本發(fā)明涉及對(duì)安裝工具的主軸的移動(dòng)進(jìn)行控制的控制裝置、機(jī)床、控制方法。

背景技術(shù)：

機(jī)床包括對(duì)主軸的移動(dòng)進(jìn)行控制的控制裝置。主軸安裝有工具，控制裝置將指示主軸位置的多個(gè)指令點(diǎn)連接來(lái)設(shè)定加工路徑。當(dāng)安裝于主軸的工具在工件上形成三維曲面時(shí)，控制裝置根據(jù)連續(xù)的指令點(diǎn)之間的微小線段運(yùn)算多個(gè)曲線并設(shè)定加工路徑。

日本公開(kāi)專利公報(bào)特許第3466111號(hào)公開(kāi)了一種控制裝置?？刂蒲b置根據(jù)樣條曲線、貝塞爾曲線等平滑的曲線追加輔助點(diǎn)(相當(dāng)于本申請(qǐng)的插補(bǔ)點(diǎn))。即便各曲線是平滑的，相鄰曲線的斜率差、在控制裝置的運(yùn)算中產(chǎn)生的量化誤差等也會(huì)導(dǎo)致在工件的表面上出現(xiàn)鱗狀的圖樣?？刂蒲b置在不對(duì)指令點(diǎn)進(jìn)行修正的情況下，在指令點(diǎn)之間插入輔助點(diǎn)來(lái)生成平滑的曲線。即便在指令點(diǎn)的位置錯(cuò)誤時(shí)，曲線也經(jīng)過(guò)錯(cuò)誤的指令點(diǎn)，因此，在工件的表面上會(huì)出現(xiàn)鱗狀的圖樣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能在工件上形成平滑曲面的控制裝置、機(jī)床、控制方法。

技術(shù)方案1的控制裝置根據(jù)指示主軸位置的多個(gè)指令點(diǎn)設(shè)定加工路徑，并根據(jù)加工路徑對(duì)主軸的移動(dòng)進(jìn)行控制，加工路徑呈環(huán)狀，控制裝置具有：評(píng)價(jià)截面設(shè)定部，該評(píng)價(jià)截面設(shè)定部將與加工路徑垂直的多個(gè)平面設(shè)定為評(píng)價(jià)截面；運(yùn)算部，該運(yùn)算部對(duì)評(píng)價(jià)截面設(shè)定部設(shè)定的各評(píng)價(jià)截面與所述加工路徑的交點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算；交點(diǎn)位置修正部，該交點(diǎn)位置修正部對(duì)運(yùn)算部運(yùn)算出的交點(diǎn)的位置進(jìn)行修正；以及指令點(diǎn)位置修正部，該指令點(diǎn)位置修正部根據(jù)交點(diǎn)位置修正部修正后的交點(diǎn)，對(duì)與加工路徑交叉的方向上的指令點(diǎn)的位置進(jìn)行修正。

控制裝置設(shè)定與環(huán)狀的加工路徑垂直的評(píng)價(jià)截面，對(duì)評(píng)價(jià)截面與加工路徑的交點(diǎn)的位置進(jìn)行修正，根據(jù)修正后的交點(diǎn)的位置來(lái)修正指令點(diǎn)的位置。在對(duì)環(huán)狀的加工路徑設(shè)定從加工路徑的中心呈輻射狀延伸的多個(gè)評(píng)價(jià)截面時(shí)，評(píng)價(jià)截面與加工路徑不垂直的部分會(huì)產(chǎn)生評(píng)價(jià)截面的密度高的部分和密度低的部分，因此，對(duì)指令點(diǎn)的修正精度會(huì)降低。控制裝置將評(píng)價(jià)截面設(shè)定成與加工路徑垂直，因此，能防止對(duì)指令點(diǎn)的修正精度降低。此外，控制裝置的評(píng)價(jià)截面的密度變得均勻，能防止對(duì)指令點(diǎn)的修正精度降低。

在技術(shù)方案2的控制裝置中，加工路徑具有呈環(huán)狀的第一路徑部和呈環(huán)狀的位于第一路徑部的內(nèi)側(cè)的第二路徑部，評(píng)價(jià)截面設(shè)定部具有：第一基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部，該第一基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部在第一路徑部上等間隔地設(shè)定第一基準(zhǔn)點(diǎn)；第二基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部，該第二基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部在第二路徑部上的距離第一基準(zhǔn)點(diǎn)最近的位置處設(shè)定第二基準(zhǔn)點(diǎn)；以及評(píng)價(jià)截面運(yùn)算部，該評(píng)價(jià)截面運(yùn)算部根據(jù)第一基準(zhǔn)點(diǎn)和第二基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)評(píng)價(jià)截面進(jìn)行運(yùn)算。

控制裝置對(duì)外周側(cè)的第一路徑部和內(nèi)周側(cè)的第二路徑部分別設(shè)定第一基準(zhǔn)點(diǎn)和第二基準(zhǔn)點(diǎn)。第二基準(zhǔn)點(diǎn)位于距離第一基準(zhǔn)點(diǎn)最近的位置處。以使第一基準(zhǔn)點(diǎn)和第二基準(zhǔn)點(diǎn)位于評(píng)價(jià)截面上的方式設(shè)定評(píng)價(jià)截面。評(píng)價(jià)截面上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)和第二基準(zhǔn)點(diǎn)位于最近的位置處，因此，評(píng)價(jià)截面與加工路徑大致垂直，從而評(píng)價(jià)截面的密度變得均勻。

在技術(shù)方案3的控制裝置中，加工路徑具有包括第一路徑部和第二路徑部在內(nèi)的多個(gè)路徑部，在多個(gè)路徑部中，第一路徑部位于最外側(cè)，在多個(gè)路徑部中，第二路徑部位于最內(nèi)側(cè)。

第一路徑部位于最外周側(cè)，第二路徑部位于最內(nèi)周側(cè)，因此，能防止不同的評(píng)價(jià)截面交叉。

在技術(shù)方案4的控制裝置中，加工路徑呈渦旋狀，多個(gè)指令點(diǎn)包括位于加工路徑的起點(diǎn)的起點(diǎn)指令點(diǎn)和位于加工路徑的終點(diǎn)的終點(diǎn)指令點(diǎn)，控制裝置具有：起點(diǎn)側(cè)路徑部設(shè)定部，該起點(diǎn)側(cè)路徑部設(shè)定部在起點(diǎn)指令點(diǎn)和與起點(diǎn)指令點(diǎn)不同的第一指令點(diǎn)之間設(shè)定第一路徑部和第二路徑部中的一方；以及終點(diǎn)側(cè)路徑部設(shè)定部，該終點(diǎn)側(cè)路徑部設(shè)定部在終點(diǎn)指令點(diǎn)和與終點(diǎn)指令點(diǎn)不同的第二指令點(diǎn)之間設(shè)定第一路徑部和第二路徑部中的另一方。

第一路徑部和第二路徑部中的一方位于加工路徑的起點(diǎn)側(cè)，另一方位于加工路徑的終點(diǎn)側(cè)。在起點(diǎn)位于呈渦旋狀的加工路徑的中心部時(shí)，第一路徑部位于終點(diǎn)側(cè)，第二路徑部位于起點(diǎn)側(cè)。在終點(diǎn)位于加工路徑的中心部時(shí)，第二路徑部位于終點(diǎn)側(cè)，第一路徑部位于起點(diǎn)側(cè)。

技術(shù)方案5的機(jī)床具有上述的任一技術(shù)方案所述的控制裝置和主軸。

技術(shù)方案6的控制方法根據(jù)指示主軸位置的多個(gè)指令點(diǎn)設(shè)定加工路徑，并根據(jù)加工路徑對(duì)主軸的移動(dòng)進(jìn)行控制，加工路徑呈環(huán)狀，將與加工路徑垂直的多個(gè)平面設(shè)定為評(píng)價(jià)截面，對(duì)所設(shè)定的各評(píng)價(jià)截面與加工路徑的交點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算出的交點(diǎn)的位置進(jìn)行修正，根據(jù)修正后的交點(diǎn)，對(duì)與加工路徑交叉的方向上的指令點(diǎn)的位置進(jìn)行修正。

附圖說(shuō)明

圖1是表示機(jī)床的立體圖。

圖2是表示控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖3是表示對(duì)工件的加工路徑和評(píng)價(jià)截面的俯視圖。

圖4是表示對(duì)工件的評(píng)價(jià)截面的立體圖。

圖5是對(duì)控制裝置的加工路徑設(shè)定處理進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。

圖6是對(duì)最外周/最內(nèi)周運(yùn)算處理進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。

圖7是表示以渦旋狀從外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)移動(dòng)的主軸的加工路徑的示意圖。

圖8是表示以渦旋狀從內(nèi)周側(cè)向外周側(cè)移動(dòng)的主軸的加工路徑的示意圖。

圖9是對(duì)評(píng)價(jià)截面設(shè)定處理進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。

圖10是對(duì)評(píng)價(jià)截面設(shè)定處理進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。

圖11是表示指令點(diǎn)、評(píng)價(jià)截面與加工路徑的交點(diǎn)的示意圖。

圖12是表示交點(diǎn)表的一個(gè)例子的示意圖。

圖13是對(duì)評(píng)價(jià)截面上的交點(diǎn)位置的第一修正方法進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。

圖14是對(duì)評(píng)價(jià)截面上的交點(diǎn)位置的第二修正方法進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。

圖15A是對(duì)指令點(diǎn)的修正方法進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。

圖15B是對(duì)指令點(diǎn)的修正方法進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。

圖16是對(duì)指令點(diǎn)位置修正處理進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)附圖對(duì)實(shí)施方式的機(jī)床進(jìn)行說(shuō)明。在以下說(shuō)明中，使用附圖中的箭頭表示的上下左右前后。如圖1所示，機(jī)床100包括沿前后方向延伸的矩形基臺(tái)1。工件保持部3設(shè)置在基臺(tái)1上部的前側(cè)。工件保持部3能繞A軸、C軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。A軸以左右方向?yàn)檩S向，C軸以上下方向?yàn)檩S向。

支承臺(tái)2設(shè)置在基臺(tái)1上部的后側(cè)。支承臺(tái)2支承后述的立柱4。Y軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)10設(shè)置在支承臺(tái)2的上部，使移動(dòng)板16沿前后方向移動(dòng)。Y軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)10包括沿前后方向延伸的兩個(gè)軌道11、Y軸螺紋軸12、Y軸馬達(dá)13以及軸承14。軌道11設(shè)于支承臺(tái)2上部的左邊和右邊。Y軸螺紋軸12沿前后方向延伸，且設(shè)于兩個(gè)軌道11之間。軸承14設(shè)于Y軸螺紋軸12的前端部和中途部(未圖示)。Y軸馬達(dá)13與Y軸螺紋軸12的后端部連接。螺母(未圖示)經(jīng)由滾動(dòng)體(未圖示)螺合于Y軸螺紋軸12。滾動(dòng)體例如是滾珠。多個(gè)滑動(dòng)件15能滑動(dòng)地設(shè)于各軌道11。移動(dòng)板16沿水平方向延伸，且與螺母及滑動(dòng)件15的上部連接。Y軸螺紋軸12通過(guò)Y軸馬達(dá)13的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，藉此，螺母沿前后方向移動(dòng)，移動(dòng)板16沿前后方向移動(dòng)。

X軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)20設(shè)于移動(dòng)板16的上表面，使立柱4沿左右方向移動(dòng)。X軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)20包括沿左右方向延伸的兩個(gè)軌道21、X軸螺紋軸22、X軸馬達(dá)23(參照?qǐng)D2)以及軸承24。軌道21設(shè)于移動(dòng)板16上表面的前邊和后邊。X軸螺紋軸22沿左右方向延伸，且設(shè)于兩個(gè)軌道21之間。軸承24設(shè)于X軸螺紋軸22的左端部和中途部(未圖示)。X軸馬達(dá)23與X軸螺紋軸22的右端部連接。螺母(未圖示)經(jīng)由滾動(dòng)體(未圖示)螺合于X軸螺紋軸22。多個(gè)滑動(dòng)件26能滑動(dòng)地設(shè)于各軌道21。立柱4與螺母及滑動(dòng)件26的上部連接。X軸螺紋軸22通過(guò)X軸馬達(dá)23的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，藉此，螺母沿左右方向移動(dòng)，立柱4沿左右方向移動(dòng)。

Z軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)30設(shè)于柱4的前表面，使主軸頭5沿上下方向移動(dòng)。Z軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)30包括沿上下方向延伸的兩個(gè)軌道31、Z軸螺紋軸32、Z軸馬達(dá)33以及軸承34。軌道31設(shè)于立柱4前表面的左邊和右邊。Z軸螺紋軸32沿上下方向延伸，且設(shè)于兩個(gè)軌道31之間。軸承34設(shè)于Z軸螺紋軸32的下端部和中途部(未圖示)。Z軸馬達(dá)33與Z軸螺紋軸32的上端部連接。螺母(未圖示)經(jīng)由滾動(dòng)體(未圖示)螺合于Z軸螺紋軸32。多個(gè)滑動(dòng)件35能滑動(dòng)地設(shè)于各軌道31。主軸頭5與螺母及滑動(dòng)件35的前部連接。Z軸螺紋軸32通過(guò)Z軸馬達(dá)33的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，藉此，螺母沿上下方向移動(dòng)，主軸頭5沿上下方向移動(dòng)。Z軸馬達(dá)33、Z軸螺紋軸32、螺母、滾動(dòng)體構(gòu)成滾珠絲杠機(jī)構(gòu)。

沿上下方向延伸的主軸5a設(shè)于主軸頭5內(nèi)。主軸5a繞軸旋轉(zhuǎn)。主軸馬達(dá)6設(shè)于主軸頭5的上端部。主軸5a的下端部安裝有工具。主軸5a通過(guò)主軸馬達(dá)6的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，藉此，工具旋轉(zhuǎn)。工具對(duì)由工件保持部3保持的工件W進(jìn)行加工。機(jī)床100具有工具更換裝置(未圖示)。工具更換裝置對(duì)收容于工具庫(kù)(未圖示)的工具與安裝于主軸5a的工具進(jìn)行更換。

如圖2所示，控制裝置50具有CPU51、存儲(chǔ)部52、RAM53、輸入輸出接口54。存儲(chǔ)部52是可擦寫(xiě)的存儲(chǔ)器，例如是EPROM、EEPROM等。存儲(chǔ)部52對(duì)后述的交點(diǎn)表、路徑編號(hào)i、指令點(diǎn)P_k、交點(diǎn)S_i^d、k的最終編號(hào)、路徑A、路徑B、第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m、第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m等進(jìn)行存儲(chǔ)(d、i、k、m是自然數(shù))。

在操作者對(duì)操作部7進(jìn)行操作時(shí)，信號(hào)從操作部7輸入至輸入輸出接口54。操作部7例如是鍵盤(pán)、按鈕、觸摸面板等。輸入輸出接口54向顯示部8輸出信號(hào)，顯示部8顯示文字、圖形、符號(hào)等。顯示部8例如是液晶顯示面板。

控制裝置50具有與X軸馬達(dá)23對(duì)應(yīng)的X軸控制電路55、伺服放大器55a、微分器23b。X軸馬達(dá)23具有編碼器23a。X軸控制電路55根據(jù)來(lái)自CPU51的指令，將表示電流量的命令輸出至伺服放大器55a。伺服放大器55a接收所述命令，并向X軸馬達(dá)23輸出驅(qū)動(dòng)電流。編碼器23a向X軸控制電路55輸出位置反饋信號(hào)。X軸控制電路55根據(jù)位置反饋信號(hào)執(zhí)行位置的反饋控制。編碼器23a向微分器23b輸出位置反饋信號(hào)，微分器23b將位置反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換為速度反饋信號(hào)并輸出至X軸控制電路55。X軸控制電路55根據(jù)速度反饋信號(hào)執(zhí)行速度的反饋控制。電流檢測(cè)器55b檢測(cè)伺服放大器55a所輸出的驅(qū)動(dòng)電流值。電流檢測(cè)器55b將驅(qū)動(dòng)電流值反饋至X軸控制電路55。X軸控制電路55根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流值執(zhí)行電流控制。

控制裝置50具有與Y軸馬達(dá)13對(duì)應(yīng)的Y軸控制電路56、伺服放大器56a、電流檢測(cè)器56b、微分器13b，Y軸馬達(dá)13具有編碼器13a。Y軸控制電路56、伺服放大器56a、電流檢測(cè)器56b、微分器13b、Y軸馬達(dá)13、編碼器13a與X軸的各部件相同，在此省略其說(shuō)明。

控制裝置50具有與Z軸馬達(dá)33對(duì)應(yīng)的Z軸控制電路57、伺服放大器57a、電流檢測(cè)器57b、微分器33b，Z軸馬達(dá)33具有編碼器33a。Z軸控制電路57、伺服放大器57a、電流檢測(cè)器57b、微分器33b、Z軸馬達(dá)33、編碼器33a與X軸的各部件相同，在此省略其說(shuō)明。

控制裝置50對(duì)主軸馬達(dá)6執(zhí)行與X軸馬達(dá)23相同的反饋控制。機(jī)床100具有庫(kù)馬達(dá)60和庫(kù)控制電路58。工具庫(kù)通過(guò)庫(kù)馬達(dá)60的驅(qū)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)。庫(kù)控制電路58對(duì)庫(kù)馬達(dá)60的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。

存儲(chǔ)部52儲(chǔ)存對(duì)工件W進(jìn)行加工的加工程序。加工程序具有指示主軸5a的位置的多個(gè)指令點(diǎn)P_k。k表示構(gòu)成加工程序的命令的順序。主軸5a根據(jù)多個(gè)指令點(diǎn)P_k依次移動(dòng)，藉此，安裝于主軸5a的工具對(duì)工件W進(jìn)行加工。存儲(chǔ)部52預(yù)先存儲(chǔ)指令點(diǎn)P_k?？刂蒲b置50根據(jù)多個(gè)指令點(diǎn)P_k設(shè)定主軸5a所移動(dòng)的路徑(加工路徑α)?？刂蒲b置50根據(jù)加工路徑α執(zhí)行主軸5a的移動(dòng)。

下面說(shuō)明加工路徑α的設(shè)定方法。圖3、圖4中的X方向表示左右方向，Y方向表示前后方向，Z方向表示上下方向，工件W的形狀是加工后的形狀。

控制裝置50對(duì)工件W設(shè)定評(píng)價(jià)截面D^d(d表示截面編號(hào)，是自然數(shù))。例如，當(dāng)主軸5a以渦旋狀沿周向移動(dòng)時(shí)，加工路徑α是沿渦旋方向的路徑?？刂蒲b置50設(shè)定多個(gè)沿與加工路徑α大致正交的方向的評(píng)價(jià)截面D^d。多個(gè)評(píng)價(jià)截面D^d沿加工路徑α的周向排列。操作者預(yù)先指示加工路徑α的方向?yàn)橹芟颉?/p>

如圖5所示，控制裝置50執(zhí)行加工路徑設(shè)定處理。在輸入開(kāi)始信號(hào)之前，CPU51一直待機(jī)(步驟S1：否)。例如，用戶對(duì)操作部7進(jìn)行操作，將開(kāi)始信號(hào)輸入控制裝置。當(dāng)存在開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)(步驟S1：是)，CPU51執(zhí)行最外周/最內(nèi)周運(yùn)算處理(步驟S2)，執(zhí)行評(píng)價(jià)截面設(shè)定處理(步驟S3)并執(zhí)行指令點(diǎn)位置修正處理(步驟S4)。最外周/最內(nèi)周運(yùn)算處理、評(píng)價(jià)截面設(shè)定處理、指令點(diǎn)位置修正處理會(huì)在后面進(jìn)行說(shuō)明。執(zhí)行步驟S3的CPU51構(gòu)成評(píng)價(jià)截面設(shè)定部。

使用圖6至圖8對(duì)最外周/最內(nèi)周運(yùn)算處理進(jìn)行說(shuō)明。如圖6所示，CPU51從位于加工路徑α的起點(diǎn)的指令點(diǎn)(起點(diǎn)指令點(diǎn))P₁至位于加工路徑α的終點(diǎn)的指令點(diǎn)(終點(diǎn)指令點(diǎn))P_N依次對(duì)多個(gè)指令點(diǎn)P_k設(shè)定標(biāo)識(shí)符(編號(hào))(步驟S11)。CPU51對(duì)距離起點(diǎn)指令點(diǎn)P₁最近的線段P_aP_a+1進(jìn)行運(yùn)算(步驟S12)，并對(duì)距離終點(diǎn)指令點(diǎn)P_N最近的線段P_bP_b+1進(jìn)行運(yùn)算(步驟S13)。CPU51將起點(diǎn)指令點(diǎn)P₁與指令點(diǎn)P_a之間的加工路徑α設(shè)定為路徑A(步驟S14)，并將終點(diǎn)指令點(diǎn)P_N與指令點(diǎn)P_b之間的加工路徑α設(shè)定為路徑B(步驟S15)。執(zhí)行步驟S14的CPU51構(gòu)成起點(diǎn)側(cè)路徑部設(shè)定部，執(zhí)行步驟S15的CPU51構(gòu)成終點(diǎn)側(cè)路徑部設(shè)定部。

如圖7所示，在主軸5a從外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)移動(dòng)時(shí)，路徑A位于最外側(cè)，路徑B位于最內(nèi)側(cè)。如圖8所示，在主軸5a從內(nèi)周側(cè)向外周側(cè)移動(dòng)時(shí)，路徑A位于最內(nèi)側(cè)，路徑B位于最外側(cè)。在運(yùn)算最近的線段P_aP_a+1時(shí)，依次對(duì)從指令點(diǎn)P₁至各線段P₂P₃、P₃P₄、...的距離進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出距離最小的線段。在運(yùn)算最近的線段P_bP_b+1時(shí)也一樣。

CPU51對(duì)路徑A的X方向的最小值A(chǔ)_{X_min}和最大值A(chǔ)_{X_max}、Y方向的最小值A(chǔ)_{Y_min}和最大值A(chǔ)_{Y_max}進(jìn)行運(yùn)算(步驟S16，參照?qǐng)D6)。CPU51對(duì)路徑B的X方向的最小值B_{X_min}和最大值B_{X_max}、Y方向的最小值B_{Y_min}和最大值B_{Y_max}進(jìn)行運(yùn)算(步驟S17)。CPU51對(duì)是否滿足A_{X_min}＜B_{X_min}＜B_{X_max}＜A_{X_max}并且A_{Y_min}＜B_{Y_min}＜B_{Y_max}＜A_{Y_max}進(jìn)行判定(步驟S18)。當(dāng)滿足A_{X_min}＜B_{X_min}＜B_{X_max}＜A_{X_max}并且A_{Y_min}＜B_{Y_min}＜B_{Y_max}＜A_{Y_max}時(shí)(步驟S18：是)，CPU51將路徑A確定為位于最外側(cè)的最外周路徑β，將路徑B確定為位于最內(nèi)側(cè)的最內(nèi)周路徑γ(步驟S19，參照?qǐng)D7)，并使處理返回至評(píng)價(jià)截面設(shè)定處理(步驟S3，參照?qǐng)D5)。

當(dāng)不滿足A_{X_min}＜B_{X_min}＜B_{X_max}＜A_{X_max}并且A_{Y_min}＜B_{Y_min}＜B_{Y_max}＜A_{Y_max}時(shí)(步驟S18：否)，CPU51對(duì)是否滿足B_{X_min}＜A_{X_min}＜A_{X_max}＜B_{X_max}并且B_{Y_min}＜A_{Y_min}＜A_{Y_max}＜B_{Y_max}進(jìn)行判定(步驟20)。當(dāng)滿足B_{X_min}＜A_{X_min}＜A_{X_max}＜B_{X_max}并且B_{Y_min}＜A_{Y_min}＜A_{Y_max}＜B_{Y_max}時(shí)(步驟20：是)，CPU51將路徑A確定為位于最內(nèi)側(cè)的最內(nèi)周路徑γ，將路徑B確定為位于最外側(cè)的最外周路徑β(步驟S21，參照?qǐng)D8)，并使處理返回至評(píng)價(jià)截面設(shè)定處理(步驟S3，參照?qǐng)D5)。路徑A和B中的一方構(gòu)成第一路徑部，另一方構(gòu)成第二路徑部。

當(dāng)不滿足B_{X_min}＜A_{X_min}＜A_{X_max}＜B_{X_max}并且B_{Y_min}＜A_{Y_min}＜A_{Y_max}＜B_{Y_max}時(shí)(步驟20：否)，CPU51通知錯(cuò)誤(步驟22)，結(jié)束處理。例如，CPU51使顯示部8顯示最外周/最內(nèi)周運(yùn)算處理發(fā)生了錯(cuò)誤這一信息。在通知了錯(cuò)誤后，當(dāng)操作者再次進(jìn)行指令值P_k的設(shè)定等，進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整或變更并將開(kāi)始信號(hào)再次輸入控制裝置50時(shí)，CPU51也可再次執(zhí)行最外周/最內(nèi)周運(yùn)算處理。

使用圖9、圖10對(duì)評(píng)價(jià)截面設(shè)定處理進(jìn)行說(shuō)明。CPU51在最外周路徑β上設(shè)定隔開(kāi)相等距離的多個(gè)第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m(m是自然數(shù))(步驟S31)，在最內(nèi)周路徑γ上設(shè)定多個(gè)第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m(步驟32)。第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m從起點(diǎn)指令點(diǎn)P₁起依次等間隔地設(shè)定。第二基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)定會(huì)在后面進(jìn)行說(shuō)明。執(zhí)行步驟S31的CPU51構(gòu)成第一基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部，執(zhí)行步驟S32的CPU51構(gòu)成第二基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部。CPU51將在最內(nèi)周路徑γ上且距離第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m最近的位置處的點(diǎn)設(shè)為第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m。CPU51根據(jù)第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m和第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m運(yùn)算評(píng)價(jià)截面D^d(步驟S33)。CPU51以使第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m和第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m位于評(píng)價(jià)截面D^d上的方式運(yùn)算評(píng)價(jià)截面D^d。CPU51使處理返回至指令點(diǎn)位置修正處理(步驟S4，參照?qǐng)D5)。在運(yùn)算評(píng)價(jià)截面D^d時(shí)，對(duì)與X-Y的平面垂直且包括上述第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m和第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m的平面進(jìn)行運(yùn)算。執(zhí)行步驟S33的CPU51構(gòu)成評(píng)價(jià)截面運(yùn)算部。第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m位于距離第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m最近的位置，因此，評(píng)價(jià)截面D^d與最內(nèi)周路徑γ及最外周路徑β(加工路徑α)大致垂直。

圖11表示指令點(diǎn)P_k、評(píng)價(jià)截面D^d與加工路徑α的交點(diǎn)，圖12表示交點(diǎn)表的一例。在圖11、圖12中，“i”(i是自然數(shù))表示主軸5a的周向移動(dòng)的路徑編號(hào)。圖11的箭頭表示加工路徑α，●表示指令點(diǎn)，虛線表示評(píng)價(jià)截面，○表示交點(diǎn)。路徑編號(hào)1(i＝1)的路徑表示最外周路徑β，路徑編號(hào)2(i＝2)的路徑表示比路徑編號(hào)1的路徑靠?jī)?nèi)側(cè)的環(huán)狀路徑。路徑編號(hào)3以后也相同。主軸5a按路徑編號(hào)的順序移動(dòng)。如圖12所示，控制裝置50對(duì)各評(píng)價(jià)截面D^d與移動(dòng)路徑P_k-P_k+1的交點(diǎn)S_i^d進(jìn)行運(yùn)算，并將路徑編號(hào)i、交點(diǎn)S_i^d的坐標(biāo)、移動(dòng)路徑P_k-P_k+1對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)于交點(diǎn)表。

如圖13所示，控制裝置50例如用第一修正方法對(duì)評(píng)價(jià)截面D^d上的交點(diǎn)位置進(jìn)行修正?？刂蒲b置50例如逐步變更Z方向的坐標(biāo)來(lái)進(jìn)行修正?？刂蒲b置50對(duì)修正對(duì)象的交點(diǎn)S_i^d的坐標(biāo)，使用前后各兩點(diǎn)的交點(diǎn)s_i-2^d、s_i-1^d、s_i+1^d、s_i+2^d的坐標(biāo)來(lái)確定修正點(diǎn)t_i^d。在將四個(gè)交點(diǎn)s_i-2^d、s_i-1^d、s_i+1^d、s_i+2^d的各Z坐標(biāo)值設(shè)為z_i-2、z_i-1、z_i+1、z_i+2并將修正點(diǎn)t_i^d的Z坐標(biāo)值設(shè)為z_i'時(shí)，Z坐標(biāo)值的差分是：d_{(i-2，i-1)}＝z_i-2-z_i-1，d_{(i-1，i)}＝z_i-1-z_i'，d_(i，i+1)＝z_i’-z_i+1，d_(i+1，i+2)＝z_i+1-z_i+2?？刂蒲b置50以使Z坐標(biāo)值的二次差分d₁₂’、d₂₃’、d₃₄’(Z坐標(biāo)值的差分d_{(i-2，i-1)}、d_(i-1，i)、d_{(i，i+1)}、d_{4(i+1，i+2)}的差分)呈線性變化的方式運(yùn)算z_i’。

Z坐標(biāo)值的二次差分d₁₂’、d₂₃’、d₃₄’用下式求得。

d₁₂’＝d_(i-1，i)-d_(i-2，i-1)＝(z_i-1-z_i’)-(z_i-2-z_i-1)＝2z_i-1-z_i’-z_i-2……(1)

d₂₃’＝d_(i，i+1)-d_(i-1，i)＝(z_i’-z_i+1)-(z_i-1-z_i’)＝2z_i’-z_i+1-z_i-1……(2)

d₃₄’＝d_{4(i+1，i+2)}-d_{(i，i+1)}＝(z_i+1-z_i+2)-(z_i’-z_i+1)＝2z_i+1-z_i+2-z_i’……(3)

這些d₁₂’、d₂₃’、d₃₄’呈線性變化，因此，滿足下式。

d₂₃’＝(d₁₂’+d₃₄’)/2……(4)

若根據(jù)式(1)至式(4)來(lái)求解z_i’，則可得到下式。

z_i’＝(-z_i-2+4z_i-1+4z_i+1-z_i+2)/6

對(duì)評(píng)價(jià)截面D^d上的所有交點(diǎn)S_i^d進(jìn)行上述修正。也可僅對(duì)與其它交點(diǎn)的Z坐標(biāo)值相比Z坐標(biāo)值大幅度遠(yuǎn)離的交點(diǎn)進(jìn)行修正。

如圖14所示，控制裝置50例如用第二修正方法對(duì)評(píng)價(jià)截面D^d上的交點(diǎn)位置進(jìn)行修正。在圖14中，u相當(dāng)于XY坐標(biāo)，v相當(dāng)于Z坐標(biāo)。控制裝置50例如使用位于修正對(duì)象的交點(diǎn)S_i^d周圍的其它多個(gè)交點(diǎn)生成平滑的曲線(樣條曲線、貝塞爾曲線、NURBS曲線等)，并將修正對(duì)象的交點(diǎn)S_i^d投影到該曲線上。在作為平滑的曲線而使用四個(gè)交點(diǎn)S_i-2^d、S_i-1^d、S_i+1^d、S_i+2^d的坐標(biāo)s_i-2^d、s_i-1^d、s_i+1^d、s_i+2^d時(shí)，評(píng)價(jià)截面D^d(uv平面)上的區(qū)間s_i-2^d～s_i-1^d、區(qū)間s_i-1^d～s_i+1^d、區(qū)間s_i+1^d～s_i+2^d各自的曲線式v₁(u)、v₂(u)、v₃(u)用下式表示。

v_j(u)＝a_j(u-u_j)³+b_j(u-u_j)²+c_j(u-u_j)+d_j

(j＝1，2，3)

根據(jù)v_j(u)經(jīng)過(guò)交點(diǎn)s_i-2^d、s_i-1^d、s_i+1^d、s_i+2^d且邊界點(diǎn)處的一次導(dǎo)函數(shù)和二次導(dǎo)函數(shù)連續(xù)這點(diǎn)，控制裝置50確定a_j至d_j。四個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)的選擇不僅限于上述的位于交點(diǎn)S_i^d兩側(cè)相鄰位置的連續(xù)兩點(diǎn)。例如，也可像交點(diǎn)s_i-3^d、s_i-1^d、s_i+1^d、s_i+3^d這樣以兩點(diǎn)為單位選擇不連續(xù)的交點(diǎn)。

如圖14所示，修正點(diǎn)t_i^d的位置是平滑曲線上的離交點(diǎn)S_i^d即修正對(duì)象的距離最短的位置。將存在于第d個(gè)評(píng)價(jià)截面D^d上的修正后的交點(diǎn)組S^d設(shè)為T(mén)^d。T^d＝t_i^d，d：截面編號(hào)，i：路徑編號(hào)。

控制裝置50使用交點(diǎn)組T^d，修正指令點(diǎn)的位置。使用圖15A、圖15B對(duì)指令點(diǎn)的修正方法進(jìn)行說(shuō)明。在圖15A、圖15B中，P_a～P_f表示指令點(diǎn)。如圖15A所示，例如在指令點(diǎn)P_c為修正對(duì)象時(shí)，指令點(diǎn)P_c位于截面D^d-1與截面D^d之間，路徑編號(hào)為i?？刂蒲b置50參照上述的交點(diǎn)表，獲取與指令點(diǎn)P_c相關(guān)的截面位置和路徑編號(hào)。

如圖15B所示，控制裝置50對(duì)指令點(diǎn)P_c周圍的交點(diǎn)進(jìn)行搜索，例如對(duì)排列在加工路徑上的四個(gè)交點(diǎn)t_i^d+1、t_i^d、t_i^d-1、t_i^d-2進(jìn)行搜索。控制裝置50由四個(gè)交點(diǎn)t_i^d+1、t_i^d、t_i^d-1、t_i^d-2生成平滑的曲線(樣條曲線、貝塞爾曲線、NURBS曲線等)，將指令點(diǎn)P_c投影到該曲線上，并確定修正點(diǎn)P_c’?？刂蒲b置50用與上述的第二修正方法相同的方法求出平滑的曲線。修正點(diǎn)P_c’的位置是離指令點(diǎn)P_c的距離最小的平滑曲線上的位置?？刂蒲b置50對(duì)其它指令點(diǎn)的位置同樣地進(jìn)行修正。

如圖16所示，CPU51用上述的評(píng)價(jià)截面設(shè)定處理(步驟S3，參照?qǐng)D5)設(shè)定評(píng)價(jià)截面D^d后，生成交點(diǎn)表(參照?qǐng)D11、圖12)。具體而言，CPU51將表示周向動(dòng)作的路徑編號(hào)的變量i和表示構(gòu)成加工程序的命令的順序的變量k設(shè)定為“1”(步驟S41)。

CPU51讀入移動(dòng)路徑P_k-P_k+1(步驟S42)。CPU51對(duì)移動(dòng)路徑P_k-P_k+1是否與評(píng)價(jià)截面D^d交叉進(jìn)行判定(步驟S43)。在移動(dòng)路徑P_k-P_k+1與評(píng)價(jià)截面D^d不交叉時(shí)(步驟S43：否)，CPU51對(duì)k加1(步驟S47)。

在移動(dòng)路徑P_k-P_k+1與評(píng)價(jià)截面D^d交叉時(shí)(步驟S43：是)，CPU51對(duì)評(píng)價(jià)截面D^d與移動(dòng)路徑P_k-P_k+1的交點(diǎn)S_i^d是否已經(jīng)存在進(jìn)行判定(步驟S44)。在評(píng)價(jià)截面D^d與移動(dòng)路徑P_k-P_k+1的交點(diǎn)S_i^d尚未存在時(shí)(步驟S44：否)，CPU51將路徑編號(hào)i、交點(diǎn)坐標(biāo)S_i^d、移動(dòng)路徑P_k-P_k+1對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部52的交點(diǎn)表(參照?qǐng)D12)(步驟S46)。在評(píng)價(jià)截面D^d與移動(dòng)路徑P_k-P_k+1的交點(diǎn)S_i^d已經(jīng)存在時(shí)(步驟S44：是)，CPU51對(duì)i加1(步驟S45)，CPU51將路徑編號(hào)i、交點(diǎn)坐標(biāo)S_i^d、移動(dòng)路徑P_k-P_k+1對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部52的交點(diǎn)表(步驟S46)，并對(duì)k加1(步驟S47)。執(zhí)行步驟S41至S47的CPU51構(gòu)成運(yùn)算部。對(duì)k加1后，CPU51對(duì)k是否是最終編號(hào)進(jìn)行判定(步驟S48)。在k不是最終編號(hào)時(shí)(步驟S48：否)，CPU51使處理返回到步驟S42。在k是最終編號(hào)時(shí)(步驟S48：是)，CPU51如上所述地對(duì)交點(diǎn)的位置進(jìn)行修正(步驟S49，式(1)至式(4)，參照?qǐng)D13、圖14)。執(zhí)行步驟S49的CPU51構(gòu)成交點(diǎn)位置修正部。CPU51如上所述地對(duì)指令點(diǎn)周圍的交點(diǎn)進(jìn)行搜索(步驟50)，且對(duì)指令點(diǎn)的位置進(jìn)行修正(步驟S51，參照?qǐng)D15A和圖15B)。執(zhí)行步驟S51的CPU51構(gòu)成指令點(diǎn)位置修正部。

在實(shí)施方式中，路徑A和路徑B位于最外周和最內(nèi)周，但不限于此。路徑A和路徑B中的一方位于外周側(cè)而另一方位于內(nèi)周側(cè)即可。

實(shí)施方式的控制裝置50、機(jī)床100以與環(huán)狀的加工路徑垂直的方式設(shè)定評(píng)價(jià)截面D^d，對(duì)評(píng)價(jià)截面D^d與加工路徑的交點(diǎn)S_i^d的位置進(jìn)行修正，并根據(jù)修正后的交點(diǎn)S_i^d的位置，對(duì)與加工路徑交叉的方向上的指令點(diǎn)P_k的位置進(jìn)行修正。在對(duì)環(huán)狀的加工路徑設(shè)定從加工路徑的中心呈輻射狀延伸的多個(gè)評(píng)價(jià)截面D^d時(shí)，評(píng)價(jià)截面與加工路徑不垂直的部分會(huì)產(chǎn)生評(píng)價(jià)截面D^d的密度高的部分和密度低的部分，對(duì)指令點(diǎn)P_k的修正精度會(huì)降低。在實(shí)施方式中，將評(píng)價(jià)截面D^d設(shè)定成與加工路徑垂直，評(píng)價(jià)截面D^d的密度變得均勻，因此，能防止對(duì)指令點(diǎn)P_k的修正精度降低。

對(duì)外周側(cè)的路徑和內(nèi)周側(cè)的路徑(路徑A和路徑B)分別設(shè)定第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m和第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m。第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m位于距離第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m最近的位置。由于以使第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m和第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m位于評(píng)價(jià)截面D^d上的方式設(shè)定評(píng)價(jià)截面D^d，因此評(píng)價(jià)截面D^d成為與加工路徑大致垂直。

在外周側(cè)的路徑與內(nèi)周側(cè)的路徑之間的距離小時(shí)，會(huì)因微小的運(yùn)算誤差導(dǎo)致所設(shè)定的評(píng)價(jià)截面D^d相對(duì)于加工路徑傾斜，從而與其它評(píng)價(jià)截面D^d交叉。在實(shí)施方式中，外周側(cè)的路徑位于最外周側(cè)，內(nèi)周側(cè)的路徑位于最內(nèi)周側(cè)，因此，在外周側(cè)的路徑與內(nèi)周側(cè)的路徑之間設(shè)置足夠大的距離，能防止彼此的評(píng)價(jià)截面交叉。

外周側(cè)的路徑和內(nèi)周側(cè)的路徑中的一方位于加工路徑的起點(diǎn)側(cè)，另一方位于加工路徑的終點(diǎn)側(cè)。在起點(diǎn)位于呈渦旋狀的加工路徑的中心部時(shí)，外周側(cè)的路徑位于終點(diǎn)側(cè)，內(nèi)周側(cè)的路徑位于起點(diǎn)側(cè)。在終點(diǎn)位于加工路徑的中心部時(shí)，內(nèi)周側(cè)的路徑位于終點(diǎn)側(cè)，外周側(cè)的路徑位于起點(diǎn)側(cè)。

第一基準(zhǔn)點(diǎn)O_m設(shè)定于最外周路徑β，但也可設(shè)定于最內(nèi)周路徑γ。在這種情況下，第二基準(zhǔn)點(diǎn)L_m設(shè)定于最外周路徑β。