刀具路径修正装置、刀具路径修正方法及数控装置

技术领域

本发明涉及对用于使用刀具进行加工的刀具路径数据进行修正的刀具路径修正装置、刀具路径修正方法及数控装置。

背景技术

5轴控制工作机械是能够通过能够进行3轴各自的平移运动的动作机构和能够分别关于2轴而以轴为中心进行旋转的动作机构实现的能够进行5轴控制加工的工作机械。5轴控制加工是在自由曲面的加工、或者如叶轮这样难以通过3轴控制加工进行加工的形状的加工中使用的。数控(Numerical Control：NC)装置按照通过使用计算机辅助设计(Computer Aided Design：CAD)及计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing：CAM)装置的设计作业而创建出的刀具路径数据，对5轴控制工作机械进行控制。在用于5轴控制加工的刀具路径数据中包含刀具相对于加工对象物的姿态即刀具姿态的指令。

在专利文献1中公开了NC装置，该NC装置为了抑制刀具姿态的断续性的变化或者不连续的变化量中的变化包含于刀具路径数据的情况下的加工品质的降低，通过对旋转轴的角度变化量进行平滑化而能够使刀具的前端位置平滑地动作。

专利文献1：日本专利第4467625号公报

发明内容

但是，在专利文献1的现有技术中，在使用球头立铣刀的情况下能够使刀具的前端向加工对象物进行接触，另一方面，在使用圆角端铣刀或者平端铣刀这样的刀具的情况下，有时刀具的前端会从加工对象物分离或向加工对象物咬入。球头立铣刀是前端为球形的刀具。圆角端铣刀及平端铣刀是前端为球形以外的形状的刀具。因此，在专利文献1的现有技术中存在下述问题，即，有时会发生由于刀具的前端从加工对象物分离所导致的切削残留或者刀具的前端向加工对象物咬入所导致的切削过剩而加工品质降低。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到能够抑制加工品质的降低的刀具路径修正装置。

为了解决上述的课题，达到目的，本发明所涉及的刀具路径修正装置对表示刀具相对于加工对象物的移动路径的刀具路径数据进行修正，该加工对象物使用刀具而被加工。刀具路径数据是表示刀具中心的位置，并且包含与该位置处的刀具姿态相关联的指令点的数据。本发明所涉及的刀具路径修正装置具有：修正对象提取部，其从刀具路径数据对基于在移动路径中相邻的指令点中的刀具中心的移动量和刀具姿态的变化量而判定为修正的对象的指令点进行提取；以及刀具路径数据修正部，其参照表示设为向加工对象物的加工中的目标的加工形状的加工形状数据，对包含由修正对象提取部提取出的指令点而划定出的范围内的各指令点中的刀具中心的位置和刀具姿态进行修正。

发明的效果

根据本发明，刀具路径修正装置具有能够抑制加工品质降低的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的刀具路径修正装置的功能结构的框图。

图2是表示实施方式1所涉及的刀具路径修正装置的硬件结构的框图。

图3是表示通过图1所示的刀具路径修正装置实施的动作的顺序的流程图。

图4是对向图1所示的刀具路径修正装置输入的刀具数据进行说明的图。

图5是对向图1所示的刀具路径修正装置输入的刀具路径数据进行说明的图。

图6是对向图1所示的刀具路径修正装置输入的加工形状数据进行说明的图。

图7是表示通过图1所示的刀具路径修正装置所具有的修正对象提取部实施的动作的顺序的流程图。

图8是对通过图1所示的刀具路径修正装置所具有的修正对象提取部实施的动作进行说明的图。

图9是对通过图1所示的刀具路径修正装置所具有的修正范围划定部实施的动作进行说明的图。

图10是表示用于通过图1所示的刀具路径修正装置对刀具路径数据进行修正的动作的顺序的流程图。

图11是表示图1所示的刀具路径修正装置所具有的刀具路径数据修正部通过第1方法对刀具轴矢量进行修正的情况下的动作的顺序的流程图。

图12是对通过图11所示的顺序实施的刀具轴矢量的修正进行说明的图。

图13是表示图1所示的刀具路径修正装置所具有的刀具路径数据修正部通过第2方法对刀具轴矢量进行修正的情况下的动作的顺序的流程图。

图14是对通过图13所示的顺序实施的刀具轴矢量的修正进行说明的第1图。

图15是对通过图13所示的顺序实施的刀具轴矢量的修正进行说明的第2图。

图16是表示图10所示的顺序之中的步骤S24至步骤S26为止的顺序中的加工曲面和刀具的位置关系的例子的图。

图17是表示图10所示的顺序之中的步骤S27的顺序中的加工曲面和刀具的位置关系的例子的图。

图18是表示图10所示的顺序之中的步骤S28的顺序中的加工曲面和刀具的位置关系的例子的图。

图19是表示本发明的实施方式2所涉及的NC装置的功能结构的框图。

图20是表示通过图19所示的NC装置实施的动作的顺序的流程图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的刀具路径修正装置、刀具路径修正方法及数控装置详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的刀具路径修正装置100的功能结构的框图。刀具路径修正装置100对用于使用刀具进行加工的刀具路径数据进行修正。在实施方式1中，刀具路径数据设为是用于使用切削刀具进行切削加工的刀具路径数据。

刀具路径修正装置100具有：刀具路径数据输入部10，其是用于从刀具路径修正装置100的外部输入刀具路径数据的功能部；以及刀具路径数据存储部11，其是对向刀具路径数据输入部10输入的刀具路径数据进行存储的功能部。刀具路径数据是表示刀具相对于使用刀具进行加工的加工对象物的移动路径的数据。刀具路径数据是表示刀具中心的位置并且包含与该位置处的刀具姿态相关联的指令点的数据。关于刀具中心和刀具姿态在后面记述。

刀具路径修正装置100具有：加工形状数据输入部12，其是用于从刀具路径修正装置100的外部输入加工形状数据的功能部；以及加工形状数据存储部13，其是对向加工形状数据输入部12输入的加工形状数据进行存储的功能部。加工形状数据是表示向加工对象物的加工中的设为目标的加工形状的数据。加工形状数据的一个例子是CAD数据。

刀具路径修正装置100具有：刀具数据输入部14，其是用于从刀具路径修正装置100的外部输入刀具数据的功能部；以及刀具数据存储部15，其是对向刀具数据输入部14输入的刀具数据进行存储的功能部。刀具数据是对在加工对象物的加工中使用的刀具进行定义的信息。刀具数据由表示刀具的类别的信息和刀具半径、刀具刃尖半径及刀具长度这样的表示刀具的形状的信息构成。

刀具路径修正装置100具有：设定输入部16，其是用于从刀具路径修正装置100的外部输入配置数据的功能部；以及设定存储部17，其是对向设定输入部16输入的配置数据进行存储的功能部。配置数据是与刀具路径修正装置100的处理有关的各种设定数据。配置数据包含下述数据：表示通过后面记述的修正对象提取部18进行的判定中的设定的数据、以及表示通过后面记述的修正范围划定部19进行的范围的划定中的设定的数据。能够向设定输入部16输入配置数据的设定项目，是能够通过刀具路径修正装置100的用户对设定内容进行指定和变更的项目。

刀具路径修正装置100具有：修正对象提取部18，其从刀具路径数据提取在移动路径中相邻的指令点中的基于刀具中心的移动量和刀具姿态的变化量而判定为修正的对象的指令点；以及修正范围划定部19，其对包含由修正对象提取部18提取出的指令点在内的指令点的范围进行划定。刀具路径修正装置100具有修正对象范围存储部20，该修正对象范围存储部20是对由修正对象提取部18提取出的指令点的信息、和由修正范围划定部19划定出的范围的信息进行存储的功能部。

修正对象提取部18从刀具路径数据存储部11读出刀具路径数据，从设定存储部17读出配置数据。修正对象提取部18将提取出的指令点的信息向修正范围划定部19输出。修正范围划定部19从刀具路径数据存储部11读出刀具路径数据，从设定存储部17读出配置数据。

刀具路径修正装置100具有：刀具路径数据修正部21，其参照加工形状数据，对刀具路径数据之中的由修正范围划定部19划定出的范围内的各指令点中的刀具中心的位置和刀具姿态进行修正；以及修正刀具路径数据存储部22，其是对由刀具路径数据修正部21修正后的刀具路径数据进行存储的功能部。

刀具路径数据修正部21从加工形状数据存储部13读出加工形状数据，从刀具数据存储部15读出刀具数据。另外，刀具路径数据修正部21从修正对象范围存储部20读出由修正对象提取部18提取出的指令点的信息和由修正范围划定部19划定出的范围的信息。另外，刀具路径数据修正部21从刀具路径数据存储部11读出刀具路径数据，对读出的刀具路径数据进行修正。

在这里，对刀具路径修正装置100的硬件结构进行说明。图1所示的刀具路径修正装置100的各功能部是通过由硬件执行刀具路径修正程序而实现的，该刀具路径修正程序是用于执行实施方式1的刀具路径修正方法的程序。

图2是表示实施方式1所涉及的刀具路径修正装置100的硬件结构的框图。刀具路径修正装置100具有：CPU(Central Processing Unit)31，其执行各种处理；RAM(RandomAccess Memory)32，其包含数据储存区域；ROM(Read Only Memory)33，其是非易失性存储器；外部存储装置34；以及输入输出接口35，其用于向刀具路径修正装置100输入信息及从刀具路径修正装置100输出信息。图2所示的刀具路径修正装置100的各部分经由总线36相互地连接。

CPU 31执行在ROM 33及外部存储装置34中存储的程序。图1所示的修正对象提取部18、修正范围划定部19及刀具路径数据修正部21的功能是使用CPU 31而实现的。外部存储装置34是HDD(Hard Disk Drive)或者SSD(Solid State Drive)。外部存储装置34对刀具路径修正程序和各种数据进行存储。图1所示的刀具路径数据存储部11、加工形状数据存储部13、刀具数据存储部15、设定存储部17、修正对象范围存储部20及修正刀具路径数据存储部22的功能是使用外部存储装置34而实现的。在ROM 33中存储有用于进行作为刀具路径修正装置100的计算机或者控制器的基本控制的程序即BIOS(Basic Input/Output System)或者UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)这样的启动加载器、且对硬件进行控制的软件或者程序。此外，刀具路径修正程序也可以存储于ROM 33。

在ROM 33及外部存储装置34中存储的程序被载入至RAM 32。CPU 31在RAM 32展开刀具路径修正程序而执行各种处理。输入输出接口35是与刀具路径修正装置100的外部装置的连接接口。图1所示的刀具路径数据输入部10、加工形状数据输入部12、刀具数据输入部14及设定输入部16的功能是使用输入输出接口35而实现的。刀具路径修正装置100可以具有键盘及指点设备这样的输入设备及显示器这样的输出设备。

刀具路径修正程序可以存储于计算机可读取的存储介质。刀具路径修正装置100可以将在存储介质中存储的刀具路径修正程序向外部存储装置34储存。存储介质可以是软盘即移动型存储介质、或者半导体存储器即闪存。刀具路径修正程序可以从其他计算机或者服务器装置经由通信网络向成为刀具路径修正装置100的计算机进行安装。

刀具路径修正装置100的功能可以通过用于修正刀具路径的专用的硬件即处理电路而实现。处理电路是单一电路、复合电路、被程序化的处理器、被并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable GateArray)或它们的组合。刀具路径修正装置100的功能可以将一部分通过专用的硬件而实现，将另一部分通过软件或者固件而实现。

接下来，对通过刀具路径修正装置100实施的动作进行说明。图3是表示通过图1所示的刀具路径修正装置100实施的动作的顺序的流程图。步骤S1是刀具路径修正装置100将刀具路径数据、加工形状数据、刀具数据和配置数据导入的工序。

在步骤S1中，图1所示的刀具路径数据输入部10从刀具路径修正装置100的外部导入刀具路径数据。图1所示的加工形状数据输入部12从刀具路径修正装置100的外部导入加工形状数据。图1所示的刀具数据输入部14从刀具路径修正装置100的外部导入刀具数据。图1所示的设定输入部16从刀具路径修正装置100的外部导入配置数据。各数据从与刀具路径修正装置100连接的外部装置向各输入部输入。各数据可以通过由用户进行的手动输入而被输入。刀具路径修正装置100可以通过NC程序的数据变换而取得刀具路径数据。

图1所示的刀具路径数据存储部11对通过步骤S1向刀具路径数据输入部10输入的刀具路径数据进行存储。图1所示的加工形状数据存储部13对通过步骤S1向加工形状数据输入部12输入的加工形状数据进行存储。图1所示的刀具数据存储部15对通过步骤S1向刀具数据输入部14输入的刀具数据进行存储。图1所示的设定存储部17对通过步骤S1向设定输入部16输入的配置数据进行存储。

步骤S2是修正对象提取部18从刀具路径数据提取被判定为修正的对象的指令点的工序。在步骤S2中，修正对象提取部18读出在刀具路径数据存储部11中存储的刀具路径数据。修正对象提取部18关于在读出的刀具路径数据中记述的各指令点对是否是修正的对象进行判定，对判定为修正的对象的指令点进行提取。修正对象范围存储部20对通过步骤S2提取出的指令点进行存储。修正对象提取部18将提取出的指令点的信息向修正范围划定部19输出。

步骤S3是修正范围划定部19对设为修正的对象的多个指令点的范围进行划定的工序。在步骤S3中，修正范围划定部19读出在刀具路径数据存储部11中存储的刀具路径数据。修正范围划定部19基于读出的刀具路径数据之中的、从修正对象提取部18输出的指令点的信息，对包含由修正对象提取部18提取出的指令点在内的多个指令点的范围进行划定。由此，修正范围划定部19对设为修正的对象的多个指令点的范围进行划定。修正对象范围存储部20对通过步骤S3划定出的设为修正的对象的范围即修正对象范围进行存储。

步骤S4是刀具路径数据修正部21对刀具中心的位置和刀具姿态进行修正的工序。在步骤S4中，刀具路径数据修正部21读出在加工形状数据存储部13中存储的加工形状数据、在刀具数据存储部15中存储的刀具数据和在修正对象范围存储部20中存储的修正对象信息。刀具路径数据修正部21参照读出的加工形状数据和刀具数据，对刀具路径数据之中的通过步骤S3划定出的修正对象范围内的指令点的刀具中心的位置和刀具姿态进行修正。修正刀具路径数据存储部22对经过步骤S4中的修正后的刀具路径数据进行存储。由此，刀具路径修正装置100结束通过图3所示的顺序实施的动作。此外，关于步骤S2至步骤S4的详细内容在后面记述。

接下来，对刀具数据、刀具路径数据及加工形状数据进行说明。图4是对向图1所示的刀具路径修正装置100输入的刀具数据进行说明的图。在图4中示出了通过刀具数据表现的刀具TL的形状的例子。在这里，刀具TL设为圆角端铣刀。有时将刀具TL之中的朝向加工对象物侧的端部称为前端部，将与前端部相反侧的端部且安装于工作机械侧的端部称为根部。

刀具TL形成对圆柱的底部中的边缘实施了倒角的形状。刀具刃尖半径R2是该倒角的半径。刀具半径R1是圆柱的半径。在刀具TL的前端部具有形成圆形的底TB。刀具半径R1的值和刀具刃尖半径R2的值包含于刀具数据之中的表示刀具TL的形状的信息。刀具中心轴TX是圆柱的中心轴且成为加工时的刀具TL的回转中心的轴。底TB的中心和刀具中心CL处于刀具中心轴TX上。刀具中心CL以相当于刀具刃尖半径R2的长度的量而与底TB相比处于根部侧的位置。刀具轴矢量TV是与刀具中心轴TX平行且从刀具中心CL朝向根部侧的方向的矢量。刀具姿态由刀具轴矢量TV表示。

图5是对向图1所示的刀具路径修正装置100输入的刀具路径数据进行说明的图。X轴、Y轴和Z轴设为表示刀具路径数据的坐标系的3轴。由刀具路径数据表示的刀具的位置是使用刀具对加工对象物进行加工时的位置，且表示刀具相对于加工对象物的相对位置。刀具中心CL的位置和刀具轴矢量TV的方向由X、Y及Z的坐标表示。在图5中示出向与X轴和Z轴平行的平面投影后的刀具中心CL和刀具轴矢量TV。

指令点CP表示刀具中心CL的位置，并且表示与该位置处的刀具轴矢量TV相关联的指令。刀具路径数据是表示刀具的移动路径TP的数据，且由多个指令点CP相连而构成。指令点CP之中的表示刀具中心CL的位置的坐标，表示在由刀具路径数据的坐标系表示的虚拟性的空间中使刀具移动的情况下的移动路径TP上的位置。在以下的说明中，指令点CP有时是指按照刀具路径数据使刀具移动的情况下的刀具中心CL的位置。在图5中示出了在刀具路径数据中相连的多个指令点CP。

图6是对向图1所示的刀具路径修正装置100输入的加工形状数据进行说明的图。在图6中示出了由加工形状数据表现的加工形状CT的例子。在图6中例示的加工形状CT中包含有自由曲面即加工曲面CS。用于对加工曲面CS进行加工的刀具路径数据是使图4所示的刀具TL的前端部与加工曲面CS接触而将使刀具TL虚拟地移动的路径近似为直线或者曲线即微分线段而创建的。刀具路径数据修正部21使加工形状数据的坐标系和刀具路径数据的坐标系一致。

图7是表示通过图1所示的刀具路径修正装置100所具有的修正对象提取部18实施的动作的顺序的流程图。在图7中示出了修正对象提取部18用于对判定为修正的对象的指令点进行提取的动作的顺序。图7所示的顺序示出图3所示的步骤S2中的顺序的详细内容。

在步骤S11中，修正对象提取部18读出在刀具路径数据存储部11中存储的刀具路径数据。在步骤S12中，修正对象提取部18对通过步骤S11读出的刀具路径数据之中的在移动路径TP中相邻的2个指令点CP中的刀具中心CL的位置的移动量进行计算。

图8是对通过图1所示的刀具路径修正装置100所具有的修正对象提取部18实施的动作进行说明的图。在图8中示出了在刀具路径数据中相连的10个指令点CP。指令点CP5是图8所示的10个指令点CP之中的第5个指令点CP。指令点CP6是图8所示的10个指令点CP之中的第6个指令点CP。指令点CP5和指令点CP6是在移动路径TP中相邻的2个指令点。

如果举例，则修正对象提取部18关于指令点CP5和指令点CP6，对指令点CP5和指令点CP6之间的移动路径TP中的刀具中心CL的移动量D5进行计算。移动量D5是由指令点CP5表示的刀具中心CL5的坐标和由指令点CP6表示的刀具中心CL6的坐标之间的距离。

在步骤S13中，修正对象提取部18对通过步骤S11读出的刀具路径数据之中的在移动路径TP中相邻的2个指令点CP中的刀具轴矢量TV的角度变化量进行计算。刀具轴矢量TV的角度变化量是刀具姿态的变化量。

如果举例，则修正对象提取部18关于指令点CP5和指令点CP6，对从指令点CP5中的刀具轴矢量TV5的方向至指令点CP6中的刀具轴矢量TV6的方向为止的角度变化量AC5进行计算。

步骤S14是修正对象提取部18对2个指令点CP是否是修正的对象进行判定的工序。在步骤S14中，修正对象提取部18关于2个指令点，对角度变化量相对于刀具中心CL的移动量的比例进行计算，对计算出的比例是否大于或等于阈值进行判定。在计算出的比例大于或等于阈值的情况下，修正对象提取部18将2个指令点判定为是修正的对象。在计算出的比例小于阈值的情况下，修正对象提取部18将2个指令点判定为不是修正的对象。

如果举例，则修正对象提取部18关于指令点CP5和指令点CP6，对角度变化量AC5相对于移动量D5的比例AC5/D5进行计算。修正对象提取部18在计算出的比例AC5/D5大于或等于阈值的情况下，将移动路径TP之中的指令点CP5和指令点CP6的组合即部位EP5判定为修正的对象。修正对象提取部18在计算出的比例AC5/D5小于阈值的情况下，将部位EP5判定为不是修正的对象。

在比例大于或等于阈值(步骤S14，Yes)且判定为2个指令点是修正的对象的情况下，修正对象提取部18在步骤S15中，从刀具路径数据提取该2个指令点。修正对象范围存储部20对通过步骤S15提取出的指令点进行存储。修正对象提取部18将提取出的指令点的信息向修正范围划定部19输出。在2个指令点的提取后，修正对象提取部18使动作的顺序向步骤S16进入。另一方面，在比例小于阈值(步骤S14，No)且判定为2个指令点不是修正的对象的情况下，修正对象提取部18也使动作的顺序向步骤S16进入。

在步骤S16中，修正对象提取部18关于在刀具路径数据中相邻的2个指令点的全部组合对是否是修正的对象的判定是否完成进行判断。在判定没有完成的情况下(步骤S16，No)，修正对象提取部18关于2个指令点的下一个组合而进行通过步骤S12至步骤S16的顺序实施的动作。在判定完成的情况下(步骤S16，Yes)，修正对象提取部18结束用于提取指令点的动作。

在设定存储部17所存储的配置数据之中的、表示通过修正对象提取部18进行的判定中的设定的数据中包含有该阈值。修正对象提取部18从配置数据取得阈值，进行步骤S14中的判定。阈值包含于配置数据，由此能够由用户任意地设定阈值。由此，刀具路径修正装置100能够使用户的要求反映于刀具路径数据的修正。

在步骤S14中的判定时使用的阈值并不限定于通过配置数据进行设定。阈值也可以通过修正对象提取部18中的计算而被决定。修正对象提取部18可以基于角度变化量的数据而求出角度变化量的平均值，将使以该平均值为中心的标准偏差变为2倍而得到的值作为阈值。修正对象提取部18也可以基于角度变化量的数据而求出角度变化量的第3四分位数，将使四分位范围的1.5倍的值与该第3四分位数相加而得到的值作为阈值。求出阈值的如上所述的方法应用了统计学中的偏差值检测的理论。此外，求出阈值的方法并不限定于上述的方法，而是任意的方法。

接下来，说明用于通过修正范围划定部19对修正对象范围进行划定的动作。图9是对通过图1所示的刀具路径修正装置100所具有的修正范围划定部19实施的动作进行说明的图。在图9中示出了修正范围划定部19用于对修正对象范围进行划定的动作。

修正范围划定部19读出在刀具路径数据存储部11中存储的刀具路径数据。另外，修正范围划定部19从修正对象提取部18取得在修正对象提取部18中提取出的指令点的信息。修正范围划定部19将由修正对象提取部18提取出的指令点、在移动路径TP中与该提取出的指令点相比之前的大于或等于1个指令点、和在移动路径TP中与该提取出的指令点相比之后的大于或等于1个指令点包含于修正对象范围。

如果举例，则修正范围划定部19从修正对象提取部18取得在修正对象提取部18中提取出的指令点CP5、CP6的信息。修正对象范围所包含的指令点的数量在提取出的指令点之前的范围中为4个、且在提取出的指令点之后的范围中为4个的情况，在配置数据中进行了设定。修正范围划定部19除了指令点CP5、CP6以外，将与指令点CP5相比之前的范围RB中的4个指令点即指令点CP1、CP2、CP3及CP4和与指令点CP6相比之后的范围RF中的4个指令点即指令点CP7、CP8、CP9及CP10包含于修正对象范围。由此，修正范围划定部19将由从指令点CP1至指令点CP10为止的10个指令点构成的范围RG划定为修正对象范围。修正对象范围存储部20对由修正范围划定部19划定出的修正对象范围进行存储。

在设定存储部17所存储的配置数据之中的、表示通过修正范围划定部19进行的范围划定中的设定的数据中，包含有设为修正的对象的指令点的范围所包含的指令点的数量的信息。修正范围划定部19从配置数据取得该数量的信息，进行范围的划定。该数量的信息包含于配置数据，由此能够由用户任意地设定在范围中包含的指令点的数量。由此，刀具路径修正装置100能够使用户的要求反映于刀具路径数据的修正。

修正对象范围所包含的指令点的数量并不限定于通过配置数据进行设定。修正对象范围所包含的指令点的数量也可以通过修正范围划定部19中的计算而被决定。修正范围划定部19可以将1个周期路径内的指令点的数量的5％相当量设为修正对象范围所包含的指令点的数量。在从加工形状的轮廓中的1个端至另1个端为止的区域中使刀具向一个方向移动或者往复移动而对该区域进行加工的情况下，1个周期路径是指从移动路径TP之中的1个端至另1个端为止的1次移动量的移动路径。5％相当量是基于统计学上的显著性差异检验的理论。范围所包含的指令点的数量可以大于或等于1个周期路径内的指令点的数量的5％相当量，也可以是10％相当量。此外，求出修正对象范围所包含的指定点的数量的方法并不限定于上述的方法，而是任意的方法。

图10是表示用于通过图1所示的刀具路径修正装置100对刀具路径数据进行修正的动作的顺序的流程图。图10所示的顺序示出了图3所示的步骤S4中的顺序的详细内容。

在步骤S21中，刀具路径数据修正部21从修正对象范围存储部20读出修正对象范围的信息。在步骤S22中，刀具路径数据修正部21读出在加工形状数据存储部13中存储的加工形状数据。在步骤S23中，刀具路径数据修正部21读出在刀具数据存储部15中存储的刀具数据。此外，步骤S21至步骤S23的顺序并不限定于图10所示的顺序，而是任意的顺序。

在步骤S24中，刀具路径数据修正部21关于通过步骤S21读出的修正对象范围内的各指令点，对加工形状CT和刀具TL的配置进行仿真。刀具路径数据修正部21在虚拟性的空间中模拟地配置通过步骤S22读出的加工形状数据所表现的加工形状CT和通过步骤S23读出的刀具数据所表现的刀具TL而进行运算，由此对加工形状CT和刀具TL的配置进行仿真。

在步骤S25中，刀具路径数据修正部21关于修正对象范围内的各指令点，对加工形状CT和刀具TL的轮廓一致的点即接触点的位置进行计算。接触点的位置是加工曲面CS之中的通过刀具TL实施加工的加工点的位置。

在步骤S26中，刀具路径数据修正部21关于修正对象范围内的各指令点，对刀具基准点的位置进行计算。刀具基准点是刀具TL的根部处的刀具中心轴TX上的位置、且刀具TL之中的由工作机械抓持的位置。刀具姿态通过以刀具基准点为中心的刀具TL的旋转动作而变化。刀具基准点也是成为刀具姿态的变化中的基准的位置。

在步骤S27中，刀具路径数据修正部21关于修正对象范围内的各指令点，对刀具轴矢量TV进行修正。在步骤S28中，刀具路径数据修正部21关于修正对象范围内的各指令点，对刀具中心CL的位置进行修正。由此，刀具路径数据修正部21结束用于对刀具路径数据进行修正的动作。

接下来，对步骤S27中的刀具轴矢量TV的修正进行说明。刀具路径数据修正部21通过滤波处理所涉及的第1方法或者近似曲线的生成所涉及的第2方法而对刀具轴矢量TV进行修正。

图11是表示图1所示的刀具路径修正装置100所具有的刀具路径数据修正部21通过第1方法对刀具轴矢量TV进行修正的情况下的动作的顺序的流程图。在步骤S31中，刀具路径数据修正部21通过对表示在上述步骤S26中计算出的刀具基准点的位置的坐标进行平滑化而进行修正。刀具路径数据修正部21向修正对象范围内的指令点中的表示刀具基准点的位置的坐标实施滤波处理，由此对刀具基准点的位置进行修正。

刀具路径数据修正部21使用平滑化滤波器，进行表示刀具基准点的位置的坐标的平滑化。在平滑化滤波器中能够使用公知的三角平滑(triangular smoothing)滤波器。平滑化滤波器使用在移动路径TP中连续的5个指令点的坐标，关于该5个指令点之中的位于中央的指令点即关注指令点，对表示刀具基准点的位置的坐标进行平滑化。

平滑化滤波器基于使用与5个指令点有关的刀具基准点的坐标P

P’

基于式(1)的平滑化是关于修正对象范围内的指令点之中的、除了位于修正对象范围的两端的2个指令点和该指令点各自相邻的2个指令点这4个以外而实施的。在修正对象范围是包含上述例子所涉及的指令点CP1至指令点CP10的范围RG的情况下，关于6个指令点即指令点CP3至指令点CP8，实施基于式(1)的平滑化。

关于位于修正对象范围的两端的2个指令点，不实施平滑化。关于在修正对象范围之中位于前侧端的指令点的相邻处所处的指令点，平滑化滤波器基于下面的式(2)对坐标P’

P’

P’

平滑化并不限定于基于上述的式(1)至(3)而进行。通过平滑化滤波器进行计算的内容设为是任意的内容。在平滑化滤波器中除了上述的三角平滑滤波器以外，也可以使用Savitzky-Golay滤波器或者高斯滤波器。

在步骤S32中，刀具路径数据修正部21关于修正对象范围内的各指令点，在从刀具中心CL朝向通过步骤S31进行的平滑化后的刀具基准点的方向对刀具轴矢量TV进行修正。由此，刀具路径数据修正部21结束用于对刀具轴矢量TV进行修正的动作。

图12是对通过图11所示的顺序实施的刀具轴矢量TV的修正进行说明的图。在图12中示出了在刀具路径数据中相连的10个指令点CP。虚线箭头表示修正前的刀具轴矢量TV。实线箭头表示修正后的刀具轴矢量TV’。

如果举例，则刀具路径数据修正部21在指令点CP6为关注指令点的情况下，使用与5个指令点CP4、CP5、CP6、CP7、CP8有关的刀具基准点的坐标，关于指令点CP6进行从刀具基准点P向刀具基准点P’的平滑化。刀具路径数据修正部21将从刀具中心CL朝向刀具基准点P的方向的刀具轴矢量TV修正为从刀具中心CL朝向平滑化后的刀具基准点P’的方向的刀具轴矢量TV’。

图13是表示图1所示的刀具路径修正装置100所具有的刀具路径数据修正部21通过第2方法对刀具轴矢量TV进行修正的情况下的动作的顺序的流程图。在步骤S41中，刀具路径数据修正部21生成与修正对象范围的各指令点有关的刀具基准点的近似曲线。

刀具路径数据修正部21基于在上述步骤S26中计算出的刀具基准点的坐标和相邻的2个指令点中的刀具基准点的移动量而生成近似曲线。如果举例，则刀具路径数据修正部21通过最小二乘法而生成近似曲线即3次多项式曲线。

图14是对通过图13所示的顺序实施的刀具轴矢量TV的修正进行说明的第1图。在图14中示出了在刀具路径数据中相连的10个指令点CP。移动量DP是相邻的2个指令点CP中的刀具基准点P的坐标间的距离。在步骤S41中，刀具路径数据修正部21使用各刀具基准点P之间的移动量DP相对于修正对象范围内的移动量DP的合计值的比例，关于各刀具基准点P而求出用于生成近似曲线SC的参数。修正对象范围之中的与位于前侧端的刀具基准点P有关的参数设为零。修正对象范围之中的与位于后侧端的刀具基准点P有关的参数设为1。

刀具路径数据修正部21基于各刀具基准点P的坐标和求出的参数，求出表示X、Y及Z的各坐标的参变量。刀具路径数据修正部21基于参变量和上述的参数，生成近似曲线SC即3次多项式曲线。

在图13所示的步骤S42中，刀具路径数据修正部21对相邻的2个指令点中的刀具中心的位置的移动量进行计算。在步骤S43中，刀具路径数据修正部21对表示刀具基准点的位置的坐标进行平滑化。

图15是对通过图13所示的顺序实施的刀具轴矢量TV的修正进行说明的第2图。在步骤S43中，刀具路径数据修正部21对各指令点CP中的刀具中心CL的移动量D相对于修正对象范围内的移动量D的合计值的比例进行计算。刀具路径数据修正部21对与刀具基准点P有关的上述参数进行修正以使得与移动量D的比例一致，由此进行从上述参数向新的参数T的变换。修正对象范围之中的与位于前侧端的刀具基准点P有关的参数T设为零。修正对象范围之中的与位于后侧端的刀具基准点P有关的参数T设为1。由此，关于位于修正对象范围的两端的刀具基准点P，不进行位置的变更。

刀具路径数据修正部21在修正对象范围的近似曲线SC上对刀具基准点P的间隔进行调整，以使得移动量DP的比例成为按照新的参数T的比例，由此对平滑化后的刀具基准点P’的坐标进行计算。按照上述方式，刀具路径数据修正部21基于生成的近似曲线SC和移动量D的比例，进行从刀具基准点P向刀具基准点P’的修正。此外，近似曲线SC除了上述的3次多项式曲线以外，也可以是非均匀有理B样条(Non-uniform rational B-spline：NURBS)曲线、样条曲线或者贝塞尔曲线。

在图13所示的步骤S44中，刀具路径数据修正部21在从刀具中心朝向平滑化后的刀具基准点的方向对刀具轴矢量进行修正。如图15所示，刀具路径数据修正部21将从刀具中心CL朝向刀具基准点P的方向的刀具轴矢量TV，修正为从刀具中心CL朝向平滑化后的刀具基准点P’的方向的刀具轴矢量TV’。

接下来，在与图10所示的步骤S28有关的说明之前，对直至步骤S27为止的顺序中的虚拟性的空间中的刀具TL的状态进行说明。

图16是表示图10所示的顺序之中的从步骤S24至步骤S26为止的顺序中的加工曲面CS和刀具TL的位置关系的例子的图。在图16中示出了在虚拟性的空间中模拟地配置的加工曲面CS和刀具TL。刀具TL配置于修正对象范围内的各指令点CP。刀具路径数据修正部21通过上述的步骤S24中的仿真，对修正对象范围RG内的各指令点CP中的加工曲面CS和刀具TL的位置关系进行验证。此外，图16所示的部位EP是图8所示的部位EP5、且示出了由修正对象提取部18提取出的指令点CP5、CP6。

在修正对象范围RG内的各指令点CP配置的刀具TL中的接触点CC是加工形状CT和刀具TL的轮廓一致的点。在上述的步骤S25中，刀具路径数据修正部21基于对加工曲面CS和刀具TL的位置关系进行验证得到的结果，对表示接触点CC的位置的坐标进行计算。刀具路径数据修正部21在上述的步骤S26中，对表示在修正对象范围RG内的各指令点CP配置的刀具TL中的刀具基准点P的位置的坐标进行计算。

图17是表示图10所示的顺序之中的步骤S27的顺序中的加工曲面CS和刀具TL的位置关系的例子的图。刀具路径数据修正部21在上述的步骤S27中，关于各指令点CP，对刀具轴矢量TV进行修正。在图17中示出了修正后的刀具轴矢量TV’。各指令点CP的刀具TL将刀具中心CL的位置保持恒定，并且将上述的刀具中心轴TX的方向从修正前的刀具轴矢量TV的方向改变为修正后的刀具轴矢量TV’的方向。

如上所述，在刀具中心CL的位置不改变的情况下刀具TL的倾斜度发生变化，由此能够在加工曲面CS和刀具TL的轮廓之间的接触时发生变化。在各指令点CP的刀具TL中，可能出现刀具TL的轮廓从加工曲面CS分离的部位和刀具TL的轮廓从加工曲面CS进入至加工对象物的内部的部位。图17所示的部位UC是刀具TL的轮廓从加工曲面CS分离的部位的一个例子。图17所示的部位OC是刀具TL的轮廓从加工曲面CS进入至加工对象物的内部的部位的一个例子。

接下来，对步骤S28中的刀具中心CL的位置的修正进行说明。图18是表示图10所示的顺序之中的步骤S28的顺序中的加工曲面CS和刀具TL的位置关系的例子的图。刀具路径数据修正部21通过上述的步骤S28中的刀具中心CL的位置的修正，进行使刀具TL的轮廓与通过步骤S25计算出的接触点CC一致的调整。

刀具路径数据修正部21通过对加工曲面CS和刀具TL的位置关系进行验证而计算出由于刀具轴矢量TV的方向的变化而产生的偏移且刀具TL的轮廓从加工曲面CS上的接触点CC起的偏移。刀具路径数据修正部21求出能够将接触点CC和刀具TL之间的偏移消除的刀具中心CL的位置的移动方向和移动量。刀具路径数据修正部21按照求出的移动方向和移动量对刀具中心CL的位置进行修正，由此使刀具TL的轮廓与接触点CC一致。如上所述，刀具路径数据修正部21基于对由于刀具姿态的修正而产生的刀具TL的轮廓从接触点CC起的偏移进行计算得到的结果，对刀具中心CL的位置进行修正。

刀具路径数据修正部21对刀具中心CL的位置进行修正，由此使刀具TL从加工曲面CS的分离和加工曲面CS中的刀具TL的进入消除。由此，刀具路径修正装置100能够对刀具路径修正数据进行修正，以使得能够抑制在加工中使用的刀具的前端从加工对象物分离的情况和向加工对象物咬入的情况。

刀具路径数据修正部21通过刀具轴矢量TV的方向的修正，使刀具姿态的急剧的变化缓和，使刀具姿态的变化平滑。由此，刀具路径修正装置100能够对刀具路径数据进行修正，以使得刀具姿态的变化成为平滑的变化。

刀具路径修正装置100能够通过修正对象提取部18和修正范围划定部19基于刀具路径数据和配置数据，进行设为修正对象的指令点的判定及提取和修正对象范围的划定。刀具路径数据修正部21基于加工形状数据和刀具数据而对刀具路径数据进行修正。刀具路径修正装置100在NC控制的运转时以外，通过导入各数据从而也能够对刀具路径数据进行修正。刀具路径修正装置100能够在实际的加工进行前对刀具路径数据进行修正。另外，刀具路径修正装置100具有修正刀具路径数据存储部22，由此能够在实际的加工进行前对修正后的刀具路径数据进行保存。用户在实际的加工前的准备阶段中，能够从刀具路径修正装置100读出修正后的刀具路径数据，对修正后的刀具路径数据进行确认。另外，用户也能够在准备阶段中，将修正前的刀具路径数据和修正后的刀具路径数据进行比较。

刀具路径数据修正部21通过针对每个指令点的刀具姿态的修正而进行使刀具姿态的变化变为平滑的变化的修正。刀具路径修正装置100能够对刀具路径数据进行修正，以使得不降低加工速度而使刀具姿态的变化变为平滑的变化。

刀具路径数据修正部21通过修正对象提取部18对判定为修正的对象的指令点进行提取，通过修正范围划定部19对包含提取出的指令点在内的修正对象范围进行划定。刀具路径修正装置100与不进行如上所述的提取和划定而是关于刀具路径数据的整体一样地进行用于修正的处理的情况相比，能够缩短刀具路径数据的修正所需的时间。

根据实施方式1，刀具路径修正装置100能够通过刀具中心的位置的修正而对刀具路径修正数据进行修正，以使得能够抑制刀具的前端从加工对象物分离的情况和向加工对象物咬入的情况。刀具路径修正装置100能够通过刀具路径修正数据的修正，对由于刀具的前端从加工对象物分离所导致的切削残留和刀具的前端向加工对象物咬入所导致的切削过剩进行抑制，抑制加工品质的降低。另外，刀具路径修正装置100能够通过刀具姿态的修正而对刀具路径修正数据进行修正，以使得刀具姿态的变化变为平滑的变化。刀具路径修正装置100能够通过刀具路径修正数据的修正，对由于刀具姿态的急剧的变化所导致的加工品质的降低进行抑制。由此，刀具路径修正装置100具有能够抑制加工品质降低的效果。

实施方式2.

图19是表示本发明的实施方式2所涉及的NC装置200的功能结构的框图。在NC装置200中，取代实施方式1所涉及的刀具路径修正装置100所具有的修正刀具路径数据存储部22而是具有插补处理部41和驱动控制部42。在实施方式2中，对与实施方式1相同的部分标注同一标号，主要对与实施方式1不同的结构进行说明。NC装置200对刀具路径数据进行修正，执行基于修正后的刀具路径数据的数控。工作机械按照来自NC装置200的指令对加工对象物进行加工。在图19中省略了工作机械的图示。

刀具路径数据修正部21与实施方式1同样地将修正后的刀具路径数据向插补处理部41输出。插补处理部41是实施位置及角度的插补处理的功能部。插补处理部41关于使刀具的位置变化的3个平移轴，分别基于修正后的刀具路径数据而求出每个控制周期的移动量，并且生成设为插补点的位置。插补处理部41关于使刀具姿态变化的2个旋转轴，分别基于修正后的刀具路径数据而求出每个控制周期的旋转角度，并且生成设为插补点的角度。插补处理部41将关于各平移轴及各旋转轴的各轴而生成的插补点的信息向驱动控制部42输出。

驱动控制部42是对各轴的伺服电动机的驱动进行控制的功能部。驱动控制部42基于插补点的信息，生成用于对各轴的伺服电动机的驱动进行控制的电动机驱动控制信号。驱动控制部42将生成的电动机驱动控制信号向各轴的伺服电动机输出。

NC装置200的硬件结构与图2所示的刀具路径修正装置100的硬件结构相同。图19所示的NC装置200的各功能部是通过由硬件执行NC程序而实现的，该NC程序是用于执行实施方式2的NC控制方法的程序。NC程序可以在计算机可读取的存储介质中存储。NC装置200也可以将在存储介质中存储的NC程序向外部存储装置34储存。存储介质可以是软盘即移动型存储介质、或者半导体存储器即闪存。NC程序可以从其他计算机或者服务器装置经由通信网络而向成为NC装置200的计算机进行安装。NC装置200的功能可以通过用于数控的专用的硬件即处理电路而实现。NC装置200的功能可以将一部分通过专用的硬件而实现，将另一部分通过软件或者固件而实现。

图20是表示通过图19所示的NC装置200实施的动作的顺序的流程图。步骤S1至步骤S4与图3所示的步骤S1至步骤S4相同。在步骤S51中，插补处理部41实施用于生成插补点的插补处理。在步骤S52中，驱动控制部42生成电动机驱动控制信号，将生成的电动机驱动控制信号进行输出。由此，NC装置200结束通过图20所示的顺序实施的动作。NC装置200能够对NC装置200的内部中的刀具路径数据进行修正，由此能够在刀具路径数据的修正完成后，立即使工作机械进行基于修正后的刀具路径数据的加工。

根据实施方式2，NC装置200与实施方式1所涉及的刀具路径修正装置100同样地，能够通过刀具中心的位置的修正和刀具姿态的修正而抑制加工品质的降低。由此，NC装置200具有能够抑制加工品质降低的效果。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

10刀具路径数据输入部，11刀具路径数据存储部，12加工形状数据输入部，13加工形状数据存储部，14刀具数据输入部，15刀具数据存储部，16设定输入部，17设定存储部，18修正对象提取部，19修正范围划定部，20修正对象范围存储部，21刀具路径数据修正部，22修正刀具路径数据存储部，31CPU，32RAM，33ROM，34外部存储装置，35输入输出接口，36总线，41插补处理部，42驱动控制部，100刀具路径修正装置，200NC装置。