(57)【要約】【課題】  従来より不合格品の発生を減らし、補正加工が必要なワークを迅速に処理することが可能なＮＣ加工装置を提供する。【解決手段】  本発明のＮＣ加工装置１０では、ワークＷを治具１４に固定した状態のままで、補正加工用ＮＣデータを自動的に生成して補正加工を施すので、従来より不合格品の発生を減らし、補正加工が必要なワークを迅速に処理することが可能になる。また、所定の基準値以上に加工代が残っている部分の占める割合が基準比率以上であった加工面を残加工代部位とすることで、削りかす等の外乱を排除して、残加工代部位であるか否かの判別を安定して行うことができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの目標形状に基づく基準ＮＣデータに従って工具又は治具を位置決め制御し、前記治具に固定された前記ワークを前記目標形状に近づけるように加工するＮＣ加工装置において、
前記基準データに従って加工されたワークの実際の形状と前記目標形状との間の加工誤差を、そのワークが前記治具に固定されたままの状態で計測する加工誤差計測手段と、
前記加工誤差計測手段の計測結果に基づき、前記ワークのうち所定の基準値以上に加工代が残った残加工代部位を特定する残加工代部位特定手段と、
前記残加工代部位の前記加工代を前記所定の基準値以下にするための補正加工用ＮＣデータを生成する補正加工用ＮＣデータ生成手段と、
前記補正加工用ＮＣデータに従って前記工具又は治具を位置決め制御する補正加工制御部とを備えたことを特徴とするＮＣ加工装置。
【請求項２】
前記補正加工用ＮＣデータ生成手段は、前記目標形状における加工面より深い位置に補正加工用の目標加工面を設定するように前記補正加工用ＮＣデータを生成することを特徴とする請求項１に記載のＮＣ加工装置。
【請求項３】
前記補正加工用ＮＣデータ生成手段は、前記基準ＮＣデータによる設定より削り残り量が小さくなるように前記補正加工用ＮＣデータを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載のＮＣ加工装置。
【請求項４】
前記補正加工用ＮＣデータ生成手段は、切り込み量、ピックフィード、送り速度、工具回転数の少なくとも１つを前記基準ＮＣデータによる設定より小さくして、前記基準ＮＣデータによる設定より削り残り量が小さくなるように前記補正加工用ＮＣデータを生成することを特徴とする請求項３に記載のＮＣ加工装置。
【請求項５】
前記残加工代部位特定手段は、前記所定の基準値以上に前記加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工面を、前記残加工代部位とすることを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載のＮＣ加工装置。
【請求項６】
前記残加工代部位特定手段は、所定の面積を超えた加工面を複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち前記所定の基準値以上に前記加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工領域を、前記残加工代部位とすることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のＮＣ加工装置。
【請求項７】
前記目標形状における加工面と前記ワークの実際の形状の加工面とが、全体的に所定の基準値以上に位置ずれを起こした位置ずれ部位を特定する位置ずれ部位特定手段を備え、
前記補正加工用ＮＣデータ生成手段は、前記位置ずれ部位の位置ずれ量を前記基準値以下にするための補正加工用ＮＣデータを生成することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のＮＣ加工装置。
【請求項８】
前記補正加工用ＮＣデータ生成手段は、前記目標形状における加工面に対し、前記位置ずれを起こした側と反対側に補正加工用の目標加工面を設定するように前記補正加工用ＮＣデータを生成することを特徴とする請求項７に記載のＮＣ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計上の目標形状に基づく基準ＮＣデータに従って工具又は治具を位置決め制御して、ワークを目標形状に近づけるように加工するＮＣ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のＮＣ加工装置として、マシニングセンターの主軸に、工具に代えてタッチセンサを取り付け、目標形状に対するワークの加工誤差を計測するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、このＮＣ加工装置では、加工誤差が許容値範囲外となったワークを、不合格品（ＮＧ品）として排除していた。
【特許文献１】特開平５−２５３８００号公報（請求項１、段落［０００８］、［００１０］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ワークの一部分のみの加工誤差が許容範囲外にあり、それ以外の部分の加工誤差は許容範囲内に収まっている場合がある。しかしながら、上記した従来のＮＣ加工装置では、ワークの一部分のみの加工誤差が許容範囲外となった場合も不合格品として排除していたので、多大なる資源の損失になり得た。
【０００４】
また、ＮＣ加工機が同じ動作を繰り返しても、工具の熱膨張や摩耗によって加工精度が経時的に変化し得る。従って、ワークに補正加工を行う場合には、各ワーク毎に補正加工用のＮＣデータを個別に作成しなければならず、ＮＣデータ作成に長時間を要した。このため、一度、ＮＣ加工機から不合格品のワークを排除し、補正加工用のＮＣデータを作成してから、再度、ＮＣ加工機にセットしなければならず、作業効率が悪かった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より不合格品の発生を減らし、補正加工が必要なワークを迅速に処理することが可能なＮＣ加工装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るＮＣ加工装置は、ワークの目標形状に基づく基準ＮＣデータに従って工具又は治具を位置決め制御し、治具に固定されたワークを目標形状に近づけるように加工するＮＣ加工装置において、基準データに従って加工されたワークの実際の形状と目標形状との間の加工誤差を、そのワークが治具に固定されたままの状態で計測する加工誤差計測手段と、加工誤差計測手段の計測結果に基づき、ワークのうち所定の基準値以上に加工代が残った残加工代部位を特定する残加工代部位特定手段と、残加工代部位の加工代を所定の基準値以下にするための補正加工用ＮＣデータを生成する補正加工用ＮＣデータ生成手段と、補正加工用ＮＣデータに従って工具又は治具を位置決め制御する補正加工制御部とを備えたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のＮＣ加工装置において、補正加工用ＮＣデータ生成手段は目標形状における加工面より深い位置に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用ＮＣデータを生成するところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のＮＣ加工装置において、補正加工用ＮＣデータ生成手段は、基準ＮＣデータによる設定より削り残り量が小さくなるように補正加工用ＮＣデータを生成するところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載のＮＣ加工装置において、補正加工用ＮＣデータ生成手段は、切り込み量、ピックフィード、送り速度、工具回転数の少なくとも１つを基準ＮＣデータによる設定より小さくして、基準ＮＣデータによる設定より削り残り量が小さくなるように補正加工用ＮＣデータを生成するところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４何れかに記載のＮＣ加工装置において、残加工代部位特定手段は、所定の基準値以上に加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工面を、残加工代部位とするところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載のＮＣ加工装置において、残加工代部位特定手段は、所定の面積を超えた加工面を複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち所定の基準値以上に加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工領域を、残加工代部位とするところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載のＮＣ加工装置において、目標形状における加工面とワークの実際の形状の加工面とが、全体的に所定の基準値以上に位置ずれを起こした位置ずれ部位を特定する位置ずれ部位特定手段を備え、補正加工用ＮＣデータ生成手段は、位置ずれ部位の位置ずれ量を基準値以下にするための補正加工用ＮＣデータを生成するところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項７に記載のＮＣ加工装置において、補正加工用ＮＣデータ生成手段は、目標形状における加工面に対し、位置ずれを起こした側と反対側に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用ＮＣデータを生成するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
［請求項１，２，３，４の発明］
請求項１のＮＣ加工装置では、基準ＮＣデータに従って加工されたワークを治具に固定されたままの状態にしてそのワークの加工誤差を計測し、所定の基準値以上に加工代が残った残加工代部位を特定する。そして、補正加工用ＮＣデータ生成手段が残加工代部位の加工代を基準値以下にするための補正加工用ＮＣデータを生成し、その補正加工用ＮＣデータに従って残加工代部位に補正加工を施す。このように、本発明によれば、ワークを治具に固定した状態のままで、補正加工用ＮＣデータを自動的生成して補正加工を施すので、従来より不合格品の発生を減らし、補正加工が必要なワークを迅速に処理することが可能になる。
【００１５】
ここで、残加工代部位に残った加工代を除去するためには、削り残り量を基準ＮＣデータによる設定より小さくなるように補正加工用ＮＣデータを生成すればよい（請求項３の発明）。具体的には、切り込み量、ピックフィード、送り速度、工具回転数の少なくとも１つを基準ＮＣデータによる設定より小さくすればよい（請求項４の発明）。
【００１６】
［請求項５，６の発明］
また、所定の基準値以上に加工代が残っている部分の占める割合が基準比率以上であった加工面を残加工代部位とすることで、削りかす等の外乱を排除して、残加工代部位であるか否かの判別を安定して行うことができる（請求項５の発明）。さらに、所定の面積を超えた加工面に関しては、その加工面を複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち基準値以上に加工代が残っている部分が基準比率以上を占める加工領域を残加工代部位としてもよい。これにより、所定の面積を超えた加工面の全体を補正加工するより、補正加工を施す部分の面積が小さくなり、生産性が向上する（請求項６の発明）。
【００１７】
［請求項７，８の発明］
請求項７のＮＣ加工装置では、ワークの実際の加工面が目標形状の加工面に対して所定の基準値以上に位置ずれを起こした場合には、その位置ずれ部位の位置ずれ量を基準値以下にするように補正加工用ＮＣデータが自動生成され、その位置ずれ部位に補正加工が施される。具体的には、位置ずれ部位に対応した目標形状における加工面に対し、位置ずれ側と反対側に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用ＮＣデータを生成することで、位置ずれを抑えるように補正加工を施すことができる（請求項８の発明）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。本実施形態のＮＣ加工装置１０は、図１に示すようにマシニングセンター１１とワークトレース装置２０とを備えてなり、次述するワークＷを加工する。
【００１９】
ワークＷは、例えば成形用金型であって、図５に示すように金属ブロック５０の一面に成形凹所５１を形成してなる。成形凹所５１は、例えば直方体状の本体部５２の一端から半円溝５３を延長し、その半円溝５３の先端に半円状のフランジ成形部５４を備える。また、本体部５２の底面５５はＶ字溝５６によって長手方向に２分されている。さらに、本体部５２の底面５５には、１対の丸孔５７，５７が備えられている。
【００２０】
ワークＷは、例えばＮＣ加工装置１０とは異なる場所（例えば設計室）に備えたＣＡＤ／ＣＡＭによって設計される。そして、ＣＡＤ／ＣＡＭは、設計者の端末操作に応じてワークＷの３次元形状をディスプレイに表示して設計作業を補助すると共に、設計された形状をワークＷの目標形状としてＮＣデータ化する。そして、このＮＣデータが本発明に係る基準ＮＣデータとして、オンラインにより又は記憶媒体に一時的に記憶されてマシニングセンター１１に取り込まれる。
【００２１】
マシニングセンター１１は、図１に全体が示されており、水平方向を向いた主軸１２の先端部に種々の加工ツール１２Ｔ（図３参照）を着脱可能な構成になっている。また、マシニングセンター１１のうち主軸１２の前方には治具１４が備えられ、この治具１４は、サーボモータを駆動源とした５つの駆動軸１９（図３参照）によって駆動される。具体的には、治具１４は、いわゆるチルトテーブルであり、傾動ベース１４Ａと、その傾動ベース１４Ａに取り付けられたツイストベース１４Ｂとからなる。そして、図１に示すように傾動ベース１４Ａは、主軸１２に直交しかつ水平方向を向いたＡ軸を中心にして回動すると共に、直動機構によってＡ軸と平行なＸ軸方向に直動する。また、主軸１２と一体構成の主軸ヘッド１２Ｈは、主軸１２と平行がＺ軸方向に直動するコラム１１Ｃ内を上下に延びたＹ軸方向に直動する。さらに、ツイストベース１４Ｂは、Ａ軸と直交したＢ軸を中心にしてツイストする。
【００２２】
図３には、マシニングセンター１１の電気的な構成が示されている。マシニングセンター１１に備えたデータ記憶部１６には、前述の如く例えば設計室のＣＡＤ／ＣＡＭにて生成された基準ＮＣデータが、基準ＮＣデータファイル１７となって記憶されている。そして、マシニングセンター１１に備えた駆動制御部１５（本発明に係る「補正加工制御部」に相当する）が、基準ＮＣデータファイル１７から基準ＮＣデータを読み込み、その基準ＮＣデータに従って治具１４の駆動軸１９及び主軸１２、主軸ヘッド１２Ｈの駆動軸、コラムの駆動軸を駆動する。これにより、主軸１２の先端の加工ツール１２Ｔが、金属ブロック５０の所定の位置に所定の姿勢で押し当てられ、ワークＷに成形凹所５１が加工される。
【００２３】
図１に示すように、ワークトレース装置２０は、例えば治具１４を挟んで主軸１２に対峙するように配置されている。図２に示すように、ワークトレース装置２０は、水平方向に進退する直動ロッド２１の先端にタッチセンサ２５を備える。タッチセンサ２５は、先細り状になったセンサー基部２２からトレース端子２３を突出させた構造になっている。トレース端子２３は、例えば軸体の先端に球体部２４を備えてなり、常には、センサー基部２２と同軸上に延びた姿勢に付勢されている。そして、トレース端子２３が、外力を受けて任意の方向に傾動し、その傾動角度により球体部２４の変位量が検出される。
【００２４】
ワークトレース装置２０及びマシニングセンター１１は図３に示したメイン制御部４１によって協調制御され、ワークＷの目標形状に対する加工誤差を計測する。従って、本実施形態では、ワークトレース装置２０、マシニングセンター１１及びメイン制御部４１によって、本発明に係る「加工誤差計測手段」を構成している。また、同図の符合４２で示したＣＡＤ／ＣＡＭ４２は、本発明に係る「残加工代部位特定手段」、「補正加工用ＮＣデータ生成手段」及び「位置ずれ部位特定手段」に相当する。これらメイン制御部４１及びＣＡＤ／ＣＡＭ４２の構成に関しては、次述するＮＣ加工装置１０の動作と併せて説明する。
【００２５】
なお、メイン制御部４１及びＣＡＤ／ＣＡＭ４２は、例えば、マシニングセンター１１及びワークトレース装置２０の近傍に配置されるメイン制御ボックス４０に収容されている。
【００２６】
ＮＣ加工装置１０により図５に示したワークＷを加工するには、まずは、成形凹所５１が加工されていない金属ブロック５０を治具１４に固定する。そして、メイン制御ボックス４０に備えた図示しないメイン起動スイッチをオンする。すると、メイン制御部４１からマシニングセンター１１の駆動制御部１５に起動信号が付与され、以下、図４のフローチャートに示したようにＮＣ加工装置１０が動作する。
【００２７】
即ち、メイン制御部４１から起動信号を受けた駆動制御部１５は、データ記憶部１６の基準ＮＣデータファイル１７から基準ＮＣデータを読み込み、それら基準ＮＣデータに基づいて主軸１２の先端に所定の加工ツール１２Ｔを装着する。次いで、主軸１２及び各駆動軸１９を駆動し、治具１４に固定されたワークＷの金属ブロック５０に加工ツール１２Ｔを押し付けて、成形凹所５１を加工する（図４のＳ１）。より具体的には、主軸１２に荒削り用の加工ツール１２Ｔを取り付けられて金属ブロック５０に大まかに成形凹所５１を加工してから、仕上げ用の加工ツール１２Ｔにて、その成形凹所５１の内面を切削又は研磨する。
【００２８】
ワークＷの加工が終了すると、駆動制御部１５からメイン制御部４１に加工終了信号が付与される。これに応じて、メイン制御部４１は、ワークトレース装置２０及びマシニングセンター１１の駆動制御部１５に計測開始信号を付与する。すると、ワークトレース装置２０における直動ロッド２１が前方に駆動され、タッチセンサ２５が治具１４側に接近する。一方、駆動制御部１５は、データ記憶部１６の計測用ＮＣデータファイル４３から計測用ＮＣデータを読み込む。そして、駆動軸１９を駆動して治具１４の姿勢制御を行うことで、トレース端子２３の球体部２４を、ワークＷの加工面に押し付けて変位させた状態に保持しつつ、そのワークＷの全部の加工面の全域にトレースさせる（Ｓ２）。
【００２９】
このとき、ワークＷの姿勢変化に伴って、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２には、駆動制御部１５からワークＷの姿勢データと、ワークトレース装置２０から球体部２４の変位方向及び変位量に関するデータとが取り込まれる（Ｓ３）。そして、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２が、これら取り込んだデータに基づいて、ワークＷの実際の形状を演算し、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２に記憶されたモデルデータ（基準ＮＣデータと同じ）に基づく目標形状とを比較する（Ｓ４〜Ｓ６）。
【００３０】
詳細には、実測データから求めたワークＷの実際の形状から原点位置を特定する（Ｓ４）。具体的には、例えば金属ブロック５０のうち成形凹所５１が形成された端面において本体部５２の一角部を原点とし、その原点から三方に延びた本体部５２の直交３辺をＸ，Ｙ，Ｚ座標とする。
【００３１】
そして、モデルデータに基づいたワークＷの目標形状と、ワークＷの実際の形状とを重ね合わせてそれらの間の加工誤差を演算する（Ｓ５）。ここで、ワークＷの実際の形状と目標形状との間の加工誤差が所定の基準値以下（所定の許容範囲以内）に収まっていた場合には、そのワークＷは合格品であるので、ＮＣ加工装置１０による全行程が終了した旨の報知を行う。なお、ワークＷの実際の形状が目標形状より過度に削られていた場合には不合格品であることを報知する。
【００３２】
上記した合格品及び不合格品以外の場合には、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２は、ワークＷにおいて、所定の基準値以上に加工代が残った部分が所定の基準比率（例えば、８０％）以上を占めた加工面を残加工代部位をとして特定する（Ｓ６）。具体的には、図６に示すように、例えばワークＷにおけるＶ字溝５６の底面５６Ａ２が、目標形状におけるＶ字溝５６の底面５６Ａ１に対して所定の基準値（図６の誤差δ１参照）以上に加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占めていた場合に、Ｖ字溝５６の底面５６Ａ２を残加工代部位と認定する。
【００３３】
また、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２は、所定の面積を超えた比較的大きな加工面に対しては、複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち所定の基準値以上に加工代が残った部分が所定の基準比率以上を占める加工領域を、残加工代部位と認定する。具体的には、図７に示すように、例えばワークＷにおける本体部５２の底面５５を、所定の面積を超えた比較的大きな加工面として認定し、底面５５を複数の加工領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・に分割する。そして、所定の基準値以上に加工代が残った部分が所定の基準比率以上を占める加工領域Ｒ２，Ｒ３，Ｒ６，Ｒ７のみを残加工代部位と認定する。
【００３４】
さらに、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２は、目標形状における加工面とワークＷの実際の形状の加工面とが全体的に位置ずれを起こした位置ずれ部位を特定する。具体的には、図８に示すように丸孔５７が目標形状における丸孔５７Ａ１に対して、中心が所定の基準値（図８の誤差δ２参照）以上ずれかつ丸孔５７Ａ１に収まる範囲に加工されていた場合には、ここを位置ずれ部位として認定する。
【００３５】
次いで、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２は、各残加工代部位及び位置ずれ部位に対して補正加工用ＮＣデータを生成する（Ｓ７）。詳細には、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２は、例えば、残加工代部位に対応した目標形状における加工面より深い位置に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用ＮＣデータを生成する。具体的には、Ｖ字溝５６の底面５６Ａ２に関しては、図６に示した底面５６Ａ１を目標にして加工を行った結果、削り残しが所定の基準値を超えて残ったのであるから、底面５６Ａ１より深い位置に補正加工用の目標加工面（図６の底面５６Ａ３参照）を設定して、補正加工用ＮＣデータを生成する。
【００３６】
また、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２は、例えば、残加工代部位に対応した基準ＮＣデータより削り残り量が小さくなるように補正加工用ＮＣデータを生成する。削り残り量を小さくするには、例えば、図９（Ａ）に示すように、［１］工具切り込み量（Ａｄ）を小さくする、［２］工具のピックフィード（Ｐｆ）を小さくする、［３］工具の送り速度（ｆ）を小さくする、［４］主軸（工具）の回転数（Ｓ）を小さくする等の基準ＮＣデータに対する設定変更が挙げられる。これら［１］〜［４］の何れの場合も、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示した削り残り量（Ｋｚ）が減少する。その理由は、図１０に示すように、［１］〜［３］の設定変更を行った場合は、時間当たりの除去量（削り量）が減少し、工具負荷が小さくなって工具の撓みが減少するからである。また、上記［４］では、工具の切れ刃あたりの切削速度が減少するからであり、これにより、工具寿命が向上し、工具が摩耗し難くなるというメリットがある。
【００３７】
具体的には、本体部５２の底面５５における加工領域Ｒ２，Ｒ３，Ｒ６，Ｒ７（図７参照）に関しては、基準ＮＣデータより加工速度を遅くする変更のみを行って補正加工用ＮＣデータを生成する。これにより、本体部５２の底面５５における加工領域Ｒ２，Ｒ３，Ｒ６，Ｒ７のみが再び削り残しが生じないようにすることができる。
【００３８】
さらに、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２は、位置ずれ部位に対応した目標形状における加工面に対し、位置ずれと反対側の目標加工面が設定されるように補正加工用ＮＣデータを生成する。具体的には、図８に示した丸孔５７に関しては、目標形状の丸孔５７Ａ１に対して同図において左側に誤差δ２だけずれて加工されたので、例えば目標形状の丸孔５７Ａ１に対して同図の右側に誤差δ２だけずれらして丸孔５７を加工するように補正加工用ＮＣデータを生成する。
【００３９】
なお、ワークＷを全体に亘って補正加工が必要な場合には、全体を補正加工することを指令として伝えるための補正加工用ＮＣデータが生成される。
【００４０】
上述の如く、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２により補正加工用ＮＣデータの生成が完了したら、ＣＡＤ／ＣＡＭ４２からメイン制御部４１に終了信号が出力され、これら補正加工用ＮＣデータが補正加工用ＮＣデータファイル１８としてマシニングセンター１１のデータ記憶部１６に取り込まれる。そして、マシニングセンター１１の駆動制御部１５が、データ記憶部１６の補正加工用ＮＣデータファイル１８から読み込んだ補正加工用ＮＣデータに従ってワークＷに補正加工を施す。より具体的には、ワークＷの全体を補正加工する指令としての補正加工用ＮＣデータを読み込んだときには、さらにデータ記憶部１６から計測用ＮＣデータファイル４３を読み込んで、再度、ワークＷ全体を加工する。それ以外の場合には、読み込んだ補正加工用ＮＣデータに基づいて、ワークＷにおける残加工代部位及び位置ずれ部位のみを補正加工する（Ｓ８）。
【００４１】
この補正加工終了後に、例えば、再度、ワークトレース装置２０を用いた形状計測を行い、ワークＷと目標形状との誤差を所定の基準値以下に収束させる。或いは、補正加工を数回行った後、ワークＷと目標形状との加工誤差が所定の基準値以下に収まらなかったワークＷは不合格品として排除する。
【００４２】
このように本実施形態のＮＣ加工装置１０では、ワークＷを治具１４に固定した状態のままで、補正加工用ＮＣデータを自動的に生成して補正加工を施すので、従来より不合格品の発生を減らし、補正加工が必要なワークを迅速に処理することが可能になる。また、所定の基準値以上に加工代が残っている部分の占める割合が基準比率以上であった加工面を残加工代部位とすることで、削りかす等の外乱を排除して、残加工代部位であるか否かの判別を安定して行うことができる。さらに、所定の面積を超えた加工面に補正加工を施す場合には、その所定の面積を超えた加工面を複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち所定の基準値以上に加工代が残っている加工領域を残加工代部位として認定して補正加工を施すので、比較的広い加工面全体を補正加工するより、補正加工を施す部分の面積が小さくなり、生産性が向上する。
【００４３】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４４】
（１）前記実施形態のワークＷは金型であったが、ワークの形状は金型に限定されるものではない。
【００４５】
（２）前記実施形態では、マシニングセンター１１と対峙させてワークトレース装置２０を備えた構成であったが、マシニングセンターの主軸に前記したタッチセンサ２５を着脱自在に取り付けてワークの形状を計測可能としてもよい。また、ワークＷの加工中には退避可能にマシニングセンタ１１の適宜箇所（例えば、コラム１１Ｃ）にタッチセンサ２５を取り付けておいてもよい。
【００４６】
（３）前記実施形態のワークトレース装置２０は、ワークに接触して形状を計測するものであったが、例えば、非接触の距離センサを備え、その距離センサによりワークの表面をスキャンしてワークの形状を計測する構成にしてもよい。
【００４７】
（４）前記実施形態では、マシニングセンター１１を備えたＮＣ加工装置１０を例示したが、本発明に係るＮＣ加工装置はマシニングセンターを備えたものに限定されるものではなく、マシニングセンターに代えて旋盤やフライス盤等を備えて本発明のＮＣ加工装置を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＮＣ加工装置の斜視図
【図２】形状計測装置の側面図
【図３】ＮＣ加工装置の電気的な構成を示すブロック図
【図４】ＮＣ加工装置の動作を示すフローチャート
【図５】ＮＣ加工装置で加工したワークの斜視図
【図６】ワークにおけるＶ字溝の部分拡大斜視図
【図７】ワークにおける本体部の底面の斜視図
【図８】ワークにおける丸孔の平面図
【図９】工具がワークを加工している状態の概念図
【図１０】切削工程の概念図
【符号の説明】
【００４９】
１０  加工装置
１１  マシニングセンター
１４  治具
１５  ＮＣ駆動制御部（補正加工制御部）
１６  データ記憶部
１９  駆動軸
２０  形状計測装置
４２  ＣＡＤ／ＣＡＭ
５５  底面（加工面）
５６Ａ２  底面（加工面）
Ｗ  ワーク
δ１  誤差
δ２  誤差
【図１】
2008004124.tif 000003
【図２】
2008004124.tif 000004
【図３】
2008004124.tif 000005
【図４】
2008004124.tif 000006
【図５】
2008004124.tif 000007
【図６】
2008004124.tif 000008
【図７】
2008004124.tif 000009
【図８】
2008004124.tif 000010
【図９】
2008004124.tif 000011
【図１０】
2008004124.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月27日(2007.8.27)
【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】
ワークの目標形状に基づく基準ＮＣデータに従って工具又は治具を位置決め制御し、前記治具に固定された前記ワークを前記目標形状に近づけるように加工するＮＣ加工装置において、
前記基準データに従って加工されたワークの実際の形状と前記目標形状との間の加工誤差を、そのワークが前記治具に固定されたままの状態で計測する加工誤差計測手段と、
前記加工誤差計測手段の計測結果に基づき、前記ワークのうち所定の基準値以上に加工代が残った残加工代部位を特定する残加工代部位特定手段と、
前記残加工代部位の前記加工代を前記所定の基準値以下にするために、切り込み量、ピックフィード、送り速度、工具回転数の少なくとも１つを前記基準ＮＣデータによる設定より小さくして、前記基準ＮＣデータによる設定より削り残り量が小さくなるように補正加工用ＮＣデータを生成する補正加工用ＮＣデータ生成手段と、
前記補正加工用ＮＣデータに従って前記工具又は治具を位置決め制御する補正加工制御部とを備えたことを特徴とするＮＣ加工装置。
【請求項２】
前記残加工代部位特定手段は、前記所定の基準値以上に前記加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工面を、前記残加工代部位とすることを特徴とする請求項１に記載のＮＣ加工装置。
【請求項３】
前記目標形状における加工面と前記ワークの実際の形状の加工面とが、全体的に所定の基準値以上に位置ずれを起こした位置ずれ部位を特定する位置ずれ部位特定手段を備え、
前記補正加工用ＮＣデータ生成手段は、前記位置ずれ部位の位置ずれ量を前記基準値以下にするための補正加工用ＮＣデータを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載のＮＣ加工装置。
【請求項４】
前記補正加工用ＮＣデータ生成手段は、前記目標形状における加工面に対し、前記位置ずれを起こした側と反対側に補正加工用の目標加工面を設定するように前記補正加工用ＮＣデータを生成することを特徴とする請求項３に記載のＮＣ加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るＮＣ加工装置は、ワークの目標形状に基づく基準ＮＣデータに従って工具又は治具を位置決め制御し、治具に固定されたワークを目標形状に近づけるように加工するＮＣ加工装置において、基準データに従って加工されたワークの実際の形状と目標形状との間の加工誤差を、そのワークが治具に固定されたままの状態で計測する加工誤差計測手段と、加工誤差計測手段の計測結果に基づき、ワークのうち所定の基準値以上に加工代が残った残加工代部位を特定する残加工代部位特定手段と、残加工代部位の加工代を所定の基準値以下にするために、切り込み量、ピックフィード、送り速度、工具回転数の少なくとも１つを基準ＮＣデータによる設定より小さくして、基準ＮＣデータによる設定より削り残り量が小さくなるように補正加工用ＮＣデータを生成する補正加工用ＮＣデータ生成手段と、補正加工用ＮＣデータに従って工具又は治具を位置決め制御する補正加工制御部とを備えたところに特徴を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のＮＣ加工装置において、残加工代部位特定手段は、所定の基準値以上に加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工面を、残加工代部位とするところに特徴を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のＮＣ加工装置において、目標形状における加工面とワークの実際の形状の加工面とが、全体的に所定の基準値以上に位置ずれを起こした位置ずれ部位を特定する位置ずれ部位特定手段を備え、補正加工用ＮＣデータ生成手段は、位置ずれ部位の位置ずれ量を基準値以下にするための補正加工用ＮＣデータを生成するところに特徴を有する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３に記載のＮＣ加工装置において、補正加工用ＮＣデータ生成手段は、目標形状における加工面に対し、位置ずれを起こした側と反対側に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用ＮＣデータを生成するところに特徴を有する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
［請求項１の発明］
請求項１のＮＣ加工装置では、基準ＮＣデータに従って加工されたワークを治具に固定されたままの状態にしてそのワークの加工誤差を計測し、所定の基準値以上に加工代が残った残加工代部位を特定する。そして、補正加工用ＮＣデータ生成手段が残加工代部位の加工代を基準値以下にするために、切り込み量、ピックフィード、送り速度、工具回転数の少なくとも１つを基準ＮＣデータによる設定より小さくして、基準ＮＣデータによる設定より削り残り量が小さくなるように補正加工用ＮＣデータを生成し、その補正加工用ＮＣデータに従って残加工代部位に補正加工を施す。このように、本発明によれば、ワークを治具に固定した状態のままで、補正加工用ＮＣデータを自動的生成して補正加工を施すので、従来より不合格品の発生を減らし、補正加工が必要なワークを迅速に処理することが可能になる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
［請求項２の発明］
また、所定の基準値以上に加工代が残っている部分の占める割合が基準比率以上であった加工面を残加工代部位とすることで、削りかす等の外乱を排除して、残加工代部位であるか否かの判別を安定して行うことができる（請求項２の発明）。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
［請求項３，４の発明］
請求項３のＮＣ加工装置では、ワークの実際の加工面が目標形状の加工面に対して所定の基準値以上に位置ずれを起こした場合には、その位置ずれ部位の位置ずれ量を基準値以下にするように補正加工用ＮＣデータが自動生成され、その位置ずれ部位に補正加工が施される。具体的には、位置ずれ部位に対応した目標形状における加工面に対し、位置ずれ側と反対側に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用ＮＣデータを生成することで、位置ずれを抑えるように補正加工を施すことができる（請求項４の発明）。