工具路径评价方法、工具路径生成方法及工具路径生成装置的制造方法

工具路径评价方法、工具路径生成方法及工具路径生成装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及工具路径评价方法、工具路径生成方法及工具路径生成装置。
【背景技术】
[0002]近年来，使用立铣刀等铣刀工具的机械加工利用数字控制、计算机控制等技术而高度地自动化。这样的自动化的机床按照记述了工具的路径信息、工件的加工条件等的加工程序运转。另外，可基于由CAD(计算机辅助设计(Computer Aided Design))装置制作的工件的形状数据自动地制作加工程序的CAM(计算机辅助制造(Computer AidedManufacturing))装置也得到普及。CAM装置除了从CAD装置输出的工件的形状数据外，还输入与工具、工件等相关的各种信息来自动地生成包含工具路径的加工程序。
[0003]在日本特开2007-257182号公报中，公开了用于计算在使用计算机的假想的仿形加工的过程中铣刀工具进入到工件内部的干涉量的计算方法。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2007-257182号公报

【发明内容】

[0007]发明所要解决的课题
[0008]包含在由CAM装置生成的加工程序中的工具路径例如是沿工件的目标形状的外形的路径，而不是考虑了在工件的加工的过程中施加于工具的负荷的路径。然而，当在工件的加工的过程中在工具超量地施加负荷时，存在工具破损，或工具挠曲而降低加工精度，或在机床的主轴施加过度的负荷的危险。因此，以前就发明了通过求出工具与工件的接触量来预测负荷，生成工具路径的方法，并在专利文献I中进行了公开。
[0009]旋转工具的圆筒部侧面因为刀尖的周速快，所以，S卩使接触量多也可加工。另一方面，旋转工具的底面在中心部分存在刀尖的周速为零的点，有时即使是相同的接触量也不能加工。另外，在旋转工具的底面，中心部分以外也因为刀尖的周速慢，所以，即使是少的接触量也容易发生工具破损等问题。当这样地根据工具与工件的接触量来对负荷进行预测时，不能恰当地评价负荷。
[0010]用于解决课题的技术手段
[0011]本发明的工具路径评价方法是对旋转工具一面相对于工件相对移动一面加工工件时的工具路径进行评价的工具路径评价方法。工具路径评价方法包含计算工序和判定工序;在该计算工序中，基于预先决定的目标工具路径和依照目标工具路径进行加工前的工件的形状，计算与工具旋转轴线交叉的旋转工具前端的底面部分中的、被预测为在依照目标工具路径进行加工的过程中实际与工件接触的接触区域的大小;在该判定工序中，在接触区域的大小超过预先决定的阈值的场合，判定目标工具路径不恰当。
[0012]在上述发明中，计算工序可将接触区域的大小作为接触区域的面积相对于底面部分的面积的比例求出。
[0013]在上述发明中，计算工序可将旋转工具具有的底面部分变换成与工具旋转轴线正交的假想平面上的圆形区域，并且计算圆形区域中的接触区域的大小。
[0014]本发明的工具路径评价方法是对旋转工具一面相对于工件相对移动一面加工工件时的工具路径进行评价的工具路径评价方法。工具路径评价方法包含接触区域求出工序和判定工序;在该接触区域求出工序中，基于预先决定的目标工具路径和依照目标工具路径进行加工前的工件的形状，求出与工具旋转轴线交叉的旋转工具前端的底面部分中的、被预想为在依照目标工具路径进行加工的过程中实际与工件接触的接触区域;在该判定工序中，在接触区域的至少一部分与底面部分中的预先决定的中心区域重合的场合，判定目标工具路径不恰当。
[0015]本发明的工具路径生成方法是生成旋转工具一面相对于工件相对移动一面加工工件时的工具路径的工具路径生成方法。工具路径生成方法包含计算工序和移动后路径生成工序;在该计算工序中，基于预先决定的目标工具路径和依照目标工具路径进行加工前的工件的形状，计算与工具旋转轴线交叉的旋转工具前端的底面部分中的、被预测为在依照目标工具路径进行加工的过程中实际与工件接触的接触区域的大小;在该移动后路径生成工序中，在接触区域的大小超过预先决定的阈值的场合，生成将目标工具路径移动到直至接触区域的大小处于阈值以下的移动后的工具路径。
[0016]在上述发明中，工具路径生成方法可还包含辅助路径生成工序，该辅助路径生成工序生成辅助的工具路径，该辅助的工具路径用于加工在依照移动后的工具路径进行加工后的工件残存的切削残留部分。
[0017]在上述发明中，最好移动后的工具路径是将目标工具路径沿工具旋转轴线方向朝从工件离开的方向移动了的工具路径。
[0018]在上述发明中，辅助路径生成工序可包含追加的计算工序和追加的移动后路径生成工序;在该追加的计算工序中，基于目标工具路径和依照移动后的工具路径进行加工后的工件的形状，计算接触区域的大小;在该追加的移动后路径生成工序中，在由追加的计算工序计算的接触区域的大小超过阈值的场合，生成将目标工具路径移动到直至由追加的计算工序计算的接触区域的大小处于阈值以下的移动后的工具路径。辅助路径生成工序可重复追加的计算工序及追加的移动后路径生成工序，直到由追加的计算工序计算的接触区域的大小处于阈值以下。
[0019]本发明的工具路径生成方法是对旋转工具一面相对于工件相对移动一面加工工件时的工具路径进行评价的工具路径生成方法。工具路径生成方法包含接触区域求出工序和移动后的工具路径生成工序;在该接触区域求出工序中，基于预先决定的目标工具路径和依照目标工具路径进行加工前的工件的形状，求出与工具旋转轴线交叉的旋转工具前端的底面部分中的、被预想为在依照目标工具路径进行加工的过程中实际与工件接触的接触区域;在该移动后的工具路径生成工序中，在接触区域的至少一部分与底面部分中的预先决定的中心区域重合的场合，生成将目标工具路径移动到直至接触区域全体从中心区域脱1?的移动后的工具路径。
[0020]本发明的工具路径生成装置是生成旋转工具一面相对于工件相对移动一面加工工件时的工具路径的工具路径生成装置。工具路径生成装置包含计算部、移动后路径生成部和辅助路径生成部;该计算部基于预先决定的目标工具路径和依照目标工具路径进行加工前的工件的形状，计算与工具旋转轴线交叉的旋转工具前端的底面部分中的、被预测为在依照目标工具路径进行加工的过程中实际与工件接触的接触区域的大小;该移动后路径生成部在接触区域的大小超过预先决定的阈值的场合，生成将目标工具路径移动到直至接触区域的大小处于阈值以下的移动后的工具路径；该辅助路径生成部生成辅助的工具路径，该辅助的工具路径用于加工在依照移动后的工具路径进行加工后的工件残存的切削残留部分。
[0021]在上述发明中，计算部可将接触区域的大小作为接触区域的面积相对于底面部分的面积的比例求出。
[0022]在上述发明中，计算部将旋转工具具有的底面部分变换成与工具旋转轴线正交的假想平面上的圆形区域，并且，计算圆形区域中的接触区域的大小。
[0023]在上述发明中，移动后的工具路径最好是将目标工具路径沿工具旋转轴线方向朝从工件离开的方向移动了的工具路径。
[0024]本发明的工具路径生成装置是生成用于旋转工具一面相对于工件相对移动一面加工工件的工具路径的工具路径生成装置。工具路径生成装置具备接触区域计算部、移动后路径生成部和辅助路径生成部;该接触区域计算部基于预先决定的目标工具路径和依照目标工具路径进行加工前的工件的形状，求出与工具旋转轴线交叉的旋转工具前端的底面部分中的、被预想为在依照目标工具路径进行加工的过程中实际与工件接触的接触区域；该移动后路径生成部在接触区域的至少一部分与底面部分中的预先决定的中心区域重合的场合，生成将目标工具路径移动到直至接触区域全体从中心区域脱离的移动后的工具路径;该辅助路径生成部生成辅助的工具路径，该辅助的工具路径用于加工在依照移动后的工具路径进行加工后的工件上残存的切削残留部分。
[0025]发明的效果
[0026]根据本发明，可在考虑工具的底面是否被包含在接触区域中的基础上，恰当地评价在由机床进行的工件的加工的过程中是否在工具施加过度的负荷。由此，可生成用于避免施加过度的负荷的工具路径。
【附图说明】
[0027]图1是第I实施方式中的CAM装置及机床的框图。
[0028]图2是第I实施方式中的机床的概略侧视图。
[0029]图3是第I实施方式中的工具路径变更部的框图。
[0030]图4是第I实施方式中的第I工具的概略图。
[0031 ]图5是第I实施方式中的第2工具的概略图。
[0032]图6是第I实施方式中的第3工具的概略图。
[0033]图7是表示沿第I实施方式中的I个工具路径移动的工具的概略剖视图。
[0034]图8是表示图7中的工具的部分的概略立体图。
[0035]图9是表示图8中的工具的底面的立体图。
[0036]图10是第I实施方式中的第I工具的概略图。
[0037]图11是表示沿第I实施方式中的目标工具路径移动的工具的概略剖视图。
[0038]图12是表示沿第I实施方式中的移动后工具路径移动的工具的概略剖视图。
[0039]图13是由第I实施方式中的CAM装置生成工具路径的控制的流程图。
[0040]图14是表示第I实施方式中的工件的目标形状的立体图。
[0041]图15是表示第I实施方式中的工件的初期形状的立体图。
[0042]图16是表示第I实施方式中的工件的加工途中的形状的立体图。
[0043]图17是说明目标工具路径和移动后工具路径的图。
[0044]图18是说明目标工具路径上的旋转工具的行进方向和移动后工具路径上的旋转工具的行进方向的图。
[0045]图19是说明移动后工具路径和修正后工具路径的图。
[0046]图20是说明移动后工具路径和另一修正后工具路径的图。
[0047]图21是表示相对于移动点的位置的、旋转工具的旋转轴线方向的移动量的第2图表。
[0048]图22是表示相对于移动点的位置的、旋转工具的旋转轴线方向的移动量的第3图表。
[0049]图23是由第I实施方式中的CAM装置修正移动后工具路径、生成修正后工具路径的控制的流程图。