WO2022149569A1

WO2022149569A1 - 工作機械を備える加工システム、加工システムにおけるパラメータを修正するパラメータの修正方法、加工プログラムを修正するプログラム修正システム、およびプログラムの修正方法

Info

Publication number: WO2022149569A1
Application number: PCT/JP2022/000047
Authority: WO
Inventors: 一憲飯島; 幸男神庭
Original assignee: ファナック株式会社
Priority date: 2021-01-08
Filing date: 2022-01-04
Publication date: 2022-07-14
Also published as: JPWO2022149569A1; DE112022000217T5; US20240036549A1; CN116745710A

Abstract

加工システムは、３次元形状データに基づいて動作コードを含む加工プログラムを生成するＣＡＭ装置と、工作機械の電動機を制御する数値制御装置とを備える。加工システムは、電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する監視装置を備える。加工システムは、ＣＡＭ装置が加工プログラムを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する修正装置を備える。修正装置は、異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するように修正指令をＣＡＭ装置に送信する。

Description

工作機械を備える加工システム、加工システムにおけるパラメータを修正するパラメータの修正方法、加工プログラムを修正するプログラム修正システム、およびプログラムの修正方法

　本発明は、工作機械を備える加工システム、加工システムにおけるパラメータを修正するパラメータの修正方法、加工プログラムを修正するプログラム修正システム、およびプログラムの修正方法に関する。

　工作機械は、ワークに対する工具の相対位置を変更しながらワークを加工することができる。工作機械は、ワークを支持するテーブルを移動する装置および工具を支持する主軸ヘッドを移動する装置のうち少なくとも一方を有する。工作機械の制御装置は、加工プログラムに基づいて自動的にテーブルまたは主軸ヘッドを移動することにより、ワークに対する工具の相対位置を変更することができる。このような工作機械は、数値制御式と称されている（例えば、非特許文献１を参照）。

　工作機械にてワークを加工する時の目標形状は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置にて生成することができる。作業者は、ＣＡＤ装置を操作することにより、ワークの３次元形状データを生成することができる。さらに、ＣＡＤ装置にて形成された３次元形状データに基づいて、工作機械の加工プログラムを生成するＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）装置が知られている。工作機械の数値制御装置は、ＣＡＭ装置にて生成された加工プログラムに基づいてワークを加工することができる。従来の技術においては、このようなＣＡＤ装置、ＣＡＭ装置、および工作機械を備える加工システムが知られている。この加工システムでは、作業者がＣＡＤ装置にてワークの目標形状を生成すると、工作機械にて所望の形状にワークを加工することができる。

M.-Y. Cheng, et al., "Real-time NURBS Command generators for CNC servo controllers", International Journal of Machine Tools & Manufacture 42 (2002), p.801-813

　工作機械にてワークを加工している期間中に工作機械に異常が生じる場合がある。例えば、加工している期間中に工具の一部が破損する場合が有る。工具が破損すると、所望の品質にてワークを加工することができなくなる。すなわち、加工の不良が生じる。

　従来の技術においては、工作機械がワークを加工している期間中に生じる異常を検出する装置が知られている。作業者は、ワークを加工している期間中に異常が生じたことを知ることができる。しかしながら、工作機械の異常を検出することができても、異常の再発を抑制するための制御については、十分な検討がされていなかった。特に、工作機械において加工の不良が発生した場合に加工の不良の発生率を下げるための制御については、十分な検討がされていないという問題があった。

　本開示の工作機械にてワークを加工する第１の加工システムは、予め生成されたワークの３次元形状データおよび工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する軌跡生成部を備える。加工システムは、軌跡生成部にて生成された移動軌跡に基づいて、工具経路を生成するための点の位置および工具の送り速度が定められている動作コードを含む加工プログラムを生成するプログラム生成部を備える。加工システムは、動作コードに基づいて工作機械における工具経路を生成する経路生成部と、経路生成部にて生成された工具経路に基づいて電動機の動作指令を生成する動作指令生成部と、電動機の駆動状態が動作指令に対応するようにフィードバック制御を行うフィードバック制御部とを含む動作制御部を備える。加工システムは、動作制御部から電動機の駆動状態を取得する動作情報取得部と、動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する異常検出部とを備える。加工システムは、プログラム生成部が加工プログラムを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する修正指令生成部を備える。修正指令生成部は、工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するようにパラメータを修正する修正指令をプログラム生成部に送信する。

　本開示の工作機械にてワークを加工する第２の加工システムは、予め生成された加工プログラムに含まれる動作コードに基づいて、工作機械における工具経路を生成する経路生成部と、経路生成部にて生成された工具経路に基づいて電動機の動作指令を生成する動作指令生成部と、電動機の駆動状態が動作指令に対応するようにフィードバック制御を行うフィードバック制御部とを含む動作制御部を備える。加工システムは、動作制御部から電動機の駆動状態を取得する動作情報取得部と、動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する異常検出部とを備える。加工システムは、動作制御部が工具の位置および工具の送り速度を制御するときのパラメータを修正する修正指令を生成する修正指令生成部を備える。修正指令生成部は、工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するようにパラメータを修正する修正指令を動作制御部に送信する。

　本開示の工作機械にてワークを加工する第３の加工システムは、ワークの自由曲面を含む３次元形状データを生成する形状データ生成部を備える。加工システムは、ワークの３次元形状データおよび工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する軌跡生成部を備える。加工システムは、軌跡生成部にて生成された移動軌跡に基づいて、工具経路を生成するための点の位置および工具の送り速度が定められている動作コードを含む加工プログラムを生成するプログラム生成部を備える。加工システムは、動作コードに基づいて工作機械における工具経路を生成する経路生成部と、経路生成部にて生成された工具経路に基づいて電動機の動作指令を生成する動作指令生成部と、電動機の駆動状態が動作指令に対応するようにフィードバック制御を行うフィードバック制御部とを含む動作制御部を備える。加工システムは、動作制御部から電動機の駆動状態を取得する動作情報取得部と、動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する異常検出部とを備える。加工システムは、形状データ生成部が３次元形状データを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する修正指令生成部を備える。修正指令生成部は、３次元形状データの自由曲面のうち工作機械の異常が生じた部分の曲率を修正するようにパラメータを修正する修正指令を形状データ生成部に送信する。

　本開示の第１のパラメータの修正方法は、工作機械を備える加工システムにおいて、ワークを加工するためのパラメータを修正する方法である。修正方法は、軌跡生成部が予め生成されたワークの３次元形状データおよび工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する工程を備える。修正方法は、プログラム生成部が軌跡生成部にて生成された移動軌跡に基づいて、工具経路を生成するための点の位置および工具の送り速度が定められている動作コードを含む加工プログラムを生成する工程を備える。修正方法は、動作制御部が加工プログラムに含まれる動作コードに基づいて、電動機を制御する工程を備える。修正方法は、動作情報取得部が動作制御部から電動機の駆動状態を取得する工程と、異常検出部が動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する工程とを備える。修正方法は、修正指令生成部が工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するように、プログラム生成部が加工プログラムを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する工程と、パラメータを修正する修正指令をプログラム生成部に送信する工程とを備える。

　本開示の第２のパラメータの修正方法は、工作機械を備える加工システムにおいて、ワークを加工するためのパラメータを修正する方法である。修正方法は、動作制御部が予め生成された加工プログラムに含まれる動作コードに基づいて、電動機を制御する工程を備える。修正方法は、動作情報取得部が動作制御部から電動機の駆動状態を取得する工程を備える。修正方法は、異常検出部が動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する工程を備える。修正方法は、修正指令生成部が工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するように、動作制御部が工具の位置および工具の送り速度を制御するときのパラメータを修正する修正指令を生成する工程と、パラメータを修正する修正指令を動作制御部に送信する工程とを備える。

　本開示の第３のパラメータの修正方法は、工作機械を備える加工システムにおいて、ワークを加工するためのパラメータを修正する方法である。修正方法は、形状データ生成部がワークの自由曲面を含む３次元形状データを生成する工程を備える。修正方法は、軌跡生成部がワークの３次元形状データおよび工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する工程を備える。修正方法は、プログラム生成部が軌跡生成部にて生成された移動軌跡に基づいて、工具経路を生成するための点の位置および工具の送り速度が定められている動作コードを含む加工プログラムを生成する工程を備える。修正方法は、動作制御部が加工プログラムに含まれる動作コードに基づいて、電動機を制御する工程を備える。修正方法は、動作情報取得部が動作制御部から電動機の駆動状態を取得する工程と、異常検出部が動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する工程とを備える。修正方法は、修正指令生成部が３次元形状の自由曲面のうち工作機械の異常が生じた部分の曲率を修正するように、形状データ生成部が３次元形状データを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する工程と、パラメータを修正する修正指令を形状データ生成部に送信する工程とを備える。

　本開示のプログラム修正システムは、加工プログラムを修正する。プログラム修正システムは、加工プログラムに基づいて工作機械を駆動した時のシミュレーションを行うシミュレーション部と、シミュレーション部にて実施したシミュレーションの結果を判定する判定部とを備える。プログラム修正システムは、シミュレーションの結果に基づいて加工プログラムを修正する修正部を備える。シミュレーション部は、加工プログラムに基づいて電動機の動作指令を生成する指令生成シミュレーション部と、制御の対象となる対象物を駆動する電動機の駆動状態を動作指令に追従させるサーボ制御シミュレーション部とを含む。判定部は、シミュレーションの結果に基づいて工作機械の異常が生じると予想される場合に、異常が生じると予想される動作に対応する加工プログラムの動作コードを特定する。修正部は、異常が生じると予想される動作に対応する動作コードを修正する。

　本開示のプログラムの修正方法は、加工プログラムを修正する方法である。プログラムの修正方法は、シミュレーション部が加工プログラムに基づいて工作機械を駆動した時のシミュレーションを行う工程と、判定部がシミュレーション部にて実施したシミュレーションの結果を判定する工程とを備える。プログラムの修正方法は、修正部がシミュレーションの結果に基づいて加工プログラムを修正する工程を備える。シミュレーションを行う工程は、加工プログラムに基づいて電動機の動作指令を生成する工程と、制御の対象となる対象物を駆動する電動機の駆動状態を動作指令に追従させる工程とを含む。判定する工程は、シミュレーションの結果に基づいて工作機械の異常が生じると予想される場合に、異常が生じると予想される動作に対応する加工プログラムの動作コードを特定する工程を含む。修正する工程は、異常が生じると予想される動作に対応する動作コードを修正する工程を含む。

　本開示の態様によれば、工作機械の異常の発生を抑制する加工システムおよび加工システムにおけるパラメータを修正するパラメータの修正方法、ならびに工作機械の異常の発生を抑制するように加工プログラムを修正するプログラム修正システムおよびプログラムの修正方法を提供することができる。

実施の形態における加工システムのブロック図である。実施の形態におけるＣＡＤ装置のブロック図である。実施の形態におけるスプライン曲線を説明するグラフである。実施の形態におけるＣＡＭ装置のブロック図である。実施の形態における工作機械の概略斜視図である。実施の形態における工作機械のブロック図である。実施の形態における数値制御装置の動作制御部のブロック図である。実施の形態における動作制御部のフィードバック制御部のブロック図である。工作機械の工具経路の例を示す斜視図である。実施の形態における監視装置のブロック図である。工作機械が正常な時の主軸モータの回転速度および主軸トルクのタイムチャートである。工作機械に異常が発生したときの主軸モータの回転速度および主軸トルクのタイムチャートである。実施の形態における修正装置のブロック図である。工作機械に異常が生じた時の工具経路の曲率および送り速度のタイムチャートである。修正装置が工作機械の異常の発生を抑制する方法を選択する制御のフローチャートである。実施の形態におけるシミュレーション装置のブロック図である。ＮＵＲＢＳにて生成した第１の自由曲線の図である。ＮＵＲＢＳにて生成した第２の自由曲線の図である。

　図１から図１８を参照して、実施の形態における加工システムおよび加工システムにおけるパラメータの修正方法について説明する。本実施の形態における加工システムは、工作機械にてワークを加工する。本実施の形態における工作機械は、数値制御式の工作機械である。工作機械は、加工プログラムに基づいて自動的にワークに対する工具の相対位置を変更しながらワークを切削することができる。

　（加工システム）
　図１に、本実施の形態における加工システムのブロック図を示す。加工システム１０は、ワークの目標形状（設計形状）を生成するＣＡＤ（Computer Aided Design）装置１を備える。ＣＡＤ装置１からは、ワークの目標形状に対応する３次元形状データが出力される。加工システム１０は、ワークの３次元形状データに基づいて、工作機械３の加工プログラムを生成するＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）装置２を備える。加工システム１０は、加工プログラムに従って駆動してワークを加工する工作機械３を備える。工作機械３は、主軸ヘッドおよびテーブルを含む工作機械本体５と、加工プログラムに基づいて、工作機械本体５の電動機を制御する数値制御装置４とを含む。

　加工システム１０は、工作機械３の駆動状態を取得して、工作機械３の異常を検出する監視装置７を備える。また、加工システム１０は、監視装置７において検出された異常を抑制するようにパラメータの修正指令を生成する修正装置８を備える。修正装置８にて生成された修正指令は、ＣＡＤ装置１、ＣＡＭ装置２、または数値制御装置４のいずれかの装置に送信される。

　加工システム１０は、加工プログラムに基づいて工作機械３を駆動した時のシミュレーションを実施するシミュレーション装置９を備える。シミュレーション装置９は、修正指令に基づいて生成された修正後の加工プログラムにてシミュレーションを実施する。シミュレーション装置９は、修正後の加工プログラムにて工作機械３を駆動した時に、異常の発生が解消されるか否かを判定する。

　本実施の形態のＣＡＤ装置１、ＣＡＭ装置２、数値制御装置４、監視装置７、修正装置８、およびシミュレーション装置９のそれぞれの装置は、プロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する演算処理装置（コンピュータ）を含む。演算処理装置は、ＣＰＵにバスを介して接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する。なお、ＣＡＤ装置１、ＣＡＭ装置２、数値制御装置４、監視装置７、修正装置８、およびシミュレーション装置９の装置のうち、２つ以上の装置が一体的に形成されていても構わない。例えば、ＣＡＤ装置とＣＡＭ装置とが一体的に形成されていても構わない。すなわち、ＣＡＤ装置の機能およびＣＡＭ装置の機能を有する１個の演算処理装置が配置されていても構わない。次に、加工システム１０に含まれるそれぞれの装置について詳細に説明する。

　（ＣＡＤ装置）
　図２に、本実施の形態におけるＣＡＤ装置のブロック図を示す。ＣＡＤ装置１は、作業者が操作を行う入力部１１と、ワークの設計に関する任意の情報を表示する表示部１２とを含む。入力部１１は、キーボードおよびマウス等の作業者が操作する機器にて構成されている。表示部１２は、例えば液晶表示パネル等の任意の表示パネルにて構成されている。

　ＣＡＤ装置１は、ワークの目標形状の生成に関する任意の情報を記憶する記憶部１５を含む。記憶部１５は、情報の記憶が可能で非一時的な記憶媒体にて構成されることができる。例えば、記憶部１５は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、磁気記憶媒体、または光記憶媒体等の記憶媒体にて構成されている。なお、後述するＣＡＭ装置２の記憶部２１、数値制御装置４の記憶部４１、監視装置７の記憶部７３、修正装置８の記憶部８３、およびシミュレーション装置９の記憶部９５についても、ＣＡＤ装置１の記憶部１５と同様の構成を有する。

　ＣＡＤ装置１は、ワークの目標形状のデータである３次元形状データ１０２を生成する形状データ生成部１３を含む。形状データ生成部１３は、作業者の入力部１１の操作に応じてワークの目標形状を生成する。作業者は、材料の内部が充填されたソリッドモデル、平面または曲面で表現されるサーフェスモデル、立体の稜線などの線を定めるためのワイヤーモデル等を組み合わせることにより、ワークの目標形状を生成することができる。

　形状データ生成部１３は、自由形状生成部１４を含む。本実施の形態では、自由曲線および自由曲面のうち少なくとも一方が含まれる形状を自由形状と称する。自由形状は、球体などの単一の形状では表現することが困難な不規則に曲がる形状である。自由曲線は、予め定められた制御点に基づいて生成することができる。自由曲面は、予め定められた曲線または予め定められた制御点に基づいて生成することができる。自由形状生成部１４は、自由形状を含むワークの３次元形状データ１０２を生成する。

　形状データ生成部１３は、演算処理装置のプロセッサに相当する。また、自由形状生成部１４は、演算処理装置のプロセッサに相当する。プロセッサが予め定められたプログラムに従って駆動することにより、それぞれのユニットとして機能する。

　図３に、自由曲線を生成するためのスプライン曲線を説明するグラフを示す。自由形状生成部１４は、スプライン曲線を用いて自由曲線を生成することができる。スプライン曲線は、制御点の位置に基づいて生成される。スプライン曲線を生成するために、様々な次数の関数を採用することができる。作業者は、所望の位置に制御点を設定することができる。例えば、自由形状生成部１４は、制御点同士の間を補間する関数として３次関数を用いることができる。そして、自由形状生成部１４は、制御点の配置に応じて滑らかな曲線を生成する。周知のスプライン補間法では、制御点を区分的に選んで曲線を当てはめるため、必ず全ての制御点を通るように全体の曲線が構成される。しかしながら、本開示で示す自由曲線において得られるスプライン曲線は、全ての制御点を必ずしも通過しなくても構わない。スプライン曲線では、例えば、制御点の位置を変更することにより、曲線の形状を変えることができる。特に、曲線の曲率を変更することができる。

　自由曲面を生成する場合には、例えば、作業者が曲線を含むワークの断面形状を生成する。自由形状生成部１４は、断面形状を移動または回転することにより３次元形状の表面を生成することができる。または、作業者が複数の制御点を予め定められた３次元の座標系に設定する。自由形状生成部１４は、複数の制御点を通る様に自由曲面を生成することができる。自由形状生成部１４は、上記の形態に限られず、任意の制御により自由形状を生成することができる。例えば、後述するようにＮＵＲＢＳを用いて自由曲線または自由曲面を含む３次元形状を生成することができる。

　ＣＡＤ装置１は、設計データ１０１を出力する。設計データ１０１は、ワークの目標形状のデータである３次元形状データ１０２を含む。３次元形状データ１０２には、ワークの自由曲面の情報が含まれる。３次元形状データ１０２は、例えば、ワークの表面に対応する多数の点の位置の情報から構成されている。また、作業者は、入力部１１からワークの目標形状以外の情報を入力することができる。例えば、作業者は、ワークの表面の仕上げに関する情報、表面の塗装に関する情報、および直角度に関する情報などを入力する。設計データ１０１には、ワークの表面の仕上げに関するデータ等のワークの目標形状以外のデータとしての非形状データ１０３が含まれる。

　（ＣＡＭ装置）
　図４に、本実施の形態におけるＣＡＭ装置のブロック図を示す。ＣＡＭ装置２には、ＣＡＤ装置１にて生成された３次元形状データ１０２が入力される。ＣＡＭ装置２には、工具情報１０５および加工条件の情報１０６が入力される。工具情報１０５としては、工作機械にて使用が可能な工具の種類の情報および工具の大きさの情報が含まれる。加工条件の情報１０６は、ＣＡＭ装置２にて移動軌跡を生成する場合のワークの加工に関する情報である。加工条件の情報１０６としては、例えば、ワークを加工する時に切削体積を一定にするという条件または切削速度を一定にするという条件等が含まれる。

　また、ＣＡＭ装置２には、工作機械の駆動条件の情報１０７が入力される。駆動条件の情報１０７には、工作機械の運動学的制約の情報が含まれる。すなわち、駆動条件の情報１０７には、工作機械３が駆動可能な範囲の情報が含まれる。例えば、移動軌跡の法線方向または接線方向における工具の最大送り速度、最大加速度、および最大躍度などの情報が含まれる。また、ＣＡＭ装置２には、工作機械にて加工する材料の情報１０８が入力される。材料の情報１０８には、例えば、材料の形状の情報が含まれる。３次元形状データ１０２、工具情報１０５、加工条件の情報１０６、駆動条件の情報１０７、および材料の情報１０８は、ＣＡＭ装置２の記憶部２１に記憶される。

　ＣＡＭ装置２は、ワークに対して工具が移動する経路を生成する。本実施の形態では、ＣＡＭ装置２にて生成される工具が移動する経路を移動軌跡と称する。ＣＡＭ装置２は、３次元形状データ１０２および工作機械の駆動条件の情報１０７等の情報に基づいて、移動軌跡を生成する軌跡生成部２２を含む。軌跡生成部２２は、３次元形状データ１０２および材料の情報１０８に基づいてワークの切削する部分を算出する特徴検出部２３を含む。

　軌跡生成部２２は、加工に使用する工具と加工方法とを設定する加工方法設定部２４を含む。加工方法設定部２４は、工具情報１０５に含まれる使用可能な工具から、ワークの切削する部分に基づいて使用する工具を選定する。加工方法設定部２４は、加工条件の情報１０６に基づいて、工具の底面等のワークの切削を行う工具の部分を設定する。なお、工具の選定に関しては、工具の在庫または納期等を考慮して作業者が決定しても構わない。

　軌跡生成部２２は、ワークを加工する為の工具の移動軌跡を生成する軌跡算出部２５を含む。軌跡算出部２５は、加工条件の情報１０６、駆動条件の情報１０７、特徴検出部２３にて算出された切削を行う部分、および加工方法設定部２４にて選定された工具に基づいて移動軌跡を生成する。また、軌跡算出部２５は、加工条件の情報１０６に含まれる切削速度が一定等の制約条件に基づいて工具の送り速度を生成する。

　ＣＡＭ装置２は、軌跡生成部２２にて生成された移動軌跡に基づいて加工プログラム１１１を生成するプログラム生成部２６を含む。プログラム生成部２６は、ＣＡＤ装置１にて使用された座標系を工作機械に定められた座標系に変換する。ＣＡＭ装置２は、動作コードにて構成された加工プログラム１１１を出力する。

　加工プログラム１１１には、工作機械の動作が定められる指令文としての動作コードが含まれている。動作コードには、ワークに対する工具の送り動作に関連する指令が定められたＧコードが含まれる。Ｇ０１等のワークに対する工具の位置を変更する動作コードには、予め定められた座標系にて工具経路を生成するための点の位置が定められている。工具経路を生成するための点としては、現在の位置から移動する時の目標の移動点、またはスプライン曲線等における制御点が含まれる。ここでは、動作コードには、目標の移動点の座標値が定められている。すなわち、動作コードには、現在の位置から目標の移動点の位置までの工具経路の区間が定められている。ワークに対する工具の位置を変更する動作コードには、工具の送り速度が定められている。また、動作コードには、工具の交換また潤滑油の供給などを行うための補助装置を制御するＭコードが含まれる。加工プログラムには、このような動作コードが行番号を付して記載されている場合が有る。

　（工作機械）
　図５に、本実施の形態における工作機械の概略斜視図を示す。図６に、本実施の形態における工作機械のブロック図を示す。図５および図６を参照して、本実施の形態では、３個の駆動軸を有する数値制御式の工作機械３を例示する。工作機械３は、工作機械本体５および数値制御装置４を備える。工作機械本体５は、ワーク６９が固定されるテーブル６１と、主軸ヘッド６５を支持する基台６２と、基台６２に固定された支柱６３とを含む。工作機械本体５は、支柱６３に支持された移動可能なスライド部材６４と、スライド部材６４に支持された主軸ヘッド６５とを含む。工具６６は、主軸を介して主軸ヘッド６５に支持されている。テーブル６１には、ワーク６９を固定するための治具としてワーク支持部材６７が固定されている。

　工作機械本体５は、ワーク６９に対する工具６６の相対位置を変化させる駆動装置を含む。数値制御装置４は、駆動装置を制御する。本実施の形態の工作機械本体５には、工作機械３が駆動しても不動の機械座標系が設定されている。駆動装置は、矢印１５７に示すように、機械座標系のＸ軸の方向に基台６２を移動する。駆動装置は、矢印１５８に示すように、機械座標系のＹ軸の方向にテーブル６１を移動する。駆動装置は、矢印１５９に示すように、機械座標系のＺ軸の方向にスライド部材６４を移動する。

　このように、本実施の形態における駆動装置は、３つの直動軸（Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸）から構成される駆動軸によってワーク６９に対する工具６６の相対位置を制御する。図５に示す工作機械はいわゆる立形ミーリング加工機であるが、駆動装置は、この形態に限られない。例えば、駆動軸として回転軸を有する装置または構造等、ワークに対する工具の相対位置を変更可能な任意の装置および構造を採用することができる。

　工作機械本体５の駆動装置は、それぞれの駆動軸に対応するように配置された電動機としての送り軸モータ５１を含む。本実施の形態においては、それぞれの駆動軸ごとに送り軸モータ５１が配置されている。それぞれの送り軸モータ５１には、テーブル６１または主軸ヘッド６５等の工作機械本体５の構成部材を移動するための送り軸機構５２が連結されている。例えば、送り軸機構５２としては、ボールねじ機構を採用することができる。また、主軸ヘッド６５の内部には、主軸を回転する電動機としての主軸モータ５４が配置されている。工具６６は、主軸機構５５を介して主軸モータ５４に連結されている。主軸機構５５としては、例えば、工具６６を保持したり解放したりする為のチャック等が含まれる。

　数値制御装置４は、送り軸モータ５１および主軸モータ５４の動作を制御する。数値制御装置４は、工作機械３の制御に関する情報を記憶する記憶部４１を含む。加工プログラム１１１は、記憶部４１に記憶される。数値制御装置４は、加工プログラム１１１に含まれる動作コードに基づいて送り軸モータ５１および主軸モータ５４を制御する動作制御部４２を含む。または、数値制御装置４は、動作制御部４２にて形成された電流指令に基づいてそれぞれの電動機に電気を供給する電力供給器４３を含む。電力供給器４３は、電動機に電気を供給するための電気回路を含む。

　図７に、数値制御装置の動作制御部のブロック図を示す。動作制御部４２は、記憶部４１から加工プログラム１１１を取得する。動作制御部４２は、加工プログラム１１１に含まれる動作コードに基づいて、ワークに対する工具の経路である工具経路を生成する経路生成部４４を含む。経路生成部４４は、動作コードに定められる移動点同士の間に補間点を生成する。経路生成部４４は、補間点同士の微小区間における工具経路を生成する。ここで、経路生成部４４が、例えばスプライン補間の機能を有する場合がある。この場合に、経路生成部４４は、動作コードにて指定された移動点同士の間を滑らかに移動するスプライン曲線にて工具経路を自動的に生成することができる。

　動作制御部４２は、ワークに対する工具の位置およびワークに対する工具の送り速度を制御するための電動機の動作指令を生成する動作指令生成部４５を含む。動作指令生成部４５は、経路生成部４４にて生成された微小の経路と工作機械の駆動条件とに基づいて、電動機の動作指令を生成する。

　動作指令生成部４５は、微小区間におけるワークに対する工具の送り速度を決定する速度決定部４６を含む。速度決定部４６は、動作コードにて指定される送り速度にて工具を移動するように、加速または減速を行うための速度を算出する。このように、経路生成部４４にてワークに対する工具の位置が定められ、速度決定部４６にてワークに対する工具の送り速度が定められる。

　動作指令生成部４５は、ワークに対する工具の移動の指令をそれぞれの駆動軸における動作指令に分配する指令分配部４７を含む。指令分配部４７は、Ｘ軸の送り軸モータ５１の動作指令、Ｙ軸の送り軸モータ５１の動作指令、およびＺ軸の送り軸モータ５１の動作指令を生成する。

　動作制御部４２は、それぞれの駆動軸の電動機の駆動状態が、動作指令生成部４５にて生成される動作指令に対応するように、フィードバック制御を行うフィードバック制御部を含む。フィードバック制御部は、それぞれの駆動軸ごとに形成されている。本実施の形態では、Ｘ軸フィードバック制御部４８ａ、Ｙ軸フィードバック制御部４８ｂ、およびＺ軸フィードバック制御部４８ｃが形成されている。指令分配部４７は、それぞれのフィードバック制御部に、それぞれの駆動軸の送り軸モータ５１に対応する動作指令を送出する。

　上記の経路生成部４４、動作指令生成部４５、速度決定部４６、指令分配部４７、およびそれぞれの駆動軸に対応するフィードバック制御部は、予め定められたプログラムに従って駆動するプロセッサに相当する。演算処理装置のプロセッサがプログラムに定められた制御を実施することにより、それぞれのユニットとしてする。

　図８に、実施の形態におけるＸ軸フィードバック制御部のブロック図を示す。Ｙ軸フィードバック制御部４８ｂおよびＺ軸フィードバック制御部４８ｃは、Ｘ軸フィードバック制御部４８ａと同様の構成を有する。また、図７および図８には、送り軸モータのフィードバック制御部が記載されているが、主軸モータについても、同様のフィードバック制御部が形成されている。

　Ｘ軸フィードバック制御部４８ａは、位置指令に基づいて速度指令を生成する速度指令生成部４９を含む。速度指令生成部４９は、指令分配部４７から動作指令として位置指令を受信する。Ｘ軸フィードバック制御部４８ａは、速度指令に基づいて電流指令（またはトルク指令）を生成する電流指令生成部５０を含む。電力供給器４３は、電流指令生成部５０にて生成された電流指令に基づいて、送り軸モータ５１のトルクを生じるための電流を供給する。速度指令生成部４９および電流指令生成部５０は、予め定められたプログラムに従って駆動するプロセッサに相当する。

　ここでの例では、電動機の駆動状態を検出するために回転位置検出器としてエンコーダ５６が送り軸モータ５１に取りけられている。エンコーダ５６の出力は、回転位置を検出する位置検出器５７および回転速度を検出する速度検出器５８に入力される。位置検出器５７から出力された回転位置は、位置制御ループを介して位置指令に入力される。また、速度検出器５８から出力された回転速度は、速度制御ループを介して速度指令に入力される。更に、本実施の形態のフィードバック制御部４８ａは、電流制御ループを有する。電流制御ループでは、電力供給器４３が出力した電流値を検出して電流指令に入力する。

　このように、位置制御ループ、速度制御ループ、および電流制御ループにより、電動機の駆動状態が動作指令に対応するようにフィードバック制御を行う。すなわち、電動機の回転位置等の駆動状態が位置指令等の動作指令に追従するように電動機に供給する電流を制御する。

　図９に、ワークを加工している時の工具経路の例を示す。工具経路は、例えば、ワークに対して工具先端点が通る経路である。工具経路１２１は、３次元的な形状を有している。矢印１６０に示すように、工具は、始点である点１２１ａから工具経路１２１に沿って進行し、点１２１ｂおよび点１２１ｃを通って、終点である点１２１ｄまで移動する。ここでの例では、点１２１ｂから点１２１ｃまでの区間では、工具が直線状の工具経路に沿って移動する。点１２１ａから点１２１ｂまでの区間および点１２１ｃから点１２１ｄまでの区間では、工具は曲線状の工具経路に沿って移動する。

　工具が曲線状に移動する部分では工具の送り速度が小さくなるが、工具が直線状に移動する部分では工具の送り速度が大きくなる。特に、点１２１ｃにおいては、工具の送り速度が変化すると共に、工具経路の曲率が大きく変化している。このような点１２１ｃにおいては、工具が破損する場合が有る。

　（監視装置）
　本実施の形態において、監視装置７は、電動機の駆動状態に基づいて工作機械の異常を検出する。工作機械の異常としては、工作機械の構成部材の破損、ワークを把持する治具の破損、工具を固定するチャックの緩みなどの構成部材の状態の異常、および、びびり振動等の加工状態の異常が含まれる。そして、修正装置８は、異常の発生を抑制するように、ワークの目標形状を変更したり、工具経路を変更したり、送り速度等の工作機械の駆動状態を変更したりする修正指令を生成する。

　図１０に、本実施の形態における監視装置のブロック図を示す。監視装置７は、数値制御装置４の動作制御部４２から電動機の駆動状態を取得する動作情報取得部７１を含む。監視装置７は、動作情報取得部７１にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する異常検出部７２を含む。また、監視装置７は、工作機械の駆動状態の監視に関する任意の情報を記憶する記憶部７３を含む。動作情報取得部７１および異常検出部７２は、演算処理装置のプロセッサに相当する。プロセッサがプログラムに従って駆動することにより、動作情報取得部７１および異常検出部７２として機能する。

　動作情報取得部７１は、動作制御部４２から加工プログラム１１１を取得する。動作情報取得部７１は、工作機械３が駆動している時に工作機械の駆動状態に対応する時刻を取得する。時刻としては、例えば、加工プログラム１１１により工作機械が動作を開始した時からの経過時間を採用することができる。または、加工プログラム１１１に定められた一つの動作を開始する時からの経過時間を採用しても構わない。

　動作情報取得部７１は、それぞれの時刻において実施している加工プログラム１１１の動作コードを取得する。例えば、動作情報取得部７１は、動作コードを取得するために、時刻と共に加工プログラム１１１の行番号を取得する。動作情報取得部７１は、Ｇコードの他に、補助機械の制御に関するＭコードまたは工具の交換に関するＴコードなどのコードを取得しても構わない。また、動作情報取得部７１は、複数の加工プログラムが使用される場合には、加工プログラムを特定するためにプログラム番号を取得する。

　動作情報取得部７１は、電動機の駆動状態を示す変数を時刻と共に取得する。例えば、動作情報取得部７１は、電動機が出力するトルク、電動機の回転位置、および電動機の回転速度を取得する。動作情報取得部７１は、それぞれの時刻と共に、時系列にてトルク、回転位置、および回転速度を取得する。記憶部７３は、動作情報取得部７１にて取得した電動機の駆動状態を記憶する。

　図８を参照して、動作情報取得部７１は、電動機が出力するトルクとして、電力供給器４３に入力される電流指令を取得して、電動機のトルクを算出することができる。または、動作情報取得部７１は、電流制御ループにおいて電力供給器４３から供給された電流の値を取得して、電流値から電動機のトルクを算出しても構わない。また、動作情報取得部７１は、電動機の回転位置として、速度指令生成部４９に入力される位置指令を取得することができる。または、動作情報取得部７１は、位置検出器５７から出力される回転位置を取得しても構わない。また、動作情報取得部７１は、電動機の回転速度として、電流指令生成部５０に入力される速度指令を取得することができる。または、動作情報取得部７１は、速度検出器５８から出力される回転速度を取得しても構わない。

　図１１に、動作情報取得部が取得した主軸モータの回転速度および主軸トルクの第１のタイムチャートを示す。主軸トルクは、主軸モータ５４が発生するトルクである。主軸トルクは、ワークを切削する時の負荷に対応する。電動機のトルクおよび回転速度が時刻にと共に取得されている。図１１は、工作機械にて正常に加工が行われている時のグラフである。回転速度および主軸トルクがほぼ一定に維持されている。

　図１２に、動作情報取得部が取得した主軸モータの回転速度および主軸トルクの第２のタイムチャートを示す。図１２に示す駆動状態では、時刻ｔｘにおいて、工具が破損している。工具に欠損などが生じると切削負荷が大きくなる。この結果、主軸モータの回転速度を一定に維持するために、主軸トルクは増大する傾向を示す。工具が破損すると間欠的に主軸トルクが増大する。図１１では、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４において主軸トルクがほぼ一定であったのに対して、図１２では、時刻ｔｘにおいて主軸トルクが一時的に増加している。また、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４においても、主軸トルクが一時的に増加している。

　監視装置７の異常検出部７２は、このような電動機の駆動状態に基づいて工作機械の異常の発生を検出する。異常検出部７２は、工作機械の異常を判定するための任意の変数を取得したり算出したりすることができる。例えば、異常検出部７２は、位置指令に基づいて工具の位置を算出することができる。また、異常検出部７２は、異常が発生した時刻を検出する。更に、異常検出部７２は、異常が発生した時刻に実行していた加工プログラムの動作コードを検出する。

　異常検出部７２は、任意の制御にて工作機械の異常を検出することができる。例えば、図１２の例においては、予め定められた区間ごとに主軸トルクの判定範囲を予め設けておくことができる。異常検出部７２は、主軸トルクが予め定められた判定範囲を逸脱した時に工作機械に異常が生じていると判定することができる。例えば、主軸トルクが予め定められた判定値を超えたときに、工作機械に異常が生じていると判定することができる。

　または、異常検出部７２は、電動機の駆動状態を示す変数の変化を機械学習にて学習する方法により、異常の発生を検出することができる。例えば、図１１および図１２に示すように、工具が破損していない場合には主軸トルクの増大は見られないが、工具が破損した場合には、複数回にわたって主軸トルクが増大する。このような主軸トルクの変動の傾向を、機械学習にて学習することができる。そして、学習した結果に基づいて工作機械の異常を検出することができる。機械学習としては、ＶＡＥ（Variational AutoEncoder）またはＧＭＭ（Gaussian Mixture Model）等を採用することができる。

　ＶＡＥは、オートエンコーダ（ＡＥ）から派生した技術である。入力データの次元数の圧縮処理（特徴量の抽出）を行うエンコーダと、次元数の復元処理を行うデコーダ（抽出した特徴量から元の入力データを復元する）とが接続された構成を有する。デコーダの出力によって、入力データの特徴を有する類似データを生成することができる。学習では、エンコーダには、学習データが入力される。デコーダが元の学習データに一致するデータを出力するように学習処理を行う。

　ＧＭＭでは、十分な数のガウス分布の線形結合をつくることで、具体的な式の分からない関数をフィッティングする。結合の重みの係数と、各ガウス分布の平均および共分散を調節することにより、任意の精度で入力データの分布を式として近似できる。

　ＶＡＥおよびＧＭＭでは、入力されるデータのクラスタリングを行うことができるために、異常の検出に利用することができる。例えば、工作機械を多くの回数にて駆動して、電動機のトルクの時間経過に伴う変化を蓄積する。トルクの変化の傾向をＶＡＥまたはＢＭＭによりクラスタ化（分類化）して、正常な動作パターンと異常の動作パターンとを決定する。工作機械の異常の発生を判定する場合には、トルクの変化の傾向が、どちらのクラスタに相当するかを判定することができる。

　ＶＡＥでは、ラベルデータ（正解のデータ）を含まない教師なし学習にて学習を行って、クラスタリングを行うことができる。そして、異常が生じている時のクラスタおよび正常な時のクラスタに分類して、異常を検出することができる。ＧＭＭでは、教師なし学習およびラベルデータを含む教師あり学習を行うことができる。ＧＭＭでは、出力されるデータが１つのクラスタに属しているか否かを選択するハードクラスタリングにて異常を検出することが好ましい。このため、異常が生じている時の情報をラベルデータとして学習させることが好ましい。ただし、機械学習およびラベルの与え方の手法としては、これらの形態に限られず、任意のアルゴリズムを採用することができる。

　ところで、異常検出部７２は、工作機械の異常を検出する場合に、工具経路の連続性または工具経路の曲率の変化率を判定することができる。異常検出部７２は、動作情報取得部７１にて取得された電動機の回転位置に基づいて、時刻に対応する工具の位置およびワークの位置を検出する。異常検出部７２は、時系列にて工具の位置およびワークの位置を検出する。異常検出部７２は、それぞれの時刻における工具の位置およびワークの位置に基づいて工具経路を算出することができる。

　異常検出部７２は、曲線状の工具経路の点におけるＧ３連続性に基づいて判定することができる。例えば、異常検出部７２は、工具経路の連続性としてＧ１連続性を判定することができる。Ｇ１連続は、その点における接線が連続であることを示す。工具経路の連続性は、判定する点の近傍におけるラグランジュ補間の係数を用いて、ベクトルにて表現することができる。

　また、異常検出部７２は、工具経路の曲線のＧ２連続性を判定することができる。Ｇ２連続は曲率が連続であることを示す。異常検出部７２は、時間的な曲率変化を判定することができる。時間的な曲率変化は、所定の時刻における単位時間当たりの曲率の変化である。時間的な曲率変化は、例えば、時刻に対する工具経路の曲率を算出し、曲率を時間にて微分することにより算出することができる。または、曲率は、時系列データとして工具経路を取得して微分計算を実施して、外積計算を行うとスカラー値として得ることができる。

　異常検出部７２は、Ｇ１連続でない場合およびＧ２連続でない場合に、工作機械の加工に異常が生じていると判定することができる。更に、異常検出部７２は、工具経路上の点においてＧ３連続であるか否かを判定しても構わない。Ｇ３連続は、２つの曲線の接続点において、ねじれ（曲率の変化率）も連続していることを示す。

　または、異常検出部７２は、曲率変化として、空間的な曲率変化を採用して異常の検出を行うことができる。空間的な曲率変化とは、互いに類似する複数の工具経路おいて、互いに対応する点における曲率の差である。ほぼ同一の工具経路を繰り返して形状創生をするというのは機械加工で一般的である。この点に着目して、繰り返して加工が行われる工具経路同士の間で曲率変化を比較することで、空間的な曲率変化という変数を定義することができる。例えば、互いに平行な曲線状の２本の工具経路がある場合に、１本目の工具経路および２本目の工具経路に対応する指定点を指定する。１本目の工具経路の指定点における曲率と、２本目の工具経路の指定点における曲率とはほぼ同一になる。しかしながら、実際には、それぞれの工具経路ごとに曲率が僅かにばらついている。複数の工具経路において、互いに対応する点における曲率の差が比較的大きて判定範囲を逸脱する場合に、工作機械に異常が生じていると判定することができる。さらに、異常検出部７２は、工具が進行する方向、切削力、および切削力の仕事を算出して、工作機械に異常が生じているか否かを判定しても構わない。

　動作情報取得部７１にて取得された電動機の駆動状態の情報、異常検出部７２にて算出された工具経路の曲率などの変数、および、異常検出部７２にて検出された異常の判定結果は、記憶部７３に記憶しておくことができる。

　（修正装置）
　図１３に、修正装置のブロック図を示す。本実施の形態の修正装置８は、監視装置７において検出した工作機械３の異常について原因を推定する機能を有する。また、修正装置８は、工作機械３における異常の発生を抑制する修正指令を生成する。

　修正装置８は、異常が生じた原因を推定する原因推定部８１を含む。修正装置８は、異常の発生を抑制するようにパラメータを修正する修正指令を生成する修正指令生成部８２を含む。更に、修正装置８は、シミュレーション装置９に修正後の加工プログラムを送信する場合に、修正指令生成部８２にて生成される修正指令に基づいて加工プログラムを修正する修正部８５を含む。原因推定部８１、修正指令生成部８２、および修正部８５は、演算処理装置のプロセッサに相当する。プロセッサが、予め定められたプログラムに従って駆動することにより、それぞれのユニットとして機能する。修正装置８は、パラメータの修正に関する情報を記憶する記憶部８３と、パラメータの修正に関する情報を表示する表示部８４とを含む。表示部８４は、例えば液晶表示パネル等の任意の表示パネルにて構成されている。

　図１４に、工作機械がワークを加工したときの工具経路の曲率と、ワークに対する工具の送り速度とを示すタイムチャートを示す。図１４において、曲率の大きさは対数目盛にて表示されている。工具の送り速度の大きさは、一定間隔の目盛にて表示されている。

　ここでの例では、異常検出部７２は、工具経路における曲率および工具の送り速度を算出している。異常検出部７２は、時刻ｔ６において工作機械の異常が生じたと判定している。時刻ｔ６において、工具が緩やかに曲がる部分から急激に曲がる部分に移動している。このときに、Ａ部に示すように、曲率が短時間に大きく変化し、時間的な曲率変化が大きくなっている。また、工具の送り速度が急激に減少している。

　原因推定部８１は、監視装置７から電動機の駆動状態および異常が生じた時刻を取得する。また、原因推定部８１は、異常検出部７２が算出した変数を取得する。ここでの例では、原因推定部８１は、時刻ｔ６の近傍における時間的な曲率変化と工具の送り速度とを取得する。原因推定部８１は、工具の送り速度が急激に変化して、切削の負荷が瞬間的に増大したと判定することができる。

　原因推定部８１は、様々な電動機の駆動状態に基づいて、異常の原因を推定することができる。例えば、工作機械の異常としては、切削を行う時に生じるびびり振動が有る。ワークを切削しているときにびびり振動が生じると、工具に振動が生じて加工の品質が悪化する。びびり振動は、基本的には主軸の回転速度に依存して、発生したり発生しなかったりする。このために、原因推定部８１は、電動機の回転速度に基づいて、工作機械の異常の原因がびびり振動であるか否かを判定することができる。

　また、原因推定部８１は、機械学習により異常が生じた原因を推定しても構わない。原因推定部は、前述のＶＡＥおよびＧＭＭを用いて、異常の原因を推定することができる。例えば、工具が破損する例では、工具経路の曲率の変化が大きい場合、または工具の送り速度が大きい場合に工具が破損する。また、主軸ヘッドにおける工具の突出し量が多い場合にも工具が破損することがある。主軸ヘッドにおける工具の突出し量が多くなると、工具の振動が大きくなって工具が破損する場合がある。または、主軸ヘッドに配置されている工具を保持するチャックまたはワークをテーブルに固定するワーク支持部材等の工作機械の構成部材が故障している場合に工具が破損する。それぞれの場合について、原因推定部８１が学習を行うことにより、異常の原因ごとに電動機の駆動状態に関するクラスタを生成することができる。そして、原因推定部８１は、どのクラスタに相当するかを判定することにより、異常の原因を推定することができる。

　原因推定部８１にて推定された原因は、表示部８４に表示することができる。例えば、主軸ヘッドにおける工具の突出し量が異常の発生の原因と推定される場合に、表示部８４には工具の突出し量が不良であるという情報を表示することができる。また、表示部８４には、点検の実施を提案する画像を表示することができる。作業者は、表示部８４の表示を見て、工具の突出し量を点検して修正することができる。または、主軸ヘッドのチャックおよびワークを固定するワーク支持部材等の工作機械の構成部材が破損している場合に、作業者は、破損している構成部材を取り換えることができる。

　一方で、修正指令生成部８２は、異常の発生を抑制するように、ＣＡＤ装置１、ＣＡＭ装置２、または数値制御装置４におけるパラメータを修正する修正指令を生成する。修正指令生成部８２は、動作情報取得部７１にて取得された電動機の駆動状態に基づいて修正指令を生成する。この時に、修正指令生成部８２は、原因推定部８１にて推定された原因に基づいて修正指令を生成することができる。例えば、図１４に示す例では、曲率および工具の送り速度が急激に変化したために工具が損傷したと推定することができる。この場合には、工具経路の異常が生じた部分において工具の送り速度を低下させる制御を実施することができる。

　修正指令生成部８２が実施する異常の発生を抑制する制御としては、異常が発生した部分について、工具経路の曲率が小さくなるようにワークの目標形状を変更する制御、工具経路の曲率を小さくする制御、または工具の送り速度を減少する制御を例示することができる。

　ここで、作業者がワークの目標形状を変更したくない場合がある。この場合には、ワークの目標形状を変更せずに、工具経路の異常が生じた部分の曲率を小さくする制御を実施することができる。または、工具経路を大きく変更することができる。例えば、機械座標系のＸ軸方向のみに工具を移動していた場合に、Ｘ軸方向の移動およびＹ軸方向の移動を含むように、斜め方向に切削を行う工具経路に変更することができる。

　その他に、工具の寿命の問題で工具経路を大きく変更したくない場合が有る。または、工作機械における加工時間（サイクルタイム）を短くしたい場合が有る。または、切削体積を所定の範囲内で行いたい場合がある。このような複数の条件が存在する場合に、修正指令生成部８２は、複数の条件についての評価関数を設定することができる。評価関数は、例えば、それぞれの条件からのずれの大きさに重みを乗じた値を積算することができる。評価関数が小さくなるように複数の条件を設定することができる。

　修正指令生成部８２は、目標形状の変更を行うための修正指令、工具経路の曲率の変更を行うための修正指令、および送り速度の変更を行うための修正指令を生成することができる。そして、修正指令生成部８２は、評価関数に基づいて、複数の条件をなるべく満たすように、目標形状の変更の修正指令、曲率の変更の修正指令、および送り速度の変更の修正指令のうち少なくとも一つの修正指令を選定することができる。

　または、修正装置８は、評価関数を算出して、工作機械における異常の発生を抑制する制御を選定する他に、次の制御により、異常の発生を抑制する制御を選定することができる。

　図１５は、修正装置が工作機械の異常を抑制する方法を選択する制御のフローチャートである。ステップ１３１において、修正指令生成部８２は、電動機のトルクの異常な増加を検出したか否かを判定する。ステップ１３１において、電動機のトルクの異常な増加が検出されていない場合には、この制御を終了する。ステップ１３１において、電動機のトルクの異常な増加が検出されている場合には、制御はステップ１３２に移行する。

　ステップ１３２において、修正指令生成部８２は、トルクの異常な増加と工具経路の曲率変化とに時間的な相関が強いか否かを判定する。例えば、修正指令生成部８２は、トルクの異常な増加が生じた時に曲率の変化が大きくなっているか否かを判定する。修正指令生成部８２は、トルクの異常な増加が生じた時刻から予め定められた時間の範囲内に、時間的な曲率変化または空間的な曲率変化が判定範囲を逸脱している時に、時間的な相関が強いと判定する。

　ステップ１３２において、トルクの異常な増加と工具経路の曲率変化との時間的な相関が弱い場合に、修正指令生成部８２は、工具経路および送り速度に問題はないと判定することができる。例えば、工具にフェイスミルを用いてワークに直線状の溝を形成する場合に、制御は、ステップ１３３に移行する。

　ステップ１３３において、修正指令生成部８２は、ワークを保持する状態または工具を保持する状態に問題があると判定する。例えば、工具の突出し量が不適切であったり、ワークを保持する治具が故障していたりすることが考えられる。修正指令生成部８２は、表示部８４にワークを保持する部材または工具を保持する部材の点検を提案する画像を表示する。または、修正指令生成部８２は、ワークの切込み深さの変更、または主軸の回転速度の変更等を提案しても構わない。ステップ１３２において、トルクの異常な増加と工具経路の曲率変化との時間的な相関が強い場合に、制御はステップ１３４に移行する。

　ステップ１３４においては、工具経路の変更に制約が有るか否かを判定する。前述の通りに、工具の寿命に関連して工具経路を変更したくない場合が有る。または、加工時間が長くなる場合には工具経路の変更を避けたい場合が有る。工具経路の変更により、このような条件を満たすことができない場合には、修正指令生成部８２は、工具経路の変更に制約が有ると判定する。この場合に、制御はステップ１３５に移行する。

　ステップ１３５において、修正指令生成部８２は、工具の送り速度を局所的に変更する制御を選定する。修正指令生成部８２は、異常が生じた部分における送り速度の変更を選択する。ステップ１３４において、工具経路の変更に制約がない場合には、制御はステップ１３６に移行する。

　ステップ１３６においては、修正指令生成部８２は、ワークの目標形状の変更に制約があるか否かを判定する。例えば、ワークの目標形状を変更することが禁止されている場合には、ワークの目標形状の変更に制約が有ると判定する。この場合には、制御は、ステップ１３７に移行する。ステップ１３７において、修正指令生成部８２は、工具経路（移動軌跡）の変更を選択する。ステップ１３６において、目標形状の変更に制約がない場合には、制御は、ステップ１３８に移行する。ステップ１３８において、修正指令生成部８２は、目標形状の変更を選択することができる。

　図１５に示す制御では、修正指令生成部８２は、工作機械に異常が生じた時の対応策を選択することができる。ステップ１３１において、トルクの異常な増加を検出した場合には、ＣＡＤ装置１にて生成されるワークの目標形状を変更することが好ましい。しかしながら、実際には、加工システム１０における科学的特性の変動または工学的特性の変動、および運用条件の制約を考慮する必要が有る。このために、ワークの目標形状の変更は、制約が全くない場合に実施することが好ましい。

　なお、本実施の形態においては、修正装置８は、原因推定部８１を含んでいるが、この形態に限られない。修正装置は、異常が生じた原因を推定せずに、修正指令生成部にて修正指令を生成しても構わない。例えば、主軸トルクが判定値を超えた場合に、主軸モータの回転速度を低下させる修正指令を生成することが予め定められていても構わない。または、Ｇ３連続性の判定を行った場合に、時間的な曲率変化または空間的な曲率変化が予め定められた判定範囲を逸脱していれば、異常が生じた部分の曲率を小さくすることが予め定められていても構わない。

　図１を参照して、ワークの目標形状を変更する場合に、修正装置８の修正指令生成部８２は、矢印１５３に示すように、修正指令をＣＡＤ装置１に送信する。工具経路の曲率または工具の送り速度のうち少なくとも一方を変更する場合に、修正指令生成部８２は、矢印１５１に示すように、ＣＡＭ装置に修正指令を送信することができる。または、修正指令生成部８２は、矢印１５２に示すように、工作機械３の数値制御装置４に修正指令を送信することができる。

　（ＣＡＤ装置に修正指令を送信する制御）
　次に、修正装置８の修正指令生成部８２がＣＡＤ装置１に修正指令を送信する制御について説明する。図２を参照して、ＣＡＤ装置１に修正指令を送信する場合には、３次元形状データ１０２におけるワークの目標形状が変更されるように修正指令を送信する。

　修正指令生成部８２は、異常検出部７２から異常が生じた時刻に対応する工具の位置を取得する。修正指令生成部８２は、ＣＡＤ装置１から３次元形状データおよび３次元形状データを生成する際に使用した制御点の位置等のパラメータを取得する。

　次に、修正指令生成部８２は、異常が生じた時の工具の位置に基づいて、ワークの目標形状において異常が生じた位置を検出する。ＣＡＤ装置１にてワークの３次元形状データ１０２を生成するときに、形状データ生成部１３は、３次元の立体空間の座標系を設定する。例えば、形状データ生成部１３は、ワークの任意の点を原点にして３次元の座標系を設定する。そして、ＣＡＭ装置２において、ＣＡＤ装置１にて使用された座標系を工作機械本体５の座標系に変換する。例えば、工作機械本体５に設定された機械座標系に変換する。修正指令生成部８２は、この座標系の変換と反対の変換を行う。修正指令生成部８２は、機械座標系にて特定された異常の生じた位置を、ＣＡＤ装置１の座標系における位置に変換することができる。

　または、ＣＡＤ装置１において、予め工作機械本体５の座標系を設定することができる。すなわち、ＣＡＤ装置１における３次元の座標系と、工作機械本体５における座標系との対応関係を予め定めておくことができる。例えば、修正指令生成部８２は、異常が生じた時刻の工具の位置を機械座標系にて算出する。修正指令生成部８２は、異常が生じた機械座標系における位置に基づいて、ＣＡＤ装置１の形状データ生成部１３にて生成される目標形状の位置を算出することができる。

　修正指令生成部８２は、形状データ生成部１３が３次元形状データを生成するときのパラメータを修正する修正指令を送信する。修正指令生成部８２は、自由形状のうち異常が生じた部分の曲率を修正するように、修正指令を形状データ生成部１３に送信する。特に、修正指令生成部８２は、異常が生じた部分におけるワークの形状の曲率を小さくする修正指令を生成することができる。

　例えば、３次元形状データ１０２がワークの表面に対応する多数の点の位置の情報から構成されている場合に、修正指令生成部８２は、異常が生じた部分において、表面に対応する点の位置を修正する修正指令を生成する。例えば、修正指令生成部８２は、予め定められた曲率の変化量にてワークの形状の曲率が小さくなるように、表面に対応する点の位置を修正することができる。

　または、自由形状生成部１４がスプライン曲線によりワークの曲面を生成している場合に、修正指令生成部８２は、目標形状の異常が生じた部分の曲率が小さくなるように制御点の位置を移動する指令を生成することができる。例えば、修正指令生成部８２は、予め定められた曲率の変化量にて曲率を小さくするように制御点の位置を移動する指令を生成する。形状データ生成部１３は、修正指令に基づいて異常が生じた部分の形状を変更する。

　ＣＡＤ装置１は、修正前の目標形状の異常が生じた部分の曲率が小さくなった目標形状のデータを含む３次元形状データ１０２を生成する。そして、３次元形状データ１０２に基づいて、ＣＡＭ装置２にて加工プログラムが生成され、工作機械３にてワークが加工される。

　修正指令をＣＡＤ装置に送信する場合に、パラメータを修正する修正方法は、形状データ生成部１３がワークの自由曲面を含む３次元形状データを生成する工程を含む。修正方法は、軌跡生成部２２がワークの３次元形状データ１０２および工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する工程を含む。修正方法は、プログラム生成部２６が軌跡生成部２２にて生成された移動軌跡に基づいて、工具経路を生成するための点の位置および工具の送り速度が定められている動作コードを含む加工プログラム１１１を生成する工程を含む。修正方法は、動作制御部４２が加工プログラム１１１に含まれる動作コードに基づいて電動機を制御する工程を含む。修正方法は、動作情報取得部７１が動作制御部４２から電動機の駆動状態を取得する工程と、異常検出部７２が動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する工程とを含む。修正方法は、修正指令生成部８２が３次元形状の自由曲面のうち工作機械の異常が生じた部分の曲率を修正するように、形状データ生成部１３が３次元形状データ１０２を生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する工程と、パラメータを修正する修正指令を形状データ生成部１３に送信する工程とを含む。

　工作機械の異常が生じた位置に対応するワークの部分は、曲率が小さくなるように目標形状が変更されている。ＣＡＭ装置２にて生成される移動軌跡および数値制御装置４にて生成される工具経路において、異常が生じた部分における曲率が小さな移動軌跡に伴って加速度および躍度が低減される。このため、工具の送り速度の急峻な変動が抑制されて工具が滑らかに移動する。このために、工作機械３において異常の発生を抑制することができる。

　（ＣＡＭ装置に修正指令を送信する制御）
　次に、修正指令生成部８２がＣＡＭ装置２に修正指令を送信する例を説明する。図４を参照して、修正指令生成部８２は、プログラム生成部２６が加工プログラムを生成するときのパラメータを修正する指令を生成する。修正指令生成部８２は、異常が生じたときの工具経路の曲率および工具の送り速度のうち、少なくとも一方を修正するようにパラメータを修正する指令をプログラム生成部２６に送信する。

　修正指令生成部８２は、監視装置７から加工プログラムを取得する。修正指令生成部８２は、異常検出部７２から異常が生じた時刻を取得する。また、修正指令生成部８２は、異常検出部７２から異常が生じた時刻に実行していた加工プログラムの動作コードを取得する。次に、修正指令生成部８２は、工具が移動する工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方が小さくなるように、異常が生じた時に実行している動作コードを修正する指令を生成する。

　工具経路の曲率を小さくする場合に、修正指令生成部８２は、加工プログラムの動作コードに定められる移動点の位置を、曲率が小さくなるように修正する修正指令を生成する。例えば、修正指令生成部８２は、動作コードに定められているＸ軸の座標値、Ｙ軸の座標値、およびＺ軸の座標値を変更する修正指令を生成する。工具の送り速度を低減する場合には、修正指令生成部８２は、異常が生じた時に実行していた動作コードに定められている工具の送り速度（Ｆ値）を小さくする修正指令を生成する。送り速度を減少する量としては、例えば予め定められた速度の量にて送り速度を減少することができる。または、後述するシミュレーション装置を用いる場合には、二分探索などを実施しても構わない。

　このように、修正指令をＣＡＭ装置に送信する場合に、パラメータを修正する修正方法は、軌跡生成部２２が予め生成されたワークの３次元形状データ１０２および工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する工程を含む。修正方法は、プログラム生成部２６が動作コードを含む加工プログラムを生成する工程を含む。修正方法は、異常検出部７２が動作情報取得部７１にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する工程を含む。修正方法は、修正指令生成部８２が工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するように、プログラム生成部２６が加工プログラムを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する工程と、パラメータを修正する修正指令をプログラム生成部２６に送信する工程とを備える。

　ＣＡＭ装置２のプログラム生成部２６は、修正指令に基づいて修正された加工プログラムを生成する。工作機械の異常が生じた時刻に対応する動作コードは、送り速度が小さくなる修正および曲率が小さくなる移動点の位置の修正のうち少なくとも一方が実施されている。このために、修正後の加工プログラムにて加工を行うことにより、工作機械の異常の発生を抑制することができる。

　（数値制御装置に修正指令を送信する制御）
　次に、修正指令生成部８２が数値制御装置４に修正指令を送信する例を説明する。図７を参照して、修正指令生成部８２は、工具の位置および工具の送り速度を制御するときのパラメータを修正する修正指令を生成する。修正指令生成部８２は、修正指令を動作制御部４２に送信する。

　工具経路の曲率を小さくする場合に、修正指令生成部８２は、異常が生じた時の工具経路の曲率が小さくなるように、動作コードに定められる移動点の位置を修正する指令を経路生成部４４に送信する。経路生成部４４は、異常が生じた時の動作コードに定められる移動点の位置を修正する。そして、経路生成部４４は、修正された移動点の位置に基づいて工具経路を生成する。

　工具の送り速度を低減する場合に、修正指令生成部８２は、異常が生じた時に実行していた動作コードの送り速度（Ｆ値）を低減する指令を動作指令生成部４５に送信する。速度決定部４６は、加工プログラムの動作コードに定められた工具の送り速度（Ｆ値）を低減する。速度決定部４６は、修正後の送り速度に基づいて加速または減速を行うときの速度を算出する。または、修正指令生成部８２は、動作指令生成部４５を駆動するためのパラメータを修正する修正指令を生成し、動作指令生成部４５に送信しても構わない。動作指令生成部４５の速度決定部４６は、輪郭制御および補間制御を行うときのパラメータを修正することにより、送り速度を低下させることができる。

　このように、修正指令を数値制御装置に送信する場合に、パラメータを修正する修正方法は、動作制御部４２が予め生成された加工プログラムに含まれる動作コードに基づいて、電動機を制御する工程を含む。修正方法は、異常検出部７２が動作情報取得部７１にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する工程を含む。修正方法は、修正指令生成部８２が工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するように、動作制御部４２が工具の位置および工具の送り速度を制御するときのパラメータを修正する修正指令を生成する工程と、パラメータを修正する修正指令を動作制御部４２に送信する工程とを含む。

　パラメータの修正指令を数値制御装置に送信する制御を実施することにより、工作機械に異常が生じたワークの部分を加工する場合に、工具経路の曲率が小さくなったり送り速度が低減されたりする。このために、工作機械の異常の発生を抑制することができる。

　なお、工具経路の曲率を低下させる制御または工具の送り速度を低下させる制御を行う場合に、修正装置８は、ＣＡＭ装置２または数値制御装置４に修正指令を送信することができる。ＣＡＭ装置２または数値制御装置４のいずれの装置に修正指令を送信するかについては、予め作業者が定めておくことができる。

　また、上記の実施の形態において、目標形状または工具経路の曲率を低減する制御および送り速度を低減する制御を例に取り上げて説明しているが、この形態に限られない。曲率を大きくする制御または送り速度を大きくする制御が含まれていても構わない。工具の異常が起こらないと期待されている工作機械およびワークである場合の加工サイクルタイムを削減することを目的として、工具経路および送り速度をより合理的に改善することも可能である。例えば、目標形状または工具経路の曲率を小さくすると共に、送り速度を増加させる制御を行っても構わない。

　（シミュレーション装置）
　図１６に、本実施の形態におけるシミュレーション装置のブロック図を示す。シミュレーション装置９は、工作機械３を駆動した時のシミュレーションを加工プログラム１１１に基づいて行うシミュレーション部９１を備える。シミュレーション装置９は、シミュレーション部９１にて実施したシミュレーションの結果を判定する判定部９４を備える。シミュレーション部９１は、指令生成シミュレーション部９２とサーボ制御シミュレーション部９３とを含む。更に、シミュレーション装置９は、シミュレーションに関する任意の情報を記憶する記憶部９５を備える。

　シミュレーション部９１、指令生成シミュレーション部９２、サーボ制御シミュレーション部９３、および判定部９４は、演算処理装置のプロセッサに相当する。プロセッサがプログラムに定められた制御を実施することにより、それぞれのユニットとして機能する。シミュレーション装置９には、工作機械の動作が正確に模擬されるように、工作機械の制御装置に設定されている設定値が入力されている。例えば、シミュレーション装置９には、加工プロブラムに基づいて位置および速度等の動作指令の値を計算するための制御装置のパラメータが入力されている。

　シミュレーション部９１の指令生成シミュレーション部９２は、電動機の動作指令の生成をシミュレーションする。指令生成シミュレーション部９２は、図７に示す経路生成部４４および動作指令生成部４５と同様の機能を有する。すなわち、指令生成シミュレーション部９２は、加工プログラムに基づいて工具経路および送り速度を算出して動作指令を生成する。

　シミュレーション部９１のサーボ制御シミュレーション部９３は、動作指令に基づいて電動機を制御するときのシミュレーションを実施する。サーボ制御シミュレーション部９３は、制御の対象となる対象物を駆動する電動機の駆動状態を指令生成シミュレーション部から出力される動作指令に追従させる制御を模擬する。すなわち、サーボ制御シミュレーション部９３では、フィードバック制御を模擬する。

　サーボ制御シミュレーション部９３は、工作機械の挙動を表現するモデルを用いてシミュレーションを実施する。本実施の形態では、送り軸機構等の機構の共振および反共振が生じるモデルが生成されている。サーボ制御シミュレーション部９３は、微分方程式を含む数理モデルにて、電動機に取り付けられたエンコーダの応答（プラント伝達関数）または工具およびワークでの振動応答を仮想的に計算する。微分方程式としては、線形微分方程式の他に、ダフィング方程式、マシュー方程式、またはマイスナー方程式等を採用することもできる。微分方程式への入力と出力と示す関数が伝達関数に相当し、伝達関数に基づいて工作機械の挙動を表現することができる。工作機械の駆動系および工具振動の挙動は、適切な次数の微分方程式または伝達関数を用いてモデル化することができる。サーボ制御シミュレーション部９３は、工作機械、ワーク、および工具の動特性を時系列にて算出する。

　判定部９４は、入力された加工プログラムに基づいてシミュレーションを行った工作機械の駆動状態を評価する。本実施の形態では、判定部９４は、サーボ制御シミュレーション部９３によるシミュレーションの結果に基づいて、工作機械に異常が生じるか否かを判定する。または、判定部９４は、シミュレーションの結果に基づいて、工作機械の異常が発生すると予想されるか否かを判定することができる。

　判定部９４における判定方法としては、監視装置７の異常検出部７２における異常の検出と同様に、シミュレーションの結果について工具経路の連続性または曲率の変化率を判定することができる。例えば、判定部９４は、加工プログラムにて生成される工具経路の時間的な曲率変化または空間的な曲率変化に基づいて異常が発生するか否かを判定する。または、判定部９４は、シミュレーション部９１にて推定された電動機の駆動状態を用いて判定を行うことができる。例えば、判定部９４は、電動機が出力するトルクの推定値などに基づいて、異常が発生するか否かを推定することができる。

　（シミュレーション装置の判定結果に基づくパラメータの反復修正）
　図１を参照して、本実施の形態のシミュレーション装置９は、修正装置８にて生成された修正指令にてパラメータの修正を行った場合に、工作機械の異常の発生を解消できるか否かを判定する。そして、シミュレーション装置９は、判定結果を修正装置８に送信する。工作機械の異常の発生を解消できない場合に、修正装置８は、更にパラメータを修正する修正指令を生成することができる。

　修正装置８が、矢印１５３に示すように、修正指令をＣＡＤ装置１に送信する場合に、ＣＡＤ装置１の形状データ生成部１３は、修正指令に基づいて修正後の３次元形状データ１０２を生成して、ＣＡＭ装置２に送信する。ＣＡＭ装置２の軌跡生成部２２およびプログラム生成部２６は、修正後の３次元形状データ１０２に基づいて、修正後の加工プログラム１１１を生成する。そして、ＣＡＭ装置２は、矢印１５４に示すように、修正後の加工プログラム１１１をシミュレーション装置９のシミュレーション部９１に送信する。

　シミュレーション装置９のシミュレーション部９１は、修正後の加工プログラムを用いて工作機械を駆動したときのシミュレーションを実施する。判定部９４は、シミュレーションの結果に基づいて、工作機械の異常が発生するか否かを判定する。判定部９４は、矢印１５５に示すように、判定結果を修正装置８の修正指令生成部８２に送信する。

　工作機械の異常の発生が解消される場合に、修正装置８は、その時の３次元形状データを最終的な３次元形状データに定めることができる。または、修正装置８は、その時の加工プログラムを最終的な加工プログラムに採用することができる。一方で、工作機械の異常の発生が解消できない場合に、修正装置８の修正指令生成部８２は、更にワークの目標形状を変更する修正指令を生成する。例えば、修正指令生成部８２は、目標形状の異常が生じた部分の曲率を更に小さくする修正指令を生成する。そして、更なる修正指令をＣＡＤ装置１に送信することができる。

　このように、目標形状の異常が生じた部分の形状を修正する制御と、修正後の目標形状に基づいて修正後の加工プログラムを生成する制御と、シミュレーション装置にて修正後の加工プログラムを評価する制御とを繰り返して実施することができる。工作機械の異常の発生が解消されるまで、目標形状の修正とシミュレーションによる評価とを繰り返すことができる。

　次に、修正装置８が、矢印１５１に示すように修正指令をＣＡＭ装置２に送信する場合に、修正指令生成部８２は、修正指令をＣＡＭ装置２のプログラム生成部２６に送信する。プログラム生成部２６は、修正指令に基づいて修正後の加工プログラム１１１を生成する。プログラム生成部２６は、矢印１５４に示すように、修正後の加工プログラム１１１をシミュレーション装置９のシミュレーション部９１に送信する。シミュレーション部９１は、修正後の加工プログラムを用いて工作機械を駆動した時のシミュレーションを実施する。そして判定部９４は、シミュレーションの結果に基づいて、工作機械の異常の発生を解消できるか否かを判定する。判定部９４は、矢印１５５に示すように判定結果を修正装置８の修正指令生成部８２に送信する。

　工作機械の異常の発生が解消できない場合に、修正装置８は更なる修正指令をＣＡＭ装置２に送信する。例えば、修正指令生成部８２は、異常が発生した部分の工具経路の曲率または工具の送り速度が更に小さくなるように動作コードのパラメータを修正する指令を送信することができる。シミュレーション装置９は、ＣＡＭ装置２にて修正された加工プログラムを用いてシミュレーションを実施する。このように、異常の発生が抑制できるまで、加工プログラムの修正とシミュレーションによる評価を繰り返すことができる。この制御では、例えば、送り速度を遅くする場合には、二分探索により送り速度を変化させる制御を実施することができる。

　次に、修正装置８は、矢印１５２に示すように修正指令を数値制御装置４に送信する前に、修正指令に従って修正した加工プログラムを生成する。修正装置８の修正部８５は、加工プログラムの動作コードの修正指令に基づいて、修正後の加工プログラムを生成する。次に、修正装置８は、矢印１５６に示すように修正後の加工プログラムをシミュレーション装置９に送信する。シミュレーション装置９のシミュレーション部９１は、修正後の加工プログラムを用いて、工作機械を駆動した時のシミュレーションを実施する。判定部９４は、シミュレーションの結果に基づいて、工作機械の異常の発生が解消されるか否かを判定する。判定部９４は、矢印１５５に示すように、判定結果を修正装置８の修正指令生成部８２に送信する。

　工作機械の異常の発生が解消できない場合には、修正装置８は更なる修正を行った加工プログラムをシミュレーション装置９に送信する。例えば、修正指令生成部８２は、異常が発生した部分の工具経路の曲率が小さくなるように動作コードの移動点の位置を更に修正する。または、修正指令生成部８２は、異常が発生した部分の工具の送り速度を更に小さくする。シミュレーション装置９は、修正装置８にて修正された加工プログラムを用いてシミュレーションを実施する。このように、工作機械の異常の発生が解消されるまで、加工プログラムの修正とシミュレーションによる評価とを繰り返すことができる。

　このように、シミュレーション装置にて評価を行うことにより、加工システムにて実際に加工を行う前に、異常の発生を解消できるか否かを判定することができる。実際の工作機械にてワークを加工しなくても、異常の発生を解消できるように、それぞれの装置のパラメータを設定することができる。

　（シミュレーション装置による判定範囲の設定）
　本実施の形態のシミュレーション装置９は、監視装置７の異常検出部７２にて使用される判定範囲を生成することができる。工作機械が正常な時の電動機の駆動状態としては、例えば、工作機械が新品のときの電動機の駆動状態を採用することができる。しかしながら、既に使用を開始している工作機械に対して、本実施の形態における監視装置７および修正装置８を適用する場合に、工作機械の異常の判定に使用する判定範囲を定めることが難しい場合がある。

　図１６を参照して、シミュレーション装置９は、工作機械が新品な状態にて工作機械を駆動した時の電動機の駆動状態のシミュレーションを実施することができる。例えば、シミュレーション部９１は、新品の工作機械に対応する微分方程式を用いてシミュレーションを実施することができる。また、シミュレーション部９１は、切れ味の低下または摩耗が無い工具に対応する微分方程式にてシミュレーションを実施することができる。例えば、通常のシミュレーションに使用するモデルの微分方程式では、共振および反共振が想定されている。しかしながら、シミュレーションでは共振または反共振が存在しない理想的な伝達関数を想定することができる。このような理想系のシミュレーションにより、電動機のトルクおよび躍度等の理想的な値を推定することができる。

　また、微分方程式における次数、方程式の型、およびその係数等を変更することで、工具に異常が生じた時の動作パターンを模擬することができる。例えば、微分方程式としてのダフィング方程式は三次のばね項を有し、マイスナー方程式は無限級数の摩擦項を有し、マシュー方程式は三角関数の摩擦項を有する。これらの微分方程式において、異常が生じたときの次数、型、および係数の算出方法としては、異常が生じた時の動作パターンの波形に近い方程式を選定する。そして、実際に工作機械を駆動したときの駆動状態に基づいて、微分方程式における係数等のフィッティングを行うことができる。この方法により、異常が生じた時の工作機械のモデルを数学的に得ることができる。

　シミュレーション装置９は、工作機械が正常な時の駆動状態および工作機械に異常が生じた時の駆動状態をシミュレーションにて生成する。シミュレーション装置９は、このようなシミュレーションの結果に基づいて、工作機械の異常を判定する判定範囲を生成することができる。例えば、工具が破損する時のシミュレーションに基づいて、工具の破損を判定するトルクの判定値を算出することができる。また、シミュレーション装置は、異常が生じた時の時間の経過に伴うトルクの変化等の駆動状態の変化のシミュレーションを実施することができる。そして、電動機の駆動状態の変化を用いて機械学習を行っても構わない。例えば、電動機の駆動状態の変化は、機械学習を行うときの教師データとして採用することができる。

　（プログラム修正システム）
　次に、加工プログラムを修正するプログラム修正システムについて説明する。図１を参照して、加工システム１０は、プログラム修正システム３１を備える。本実施の形態では、シミュレーション装置９および修正装置８がプログラム修正システム３１として機能する。図１３および図１６を参照して、プログラム修正システム３１は、加工プログラムに基づいて工作機械３を駆動した時のシミュレーションを行うシミュレーション部９１と、シミュレーション部９１にて実施したシミュレーションの結果を判定する判定部９４とを含む。また、プログラム修正システム３１は、シミュレーションの結果に基づいて加工プログラムを修正する修正部８５を含む。

　前述のシミュレーション装置においては、工作機械の異常の発生を低減するために修正された加工プログラムが入力されている。しかしながら、シミュレーション部９１には、修正する前の加工プログラムを入力しても構わない。プログラム修正システム３１は、ＣＡＤ装置１、ＣＡＭ装置２、および工作機械３と接続せずにシミュレーションを実施することができる。すなわち、プログラム修正システム３１は、オフラインにてシミュレーションを実施しても構わない。シミュレーション部９１には、任意の加工プログラムを入力することができる。

　判定部９４は、シミュレーション部９１によるシミュレーションの結果に基づいて工作機械３の異常が生じると予想されるか否かを判定することができる。前述のように、判定部９４は、シミュレーションの結果について、電動機の駆動状態、工具経路の連続性、または曲率の変化率等に基づいて異常の発生が予想されるか否かを判定することができる。

　判定部９４は、工作機械の異常が生じると予想される場合に、異常が生じると予想される加工プログラムの動作コードを特定する。例えば、加工プログラムにおいて、異常が生じると予想される動作に対応する動作コードの行番号を特定する。判定部９４は、異常が生じると予想される動作に対応する動作コードを修正装置８に送信する。

　修正装置８の修正指令生成部８２は、異常が生じると予想される動作コードを修正する修正指令を生成する。例えば、修正指令生成部８２は、前述のように、工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方が小さくなるように、異常が生じると予想される動作コードを修正する修正指令を生成する。そして、修正部８５は、修正指令に基づいて動作コードを修正することができる。なお、修正部８５が、修正指令生成部８２の機能を有していても構わない。この場合に、判定部９４は異常が生じると予想される動作に対応する動作コードを修正部８５に送信して、修正部８５は加工プログラムの動作コードを修正することができる。

　次に、修正装置８は、修正後の加工プログラムをシミュレーション装置９に送信して、修正後の加工プログラムを用いて工作機械のシミュレーションを実施することができる。そして、工作機械の異常が発生しないと予想されるまで、シミュレーション装置９の判定結果に基づく動作コードの修正を繰り返しても構わないことは、前述のロボットシステムと同様である。

　なお、プログラム修正システム３１は、監視装置７を備えていても構わない。すなわち、プログラム修正システムは、動作制御部から電動機の駆動状態を取得する動作情報取得部と、動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて工作機械の異常を検出する異常検出部とを備えていても構わない。この構成により、前述のように、実施の工作機械の駆動状態に基づいて工作機械の異常の検出および加工プログラムの修正を実施することができる。

　このように、加工プログラムを修正するプログラムの修正方法は、シミュレーション装置９のシミュレーション部９１が加工プログラムに基づいて工作機械３を駆動した時のシミュレーションを行う工程を含む。プログラムの修正方法は、シミュレーション装置９の判定部９４がシミュレーション部９１にて実施したシミュレーションの結果を判定する工程を含む。プログラムの修正方法は、修正装置８の修正部８５がシミュレーションの結果に基づいて加工プログラムを修正する工程を含む。シミュレーションを行う工程は、加工プログラムに基づいて電動機の動作指令を生成する工程と、制御の対象となる対象物を駆動する電動機の駆動状態を動作指令に追従させる工程とを含む。判定する工程は、シミュレーションの結果に基づいて工作機械３の異常が生じると予想される場合に、異常が生じると予想される動作に対応する加工プログラムの動作コードを特定する工程を含む。そして、修正する工程は、異常が生じると予想される動作に対応する動作コードを修正する工程を含むことができる。

　プログラム修正システムにより、工作機械の動作のシミュレーションと、シミュレーションの結果に基づく加工プログラムの修正とを行うことにより、工作機械にてワークを加工した時に異常の発生が抑制される加工プログラムを生成することができる。

　（自由形状の生成方法）
　図２を参照して、ＣＡＤ装置１の自由形状生成部１４は、任意の方法によりワークの自由形状を生成することができる。ここでは、自由形状を生成する方法として、前述のスプライン曲線を用いる方法の他に、ＮＵＲＢＳ（Non-Uniform Rational B-Spline）曲線を用いる方法を説明する。

　ＮＵＢＳ曲線は、非有理Ｂスプライン曲線を一般化した曲線である。Ｂスプライン曲線は、ベジェ曲線を一般化した曲線である。ＮＵＲＢＳ曲線は、制御点、ノットベクトル、基底関数、および重みの４つのパラメータにより生成される。このようなパラメータに基づいて生成されるＮＵＲＢＳ曲線は、複雑な曲線または曲面を正確に表現できる。ここでは、それぞれのパラメータについて定性的に説明する。

　制御点は、曲線の形状を定めるための点である。複数の制御点により、曲線の概略的な形状が定められる。制御点の位置により曲線の形状が変化する。複数の制御点のうち一部の制御点の位置を少し変更すると、位置を変更した制御点の近傍の曲線の形状が変化し、曲線全体の形状にはあまり影響しない。一部の制御点を移動することにより、曲線の一部の形状を変化させることができるために、ＣＡＤ装置にておいて、複雑な形状も容易に生成することができる。

　ノットベクトルについては、物理的なアナロジーにて説明する。ここでは、適当な長さのロープの両端を固定して撓ませる状態を想定する。撓んだロープの形状は曲線に対応する。ここで、ロープの適当な箇所に結び目を生成する。たとえば３個の結び目を生成する。すると、ロープの撓み方は、結び目が０個のロープと、結び目が３個のロープとで異なる。ロープの撓み方は、結び目が生成された位置によって変化する。結び目同士の間のロープの硬さが変化するために、ロープの形状が変化する。このアナロジーと同様に、ＮＵＲＢＳ曲線におけるノットベクトルは、結び目を生成する位置と結び目の個数とに相当する。ノットベクトルは、大きく曲がる区間と余り曲がらない区間とを決定する。この様なノットベクトルは、所定の生成アルゴリズムにて生成されることができる。

　基底関数は、離散的に与えられる制御点の集合に対して、曲線の各点に対する制御点の影響の強さを表現する。基底関数は、曲線上の点に対する制御点の影響の強さを表現する。基底関数は制御点同士の配合（ブレンド）の割合を連続的に変更している。その配合の結果として、つなぎ目のない滑らかな曲線が生成される。基底関数は、スプライン次数以外の変更はほとんど無く、一意的に定められる。

　重みは、曲線の形状を局所的に変更するためのパラメータである。重みは、上記のアナロジーのロープの例では、各区間に錘をぶらさげることに相当する。または、重みは、それぞれの結び目を手で引っ張ることに相当する。重みは、ＣＡＭ装置のソフトウェアまたは設計者の技量に依存して決定される。換言すれば、重みを調整することにより、曲線の形状の細かい調整を行うことができる。

　図１７に、ＮＵＲＢＳ曲線にて生成された曲線の例を示す。図１８に、ＮＵＲＢＳ曲線にて生成された曲線の他の例を示す。図１７および図１８には、制御点および曲線が示されている。ＮＵＲＢＳ曲線を使用することにより、図１７に示される楕円形の簡易な形状の他に、図１８に示されるような複雑な形状の曲線を生成することができる。

　図１を参照して、ＣＡＤ装置１の自由形状生成部１４が、ＮＵＲＢＳ曲線またはＮＵＲＢＳ曲面にて自由形状を生成した場合に、３次元形状データ１０２にもＮＵＲＢＳのパラメータが含まれる。例えば、３次元形状データ１０２に、ＮＵＲＢＳに関する制御点の位置、重み、ノットベクトル、および基底関数の情報が含まれる。ＣＡＭ装置２が、ＮＵＲＢＳを用いて移動軌跡を生成する機能を有する場合には、ＣＡＭ装置２は、３次元形状データ１０２に含まれるＮＵＲＢＳのパラメータを用いて、加工プログラムにけるＮＵＲＢＳ補間を行う動作コードを生成することができる。

　更に、工作機械３の数値制御装置４がＮＵＲＢＳ補間の機能を有する場合には、ＮＵＲＢＳのパラメータを含む動作コードに基づいて、ＮＵＲＢＳ曲線にて工具経路を生成することができる。この結果、ＣＡＤ装置１にて生成した目標形状に対応するワークの加工を行うことができる。このように、ＮＵＲＢＳを用いた曲線または曲面の情報の圧縮と復元とを完全に行うことができる。また、数値制御装置４が実施するＮＵＲＢＳ補間では、ＮＵＲＢＳ曲線の曲率および工作機械の駆動条件に基づいて送り速度が設定される。この制御では、工作機械の動作効率の損失を回避することができる。

　ところが、ＣＡＭ装置２がＮＵＲＢＳのパラメータを用いて移動軌跡を生成する機能を有していない場合がある。または、作業者が、ＣＡＭ装置２においてＮＵＲＢＳによる移動軌跡を生成する機能を使用しない場合が有る。この場合に、ＣＡＭ装置２は、自由曲線を大量の微小線分に分割してしまう。そして、離散的な移動点の位置を用いて動作コードが生成される。この場合に、数値制御装置４は、例えばスプライン補間により工具経路を生成する。このように、ＮＵＲＢＳによる自由曲面の情報が失われた場合に、スプライン補間により曲面を生成することができる。しかしながら、復元が不完全であるために、工具の破損等の工作機械の異常が生じる場合がある。このために、ＣＡＤ装置１において、ＮＵＲＢＳを用いて３次元形状データを生成した場合には、ＣＡＭ装置２においてＮＵＲＢＳにより移動軌跡を生成することが好ましい。また、数値制御装置４においては、ＮＵＲＢＳ補間により工具経路を生成することが好ましい。

　ここで、図１７および図１８に示される曲線に沿った溝を、平板のワークに形成する例を説明する。工作機械の工具としてフェイスミルを用いることにより、平板の表面に曲線状の溝を形成することができる。図１７に示す楕円様の曲線に沿って、溝を形成する場合には曲線の全体に亘って曲率が小さく、工具の送り速度が大きい状態を維持して加工を行うことができる。工具への負荷が小さいために、工具の損傷は生じにくい。

　一方で、図１８に示す複雑な形状では、Ｂ部に示すように曲率が大きな部分が存在する。Ｃ部に示すように曲率が小さな部分では工具の送り速度が大きくなる一方で、Ｂ部に示す曲率が大きな部分では工具の送り速度は小さくなる。Ｂ部のような曲率が小さくなる部分においては、工具の送り速度が急激に変化して工具の破損が生じ易くなる。

　本実施の形態の加工システムは、ＮＵＲＢＳを用いて目標形状、移動軌跡、および工具経路を生成した場合にも、修正装置８が修正指令を作成して、ＣＡＤ装置１、ＣＡＭ装置２、または数値制御装置４に修正指令を送信することができる。

　この場合に、修正装置８の修正指令生成部８２は、曲率を変更するパラメータとして、制御点、ノットベクトル、基底関数、および重みのパラメータのうち、少なくとも一つのパラメータを修正する指令を生成することができる。特に、ノットベクトルは、制御点の位置に応じて自動的に生成されることが多い。そこで、曲率を局所的に小さくするために制御点に対応して定められている重みの値を変更することが好ましい。

　図１を参照して、修正装置８が修正指令をＣＡＤ装置１に送信する場合には、形状データ生成部１３が３次元形状データ１０２を生成するときのＮＵＲＢＳのパラメータを変更する指令を送信することができる。修正装置８は、工作機械の異常が生じたワークの部分の形状を変更するために、ＮＵＲＢＳのパラメータを修正する修正指令を送信することができる。例えば、自由形状を生成するためのＮＵＲＢＳの重みを変更する指令を送信することができる。また、修正装置８が修正指令をＣＡＭ装置２または数値制御装置４に送信する場合には、異常が生じた時刻に対応するＮＵＲＢＳ補間の動作コードを修正する指令を送信することができる。例えば、動作コードに記載されている重みを変更する指令を送信することができる。

　本実施の形態の加工システムでは、工作機械の異常を自動的に検出し、異常の発生を抑制するように、目標形状、工具経路、および工具の送り速度のうち少なくとも一つを自動的に修正することができる。作業者が、異常が生じた時の目標形状の位置を正確に特定することは難しい。また、加工プログラムは多くの動作コードにより構成されているために、異常が生じた時の動作コードを作業者が特定することは難しい。更に、異常の発生を抑制するために、作業者がパラメータを変更することは難しい。しかしながら、本実施の形態の加工システムは、このような異常の発生を抑制する制御を自動的に実施することができる。

　上記の実施の形態においては、３個の駆動軸を有する工作機械を例に取り上げて説明しているが、この形態に限られず、任意の個数の駆動軸を有する工作機械を適用することができる。例えば、ワークの向きまたは工具の向きが変更可能な５個の駆動軸を有する工作機械を採用することができる。５軸の工作機械の制御においては、５軸の工作機械の動作を３軸の工作機械の動作に縮約する座標変換方法を予め定めておくことができる。そして、座標変換を行うことにより、５軸の工作機械の動作を３軸の工作機械の動作および工具の相対姿勢に縮約して、上記の制御を実施することができる。

　上記の実施の形態における加工システム１０は、ワークの形状の設計からワークの加工まで行えるように、ＣＡＤ装置１、ＣＡＭ装置２、および工作機械３を備えるが、この形態に限られない。例えば、加工システムは、ＣＡＤ装置を備えてなくても構わない。この場合に、ＣＡＭ装置２には、予め生成された３次元形状データが入力される。修正装置からの修正指令は、ＣＡＭ装置または数値制御装置に送信される。または、加工システムは、ＣＡＤ装置およびＣＡＭ装置を備えてなくても構わない。この場合には、工作機械の数値制御装置には予め生成された加工プログラムが入力される。修正装置からの修正指令は、数値制御装置に送信される。

　上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

　１　ＣＡＤ装置
　２　ＣＡＭ装置
　３　工作機械
　４　数値制御装置
　７　監視装置
　８　修正装置
　９　シミュレーション装置
　１０　加工システム
　１３　形状データ生成部
　２２　軌跡生成部
　２６　プログラム生成部
　３１　プログラム修正システム
　４２　動作制御部
　４４　経路生成部
　４５　動作指令生成部
　４８ａ　Ｘ軸フィードバック制御部
　４８ｂ　Ｙ軸フィードバック制御部
　４８ｃ　Ｚ軸フィードバック制御部
　５１　送り軸モータ
　５４　主軸モータ
　５６　エンコーダ
　６６　工具
　６９　ワーク
　７１　動作情報取得部
　７２　異常検出部
　８２　修正指令生成部
　８５　修正部
　９１　シミュレーション部
　１０２　３次元形状データ
　１０７　駆動条件の情報
　１１１　加工プログラム
　１２１　工具経路

Claims

　工作機械にてワークを加工する加工システムであって、
　予め生成されたワークの３次元形状データおよび工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する軌跡生成部と、
　前記軌跡生成部にて生成された移動軌跡に基づいて、工具経路を生成するための点の位置および工具の送り速度が定められている動作コードを含む加工プログラムを生成するプログラム生成部と、
　動作コードに基づいて工作機械における工具経路を生成する経路生成部と、経路生成部にて生成された工具経路に基づいて電動機の動作指令を生成する動作指令生成部と、電動機の駆動状態が動作指令に対応するようにフィードバック制御を行うフィードバック制御部とを含む動作制御部と、
　前記動作制御部から電動機の駆動状態を取得する動作情報取得部と、
　前記動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する異常検出部と、
　前記プログラム生成部が加工プログラムを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する修正指令生成部と、を備え、
　前記修正指令生成部は、工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するようにパラメータを修正する修正指令を前記プログラム生成部に送信する、加工システム。
　前記動作情報取得部は、工作機械の駆動状態に対応する時刻と、前記動作制御部が実行している加工プログラムの動作コードとを取得し、
　前記異常検出部は、異常を検出した時刻に基づいて、異常が生じた時に実行している動作コードを検出し、
　前記修正指令生成部は、工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方が小さくなるように、異常が生じた時に実行している動作コードを修正する修正指令を生成する、請求項１に記載の加工システム。
　加工プログラムに基づいて工作機械を駆動した時のシミュレーションを行うシミュレーション部と、
　前記シミュレーション部にて実施したシミュレーションの結果を判定する判定部と、を備え、
　前記シミュレーション部は、加工プログラムに基づいて電動機の動作指令を生成する指令生成シミュレーション部と、制御の対象となる対象物を駆動する電動機の駆動状態を動作指令に追従させるサーボ制御シミュレーション部とを含み、
　前記プログラム生成部は、前記修正指令生成部から受信した修正指令に基づいて生成した修正後の加工プログラムを前記シミュレーション部に送信し、
　前記シミュレーション部は、修正後の加工プログラムを用いて工作機械を駆動した時のシミュレーションを実施し、
　前記判定部は、シミュレーションの結果に基づいて工作機械の異常が発生するか否かを判定し、判定結果を前記修正指令生成部に送信する、請求項２に記載の加工システム。
　工作機械にてワークを加工する加工システムであって、
　予め生成された加工プログラムに含まれる動作コードに基づいて、工作機械における工具経路を生成する経路生成部と、経路生成部にて生成された工具経路に基づいて電動機の動作指令を生成する動作指令生成部と、電動機の駆動状態が動作指令に対応するようにフィードバック制御を行うフィードバック制御部とを含む動作制御部と、
　前記動作制御部から電動機の駆動状態を取得する動作情報取得部と、
　前記動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する異常検出部と、
　前記動作制御部が工具の位置および工具の送り速度を制御するときのパラメータを修正する修正指令を生成する修正指令生成部と、を備え、
　前記修正指令生成部は、工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するようにパラメータを修正する修正指令を前記動作制御部に送信する、加工システム。
　前記動作情報取得部は、工作機械の駆動状態に対応する時刻と、前記動作制御部が実行している加工プログラムの動作コードとを取得し、
　前記異常検出部は、異常を検出した時刻に基づいて、異常が生じた時に実行している動作コードを検出し、
　前記修正指令生成部は、工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方が小さくなるように、異常が生じた時に実行している動作コードを修正する修正指令を生成する、請求項４に記載の加工システム。
　加工プログラムに基づいて工作機械を駆動した時のシミュレーションを行うシミュレーション部と、
　前記シミュレーション部にて実施したシミュレーションの結果を判定する判定部と、を備え、
　前記シミュレーション部は、加工プログラムに基づいて電動機の動作指令を生成する指令生成シミュレーション部と、制御の対象となる対象物を駆動する電動機の駆動状態を動作指令に追従させるサーボ制御シミュレーション部とを含み、
　前記修正指令生成部は、加工プログラムの修正指令に基づいて生成した修正後の加工プログラムを前記シミュレーション部に送信し、
　前記シミュレーション部は、修正後の加工プログラムを用いて工作機械を駆動した時のシミュレーションを実施し、
　前記判定部は、シミュレーションの結果に基づいて工作機械の異常が発生するか否かを判定し、判定結果を前記修正指令生成部に送信する、請求項５に記載の加工システム。
　工作機械にてワークを加工する加工システムであって、
　ワークの自由曲面を含む３次元形状データを生成する形状データ生成部と、
　ワークの３次元形状データおよび工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する軌跡生成部と、
　前記軌跡生成部にて生成された移動軌跡に基づいて、工具経路を生成するための点の位置および工具の送り速度が定められている動作コードを含む加工プログラムを生成するプログラム生成部と、
　動作コードに基づいて工作機械における工具経路を生成する経路生成部と、経路生成部にて生成された工具経路に基づいて電動機の動作指令を生成する動作指令生成部と、電動機の駆動状態が動作指令に対応するようにフィードバック制御を行うフィードバック制御部とを含む動作制御部と、
　前記動作制御部から電動機の駆動状態を取得する動作情報取得部と、
　前記動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する異常検出部と、
　前記形状データ生成部が３次元形状データを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する修正指令生成部と、を備え、
　前記修正指令生成部は、３次元形状データの自由曲面のうち工作機械の異常が生じた部分の曲率を修正するようにパラメータを修正する修正指令を前記形状データ生成部に送信する、加工システム。
　前記動作情報取得部は、工作機械の駆動状態に対応する時刻を取得し、
　前記異常検出部は、異常を検出した時刻における電動機の駆動状態を取得し、電動機の駆動状態に基づいて異常が生じた時の工具の位置を検出し、
　前記修正指令生成部は、異常が生じた時の工具の位置に対応する３次元形状の自由曲面における異常が生じた部分を特定し、異常が生じた部分の曲率が小さくなるように修正指令を生成する、請求項７に記載の加工システム。
　加工プログラムに基づいて工作機械を駆動した時のシミュレーションを行うシミュレーション部と、
　前記シミュレーション部にて実施したシミュレーションの結果を判定する判定部と、を備え、
　前記シミュレーション部は、加工プログラムに基づいて電動機の動作指令を生成する指令生成シミュレーション部と、制御の対象となる対象物を駆動する電動機の駆動状態を動作指令に追従させるサーボ制御シミュレーション部とを含み、
　前記形状データ生成部は、前記修正指令生成部から受信した修正指令に基づいて修正後の３次元形状データを生成し、
　前記軌跡生成部および前記プログラム生成部は、修正後の３次元形状データに基づいて修正後の加工プログラムを生成し、修正後の加工プログラムを前記シミュレーション部に送信し、
　前記シミュレーション部は、修正後の加工プログラムを用いて工作機械を駆動した時のシミュレーションを実施し、
　前記判定部は、シミュレーションの結果に基づいて工作機械の異常が発生するか否かを判定し、判定結果を前記修正指令生成部に送信する、請求項８に記載の加工システム。
　前記動作情報取得部は、電動機の駆動状態に対応する時刻を取得し、
　前記異常検出部は、前記動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、時系列にて工具の位置を検出する、請求項１から９のいずれか一項に記載の加工システム。
　前記異常検出部は、時刻に対応する工具の位置に基づいて、工具経路における空間的な曲率変化および時間的な曲率変化のうち少なくとも一方の曲率変化を算出し、曲率変化に基づいて異常が生じているか否かを判定する、請求項１０に記載の加工システム。
　工作機械を備える加工システムにおいて、ワークを加工するためのパラメータを修正する修正方法であって、
　軌跡生成部が予め生成されたワークの３次元形状データおよび工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する工程と、
　プログラム生成部が前記軌跡生成部にて生成された移動軌跡に基づいて、工具経路を生成するための点の位置および工具の送り速度が定められている動作コードを含む加工プログラムを生成する工程と、
　動作制御部が加工プログラムに含まれる動作コードに基づいて、電動機を制御する工程と、
　動作情報取得部が前記動作制御部から電動機の駆動状態を取得する工程と、
　異常検出部が前記動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する工程と、
　修正指令生成部が工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するように、前記プログラム生成部が加工プログラムを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する工程と、
　パラメータを修正する修正指令を前記プログラム生成部に送信する工程と、を備える、パラメータの修正方法。
　工作機械を備える加工システムにおいて、ワークを加工するためのパラメータを修正する修正方法であって、
　動作制御部が予め生成された加工プログラムに含まれる動作コードに基づいて、電動機を制御する工程と、
　動作情報取得部が前記動作制御部から電動機の駆動状態を取得する工程と、
　異常検出部が前記動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する工程と、
　修正指令生成部が工作機械の異常が生じた時の工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方を修正するように、前記動作制御部が工具の位置および工具の送り速度を制御するときのパラメータを修正する修正指令を生成する工程と、
　パラメータを修正する修正指令を前記動作制御部に送信する工程と、を備える、パラメータの修正方法。
　工作機械を備える加工システムにおいて、ワークを加工するためのパラメータを修正する修正方法であって、
　形状データ生成部がワークの自由曲面を含む３次元形状データを生成する工程と、
　軌跡生成部がワークの３次元形状データおよび工作機械の駆動条件に基づいて、ワークに対して工具が移動する移動軌跡を生成する工程と、
　プログラム生成部が前記軌跡生成部にて生成された移動軌跡に基づいて、工具経路を生成するための点の位置および工具の送り速度が定められている動作コードを含む加工プログラムを生成する工程と、
　動作制御部が加工プログラムに含まれる動作コードに基づいて、電動機を制御する工程と、
　動作情報取得部が前記動作制御部から電動機の駆動状態を取得する工程と、
　異常検出部が前記動作情報取得部にて取得された電動機の駆動状態に基づいて、工作機械の異常を検出する工程と、
　修正指令生成部が３次元形状の自由曲面のうち工作機械の異常が生じた部分の曲率を修正するように、前記形状データ生成部が３次元形状データを生成する時のパラメータを修正する修正指令を生成する工程と、
　パラメータを修正する修正指令を前記形状データ生成部に送信する工程と、を備える、パラメータの修正方法。
　加工プログラムを修正するプログラム修正システムであって、
　加工プログラムに基づいて工作機械を駆動した時のシミュレーションを行うシミュレーション部と、
　前記シミュレーション部にて実施したシミュレーションの結果を判定する判定部と、
　シミュレーションの結果に基づいて加工プログラムを修正する修正部と、を備え、
　前記シミュレーション部は、加工プログラムに基づいて電動機の動作指令を生成する指令生成シミュレーション部と、制御の対象となる対象物を駆動する電動機の駆動状態を動作指令に追従させるサーボ制御シミュレーション部とを含み、
　前記判定部は、シミュレーションの結果に基づいて工作機械の異常が生じると予想される場合に、異常が生じると予想される動作に対応する加工プログラムの動作コードを特定し、
　修正部は、異常が生じると予想される動作に対応する動作コードを修正する、プログラム修正システム。
　前記修正部は、工具経路の曲率および工具の送り速度のうち少なくとも一方が小さくなるように、異常が生じると予想される動作に対応する動作コードを修正する、請求項１５に記載のプログラム修正システム。
　加工プログラムを修正するプログラムの修正方法であって、
　シミュレーション部が加工プログラムに基づいて工作機械を駆動した時のシミュレーションを行う工程と、
　判定部が前記シミュレーション部にて実施したシミュレーションの結果を判定する工程と、
　修正部がシミュレーションの結果に基づいて加工プログラムを修正する工程と、を備え、
　前記シミュレーションを行う工程は、加工プログラムに基づいて電動機の動作指令を生成する工程と、制御の対象となる対象物を駆動する電動機の駆動状態を動作指令に追従させる工程とを含み、
　前記判定する工程は、シミュレーションの結果に基づいて工作機械の異常が生じると予想される場合に、異常が生じると予想される動作に対応する加工プログラムの動作コードを特定する工程を含み、
　修正する工程は、異常が生じると予想される動作に対応する動作コードを修正する工程を含む、プログラムの修正方法。