CN108663987B - 机床的控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机床的控制***，在加工速度在加工过程中发生变化的加工中能够估计作为工件的加工面的不良的原因的振动的频率。机床的控制***具备机床的控制装置、加工面测定装置以及分析装置，分析装置具有：获取部，从控制装置获取对工件进行加工时的时间序列的速度控制数据，从加工面测定装置获取对工件进行加工后的空间上的加工面测定数据；数据对应处理部，将速度控制数据与加工面测定数据进行对应；加工面不良检测部，检测工件的加工面的不良；确定部，确定与不良部位的加工面测定数据对应的不良部位的速度控制数据；不良间隔检测部，检测不良的间隔；以及计算部，根据基于不良部位的速度控制数据的加工速度和不良的间隔来计算振动频率。

Description

机床的控制***
技术领域
本发明涉及一种进行工件的加工的机床的控制***。
背景技术
机床一边沿规定的驱动轴使工件(被加工物)和工具中的至少一方移动一边进行工件的加工。即，机床一边使工件与工具的相对位置变化一边进行工件的加工。
在对工件进行加工时，有时振动传递至用于保持工具的主轴头或用于保持工件的台从而工具或工件振动。例如，在加工时切换主轴头或台的移动方向时产生振动。另外，从机床内部的逆变器等中的风扇电动机或机床外部的各种机械等传递振动。当工具、工件由于这样的振动而产生振动时，有时在工件的加工面产生条纹图案(不良)。即，有时以规定的间隔产生线条(日语：スジ)或条纹边界(日语：縞目)。
在专利文献1和2中公开了一种基于工件加工时的工具前端的移动轨迹来检测工件的加工面的条纹图案(不良)的技术。
专利文献1：日本特开2016-57843号公报
专利文献2：日本特开2017-13178号公报
发明内容
发明要解决的问题
本申请发明人们尝试了与专利文献1和2所记载的技术不同的方法以检测工件的加工面的不良。即，作为检测工件的加工面的不良的其它方法，在工件加工后使用视觉传感器(vision sensor)等对工件的加工面进行拍摄，通过对拍摄得到的图像数据进行图像处理，来检测加工面的不良(线条或条纹边界)。而且，根据从图像数据检测出的不良的间隔来估计作为不良的原因的振动的频率。
但是，有时在工件的加工过程中加工速度发生变化。在该情况下，导致不良(线条或条纹边界)的间隔发生变化，难以估计作为不良的原因的振动的频率。
因此，本发明的目的在于提供一种在加工速度在加工过程中发生变化的加工中能够估计作为工件的加工面的不良的原因的振动的频率的机床的控制***。
用于解决问题的方案
(1)本发明所涉及的机床的控制***(例如，后述的机床的数值控制***100)进行工件(例如，后述的工件W)的加工，该机床的控制***具备：控制装置(例如，后述的数值控制装置17)，其基于速度控制数据对所述机床(例如，后述的机床10)的驱动轴进行控制；加工面测定装置(例如，后述的加工面测定装置20)，其对所述工件的加工面进行测定；以及分析装置(例如，后述的加工面不良分析装置30)，其对所述工件的加工面的不良进行分析，所述分析装置具有：第一获取部(例如，后述的驱动轴控制数据获取部31)，其从所述控制装置获取对所述工件进行加工时的时间序列的所述速度控制数据；第二获取部(例如，后述的加工面测定数据获取部32)，其获取由所述加工面测定装置测定出的对所述工件进行加工后的空间上的加工面测定数据；数据对应处理部(例如，后述的数据对应处理部34)，其将由所述第一获取部获取到的时间序列的所述速度控制数据与由所述第二获取部获取到的空间上的所述加工面测定数据进行对应；加工面不良检测部(例如，后述的加工面不良检测部35)，其基于由所述第二获取部获取到的空间上的所述加工面测定数据来检测所述工件的加工面的不良及该不良的部位；确定部(例如，后述的不良部位控制数据确定部36)，其基于由所述数据对应处理部进行了对应的所述速度控制数据和所述加工面测定数据，来确定与由所述加工面不良检测部检测出的不良部位的加工面测定数据对应的不良部位的速度控制数据；不良间隔检测部(例如，后述的不良间隔检测部37)，其检测由所述加工面不良检测部检测出的不良的间隔；以及计算部(例如，后述的振动频率计算部38)，其基于由所述确定部确定出的不良部位的速度控制数据来求出加工方向的速度，基于所求出的速度和由不良间隔检测部检测出的不良的间隔，来计算作为该不良的原因的所述机床的振动的频率。
(2)在(1)所记载的机床的控制***中，也可以是，所述数据对应处理部基于时间序列的所述速度控制数据的变化，检测加工开始位置和加工结束位置来作为所述工件的边缘位置，由此制作第一工件形状图，所述数据对应处理部基于空间上的所述加工面测定数据来检测所述工件的边缘位置，由此制作第二工件形状图，所述数据对应处理部以使所述第一工件形状图的边缘位置与所述第二工件形状图的边缘位置重叠的方式将时间序列的所述速度控制数据与空间上的所述加工面测定数据进行对应。
(3)在(1)所记载的机床的控制***中，也可以是，所述数据对应处理部基于从时间序列的所述速度控制数据去除加减速变化量所得到的值的变化，检测加工开始位置和加工结束位置来作为所述工件的边缘位置，由此制作第一工件形状图，所述数据对应处理部基于空间上的所述加工面测定数据来检测所述工件的边缘位置，由此制作第二工件形状图，所述数据对应处理部以使所述第一工件形状图的边缘位置与所述第二工件形状图的边缘位置重叠的方式将时间序列的所述速度控制数据与空间上的所述加工面测定数据进行对应。
(4)在(1)所记载的机床的控制***中，也可以是，所述第一获取部从所述控制装置获取所述机床的驱动轴的位置信息，所述机床的驱动轴的位置信息是与对所述工件进行加工时的时间序列的所述速度控制数据对应的时间序列的位置控制数据，所述数据对应处理部基于时间序列的所述位置控制数据，来制作第一工件形状图，所述数据对应处理部基于空间上的所述加工面测定数据，来制作第二工件形状图，所述数据对应处理部以使所述第一工件形状图与所述第二工件形状图重叠的方式将时间序列的所述位置控制数据与空间上的所述加工面测定数据进行对应，所述数据对应处理部通过将时间序列的所述速度控制数据与时间序列的所述位置控制数据进行对应，来进行时间序列的所述速度控制数据与空间上的所述加工面测定数据的对应。
(5)在(4)所记载的机床的控制***中，也可以是，时间序列的所述位置控制数据是机械坐标信息，空间上的所述加工面测定数据是基于所述加工面测定装置的机械坐标来计算出的机械坐标信息。
(6)在(1)至(5)中的任一个所记载的机床的控制***中，也可以是，所述分析装置还具备调整部(例如，后述的调整部39)，该调整部基于由所述计算部计算出的振动的频率，对所述控制装置的滤波器或加工条件进行调整以减小该振动。
(7)在(6)所记载的机床的控制***中，也可以是，所述调整部对所述控制装置的控制环中的滤波器的特性进行调整或者在所述控制装置的控制环中设置滤波器。
(8)在(6)所记载的机床的控制***中，也可以是，所述调整部通过对决定所述控制装置中的所述驱动轴的速度、加速度或加加速度的参数进行调整，来调整所述加工条件。
(9)在(1)至(8)中的任一个所记载的机床的控制***中，也可以是，所述工件的加工面的不良是线条或条纹边界。
(10)在(1)至(9)中的任一个所记载的机床的控制***中，也可以是，所述速度控制数据是速度指令值或速度反馈值。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种在加工速度在加工过程中发生变化的加工中能够估计作为工件的加工面的不良原因的振动的频率的机床的控制***。
附图说明
图1是表示本发明的本实施方式所涉及的机床的结构的一例的立体图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的机床的数值控制***的结构的图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的机床的数值控制***的加工面不良分析装置进行的加工面不良分析处理的流程图。
图4是示意性地表示数据对应处理的图。
图5是示意性地表示不良部位的控制数据的确定处理的图。
图6A是表示从与加工面正交的方向观察工件时的不良(线条或条纹边界)的概要图。
图6B是表示从与加工面平行的方向观察工件时的不良(线条或条纹边界)的概要图。
图7A是表示从与加工面正交的方向观察工件时的不良(线条或条纹边界)的一例的概要图。
图7B是表示从与加工面正交的方向观察工件时的不良(线条或条纹边界)的另一例的概要图。
图7C是表示从与加工面正交的方向观察工件时的不良(线条或条纹边界)的另一例的概要图。
附图标记说明
2：头；3：支承构件；4：支柱；5：基座；6：台；10：机床；11～15：编码器；16：标尺；17：数值控制装置(控制装置)；20：加工面测定装置；30：加工面不良分析装置(分析装置)；31：驱动轴控制数据获取部(第一获取部)；32：加工面测定数据获取部(第二获取部)；33：存储部；34：数据对应处理部；35：加工面不良检测部；36：不良部位控制数据确定部(确定部)；37：不良间隔检测部；38：振动频率计算部(计算部)；39：调整部(调整部、设置部)；100：数值控制***(控制***)；CT1～CT5：电流检测器；M1～M5：伺服电动机；T：工具；W：工件。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式的一例。此外，设为在各附图中对相同或相当的部分标注相同的附图标记。
(机床)
首先，说明本发明的实施方式所涉及的数值控制***中的机床的一例。图1是表示本发明的本实施方式所涉及的机床的结构的一例的立体图。该机床10是进行切削加工的机床。此外，本发明的数值控制***中的机床不限定于此，可以是任意的产业机械。
图1所示的机床10具备头2、以能够使头2可动的方式对头2进行支承的支承构件3、以能够使支承构件3可动的方式对支承构件3进行支承的支柱4、对支柱4进行支承的基座5以及台6。在头2处安装端铣刀等工具T，在台6上搭载工件W。另外，机床10具备驱动装置(未图示)和数值控制装置(未图示)。
驱动装置包括后述的伺服电动机。驱动装置使基座5沿X轴(箭头X)方向移动，使台6沿Y轴(箭头Y)方向移动，使支承构件3沿Z轴(箭头Z)方向移动。并且，驱动装置使工具T相对于头2沿A轴(箭头A)方向转动，使头2相对于支承构件3沿B轴(箭头B)方向转动。
数值控制装置对驱动装置进行控制来控制由三个直动轴(X轴、Y轴、Z轴)和两个旋转轴(A轴、B轴)构成的驱动轴，由此对工具T相对于工件W的相对位置和姿势进行控制。由此，机床10一边变更工具T相对于工件W的相对位置和姿势一边对工件W进行加工。
在这样的机床10中，在对工件W进行加工时，有时振动传递至用于保持工具T的头2或者用于保持工件W的台6从而工具T或工件W振动。例如，在加工时切换头2或台6的移动方向时产生振动。当工具T、工件W由于这样的机床10的振动而产生振动时，有时在工件W的加工面产生不良(线条或条纹边界)。
在对工件W进行加工后使用视觉传感器等对工件W的加工面进行拍摄，对拍摄得到的图像数据进行图像处理，由此能够对这样的不良(线条或条纹边界)进行检测。而且，能够根据从图像数据检测出的不良的间隔来估计作为不良的原因的机床10的振动的频率。
但是，有时在工件W的加工过程中加工速度发生变化。在该情况下，导致不良(线条或条纹边界)的间隔发生变化，难以估计作为不良的原因的机床10的振动的频率。
本发明涉及一种即使在加工速度在加工过程中发生变化的加工中也能够估计作为工件W的加工面的不良的原因的机床10的振动的频率的机床的数值控制***。
(机床的数值控制***)
接着，对本发明的实施方式所涉及的机床的数值控制***进行说明。图2是表示本发明的实施方式所涉及的机床的数值控制***的结构的图。图2所示的机床的数值控制***100具备上述的机床10、加工面测定装置20以及加工面不良分析装置30。
机床10具备上述的驱动装置中的多个伺服电动机M1～M5、设置于这些伺服电动机M1～M5中的各个伺服电动机的编码器(位置/速度检测器)11～15、电流检测器CT1～CT5、标尺(位置检测器)16以及数值控制装置(CNC)17。此外，在图2中，仅示出了机床10中的与本发明的特征有关的结构，省略了其它结构。
伺服电动机M1～M5通过数值控制装置17的控制来对上述的驱动轴(X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴)分别进行驱动。编码器11～15分别检测伺服电动机M1～M5的旋转位置，并将检测出的旋转位置作为位置反馈值发送到数值控制装置17。另外，编码器11～15分别检测伺服电动机M1～M5的旋转速度，并将检测出的旋转速度作为速度反馈值发送到数值控制装置17。
电流检测器CT1～CT5分别检测伺服电动机M1～M5的驱动电流值，并将检测出的电流值作为电流反馈值(实际电流值、实际转矩值)发送到数值控制装置17。
标尺16例如设置于上述的用于搭载工件W的台6。标尺16检测工件W的位置，并将检测出的位置作为位置反馈值发送到数值控制装置17。
数值控制装置17根据基于与工件W的加工有关的加工程序的各驱动轴的位置指令值(移动指令值)、来自标尺16的位置反馈值或来自编码器11～15的位置反馈值、来自编码器11～15的速度反馈值以及来自电流检测器CT1～CT5的电流反馈值来生成各驱动轴的转矩指令值(电流指令值)，根据这些转矩指令值对伺服电动机M1～M5进行驱动。
具体地说，数值控制装置17具备位置指令生成部、速度指令生成部以及转矩指令生成部。位置指令生成部基于存储部中存储的加工程序来生成各驱动轴的位置指令值(移动指令值)。速度指令生成部基于位置指令值与位置反馈值之差来生成各驱动轴的速度指令值。转矩指令生成部基于速度指令值与速度反馈值之差来生成各驱动轴的转矩指令值(电流指令值)。此外，数值控制装置17基于转矩指令值(电流指令值)与电流反馈值之差生成各驱动轴的驱动电流。
数值控制装置17例如由DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等运算处理器构成。通过执行存储部(未图示)中保存的规定的软件(程序、应用)来实现数值控制装置17的各种功能。关于数值控制装置17的各种功能，也可以通过硬件与软件的协作来实现，还可以仅通过硬件(电子电路)来实现。
加工面测定装置20是通过对工件W进行测定来对工件W的加工面进行测定的装置。具体地说，加工面测定装置20是视觉传感器、光学显微镜、激光显微镜、三维坐标测定机等。加工面测定装置20将测定出的工件W的图像数据或位置数据发送到加工面不良分析装置30。加工面测定装置20例如设置于机床10的外部的测定台、固定台、或机器人的末端执行器等。另外，加工面测定装置20也可以内置于机床10。
加工面不良分析装置30是对工件W的加工面的不良(线条或条纹边界)进行分析的装置。具体地说，加工面不良分析装置30对作为不良(线条或条纹边界)的原因的振动的频率进行估计。加工面不良分析装置30具备驱动轴控制数据获取部(第一获取部)31、加工面测定数据获取部(第二获取部)32、存储部33、数据对应处理部34、加工面不良检测部35、不良部位控制数据确定部36、不良间隔检测部37、振动频率计算部38以及调整部(设置部)39。
驱动轴控制数据获取部31从数值控制装置17获取对工件W进行加工时的时间序列的驱动轴控制数据。具体地说，驱动轴控制数据获取部31获取速度控制数据(速度指令值、或由编码器11～15检测出的速度反馈值)来作为驱动轴控制数据。
加工面测定数据获取部32获取由加工面测定装置20测定出的工件W的加工后的空间上的加工面测定数据。具体地说，加工面测定数据获取部32获取三维的图像数据或位置数据(坐标数据)来作为加工面测定数据。此外，加工面测定数据获取部32也可以获取二维的图像数据来作为加工面测定数据。
存储部33存储由驱动轴控制数据获取部31获取到的时间序列的速度控制数据以及由加工面测定装置20测定出的空间上的加工面测定数据。存储部33例如是EEPROM等能够重写的存储器。
数据对应处理部34将存储部33中存储的时间序列的速度控制数据与空间上的加工面测定数据进行对应。在后面记述数据对应处理的详细内容。
加工面不良检测部35基于存储部33中存储的空间上的加工面测定数据，来检测工件W的加工面的不良(线条或条纹边界)及该不良的部位。
不良部位控制数据确定部36基于由数据对应处理部34进行了对应的速度控制数据和加工面测定数据，来确定与由加工面不良检测部35检测出的不良部位的加工面测定数据对应的不良部位的速度控制数据。另外，不良部位控制数据确定部36将加工面不良(线条或条纹边界)的方向与基于时间序列的不良部位的速度控制数据的加工方向进行对应。
不良间隔检测部37检测由加工面不良检测部35检测出的不良(线条或条纹边界)的间隔。
振动频率计算部38基于由不良部位控制数据确定部36确定出的不良部位的速度控制数据来求出加工方向的速度。而且，振动频率计算部38基于所求出的速度v和由不良间隔检测部37检测出的不良(线条或条纹边界)的间隔d通过下式(1)来计算作为不良的原因的机床10的振动的频率f。
f＝v/d…(1)
调整部39基于由振动频率计算部38计算出的振动频率，对数值控制装置17的滤波器或加工条件进行调整以减小振动。例如，调整部39对数值控制装置17中的包括位置指令生成部、速度指令生成部以及转矩指令生成部的控制环的滤波器(例如，低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等)特性或增益进行调整。或者，调整部39在数值控制装置17的控制环中设置滤波器(例如，陷波滤波器、带阻滤波器等)。或者，调整部39对数值控制装置17的加工条件(速度、加速度或加加速度)进行调整。在后面记述调整部39进行的调整处理的详细内容。
在此，由于振动所引起的不良(线条或条纹边界)在与加工方向交叉的方向上产生。由此，调整部39基于由不良部位控制数据确定部36进行了对应的加工面不良(线条或条纹边界)的方向和加工方向，在加工面不良(线条或条纹边界)的方向与加工方向交叉时进行调整处理。
加工面不良分析装置30例如由DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等运算处理器构成。通过执行存储部(未图示)中保存的规定的软件(程序、应用)来实现加工面不良分析装置30的各种功能。关于加工面不良分析装置30的各种功能，也可以通过硬件与软件的协作来实现，还可以仅通过硬件(电子电路)来实现。
此外，也可以在机床10的数值控制装置17中实现加工面不良分析装置30的各种功能。
接着，参照图3～图7C说明本实施方式的机床的数值控制***100的加工面不良分析装置30进行的加工面不良分析处理。图3是表示本实施方式的机床的数值控制***100的加工面不良分析装置30进行的加工面不良分析处理的流程图。图4是示意性地表示数据对应处理的图。图5是示意性地表示不良部位的控制数据的确定处理的图。图6A是表示从与加工面正交的方向观察工件W时的不良(线条或条纹边界)的概要图，图6B是表示从与加工面平行的方向观察工件W时的不良(线条或条纹边界)的概要图。图7A～图7C是表示从与加工面正交的方向观察工件W时的不良(线条或条纹边界)的几个例子的概要图。
在由机床10对工件W进行加工时，数值控制装置17基于各驱动轴的位置指令值、速度指令值及转矩指令值(电流指令值)、来自标尺16的位置反馈值(或来自编码器11～15的位置反馈值)、来自编码器11～15的速度反馈值以及来自电流检测器CT1～CT5的电流反馈值(实际电流值、实际转矩值)来对各驱动轴进行控制，从而对工具T相对于工件W的相对位置和姿势进行控制。
在对该工件W进行加工时，在步骤S11中，驱动轴控制数据获取部31从数值控制装置17获取时间序列的速度控制数据(速度指令值或由编码器11～15检测出的速度反馈值)，并存储到存储部33中。
当对工件W的加工结束时，加工面测定装置20对工件W的加工面进行测定。此时，在步骤S12中，加工面测定数据获取部32从加工面测定装置20获取空间上的加工面测定数据，并存储到存储部33中。具体地说，加工面测定数据获取部32获取三维的图像数据或位置数据(坐标数据)来作为加工面测定数据。
接着，在步骤S13中，数据对应处理部34将存储部33中存储的时间序列的速度控制数据与空间上的加工面测定数据进行对应。在此，在工件加工后例如由视觉传感器拍摄到的图像数据是三维数据，与此相对，在工件加工时从数值控制装置17获得的速度控制数据是时间序列数据，因此将这些数据进行对应并不容易。本申请发明人们通过以下的方法来进行这些数据的对应。
机床例如一边使工具T相对于工件W往复一边进行工件W整体的加工。此时，在工具T与工件W接触时和工具T离开工件W时，速度指令值和速度反馈值发生变化。由此，通过检测速度指令值的变化点或速度反馈值的变化点，能够检测工件W的边缘位置、即工件W的外形。
此外，由于速度指令值和速度反馈值还根据加减速而变化，因此在本实施方式中使用从速度指令值和速度反馈值去除加减速变化量所得到的值。由此，避免将使工具T相对于工件W往复时的折返点错误检测为工件W的边缘位置。此外，在不使工具T相对于工件W往复这样的情况下，也可以将速度指令值和速度反馈值按原样使用。
具体地说，数据对应处理部34基于从时间序列的速度控制数据去除加减速变化量所得到的值的变化点，检测加工开始位置和加工结束位置来作为工件W的边缘位置，如图4所示那样制作第一工件形状(外形)图W1。
另外，数据对应处理部34基于对工件W进行加工后的空间上的加工面测定数据来检测工件的边缘位置，如图4所示那样制作第二工件形状(外形)图W2。例如，在加工面测定装置20是视觉传感器的情况下，加工面测定数据是图像数据。在该情况下，数据对应处理部34使用图像处理技术来根据图像数据检测工件W的边缘位置，制作第二工件形状(外形)图W2。
另一方面，在加工面测定装置20是光学显微镜、激光显微镜、三维坐标测定机的情况下，加工面测定数据是位置数据(坐标数据)。在该情况下，数据对应处理部34根据位置数据(坐标数据)检测工件W的边缘位置，制作第二工件形状(外形)图W2。
而且，数据对应处理部34以使第一工件形状图W1与第二工件形状图W2重叠的方式进行时间序列的速度控制数据与空间上的加工面的加工面测定数据的对应。
接着，在步骤S14中，加工面不良检测部35基于存储部33中存储的空间上的加工面测定数据，来检测工件W的加工面的不良(线条或条纹边界)及该不良的部位。具体地说，在加工面测定装置20是视觉传感器的情况下，加工面测定数据是图像数据。在该情况下，加工面不良检测部35根据图像数据中的加工面的线条和条纹边界的特征量来检测加工面的不良及该不良的部位。
另一方面，在加工面测定装置20是光学显微镜、激光显微镜、三维坐标测定机的情况下，加工面测定数据是位置数据(坐标数据)。在该情况下，加工面不良检测部35根据位置数据(坐标数据)中的加工面的位置的微小变化(振动等)来检测加工面的不良及该不良的部位。
接着，在步骤S15中，如图5所示那样，不良部位控制数据确定部36基于由数据对应处理部34进行了对应的速度控制数据(第一工件形状图W1)和加工面测定数据(第二工件形状图W2)，来确定与由加工面不良检测部35检测出的不良部位D2的加工面测定数据对应的不良部位D1的速度控制数据Data。
另外，不良部位控制数据确定部36将加工面不良(线条或条纹边界)的方向与基于时间序列的不良部位的控制数据的加工方向进行对应。
接着，在步骤S16中，如图6A和图6B所示那样，不良间隔检测部37检测由加工面不良检测部35检测出的工件W的加工面的不良(线条或条纹边界)的间隔d。
接着，在步骤S17中，振动频率计算部38基于由不良部位控制数据确定部36确定出的不良部位的速度控制数据来求出加工方向的速度v。然后，振动频率计算部38基于所求出的速度v和由不良间隔检测部37检测出的不良(线条或条纹边界)的间隔d，通过下式(1)来计算作为不良的原因的机床10的振动的振动频率f。
f＝v/d…(1
接着，在步骤S18中，调整部39基于由振动频率计算部38计算出的振动频率，对数值控制装置17的滤波器或加工条件进行调整以减小振动。例如，调整部39对数值控制装置17中的包括位置指令生成部、速度指令生成部以及转矩指令生成部构成的控制环的滤波器(例如，低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等)的截止频率进行调整，来减小振动频率的增益。
或者，调整部39在数值控制装置17的控制环中设置滤波器(例如，陷波滤波器、带阻滤波器等)。例如，在通过软件实现数值控制装置17的情况下，能够自动地生成滤波器。
或者，调整部39对数值控制装置17的加工条件(速度、加速度或加加速度)进行调整来使加工速度为低速。例如，调整部39基于加工程序的设置值来变更决定驱动轴的速度、加速度或加加速度的参数。
在此，由于振动所引起的不良(线条或条纹边界)在与加工方向交叉的方向上产生。例如，既存在如图7A所示那样在与加工方向正交的方向上产生由于振动所引起的不良(线条或条纹边界)的情况，也存在如图7B所示那样在与加工方向倾斜地交叉的方向上产生由于振动所引起的不良(线条或条纹边界)的情况。另外，由于振动所引起的不良(线条或条纹边界)既存在如图7A和图7B所示那样为直线状的情况，也存在如图7C所示那样为曲线状的情况。
由此，调整部39基于由不良部位控制数据确定部36进行了对应的加工面不良(线条或条纹边界)的方向和加工方向，在加工面不良(线条或条纹边界)的方向与加工方向交叉时进行上述的调整处理。
此外，在加工面不良(线条或条纹边界)的方向与加工方向平行的情况下，不是由于振动所引起的不良，因此调整部39不进行上述的调整处理。
如以上所说明的那样，根据本实施方式的机床的数值控制***100，加工面不良分析装置30将工件加工时的时间序列的速度控制数据与工件加工后的空间上的工件加工面测定数据进行对应，来确定与工件W的加工面不良部位的工件加工面测定数据对应的不良部位的速度控制数据。而且，加工面不良分析装置30根据基于所确定出的不良部位的速度控制数据的加工速度和不良(线条或条纹边界)的间隔来计算振动频率。由此，能够基于工件的加工面的不良(线条或条纹边界)的间隔和产生该不良时的加工速度来估计振动频率，从而即使是加工速度在工件加工过程中发生变化的加工，也能够高精度地估计作为工件的加工面的不良的原因的机床10的振动的频率。
另外，根据本实施方式的机床的数值控制***100，加工面不良分析装置30基于计算出的振动频率来对数值控制装置17的滤波器特性或加工条件(速度、加速度或加加速度)进行调整以减小振动。由此，能够提高下一次以后的加工时的加工面质量。
以上，关于本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于前述的实施方式。另外，本实施方式所记载的效果只是列举了基于本发明所产生的最佳的效果，本发明的效果并不限定于本实施方式所记载的效果。
例如，在上述的实施方式中，加工面不良分析装置30的数据对应处理部34为了确定与不良部位的加工面测定数据对应的速度控制数据，而将来自数值控制装置17的速度控制数据本身与来自加工面测定装置20的加工面测定数据直接进行了对应。但是，数据对应处理部34也可以将来自数值控制装置17的位置控制数据与加工面测定数据间接地进行对应，来确定与不良部位的加工面测定数据对应的位置控制数据，并确定与位置控制数据对应的速度控制数据。在该情况下，加工面不良分析装置30中的驱动轴控制数据获取部31和数据对应处理部34如以下那样发挥功能以及进行动作即可。
驱动轴控制数据获取部31从数值控制装置17获取速度控制数据(速度指令值、速度反馈值)和位置控制数据(位置指令值、位置反馈值)来作为对工件W进行加工时的时间序列的驱动轴控制数据，并存储到存储部33中(图3的步骤S11)。
数据对应处理部34将存储部33中存储的时间序列的位置控制数据与空间上的加工面测定数据进行对应(图3的步骤S13)。具体地说，首先，数据对应处理部34将加工面测定数据变换为机械坐标数据。例如，在加工面测定装置20是视觉传感器的情况下，加工面测定数据是图像数据。在该情况下，数据对应处理部34使用图像处理技术来根据图像数据求出工件W的坐标数据。而且，数据对应处理部34基于加工面测定装置20与工件W之间的距离、加工面测定装置20的位置(机械坐标)以及角度(视角)，将工件W的坐标数据变换为机械坐标数据。
另一方面，在加工面测定装置20是光学显微镜、激光显微镜、三维坐标测定机的情况下，加工面测定数据是位置数据(坐标数据)。在该情况下，数据对应处理部34基于加工面测定装置20与工件W之间的距离、加工面测定装置20的位置(机械坐标)以及角度(视角)，将工件W的位置数据(坐标数据)变换为机械坐标数据。
然后，数据对应处理部34将对工件W进行加工时的时间序列的位置控制数据(机械坐标)与对工件W进行加工后的空间上的加工面的位置数据(机械坐标)进行对应。例如，如图4所示，数据对应处理部34基于对工件W进行加工时的时间序列的位置控制数据(机械坐标)来制作第一工件形状图W1。同样地，数据对应处理部34基于对工件W进行加工后的空间上的加工面的位置数据(机械坐标)来制作第二工件形状图W2。然后，数据对应处理部34以使第一工件形状图W1与第二工件形状图W2重叠的方式进行时间序列的位置控制数据与空间上的加工面的位置数据的对应。
在此，在数值控制装置17中，将速度控制数据与位置控制数据进行了对应。由此，数据对应处理部34通过将存储部33中存储的时间序列的速度控制数据与位置控制数据进行对应，来进行时间序列的速度控制数据与空间上的加工面的位置数据的对应。
另外，在上述的实施方式中，数据对应处理部34也可以将来自数值控制装置17的转矩控制数据与加工面测定数据间接地进行对应，来确定与不良部位的加工面测定数据对应的转矩控制数据，并确定与转矩控制数据对应的速度控制数据。在该情况下，与上述的速度控制数据时同样地，也可以基于转矩控制数据的变化点来确定与不良部位的加工面测定数据对应的转矩控制数据。
另外，在上述的实施方式中，加工面不良分析装置30的加工面不良检测部35根据来自加工面测定装置20的工件W(加工面)的图像数据或位置数据(坐标数据)自动地检测加工面的不良及该不良的部位，但是也可以手动检测。例如，也可以将加工面测定装置20的测定结果(三维的图像数据或位置数据)显示于监视器等，由用户通过目视来检测不良及该不良的部位，将检测出的不良部位手动输入到加工面不良分析装置30。
另外，在上述的实施方式中，加工面不良分析装置30的不良间隔检测部37自动地检测工件W的加工面的不良(线条或条纹边界)的间隔，但是也可以手动检测。例如，也可以将加工面测定装置20的测定结果(三维的图像数据或位置数据)显示于监视器等，由用户通过目视来检测不良(线条或条纹边界)的间隔，将检测出的不良(线条或条纹边界)的间隔手动输入到加工面不良分析装置30。

Claims (10)

1.一种进行工件的加工的机床的控制***，具备：
控制装置，其基于速度控制数据对所述机床的驱动轴进行控制；
加工面测定装置，其对所述工件的加工面进行测定；以及
分析装置，其对所述工件的加工面的不良进行分析，
所述分析装置具有：
第一获取部，其从所述控制装置获取对所述工件进行加工时的时间序列的所述速度控制数据；
第二获取部，其获取由所述加工面测定装置测定出的对所述工件进行加工后的空间上的加工面测定数据；
数据对应处理部，其将由所述第一获取部获取到的时间序列的所述速度控制数据与由所述第二获取部获取到的空间上的所述加工面测定数据进行对应；
加工面不良检测部，其基于由所述第二获取部获取到的空间上的所述加工面测定数据来检测所述工件的加工面的不良及该不良的部位；
确定部，其基于由所述数据对应处理部进行了对应的所述速度控制数据和所述加工面测定数据，来确定与由所述加工面不良检测部检测出的不良部位的加工面测定数据对应的不良部位的速度控制数据；
不良间隔检测部，其检测由所述加工面不良检测部检测出的不良的间隔；以及
计算部，其基于由所述确定部确定出的不良部位的速度控制数据来求出加工方向的速度，基于所求出的速度和由不良间隔检测部检测出的不良的间隔来计算作为该不良的原因的所述机床的振动的频率。
2.根据权利要求1所述的机床的控制***，其特征在于，
所述数据对应处理部基于时间序列的所述速度控制数据的变化，检测加工开始位置和加工结束位置来作为所述工件的边缘位置，由此制作第一工件形状图，
所述数据对应处理部基于空间上的所述加工面测定数据来检测所述工件的边缘位置，由此制作第二工件形状图，
所述数据对应处理部以使所述第一工件形状图的边缘位置与所述第二工件形状图的边缘位置重叠的方式将时间序列的所述速度控制数据与空间上的所述加工面测定数据进行对应。
3.根据权利要求1所述的机床的控制***，其特征在于，
所述数据对应处理部基于从时间序列的所述速度控制数据去除加减速变化量所得到的值的变化，检测加工开始位置和加工结束位置来作为所述工件的边缘位置，由此制作第一工件形状图，
所述数据对应处理部基于空间上的所述加工面测定数据来检测所述工件的边缘位置，由此制作第二工件形状图，
所述数据对应处理部以使所述第一工件形状图的边缘位置与所述第二工件形状图的边缘位置重叠的方式将时间序列的所述速度控制数据与空间上的所述加工面测定数据进行对应。
4.根据权利要求1所述的机床的控制***，其特征在于，
所述第一获取部从所述控制装置获取所述机床的驱动轴的位置信息，所述机床的驱动轴的位置信息是与对所述工件进行加工时的时间序列的所述速度控制数据对应的时间序列的位置控制数据，
所述数据对应处理部基于时间序列的所述位置控制数据，来制作第一工件形状图，
所述数据对应处理部基于空间上的所述加工面测定数据，来制作第二工件形状图，
所述数据对应处理部以使所述第一工件形状图与所述第二工件形状图重叠的方式将时间序列的所述位置控制数据与空间上的所述加工面测定数据进行对应，
所述数据对应处理部通过将时间序列的所述速度控制数据与时间序列的所述位置控制数据进行对应，来进行时间序列的所述速度控制数据与空间上的所述加工面测定数据的对应。
5.根据权利要求4所述的机床的控制***，其特征在于，
时间序列的所述位置控制数据是机械坐标信息，
空间上的所述加工面测定数据是基于所述加工面测定装置的机械坐标计算出的机械坐标信息。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的机床的控制***，其特征在于，
所述分析装置还具备调整部，该调整部基于由所述计算部计算出的振动的频率，来对所述控制装置的滤波器或加工条件进行调整以减小该振动。
7.根据权利要求6所述的机床的控制***，其特征在于，
所述调整部对所述控制装置的控制环中的滤波器的特性进行调整或者在所述控制装置的控制环中设置滤波器。
8.根据权利要求6所述的机床的控制***，其特征在于，
所述调整部通过对决定所述控制装置中的所述驱动轴的速度、加速度或加加速度的参数进行调整，来调整所述加工条件。
9.根据权利要求1～5中的任一项所述的机床的控制***，其特征在于，
所述工件的加工面的不良是线条或条纹边界。
10.根据权利要求1～5中的任一项所述的机床的控制***，其特征在于，
所述速度控制数据是速度指令值或速度反馈值。
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