工具路徑評價方法、工具路徑生成方法及工具路徑生成裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及工具路徑評價方法、工具路徑生成方法及工具路徑生成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，使用立銑刀等銑刀工具的機械加工利用數(shù)字控制、計算機控制等技術(shù)而高度地自動化。這樣的自動化的機床按照記述了工具的路徑信息、工件的加工條件等的加工程序運轉(zhuǎn)。另外，可基于由CAD(計算機輔助設(shè)計(Computer Aided Design))裝置制作的工件的形狀數(shù)據(jù)自動地制作加工程序的CAM(計算機輔助制造(Computer AidedManufacturing))裝置也得到普及。CAM裝置除了從CAD裝置輸出的工件的形狀數(shù)據(jù)外，還輸入與工具、工件等相關(guān)的各種信息來自動地生成包含工具路徑的加工程序。
[0003]在日本特開2007-257182號公報中，公開了用于計算在使用計算機的假想的仿形加工的過程中銑刀工具進入到工件內(nèi)部的干涉量的計算方法。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本特開2007-257182號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]包含在由CAM裝置生成的加工程序中的工具路徑例如是沿工件的目標(biāo)形狀的外形的路徑，而不是考慮了在工件的加工的過程中施加于工具的負荷的路徑。然而，當(dāng)在工件的加工的過程中在工具超量地施加負荷時，存在工具破損，或工具撓曲而降低加工精度，或在機床的主軸施加過度的負荷的危險。因此，以前就發(fā)明了通過求出工具與工件的接觸量來預(yù)測負荷，生成工具路徑的方法，并在專利文獻I中進行了公開。
[0009]旋轉(zhuǎn)工具的圓筒部側(cè)面因為刀尖的周速快，所以，S卩使接觸量多也可加工。另一方面，旋轉(zhuǎn)工具的底面在中心部分存在刀尖的周速為零的點，有時即使是相同的接觸量也不能加工。另外，在旋轉(zhuǎn)工具的底面，中心部分以外也因為刀尖的周速慢，所以，即使是少的接觸量也容易發(fā)生工具破損等問題。當(dāng)這樣地根據(jù)工具與工件的接觸量來對負荷進行預(yù)測時，不能恰當(dāng)?shù)卦u價負荷。
[0010]用于解決課題的技術(shù)手段
[0011]本發(fā)明的工具路徑評價方法是對旋轉(zhuǎn)工具一面相對于工件相對移動一面加工工件時的工具路徑進行評價的工具路徑評價方法。工具路徑評價方法包含計算工序和判定工序;在該計算工序中，基于預(yù)先決定的目標(biāo)工具路徑和依照目標(biāo)工具路徑進行加工前的工件的形狀，計算與工具旋轉(zhuǎn)軸線交叉的旋轉(zhuǎn)工具前端的底面部分中的、被預(yù)測為在依照目標(biāo)工具路徑進行加工的過程中實際與工件接觸的接觸區(qū)域的大小;在該判定工序中，在接觸區(qū)域的大小超過預(yù)先決定的閾值的場合，判定目標(biāo)工具路徑不恰當(dāng)。
[0012]在上述發(fā)明中，計算工序可將接觸區(qū)域的大小作為接觸區(qū)域的面積相對于底面部分的面積的比例求出。
[0013]在上述發(fā)明中，計算工序可將旋轉(zhuǎn)工具具有的底面部分變換成與工具旋轉(zhuǎn)軸線正交的假想平面上的圓形區(qū)域，并且計算圓形區(qū)域中的接觸區(qū)域的大小。
[0014]本發(fā)明的工具路徑評價方法是對旋轉(zhuǎn)工具一面相對于工件相對移動一面加工工件時的工具路徑進行評價的工具路徑評價方法。工具路徑評價方法包含接觸區(qū)域求出工序和判定工序;在該接觸區(qū)域求出工序中，基于預(yù)先決定的目標(biāo)工具路徑和依照目標(biāo)工具路徑進行加工前的工件的形狀，求出與工具旋轉(zhuǎn)軸線交叉的旋轉(zhuǎn)工具前端的底面部分中的、被預(yù)想為在依照目標(biāo)工具路徑進行加工的過程中實際與工件接觸的接觸區(qū)域;在該判定工序中，在接觸區(qū)域的至少一部分與底面部分中的預(yù)先決定的中心區(qū)域重合的場合，判定目標(biāo)工具路徑不恰當(dāng)。
[0015]本發(fā)明的工具路徑生成方法是生成旋轉(zhuǎn)工具一面相對于工件相對移動一面加工工件時的工具路徑的工具路徑生成方法。工具路徑生成方法包含計算工序和移動后路徑生成工序;在該計算工序中，基于預(yù)先決定的目標(biāo)工具路徑和依照目標(biāo)工具路徑進行加工前的工件的形狀，計算與工具旋轉(zhuǎn)軸線交叉的旋轉(zhuǎn)工具前端的底面部分中的、被預(yù)測為在依照目標(biāo)工具路徑進行加工的過程中實際與工件接觸的接觸區(qū)域的大小;在該移動后路徑生成工序中，在接觸區(qū)域的大小超過預(yù)先決定的閾值的場合，生成將目標(biāo)工具路徑移動到直至接觸區(qū)域的大小處于閾值以下的移動后的工具路徑。
[0016]在上述發(fā)明中，工具路徑生成方法可還包含輔助路徑生成工序，該輔助路徑生成工序生成輔助的工具路徑，該輔助的工具路徑用于加工在依照移動后的工具路徑進行加工后的工件殘存的切削殘留部分。
[0017]在上述發(fā)明中，最好移動后的工具路徑是將目標(biāo)工具路徑沿工具旋轉(zhuǎn)軸線方向朝從工件離開的方向移動了的工具路徑。
[0018]在上述發(fā)明中，輔助路徑生成工序可包含追加的計算工序和追加的移動后路徑生成工序;在該追加的計算工序中，基于目標(biāo)工具路徑和依照移動后的工具路徑進行加工后的工件的形狀，計算接觸區(qū)域的大小;在該追加的移動后路徑生成工序中，在由追加的計算工序計算的接觸區(qū)域的大小超過閾值的場合，生成將目標(biāo)工具路徑移動到直至由追加的計算工序計算的接觸區(qū)域的大小處于閾值以下的移動后的工具路徑。輔助路徑生成工序可重復(fù)追加的計算工序及追加的移動后路徑生成工序，直到由追加的計算工序計算的接觸區(qū)域的大小處于閾值以下。
[0019]本發(fā)明的工具路徑生成方法是對旋轉(zhuǎn)工具一面相對于工件相對移動一面加工工件時的工具路徑進行評價的工具路徑生成方法。工具路徑生成方法包含接觸區(qū)域求出工序和移動后的工具路徑生成工序;在該接觸區(qū)域求出工序中，基于預(yù)先決定的目標(biāo)工具路徑和依照目標(biāo)工具路徑進行加工前的工件的形狀，求出與工具旋轉(zhuǎn)軸線交叉的旋轉(zhuǎn)工具前端的底面部分中的、被預(yù)想為在依照目標(biāo)工具路徑進行加工的過程中實際與工件接觸的接觸區(qū)域;在該移動后的工具路徑生成工序中，在接觸區(qū)域的至少一部分與底面部分中的預(yù)先決定的中心區(qū)域重合的場合，生成將目標(biāo)工具路徑移動到直至接觸區(qū)域全體從中心區(qū)域脫1?的移動后的工具路徑。
[0020]本發(fā)明的工具路徑生成裝置是生成旋轉(zhuǎn)工具一面相對于工件相對移動一面加工工件時的工具路徑的工具路徑生成裝置。工具路徑生成裝置包含計算部、移動后路徑生成部和輔助路徑生成部;該計算部基于預(yù)先決定的目標(biāo)工具路徑和依照目標(biāo)工具路徑進行加工前的工件的形狀，計算與工具旋轉(zhuǎn)軸線交叉的旋轉(zhuǎn)工具前端的底面部分中的、被預(yù)測為在依照目標(biāo)工具路徑進行加工的過程中實際與工件接觸的接觸區(qū)域的大小;該移動后路徑生成部在接觸區(qū)域的大小超過預(yù)先決定的閾值的場合，生成將目標(biāo)工具路徑移動到直至接觸區(qū)域的大小處于閾值以下的移動后的工具路徑；該輔助路徑生成部生成輔助的工具路徑，該輔助的工具路徑用于加工在依照移動后的工具路徑進行加工后的工件殘存的切削殘留部分。
[0021]在上述發(fā)明中，計算部可將接觸區(qū)域的大小作為接觸區(qū)域的面積相對于底面部分的面積的比例求出。
[0022]在上述發(fā)明中，計算部將旋轉(zhuǎn)工具具有的底面部分變換成與工具旋轉(zhuǎn)軸線正交的假想平面上的圓形區(qū)域，并且，計算圓形區(qū)域中的接觸區(qū)域的大小。
[0023]在上述發(fā)明中，移動后的工具路徑最好是將目標(biāo)工具路徑沿工具旋轉(zhuǎn)軸線方向朝從工件離開的方向移動了的工具路徑。
[0024]本發(fā)明的工具路徑生成裝置是生成用于旋轉(zhuǎn)工具一面相對于工件相對移動一面加工工件的工具路徑的工具路徑生成裝置。工具路徑生成裝置具備接觸區(qū)域計算部、移動后路徑生成部和輔助路徑生成部;該接觸區(qū)域計算部基于預(yù)先決定的目標(biāo)工具路徑和依照目標(biāo)工具路徑進行加工前的工件的形狀，求出與工具旋轉(zhuǎn)軸線交叉的旋轉(zhuǎn)工具前端的底面部分中的、被預(yù)想為在依照目標(biāo)工具路徑進行加工的過程中實際與工件接觸的接觸區(qū)域；該移動后路徑生成部在接觸區(qū)域的至少一部分與底面部分中的預(yù)先決定的中心區(qū)域重合的場合，生成將目標(biāo)工具路徑移動到直至接觸區(qū)域全體從中心區(qū)域脫離的移動后的工具路徑;該輔助路徑生成部生成輔助的工具路徑，該輔助的工具路徑用于加工在依照移動后的工具路徑進行加工后的工件上殘存的切削殘留部分。
[0025]發(fā)明的效果
[0026]根據(jù)本發(fā)明，可在考慮工具的底面是否被包含在接觸區(qū)域中的基礎(chǔ)上，恰當(dāng)?shù)卦u價在由機床進行的工件的加工的過程中是否在工具施加過度的負荷。由此，可生成用于避免施加過度的負荷的工具路徑。
【附圖說明】
[0027]圖1是第I實施方式中的CAM裝置及機床的框圖。
[0028]圖2是第I實施方式中的機床的概略側(cè)視圖。
[0029]圖3是第I實施方式中的工具路徑變更部的框圖。
[0030]圖4是第I實施方式中的第I工具的概略圖。
[0031 ]圖5是第I實施方式中的第2工具的概略圖。
[0032]圖6是第I實施方式中的第3工具的概略圖。
[0033]圖7是表示沿第I實施方式中的I個工具路徑移動的工具的概略剖視圖。
[0034]圖8是表示圖7中的工具的部分的概略立體圖。
[0035]圖9是表示圖8中的工具的底面的立體圖。
[0036]圖10是第I實施方式中的第I工具的概略圖。
[0037]圖11是表示沿第I實施方式中的目標(biāo)工具路徑移動的工具的概略剖視圖。
[0038]圖12是表示沿第I實施方式中的移動后工具路徑移動的工具的概略剖視圖。
[0039]圖13是由第I實施方式中的CAM裝置生成工具路徑的控制的流程圖。
[0040]圖14是表示第I實施方式中的工件的目標(biāo)形狀的立體圖。
[0041]圖15是表示第I實施方式中的工件的初期形狀的立體圖。
[0042]圖16是表示第I實施方式中的工件的加工途中的形狀的立體圖。
[0043]圖17是說明目標(biāo)工具路徑和移動后工具路徑的圖。
[0044]圖18是說明目標(biāo)工具路徑上的旋轉(zhuǎn)工具的行進方向和移動后工具路徑上的旋轉(zhuǎn)工具的行進方向的圖。
[0045]圖19是說明移動后工具路徑和修正后工具路徑的圖。
[0046]圖20是說明移動后工具路徑和另一修正后工具路徑的圖。
[0047]圖21是表示相對于移動點的位置的、旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)軸線方向的移動量的第2圖表。
[0048]圖22是表示相對于移動點的位置的、旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)軸線方向的移動量的第3圖表。
[0049]圖23是由第I實施方式中的CAM裝置修正移動后工具路徑、生成修正后工具路徑的控制的流程圖。