JP7158636B1 - Machining evaluation device, machining system, and machining evaluation method - Google Patents

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Abstract

軸を駆動することで工作物の加工を行う機械装置によって形成される部品の部品形状を評価する加工評価装置(20a)であって、加工を制御する加工プログラムが実行された後の部品に含まれる部位のうち指定された部位である指定部位毎の加工誤差の許容値である加工許容値と設計値とを設定する加工許容値設定部(100)と、機械装置の特性を模擬する機械モデルと加工プログラム(42)とを用いて、加工の加工シミュレーションを実行する加工シミュレーション実行部(101a)と、加工シミュレーションによって予測された加工プログラムが実行された後の部品形状であるシミュレーション形状(47S)と設計値とに基づいて、シミュレーション形状の加工誤差の予測値である部位加工誤差(48S)を、指定部位毎に計算する第1加工結果評価部(102)とを備える。A machining evaluation device (20a) for evaluating a part shape of a part formed by a mechanical device for machining a workpiece by driving a shaft, the part being included in the part after execution of a machining program for controlling machining. A machining allowance setting unit (100) for setting a machining allowance and a design value, which are allowances for machining errors for each specified part, which is a specified part among the parts that are designated, and a machine model that simulates the characteristics of the mechanical device. and a machining program (42), a machining simulation execution unit (101a) that executes a machining simulation of machining, and a simulation shape (47S) that is a part shape after the machining program predicted by the machining simulation is executed and a design value, a first machining result evaluation unit (102) for calculating a part machining error (48S), which is a predicted value of the machining error of the simulation shape, for each specified part.

Description

本開示は、機械装置が加工によって形成した部品の予測形状を評価する加工評価装置、加工システム、および加工評価方法に関する。 The present disclosure relates to a machining evaluation device, a machining system, and a machining evaluation method for evaluating a predicted shape of a part formed by machining by a mechanical device.

数値制御工作機械、産業用ロボットなどのように多自由度の運動を用いて作業を行う機械装置は、多自由度を実現する軸および軸を駆動するサーボ制御装置を複数有する。このような機械装置は、軸毎に対象の位置を制御し、各軸の運動を同期して制御することで、多自由度の運動を実現している。例えば、加工対象物である工作物を加工して部品を形成する機械装置は、加工を行う工具、加工が行われる工作物などの種々の駆動対象物を軸で駆動しながら工作物を加工している。このような機械装置によって加工される工作物は、機械装置の特性などが原因で完成品である部品の部品形状に誤差が生じてしまう場合がある。このため、加工形状の誤差を正確に評価することが望まれている。 Mechanical devices such as numerically controlled machine tools, industrial robots, and the like that perform work using motion with multiple degrees of freedom have a plurality of axes that realize the multiple degrees of freedom and servo control devices that drive the axes. Such a mechanical device realizes motion with multiple degrees of freedom by controlling the position of an object for each axis and synchronously controlling the motion of each axis. For example, in a machine that processes a workpiece to form a part, the workpiece is machined while driving various driving objects such as a tool for machining and a workpiece to be machined with an axis. ing. A workpiece machined by such a machine may have an error in the shape of the finished part due to the characteristics of the machine. Therefore, it is desired to accurately evaluate the error of the machined shape.

特許文献1の工具軌跡表示装置は、加工プログラムに対応する工具先端点の軌跡であるプログラム軌跡と、工作機械への指令信号に対応する工具先端点の軌跡である指令軌跡と、検出装置によって検出される工具先端点の軌跡である実軌跡と、のうちの少なくとも2つの軌跡のそれぞれにおいて得られる、工具姿勢を表す工具ベクトルを互いに対比可能に表示している。これにより、工具軌跡表示装置は、操作者に、加工形状の誤差を視覚的に表示して不具合の原因を特定させている。 The tool trajectory display device of Patent Document 1 detects a program trajectory, which is a trajectory of a tool center point corresponding to a machining program, a command trajectory, which is a trajectory of a tool center point corresponding to a command signal to a machine tool, and a detection device. The actual trajectory, which is the trajectory of the tool center point to be measured, and the tool vector representing the tool posture obtained from each of at least two trajectories are displayed in a mutually comparable manner. As a result, the tool locus display device allows the operator to identify the cause of the problem by visually displaying the machining shape error.

特開2013-257809号公報JP 2013-257809 A

しかしながら、上記特許文献1の技術では、加工精度の許容値が部位毎に異なる部品に対して、部品の部位毎に予測形状の加工誤差を評価することはできないという問題があった。 However, with the technique of Patent Document 1, there is a problem that it is not possible to evaluate the machining error of the predicted shape for each part of a part having different tolerances for machining accuracy.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、加工精度の許容値が部位毎に異なる部品に対して、部品の部位毎に予測形状の加工誤差を評価することが可能になる加工評価装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above. Aimed at obtaining a device.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の加工評価装置は、軸を駆動することで工作物の加工を行う機械装置によって形成される部品の部品形状を評価する加工評価装置であって、加工を制御する加工プログラムが実行された後の部品に含まれる部位のうち指定された部位である指定部位毎の加工誤差の許容値である加工許容値と設計値とを設定する加工データ設定部を備える。また、本開示の加工評価装置は、機械装置の特性を模擬する機械モデルと加工プログラムとを用いて、加工の加工シミュレーションを実行する加工シミュレーション実行部と、加工シミュレーションによって予測された加工プログラムが実行された後の部品形状であるシミュレーション形状と設計値とに基づいて、シミュレーション形状の加工誤差の予測値であるシミュレーション加工誤差を、指定部位毎に計算する第1加工結果評価部とを備える。また、本開示の加工評価装置は、指定部位毎に指定部位と設計値とシミュレーション加工誤差とを対応付けて表示する表示装置を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the machining evaluation apparatus of the present disclosure evaluates the shape of a part formed by a mechanical device that machines a workpiece by driving a shaft. and sets a machining tolerance value and a design value, which are machining error tolerance values for each specified portion, which is a specified portion among the portions included in the part after the machining program for controlling machining is executed. A processing data setting unit is provided. In addition, the machining evaluation apparatus of the present disclosure includes a machining simulation execution unit that executes a machining simulation of machining using a machine model that simulates the characteristics of the machine and a machining program, and a machining program predicted by the machining simulation. a first machining result evaluation unit that calculates a simulation machining error, which is a predicted value of the machining error of the simulation shape, for each specified portion based on the simulation shape, which is the part shape after being processed, and the design value. In addition, the machining evaluation apparatus of the present disclosure includes a display device that associates and displays the specified portion, the design value, and the simulation machining error for each specified portion.

本開示にかかる加工評価装置は、加工精度の許容値が部位毎に異なる部品に対して、部品の部位毎に予測形状の加工誤差を評価することが可能になるという効果を奏する。 The machining evaluation apparatus according to the present disclosure has the effect of making it possible to evaluate the machining error of a predicted shape for each part of a part having different tolerances for machining accuracy for each part.

実施の形態1にかかる加工システムが備える数値制御工作機械の構成例を示す図1 is a diagram showing a configuration example of a numerically controlled machine tool included in the machining system according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかる数値制御工作機械を構成するX軸駆動部の構成を説明するための模式図Schematic diagram for explaining the configuration of an X-axis driving unit that constitutes the numerically controlled machine tool according to the first embodiment. 実施の形態1にかかるサーボ制御部の構成例を示すブロック図3 is a block diagram showing a configuration example of a servo control unit according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかるプロセス制御部の構成例を示すブロック図3 is a block diagram showing a configuration example of a process control unit according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかる加工評価装置を有する加工システムのハードウエア構成例を示すブロック図1 is a block diagram showing a hardware configuration example of a machining system having the machining evaluation device according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the first embodiment; 実施の形態1にかかる加工システムによる加工評価の処理手順を示すフローチャート4 is a flow chart showing processing procedures for machining evaluation by the machining system according to the first embodiment; 実施の形態1にかかる加工評価装置が評価する部品の部位毎の設計値および加工許容値の例を説明するための図FIG. 4 is a diagram for explaining an example of design values and machining allowance values for each part of a part evaluated by the machining evaluation apparatus according to the first embodiment; 実施の形態1にかかる加工評価装置が備える加工シミュレーション実行部の構成例を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a machining simulation execution unit included in the machining evaluation apparatus according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかる加工評価装置が出力する部位加工誤差の例を説明するための図FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a part machining error output by the machining evaluation apparatus according to the first embodiment; 実施の形態1にかかる加工システムの加工評価装置を実現する処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図FIG. 3 is a diagram showing an example of a case where a processing circuit that realizes the machining evaluation device of the machining system according to the first embodiment is configured with a processor and a memory; 実施の形態1にかかる加工評価装置を実現する処理回路を専用のハードウエアで構成する場合の例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a case where a processing circuit that realizes the processing evaluation apparatus according to the first embodiment is configured with dedicated hardware; 実施の形態2にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the second embodiment; 実施の形態2にかかる加工評価装置に入力される2次元CAD図面の例を示す図FIG. 10 is a diagram showing an example of a two-dimensional CAD drawing input to the machining evaluation device according to the second embodiment; 実施の形態2にかかる加工評価装置が備える加工シミュレーション実行部の構成例を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a machining simulation execution unit included in the machining evaluation apparatus according to the second embodiment; 実施の形態3にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the third embodiment; 実施の形態4にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the fourth embodiment; 実施の形態5にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the fifth embodiment; 実施の形態6にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the sixth embodiment; 実施の形態6にかかる加工評価装置を有する加工システムのハードウエア構成例を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a hardware configuration example of a machining system having a machining evaluation device according to a sixth embodiment; 実施の形態7にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in a machining system according to a seventh embodiment; 実施の形態7にかかる加工評価装置を有する加工システムのハードウエア構成例を示すブロック図Block diagram showing a hardware configuration example of a machining system having a machining evaluation apparatus according to a seventh embodiment

以下に、本開示の実施の形態にかかる加工評価装置、加工システム、および加工評価方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す各実施の形態では、機械装置の一例である数値制御工作機械が工作物を加工することで形成される部品の予測形状を評価する加工評価装置について具体的に説明するが、本開示は、各実施の形態に示す構成に限定するものではない。各実施の形態で説明する加工評価装置を備える加工システムは、数値制御工作機械の他にも、複数の軸を駆動し作業を実行する産業用機械、産業用ロボットなどの種々の機械装置にも適用可能である。 A processing evaluation device, a processing system, and a processing evaluation method according to embodiments of the present disclosure will be described below in detail with reference to the drawings. In each embodiment shown below, a processing evaluation device for evaluating a predicted shape of a part formed by processing a workpiece by a numerically controlled machine tool, which is an example of a mechanical device, will be specifically described. The present disclosure is not limited to the configurations shown in each embodiment. The machining system equipped with the machining evaluation device described in each embodiment can be applied not only to numerically controlled machine tools, but also to various mechanical devices such as industrial machines and industrial robots that drive multiple axes to perform work. Applicable.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる加工システムが備える数値制御工作機械の構成例を示す図である。加工システム(後述する加工システム1a)が備える数値制御工作機械99は、数値制御装置によって工作機械を制御する装置であり、加工対象物である工作物78を加工することで部品(後述する部品7)を形成する。加工システム1aは、数値制御工作機械99による加工で形成される部品7の形状を予測して評価する加工評価装置(後述する加工評価装置20a)などを備えている。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a numerically controlled machine tool included in a machining system according to Embodiment 1. FIG. A numerically controlled machine tool 99 provided in a machining system (a machining system 1a to be described later) is a device that controls the machine tool by means of a numerical control device. ). The machining system 1a includes a machining evaluation device (a machining evaluation device 20a to be described later) that predicts and evaluates the shape of the part 7 formed by machining by the numerically controlled machine tool 99, and the like.

なお、以下では、数値制御工作機械99が備えるワークテーブル77の上面または部品7の上面と平行な面内の2つの軸であって互いに直交する2つの軸をX軸およびY軸とする。また、X軸およびY軸に直交する軸をZ軸とする。 In the following, two axes in a plane parallel to the upper surface of the work table 77 or the upper surface of the component 7 provided in the numerically controlled machine tool 99 and orthogonal to each other are defined as the X axis and the Y axis. Also, the axis orthogonal to the X-axis and the Y-axis is defined as the Z-axis.

実施の形態1にかかる数値制御工作機械99は、直交3軸立形の切削加工機である。数値制御工作機械99は、X軸を駆動するサーボ制御装置を含んで構成されるX軸駆動部93Xと、Y軸を駆動するサーボ制御装置を含んで構成されるY軸駆動部93Yと、Z軸を駆動するサーボ制御装置を含んで構成されるZ軸駆動部93Zと、1軸の主軸83を制御する後述するプロセス制御部5を含んで構成される主軸制御部94と、を有する。 A numerically controlled machine tool 99 according to the first embodiment is an orthogonal three-axis vertical cutting machine. The numerically controlled machine tool 99 includes an X-axis drive section 93X including a servo control device for driving the X-axis, a Y-axis drive section 93Y including a servo control device for driving the Y-axis, a Z It has a Z-axis drive section 93Z including a servo control device for driving the axis, and a spindle control section 94 including a process control section 5 for controlling the main spindle 83 of one axis, which will be described later.

サーボ制御装置は、制御対象の位置を検出する位置検出器を用いて、制御対象の位置が指令位置に一致するように、回転モータ、リニアモータ、ボイスコイルモータなどの電動機、油圧シリンダ、空圧シリンダ、圧電素子といったアクチュエータを用いてフィードバック制御を行う装置である。 A servo control device uses a position detector to detect the position of an object to be controlled, and controls an electric motor such as a rotary motor, a linear motor, or a voice coil motor, a hydraulic cylinder, or a pneumatic actuator so that the position of the object to be controlled matches the commanded position. This device performs feedback control using actuators such as cylinders and piezoelectric elements.

数値制御工作機械99は、工具76をX軸およびZ軸の方向で駆動し、ワークテーブル77に設置された工作物78をY軸の方向で駆動し、主軸83を用いて工具76を回転させることで、工作物78の加工を行う。 The numerically controlled machine tool 99 drives the tool 76 in the X-axis and Z-axis directions, drives the workpiece 78 placed on the work table 77 in the Y-axis direction, and rotates the tool 76 using the spindle 83. Thus, the workpiece 78 is machined.

数値制御工作機械99が行う作業は、加工プログラム42に従って軸を駆動し、切削加工によって工作物78から形成される部品7の形状を実現することである。工作物78から形成された部品7の形状が定められた基準を達成するか否か、具体的には、予め設計されたとおりの形状精度および面精度を達成するか否かで、数値制御工作機械99の作業の正否が判定される。 The operation performed by the numerically controlled machine tool 99 is to drive the shaft according to the machining program 42 and realize the shape of the part 7 formed from the workpiece 78 by cutting. Whether or not the shape of the part 7 formed from the workpiece 78 achieves a predetermined standard, specifically, whether or not the shape accuracy and surface accuracy as designed in advance are achieved, is used for numerical control machining. It is determined whether the work of the machine 99 is correct.

数値制御工作機械99において、各軸では、アクチュエータであるモータ71の回転運動が送りねじ73によって各軸の駆動方向への直進運動に変換される。この時、回転運動は案内機構72によって支持されるため、軸は送りねじ73の送り方向にのみ自由度を持つ。数値制御工作機械99では、結果として、各軸の直進運動を組み合わせた工具76のXZ平面内の2自由度の運動および工作物78のY方向の1自由度の運動によって、XYZの3次元空間内、すなわち3自由度の運動が実現される。数値制御工作機械99は、主軸83を用いて工具76を回転させ、工作物78において工具76と干渉した部分の材料を除去することで、部品7の3次元の加工形状を形成する。 In the numerically controlled machine tool 99, on each axis, the rotary motion of the motor 71, which is the actuator, is converted by the feed screw 73 into linear motion in the driving direction of each axis. At this time, since the rotary motion is supported by the guide mechanism 72 , the shaft has a degree of freedom only in the feed direction of the feed screw 73 . In the numerically controlled machine tool 99, as a result, the two-degree-of-freedom movement of the tool 76 in the XZ plane and the one-degree-of-freedom movement of the workpiece 78 in the Y direction, which are combined with the linear motions of the respective axes, create an XYZ three-dimensional space. Inner, ie, three degrees of freedom, movement is achieved. The numerically controlled machine tool 99 rotates the tool 76 using the spindle 83 and removes material from the portion of the workpiece 78 that interferes with the tool 76 , thereby forming the three-dimensional machined shape of the part 7 .

つづいて、数値制御工作機械99を構成するX軸駆動部93X、Y軸駆動部93Y、およびZ軸駆動部93Zについて説明する。実施の形態1では、一例として、X軸駆動部93Xについて説明するが、Y軸駆動部93YおよびZ軸駆動部93Zも同様の構成である。ただし、X軸およびZ軸の制御対象が工具76であるのに対して、Y軸の制御対象は工作物78である点が異なる。 Next, the X-axis driving section 93X, the Y-axis driving section 93Y, and the Z-axis driving section 93Z, which constitute the numerically controlled machine tool 99, will be described. In Embodiment 1, the X-axis driving section 93X will be described as an example, but the Y-axis driving section 93Y and the Z-axis driving section 93Z have the same configuration. However, the difference is that the controlled object of the X-axis and the Z-axis is the tool 76, whereas the controlled object of the Y-axis is the workpiece 78. FIG.

図2は、実施の形態1にかかる数値制御工作機械を構成するX軸駆動部の構成を説明するための模式図である。図2に示すように、数値制御工作機械99は、指令値演算部9、プロセス制御部5、サーボ制御装置95X、および機械装置部96を有する。機械装置部96は、駆動機構97Xおよび機械構造98を有する。指令値演算部9、サーボ制御装置95X、および駆動機構97Xは、X軸駆動部93Xを構成する。サーボ制御装置95Xは、サーボ制御部6aを備える。なお、数値制御工作機械99は、Y軸駆動部93Yを構成するサーボ制御装置95Yおよび駆動機構97Yと、Z軸駆動部93Zを構成するサーボ制御装置95Zおよび駆動機構97Zとをさらに備えるが、図2では記載を省略している。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the X-axis driving section that constitutes the numerically controlled machine tool according to the first embodiment. As shown in FIG. 2 , the numerically controlled machine tool 99 has a command value calculator 9 , a process controller 5 , a servo controller 95X, and a mechanical device section 96 . The mechanical device section 96 has a drive mechanism 97X and a mechanical structure 98 . The command value calculation section 9, the servo control device 95X, and the drive mechanism 97X constitute an X-axis drive section 93X. The servo controller 95X includes a servo controller 6a. The numerically controlled machine tool 99 further includes a servo control device 95Y and a drive mechanism 97Y that constitute the Y-axis drive section 93Y, and a servo control device 95Z and a drive mechanism 97Z that constitute the Z-axis drive section 93Z. 2 is omitted.

X軸のモータ71の回転運動を直進運動に変換する役割とそれを支持する役割を持つ機構が駆動機構97Xである。X軸駆動部93Xにおいて、モータ71の回転運動は、カップリング74を介して送りねじ73に伝達され、ナット81および減速機79を介して直進運動に変換される。送りねじ73の直進運動は、支持軸受75aおよび75bにより拘束されている。ナット81の直進運動は、工具76とナット81との間に介在するZ軸、支持部材などを総称したX軸の機械構造98を介して、工具76をX軸方向に駆動する。また、機械構造98の範囲は軸によって異なる。例えば、Z軸の駆動機構97Zは、X軸から見るとX軸のモータ71の運動を変換する役割がないため、X軸の機械構造98に含まれる。 A drive mechanism 97X has a role of converting the rotary motion of the X-axis motor 71 into a linear motion and a role of supporting it. In the X-axis driving portion 93X, the rotational motion of the motor 71 is transmitted to the feed screw 73 via the coupling 74 and converted to linear motion via the nut 81 and the speed reducer 79. The linear motion of the feed screw 73 is restrained by support bearings 75a and 75b. The rectilinear motion of the nut 81 drives the tool 76 in the X-axis direction via an X-axis mechanical structure 98 that collectively includes the Z-axis and support members interposed between the tool 76 and the nut 81 . Also, the extent of the mechanical structure 98 varies from axis to axis. For example, the Z-axis drive mechanism 97Z is included in the X-axis mechanical structure 98 because it does not play a role in converting the motion of the X-axis motor 71 when viewed from the X-axis.

X軸の位置指令Xcは、指令値演算部9から出力され、サーボ制御部6aに入力される。位置指令Xcは、加工プログラム42に従って指令値演算部9で演算された、所望の制御状態における被駆動体の位置を示すものである。サーボ制御部6aは、モータ71に取り付けられた回転角検出器2により検出されたモータ71の回転角度に送りねじ73のねじピッチを乗じて得られる検出位置Xdと、位置指令Xcとの誤差が小さくなるようにフィードバック制御を行い、モータ71へモータ電流Ixを出力して駆動機構97Xを駆動する。駆動機構97Xには、制御対象である工具76を含む機械構造98が接続されている。ここで、回転角検出器2はモータ71の回転角度のみを検出するが、上述のように回転運動と直進運動とは容易に換算できる。そのため、回転角検出器2は、モータ回転角度に送りねじ73のねじピッチを乗じ、X軸のサーボ制御装置95Xの直進運動に変換後の検出位置Xdを出力するものとしてもよい。回転角検出器2は、モータ71すなわち検出点に取り付けられた、検出位置Xdを出力する位置検出器の一例である。 The X-axis position command Xc is output from the command value calculator 9 and input to the servo controller 6a. The position command Xc indicates the position of the driven body in a desired control state calculated by the command value calculator 9 according to the machining program 42 . The servo control unit 6a determines the error between the detected position Xd obtained by multiplying the rotation angle of the motor 71 detected by the rotation angle detector 2 attached to the motor 71 by the screw pitch of the feed screw 73 and the position command Xc. Feedback control is performed so that the current becomes smaller, and the motor current Ix is output to the motor 71 to drive the driving mechanism 97X. A machine structure 98 including a tool 76 to be controlled is connected to the drive mechanism 97X. Here, the rotation angle detector 2 detects only the rotation angle of the motor 71, but the rotation motion and the rectilinear motion can be easily converted as described above. Therefore, the rotation angle detector 2 may multiply the motor rotation angle by the screw pitch of the feed screw 73, and output the detected position Xd after conversion into the linear motion of the X-axis servo control device 95X. The rotation angle detector 2 is an example of a position detector that is attached to the motor 71, that is, the detection point and that outputs the detected position Xd.

数値制御工作機械99が切削加工機である場合、指令値演算部9は、プロセス指令として主軸回転速度指令をプロセス制御部5に出力する。プロセス制御部5は、主軸回転速度指令に基づいて主軸83を制御する。 When the numerically controlled machine tool 99 is a cutting machine, the command value calculator 9 outputs a spindle rotational speed command to the process controller 5 as a process command. The process control unit 5 controls the spindle 83 based on the spindle rotation speed command.

図3は、実施の形態1にかかるサーボ制御部の構成例を示すブロック図である。サーボ制御部6aは、指令値演算部9から入力される位置指令Xcと、回転角検出器2から入力される検出位置Xdとを用いてモータ電流Ixを演算し、モータ71に出力する。まず、加減算器61aは、位置指令Xcと検出位置Xdとの差分である位置偏差(Xc-Xd)を演算する。位置制御器62は、位置偏差(Xc-Xd)に応じた位置制御を行い、速度指令Vcを生成する。位置制御器62の一例はP(Proportional)制御器である。速度演算器65は、回転角検出器2が出力する検出位置Xdから検出速度Vdを生成する。速度演算器65の一例は微分演算器である。加減算器61bは、速度指令Vcと検出速度Vdとの差分である速度偏差Vde=Vc-Vdを演算する。速度制御器63は、速度偏差Vdeに応じて速度制御を行い、電流指令Icを生成する。速度制御器63の一例はPI(Proportional Integral)制御器である。加減算器61cは、電流指令Icと、電流制御器64が出力するモータ電流Ixとの差分である電流偏差(Ic-Ix)を演算する。最後に、電流制御器64が、電流偏差(Ic-Ix)に応じて電流制御を行い、モータ電流Ixを出力する。電流制御器64の一例はPI制御器である。 3 is a block diagram of a configuration example of a servo control unit according to the first embodiment; FIG. The servo controller 6 a calculates a motor current Ix using the position command Xc input from the command value calculator 9 and the detected position Xd input from the rotation angle detector 2 and outputs the motor current Ix to the motor 71 . First, the adder/subtractor 61a calculates a position deviation (Xc-Xd), which is the difference between the position command Xc and the detected position Xd. A position controller 62 performs position control according to the position deviation (Xc-Xd) and generates a speed command Vc. An example of the position controller 62 is a P (Proportional) controller. A speed calculator 65 generates a detected speed Vd from the detected position Xd output by the rotation angle detector 2 . An example of the speed calculator 65 is a differential calculator. The adder/subtractor 61b calculates a speed deviation Vde=Vc-Vd, which is the difference between the speed command Vc and the detected speed Vd. A speed controller 63 performs speed control according to the speed deviation Vde and generates a current command Ic. An example of the speed controller 63 is a PI (Proportional Integral) controller. The adder/subtractor 61c calculates a current deviation (Ic-Ix), which is the difference between the current command Ic and the motor current Ix output by the current controller 64. FIG. Finally, the current controller 64 performs current control according to the current deviation (Ic-Ix) and outputs the motor current Ix. One example of current controller 64 is a PI controller.

サーボ制御部6aは、上記のP制御およびPI制御におけるゲインがパラメータとして設定されており、パラメータを設定することでサーボ制御装置95Xの挙動を変更することが可能となる。 The gains in the P control and the PI control are set as parameters in the servo control unit 6a, and by setting the parameters, the behavior of the servo control device 95X can be changed.

主軸制御部94は、プロセス制御部5を含んで構成されている。図4は、実施の形態1にかかるプロセス制御部の構成例を示すブロック図である。主軸83の制御を行うプロセス制御部5は、主軸モータを制御する主軸ユニットまたは主軸アンプに実装される。プロセス制御部5は、主軸83の回転指令に応じて、主軸83の回転数およびトルクをフィードバック制御する。プロセス制御部5は、プロセス指令を入力とし、プロセスフィードバックを用いて制御を行い、プロセス変更量を出力する。数値制御工作機械99が切削加工機である場合、プロセス指令は主軸回転速度指令(速度指令Vc)であり、プロセス変更量は主軸電流(モータ電流Ix)である。プロセスフィードバックは、主軸83の回転角検出器2が測定した回転角(検出位置Xd)である。プロセス制御部5とサーボ制御部6aとの違いは、プロセス制御部5は、位置制御器62を有さず、主軸回転速度指令である速度指令Vcを受け付けている点である。ただし、プロセス制御部5は、主軸83で位置制御を行う場合は、主軸回転角をプロセス指令としたサーボ制御部6aと同一の制御構造を有していてもよい。 The spindle control section 94 is configured including the process control section 5 . 4 is a block diagram of a configuration example of a process control unit according to the first embodiment; FIG. The process control unit 5 that controls the spindle 83 is mounted on a spindle unit or a spindle amplifier that controls the spindle motor. The process control unit 5 feedback-controls the rotational speed and torque of the main shaft 83 according to the rotation command of the main shaft 83 . The process control unit 5 receives a process command, performs control using process feedback, and outputs a process change amount. When the numerically controlled machine tool 99 is a cutting machine, the process command is the spindle rotation speed command (speed command Vc), and the process change amount is the spindle current (motor current Ix). The process feedback is the rotation angle (detected position Xd) of the spindle 83 measured by the rotation angle detector 2 . The difference between the process control section 5 and the servo control section 6a is that the process control section 5 does not have the position controller 62 and receives a speed command Vc, which is a spindle rotation speed command. However, when the position control is performed by the main shaft 83, the process control unit 5 may have the same control structure as the servo control unit 6a that uses the main shaft rotation angle as the process command.

以上のように、フィードバック制御によって、サーボ制御部6aは、検出位置Xdが位置指令Xcで示される位置に一致するように制御を行い、プロセス制御部5は、検出位置Xdから算出される検出速度Vdが、主軸回転速度指令である速度指令Vcに一致するように制御する。しかしながら、フィードバック制御を行っていたとしても加工中に工具76の先端位置と工作物78の加工点との間に誤差が生じ、工作物78において材料の削り残し、削りすぎなどが生じ、加工誤差が発生する場合がある。例えば、回転角検出器2の取り付け位置を制御対象である工具76の先端に一致させることができないため、回転角検出器2で検出できない外乱が制御対象に生じる場合、また、外乱の入力に対してサーボ制御部6aのフィードバック制御が追いつかない場合は、工具76の運動に誤差が生じる。このような外乱原因の例としては、カップリング74、送りねじ73、案内機構72、機械構造98などの振動、摩擦力による誤差などがある。これらの外乱は、工具76とナット81との間に介在する別の軸の位置、工具76および工作物78の質量、機械装置部96の経年変化、送りねじ73およびナット81の摩耗、各可動軸の潤滑油量、気温の変化、製造時の組み立てのばらつきなどによって変化することが知られている。さらに、切削加工においては、工具76の回転数、1回転あたりの切込量、および工具76の軸方向切込み量の組み合わせによっては、びびり振動とよばれる自励振動が工具76と工作物78との間で発生する。この場合、びびり振動の発生により工具76および工作物78が振動するため、加工誤差が発生する。 As described above, through feedback control, the servo control unit 6a performs control so that the detected position Xd coincides with the position indicated by the position command Xc, and the process control unit 5 controls the detected speed calculated from the detected position Xd. Vd is controlled so as to match the speed command Vc, which is the spindle rotation speed command. However, even if feedback control is performed, an error occurs between the tip position of the tool 76 and the machining point of the workpiece 78 during machining. may occur. For example, since the mounting position of the rotation angle detector 2 cannot be aligned with the tip of the tool 76, which is the object to be controlled, when a disturbance that cannot be detected by the rotation angle detector 2 occurs in the object to be controlled, If the feedback control of the servo control unit 6a does not catch up, an error occurs in the movement of the tool 76. FIG. Examples of such disturbance causes include vibrations of the coupling 74, the feed screw 73, the guide mechanism 72, the mechanical structure 98, errors due to frictional force, and the like. These disturbances include the position of another axis interposed between the tool 76 and the nut 81, the mass of the tool 76 and the workpiece 78, aging of the mechanical device section 96, wear of the feed screw 73 and nut 81, It is known to change due to the amount of lubricating oil in the shaft, changes in temperature, variations in assembly during manufacturing, etc. Furthermore, in cutting, self-excited vibration called chatter vibration occurs between the tool 76 and the workpiece 78 depending on the combination of the number of revolutions of the tool 76, the depth of cut per revolution, and the depth of cut in the axial direction of the tool 76. occurs between In this case, chatter vibrations vibrate the tool 76 and the workpiece 78, resulting in machining errors.

前述のような加工誤差が発生し、設計された形状精度および面精度から外れてしまうと作業結果は不良となり、工作物78から形成された部品7を廃棄したり、修正加工を実施したりする必要が生じる。この結果、廃棄物が増えたり、作業時間が伸び生産性が低下したりする問題が発生する。そのため、事前に作業で達成される加工精度を予測し、加工精度が目標とする精度を実現できない場合は、目標を実現可能な作業条件に変更しておくことが好ましい。作業条件は、例えば、加工プログラム42、またはフィードバック制御に用いるパラメータの調整によって変更される。 If the above-described machining error occurs and the designed shape accuracy and surface accuracy are not met, the work result will be defective, and the part 7 formed from the workpiece 78 will be discarded or corrected. need arises. As a result, there arise problems such as an increase in waste and a decrease in productivity due to an increase in working hours. Therefore, it is preferable to predict the machining accuracy to be achieved in the work in advance, and change the working conditions so that the target can be achieved if the machining accuracy cannot achieve the target accuracy. The working conditions are changed, for example, by adjusting parameters used for machining program 42 or feedback control.

図5は、実施の形態1にかかる加工評価装置を有する加工システムのハードウエア構成例を示すブロック図である。シミュレーション装置である加工評価装置20aを有する加工システム1aは、数値制御工作機械99と、コンピュータ23と、これらの両者を接続するネットワークハブ24とで構成されている。数値制御工作機械99は、加工プログラム42に従って、加工を実行する。一方で、数値制御工作機械99の特性を模擬し、加工プログラム42に従ってシミュレーションを実行する加工評価装置20aは、コンピュータ23の内部にソフトウエアとして実装される。ネットワークハブ24は、加工評価装置20aと数値制御工作機械99とを接続する。ただし、同一ネットワーク上に複数の数値制御工作機械99が存在し、それぞれの加工評価装置20aが実装されたコンピュータ23が複数存在しても構わない。また、複数の数値制御工作機械99が接続されたネットワークハブ24に対して、1台のコンピュータ23内に、それぞれの数値制御工作機械99に対応する加工評価装置20aを複数有してもよい。また、ネットワークハブ24は、コンピュータ23および数値制御工作機械99に有線ケーブルで接続されていてもよいし、無線ネットワークで接続されていてもよい。また、ネットワークハブ24を介さずにコンピュータ23と数値制御工作機械99とが直結されてもよいし、数値制御工作機械99が制御に使用しているコンピュータの内部に加工評価装置20aが実装されてもよいし、遠隔地にあるコンピュータ、サーバ、またはクラウドにコンピュータ23が実装されてもよい。また、加工評価装置20aが実現する機能は、ネットワークに接続された複数のコンピュータに分散して配置されてもよい。 FIG. 5 is a block diagram showing a hardware configuration example of a machining system having the machining evaluation device according to the first embodiment. A machining system 1a having a machining evaluation device 20a, which is a simulation device, comprises a numerically controlled machine tool 99, a computer 23, and a network hub 24 connecting them. The numerically controlled machine tool 99 executes machining according to the machining program 42 . On the other hand, a machining evaluation device 20a that simulates the characteristics of the numerically controlled machine tool 99 and executes simulation according to the machining program 42 is implemented as software inside the computer 23. FIG. The network hub 24 connects the machining evaluation device 20 a and the numerically controlled machine tool 99 . However, a plurality of numerically controlled machine tools 99 may exist on the same network, and a plurality of computers 23 in which respective machining evaluation devices 20a are mounted may exist. Further, one computer 23 may have a plurality of machining evaluation devices 20a corresponding to the respective numerically controlled machine tools 99 for the network hub 24 to which the numerically controlled machine tools 99 are connected. Also, the network hub 24 may be connected to the computer 23 and the numerically controlled machine tool 99 via a wired cable, or may be connected via a wireless network. Alternatively, the computer 23 and the numerically controlled machine tool 99 may be directly connected without the network hub 24, or the machining evaluation device 20a may be mounted inside the computer used for control by the numerically controlled machine tool 99. Alternatively, computer 23 may be implemented in a remote computer, server, or cloud. Also, the functions realized by the processing evaluation device 20a may be distributed and arranged in a plurality of computers connected to a network.

図6は、実施の形態1にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図である。なお、図6では、加工システム1aが備えるコンピュータ23、ネットワークハブ24、および数値制御工作機械99の図示は省略している。加工システム1aが備える加工評価装置20aは、加工データ設定部である加工許容値設定部100と、加工シミュレーション実行部101aと、第1加工結果評価部102とを有している。 FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the first embodiment. 6, illustration of the computer 23, the network hub 24, and the numerically controlled machine tool 99 included in the machining system 1a is omitted. A machining evaluation device 20a provided in the machining system 1a has a machining allowable value setting unit 100, which is a machining data setting unit, a machining simulation execution unit 101a, and a first machining result evaluation unit .

加工許容値設定部100は、外部から入力される、加工プログラム42の実行後の部品形状を示す部品形状41を受け付ける。部品形状41には、複数の部位の形状が含まれている。 The machining allowable value setting unit 100 receives a part shape 41 representing the part shape after execution of the machining program 42, which is input from the outside. The component shape 41 includes shapes of a plurality of parts.

また、加工許容値設定部100は、作業者といったシステム使用者によって入力される、部品7の各部位の寸法の設計値および加工許容値と、部品7の各部位の面精度の設計値および加工許容値とを示す部位情報40を受け付ける。寸法および面精度の加工許容値は、部位毎の加工誤差の許容値である。 In addition, the allowable machining value setting unit 100 inputs the design values and allowable machining values of the dimensions of each part of the part 7, and the design values and machining allowable values of the surface accuracy of each part of the part 7, which are input by the system user such as the operator. The part information 40 indicating the allowable value is accepted. Machining tolerances for dimensions and surface accuracy are tolerances for machining errors for each part.

加工システム1aでは、表示装置(図示せず)などに部品形状41を表示させながら、システム使用者に部位毎の部位情報40(設計値および加工許容値)を加工許容値設定部100に入力させる。システム使用者は、部品7内の部位を指定して部位情報40を加工許容値設定部100に入力することで、加工許容値設定部100は、部位の形状と設計値と加工許容値とを対応付けする。加工許容値設定部100は、設定した、部位毎の形状、設計値、および加工許容値を含む情報を部位設定情報46として第1加工結果評価部102に送る。 In the machining system 1a, the system user inputs part information 40 (design values and machining allowances) for each part into the machining allowance setting unit 100 while displaying the component shape 41 on a display device (not shown) or the like. . A system user designates a part in the part 7 and inputs the part information 40 to the machining allowance setting unit 100, and the machining allowance setting part 100 sets the shape of the part, the design value, and the machining allowance. map. Machining allowable value setting unit 100 sends information including the set shape, design value, and machining allowable value for each part to first machining result evaluating unit 102 as part setting information 46 .

加工シミュレーション実行部101aは、外部から入力される、数値制御工作機械99の特性を模擬する機械モデル情報45と、加工に使用される加工プログラム42と、加工に使用される工具76の情報を示す工具情報43と、加工対象のワークである工作物78の情報を示す工作物情報44とを受け付ける。加工シミュレーション実行部101aは、受け付けた情報に基づいて、数値制御工作機械99を用いた加工によって形成される加工後の部品7の形状であるシミュレーション形状47S、すなわち部品7の予測形状を計算する。加工シミュレーション実行部101aは、計算結果であるシミュレーション形状47Sを第1加工結果評価部102に送る。 The machining simulation execution unit 101a indicates the machine model information 45 that simulates the characteristics of the numerically controlled machine tool 99, the machining program 42 used for machining, and the information on the tool 76 used for machining, which are input from the outside. Tool information 43 and workpiece information 44 indicating information on a workpiece 78, which is a workpiece to be machined, are received. The machining simulation execution unit 101a calculates a simulation shape 47S, which is the shape of the part 7 after machining formed by machining using the numerically controlled machine tool 99, that is, the predicted shape of the part 7, based on the received information. The machining simulation execution unit 101a sends the simulation shape 47S, which is the calculation result, to the first machining result evaluation unit 102. FIG.

第1加工結果評価部102は、加工許容値設定部100からの部位設定情報46を受け付けるとともに、加工シミュレーション実行部101aからのシミュレーション形状47Sを受け付ける。 The first machining result evaluation unit 102 receives the part setting information 46 from the machining allowable value setting unit 100, and also receives the simulation shape 47S from the machining simulation execution unit 101a.

第1加工結果評価部102は、指定された部位毎に、シミュレーションによって予想される加工誤差を計算する。すなわち、第1加工結果評価部102は、加工許容値設定部100が設定した部位設定情報46および加工シミュレーション実行部101aが計算したシミュレーション形状47Sを用いて、シミュレーション加工誤差である部位加工誤差48Sを計算する。具体的には、第1加工結果評価部102は、部位設定情報46およびシミュレーション形状47Sを用いて、加工許容値が設定された部位毎に、シミュレーション形状47Sにおける同じ部位の寸法精度または面粗さを計算する。第1加工結果評価部102は、加工シミュレーションによって得られた寸法精度または面粗さを含んだ部位の形状と、部位の設計値との差である部位加工誤差48Sを部位毎に計算する。第1加工結果評価部102は、部位毎の部位加工誤差48Sを計算した後、部位毎の部位加工誤差48Sを加工対象の部品7(実施の形態1ではプレート治具80)の3次元モデルに描画する。 The first machining result evaluation unit 102 calculates machining errors expected by simulation for each designated part. That is, the first machining result evaluation unit 102 uses the part setting information 46 set by the machining allowable value setting part 100 and the simulation shape 47S calculated by the machining simulation execution part 101a to calculate the part machining error 48S, which is the simulation machining error. calculate. Specifically, the first machining result evaluation unit 102 uses the part setting information 46 and the simulation shape 47S to determine the dimensional accuracy or surface roughness of the same part in the simulation shape 47S for each part for which the machining allowance is set. to calculate The first machining result evaluation unit 102 calculates, for each part, a part machining error 48S, which is the difference between the shape of the part including the dimensional accuracy or surface roughness obtained by the machining simulation and the design value of the part. After calculating the part machining error 48S for each part, the first machining result evaluation unit 102 converts the part machining error 48S for each part into a three-dimensional model of the part 7 to be machined (the plate jig 80 in the first embodiment). draw.

つぎに、加工システム1aによる加工評価の処理手順について説明する。図7は、実施の形態1にかかる加工システムによる加工評価の処理手順を示すフローチャートである。図7では、加工システム1aを用いた加工形状のシミュレーションを含んだ加工評価の流れを説明する。加工形状のシミュレーションは、加工の準備の一部である。 Next, a processing procedure for machining evaluation by the machining system 1a will be described. FIG. 7 is a flowchart of a process procedure for machining evaluation by the machining system according to the first embodiment. FIG. 7 illustrates the flow of machining evaluation including simulation of machining shape using the machining system 1a. Machining geometry simulation is part of machining preparation.

設計者といったシステム使用者は、設計装置を用いて、数値制御工作機械99が加工する部品7を設計する(ステップS1)。具体的には、3次元の部品形状を設計することが可能なCAD(Computer Aided Design)用のソフトウエアを格納している設計装置が、システム使用者からの指示に従って、加工によって形成される部品7を設計する。設計装置は、部品7を設計することで、加工プログラム42が実行された後の部品形状を示す部品形状41を作成する。 A system user such as a designer uses a design device to design the part 7 to be machined by the numerically controlled machine tool 99 (step S1). Specifically, a design device that stores software for CAD (Computer Aided Design) capable of designing three-dimensional part shapes processes parts according to instructions from the system user. Design 7. By designing the part 7, the design device creates a part shape 41 indicating the part shape after the machining program 42 is executed.

システム使用者は、部品7の加工に使用される工具76および加工対象の工作物78を決定する(ステップS2)。決定される工作物78の情報には、工作物78の材質、加工前の工作物78の寸法、工作物78の加工時の把持方法の情報なども含まれている。決定された工具76の情報が工具情報43であり、決定された工作物78の情報が工作物情報44である。 A system user determines a tool 76 to be used for machining the part 7 and a workpiece 78 to be machined (step S2). The information about the workpiece 78 to be determined includes the material of the workpiece 78, the dimensions of the workpiece 78 before machining, and information on how to grip the workpiece 78 during machining. Information about the determined tool 76 is tool information 43 , and information about the determined workpiece 78 is workpiece information 44 .

システム使用者は、プログラム作成装置を用いて加工プログラム42を作成する(ステップS3)。具体的には、プログラム作成装置が、システム使用者からの指示に従って加工プログラム42を作成する。プログラム作成装置が作成する加工プログラム42は、ステップS1で設計された部品7を数値制御工作機械99が加工するための加工プログラム42である。この加工プログラム42は、ステップS1で設計された部品7の3次元の部品形状41(加工形状)とステップS2で決定された工具76および工作物78の情報を元に作成され、EIA(Electronic Industries Alliance)コード、またはGコードと呼ばれる言語で記述されている。加工プログラム42には、加工において工具76が通過すべき経路を示す3次元座標と、経路を通過する時の工具76の指令速度と、経路を通過する時の工具76の回転数とが記述されている。加工プログラム42の作成には、必要な条件が設定されると自動で加工プログラム42といった加工プログラムを作成して出力するCAM(Computer Aided Manufacturing)ソフトウエアが用いられる場合が多い。また、加工プログラム42の作成には、対話式ダイアログを用いて加工形状を設計し、EIAコードまたはGコードで記述された指令経路を作成して出力する対話式のプログラム作成ソフトウエアが用いられてもよい。プログラム作成装置は、作成した加工プログラム42を出力する。 A system user creates a machining program 42 using a program creating device (step S3). Specifically, the program creation device creates the machining program 42 according to instructions from the system user. The machining program 42 created by the program creation device is a machining program 42 for the numerically controlled machine tool 99 to machine the part 7 designed in step S1. This machining program 42 is created based on the three-dimensional part shape 41 (machining shape) of the part 7 designed in step S1 and the information of the tool 76 and workpiece 78 determined in step S2, and is processed by EIA (Electronic Industries). Alliance) code or a language called G code. The machining program 42 describes the three-dimensional coordinates indicating the path that the tool 76 should pass in machining, the command speed of the tool 76 when passing through the path, and the rotational speed of the tool 76 when passing through the path. ing. CAM (Computer Aided Manufacturing) software, which automatically creates and outputs a machining program such as the machining program 42 when necessary conditions are set, is often used to create the machining program 42 . Also, for creating the machining program 42, interactive program creation software is used to design a machining shape using an interactive dialog, create and output a command path described in EIA code or G code. good too. The program creation device outputs the created machining program 42 .

設計装置は、加工プログラム42が実行された後の部品形状を示す部品形状41を、加工許容値設定部100に入力する。また、加工許容値設定部100は、システム使用者からの指示に従って、部品7の部位毎に、設計値および加工許容値を設定する(ステップS4)。具体的には、加工許容値設定部100は、システム使用者からの指示に従って、部品7の部位の寸法の設計値および加工許容値と、部品7の部位の面精度の設計値および加工許容値とを設定する。 The design device inputs the part shape 41 indicating the part shape after the machining program 42 is executed to the machining allowable value setting unit 100 . Further, the allowable machining value setting unit 100 sets the design value and the allowable machining value for each part of the part 7 according to the instruction from the system user (step S4). Specifically, the allowable machining value setting unit 100 sets the design values and allowable machining values for the dimensions of the parts of the part 7 and the design values and allowable machining values for the surface accuracy of the parts of the part 7 in accordance with instructions from the system user. and

なお、加工許容値設定部100には、設計された部品形状を示す部品形状41の代わりに、ステップS3で加工プログラム42が作成される際にCAMソフトウエアが出力する加工プログラム42が実行された後の部品形状が入力されてもよい。CAMソフトウエアが出力する加工プログラム42が実行された後の部品形状は、加工プログラム42によって理想通りの経路を工具76が通過する場合に、予想される削り残しおよび表面粗さを反映した3次元の形状モデルである。また、CAMソフトウエアによっては、最終的な部品形状を実現するために粗加工、中粗加工、仕上げ加工のように複数の加工段階を踏んで加工プログラム42を出力できるので、加工許容値設定部100は、加工のそれぞれの段階について異なる設計値および加工許容値を設定してもよい。加工許容値設定部100は、設定した、部位毎の設計値および加工許容値を含む情報を部位設定情報46として第1加工結果評価部102に送る。 Note that instead of the part shape 41 representing the designed part shape, the machining allowable value setting unit 100 executes the machining program 42 output by the CAM software when the machining program 42 is created in step S3. Later part geometries may be entered. The part shape output by the CAM software after execution of the machining program 42 is a three-dimensional shape that reflects the expected uncut portion and surface roughness when the tool 76 passes through an ideal path according to the machining program 42. is the shape model of In addition, depending on the CAM software, it is possible to output the machining program 42 by stepping through a plurality of machining stages such as rough machining, medium rough machining, and finishing machining in order to realize the final part shape. 100 may set different design values and machining tolerances for each stage of machining. Machining allowable value setting unit 100 sends information including the set design value and machining allowable value for each part to first machining result evaluating unit 102 as part setting information 46 .

加工シミュレーション実行部101aは、外部から入力される、機械モデル情報45と、加工プログラム42と、工具情報43と、工作物情報44とを用いて、加工シミュレーションを実行する(ステップS5)。 The machining simulation execution unit 101a executes a machining simulation using the machine model information 45, the machining program 42, the tool information 43, and the workpiece information 44, which are input from the outside (step S5).

加工シミュレーション実行部101aは、加工シミュレーションを実行することによって、数値制御工作機械99による加工によって形成される加工後の部品7の形状であるシミュレーション形状47Sを計算する。すなわち、加工シミュレーション実行部101aは、シミュレーションの結果として、加工によって実現される部品形状のデータであるシミュレーション形状47Sを得る。加工シミュレーション実行部101aは、計算結果であるシミュレーション形状47Sを第1加工結果評価部102に送る。 The machining simulation execution unit 101a calculates a simulation shape 47S, which is the shape of the part 7 after machining formed by machining by the numerically controlled machine tool 99, by executing the machining simulation. That is, the machining simulation execution unit 101a obtains a simulation shape 47S, which is data of a component shape realized by machining, as a result of the simulation. The machining simulation execution unit 101a sends the simulation shape 47S, which is the calculation result, to the first machining result evaluation unit 102. FIG.

第1加工結果評価部102は、加工許容値設定部100から送られてきた部位設定情報46と、加工シミュレーション実行部101aから送られてきたシミュレーション形状47Sとを受け付ける。第1加工結果評価部102は、部位設定情報46およびシミュレーション形状47Sに基づいて、各部位の寸法および面精度を計算する。第1加工結果評価部102は、部位毎に、シミュレーション結果である各部位の寸法および面精度と設計値との誤差である加工誤差を計算する。すなわち、第1加工結果評価部102は、シミュレーションによって予想される加工誤差として、部位毎の部位加工誤差48Sを計算する(ステップS6)。 The first machining result evaluation unit 102 receives the part setting information 46 sent from the machining allowable value setting unit 100 and the simulation shape 47S sent from the machining simulation execution unit 101a. The first machining result evaluation unit 102 calculates the dimension and surface accuracy of each part based on the part setting information 46 and the simulation shape 47S. The first machining result evaluation unit 102 calculates, for each part, a machining error, which is an error between the dimensions and surface accuracy of each part, which are simulation results, and the design values. That is, the first machining result evaluation unit 102 calculates the part machining error 48S for each part as the machining error predicted by the simulation (step S6).

第1加工結果評価部102は、計算した部位加工誤差48Sを、評価結果として加工評価装置20aの外部に出力する(ステップS7)。 The first machining result evaluation unit 102 outputs the calculated part machining error 48S to the outside of the machining evaluation device 20a as an evaluation result (step S7).

ここで、加工評価装置20aが用いる、部品形状41および部位情報40の一例について説明する。図8は、実施の形態1にかかる加工評価装置が評価する部品の部位毎の設計値および加工許容値の例を説明するための図である。加工システム1aでは、加工プログラム42が実行された後の部品形状である部品形状41と、設計値および加工許容値が指定された部位毎の部位情報40とが加工許容値設定部100に入力される。これにより、加工許容値設定部100は、部位と設計値と加工許容値とを対応付けする。 Here, an example of the part shape 41 and the part information 40 used by the machining evaluation device 20a will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the design value and the machining allowable value for each part of the part evaluated by the machining evaluation apparatus according to the first embodiment; In the machining system 1a, the part shape 41, which is the part shape after the machining program 42 is executed, and the part information 40 for each part for which the design value and the machining allowable value are specified are input to the machining allowable value setting unit 100. be. Thereby, the allowable machining value setting unit 100 associates the part, the design value, and the allowable machining value.

ここでは、加工対象の部品7が、3次元CADソフトウエアを用いて設計された幅50mm、奥行30mm、高さ10mmのプレート治具80である場合について説明する。図8では、分かりやすくするため各部位の寸法の代表的な値のみを示している。 Here, a case where the part 7 to be processed is a plate jig 80 with a width of 50 mm, a depth of 30 mm, and a height of 10 mm designed using three-dimensional CAD software will be described. In FIG. 8, only representative values of the dimensions of each part are shown for the sake of clarity.

プレート治具80は、XY平面を矩形状の上面とした板状の治具であり、Z軸方向に向かって複数の穴が形成される。例えば、プレート治具80の中央部には、直径20mmの穴HAが形成される。また、プレート治具80の四隅には、穴HB1,HB2と、穴HC1,HC2とが形成される。プレート治具80では、穴HB1の中心と穴HC1の中心とを結ぶ線と、穴HC2の中心と穴HB2の中心とを結ぶ線とが平行であり、穴HB1の中心と穴HC2の中心とを結ぶ線と、穴HC1の中心と穴HB2の中心とを結ぶ線とが平行である。 The plate jig 80 is a plate-shaped jig having a rectangular upper surface on the XY plane, and a plurality of holes are formed in the Z-axis direction. For example, a hole HA with a diameter of 20 mm is formed in the central portion of the plate jig 80 . Holes HB1, HB2 and holes HC1, HC2 are formed at the four corners of the plate jig 80. As shown in FIG. In the plate jig 80, the line connecting the center of the hole HB1 and the center of the hole HC1 is parallel to the line connecting the center of the hole HC2 and the center of the hole HB2. and the line connecting the center of the hole HC1 and the center of the hole HB2 are parallel.

穴HAの直径は、設計上の寸法は20mmであるが、実際の加工では±0.01mmの誤差が許容されている。加工許容値設定部100には、穴HAに対しては設計値20mm、加工許容値には寸法精度上限+0.01mmおよび寸法精度下限-0.01mmが設定される。 The diameter of the hole HA is 20 mm in design, but an error of ±0.01 mm is allowed in actual machining. In the allowable machining value setting unit 100, a design value of 20 mm is set for the hole HA, and an upper limit of dimensional accuracy of +0.01 mm and a lower limit of dimensional accuracy of -0.01 mm are set as the allowable machining value.

また、加工許容値設定部100には、例えば、穴HB1と穴HC1との間の中心間距離に対しては、設計値20mm、加工許容値の寸法精度上限+0.1mmおよび寸法精度下限値0mmが設定される。 For example, the machining allowance setting unit 100 has a design value of 20 mm, an upper limit of dimensional accuracy of the machining allowance of +0.1 mm, and a lower limit of 0 mm of dimensional accuracy for the center-to-center distance between the holes HB1 and HC1. is set.

また、加工許容値設定部100には、プレート治具80の上面に対しては面精度Ra6.3μmが設定される。なお、面精度の許容値は上限値のみが設定され下限値は設定されない。また、面精度の設計値は、設定されなくてもよい。 Further, the surface accuracy Ra of 6.3 μm is set for the upper surface of the plate jig 80 in the processing allowable value setting unit 100 . Note that only the upper limit value is set for the allowable value of surface accuracy, and the lower limit value is not set. Also, the design value of surface accuracy may not be set.

このように一般的に加工対象となる部品7では、例えば、別部品との接続部などのように設計された機能を発現するために、厳密な加工精度が要求される部位と、特定の機能を有さず厳密な加工精度が要求されない部位とが混在することが多い。また、機能を有する部位についても必要な機能に応じて要求される加工精度は多岐にわたる。設計値は、3次元CADモデルを読み込んだ画面上でシステム使用者がグラフィカルに設定してもよいし、CADモデルから加工許容値設定部100が自動的に読み込んでもよい。加工許容値は、例えば、システム使用者がキーボード入力で設定する。また、加工許容値設定部100は、システム使用者によって明示的に入力されない加工許容値については予め定められているデフォルトの加工許容値を自動で設定してもよい。 In this way, in the parts 7 that are generally processed, for example, in order to develop a designed function such as a connection part with another part, strict processing accuracy is required and a specific function It is often mixed with a part that does not have a strict machining accuracy and does not require strict processing accuracy. In addition, there are a wide variety of machining accuracies that are required for functional parts depending on the required functions. The design values may be graphically set by the system user on a screen on which the three-dimensional CAD model is read, or may be automatically read by the machining allowance setting unit 100 from the CAD model. The processing allowable value is set, for example, by the system user through keyboard input. The permissible processing value setting unit 100 may automatically set a predetermined default permissible processing value for permissible processing values that are not explicitly input by the system user.

図9は、実施の形態1にかかる加工評価装置が備える加工シミュレーション実行部の構成例を示すブロック図である。加工シミュレーション実行部101aは、指令値演算模擬部14と、サーボ制御模擬部5X,5Y,5Zと、プロセス制御模擬部15と、駆動機構モデル部16X,16Y、16Zと、機械構造モデル部17と、プロセスモデル部18と、加工形状予測部19とを備えている。 FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a machining simulation execution unit included in the machining evaluation apparatus according to the first embodiment; The machining simulation executing section 101a includes a command value calculation simulating section 14, servo control simulating sections 5X, 5Y and 5Z, a process control simulating section 15, drive mechanism model sections 16X, 16Y and 16Z, and a machine structure model section 17. , a process model unit 18 and a machining shape prediction unit 19 .

指令値演算模擬部14は、サーボ制御模擬部5X~5Zおよびプロセス制御模擬部15に接続されている。サーボ制御模擬部5Xは、駆動機構モデル部16Xに接続され、サーボ制御模擬部5Yは、駆動機構モデル部16Yに接続され、サーボ制御模擬部5Zは、駆動機構モデル部16Zに接続されている。機械構造モデル部17は、駆動機構モデル部16X~16Zおよびプロセスモデル部18に接続されている。プロセスモデル部18は、プロセス制御模擬部15および加工形状予測部19に接続されている。 The command value calculation simulating section 14 is connected to the servo control simulating sections 5X to 5Z and the process control simulating section 15. FIG. The servo control simulating section 5X is connected to the driving mechanism model section 16X, the servo control simulating section 5Y is connected to the driving mechanism model section 16Y, and the servo control simulating section 5Z is connected to the driving mechanism model section 16Z. The mechanical structure model section 17 is connected to the drive mechanism model sections 16X to 16Z and the process model section . The process model section 18 is connected to the process control simulation section 15 and the machining shape prediction section 19 .

加工シミュレーション実行部101aでは、加工プログラム42が指令値演算模擬部14に入力される。また、機械モデル情報45が、指令値演算模擬部14、サーボ制御模擬部5X~5Z、プロセス制御模擬部15、駆動機構モデル部16X~16Z、機械構造モデル部17、およびプロセスモデル部18に入力される。なお、図9では、機械モデル情報45と指令値演算模擬部14との接続線、機械モデル情報45とサーボ制御模擬部5X~5Zとの接続線の図示は省略している。また、機械モデル情報45とプロセス制御模擬部15との接続線、機械モデル情報45と駆動機構モデル部16X~16Zとの接続線の図示は省略している。 The machining program 42 is input to the command value calculation simulating part 14 in the machining simulation executing part 101a. Further, the machine model information 45 is input to the command value calculation simulating section 14, the servo control simulating sections 5X to 5Z, the process control simulating section 15, the driving mechanism model sections 16X to 16Z, the mechanical structure model section 17, and the process model section 18. be done. In FIG. 9, connection lines between the machine model information 45 and the command value calculation simulating section 14 and connection lines between the machine model information 45 and the servo control simulating sections 5X to 5Z are omitted. Also, connection lines between the machine model information 45 and the process control simulation unit 15 and connection lines between the machine model information 45 and the drive mechanism model units 16X to 16Z are omitted.

指令値演算模擬部14、サーボ制御模擬部5X~5Z、プロセス制御模擬部15、駆動機構モデル部16X~16Z、機械構造モデル部17、およびプロセスモデル部18は、数値制御工作機械99の特性を模擬するモデルであり、機械モデル情報45に記載されているモデルを元に設定される。 The command value calculation simulating section 14, the servo control simulating sections 5X to 5Z, the process control simulating section 15, the driving mechanism model sections 16X to 16Z, the machine structure model section 17, and the process model section 18 simulate the characteristics of the numerically controlled machine tool 99. It is a model to be simulated, and is set based on the model described in the machine model information 45 .

指令値演算模擬部14は、加工プログラム42に基づいて、数値制御工作機械99の指令経路から予測軸指令6X~6Zおよび予測プロセス指令55を演算するモデルである。予測軸指令6XはX軸に対して予測される軸指令であり、予測軸指令6YはY軸に対して予測される軸指令であり、予測軸指令6ZはZ軸に対して予測される軸指令である。予測軸指令6X~6Zは、例えば、予測される位置指令(X軸の場合、位置指令Xc)である。 The command value calculation simulation unit 14 is a model that calculates the predicted axis commands 6X to 6Z and the predicted process command 55 from the command path of the numerically controlled machine tool 99 based on the machining program 42 . Predicted Axis Command 6X is the predicted axis command for the X axis, Predicted Axis Command 6Y is the predicted axis command for the Y axis, and Predicted Axis Command 6Z is the predicted axis command for the Z axis. Directive. The predicted axis commands 6X to 6Z are, for example, predicted position commands (position command Xc for the X axis).

予測プロセス指令55は、主軸83に対して予測される指令である。予測プロセス指令55は、例えば、予測される主軸回転速度指令である。指令値演算模擬部14は、予測軸指令6X~6Zを、それぞれサーボ制御模擬部5X~5Zに送り、予測プロセス指令55をプロセス制御模擬部15に送る。 Predicted process command 55 is a command predicted for spindle 83 . The predicted process command 55 is, for example, a predicted spindle rotational speed command. The command value calculation simulating section 14 sends the predicted axis commands 6X to 6Z to the servo control simulating sections 5X to 5Z, respectively, and sends the predicted process command 55 to the process control simulating section 15 .

サーボ制御模擬部5X~5Zは、サーボ制御部6aを模擬するモデルである。サーボ制御模擬部5X~5Zは、機械モデル情報45に基づいて、例えば、数値制御工作機械99が備えるサーボアンプの制御ロジックを数値的に模擬するモデルおよびモデルパラメータを設定する。サーボ制御模擬部5X~5Zは、それぞれX軸~Z軸の各予測軸指令6X~6Zおよび駆動機構モデル部16X~16Zからの予測軸フィードバック32X~32Zに基づいて、数値制御工作機械99のサーボ制御部6aを模擬する。予測軸フィードバック32X~32Zは、それぞれX軸~Z軸の予測位置を示す情報である。 The servo control simulating units 5X to 5Z are models that simulate the servo control unit 6a. Based on the machine model information 45, the servo control simulating units 5X to 5Z set models and model parameters for numerically simulating the control logic of servo amplifiers provided in the numerically controlled machine tool 99, for example. The servo control simulating units 5X to 5Z simulate the servo of the numerically controlled machine tool 99 based on the predicted axis commands 6X to 6Z of the X-axis to Z-axis and the predicted axis feedbacks 32X to 32Z from the drive mechanism model units 16X to 16Z. The controller 6a is simulated. The predicted axis feedbacks 32X to 32Z are information indicating the predicted positions of the X-axis to Z-axis, respectively.

サーボ制御模擬部5X~5Zは、それぞれサーボ制御部6aを模擬することで、X軸~Z軸の予測軸指令6X~6ZからX軸~Z軸への予測アクチュエータ指令31X~31Zを算出する。予測アクチュエータ指令31X~31Zは、それぞれX軸~Z軸に対して予測されるアクチュエータ指令である。サーボ制御模擬部5X~5Zは、それぞれ予測アクチュエータ指令31X~31Zを、駆動機構モデル部16X~16Zに送る。 The servo control simulating units 5X to 5Z respectively simulate the servo control unit 6a to calculate predicted actuator commands 31X to 31Z for the X to Z axes from the predicted axis commands 6X to 6Z for the X to Z axes. The predicted actuator commands 31X to 31Z are actuator commands predicted for the X-axis to Z-axis, respectively. The servo control simulation units 5X to 5Z send the predicted actuator commands 31X to 31Z to the drive mechanism model units 16X to 16Z, respectively.

プロセス制御模擬部15は、予測プロセス指令55に基づいて、数値制御工作機械99のプロセス制御部5を模擬するモデルである。プロセス制御模擬部15は、例えば、数値制御工作機械99が備える主軸アンプの制御ロジックを、機械モデル情報45に基づいて、数値的に模擬するモデルおよびモデルパラメータを設定する。 The process control simulating section 15 is a model that simulates the process control section 5 of the numerically controlled machine tool 99 based on the predicted process command 55 . The process control simulating unit 15 sets a model and model parameters for numerically simulating, for example, the control logic of the spindle amplifier of the numerically controlled machine tool 99 based on the machine model information 45 .

プロセス制御模擬部15は、プロセス制御部5を模擬することで、予測プロセス指令55からプロセス変更量である主軸電流の予測値を示す予測主軸電流56を算出する。プロセス制御模擬部15は、予測主軸電流56をプロセスモデル部18に送る。 By simulating the process control unit 5 , the process control simulating unit 15 calculates a predicted spindle current 56 representing a predicted value of the spindle current, which is a process change amount, from the predicted process command 55 . The process control simulation unit 15 sends the predicted spindle current 56 to the process model unit 18 .

駆動機構モデル部16X~16Zは、それぞれ予測アクチュエータ指令31X~31Zと、機械構造モデル部17から送られてくる予測軸外乱34X~34Zとから予測軸位置33X~33Zを計算する。予測軸外乱34X~34Zは、それぞれX軸~Z軸が受ける外乱である。予測軸位置33X~33Zは、それぞれX軸~Z軸の予測位置である。すなわち、予測軸位置33Xは、X軸のX軸方向の予測位置であり、予測軸位置33Yは、Y軸のY軸方向の予測位置であり、予測軸位置33Zは、Z軸のZ軸方向の予測位置である。 The drive mechanism model units 16X to 16Z calculate predicted shaft positions 33X to 33Z from the predicted actuator commands 31X to 31Z and the predicted shaft disturbances 34X to 34Z sent from the mechanical structure model unit 17, respectively. The predicted axis disturbances 34X to 34Z are disturbances received by the X-axis to Z-axis, respectively. Predicted axis positions 33X to 33Z are predicted positions of the X axis to Z axis, respectively. That is, the predicted axis position 33X is the predicted position of the X axis in the X-axis direction, the predicted axis position 33Y is the predicted position of the Y axis in the Y-axis direction, and the predicted axis position 33Z is the predicted position of the Z-axis in the Z-axis direction. is the predicted position of

駆動機構モデル部16X~16Zは、例えば、モータ慣性、カップリング慣性、ボールねじ慣性、およびテーブル質量の4つの慣性をばねと減衰とで接続した力学モデルを用いる。この力学モデルは4慣性モデルであり、高精度な駆動機構97X~97Zのモデルとなっている。4慣性モデルは、モータトルクと予測外乱とを入力とし、モータ位置を予測軸のフィードバック情報とし、テーブル位置を予測軸位置33X~33Zとして出力するモデルである。また、駆動機構モデル部16X~16Zは、速度を入力としテーブルへの摩擦力を方程式で記述した摩擦モデルを含んでいてもよい。 The drive mechanism model sections 16X to 16Z use, for example, a dynamic model in which four inertias of motor inertia, coupling inertia, ball screw inertia, and table mass are connected by springs and damping. This dynamic model is a four-inertia model, and is a highly accurate model of the drive mechanisms 97X to 97Z. The 4-inertia model is a model that receives the motor torque and the predicted disturbance as inputs, uses the motor position as feedback information of the predicted axis, and outputs the table position as predicted axis positions 33X to 33Z. Further, the drive mechanism model sections 16X to 16Z may include a friction model in which the speed is input and the frictional force on the table is described by an equation.

駆動機構モデル部16X~16Zは、それぞれ予測軸位置33X~33Zを機械構造モデル部17に送る。また、駆動機構モデル部16X~16Zは、それぞれ予測した予測軸位置33X~33Zを、予測軸フィードバック32X~32Zとしてサーボ制御模擬部5X~5Zに送る。 The drive mechanism model units 16X to 16Z send the predicted shaft positions 33X to 33Z to the mechanical structure model unit 17, respectively. Further, the drive mechanism model units 16X-16Z send the predicted predicted axis positions 33X-33Z, respectively, to the servo control simulation units 5X-5Z as predicted axis feedbacks 32X-32Z.

機械構造モデル部17は、X軸~Z軸の予測軸位置33X~33Zと、プロセスモデル部18から送られてくる予測プロセス外乱36とを入力とし、X軸~Z軸の予測軸外乱34X~34Zと作業点変位の一例である工具根本位置35とを出力とするモデルである。予測プロセス外乱36は、主軸83が受ける外乱である。工具根本位置35は、工具76の根本の位置を示す情報である。 The mechanical structure model unit 17 receives as inputs the predicted axis positions 33X to 33Z of the X-axis to Z-axis and the predicted process disturbance 36 sent from the process model unit 18, and the predicted axis disturbance 34X- 34Z and the tool base position 35, which is an example of the working point displacement, are outputs. The predicted process disturbance 36 is the disturbance experienced by the main axis 83 . The tool root position 35 is information indicating the position of the root of the tool 76 .

機械構造モデル部17は、例えば、機械モデル情報45に基づいて、数値制御工作機械99に対し、主軸83とワークテーブル77とがC型に配置されているCコラム型の機械構造98に対応した、3入力4出力の状態空間モデルを選択する。機械構造モデル部17は、選択した状態空間モデルに基づいて、工具根本位置35を算出する。機械構造モデル部17は、算出した工具根本位置35をプロセスモデル部18に送る。 For example, based on the machine model information 45, the machine structure model unit 17 corresponds to a C-column type machine structure 98 in which the spindle 83 and the work table 77 are arranged in a C-shape for the numerically controlled machine tool 99. , a 3-input, 4-output state-space model. The machine structure model unit 17 calculates the tool root position 35 based on the selected state space model. The machine structure model section 17 sends the calculated tool root position 35 to the process model section 18 .

プロセスモデル部18は、作業点変位である工具根本位置35と、予測プロセス変更量である予測主軸電流56とを入力とし、予測プロセス外乱36と予測作業結果である工具先端位置37を出力する。工具先端位置37は、工具76の先端位置を示す情報である。 The process model unit 18 receives the tool base position 35 as the working point displacement and the predicted spindle current 56 as the predicted process change amount, and outputs the predicted process disturbance 36 and the tool tip position 37 as the predicted work result. The tool tip position 37 is information indicating the tip position of the tool 76 .

数値制御工作機械99が正面フライスを用いたフライス加工を行う場合、プロセスモデル部18は、フライス加工による加工力を予測し、切削力を各軸方向の予測プロセス外乱36として出力し、加工中の工具先端位置37を計算する。プロセスモデル部18は、計算した工具先端位置37を加工形状予測部19に送る。 When the numerically controlled machine tool 99 performs milling using a face mill, the process model unit 18 predicts the machining force due to the milling, outputs the cutting force as the predicted process disturbance 36 in each axial direction, and A tool tip position 37 is calculated. The process model section 18 sends the calculated tool tip position 37 to the machining shape prediction section 19 .

加工形状予測部19は、工具情報43と、工作物情報44と、工具先端位置37とを用いて、工作物78の表面から工具76が除去する材料を幾何学的に計算し、加工によって形成される加工面の形状を計算する。 The machining shape prediction unit 19 uses the tool information 43, the workpiece information 44, and the tool tip position 37 to geometrically calculate the material to be removed by the tool 76 from the surface of the workpiece 78, and forms by machining. Calculate the shape of the machined surface to be machined.

機械モデル情報45は、モデルの入出力データ、パラメータ数、モデル構造などに関する情報である。機械モデル情報45によって加工シミュレーション実行部101aに設定される上述の各種モデルは一例である。機械モデル情報45は、入出力関係が定義された計算式が各モデルで必要とされる入出力であれば、何れのモデル構造を有したモデルを加工シミュレーション実行部101aに設定させてもよい。すなわち、機械モデル情報45に格納されるモデルのモデル構造は、既知のブラックボックス、ホワイトボックス、グレーボックス、サロゲート、ビヘイビア、状態空間、部分空間、伝達関数、FEM(Finite Element Method、有限要素法)の各種モデル化手法の何れかによって記述されるモデル構造などであってよい。 The machine model information 45 is information relating to model input/output data, the number of parameters, model structure, and the like. The various models described above set in the machining simulation execution unit 101a by the machine model information 45 are examples. The machine model information 45 may cause the machining simulation execution unit 101a to set a model having any model structure as long as the calculation formula defining the input/output relationship is input/output required for each model. That is, the model structure of the model stored in the machine model information 45 includes known black box, white box, gray box, surrogate, behavior, state space, subspace, transfer function, FEM (Finite Element Method) It may be a model structure described by any of the various modeling methods of .

加工シミュレーション実行部101aに設定される各モデルは、何れの方法で機械モデル情報45に登録されてもよい。設定される各モデルは、例えば、数値制御工作機械99が出荷される際に、数値制御工作機械99に含まれる機械装置部96の製造メーカまたは数値制御工作機械99に含まれる数値制御装置の製造メーカによって予め登録されていてもよい。また、加工システム1aは、例えば、機械装置部96の製造メーカ、数値制御装置の製造メーカ、ソフトウエアベンダ、サードパーティなどが構築したモデルをダウンロードして使用してもよい。また、加工システム1aは、機械装置部96のユーザが保有する機械に合わせて構築されて登録されたモデルを使用してもよい。 Each model set in the machining simulation execution unit 101a may be registered in the machine model information 45 by any method. For example, when the numerically controlled machine tool 99 is shipped, each model to be set is the manufacturer of the mechanical device section 96 included in the numerically controlled machine tool 99 or the manufacturer of the numerically controlled device included in the numerically controlled machine tool 99. It may be registered in advance by the manufacturer. Further, the machining system 1a may download and use a model constructed by, for example, the manufacturer of the mechanical device section 96, the manufacturer of the numerical control device, the software vendor, the third party, or the like. Further, the machining system 1a may use a model constructed and registered in accordance with a machine owned by the user of the mechanical device section 96 .

図10は、実施の形態1にかかる加工評価装置が出力する部位加工誤差の例を説明するための図である。図10では、第1加工結果評価部102が出力する部位加工誤差48Sの計算結果の例を示している。図10に示すプレート治具80は、図8に示したプレート治具80に対応している。 10A and 10B are diagrams for explaining examples of part machining errors output by the machining evaluation apparatus according to the first embodiment. FIG. FIG. 10 shows an example of the calculation result of the part machining error 48S output by the first machining result evaluation unit 102. As shown in FIG. A plate jig 80 shown in FIG. 10 corresponds to the plate jig 80 shown in FIG.

第1加工結果評価部102が出力する部位加工誤差48Sは、表示装置などに表示される。なお、加工評価装置20aは、部位加工誤差48Sとともに加工許容値を表示装置に表示させてもよい。 The part machining error 48S output by the first machining result evaluation unit 102 is displayed on a display device or the like. The machining evaluation device 20a may cause the display device to display the machining allowable value together with the part machining error 48S.

図10の場合、プレート治具80の中央部に形成される穴HAは、加工シミュレーションによって得られた直径が20.001mmであり、設計値が直径20mmであるので、部位加工誤差48Sは0.001mmである。穴HAは、加工許容値が寸法精度上限+0.01mmかつ下限-0.01mmであるので、穴HAの部位は、許容範囲内の寸法となっている。 In the case of FIG. 10, the hole HA formed in the central portion of the plate jig 80 has a diameter of 20.001 mm obtained by machining simulation and a design value of 20 mm. 001 mm. The hole HA has a dimensional accuracy upper limit of +0.01 mm and a lower limit of -0.01 mm, so the dimension of the hole HA is within the allowable range.

また、穴HB1と穴HC1との間の中心間距離は、加工シミュレーションによって得られた寸法が20.2mmであり、設計値が20mmであるので、部位加工誤差48Sは0.2mmである。穴HB1と穴HC1との間の中心間距離は、加工許容値が寸法精度上限+0.1mmかつ寸法精度下限値0mmであるので、穴HB1と穴HC1との間の中心間距離は、許容範囲内の寸法となっていない。 In addition, the center-to-center distance between the holes HB1 and HC1 is 20.2 mm in the dimension obtained by the machining simulation, and the design value is 20 mm, so the part machining error 48S is 0.2 mm. As for the center-to-center distance between the holes HB1 and HC1, the machining tolerance is the dimensional accuracy upper limit +0.1 mm and the dimensional accuracy lower limit 0 mm. It is not dimensioned inside.

また、プレート治具80の上面の面精度は、加工シミュレーションによって得られた面精度がRa4μmであり、設計値(下限値)の面精度がRa6.3μmであるので、部位加工誤差48SはRa2.3μmである。プレート治具80の上面の面精度は、部位加工誤差48Sの値が0以上であるので許容範囲内の寸法となっている。 The surface accuracy of the upper surface of the plate jig 80 is Ra 4 μm obtained by machining simulation, and the design value (lower limit) surface accuracy is Ra 6.3 μm. 3 μm. The surface accuracy of the upper surface of the plate jig 80 is within the allowable range because the value of the part machining error 48S is 0 or more.

第1加工結果評価部102は、部位毎の部位加工誤差48Sの計算結果を、グラフィカルに出力してもよいし、テーブルデータとして表形式で出力してもよいし、加工許容値と並べてテーブル表示してもよい。 The first machining result evaluation unit 102 may output the calculation result of the part machining error 48S for each part graphically, output it as table data in a tabular form, or display it in a table alongside the machining allowable value. You may

以上のように、工作物78に対してシミュレーション等で事前に部品7の加工精度を予測する場合において、部品7の部位毎(機能部位毎)に要求精度(加工許容値)が異なるので、部位毎に要求されている加工許容値を満たしているか否かを判定することが望まれる。 As described above, when the machining accuracy of the part 7 is predicted in advance by simulation or the like for the workpiece 78, the required accuracy (machining allowance) differs for each part (for each functional part) of the part 7. It is desired to determine whether or not the required processing tolerance is satisfied every time.

実施の形態1にかかる加工評価装置20aを有する加工システム1aは、シミュレーションで予想される加工誤差を精度が要求される部位毎に計算することができる。これにより、加工システム1aは、設計値に対する部位加工誤差48S、すなわち設計値に対する加工誤差の予想値をグラフィカルに表示できる。 The machining system 1a having the machining evaluation device 20a according to the first embodiment can calculate the machining error expected in the simulation for each part requiring accuracy. Thereby, the machining system 1a can graphically display the part machining error 48S with respect to the design value, that is, the expected value of the machining error with respect to the design value.

これにより、システム使用者は、部位毎の部位加工誤差48Sに基づいて、シミュレーションで予想される加工結果の良否を容易に判断することが可能になる。また、システム使用者は、要求精度(加工許容値)を満たさない部位が無くなるように加工プログラム42、工具情報43などを容易に修正することが可能になる。また、加工システム1aが、部位毎に必要な加工許容値に収まっているか否かを判定しているので、システム使用者は、精度が要求されない部位に対しては加工誤差に対する加工許容値を大きく設定できる。これにより、加工システム1aは、必要十分な精度が予測される条件で加工を実行することが可能となる。 As a result, the system user can easily judge the quality of the machining result expected by the simulation based on the part machining error 48S for each part. Moreover, the system user can easily modify the machining program 42, the tool information 43, etc. so that there are no portions that do not satisfy the required accuracy (machining allowable value). In addition, since the machining system 1a determines whether or not each part is within the required machining tolerance, the system user can increase the machining tolerance for machining errors for parts that do not require precision. Can be set. As a result, the machining system 1a can perform machining under the condition that necessary and sufficient accuracy is expected.

ここで、実施の形態1にかかる加工評価装置20aを実現するハードウエアについて説明する。加工評価装置20aの加工許容値設定部100、加工シミュレーション実行部101a、および第1加工結果評価部102は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウエアであってもよい。 Here, hardware that implements the processing evaluation device 20a according to the first embodiment will be described. The processing allowable value setting unit 100, the processing simulation execution unit 101a, and the first processing result evaluation unit 102 of the processing evaluation device 20a are implemented by a processing circuit. The processing circuitry may be a processor and memory executing programs stored in the memory, or may be dedicated hardware.

図11は、実施の形態1にかかる加工システムの加工評価装置を実現する処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ201およびメモリ202で構成される場合、加工許容値設定部100、加工シミュレーション実行部101a、および第1加工結果評価部102は、ソフトウエア、ファームウエア、またはソフトウエアとファームウエアとの組み合わせにより実現される。ソフトウエアまたはファームウエアはプログラムとして記述され、メモリ202に格納される。処理回路では、メモリ202に記憶されたプログラムをプロセッサ201が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、加工評価装置20aの処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ202を備える。また、これらのプログラムは、加工評価装置20aの手順および方法をコンピュータ23に実行させるものであるともいえる。 FIG. 11 is a diagram showing an example of a case where a processing circuit that realizes the machining evaluation device of the machining system according to the first embodiment is configured with a processor and a memory. When the processing circuit is composed of the processor 201 and the memory 202, the machining allowable value setting unit 100, the machining simulation execution unit 101a, and the first machining result evaluation unit 102 are software, firmware, or software and firmware. It is realized by a combination of Software or firmware is written as a program and stored in memory 202 . In the processing circuit, each function is realized by the processor 201 reading and executing the program stored in the memory 202 . That is, the processing circuitry includes a memory 202 for storing a program that results in the processing of the processing evaluation device 20a being executed. It can also be said that these programs cause the computer 23 to execute the procedures and methods of the processing evaluation device 20a.

ここで、プロセッサ201は、CPU(Central Processing Unit)、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、またはDSP(Digital Signal Processor)などであってもよい。また、メモリ202には、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(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。 Here, the processor 201 may be a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor). The memory 202 includes non-volatile or volatile memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM). semiconductor memories, magnetic discs, flexible discs, optical discs, compact discs, mini discs, or DVDs (Digital Versatile Discs).

図12は、実施の形態1にかかる加工評価装置を実現する処理回路を専用のハードウエアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウエアで構成される場合、図12に示す処理回路203は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。加工評価装置20aの各機能を機能別に処理回路203で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路203で実現してもよい。 FIG. 12 is a diagram showing an example of a case where a processing circuit that implements the processing evaluation apparatus according to the first embodiment is configured with dedicated hardware. When the processing circuit is composed of dedicated hardware, the processing circuit 203 shown in FIG. 12 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), An FPGA (Field Programmable Gate Array) or a combination thereof is applicable. Each function of the processing evaluation device 20a may be implemented by the processing circuit 203 for each function, or may be implemented by the processing circuit 203 collectively.

なお、加工評価装置20aの各機能について、一部を専用のハードウエアで実現し、一部をソフトウエアまたはファームウエアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 It should be noted that each function of the processing evaluation device 20a may be partly realized by dedicated hardware and partly realized by software or firmware. Thus, the processing circuitry can implement each of the functions described above through dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.

ここで、加工システム1aに適用可能な機械装置について説明する。加工システム1aに適用可能な機械装置としては、数値制御工作機械99、産業用ロボットなどがある。 Here, a mechanical device applicable to the processing system 1a will be described. Mechanical devices applicable to the machining system 1a include a numerically controlled machine tool 99, an industrial robot, and the like.

加工システム1aに適用可能な数値制御工作機械99としては、切削工具や工作物を軸で駆動し、工作物の表面から材料を除去する切削加工機、レーザ光源を軸で駆動し工作物を切断するレーザ加工機、電極工具やワイヤ工具を軸で駆動し、工作物との間に放電を生じさせ材料を除去する放電加工機などがある。また、加工システム1aに適用可能な数値制御工作機械99としては、電極工具またはワイヤ工具を軸で駆動し、工作物との間に放電を生じさせ材料を除去する放電加工機、ワイヤや粉体状の材料をレーザで溶融し付加造形を行うAM(Additive Manufacturing)加工機または3Dプリンタなどがある。 Numerical control machine tools 99 applicable to the machining system 1a include a cutting machine that drives a cutting tool or a workpiece with its axis to remove material from the surface of the workpiece, and a laser light source that drives the axis with the workpiece to cut the workpiece. There is a laser processing machine that drives an electrode tool or a wire tool on its axis, and an electrical discharge machine that removes material by generating electrical discharge between it and the workpiece. Further, as the numerically controlled machine tool 99 applicable to the machining system 1a, an electric discharge machine that drives an electrode tool or a wire tool with an axis to generate electric discharge between the workpiece and removes material, wire or powder There is an AM (Additive Manufacturing) processing machine or a 3D printer that melts a shaped material with a laser and performs additive modeling.

加工システム1aに適用可能な産業用ロボットとしては、各関節をサーボ制御装置で駆動し、先端に取り付けられた回転工具またはレーザ光を用いて切削、溶接、付加造形などの加工を行うロボットなどがある。 Industrial robots that can be applied to the processing system 1a include a robot that drives each joint with a servo control device and performs processing such as cutting, welding, and additive manufacturing using a rotary tool or laser light attached to the tip. be.

このようなサーボ制御装置を有しフィードバック制御を行う機械装置においては、様々な作業の誤差を生じることがある。例えば、機械装置の機械特性によって生じる応答遅れ、摺動面の摩擦や切削力、接触力などの機械装置が行う作業によって生じる外乱力に起因する運動誤差、コントローラの設定に起因するオーバシュートなどは、フィードバック制御が追従できず生じる過渡的な誤差として知られている。また、加工を行う機械装置では、ワークまたは工具76のような実際に加工を行う部位が真に制御を行うべき制御対象となるが、位置検出器を制御対象に完全に一致して取り付けることは難しい。このため、位置検出器による検出結果が示す運動には誤差が生じていなくても、真の制御対象の運動には振動や応答遅れなどの誤差が生じることも知られている。 In a mechanical device having such a servo control device and performing feedback control, various work errors may occur. For example, response delay caused by the mechanical characteristics of the machine, motion error caused by disturbance forces caused by the work performed by the machine such as friction on the sliding surface, cutting force, and contact force, and overshoot caused by the controller settings. , is known as a transient error that occurs when feedback control cannot follow. In addition, in a mechanical device that performs machining, the part that is actually machined, such as the workpiece or the tool 76, is the control target that should be truly controlled. difficult. For this reason, it is also known that even if there is no error in the motion indicated by the detection results of the position detector, errors such as vibration and response delay occur in the true motion of the controlled object.

実施の形態1では、加工システム1aが、部品7のシミュレーション形状47Sを計算し、部品7の部位毎に部位加工誤差48Sを計算して出力している。これにより、加工システム1aは、実際の加工によって加工誤差が発生する前に、部位加工誤差48Sをシステム使用者に提供することが可能となり、加工不良を抑制することが可能となる。 In Embodiment 1, the machining system 1a calculates the simulation shape 47S of the part 7, calculates the part machining error 48S for each part of the part 7, and outputs it. As a result, the machining system 1a can provide the system user with the part machining error 48S before a machining error occurs due to actual machining, and it is possible to suppress machining defects.

このように実施の形態1では、加工評価装置20aが、加工シミュレーションによって予測した、加工プログラム42が実行された後の部品形状であるシミュレーション形状47Sと設計値とに基づいて、加工誤差の予測値である部位加工誤差48Sを、指定部位毎に計算している。これにより、加工評価装置20aは、加工精度の許容値が部位毎に異なる部品7に対して部品7の部位毎に予測形状の加工誤差を評価することができる部位加工誤差48Sをシステム使用者に提供することが可能になる。したがって、システム使用者は、加工精度の許容値が部位毎に異なる部品7に対して部品7の部位毎に予測形状の加工誤差を評価することが可能になる。 As described above, in the first embodiment, the machining evaluation device 20a calculates the predicted value of the machining error based on the simulation shape 47S, which is the part shape after the machining program 42 is executed, predicted by the machining simulation, and the design value. A part processing error 48S is calculated for each designated part. As a result, the machining evaluation device 20a provides the system user with the part machining error 48S that can evaluate the machining error of the predicted shape for each part of the part 7 with respect to the part 7 with different allowable machining accuracy for each part. be able to provide. Therefore, the system user can evaluate the machining error of the predicted shape for each part of the part 7 having different allowable machining accuracy values for each part.

実施の形態2.
つぎに、図13から図15を用いて実施の形態2について説明する。実施の形態2では、シミュレーションによって得られた部位毎の加工誤差が許容値を満たすか否かを加工評価装置が判定する。実施の形態2では、実施の形態1との差異を中心に説明する。
Embodiment 2.
Next, Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. 13 to 15. FIG. In the second embodiment, the processing evaluation device determines whether or not the processing error for each portion obtained by the simulation satisfies the allowable value. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

図13は、実施の形態2にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図である。図13の各構成要素のうち図6に示す実施の形態1の加工システム1aが備える加工評価装置20aと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。図13では、実施の形態2の加工システム1bが備えるコンピュータ23、ネットワークハブ24、および数値制御工作機械99の図示は省略している。 FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the second embodiment. Among the constituent elements in FIG. 13, constituent elements that achieve the same functions as those of the machining evaluation device 20a provided in the machining system 1a of the first embodiment shown in FIG. . In FIG. 13, illustration of the computer 23, the network hub 24, and the numerically controlled machine tool 99 included in the machining system 1b of Embodiment 2 is omitted.

実施の形態2の加工システム1bは、加工システム1aと比較して、加工評価装置20aの代わりに加工評価装置20bを備えている。また、加工システム1bは、加工実行部104bを備えている。 The machining system 1b of Embodiment 2 includes a machining evaluation device 20b instead of the machining evaluation device 20a, as compared with the machining system 1a. The machining system 1b also includes a machining execution unit 104b.

加工評価装置20bは、加工評価装置20aと比較して、加工シミュレーション実行部101aの代わりに加工シミュレーション実行部101bを備えている。加工シミュレーション実行部101bの詳細については後述する。 The machining evaluation device 20b includes a machining simulation execution unit 101b instead of the machining simulation execution unit 101a, as compared with the machining evaluation device 20a. Details of the machining simulation execution unit 101b will be described later.

また、加工評価装置20bは、第1結果判定部103bを備えている。第1結果判定部103bは、加工許容値設定部100、第1加工結果評価部102、および加工実行部104bに接続されている。 The processing evaluation device 20b also includes a first result determination unit 103b. The first result determination unit 103b is connected to the machining allowable value setting unit 100, the first machining result evaluation unit 102, and the machining execution unit 104b.

実施の形態2では、加工評価装置20bがコンピュータ23内に実装され、加工実行部104bが数値制御工作機械99に実装される。また、実施の形態2では、加工許容値設定部100に2次元CAD図面39が入力される。すなわち、実施の形態2の加工許容値設定部100は、部品形状41の代わりに2次元CAD図面39を受け付ける。また、実施の形態2の加工許容値設定部100は、部位設定情報46を第1加工結果評価部102および第1結果判定部103bに送る。また、実施の形態2の第1加工結果評価部102は、部位毎の部位加工誤差48Sを第1結果判定部103bに送る。 In Embodiment 2, the machining evaluation device 20b is implemented in the computer 23, and the machining execution unit 104b is implemented in the numerically controlled machine tool 99. FIG. Further, in Embodiment 2, a two-dimensional CAD drawing 39 is input to the processing allowable value setting unit 100 . That is, the machining allowable value setting unit 100 of the second embodiment accepts the two-dimensional CAD drawing 39 instead of the component shape 41 . Further, the processing allowable value setting unit 100 of Embodiment 2 sends the part setting information 46 to the first processing result evaluation unit 102 and the first result determination unit 103b. Further, the first machining result evaluation unit 102 of the second embodiment sends the part machining error 48S for each part to the first result determination part 103b.

なお、第1結果判定部103bは、第1加工結果評価部102から部位設定情報46を取得してもよい。第1結果判定部103bは、部位加工誤差48Sと、部位設定情報46に含まれている加工許容値とに基づいて、部位毎に加工誤差の合否を判定する。すなわち、第1結果判定部103bは、部位毎の部位加工誤差48Sと、部位設定情報46に含まれる部位毎の加工許容値とを比較し、シミュレーションによる部位毎の加工誤差の判定結果を示す部位判定結果50Sを外部装置に出力する。外部装置の例は表示装置である。この場合、部位判定結果50Sが表示装置によって表示される。 Note that the first result determination unit 103 b may acquire the part setting information 46 from the first processing result evaluation unit 102 . Based on the part machining error 48S and the allowable machining value included in the part setting information 46, the first result determination unit 103b determines whether the machining error is acceptable for each part. That is, the first result determination unit 103b compares the part machining error 48S for each part with the allowable machining value for each part included in the part setting information 46, and determines the machining error for each part by simulation. The determination result 50S is output to an external device. An example of an external device is a display device. In this case, the part determination result 50S is displayed by the display device.

第1結果判定部103bは、指定された全ての部位でシミュレーションによる加工誤差が加工許容値内に収まっているか否かを判定する。すなわち、第1結果判定部103bは、部位毎の全ての部位加工誤差48Sが合格であるか否かを判定する。 The first result determination unit 103b determines whether or not the processing error due to the simulation is within the processing allowable value for all the designated parts. That is, the first result determination unit 103b determines whether or not all the part processing errors 48S for each part are acceptable.

第1結果判定部103bは、全ての部位でシミュレーションによる加工誤差が加工許容値内に収まっている場合、すなわち部位毎の全ての部位加工誤差48Sが合格である場合は、加工実行部104bに加工実行指令49を出力する。加工実行指令49は、加工の実行を指令するための指令である。これにより、加工実行部104bは、加工を実行し、加工後部品である部品7を作製する。すなわち、加工実行部104bは、加工実行指令49を受け付けると、加工プログラム42を数値制御工作機械99上で実行し、工作物78に対して加工を実行する。加工実行部104bが加工を完了すると部品7が完成する。 The first result determination unit 103b sends the machining execution unit 104b to the machining execution unit 104b when the machining error due to the simulation is within the machining allowable value for all parts, that is, when all the part machining errors 48S for each part are acceptable. Execution command 49 is output. The machining execution command 49 is a command for commanding execution of machining. As a result, the machining execution unit 104b executes machining to produce the part 7, which is the post-machining part. That is, when receiving the machining execution command 49 , the machining execution unit 104 b executes the machining program 42 on the numerically controlled machine tool 99 to machine the workpiece 78 . The part 7 is completed when the machining execution unit 104b completes the machining.

図14は、実施の形態2にかかる加工評価装置に入力される2次元CAD図面の例を示す図である。2次元CAD図面39は、加工評価装置20bの加工許容値設定部100に入力される。ただし、図14では、説明の簡略化のため代表的な設計値のみ記載している。また、通常、立体形状を定義するためには3面図が必要であるが、ここでは説明の便宜上、正面図のみを表示している。 FIG. 14 is a diagram showing an example of a two-dimensional CAD drawing input to the processing evaluation device according to the second embodiment. The two-dimensional CAD drawing 39 is input to the machining allowable value setting section 100 of the machining evaluation device 20b. However, in FIG. 14, only representative design values are shown for simplification of explanation. In addition, normally three views are required to define a three-dimensional shape, but only the front view is shown here for convenience of explanation.

2次元CAD図面39では、製図内に設計値、加工許容値などが記載されている。さらに2次元CAD図面39では、直角度、平行度などのような加工許容値が図示されている。そのため、システム使用者は、2次元CAD図面39に基づいて、設計値、加工許容値などを外部装置に入力する際には、キーボード入力しなくても図面から必要な情報を読み取り自動でリストアップすることができる。 In the two-dimensional CAD drawing 39, design values, processing allowances, etc. are described in the drawing. Furthermore, the two-dimensional CAD drawing 39 shows machining tolerances such as squareness, parallelism, and the like. Therefore, when the system user inputs the design values, processing allowances, etc. into the external device based on the two-dimensional CAD drawing 39, the necessary information is automatically read from the drawing and listed up without keyboard input. can do.

また、加工評価装置20bの加工許容値設定部100には、2次元CAD図面39に限らず、加工許容値が設定された3次元CADデータが入力されてもよい。また、図14の例では、JIS(Japanese Industrial Standards)規格に規定される機械製図の寸法および交差表記に則った表記をしているが、加工の設計値と、加工許容値の上限および下限の少なくとも一方と、を規定することができれば、加工許容値設定部100に入力される2次元の部品形状41の記述はどのような記述方式であっても構わない。 In addition, not only the two-dimensional CAD drawing 39 but also three-dimensional CAD data in which a processing allowable value is set may be input to the processing allowable value setting unit 100 of the processing evaluation device 20b. In addition, in the example of FIG. 14, the notation conforms to the dimensions and intersection notation of the mechanical drawing specified in the JIS (Japanese Industrial Standards) standard, but the design value for processing and the upper and lower limits of the allowable value for processing. Any description method may be used for the description of the two-dimensional component shape 41 input to the processing allowable value setting unit 100 as long as at least one of them can be defined.

図15は、実施の形態2にかかる加工評価装置が備える加工シミュレーション実行部の構成例を示すブロック図である。図15の各構成要素のうち図9に示す実施の形態1の加工評価装置20aが備える加工シミュレーション実行部101aと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。 FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of a machining simulation execution unit included in the machining evaluation apparatus according to the second embodiment. Among the constituent elements in FIG. 15, constituent elements that achieve the same functions as those of the machining simulation execution unit 101a provided in the machining evaluation apparatus 20a of the first embodiment shown in FIG. omitted.

加工シミュレーション実行部101bは、加工シミュレーション実行部101aと比較して、プロセスモデル部18およびプロセス制御模擬部15を有していない点が異なる。 The machining simulation execution unit 101b differs from the machining simulation execution unit 101a in that it does not have the process model unit 18 and the process control simulation unit 15. FIG.

加工評価装置20bの加工シミュレーション実行部101bは、仕上げ加工のような切込が小さな加工およびレーザ加工に対しては、プロセスモデルの影響は十分小さいとみなし、工具76の根元位置を用いて加工形状予測を行っても高精度な加工シミュレーションを実現できる。さらに、加工シミュレーション実行部101bは、プロセスモデルを省略することでシミュレーションを簡略化し計算時間を短縮することができる。したがって、実施の形態2の加工シミュレーション実行部101bは、プロセスモデル部18およびプロセス制御模擬部15を用いずにシミュレーション形状47Sを計算する。 The machining simulation execution unit 101b of the machining evaluation device 20b considers that the influence of the process model is sufficiently small for machining with a small depth of cut such as finishing and laser machining, and uses the root position of the tool 76 to calculate the machining shape. A highly accurate machining simulation can be realized even if prediction is performed. Furthermore, the machining simulation execution unit 101b can simplify the simulation and shorten the calculation time by omitting the process model. Therefore, the machining simulation executing unit 101b of the second embodiment calculates the simulation shape 47S without using the process model unit 18 and the process control simulating unit 15. FIG.

なお、加工評価装置20bへは、2次元CAD図面39の代わりに、部品形状41が入力されてもよい。また、加工評価装置20bは、加工シミュレーション実行部101bの代わりに、加工シミュレーション実行部101aを備えていてもよい。 Note that the part shape 41 may be input to the processing evaluation device 20b instead of the two-dimensional CAD drawing 39. FIG. Further, the machining evaluation device 20b may include a machining simulation executing section 101a instead of the machining simulation executing section 101b.

このように、実施の形態2の加工システム1bは、シミュレーションによって得られた部位毎の加工誤差と、予め設定されている部位毎の加工許容値とを比較することで、シミュレーションによる加工誤差が加工許容値内に収まっているか否かを判定している。そして、加工システム1bは、全ての部位の加工誤差が合格の場合に、加工実行部104bに工作物78を加工させている。これにより、加工システム1bは、システム使用者が多くの情報を入力しなくても、設計された加工許容値に収まる部品7を作製することが可能となる。 As described above, the machining system 1b of the second embodiment compares the machining error for each part obtained by the simulation with the preset machining allowable value for each part. It is determined whether or not it is within the allowable value. Then, the machining system 1b causes the machining execution unit 104b to machine the workpiece 78 when the machining errors of all parts are acceptable. As a result, the machining system 1b can produce the part 7 that fits within the designed machining tolerance without inputting much information by the system user.

実施の形態3.
つぎに、図16を用いて実施の形態3について説明する。実施の形態3では、シミュレーションによる加工誤差が加工許容値内に収まっていない部位がある場合に、加工評価装置が、全ての部位の加工誤差が合格となるように加工条件を変更する。実施の形態3では、実施の形態1,2との差異を中心に説明する。
Embodiment 3.
Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIG. In the third embodiment, when there is a part where the machining error due to the simulation does not fall within the machining allowable value, the machining evaluation device changes the machining conditions so that the machining error of all parts passes. In the third embodiment, differences from the first and second embodiments will be mainly described.

図16は、実施の形態3にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図である。図16の各構成要素のうち図13に示す実施の形態2の加工システム1bと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。図16では、実施の形態3の加工システム1cが備えるコンピュータ23、ネットワークハブ24、および数値制御工作機械99の図示は省略している。 FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the third embodiment. Among the constituent elements in FIG. 16, constituent elements that achieve the same functions as those of the processing system 1b of Embodiment 2 shown in FIG. In FIG. 16, illustration of the computer 23, the network hub 24, and the numerically controlled machine tool 99 included in the machining system 1c of Embodiment 3 is omitted.

実施の形態3の加工システム1cは、加工システム1bと比較して、加工評価装置20bの代わりに加工評価装置20cを備えている。加工評価装置20cは、加工評価装置20bが備える構成要素に加えて、加工条件最適化実行部111を備えている。加工条件最適化実行部111は、加工シミュレーション実行部101bおよび第1結果判定部103bに接続されている。 A machining system 1c of Embodiment 3 includes a machining evaluation device 20c instead of the machining evaluation device 20b, as compared with the machining system 1b. The machining evaluation device 20c includes a machining condition optimization executing section 111 in addition to the constituent elements of the machining evaluation device 20b. The machining condition optimization execution unit 111 is connected to the machining simulation execution unit 101b and the first result determination unit 103b.

なお、加工評価装置20cは、加工シミュレーション実行部101bの代わりに加工シミュレーション実行部101aを備えていてもよい。また、加工許容値設定部100には、2次元CAD図面39が入力されてもよいし、部品形状41が入力されてもよい。図16では、加工許容値設定部100に2次元CAD図面39が入力される場合を示している。 Note that the machining evaluation device 20c may include a machining simulation execution unit 101a instead of the machining simulation execution unit 101b. In addition, the two-dimensional CAD drawing 39 may be input to the processing allowable value setting unit 100, and the component shape 41 may be input. FIG. 16 shows a case where a two-dimensional CAD drawing 39 is input to the processing allowable value setting unit 100. As shown in FIG.

実施の形態3の加工シミュレーション実行部101bは、シミュレーション形状47Sを、第1加工結果評価部102および加工条件最適化実行部111に送る。また、実施の形態3の第1結果判定部103bは、部位毎の部位判定結果50Sを、外部装置および加工条件最適化実行部111に送る。 The machining simulation execution unit 101b of the third embodiment sends the simulation shape 47S to the first machining result evaluation unit 102 and the machining condition optimization execution unit 111. FIG. Further, the first result determination unit 103b of the third embodiment sends the part determination result 50S for each part to the external device and the machining condition optimization execution unit 111. FIG.

加工条件最適化実行部111は、シミュレーション形状47Sと、部位毎の部位判定結果50Sの一覧とを受け付けると、部位判定結果50Sの一覧に加工許容値を満たさない部位を示す部位判定結果50Sが含まれているか否かを判定する。加工条件最適化実行部111は、加工許容値を満たさない部位を示す部位判定結果50Sを第1結果判定部103bから受け付けた場合、機械モデル情報45および加工プログラム42の少なくとも一方を修正する。 When the machining condition optimization execution unit 111 receives the simulation shape 47S and the list of the part determination results 50S for each part, the list of the part determination results 50S includes the part determination results 50S indicating the parts that do not satisfy the machining allowable value. Determine whether or not The machining condition optimization execution unit 111 corrects at least one of the machine model information 45 and the machining program 42 when the part determination result 50S indicating the part not satisfying the machining allowable value is received from the first result determination part 103b.

加工条件最適化実行部111は、第1結果判定部103bが不合格であると判定した部位がある場合、すなわち部位判定結果50Sの一覧に加工許容値を満たさない部位が含まれている場合、加工許容値を満たさない部位が含まれなくなるまで、機械モデル情報45および加工プログラム42の少なくとも一方を修正する。加工システム1cは、少なくとも一方が修正された機械モデル情報45および加工プログラム42を用いた加工シミュレーションの再実行と、部位加工誤差48Sの再計算と、部位毎の加工誤差の再判定とを繰り返す。これにより、全ての部位が加工許容値を満たさない場合、加工は実行されない。このように、加工システム1cは、部位判定結果50Sの一覧に加工許容値を満たさない部位が含まれなくなるまで、機械モデル情報45および加工プログラム42の少なくとも一方の修正を繰り返す。 If there is a portion that the first result determination unit 103b has determined to be unacceptable, that is, if the list of the portion determination results 50S includes a portion that does not satisfy the processing allowable value, the machining condition optimization execution unit 111 At least one of the machine model information 45 and the machining program 42 is corrected until there is no part that does not satisfy the machining allowable value. The machining system 1c repeats the re-execution of the machining simulation using the machine model information 45 and the machining program 42, at least one of which is corrected, the re-calculation of the part machining error 48S, and the re-determination of the machining error for each part. As a result, if all parts do not satisfy the machining allowance, machining is not performed. In this manner, the machining system 1c repeatedly corrects at least one of the machine model information 45 and the machining program 42 until the list of the part determination results 50S does not include any part that does not satisfy the allowable machining value.

また、加工条件最適化実行部111が最適化する対象は、例えば、加工プログラム42内で指定されている加工速度、主軸回転数、または加工プログラム42が指定する指令点の位置、機械モデル情報45内に含まれている数値制御工作機械99の制御パラメータである。加工条件最適化実行部111が最適化する数値制御工作機械99の制御パラメータは、例えば、機械モデル情報45内に設定されている、機械装置部96の加工精度に影響を与える制御パラメータである。例えば、加工速度が速すぎて軸の制御遅れの影響でコーナ部の精度が目標精度に入らない場合、加工条件最適化実行部111は、機械モデル情報45および加工プログラム42の少なくとも一方を修正して加工速度を低く設定することで加工許容値を満たすことができる。 In addition, the target to be optimized by the machining condition optimization execution unit 111 is, for example, the machining speed and spindle rotation speed specified in the machining program 42, or the position of the command point specified by the machining program 42, the machine model information 45 are the control parameters of the numerically controlled machine tool 99 contained within. The control parameters of the numerically controlled machine tool 99 that are optimized by the machining condition optimization executing section 111 are, for example, control parameters that are set in the machine model information 45 and affect the machining accuracy of the mechanical device section 96 . For example, if the machining speed is too fast and the accuracy of the corner portion does not reach the target accuracy due to the influence of the axis control delay, the machining condition optimization execution unit 111 corrects at least one of the machine model information 45 and the machining program 42. The machining allowance can be satisfied by setting the machining speed low.

数値制御工作機械99の制御パラメータの例は、サーボゲイン、ピッチ誤差の補正パラメータ、直角度誤差の補正パラメータ、振動の補正パラメータ、摩擦の補正パラメータ、軸の加速度を規定する加減速パラメータ、コーナ部通過時の減速速度に関係するパラメータである。 Examples of control parameters of the numerically controlled machine tool 99 include servo gain, pitch error correction parameter, squareness error correction parameter, vibration correction parameter, friction correction parameter, acceleration/deceleration parameter that defines axis acceleration, corner portion This parameter is related to the deceleration speed when passing.

加工条件最適化実行部111による加工条件最適化のアルゴリズムは、予め設定されたシーケンスであってもよいし、既知の最適化計算のアルゴリズムであってもよい。また、加工条件最適化実行部111による加工条件最適化のアルゴリズムは、AI(Artificial Intelligence、人工知能)が、事前に制御パラメータと部位加工誤差48Sとの関係を学習しておき、加工条件最適化実行部111が、AIでの学習結果を元に制御量を変更するアルゴリズムであってもよい。 The algorithm for machining condition optimization by the machining condition optimization executing unit 111 may be a preset sequence or a known algorithm for optimization calculation. In addition, the algorithm for optimizing the machining conditions by the machining condition optimization execution unit 111 is such that AI (Artificial Intelligence) learns in advance the relationship between the control parameters and the part machining error 48S, and optimizes the machining conditions. The execution unit 111 may be an algorithm that changes the control amount based on the learning result of AI.

予め設定されたシーケンスに従って制御量が変更される例は、びびり振動を抑制するための主軸回転数の変更である。びびり振動は、工具76、工作物78、および機械構造98が連成した系の持つ振動特性を、加工によって発生する加工力によって振動をさせることで発生する。びびり振動が発生した場合、主軸回転数を変更することで振動を低下できることが知られている。例えば、シミュレーション形状47S内にびびり振動によって発生した加工精度の低下が認められた場合、加工条件最適化実行部111は、最適化計算アルゴリズムによって主軸回転数を事前に設定されたオーバライド率で変更することでびびり振動を回避できる。 An example in which the control amount is changed according to a preset sequence is a change in the spindle speed for suppressing chatter vibration. Chatter vibration is generated by vibrating the vibration characteristics of the coupled system of the tool 76, the workpiece 78, and the machine structure 98 by machining force generated by machining. It is known that when chatter vibration occurs, it can be reduced by changing the spindle speed. For example, when a decrease in machining accuracy caused by chatter vibration is recognized in the simulation shape 47S, the machining condition optimization execution unit 111 changes the spindle rotation speed by a preset override rate using an optimization calculation algorithm. This can avoid chatter vibration.

また、既知の最適化計算のアルゴリズムを用いた制御パラメータの最適化の例は、最小二乗法アルゴリズムを使ったフィッティング、遺伝的アルゴリズムによるパラメータ探索、PSO(Particle Swarm Optimization、粒子群最適化)法、最急降下法などによって評価関数を最小化するパラメータの決定方法などがある。 Examples of control parameter optimization using known optimization calculation algorithms include fitting using a least squares algorithm, parameter search by a genetic algorithm, PSO (Particle Swarm Optimization, particle swarm optimization) method, There is a parameter determination method for minimizing the evaluation function by the method of steepest descent.

AIを使った学習の例は、制御パラメータと加工誤差との関係のニューラルネットワーク、Q学習などを用いた学習である。この場合、加工条件最適化実行部111は、学習された制御パラメータと加工誤差との関係に基づいて、加工誤差を最小化するパラメータの組み合わせを探索する。 An example of learning using AI is learning using a neural network of the relationship between control parameters and machining errors, Q-learning, and the like. In this case, the machining condition optimization execution unit 111 searches for a combination of parameters that minimizes the machining error based on the learned relationship between the control parameters and the machining error.

加工プログラム42の変更については、加工条件最適化実行部111は、例えば、寸法精度を満たさない部位があった場合に、寸法精度を満たすように加工プログラム42による指令位置を変更する。 As for changing the machining program 42, the machining condition optimization execution unit 111 changes the position commanded by the machining program 42 so as to satisfy the dimensional accuracy, for example, when there is a part that does not satisfy the dimensional accuracy.

以上示した最適化アルゴリズムは、一例であり、部位判定結果50Sが設定された加工許容値を満たすまで、加工に関連する条件が繰り返し変更される方式であれば何れの計算式およびアルゴリズムが用いられてもよい。 The optimization algorithm shown above is an example, and any calculation formula and algorithm can be used as long as the conditions related to machining are repeatedly changed until the part determination result 50S satisfies the set machining allowable value. may

このように、実施の形態3によれば、加工システム1cは、シミュレーションによって予測した加工誤差が加工許容値を満たさない場合であっても、加工許容値を満たす条件を自動で探索し、加工が実行されるので生産が止まることはない。 As described above, according to the third embodiment, the machining system 1c automatically searches for a condition that satisfies the machining allowance even if the machining error predicted by the simulation does not satisfy the machining allowance, and the machining is completed. Since it is executed, production never stops.

実施の形態4.
つぎに、図17を用いて実施の形態4について説明する。実施の形態4では、部品7を加工している数値制御工作機械99から取得した軸の運動の測定結果に基づいて、部品7の加工形状が推定される。そして、推定された加工形状に基づいて、加工誤差が推定され、推定された加工誤差が許容値を満たすか否かが部位毎に判定される。さらに、推定された部位毎の加工誤差の合否判定と、シミュレーションによって得られた部位毎の加工誤差の合否判定である部位判定結果50Sとが表示される。実施の形態4では、実施の形態2との差異を中心に説明する。
Embodiment 4.
Next, Embodiment 4 will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the machined shape of the part 7 is estimated based on the measurement result of the motion of the axis acquired from the numerically controlled machine tool 99 that is machining the part 7 . Then, a machining error is estimated based on the estimated machining shape, and whether or not the estimated machining error satisfies an allowable value is determined for each part. Further, the pass/fail judgment of the estimated machining error for each part and the part judgment result 50S, which is the pass/fail judgment of the machining error of each part obtained by the simulation, are displayed. In the fourth embodiment, differences from the second embodiment will be mainly described.

図17は、実施の形態4にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図である。図17の各構成要素のうち図13に示す実施の形態2の加工システム1bと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。図17では、実施の形態4の加工システム1dが備えるコンピュータ23、ネットワークハブ24、および数値制御工作機械99の図示は省略している。 FIG. 17 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the fourth embodiment. Among the constituent elements in FIG. 17, constituent elements that achieve the same functions as those of the processing system 1b of Embodiment 2 shown in FIG. In FIG. 17, illustration of the computer 23, the network hub 24, and the numerically controlled machine tool 99 included in the machining system 1d of the fourth embodiment is omitted.

実施の形態4の加工システム1dは、加工システム1bと比較して、加工評価装置20bの代わりに加工評価装置20dを備えている。また、加工システム1dは、加工システム1bと比較して、加工実行部104bの代わりに加工実行部104dを備えている。 The machining system 1d of Embodiment 4 includes a machining evaluation device 20d instead of the machining evaluation device 20b, as compared with the machining system 1b. Further, the machining system 1d includes a machining executing section 104d instead of the machining executing section 104b, as compared with the machining system 1b.

加工評価装置20dは、加工評価装置20bが備える構成要素に加えて、加工形状推定部105と、第2加工結果評価部106と、第2結果判定部107とを備えている。 The processing evaluation device 20d includes a processing shape estimation unit 105, a second processing result evaluation unit 106, and a second result determination unit 107, in addition to the components of the processing evaluation device 20b.

加工形状推定部105は、加工実行部104dおよび第2加工結果評価部106に接続されている。第2加工結果評価部106は、第2結果判定部107に接続されている。また、第2加工結果評価部106および第2結果判定部107は、加工許容値設定部100に接続されている。 The machining shape estimation unit 105 is connected to the machining execution unit 104 d and the second machining result evaluation unit 106 . The second processing result evaluation section 106 is connected to the second result determination section 107 . Also, the second machining result evaluation unit 106 and the second result determination unit 107 are connected to the machining allowable value setting unit 100 .

なお、加工評価装置20dは、加工シミュレーション実行部101bの代わりに加工シミュレーション実行部101aを備えていてもよい。また、加工許容値設定部100には、2次元CAD図面39が入力されてもよいし、部品形状41が入力されてもよい。図17では、加工許容値設定部100に部品形状41が入力される場合を示している。 Note that the machining evaluation device 20d may include a machining simulation execution unit 101a instead of the machining simulation execution unit 101b. In addition, the two-dimensional CAD drawing 39 may be input to the processing allowable value setting unit 100, and the component shape 41 may be input. FIG. 17 shows a case where a component shape 41 is input to the machining allowable value setting unit 100. As shown in FIG.

実施の形態4の加工許容値設定部100は、部位設定情報46を、第1加工結果評価部102、第1結果判定部103b、第2加工結果評価部106、および第2結果判定部107に送る。 Machining allowable value setting section 100 of Embodiment 4 sends part setting information 46 to first machining result evaluating section 102, first result determining section 103b, second machining result evaluating section 106, and second result determining section 107. send.

加工実行部104dは、加工を実行することによって加工後の部品である部品7を作製するとともに、加工中の数値制御工作機械99のデータをサンプリングする。加工実行部104dは、数値制御工作機械99が有する数値制御装置を用いてデータをサンプリングしてもよいし、数値制御工作機械99に取り付けられた測定装置を用いてデータのサンプリングしてもよい。サンプリングされるデータの例は、各軸の位置検出器信号である。すなわち、サンプリングされるデータは、加工を実行中の機械装置部96の軸の運動の測定結果を示すデータである。加工実行部104dは、サンプリングしたデータを、加工中データ51として加工形状推定部105に送る。 The machining execution unit 104d performs machining to manufacture the part 7, which is a part after machining, and also samples data of the numerically controlled machine tool 99 during machining. The machining execution unit 104d may sample data using a numerical controller included in the numerically controlled machine tool 99, or may sample data using a measuring device attached to the numerically controlled machine tool 99. An example of sampled data is the position detector signal for each axis. That is, the sampled data is data indicating the measurement result of the motion of the axis of the mechanical device section 96 during machining. The machining executing unit 104 d sends the sampled data to the machining shape estimating unit 105 as machining data 51 .

加工形状推定部105は、加工中データ51を受け付けるとともに、加工中データ51からサンプリングされたデータを抽出する。加工形状推定部105は、加工シミュレーション実行部101bの加工形状予測部19と同様の処理によって、部品7の形状を予測する。具体的には、加工形状推定部105は、サンプリングされた各軸の位置を示す位置検出信号から工具76の位置を計算し、サンプリングデータに基づいて、予測(推定)される部品7の形状を示す推定加工形状52Eを計算する。推定加工形状52Eは、加工によって形成される部品7の推定形状である。加工形状推定部105は、推定加工形状52Eを第2加工結果評価部106に送る。 The machining shape estimation unit 105 receives the machining data 51 and extracts sampled data from the machining data 51 . The machining shape estimation unit 105 predicts the shape of the part 7 by the same processing as the machining shape prediction unit 19 of the machining simulation execution unit 101b. Specifically, the machining shape estimation unit 105 calculates the position of the tool 76 from the sampled position detection signals indicating the position of each axis, and based on the sampling data, the predicted (estimated) shape of the part 7 is calculated. Calculate the estimated machining shape 52E shown. The estimated machining shape 52E is the estimated shape of the part 7 formed by machining. The machining shape estimation unit 105 sends the estimated machining shape 52E to the second machining result evaluation unit 106 .

第2加工結果評価部106は、加工許容値設定部100からの部位設定情報46を受け付け、加工形状推定部105からの推定加工形状52Eを受け付ける。なお、第2加工結果評価部106は、第1結果判定部103bまたは第1加工結果評価部102から部位設定情報46を取得してもよい。 The second machining result evaluation unit 106 receives the part setting information 46 from the machining allowable value setting unit 100 and the estimated machining shape 52E from the machining shape estimating unit 105 . The second processing result evaluation unit 106 may acquire the part setting information 46 from the first result determination unit 103b or the first processing result evaluation unit 102. FIG.

第2加工結果評価部106は、第1加工結果評価部102と同様の処理によって加工誤差を計算する。具体的には、第2加工結果評価部106は、部位毎の推定加工形状52Eと、加工許容値設定部100が設定した部位設定情報46に格納されている部位毎の設計値とに基づいて、推定加工形状52Eにおける加工誤差を示す推定加工誤差53Eを部位毎に計算する。このように、第1加工結果評価部102は、シミュレーション形状47Sを用いて、シミュレーションに基づいた部位加工誤差48Sを部位毎に計算し、第2加工結果評価部106は、推定加工形状52Eを用いて、実加工に基づいた推定加工誤差53Eを部位毎に計算する。第2加工結果評価部106は、推定加工誤差53Eを第2結果判定部107に送る。 The second machining result evaluation unit 106 calculates machining errors by the same processing as the first machining result evaluation unit 102 . Specifically, the second machining result evaluation unit 106 evaluates the estimated machining shape 52E for each part and the design value for each part stored in the part setting information 46 set by the allowable machining value setting unit 100. , an estimated machining error 53E indicating a machining error in the estimated machining shape 52E is calculated for each part. In this way, the first machining result evaluation unit 102 uses the simulation shape 47S to calculate the part machining error 48S based on the simulation for each part, and the second machining result evaluation part 106 uses the estimated machining shape 52E. Then, an estimated machining error 53E based on actual machining is calculated for each part. Second processing result evaluation section 106 sends estimated processing error 53E to second result determination section 107 .

第2結果判定部107は、加工許容値設定部100からの部位設定情報46を受け付け、第2加工結果評価部106からの推定加工誤差53Eを受け付ける。なお、第2結果判定部107は、第2加工結果評価部106、第1結果判定部103b、または第1加工結果評価部102から部位設定情報46を取得してもよい。 The second result determination unit 107 receives the part setting information 46 from the processing allowable value setting unit 100 and receives the estimated processing error 53E from the second processing result evaluation unit 106 . The second result determination unit 107 may acquire the part setting information 46 from the second processing result evaluation unit 106, the first result determination unit 103b, or the first processing result evaluation unit 102.

第2結果判定部107は、第1結果判定部103bと同様の処理によって加工誤差の合否を判定する。具体的には、第2結果判定部107は、部位毎の推定加工誤差53Eと、加工許容値設定部100が設定した部位設定情報46に格納されている部位毎の加工許容値とに基づいて、推定加工誤差53Eの合否を判定する。すなわち、第2結果判定部107は、部位毎の推定加工誤差53Eが、部位毎の加工許容値を満たしているか否かを判定する。このように、第1結果判定部103bは、シミュレーション形状47Sから計算された部位加工誤差48Sに基づいて部位毎にシミュレーション形状47Sの合否を判定し、第2結果判定部107は、推定加工形状52Eから計算された推定加工誤差53Eに基づいて部位毎に推定加工形状52Eの合否を判定する。 The second result determination unit 107 determines whether the processing error is acceptable by the same process as the first result determination unit 103b. Specifically, the second result determination unit 107 determines the estimated machining error 53E for each part and the allowable machining value for each part stored in the part setting information 46 set by the allowable machining value setting unit 100. , determines whether the estimated processing error 53E is acceptable. That is, the second result determination unit 107 determines whether or not the estimated machining error 53E for each part satisfies the permissible machining value for each part. Thus, the first result determination unit 103b determines whether the simulation shape 47S is acceptable for each part based on the part machining error 48S calculated from the simulation shape 47S, and the second result determination part 107 determines the estimated machining shape 52E. Based on the estimated machining error 53E calculated from , the acceptance/rejection of the estimated machining shape 52E is determined for each part.

第2結果判定部107は、部位毎の推定加工形状52E(推定加工誤差53E)の合否を示す部位毎の推定判定結果54Eを外部装置に出力する。また、第1結果判定部103bは、部位毎のシミュレーション形状47S(部位加工誤差48S)の合否を示す部位毎の部位判定結果50Sを外部装置に出力する。ここでの外部装置は、例えば表示装置である。表示装置は、部位毎の推定判定結果54Eと、部位毎の部位判定結果50Sとを表示する。 The second result determination unit 107 outputs an estimated determination result 54E for each part, which indicates whether the estimated machining shape 52E (estimated machining error 53E) for each part is acceptable, to an external device. In addition, the first result determination unit 103b outputs a part determination result 50S for each part indicating pass/fail of the simulation shape 47S (part machining error 48S) for each part to the external device. The external device here is, for example, a display device. The display device displays an estimated determination result 54E for each part and a part determination result 50S for each part.

これにより、システム使用者は、シミュレーションによって得られた部位毎の部位判定結果50Sと、加工中に得られた部位毎の推定判定結果54Eとを比較することが可能となる。表示装置は、例えば、部位判定結果50Sと推定判定結果54Eとを部位毎にテーブルデータとして表示してもよいし、画面上で1つの図としてそれぞれを重ねて表示してもよいし、2枚の図に分けて表示してもよい。 This allows the system user to compare the part determination result 50S for each part obtained by simulation with the estimated decision result 54E for each part obtained during machining. The display device may display, for example, the site determination result 50S and the estimated determination result 54E as table data for each site, or may display them as one diagram superimposed on the screen, or may display two sheets. may be displayed separately in the figure.

システム使用者は、シミュレーションによって得られた全ての部位が加工許容値に収まっている場合に、数値制御工作機械99に加工を実行させる。この場合において、機械モデル情報45が不適切な場合、実加工によって得られた部位が加工許容値に収まらない場合がある。実施の形態4では、加工システム1dが、加工中の軸の運動の測定結果から推定加工誤差53Eを計算し、推定加工誤差53Eが加工許容値に収まっているかを示す推定判定結果54Eが出力されるので、システム使用者は、機械モデル情報45が適切であるか否かを容易に判定することが可能となる。 The system user causes the numerically controlled machine tool 99 to perform machining when all parts obtained by the simulation are within the machining allowable value. In this case, if the machine model information 45 is inappropriate, the portion obtained by actual machining may not fit within the allowable machining value. In the fourth embodiment, the machining system 1d calculates an estimated machining error 53E from the measurement result of the motion of the axis during machining, and outputs an estimated judgment result 54E indicating whether the estimated machining error 53E is within the machining allowable value. Therefore, the system user can easily determine whether the machine model information 45 is appropriate.

このように実施の形態4の加工システム1dは、加工によって実際に発生する推定加工誤差53Eが加工許容値を満たすか否かを判定して判定結果を示す推定判定結果54Eを出力している。また、加工システム1dは、シミュレーションによって計算した部位加工誤差48Sが加工許容値を満たすか否かを判定して判定結果を示す部位判定結果50Sを出力している。これにより、システム使用者は、表示装置に表示された推定判定結果54Eと部位判定結果50Sとを容易に比較することが可能となる。したがって、システム使用者は、シミュレーションで予測された加工結果と、加工中のデータに基づいて予測された加工結果との差を容易に比較することが可能になる。 As described above, the machining system 1d of the fourth embodiment determines whether or not the estimated machining error 53E actually generated by machining satisfies the machining allowable value, and outputs the estimated judgment result 54E indicating the judgment result. Further, the machining system 1d judges whether or not the part machining error 48S calculated by the simulation satisfies the machining allowable value, and outputs a part judgment result 50S indicating the judgment result. This allows the system user to easily compare the estimated determination result 54E and the part determination result 50S displayed on the display device. Therefore, the system user can easily compare the difference between the machining result predicted by the simulation and the machining result predicted based on the data during machining.

実施の形態5.
つぎに、図18を用いて実施の形態5について説明する。実施の形態5では、部位毎の部位判定結果50Sと部位毎の推定判定結果54Eとの差が特定値以上である場合に、加工評価装置が、機械モデル情報45の機械モデルを修正する。実施の形態5では、実施の形態4との差異を中心に説明する。
Embodiment 5.
Next, Embodiment 5 will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, the machining evaluation device corrects the machine model of the machine model information 45 when the difference between the part judgment result 50S for each part and the estimated judgment result 54E for each part is equal to or greater than a specific value. In the fifth embodiment, differences from the fourth embodiment will be mainly described.

図18は、実施の形態5にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図である。図18の各構成要素のうち図17に示す実施の形態4の加工システム1dと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。図18では、実施の形態5の加工システム1eが備えるコンピュータ23、ネットワークハブ24、および数値制御工作機械99の図示は省略している。 FIG. 18 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the fifth embodiment. Among the constituent elements in FIG. 18, constituent elements that achieve the same functions as those of the processing system 1d of Embodiment 4 shown in FIG. In FIG. 18, illustration of the computer 23, the network hub 24, and the numerically controlled machine tool 99 included in the machining system 1e of Embodiment 5 is omitted.

実施の形態5の加工システム1eは、加工システム1dと比較して、加工評価装置20dの代わりに加工評価装置20eを備えている。 A machining system 1e of Embodiment 5 includes a machining evaluation device 20e instead of the machining evaluation device 20d, as compared with the machining system 1d.

加工評価装置20eは、加工評価装置20dが備える構成要素に加えて、モデル更新判定部108と、モデル更新実行部109と、機械モデルDB(DataBase、データベース)110とを備えている。モデル更新判定部108は、第1結果判定部103bおよび第2結果判定部107に接続されている。モデル更新実行部109は、モデル更新判定部108、加工実行部104d、機械モデルDB110、および加工シミュレーション実行部101bに接続されている。機械モデルDB110は、加工シミュレーション実行部101bに接続されている。 The machining evaluation device 20e includes a model update determination unit 108, a model update execution unit 109, and a machine model DB (DataBase) 110 in addition to the components of the machining evaluation device 20d. The model update determination unit 108 is connected to the first result determination unit 103 b and the second result determination unit 107 . The model update execution unit 109 is connected to the model update determination unit 108, the machining execution unit 104d, the machine model DB 110, and the machining simulation execution unit 101b. The machine model DB 110 is connected to the machining simulation executing section 101b.

なお、加工評価装置20eは、加工シミュレーション実行部101bの代わりに加工シミュレーション実行部101aを備えていてもよい。また、加工許容値設定部100には、2次元CAD図面39が入力されてもよいし、部品形状41が入力されてもよい。図18では、加工許容値設定部100に部品形状41が入力される場合を示している。 Note that the machining evaluation device 20e may include a machining simulation execution unit 101a instead of the machining simulation execution unit 101b. In addition, the two-dimensional CAD drawing 39 may be input to the processing allowable value setting unit 100, and the component shape 41 may be input. FIG. 18 shows a case where a component shape 41 is input to the machining allowance setting unit 100. As shown in FIG.

加工評価装置20eの第1結果判定部103bは、部位判定結果50Sをモデル更新判定部108に送る。また、加工評価装置20eの第2結果判定部107は、推定判定結果54Eをモデル更新判定部108に送る。 The first result determination unit 103b of the processing evaluation device 20e sends the part determination result 50S to the model update determination unit . Also, the second result determination unit 107 of the modification evaluation device 20e sends the estimated determination result 54E to the model update determination unit 108. FIG.

また、加工評価装置20eの加工形状推定部105は、推定加工形状52Eを第2加工結果評価部106およびモデル更新実行部109に送る。また、加工評価装置20eの加工シミュレーション実行部101bは、シミュレーション形状47Sを第1加工結果評価部102およびモデル更新実行部109に送る。 Further, the machining shape estimation unit 105 of the machining evaluation device 20 e sends the estimated machining shape 52E to the second machining result evaluation unit 106 and the model update execution unit 109 . Also, the machining simulation execution unit 101b of the machining evaluation device 20e sends the simulation shape 47S to the first machining result evaluation unit 102 and the model update execution unit 109. FIG.

モデル更新判定部108は、部位毎の部位判定結果50Sと、部位毎の推定判定結果54Eとの比較結果に基づいて、機械モデル情報45に対する更新の要否を判定する。モデル更新判定部108は、機械モデル情報45に対する更新が必要であると判定した場合は、機械モデル情報45の更新を指示するためのモデル更新指令84をモデル更新実行部109に出力する。 The model update determination unit 108 determines whether or not the machine model information 45 needs to be updated based on the result of comparison between the part determination result 50S for each part and the estimated determination result 54E for each part. When the model update determination unit 108 determines that the machine model information 45 needs to be updated, the model update determination unit 108 outputs a model update command 84 for instructing update of the machine model information 45 to the model update execution unit 109 .

モデル更新判定部108は、例えば、部位毎の部位判定結果50Sと部位毎の推定判定結果54Eとが異なる場合に、機械モデル情報45に記述されている機械モデルの精度が不十分であると判定しモデル更新指令84を出力する。モデル更新判定部108は、例えば、部位毎の部位判定結果50Sと部位毎の推定判定結果54Eとで結果が一致しない部位の数が予め設定していた閾値を超えた場合に、モデル更新指令84を出力してもよい。 For example, when the part determination result 50S for each part differs from the estimated determination result 54E for each part, the model update determination unit 108 determines that the accuracy of the machine model described in the machine model information 45 is insufficient. Then, a model update command 84 is output. For example, the model update determination unit 108 issues a model update command 84 when the number of parts in which the results of the part determination result 50S for each part and the estimated determination result 54E for each part do not match each other exceeds a preset threshold value. may be output.

モデル更新実行部109は、モデル更新判定部108が機械モデル情報45の更新が必要であると判定した場合、モデル更新判定部108からモデル更新指令84を受け付ける。モデル更新実行部109は、モデル更新指令84を受け付けた場合に、機械モデルDB110から最新の機械モデル情報45を読み出す。また、モデル更新実行部109は、シミュレーション形状47Sと推定加工形状52Eとを用いて、機械モデル情報45の更新を実行する。具体的には、モデル更新実行部109は、機械モデル情報45に含まれる機械モデルの情報を更新する。 The model update execution unit 109 receives a model update command 84 from the model update determination unit 108 when the model update determination unit 108 determines that the machine model information 45 needs to be updated. The model update execution unit 109 reads the latest machine model information 45 from the machine model DB 110 when the model update command 84 is received. Also, the model update execution unit 109 updates the machine model information 45 using the simulation shape 47S and the estimated machining shape 52E. Specifically, the model update execution unit 109 updates the machine model information included in the machine model information 45 .

実施の形態3では、加工条件最適化実行部111が、制御パラメータなどが目標の部位判定結果50Sとなるようにパラメータを変更したが、実施の形態5では、モデル更新実行部109が、機械モデル情報45のうち数値制御工作機械99の特性を記述する機械モデル、機械モデルのパラメータなどを更新する。 In the third embodiment, the machining condition optimization execution unit 111 changes the parameters such that the control parameters and the like become the target part determination result 50S. Among the information 45, the machine model describing the characteristics of the numerically controlled machine tool 99, the parameters of the machine model, and the like are updated.

モデル更新実行部109は、加工シミュレーション中に保存された軸の運動軌跡と加工を実行中の軸の運動軌跡とを用いて、機械モデルを更新する。モデル更新実行部109は、例えば、機械モデルのうち、イナーシャといった剛性のような設計に関わるパラメータに誤差があり、部位のシミュレーション形状47Sが、加工中の部位の推定形状と一致していない場合に、機械モデルを更新する。この場合、モデル更新実行部109は、シミュレーション形状47Sが推定加工形状52Eと一致するように機械モデルを更新する。 The model update execution unit 109 updates the machine model using the motion trajectories of the axes saved during the machining simulation and the motion trajectories of the axes during machining. For example, the model update execution unit 109 is executed when there is an error in a parameter related to design such as inertia among the machine models and the simulation shape 47S of the part does not match the estimated shape of the part being processed. , to update the machine model. In this case, the model update execution unit 109 updates the machine model so that the simulation shape 47S matches the estimated machining shape 52E.

モデル更新実行部109は、機械モデルの更新の際に、シミュレーション形状47Sのデータと、推定加工形状52Eと、元の機械モデル情報45(読み出した最新の機械モデル情報45)とを比較することで、機械モデルのパラメータを変更する。モデル更新実行部109が実行するモデルパラメータの変更アルゴリズムは、既知のシステム同定方式またはモデル化手法であってもよいし、AIによる学習を用いた手法であってもよい。AIによる学習を用いた手法では、AIが、推定加工形状52Eとシミュレーション形状47Sとの関係を学習しておき、AIでの学習結果を元にモデル更新実行部109が機械モデル情報45を更新する。すなわち、AIは、推定加工形状52Eとシミュレーション形状47Sとの関係に対応する機械モデル情報45を学習しておく。モデル更新実行部109が、機械モデルを更新する際には、学習結果に基づいて、推定加工形状52Eとシミュレーション形状47Sとの関係に対応する機械モデル情報45を計算し、計算結果として得られた機械モデル情報45で現状の機械モデル情報45を更新する。 When updating the machine model, the model update execution unit 109 compares the data of the simulation shape 47S, the estimated machining shape 52E, and the original machine model information 45 (read latest machine model information 45). , to change the parameters of the machine model. The model parameter change algorithm executed by the model update execution unit 109 may be a known system identification method or modeling method, or may be a method using learning by AI. In the method using learning by AI, AI learns the relationship between the estimated machining shape 52E and the simulation shape 47S, and the model update execution unit 109 updates the machine model information 45 based on the learning result of AI. . That is, the AI learns the machine model information 45 corresponding to the relationship between the estimated machining shape 52E and the simulation shape 47S. When updating the machine model, the model update execution unit 109 calculates the machine model information 45 corresponding to the relationship between the estimated machining shape 52E and the simulation shape 47S based on the learning result. The current machine model information 45 is updated with the machine model information 45 .

モデル更新実行部109は、更新後の機械モデル情報45と、機械モデルの更新履歴を示すモデル更新履歴57とを機械モデルDB110に格納する。機械モデルDB110は、更新された機械モデル情報45とモデル更新履歴57とを紐づけして保存するデータベースである。 The model update execution unit 109 stores the updated machine model information 45 and the model update history 57 indicating the update history of the machine model in the machine model DB 110 . The machine model DB 110 is a database that associates and stores the updated machine model information 45 and the model update history 57 .

加工シミュレーション実行部101bは、機械モデルDB110内の機械モデル情報45が更新されると、機械モデルDB110から更新後の機械モデル情報45を読み出して、加工シミュレーションを再実行する。 When the machine model information 45 in the machine model DB 110 is updated, the machining simulation execution unit 101b reads out the updated machine model information 45 from the machine model DB 110 and re-executes the machining simulation.

このように実施の形態5の加工システム1eは、機械モデル情報45に含まれる機械の特性を表現する機械モデルの精度が十分でない場合に、加工評価装置20eが、機械モデル情報45の機械モデルを更新する。これにより、加工システム1eは、推定加工形状52Eとシミュレーション形状47Sとを一致させ、さらに高精度に加工誤差をシミュレーションすることが可能となる。 As described above, in the machining system 1e of the fifth embodiment, when the accuracy of the machine model representing the characteristics of the machine included in the machine model information 45 is not sufficient, the machining evaluation device 20e converts the machine model of the machine model information 45 into Update. As a result, the machining system 1e can match the estimated machining shape 52E with the simulation shape 47S and simulate the machining error with higher accuracy.

実施の形態6.
つぎに、図19および図20を用いて実施の形態6について説明する。実施の形態6では、加工が完了した部品7の実際の形状が測定される。そして、測定された加工形状に基づいて、加工誤差が計算され、計算された加工誤差が許容値を満たすか否かが部位毎に判定される。さらに、測定によって得られた部位毎の加工誤差の合否判定と、シミュレーションによって得られた部位毎の加工誤差の合否判定である部位判定結果50Sとが表示される。実施の形態6では、実施の形態4との差異を中心に説明する。
Embodiment 6.
Next, Embodiment 6 will be described with reference to FIGS. 19 and 20. FIG. In Embodiment 6, the actual shape of the part 7 that has completed machining is measured. Then, a machining error is calculated based on the measured machining shape, and whether or not the calculated machining error satisfies an allowable value is determined for each part. Furthermore, the pass/fail judgment of the machining error for each part obtained by the measurement and the part judgment result 50S, which is the pass/fail judgment of the machining error for each part obtained by the simulation, are displayed. In the sixth embodiment, differences from the fourth embodiment will be mainly described.

図19は、実施の形態6にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図である。図19の各構成要素のうち図17に示す実施の形態4の加工システム1dと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。図19では、実施の形態6の加工システム1fが備えるコンピュータ23、ネットワークハブ24、および数値制御工作機械99の図示は省略している。 FIG. 19 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the sixth embodiment. Among the constituent elements shown in FIG. 19, the constituent elements that achieve the same functions as those of the processing system 1d of Embodiment 4 shown in FIG. In FIG. 19, illustration of the computer 23, the network hub 24, and the numerically controlled machine tool 99 included in the machining system 1f of Embodiment 6 is omitted.

実施の形態6の加工システム1fは、加工システム1dと比較して、加工評価装置20dの代わりに加工評価装置20fを備えている。また、加工システム1fは、加工システム1dと比較して、加工実行部104dの代わりに加工実行部104fを備えている。また、加工システム1fは、加工形状測定部115を備えている。また、加工評価装置20fは、加工評価装置20dと比較して、加工形状推定部105を備えていないが、その他の構成要素は同じである。加工形状測定部115は、第2加工結果評価部106に接続されている。加工実行部104fで作製された部品7は、加工形状測定部115に搬送される。 A machining system 1f of Embodiment 6 includes a machining evaluation device 20f instead of the machining evaluation device 20d, as compared with the machining system 1d. Further, the machining system 1f includes a machining executing section 104f instead of the machining executing section 104d, as compared with the machining system 1d. The machining system 1 f also includes a machining shape measuring section 115 . Further, the machining evaluation device 20f does not include the machining shape estimation unit 105 as compared with the machining evaluation device 20d, but the other components are the same. The machining shape measurement unit 115 is connected to the second machining result evaluation unit 106 . The part 7 produced by the machining executing section 104 f is conveyed to the machining shape measuring section 115 .

なお、加工評価装置20fは、加工シミュレーション実行部101bの代わりに加工シミュレーション実行部101aを備えていてもよい。また、加工許容値設定部100には、2次元CAD図面39が入力されてもよいし、部品形状41が入力されてもよい。図19では、加工許容値設定部100に部品形状41が入力される場合を示している。 The machining evaluation device 20f may include a machining simulation execution unit 101a instead of the machining simulation execution unit 101b. In addition, the two-dimensional CAD drawing 39 may be input to the processing allowable value setting unit 100, and the component shape 41 may be input. FIG. 19 shows a case where a component shape 41 is input to the machining allowable value setting unit 100. As shown in FIG.

実施の形態6にかかる加工システム1fは、加工形状推定部105の代わりに加工形状測定部115を備えている。加工形状測定部115は、加工実行部104fで加工された部品7(加工が終了した部品7)を用いて、部品7の実際の形状である実加工形状52Rを計測する。加工形状測定部115は、例えば、3次元計測器(CMM、Coordinate Measuring Machine)、表面粗さ計、センサである。 A machining system 1 f according to the sixth embodiment includes a machining shape measuring unit 115 instead of the machining shape estimating unit 105 . The machining shape measurement unit 115 measures the actual machining shape 52R, which is the actual shape of the part 7, using the part 7 machined by the machining execution part 104f (the part 7 for which machining has been completed). The processed shape measuring unit 115 is, for example, a three-dimensional measuring instrument (CMM, Coordinate Measuring Machine), a surface roughness meter, and a sensor.

加工形状測定部115は、数値制御工作機械99の内部に配置された計測器が用いられてもよいし、数値制御工作機械99の外部に配置された計測器が用いられてもよい。例えば、タッチプローブと呼ばれる計測器は、加工後の部品形状を測定する計測器として切削加工機では良く用いられる。 The machining shape measuring unit 115 may use a measuring instrument arranged inside the numerically controlled machine tool 99 or may use a measuring instrument arranged outside the numerically controlled machine tool 99 . For example, a measuring instrument called a touch probe is often used in a cutting machine as a measuring instrument for measuring the shape of a part after machining.

また、加工形状測定部115の代わりに、システム使用者が部品7の実加工形状52Rを測定してもよい。この場合、計測器といった機械ではなくシステム使用者が、ノギスなどを用いて部位毎に部品7の形状を測定し、コンピュータ23を用いて、第2加工結果評価部106に直接実加工形状52Rを入力してもよい。 Also, instead of using the machining shape measuring unit 115, the system user may measure the actual machining shape 52R of the part 7. FIG. In this case, the system user, not a machine such as a measuring instrument, measures the shape of the part 7 for each part using a vernier caliper or the like, and uses the computer 23 to directly input the actual machined shape 52R to the second machining result evaluation unit 106. may be entered.

実施の形態6の第2加工結果評価部106は、実加工形状52Rと、部位設定情報46に格納されている部位毎の設計値とに基づいて、実加工形状52Rにおける部位毎の実際の加工誤差を示す実加工誤差53Rを計算する。第2加工結果評価部106は、実加工誤差53Rを第2結果判定部107に送る。 The second machining result evaluation unit 106 of Embodiment 6 evaluates the actual machining for each part in the actual machining shape 52R based on the actual machining shape 52R and the design value for each part stored in the part setting information 46. An actual machining error 53R indicating the error is calculated. The second machining result evaluation section 106 sends the actual machining error 53R to the second result determination section 107 .

実施の形態6の第2結果判定部107は、部位毎の実加工誤差53Rと、部位設定情報46に格納されている部位毎の加工許容値とに基づいて、実加工誤差53Rの合否を判定する。第2結果判定部107は、部位毎の実加工形状52R(実加工誤差53R)の合否を示す部位毎の実加工判定結果54Rを外部装置に出力する。また、第1結果判定部103bは、部位毎のシミュレーション形状47S(部位加工誤差48S)の合否を示す部位毎の部位判定結果50Sを外部装置に出力する。ここでの外部装置は、例えば表示装置である。表示装置は、部位毎の実加工判定結果54Rと、部位毎の部位判定結果50Sとを表示する。 The second result determination unit 107 of Embodiment 6 determines whether the actual machining error 53R is acceptable based on the actual machining error 53R for each part and the machining allowable value for each part stored in the part setting information 46. do. The second result determination unit 107 outputs an actual machining determination result 54R for each part, which indicates whether the actual machining shape 52R (actual machining error 53R) for each part is acceptable, to an external device. In addition, the first result determination unit 103b outputs a part determination result 50S for each part indicating pass/fail of the simulation shape 47S (part machining error 48S) for each part to the external device. The external device here is, for example, a display device. The display device displays an actual machining determination result 54R for each part and a part determination result 50S for each part.

これにより、システム使用者は、シミュレーションによって得られた部位毎の部位判定結果50Sと、実際の部品7を計測することによって得られた部位毎の実加工判定結果54Rとを比較することが可能となる。表示装置は、例えば、部位判定結果50Sと実加工判定結果54Rとを部位毎にテーブルデータとして表示してもよいし、画面上で1つの図としてそれぞれを重ねて表示してもよいし、2枚の図に分けて表示してもよい。 As a result, the system user can compare the part determination result 50S for each part obtained by the simulation with the actual machining determination result 54R for each part obtained by measuring the actual part 7. Become. The display device may display, for example, the site determination result 50S and the actual machining determination result 54R as table data for each site, or may display them as a single drawing in an overlapping manner on the screen. It may be displayed in separate figures.

図20は、実施の形態6にかかる加工評価装置を有する加工システムのハードウエア構成例を示すブロック図である。加工評価装置20fを有する加工システム1fは、数値制御工作機械99と、搬送装置25と、計測装置26と、加工評価装置20fが格納されたコンピュータ23と、ネットワークハブ24とで構成されている。ネットワークハブ24は、数値制御工作機械99、搬送装置25、計測装置26、およびコンピュータ23に接続されている。 FIG. 20 is a block diagram showing a hardware configuration example of a machining system having a machining evaluation device according to a sixth embodiment. A machining system 1f having a machining evaluation device 20f is composed of a numerically controlled machine tool 99, a transfer device 25, a measuring device 26, a computer 23 in which the machining evaluation device 20f is stored, and a network hub 24. Network hub 24 is connected to numerically controlled machine tool 99 , transport device 25 , measuring device 26 and computer 23 .

加工システム1fでは、搬送装置25が、数値制御工作機械99で加工された部品7を計測装置26に移動させる。搬送装置25の例は、ローダーと呼ばれる搬送機、産業用ロボットなどである。搬送装置25は、数値制御工作機械99から部品7を取り外し、加工形状測定部115である計測装置26に取り付ける。計測装置26は、部品7の加工物形状を測定し、測定結果を示す実加工形状52Rを、ネットワークハブ24経由で、加工評価装置20fに送信する。搬送装置25および計測装置26への制御信号は、ネットワークハブ24経由でコンピュータ23から指令してもよいし、数値制御工作機械99からPLC(Programmable Logic Controller、プログラマブルロジックコントローラ)といった制御装置経由で指令してもよい。 In the machining system 1 f , the transfer device 25 moves the part 7 machined by the numerically controlled machine tool 99 to the measuring device 26 . Examples of the carrier device 25 are a carrier called a loader, an industrial robot, and the like. The conveying device 25 removes the part 7 from the numerically controlled machine tool 99 and attaches it to the measuring device 26 which is the machining shape measuring section 115 . The measuring device 26 measures the workpiece shape of the part 7 and transmits an actual machined shape 52R indicating the measurement result to the machining evaluation device 20f via the network hub 24 . Control signals to the transport device 25 and the measuring device 26 may be commanded from the computer 23 via the network hub 24, or may be commanded from the numerically controlled machine tool 99 via a control device such as a PLC (Programmable Logic Controller). You may

なお、加工評価装置20fは、加工評価装置20eが備えている、モデル更新判定部108、モデル更新実行部109、および機械モデルDB110を有していてもよい。この場合、加工評価装置20fは、機械モデル情報45に含まれる機械の特性を表現する機械モデルの精度が十分でない場合に、機械モデル情報45の機械モデルを更新する。これにより、加工システム1fは、実加工形状52Rとシミュレーション形状47Sとを一致させ、さらに高精度に加工誤差をシミュレーションすることが可能となる。 Note that the machining evaluation device 20f may have the model update determination unit 108, the model update execution unit 109, and the machine model DB 110, which are included in the machining evaluation device 20e. In this case, the machining evaluation device 20f updates the machine model of the machine model information 45 when the accuracy of the machine model representing the characteristics of the machine included in the machine model information 45 is insufficient. As a result, the machining system 1f can match the actual machining shape 52R and the simulation shape 47S and simulate machining errors with higher accuracy.

このように実施の形態6の加工システム1fは、計測装置26を用いることで部品7の実加工形状52Rを直接測定することが可能となり、さらに正確に実加工形状52Rに対する実加工誤差53Rを計算することが可能になる。 As described above, the machining system 1f of Embodiment 6 can directly measure the actual machining shape 52R of the part 7 by using the measuring device 26, and more accurately calculates the actual machining error 53R for the actual machining shape 52R. it becomes possible to

また、加工システム1fは、部品7の測定結果から得られた実加工誤差53Rが加工許容値を満たすか否かを判定して判定結果を示す実加工判定結果54Rを出力している。また、加工システム1fは、シミュレーションによって計算した部位加工誤差48Sが加工許容値を満たすか否かを判定して判定結果を示す部位判定結果50Sを出力している。これにより、システム使用者は、表示装置に表示された実加工判定結果54Rと部位判定結果50Sとを容易に比較することが可能となる。したがって、システム使用者は、シミュレーションで予測された加工結果と、部品7の測定結果から得られた加工結果との差を容易に比較することが可能になる。 Further, the machining system 1f determines whether or not the actual machining error 53R obtained from the measurement result of the component 7 satisfies the machining allowable value, and outputs an actual machining determination result 54R indicating the determination result. Further, the machining system 1f determines whether or not the part machining error 48S calculated by the simulation satisfies the machining allowable value, and outputs a part determination result 50S indicating the determination result. This allows the system user to easily compare the actual machining determination result 54R and the part determination result 50S displayed on the display device. Therefore, the system user can easily compare the difference between the machining result predicted by the simulation and the machining result obtained from the measurement result of the part 7 .

実施の形態7.
つぎに、図21および図22を用いて実施の形態7について説明する。実施の形態7では、複数の加工システム間で機械モデル情報45を送受信する。実施の形態7では、実施の形態5との差異を中心に説明する。
Embodiment 7.
Next, Embodiment 7 will be described with reference to FIGS. 21 and 22. FIG. In Embodiment 7, machine model information 45 is transmitted and received between a plurality of machining systems. In the seventh embodiment, differences from the fifth embodiment will be mainly described.

図21は、実施の形態7にかかる加工システムが備える加工評価装置の構成例を示すブロック図である。図21の各構成要素のうち図18に示す実施の形態5の加工システム1eと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。図21では、実施の形態7の加工システム1gが備えるコンピュータ23、ネットワークハブ24、および数値制御工作機械99の図示は省略している。 FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of a machining evaluation device included in the machining system according to the seventh embodiment. Among the constituent elements in FIG. 21, constituent elements that achieve the same functions as those of the processing system 1e of Embodiment 5 shown in FIG. In FIG. 21, illustration of the computer 23, the network hub 24, and the numerically controlled machine tool 99 included in the machining system 1g of Embodiment 7 is omitted.

実施の形態7の加工システム1gは、加工システム1eと比較して、加工評価装置20eの代わりに加工評価装置20gを備えている。また、加工評価装置20gは、加工評価装置20eが備える構成要素に加えて、ネットワーク通信部112を備えている。ネットワーク通信部112は、機械モデルDB110に接続されている。実施の形態7にかかる加工システム1gのネットワーク通信部112は、機械モデルDB110に蓄積された機械モデル情報45を加工システム1gの外部に送信する。また、他の加工システム1gから送信されてきた機械モデル情報45を受信して機械モデルDB110に格納する。 A processing system 1g of Embodiment 7 includes a processing evaluation device 20g instead of the processing evaluation device 20e, as compared with the processing system 1e. Moreover, the processing evaluation device 20g includes a network communication unit 112 in addition to the constituent elements of the processing evaluation device 20e. Network communication unit 112 is connected to machine model DB 110 . The network communication unit 112 of the machining system 1g according to the seventh embodiment transmits the machine model information 45 accumulated in the machine model DB 110 to the outside of the machining system 1g. Also, the machine model information 45 transmitted from the other machining system 1g is received and stored in the machine model DB 110. FIG.

なお、加工評価装置20gは、加工シミュレーション実行部101bの代わりに加工シミュレーション実行部101aを備えていてもよい。また、加工許容値設定部100には、2次元CAD図面39が入力されてもよいし、部品形状41が入力されてもよい。図21では、加工許容値設定部100に部品形状41が入力される場合を示している。 Note that the machining evaluation device 20g may include a machining simulation execution unit 101a instead of the machining simulation execution unit 101b. In addition, the two-dimensional CAD drawing 39 may be input to the processing allowable value setting unit 100, and the component shape 41 may be input. FIG. 21 shows a case where a component shape 41 is input to the machining allowance setting unit 100. As shown in FIG.

図22は、実施の形態7にかかる加工評価装置を有する加工システムのハードウエア構成例を示すブロック図である。加工システム1gは、加工システム1aと同様に、数値制御工作機械99と、コンピュータ23と、これらの両者を接続するネットワークハブ24とで構成されている。加工システム1gのコンピュータ23には加工評価装置20gが格納されている。 FIG. 22 is a block diagram showing a hardware configuration example of a machining system having the machining evaluation device according to the seventh embodiment. The machining system 1g, like the machining system 1a, comprises a numerically controlled machine tool 99, a computer 23, and a network hub 24 connecting them. A processing evaluation device 20g is stored in the computer 23 of the processing system 1g.

実施の形態7では、同一仕様の数値制御工作機械99を有する異なる場所に設置された複数の加工システム1gがネットワークハブ24経由で接続されている。図22では、2つの加工システム1gがネットワークハブ24経由で接続されている場合を示している。 In Embodiment 7, a plurality of machining systems 1g having numerically controlled machine tools 99 with the same specifications and installed at different locations are connected via a network hub 24. FIG. FIG. 22 shows a case where two processing systems 1g are connected via a network hub 24. In FIG.

各加工システム1gのネットワーク通信部112は、ネットワークハブ24を介して、外部の加工システム1gに機械モデル情報45を送信する。すなわち、一方の加工システム1gのネットワーク通信部112は、ネットワークハブ24を介して、他方の加工システム1gのネットワーク通信部112に機械モデル情報45を送信する。これにより、他方の加工システム1gのネットワーク通信部112は、一方の加工システム1gのネットワーク通信部112から機械モデル情報45を受信する。同様に、他方の加工システム1gからも一方の加工システム1gに機械モデル情報45が送られる。 The network communication unit 112 of each machining system 1g transmits the machine model information 45 to the external machining system 1g via the network hub 24 . That is, the network communication unit 112 of one machining system 1g transmits the machine model information 45 to the network communication unit 112 of the other machining system 1g via the network hub 24 . Thereby, the network communication unit 112 of the other processing system 1g receives the machine model information 45 from the network communication unit 112 of the one processing system 1g. Similarly, the machine model information 45 is sent from the other machining system 1g to the one machining system 1g.

例えば、一方の加工システム1gは、国内または海外の数値制御工作機械メーカの工場内のテストエリアに設置され、他方の加工システム1gは、数値制御工作機械ユーザの工場に設置される。 For example, one machining system 1g is installed in a test area in a domestic or overseas numerical control machine tool manufacturer's factory, and the other machining system 1g is installed in a numerical control machine tool user's factory.

国内または海外の数値制御工作機械メーカの工場内のテストエリアでは、多くの加工試験を通じて機械モデル情報45の更新が繰り返され、高精度な数値制御工作機械99の機械モデルを有している場合がある。他方、数値制御工作機械ユーザは、新規で導入した数値制御工作機械99を使う場合において、機械モデル情報45の精度が十分でない場合がある。そこで、実施の形態7では、数値制御工作機械メーカの工場に配置された加工システム1gのネットワーク通信部112から、数値制御工作機械ユーザの加工システム1gのネットワーク通信部112に対して機械モデル情報45を送信する。 In the test area in the factory of a domestic or overseas numerical control machine tool manufacturer, the machine model information 45 is repeatedly updated through many machining tests, and there are cases where a machine model of a highly accurate numerical control machine tool 99 is provided. be. On the other hand, when the numerically controlled machine tool user uses the newly introduced numerically controlled machine tool 99, the accuracy of the machine model information 45 may not be sufficient. Therefore, in Embodiment 7, the machine model information 45 is sent from the network communication unit 112 of the machining system 1g arranged in the factory of the numerical control machine tool manufacturer to the network communication unit 112 of the machining system 1g of the numerical control machine tool user. to send.

なお、機械モデルDB110は、加工評価装置20gを格納しているコンピュータ23の外部に配置されてもよい。この場合、加工評価装置20gは、コンピュータ23の代わりに、インターネットに接続されたデータセンタまたはクラウドに配置された機械モデルDB110に機械モデル情報45を一時的に保存する。データセンタまたはクラウドは、システム使用者が要望した際にインターネット経由で機械モデル情報45を加工評価装置20fに送信してもよい。 Note that the machine model DB 110 may be arranged outside the computer 23 that stores the machining evaluation device 20g. In this case, instead of the computer 23, the machining evaluation device 20g temporarily stores the machine model information 45 in the machine model DB 110 arranged in a data center or cloud connected to the Internet. The data center or cloud may transmit the machine model information 45 to the processing evaluation device 20f via the Internet when requested by the system user.

また、加工評価装置20gは、加工評価装置20fのように、加工実行部104dの代わりに加工実行部104fを備えていてもよい。この場合、加工システム1gは、加工形状測定部115を備えており、加工評価装置20fは、加工形状推定部105を備えていない。このような構成の場合、モデル更新判定部108は、部位毎の部位判定結果50Sと、部位毎の実加工判定結果54Rとに基づいて、機械モデル情報45に対する更新の要否を判定する。また、モデル更新実行部109は、モデル更新指令84を受け付けた場合に、シミュレーション形状47Sと実加工形状52Rとを用いて、機械モデル情報45の更新を実行する。 Moreover, the processing evaluation device 20g may include a processing execution unit 104f instead of the processing execution unit 104d, like the processing evaluation device 20f. In this case, the machining system 1g includes the machining shape measurement unit 115, and the machining evaluation device 20f does not include the machining shape estimation unit 105. FIG. In such a configuration, the model update determination unit 108 determines whether or not the machine model information 45 needs to be updated based on the part determination result 50S for each part and the actual machining determination result 54R for each part. Further, when receiving the model update command 84, the model update execution unit 109 updates the machine model information 45 using the simulation shape 47S and the actual machining shape 52R.

このように実施の形態7では、複数の加工システム1gがそれぞれのネットワーク通信部112を介して接続されているので、遠隔地で構築された機械モデル情報45を別の場所で共有することができる。すなわち、複数の加工システム1g間で機械モデル情報45を共有することができる。このように、複数の加工システム1g間で高精度な機械モデル情報45を共有することで、加工システム1gは、加工システム1gの配置場所および導入時期にかかわらず高精度に加工精度を予測することが可能になる。 Thus, in Embodiment 7, since a plurality of machining systems 1g are connected via respective network communication units 112, the machine model information 45 constructed at a remote location can be shared at another location. . That is, the machine model information 45 can be shared among a plurality of machining systems 1g. In this way, by sharing highly accurate machine model information 45 among a plurality of machining systems 1g, the machining system 1g can predict the machining accuracy with high accuracy regardless of the installation location and introduction time of the machining system 1g. becomes possible.

以上の実施の形態に示した構成は、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、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、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。 The configurations shown in the above embodiments are only examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, without departing from the scope of the invention. It is also possible to omit or change part of the configuration.

1a~1g 加工システム、2 回転角検出器、5 プロセス制御部、5X~5Z サーボ制御模擬部、6a サーボ制御部、6X~6Z 予測軸指令、7 部品、9 指令値演算部、14 指令値演算模擬部、15 プロセス制御模擬部、16X~16Z 駆動機構モデル部、17 機械構造モデル部、18 プロセスモデル部、19 加工形状予測部、20a~20g 加工評価装置、23 コンピュータ、24 ネットワークハブ、25 搬送装置、26 計測装置、31X~31Z 予測アクチュエータ指令、32X~32Z 予測軸フィードバック、33X~33Z 予測軸位置、34X~34Z 予測軸外乱、35 工具根本位置、36 予測プロセス外乱、37 工具先端位置、39 2次元CAD図面、40 部位情報、41 部品形状、42 加工プログラム、43 工具情報、44 工作物情報、45 機械モデル情報、46 部位設定情報、47S シミュレーション形状、48S 部位加工誤差、49 加工実行指令、50S 部位判定結果、51 加工中データ、52E 推定加工形状、52R 実加工形状、53E 推定加工誤差、53R 実加工誤差、54E 推定判定結果、54R 実加工判定結果、55 予測プロセス指令、56 予測主軸電流、57 モデル更新履歴、61a~61c 加減算器、62 位置制御器、63 速度制御器、64 電流制御器、65 速度演算器、71 モータ、72 案内機構、74 カップリング、75a,75b 支持軸受、76 工具、77 ワークテーブル、78 工作物、79 減速機、80 プレート治具、81 ナット、83 主軸、84 モデル更新指令、93X X軸駆動部、93Y Y軸駆動部、93Z Z軸駆動部、94 主軸制御部、95X~95Z サーボ制御装置、96 機械装置部、97X~97Z 駆動機構、98 機械構造、99 数値制御工作機械、100 加工許容値設定部、101a,101b 加工シミュレーション実行部、102 第1加工結果評価部、103b 第1結果判定部、104b,104d,104f 加工実行部、105 加工形状推定部、106 第2加工結果評価部、107 第2結果判定部、108 モデル更新判定部、109 モデル更新実行部、110 機械モデルDB、111 加工条件最適化実行部、112 ネットワーク通信部、115 加工形状測定部、201 プロセッサ、202 メモリ、203 処理回路、HA,HB1,HB2,HC1,HC2 穴。 1a to 1g machining system, 2 rotation angle detector, 5 process control section, 5X to 5Z servo control simulation section, 6a servo control section, 6X to 6Z predicted axis command, 7 part, 9 command value calculation section, 14 command value calculation Simulation unit 15 Process control simulation unit 16X to 16Z Drive mechanism model unit 17 Mechanical structure model unit 18 Process model unit 19 Machining shape prediction unit 20a to 20g Machining evaluation device 23 Computer 24 Network hub 25 Conveyance Device, 26 Measuring device, 31X-31Z Predicted actuator command, 32X-32Z Predicted axis feedback, 33X-33Z Predicted axis position, 34X-34Z Predicted axis disturbance, 35 Tool root position, 36 Predicted process disturbance, 37 Tool tip position, 39 2D CAD drawing, 40 part information, 41 part shape, 42 machining program, 43 tool information, 44 workpiece information, 45 machine model information, 46 part setting information, 47S simulation shape, 48S part machining error, 49 machining execution command, 50S Part determination result 51 Machining data 52E Estimated machining shape 52R Actual machining shape 53E Estimated machining error 53R Actual machining error 54E Estimated judgment result 54R Actual machining judgment result 55 Predicted process command 56 Predicted spindle current , 57 model update history, 61a to 61c adder/subtractor, 62 position controller, 63 speed controller, 64 current controller, 65 speed calculator, 71 motor, 72 guide mechanism, 74 coupling, 75a, 75b support bearing, 76 Tool, 77 Work table, 78 Workpiece, 79 Reducer, 80 Plate jig, 81 Nut, 83 Spindle, 84 Model update command, 93X X-axis drive unit, 93Y Y-axis drive unit, 93Z Z-axis drive unit, 94 Spindle Control unit, 95X to 95Z servo control device, 96 mechanical device unit, 97X to 97Z drive mechanism, 98 machine structure, 99 numerically controlled machine tool, 100 processing allowable value setting unit, 101a, 101b processing simulation execution unit, 102 first processing result evaluation unit 103b first result determination unit 104b, 104d, 104f machining execution unit 105 machining shape estimation unit 106 second machining result evaluation unit 107 second result determination unit 10 8 model update determination unit 109 model update execution unit 110 machine model DB 111 machining condition optimization execution unit 112 network communication unit 115 machining shape measurement unit 201 processor 202 memory 203 processing circuit HA, HB1, HB2, HC1, HC2 holes.

Claims (14)

軸を駆動することで工作物の加工を行う機械装置によって形成される部品の部品形状を評価する加工評価装置であって、
前記加工を制御する加工プログラムが実行された後の前記部品に含まれる部位のうち指定された部位である指定部位毎の加工誤差の許容値である加工許容値と設計値とを設定する加工データ設定部と、
前記機械装置の特性を模擬する機械モデルと前記加工プログラムとを用いて、前記加工の加工シミュレーションを実行する加工シミュレーション実行部と、
前記加工シミュレーションによって予測された前記加工プログラムが実行された後の前記部品形状であるシミュレーション形状と前記設計値とに基づいて、前記シミュレーション形状の加工誤差の予測値であるシミュレーション加工誤差を、前記指定部位毎に計算する第1加工結果評価部と、
前記指定部位毎に前記指定部位と前記設計値と前記シミュレーション加工誤差とを対応付けて表示する表示装置と、
を備える、
ことを特徴とする加工評価装置。
A machining evaluation device for evaluating a part shape of a part formed by a mechanical device for machining a workpiece by driving a shaft,
Machining data for setting a machining allowable value and a design value, which are tolerances of machining errors for each designated portion, which is a designated portion among the portions included in the part after the machining program for controlling the machining is executed. a setting unit;
a machining simulation execution unit that executes a machining simulation of the machining using a machine model that simulates the characteristics of the machine and the machining program;
The simulation machining error, which is a predicted value of the machining error of the simulation shape, is specified based on the simulation shape, which is the part shape after execution of the machining program predicted by the machining simulation, and the design value. a first machining result evaluation unit that calculates for each part;
a display device that associates and displays the specified portion, the design value, and the simulation machining error for each specified portion;
comprising
A processing evaluation device characterized by:
前記加工データ設定部は、 The processing data setting unit
前記表示装置が前記指定部位毎に前記指定部位と前記設計値と前記シミュレーション加工誤差とを対応付けて表示した状態で、前記設計値および前記加工許容値の外部からの入力を受け付ける、 Accepting input from the outside of the design value and the machining allowable value in a state where the display device displays the specified portion, the design value, and the simulation machining error for each specified portion in association with each other;
ことを特徴とする請求項1に記載の加工評価装置。 The processing evaluation device according to claim 1, characterized in that:
前記指定部位毎に前記シミュレーション加工誤差が前記指定された部位の前記加工許容値を満たすか否かを判定する第1結果判定部をさらに備え
前記表示装置は、前記第1結果判定部での判定結果を表示する、
ことを特徴とする請求項1に記載の加工評価装置。
further comprising a first result determination unit that determines whether the simulation machining error satisfies the machining allowable value of the specified part for each of the specified parts ,
The display device displays the determination result of the first result determination unit,
The processing evaluation device according to claim 1, characterized in that:
前記第1結果判定部が判定した結果に、前記加工許容値を満たさない前記指定部位が含まれている場合に、前記加工許容値を満たさない前記指定部位が含まれなくなるまで、前記機械モデルおよび前記加工プログラムの少なくとも一方を変更する加工条件最適化実行部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項に記載の加工評価装置。
If the result determined by the first result determination unit includes the specified portion that does not satisfy the machining allowable value, the machine model and the further comprising a machining condition optimization execution unit that changes at least one of the machining programs;
4. The processing evaluation device according to claim 3 , characterized in that:
前記加工を実行中の前記機械装置のデータに基づいて、前記加工によって形成される前記部品の前記部品形状を推定加工形状として推定する加工形状推定部と、
前記指定部位毎の前記加工許容値および前記推定加工形状に基づいて、前記指定部位の加工誤差である推定加工誤差を前記指定部位毎に計算する第2加工結果評価部と、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項3または4に記載の加工評価装置。
a machining shape estimating unit that estimates the part shape of the part formed by the machining as an estimated machining shape based on the data of the mechanical device that is executing the machining;
a second machining result evaluation unit that calculates an estimated machining error, which is a machining error of the specified part, for each of the specified parts based on the machining allowable value and the estimated machining shape for each of the specified parts;
further comprising
5. The processing evaluation device according to claim 3 or 4 , characterized in that:
前記推定加工誤差と前記加工許容値とを前記指定部位毎に比較し、前記指定部位の全てで前記推定加工形状が前記加工許容値を満たすか否かを判定する第2結果判定部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項に記載の加工評価装置。
further comprising a second result determination unit that compares the estimated machining error and the machining allowable value for each of the specified parts and determines whether or not the estimated machining shape satisfies the machining allowable value for all of the specified parts. ,
6. The processing evaluation device according to claim 5 , characterized in that:
前記第1結果判定部での判定結果と前記第2結果判定部での判定結果とを前記指定部位毎に比較し、比較結果に基づいて前記機械モデルの更新の要否を判定するモデル更新判定部と、
前記モデル更新判定部が前記機械モデルの更新が必要であると判定した場合に、前記機械モデルを更新するモデル更新実行部と、
をさらに備え、
前記加工シミュレーション実行部は、前記加工プログラムと更新された前記機械モデルとを用いて、前記加工の加工シミュレーションを実行する、
ことを特徴とする請求項に記載の加工評価装置。
model update determination for determining whether or not to update the machine model based on the comparison result by comparing the determination result of the first result determination unit and the determination result of the second result determination unit for each of the designated parts; Department and
a model update execution unit that updates the machine model when the model update determination unit determines that the machine model needs to be updated;
further comprising
The machining simulation execution unit uses the machining program and the updated machine model to execute a machining simulation of the machining.
7. The processing evaluation device according to claim 6 , characterized in that:
前記モデル更新実行部は、人工知能を用いて前記推定加工形状と前記シミュレーション形状との関係を学習し、学習結果に基づいて、前記機械モデルを更新する、
ことを特徴とする請求項に記載の加工評価装置。
The model update execution unit learns the relationship between the estimated machining shape and the simulation shape using artificial intelligence, and updates the machine model based on the learning result.
The processing evaluation device according to claim 7 , characterized in that:
前記工作物への加工が終了した後に測定装置によって測定された前記指定部位の実際の加工形状である実加工形状と前記加工許容値とに基づいて、前記指定部位の実際の加工誤差である実加工誤差を前記指定部位毎に計算する第2加工結果評価部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1からの何れか1つに記載の加工評価装置。
Based on the actual machining shape, which is the actual machining shape of the specified portion, which is measured by a measuring device after the machining of the workpiece is finished, and the machining allowable value, the actual machining error of the specified portion is calculated. Further comprising a second machining result evaluation unit that calculates a machining error for each of the specified parts,
5. The processing evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that:
前記実加工誤差と前記加工許容値とを前記指定部位毎に比較し、前記指定部位の全てで前記実加工形状が前記加工許容値を満たすか否かを判定する第2結果判定部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項に記載の加工評価装置。
further comprising a second result determination unit that compares the actual machining error and the machining allowable value for each of the specified parts and determines whether or not the actual machining shape satisfies the machining allowable value in all of the specified parts. ,
10. The processing evaluation device according to claim 9 , characterized in that:
更新された前記機械モデルを、ネットワーク上に存在する別の加工評価装置に送信するネットワーク通信部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項7または8に記載の加工評価装置。
further comprising a network communication unit that transmits the updated machine model to another machining evaluation device existing on the network;
9. The processing evaluation device according to claim 7 or 8 , characterized in that:
軸を駆動することで工作物の加工を行う機械装置と、
前記機械装置によって形成される部品の部品形状を評価する加工評価装置と、
を有し、
前記加工評価装置は、
前記加工を制御する加工プログラムが実行された後の前記部品に含まれる部位のうち指定された部位である指定部位毎の加工誤差の許容値である加工許容値と設計値とを設定する加工データ設定部と、
前記機械装置の特性を模擬する機械モデルと前記加工プログラムとを用いて、前記加工の加工シミュレーションを実行する加工シミュレーション実行部と、
前記加工シミュレーションによって予測された前記加工プログラムが実行された後の前記部品形状であるシミュレーション形状と前記設計値とに基づいて、前記シミュレーション形状の加工誤差の予測値であるシミュレーション加工誤差を、前記指定部位毎に計算する第1加工結果評価部と、
前記指定部位毎に前記指定部位と前記設計値と前記シミュレーション加工誤差とを対応付けて表示する表示装置と、
を備える、
ことを特徴とする加工システム。
a mechanical device that processes a workpiece by driving an axis;
a processing evaluation device that evaluates a part shape of a part formed by the mechanical device;
has
The processing evaluation device is
Machining data for setting a machining allowable value and a design value, which are tolerances of machining errors for each designated portion, which is a designated portion among the portions included in the part after the machining program for controlling the machining is executed. a setting unit;
a machining simulation execution unit that executes a machining simulation of the machining using a machine model that simulates the characteristics of the machine and the machining program;
The simulation machining error, which is a predicted value of the machining error of the simulation shape, is specified based on the simulation shape, which is the part shape after execution of the machining program predicted by the machining simulation, and the design value. a first machining result evaluation unit that calculates for each part;
a display device that associates and displays the specified portion, the design value, and the simulation machining error for each specified portion;
comprising a
A processing system characterized by:
更新された前記機械モデルを、ネットワーク上に存在する別の加工システムに送信するネットワーク通信部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項12に記載の加工システム。
further comprising a network communication unit that transmits the updated machine model to another machining system present on a network;
13. The processing system according to claim 12 , characterized by:
軸を駆動することで工作物の加工を行う機械装置によって形成される部品の部品形状を評価する加工評価方法であって、
加工評価装置が、前記加工を制御する加工プログラムが実行された後の前記部品に含まれる部位のうち指定された部位である指定部位毎の加工誤差の許容値である加工許容値と設計値とを設定する加工データ設定ステップと、
前記加工評価装置が、前記機械装置の特性を模擬する機械モデルと前記加工プログラムとを用いて、前記加工の加工シミュレーションを実行する加工シミュレーション実行ステップと、
前記加工評価装置が、前記加工シミュレーションによって予測された前記加工プログラムが実行された後の前記部品形状であるシミュレーション形状と前記設計値とに基づいて、前記シミュレーション形状の加工誤差の予測値であるシミュレーション加工誤差を、前記指定部位毎に計算する第1加工結果評価ステップと、
前記指定部位毎に前記指定部位と前記設計値と前記シミュレーション加工誤差とを対応付けて表示する表示ステップと、
含む、
ことを特徴とする加工評価方法。
A machining evaluation method for evaluating a part shape of a part formed by a mechanical device for machining a workpiece by driving a shaft,
A machining evaluation device calculates a machining tolerance value and a design value, which are machining error tolerance values for each specified portion, which is a specified portion among the portions included in the part included in the part after the machining program for controlling the machining is executed. a machining data setting step for setting
a machining simulation execution step in which the machining evaluation device executes a machining simulation of the machining using a machine model that simulates the characteristics of the machine and the machining program;
The machining evaluation device performs a simulation that is a predicted value of the machining error of the simulation shape based on the simulation shape that is the part shape after the machining program is executed and the design value that is predicted by the machining simulation. a first machining result evaluation step of calculating a machining error for each of the specified parts;
a display step of correlating and displaying the specified portion, the design value, and the simulation machining error for each of the specified portions;
including
A processing evaluation method characterized by:
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