切削加工方法及工具路徑生成裝置的制造方法
【專利摘要】一種切削加工方法，基于相互平行的多個(gè)工具路徑(p1～p9)來切削工件(1)，加工成具有向外側(cè)突出的角部(1c)的形狀。重復(fù)實(shí)施加工工序和移動(dòng)工序，所述加工工序基于一個(gè)工具路徑來加工工件(1)，所述移動(dòng)工序在一個(gè)加工工序結(jié)束之后移動(dòng)到下一個(gè)加工工序的起點(diǎn)。在加工工序中，連續(xù)地實(shí)施切削工序和除去工序，所述切削工序在一個(gè)工具路徑中切削工件(1)，所述除去工序，在形成角部(1c)的區(qū)域上，在與切削工序相同一的工具路徑上使工具(41)相對(duì)移動(dòng)，除去毛刺(5)。
【專利說明】
切削加工方法及工具路徑生成裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及切削加工方法及工具路徑生成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去的技術(shù)中，已知使旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行工件的加工的機(jī)床。另外，在這種機(jī)床中，已知有利用規(guī)定的軸的坐標(biāo)等指定旋轉(zhuǎn)工具的路徑，一邊相對(duì)于工件使旋轉(zhuǎn)工具自動(dòng)地相對(duì)移動(dòng)一邊進(jìn)行加工的數(shù)值控制式的機(jī)床。在這種機(jī)床中，通過使用銑刀工具來作為工具，可以進(jìn)行切削工件的加工。
[0003]在有的情況下，當(dāng)切削工件時(shí)，在切削的區(qū)域的外周部會(huì)產(chǎn)生從加工面突出的小的突出部。這種突出部被稱作毛刺，為了在切削之后將加工面制成所希望的形狀，有必要將其除去。
[0004]在日本特開2013 —151030號(hào)公報(bào)中，公開了一種金屬模的切削加工方法，一邊使切削工具旋轉(zhuǎn)一邊使之移動(dòng)地切削加工金屬模，在使切削工具在規(guī)定的方向上移動(dòng)之后，使切削工具在與規(guī)定方向相反的方向上移動(dòng)。公開了通過該加工方法可以除去在切削加工金屬模時(shí)產(chǎn)生的毛刺。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2013 —151030號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]在利用機(jī)床的工件的加工方法中，有沿著相互平行的多個(gè)工具路徑使工具移動(dòng)來進(jìn)行加工的方法。例如，在有的情況下，進(jìn)行等高線加工，在所述等高線加工中，一邊將在機(jī)床的主軸的軸向方向(Z軸方向)上的位置保持恒定，一邊在與XY平面平行的平面上使工具移動(dòng)來進(jìn)行加工。在進(jìn)行這樣的切削加工的情況下，有時(shí)在工件的角部產(chǎn)生毛刺。在有的情況下，在存在多個(gè)角部的工件中，會(huì)在多個(gè)角部處產(chǎn)生毛刺。在上述日本特開2013 —151030號(hào)公報(bào)中，沒有公開有效地除去在工件的角部產(chǎn)生的毛刺的方法。
[0010]在切削工件時(shí)產(chǎn)生的毛刺，操作人員可以通過手工作業(yè)除去。但是，由于操作人員的工作量變大，工件的加工時(shí)間變長(zhǎng)，因此工件的生產(chǎn)率降低，特別是，在將工件加工成具有多個(gè)角部的目標(biāo)形狀的情況下，有必要除去在各個(gè)角部產(chǎn)生的毛刺，需要長(zhǎng)的時(shí)間。
[0011]或者，為了抑制毛刺的產(chǎn)生，可以減小工具相對(duì)于工件的相對(duì)速度。即，通過減小切削速度，可以抑制毛刺的產(chǎn)生。但是，在這種方法中，也存在著工件的加工時(shí)間變長(zhǎng)的問題。
[0012]解決課題的手段
[0013]本發(fā)明的切削加工方法，基于相互平行的多個(gè)工具路徑來切削工件，將工件加工成具有向外側(cè)突出的角部的形狀的機(jī)床的切削加工方法，包括重復(fù)實(shí)施加工工序和移動(dòng)工序的工序，在所述加工工序，基于一個(gè)工具路徑來加工工件，在所述移動(dòng)工序，在基于一個(gè)工具路徑的加工工序結(jié)束之后，移動(dòng)到基于與所述一個(gè)工具路徑平行的另外的工具路徑的加工工序的起點(diǎn)。加工工序包括切削工序和除去工序，連續(xù)地實(shí)施基于一個(gè)工具路徑的切削工序及除去工序，在所述切削工工序，在一個(gè)工具路徑上切削工件，在所述除去工序，在形成角部的區(qū)域，在與切削工序相同的工具路徑以及相同的方向上使工具相對(duì)于工件相對(duì)地移動(dòng)，除去在角部產(chǎn)生的毛刺。
[0014]在上述發(fā)明中，除去工序可以包括在與一個(gè)工具路徑的整體相同的工具路徑上使工具相對(duì)于工件相對(duì)地移動(dòng)以除去毛刺的工序。
[0015]在上述發(fā)明中，一個(gè)工具路徑包括工具相對(duì)于工件沿直線相對(duì)移動(dòng)的直線區(qū)域和形成角部的曲線區(qū)域，除去工序可以包括使工具相對(duì)于直線區(qū)域處的工件的相對(duì)速度比工具相對(duì)于曲線區(qū)域處的工件的相對(duì)速度快的工序。
[0016]在上述發(fā)明中，除去工序可以包括在一個(gè)工具路徑中的形成角部的區(qū)域之外的區(qū)域中，在從一個(gè)工具路徑脫離的工具路徑上相對(duì)移動(dòng)的工序。
[0017]在上述發(fā)明中，加工工序可以包括一邊將工具的相對(duì)于機(jī)床的主軸的軸向方向上的工件的相對(duì)位置保持恒定，一邊利用工具的側(cè)面進(jìn)行加工的工序。
[0018]在上述發(fā)明中，加工工序可以包括從機(jī)床的主軸的軸向方向觀察工件時(shí)，使工具相對(duì)于工件以直線狀相對(duì)移動(dòng)并利用工具的底面進(jìn)行加工的工序。
[0019]本發(fā)明的工具路徑生成裝置生成將工件加工成具有向外側(cè)突出的角部的形狀的工具路徑，所述工具路徑包括切削工件的相互平行的多個(gè)工具路徑，其中，所述工具路徑生成裝置配備有路徑生成部，所述路徑生成部生成:基于一個(gè)工具路徑加工工件的加工工具路徑;和在基于一個(gè)工具路徑的加工結(jié)束之后，移動(dòng)到基于與一個(gè)工具路徑平行的另外的工具路徑的加工工具路徑的起點(diǎn)的移動(dòng)工具路徑。加工工具路徑包括:含有用于切削工件的一個(gè)工具路徑的切削工具路徑;和在形成角部的區(qū)域，在與切削工具路徑相同的工具路徑以及相同的方向上使工具相對(duì)于工件相對(duì)移動(dòng)以除去在角部產(chǎn)生的毛刺的除去工具路徑。路徑生成部與基于一個(gè)工具路徑的切削工具路徑相連續(xù)地生成基于一個(gè)工具路徑的除去工具路徑。
[0020]在上述發(fā)明中，路徑生成部可以設(shè)定形成角部的區(qū)域，在形成角部的區(qū)域以外的區(qū)域，生成從一個(gè)工具路徑脫離的除去工具路徑。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，可以提供在加工工件時(shí)抑制毛刺的殘留的切削加工方法、以及生成抑制毛刺的殘留的工具路徑的工具路徑生成裝置。
【附圖說明】
[0023]圖1是說明實(shí)施方式中的加工第一工件的工具路徑的工件的概略立體圖。
[0024]圖2是實(shí)施方式中的數(shù)值控制式的機(jī)床的概略正視圖。
[0025]圖3是實(shí)施方式中的第一工件的角部的放大概略剖視圖。
[0026]圖4是說明切削第一個(gè)工件的切削工具路徑的概略剖視圖。
[0027]圖5是說明除去在第一個(gè)工件的角部產(chǎn)生的毛刺的除去工具路徑的概略剖視圖。
[0028]圖6是實(shí)施方式中的切削加工方法的流程圖。
[0029]圖7是說明除去在第一個(gè)工件的角部產(chǎn)生的毛刺的另外的除去工具路徑的概略剖視圖。
[0030]圖8是說明實(shí)施方式中的加工第二個(gè)工件的工具路徑的工件的概略立體圖。
[0031]圖9是實(shí)施方式中的第二個(gè)工件的角部的放大概略剖視圖。
[0032]圖10是實(shí)施方式中的加工系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]參照?qǐng)D1至圖10，對(duì)于實(shí)施方式中的切削方法及工具路徑生成裝置進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的加工，是通過切削掉工件的一部分來加工成所希望的形狀的切削加工。工件的切削加工可以用數(shù)值控制式的機(jī)床來實(shí)施。
[0034]圖1是借助實(shí)施方式中的第一切削加工方法將工件一直加工至目標(biāo)形狀之后的工件的概略立體圖。在第一切削加工方法中，通過切削長(zhǎng)方體的工件I的側(cè)面，形成平面形狀呈十字形的工件I。
[0035]圖2是本實(shí)施方式的機(jī)床的概略正視圖。機(jī)床11配備有成為基座的底座13和豎立設(shè)置在底座13的上表面的支柱15。在底座13的上側(cè)，配置有托架27。在托架27的上表面配置有保持工件I的工作臺(tái)35 ο工件I經(jīng)由保持構(gòu)件被固定于工作臺(tái)35。
[0036]在支柱15的前表面配置有滑板(saddle)17。進(jìn)而，在滑板17的前面配置有主軸箱
21。在主軸箱21的內(nèi)部配置有主軸25。在主軸25上安裝對(duì)工件I進(jìn)行加工的工具41。工具41圍繞主軸25的軸線旋轉(zhuǎn)。
[0037]本實(shí)施方式的機(jī)床11具有相互正交的X軸、Y軸及Z軸三個(gè)直線進(jìn)給軸。機(jī)床11配備有變更工具41和工件I的相對(duì)位置的移動(dòng)裝置。在本實(shí)施方式中，將在主軸25的軸向方向(在圖2中的上下方向)上延伸的軸稱作Z軸。將在滑板17的移動(dòng)方向(在圖2軸的左右方向)上延伸的軸稱作X軸。另外，將在托架27的移動(dòng)方向(在圖2中垂直于紙面的方向)上延伸的軸稱作Y軸。移動(dòng)裝置配備有X軸移動(dòng)裝置、Y軸移動(dòng)裝置以及Z軸移動(dòng)裝置?？梢允构ぞ?1相對(duì)于工件41在各個(gè)軸向方向上相對(duì)地移動(dòng)。
[0038]X軸移動(dòng)裝置包括形成在支柱I的前表面的一對(duì)X軸導(dǎo)軌19a、19b?；?7能夠沿著X軸導(dǎo)軌19a、19b往復(fù)移動(dòng)地形成。X軸移動(dòng)裝置包括使滑板17移動(dòng)用的X軸伺服馬達(dá)。主軸箱21及工具41與滑板17—起在X軸方向上移動(dòng)。
[0039]Y軸移動(dòng)裝置包括配置在底座13的上表面的一對(duì)Y軸導(dǎo)軌29a、29b。托架27能夠沿著Y軸導(dǎo)軌29a、29b往復(fù)移動(dòng)地形成。在支柱15上形成有空洞部15a，以便托架27能夠在Y軸方向上移動(dòng)。托架27在移動(dòng)時(shí)進(jìn)入空洞部15a的內(nèi)部。Y軸移動(dòng)裝置包括用于使托架27移動(dòng)的Y軸伺服馬達(dá)。工作臺(tái)35及工件I與托架27—起在Y軸方向上移動(dòng)。
[0040]Z軸移動(dòng)裝置包括形成在滑板17的前表面的一對(duì)Z軸導(dǎo)軌23a、23b。主軸箱21能夠沿著Z軸導(dǎo)軌23a、23b往復(fù)移動(dòng)地形成。Z軸移動(dòng)裝置包括使主軸箱21移動(dòng)用的Z軸伺服馬達(dá)。工具41與主軸箱21—起在Z軸方向上移動(dòng)。進(jìn)而，在主軸箱21的內(nèi)部，配置有使主軸25繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
[0041]本實(shí)施方式中的機(jī)床11包括控制裝置45?？刂蒲b置45包括運(yùn)算處理裝置。運(yùn)算處理裝置具有進(jìn)行運(yùn)算處理等的微處理器(CPU)、作為存儲(chǔ)裝置的ROM(只讀存儲(chǔ)器)或RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、以及其它外圍電路?？刂蒲b置45連接到移動(dòng)裝置的各個(gè)軸的伺服馬達(dá)或主軸箱21內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)上。通過控制裝置45控制移動(dòng)裝置，可以使工具41相對(duì)于工件I相對(duì)地移動(dòng)。另外，通過控制裝置45驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，可以使工具41以所希望的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。
[0042]參照?qǐng)D1及圖2，在第一種切削加工方法中，作為工具41，可以使用平端銑刀。在第一個(gè)切削加工方法中，一邊將Z軸方向上的工具41的高度保持恒定，一邊使工具41在X軸方向和Y軸方向上相對(duì)于工件I相對(duì)地移動(dòng)并進(jìn)行加工。將工具相對(duì)于規(guī)定方向上的工件的相對(duì)位置保持恒定地進(jìn)行的加工，稱為等高線加工，在第一個(gè)切削加工方法中，實(shí)施等高線加工。
[0043]在圖1中，表示出了加工工件I用的多個(gè)工具路徑pi?p9。這里，所謂工具路徑，是工具相對(duì)于工件相對(duì)移動(dòng)的路徑。例如，工具路徑為工具41相對(duì)于工件I相對(duì)移動(dòng)時(shí)、工具中心所移動(dòng)的路徑。各個(gè)工具路徑Pl?P9相互平行地延伸。工具路徑pi?p9存在于與XY平面平行的平面內(nèi)。即，在第一個(gè)切削加工方法中，一邊將工具41在Z軸方向上相對(duì)于工件I的相對(duì)位置保持恒定，一邊利用工具41的側(cè)面進(jìn)行切削加工。
[0044]在等高線加工中，在基于多個(gè)工具路徑中的一個(gè)工具路徑的加工結(jié)束之后，可以移動(dòng)到鄰接的另外的工具路徑。將這時(shí)的移動(dòng)量稱作周期進(jìn)給Pf。由于存在多個(gè)相互平行的工具路徑，所以，一邊以每次周期進(jìn)給Pf變動(dòng)工具路徑一邊進(jìn)行多次的加工。例如，基于工具路徑PI相對(duì)地移動(dòng)工具41以切削工件I。在由工具路徑PI進(jìn)行的切削加工結(jié)束之后，接著，沿著工具路徑P2相對(duì)地移動(dòng)工具41以切削工件I。這樣，通過從工具路徑pi直到工具路徑P9反復(fù)地切削工件，可以將工件I加工成目標(biāo)形狀。
[0045]在圖1所示的工件I的例子中，存在著9個(gè)相互平行的工具路徑。切削工件的加工，從工件I的上部Ia向下部Ib逐漸地進(jìn)行。這里，在工件I的目標(biāo)形狀中，在平面視圖中時(shí)，存在著外側(cè)突出的多個(gè)角部lc。即，存在著凸?fàn)畹慕遣縧c。
[0046]在圖3中表示工件的角部的放大概略剖視圖。在形成工件I的角部Ic的情況下，沿著角部Ic的形狀相對(duì)地移動(dòng)工具41。箭頭92對(duì)應(yīng)于進(jìn)行切削加工的工具路徑。工具中心41a沿著箭頭92移動(dòng)。在切削加工中，在目標(biāo)形狀向內(nèi)側(cè)凹入的角部ld，不產(chǎn)生毛刺5，與此相對(duì)，當(dāng)形成向外側(cè)突出的角部Ic時(shí)，在有的情況下，會(huì)產(chǎn)生從目標(biāo)形狀突出的毛刺5。
[0047]參照?qǐng)D1，特別是加工后的工件I的形狀，下部Ib變得比上部Ia厚。工件I的目標(biāo)形狀越朝向下部Ib越向外側(cè)傾斜。例如，為了在金屬模上形成起模斜度，實(shí)施這樣的目標(biāo)形狀的切削加工。
[0048]在厚度從工件I的上部Ia直到下部Ib為恒定的情況下，在從平面視圖看時(shí)，相互鄰接的工具路徑彼此重合。在這種情況下，例如，有時(shí)在工具路徑Pl進(jìn)行了切削加工時(shí)產(chǎn)生的毛刺，在沿著工具路徑P2進(jìn)行切削加工時(shí)，利用靠近工具的柄部的區(qū)域的切削刃將其除去。但是，在從平面視圖看時(shí)，在工具路徑彼此錯(cuò)開的情況下，產(chǎn)生的毛刺會(huì)殘留。在此，在本實(shí)施方式的切削加工方法中，在切削工件的切削工序之外，還實(shí)施除去在角部I c處產(chǎn)生的毛刺5的除去工序。
[0049]本實(shí)施方式的切削加工方法包括基于一個(gè)工具路徑來加工工件的加工工序。例如，參照?qǐng)D1，實(shí)施基于工具路徑Pl來加工工件的加工工序。其次，實(shí)施移動(dòng)工序，在所述移動(dòng)工序，從基于一個(gè)工具路徑的加工工序的終點(diǎn)以規(guī)定的移動(dòng)量改變工具41相對(duì)于工件I的相對(duì)位置。在移動(dòng)工序中，移動(dòng)到基于與一個(gè)工具路徑平行的另外的工具路徑的加工工序的起點(diǎn)。并且，實(shí)施下一個(gè)加工工序。例如，當(dāng)基于工具路徑Pi的加工工序結(jié)束時(shí)，以周期進(jìn)給Pf的移動(dòng)量相對(duì)地移動(dòng)工具41。并且，基于工具路徑p2實(shí)施加工工件I的加工工序。重復(fù)實(shí)施這樣的加工工序及移動(dòng)工序。
[0050]在圖4中，表示用于說明在一個(gè)工具路徑中切削工件的切削工序的工件的概略剖視圖。利用箭頭92表示一個(gè)工具路徑。箭頭92例如相當(dāng)于工具路徑pi。首先，如箭頭91所示，將工具41從規(guī)定的位置移動(dòng)到加工工序的起點(diǎn)。加工工序包括在一個(gè)工具路徑中切削工件的切削工序。在切削工序中，如箭頭92所示，按照工件I的目標(biāo)形狀使工具41相對(duì)移動(dòng)來切削工件I。這里，將切削工序的工具路徑稱作切削工具路徑。
[0051]圖5是說明除去毛刺的除去工序的工件的概略剖視圖。加工工序包括除去在角部Ic產(chǎn)生的毛刺的除去工序。在除去工序中，在與切削工序相同的工具路徑及相同的方向上，使工具41相對(duì)于工件I相對(duì)移動(dòng)。在除去工序中，如箭頭93所示，使工具41按照工件I的目標(biāo)形狀相對(duì)移動(dòng)。箭頭93例如相當(dāng)于工具路徑pi。將這樣的除去工序的工具路徑稱作除去工具路徑。在除去工序中，在工具41通過形成角部Ic的區(qū)域時(shí)，可以將在角部Ic產(chǎn)生的毛刺5除去。在除去工序結(jié)束之后，如箭頭94所示，使工具41離開除去工具路徑。
[0052]在圖5所示的除去工序中，在與一個(gè)工具路徑的整體相同的工具路徑中，使工具41相對(duì)于工件I相對(duì)地移動(dòng)。即，兩次連續(xù)地移動(dòng)同一個(gè)工具路徑。第一次的相對(duì)移動(dòng)是切削工件I的切削工序，第二次的相對(duì)移動(dòng)成為除去在角部IC產(chǎn)生的毛刺的除去工序。將這樣的包括一次的加工工序中的切削工具路徑和除去工具路徑的工具路徑稱作加工工具路徑。
[0053]其次，在移動(dòng)工序中，移動(dòng)到基于另外的工具路徑的加工工序的起點(diǎn)。例如，移動(dòng)到基于工具路徑P2的加工工序的起點(diǎn)。并且，實(shí)施切削工序及除去工序。這樣，可以一邊實(shí)施基于各個(gè)工具路徑Pl?P9的加工工序，一邊從工件I的上部Ia切削至下部lb。
[0054]在圖6中，表示本實(shí)施方式的切削加工方法的流程圖。變數(shù)k表示多個(gè)工具路徑的編號(hào)。首先，在步驟81，將I代入變數(shù)k。在步驟82，移動(dòng)到第一個(gè)加工工具路徑的起點(diǎn)。在圖1所示的例子中，移動(dòng)到工具路徑Pl的起點(diǎn)。
[0055]其次，在步驟83及步驟84，實(shí)施第一個(gè)加工工序。在步驟83，在第一個(gè)切削工具路徑上相對(duì)移動(dòng)工具41，實(shí)施切削工件I的第一個(gè)切削工序。例如，在第一個(gè)工具路徑PI上切削工件I。其次，在步驟84，在第一個(gè)除去工具路徑上相對(duì)移動(dòng)工具41，實(shí)施第一個(gè)除去工序。例如，在第一個(gè)工具路徑Pl上除去毛刺。可以除去在第一個(gè)切削工序中所切削的區(qū)域產(chǎn)生的毛刺。
[0056]其次，在步驟85，判別變數(shù)k是否是預(yù)定的加工工序的次數(shù)η。在圖1所示的例子中，由于加工工序的次數(shù)η是9，所以，判別變數(shù)k是否是9。在步驟85，如果變數(shù)k沒有達(dá)到次數(shù)η，則轉(zhuǎn)移到步驟86。
[0057]在步驟86，將變數(shù)k加上I。然后，返回到步驟82，移動(dòng)到第二個(gè)加工工具路徑的起點(diǎn)。即，移動(dòng)到下一個(gè)加工工具路徑的起點(diǎn)。在圖1所示的例子中，移動(dòng)到第二個(gè)工具路徑P2的起點(diǎn)，之后，在步驟83及84實(shí)施第二個(gè)加工工序。
[0058]這樣，從步驟82到步驟84—直重復(fù)到變數(shù)k達(dá)到η為止。即，將包括切削工序和除去工序的加工工序重復(fù)η次。在步驟85，在變數(shù)k達(dá)到了次數(shù)η的情況下，結(jié)束控制。在圖1所示的例子中，在變數(shù)k成為9的情況下，結(jié)束該控制。
[0059]這里，說明比較例的切削加工方法。參照?qǐng)D1，比較例的切削加工方法，首先，對(duì)于從各個(gè)工具路徑Pl到工具路徑p9，實(shí)施一次工具41的相對(duì)移動(dòng)以切削加工。之后，再次返回到工具路徑Pl實(shí)施除去毛刺的工序。即，在從上部Ia到下部Ib切削工件I之后，為了除去毛刺，再次基于工具路徑Pl?P9進(jìn)行加工。在比較例的切削加工方法中，也可以除去在角部Ic處產(chǎn)生的毛刺。但是，在比較例的切削加工方法中，由于切削加工中的工具磨損、機(jī)床的熱變形以及工具的熱變形的原因，加工精度惡化。作為機(jī)床的熱變形，例如，可以例舉出由于支承主軸的軸承的溫度上升引起的熱變形。作為這樣的工具的磨損及熱變形的結(jié)果，加工精度降低。
[0060]與此相反，在本實(shí)施方式的切削加工方法中，與切削工件的切削工序連續(xù)地實(shí)施除去毛刺的除去工序。通過基于一個(gè)工具路徑連續(xù)地實(shí)施切削工序及除去工序，可以將熱變形及工具磨損的影響抑制得很小。其結(jié)果是，可以抑制加工精度的降低。
[0061]另外，在第一個(gè)切削加工方法中，實(shí)施在與切削工序中的一個(gè)工具路徑的整體相同的一個(gè)工具路徑上使工具相對(duì)于工件相對(duì)移動(dòng)的除去工序。即，除去工具路徑和切削工具路徑成為同一個(gè)。因此，可以容易生成除去工具路徑。
[0062]在本實(shí)施方式中，使工具相對(duì)于工件的移動(dòng)速度在切削工序和除去工序中相同，但是，并不局限于這種方式，使切削工序中的移動(dòng)速度和除去工序中的移動(dòng)速度變化也沒有關(guān)系。
[0063]例如，在有的情況下，除去工具路徑包括工具相對(duì)于工件直線移動(dòng)的直線區(qū)域、和為了形成角部而使工具相對(duì)于工件以曲線狀移動(dòng)的曲線區(qū)域。在角部發(fā)現(xiàn)毛刺，在平面狀的部分沒有發(fā)現(xiàn)毛刺。因此，在除去工序中，可以使在直線區(qū)域的移動(dòng)速度比在曲線區(qū)域的移動(dòng)速度快。
[0064]在圖7中，表示說明本實(shí)施方式的另外的除去工序的工件的概略剖視圖。箭頭93a及箭頭93b表示除去工具路徑。箭頭93a表示有產(chǎn)生毛刺5的可能性的曲線區(qū)域的工具路徑。優(yōu)選地，曲線區(qū)域只很少地包括角部Ic的前后的直線移動(dòng)的區(qū)域。箭頭93b表示不產(chǎn)生毛刺的直線區(qū)域的工具路徑。在這種情況下，可以使箭頭93b所示的區(qū)域的移動(dòng)速度比箭頭93a所示的區(qū)域的移動(dòng)速度快。
[0065]利用該方法，在產(chǎn)生毛刺的角部Ic的部分，能夠可靠地除去毛刺。另一方面，由于直線區(qū)域的相對(duì)速度快，所以可以謀求縮短加工時(shí)間。這樣，既保持高的毛刺除去性能，又能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行加工。另外，在圖7所示的例子中，將向內(nèi)側(cè)凹入的角部Id的部分設(shè)定成直線區(qū)域，但是，并不局限于此，將形成向內(nèi)側(cè)凹入的角部Id的區(qū)域也作為曲線區(qū)域也沒有問題。
[0066]進(jìn)而，上述除去工具路徑，在與切削工序中的一個(gè)工具路徑的整體相同的工具路徑，實(shí)施工具41的相對(duì)移動(dòng)，但是，并不局限于這種方式，在一個(gè)工具路徑之中的形成角部Ic的區(qū)域以外的區(qū)域中，在從一個(gè)工具路徑離開的工具路徑上實(shí)施相對(duì)移動(dòng)也沒有問題，即，如果除去工具路徑是在形成角部Ic的區(qū)域與切削工具路徑相同的工具路徑，則在其它區(qū)域，可以采用任意的工具路徑。
[0067]參照?qǐng)D7，作為除去工具路徑采用箭頭93a所示的工具路徑，但是，采用箭頭93b所示的工具路徑也沒有問題。例如，除去工具路徑，如箭頭93c所示，可以包含在一個(gè)角部Ic的加工結(jié)束之后，為了實(shí)施靠近的另外的角部Ic的加工，直線地移動(dòng)的工具路徑。即，在不形成角部Ic的區(qū)域，即使將工具路徑短路也沒有問題。借助這種方法，可以謀求縮短加工時(shí)間。
[0068]其次，作為基于相互平行的多個(gè)工具路徑切削工件的第二個(gè)切削加工方法，列舉出掃描加工進(jìn)行說明。掃描加工也稱作掃描線加工。在掃描加工中，在從機(jī)床的主軸的軸向方向觀察工件時(shí)，使工具相對(duì)于工件以直線狀相對(duì)移動(dòng)。在以平面視圖觀察工件時(shí)，各個(gè)工具路徑成直線狀。例如，在掃描加工中，在將工具路徑投影到XY平面上時(shí)，投影的線變成直線。
[0069]圖8是利用實(shí)施方式的第二個(gè)切削加工方法將工件加工到目標(biāo)形狀之后的工件的概略立體圖。在第二個(gè)切削加工方法中，切削工件2的頂面。作為工具41，例如，可以使用球端銑刀。利用工具41的底面進(jìn)行加工。為了加工工件2，設(shè)定多個(gè)工具路徑pll?pl7。工具路徑Pll?pl7隔開周期進(jìn)給pf的間隔地相互平行。在切削到目標(biāo)形狀的工件2上，存在著向外側(cè)突出的角部2c。
[0070]在圖9中，表示工件的角部的放大概略剖視圖。箭頭92相當(dāng)于一個(gè)工具路徑。例如，箭頭92相當(dāng)于工具路徑pll。為了形成角部2c，如箭頭92所示，工具路徑向外側(cè)彎曲。因此，在角部2c產(chǎn)生毛刺5。所以，在第二個(gè)切削加工方法中，也實(shí)施與第一個(gè)切削加工方法同樣的加工工序。
[0071]參照?qǐng)D8，在第二個(gè)切削加工方法中，也實(shí)施基于一個(gè)工具路徑的加工工序。并且，實(shí)施多次的加工工序。在加工工序中，在切削工具路徑中實(shí)施了切削工序之后，在除去工具路徑中實(shí)施除去工序。例如，在工具路徑P11中實(shí)施切削工件2的切削工序之后，如工具路徑P21所示地移動(dòng)并返回到工具路徑pll的起點(diǎn)。并且，使工具41在工具路徑pll上相對(duì)移動(dòng)，實(shí)施除去在角部2c產(chǎn)生的毛刺的除去工序。在除去工序中，可以在與切削工序相同的工具路徑及相同的方向上，使工具41相對(duì)于工件2相對(duì)移動(dòng)。在這樣的基于工具路徑pll的加工工序結(jié)束之后，實(shí)施移動(dòng)到基于下一個(gè)工具路徑P12的加工工序的起點(diǎn)的移動(dòng)工序。并且，實(shí)施基于工具路徑P12的加工工序。進(jìn)而，直到工具路徑pl7實(shí)施同樣的加工工序及移動(dòng)工序。
[0072]另外，圖8所示的工具路徑pll?pl7全部朝向同一方向，但是，并不局限于該方式，即使一部分工具路徑朝向相反的方向也沒有關(guān)系。例如，將在基于工具路徑P12的加工工序中的切削工具路徑的方向變成與基于工具路徑Pll的加工工序中的切削工具路徑的方向相反的方向也沒有關(guān)系。在一次的加工工序中，如果切削工序的移動(dòng)方向和除去工序的移動(dòng)方向的話也沒有關(guān)系。
[0073]第二個(gè)切削加工方法與第一個(gè)切削加工方法一樣，可以在與切削工序中的一個(gè)工具路徑的整體相同的一個(gè)工具路徑中實(shí)施除去工序。另外，在除去工序中，即使使直線區(qū)域中的工具的相對(duì)移動(dòng)速度比曲線區(qū)域中的工具的相對(duì)移動(dòng)速度快也沒有關(guān)系。進(jìn)而，在除去工序中，對(duì)于形成角部的區(qū)域以外的區(qū)域，采用與切削工序中的工具路徑不同的工具路徑也沒有關(guān)系。這樣，在實(shí)施掃描加工的情況下，也可以應(yīng)用本發(fā)明。
[0074]另外，在第二個(gè)切削方法中，在平面視圖中觀察時(shí)，使工具相對(duì)于工件以直線狀地相對(duì)移動(dòng)，但是，并不局限于這種方式，在平面視圖中觀察時(shí)，使工具以曲線狀相對(duì)移動(dòng)也沒有關(guān)系。這種加工方法被稱作路徑加工。在路徑加工中也可以應(yīng)用本發(fā)明。
[0075]其次，對(duì)于工具路徑生成裝置進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的工具路徑生成裝置，可以生成所述第一個(gè)切削加工方法及第二個(gè)切削加工方法中的加工工具路徑。
[0076]在圖10中，表示配備有本實(shí)施方式中的機(jī)床及工具路徑生成裝置的加工系統(tǒng)的概略圖。在本實(shí)施方式中，利用CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))裝置51設(shè)計(jì)工件1、2的形狀。CAD裝置51向工具路徑生成裝置75提供工件1、2的形狀數(shù)據(jù)52。在形狀數(shù)據(jù)52中，包含工件1、2的目標(biāo)形狀的數(shù)據(jù)。
[0077]工具路徑生成裝置75具有CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)裝置的功能。工具路徑生成裝置75基于形狀數(shù)據(jù)52及輸入數(shù)據(jù)74，生成用于輸入到機(jī)床11的控制裝置45中的輸入數(shù)值數(shù)據(jù)，即，生成加工程序62。在輸入數(shù)據(jù)74中，例如，可以包括與使用的工具的種類或機(jī)床的種類等加工條件的信息。
[0078]本實(shí)施方式的工具路徑生成裝置75配備有形狀數(shù)據(jù)讀取部76和路徑生成部77。本實(shí)施方式的形狀數(shù)據(jù)讀取部76讀取包含有將工件I加工之后的目標(biāo)形狀的形狀數(shù)據(jù)52。路徑生成部77基于工件I的形狀數(shù)據(jù)52及輸入數(shù)據(jù)74，生成加工程序62。
[0079]機(jī)床11的控制裝置45基于加工程序62驅(qū)動(dòng)各軸伺服馬達(dá)64?？梢允构ぞ?1相對(duì)于工件1、2相對(duì)地移動(dòng)。在各軸伺服馬達(dá)64中，包含有X軸伺服馬達(dá)、Y軸伺服馬達(dá)以及Z軸伺服馬達(dá)。
[0080]其次，列舉出生成利用第一個(gè)切削加工方法的工具路徑的例子，更詳細(xì)地說明工具路徑生成裝置。另外，工具路徑生成裝置在生成利用第二個(gè)切削加工方法的工具路徑的情況下，也可以同樣地生成工具路徑。
[0081 ] 路徑生成部77生成基于一個(gè)工具路徑來加工工件I的加工工具路徑、和在基于一個(gè)工具路徑的加工結(jié)束之后、移動(dòng)到基于與一個(gè)工具路徑平行的另外的工具路徑的加工工具路徑的起點(diǎn)的移動(dòng)工具路徑。
[0082]參照?qǐng)D1、圖4及圖5，路徑生成部77基于工件I的目標(biāo)形狀生成工具路徑pi。其次，路徑生成部77基于工具路徑pi生成圖4的箭頭92所示的切削工件I用的切削工具路徑。另夕卜，路徑生成部77生成圖5的箭頭93所示的除去毛刺用的除去工具路徑。路徑生成部77這樣生成包含切削工具路徑及除去工具路徑的加工工具路徑。
[0083]其次，路徑生成部77生成基于工具路徑pi以外的工具路徑p2?p9的加工工具路徑。并且，生成將各個(gè)加工工具路徑連結(jié)起來的移動(dòng)工具路徑。本實(shí)施方式的工具路徑生成裝置75可以生成抑制毛刺的殘留的工具路徑。
[0084]在利用工具路徑生成裝置75生成的加工工具路徑中，與基于一個(gè)工具路徑的切削工具路徑連續(xù)地生成基于一個(gè)工具路徑的除去工具路徑。即，繼圖4所示的切削工具路徑之后，設(shè)定圖5所示的除去工具路徑。因此，可以生成抑制熱變形或工具磨損等的影響、抑制加工精度降低的工具路徑。
[0085]參照?qǐng)D10，例如，操作者在輸入數(shù)據(jù)74中設(shè)定成實(shí)施除去毛刺的除去工序。路徑生成部77當(dāng)讀取實(shí)施除去工序的標(biāo)志時(shí)，除了生成切削工具路徑之外還生成除去工具路徑。是否產(chǎn)生毛刺依賴于角部Ic的角度、工件I的材質(zhì)、工具41的旋轉(zhuǎn)速度、以及工具41相對(duì)于工件I的相對(duì)移動(dòng)速度等。優(yōu)選地，操作者在這次的加工中預(yù)想到會(huì)產(chǎn)生毛刺5的情況下，操作工具路徑生成裝置，以便生成本發(fā)明的除去工具路徑。
[0086]如前面所述，作為除去工具路徑，可以采用與切削工具路徑的整體相同的工具路徑?；蛘撸窂缴刹?7設(shè)定形成角部Ic的區(qū)域，在形成該角部Ic的區(qū)域以外的區(qū)域，生成從切削工具路徑脫離的除去工具路徑也沒有關(guān)系。例如，在不形成角部Ic的區(qū)域?qū)⒊スぞ呗窂蕉搪芬矝]有關(guān)系。
[0087]在本實(shí)施方式的切削加工方法中，在基于一個(gè)工具路徑的加工工序結(jié)束之后，實(shí)施基于與一個(gè)工具路徑鄰接的另一個(gè)工具路徑的加工工序，但是，并不局限于該方式。即使實(shí)施從一個(gè)工具路徑脫離的另外的工具路徑的切削加工工序也沒有關(guān)系。即，可以按照任意的順序?qū)嵤┗谙嗷テ叫械亩鄠€(gè)工具路徑的切削加工。
[0088]在前面所述的實(shí)施方式中，作為工具例舉了端銑刀進(jìn)行說明，但是，并不局限于該方式，可以采用能夠切削的任意的銑削工具。
[0089]另外，作為機(jī)床，并不局限于上述方式，可以采用工具相對(duì)于工件能夠相對(duì)移動(dòng)，能夠切削工件的任意的機(jī)械。例如，可以使用利用端銑刀等工具進(jìn)行切削的加工中心及銑床等機(jī)床。另外，本實(shí)施方式的數(shù)值控制式的機(jī)床由多個(gè)直線進(jìn)給軸構(gòu)成，但是，并不局限于該方式，包含旋轉(zhuǎn)進(jìn)給軸也沒有關(guān)系。
[0090]上述實(shí)施方式可以適當(dāng)?shù)亟M合起來。在上述各個(gè)圖中，對(duì)于相同或者等同的部分賦予相同的附圖標(biāo)記。另外，上述實(shí)施方式是列舉的例子，并不限定本發(fā)明。另外，在實(shí)施方式中，包含權(quán)利要求范圍所示的變更。
[0091]附圖標(biāo)記說明
[0092]1、2 工件
[0093]lc、2c 角部
[0094]5 毛刺
[0095]41 工具
[0096]45控制裝置
[0097]74輸入數(shù)據(jù)
[0098]75工具路徑生成裝置
[0099]77路徑生成部
[0100]Pl?p9、pll?pl7工具路徑
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種切削加工方法，是基于相互平行的多個(gè)工具路徑來切削工件，將工件加工成具有向外側(cè)突出的角部的形狀的機(jī)床的切削加工方法，其特征在于， 包括重復(fù)實(shí)施加工工序和移動(dòng)工序的工序，在所述加工工序，基于一個(gè)工具路徑加工所述工件，在所述移動(dòng)工序，在基于所述一個(gè)工具路徑的加工工序結(jié)束之后，移動(dòng)到基于與所述一個(gè)工具路徑平行的另外的工具路徑的加工工序的起點(diǎn)， 所述加工工序包括切削工序和除去工序，在所述切削工序，在所述一個(gè)工具路徑中切削工件，在所述除去工序，在形成所述角部的區(qū)域，在與所述切削工序相同的工具路徑以及相同的方向上，相對(duì)于所述工件使工具相對(duì)移動(dòng)，除去在所述角部產(chǎn)生的毛刺，連續(xù)地實(shí)施基于所述一個(gè)工具路徑的所述切削工序及所述除去工序。2.如權(quán)利要求1所述的切削加工方法，所述除去工序包括在與所述一個(gè)工具路徑的整體相同的工具路徑中使所述工具相對(duì)于所述工件相對(duì)移動(dòng)以除去毛刺的工序。3.如權(quán)利要求2所述的切削加工方法，所述一個(gè)工具路徑包括所述工具相對(duì)于所述工件直線地相對(duì)移動(dòng)的直線區(qū)域、和形成所述角部的曲線區(qū)域， 所述除去工序包括使在所述直線區(qū)域中的所述工具相對(duì)于所述工件的相對(duì)速度比在所述曲線區(qū)域中的所述工具相對(duì)于所述工件的相對(duì)速度更快的工序。4.如權(quán)利要求1所述的切削加工方法，所述除去工序包括在所述一個(gè)工具路徑中的形成所述角部的區(qū)域以外的區(qū)域，在從所述一個(gè)工具路徑脫離的工具路徑中相對(duì)移動(dòng)的工序。5.如權(quán)利要求1所述的切削加工方法，所述加工工序包括一邊將在所述機(jī)床的主軸的軸向方向上的所述工具相對(duì)于所述工件的相對(duì)位置保持恒定，一邊利用所述工具的側(cè)面進(jìn)行加工的工序。6.如權(quán)利要求1所述的切削加工方法，所述加工工序包括從所述機(jī)床的主軸的軸向方向觀察所述工件時(shí)，使所述工具相對(duì)于所述工件以直線狀相對(duì)移動(dòng)，利用所述工具的底面進(jìn)行加工的工序。7.一種工具路徑生成裝置，所述工具路徑生成裝置生成工具路徑，所述工具路徑包括切削工件的相互平行的多個(gè)工具路徑，用于將所述工件加工成具有向外側(cè)突出的角部的形狀，其特征在于， 配備有路徑生成部，所述路徑生成部生成加工工具路徑和移動(dòng)工具路徑，在所述加工工具路徑，基于一個(gè)工具路徑加工所述工件，在所述移動(dòng)工具路徑，在基于所述一個(gè)工具路徑的加工結(jié)束之后，移動(dòng)到基于與所述一個(gè)工具路徑平行的另外的工具路徑的加工工具路徑的起點(diǎn)， 所述加工工具路徑包括切削工具路徑和除去工具路徑，所述切削工具路徑包括切削所述工件的所述一個(gè)工具路徑，在所述除去工具路徑，在形成所述角部的區(qū)域，在與所述切削工具路徑相同的工具路徑及相同的方向上，使工具相對(duì)于所述工件相對(duì)移動(dòng)，除去在所述角部產(chǎn)生的毛刺， 所述路徑生成部與基于所述一個(gè)工具路徑的所述切削工具路徑相連續(xù)地生成基于所述一個(gè)工具路徑的所述除去工具路徑。8.如權(quán)利要求7所述的工具路徑生成裝置，所述路徑生成部設(shè)定形成所述角部的區(qū)域，在形成所述角部的區(qū)域以外的區(qū)域，生成從所述一個(gè)工具路徑脫離的所述除去工具路徑。
【文檔編號(hào)】B23C3/12GK105934300SQ201480074192
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2014年1月28日
【發(fā)明人】增宮泰德, 鈴木恭平, 矢部和壽, 影山貴
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社牧野銑床制作所