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CN118647949A - 加工评价装置、加工系统以及加工评价方法 - Google Patents

加工评价装置、加工系统以及加工评价方法 Download PDF

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CN118647949A
CN118647949A CN202280090991.XA CN202280090991A CN118647949A CN 118647949 A CN118647949 A CN 118647949A CN 202280090991 A CN202280090991 A CN 202280090991A CN 118647949 A CN118647949 A CN 118647949A
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machining
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error
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CN202280090991.XA
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藤田智哉
池田辽辅
甲斐孝志
藤井健太
浅木恭介
佐藤刚
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

一种加工评价装置(20a)，对通过机械装置形成的部件的部件形状进行评价，该机械装置通过对轴进行驱动来进行工件的加工，其中，具备：加工容许值设定部(100)，其设定加工容许值和设计值，该加工容许值是每个指定部位的加工误差的容许值，该指定部位是执行了控制加工的加工程序之后的部件中包含的部位中的指定的部位；加工仿真执行部(101a)，其使用模拟机械装置的特性的机械模型和加工程序(42)，执行加工的加工仿真；以及第一加工结果评价部(102)，其根据仿真形状(47S)和设计值，针对每个指定部位计算部位加工误差(48S)，该仿真形状是通过加工仿真预测的执行了加工程序之后的部件形状，该部位加工误差是仿真形状的加工误差的预测值。

Description

加工评价装置、加工系统以及加工评价方法
技术领域
本发明涉及对机械装置通过加工而形成的部件的预测形状进行评价的加工评价装置、加工系统以及加工评价方法。
背景技术
数控机床、工业用机器人等这样利用多自由度的运动来进行作业的机械装置具有多个实现多自由度的轴以及驱动轴的伺服控制装置。这样的机械装置通过按照每个轴控制对象的位置并对各轴的运动进行同步控制来实现多自由度的运动。例如，对作为加工对象物的工件进行加工而形成部件的机械装置一边用轴驱动进行加工的刀具、被进行加工的工件等各种驱动对象物，一边对工件进行加工。由这样的机械装置加工的工件有时会由于机械装置的特性等原因而在作为成品的部件的部件形状上产生误差。因此，期望对加工形状的误差进行准确评价。
专利文献1的刀具轨迹显示装置可相互对比地显示在程序轨迹、指令轨迹以及实际轨迹中的至少两个轨迹中分别得到的表示刀具姿势的刀具矢量，程序轨迹是与加工程序对应的刀具前端点的轨迹，指令轨迹是与对机床的指令信号对应的刀具前端点的轨迹，实际轨迹是由检测装置检测的刀具前端点的轨迹。由此，刀具轨迹显示装置向操作者从视觉上显示加工形状的误差而使操作者确定不良的原因。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-257809号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述专利文献1的技术中存在如下问题：对于加工精度的容许值按照每个部位而不同的部件，无法针对部件的每个部位评价预测形状的加工误差。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于得到一种加工评价装置，对于加工精度的容许值按照每个部位而不同的部件，能够针对部件的每个部位评价预测形状的加工误差。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题并实现目的，本发明的加工评价装置对通过机械装置形成的部件的部件形状进行评价，所述机械装置通过对轴进行驱动来进行工件的加工，其中，所述加工评价装置具备加工数据设定部，所述加工数据设定部设定加工容许值和设计值，所述加工容许值是每个指定部位的加工误差的容许值，所述指定部位是执行了控制加工的加工程序之后的部件中包含的部位中的指定的部位。另外，本发明的加工评价装置具备：加工仿真执行部，所述加工仿真执行部使用模拟机械装置的特性的机械模型和加工程序，执行加工的加工仿真；以及第一加工结果评价部，所述第一加工结果评价部根据仿真形状和设计值，针对每个指定部位计算仿真加工误差，所述仿真形状是通过加工仿真预测的执行了加工程序之后的部件形状，所述仿真加工误差是仿真形状的加工误差的预测值。
发明效果
本发明的加工评价装置发挥如下效果：对于加工精度的容许值按照每个部位而不同的部件，能够针对部件的每个部位评价预测形状的加工误差。
附图说明
图1是表示实施方式1的加工系统所具备的数控机床的结构例的图。
图2是用于说明构成实施方式1的数控机床的X轴驱动部的结构的示意图。
图3是表示实施方式1的伺服控制部的结构例的框图。
图4是表示实施方式1的工序(process)控制部的结构例的框图。
图5是表示实施方式1的具有加工评价装置的加工系统的硬件结构例的框图。
图6是表示实施方式1的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。
图7是表示由实施方式1的加工系统进行的加工评价的处理步骤的流程图。
图8是用于说明实施方式1的加工评价装置所评价的部件的每个部位的设计值和加工容许值的例子的图。
图9是表示实施方式1的加工评价装置所具备的加工仿真执行部的结构例的框图。
图10是用于说明实施方式1的加工评价装置所输出的部位加工误差的例子的图。
图11是表示实现实施方式1的加工系统的加工评价装置的处理电路由处理器和存储器构成的情况下的例子的图。
图12是表示实现实施方式1的加工评价装置的处理电路由专用的硬件构成的情况下的例子的图。
图13是表示实施方式2的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。
图14是表示向实施方式2的加工评价装置输入的二维CAD图的例子的图。
图15是表示实施方式2的加工评价装置所具备的加工仿真执行部的结构例的框图。
图16是表示实施方式3的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。
图17是表示实施方式4的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。
图18是表示实施方式5的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。
图19是表示实施方式6的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。
图20是表示实施方式6的具有加工评价装置的加工系统的硬件结构例的框图。
图21是表示实施方式7的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。
图22是表示实施方式7的具有加工评价装置的加工系统的硬件结构例的框图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式的加工评价装置、加工系统以及加工评价方法进行详细说明。此外，在以下所示的各实施方式中，对评价通过作为机械装置的一例的数控机床加工工件而形成的部件的预测形状的加工评价装置进行具体说明，但本发明并不限定于各实施方式所示的结构。在各实施方式中说明的具备加工评价装置的加工系统除了数控机床之外，也能够应用于驱动多个轴来执行作业的工业用机械、工业用机器人等各种机械装置。
实施方式1
图1是表示实施方式1的加工系统所具备的数控机床的结构例的图。加工系统(后述的加工系统1a)所具备的数控机床99是通过数控装置控制机床的装置，通过对作为加工对象物的工件78进行加工而形成部件(后述的部件7)。加工系统1a具备预测并评价通过数控机床99的加工而形成的部件7的形状的加工评价装置(后述的加工评价装置20a)等。
此外，以下，将与数控机床99所具备的工作台77的上表面或部件7的上表面平行的面内的两个相互正交的轴设为X轴和Y轴。另外，将与X轴和Y轴正交的轴设为Z轴。
实施方式1的数控机床99是正交三轴立式切削加工机。数控机床99具有：包含驱动X轴的伺服控制装置而构成的X轴驱动部93X；包含驱动Y轴的伺服控制装置而构成的Y轴驱动部93Y；包含驱动Z轴的伺服控制装置而构成的Z轴驱动部93Z；以及包含控制1个主轴83的后述的工序控制部5而构成的主轴控制部94。
伺服控制装置是使用检测控制对象的位置的位置检测器，并使用旋转电机、线性电机、音圈电机等电动机、液压缸、气压缸、压电元件这样的致动器来进行反馈控制，以使控制对象的位置与指令位置一致的装置。
数控机床99在X轴和Z轴的方向上驱动刀具76，在Y轴的方向上驱动设置于工作台77的工件78，并使用主轴83使刀具76旋转，从而进行工件78的加工。
数控机床99进行的作业是按照加工程序42对轴进行驱动，通过切削加工来实现由工件78形成的部件7的形状。通过由工件78形成的部件7的形状是否达到确定的基准，具体而言，通过是否达到预先设计的形状精度以及表面精度，判定数控机床99的作业的正确与否。
在数控机床99中，对于各轴，作为致动器的电机71的旋转运动通过进给丝杠73转换成向各轴的驱动方向的直线运动。此时，由于旋转运动由引导机构72支承，因此，轴仅在进给丝杠73的进给方向上具有自由度。结果，在数控机床99中，通过将各轴的直线运动组合而成的刀具76的XZ平面内的2自由度的运动以及工件78的Y方向上的1自由度的运动，实现XYZ的三维空间内、即3自由度的运动。数控机床99使用主轴83使刀具76旋转，去除工件78中与刀具76干涉的部分的材料，从而形成部件7的三维的加工形状。
接着，对构成数控机床99的X轴驱动部93X、Y轴驱动部93Y以及Z轴驱动部93Z进行说明。在实施方式1中，作为一例而对X轴驱动部93X进行说明，但Y轴驱动部93Y和Z轴驱动部93Z也是同样的结构。但是，X轴和Z轴的控制对象是刀具76，相对于此，Y轴的控制对象是工件78，在这一点上不同。
图2是用于说明构成实施方式1的数控机床的X轴驱动部的结构的示意图。如图2所示，数控机床99具有指令值运算部9、工序控制部5、伺服控制装置95X以及机械装置部96。机械装置部96具有驱动机构97X和机械构造98。指令值运算部9、伺服控制装置95X以及驱动机构97X构成X轴驱动部93X。伺服控制装置95X具备伺服控制部6a。此外，数控机床99还具备构成Y轴驱动部93Y的伺服控制装置95Y和驱动机构97Y以及构成Z轴驱动部93Z的伺服控制装置95Z和驱动机构97Z，但在图2中省略记载。
具有将X轴的电机71的旋转运动转换成直线运动的作用以及对其进行支承的作用的机构是驱动机构97X。在X轴驱动部93X中，电机71的旋转运动经由联轴器74传递到进给丝杠73，并经由螺母81和减速器79转换成直线运动。进给丝杠73的直线运动被支承轴承75a及支承轴承75b约束。螺母81的直线运动经由对介于刀具76与螺母81之间的Z轴、支承构件等进行统称的X轴的机械构造98，在X轴方向上驱动刀具76。另外，机械构造98的范围根据轴而不同。例如，Z轴的驱动机构97Z由于在从X轴观察时没有对X轴的电机71的运动进行转换的作用，因此包含在X轴的机械构造98中。
X轴的位置指令Xc从指令值运算部9输出并向伺服控制部6a输入。位置指令Xc是按照加工程序42由指令值运算部9运算的、表示所期望的控制状态下的被驱动体的位置的指令。伺服控制部6a以使检测位置Xd与位置指令Xc的误差减小的方式进行反馈控制，向电机71输出电机电流Ix而对驱动机构97X进行驱动，该检测位置Xd是将由安装于电机71的旋转角检测器2检测到的电机71的旋转角度乘以进给丝杠73的螺距而得到的。在驱动机构97X连接有包含作为控制对象的刀具76的机械构造98。在此，虽然旋转角检测器2仅检测电机71的旋转角度，但如上所述，旋转运动与直线运动能够容易地进行换算。因此，旋转角检测器2也可以设为将电机旋转角度乘以进给丝杠73的螺距，输出转换成X轴的伺服控制装置95X的直线运动后的检测位置Xd。旋转角检测器2是安装于电机71即检测点的、输出检测位置Xd的位置检测器的一例。
在数控机床99为切削加工机的情况下，指令值运算部9将主轴旋转速度指令作为工序指令输出到工序控制部5。工序控制部5根据主轴旋转速度指令来控制主轴83。
图3是表示实施方式1的伺服控制部的结构例的框图。伺服控制部6a使用从指令值运算部9输入的位置指令Xc和从旋转角检测器2输入的检测位置Xd来运算电机电流Ix，并输出到电机71。首先，加减运算器61a运算位置指令Xc与检测位置Xd的差即位置偏差(Xc-Xd)。位置控制器62进行与位置偏差(Xc-Xd)对应的位置控制，生成速度指令Vc。位置控制器62的一例是P(Proportional，比例)控制器。速度运算器65根据旋转角检测器2所输出的检测位置Xd生成检测速度Vd。速度运算器65的一例是微分运算器。加减运算器61b运算速度指令Vc与检测速度Vd的差即速度偏差Vde＝Vc-Vd。速度控制器63与速度偏差Vde对应地进行速度控制，生成电流指令Ic。速度控制器63的一例是PI(Proportional Integral，比例积分)控制器。加减运算器61c运算电流指令Ic与电流控制器64所输出的电机电流Ix的差即电流偏差(Ic-Ix)。最后，电流控制器64与电流偏差(Ic-Ix)对应地进行电流控制，输出电机电流Ix。电流控制器64的一例是PI控制器。
伺服控制部6a将上述的P控制以及PI控制中的增益作为参数进行设定，能够通过设定参数来变更伺服控制装置95X的动作。
主轴控制部94包含工序控制部5而构成。图4是表示实施方式1的工序控制部的结构例的框图。进行主轴83的控制的工序控制部5安装于控制主轴电机的主轴单元或主轴放大器。工序控制部5与主轴83的旋转指令对应地对主轴83的转速及转矩进行反馈控制。工序控制部5将工序指令作为输入，使用工序反馈进行控制，输出工序变更量。在数控机床99为切削加工机的情况下，工序指令是主轴旋转速度指令(速度指令Vc)，工序变更量是主轴电流(电机电流Ix)。工序反馈是主轴83的旋转角检测器2所测定的旋转角(检测位置Xd)。工序控制部5与伺服控制部6a的不同点在于，工序控制部5不具有位置控制器62，接收作为主轴旋转速度指令的速度指令Vc。但是，在主轴83上进行位置控制的情况下，工序控制部5也可以具有与将主轴旋转角作为工序指令的伺服控制部6a相同的控制构造。
如上所述，通过反馈控制，伺服控制部6a进行控制以使检测位置Xd与由位置指令Xc表示的位置一致，工序控制部5进行控制以使根据检测位置Xd计算的检测速度Vd与作为主轴旋转速度指令的速度指令Vc一致。但是，即使进行了反馈控制，有时在加工过程中也会在刀具76的前端位置与工件78的加工点之间产生误差，在工件78中产生材料的未切削、过切削等，从而产生加工误差。例如，由于无法使旋转角检测器2的安装位置与作为控制对象的刀具76的前端一致，因此，在控制对象产生无法由旋转角检测器2检测的干扰的情况下，或者在伺服控制部6a的反馈控制跟不上干扰的输入的情况下，会在刀具76的运动中产生误差。作为这样的干扰原因的例子，包括联轴器74、进给丝杠73、引导机构72、机械构造98等的振动、由摩擦力导致的误差等。已知这些干扰会根据介于刀具76与螺母81之间的其他轴的位置、刀具76和工件78的质量、机械装置部96的老化、进给丝杠73和螺母81的磨损、各可动轴的润滑油量、气温的变化、制造时的组装偏差等而变化。并且，在切削加工中，根据刀具76的转速、每旋转一周的切入量以及刀具76的轴向切入量的组合，在刀具76与工件78之间产生被称为颤振的自激振动。在该情况下，刀具76和工件78因颤振的产生而振动，因此产生加工误差。
若产生如上所述的加工误差而偏离所设计的形状精度以及表面精度，则作业结果变得不良，需要废弃由工件78形成的部件7或实施修正加工。结果，产生废弃物增加或作业时间延长而生产率降低的问题。因此，优选提前预测在作业中达到的加工精度，在加工精度无法实现设为目标的精度的情况下，变更为能够实现目标的作业条件。作业条件例如通过调整加工程序42或反馈控制中使用的参数来变更。
图5是表示实施方式1的具有加工评价装置的加工系统的硬件结构例的框图。具有作为仿真装置的加工评价装置20a的加工系统1a由数控机床99、计算机23以及将这二者连接的网络集线器24构成。数控机床99按照加工程序42执行加工。另一方面，模拟数控机床99的特性而按照加工程序42执行仿真的加工评价装置20a作为软件安装在计算机23的内部。网络集线器24将加工评价装置20a与数控机床99连接。但是，也可以在同一网络上存在多个数控机床99，并存在多个安装有各个加工评价装置20a的计算机23。另外，也可以是相对于连接有多个数控机床99的网络集线器24，在一台计算机23内具有多个与各个数控机床99对应的加工评价装置20a。另外，网络集线器24可以通过有线线缆与计算机23和数控机床99连接，也可以通过无线网络来进行连接。另外，可以不经由网络集线器24而直接连接计算机23和数控机床99，也可以在数控机床99用于控制的计算机的内部安装加工评价装置20a，也可以在处于远程位置的计算机、服务器或云端安装计算机23。另外，加工评价装置20a实现的功能可以分散地配置于与网络连接的多个计算机。
图6是表示实施方式1的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。此外，在图6中，省略加工系统1a所具备的计算机23、网络集线器24以及数控机床99的图示。加工系统1a所具备的加工评价装置20a具有作为加工数据设定部的加工容许值设定部100、加工仿真执行部101a以及第一加工结果评价部102。
加工容许值设定部100接收从外部输入的表示加工程序42执行后的部件形状的部件形状41。部件形状41包含多个部位的形状。
另外，加工容许值设定部100接收由作业者这样的系统使用者输入的部位信息40，该部位信息40表示部件7的各部位的尺寸的设计值和加工容许值以及部件7的各部位的表面精度的设计值和加工容许值。尺寸及表面精度的加工容许值是每个部位的加工误差的容许值。
在加工系统1a中，一边使显示装置(未图示)等显示部件形状41，一边使系统使用者向加工容许值设定部100输入每个部位的部位信息40(设计值和加工容许值)。系统使用者指定部件7内的部位并向加工容许值设定部100输入部位信息40，从而加工容许值设定部100将部位的形状、设计值以及加工容许值相关联。加工容许值设定部100将设定的包含每个部位的形状、设计值以及加工容许值的信息作为部位设定信息46发送到第一加工结果评价部102。
加工仿真执行部101a接收从外部输入的模拟数控机床99的特性的机械模型信息45、在加工中使用的加工程序42、表示在加工中使用的刀具76的信息的刀具信息43以及表示作为加工对象的工件的工件78的信息的工件信息44。加工仿真执行部101a根据接收的信息，计算仿真形状47S即部件7的预测形状，该仿真形状47S是通过使用数控机床99的加工而形成的加工后的部件7的形状。加工仿真执行部101a将作为计算结果的仿真形状47S发送到第一加工结果评价部102。
第一加工结果评价部102接收来自加工容许值设定部100的部位设定信息46，并且接收来自加工仿真执行部101a的仿真形状47S。
第一加工结果评价部102针对指定的每个部位，计算通过仿真预计的加工误差。即，第一加工结果评价部102使用加工容许值设定部100设定的部位设定信息46和加工仿真执行部101a计算的仿真形状47S，计算作为仿真加工误差的部位加工误差48S。具体而言，第一加工结果评价部102使用部位设定信息46和仿真形状47S，针对被设定有加工容许值的每个部位，计算仿真形状47S中的相同部位的尺寸精度或表面粗糙度。第一加工结果评价部102针对每个部位计算部位加工误差48S，该部位加工误差48S是包含通过加工仿真得到的尺寸精度或表面粗糙度在内的部位的形状与部位的设计值的差。第一加工结果评价部102在计算了每个部位的部位加工误差48S之后，将每个部位的部位加工误差48S绘制在作为加工对象的部件7(在实施方式1中为板式夹具80)的三维模型中。
接下来，对由加工系统1a进行的加工评价的处理步骤进行说明。图7是表示由实施方式1的加工系统进行的加工评价的处理步骤的流程图。在图7中，对包含使用加工系统1a的加工形状的仿真在内的加工评价的流程进行说明。加工形状的仿真是加工的准备的一部分。
设计者这样的系统使用者使用设计装置对数控机床99要加工的部件7进行设计(步骤S1)。具体而言，存储有能够设计三维的部件形状的CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)用的软件的设计装置按照来自系统使用者的指示，设计要通过加工而形成的部件7。设计装置通过对部件7进行设计，生成表示执行了加工程序42之后的部件形状的部件形状41。
系统使用者决定在部件7的加工中使用的刀具76和作为加工对象的工件78(步骤S2)。决定的工件78的信息还包含工件78的材质、加工前的工件78的尺寸、工件78的加工时的把持方法的信息等。决定的刀具76的信息是刀具信息43，决定的工件78的信息是工件信息44。
系统使用者使用编程装置来生成加工程序42(步骤S3)。具体而言，编程装置按照来自系统使用者的指示而生成加工程序42。编程装置生成的加工程序42是用于使数控机床99加工在步骤S1中设计的部件7的加工程序42。该加工程序42根据在步骤S1中设计的部件7的三维的部件形状41(加工形状)和在步骤S2中决定的刀具76及工件78的信息而生成，用被称为EIA(Electronic Industries Alliance，电子工业联盟)代码或G代码的语言来进行描述。在加工程序42中描述了表示在加工中刀具76应通过的路径的三维坐标、通过路径时的刀具76的指令速度以及通过路径时的刀具76的转速。加工程序42的生成往往使用CAM(Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)软件，该CAM软件在设定了所需的条件时自动地生成并输出加工程序42这样的加工程序。另外，加工程序42的生成也可以使用交互式的编程软件，该交互式的编程软件使用交互式对话框来设计加工形状，生成并输出由EIA代码或G代码描述的指令路径。编程装置输出生成的加工程序42。
设计装置将表示执行了加工程序42之后的部件形状的部件形状41输入到加工容许值设定部100。另外，加工容许值设定部100按照来自系统使用者的指示，针对部件7的每个部位来设定设计值和加工容许值(步骤S4)。具体而言，加工容许值设定部100按照来自系统使用者的指示，设定部件7的部位的尺寸的设计值和加工容许值以及部件7的部位的表面精度的设计值和加工容许值。
此外，也可以向加工容许值设定部100输入执行了在步骤S3中生成加工程序42时CAM软件所输出的加工程序42之后的部件形状来代替表示所设计的部件形状的部件形状41。执行了CAM软件所输出的加工程序42之后的部件形状是反映了在刀具76根据加工程序42通过理想路径的情况下预计的未切削部及表面粗糙度的三维的形状模型。另外，根据CAM软件，为了实现最终的部件形状而能够按照粗加工、半精加工、精加工这样的多个加工阶段来输出加工程序42，因此，加工容许值设定部100也可以对加工的各个阶段设定不同的设计值和加工容许值。加工容许值设定部100将设定的包含每个部位的设计值和加工容许值的信息作为部位设定信息46发送到第一加工结果评价部102。
加工仿真执行部101a使用从外部输入的机械模型信息45、加工程序42、刀具信息43以及工件信息44来执行加工仿真(步骤S5)。
加工仿真执行部101a通过执行加工仿真，计算通过数控机床99的加工而形成的加工后的部件7的形状即仿真形状47S。即，加工仿真执行部101a得到仿真形状47S作为仿真的结果，该仿真形状47S是通过加工而实现的部件形状的数据。加工仿真执行部101a将作为计算结果的仿真形状47S发送到第一加工结果评价部102。
第一加工结果评价部102接收从加工容许值设定部100发送来的部位设定信息46和从加工仿真执行部101a发送来的仿真形状47S。第一加工结果评价部102根据部位设定信息46和仿真形状47S，计算各部位的尺寸和表面精度。第一加工结果评价部102针对每个部位计算作为仿真结果的各部位的尺寸及表面精度与设计值的误差即加工误差。即，第一加工结果评价部102计算每个部位的部位加工误差48S作为通过仿真预计的加工误差(步骤S6)。
第一加工结果评价部102将计算出的部位加工误差48S作为评价结果输出到加工评价装置20a的外部(步骤S7)。
在此，对加工评价装置20a所使用的部件形状41和部位信息40的一例进行说明。图8是用于说明实施方式1的加工评价装置所评价的部件的每个部位的设计值和加工容许值的例子的图。在加工系统1a中，向加工容许值设定部100输入作为执行了加工程序42后的部件形状的部件形状41和被指定了设计值和加工容许值的每个部位的部位信息40。由此，加工容许值设定部100将部位、设计值以及加工容许值相关联。
在此，对作为加工对象的部件7为使用三维CAD软件设计的宽度50mm、进深30mm、高度10mm的板式夹具80的情况进行说明。在图8中，为了便于理解而仅示出各部位的尺寸的代表性的值。
板式夹具80是将XY平面设为矩形的上表面的板状的夹具，朝向Z轴方向形成有多个孔。例如，在板式夹具80的中央部形成有直径20mm的孔HA。另外，在板式夹具80的四个角形成有孔HB1、HB2和孔HC1、HC2。在板式夹具80中，将孔HB1的中心与孔HC1的中心连结的线和将孔HC2的中心与孔HB2的中心连结的线是平行的，将孔HB1的中心与孔HC2的中心连结的线和将孔HC1的中心与孔HB2的中心连结的线是平行的。
关于孔HA的直径，设计上的尺寸是20mm，但在实际的加工中容许±0.01mm的误差。在加工容许值设定部100中，对于孔HA，设定设计值20mm，对于加工容许值设定尺寸精度上限+0.01mm以及尺寸精度下限-0.01mm。
另外，在加工容许值设定部100中，例如，对于孔HB1与孔HC1之间的中心间距离，设定设计值20mm、加工容许值的尺寸精度上限+0.1mm以及尺寸精度下限值0mm。
另外，在加工容许值设定部100中，对于板式夹具80的上表面，设定表面精度Ra6.3μm。此外，表面精度的容许值仅设定上限值，不设定下限值。另外，也可以不设定表面精度的设计值。
这样，一般而言，在成为加工对象的部件7中，例如，如与其他部件连接的连接部等那样为了显现设计的功能而要求严密的加工精度的部位和不具有特定功能而不要求严密的加工精度的部位往往混在一起。另外，对于具有功能的部位，也会根据所需的功能而存在多种要求的加工精度。设计值可以是系统使用者在读入三维CAD模型的画面上以图形方式设定，也可以是加工容许值设定部100从CAD模型自动读入。加工容许值例如通过系统使用者的键盘输入来进行设定。另外，对于未由系统使用者明确输入的加工容许值，加工容许值设定部100也可以自动设定预先确定的默认的加工容许值。
图9是表示实施方式1的加工评价装置所具备的加工仿真执行部的结构例的框图。加工仿真执行部101a具备：指令值运算模拟部14、伺服控制模拟部5X、5Y、5Z、工序控制模拟部15、驱动机构模型部16X、16Y、16Z、机械构造模型部17、工序模型部18以及加工形状预测部19。
指令值运算模拟部14与伺服控制模拟部5X～5Z和工序控制模拟部15连接。伺服控制模拟部5X与驱动机构模型部16X连接，伺服控制模拟部5Y与驱动机构模型部16Y连接，伺服控制模拟部5Z与驱动机构模型部16Z连接。机械构造模型部17与驱动机构模型部16X～16Z和工序模型部18连接。工序模型部18与工序控制模拟部15和加工形状预测部19连接。
在加工仿真执行部101a中，加工程序42被输入到指令值运算模拟部14。另外，机械模型信息45被输入到指令值运算模拟部14、伺服控制模拟部5X～5Z、工序控制模拟部15、驱动机构模型部16X～16Z、机械构造模型部17以及工序模型部18。此外，在图9中，省略机械模型信息45与指令值运算模拟部14的连接线、机械模型信息45与伺服控制模拟部5X～5Z的连接线的图示。另外，省略机械模型信息45与工序控制模拟部15的连接线、机械模型信息45与驱动机构模型部16X～16Z的连接线的图示。
指令值运算模拟部14、伺服控制模拟部5X～5Z、工序控制模拟部15、驱动机构模型部16X～16Z、机械构造模型部17以及工序模型部18是模拟数控机床99的特性的模型，根据在机械模型信息45中记载的模型来设定。
指令值运算模拟部14是基于加工程序42根据数控机床99的指令路径运算预测轴指令6X～6Z和预测工序指令55的模型。预测轴指令6X是对X轴预测的轴指令，预测轴指令6Y是对Y轴预测的轴指令，预测轴指令6Z是对Z轴预测的轴指令。预测轴指令6X～6Z例如是预测的位置指令(X轴的情况下为位置指令Xc)。
预测工序指令55是对主轴83预测的指令。预测工序指令55例如是预测的主轴旋转速度指令。指令值运算模拟部14将预测轴指令6X～6Z分别发送到伺服控制模拟部5X～5Z，将预测工序指令55发送到工序控制模拟部15。
伺服控制模拟部5X～5Z是模拟伺服控制部6a的模型。伺服控制模拟部5X～5Z根据机械模型信息45，设定例如对数控机床99所具备的伺服放大器的控制逻辑进行数值模拟的模型和模型参数。伺服控制模拟部5X～5Z分别根据X轴～Z轴的各预测轴指令6X～6Z和来自驱动机构模型部16X～16Z的预测轴反馈32X～32Z，模拟数控机床99的伺服控制部6a。预测轴反馈32X～32Z是分别表示X轴～Z轴的预测位置的信息。
伺服控制模拟部5X～5Z通过分别模拟伺服控制部6a，根据X轴～Z轴的预测轴指令6X～6Z计算对X轴～Z轴的预测致动器指令31X～31Z。预测致动器指令31X～31Z是分别对X轴～Z轴预测的致动器指令。伺服控制模拟部5X～5Z分别将预测致动器指令31X～31Z发送到驱动机构模型部16X～16Z。
工序控制模拟部15是根据预测工序指令55模拟数控机床99的工序控制部5的模型。工序控制模拟部15例如根据机械模型信息45，设定对数控机床99所具备的主轴放大器的控制逻辑进行数值模拟的模型和模型参数。
工序控制模拟部15通过模拟工序控制部5，根据预测工序指令55计算表示作为工序变更量的主轴电流的预测值的预测主轴电流56。工序控制模拟部15将预测主轴电流56发送到工序模型部18。
驱动机构模型部16X～16Z分别根据预测致动器指令31X～31Z和从机械构造模型部17发送来的预测轴干扰34X～34Z计算预测轴位置33X～33Z。预测轴干扰34X～34Z分别是X轴～Z轴受到的干扰。预测轴位置33X～33Z分别是X轴～Z轴的预测位置。即，预测轴位置33X是X轴的X轴方向的预测位置，预测轴位置33Y是Y轴的Y轴方向的预测位置，预测轴位置33Z是Z轴的Z轴方向的预测位置。
驱动机构模型部16X～16Z例如使用将电机惯性、联轴器惯性、滚珠丝杠惯性以及工作台质量这四个惯性通过弹簧和阻尼连接而成的力学模型。该力学模型是四惯性模型，成为高精度的驱动机构97X～97Z的模型。四惯性模型是将电机转矩和预测干扰作为输入、将电机位置作为预测轴的反馈信息、将工作台位置作为预测轴位置33X～33Z输出的模型。另外，驱动机构模型部16X～16Z也可以包含将速度作为输入并通过方程式描述对工作台的摩擦力的摩擦模型。
驱动机构模型部16X～16Z分别将预测轴位置33X～33Z发送到机械构造模型部17。另外，驱动机构模型部16X～16Z分别将预测的预测轴位置33X～33Z作为预测轴反馈32X～32Z发送到伺服控制模拟部5X～5Z。
机械构造模型部17是将X轴～Z轴的预测轴位置33X～33Z和从工序模型部18发送来的预测工序干扰36作为输入、将X轴～Z轴的预测轴干扰34X～34Z和作为作业点位移的一例的刀具根部位置35作为输出的模型。预测工序干扰36是主轴83受到的干扰。刀具根部位置35是表示刀具76的根部的位置的信息。
机械构造模型部17例如根据机械模型信息45，相对于数控机床99选择与将主轴83和工作台77配置成C形的C柱式机械构造98对应的3输入4输出的状态空间模型。机械构造模型部17根据选择的状态空间模型来计算刀具根部位置35。机械构造模型部17将计算出的刀具根部位置35发送到工序模型部18。
工序模型部18将作为作业点位移的刀具根部位置35与作为预测工序变更量的预测主轴电流56作为输入，输出预测工序干扰36和作为预测作业结果的刀具前端位置37。刀具前端位置37是表示刀具76的前端位置的信息。
在数控机床99进行使用端面铣刀的铣削加工的情况下，工序模型部18预测基于铣削加工的加工力，将切削力作为各轴方向的预测工序干扰36输出，计算加工中的刀具前端位置37。工序模型部18将计算出的刀具前端位置37发送到加工形状预测部19。
加工形状预测部19使用刀具信息43、工件信息44以及刀具前端位置37，从几何学上计算刀具76从工件78的表面去除的材料，并计算通过加工形成的加工面的形状。
机械模型信息45是与模型的输入输出数据、参数数量、模型构造等相关的信息。通过机械模型信息45设定于加工仿真执行部101a的上述各种模型是一个例子。只要定义了输入输出关系的计算式是在各模型中所需的输入输出，则机械模型信息45也可以使加工仿真执行部101a设定具有任何模型构造的模型。即，在机械模型信息45中储存的模型的模型构造可以是通过已知的黑箱、白箱、灰箱、代理、行为、状态空间、子空间、传递函数、FEM(Finite Element Method，有限元法)的各种建模方法中的任意一种描述的模型构造等。
设定于加工仿真执行部101a的各模型也可以通过任意方法注册于机械模型信息45。设定的各模型例如也可以在数控机床99出厂时由数控机床99中包含的机械装置部96的制造商或数控机床99中包含的数控装置的制造商预先注册。另外，加工系统1a例如也可以下载机械装置部96的制造商、数控装置的制造商、软件供应商、第三方等构建的模型来进行使用。另外，加工系统1a也可以使用按照机械装置部96的用户所拥有的机械而构建并注册的模型。
图10是用于说明实施方式1的加工评价装置所输出的部位加工误差的例子的图。在图10中，示出了第一加工结果评价部102所输出的部位加工误差48S的计算结果的例子。图10所示的板式夹具80与图8所示的板式夹具80对应。
第一加工结果评价部102所输出的部位加工误差48S显示于显示装置等。此外，加工评价装置20a也可以使加工容许值与部位加工误差48S一起显示于显示装置。
在图10的情况下，对于形成在板式夹具80的中央部的孔HA，通过加工仿真得到的直径为20.001mm，设计值为直径20mm，因此，部位加工误差48S为0.001mm。孔HA的加工容许值为尺寸精度上限+0.01mm且下限-0.01mm，因此，孔HA的部位成为容许范围内的尺寸。
另外，对于孔HB1与孔HC1之间的中心间距离，通过加工仿真得到的尺寸为20.2mm，设计值为20mm，因此，部位加工误差48S为0.2mm。孔HB1与孔HC1之间的中心间距离的加工容许值为尺寸精度上限+0.1mm且尺寸精度下限值0mm，因此，孔HB1与孔HC1之间的中心间距离没有成为容许范围内的尺寸。
另外，对于板式夹具80的上表面的表面精度，通过加工仿真得到的表面精度为Ra4μm，设计值(下限值)的表面精度为Ra6.3μm，因此，部位加工误差48S为Ra2.3μm。由于部位加工误差48S的值为0以上，因此，板式夹具80的上表面的表面精度成为容许范围内的尺寸。
第一加工结果评价部102可以以图形方式输出每个部位的部位加工误差48S的计算结果，也可以作为表格数据以表形式输出，还可以与加工容许值并排地进行表格显示。
如上所述，在相对于工件78通过仿真等提前对部件7的加工精度进行预测的情况下，由于按照部件7的每个部位(每个功能部位)要求精度(加工容许值)不同，因此，优选针对每个部位判定是否满足要求的加工容许值。
实施方式1的具有加工评价装置20a的加工系统1a能够针对要求精度的每个部位来计算通过仿真预计的加工误差。由此，加工系统1a能够以图形方式显示相对于设计值的部位加工误差48S、即相对于设计值的加工误差的预计值。
由此，系统使用者能够根据每个部位的部位加工误差48S而容易地判断通过仿真预计的加工结果是否良好。另外，系统使用者能够容易地修正加工程序42、刀具信息43等，以便消除不满足要求精度(加工容许值)的部位。另外，由于加工系统1a针对每个部位判定是否落入所需的加工容许值内，因此，对于不要求精度的部位，系统使用者能够较大地设定相对于加工误差的加工容许值。由此，加工系统1a能够在预测到必要充分的精度的条件下执行加工。
在此，对实现实施方式1的加工评价装置20a的硬件进行说明。加工评价装置20a的加工容许值设定部100、加工仿真执行部101a以及第一加工结果评价部102通过处理电路来实现。处理电路可以是执行在存储器中储存的程序的处理器和存储器，也可以是专用硬件。
图11是表示实现实施方式1的加工系统的加工评价装置的处理电路由处理器和存储器构成的情况下的例子的图。在处理电路由处理器201和存储器202构成的情况下，加工容许值设定部100、加工仿真执行部101a以及第一加工结果评价部102由软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。软件或固件被描述为程序并储存在存储器202中。在处理电路中，通过处理器201读取并执行在存储器202中存储的程序来实现各功能。即，处理电路具备存储器202，该存储器202用于储存结果会执行加工评价装置20a的处理的程序。另外，这些程序也可以说是使计算机23执行加工评价装置20a的步骤及方法的程序。
在此，处理器201可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等。另外，存储器202例如对应于RAM(Random Access Memory，随机存储器)、ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(注册商标)(Electrically EPROM，电可擦除可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、压缩光盘、迷你光盘或DVD(Digital VersatileDisc，数字通用光盘)等。
图12是表示实现实施方式1的加工评价装置的处理电路由专用硬件构成的情况下的例子的图。在处理电路由专用硬件构成的情况下，图12所示的处理电路203例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或它们的组合。可以按照功能由处理电路203来实现加工评价装置20a的各功能，也可以由处理电路203一并实现各功能。
此外，对于加工评价装置20a的各功能，也可以是一部分由专用硬件实现，一部分由软件或固件实现。这样，处理电路能够通过专用硬件、软件、固件或它们的组合来实现上述各功能。
在此，对能够应用于加工系统1a的机械装置进行说明。作为能够应用于加工系统1a的机械装置，包括数控机床99、工业用机器人等。
作为能够应用于加工系统1a的数控机床99，包括用轴驱动切削刀具或工件而从工件的表面去除材料的切削加工机、用轴驱动激光光源来切割工件的激光加工机、用轴驱动电极刀具或线刀具并在其与工件之间发生放电而去除材料的放电加工机等。另外，作为能够应用于加工系统1a的数控机床99，包括用轴驱动电极刀具或线刀具并在其与工件之间发生放电而去除材料的放电加工机、用激光使线或粉末状的材料熔融而进行增材制造的AM(Additive Manufacturing，增材制造)加工机或3D打印机等。
作为能够应用于加工系统1a的工业用机器人，包括用伺服控制装置驱动各关节并使用安装于前端的旋转刀具或激光进行切削、焊接、增材制造等加工的机器人等。
在具有这样的伺服控制装置并进行反馈控制的机械装置中，有时会产生各种作业误差。例如，作为反馈控制无法追随而产生的瞬态误差，已知有因机械装置的机械特性而产生的响应延迟、由滑动面的摩擦或切削力、接触力等由于机械装置进行的作业而产生的干扰力引起的运动误差、由控制器的设定引起的过调节等。另外，在进行加工的机械装置中，工件或刀具76那样的实际进行加工的部位成为真正应进行控制的控制对象，但难以与控制对象完全一致地安装位置检测器。因此，也可知即使在位置检测器的检测结果所表示的运动中没有产生误差，在真正的控制对象的运动中也会产生振动、响应延迟等误差。
在实施方式1中，加工系统1a计算部件7的仿真形状47S，针对部件7的每个部位计算并输出部位加工误差48S。由此，加工系统1a能够在通过实际的加工而产生加工误差之前向系统使用者提供部位加工误差48S，能够抑制加工不良。
这样，在实施方式1中，加工评价装置20a根据通过加工仿真预测的作为执行了加工程序42之后的部件形状的仿真形状47S和设计值，针对每个指定部位计算作为加工误差的预测值的部位加工误差48S。由此，加工评价装置20a能够向系统使用者提供部位加工误差48S，该部位加工误差48S对于加工精度的容许值按照每个部位而不同的部件7，能够针对部件7的每个部位评价预测形状的加工误差。因此，系统使用者对于加工精度的容许值按照每个部位而不同的部件7，能够针对部件7的每个部位评价预测形状的加工误差。
实施方式2
接下来，使用图13至图15对实施方式2进行说明。在实施方式2中，加工评价装置判定通过仿真得到的每个部位的加工误差是否满足容许值。在实施方式2中，以与实施方式1的区别点为中心进行说明。
图13是表示实施方式2的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。对于图13的各构成要素中的、与图6所示的实施方式1的加工系统1a所具备的加工评价装置20a实现相同功能的构成要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。在图13中，省略实施方式2的加工系统1b所具备的计算机23、网络集线器24以及数控机床99的图示。
实施方式2的加工系统1b与加工系统1a相比，具备加工评价装置20b来代替加工评价装置20a。另外，加工系统1b具备加工执行部104b。
加工评价装置20b与加工评价装置20a相比，具备加工仿真执行部101b来代替加工仿真执行部101a。加工仿真执行部101b的详请见后述。
另外，加工评价装置20b具备第一结果判定部103b。第一结果判定部103b与加工容许值设定部100、第一加工结果评价部102以及加工执行部104b连接。
在实施方式2中，加工评价装置20b安装于计算机23内，加工执行部104b安装于数控机床99。另外，在实施方式2中，向加工容许值设定部100输入二维CAD图39。即，实施方式2的加工容许值设定部100接收二维CAD图39来代替部件形状41。另外，实施方式2的加工容许值设定部100将部位设定信息46发送到第一加工结果评价部102和第一结果判定部103b。另外，实施方式2的第一加工结果评价部102将每个部位的部位加工误差48S发送到第一结果判定部103b。
此外，第一结果判定部103b也可以从第一加工结果评价部102获取部位设定信息46。第一结果判定部103b根据部位加工误差48S和部位设定信息46中包含的加工容许值，针对每个部位判定加工误差的合格与否。即，第一结果判定部103b比较每个部位的部位加工误差48S和部位设定信息46中包含的每个部位的加工容许值，并将部位判定结果50S输出到外部装置，该判定结果50S表示基于仿真的每个部位的加工误差的判定结果。外部装置的例子是显示装置。在该情况下，部位判定结果50S通过显示装置来显示。
第一结果判定部103b判定是否在指定的所有部位处基于仿真的加工误差都落入加工容许值内。即，第一结果判定部103b判定是否每个部位的所有的部位加工误差48S都合格。
在所有部位处基于仿真的加工误差都落入加工容许值内的情况下、即每个部位的所有的部位加工误差48S都合格的情况下，第一结果判定部103b向加工执行部104b输出加工执行指令49。加工执行指令49是用于指示加工的执行的指令。由此，加工执行部104b执行加工，制作作为加工后部件的部件7。即，当加工执行部104b接收加工执行指令49时，在数控机床99上执行加工程序42，对工件78执行加工。在加工执行部104b完成加工时，部件7完成。
图14是表示向实施方式2的加工评价装置输入的二维CAD图的例子的图。二维CAD图39被输入到加工评价装置20b的加工容许值设定部100。但是，在图14中，为了简化说明而仅记载了代表性的设计值。另外，通常为了定义立体形状而需要三面视图，但在此为了便于说明而仅显示主视图。
在二维CAD图39中，在制图内记载有设计值、加工容许值等。并且，在二维CAD图39中，图示有垂直度、平行度等这样的加工容许值。因此，在系统使用者根据二维CAD图39而向外部装置输入设计值、加工容许值等时，即使不进行键盘输入，也能够从图中读取所需的信息并自动地列表。
另外，不限于输入二维CAD图39，也可以向加工评价装置20b的加工容许值设定部100输入设定有加工容许值的三维CAD数据。另外，在图14的例子中，按照JIS(JapaneseIndustrial Standards，日本工业标准)标准中规定的机械制图的尺寸及交叉标记的规则进行了标记，但只要能够规定加工的设计值和加工容许值的上限及下限的至少一方，则向加工容许值设定部100输入的二维的部件形状41的描述可以是任意的描述方式。
图15是表示实施方式2的加工评价装置所具备的加工仿真执行部的结构例的框图。对于图15的各构成要素中的、与图9所示的实施方式1的加工评价装置20a所具备的加工仿真执行部101a实现相同功能的构成要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。
加工仿真执行部101b与加工仿真执行部101a相比，不同点在于不具有工序模型部18和工序控制模拟部15。
在加工评价装置20b的加工仿真执行部101b中，对于精加工那样的切入小的加工以及激光加工，工序模型的影响视为足够小，即使使用刀具76的根部位置进行加工形状预测，也能够实现高精度的加工仿真。并且，加工仿真执行部101b通过省略工序模型而能够简化仿真并缩短计算时间。因此，实施方式2的加工仿真执行部101b在不使用工序模型部18和工序控制模拟部15的情况下计算仿真形状47S。
此外，也可以向加工评价装置20b输入部件形状41来代替二维CAD图39。另外，加工评价装置20b也可以具备加工仿真执行部101a来代替加工仿真执行部101b。
这样，实施方式2的加工系统1b通过比较通过仿真得到的每个部位的加工误差和预先设定的每个部位的加工容许值来判定基于仿真的加工误差是否落入加工容许值内。而且，加工系统1b在所有部位的加工误差都合格的情况下，使加工执行部104b加工工件78。由此，即使系统使用者不输入大量的信息，加工系统1b也能够制作落入所设计的加工容许值的部件7。
实施方式3
接下来，使用图16对实施方式3进行说明。在实施方式3中，在存在基于仿真的加工误差没有落入加工容许值内的部位的情况下，加工评价装置变更加工条件，以使所有部位的加工误差都合格。在实施方式3中，以与实施方式1、2的区别点为中心进行说明。
图16是表示实施方式3的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。对于图16的各构成要素中的、与图13所示的实施方式2的加工系统1b实现相同功能的构成要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。在图16中，省略实施方式3的加工系统1c所具备的计算机23、网络集线器24以及数控机床99的图示。
实施方式3的加工系统1c与加工系统1b相比，具备加工评价装置20c来代替加工评价装置20b。加工评价装置20c除了加工评价装置20b所具备的构成要素之外，还具备加工条件最优化执行部111。加工条件最优化执行部111与加工仿真执行部101b和第一结果判定部103b连接。
此外，加工评价装置20c也可以具备加工仿真执行部101a来代替加工仿真执行部101b。另外，可以向加工容许值设定部100输入二维CAD图39，也可以输入部件形状41。在图16中，示出了向加工容许值设定部100输入二维CAD图39的情况。
实施方式3的加工仿真执行部101b将仿真形状47S发送到第一加工结果评价部102和加工条件最优化执行部111。另外，实施方式3的第一结果判定部103b将每个部位的部位判定结果50S发送到外部装置和加工条件最优化执行部111。
加工条件最优化执行部111在接收到仿真形状47S和每个部位的部位判定结果50S的一览表时，判定部位判定结果50S的一览表中是否包含表示不满足加工容许值的部位的部位判定结果50S。加工条件最优化执行部111在从第一结果判定部103b接收到表示不满足加工容许值的部位的部位判定结果50S的情况下，修正机械模型信息45和加工程序42中的至少一方。
在存在第一结果判定部103b判定为不合格的部位的情况下、即在部位判定结果50S的一览表中包含不满足加工容许值的部位的情况下，加工条件最优化执行部111修正机械模型信息45和加工程序42中的至少一方，直至不再包含不满足加工容许值的部位。加工系统1c反复进行：使用至少一方被修正的机械模型信息45和加工程序42的加工仿真的再执行；部位加工误差48S的再计算；以及每个部位的加工误差的再判定。由此，在并非所有部位都满足加工容许值的情况下，不执行加工。这样，加工系统1c反复修正机械模型信息45和加工程序42中的至少一方，直至部位判定结果50S的一览表中不再包含不满足加工容许值的部位。
另外，加工条件最优化执行部111进行最优化的对象例如是在加工程序42内指定的加工速度、主轴转速、或者加工程序42指定的指令点的位置、包含在机械模型信息45内的数控机床99的控制参数。加工条件最优化执行部111进行最优化的数控机床99的控制参数例如是在机械模型信息45内设定的影响机械装置部96的加工精度的控制参数。例如，在加工速度过快而在轴的控制延迟的影响下角部的精度没有落入目标精度的情况下，加工条件最优化执行部111修正机械模型信息45和加工程序42中的至少一方而将加工速度设定得低，从而能够满足加工容许值。
数控机床99的控制参数的例子是伺服增益、螺距误差的修正参数、垂直度误差的修正参数、振动的修正参数、摩擦的修正参数、规定轴的加速度的加减速参数、与通过角部时的减速速度相关的参数。
加工条件最优化执行部111的加工条件最优化的算法可以是预先设定的序列，也可以是已知的最优化计算的算法。另外，加工条件最优化执行部111的加工条件最优化的算法也可以是如下算法：AI(Artificial Intelligence，人工智能)提前学习控制参数与部位加工误差48S的关系，加工条件最优化执行部111根据AI的学习结果来变更控制量。
按照预先设定的序列来变更控制量的例子是用于抑制颤振的主轴转速的变更。由于通过加工产生的加工力使刀具76、工件78以及机械构造98连接而成的系统所具有的振动特性形成振动而产生颤振。已知在产生了颤振的情况下，能够通过变更主轴转速来降低振动。例如，在仿真形状47S内识别到因颤振而产生的加工精度的降低的情况下，加工条件最优化执行部111能够通过最优化计算算法以提前设定的超控率(override rate)变更主轴转速，从而能够避免颤振。
另外，使用已知的最优化计算的算法的控制参数的最优化的例子包括通过使用最小二乘法算法的拟合、基于遗传算法的参数搜索、PSO(Particle Swarm Optimization，粒子群优化)法、最陡下降法等使评价函数最小化的参数的决定方法等。
使用AI的学习的例子是控制参数与加工误差的关系的使用神经网络、Q学习等的学习。在该情况下，加工条件最优化执行部111根据所学习的控制参数与加工误差的关系，搜索使加工误差最小化的参数的组合。
对于加工程序42的变更，加工条件最优化执行部111例如在存在不满足尺寸精度的部位的情况下，变更基于加工程序42的指令位置，以便满足尺寸精度。
以上示出的最优化算法是一个例子，只要是反复变更与加工相关的条件直至部位判定结果50S满足所设定的加工容许值的方式，则可以使用任意的计算式和算法。
这样，根据实施方式3，即使在通过仿真预测的加工误差不满足加工容许值的情况下，加工系统1c也会自动搜索满足加工容许值的条件并执行加工，因此生产不会停止。
实施方式4
接下来，使用图17对实施方式4进行说明。在实施方式4中，根据从对部件7进行加工的数控机床99获取的轴的运动的测定结果，推定部件7的加工形状。而且，根据推定的加工形状来推定加工误差，针对每个部位判定所推定的加工误差是否满足容许值。并且，显示所推定的每个部位的加工误差的合格与否判定、以及通过仿真得到的每个部位的加工误差的合格与否判定即部位判定结果50S。在实施方式4中，以与实施方式2的区别点为中心进行说明。
图17是表示实施方式4的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。对于图17的各构成要素中的、与图13所示的实施方式2的加工系统1b实现相同功能的构成要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。在图17中，省略实施方式4的加工系统1d所具备的计算机23、网络集线器24以及数控机床99的图示。
实施方式4的加工系统1d与加工系统1b相比，具备加工评价装置20d来代替加工评价装置20b。另外，加工系统1d与加工系统1b相比，具备加工执行部104d来代替加工执行部104b。
加工评价装置20d除了加工评价装置20b所具备的构成要素之外，还具备加工形状推定部105、第二加工结果评价部106以及第二结果判定部107。
加工形状推定部105与加工执行部104d和第二加工结果评价部106连接。第二加工结果评价部106与第二结果判定部107连接。另外，第二加工结果评价部106和第二结果判定部107与加工容许值设定部100连接。
此外，加工评价装置20d也可以具备加工仿真执行部101a来代替加工仿真执行部101b。另外，可以向加工容许值设定部100输入二维CAD图39，也可以输入部件形状41。在图17中，示出了向加工容许值设定部100输入部件形状41的情况。
实施方式4的加工容许值设定部100将部位设定信息46发送到第一加工结果评价部102、第一结果判定部103b、第二加工结果评价部106以及第二结果判定部107。
加工执行部104d通过执行加工来制作作为加工后的部件的部件7，并且对加工中的数控机床99的数据进行采样。加工执行部104d可以使用数控机床99所具有的数控装置来对数据进行采样，也可以使用安装于数控机床99的测定装置来进行数据的采样。被采样的数据的例子是各轴的位置检测器信号。即，被采样的数据是表示正在执行加工的机械装置部96的轴的运动的测定结果的数据。加工执行部104d将采样的数据作为加工中数据51发送到加工形状推定部105。
加工形状推定部105接收加工中数据51，并且从加工中数据51提取被采样的数据。加工形状推定部105通过与加工仿真执行部101b的加工形状预测部19同样的处理来预测部件7的形状。具体而言，加工形状推定部105根据表示被采样的各轴的位置的位置检测信号来计算刀具76的位置，并基于采样数据来计算表示预测(推定)的部件7的形状的推定加工形状52E。推定加工形状52E是通过加工形成的部件7的推定形状。加工形状推定部105将推定加工形状52E发送到第二加工结果评价部106。
第二加工结果评价部106接收来自加工容许值设定部100的部位设定信息46，并接收来自加工形状推定部105的推定加工形状52E。此外，第二加工结果评价部106也可以从第一结果判定部103b或第一加工结果评价部102获取部位设定信息46。
第二加工结果评价部106通过与第一加工结果评价部102同样的处理来计算加工误差。具体而言，第二加工结果评价部106根据每个部位的推定加工形状52E和在加工容许值设定部100设定的部位设定信息46中储存的每个部位的设计值，针对每个部位计算表示推定加工形状52E中的加工误差的推定加工误差53E。这样，第一加工结果评价部102使用仿真形状47S，针对每个部位计算基于仿真的部位加工误差48S，第二加工结果评价部106使用推定加工形状52E，针对每个部位计算基于实际加工的推定加工误差53E。第二加工结果评价部106将推定加工误差53E发送到第二结果判定部107。
第二结果判定部107接收来自加工容许值设定部100的部位设定信息46，并接收来自第二加工结果评价部106的推定加工误差53E。此外，第二结果判定部107也可以从第二加工结果评价部106、第一结果判定部103b或第一加工结果评价部102获取部位设定信息46。
第二结果判定部107通过与第一结果判定部103b同样的处理来判定加工误差的合格与否。具体而言，第二结果判定部107根据每个部位的推定加工误差53E和在加工容许值设定部100设定的部位设定信息46中储存的每个部位的加工容许值来判定推定加工误差53E的合格与否。即，第二结果判定部107判定每个部位的推定加工误差53E是否满足每个部位的加工容许值。这样，第一结果判定部103b基于根据仿真形状47S计算的部位加工误差48S，针对每个部位判定仿真形状47S的合格与否，第二结果判定部107基于根据推定加工形状52E计算的推定加工误差53E，针对每个部位判定推定加工形状52E的合格与否。
第二结果判定部107将表示每个部位的推定加工形状52E(推定加工误差53E)的合格与否的每个部位的推定判定结果54E输出到外部装置。另外，第一结果判定部103b将表示每个部位的仿真形状47S(部位加工误差48S)的合格与否的每个部位的部位判定结果50S输出到外部装置。在此的外部装置例如是显示装置。显示装置显示每个部位的推定判定结果54E和每个部位的部位判定结果50S。
由此，系统使用者能够比较通过仿真得到的每个部位的部位判定结果50S和在加工中得到的每个部位的推定判定结果54E。显示装置例如可以针对每个部位将部位判定结果50S和推定判定结果54E作为表格数据来显示，也可以在画面上作为一张图将各个结果重叠地显示，也可以分成两张图进行显示。
在通过仿真得到的所有部位都落入加工容许值的情况下，系统使用者使数控机床99执行加工。在该情况下，在机械模型信息45不恰当的情况下，通过实际加工得到的部位有时不会落入加工容许值。在实施方式4中，加工系统1d根据加工中的轴的运动的测定结果来计算推定加工误差53E，并输出表示推定加工误差53E是否落入加工容许值的推定判定结果54E，因此，系统使用者能够容易地判定机械模型信息45是否恰当。
这样，实施方式4的加工系统1d判定通过加工而实际产生的推定加工误差53E是否满足加工容许值，并输出表示判定结果的推定判定结果54E。另外，加工系统1d判定通过仿真计算的部位加工误差48S是否满足加工容许值，并输出表示判定结果的部位判定结果50S。由此，系统使用者能够容易地比较在显示装置显示的推定判定结果54E和部位判定结果50S。因此，系统使用者能够容易地比较通过仿真预测的加工结果与根据加工中的数据预测的加工结果的差。
实施方式5
接下来，使用图18对实施方式5进行说明。在实施方式5中，在每个部位的部位判定结果50S与每个部位的推定判定结果54E的差在特定值以上的情况下，加工评价装置修正机械模型信息45的机械模型。在实施方式5中，以与实施方式4的区别点为中心进行说明。
图18是表示实施方式5的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。对于图18的各构成要素中的、与图17所示的实施方式4的加工系统1d实现相同功能的构成要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。在图18中，省略实施方式5的加工系统1e所具备的计算机23、网络集线器24以及数控机床99的图示。
实施方式5的加工系统1e与加工系统1d相比，具备加工评价装置20e来代替加工评价装置20d。
加工评价装置20e除了加工评价装置20d所具备的构成要素之外，还具备模型更新判定部108、模型更新执行部109以及机械模型DB(DataBase，数据库)110。模型更新判定部108与第一结果判定部103b和第二结果判定部107连接。模型更新执行部109与模型更新判定部108、加工执行部104d、机械模型DB110以及加工仿真执行部101b连接。机械模型DB110与加工仿真执行部101b连接。
此外，加工评价装置20e可以具备加工仿真执行部101a来代替加工仿真执行部101b。另外，可以向加工容许值设定部100输入二维CAD图39，也可以输入部件形状41。在图18中，示出了向加工容许值设定部100输入部件形状41的情况。
加工评价装置20e的第一结果判定部103b将部位判定结果50S发送到模型更新判定部108。另外，加工评价装置20e的第二结果判定部107将推定判定结果54E发送到模型更新判定部108。
另外，加工评价装置20e的加工形状推定部105将推定加工形状52E发送到第二加工结果评价部106和模型更新执行部109。另外，加工评价装置20e的加工仿真执行部101b将仿真形状47S发送到第一加工结果评价部102和模型更新执行部109。
模型更新判定部108根据每个部位的部位判定结果50S与每个部位的推定判定结果54E的比较结果，判定是否需要对机械模型信息45进行更新。在模型更新判定部108判定为需要对机械模型信息45进行更新的情况下，将用于指示机械模型信息45的更新的模型更新指令84输出到模型更新执行部109。
例如，在每个部位的部位判定结果50S与每个部位的推定判定结果54E不同的情况下，模型更新判定部108判定为在机械模型信息45中描述的机械模型的精度不够，并输出模型更新指令84。例如，也可以在每个部位的部位判定结果50S与每个部位的推定判定结果54E中结果不一致的部位的数量超出预先设定的阈值的情况下，模型更新判定部108输出模型更新指令84。
在模型更新判定部108判定为需要进行机械模型信息45的更新的情况下，模型更新执行部109从模型更新判定部108接收模型更新指令84。在模型更新执行部109接收到模型更新指令84的情况下，从机械模型DB110读取最新的机械模型信息45。另外，模型更新执行部109使用仿真形状47S和推定加工形状52E，执行机械模型信息45的更新。具体而言，模型更新执行部109对机械模型信息45中包含的机械模型的信息进行更新。
在实施方式3中，加工条件最优化执行部111变更参数以使控制参数等成为目标的部位判定结果50S，但在实施方式5中，模型更新执行部109对机械模型信息45中的描述数控机床99的特性的机械模型、机械模型的参数等进行更新。
模型更新执行部109使用在加工仿真过程中保存的轴的运动轨迹和正在执行加工的轴的运动轨迹，更新机械模型。例如，在机械模型中的惯性等刚性那样的与设计相关的参数存在误差、部位的仿真形状47S与加工过程中的部位的推定形状不一致的情况下，模型更新执行部109更新机械模型。在该情况下，模型更新执行部109更新机械模型，以使仿真形状47S与推定加工形状52E一致。
在更新机械模型时，模型更新执行部109通过比较仿真形状47S的数据、推定加工形状52E以及原来的机械模型信息45(读取的最新的机械模型信息45)来变更机械模型的参数。模型更新执行部109执行的模型参数的变更算法可以是已知的系统辨识方法或建模方法，也可以是使用基于AI的学习的方法。在使用基于AI的学习的方法中，AI学习推定加工形状52E与仿真形状47S的关系，模型更新执行部109根据AI的学习结果来更新机械模型信息45。即，AI学习与推定加工形状52E和仿真形状47S的关系对应的机械模型信息45。在更新机械模型时，模型更新执行部109根据学习结果来计算与推定加工形状52E和仿真形状47S的关系对应的机械模型信息45，并用作为计算结果得到的机械模型信息45更新当前的机械模型信息45。
模型更新执行部109将更新后的机械模型信息45和表示机械模型的更新历史的模型更新历史57储存于机械模型DB110。机械模型DB110是将更新后的机械模型信息45与模型更新历史57相关联地进行保存的数据库。
加工仿真执行部101b在机械模型DB110内的机械模型信息45被更新时，从机械模型DB110读取更新后的机械模型信息45，再次执行加工仿真。
这样，在实施方式5的加工系统1e中，在表现机械模型信息45中包含的机械的特性的机械模型的精度不够的情况下，加工评价装置20e更新机械模型信息45的机械模型。由此，加工系统1e能够使推定加工形状52E与仿真形状47S一致，能够更高精度地仿真加工误差。
实施方式6
接下来，使用图19和图20对实施方式6进行说明。在实施方式6中，测定完成加工的部件7的实际的形状。而且，根据测定的加工形状来计算加工误差，并针对每个部位判定所计算的加工误差是否满足容许值。并且，显示通过测定得到的每个部位的加工误差的合格与否判定、以及通过仿真得到的每个部位的加工误差的合格与否判定即部位判定结果50S。在实施方式6中，以与实施方式4的区别点为中心进行说明。
图19是表示实施方式6的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。对于图19的各构成要素中的、与图17所示的实施方式4的加工系统1d实现相同功能的构成要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。在图19中，省略实施方式6的加工系统1f所具备的计算机23、网络集线器24以及数控机床99的图示。
实施方式6的加工系统1f与加工系统1d相比，具备加工评价装置20f来代替加工评价装置20d。另外，加工系统1f与加工系统1d相比，具备加工执行部104f来代替加工执行部104d。另外，加工系统1f具备加工形状测定部115。另外，虽然加工评价装置20f与加工评价装置20d相比不具备加工形状推定部105，但其他的构成要素相同。加工形状测定部115与第二加工结果评价部106连接。通过加工执行部104f制作的部件7被输送到加工形状测定部115。
此外，加工评价装置20f可以具备加工仿真执行部101a来代替加工仿真执行部101b。另外，可以向加工容许值设定部100输入二维CAD图39，也可以输入部件形状41。在图19中，示出了向加工容许值设定部100输入部件形状41的情况。
实施方式6的加工系统1f具备加工形状测定部115来代替加工形状推定部105。加工形状测定部115使用由加工执行部104f加工的部件7(加工结束的部件7)，测量作为部件7的实际形状的实际加工形状52R。加工形状测定部115例如是三维测量器(CMM，CoordinateMeasuring Machine，坐标测量机)、表面粗糙度计、传感器。
加工形状测定部115可以使用配置在数控机床99的内部的测量器，也可以使用配置在数控机床99的外部的测量器。例如，被称为接触式探头的测量器在切削加工机中经常用作测定加工后的部件形状的测量器。
另外，也可以由系统使用者测定部件7的实际加工形状52R来代替加工形状测定部115。在该情况下，可以不利用测量器这样的机械，而是系统使用者使用游标卡尺等针对每个部位测定部件7的形状，并使用计算机23向第二加工结果评价部106直接输入实际加工形状52R。
实施方式6的第二加工结果评价部106根据实际加工形状52R和在部位设定信息46中储存的每个部位的设计值，计算表示实际加工形状52R中的每个部位的实际的加工误差的实际加工误差53R。第二加工结果评价部106将实际加工误差53R发送到第二结果判定部107。
实施方式6的第二结果判定部107根据每个部位的实际加工误差53R和在部位设定信息46中储存的每个部位的加工容许值，判定实际加工误差53R的合格与否。第二结果判定部107向外部装置输出表示每个部位的实际加工形状52R(实际加工误差53R)的合格与否的每个部位的实际加工判定结果54R。另外，第一结果判定部103b向外部装置输出表示每个部位的仿真形状47S(部位加工误差48S)的合格与否的每个部位的部位判定结果50S。在此的外部装置例如是显示装置。显示装置显示每个部位的实际加工判定结果54R和每个部位的部位判定结果50S。
由此，系统使用者能够比较通过仿真得到的每个部位的部位判定结果50S和通过测量实际的部件7得到的每个部位的实际加工判定结果54R。显示装置例如可以针对每个部位将部位判定结果50S和实际加工判定结果54R作为表格数据来显示，也可以在画面上作为一张图将各个结果重叠地显示，也可以分成两张图进行显示。
图20是表示实施方式6的具有加工评价装置的加工系统的硬件结构例的框图。具有加工评价装置20f的加工系统1f由数控机床99、输送装置25、测量装置26、储存有加工评价装置20f的计算机23以及网络集线器24构成。网络集线器24与数控机床99、输送装置25、测量装置26以及计算机23连接。
在加工系统1f中，输送装置25使由数控机床99加工的部件7移动到测量装置26。输送装置25的例子是被称为装载机的输送机、工业用机器人等。输送装置25从数控机床99拆下部件7，并将其安装于作为加工形状测定部115的测量装置26。测量装置26测定部件7的加工物形状，将表示测定结果的实际加工形状52R经由网络集线器24发送到加工评价装置20f。向输送装置25和测量装置26发送的控制信号可以经由网络集线器24由计算机23发出指令，也可以从数控机床99经由PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)这样的控制装置发出指令。
此外，加工评价装置20f可以具有加工评价装置20e所具备的模型更新判定部108、模型更新执行部109以及机械模型DB110。在该情况下，在表现机械模型信息45中包含的机械的特性的机械模型的精度不够的情况下，加工评价装置20f更新机械模型信息45的机械模型。由此，加工系统1f能够使实际加工形状52R与仿真形状47S一致，能够更高精度地仿真加工误差。
这样，实施方式6的加工系统1f能够通过使用测量装置26而直接测定部件7的实际加工形状52R，能够更准确地计算相对于实际加工形状52R的实际加工误差53R。
另外，加工系统1f判定从部件7的测定结果得到的实际加工误差53R是否满足加工容许值，并输出表示判定结果的实际加工判定结果54R。另外，加工系统1f判定通过仿真计算的部位加工误差48S是否满足加工容许值，并输出表示判定结果的部位判定结果50S。由此，系统使用者能够容易地比较在显示装置显示的实际加工判定结果54R和部位判定结果50S。因此，系统使用者能够容易地比较通过仿真预测的加工结果和从部件7的测定结果得到的加工结果的差。
实施方式7
接下来，使用图21和图22对实施方式7进行说明。在实施方式7中，在多个加工系统之间发送接收机械模型信息45。在实施方式7中，以与实施方式5的区别点为中心进行说明。
图21是表示实施方式7的加工系统所具备的加工评价装置的结构例的框图。对于图21的各构成要素中的、与图18所示的实施方式5的加工系统1e实现相同功能的构成要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。在图21中，省略实施方式7的加工系统1g所具备的计算机23、网络集线器24以及数控机床99的图示。
实施方式7的加工系统1g与加工系统1e相比，具备加工评价装置20g来代替加工评价装置20e。另外，加工评价装置20g除了加工评价装置20e所具备的构成要素之外，还具备网络通信部112。网络通信部112与机械模型DB110连接。实施方式7的加工系统1g的网络通信部112将在机械模型DB110中累积的机械模型信息45发送到加工系统1g的外部。另外，接收从其他的加工系统1g发送来的机械模型信息45并将其储存于机械模型DB110。
此外，加工评价装置20g可以具备加工仿真执行部101a来代替加工仿真执行部101b。另外，可以向加工容许值设定部100输入二维CAD图39，也可以输入部件形状41。在图21中，示出了向加工容许值设定部100输入部件形状41的情况。
图22是表示实施方式7的具有加工评价装置的加工系统的硬件结构例的框图。加工系统1g与加工系统1a同样地由数控机床99、计算机23以及将这二者连接的网络集线器24构成。在加工系统1g的计算机23中储存有加工评价装置20g。
在实施方式7中，具有相同规格的数控机床99的设置在不同场所的多个加工系统1g经由网络集线器24连接。在图22中，示出了两个加工系统1g经由网络集线器24连接的情况。
各加工系统1g的网络通信部112经由网络集线器24向外部的加工系统1g发送机械模型信息45。即，一方的加工系统1g的网络通信部112经由网络集线器24向另一方的加工系统1g的网络通信部112发送机械模型信息45。由此，另一方的加工系统1g的网络通信部112从一方的加工系统1g的网络通信部112接收机械模型信息45。同样地，也从另一方的加工系统1g向一方的加工系统1g发送机械模型信息45。
例如，一方的加工系统1g设置在国内或海外的数控机床制造商的工厂内的测试区域，另一方的加工系统1g设置在数控机床用户的工厂。
在国内或海外的数控机床制造商的工厂内的测试区域中，有时通过大量的加工试验反复进行机械模型信息45的更新，具有高精度的数控机床99的机械模型。另一方面，在数控机床用户使用新引进的数控机床99的情况下，机械模型信息45的精度有时不够。因此，在实施方式7中，从配置在数控机床制造商的工厂的加工系统1g的网络通信部112向数控机床用户的加工系统1g的网络通信部112发送机械模型信息45。
此外，机械模型DB110可以配置在储存有加工评价装置20g的计算机23的外部。在该情况下，加工评价装置20g将机械模型信息45临时保存在配置于与网络连接的数据中心或云端的机械模型DB110中来代替计算机23。数据中心或云端也可以在系统使用者请求时经由网络向加工评价装置20f发送机械模型信息45。
另外，加工评价装置20g如加工评价装置20f那样可以具备加工执行部104f来代替加工执行部104d。在该情况下，加工系统1g具备加工形状测定部115，加工评价装置20f不具备加工形状推定部105。在这样的结构的情况下，模型更新判定部108根据每个部位的部位判定结果50S和每个部位的实际加工判定结果54R，判定是否需要对机械模型信息45进行更新。另外，模型更新执行部109在接收到模型更新指令84的情况下，使用仿真形状47S和实际加工形状52R，执行机械模型信息45的更新。
这样，在实施方式7中，多个加工系统1g经由各自的网络通信部112连接，因此，能够在其他场所共享在远程位置构建的机械模型信息45。即，能够在多个加工系统1g之间共享机械模型信息45。通过这样在多个加工系统1g之间共享高精度的机械模型信息45，无论加工系统1g的配置场所和引进时间如何，加工系统1g都能够高精度地预测加工精度。
以上的实施方式所示的结构表示一例，能够与其他的公知技术组合，也能够将实施方式彼此组合，也能够在不脱离主旨的范围内省略、变更结构的一部分。
附图标记说明
1a～1g加工系统，2旋转角检测器，5工序控制部，5X～5Z伺服控制模拟部，6a伺服控制部，6X～6Z预测轴指令，7部件，9指令值运算部，14指令值运算模拟部，15工序控制模拟部，16X～16Z驱动机构模型部，17机械构造模型部，18工序模型部，19加工形状预测部，20a～20g加工评价装置，23计算机，24网络集线器，25输送装置，26测量装置，31X～31Z预测致动器指令，32X～32Z预测轴反馈，33X～33Z预测轴位置，34X～34Z预测轴干扰，35刀具根部位置，36预测工序干扰，37刀具前端位置，39二维CAD图，40部位信息，41部件形状，42加工程序，43刀具信息，44工件信息，45机械模型信息，46部位设定信息，47S仿真形状，48S部位加工误差，49加工执行指令，50S部位判定结果，51加工中数据，52E推定加工形状，52R实际加工形状，53E推定加工误差，53R实际加工误差，54E推定判定结果，54R实际加工判定结果，55预测工序指令，56预测主轴电流，57模型更新历史，61a～61c加减运算器，62位置控制器，63速度控制器，64电流控制器，65速度运算器，71电机，72引导机构，74联轴器，75a、75b支承轴承，76刀具，77工作台，78工件，79减速器，80板式夹具，81螺母，83主轴，84模型更新指令，93X X轴驱动部，93Y Y轴驱动部，93Z Z轴驱动部，94主轴控制部，95X～95Z伺服控制装置，96机械装置部，97X～97Z驱动机构，98机械构造，99数控机床，100加工容许值设定部，101a、101b加工仿真执行部，102第一加工结果评价部，103b第一结果判定部，104b、104d、104f加工执行部，105加工形状推定部，106第二加工结果评价部，107第二结果判定部，108模型更新判定部，109模型更新执行部，110机械模型DB，111加工条件最优化执行部，112网络通信部，115加工形状测定部，201处理器，202存储器，203处理电路，HA、HB1、HB2、HC1、HC2孔。

Claims (13)

1.一种加工评价装置，所述加工评价装置对通过机械装置形成的部件的部件形状进行评价，所述机械装置通过对轴进行驱动来进行工件的加工，其特征在于，所述加工评价装置具备：
加工数据设定部，所述加工数据设定部设定加工容许值和设计值，所述加工容许值是每个指定部位的加工误差的容许值，所述指定部位是执行了控制所述加工的加工程序之后的所述部件中包含的部位中的指定的部位；
加工仿真执行部，所述加工仿真执行部使用模拟所述机械装置的特性的机械模型和所述加工程序，执行所述加工的加工仿真；以及
第一加工结果评价部，所述第一加工结果评价部根据仿真形状和所述设计值，针对每个所述指定部位计算仿真加工误差，所述仿真形状是通过所述加工仿真预测的执行了所述加工程序之后的所述部件形状，所述仿真加工误差是所述仿真形状的加工误差的预测值。
2.根据权利要求1所述的加工评价装置，其特征在于，
所述加工评价装置还具备第一结果判定部，所述第一结果判定部针对每个所述指定部位判定所述仿真加工误差是否满足所述指定的部位的所述加工容许值。
3.根据权利要求2所述的加工评价装置，其特征在于，
所述加工评价装置还具备加工条件最优化执行部，在所述第一结果判定部判定的结果中包含不满足所述加工容许值的所述指定部位的情况下，所述加工条件最优化执行部变更所述机械模型和所述加工程序中的至少一方，直至不再包含不满足所述加工容许值的所述指定部位。
4.根据权利要求2或3所述的加工评价装置，其特征在于，
所述加工评价装置还具备：
加工形状推定部，所述加工形状推定部根据正在执行所述加工的所述机械装置的数据，推定通过所述加工形成的所述部件的所述部件形状作为推定加工形状；以及
第二加工结果评价部，所述第二加工结果评价部根据每个所述指定部位的所述加工容许值和所述推定加工形状，针对每个所述指定部位计算作为所述指定部位的加工误差的推定加工误差。
5.根据权利要求4所述的加工评价装置，其特征在于，
所述加工评价装置还具备第二结果判定部，所述第二结果判定部针对每个所述指定部位比较所述推定加工误差和所述加工容许值，判定是否在所有的所述指定部位处所述推定加工形状都满足所述加工容许值。
6.根据权利要求5所述的加工评价装置，其特征在于，
所述加工评价装置还具备：
模型更新判定部，所述模型更新判定部针对每个所述指定部位比较所述第一结果判定部的判定结果和所述第二结果判定部的判定结果，根据比较结果判定是否需要更新所述机械模型；以及
模型更新执行部，在所述模型更新判定部判定为需要更新所述机械模型的情况下，所述模型更新执行部更新所述机械模型，
所述加工仿真执行部使用所述加工程序和更新后的所述机械模型，执行所述加工的加工仿真。
7.根据权利要求6所述的加工评价装置，其特征在于，
所述模型更新执行部使用人工智能来学习所述推定加工形状与所述仿真形状的关系，并根据学习结果更新所述机械模型。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的加工评价装置，其特征在于，
所述加工评价装置还具备第二加工结果评价部，所述第二加工结果评价部根据实际加工形状和所述加工容许值，针对每个所述指定部位计算作为所述指定部位的实际的加工误差的实际加工误差，所述实际加工形状是在对所述工件的加工结束之后通过测定装置测定的所述指定部位的实际的加工形状。
9.根据权利要求8所述的加工评价装置，其特征在于，
所述加工评价装置还具备第二结果判定部，所述第二结果判定部针对每个所述指定部位比较所述实际加工误差和所述加工容许值，判定是否在所有的所述指定部位处所述实际加工形状都满足所述加工容许值。
10.根据权利要求6或7所述的加工评价装置，其特征在于，
所述加工评价装置还具备网络通信部，所述网络通信部向在网络上存在的其他的加工评价装置发送更新后的所述机械模型。
11.一种加工系统，其特征在于，
所述加工系统具有：
机械装置，所述机械装置通过对轴进行驱动来进行工件的加工；以及
加工评价装置，所述加工评价装置对通过所述机械装置形成的部件的部件形状进行评价，
所述加工评价装置具备：
加工数据设定部，所述加工数据设定部设定加工容许值和设计值，所述加工容许值是每个指定部位的加工误差的容许值，所述指定部位是执行了控制所述加工的加工程序之后的所述部件中包含的部位中的指定的部位；
加工仿真执行部，所述加工仿真执行部使用模拟所述机械装置的特性的机械模型和所述加工程序，执行所述加工的加工仿真；
第一加工结果评价部，所述第一加工结果评价部根据仿真形状和所述设计值，针对每个所述指定部位计算仿真加工误差，所述仿真形状是通过所述加工仿真预测的执行了所述加工程序之后的所述部件形状，所述仿真加工误差是所述仿真形状的加工误差的预测值；以及
第一结果判定部，所述第一结果判定部针对每个所述指定部位判定所述仿真加工误差是否满足所述指定的部位的所述加工容许值，
所述机械装置具备加工执行部，在所述第一结果判定部判定为在所有的所述指定部位处所述仿真加工误差都满足所述加工容许值的情况下，所述加工执行部使用所述加工程序执行所述工件的加工。
12.根据权利要求11所述的加工系统，其特征在于，
所述加工系统还具备网络通信部，所述网络通信部向在网络上存在的其他的加工系统发送更新后的所述机械模型。
13.一种加工评价方法，所述加工评价方法对通过机械装置形成的部件的部件形状进行评价，所述机械装置通过对轴进行驱动来进行工件的加工，其特征在于，所述加工评价方法包括：
加工数据设定步骤，在所述加工数据设定步骤中，加工评价装置设定加工容许值和设计值，所述加工容许值是每个指定部位的加工误差的容许值，所述指定部位是执行了控制所述加工的加工程序之后的所述部件中包含的部位中的指定的部位；
加工仿真执行步骤，在所述加工仿真执行步骤中，所述加工评价装置使用模拟所述机械装置的特性的机械模型和所述加工程序，执行所述加工的加工仿真；
第一加工结果评价步骤，在所述第一加工结果评价步骤中，所述加工评价装置根据仿真形状和所述设计值，针对每个所述指定部位计算仿真加工误差，所述仿真形状是通过所述加工仿真预测的执行了所述加工程序之后的所述部件形状，所述仿真加工误差是所述仿真形状的加工误差的预测值；
第一结果判定步骤，在所述第一结果判定步骤中，所述加工评价装置针对每个所述指定部位判定所述仿真加工误差是否满足所述指定的部位的所述加工容许值；以及
加工执行步骤，在所述加工执行步骤中，在判定为在所有的所述指定部位处所述仿真加工误差都满足所述加工容许值的情况下，所述机械装置使用所述加工程序执行所述工件的加工。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119439881A (zh) * 2025-01-13 2025-02-14 东莞市彼联机械科技有限公司 一种航空精密构件的数控加工控制方法及装置
CN119721603A (zh) * 2024-12-09 2025-03-28 广东煜丰实业(集团)有限公司 一种防开裂的门套生产方法及相关装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115576268B (zh) * 2022-12-07 2023-03-10 深圳先进技术研究院 一种数控加工设备的跟随误差预测方法
CN120019340A (zh) 2024-03-22 2025-05-16 发那科株式会社 模拟装置以及计算机程序

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5374616B1 (ja) 2012-06-14 2013-12-25 ファナック株式会社 工作機械の工具ベクトルを表示する工具軌跡表示装置
JP6878378B2 (ja) * 2018-10-31 2021-05-26 ファナック株式会社 数値制御装置
US20230236567A1 (en) * 2020-07-03 2023-07-27 Fanuc Corporation Post-processor, machining program generation method, cnc machining system, and program for generating machining program
DE112021006982T5 (de) * 2021-02-01 2023-11-30 Mitsubishi Electric Corporation Simulationsvorrichtung, Werkzeugmaschinensystem, Simulationsverfahren und Bearbeitungsverfahren

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119721603A (zh) * 2024-12-09 2025-03-28 广东煜丰实业(集团)有限公司 一种防开裂的门套生产方法及相关装置
CN119439881A (zh) * 2025-01-13 2025-02-14 东莞市彼联机械科技有限公司 一种航空精密构件的数控加工控制方法及装置
CN119439881B (zh) * 2025-01-13 2025-05-16 东莞市彼联机械科技有限公司 一种航空精密构件的数控加工控制方法及装置

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