 表示部
３２ 操作部
３３ 入出力部
３４ パラメータ記憶部
３５ 軸制御データ演算部
３５Ａ ＮＣプログラム記憶手段
３５Ｂ ＮＣプログラム解読手段
３５Ｃ 工具軌跡生成手段
３５Ｄ 工具軌跡記憶手段
３５Ｅ 軸制御データ生成手段
３５Ｆ 軸制御データ記憶手段
３５Ｇ 描画表示手段
３５Ｈ 指定区間受付手段
３５Ｉ 軸制御データ変更手段
３５Ｊ 減速率受付手段
３５Ｅ−１ 分割軌跡算出手段
３５Ｅ−２ 軸制御データ算出手段
３６ シミュレーション部
３７ 軸制御データ出力部
３８ 入出力部
４１ 主軸
４２Ａ テーブル
４２Ｂ サドル
４３ 駆動部
４４ 軸制御データ受信部
４５ 指令値演算部
４６ モータ制御部
４７ リニアアンプ
４８ リニアモータ

Claims (3)

1. 所定の工具軌跡に沿って指定された加工速度で複数の制御軸を制御して工具を移動させるために、前記工具軌跡を分割した複数の分割軌跡の各分割軌跡に対応する、該分割軌跡上の少なくとも１点の位置と前記工具の各制御軸の時間に対する速度変化を表す軸制御データを、複数記憶した軸制御データ記憶手段と、
   前記複数の軸制御データに従って、加工用工具軌跡を表す描画データを生成して、生成した描画データを用いて加工用工具軌跡を表示装置の表示画面上に表示する描画表示手段と、
   前記表示画面上に表示された加工用工具軌跡上で指定された前記加工速度を変更する指定区間の入力を受け付ける指定区間受付手段と、
   前記指定区間の現在の速度に対する減速する割合である部分減速率を受け付ける減速率受付手段と、
   前記指定区間に該当する加工用工具軌跡の始点と終点を特定して、前記始点と前記終点における速度と加速度と時刻とをそれぞれ求め、前記始点と前記終点におけるそれぞれの速度と加速度を変更しないようにし、前記加工用工具軌跡を変えることなく、前記始点における速度と加速度と時刻から前記指定区間における初期の時間に対する速度変化を前記部分減速率に従って変更して、前記変更した時間に対する速度変化に基づいて前記指定区間を工具が通過する通過時間を延長または短縮して前記指定区間の各位置における速度が前記軸制御データで定められる元の速度を変えるように、前記指定区間に対応する前記軸制御データを変更する軸制御データ変更手段と、
   を備えた加工データ演算装置。
2. 前記指定区間受付手段が、前記表示画面上で所定の形状で囲まれた範囲内に表示された加工用工具軌跡を前記指定区間として受け付けるものであることを特徴とする請求項１に記載の加工データ演算装置。
3. コンピュータを、
   所定の工具軌跡に沿って指定された加工速度で複数の制御軸を制御して工具を移動させるために、前記工具軌跡を分割した複数の分割軌跡の各分割軌跡に対応する、該分割軌跡の始点の各軸位置と前記工具の各制御軸の時間に対する速度変化を表す軸制御データを、複数記憶した軸制御データ記憶手段と、
   前記複数の軸制御データに従って、加工用工具軌跡を表す描画データを生成して、生成した描画データを用いて加工用工具軌跡を表示装置の表示画面上に表示する描画表示手段と、
   前記表示画面上に表示された加工用工具軌跡上で指定された前記加工速度を変更する指定区間の入力を受け付ける指定区間受付手段と、
   前記指定区間の現在の速度に対する減速する割合である部分減速率を受け付ける減速率受付手段と、
   前記指定区間に該当する加工用工具軌跡の始点と終点を特定して、前記始点と前記終点における速度と加速度と時刻とをそれぞれ求め、前記始点と前記終点におけるそれぞれの速度と加速度を変更しないようにし、前記加工用工具軌跡を変えることなく、前記始点における速度と加速度と時刻から前記指定区間における初期の時間に対する速度変化を前記部分減速率に従って変更して、前記変更した時間に対する速度変化に基づいて前記指定区間を工具が通過する通過時間を延長または短縮して前記指定区間の各位置における速度が前記軸制御データで定められる元の速度を変えるように、前記指定区間に対応する前記軸制御データを変更する軸制御データ変更手段として機能させるための加工データ演算プログラム。