(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-15
(45)【発行日】2022-11-24
(54)【発明の名称】解析装置、解析方法及び加工システム
(51)【国際特許分類】
B23Q 17/20 20060101AFI20221116BHJP
B23Q 17/09 20060101ALI20221116BHJP
G01L 5/00 20060101ALI20221116BHJP
【ＦＩ】
B23Q17/20 Z
B23Q17/09 H
G01L5/00 D
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2018215847
(22)【出願日】2018-11-16
(65)【公開番号】P2020082225
(43)【公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-10-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】夏目 慎二
(72)【発明者】
【氏名】坪井 啓介
(72)【発明者】
【氏名】笠原 和人
(72)【発明者】
【氏名】金田 優
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 尚登
【審査官】亀田 貴志
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０６１８８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２３７１８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２５４４９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－０１５０５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ １５／００ － １７／２４
Ｇ０５Ｂ １９／１８ － １９／４６
Ｇ０１Ｌ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
切削工具を用いたワークの切削加工において前記切削工具にかかる切削力に基づいて、前記切削工具による前記ワークの切込量を取得する切込量取得部と、前記切込量と前記切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前における前記ワークの形状を取得する形状取得部と、
を備え、
前記切込量取得部は、前記切削力を前記ワークの比切削抵抗で除することによって、前記切削工具の送り方向における切削面積を算出し、算出された切削面積を前記切削工具の送り量で除することによって、前記切込量を取得する、
解析装置。
【請求項2】
前記ワークを第１軸周りに回転させる第１モータにかかるモータ負荷から切削トルクを算出し、算出された切削トルクを、前記第１軸に垂直な方向における前記第１軸と前記切削工具との距離で除することによって、前記切削工具にかかる前記切削力を算出する第１切削力算出部を備える、請求項１に記載の解析装置。
【請求項3】
前記切削工具を第２軸周りに回転させる第２モータにかかるモータ負荷から切削トルクを算出し、算出された切削トルクを、前記第２軸に垂直な方向における前記第２軸と前記切削工具との距離で除することによって、前記切削工具にかかる前記切削力を算出する第２切削力算出部を備える、請求項１に記載の解析装置。
【請求項4】
前記切削工具にかかる切削力を検出する力センサを備え、前記切込量取得部は、前記力センサによって前記切削力を検出する、
請求項１に記載の解析装置。
【請求項5】
解析装置を制御するためにコントローラによって実行される解析方法であって、切削工具を用いたワークの切削加工において前記切削工具にかかる切削力に基づいて取得される前記ワークの切込量と、前記切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前における前記ワークの形状を取得する工程と、
切削加工前における前記ワークの形状を示す形状データを出力する工程と、
を備え、
前記前記ワークの形状を取得する工程では、前記切削力を前記ワークの比切削抵抗で除することによって、前記切削工具の送り方向における切削面積を算出し、算出された切削面積を前記切削工具の送り量で除することによって、前記切込量を取得する、
解析方法。
【請求項6】
切削工具を用いたワークの切削加工において前記切削工具にかかる切削力に基づいて、前記切削工具による前記ワークの切込量を取得する切込量取得部と、前記切込量と前記切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前における前記ワークの形状を取得する形状取得部と、
を備え、
前記切込量取得部は、前記切削力を前記ワークの比切削抵抗で除することによって、前記切削工具の送り方向における切削面積を算出し、算出された切削面積を前記切削工具の送り量で除することによって、前記切込量を取得する、
加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、解析装置、解析方法及び加工システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、数値制御工作機械におけるワーク（被加工物）の切削加工に先立って、ワークの加工開始点を決定するために、レーザ光などを用いて、ワークの形状を非接触で計測することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－５３５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ワークの形状は、特許文献１に記載のとおりワークの加工開始点を決定するために利用できるだけでなく、ワークの取り代（切削代）が過剰であるか否かを解析するためにも利用できる。
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載のように、ワークの形状を非接触で計測するには、高価な非接触式計測センサが必要なだけでなく、計測作業に時間を要するという問題もあるため、ワークの形状を簡便かつ迅速に計測したいという要望がある。
【0006】
本発明は、簡便かつ迅速にワークの形状を計測することのできる解析装置、解析方法及び加工システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第１の態様は、切込量取得部と、形状取得部とを備える解析装置である。切込量取得部は、切削工具を用いたワークの切削加工における加工特性に基づいて、切削工具によるワークの切込量を取得する。形状取得部は、切込量と切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前におけるワークの形状を取得する。
【0008】
第２の態様は、解析装置を制御するためにコントローラによって実行される解析方法である。当該解析方法は、切削工具を用いたワークの切削加工における加工特性に基づいて取得されるワークの切込量と、切削工具の切削位置とに基づいて、ワークの切削加工前における形状を演算する工程と、ワークの切削加工前における形状を示す形状情報を出力する工程とを備える。
【0009】
第３の態様は、切込量取得部と、形状取得部とを備える加工システムである。切込量取得部は、切削工具を用いたワークの切削加工における加工特性に基づいて、切削工具によるワークの切込量を取得する。形状取得部は、切込量と切削工具の切削位置とに基づいて、切削加工前におけるワークの形状を取得する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、簡便かつ迅速にワークの形状を計測することのできる解析装置、解析方法及び加工システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態に係る加工システムの構成を示すブロック図である。
【図2】第１実施形態に係る数値制御工作機械における切削工具とワークとの位置関係を示す模式図である。
【図3】第１実施形態に係る主軸モータのトルク特性の一例を示すグラフである。
【図4】第１実施形態に係る切削加工を説明するための模式図である。
【図5】第１実施形態に係る型の設計からワークの形状をフィードバックするまでの流れを説明するためのフローチャートである。
【図6】第２実施形態に係る加工システムの構成を示すブロック図である。
【図7】第２実施形態に係る数値制御工作機械における切削工具とワークとの位置関係を示す模式図である。
【図8】第２実施形態に係る切削加工を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
［第１実施形態］
本発明に係る解析装置を旋盤に適用した第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る加工システム１００の構成を示すブロック図である。
本発明に係る解析装置を旋盤に適用した第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る加工システム１００の構成を示すブロック図である。
【0013】
加工システム１００は、数値制御工作機械１０と解析装置２０とを備える。
【0014】
（数値制御工作機械１０）
図２は、数値制御工作機械１０における切削工具Ｔとワーク（被加工物）Ｗとの位置関係を示す模式図である。図２において、ｘ軸はｚ軸に垂直である。数値制御工作機械１０は、切削工具Ｔを移動させることによって、回転するワークＷを所望の目標形状に切削加工する。ワークＷは、例えば金属材料からなる。
図２は、数値制御工作機械１０における切削工具Ｔとワーク（被加工物）Ｗとの位置関係を示す模式図である。図２において、ｘ軸はｚ軸に垂直である。数値制御工作機械１０は、切削工具Ｔを移動させることによって、回転するワークＷを所望の目標形状に切削加工する。ワークＷは、例えば金属材料からなる。
【0015】
図１に示すように、数値制御工作機械１０は、制御装置１１、主軸モータアンプ１２、主軸モータ１３、主軸１４、電流計１５、送り軸モータアンプ１６、送り軸モータ１７、送り軸１８及びポジションコーダ１９を有する。
【0016】
制御装置１１は、記憶部１１ａ、主軸回転数制御部１１ｂ、送り速度制御部１１ｃ及び工具位置検出部１１ｄを有する。
【0017】
記憶部１１ａは、加工プログラム（いわゆる、ＮＣプログラム）を格納する。加工プログラムは、送り軸１８の移動や座標系の設定等を処理するためのＧコードによって表される。例えば、Ｇ００Ｘ２００．０Ｙ１５０．０というＧコードは、切削工具Ｔを座標値（２００，１５０）に移動させることを示し、Ｇ０１Ｘ３００．０Ｙ２００．０ Ｆ６０というＧコードは、座標値（３００，２００）に向かって送り速度６０で切削工具Ｔを直線移動させることを示す。
【0018】
記憶部１１ａは、工具位置検出部１１ｄによって取得される切削工具Ｔの工具位置と、電流計１５によって検出される主軸モータ１３の電流値とを格納する。
【0019】
主軸回転数制御部１１ｂは、記憶部１１ａに格納された加工プログラムを参照して、ワークＷが取り付けられる主軸モータ１３の回転数を取得し、主軸モータ１３の回転数を示す回転数指令を主軸モータアンプ１２に出力する。
【0020】
送り速度制御部１１ｃは、記憶部１１ａに格納された加工プログラムを参照して、送り軸１８に取り付けられる切削工具ＴのワークＷに対する送り速度を取得し、送り軸１８の送り速度を示す送り速度指令を送り軸モータアンプ１６に出力する。
【0021】
工具位置検出部１１ｄは、ポジションコーダ１９によって検出される送り軸１８の位置に基づいて、切削工具Ｔの工具位置を取得する。工具位置検出部１１ｄは、取得した切削工具Ｔの工具位置を記憶部１１ａに格納する。
【0022】
主軸モータアンプ１２は、主軸回転数制御部１１ｂから出力された回転数指令に従って、主軸モータ１３を駆動させる。主軸モータ１３は、ワークＷをｚ軸周りに回転させる「第１モータ」の一例である。主軸モータ１３は、ｚ軸を中心として、主軸１４を所定の回転数で回転させる。この結果、主軸１４に取り付けられたワークＷが、ｚ軸周りに所定の回転数で回転する。ｚ軸は、「第１軸」の一例である。
【0023】
電流計１５は、主軸モータ１３に供給される電流値を検出する。電流計１５は、検出した主軸モータ１３の電流値を記憶部１１ａに格納する。
【0024】
送り軸モータアンプ１６は、送り速度制御部１１ｃから出力された送り速度指令に従って、送り軸モータ１７を駆動させる。送り軸モータ１７は、ｚ軸に沿って送り軸１８を移動させる。この結果、送り軸１８に取り付けられた切削工具Ｔが、ｚ軸に沿って移動する。
【0025】
ポジションコーダ１９は、送り軸１８の位置を検出する。ポジションコーダ１９は、検出した送り軸１８の位置を工具位置検出部１１ｄに出力する。
【0026】
（解析装置２０）
解析装置２０は、切削工具ＴによるワークＷの切削加工の情報を解析することによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。
解析装置２０は、切削工具ＴによるワークＷの切削加工の情報を解析することによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。
【0027】
解析装置２０は、記憶部２１及び解析部２２を有する。
【0028】
記憶部２１は、数値制御工作機械１０の記憶部１１ａから、加工プログラムに基づく主軸モータ１３の回転数と、主軸モータ１３の電流値と、切削工具Ｔの工具位置とを取得して格納する。
【0029】
記憶部２１は、主軸モータ１３のトルク特性と、ワークＷの比切削抵抗とを格納している。図３は、主軸モータ１３のトルク特性の一例を示すグラフである。図３のトルク特性グラフには、主軸モータ１３に１００％負荷がかかった場合（すなわち、主軸モータ１３に定格電流が供給される場合）における回転数及び定格トルクの関係が描かれている。ワークＷの比切削抵抗は、ｘｚ平面上におけるワークＷの断面において、断面積１［ｍｍ２］を切削する際に必要とされる切削力（切削抵抗）である。比切削抵抗の値は、切削工具Ｔの種類及びワークＷの材質に基づいて予め算出される。比切削抵抗の単位は、［Ｎ／ｍｍ２］である。
【0030】
解析部２２は、切削力算出部２２ａと、切込量取得部２２ｂと、形状取得部２２ｃと、出力部２２ｄとを備える。
【0031】
切削力算出部２２ａは、主軸モータ１３の電流値を記憶部２１から取得する。切削力算出部２２ａは、主軸モータ１３の電流値を主軸モータ１３の定格電流値で除することによって、主軸モータ１３にかかるモータ負荷（％）を取得する。
【0032】
切削力算出部２２ａは、主軸モータ１３の回転数を記憶部２１から取得する。切削力算出部２２ａは、記憶部２１に格納された主軸モータ１３のトルク特性（図３）を参照して、主軸モータ１３の回転数に対応する定格トルクを取得する。切削力算出部２２ａは、定格トルクにモータ負荷（％）を乗算することによって、切削トルク［Ｎｍ］を算出する。
【0033】
切削力算出部２２ａは、算出された切削トルク［Ｎｍ］を、ｘ軸方向におけるｚ軸から切削工具Ｔの刃先までの距離［ｍ］で除することによって、切削工具Ｔにかかる切削力［Ｎ］を算出する。切削力算出部２２ａによって算出された切削力［Ｎ］は、切削加工における「加工特性」の一例である。
【0034】
切込量取得部２２ｂは、切削力算出部２２ａから切削力［Ｎ］を取得し、記憶部２１からワークＷの比切削抵抗［Ｎ／ｍｍ２］を取得する。切込量取得部２２ｂは、切削力［Ｎ］を切削抵抗［Ｎ／ｍｍ２］で除することによって、切削面積Ａ１［ｍｍ２］を算出する。図４の斜線部で示すように、切削面積Ａ１［ｍｍ２］とは、ｘｚ平面上におけるワークＷの断面において、切削工具Ｔを送り方向（ｚ軸と平行な方向）に少し移動させた際に切削されるワークＷの断体積を意味する。
【0035】
切込量取得部２２ｂは、切削面積Ａ１［ｍｍ２］を切削工具Ｔの送り量Δｚ１［ｍｍ］で除することによって、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ１［ｍｍ］を取得する。切削工具Ｔの送り量Δｚ１［ｍｍ］は特に制限されず、所望の値に設定することができる。切削工具Ｔの送り量Δｚ１［ｍｍ］を小さくするほど、ワークＷの形状を精度良く推定することができる。切込量Δｈ１［ｍｍ］は、ｘ軸方向におけるワークＷの切込高さ（あるいは、切込幅）といってもよい。
【0036】
このように、切込量取得部２２ｂは、切削加工における加工特性の一例である切削力［Ｎ］に基づいて、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ１［ｍｍ］を取得する。
【0037】
形状取得部２２ｃは、切削工具Ｔの工具位置を記憶部２１から取得する。形状取得部２２ｃは、切削工具Ｔの工具位置に基づいて、切削工具Ｔの切削位置Ｈ１［ｍｍ］を取得する。切削工具Ｔの切削位置Ｈ１［ｍｍ］は、ｘ軸方向におけるｚ軸から切削工具Ｔの刃先までの距離と同じである。
【0038】
形状取得部２２ｃは、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ１［ｍｍ］と、切削工具Ｔの切削位置Ｈ１［ｍｍ］とを加算することによって、切削加工前におけるワークＷの外縁上の位置Ｐ１を取得する。
【0039】
形状取得部２２ｃは、送り量Δｚ１［ｍｍ］ごとに位置Ｐ１を取得し、取得した複数の位置Ｐ１を連ねることによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。
【0040】
以上のように、本実施形態に係る解析装置２０によれば、ワークＷの切込量Δｈ１［ｍｍ］と切削工具Ｔの切削位置Ｈ１［ｍｍ］とに基づいて、切削加工前におけるワークＷの形状を取得できるため、非接触式または接触式の計測センサを用いることなく、簡便にワークＷの形状を取得することができるだけでなく、ワークＷの切削加工に先立ってワークＷの形状を計測する必要もない。従って、簡便かつ迅速にワークＷの形状を計測することができる。
【0041】
また、通常、すべてのワークＷの形状を測定することは極めて困難であるが、本実施形態に係る解析装置２０によれば、例えば全てのワークＷの形状を測定することも可能となる。従って、複数のワークＷの形状を相互に比較することで形状のばらつきを容易に把握できるため、ワークＷの取り代（切削代）が過剰であるか否かを精度良く検証することができる。よって、ワークＷの製造に用いられる型の設計改善のために検証結果をフィードバックすることによって、ワークＷの製造に用いる素材量を削減できるだけでなく、数値制御工作機械１０におけるワークＷの切削加工時間を短縮することができる。このように、ワークＷの形状を前工程にフィードバックするために、解析装置２０は、ワークＷの形状を示す形状データを外部に出力するための出力部２２ｄを有している。
【0042】
（型の設計からフィードバックまでの流れ）
図５は、ワークＷ用の型の設計からワークＷの形状をフィードバックするまでの流れを説明するためのフローチャートである。
図５は、ワークＷ用の型の設計からワークＷの形状をフィードバックするまでの流れを説明するためのフローチャートである。
【0043】
ステップＳ１において、目標形状に所望の取り代を追加することによってワークＷの形状を算出して、このワークＷの形状に対応した型（例えば、鋳造型、鍛造型など）を設計する。
【0044】
ステップＳ２において型を製作し、ステップＳ３においてワークＷを所望の加工法（例えば、鋳造、鍛造など）で製造する。
【0045】
ステップＳ４において、数値制御工作機械１０はワークＷを切削加工し、解析装置２０はワークＷの形状を取得する。
【0046】
ステップＳ５において、解析装置２０はワークＷの形状を示す形状データを出力する。出力された形状データは、ワークＷの取り代が過剰であるか否かの検証に用いられ、必要に応じてステップＳ１における型の設計改善に利用される。
【0047】
［第２実施形態］
本発明に係る解析装置をフライス盤に適用した第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る加工システム２００の構成を示すブロック図である。図６では、上記第１実施形態と同じ構成には同じ符番が付されている。
本発明に係る解析装置をフライス盤に適用した第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る加工システム２００の構成を示すブロック図である。図６では、上記第１実施形態と同じ構成には同じ符番が付されている。
【0048】
加工システム２００は、数値制御工作機械３０と解析装置４０とを備える。
【0049】
（数値制御工作機械３０）
図７は、数値制御工作機械３０における切削工具Ｔとワーク（被加工物）Ｗとの位置関係を示す模式図である。図７において、ｘ軸はｚ軸に垂直である。数値制御工作機械３０は、回転する切削工具Ｔを用いて、固定台（不図示）に固定されたワークＷを所望の目標形状に切削加工する。
図７は、数値制御工作機械３０における切削工具Ｔとワーク（被加工物）Ｗとの位置関係を示す模式図である。図７において、ｘ軸はｚ軸に垂直である。数値制御工作機械３０は、回転する切削工具Ｔを用いて、固定台（不図示）に固定されたワークＷを所望の目標形状に切削加工する。
【0050】
図６に示すように、数値制御工作機械３０は、制御装置３１、主軸モータアンプ３２、主軸モータ３３、主軸３４、電流計３５、送り軸モータアンプ３６、送り軸モータ３７、送り軸３８及びポジションコーダ３９を有する。
【0051】
制御装置３１は、記憶部３１ａ、主軸回転数制御部３１ｂ、送り速度制御部３１ｃ及び工具位置検出部３１ｄを有する。
【0052】
記憶部３１ａは、加工プログラムを格納する。記憶部３１ａは、工具位置検出部３１ｄによって取得される切削工具Ｔの工具位置と、電流計３５によって検出される主軸モータ３３の電流値とを格納する。
【0053】
主軸回転数制御部３１ｂは、記憶部３１ａに格納された加工プログラムを参照して、ワークＷが取り付けられる主軸モータ３３の回転数を取得し、主軸モータ３３の回転数を示す回転数指令を主軸モータアンプ３２に出力する。
【0054】
送り速度制御部３１ｃは、記憶部３１ａに格納された加工プログラムを参照して、送り軸３８に取り付けられる切削工具ＴのワークＷに対する送り速度を取得し、送り軸３８の送り速度を示す送り速度指令を送り軸モータアンプ３６に出力する。
【0055】
工具位置検出部３１ｄは、ポジションコーダ３９によって検出される送り軸３８の位置に基づいて、切削工具Ｔの工具位置を取得する。工具位置検出部３１ｄは、取得した切削工具Ｔの工具位置を記憶部３１ａに格納する。
【0056】
主軸モータアンプ３２は、主軸回転数制御部３１ｂから出力された回転数指令に従って、主軸モータ３３を駆動させる。主軸モータ３３は、切削工具Ｔをｚ軸周りに回転させる「第２モータ」の一例である。主軸モータ３３は、ｚ軸を中心として、主軸３４を所定の回転数で回転させる。この結果、主軸３４に取り付けられた切削工具Ｔが、ｚ軸周りに所定の回転数で回転する。ｚ軸は、「第２軸」の一例である。
【0057】
電流計３５は、主軸モータ３３に供給される電流値を検出する。電流計３５は、検出した主軸モータ３３の電流値を記憶部３１ａに格納する。
【0058】
送り軸モータアンプ３６は、送り速度制御部３１ｃから出力された送り速度指令に従って、送り軸モータ３７を駆動させる。送り軸モータ３７は、ｘ軸に沿って送り軸３８を移動させる。この結果、送り軸３８に取り付けられた切削工具Ｔが、ｘ軸に沿って移動する。
【0059】
ポジションコーダ３９は、送り軸３８の位置を検出する。ポジションコーダ３９は、検出した送り軸３８の位置を工具位置検出部３１ｄに出力する。
【0060】
（解析装置４０）
解析装置４０は、切削工具ＴによるワークＷの切削加工の情報を解析することによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。
解析装置４０は、切削工具ＴによるワークＷの切削加工の情報を解析することによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。
【0061】
解析装置４０は、記憶部４１及び解析部４２を有する。
【0062】
記憶部４１は、数値制御工作機械３０の記憶部３１ａから、加工プログラムに基づく主軸モータ３３の回転数と、主軸モータ３３の電流値と、切削工具Ｔの工具位置とを取得して格納する。
【0063】
記憶部４１は、主軸モータ３３のトルク特性と、ワークＷの比切削抵抗とを格納している。主軸モータ３３のトルク特性は、図３に示したグラフによって表される。ワークＷの比切削抵抗は、ｘｚ平面上におけるワークＷの断面において、断面積１［ｍｍ２］を切削する際に必要とされる切削力（切削抵抗）である。比切削抵抗の値は、切削工具Ｔの種類及びワークＷの材質に基づいて予め算出される。比切削抵抗の単位は、［Ｎ／ｍｍ２］である。
【0064】
解析部４２は、切削力算出部４２ａと、切込量取得部４２ｂと、形状取得部４２ｃと、出力部４２ｄとを備える。
【0065】
切削力算出部４２ａは、主軸モータ３３の電流値を記憶部４１から取得する。切削力算出部４２ａは、主軸モータ３３の電流値を主軸モータ３３の定格電流値で除することによって、主軸モータ３３にかかるモータ負荷（％）を取得する。
【0066】
切削力算出部４２ａは、主軸モータ３３の回転数を記憶部４１から取得する。切削力算出部４２ａは、記憶部４１に格納された主軸モータ３３のトルク特性（図３）を参照して、主軸モータ３３の回転数に対応する定格トルクを取得する。切削力算出部４２ａは、定格トルクにモータ負荷（％）を乗算することによって、切削トルク［Ｎｍ］を算出する。
【0067】
切削力算出部４２ａは、算出された切削トルク［Ｎｍ］を、ｘ軸方向におけるｚ軸から切削工具Ｔの刃先までの距離ｒ［ｍ］で除することによって、切削工具Ｔにかかる切削力［Ｎ］を算出する。距離ｒ［ｍ］は、ｚ軸を中心とする切削工具Ｔの刃先の回転半径である。切削力算出部４２ａによって算出された切削力［Ｎ］は、切削加工における「加工特性」の一例である。
【0068】
切込量取得部４２ｂは、切削力算出部４２ａから切削力［Ｎ］を取得し、記憶部４１からワークＷの比切削抵抗［Ｎ／ｍｍ２］を取得する。切込量取得部４２ｂは、切削力［Ｎ］を切削抵抗［Ｎ／ｍｍ２］で除することによって、切削面積Ａ２［ｍｍ２］を算出する。図８の斜線部で示すように、切削面積Ａ２［ｍｍ２］とは、ｘｚ平面上におけるワークＷの断面において、切削工具Ｔを送り方向（ｘ軸と平行な方向）に少し移動させた際に切削されるワークＷの断体積を意味する。
【0069】
切込量取得部４２ｂは、切削面積Ａ２［ｍｍ２］を切削工具Ｔの送り量Δｘ２［ｍｍ］で除することによって、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ２［ｍｍ］を取得する。切削工具Ｔの送り量Δｘ２［ｍｍ］は特に制限されず、所望の値に設定することができる。切削工具Ｔの送り量Δｘ２［ｍｍ］を小さくするほど、ワークＷの形状を精度良く推定することができる。切込量Δｈ２［ｍｍ］は、ｚ軸方向におけるワークＷの切込高さ（あるいは、切込幅）といってもよい。
【0070】
このように、切込量取得部４２ｂは、切削加工における加工特性の一例である切削力［Ｎ］に基づいて、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ２［ｍｍ］を取得する。
【0071】
形状取得部４２ｃは、切削工具Ｔの工具位置を記憶部４１から取得する。形状取得部４２ｃは、切削工具Ｔの工具位置に基づいて、切削工具Ｔの切削位置Ｈ２［ｍｍ］を取得する。切削工具Ｔの切削位置Ｈ２［ｍｍ］は、ｚ軸方向におけるｘ軸から切削工具Ｔの刃先までの距離である。
【0072】
形状取得部４２ｃは、切削工具ＴによるワークＷの切込量Δｈ２と、切削工具Ｔの切削位置Ｈ２［ｍｍ］とを加算することによって、切削加工前におけるワークＷの外縁上の位置Ｐ２を取得する。
【0073】
形状取得部４２ｃは、送り量Δｘ２［ｍｍ］ごとに位置Ｐ２を取得し、取得した複数の位置Ｐ２を連ねることによって、切削加工前におけるワークＷの形状を取得する。
【0074】
以上のように、本実施形態に係る解析装置４０によれば、ワークＷの切込量Δｈ２［ｍｍ］と切削工具Ｔの切削位置Ｈ２［ｍｍ］とに基づいて、切削加工前におけるワークＷの形状を取得できるため、簡便かつ迅速にワークＷの形状を計測することができる。
【0075】
また、本実施形態に係る解析装置４０によれば、例えば全てのワークＷの形状を測定することも可能となるため、ワークＷの取り代（切削代）が過剰であるか否かを精度良く検証することができる。よって、ワークＷの製造に用いられる型の設計改善のために検証結果をフィードバックすることによって、ワークＷの製造に用いる素材量を削減できるだけでなく、数値制御工作機械３０におけるワークＷの切削加工時間を短縮することができる。このように、ワークＷの形状を前工程にフィードバックするために、解析装置４０は、ワークＷの形状を示す形状データを外部に出力するための出力部４２ｄを有している。
【0076】
なお、型の設計からフィードバックまでの流れについては、上記第１実施形態において図５を参照しながら説明したとおりである。
【0077】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0078】
上記第１及び第２実施形態では、主軸モータ１３，３３の電流値に基づいて切削工具Ｔにかかる切削力［Ｎ］を算出し、この切削力［Ｎ］を「加工特性」として用いることとしたが、これに限られない。例えば、切削工具Ｔに力センサを取付け、この力センサによって切削工具Ｔにかかる切削力［Ｎ］を直接的に検出してもよい。この場合、力センサによって検出された切削力［Ｎ］を「加工特性」として用いられる。
【0079】
上記第１及び第２実施形態では、解析装置２０，４０が、数値制御工作機械１０，３０と直接接続されることとしたが、数値制御工作機械１０，３０と解析装置２０，４０との間には、サーバ、クラウド及び他の装置の少なくとも１つが介在していてもよい。
【0080】
上記第１及び第２実施形態では、解析装置２０，４０が、数値制御工作機械１０，３０とは別に設けられることとしたが、数値制御工作機械１０，３０と一体的に設けられてもよい。この場合、解析装置２０，４０の機能は、制御装置１１，３１内に組み込まれてもよい。
【0081】
上記第１及び第２実施形態では、解析装置２０，４０が、切削力算出部２２ａ，４２ａ、切込量取得部２２ｂ，４２ｂ及び形状取得部２２ｃ，４２ｃのすべての機能を備えることとしたが、これに限られない。切削力算出部２２ａ，４２ａ、切込量取得部２２ｂ，４２ｂ及び形状取得部２２ｃ，４２ｃそれぞれの機能は、加工システム１００，２００内に設けられたいずれかの装置に内蔵されていればよい。従って、例えば、解析装置２０，４０が形状取得部２２ｃ，４２ｃの機能を備え、数値制御工作機械１０，３０が切削力算出部２２ａ，４２ａ及び切込量取得部２２ｂ，４２ｂの機能を備えていてもよい。
【符号の説明】
【0082】
１００，２００ 加工システム
１０，３０ 数値制御工作機械
１１，３１ 制御装置
１３，３３ 主軸モータ
１４，３４ 主軸
１５，３５ 電流計
１７，３７ 送り軸モータ
１８，３８ 送り軸
２０，４０ 解析装置
２１，４２ 記憶部
２２，４２ 解析部
２２ａ，４２ａ 切削力算出部
２２ｂ，４２ｂ 切込量取得部
２２ｃ，４２ｃ 形状取得部
２２ｄ，４２ｄ 出力部
１０，３０ 数値制御工作機械
１１，３１ 制御装置
１３，３３ 主軸モータ
１４，３４ 主軸
１５，３５ 電流計
１７，３７ 送り軸モータ
１８，３８ 送り軸
２０，４０ 解析装置
２１，４２ 記憶部
２２，４２ 解析部
２２ａ，４２ａ 切削力算出部
２２ｂ，４２ｂ 切込量取得部
２２ｃ，４２ｃ 形状取得部
２２ｄ，４２ｄ 出力部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】