刀具路径生成方法及刀具路径生成装置的制造方法
刀具路径生成方法及刀具路径生成装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及刀具路径生成方法及刀具路径生成装置。
【背景技术】
[0002]在现有的技术中，使刀具相对于工件相对移动来进行切削等加工的机床已被众所周知。另外，在这样的机床中，由规定的轴的坐标等指定刀具相对于工件的路径，一边使刀具相对于工件移动一边进行加工的数值控制式的机床已被众所周知。通过移动工件及刀具之中的至少一方，能一边变更刀具相对于工件的相对位置一边进行切削等加工。
[0003]机床，通过加工规定的形状的工件，形成目标形状的工件。用于驱动机床的加工程序，除了使用者制作以外，也能基于设计的工件的目标形状由CAM (Computer AidedManufacturing(计算机辅助制造))装置生成。工件的目标形状的制作，例如，能由CAD(Computer Aided Design(计算机辅助设计))装置实施。将由CAD装置生成了的工件的目标形状的数据向CAM装置供给。然后，CAM装置，能基于工件的目标形状生成机床的加工程序。在这样的加工系统中，能将用于加工所希望的形状的工件的多个工序自动化。
[0004]在日本特开2012 —164269号公报中，公开了一种加工路径的生成方法，其是将原材料的一部分通过切削来削除的生成加工路径的方法，从产品设计的3维CAD模型，自动判断可能切掉的形状，自动生成该切掉的加工方法的加工路径。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2012 —164269号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在CAM装置中，基于工件的初期形状、工件的目标形状及刀具信息等，能生成包含刀具相对于工件的相对位置的刀具路径。例如，基于原材料的形状、工件的目标形状及刀具直径等，能生成刀具路径。在进行工件的切削加工的情况下，CAM装置能生成沿工件的目标形状的刀具路径。而且，能从生成了的刀具路径生成加工程序。
[0010]可是，刀具包含刃部和柄部(刀具的柄部)等刃部以外的部分。刀具能由刃部进行加工，但不能在柄部等中进行加工。即，存在能由刀具进行加工的范围。在加工超过刀具的刃部的有效刃长的大小的部分的情况下，不能由一次加工加工到目标形状。因此，需要事前除去工件的剩余部分。例如，需要预先使用放电加工机等，将工件事前加工到接近目标形状的形状。
[0011]或者，通过使用规定的刀具进行切削，能事前除去工件的剩余部分。使用者需要设定除去工件的剩余部分，并制作用于除去剩余部分的刀具路径。为了算出除去剩余部分的刀具路径，需要反复进行一边调整CAM装置的参数设定一边算出刀具路径的作业。另外，在生成除去剩余部分的刀具路径之后，需要通过进行模拟等，确认是否能由刀具的有效刃长的部分加工到目标形状。确认刀具路径的结果，在产生了问题的情况下，存在必须重新生成刀具路径的问题。
[0012]这样，在进行超过刀具的有效刃长的大小的切削的情况下，存在费事或者花费时间的问题。另外，存在因使用者的疏忽而产生刀具的有效刃长的不足，在由机床进行的加工中产生加工的中断的危险。
[0013]为了解决课题的手段
[0014]本发明的刀具路径生成方法，是生成由机床加工工件的刀具路径的刀具路径生成方法，其特征在于，预先设定了用于加工上述工件的第一刀具路径，并包含:判定工序，该判定工序基于上述第一刀具路径和上述工件的形状，判定如果在上述第一刀具路径中进行加工则刀具的有效刃长是否不足;推定工序，该推定工序在上述判定工序在上述刀具的上述有效刃长不足的情况下，推定上述有效刃长不足的不足部分;移动后路径生成工序，该移动后路径生成工序生成将上述不足部分的路径相对于上述第一刀具路径移动到了能由上述有效刃长的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径;和辅助路径生成工序，该辅助路径生成工序生成用于加工在上述移动后的刀具路径中进行加工之后的上述工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径。
[0015]在上述发明中，上述移动后路径生成工序包含生成在上述刀具相对于上述工件在上述刀具的轴方向相对离开的方向移动了上述第一刀具路径的上述移动后的刀具路径的工序。
[0016]在上述发明中，上述辅助路径生成工序包含上述判定工序、上述推定工序及上述移动后路径生成工序，在上述判定工序中包含在能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工的情况下选定上述第一刀具路径的工序，上述辅助路径生成工序，包含直到在上述判定工序中在上述第一刀具路径中加工了上述工件时能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工为止反复进行上述判定工序、上述推定工序及上述移动后路径生成工序而生成上述移动后的刀具路径的工序;和生成包含上述移动后的刀具路径及上述第一刀具路径在内的上述辅助的刀具路径的工序。
[0017]在上述发明中，上述第一刀具路径及上述移动后的刀具路径，由移动多个移动点的路径构成，上述移动后路径生成工序包含:判定是否存在上述移动后的刀具路径中的上述刀具的行进方向相对于上述第一刀具路径中的上述刀具的行进方向以判定角度以上的角度进行变化的特定的路径的工序;和在存在上述特定的路径的情况下，从上述移动后的刀具路径将与上述特定的路径对应的上述移动点除外的工序。
[0018]在上述发明中，上述移动后路径生成工序包含:判定在上述移动后的刀具路径中是否包含弯曲的路径的工序;和在包含上述弯曲的路径的情况下，将上述弯曲的路径变更成曲线状的路径的工序。
[0019]本发明的刀具路径生成装置，是生成包含加工工件的刀具路径在内的加工程序的刀具路径生成装置，其特征在于，具备:判定部，该判定部基于第一刀具路径和上述工件的形状，判定如果在上述第一刀具路径中进行加工则刀具的有效刃长是否不足;推定部，该推定部在上述刀具的上述有效刃长不足的情况下，推定上述刀具的上述有效刃长不足的不足部分;移动后路径生成部，该移动后路径生成部生成将上述不足部分的路径相对于上述第一刀具路径移动到了能由上述有效刃长的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径;辅助路径生成部，该辅助路径生成部生成用于加工在上述移动后的刀具路径中进行加工之后的上述工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径;程序生成部，该程序生成部生成基于上述移动后的刀具路径及上述辅助的刀具路径的设定了第二刀具路径的加工程序。
[0020]在上述发明中，上述移动后路径生成部，生成使上述第一刀具路径在上述刀具相对于上述工件在上述刀具的轴方向相对地离开的方向移动了的刀具路径。
[0021]在上述发明中，上述辅助路径生成部包含上述判定部、上述推定部及上述移动后路径生成部，上述判定部以在可由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工的情况下选定上述第一刀具路径的方式形成，上述辅助路径生成部直到在上述判定部中在上述第一刀具路径中加工了上述工件时能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工为止反复地生成上述移动后的刀具路径，并生成包含上述移动后的刀具路径及上述第一刀具路径在内的上述辅助的刀具路径。
[0022]发明的效果
[0023]根据本发明，能提供一种生成用于加工比刀具的有效刃长大的部分的刀具路径的刀具路径生成方法及刀具路径生成装置。
【附图说明】
[0024]图1是实施方式中的第一加工系统的框图。
[0025]图2是机床的概要侧视图。
[0026]图3是加工工件时的工件及刀具的概要俯视图。
[0027]图4是加工工件时的工件及刀具的第一概要剖视图。
[0028]图5是加工工件时的工件及刀具的第二概要剖视图。
[0029]图6是实施方式中的加工程序变更部的框图。
[0030]图7是实施方式中的刀具路径的生成方法的流程图。
[0031 ]图8是目标形状的工件的立体图。
[0032]图9是初期形状的工件的立体图。
[0033]图10是表示第一刀具路径及移动后的刀具路径的工件的剖视图。
[0034]图11是表示目标形状的工件及第一刀具路径的立体图。
[0035]图12是表示目标形状的工件及移动后的刀具路径立体图。
[0036]图13是表示目标形状的工件及与切削残留部分对应的刀具路径的立体图。
[0037]图14是说明第一刀具路径和移动后的刀具路径的图。
[0038]图15是说明第一刀具路径中的刀具的行进方向和移动后的刀具路径中的刀具的行进方向的图。
[0039]图16是说明移动后的刀具路径和修改后的刀具路径的图。
[0040]图17是说明移动后的刀具路径和其它修改后的刀具路径的图。
[0041 ]图18是表示刀具的轴方向的移动量相对于移动点的位置的坐标图。
[0042]图19是表示刀具的轴方向的修改后的移动量相对于移动点的位置的坐标图。
[0043]图20是修改移动后的刀具路径而生成修改后的刀具路径的方法的流程图。
[0044]图21是实施方式中的第二加工系统的框图。
【具体实施方式】
[0045]为了实施发明的方式
[004 6]参照图1至图21，对实施方式中的刀具路径生成方法、刀具路径生成装置及机床的控制装置进行说明。本发明中的刀具路径，表示刀具一边相对于工件相对地移动一边加工工件的情况下的刀具相对于工件的相对的路径。
[0047]图1是本实施方式中的第一加工系统的框图。本实施方式的加工系统，具备CAD装置10、CAM装置20及机床40XAD装置10，根据使用者的操作生成工件的目标形状数据D1。由CAD装置10生成了的目标形状数据D1，被输入给CAM装置20。
[0048]CAM装置20，生成设定了由机床40加工工件时的刀具路径的加工程序。在第一加工系统中，CAM装置20与刀具路径生成装置相当。CAM装置20，输出用于将工件加工成目标形状的第二加工程序P2XAM装置20，具备形状数据读取部21及路径设定部22。形状数据读取部21，读取由CAD装置10生成了的目标形状数据D1。路径设定部22，基于目标形状数据D1、刀具的形状数据等生成刀具路径。在第一加工系统中，将由路径设定部22生成的初期的刀具路径称为第一刀具路径R1。路径设定部22，生成设定了第一刀具路径R1的第一加工程序P1。
[0049]CAM装置20，包含加工程序变更部30。加工程序变更部30，读入第一加工程序P1取得第一刀具路径R1。加工程序变更部30，修正第一刀具路径R1，生成第二刀具路径R2。而且，加工程序变更部30，生成设定了第二刀具路径R2的第二加工程序P2。
[0050]由CAM装置20生成了的第二加工程序P2，被输入给机床40。机床40，包含数值控制装置50及各轴伺服马达S。数值控制装置50，读取解释第二加工程序P2。数值控制装置50，基于第二加工程序P2向各轴伺服马达S送出动作指令。而且，通过各轴伺服马达S根据动作指令进行驱动，刀具相对于工件相对地移动。
[0051 ]图2表示本实施方式中的机床40的概要侧视图。机床40，是使工件W与旋转工作台46—起旋回的工作台旋回型。在机床40上，设定了相互正交的X轴、Y轴及Z轴。Z轴，是主轴43在朝向工件W移动的方向延伸的直动轴。Y轴，是与滑架47移动的方向平行地延伸的直动轴。另外，与Z轴及Y轴垂直的直动轴被设定成X轴。进而，机床40，作为绕与Y轴平行地延伸的轴心旋转的旋转轴具有B轴。机床40，作为绕与Z轴平行地延伸的轴心旋转的旋转轴具有C轴。
[0052]机床40，具备作为基台的底座41和直立设置在底座41的上面上的立柱42。机床40，具备可旋转地支承主轴43的主轴头44和将主轴头44支承在立柱42的前方的鞍座45。主轴头44，以主轴43的前端与旋转工作台46相向的方式向下支承主轴43。在主轴43的前端安装了刀具T。
[0053]机床40，具备配置工件W的旋转工作台46和支承旋转工作台46的U字形的摆动支承构件48。机床40，具备支承摆动支承构件48的U字形的滑架47。滑架47，在Y轴方向离开了的一对支柱47a、47b中支承摆动支承构件48。摆动支承构件48，其Y轴方向的两侧的端部被支承在滑架47上。摆动支承构件48，绕B轴的轴线可摆动地被支承。
[0054]机床40，具备基于各个移动轴使刀具相对于工件相对地移动的移动装置。移动装置，包含沿各个移动轴进行驱动的各轴伺服马达S。移动装置，使鞍座45相对于立柱42在X轴方向移动。移动装置，使滑架47相对于底座41在Y轴方向移动。在立柱42上，以滑架47可局部地进入的方式形成了空洞部42C。另外，移动装置，使主轴头44相对于鞍座45在Z轴方向移动。移动装置包含旋转工作台46的移动装置，旋转工作台46绕C轴的轴线旋转。进而，移动装置使摆动支承构件48绕B轴的轴线相对于滑架47转动。
[0055]这样，本实施方式的机床40，具有相互正交的3个直动轴和绕B轴的轴线及C轴的轴线旋转的旋转轴。本实施方式的机床40，是5轴控制的机床。
[0056]图3表示加工工件时的工件和刀具的概要俯视图。在本实施方式中，作为刀具T使用立铣刀。刀具T具有能进行切削的刃部CP。刀具T能由刃部CP的侧面进行加工。
[0057]在此加工例中，以工件W成为目标形状TS的方式进行切削加工。目标形状TS，在设计时被确定。另外，设定了沿目标形状TS的刀具路径。通过在此刀具路径中相对地移动刀具T和工件W，能切削工件W。如箭头80所示，在沿工件W的侧面移动的情况下，因为切削的部分小，所以能由刃部CP进行加工。可是，在工件W的角部，存在着在相对于工件W的侧面倾斜的方向进行加工的情况。在工件W的角部，如果如箭头81所示沿目标形状TS移动刀具T，则刃部CP的长度与切削的部分相比变短了。
[0058]图4表示说明刀具的刃部的有效刃长不足的状态的工件及刀具的概要剖视图。刀具T，具有能进行加工的有效刃长ECL。有效刃长ECL，在形成了刃部CP的区域中，相当于从能进行加工的刀具前端开始的刀具的轴方向的长度。
[0059]图4表示了沿目标形状TS的第一刀具路径R1。第一刀具路径R1，包含被称为区段点的移动点MP31a、MP32a、MP33a、MP34a。刀具T，例如，被控制成刀具前端的中心沿第一刀具路径R1前进。如箭头81所示，刀具T 一边相对于工件W移动一边进行加工。在此，如果加工进行则第一刀具路径R1从工件W的表面离开。在此情况下，切削的深度超过了有效刃长ECL，加工成为不可能。例如，在移动点MP33a、MP34a，加工成为不可能。
[0060]本实施方式的CAM装置20，如果在第一刀具路径R1中进行加工，则判别刀具T的有效刃长ECL的长度相对于切削的部分是否不足。CAM装置20，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，以能由有效刃长ECL的部分进行切削的方式生成移动了第一刀具路径R1的移动后的刀具路径。
[0061 ]图5是表示第一刀具路径及移动后的刀具路径的工件和刀具的概要剖视图XAM装置20，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，生成使第一刀具路径R1在刀具T的轴方向移动了的移动后的刀具路径R3。如箭头82所示，在刀具T的旋转轴的方向之中，向从工件W离开的方向变更刀具T的移动点。以能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的方式将移动点MP33a移动到移动点MP33b。另外，将移动点MP34a移动到移动点MP34b。生成包含移动点MP33b、MP34b在内的移动后的刀具路径R3。
[0062]通过进行此控制，能在刃部CP的有效刃长ECL的范围内进行加工。可是，因为没有将工件W切削到目标形状TS，所以即使在移动后的刀具路径R3中进行加工，在工件W上仍残存切削残留部分。CAM装置20，接着，生成用于对切削残留部分进行切削的辅助的刀具路径。
[0063]在本实施方式中，作为辅助的刀具路径，研究第一刀具路径R1。当在第一刀具路径R1中进行了加工时，在能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，选定第一刀具路径R1。当在第一刀具路径R1中进行了加工时，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，再次在刀具T的轴方向在从工件W离开的方向追加移动了第一刀具路径R1的移动后的刀具路径。这样，最终生成能在第一刀具路径R1中进行加工的移动后的刀具路径。然后，组合一个以上的移动后的刀具路径R3和第一刀具路径R1，生成第二刀具路径R2。第二刀具路径R2，成为由刀具T实际上加工工件W的路径。
[0064]图6表示本实施方式中的CAM装置的加工程序变更部的框图。参照图1及图6，加工程序变更部30包含输入部31。工件W的初期形状数据D2被输入给输入部31。工件W的初期形状数据D2，例如，是加工工件W前的原材料的形状数据。另外，刀具的形状数据D3被输入给输入部31。在刀具的形状数据D3中，包含刀具T的种类、刀具直径、刃部CP的有效刃长ECUS夕卜，包含第一刀具路径R1的信息在内的第一加工程序P1被输入给输入部31。第一刀具路径R1是沿工件W的目标形状TS的刀具路径。
[0065]加工程序变更部30包含判定部33a。判定部33a，基于第一刀具路径R1、刀具T的形状及工件的初期形状，当在第一刀具路径R1中进行了加工的情况下，判定刀具T的有效刃长ECL是否不足。例如，判定部33a，推定刀具T与工件W接触的长度。然后，判定部33a，在接触的长度超过有效刃长ECL的情况下，能判别为有效刃长ECL不足。
[0066]在判定部33a中，在刀具T的有效刃长ECL比切削的部分长的情况下，能判别为可由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工。在此情况下，判定部33a将第一加工程序P1作为第二加工程序P2输出。即，不变更第一加工程序P1地作为第二加工程序P2输出。
[0067]判定部33a，在刀具T的有效刃长ECL比切削的部分短的情况下，能判别为刀具T的有效刃长ECL不足。判定部33a，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，将第一刀具路径R1向刀具路径变更部35送出。
[0068]刀具路径变更部35包含推定部36a。推定部36a，在第一刀具路径R1中，推定作为刀具T的有效刃长ECL不足的部分的不足部分。在本实施方式中，将作为刀具T的有效刃长ECL不足的区域的不足区域作为不足部分进行推定。推定部36a，在各个移动点，判别是否能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工，设定不足 区域。例如，参照图5，推定部36a，能将包含移动点MP33a、MP34a在内的第一刀具路径R1的区域设定成不足区域。接着，在各个移动点上，在刃部CP的有效刃长ECL不足的情况下，进行使移动点在刀具T的轴方向移动的运算。
[0069]参照图6，刀具路径变更部35包含移动后路径生成部37a。移动后路径生成部37a，在不足区域中，将第一刀具路径R1移动到能由有效刃长ECL的部分进行加工的路径，生成移动后的刀具路径R3。例如，参照图5，移动后路径生成部37a，将移动点MP33a、MP34a在刀具T的轴方向移动，生成移动点MP33b、MP34b。移动后路径生成部37a，在移动后的刀具路径R3上设定包含移动点MP31a、MP32a、MP33b、MP34b在内的路径。
[0070]这样，刀具路径变更部35，对全部的移动点判别刀具T的有效刃长ECL是否不足，在有效刃长ECL不足的情况下，将移动点在刀具T的轴方向移动，生成移动后的刀具路径R3。作为刀具路径变更部，不限于此方式，能由任意的控制移动刀具路径到能由有效刃长ECL的部分在第一刀具路径中进行加工。例如，也可以使第一刀具路径在与刀具的轴方向不同的方向移动。
[0071]参照图5，当在移动后的刀具路径R3中进行加工之后，切削残留部分残存在工件W上。参照图6，刀具路径变更部35，包含生成用于加工切削残留部分的辅助的刀具路径的辅助路径生成部38。辅助路径生成部38，包含判定部33b、推定部36b及移动后路径生成部37b。
[0072]判定部33b，具有与判定部33a同样的功能。判定部33b，在将在直到现在之前生成了的刀具路径中加工了的工件W在第一刀具路径R1中加工了的情况下，判定是否产生不足区域。当在第一刀具路径R1中加工了的情况下不产生不足区域的情况下，判定部33b组合直到现在之前生成了的刀具路径生成第二刀具路径R2。然后，判定部33b，将第二刀具路径R2向程序生成部39送出。程序生成部39，基于第二刀具路径R2生成第二加工程序P2。
[0073]推定部36b具有与推定部36a同样的功能。另外，移动后路径生成部37b具有与移动后路径生成部37a同样的功能。在判定部33b中，如果在第一刀具路径R1中进行加工，则在判别为刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，由推定部36b推定不足区域。然后，由移动后路径生成部37b生成移动了第一刀具路径R1的移动后的刀具路径。
[0074]接着，返回判定部33b，与前次同样，当在第一刀具路径R1中进行了加工的情况下，判别刀具T的有效刃长ECL是否不足。即，当在第一刀具路径中切削了工件W的切削残留部分的情况下，判别刀具T的有效刃长ECL是否不足。在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，在推定部36b及移动后路径生成部37b中，进一步生成移动后的刀具路径。
[0075]这样，在判定部33b中，当在第一刀具路径R1中加工了工件W时，直到能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工为止反复地生成移动后的刀具路径。即，追加移动后的刀具路径。组合了由辅助路径生成部38生成了的移动后的刀具路径R3和由辅助路径生成部38最后选定了的第一刀具路径R1的路径，与辅助的刀具路径相当。而且，判定部33b，在能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，组合第一刀具路径R1和直到现在之前生成了的一个以上的移动后的刀具路径R3，生成第二刀具路径R2，将第二刀具路径R2向程序生成部39送出。
[0076]本实施方式的加工程序变更部30，具备显示部34。在显示部34，能显示与在判定部33a、33b中判定了的结果有关的信息、第一刀具路径R1的信息、移动后的刀具路径R3的信息及第二刀具路径R2的信息等。使用者基于这些信息能确认生成了的刀具路径或者修正生成了的刀具路径。
[0077]在本实施方式中，作为不足部分推定作为刀具T的有效刃长ECL不足的区域的不足区域，此后使包含在不足区域中的移动点移动。不足部分，不限于此方式，能采用一个移动点。即，对一个移动点判别刀具T的有效刃长ECL是否不足，在有效刃长ECL不足的情况下，使一个移动点移动。而且，能对全部的移动点反复进行每个移动点的判别及移动。
[0078]图7表示本实施方式的刀具路径的生成方法的流程图。在本实施方式中，在加工程序变更部30中，基于此方法实施了控制。用于加工工件W的第一刀具路径R1被预先设定。
[0079]在步骤S101中，取得加工数据。在加工数据中，包含工件的初期形状数据D2及刀具的形状数据D3。在步骤S102中，取得第一刀具路径R1。第一刀具路径R1，在取得了第一加工程序P1之后，能从此第一加工程序P1取得。
[0080]接着，在步骤S103中，基于第一刀具路径R1和工件W的形状，进行判定如果由第一刀具路径R1进行加工则刀具T的有效刃长ECL是否不足的判定工序。即，判别是否能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工。在步骤S103中，在能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，向步骤S109转移。在步骤S109中，生成将直到现在之前生成了的刀具路径组合在一起的第二刀具路径。在第一步骤S103中，在被判别为能在第一刀具路径中进行加工的情况下，在步骤S109中，生成与第一刀具路径相同的第二刀具路径。
[0081 ]在步骤S103中，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，向步骤S104转移。在步骤S104中，进行推定有效刃长ECL不足的不足部分的推定工序。在本实施方式中，作为不足部分推定不足区域。接着，在步骤S105中，进行在不足区域中生成移动后的刀具路径的移动后路径生成工序。生成移动了第一刀具路径的移动后的刀具路径，直到能由有效刃长ECL的部分进行加工的路径。在本实施方式中，如上述的那样，生成在沿刀具T的轴方向地从工件W离开的方向移动了第一刀具路径R1的刀具路径。
[0082]接着，进行生成用于加工在工件W上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径的辅助路径生成工序。在步骤S106中，为了加工在工件W上残存的切削残留部分，选择是否生成与切削残留部分对应的刀具路径。此选择，由使用者预先设定。为了对切削残留部分进行切肖IJ，能再一次选定第一刀具路径R1的整体的刀具路径。或者，在第一刀具路径R1之中，能选定产生了切削残留部分的区域的第一刀具路径。即，能选择第一刀具路径R1的一部分的路径。在步骤S106中，在第一刀具路径R1的整体的路径被选择了的情况下，向步骤S107转移。
[0083]在步骤S107中，作为用于对切削残留部分进行切削的刀具路径设定第一刀具路径R1，返回步骤S103。在步骤S106中，在与切削残留部分对应的刀具路径被选择了的情况下，向步骤S108转移。在步骤S108中，生成与切削残留部分对应的第一刀具路径R1的一部分的刀具路径。此后，向步骤S103转移。
[0084]在步骤S103中，基于第一刀具路径的整体或者一部分的刀具路径，判别是否能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工。在此，在不能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，再次向步骤S104转移。然后，反复进行判定工序、不足部分的推定工序、移动后路径生成工序。这样，当在第一刀具路径R1中加工了工件时直到能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工为止反复进行判定工序、推定工序及移动后路径生成工序。每当反复进行移动后路径生成工序时，都追加移动后的刀具路径。生成包含这样的被追加了的移动后的刀具路径和最终进行加工的第一刀具路径R1在内的辅助的刀具路径。另外，辅助的刀具路径，也存在不追加移动后的刀具路径地仅成为第一刀具路径R1的情况。
[0085]在步骤S103中，在能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，向步骤S109转移。在步骤109中，生成包含直到现在之前生成了的移动后的刀具路径和第一刀具路径R1在内的第二刀具路径R2。
[0086]接着，对用于加工切削残留部分的刀具路径的生成方法，举出加工其它工件的实施例进行说明。
[0087]图8表示具有目标形状的工件的概要立体图。图9表示具有初期形状的工件W的立体图。参照图8及图9，在此加工例中，切削初期形状的工件W的一部分做成目标形状TS。在此加工中，包含在工件W上形成凹部61的工序。
[0088]图10表示形成工件的凹部的部分的放大概要剖视图。为了在工件W上形成凹部61，如第一刀具路径R1所示，需要在沿凹部61的形状的刀具路径中进行加工。可是，如果在第一刀具路径R1上配置刀具T的刀具中心TC，则刀具T的有效刃长ECL不足。在刀具T的有效刃长ECL不足的不足区域中，第一刀具路径R1在刀具T的轴方向被移动而生成移动后的刀具路径R3o
[0089]图11表示工件及第一刀具路径的概要立体图。图12表示工件及移动后的刀具路径的概要立体图。图11及图12所示的工件W，加工到了目标形状。如图11所示，第一刀具路径R1，生成了多次反复进行沿工件W的目标形状的圆周方向的移动的路径。可是，如上述的那样，在凹部61部分中刀具T的有效刃长ECL不足。因此，如图12所示，在移动后的刀具路径R3中，设定了在形成凹部61的区域中在轴方向移动了刀具T的路径。
[0090]通过在移动后的刀具路径R3中进行切削，在与工件W的凹部61 对应的部分上产生切削残留部。为了对切削残留部分进行切削，如图11所示，能设定第一刀具路径R1的整体的路径。可是，在切削到了目标形状的部分上也设定了刀具路径。因此，能生成将切削到了目标形状的部分除外的刀具路径。
[0091]图13表示工件及与切削残留部分对应的刀具路径的概要立体图。图13所示的工件W，加工到了目标形状。在图13所示的例中，生成了与切削残留部分对应的刀具路径R4。刀具路径R4，与从第一刀具路径R1选拔了切削残留部分的区域的刀具路径的第一刀具路径R1的一部分的路径相当。这样，通过生成与切削残留部分对应的刀具路径，能缩短切削残留部分的加工时间。
[0092]本实施方式的刀具路径生成方法及刀具路径生成装置，因为考虑刀具的有效刃长地生成刀具路径，所以在切削的部分长而不能由一次进行加工的情况下，也能不用事前除去工件的剩余部分地进行加工。或者，能避免用于除去剩余部分的刀具路径的生成、生成了的刀具路径的确认及刀具路径的重新生成等作业，能在短时间内生成刀具路径。另外，能将刀具路径的生成自动化，能容易地生成刀具路径。
[0093]在本实施方式中，在用于加工切削残留部分的辅助的刀具路径的生成的情况下，只要不能在第一刀具路径中进行加工，就反复进行在刀具的轴方向移动了的移动后的刀具路径的生成。这样，通过反复进行由同样的方法进行的刀具路径的生成，能简化刀具路径的生成方法。
[0094]在本实施方式中，辅助的刀具路径的生成，只要能在第一刀具路径中进行加工，就选定第一刀具路径。这样，基于第一刀具路径生成了刀具路径，但不限于此方式，作为辅助的刀具路径，能设定能除去切削残留部分的任意的路径。例如，也可以预先设定预切削的深度的上限，设定从工件的表面起的切削深度，生成辅助的刀具路径。
[0095]在本实施方式的移动后的刀具路径的生成中，生成了在刀具的轴方向在离开的方向移动了第一刀具路径的移动后的刀具路径。通过采用此方法，能抑制刀具与工件、机床的结构零件干涉。例如，如果在与刀具的轴方向不同的方向移动刀具路径，则存在刀具保持架与工件的一部分接触的情况。通过使刀具相对于工件在刀具的轴方向移动，能抑制这样的机床的一部分和工件的干涉。另外，在刀具路径的移动中，不限于上述的方式，除了移动点的移动之外，也可以变更刀具相对于工件的倾斜角度。
[0096]可是，在本实施方式的刀具路径生成方法及刀具路径生成装置中，根据预先确定了的方法变更了刀具路径。因此，存在移动后的刀具路径包含不希望的路径的情况。例如，存在如下的情况:在移动后的刀具路径中包含了刀具的行进方向变化得大的路径或者包含了弯曲的路径。在本实施方式中，在这样的情况下修改移动后的刀具路径，生成修改后的刀具路径。
[0097]图14表示刀具的行进方向变化得大的移动后的刀具路径的概要图。由移动点和箭头说明各个刀具路径。第一刀具路径，包含移动点MPla?MP6a。
[0098]相对于第一刀具路径，刀具的有效刃长不足，设定了移动后的刀具路径。如箭头82所示，各个移动点MPla?MP6a，通过刀具T的轴方向的移动，移动到移动点MPlb?MP6b。
[0099]在此实施例中，第一刀具路径的移动点MP3a，移动到移动点MP3b。另外，第一刀具路径的移动点MP4a，移动到移动点MP4b。可是，在从移动点MP3a到移动点MP4a的路径中，刀具相对于工件的倾斜角度变化得大。从移动点MP3a移动到移动点MP4a时的刀具相对于工件的行进方向，由箭头86表示。另外，从移动点MP3b移动到移动点MP4b时的刀具相对于工件的行进方向，由箭头87表示。
[0100]图15表示说明第一刀具路径中的刀具的行进方向和移动后的刀具路径中的刀具行进方向的概要图。选拔了与图14中的移动点MP3a、MP4a、MP3b、MP4b有关的行进方向的箭头。参照图14及图15，第一刀具路径中的刀具的行进方向由箭头86表示。另外，移动后的刀具路径中的刀具的行进方向由箭头87表示。箭头86所示的刀具的行进方向和箭头87所示的刀具的行进方向，可知是大致相反方向。即，刀具的行进方向反转了。如果刀具相对于工件的行进方向急剧地变化，则产生大的加速度，存在过剩的力加在机床上的问题。或者，产生加工精度降低的危险。
[0101]在本实施方式中，在移动后的刀具路径中的刀具的行进方向相对于第一刀具路径中的刀具的行进方向急剧地变化的情况下，修改移动后的刀具路径。在本实施方式中，判别是否存在表示刀具的行进方向的变化的角度Θ成为判定角度以上的特定的路径。在本实施方式中，将判定角度设定为90°。在存在刀具的行进方向以90°以上的角度变化的特定的路径的情况下，进行除去与特定的路径对应的移动点的修改。
[0102]在图14及图15所示的例中，在移动后的刀具路径中在从移动点MP3b向移动点MP4b的移动中，刀具的行进方向变化了90°以上。因此，能判别为箭头87所示的路径成为特定的路径。
[0103]图16表示说明移动后的刀具路径的修改的概要图。与特定的路径对应的移动点，包含作为箭头87的始点的移动点MP3b及作为箭头87的终点的移动点MP4b。因此，将移动点MP3b及移动点MP4b除外。而且，如箭头88所示，生成将移动点MP2b和移动点MP5b短路的路径。包含移动点MP1 b、MP2b、MP5b、MP6b在内的路径与修改后的刀具路径相当。在此，进行短路了的路径中的干涉检查，通过此干涉检查，在判别为存在干涉的情况下，不进行移动点MP3b及移动点MP4b的除外。
[0104]这样，能从移动后的刀具路径将行进方向急剧地变化的路径除外。通过此方法，能避免刀具相对于工件的行进方向急剧地变化，抑制对机床的负担。另外，能抑制加工精度的下降。
[0105]接着，对移动后的刀具路径的其他的修改方法进行说明。图17表示刀具路径弯曲的移动后的刀具路径的概要图。在图17所示的例子中，表示了移动点MPllb?MP14b。移动后的刀具路径，由箭头91、箭头92及箭头93表示。在此，移动后的刀具路径，当在箭头91所示的方向行进了之后，在箭头92所示的方向行进。此时，移动后的刀具路径弯曲了。即，刀具路径折曲了。另外，当在箭头92所示的方向行进了之后在箭头93所示的方向行进时，刀具路径也弯曲了。
[0106]在其它修改方法中，判定在移动后的刀具路径中是否包含弯曲的路径。判别在移动后的刀具路径中是否包含成为角的部分。而且，当在移动后的刀具路径中包含弯曲的路径的情况下，进行将弯曲的路径变更成曲线状的路径的修改。在图17的例子中，将箭头91、92、93所示的弯曲的刀具路径修改成箭头99、93所示的曲线状的刀具路径。朝向工件的外侧弯曲的路径，变更成凹状的曲线的路径。朝向工件的内侧弯曲的路径，变更成凸状的曲线的路径。即，以修改后的刀具路径相对于移动后的刀具路径位于工件的外侧的方式变更路径。箭头99所示的路径与修改后的刀具路径相当。
[0107]图18表示刀具的轴方向的移动量相对于移动点的位置的坐标图。在此实施例中，如箭头82所示，移动第一刀具路径生成了移动后的刀具路径。第一刀具路径，包含了移动点MPlOa?MP14a。移动后的刀具路径，包含了移动点MPlOb?MP14b。在此，箭头92所示的刀具路径相对于箭头91所示的刀具路径弯曲了。另外，箭头93所示的刀具路径相对于箭头92所示的刀具路径弯曲了。移动AMP 12b及移动Amp i 3b成为了弯曲点。因此，修改从移动点MP 11 b到移动Amp i 3b的刀具路径。
[0108]图19表示修改了移动后的刀具路径的修改后的刀具路径的坐标图。移动Ampi 3b成为弯曲点的箭头92所示的刀具路径，修改成凸状的圆弧的刀具路径。如箭头95所示，以通过移动点MP 13b的方式生成圆弧状的刀具路径。移动点MP 12b成为弯曲点的箭头91所示的刀具路径，修改成凹状的圆弧的刀具路径。其结果，新生成移动点MP15b和移动Amp i 6b。而且，如箭头96所示，生成从移动点MP15b朝向移动点MP16b的刀具路径。
[0109]生成修改后的刀具路径时的圆弧的直径，使用者能设定成任意的值。例如，能将箭头94所示的圆弧的直径及箭头95所示的圆弧的直径设定成与刀具直径相同。
[0110]接着，对各个修改后的移动点，存储修改后的刀具的轴方向的移动量。使各个移动点按照存储的移动量在刀具T的轴方向移动，生成修改后的刀具路径的移动点。在修改中新生成了的移动点MP15b及移动点MP16b的位置，例如，能通过内插移动点MPllb和移动点MP13b来设定。
[0111]这样，在其它修改方法中也能生成修改后的刀具路径。通过修改刀具的轴方向的移动量，能将弯曲的路径变更成曲线状的路径。能避免刀具的行进方向相对于工件急剧地变化，抑制对机床的负担。另外，能抑制加工精度的下降。另外，通过将弯曲的路径修改成曲线状的路径，在刀具的移动方向的变化得大的情况下，不修改刀具路径。
[0112]图20表示修改本实施方式中的移动后的刀具路径的方法的流程图。此方法，例如，能作为图7所示的移动后的刀具路径的生成的步骤S105实施。在步骤S201中，生成刀具在轴方向移动了的移动后的刀具路径。
[0113]接着，在步骤S202中，判别 是否存在移动后的刀具路径中的刀具的行进方向进行90°以上变化的特定的路径。在步骤S202中，在不存在特定的路径的情况下，向步骤S204转移。在步骤S202中，在存在特定的路径的情况下，向步骤S203转移。在步骤S203中，删除与特定的路径对应的移动点。
[0114]接着，在步骤S204中，判别在移动后的刀具路径中是否存在弯曲的部分。在步骤S204中，当在刀具路径中没有弯曲的部分的情况下结束移动后的刀具路径的修改。在步骤S204中，当在刀具路径中存在弯曲的部分的情况下，向步骤S205转移。
[0115]在步骤S205中，将弯曲的路径修改成曲线状的路径。然后，结束移动后的刀具路径的修改。例如，向图7的流程图的步骤S106转移。
[0116]图21表示本实施方式中的第二加工系统的框图。在第二加工系统中，机床40具有变更上述的CAM装置20的刀具路径的功能。机床40的数值控制装置50，包含加工程序变更部30。在第二加工系统中，加工程序变更部30作为刀具路径生成装置发挥功能。包含在由CAM装置20输出的第一加工程序中的刀具路径与第一刀具路径相当。
[0117]数值控制装置50，包含输入部31、判定部33a、刀具路径变更部35。输入部31，读入第一加工程序P1而取得第一刀具路径。而且，当在第一刀具路径中有效刃长不足的情况下，生成包含移动后的刀具路径在内的第二刀具路径，输出第二加工程序P2。第二加工系统中的显示部34，被配置在机床40上，在显示部34显示判定部33a的判定结果等。
[0118]数值控制装置50，包含读取解释部51、插补运算部52及伺服马达控制部53。读取解释部51，读入第二加工程序P2，将移动指令向插补运算部52送出。插补运算部52，运算每个插补周期的位置指令，将位置指令向伺服马达控制部53送出。伺服马达控制部53，基于位置指令算出各移动轴的移动量，驱动各轴伺服马达S。
[0119]即使在具备这样的加工程序变更部的机床中，也能不用事前除去工件的剩余部分地进行加工。另外，能避免用于除去剩余部分的刀具路径的生成、生成了的刀具路径的确认及刀具路径的重新生成的作业，能在短时间内生成刀具路径。另外，能容易地生成刀具路径。
[0120]在本实施方式中，例示了具有5根移动轴的机床，但不限于此方式，能使用刀具相对于工件进行相对移动的任意的机床。例如，能将本发明适用于具有三根直动轴的3轴的机床。
[0121]在上述的各个控制、方法中，能在不变更功能及作用的范围内适当变更步骤的顺序。在上述的各个图中，对于相同或者相等的部分附加了相同的符号。另外，上述的实施方式是例示，不是对发明进行限定的实施方式。另外，在实施方式中，包含了权利要求书所示的方式的变更。
[0122]符号的说明:
[0123]20: CAM 装置
[0124]30:加工程序变更部
[0125]31:输入部
[0126]33a、33b:判定部
[0127]35:刀具路径变更部
[0128]36a、36b:推定部
[0129]37a、37b:移动后路径生成部
[0130]38:辅助路径生成部
[0131]39:程序生成部
[0132]40:机床
[0133]50;数值控制装置
[0134]51:读取解释部
[0135]52:插补运算部
[0136]53:伺服马达控制部
[0137]R1:第一刀具路径
[0138]R2:第二刀具路径
[0139]R3:移动后的刀具路径
[0140]D1:目标形状数据
[0141]D2:初期形状数据
[0142]D3:刀具的形状数据
[0143]P1:第一加工程序
[0144]P2:第二加工程序
[0145]T:刀具
[0146]CP:刃部
[0147]W:工件
[0148]TS:目标形状
[0149]ECL:有效刃长
[0150]]\^113?]\03613:移动点。
【主权项】
1.一种刀具路径生成方法，其是生成由机床加工工件的刀具路径的刀具路径生成方法，其特征在于， 预先设定了用于加工上述工件的第一刀具路径，并包含: 判定工序，该判定工序基于上述第一刀具路径和上述工件的形状，判定如果在上述第一刀具路径中进行加工则刀具的有效刃长是否不足； 推定工序，该推定工序在上述判定工序在上述刀具的上述有效刃长不足的情况下，推定上述有效刃长不足的不足部分； 移动后路径生成工序，该移动后路径生成工序生成将上述不足部分的路径相对于上述第一刀具路径移动到了能由上述有效刃长的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径;和辅助路径生成工序，该辅助路径生成工序生成用于加工在上述移动后的刀具路径中进行加工之后的上述工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径。2.如权利要求1记载的刀具路径生成方法，其特征在于， 上述移动后路径生成工序包含生成在上述刀具相对于上述工件在上述刀具的轴方向相对离开的方向移动了上述第一刀具路径的上述移动后的刀具路径的工序。3.如权利要求1记载的刀具路径生成方法，其特征在于， 上述辅助路径生成工序包含上述判定工序、上述推定工序及上述移动后路径生成工序， 在上述判定工序中包含在能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工的情况下选定上述第一刀具路径的工序， 上述辅助路径生成工序，包含直到在上述判定工序中在上述第一刀具路径中加工了上述工件时能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工为止反复进行上述判定工序、上述推定工序及上述移动后路径生成工序而生成上述移动后的刀具路径的工序;和生成包含上述移动后的刀具路径及上述第一刀具路径在内的上述辅助的刀具路径的工序。4.如权利要求1记载的刀具路径生成方法，其特征在于， 上述第一刀具路径及上述移动后的刀具路径，由移动多个移动点的路径构成， 上述移动后路径生成工序包含: 判定是否存在上述移动后的刀具路径中的上述刀具的行进方向相对于上述第一刀具路径中的上述刀具的行进方向以判定角度以上的角度进行变化的特定的路径的工序;和在存在上述特定的路径的情况下，从上述移动后的刀具路径将与上述特定的路径对应的上述移动点除外的工序。5.如权利要求1记载的刀具路径生成方法，其特征在于， 上述移动后路径生成工序包含: 判定在上述移动后的刀具路径中是否包含弯曲的路径的工序;和 在包含上述弯曲的路径的情况下，将上述弯曲的路径变更成曲线状的路径的工序。6.—种刀具路径生成装置，其是生成包含加工工件的刀具路径在内的加工程序的刀具路径生成装置，其特征在于，具备: 判定部，该判定部基于第一刀具路径和上述工件的形状，判定如果在上述第一刀具路径中进行加工则刀具的有效刃长是否不足； 推定部，该推定部在上述刀具的上述有效刃长不足的情况下，推定上述刀具的上述有效刃长不足的不足部分； 移动后路径生成部，该移动后路径生成部生成将上述不足部分的路径相对于上述第一刀具路径移动到了能由上述有效刃长的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径； 辅助路径生成部，该辅助路径生成部生成用于加工在上述移动后的刀具路径中进行加工之后的上述工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径； 程序生成部，该程序生成部生成基于上述移动后的刀具路径及上述辅助的刀具路径的设定了第二刀具路径的加工程序。7.如权利要求6记载的刀具路径生成装置，其特征在于， 上述移动后路径生成部，生成使上述第一刀具路径在上述刀具相对于上述工件在上述刀具的轴方向相对地离开的方向移动了的刀具路径。8.如权利要求6记载的刀具路径生成装置，其特征在于， 上述辅助路径生成部包含上述判定部、上述推定部及上述移动后路径生成部， 上述判定部以在可由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工的情况下选定上述第一刀具路径的方式形成， 上述辅助路径生成部直到在上述判定部中在上述第一刀具路径中加工了上述工件时能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工为止反复地生成上述移动后的刀具路径，并生成包含上述移动后的刀具路径及上述第一刀具路径在内的上述辅助的刀具路径。
【专利摘要】一种刀具路径生成方法及刀具路径生成装置，该刀具路径生成装置是生成加工程序的刀具路径生成装置，具备判定如果在第一刀具路径(R1)中进行加工则刀具的有效刃长(ECL)是否不足的判定部(33)；和推定刀具的有效刃长(ECL)不足的不足部分的推定部(36)。刀具路径生成装置具备生成将不足部分的路径相对于第一刀具路径(R1)移动到能由有效刃长(ECL)的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径(R3)的移动后路径生成部(37)；和生成用于加工在工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径的辅助路径生成部(38)。
【IPC分类】G05B19/4093
【公开号】CN105492980
【申请号】CN201380078917
【发明人】谷川优毅, 大友佑二, 浅见聪一郎
【申请人】株式会社牧野铣床制作所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年9月13日
【公告号】EP3045991A1, WO2015037150A1
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及刀具路径生成方法及刀具路径生成装置。
【背景技术】
[0002]在现有的技术中，使刀具相对于工件相对移动来进行切削等加工的机床已被众所周知。另外，在这样的机床中，由规定的轴的坐标等指定刀具相对于工件的路径，一边使刀具相对于工件移动一边进行加工的数值控制式的机床已被众所周知。通过移动工件及刀具之中的至少一方，能一边变更刀具相对于工件的相对位置一边进行切削等加工。
[0003]机床，通过加工规定的形状的工件，形成目标形状的工件。用于驱动机床的加工程序，除了使用者制作以外，也能基于设计的工件的目标形状由CAM (Computer AidedManufacturing(计算机辅助制造))装置生成。工件的目标形状的制作，例如，能由CAD(Computer Aided Design(计算机辅助设计))装置实施。将由CAD装置生成了的工件的目标形状的数据向CAM装置供给。然后，CAM装置，能基于工件的目标形状生成机床的加工程序。在这样的加工系统中，能将用于加工所希望的形状的工件的多个工序自动化。
[0004]在日本特开2012 —164269号公报中，公开了一种加工路径的生成方法，其是将原材料的一部分通过切削来削除的生成加工路径的方法，从产品设计的3维CAD模型，自动判断可能切掉的形状，自动生成该切掉的加工方法的加工路径。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2012 —164269号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在CAM装置中，基于工件的初期形状、工件的目标形状及刀具信息等，能生成包含刀具相对于工件的相对位置的刀具路径。例如，基于原材料的形状、工件的目标形状及刀具直径等，能生成刀具路径。在进行工件的切削加工的情况下，CAM装置能生成沿工件的目标形状的刀具路径。而且，能从生成了的刀具路径生成加工程序。
[0010]可是，刀具包含刃部和柄部(刀具的柄部)等刃部以外的部分。刀具能由刃部进行加工，但不能在柄部等中进行加工。即，存在能由刀具进行加工的范围。在加工超过刀具的刃部的有效刃长的大小的部分的情况下，不能由一次加工加工到目标形状。因此，需要事前除去工件的剩余部分。例如，需要预先使用放电加工机等，将工件事前加工到接近目标形状的形状。
[0011]或者，通过使用规定的刀具进行切削，能事前除去工件的剩余部分。使用者需要设定除去工件的剩余部分，并制作用于除去剩余部分的刀具路径。为了算出除去剩余部分的刀具路径，需要反复进行一边调整CAM装置的参数设定一边算出刀具路径的作业。另外，在生成除去剩余部分的刀具路径之后，需要通过进行模拟等，确认是否能由刀具的有效刃长的部分加工到目标形状。确认刀具路径的结果，在产生了问题的情况下，存在必须重新生成刀具路径的问题。
[0012]这样，在进行超过刀具的有效刃长的大小的切削的情况下，存在费事或者花费时间的问题。另外，存在因使用者的疏忽而产生刀具的有效刃长的不足，在由机床进行的加工中产生加工的中断的危险。
[0013]为了解决课题的手段
[0014]本发明的刀具路径生成方法，是生成由机床加工工件的刀具路径的刀具路径生成方法，其特征在于，预先设定了用于加工上述工件的第一刀具路径，并包含:判定工序，该判定工序基于上述第一刀具路径和上述工件的形状，判定如果在上述第一刀具路径中进行加工则刀具的有效刃长是否不足;推定工序，该推定工序在上述判定工序在上述刀具的上述有效刃长不足的情况下，推定上述有效刃长不足的不足部分;移动后路径生成工序，该移动后路径生成工序生成将上述不足部分的路径相对于上述第一刀具路径移动到了能由上述有效刃长的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径;和辅助路径生成工序，该辅助路径生成工序生成用于加工在上述移动后的刀具路径中进行加工之后的上述工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径。
[0015]在上述发明中，上述移动后路径生成工序包含生成在上述刀具相对于上述工件在上述刀具的轴方向相对离开的方向移动了上述第一刀具路径的上述移动后的刀具路径的工序。
[0016]在上述发明中，上述辅助路径生成工序包含上述判定工序、上述推定工序及上述移动后路径生成工序，在上述判定工序中包含在能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工的情况下选定上述第一刀具路径的工序，上述辅助路径生成工序，包含直到在上述判定工序中在上述第一刀具路径中加工了上述工件时能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工为止反复进行上述判定工序、上述推定工序及上述移动后路径生成工序而生成上述移动后的刀具路径的工序;和生成包含上述移动后的刀具路径及上述第一刀具路径在内的上述辅助的刀具路径的工序。
[0017]在上述发明中，上述第一刀具路径及上述移动后的刀具路径，由移动多个移动点的路径构成，上述移动后路径生成工序包含:判定是否存在上述移动后的刀具路径中的上述刀具的行进方向相对于上述第一刀具路径中的上述刀具的行进方向以判定角度以上的角度进行变化的特定的路径的工序;和在存在上述特定的路径的情况下，从上述移动后的刀具路径将与上述特定的路径对应的上述移动点除外的工序。
[0018]在上述发明中，上述移动后路径生成工序包含:判定在上述移动后的刀具路径中是否包含弯曲的路径的工序;和在包含上述弯曲的路径的情况下，将上述弯曲的路径变更成曲线状的路径的工序。
[0019]本发明的刀具路径生成装置，是生成包含加工工件的刀具路径在内的加工程序的刀具路径生成装置，其特征在于，具备:判定部，该判定部基于第一刀具路径和上述工件的形状，判定如果在上述第一刀具路径中进行加工则刀具的有效刃长是否不足;推定部，该推定部在上述刀具的上述有效刃长不足的情况下，推定上述刀具的上述有效刃长不足的不足部分;移动后路径生成部，该移动后路径生成部生成将上述不足部分的路径相对于上述第一刀具路径移动到了能由上述有效刃长的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径;辅助路径生成部，该辅助路径生成部生成用于加工在上述移动后的刀具路径中进行加工之后的上述工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径;程序生成部，该程序生成部生成基于上述移动后的刀具路径及上述辅助的刀具路径的设定了第二刀具路径的加工程序。
[0020]在上述发明中，上述移动后路径生成部，生成使上述第一刀具路径在上述刀具相对于上述工件在上述刀具的轴方向相对地离开的方向移动了的刀具路径。
[0021]在上述发明中，上述辅助路径生成部包含上述判定部、上述推定部及上述移动后路径生成部，上述判定部以在可由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工的情况下选定上述第一刀具路径的方式形成，上述辅助路径生成部直到在上述判定部中在上述第一刀具路径中加工了上述工件时能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工为止反复地生成上述移动后的刀具路径，并生成包含上述移动后的刀具路径及上述第一刀具路径在内的上述辅助的刀具路径。
[0022]发明的效果
[0023]根据本发明，能提供一种生成用于加工比刀具的有效刃长大的部分的刀具路径的刀具路径生成方法及刀具路径生成装置。
【附图说明】
[0024]图1是实施方式中的第一加工系统的框图。
[0025]图2是机床的概要侧视图。
[0026]图3是加工工件时的工件及刀具的概要俯视图。
[0027]图4是加工工件时的工件及刀具的第一概要剖视图。
[0028]图5是加工工件时的工件及刀具的第二概要剖视图。
[0029]图6是实施方式中的加工程序变更部的框图。
[0030]图7是实施方式中的刀具路径的生成方法的流程图。
[0031 ]图8是目标形状的工件的立体图。
[0032]图9是初期形状的工件的立体图。
[0033]图10是表示第一刀具路径及移动后的刀具路径的工件的剖视图。
[0034]图11是表示目标形状的工件及第一刀具路径的立体图。
[0035]图12是表示目标形状的工件及移动后的刀具路径立体图。
[0036]图13是表示目标形状的工件及与切削残留部分对应的刀具路径的立体图。
[0037]图14是说明第一刀具路径和移动后的刀具路径的图。
[0038]图15是说明第一刀具路径中的刀具的行进方向和移动后的刀具路径中的刀具的行进方向的图。
[0039]图16是说明移动后的刀具路径和修改后的刀具路径的图。
[0040]图17是说明移动后的刀具路径和其它修改后的刀具路径的图。
[0041 ]图18是表示刀具的轴方向的移动量相对于移动点的位置的坐标图。
[0042]图19是表示刀具的轴方向的修改后的移动量相对于移动点的位置的坐标图。
[0043]图20是修改移动后的刀具路径而生成修改后的刀具路径的方法的流程图。
[0044]图21是实施方式中的第二加工系统的框图。
【具体实施方式】
[0045]为了实施发明的方式
[004 6]参照图1至图21，对实施方式中的刀具路径生成方法、刀具路径生成装置及机床的控制装置进行说明。本发明中的刀具路径，表示刀具一边相对于工件相对地移动一边加工工件的情况下的刀具相对于工件的相对的路径。
[0047]图1是本实施方式中的第一加工系统的框图。本实施方式的加工系统，具备CAD装置10、CAM装置20及机床40XAD装置10，根据使用者的操作生成工件的目标形状数据D1。由CAD装置10生成了的目标形状数据D1，被输入给CAM装置20。
[0048]CAM装置20，生成设定了由机床40加工工件时的刀具路径的加工程序。在第一加工系统中，CAM装置20与刀具路径生成装置相当。CAM装置20，输出用于将工件加工成目标形状的第二加工程序P2XAM装置20，具备形状数据读取部21及路径设定部22。形状数据读取部21，读取由CAD装置10生成了的目标形状数据D1。路径设定部22，基于目标形状数据D1、刀具的形状数据等生成刀具路径。在第一加工系统中，将由路径设定部22生成的初期的刀具路径称为第一刀具路径R1。路径设定部22，生成设定了第一刀具路径R1的第一加工程序P1。
[0049]CAM装置20，包含加工程序变更部30。加工程序变更部30，读入第一加工程序P1取得第一刀具路径R1。加工程序变更部30，修正第一刀具路径R1，生成第二刀具路径R2。而且，加工程序变更部30，生成设定了第二刀具路径R2的第二加工程序P2。
[0050]由CAM装置20生成了的第二加工程序P2，被输入给机床40。机床40，包含数值控制装置50及各轴伺服马达S。数值控制装置50，读取解释第二加工程序P2。数值控制装置50，基于第二加工程序P2向各轴伺服马达S送出动作指令。而且，通过各轴伺服马达S根据动作指令进行驱动，刀具相对于工件相对地移动。
[0051 ]图2表示本实施方式中的机床40的概要侧视图。机床40，是使工件W与旋转工作台46—起旋回的工作台旋回型。在机床40上，设定了相互正交的X轴、Y轴及Z轴。Z轴，是主轴43在朝向工件W移动的方向延伸的直动轴。Y轴，是与滑架47移动的方向平行地延伸的直动轴。另外，与Z轴及Y轴垂直的直动轴被设定成X轴。进而，机床40，作为绕与Y轴平行地延伸的轴心旋转的旋转轴具有B轴。机床40，作为绕与Z轴平行地延伸的轴心旋转的旋转轴具有C轴。
[0052]机床40，具备作为基台的底座41和直立设置在底座41的上面上的立柱42。机床40，具备可旋转地支承主轴43的主轴头44和将主轴头44支承在立柱42的前方的鞍座45。主轴头44，以主轴43的前端与旋转工作台46相向的方式向下支承主轴43。在主轴43的前端安装了刀具T。
[0053]机床40，具备配置工件W的旋转工作台46和支承旋转工作台46的U字形的摆动支承构件48。机床40，具备支承摆动支承构件48的U字形的滑架47。滑架47，在Y轴方向离开了的一对支柱47a、47b中支承摆动支承构件48。摆动支承构件48，其Y轴方向的两侧的端部被支承在滑架47上。摆动支承构件48，绕B轴的轴线可摆动地被支承。
[0054]机床40，具备基于各个移动轴使刀具相对于工件相对地移动的移动装置。移动装置，包含沿各个移动轴进行驱动的各轴伺服马达S。移动装置，使鞍座45相对于立柱42在X轴方向移动。移动装置，使滑架47相对于底座41在Y轴方向移动。在立柱42上，以滑架47可局部地进入的方式形成了空洞部42C。另外，移动装置，使主轴头44相对于鞍座45在Z轴方向移动。移动装置包含旋转工作台46的移动装置，旋转工作台46绕C轴的轴线旋转。进而，移动装置使摆动支承构件48绕B轴的轴线相对于滑架47转动。
[0055]这样，本实施方式的机床40，具有相互正交的3个直动轴和绕B轴的轴线及C轴的轴线旋转的旋转轴。本实施方式的机床40，是5轴控制的机床。
[0056]图3表示加工工件时的工件和刀具的概要俯视图。在本实施方式中，作为刀具T使用立铣刀。刀具T具有能进行切削的刃部CP。刀具T能由刃部CP的侧面进行加工。
[0057]在此加工例中，以工件W成为目标形状TS的方式进行切削加工。目标形状TS，在设计时被确定。另外，设定了沿目标形状TS的刀具路径。通过在此刀具路径中相对地移动刀具T和工件W，能切削工件W。如箭头80所示，在沿工件W的侧面移动的情况下，因为切削的部分小，所以能由刃部CP进行加工。可是，在工件W的角部，存在着在相对于工件W的侧面倾斜的方向进行加工的情况。在工件W的角部，如果如箭头81所示沿目标形状TS移动刀具T，则刃部CP的长度与切削的部分相比变短了。
[0058]图4表示说明刀具的刃部的有效刃长不足的状态的工件及刀具的概要剖视图。刀具T，具有能进行加工的有效刃长ECL。有效刃长ECL，在形成了刃部CP的区域中，相当于从能进行加工的刀具前端开始的刀具的轴方向的长度。
[0059]图4表示了沿目标形状TS的第一刀具路径R1。第一刀具路径R1，包含被称为区段点的移动点MP31a、MP32a、MP33a、MP34a。刀具T，例如，被控制成刀具前端的中心沿第一刀具路径R1前进。如箭头81所示，刀具T 一边相对于工件W移动一边进行加工。在此，如果加工进行则第一刀具路径R1从工件W的表面离开。在此情况下，切削的深度超过了有效刃长ECL，加工成为不可能。例如，在移动点MP33a、MP34a，加工成为不可能。
[0060]本实施方式的CAM装置20，如果在第一刀具路径R1中进行加工，则判别刀具T的有效刃长ECL的长度相对于切削的部分是否不足。CAM装置20，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，以能由有效刃长ECL的部分进行切削的方式生成移动了第一刀具路径R1的移动后的刀具路径。
[0061 ]图5是表示第一刀具路径及移动后的刀具路径的工件和刀具的概要剖视图XAM装置20，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，生成使第一刀具路径R1在刀具T的轴方向移动了的移动后的刀具路径R3。如箭头82所示，在刀具T的旋转轴的方向之中，向从工件W离开的方向变更刀具T的移动点。以能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的方式将移动点MP33a移动到移动点MP33b。另外，将移动点MP34a移动到移动点MP34b。生成包含移动点MP33b、MP34b在内的移动后的刀具路径R3。
[0062]通过进行此控制，能在刃部CP的有效刃长ECL的范围内进行加工。可是，因为没有将工件W切削到目标形状TS，所以即使在移动后的刀具路径R3中进行加工，在工件W上仍残存切削残留部分。CAM装置20，接着，生成用于对切削残留部分进行切削的辅助的刀具路径。
[0063]在本实施方式中，作为辅助的刀具路径，研究第一刀具路径R1。当在第一刀具路径R1中进行了加工时，在能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，选定第一刀具路径R1。当在第一刀具路径R1中进行了加工时，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，再次在刀具T的轴方向在从工件W离开的方向追加移动了第一刀具路径R1的移动后的刀具路径。这样，最终生成能在第一刀具路径R1中进行加工的移动后的刀具路径。然后，组合一个以上的移动后的刀具路径R3和第一刀具路径R1，生成第二刀具路径R2。第二刀具路径R2，成为由刀具T实际上加工工件W的路径。
[0064]图6表示本实施方式中的CAM装置的加工程序变更部的框图。参照图1及图6，加工程序变更部30包含输入部31。工件W的初期形状数据D2被输入给输入部31。工件W的初期形状数据D2，例如，是加工工件W前的原材料的形状数据。另外，刀具的形状数据D3被输入给输入部31。在刀具的形状数据D3中，包含刀具T的种类、刀具直径、刃部CP的有效刃长ECUS夕卜，包含第一刀具路径R1的信息在内的第一加工程序P1被输入给输入部31。第一刀具路径R1是沿工件W的目标形状TS的刀具路径。
[0065]加工程序变更部30包含判定部33a。判定部33a，基于第一刀具路径R1、刀具T的形状及工件的初期形状，当在第一刀具路径R1中进行了加工的情况下，判定刀具T的有效刃长ECL是否不足。例如，判定部33a，推定刀具T与工件W接触的长度。然后，判定部33a，在接触的长度超过有效刃长ECL的情况下，能判别为有效刃长ECL不足。
[0066]在判定部33a中，在刀具T的有效刃长ECL比切削的部分长的情况下，能判别为可由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工。在此情况下，判定部33a将第一加工程序P1作为第二加工程序P2输出。即，不变更第一加工程序P1地作为第二加工程序P2输出。
[0067]判定部33a，在刀具T的有效刃长ECL比切削的部分短的情况下，能判别为刀具T的有效刃长ECL不足。判定部33a，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，将第一刀具路径R1向刀具路径变更部35送出。
[0068]刀具路径变更部35包含推定部36a。推定部36a，在第一刀具路径R1中，推定作为刀具T的有效刃长ECL不足的部分的不足部分。在本实施方式中，将作为刀具T的有效刃长ECL不足的区域的不足区域作为不足部分进行推定。推定部36a，在各个移动点，判别是否能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工，设定不足 区域。例如，参照图5，推定部36a，能将包含移动点MP33a、MP34a在内的第一刀具路径R1的区域设定成不足区域。接着，在各个移动点上，在刃部CP的有效刃长ECL不足的情况下，进行使移动点在刀具T的轴方向移动的运算。
[0069]参照图6，刀具路径变更部35包含移动后路径生成部37a。移动后路径生成部37a，在不足区域中，将第一刀具路径R1移动到能由有效刃长ECL的部分进行加工的路径，生成移动后的刀具路径R3。例如，参照图5，移动后路径生成部37a，将移动点MP33a、MP34a在刀具T的轴方向移动，生成移动点MP33b、MP34b。移动后路径生成部37a，在移动后的刀具路径R3上设定包含移动点MP31a、MP32a、MP33b、MP34b在内的路径。
[0070]这样，刀具路径变更部35，对全部的移动点判别刀具T的有效刃长ECL是否不足，在有效刃长ECL不足的情况下，将移动点在刀具T的轴方向移动，生成移动后的刀具路径R3。作为刀具路径变更部，不限于此方式，能由任意的控制移动刀具路径到能由有效刃长ECL的部分在第一刀具路径中进行加工。例如，也可以使第一刀具路径在与刀具的轴方向不同的方向移动。
[0071]参照图5，当在移动后的刀具路径R3中进行加工之后，切削残留部分残存在工件W上。参照图6，刀具路径变更部35，包含生成用于加工切削残留部分的辅助的刀具路径的辅助路径生成部38。辅助路径生成部38，包含判定部33b、推定部36b及移动后路径生成部37b。
[0072]判定部33b，具有与判定部33a同样的功能。判定部33b，在将在直到现在之前生成了的刀具路径中加工了的工件W在第一刀具路径R1中加工了的情况下，判定是否产生不足区域。当在第一刀具路径R1中加工了的情况下不产生不足区域的情况下，判定部33b组合直到现在之前生成了的刀具路径生成第二刀具路径R2。然后，判定部33b，将第二刀具路径R2向程序生成部39送出。程序生成部39，基于第二刀具路径R2生成第二加工程序P2。
[0073]推定部36b具有与推定部36a同样的功能。另外，移动后路径生成部37b具有与移动后路径生成部37a同样的功能。在判定部33b中，如果在第一刀具路径R1中进行加工，则在判别为刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，由推定部36b推定不足区域。然后，由移动后路径生成部37b生成移动了第一刀具路径R1的移动后的刀具路径。
[0074]接着，返回判定部33b，与前次同样，当在第一刀具路径R1中进行了加工的情况下，判别刀具T的有效刃长ECL是否不足。即，当在第一刀具路径中切削了工件W的切削残留部分的情况下，判别刀具T的有效刃长ECL是否不足。在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，在推定部36b及移动后路径生成部37b中，进一步生成移动后的刀具路径。
[0075]这样，在判定部33b中，当在第一刀具路径R1中加工了工件W时，直到能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工为止反复地生成移动后的刀具路径。即，追加移动后的刀具路径。组合了由辅助路径生成部38生成了的移动后的刀具路径R3和由辅助路径生成部38最后选定了的第一刀具路径R1的路径，与辅助的刀具路径相当。而且，判定部33b，在能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，组合第一刀具路径R1和直到现在之前生成了的一个以上的移动后的刀具路径R3，生成第二刀具路径R2，将第二刀具路径R2向程序生成部39送出。
[0076]本实施方式的加工程序变更部30，具备显示部34。在显示部34，能显示与在判定部33a、33b中判定了的结果有关的信息、第一刀具路径R1的信息、移动后的刀具路径R3的信息及第二刀具路径R2的信息等。使用者基于这些信息能确认生成了的刀具路径或者修正生成了的刀具路径。
[0077]在本实施方式中，作为不足部分推定作为刀具T的有效刃长ECL不足的区域的不足区域，此后使包含在不足区域中的移动点移动。不足部分，不限于此方式，能采用一个移动点。即，对一个移动点判别刀具T的有效刃长ECL是否不足，在有效刃长ECL不足的情况下，使一个移动点移动。而且，能对全部的移动点反复进行每个移动点的判别及移动。
[0078]图7表示本实施方式的刀具路径的生成方法的流程图。在本实施方式中，在加工程序变更部30中，基于此方法实施了控制。用于加工工件W的第一刀具路径R1被预先设定。
[0079]在步骤S101中，取得加工数据。在加工数据中，包含工件的初期形状数据D2及刀具的形状数据D3。在步骤S102中，取得第一刀具路径R1。第一刀具路径R1，在取得了第一加工程序P1之后，能从此第一加工程序P1取得。
[0080]接着，在步骤S103中，基于第一刀具路径R1和工件W的形状，进行判定如果由第一刀具路径R1进行加工则刀具T的有效刃长ECL是否不足的判定工序。即，判别是否能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工。在步骤S103中，在能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，向步骤S109转移。在步骤S109中，生成将直到现在之前生成了的刀具路径组合在一起的第二刀具路径。在第一步骤S103中，在被判别为能在第一刀具路径中进行加工的情况下，在步骤S109中，生成与第一刀具路径相同的第二刀具路径。
[0081 ]在步骤S103中，在刀具T的有效刃长ECL不足的情况下，向步骤S104转移。在步骤S104中，进行推定有效刃长ECL不足的不足部分的推定工序。在本实施方式中，作为不足部分推定不足区域。接着，在步骤S105中，进行在不足区域中生成移动后的刀具路径的移动后路径生成工序。生成移动了第一刀具路径的移动后的刀具路径，直到能由有效刃长ECL的部分进行加工的路径。在本实施方式中，如上述的那样，生成在沿刀具T的轴方向地从工件W离开的方向移动了第一刀具路径R1的刀具路径。
[0082]接着，进行生成用于加工在工件W上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径的辅助路径生成工序。在步骤S106中，为了加工在工件W上残存的切削残留部分，选择是否生成与切削残留部分对应的刀具路径。此选择，由使用者预先设定。为了对切削残留部分进行切肖IJ，能再一次选定第一刀具路径R1的整体的刀具路径。或者，在第一刀具路径R1之中，能选定产生了切削残留部分的区域的第一刀具路径。即，能选择第一刀具路径R1的一部分的路径。在步骤S106中，在第一刀具路径R1的整体的路径被选择了的情况下，向步骤S107转移。
[0083]在步骤S107中，作为用于对切削残留部分进行切削的刀具路径设定第一刀具路径R1，返回步骤S103。在步骤S106中，在与切削残留部分对应的刀具路径被选择了的情况下，向步骤S108转移。在步骤S108中，生成与切削残留部分对应的第一刀具路径R1的一部分的刀具路径。此后，向步骤S103转移。
[0084]在步骤S103中，基于第一刀具路径的整体或者一部分的刀具路径，判别是否能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工。在此，在不能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，再次向步骤S104转移。然后，反复进行判定工序、不足部分的推定工序、移动后路径生成工序。这样，当在第一刀具路径R1中加工了工件时直到能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工为止反复进行判定工序、推定工序及移动后路径生成工序。每当反复进行移动后路径生成工序时，都追加移动后的刀具路径。生成包含这样的被追加了的移动后的刀具路径和最终进行加工的第一刀具路径R1在内的辅助的刀具路径。另外，辅助的刀具路径，也存在不追加移动后的刀具路径地仅成为第一刀具路径R1的情况。
[0085]在步骤S103中，在能由刀具T的有效刃长ECL的部分进行加工的情况下，向步骤S109转移。在步骤109中，生成包含直到现在之前生成了的移动后的刀具路径和第一刀具路径R1在内的第二刀具路径R2。
[0086]接着，对用于加工切削残留部分的刀具路径的生成方法，举出加工其它工件的实施例进行说明。
[0087]图8表示具有目标形状的工件的概要立体图。图9表示具有初期形状的工件W的立体图。参照图8及图9，在此加工例中，切削初期形状的工件W的一部分做成目标形状TS。在此加工中，包含在工件W上形成凹部61的工序。
[0088]图10表示形成工件的凹部的部分的放大概要剖视图。为了在工件W上形成凹部61，如第一刀具路径R1所示，需要在沿凹部61的形状的刀具路径中进行加工。可是，如果在第一刀具路径R1上配置刀具T的刀具中心TC，则刀具T的有效刃长ECL不足。在刀具T的有效刃长ECL不足的不足区域中，第一刀具路径R1在刀具T的轴方向被移动而生成移动后的刀具路径R3o
[0089]图11表示工件及第一刀具路径的概要立体图。图12表示工件及移动后的刀具路径的概要立体图。图11及图12所示的工件W，加工到了目标形状。如图11所示，第一刀具路径R1，生成了多次反复进行沿工件W的目标形状的圆周方向的移动的路径。可是，如上述的那样，在凹部61部分中刀具T的有效刃长ECL不足。因此，如图12所示，在移动后的刀具路径R3中，设定了在形成凹部61的区域中在轴方向移动了刀具T的路径。
[0090]通过在移动后的刀具路径R3中进行切削，在与工件W的凹部61 对应的部分上产生切削残留部。为了对切削残留部分进行切削，如图11所示，能设定第一刀具路径R1的整体的路径。可是，在切削到了目标形状的部分上也设定了刀具路径。因此，能生成将切削到了目标形状的部分除外的刀具路径。
[0091]图13表示工件及与切削残留部分对应的刀具路径的概要立体图。图13所示的工件W，加工到了目标形状。在图13所示的例中，生成了与切削残留部分对应的刀具路径R4。刀具路径R4，与从第一刀具路径R1选拔了切削残留部分的区域的刀具路径的第一刀具路径R1的一部分的路径相当。这样，通过生成与切削残留部分对应的刀具路径，能缩短切削残留部分的加工时间。
[0092]本实施方式的刀具路径生成方法及刀具路径生成装置，因为考虑刀具的有效刃长地生成刀具路径，所以在切削的部分长而不能由一次进行加工的情况下，也能不用事前除去工件的剩余部分地进行加工。或者，能避免用于除去剩余部分的刀具路径的生成、生成了的刀具路径的确认及刀具路径的重新生成等作业，能在短时间内生成刀具路径。另外，能将刀具路径的生成自动化，能容易地生成刀具路径。
[0093]在本实施方式中，在用于加工切削残留部分的辅助的刀具路径的生成的情况下，只要不能在第一刀具路径中进行加工，就反复进行在刀具的轴方向移动了的移动后的刀具路径的生成。这样，通过反复进行由同样的方法进行的刀具路径的生成，能简化刀具路径的生成方法。
[0094]在本实施方式中，辅助的刀具路径的生成，只要能在第一刀具路径中进行加工，就选定第一刀具路径。这样，基于第一刀具路径生成了刀具路径，但不限于此方式，作为辅助的刀具路径，能设定能除去切削残留部分的任意的路径。例如，也可以预先设定预切削的深度的上限，设定从工件的表面起的切削深度，生成辅助的刀具路径。
[0095]在本实施方式的移动后的刀具路径的生成中，生成了在刀具的轴方向在离开的方向移动了第一刀具路径的移动后的刀具路径。通过采用此方法，能抑制刀具与工件、机床的结构零件干涉。例如，如果在与刀具的轴方向不同的方向移动刀具路径，则存在刀具保持架与工件的一部分接触的情况。通过使刀具相对于工件在刀具的轴方向移动，能抑制这样的机床的一部分和工件的干涉。另外，在刀具路径的移动中，不限于上述的方式，除了移动点的移动之外，也可以变更刀具相对于工件的倾斜角度。
[0096]可是，在本实施方式的刀具路径生成方法及刀具路径生成装置中，根据预先确定了的方法变更了刀具路径。因此，存在移动后的刀具路径包含不希望的路径的情况。例如，存在如下的情况:在移动后的刀具路径中包含了刀具的行进方向变化得大的路径或者包含了弯曲的路径。在本实施方式中，在这样的情况下修改移动后的刀具路径，生成修改后的刀具路径。
[0097]图14表示刀具的行进方向变化得大的移动后的刀具路径的概要图。由移动点和箭头说明各个刀具路径。第一刀具路径，包含移动点MPla?MP6a。
[0098]相对于第一刀具路径，刀具的有效刃长不足，设定了移动后的刀具路径。如箭头82所示，各个移动点MPla?MP6a，通过刀具T的轴方向的移动，移动到移动点MPlb?MP6b。
[0099]在此实施例中，第一刀具路径的移动点MP3a，移动到移动点MP3b。另外，第一刀具路径的移动点MP4a，移动到移动点MP4b。可是，在从移动点MP3a到移动点MP4a的路径中，刀具相对于工件的倾斜角度变化得大。从移动点MP3a移动到移动点MP4a时的刀具相对于工件的行进方向，由箭头86表示。另外，从移动点MP3b移动到移动点MP4b时的刀具相对于工件的行进方向，由箭头87表示。
[0100]图15表示说明第一刀具路径中的刀具的行进方向和移动后的刀具路径中的刀具行进方向的概要图。选拔了与图14中的移动点MP3a、MP4a、MP3b、MP4b有关的行进方向的箭头。参照图14及图15，第一刀具路径中的刀具的行进方向由箭头86表示。另外，移动后的刀具路径中的刀具的行进方向由箭头87表示。箭头86所示的刀具的行进方向和箭头87所示的刀具的行进方向，可知是大致相反方向。即，刀具的行进方向反转了。如果刀具相对于工件的行进方向急剧地变化，则产生大的加速度，存在过剩的力加在机床上的问题。或者，产生加工精度降低的危险。
[0101]在本实施方式中，在移动后的刀具路径中的刀具的行进方向相对于第一刀具路径中的刀具的行进方向急剧地变化的情况下，修改移动后的刀具路径。在本实施方式中，判别是否存在表示刀具的行进方向的变化的角度Θ成为判定角度以上的特定的路径。在本实施方式中，将判定角度设定为90°。在存在刀具的行进方向以90°以上的角度变化的特定的路径的情况下，进行除去与特定的路径对应的移动点的修改。
[0102]在图14及图15所示的例中，在移动后的刀具路径中在从移动点MP3b向移动点MP4b的移动中，刀具的行进方向变化了90°以上。因此，能判别为箭头87所示的路径成为特定的路径。
[0103]图16表示说明移动后的刀具路径的修改的概要图。与特定的路径对应的移动点，包含作为箭头87的始点的移动点MP3b及作为箭头87的终点的移动点MP4b。因此，将移动点MP3b及移动点MP4b除外。而且，如箭头88所示，生成将移动点MP2b和移动点MP5b短路的路径。包含移动点MP1 b、MP2b、MP5b、MP6b在内的路径与修改后的刀具路径相当。在此，进行短路了的路径中的干涉检查，通过此干涉检查，在判别为存在干涉的情况下，不进行移动点MP3b及移动点MP4b的除外。
[0104]这样，能从移动后的刀具路径将行进方向急剧地变化的路径除外。通过此方法，能避免刀具相对于工件的行进方向急剧地变化，抑制对机床的负担。另外，能抑制加工精度的下降。
[0105]接着，对移动后的刀具路径的其他的修改方法进行说明。图17表示刀具路径弯曲的移动后的刀具路径的概要图。在图17所示的例子中，表示了移动点MPllb?MP14b。移动后的刀具路径，由箭头91、箭头92及箭头93表示。在此，移动后的刀具路径，当在箭头91所示的方向行进了之后，在箭头92所示的方向行进。此时，移动后的刀具路径弯曲了。即，刀具路径折曲了。另外，当在箭头92所示的方向行进了之后在箭头93所示的方向行进时，刀具路径也弯曲了。
[0106]在其它修改方法中，判定在移动后的刀具路径中是否包含弯曲的路径。判别在移动后的刀具路径中是否包含成为角的部分。而且，当在移动后的刀具路径中包含弯曲的路径的情况下，进行将弯曲的路径变更成曲线状的路径的修改。在图17的例子中，将箭头91、92、93所示的弯曲的刀具路径修改成箭头99、93所示的曲线状的刀具路径。朝向工件的外侧弯曲的路径，变更成凹状的曲线的路径。朝向工件的内侧弯曲的路径，变更成凸状的曲线的路径。即，以修改后的刀具路径相对于移动后的刀具路径位于工件的外侧的方式变更路径。箭头99所示的路径与修改后的刀具路径相当。
[0107]图18表示刀具的轴方向的移动量相对于移动点的位置的坐标图。在此实施例中，如箭头82所示，移动第一刀具路径生成了移动后的刀具路径。第一刀具路径，包含了移动点MPlOa?MP14a。移动后的刀具路径，包含了移动点MPlOb?MP14b。在此，箭头92所示的刀具路径相对于箭头91所示的刀具路径弯曲了。另外，箭头93所示的刀具路径相对于箭头92所示的刀具路径弯曲了。移动AMP 12b及移动Amp i 3b成为了弯曲点。因此，修改从移动点MP 11 b到移动Amp i 3b的刀具路径。
[0108]图19表示修改了移动后的刀具路径的修改后的刀具路径的坐标图。移动Ampi 3b成为弯曲点的箭头92所示的刀具路径，修改成凸状的圆弧的刀具路径。如箭头95所示，以通过移动点MP 13b的方式生成圆弧状的刀具路径。移动点MP 12b成为弯曲点的箭头91所示的刀具路径，修改成凹状的圆弧的刀具路径。其结果，新生成移动点MP15b和移动Amp i 6b。而且，如箭头96所示，生成从移动点MP15b朝向移动点MP16b的刀具路径。
[0109]生成修改后的刀具路径时的圆弧的直径，使用者能设定成任意的值。例如，能将箭头94所示的圆弧的直径及箭头95所示的圆弧的直径设定成与刀具直径相同。
[0110]接着，对各个修改后的移动点，存储修改后的刀具的轴方向的移动量。使各个移动点按照存储的移动量在刀具T的轴方向移动，生成修改后的刀具路径的移动点。在修改中新生成了的移动点MP15b及移动点MP16b的位置，例如，能通过内插移动点MPllb和移动点MP13b来设定。
[0111]这样，在其它修改方法中也能生成修改后的刀具路径。通过修改刀具的轴方向的移动量，能将弯曲的路径变更成曲线状的路径。能避免刀具的行进方向相对于工件急剧地变化，抑制对机床的负担。另外，能抑制加工精度的下降。另外，通过将弯曲的路径修改成曲线状的路径，在刀具的移动方向的变化得大的情况下，不修改刀具路径。
[0112]图20表示修改本实施方式中的移动后的刀具路径的方法的流程图。此方法，例如，能作为图7所示的移动后的刀具路径的生成的步骤S105实施。在步骤S201中，生成刀具在轴方向移动了的移动后的刀具路径。
[0113]接着，在步骤S202中，判别 是否存在移动后的刀具路径中的刀具的行进方向进行90°以上变化的特定的路径。在步骤S202中，在不存在特定的路径的情况下，向步骤S204转移。在步骤S202中，在存在特定的路径的情况下，向步骤S203转移。在步骤S203中，删除与特定的路径对应的移动点。
[0114]接着，在步骤S204中，判别在移动后的刀具路径中是否存在弯曲的部分。在步骤S204中，当在刀具路径中没有弯曲的部分的情况下结束移动后的刀具路径的修改。在步骤S204中，当在刀具路径中存在弯曲的部分的情况下，向步骤S205转移。
[0115]在步骤S205中，将弯曲的路径修改成曲线状的路径。然后，结束移动后的刀具路径的修改。例如，向图7的流程图的步骤S106转移。
[0116]图21表示本实施方式中的第二加工系统的框图。在第二加工系统中，机床40具有变更上述的CAM装置20的刀具路径的功能。机床40的数值控制装置50，包含加工程序变更部30。在第二加工系统中，加工程序变更部30作为刀具路径生成装置发挥功能。包含在由CAM装置20输出的第一加工程序中的刀具路径与第一刀具路径相当。
[0117]数值控制装置50，包含输入部31、判定部33a、刀具路径变更部35。输入部31，读入第一加工程序P1而取得第一刀具路径。而且，当在第一刀具路径中有效刃长不足的情况下，生成包含移动后的刀具路径在内的第二刀具路径，输出第二加工程序P2。第二加工系统中的显示部34，被配置在机床40上，在显示部34显示判定部33a的判定结果等。
[0118]数值控制装置50，包含读取解释部51、插补运算部52及伺服马达控制部53。读取解释部51，读入第二加工程序P2，将移动指令向插补运算部52送出。插补运算部52，运算每个插补周期的位置指令，将位置指令向伺服马达控制部53送出。伺服马达控制部53，基于位置指令算出各移动轴的移动量，驱动各轴伺服马达S。
[0119]即使在具备这样的加工程序变更部的机床中，也能不用事前除去工件的剩余部分地进行加工。另外，能避免用于除去剩余部分的刀具路径的生成、生成了的刀具路径的确认及刀具路径的重新生成的作业，能在短时间内生成刀具路径。另外，能容易地生成刀具路径。
[0120]在本实施方式中，例示了具有5根移动轴的机床，但不限于此方式，能使用刀具相对于工件进行相对移动的任意的机床。例如，能将本发明适用于具有三根直动轴的3轴的机床。
[0121]在上述的各个控制、方法中，能在不变更功能及作用的范围内适当变更步骤的顺序。在上述的各个图中，对于相同或者相等的部分附加了相同的符号。另外，上述的实施方式是例示，不是对发明进行限定的实施方式。另外，在实施方式中，包含了权利要求书所示的方式的变更。
[0122]符号的说明:
[0123]20: CAM 装置
[0124]30:加工程序变更部
[0125]31:输入部
[0126]33a、33b:判定部
[0127]35:刀具路径变更部
[0128]36a、36b:推定部
[0129]37a、37b:移动后路径生成部
[0130]38:辅助路径生成部
[0131]39:程序生成部
[0132]40:机床
[0133]50;数值控制装置
[0134]51:读取解释部
[0135]52:插补运算部
[0136]53:伺服马达控制部
[0137]R1:第一刀具路径
[0138]R2:第二刀具路径
[0139]R3:移动后的刀具路径
[0140]D1:目标形状数据
[0141]D2:初期形状数据
[0142]D3:刀具的形状数据
[0143]P1:第一加工程序
[0144]P2:第二加工程序
[0145]T:刀具
[0146]CP:刃部
[0147]W:工件
[0148]TS:目标形状
[0149]ECL:有效刃长
[0150]]\^113?]\03613:移动点。
【主权项】
1.一种刀具路径生成方法，其是生成由机床加工工件的刀具路径的刀具路径生成方法，其特征在于， 预先设定了用于加工上述工件的第一刀具路径，并包含: 判定工序，该判定工序基于上述第一刀具路径和上述工件的形状，判定如果在上述第一刀具路径中进行加工则刀具的有效刃长是否不足； 推定工序，该推定工序在上述判定工序在上述刀具的上述有效刃长不足的情况下，推定上述有效刃长不足的不足部分； 移动后路径生成工序，该移动后路径生成工序生成将上述不足部分的路径相对于上述第一刀具路径移动到了能由上述有效刃长的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径;和辅助路径生成工序，该辅助路径生成工序生成用于加工在上述移动后的刀具路径中进行加工之后的上述工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径。2.如权利要求1记载的刀具路径生成方法，其特征在于， 上述移动后路径生成工序包含生成在上述刀具相对于上述工件在上述刀具的轴方向相对离开的方向移动了上述第一刀具路径的上述移动后的刀具路径的工序。3.如权利要求1记载的刀具路径生成方法，其特征在于， 上述辅助路径生成工序包含上述判定工序、上述推定工序及上述移动后路径生成工序， 在上述判定工序中包含在能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工的情况下选定上述第一刀具路径的工序， 上述辅助路径生成工序，包含直到在上述判定工序中在上述第一刀具路径中加工了上述工件时能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工为止反复进行上述判定工序、上述推定工序及上述移动后路径生成工序而生成上述移动后的刀具路径的工序;和生成包含上述移动后的刀具路径及上述第一刀具路径在内的上述辅助的刀具路径的工序。4.如权利要求1记载的刀具路径生成方法，其特征在于， 上述第一刀具路径及上述移动后的刀具路径，由移动多个移动点的路径构成， 上述移动后路径生成工序包含: 判定是否存在上述移动后的刀具路径中的上述刀具的行进方向相对于上述第一刀具路径中的上述刀具的行进方向以判定角度以上的角度进行变化的特定的路径的工序;和在存在上述特定的路径的情况下，从上述移动后的刀具路径将与上述特定的路径对应的上述移动点除外的工序。5.如权利要求1记载的刀具路径生成方法，其特征在于， 上述移动后路径生成工序包含: 判定在上述移动后的刀具路径中是否包含弯曲的路径的工序;和 在包含上述弯曲的路径的情况下，将上述弯曲的路径变更成曲线状的路径的工序。6.—种刀具路径生成装置，其是生成包含加工工件的刀具路径在内的加工程序的刀具路径生成装置，其特征在于，具备: 判定部，该判定部基于第一刀具路径和上述工件的形状，判定如果在上述第一刀具路径中进行加工则刀具的有效刃长是否不足； 推定部，该推定部在上述刀具的上述有效刃长不足的情况下，推定上述刀具的上述有效刃长不足的不足部分； 移动后路径生成部，该移动后路径生成部生成将上述不足部分的路径相对于上述第一刀具路径移动到了能由上述有效刃长的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径； 辅助路径生成部，该辅助路径生成部生成用于加工在上述移动后的刀具路径中进行加工之后的上述工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径； 程序生成部，该程序生成部生成基于上述移动后的刀具路径及上述辅助的刀具路径的设定了第二刀具路径的加工程序。7.如权利要求6记载的刀具路径生成装置，其特征在于， 上述移动后路径生成部，生成使上述第一刀具路径在上述刀具相对于上述工件在上述刀具的轴方向相对地离开的方向移动了的刀具路径。8.如权利要求6记载的刀具路径生成装置，其特征在于， 上述辅助路径生成部包含上述判定部、上述推定部及上述移动后路径生成部， 上述判定部以在可由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工的情况下选定上述第一刀具路径的方式形成， 上述辅助路径生成部直到在上述判定部中在上述第一刀具路径中加工了上述工件时能由上述刀具的上述有效刃长的部分进行加工为止反复地生成上述移动后的刀具路径，并生成包含上述移动后的刀具路径及上述第一刀具路径在内的上述辅助的刀具路径。
【专利摘要】一种刀具路径生成方法及刀具路径生成装置，该刀具路径生成装置是生成加工程序的刀具路径生成装置，具备判定如果在第一刀具路径(R1)中进行加工则刀具的有效刃长(ECL)是否不足的判定部(33)；和推定刀具的有效刃长(ECL)不足的不足部分的推定部(36)。刀具路径生成装置具备生成将不足部分的路径相对于第一刀具路径(R1)移动到能由有效刃长(ECL)的部分进行加工的路径的移动后的刀具路径(R3)的移动后路径生成部(37)；和生成用于加工在工件上残存的切削残留部分的辅助的刀具路径的辅助路径生成部(38)。
【IPC分类】G05B19/4093
【公开号】CN105492980
【申请号】CN201380078917
【发明人】谷川优毅, 大友佑二, 浅见聪一郎
【申请人】株式会社牧野铣床制作所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年9月13日
【公告号】EP3045991A1, WO2015037150A1
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