工件的加工面评价方法、控制装置以及工作机械的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过工作机械所加工的工件的表面形状的评价方法、使用了该评价方法的工作机械的控制装置、以及具备该控制装置的工作机械。
【背景技术】
[0002]在用工作机械加工工件的情况下，工件加工面的评价基准通常是所加工的工件表面的精度、特别是表面粗细。以往，加工面的表面粗细越低，加工越良好。然而，最近，即使加工了的工件的表面粗细低于用户要求的容许表面粗细，在观察者目视加工面时，看到在加工面中形成了的尖端(cusp)所致的条纹，或者，在观察者用手指触摸时，在表面有粗糙感，所以加工了的工件有时变得不合格。为此，还提出了不仅测定表面粗细，还测定工件的加工面的光泽感、纹理的技术。此处，尖端是指，在提供周期进给而用旋转工具对工件进行切削加工、或者用拱形颈车刀进行拱形颈精加工时，在工件的加工面中产生的微小的切削残留、在伺服控制中产生的工作机械的振动所致的微小的加工面的凹凸。
[0003]例如，在专利文献I中，记载了将在显示器中显示出的检查图案投影到被测定面，通过摄影装置对反射像进行摄影，针对该图像数据，通过计算机，依次自动地测定镜面度、镜面度的偏差、光泽度、锐度、起伏或者形状误差、反差以及白浊度这样的多个测定项目，将包括镜面度的多个测定项目作为指标，评价表面性状的方法。另外，在专利文献I中，作为以往技术，记载有测定使用了以正反射的受光量测量光泽度的镜面光泽度计的表面性状的方法。
[0004]进而，在专利文献2中，记载有组合形状最大高度(Rz)、和形状平均波长(RSm)表面纹理参数，来测定表面纹理的方法。
[0005]专利文献1:日本特表2012-215486号公报
[0006]专利文献2:日本特表2003-500677号公报
【发明内容】
[0007]在专利文献1、2记载的发明中，将检查图案投影到被测定面，将多个测定项目作为指标，评价了表面性状，但通过人类(观察者)的眼睛(视觉)、手指(触觉)实际上如何感知这样所评价的表面性状依然不明，作为评价方法不充分。
[0008]本发明的目的在于解决这样的以往技术的问题，其目的在于提供一种观察者实际上通过人类的感觉评价加工了的工件的加工面的质量的加工面的评价方法、使用了该评价方法的控制装置以及工作机械。
[0009]为了达成上述目的，根据本发明，提供一种加工面评价方法，评价所加工的工件的加工面，其特征在于，使用基于人类的感觉的特性的评价基准，评价所述工件的加工面。
[0010]进而，根据本发明的其他特征，提供一种工作机械的进给轴的控制装置，其特征在于，具备:加工面形状仿真部，通过运算对在工件上形成的加工面进行仿真；反差运算部，运算所述加工面中的反射光的最大亮度和最小亮度，根据该最大亮度和最小亮度运算反差；空间频率运算部，运算所述加工面的空间频率；判定部，根据所述反差和所述空间频率，使用反差灵敏度函数，判定可否通过人类的视觉感知所述加工面的反差；以及加工工艺变更部，在能够通过人类的视觉感知所述加工面的反差的情况下，变更加工工艺以便无法通过人类的视觉感知该加工面的反差。
[0011]进而，根据本发明的其他特征，提供一种工作机械的进给轴的控制装置，其特征在于，具备:加工面形状仿真部，通过运算对在工件上形成的加工面进行仿真；振动刺激频率运算部，在观察者用手指触摸了由所述加工面形状仿真部所仿真出的加工面时，运算对观察者的手指传递的振动刺激的频率；判定部，判定可否针对由所述振动刺激频率运算部所运算出的振动刺激的频率，通过人类的触觉感知对观察者的手指所传递的振动刺激的振幅，所述对观察者的手指所传递的振动刺激的振幅是根据在由所述加工面形状仿真部所仿真出的加工面中形成的尖端的顶点间的距离、和观察者的手指的速度求出的；以及加工工艺变更部，在能够通过人类的触觉感知所述振动刺激的振幅的情况下，变更加工工艺以便无法通过人类的触觉感知振动刺激的振幅。
[0012]进而，根据本发明的其他特征，提供一种工作机械，具有针对工件使工具相对地移动的X轴、Y轴、Z轴的正交的至少三轴的进给轴，其特征在于包括:驱动机构，驱动所述三轴的进给轴；NC装置，控制所述驱动机构；以及评价装置，对在工件上形成的加工面进行仿真来评价该加工面，所述评价装置具备:加工面形状仿真部，通过运算对在工件上形成的加工面进行仿真；反差运算部，运算所述加工面中的反射光的最大亮度和最小亮度，根据该最大亮度和最小亮度运算反差；空间频率运算部，运算所述加工面的空间频率；判定部，根据所述反差和所述空间频率，使用反差灵敏度函数，判定可否通过人类的视觉感知所述加工面的反差；以及加工工艺变更部，在能够通过人类的视觉感知所述加工面的反差的情况下，变更加工工艺以便无法通过人类的视觉感知该加工面的反差，根据该变更了的加工工艺，向所述NC装置输出工具路径和加工条件。
[0013]进而，根据本发明的其他特征，提供一种工作机械，具有针对工件使工具相对地移动的X轴、Y轴、Z轴的正交的至少三轴的进给轴，其特征在于包括:驱动机构，驱动所述三轴的进给轴；NC装置，控制所述驱动机构；以及评价装置，对在工件上形成的加工面进行仿真来评价该加工面，所述评价装置具备:加工面形状仿真部，通过运算对在工件上形成的加工面进行仿真；振动刺激频率运算部，在观察者用手指触摸了由所述加工面形状仿真部所仿真出的加工面时，运算对观察者的手指传递的振动刺激的频率；判定部，判定可否针对由所述振动刺激频率运算部所运算出的振动刺激的频率，通过人类的触觉感知根据在由所述加工面形状仿真部所仿真出的加工面中形成的尖端的顶点间的距离而对观察者的手指传递的振动刺激的振幅；以及加工工艺变更部，在能够通过人类的触觉感知所述振动刺激的振幅的情况下，变更加工工艺以便无法通过人类的视觉感知振动刺激的振幅，根据该变更了的加工工艺，向所述NC装置输出工具路径和加工条件。
[0014]根据本发明，将通过人类(观察者)的眼睛(视觉)、手指(触觉)实际上如何感知作为评价基准，评价工件的加工面，所以在按照人类的感觉评价的情况下，能够进行客观的评价。另外，能够制作按照人类的感觉评价为良好的顾客满足度高的工件。另外，提供在实际加工之前通过仿真预测加工面性状按照上述人类的感觉的评价基准自动地评价其加工面性状，在预测为有能够以人类的感觉感知的加工面的混乱的情况下以使其变得无法感知的方式变更加工工艺的控制装置以及使用了该控制装置的工作机械，所以能够削减工件的加工不良，提高生产效率。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的优选的实施方式的工作机械的概略框图。
[0016]图2是本发明的第I实施方式的加工面评价装置的框图。
[0017]图3是用于说明反差的概略图。
[0018]图4是用于说明亮度比的概略图。
[0019]图5是用于说明反差灵敏度函数的图表。
[0020]图6是用于说明工艺的变更方法的概略图。
[0021]图7是示出工艺变更的一个例子的图表。
[0022]图8是示出工艺变更的另一例子的图表。
[0023]图9是本发明的第2实施方式的加工面评价装置的框图。
[0024]图10是用于说明人类的触觉的频率阈值特性的图表。
[0025](符号说明)
[0026]10:加工面评价装置；12:输入部；14:工具举动仿真部；16:进给轴举动仿真部；18:加工面形状仿真部；20:反差运算部；22:空间频率运算部；24:判定部；26:工艺变更部；30:加工面评价装置；32:振动刺激频率运算部；34:判定部；50:工作机械；56:工具路径运算装置；62:底座；64:加工台；68:主轴头。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图，说明本发明的优选的实施方式。
[0028]在图1中，工作机械50具备加工机60和加工面评价装置10 (30)。加工机60作为主要的构成要素具备:在工厂的地面上固定的作为基台的底座62 ;在该底座62的上表面安装且在上表面固定工件W的加工台64 ;以铅直的旋转轴线O为中心而可旋转地支撑将与在底座62上所固定的工件W对面的工具T安装在前端部的主轴66的主轴头68 ;将主轴头68相对底座62在X轴、Y轴、Z轴的正交三轴方向上往返驱动的驱动机构52 ;控制驱动机构52的伺服马达的NC装置54 ;运算并生成工具路径，将与所生成的工具路径关联的数据供给到NC装置54的工具路径运算装置56 ;以及在工具路径路径运算装置56与NC装置54之间配设且校正向NC装置54供给的工具路径信息的加工面评价装置10 (30)。
[0029]在驱动机构52中，作为一个例子，具备X轴、Y轴、Z轴滚珠螺杆(未图示)、与该滚珠螺杆啮合的螺母(未图示)、以及与X轴、Y轴、Z轴滚珠螺杆各自的一端部连结且由对X轴、Y轴、Z轴滚珠螺杆进行旋转驱动的伺服马达构成的X轴、