KR102481650B1

KR102481650B1 - 피가공물의 가공 방법 및 피가공물의 가공기

Info

Publication number: KR102481650B1
Application number: KR1020227031502A
Authority: KR
Inventors: 고지 즈치야
Original assignee: 시바우라 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2022-12-28
Also published as: JP2020064591A; TWI750757B; TWI717733B; JP7169945B2; KR20220130829A; TW202046033A; KR20210005911A; DE112019002459T5; JP2020064607A; WO2019221005A1; KR102444158B1; CN112105998A; JP6574915B1; CN112105998B; TW201947554A; US20210063995A1

Abstract

피가공물을 공구에 의해 가공하는 방법은, 상기 피가공물을 보유 지지하고, 상기 공구를 보유 지지하고, 상기 보유 지지된 공구의 위치를 산출하는 연산식을 포함하는 NC 프로그램에 의한 제어에 따라서, 상기 보유 지지된 피가공물에 대하여 상기 보유 지지된 공구를 이동함으로써 이루어진다.

Description

피가공물의 가공 방법 및 피가공물의 가공기{METHOD FOR PROCESSING WORKPIECE AND MACHINE FOR PROCESSING WORKPIECE}

본 발명은, 피가공물의 가공 방법 및 피가공물의 가공기에 관한 것으로, 특히, 공구의 윤곽 보정을 하여 피가공물을 가공하는 것에 관한 것이다.

종래, NC 프로그램(프로그램)에 의해, 피가공물(워크)에 대하여 공구(툴)을 상대 이동하면서, 피가공물에 절삭 가공을 실시하는 피가공물의 가공기(NC 공작 기계)가 알려져 있다.

종래의 NC 공작 기계에서는, 예를 들어 엔드밀 등의 공구를 회전하면서, NC 프로그램에 포함되어 있는 구체적인 숫자(소수 등의 수치)에 따라서, 공구를 상대 이동하여 피가공물의 가공을 행하고 있다. 여기서, 종래의 기술을 나타내는 문헌으로서 특허문헌 1을 예로 든다.

일본 특허 출원 공개 소63-233403호 공보

그런데, 공구에는 윤곽 오차(이상적인 공구의 윤곽 형상과 실제 공구의 윤곽 형상의 차)가 존재한다. 초정밀 가공을 하는 공작 기계에서는, 피가공물의 형상 오차 요인 중 대부분을 엔드밀 등의 공구의 윤곽 오차가 차지하고 있다.

그래서, 공구의 윤곽 오차에 따라서 공구의 위치를 보정하면서 피가공물의 가공을 함으로써, 피가공물의 형상 오차를 최대한 작게 하는 것을 생각할 수 있다. 이때, 프로그램에 포함되어 있는 구체적인 숫자에 의해 공구를 상대 이동하면, 프로그램의 구성이 간단해진다.

그러나, 구체적인 숫자를 사용하면, 공구를 교환하거나, 공구가 마모되었을 때 등, 그 때마다 NC 프로그램을 다시 만들지 않으면 안 된다는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 공구의 윤곽 오차에 따라서 공구의 위치를 보정하면서 피가공물의 가공을 하는 피가공물의 가공기, 피가공물의 가공 방법 및 프로그램에 있어서, 공구를 교환하거나, 공구가 마모되었을 때 등에, 그 때마다 NC 프로그램을 다시 만드는 것을 불필요하게 하는 피가공물의 가공 방법 및 피가공물의 가공기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 국면에 의하면, 피가공물을 공구에 의해 가공하는 방법은, 상기 피가공물을 보유 지지하고, 상기 공구를 보유 지지하여, 상기 보유 지지된 공구의 위치를 산출하는 연산식을 포함하는 NC 프로그램에 의한 제어에 따라서, 상기 보유 지지된 피가공물에 대하여 상기 보유 지지된 공구를 이동함으로써 이루어진다.

다른 국면에 의하면, 피가공물을 공구에 의해 가공하는 장치는, 상기 피가공물을 보유 지지하는 보유 지지부와, 상기 공구를 보유 지지하는 공구 보유 지지부와, 상기 보유 지지된 공구의 위치를 산출하는 연산식을 포함하는 NC 프로그램에 의해 제어되고, 상기 보유 지지된 피가공물에 대하여 상기 보유 지지된 공구를 이동하는 이동부를 구비한다.

도 1은, 일 실시 형태에 의한 가공기에 있어서, 보유 지지된 피가공물과 이것에 접한 공구의 모식적인 입면도이다.
도 2a는, 공구의 윤곽 오차를 설명하는 모식적인 입면도이며, 공구가 정지된 상태이다.
도 2b는, 공구의 윤곽 오차를 설명하는 모식적인 입면도이며, 공구가 회전하고 있는 상태이다.
도 3은, 공구의 윤곽 오차를 설명하는 모식적인 입면도이며, 각 점의 오차를 구하는 양태를 설명하는 도면이다.
도 4는, 보유 지지된 피가공물에 대하여 공구의 이동 경로를 나타내는 모식적인 입면 부분 단면도이다.
도 5는, 위치의 보정이 되어 있지 않은 공구의 위치 좌표의 예이다.
도 6은, 본 실시 형태에 의한, 보정이 된 위치 좌표의 예이다.
도 7은, 공구에 있어서의 가공점을 설명하는, 가공점 부근의 공구의 모식적인 입면도이다.
도 8은, 도 7에서 도시한 가공점을 고려하여 보정이 된 위치 좌표의 예이다.
도 9a는, 가공점을 일반화하여 설명하는, 가공점 부근의 공구의 모식적인 입면도이다.
도 9b는, 가공점을 일반화하여 설명하는, 보정된 위치 좌표의 예이다.
도 10a는, 2개의 가공점의 경우를 설명하기 위한, 가공점 및 그 주위의 모식적인 입면 부분 단면도이다.
도 10b는, 간섭을 고려하지 않고 보정이 된 경우를 설명하기 위한, 가공점 및 그 주위의 모식적인 입면 부분 단면도이다.
도 10c는, 간섭을 고려하여 보정이 된 경우를 설명하기 위한, 가공점 및 그 주위의 모식적인 입면 부분 단면도이다.
도 10d는, 회피 벡터를 설명하기 위한, 가공점 부근의 피가공물의 입면 단면도이다.
도 11a는, 위치 좌표의 보정량의 예이다.
도 11b는, 보정된 위치 좌표의 예이다.
도 12는, 도 11b의 예를 변형한 예이다.
도 13은, 도 7에 도시한 예에 있어서 2개의 가공점을 고려하여 보정한 위치 좌표의 예이다.
도 14a는, 도 11a의 예에 있어서 일반화한 보정량의 예이다.
도 14b는, 도 11b의 예에 있어서 일반화한 보정 위치 좌표의 예이다.
도 15는, 도 14b의 예를 변형한 예이다.
도 16은, 2개의 가공점을 고려하여 도 13의 예를 일반화한 예이다.
도 17은, 본 실시 형태에 의한 가공기와, 가공기를 제어하는 범용 컴퓨터를 포함하는 시스템을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 18a는, 피가공물에 있어서 가공되는 범위를 설명하는, 가공점 및 그 주위의 모식적인 입면 부분 단면도이며, 공구와 피가공면의 접촉 면적이 비교적으로 작은 예이다.
도 18b는, 피가공물에 있어서 가공되는 범위를 설명하는, 가공점 및 그 주위의 모식적인 입면 부분 단면도이며, 공구와 피가공면의 접촉 면적이 중간 정도인 예이다.
도 18c는, 피가공물에 있어서 가공되는 범위를 설명하는, 가공점 및 그 주위의 모식적인 입면 부분 단면도이며, 공구와 피가공면의 접촉 면적이 비교적으로 큰 예이다.
도 19a는, 비교적으로 작은 간격으로 윤곽 오차를 측정하는 예를 설명하는, 공구의 모식적인 입면도이다.
도 19b는, 고주파 성분을 제외한 윤곽 오차의 예를 설명하는, 공구의 모식적인 입면도이다.
도 20은, 가공점 부근의 윤곽 오차의 예를 설명하는, 공구의 모식적인 입면도이다.
도 21a는, 윤곽 오차를 이용하여 위치 좌표를 보정하는 예를 설명하는, 피가공물의 모식적인 입면도이다.
도 21b는, 도 21a에 도시한 예에 기초하여 공구의 윤곽과 목표로 하는 피가공면의 관계를 나타내는, 공구와 피가공물의 모식적인 입면도이다.
도 22a는, 윤곽 오차를 이용하여 위치 좌표를 보정하는 다른 예를 설명하는, 피가공물의 모식적인 입면도이다.
도 22b는, 도 22a에 도시한 예에 기초하여 공구의 윤곽과 목표로 하는 피가공면의 관계를 나타내는, 공구와 피가공물의 모식적인 입면도이다.
도 23은, 다른 예에 의한 공구이며, 반경 엔드밀인 공구의 모식적인 입면도이다.
도 24는, 일례에 의한 피가공물의 표면 형상의 모식적인 사시도이다.
도 25a는, 피가공물에 공구가 접촉하면서 이동해 가는 과정을 설명하는, 공구와 피가공물의 모식적인 사시도이다.
도 25b는, 볼록한 표면을 가공하는 양태를 나타내는, 공구와 피가공물의 모식적인 입면도이다.
도 25c는, 오목한 표면을 가공하는 양태를 나타내는, 공구와 피가공물의 모식적인 입면도이다.
도 26a는, 일례에 의한 피가공물의 표면 형상의 모식적인 사시도이다.
도 26b는, 도 26a에 도시한 피가공물 위를 이동하는 공구의 모식적인 사시도이다.
도 26c는, 도 26b에 도시한 공구의 선단을 몇몇 영역으로 구분하는 예를 설명하는, 공구의 모식적인 입면도이다.
도 26d는, NC 프로그램 진척율에 대한 절삭 이동 거리를 영역마다 나타내는 그래프이다.
도 27은, 절삭 이동 거리에 대한 마모량을 영역마다 나타내는 그래프이다.
도 28은, NC 프로그램의 진척율과 각 영역의 마모량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 29는, 일 실시 형태에 의한 가공기의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 30은, 마모량을 고려하여 보정한 위치 좌표의 예이다.
도 31은, 다른 실시 형태에 의한 가공기의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 32는, 마모량의 변화를 고려하여 보정값을 계산하는 예를 설명하는 도면이다.
도 33a는, 가공 개시 시에 있어서의 공구의 모식적인 입면도이다.
도 33b는, 가공 종료 시에 있어서의 공구의 모식적인 입면도이다.
도 34는, 가공 개시부터 가공 종료까지의 복수의 시점에 있어서의 마모량의 예측에 따라서 보정값을 계산하는 예를 설명하는 도면이다.
도 35a는, 외형의 경시 변화를 설명하는, 공구의 모식적인 입면도이다.
도 35b는, 보정의 방법의 차이를 비교하기 위한, 가공 형상에 있어서의 오차의 경시 변화의 그래프이다.
도 35c는, 윤곽 오차의 측정을 반복하는 양태를 설명하는, 공구의 모식적인 입면도이다.
도 36a는, 외형의 경시 변화를 설명하는, 공구의 모식적인 입면도이다.
도 36b는, 보정의 방법의 차이를 비교하기 위한, 가공 형상에 있어서의 오차의 경시 변화의 그래프이다.

첨부의 도면을 참조하여 이하에 몇몇 예시적인 실시 형태를 설명한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 피가공물의 가공기(공작 기계)(1)는, 공구(가공 공구; 예를 들어 볼 엔드밀)(3)를 사용하여 피가공물(워크)(5)을 가공하는 것이며, 도 1이나 도 17에서 도시한 바와 같이, 피가공물 보유 지지부(7)와 공구 보유 지지부(9)와 이동부(11)와 제어부(13)(제어 장치)를 구비한다.

여기서, 공간에 있어서의 소정의 일 방향을 X 방향(X축 방향; 가로 방향)으로 하고, 공간에 있어서의 소정의 다른 일 방향이며 X 방향에 대하여 직교하는 방향을 Y 방향(Y축 방향; 전후 방향)이라 하고, X 방향과 Y 방향에 대하여 직교하는 방향을 Z 방향(Z축 방향; 상하 방향)이라 한다. 또한, 이 정의에서는, X 방향과 Y 방향이 수평 방향이며 Z 방향이 상하 방향으로 되지만 이것에 한정되는 것은 아니며, X 방향 혹은 Y 방향이 상하 방향으로 되어도 되고, X 방향, Y 방향, Z 방향이 수평 방향이나 상하 방향에 대하여 경사져 있어도 된다.

피가공물 보유 지지부(7)는, 피가공물(5)을 보유 지지하도록 구성되어 있으며, 공구 보유 지지부(9)는, 공구(3)를 보유 지지하도록 구성되어 있다. 공구 보유 지지부(9)에서 보유 지지되어 있는 보유 지지 완료 공구(3)(이하, 단순히 「공구(3)」라고 함)는, 피가공물 보유 지지부(7)에서 보유 지지되어 있는 보유 지지 완료 피가공물(5)(이하, 단순히 「피가공물(5)」이라고 함)을 가공(절삭 가공)하도록 되어 있다.

공구(3)로서의 (볼 엔드밀)은, 외주에 절삭날부가 마련되어 있다. 더 설명하자면, 볼 엔드밀(3)은, 원주형의 기단부(15)(도 1)와 반구형의 선단부(17)를 구비한다. 기단부(15)의 외경과 선단부(17)의 직경은 서로 일치하고 있으며, 기단부(15)의 중심축 C1의 연신 방향의 한쪽의 단에, 선단부(17)가 붙어 있는 형상으로 되어 있다. 또한, 선단부(17)의 중심축과 기단부(15)의 중심축 C1은 서로가 일치하고 있다.

여기서, 선단부(17)의 원형의 단면(기단부(15)의 원형의 단면에 붙어 있는 단부면)의 중심을, 선단부(17)의 중심 C2라 한다. 이 중심 C2는, 공구(3)의 중심축 C1 위에 존재하고 있다.

볼 엔드밀(3)의 절삭날은, 선단부(17)의 외주와 기단부(15)의 단부(선단부(17)측의 단부)에 형성되어 있다. 볼 엔드밀(3)은, 기단부(15)의 다른 쪽 단부가 공구 보유 지지부(9)에 걸림 결합하여 공구 보유 지지부에서 보유 지지되도록 되어 있다.

그리고, 공구 보유 지지부(9)에서 보유 지지되어 있는 공구(3)는, 회전(중심축 C1을 회전 중심으로 하여 자전)함으로써, 절삭날로 피가공물(5)을 절삭 가공하도록 되어 있다.

이동부(11)는, 피가공물(5)을 보유 지지 완료 공구(3)로 가공하기 위해서, 피가공물(5)에 대하여 공구(3)를 상대적으로 이동하도록 구성되어 있다. 즉, 피가공물(5)에 대하여 공구(3)가 이동하도록 구성되어 있어도 되며, 공구(3)에 대하여 피가공물(5)이 이동하도록 구성되어 있어도 된다.

제어부(13)는, 예를 들어 적어도 중앙 연산 소자(CPU)와 같은 프로세서와, 반도체 메모리(35)와 같은 기억 장치를 구비한 일반 용도 컴퓨터이다. 제어부(13)는, 무선 또는 유선의 통신로(12)를 통해 이동부(11)에 접속되어 있며, 또한 프리 인스톨 내지 포스트 인스톨된 후술하는 NC 프로그램을 내장한다. 제어부(13)는, 통신로(12)를 통해 NC 프로그램에 의한 제어에 따라서 이동부(11)를 제어하고, 이로써 피가공물(5)에 대하여 공구(3)를 이동한다.

더 설명하자면, 도 17에서 도시한 바와 같이, 피가공물(5)의 가공기(1)는, 침대(19)와 테이블(21)과 컬럼(23)과 주축 지지체(25)와 주축 하우징(27)과 스핀들(29)을 구비하고 있다.

테이블(21)은, 도시하지 않은 리니어 가이드 베어링을 통해 침대(19)에 지지되어 있으며, 도시하지 않은 리니어 모터 등의 액추에이터에 의해, X 방향에서 침대(19)에 대하여 상대적으로 이동하도록(이동 위치 결정되도록) 되어 있다.

컬럼(23)은 침대(19)에 일체적으로 마련되어 있다. 주축 지지체(25)는, 도시하지 않은 리니어 가이드 베어링을 통해 컬럼(23)에 지지되어 있으며, 도시하지 않은 리니어 모터 등의 액추에이터에 의해, Y 방향에서 컬럼(23)에 대하여 상대 이동되도록 되어 있다.

주축 하우징(27)은, 도시하지 않은 리니어 가이드 베어링을 통해 주축 지지체(25)에 지지되어 있으며, 도시하지 않은 리니어 모터 등의 액추에이터에 의해, Z 방향에서 주축 지지체(25)에 대하여 상대 이동되도록 되어 있다.

스핀들(29)은, 베어링을 통해 주축 하우징(27)에 지지되어 있으며, 도시하지 않은 모터 등의 액추에이터에 의해, 중심축(Z 방향으로 연장되어 있는 공구(3)와 공통의 중심축) C1을 회전 중심으로 하여 주축 하우징(27)에 대하여 회전 가능하게 되어 있다.

스핀들(29)에는, 공구 보유 지지부(9)가 마련되어 있으며, 테이블(21)의 상면에는, 피가공물 보유 지지부(7)가 마련되어 있다. 이에 의해, 피가공물(5)에 대하여 보유 지지 완료 공구(3)가 X 방향, Y 방향, Z 방향에서 상대적으로 이동하도록 되어 있다.

NC 프로그램에는, 공구(3)의 위치(피가공물(5)에 대한 좌표)를 산출하기 위한 연산식(예를 들어, 사칙 연산 등을 이용한 수식)이 편성되어 있다. 즉, 보유 지지 완료 공구(3)가 이동할 때의 위치 좌표는, 연산식의 해에 의해 결정되도록 되어 있다.

또한, NC 프로그램은, 공구(3)의 윤곽 오차에 의한 피가공물(5)의 가공 오차의 발생을 억제하기 위해서, 연산식을 이용하여, 공구(3)의 위치를 보정하도록 구성되어 있다.

공구(3)의 위치의 보정은, 해당 공구(3)의 가공점 T1(상세는 후술함)에 있어서의 가공면에 대한 법선 벡터 V1과, 공구(3)와의 윤곽 오차를 이용하여 이루어진다. 이에 의해, X 방향, Y 방향, Z 방향 중 적어도 어느 방향(법선 벡터 V1의 형태로 정해짐)에서, 공구(3)의 3차원적인 위치가 보정된다.

더 설명하자면, 공구(3)의 윤곽 오차는, 도 17에 도시한 공구 형상 측정 장치(31)에 의해, 피가공물(5)을 실제로 가공하기 전에, 사전에 구해진다.

공구 형상 측정 장치(31)는, 피가공물의 가공기(1)의 소정의 위치에 설치되어 있다. 그리고, 보유 지지 완료 공구(3)의 형상을 공구 형상 측정 장치(31)(레이저나 카메라 등)로 측정 가능한 위치에 보유 지지 완료 공구(3)를 위치시켜, 보유 지지 완료 공구(3)를 회전(중심축 C1 주위로 자전)시켜 둠으로써, 보유 지지 완료 공구(3)의 외형을 기계 위(피가공물의 가공기(1)의 기계 위)에서 측정하도록 되어 있다.

이 측정한 보유 지지 완료 공구(3)의 외형과, 이상적인 형상의(형상 오차가 없는) 보유 지지 완료 공구의 외형과의 차(공구(3)의 부위 마다의 차)를, 공구(3)의 「윤곽 오차」로 한다. 또한, 이하에서는, 「공구 형상 측정 장치(31)」를 사용하여 초기적으로 공구(3)의 윤곽 오차를 산출하는 처리를, 「초기 교정 처리」라고 한다.

도 2a에 파선으로 나타낸 것은, 이상적인 형상의 공구의 외형 형상이며, 실선으로 나타낸 것은, 형상 오차가 있는 실제의 공구(3)의 외형 형상이다. 도 2a에서는, 중심축 C1 주위로 공구의 회전을 하지 않는다. 또한, 도 2a에 실선으로 나타낸 보유 지지 완료 공구(3)는, 중심축 C1에 대하여 매우 근소하게 우측으로 치우쳐 위치하고 있다.

도 2b에 파선으로 나타낸 것은, 이상적인 형상의 공구의 외형 형상이며, 실선으로 나타낸 것은, 형상 오차가 있는 실제의 공구(3)(도 2a에 실선으로 나타낸 공구(3))를 중심축 C1의 주위로 회전시켰을 때의 외형 형상이다.

도 2b에 실선으로 나타낸 공구(3)의 형상은, 당연히 중심축 C1에 대하여 선 대칭으로 되어 있다. 피가공물(5)의 가공이, 볼 엔드밀(3)의 선단부(17)에서 이루어지는 것으로 하면, 볼 엔드밀(3)의 윤곽 오차는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 선단부(17)의 1/4의 원호(즉, 각도가 90°의 범위)로 구하면 된다.

또한, 공구 형상 측정 장치로서, 예를 들어 일본 특허 공개 소63-233403호 공보에서 나타나 있는 것을 들 수 있다.

여기서, 공구(볼 엔드밀)(3)의 윤곽 오차를, 도 3을 참조하면서 더욱 상세히 설명한다.

도 3에 이점쇄선으로 나타낸 반원호형의 것은, 형상 오차가 없는 공구의 외형 형상이다. 도 3에 실선으로 나타낸 것은, 공구 형상 측정 장치(31)로 측정된 공구(3)의 선단부(17)의 외형 형상이다. 또한, 도면에서는 이해를 용이하게 하기 위해서, 윤곽 오차를 과장해서 기재하고 있다.

공구(3)의 반구형의 선단부(17)의 중심 C2로부터 공구(3)의, 1/4 원호형의 외형을 향해 연장되는 복수 개의 반직선 L00∼L90을, 각도 10° 간격으로 긋는다. 공구(3)의 중심축 C1과 반직선 L00과 교차 각도는 「0°」로 되어 있다. 보유 지지 완료 공구(3)의 중심축 C1과 반직선 L10과 교차 각도는 「10°」로 되어 있다. 마찬가지로 하여, 보유 지지 완료 공구(3)의 중심축 C1과 반직선 L20∼반직선 L90과 교차 각도는 「20°」∼「90°」로 되어 있다.

여기서, 반직선 L00과 이상 형상의 공구의 외형과의 교점을 교점 Q00a로 한다. 마찬가지로, 반직선 L10, L20, ‥L90과, 이상 형상의 공구 외형과의 교점을 교점 Q10a, Q20a, ‥Q90a로 한다. 한편, 반직선 L00, L10, L20, ‥L90과, 공구 형상 측정 장치(31)로 측정한 실제의 공구(3)의 외형과의 교점을 교점 Q00b, Q10b, Q20b, ‥Q90b로 한다.

그리고, 각각의 차분을 참조 부호 「#500∼#590」로 하여 메모리 등에 기억한다. 구체적으로, 「#500=Q00b-Q00a」로 하고, 「#510=Q10b-Q10a」로 하고, 이하 마찬가지로 하여, 「#590=Q90b-Q90a」로 한다.

참조 부호(프로그램 변수 번호가 됨) #500∼#590으로 나타낸 치수의 값은, 반직선 L00∼L90에 있어서, 이상 형상의 공구의 외형과의 교점 Q00a∼Q90a와, 실제의 공구(3)의 외형과의 교점 Q00b∼Q90b 사이의 거리이며, 각각의 반직선에 있어서의 공구(3)의 윤곽 오차의 값을 나타내고 있다.

또한, 도 3에서는, 공구(3)의 중심축 C1에 대한 반직선 L00∼L90의 교차 각도가 10°의 간격으로 새겨 있음으로써, 공구(3)의 윤곽 오차가 10군데에서 구해져 존재하고 있게 되지만, 교차 각도가 더욱 미세한 간격(예를 들어, 1°의 간격)으로 새겨 있어도 된다.

즉, 예를 들어 공구(3)의 중심축 C1과의 교차 각도가 「64°」로 되어 있는 반직선 L64의 곳에 있어서의 공구(3)의 윤곽 오차(교점 Q64a와 교점 Q64b 사이의 거리; #564)와 같은 상태로, 공구(3)의 윤곽 오차가 91군데에서 구해져서 존재하고 있어도 된다.

이들의 각 윤곽 오차의 값은, 공구 형상 측정 장치(31)를 사용하여 상술한 「초기 교정 처리」를 실시함으로써, 공구(3)의 윤곽 오차를 나타내는 데이터로서, 공구(3)에 의한 피가공물(5)의 가공이 되기 전에, 미리, 도 17에서 도시한 PC(33a)의 메모리(PC(33)나 제어부(13)의 메모리(35)여도 됨)에 기억되어 있다. 또한, 도 17에 부호 47로 나타낸 것은, 공구(3)의 윤곽 오차를 나타내는 데이터이다.

여기서, 공구(3)의 윤곽 오차에 의한 피가공물(5)의 가공 정밀도의 악화를 방지하기 위한 NC 프로그램(보정이 있는 NC 프로그램)에 대하여 설명한다.

도 17에서 도시한 바와 같이, CAD 데이터(완성품으로서 피가공물의 형상을 나타내는 데이터)(37)와, CAM(39)으로 작성된 가공 패스(공구의 윤곽 오차가 「0」인 것으로 하는 CAD 데이터에 기초한 NC 프로그램)로부터, 공구(3)의 가공점 T1(도 4 참조)에 있어서의 법선 벡터(단위 법선 벡터) V1을, 예를 들어 PC(33)(PC(33a)여도 됨)여도 구한다.

공구(3)의 반구형의 선단부(17)의 절삭날부가 피가공물(5)을 절삭 가공하고 있을 때, 공구(3)와 피가공물(5)의 접촉점이 가공점 T1로 된다.

더 설명하자면, 피가공물(5)을 공구(3)를 사용하여 소정의 절삭 깊이량으로 절삭 가공하고 있을 때, 피가공물(5)에 대하여 공구(3)가 X 방향이나 Y 방향이나 Z 방향으로 이동하고 있는 것이지만, 이 가공을 하고 있을 때, 예를 들어 공구(3)가 이 이동 방향의 가장 후단에서, 피가공물(5)에 접하고 있는 점(가공 후에 피가공물의 외형 형상을 정하는 개소)이 가공점 T1로 된다.

가공점 T1을 중심으로 한 가공점 T1의 근방은 곡면이지만, 평면이라 간주할 수 있는 매우 미소한 면이 존재하고 있다고 간주할 수도 있다. 법선 벡터 V1은, 상기 매우 미소한 곡면에 대하여 직교하고 있는 벡터이며, X 방향의 성분과 Y 방향의 성분과 Z 방향의 성분을 구비하고 있다. 또한, 법선 벡터 V1은, 이 스칼라 양이 「1」로 되어 있다. 즉, 법선 벡터 V1은 단위 벡터이다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 초기 교정 처리에 의해, 공구(3)의 어긋남양(스칼라 양)을 연산한다. 또한, 법선 벡터 V1을 연산한다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 법선 벡터 V1을 X 방향, Y 방향, Z 방향의 각각의 방향으로 분해하고, 어긋남양을 더욱 승산하여, X 방향, Y 방향, Z 방향의 어긋남양을 연산한다.

피가공물(5)을 절삭 가공할 때의 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정에 대하여 더 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 피가공물(5)을 절삭 가공할 때, 공구(3)는, X 방향, Y 방향, Z 방향 중 적어도 어느 방향에서, 보유 지지 완료 피가공물(5)에 대하여 이동한다. 이때의 공구(3)의 좌표값은, 예를 들어 도 5에서 도시한 바와 같이, 좌표값 f51(X-1.60657 Y-0.42583 Z-1.09809)로부터, 좌표값 f52(X-1.62951 Y-0.6141 Z-1.09809)에 소정의 근소한 시간을 들여 예를 들어 직선적으로 이동한다. 마찬가지로 하여, 좌표값 f52로부터 좌표값 f53으로 이동하고, 또한, 좌표값 f53로부터 좌표값 f54로, 좌표값 f54로부터 좌표값 f55로‥‥ 이동한다. 또한, 가공점 T1도 당연히 이동한다.

또한, 도 5에서 도시한 것은, 공구(3)의 윤곽 오차에 대한 보정으로 되어 있지 않을 때(이상적인 공구로 절삭 가공할 때)의 공구(3)의 좌표값(NC 프로그램의 일부)을 나타내고 있다.

도 6은, 도 5에 도시한 좌표값 f51∼f55에, 보정값을 가산한 좌표값 f61∼f65를 나타내고 있다. 공구(3)의 윤곽 오차에 대한 보정이 이루어짐으로써, 도 6에서 도시한 바와 같은, … 좌표값 f61, 좌표값 f62, 좌표값 f63, 좌표값 f64, 좌표값 f65…를, 이 순서로 공구(3)가 통과하여, 피가공물(5)의 절삭 가공이 이루어진다. 또한, 좌표값 f61, 좌표값 f62…는, 연산식을 구비하고 있으며, PC(33)로 작성되고, 피가공물의 가공기(1)의 제어부(13)에 보내진다. 그리고, 제어부(13)에서 연산식의 계산이 이루어지도록 되어 있다. 또한, PC(33)를 사용하지 않고, 제어부(13)에서, 연산식을 구비하고 있는 좌표값 f61, 좌표값 f62…가 작성되는 구성이어도 된다.

공구(3)의 윤곽 오차에 대한 보정을 할 때의 보유 지지 완료 공구(3)의 좌표값을, 좌표값 f61을 예로 들어 설명한다.

좌표값 f61에 있어서의 X 좌표의 「-1.60657」은, 보정이 되기 전의(윤곽 오차의 보정이 없는) 보유 지지 완료 공구(3)의 X 방향의 좌표값이다. 좌표값 f61에 있어서의 「-0.89101」은, 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터 V1의 X 방향 성분이다. 좌표값 f61에 있어서의 「*」는, 승산의 기호(×)이다. 좌표값 f61에 있어서의 참조 부호 「#564」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다.

좌표값 f61에 있어서의 Y 좌표의 「-0.42583」은, 보정이 되기 전의(윤곽 오차의 보정이 없는) 공구(3)의 Y 방향의 좌표값이다. 좌표값 f61에 있어서의 「0.11528」은, 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터 V1의 Y 방향 성분이다. 좌표값 f61에 있어서의 참조 부호 「#564」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다.

좌표값 f61에 있어서의 Z 좌표의 「-1.09809」은, 보정이 되기 전의(윤곽 오차의 보정이 없는) 공구(3)의 Z 방향의 좌표값이다. 좌표값 f61에 있어서의 「-0.4391」은, 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터 V1의 Z 방향 성분이다. 좌표값 f61에 있어서의 참조 부호 「#564」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 보유 지지 완료 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다.

또한, 좌표값 f61에 있어서의 X 방향 성분과 Y 방향 성분과 Z 방향 성분을 갖는 법선 벡터 V1의 크기는 「1」로 된다. 즉, 「((-0.89101…)2+(0.11528…)2+(-0.4391…)2)1/2=1」로 된다.

여기서, 도 17에서 도시한 바와 같은, 피가공물(5)의 가공기(1), PC(33), CAM(39)을 구비한 피가공물의 가공 시스템의 동작에 대하여 설명한다.

초기 상태에서는, 공구(3)가 공구 보유 지지부(9)에서 보유 지지되어 있으며, 피가공물(5)이 피가공물 보유 지지부(7)에서 보유 지지되어 있으며, 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차가 측정되어 있다.

상기 초기 상태에서, CAM(39)으로 가공 패스(41)를 작성하고, CAD 데이터(37)와 가공 패스(41)로, PC(33)에 의해 공구(3)의 윤곽 오차에 기초한 보정이 된 가공 패스(보정 완료 가공 패스)(43)를 작성하고, 보정 완료 가공 패스(43)를 피가공물의 가공기(1)의 제어 장치(제어부(13))에 보낸다.

피가공물의 가공기(1)는, 제어부(13)의 제어하에 보정 완료 가공 패스(43)에 기초하여 이동부(11)를 제어하여, 보유 지지 완료 공구(3)를 회전시키면서 보유 지지 완료 피가공물(5)에 대하여 적절히 이동하고, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 절삭 가공을 행한다.

이하, 도 29에 도시한 흐름도를 참조하여, 상술한 제1 실시 형태에 따른 피가공물의 가공기의 처리 수순에 대하여 설명한다. 처음에, 도 29의 스텝 S11에 있어서, 시판 중인 CAM에 기초하여, 피가공물(5)을 가공할 때의 NC 프로그램, 즉, 공구(3)에 의한 가공 패스의 3차원 좌표를 생성한다.

스텝 S12에 있어서, NC 프로그램에, 전술한 보정 벡터(법선 벡터)를 부가한다.

스텝 S13에 있어서, 가공기(1)의 제어부(13)에 NC 프로그램을 읽어들이게 한다.

스텝 S14에 있어서, 피가공물(5)을 가공하는 공구(3)의 형상을, 레이저 등을 사용한 공구 형상 측정기로 측정하고, 공구 형상을 채취한다.

스텝 S15에 있어서, 스텝 S14의 처리에서 채취한 공구 형상에 기초하여, NC 프로그램의 보정량을 산출하고, 제어부(13)의 메모리에 세트한다.

그 후, 스텝 S16에 있어서, 공구(3)에 의한 가공을 개시한다.

이렇게 해서, 공구(3)의 윤곽 오차를 보정하여 공구(3)를 작동시켜, 피가공물(5)의 가공을 실시할 수 있는 것이다.

피가공물의 가공기(1)에 의하면, NC 프로그램에, 공구(3)의 위치(좌표값)를 산출하기 위한 연산식이 편성되어 있으므로, 공구를 교환하거나, 공구가 마모되었을 때 등에, 그 때마다 NC 프로그램을 다시 만들 필요를 없앨 수 있다.

즉, 구체적인 숫자를 이용하면, 공구를 교환하거나 공구가 마모되거나 했을 때 등에, 그 때마다 NC 프로그램을 다시 만들어야만 하지만, 연산식으로 함으로써, 그때마다 변화하는 공구 윤곽 오차에 수시 대처할 수 있다. 또한, 연산식을 이용함으로써 측정한 공구 윤곽값을 변수로 저장해 두고, 가공 시에 계산(연산)이 행해지므로, NC 프로그램을 한번 작성하면 그 후 계속해서 이용할 수 있다. 또한, NC 프로그램의 연산식의 연산을 제어부(13)에서 행하므로, 전용의 장치가 불필요하게 된다.

또한, 피가공물의 가공기(1)에 의하면, NC 프로그램이, 공구(3)의 윤곽 오차에 의한 피가공물(5)의 가공 오차의 발생을 억제하기 위해서, 연산식을 이용하여, 공구(3)의 위치를 보정하게 구성되어 있으므로, NC 프로그램의 구성을 간소화할 수 있다.

또한, 피가공물의 가공기(1)에 의하면, CAD 데이터(37)와 가공 패스(41)를 사용하여 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터 V1을 구하고, 이 법선 벡터 V1과 가공점 T1에 있어서의 공구(3)의 윤곽 오차를 포함하는 연산식을 이용하여 공구(3)의 위치를 보정하고 있으므로, 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 확실하게 고정밀도로 보정을 할 수 있다.

또한, 피가공물(5)의 가공을 함으로써 공구(3)는 마모된다. 따라서, 공구(3)의 윤곽 오차의 측정은, 피가공물(5)의 가공을 소정 시간 행할 때마다 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 피가공물(5)의 가공을 소정 시간 행할 때마다 행하고, 이 측정 결과에 따라서 공구(3)의 위치의 보정을 하면, 보정의 전후에서 피가공물(5)의 표면에 단차가 형성되어버릴 우려가 있다. 그래서, 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 행한 직후에 보정량을 변경하는 것이 아니라, 가공의 진행에 수반하여 서서히 보정량을 변화시켜도 된다.

즉, 제어부(13)가 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 소정 시간 행할 때마다 공구 형상 측정 장치(31)에 행하게 하고, 이 측정 결과에 따라서 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정을 할 때 이 보정의 전후에서 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면에 단차가 형성되어 버리는 것을 방지하기 위해, 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 행한 직후에 보유 지지 완료 공구(3)의 보정량을 변경하는 것이 아니라, 보유 지지 완료 공구(3)에 의한 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공의 진행에 수반하여 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 보정하도록(보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 「０」부터 개시하고, 이 후 보정량을, 예를 들어 늘리도록 하여 서서히 변화시키도록) 할 수 있다.

도 35a, 35b, 35c를 참조하여 더 설명한다. 도 35a는, 시각 t1, t2, t3에 있어서 공구 형상 측정 장치(31)로 측정한 보유 지지 완료 공구(3)의 외형을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 35a, 35b, 35c에서 도시한 시각 t2는, 시각 t1보다 느린 시각이며(시각 t1부터 「시각 t2-시각 t1」의 시간이 경과한 시각이며), 시각 t3은, 시각 t2보다 느린 시각이다.

또한, 시각 t1은, 보유 지지 완료 공구(3)에서 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 개시하는 시각이다. 도 35a에서 도시한 바와 같이, 시각 t1부터 시각 t3에 걸쳐 보유 지지 완료 피가공물(5)을 보유 지지 완료 공구(3)로 가공함으로써, 보유 지지 완료 공구(3)가 점차 마모되고 있다.

또한, 상기 설명에서는, 시각 t2나 시각 t3을, 일순의 시각으로서 수취되어버리지만, 실제로는, 시각 t2 등은 어느 정도의 시간 폭을 구비하고 있다. 즉, 시각 t2 등은, 보유 지지 완료 공구(3)에 의한 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공이 끝났을 때부터 보유 지지 완료 공구(3)의 측정을 거쳐 보유 지지 완료 공구(3)에 의한 보유 지지 완료 피가공물(5)의 다음의 가공을 개시할 때까지의 시간 폭을 구비하고 있는 것으로 한다.

도 35b는, 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 행한 직후에 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정(단차의 발생을 허용하는 보정)을 하여, 보유 지지 완료 피가공물(5)을 보유 지지 완료 공구(3)로 가공했을 때에 있어서의 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면의 형상(워크 형상)을 나타내고 있다. 도 35b 위의 곡선으로 나타낸 것에서는, 시각 t2, t3에서 단차(49)가 형성된다.

이에 반하여, 보유 지지 완료 공구(3)에 의한 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공 진행에 수반하여 보정량을 적절히 변화시킴으로써, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면의 형상(워크 형상)이, 단차가 형성되지 않은 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 된다. 또한, 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 가공 후의 보유 지지 완료 피가공물(5)의 형상의 오차는, 허용값 내에 들어가 있다.

더 설명하자면, 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 양태에서는, 시각 t1부터 시각 t2까지는, 예를 들어 보유 지지 완료 공구(3)로 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 한다. 계속해서, 시각 t2에서 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 한다. 이때, 값 CA1만큼 보유 지지 완료 공구(3)가 마모되어 있는 것으로 한다.

시각 t2에서는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면에 단차가 형성되지 않도록 하기 위해서, 시각 t2에서 측정한 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차에 따라서 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 적절히 보정하면서, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 개시한다. 또한, 시각 t2에서는, 즉시 값 CA1에 기초하는 보정을 하지 않고, 가공을 개시한다.

시각 t2부터 시각 t3에 걸쳐서는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공의 진행에 수반하여 보유 지지 완료 공구(3)의 보정량을 서서히 변화시킨다. 또한, 시각 t2부터 시각 t3에 걸쳐서는, 시각 t3에 있어서의 보유 지지 완료 공구(3)의 마모량을 시각 t1부터 시각 t2의 마모량에 기초하여(예를 들어 마모량을 예상하여), 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 적절히 보정하면서 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 해도 된다. 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 하는 다음의 시각인 시각 t3에서는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 형상이 목표 형상과 일치하거나, 목표 형상보다도 매우 근소하게 큰 플러스 형상으로 되거나, 혹은 목표 형상보다도 매우 근소하게 약간 큰 마이너스 형상으로 된다. 도 35b 아래의 곡선에서는, 마이너스 형상으로 되어 있다.

시각 t3 이후의 시각에 있어서도, 시각 t1∼시각 t3의 경우와 마찬가지로 하여, 보유 지지 완료 공구(3)에 의한 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 행한다.

그런데, 상기 설명에서는, 피가공물의 가공기(1)에 대한 NC 프로그램의 공급을 외부의 PC(33)로부터 송신을 행하고 있지만, 피가공물의 가공기(1)에 대한 NC 프로그램의 공급을 메모리 카드 등의 미디어를 통해 행해도 된다.

또한, 상기 설명에서는, 가공점이 하나인 경우의 보정에 대하여 설명하고 있지만, 가공점이 복수 존재하는 경우도 있다(복수의 가공점이 동시에 존재하는 경우도 있음).

즉, 공구(3)의 윤곽 오차에 기초하는 공구(3)의 위치의 보정이, 피가공물(5)을 가공할 때의, 공구(3)의 복수의 가공점에 대하여 이루어지는 경우가 있다.

여기서, 가공점이 동시에 2개 존재하는 경우를 예로 들어 상세히 설명한다.

도 10a에 이점쇄선으로 나타낸 것은, 이상 형상의 공구(형상 오차가 없는 공구)의 윤곽이다. 도 10a에 실선으로 나타낸 것은, 실제의 형상 오차가 있는 공구(3)의 윤곽이다.

공구의 윤곽 오차에 기초하는 공구(3)의 위치의 보정을, 도 10b에서 도시한 바와 같이, 가공점 T1에만 합쳐서 행하면, 도 10b에 도시한 바와 같이 된다. 도 10b에서 나타낸 상태에서는, 가공점 T2와 이 근방에서, 공구(3)의 피가공물(5)에 대한 침투(45)가 발생한다. 이 상태에서 절삭 가공을 하면, 피가공물(5)을 과도하개 절삭해서 이에 의해 피가공물(5)에 형상 오차가 발생한다.

그래서, 공구의 윤곽 오차에 기초하는 공구(3)의 위치의 보정(간섭의 회피)을, 가공점 T2에 대해서도 합쳐서 행하면, 도 10c에 도시한 바와 같이 된다. 도 10c에서는, 도 10b에서 도시한 상태로부터, 예를 들어 회피 벡터(가공점 T1과 가공점 T2의 법선 벡터에 의해 규정되는 평면에 존재하고 가공점 T1의 법선 벡터 VB에 대하여 직교하는 벡터)를 사용하여, 공구(3)의 위치의 보정을 행하고 있다(도 10d 참조).

즉, 가공점 T1의 법선과 직교하는 방향으로 회피량(가공점 T1의 보정량×tanθ) VA만큼 공구(3)를 빼내는 보정을 행하고 있다(도 10d 참조). 「θ」는, 가공점 T1의 법선과, 가공점 T2에 접하는 평면(가공점 T2를 포함해 가공점 T2의 법선과 직교하는 평면)의 교차 각도이다.

또한, 도 10c에 파선으로 나타낸 것은, 도 10b에 있어서의 공구(3)의 위치이다. 또한, 가공점 T1에 있어서의 법선과, 가공점 T2에 있어서의 법선은, 공구(3)의 선단부(17)의 중심 C2에서 서로가 교차하고 있다.

더 설명하자면, X 방향, Y 방향, Z 방향에 있어서의 보정이 완료된 공구(3)의 좌표는, 도 11a에 (1), (2), (3), (4)의 기재에서 나타낸 것의 합으로 표시된다.

공구(3)의 X 방향에 있어서의 보정이 완료된 공구(3)의 좌표값은, 도 11b의 좌표값(연산식) f111로 표시된다.

좌표값 f111에 있어서의 「0.123」은, 보정이 되기 전의(윤곽 오차의 보정이 없는) 공구(3)의 X 방향의 좌표값이다. 좌표값 f111에 있어서의 참조 부호 「#513」은, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f111에 있어서의 「0.216」은, 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터의 X 방향 성분이다.

좌표값 f111에 있어서의 「참조 부호 #572」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T2에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f111에 있어서의 「0.808」은, 가공점 T2에 있어서의 법선 벡터의 X 방향 성분이다.

좌표값 f111에 있어서의 참조 부호 「#513」은, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f111에 있어서의 「-0.816」은, 가공점 T1에 있어서의 회피 벡터(단위 벡터)의 X 방향 성분이다. 좌표값 f111에 있어서의 「0.613」은, 상술한 tanθ의 값이다.

좌표값 f111에 있어서의 참조 부호 「#572」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T2에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f111에 있어서의 「0.243」은, 가공점 T2에 있어서의 회피 벡터(단위 벡터)의 X 방향 성분이다. 좌표값 f111에 있어서의 「0.613」은, 상술한 tanθ의 값이다.

공구(3)의 Y 방향에 있어서의 보정이 완료된 좌표는, 도 11b의 좌표값 f112로 표시된다.

좌표값 f112에 있어서의 「0.234」는, 보정이 되기 전의(윤곽 오차의 보정이 없는) 공구(3)의 Y 방향의 좌표값이다. 좌표값 f112에 있어서의 참조 부호 「#513」은, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f112에 있어서의 「0.108」은, 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터의 Y 방향 성분이다.

좌표값 f112에 있어서의 참조 부호 「#572」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T2에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f112에 있어서의 「0.505」는, 가공점 T2에 있어서의 법선 벡터의 Y 방향 성분이다.

좌표값 f112에 있어서의 참조 부호 「#513」은, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f112에 있어서의 「-0.526」은, 가공점 T1에 있어서의 회피 벡터(단위 벡터)의 Y 방향 성분이다. 좌표값 f112에 있어서의 「0.613」은, 상술한 tanθ의 값이다.

좌표값 f112에 있어서의 참조 부호 「#572」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T2에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f112에 있어서의 「0.183」은, 가공점 T2에 있어서의 회피 벡터(단위 벡터)의 Y 방향 성분이다. 좌표값 f112에 있어서의 「0.613」은, 상술한 tanθ의 값이다.

공구(3)의 Z 방향에 있어서의 보정이 완료된 좌표는, 도 11b의 좌표값 f113으로 표시된다.

좌표값 f113에 있어서의 「0.345」는, 보정이 되기 전의(윤곽 오차의 보정이 없는) 공구(3)의 Z 방향의 좌표값이다. 좌표값 f113에 있어서의 참조 부호 「#513」은, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f113에 있어서의 「0.97」은, 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터의 Z 방향 성분이다.

좌표값 f113에 있어서의 참조 부호 「#572」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T2에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f113에 있어서의 「0.303」은, 가공점 T2에 있어서의 법선 벡터의 Z 방향 성분이다.

좌표값 f113에 있어서의 참조 부호 「#513」은, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f113에 있어서의 「0.24」는, 가공점 T1에 있어서의 회피 벡터(단위 벡터)의 Z 방향 성분이다. 좌표값 f113에 있어서의 「0.613」은, 상술한 tanθ의 값이다.

좌표값 f113에 있어서의 참조 부호 「#572」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T2에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f113에 있어서의 「-0.953」은, 가공점 T2에 있어서의 회피 벡터(단위 벡터)의 Z 방향 성분이다. 좌표값 f113에 있어서의 「0.613」은, 상술한 tanθ의 값이다.

또한, 가공점 T1의 법선 벡터와 회피 벡터는 서로가 직교하므로, 도 11b의 가공점 T1의 법선 벡터의 성분(0.216, 0.108, 0.97)과, 도 11b의 가공점 T1의 회피 벡터의 성분(-0.816, -0.526, 0.24)은 다음 관계(내적=0)의 관계로 되어 있다.

즉, (0.216)×(-0.816)+(0.108)×(-0.526)+(0.97)×(0.24)≒0으로 되어 있다. 마찬가지로 하여, 가공점 T2에 대해서도, (0.808)×(0.243)+(0.505)×(0.183)+(0.303)×(-0.953)≒0으로 되어 있다.

또한, 도 12에 도시한 연산식은, 도 11b에서 도시한 연산식을 정리한 것으로, 이에 의해 프로그램 실행 시의 처리 속도가 빠르게 된다.

또한, 도 11, 도 12에서는, 구체적인 숫자를 예를 들고 있지만, 도 11에서 도시한 양태를 일반화하면 도 14a, 14b에서 도시한 바와 같이 되고, 도 12에서 도시한 양태를 일반화하면 도 15에서 도시한 바와 같이 된다.

피가공물의 가공기(1)에 의하면, 공구의 윤곽 오차에 기초하는 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정이, 피가공물(5)을 가공할 때의 복수의 가공점에 대하여 이루어지므로, 피가공물(5)에 대한 공구(3)의 침투가 방지되어(도 10b에서 도시한 사태의 발생이 방지되어), 보다 형상 정밀도가 좋은 피가공물(5)을 얻을 수 있다.

또한, 가공점이 3개 이상 동시에 존재하는 경우에도, 가공점이 2개 동시에 존재하는 경우와 마찬가지로 생각할 수 있다.

그런데, 도 3에서 도시한 양태에서는, 공구(3)의 윤곽 오차가 1° 단위로 구해지고 있다. 즉, 윤곽 오차가 구해지는 공구(3)의 부위는, 예를 들어 1°마다 이산적으로(불연속으로) 선택된다.

그래서, 가공점 T1(T2)이, 윤곽 오차가 존재하지 않는 공구(3)의 부위로 되어 있는 경우에는, 가공점 T1(T2)을 사이에 두고 서로가 인접하고 있는 2개의 부위의 윤곽 오차를 이용하여, 가공점 T1(T2)의 윤곽 오차를 산출하고, 이 산출된 윤곽 오차를 이용하여, 공구(3)의 위치의 보정을 하도록 되어 있다.

상세히 설명하자면, 공구(3)의 윤곽 오차는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같이, 공구(3)의 회전 중심축 C1에 대한 교차 각도가 1°마다의 간격으로 하여 구해지고 있다. 그러나, 실제로는, 공구(3)의 가공점 T1이, 도 7에서 도시한 바와 같이, 예를 들어 63.9°의 각도의 부분이 되는 사태가 당연히 발생한다.

이 경우, 63.9°의 각도(중도의 각도)인 곳의 공구(3)의 윤곽 오차는, 중도의 각도에 인접하고 있는 한쪽의 각도 63°인 곳의 공구(3)의 윤곽 오차를 나타내는 참조 부호 「#563」과, 중도의 각도에 인접하고 있는 다른 쪽의 각도 64°인 곳의 공구(3)의 윤곽 오차를 나타내는 참조 부호 「#564」를 이용하여 구해진다. 이 경우, 한쪽의 각도 63°, 다른 쪽의 각도 64° 중에서, 상기 중도의 각도 63.9°에 가까운 각도 64°인 곳에 있어서의 윤곽 오차를 나타내는 참조 부호 「#564」를 편중해서 사용한다.

구체예를 들어 설명하자면, 중도의 각도 63.9°와 한쪽의 각도 63°의 제1의 차 0.9°를 구하고, 다른 쪽의 각도 64°와 중도의 각도 63.9°와 제2의 차 0.1°를 구한다.

또한, 다른 쪽의 각도 64°와 한쪽의 각도 63°의 차인 1°에 대한 제1의 차 0.9°의 제1 비율인 「0.9」와, 다른 쪽의 각도 64°와 한쪽의 각도 63°의 차인 1°에 대한 제2의 차 0.1°의 제2 비율인 「0.1」을 구한다.

중도의 각도 63.9°인 곳에 있어서의 공구의 윤곽 오차는, 제1 비율 0.9× 다른 쪽의 각도 64°인 곳의 공구 윤곽 오차를 나타내는 참조 부호 「#564」와, 제2 비율 0.1×한쪽의 각도 63°인 곳의 공구의 윤곽 오차를 나타내는 참조 부호 「#563」의 합으로 구해진다.

중도의 각도 63.9°인 곳의 공구 윤곽 오차로 보정을 할 때의 보유 지지 완료 공구(3)의 좌표값을, 도 8에 도시한 좌표값 f81을 예로 들어 설명한다.

좌표값 f81에 있어서의 「-1.60657」은, 보정이 되기 전의(윤곽 오차의 보정이 없는) 보유 지지 완료 공구의 X 방향의 좌표값이다. 좌표값 f81에 있어서의 「-0.89101」은, 좌표값 f81의 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터의 X 방향 성분이다.

좌표값 f81에 있어서의 참조 부호 「#563」은, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 보유 지지 완료 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f81에 있어서의 「0.046」은, 상술한 제2 비율 「0.1」에 상당하는 값(비율)이다.

좌표값 f81에 있어서의 참조 부호 「#564」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 보유 지지 완료 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f81에 있어서의 「0.954」는, 상술한 제1 비율 「0.9」에 상당하는 값(비율)이다.

좌표값 f81에 있어서의 「-0.42583」은, 보정이 되기 전의(윤곽 오차의 보정이 없는) 공구(3)의 Y 방향의 좌표값이다. 좌표값 f81에 있어서의 「0.11528」은, 좌표값 f81의 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터의 Y 방향 성분이다.

좌표값 f81에 있어서의 참조 부호 「#563」은, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f81에 있어서의 「0.046」은, 상술한 제2 비율 「0.1」에 상당하는 값(비율)이다.

좌표값 f81에 있어서의 참조 부호 「#564」는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같은, 공구(3)의 가공점 T1에 있어서의 윤곽 오차(스칼라 양)이다. 좌표값 f81에 있어서의 「0.954」는, 상술한 제1 비율 「0.9」에 상당하는 값(비율)이다.

좌표값 f81에 있어서의 「-1.09809」는, 보정이 되기 전의(윤곽 오차의 보정이 없는) 공구(3)의 Z 방향의 좌표값이다. 좌표값 f81에 있어서의 「-0.4391」은, 좌표값 f81의 가공점 T1에 있어서의 법선 벡터의 Z 방향 성분이다.

좌표값 f82, 좌표값 f83, 좌표값 f84, 좌표값 f85…도 좌표값 f81과 마찬가지로 해석된다.

공구(3)의 윤곽 오차에 대한 보정(중도의 각도인 곳의 공구(3)의 윤곽 오차로 보정)이 됨으로써, 도 8에서 도시한 바와 같은, … 좌표값 f81, 좌표값 f82, 좌표값 f83, 좌표값 f84, 좌표값 f85…를 이 순서로 공구(3)가 통과하여, 피가공물(5)의 절삭 가공이 이루어진다.

또한, 도 7, 도 8에서는, 구체적인 숫자를 예로 들고 있지만, 도 7에서 나타낸 양태를 일반화하면 도 9a에서 도시한 바와 같이 되고, 도 8에서 나타낸 양태를 일반화하면 도 9b에서 도시한 바와 같이 된다. 또한, 가공점이 2개 존재하는 경우에는, 도 13에서 도시한 바와 같이 된다. 도 13에서 나타낸 양태를 일반화하면 도 16에서 도시한 바와 같이 된다.

피가공물의 가공기(1)에 의하면, 윤곽 오차가 구해지는 보유 지지 완료 공구(3)의 부위는 이산적으로(불연속으로) 선택되어 있으며, 가공점 T1(T2)이, 윤곽 오차가 존재하지 않는 공구(3)의 부위로 되어 있어도, 가공점 T1(T2)을 사이에 두고 서로가 인접하고 있는 2개의 부위의 윤곽 오차를 이용하여, 가공점 T1(T2)의 윤곽 오차를 산출하고, 이 산출된 윤곽 오차를 이용하여, 공구(3)의 위치의 보정을 하므로, 피가공면에 있어서의 단차 등의 발생이 방지되어, 보다 형상 정밀도가 좋은 피가공물(5)을 얻을 수 있다.

그런데, 피가공물의 가공기(1)에 있어서, 필터링이 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 공구(3)의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

즉, 공구(3)의 원호부의 반경에 대한 피가공물(5)의 피가공면의 반경에 따라서, 공구(3)의 윤곽 오차의 차단 주파수(컷오프값)를 바꿔 공구(3)의 윤곽 오차를 나타내는 곡선(실제로 측정된 그대로의 윤곽 오차를 나타내는 곡선)에 대하여 예를 들어 고주파 성분을 제외한 필터링을 하고, 이 필터링이 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 공구(3)의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

이에 대하여 상세히 설명한다. 도 3을 이용한 설명에서는, 1°마다 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차를 얻고 있다. 그런데, 예를 들어 더욱 미세한 각도인 0.1°마다 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차를 측정했다고 하면, 도 19a에 곡선 CV1로 나타낸 바와 같은 미세하게 물결친 윤곽 오차를 얻을 수 있다.

도 19a에 도시한 곡선 CV1에 관하여 고주파수 성분을 제외한 필터링을 하면, 도 19b에 곡선 CV2로 나타낸 바와 같은 어느 정도 물결친 윤곽 오차를 얻을 수 있다.

또한, 도 19b에 도시한 곡선 CV2에 관하여, 상기 고주파수 성분보다도 파장이 긴 고주파수 성분(중주파수 성분)을 제외한 필터링을 하면, 도 3, 도 19에 곡선 CV3으로 나타낸 바와 같은 거의 물결치지 않는 윤곽 오차를 얻을 수 있다.

또한, 도 3, 도 19에 도시한 원호형의 곡선 CV0은, 오차가 없는 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 형상을 나타내고 있다. 또한, 도 3, 도 10, 도 19 등에서 도시한 윤곽 오차의 형태는, 당연히 예시이며, 게다가 윤곽 오차를 과장해서 그리고 있다.

도 18a에 도시한 바와 같이, 공구(3)의 원호의 반경과 피가공물(5)의 피가공면의 반경과의 차의 값이 큰 경우에는, 피가공물(5)과 공구(3)의 접촉 길이(접촉 면적) CT1의 값이 작아지므로, 도 19a에 곡선 CV1로 나타낸 윤곽 오차를 이용하여보정을 한다.

도 18b에서 도시한 바와 같이, 공구(3)의 원호의 반경과 피가공물(5)의 피가공면 반경의 차의 값이 중간 정도인 경우에는, 피가공물(5)과 보유 지지 완료 공구(3)의 접촉 길이(접촉 면적) CT2의 값이 중간 정도로 되므로, 도 19b에 곡선 CV2로 나타낸 윤곽 오차를 이용하여 보정을 한다.

또한, 도 18c에서 도시한 바와 같이, 공구(3)의 원호의 반경과 피가공물(5)의 피가공면 반경과의 차의 값이 작은 경우에는, 피가공물(5)과 보유 지지 완료 공구(3)의 접촉 길이(접촉 면적) CT3의 값이 커지므로, 도 19c에 곡선 CV3으로 나타낸 윤곽 오차를 이용하여 보정을 한다.

여기서, 공구(3)의 원호의 반경과 피가공물(5)의 피가공면 반경과의 차의 값에 대하여 설명한다. 공구(3)의 선단부(17)의 원호는 일정한 반경의 볼록형으로 되어 있다. 이에 반하여, 피가공물(5)의 피가공면은 볼록형으로 되거나, 평면형으로 되거나, 오목형으로 되기도 한다.

피가공물(5)의 피가공면이 볼록형으로 되어 있는 경우, 볼록의 반경(반경의 절댓값)이 작을수록, 공구(3)의 원호의 반경(반경의 절댓값)과 피가공물(5)의 피가공면의 반경과의 차의 값이 커진다.

피가공물(5)의 피가공면이 평면형으로 되어 있는 경우, 공구(3)의 원호의 반경과 보유 지지 완료 피가공물(5)의 피가공면 반경과의 차의 값은, 피가공물(5)의 피가공면이 볼록형으로 되어 있는 경우보다도 작아진다.

피가공물(5)의 피가공면이 오목형으로 되어 있는 경우, 공구(3)의 원호의 반경과 보유 지지 완료 피가공물(5)의 피가공면 반경과의 차의 값은, 피가공물(5)의 피가공면이 평면형으로 되어 있는 경우보다도 작아진다.

또한, 피가공물(5)의 피가공면이 오목형으로 되어 있는 경우, 오목의 반경이 작아져서 공구(3)의 원호의 반경에 근접할수록, 공구(3)의 원호의 반경과 피가공물(5)의 피가공면 반경과의 차의 값이 작아진다.

이와 같은 피가공물의 가공기(1)에 의하면, 공구(3)의 원호부의 반경에 대한 피가공물(5)의 피가공면 반경에 따라서, 공구(3)의 윤곽 오차의 차단 주파수를 바꿔 공구(3)의 윤곽 오차를 나타내는 곡선에 대하여 필터링을 하고, 이 필터링이 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정을 하므로, 공구(3)의 가공점 T1(T2)의 인접부의 마모까지 고려한 보정을 할 수 있다.

또한, 필터링 이외에, 곡률에 의해 평균화의 범위를 바꿔, 요철의 제거 폭을 가변하는 방식으로 해도 된다.

즉, 공구(3)의 원호부의 반경에 대한 보유 지지 완료 피가공물(5)의 피가공면의 반경에 따라서, 공구(3)의 윤곽 오차를 평균화할 때에 있어서의 평균화의 범위를 바꿔, 공구(3)의 윤곽 오차를 나타내는 곡선을 평균화하고, 이 평균화가 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 공구(3)의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

더욱 상세히 설명하자면, 도 18a에서 도시한 점 T1은 가공점을 나타내고 있으며, 공구(3)는, 가공점(한쪽의 단부점) T1과 점(다른 쪽의 단부점) Ta의 사이 (작은 값 CT1의 범위)에서 피가공물(5)에 접하고 있다. 도 18a에서 도시한 상태에서는, 가공점 T1과 공구(3)의 선단부(17)의 중심 C2와 점 Ta에 의해 규정되는 각도∠ABC(ψ1)의 범위 CT1에서, 공구(3)의 원호의 윤곽 오차를 평균화한다.

각도∠ABC의 범위에 있어서의 평균화에 의해, 공구(3)의 선단부(17)의 원호 의 반경의 평균값 Rav(각도∠ABC의 범위에 있어서의 평균값)가 구해진다. 평균값 Rav는, 예를 들어 윤곽 오차가 구해지고 있는 공구의 부위가 연속된 상태로 존재하고 있는 것으로 하면, 「Rav={∫rdψ}/ψ1」에 의해 구해진다. 그리고, 공구(3)의 평균값 Rav를 이용하여, 피가공물(5)을 가공한다.

도 18a에서 도시한 경우와 마찬가지로 하여, 도 18b에서 도시한 점 T1은 가공점을 나타내고 있으며, 공구(3)는, 가공점 T1과 점 Ta의 사이(중간 정도의 값 CT2의 범위)에서 피가공물(5)에 접하고 있다. 도 18b에서 도시한 상태에서는, 가공점 T1과 공구(3)의 선단부(17)의 중심 C2와 점 Ta에 의해 규정되는 각도∠ABC(ψ2)의 범위 CT2에서, 공구(3)의 원호의 윤곽 오차를 평균화한다.

각도∠ABC의 범위에 있어서의 평균화에 의해, 공구(3)의 선단부(17)의 원호의 반경의 평균값 Rav(각도∠ABC의 범위에 있어서의 평균값)가 구해진다. 평균값 Rav는, 상술한 바와 같이, 예를 들어 「Rav={∫rdψ}/ψ2」에 의해 구해진다. 그리고, 공구(3)의 평균값 Rav를 사용하여, 보유 지지 완료 피가공물(5)을 가공한다.

또한, 도 18a에서 도시한 경우와 마찬가지로 하여, 도 18c에서 도시한 점 T1은 가공점을 나타내고 있으며, 공구(3)는, 가공점 T1과 점 Ta의 사이(큰 값 CT3의 범위)에서 피가공물(5)에 접하고 있다. 도 18c에서 도시한 상태에서는, 가공점 T1과 공구(3)의 선단부(17)의 중심 C2와 점 Ta에 의해 규정되는 각도∠ABC(ψ3)의 범위 CT3에서, 공구(3)의 원호의 윤곽 오차를 평균화한다.

각도∠ABC의 범위에 있어서의 평균화에 의해, 공구(3)의 선단부(17) 원호의 반경 평균값 Rav(각도∠ABC의 범위에 있어서의 평균값)가 구해진다. 평균값 Rav는, 상술한 바와 같이, 예를 들어 「Rav={∫rdψ}/ψ3」에 의해 구해진다. 그리고, 공구(3)의 평균값 Rav를 이용하여, 피가공물(5)을 가공한다.

또한, 상기 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 공구(3)의 윤곽 오차를 평균화할 때에 있어서의 평균화의 범위는, 피가공물(5)과 보유 지지 완료 공구(3)의 접촉 길이의 값이 커짐에 따라서 넓어지고 있다.

또한, 공구(3)의 윤곽 오차를 평균화할 때에 있어서의 평균화를 하는 개소는, 가공점 T1을 포함하는 가공점 T1 근방의 부위로 된다. 예를 들어, 가공점 T1을 일단부로 하는 부위로 되지만, 가공점 T1을 중간으로 하는 부위여도 된다.

또한, 공구(3)의 원호의 윤곽 오차를 평균화하는 범위는, 피가공물(5)과 공구(3)가 접촉하고 있는 범위에 일치하고 있지만, 피가공물(5)과 공구(3)가 접촉하고 있는 범위와 달라도 된다.

예를 들어, 공구(3)의 원호의 윤곽 오차를 평균화하는 범위가, 피가공물(5)과 공구(3)가 접촉하고 있는 범위보다도 좁아져 있어도 되고, 넓어져 있어도 된다.

또한, 도 18a에 있어서의 윤곽 오차의 평균화의 범위는, 예를 들어 α1=20°, β1=25°로 규정되는 범위로 되어 있으며, 도 18b에 있어서의 윤곽 오차의 평균화의 범위는, 예를 들어 α1=10°,β1=30°로 규정되는 범위로 되어 있으며, 도 18c에 있어서의 윤곽 오차의 평균화의 범위는, 예를 들어 α1=0°, β1=45°로 규정되는 범위로 되어 있다.

그런데, 피가공물(5)의 피가공부의 곡률 반경이 공구의 곡률 반경에 가까워지면, 도 18c에서 도시한 바와 같이, 절삭 범위가 넓어져서, 인접부의 범위가 변화된다. 피가공물(5)의 피가공부의 곡률 반경이 공구(3)의 곡률 반경으로부터 멀어지면, 도 18a에서 도시한 바와 같이, 절삭 범위가 좁아져서, 인접부의 범위가 역시 변화된다.

그래서, 공구(3)의 위치의 보정을 할 때, 절삭 범위도 판정하고, 적당한 보정 테이블을 할당한다. 즉, 절삭 범위가 도 18c에서 도시한 바와 같이, 넓은 경우에는, 도 3의 곡선 CV3에서 도시한 윤곽 형상을 사용하여 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정을 하고, 절삭 범위가 도 18b에서 도시한 바와 같이 중간 정도의 경우에는, 도 19b의 곡선 CV2에서 도시한 윤곽 형상을 사용하여 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정을 하고, 절삭 범위가 도 18a에서 도시한 바와 같이 좁은 경우에는, 도 19a의 곡선 CV1에서 도시한 윤곽 형상을 사용하여 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정을 한다.

이에 의해, 공구(3)의 가공점 T1(T2)의 인접부까지 고려한 양태에서, 공구(3)의 보정을 할 수 있어, 형상 정밀도가 좋은 피가공물(5)을 얻을 수 있다.

또한, 피가공물의 가공기(1)에 있어서, 가공점 T1(T2)에 있어서의 피가공물(5)의 형상 공차에 따라서, 가공점 T1(T2)에 있어서의 공구(3)의 윤곽 오차 혹은 가공점 T1(T2)의 근방에 있어서의 공구(3)의 윤곽 오차를 이용하여, 공구(3)의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

이에 대하여 상세히 설명한다. 도 20에서는 공구(3)의 이상 형상을 원호CV200으로 나타내고 있으며, 윤곽 오차를 수반하는 보유 지지 완료 공구(3)의 형상을 곡선 CV201로 나타내고 있다. 가공점을 P201로 한다. 이 가공점 P201에서는, 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차가 예를 들어 「0」으로 되어 있다.

가공점 P201의 한쪽 측(참조 부호 UP으로 나타내는 측)에서는, 공구(3)의 윤곽 오차가 플러스의 값으로 되어 있다(공구(3)의 윤곽이 이상 형상의 것보다 돌출되어 있음). 가공점 P201의 다른 쪽 측(참조 부호 DN으로 나타내는 측)에서는, 공구(3)의 윤곽 오차가 마이너스의 값으로 되어 있다(공구(3)의 윤곽이 이상 형상의 것보다 오목하게 들어가 있음).

도 21a에서 도시한 바와 같이, 피가공물(5)이 마이너스 공차로 형성되는 경우에는, 가공점 P201의 다른 쪽 측의 근방에 있어서의 공구(3)의 윤곽 오차를 이용하여(예를 들어 가장 오목하게 들어가 있는 점 P203을 이용하여) 공구(3)의 위치의 보정을 하고, 피가공물(5)의 절삭 가공을 한다.

즉, 도 21b에서 도시한 바와 같이, 점 P203이 피가공물(5)의 피가공면(목표로 하는 피가공면 CVA)에 접하도록 하여, 피가공물(5)의 절삭 가공을 한다. 이에 의해, 공구(3)의 피가공물(5)에의 절삭 깊이량이, 공구(3)의 윤곽 오차가 비존재인 경우보다도 커지게 되어, 도 21a에서 도시한 바와 같이, 피가공물(5)이 마이너스 공차로 형성된다.

한편, 도 22a에서 도시한 바와 같이, 피가공물(5)이 플러스 공차로 형성되는 경우에는, 가공점 P201의 한쪽 측의 근방에 있어서의 공구(3)의 윤곽 오차를 이용하여(예를 들어 가장 돌출되어 있는 점 P202를 이용하여) 공구(3)의 위치의 보정을 하고, 피가공물(5)의 절삭 가공을 한다.

즉, 도 22b에서 도시한 바와 같이, 점 P202가 피가공물(5)의 피가공면(목표로 하는 피가공면 CVA)에 접하도록 하여, 피가공물(5)의 절삭 가공을 한다. 이에 의해, 공구(3)의 피가공물(5)에 대한 절삭 깊이량이, 공구(3)의 윤곽 오차가 비존재인 경우보다도 작아, 도 22a에서 도시한 바와 같이, 피가공물(5)이 플러스 공차로 형성된다.

이와 같은 피가공물의 가공기(1)에 의하면, 피가공물(5)의 형상 공차에 따라서, 가공점에 있어서의 공구(3)의 윤곽 오차 혹은 가공점의 근방에 있어서의 공구(3)의 윤곽 오차를 이용하고, 공구(3)의 위치의 보정을 하므로, 예를 들어 공구(3)의 마모가 균등하게 진행되지 않더라도(공구(3)의 부위에 의해 공구(3)의 마모량이 다르더라도), 적확한 형상 정밀도가 좋은 피가공물을 얻을 수 있다.

즉, 피가공물의 가공에 의한 공구 사이의 마모는 균등하게 진행되는 것이 아니라, 각도마다 절삭량에 따라 다르며, 또한, 엔드밀(3)의 특성으로서 중심부는 마모되기 어려운 등, 사용에 따라서 형상이 무너져 간다.

엔드밀(3)의 마모 형상에 상관없이 마모량만으로 보정량을 결정하면, 이형으로 된 공구(3)로 단순한 절삭 깊이량의 추가를 행하게 되어, 가공점의 인접 부분에 여분의 절삭 깊이가 발생하여, 피가공물(5)의 형상 정밀도가 악화될 우려가 있다.

그래서, 구하는 가공 정밀도가 마이너스 공차(도 21a 참조)이면, 절삭 깊이 우선으로 하고(도 21b 참조), 구하는 가공 정밀도가 플러스 공차(도 22a 참조)이면, 전단 잔여물 우선으로 하고(도 22b 참조), 절대로 정밀도가 필요하면, 부근의 보정량을 평균화하여 보정량을 결정하면, 인접 보정량 미세 조정 기능을 얻을 수 있다.

그런데, 하나의 피가공물(5)의 가공 도중에 있어서 공구(3)를 교환하거나, 트루잉을 행하면, 공구(3)의 형상이 변화되어 피가공물(5)의 표면에 단차를 발생하는 경우가 있다. 그래서, 공구(3)의 교환 전이나 트루잉 전에 공구(3)의 형상을 측정하고, 교환이나 트루잉을 한 공구(3)의 형상도 측정하여, 양자의 형상 차를 구하고, 교환 전의 마모를 시뮬레이트하도록 하여 보정량을 결정하고, 단차의 발생을 방지해도 된다.

즉, 제어부(13)가, 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을, 보유 지지 완료 공구(3)를 교환하기 직전과 교환한 직후에, 공구 형상 측정 장치(31)에 행하게 하여, 상기 직전 직후에서 있어서의 보유 지지 완료 공구 형상 차를 구해도 된다.

또는, 제어부(13)가, 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을, 보유 지지 완료 공구(3)의 트루잉의 직전과 보유 지지 완료 공구(3)의 트루잉을 한 직후에, 공구 형상 측정 장치(31)에 행하게 하여, 상기 직전 직후에서 있어서의 보유 지지 완료 공구 형상 차를 구해도 된다.

그리고, 제어부(13)가, 보유 지지 완료 공구(3)의 교환 혹은 보유 지지 완료 공구(3)의 트루잉을 함으로써 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면에 단차가 형성되어버리는 것을 방지하기 위해서, 상기 구한 보유 지지 완료 공구 형상 차에 따라서, 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 보정하도록(보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 「0」부터 개시하고, 이 후 보정량을, 예를 들어 늘리도록 하여 서서히 변화시키도록) 구성되어 있어도 된다.

더 설명하자면, 보유 지지 완료 공구(3)를 교환하기 직전이란, 보유 지지 완료 공구(3)가 보유 지지 완료 피가공물(5)을 가공 종료해서, 이 이후, 상기 보유 지지 완료 공구(3)가 보유 지지 완료 피가공물(5)을 가공하지 않는 상태를 말한다. 보유 지지 완료 공구(3)가 교환한 직후란, 보유 지지 완료 공구(3)가 교환되어, 이 이전에, 상기 보유 지지 완료 공구(3)가 보유 지지 완료 피가공물(5)을 가공하지 않은 상태를 말한다.

보유 지지 완료 공구(3)의 트루잉 직전이란, 보유 지지 완료 공구(3)가 보유 지지 완료 피가공물(5)을 가공 종료해서, 이 이후, 상기 보유 지지 완료 공구(3)가 보유 지지 완료 피가공물(5)을 가공하지 않는 상태를 말한다. 보유 지지 완료 공구(3)의 트루잉을 한 직후란, 보유 지지 완료 공구(3)가 트루잉되어, 이 이전에, 상기 보유 지지 완료 공구(3)가 보유 지지 완료 피가공물(5)을 가공하지 않은 상태를 말한다.

보유 지지 완료 공구(3)를 교환하는 경우에 대하여, 도 35a, 35b, 35c를 참조하여 더 설명한다.

도 35a에 참조 부호 t1로 나타낸 것은, 교환한 직후에 있어서의 보유 지지 완료 공구(예를 들어, 미사용 혹은 신품의 보유 지지 완료 공구)(3)의 형상을 나타내고 있다. 도 35a에 참조 부호 t2로 나타낸 것은, 교환 직전의 보유 지지 완료 공구(3)의 형상을 나타내고 있다. 참조 부호 t2로 나타낸 보유 지지 완료 공구(3)는 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 함으로써, 도 35a에 참조 부호 t1로 나타낸 것에 비하여 마모되어 있으며, 공구 형상 차 CA1이 생성되어 있다.

또한, 상기 설명에서도, 시각 t2나 시각 t3을, 일순의 시각으로서 수취해버리지만, 실제로는, 시각 t2 등은 어느 정도의 시간 폭을 구비하고 있다.

도 35b 위의 곡선은, 보유 지지 완료 공구(3)의 교환에 따른 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정을 하지 않고, 보유 지지 완료 피가공물(5)을 보유 지지 완료 공구(3)로 가공했을 때에 있어서의 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면의 형상(워크 형상)을 나타내고 있다.

또한, 설명의 편의를 위해서, 도 35b 위의 곡선으로 나타낸 양태에서는, 시각 t1과 시각 t2와 시각 t3에서, 보유 지지 완료 공구(3)가 신품 교환되고 있다. 또한, 시각 t1에서 신품으로 교환된 보유 지지 완료 공구(3)와 시각 t2에서 신품 교환된 보유 지지 완료 공구(3)와 시각 t3에서 신품 교환된 보유 지지 완료 공구(3)는, 서로의 형상 오차가 없는 것으로 하고 있다. 도 35b 위의 곡선으로 나타낸 양태에서는, 보유 지지 완료 공구(3)의 교환이 된 시각 t2, t3에서 단차(49)가 형성된다.

이에 반하여, 보유 지지 완료 공구(3)의 공구 형상 차에 따라서, 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정을 적절히 함으로써, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면의 형상(워크 형상)이, 단차가 형성되어 있지 않은 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 된다. 또한, 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 가공 후의 보유 지지 완료 피가공물(5)의 형상의 오차는, 허용값 내에 들어가 있다.

더 설명하자면, 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 양태에서는, 시각 t1부터 시각 t2까지는, 예를 들어 보유 지지 완료 공구(3)로 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 한다. 계속해서, 시각 t2에서, 가공에 사용된 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 하여, 보유 지지 완료 공구(3)를 교환하고, 이 교환된 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 한다. 이에 의해, 공구 형상 차 CA1을 구할 수 있다.

시각 t2에서는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면에 단차가 형성되지 않도록 하기 위해서, 시각 t2에서 구한 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차에 따라서 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 적절히 보정하면서, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 개시한다. 또한, 시각 t2에서는, 즉시 값 CA1에 기초하는 보정을 하지 않고, 가공을 개시한다.

시각 t2부터 시각 t3에 걸쳐서는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공 진행에 수반하여 보유 지지 완료 공구(3)의 보정량을 서서히 변화시킨다. 또한, 시각 t2부터 시각 t3에 걸쳐서는, 시각 t3에 있어서의 보유 지지 완료 공구(3)의 마모량을 시각 t1부터 시각 t2의 마모량에 기초하여(예를 들어 예상하여), 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 적절히 보정하면서 보유 지지 완료 공구(3)로 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 해도 된다. 보유 지지 완료 공구(3)의 교환 등을 하는 다음 시각인 시각 t3에서는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 형상이 목표 형상과 일치하거나, 목표 형상보다도 매우 근소하게 큰 플러스 형상으로 되거나, 혹은 목표 형상보다도 매우 근소하게 큰 마이너스 형상으로 된다. 도 35b 아래의 곡선에서는, 마이너스 형상으로 되어 있다.

다음으로, 보유 지지 완료 공구(3)를 트루잉하는 경우에 대하여, 도 35a, 35b, 35c를 참조하여 더 설명한다.

도 35c에 참조 부호 t1로 나타낸 것은, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공에 사용되지 않는 보유 지지 완료 공구(예를 들어, 미사용 혹은 신품의 보유 지지 완료 공구)(3)의 형상을 나타내고 있다. 도 35c에 참조 부호 t2a로 나타낸 것은, 트루잉 직전의 보유 지지 완료 공구(3)의 형상을 나타내고 있다. 도 35c에 참조 부호 t2b로 나타낸 것은, 트루잉 직후의 보유 지지 완료 공구(3)의 형상을 나타내고 있다.

또한, 상기 설명에서도, 시각 t2(t2a, t2b)나 시각 t3을, 일순의 시각으로서 수취해버리지만, 실제로는, 시각 t2 등은 어느 정도의 시간 폭을 구비하고 있다.

도 35b 위의 곡선은, 보유 지지 완료 공구(3)의 트루잉에 따른 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정(단차를 허용하는 보정)을 하고, 보유 지지 완료 피가공물(5)을 보유 지지 완료 공구(3)로 가공했을 때에 있어서의 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면의 형상(워크 형상)을 나타내고 있다.

또한, 설명의 편의를 위해서, 도 35b 위의 곡선으로 나타낸 양태에서는, 시각 t2와 시각 t3에서, 보유 지지 완료 공구(3)의 트루잉이 되어 있는 것으로 한다. 도 35b 위의 곡선으로 나타낸 양태에서는, 보유 지지 완료 공구(3)의 트루잉된 시각 t2, t3에서 단차(49)가 형성된다.

이에 반하여, 보유 지지 완료 공구(3)의 공구 형상 차에 따라서, 보유 지지 완료 공구(3)의 위치의 보정을 적절히 함으로써, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면의 형상(워크 형상)이, 단차가 형성되지 않은 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 바와 같은 형상이 된다. 또한, 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 가공 후의 보유 지지 완료 피가공물(5)의 형상의 오차는, 허용값 내에 들어가 있다.

더 설명하자면, 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 양태에서는, 시각 t1부터 시각 t2까지는, 예를 들어 보유 지지 완료 공구(3)로 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 한다. 이 가공에 의해, 보유 지지 완료 공구(3)에는, 값 CA1의 마모가 발생한다(도 35c 참조).

계속해서, 시각 t2(t2a)에서, 가공에 사용되고 트루잉이 되기 전의 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차를 측정한다. 즉, 도 35c에 참조 부호 t2a로 나타낸 보유 지지 완료 공구(3)의 형상을 측정한다.

계속해서, 보유 지지 완료 공구(3)에 트루잉을 실시한다. 이 트루잉에 의해, 보유 지지 완료 공구(3)에는, 값 CA2의 형상 차가 발생한다(도 35c 참조).

계속해서, 시각 t2(t2b)에서, 이 트루잉을 실시한 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 한다. 즉, 도 35c에 참조 부호 t2b로 나타낸 보유 지지 완료 공구(3)의 형상을 측정한다.

그리고, 시각 t2에서는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 표면에 단차가 형성되지 않도록 하기 위해서, 시각 t2에서 구한 공구 형상 차 CA2에 의해, 트루잉이 된 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 적절히 보정하면서, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 개시한다. 또한, 시각 t2에서는, 바로 값 CA2에 기초하는 보정을 하지 않고, 가공을 개시한다.

시각 t2부터 시각 t3에 걸쳐서는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공 진행 에 수반하여 보유 지지 완료 공구(3)의 보정량을 서서히 변화시킨다. 또한, 시각 t2부터 시각 t3에 걸쳐서는, 시각 t3에 있어서의 보유 지지 완료 공구(3)의 마모량을 시각 t1부터 시각 t2의 마모량에 기초해 예상하여, 보유 지지 완료 공구(3)로 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공을 해도 된다. 보유 지지 완료 공구(3)의 교환 등을 하는 다음 시각인 시각 t3에서는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 형상이 목표 형상과 일치하거나, 목표 형상보다도 매우 근소하게 큰 플러스 형상으로 되거나, 혹은 목표 형상보다도 매우 근소하게 큰 마이너스 형상으로 된다. 도 35b 아래의 곡선에서는, 마이너스 형상으로 되어 있다.

또한, 교환 전의 공구(3)는 마모가 진행되고 있으며, 피가공물(5)은 부족하게 절삭된 상태로 된다. 그래서, 교환 전의 공구(3)가 가공한 범위(가공 패스)를 일정량 거슬러 올라, 처음에는 보정량을 작게 하여 절삭 깊이를 제어하고(절삭 깊이량을 적게 하고), 서서히 적정한 보정량을 이행함으로써, 단차의 발생을 억제해도 된다.

즉, 제어부(13)가, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 절삭량이 부족하게 되는 것을 방지하기 위해서(보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공 후 형상 오차를 적게 하기 위해서), 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 행한 2개의 시각 사이의 가공 패스의 중간부까지 거슬러 올라, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 보정하도록 구성되어 있어도 된다.

도 36a, 36b를 참조하여 더 설명한다. 도 36a는, 시각 t1, t12, t2에 있어서의 보유 지지 완료 공구(3)의 외형을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 36에서 도시한 시각 t2는, 시각 t1보다 느린 시각이며, 시각 t3은, 시각 t2보다 느린 시각이다. 또한, 시각 t12는, 시각 t1과 시각 t2의 사이에 존재하는 시각이다. 시각 t12는, 가공 패스의 중간부에 있어서의 시각이지만, 시각 t12와 가공 패스의 중간부에 있어서의 시각이 서로 약간 달라도 된다.

도 36b 위의 곡선은, 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 경우와 마찬가지의 가공을 했을 때의 피가공물(5)의 형상 오차를 나타내고 있다. 도 36b 위의 곡선에서는, 시각 t2에서, 값이 CA1(CA2)인 형상 오차가 발생하고 있다.

도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 경우와 마찬가지의 가공을 한 후에, 시각 t1∼시각 t2의 사이에는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 절삭량이 부족해지는 것을 방지하기 위해서, 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 행한 2개의 시각 t1, t2 사이의 가공 패스의 중간부(예를 들어 시각 t12로 나타낸 부위)까지 거슬러 올라, 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 보정하여 별도 가공을 한다. 이에 의해, 도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 바와 같이, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공 정밀도가 향상된다. 이에 의해, 시각 t12에서, 값이 CA3(값 CA3<값 CA2)인 형상 오차가 발생하고 있다.

더 설명하자면, 도 36b 아래의 곡선으로 나타낸 보유 지지 완료 피가공물(5)의 형상에서는, 시각 t1∼시각 t12에 상당하는 가공 패스의 개소에서는, 도 36b 위의 곡선으로 나타낸 것에 대하여 가공을 하지 않고, 시각 t12∼시각 t2에 상당하는 가공 패스의 장소에서는, 도 36b 위의 곡선으로 나타낸 것에 대하여 가공을 하고 있다.

도 35b 아래의 곡선으로 나타낸 경우와 마찬가지의 가공을 한 후에, 시각 t2∼시각 t3의 사이에는, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 절삭량이 부족해지는 것을 방지하기 위해서, 보유 지지 완료 공구(3)의 윤곽 오차의 측정을 행한 2개의 시각 t2, t3 사이의 가공 패스의 중간부(예를 들어 시각 t23으로 나타낸 부위)까지 거슬러 올라, 보유 지지 완료 공구(3)의 위치를 보정하여 별도 가공을 한다. 이 가공은, 시각 t2에서 단차가 발생하지 않도록 하여, 시각 t2∼시각 t23에 상당하는 부위에서 이루어진다. 이에 의해, 도 36b 아래의 곡선으로 나타낸 바와 같이, 보유 지지 완료 피가공물(5)의 가공 정밀도가 향상된다.

또한, 공구(3)로서, 볼 엔드밀 대신에, 도 23에서 도시한 바와 같은 반경 엔드밀을 사용해도 된다.

반경 엔드밀(3)은, 대략 원주형으로 형성되어 있지만, 이 원주의 중심축 C1의 연신 방향의 한쪽의 단에서, 원주의 측면과 원주의 저면(원 형상의 저면)과의 경계가 소정의 반경의 원호형으로 둥글게 되어 있다. 이 원호의 반경은, 상기 원주의 반경보다도 작게 되어 있다. 또한, 상기 경계의 원호의 반경이, 상기 원주의 반경과 동등해지면, 볼 엔드밀의 형상으로 된다.

반경 엔드밀(3)의 절삭날은, 원주의 중심축의 연신 방향의 한쪽의 단부(한쪽의 단부면과 원호의 부분과 원호 근방의 원주의 측면 부위)의 외주에 형성되어 있다. 반경 엔드밀(3)도, 볼 엔드밀(3)과 마찬가지로 하여, 기단부의 다른 쪽의 단부가 공구 보유 지지부에 걸림 결합하여 공구 보유 지지부에서 보유 지지되도록 되어 있다.

상술한 설명에 있어서는, 공구 형상 측정 장치(31)를 사용하여 공구(3)(보유 지지 완료 공구)의 윤곽 오차를 연산하여, 초기 구성 처리를 실시함으로써, 공구(3)의 윤곽 오차를 상쇄하도록 가공 시의 NC 프로그램(가공 패스)을 보정하는 처리를 실행한다.

이것은, 이하와 같이 변형할 수 있다. 즉, 상술한 공구 형상 측정 장치(31)에 의해 측정되는 윤곽 오차의 보정에 더하여, 공구(3)에 의한 피가공물(5)의 가공을 개시하고 나서 종료될 때까지 동안의 공구(3)의 마모량을 측정하고, 이 마모량에 기인하여 변화하는 공구(3)의 형상을 고려하여 NC 프로그램을 보정하고, 보다 고정밀도의 피가공물(5)의 가공을 실시할 수 있다.

도 33은 공구(3)의 선단부의 형상을 나타내는 설명도이며, 도 33a는 가공 전의 공구(3)의 형상을 나타내고, 도 33b는 가공 종료 시의 공구(3)의 형상, 및 마모량 f1을 나타내고 있다. 도 33에서 이해되는 바와 같이, 공구(3)는, 가공을 계속함으로써 마모되어 형상이 변화된다. 본 실시 형태에서는, 마모에 의한 형상의 변화를 고려하여, NC 프로그램을 보정한다.

마모량의 데이터를 수집하는 처리로서, 공구(3)를 사용하여 실제로 피가공물(5)을 가공하고, 이 가공 시에 있어서의 마모량을 측정하여 메모리 등에 기억한다.

이 처리에서는, 임의의 가공 처리에 있어서, 공구(3)가 피가공물(5)의 가공을 개시하고 나서 가공이 종료될 때까지의 동안, 가공 패스를 취득한다. 그리고, 가공 패스 중에서, 공구(3)가 피가공물(5)과 접촉하고 있는 장소, 및 접촉하지 않는 장소를 산출하고, 공구(3)와 피가공물(5)이 접촉하고 있는 장소에 있어서의 이동 거리를 「절삭 이동 거리」라 한다.

이하, 도 24, 도 25a, 25b, 25c를 참조하여, 「절삭 이동 거리」의 산출 방법에 대하여 설명한다. 예를 들어, 도 24에 도시한 바와 같이, 표면이 곡면 형상을 갖는 피가공물(5)을 공구를 사용하여 절삭하는 경우에는, 도 25a에 도시한 바와 같이, 공구(3)를 제1 방향(여기서는, 화살표 Y1로 나타낸 방향)을 향해 이동시키고, 또한, 제1 방향에 직교하는 방향으로 슬라이드 이동시키며, 다시 화살표 Y1의 방향으로 이동시켜 절삭한다는 처리를 연속적으로 실시한다. 이때, 가공 형상에 따라서, 예를 들어 도 25b에 도시한 가공점 A, 도 25c에 도시한 가공점 B와 같이, 가공점에 따라서, 공구(3)의 선단부가 피가공물(5)에 접촉하는 부위를 인식할 수 있다.

즉, 공구(3)에 의한 가공을 개시하고 나서 종료될 때까지, 공구(3)가 이동 할 때 공구(3)의 선단이 피가공물(5)과 접촉해서 이동하는 거리, 즉 절삭 이동 거리를 산출할 수 있다. 또한, 접촉, 비접촉의 판단은, 예를 들어 피가공물(5)의 표면으로부터, 공구(3)에 의한 가공의 깊이가 0.5[㎛] 이상인 경우를, 공구(3)와 피가공물(5)이 접촉하고 있는 것이라고 판단한다. 또는, 다른 판단 기준으로서, 공구(3)와 피가공물(5)의 마무리 형상의 표면과의 거리가 일정값 이하인 경우에, 공구(3)와 피가공물(5)이 접촉하고 있는 것이라고 판단한다. 그러나, 이들에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 절삭 이동 거리와 공구(3)의 마모량과의 관계를 산출하고, 이 관계를 대응 테이블로 하여 메모리 등에 기억한다. 그리고, 실제 가공 시에 있어서, 공구(3)가 마모에 의해 형상 변화된 양을 추정하고, NC 프로그램을 보정한다. 이하, 상세히 설명한다.

도 26은, 공구(3)를 사용하여 피가공물(5)을 가공하는 수순 및 공구(3)의 절삭 이동 거리를 나타내는 설명도이다. 도 26a는, 피가공물(5)의 형상을 나타내고 있으며, 표면에 평면부 및 곡면부를 갖고 있다. 도 26b는, 공구(3)에 의해 피가공물(5)을 가공할 때의, 가공 경로를 나타내는 설명도이다. 도 26b에 도시한 바와 같이, 공구(3)를 제1 방향(트래버스 방향)으로 이동시키면서 피가공물(5)을 가공하고, 또한, 제1 방향에 직교하는 제2 방향(피크 피드 방향)으로 슬라이드시키며, 또한, 제1 방향으로 이동시킨다는 동작을 반복하면서, 피가공물(5)을 가공한다.

도 26c는, 공구(3)의 선단부의 영역을 나타내는 도면, 도 26d는, NC 프로그램의 진척율[％]과, 공구(3)의 선단부의 각 부위의 절삭 이동 거리와의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 26c에 도시한 바와 같이, 공구(3)의 축방향을 「0°」로 하고, 공구(3)가 축과 직교하는 방향을 「90°」로 정의하고, 0° 부근을 영역 R1이라 하고, 90° 부근을 영역 R5라 하여, 공구(3)의 선단부를 5개의 영역 R1, R2, R3, R4, R5로 분할한다. 그렇게 하면, NC 프로그램의 데이터로부터, 각 영역 R1∼R5에 의해 피가공물(5)을 절삭하는 거리를 산출할 수 있으며, 예를 들어 도 26d에 도시한 그래프와 같아진다. 또한, 본 실시 형태에서는, 5개의 영역 R1∼R5로 구분하는 예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 피가공물(5)의 가공을 실시할 때, NC 프로그램의 진척율에 대한, 각 영역 R1∼R5의 절삭 이동 거리의 데이터가 얻어진다. 즉, 본 실시 형태에서는, 실제로 피가공물(5)을 가공할 때의 공구(3)의 가공 패스 중에서, 해당 공구(3)가 피가공물(5)과 접촉하고 있을 때의, 절삭 이동 거리를 산출한다. 이때, CAD 데이터를 참조하여, 공구(3)가 피가공물(5)에 접촉하고 있는 영역 R1∼R5를 특정하고, 또한, 각 영역 R1∼R5의 절삭 거리를 구한다.

도 27은, 공구(3)를 NC 프로그램에 따라서 작동시켜, 피가공물(5)을 가공했을 때의, 절삭 이동 거리와 각 영역 R1∼R5의 마모량과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 27의 그래프로부터 이해되는 바와 같이, 절삭 이동 거리가 일정한 것을 조건으로 하면, 공구(3)의 선단 「0°」 부근의 영역 R1에서는 마모량이 작고, 영역 R2에서는 마모량이 커지게 되어, 또한, 영역 R5를 향할수록 마모량이 작아지는 것이 이해된다. 즉, 개략적으로 말하자면, 마모량의 크기는 R2>R3>R4>R5>R1로 되어 있다.

그리고, 제어부(13)에서는, 도 26d에 도시한 그래프와, 도 27에 도시한 그래프에 기초하여, NC 프로그램의 진척율에 대한 각 영역 R1∼R5의 마모량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 28에 도시한 그래프가 얻어진다.

그리고, 도 28에 도시한 그래프를 참조함으로써, NC 프로그램의 진척율에 대한, 각 영역 R1∼R5의 마모량 M을 추정할 수 있다. 이 추정 결과를 이용하여, 공구(3)의 형상을 보정함으로써, 고정밀도의 가공을 행한다. 상세한 보정 방법은, 전술한 제1 실시 형태에서 나타낸 윤곽 오차를 연산하고, 또한, 상술한 마모량 M을 고려하여, NC 프로그램을 보정하면 된다.

구체적으로, 공구(3)의 선단 0°부터 90°까지의 91개의 각도에 대하여 각각, 마모량 M을 연산하고, NC 프로그램의 진척율이 100％일 때의 공구(3)의 형상 (즉, 마모량 M을 고려한 공구(3)의 형상)을 기준으로 한 윤곽 오차를 참조 부호 「#600∼690」으로 제어부(13)의 메모리에 기억한다. 즉, 「#500∼#590」은 마모량 M을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 참조 부호이며, 「#600∼#690」은 마모량 M을 고려한 윤곽 오차에 의한 참조 부호이다.

그리고, 가공의 진척율에 따라서, 참조 부호 #500∼#590 및 참조 부호 #600∼#690을 배분하여 보정값을 연산하고, NC 프로그램을 보정한다. 도 32는, 0°∼90°까지의 각 각도마다의, 참조 부호 #500과 참조 부호 #600의 배분율을 나타내는 설명도이다. 공구(3)에 의한 가공이 개시되고 나서, 종료될 때까지의 배분율이 설정되어 있다. 도 32로부터 이해되는 바와 같이, 가공 개시 전에 있어서는, 마모량 M을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 참조 부호 #500∼#590을 100％, 마모량 M을 고려한 윤곽 오차에 의한 참조 부호 #600∼#690을 0％로 한다. 그 후, 진척율이 높아짐에 따라서 참조 부호 #600∼#690의 비율을 증가시켜, 참조 부호 #500∼#590의 비율을 저하시킨다. 가공 종료 시에 있어서, 마모량 M을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 참조 부호 #500∼#590을 0％, 마모량 M을 고려한 윤곽 오차에 의한 참조 부호 #600∼#690을 100％로 한다.

예를 들어, 전술한 도 8의 (f85)에 기재한 X 성분인, [-1.68077+[-0.90974*[#565*0.227+#566*0.773]]]을 예로 들면, 참조 부호 「#565」를 「#565」와 「#665」을 소정의 비율로 배분한 수치로 한다. 마찬가지로, 참조 부호 「#566」을 「#566」과 「#666」을 소정의 비율로 배분한 수치로 한다.

구체적으로, 도 8의 (f8)에 나타낸 「#565*0.227」을, 「(0.667)*(#565)+(0.333)*(#665)」로 한다. 이 경우에는, 마모량 M을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 참조 부호 #565의 비율은 「0.667」이고, 마모량 M을 고려한 윤곽 오차에 의한 참조 부호 #665의 비율은 「0.333」이다.

즉, 각도 65°의 경우에는, 도 30의 식에 나타낸 바와 같이, X 좌표를 연산한다. 또한, Y 좌표, Z 좌표는 기재를 생략하였지만, X 좌표와 마찬가지의 연산식으로 된다.

마모에 의해 변화한 후의 실제의 공구의 형상은, 가공이 종료되어 측정을 실시할 때까지 알 수 없다. 그러나, 전술한 도 28에 도시한 그래프를 참조함으로써, 마모량을 추정할 수 있다.

다음으로, 도 31에 도시한 흐름도를 참조하여, 피가공물의 가공기의 처리 수순에 대하여 설명한다.

처음에, 도 31의 스텝 S31에 있어서, 시판 중인 CAM에 기초하여, 피가공물(5)을 가공할 때의 NC 프로그램, 즉, 공구(3)에 의한 가공 패스의 3차원 좌표를 생성한다.

스텝 S32에 있어서, NC 프로그램과, 가공기의 CAD 데이터를 비교하고, 상술한 방법을 이용하여 공구(3)의 각 영역 R1∼R5의 절삭 이동 거리를 산출한다.

스텝 S33에 있어서, 각 영역 R1∼R5의 절삭 이동 거리마다의 마모량 M을 예측한다. 구체적으로, 도 28에 도시한 그래프를 작성하고, 각 영역 R1∼R5마다의, 진척율에 따른 마모량 M을 예측한다.

스텝 S34에 있어서, NC 프로그램에, 마모 예측을 첨가한 벡터 연산식을 부가하고, 또한, 가공 종료 시점에서의 공구(3)의 각 각도(0°∼90°)에 있어서의 총 마모량을 전용의 파일 등에 보존한다.

스텝 S35에 있어서, 가공기(1)의 제어부(13)에 NC 프로그램을 읽어들이게 한다.

스텝 S36에 있어서, 피가공물(5)을 가공하는 공구(3)의 형상을, 레이저 등을 사용한 공구 형상 측정 장치(31)로 측정하고, 공구 형상을 채취한다.

스텝 S37에 있어서, 스텝 S14의 처리에서 채취한 공구 형상에 기초하여, NC 프로그램의 보정량을 산출하고, 참조 부호(#500∼#590)를 제어부(13)의 메모리 등에 세트한다.

스텝 S38에 있어서, 공구(3)의 마모량의 데이터에 기초하여, NC 프로그램의 보정량을 산출하고, 참조 부호(#600∼#690)를 제어부(13)의 메모리 등에 세트한다. 그 후, 스텝 S39에 있어서, 공구(3)에 의한 가공을 개시한다. 이렇게 해서, 공구(3)의 마모량 M을 고려한 윤곽 오차에 기초하여 NC 프로그램을 보정하여 공구(3)를 작동시켜, 피가공물(5)의 가공을 실시할 수 있는 것이다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태에 따른 피가공물의 가공기에서는, 피가공물(5)의 가공이 진행됨에 따라서 변동하는 공구(3)의 마모량을 미리 측정하고, 절삭 이동 거리에 따른 마모량을 추정한다. 그리고, 공구(3)에 의한 피가공물(5)의 가공이 개시되고 나서 가공이 진척됨에 따라서, 마모량 M을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 참조 부호 「#500∼#590」과, 마모량 M을 고려한 윤곽 오차에 의한 참조 부호 「#600∼#690」의 비율을 변화시켜, NC 프로그램을 보정하고 있다. 따라서, 공구(3)의 윤곽 오차, 및 공구(3)의 마모량에 따른 적절한 NC 프로그램의 보정이 가능하게 되어, 피가공물(5)을 고정밀도로 가공하는 것이 가능하게 된다.

또한, 참조 부호 #500∼#590과, 참조 부호 #600∼#690의 비율은, 일례로서 도 32에 도시한 비율을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 피가공물(5), 공구(3)의 형상, 상황에 따라서 적당한 변경이 가능하다.

다음으로, 본 실시 형태의 변형예에 대하여 설명한다. 상술한 설명에 있어서는, 도 32에 도시한 바와 같이, 공구(3)에 의한 가공 개시 시부터 가공 종료 시까지의 동안에 있어서, 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정값을 나타내는 참조 부호 #500∼#590과, 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정값을 나타내는 참조 부호 #600∼#690의 배분을, NC 프로그램의 진척율에 따라서 변경한다.

변형예에서는, 가공을 개시하고 나서 종료될 때까지의 동안에, 1개 또는 복수의 중간점을 설정하고, 중간점을 단락으로 하여 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정값을 나타내는 참조 부호 「#500∼#590」과 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정값을 나타내는 참조 부호 「#600∼#690」을 설정하고, 이들의 배분을 변경한다.

예를 들어, 도 34에 도시한 바와 같이, 가공 개시점 P0과 가공 종료점 P4의 사이에, 3개의 중간점 P1, P2, P3을 설정한다. 그리고, 각 중간점 P1∼P3에 있어서, 미리 예측되는 마모량의 데이터를 취득하여 메모리에 기억한다. 그리고, 가공 개시점 P0부터 중간점 P1, 중간점 P1부터 P2, 중간점 P2부터 P3, 중간점 P3부터 가공 종료점 P4의 각 구간에 있어서, 참조 부호 #500∼#590과, 참조 부호 #600∼#690의 비율을 설정한다. X축, Y축, Z축의 가공 위치의 연산 방법은, 이미 설명한 것과 마찬가지이다.

P0∼P1의 구간을 가공할 때, 중간점 P1에 있어서의 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정값을, P0∼P1의 구간에 있어서의 참조 부호 #500∼#590으로 한다. 또한, 중간점 P1에 있어서 예측되는 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정값을, P0∼P1의 구간에 있어서의 참조 부호 #600∼#690으로 한다.

공구(3)가 중간점 P1에 도달할 때, 해당 중간점 P1에 있어서, 공구(3)를 정지시켜 해당 공구(3)의 공구 형상을 측정한다. 그리고, 산출된 윤곽 오차(중간점 P1에 있어서의 공구 형상의 실측값)와, 중간점 P2에 있어서의 마모량의 예측값에 기초하여 보정값을 산출하고, P1∼P2의 구간에 있어서의 참조 부호 #600∼#690으로 한다.

또한, P0∼P1의 구간에 있어서의 참조 부호 #600∼#690을, P1∼P2의 구간에 있어서의 참조 부호 #500∼#590에 대입한다.

그리고, 공구(3)가 중간점 P2에 도달할 때, 해당 중간점 P2에 있어서, 공구(3)를 정지시켜 해당 공구(3)의 공구 형상을 측정하고, 산출된 윤곽 오차(중간점 P2에 있어서의 공구 형상의 실측값)와, 중간점 P3에 있어서의 마모량의 예측값에 기초하여 보정값을 산출하고, P2∼P3의 구간에 있어서의 참조 부호 #600∼#690으로 한다.

마찬가지로, P1∼P2의 구간에 있어서의 참조 부호 #600∼#690을, P2∼P3의 구간에 있어서의 참조 부호 #500∼#590에 대입한다.

그리고, 공구(3)가 중간점 P3에 도달할 때, 해당 중간점 P3에 있어서, 공구(3)를 정지시켜 해당 공구(3)의 공구 형상을 측정하고, 산출된 윤곽 오차(중간점 P3에 있어서의 공구 형상의 실측값)와, 가공 종료점 P4에 있어서의 마모량의 예측값에 기초하여 보정값을 산출하고, P3∼P4의 구간에 있어서의 참조 부호 #600∼#690으로 한다.

또한, P2∼P3의 구간에 있어서의 참조 부호 #600∼#690을, P3∼P4의 구간에 있어서의 참조 부호 #500∼#590에 대입한다.

이와 같이, 중간점 P1∼P3에 도달할 때마다, 공구(3)의 공구 형상을 측정하여, 예측되는 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정값을 나타내는 참조 부호 #600∼#690을 설정하므로, 보다 더 가공의 정밀도를 높일 수 있다.

즉, 이미 설명한 예에서는, 가공 종료 시에 있어서의 마모량만을 고려하여, 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정값을 나타내는 참조 부호 #600∼690을 설정하였지만, 변형예에서는, 가공의 개시부터 가공의 종료까지의 가공 패스를 4개의 구간으로 분할하고, 각 구간마다 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정값을 나타내는 참조 부호 #500∼590 및 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정값을 나타내는 참조 부호 #600∼#690을 설정하므로, 보다 가공의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 각 중간점 P1, P2, P3에 있어서, 구간 종료 시의 「#600의 비율이 100％」인 수치와, 다음 구간 개시 시의 「#500의 비율이 100％」인 수치가 일치하므로, 공구(3)의 급격한 변동을 회피할 수 있다. 또한, 공구(3)를 정지시키고 나서 다시 가공을 개시할 때, 단차가 발생하는 것을 회피할 수 있다.

이와 같이 하여, 본 변형예에서는, 공구(3)에 의한 가공 패스를, 복수로 분할하여(예를 들어, 4분할) 마모에 의한 참조 부호를 설정하므로, 보다 고정밀도로 공구(3)의 가공 위치를 설정하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 상기 기재 내용을, 피가공물의 가공 방법으로서 파악해도 된다.

즉, 피가공물을 보유 지지하는 피가공물 보유 지지 단계와, 상기 피가공물 보유 지지 단계에서 보유 지지된 보유 지지 완료 피가공물을 가공하는 공구를 보유 지지하는 공구 보유 지지 단계와, 상기 보유 지지 완료 피가공물을 상기 공구 보유 지지 단계에서 보유 지지된 보유 지지 완료 공구로 가공하기 위해서, 상기 보유 지지 완료 피가공물에 대하여 상기 보유 지지 완료 공구를 이동하는 이동 단계를 갖고, 상기 이동 단계는, NC 프로그램에 기초하여, 상기 보유 지지 완료 피가공물에 대하여 상기 보유 지지 완료 공구를 이동하는 단계이며, 상기 NC 프로그램에는, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 산출하기 위한 연산식이 편성되어 있는 피가공물의 가공 방법으로서 파악해도 된다.

상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 NC 프로그램은, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차에 의한 상기 보유 지지 완료 피가공물의 가공 오차의 발생을 억제하기 위해서, 상기 연산식을 이용하여, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차에 기초하는 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정은, 상기 보유 지지 완료 피가공물을 가공할 때의, 상기 보유 지지 완료 공구의 하나의 가공점 혹은 복수의 가공점에 대하여 이루어지도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 윤곽 오차가 구해지고 있는 상기 보유 지지 완료 공구의 부위는, 이산적으로(불연속으로) 선택되어 있으며, 상기 가공점이, 상기 윤곽 오차가 존재하지 않는 상기 보유 지지 완료 공구의 부위로 되어 있는 경우에는, 상기 가공점을 사이에 두고 서로가 인접하고 있는 2개의 부위의 윤곽 오차를 이용하여, 상기 가공점의 윤곽 오차를 산출하고, 이 산출된 윤곽 오차를 이용하여, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 원호부의 반경에 대한 상기 보유 지지 완료 피가공물의 피가공면의 반경에 따라서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 차단 주파수를 바꿔 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차를 나타내는 곡선에 대하여 필터링을 하고, 이 필터링이 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 원호부의 반경에 대한 상기 보유 지지 완료 피가공물의 피가공면의 반경에 따라서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차를 평균화할 때에 있어서의 평균화의 범위를 바꿔, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차를 나타내는 곡선을 평균화하고, 이 평균화가 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 가공점에 있어서의 상기 보유 지지 완료 피가공물의 형상 공차에 따라서, 상기 가공점에 있어서의 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차 혹은 상기 가공점의 근방에 있어서의 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차를 이용하고, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 측정을 상기 보유 지지 완료 피가공물의 가공을 소정 시간 행할 때마다 행하는 윤곽 오차 측정 단계와, 상기 윤곽 오차 측정 단계에서의 측정 결과에 따라서 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 할 때 이 보정의 전후에서 상기 보유 지지 완료 피가공물의 표면에 단차가 형성되어 버리는 것을 방지하기 위해서, 상기 보유 지지 완료 공구에 의한 상기 보유 지지 완료 피가공물의 가공의 진행에 수반하여 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 측정을, 상기 보유 지지 완료 공구를 교환하기 직전과 교환한 직후에 행하고, 상기 직전 직후에 있어서의 상기 보유 지지 완료 공구 형상 차를 구하거나, 혹은 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 측정을, 상기 보유 지지 완료 공구의 트루잉 직전과 상기 보유 지지 완료 공구의 트루잉을 한 직후에 행하여, 상기 직전 직후에 있어서의 상기 보유 지지 완료 공구 형상 차를 구하는 공구 형상 차 측정 단계와, 상기 보유 지지 완료 공구의 교환 혹은 상기 보유 지지 완료 공구의 트루잉을 함으로써 상기 보유 지지 완료 피가공물의 표면에 단차가 형성되어버리는 것을 방지하기 위해서, 상기 공구 형상 차 측정 단계에서 구한 공구 형상 차에 따라서, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 보유 지지 완료 피가공물의 절삭량이 부족해지는 것을 방지하기 위해서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 측정을 행한 2개의 시각 사이의 가공 패스의 중간부까지 거슬러 올라, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 NC 프로그램에 기초하여, 상기 보유 지지 완료 공구가 상기 피가공물의 가공을 개시하고 나서 가공이 종료될 때까지의 동안에, 상기 피가공물에 대하여 이동하는 경로인 가공 패스를 연산하고, 상기 보유 지지 완료 공구에 있어서의 각 부위가, 상기 피가공물을 절삭하는 거리인 절삭 이동 거리를 산출하고, 또한, 상기 보유 지지 완료 공구에 의한 가공이 종료했을 때의, 상기 각 부위의 마모량에 따라서, 상기 각 부위마다의 절삭 이동 거리와 마모량의 관계를 취득하고, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차에 더하여, 상기 절삭 이동 거리와 마모량과의 관계에 기초하여, 상기 NC 프로그램을 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정량과 상기 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정량의 비율을 설정하고, 상기 가공 패스가, 상기 가공의 개시부터 가공의 종료를 향함에 따라서, 상기 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정량의 비율을 저하시키고, 또한, 상기 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정량의 비율을 증가시키도록 해도 된다.

또한, 상기 피가공물의 가공 방법에 있어서, 상기 가공 패스를 복수의 패스로 구분하고, 구분된 각 패스마다 상기 보유 지지 완료 공구의 마모량을 취득하고, 상기 각 패스의 개시부터 패스의 종료까지의 동안에 있어서, 상기 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정량과, 상기 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정량의 비율을 설정하도록 해도 된다.

또한, 상기 기재 내용을, 프로그램(NC 프로그램; 피가공물의 가공 프로그램)으로서 파악해도 된다.

즉, 피가공물 보유 지지부에서 보유 지지되어 있는 보유 지지 완료 피가공물을, 공구 보유 지지부에서 보유 지지되어 있는 보유 지지 완료 공구로 가공하기 위해서, 상기 보유 지지 완료 피가공물에 대하여 상기 보유 지지 완료 공구를 이동하는 이동 수순을, 피가공물의 가공기에 실행시키기 위한 프로그램이며, 상기 프로그램에는, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 산출하기 위한 연산식이 편성되어 있는 프로그램으로서 파악해도 된다.

상기 프로그램에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차에 의한 상기 보유 지지 완료 피가공물의 가공 오차의 발생을 억제하기 위해서, 상기 연산식을 이용하여, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차에 기초하는 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정은, 상기 보유 지지 완료 피가공물을 가공할 때의, 상기 보유 지지 완료 공구의 하나의 가공점 혹은 복수의 가공점에 대하여 이루어지도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 상기 윤곽 오차가 구해지고 있는 상기 보유 지지 완료 공구의 부위는, 이산적으로(불연속으로) 선택되어 있으며, 상기 가공점이, 상기 윤곽 오차가 존재하지 않는 상기 보유 지지 완료 공구의 부위로 되어 있는 경우에는, 상기 가공점을 사이에 두고 서로가 인접하고 있는 2개의 부위의 윤곽 오차를 이용하여, 상기 가공점의 윤곽 오차를 산출하고, 이 산출된 윤곽 오차를 이용하여, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 원호부의 반경에 대한 상기 보유 지지 완료 피가공물의 피가공면의 반경에 따라서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 차단 주파수를 바꿔 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차를 나타내는 곡선에 대하여 필터링을 하고, 이 필터링이 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 원호부의 반경에 대한 상기 보유 지지 완료 피가공물의 피가공면의 반경에 따라서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차를 평균화할 때에 있어서의 평균화의 범위를 바꿔, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차를 나타내는 곡선을 평균화하고, 이 평균화가 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 가공점에 있어서의 상기 보유 지지 완료 피가공물의 형상 공차에 따라서, 상기 가공점에 있어서의 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차 혹은 상기 가공점의 근방에 있어서의 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차를 이용하여, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 하도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 측정을 상기 보유 지지 완료 피가공물의 가공을 소정 시간 행할 때마다 행하고, 상기 윤곽 오차의 측정 측정 결과에 따라서 상기 보유 지지 완료 공구의 위치의 보정을 할 때 이 보정의 전후에서 상기 보유 지지 완료 피가공물의 표면에 단차가 형성되어버리는 것을 방지하기 위해서, 상기 보유 지지 완료 공구에 의한 상기 보유 지지 완료 피가공물의 가공의 진행에 수반하여 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 측정을, 상기 보유 지지 완료 공구를 교환하기 직전과 교환한 직후에 행하고, 상기 직전 직후에 있어서의 상기 보유 지지 완료 공구 형상 차를 구하거나, 혹은 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 측정을, 상기 보유 지지 완료 공구의 트루잉 직전과 상기 보유 지지 완료 공구의 트루잉을 한 직후에 행하여, 상기 직전 직후에 있어서의 상기 보유 지지 완료 공구 형상 차를 구하고, 상기 보유 지지 완료 공구의 교환 혹은 상기 보유 지지 완료 공구의 트루잉을 함으로써 상기 보유 지지 완료 피가공물의 표면에 단차가 형성되어버리는 것을 방지하기 위해서, 상기 구한 공구 형상 차에 따라서, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 상기 보유 지지 완료 피가공물의 절삭량이 부족해지는 것을 방지하기 위해서, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차의 측정을 행한 2개의 시각 사이의 가공 패스의 중간부까지 거슬러 올라, 상기 보유 지지 완료 공구의 위치를 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, NC 프로그램에 기초하여, 상기 보유 지지 완료 공구가 상기 피가공물의 가공을 개시하고 나서 가공이 종료될 때까지의 동안에, 상기 피가공물에 대하여 이동하는 경로인 가공 패스를 연산하고, 상기 보유 지지 완료 공구에 있어서의 각 부위가, 상기 피가공물을 절삭하는 거리인 절삭 이동 거리를 산출하고, 또한, 상기 보유 지지 완료 공구에 의한 가공이 종료했을 때의, 상기 각 부위의 마모량에 따라서, 상기 각 부위마다의 절삭 이동 거리와 마모량과의 관계를 취득하고, 상기 보유 지지 완료 공구의 윤곽 오차에 더하여, 상기 절삭 이동 거리와 마모량과의 관계에 기초하여, 상기 NC 프로그램을 보정하도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 상기 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정량과, 상기 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정량의 비율을 설정하고, 상기 가공 패스가, 상기 가공의 개시부터 가공의 종료를 향함에 따라서, 상기 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정량의 비율을 저하시키고, 또한, 상기 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정량의 비율을 증가시키도록 해도 된다.

또한, 상기 프로그램에 있어서, 상기 가공 패스를 복수의 패스로 구분하고, 구분된 각 패스마다 상기 보유 지지 완료 공구의 마모량을 취득하고, 상기 각 패스의 개시부터 패스의 종료까지의 동안에 있어서, 상기 마모량을 고려하지 않은 윤곽 오차에 의한 보정량과, 상기 마모량을 고려한 윤곽 오차에 의한 보정량의 비율을 설정하도록 해도 된다.

몇몇 형태를 설명하였지만, 상기 개시 내용에 기초하여 실시 형태의 수정 내지 변형을 하는 것이 가능하다.

Claims

피가공물을 공구에 의해 가공하는 방법이며,
상기 피가공물을 보유 지지하고,
상기 공구를 보유 지지하고,
상기 보유 지지된 공구의 위치를 산출하는 연산식을 포함하는 NC 프로그램에 의한 제어에 따라서, 상기 보유 지지된 피가공물에 대하여 상기 보유 지지된 공구를 이동하는 것을 포함하며,
상기 연산식은, 상기 보유 지지된 공구의 윤곽 오차에 의한 상기 보유 지지된 피가공물의 가공 오차를 보정하는 양을 포함하고,
상기 연산식에 있어서 보정하는 양은, 상기 보유 지지된 공구의 복수의 가공점에 대하여 산출되는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 보유 지지된 공구에 있어서, 상기 윤곽 오차를 측정하는 복수의 부위를 이산적으로 선택하고,
상기 가공점이, 상기 이산적으로 선택된 부위와 다른 경우에는, 상기 가공점을 사이에 두고 서로가 인접하고 있는 2개의 부위에 있어서 측정된 상기 윤곽 오차를 이용하여, 상기 가공점에 있어서의 윤곽 오차를 산출하고, 상기 산출된 윤곽 오차를 이용하여, 상기 보유 지지된 공구의 위치의 보정을 하는 것을 더 포함하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보유 지지된 공구는, 볼 엔드밀 혹은 반경 엔드밀이며,
상기 보유 지지된 공구의 원호부의 반경에 대한 상기 보유 지지된 피가공물의 피가공면의 반경에 따라서, 상기 보유 지지된 공구의 윤곽 오차의 차단 주파수를 바꿔 상기 보유 지지된 공구의 윤곽 오차를 나타내는 곡선에 대하여 필터링을 하고, 이 필터링이 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 상기 보유 지지된 공구의 위치의 보정을 하는 것을 더 포함하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보유 지지된 공구는, 볼 엔드밀 혹은 반경 엔드밀이며,
상기 보유 지지된 공구의 원호부의 반경에 대한 상기 보유 지지된 피가공물의 피가공면의 반경에 따라서, 상기 보유 지지된 공구의 윤곽 오차를 평균화할 때에 있어서의 평균화의 범위를 바꿔, 상기 보유 지지된 공구의 윤곽 오차를 나타내는 곡선을 평균화하고, 이 평균화가 완료된 윤곽 오차에 기초하여, 상기 보유 지지된 공구의 위치의 보정을 하는 것을 더 포함하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보유 지지된 공구는, 볼 엔드밀 혹은 반경 엔드밀이며,
상기 가공점에 있어서의 상기 보유 지지된 피가공물의 형상 공차에 따라서, 상기 가공점에 있어서의 상기 보유 지지된 공구의 윤곽 오차 혹은 상기 가공점의 근방에 있어서의 상기 보유 지지된 공구의 윤곽 오차를 이용하고, 상기 보유 지지된 공구의 위치의 보정을 하는 것을 더 포함하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 방법을 실행하도록 구성된, 상기 피가공물을 상기 공구에 의해 가공하는 장치.