WO2023188433A1 - 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法 - Google Patents

加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023188433A1
WO2023188433A1 PCT/JP2022/017003 JP2022017003W WO2023188433A1 WO 2023188433 A1 WO2023188433 A1 WO 2023188433A1 JP 2022017003 W JP2022017003 W JP 2022017003W WO 2023188433 A1 WO2023188433 A1 WO 2023188433A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
machining
machined surface
shape
machining error
surface quality
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/017003
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智哉 藤田
浩希 植村
淳二 松野
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to CN202280071841.4A priority Critical patent/CN118159921A/zh
Priority to PCT/JP2022/017003 priority patent/WO2023188433A1/ja
Priority to JP2022552278A priority patent/JP7175433B1/ja
Publication of WO2023188433A1 publication Critical patent/WO2023188433A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • 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
    • G05B19/406—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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present disclosure relates to a machined surface quality simulation device and a machined surface quality display method that simulate the appearance characteristics of a machined surface of a workpiece.
  • a machine tool is a mechanical device that drives an axis according to a machining program to machine a workpiece of a desired shape.
  • a technology to achieve high-precision machining there is a technology that uses simulation to predict the occurrence of machining errors before machining, or a technology that detects the occurrence of machining errors by monitoring data output by machine tools during machining. The technology is known.
  • Patent Document 1 discloses a three-dimensional shape simulation in which the volume of the part removed from the workpiece by the tool in each calculation step is calculated from the locus that the tool passes, and the shape after machining is predicted. By using the technique of Patent Document 1, if the locus that the tool passes is known, an accurate machining shape can be predicted.
  • Patent Document 1 a large amount of computational resources are required to realize a highly accurate simulation of a three-dimensional shape, and there is a problem that it takes time to predict the shape after processing. .
  • the technology disclosed in Patent Document 1 can accurately predict the shape after processing, it does not simulate the appearance of the external appearance. It is not possible to confirm any changes in the
  • the present disclosure has been made in view of the above, and aims to provide a machined surface quality simulation device that can predict the appearance characteristics of a machined surface through simple calculations.
  • a machined surface quality simulation device calculates the appearance of a machined surface of a workpiece machined by a machine tool that drives an axis according to a machining program. This is a machined surface quality simulation device that simulates the characteristics.
  • the machined surface quality simulation device determines whether or not a preset machining error that characterizes the appearance occurs based on axis data that is data about the movement of the axis. an occurrence determination section, a machining surface shape calculation section that calculates the machining error shape caused by the machining error based on the machining conditions and axis position when the machine tool processes the workpiece;
  • a drawing section for drawing is
  • the machined surface quality simulation device has the effect of being able to predict the appearance characteristics of a machined surface through simple calculations.
  • a diagram for explaining an example of the mechanism of machining error in Embodiment 1 A diagram for explaining an example of a mode of machining error in Embodiment 1
  • Block diagram showing the configuration of a machined surface quality simulation device according to the first embodiment Flowchart showing the procedure of machined surface quality simulation by the machined surface quality simulation device according to the first embodiment
  • a diagram showing a first example of a machining path in Embodiment 1 A diagram showing an example of an acceleration waveform during processing in Embodiment 1
  • a diagram showing an example of an error trajectory drawn by the machined surface quality simulation device according to the first embodiment A diagram showing an example of a tool and a machining error shape in Embodiment 1 A diagram for explaining the deformation of the mechanical structure that lifts the tool in Embodiment 1
  • a diagram showing a second example of an image generated by the machined surface quality simulation device according to the first embodiment A diagram showing a second example of the machining path in Embodiment 1
  • a diagram showing a third example of an image generated by the machined surface quality simulation device according to the first embodiment A diagram showing a configuration example of a control circuit according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 A diagram showing a configuration example of a dedicated hardware circuit according to Embodiment 1.
  • Block diagram showing the configuration of a machined surface quality simulation device according to Embodiment 2 Flowchart showing the procedure of machined surface quality simulation by the machined surface quality simulation device according to the second embodiment A diagram showing an example of an image generated by the machined surface quality simulation device according to the second embodiment Block diagram showing the configuration of a machined surface quality simulation device according to Embodiment 3
  • FIG. 3 Flowchart showing the procedure of machined surface quality simulation by the machined surface quality simulation device according to the third embodiment
  • a diagram showing an example of an image generated by the machined surface quality simulation device according to the fourth embodiment Block diagram showing the configuration of a machined surface quality simulation device according to Embodiment 5
  • FIG. 5 Block diagram showing the configuration of a machined surface quality simulation device according to Embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a numerically controlled machine tool 99 according to the first embodiment.
  • the numerically controlled machine tool 99 is a machine tool that drives axes according to a machining program.
  • the numerically controlled machine tool 99 is an orthogonal three-axis vertical cutting machine.
  • the numerically controlled machine tool 99 includes an X-axis drive unit 93X that drives the X-axis, a V-axis drive unit 93V that drives the V-axis, a Y-axis drive unit 93Y that drives the Y-axis, and a Z-axis drive unit that drives the Z-axis. It has a drive section 93Z and a main shaft 83.
  • the numerically controlled machine tool 99 is a tandem drive machine tool and has a structure called a gantry structure.
  • the X-axis drive section 93X and the V-axis drive section 93V drive the Y-axis drive section 93Y in the X direction.
  • the Y-axis drive section 93Y drives the Z-axis drive section 93Z in the Y direction.
  • the Z-axis drive section 93Z drives the main shaft 83 in the Z direction.
  • the main shaft 83 rotates the tool 76.
  • a workpiece 78 to be processed is placed on a work table 77.
  • the numerically controlled machine tool 99 processes a workpiece 78 by rotating the tool 76 while moving the main shaft 83 using an X-axis drive section 93X, a V-axis drive section 93V, a Y-axis drive section 93Y, and a Z-axis drive section 93Z. do.
  • the work performed by the numerically controlled machine tool 99 is to drive each axis according to the machining program and realize the machined shape of the workpiece 78 by cutting.
  • the success or failure of the work of the numerically controlled machine tool 99 depends on whether the machined shape of the workpiece 78 achieves a predetermined standard, specifically, whether it achieves the shape accuracy and surface accuracy as designed in advance. It will be judged.
  • the rotational motion of the motor 71 which is an actuator, is converted by the feed screw 73 into linear motion in the driving direction of each axis.
  • the shaft since the rotational movement is supported by the guide mechanism 72, the shaft has a degree of freedom only in the feeding direction of the feed screw 73.
  • the movement of the tool 76 in the three-dimensional space of XYZ that is, the movement of the tool 76 with three degrees of freedom, is realized by combining the linear movements of the respective axes.
  • the numerically controlled machine tool 99 creates a three-dimensional machined shape of the workpiece 78 by rotating the tool 76 using the spindle 83 and removing material from the portion of the workpiece 78 that interferes with the tool 76 .
  • the X-axis drive section 93X V-axis drive section 93V, Y-axis drive section 93Y, and Z-axis drive section 93Z that constitute the numerically controlled machine tool 99 will be explained.
  • the X-axis drive section 93X will be explained as an example, but the contents explained about the X-axis drive section 93X are the same for each of the V-axis drive section 93V, the Y-axis drive section 93Y, and the Z-axis drive section 93Z. shall be taken as a thing.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the X-axis drive section 93X that constitutes the numerically controlled machine tool 99 according to the first embodiment.
  • the numerically controlled machine tool 99 includes a command value calculation section 9, a servo control section 6a, and a mechanical device section 96.
  • the mechanical device section 96 has a drive mechanism 97 and a mechanical structure 98.
  • the command value calculation section 9, the servo control section 6a, and the drive mechanism 97 constitute an X-axis drive section 93X.
  • the drive mechanism 97 plays the role of converting the rotational motion of the X-axis motor 71 into linear motion and the role of supporting the configuration for such conversion.
  • the rotational motion of the motor 71 is transmitted to the feed screw 73 via the coupling 74, and converted to linear motion via the nut 80 and the speed reducer 79.
  • the linear motion of the feed screw 73 is restrained by support bearings 75a and 75b.
  • the linear movement of the nut 80 drives the tool 76 in the X direction together with the support 90 that supports the X axis.
  • the support body 90 is a general term for the Z axis interposed between the tool 76 and the nut 80 and the structure for support.
  • the extent of the mechanical structure 98 varies from axis to axis.
  • the Z-axis drive mechanism 97 is included in the X-axis mechanical structure 98 because it has no role in converting the motion of the X-axis motor 71 when viewed from the X-axis.
  • the X-axis position command Xc is output from the command value calculation unit 9 and input to the servo control unit 6a.
  • the position command Xc indicates the position calculated by the command value calculation unit 9 according to the machining program, and indicates the position of the driven body in a desired control state.
  • the servo control unit 6a performs feedback control so that the error between the detected position Xd and the position command Xc is reduced, and outputs a motor current Ix to the motor 71 to drive the drive mechanism 97.
  • the detected position Xd is obtained by multiplying the rotation angle of the motor 71 detected by the rotation angle detector 2 attached to the motor 71 by the thread pitch of the feed screw 73.
  • a mechanical structure 98 including a tool 76 to be controlled is connected to the drive mechanism 97.
  • the servo control unit 6a performs control to match the detected position Xd with the position indicated by the position command Xc by feedback control. However, even if feedback control is performed, an error will occur between the tip position of the tool 76 and the machining point of the workpiece 78 during machining, resulting in uncut or overcut material on the workpiece 78. Processing errors may occur.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the mechanism of processing errors in the first embodiment.
  • FIG. 3 shows machining errors that are caused by deformation of the support body 90 due to the movement of the X-axis drive unit 93X, and that cannot be handled by feedback control.
  • the driving force of the motor 71 is transmitted to the support body 90 via the feed screw 73. If the rigidity of the support body 90 is not sufficient, the drive force of the motor 71 is transmitted to the support body 90, thereby deforming the support body 90. This deformation causes the tool 76 to be displaced in the Z direction.
  • the rotation angle detector 2 of the X-axis drive section 93X can detect errors of the X-axis drive section 93X occurring in the X direction, but cannot detect errors occurring in the Z direction. Furthermore, since this deformation occurs outside the Z-axis drive section 93Z, it cannot be detected by the rotation angle detector 2 of the X-axis drive section 93X.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the form of processing errors in the first embodiment.
  • FIG. 4 shows an example in which the above-mentioned deformation occurs when a cylindrical tool 76 called a straight end mill is used to perform machining at a constant speed while the axis moves in the X direction.
  • the direction of movement 21 of the tool 76 is the X direction.
  • FIG. 4 schematically shows a machining error shape that occurs when the X-axis is decelerated near the center in the X direction, as viewed from the Z direction.
  • FIG. 4 schematically shows changes in the posture of the mechanical structure 98 while moving the axis in the X direction.
  • the tool 76 decelerates near the center of the distance traveled by the tool 76 in the movement direction 21. Near the center, the tool 76 sinks into the workpiece 78 due to the attitude change of the mechanical structure 98, thereby removing more material from the surface of the workpiece 78 than necessary. Therefore, a circular machining mark having the same diameter as the outer shape of the tool 76 is left on the surface of the workpiece 78. In this way, the machining error shape that characterizes the appearance of the machining surface occurs on the machining surface of the workpiece 78.
  • the machining error shape is the shape that occurs on the machined surface due to machining errors.
  • the machining error shape 20 illustrated in the first embodiment is a stamp mark shape caused by the tool 76 sinking into the workpiece 78 during acceleration or deceleration of the shaft.
  • the machining error shape 20 is not a perfect circle because the tool 76 moves in the X direction while rotating, it is assumed here that the machining error shape 20 is a circle.
  • the quality of the machined surface as seen by the human eye may be judged to be insufficient, and it may be considered a processing defect. If a defect in the machined surface quality occurs, it is not preferable because the machining must be redone and the defective workpiece 78 must be discarded. Examples of such machining errors that characterize the appearance of the machined surface include striped patterns caused by vibrations of the mechanical structure 98 or streaked patterns caused by quadrant protrusions caused by friction.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the machined surface quality simulation device 1a according to the first embodiment.
  • the machined surface quality simulation device 1a performs a machined surface quality simulation that simulates the appearance characteristics of a machined surface of a workpiece 78 machined by a machine tool.
  • the machined surface quality simulation device 1a simulates a machining error shape that is a characteristic of the appearance of a machined surface caused by a machining error.
  • the machined surface quality simulation device 1a predicts the machined surface quality by performing a machined surface quality simulation.
  • the machined surface quality simulation device 1a includes a processing error occurrence determination unit 11a that determines whether or not a processing error occurs, a processing surface shape calculation unit 12a that calculates the shape of the processing error, and a drawing of the calculated shape of the processing error. It has a drawing section 13a.
  • Axis data for each axis of the numerically controlled machine tool 99 is input to the machining error occurrence determination section 11a.
  • the axis data is data about the motion of the axis, and is a combination of one or more of position feedback, velocity feedback, acceleration feedback, position command, velocity command, and acceleration command, or all of them.
  • the machining error occurrence determination unit 11a determines whether or not a preset error occurs as an error caused by the movement of the axis, based on the axis data.
  • the machining error occurrence determination unit 11a determines whether or not each machining error that characterizes the appearance of the machined surface has occurred.
  • the machining error occurrence determination unit 11a outputs position feedback and determination results to the machined surface shape calculation unit 12a.
  • the machining surface shape calculation unit 12a calculates the machining error shape caused by the machining error and the position where the machining error shape occurs from the position feedback of each axis and the machining condition information.
  • the machining condition information is information on machining conditions when the numerically controlled machine tool 99 processes the workpiece 78.
  • the drawing unit 13a generates an image showing a state in which the machining error shape calculated by the machined surface shape calculation unit 12a is formed at the position calculated by the machined surface shape calculation unit 12a.
  • the drawing unit 13a generates an image that simulates the machined surface quality when the workpiece 78 is viewed from the designated viewing direction.
  • the drawing unit 13a outputs the generated image.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of machined surface quality simulation by the machined surface quality simulation apparatus 1a according to the first embodiment.
  • step S1 the machined surface quality simulation device 1a initializes time data.
  • the machined surface quality simulation device 1a initializes the time t used for calculation.
  • step S2 the machined surface quality simulation device 1a updates the calculation step.
  • a calculation step is a time interval in which a calculation is performed.
  • step S3 the machined surface quality simulation device 1a acquires axis data.
  • the machined surface quality simulation device 1a provides position feedback, speed feedback, acceleration feedback, position command, speed command, and Obtain six state quantities that are acceleration commands.
  • step S4 the machined surface quality simulation device 1a determines whether a preset machining error has occurred.
  • the machining error occurrence determination unit 11a determines the occurrence of an error for each preset machining error that characterizes the appearance of the surface of the workpiece 78.
  • the errors characterizing the appearance include an X-direction error, which is a machining error caused by the tool 76 sinking into the surface of the workpiece 78 due to deformation of the mechanical structure 98 in the X-direction, and an error in the Y-direction of the mechanical structure 98.
  • a Y-direction error which is a machining error caused by the tool 76 sinking into the surface of the workpiece 78 due to the deformation of the workpiece 78.
  • the machining error occurrence determination unit 11a determines whether or not each of the X-direction error and the Y-direction error occurs. A method for determining whether an error has occurred will be described later.
  • step S4 If it is determined that none of the preset machining errors occurs (step S4, No), the machined surface quality simulation device 1a returns the procedure to step S2. On the other hand, if it is determined that at least one of the preset machining errors occurs (step S4, Yes), the machined surface quality simulation device 1a advances the procedure to step S5.
  • step S5 the machined surface quality simulation device 1a calculates a machining error shape in the machined surface shape calculation section 12a.
  • the machining surface shape calculation unit 12a calculates the machining error shape based on the position feedback about the axis at the time set in step S2. At this time, the machining surface shape calculation unit 12a calculates the machining error shape using the machining condition information. That is, the machined surface shape calculation unit 12a calculates the shape of a machining error caused by a machining error based on machining condition information and position feedback that is information indicating the position of the axis. A method of calculating the machining error shape will be described later.
  • the machined surface shape calculation section 12a outputs the calculation result of the shape of machining error to the drawing section 13a. Further, the machined surface shape calculation unit 12a calculates the position of the machining error shape, and outputs position information as a calculation result to the drawing unit 13a.
  • step S6 the machined surface quality simulation device 1a calculates image data showing the appearance of the machining error shape.
  • the drawing unit 13a draws the machining error shape calculated in step S5 by calculating the image data.
  • Image data representing the appearance of the machined surface when viewed from an angle desired by the operator of the machined surface quality simulation device 1a is calculated.
  • the angle indicating the viewing direction is set in advance by inputting parameters and the like by the operator. Alternatively, the angle indicating the viewing direction is specified by the operator operating the screen using a mouse or the like while looking at the screen.
  • step S7 the machined surface quality simulation device 1a determines whether the machining has been completed. If the machining is not completed (step S7, No), the machined surface quality simulation device 1a returns the procedure to step S2. On the other hand, if the machining is completed (step S7, Yes), the machined surface quality simulation device 1a ends the operation according to the procedure shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing a first example of a machining path in the first embodiment.
  • the machining path is indicated by a broken line arrow.
  • FIG. 7 shows an example of a machining path when the tool 76 processes one surface of a workpiece 78. In this machining, the tool 76 is not moved in the Z direction, but is moved within the XY plane. Assume that the tool 76 is a straight end mill.
  • the tool 76 starts moving from a machining start position P1 outside the workpiece 78, and moves counterclockwise along a spiral machining path from the outer periphery of the workpiece 78 to the center of the workpiece 78.
  • the surface of the workpiece 78 is machined while moving within the XY plane.
  • the tool 76 processes the surface of the workpiece 78 until it reaches a process end position P2 near the center of the workpiece 78 on the XY plane.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an acceleration waveform during processing in the first embodiment.
  • FIG. 8 shows waveforms of acceleration on each of the X-axis and Y-axis when the tool 76 is moved along the machining path shown in FIG. 7.
  • the movement in the X direction is caused by the synchronous movement of the X and V axes, which are tandem axes.
  • the master axis and the slave axis move almost in the same way, so whether or not an error has occurred is determined based on the acceleration of the X axis.
  • the occurrence of an error may be determined on the V-axis independently of the X-axis, or the occurrence of a machining error may be determined based on the V-axis.
  • a threshold Th1 which is a criterion for determining an error due to the deformation of the mechanical structure 98 in the X direction
  • a threshold Th2 which is a criterion for determining an error due to the deformation of the mechanical structure 98 in the Y direction
  • Each of the threshold values Th1 and Th2 is determined by a processing test conducted in advance.
  • the threshold value Th1 the relationship between the X-axis acceleration and the displacement amount in the Z direction can be measured in advance, and an acceleration value that is determined to be a machining defect by a machining test can be used.
  • threshold values Th1 and Th2 a common value may be used for each machine tool, or a different value may be set in advance for each combination of the tool 76 or the workpiece 78.
  • the threshold values Th1 and Th2 may be set to different values for each processing condition information such as the feed amount or feed rate per blade.
  • a threshold value that is a criterion for determining an error may be set for a speed deviation that is a difference between a speed command and a speed feedback. If the value indicating the position exceeds the threshold set for the position and the acceleration exceeds the threshold set for the acceleration, it may be determined that an error has occurred. Alternatively, a threshold value may be set for the result of filtering the acceleration value.
  • the expression for determining the occurrence of an error can be set as appropriate depending on the manner in which the error occurs in the mechanical structure 98.
  • FIG. 9 is a diagram showing a first example of an image generated by the machined surface quality simulation device 1a according to the first embodiment.
  • FIG. 9 shows an example in which a machining error shape 22 on a machining surface is drawn by placing a machining error shape 22, which is a circle with the same diameter as the tool 76, at a position on the XY plane where it is determined that an error has occurred. shows.
  • the machining error that occurred in this example is a machining error characterized by a circular machining error shape 22.
  • the machining error shape 22 is a stamp mark shape caused by the tool 76 sinking into the workpiece 78 during acceleration or deceleration of the shaft.
  • the machining surface shape calculation unit 12a creates a machining error shape 22 with a diameter equal to the diameter of the tool 76 in a range on the workpiece 78 where it is determined that a machining error will occur, so as to simulate the machining error at the position where the machining error occurs. calculate.
  • the machining error shape 22 describes a shape that simulates a machining error in three-dimensional space.
  • the drawing unit 13a draws an image of the machining error shape 22 viewed from an arbitrary angle by calculating image data when the machining error shape 22 is viewed from an arbitrary angle.
  • the drawing unit 13a outputs the drawn image. In the example shown in FIG. 9, the image drawn by the drawing unit 13a is an image on the XY plane, that is, a two-dimensional image.
  • the two-dimensional image shown in FIG. 9 is an image when the workpiece 78 is viewed from the positive direction in the Z direction. Note that, when generating an image of the workpiece 78 viewed from a direction diagonal to the Z direction, for example, from a direction of 45 degrees to the Z direction, the drawing unit 13a performs three-dimensional coordinate transformation, etc. to generate a two-dimensional image.
  • the machining error shape 22 is made into a simple circular shape in order to shorten the calculation time of the machining error shape 22.
  • the machined surface shape calculation unit 12a may calculate an error trajectory, which is a trajectory of a tool used for machining and occurs when a machining error occurs, as a machining error shape.
  • the drawing unit 13a draws an error trajectory along the shape actually formed due to the processing error.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of an error trajectory drawn by the machined surface quality simulation device 1a according to the first embodiment.
  • a trajectory 24 shown in FIG. 10 is an example of an error trajectory drawn by the cutting edge of a single-flute end mill, and while the main shaft 83 rotates three times in the rotation direction 23 while machining the workpiece 78, the end mill rotates in the movement direction 21. This is the trajectory of the cutting edge when moving in a certain X direction.
  • the trajectory 24 drawn by the cutting edge is formulated as shown in equation (1) below.
  • v x is the moving speed in the X direction
  • R is the radius of the tool 76
  • ⁇ is the angular velocity of the main shaft 83
  • ⁇ is the phase difference of the cutting edge position with respect to the rotation angle of the main shaft 83.
  • the error locus can be drawn by overwriting two loci whose phases differ by 180 degrees.
  • the drawing unit 13a may calculate a movement trajectory of the cutting edge that more closely resembles the actual behavior and may draw the error trajectory.
  • the machined surface quality simulation device 1a can simulate a more accurate appearance of the shape of the machining error.
  • the machined surface quality simulation device 1a can calculate the machined surface shape in a short time by approximating the actual motion locus with a circular motion.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the tool 76 and the machining error shape 22 in the first embodiment. Radius end mill 25 and ball end mill 26 are examples of tool 76. FIG. 11 shows a side view of the radius end mill 25, a machining error shape 22 caused by the radius end mill 25, a side view of the ball end mill 26, and a machining error shape 22 caused by the ball end mill 26. In FIG.
  • machining error shape 22 produced by the radius end mill 25
  • a portion of the radius end mill 25 closer to the base than the cutting edge is indicated by a broken line.
  • a portion of the ball end mill 26 closer to the base than the cutting edge is shown by a broken line.
  • Each of the two machining error shapes 22 shown in FIG. 11 is an example of a machining error shape 22 caused by deformation of the mechanical structure 98.
  • the radius end mill 25 has a rounded tip.
  • the machining error shape 22 by the radius end mill 25 is a circle smaller than the outer shape of the radius end mill 25. Since one point of the tip of the ball end mill 26 contacts the workpiece 78, the machining error shape 22 is one point. Note that the machining error shape 22 may be determined based on the distance to the cutting edge position of the tool 76. The machining error shape 22 may be obtained by measuring the diameter of the shape actually transferred in a machining experiment or the like.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a modification of the mechanical structure 98 that lifts the tool 76 in the first embodiment.
  • FIG. 12 schematically shows how the support body 90 is deformed by the movement of the X-axis drive unit 93X, and the tool 76 is lifted above the surface of the workpiece 78. In such a state, the tool 76 is lifted from the workpiece 78, leaving uncut parts on the workpiece 78.
  • a threshold value for determining the occurrence of a machining error is set for the absolute value of the acceleration of the axis.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an acceleration waveform when precision machining is performed in the first embodiment.
  • FIG. 13 shows an example of waveforms of accelerations on the X-axis and Y-axis when precision machining is performed on the same machining path as shown in FIG. 7.
  • FIG. 13 shows a waveform showing the absolute value of the axis acceleration feedback.
  • the broken line shown in FIG. 13 represents the threshold for error occurrence.
  • the threshold value may be specified as an absolute value.
  • a threshold value when acceleration occurs in the positive direction in each axis and a threshold value when acceleration occurs in the negative direction may be set separately.
  • the determination of the occurrence of a machining error may be performed for each calculation step, or may be performed only for the axis where acceleration has occurred.
  • the determination of the occurrence of a machining error may be performed within a preset time from the moment the acceleration occurs.
  • FIG. 14 is a diagram showing a second example of an image generated by the machined surface quality simulation apparatus 1a according to the first embodiment.
  • FIG. 14 shows an example of an image drawn when a processing error occurs on each of the X-axis and Y-axis as shown in FIG. 13.
  • a double arc-shaped machining error shape 22 is calculated as shown in FIG. Ru.
  • a circular shape 27 indicated by a broken line in FIG. 14 indicates that the absolute value of the acceleration feedback exceeds the threshold immediately after the start of machining.
  • the circular shape 27 is not calculated as the machining error shape 22 by the machined surface shape calculation section 12a.
  • the machining surface shape calculation unit 12a determines that the circular shape 27 is outside the workpiece 78 based on the information on the installation position of the workpiece 78 included in the machining condition information.
  • FIG. 15 is a diagram showing a second example of the machining path in the first embodiment.
  • the machining path is indicated by a broken line arrow.
  • the movement of the tool 76 on the XY plane according to the machining path shown in FIG. 15 is the same as in the case of the machining path shown in FIG.
  • the machining path shown in FIG. 15 differs from the machining path shown in FIG. 7 in that the machining end position P2 is set at a position away from the workpiece 78 in the Z direction.
  • the machining end position P2 is, for example, the origin of the machine.
  • the numerically controlled machine tool 99 returns the tool 76 to the origin by pulling the tool 76 up from near the center of the XY plane of the workpiece 78 in the Z direction.
  • FIG. 16 is a diagram showing a third example of an image generated by the machined surface quality simulation device 1a according to the first embodiment.
  • FIG. 16 shows an example of an image drawn when the workpiece 78 is processed along the processing path shown in FIG. 15.
  • a circular shape 27 indicated by a broken line in FIG. 16 indicates that the absolute value of the acceleration feedback exceeds the threshold after the tool 76 is pulled up from the workpiece 78 in the Z direction.
  • the machining surface shape calculation unit 12a uses the circular shape 27 as the machining error shape 22. is not calculated.
  • the machined surface quality simulation device 1a determines whether or not a preset machining error that characterizes the appearance occurs based on the axis data, and determines whether or not a machining error that is caused by the machining error occurs.
  • a shape 22 is calculated based on the machining condition information and the position of the axis.
  • the machined surface quality simulation device 1a draws a machining error shape 22 that can be recognized when the machined surface is visually observed.
  • the machined surface quality simulation device 1a can generate an image that is a predicted result of machined surface quality through simpler calculations than in the case where a highly accurate simulation of a three-dimensional shape is required. As described above, the machined surface quality simulation device 1a has the effect of being able to predict the appearance characteristics of a machined surface through simple calculations.
  • the machining error occurrence determination section 11a, the machined surface shape calculation section 12a, and the drawing section 13a are realized by a processing circuit.
  • the processing circuit may be a circuit on which a processor executes software, or may be a dedicated circuit.
  • FIG. 17 is a diagram showing a configuration example of control circuit 200 according to the first embodiment.
  • the control circuit 200 includes an input section 201, a processor 202, a memory 203, and an output section 204.
  • the input unit 201 is an interface circuit that receives data input from outside the control circuit 200 and provides it to the processor 202.
  • the output unit 204 is an interface circuit that sends data from the processor 202 or the memory 203 to the outside of the control circuit 200.
  • the input unit 201 may include an input device for an operator to input information to the machined surface quality simulation apparatus 1a.
  • the output unit 204 may include a display device for displaying the image drawn by the drawing unit 13a.
  • the processing circuit is the control circuit 200 shown in FIG. 17, the machining error occurrence determination section 11a, the machined surface shape calculation section 12a, and the drawing section 13a are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software or firmware is written as a program and stored in memory 203.
  • each function is realized by the processor 202 reading and executing a program stored in the memory 203. That is, the processing circuit includes a memory 203 for storing a program by which the processing of the machined surface quality simulation apparatus 1a is executed. It can also be said that these programs cause a computer to execute the procedures and methods of the machined surface quality simulation device 1a.
  • the processor 202 is a CPU (Central Processing Unit, also referred to as a central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, or DSP (Digital Signal Processor)).
  • the memory 203 is, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), or EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Memory), etc., non-volatile Alternatively, volatile semiconductor memory, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disc), etc. are applicable.
  • FIG. 17 is an example of hardware in which each component is implemented by a general-purpose processor 202 and memory 203, each component may also be implemented by a dedicated hardware circuit.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration example of the dedicated hardware circuit 205 according to the first embodiment.
  • the dedicated hardware circuit 205 includes an input section 201, an output section 204, and a processing circuit 206.
  • the processing circuit 206 is a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination thereof.
  • Each function of the machined surface quality simulation device 1a may be realized by the processing circuit 206 for each function, or each function may be realized by the processing circuit 206 collectively. Note that each component may be realized by combining the control circuit 200 and the hardware circuit 205.
  • the machined surface quality simulation device 1a may be connected to the numerically controlled machine tool 99 via a network cable, or may be connected to the numerically controlled machine tool 99 via a wireless network. Alternatively, the machined surface quality simulation device 1a may be implemented on a server or cloud that is physically remote from the numerically controlled machine tool 99 connected to the network.
  • FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of a machined surface quality simulation apparatus 1b according to the second embodiment.
  • the machined surface quality simulation device 1b includes a machined surface shape calculation section 12b that is different from the machined surface shape calculation section 12a of the first embodiment.
  • the machining error occurrence determination unit 11a outputs the determination result regarding the occurrence of machining error and the axis position information to the machined surface shape calculation unit 12b.
  • the machined surface shape calculation unit 12b calculates an envelope based on the axis position information for a region in which it is determined that no processing error will occur.
  • the envelope represents the locus that the outer shape of the tool 76 used for machining passes.
  • the drawing unit 13a draws the calculated machining error shape and the calculated envelope.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the procedure of machined surface quality simulation by the machined surface quality simulation apparatus 1b according to the second embodiment.
  • the procedure from step S1 to step S4 shown in FIG. 20 is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
  • step S4 If it is determined that a machining error occurs (step S4, Yes), the machined surface quality simulation device 1b calculates a machining error shape in step S5, as in the first embodiment. On the other hand, if it is determined that no machining error occurs (step S4, No), the machined surface quality simulation apparatus 1b advances the procedure to step S8.
  • the machined surface quality simulation device 1b calculates an envelope in the machined surface shape calculation section 12b.
  • the envelope is a linear shape that is generated when the cutting edge of the tool 76 passes during machining, and is a machining error shape that simulates a machining error that affects the quality of the machined surface.
  • the machining error shape which is an envelope, is caused by a slight difference in level between adjacent machining paths.
  • the machining error shape which is an envelope, can be visually recognized as a machining error because light is reflected and interferes with the step.
  • the machined surface quality simulation device 1b calculates the shape of the machining error caused by the deformation of the mechanical structure 98, as well as the shape of the machining error caused by the deformation of the mechanical structure 98, as in the first embodiment. Calculate the envelope in areas where it does not occur. After completing the procedure of step S8, the machined surface quality simulation device 1b advances the procedure to step S6.
  • step S5 to step S7 are the same as in the first embodiment shown in FIG.
  • the drawing unit 13a generates an image including a machining error shape and an envelope caused by the deformation of the mechanical structure 98.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of an image generated by the machined surface quality simulation device 1b according to the second embodiment.
  • FIG. 21 shows an example in which an envelope 30 is drawn together with a circular machining error shape 22.
  • the envelope 30 is an example of an envelope when the tool 76 is moved as in the case shown in FIG.
  • the machined surface quality simulation device 1b generates an image including the machining error shape and the envelope caused by the deformation of the mechanical structure 98 by calculating the envelope.
  • the machined surface quality simulation device 1b can simulate a machining error due to a slight step between adjacent machining paths as one of the elements of machined surface quality.
  • FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of a machined surface quality simulation apparatus 1c according to the third embodiment.
  • the machined surface quality simulation device 1c has a machined surface shape calculation section 12c that is different from the machined surface shape calculation sections 12a and 12b of the first or second embodiment.
  • the machining error occurrence determination unit 11a outputs the determination result regarding the occurrence of a machining error and the axis position information to the machined surface shape calculation unit 12c.
  • the machined surface shape calculation unit 12c calculates an envelope based on the axis position information for a region in which it is determined that no processing error will occur.
  • the drawing unit 13a draws the calculated machining error shape and the calculated envelope.
  • the machined surface quality simulation device 1b drew the envelope of all trajectories passed by the cutting edge of the tool 76.
  • the distance between adjacent parts of the machining path may be shorter than the distance between the cutting edges of the tool 76.
  • the envelope of one of the adjacent parts that is processed first may disappear when the other part is processed.
  • the machined surface shape calculation unit 12c deletes one of the adjacent envelopes in a region where adjacent envelopes that are adjacent to each other are calculated.
  • FIG. 23 is a flowchart showing the procedure of machined surface quality simulation by the machined surface quality simulation apparatus 1c according to the third embodiment.
  • step S9 is added to the procedure from step S1 to step S8 similar to that in FIG.
  • the machined surface shape calculation unit 12c deletes one of the adjacent envelopes for the area where the adjacent envelopes have been calculated.
  • the machining surface shape calculation unit 12c acquires the order in which the tool 76 passes at each position on the machining path from the information on the machining path.
  • the machined surface shape calculation unit 12c recognizes, among mutually adjacent parts of the machining path, a part through which the tool 76 passes first and a part through which the tool 76 passes later. Which of the adjacent envelopes should be deleted is set in advance from the processing condition information. Since the remaining envelope may be determined by the inclination of the attached tool 76, the settings regarding deletion of adjacent envelopes may be changed when the tool 76 is replaced.
  • the machined surface quality simulation device 1c advances the procedure to step S6.
  • step S5 to step S7 are the same as in the first embodiment shown in FIG.
  • the drawing unit 13a generates an image including a machining error shape and an envelope caused by the deformation of the mechanical structure 98.
  • the machined surface shape calculation unit 12c may apply the process of deleting the calculated machining error shape not only to the envelope but also to machining error shapes other than the envelope. For example, the machined surface shape calculation unit 12c may delete one of the machining error shapes in a region where machining error shapes caused by deformation of the mechanical structure 98 overlap. Alternatively, the machining surface shape calculation unit 12c may delete either the machining error shape or the envelope in a region where the machining error shape and the envelope overlap each other due to the deformation of the mechanical structure 98.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of an image generated by the machined surface quality simulation device 1c according to the third embodiment.
  • FIG. 24 shows an example in which an envelope 30 is drawn together with a circular machining error shape 22.
  • the envelope 30 is an example of an envelope when the tool 76 is moved as in the case shown in FIG.
  • the image shown in FIG. 24 differs from the case shown in FIG. 21 in that one of the envelopes that overlap with each other is deleted, and one of the envelopes and the machining error shape 22 that overlap with each other is deleted. That is, in the image shown in FIG. 24, among the envelopes that overlap with each other, one of the envelopes through which the tool 76 passes first is deleted. Furthermore, in the image shown in FIG. 24, among the envelopes and the machining error shape 22 that overlap each other, one of the envelopes or the machining error shape 22 through which the tool 76 passes first is deleted.
  • the machined surface quality simulation device 1c draws an envelope that disappears due to processing or an envelope that is not formed by deleting one of the adjacent envelopes in the area where the adjacent envelopes have been calculated. You can avoid it. This allows the machined surface quality simulation device 1c to more accurately simulate the machined surface quality.
  • Embodiment 4 a case will be described in which a machined surface quality simulation is performed for processing errors other than processing errors due to deformation of the mechanical structure 98.
  • the machined surface quality simulation device 1c according to the fourth embodiment has the same configuration as the third embodiment.
  • the same components as in Embodiments 1 to 3 described above are given the same reference numerals, and configurations that are different from Embodiments 1 to 3 will be mainly explained.
  • the machined surface quality simulation device 1c simulates a striped pattern that occurs on the machined surface due to vibrations of the mechanical structure 98.
  • the acceleration A tcp (s) of the tool 76 is formulated by a transfer function G(s) using the axis acceleration A mot (s) as input.
  • the transfer function G(s) is expressed by the following equation (2).
  • ⁇ represents vibration damping
  • ⁇ represents vibration frequency
  • K represents amplitude ratio
  • s Laplace operator.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining vibrations of the tool 76 predicted in the fourth embodiment.
  • the waveform shown in FIG. 25 is the vibration of the tool 76 caused by the vibration of the mechanical structure 98 in the Y direction, and represents the vibration of the tool 76 in the Y direction.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 25 is the tool vibration estimated from the Y-axis acceleration, and the horizontal axis is time.
  • the threshold value Th3 is a threshold value that is a criterion for determining an error, and is a threshold value for the acceleration of the tool 76.
  • the tool vibration when the acceleration is the threshold value Th3 is shown by a dotted line.
  • the threshold value Th3 is determined by a processing test conducted in advance.
  • the machining error occurrence determination unit 11a receives the acceleration of the axis as input and determines the acceleration of the tool 76 from the above transfer function G(s). In the calculation step where the acceleration of the tool 76 exceeds the threshold Th3, a striped pattern is generated due to the vibration of the tool 76.
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of an image generated by the machined surface quality simulation device 1c according to the fourth embodiment.
  • FIG. 26 shows an example in which a circular machining error shape 22 formed by vibration of the tool 76 is drawn. As shown in FIG. 26, a plurality of machining error shapes 22 are formed to overlap each other in the Y direction.
  • the equation for determining the occurrence of vibration and the threshold value Th3 are just examples, and may be changed as appropriate.
  • a transfer function is used in which the displacement Y tcp (s) of the tool 76 is formulated using the axis acceleration A mot (s) as an input, instead of the above transfer function G (s). G(s) may also be used.
  • a transfer function G(s) that formulates the displacement Y tcp (s) of the tool 76 using the axis acceleration A mot (s) as input is expressed by the following equation (3).
  • the threshold value which is a criterion for determining an error, may be specified by the amplitude of tool vibration.
  • the displacement Y tcp (s) is the displacement due to vibration in the Y direction.
  • the mechanical structure 98 vibrates in the Y direction.
  • the mechanical structure 98 vibrates in the X direction, or when the mechanical structure 98 vibrates in both the X and Y directions, the mechanical structure This is similar to the case where 98 vibrates in the Y direction. If the mechanical structure 98 vibrates in the X direction, it is determined that a machining error has occurred in the X direction. When the mechanical structure 98 vibrates in the X direction and the Y direction, occurrence of a machining error is determined in each of the X direction and the Y direction.
  • the machined surface quality simulation device 1c can predict the machined surface quality using a simple formulation.
  • the machining error shape is a stamp mark shape caused by the tool 76 sinking into the workpiece 78 during acceleration or deceleration of the axis, or by vibration of the tool 76 or the workpiece 78 during acceleration or deceleration of the axis. It is not limited to the resulting striped shape.
  • the machining error shape may be a faint pattern caused by the tool 76 not coming into contact with the workpiece 78, or a wavy pattern caused by the discontinuous speed of the shaft.
  • the machined surface quality simulation device 1c can predict the external appearance characteristics of the shape of a machining error that affects the machined surface quality, depending on the aspect of the machining error.
  • FIG. 27 is a block diagram showing the configuration of a machined surface quality simulation apparatus 1d according to the fifth embodiment.
  • the machined surface quality simulation device 1d has a drawing section 13b that is different from the drawing section 13a of the first to fourth embodiments.
  • the drawing unit 13b performs drawing processing to overwrite a machining error shape on the surface of a three-dimensional shape model representing the shape of the workpiece 78 after machining.
  • axis data from the simulator 100 instead of the numerically controlled machine tool 99 is input to the machining error occurrence determination section 11a.
  • the simulator 100 is software that simulates the behavior of the numerically controlled machine tool 99.
  • the simulator 100 uses a machining program to simulate the behavior of the numerically controlled machine tool 99 when the numerically controlled machine tool 99 performs machining. Specifically, the simulator 100 calculates a position command, a speed command, and an acceleration command from the machining program.
  • the simulator 100 predicts position feedback, velocity feedback, and acceleration feedback from the machining program.
  • the simulator 100 is software that simulates the functions of a numerical control device provided in the numerically controlled machine tool 99.
  • the simulator 100 may be a transfer function or a mathematical formula that simulates the characteristics of each axis of the numerically controlled machine tool 99.
  • the simulator 100 may be an artificial intelligence that receives position commands, speed commands, and acceleration commands as input and learns position feedback, speed feedback, and acceleration feedback.
  • Three-dimensional CAD (Computer Aided Design) information which is three-dimensional shape data, and a machining error shape calculated by the machined surface shape calculation unit 12b are input to the drawing unit 13b.
  • the three-dimensional CAD information represents the shape of the workpiece 78 after processing.
  • the drawing unit 13b draws a three-dimensional shape model representing the shape of the workpiece 78 after processing, based on the three-dimensional CAD information.
  • the drawing unit 13b draws a three-dimensional shape model that simulates the appearance of the workpiece 78 from a preset viewpoint, and also draws a machining error shape of the three-dimensional shape model regarding machining errors that affect machined surface quality. Superimpose it on the surface. In this way, the drawing unit 13b performs a drawing process to overwrite the machining error shape on the surface of the three-dimensional shape model representing the shape of the workpiece 78 after machining.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of an image generated by the machined surface quality simulation device 1d according to the fifth embodiment.
  • FIG. 28 shows an example of an image in which a machining error shape 22 is superimposed on a pyramid-shaped three-dimensional shape model representing a workpiece 78 after machining.
  • a line diagram simulating the external features of the machining error shape 22 is overwritten at a position where it is determined that a machining error that affects the quality of the machined surface occurs.
  • the machined surface quality simulation device 1d when connected to the simulator 100 instead of the numerically controlled machine tool 99, calculates the machined surface quality using the result of simulating the behavior of the numerically controlled machine tool 99. Can be predicted. Furthermore, by overwriting the machining error shape 22 on the three-dimensional shape model, the machined surface quality simulation device 1d can more easily predict the appearance characteristics of the machining error shape 22 on the workpiece 78 after machining. can.
  • FIG. 29 is a block diagram showing the configuration of a machined surface quality simulation apparatus 1e according to the sixth embodiment.
  • the machined surface quality simulation device 1e differs from the machined surface quality simulation devices 1a, 1b, 1c, and 1d according to the first to fifth embodiments in that it includes a machine learning device 110. Furthermore, the machined surface quality simulation device 1e has a machining error occurrence determining section 11b that is different from the machining error occurrence determining section 11a of the first to fifth embodiments.
  • a training data set including axis data and machining condition information is input to the machine learning device 110.
  • the machine learning device 110 receives information on the position where a machining error occurs.
  • the machining condition information includes the shape of the workpiece 78, the material of the workpiece 78, the tool diameter, the tool material, the tool shape, the number of teeth, the feed amount per tooth, the rotational speed of the tool 76, machine structure information, and tool friction information. , and tool usage time.
  • the mechanical structure information is information that characterizes the configuration of the mechanical structure 98.
  • a training data set is constructed in which acceleration/deceleration time constants, command speeds, and machining condition information are associated with each value of axis position, velocity, and acceleration for each axis position.
  • FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example of the machine learning device 110 included in the machined surface quality simulation device 1e according to the sixth embodiment.
  • the machine learning device 110 includes a state observation section 101 and a learning section 102.
  • the state observation unit 101 observes a training data set including axis data and machining condition information, and information on a machining error occurrence position as state variables.
  • the information on the machining error occurrence position includes the determination result of the actual occurrence of the machining error. That is, the state observation unit 101 observes the axis data, machining condition information, and the determination result of actual machining error occurrence as state variables.
  • the learning unit 102 learns the relationship between the determination value and machining conditions for determining whether or not a machining error occurs, according to the training data set.
  • Any learning algorithm may be used by the learning unit 102.
  • Reinforcement learning is a method in which an agent in an environment observes the current state and decides what action to take. Agents obtain rewards from the environment by selecting actions, and through a series of actions, they learn strategies that will yield the most rewards.
  • Q-learning, TD-learning, and the like are known as representative methods of reinforcement learning.
  • the action value table which is a general update formula for the action value function Q(s, a)
  • the action value function Q(s, a) represents the action value Q, which is the value of the action of selecting action "a" under environment "s".
  • the learning section 102 includes a reward calculation section 103 and a function updating section 104.
  • the reward calculation unit 103 calculates the reward based on the state variables.
  • the function update unit 104 updates the function for determining the determination value of the processing error according to the reward calculated by the reward calculation unit 103.
  • the reward calculation unit 103 calculates the reward “r” based on the machining error judgment value output from the machining error occurrence determination unit 11b and the presence or absence of the actually observed machining error. For example, when the machining error determination value matches the actual machining error determination result as a result of changing the machining conditions, the remuneration calculation unit 103 increases the remuneration “r”. The reward calculation unit 103 increases the reward "r” by giving a reward value of "1". Note that the reward value is not limited to "1". Furthermore, when the machining error determination value does not match the actual machining error occurrence determination result as a result of changing the machining conditions, the remuneration calculation unit 103 reduces the remuneration "r". The reward calculation unit 103 reduces the reward "r” by giving a reward value of "-1". Note that the reward value is not limited to "-1".
  • the learning unit 102 obtains the determination result of actual machining error occurrence from the information on the machining error occurrence position.
  • the actual determination result of the occurrence of a machining error may be a result of visually determining whether a machining error has occurred by an operator who determines the occurrence of a machining error.
  • Information on the magnitude of the machining error extracted from the unevenness information of the machined surface may be used as the determination result of the actual occurrence of the machining error.
  • the unevenness information on the machined surface is obtained by using a device such as a coordinate measuring machine (CMM) or a microscope.
  • CCMM coordinate measuring machine
  • the function updating unit 104 updates a function that is a determination model for determining a determination value of a machining error, according to the reward calculated by the reward calculation unit 103. Updating the function can be done, for example, by updating the action value table according to the training data set.
  • the action value table is a data set in which arbitrary actions and their action values are associated with each other and stored in a table format. For example, in the case of Q learning, the action value function Q (s t , a t ) expressed by the above equation (4) is used as a function for determining the determination value of the processing error.
  • the learning unit 102 may perform machine learning using a known learning algorithm other than reinforcement learning, for example, a learning algorithm such as deep learning, neural network, genetic programming, inductive logic programming, or support vector machine. good.
  • the learning unit 102 may construct a training data set including information on all axes of the numerically controlled machine tool 99 and learn a judgment model for determining the judgment value of machining error.
  • a training data set may be constructed for each of the 99 axes to learn a judgment model for each axis for determining the judgment value of machining error.
  • the learning unit 102 is not limited to the one built in the machined surface quality simulation device 1e.
  • the learning unit 102 may be realized by a device external to the machined surface quality simulation device 1e.
  • the device functioning as the learning unit 102 may be a device connectable to the machined surface quality simulation device 1e via a network.
  • the device functioning as the learning unit 102 may be a device existing on a cloud server.
  • the machine learning device 110 is realized by a processor 202 and memory 203 similar to those shown in FIG. 17, or a processing circuit 206 similar to those shown in FIG. 18.
  • the machine learning device 110 outputs the determination model that is the learning result of the learning unit 102 to the machining error occurrence determination unit 11b.
  • the machining error occurrence determination unit 11b calculates a determination value based on the determination model.
  • the machining error occurrence determination unit 11b determines whether or not a machining error that affects the machined surface quality occurs based on the calculated determination value.
  • the machined surface quality simulation device 1e learns the relationship between the judgment value of the machined error and the machining conditions, so that the conditions for generating machining errors that affect the machined surface quality change in a complex manner depending on the machining conditions. In this case, it is possible to predict with high accuracy the occurrence of machining errors that affect the machined surface quality.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

加工面品位シミュレーション装置（１ａ）は、加工プログラムに従って軸を駆動する工作機械について、工作機械によって加工される工作物における加工面の外観の特徴を模擬する加工面品位シミュレーション装置である。加工面品位シミュレーション装置（１ａ）は、軸の動作についてのデータである軸データに基づいて、外観を特徴付ける加工誤差であってあらかじめ設定された加工誤差が発生するか否かを判定する加工誤差発生判定部（１１ａ）と、加工誤差によって生じる加工誤差形状を、工作機械が工作物を加工する際における加工条件と軸の位置とに基づいて計算する加工面形状計算部（１２ａ）と、計算された加工誤差形状を描画する描画部（１３ａ）と、を備える。

Description

加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法
　本開示は、工作物における加工面の外観の特徴を模擬する加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法に関する。
　工作機械は、加工プログラムに従って軸を駆動し、所望の形状の加工品を加工する機械装置である。高精度な加工を実現するための技術として、シミュレーションを用いて加工前に加工誤差の発生を予測する技術、または、加工中に工作機械が出力するデータを監視して加工誤差の発生を検知する技術が知られている。
　特許文献１には、各計算ステップにおいて工具によって工作物から除去される部分の体積を、工具が通過する軌跡から計算し、加工後の形状を予測する３次元形状のシミュレーションについて開示されている。特許文献１の技術を用いることで、工具が通過する軌跡が既知である場合には、正確な加工形状を予測することができる。
特開２０１０－２３７８４３号公報
　しかしながら、上記特許文献１にかかる従来の技術によると、３次元形状の高精度なシミュレーションを実現するためには多くの計算リソースが必要となり、加工後の形状の予測に時間がかかるという課題がある。また、上記特許文献１の技術では、加工後の形状を正確に予測できる一方、外観の見え方を模擬しているわけではないため、例えば数マイクロメートルの傷が生じた場合などにおいて表面の見え方の変化を確認することができない。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な計算によって、加工面の外観の特徴を予測することができる加工面品位シミュレーション装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる加工面品位シミュレーション装置は、加工プログラムに従って軸を駆動する工作機械について、工作機械によって加工される工作物における加工面の外観の特徴を模擬する加工面品位シミュレーション装置である。本開示にかかる加工面品位シミュレーション装置は、軸の動作についてのデータである軸データに基づいて、外観を特徴付ける加工誤差であってあらかじめ設定された加工誤差が発生するか否かを判定する加工誤差発生判定部と、加工誤差によって生じる加工誤差形状を、工作機械が工作物を加工する際における加工条件と軸の位置とに基づいて計算する加工面形状計算部と、計算された加工誤差形状を描画する描画部と、を備える。
　本開示にかかる加工面品位シミュレーション装置は、簡易な計算によって、加工面の外観の特徴を予測することができるという効果を奏する。
実施の形態１にかかる数値制御工作機械の構成例を示す図 実施の形態１にかかる数値制御工作機械を構成するＸ軸駆動部の構成を説明するための模式図 実施の形態１における加工誤差のメカニズムの一例について説明するための図 実施の形態１における加工誤差の態様の一例について説明するための図 実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置の構成を示すブロック図 実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置による加工面品位シミュレーションの手順を示すフローチャート 実施の形態１における加工経路の第１の例を示す図 実施の形態１での加工時における加速度の波形の例を示す図 実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置により生成される画像の第１の例を示す図 実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置により描画される誤差軌跡の例を示す図 実施の形態１における工具と加工誤差形状との例を示す図 実施の形態１において工具を浮き上がらせる機械構造の変形について説明するための図 実施の形態１において精密加工を行う場合における加速度の波形の例を示す図 実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置により生成される画像の第２の例を示す図 実施の形態１における加工経路の第２の例を示す図 実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置により生成される画像の第３の例を示す図 実施の形態１にかかる制御回路の構成例を示す図 実施の形態１にかかる専用のハードウェア回路の構成例を示す図 実施の形態２にかかる加工面品位シミュレーション装置の構成を示すブロック図 実施の形態２にかかる加工面品位シミュレーション装置による加工面品位シミュレーションの手順を示すフローチャート 実施の形態２にかかる加工面品位シミュレーション装置により生成される画像の例を示す図 実施の形態３にかかる加工面品位シミュレーション装置の構成を示すブロック図 実施の形態３にかかる加工面品位シミュレーション装置による加工面品位シミュレーションの手順を示すフローチャート 実施の形態３にかかる加工面品位シミュレーション装置により生成される画像の例を示す図 実施の形態４において予測される工具の振動について説明するための図 実施の形態４にかかる加工面品位シミュレーション装置により生成される画像の例を示す図 実施の形態５にかかる加工面品位シミュレーション装置の構成を示すブロック図 実施の形態５にかかる加工面品位シミュレーション装置により生成される画像の例を示す図 実施の形態６にかかる加工面品位シミュレーション装置の構成を示すブロック図 実施の形態６にかかる加工面品位シミュレーション装置が有する機械学習装置の構成例を示すブロック図
　以下に、実施の形態にかかる加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる数値制御工作機械９９の構成例を示す図である。数値制御工作機械９９は、加工プログラムに従って軸を駆動する工作機械である。実施の形態１において、数値制御工作機械９９は、直交３軸立形の切削加工機である。
　数値制御工作機械９９は、Ｘ軸を駆動するＸ軸駆動部９３Ｘと、Ｖ軸を駆動するＶ軸駆動部９３Ｖと、Ｙ軸を駆動するＹ軸駆動部９３Ｙと、Ｚ軸を駆動するＺ軸駆動部９３Ｚと、主軸８３とを有する。数値制御工作機械９９は、タンデム駆動の工作機械であって、ガントリー構造と呼ばれる構造を備える。Ｘ軸駆動部９３ＸおよびＶ軸駆動部９３Ｖは、Ｘ方向にＹ軸駆動部９３Ｙを駆動する。Ｙ軸駆動部９３Ｙは、Ｙ方向にＺ軸駆動部９３Ｚを駆動する。Ｚ軸駆動部９３Ｚは、Ｚ方向に主軸８３を駆動する。主軸８３は、工具７６を回転させる。加工対象である工作物７８は、ワークテーブル７７に設置される。数値制御工作機械９９は、Ｘ軸駆動部９３Ｘ、Ｖ軸駆動部９３Ｖ、Ｙ軸駆動部９３ＹおよびＺ軸駆動部９３Ｚによって主軸８３を移動させながら工具７６を回転させることで、工作物７８を加工する。
　数値制御工作機械９９が行う作業は、加工プログラムに従って各軸を駆動し、切削加工によって工作物７８の加工形状を実現することである。工作物７８の加工形状が定められた基準を達成するかどうか、具体的には、予め設計されたとおりの形状精度および面精度を達成するかどうかで、数値制御工作機械９９の作業の正否が判定される。
　数値制御工作機械９９において、各軸では、アクチュエータであるモータ７１の回転運動が送りねじ７３によって各軸の駆動方向への直進運動に変換される。この時、回転運動は案内機構７２によって支持されるため、軸は送りねじ７３の送り方向にのみ自由度を持つ。その結果、数値制御工作機械９９では、各軸の直進運動が組み合わせられることによって、ＸＹＺの３次元空間内における工具７６の運動、すなわち３自由度の工具７６の運動が実現される。数値制御工作機械９９は、主軸８３を用いて工具７６を回転させ、工作物７８において工具７６と干渉した部分の材料を除去することで、工作物７８の３次元の加工形状を創成する。
　つづいて、数値制御工作機械９９を構成するＸ軸駆動部９３Ｘ、Ｖ軸駆動部９３Ｖ、Ｙ軸駆動部９３ＹおよびＺ軸駆動部９３Ｚについて説明する。ここでは、Ｘ軸駆動部９３Ｘを例として説明するが、Ｘ軸駆動部９３Ｘについて説明した内容は、Ｖ軸駆動部９３Ｖ、Ｙ軸駆動部９３ＹおよびＺ軸駆動部９３Ｚの各々においても同様であるものとする。
　図２は、実施の形態１にかかる数値制御工作機械９９を構成するＸ軸駆動部９３Ｘの構成を説明するための模式図である。図２に示すように、数値制御工作機械９９は、指令値演算部９、サーボ制御部６ａおよび機械装置部９６を有する。機械装置部９６は、駆動機構９７および機械構造９８を有する。指令値演算部９、サーボ制御部６ａおよび駆動機構９７は、Ｘ軸駆動部９３Ｘを構成する。
　駆動機構９７は、Ｘ軸のモータ７１の回転運動を直進運動に変換する役割と、かかる変換のための構成を支持する役割とを担う。Ｘ軸駆動部９３Ｘにおいて、モータ７１の回転運動は、カップリング７４を介して送りねじ７３に伝達され、ナット８０および減速機７９を介して直進運動に変換される。送りねじ７３の直進運動は、支持軸受７５ａ，７５ｂにより拘束される。ナット８０の直進運動によって、Ｘ軸を支持する支持体９０とともに工具７６がＸ方向に駆動する。支持体９０は、工具７６とナット８０との間に介在するＺ軸と支持のための構成とを総称したものとする。また、機械構造９８の範囲は軸によって異なる。例えば、Ｚ軸の駆動機構９７は、Ｘ軸から見るとＸ軸のモータ７１の運動を変換する役割がないため、Ｘ軸の機械構造９８に含まれる。
　Ｘ軸の位置指令Ｘｃは、指令値演算部９から出力され、サーボ制御部６ａに入力される。位置指令Ｘｃは、加工プログラムに従って指令値演算部９で演算された位置を示すものであって、所望の制御状態における被駆動体の位置を示すものである。サーボ制御部６ａは、検出位置Ｘｄと位置指令Ｘｃとの誤差が小さくなるようにフィードバック制御を行い、モータ７１へモータ電流Ｉｘを出力して駆動機構９７を駆動する。検出位置Ｘｄは、モータ７１に取り付けられた回転角検出器２により検出されたモータ７１の回転角度に送りねじ７３のねじピッチを乗じることによって得られる。駆動機構９７には、制御対象である工具７６を含む機械構造９８が接続されている。
　サーボ制御部６ａは、フィードバック制御によって、位置指令Ｘｃで示される位置に検出位置Ｘｄを一致させる制御を行う。ただし、フィードバック制御が行われても、加工中に工具７６の先端位置と工作物７８の加工点との間に誤差が生じ、工作物７８において材料の削り残しまたは削りすぎなどが生じることによって、加工誤差が発生する場合がある。
　図３は、実施の形態１における加工誤差のメカニズムの一例について説明するための図である。図３では、Ｘ軸駆動部９３Ｘの運動による支持体９０の変形に起因する加工誤差であって、フィードバック制御では対応できない加工誤差について示す。
　Ｘ軸駆動部９３Ｘが加減速を行う場合、モータ７１の駆動力が送りねじ７３を介して支持体９０に伝達される。支持体９０の剛性が十分でない場合は、モータ７１の駆動力が支持体９０に伝達されることによって、支持体９０が変形する。この変形によって、工具７６はＺ方向に変位する。Ｘ軸駆動部９３Ｘの回転角検出器２は、Ｘ方向に生じるＸ軸駆動部９３Ｘの誤差を検出することができる一方、Ｚ方向に生じる誤差を検出できない。また、この変形はＺ軸駆動部９３Ｚの外側で生じるため、Ｘ軸駆動部９３Ｘの回転角検出器２でも検出できない。
　結果として、かかる支持体９０の変形はいずれの軸の回転角検出器２でも検出されないため、かかる変形に対してフィードバック制御は機能しない。支持体９０の変形によって工具７６が工作物７８に食い込み、加工誤差が発生する。工具７６は回転運動をしているため、工作物７８と干渉したときに工作物７８の表面から円形に材料を削り取る。かかる加工誤差によって、円形の加工痕である加工誤差形状が生じる。
　図４は、実施の形態１における加工誤差の態様の一例について説明するための図である。図４では、ストレートエンドミルと呼ばれる円筒形の工具７６を用いて、Ｘ方向に軸が移動しながら一定速で加工を行っている際に上述の変形が生じた場合の例を示す。工具７６の運動方向２１は、Ｘ方向である。図４では、Ｘ方向における中央付近でＸ軸が減速したときに生じる加工誤差形状をＺ方向から見た様子を模式的に示す。また、図４では、参考として、Ｘ方向に軸を移動させている際における機械構造９８の姿勢の変化を模式的に示す。
　図４に示す例では、運動方向２１へ工具７６が移動する距離の中央付近で工具７６が減速する。かかる中央付近では、機械構造９８の姿勢変化によって工具７６が工作物７８に沈み込むことによって、工作物７８の表面から必要以上に材料が除去される。このため、工作物７８の表面には、工具７６の外形と同じ直径の円形の加工痕が残される。このように、工作物７８のうち加工が行われている加工面には、加工面の外観を特徴付ける加工誤差形状が生じる。加工誤差形状とは、加工誤差によって加工面に生じる形状とする。実施の形態１において例示する加工誤差形状２０は、軸の加速または減速の際に工具７６が工作物７８に沈み込むことによって生じるスタンプマーク形状である。工具７６は回転しながらＸ方向に進むため加工誤差形状２０は完全な円ではないが、ここでは加工誤差形状２０が円であるものとする。
　なお、図３および図４では、誤差発生のメカニズムを分かり易く説明するため機械構造９８の姿勢変化を強調して示した。実際の加工で生じる姿勢変化の大きさは、例えば、金属を加工する数値制御工作機械９９では百マイクロメートル程度以下、高精度な数値制御工作機械９９であれば数マイクロメートル程度以下であって、誤差発生の瞬間における機械構造９８の姿勢変化を目視で確認することは難しい。しかしながら、金属の加工面の場合は、加工誤差が数マイクロメートル程度であっても光の反射や干渉の様子が変化するため、加工誤差は、人の目には目立つ加工面の特徴として感受される。そのため、たとえ寸法の精度が設計された公差内であっても人の目で見た加工面の品位が不十分と判断され加工不良とみなされることがある。加工面品位の不良が発生した場合、加工のやり直し、および、不良となった工作物７８の廃棄などが発生するため、好ましくない。このような加工面の外観を特徴づける加工誤差の例としては、機械構造９８の振動によって生じる縞模様、または、摩擦によって生じる象限突起に起因する筋状模様などが挙げられる。
　図５は、実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置１ａの構成を示すブロック図である。加工面品位シミュレーション装置１ａは、工作機械によって加工される工作物７８における加工面の外観の特徴を模擬する加工面品位シミュレーションを行う。加工面品位シミュレーション装置１ａは、加工誤差によって加工面に生じる外観の特徴である加工誤差形状を模擬する。加工面品位シミュレーション装置１ａは、加工面品位シミュレーションを行うことによって、加工面品位を予測する。
　加工面品位シミュレーション装置１ａは、加工誤差が発生するか否かを判定する加工誤差発生判定部１１ａと、加工誤差形状を計算する加工面形状計算部１２ａと、計算された加工誤差形状を描画する描画部１３ａとを有する。
　加工誤差発生判定部１１ａには、数値制御工作機械９９の各軸についての軸データが入力される。軸データは、軸の動作についてのデータであって、位置フィードバック、速度フィードバック、加速度フィードバック、位置指令、速度指令および加速度指令のうちの１つ以上の組み合わせ、または、それらすべてである。加工誤差発生判定部１１ａは、軸の動作に起因する誤差としてあらかじめ設定された誤差が発生するか否かを、軸データに基づいて判定する。加工誤差発生判定部１１ａは、加工面の外観を特徴付ける加工誤差ごとに、発生の有無を判定する。加工誤差発生判定部１１ａは、位置フィードバックと判定結果とを加工面形状計算部１２ａへ出力する。
　加工面形状計算部１２ａは、加工誤差が発生すると判定された場合、各軸の位置フィードバックと加工条件情報とから、加工誤差によって生じる加工誤差形状と加工誤差形状が生じる位置とを計算する。加工条件情報は、数値制御工作機械９９が工作物７８を加工する際における加工条件の情報である。
　描画部１３ａは、加工面形状計算部１２ａによって計算された加工誤差形状が、加工面形状計算部１２ａによって計算された位置に形成された状態を示す画像を生成する。描画部１３ａは、指定された視線方向から工作物７８を見たときの加工面品位を模擬した画像を生成する。描画部１３ａは、生成された画像を出力する。
　次に、加工面品位シミュレーション装置１ａによる加工面品位シミュレーションについて説明する。図６は、実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置１ａによる加工面品位シミュレーションの手順を示すフローチャートである。
　ステップＳ１において、加工面品位シミュレーション装置１ａは、時刻データを初期化する。ここでは、加工面品位シミュレーション装置１ａは、計算に使用する時刻ｔを初期化する。ステップＳ２において、加工面品位シミュレーション装置１ａは、計算ステップを更新する。ここでは、加工面品位シミュレーション装置１ａは、計算ステップに相当するｄｔだけ時刻を進め、ｔ＝ｔ＋ｄｔとする。実施の形態１において、計算ステップは、計算が行われる時間間隔である。
　ステップＳ３において、加工面品位シミュレーション装置１ａは、軸データを取得する。加工面品位シミュレーション装置１ａは、数値制御工作機械９９の場合は、Ｘ軸、Ｖ軸、Ｙ軸、Ｚ軸および主軸８３の各々について、位置フィードバック、速度フィードバック、加速度フィードバック、位置指令、速度指令および加速度指令である６個の状態量を取得する。
　ステップＳ４において、加工面品位シミュレーション装置１ａは、あらかじめ設定された加工誤差が発生したか否かを判定する。ここでは、加工誤差発生判定部１１ａは、工作物７８の表面の外観を特徴づけるあらかじめ設定された加工誤差ごとに誤差の発生の判定を行う。例えば、外観を特徴付ける誤差として、Ｘ方向における機械構造９８の変形に起因して工具７６が工作物７８の表面に対し沈み込むことによって生じる加工誤差であるＸ方向誤差と、Ｙ方向における機械構造９８の変形に起因して工具７６が工作物７８の表面に対し沈み込むことによって生じる加工誤差であるＹ方向誤差とが設定されているとする。この場合、加工誤差発生判定部１１ａは、Ｘ方向誤差とＹ方向誤差との各々について、発生の有無を判定する。誤差発生の有無を判定する方法については後述する。
　あらかじめ設定されたいずれの加工誤差も発生しないと判定された場合（ステップＳ４，Ｎｏ）、加工面品位シミュレーション装置１ａは、ステップＳ２へ手順を戻す。一方、あらかじめ設定された加工誤差の少なくとも１つが発生すると判定された場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、加工面品位シミュレーション装置１ａは、ステップＳ５へ手順を進める。
　ステップＳ５において、加工面品位シミュレーション装置１ａは、加工面形状計算部１２ａにおいて加工誤差形状を計算する。加工面形状計算部１２ａは、ステップＳ２において設定された時刻における軸についての位置フィードバックを基に、加工誤差形状を計算する。この時、加工面形状計算部１２ａは、加工条件情報を用いて、加工誤差形状を計算する。すなわち、加工面形状計算部１２ａは、加工誤差によって生じる加工誤差形状を、加工条件情報と軸の位置を示す情報である位置フィードバックとに基づいて計算する。加工誤差形状の計算方法については後述する。加工面形状計算部１２ａは、加工誤差形状の計算結果を描画部１３ａへ出力する。また、加工面形状計算部１２ａは、加工誤差形状の位置を計算し、計算結果である位置情報を描画部１３ａへ出力する。
　ステップＳ６において、加工面品位シミュレーション装置１ａは、加工誤差形状の外観を示す画像データを計算する。描画部１３ａは、画像データの計算により、ステップＳ５において計算された加工誤差形状を描画する。加工面品位シミュレーション装置１ａの操作者が希望する角度から加工面を見たときの外観を示す画像データを計算する。視認方向を示す角度は、操作者によるパラメータ等の入力によってあらかじめ設定される。または、操作者が画面を見ながらマウス等により画面を操作することによって、視認方向を示す角度が指定される。
　ステップＳ７において、加工面品位シミュレーション装置１ａは、加工が終了したか否かを判定する。加工が終了していない場合（ステップＳ７，Ｎｏ）、加工面品位シミュレーション装置１ａは、ステップＳ２へ手順を戻す。一方、加工が終了した場合（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、加工面品位シミュレーション装置１ａは、図６に示す手順による動作を終了する。
　次に、加工誤差発生判定部１１ａにより誤差発生の有無を判定する方法について説明する。図７は、実施の形態１における加工経路の第１の例を示す図である。図７では、加工経路を破線矢印により示す。図７には、工具７６が工作物７８の１つの表面を加工する場合における加工経路の例を示す。この加工では、Ｚ方向には工具７６は移動せず、ＸＹ平面内において工具７６を移動させるものとする。工具７６にはストレートエンドミルを用いるものとする。工具７６は、工作物７８の外部の加工開始位置Ｐ１から移動を開始し、工作物７８の外周部から工作物７８の中心に向かう渦巻状の加工経路に沿って反時計回りに工作物７８のＸＹ平面内を移動しながら工作物７８の表面を加工する。工具７６は、工作物７８のＸＹ平面における中心付近の加工終了位置Ｐ２に到達するまで、工作物７８の表面を加工する。
　図８は、実施の形態１での加工時における加速度の波形の例を示す図である。図８には、Ｘ軸およびＹ軸の各々の加速度の波形であって、図７に示す加工経路において工具７６を移動させる場合における加速度の波形を示す。ただし、Ｘ方向の運動は、タンデム軸であるＸ軸およびＶ軸の同期運動によって生じる。一般に、タンデム軸ではマスター軸とスレーブ軸とはほぼ同じ動きをすることから、誤差発生の有無はＸ軸の加速度を基に判定するものとする。ただし、Ｘ軸と独立してＶ軸で誤差の発生を判定しても良いし、Ｖ軸を基準に加工誤差の発生を判定しても良い。
　図８では、Ｘ方向への機械構造９８の変形による誤差の判定基準である閾値Ｔｈ１と、Ｙ方向への機械構造９８の変形による誤差の判定基準である閾値Ｔｈ２とを点線により示す。各閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２は、事前に実施する加工試験によって決定される。閾値Ｔｈ１には、Ｘ軸加速度とＺ方向の変位量との関係を事前に測定しておき、加工試験によって加工不良と判断される加速度の値を用いることができる。閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２には、工作機械ごとに共通の値が使用されても良く、工具７６または工作物７８の組み合わせごとにあらかじめ異なる値が設定されても良い。閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２には、１刃あたりの送り量または送り速度といった加工条件情報ごとに異なる値が設定されても良い。
　図８では、Ｘ軸が正方向に加速する場合において、加速度が閾値Ｔｈ１を超えることによって誤差が発生すると判定される箇所が５つある。これに対し、Ｙ軸については、誤差が発生すると判定される箇所は存在していない。図１に示す数値制御工作機械９９の場合、Ｘ方向において主軸８３がせり出た位置に配置された構造であることによってＸ方向については容易に変形する一方、Ｙ方向についてはガントリー構造によってＸ軸およびＶ軸の２つの構造物で支えられていることによって変形しにくい、という特性を持つためである。
　なお、上記説明において誤差発生の判定に用いられるアルゴリズムは一例であって、適宜変更しても良い。例えば、誤差の判定基準である閾値は、速度指令と速度フィードバックとの差異である速度偏差について設定されても良い。位置を示す値が、位置について設定された閾値を超え、かつ、加速度が、加速度について設定された閾値を超えた場合に、誤差が発生したと判定しても良い。または、加速度の値にフィルタ処理を施した結果に対して閾値が設定されても良い。誤差発生の判定式は、機械構造９８における誤差発生の態様に応じて適宜設定することができる。
　図９は、実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置１ａにより生成される画像の第１の例を示す図である。図９には、ＸＹ平面のうち誤差発生と判定された位置に、工具７６の直径と同じ直径の円である加工誤差形状２２を配置することによって、加工面における加工誤差形状２２を描画した例を示す。この例において発生した加工誤差は、円形の加工誤差形状２２によって特徴付けられる加工誤差である。加工誤差形状２２は、上記の加工誤差形状２０と同様に、軸の加速または減速の際に工具７６が工作物７８に沈み込むことによって生じるスタンプマーク形状である。
　加工面形状計算部１２ａは、加工誤差が発生すると判定された工作物７８上の範囲において、加工誤差発生位置での加工誤差を模擬するように工具７６の直径と等しい直径の加工誤差形状２２を計算する。加工誤差形状２２は、３次元空間内における加工誤差を模擬した形状を記述したものである。描画部１３ａは、加工誤差形状２２を任意の角度から見たときの画像データを計算することによって、加工誤差形状２２を任意の角度から見た状態の画像を描画する。描画部１３ａは、描画した画像を出力する。図９に示す例では、描画部１３ａが描画する画像は、ＸＹ平面の画像、すなわち２次元画像である。図９に示す２次元画像は、Ｚ方向のうちの正方向から工作物７８を見たときの画像である。なお、描画部１３ａは、Ｚ方向に対して斜めの方向、例えばＺ方向に対して４５度の方向から工作物７８を見た状態の画像を生成する場合には、３次元座標変換などを行って２次元画像を生成する。
　図９に示す例では、加工誤差形状２２の計算時間を短縮させるために加工誤差形状２２を単純な円形状とした。加工面形状計算部１２ａは、加工に使用される工具の軌跡であって加工誤差が発生するときにおける誤差軌跡を、加工誤差形状として計算しても良い。この場合、描画部１３ａは、加工誤差によって実際に形成される形状に沿った誤差軌跡を描画する。
　図１０は、実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置１ａにより描画される誤差軌跡の例を示す図である。図１０に示す軌跡２４は、１枚刃のエンドミルの刃先が描く誤差軌跡の一例であって、工作物７８を加工しながら主軸８３が回転方向２３へ３回転する間にエンドミルが運動方向２１であるＸ方向へ移動した場合における刃先の軌跡である。この場合において刃先が描く軌跡２４は、次に示す式（１）のように定式化される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ただし、ｖxはＸ方向への移動速度、Ｒは工具７６の半径、ωは主軸８３の角速度、δは主軸８３の回転角に対する刃先位置の位相差とする。なお、２枚刃のエンドミルの場合は、位相が１８０度異なる２つの軌跡を重ね書きすることによって、誤差軌跡を描画できる。描画部１３ａは、このように、より現実の挙動に近い刃先の運動軌跡を計算して、誤差軌跡を描画しても良い。これにより、加工面品位シミュレーション装置１ａは、加工誤差形状のより正確な外観をシミュレーションすることができる。
　加工面の品位を重視する仕上げ加工の場合、荒加工の場合と比べてｖxを小さくすることが一般的である。このため、仕上げ加工の場合は、誤差が発生する瞬間における刃先の形状は、円で近似しても差し支えない。加工面品位シミュレーション装置１ａは、現実の運動軌跡を円運動で近似することにより、短時間で加工面形状を計算することが可能となる。
　また、工作物７８の表面の外観を特徴付ける加工誤差形状２２は工具７６によって異なるため、工具７６ごとに適切な外観を特徴付ける加工誤差形状２２を計算する必要がある。図１１は、実施の形態１における工具７６と加工誤差形状２２との例を示す図である。ラジアスエンドミル２５およびボールエンドミル２６は、工具７６の例である。図１１には、ラジアスエンドミル２５を側面から見た状態と、ラジアスエンドミル２５による加工誤差形状２２と、ボールエンドミル２６を側面から見た状態と、ボールエンドミル２６による加工誤差形状２２とを示す。図１１では、ラジアスエンドミル２５による加工誤差形状２２と併せて、ラジアスエンドミル２５のうち刃先よりも根本側の部分を破線により示す。また、ボールエンドミル２６による加工誤差形状２２と併せて、ボールエンドミル２６のうち刃先よりも根本側の部分を破線により示す。図１１に示す２つの加工誤差形状２２の各々は、機械構造９８の変形によって生じる加工誤差形状２２の例である。
　ラジアスエンドミル２５は、先端部に丸みがついている。ラジアスエンドミル２５による加工誤差形状２２は、ラジアスエンドミル２５の外形よりも小さい円である。ボールエンドミル２６は、ボールエンドミル２６のうち先端の１点が工作物７８と接触するため、加工誤差形状２２は１つの点である。なお、加工誤差形状２２は、工具７６の刃先位置までの距離を基に求めても良い。加工誤差形状２２は、加工実験等において実際に転写される形状の径を測定することによって求めても良い。
　次に、上述とは異なる加工の場合における加工面品位を予測した例について述べる。ここでは、精密加工を行う場合の例を説明する。精密な加工を行う場合は、前述した工具７６の工作物７８に対する沈み込みだけではなく、工作物７８に対する工具７６の浮き上がりによって生じる削り残しによっても、加工面品位に影響する加工誤差を生じる場合がある。
　図１２は、実施の形態１において工具７６を浮き上がらせる機械構造９８の変形について説明するための図である。図１２では、Ｘ軸駆動部９３Ｘの運動により支持体９０が変形して工具７６が工作物７８の表面よりも浮き上がっている様子を模式的に表している。このような状態においては、工作物７８から工具７６が浮き上がることによって工作物７８には削り残しが生じる。このような場合、軸の加速度の絶対値に対して加工誤差発生の判定の閾値を設定する。
　図１３は、実施の形態１において精密加工を行う場合における加速度の波形の例を示す図である。図１３では、図７に示す加工経路と同じ加工経路において精密加工を行う場合におけるＸ軸およびＹ軸の各々の加速度の波形の例を示す。図１３には、軸の加速度フィードバックの絶対値を示す波形を示す。図１３に示す破線は、誤差発生の閾値を表す。ただし、閾値は絶対値で指定されても良い。閾値としては、各軸で正方向に加速度が発生する場合における閾値と、負方向に加速度が発生する場合における閾値とが個別に設定されても良い。加工誤差発生の判定は、計算ステップごとに実施されても良く、加速度が発生した軸でのみ実施されても良い。加工誤差発生の判定は、加速度が発生した瞬間からあらかじめ設定された時間内において実施されても良い。
　図１３に示す例では、Ｘ軸およびＹ軸の各々について、加減速が行われる全ての瞬間において加速度フィードバックの絶対値が閾値を超えている。すなわち、Ｘ軸およびＹ軸の各々について、加減速が行われる全てのタイミングにおいて加工誤差が生じる。図１４は、実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置１ａにより生成される画像の第２の例を示す図である。図１４には、図１３に示すようにＸ軸およびＹ軸の各々について加工誤差が生じた場合に描画される画像の例を示す。
　Ｘ軸の加減速の瞬間とＹ軸の加減速の瞬間との各々で加工誤差形状２２が計算されることによって、図１４に示すように、２重の円弧状の加工誤差形状２２が計算される。図１４において破線で示す円形状２７は、加工開始直後において加速度フィードバックの絶対値が閾値を超えたことを表す。ただし、当該円形状２７により表される加工誤差は工作物７８の外部のものであることから、加工面形状計算部１２ａでは、当該円形状２７は加工誤差形状２２としては計算されない。加工面形状計算部１２ａは、加工条件情報に含まれる工作物７８の設置位置の情報を基に、円形状２７は工作物７８の外部にあることを判断する。
　次に、上述とは別の加工経路により工作物７８を加工する場合における加工面品位を予測した例について述べる。図１５は、実施の形態１における加工経路の第２の例を示す図である。図１５では、破線矢印により加工経路を示す。図１５に示す加工経路による、ＸＹ平面上における工具７６の運動は、図７に示す加工経路の場合と同じである。図１５に示す加工経路では、工作物７８からＺ方向において離れた位置に加工終了位置Ｐ２が設定されている点が、図７に示す加工経路とは異なる。加工終了位置Ｐ２は、例えば、機械の原点とする。図１５に示す加工経路の場合、数値制御工作機械９９は、工作物７８のうちＸＹ平面の中心付近からＺ方向へ工具７６を引き上げる動作によって、工具７６を原点に復帰させる。
　図１６は、実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置１ａにより生成される画像の第３の例を示す図である。図１６には、図１５に示す加工経路で工作物７８が加工される場合に描画される画像の例を示す。図１６において破線で示す円形状２７は、工作物７８からＺ方向に工具７６が引き上げられた後に、加速度フィードバックの絶対値が閾値を超えたことを表す。ただし、当該円形状２７により表される加工誤差は工具７６が工作物７８の表面から離れた後のものであることから、加工面形状計算部１２ａでは、当該円形状２７は加工誤差形状２２としては計算されない。
　実施の形態１によると、加工面品位シミュレーション装置１ａは、外観を特徴付ける加工誤差であってあらかじめ設定された加工誤差が発生するか否かを軸データに基づいて判定し、加工誤差によって生じる加工誤差形状２２を、加工条件情報と軸の位置とに基づいて計算する。加工面品位シミュレーション装置１ａは、加工面を目視した場合に認識され得る加工誤差形状２２を描画する。加工面品位シミュレーション装置１ａは、３次元形状の高精度なシミュレーションが必要である場合と比べて簡易な計算によって、加工面品位の予測結果である画像を生成することができる。以上により、加工面品位シミュレーション装置１ａは、簡易な計算によって、加工面の外観の特徴を予測することができるという効果を奏する。
　次に、実施の形態１にかかる加工面品位シミュレーション装置１ａを実現するハードウェアについて説明する。加工誤差発生判定部１１ａ、加工面形状計算部１２ａおよび描画部１３ａは、処理回路により実現される。処理回路は、プロセッサがソフトウェアを実行する回路であっても良いし、専用の回路であっても良い。
　処理回路がソフトウェアにより実現される場合、処理回路は、例えば、図１７に示す制御回路である。図１７は、実施の形態１にかかる制御回路２００の構成例を示す図である。制御回路２００は、入力部２０１、プロセッサ２０２、メモリ２０３および出力部２０４を備える。入力部２０１は、制御回路２００の外部から入力されたデータを受信してプロセッサ２０２に与えるインターフェース回路である。出力部２０４は、プロセッサ２０２またはメモリ２０３からのデータを制御回路２００の外部に送るインターフェース回路である。なお、入力部２０１には、操作者が加工面品位シミュレーション装置１ａへ情報を入力するための入力デバイスが含まれても良い。出力部２０４には、描画部１３ａによって描画された画像を表示するための表示デバイスが含まれても良い。
　処理回路が図１７に示す制御回路２００である場合、加工誤差発生判定部１１ａ、加工面形状計算部１２ａおよび描画部１３ａは、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２０３に格納される。処理回路では、メモリ２０３に記憶されたプログラムをプロセッサ２０２が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、加工面品位シミュレーション装置１ａの処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ２０３を備える。また、これらのプログラムは、加工面品位シミュレーション装置１ａの手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
　プロセッサ２０２は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）ともいう）である。メモリ２０３は、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）等が該当する。
　図１７は、汎用のプロセッサ２０２およびメモリ２０３により各構成要素を実現する場合のハードウェアの例であるが、各構成要素は、専用のハードウェア回路により実現されても良い。図１８は、実施の形態１にかかる専用のハードウェア回路２０５の構成例を示す図である。
　専用のハードウェア回路２０５は、入力部２０１、出力部２０４および処理回路２０６を備える。処理回路２０６は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせた回路である。加工面品位シミュレーション装置１ａの各機能を機能別に処理回路２０６で実現しても良いし、各機能をまとめて処理回路２０６で実現しても良い。なお、各構成要素は、制御回路２００とハードウェア回路２０５とが組み合わされて実現されても良い。
　加工面品位シミュレーション装置１ａは、ネットワークケーブルを介して数値制御工作機械９９に接続されても良いし、無線ネットワークによって数値制御工作機械９９に接続されても良い。または、加工面品位シミュレーション装置１ａは、ネットワークに接続された数値制御工作機械９９から物理的に遠隔地にあるサーバーまたはクラウド上に実装しても良い。
実施の形態２．
　図１９は、実施の形態２にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｂの構成を示すブロック図である。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。加工面品位シミュレーション装置１ｂは、実施の形態１の加工面形状計算部１２ａとは異なる加工面形状計算部１２ｂを有する。
　加工誤差発生判定部１１ａは、加工誤差の発生についての判定結果と軸位置情報とを加工面形状計算部１２ｂへ出力する。加工面形状計算部１２ｂは、加工誤差が発生しないと判定された領域について、軸位置情報に基づいて包絡線を計算する。包絡線は、加工に使用されている工具７６の外形が通過する軌跡を表す。描画部１３ａは、計算された加工誤差形状と計算された包絡線とを描画する。
　図２０は、実施の形態２にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｂによる加工面品位シミュレーションの手順を示すフローチャートである。図２０に示すステップＳ１からステップＳ４までの手順は、図６に示す実施の形態１の場合と同様である。
　加工誤差が発生すると判定された場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、加工面品位シミュレーション装置１ｂは、実施の形態１の場合と同様に、ステップＳ５において加工誤差形状を計算する。一方、加工誤差が発生しないと判定された場合（ステップＳ４，Ｎｏ）、加工面品位シミュレーション装置１ｂは、ステップＳ８へ手順を進める。
　ステップＳ８において、加工面品位シミュレーション装置１ｂは、加工面形状計算部１２ｂにおいて包絡線を計算する。包絡線は、加工を行う際に工具７６の刃先が通過することによって生じる線形状であって、加工面品位に影響する加工誤差を模擬する加工誤差形状である。包絡線である加工誤差形状は、互いに隣接する加工経路同士の間におけるわずかな段差によって生じる。包絡線である加工誤差形状は、かかる段差において光が反射および干渉することで、目視において加工誤差として認識され得る。このため、実施の形態２では、加工面品位シミュレーション装置１ｂは、実施の形態１と同様に、機械構造９８の変形によって生じる加工誤差形状の計算に加えて、機械構造９８の変形による加工誤差が生じない領域では包絡線を計算する。加工面品位シミュレーション装置１ｂは、ステップＳ８の手順を終えると、ステップＳ６へ手順を進める。
　ステップＳ５からステップＳ７の手順は、図６に示す実施の形態１の場合と同様である。描画部１３ａは、機械構造９８の変形によって生じる加工誤差形状と包絡線とを含む画像を生成する。
　図２１は、実施の形態２にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｂにより生成される画像の例を示す図である。図２１には、円形の加工誤差形状２２とともに包絡線３０を描画した例を示す。包絡線３０は、図７に示す場合と同様に工具７６を移動させた場合における包絡線の例である。
　実施の形態２によると、加工面品位シミュレーション装置１ｂは、包絡線を計算することによって、機械構造９８の変形によって生じる加工誤差形状と包絡線とを含む画像を生成する。加工面品位シミュレーション装置１ｂは、互いに隣接する加工経路同士の間におけるわずかな段差による加工誤差を、加工面品位の要素の１つとして模擬することができる。
実施の形態３．
　図２２は、実施の形態３にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｃの構成を示すブロック図である。実施の形態３では、上記の実施の形態１または２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１または２とは異なる構成について主に説明する。加工面品位シミュレーション装置１ｃは、実施の形態１または２の加工面形状計算部１２ａ，１２ｂとは異なる加工面形状計算部１２ｃを有する。
　加工誤差発生判定部１１ａは、加工誤差の発生についての判定結果と軸位置情報とを加工面形状計算部１２ｃへ出力する。加工面形状計算部１２ｃは、加工誤差が発生しないと判定された領域について、軸位置情報に基づいて包絡線を計算する。描画部１３ａは、計算された加工誤差形状と計算された包絡線とを描画する。
　実施の形態２では、加工面品位シミュレーション装置１ｂは、工具７６の刃先が通過するすべての軌跡の包絡線を描画した。ただし、加工条件によっては、加工経路のうち互いに隣接する部分の間隔が工具７６の刃先同士の間の距離よりも短い場合がある。この場合、互いに隣接する部分のうち先に加工が行われる一方の包絡線が、他方の部分が加工されることによって消える場合がある。これとは逆に、先に加工が行われる一方の部分が深く切削されることで、他方の部分を工具７６が通過したときに工具７６が工作物７８と接触しない場合がある。この場合、当該他方の部分では包絡線が生じないこともある。そこで、実施の形態３では、加工面形状計算部１２ｃは、互いに隣接する包絡線である隣接包絡線が計算された領域について、隣接包絡線の１つを削除する。
　図２３は、実施の形態３にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｃによる加工面品位シミュレーションの手順を示すフローチャートである。図２３に示す手順では、図２０と同様のステップＳ１からステップＳ８の手順に、ステップＳ９が追加されている。ステップＳ９において、加工面形状計算部１２ｃは、隣接包絡線が計算された領域について、隣接包絡線の１つを削除する。
　加工面形状計算部１２ｃは、加工経路上の位置ごとにおける工具７６が通過する順序を、加工経路の情報から取得する。加工面形状計算部１２ｃは、加工経路のうち互いに隣り合う部分について、工具７６が先に通過する部分と工具７６が後に通過する部分とを認識する。隣接包絡線のうちどちらを削除するかは、加工条件情報から事前に設定される。包絡線の残り方は、取り付けられた工具７６の傾きによって決まる場合があることから、工具７６が交換される際に、隣接包絡線の削除についての設定が変更されても良い。加工面品位シミュレーション装置１ｃは、ステップＳ９の手順を終えると、ステップＳ６へ手順を進める。
　ステップＳ５からステップＳ７の手順は、図６に示す実施の形態１の場合と同様である。描画部１３ａは、機械構造９８の変形によって生じる加工誤差形状と包絡線とを含む画像を生成する。
　なお、加工面形状計算部１２ｃは、計算された加工誤差形状を削除する処理を、包絡線のみならず、包絡線以外の加工誤差形状に適用しても良い。例えば、加工面形状計算部１２ｃは、機械構造９８の変形によって生じる加工誤差形状同士が重なり合う領域について、一方の加工誤差形状を削除しても良い。または、加工面形状計算部１２ｃは、機械構造９８の変形によって生じる加工誤差形状と包絡線とが重なり合う領域について、加工誤差形状と包絡線との一方を削除しても良い。
　図２４は、実施の形態３にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｃにより生成される画像の例を示す図である。図２４には、円形の加工誤差形状２２とともに包絡線３０を描画した例を示す。包絡線３０は、図７に示す場合と同様に工具７６を移動させた場合における包絡線の例である。
　図２４に示す画像は、互いに重なり合う包絡線の一方が削除されており、かつ、互いに重なり合う包絡線と加工誤差形状２２との一方が削除されている点が、図２１に示す場合とは異なる。すなわち、図２４に示す画像では、互いに重なり合う包絡線のうち、工具７６が先に通過する一方の包絡線が削除されている。また、図２４に示す画像では、互いに重なり合う包絡線と加工誤差形状２２とのうち、工具７６が先に通過する一方の包絡線または加工誤差形状２２が削除されている。
　実施の形態３によると、加工面品位シミュレーション装置１ｃは、隣接包絡線が計算された領域について隣接包絡線の１つを削除することで、加工によって消える包絡線、または、形成されない包絡線を描画しないようにできる。これにより、加工面品位シミュレーション装置１ｃは、より正確に加工面品位をシミュレーションすることが可能となる。
実施の形態４．
　実施の形態４では、機械構造９８の変形による加工誤差以外の加工誤差について、加工面品位シミュレーションを行う場合について説明する。実施の形態４にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｃは、実施の形態３の場合と同様の構成を備える。実施の形態４では、上記の実施の形態１から３と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から３とは異なる構成について主に説明する。実施の形態４において、加工面品位シミュレーション装置１ｃは、機械構造９８の振動によって加工面に生じる縞模様を模擬する。
　工具７６の加速度Ａtcp（ｓ）は、軸の加速度Ａmot（ｓ）を入力とする伝達関数Ｇ（ｓ）で定式化される。伝達関数Ｇ（ｓ）は、次の式（２）により表される。ただし、ζは振動の減衰、ωは振動周波数、Ｋは振幅比、ｓはラプラス演算子を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図２５は、実施の形態４において予測される工具７６の振動について説明するための図である。図２５に示す波形は、機械構造９８がＹ方向に振動することに起因する工具７６の振動であって、Ｙ方向における工具７６の振動を表す。図２５に示すグラフの縦軸はＹ軸の加速度より推測された工具振動、横軸は時刻である。閾値Ｔｈ３は、誤差の判定基準である閾値であって、工具７６の加速度の閾値とする。図２５では、加速度が閾値Ｔｈ３であるときにおける工具振動を点線により示す。閾値Ｔｈ３は、事前に実施する加工試験によって決定される。
　加工誤差発生判定部１１ａは、軸の加速度を入力とし、上記の伝達関数Ｇ（ｓ）から工具７６の加速度を判定する。工具７６の加速度が閾値Ｔｈ３を超えた計算ステップでは、工具７６の振動による縞模様が発生する。
　図２６は、実施の形態４にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｃにより生成される画像の例を示す図である。図２６には、工具７６の振動によって形成される円形の加工誤差形状２２を描画した例を示す。図２６に示すように、複数の加工誤差形状２２がＹ方向において互いに重なり合って形成される。
　なお、振動の発生を判定するための式と閾値Ｔｈ３とは一例であって、適宜変更しても良い。振動の発生を判定するための式には、上記の伝達関数Ｇ（ｓ）に代えて、軸の加速度Ａmot（ｓ）を入力として工具７６の変位Ｙtcp（ｓ）を定式化した伝達関数Ｇ（ｓ）が使用されても良い。軸の加速度Ａmot（ｓ）を入力として工具７６の変位Ｙtcp（ｓ）を定式化した伝達関数Ｇ（ｓ）は、次の式（３）により表される。誤差の判定基準である閾値は、工具振動の振幅により指定されても良い。変位Ｙtcp（ｓ）は、Ｙ方向の振動による変位とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　実施の形態４では、機械構造９８がＹ方向に振動することとしたが、機械構造９８がＸ方向に振動する場合、または、機械構造９８がＸ方向およびＹ方向に振動する場合も、機械構造９８がＹ方向に振動する場合と同様である。機械構造９８がＸ方向に振動する場合は、Ｘ方向について加工誤差の発生が判定される。機械構造９８がＸ方向およびＹ方向に振動する場合は、Ｘ方向およびＹ方向の各々について加工誤差の発生が判定される。
　実施の形態４によると、加工面品位シミュレーション装置１ｃは、簡易な定式化によって、加工面品位を予測することができる。
　加工誤差形状は、軸の加速または減速の際に工具７６が工作物７８に沈み込むことによって生じるスタンプマーク形状、または、軸の加速または減速の際に工具７６または工作物７８が振動することによって生じる縞模様形状に限られない。加工誤差形状は、工具７６が工作物７８に接触しないことによって生じるかすれ模様、または、軸の速度が不連続であることによって生じる波目模様などであっても良い。加工面品位シミュレーション装置１ｃは、加工誤差の態様に応じて、加工面品位に影響を及ぼす加工誤差形状の外観上の特徴を予測することができる。
実施の形態５．
　図２７は、実施の形態５にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｄの構成を示すブロック図である。実施の形態５では、上記の実施の形態１から４と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から４とは異なる構成について主に説明する。加工面品位シミュレーション装置１ｄは、実施の形態１から４の描画部１３ａとは異なる描画部１３ｂを有する。描画部１３ｂは、加工後の工作物７８の形状を表す３次元形状モデルの表面に加工誤差形状を重ね書きする描画処理を行う。
　実施の形態５では、数値制御工作機械９９の代わりにシミュレータ１００からの軸データが加工誤差発生判定部１１ａへ入力される。シミュレータ１００は、数値制御工作機械９９の挙動を模擬するソフトウェアである。シミュレータ１００は、加工プログラムを用いて、数値制御工作機械９９が加工を行う際の数値制御工作機械９９の挙動を模擬する。具体的には、シミュレータ１００は、加工プログラムから、位置指令、速度指令および加速度指令を計算する。シミュレータ１００は、加工プログラムから、位置フィードバック、速度フィードバックおよび加速度フィードバックを予測する。
　シミュレータ１００は、数値制御工作機械９９に備えられる数値制御装置の機能を模擬したソフトウェアである。シミュレータ１００は、数値制御工作機械９９が有する各軸の特性を模擬する伝達関数または数式であっても良い。シミュレータ１００は、位置指令、速度指令および加速度指令を入力とし、位置フィードバック、速度フィードバックおよび加速度フィードバックを学習する人工知能であっても良い。
　描画部１３ｂには、３次元形状データである３次元ＣＡＤ（Computer　Aided　Design）情報と、加工面形状計算部１２ｂにより計算された加工誤差形状とが入力される。３次元ＣＡＤ情報は、加工後の工作物７８の形状を表す。描画部１３ｂは、３次元ＣＡＤ情報を基に、加工後の工作物７８の形状を表す３次元形状モデルを描画する。描画部１３ｂは、あらかじめ設定された視点からの工作物７８の見え方を模擬した３次元形状モデルを描画するとともに、加工面品位に影響を及ぼす加工誤差についての加工誤差形状を３次元形状モデルの表面に重ね合わせる。このようにして、描画部１３ｂは、加工後の工作物７８の形状を表す３次元形状モデルの表面に加工誤差形状を重ね書きする描画処理を行う。
　図２８は、実施の形態５にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｄにより生成される画像の例を示す図である。図２８には、加工後の工作物７８を表すピラミッド型の３次元形状モデルに加工誤差形状２２が重ね書きされた画像の例を示す。加工面品質に影響を及ぼす加工誤差が発生すると判定された位置に、加工誤差形状２２の外観上の特徴を模擬した線図が重ね書きされる。
　実施の形態５によると、加工面品位シミュレーション装置１ｄは、数値制御工作機械９９の代わりにシミュレータ１００に接続される場合において、数値制御工作機械９９の挙動を模擬した結果を用いて加工面品位を予測することができる。また、加工面品位シミュレーション装置１ｄは、３次元形状モデルに加工誤差形状２２を重ね書きすることによって、加工後の工作物７８における加工誤差形状２２の外観上の特徴をより分かり易く予測することができる。
実施の形態６．
　図２９は、実施の形態６にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｅの構成を示すブロック図である。実施の形態６では、上記の実施の形態１から５と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から５とは異なる構成について主に説明する。加工面品位シミュレーション装置１ｅは、機械学習装置１１０を有する点が、実施の形態１から５にかかる加工面品位シミュレーション装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとは異なる。また、加工面品位シミュレーション装置１ｅは、実施の形態１から５の加工誤差発生判定部１１ａとは異なる加工誤差発生判定部１１ｂを有する。
　機械学習装置１１０には、軸データと加工条件情報とを含む訓練データセットが入力される。機械学習装置１１０には、加工誤差発生位置の情報が入力される。加工条件情報には、工作物７８の形状、工作物７８の材質、工具径、工具材質、工具形状、刃数、１刃当たりの送り量、工具７６の回転速度、機械構造情報、工具摩擦情報、および工具使用時間といった情報が含まれる。機械構造情報は、機械構造９８の構成を特徴づける情報である。軸の位置ごとにおける、軸の位置、速度および加速度の各値に対して加減速時定数と指令速度と加工条件情報とが対応付けられた訓練データセットが構築される。
　図３０は、実施の形態６にかかる加工面品位シミュレーション装置１ｅが有する機械学習装置１１０の構成例を示すブロック図である。機械学習装置１１０は、状態観測部１０１と学習部１０２とを備える。状態観測部１０１は、軸データおよび加工条件情報を含む訓練データセットと、加工誤差発生位置の情報とを、状態変数として観測する。加工誤差発生位置の情報は、実際の加工誤差発生の判定結果を含む。すなわち、状態観測部１０１は、軸データと、加工条件情報と、実際の加工誤差発生の判定結果とを状態変数として観測する。学習部１０２は、訓練データセットに従って、加工誤差の発生の有無を判定するための判定値と加工条件との関係を学習する。
　学習部１０２が用いる学習アルゴリズムはどのようなものを用いても良い。一例として、学習部１０２が用いる学習アルゴリズムに強化学習（Reinforcement　Learning）を適用する場合について説明する。強化学習は、ある環境内におけるエージェントである行動主体が、現在の状態を観測し、取るべき行動を決定する、というものである。エージェントは行動を選択することで環境から報酬を得て、一連の行動を通じて報酬が最も多く得られるような方策を学習する。強化学習の代表的な手法として、Ｑ学習（Q-Learning）およびＴＤ学習（TD-Learning）などが知られている。例えば、Ｑ学習の場合、行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）の一般的な更新式である行動価値テーブルは、次の式（４）で表される。行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）は、環境「ｓ」のもとで行動「ａ」を選択する行動の価値である行動価値Ｑを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　上記の式（４）において、「ｓｔ＋１」は、時刻「ｔ」における環境を表す。「ａｔ」は、時刻「ｔ」における行動を表す。行動「ａｔ」によって、環境は「ｓｔ＋１」に変わる。「ｒｔ＋１」は、その環境の変化によってもらえる報酬を表す。「γ」は、割引率を表す。「α」は、学習係数を表す。Ｑ学習を適用した場合、加工誤差の判定値が行動「ａｔ」となる。
　上記の式（４）により表される更新式は、時刻「ｔ＋１」における最良の行動「ａ」の行動価値が、時刻「ｔ」において実行された行動「ａ」の行動価値Ｑよりも大きければ、行動価値Ｑを大きくし、逆の場合は、行動価値Ｑを小さくする。換言すれば、時刻「ｔ」における行動「ａ」の行動価値Ｑを、時刻「ｔ＋１」における最良の行動価値に近づけるように、行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）を更新する。それにより、ある環境における最良の行動価値が、それ以前の環境における行動価値に順次伝播する。
　学習部１０２は、報酬計算部１０３および関数更新部１０４を有する。報酬計算部１０３は、状態変数に基づいて報酬を計算する。関数更新部１０４は、報酬計算部１０３によって算出される報酬に従って、加工誤差の判定値を決定するための関数を更新する。
　具体的には、報酬計算部１０３は、加工誤差発生判定部１１ｂから出力される加工誤差の判定値と実際に観測された加工誤差の有無に基づいて、報酬「ｒ」を計算する。例えば、加工条件を変更した結果、加工誤差の判定値が実際の加工誤差発生の判定結果と一致する場合において、報酬計算部１０３は、報酬「ｒ」を増大させる。報酬計算部１０３は、報酬の値である「１」を与えることによって報酬「ｒ」を増大させる。なお、報酬の値は「１」に限られない。また、加工条件を変更した結果、加工誤差の判定値が実際の加工誤差発生の判定結果と一致しない場合において、報酬計算部１０３は、報酬「ｒ」を低減させる。報酬計算部１０３は、報酬の値である「－１」を与えることによって報酬「ｒ」を低減させる。なお、報酬の値は「－１」に限られない。
　学習部１０２は、加工誤差発生位置の情報から、実際の加工誤差発生の判定結果を取得する。なお、実際の加工誤差発生の判定結果は、加工誤差発生の判定を行う作業者が目視により加工誤差の発生の有無を判定した結果であっても良い。実際の加工誤差発生の判定結果には、加工面の凹凸情報から抽出された加工誤差の大きさの情報が使用されても良い。加工面の凹凸情報は、３次元測定器（Coordinate　Measuring　Machine：ＣＭＭ）またはマイクロスコープといった機器の使用によって取得される。
　関数更新部１０４は、報酬計算部１０３によって計算される報酬に従って、加工誤差の判定値を決定するための判定モデルである関数を更新する。関数の更新は、訓練データセットに従って、例えば行動価値テーブルを更新することによって行うことができる。行動価値テーブルは、任意の行動と、その行動価値とを関連付けてテーブルの形式で記憶したデータセットである。例えばＱ学習の場合、上記の式（４）により表される行動価値関数Ｑ（ｓｔ，ａｔ）を、加工誤差の判定値を決定するための関数として用いる。
　ここまで、学習部１０２が用いる学習アルゴリズムに強化学習を適用する場合について説明したが、学習アルゴリズムには、強化学習以外の学習が適用されても良い。学習部１０２は、強化学習以外の公知の学習アルゴリズム、例えば、深層学習（Deep　Learning）、ニューラルネットワーク、遺伝的プログラミング、帰納論理プログラミングまたはサポートベクターマシンといった学習アルゴリズムを用いて機械学習を実行しても良い。
　学習部１０２は、数値制御工作機械９９のすべての軸の情報を含めた訓練データセットを構築して、加工誤差の判定値を決定するための判定モデルを学習しても良く、数値制御工作機械９９の軸ごとに訓練データセットを構築して、加工誤差の判定値を決定するための軸ごとの判定モデルを学習しても良い。
　学習部１０２は、加工面品位シミュレーション装置１ｅに内蔵されるものに限られない。学習部１０２は、加工面品位シミュレーション装置１ｅの外部の装置により実現されても良い。この場合、学習部１０２として機能する装置は、ネットワークを介して加工面品位シミュレーション装置１ｅに接続可能な装置であっても良い。学習部１０２として機能する装置は、クラウドサーバ上に存在する装置であっても良い。機械学習装置１１０は、図１７と同様のプロセッサ２０２およびメモリ２０３、または、図１８と同様の処理回路２０６により実現される。
　機械学習装置１１０は、学習部１０２での学習結果である判定モデルを加工誤差発生判定部１１ｂへ出力する。加工誤差発生判定部１１ｂは、判定モデルに基づいて判定値を計算する。加工誤差発生判定部１１ｂは、計算された判定値に基づいて、加工面品位に影響する加工誤差が発生するか否かを判定する。
　実施の形態６によると、加工面品位シミュレーション装置１ｅは、加工誤差の判定値と加工条件との関係を学習することによって、加工面品位に影響する加工誤差の発生条件が加工条件によって複雑に変化する場合において、加工面品位に影響する加工誤差の発生を高精度に予測することが可能となる。
　以上の各実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。
　１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ　加工面品位シミュレーション装置、２　回転角検出器、６ａ　サーボ制御部、９　指令値演算部、１１ａ，１１ｂ　加工誤差発生判定部、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ　加工面形状計算部、１３ａ，１３ｂ　描画部、２０，２２　加工誤差形状、２１　運動方向、２３　回転方向、２４　軌跡、２５　ラジアスエンドミル、２６　ボールエンドミル、２７　円形状、３０　包絡線、７１　モータ、７２　案内機構、７３　送りねじ、７４　カップリング、７５ａ，７５ｂ　支持軸受、７６　工具、７７　ワークテーブル、７８　工作物、７９　減速機、８０　ナット、８３　主軸、９０　支持体、９３Ｖ　Ｖ軸駆動部、９３Ｘ　Ｘ軸駆動部、９３Ｙ　Ｙ軸駆動部、９３Ｚ　Ｚ軸駆動部、９６　機械装置部、９７　駆動機構、９８　機械構造、９９　数値制御工作機械、１００　シミュレータ、１０１　状態観測部、１０２　学習部、１０３　報酬計算部、１０４　関数更新部、１１０　機械学習装置、２００　制御回路、２０１　入力部、２０２　プロセッサ、２０３　メモリ、２０４　出力部、２０５　ハードウェア回路、２０６　処理回路。

Claims (10)

  1. 　加工プログラムに従って軸を駆動する工作機械について、前記工作機械によって加工される工作物における加工面の外観の特徴を模擬する加工面品位シミュレーション装置であって、
    　前記軸の動作についてのデータである軸データに基づいて、前記外観を特徴付ける加工誤差であってあらかじめ設定された前記加工誤差が発生するか否かを判定する加工誤差発生判定部と、
    　前記加工誤差によって生じる加工誤差形状を、前記工作機械が前記工作物を加工する際における加工条件と前記軸の位置とに基づいて計算する加工面形状計算部と、
    　計算された前記加工誤差形状を描画する描画部と、
    　を備えることを特徴とする加工面品位シミュレーション装置。
  2. 　前記描画部が描画する画像は、２次元画像であることを特徴とする請求項１に記載の加工面品位シミュレーション装置。
  3. 　前記描画部は、加工後の前記工作物の形状を表す３次元形状モデルの表面に前記加工誤差形状を重ね書きする描画処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の加工面品位シミュレーション装置。
  4. 　前記加工誤差発生判定部は、前記軸の加速度または前記軸の速度偏差が、前記軸および前記加工誤差に対応付けられて設定された閾値を超えた場合に、前記加工誤差が発生すると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の加工面品位シミュレーション装置。
  5. 　前記軸データと前記加工条件の情報と実際の加工誤差発生の判定結果とを状態変数として観測する状態観測部と、
    　前記状態変数に基づいて作成されるデータセットに従って、前記加工誤差が発生するか否かを判定するための判定値と前記加工条件との関係を学習する学習部と、
    　を備え、
    　前記加工誤差発生判定部は、前記学習部での学習結果に基づいて計算された前記判定値に基づいて前記加工誤差が発生するか否かを判定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の加工面品位シミュレーション装置。
  6. 　前記加工面形状計算部は、加工に使用される工具の軌跡であって前記加工誤差が発生するときにおける誤差軌跡を、前記加工誤差形状として計算することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の加工面品位シミュレーション装置。
  7. 　前記加工誤差形状は、加工に使用される工具が前記軸の加速または減速の際に前記工作物に沈み込むことによって生じるスタンプマーク形状、前記軸の加速または減速の際に前記工具または前記工作物が振動することによって生じる縞模様形状、前記工具が前記工作物に接触しないことによって生じるかすれ模様、または、前記軸の速度が不連続であることによって生じる波目模様であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の加工面品位シミュレーション装置。
  8. 　前記加工面形状計算部は、前記加工誤差が発生しないと判定された領域について、加工に使用される工具の外形が通過する軌跡を表す包絡線を計算し、
    　前記描画部は、計算された前記加工誤差形状と計算された前記包絡線とを描画することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の加工面品位シミュレーション装置。
  9. 　前記加工面形状計算部は、互いに隣接する前記包絡線である隣接包絡線が計算された領域について、前記隣接包絡線の１つを削除することを特徴とする請求項８に記載の加工面品位シミュレーション装置。
  10. 　加工プログラムに従って軸を駆動する工作機械について、前記工作機械によって加工される工作物における加工面の外観の特徴を模擬した画像を表示する加工面品位表示方法であって、
    　前記軸の動作についてのデータである軸データに基づいて、前記外観を特徴付ける加工誤差であってあらかじめ設定された前記加工誤差が発生するか否かを判定するステップと、
    　前記加工誤差によって生じる加工誤差形状を、前記工作機械が前記工作物を加工する際における加工条件と前記軸の位置とに基づいて計算するステップと、
    　計算された前記加工誤差形状を描画するステップと、
    　を含むことを特徴とする加工面品位表示方法。
PCT/JP2022/017003 2022-04-01 2022-04-01 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法 WO2023188433A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280071841.4A CN118159921A (zh) 2022-04-01 2022-04-01 加工面品质仿真装置及加工面品质显示方法
PCT/JP2022/017003 WO2023188433A1 (ja) 2022-04-01 2022-04-01 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法
JP2022552278A JP7175433B1 (ja) 2022-04-01 2022-04-01 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/017003 WO2023188433A1 (ja) 2022-04-01 2022-04-01 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023188433A1 true WO2023188433A1 (ja) 2023-10-05

Family

ID=84101903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/017003 WO2023188433A1 (ja) 2022-04-01 2022-04-01 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7175433B1 (ja)
CN (1) CN118159921A (ja)
WO (1) WO2023188433A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001125613A (ja) * 1999-10-28 2001-05-11 Mitsubishi Electric Corp 数値制御シミュレーション装置
JP5610883B2 (ja) * 2010-07-06 2014-10-22 三菱電機株式会社 加工シミュレーション装置及び方法
JP2019152936A (ja) * 2018-02-28 2019-09-12 ファナック株式会社 工作機械の加工シミュレーション装置
JP2020071734A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 ファナック株式会社 数値制御装置
JP2021105825A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 ファナック株式会社 シミュレーション装置、数値制御装置、及びシミュレーション方法
JP2021126707A (ja) * 2020-02-10 2021-09-02 国立大学法人神戸大学 数値制御方法及び数値制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001125613A (ja) * 1999-10-28 2001-05-11 Mitsubishi Electric Corp 数値制御シミュレーション装置
JP5610883B2 (ja) * 2010-07-06 2014-10-22 三菱電機株式会社 加工シミュレーション装置及び方法
JP2019152936A (ja) * 2018-02-28 2019-09-12 ファナック株式会社 工作機械の加工シミュレーション装置
JP2020071734A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 ファナック株式会社 数値制御装置
JP2021105825A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 ファナック株式会社 シミュレーション装置、数値制御装置、及びシミュレーション方法
JP2021126707A (ja) * 2020-02-10 2021-09-02 国立大学法人神戸大学 数値制御方法及び数値制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7175433B1 (ja) 2022-11-18
JPWO2023188433A1 (ja) 2023-10-05
CN118159921A (zh) 2024-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6174654B2 (ja) センサの位置と向きを算出する機能を備えたロボットシステム
DE102015010124B4 (de) Roboterprogramm-Erzeugungsvorrichtung, die Roboterprogramm zum Reduzieren von Stössen der Gelenke des Roboters erzeugt
CN111123842B (zh) 数值控制装置
JP6669715B2 (ja) 振動抑制装置
US9342065B2 (en) Path interference and generation device and method
JP4847428B2 (ja) 加工シミュレーション装置およびそのプログラム
JP6804657B2 (ja) 数値制御システムおよびモータ制御装置
JP5374616B1 (ja) 工作機械の工具ベクトルを表示する工具軌跡表示装置
CN109048901B (zh) 基于虚拟摩擦力的牵引示教轨迹规划方法及装置
JP5715215B2 (ja) 軌跡データの表示部を備えた工具軌跡表示装置
JP2012152884A (ja) 工作機械の制御システム
JP2021056835A (ja) シミュレーション装置
JP2013196327A (ja) 多軸加工機用切削距離演算装置
JP6961128B1 (ja) シミュレーション装置、工作機械システム、シミュレーション方法および加工方法
WO2023188433A1 (ja) 加工面品位シミュレーション装置および加工面品位表示方法
JP6836540B2 (ja) 情報処理装置及び情報処理方法
JPH0736519A (ja) ロボットのニアミスチェック方法
WO2024013955A1 (ja) 数値制御装置、数値制御工作機械、加工プログラム生成装置および加工プログラム生成方法
JP2000112510A (ja) ロボットの教示方法及びその装置
JP6871210B2 (ja) 数値制御装置
US11231699B2 (en) Program analysis device
WO2023203635A1 (ja) ロボット装置の動作状態を算出するシミュレーション装置
WO2021230237A1 (ja) 加工経路作成装置
JPH0580828A (ja) 三次元レーザ加工機のオフライン教示方法
JP2020185637A (ja) ロボットプログラム評価装置、ロボットプログラム評価方法及びロボットプログラム評価プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022552278

Country of ref document: JP

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

Ref document number: 22935568

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1