(57)【要約】【課題】送り軸の加減速に伴う振動を考慮し、適正精度の加工面を当初から得ることのできるように、送り速度を適正な速度に修正するＮＣプログラム修正装置等を提供する。【解決手段】ＮＣプログラムを記憶するＮＣプログラム記憶部５と、加工に使用されるＮＣ工作機械の振動特性に係るデータを記憶する振動特性記憶部８と、振動特性記憶部８に格納された振動特性データを基に、工具の送り速度に関し、ＮＣ工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率に係るデータを設定するとともに、ＮＣプログラム記憶部５に格納されたＮＣプログラムを解析して、工具の切削送り加速度に係る変動率を算出し、算出した変動率が限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、この限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を修正するＮＣプログラム修正処理部９とを備える。【選択図】図１
2006007363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣ工作機械の制御に使用されるＮＣプログラムであって、複数の指令ブロックからなり、工具の移動経路及びその送り速度に係るデータを少なくとも含むＮＣプログラムを記憶するＮＣプログラム記憶部と、
加工に使用される前記ＮＣ工作機械の振動特性に係るデータを記憶する振動特性記憶部と、
前記振動特性記憶部に格納された、前記加工に使用されるＮＣ工作機械の振動特性に係るデータを基に、前記工具の送り速度に関し、前記ＮＣ工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率に係るデータを設定するとともに、前記ＮＣプログラム記憶部に格納されたＮＣプログラムを解析して、前記工具の切削送り加速度に係る変動率を算出し、算出した変動率が前記限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を修正するＮＣプログラム修正処理部とを設けて構成したことを特徴とするＮＣプログラム修正装置。
【請求項２】
ＮＣ工作機械の制御に使用されるＮＣプログラムであって、複数の指令ブロックからなり、工具の移動経路及びその送り速度に係るデータを少なくとも含むＮＣプログラムを記憶するＮＣプログラム記憶部と、
前記工具の送り速度に関し、加工に使用される前記ＮＣ工作機械の振動特性に応じて設定された、前記ＮＣ工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率に係るデータを記憶する限界加速度変動率記憶部と、
前記ＮＣプログラム記憶部に格納されたＮＣプログラムを解析して、前記工具の切削送り加速度に係る変動率を算出し、算出した変動率が前記限界加速度変動率記憶部に格納された限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を修正するＮＣプログラム修正処理部とを設けて構成したことを特徴とするＮＣプログラム修正装置。
【請求項３】
前記ＮＣプログラム修正処理部は、２つの指令ブロック間における切削送り速度の加速度変動率が限界加速度変動率を超えていると判定されたとき、該２つの指令ブロックのうち少なくとも一方を複数の指令ブロックに分割するとともに、前記２つの指令ブロックに相当する新たな指令ブロックの切削送り速度を、各ブロック間の加速度変動率が前記限界加速度変動率以下となる切削送り速度に設定するように構成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のＮＣプログラム修正装置。
【請求項４】
前記ＮＣプログラム修正処理部は、２つの指令ブロック間における切削送り速度の加速度変動率が限界加速度変動率を超えていると判定されたとき、該２つの指令ブロックのうち少なくとも一方における切削送り速度を、非定常有理のスプライン関数として定義するように構成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のＮＣプログラム修正装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４記載のいずれかのＮＣプログラム修正装置と、
被加工物の３次元形状に係る形状データを記憶する形状データ記憶部と、
素材材質に応じた切削速度及び切込み量に係る情報、並びに工具情報を記憶した工具・加工情報記憶部と、
前記形状データ記憶部に格納された前記被加工物の３次元形状データ、及び前記工具・加工情報記憶部に格納された情報を基にＮＣプログラムを生成し、生成したＮＣプログラムを前記ＮＣプログラム記憶部に格納するＮＣプログラム生成処理部とを設けて構成したことを特徴とするＮＣプログラム生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＣ工作機械の制御に使用されるＮＣプログラムであって、複数の指令ブロックからなり、工具の移動経路及びその送り速度に係るデータを少なくとも含むＮＣプログラムの前記送り速度を適正な速度に修正するＮＣプログラム修正装置及びこれを備えたＮＣプログラム生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＡＤ（Computer aided design）により作成された被加工物（以下、ワークという）の設計データを用いてＮＣプログラムを自動的に生成する装置として、従来から、ＣＡＭ（Computer aided manufacturing）手法を用いたＮＣプログラム生成装置が知られている。
【０００３】
ＣＡＤにより作成される設計データ（以下、ＣＡＤデータという）は、加工後のワークの最終的な形状及び寸法などを示す形状データ、例えば座標データ，数式データといったデータや寸法線などに関するデータからなる。ＮＣプログラム生成装置は、このようなＣＡＤデータからワークの形状データのみを抽出した後、ワーク形状が円形なのか、矩形なのか、円柱形なのか、角柱形なのか、凸曲面なのか、或いは凹曲面なのかといったワーク形状の特徴や、使用工具，切削条件といった加工法に関するデータなど、ＮＣプログラムを生成するために必要なデータを、適宜入力装置を用いたオペレータからの入力によって受け取り、この入力されたデータ及び前記ＣＡＤデータから抽出された形状データを基にしてＮＣプログラムを生成する。
【０００４】
ところが、かかるＮＣプログラム生成装置では、上記のように、ＮＣプログラムを生成するために必要なデータである、ワーク形状の特徴に関するデータや加工法に関するデータを、オペレータが入力するように設けられているので、データ入力に長時間を要し、そのために当該ワークの加工に長時間を要するという問題があり、また、上記データ入力の人為的なミスを完全に防止することが困難で、そのためにワークが不良品となったり、或いは治工具が損傷するといった問題を生じる。
【０００５】
また、生成したＮＣプログラムを用いて加工を行う際に、工具のビビリや過負荷等によって期待した結果が得られない場合には、長時間を要する原因追求を行って当該ＮＣプログラムを修正する必要があり、また、かかる修正作業を行うためにはＮＣプログラム生成装置における処理の初期段階まで戻って作業しなければならず、修正後のＮＣプログラムを再出力するまでに長時間を要し、その間、工作機械を停止させなければならないという問題もある。
【０００６】
そこで、本出願人は、このような問題を解決すべく、特開２００１−７５６２４号公報に開示されるＮＣプログラム生成装置（ツールパスデータ生成装置）を既に提案している。このＮＣプログラム生成装置によれば、特徴データ抽出処理部及び加工法設定処理部を備えているので、被加工物の特徴形状に関するデータや、使用工具，切削条件といった加工法に関するデータなどを、オペレータが入力する必要が無く、ＮＣプログラムを迅速に生成することができ、また、人為的な入力ミスも起こり得ないため、かかる入力ミスによって被加工物が不良品となったり、或いは治工具が損傷するといった問題が生じることもない。
【０００７】
また、加工法設定処理部によって設定された加工法、及び加工関連情報生成処理部によって生成された加工関連情報を、加工シナリオ出力処理部から加工シナリオとして外部に出力するようにすれば、実加工において、工具のビビリ現象を生じたり或いは過負荷等によって期待通りの結果が得られなかった場合でも、出力された加工シナリオを参照することで、迅速な原因追求を行うことができるという効果もある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−７５６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記ＮＣ工作機械は完全な剛体から構成されるものではなく、主軸やテーブルなどＮＣ工作機械を構成する構造物の移動によって容易に振動する。これは、構造物が移動する際の加速度に振動成分が含まれているためである。
【００１０】
そして、この振動がＮＣ工作機械の固有振動数に近い振動数を持つ場合には、当該ＮＣ工作機械が共振状態となって、入力振動（移動構造物の加速に起因する振動）の振幅よりも大きな振幅で振動するようになる。とりわけ、切削加工時に共振状態に至ると、これが加工面に影響して、その面精度が悪化することになる。
【００１１】
例えば、図６（ａ）に示すように、Ｘ−Ｙ平面で軌跡が直線から円弧を描くように工具が移動する場合、通常、円弧加工における工具の送り速度が一定の値として設定されることから、機械制御的には、Ｘ軸の送り速度ＦＸとＹ軸の送り速度ＦＹとを合成した送り速度Ｆが設定値となるように各送り軸が制御される。即ち、Ｘ軸及びＹ軸の送り速度ＦＸ，ＦＹは工具の移動位置に応じて刻々と加減速されるのである。したがって、このような加減速にＮＣ工作機械の固有振動数に近い振動成分が含まれる場合には、上記の如く、当該ＮＣ工作機械が共振状態となって、加工面の面精度が悪化することになる。
【００１２】
しかるに、上記特開２００１−７５６２４号公報に代表される従来のＮＣプログラム生成装置では、もっぱら、工具の形状やその材質、並びにワークの材質などから一般的に設定される送り速度を採用してＮＣプログラムを生成するようになっており、上記加減速に伴う振動については全く考慮されていなかった。
【００１３】
このため、自動生成されたＮＣプログラムをそのまま使用して加工したとしても、予定された精度の加工面を得ることができない場合があり、結局は、当該ＮＣプログラムを用いて試し加工を行い、その結果を検証して、面精度が悪い部分については、試行錯誤の上、適正な送り速度（振動が適正でしかも最も速い送り速度）となるように、当該ＮＣプログラムを修正しなければならなかった。
【００１４】
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、送り軸の加減速に伴う振動を考慮し、適正精度の加工面を当初から得ることのできるように、送り速度を適正な速度に修正するＮＣプログラム修正装置及びこれを備えたＮＣプログラム生成装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明は、ＮＣ工作機械の制御に使用されるＮＣプログラムであって、複数の指令ブロックからなり、工具の移動経路及びその送り速度に係るデータを少なくとも含むＮＣプログラムを記憶するＮＣプログラム記憶部と、
加工に使用される前記ＮＣ工作機械の振動特性に係るデータを記憶する振動特性記憶部と、
前記振動特性記憶部に格納された、前記加工に使用されるＮＣ工作機械の振動特性に係るデータを基に、前記工具の送り速度に関し、前記ＮＣ工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率に係るデータを設定するとともに、前記ＮＣプログラム記憶部に格納されたＮＣプログラムを解析して、前記工具の切削送り加速度に係る変動率を算出し、算出した変動率が前記限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を修正するＮＣプログラム修正処理部とを設けて構成したＮＣプログラム修正装置に係る。
【００１６】
本発明に係るＮＣプログラム修正装置によると、まず、適宜作成されたＮＣプログラムがＮＣプログラム記憶部に格納される。
【００１７】
次に、ＮＣプログラム修正処理部において、前記振動特性記憶部に格納された振動特性に係るデータを基に、前記工具の送り速度に関し、前記ＮＣ工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率を設定する処理が行われる。
【００１８】
ここに、前記振動特性データに関しては、その一例として、振動周波数と振動振幅の大きさとの相関関係を表すデータを挙げることができ、工作機械の移動体（テーブルなど）を適当な速度で移動させた際の振動を検出して、これを周波数解析したり、或いは、工作機械に適当な衝撃を加えて、この衝撃により生じる振動を検出して、これを周波数解析することにより得られ、このようにして取得された振動特性データが予め前記振動特性記憶部に格納される。
【００１９】
次に、ＮＣプログラム修正処理部において、前記ＮＣプログラム記憶部に格納されたＮＣプログラムが順次解析されて工具の切削送り加速度に係る変動率が算出され、ついで算出した変動率が前記限界加速度変動率を超えるかどうかが判定され、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度が修正される。
【００２０】
尚、切削送り加速度の変動率は、ＮＣプログラムに含まれる切削送り速度データを微分処理して切削送り加速度を算出した後、算出した切削送り加速度を更に微分処理することによって得られる。また、限界加速度変動率については、ＮＣ工作機械の振動によって加工面の面精度が許容値を超える状態となる付近の加速度変動率を充当することができ、或いは、この加速度変動率から所定の割合（例えば１０％）を減じた値を充当することができる。
【００２１】
また、前記限界加速度変動率は、これをＮＣ工作機械の振動特性からその都度算出するのではなく、当該振動特性からこれを予め算出して適宜記憶部（限界加速度変動率記憶部）に格納するようにしても良い。この場合、前記ＮＣプログラム修正処理部は、算出した前記変動率が前記限界加速度変動率記憶部に格納された限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を修正する。
【００２２】
また、前記ＮＣプログラム修正処理部は、２つの指令ブロック間における切削送り速度の加速度変動率が限界加速度変動率を超えていると判定されたとき、この２つの指令ブロックのうち少なくとも一方を複数の指令ブロックに分割するとともに、前記２つの指令ブロックに相当する新たな指令ブロックの切削送り速度を、各ブロック間の加速度変動率が前記限界加速度変動率以下となる切削送り速度に設定するように構成されていても良い。
【００２３】
更に、前記ＮＣプログラム修正処理部は、２つの指令ブロック間における切削送り速度の加速度変動率が限界加速度変動率を超えていると判定されたとき、この２つの指令ブロックのうち少なくとも一方における切削送り速度を、非定常有理のスプライン関数として定義するように構成されていても良い。
【００２４】
また、上記のＮＣプログラム修正装置と、被加工物の３次元形状に係る形状データを記憶する形状データ記憶部と、素材材質に応じた切削速度及び切込み量に係る情報、並びに工具情報を記憶した工具・加工情報記憶部と、前記形状データ記憶部に格納された前記被加工物の３次元形状データ、及び前記工具・加工情報記憶部に格納された情報を基にＮＣプログラムを生成し、生成したＮＣプログラムを前記ＮＣプログラム記憶部に格納するＮＣプログラム生成処理部とを備えたＮＣプログラム生成装置として構成し、ＮＣプログラム生成処理部によって自動生成されたＮＣプログラムの切削送り速度を、ＮＣプログラム修正装置によって、適正な送り速度となるように修正するようにしても良い。
【発明の効果】
【００２５】
以上詳述したように、本発明によれば、限界加速度変動率を設定するとともに、ＮＣプログラムを順次解析し、工具の切削送り速度の変化を検出して、この速度変化に伴う切削加速度変動率を算出し、算出した切削送り加速度変動率が限界加速度変動率を超える場合には、これ以下となるように該当する切削送り速度を修正するようにしているので、実加工の際にＮＣ工作機械が過振動状態に至らない、即ち、所望の面精度の加工面を得ることができるＮＣプログラムを、試加工といった試行錯誤を経ることなく得ることができ、ＮＣプログラムの生成からこれを用いた連続加工に至る一連の作業を短時間且つ効率的に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。図１は、本実施形態に係るＮＣプログラム生成装置の概略構成を示したブロック図である。
【００２７】
同図に示すように、本例のＮＣプログラム生成装置１は、バスライン２を介して相互に接続されたＮＣプログラム生成処理部６及びＮＣプログラム修正処理部９の各処理部と、形状データ記憶部３，工具・加工情報記憶部４，ＮＣプログラム記憶部５及び振動特性データ記憶部８の各記憶部と、入出力インターフェース１０と、この入出力インターフェース１０に接続される入力装置１１及び出力装置１２とを備えて構成され、前記ＮＣプログラム記憶部５，振動特性データ記憶部８及びＮＣプログラム修正処理部９がＮＣプログラム修正装置７を構成する。以下、各部の詳細について説明する。
【００２８】
前記形状データ記憶部３は、被加工物（以下、「ワーク」という）の３次元形状データを記憶する機能部であり、オンラインにより若しくは持ち運び可能な適宜記録媒体を介して入力装置１１から入力される形状データを記憶する。この形状データは、例えば、ＣＡＤを用いて作成されたワークの設計データから、寸法線に係るデータなどＮＣプログラムの生成に不必要なデータを除去して、当該ＮＣプログラムの生成に必要なデータのみを抽出することによって得られる。
【００２９】
工具・加工情報記憶部４は、工具情報及び加工情報を記憶する機能部であり、具体的には、ワークの特徴形状に応じた加工モード（等高線加工，走査線加工，直線補間，円弧補間，エアカットの回避処理種別など）、工具の種類（型式，材質など）や工具径などの工具情報、素材材質に応じ各工具種類ごとに設定された切削速度、回転当りの切削量や取り代などに関するデータが格納されている。
【００３０】
前記ＮＣプログラム生成処理部６は、前記形状データ記憶部３に格納されたワークの３次元形状データ及び前記工具・加工情報記憶部４に格納された情報を基に、特徴データ抽出処理、加工法設定処理及びＮＣプログラム生成処理を順次実行して、ＮＣプログラムを生成し、生成したＮＣプログラムをＮＣプログラム記憶部５に格納する処理を行う。
【００３１】
前記特徴データ抽出処理は、形状データ記憶部３に格納された形状データを基に、この形状データによって設定される領域の中から加工を行うべき領域を認識した後、認識された加工領域内におけるワークの３次元形状に関する特徴を抽出する処理であり、前記形状データから直接抽出される当該領域における比較的単純な形状要素、例えば、円柱形状や角柱形状といった形状要素を抽出する単純形状抽出処理や、前記形状データから直接抽出することができない自由曲面などについて当該領域における特徴形状を抽出する自由曲面抽出処理などが含まれる。
【００３２】
前記加工法設定処理は、前記特徴データ抽出処理によって抽出された特徴データを基に、前記工具・加工情報記憶部４を検索して、各加工領域について、最適な加工モード，使用工具の種類，切削条件などを設定することをその内容とするものであり、所定加工サイクルの繰り返し加工を行う場合には、仕上面粗度などからその送りピッチを設定し、複数の加工領域において共通した工具が用いられる場合には、この加工領域がなるべく連続して加工されるようにするなど、加工効率を考慮して各加工領域の加工順序を決定する。尚、この加工法設定処理は、加工領域を特徴形状に応じた複数の領域に分割する処理を実行した後、分割された各加工領域について上記加工法を設定するようにすればその処理を容易且つ迅速に行うことができる。
【００３３】
ＮＣプログラム生成処理は、前記加工法設定処理によって設定された加工法に基づき、各加工領域について、設定された加工順序に従って順次、工具の移動経路，回転数，移動速度等の内容を含むＮＣプログラムを生成する処理であり、生成されたＮＣプログラムが、順次ＮＣプログラム記憶部５に格納される。
【００３４】
前記振動特性データ記憶部８は、加工に使用される可能性のあるＮＣ工作機械の固有の振動特性に係るデータを記憶する機能部である。本例では、この振動特性データとして、図２（ａ）に示すような振動周波数ωｎと振動振幅レベルＷＬの大きさとの相関関係を表すデータと、図２（ｂ）に示すような加速度変動率の大きさに応じた振動周波数ωｎと振動加速度レベルＭαとの相関関係を表すデータ（関係式）とが格納されている。
【００３５】
振動周波数ωｎと振動振幅レベルＷＬとの相関データは、ＮＣ工作機械の移動体（テーブルなど）を適当な速度で移動させた際の振動を検出して、これを周波数解析したり、或いは、ＮＣ工作機械に適当な衝撃を加えて、この衝撃により生じる振動を検出して、これを周波数解析することにより得られ、このようにして得られた図２（ａ）に示す如きデータが前記振動特性データ記憶部８に格納される。尚、この振動周波数ωｎと振動振幅レベルＷＬとの相関データは、全周波数についてのものは必要なく、振動振幅レベルＷＬのピーク値とこれに対応する振動周波数ωｎの値とをデータテーブルの形式で記憶するようにしても良い。
【００３６】
また、上述したように、物体に外力を加えてこれを所定速度で移動させるとき、移動物体に加えられる加速度が変動する場合、この変動には所定の振動成分が含まれており、この振動成分によって、移動物体を含む構造体が振動することになる。この振動成分（振動加速度レベル及び振動周波数）は、加速度が変動するその大きさ（加速度変動率）に応じて定まるものであり、以下のようにして求めることができる。
【００３７】
例えば、図３（ａ）に示すように、加速度変動率が一定時間一定の値を示すように、言い換えれば加速度変動率が矩形波を示すように物体を移動させたとすると、その加速度は、加速度変動率が一定の値をとる間、加速度が一次直線で上昇し、この後、一定値となる。そして、図３（ｂ）に示すように、定常状態における加速度の大きさを一定にして、矩形波の時間（加速度が上昇する時間）を長くすると、加速度変動率は小さくなる。
以上から、以下の関係が導かれる。
（矩形波の時間）×（加速度変動率の大きさ）＝一定
これを言い換えると、矩形波の面積は一定であるということになる。
【００３８】
そこで、定常状態における加速度の大きさを一定にして、矩形波の時間幅（即ち、加速度の上昇時間）を適宜変化させると、各時間幅とこれに応じた加速度変動率（矩形波の高さ）の矩形波、即ち、時間幅と高さの異なる矩形波が得られる。そして、得られた各矩形波には、加速度変動率の大きさに応じた振動成分が含まれている。したがって、この各矩形波をＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析することにより、含まれる振動成分（振動加速度レベルと振動周波数）を解析することができる。このようにして解析した時間幅の異なる各矩形波ごとの振動加速度レベルＭαと振動周波数ωｎとの関係を図４に示す。
【００３９】
斯くして、上記解析結果から、最小二乗法などの手法によって、図２（ｂ）に示すような、加速度変動率の大きさに応じた（例えば、加速度変動率Ａ，Ｂ，Ｃ．．．について）振動加速度レベルＭαと振動周波数ωｎとの関係を表す近似式（関係式）を算出し、得られた関係式が上記のように振動特性データ記憶部８に格納されるのである。
【００４０】
前記ＮＣプログラム修正処理部９は、前記振動特性データ記憶部８に格納されたデータであって、当該加工に使用されるＮＣ工作機械の振動特性に係るデータを基に、工具の送り速度に関し、ＮＣ工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率を設定する処理と、前記ＮＣプログラム生成処理部６によって生成され前記ＮＣプログラム記憶部５に格納されたＮＣプログラムを解析して、工具の切削送りに関する加速度変動率を算出し、算出した加速度変動率が限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を増減して修正し、修正したＮＣプログラムでもって前記ＮＣプログラム記憶部５に格納されたＮＣプログラムを更新する処理とを行なう。
【００４１】
具体的には、ＮＣプログラム修正処理部９は、例えば、図２（ａ）に示すように、振動周波数ω１及びω２のときに、振動振幅レベルＷＬがピーク値０．０１及び０．００５を示す場合、図２（ｂ）に示す加速度の大きさに応じた振動周波数ωｎと振動加速度レベルＭαとの相関関係から、前記振動周波数ω１及びω２における振動加速度レベルＭαを各送り加速度変動率Ａ，Ｂ，Ｃごとにそれぞれ算出し、ついで、次式を基に当該送り加速度の変動によって生じるＮＣ工作機械の振動レベルＬを各送り加速度変動率Ａ，Ｂ，Ｃごとに算出する。
【００４２】
振動レベルＬ＝Σ（（ωｎの振動振幅レベルＷＬ）×（ωｎの振動加速度レベルＭα））
【００４３】
図２に示した例では、送り加速度変動率がＡの場合の振動レベルＬＡは、
ＬＡ＝０．０１×１．０＋０．００５×０．８４＝０．０１４２
となり、
送り加速度変動率がＢの場合の振動レベルＬＢは、
ＬＢ＝０．０１×０．９６＋０．００５×０．６１＝０．０１２６５
となり、
送り加速度変動率がＣの場合の振動レベルＬＣは、
ＬＣ＝０．０１×０．７６＋０．００５×０．４０＝０．００９６
となる。
【００４４】
そして、このようにして、送り加速度の変動に応じた振動レベルＬを算出した後、前記ＮＣプログラム修正処理部９は、当該ＮＣ工作機械について予め設定された限界の振動レベルを基に、限界となる送り加速度変動率を算出する。具体的には、例えば限界振動レベルが０．０１２８０であるとすると、これより値が小さく且つ最も値の大きい送り加速度変動率Ｂを限界送り加速度変動率として設定する。尚、前記限界振動レベルは経験的設定される。
【００４５】
次に、ＮＣプログラム修正処理部９は、前記ＮＣプログラム記憶部５に格納されたＮＣプログラムを順次解析し、工具の切削送り速度の変化を検出して、この速度変化に伴う加速度変動率を算出し、算出した加速度変動率が前記限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を増減してこれを修正する。
【００４６】
例えば、工具が図６（ａ）に示すような円弧切削を行うように移動する場合、上記のようにＮＣプログラムに含まれる工具の切削送り速度は一定の値に設定されるが、ＮＣプログラム修正処理部９は、工具の切削送り速度に係るデータを検出した後、各送り軸についての切削送り速度（ＦＸ，ＦＹ）を算出し（図６（ｂ））、ついでこれを微分処理して各送り軸についての切削送り加速度（αＸ，αＹ）を算出し（図６（ｃ））、ついで算出した切削送り加速度（αＸ，αＹ）を更に微分処理して加速度変動率（ＪＸ，ＪＹ）を算出し（図６（ｄ））、算出した加速度変動率（ＪＸ，ＪＹ）が前記限界加速度変動率を超えるかどうかを判定するのである。
【００４７】
以上の構成を備えた本例のＮＣプログラム生成装置１によれば、まず、形状データ記憶部３に格納された形状データ、及び工具・加工情報記憶部４に格納されたデータを基に、工具の移動経路，回転数，送り速度等の内容を含むＮＣプログラムがＮＣプログラム生成処理部６によって生成され、生成されたＮＣプログラムがＮＣプログラム記憶部５に格納される。
【００４８】
ついで、前記ＮＣプログラム修正処理部９において、前記振動特性データ記憶部８に格納されたデータを基に、工具の送り速度に関し、ＮＣ工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率が設定されるとともに、前記ＮＣプログラム記憶部５に格納されたＮＣプログラムが解析されて、工具の切削送りに関する加速度変動率が算出され、算出された加速度変動率が限界加速度変動率を超えるかどうかが判定され、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度が修正され、修正されたＮＣプログラムでもって前記ＮＣプログラム記憶部５に格納されたＮＣプログラムが更新される。
【００４９】
斯くして、本例のＮＣプログラム生成装置１によれば、限界加速度変動率を設定するとともに、ＮＣプログラムを順次解析し、工具の切削送り速度の変化を検出して、この速度変化に伴う加速度変動率を算出し、算出した加速度変動率が限界加速度変動率を超える場合には、これ以下となるように該当する切削送り速度を修正するようにしているので、実加工の際にＮＣ工作機械が過振動状態に至らない、即ち、所望の面精度の加工面を得ることができるＮＣプログラムを、試加工といった試行錯誤を経ることなく当初から生成することができ、ＮＣプログラムの生成からこれを用いた連続加工に至る一連の作業を短時間且つ効率的に行なうことができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、言うまでもなく、本発明の採り得る具体的な態様は何ら上例のものに限定されない。
【００５１】
例えば、上例では、加速度変動率の大きさに応じた振動加速度レベルＭαと振動周波数ωｎとの関係式を算出し、算出した関係式を振動特性データ記憶部８に格納するようにしたが、これに限られるものではなく、図５に示すように、各加速度変動率の大きさごとの振動加速度レベルＭαと振動周波数ωｎとの関係をデータテーブルとして作成し、このデータテーブルを前記振動特性データ記憶部８に格納し、このデータテーブルを基に、上述した限界送り加速度変動率を設定するようにしても良い。
【００５２】
また、前記限界加速度変動率は、これをＮＣ工作機械の振動特性からその都度算出するのではなく、当該振動特性から予めこれを算出して、図７に示すように、これを限界加速度変動率データ記憶部１３に格納するようにしても良い。この場合、ＮＣプログラム修正処理部９’は、算出した加速度変動率が前記限界加速度変動率データ記憶部１３に格納された限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を増減して修正する。尚、この場合、ＮＣプログラム記憶部５，振動特性データ記憶部１３及びＮＣプログラム修正処理部９’からＮＣプログラム修正装置７’が構成される。
【００５３】
また、加速度変動率が限界加速度変動率を超える場合の切削送り速度の修正方法は、上例のように単に該当する切削送り速度を増減するものに限定されない。
【００５４】
例えば、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、送り速度が１．０ｍｍ／ｍｉｎで位置Ｐ１からＰ２に移動するように指令するブロックＡと、この指令ブロックＡに続いて、送り速度が０．４ｍｍ／ｍｉｎで位置Ｐ２からＰ３に移動するように指令するブロックＢとがあり、この指令ブロックＡ，Ｂ間における加速度変動率が限界加速度変動率を超える場合に、同図８（ｃ）及び（ｄ）に示すように、指令ブロックＡを、位置Ｐ１からＰ２’に移動するように指令するブロックＡ１と、位置Ｐ２’からＰ２に移動するように指令するブロックＡ２とに分割するとともに、指令ブロックＢを、位置Ｐ２からＰ３’に移動するように指令するブロックＢ１と、位置Ｐ３’からＰ３に移動するように指令するブロックＢ２とに分割するとともに、連続する指令ブロックＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２における送り速度が順次段階的に減少するように、例えば、指令ブロックＡ１における送り速度Ｆを１．０ｍｍ／ｍｉｎ、指令ブロックＡ２における送り速度Ｆを０．８ｍｍ／ｍｉｎ、指令ブロックＢ１における送り速度Ｆを０．６ｍｍ／ｍｉｎ、指令ブロックＢ２における送り速度Ｆを０．４ｍｍ／ｍｉｎというように、各指令ブロックの送り速度を設定するようにしても良い。
【００５５】
更に、上記の場合において、指令ブロックＡ，Ｂの内、少なくとも一方のブロックにおける送り速度を非定常有理のスプライン関数（ＮＵＲＢＳ関数）によって定義して、当該ブロックにおける送り速度を漸次変化させるようにしても良い。
【００５６】
ＮＵＲＢＳ関数は、幾つかの制御点データ及び「ウェイト」，「ノット」などのデータを特定することで自由曲線を定義することができるものであり、ｋ階（（ｋ−１）次）のＮＵＲＢＳ関数の一般式を次式数式１に示す。
【００５７】
【数１】
2006007363.tif 000003
【００５８】
数式１に示すように、ＮＵＲＢＳ関数はパラメータｔを変数とする関数であり、ベクトルＣ（ｔ）で表される。尚、基底関数Ｎは、以下の数式２及び数式３によって表される。
【００５９】
【数２】
2006007363.tif 000004
【００６０】
【数３】
2006007363.tif 000005
【００６１】
ここに、「Ｃｉ」は制御点ベクトル（０≦ｉ≦ｎ）、「ｗｉ」はウェイト（０≦ｉ≦ｎ）、「ｘｉ］はノット（ｘｉ≦ｘｉ＋１）である。また、［ｘ０，ｘ１，．．．ｘｍ］（ｍ＝ｎ＋ｋ）をノットベクトルとする。
【００６２】
斯くして、この一般式から、送り速度に関する速度ベクトル（Ｆ（ｔ））は下式数式４によって定義され、各ＮＵＲＢＳ関数に係る制御点ベクトル（ＣＦｉ）、並びに「ウェイト」（ｗｉ）及び「ノット」（ｘｉ）に係るデータを特定することによって定義される。
【００６３】
【数４】
2006007363.tif 000006
【００６４】
そして、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示す指令ブロックＡにおける送り速度をＮＵＲＢＳ関数によって定義する場合、図９に示すように、４つの制御点ＣＦ０，ＣＦ１，ＣＦ２，及びＣＦ３に係る各Ｘ軸座標値（Ｘ０，．．，Ｘ３）及び送り速度値（Ｆ０，．．，Ｆ３）と、所定の「ウェイト」及び「ノット」データによって特定され、これをＮＣプログラムとして表現することにより、当該ブロック中における送り速度を漸次変化させるようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係るＮＣプログラム修正装置及びこれを備えたＮＣプログラム生成装置は、ＮＣ工作機械の制御に使用されるＮＣプログラムを適正化する装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係るＮＣプログラム生成装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本実施形態に係る限界加速度変動率の設定処理を説明するための説明図である。
【図３】加速度変動率と振動周波数と振動加速度レベルとの相関関係を説明するための説明図である。
【図４】加速度変動率と振動周波数と振動加速度レベルとの相関関係を説明するための説明図である。
【図５】加速度変動率と振動周波数と振動加速度レベルとの相関データの他の例としてのデータテーブルを示した説明図である。
【図６】送り加速度及び送り加速度変動率について説明するための説明図である。
【図７】本発明の他の形態に係るＮＣプログラム生成装置の概略構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の他の形態に係るＮＣプログラム修正方法を説明するための説明図である。
【図９】本発明の他の形態に係るＮＣプログラム修正方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    ＮＣプログラム生成装置
３    形状データ記憶部
４    工具・加工情報記憶部
５    ＮＣプログラム記憶部
６    ＮＣプログラム生成処理部
７    ＮＣプログラム修正装置
８    振動特性データ記憶部
９    ＮＣプログラム修正処理部
【図１】
2006007363.tif 000007
【図２】
2006007363.tif 000008
【図３】
2006007363.tif 000009
【図４】
2006007363.tif 000010
【図５】
2006007363.tif 000011
【図６】
2006007363.tif 000012
【図７】
2006007363.tif 000013
【図８】
2006007363.tif 000014
【図９】
2006007363.tif 000015