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特許7377240減法製造によって得られた製品の品質を確認するための方法および装置
(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】2023-10-31
(45)【発行日】2023-11-09
(54)【発明の名称】減法製造によって得られた製品の品質を確認するための方法および装置
(51)【国際特許分類】
G05B 19/404 20060101AFI20231101BHJP
G05B 19/18 20060101ALI20231101BHJP
B23Q 15/12 20060101ALI20231101BHJP
B23Q 17/09 20060101ALI20231101BHJP
【ＦＩ】
G05B19/404 K
G05B19/18 W
B23Q15/12 Z
B23Q17/09 H
【請求項の数】
12
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021095042
(22)【出願日】2021-06-07
(65)【公開番号】P2022013731
(43)【公開日】2022-01-18
【審査請求日】2021-08-19
(31)【優先権主張番号】20183727.5
(32)【優先日】2020-07-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】502281471
【氏名又は名称】キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ビューレント タスデレン
(72)【発明者】
【氏名】グンナー カイトゼル
【審査官】中川 康文
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－１４６８３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５０－０４５１８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０６９６００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２８１３９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５３１３３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－２０９４２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／０４３１０２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０４３７４２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許第０３９８６０１０（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３０７２００（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開昭５６－１１９３５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０８９９２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２００５－０１１５１５３（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｂ １／００－２５／０６
Ｂ２３Ｃ １／００－９／００
Ｂ２３Ｑ １５／００－１５／２８
Ｂ２３Ｑ １７／００－２３／００
Ｂ２４Ｂ ４１／００－５１／００
Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２
Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークピース（２０）から装置（１）を用いた減法製造によって得られた製品（２１）の品質を確認する方法であって、前記方法が、－前記装置（１）の撓み（Ｄ１５）に対する少なくとも１つの撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を決定する；
第１のステップ（Ｉ）と、
－実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）を測定し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の内の、所定の評価時間（ＥＴ）中に安定したままである前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の大きさ（Ｍ）を加工力基準（ＭＦＲ）として決定し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱しているかどうかを自動的に評価し；
－実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱している場合、前記撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を使用して、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）に対して前記装置（１）の少なくとも１つの補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を自動的に決定し；
－前記補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を完全にまたは部分的に低減するために、少なくとも１つの補正された駆動制御信号（ＣＤＳ，ＣＤＳ’）を自動的に生成する；
第２のステップ（ＩＩ）と、
を含み、
前記第１のステップ（Ｉ）において：
－前記装置（１）を撓ませるために、前記装置（１）に試験力（ＴＦ）を加え；
－前記加えられた試験力（ＴＦ）について少なくとも１つのアクチュエータ信号（ＡＳ）を生成し；
－前記装置（１）の撓み（Ｄ１５）を測定し；
－前記測定された撓み（Ｄ１５）について少なくとも１つの撓み信号（ＦＳ）を生成し；
－前記アクチュエータ信号（ＡＳ）および前記撓み信号（ＦＳ）から前記撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を決定し、
－前記撓み（Ｄ１５）を水平軸（Ｘ）に沿った水平撓み距離（ΔＸ）として測定し、前記撓み（Ｄ１５）を横軸（Ｙ）に沿った横方向撓み距離（ΔＹ）として測定し、前記撓み（Ｄ１５）を垂直軸（Ｚ）に沿った垂直撓み距離（ΔＺ）として測定する、方法。
【請求項2】
前記第２のステップ（ＩＩ）において：－前記ワークピース（２０）から材料を除去するために前記ワークピース（２０）に実際の加工力（ＡＭＦ）を加えるための少なくとも１つの駆動制御信号（ＤＳ，ＤＳ’）を生成し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の水平軸（Ｘ）に沿って作用する水平成分（ＣＸ）、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の横軸（Ｙ）に沿って作用する横方向成分（ＣＹ）、および前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の垂直軸（Ｚ）に沿って作用する垂直成分（ＣＺ）を測定し；
－評価時間（ＥＴ）中に安定したままである前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の大きさ（Ｍ）を加工力基準（ＭＦＲ）として使用する、
請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第２のステップ（ＩＩ）において：－実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱する場合、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の少なくとも１つの力部分（ＦＰ）が決定され；
－前記撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を使用して、前記力部分（ＦＰ）について前記装置（１）の少なくとも１つの補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を決定し；
－前記補正された駆動制御信号（ＣＤＳ，ＣＤＳ’）が、選択された切削工具（１５）の補正された位置（Ｐ）、前記ワークピース（２０）の補正された位置（Ｐ）、補正された回転運動（Ｒ）、補正された送り運動（ＦＭ）、補正された切削深さ（Ｄ）、補正されたゲイン（Ｇ）、補正された振幅（Ａ）、補正されたフィルタ（Ｆ）のうちの少なくとも１つである、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
第３のステップ（ＩＩＩ）において、－前記ワークピース（２０）から材料を除去するために前記ワークピース（２０）に加工力（ＭＦ）を加えるための少なくとも１つの駆動制御信号（ＤＳ，ＤＳ’）を生成し；
－前記加えられた加工力（ＭＦ）を測定し；
－前記測定された加工力（ＭＦ）について少なくとも１つのセンサ信号（ＳＳ）を生成し；
－前記製品（２１）の少なくとも１つの製品品質（ＰＱ）を測定し；
－前記測定された製品品質（ＰＱ）について少なくとも１つのプロフィロメータ信号（ＰＳ）を生成し；
－前記加工力（ＭＦ）と、前記加工力（ＭＦ）からの前記製品品質（ＰＱ）と、前記製品品質（ＰＱ）との間の製品品質／加工力相関（ＰＱＭＦ）を決定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
ワークピース（２０）から装置（１）を用いた減法製造によって得られた製品（２１）の品質を確認する方法であって、前記方法が、
－前記装置（１）の撓み（Ｄ１５）に対する少なくとも１つの撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を決定する；
第１のステップ（Ｉ）と、
－実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）を測定し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の内の、所定の評価時間（ＥＴ）中に安定したままである前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の大きさ（Ｍ）を加工力基準（ＭＦＲ）として決定し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱しているかどうかを自動的に評価し；
－実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱している場合、前記撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を使用して、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）に対して前記装置（１）の少なくとも１つの補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を自動的に決定し；
－前記補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を完全にまたは部分的に低減するために、少なくとも１つの補正された駆動制御信号（ＣＤＳ，ＣＤＳ’）を自動的に生成する；
第２のステップ（ＩＩ）とを含み、
第３のステップ（ＩＩＩ）において、
－前記ワークピース（２０）から材料を除去するために前記ワークピース（２０）に加工力（ＭＦ）を加えるための少なくとも１つの駆動制御信号（ＤＳ，ＤＳ’）を生成し；
－前記加えられた加工力（ＭＦ）を測定し；
－前記測定された加工力（ＭＦ）について少なくとも１つのセンサ信号（ＳＳ）を生成し；
－前記製品（２１）の少なくとも１つの製品品質（ＰＱ）を測定し；
－前記測定された製品品質（ＰＱ）について少なくとも１つのプロフィロメータ信号（ＰＳ）を生成し；
－前記加工力（ＭＦ）と、前記加工力（ＭＦ）からの前記製品品質（ＰＱ）と、前記製品品質（ＰＱ）との間の製品品質／加工力相関（ＰＱＭＦ）を決定し、
－前記センサ信号（ＳＳ）を加工力データ（１９５）として利用できるようにし；
－前記加工力データ（１９５）を加工力グラフ（ＭＦＧ）としてプロットし；
－前記製品品質（ＰＱ）を製品品質データ（１９６）として利用できるようにし；
－前記製品品質データ（１９６）を製品品質グラフ（ＰＱＧ）としてプロットし；
－次のいずれかの方法で、前記製品品質／加工力相関（ＰＱＭＦ）を決定する：
－前記加工力グラフ（ＭＦＧ）および前記製品品質グラフ（ＰＱＧ）における特徴的パターンの識別であって、前記パターンが相関している；または
－前記加工力グラフ（ＭＦＧ）における位置（Ｐ）の識別、および前記製品品質グラフ（ＰＱＧ）における製品位置の識別であって、前記加工力グラフ（ＭＦＧ）における前記識別された位置（Ｐ）と、前記製品品質グラフ（ＰＱＧ）における前記識別された製品位置（ＰＰ）とが相関している；または
－前記製品品質グラフ（ＰＱＧ）の回帰直線（ＲＬ）の決定、および前記加工力グラフ（ＭＦＧ）の回帰直線（ＲＬ’）の決定であって、前記製品品質グラフ（ＰＱＧ）の前記決定された回帰直線（ＲＬ）と、前記加工力グラフ（ＭＦＧ）の前記決定された回帰直線（ＲＬ’）とが相関している、方法。
【請求項6】
第４のステップ（ＩＶ）において：－前記製品品質（ＰＱ）のための少なくとも１つの製品品質境界（ＰＱＢ，ＰＱＢ’）を提供し；
－前記製品品質／加工力相関（ＰＱＭＦ）を使用して、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の少なくとも１つの加工力境界（ＭＦＢ，ＭＦＢ’）を決定し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力境界（ＭＦＢ，ＭＦＢ’）を超えるかどうかを評価し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力境界（ＭＦＢ，ＭＦＢ’）を超えない場合、前記製品（２１）の製品品質（ＰＱ）が自動的に確認される、
請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記第４のステップ（ＩＶ）において：－前記補正された駆動制御信号（ＣＤＳ，ＣＤＳ’）について、実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）または将来加えられる加工力（ＦＭＦ）のうちの少なくとも１つが前記加工力境界（ＭＦＢ，ＭＦＢ’）を超えるかどうかを自動的に評価する、
請求項６に記載の方法。
【請求項8】
ワークピース（２０）から装置（１）を用いた減法製造によって得られた製品（２１）の品質を確認する方法を実行するように適合された装置（１）であって、前記方法が、
－前記装置（１）の撓み（Ｄ１５）に対する少なくとも１つの撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を決定する；
第１のステップ（Ｉ）と、
－実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）を測定し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の内の、所定の評価時間（ＥＴ）中に安定したままである前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の大きさ（Ｍ）を加工力基準（ＭＦＲ）として決定し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱しているかどうかを自動的に評価し；
－実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱している場合、前記撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を使用して、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）に対して前記装置（１）の少なくとも１つの補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を自動的に決定し；
－前記補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を完全にまたは部分的に低減するために、少なくとも１つの補正された駆動制御信号（ＣＤＳ，ＣＤＳ’）を自動的に生成する；
第２のステップ（ＩＩ）と、
を含み、
－前記装置（１）が、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）を測定するセンサ装置（１６）を備え；
－前記センサ装置（１６）が、水平軸（Ｘ）に沿って作用する前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の水平成分（ＣＸ）を測定し、前記センサ装置（１６）が、横軸（Ｙ）に沿って作用する前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の横方向成分（ＣＹ）を測定し、前記センサ装置（１６）が、垂直軸（Ｚ）に沿って作用する前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の垂直成分（ＣＺ）を測定し；
－前記センサ装置（１６）が、前記測定された実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）のための少なくとも１つのセンサ信号（ＳＳ）を生成し、
－前記装置（１）が、実際に前記加工力（ＡＭＦ）を加えるために少なくとも１つの駆動制御信号（ＤＳ，ＤＳ’）を生成する駆動制御ユニット（１２）を備え；
－前記装置（１）が、評価時間（ＥＴ）中に安定したままである実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の大きさ（Ｍ）を加工力基準（ＭＦＲ）として使用する制御ユニット（１９）を備え、
－前記制御ユニット（１９）が、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱しているかどうかを評価し；
－前記制御ユニット（１９）が、前記撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）の撓みデータ（１９２）を記憶し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱している場合、前記制御ユニット（１９）が、前記撓みデータ（１９２）を使用して、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）について前記装置（１）の少なくとも１つの補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を決定し；
－前記制御ユニット（１９）が、前記補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を使用して、少なくとも１つの補正された駆動制御信号（ＣＤＳ，ＣＤＳ’）を生成し；
－前記駆動制御ユニット（１２，１２’）が、前記補正された駆動制御信号（ＣＤＳ，ＣＤＳ’）を使用して、前記補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を完全にまたは部分的に低減する、装置（１）。
【請求項9】
－前記装置（１）が、切削工具ホルダ（１４）および少なくとも１つの切削工具（１５，１５’，１５’’，１５’’’）を備え、前記切削工具ホルダ（１４）が、前記少なくとも１つの切削工具（１５，１５’，１５’’，１５’’’）を保持し；－前記装置（１）が、前記選択された切削工具（１５）の撓み（Ｄ１５）を測定する撓みセンサ（３２）を備え；
－前記撓みセンサ（３２）が、水平軸（Ｘ）に沿った水平撓み距離（ΔＸ）として前記撓み（Ｄ１５）を測定し、前記撓みセンサ（３２）が、横軸（Ｙ）に沿った横方向撓み距離（ΔＹ）として前記撓み（Ｄ１５）を測定し、前記撓みセンサ（３２）が、垂直軸（Ｚ）に沿った垂直撓み距離（ΔＺ）として前記撓み（Ｄ１５）を測定する、
請求項８に記載の装置（１）。
【請求項10】
ワークピース（２０）から装置（１）を用いた減法製造によって得られた製品（２１）の品質を確認する方法を実行するように適合された制御プログラム製品（１９０）であって、前記方法が、－前記装置（１）の撓み（Ｄ１５）に対する少なくとも１つの撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を決定する；
第１のステップ（Ｉ）と、
－実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）を測定し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の内の、所定の評価時間（ＥＴ）中に安定したままである前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の大きさ（Ｍ）を加工力基準（ＭＦＲ）として決定し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱しているかどうかを自動的に評価し；
－実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱している場合、前記撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）を使用して、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）に対して前記装置（１）の少なくとも１つの補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を自動的に決定し；
－前記補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を完全にまたは部分的に低減するために、少なくとも１つの補正された駆動制御信号（ＣＤＳ，ＣＤＳ’）を自動的に生成する；
第２のステップ（ＩＩ）と、
を含み、
－前記制御プログラム製品（１９０）が、測定された実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）の少なくとも１つのセンサ信号（ＳＳ）を読み取り；
－前記制御プログラム製品（１９０）が、評価時間（ＥＴ）の間安定したままである前記センサ信号（ＳＳ）の大きさ（Ｍ）を加工力基準（ＭＦＲ）として使用し；
－前記制御プログラム製品（１９０）が、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱しているかどうかを評価し；
－前記撓み／試験力関係（ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺ）の撓みデータ（１９２）が前記制御プログラム製品（１９０）に利用可能にされ；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力基準（ＭＦＲ）から逸脱する場合、前記制御プログラム製品（１９０）が、前記撓みデータ（１９２）を使用して、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）に対して前記装置（１）の少なくとも１つの補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を決定し；
－前記制御プログラム製品（１９０）が、少なくとも１つの補正された駆動制御信号（ＣＤＳ，ＣＤＳ’）を生成して、前記補正撓み（ＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺ）を完全にまたは部分的に低減する、
制御プログラム製品（１９０）。
【請求項11】
－加工力境界（ＭＦＢ，ＭＦＢ’）の加工力基準データ（１９９）が制御プログラム製品（１９０）に利用可能にされ；－前記制御プログラム製品（１９０）が、前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力境界（ＭＦＢ，ＭＦＢ’）を超えるかどうかを評価し；
－前記実際に加えられた加工力（ＡＭＦ）が前記加工力境界（ＭＦＢ，ＭＦＢ’）を超えない場合、前記製品（２１）の製品品質（ＰＱ）が自動的に確認される、
請求項１０に記載の制御プログラム製品（１９０）。
【請求項12】
請求項１０または１１に記載の制御プログラム製品（１９０）を備えるコンピュータ読み取り可能な記憶装置（５０，１９．３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、減法製造によって得られた製品の品質を確認するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
減法製造は、製品への制御された材料除去によってワークピースが成形される機械加工プロセスを指定する。主要な機械加工プロセスは、旋削、穿孔、およびミリングに分類される：
－旋削において、切削工具は、回転するワークピースから材料を除去する。ワークピースは主軸の周りを回転し、切削工具の送り運動は少なくとも１つの別の軸に沿って生じる。主軸および別の軸は、平行であってもよく、または角度が付けられていてもよい。
－穿孔において、回転する切削工具が静的ワークピースから材料を除去する。切削工具の回転軸は主軸であり、切削工具の送り運動は１つの別の軸に沿って生じる。主軸および別の軸は平行である。
－ミリングにおいて、回転する切削工具が静的または可動ワークピースから材料を除去する。切削工具は主軸の周りを回転し、切削工具の送り運動は少なくとも１つの別の軸に沿って生じる。ミリングにおいて、主軸および別の軸は、直交していてもよく、または角度が付けられていてもよい。
－旋削において、切削工具は、回転するワークピースから材料を除去する。ワークピースは主軸の周りを回転し、切削工具の送り運動は少なくとも１つの別の軸に沿って生じる。主軸および別の軸は、平行であってもよく、または角度が付けられていてもよい。
－穿孔において、回転する切削工具が静的ワークピースから材料を除去する。切削工具の回転軸は主軸であり、切削工具の送り運動は１つの別の軸に沿って生じる。主軸および別の軸は平行である。
－ミリングにおいて、回転する切削工具が静的または可動ワークピースから材料を除去する。切削工具は主軸の周りを回転し、切削工具の送り運動は少なくとも１つの別の軸に沿って生じる。ミリングにおいて、主軸および別の軸は、直交していてもよく、または角度が付けられていてもよい。
【0003】
減法製造は、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）機械装置などの装置によって実行される。装置は、ワークピースを保持するためのワークピースホルダと、切削工具を保持するための切削工具ホルダとを備える。装置は、駆動制御ユニットと駆動ユニットとを備える。製品のデジタル設計に基づいて、駆動制御ユニットは、ワークピース位置、切削工具位置、ワークピース形状、回転速度などの駆動制御信号を決定する。駆動制御ユニットは、ワークピースホルダおよび／または切削工具ホルダを駆動するための駆動ユニットに駆動制御信号を送信する。駆動制御信号に従って、切削工具とワークピースとの間に機械的接触が確立され維持される。機械的接触の間、切削工具はワークピースに加工力を加え、ワークピースから材料を除去して製品を得る。
【0004】
減法製造によって得られる製品は、寸法精度、表面粗さなどの品質特性を満たさなければならない。品質特性を満たすためには、研削、ホーニングなどの追加の機械加工プロセスを行わなければならず、これは投資および時間を必要とし、コストを発生させる。
【0005】
国際公開第２０１３０４３１０２号パンフレットは、ワークピースを製品に旋削するための装置を開示している。ワークピースに法線方向に作用する加工力の大きさは、旋削中に測定され、ＣＮＣ機械装置の予め確立された撓みと比較される。法線方向の加工力と撓みは線形関係にある。線形関係は、形状誤差および製造上の欠陥の補償を可能にする。旋削中、切削工具は、法線方向の加工力の大きさの測定された増加が打ち消され、製品の品質特性が満たされるように、ワークピースに対して調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】国際公開第２０１３０４３１０２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、減法製造によって得られた製品の品質を確認するためのより効率的で寸法的により正確な方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この目的は、本発明の独立請求項によって達成される。
【0009】
本発明は、ワークピースから装置を用いた減法製造によって得られた製品の品質を確認する方法に関し、前記方法は：
前記装置の撓みに対する少なくとも１つの撓み／試験力関係を決定する、第１のステップと；
実際に加えられた加工力を測定し；前記実際に加えられた加工力に対する加工力基準を自動的に決定し；前記実際に加えられた加工力が前記加工力基準から逸脱しているかどうかを自動的に評価し；実際に加えられた加工力が前記加工力基準から逸脱する場合、前記撓み／試験力関係を使用して、前記実際に加えられた加工力に対して前記装置の少なくとも１つの補正撓みを自動的に決定し；前記補正撓みを完全にまたは部分的に低減するために、少なくとも１つの補正された駆動制御信号を自動的に生成する、第２のステップと、
を含む。
前記装置の撓みに対する少なくとも１つの撓み／試験力関係を決定する、第１のステップと；
実際に加えられた加工力を測定し；前記実際に加えられた加工力に対する加工力基準を自動的に決定し；前記実際に加えられた加工力が前記加工力基準から逸脱しているかどうかを自動的に評価し；実際に加えられた加工力が前記加工力基準から逸脱する場合、前記撓み／試験力関係を使用して、前記実際に加えられた加工力に対して前記装置の少なくとも１つの補正撓みを自動的に決定し；前記補正撓みを完全にまたは部分的に低減するために、少なくとも１つの補正された駆動制御信号を自動的に生成する、第２のステップと、
を含む。
【0010】
本発明の方法は、実際に加えられた加工力についての基準が自動的に決定され、実際に加えられた加工力が実際に加えられた加工力基準から逸脱する場合、実際に加えられた加工力を監視し補正するために自動的に使用されるという点で、国際公開第２０１３０４３１０２号パンフレットとは異なる。本発明の意味における「自動」という用語は、人間の技術者との相互作用がないことを意味する。超過加工力は、装置の目的に応じて決定された補正撓みによって自動的に補正される。補正撓みは、補正撓みを完全にまたは部分的に低減するために補正された駆動制御信号を自動的に生成するために使用されるものである。
【0011】
本発明はまた、減法製造によって得られた製品の品質を確認する方法を実行するように適合された装置に関し、前記装置は、前記実際に加えられた加工力を測定するセンサ装置を備え、前記センサ装置は、前記実際に加えられた加工力の少なくとも３つの成分を測定し、前記成分の水平成分は水平軸に沿って作用し、前記成分の横方向成分は横軸に沿って作用し、前記成分の垂直成分は垂直軸に沿って作用し、前記センサ装置は、前記測定された実際に加えられた加工力のための少なくとも１つのセンサ信号を生成する。
【0012】
本発明の装置は、実際に加えられた加工力の法線成分が測定されるだけでなく、３つの成分が測定され、より正確である点で、国際公開第２０１３０４３１０２号パンフレットとは異なる。
【0013】
以下では、図面を参照して例として本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】旋削装置１’の実施形態における本発明による装置１の一部の概略図である。
【図2】穿孔装置１’’の実施形態における本発明による装置１の一部の概略図である。
【図3】ミリング装置１’’’の実施形態における本発明による装置１の一部の概略図である。
【図4】本発明による方法の第１のステップＩ、第２のステップＩＩ、第３のステップＩＩＩ、および第４のステップＩＶを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指す。
【0016】
図１～図３は、本発明の装置１の３つの実施形態を示している。装置１は、ＣＮＣ機械装置である。図１は、旋削装置１’の実施形態における装置１に関し、図２は、穿孔装置１’’の実施形態における装置１に関し、図３は、ミリング装置１’’’の実施形態における装置１に関する。
【0017】
装置１は、３つの直交する座標または軸、すなわち水平軸Ｘ、横軸Ｙ、および垂直軸Ｚを有する三次元座標系ＸＹＺで示されている。
【0018】
装置１は、ベース１０と、ワークピースホルダ１８とを備える。ベース１０およびワークピースホルダ１８は、金属、合金などの塑性変形に対する良好な耐性を提供する材料から作製される。通常、ベース１０は、装置１に高い剛性を提供し、装置１の要素の大部分を支持する、大規模で重い鋳造物である。ワークピースホルダ１８は、ワークピース２０を保持する。図１によれば、ワークピースホルダ１８はチャックである。図２および図３によれば、ワークピースホルダ１８はテーブルである。
【0019】
ワークピース２０は、製品への制御された材料除去によって成形される。ワークピース２０は、製品への材料除去によって成形され得る任意の材料からのものであってもよい。典型的なワークピース材料は、金属、プラスチック、木材など、または金属、プラスチック、木材などのうちの少なくとも２つの組み合わせである。
【0020】
装置１は、切削工具ホルダ１４と、少なくとも１つの切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’とを備える。切削工具ホルダ１４は、金属、合金などの塑性変形に対する良好な耐性を提供する材料から作製される。切削工具ホルダ１４は、少なくとも１つの切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’を保持する。図１によれば、切削工具ホルダ１４は、単一の切削工具１５を保持する。図２および図３によれば、切削工具ホルダ１４は、４つの切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’を保持する。当業者は、４つより多いまたは少ない切削工具を保持する切削工具ホルダを用いて本発明を実現することができる。
【0021】
切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’は、高炭素鋼、非鉄鋳造合金、超硬合金、セラミックおよび焼結酸化物、サーメット、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素などの、塑性変形ならびに熱的および機械的衝撃に対する良好な耐性を提供する材料から作製される。図１によれば、切削工具１５は、旋削工具、ネッキング工具、ねじ切り工具などである。図２によれば、切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’は、ドリル、穿孔工具、リーマなどである。図３によれば、切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’は、カッター、ドリル、ブローチングビットなどである。
【0022】
装置１は、切削工具ポスト１３および切削工具チャック１３’の少なくとも一方を備える。切削工具ポスト１３および切削工具チャック１３’は、金属、合金などの塑性変形に対する良好な耐性を提供する材料から作製される。図１によれば、切削工具ポスト１３は、切削工具ホルダ１４をしっかりと締め付ける。図２および図３によれば、切削工具チャック１３’は、切削工具ホルダ１４をしっかりと締め付ける。切削工具ホルダ１４の剛性クランプを一時的に解放して、切削工具ホルダ１４を切削工具チャック１３’に対して回転させて、切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’のいずれかをワークピース２０の隣の機械加工位置に選択的に配置することができる。切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’の選択が完了すると、切削工具チャック１３’は再び切削工具ホルダ１４をしっかりと締め付ける。図１～図３によれば、切削工具１５が選択され、ワークピース２０の隣の加工位置に配置される。
【0023】
装置１は、駆動制御ユニット１２と、少なくとも１つの駆動ユニット１１，１１’，１１’’とを備え、駆動制御ユニット１２は、駆動ユニット１１，１１’，１１’’を制御する。駆動ユニット１１，１１’，１１’’は、ワークピースホルダ１８および／または切削工具ホルダ１４を駆動するための電気機械である。「および／または」という表現は、ブール論理積演算子「および」の意味、ならびにブール論理和演算子「または」の意味を有する。第１の駆動ユニット１１は、主軸の周りの回転運動を提供する。第２の駆動ユニット１１’は、少なくとも１つの別の軸に沿って送り運動を提供する。第３の駆動ユニット１１’’は、主軸の周りの回転運動および別の軸に沿った送り運動を提供する。回転運動は、主軸の周りの両面湾曲矢印によって表される。送り運動は、別の軸に沿った両側直線矢印によって表される。
－図１による旋削装置１’では、第１の駆動ユニット１１は、三次元座標系ＸＹＺにワークピースホルダ１８を位置決めし、垂直軸Ｚを主軸としてワークピースホルダ１８を回転させる。第２の駆動ユニット１１’は、切削工具ホルダ１４を三次元座標系ＸＹＺに位置決めし、別の軸として垂直軸Ｚに沿って切削工具ホルダ１４を送っている。当業者は、２つ以上の別の軸に沿って切削工具ホルダを送っている旋削装置を用いて本発明を実現することができる。
－図２による穿孔装置１’’では、第３の駆動ユニット１１’’は、切削工具ホルダ１４を三次元座標系ＸＹＺに位置決めし、第３の駆動ユニット１１’’は、垂直軸Ｚを主軸として切削工具ホルダ１４を回転させ、別の軸として垂直軸Ｚに沿って切削工具ホルダ１４を送っている。
－図３によるミリング装置１’’’では、第３の駆動ユニット１１’’は、切削工具ホルダ１４を三次元座標系ＸＹＺに位置決めし、第３の駆動ユニット１１’’は、垂直軸Ｚを主軸として切削工具ホルダ１４を回転させ、第１の別の軸として水平軸Ｘに沿って切削工具ホルダ１４を送っている。また、第２の駆動ユニット１１’は、三次元座標系ＸＹＺにワークピースホルダ１８を位置決めし、第２の別の軸として横軸Ｙに沿ってワークピースホルダ１８を送っている。当業者は、２つ以上の別の軸に沿って切削工具ホルダを送り、２つ以上の別の軸に沿ってワークピースホルダを送っているミリング装置を用いて本発明を実現することができる。
－図１による旋削装置１’では、第１の駆動ユニット１１は、三次元座標系ＸＹＺにワークピースホルダ１８を位置決めし、垂直軸Ｚを主軸としてワークピースホルダ１８を回転させる。第２の駆動ユニット１１’は、切削工具ホルダ１４を三次元座標系ＸＹＺに位置決めし、別の軸として垂直軸Ｚに沿って切削工具ホルダ１４を送っている。当業者は、２つ以上の別の軸に沿って切削工具ホルダを送っている旋削装置を用いて本発明を実現することができる。
－図２による穿孔装置１’’では、第３の駆動ユニット１１’’は、切削工具ホルダ１４を三次元座標系ＸＹＺに位置決めし、第３の駆動ユニット１１’’は、垂直軸Ｚを主軸として切削工具ホルダ１４を回転させ、別の軸として垂直軸Ｚに沿って切削工具ホルダ１４を送っている。
－図３によるミリング装置１’’’では、第３の駆動ユニット１１’’は、切削工具ホルダ１４を三次元座標系ＸＹＺに位置決めし、第３の駆動ユニット１１’’は、垂直軸Ｚを主軸として切削工具ホルダ１４を回転させ、第１の別の軸として水平軸Ｘに沿って切削工具ホルダ１４を送っている。また、第２の駆動ユニット１１’は、三次元座標系ＸＹＺにワークピースホルダ１８を位置決めし、第２の別の軸として横軸Ｙに沿ってワークピースホルダ１８を送っている。当業者は、２つ以上の別の軸に沿って切削工具ホルダを送り、２つ以上の別の軸に沿ってワークピースホルダを送っているミリング装置を用いて本発明を実現することができる。
【0024】
本発明の減法製造のための装置１は、旋削装置１’、穿孔装置１’’、またはミリング装置１’’’であってもよく、したがって国際公開第２０１３０４３１０２号パンフレットとは異なり、減法製造は旋削装置についてのみ開示されている。
【0025】
駆動ユニット１１，１１’，１１’’は、少なくとも１つのエンコーダ１１．１，１１．１’’を備える。エンコーダ１１．１，１１．１’’は、ロータリエンコーダ１１．１またはリニアエンコーダ１１．１’であってもよい。第１の駆動ユニット１１はロータリエンコーダ１１．１を有し、第２の駆動ユニット１１’はリニアエンコーダ１１．１’を有し、第３の駆動ユニット１１’’はロータリエンコーダ１１．１およびリニアエンコーダ１１．１’を有する。エンコーダ１１．１，１１．１’は、ワークピース２０および／または選択された切削工具１５の位置Ｐを測定する。ワークピース２０および／または選択された切削工具１５の位置Ｐは、三次元座標系ＸＹＺの基準位置に対するワークピース２０および／または選択された切削工具１５の絶対位置であることが好ましい。ロータリエンコーダ１１．１は、０．００１°の分解能でワークピース２０および／または選択された切削工具１５の位置Ｐを測定することが好ましい。リニアエンコーダ１１．１’は、選択された切削工具１５の位置Ｐを０．２μｍの分解能で測定することが好ましい。ワークピース２０および／または選択された切削工具１５の測定位置Ｐについて、エンコーダ１１．１，１１．１’は、少なくとも１つのエンコーダ信号ＥＳ，ＥＳ’を生成する。エンコーダ１１．１，１１．１’は、信号ケーブルなどの少なくとも１つの駆動制御ユニットライン１２．１，１２．１’によって、エンコーダ信号ＥＳ，ＥＳ’を駆動制御ユニット１２に送信する。
【0026】
駆動制御ユニット１２は、プロセッサ装置１２．２および記憶装置１２．３を有するコンピュータである。記憶装置１２．３は、コンピュータ読み取り可能な記憶装置である。駆動制御ユニット１２は、少なくとも１つの駆動制御プログラム製品１２０を有する。駆動制御プログラム製品１２０は、駆動制御ユニット１２のプロセッサ装置１２．２によって実行される。駆動制御ユニット１２は、製品のデジタル設計の設計データ１２１を用いる。デジタル設計は、減法製造によって得られる製品を表す。好ましくは、デジタル設計は製品の三次元表現である。デジタル設計は、製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）である。好ましくは、製品の設計データ１２１は、駆動制御ユニット１２の記憶装置１２．３に記憶される。
【0027】
あるいは、デジタル設計としてＣＡＤを使用する代わりに、ユーザが設計データ１２１を駆動制御ユニット１２に入力してもよい。
【0028】
駆動制御プログラム製品１２０は、設計データ１２１を読み取る。駆動制御プログラム製品１２０は、読み取った設計データ１２１を用いて、製品のコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）を行う。
【0029】
好ましくは、設計データ１２１から、駆動制御コンピュータプログラム製品１２０は、曲率、ポケットなどの製品特徴データを自動的に決定する。好ましくは、設計データ１２１から、駆動制御プログラム製品１２０が製品属性データを自動的に決定する。製品属性データは、位置、直径などの製品特徴の物理的特性である。好ましくは、設計データ１２１から、駆動制御プログラム製品１２０は製品品質データを自動的に決定する。製品品質データは、寸法精度、表面粗さなどの製品特徴の物理的要件である。
【0030】
あるいは、駆動制御プログラム製品１２０による製品特徴データ、製品属性データ、および製品品質データの自動決定の代わりに、ユーザは、製品特徴データ、製品属性データ、および製品品質データを駆動制御プログラム製品１２０に入力することによって、少なくとも１つの製品特徴、少なくとも１つの製品属性、および少なくとも１つの製品品質を決定することができる。
【0031】
駆動制御ユニット１２は、少なくとも１つの製造プロセスの製造プロセスデータ１２２を使用する。各製品特徴は、少なくとも１つの製造プロセスに関連付けられる。好ましくは、製造プロセスデータ１２２は、駆動制御ユニット１２の記憶装置１２．３に記憶される。決定された製品特徴データごとに、駆動制御プログラム製品１２０は、関連する製造プロセスデータ１２２を読み取る。
【0032】
あるいは、駆動制御プログラム製品１２０によって関連する製造プロセスデータ１２２を自動的に読み取る代わりに、ユーザは、関連する製造プロセスデータ１２２を駆動制御プログラム製品１２０に入力することによって、決定された製品特徴に関連する少なくとも１つの製造プロセスを決定することができる。
【0033】
好ましくは、駆動制御プログラム製品１２０は、決定された製品属性データおよび決定された製品品質データに従って製造プロセスデータ１２２を修正する。この製造プロセスデータ１２２の修正の結果は、少なくとも１つの駆動制御信号ＤＳ，ＤＳ’である。
【0034】
あるいは、駆動制御プログラム製品１２０による製造プロセスデータ１２２の自動修正の代わりに、ユーザは、修正された製造プロセスデータを駆動制御プログラム製品１２０に入力することによって、決定された製品属性および決定された製品品質に従って製造プロセスを修正することができる。この製造プロセスデータ１２２の修正の結果は、少なくとも１つの駆動制御信号ＤＳ，ＤＳ’である。
【0035】
駆動制御信号ＤＳ，ＤＳ’によって、駆動制御ユニット１２は駆動ユニット１１，１１’，１１’’を制御する。好ましくは、駆動制御ユニット１２は、比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラなどの閉ループコントローラである。閉ループコントローラは、エンコーダ信号ＥＳ，ＥＳ’などの少なくとも１つのプロセス値を読み取るために制御ループを使用する。閉ループコントローラは、読み取ったプロセス値を設定点と比較し、読み取ったプロセス値と設定点との差を決定する。決定された差に基づいて、閉ループコントローラは、制御信号ＤＳ，ＤＳ’を生成する。駆動制御ユニット１２は、３ミリ秒～３０ミリ秒の範囲内の補間（ＩＰＯ）周期で駆動制御信号ＤＳ，ＤＳ’を生成する。駆動制御信号ＤＳ，ＤＳ’は、次のうちの少なくとも１つである：
－選択された切削工具１５の位置Ｐであって、選択された切削工具１５の位置Ｐは、過去の位置、実際の位置、または将来の位置であり得る；
－ワークピース２０の位置Ｐであって、ワークピース２０の位置Ｐは、過去の位置、実際の位置、または将来の位置であり得る；
－三次元座標系ＸＹＺの基準位置に関して配置された表面点のクラウドによって定義される、実際の製造プロセスの最後に得られるワークピース２０の形状；
－三次元座標系ＸＹＺの基準位置に関して配置された公差点のクラウドによって定義される、実際の製造プロセスの最後に得られるワークピース２０の形状公差；
－ワークピース２０または選択された切削工具１５が主軸の周りを回転する速度として定義される回転運動Ｒ；
－選択された切削工具１５が別の軸に沿って前進する速度として定義される送り運動ＦＭ；
－選択された切削工具１５によってワークピース２０から材料が除去される速度として定義される切削速度であって、切削速度は、回転運動と送り運動との間の速度差である；
－選択された切削工具１５のワークピース２０への侵入深さとして定義される切削深さＤ；
－駆動されるワークピース２０および／または選択された切削工具１５の位置決め精度として定義されるゲインＧであって、ゲインＧは、読み取られたプロセス値と設定点との差であり；したがって、装置１は、ワークピース２０および／または選択された切削工具１５の実際の位置と設定点との間に位置誤差を有する；
－読み取ったプロセス値の増幅Ａであって、増幅Ａが高いほど、新しい設定点への到達が速くなり；したがって、閉ループコントローラは、制御ループ速度と位置誤差の比率であるｋｖファクタを使用し、ｋｖファクタが大きいほど、増幅Ａが大きくなり、所定の位置誤差が減少してゼロになる速度が速くなり；大きなｋｖファクタの場合、装置１は振動する傾向があり、装置の振動は読み取りプロセス値の振動をもたらす；
－読み取られたプロセス値のフィルタＦであって、フィルタＦは、読み取られたプロセス値の周波数を除去するために使用され、フィルタＦは、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなどのうちの少なくとも１つであり；したがって、閉ループコントローラはフィルタＦを使用して、読み取ったプロセス値の振動の周波数を除去する。
－選択された切削工具１５の位置Ｐであって、選択された切削工具１５の位置Ｐは、過去の位置、実際の位置、または将来の位置であり得る；
－ワークピース２０の位置Ｐであって、ワークピース２０の位置Ｐは、過去の位置、実際の位置、または将来の位置であり得る；
－三次元座標系ＸＹＺの基準位置に関して配置された表面点のクラウドによって定義される、実際の製造プロセスの最後に得られるワークピース２０の形状；
－三次元座標系ＸＹＺの基準位置に関して配置された公差点のクラウドによって定義される、実際の製造プロセスの最後に得られるワークピース２０の形状公差；
－ワークピース２０または選択された切削工具１５が主軸の周りを回転する速度として定義される回転運動Ｒ；
－選択された切削工具１５が別の軸に沿って前進する速度として定義される送り運動ＦＭ；
－選択された切削工具１５によってワークピース２０から材料が除去される速度として定義される切削速度であって、切削速度は、回転運動と送り運動との間の速度差である；
－選択された切削工具１５のワークピース２０への侵入深さとして定義される切削深さＤ；
－駆動されるワークピース２０および／または選択された切削工具１５の位置決め精度として定義されるゲインＧであって、ゲインＧは、読み取られたプロセス値と設定点との差であり；したがって、装置１は、ワークピース２０および／または選択された切削工具１５の実際の位置と設定点との間に位置誤差を有する；
－読み取ったプロセス値の増幅Ａであって、増幅Ａが高いほど、新しい設定点への到達が速くなり；したがって、閉ループコントローラは、制御ループ速度と位置誤差の比率であるｋｖファクタを使用し、ｋｖファクタが大きいほど、増幅Ａが大きくなり、所定の位置誤差が減少してゼロになる速度が速くなり；大きなｋｖファクタの場合、装置１は振動する傾向があり、装置の振動は読み取りプロセス値の振動をもたらす；
－読み取られたプロセス値のフィルタＦであって、フィルタＦは、読み取られたプロセス値の周波数を除去するために使用され、フィルタＦは、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなどのうちの少なくとも１つであり；したがって、閉ループコントローラはフィルタＦを使用して、読み取ったプロセス値の振動の周波数を除去する。
【0036】
駆動制御ユニット１２は、駆動制御信号ＤＳ，ＤＳ’を駆動制御ユニットライン１２．１，１２．１’によって駆動ユニット１１，１１’，１１’’に送信する。
【0037】
製品の減法製造は、ワークピース２０からの制御された材料除去によって行われる。通常、減法製造は、複数の切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’によって順次実行される複数の製造プロセスを含む。各製造プロセスにおいて、駆動制御信号ＤＳ，ＤＳ’に従って、選択された切削工具１５とワークピース２０との間に機械的接触が確立され維持される。機械的接触中、選択された切削工具１５は、ワークピース２０に加工力ＭＦを加え、ワークピース２０から材料を除去して製品を得る。異なる切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’は、ワークピース２０に異なる加工力ＭＦを加える。
【0038】
装置１は、センサ装置１６と、センサ評価ユニット１７とを備える。センサ装置１６は、力センサおよび／またはトルクセンサであってもよい。センサ装置１６は、圧電センサ、ピエゾ抵抗センサ、歪みゲージなどであってもよい。センサ装置１６は、加工力ＭＦを測定する。センサ装置１６は、加工力ＭＦの水平成分ＣＸ、横方向成分ＣＹ、および垂直成分ＣＺのうちの少なくとも１つを測定する。水平成分ＣＸは、水平軸Ｘに沿って作用し、横方向成分ＣＹは、横軸Ｙに沿って作用し、垂直成分ＣＺは、垂直軸Ｚに沿って作用する。測定された加工力ＭＦに対して、センサ装置１６は、少なくとも１つのセンサ信号ＳＳを生成する。好ましくは、センサ信号ＳＳの強度は、加工力ＭＦの大きさに比例する。好ましくは、センサ装置１６は、少なくとも１０４Ｈｚの測定周波数で加工力ＭＦを動的に測定する。好ましくは、センサ装置１６は、５０Ｎ～１０００Ｎの測定範囲で加工力ＭＦを測定する。
【0039】
高感度のために、センサ装置１６は、切削工具１５，１５’，１５’’，１５’’’の可能な限り近くに配置される。感度は、加工力ＭＦの大きさとセンサ信号ＳＳの強度との比として定義される。図１によれば、センサ装置１６は、切削工具ホルダ１４をしっかりと締め付ける切削工具ポスト１３に配置される。図２によれば、センサ装置１６は、切削工具ホルダ１４をしっかりと締め付ける切削工具チャック１３’内に配置される。図２によれば、センサ装置１６は、切削工具ホルダ１４内に配置される。
【0040】
センサ装置１６は、信号ケーブルなどの少なくとも１つのセンサ装置ライン１６．１によってセンサ信号ＳＳをセンサ評価ユニット１７に送信する。
【0041】
センサ評価ユニット１７は、センサ信号ＳＳを用いて、増幅、フィルタリング、およびデジタル化の動作のうちの少なくとも１つを実行する。センサ信号ＳＳのこの動作性能の結果は、少なくとも１つの評価されたセンサ信号ＥＳＳである。
【0042】
図４は、本発明による方法の第１のステップＩ、第２のステップＩＩ、第３のステップＩＩＩ、および第４のステップＩＶを有するフローチャートである。第１のステップＩは、時間的に第２のステップＩＩまたは第４のステップＩＶの開始前に完了する。第３のステップＩＩＩは、時間的に第２のステップＩＩまたは第４のステップＩＶの開始前に完了してもよい。
【0043】
第１のステップＩ
第１のステップＩは、少なくとも１つの撓み／試験力関係ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺの決定に関する。図５～図７によれば、装置１の少なくとも１つの撓み測定が実行され、少なくとも１つの試験力ＴＦおよび少なくとも１つの撓みＤ１５が測定される。撓み測定は、力アクチュエータ３１および撓みセンサ３２によって行われる。
第１のステップＩは、少なくとも１つの撓み／試験力関係ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺの決定に関する。図５～図７によれば、装置１の少なくとも１つの撓み測定が実行され、少なくとも１つの試験力ＴＦおよび少なくとも１つの撓みＤ１５が測定される。撓み測定は、力アクチュエータ３１および撓みセンサ３２によって行われる。
【0044】
力アクチュエータ３１は、圧電アクチュエータ、サーボモータなどであってもよい。好ましくは、力アクチュエータ３１は、１０Ｎ～１０００Ｎの範囲の軸に沿って試験力ＴＦを加えることができるリニアアクチュエータである。好ましくは、力アクチュエータ３１は、制御されない一連の試験力ＴＦを加える。加えられた試験力ＴＦについて、力アクチュエータ３１は、少なくとも１つのアクチュエータ信号ＡＳを生成する。
【0045】
撓みセンサ３２は、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）、レーザ変位センサなどであってもよい。撓みセンサ３２は、選択された切削工具１５の撓みＤ１５を測定する。好ましくは、撓みセンサ３２は、０．０１μｍの分解能で１μｍ～１ｍｍの範囲の軸に沿って撓みＤ１５を測定する。好ましくは、撓みセンサ３２は、一連の撓みＤ１５を測定する。測定された撓みＤ１５について、撓みセンサ３２は少なくとも１つの撓み信号ＦＳを生成する。好ましくは、撓み信号Ｄ１５の強度は試験力ＴＦの大きさに比例する。
【0046】
装置１は、制御ユニット１９を備える。制御ユニット１９は、プロセッサ装置１９．２および記憶装置１９．３を有するコンピュータである。記憶装置１９．３は、コンピュータ読み取り可能な記憶装置である。
【0047】
力アクチュエータ３１は、信号ケーブルなどの少なくとも１つの力アクチュエータライン３１．１によってアクチュエータ信号ＡＳを制御ユニット１９に送信する。制御ユニット１９は、アクチュエータ信号ＡＳをデジタルの試験力データ１９１として利用可能にする。好ましくは、試験力データ１９１は、制御ユニット１９の記憶装置１９．３に記憶される。
【0048】
撓みセンサ３２は、信号ケーブルなどの少なくとも１つの撓みセンサライン３２．１によって撓み信号ＦＳを制御ユニット１９に送信する。制御ユニット１９は、撓み信号ＦＳをデジタル撓みデータ１９２として利用可能にする。好ましくは、撓み信号データ１９２は、制御ユニット１９の記憶装置１９．３に記憶される。
【0049】
図５は、図１による旋削装置１’の実施形態における装置１の撓み測定値を示している。力アクチュエータ３１は、選択された切削工具１５に水平軸Ｘに沿って試験力ＴＦを加える。この目的のために、力アクチュエータ３１は、選択された切削工具１５の第１の側面に機械的に接触し、撓みセンサ３２は、選択された切削工具１５の第２の側面に機械的に接触する。垂直軸Ｚに関して、選択された切削工具１５の第２の側面は、選択された切削工具１５の第１の側面と反対側にある。加えられた試験力ＴＦに対する反作用として、装置１が変位し、選択された切削工具１５の水平軸Ｘに沿った撓みＤ１５が撓みセンサ３２によって測定される。
【0050】
図６は、図２による穿孔装置１’’の実施形態における装置１の撓み測定値を示している。力アクチュエータ３１は、選択された切削工具１５に水平軸Ｘに沿って試験力ＴＦを加える。この目的のために、力アクチュエータ３１は、選択された切削工具１５の第１の側面に機械的に接触し、撓みセンサ３２は、選択された切削工具１５の第２の側面に機械的に接触する。垂直軸Ｚに関して、選択された切削工具１５の第２の側面は、選択された切削工具１５の第１の側面と反対側にある。加えられた試験力ＴＦに対する反作用として、装置１が変位し、選択された切削工具１５の水平軸Ｘに沿った撓みＤ１５が撓みセンサ３２によって測定される。
【0051】
図７は、図３によるミリング装置１’’’の実施形態における装置１の撓み測定値を示している。力アクチュエータ３１は、選択された切削工具１５に垂直軸Ｚに沿って試験力ＴＦを加える。この目的のために、力アクチュエータ３１は、選択された切削工具１５の第１の側面に機械的に接触し、撓みセンサ３２は、選択された切削工具１５の第２の側面に機械的に接触する。水平軸Ｘに関して、選択された切削工具１５の第２の側面は、選択された切削工具１５の第１の側面と反対側にある。加えられた試験力ＴＦに対する反作用として、装置１が変位し、選択された切削工具１５の垂直軸Ｚに沿った撓みＤ１５が撓みセンサ３２によって測定される。
【0052】
好ましくは、装置１の撓み測定は、三次元座標系ＸＹＺのすべての軸に沿って実行される。撓み測定は、水平軸Ｘに沿った水平撓み距離ΔＸ、横軸Ｙに沿った横方向撓み距離ΔＹ、および垂直軸Ｚに沿った垂直撓み距離ΔＺをもたらす。したがって、本発明の装置１は、撓み測定は垂直力に対してのみ実行される国際公開第２０１３０４３１０２号パンフレットとは異なる。
【0053】
制御ユニット１９は、少なくとも１つの制御プログラム製品１９０を有し、制御プログラム製品１９０は、制御ユニット１９のプロセッサ装置１９．２によって実行される。制御プログラム製品１９０は、試験力データ１９１および撓みデータ１９２を読み取る。制御プログラム製品１９０は、試験力データ１９１および撓みデータ１９２をプロットする。得られたグラフを図８および図９に示す。横座標には、水平撓み距離ΔＸおよび垂直撓み距離ΔＺがμｍで示されている。縦座標には、試験力ＴＦがＮで示されている。撓みＤ１５は、加えられた試験力ＴＦに対して線形関係を有する。グラフの傾きは、撓みＤ１５ごとに異なる。当業者は、Ｊ字形関係、Ｓ字形関係などの非線形関係を有する撓みによって本発明を実現することができる。
【0054】
図８は、図１の旋削装置１’の撓みＤ１５のグラフおよび図２の穿孔装置１’’の撓みＤ１５のグラフを示している。旋削装置１’の撓みＤ１５は、１００Ｎの試験力ＴＦに対して１０μｍの水平撓み距離ΔＸを示している。穿孔装置１’’の撓みＤ１５は、２００Ｎの試験力ＴＦに対して８μｍの水平撓み距離ΔＸを示している。
【0055】
【0056】
図１０は、図５～図７による撓みＤ１５の撓み／試験力関係ＤＴＸ，ＤＴＹ，ＤＴＺをまとめた表である。表の１列目は、装置１の実施形態を示す。表の２列目は、加えられた最大試験力ＴＦを示す。表の３列目は、加えられた試験力ＴＦについて得られた撓みＤ１５の水平撓み距離ΔＸを示す。表の４列目は、加えられた試験力ＴＦについて得られた撓みＤ１５の横方向撓み距離ΔＹを示す。表の５列目は、加えられた試験力ＴＦについて得られた撓みＤ１５の垂直撓み距離ΔＺを示す。表の６列目は、１Ｎの試験力ＴＦの標準単位についての水平撓み／試験力関係ＤＦＸを示す。表の７列目は、１Ｎの試験力ＴＦの標準単位に対する横方向の撓み／試験力関係ＤＦＹを示す。表の８列目は、１Ｎの試験力ＴＦの標準単位に対する垂直撓み／試験力関係ＤＦＸを示す。
【0057】
撓み／試験力関係ＤＴＸ，ＤＴＹ，ＤＴＺはファクタである。撓み／試験力関係ＤＴＸ，ＤＴＹ，ＤＴＺは、デジタル撓み／試験力データ１９３として利用可能にされる。好ましくは、撓み／試験力データ１９３は、制御ユニット１９の記憶装置１９．３に記憶される。
【0058】
第２のステップＩＩ
減法加工中に、実際に加えられた加工力ＡＭＦがセンサ装置１６によって測定される。本発明の意味における「実際に」という用語は、リアルタイムでは、実際に加えられた加工力ＡＭＦに対応する評価された信号ＥＳＳが、少なくとも１０４Ｈｚのセンサ装置１６の測定周波数の逆数である０．１ミリ秒の時間内に制御ユニット１９に送信されることを意味する。したがって、「実際に」という用語は、実際に加えられる加工力ＡＭＦを用いて実際に行われる製品２１の減法加工を指す。
減法加工中に、実際に加えられた加工力ＡＭＦがセンサ装置１６によって測定される。本発明の意味における「実際に」という用語は、リアルタイムでは、実際に加えられた加工力ＡＭＦに対応する評価された信号ＥＳＳが、少なくとも１０４Ｈｚのセンサ装置１６の測定周波数の逆数である０．１ミリ秒の時間内に制御ユニット１９に送信されることを意味する。したがって、「実際に」という用語は、実際に加えられる加工力ＡＭＦを用いて実際に行われる製品２１の減法加工を指す。
【0059】
図１～図３のいずれかの装置１について、駆動制御ユニット１２は、少なくとも１つの駆動制御信号ＤＳ，ＤＳ’を生成して、選択された切削工具１５とワークピース２０との間の機械的接触を確立し維持する。機械的接触の間、選択された切削工具１５はワークピース２０に加工力ＡＭＦを実際に加え、ワークピース２０から材料を除去して製品を得る。
【0060】
実際に加えられた加工力ＡＭＦがセンサ装置１６によって測定され、対応するセンサ信号ＳＳが生成される。センサ信号ＳＳから、１つの評価されたセンサ信号ＥＳＳが得られる。センサ評価ユニット１７は、評価されたセンサ信号ＥＳＳをセンサ評価ユニットライン１７によって制御ユニット１９に送信する。制御ユニット１９は、評価されたセンサ信号ＥＳＳをデジタル加工力データ１９５として利用可能とする。ワークピース２０および／または選択された切削工具１５の位置Ｐが測定され、対応するエンコーダ信号ＥＳ，ＥＳ’が生成される。駆動制御ユニット１２は、制御ユニットライン１９．１によりエンコーダ信号ＥＳ，ＥＳ’を制御ユニット１９に送信する。制御ユニット１９は、エンコーダ信号ＥＳ，ＥＳ’をデジタル位置データ１９４として利用可能にする。
【0061】
制御プログラム製品１９０は、位置データ１９４および加工力データ１９５を読み取る。制御プログラム製品１９０は、加工力データ１９５をプロットする。結果は図１１～図１３に示されており、図１～図３のいずれかの装置１の実際に加えられた加工力ＡＭＦのプロットが、切削工具時間ｔにわたって実際に加えられた加工力グラフＡＭＦＧとして示されている。切削工具時間ｔは、２０秒程度の持続時間である。実際に加えられた加工力ＡＭＦは、成分ＣＸ，ＣＹ，ＣＺに示されている。水平成分ＣＸは、実際に加えられた加工力ＡＭＦの水平軸Ｘに沿って作用し、横方向成分ＣＹは、実際に加えられた加工力ＡＭＦの横軸Ｙに沿って作用し、垂直成分ＣＺは、実際に加えられた加工力ＡＭＦの垂直軸Ｚに沿って作用する。
【0062】
位置データ１９４および加工力データ１９５から、制御プログラム製品１９０は、評価時間ＥＴの間安定したままである実際に加えられた加工力ＡＭＦの大きさＭを加工力基準ＭＦＲとして使用する。図１１～図１３によれば、評価時間ＥＴは、切削工具時間ｔの５秒間の持続時間の最初の部分である。評価時間ＥＴの間、大きさＭは安定したままである。本発明の意味における「安定」という用語は、１０％未満、好ましくは５％未満のマージン内での一定を意味する。加工力基準ＭＦＲは、点線で表される。当業者は、より短いまたはより長い評価時間、および多かれ少なかれ実際に加えられる加工力の安定した大きさによって本発明を実現することができる。
【0063】
制御プログラム製品１９０は、実際に加えられた加工力ＡＭＦが加工力基準ＭＦＲから逸脱しているか否かを評価する。
－図１１によれば、図１の旋削装置１’について、切削工具時間ｔ＝２．５秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲに等しく、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２００Ｎを含む。
－図１２によれば、図２の穿孔装置１’’について、切削工具時間ｔ＝３秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲに等しく、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝３００Ｎを含む。
－図１３によれば、図３のミリング装置１’’’について、切削工具時間ｔ＝２秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲに等しく、水平成分ＣＸ＝６０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝１９０Ｎを含む。
－図１１によれば、図１の旋削装置１’について、切削工具時間ｔ＝２．５秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲに等しく、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２００Ｎを含む。
－図１２によれば、図２の穿孔装置１’’について、切削工具時間ｔ＝３秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲに等しく、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝３００Ｎを含む。
－図１３によれば、図３のミリング装置１’’’について、切削工具時間ｔ＝２秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲに等しく、水平成分ＣＸ＝６０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝１９０Ｎを含む。
【0064】
実際に加えられた加工力ＡＭＦが加工力基準ＭＦＲから逸脱しない場合、製品２１の製品品質ＰＱが自動的に確認される。
【0065】
しかしながら、図１１～図１３では、特定の切削工具時間ｔにおいて、実際に加えられる加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲから逸脱する。
－図１１によれば、図１の旋削装置１’について、切削工具時間ｔ＝１０秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲから逸脱し、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１７０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２４０Ｎを含む。
－図１２によれば、図２の穿孔装置１’’について、切削工具時間ｔ＝１３秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲから逸脱し、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝６０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝３３０Ｎを含む。
－図１３によれば、図３のミリング装置１’’’について、切削工具時間ｔ＝１５秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲから逸脱し、水平成分ＣＸ＝６０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１６０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２２０Ｎを含む。
－図１１によれば、図１の旋削装置１’について、切削工具時間ｔ＝１０秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲから逸脱し、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１７０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２４０Ｎを含む。
－図１２によれば、図２の穿孔装置１’’について、切削工具時間ｔ＝１３秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲから逸脱し、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝６０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝３３０Ｎを含む。
－図１３によれば、図３のミリング装置１’’’について、切削工具時間ｔ＝１５秒で、実際に加えられた加工力ＡＭＦは、加工力基準ＭＦＲから逸脱し、水平成分ＣＸ＝６０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１６０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２２０Ｎを含む。
【0066】
制御プログラム製品１９０は、実際に加えられた加工力ＡＭＦの加工力基準ＭＦＲからの偏差を検出する。検出された偏差に対して、制御プログラム製品１９０は、実際に加えられた加工力ＡＭＦの補正対象の少なくとも１つの力部分ＦＰを決定する。
－図１１によれば、図１の旋削装置１’について、力部分ＦＰは、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎ、横方向成分部分ΔＣＹ＝２０Ｎ、および垂直成分部分ΔＣＺ＝４０Ｎを有する。
－図１２によれば、図２の穿孔装置１’’について、力部分ＦＰは、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎ、横方向成分部分ΔＣＹ＝１０Ｎ、および垂直成分部分ΔＣＺ＝３０Ｎを有する。
－図１３によれば、図３のミリング装置１’’’について、力部分ＦＰは、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎ、横方向成分部分ΔＣＹ＝１０Ｎ、および垂直成分部分ΔＣＺ＝３０Ｎを有する。
－図１１によれば、図１の旋削装置１’について、力部分ＦＰは、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎ、横方向成分部分ΔＣＹ＝２０Ｎ、および垂直成分部分ΔＣＺ＝４０Ｎを有する。
－図１２によれば、図２の穿孔装置１’’について、力部分ＦＰは、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎ、横方向成分部分ΔＣＹ＝１０Ｎ、および垂直成分部分ΔＣＺ＝３０Ｎを有する。
－図１３によれば、図３のミリング装置１’’’について、力部分ＦＰは、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎ、横方向成分部分ΔＣＹ＝１０Ｎ、および垂直成分部分ΔＣＺ＝３０Ｎを有する。
【0067】
制御プログラム製品１９０は、撓み／試験力データ１９３を読み取り、撓み／試験力関係ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺを使用して、決定された力部分ＦＰについて、装置１の少なくとも１つの補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを決定する。
【0068】
図１４は、図１１～図１３による決定された力部分ＦＰと、図１～図３のいずれかの装置１の図１０による撓みＤ１５についての撓み／試験力関係ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺとをまとめた表である。表の１列目は、装置１の実施形態を示す。表の２列目は、力部分ＦＰの水平成分部分ΔＣＸを示している。表の３列目は、力部分ＦＰの横方向成分部分ΔＣＹを示している。表の４列目は、力部分ＦＰの垂直成分部分ΔＣＺを示している。表の５列目は、撓みＤ１５の水平方向の撓み／試験力関係ＤＦＸを示している。表の６列目は、撓みＤ１５の横方向撓み／試験力関係ＤＦＹを示している。表の７列目は、撓みＤ１５の垂直撓み／試験力関係ＤＦＺを示している。表の８列目は、水平成分部分ΔＣＸに水平撓み／試験力関係ＤＦＸを乗算することによって得られた水平補正撓みＣＤＸを示している。表の９列目は、横方向成分部分ΔＣＹに横方向撓み／試験力関係ＤＦＹを乗算することによって得られた横方向補正撓みＣＤＹを示している。表の１０列目は、垂直成分部分ΔＣＺに垂直撓み／試験力関係ＤＦＺを乗算することによって得られた垂直補正撓みＣＤＺを示している。
－図１の旋削装置１’の図１１による実際に加えられた加工力ＡＭＦについて、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎであり、したがって、制御プログラム製品１９０は、水平補正撓みＣＤＸ＝０．００μｍを決定する。しかしながら、横方向成分部分ΔＣＹ＝２０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、横方向補正撓みＣＤＹ＝２．００μｍを決定する。また、垂直成分部分ΔＣＺ＝４０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、垂直補正撓みＣＤＹ＝１．６０μｍを決定する。
－図２の穿孔装置１’’の図１２による実際に加えられた加工力ＡＭＦについて、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎであり、したがって、制御プログラム製品１９０は、水平補正撓みＣＤＸ＝０．００μｍを決定する。しかしながら、横方向成分部分ΔＣＹ＝１０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、横方向補正撓みＣＤＹ＝０．８０μｍを決定する。また、垂直成分部分ΔＣＺ＝３０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、垂直補正撓みＣＤＹ＝０．７５μｍを決定する。
－図３のミリング装置１’’’の図１３による実際に加えられた加工力ＡＭＦについて、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎであり、制御プログラム製品１９０は、水平補正撓みＣＤＸ＝０．００μｍを決定する。横方向成分部分ΔＣＹ＝１０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、横方向補正撓みＣＤＹ＝０．４０μｍを決定する。また、垂直成分部分ΔＣＺ＝３０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、垂直補正撓みＣＤＹ＝１．２０μｍを決定する。
－図１の旋削装置１’の図１１による実際に加えられた加工力ＡＭＦについて、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎであり、したがって、制御プログラム製品１９０は、水平補正撓みＣＤＸ＝０．００μｍを決定する。しかしながら、横方向成分部分ΔＣＹ＝２０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、横方向補正撓みＣＤＹ＝２．００μｍを決定する。また、垂直成分部分ΔＣＺ＝４０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、垂直補正撓みＣＤＹ＝１．６０μｍを決定する。
－図２の穿孔装置１’’の図１２による実際に加えられた加工力ＡＭＦについて、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎであり、したがって、制御プログラム製品１９０は、水平補正撓みＣＤＸ＝０．００μｍを決定する。しかしながら、横方向成分部分ΔＣＹ＝１０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、横方向補正撓みＣＤＹ＝０．８０μｍを決定する。また、垂直成分部分ΔＣＺ＝３０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、垂直補正撓みＣＤＹ＝０．７５μｍを決定する。
－図３のミリング装置１’’’の図１３による実際に加えられた加工力ＡＭＦについて、水平成分部分ΔＣＸ＝０Ｎであり、制御プログラム製品１９０は、水平補正撓みＣＤＸ＝０．００μｍを決定する。横方向成分部分ΔＣＹ＝１０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、横方向補正撓みＣＤＹ＝０．４０μｍを決定する。また、垂直成分部分ΔＣＺ＝３０Ｎについて、制御プログラム製品１９０は、垂直補正撓みＣＤＹ＝１．２０μｍを決定する。
【0069】
制御プログラム製品１９０は、決定された補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを使用して、少なくとも１つの補正された駆動制御信号ＣＤＳ，ＣＤＳ’を生成する。駆動制御信号ＣＤＳ，ＣＤＳ’は、選択された切削工具１５の補正された位置Ｐ、ワークピース２０の補正された位置Ｐ、補正された回転運動Ｒ、補正された送り運動ＦＭ、補正された切削深さＤ、補正されたゲインＧ、補正された増幅Ａ、および補正されたフィルタＦのうちの少なくとも１つである。
－選択された切削工具１５の補正された位置Ｐは、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に考慮することができる。選択された切削工具１５は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減するために、三次元座標系ＸＹＺに再配置されてもよい。
－ワークピース２０の補正された位置Ｐは、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に考慮に入れることができる。ワークピース２０は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減するために、三次元座標系ＸＹＺに再配置されてもよい。
－補正された回転運動Ｒは、ワークピース２０または選択された切削工具１５が主軸の周りを回転する速度の変化であってもよい。この回転速度の変化により、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺは、完全にまたは部分的に低減される。
－補正された送り運動ＦＭは、選択された切削工具１５が別の軸に沿って前進する速度の変化であってもよい。この前進速度の変化により、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺは、完全にまたは部分的に低減される。
－補正された切削深さＤは、選択された切削工具１５のワークピース２０への侵入深さの変化であってもよい。この侵入深さの変化により、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺは、完全にまたは部分的に低減される。
－補正されたゲインＧは、駆動されるワークピース２０および／または駆動される選択された切削工具１５の設定点を再配置する。設定点は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減するように、三次元座標系ＸＹＺに再配置される。
－補正された増幅Ａは、新しい設定点に達する速度を変更する。設定点は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減するために、三次元座標系ＸＹＺにおいて変更された速度で達成される。
－補正されたフィルタＦは、閉ループ制御で使用されるリード処理値を変更する。制御ループで使用される変更された読み取りプロセス値は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減する。
－選択された切削工具１５の補正された位置Ｐは、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に考慮することができる。選択された切削工具１５は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減するために、三次元座標系ＸＹＺに再配置されてもよい。
－ワークピース２０の補正された位置Ｐは、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に考慮に入れることができる。ワークピース２０は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減するために、三次元座標系ＸＹＺに再配置されてもよい。
－補正された回転運動Ｒは、ワークピース２０または選択された切削工具１５が主軸の周りを回転する速度の変化であってもよい。この回転速度の変化により、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺは、完全にまたは部分的に低減される。
－補正された送り運動ＦＭは、選択された切削工具１５が別の軸に沿って前進する速度の変化であってもよい。この前進速度の変化により、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺは、完全にまたは部分的に低減される。
－補正された切削深さＤは、選択された切削工具１５のワークピース２０への侵入深さの変化であってもよい。この侵入深さの変化により、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺは、完全にまたは部分的に低減される。
－補正されたゲインＧは、駆動されるワークピース２０および／または駆動される選択された切削工具１５の設定点を再配置する。設定点は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減するように、三次元座標系ＸＹＺに再配置される。
－補正された増幅Ａは、新しい設定点に達する速度を変更する。設定点は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減するために、三次元座標系ＸＹＺにおいて変更された速度で達成される。
－補正されたフィルタＦは、閉ループ制御で使用されるリード処理値を変更する。制御ループで使用される変更された読み取りプロセス値は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減する。
【0070】
切削工具およびワークピースが正しい構成および切削深さに維持されるが、これがどのように行われるかについての詳細を与えない国際公開第２０１３０４３１０２号パンフレットとは対照的に、本発明は、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減するための様々な補正された駆動制御信号ＣＤＳ，ＣＤＳ’を開示する。
【0071】
制御ユニット１９は、補正された駆動制御信号ＣＤＳ，ＣＤＳ’を制御ユニットライン１９．１によって駆動制御ユニット１２に送信する。
【0072】
駆動制御ユニット１２は、補正された駆動制御信号ＣＤＳ，ＣＤＳ’を使用して、補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを完全にまたは部分的に低減する。その結果、補正された加工力ＣＭＦが加工力基準ＭＦＲから逸脱しなくなる。
【0073】
駆動制御ユニット１２は、補正された駆動制御信号ＣＤＳ，ＣＤＳ’を、製品２１の実際の製造プロセスＭＰにおいて使用してもよいし、将来の製品２１の将来の製造プロセスＭＰにおいて使用してもよい。実際の製造プロセスＭＰでは、実際の加工力ＡＭＦが加えられ、将来の製造プロセスＭＰでは、将来の加工力ＦＭＦが加えられる。好ましくは、制御プログラム製品１９０は、補正された駆動制御信号ＣＤＳ，ＣＤＳ’について、実際に加えられた加工力ＡＭＦまたは将来加えられる加工力ＦＭＦの少なくとも一方が加工力基準ＭＦＲから逸脱しているか否かを評価する。
【0074】
第３のステップＩＩＩ
第３のステップＩＩＩは、製品品質／加工力相関ＰＱＭＦの決定に関するものであり、時間的に第２のステップＩＩの前に完了することができる。図１５～図１７によれば、図１～図３のいずれかの装置１を用いてワークピース２０に加えられる加工力ＭＦが測定され、図１９～図２１によれば、ワークピース２０の減法製造によって得られた製品２１の少なくとも１つの製品品質ＰＱが測定される。
第３のステップＩＩＩは、製品品質／加工力相関ＰＱＭＦの決定に関するものであり、時間的に第２のステップＩＩの前に完了することができる。図１５～図１７によれば、図１～図３のいずれかの装置１を用いてワークピース２０に加えられる加工力ＭＦが測定され、図１９～図２１によれば、ワークピース２０の減法製造によって得られた製品２１の少なくとも１つの製品品質ＰＱが測定される。
【0075】
図１～図３のいずれかの装置１について、駆動制御ユニット１２は、少なくとも１つの駆動制御信号ＤＳ，ＤＳ’を生成して、選択された切削工具１５とワークピース２０との間の機械的接触を確立し維持する。機械的接触中、選択された切削工具１５は、ワークピース２０に加工力ＭＦを加え、ワークピース２０から材料を除去して製品を得る。
【0076】
加工力ＭＦは、センサ装置１６によって測定され、対応するセンサ信号ＳＳが生成される。センサ信号ＳＳから、１つの評価されたセンサ信号ＥＳＳが得られる。センサ評価ユニット１７は、評価されたセンサ信号ＥＳＳをセンサ評価ユニットライン１７によって制御ユニット１９に送信する。制御ユニット１９は、評価されたセンサ信号ＥＳＳをデジタル加工力データ１９５として利用可能とする。ワークピース２０および／または選択された切削工具１５の位置Ｐが測定され、対応するエンコーダ信号ＥＳ，ＥＳ’が生成される。駆動制御ユニット１２は、制御ユニットライン１９．１によりエンコーダ信号ＥＳ，ＥＳ’を制御ユニット１９に送信する。制御ユニット１９は、エンコーダ信号ＥＳ，ＥＳ’をデジタル位置データ１９４として利用可能にする。
【0077】
制御プログラム製品１９０は、位置データ１９４および加工力データ１９５をプロットする。結果として得られる加工力グラフＭＦＧは、図１５～図１７に表されている。加工力ＭＦは、成分ＣＸ，ＣＹ，ＣＺで示される。切削工具時間ｔは秒で示される。切削工具時間ｔは、２０秒～２５秒程度の持続時間であり、選択された切削工具１５の送り運動の持続時間を表す。
－図１５によれば、図１の旋削装置１’の加工力ＭＦが切削工具時間ｔにわたってプロットされ、加工力グラフＭＦＧが得られる。切削工具時間ｔ＝５秒において、加工力ＭＦは、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２００Ｎを含む。その後、切削工具時間ｔ＝２０秒において、加工力ＭＦの大きさは僅かに減少する。
－図１６によれば、図２の穿孔装置１’’の加工力ＭＦが切削工具時間ｔにわたってプロットされ、加工力グラフＭＦＧが得られる。切削工具時間ｔ＝５秒において、加工力ＭＦは、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝３００Ｎを含む。その後、切削工具時間ｔ＝１２秒で、加工力ＭＦの大きさは最小値を通過する。
－図１７によれば、図３のミリング装置１’’’の加工力ＭＦが切削工具時間ｔにわたってプロットされ、加工力グラフＭＦＧが得られる。切削工具時間ｔ＝５秒において、加工力ＭＦは、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２００Ｎを含む。その後、加工力ＭＦの大きさが振動している。切削工具時間ｔとともに加工力ＭＦの振動が大きくなる。
－図１５によれば、図１の旋削装置１’の加工力ＭＦが切削工具時間ｔにわたってプロットされ、加工力グラフＭＦＧが得られる。切削工具時間ｔ＝５秒において、加工力ＭＦは、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２００Ｎを含む。その後、切削工具時間ｔ＝２０秒において、加工力ＭＦの大きさは僅かに減少する。
－図１６によれば、図２の穿孔装置１’’の加工力ＭＦが切削工具時間ｔにわたってプロットされ、加工力グラフＭＦＧが得られる。切削工具時間ｔ＝５秒において、加工力ＭＦは、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝３００Ｎを含む。その後、切削工具時間ｔ＝１２秒で、加工力ＭＦの大きさは最小値を通過する。
－図１７によれば、図３のミリング装置１’’’の加工力ＭＦが切削工具時間ｔにわたってプロットされ、加工力グラフＭＦＧが得られる。切削工具時間ｔ＝５秒において、加工力ＭＦは、水平成分ＣＸ＝５０Ｎ、横方向成分ＣＹ＝１５０Ｎ、および垂直成分ＣＺ＝２００Ｎを含む。その後、加工力ＭＦの大きさが振動している。切削工具時間ｔとともに加工力ＭＦの振動が大きくなる。
【0078】
図１８によれば、製品２１の少なくとも１つの製品品質ＰＱが測定される。製品品質ＰＱは、寸法精度、表面粗さなどの製品２１の物理的要件である。製品品質ＰＱの測定は、ダイヤモンドスタイラス、干渉計などのプロフィロメータ４１によって行われる。
【0079】
製品２１の測定された製品品質ＰＱについて、プロフィロメータ４１は、少なくとも１つのプロフィロメータ信号ＰＳを生成する。プロフィロメータ信号ＰＳは、寸法精度偏差、表面粗さ偏差などのうちの少なくとも１つである。各プロフィロメータ信号ＰＳは、製品距離εなどの正確に１つの製品位置ＰＰにリンクされる。実際には、製品２１の測定された製品品質ＰＱは、数千のプロフィロメータ信号ＰＳをもたらし、各プロフィロメータ信号ＰＳは製品位置ＰＰとリンクされる。
【0080】
プロフィロメータ４１は、信号ケーブルなどの少なくとも１つのプロフィロメータライン４１．１によってプロフィロメータ信号ＰＳを制御ユニット１９に送信する。制御ユニット１９は、プロフィロメータ信号ＰＳをデジタル製品品質データ１９６として利用可能にする。好ましくは、製品品質データ１９６は、制御ユニット１９の記憶装置１９．３に記憶される。
【0081】
制御プログラム製品１９０は、製品品質データ１９６および製品位置データ１９７を読み取る。制御プログラム製品１９０は、製品品質データ１９６をプロットする。得られた製品品質グラフＰＱＧは、図１９～図２１に表されている。
－図１９によれば、旋削装置１’の実施形態における装置１を用いて得られた製品２１の製品品質ＰＱが製品距離εにわたってプロットされ、製品品質グラフＰＱＧが得られる。製品品質ＰＱは、μｍで示される寸法精度偏差であり、対応する製品距離εはｍｍで示される。製品距離εは、約１００ｍｍの長さを有する。製品距離εの長さに沿って、寸法精度偏差は＋６μｍから－６μｍに減少する。
－図２０によれば、穿孔装置１’’の実施形態における装置１によって得られた製品２１の製品品質ＰＱは、製品距離εにわたってプロットされ、製品品質グラフＰＱＧが得られる。製品品質ＰＱは、μｍで示される表面粗さ偏差であり、対応する製品距離εは、ｍｍで示される。製品距離εは、約１００ｍｍの長さを有する。製品距離εの長さに沿って、表面粗さはほとんどが＋４μｍ～－２μｍの範囲にある。しかし、製品距離ε＝５５ｍｍの場合、表面粗さは－６μｍである。
－図２１によれば、ミリング装置１’’’の実施形態における装置１によって得られた製品２１の製品品質ＰＱは、製品距離εにわたってプロットされ、製品品質グラフＰＱＧが得られる。製品品質ＰＱは、μｍで示される表面粗さ偏差であり、対応する製品距離εはｍｍで示される。製品距離εは、約１００ｍｍの長さを有する。表面粗さの偏差は振動している。製品距離εの長さに沿って、表面粗さの振動の振幅は、＋／－０μｍから＋／－４μｍに増加する。
－図１９によれば、旋削装置１’の実施形態における装置１を用いて得られた製品２１の製品品質ＰＱが製品距離εにわたってプロットされ、製品品質グラフＰＱＧが得られる。製品品質ＰＱは、μｍで示される寸法精度偏差であり、対応する製品距離εはｍｍで示される。製品距離εは、約１００ｍｍの長さを有する。製品距離εの長さに沿って、寸法精度偏差は＋６μｍから－６μｍに減少する。
－図２０によれば、穿孔装置１’’の実施形態における装置１によって得られた製品２１の製品品質ＰＱは、製品距離εにわたってプロットされ、製品品質グラフＰＱＧが得られる。製品品質ＰＱは、μｍで示される表面粗さ偏差であり、対応する製品距離εは、ｍｍで示される。製品距離εは、約１００ｍｍの長さを有する。製品距離εの長さに沿って、表面粗さはほとんどが＋４μｍ～－２μｍの範囲にある。しかし、製品距離ε＝５５ｍｍの場合、表面粗さは－６μｍである。
－図２１によれば、ミリング装置１’’’の実施形態における装置１によって得られた製品２１の製品品質ＰＱは、製品距離εにわたってプロットされ、製品品質グラフＰＱＧが得られる。製品品質ＰＱは、μｍで示される表面粗さ偏差であり、対応する製品距離εはｍｍで示される。製品距離εは、約１００ｍｍの長さを有する。表面粗さの偏差は振動している。製品距離εの長さに沿って、表面粗さの振動の振幅は、＋／－０μｍから＋／－４μｍに増加する。
【0082】
図１９～図２１の製品品質ＰＱを有する製品２１の減法製造は、図１～図３のいずれかの装置１を用いて行われている。製品２１の減法製造中に、図１５～図１７の加工力ＭＦがワークピース２０に加えられている。製品品質ＰＱを、加工力ＭＦと相関させることができる。以下では、制御プログラム製品１９０は、製品品質／加工力相関ＰＱＭＦを決定するために、図１９～図２１の製品２１の製品品質グラフＰＱＧを図１５～図１７の加工力グラフＭＦＧと相関させる。
【0083】
図２２によれば、図１９の製品２１の製品品質グラフＰＱＧは、図１５の旋削装置１’の加工力グラフＭＦＧと相関している。制御プログラム製品１９０は、両方のグラフを空間にプロットする。制御プログラム製品１９０は、ピーク、谷などの両方のグラフの特徴的パターンを識別する。特徴的パターンは、破線の円によって識別される。好ましくは、制御プログラム製品１９０は、識別された特徴的パターンが上下の空間に存在するように、加工力グラフＭＦＧの上に製品品質グラフＰＱＧをプロットする。制御プログラム製品１９０は、製品品質グラフＰＱＧおよび加工力グラフＭＦＧ内の識別された特徴的パターンを相関させる。識別された特徴的パターンの結果として得られる製品品質／加工力相関ＰＱＭＦは、両側破線矢印によって示されている。好ましくは、両方のグラフの識別された特徴的パターンは、相関線ＣＬに対して同じ距離で縦座標に沿っている。
【0084】
図２３によれば、図２０の製品２１の製品品質グラフＰＱＧは、図１６の穿孔装置１’’の加工力グラフＭＦＧと相関している。制御プログラム製品１９０は、製品品質グラフＰＱＧ内の製品位置ＰＰを識別する。また、制御プログラム製品１９０は、加工力グラフＭＦＧ内の位置Ｐを識別する。制御プログラム製品１９０は、製品品質グラフＰＱＧ内の識別された製品位置ＰＰと、加工力グラフＭＦＧ内の識別された位置Ｐとを相関させる。好ましくは、製品品質グラフＰＱＧ内の製品位置ＰＰと、加工力グラフＭＦＧ内の位置Ｐとは、三次元座標系ＸＹＺにおいて同一の基準位置を有するので、相関している。識別され相関された製品品質グラフＰＱＧ内の識別された製品位置ＰＰと、加工力グラフＭＦＧ内の位置Ｐは、破線の円で示されている。製品品質グラフＰＱＧにおける識別された製品位置ＰＰと、加工力グラフＭＦＧにおける識別された位置Ｐとの、結果として得られる製品品質／加工力相関ＰＱＭＦが、両側破線矢印によって示されている。好ましくは、製品品質グラフＰＱＧにおける識別された製品位置ＰＰと加工力グラフＭＦＧにおける識別された位置Ｐとは、相関線ＣＬに対して同一の距離で縦座標に沿っている。
【0085】
図２４によれば、図２１の製品２１の製品品質グラフＰＱＧは、図１７のミリング装置１’’’の加工力グラフＭＦＧと相関している。制御プログラム製品１９０は、空間内の２つのグラフをプロットし、製品品質グラフＰＱＧに対して回帰直線ＲＬを決定し、加工力グラフＭＦＧに対して回帰直線ＲＬ’を決定する。制御プログラム製品１９０は、製品品質グラフＰＱＧの回帰直線ＲＬを加工力グラフＭＦＧの回帰直線ＲＬ’と相関させる。結果として得られる製品品質／加工力相関ＰＱＭＦは、両側破線矢印によって示されている。好ましくは、両方のグラフの２つの回帰直線ＲＬ，ＲＬ’は、相関線ＣＬに対して同じ距離で縦座標に沿っている。
【0086】
製品品質／加工力相関ＰＱＭＦは、デジタル製品品質／加工力データ１９８として利用可能となる。好ましくは、製品品質／加工力データ１９８は、制御ユニット１９の記憶装置１９．３に記憶される。
【0087】
第４のステップＩＶ
所定の寸法精度、所定の表面粗さなどの製品２１の少なくとも１つの物理的に必要な製品品質境界ＰＱＢ，ＰＱＢ’が提供される。好ましくは、製品品質境界ＰＱＢ，ＰＱＢ’は、駆動制御ユニット１２の記憶装置１２．３に記憶される設計データ１２１の一部である。駆動制御ユニット１２は、製品品質境界ＰＱＢ，ＰＱＢ’を制御ユニットライン１９．１によって制御ユニット１９に送信する。
所定の寸法精度、所定の表面粗さなどの製品２１の少なくとも１つの物理的に必要な製品品質境界ＰＱＢ，ＰＱＢ’が提供される。好ましくは、製品品質境界ＰＱＢ，ＰＱＢ’は、駆動制御ユニット１２の記憶装置１２．３に記憶される設計データ１２１の一部である。駆動制御ユニット１２は、製品品質境界ＰＱＢ，ＰＱＢ’を制御ユニットライン１９．１によって制御ユニット１９に送信する。
【0088】
【0089】
図２５によれば、製品品質ＰＱは、可能な限り最良の製品品質ＰＱを表す０μｍの寸法精度に正規化される。この最良の可能な製品品質ＰＱに関して、製品品質グラフＰＱＧは、＋２μｍの寸法精度の上側製品品質境界ＰＱＢおよび－２μｍの寸法精度の下側製品品質境界ＰＱＢ’を有する。
【0090】
図２６によれば、製品品質ＰＱは、可能な限り最良の製品品質ＰＱを表す０μｍの寸法精度に正規化される。この最良の可能な製品品質ＰＱに関して、製品品質グラフＰＱＧは、＋２μｍの寸法精度の上側製品品質境界ＰＱＢおよび－２μｍの寸法精度の下側製品品質境界ＰＱＢ’を有する。
【0091】
図２７によれば、製品品質ＰＱは、可能な限り最良の製品品質ＰＱを表す０μｍの表面粗さに正規化される。この可能な限り最良の製品品質ＰＱに関して、製品品質グラフＰＱＧは、＋２μｍの表面粗さの上側製品品質境界ＰＱＢおよび－２μｍの表面粗さの下側製品品質境界ＰＱＢ’を有する。
【0092】
制御プログラム製品１９０は、製品品質／加工力相関ＰＱＭＦを使用して、加工力ＭＦの少なくとも１つの加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’を決定する。
【0093】
図２５によれば、図２２による相関線ＣＬに対する両方のグラフの識別された特徴的パターンの既知の距離に起因して、制御プログラム製品１９０は、製品品質境界ＰＱＢ，ＰＱＢ’と形状およびサイズが類似している加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’を決定する。
【0094】
図２６によれば、図２３による相関線ＣＬに対する製品品質グラフＰＱＧ内の識別された製品位置ＰＰおよび加工力グラフＭＦＧ内の識別された位置Ｐの既知の距離に起因して、制御プログラム製品１９０は、製品品質境界ＰＱＢ，ＰＱＢ’と形状およびサイズが類似している加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’を決定する。
【0095】
図２７によれば、図２４による相関線ＣＬに対する両方のグラフの回帰直線ＲＬ，ＲＬ’の既知の距離に起因して、制御プログラム製品１９０は、製品品質境界ＰＱＢ，ＰＱＢ’と形状およびサイズが類似している加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’を決定する。
【0096】
【0097】
加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’は、デジタル加工力基準データ１９９として利用可能とされる。好ましくは、加工力基準データ１９９は、制御ユニット１９の記憶装置１９．３に記憶される。
【0098】
このレベルから、第４のステップＩＶは第２のステップＩＩと同様であり、第２のステップＩＩの図１１～図１４の説明を参照する。以下の図２８～図３０は、制御プログラム製品１９が実際に加えられた加工力グラフＡＭＦＧに加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’を追加していることを除いて、図１１～図１３と同様である。加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’は点線で表される。
【0099】
制御プログラム製品１９は、実際に加えられた加工力ＡＭＦが加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’を超えるか否かを評価する。実際に加えられた加工力ＡＭＦが加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’を超えない場合、製品２１の製品品質ＰＱが自動的に確認される。
【0100】
実際に加えられた加工力ＡＭＦが加工力境界ＭＦＢ，ＭＦＢ’を超える場合、制御プログラム製品１９０は、補正の対象となる実際に加えられた加工力ＡＭＦの少なくとも１つの力部分ＦＰを決定する。ここでも、このレベルから、第４のステップＩＶは第２のステップＩＩと同様であり、図１１～図１４の説明を参照し、制御プログラム製品１９０は、実際に加えられた加工力ＡＭＦの少なくとも１つの力部分ＦＰを決定し、制御プログラム製品１９０は、撓み／試験力データ１９３を読み取り、撓み／試験力関係ＤＦＸ，ＤＦＹ，ＤＦＺを使用して、決定された力部分ＦＰについて、装置１の少なくとも１つの補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを決定する。次に、制御プログラム製品１９０は、決定された補正撓みＣＤＸ，ＣＤＹ，ＣＤＺを使用して、少なくとも１つの補正された駆動制御信号ＣＤＳ，ＣＤＳ’を生成する。
【0101】
制御ユニット１９と駆動制御ユニット１２とは、独自の筐体を備えた物理的に分離されたユニットであってもよい。物理的に分離されたユニットは、世界中のどこに位置してもよい。この場合、制御ユニットライン１９．１は、有線であってもよいし、電話網、インターネットなどの無線であってもよい。
【0102】
制御ユニット１９および駆動制御ユニット１２は、共通の筐体を備えた物理的に一体化されたユニットであってもよい。物理的に統合されたユニットは、共通のプロセッサ装置および共通の記憶装置を有することができる。
【0103】
制御プログラム製品１９０は、図３５に示すようなコンピュータ読み取り可能な記憶装置５０上で実行されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶装置５０は、世界中のどこに位置してもよい。制御プログラム製品１９０は、伝送ライン５０．１によってコンピュータ読み取り可能な記憶装置５０から制御ユニット１９の記憶装置１９．３にロードされてもよい。伝送ライン５０．１は、有線であってもよいし、電話網、インターネットなどの無線であってもよい。
【0104】
本発明は、多くの異なる形態で実現されてもよく、図の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【0105】
１、１’、１’’、１’’’ 装置
１０ ベース
１１、１１’、１１’’ 駆動ユニット
１１．１、１１．１’、１１．１’’ エンコーダ
１２ 駆動制御ユニット
１２０ 駆動制御プログラム製品
１２１ デジタル設計データ
１２２ 製造ステップデータ
１２．１、１２．１’ 駆動制御ユニットライン
１２．２ 駆動制御ユニットのプロセッサ装置
１２．３ 駆動制御ユニットの記憶装置
１３ 切削工具ポスト
１３’ 切削工具チャック
１４ 切削工具ホルダ
１５、１５’、１５’’、１５’’’ 切削工具
１６ センサ装置
１６．１ センサ装置ライン
１７ センサ評価ユニット
１７．１ センサ評価ユニットライン
１８ ワークピースホルダ
１９ 制御ユニット
１９．１ 制御ユニットライン
１９．２ 制御ユニットのプロセッサ装置
１９．３ 制御ユニットの記憶装置
１９０ 制御プログラム製品
１９１ 試験力データ
１９２ 撓みデータ
１９３ 撓み／試験力データ
１９４ 位置データ
１９５ 加工力データ
１９６ 製品品質データ
１９７ 製品位置データ
１９８ 製品品質／加工力相関データ
１９９ 加工基準力データ
２０ ワークピース
２１ 製品
３１ 力アクチュエータ
３１．１ 力アクチュエータライン
３２ 撓みセンサ
３２．１ 撓みセンサライン
４１ プロフィロメータ
４１．１ プロフィロメータライン
５０ コンピュータ読み取り可能な記憶装置
５０．１ 伝送ライン
ＡＭＦ 実際に加えられた加工力
ＡＭＦＧ 実際に加えられた加工力グラフ
ＡＳ アクチュエータ信号
ＣＤＳ、ＣＤＳ’ 補正された駆動制御信号
ＣＤＸ、ＣＤＹ、ＣＤＺ 補正撓み
ＣＬ 相関線
ＣＭＦ 補正された加工力
ＣＸ、ＣＹ、ＣＺ 成分
ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ 撓み距離
ΔＣＸ、ΔＣＹ、ΔＣＺ 成分部分
Ｄ 切削深さ
Ｄ１５ 撓み
ＤＳ、ＤＳ’ 駆動制御信号
ＤＦＸ、ＤＦＹ、ＤＦＺ 撓み／試験力関係
ε 製品距離
ＥＳ、ＥＳ’ エンコーダ信号
ＥＳＳ 評価されたセンサ信号
ＥＴ 評価時間
Ｆ フィルタ
ＦＭ 送り運動
ＦＭＦ 将来加えられる加工力
ＦＰ 力部分
ＦＳ 撓み信号
Ｇ ゲイン
Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ ステップ
Ｍ 大きさ
ＭＦ 加工力
ＭＦＢ、ＭＦＢ’ 加工力境界
ＭＦＧ 加工力グラフ
ＭＦＲ 加工力基準
Ｐ 位置
ＰＰ 製品位置
ＰＱ 製品品質
ＰＱＢ、ＰＱＢ’ 製品品質境界
ＰＱＧ 製品品質グラフ
ＰＱＭＦ 製品品質／加工力関係
ＰＳ プロフィロメータ信号
ＱＳ 品質信号
Ｒ 回転運動
ＲＬ、ＲＬ’ 回帰直線
ＳＳ センサ信号
ｔ 切削工具時間
ＴＦ 試験力
ＸＹ 平面
ＸＹＺ 三次元座標系
Ｘ、Ｙ、Ｚ 軸
１０ ベース
１１、１１’、１１’’ 駆動ユニット
１１．１、１１．１’、１１．１’’ エンコーダ
１２ 駆動制御ユニット
１２０ 駆動制御プログラム製品
１２１ デジタル設計データ
１２２ 製造ステップデータ
１２．１、１２．１’ 駆動制御ユニットライン
１２．２ 駆動制御ユニットのプロセッサ装置
１２．３ 駆動制御ユニットの記憶装置
１３ 切削工具ポスト
１３’ 切削工具チャック
１４ 切削工具ホルダ
１５、１５’、１５’’、１５’’’ 切削工具
１６ センサ装置
１６．１ センサ装置ライン
１７ センサ評価ユニット
１７．１ センサ評価ユニットライン
１８ ワークピースホルダ
１９ 制御ユニット
１９．１ 制御ユニットライン
１９．２ 制御ユニットのプロセッサ装置
１９．３ 制御ユニットの記憶装置
１９０ 制御プログラム製品
１９１ 試験力データ
１９２ 撓みデータ
１９３ 撓み／試験力データ
１９４ 位置データ
１９５ 加工力データ
１９６ 製品品質データ
１９７ 製品位置データ
１９８ 製品品質／加工力相関データ
１９９ 加工基準力データ
２０ ワークピース
２１ 製品
３１ 力アクチュエータ
３１．１ 力アクチュエータライン
３２ 撓みセンサ
３２．１ 撓みセンサライン
４１ プロフィロメータ
４１．１ プロフィロメータライン
５０ コンピュータ読み取り可能な記憶装置
５０．１ 伝送ライン
ＡＭＦ 実際に加えられた加工力
ＡＭＦＧ 実際に加えられた加工力グラフ
ＡＳ アクチュエータ信号
ＣＤＳ、ＣＤＳ’ 補正された駆動制御信号
ＣＤＸ、ＣＤＹ、ＣＤＺ 補正撓み
ＣＬ 相関線
ＣＭＦ 補正された加工力
ＣＸ、ＣＹ、ＣＺ 成分
ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ 撓み距離
ΔＣＸ、ΔＣＹ、ΔＣＺ 成分部分
Ｄ 切削深さ
Ｄ１５ 撓み
ＤＳ、ＤＳ’ 駆動制御信号
ＤＦＸ、ＤＦＹ、ＤＦＺ 撓み／試験力関係
ε 製品距離
ＥＳ、ＥＳ’ エンコーダ信号
ＥＳＳ 評価されたセンサ信号
ＥＴ 評価時間
Ｆ フィルタ
ＦＭ 送り運動
ＦＭＦ 将来加えられる加工力
ＦＰ 力部分
ＦＳ 撓み信号
Ｇ ゲイン
Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ ステップ
Ｍ 大きさ
ＭＦ 加工力
ＭＦＢ、ＭＦＢ’ 加工力境界
ＭＦＧ 加工力グラフ
ＭＦＲ 加工力基準
Ｐ 位置
ＰＰ 製品位置
ＰＱ 製品品質
ＰＱＢ、ＰＱＢ’ 製品品質境界
ＰＱＧ 製品品質グラフ
ＰＱＭＦ 製品品質／加工力関係
ＰＳ プロフィロメータ信号
ＱＳ 品質信号
Ｒ 回転運動
ＲＬ、ＲＬ’ 回帰直線
ＳＳ センサ信号
ｔ 切削工具時間
ＴＦ 試験力
ＸＹ 平面
ＸＹＺ 三次元座標系
Ｘ、Ｙ、Ｚ 軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
