WO2019221005A1 - 被加工物の加工方法および被加工物の加工機 - Google Patents

被加工物の加工方法および被加工物の加工機 Download PDF

Info

Publication number
WO2019221005A1
WO2019221005A1 PCT/JP2019/018579 JP2019018579W WO2019221005A1 WO 2019221005 A1 WO2019221005 A1 WO 2019221005A1 JP 2019018579 W JP2019018579 W JP 2019018579W WO 2019221005 A1 WO2019221005 A1 WO 2019221005A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool
workpiece
held
contour error
machining
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/018579
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康二 土屋
Original Assignee
東芝機械株式会社
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 東芝機械株式会社 filed Critical 東芝機械株式会社
Priority to DE112019002459.0T priority Critical patent/DE112019002459T5/de
Priority to US17/054,716 priority patent/US20210063995A1/en
Priority to KR1020207033743A priority patent/KR102444158B1/ko
Priority to KR1020227031502A priority patent/KR102481650B1/ko
Priority to CN201980031677.2A priority patent/CN112105998B/zh
Publication of WO2019221005A1 publication Critical patent/WO2019221005A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/4093Numerical 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 characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/404Numerical 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 characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B23C5/1009Ball nose end mills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45145Milling
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50313Tool offset, tool wear
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50315Selfcorrecting by measurement during machining
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50319As function of tool geometry and machining data
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a processing method for a workpiece and a processing machine for the workpiece, and more particularly, to processing a workpiece by correcting the contour of a tool.
  • NC machine tool that cuts a workpiece while moving the tool (tool) relative to the workpiece (work) by an NC program (program) is known. ing.
  • Patent Document 1 is listed as a document showing a conventional technique.
  • the tool has a contour error (difference between the ideal tool contour shape and the actual tool contour shape).
  • contour errors of tools such as end mills account for most of the shape error factors of workpieces.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a workpiece processing machine and a workpiece processing method for processing a workpiece while correcting the position of the tool in accordance with the contour error of the tool.
  • the object of the present invention is to provide a workpiece processing method and a workpiece processing machine that do not require the NC program to be recreated each time the tool is changed or the tool is worn out. To do.
  • a method of machining a workpiece with a tool is performed according to control by an NC program including an arithmetic expression for holding the workpiece, holding the tool, and calculating a position of the held tool. , Moving the held tool relative to the held workpiece.
  • an apparatus for processing a workpiece with a tool includes a holding unit that holds the workpiece, a tool holding unit that holds the tool, and an operation that calculates a position of the held tool.
  • a moving unit that is controlled by an NC program including a formula and moves the held tool relative to the held workpiece.
  • FIG. 1 is a schematic elevation view of a workpiece to be held and a tool in contact with the workpiece in the processing machine according to the embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic elevation view illustrating the contour error of the tool, in which the tool is stationary.
  • FIG. 2B is a schematic elevation view for explaining the contour error of the tool, in a state where the tool is rotating.
  • FIG. 3 is a schematic elevation view for explaining the contour error of the tool, and is a view for explaining the manner of obtaining the error at each point.
  • FIG. 4 is a schematic elevational partial cross-sectional view showing the movement path of the tool with respect to the held workpiece.
  • FIG. 5 is an example of the position coordinates of a tool whose position is not corrected.
  • FIG. 6 is an example of corrected position coordinates according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic elevation view of the tool near the machining point, explaining the machining point in the tool.
  • FIG. 8 is an example of position coordinates corrected in consideration of the machining points shown in FIG.
  • FIG. 9A is a schematic elevation view of a tool in the vicinity of a machining point, explaining the machining point in a generalized manner.
  • FIG. 9B is an example of corrected position coordinates, which is described by generalizing the processing points.
  • FIG. 10A is a schematic elevational partial cross-sectional view of a processing point and its surroundings for explaining the case of two processing points.
  • FIG. 10A is a schematic elevational partial cross-sectional view of a processing point and its surroundings for explaining the case of two processing points.
  • FIG. 10B is a schematic elevational partial cross-sectional view of a processing point and its surroundings for explaining a case where correction is performed without considering interference.
  • FIG. 10C is a schematic elevational partial cross-sectional view of a processing point and its surroundings for explaining a case where correction is performed in consideration of interference.
  • FIG. 10D is an elevational sectional view of the workpiece near the machining point for explaining the avoidance vector.
  • FIG. 11A is an example of the correction amount of the position coordinates.
  • FIG. 11B is an example of corrected position coordinates. It is the example which modified the example of FIG. 11B.
  • FIG. 8 is an example of position coordinates corrected in consideration of two machining points in the example shown in FIG. 7.
  • FIG. 14A is an example of the correction amount generalized in the example of FIG. 11A.
  • FIG. 14B is an example of the correction position coordinates generalized in the example of FIG. 11B.
  • FIG. 15 is a modified example of the example of FIG. 14B.
  • FIG. 16 is an example in which the example of FIG. 13 is generalized in consideration of two processing points.
  • FIG. 17 is a diagram schematically illustrating a system including the processing machine according to the present embodiment and a general-purpose computer that controls the processing machine.
  • FIG. 18A is a schematic elevational sectional view of a machining point and its surroundings, explaining an area to be machined in a workpiece, in which the contact area between the tool and the workpiece surface is relatively small. is there.
  • FIG. 18B is a schematic elevational partial cross-sectional view of the machining point and its surroundings, explaining the range to be machined in the workpiece, and is an example in which the contact area between the tool and the workpiece surface is medium .
  • FIG. 18C is a schematic elevational partial cross-sectional view of the machining point and its surroundings, illustrating the range to be machined in the workpiece, in which the contact area between the tool and the workpiece surface is relatively large. is there.
  • FIG. 19A is a schematic elevation view of a tool for explaining an example in which a contour error is measured at a relatively small interval.
  • FIG. 19B is a schematic elevation view of the tool for explaining an example of the contour error excluding high-frequency components.
  • FIG. 20 is a schematic elevation view of the tool for explaining an example of the contour error near the machining point.
  • FIG. 21A is a schematic elevation view of a workpiece for explaining an example in which position coordinates are corrected using a contour error.
  • FIG. 21B is a schematic elevation view of the tool and the workpiece, showing the relationship between the contour of the tool and the target workpiece surface based on the example shown in FIG. 21A.
  • FIG. 22A is a schematic elevation view of a workpiece for explaining another example in which position coordinates are corrected using a contour error.
  • FIG. 22B is a schematic elevation view of the tool and the workpiece, showing the relationship between the contour of the tool and the target workpiece surface based on the example shown in FIG. 22A.
  • FIG. 21A is a schematic elevation view of a workpiece for explaining an example in which position coordinates are corrected using a contour error.
  • FIG. 22B is a schematic elevation view of the tool and the workpiece, showing the relationship between the contour of the tool and the target
  • FIG. 23 is a schematic elevation view of a tool according to another example, which is a radius end mill.
  • FIG. 24 is a schematic perspective view of a surface shape of a workpiece according to an example.
  • FIG. 25A is a schematic perspective view of the tool and the workpiece, illustrating a process in which the tool moves while contacting the workpiece.
  • FIG. 25B is a schematic elevation view of a tool and a workpiece, showing a mode of machining a convex surface.
  • FIG. 25C is a schematic elevation view of the tool and the workpiece, showing an aspect of machining a concave surface.
  • FIG. 26A is a schematic perspective view of a surface shape of a workpiece according to an example.
  • FIG. 26B is a schematic perspective view of the tool moving on the workpiece shown in FIG. 26A.
  • FIG. 26C is a schematic elevation view of the tool for explaining an example in which the tip of the tool shown in FIG. 26B is divided into several regions.
  • FIG. 26D is a graph showing the cutting movement distance with respect to the NC program progress rate for each region.
  • FIG. 27 is a graph showing the wear amount with respect to the cutting movement distance for each region.
  • FIG. 28 is a graph showing the relationship between the progress rate of the NC program and the amount of wear in each region.
  • FIG. 29 is a flowchart illustrating a processing procedure of the processing machine according to the embodiment.
  • FIG. 30 is an example of position coordinates corrected in consideration of the wear amount.
  • FIG. 31 is a flowchart showing a processing procedure of a processing machine according to another embodiment.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating an example in which a correction value is calculated in consideration of a change in wear amount.
  • FIG. 33A is a schematic elevation view of the tool at the start of machining.
  • FIG. 33B is a schematic elevation view of the tool at the end of machining.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating an example in which correction values are calculated according to wear amount predictions at a plurality of times from the start of processing to the end of processing.
  • FIG. 35A is a schematic elevation view of a tool, illustrating a change in the external shape with time.
  • FIG. 35B is a graph of the change over time in the error in the processed shape for comparing differences in the correction methods.
  • FIG. 35A is a schematic elevation view of a tool, illustrating a change in the external shape with time.
  • FIG. 35B is a graph of the change over time in the error in the processed shape for
  • 35C is a schematic elevation view of the tool, illustrating a mode in which the measurement of the contour error is repeated.
  • FIG. 36A is a schematic elevational view of a tool for explaining a change in the external shape with time.
  • FIG. 36B is a graph of the change over time in the error in the processed shape for comparing the difference in the correction method.
  • a workpiece processing machine (machine tool) 1 processes a workpiece (workpiece) 5 using a tool (processing tool; for example, a ball end mill) 3.
  • a tool processing tool; for example, a ball end mill
  • FIG. 17 the workpiece holding part 7, the tool holding part 9, the moving part 11, and the control part 13 (control apparatus) are provided.
  • a predetermined direction in the space is defined as an X direction (X-axis direction; lateral direction), and a predetermined other direction in the space that is orthogonal to the X direction is defined as a Y direction (Y-axis direction; front and back) Direction), and the direction orthogonal to the X direction and the Y direction is the Z direction (Z-axis direction; vertical direction).
  • the X direction and the Y direction are the horizontal direction and the Z direction is the vertical direction, but the present invention is not limited to this, and the X direction or the Y direction may be the vertical direction.
  • the X direction, the Y direction, and the Z direction may be inclined with respect to the horizontal direction and the vertical direction.
  • the workpiece holder 7 is configured to hold the workpiece 5, and the tool holder 9 is configured to hold the tool 3.
  • a held tool 3 (hereinafter simply referred to as “tool 3”) held by the tool holding unit 9 is a held workpiece 5 (hereinafter simply referred to as “workpiece”) held by the workpiece holding unit 7. 5 ”) is processed (cutting).
  • the tool 3 (ball end mill) has a cutting edge on the outer periphery. More specifically, the ball end mill 3 includes a columnar base end portion 15 (FIG. 1) and a hemispherical distal end portion 17. The outer diameter of the proximal end portion 15 and the diameter of the distal end portion 17 are in agreement with each other, and the distal end portion 17 is attached to one end of the proximal end portion 15 in the extending direction of the central axis C1. . The central axis of the distal end portion 17 and the central axis C1 of the proximal end portion 15 coincide with each other.
  • the center of the circular end surface of the distal end portion 17 (the end surface attached to the circular end surface of the proximal end portion 15) is defined as a center C2 of the distal end portion 17.
  • This center C2 exists on the center axis C1 of the tool 3.
  • the cutting edge of the ball end mill 3 is formed on the outer periphery of the distal end portion 17 and the end portion of the proximal end portion 15 (end portion on the distal end portion 17 side).
  • the ball end mill 3 is configured such that the other end portion of the base end portion 15 engages with the tool holding portion 9 and is held by the tool holding portion.
  • the tool 3 held by the tool holding unit 9 rotates (autorotates around the center axis C1), thereby cutting the workpiece 5 with a cutting edge.
  • the moving unit 11 is configured to move the tool 3 relative to the workpiece 5 in order to process the workpiece 5 with the retained tool 3. That is, the tool 3 may be configured to move with respect to the workpiece 5, or the workpiece 5 may be configured to move with respect to the tool 3.
  • the control unit 13 is a general-purpose computer including at least a processor such as a central processing element (CPU) and a storage device such as a semiconductor memory 35, for example.
  • the control unit 13 is connected to the moving unit 11 via a wireless or wired communication path 12 and incorporates a later-described NC program that is pre-installed or post-installed.
  • the control unit 13 controls the moving unit 11 according to the control by the NC program via the communication path 12, thereby moving the tool 3 relative to the workpiece 5.
  • the processing machine 1 for the workpiece 5 includes a bed 19, a table 21, a column 23, a spindle support 25, a spindle casing 27, and a spindle 29.
  • the table 21 is supported on the bed 19 via a linear guide bearing (not shown), and is moved (moved and positioned) relative to the bed 19 in the X direction by an actuator such as a linear motor (not shown). It has become.
  • the column 23 is provided integrally with the bed 19.
  • the spindle support 25 is supported on the column 23 via a linear guide bearing (not shown), and is moved relative to the column 23 in the Y direction by an actuator such as a linear motor (not shown).
  • the spindle housing 27 is supported by the spindle support 25 via a linear guide bearing (not shown), and is moved relative to the spindle support 25 in the Z direction by an actuator such as a linear motor (not shown). ing.
  • the spindle 29 is supported on the spindle housing 27 via a bearing, and is driven by an actuator such as a motor (not shown) with the center axis (the center axis common to the tool 3 extending in the Z direction) C1 as the center of rotation.
  • the casing 27 is rotatable.
  • the spindle 29 is provided with a tool holding portion 9, and the workpiece holding portion 7 is provided on the upper surface of the table 21. Thereby, the retained tool 3 is moved relative to the workpiece 5 in the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • an arithmetic expression for calculating the position of the tool 3 (coordinates with respect to the workpiece 5) (for example, an arithmetic expression using four arithmetic operations) is incorporated. That is, the position coordinates when the held tool 3 moves are determined by the solution of the arithmetic expression.
  • the NC program is configured to correct the position of the tool 3 using an arithmetic expression in order to suppress the occurrence of a machining error of the workpiece 5 due to the contour error of the tool 3.
  • the position of the tool 3 is corrected using the normal vector V1 with respect to the machining surface at the machining point T1 (details will be described later) of the tool 3 and the contour error of the tool 3. Accordingly, the three-dimensional position of the tool 3 is corrected in at least one of the X direction, the Y direction, and the Z direction (determined by the form of the normal vector V1).
  • the contour error of the tool 3 is obtained in advance before the workpiece 5 is actually machined by the tool shape measuring device 31 shown in FIG.
  • the tool shape measuring device 31 is installed at a predetermined position of the workpiece processing machine 1. Then, the held tool 3 is positioned at a position where the shape of the held tool 3 can be measured by the tool shape measuring device 31 (laser, camera, etc.), and the held tool 3 is rotated (rotated around the central axis C1). Thus, the outer shape of the held tool 3 is measured on the machine (on the machine 1 of the workpiece 1).
  • the difference between the measured outer shape of the held tool 3 and the outer shape of the held tool having an ideal shape (with no shape error) (difference for each part of the tool 3) is defined as the “contour error” of the tool 3. .
  • the process of initially calculating the contour error of the tool 3 using the “tool shape measuring device 31” is referred to as “initial calibration process”.
  • the broken line indicates the outer shape of the ideal tool
  • the solid line indicates the actual shape of the actual tool 3 having a shape error.
  • the tool is not rotated around the central axis C1.
  • the retained tool 3 shown by a solid line in FIG. 2A is positioned slightly to the right with respect to the central axis C1.
  • the broken line in FIG. 2B shows the outer shape of an ideally shaped tool
  • the solid line shows the actual tool 3 with the shape error (the tool 3 shown by the solid line in FIG. 2A) as the central axis C1. It is an external shape when it rotates around.
  • the shape of the tool 3 shown by a solid line in FIG. 2B is naturally symmetric with respect to the central axis C1. If the workpiece 5 is processed at the tip 17 of the ball end mill 3, the contour error of the ball end mill 3 is 1 ⁇ 4 arc (that is, the angle of the tip 17) as shown in FIG. In the range of 90 °).
  • a tool shape measuring device for example, the one shown in Japanese Patent Laid-Open No. 63-233403 can be listed.
  • contour error of the tool (ball end mill) 3 will be described in more detail with reference to FIG.
  • the semicircular arc shape shown by the two-dot chain line in FIG. 3 is the outer shape of the tool with no shape error. What is indicated by a solid line in FIG. 3 is the outer shape of the tip 17 of the tool 3 measured by the tool shape measuring device 31. In the drawing, the contour error is exaggerated for easy understanding.
  • the plurality of half straight lines L00 to L90 extending from the center C2 of the hemispherical tip 17 of the tool 3 toward the 1/4 arc-shaped outer shape of the tool 3 are drawn at intervals of 10 °.
  • the crossing angle between the central axis C1 of the tool 3 and the half line L00 is “0 °”.
  • the crossing angle between the center axis C1 of the held tool 3 and the half line L10 is “10 °”.
  • the intersection angle between the center axis C1 of the held tool 3 and the half line L20 to the half line L90 is “20 °” to “90 °”.
  • intersection point of the half line L00 and the outer shape of the ideal tool is defined as an intersection point Q00a.
  • intersections of the half lines L10, L20,... L90 and the outer shape of the ideal tool are defined as intersections Q10a, Q20a,.
  • intersections of the half lines L00, L10, L20,... L90 and the actual shape of the tool 3 measured by the tool shape measuring device 31 are defined as intersections Q00b, Q10b, Q20b,.
  • the values of the dimensions indicated by reference numerals (being program variable numbers) # 500 to # 590 are the intersections Q00a to Q90a of the outer shape of the ideal shape tool and the outer shape of the actual tool 3 on the half lines L00 to L90. This is the distance between the intersections Q00b to Q90b, and shows the value of the contour error of the tool 3 on each half line.
  • the crossing angle of the half lines L00 to L90 with respect to the central axis C1 of the tool 3 is engraved at an interval of 10 °, so that the contour error of the tool 3 is obtained at 10 locations and exists.
  • the crossing angle may be inscribed at a finer interval (for example, an interval of 1 °).
  • the contour error of the tool 3 may be obtained at 91 locations.
  • contour error values are obtained by performing the above-described “initial calibration process” using the tool shape measuring device 31, and processing the workpiece 5 by the tool 3 as data indicating the contour error of the tool 3. Before being performed, it is stored in advance in the memory of the PC 33a (the PC 33 or the memory 35 of the control unit 13) shown in FIG. In addition, what is shown by the code
  • NC program corrected NC program for preventing deterioration of the machining accuracy of the workpiece 5 due to the contour error of the tool 3 will be described.
  • CAD data data indicating the shape of the workpiece as a finished product
  • a machining path created by the CAM 39 based on CAD data that the tool contour error is “0”.
  • a normal vector (unit normal vector) V1 at the machining point T1 (see FIG. 4) of the tool 3 is obtained by, for example, PC33 (PC33a may be used).
  • the tool 3 moves in the X direction, the Y direction, or the Z direction with respect to the workpiece 5.
  • this processing for example, the point at which the tool 3 is in contact with the workpiece 5 at the rearmost end in the moving direction (the location where the outer shape of the workpiece is determined after processing) is processed. It becomes point T1.
  • the vicinity of the processing point T1 centered on the processing point T1 is a curved surface, but it can also be considered that there is a very small surface that can be regarded as a flat surface.
  • the normal vector V1 is a vector that is orthogonal to the very small curved surface, and includes an X-direction component, a Y-direction component, and a Z-direction component. Further, the normal vector V1 has the scalar quantity “1”. That is, the normal vector V1 is a unit vector.
  • the deviation amount (scalar amount) of the tool 3 is calculated by the initial calibration process. Further, a normal vector V1 is calculated.
  • the normal vector V1 is decomposed into respective directions of the X direction, the Y direction, and the Z direction, and further, the deviation amount is multiplied to calculate the deviation amounts in the X direction, the Y direction, and the Z direction. To do.
  • the tool 3 moves relative to the held workpiece 5 in at least one of the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • the coordinate value of the tool 3 at this time is, for example, as shown in FIG. 5, from the coordinate value f51 (X-1.60657 Y-0.42583 Z-1.09809) to the coordinate value f52 (X-1.62951). Y-0.6141 Z-1.08099), for example, moves linearly over a predetermined short time.
  • the coordinate value f52 is moved to the coordinate value f53
  • the coordinate value f53 is moved to the coordinate value f54
  • the coordinate value f54 is moved to the coordinate value f55, and so on.
  • the processing point T1 naturally moves.
  • FIG. 6 shows coordinate values f61 to f65 obtained by adding correction values to the coordinate values f51 to f55 shown in FIG. By correcting the contour error of the tool 3, as shown in FIG. 6,... Coordinate value f61, coordinate value f62, coordinate value f63, coordinate value f64, coordinate value f65. 3 passes and the workpiece 5 is cut.
  • the coordinate value f61, the coordinate value f62,... Have an arithmetic expression, are created by the PC 33, and are sent to the control unit 13 of the workpiece processing machine 1.
  • the control unit 13 calculates an arithmetic expression. Note that the control unit 13 may generate the coordinate value f61, the coordinate value f62,.
  • the coordinate value of the retained tool 3 when correcting the contour error of the tool 3 will be described using the coordinate value f61 as an example.
  • the X coordinate “ ⁇ 1.60657” in the coordinate value f61 is the coordinate value in the X direction of the held tool 3 before correction (without correction of the contour error).
  • “ ⁇ 0.89101” in the coordinate value f61 is an X direction component of the normal vector V1 at the processing point T1.
  • “*” In the coordinate value f61 is a multiplication symbol ( ⁇ ).
  • Reference numeral “# 564” in the coordinate value f61 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG.
  • “ ⁇ 0.42583” of the Y coordinate in the coordinate value f61 is a coordinate value in the Y direction of the tool 3 before correction (without correction of the contour error).
  • “0.11528” in the coordinate value f61 is the Y direction component of the normal vector V1 at the machining point T1.
  • Reference numeral “# 564” in the coordinate value f61 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG.
  • “ ⁇ 1.09809” of the Z coordinate in the coordinate value f61 is a coordinate value in the Z direction of the tool 3 before correction (without correction of the contour error).
  • “ ⁇ 0.4391” in the coordinate value f61 is a Z direction component of the normal vector V1 at the machining point T1.
  • Reference numeral “# 564” in the coordinate value f61 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the retained tool 3 as described with reference to FIG.
  • the tool 3 is held by the tool holding unit 9
  • the workpiece 5 is held by the workpiece holding unit 7, and the contour error of the held tool 3 is measured.
  • a machining path 41 is created by the CAM 39, and a machining path (corrected machining path) 43 corrected by the PC 33 based on the contour error of the tool 3 is created by the CAD data 37 and the machining path 41. Then, the corrected machining path 43 is sent to the control device (control unit 13) of the workpiece processing machine 1.
  • the workpiece processing machine 1 controls the moving unit 11 based on the corrected machining path 43 under the control of the control unit 13, and appropriately controls the held workpiece 5 while rotating the held tool 3. It moves and cuts the held workpiece 5.
  • step S11 of FIG. 29 based on a commercially available CAM, an NC program for machining the workpiece 5, that is, a three-dimensional coordinate of a machining path by the tool 3 is generated.
  • step S12 the above-described correction vector (normal vector) is added to the NC program.
  • step S13 the NC program is read by the control unit 13 of the processing machine 1.
  • step S14 the shape of the tool 3 for processing the workpiece 5 is measured with a tool shape measuring instrument using a laser or the like, and the tool shape is collected.
  • step S15 the NC program correction amount is calculated based on the tool shape collected in step S14 and set in the memory of the control unit 13.
  • step S16 machining with the tool 3 is started.
  • the contour error of the tool 3 is corrected, the tool 3 is operated, and the workpiece 5 can be processed.
  • the NC program must be recreated each time the tool is changed or the tool wears out. Contour errors can be dealt with at any time. Further, by using an arithmetic expression, the measured tool contour value is stored in a variable, and calculation (calculation) is performed at the time of machining. Therefore, once the NC program is created, it can be used all the time thereafter. In addition, since the control unit 13 performs the calculation of the NC program equation, a dedicated device is not required.
  • the NC program corrects the position of the tool 3 using an arithmetic expression in order to suppress the occurrence of a machining error of the workpiece 5 due to the contour error of the tool 3.
  • the configuration of the NC program can be simplified.
  • the normal vector V1 at the machining point T1 of the tool 3 is obtained using the CAD data 37 and the machining path 41, and the tool 3 at the normal vector V1 and the machining point T1 is obtained. Since the position of the tool 3 is corrected using an arithmetic expression including the contour error, the position of the held tool 3 can be corrected accurately and accurately.
  • the tool 3 is worn by processing the workpiece 5. Therefore, it is desirable that the contour error of the tool 3 is measured every time the workpiece 5 is processed for a predetermined time.
  • the contour error of the tool 3 is measured every time the workpiece 5 is processed for a predetermined time, and when the position of the tool 3 is corrected according to the measurement result, the surface of the workpiece 5 is corrected before and after the correction. There is a risk that a step will be formed. Therefore, instead of changing the correction amount immediately after measuring the contour error of the tool 3, the correction amount may be gradually changed as the machining progresses.
  • the control unit 13 causes the tool shape measuring device 31 to measure the contour error of the retained tool 3 every time the retained workpiece 5 is processed for a predetermined time, and the retained tool 3 is determined according to the measurement result.
  • the position is held immediately after measuring the contour error of the held tool 3.
  • the correction amount of the held tool 3 is not changed, but the position of the held tool 3 is corrected as the held tool 3 is processed by the held tool 3 (the correction of the position of the held tool is “0”). , And thereafter, the correction amount may be gradually changed, for example, by increasing it).
  • FIG. 35A is a diagram schematically showing the outer shape of the retained tool 3 measured by the tool shape measuring device 31 at times t1, t2, and t3.
  • the time t2 shown in FIGS. 35A, 35B, and 35C is a time later than the time t1 (the time when “time t2 ⁇ time t1” has elapsed from the time t1), and the time t3 is a time later than the time t2. is there.
  • time t1 is a time at which machining of the workpiece 5 that has been held by the held tool 3 is started.
  • the held tool 3 is gradually worn by machining the held workpiece 5 with the held tool 3 from time t1 to time t3.
  • the time t2 and the time t3 are received as momentary times, but the time t2 and the like actually have a certain time width. That is, at the time t2, etc., the next machining of the held workpiece 5 by the held tool 3 is started after the measurement of the held tool 3 from the time when the machining of the held workpiece 5 by the held tool 3 is finished.
  • FIG. 35B shows that the position of the held tool 3 is corrected immediately after the measurement of the contour error of the held tool 3 (correction that allows the generation of a step), and the held workpiece 5 is held by the held tool 3.
  • the shape (work shape) of the surface of the workpiece 5 that has been held when the workpiece is processed is shown.
  • a step 49 is formed at times t2 and t3.
  • a step is formed in the shape (work shape) of the surface of the retained workpiece 5 by appropriately changing the correction amount as the retained tool 5 is processed by the retained tool 3. It becomes a shape as shown by the lower curve in FIG. Note that the error in the shape of the held workpiece 5 after processing indicated by the lower curve in FIG. 35B is within an allowable value.
  • the held workpiece 5 is processed by the held tool 3 from time t1 to time t2. Subsequently, the contour error of the held tool 3 is measured at time t2. At this time, it is assumed that the retained tool 3 is worn by the value CA1.
  • the correction amount of the retained tool 3 is gradually changed as the retained workpiece 5 is processed. Further, from time t2 to time t3, the amount of wear of the retained tool 3 at time t3 is appropriately corrected based on the amount of wear from time t1 to time t2 (for example, by predicting the amount of wear). However, the held workpiece 5 may be processed. At time t3, which is the next time for measuring the contour error of the held tool 3, whether the shape of the held workpiece 5 matches the target shape or is a plus shape that is slightly slightly larger than the target shape, Or it becomes a minus shape that is slightly larger than the target shape.
  • the lower curve in FIG. 35B has a negative shape.
  • the retained workpiece 5 is processed by the retained tool 3 in the same manner as in the times t1 to t3.
  • the NC program is supplied to the workpiece processing machine 1 by transmission from the external PC 33.
  • the NC program is supplied to the workpiece processing machine 1 by a medium such as a memory card. You may go through.
  • correction is described when there is one machining point, but there may be a plurality of machining points (a plurality of machining points may exist at the same time).
  • the correction of the position of the tool 3 based on the contour error of the tool 3 may be performed for a plurality of processing points of the tool 3 when the workpiece 5 is processed.
  • FIG. 10A shows the outline of an ideally shaped tool (a tool with no shape error). What is indicated by a solid line in FIG. 10A is the contour of the tool 3 having an actual shape error.
  • an avoidance vector (a vector that exists in a plane defined by the normal vector of the processing point T1 and the processing point T2 and is orthogonal to the normal vector VB of the processing point T1. ) Is used to correct the position of the tool 3 (see FIG. 10D).
  • correction is performed to release the tool 3 by an avoidance amount (correction amount of the processing point T1 ⁇ tan ⁇ ) VA in a direction orthogonal to the normal line of the processing point T1 (see FIG. 10D).
  • is an intersection angle between the normal line of the machining point T1 and a plane in contact with the machining point T2 (a plane including the machining point T2 and perpendicular to the normal line of the machining point T2).
  • the coordinates of the corrected tool 3 in the X direction, Y direction, and Z direction are represented by the sum of those shown in (1), (2), (3), and (4) in FIG. 11A. .
  • the coordinate value of the corrected tool 3 in the X direction of the tool 3 is represented by a coordinate value (calculation formula) f111 in FIG. 11B.
  • “0.123” in the coordinate value f111 is a coordinate value in the X direction of the tool 3 before correction (without correction of the contour error).
  • Reference numeral “# 513” in the coordinate value f111 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.216” in the coordinate value f111 is the X direction component of the normal vector at the processing point T1.
  • Reference sign # 572 in the coordinate value f111 is a contour error (scalar amount) at the machining point T2 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.808” in the coordinate value f111 is the X direction component of the normal vector at the machining point T2.
  • Reference numeral “# 513” in the coordinate value f111 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG. “ ⁇ 0.816” in the coordinate value f111 is the X direction component of the avoidance vector (unit vector) at the machining point T1. “0.613” in the coordinate value f111 is the value of tan ⁇ described above.
  • Reference numeral “# 572” in the coordinate value f111 is a contour error (scalar amount) at the machining point T2 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.243” in the coordinate value f111 is the X direction component of the avoidance vector (unit vector) at the machining point T2. “0.613” in the coordinate value f111 is the value of tan ⁇ described above.
  • the corrected coordinate in the Y direction of the tool 3 is represented by a coordinate value f112 in FIG. 11B.
  • “0.234” in the coordinate value f112 is the coordinate value in the Y direction of the tool 3 before correction (without correction of the contour error).
  • Reference numeral “# 513” in the coordinate value f112 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.108” in the coordinate value f112 is the Y direction component of the normal vector at the processing point T1.
  • the reference sign “# 572” in the coordinate value f112 is a contour error (scalar amount) at the machining point T2 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.505” in the coordinate value f112 is the Y direction component of the normal vector at the machining point T2.
  • Reference numeral “# 513” in the coordinate value f112 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG.
  • “ ⁇ 0.526” in the coordinate value f112 is the Y direction component of the avoidance vector (unit vector) at the machining point T1.
  • “0.613” in the coordinate value f112 is the value of tan ⁇ described above.
  • the reference sign “# 572” in the coordinate value f112 is a contour error (scalar amount) at the machining point T2 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.183” in the coordinate value f112 is the Y direction component of the avoidance vector (unit vector) at the machining point T2. “0.613” in the coordinate value f112 is the value of tan ⁇ described above.
  • the corrected coordinates in the Z direction of the tool 3 are represented by the coordinate value f113 in FIG. 11B.
  • “0.345” in the coordinate value f113 is the coordinate value in the Z direction of the tool 3 before correction (without correction of the contour error).
  • Reference numeral “# 513” in the coordinate value f113 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.97” in the coordinate value f113 is the Z direction component of the normal vector at the machining point T1.
  • Reference numeral “# 572” in the coordinate value f113 is a contour error (scalar amount) at the machining point T2 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.303” in the coordinate value f113 is the Z direction component of the normal vector at the machining point T2.
  • Reference numeral “# 513” in the coordinate value f113 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.24” in the coordinate value f113 is the Z direction component of the avoidance vector (unit vector) at the machining point T1. “0.613” in the coordinate value f113 is the value of tan ⁇ described above.
  • Reference numeral “# 572” in the coordinate value f113 is a contour error (scalar amount) at the machining point T2 of the tool 3 as described with reference to FIG.
  • “ ⁇ 0.953” in the coordinate value f113 is the Z direction component of the avoidance vector (unit vector) at the machining point T2.
  • “0.613” in the coordinate value f113 is the value of tan ⁇ described above.
  • the normal vector and the avoidance vector of the processing point T1 are orthogonal to each other, the normal vector components (0.216, 0.108, 0.97) of the processing point T1 in FIG.
  • the arithmetic expression shown in FIG. 12 is an arrangement of the arithmetic expression shown in FIG. 11B, which increases the processing speed during program execution.
  • FIGS. 14A and 14B show specific numbers. However, when the mode shown in FIG. 11 is generalized, it becomes as shown in FIGS. 14A and 14B, and when the mode shown in FIG. 12 is generalized, FIG. As shown.
  • the correction of the position of the held tool 3 based on the contour error of the tool is performed for a plurality of processing points when the workpiece 5 is processed.
  • the tool 3 is prevented from biting (the occurrence of the situation shown in FIG. 10B is prevented), and the workpiece 5 with higher shape accuracy can be obtained.
  • the contour error of the tool 3 is obtained in units of 1 °. That is, the part of the tool 3 where the contour error is required is selected discretely (discontinuously), for example, every 1 °.
  • the machining point T1 (T2) is a part of the tool 3 where no contour error exists, the contours of two parts adjacent to each other with the machining point T1 (T2) in between.
  • the contour error of the machining point T1 (T2) is calculated, and the position of the tool 3 is corrected using the calculated contour error.
  • the contour error of the tool 3 is obtained by setting the intersecting angle of the tool 3 with respect to the rotation center axis C1 at intervals of 1 °.
  • the machining point T1 of the tool 3 is at an angle of, for example, 63.9 ° as shown in FIG.
  • the contour error of the tool 3 at an angle of 63.9 ° is a reference sign indicating the contour error of the tool 3 at one angle of 63 ° adjacent to the halfway angle.
  • the reference sign “# 564” indicating the contour error at the angle 64 ° close to the midway angle 63.9 ° is used in a biased manner.
  • the first difference 0.9 ° between the halfway angle 63.9 ° and one angle 63 ° is obtained, and the other angle 64 °, halfway angle 63.9 ° and second The difference of 0.1 ° is obtained.
  • the tool contour error at the midway angle of 63.9 ° is the first ratio 0.9 ⁇ reference sign “# 564” indicating the tool contour error at the other angle of 64 ° and the second ratio. It is obtained by the sum of the reference sign “# 563” indicating the contour error of the tool at 0.1 ⁇ one angle of 63 °.
  • the coordinate value of the retained tool 3 when correction is performed using the tool contour error at an intermediate angle of 63.9 ° will be described using the coordinate value f81 shown in FIG. 8 as an example.
  • “ ⁇ 1.60657” in the coordinate value f81 is the coordinate value in the X direction of the held tool before correction (without correction of the contour error). “ ⁇ 0.89101” in the coordinate value f81 is the X direction component of the normal vector at the processing point T1 of the coordinate value f81.
  • Reference numeral “# 563” in the coordinate value f81 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the retained tool 3 as described with reference to FIG. “0.046” in the coordinate value f81 is a value (ratio) corresponding to the above-described second ratio “0.1”.
  • Reference numeral “# 564” in the coordinate value f81 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the retained tool 3 as described with reference to FIG. “0.954” in the coordinate value f81 is a value (ratio) corresponding to the first ratio “0.9” described above.
  • “ ⁇ 0.42583” in the coordinate value f81 is a coordinate value in the Y direction of the tool 3 before correction (without correction of the contour error).
  • “0.11528” in the coordinate value f81 is the Y direction component of the normal vector at the processing point T1 of the coordinate value f81.
  • Reference numeral “# 563” in the coordinate value f81 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.046” in the coordinate value f81 is a value (ratio) corresponding to the above-described second ratio “0.1”.
  • Reference numeral “# 564” in the coordinate value f81 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.954” in the coordinate value f81 is a value (ratio) corresponding to the first ratio “0.9” described above.
  • “ ⁇ 1.09809” in the coordinate value f81 is a coordinate value in the Z direction of the tool 3 before correction (without correction of the contour error).
  • “ ⁇ 0.4391” in the coordinate value f81 is the Z direction component of the normal vector at the machining point T1 of the coordinate value f81.
  • Reference numeral “# 563” in the coordinate value f81 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.046” in the coordinate value f81 is a value (ratio) corresponding to the above-described second ratio “0.1”.
  • Reference numeral “# 564” in the coordinate value f81 is a contour error (scalar amount) at the machining point T1 of the tool 3 as described with reference to FIG. “0.954” in the coordinate value f81 is a value (ratio) corresponding to the first ratio “0.9” described above.
  • the coordinate value f82, the coordinate value f83, the coordinate value f84, the coordinate value f85,... are interpreted in the same manner as the coordinate value f81.
  • FIG. 7 and 8 show specific numbers, but when the mode shown in FIG. 7 is generalized, it becomes as shown in FIG. 9A, and when the mode shown in FIG. 8 is generalized as shown in FIG. 9B. become. Further, when there are two machining points, it is as shown in FIG. FIG. 16 shows a generalization of the mode shown in FIG.
  • the parts of the retained tool 3 for which the contour error is required are selected discretely (discontinuously), and the machining point T1 (T2) has a contour error. Even if it is a part of the tool 3 that is not present, the contour error of the machining point T1 (T2) is calculated using the contour error of two parts adjacent to each other with the machining point T1 (T2) in between. Since the calculated contour error is used to correct the position of the tool 3, it is possible to prevent the occurrence of a step or the like on the surface to be processed and to obtain the workpiece 5 with better shape accuracy.
  • the position of the tool 3 may be corrected on the workpiece processing machine 1 based on the filtered contour error.
  • a curve indicating the contour error of the tool 3 by changing the cutoff frequency (cutoff value) of the contour error of the tool 3 in accordance with the radius of the workpiece surface of the workpiece 5 with respect to the radius of the arc portion of the tool 3 (actually For example, a high-frequency component may be filtered for a contour curve as measured), and the position of the tool 3 may be corrected based on the filtered contour error.
  • the contour error of the retained tool 3 is obtained every 1 °.
  • the contour error of the held tool 3 is measured every 0.1 ° which is a finer angle, a finely undulated contour error as shown by a curve CV1 in FIG. 19A can be obtained.
  • arcuate curve CV0 shown in FIGS. 3 and 19 shows the contour shape of the retained tool 3 without error.
  • the form of the contour error shown in FIGS. 3, 10, 19 and the like is naturally an example, and the contour error is exaggerated.
  • the arc of the tip 17 of the tool 3 is convex with a constant radius.
  • the processing surface of the workpiece 5 is convex, flat, or concave.
  • the radius of the arc of the tool 3 (absolute value of radius) and the work of the workpiece 5 are reduced as the convex radius (absolute value of radius) is smaller.
  • the value of the difference from the surface radius is increased.
  • the value of the difference between the radius of the arc of the tool 3 and the radius of the workpiece surface of the retained workpiece 5 is the workpiece surface of the workpiece 5. Is smaller than the case where is flat.
  • the radius of the arc of the tool 3 and the work surface of the work 5 are increased as the radius of the recess becomes smaller and approaches the radius of the arc of the tool 3. The value of the difference from the radius of becomes smaller.
  • the cutoff frequency of the contour error of the tool 3 is changed according to the radius of the workpiece surface of the workpiece 5 with respect to the radius of the arc portion of the tool 3. Filtering is performed on the curve indicating the contour error, and the position of the retained tool 3 is corrected based on the filtered contour error. Therefore, the correction considering the wear of the adjacent portion of the machining point T1 (T2) of the tool 3 is also taken into account. Can do.
  • a method of changing the averaging range according to the curvature and changing the unevenness removal width may be used.
  • the contour error of the tool 3 is changed by changing the averaging range when the contour error of the tool 3 is averaged according to the radius of the workpiece surface of the held workpiece 5 with respect to the radius of the arc portion of the tool 3.
  • the curve shown may be averaged, and the position of the tool 3 may be corrected based on the averaged contour error.
  • a point T1 shown in FIG. 18A indicates a machining point, and the tool 3 is placed on the workpiece 5 between the machining point (one end point) T1 and the point (the other end point) Ta (range of a small value CT1). Touching. In the state shown in FIG. 18A, the contour error of the arc of the tool 3 is averaged in the range CT1 of the angle ⁇ ABC ( ⁇ 1) defined by the machining point T1, the center C2 of the tip 17 of the tool 3 and the point Ta. .
  • the average value Rav (average value in the range of the angle ⁇ ABC) of the arc radius of the tip 17 of the tool 3 is obtained by averaging in the range of the angle ⁇ ABC.
  • the point T1 shown in FIG. 18B indicates the machining point
  • the tool 3 is the workpiece between the machining point T1 and the point Ta (in the middle range of the value CT2). 5 is touching.
  • the contour error of the arc of the tool 3 is averaged in the range CT2 of the angle ⁇ ABC ( ⁇ 2) defined by the machining point T1, the center C2 of the tip 17 of the tool 3 and the point Ta. .
  • the average value Rav (average value in the range of the angle ⁇ ABC) of the arc radius of the tip 17 of the tool 3 is obtained by averaging in the range of the angle ⁇ ABC.
  • a point T1 shown in FIG. 18C indicates a machining point
  • the tool 3 is a workpiece between the machining point T1 and the point Ta (range of large value CT3). 5 is touching.
  • CT3 range of large value
  • the average value Rav (average value in the range of the angle ⁇ ABC) of the radius of the arc 17 at the tip portion 17 of the tool 3 is obtained by averaging in the range of the angle ⁇ ABC.
  • the averaging range when the contour error of the tool 3 is averaged becomes wider as the value of the contact length between the workpiece 5 and the retained tool 3 increases. It has become.
  • the part to be averaged is a part in the vicinity of the machining point T1 including the machining point T1.
  • part which makes the process point T1 the middle may be sufficient.
  • the range in which the contour error of the arc of the tool 3 is averaged matches the range in which the workpiece 5 and the tool 3 are in contact, but the workpiece 5 and the tool 3 are in contact. It may be different from the range.
  • the range in which the contour error of the arc of the tool 3 is averaged may be narrower or wider than the range in which the workpiece 5 and the tool 3 are in contact with each other.
  • the cutting range is widened and the range of the adjacent portion is changed as shown in FIG. 18C. If the radius of curvature of the part to be processed of the workpiece 5 moves away from the radius of curvature of the tool 3, as shown in FIG. 18A, the cutting range is narrowed and the range of the adjacent part is also changed.
  • the cutting range is also determined, and an appropriate correction table is assigned. That is, when the cutting range is wide as shown in FIG. 18C, the position of the held tool 3 is corrected using the contour shape shown by the curve CV3 in FIG. 3, and the cutting range is shown in FIG. 18B. In such a case, the position of the held tool 3 is corrected using the contour shape shown by the curve CV2 in FIG. 19B, and when the cutting range is narrow as shown in FIG. 18A, it is shown by the curve CV1 in FIG. 19A. The position of the held tool 3 is corrected using the contour shape.
  • the tool 3 can be corrected in a manner that considers even the portion adjacent to the machining point T1 (T2) of the tool 3, and the workpiece 5 with good shape accuracy can be obtained.
  • the position of the tool 3 may be corrected using the contour error of the tool 3 in FIG.
  • the ideal shape of the tool 3 is indicated by a circular arc CV200, and the shape of the held tool 3 with a contour error is indicated by a curve CV201.
  • the processing point is P201.
  • the contour error of the retained tool 3 is, for example, “0”.
  • the contour error of the tool 3 is a positive value on one side of the machining point P201 (the side indicated by the reference sign UP) (the contour of the tool 3 protrudes from the ideal shape). On the other side (the side indicated by reference sign DN) of the machining point P201, the contour error of the tool 3 is a negative value (the contour of the tool 3 is recessed from that of the ideal shape).
  • the contour error of the tool 3 in the vicinity of the other side of the processing point P201 is used (for example, the most concave point P203 is used).
  • the position of the tool 3 is corrected and the workpiece 5 is cut.
  • the workpiece 5 is cut so that the point P203 is in contact with the workpiece surface of the workpiece 5 (target workpiece surface CVA).
  • the amount of cutting of the tool 3 into the workpiece 5 becomes larger than when the contour error of the tool 3 is absent, and the workpiece 5 is formed with a negative tolerance as shown in FIG. 21A. .
  • the contour error of the tool 3 in the vicinity of one side of the machining point P201 is used (for example, the most protruding point P202). The position of the tool 3 is corrected and the workpiece 5 is cut.
  • the workpiece 5 is cut so that the point P202 is in contact with the workpiece surface of the workpiece 5 (target workpiece surface CVA).
  • the cutting amount of the tool 3 into the workpiece 5 is smaller than when the contour error of the tool 3 is not present, and the workpiece 5 is formed with a plus tolerance as shown in FIG. 22A.
  • the contour error of the tool 3 at the machining point or the contour error of the tool 3 in the vicinity of the machining point is used according to the shape tolerance of the workpiece 5, and the tool 3 Since the position is corrected, for example, even if the wear of the tool 3 does not progress evenly (even if the amount of wear of the tool 3 varies depending on the part of the tool 3), a work piece with an accurate shape accuracy can be obtained. Can be obtained.
  • the correction amount is determined only by the wear amount regardless of the wear shape of the end mill 3, a simple cut amount is added by the tool 3 having an irregular shape, and an excessive cut is generated in the adjacent portion of the machining point. There is a possibility that the shape accuracy of the workpiece 5 may deteriorate.
  • the adjacent correction amount fine adjustment function can be obtained by averaging the correction amounts in the vicinity and determining the correction amount.
  • the shape of the tool 3 may change and a step may be formed on the surface of the workpiece 5. Therefore, the shape of the tool 3 is measured before the tool 3 is replaced or before truing, the shape of the tool 3 that has been replaced or trued is also measured, the difference between the shapes is obtained, and the wear before the replacement is simulated. The amount of correction may be determined to prevent the occurrence of a step.
  • control unit 13 causes the tool shape measuring device 31 to measure the contour error of the retained tool 3 immediately before and after the replacement of the retained tool 3, so that the retained tool shape immediately before and after the replacement is performed. You may find the difference.
  • control unit 13 causes the tool shape measuring device 31 to measure the contour error of the retained tool 3 immediately before truing the retained tool 3 and immediately after truing the retained tool 3, The difference in the shape of the previously held tool may be obtained immediately after.
  • the control unit 13 holds the above-described holding.
  • the position of the held tool 3 is corrected in accordance with the difference in the finished tool shape (correction of the position of the held tool is started from “0”, and thereafter the correction amount is gradually changed, for example, to increase). It may be configured as follows.
  • the retained tool 3 finishes processing the retained workpiece 5, and thereafter, the retained tool 3 does not process the retained workpiece 5.
  • State. Immediately after replacement of the held tool 3 refers to a state in which the held tool 3 has been replaced and the held tool 3 has not processed the held workpiece 5 before this.
  • truing of the retained tool 3 means a state in which the retained tool 3 has finished processing the retained workpiece 5 and the retained tool 3 does not process the retained workpiece 5 thereafter.
  • Immediately after truing the retained tool 3 means a state in which the retained tool 3 is trued and the retained tool 3 has not processed the retained workpiece 5 before this time.
  • 35A shows the shape of the retained tool 3 (for example, an unused or new retained tool) 3 immediately after replacement. What is indicated by reference numeral t2 in FIG. 35A indicates the shape of the retained tool 3 immediately before the replacement.
  • the retained tool 3 indicated by the reference symbol t2 is worn compared to that indicated by the reference symbol t1 in FIG. 35A due to the processing of the retained workpiece 5, and a tool shape difference CA1 is generated.
  • time t2 and the time t3 are received as momentary times, but the time t2 and the like actually have a certain time width.
  • the upper curve in FIG. 35B shows the retained workpiece when the retained workpiece 5 is machined with the retained tool 3 without correcting the position of the retained tool 3 in accordance with the replacement of the retained tool 3.
  • the shape of the surface of the object 5 (work shape) is shown.
  • the held tool 3 is replaced with a new one at time t1, time t2, and time t3. Further, it is assumed that the retained tool 3 replaced with a new one at time t1, the retained tool 3 replaced with a new one at time t2, and the retained tool 3 replaced with a new one at time t3 have no shape error. .
  • a step 49 is formed at times t2 and t3 when the retained tool 3 is replaced.
  • the held workpiece 5 is processed by the held tool 3 from time t1 to time t2. Subsequently, at time t2, the contour error of the retained tool 3 used for machining is measured, the retained tool 3 is replaced, and the contour error of the replaced retained tool 3 is measured. Thereby, the tool shape difference CA1 is obtained.
  • the correction amount of the retained tool 3 is gradually changed as the retained workpiece 5 is processed. Furthermore, from time t2 to time t3, the amount of wear of the held tool 3 at time t3 is held based on the amount of wear from time 1 to time t2 (for example, in anticipation), and the position of the held tool 3 is appropriately corrected. You may process the to-be-processed workpiece 5 with the used tool 3. At time t3, which is the next time for exchanging the retained tool 3, etc., the shape of the retained workpiece 5 matches the target shape, becomes a plus shape that is slightly slightly larger than the target shape, or The negative shape is slightly larger than the target shape. The lower curve in FIG. 35B has a negative shape.
  • the retained workpiece 5 is processed by the retained tool 3 in the same manner as in the times t1 to t3.
  • 35C shows the shape of a retained tool (for example, an unused or new retained tool) 3 that is not used for processing the retained workpiece 5.
  • a retained tool for example, an unused or new retained tool
  • What is indicated by reference symbol t2a in FIG. 35C indicates the shape of the retained tool 3 immediately before truing.
  • the reference numeral t2b in FIG. 35C shows the shape of the retained tool 3 immediately after truing.
  • time t2 (t2a, t2b) and the time t3 are received as momentary times, but the time t2 actually has a certain time width.
  • the upper curve in FIG. 35B corrects the position of the held tool 3 according to the truing of the held tool 3 (correction that allows a step), and processes the held workpiece 5 with the held tool 3.
  • the shape (work shape) of the surface of the held workpiece 5 at the time is shown.
  • a step 49 is formed at times t2 and t3 when the held tool 3 is truded.
  • the held workpiece 5 is processed by the held tool 3 from time t1 to time t2.
  • wear of the value CA1 occurs in the retained tool 3 (see FIG. 35C).
  • the contour error of the held tool 3 before being used for machining and truing is measured. That is, the shape of the retained tool 3 indicated by the reference symbol t2a in FIG. 35C is measured.
  • the correction amount of the retained tool 3 is gradually changed as the retained workpiece 5 is processed. Furthermore, from time t2 to time t3, the amount of wear of the retained tool 3 at time t3 is predicted based on the amount of wear from time 1 to time t2, and the retained workpiece 5 is processed by the retained tool 3. May be.
  • the shape of the retained workpiece 5 matches the target shape, becomes a plus shape that is slightly slightly larger than the target shape, or The negative shape is slightly larger than the target shape.
  • the lower curve in FIG. 35B has a negative shape.
  • the retained workpiece 5 is processed by the retained tool 3 in the same manner as in the times t1 to t3.
  • the tool 3 before replacement is worn out, and the workpiece 5 is in an insufficient state. Therefore, the range (machining path) processed by the tool 3 before replacement is moved back by a certain amount, and initially the correction amount is reduced to control the cutting (the cutting amount is reduced), and the appropriate correction amount is gradually shifted. Thus, the generation of a step may be suppressed.
  • the position of the held tool may be corrected by going back to the middle part of the machining path between two times when the contour error is measured.
  • FIG. 36A is a diagram schematically illustrating the outer shape of the retained tool 3 at times t1, t12, and t2.
  • Time t2 shown in FIG. 36 is later than time t1, and time t3 is later than time t2.
  • Time t12 is a time that exists between time t1 and time t2. The time t12 is the time in the middle part of the machining path, but the time t12 and the time in the middle part of the machining path may be slightly different from each other.
  • the upper curve in FIG. 36B shows the shape error of the workpiece 5 when the same processing as in the lower curve in FIG. 35B is performed.
  • a shape error having a value of CA1 (CA2) occurs at time t2.
  • the machining is separately performed by correcting the position of the held tool 3 by going back to the middle part of the machining path between the two times t1 and t2 at which the contour error is measured (for example, the part indicated by the time t12).
  • the processing accuracy of the held workpiece 5 is improved.
  • a shape error having a value CA3 (value CA3 ⁇ value CA2) occurs at time t12.
  • the portion indicated by the upper curve in FIG. 36B is processed in the portion of the processing path corresponding to time t1 to time t12. However, in the portion of the machining pass corresponding to the time t12 to the time t2, the machining is performed on the portion indicated by the upper curve in FIG. 36B.
  • the machining is separately performed by correcting the position of the held tool 3 by going back to the intermediate part of the machining path between the two times t2 and t3 (for example, the part indicated by the time t23) at which the contour error was measured.
  • This processing is performed at a portion corresponding to time t2 to time t23 so that no step is generated at time t2.
  • the retained workpiece 5 is processed by the retained tool 3 in the same manner as in the times t1 to t3.
  • a radius end mill as shown in FIG. 23 may be used instead of the ball end mill.
  • the radius end mill 3 is formed in a substantially cylindrical shape, and at one end in the extending direction of the central axis C1 of this cylinder, the boundary between the side surface of the cylinder and the bottom surface of the cylinder (circular bottom surface) has a predetermined radius. It is rounded into an arc. The radius of this arc is smaller than the radius of the cylinder. If the radius of the arc at the boundary is equal to the radius of the cylinder, a ball end mill shape is obtained.
  • the cutting edge of the radius end mill 3 is formed on the outer periphery of one end of the central axis of the cylinder in the extending direction (one end face and the arc and the side of the cylinder near the arc). Similarly to the ball end mill 3, the radius end mill 3 is configured such that the other end portion of the base end portion engages with the tool holding portion and is held by the tool holding portion.
  • the contour error of the tool 3 (held tool) is calculated using the tool shape measuring device 31 and the initial configuration process is performed, so that the contour error of the tool 3 is canceled out.
  • the process of correcting the NC program (machining path) is executed.
  • the NC program can be corrected in consideration of the shape of the tool 3 that changes due to the amount of wear, and the workpiece 5 can be processed with higher accuracy.
  • FIG. 33 is an explanatory view showing the shape of the tip of the tool 3
  • FIG. 33A shows the shape of the tool 3 before machining
  • FIG. 33B shows the shape of the tool 3 at the end of machining and the wear amount f1.
  • the tool 3 is worn and changed in shape by continuing the processing.
  • the NC program is corrected in consideration of the shape change due to wear.
  • the workpiece 5 is actually machined using the tool 3, and the wear amount at the time of machining is measured and stored in a memory or the like.
  • machining path from when the tool 3 starts machining the workpiece 5 to when the machining is completed is acquired. Then, in the machining path, a place where the tool 3 is in contact with the workpiece 5 and a place where the tool 3 is not in contact are calculated, and the moving distance at the place where the tool 3 and the workpiece 5 are in contact is calculated by “cutting”. "Movement distance”.
  • FIGS. 24, 25A, 25B, and 25C a method of calculating the “cutting movement distance” will be described with reference to FIGS. 24, 25A, 25B, and 25C.
  • the tool 3 is moved in the first direction (here, the arrow Y1). In the direction indicated by (1)), sliding in a direction orthogonal to the first direction, and moving again in the direction of the arrow Y1 to perform cutting.
  • a machining point A shown in FIG. 25B and a machining point B shown in FIG. 25C a part where the tip of the tool 3 contacts the workpiece 5 according to the machining point. Can be recognized.
  • the distance that the tip of the tool 3 moves in contact with the workpiece 5, that is, the cutting movement distance can be calculated. it can.
  • the determination of contact or non-contact is made, for example, when the depth of machining by the tool 3 is 0.5 [ ⁇ m] or more from the surface of the workpiece 5 and the tool 3 and the workpiece 5 are in contact with each other. Judge that it is.
  • Alternatively, as another determination criterion when the distance between the tool 3 and the surface of the finished shape of the workpiece 5 is equal to or less than a certain value, it is determined that the tool 3 and the workpiece 5 are in contact with each other. However, it is not limited to these.
  • the relationship between the cutting movement distance and the amount of wear of the tool 3 is calculated, and this relationship is stored in a memory or the like as a correspondence table. Then, during actual machining, the amount of change in shape of the tool 3 due to wear is estimated, and the NC program is corrected. Details will be described below.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram showing a procedure for machining the workpiece 5 using the tool 3 and the cutting movement distance of the tool 3.
  • FIG. 26A shows the shape of the workpiece 5, which has a flat surface portion and a curved surface portion on the surface.
  • FIG. 26B is an explanatory diagram showing a machining path when machining the workpiece 5 with the tool 3. As shown in FIG. 26B, the workpiece 5 is machined while moving the tool 3 in the first direction (traverse direction), and is further slid in the second direction (pick feed direction) orthogonal to the first direction. Then, the workpiece 5 is further processed while repeating the operation of moving in the first direction.
  • FIG. 26C is a diagram illustrating the region of the tip portion of the tool 3
  • FIG. 26D is a graph illustrating the relationship between the progress rate [%] of the NC program and the cutting movement distance of each part of the tip portion of the tool 3.
  • the axial direction of the tool 3 is defined as “0 °”
  • the direction orthogonal to the axis of the tool 3 is defined as “90 °”
  • the vicinity of 0 ° is defined as a region R1
  • the vicinity of 90 ° is defined as a region R5.
  • the tip of the tool 3 is divided into five regions R1, R2, R3, R4, and R5. Then, from the NC program data, the distance to cut the workpiece 5 by each of the regions R1 to R5 can be calculated, for example, as shown in the graph of FIG. 26D. In the present embodiment, an example of dividing into five regions R1 to R5 will be described, but the present invention is not limited to this.
  • FIG. 27 is a graph showing the relationship between the cutting movement distance and the amount of wear in each of the regions R1 to R5 when the work piece 5 is machined by operating the tool 3 according to the NC program.
  • the wear amount is small in the region R1 near “0 °” at the tip of the tool 3, and the wear amount is large in the region R2. Further, it is understood that the wear amount becomes smaller toward the region R5. That is, generally speaking, the amount of wear is R2> R3> R4> R5> R1.
  • control unit 13 can estimate the wear amount of each of the regions R1 to R5 with respect to the progress rate of the NC program based on the graph shown in FIG. 26D and the graph shown in FIG. For example, the graph shown in FIG. 28 is obtained.
  • the wear amount M of each region R1 to R5 with respect to the progress rate of the NC program can be estimated.
  • the shape of the tool 3 is corrected to perform highly accurate machining.
  • the contour error shown in the first embodiment is calculated, and the NC program is corrected in consideration of the wear amount M described above.
  • the wear amount M is calculated for each of 91 angles from 0 ° to 90 ° at the tip of the tool 3, and the shape of the tool 3 when the NC program progress rate is 100% (that is, the wear amount).
  • the contour error based on the shape of the tool 3 considering M) is stored in the memory of the control unit 13 as reference numerals “# 600 to 690”. That is, “# 500 to # 590” is a reference code based on a contour error that does not consider the wear amount M, and “# 600 to # 690” is a reference code based on a contour error that considers the wear amount M.
  • FIG. 32 is an explanatory diagram showing the distribution rate of reference code # 500 and reference code # 600 for each angle from 0 ° to 90 °.
  • the distribution ratio from the start of machining with the tool 3 to the end thereof is set.
  • reference signs # 500 to # 590 based on the contour error not considering the wear amount M are 100%
  • reference signs # 600 to ## based on the contour error considering the wear amount M. 690 is set to 0%.
  • the ratio of reference numerals # 600 to # 690 is increased, and the ratio of reference numerals # 500 to # 590 is decreased.
  • the reference symbols # 500 to # 590 due to the contour error not considering the wear amount M are set to 0%, and the reference symbols # 600 to # 690 due to the contour error considering the wear M are set to 100%.
  • “# 565 * 0.227” shown in (f8) of FIG. 8 is set to “(0.667) * (# 565) + (0.333) * (# 665)”.
  • the ratio of reference code # 565 due to the contour error not considering the wear amount M is “0.667”
  • the ratio of reference code # 665 due to the contour error considering the wear amount M is “0.333”.
  • the actual shape of the tool after it has changed due to wear cannot be known until the machining is completed and measurement is performed.
  • the amount of wear can be estimated by referring to the graph shown in FIG.
  • step S31 of FIG. 31 based on a commercially available CAM, an NC program for machining the workpiece 5, that is, a three-dimensional coordinate of a machining path by the tool 3 is generated.
  • step S32 the NC program is compared with the CAD data of the processing machine, and the cutting movement distance of each region R1 to R5 of the tool 3 is calculated using the method described above.
  • step S33 the wear amount M for each cutting movement distance in each of the regions R1 to R5 is predicted. Specifically, the graph shown in FIG. 28 is created, and the wear amount M corresponding to the progress rate is predicted for each of the regions R1 to R5.
  • step S34 a vector calculation formula with wear prediction added is added to the NC program, and the total wear amount at each angle (0 ° to 90 °) of the tool 3 at the end of machining is saved in a dedicated file or the like. To do.
  • step S35 the control unit 13 of the processing machine 1 is caused to read the NC program.
  • step S36 the shape of the tool 3 for processing the workpiece 5 is measured by the tool shape measuring device 31 using a laser or the like, and the tool shape is collected.
  • step S37 the correction amount of the NC program is calculated based on the tool shape collected in the process of step S14, and reference codes (# 500 to # 590) are set in the memory or the like of the control unit 13.
  • step S38 the correction amount of the NC program is calculated based on the wear amount data of the tool 3, and the reference numerals (# 600 to # 690) are set in the memory of the control unit 13. Thereafter, in step S39, machining with the tool 3 is started.
  • the machining of the workpiece 5 can be performed by correcting the NC program based on the contour error considering the wear amount M of the tool 3 and operating the tool 3.
  • the amount of wear of the tool 3 that fluctuates as machining of the workpiece 5 proceeds in advance, and the amount of wear corresponding to the cutting movement distance is estimated. .
  • reference signs “# 500 to # 590” due to the contour error not considering the wear amount M and the contour error considering the wear amount M are used.
  • the NC program is corrected by changing the ratio of reference numerals “# 600 to # 690”. Accordingly, it is possible to correct an NC program appropriate for the contour error of the tool 3 and the wear amount of the tool 3, and the workpiece 5 can be machined with high accuracy.
  • reference numerals # 500 to # 590 indicating correction values due to contour errors that do not take the wear amount into consideration between the start of processing by the tool 3 and the end of processing
  • the distribution of reference numerals # 600 to # 690 indicating correction values due to contour errors in consideration of the wear amount is changed according to the progress rate of the NC program.
  • one or a plurality of intermediate points are set between the start and end of machining, and reference signs “# 500 ⁇ “# 590” and reference numerals “# 600 to # 690” indicating correction values based on contour errors in consideration of the wear amount are set, and the distribution thereof is changed.
  • three intermediate points P1, P2, and P3 are set between the machining start point P0 and the machining end point P4. Then, at each of the intermediate points P1 to P3, the predicted wear amount data is acquired and stored in the memory.
  • the intermediate points P1 to P2, the intermediate points P2 to P3, and the intermediate point P3 to the machining end point P4 reference numerals # 500 to # 590 and reference numeral # 600 Set a ratio of ⁇ # 690.
  • the calculation method of the machining positions of the X axis, the Y axis, and the Z axis is the same as that already described.
  • the correction values due to the contour error without considering the wear amount at the intermediate point P1 are set as reference numerals # 500 to # 590 in the section P0 to P1.
  • correction values based on contour errors in consideration of the predicted wear amount at the intermediate point P1 are denoted by reference numerals # 600 to # 690 in the section P0 to P1.
  • the tool 3 When the tool 3 reaches the intermediate point P1, the tool 3 is stopped at the intermediate point P1 and the tool shape of the tool 3 is measured. Then, a correction value is calculated based on the calculated contour error (actually measured value of the tool shape at the intermediate point P1) and the predicted value of the wear amount at the intermediate point P2, and reference numerals # 600 to # 690 in the interval P1 to P2 are calculated. And
  • reference numerals # 600 to # 690 in the section P0 to P1 are assigned to reference numerals # 500 to # 590 in the section P1 to P2.
  • the tool 3 When the tool 3 reaches the intermediate point P2, the tool 3 is stopped at the intermediate point P2, the tool shape of the tool 3 is measured, and the calculated contour error (actual value of the tool shape at the intermediate point P2) is measured. ) And a predicted value of the wear amount at the intermediate point P3, and a reference value # 600 to # 690 in the section P2 to P3 is calculated.
  • reference numerals # 600 to # 690 in the section P1 to P2 are assigned to reference numerals # 500 to # 590 in the section P2 to P3.
  • the tool 3 When the tool 3 reaches the intermediate point 3, the tool 3 is stopped at the intermediate point P3, the tool shape of the tool 3 is measured, and the calculated contour error (actual value of the tool shape at the intermediate point P3) is measured. ) And a predicted value of the amount of wear at the processing end point P4, and a correction value is calculated as reference numerals # 600 to # 690 in the section P3 to P4.
  • reference numerals # 600 to # 690 in the section P2 to P3 are assigned to reference numerals # 500 to # 590 in the section P3 to P4.
  • reference numerals # 600 to 690 indicating correction values based on the contour error in consideration of the wear amount are set in consideration of only the wear amount at the end of machining, but in the modified example, the start of machining is set.
  • the processing path from the end of machining to the end of machining is divided into four sections, and reference numbers # 500 to 590 indicating correction values based on contour errors that do not consider the wear amount for each section, and correction values based on contour errors that consider the wear amount Since the reference numerals # 600 to # 690 indicating are set, the processing accuracy can be further improved.
  • the numerical value of “# 600 ratio is 100%” at the end of the section matches the numerical value of “# 500 ratio is 100%” at the start of the next section.
  • a sudden fluctuation of the tool 3 can be avoided. Further, it is possible to avoid a step when the machining is started again after the tool 3 is stopped.
  • the machining path by the tool 3 is divided into a plurality of parts (for example, divided into 4 parts) and the reference symbol for wear is set, so that the machining position of the tool 3 can be set with higher accuracy. Is possible.
  • the above described content may be grasped as a processing method of the workpiece.
  • a workpiece holding stage for holding a workpiece a tool holding stage for holding a tool for processing a held workpiece held in the workpiece holding stage, and the held workpiece
  • the NC program uses the arithmetic expression to suppress the occurrence of a processing error of the held workpiece due to a contour error of the held tool.
  • the position may be corrected.
  • the correction of the position of the held tool based on the contour error of the held tool may be performed by processing one of the held tools when machining the held workpiece. You may make it be made about a point or a plurality of processing points.
  • the held tool portions for which the contour error is required are selected discretely (discontinuously), and the processing point exists in the contour error. If it is a part of the retained tool that is not, using the contour error of the two parts that are adjacent to each other with the machining point in between, calculate the contour error of the machining point, The position of the held tool may be corrected using the calculated contour error.
  • the cutoff frequency of the contour error of the held tool is changed in accordance with the radius of the workpiece surface of the held workpiece with respect to the radius of the arc portion of the held tool.
  • the curve indicating the contour error of the held tool may be filtered, and the position of the retained tool may be corrected based on the filtered contour error.
  • the average when averaging the contour error of the held tool according to the radius of the workpiece surface of the held workpiece with respect to the radius of the arc portion of the held tool It is also possible to average the curve indicating the contour error of the held tool by changing the range of the averaging, and correct the position of the held tool based on the averaged contour error.
  • the held tool in the vicinity of the contour point of the retained tool at the processing point or in the vicinity of the processing point according to a shape tolerance of the retained workpiece at the processing point.
  • the position of the held tool may be corrected using the contour error.
  • a contour error measurement step for measuring a contour error of the held tool every time the held workpiece is processed for a predetermined time, and a measurement at the contour error measurement step.
  • the holding by the held tool is performed. You may make it correct
  • the contour error of the held tool is measured immediately before and after replacing the retained tool, and the difference in the retained tool shape immediately before and after the replacement is obtained.
  • a tool shape in which the contour error of the held tool is measured immediately before truing the held tool and immediately after truing the held tool, and the difference between the held tool shapes immediately before and after the held tool is obtained.
  • the tool shape difference measuring step the position of the held tool may be corrected according to the stopped tool shape difference.
  • a machining path between two times at which the contour error of the held tool is measured is measured. You may make it correct
  • the workpiece may be applied to the workpiece between the time when the held tool starts processing the workpiece and the time when the processing ends.
  • a machining path that is a moving path is calculated, a cutting movement distance that is a distance at which each part of the held tool cuts the workpiece is calculated, and machining by the held tool is completed
  • the wear amount of each part the relationship between the cutting movement distance and the wear amount for each part is acquired, and in addition to the contour error of the held tool, the relationship between the cutting movement distance and the wear amount Based on this, the NC program may be corrected.
  • a ratio between a correction amount due to a contour error not considering the wear amount and a correction amount due to a contour error considering the wear amount is set, and the processing path is determined from the start of the processing.
  • the ratio of the correction amount due to the contour error not considering the wear amount may be reduced and the ratio of the correction amount due to the contour error considering the wear amount may be increased toward the end of machining.
  • the machining pass is divided into a plurality of passes, the amount of wear of the held tool is obtained for each of the divided passes, and from the start of each pass to the end of the pass.
  • the ratio of the correction amount based on the contour error not considering the wear amount and the correction amount based on the contour error considering the wear amount may be set.
  • NC program workpiece machining program
  • the held tool is moved with respect to the held workpiece in order to process the held workpiece held by the workpiece holding unit with the held tool held by the tool holding unit.
  • a program for causing the processing machine of the workpiece to execute the moving procedure and the program may be grasped as a program in which an arithmetic expression for calculating the position of the held tool is incorporated. Good.
  • the position of the held tool may be corrected using the arithmetic expression in order to suppress the occurrence of a machining error of the held workpiece due to a contour error of the held tool.
  • the correction of the position of the retained tool based on the contour error of the retained tool may be performed by processing one retained point or a plurality of operations of the retained tool when the retained workpiece is processed. It may be made about a point.
  • the held tool portions for which the contour error is calculated are selected discretely (discontinuously), and the processing point does not have the contour error. If it is a part of a finished tool, the contour error of the machining point is calculated using the contour error of two parts adjacent to each other with the machining point in between, and the calculated contour error May be used to correct the position of the held tool.
  • the contour of the held tool is changed by changing a cutoff frequency of the contour error of the retained tool in accordance with the radius of the work surface of the retained workpiece with respect to the radius of the arc portion of the retained tool.
  • a curve indicating an error may be filtered, and the position of the held tool may be corrected based on the filtered contour error.
  • the range of averaging when the contour error of the held tool is averaged is changed according to the radius of the workpiece surface of the held workpiece with respect to the radius of the arc portion of the held tool.
  • the curve indicating the contour error of the held tool may be averaged, and the position of the held tool may be corrected based on the averaged contour error.
  • the contour error of the retained tool at the machining point or the contour error of the retained tool near the machining point is used.
  • the position of the held tool may be corrected.
  • the contour error of the held tool is measured every time the retained workpiece is processed for a predetermined time, and the position of the retained tool is determined according to the measurement result of the contour error measurement.
  • the position of the held tool may be corrected.
  • the contour error of the held tool is measured immediately before and after the change of the held tool, and the held tool shape difference immediately before and after the change is obtained or the holding tool is held.
  • the contour error of the held tool is measured immediately before truing of the held tool and immediately after truing of the held tool, and the held tool shape difference between immediately before and after is determined to replace the held tool.
  • the position of the held tool is changed according to the obtained tool shape difference. You may make it correct
  • the program in order to prevent the amount of cutting of the retained workpiece from being insufficient, the program is traced back to the middle part of the machining path between the two times when the contour error of the retained tool is measured. Then, the position of the held tool may be corrected.
  • machining that is a path along which the held tool moves with respect to the workpiece between the start of machining of the workpiece and the end of machining.
  • a path is calculated, and each part of the held tool calculates a cutting movement distance that is a distance to cut the workpiece, and wear of each part when machining by the held tool is finished.
  • the NC program is based on the relationship between the cutting movement distance and the wear amount in addition to the contour error of the held tool. May be corrected.
  • the ratio of the correction amount due to the contour error not considering the wear amount and the correction amount due to the contour error considering the wear amount is set, and the machining path is changed from the start of machining to the end of machining.
  • the ratio of the correction amount due to the contour error not considering the wear amount may be decreased, and the ratio of the correction amount due to the contour error considering the wear amount may be increased.
  • the machining pass is divided into a plurality of passes, the wear amount of the held tool is obtained for each of the divided passes, and the wear is performed between the start of each pass and the end of the pass. You may make it set the ratio of the correction amount by the contour error which does not consider the amount, and the correction amount by the contour error in consideration of the wear amount.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

被加工物を工具により加工する方法は、前記被加工物を保持し、前記工具を保持し、前記保持された工具の位置を算出する演算式を含むNCプログラムによる制御に従って、前記保持された被加工物に対して前記保持された工具を移動する、ことよりなる。

Description

被加工物の加工方法および被加工物の加工機
 本発明は、被加工物の加工方法および被加工物の加工機に係り、特に、工具の輪郭補正をして被加工物を加工するものに関する。
 従来、NCプログラム(プログラム)によって、被加工物(ワーク)に対して工具(ツール)を相対移動しつつ、被加工物に切削加工を施す被加工物の加工機(NC工作機械)が知られている。
 従来のNC工作機械では、たとえば、エンドミル等の工具を回転しつつ、NCプログラムに含まれている具体的な数字(小数等の数値)に応じて、工具を相対移動し被加工物の加工を行っている。ここで、従来の技術を示す文献として特許文献1を掲げる。
日本国特許出願公開S63-233403号公報
 ところで、工具には輪郭誤差(理想的な工具の輪郭形状と実際の工具の輪郭形状との差)が存在する。超精密加工をする工作機械では、被加工物の形状誤差要因のうちの多くをエンドミル等の工具の輪郭誤差が占めている。
 そこで、工具の輪郭誤差に応じて工具の位置を補正しつつ被加工物の加工をすることで、被加工物の形状誤差を極力小さくすることが考えられる。このときに、プログラムに含まれている具体的な数字によって工具を相対移動すると、プログラムの構成が簡単になる。
 しかし、具体的な数字を使うと、工具を交換したり、工具が摩耗したとき等、その都度、NCプログラムを作り直さなければならないという問題がある。
 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、工具の輪郭誤差に応じて工具の位置を補正しつつ被加工物の加工をする被加工物の加工機、被加工物の加工方法およびプログラムにおいて、工具を交換したり、工具が摩耗したとき等に、その都度、NCプログラムを作り直すことを不要とする被加工物の加工方法および被加工物の加工機を提供することを目的とする。
 一局面によれば、被加工物を工具により加工する方法は、前記被加工物を保持し、前記工具を保持し、前記保持された工具の位置を算出する演算式を含むNCプログラムによる制御に従って、前記保持された被加工物に対して前記保持された工具を移動する、ことよりなる。
 他の局面によれば、被加工物を工具により加工する装置は、前記被加工物を保持する保持部と、前記工具を保持する工具保持部と、前記保持された工具の位置を算出する演算式を含むNCプログラムにより制御され、前記保持された被加工物に対して前記保持された工具を移動する移動部と、を備える。
図1は、一実施形態による加工機において、保持された被加工物とこれに接した工具との模式的な立面図である。 図2Aは、工具の輪郭誤差を説明する模式的な立面図であって、工具が静止した状態である。 図2Bは、工具の輪郭誤差を説明する模式的な立面図であって、工具が回転している状態である。 図3は、工具の輪郭誤差を説明する模式的な立面図であって、各点の誤差を求める態様を説明する図である。 図4は、保持された被加工物に対して工具の移動経路を示す模式的な立面部分断面図である。 図5は、位置の補正がされていない工具の位置座標の例である。 図6は、本実施形態による、補正がされた位置座標の例である。 図7は、工具における加工点を説明する、加工点付近の工具の模式的な立面図である。 図8は、図7で示す加工点を考慮して補正がされた位置座標の例である。 図9Aは、加工点を一般化して説明する、加工点付近の工具の模式的な立面図である。 図9Bは、加工点を一般化して説明する、補正された位置座標の例である。 図10Aは、2つの加工点の場合を説明するための、加工点およびその周囲の模式的な立面部分断面図である。 図10Bは、干渉を考慮しない補正がされた場合を説明するための、加工点およびその周囲の模式的な立面部分断面図である。 図10Cは、干渉を考慮して補正がされた場合を説明するための、加工点およびその周囲の模式的な立面部分断面図である。 図10Dは、回避ベクトルを説明するための、加工点付近の被加工物の立面断面図である。 図11Aは、位置座標の補正量の例である。 図11Bは、補正された位置座標の例である。 図11Bの例を変形した例である。 図7に示す例において2つの加工点を考慮して補正した位置座標の例である。 図14Aは、図11Aの例において一般化した補正量の例である。 図14Bは、図11Bの例において一般化した補正位置座標の例である。 図15は、図14Bの例を変形した例である。 図16は、2つの加工点を考慮して図13の例を一般化した例である。 図17は、本実施形態による加工機と、加工機を制御する汎用コンピュータとを含むシステムを模式的に表す図である。 図18Aは、被加工物において加工される範囲を説明する、加工点およびその周囲の模式的な立面部分断面図であって、工具と被加工面との接触面積が比較的に小さい例である。 図18Bは、被加工物において加工される範囲を説明する、加工点およびその周囲の模式的な立面部分断面図であって、工具と被加工面との接触面積が中程度の例である。 図18Cは、被加工物において加工される範囲を説明する、加工点およびその周囲の模式的な立面部分断面図であって、工具と被加工面との接触面積が比較的に大きい例である。 図19Aは、比較的に小さな間隔で輪郭誤差を測定する例を説明する、工具の模式的な立面図である。 図19Bは、高周波成分を除く輪郭誤差の例を説明する、工具の模式的な立面図である。 図20は、加工点付近の輪郭誤差の例を説明する、工具の模式的な立面図である。 図21Aは、輪郭誤差を利用して位置座標を補正する例を説明する、被加工物の模式的な立面図である。 図21Bは、図21Aに示す例に基づいて工具の輪郭と目標とする被加工面との関係を表す、工具と被加工物との模式的な立面図である。 図22Aは、輪郭誤差を利用して位置座標を補正する他の例を説明する、被加工物の模式的な立面図である。 図22Bは、図22Aに示す例に基づいて工具の輪郭と目標とする被加工面との関係を表す、工具と被加工物との模式的な立面図である。 図23は、他の例による工具であって、ラジアスエンドミルである工具の模式的な立面図である。 図24は、一例による被加工物の表面形状の模式的な斜視図である。 図25Aは、被加工物に工具が接触しながら移動していく過程を説明する、工具と被加工物との模式的な斜視図である。 図25Bは、凸な表面を加工する態様を示す、工具と被加工物との模式的な立面図である。 図25Cは、凹な表面を加工する態様を示す、工具と被加工物との模式的な立面図である。 図26Aは、一例による被加工物の表面形状の模式的な斜視図である。 図26Bは、図26Aに示す被加工物上を移動する工具の模式的な斜視図である。 図26Cは、図26Bに示す工具の先端を幾つかの領域に区分する例を説明する、工具の模式的な立面図である。 図26Dは、NCプログラム進捗率に対する切削移動距離を領域毎に表すグラフである。 図27は、切削移動距離に対する摩耗量を領域毎に示すグラフである。 図28は、NCプログラムの進捗率と各領域の摩耗量との関係を示すグラフである。 図29は、一実施形態による加工機の処理手順を示すフローチャートである。 図30は、磨耗量を考慮して補正した位置座標の例である。 図31は、他の実施形態による加工機の処理手順を示すフローチャートである。 図32は、磨耗量の変化を考慮して補正値を計算する例を説明する図である。 図33Aは、加工開始時における工具の模式的な立面図である。 図33Bは、加工終了時における工具の模式的な立面図である。 図34は、加工開始から加工終了までの複数の時点における磨耗量の予測に応じて補正値を計算する例を説明する図である。 図35Aは、外形の経時変化を説明する、工具の模式的な立面図である。 図35Bは、補正の方法の違いを比較するための、加工形状における誤差の経時変化のグラフである。 図35Cは、輪郭誤差の測定を繰り返す態様を説明する、工具の模式的な立面図である。 図36Aは、外形の経時変化を説明する、工具の模式的な立面図である。 図36Bは、補正の方法の違いを比較するための、加工形状における誤差の経時変化のグラフである。
 添付の図面を参照して以下に幾つかの例示的な実施形態を説明する。
 本発明の実施形態に係る被加工物の加工機(工作機械)1は、工具(加工工具;たとえばボールエンドミル)3を用いて被加工物(ワーク)5を加工するものであり、図1や図17で示すように、被加工物保持部7と工具保持部9と移動部11と制御部13(制御装置)とを備える。
 ここで、空間における所定の一方向をX方向(X軸方向;横方向)とし、空間における所定の他の一方向であってX方向に対して直交する方向をY方向(Y軸方向;前後方向)とし、X方向とY方向とに対して直交する方向をZ方向(Z軸方向;上下方向)する。なお、この定義では、X方向とY方向とが水平方向であってZ方向が上下方向になるがこれに限定されるものではなく、X方向もしくはY方向が上下方向となってもよいし、X方向、Y方向、Z方向が、水平方向や上下方向に対して斜めになっていてもよい。
 被加工物保持部7は、被加工物5を保持するように構成されており、工具保持部9は、工具3を保持するように構成されている。工具保持部9で保持されている保持済み工具3(以下、単に「工具3」という)は、被加工物保持部7で保持されている保持済み被加工物5(以下、単に「被加工物5」という)を加工(切削加工)するようになっている。
 工具3としての(ボールエンドミル)は、外周に切れ刃部が設けられている。さらに説明すると、ボールエンドミル3は、円柱状の基端部15(図1)と半球状の先端部17とを備える。基端部15の外径と先端部17の直径とはお互いが一致しており、基端部15の中心軸C1の延伸方向の一方の端に、先端部17がくっついた形状になっている。なお、先端部17の中心軸と基端部15の中心軸C1とはお互いが一致している。
 ここで、先端部17の円形の端面(基端部15の円形の端面にくっついている端面)の中心を、先端部17の中心C2とする。この中心C2は、工具3の中心軸C1上に存在している。
 ボールエンドミル3の切れ刃は、先端部17の外周と基端部15の端部(先端部17側の端部)とに形成されている。ボールエンドミル3は、基端部15の他方の端部が工具保持部9に係合して工具保持部で保持されるようになっている。
 そして、工具保持部9で保持されている工具3は、回転(中心軸C1を回転中心にして自転)することで、切れ刃で被加工物5を切削加工するようになっている。
 移動部11は、被加工物5を保持済み工具3で加工するために、被加工物5に対して工具3を相対的に移動するように構成されている。すなわち、被加工物5に対して工具3が移動するように構成されていてもよいし、工具3に対して被加工物5が移動するように構成されていてもよい。
 制御部13は、例えば、少なくとも中央演算素子(CPU)のごときプロセッサと、半導体メモリ35のごとき記憶装置とを備えた一般用途コンピュータである。制御部13は、無線または有線の通信路12を介して移動部11に接続されており、またプリインストールないしポストインストールされた後述のNCプログラムを内蔵する。制御部13は、通信路12を介してNCプログラムによる制御に従って移動部11を制御し、以って被加工物5に対し工具3を移動する。
 さらに説明すると、図17で示すように、被加工物5の加工機1は、ベッド19とテーブル21とコラム23と主軸支持体25と主軸筐体27とスピンドル29と備えている。
 テーブル21は、図示しないリニアガイドベアリングを介してベッド19に支持されており、図示しないリニアモータ等のアクチュエータにより、X方向でベッド19に対して相対的に移動する(移動位置決めされる)ようになっている。
 コラム23はベッド19に一体的に設けられている。主軸支持体25は、図示しないリニアガイドベアリングを介してコラム23に支持されており、図示しないリニアモータ等のアクチュエータにより、Y方向でコラム23に対して相対移動されるようになっている。
 主軸筐体27は、図示しないリニアガイドベアリングを介して主軸支持体25に支持されており、図示しないリニアモータ等のアクチュエータにより、Z方向で主軸支持体25に対して相対移動されるようになっている。
 スピンドル29は、ベアリングを介して主軸筐体27に支持されており、図示しないモータ等のアクチュエータにより、中心軸(Z方向に延びている工具3と共通の中心軸)C1を回転中心にして主軸筐体27に対し回転自在になっている。
 スピンドル29には、工具保持部9が設けられており、テーブル21の上面には、被加工物保持部7が設けられている。これにより、被加工物5に対し保持済み工具3がX方向、Y方向、Z方向で相対的に移動するようになっている。
 NCプログラムには、工具3の位置(被加工物5に対する座標)を算出するための演算式(たとえば、四則演算等を用いた数式)が組み込まれている。すなわち、保持済み工具3が移動するときの位置座標は、演算式の解によって決定されるようになっている。
 また、NCプログラムは、工具3の輪郭誤差による被加工物5の加工誤差の発生を抑えるために、演算式を用いて、工具3の位置を補正するように構成されている。
 工具3の位置の補正は、該工具3の加工点T1(詳細は後述する)における加工面に対する法線ベクトルV1と、工具3との輪郭誤差とを用いてなされる。これにより、X方向、Y方向、Z方向のうちの少なくともいずれかの方向(法線ベクトルV1の形態で決まる)で、工具3の三次元的な位置が補正される。
 さらに説明すると、工具3の輪郭誤差は、図17に示す工具形状測定装置31によって、被加工物5を実際に加工する前に、事前に求められる。
 工具形状測定装置31は、被加工物の加工機1の所定の位置に設置されている。そして、保持済み工具3の形状を工具形状測定装置31(レーザやカメラなど)で測定可能な位置に保持済み工具3を位置させて、保持済み工具3を回転(中心軸C1まわりで自転)させておくことで、保持済み工具3の外形を機上(被加工物の加工機1の機上)で測定するようになっている。
 この測定した保持済み工具3の外形と、理想的な形状の(形状誤差の無い)保持済み工具の外形との差(工具3の部位毎の差)を、工具3の「輪郭誤差」とする。なお、以下では、「工具形状測定装置31」を用いて初期的に工具3の輪郭誤差を算出する処理を、「初期校正処理」という。
 図2Aに破線で示すものは、理想的な形状の工具の外形形状であり、実線で示すものは、形状誤差のある実際の工具3の外形形状である。図2Aでは、中心軸C1まわりで工具の回転をしていない。また、図2Aに実線で示す保持済み工具3は、中心軸C1に対してごく僅かに右側に偏って位置している。
 図2Bに破線で示すものは、理想的な形状の工具の外形形状であり、実線で示すものは、形状誤差のある実際の工具3(図2Aに実線で示した工具3)を中心軸C1のまわりで回転させたときの外形形状である。
 図2Bに実線で示す工具3の形状は、当然のことであるが中心軸C1に対して線対称になっている。被加工物5の加工が、ボールエンドミル3の先端部17でされるとすれば、ボールエンドミル3の輪郭誤差は、図3で示すように、先端部17の1/4の円弧(即ち、角度が90°の範囲)で求めればよいことになる。
 なお、工具形状測定装置として、たとえば、特開昭63-233403号公報で示されているものを掲げることができる。
 ここで、工具(ボールエンドミル)3の輪郭誤差を、図3を参照しつつさらに詳しく説明する。
 図3に二点鎖線で示す半円弧状のものは、形状誤差の無い工具の外形形状である。図3に実線で示すものは、工具形状測定装置31で測定された工具3の先端部17の外形形状である。なお、図では理解を容易にするために、輪郭誤差を誇張して記載している。
 工具3の半球状の先端部17の中心C2から工具3の、1/4円弧状の外形に向かって延びる複数本の半直線L00~L90を、角度10°間隔で引く。工具3の中心軸C1と半直線L00と交差角度は「0°」になっている。保持済み工具3の中心軸C1と半直線L10と交差角度は「10°」になっている。同様にして、保持済み工具3の中心軸C1と半直線L20~半直線L90と交差角度は「20°」~「90°」になっている。
 ここで、半直線L00と理想形状の工具の外形との交点を交点Q00aとする。同様に、半直線L10、L20、・・L90と、理想形状の工具の外形との交点を交点Q10a、Q20a・・Q90aとする。一方、半直線L00、L10、L20、・・L90と、工具形状測定装置31で測定した実際の工具3の外形との交点を交点Q00b、Q10b、Q20b・・Q90bとする。
 そして、それぞれの差分を参照符号「#500~#590」としてメモリなどに記憶する。具体的に、「#500=Q00b-Q00a」とし、「#510=Q10b-Q10a」とし、以下同様にして、「#590=Q90b-Q90a」とする。
 参照符号(プログラム変数番号になる)#500~#590で示す寸法の値は、半直線L00~L90において、理想形状の工具の外形との交点Q00a~Q90aと、実際の工具3の外形との交点Q00b~Q90bとの間の距離であり、それぞれの半直線における工具3の輪郭誤差の値を示している。
 なお、図3では、工具3の中心軸C1に対する半直線L00~L90の交差角度が10°の間隔で刻まれていることで、工具3の輪郭誤差が10カ所で求められて存在していることになるが、交差角度がさらに細かい間隔(たとえば、1°の間隔)で刻まれていてもよい。
 すなわち、たとえば、工具3の中心軸C1との交差角度が「64°」になっている半直線L64のところにおける工具3の輪郭誤差(交点Q64aと交点Q64bとの間の距離;#564)という具合に、工具3の輪郭誤差が91カ所で求められて存在していてもよい。
 これらの各輪郭誤差の値は、工具形状測定装置31を用いて上述した「初期校正処理」を実施することにより、工具3の輪郭誤差を示すデータとして、工具3による被加工物5の加工がされる前に、予め、図17で示すPC33aのメモリ(PC33や制御部13のメモリ35でもよい)に記憶されている。なお、図17に符号47で示すものは、工具3の輪郭誤差を示すデータである。
 ここで、工具3の輪郭誤差による被加工物5の加工精度の悪化を防ぐためのNCプログラム(補正有NCプログラム)について説明する。
 図17で示すように、CADデータ(完成品として被加工物の形状を示すデータ)37と、CAM39で作成された加工パス(工具の輪郭誤差が「0」であるとするCADデータに基づいたNCプログラム)とから、工具3の加工点T1(図4参照)における法線ベクトル(単位法線ベクトル)V1を、たとえば、PC33(PC33aでもよい。)で求める。
 工具3の半球状の先端部17の切れ刃部が被加工物5を切削加工しているときに、工具3と被加工物5との接触点が加工点T1になる。
 さらに説明すると、被加工物5を工具3を用い所定の切り込み量で切削加工しているときに、被加工物5に対して工具3がX方向やY方向やZ方向に移動しているのであるが、この加工をしているときに、たとえば、工具3がこの移動方向の最も後端で、被加工物5に接している点(加工後に被加工物の外形形状を決める箇所)が加工点T1になる。
 加工点T1を中心とした加工点T1の近傍は曲面であるが、平面とみなせるごく微小な面が存在しているとみなすこともできる。法線ベクトルV1は、上記ごく微小な曲面に対して直交しているベクトルであり、X方向の成分とY方向の成分とZ方向の成分とを備えている。また、法線ベクトルV1は、このスカラー量が「1」になっている。即ち、法線ベクトルV1は単位ベクトルである。そして、本実施形態では、初期校正処理により、工具3のずれ量(スカラー量)を演算する。更に、法線ベクトルV1を演算する。そして、後述するように、法線ベクトルV1をX方向、Y方向、Z方向のそれぞれの方向に分解し、更に、ずれ量を乗算して、X方向、Y方向、Z方向のずれ量を演算する。
 被加工物5を切削加工するときの保持済み工具3の位置の補正についてさらに説明する。
 図4に示すように、被加工物5を切削加工するとき、工具3は、X方向、Y方向、Z方向のうちの少なくともいずれかの方向で、保持済み被加工物5に対して移動する。このときの工具3の座標値は、たとえば、図5で示すように、座標値f51(X-1.60657 Y-0.42583 Z-1.09809)から、座標値f52(X-1.62951 Y-0.6141 Z-1.09809)に所定の僅かな時間をかけてたとえば直線的に移動する。同様にして、座標値f52から座標値f53に移動し、さらに、座標値f53から座標値f54に、座標値f54から座標値f55に・・・・移動する。また、加工点T1も当然に移動する。
 なお、図5で示すものは、工具3の輪郭誤差に対する補正がされていないときの(理想的な工具で切削加工するときに)工具3の座標値(NCプログラムの一部)を示している。
 図6は、図5に示した座標値f51~f55に、補正値を加算した座標値f61~f65を示している。工具3の輪郭誤差に対する補正がされることで、図6で示すような、・・・座標値f61、座標値f62、座標値f63、座標値f64、座標値f65・・・を、この順に工具3が通って、被加工物5の切削加工がなされる。なお、座標値f61、座標値f62・・・は、演算式を備えており、PC33で作成され、被加工物の加工機1の制御部13に送られる。そして、制御部13で演算式の計算が行われるようになっている。なお、PC33を用いることなく、制御部13で、演算式を備えている座標値f61、座標値f62・・・が作成される構成であってもよい。
 工具3の輪郭誤差に対する補正をするときの保持済み工具3の座標値を、座標値f61を例に掲げて説明する。
 座標値f61におけるX座標の「-1.60657」は、補正がされる前の(輪郭誤差の補正の無い)保持済み工具3のX方向の座標値である。座標値f61における「-0.89101」は、加工点T1における法線ベクトルV1のX方向成分である。座標値f61における「*」は、掛け算の記号(×)である。座標値f61における参照符号「#564」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。
 座標値f61におけるY座標の「-0.42583」は、補正がされる前の(輪郭誤差の補正の無い)工具3のY方向の座標値である。座標値f61における「0.11528」は、加工点T1における法線ベクトルV1のY方向成分である。座標値f61における参照符号「#564」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。
 座標値f61におけるZ座標の「-1.09809」は、補正がされる前の(輪郭誤差の補正の無い)工具3のZ方向の座標値である。座標値f61における「-0.4391」は、加工点T1における法線ベクトルV1のZ方向成分である。座標値f61における参照符号「#564」は、図3を用いて説明したような、保持済み工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。
 なお、座標値f61におけるX方向成分とY方向成分とZ方向成分とを有する法線ベクトルV1の大きさは「1」になる。すなわち、「((-0.89101・・・)2+(0.11528・・・)2+(-0.4391・・・)2)1/2=1」になる。
 ここで、図17で示すような、被加工物5の加工機1、PC33、CAM39を備えた被加工物の加工システムの動作について説明する。
 初期状態では、工具3が工具保持部9で保持されており、被加工物5が被加工物保持部7で保持されており、保持済み工具3の輪郭誤差が測定されている。
 上記初期状態で、CAM39で加工パス41を作成し、CADデータ37と加工パス41とで、PC33により工具3の輪郭誤差に基づいた補正がされた加工パス(補正済み加工パス)43を作成し、補正済み加工パス43を被加工物の加工機1の制御装置(制御部13)に送る。
 被加工物の加工機1は、制御部13の制御の下、補正済み加工パス43に基づき移動部11を制御して、保持済み工具3を回転させつつ保持済み被加工物5に対して適宜移動し、保持済み被加工物5の切削加工を行う。
 以下、図29に示すフローチャートを参照して、上述した第1実施形態に係る被加工物の加工機の処理手順について説明する。初めに、図29のステップS11において、市販のCAMに基づいて、被加工物5を加工する際のNCプログラム、即ち、工具3による加工パスの3次元座標を生成する。
 ステップS12において、NCプログラムに、前述した補正ベクトル(法線ベクトル)を付加する。
 ステップS13において、加工機1の制御部13にNCプログラムを読み込ませる。
 ステップS14において、被加工物5を加工する工具3の形状を、レーザなどを用いた工具形状測定器で測定し、工具形状を採取する。
 ステップS15において、ステップS14の処理で採取した工具形状に基づいて、NCプログラムの補正量を算出し、制御部13のメモリにセットする。
 その後、ステップS16において、工具3による加工を開始する。
 こうして、工具3の輪郭誤差を補正して工具3を作動させ、被加工物5の加工を実施することができるのである。
 被加工物の加工機1によれば、NCプログラムに、工具3の位置(座標値)を算出するための演算式が組み込まれているので、工具を交換したり、工具が摩耗したとき等に、その都度、NCプログラムを作り直す必要を無くすことができる。
 すなわち、具体的な数字を使うと、工具を交換したり工具が摩耗したりしたとき等に、その都度、NCプログラムを作り直さなければいけないが、演算式にすることで、その時々に変化する工具輪郭誤差に随時対処することができる。また、演算式を用いることで、測定した工具輪郭値を変数に格納しておき、加工時に計算(演算)が行われるので、NCプログラムを一度作成すればその後ずっと利用することができる。また、NCプログラムの演算式の演算を制御部13で行うので、専用の装置が不要になる。
 また、被加工物の加工機1によれば、NCプログラムが、工具3の輪郭誤差による被加工物5の加工誤差の発生を抑えるために、演算式を用いて、工具3の位置を補正するように構成されているので、NCプログラムの構成を簡素化することができる。
 また、被加工物の加工機1によれば、CADデータ37と加工パス41とを用いて工具3の加工点T1における法線ベクトルV1を求め、この法線ベクトルV1と加工点T1における工具3の輪郭誤差とを含む演算式を用いて工具3の位置を補正しているので、保持済み工具3の位置を確実に精度良く補正をすることができる。
 なお、被加工物5の加工をすることで工具3は摩耗する。したがって、工具3の輪郭誤差の測定は、被加工物5の加工を所定時間行う毎にされることが望ましい。
 また、工具3の輪郭誤差の測定を被加工物5の加工を所定時間行う毎に行い、この測定結果に応じて工具3の位置の補正をすると、補正の前後で被加工物5の表面に段差が形成されてしまうおそれがある。そこで、工具3の輪郭誤差の測定を行った直後に補正量を変更するのではなく、加工の進行に伴い徐々に補正量を変化させてもよい。
 すなわち、制御部13が、保持済み工具3の輪郭誤差の測定を保持済み被加工物5の加工を所定時間行う毎に工具形状測定装置31に行わせ、この測定結果に応じて保持済み工具3の位置の補正をするときにこの補正の前後で保持済み被加工物5の表面に段差が形成されてしまうことを防止するために、保持済み工具3の輪郭誤差の測定を行った直後に保持済み工具3の補正量を変更するのではなく、保持済み工具3による保持済み被加工物5の加工の進行に伴い保持済み工具3の位置を補正する(保持済み工具の位置の補正を「0」から開始し、この後補正量を、たとえば増やすようにして徐々に変化させる)ようにしてもよい。
 図35A,35B,35Cを参照してさらに説明する。図35Aは、時刻t1、t2、t3において工具形状測定装置31で測定した保持済み工具3の外形を模式的に示す図である。図35A,35B,35Cで示す時刻t2は、時刻t1より遅い時刻であり(時刻t1から「時刻t2-時刻t1」の時間が経過した時刻であり)、時刻t3は、時刻t2より遅い時刻である。
 また、時刻t1は、保持済み工具3で保持済み被加工物5の加工を開始する時刻である。図35Aで示すように、時刻t1から時刻t3にわたって保持済み被加工物5を保持済み工具3で加工することで、保持済み工具3が次第に摩耗している。
 なお、上記説明では、時刻t2や時刻t3を、一瞬の時刻として受け取られてしまうが、実際には、時刻t2等はある程度の時間幅を備えている。すなわち、時刻t2等は、保持済み工具3による保持済み被加工物5の加工が終わった時から保持済み工具3の測定を経て保持済み工具3による保持済み被加工物5の次の加工を開始するときまでの時間幅を備えているものとする。
 図35Bは、保持済み工具3の輪郭誤差の測定を行った直後に保持済み工具3の位置の補正(段差の発生を許容する補正)をして、保持済み被加工物5を保持済み工具3で加工したときにおける保持済み被加工物5の表面の形状(ワーク形状)を示している。図35Bの上の曲線で示すものでは、時刻t2、t3で段差49が形成される。
 これに対して、保持済み工具3による保持済み被加工物5の加工の進行に伴い補正量を適宜変化させることで、保持済み被加工物5の表面の形状(ワーク形状)が、段差が形成されていない図35Bの下の曲線で示すような形状になる。なお、図35Bの下の曲線で示す加工後の保持済み被加工物5の形状の誤差は、許容値内に収まっている。
 さらに説明すると、図35Bの下の曲線で示す態様では、時刻t1から時刻t2までは、たとえば、保持済み工具3で保持済み被加工物5の加工をする。続いて、時刻t2で保持済み工具3の輪郭誤差の測定をする。このときに、値CA1だけ保持済み工具3が摩耗しているものとする。
 時刻t2では、保持済み被加工物5の表面に段差が形成されないようにするために、時刻t2で測定した保持済み工具3の輪郭誤差に応じて保持済み工具3の位置を適宜補正しつつ、保持済み被加工物5の加工を開始する。なお、時刻t2では、直ちに値CA1に基づく補正をすることなく、加工を開始する。
 時刻t2から時刻t3にかけては、保持済み被加工物5の加工の進行に伴い保持済み工具3の補正量を徐々に変化させる。さらに、時刻t2から時刻t3にかけては、時刻t3における保持済み工具3の摩耗量を時刻t1から時刻t2の摩耗量に基づき(たとえば摩耗量を予想して)、保持済み工具3の位置を適宜補正しつつ保持済み被加工物5の加工をしてもよい。保持済み工具3の輪郭誤差の測定をする次の時刻である時刻t3では、保持済み被加工物5の形状が目標形状と一致するか、目標形状よりもごく僅かに大きいプラス形状になるか、もしくは、目標形状よりもごく僅かに大きいマイナス形状になる。図35Bの下の曲線では、マイナス形状になっている。
 時刻t3以後の時刻においても、時刻t1~時刻t3の場合と同様にして、保持済み工具3による保持済み被加工物5の加工を行う。
 ところで、上記説明では、被加工物の加工機1へのNCプログラムの供給を外部のPC33から送信で行っているが、被加工物の加工機1へのNCプログラムの供給をメモリカード等のメディアを介して行ってもよい。
 また、上記説明では、加工点が1つである場合の補正について述べているが、加工点が複数存在する場合もある(複数の加工点が同時に存在する場合もある)。
 すなわち、工具3の輪郭誤差に基づく工具3の位置の補正が、被加工物5を加工するときの、工具3の複数の加工点についてなされる場合がある。
 ここで、加工点が同時に2つ存在する場合を例に掲げて詳しく説明する。
 図10Aに二点鎖線で示すものは、理想形状の工具(形状誤差の無い工具)の輪郭である。図10Aに実線で示すものは、実際の形状誤差のある工具3の輪郭である。
 工具の輪郭誤差に基づく工具3の位置の補正を、図10Bで示すように、加工点T1のみに合せて行うと、図10Bで示すようになる。図10Bで示す状態では、加工点T2とこの近傍で、工具3の被加工物5への食い込み45が発生する。この状態で切削加工をすると、被加工物5を削りすぎてこれにより被加工物5に形状誤差が発生する。
 そこで、工具の輪郭誤差に基づく工具3の位置の補正(干渉の回避)を、加工点T2についても合せて行うと、図10Cで示すようになる。図10Cでは、図10Bで示す状態から、たとえば、回避ベクトル(加工点T1と加工点T2との法線ベクトルによって規定される平面に存在し加工点T1の法線ベクトルVBに対して直交するベクトル)を用いて、工具3の位置の補正を行っている(図10D参照)。
 すなわち、加工点T1の法線と直交する方向に回避量(加工点T1の補正量×tanθ)VAだけ工具3を逃がす補正を行っている(図10D参照)。「θ」は、加工点T1の法線と、加工点T2に接する平面(加工点T2を含み加工点T2の法線と直交する平面)との交差角度である。
 なお、図10Cに破線で示すものは、図10Bにおける工具3の位置である。また、加工点T1における法線と、加工点T2における法線とは、工具3の先端部17の中心C2でお互いが交わっている。
 さらに説明すると、X方向、Y方向、Z方向における補正済みの工具3の座標は、図11Aに(1)、(2)、(3)、(4)の記載で示すものの和で表される。
 工具3のX方向における補正済みの工具3の座標値は、図11Bの座標値(演算式)f111で表される。
 座標値f111における「0.123」は、補正がされる前の(輪郭誤差の補正の無い)工具3のX方向の座標値である。座標値f111における参照符号「#513」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f111における「0.216」は、加工点T1における法線ベクトルのX方向成分である。
 座標値f111における「参照符号#572」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T2における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f111における「0.808」は、加工点T2における法線ベクトルのX方向成分である。
 座標値f111における参照符号「#513」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f111における「-0.816」は、加工点T1における回避ベクトル(単位ベクトル)のX方向成分である。座標値f111における「0.613」は、上述したtanθの値である。
 座標値f111における参照符号「#572」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T2における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f111における「0.243」は、加工点T2における回避ベクトル(単位ベクトル)のX方向成分である。座標値f111における「0.613」は、上述したtanθの値である。
 工具3のY方向における補正済みの座標は、図11Bの座標値f112で表される。
 座標値f112における「0.234」は、補正がされる前の(輪郭誤差の補正の無い)工具3のY方向の座標値である。座標値f112における参照符号「#513」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f112における「0.108」は、加工点T1における法線ベクトルのY方向成分である。
 座標値f112における参照符号「#572」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T2における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f112における「0.505」は、加工点T2における法線ベクトルのY方向成分である。
 座標値f112における参照符号「#513」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f112における「-0.526」は、加工点T1における回避ベクトル(単位ベクトル)のY方向成分である。座標値f112における「0.613」は、上述したtanθの値である。
 座標値f112における参照符号「#572」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T2における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f112における「0.183」は、加工点T2における回避ベクトル(単位ベクトル)のY方向成分である。座標値f112における「0.613」は、上述したtanθの値である。
 工具3のZ方向における補正済みの座標は、図11Bの座標値f113で表される。
 座標値f113における「0.345」は、補正がされる前の(輪郭誤差の補正の無い)工具3のZ方向の座標値である。座標値f113における参照符号「#513」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f113における「0.97」は、加工点T1における法線ベクトルのZ方向成分である。
 座標値f113における参照符号「#572」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T2における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f113における「0.303」は、加工点T2における法線ベクトルのZ方向成分である。
 座標値f113における参照符号「#513」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f113における「0.24」は、加工点T1における回避ベクトル(単位ベクトル)のZ方向成分である。座標値f113における「0.613」は、上述したtanθの値である。
 座標値f113における参照符号「#572」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T2における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f113における「-0.953」は、加工点T2における回避ベクトル(単位ベクトル)のZ方向成分である。座標値f113における「0.613」は、上述したtanθの値である。
 なお、加工点T1の法線ベクトルと回避ベクトルとはお互いが直交するので、図11Bの加工点T1の法線ベクトルの成分(0.216、0.108、0.97)と、図11Bの加工点T1の回避ベクトルの成分(-0.816、-0.526、0.24)とは次の関係(内積=0)の関係になっている。
 すなわち、(0.216)×(-0.816)+(0.108)×(-0.526)+(0.97)×(0.24)≒0になっている。同様にして、加工点T2についても、(0.808)×(0.243)+(0.505)×(0.183)+(0.303)×(-0.953)≒0になっている。
 なお、図12に示す演算式は、図11Bで示した演算式を整理したもので、これによりプログラム実行時の処理速度が速くなる。
 なお、図11、図12では、具体的な数字を掲げているが、図11で示す態様を一般化すると図14A,14Bで示すようになり、図12で示す態様を一般化すると図15で示すようになる。
 被加工物の加工機1によれば、工具の輪郭誤差に基づく保持済み工具3の位置の補正が、被加工物5を加工するときの複数の加工点についてなされるので、被加工物5への工具3の食い込みが防止され(図10Bで示す事態の発生が防止され)、より形状精度のよい被加工物5を得ることができる。
 なお、加工点が3つ以上同時に存在する場合も、加工点が2つ同時に存在する場合と同様に考えることができる。
 ところで、図3で示す態様では、工具3の輪郭誤差が1°単位で求められている。すなわち、輪郭誤差が求められる工具3の部位は、たとえば1°毎に離散的に(不連続に)選択される。
 そこで、加工点T1(T2)が、輪郭誤差が存在していない工具3の部位になっている場合には、加工点T1(T2)を間にしてお互いが隣接している2つの部位の輪郭誤差を用いて、加工点T1(T2)の輪郭誤差を算出し、この算出した輪郭誤差を用いて、工具3の位置の補正をするようになっている。
 詳しく説明すると、工具3の輪郭誤差は、図3を用いて説明したように、工具3の回転中心軸C1に対する交差角度を1°毎の間隔にして求められている。しかし、実際には、工具3の加工点T1が、図7で示すように、たとえば、63.9°の角度のところになる事態が当然に発生する。
 この場合、63.9°の角度(中途の角度)のところの工具3の輪郭誤差は、中途の角度に隣接している一方の角度63°のところの工具3の輪郭誤差を示す参照符号「#563」と、中途の角度に隣接している他方の角度64°のところの工具3の輪郭誤差を示す参照符号「#564」とを用いて求められる。この場合、一方の角度63°、他方の角度64°のうちで、上記中途の角度63.9°に近い角度64°のところにおける輪郭誤差を示す参照符号「#564」を偏重して用いる。
 具体例を掲げて説明すると、中途の角度63.9°と一方の角度63°との第1の差0.9°を求め、他方の角度64°と中途の角度63.9°と第2の差0.1°を求める。
 また、他方の角度64°と一方の角度63°との差である1°に対する第1の差0.9°の第1の割合である「0.9」と、他方の角度64°と一方の角度63°との差である1°に対する第2の差0.1°の第2の割合である「0.1」とを求める。
 中途の角度63.9°のところにおける工具の輪郭誤差は、第1の割合0.9×他方の角度64°のところの工具の輪郭誤差を示す参照符号「#564」と、第2の割合0.1×一方の角度63°のところの工具の輪郭誤差を示す参照符号「#563」との和で求められる。
 中途の角度63.9°のところの工具の輪郭誤差で補正をするときの保持済み工具3の座標値を、図8に示す座標値f81を例に掲げて説明する。
 座標値f81における「-1.60657」は、補正がされる前の(輪郭誤差の補正の無い)保持済み工具のX方向の座標値である。座標値f81における「-0.89101」は、座標値f81の加工点T1における法線ベクトルのX方向成分である。
 座標値f81における参照符号「#563」は、図3を用いて説明したような、保持済み工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f81における「0.046」は、上述した第2の割合「0.1」に相当する値(割合)である。
 座標値f81における参照符号「#564」は、図3を用いて説明したような、保持済み工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f81における「0.954」は、上述した第1の割合「0.9」に相当する値(割合)である。
 座標値f81における「-0.42583」は、補正がされる前の(輪郭誤差の補正の無い)工具3のY方向の座標値である。座標値f81における「0.11528」は、座標値f81の加工点T1における法線ベクトルのY方向成分である。
 座標値f81における参照符号「#563」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f81における「0.046」は、上述した第2の割合「0.1」に相当する値(割合)である。
 座標値f81における参照符号「#564」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f81における「0.954」は、上述した第1の割合「0.9」に相当する値(割合)である。
 座標値f81における「-1.09809」は、補正がされる前の(輪郭誤差の補正の無い)工具3のZ方向の座標値である。座標値f81における「-0.4391」は、座標値f81の加工点T1における法線ベクトルのZ方向成分である。
 座標値f81における参照符号「#563」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f81における「0.046」は、上述した第2の割合「0.1」に相当する値(割合)である。
 座標値f81における参照符号「#564」は、図3を用いて説明したような、工具3の加工点T1における輪郭誤差(スカラー量)である。座標値f81における「0.954」は、上述した第1の割合「0.9」に相当する値(割合)である。
 座標値f82、座標値f83、座標値f84、座標値f85・・・も座標値f81と同様に解釈される。
 工具3の輪郭誤差に対する補正(中途の角度のところの工具3の輪郭誤差で補正)がされることで、図8で示すような、・・・座標値f81、座標値f82、座標値f83、座標値f84、座標値f85・・・をこの順に工具3が通って、被加工物5の切削加工がなされる。
 なお、図7、図8では、具体的な数字を掲げているが、図7で示す態様を一般化すると図9Aで示すようになり、図8で示す態様を一般化すると図9Bで示すようになる。また、加工点が2つ存在する場合には、図13で示すようになる。図13で示す態様を一般化すると図16で示すようになる。
 被加工物の加工機1によれば、輪郭誤差が求められる保持済み工具3の部位は離散的に(不連続に)選択されており、加工点T1(T2)が、輪郭誤差が存在していない工具3の部位になっていても、加工点T1(T2)を間にしてお互いが隣接している2つの部位の輪郭誤差を用いて、加工点T1(T2)の輪郭誤差を算出し、この算出した輪郭誤差を用いて、工具3の位置の補正をするので、被加工面における段差等の発生が防止され、より形状精度のよい被加工物5を得ることができる。
 ところで、被加工物の加工機1において、フィルタリング済みの輪郭誤差に基づいて、工具3の位置の補正をするようにしてもよい。
 すなわち、工具3の円弧部の半径に対する被加工物5の被加工面の半径に応じ、工具3の輪郭誤差の遮断周波数(カットオフ値)を変えて工具3の輪郭誤差を示す曲線(実際に測定されたままの輪郭誤差を示す曲線)についてたとえば高周波成分を除くフィルタリングをし、このフィルタリング済みの輪郭誤差に基づいて、工具3の位置の補正をするようにしてもよい。
 これについて詳しく説明する。図3を用いた説明では、1°毎に保持済み工具3の輪郭誤差を得ている。ところで、たとえばさらに細かい角度である0.1°毎に保持済み工具3の輪郭誤差を測定したとすると、図19Aに曲線CV1で示すような細かく波打った輪郭誤差を得ることができる。
 図19Aに示す曲線CV1に関して高周波数成分を除くフィルタリングをすると、図19Bに曲線CV2で示すようなある程度波打った輪郭誤差を得ることができる。
 また、図19Bに示す曲線CV2に関して、上記高周波数成分よりも波長の長い高周波数成分(中周波数成分)を除くフィルタリングをすると、図3、図19に曲線CV3で示すようなほとんど波打っていない輪郭誤差を得ることができる。
 なお、図3、図19に示す円弧状の曲線CV0は、誤差の無い保持済み工具3の輪郭形状を示している。また、図3、図10、図19等で示す輪郭誤差の形態は、当然例示であり、しかも、輪郭誤差を誇張して描いている。
 図18Aで示すように、工具3の円弧の半径と被加工物5の被加工面の半径との差の値が大きい場合には、被加工物5と工具3との接触長さ(接触面積)CT1の値が小さくなるので、図19Aに曲線CV1で示す輪郭誤差を用いて補正をする。
 図18Bで示すように、工具3の円弧の半径と被加工物5の被加工面の半径との差の値が中くらいの場合には、被加工物5と保持済み工具3との接触長さ(接触面積)CT2の値が中くらいになるので、図19Bに曲線CV2で示す輪郭誤差を用いて補正をする。
 また、図18Cで示すように、工具3の円弧の半径と被加工物5の被加工面の半径との差の値が小さい場合には、被加工物5と保持済み工具3との接触長さ(接触面積)CT3の値が大きくなるので、図19Cに曲線CV3で示す輪郭誤差を用いて補正をする。
 ここで、工具3の円弧の半径と被加工物5の被加工面の半径との差の値について説明する。工具3の先端部17の円弧は一定の半径の凸状になっている。これに対して、被加工物5の被加工面は凸状になったり、平面状になったり、凹状になったりする。
 被加工物5の被加工面が凸状になっている場合、凸の半径(半径の絶対値)が小さいほど、工具3の円弧の半径(半径の絶対値)と被加工物5の被加工面の半径との差の値が大きくなる。
 被加工物5の被加工面が平面状になっている場合、工具3の円弧の半径と保持済み被加工物5の被加工面の半径との差の値は、被加工物5の被加工面が凸状になっている場合よりも小さくなる。
 被加工物5の被加工面が凹状になっている場合、工具3の円弧の半径と保持済み被加工物5の被加工面の半径との差の値は、被加工物5の被加工面が平面状になっている場合よりも小さくなる。
 さらに、被加工物5の被加工面が凹状になっている場合、凹の半径が小さくなって工具3の円弧の半径に近づくほど、工具3の円弧の半径と被加工物5の被加工面の半径との差の値が小さくなる。
 このような被加工物の加工機1によれば、工具3の円弧部の半径に対する被加工物5の被加工面の半径に応じて、工具3の輪郭誤差の遮断周波数を変えて工具3の輪郭誤差を示す曲線についてフィルタリングをし、このフィルタリング済みの輪郭誤差に基づいて、保持済み工具3の位置の補正をするので、工具3の加工点T1(T2)の隣接部の摩耗まで考慮した補正をすることができる。
 なお、フィルタリング以外に、曲率によって平均化範囲を変え、凹凸の除去幅を可変する方式としてもよい。
 すなわち、工具3の円弧部の半径に対する保持済み被加工物5の被加工面の半径に応じ、工具3の輪郭誤差を平均化するときにおける平均化の範囲を変えて、工具3の輪郭誤差を示す曲線を平均化し、この平均化済みの輪郭誤差に基づいて、工具3の位置の補正をするようにしてもよい。
 さらに詳しく説明する。図18Aで示す点T1は加工点を示しており、工具3は、加工点(一方の端点)T1と点(他方の端点)Taとの間(小さい値CT1の範囲)で被加工物5に接している。図18Aで示す状態では、加工点T1と工具3の先端部17の中心C2と点Taとによって規定される角度∠ABC(ψ1)の範囲CT1で、工具3の円弧の輪郭誤差を平均化する。
 角度∠ABCの範囲における平均化によって、工具3の先端部17の円弧の半径の平均値Rav(角度∠ABCの範囲における平均値)が求められる。平均値Ravは、たとえば、輪郭誤差が求められている工具の部位が連続した状態で存在しているとすると、「Rav={∫rdψ}/ψ1」によって求められる。そして、工具3の平均値Ravを用いて、被加工物5を加工する。
 図18Aで示す場合と同様にして、図18Bで示す点T1は加工点を示しており、工具3は、加工点T1と点Taとの間(中くらいの値CT2の範囲)で被加工物5に接している。図18Bで示す状態では、加工点T1と工具3の先端部17の中心C2と点Taとによって規定される角度∠ABC(ψ2)の範囲CT2で、工具3の円弧の輪郭誤差を平均化する。
 角度∠ABCの範囲における平均化によって、工具3の先端部17の円弧の半径の平均値Rav(角度∠ABCの範囲における平均値)が求められる。平均値Ravは、上述したように、たとえば、「Rav={∫rdψ}/ψ2」によって求められる。そして、工具3の平均値Ravを用いて、保持済み被加工物5を加工する。
 また、図18Aで示す場合と同様にして、図18Cで示す点T1は加工点を示しており、工具3は、加工点T1と点Taとの間(大きい値CT3の範囲)で被加工物5に接している。図18Cで示す状態では、加工点T1と工具3の先端部17の中心C2と点Taとによって規定される角度∠ABC(ψ3)の範囲CT3で、工具3の円弧の輪郭誤差を平均化する。
 角度∠ABCの範囲における平均化によって、工具3の先端部17円弧の半径の平均値Rav(角度∠ABCの範囲における平均値)が求められる。平均値Ravは、上述したように、たとえば、「Rav={∫rdψ}/ψ3」によって求められる。そして、工具3の平均値Ravを用いて、被加工物5を加工する。
 なお、上記説明から理解されるように、工具3の輪郭誤差を平均化するときにおける平均化の範囲は、被加工物5と保持済み工具3との接触長さの値が大きくなるにしたがって広くなっている。
 また、工具3の輪郭誤差を平均化するときにおける平均化をする箇所は、加工点T1を含む加工点T1の近傍の部位になる。たとえば、加工点T1を一端とする部位になるが、加工点T1を中間とする部位であってもよい。
 さらに、工具3の円弧の輪郭誤差を平均化する範囲は、被加工物5と工具3とが接触している範囲に一致しているが、被加工物5と工具3とが接触している範囲と異なっていてもよい。
 たとえば、工具3の円弧の輪郭誤差を平均化する範囲が、被加工物5と工具3とが接触している範囲よりも狭くなっていてもよいし、広くなっていてもよい。
 さらに、図18Aにおける輪郭誤差の平均化の範囲は、たとえばα1=20°、β1=25°で規定される範囲になっており、図18Bにおける輪郭誤差の平均化の範囲は、たとえばα1=10°、β1=30°で規定される範囲になっており、図18Cにおける輪郭誤差の平均化の範囲は、たとえばα1=0°、β1=45°で規定される範囲になっている。
 ところで、被加工物5の被加工部の曲率半径が工具の曲率半径に近づけば、図18Cで示すように、切削範囲が広がり、隣接部の範囲が変化する。被加工物5の被加工部の曲率半径が工具3の曲率半径から遠ざかれば、図18Aで示すように、切削範囲が狭まり、隣接部の範囲がやはり変化する。
 そこで、工具3の位置の補正をするときに、切削範囲をも判定し、適当な補正テーブルを割り当てる。すなわち、切削範囲が図18Cで示すように、広い場合には、図3の曲線CV3で示す輪郭形状を用いて保持済み工具3の位置の補正をし、切削範囲が図18Bで示すように中くらいの場合には、図19Bの曲線CV2で示す輪郭形状を用いて保持済み工具3の位置の補正をし、切削範囲が図18Aで示すように狭い場合には、図19Aの曲線CV1で示す輪郭形状を用いて保持済み工具3の位置の補正をする。
 これにより、工具3の加工点T1(T2)の隣接部まで考慮した態様で、工具3の補正をすることができ、形状精度のよい被加工物5を得ることができる。
 また、被加工物の加工機1において、加工点T1(T2)における被加工物5の形状公差に応じて、加工点T1(T2)における工具3の輪郭誤差もしくは加工点T1(T2)の近傍における工具3の輪郭誤差を用い、工具3の位置の補正をするようにしてもよい。
 これについて詳しく説明する。図20では工具3の理想形状を円弧CV200で示してあり、輪郭誤差を伴う保持済み工具3の形状を曲線CV201で示してある。加工点をP201とする。この加工点P201では、保持済み工具3の輪郭誤差がたとえば「0」になっている。
 加工点P201の一方の側(参照符号UPで示す側)では、工具3の輪郭誤差がプラスの値になっている(工具3の輪郭が理想形状のものより突出している)。加工点P201の他方の側(参照符号DNで示す側)では、工具3の輪郭誤差がマイナスの値になっている(工具3の輪郭が理想形状のものより凹んでいる)。
 図21Aで示すように、被加工物5がマイナス公差で形成される場合には、加工点P201の他方の側の近傍における工具3の輪郭誤差を用いて(たとえばもっとも凹んでいる点P203を用いて)工具3の位置の補正をし、被加工物5の切削加工をする。
 すなわち、図21Bで示すように、点P203が被加工物5の被加工面(目標とする被加工面CVA)に接するようにして、被加工物5の切削加工をする。これにより、工具3の被加工物5への切り込み量が、工具3の輪郭誤差が非存在である場合よりも大きくなり、図21Aで示すように、被加工物5がマイナス公差で形成される。
 一方、図22Aで示すように、被加工物5がプラス公差で形成される場合には、加工点P201の一方の側の近傍における工具3の輪郭誤差を用いて(たとえばもっとも突出している点P202を用いて)工具3の位置の補正をし、被加工物5の切削加工をする。
 すなわち、図22Bで示すように、点P202が被加工物5の被加工面(目標とする被加工面CVA)に接するようにして、被加工物5の切削加工をする。これにより、工具3の被加工物5への切り込み量が、工具3の輪郭誤差が非存在である場合よりも小さく、図22Aで示すように、被加工物5がプラス公差で形成される。
 このような被加工物の加工機1によれば、被加工物5の形状公差に応じて、加工点における工具3の輪郭誤差もしくは加工点の近傍における工具3の輪郭誤差を用い、工具3の位置の補正をするので、たとえば、工具3の摩耗が均等に進行していなくても(工具3の部位によって工具3の摩耗量が異なっていても)、的確な形状精度のよい被加工物を得ることができる。
 すなわち、被加工物の加工による工具の間の摩耗は均等に進行するのではなく、角度毎に切削量によって異なり、また、エンドミル3の特性として中心部は摩耗しにくいなど、使用によって形状がくずれていく。
 エンドミル3の摩耗形状によらず摩耗量のみで補正量を決定すると、異形となった工具3で単純な切り込み量の追加を行うことになり、加工点の隣接部分に余分な切り込みが発生し、被加工物5の形状精度が悪化するおそれがある。
 そこで、求める加工精度がマイナス公差(図21A参照)であれば、切り込み優先とし(図21B参照)、求める加工精度がプラス公差(図22A参照)であれば、切り残し優先とし(図22B参照)、絶対精度が必要であれば、近辺の補正量を平均化して、補正量を決定すれば、隣接補正量微調整機能を得ることができる。
 ところで、一つの被加工物5の加工途中において工具3を交換したり、ツルーイングを行うと、工具3の形状が変化して被加工物5の表面に段差を生じる場合がある。そこで、工具3の交換前やツルーイング前に工具3の形状を測定し、交換やツルーイングをした工具3の形状も測定し、両者の形状差を求め、交換前の摩耗をシミュレートするようにして補正量を決定し、段差の発生を防いでもよい。
 すなわち、制御部13が、保持済み工具3の輪郭誤差の測定を、保持済み工具3を交換する直前と交換した直後に、工具形状測定装置31に行わせて、上記直前直後における保持済み工具形状差をもとめてもよい。
 もしくは、制御部13が、保持済み工具3の輪郭誤差の測定を、保持済み工具3のツルーイングの直前と保持済み工具3のツルーイングをした直後に、工具形状測定装置31に行わせて、上記直前直後における前持済み工具形状差をもとめてもよい。
 そして、制御部13が、保持済み工具3の交換もしくは保持済み工具3のツルーイングをしたことで保持済み被加工物5の表面に段差が形成されてしまうことを防止するために、上記もとめた保持済み工具形状差に応じて、保持済み工具3の位置を補正する(保持済み工具の位置の補正を「0」から開始し、この後補正量を、たとえば増やすようにして徐々に変化させる)するように構成されていてもよい。
 さらに説明すると、保持済み工具3を交換する直前とは、保持済み工具3が保持済み被加工物5を加工し終えて、これ以後、上記保持済み工具3が保持済み被加工物5を加工しない状態をいう。保持済み工具3の交換した直後とは、保持済み工具3が交換されて、これ以前に、上記保持済み工具3が保持済み被加工物5を加工していない状態をいう。
 保持済み工具3のツルーイングの直前とは、保持済み工具3が保持済み被加工物5を加工し終えて、これ以後、上記保持済み工具3が保持済み被加工物5を加工しない状態をいう。保持済み工具3のツルーイングをした直後とは、保持済み工具3がツルーイングされて、これ以前に、上記保持済み工具3が保持済み被加工物5を加工していない状態をいう。
 保持済み工具3を交換する場合について、図35A,35B,35Cを参照してさらに説明する。
 図35Aに参照符号t1で示すものは、交換した直後における保持済み工具(たとえば、未使用もしくは新品の保持済み工具)3の形状を示している。図35Aに参照符号t2で示すものは、交換直前の保持済み工具3の形状を示している。参照符号t2で示す保持済み工具3は保持済み被加工物5の加工をしたことで、図35Aに参照符号t1で示すものに比べて摩耗しており、工具形状差CA1が生成されている。
 なお、上記説明でも、時刻t2や時刻t3を、一瞬の時刻として受け取られてしまうが、実際には、時刻t2等はある程度の時間幅を備えている。
 図35Bの上の曲線は、保持済み工具3の交換に応じた保持済み工具3の位置の補正をすることなく、保持済み被加工物5を保持済み工具3で加工したときにおける保持済み被加工物5の表面の形状(ワーク形状)を示している。
 なお、説明の便宜のために、図35Bの上の曲線で示す態様では、時刻t1と時刻t2と時刻t3とで、保持済み工具3が新品交換されている。また、時刻t1で新品に交換された保持済み工具3と時刻t2で新品交換された保持済み工具3と時刻t3で新品交換された保持済み工具3とは、お互いの形状誤差が無いものとしている。図35Bの上の曲線で示す態様では、保持済み工具3の交換がされた時刻t2、t3で段差49が形成される。
 これに対して、保持済み工具3の工具形状差に応じて、保持済み工具3の位置の補正を適宜することで、保持済み被加工物5の表面の形状(ワーク形状)が、段差が形成されていない図35Bの下の曲線で示すような形状になる。なお、図35Bの下の曲線で示す加工後の保持済み被加工物5の形状の誤差は、許容値内に収まっている。
 さらに説明すると、図35Bの下の曲線で示す態様では、時刻t1から時刻t2までは、たとえば、保持済み工具3で保持済み被加工物5の加工をする。続いて、時刻t2で、加工に使用された保持済み工具3の輪郭誤差の測定をし、保持済み工具3を交換し、この交換した保持済み工具3の輪郭誤差の測定をする。これにより、工具形状差CA1がもとめられる。
 時刻t2では、保持済み被加工物5の表面に段差が形成されないようにするために、時刻t2でもとめた保持済み工具3の輪郭誤差に応じて保持済み工具3の位置を適宜補正しつつ、保持済み被加工物5の加工を開始する。なお、時刻t2では、直ちに値CA1に基づく補正をすることなく、加工を開始する。
 時刻t2から時刻t3にかけては、保持済み被加工物5の加工の進行に伴い保持済み工具3の補正量を徐々に変化させる。さらに、時刻t2から時刻t3にかけては、時刻t3における保持済み工具3の摩耗量を時刻1から時刻t2の摩耗量に基づき(たとえば予想して)、保持済み工具3の位置を適宜補正しつつ保持済み工具3で保持済み被加工物5の加工をしてもよい。保持済み工具3の交換等をする次の時刻である時刻t3では、保持済み被加工物5の形状が目標形状と一致するか、目標形状よりもごく僅かに大きいプラス形状になるか、もしくは、目標形状よりもごく僅かに大きいマイナス形状になる。図35Bの下の曲線では、マイナス形状になっている。
 時刻t3以後の時刻においても、時刻t1~時刻t3の場合と同様にして、保持済み工具3による保持済み被加工物5の加工を行う。
 次に、保持済み工具3をツルーイングする場合について、図35A,35B,35Cを参照してさらに説明する。
 図35Cに参照符号t1で示すものは、保持済み被加工物5の加工に使用されていない保持済み工具(たとえば、未使用もしくは新品の保持済み工具)3の形状を示している。図35Cに参照符号t2aで示すものは、ツルーイング直前の保持済み工具3の形状を示している。図35Cに参照符号t2bで示すものは、ツルーイング直後の保持済み工具3の形状を示している。
 なお、上記説明でも、時刻t2(t2a、t2b)や時刻t3を、一瞬の時刻として受け取られてしまうが、実際には、時刻t2等はある程度の時間幅を備えている。
 図35Bの上の曲線は、保持済み工具3のツルーイングに応じた保持済み工具3の位置の補正(段差を許容する補正)をして、保持済み被加工物5を保持済み工具3で加工したときにおける保持済み被加工物5の表面の形状(ワーク形状)を示している。
 なお、説明の便宜のために、図35Bの上の曲線で示す態様では、時刻t2と時刻t3とで、保持済み工具3のツルーイングがされているものとする。図35Bの上の曲線で示す態様では、保持済み工具3のツルーングがされた時刻t2、t3で段差49が形成される。
 これに対して、保持済み工具3の工具形状差に応じて、保持済み工具3の位置の補正を適宜することで、保持済み被加工物5の表面の形状(ワーク形状)が、段差が形成されていない図35Bの下の曲線で示すような形状になる。なお、図35Bの下の曲線で示す加工後の保持済み被加工物5の形状の誤差は、許容値内に収まっている。
 さらに説明すると、図35Bの下の曲線で示す態様では、時刻t1から時刻t2までは、たとえば、保持済み工具3で保持済み被加工物5の加工をする。この加工によって、保持済み工具3には、値CA1の摩耗が発生する(図35C参照)。
 続いて、時刻t2(t2a)で、加工に使用されツルーイングがされる前の保持済み工具3の輪郭誤差を測定する。すなわち、図35Cに参照符号t2aで示す保持済み工具3の形状を測定する。
 続いて、保持済み工具3にツルーイングを施す。このツルーイングによって、保持済み工具3には、値CA2の形状差が発生する(図35C参照)。
 続いて、時刻t2(t2b)で、このツルーイングを施した保持済み工具3の輪郭誤差の測定をする。すなわち、図35Cに参照符号t2bで示す保持済み工具3の形状を測定する。
 そして、時刻t2では、保持済み被加工物5の表面に段差が形成されないようにするために、時刻t2でもとめた工具形状差CA2によって、ツルーイングがされた保持済み工具3の位置を適宜補正しつつ、保持済み被加工物5の加工を開始する。なお、時刻t2では、直ちに値CA2に基づく補正をすることなく、加工を開始する。
 時刻t2から時刻t3にかけては、保持済み被加工物5の加工の進行に伴い保持済み工具3の補正量を徐々に変化させる。さらに、時刻t2から時刻t3にかけては、時刻t3における保持済み工具3の摩耗量を時刻1から時刻t2の摩耗量に基づき予想して、保持済み工具3で保持済み被加工物5の加工をしてもよい。保持済み工具3の交換等をする次の時刻である時刻t3では、保持済み被加工物5の形状が目標形状と一致するか、目標形状よりもごく僅かに大きいプラス形状になるか、もしくは、目標形状よりもごく僅かに大きいマイナス形状になる。図35Bの下の曲線では、マイナス形状になっている。
 時刻t3以後の時刻においても、時刻t1~時刻t3の場合と同様にして、保持済み工具3による保持済み被加工物5の加工を行う。
 また、交換前の工具3は摩耗が進行しており、被加工物5は削り足りない状態になる。そこで、交換前の工具3が加工した範囲(加工パス)を一定量さかのぼり、最初は補正量を小さくして切り込みを制御し(切り込み量を少なくし)、徐々に適正な補正量を移行することで、段差の発生を抑えてもよい。
 すなわち、制御部13が、保持済み被加工物5の削り量が足りなくなることを防止するために(保持済み被加工物5の加工後の形状誤差を少なくするために)、保持済み工具3の輪郭誤差の測定を行った2つの時刻の間の加工パスの中間部まで遡って、前記保持済み工具の位置を補正するように構成されていてもよい。
 図36A,36Bを参照してさらに説明する。図36Aは、時刻t1、t12、t2における保持済み工具3の外形を模式的に示す図である。図36で示す時刻t2は、時刻t1より遅い時刻であり、時刻t3は、時刻t2より遅い時刻である。また、時刻t12は、時刻t1と時刻t2との間に存在する時刻である。時刻t12は、加工パスの中間部における時刻であるが、時刻t12と加工パスの中間部のおける時刻とがお互いに若干異なっていてもよい。
 図36Bの上の曲線は、図35Bの下の曲線で示す場合と同様な加工をしたときの被加工物5の形状誤差を示している。図36Bの上の曲線では、時刻t2で、値がCA1(CA2)である形状誤差が発生している。
 図35Bの下の曲線で示す場合と同様な加工をした後に、時刻t1~時刻t2の間では、保持済み被加工物5の削り量が足りなくなることを防止するために、保持済み工具3の輪郭誤差の測定を行った2つの時刻t1、t2の間の加工パスの中間部(たとえば時刻t12で示す部位)まで遡って、保持済み工具3の位置を補正して別途加工をする。これにより、図35Bの下の曲線で示すように、保持済み被加工物5の加工精度が向上する。これにより、時刻t12で、値がCA3(値CA3<値CA2)である形状誤差が発生している。
 さらに説明すると、図36Bの下の曲線で示す保持済み被加工物5の形状では、時刻t1~時刻t12に相当する加工パスの箇所では、図36Bの上の曲線で示すものに対して加工をしておらず、時刻t12~時刻t2に相当する加工パスの箇所では、図36Bの上の曲線で示すものに対して加工をしている。
 図35Bの下の曲線で示す場合と同様な加工をした後に、時刻t2~時刻t3の間では、保持済み被加工物5の削り量が足りなくなることを防止するために、保持済み工具3の輪郭誤差の測定を行った2つの時刻t2、t3の間の加工パスの中間部(たとえば時刻t23で示す部位)まで遡って、保持済み工具3の位置を補正して別途加工をする。この加工は、時刻t2で段差が発生しないようにして、時刻t2~時刻t23に相当する部位でなされる。これにより、図36Bの下の曲線で示すように、保持済み被加工物5の加工精度が向上する。
 時刻t3以後の時刻においても、時刻t1~時刻t3の場合と同様にして、保持済み工具3による保持済み被加工物5の加工を行う。
 また、工具3として、ボールエンドミルに代えて、図23で示すようなラジアスエンドミルを使用してもよい。
 ラジアスエンドミル3は、概ね円柱状に形成されているが、この円柱の中心軸C1の延伸方向の一方の端で、円柱の側面と円柱の底面(円形状の底面)との境界が所定の半径の円弧状に丸められている。この円弧の半径は、上記円柱の半径よりも小さくなっている。なお、上記境界の円弧の半径が、上記円柱の半径と等しくなれば、ボールエンドミルの形状になる。
 ラジアスエンドミル3の切れ刃は、円柱の中心軸の延伸方向の一方の端部(一方の端面と円弧のところと円弧近傍の円柱の側面の部位)の外周に形成されている。ラジアスエンドミル3も、ボールエンドミル3と同様にして、基端部の他方の端部が工具保持部に係合して工具保持部で保持されるようになっている。
 上述の説明においては、工具形状測定装置31を用いて工具3(保持済み工具)の輪郭誤差を演算して、初期構成処理を実施することにより、工具3の輪郭誤差を相殺するように加工時のNCプログラム(加工パス)を補正する処理を実行する。
 これは、以下のように変形することができる。すなわち、上述した工具形状測定装置31により測定される輪郭誤差の補正に加えて、工具3による被加工物5の加工を開始してから終了するまでの間の工具3の摩耗量を測定し、この摩耗量に起因して変化する工具3の形状を考慮してNCプログラムを補正し、より高精度な被加工物5の加工を実施することができる。
 図33は工具3の先端部の形状を示す説明図であり、図33Aは加工前の工具3の形状を示し、図33Bは加工終了時の工具3の形状、及び摩耗量f1を示している。図33から理解されるように、工具3は、加工を継続することにより摩耗して形状が変化する。本実施形態では、摩耗による形状の変化を考慮して、NCプログラムを補正する。
 摩耗量のデータを収集する処理として、工具3を用いて実際に被加工物5を加工し、この加工時における摩耗量を測定しメモリ等に記憶する。
 この処理では、任意の加工処理において、工具3が被加工物5の加工を開始してから加工が終了するまでの間の、加工パスを取得する。そして、加工パス中で、工具3が被加工物5と接触している場所、及び接触していない場所を算出し、工具3と被加工物5が接触している場所における移動距離を「切削移動距離」とする。
 以下、図24、図25A,25B,25Cを参照して、「切削移動距離」の算出方法について説明する。たとえば、図24に示す如くの、表面が曲面形状を有する被加工物5を工具を用いて切削する場合には、図25Aに示すように、工具3を第1の方向(ここでは、矢印Y1に示す方向)に向けて移動させ、更に、第1の方向に直交する方向にスライド移動させて、再度矢印Y1の方向に移動させて切削するという処理を連続的に実施する。この際、加工形状に応じて、たとえば図25Bに示す加工点A、図25Cに示す加工点Bのように、加工点に応じて、工具3の先端部が被加工物5に接触する部位を認識できる。
 即ち、工具3による加工を開始してから終了するまでに、工具3が移動する際に、工具3の先端が被加工物5と接触して移動する距離、即ち切削移動距離を算出することができる。なお、接触、非接触の判断は、たとえば、被加工物5の表面から、工具3による加工の深さが0.5[μm]以上である場合を、工具3と被加工物5が接触しているものと判断する。或いは、他の判断基準として、工具3と被加工物5の仕上がり形状の表面との距離が一定値以下の場合に、工具3と被加工物5が接触しているものと判断する。しかし、これらに限定されるものではない。
 そして、切削移動距離と工具3の摩耗量との関係を算出し、この関係を対応テーブルとしてメモリなどに記憶する。そして、実加工時において、工具3が摩耗により形状変化した量を推定し、NCプログラムを補正する。以下、詳細に説明する。
 図26は、工具3を用いて被加工物5を加工する手順、及び工具3の切削移動距離を示す説明図である。図26Aは、被加工物5の形状を示しており、表面に平面部及び曲面部を有している。図26Bは、工具3により被加工物5を加工する際の、加工経路を示す説明図である。図26Bに示すように、工具3を第1の方向(トラバース方向)に移動させながら被加工物5を加工し、更に、第1の方向に直交する第2の方向(ピックフィード方向)にスライドさせて、更に、第1の方向に移動させるという動作を繰り返しながら、被加工物5を加工する。
 図26Cは、工具3の先端部の領域を示す図、図26Dは、NCプログラムの進捗率[%]と、工具3の先端部の各部位の切削移動距離との関係を示すグラフである。
 図26Cに示すように、工具3の軸方向を「0°」とし、工具3の軸と直交する方向を「90°」と定義し、0°付近を領域R1とし、90°付近を領域R5として、工具3の先端部を5つの領域R1、R2、R3、R4、R5に分割する。すると、NCプログラムのデータから、各領域R1~R5により被加工物5を切削する距離を算出することができ、たとえば、図26Dに示すグラフのようになる。なお、本実施形態では、5つの領域R1~R5に区分する例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
 従って、被加工物5の加工を実施する際に、NCプログラムの進捗率に対する、各領域R1~R5の切削移動距離のデータが得られる。即ち、本実施形態では、実際に被加工物5を加工する際の工具3の加工パス中で、該工具3が被加工物5と接触しているときの、切削移動距離を算出する。この際、CADデータを参照して、工具3が被加工物5に接触している領域R1~R5を特定し、更に、各領域R1~R5の切削距離を求める。
 図27は、工具3をNCプログラムに従って作動させて、被加工物5を加工したときの、切削移動距離と各領域R1~R5の摩耗量との関係を示すグラフである。図27のグラフから理解されるように、切削移動距離が一定であることを条件とすると、工具3の先端の「0°」付近の領域R1では摩耗量が小さく、領域R2では摩耗量が大きくなり、更に、領域R5に向かうほど摩耗量が小さくなることが理解される。即ち、概して言えば、摩耗量の大きさはR2>R3>R4>R5>R1となっている。
 そして、制御部13では、図26Dに示したグラフと、図27に示したグラフに基づいて、NCプログラムの進捗率に対する各領域R1~R5の摩耗量を推定することができる。たとえば、図28に示すグラフが得られる。
 そして、図28に示すグラフを参照することにより、NCプログラムの進捗率に対する、各領域R1~R5の摩耗量Mを推定することができる。この推定結果を用いて、工具3の形状を補正することにより、高精度な加工を行う。詳細な補正方法は、前述した第1実施形態で示した輪郭誤差を演算し、更に、上述した摩耗量Mを考慮して、NCプログラムを補正すれば良い。
 具体的に、工具3の先端の0°から90°までの91個の角度についてそれぞれ、摩耗量Mを演算し、NCプログラムの進捗率が100%のときの工具3の形状(即ち、摩耗量Mを考慮した工具3の形状)を基準とした輪郭誤差を参照符号「#600~690」として制御部13のメモリに記憶する。即ち、「#500~#590」は摩耗量Mを考慮しない輪郭誤差による参照符号であり、「#600~#690」は摩耗量Mを考慮した輪郭誤差による参照符号である。
 そして、加工の進捗率に応じて、参照符号#500~#590、及び参照符号#600~#690を配分して補正値を演算し、NCプログラムを補正する。図32は、0°~90°までの各角度毎の、参照符号#500と参照符号#600の配分率を示す説明図である。工具3による加工が開始されてから、終了するまでの配分率が設定されている。図32から理解されるように、加工開始前においては、摩耗量Mを考慮しない輪郭誤差による参照符号#500~#590を100%、摩耗量Mを考慮した輪郭誤差による参照符号#600~#690を0%とする。その後、進捗率が高まるにつれて参照符号#600~#690の比率を増加させ、参照符号#500~#590の比率を低下させる。加工終了時において、摩耗量Mを考慮しない輪郭誤差による参照符号#500~#590を0%、摩耗Mを考慮した輪郭誤差による参照符号#600~#690を100%とする。
 たとえば、前述した図8の(f85)に記載したX成分である、[-1.68077+[-0.90974*[#565*0.227+#566*0.773]]]を例に挙げると、参照符号「#565」を「#565」と「#665」を所定の比率で配分した数値とする。同様に、参照点「#566」を「#566」と「#666」を所定の比率で配分した数値とする。
 具体的に、図8の(f8)に示した「#565*0.227」を、「(0.667)*(#565)+(0.333)*(#665)」とする。この場合は、摩耗量Mを考慮しない輪郭誤差による参照符号#565の比率は「0.667」で、摩耗量Mを考慮した輪郭誤差による参照符号#665の比率は「0.333」である。
 即ち、角度65°の場合には、図30の式に示すように、X座標を演算する。なお、Y座標、Z座標は記載を省略しているが、X座標と同様の演算式となる。
 摩耗により変化した後の実際の工具の形状は、加工が終了して測定を実施するまで知ることができない。しかし、前述した図28に示したグラフを参照することにより、摩耗量を推定することができる。
 次に、図31に示すフローチャートを参照して、被加工物の加工機の処理手順について説明する。
 初めに、図31のステップS31において、市販のCAMに基づいて、被加工物5を加工する際のNCプログラム、即ち、工具3による加工パスの3次元座標を生成する。
 ステップS32において、NCプログラムと、加工機のCADデータを比較し、上述した方法を用いて工具3の各領域R1~R5の切削移動距離を算出する。
 ステップS33において、各領域R1~R5の切削移動距離毎の摩耗量Mを予測する。具体的に、図28に示したグラフを作成し、各領域R1~R5毎の、進捗率に応じた摩耗量Mを予測する。
 ステップS34において、NCプログラムに、摩耗予測を加えたベクトル演算式を付加し、更に、加工終了時点での工具3の各角度(0°~90°)における総摩耗量を専用のファイルなどに保存する。
 ステップS35において、加工機1の制御部13にNCプログラムを読み込ませる。
 ステップS36において、被加工物5を加工する工具3の形状を、レーザなどを用いた工具形状測定装置31で測定し、工具形状を採取する。
 ステップS37において、ステップS14の処理で採取した工具形状に基づいて、NCプログラムの補正量を算出し、参照符号(#500~#590)を制御部13のメモリ等にセットする。
 ステップS38において、工具3の摩耗量のデータに基づいて、NCプログラムの補正量を算出し、参照符号(#600~#690)を制御部13のメモリ等にセットする。その後、ステップS39において、工具3による加工を開始する。こうして、工具3の摩耗量Mを考慮した輪郭誤差に基づいてNCプログラムを補正して工具3を作動させ、被加工物5の加工を実施することができるのである。
 このようにして、本実施形態に係る被加工物の加工機では、被加工物5の加工が進むにつれて変動する工具3の摩耗量を予め測定し、切削移動距離に応じた摩耗量を推定する。そして、工具3による被加工物5の加工が開始されてから加工が進捗するにつれて、摩耗量Mを考慮しない輪郭誤差による参照符号「#500~#590」と、摩耗量Mを考慮した輪郭誤差による参照符号「#600~#690」の比率を変化させて、NCプログラムを補正している。従って、工具3の輪郭誤差、及び工具3の摩耗量に応じた適切なNCプログラムの補正が可能となり、被加工物5を高精度に加工することが可能となる。
 なお、参照符号#500~#590と、参照符号#600~#690の比率は、一例として図32に示した比率を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、被加工物5、工具3の形状、状況に応じて適宜の変更が可能である。
 次に、本実施形態の変形例について説明する。上述の説明においては、図32に示したように、工具3による加工開始時から加工終了時までの間において、摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正値を示す参照符号#500~#590と、摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正値を示す参照符号#600~#690の配分を、NCプログラムの進捗率に応じて変更する。
 変形例では、加工を開始してから終了するまでの間に、1または複数の中間点を設定し、中間点を区切りとして摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正値を示す参照符号「#500~#590」と摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正値を示す参照符号「#600~#690」を設定し、これらの配分を変更する。
 たとえば、図34に示すように、加工開始点P0と加工終了点P4の間に、3つの中間点P1、P2、P3を設定する。そして、各中間点P1~P3において、予め予測される摩耗量のデータを取得してメモリに記憶する。そして、加工開始点P0から中間点P1、中間点P1からP2、中間点P2からP3、中間点P3から加工終了点P4、の各区間において、参照符号#500~#590と、参照符号#600~#690の比率を設定する。X軸、Y軸、Z軸の加工位置の演算方法は、既に説明したものと同様である。
 P0~P1の区間を加工する際、中間点P1における摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正値を、P0~P1の区間における参照符号#500~#590とする。また、中間点P1において予測される摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正値を、P0~P1の区間における参照符号#600~#690とする。
 工具3が中間点P1に達した際に、該中間点P1において、工具3を停止させて該工具3の工具形状を測定する。そして、算出した輪郭誤差(中間点P1における工具形状の実測値)と、中間点P2における摩耗量の予測値に基づいて補正値を算出し、P1~P2の区間における参照符号#600~#690とする。
 更に、P0~P1の区間における参照符号#600~#690を、P1~P2の区間における参照符号#500~#590に代入する。
 そして、工具3が中間点P2に達した際に、該中間点P2において、工具3を停止させて該工具3の工具形状を測定し、算出した輪郭誤差(中間点P2における工具形状の実測値)と、中間点P3における摩耗量の予測値に基づいて補正値を算出し、P2~P3の区間における参照符号#600~#690とする。
 同様に、P1~P2の区間における参照符号#600~#690を、P2~P3の区間における参照符号#500~#590に代入する。
 そして、工具3が中間点3に達した際に、該中間点P3において、工具3を停止させて該工具3の工具形状を測定し、算出した輪郭誤差(中間点P3における工具形状の実測値)と、加工終了点P4における摩耗量の予測値に基づいて補正値を算出し、P3~P4の区間における参照符号#600~#690とする。
 更に、P2~P3の区間における参照符号#600~#690を、P3~P4の区間における参照符号#500~#590に代入する。
 このように、中間点P1~P3に達する毎に、工具3の工具形状を測定して、予測される摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正値を示す参照符号#600~#690を設定するので、より一層加工の精度を高めることができる。
 即ち、既に説明した例では、加工終了時における摩耗量のみを考慮して、摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正値を示す参照符号#600~690を設定したが、変形例では、加工の開始から加工の終了までの加工パスを4つの区間に分割し、各区間毎に摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正値を示す参照符号#500~590、及び摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正値を示す参照符号#600~#690を設定するので、より加工の精度を向上させることが可能となる。
 更に、各中間点P1、P2、P3において、区間終了時の「#600の比率が100%」の数値と、次の区間開始時の「#500の比率が100%」の数値が一致するので、工具3の急激な変動を回避することができる。また、工具3を停止させてから再度加工を開始する際に、段差が生じることを回避できる。
 このようにして、本変形例では、工具3による加工パスを、複数に分割して(たとえば、4分割)摩耗による参照符号を設定するので、より高精度に工具3の加工位置を設定することが可能となる。
 ところで、上記記載内容を、被加工物の加工方法として把握してもよい。
 すなわち、被加工物を保持する被加工物保持段階と、前記被加工物保持段階で保持された保持済み被加工物を加工する工具を保持する工具保持段階と、前記保持済み被加工物を前記工具保持段階で保持された保持済み工具で加工するために、前記保持済み被加工物に対し前記保持済み工具を移動する移動段階とを有し、前記移動段階は、NCプログラムに基づいて、前記保持済み被加工物に対し前記保持済み工具を移動する段階であり、前記NCプログラムには、前記保持済み工具の位置を算出するための演算式が組み込まれている被加工物の加工方法として把握してもよい。
 上記被加工物の加工方法において、前記NCプログラムは、前記保持済み工具の輪郭誤差による前記保持済み被加工物の加工誤差の発生を抑えるために、前記演算式を用いて、前記保持済み工具の位置を補正するようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記保持済み工具の輪郭誤差に基づく前記保持済み工具の位置の補正は、前記保持済み被加工物を加工するときの、前記保持済み工具の1つの加工点もしくは複数の加工点についてなされるようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記輪郭誤差が求められている前記保持済み工具の部位は、離散的に(不連続に)選択されており、前記加工点が、前記輪郭誤差が存在していない前記保持済み工具の部位になっている場合には、前記加工点を間にしてお互いが隣接している2つの部位の輪郭誤差を用いて、前記加工点の輪郭誤差を算出し、この算出した輪郭誤差を用いて、前記保持済み工具の位置の補正をするようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記保持済み工具の円弧部の半径に対する前記保持済み被加工物の被加工面の半径に応じ、前記保持済み工具の輪郭誤差の遮断周波数を変えて前記保持済み工具の輪郭誤差を示す曲線についてフィルタリングをし、このフィルタリング済みの輪郭誤差に基づいて、前記保持済み工具の位置の補正をするようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記保持済み工具の円弧部の半径に対する前記保持済み被加工物の被加工面の半径に応じ、前記保持済み工具の輪郭誤差を平均化するときにおける平均化の範囲を変えて、前記保持済み工具の輪郭誤差を示す曲線を平均化し、この平均化済みの輪郭誤差に基づいて、前記保持済み工具の位置の補正をするようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記加工点における前記保持済み被加工物の形状公差に応じて、前記加工点における前記保持済み工具の輪郭誤差もしくは前記加工点の近傍における前記保持済み工具の輪郭誤差を用い、前記保持済み工具の位置の補正をするようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記保持済み工具の輪郭誤差の測定を前記保持済み被加工物の加工を所定時間行う毎に行う輪郭誤差測定段階と、前記輪郭誤差測定段階での測定結果に応じて前記保持済み工具の位置の補正をするときにこの補正の前後で前記保持済み被加工物の表面に段差が形成されてしまうことを防止するために、前記保持済み工具による前記保持済み被加工物の加工の進行に伴い前記保持済み工具の位置を補正するようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記保持済み工具の輪郭誤差の測定を、前記保持済み工具を交換する直前と交換した直後に行い、前記直前直後における前記保持済み工具形状差をもとめるか、もしくは、前記保持済み工具の輪郭誤差の測定を、前記保持済み工具のツルーイングの直前と前記保持済み工具のツルーイングをした直後に行って、前記直前直後における前記保持済み工具形状差をもとめる工具形状差測定段階と、前記保持済み工具の交換もしくは前記保持済み工具のツルーイングをしたことで前記保持済み被加工物の表面に段差が形成されてしまうことを防止するために、前記工具形状差測定段階でもとめた工具形状差に応じて、前記保持済み工具の位置を補正するようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記保持済み被加工物の削り量が足りなくなることを防止するために、前記保持済み工具の輪郭誤差の測定を行った2つの時刻の間の加工パスの中間部まで遡って、前記保持済み工具の位置を補正するようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記NCプログラムに基づいて、前記保持済み工具が前記被加工物の加工を開始してから加工が終了するまでの間に、前記被加工物に対して移動する経路である加工パスを演算し、前記保持済み工具における各部位が、前記被加工物を切削する距離である切削移動距離を算出し、且つ、前記保持済み工具による加工が終了したときの、前記各部位の摩耗量に応じて、前記各部位毎の切削移動距離と摩耗量との関係を取得し、前記保持済み工具の輪郭誤差に加え、前記切削移動距離と摩耗量との関係に基づいて、前記NCプログラムを補正するようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正量と前記摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正量の比率を設定し、前記加工パスが、前記加工の開始から加工の終了に向かうにつれて、前記摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正量の比率を低下させ、且つ、前記摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正量の比率を増加させるようにしてもよい。
 また、上記被加工物の加工方法において、前記加工パスを複数のパスに区分し、区分した各パスごとに前記保持済み工具の摩耗量を取得し、前記各パスの開始からパスの終了までの間において、前記摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正量と、前記摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正量の比率を設定するようにしてもよい。
 また、上記記載内容を、プログラム(NCプログラム;被加工物の加工プログラム)として把握してもよい。
 すなわち、被加工物保持部で保持されている保持済み被加工物を、工具保持部で保持されている保持済み工具で加工するために、前記保持済み被加工物に対し前記保持済み工具を移動する移動手順を、被加工物の加工機に実行させるためのプログラムであって、前記プログラムには、前記保持済み工具の位置を算出するための演算式が組み込まれているプログラムとして把握してもよい。
 上記プログラムにおいて、前記保持済み工具の輪郭誤差による前記保持済み被加工物の加工誤差の発生を抑えるために、前記演算式を用いて、前記保持済み工具の位を補正するようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、前記保持済み工具の輪郭誤差に基づく前記保持済み工具の位置の補正は、前記保持済み被加工物を加工するときの、前記保持済み工具の1つの加工点もしくは複数の加工点についてなされるようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、前記輪郭誤差が求められている前記保持済み工具の部位は、離散的に(不連続に)選択されており、前記加工点が、前記輪郭誤差が存在していない前記保持済み工具の部位になっている場合には、前記加工点を間にしてお互いが隣接している2つの部位の輪郭誤差を用いて、前記加工点の輪郭誤差を算出し、この算出した輪郭誤差を用いて、前記保持済み工具の位置の補正をするようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、前記保持済み工具の円弧部の半径に対する前記保持済み被加工物の被加工面の半径に応じ、前記保持済み工具の輪郭誤差の遮断周波数を変えて前記保持済み工具の輪郭誤差を示す曲線についてフィルタリングをし、このフィルタリング済みの輪郭誤差に基づいて、前記保持済み工具の位置の補正をするようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、前記保持済み工具の円弧部の半径に対する前記保持済み被加工物の被加工面の半径に応じ、前記保持済み工具の輪郭誤差を平均化するときにおける平均化の範囲を変えて、前記保持済み工具の輪郭誤差を示す曲線を平均化し、この平均化済みの輪郭誤差に基づいて、前記保持済み工具の位置の補正をするようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、加工点における前記保持済み被加工物の形状公差に応じて、前記加工点における前記保持済み工具の輪郭誤差もしくは前記加工点の近傍における前記保持済み工具の輪郭誤差を用い、前記保持済み工具の位置の補正をするようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、前記保持済み工具の輪郭誤差の測定を前記保持済み被加工物の加工を所定時間行う毎に行い、前記輪郭誤差の測定の測定結果に応じて前記保持済み工具の位置の補正をするときにこの補正の前後で前記保持済み被加工物の表面に段差が形成されてしまうことを防止するために、前記保持済み工具による前記保持済み被加工物の加工の進行に伴い前記保持済み工具の位置を補正するようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、前記保持済み工具の輪郭誤差の測定を、前記保持済み工具を交換する直前と交換した直後に行い、前記直前直後における前記保持済み工具形状差をもとめるか、もしくは、前記保持済み工具の輪郭誤差の測定を、前記保持済み工具のツルーイングの直前と前記保持済み工具のツルーイングをした直後に行って、前記直前直後における前記保持済み工具形状差をもとめ、前記保持済み工具の交換もしくは前記保持済み工具のツルーイングをしたことで前記保持済み被加工物の表面に段差が形成されてしまうことを防止するために、前記もとめた工具形状差に応じて、前記保持済み工具の位置を補正するようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、前記保持済み被加工物の削り量が足りなくなることを防止するために、前記保持済み工具の輪郭誤差の測定を行った2つの時刻の間の加工パスの中間部まで遡って、前記保持済み工具の位置を補正するようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、NCプログラムに基づいて、前記保持済み工具が前記被加工物の加工を開始してから加工が終了するまでの間に、前記被加工物に対して移動する経路である加工パスを演算し、前記保持済み工具における各部位が、前記被加工物を切削する距離である切削移動距離を算出し、且つ、前記保持済み工具による加工が終了したときの、前記各部位の摩耗量に応じて、前記各部位毎の切削移動距離と摩耗量との関係を取得し、前記保持済み工具の輪郭誤差に加え、前記切削移動距離と摩耗量との関係に基づいて、前記NCプログラムを補正するようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、前記摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正量と、前記摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正量の比率を設定し、前記加工パスが、前記加工の開始から加工の終了に向かうにつれて、前記摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正量の比率を低下させ、且つ、前記摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正量の比率を増加させるようにしてもよい。
 また、上記プログラムにおいて、前記加工パスを複数のパスに区分し、区分した各パスごとに前記保持済み工具の摩耗量を取得し、前記各パスの開始からパスの終了までの間において、前記摩耗量を考慮しない輪郭誤差による補正量と、前記摩耗量を考慮した輪郭誤差による補正量の比率を設定するようにしてもよい。
 幾つかの実施形態を説明したが、上記開示内容に基づいて実施形態の修正ないし変形をすることが可能である。

Claims (8)

  1.  被加工物を工具により加工する方法であって、
     前記被加工物を保持し、
     前記工具を保持し、
     前記保持された工具の位置を算出する演算式を含むNCプログラムによる制御に従って、前記保持された被加工物に対して前記保持された工具を移動する、ことを含む方法。
  2.  請求項1に記載の方法であって、
     前記演算式は、前記保持された工具の輪郭誤差による前記保持された被加工物の加工誤差を補正する量を含む、方法。
  3.  請求項2に記載の方法であって、
     前記演算式において補正する量は、前記保持された工具の1以上の加工点について算出される、方法。
  4.  請求項3に記載の方法であって、
     前記保持された工具において、前記輪郭誤差を測定する複数の部位を離散的に選択し、
     前記加工点が、前記離散的に選択された部位と異なる場合には、前記加工点を間にしてお互いが隣接している2つの部位において測定された前記輪郭誤差を用いて、前記加工点における輪郭誤差を算出し、前記算出した輪郭誤差を用いて、前記保持された工具の位置の補正をする、ことをさらに含む方法。
  5.  請求項2~請求項4のいずれか1項に記載の方法であって、
     前記保持された工具は、ボールエンドミルもしくはラジアスエンドミルであり、
     前記保持された工具の円弧部の半径に対する前記保持された被加工物の被加工面の半径に応じ、前記保持された工具の輪郭誤差の遮断周波数を変えて前記保持された工具の輪郭誤差を示す曲線についてフィルタリングをし、このフィルタリング済みの輪郭誤差に基づいて、前記保持された工具の位置の補正をする、ことをさらに含む方法。
  6.  請求項2~請求項4のいずれか1項に記載の方法であって、
     前記保持された工具は、ボールエンドミルもしくはラジアスエンドミルであり、
     前記保持された工具の円弧部の半径に対する前記保持された被加工物の被加工面の半径に応じ、前記保持された工具の輪郭誤差を平均化するときにおける平均化の範囲を変えて、前記保持された工具の輪郭誤差を示す曲線を平均化し、この平均化済みの輪郭誤差に基づいて、前記保持された工具の位置の補正をする、ことをさらに含む方法。
  7.  請求項3または請求項4に記載の方法であって、
     前記保持された工具は、ボールエンドミルもしくはラジアスエンドミルであり、
     前記加工点における前記保持された被加工物の形状公差に応じて、前記加工点における前記保持された工具の輪郭誤差もしくは前記加工点の近傍における前記保持された工具の輪郭誤差を用い、前記保持された工具の位置の補正をする、ことをさらに含む方法。
  8.  被加工物を工具により加工する装置であって、
     前記被加工物を保持する保持部と、
     前記工具を保持する工具保持部と、
     前記保持された工具の位置を算出する演算式を含むNCプログラムにより制御され、前記保持された被加工物に対して前記保持された工具を移動する移動部と、を備えた装置。
PCT/JP2019/018579 2018-05-15 2019-05-09 被加工物の加工方法および被加工物の加工機 WO2019221005A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112019002459.0T DE112019002459T5 (de) 2018-05-15 2019-05-09 Verfahren zur Werkstückbearbeitung und Maschine zur Werkstückbearbeitung
US17/054,716 US20210063995A1 (en) 2018-05-15 2019-05-09 Method for processing workpiece and machine for processing workpiece
KR1020207033743A KR102444158B1 (ko) 2018-05-15 2019-05-09 피가공물의 가공 방법 및 피가공물의 가공기
KR1020227031502A KR102481650B1 (ko) 2018-05-15 2019-05-09 피가공물의 가공 방법 및 피가공물의 가공기
CN201980031677.2A CN112105998B (zh) 2018-05-15 2019-05-09 被加工物的加工方法及被加工物的加工机

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018093583 2018-05-15
JP2018-093583 2018-05-15
JP2018195548 2018-10-17
JP2018-195548 2018-10-17
JP2019070632A JP6574915B1 (ja) 2018-05-15 2019-04-02 被加工物の加工方法および被加工物の加工機
JP2019-070632 2019-04-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019221005A1 true WO2019221005A1 (ja) 2019-11-21

Family

ID=67909548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/018579 WO2019221005A1 (ja) 2018-05-15 2019-05-09 被加工物の加工方法および被加工物の加工機

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210063995A1 (ja)
JP (2) JP6574915B1 (ja)
KR (2) KR102481650B1 (ja)
CN (1) CN112105998B (ja)
DE (1) DE112019002459T5 (ja)
TW (2) TWI717733B (ja)
WO (1) WO2019221005A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110989490A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 华中科技大学 一种基于轮廓误差的工件最优安装位置的获取方法
CN111045387A (zh) * 2019-12-20 2020-04-21 哈尔滨工程大学 一种三阶轮廓误差实时估计方法
WO2020218278A1 (ja) * 2019-04-26 2020-10-29 芝浦機械株式会社 ワークの加工方法およびワークの加工機
CN111958611A (zh) * 2020-07-31 2020-11-20 华中科技大学 考虑轮廓误差最小的铣削加工机器人姿态优化方法及设备
WO2021140876A1 (ja) * 2020-01-08 2021-07-15 芝浦機械株式会社 ワークの加工方法及びワークの加工装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7194707B2 (ja) * 2019-04-26 2022-12-22 芝浦機械株式会社 ワークの加工方法およびワークの加工機
DE102021117499A1 (de) * 2021-07-07 2023-01-12 P&L Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Kompensation einer Abdrängung eines Werkzeugs bei einer Bearbeitung eines Werkstücks sowie Werkzeugmaschine hierzu
TWI806405B (zh) 2022-02-08 2023-06-21 財團法人工業技術研究院 加工路徑的閃避方法及加工系統
WO2023181476A1 (ja) * 2022-03-25 2023-09-28 芝浦機械株式会社 被加工物の加工方法および被加工物の加工システム
US11980986B1 (en) 2023-10-22 2024-05-14 Rathan P. Muruganantham Material hardness compensation in an automated milling system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63233403A (ja) * 1987-03-20 1988-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 数値制御装置
JPH0452803A (ja) * 1990-06-15 1992-02-20 Murata Mach Ltd 工作機械の制御装置
JPH0475106A (ja) * 1990-07-18 1992-03-10 Amada Washino Co Ltd Nc工作機械の工具補正方法及びその装置
US5255199A (en) * 1990-12-14 1993-10-19 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Cutting tool form compensaton system and method
JP2004227327A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Olympus Corp 数値制御プログラム作成方法、加工方法、システム及び加工装置
CN102581705A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 南京航空航天大学 一种铣削加工工件误差的分度补偿方法
JP2014531332A (ja) * 2011-09-22 2014-11-27 アクティエボラゲット・エスコーエッフ 機械加工操作のインプロセス補償及び機械装置
JP2017054403A (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 Dmg森精機株式会社 数値制御装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825017A (en) * 1980-03-27 1998-10-20 Sensor Adaptive Machines Inc. Method and apparatus for determining dimensions
DE19947374B4 (de) * 1999-10-01 2005-11-03 Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Verfahren zur Ermittlung geometrischer Abweichungen von Koordinatenmeßgeräten oder Werkzeugmaschinen
JP3660920B2 (ja) * 2002-07-01 2005-06-15 オークマ株式会社 工作機械および加工方法
JP4092276B2 (ja) * 2003-09-19 2008-05-28 株式会社リコー 形状創成研磨方法
JP2005122332A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Olympus Corp 自由曲面加工装置及び自由曲面加工方法
US7266420B2 (en) * 2004-04-03 2007-09-04 Gerald Walter Budd Automatic detection system for broken tools in CNC machining centers using advanced machine vision techniques
US7331739B2 (en) * 2004-08-12 2008-02-19 Makino Milling Machine Co., Ltd. Method for machining workpiece
JP2006318268A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Toshiba Corp 加工データ作成方法と切削方法
US8024068B2 (en) * 2006-08-04 2011-09-20 Hurco Companies, Inc. Machine tool control system
JP4902316B2 (ja) * 2006-11-10 2012-03-21 東芝機械株式会社 斜め加工のための5軸加工機の姿勢保証システム
JP5562430B2 (ja) * 2010-10-26 2014-07-30 株式会社牧野フライス製作所 工具経路の生成方法および生成装置
US9599979B2 (en) * 2011-09-14 2017-03-21 Jtekt Corporation Machining error calculation apparatus, machining error calculation method, machining control apparatus and machining control method thereof
JP5752335B1 (ja) * 2013-08-07 2015-07-22 三菱電機株式会社 Ncプログラム生成装置、ncプログラム生成方法、ncプログラム生成プログラム
CN105209991B (zh) * 2014-04-23 2017-04-12 三菱电机株式会社 数控装置
JP5952875B2 (ja) * 2014-09-30 2016-07-13 株式会社片岡製作所 レーザ加工機、レーザ加工機のワーク歪補正方法
JP6176617B2 (ja) * 2015-05-18 2017-08-09 広島県 加工誤差予測方法、プログラムおよび加工誤差予測装置
DE102015219141A1 (de) * 2015-10-02 2017-04-06 Deckel Maho Seebach Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine
DE102015014313A1 (de) * 2015-11-05 2017-05-11 Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh Verfahren zum Erzeugen oder Bearbeiten von Verzahnungen an Werkstücken
CN108369407B (zh) 2015-12-24 2020-08-07 三菱电机株式会社 刀具路径修正装置及刀具路径修正方法
WO2018154604A1 (en) * 2017-02-25 2018-08-30 SARUP Siddhant Method and system for tool life monitoring and management in a cnc environment
CN107717669A (zh) * 2017-11-13 2018-02-23 泉州市德源轴承实业有限公司 一种通过运动成型加工轴承座内球面的方法
TWI650625B (zh) * 2017-11-16 2019-02-11 財團法人工業技術研究院 刀具磨耗檢測裝置、其檢測方法及刀具磨耗補償方法
TWI735061B (zh) * 2018-10-30 2021-08-01 日商東芝機械股份有限公司 工具形狀測定裝置及工具形狀測定方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63233403A (ja) * 1987-03-20 1988-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 数値制御装置
JPH0452803A (ja) * 1990-06-15 1992-02-20 Murata Mach Ltd 工作機械の制御装置
JPH0475106A (ja) * 1990-07-18 1992-03-10 Amada Washino Co Ltd Nc工作機械の工具補正方法及びその装置
US5255199A (en) * 1990-12-14 1993-10-19 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Cutting tool form compensaton system and method
JP2004227327A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Olympus Corp 数値制御プログラム作成方法、加工方法、システム及び加工装置
JP2014531332A (ja) * 2011-09-22 2014-11-27 アクティエボラゲット・エスコーエッフ 機械加工操作のインプロセス補償及び機械装置
CN102581705A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 南京航空航天大学 一种铣削加工工件误差的分度补偿方法
JP2017054403A (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 Dmg森精機株式会社 数値制御装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020218278A1 (ja) * 2019-04-26 2020-10-29 芝浦機械株式会社 ワークの加工方法およびワークの加工機
US11940773B2 (en) 2019-04-26 2024-03-26 Shibaura Machine Co., Ltd. Workpiece processing method and workpiece processing machine
CN111045387A (zh) * 2019-12-20 2020-04-21 哈尔滨工程大学 一种三阶轮廓误差实时估计方法
CN111045387B (zh) * 2019-12-20 2020-12-22 哈尔滨工程大学 一种三阶轮廓误差实时估计方法
CN110989490A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 华中科技大学 一种基于轮廓误差的工件最优安装位置的获取方法
CN110989490B (zh) * 2019-12-25 2020-11-24 华中科技大学 一种基于轮廓误差的工件最优安装位置的获取方法
JP7152433B2 (ja) 2020-01-08 2022-10-12 芝浦機械株式会社 ワークの加工方法及びワークの加工装置
JP2021111037A (ja) * 2020-01-08 2021-08-02 芝浦機械株式会社 ワークの加工方法及びワークの加工装置
KR20220097529A (ko) * 2020-01-08 2022-07-07 시바우라 기카이 가부시키가이샤 워크의 가공 방법 및 워크의 가공 장치
WO2021140876A1 (ja) * 2020-01-08 2021-07-15 芝浦機械株式会社 ワークの加工方法及びワークの加工装置
TWI794711B (zh) * 2020-01-08 2023-03-01 日商芝浦機械股份有限公司 工件的加工方法及工件的加工裝置
KR102645501B1 (ko) * 2020-01-08 2024-03-11 시바우라 기카이 가부시키가이샤 워크의 가공 방법 및 워크의 가공 장치
CN111958611A (zh) * 2020-07-31 2020-11-20 华中科技大学 考虑轮廓误差最小的铣削加工机器人姿态优化方法及设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP7169945B2 (ja) 2022-11-11
KR102481650B1 (ko) 2022-12-28
CN112105998A (zh) 2020-12-18
KR20220130829A (ko) 2022-09-27
TWI750757B (zh) 2021-12-21
DE112019002459T5 (de) 2021-02-18
US20210063995A1 (en) 2021-03-04
TWI717733B (zh) 2021-02-01
KR20210005911A (ko) 2021-01-15
CN112105998B (zh) 2024-02-13
TW201947554A (zh) 2019-12-16
JP2020064607A (ja) 2020-04-23
JP6574915B1 (ja) 2019-09-11
TW202046033A (zh) 2020-12-16
JP2020064591A (ja) 2020-04-23
KR102444158B1 (ko) 2022-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019221005A1 (ja) 被加工物の加工方法および被加工物の加工機
KR102616092B1 (ko) 워크의 가공 방법 및 워크의 가공기
JP2015036181A (ja) ワイヤ放電加工機において、回転軸に取り付けた回転工具の回転触れを補正する方法及び、補正する機能を有するワイヤ放電加工機
US11938580B2 (en) Workpiece machining method and workpiece machining device
WO2020218278A1 (ja) ワークの加工方法およびワークの加工機
US10042348B2 (en) Tool path-generating method, machine tool control device and tool path-generating device
JP6679599B2 (ja) 機械部品の製造方法、機械部品の製造装置、回転対称面の加工方法、記録媒体およびプログラム
JP6838056B2 (ja) 切れ刃の軌道を補正する方法、記録媒体およびプログラム
CN118131685A (zh) 被加工物的加工方法及被加工物的加工机
JP7365318B2 (ja) 被加工物の加工方法
JP7152433B2 (ja) ワークの加工方法及びワークの加工装置
TWI842166B (zh) 被加工物之加工方法及被加工物之加工系統
WO2023181476A1 (ja) 被加工物の加工方法および被加工物の加工システム
JP2010110827A (ja) レンズ型の加工装置、レンズ型の加工装置に用いる加工具、レンズ型の加工装置を用いた加工方法、レンズ型及びレンズ
Yang et al. Analysis of the Repairing Wheel Movement for CNC Dressing System of Formed Grinding Wheel

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19804500

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207033743

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19804500

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1