JP7274649B1

JP7274649B1 - 情報処理装置および情報処理プログラム

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Publication number: JP7274649B1
Application number: JP2022096293A
Authority: JP
Inventors: 路彦伊藤
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2022-06-15
Filing date: 2022-06-15
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2042-06-15
Also published as: JP2023182974A; WO2023243215A1

Abstract

【課題】工作機械における加工品質の低下を抑制する。【解決手段】ある態様では、目標形状を示す目標形状情報と、工具経路および工具形状関連情報が取得される。そして、工具経路の基準点を目標形状の所定の位置に合わせた後に、目標形状情報と工具経路と工具形状関連情報とに基づき、工具が目標形状に接するよう指令点の位置を補正し、補正された指令点に基づいて加工プログラムを生成する。【選択図】図３

Description

本発明は、工作機械で用いられる加工プログラムを生成する情報処理に関する。

工作機械として、例えば直交する３つの直線軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）と２つの回転軸（Ｂ軸，Ｃ軸）を有する５軸加工機が知られている。Ｂ軸の回転が主軸を傾動させ、Ｃ軸の回転がワークを回転させる。このような工作機械は、数値制御装置が加工プログラム（ＮＣプログラム）を実行することで５軸を制御し、工具の先端点位置および姿勢を変化させながらワークを所望形状に加工する。加工プログラムが実行されると、この先端点位置が制御指令として出力されるため、以下ではこの先端点を「指令点」ともいう。

加工プログラムは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）およびコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）を経て得られる工具位置データ（Cutter Location Data：以下「ＣＬデータ」という）に基づいて生成される。すなわち、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置はＣＡＤデータに基づき、工具経路と工具姿勢を含むＣＬデータを生成する。指令点をつなぐ経路が「工具経路」となる。ポストプロセッサは、そのＣＬデータに基づいて加工プログラムを生成する。

特開２０１９－７０９５３号公報

ところで、発明者による検証の結果、例えば複雑な自由形状の加工を行う場合、その形状が滑らかな自由曲面であってもＣＡＤ／ＣＡＭ装置からガタついた工具経路が出力され得ることが分かった。このような工具経路に基づく加工プログラムが使用されると、工作機械で実際に加工を行ったときに加工品質が低下する可能性がある。

本発明のある態様は情報処理装置である。この情報処理装置は、目標形状を示す目標形状情報を取得する形状情報取得部と、ワークを加工する際に工具が通過する複数の指令点からなる工具経路と、加工で使用される工具の工具形状関連情報を含む工具情報と、を含む加工情報を取得する加工情報取得部と、工具経路の基準点を目標形状の所定の位置に合わせた後に、目標形状情報と工具経路と工具形状関連情報とに基づき、工具が目標形状に接するよう指令点の位置を補正し、補正された指令点に基づいて加工プログラムを生成する加工プログラム生成部と、を備える。

本発明の別の態様は、ワークを目標形状に加工するための加工プログラムを生成する情報処理プログラムである。この情報処理プログラムは、目標形状を示す目標形状情報を取得する機能と、ワークを加工する際に工具が通過する複数の指令点からなる工具経路と、加工で使用される工具の工具形状関連情報を含む工具情報と、を含む加工情報を取得する機能と、工具経路の基準点を目標形状の所定の位置に合わせた後に、目標形状情報と工具経路と工具形状関連情報とに基づき、工具が目標形状に接するよう指令点の位置を補正し、補正された指令点に基づいて加工プログラムを生成する機能と、を有する。

本発明によれば、工作機械における上記に起因する加工品質の低下を抑制可能である。

実施形態に係る工作機械の概略構成を表す模式図である。工作機械のハードウェア構成図である。情報処理装置の機能ブロック図である。工具経路を構成する指令点データの補正方法を模式的に表す図である。指令点データの補正処理の具体例を表す図である。指令点データの補正処理の具体例を表す図である。指令点データの補正処理の具体例を表す図である。指令点データの補正処理の具体例を表す図である。指令点データの補正処理の具体例を表す図である。指令点データの補正処理の具体例を表す図である。加工プログラム生成処理を表すフローチャートである。図１１のＳ１８の指令点補正処理を表すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る工作機械の概略構成を表す模式図である。なおここでは、工作機械１を正面からみて左右方向，前後方向，上下方向を、それぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向とする。

工作機械１は、５軸制御マシニングセンタであり、直交する３つの直線軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）と、２つの回転軸（Ｂ軸，Ｃ軸）を有する加工装置２を備える。これら５軸が、後述の数値制御装置により同時制御されることにより工具を指令点に沿って移動させ、また工具姿勢を変化させながら各種加工が実行される。

加工装置２は、主軸１０を支持する主軸頭１２と、ワークＷを支持するテーブル１４を備える。主軸頭１２がＢ軸を有し、そのＢ軸を中心に主軸１０を回動可能（傾動可能）に支持する。主軸１０は、工具Ｔを同軸状に支持する。工具Ｔは、例えばエンドミル等である。主軸頭１２には、主軸１０を軸線周りに回転駆動するためのスピンドルモータと、Ｂ軸を中心に主軸１０を回動させるためのサーボモータが設けられている。主軸の回動により工具ＴのＺ軸方向に対する傾斜角度が変化する。

主軸１０の回動により、ワークＷに対する工具Ｔの傾斜角度が変化する。主軸頭１２は、また、複数のサーボモータによりそれぞれ３軸方向に駆動される。主軸１０は、主軸頭１２が駆動されることによりＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動自在である。

テーブル１４には、図示略の治具を介してワークＷが固定される。テーブル１４の軸線に沿ってＣ軸が設けられる。テーブル１４は、図示しないサーボモータによりＣ軸を中心に回転駆動される。すなわち、以上の構成により、ワークＷと工具Ｔとの相対位置を三次元的に調整できる。

図２は、工作機械１のハードウェア構成図である。
工作機械１は、操作制御装置５０、数値制御装置５２、加工装置２、工具交換部５４および工具格納部５６を含む。数値制御装置５２は、手動又は自動で生成された加工プログラム（ＮＣプログラム）にしたがって加工装置２に制御信号を送信する。加工装置２は、数値制御装置５２からの指示にしたがって主軸１０およびテーブル１４を駆動してワークＷを加工する。

操作制御装置５０は、オペレータにユーザインタフェース機能を提供する操作盤を含む。オペレータは操作制御装置５０を介して数値制御装置５２を制御する。工具格納部５６は工具を格納する。工具交換部５４は、いわゆるＡＴＣ（Automatic Tool Changer）に対応する。工具交換部５４は、数値制御装置５２からの交換指示にしたがって、工具格納部５６から工具を取り出し、主軸１０にある工具と取り出した工具を交換する。

数値制御装置５２には情報処理装置１００が接続される。情報処理装置１００は、図示略のＣＡＤ／ＣＡＭ装置から取得したＣＬデータに基づいて加工プログラムを生成し、数値制御装置５２へ出力する。数値制御装置５２は、その加工プログラムを実行して加工装置２を制御する。情報処理装置１００は、操作制御装置５０の一部として構成されてもよい。情報処理装置１００は、一般的なラップトップＰＣ（Personal Computer）あるいはタブレット・コンピュータであってもよい。

図３は、情報処理装置１００の機能ブロック図である。
情報処理装置１００の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コンピュータプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

なお、操作制御装置５０および数値制御装置５２も、プロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され演算器に処理命令を供給するソフトウェアにより実現されてもよい。

情報処理装置１００は、入出力インタフェース部１１０、データ処理部１１２およびデータ格納部１１４を含む。入出力インタフェース部１１０は、外部装置とのデータのやりとりを含む入出力インタフェースに関する処理を担当する。データ処理部１１２は、入出力インタフェース部１１０により取得されたデータおよびデータ格納部１１４に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部１１２は、入出力インタフェース部１１０およびデータ格納部１１４のインタフェースとしても機能する。データ格納部１１４は、各種プログラムと設定データを格納する。

入出力インタフェース部１１０は、入力部１２０および出力部１２２を含む。入力部１２０は、形状情報取得部１２４および加工情報取得部１２６を含み、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０からワークＷの加工に関わる各種情報を取得する。なお、本実施形態では、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０がＣＡＤ装置とＣＡＭ装置の機能を兼ね備えるが、ＣＡＤ装置とＣＡＭ装置とが別個に設けられてもよい。その場合、ＣＡＭ装置がＣＡＤ装置で生成されたＣＡＤデータを取得するとともに、経路生成情報（座標系、工具形状，送り速度、主軸回転数等）を取得する。ＣＡＭ装置は、これらＣＡＤデータと経路生成情報に基づいてＣＬデータを生成する。

形状情報取得部１２４は、ワークを加工する際の目標形状を示す目標形状情報をＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０から取得する。目標形状情報にはＣＡＤデータが含まれる。加工情報取得部１２６は、ワークを加工するための加工情報をＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０から取得する。加工情報の工具経路はＣＬデータから取得できる。加工情報の工具情報はＣＬデータもしくは所定のデータフォーマットのデータから取得できる。加工情報には加工基準点、工具経路および工具情報が含まれる。工具経路は、ワークを加工する際に工具が通過する複数の指令点からなる。工具情報は、加工で使用される工具の形状関連情報（以下「工具形状関連情報」ともいう）を含む。工具形状関連情報は、例えば工具種、ＣＡＤ図などの工具形状、工具形状を算出できる情報（刃具の全長と直径など）などである。

データ格納部１１４は、プログラム格納部１３０、目標形状記憶部１３２、加工情報記憶部１３４および指令点データ記憶部１３６を含む。データ格納部１１４は、データ処理部１１２が演算処理を行う場合のワーキングエリアとして機能するメモリを含む。

プログラム格納部１３０は、加工プログラムを生成するための情報処理プログラムを格納する。目標形状記憶部１３２は、形状情報取得部１２４が取得した目標形状情報を記憶する。加工情報記憶部１３４は、加工情報取得部１２６が取得した加工情報を記憶する。加工情報における工具経路と工具形状関連情報とは工具番号により紐づけられている。指令点データ記憶部１３６は、データ処理部１１２にて算出又は補正される指令点データを一時記憶する（詳細後述）。

データ処理部１１２は加工プログラム生成部１４０を含む。加工プログラム生成部１４０はポストプロセッサとして機能し、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０から取得される情報に基づいて加工プログラムを生成する（詳細後述）。加工プログラム生成部１４０は、切削点算出部１４２および指令点補正部１４４を含み、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０からガタついた工具経路が出力された場合にこれを適切に補正したうえで加工プログラムを生成する。その詳細については後述する。

出力部１２２はプログラム出力部１２８を含む。プログラム出力部１２８は、生成された加工プログラムを数値制御装置５２へ出力する。

次に、加工プログラムの生成方法について説明する。
図４は、工具経路を構成する指令点データの補正方法を模式的に表す図である。
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０ではＣＡＤデータに基づいて工具経路が算出されるが、何らかの演算上の要因により、目標形状と対応しないガタつきをもった工具経路が算出されることがある。すなわち、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０で算出される指令点データにおいて部分的なエラーが生じることがある。そこで本実施形態では、加工プログラム生成部１４０が、工具経路がこのようなガタつきをもたないよう指令点を補正する。その補正後の指令点データを含むＣＬデータに基づいて加工プログラムを生成する。

この補正処理の前提として、形状情報取得部１２４がワークの形状データを取得し、加工情報取得部１２６が上記加工情報として加工データおよび工具データを取得する。形状データはＣＡＤデータに基づくものであり、ワークの目標形状情報を含む。形状データは目標形状記憶部１３２に記憶される。

加工データは工具経路および加工基準点の情報を含む。工具経路を構成する各指令点の位置は、予め定める加工基準点（加工原点）を基準に設定されている。加工基準点は、目標形状と工具経路とを合わせるために必要なデータである。加工基準点は工具経路の基準となる点であり、目標形状との関係で予め設定されている。ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０から出力されるＣＬデータには複数の工具経路が含まれるが、各工具経路について加工基準点が設けられている。また、各工具経路に使用すべき工具が対応づけられる。具体的には、工具経路と工具番号とが対応づけられ、工具番号に基づいて工具経路を移動する工具を特定できる。

工具データは上記工具情報を含む。工具情報には工具形状関連情報として工具種および工具形状が含まれる。工具情報と工具番号とが対応づけられている。このため、工具番号に基づいて工具経路と対応した工具情報を特定できる。加工データおよび工具データは加工情報記憶部１３４に記憶される。

加工プログラム生成部１４０は、データ格納部１１４から上記形状データ、加工データおよび工具データを取得する。そして、これらの情報に基づき、まず三次元の仮想空間に目標形状を配置し、その目標形状上に加工基準点を配置する。続いて、その加工基準点をもとに工具経路を配置し、その工具経路上に工具（工具形状）を配置する。このとき配置される工具は、その工具経路と工具番号により対応づけられたものである。

図５～図１０は、指令点データ（工具経路）の補正処理の具体例を表す図である。
ここでは、工具としてエンドミルを用いる場合を示す。図５および図６はボールエンドミルの場合、図７および図８はラジアスエンドミルの場合、図９および図１０はスクエアエンドミルの場合をそれぞれ示す。

例えばボールエンドミルの場合、ワークの加工面Ｆｃと工具Ｔとの位置関係として、工具Ｔと加工面Ｆｃが離れている場合（図５（Ａ））、接している場合（図５（Ｂ））、重なっている場合（図５（Ｃ））の３つの状態があり得る。工具Ｔと加工面Ｆｃとが接する場合が好ましい状態であり、加工面品位を高く維持できる。なお、本実施形態では、位置制御の対象となる指令点Ｐｐを工具Ｔの刃先に設定し、先端中心を基準点Ｐｏ（仮想基準点）としている。基準点Ｐｏから工具半径ｒの位置に工具Ｔの先端表面があり、その先端表面における工具Ｔの軸線Ｌ上に指令点Ｐｐがある。工具半径ｒは、工具Ｔの横断面の半径である。

ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０においてＣＡＤデータに基づいて指令点Ｐｐが適切に算出されれば、工具経路がガタつくことはない。このとき、工具Ｔが加工面Ｆｃと接するように移動し（図５（Ｂ））、目標形状に沿った加工面品位の高い切削面を得ることができる。ＣＬデータに含まれる工具経路は、本来、このような切削を実現可能な指令点データとなるべきである。

しかし、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０において工具Ｔと加工面Ｆｃが離れるような工具経路が算出された場合（図５（Ａ））、ワークの表面に削り残しを発生させる。逆に、工具Ｔと加工面Ｆｃが重なるような工具経路が算出された場合（図５（Ｃ））、ワークの表面を削り過ぎることとなる。

そこで本実施形態では、このような削り残しや削り過ぎが生じないよう、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０から出力されたＣＬデータの工具経路を補正する。具体的には、ＣＬデータの指令点データを補正する。

まず、切削点算出部１４２が、仮想空間に配置された目標形状、工具経路および工具形状に基づき、各々の指令点Ｐｐに対応した切削点Ｐｃを算出する。「切削点Ｐｃ」とは、工具径路上の指令点Ｐｐに基づいて工具Ｔが配置された場合に、工具Ｔと加工面Ｆｃとが接する点である。図示の例では、基準点Ｐｏから加工面Ｆｃに下ろした法線と加工面Ｆｃとが交わる点が「切削点Ｐｃ」となっている。

具体的には、切削点算出部１４２は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１５０から取得した工具経路に基づいて、工具Ｔを上記仮想空間に配置する。このとき、図５（Ａ）に示すように工具Ｔと加工面Ｆｃとが離れる場合、基準点Ｐｏを中心に工具Ｔを加工面Ｆｃと接するまで拡大し（二点鎖線参照）、そのときの接点を切削点Ｐｃとする。一方、図５（Ｂ）に示すように工具Ｔと加工面Ｆｃとが接する場合、そのときの接点を切削点Ｐｃとする。図５（Ｃ）に示すように工具Ｔと加工面Ｆｃとが重なる場合、基準点Ｐｏを中心に工具Ｔを加工面Ｆｃと接するまで縮小し（二点鎖線参照）、そのときの接点を切削点Ｐｃとする。すなわち、基準点Ｐｏを工具拡大縮小基準点として工具Ｔを拡大又は縮小し、その工具Ｔが加工面Ｆｃと接するときの接点を切削点Ｐｃとして算出する。

続いて、指令点補正部１４４は、図６に示すように基準点Ｐｏと切削点Ｐｃとの距離ｌを求める。ここで、指令点Ｐｐ＝（Ｐｐｘ，Ｐｐｙ，Ｐｐｚ）^Ｔ、基準点Ｐｏ＝（Ｐｏｘ，Ｐｏｙ，Ｐｏｚ）^Ｔ、切削点Ｐｃ＝（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ，Ｐｃｚ）^Ｔとすると、距離ｌは、下記式（１）で得られる。
ｌ＝｜Ｐｃ－Ｐｏ｜ ...（１）

続いて、距離ｌと工具半径ｒとの差ｄを下記式（２）により得る。
ｄ＝ｌ－ｒ ...（２）
ここで、ｄが正の場合、つまり工具Ｔと加工面Ｆｃとが接していない場合、工具Ｔが加工面Ｆｃに近づくよう指令点Ｐｐを補正する。補正後の指令点Ｐｐ'は下記式（３）により得られる。
Ｐｐ'＝Ｐｐ＋ｄ（Ｐｃ－Ｐｏ） ...（３）

指令点補正部１４４は、ｄが負の場合、つまり工具Ｔと加工面Ｆｃが交差している場合も工具Ｔが加工面Ｆｃから離れるよう指令点Ｐｐを補正する。結果的に上記式（３）により補正後の指令点Ｐｐ'を得ることができる。なお、ｄがゼロの場合、指令点Ｐｐを補正する必要はない。

ラジアスエンドミルの場合、図７（Ａ）に示すように、切削点算出部１４２は、工具Ｔの刃先に指令点Ｐｐを設定し、工具Ｔの軸線Ｌ上における指令点Ｐｐから工具半径ｒの位置に基準点Ｐｏを設定する。そして、ボールエンドミルの場合と同様に、工具Ｔと加工面Ｆｃとが離れる場合には基準点Ｐｏを中心に工具Ｔを加工面Ｆｃと接するまで拡大し、そのときの接点を切削点Ｐｃとする（図７（Ａ））。一方、工具Ｔと加工面Ｆｃとが接する場合には、そのときの接点を切削点Ｐｃとする（図７（Ｂ））。工具Ｔと加工面Ｆｃとが重なる場合、基準点Ｐｏを中心に工具Ｔを加工面Ｆｃと接するまで縮小し、そのときの接点を切削点Ｐｃとする（図７（Ｃ））。

指令点補正部１４４は、図８に示すように基準点Ｐｏと切削点Ｐｃとの距離ｌを求める。また、基準点Ｐｏと切削点Ｐｃとを結ぶ直線と、補正前の工具Ｔ（破線）の先端面との交点Ｐ１を求め、基準点Ｐｏと交点Ｐ１との距離ｒ１を算出する。この距離ｒ１を上記式（２）のｒに代入することにより差ｄを算出し、その差ｄを上記式（３）に代入することで指令点Ｐｐ'を算出する。すなわち、各指令点Ｐｐを指令点Ｐｐ'に補正する。

スクエアエンドミルの場合、図９（Ａ）に示すように、切削点算出部１４２は、工具Ｔの刃先に指令点Ｐｐを設定し、工具Ｔの軸線Ｌ上における指令点Ｐｐから工具半径ｒの位置に基準点Ｐｏを設定する。そして、ラジアスエンドミルの場合と同様に、工具Ｔと加工面Ｆｃとが離れる場合には基準点Ｐｏを中心に工具Ｔを加工面Ｆｃと接するまで拡大し、そのときの接点を切削点Ｐｃとする（図９（Ａ））。一方、工具Ｔと加工面Ｆｃとが接する場合には、そのときの接点を切削点Ｐｃとする（図９（Ｂ））。工具Ｔと加工面Ｆｃとが重なる場合、基準点Ｐｏを中心に工具Ｔを加工面Ｆｃと接するまで縮小し、そのときの接点を切削点Ｐｃとする（図９（Ｃ））。

指令点補正部１４４は、図１０に示すように基準点Ｐｏと切削点Ｐｃとの距離ｌを求める。また、基準点Ｐｏと切削点Ｐｃとを結ぶ直線と、補正前の工具Ｔ（破線）の先端面との交点Ｐ２を求め、基準点Ｐｏと交点Ｐ２との距離ｒ２を算出する。この距離ｒ２を上記式（２）のｒに代入することにより差ｄを算出し、その差ｄを上記式（３）に代入することで指令点Ｐｐ'を算出する。すなわち、各指令点Ｐｐを指令点Ｐｐ'に補正する。

以上のように各指令点Ｐｐの補正が行われた後、加工プログラム生成部１４０は、補正後の各指令点Ｐｐ'を有する工具経路を含むようＣＬデータを修正し、そのＣＬデータに基づいて加工プログラムを生成する。

次に、加工プログラム生成処理について具体的に説明する。
図１１は、加工プログラム生成処理を表すフローチャートである。図１２は、図１１のＳ１８の指令点補正処理を表すフローチャートである。

図１１に示すように、加工プログラム生成部１４０は、まず、目標形状記憶部１３２から目標形状情報を読み出し（Ｓ１０）、加工情報記憶部１３４から加工情報を読み出す（Ｓ１２）。上述のとおり、加工情報には工具経路情報（補正前の工具経路）と工具情報が含まれる。工具情報には工具形状関連情報が含まれる。

続いて、加工プログラム生成部１４０は、取得された目標形状上に加工基準点を配置し（Ｓ１４）、その加工基準点に基づいて工具経路（補正前の各指令点）を配置する（Ｓ１６）。そして、各指令点を補正するための指令点補正処理を実行する（Ｓ１８）。

図１２に示すように、加工プログラム生成部１４０は、指令点補正処理において、工具経路を構成する各指令点を順次補正する。なお、以下の「ｎ」は補正処理の序数に対応する。加工プログラム生成部１４０は、ｎをゼロクリアして処理を開始する（Ｓ３０）。

加工プログラム生成部１４０は、序数ｎを更新するとともに（Ｓ３２）、ｎ番目の指令点Ｐｐｎを取得する（Ｓ３４）。１番目のときには指令点Ｐｐ１の位置情報を読み出す。そして、指令点Ｐｐｎに対応づけられた工具番号から工具種および工具形状を特定し（Ｓ３６）、指令点Ｐｐｎに工具Ｔを配置する（Ｓ３８）。すなわち、特定した工具形状の先端が指令点に重なるように工具Ｔを配置する。このとき、基準点Ｐｏも設定される。

続いて、加工プログラム生成部１４０は、工具Ｔと加工面Ｆｃとの位置関係に基づき、必要に応じて上述した工具Ｔの拡大又は縮小処理なども実行し、指令点Ｐｐｎに対応するｎ番目の切削点Ｐｃｎを算出する（Ｓ４０）。

加工プログラム生成部１４０は、基準点Ｐｏと切削点Ｐｃｎとに基づいて指令点Ｐｐｎの補正値を算出する（Ｓ４２）。この補正値は、補正のための移動ベクトルであり、上記式（３）を参照すればｄ（Ｐｃｎ－Ｐｐｏ）となる。指令点データ記憶部１３６は、補正後の指令点Ｐｐｎ'を記憶する。以上の処理を最後の指令点の補正が終了するまで繰り返し実行する（Ｓ４８のＮ）。最後の指令点の補正が終了すると（Ｓ４８のＹ）、加工プログラム生成部１４０は、それまで記憶された各指令点Ｐｐｎ'を補正後の指令点データとして更新する（Ｓ５０）。

図１１に戻り、加工プログラム生成部１４０は、全ての工具経路について指令点データの補正が完了していれば（Ｓ２０のＹ）、補正後の指令点データに基づいてＣＬデータを修正する（Ｓ２２）。そして、そのＣＬデータに基づいて加工プログラムを生成する（Ｓ２４）。補正が完了していなければ（Ｓ２０のＮ）、Ｓ１２に戻る。

以上、実施形態に基づいて情報処理装置１００について説明した。
発明者は、ＣＡＭから出力されるＣＬデータの工具経路に本来存在しないはずのガタつきが生じ得るという新たな問題を発見し、工具経路と目標形状との照らし合わせによる指令点の補正という着想に到り、本実施形態においてそれを具現化している。そして特に、目標形状上の加工基準点に基づいて工具経路と目標形状との配置を調整することで、目標形状に対する指令点のずれを正確に算出できるようにした。本実施形態によれば、ＣＡＭから出力される工具経路を、各指令点の補正により目標形状と整合させることで最適化できる。その最適化された工具経路を含むＣＬデータを加工プログラムに変換することで、ワークの加工面品位を高く維持できる。また、工具経路のガタつきが抑制されるため、そのガタつきに起因する加工速度の低下ひいては加工時間の増大を抑制できる。

［変形例］
上記実施形態では、工具としてエンドミルを例示したが、他のフライス工具、タップ、バイトなど様々な工具についても上記補正方法を適用できることは言うまでもない。

上記実施形態では、加工プログラム生成部１４０はポストプロセッサとして機能する例を示した。変形例においては、加工プログラム生成部がＣＡＤ／ＣＡＭ装置（ＣＡＭ装置単体でもよい）の機能として組み込まれてもよい。あるいは、数値制御装置の機能として組み込まれてもよい。

上記実施形態では述べなかったが、加工情報に加工の工程情報が含まれてもよい。「工程」は加工を複数の工程に分解したものであり、例えば、情報１（直線加工、始点、終点）や情報２（穴あけ加工、深さ、穴の大きさ）としてもよい。

上記実施形態では、工作機械として５軸加工機を例示した。すなわち、直線軸がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸で構成され、回転軸がＢ軸およびＣ軸の２軸で構成される例を示した。変形例においては、回転軸がＡ軸とＣ軸で構成されてもよい。あるいは、Ａ軸とＢ軸で構成されてもよい。また、４軸加工機とし、回転軸が１軸（例えばＢ軸のみ）で構成されてもよい。

上記実施形態では、加工装置２として、２つの回転軸の一方（Ｂ軸）を中心に工具を回転させ、他方の回転軸（Ｃ軸）を中心にテーブルを回転させる構成を例示した。変形例においては、２つの回転軸が主軸側に設けられてもよい。あるいは、２つの回転軸がテーブル側に設けられてもよい。例えば、テーブルが第１部材によりＣ軸を中心に回転可能に支持され、第１部材が第２部材によりＡ軸又はＢ軸を中心に回転可能に支持される構成を採用してもよい。第２部材がＡ軸を有する場合、第２部材はＹ軸方向に移動可能に支持されてもよい。第２部材がＢ軸を有する場合、第２部材はＸ軸方向に移動可能に支持されてもよい。

上記実施形態では述べなかったが、上述した情報処理プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、提供されてもよい。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

１工作機械、２加工装置、１０主軸、１４テーブル、５０操作制御装置、５２数値制御装置、５４工具交換部、５６工具格納部、１００情報処理装置、１１０入出力インタフェース部、１１２データ処理部、１１４データ格納部、１２０入力部、１２２出力部、１２４形状情報取得部、１２６加工情報取得部、１３２目標形状記憶部、１３４加工情報記憶部、１３６指令点データ記憶部、１４０加工プログラム生成部、１４２切削点算出部、１４４指令点補正部、Ｆｃ加工面、Ｌ軸線、Ｐｃ切削点、Ｐｏ基準点、Ｐｐ指令点、Ｔ工具、Ｗワーク。

Claims

目標形状を示す目標形状情報を取得する形状情報取得部と、
ワークを加工する際に工具が通過する複数の指令点からなる工具経路と、前記加工で使用される工具の工具形状関連情報を含む工具情報と、を含む加工情報を取得する加工情報取得部と、
前記工具経路の基準点を前記目標形状の所定の位置に合わせた後に、前記目標形状情報と前記工具経路と前記工具形状関連情報とに基づき、前記工具が前記目標形状に接するよう前記指令点の位置を補正し、補正された指令点に基づいて加工プログラムを生成する加工プログラム生成部と、
を備え、
前記加工プログラム生成部は、
前記工具経路に設定された指令点と、前記工具形状関連情報に含まれる工具形状とに基づいて仮想基準点を設定し、
前記仮想基準点を基準として前記工具形状を拡大又は縮小することで前記工具と前記目標形状が接するように前記指令点を補正する、情報処理装置。
前記工具情報に前記工具経路に沿って使用される工具を示す工具番号が含まれ、
前記加工情報取得部は、前記工具番号に予め対応づけられた前記工具形状関連情報を取得する、請求項１に記載の情報処理装置。
前記加工情報に加工の工程情報が含まれる、請求項１又は２に記載の情報処理装置。
前記加工プログラム生成部は、
前記仮想基準点を基準として前記工具形状を拡大又は縮小することで前記工具と前記目標形状が接するべき切削点を算出し、
前記仮想基準点と前記切削点とを結ぶ方向を補正方向とし、前記工具形状を拡大した場合には前記指令点を前記補正方向に前記目標形状に近づけるように補正し、前記工具形状を縮小した場合には前記指令点を前記補正方向に前記目標形状から遠ざけるように補正する、請求項１又は２に記載の情報処理装置。
ワークを目標形状に加工するための加工プログラムを生成する情報処理プログラムであって、
目標形状を示す目標形状情報を取得する機能と、
ワークを加工する際に工具が通過する複数の指令点からなる工具経路と、前記加工で使用される工具の工具形状関連情報を含む工具情報と、を含む加工情報を取得する機能と、
前記工具経路の基準点を前記目標形状の所定の位置に合わせた後に、前記目標形状情報と前記工具経路と前記工具形状関連情報とに基づき、前記工具が前記目標形状に接するよう前記指令点の位置を補正し、補正された指令点に基づいて加工プログラムを生成する機能と、
を有し、
前記加工プログラムを生成する機能は、
前記工具経路に設定された指令点と、前記工具形状関連情報に含まれる工具形状とに基づいて仮想基準点を設定し、
前記仮想基準点を基準として前記工具形状を拡大又は縮小することで前記工具と前記目標形状が接するように前記指令点を補正する、情報処理プログラム。