特開 2024-65176 加工プログラムの補正方法および情報処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024065176

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】加工プログラムの補正方法および情報処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4093 20060101AFI20240508BHJP

   G05B 19/4097 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4093 H

G05B19/4097 C

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022173918

(22)【出願日】2022-10-31

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002273

【氏名又は名称】弁理士法人インターブレイン

(72)【発明者】

【氏名】神藤 建太

【テーマコード（参考）】

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C269AB05

3C269AB31

3C269BB03

3C269CC02

3C269CC07

3C269CC15

3C269EF02

3C269EF39

3C269EF71

3C269GG01

3C269JJ09

3C269JJ10

3C269JJ18

3C269JJ19

3C269JJ20

3C269MN08

3C269MN09

3C269MN14

3C269MN16

3C269MN42

3C269MN46

3C269QB02

3C269QB03

(57)【要約】

【課題】工作機械における上記に起因する加工品質の低下を抑制する。
【解決手段】加工プログラムの補正方法は、目標形状を示す目標形状情報を取得するステップと、ワークを加工する際の工具経路を含む加工情報を取得するステップと、目標形状情報と加工情報に基づいて加工プログラムを生成するステップと、加工プログラムを実行して加工された加工物の形状を計測し、加工物の計測形状を示す計測形状情報を取得するステップと、計測形状情報と目標形状情報との差分である形状誤差に基づき、加工プログラムを補正するステップと、を備える。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

目標形状を示す目標形状情報を取得するステップと、
ワークを加工する際の工具経路を含む加工情報を取得するステップと、
前記目標形状情報と前記加工情報に基づいて加工プログラムを生成するステップと、
前記加工プログラムを実行して加工された加工物の形状を計測し、前記加工物の計測形状を示す計測形状情報を取得するステップと、
前記計測形状情報と前記目標形状情報との差分である形状誤差に基づき、前記加工プログラムを補正するステップと、
を備える、加工プログラムの補正方法。

【請求項2】

前記工具経路は、工具が通過する複数の指令点からなり、
前記加工プログラムを生成するステップは、前記工具が切削点にて前記目標形状に接するように位置が設定された前記指令点に基づいて前記加工プログラムを生成し、
前記加工プログラムを補正するステップは、前記目標形状の基準点と前記計測形状の基準点とを前記工具経路の加工基準点に一致させた状態において、前記目標形状における切削点と前記計測形状における計測点との誤差を算出し、その誤差に基づいて前記指令点の位置を補正する、請求項１に記載の加工プログラムの補正方法。

【請求項3】

ワークを目標形状に加工するための加工プログラムを補正する情報処理プログラムであって、
目標形状を示す目標形状情報を取得する機能と、
ワークを加工する際の工具経路を含む加工情報を取得する機能と、
前記目標形状情報および前記加工情報に基づいて加工プログラムを生成する機能と、
前記加工プログラムを実行して加工された加工物の形状を計測し、前記加工物の計測形状を示す計測形状情報を取得する機能と、
前記計測形状情報と前記目標形状情報との差分である形状誤差に基づき、前記加工プログラムを補正する機能と、
を備える、情報処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械で用いられる加工プログラムを補正する情報処理に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械として、例えば直交する３つの直線軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）と２つの回転軸（Ｂ軸，Ｃ軸）を有する５軸加工機が知られている。Ｂ軸の回転が主軸を傾動させ、Ｃ軸の回転がワークを回転させる。このような工作機械は、数値制御装置が加工プログラム（ＮＣプログラム）を実行することで５軸を制御し、工具の先端点位置および姿勢を変化させながらワークを所望形状に加工する。加工プログラムが実行されると、この先端点位置が制御指令として出力されるため、以下ではこの先端点を「指令点」ともいう。

【0003】

加工プログラムは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）およびコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）を経て得られる工具位置データ（Cutter Location Data：以下「ＣＬデータ」という）に基づいて生成される。すなわち、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置はＣＡＤデータに基づき、工具経路と工具姿勢を含むＣＬデータを生成する。指令点をつなぐ経路が「工具経路」となる。ポストプロセッサは、そのＣＬデータに基づいて加工プログラムを生成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－７０９５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、このように生成された加工プログラムを実行して加工を行っても、工具の摩耗など種々の要因により、ＣＡＤで作成した目標形状と実際に加工された形状（「実形状」ともいう）との間に誤差が生じ、加工品質が低下する可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様は加工プログラムの補正方法である。この補正方法は、目標形状を示す目標形状情報を取得するステップと、ワークを加工する際の工具経路を含む加工情報を取得するステップと、目標形状情報と加工情報に基づいて加工プログラムを生成するステップと、加工プログラムを実行して加工された加工物の形状を計測し、加工物の計測形状を示す計測形状情報を取得するステップと、計測形状情報と目標形状情報との差分である形状誤差に基づき、加工プログラムを補正するステップと、を備える。

【0007】

本発明の別の態様は、ワークを目標形状に加工するための加工プログラムを補正する情報処理プログラムである。この情報処理プログラムは、目標形状を示す目標形状情報を取得する機能と、ワークを加工する際の工具経路を含む加工情報を取得する機能と、目標形状情報と加工情報に基づいて加工プログラムを生成する機能と、加工プログラムを実行して加工された加工物の形状を計測し、加工物の計測形状を示す計測形状情報を取得する機能と、計測形状情報と目標形状情報との差分である形状誤差に基づき、加工プログラムを補正する機能と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、工作機械における上記に起因する加工品質の低下を抑制可能である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る工作機械の概略構成を表す模式図である。

【図2】工作機械のハードウェア構成図である。

【図3】情報処理装置の機能ブロック図である。

【図4】加工プログラムの補正方法を模式的に表す図である。

【図5】加工プログラムの補正方法を模式的に表す図である。

【図6】加工プログラムの補正方法を模式的に表す図である。

【図7】加工プログラムの補正方法を模式的に表す図である。

【図8】加工プログラム生成処理を表すフローチャートである。

【図9】図８のＳ２０の指令点補正処理を表すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る工作機械の概略構成を表す模式図である。なおここでは、工作機械１を正面からみて左右方向，前後方向，上下方向を、それぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向とする。

【0011】

工作機械１は、５軸制御マシニングセンタであり、直交する３つの直線軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）と、２つの回転軸（Ｂ軸，Ｃ軸）を有する加工装置２を備える。これら５軸が、後述の数値制御装置により同時制御されることにより工具を指令点に沿って移動させ、また工具姿勢を変化させながら各種加工が実行される。

【0012】

加工装置２は、主軸１０を支持する主軸頭１２と、ワークＷを支持するテーブル１４を備える。主軸頭１２がＢ軸を有し、そのＢ軸を中心に主軸１０を回動可能（傾動可能）に支持する。主軸１０は、工具Ｔを同軸状に支持する。工具Ｔは、例えばエンドミル等である。主軸頭１２には、主軸１０を軸線周りに回転駆動するためのスピンドルモータと、Ｂ軸を中心に主軸１０を回動させるためのサーボモータが設けられている。主軸の回動により工具ＴのＺ軸方向に対する傾斜角度が変化する。

【0013】

主軸１０の回動により、ワークＷに対する工具Ｔの傾斜角度が変化する。主軸頭１２は、また、複数のサーボモータによりそれぞれ３軸方向に駆動される。主軸１０は、主軸頭１２が駆動されることによりＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動自在である。

【0014】

テーブル１４には、図示略の治具を介してワークＷが固定される。テーブル１４の軸線に沿ってＣ軸が設けられる。テーブル１４は、図示しないサーボモータによりＣ軸を中心に回転駆動される。すなわち、以上の構成により、ワークＷと工具Ｔとの相対位置を三次元的に調整できる。

【0015】

図２は、工作機械１のハードウェア構成図である。
工作機械１は、操作制御装置５０、数値制御装置５２、加工装置２、工具交換部５４、工具格納部５６および形状計測部５８を含む。数値制御装置５２は、手動又は自動で生成された加工プログラム（ＮＣプログラム）にしたがって加工装置２に制御信号を送信する。加工装置２は、数値制御装置５２からの指示にしたがって主軸１０およびテーブル１４を駆動してワークＷを加工する。

【0016】

操作制御装置５０は、オペレータにユーザインタフェース機能を提供する操作盤を含む。オペレータは操作制御装置５０を介して数値制御装置５２を制御する。工具格納部５６は工具を格納する。工具交換部５４は、いわゆるＡＴＣ（Automatic Tool Changer）に対応する。工具交換部５４は、数値制御装置５２からの交換指示にしたがって、工具格納部５６から工具を取り出し、主軸１０にある工具と取り出した工具を交換する。

【0017】

数値制御装置５２には情報処理装置１００が接続される。情報処理装置１００は、図示略のＣＡＤ／ＣＡＭ装置から取得したＣＬデータに基づいて加工プログラムを生成し、数値制御装置５２へ出力する。数値制御装置５２は、その加工プログラムを実行して加工装置２を制御する。情報処理装置１００は、操作制御装置５０の一部として構成されてもよい。情報処理装置１００は、一般的なラップトップＰＣ（Personal Computer）あるいはタブレット・コンピュータであってもよい。

【0018】

形状計測部５８は、加工装置２によるワークＷの加工により得られた加工物の形状を計測する。形状計測部５８は、カメラ等の撮像装置、レーザ変位計、タッチプローブ等によりワークＷの外形状を検出可能な装置であるが、形状検出そのものは公知の技術を採用できるため、その詳細な説明については省略する。形状計測部５８は、情報処理装置１００の指令に基づいて加工物の形状を検出し、その検出情報を出力する。

【0019】

本実施形態では、情報処理装置１００がポストプロセッサとして機能する。情報処理装置１００は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置から取得したＣＬデータに基づいて加工プログラム（第１加工プログラム）を生成した後、その第１加工プログラムによるテスト加工を数値制御装置５２に指示する。情報処理装置１００は、そのテスト加工で得られた加工物の計測形状情報と、ＣＡＤデータが示す目標形状情報との差分である形状誤差に基づいて第１加工プログラムを補正し、正規の加工プログラム（第２加工プログラム）として生成する。以下、その詳細について説明する。

【0020】

図３は、情報処理装置１００の機能ブロック図である。
情報処理装置１００の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コンピュータプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

【0021】

なお、操作制御装置５０および数値制御装置５２も、プロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され演算器に処理命令を供給するソフトウェアにより実現されてもよい。

【0022】

情報処理装置１００は、入出力インタフェース部１１０、データ処理部１１２およびデータ格納部１１４を含む。入出力インタフェース部１１０は、外部装置とのデータのやりとりを含む入出力インタフェースに関する処理を担当する。データ処理部１１２は、入出力インタフェース部１１０により取得されたデータおよびデータ格納部１１４に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部１１２は、入出力インタフェース部１１０およびデータ格納部１１４のインタフェースとしても機能する。データ格納部１１４は、各種プログラムと設定データを格納する。

【0023】

入出力インタフェース部１１０は、入力部１２０および出力部１２２を含む。入力部１２０は、外部装置から出力された各種情報を取得する。出力部１２２は、外部装置に向けて各種情報や指令を出力する。

【0024】

入力部１２０は、目標形状情報取得部１２４、加工情報取得部１２６および計測形状情報取得部１２８を含む。入力部１２０は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置６０からワークＷの加工に関わる各種情報を取得する。なお、本実施形態では、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置６０がＣＡＤ装置とＣＡＭ装置の機能を兼ね備えるが、ＣＡＤ装置とＣＡＭ装置とが別個に設けられてもよい。その場合、ＣＡＭ装置がＣＡＤ装置で生成されたＣＡＤデータを取得するとともに、経路生成情報（座標系、工具形状，送り速度、主軸回転数等）を取得する。ＣＡＭ装置は、これらＣＡＤデータと経路生成情報に基づいてＣＬデータを生成する。

【0025】

目標形状情報取得部１２４は、ワークを加工する際の目標形状を示す目標形状情報をＣＡＤ／ＣＡＭ装置６０から取得する。目標形状情報にはＣＡＤデータが含まれる。加工情報取得部１２６は、ワークを加工するための加工情報をＣＡＤ／ＣＡＭ装置６０から取得する。加工情報の工具経路はＣＬデータから取得できる。加工情報の工具情報はＣＬデータもしくは所定のデータフォーマットのデータから取得できる。加工情報には加工基準点、工具経路および工具情報が含まれる。工具経路は、ワークを加工する際に工具が通過する複数の指令点からなる。工具情報は、加工で使用される工具の形状関連情報（以下「工具形状関連情報」ともいう）を含む。工具形状関連情報は、例えば工具種、ＣＡＤ図などの工具形状、工具形状を算出できる情報（刃具の全長と直径など）などである。

【0026】

計測形状情報取得部１２８は、形状計測部５８により計測された加工物の形状情報（計測形状情報）を取得する。形状計測部５８は、例えば加工物の水平断面（ＸＹ平面）に沿った外形のプロフィルを計測する。その計測面を鉛直方向（Ｚ方向）に走査させることにより加工物の三次元形状を計測することができる。

【0027】

データ格納部１１４は、プログラム格納部１３０、目標形状記憶部１３２、加工情報記憶部１３４、指令点データ記憶部１３６および計測形状記憶部１３８を含む。データ格納部１１４は、データ処理部１１２が演算処理を行う場合のワーキングエリアとして機能するメモリを含む。

【0028】

プログラム格納部１３０は、加工プログラムを生成するための情報処理プログラムを格納する。目標形状記憶部１３２は、目標形状情報取得部１２４が取得した目標形状情報を記憶する。加工情報記憶部１３４は、加工情報取得部１２６が取得した加工情報を記憶する。加工情報における工具経路と工具形状関連情報とは工具番号により紐づけられている。指令点データ記憶部１３６は、データ処理部１１２にて算出又は補正される指令点データを一時記憶する（詳細後述）。計測形状記憶部１３８は、計測形状情報取得部１２８が取得した計測形状情報を記憶する。

【0029】

データ処理部１１２は加工プログラム生成部１４０、テスト加工指示部１４２、計測指示部１４４および加工プログラム補正部１４６を含む。加工プログラム生成部１４０は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置６０から取得される情報（ＣＬデータ）に基づいて加工プログラム（第１加工プログラム）を生成する。

【0030】

テスト加工指示部１４２は、生成された第１加工プログラムと、その第１加工プログラムの実行指示を数値制御装置５２へ向けて出力する。つまり、第１加工プログラムの実行によるテスト加工を指示する。数値制御装置５２は、その指示を受けて加工装置２によるテスト加工を実行する。計測指示部１４４は、テスト加工で得られた加工物の形状を計測するよう形状計測部５８に指示する。形状計測部５８は、その指示を受けて形状計測を実行し、その計測形状情報を情報処理装置１００へ出力する。

【0031】

加工プログラム補正部１４６は、計測形状情報取得部１２８により取得された計測形状情報と目標形状情報との差分である形状誤差に基づいて第１加工プログラムを補正し、第２加工プログラムを得る。この補正方法の詳細については後述する。

【0032】

出力部１２２はプログラム出力部１２９を含む。プログラム出力部１２９は、生成された加工プログラムを数値制御装置５２へ出力する。

【0033】

次に、加工プログラムの補正方法について説明する。
図４～図７は、加工プログラムの補正方法を模式的に表す図である。
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置６０では、工具に摩耗等の不良要因がないことを前提にＣＡＤデータが示す目標形状に基づいて工具経路（指令点データ）が算出される。ポストプロセッサは、その指令点データを含むＣＬデータに基づいて加工プログラムを生成する。

【0034】

このため、仮に摩耗等により工具の長さや形状が変化した場合、目標形状と加工される形状（実形状）との間に誤差が生じることがある。そこで本実施形態では、ＣＡＤデータに基づいて生成された加工プログラム（第１加工プログラム）を用いてテスト加工を行い、そのテスト加工で得られた実形状を計測する。このとき計測された形状を「計測形状」ともいう。この計測形状と目標形状との誤差が小さくなるよう指令点（第１加工プログラムの算出元となる指令点データ）を補正し、補正後の指令点データを含むＣＬデータに基づいて加工プログラム（第２加工プログラム）を生成する。

【0035】

この補正処理の前提として、目標形状情報取得部１２４が形状データを取得し、加工情報取得部１２６が上記加工情報として加工データおよび工具データを取得する。形状データはＣＡＤデータに基づくものであり、ワークの加工後の目標形状情報を含む。形状データは目標形状記憶部１３２に記憶される。指令点データ記憶部１３６は、目標形状データに基づいて算出され、第１加工プログラムの生成に用いられた指令点データを記憶する。一方、計測形状情報取得部１２８が、テスト加工で得られた加工物の計測形状データを取得する。この計測形状データは計測形状記憶部１３８に記憶される。

【0036】

図４に示すように、加工プログラム補正部１４６は、目標形状と計測形状とを比較し、その形状誤差が小さくなるように指令点を補正する。本実施形態では、目標形状と計測形状とを同一断面ごとに比較する。そのために、計測形状データを加工物の断面ごとの点群データとして取得する。形状計測部５８からの計測形状情報がその点群データとして取得されてもよいし、形状計測部５８から取得された計測形状情報を加工プログラム補正部１４６が点群データに変換してもよい。

【0037】

一方、加工プログラム補正部１４６は、目標形状データについて、計測形状データの点群データ（「計測点群データ」ともいう）に対応する点群データ（「目標点群データ」ともいう）を特定する。目標点群データは、目標形状の外形に沿う切削点の集まりを表すデータである。切削点は指令点に基づいて工具を配置したときにその工具がワークと接触する点に対応する。つまり、切削点と指令点とが対応づけられるため、指令点データから切削点データ（目標点群データに対応）を特定することができる。

【0038】

図５（Ａ）は、ある断面について目標形状と計測形状とを比較した例を示す。図中の二点鎖線が目標形状を示し、その目標形状上の点（角点）が切削点を示す。実線が計測形状を示し、その計測形状上の点（丸点）が計測点を示す。図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ部拡大図である。この例では、切削点Ｐｎの位置では目標形状と計測形状が一致している。一方、切削点Ｐｎ＋１の位置では目標形状と計測形状とに正の誤差Δｈ１があり、加工不足（削り残し）となっている。切削点Ｐｎ－１の位置では目標形状と計測形状とに負の誤差Δｈ２があり、加工超過（削り過ぎ）となっている。

【0039】

このような目標形状と計測形状との比較に際しては、比較対象となる切削点と計測点とが対応すること、つまり目標形状と計測形状とが完全一致する理想状態において同一点となるよう位置合わせする必要がある。そこで本実施形態では、加工データに含まれる加工基準点を基準にこれらの位置合わせをする。

【0040】

図６に示すように、加工データは工具経路および加工基準点の情報を含む。工具経路を構成する各指令点の位置は、予め定める加工基準点（加工原点）を基準に設定されている。加工基準点は、目標形状と工具経路とを合わせるために必要なデータである。加工基準点は工具経路の基準となる点であり、目標形状との関係で予め設定されている。ＣＡＤ／ＣＡＭ装置６０から出力されるＣＬデータには複数の工具経路が含まれるが、各工具経路について加工基準点が設けられている。

【0041】

加工プログラム生成部１４０は、第１加工プログラムの生成に際し、データ格納部１１４から上記形状データ、加工データおよび工具データを取得する。そして、これらの情報に基づき、まず三次元の仮想空間に目標形状を配置し、その目標形状上に加工基準点を配置する。続いて、その加工基準点をもとに工具経路を配置し、その工具経路上に工具（工具形状）を配置する。

【0042】

加工プログラム補正部１４６は、計測形状データについて、上記加工基準点に相当する基準点（「位置合わせ基準点」ともいう）を特定する。そして、その位置合わせ基準点を加工基準点に一致させた状態で計測形状と目標形状とを比較する。

【0043】

図７は、指令点データ（工具経路）の補正処理の具体例を示す。ここでは、工具としてエンドミルを用いる場合を示す。図７（Ａ）は工具Ｔに摩耗がない場合を示し、図７（Ｂ）は工具Ｔが摩耗している場合を示す。図７（Ｃ）は指令点の補正方法の一例を示す。

【0044】

工具Ｔの摩耗がなく理想的な加工がなされる場合、工具Ｔの切削点Ｐｃが目標形状に設定された加工面Ｆｃと接するようにワークを加工し、目標形状と計測形状とが一致する（図７（Ａ））。そのため、目標形状に沿った加工面品位の高い切削面が得られる。

【0045】

なお、本実施形態では、位置制御の対象となる指令点Ｐｐを工具Ｔの刃先に設定し、先端中心を基準点Ｐｏ（仮想基準点）としている。基準点Ｐｏから工具半径ｒの位置に工具Ｔの先端表面があり、その先端表面における工具Ｔの軸線Ｌ上に指令点Ｐｐがある。工具半径ｒは、工具Ｔの横断面の半径である。「切削点Ｐｃ」とは、工具径路上の指令点Ｐｐに基づいて工具Ｔが配置された場合に、工具Ｔと加工面Ｆｃとが接する点である。図示の例では、基準点Ｐｏから加工面Ｆｃに下ろした法線と加工面Ｆｃとが交わる点が「切削点Ｐｃ」となっている。

【0046】

一方、工具Ｔに摩耗が生じたとしても、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置６０で生成されるＣＬデータには摩耗まで考慮されていない。このため、第１加工プログラムの実行により得られた加工物は、結果的に目標形状とは合わないものとなる。例えば摩耗により工具Ｔが短くなった分、プログラム上の切削点Ｐｃと実際の切削点（計測点Ｐｃ'）との間に誤差ΔＰが生じることとなる（図７（Ｂ））。図示の例では、ワークの表面に削り残りが生じる。

【0047】

このことは、プログラム上の指令点Ｐｐと見かけ上の指令点Ｐｐ'（計測点Ｐｃ'を切削点と仮定した場合の指令点）との間、およびプログラム上の基準点Ｐｏと見かけ上の基準点Ｐｏ'（計測点Ｐｃ'を切削点と仮定した場合の基準点）との間に同様の誤差があることを意味する。そこで、切削点Ｐｃと計測点Ｐｃ'との間に誤差ΔＰに基づいてプログラム上の切削点Ｐｃを補正する（図７（Ｃ））。

【0048】

すなわち、指令点Ｐｐ＝（Ｐｐｘ，Ｐｐｙ，Ｐｐｚ）^Ｔ、切削点Ｐｃ＝（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ，Ｐｃｚ）^Ｔ、計測点Ｐｃ'＝（Ｐｃｘ'，Ｐｃｙ'，Ｐｃｚ'）^Ｔとすると、補正後の指令点Ｐｐ'は下記式（１）により得られる。
Ｐｐ'＝Ｐｐ－（Ｐｃ'－Ｐｃ） ...（１）

【0049】

加工プログラム補正部１４６は、上記式（１）を用いて指令点Ｐｐを補正する。なお、ここでは工具Ｔの摩耗により削り残りが生じる例を示したが、削り過ぎが発生する場合には、ベクトル（Ｐｃ'－Ｐｃ）の符号が逆転するので、上記式（１）をそのまま適用することができる。誤差がない場合には、Ｐｐ'＝Ｐｐのままとなる。

【0050】

以上のように各指令点Ｐｐの補正が行われた後、加工プログラム補正部１４６は、補正後の各指令点Ｐｐ'を有する工具経路を含むようＣＬデータを修正し、そのＣＬデータに基づいて加工プログラム（第２加工プログラム）を生成する。

【0051】

次に、加工プログラム生成処理について具体的に説明する。
図８は、加工プログラム生成処理を表すフローチャートである。図９は、図８のＳ２０の指令点補正処理を表すフローチャートである。以下の「Ｓ」は処理ステップを示す。

【0052】

図８に示すように、加工プログラム生成部１４０は、まず、目標形状記憶部１３２から目標形状情報を読み出し（Ｓ１０）、加工情報記憶部１３４から加工情報を読み出す（Ｓ１２）。上述のとおり、加工情報には工具経路情報（補正前の工具経路）と工具情報が含まれる。

【0053】

続いて、加工プログラム生成部１４０は、取得された目標形状上に加工基準点を配置し（Ｓ１４）、その加工基準点に基づいて工具経路（補正前の各指令点）を配置する（Ｓ１６）。また、位置合わせ基準点をその加工基準点に合わせるように計測形状（加工物の形状）を配置する（Ｓ１８）。そして、各指令点を補正するための指令点補正処理を実行する（Ｓ２０）。

【0054】

図９に示すように、加工プログラム補正部１４６は、指令点補正処理において、工具経路を構成する各指令点を順次補正する。なお、以下の「ｎ」は補正処理の序数に対応する。加工プログラム補正部１４６は、ｎをゼロクリアして処理を開始する（Ｓ３０）。

【0055】

加工プログラム補正部１４６は、序数ｎを更新するとともに（Ｓ３２）、ｎ番目の指令点Ｐｐｎを取得する（Ｓ３４）。１番目のときには指令点Ｐｐ１の位置情報を読み出す。そして、指令点Ｐｐｎに対応づけられた切削点Ｐｃｎを特定するとともに（Ｓ３６）、切削点Ｐｃｎに対応する計測点Ｐｃｎ'を特定する（Ｓ３８）。

【0056】

続いて、加工プログラム補正部１４６は、計測点Ｐｃｎ'と切削点Ｐｃｎとに基づいて指令点Ｐｐｎの補正値を算出する。すなわち、計測点Ｐｃｎ'と切削点Ｐｃｎとの誤差を算出する（Ｓ４０）。この補正値は、補正のための誤差ベクトル（移動ベクトル）である。そして、その誤差ベクトルを用いて切削点Ｐｃｎを補正する（Ｓ４２）。すなわち、上記式（１）に基づいて指令点Ｐｐｎ'を設定する。

【0057】

指令点データ記憶部１３６は、補正後の指令点Ｐｐｎ'を記憶する。以上の処理を最後の指令点の補正が終了するまで繰り返し実行する（Ｓ４６のＮ）。最後の指令点の補正が終了すると（Ｓ４６のＹ）、加工プログラム生成部１４０は、それまで記憶された各指令点Ｐｐｎ'を補正後の指令点データとして更新する（Ｓ４８）。

【0058】

図８に戻り、加工プログラム補正部１４６は、全ての工具経路について指令点データの補正が完了していれば（Ｓ２２のＹ）、補正後の指令点データに基づいてＣＬデータを修正する（Ｓ２４）。そのＣＬデータに基づいて加工プログラム（第２加工プログラム）を生成する（Ｓ２６）。補正が完了していなければ（Ｓ２２のＮ）、Ｓ１２に戻る。

【0059】

以上、実施形態に基づいて情報処理装置１００について説明した。
本実施形態によれば、加工プログラムをテスト加工後の加工物の形状と整合するように補正するため、その後の本加工でのワークの加工面品位を高く維持できる。すなわち、工具の摩耗などの種々の要因による目標形状と実形状との誤差を抑制でき、加工品質の低下を抑制できる。

【0060】

［変形例］
上記実施形態では、工具としてエンドミルを例示したが、他のフライス工具、タップ、バイトなど様々な工具についても上記補正方法を適用できることは言うまでもない。

【0061】

上記実施形態では、情報処理装置１００がＣＡＤ／ＣＡＭ装置６０とは独立してポストプロセッサとして機能する例を示した。変形例においては、加工プログラム生成部１４０、テスト加工指示部１４２、計測指示部１４４および加工プログラム補正部１４６の各機能がＣＡＤ／ＣＡＭ装置（ＣＡＭ装置単体でもよい）の機能として組み込まれてもよい。あるいは、数値制御装置の機能として組み込まれてもよい。

【0062】

上記実施形態では、情報処理装置１００から数値制御装置５２に対してテスト加工を指示する構成を例示した。変形例においては、情報処理装置１００からテスト加工の指令は行わず、オペレータの操作に基づいて数値制御装置５２がテスト加工を実行し、形状計測部５８が加工物の形状計測を実行してもよい。情報処理装置１００は、形状計測部５８から計測形状データを受信したときに加工プログラムの補正処理を実行してもよい。

【0063】

上記実施形態では述べなかったが、情報処理装置１００は、上述した加工プログラムの補正処理を複数回実行してもよい。例えば、計測形状と目標形状との誤差が予め定める基準値以下となるまで補正処理を繰り返してもよい。誤差が基準値以下となったときの指令点データを用いて第２加工プログラムを生成してもよい。

【0064】

上記実施形態では、工作機械として５軸加工機を例示した。すなわち、直線軸がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸で構成され、回転軸がＢ軸およびＣ軸の２軸で構成される例を示した。変形例においては、回転軸がＡ軸とＣ軸で構成されてもよい。あるいは、Ａ軸とＢ軸で構成されてもよい。また、４軸加工機とし、回転軸が１軸（例えばＢ軸のみ）で構成されてもよい。

【0065】

上記実施形態では、加工装置２として、２つの回転軸の一方（Ｂ軸）を中心に工具を回転させ、他方の回転軸（Ｃ軸）を中心にテーブルを回転させる構成を例示した。変形例においては、２つの回転軸が主軸側に設けられてもよい。あるいは、２つの回転軸がテーブル側に設けられてもよい。例えば、テーブルが第１部材によりＣ軸を中心に回転可能に支持され、第１部材が第２部材によりＡ軸又はＢ軸を中心に回転可能に支持される構成を採用してもよい。第２部材がＡ軸を有する場合、第２部材はＹ軸方向に移動可能に支持されてもよい。第２部材がＢ軸を有する場合、第２部材はＸ軸方向に移動可能に支持されてもよい。

【0066】

上記実施形態では述べなかったが、上述した情報処理プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、提供されてもよい。

【0067】

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

【符号の説明】

【0068】

１ 工作機械、２ 加工装置、１０ 主軸、５２ 数値制御装置、５８ 形状計測部、１００ 情報処理装置、１１０ 入出力インタフェース部、１１２ データ処理部、１１４ データ格納部、１２０ 入力部、１２２ 出力部、１２４ 目標形状情報取得部、１２６ 加工情報取得部、１２８ 計測形状情報取得部、１３０ プログラム格納部、１３２ 目標形状記憶部、１３４ 加工情報記憶部、１３６ 指令点データ記憶部、１３８ 計測形状記憶部、１４０ 加工プログラム生成部、１４２ テスト加工指示部、１４４ 計測指示部、１４６ 加工プログラム補正部、Ｆｃ 加工面、Ｔ 工具、Ｗ ワーク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2023-05-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

目標形状を示す目標形状情報を取得するステップと、
ワークを加工する際の工具経路および工具情報を含む加工情報を取得するステップと、
前記目標形状情報と前記加工情報に基づいて加工プログラムを生成するステップと、
前記加工プログラムを実行して加工された加工物の形状を計測し、前記加工物の計測形状を示す計測形状情報を取得するステップと、
前記計測形状情報と前記目標形状情報との差分である形状誤差に基づき、前記加工プログラムを補正するステップと、
を備え、
前記加工プログラムを補正するステップは、前記加工物の断面ごとに、前記計測形状情報としての計測点群データと、前記計測点群データと同一断面に対応する前記目標形状情報としての目標点群データとを比較し、前記工具経路および前記工具情報に基づき、前記計測点群データと前記目標点群データとの誤差が小さくなるよう前記加工プログラムを補正する、加工プログラムの補正方法。

【請求項2】

前記工具経路は、工具が通過する複数の指令点からなり、
前記加工プログラムを生成するステップは、前記工具が切削点にて前記目標形状に接するように位置が設定された前記指令点に基づいて前記加工プログラムを生成し、
前記加工プログラムを補正するステップは、前記目標形状の基準点と前記計測形状の基準点とを前記工具経路の加工基準点に一致させた状態において、前記目標形状について前記目標点群データを構成する切削点と、前記計測形状について前記計測点群データを構成する計測点との誤差を算出し、その誤差に基づいて前記指令点の位置を補正する、請求項１に記載の加工プログラムの補正方法。

【請求項3】

ワークを目標形状に加工するための加工プログラムを補正する情報処理プログラムであって、
目標形状を示す目標形状情報を取得する機能と、
ワークを加工する際の工具経路および工具情報を含む加工情報を取得する機能と、
前記目標形状情報および前記加工情報に基づいて加工プログラムを生成する機能と、
前記加工プログラムを実行して加工された加工物の形状を計測し、前記加工物の計測形状を示す計測形状情報を取得する機能と、
前記計測形状情報と前記目標形状情報との差分である形状誤差に基づき、前記加工プログラムを補正する機能と、
を備え、
前記加工プログラムを補正する機能は、前記加工物の断面ごとに、前記計測形状情報としての計測点群データと、前記計測点群データと同一断面に対応する前記目標形状情報としての目標点群データとを比較し、前記工具経路および前記工具情報に基づき、前記計測点群データと前記目標点群データとの誤差が小さくなるよう前記加工プログラムを補正する、情報処理プログラム。