JP7177669B2 - Analysis device, analysis method and processing system - Google Patents

Analysis device, analysis method and processing system Download PDF

Info

Publication number
JP7177669B2
JP7177669B2 JP2018215847A JP2018215847A JP7177669B2 JP 7177669 B2 JP7177669 B2 JP 7177669B2 JP 2018215847 A JP2018215847 A JP 2018215847A JP 2018215847 A JP2018215847 A JP 2018215847A JP 7177669 B2 JP7177669 B2 JP 7177669B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
tool
cutting tool
depth
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018215847A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020082225A (en
Inventor
慎二 夏目
啓介 坪井
和人 笠原
優 金田
尚登 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2018215847A priority Critical patent/JP7177669B2/en
Priority to DE102019128041.9A priority patent/DE102019128041A1/en
Publication of JP2020082225A publication Critical patent/JP2020082225A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7177669B2 publication Critical patent/JP7177669B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0952—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
    • B23Q17/0961—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining by measuring power, current or torque of a motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37365—Surface shape, gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

本発明は、解析装置、解析方法及び加工システムに関する。 The present invention relates to an analysis device, an analysis method, and a processing system.

従来、数値制御工作機械におけるワーク（被加工物）の切削加工に先立って、ワークの加工開始点を決定するために、レーザ光などを用いて、ワークの形状を非接触で計測することが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, it is known to measure the shape of a workpiece without contact using a laser beam or the like in order to determine the machining start point of the workpiece prior to cutting the workpiece (workpiece) in a numerically controlled machine tool. (See Patent Document 1, for example).

特開２０１２－５３５０９号公報JP 2012-53509 A

ワークの形状は、特許文献１に記載のとおりワークの加工開始点を決定するために利用できるだけでなく、ワークの取り代（切削代）が過剰であるか否かを解析するためにも利用できる。 The shape of the workpiece can be used not only to determine the machining start point of the workpiece as described in Patent Document 1, but also to analyze whether the machining allowance (cutting allowance) of the workpiece is excessive. .

しかしながら、特許文献１に記載のように、ワークの形状を非接触で計測するには、高価な非接触式計測センサが必要なだけでなく、計測作業に時間を要するという問題もあるため、ワークの形状を簡便かつ迅速に計測したいという要望がある。 However, as described in Patent Document 1, non-contact measurement of the shape of a workpiece not only requires an expensive non-contact measurement sensor, but also has the problem of requiring a long time for measurement work. There is a demand for simple and quick measurement of the shape of

本発明は、簡便かつ迅速にワークの形状を計測することのできる解析装置、解析方法及び加工システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an analysis apparatus, an analysis method, and a machining system that can measure the shape of a workpiece simply and quickly.

第１の態様は、切込量取得部と、形状取得部とを備える解析装置である。切込量取得部は、切削工具を用いたワークの切削加工における加工特性に基づいて、切削工具によるワークの切込量を取得する。形状取得部は、切込量と切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前におけるワークの形状を取得する。 A first aspect is an analysis device that includes a depth-of-cut acquisition section and a shape acquisition section. The depth-of-cut acquisition unit acquires the depth-of-cut of the workpiece by the cutting tool based on the machining characteristics in cutting the workpiece using the cutting tool. The shape acquisition unit acquires the shape of the workpiece before cutting based on the depth of cut and the cutting position of the cutting tool.

第２の態様は、解析装置を制御するためにコントローラによって実行される解析方法である。当該解析方法は、切削工具を用いたワークの切削加工における加工特性に基づいて取得されるワークの切込量と、切削工具の切削位置とに基づいて、ワークの切削加工前における形状を演算する工程と、ワークの切削加工前における形状を示す形状情報を出力する工程とを備える。 A second aspect is an analysis method performed by a controller to control an analysis device. The analysis method calculates the shape of the workpiece before cutting based on the cutting depth of the workpiece obtained based on the machining characteristics in cutting the workpiece using the cutting tool and the cutting position of the cutting tool. and a step of outputting shape information indicating the shape of the workpiece before cutting.

第３の態様は、切込量取得部と、形状取得部とを備える加工システムである。切込量取得部は、切削工具を用いたワークの切削加工における加工特性に基づいて、切削工具によるワークの切込量を取得する。形状取得部は、切込量と切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前におけるワークの形状を取得する。 A third aspect is a processing system including a depth-of-cut obtaining section and a shape obtaining section. The depth-of-cut acquisition unit acquires the depth-of-cut of the workpiece by the cutting tool based on the machining characteristics in cutting the workpiece using the cutting tool. The shape acquisition unit acquires the shape of the workpiece before cutting based on the depth of cut and the cutting position of the cutting tool.

本発明によれば、簡便かつ迅速にワークの形状を計測することのできる解析装置、解析方法及び加工システムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the analysis apparatus, analysis method, and processing system which can measure the shape of a workpiece|work simply and rapidly can be provided.

第１実施形態に係る加工システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a processing system according to a first embodiment; FIG. 第１実施形態に係る数値制御工作機械における切削工具とワークとの位置関係を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the positional relationship between a cutting tool and a workpiece in the numerically controlled machine tool according to the first embodiment; 第１実施形態に係る主軸モータのトルク特性の一例を示すグラフである。5 is a graph showing an example of torque characteristics of a spindle motor according to the first embodiment; 第１実施形態に係る切削加工を説明するための模式図である。It is a mimetic diagram for explaining cutting concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る型の設計からワークの形状をフィードバックするまでの流れを説明するためのフローチャートである。4 is a flow chart for explaining the flow from the design of the mold according to the first embodiment to the feedback of the shape of the workpiece; 第２実施形態に係る加工システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the processing system which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る数値制御工作機械における切削工具とワークとの位置関係を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing the positional relationship between a cutting tool and a workpiece in a numerically controlled machine tool according to a second embodiment; 第２実施形態に係る切削加工を説明するための模式図である。It is a mimetic diagram for explaining cutting concerning a 2nd embodiment.

［第１実施形態］
本発明に係る解析装置を旋盤に適用した第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る加工システム１００の構成を示すブロック図である。 [First embodiment]
A first embodiment in which an analysis apparatus according to the present invention is applied to a lathe will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a processing system 100 according to this embodiment.

加工システム１００は、数値制御工作機械１０と解析装置２０とを備える。 A machining system 100 includes a numerically controlled machine tool 10 and an analysis device 20 .

（数値制御工作機械１０）
図２は、数値制御工作機械１０における切削工具Ｔとワーク（被加工物）Ｗとの位置関係を示す模式図である。図２において、ｘ軸はｚ軸に垂直である。数値制御工作機械１０は、切削工具Ｔを移動させることによって、回転するワークＷを所望の目標形状に切削加工する。ワークＷは、例えば金属材料からなる。 (Numerical control machine tool 10)
FIG. 2 is a schematic diagram showing the positional relationship between the cutting tool T and the workpiece (workpiece) W in the numerically controlled machine tool 10. As shown in FIG. In FIG. 2, the x-axis is perpendicular to the z-axis. The numerically controlled machine tool 10 moves the cutting tool T to cut the rotating workpiece W into a desired target shape. The work W is made of, for example, a metal material.

図１に示すように、数値制御工作機械１０は、制御装置１１、主軸モータアンプ１２、主軸モータ１３、主軸１４、電流計１５、送り軸モータアンプ１６、送り軸モータ１７、送り軸１８及びポジションコーダ１９を有する。 As shown in FIG. 1, the numerically controlled machine tool 10 includes a controller 11, a spindle motor amplifier 12, a spindle motor 13, a spindle 14, an ammeter 15, a feed shaft motor amplifier 16, a feed shaft motor 17, a feed shaft 18 and a position controller. It has a coder 19 .

制御装置１１は、記憶部１１ａ、主軸回転数制御部１１ｂ、送り速度制御部１１ｃ及び工具位置検出部１１ｄを有する。 The control device 11 has a storage unit 11a, a spindle speed control unit 11b, a feed speed control unit 11c, and a tool position detection unit 11d.

記憶部１１ａは、加工プログラム（いわゆる、ＮＣプログラム）を格納する。加工プログラムは、送り軸１８の移動や座標系の設定等を処理するためのＧコードによって表される。例えば、Ｇ００Ｘ２００．０Ｙ１５０．０というＧコードは、切削工具Ｔを座標値（２００，１５０）に移動させることを示し、Ｇ０１Ｘ３００．０Ｙ２００．０ Ｆ６０というＧコードは、座標値（３００，２００）に向かって送り速度６０で切削工具Ｔを直線移動させることを示す。 The storage unit 11a stores machining programs (so-called NC programs). A machining program is represented by a G code for processing the movement of the feed axis 18, the setting of the coordinate system, and the like. For example, a G-code of G00X200.0Y150.0 indicates to move the cutting tool T to coordinate values (200,150), and a G-code of G01X300.0Y200.0 F60 indicates to move to coordinate values (300,200). , the cutting tool T is linearly moved at a feed rate of 60.

記憶部１１ａは、工具位置検出部１１ｄによって取得される切削工具Ｔの工具位置と、電流計１５によって検出される主軸モータ１３の電流値とを格納する。 The storage unit 11 a stores the tool position of the cutting tool T acquired by the tool position detection unit 11 d and the current value of the spindle motor 13 detected by the ammeter 15 .

主軸回転数制御部１１ｂは、記憶部１１ａに格納された加工プログラムを参照して、ワークＷが取り付けられる主軸モータ１３の回転数を取得し、主軸モータ１３の回転数を示す回転数指令を主軸モータアンプ１２に出力する。 The spindle rotation speed control unit 11b acquires the rotation speed of the spindle motor 13 to which the workpiece W is attached by referring to the machining program stored in the storage unit 11a, and outputs a rotation speed command indicating the rotation speed of the spindle motor 13 to the spindle. Output to the motor amplifier 12 .

送り速度制御部１１ｃは、記憶部１１ａに格納された加工プログラムを参照して、送り軸１８に取り付けられる切削工具ＴのワークＷに対する送り速度を取得し、送り軸１８の送り速度を示す送り速度指令を送り軸モータアンプ１６に出力する。 The feed speed control unit 11c refers to the machining program stored in the storage unit 11a, acquires the feed speed of the cutting tool T attached to the feed shaft 18 with respect to the workpiece W, and sets the feed speed indicating the feed speed of the feed shaft 18. A command is output to the feed shaft motor amplifier 16 .

工具位置検出部１１ｄは、ポジションコーダ１９によって検出される送り軸１８の位置に基づいて、切削工具Ｔの工具位置を取得する。工具位置検出部１１ｄは、取得した切削工具Ｔの工具位置を記憶部１１ａに格納する。 The tool position detector 11 d acquires the tool position of the cutting tool T based on the position of the feed shaft 18 detected by the position coder 19 . The tool position detection unit 11d stores the acquired tool position of the cutting tool T in the storage unit 11a.

主軸モータアンプ１２は、主軸回転数制御部１１ｂから出力された回転数指令に従って、主軸モータ１３を駆動させる。主軸モータ１３は、ワークＷをｚ軸周りに回転させる「第１モータ」の一例である。主軸モータ１３は、ｚ軸を中心として、主軸１４を所定の回転数で回転させる。この結果、主軸１４に取り付けられたワークＷが、ｚ軸周りに所定の回転数で回転する。ｚ軸は、「第１軸」の一例である。 The spindle motor amplifier 12 drives the spindle motor 13 according to the rotation speed command output from the spindle rotation speed control section 11b. The spindle motor 13 is an example of a "first motor" that rotates the workpiece W around the z-axis. The main shaft motor 13 rotates the main shaft 14 at a predetermined number of revolutions around the z-axis. As a result, the workpiece W attached to the spindle 14 rotates around the z-axis at a predetermined number of revolutions. The z-axis is an example of a "first axis".

電流計１５は、主軸モータ１３に供給される電流値を検出する。電流計１５は、検出した主軸モータ１３の電流値を記憶部１１ａに格納する。 The ammeter 15 detects the current value supplied to the spindle motor 13 . The ammeter 15 stores the detected current value of the spindle motor 13 in the storage unit 11a.

送り軸モータアンプ１６は、送り速度制御部１１ｃから出力された送り速度指令に従って、送り軸モータ１７を駆動させる。送り軸モータ１７は、ｚ軸に沿って送り軸１８を移動させる。この結果、送り軸１８に取り付けられた切削工具Ｔが、ｚ軸に沿って移動する。 The feed shaft motor amplifier 16 drives the feed shaft motor 17 according to the feed speed command output from the feed speed control section 11c. A feed shaft motor 17 moves a feed shaft 18 along the z-axis. As a result, the cutting tool T attached to the feed shaft 18 moves along the z-axis.

ポジションコーダ１９は、送り軸１８の位置を検出する。ポジションコーダ１９は、検出した送り軸１８の位置を工具位置検出部１１ｄに出力する。 A position coder 19 detects the position of the feed shaft 18 . The position coder 19 outputs the detected position of the feed shaft 18 to the tool position detector 11d.

（解析装置２０）
解析装置２０は、切削工具ＴによるワークＷの切削加工の情報を解析することによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。 (Analysis device 20)
The analysis device 20 acquires the shape of the workpiece W before cutting by analyzing the information on the cutting of the workpiece W by the cutting tool T. FIG.

解析装置２０は、記憶部２１及び解析部２２を有する。 The analysis device 20 has a storage unit 21 and an analysis unit 22 .

記憶部２１は、数値制御工作機械１０の記憶部１１ａから、加工プログラムに基づく主軸モータ１３の回転数と、主軸モータ１３の電流値と、切削工具Ｔの工具位置とを取得して格納する。 The storage unit 21 acquires the rotation speed of the spindle motor 13, the current value of the spindle motor 13, and the tool position of the cutting tool T based on the machining program from the storage unit 11a of the numerically controlled machine tool 10, and stores them.

記憶部２１は、主軸モータ１３のトルク特性と、ワークＷの比切削抵抗とを格納している。図３は、主軸モータ１３のトルク特性の一例を示すグラフである。図３のトルク特性グラフには、主軸モータ１３に１００％負荷がかかった場合（すなわち、主軸モータ１３に定格電流が供給される場合）における回転数及び定格トルクの関係が描かれている。ワークＷの比切削抵抗は、ｘｚ平面上におけるワークＷの断面において、断面積１［ｍｍ２］を切削する際に必要とされる切削力（切削抵抗）である。比切削抵抗の値は、切削工具Ｔの種類及びワークＷの材質に基づいて予め算出される。比切削抵抗の単位は、［Ｎ／ｍｍ２］である。 The storage unit 21 stores the torque characteristics of the spindle motor 13 and the specific cutting resistance of the workpiece W. FIG. FIG. 3 is a graph showing an example of torque characteristics of the spindle motor 13. As shown in FIG. The torque characteristic graph in FIG. 3 depicts the relationship between the rotation speed and the rated torque when the spindle motor 13 is under 100% load (that is, when the rated current is supplied to the spindle motor 13). The specific cutting resistance of the work W is the cutting force (cutting resistance) required to cut a cross-sectional area of 1 [mm 2 ] in the cross section of the work W on the xz plane. The value of the specific cutting resistance is calculated in advance based on the type of cutting tool T and the material of the workpiece W. The unit of specific cutting resistance is [N/mm 2 ].

解析部２２は、切削力算出部２２ａと、切込量取得部２２ｂと、形状取得部２２ｃと、出力部２２ｄとを備える。 The analysis unit 22 includes a cutting force calculation unit 22a, a depth-of-cut acquisition unit 22b, a shape acquisition unit 22c, and an output unit 22d.

切削力算出部２２ａは、主軸モータ１３の電流値を記憶部２１から取得する。切削力算出部２２ａは、主軸モータ１３の電流値を主軸モータ１３の定格電流値で除することによって、主軸モータ１３にかかるモータ負荷（％）を取得する。 The cutting force calculator 22 a acquires the current value of the spindle motor 13 from the memory 21 . The cutting force calculator 22 a acquires the motor load (%) applied to the spindle motor 13 by dividing the current value of the spindle motor 13 by the rated current value of the spindle motor 13 .

切削力算出部２２ａは、主軸モータ１３の回転数を記憶部２１から取得する。切削力算出部２２ａは、記憶部２１に格納された主軸モータ１３のトルク特性（図３）を参照して、主軸モータ１３の回転数に対応する定格トルクを取得する。切削力算出部２２ａは、定格トルクにモータ負荷（％）を乗算することによって、切削トルク［Ｎｍ］を算出する。 The cutting force calculator 22 a acquires the number of revolutions of the spindle motor 13 from the memory 21 . The cutting force calculator 22 a refers to the torque characteristics ( FIG. 3 ) of the spindle motor 13 stored in the storage unit 21 to obtain the rated torque corresponding to the rotation speed of the spindle motor 13 . The cutting force calculator 22a calculates the cutting torque [Nm] by multiplying the rated torque by the motor load (%).

切削力算出部２２ａは、算出された切削トルク［Ｎｍ］を、ｘ軸方向におけるｚ軸から切削工具Ｔの刃先までの距離［ｍ］で除することによって、切削工具Ｔにかかる切削力［Ｎ］を算出する。切削力算出部２２ａによって算出された切削力［Ｎ］は、切削加工における「加工特性」の一例である。 The cutting force calculator 22a calculates the cutting force [N ] is calculated. The cutting force [N] calculated by the cutting force calculator 22a is an example of "processing characteristics" in cutting.

切込量取得部２２ｂは、切削力算出部２２ａから切削力［Ｎ］を取得し、記憶部２１からワークＷの比切削抵抗［Ｎ／ｍｍ２］を取得する。切込量取得部２２ｂは、切削力［Ｎ］を切削抵抗［Ｎ／ｍｍ２］で除することによって、切削面積Ａ１［ｍｍ２］を算出する。図４の斜線部で示すように、切削面積Ａ１［ｍｍ２］とは、ｘｚ平面上におけるワークＷの断面において、切削工具Ｔを送り方向（ｚ軸と平行な方向）に少し移動させた際に切削されるワークＷの断体積を意味する。 The depth-of-cut acquisition unit 22b acquires the cutting force [N] from the cutting force calculation unit 22a and acquires the specific cutting resistance [N/mm 2 ] of the workpiece W from the storage unit 21 . The depth-of-cut acquisition unit 22b calculates the cutting area A1 [mm 2 ] by dividing the cutting force [N] by the cutting resistance [N/mm 2 ]. As indicated by the shaded area in FIG. 4, the cutting area A1 [mm 2 ] is defined as the cross section of the workpiece W on the xz plane when the cutting tool T is slightly moved in the feeding direction (direction parallel to the z-axis). means the cross-sectional volume of the workpiece W to be cut into.

切込量取得部２２ｂは、切削面積Ａ１［ｍｍ２］を切削工具Ｔの送り量Δｚ１［ｍｍ］で除することによって、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ１［ｍｍ］を取得する。切削工具Ｔの送り量Δｚ１［ｍｍ］は特に制限されず、所望の値に設定することができる。切削工具Ｔの送り量Δｚ１［ｍｍ］を小さくするほど、ワークＷの形状を精度良く推定することができる。切込量Δｈ１［ｍｍ］は、ｘ軸方向におけるワークＷの切込高さ（あるいは、切込幅）といってもよい。 The depth-of-cut acquisition unit 22b acquires the depth-of-cut Δh1 [mm] of the workpiece W by the cutting tool T by dividing the cutting area A1 [mm 2 ] by the feed amount Δz1 [mm] of the cutting tool T. The feed amount Δz1 [mm] of the cutting tool T is not particularly limited, and can be set to a desired value. The smaller the feed amount Δz1 [mm] of the cutting tool T, the more accurately the shape of the workpiece W can be estimated. The cutting depth Δh1 [mm] may be said to be the cutting height (or cutting width) of the workpiece W in the x-axis direction.

このように、切込量取得部２２ｂは、切削加工における加工特性の一例である切削力［Ｎ］に基づいて、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ１［ｍｍ］を取得する。 In this way, the depth-of-cut acquisition unit 22b acquires the depth-of-cut Δh1 [mm] of the workpiece W by the cutting tool T based on the cutting force [N], which is an example of machining characteristics in cutting.

形状取得部２２ｃは、切削工具Ｔの工具位置を記憶部２１から取得する。形状取得部２２ｃは、切削工具Ｔの工具位置に基づいて、切削工具Ｔの切削位置Ｈ１［ｍｍ］を取得する。切削工具Ｔの切削位置Ｈ１［ｍｍ］は、ｘ軸方向におけるｚ軸から切削工具Ｔの刃先までの距離と同じである。 The shape acquisition unit 22 c acquires the tool position of the cutting tool T from the storage unit 21 . The shape acquisition unit 22c acquires the cutting position H1 [mm] of the cutting tool T based on the tool position of the cutting tool T. As shown in FIG. The cutting position H1 [mm] of the cutting tool T is the same as the distance from the z-axis to the cutting edge of the cutting tool T in the x-axis direction.

形状取得部２２ｃは、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ１［ｍｍ］と、切削工具Ｔの切削位置Ｈ１［ｍｍ］とを加算することによって、切削加工前におけるワークＷの外縁上の位置Ｐ１を取得する。 The shape acquisition unit 22c adds the depth of cut Δh1 [mm] of the workpiece W by the cutting tool T and the cutting position H1 [mm] of the cutting tool T to obtain the position on the outer edge of the workpiece W before cutting. Get P1.

形状取得部２２ｃは、送り量Δｚ１［ｍｍ］ごとに位置Ｐ１を取得し、取得した複数の位置Ｐ１を連ねることによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。 The shape acquisition unit 22c acquires the position P1 for each feed amount Δz1 [mm], and acquires the shape of the workpiece W before cutting by connecting the acquired positions P1.

以上のように、本実施形態に係る解析装置２０によれば、ワークＷの切込量Δｈ１［ｍｍ］と切削工具Ｔの切削位置Ｈ１［ｍｍ］とに基づいて、切削加工前におけるワークＷの形状を取得できるため、非接触式または接触式の計測センサを用いることなく、簡便にワークＷの形状を取得することができるだけでなく、ワークＷの切削加工に先立ってワークＷの形状を計測する必要もない。従って、簡便かつ迅速にワークＷの形状を計測することができる。 As described above, according to the analysis device 20 according to the present embodiment, based on the cutting depth Δh1 [mm] of the workpiece W and the cutting position H1 [mm] of the cutting tool T, the Since the shape can be acquired, the shape of the work W can be easily acquired without using a non-contact or contact measurement sensor, and the shape of the work W can be measured prior to cutting the work W. No need. Therefore, the shape of the workpiece W can be measured simply and quickly.

また、通常、すべてのワークＷの形状を測定することは極めて困難であるが、本実施形態に係る解析装置２０によれば、例えば全てのワークＷの形状を測定することも可能となる。従って、複数のワークＷの形状を相互に比較することで形状のばらつきを容易に把握できるため、ワークＷの取り代（切削代）が過剰であるか否かを精度良く検証することができる。よって、ワークＷの製造に用いられる型の設計改善のために検証結果をフィードバックすることによって、ワークＷの製造に用いる素材量を削減できるだけでなく、数値制御工作機械１０におけるワークＷの切削加工時間を短縮することができる。このように、ワークＷの形状を前工程にフィードバックするために、解析装置２０は、ワークＷの形状を示す形状データを外部に出力するための出力部２２ｄを有している。 Moreover, although it is usually extremely difficult to measure the shape of all the works W, according to the analysis device 20 according to the present embodiment, it is possible to measure the shape of all the works W, for example. Therefore, by comparing the shapes of a plurality of workpieces W, it is possible to easily grasp variations in shape, so that it is possible to accurately verify whether or not the machining allowance (cutting allowance) of the workpiece W is excessive. Therefore, by feeding back the verification results to improve the design of the mold used for manufacturing the work W, not only can the amount of material used for manufacturing the work W be reduced, but also the cutting time of the work W in the numerically controlled machine tool 10 can be reduced. can be shortened. In this way, in order to feed back the shape of the work W to the previous process, the analysis device 20 has an output section 22d for outputting shape data indicating the shape of the work W to the outside.

（型の設計からフィードバックまでの流れ）
図５は、ワークＷ用の型の設計からワークＷの形状をフィードバックするまでの流れを説明するためのフローチャートである。 (Flow from mold design to feedback)
FIG. 5 is a flow chart for explaining the flow from the design of the mold for the work W to the feedback of the shape of the work W. As shown in FIG.

ステップＳ１において、目標形状に所望の取り代を追加することによってワークＷの形状を算出して、このワークＷの形状に対応した型（例えば、鋳造型、鍛造型など）を設計する。 In step S1, the shape of the work W is calculated by adding a desired machining allowance to the target shape, and a die (for example, casting die, forging die, etc.) corresponding to the shape of the work W is designed.

ステップＳ２において型を製作し、ステップＳ３においてワークＷを所望の加工法（例えば、鋳造、鍛造など）で製造する。 A mold is manufactured in step S2, and a workpiece W is manufactured by a desired processing method (for example, casting, forging, etc.) in step S3.

ステップＳ４において、数値制御工作機械１０はワークＷを切削加工し、解析装置２０はワークＷの形状を取得する。 In step S4, the numerically controlled machine tool 10 cuts the work W, and the analysis device 20 acquires the shape of the work W. FIG.

ステップＳ５において、解析装置２０はワークＷの形状を示す形状データを出力する。出力された形状データは、ワークＷの取り代が過剰であるか否かの検証に用いられ、必要に応じてステップＳ１における型の設計改善に利用される。 In step S5, the analysis device 20 outputs shape data indicating the shape of the workpiece W. FIG. The output shape data is used to verify whether or not the machining allowance of the workpiece W is excessive, and is used to improve the mold design in step S1 as necessary.

［第２実施形態］
本発明に係る解析装置をフライス盤に適用した第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る加工システム２００の構成を示すブロック図である。図６では、上記第１実施形態と同じ構成には同じ符番が付されている。 [Second embodiment]
A second embodiment in which an analysis device according to the present invention is applied to a milling machine will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the processing system 200 according to this embodiment. In FIG. 6, the same reference numerals are given to the same configurations as in the first embodiment.

加工システム２００は、数値制御工作機械３０と解析装置４０とを備える。 A machining system 200 includes a numerically controlled machine tool 30 and an analysis device 40 .

（数値制御工作機械３０）
図７は、数値制御工作機械３０における切削工具Ｔとワーク（被加工物）Ｗとの位置関係を示す模式図である。図７において、ｘ軸はｚ軸に垂直である。数値制御工作機械３０は、回転する切削工具Ｔを用いて、固定台（不図示）に固定されたワークＷを所望の目標形状に切削加工する。 (Numerical control machine tool 30)
FIG. 7 is a schematic diagram showing the positional relationship between the cutting tool T and the workpiece (workpiece) W in the numerically controlled machine tool 30. As shown in FIG. In FIG. 7, the x-axis is perpendicular to the z-axis. The numerically controlled machine tool 30 uses a rotating cutting tool T to cut a workpiece W fixed to a fixed table (not shown) into a desired target shape.

図６に示すように、数値制御工作機械３０は、制御装置３１、主軸モータアンプ３２、主軸モータ３３、主軸３４、電流計３５、送り軸モータアンプ３６、送り軸モータ３７、送り軸３８及びポジションコーダ３９を有する。 As shown in FIG. 6, the numerically controlled machine tool 30 includes a controller 31, a spindle motor amplifier 32, a spindle motor 33, a spindle 34, an ammeter 35, a feed shaft motor amplifier 36, a feed shaft motor 37, a feed shaft 38, and a position controller. It has a coder 39 .

制御装置３１は、記憶部３１ａ、主軸回転数制御部３１ｂ、送り速度制御部３１ｃ及び工具位置検出部３１ｄを有する。 The control device 31 has a storage unit 31a, a spindle speed control unit 31b, a feed speed control unit 31c, and a tool position detection unit 31d.

記憶部３１ａは、加工プログラムを格納する。記憶部３１ａは、工具位置検出部３１ｄによって取得される切削工具Ｔの工具位置と、電流計３５によって検出される主軸モータ３３の電流値とを格納する。 The storage unit 31a stores a machining program. The storage unit 31 a stores the tool position of the cutting tool T acquired by the tool position detection unit 31 d and the current value of the spindle motor 33 detected by the ammeter 35 .

主軸回転数制御部３１ｂは、記憶部３１ａに格納された加工プログラムを参照して、ワークＷが取り付けられる主軸モータ３３の回転数を取得し、主軸モータ３３の回転数を示す回転数指令を主軸モータアンプ３２に出力する。 The spindle rotation speed control unit 31b acquires the rotation speed of the spindle motor 33 to which the workpiece W is attached by referring to the machining program stored in the storage unit 31a, and outputs a rotation speed command indicating the rotation speed of the spindle motor 33 to the spindle. Output to the motor amplifier 32 .

送り速度制御部３１ｃは、記憶部３１ａに格納された加工プログラムを参照して、送り軸３８に取り付けられる切削工具ＴのワークＷに対する送り速度を取得し、送り軸３８の送り速度を示す送り速度指令を送り軸モータアンプ３６に出力する。 The feed speed control unit 31c acquires the feed speed of the cutting tool T attached to the feed shaft 38 with respect to the workpiece W by referring to the machining program stored in the storage unit 31a. A command is output to the feed shaft motor amplifier 36 .

工具位置検出部３１ｄは、ポジションコーダ３９によって検出される送り軸３８の位置に基づいて、切削工具Ｔの工具位置を取得する。工具位置検出部３１ｄは、取得した切削工具Ｔの工具位置を記憶部３１ａに格納する。 The tool position detector 31 d acquires the tool position of the cutting tool T based on the position of the feed shaft 38 detected by the position coder 39 . The tool position detection unit 31d stores the acquired tool position of the cutting tool T in the storage unit 31a.

主軸モータアンプ３２は、主軸回転数制御部３１ｂから出力された回転数指令に従って、主軸モータ３３を駆動させる。主軸モータ３３は、切削工具Ｔをｚ軸周りに回転させる「第２モータ」の一例である。主軸モータ３３は、ｚ軸を中心として、主軸３４を所定の回転数で回転させる。この結果、主軸３４に取り付けられた切削工具Ｔが、ｚ軸周りに所定の回転数で回転する。ｚ軸は、「第２軸」の一例である。 The spindle motor amplifier 32 drives the spindle motor 33 according to the rotation speed command output from the spindle rotation speed control section 31b. The spindle motor 33 is an example of a "second motor" that rotates the cutting tool T around the z-axis. The main shaft motor 33 rotates the main shaft 34 at a predetermined number of revolutions around the z-axis. As a result, the cutting tool T attached to the spindle 34 rotates around the z-axis at a predetermined number of revolutions. The z-axis is an example of a "second axis".

電流計３５は、主軸モータ３３に供給される電流値を検出する。電流計３５は、検出した主軸モータ３３の電流値を記憶部３１ａに格納する。 The ammeter 35 detects the current value supplied to the spindle motor 33 . The ammeter 35 stores the detected current value of the spindle motor 33 in the storage unit 31a.

送り軸モータアンプ３６は、送り速度制御部３１ｃから出力された送り速度指令に従って、送り軸モータ３７を駆動させる。送り軸モータ３７は、ｘ軸に沿って送り軸３８を移動させる。この結果、送り軸３８に取り付けられた切削工具Ｔが、ｘ軸に沿って移動する。 The feed shaft motor amplifier 36 drives the feed shaft motor 37 according to the feed speed command output from the feed speed control section 31c. A feed shaft motor 37 moves a feed shaft 38 along the x-axis. As a result, the cutting tool T attached to the feed shaft 38 moves along the x-axis.

ポジションコーダ３９は、送り軸３８の位置を検出する。ポジションコーダ３９は、検出した送り軸３８の位置を工具位置検出部３１ｄに出力する。 A position coder 39 detects the position of the feed shaft 38 . The position coder 39 outputs the detected position of the feed shaft 38 to the tool position detector 31d.

（解析装置４０）
解析装置４０は、切削工具ＴによるワークＷの切削加工の情報を解析することによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。 (Analysis device 40)
The analysis device 40 acquires the shape of the workpiece W before cutting by analyzing the information on the cutting of the workpiece W by the cutting tool T. FIG.

解析装置４０は、記憶部４１及び解析部４２を有する。 The analysis device 40 has a storage unit 41 and an analysis unit 42 .

記憶部４１は、数値制御工作機械３０の記憶部３１ａから、加工プログラムに基づく主軸モータ３３の回転数と、主軸モータ３３の電流値と、切削工具Ｔの工具位置とを取得して格納する。 The storage unit 41 acquires the rotation speed of the spindle motor 33, the current value of the spindle motor 33, and the tool position of the cutting tool T based on the machining program from the storage unit 31a of the numerically controlled machine tool 30, and stores them.

記憶部４１は、主軸モータ３３のトルク特性と、ワークＷの比切削抵抗とを格納している。主軸モータ３３のトルク特性は、図３に示したグラフによって表される。ワークＷの比切削抵抗は、ｘｚ平面上におけるワークＷの断面において、断面積１［ｍｍ２］を切削する際に必要とされる切削力（切削抵抗）である。比切削抵抗の値は、切削工具Ｔの種類及びワークＷの材質に基づいて予め算出される。比切削抵抗の単位は、［Ｎ／ｍｍ２］である。 The storage unit 41 stores the torque characteristics of the spindle motor 33 and the specific cutting resistance of the workpiece W. FIG. The torque characteristics of the spindle motor 33 are represented by the graph shown in FIG. The specific cutting resistance of the work W is the cutting force (cutting resistance) required to cut a cross-sectional area of 1 [mm 2 ] in the cross section of the work W on the xz plane. The value of the specific cutting resistance is calculated in advance based on the type of cutting tool T and the material of the workpiece W. The unit of specific cutting resistance is [N/mm 2 ].

解析部４２は、切削力算出部４２ａと、切込量取得部４２ｂと、形状取得部４２ｃと、出力部４２ｄとを備える。 The analysis unit 42 includes a cutting force calculation unit 42a, a depth-of-cut acquisition unit 42b, a shape acquisition unit 42c, and an output unit 42d.

切削力算出部４２ａは、主軸モータ３３の電流値を記憶部４１から取得する。切削力算出部４２ａは、主軸モータ３３の電流値を主軸モータ３３の定格電流値で除することによって、主軸モータ３３にかかるモータ負荷（％）を取得する。 The cutting force calculator 42 a acquires the current value of the spindle motor 33 from the memory 41 . The cutting force calculator 42 a acquires the motor load (%) applied to the spindle motor 33 by dividing the current value of the spindle motor 33 by the rated current value of the spindle motor 33 .

切削力算出部４２ａは、主軸モータ３３の回転数を記憶部４１から取得する。切削力算出部４２ａは、記憶部４１に格納された主軸モータ３３のトルク特性（図３）を参照して、主軸モータ３３の回転数に対応する定格トルクを取得する。切削力算出部４２ａは、定格トルクにモータ負荷（％）を乗算することによって、切削トルク［Ｎｍ］を算出する。 The cutting force calculator 42 a acquires the rotation speed of the spindle motor 33 from the memory 41 . The cutting force calculator 42 a refers to the torque characteristics ( FIG. 3 ) of the spindle motor 33 stored in the storage unit 41 to acquire the rated torque corresponding to the rotation speed of the spindle motor 33 . The cutting force calculator 42a calculates the cutting torque [Nm] by multiplying the rated torque by the motor load (%).

切削力算出部４２ａは、算出された切削トルク［Ｎｍ］を、ｘ軸方向におけるｚ軸から切削工具Ｔの刃先までの距離ｒ［ｍ］で除することによって、切削工具Ｔにかかる切削力［Ｎ］を算出する。距離ｒ［ｍ］は、ｚ軸を中心とする切削工具Ｔの刃先の回転半径である。切削力算出部４２ａによって算出された切削力［Ｎ］は、切削加工における「加工特性」の一例である。 The cutting force calculator 42a calculates the cutting force [ N] is calculated. The distance r [m] is the turning radius of the cutting edge of the cutting tool T about the z-axis. The cutting force [N] calculated by the cutting force calculator 42a is an example of "processing characteristics" in cutting.

切込量取得部４２ｂは、切削力算出部４２ａから切削力［Ｎ］を取得し、記憶部４１からワークＷの比切削抵抗［Ｎ／ｍｍ２］を取得する。切込量取得部４２ｂは、切削力［Ｎ］を切削抵抗［Ｎ／ｍｍ２］で除することによって、切削面積Ａ２［ｍｍ２］を算出する。図８の斜線部で示すように、切削面積Ａ２［ｍｍ２］とは、ｘｚ平面上におけるワークＷの断面において、切削工具Ｔを送り方向（ｘ軸と平行な方向）に少し移動させた際に切削されるワークＷの断体積を意味する。 The depth-of-cut acquisition unit 42b acquires the cutting force [N] from the cutting force calculation unit 42a and acquires the specific cutting resistance [N/mm 2 ] of the workpiece W from the storage unit 41 . The depth-of-cut acquisition unit 42b calculates the cutting area A2 [mm 2 ] by dividing the cutting force [N] by the cutting resistance [N/mm 2 ]. As indicated by the shaded area in FIG. 8, the cutting area A2 [mm 2 ] is the cutting area when the cutting tool T is slightly moved in the feed direction (direction parallel to the x-axis) in the cross section of the workpiece W on the xz plane. means the cross-sectional volume of the workpiece W to be cut into.

切込量取得部４２ｂは、切削面積Ａ２［ｍｍ２］を切削工具Ｔの送り量Δｘ２［ｍｍ］で除することによって、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ２［ｍｍ］を取得する。切削工具Ｔの送り量Δｘ２［ｍｍ］は特に制限されず、所望の値に設定することができる。切削工具Ｔの送り量Δｘ２［ｍｍ］を小さくするほど、ワークＷの形状を精度良く推定することができる。切込量Δｈ２［ｍｍ］は、ｚ軸方向におけるワークＷの切込高さ（あるいは、切込幅）といってもよい。 The depth-of-cut acquisition unit 42b acquires the depth-of-cut Δh2 [mm] of the workpiece W by the cutting tool T by dividing the cutting area A2 [mm 2 ] by the feed amount Δx2 [mm] of the cutting tool T. The feed amount Δx2 [mm] of the cutting tool T is not particularly limited, and can be set to a desired value. The smaller the feed amount Δx2 [mm] of the cutting tool T, the more accurately the shape of the workpiece W can be estimated. The cutting depth Δh2 [mm] may be said to be the cutting height (or cutting width) of the workpiece W in the z-axis direction.

このように、切込量取得部４２ｂは、切削加工における加工特性の一例である切削力［Ｎ］に基づいて、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ２［ｍｍ］を取得する。 In this way, the depth-of-cut acquisition unit 42b acquires the depth-of-cut Δh2 [mm] of the workpiece W by the cutting tool T based on the cutting force [N], which is an example of machining characteristics in cutting.

形状取得部４２ｃは、切削工具Ｔの工具位置を記憶部４１から取得する。形状取得部４２ｃは、切削工具Ｔの工具位置に基づいて、切削工具Ｔの切削位置Ｈ２［ｍｍ］を取得する。切削工具Ｔの切削位置Ｈ２［ｍｍ］は、ｚ軸方向におけるｘ軸から切削工具Ｔの刃先までの距離である。 The shape acquisition unit 42 c acquires the tool position of the cutting tool T from the storage unit 41 . The shape acquisition unit 42c acquires the cutting position H2 [mm] of the cutting tool T based on the tool position of the cutting tool T. As shown in FIG. The cutting position H2 [mm] of the cutting tool T is the distance from the x-axis to the cutting edge of the cutting tool T in the z-axis direction.

形状取得部４２ｃは、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ２と、切削工具Ｔの切削位置Ｈ２［ｍｍ］とを加算することによって、切削加工前におけるワークＷの外縁上の位置Ｐ２を取得する。 The shape acquisition unit 42c acquires the position P2 on the outer edge of the workpiece W before cutting by adding the cutting depth Δh2 of the workpiece W by the cutting tool T and the cutting position H2 [mm] of the cutting tool T. do.

形状取得部４２ｃは、送り量Δｘ２［ｍｍ］ごとに位置Ｐ２を取得し、取得した複数の位置Ｐ２を連ねることによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。 The shape acquisition unit 42c acquires the position P2 for each feed amount Δx2 [mm], and acquires the shape of the workpiece W before cutting by connecting the acquired positions P2.

以上のように、本実施形態に係る解析装置４０によれば、ワークＷの切込量Δｈ２［ｍｍ］と切削工具Ｔの切削位置Ｈ２［ｍｍ］とに基づいて、切削加工前におけるワークＷの形状を取得できるため、簡便かつ迅速にワークＷの形状を計測することができる。 As described above, according to the analysis device 40 according to the present embodiment, based on the depth of cut Δh2 [mm] of the workpiece W and the cutting position H2 [mm] of the cutting tool T, the Since the shape can be acquired, the shape of the workpiece W can be measured simply and quickly.

また、本実施形態に係る解析装置４０によれば、例えば全てのワークＷの形状を測定することも可能となるため、ワークＷの取り代（切削代）が過剰であるか否かを精度良く検証することができる。よって、ワークＷの製造に用いられる型の設計改善のために検証結果をフィードバックすることによって、ワークＷの製造に用いる素材量を削減できるだけでなく、数値制御工作機械３０におけるワークＷの切削加工時間を短縮することができる。このように、ワークＷの形状を前工程にフィードバックするために、解析装置４０は、ワークＷの形状を示す形状データを外部に出力するための出力部４２ｄを有している。 In addition, according to the analysis device 40 according to the present embodiment, it is possible to measure the shape of all the workpieces W, for example. can be verified. Therefore, by feeding back the verification results to improve the design of the mold used for manufacturing the work W, not only can the amount of material used for manufacturing the work W be reduced, but also the cutting time of the work W in the numerically controlled machine tool 30 can be reduced. can be shortened. Thus, in order to feed back the shape of the work W to the previous process, the analysis device 40 has an output section 42d for outputting shape data indicating the shape of the work W to the outside.

なお、型の設計からフィードバックまでの流れについては、上記第１実施形態において図５を参照しながら説明したとおりである。 The flow from mold design to feedback is as described with reference to FIG. 5 in the first embodiment.

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 [Other embodiments]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the invention.

上記第１及び第２実施形態では、主軸モータ１３，３３の電流値に基づいて切削工具Ｔにかかる切削力［Ｎ］を算出し、この切削力［Ｎ］を「加工特性」として用いることとしたが、これに限られない。例えば、切削工具Ｔに力センサを取付け、この力センサによって切削工具Ｔにかかる切削力［Ｎ］を直接的に検出してもよい。この場合、力センサによって検出された切削力［Ｎ］を「加工特性」として用いられる。 In the first and second embodiments, the cutting force [N] applied to the cutting tool T is calculated based on the current values of the spindle motors 13 and 33, and this cutting force [N] is used as the "machining characteristic". However, it is not limited to this. For example, a force sensor may be attached to the cutting tool T, and the cutting force [N] applied to the cutting tool T may be directly detected by this force sensor. In this case, the cutting force [N] detected by the force sensor is used as the "machining characteristic".

上記第１及び第２実施形態では、解析装置２０，４０が、数値制御工作機械１０，３０と直接接続されることとしたが、数値制御工作機械１０，３０と解析装置２０，４０との間には、サーバ、クラウド及び他の装置の少なくとも１つが介在していてもよい。 In the first and second embodiments, the analysis devices 20 and 40 are directly connected to the numerically controlled machine tools 10 and 30. may be intervened by at least one of a server, a cloud and other devices.

上記第１及び第２実施形態では、解析装置２０，４０が、数値制御工作機械１０，３０とは別に設けられることとしたが、数値制御工作機械１０，３０と一体的に設けられてもよい。この場合、解析装置２０，４０の機能は、制御装置１１，３１内に組み込まれてもよい。 In the first and second embodiments, the analysis devices 20 and 40 are provided separately from the numerically controlled machine tools 10 and 30, but may be provided integrally with the numerically controlled machine tools 10 and 30. . In this case, the functions of the analysis devices 20, 40 may be incorporated within the control devices 11, 31. FIG.

上記第１及び第２実施形態では、解析装置２０，４０が、切削力算出部２２ａ，４２ａ、切込量取得部２２ｂ，４２ｂ及び形状取得部２２ｃ，４２ｃのすべての機能を備えることとしたが、これに限られない。切削力算出部２２ａ，４２ａ、切込量取得部２２ｂ，４２ｂ及び形状取得部２２ｃ，４２ｃそれぞれの機能は、加工システム１００，２００内に設けられたいずれかの装置に内蔵されていればよい。従って、例えば、解析装置２０，４０が形状取得部２２ｃ，４２ｃの機能を備え、数値制御工作機械１０，３０が切削力算出部２２ａ，４２ａ及び切込量取得部２２ｂ，４２ｂの機能を備えていてもよい。 In the first and second embodiments, the analysis devices 20 and 40 have all the functions of the cutting force calculation units 22a and 42a, the depth of cut acquisition units 22b and 42b, and the shape acquisition units 22c and 42c. , but not limited to this. The functions of the cutting force calculators 22a and 42a, the depth of cut acquisition units 22b and 42b, and the shape acquisition units 22c and 42c may be incorporated in any of the devices provided in the machining systems 100 and 200. Therefore, for example, the analysis devices 20 and 40 have the functions of the shape acquisition units 22c and 42c, and the numerically controlled machine tools 10 and 30 have the functions of the cutting force calculation units 22a and 42a and the cutting depth acquisition units 22b and 42b. may

１００，２００ 加工システム
１０，３０ 数値制御工作機械
１１，３１ 制御装置
１３，３３ 主軸モータ
１４，３４ 主軸
１５，３５ 電流計
１７，３７ 送り軸モータ
１８，３８ 送り軸
２０，４０ 解析装置
２１，４２ 記憶部
２２，４２ 解析部
２２ａ，４２ａ 切削力算出部
２２ｂ，４２ｂ 切込量取得部
２２ｃ，４２ｃ 形状取得部
２２ｄ，４２ｄ 出力部 100, 200 machining systems 10, 30 numerical control machine tools 11, 31 controllers 13, 33 spindle motors 14, 34 spindles 15, 35 ammeters 17, 37 feed shaft motors 18, 38 feed shafts 20, 40 analyzers 21, 42 Storage units 22, 42 Analysis units 22a, 42a Cutting force calculation units 22b, 42b Cutting depth acquisition units 22c, 42c Shape acquisition units 22d, 42d Output units

Claims (6)

切削工具を用いたワークの切削加工において前記切削工具にかかる切削力に基づいて、前記切削工具による前記ワークの切込量を取得する切込量取得部と、
前記切込量と前記切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前における前記ワークの形状を取得する形状取得部と、
を備え、
前記切込量取得部は、前記切削力を前記ワークの比切削抵抗で除することによって、前記切削工具の送り方向における切削面積を算出し、算出された切削面積を前記切削工具の送り量で除することによって、前記切込量を取得する、
解析装置。 a cutting depth acquisition unit that acquires the cutting depth of the work by the cutting tool based on the cutting force applied to the cutting tool in cutting the work using the cutting tool;
a shape acquisition unit that acquires the shape of the workpiece before cutting based on the depth of cut and the cutting position of the cutting tool;
with
The cutting depth acquisition unit calculates a cutting area in the feed direction of the cutting tool by dividing the cutting force by the specific cutting resistance of the work, and divides the calculated cutting area by the feed amount of the cutting tool. Obtain the depth of cut by dividing
analysis equipment. 前記ワークを第１軸周りに回転させる第１モータにかかるモータ負荷から切削トルクを算出し、算出された切削トルクを、前記第１軸に垂直な方向における前記第１軸と前記切削工具との距離で除することによって、前記切削工具にかかる前記切削力を算出する第１切削力算出部を備える、
請求項１に記載の解析装置。 A cutting torque is calculated from a motor load applied to a first motor that rotates the workpiece around the first axis, and the calculated cutting torque is applied to the first axis and the cutting tool in a direction perpendicular to the first axis. A first cutting force calculation unit that calculates the cutting force applied to the cutting tool by dividing by the distance,
The analysis device according to claim 1. 前記切削工具を第２軸周りに回転させる第２モータにかかるモータ負荷から切削トルクを算出し、算出された切削トルクを、前記第２軸に垂直な方向における前記第２軸と前記切削工具との距離で除することによって、前記切削工具にかかる前記切削力を算出する第２切削力算出部を備える、
請求項１に記載の解析装置。 A cutting torque is calculated from a motor load applied to a second motor that rotates the cutting tool around the second axis, and the calculated cutting torque is applied to the second axis and the cutting tool in a direction perpendicular to the second axis. A second cutting force calculation unit that calculates the cutting force applied to the cutting tool by dividing by the distance of
The analysis device according to claim 1. 前記切削工具にかかる切削力を検出する力センサを備え、
前記切込量取得部は、前記力センサによって前記切削力を検出する、
請求項１に記載の解析装置。 A force sensor that detects a cutting force applied to the cutting tool,
The cutting depth acquisition unit detects the cutting force by the force sensor,
The analysis device according to claim 1. 解析装置を制御するためにコントローラによって実行される解析方法であって、
切削工具を用いたワークの切削加工において前記切削工具にかかる切削力に基づいて取得される前記ワークの切込量と、前記切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前における前記ワークの形状を取得する工程と、
切削加工前における前記ワークの形状を示す形状データを出力する工程と、
を備え、
前記前記ワークの形状を取得する工程では、前記切削力を前記ワークの比切削抵抗で除することによって、前記切削工具の送り方向における切削面積を算出し、算出された切削面積を前記切削工具の送り量で除することによって、前記切込量を取得する、
解析方法。 An analysis method performed by a controller to control an analysis device, comprising:
Based on the cutting depth of the work obtained based on the cutting force applied to the cutting tool in cutting the work using a cutting tool, and the cutting position of the cutting tool, the work before cutting obtaining the shape of
a step of outputting shape data indicating the shape of the workpiece before cutting;
with
In the step of obtaining the shape of the workpiece, the cutting force is divided by the specific cutting resistance of the workpiece to calculate the cutting area in the feed direction of the cutting tool, and the calculated cutting area is Obtaining the depth of cut by dividing by the feed amount;
analysis method. 切削工具を用いたワークの切削加工において前記切削工具にかかる切削力に基づいて、前記切削工具による前記ワークの切込量を取得する切込量取得部と、
前記切込量と前記切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前における前記ワークの形状を取得する形状取得部と、
を備え、
前記切込量取得部は、前記切削力を前記ワークの比切削抵抗で除することによって、前記切削工具の送り方向における切削面積を算出し、算出された切削面積を前記切削工具の送り量で除することによって、前記切込量を取得する、
加工システム。
a cutting depth acquisition unit that acquires the cutting depth of the work by the cutting tool based on the cutting force applied to the cutting tool in cutting the work using the cutting tool;
a shape acquisition unit that acquires the shape of the workpiece before cutting based on the depth of cut and the cutting position of the cutting tool;
with
The cutting depth acquisition unit calculates a cutting area in the feed direction of the cutting tool by dividing the cutting force by the specific cutting resistance of the work, and divides the calculated cutting area by the feed amount of the cutting tool. Obtain the depth of cut by dividing
processing system.
JP2018215847A 2018-11-16 2018-11-16 Analysis device, analysis method and processing system Active JP7177669B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018215847A JP7177669B2 (en) 2018-11-16 2018-11-16 Analysis device, analysis method and processing system
DE102019128041.9A DE102019128041A1 (en) 2018-11-16 2019-10-17 Analyzer, analysis method and processing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018215847A JP7177669B2 (en) 2018-11-16 2018-11-16 Analysis device, analysis method and processing system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020082225A JP2020082225A (en) 2020-06-04
JP7177669B2 true JP7177669B2 (en) 2022-11-24

Family

ID=70470239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018215847A Active JP7177669B2 (en) 2018-11-16 2018-11-16 Analysis device, analysis method and processing system

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7177669B2 (en)
DE (1) DE102019128041A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023084714A1 (en) * 2021-11-11 2023-05-19 ファナック株式会社 Dimension estimation device and computer-readable storage medium

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012254499A (en) 2011-06-09 2012-12-27 Hitachi Ltd Device and method for detecting abnormal machining of machine tool
JP2013061884A (en) 2011-09-14 2013-04-04 Jtekt Corp Processing simulation device, processing simulation method, processing control device and processing control method
JP2014237185A (en) 2013-06-07 2014-12-18 株式会社ジェイテクト Gear processing simulation apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6215056A (en) * 1985-07-12 1987-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Numerical control device for machine tool

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012254499A (en) 2011-06-09 2012-12-27 Hitachi Ltd Device and method for detecting abnormal machining of machine tool
JP2013061884A (en) 2011-09-14 2013-04-04 Jtekt Corp Processing simulation device, processing simulation method, processing control device and processing control method
JP2014237185A (en) 2013-06-07 2014-12-18 株式会社ジェイテクト Gear processing simulation apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020082225A (en) 2020-06-04
DE102019128041A1 (en) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950008800B1 (en) Numerically controlled machine tool
US20140123740A1 (en) Working Abnormality Detecting Device and Working Abnormality Detecting Method for Machine Tool
CN105122160B (en) Numerical control device
US7850406B2 (en) Method for setting working origin and machine tool for implementing the same
US10788807B2 (en) Method for compensating milling cutter deflection
JP4727689B2 (en) Workpiece measuring device, collision prevention device and machine tool
JP6942577B2 (en) Numerical control device and numerical control method for machine tools
US9477216B2 (en) Numerical control device including display part for displaying information for evaluation of machining process
JP4549332B2 (en) Tool positioning method and apparatus
US11883973B2 (en) Cutting apparatus and contact position specifying program
WO2019043852A1 (en) Numerical control system and motor controller
CN106886197B (en) Method for controlling machine to implement machining, device and application thereof
EP2898984A1 (en) Interface system of industrial machine
JP4802170B2 (en) Machining time calculation device and program thereof
EP1803530A2 (en) Tool displacement controlling and correcting device for machine tool
US10007251B2 (en) Machine tool control device and machine tool
US9429931B2 (en) Numerical controller for controlling feed speed
JP7177669B2 (en) Analysis device, analysis method and processing system
JP2012164200A (en) Numerical controller making in-position check on rotating shaft
CN113574481A (en) Method and apparatus for cycle-based programming of control programs for numerically controlled machine tools
JP6989564B2 (en) Numerical control system for machine tools
US6658317B2 (en) Method for setting a moving position in a machine tool
EP3447592B1 (en) Milling machine feed rate control
US11921487B2 (en) System and method for machining a component
Monaro et al. Evaluation of Dynamic Behavior of Machine Tools for Sculptured Surface Manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211014

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220824

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220830

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221101

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7177669

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150