WO2023053349A9 - 数値制御装置 - Google Patents

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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4069—Simulating machining process on screen
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4155—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by programme execution, i.e. part programme or machine function execution, e.g. selection of a programme

Definitions

  • the present disclosure relates to a numerical control device for a machine tool.
  • the feedback information obtained from the servo motor does not include information regarding tool exchange. Therefore, when feedback information is used, machining simulation including tool exchange simulation cannot be performed.
  • An object of the present disclosure is to provide a numerical control device that can execute a machining simulation by incorporating a tool exchange simulation into a simulation performed based on feedback information at the same time.
  • a tool exchange information acquisition unit that acquires tool information from a program and acquires exchange information indicating that a tool has been exchanged from a machine tool, feedback information acquired by the feedback information acquisition unit, and a tool exchange information acquisition unit.
  • a combination information generation unit that generates combination information by combining the tool information and exchange information acquired by the tool information, a shape information storage unit that stores shape information indicating the shape of the tool, and a shape information storage unit that stores shape information indicating the shape of the tool; , a machining simulation unit that executes a machining simulation of the workpiece, and an output unit that outputs machining shape information indicating the shape of the workpiece after machining generated by executing the machining simulation.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a machine tool. It is a figure showing an example of the function of a numerical control device. It is a figure showing an example of a processing program.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of composite information. It is a figure showing an example of shape information. It is a figure showing an example of processing simulation. It is a figure showing an example of processing simulation. It is a figure showing an example of processing simulation.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the flow of processing executed by the numerical control device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a machine tool equipped with a numerical control device.
  • the machine tool 1 includes a lathe, a machining center, and a multi-tasking machine.
  • the machine tool 1 includes a numerical control device 2, an input/output device 3, a servo amplifier 4, a servo motor 5, a spindle amplifier 6, a spindle motor 7, and an auxiliary device 8.
  • the numerical control device 2 is a device that controls the entire machine tool 1.
  • the numerical control device 2 includes a hardware processor 201 , a bus 202 , a ROM (Read Only Memory) 203 , a RAM (Random Access Memory) 204 , and a nonvolatile memory 205 .
  • the hardware processor 201 is a processor that controls the entire numerical control device 2 according to a system program.
  • the hardware processor 201 reads out a system program stored in the ROM 203 via the bus 202, and performs various processes based on the system program.
  • Hardware processor 201 controls servo motor 5 and spindle motor 7 based on a machining program.
  • the hardware processor 201 is, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an electronic circuit.
  • the hardware processor 201 analyzes a machining program and outputs control commands to the servo motor 5 and spindle motor 7, for example, every control cycle.
  • the bus 202 is a communication path that connects each piece of hardware within the numerical control device 2 to each other. Each piece of hardware within the numerical control device 2 exchanges data via a bus 202.
  • the ROM 203 is a storage device that stores system programs and the like for controlling the entire numerical control device 2.
  • ROM 203 is a computer readable storage medium.
  • the RAM 204 is a storage device that temporarily stores various data.
  • the RAM 204 functions as a work area for the hardware processor 201 to process various data.
  • the nonvolatile memory 205 is a storage device that retains data even when the machine tool 1 is powered off and the numerical control device 2 is not supplied with power.
  • Nonvolatile memory 205 stores, for example, machining programs and various parameters.
  • Non-volatile memory 205 is a computer readable storage medium.
  • the nonvolatile memory 205 is configured with, for example, a battery-backed memory or an SSD (Solid State Drive).
  • the numerical control device 2 further includes an interface 206, an axis control circuit 207, a spindle control circuit 208, a PLC (Programmable Logic Controller) 209, and an I/O unit 210.
  • an interface 206 an interface 206, an axis control circuit 207, a spindle control circuit 208, a PLC (Programmable Logic Controller) 209, and an I/O unit 210.
  • PLC Programmable Logic Controller
  • the interface 206 connects the bus 202 and the input/output device 3.
  • the interface 206 sends various data processed by the hardware processor 201 to the input/output device 3, for example.
  • the input/output device 3 is a device that receives various data via the interface 206 and displays the various data. The input/output device 3 also receives input of various data and sends the various data to the hardware processor 201 via the interface 206.
  • the input/output device 3 is, for example, a touch panel.
  • the touch panel is, for example, a capacitive touch panel. Note that the touch panel is not limited to a capacitive type, and may be a touch panel of another type.
  • the input/output device 3 is installed, for example, on an operation panel (not shown) in which the numerical control device 2 is stored.
  • the axis control circuit 207 is a circuit that controls the servo motor 5.
  • the axis control circuit 207 receives control commands from the hardware processor 201 and outputs various commands for driving the servo motor 5 to the servo amplifier 4.
  • the axis control circuit 207 sends a torque command for controlling the torque of the servo motor 5 to the servo amplifier 4, for example.
  • the servo amplifier 4 receives a command from the axis control circuit 207 and supplies current to the servo motor 5.
  • the servo motor 5 is driven by receiving current from the servo amplifier 4.
  • the servo motor 5 is connected to, for example, a ball screw that drives a tool post.
  • structures of the machine tool 1, such as a tool rest move in each axis direction.
  • the servo motor 5 has a built-in encoder (not shown) that detects the position and speed of the axis, and feeds back position and speed feedback information from this encoder to the axis control circuit 207 to perform feedback control of the position and speed.
  • the servo motor 5 is provided for each axis. That is, the servo motor 5 includes an X-axis servo motor, a Y-axis servo motor, and a Z-axis servo motor. The servo motor 5 may further include an A-axis servo motor, a B-axis servo motor, and a C-axis servo motor. Axis control circuit 207 and servo amplifier 4 are provided for each axis.
  • the spindle control circuit 208 is a circuit for controlling the spindle motor 7.
  • the spindle control circuit 208 receives a control command from the hardware processor 201 and outputs a command for driving the spindle motor 7 to the spindle amplifier 6.
  • the spindle control circuit 208 sends a spindle speed command for controlling the rotational speed of the spindle motor 7 to the spindle amplifier 6, for example.
  • the spindle amplifier 6 receives a command from the spindle control circuit 208 and supplies current to the spindle motor 7.
  • the spindle motor 7 is driven by receiving current from the spindle amplifier 6.
  • the spindle motor 7 is connected to the main shaft and rotates the main shaft.
  • the PLC 209 is a device that executes a ladder program to control the auxiliary equipment 8. PLC 209 sends commands to auxiliary equipment 8 via I/O unit 210.
  • the I/O unit 210 is an interface that connects the PLC 209 and the auxiliary equipment 8. I/O unit 210 sends the command received from PLC 209 to auxiliary equipment 8.
  • the auxiliary equipment 8 is installed in the machine tool 1 and is a device that performs auxiliary operations in the machine tool 1. Auxiliary equipment 8 operates based on commands received from I/O unit 210. The auxiliary equipment 8 may be equipment installed around the machine tool 1.
  • the auxiliary equipment 8 is, for example, a tool changer, a cutting fluid injection device, or an opening/closing door drive device.
  • the numerical control device 2 moves each axis by controlling the servo motor 5. Further, the numerical control device 2 rotates the spindle motor 7. Thereby, the numerical control device 2 processes the workpiece. Further, the numerical control device 2 executes a machining simulation based on the feedback information.
  • the feedback information is, for example, information acquired from the servo motor 5.
  • the information acquired from the servo motor 5 is information indicating the position of the axis.
  • the feedback information acquired from the X-axis servo motor is information indicating the position of the X-axis.
  • the feedback information acquired from the Y-axis servo motor is information indicating the position of the Y-axis.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functions of the numerical control device 2.
  • the numerical control device 2 includes a program storage section 21 , a control section 22 , a feedback information acquisition section 23 , a tool exchange information acquisition section 24 , a synthesis information generation section 25 , a shape information storage section 26 , and a machining simulation section 27 and an output section 28.
  • the program storage unit 21 and the shape information storage unit 26 are realized by storing a machining program input from the input/output device 3 and shape information indicating the shape of the tool in the RAM 204 or the nonvolatile memory 205. .
  • the control unit 22, the feedback information acquisition unit 23, the tool exchange information acquisition unit 24, the synthesis information generation unit 25, the machining simulation unit 27, and the output unit 28 are configured by, for example, a system program stored in the ROM 203 by the hardware processor 201. This is realized by performing arithmetic processing using various data stored in the non-volatile memory 205.
  • the program storage unit 21 stores machining programs.
  • the machining program includes at least one of a turning program and a milling program.
  • the machining program includes commands that specify the movement path of the tool. Commands that specify the movement path of the tool are, for example, positioning commands, linear interpolation commands, and circular interpolation commands.
  • the machining program also includes tool information that specifies the tool used for machining. The tool information is, for example, information indicating a tool number included in the tool selection command.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a machining program.
  • the T code written in the block with sequence number N11 is a tool selection command.
  • the command "T01” is a command to select the tool with the tool number 1.
  • the command "M06” is a command to execute tool exchange. Therefore, in the block with the sequence number N11, it is specified that the tool should be replaced with the tool with the tool number 1.
  • the command "G00" written in the block with sequence number N12 is a positioning command.
  • "X100.Y100.” is a command specifying the position where the tool is positioned. Therefore, in the block with sequence number N12, positioning of the tool at positions X100 and Y100 is specified. Furthermore, in the block with sequence number N13, positioning of the tool at position Z3 is specified.
  • the command "G01" written in the block with sequence number N14 is a linear interpolation command.
  • "Z-2.8" is a command specifying the destination of the tool.
  • the F code is a command specifying the feed rate of the tool. That is, in the block with sequence number N14, it is specified that the tool is to be moved by linear interpolation to the position Z-2.8 at a feed rate of 500 [mm/min].
  • the block with sequence number N15 it is specified that the tool is to be moved to positions X120 and Y120 by linear interpolation.
  • the block with sequence number N21 specifies that the tool be replaced with the tool with tool number 2.
  • positioning of the tool at positions X100 and Y100 is specified. Furthermore, in the block with sequence number N23, positioning of the tool at position Z3 is specified.
  • the control unit 22 controls the axes of the machine tool 1 by interpreting a machining program that includes tool information that specifies a tool.
  • the axes of the machine tool 1 include an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis.
  • the feedback information acquisition unit 23 acquires feedback information indicating the position of the axis from the machine tool 1.
  • Feedback information is time series data.
  • the feedback information is data indicating the movement path of the tool.
  • the feedback information acquisition unit 23 acquires feedback information
  • the workpiece does not need to be processed.
  • the feedback information may be acquired in a state where no workpiece is installed on the workpiece gripping section.
  • the workpiece may be being processed when the feedback information acquisition unit 23 acquires the feedback information.
  • the feedback information may be acquired while the workpiece is placed on the workpiece gripping section.
  • the feedback information acquisition unit 23 acquires, for example, information indicating the position of each axis at every predetermined control cycle. For example, the feedback information acquisition unit 23 acquires feedback information indicating the positions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis within one control period. One control period is, for example, several milliseconds.
  • the feedback information acquisition unit 23 acquires feedback information (the feedback information includes information indicating at least one of the position, speed, and acceleration of the motor) from the servo motor that drives each axis of the machine tool 1.
  • the feedback information may be obtained, for example, from linear encoders installed along each linear axis of the machine tool 1, or from rotary encoders installed around each rotation axis.
  • the tool exchange information acquisition unit 24 acquires tool information from the machining program, and acquires exchange information indicating that the tool has been exchanged from the machine tool 1.
  • the tool exchange information acquisition unit 24 acquires, for example, tool information stored in a predetermined register (not shown) by the control unit 22 that has interpreted the machining program.
  • the tool information is information indicating the tool number included in the tool selection command.
  • the exchange information is information indicating that tool exchange has been completed. Completion of tool exchange means that the tool specified in the machining program is attached to the tool spindle, and the axis can be moved.
  • the information indicating that the tool exchange has been completed is, for example, a signal output from a proximity switch installed at a predetermined position.
  • the composite information generation unit 25 generates composite information by combining the feedback information acquired by the feedback information acquisition unit 23 and the tool information and exchange information acquired by the tool exchange information acquisition unit 24.
  • the composite information generation unit 25 generates composite information by matching the time axis related to the acquisition of feedback information and the time axis related to the acquisition of exchange information. Matching the time axes means matching the timing. For example, the feedback information acquisition section 23 and the tool exchange information acquisition section 24 acquire feedback information and exchange information, respectively, within one control cycle. The composite information generation unit 25 matches the time axes by combining the feedback information and exchange information acquired within one control period. Thereby, the composite information generation unit 25 can generate information indicating the position of each axis when the tool exchange is completed.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of composite information.
  • the composite information is time series data that combines feedback information, exchange information, and tool information.
  • the first composite information includes feedback information.
  • the feedback information includes data "X1, Y1, Z1" indicating the positions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively.
  • No. The composite information No. 1 does not include exchange information and tool information. In this case, the feedback information acquisition unit 23 In the control cycle in which the first feedback information was acquired, the tool exchange information acquisition unit 24 did not acquire exchange information.
  • the second composite information includes feedback information.
  • the feedback information includes data "X2, Y2, Z2" indicating the positions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively.
  • No. The composite information No. 2 includes exchange information "Complete” and tool information "T01.” In this case, the feedback information acquisition unit 23 In the control cycle in which the second feedback information was acquired, the tool exchange information acquisition unit 24 acquires exchange information.
  • the composite information No. 3 includes feedback information.
  • the feedback information includes data "X3, Y3, Z3" indicating the positions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively.
  • No. The combination information of No. 3 does not include exchange information and tool information.
  • the composite information No. 4 includes feedback information.
  • the feedback information includes data "X4, Y4, Z4" indicating the positions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively.
  • No. The combination information No. 4 does not include exchange information and tool information.
  • the n composite information includes feedback information.
  • the feedback information includes data "Xn, Yn, Zn” indicating the positions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively.
  • No. The composite information of n includes exchange information "Complete” and tool information "T02".
  • the feedback information acquisition unit 23 In the control cycle in which n feedback information was acquired, the tool exchange information acquisition unit 24 acquires exchange information.
  • the n+1 combined information includes feedback information.
  • the feedback information includes data "Xn+1, Yn+1, Zn+1" indicating the positions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively.
  • No. The n+1 composite information does not include replacement information and tool information.
  • the shape information storage unit 26 stores shape information indicating the shape of the tool.
  • the shape information includes, for example, information indicating the tool type, blade diameter, blade length, shank diameter, and overall length.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of shape information.
  • Tool number 1 has shape information of the tool type: flat end mill, blade diameter: D6.0 [mm], blade length: 12 [mm], shank diameter: 6 [mm], and total length: 55 [mm] is memorized.
  • Tool number 2 has shape information of the tool type: ball end mill, blade diameter: R1.0 [mm], blade length: 4 [mm], shank diameter: 4 [mm], and total length: 60 [mm]. is memorized. Furthermore, tool shape information may also be stored for tool numbers 3 and onwards.
  • the machining simulation unit 27 executes a machining simulation of the workpiece based on the synthesis information and the shape information.
  • the machining simulation unit 27 may further use workpiece shape information indicating the shape of the workpiece to execute the machining simulation.
  • the shape information storage unit 26 may store workpiece shape information indicating the shape of the workpiece.
  • the machining simulation unit 27 draws the position of the tool based on data indicating the position of each axis included in the composite information. For example, when the machining simulation unit 27 executes machining simulation based on the composite information shown in FIG. A tool is drawn at the position (X1, Y1, Z1) indicated by the feedback information No. 1. The tool drawn at this time is, for example, the tool last used in the previous machining simulation.
  • the machining simulation section 27 selects No.
  • the tool is drawn at the position (X2, Y2, Z2) indicated by the feedback information No. 2. Further, the machining simulation unit 27 draws the tool exchange at this position. That is, the machining simulation unit 27 performs a drawing in which the tool with tool number 1 is replaced.
  • the shape information storage unit 26 stores the shape information shown in FIG. 5, for example, the machining simulation unit 27 performs a drawing in which a tool change is performed on the flat end mill.
  • the machining simulation section 27 selects No.
  • the tool is drawn at the position (X3, Y3, Z3) indicated by the feedback information No. 3.
  • the machining simulation section 27 selects No.
  • the tool is drawn at the position (X4, Y4, Z4) indicated by the feedback information No. 4.
  • the machining simulation unit 27 performs a machining simulation including a tool exchange simulation by sequentially executing such processing based on the synthesis information and the shape information.
  • the machining simulation unit 27 draws the result of performing machining simulation using the tool with tool number 1, for example, as shown in FIG. 6B.
  • the machining simulation section 27 selects No. A tool is drawn at the position (Xn, Yn, Zn) indicated by the feedback information of n. Further, the machining simulation unit 27 draws the tool exchange at this position. That is, the machining simulation unit 27 draws a drawing in which a tool is exchanged from the flat end mill with tool number 1 to the ball end mill with tool number 2.
  • the machining simulation section 27 selects No. A tool is drawn at the position (Xn+1, Yn+1, Zn+1) indicated by the feedback information of n+1.
  • the machining simulation unit 27 draws the result of executing the machining simulation using the tool with tool number 2, for example, as shown in FIG. 6C.
  • the output unit 28 outputs machining shape information indicating the shape of the workpiece W after machining, which is generated by executing the machining simulation. Note that the output unit 28 may output not only the shape of the workpiece W after machining, but also the shape of the workpiece during machining drawn by the machining simulation unit 27 and information indicating the operation of the tool. The output unit 28 outputs processed shape information to the display screen of the input/output device 3, for example.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the flow of processing executed by the numerical control device 2.
  • control unit 22 first interprets the machining program and controls the axes of the machine tool 1 (step S1).
  • the feedback information acquisition unit 23 acquires feedback information indicating the position of each axis (step S2).
  • the tool exchange information acquisition unit 24 acquires tool information and exchange information (step S3).
  • the composite information generation unit 25 combines the feedback information, tool information, and exchange information to generate composite information (step S4).
  • the machining simulation unit 27 executes a machining simulation based on the composite information and shape information indicating the shape of the tool (step S5).
  • the output unit 28 outputs machining shape information indicating the shape of the workpiece W after machining (step S6), and the process ends.
  • the numerical control device 2 includes a control unit 22 that interprets a machining program including tool information that specifies a tool and controls the axes of the machine tool 1, and a control unit 22 that controls the axes of the machine tool 1 and sends feedback information indicating the position of the axis to the machine tool 1.
  • a feedback information acquisition unit 23 that acquires tool information from the machining program, and a tool exchange information acquisition unit 24 that acquires exchange information indicating that a tool has been exchanged from the machine tool 1; and a feedback information acquisition unit 23, and the tool information and exchange information acquired by the tool exchange information acquisition section 24 to generate composite information; a shape information storage section 26 that executes a processing simulation of the workpiece W based on the synthesis information and the shape information; and an output unit 28 that outputs machining shape information shown.
  • the composite information generation unit 25 generates composite information by matching the time axis related to the acquisition of feedback information and the time axis related to the acquisition of exchange information. Therefore, the numerical control device 2 can draw the tool change timing of the tool drawn by the machining simulation unit 27 in accordance with the time axis of the time series data indicating the axis position.
  • the feedback information acquisition unit 23 and the tool exchange information acquisition unit 24 acquire feedback information and exchange information, respectively, from the machine tool 1 within one control cycle.
  • the exchange information is a signal indicating that tool exchange has been completed. Therefore, the numerical control device 2 can easily match the tool exchange timing drawn by the machining simulation unit 27 to the time axis of the time series data indicating the position of the axis.
  • the tool exchange information acquisition unit 24 acquires tool information from the machining program.
  • the tool exchange information acquisition unit 24 may acquire tool information from a device installed in the machine tool 1.
  • an ATC Automatic Tool Changer
  • the tool exchange information acquisition unit 24 may acquire the tool information from the ATC along with the exchange information.
  • the feedback information acquisition unit 23 and the tool exchange information acquisition unit 24 acquire feedback information and exchange information, respectively, within one control cycle.
  • the composite information generation unit 25 can match the time axis related to the acquisition of feedback information and the time axis related to the acquisition of exchange information, the feedback information and exchange information will not necessarily be acquired within one control cycle. You can.
  • the feedback information acquisition unit 23 acquires information regarding the time when the feedback information is acquired together with the feedback information.
  • Information regarding the time when the feedback information is acquired is provided by, for example, a timestamp.
  • the tool exchange information acquisition unit 24 acquires information regarding the time when the exchange information is acquired together with the exchange information.
  • the combination information generation unit 25 can combine the feedback information and exchange information by matching the time axes of the two based on the time information indicated by the timestamp.
  • the numerical control device 2 may further include a path error calculation section.
  • the path error calculation unit calculates the difference between the tool movement path calculated based on the instructions of the machining program and the tool movement path indicated by the feedback information.
  • the output unit 28 outputs the difference between each movement route calculated by the route error calculation unit. Thereby, the operator can easily confirm the difference between the tool movement path specified in the machining program and the tool movement path when each axis of the machine tool 1 is actually operated.
  • Machine tool 2 Numerical control device 201 Hardware processor 202 Bus 203 ROM 204 RAM 205 Non-volatile memory 206 Interface 207 Axis control circuit 208 Spindle control circuit 209 PLC 210 I/O unit 21 Program storage section 22 Control section 23 Feedback information acquisition section 24 Tool exchange information acquisition section 25 Synthesis information generation section 26 Shape information storage section 27 Machining simulation section 28 Output section 3 Input/output device 4 Servo amplifier 5 Servo motor 6 Spindle amplifier 7 Spindle motor 8 Auxiliary equipment W Work

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Abstract

数値制御装置が、工具を特定する工具情報を含む加工プログラムを解釈して工作機械の軸を制御する制御部と、軸の位置を示すフィードバック情報を工作機械から取得するフィードバック情報取得部と、加工プログラムから工具情報を取得し、かつ、工具が交換されたこと示す交換情報を工作機械から取得する工具交換情報取得部と、フィードバック情報取得部によって取得されたフィードバック情報と、工具交換情報取得部によって取得された工具情報および交換情報とを合成して合成情報を生成する合成情報生成部と、工具の形状を示す形状情報を記憶する形状情報記憶部と、合成情報、および形状情報に基づいて、ワークの加工シミュレーションを実行する加工シミュレーション部と、加工シミュレーションを実行することによって生成された加工後のワークの形状を示す加工形状情報を出力する出力部と、を備える。

Description

数値制御装置
　本開示は、工作機械の数値制御装置に関する。
　従来、数値制御装置では、サーボモータからのフィードバック情報を利用して、駆動軸の加速度および加加速度が原因で生じる工作機械の振動による加工面品質への影響を考慮した加工シミュレーションが行われている（特許文献１）。フィードバック情報を利用することにより、工作機械の実際の軸の動きを反映した加工シミュレーションを行うことができる。
特開２０２０－７１７３４号公報
　しかし、サーボモータから取得されるフィードバック情報には、工具交換に関する情報が含まれていない。そのため、フィードバック情報を利用した場合、工具交換のシミュレーションを含む加工シミュレーションを行うことができない。
　一方、加工プログラムに含まれる工具交換指令に基づいて工具交換のシミュレーションを行うことが考えられる。しかし、工具交換が指令されるタイミングと、実際に工作機械で工具交換が実行されるタイミングとの間には、ずれが生じる。そのため、フィードバック情報に基づいて行なわれるシミュレーションに工具交換のシミュレーションを、タイミングを合わせて組み入れることができない。
　本開示は、フィードバック情報に基づいて行なわれるシミュレーションに工具交換のシミュレーションを、タイミングを合わせて組み入れて加工シミュレーションを実行することが可能な数値制御装置を提供することを目的とする。
[規則91に基づく訂正 20.11.2023]
　数値制御装置が、工具を特定する工具情報を含む加工プログラムを解釈して工作機械の軸を制御する制御部と、軸の位置を示すフィードバック情報を工作機械から取得するフィードバック情報取得部と、加工プログラムから工具情報を取得し、かつ、工具が交換されたことを示す交換情報を工作機械から取得する工具交換情報取得部と、フィードバック情報取得部によって取得されたフィードバック情報と、工具交換情報取得部によって取得された工具情報および交換情報とを合成して合成情報を生成する合成情報生成部と、工具の形状を示す形状情報を記憶する形状情報記憶部と、合成情報、および形状情報に基づいて、ワークの加工シミュレーションを実行する加工シミュレーション部と、加工シミュレーションを実行することによって生成された加工後のワークの形状を示す加工形状情報を出力する出力部と、を備える。
　本開示の一態様により、フィードバック情報に基づいて行なわれるシミュレーションに工具交換のシミュレーションを、タイミングを合わせて組み入れて加工シミュレーションを実行することが可能な数値制御装置を提供することを目的とする。
工作機械のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 数値制御装置の機能の一例を示す図である。 加工プログラムの一例を示す図である。 合成情報の一例を示す図である。 形状情報の一例を示す図である。 加工シミュレーションの一例を示す図である。 加工シミュレーションの一例を示す図である。 加工シミュレーションの一例を示す図である。 数値制御装置が実行する処理の流れの一例について説明する図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態で説明する特徴のすべての組み合わせが課題解決に必ずしも必要であるとは限らない。また、必要以上の詳細な説明を省略する場合がある。また、以下の実施形態の説明、および図面は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、請求の範囲を限定することを意図していない。
　図１は、数値制御装置を備える工作機械のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。工作機械１は、旋盤、マシニングセンタおよび複合加工機を含む。
　工作機械１は、数値制御装置２と、入出力装置３と、サーボアンプ４と、サーボモータ５と、スピンドルアンプ６と、スピンドルモータ７と、補助機器８とを備える。
　数値制御装置２は、工作機械１全体を制御する装置である。数値制御装置２は、ハードウェアプロセッサ２０１と、バス２０２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）２０４と、不揮発性メモリ２０５とを備えている。
　ハードウェアプロセッサ２０１は、システムプログラムに従って数値制御装置２全体を制御するプロセッサである。ハードウェアプロセッサ２０１は、バス２０２を介してＲＯＭ２０３に格納されたシステムプログラムなどを読み出し、システムプログラムに基づいて各種処理を行う。ハードウェアプロセッサ２０１は、加工プログラムに基づいて、サーボモータ５、およびスピンドルモータ７を制御する。ハードウェアプロセッサ２０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、または電子回路である。
　ハードウェアプロセッサ２０１は、制御周期ごとに、例えば、加工プログラムの解析、ならびに、サーボモータ５、およびスピンドルモータ７に対する制御指令の出力を行う。
　バス２０２は、数値制御装置２内の各ハードウェアを互いに接続する通信路である。数値制御装置２内の各ハードウェアはバス２０２を介してデータをやり取りする。
　ＲＯＭ２０３は、数値制御装置２全体を制御するためのシステムプログラムなどを記憶する記憶装置である。ＲＯＭ２０３は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
　ＲＡＭ２０４は、各種データを一時的に格納する記憶装置である。ＲＡＭ２０４は、ハードウェアプロセッサ２０１が各種データを処理するための作業領域として機能する。
　不揮発性メモリ２０５は、工作機械１の電源が切られ、数値制御装置２に電力が供給されていない状態でもデータを保持する記憶装置である。不揮発性メモリ２０５は、例えば、加工プログラム、および各種パラメータを記憶する。不揮発性メモリ２０５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。不揮発性メモリ２０５は、例えば、バッテリでバックアップされたメモリ、または、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）で構成される。
　数値制御装置２は、さらに、インタフェース２０６と、軸制御回路２０７と、スピンドル制御回路２０８と、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２０９と、Ｉ／Ｏユニット２１０とを備える。
　インタフェース２０６は、バス２０２と入出力装置３とを接続する。インタフェース２０６は、例えば、ハードウェアプロセッサ２０１が処理した各種データを入出力装置３に送る。
　入出力装置３は、インタフェース２０６を介して各種データを受け、各種データを表示する装置である。また、入出力装置３は、各種データの入力を受け付けてインタフェース２０６を介して各種データをハードウェアプロセッサ２０１に送る。入出力装置３は、例えば、タッチパネルである。入出力装置３がタッチパネルである場合、タッチパネルは、例えば、静電容量方式のタッチパネルである。なお、タッチパネルは、静電容量方式に限らず、他の方式のタッチパネルであってもよい。入出力装置３は、例えば、数値制御装置２が格納される操作盤（不図示）に設置される。
　軸制御回路２０７は、サーボモータ５を制御する回路である。軸制御回路２０７は、ハードウェアプロセッサ２０１からの制御指令を受けてサーボモータ５を駆動させるための各種指令をサーボアンプ４に出力する。軸制御回路２０７は、例えば、サーボモータ５のトルクを制御するトルクコマンドをサーボアンプ４に送る。
　サーボアンプ４は、軸制御回路２０７からの指令を受けて、サーボモータ５に電流を供給する。
　サーボモータ５は、サーボアンプ４から電流の供給を受けて駆動する。サーボモータ５は、例えば、刃物台を駆動させるボールねじに連結される。サーボモータ５が駆動することにより、刃物台などの工作機械１の構造物が各軸方向に移動する。サーボモータ５は、軸の位置・速度を検出するエンコーダ（不図示）を内蔵し、このエンコーダからの位置・速度フィードバック情報を軸制御回路２０７にフィードバックして位置・速度のフィードバック制御を行う。
　なお、サーボモータ５は、各軸に対して設けられる。すなわち、サーボモータ５は、X軸用サーボモータ、Ｙ軸用サーボモータ、およびＺ軸用サーボモータを含む。サーボモータ５は、さらに、Ａ軸用サーボモータ、Ｂ軸用サーボモータ、およびＣ軸用サーボモータを含んでいてもよい。軸制御回路２０７、およびサーボアンプ４は、各軸に対してそれぞれ設けられる。
　スピンドル制御回路２０８は、スピンドルモータ７を制御するための回路である。スピンドル制御回路２０８は、ハードウェアプロセッサ２０１からの制御指令を受けてスピンドルモータ７を駆動させるための指令をスピンドルアンプ６に出力する。スピンドル制御回路２０８は、例えば、スピンドルモータ７の回転速度を制御するスピンドル速度コマンドをスピンドルアンプ６に送る。
　スピンドルアンプ６は、スピンドル制御回路２０８からの指令を受けて、スピンドルモータ７に電流を供給する。
　スピンドルモータ７は、スピンドルアンプ６から電流の供給を受けて駆動する。スピンドルモータ７は、主軸に連結され、主軸を回転させる。
　ＰＬＣ２０９は、ラダープログラムを実行して補助機器８を制御する装置である。ＰＬＣ２０９は、Ｉ／Ｏユニット２１０を介して補助機器８に対して指令を送る。
　Ｉ／Ｏユニット２１０は、ＰＬＣ２０９と補助機器８とを接続するインタフェースである。Ｉ／Ｏユニット２１０は、ＰＬＣ２０９から受けた指令を補助機器８に送る。
　補助機器８は、工作機械１に設置され、工作機械１において補助的な動作を行う機器である。補助機器８は、Ｉ／Ｏユニット２１０から受けた指令に基づいて動作する。補助機器８は、工作機械１の周辺に設置される機器であってもよい。補助機器８は、例えば、工具交換装置、切削液噴射装置、または開閉ドア駆動装置である。
　次に、数値制御装置２の機能について説明する。数値制御装置２は、サーボモータ５を制御することにより各軸を移動させる。また、数値制御装置２は、スピンドルモータ７を回転させる。これにより、数値制御装置２は、ワークの加工を行う。また、数値制御装置２は、フィードバック情報に基づいて加工シミュレーションを実行する。
　フィードバック情報は、例えば、サーボモータ５から取得される情報である。サーボモータ５から取得される情報は、軸の位置を示す情報である。例えば、Ｘ軸用サーボモータから取得されるフィードバック情報は、Ｘ軸の位置を示す情報である。また、Ｙ軸用サーボモータから取得されるフィードバック情報は、Ｙ軸の位置を示す情報である。
　図２は、数値制御装置２の機能の一例を示すブロック図である。数値制御装置２は、プログラム記憶部２１と、制御部２２と、フィードバック情報取得部２３と、工具交換情報取得部２４と、合成情報生成部２５と、形状情報記憶部２６と、加工シミュレーション部２７と、出力部２８とを備える。
　プログラム記憶部２１、形状情報記憶部２６は、入出力装置３などから入力された加工プログラム、および工具の形状を示す形状情報が、ＲＡＭ２０４、または不揮発性メモリ２０５に記憶されることにより実現される。
　制御部２２、フィードバック情報取得部２３、工具交換情報取得部２４、合成情報生成部２５、加工シミュレーション部２７、および出力部２８は、例えば、ハードウェアプロセッサ２０１が、ＲＯＭ２０３に記憶されているシステムプログラムならびに不揮発性メモリ２０５に記憶されている各種データを用いて演算処理することにより実現される。
　プログラム記憶部２１は、加工プログラムを記憶する。加工プログラムは、旋削加工用プログラム、およびミリング加工用のプログラムの少なくともいずれかを含む。加工プログラムには、工具の移動経路を指定する指令が含まれる。工具の移動経路を指定する指令は、例えば、位置決め指令、直線補間指令、および円弧補間指令である。また、加工プログラムには、加工に利用される工具を特定する工具情報が含まれる。工具情報は、例えば、工具選択指令に含まれる工具番号を示す情報である。
　図３は、加工プログラムの一例を示す図である。シーケンス番号Ｎ１１のブロックに記載されたＴコードは、工具選択指令である。つまり、指令「Ｔ０１」は、工具番号が１番の工具を選択する指令である。また、指令「Ｍ０６」は、工具交換を実行する指令である。したがって、シーケンス番号Ｎ１１のブロックでは、工具番号が１番の工具に工具交換することが指定されている。
　シーケンス番号Ｎ１２のブロックに記載された指令「Ｇ００」は、位置決め指令である。また、「Ｘ１００．Ｙ１００．」は、工具が位置決めされる位置を指定する指令である。したがって、シーケンス番号Ｎ１２のブロックでは、Ｘ１００、Ｙ１００の位置に工具を位置決めすることが指定されている。また、シーケンス番号Ｎ１３のブロックでは、Ｚ３の位置に工具を位置決めすることが指定されている。
　シーケンス番号Ｎ１４のブロックに記載された指令「Ｇ０１」は、直線補間指令である。また、「Ｚ－２．８」は、工具の移動先を指定する指令である。また、Ｆコードは、工具の送り速度を指定する指令である。つまり、シーケンス番号Ｎ１４のブロックでは、Ｚ－２．８の位置まで送り速度５００［ｍｍ／ｍｉｎ］で、工具を直線補間によって移動させることが指定されている。シーケンス番号Ｎ１５のブロックでは、Ｘ１２０、Ｙ１２０の位置まで工具を直線補間によって移動させることが指定されている。
　シーケンス番号Ｎ２１のブロックでは、工具番号が２番の工具に工具交換することが指定されている。
　シーケンス番号Ｎ２２のブロックでは、Ｘ１００、Ｙ１００の位置に工具を位置決めすることが指定されている。また、シーケンス番号Ｎ２３のブロックでは、Ｚ３の位置に工具を位置決めすることが指定されている。
　シーケンス番号Ｎ２４のブロックでは、Ｚ－３の位置まで送り速度２５０［ｍｍ／ｍｉｎ］で、工具を直線補間によって移動させることが指定されている。シーケンス番号Ｎ２５のブロックでは、Ｘ１２０、Ｙ１２０の位置まで工具を直線補間によって移動させることが指定されている。なお、加工プログラムは、例えば、エンドオブプログラム指令Ｍ３０が指定されることにより終了する。ここで、図２の説明に戻る。
　制御部２２は、工具を特定する工具情報を含む加工プログラムを解釈して工作機械１の軸を制御する。工作機械１の軸は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を含む。制御部２２は、例えば、図３に示す加工プログラムを解釈して各軸を制御する。これにより、工具が加工プログラムで指定された移動経路を移動する。
　フィードバック情報取得部２３は、軸の位置を示すフィードバック情報を工作機械１から取得する。フィードバック情報は、時系列データである。つまり、フィードバック情報は、工具の移動経路を示すデータである。
　フィードバック情報取得部２３がフィードバック情報を取得する際、ワークの加工が行われていなくてよい。つまり、ワーク把持部にワークが設置されていない状態でフィードバック情報を取得してよい。あるいは、フィードバック情報取得部２３がフィードバック情報を取得する際、ワークの加工が行われていてもよい。つまり、ワーク把持部にワークが設置された状態でフィードバック情報を取得してもよい。
　フィードバック情報取得部２３は、例えば、所定の制御周期毎に各軸の位置を示す情報を取得する。例えば、フィードバック情報取得部２３は、１制御周期の期間内においてＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の位置を示すフィードバック情報を取得する。１制御周期は、例えば、数ミリ秒である。
　フィードバック情報取得部２３は、工作機械１の各軸を駆動するサーボモータからフィードバック情報（フィードバック情報は、モータの位置、速度、加速度の少なくともいずれかを示す情報を含む。）を取得する。あるいは、例えば、工作機械１の各直線軸に沿って設置されたリニアエンコーダから、あるいは、各回転軸を中心に設置されたロータリエンコーダからフィードバック情報を取得してもよい。
[規則91に基づく訂正 20.11.2023]
　工具交換情報取得部２４は、加工プログラムから工具情報を取得し、かつ、工具が交換されたことを示す交換情報を工作機械１から取得する。工具交換情報取得部２４は、例えば、加工プログラムを解釈した制御部２２が所定のレジスタ（不図示）に記憶させた工具情報を取得する。上述したように、工具情報は、工具選択指令に含まれる工具番号を示す情報である。
　交換情報は、工具交換が完了したことを示す情報である。工具交換が完了するとは、工具主軸に対して加工プログラムで指定された工具が取り付けられ、軸の移動が可能になることである。工具交換が完了したことを示す情報は、例えば、所定の位置に設置された近接スイッチから出力される信号である。
　合成情報生成部２５は、フィードバック情報取得部２３によって取得されたフィードバック情報と、工具交換情報取得部２４によって取得された工具情報および交換情報とを合成して合成情報を生成する。
　合成情報生成部２５は、フィードバック情報の取得に係る時間軸と交換情報の取得に係る時間軸とを一致させて合成情報を生成する。時間軸を一致させるとは、タイミングを合わせることである。例えば、フィードバック情報取得部２３と工具交換情報取得部２４とは、１制御周期内において、それぞれ、フィードバック情報と交換情報とを取得する。合成情報生成部２５は、これら１制御周期内で取得されたフィードバック情報と交換情報とを組み合わせることにより時間軸を一致させる。これにより、合成情報生成部２５は、工具交換が完了したときの各軸の位置を示す情報を生成することができる。
　図４は、合成情報の一例を示す図である。合成情報は、フィードバック情報、交換情報、および工具情報を組み合わせた時系列データである。
　Ｎｏ．１の合成情報には、フィードバック情報が含まれている。フィードバック情報には、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の位置をそれぞれ示すデータ「Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１」が含まれている。また、Ｎｏ．１の合成情報には、交換情報および工具情報は含まれていない。この場合、フィードバック情報取得部２３がＮｏ．１のフィードバック情報を取得した制御周期において、工具交換情報取得部２４は、交換情報を取得していない。
　Ｎｏ．２の合成情報には、フィードバック情報が含まれている。フィードバック情報には、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の位置をそれぞれ示すデータ「Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２」が含まれている。また、Ｎｏ．２の合成情報には、交換情報「完了」および工具情報「Ｔ０１」が含まれている。この場合、フィードバック情報取得部２３がＮｏ．２のフィードバック情報を取得した制御周期において、工具交換情報取得部２４は、交換情報を取得している。
　Ｎｏ．３の合成情報には、フィードバック情報が含まれている。フィードバック情報には、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の位置をそれぞれ示すデータ「Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３」が含まれている。また、Ｎｏ．３の合成情報には、交換情報および工具情報は含まれていない。
　Ｎｏ．４の合成情報には、フィードバック情報が含まれている。フィードバック情報には、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の位置をそれぞれ示すデータ「Ｘ４、Ｙ４、Ｚ４」が含まれている。また、Ｎｏ．４の合成情報には、交換情報および工具情報は含まれていない。
　Ｎｏ．ｎの合成情報には、フィードバック情報が含まれている。フィードバック情報には、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の位置をそれぞれ示すデータ「Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ」が含まれている。また、Ｎｏ．ｎの合成情報には、交換情報「完了」および工具情報「Ｔ０２」が含まれている。この場合、フィードバック情報取得部２３がＮｏ．ｎのフィードバック情報を取得した制御周期において、工具交換情報取得部２４は、交換情報を取得している。
　Ｎｏ．ｎ＋１の合成情報には、フィードバック情報が含まれている。フィードバック情報には、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の位置をそれぞれ示すデータ「Ｘｎ＋１、Ｙｎ＋１、Ｚｎ＋１」が含まれている。また、Ｎｏ．ｎ＋１の合成情報には、交換情報および工具情報は含まれていない。ここで、図２の説明に戻る。
　形状情報記憶部２６は、工具の形状を示す形状情報を記憶する。形状情報には、例えば、工具種別、刃径、刃長、シャンク径および全長を示す情報が含まれる。
　図５は、形状情報の一例を示す図である。工具番号１番には、工具種別がフラットエンドミル、刃径がＤ６．０［ｍｍ］、刃長が１２［ｍｍ］、シャンク径が６［ｍｍ］、全長が５５［ｍｍ］の工具の形状情報が記憶されている。
　工具番号２番には、工具種別がボールエンドミル、刃径がＲ１．０［ｍｍ］、刃長が４［ｍｍ］、シャンク径が４［ｍｍ］、全長が６０［ｍｍ］の工具の形状情報が記憶されている。さらに、工具番号３番以降についても工具の形状情報が記憶されてもよい。
　加工シミュレーション部２７は、合成情報、および形状情報に基づいて、ワークの加工シミュレーションを実行する。加工シミュレーション部２７は、ワークの形状を示すワーク形状情報をさらに用いて加工シミュレーションを実行してもよい。この場合、形状情報記憶部２６にワークの形状を示すワーク形状情報を記憶させておいてもよい。加工シミュレーション部２７がワーク形状情報を用いてシミュレーションを実行する場合、加工シミュレーション部２７は、例えば、図６Ａに示す加工前のワークＷを描画する。
　加工シミュレーション部２７は、合成情報に含まれる各軸の位置を示すデータに基づいて工具の位置を描画する。加工シミュレーション部２７が、例えば、図４に示す合成情報に基づいて加工シミュレーションを実行する場合、加工シミュレーション部２７は、まず、Ｎｏ．１のフィードバック情報が示す位置（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）に工具を描画する。このときに描画される工具は、例えば、前回の加工シミュレーションにおいて最後に用いられた工具である。
　次に、加工シミュレーション部２７は、Ｎｏ．２のフィードバック情報が示す位置（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）に工具を描画する。また、加工シミュレーション部２７は、この位置において、工具交換の描画を行う。すなわち、加工シミュレーション部２７は、工具番号１番の工具に工具交換が行われる描画を行う。形状情報記憶部２６が、例えば、図５に示す形状情報を記憶している場合、加工シミュレーション部２７は、フラットエンドミルに工具交換が行われる描画を行う。
　次に、加工シミュレーション部２７は、Ｎｏ．３のフィードバック情報が示す位置（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）に工具を描画する。次に、加工シミュレーション部２７は、Ｎｏ．４のフィードバック情報が示す位置（Ｘ４、Ｙ４、Ｚ４）に工具を描画する。加工シミュレーション部２７は、このような処理を順次、合成情報、および形状情報に基づいて実行することにより、工具交換のシミュレーションを含む加工シミュレーションを行う。加工シミュレーション部２７は、工具番号１番の工具を用いて加工シミュレーションを実行した結果を、例えば、図６Ｂのように描画する。
　同様に、加工シミュレーション部２７は、Ｎｏ．ｎのフィードバック情報が示す位置（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）に工具を描画する。また、加工シミュレーション部２７は、この位置において、工具交換の描画を行う。すなわち、加工シミュレーション部２７は、工具番号１番のフラットエンドミルから工具番号２番のボールエンドミルに工具交換が行われる描画を行う。
　次に、加工シミュレーション部２７は、Ｎｏ．ｎ＋１のフィードバック情報が示す位置（Ｘｎ＋１、Ｙｎ＋１、Ｚｎ＋１）に工具を描画する。工具番号２番の工具を用いた加工シミュレーションが終了すると、加工シミュレーション部２７は、工具番号２番の工具を用いて加工シミュレーションを実行した結果を、例えば、図６Ｃのように描画する。
　出力部２８は、加工シミュレーションを実行することによって生成された加工後のワークＷの形状を示す加工形状情報を出力する。なお、出力部２８は、加工後のワークＷの形状だけではなく、加工シミュレーション部２７によって描画された加工途中のワーク形状、および工具の動作を示す情報を出力してもよい。出力部２８は、例えば、入出力装置３の表示画面に加工形状情報を出力する。
　次に、数値制御装置２が実行する処理の流れについて説明する。
　図７は、数値制御装置２が実行する処理の流れの一例について説明する図である。
　数値制御装置２では、まず、制御部２２が加工プログラムを解釈して、工作機械１の軸を制御する（ステップＳ１）。
　次に、フィードバック情報取得部２３は、各軸の位置を示すフィードバック情報を取得する（ステップＳ２）。
　次に、工具交換情報取得部２４が、工具情報および交換情報を取得する（ステップＳ３）。
　次に、合成情報生成部２５が、フィードバック情報と、工具情報および交換情報を合成して合成情報を生成する（ステップＳ４）。
　次に、加工シミュレーション部２７が合成情報および工具の形状を示す形状情報に基づいて加工シミュレーションを実行する（ステップＳ５）。
　次に、出力部２８が加工後のワークＷの形状を示す加工形状情報を出力し（ステップＳ６）、処理を終了する。
[規則91に基づく訂正 20.11.2023]
　以上説明したように、数値制御装置２は、工具を特定する工具情報を含む加工プログラムを解釈して工作機械１の軸を制御する制御部２２と、軸の位置を示すフィードバック情報を工作機械１から取得するフィードバック情報取得部２３と、加工プログラムから工具情報を取得し、かつ、工具が交換されたことを示す交換情報を工作機械１から取得する工具交換情報取得部２４と、フィードバック情報取得部２３によって取得されたフィードバック情報と、工具交換情報取得部２４によって取得された工具情報および交換情報とを合成して合成情報を生成する合成情報生成部２５と、工具の形状を示す形状情報を記憶する形状情報記憶部２６と、合成情報、および形状情報に基づいて、ワークＷの加工シミュレーションを実行する加工シミュレーション部２７と、加工シミュレーションを実行することによって生成された加工後のワークＷの形状を示す加工形状情報を出力する出力部２８と、を備える。
　したがって、フィードバック情報に基づいて行なわれるシミュレーションに工具交換のシミュレーションを、タイミングを合わせて組み入れて加工シミュレーションを実行することができる。
　また、合成情報生成部２５は、フィードバック情報の取得に係る時間軸と交換情報の取得に係る時間軸とを一致させて合成情報を生成する。したがって、数値制御装置２は、加工シミュレーション部２７によって描画される工具の工具交換のタイミングを、軸の位置を示す時系列データの時間軸に合わせて描画することができる。
　また、フィードバック情報取得部２３と工具交換情報取得部２４とは、工作機械１から１制御周期内において、それぞれ、フィードバック情報と交換情報とを取得する。交換情報は、工具の交換が完了したことを示す信号である。したがって、数値制御装置２は、加工シミュレーション部２７によって描画される工具交換のタイミングを、軸の位置を示す時系列データの時間軸に容易に合わせることができる。
　上述した実施形態では、工具交換情報取得部２４は、加工プログラムから工具情報を取得する。しかし、工具交換情報取得部２４は、工作機械１に設置された装置から工具情報を取得してもよい。例えば、工作機械１に搭載されるＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｏｏｌ　Ｃｈａｎｇｅｒ）は、工具番号を示す情報を有している。そのため、工具交換情報取得部２４は、交換情報とともに、工具情報をＡＴＣから取得してもよい。
　上述した実施形態では、フィードバック情報取得部２３と工具交換情報取得部２４とが、１制御周期内において、それぞれ、フィードバック情報と交換情報とを取得する。しかし、合成情報生成部２５がフィードバック情報の取得に係る時間軸と交換情報の取得に係る時間軸とを一致させることができれば、必ずしも、フィードバック情報と交換情報とが１制御周期内において取得されなくてもよい。
　例えば、フィードバック情報取得部２３は、フィードバック情報を取得するときの時刻に関する情報をフィードバック情報とともに取得する。フィードバック情報を取得するときの時刻に関する情報は、例えば、タイムスタンプによって付与される。また、工具交換情報取得部２４は、交換情報を取得するときの時刻に関する情報を交換情報とともに取得する。この場合、合成情報生成部２５は、タイムスタンプが示す時刻の情報に基づいて、両者の時間軸を一致させて、フィードバック情報と交換情報とを合成することができる。
　数値制御装置２は、さらに、経路誤差算出部を備えていてもよい。経路誤差算出部は、加工プログラムの指令に基づいて算出された工具の移動経路とフィードバック情報が示す工具の移動経路との差を算出する。
　出力部２８は、経路誤差算出部によって算出された、各移動経路の間の差を出力する。これにより、オペレータは、加工プログラムで指定された工具の移動経路と、実際に工作機械１の各軸を動作させたときの工具の移動経路との差を容易に確認することができる。
　なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本開示では、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
　　１　　　　　工作機械
　　２　　　　　数値制御装置
　　２０１　　　ハードウェアプロセッサ
　　２０２　　　バス
　　２０３　　　ＲＯＭ
　　２０４　　　ＲＡＭ
　　２０５　　　不揮発性メモリ
　　２０６　　　インタフェース
　　２０７　　　軸制御回路
　　２０８　　　スピンドル制御回路
　　２０９　　　ＰＬＣ
　　２１０　　　Ｉ／Ｏユニット
　　２１　　　　プログラム記憶部
　　２２　　　　制御部
　　２３　　　　フィードバック情報取得部
　　２４　　　　工具交換情報取得部
　　２５　　　　合成情報生成部
　　２６　　　　形状情報記憶部
　　２７　　　　加工シミュレーション部
　　２８　　　　出力部
　　３　　　　　入出力装置
　　４　　　　　サーボアンプ
　　５　　　　　サーボモータ
　　６　　　　　スピンドルアンプ
　　７　　　　　スピンドルモータ
　　８　　　　　補助機器
　　Ｗ　　　　　ワーク

Claims (4)

  1. [規則91に基づく訂正 20.11.2023]
    　工具を特定する工具情報を含む加工プログラムを解釈して工作機械の軸を制御する制御部と、
    　前記軸の位置を示すフィードバック情報を前記工作機械から取得するフィードバック情報取得部と、
    　前記加工プログラムから前記工具情報を取得し、かつ、前記工具が交換されたことを示す交換情報を前記工作機械から取得する工具交換情報取得部と、
    　前記フィードバック情報取得部によって取得された前記フィードバック情報と、前記工具交換情報取得部によって取得された前記工具情報および前記交換情報とを合成して合成情報を生成する合成情報生成部と、
    　前記工具の形状を示す形状情報を記憶する形状情報記憶部と、
    　前記合成情報、および前記形状情報に基づいて、ワークの加工シミュレーションを実行する加工シミュレーション部と、
    　前記加工シミュレーションを実行することによって生成された加工後のワークの形状を示す加工形状情報を出力する出力部と、
    を備える数値制御装置。
  2. 　前記合成情報生成部は、前記フィードバック情報の取得に係る時間軸と前記交換情報の取得に係る時間軸とを一致させて前記合成情報を生成する請求項１に記載の数値制御装置。
  3. 　前記フィードバック情報取得部と前記工具交換情報取得部とは、前記工作機械から１制御周期内において、それぞれ、前記フィードバック情報と前記交換情報とを取得する請求項２に記載の数値制御装置。
  4. 　前記交換情報は、前記工具の交換が完了したことを示す信号である請求項１～３のいずれか１項に記載の数値制御装置。
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