槽加工方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置制造方法
【专利摘要】一种槽加工方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置，该槽加工方法是组合旋转进给轴和其它进给轴地一边使旋转刀具和工件相对地移动一边在上述工件上形成槽部的槽加工方法，其中，包含加工工序，该加工工序使用上述旋转刀具，在沿上述槽部延伸的方向的刀具路径中使上述旋转刀具相对地移动来加工上述工件，上述旋转刀具具有比上述槽部的槽宽度小的直径，上述加工工序，以上述旋转刀具与将在上述工件上形成的上述槽部的槽宽度作为直径的圆内接的方式，变更上述旋转刀具相对于上述工件的相对位置地进行多次的加工。
【专利说明】槽加工方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及槽加工方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置。
【背景技术】
[0002]在以往的技术中，使旋转刀具旋转来进行工件的切削等的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旋转刀具的路径，一边使旋转刀具相对于工件自动地移动一边进行加工的数值控制式的机床已被众所周知。
[0003]在机床中，能进行在工件的表面上形成槽部的槽加工。在槽加工中，通过在由立铣刀等旋转刀具切削工件的同时变更工件和旋转刀具的相对位置，能形成在所希望的方向延伸的槽部。
[0004]在日本特开平11-347823号公报(专利文献1)中，公开了一种如下的切削加工方法:在进行立铣刀的往复移动的深的槽的加工中，使切削阻力的方向和大小相对于刀具进给方向成为一定。在此槽的加工中，通过将在往路和复路中切削的深度设定成相互不同，使切削阻力相等。由此加工方法，能防止槽的弯曲、偏差等形状精度的恶化。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平11-347823号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在制造在圆柱状的构件的圆周方向的表面上形成槽部的圆筒凸轮等的情况下，能一边使旋转刀具相对于工件的位置相对地旋转一边形成槽部。即，通过进行绕规定的旋转轴旋转的相对移动，能在圆周方向的表面上形成槽部。
[0010]可是，当在工件的表面上形成槽宽度大的槽部的情况下，能使用具有与槽宽度相同的直径的大型的旋转刀具。通过使大型的旋转刀具沿槽部延伸的方向移动，能形成所希望的宽度的槽部。但是，在此情况下，在旋转刀具磨损的情况下等存在不能进行槽宽度的微调整的问题。另外，存在为了变更槽宽度必须准备具有与所希望的槽宽度相同的直径的旋转刀具的问题。
[0011]另一方面，在形成槽宽度大的槽部的情况下，能使用使旋转刀具进行行星旋转运动的专用的刀具头(偏心保持架但是，进行行星旋转运动的专用的刀具头，因为刚性小，所以不能加大切入量。因此，需要将刀具头的进给速度设定得小。另外，因为旋转刀具一边自转一边公转，所以未与进行切削的面接触的时间变长。因为这些理由，所以在使用进行行星旋转运动的刀具头的情况下，存在加工时间变长的问题。另外，在形成圆筒凸轮等槽部的情况下，存在着加工精度低，不能以所希望的槽宽度精度良好地进行加工的问题。
[0012]为了解决课题的手段
[0013]本发明的槽加工方法，是组合旋转进给轴和其它进给轴地一边使旋转刀具和工件相对地移动一边在上述工件上形成槽部的槽加工方法，其特征在于，包含加工工序，该加工工序使用上述旋转刀具，在沿上述槽部延伸的方向的刀具路径中使上述旋转刀具相对地移动来加工上述工件，上述旋转刀具具有比上述槽部的槽宽度小的直径，上述加工工序，以上述旋转刀具与将在上述工件上形成的上述槽部的槽宽度作为直径的圆内接的方式，变更上述旋转刀具相对于上述工件的相对位置地进行多次的加工。
[0014]在上述发明中，上述加工工序，以将上述槽部的槽宽度作为直径的圆的中心轴和上述旋转刀具的中心轴成为平行的方式设定上述旋转刀具的倾斜。
[0015]在上述发明中，上述加工工序，包含沿上述槽部延伸的方向使上述旋转刀具往复移动的往复移动工序，在上述往复移动工序的往路中，加工上述槽部的一方的侧面，在上述往复移动工序的复路中，一边将上述旋转刀具的自转的旋转方向维持成与往路相同一边加工上述槽部的另一方的侧面。
[0016]在上述发明中，与将上述槽部的槽宽度作为直径的上述圆内接的范围，具有进行上述槽部的侧面的加工的范围和不进行上述槽部的侧面的加工的范围，上述加工工序，在进行上述槽部的侧面的加工的范围内变更上述旋转刀具的相对位置地进行多次的加工。
[0017]在上述发明中，在将相对于上述槽部延伸的方向垂直的方向作为基准方向的情况下，相对于上述基准方向在预定的角度的范围的内部，变更上述旋转刀具相对于上述工件的相对位置地进行多次的加工。
[0018]本发明的机床的控制装置，是组合旋转进给轴和其它进给轴地一边使具有比槽部的槽宽度小的直径的旋转刀具和工件相对地移动一边在上述工件上形成上述槽部的机床的控制装置，其特征在于，具备:读取用于由具有与上述槽部的槽宽度相同的直径的假想的旋转刀具形成上述槽部的输入信息的输入信息读取部；和基于上述输入信息，设定使上述旋转刀具在上述槽部延伸的方向相对移动的刀具路径的路径设定部，上述路径设定部，以上述旋转刀具与将在上述工件上形成的上述槽部的槽宽度作为直径的圆内接的方式，设定变更了上述旋转刀具相对于上述工件的相对位置的多次的加工的刀具路径。
[0019]在上述发明中，上述路径设定部，包含:基于上述输入信息设定由上述假想的旋转刀具形成上述槽部时的假想的行进方向的假想行进方向设定部；使用上述假想的行进方向来设定配置上述旋转刀具的范围的范围设定部；和设定将上述旋转刀具配置在配置上述旋转刀具的范围的内部的多个位置的位置设定部。
[0020]在上述发明中，与将上述槽部的槽宽度作为直径的上述圆内接的范围，具有进行上述槽部的侧面的加工的范围和不进行上述槽部的侧面的加工的范围，上述位置设定部，在进行上述槽部的侧面的加工的范围内设定上述旋转刀具的位置。
[0021]在上述发明中，上述范围设定部，通过将相对于上述假想的行进方向垂直的方向设定为基准方向，并相对于上述基准方向设定预定的角度的范围，设定配置上述旋转刀具的范围。
[0022]本发明的刀具路径生成装置，是组合旋转进给轴和其它进给轴地一边使具有比槽部的槽宽度小的直径的旋转刀具和工件相对地移动一边生成在上述工件上形成上述槽部的刀具路径的刀具路径生成装置，其特征在于，具备:读取上述工件的形状数据的形状数据读取部；基于上述形状数据，设定使上述旋转刀具在上述槽部延伸的方向相对移动的刀具路径的路径设定部，上述路径设定部，以旋转刀具与将在上述工件上形成的上述槽部的槽宽度作为直径的圆内接的方式，设定变更了上述旋转刀具相对于上述工件的相对位置的多次的加工的刀具路径。
[0023]发明的效果
[0024]根据本发明，能提供一种当在工件上形成槽部的情况下能在短的加工时间内精度良好地进行加工的槽加工方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是实施方式中的数值控制式的机床的概要图。
[0026]图2是在实施方式中进行槽加工的工件和槽部的概要图。
[0027]图3是用比较例的旋转刀具来进行槽加工时的工件和槽部的概要图。
[0028]图4是说明用比较例的旋转刀具来进行槽加工时的旋转刀具的中心轴的轨迹的图。
[0029]图5是说明用比较例的旋转刀具来进行槽加工时的假想行进方向和加工槽部的侧面的部分的概要图。
[0030]图6是用实施方式的旋转刀具来进行槽加工时的概要剖视图。
[0031]图7是在实施方式的槽加工方法中说明第一次的往路的加工和复路的加工的概要图。
[0032]图8是在实施方式的槽加工方法中说明第二次的往路的加工和复路的加工的概要图。
[0033]图9是在实施方式的槽加工方法中说明第三次的往路的加工和复路的加工的概要图。
[0034]图10是在实施方式的槽加工方法中说明第一次的往路的加工的概要剖视图。
[0035]图11是在实施方式的槽加工方法中说明第一次的复路的加工的概要剖视图。
[0036]图12是在实施方式的槽加工方法中说明第二次的往路的加工的概要剖视图。
[0037]图13是在实施方式的槽加工方法中说明第二次的复路的加工的概要剖视图。
[0038]图14是在实施方式的槽加工方法中说明第三次的往路的加工的概要剖视图。
[0039]图15是在实施方式的槽加工方法中说明第三次的复路的加工的概要剖视图。
[0040]图16是对实施方式中的工件进行加工的加工系统的概要图。
[0041]图17是说明实施方式中的机床的控制装置的控制的流程图。
[0042]图18是说明比较例的旋转刀具的假想行进方向的概要剖视图。
[0043]图19是在实施方式的机床的控制装置的控制中，说明旋转刀具的假想行进方向和配置旋转刀具的范围的概要图。
[0044]图20是说明弧形切削残余高度的概要图。
[0045]图21是实施方式中的另一个加工系统的概要图。
【具体实施方式】
[0046]为了实施发明的方式
[0047]参照图1至图21，对实际的方式中的槽加工方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置进行说明。作为本实施方式的机床，以主轴在水平方向延伸的卧式多工序自动数字控制机床为例进行说明。
[0048]图1是本实施方式中的数值控制式的机床的概要图。机床10，具备设置在工厂等的地板面上的底座12。在底座12的上面上，固定了 2轴导轨28。本实施方式中的2轴，是水平方向。2轴导轨28，被配置成在2轴方向(在图1中为左右方向)延伸。
[0049]本实施方式中的机床10，具备使旋转刀具22和工件1相对移动的移动装置。在2轴导轨28的上面上，配置了工作台14。工作台14，被配置成相对于2轴导轨28可以滑动。工作台14，沿2轴移动。在工作台14的上面上，配置了用于使工件1在8轴方向旋转的数值控制式的旋转工作台42。在旋转工作台42的上面上，经工件用的保持构件40固定工件10
[0050]在底座12的上面上，固定了 X轴导轨36。本实施方式中的X轴，与2轴正交，进而在水平方向(与图1的纸面垂直方向)延伸。X轴导轨36，被形成为沿X轴延伸，在X轴导轨36上，可滑动地配置了立柱16。立柱16，沿X轴移动。
[0051]在立柱16中，在与工件1相向的前面上，固定了 V轴导轨34。本实施方式中的V轴，在与X轴及2轴正交的方向延伸。V轴导轨34，沿V轴延伸。在V轴导轨34上，配置了王轴头18。王轴头18，可以滑动地形成在'^轴导轨34上。王轴头18，沿'^轴移动。王轴头18，被形成为旋转自由地支持主轴20。
[0052]本实施方式的移动装置，包含使旋转刀具22相对于工件1在2轴方向上相对移动的2轴移动装置。在本实施方式中，在底座12的内部，在工作台14的下侧配置了 2轴进给丝杠24。2轴进给丝杠24，在2轴方向延伸。在工作台14的下面上，固定了螺母26。螺母26，与2轴进给丝杠24进行螺纹配合。在2轴进给丝杠24的一方的端部，连结了 2轴伺服马达25。通过对2轴伺服马达25进行驱动，使2轴进给丝杠24旋转，螺母26在2轴方向移动。工作台14，与螺母26的移动一起沿2轴导轨28移动。其结果，工件1在2轴方向移动。
[0053]本实施方式的机床10，具备使旋转刀具22相对于工件1在X轴方向相对移动的X轴移动装置。X轴移动装置，与2轴移动装置同样，在底座12的内部，包含配置在立柱16的下侧的X轴进给丝杠。X轴进给丝杠，被形成为在X轴方向延伸，在立柱16的下面上，固定了与X轴进给丝杠进行螺纹配合的螺母37。在X轴进给丝杠的一端，连结了 X轴伺服马达38。通过驱动X轴伺服马达38，使X轴进给丝杠旋转，螺母37在X轴方向移动。立柱16，与螺母37的移动一起，沿X轴导轨36移动。其结果，旋转刀具22在X轴方向移动。
[0054]本实施方式的机床10，具备使旋转刀具22相对于工件1在X轴方向相对移动的X轴移动装置。在立柱16的内部配置了 V轴进给丝杠32。V轴进给丝杠32，被形成为在V轴方向延伸，在主轴头18的背面上，固定了与V轴进给丝杠32进行螺纹配合的螺母30。在V轴进给丝杠32的上端，连结了 V轴伺服马达31。通过驱动V轴伺服马达31，使丫轴进给丝杠32旋转，螺母30在V轴方向移动。主轴头18，与螺母30的移动一起沿X轴导轨34移动。其结果，旋转刀具22在V轴方向移动。
[0055]本实施方式的机床10，具备使旋转刀具22相对于工件1在8轴方向相对移动的8轴移动装置。旋转工作台42，包含用于使工件1旋转的8轴伺服马达43。通过驱动8轴伺服马达43，工件1在8轴方向旋转。
[0056]在主轴20的前端配置了旋转刀具22。在本实施方式中，作为旋转刀具22安装了立铣刀。在主轴20上，连接了用于使旋转刀具22旋转的马达23。通过马达23进行驱动，旋转刀具22以主轴的中心轴为旋转轴进行自转。
[0057]本实施方式中的机床10，具有直线进给轴〈X轴、V轴、2轴)和旋转进给轴(8轴)，通过一边使旋转刀具22旋转一边使立柱16、主轴头18、工作台14分别在X轴、V轴、2轴方向动作，能将固定在工作台14上的工件1切削加工成所希望的形状。进而，通过驱动旋转工作台42，能使工件1绕8轴旋转。本实施方式中的机床10，作为具有8轴的4轴的机床发挥功能。
[0058]本实施方式中，用图1所示的机床10进行在工件1的表面上形成槽部的槽加工方法。
[0059]图2表示本实施方式中的工件1的概要俯视图。在本实施方式中，在圆柱状的工件1的圆周方向的表面上形成槽部66。槽部66，在工件1的表面上呈螺旋状地延伸。通过进行形成这样的槽部66的槽加工，例如，能制造圆筒凸轮等。
[0060]参照图1及图2，当在工件1上形成槽部66的情况下，将工件1固定在旋转工作台42上，以便工件1的中心轴匕与V轴平行。另外，以中心轴匕与旋转工作台42的旋转轴一致的方式固定工件1。在工件1的加工中，除了 X轴方向及V轴方向的移动以外，还在8轴方向使工件1旋转。
[0061]在本实施方式中的槽加工方法中，使用具有比槽部66的槽宽度小的直径的作为第一旋转刀具的旋转刀具22进行切削加工。作为旋转刀具22，例如，能使用立铣刀。本实施方式中的槽部66，其截面形状是大致四角形，具有一方的侧面663及另一方的侧面66匕
[0062]本实施方式中的槽部66的深度以成为一定的方式形成。另外，槽部66的槽宽度也以成为一定的方式形成。在形成这样的槽部66的情况下，使切削时的旋转刀具22的深度方向的相对位置(2轴的位置)不变化地进行沿工件1的表面使X轴的位置、V轴的位置及8轴的位置变化的控制。
[0063]本实施方式的槽加工方法，包含使旋转刀具22沿槽部66的形状往复移动的往复移动工序。在往复移动工序的往路中，加工槽部66的一方的侧面661如箭头95所示，通过使旋转刀具22在槽部66延伸的方向相对移动，加工槽部66的一方的侧面661在本实施方式的机床10中，通过一边如箭头92所示使工件1在V轴方向移动一边如箭头91所示使工件1绕中心轴旋转，进行工件1和旋转刀具22的相对移动。在旋转刀具22到达至预定的槽部66的一端部时，使旋转刀具22在X轴方向和V轴方向移动而配置在复路的位置。此后，改变相对移动的方向进行复路的加工。
[0064]在往复移动工序的复路中，加工槽部66的另一方的侧面66匕通过使旋转刀具22在槽部66延伸的方向相对移动，形成槽部66。在本实施方式中，通过一边如箭头94所示使工件1在X轴方向和X轴方向移动一边如箭头93所示使工件1旋转，进行工件1和旋转刀具22的相对移动。
[0065]可是，在由具有比槽部66的槽宽度小的直径的旋转刀具22进行1次槽部66的侧面66^1、6613的加工的状态下，不能形成所希望的形状的槽部66，在槽部66的侧面66^1、6613中在深度方向的某一部分上产生切削残留。在此，对由具有比槽部66的槽宽度小的直径的旋转刀具22加工槽部66的侧面的情况下的切削残留进行说明。
[0066]图3表示使用比较例的旋转刀具时的工件1的概要俯视图。作为第二旋转刀具的比较例的旋转刀具81，具有与槽部66的槽宽度相同的直径。在使用旋转刀具81的情况下，如箭头95所示，通过沿槽部66延伸的方向进行1次相对移动，能形成槽部66。在本实施方式的机床10中，通过一边使工件1如箭头92所示在X轴方向移动一边如箭头91所示使工件1绕中心轴匕旋转，能形成槽部66。在使用比较例的旋转刀具81的情况下，由1次加工能形成一方的侧面663及另一方的侧面666。
[0067]图4表示说明使用比较例的旋转刀具81时的旋转刀具81的中心轴8匕的轨迹的概要图。在图4所示的例中，以旋转刀具81的中心轴813与工件1的半径方向平行的方式配置旋转刀具81。即，在中心轴8匕的延长上配置工件1的中心轴1&。
[0068]旋转刀具81，如箭头98所示绕中心轴8匕自转。旋转刀具81，其一方的一端部被插入工件1的内部。展开图71，是将工件1的圆周方向的表面如箭头96所示展开的图。在工件1的圆周方向的表面中，表示了中心轴8匕通过的轨迹7匕。另外，旋转刀具81，具有在前端中的中心轴8匕上的点即刀具前端点。展开图72，是将通过刀具前端点的工件1的圆周方向的面如箭头97所示展开的图。在展开图72上，表示了刀具前端点的轨迹723。
[0069]如果比较工件1的表面中的刀具中心轴8匕上的点的轨迹7匕和刀具前端点的轨迹72^则可知轨迹的形状相互不同。因为工件1相对于旋转刀具81旋转时的旋转半径相互不同，所以各自的点的轨迹不同。因此，旋转刀具81相对于工件1的相对的行进方向在槽部66的深度方向不同。
[0070]图5表示说明在使比较例的旋转刀具81相对于工件1移动时中心轴8匕移动的方向的概要图。箭头101，表示在旋转刀具81的深度方向在规定的点的假想行进方向。假想行进方向，是假设使工件1停止而旋转刀具进行移动时的假想的行进方向。可知在中心轴813延伸的方向，假想行进方向进行变化。即，可知在槽部66的深度方向，假想行进方向进行变化。
[0071]箭头102，表示与箭头101的方向垂直的方向。箭头102和旋转刀具81的表面的交点成为接触部位81匕接触部位81比是与工件1接触，形成槽部66的侧面66^666的部分。在此情况下，接触部位816的线，具有与旋转刀具81的中心轴8匕不相互平行的特性。另外，在图5所示的例子中，接触部位816是直线状，但也有接触部位816成为曲线状的情况。
[0072]在使用具有比槽部66的槽宽度小的直径的旋转刀具22的情况下，能以中心轴223与假想的旋转刀具81的中心轴8匕平行的那样的倾斜进行配置。即，能以中心轴223与将槽部的槽宽度作为直径的圆84的中心轴大致平行的方式配置。另外，能以旋转刀具22的表面与使用了旋转刀具81的情况下的旋转刀具81的表面的位置接触的方式配置。此时，旋转刀具22的中心轴221成为从旋转刀具81的中心轴8匕偏移的位置。即，中心轴223成为从工件1的直径偏移的位置。在此，无论怎样选择中心轴223的位置，在1次加工中旋转刀具22的表面都不能通过接触部位816的全部。因此，如果配置旋转刀具22进行切削加工，则在槽部66的深度方向在一部分的区域中产生切削残留。即使要用旋转刀具22由1次加工形成槽部66的侧面663或者侧面661也有不能获得所希望的侧面的形状的特性。
[0073]因此，在本实施方式中的槽加工方法中，为了形成槽部66的一个侧面，变更旋转刀具22相对于工件1的相对位置地进行多次加工。
[0074]图6表示说明本实施方式中的槽加工方法的概要剖视图。本实施方式中的槽加工方法，使用具有比箭头99所示的槽部66的槽宽度小的直径的旋转刀具22。图6例示了槽部66的一方的侧面663的加工。
[0075]在本实施方式的槽加工方法中，以旋转刀具22的中心轴223与槽部66的深度方向平行的方式设定旋转刀具22的倾斜。即，以用于配置旋转刀具22的圆84的中心轴与工件1的直径平行的方式设定了旋转刀具22的倾斜。
[0076]在本实施方式的槽加工方法中，相对于槽部66的一方的侧面663，一边稍微变更旋转刀具21的位置一边进行了多次加工。即，稍微变更旋转刀具22的路径地形成了一方的侧面663。在图6所示的例子中，在第一次的侧面663的加工中，在位置853配置旋转刀具22。然后，如箭头103所示，使旋转刀具22沿槽部66延伸的方向相对地移动。在第二次的侧面663的加工中，在位置856配置旋转刀具22，使旋转刀具22沿槽部66延伸的方向相对地移动。进而，在第三次的侧面663的加工中，在位置85。配置旋转刀具22，使旋转刀具22沿槽部66延伸的方向相对地移动。各自的位置851851850，被设定成与将槽部66的槽宽度作为直径的圆84内接。
[0077]在复路的加工中，也与往路的加工同样，为了形成槽部66的另一方的侧面66比改变旋转刀具22的位置地进行了多次加工。在本实施方式中，在往路及复路中，改变旋转刀具22的位置地进行了 3次加工。用于形成一个侧面的加工的次数，能选择任意的次数。通过增多加工的次数，能使槽部的形状的精度提高。
[0078]图7表示说明第一次的加工中的旋转刀具22的往路的位置和复路的位置的概要剖视图。箭头100表示旋转刀具22的自转的方向，在往路及复路中采用了相同的旋转方向。在第一次的往路的加工中，在位置853配置旋转刀具22。通过使旋转刀具22如箭头103所示沿槽部66延伸的形状移动，进行一方的侧面663的加工。在第一次的复路的加工中，在位置863配置旋转刀具22。通过使旋转刀具22如箭头104所示沿槽部66延伸的形状移动，进行另一方的侧面666的加工。
[0079]图8表示说明第二次的加工中的旋转刀具22的往路的位置和复路的位置的概要剖视图。在第二次的加工中，在往路中，通过在位置856配置旋转刀具22，使其向箭头103所示的方向移动，加工一方的侧面663。在复路中，通过在位置866配置旋转刀具22，使其向箭头104所示的方向移动，加工另一方的侧面66匕
[0080]图9表示说明第三次的加工中的旋转刀具22的往路的位置和复路的位置的概要剖视图。在第三次的加工中，也与第一次的加工及第二次的加工同样，在往路中在位置85(3配置旋转刀具22，进行了一方的侧面663的加工。在复路中在位置86。配置旋转刀具22，进行了另一方的侧面666的加工。
[0081]在本实施方式中的槽加工方法中，往路中的旋转刀具22的位置85^85185(:和复路中的旋转刀具22的位置86^86186(:成为相互对称的位置。例如，在第一次的加工中，往路的位置853和复路的位置863成为相对于圆84的中心点8?对称的位置。即，位置858的刀具前端点和位置863的刀具前端点，设定在相对于圆84的中心点8?相互对称的位置。
[0082]图10表示在第一次的加工的往路中进行一方的侧面663的加工时的概要剖视图。图11表示在第一次的加工的复路中，进行另一方的侧面666的加工时的概要剖视图。在各自的图中，表示了最终形成的最终加工面67。通过进行多次的加工，以槽部66的侧面663、66?与最终加工面67 —致的方式进行加工。
[0083]在第一次的加工的往路中，能将一方的侧面663的上部切削成与最终加工面67大致相同。可是，在一方的侧面663的下部，因不能进行至最终加工面67的加工而产生切削残留。在第一次的加工的复路中，能将另一方的侧面666的下部切削至最终加工面67。可是，在另一方的侧面666的上部，因不能切削至最终加工面67而产生切削残留。
[0084]图12表示进行了第二次的往路的加工时的概要剖视图。图13表示进行了第二次的复路的加工时的概要剖视图。在第二次的加工的往路中，能将一方的侧面663的下部加工成接近于最终加工面67。另外，在第二次的复路中，能将另一方的侧面666的上部加工成接近于最终加工面67。
[0085]图14表示进行了第三次的往路的加工时的概要剖视图。图15表示进行了第三次的复路的加工时的概要剖视图。在第三次的往路及复路中，能切削一方的侧面663及另一方的侧面666的切削残留。其结果，能使槽部66与最终加工面67的形状一致。
[0086]这样，本实施方式中的槽加工方法，包含在沿槽部66延伸的方向的刀具路径中使旋转刀具22相对地移动来加工工件1的加工工序。加工工序，以与以在工件1上形成的槽部66的槽宽度为直径的圆84内接的方式配置旋转刀具22。然后，变更旋转刀具22相对于工件1的相对位置地进行了多次的加工。通过采用此方法，能在短时间内形成与旋转刀具的直径相比槽宽度大的槽部。另外，即使不使用具有与槽宽度相同的直径的旋转刀具，也能以高的精度进行槽部的加工。另外，即使生成的槽部的槽宽度变化，也不需要刀具头的变换等，能由具有比槽宽度小的直径的旋转刀具形成槽部。
[0087]例如，与使用使旋转刀具进行行星旋转运动的专用的刀具头的情况相比能在短时间内进行加工。参照图6，在使旋转刀具进行行星旋转运动的专用的刀具头中，以旋转刀具与圆84内接的方式进行公转运动。可是，因为使旋转刀具进行行星旋转运动，所以不能提高刀具头的刚性，切削量被限制得小。与此相对，在本实施方式的槽加工方法中，能加大工件的切削量，能在短时间内进行槽加工。
[0088]另外，在使旋转刀具进行行星旋转运动的情况下，因为旋转刀具未与工件接触的区域存在得多，所以花费时间。与此相对，在本实施方式中的槽加工方法中，能仅在用于形成槽部66所需要的区域中设定旋转刀具的路径，能在短时间内进行槽加工。
[0089]例如，如图6所示，与将槽部66的槽宽度作为直径的圆84内接的范围，具有进行槽部66的侧面的加工的范围和不进行槽部66的侧面的加工的范围。在与槽部的侧面接近的范围中，进行槽部66的侧面的加工，但在除此以外的箭头105所示的范围中，无助于槽部66的侧面的加工。因此，通过避开箭头105所示的范围地配置旋转刀具22，能缩短加工时间。这样，通过在进行槽部66的侧面66^6613的加工的范围的内部变更旋转刀具22的相对位置地进行多次的加工，能缩短加工时间。
[0090]在本实施方式的槽加工方法中，在往路中加工一方的侧面663，在复路中加工另一方的侧面66匕通过采用此槽加工方法，在往路和复路中，能形成槽部66，能在短时间内形成所希望的形状的槽部。另外，在槽加工中，也可以在连续地多次加工一方的侧面之后，连续地多次加工另一方的侧面。
[0091]进而，在本实施方式中，一边维持旋转刀具22的自转的旋转方向一边在往路中加工槽部66的一方的侧面663，在复路中加工槽部66的另一方的侧面66)3。即，在往路和复路中，将旋转刀具22的旋转方向维持成相同。通过采用此方法，能在往路及复路中将切削条件做成相同。即，在往路及复路中，能由下降切割或者上升切割的某一方的加工方法形成槽部。因此，能将一方的侧面和另一方的侧面的加工精度做成大致相同。
[0092]接着，对进行本实施方式中的槽加工方法的机床的控制装置及刀具路径生成装置进行说明。
[0093]图16表示具备本实施方式中的机床10和生成向机床10输入的输入数值数据54的装置的加工系统的概要图。在本实施方式中，由81(16(1 (1681811)装置51设计工件1的形状。装置51，将工件1的形状数据52向81(16(1
装置53供给。在形状数据52中包含了形成在工件1上的槽部66的形状的数据。
[0094]在装置53中，基于形状数据52，生成用于向机床10的控制装置55输入的作为输入信息的输入数值数据54。本实施方式中的输入数值数据54，是用具有与槽部66的槽宽度相同的直径的比较例的旋转刀具81形成槽部时的数值数据。
[0095]本实施方式中的数值控制式的机床10，具备控制装置55。本实施方式中的控制装置55，包含运算处理装置。运算处理装置，具有进行运算处理等的微处理器(⑶山、作为存储装置的 001(063(1 01117 1011101-7) ? (^11(10111 ^00688及其它周边电路。
[0096]控制装置55，用输入数值数据54来生成输出数值数据62。输出数值数据62，包含了对使用具有比槽部66的槽宽度小的直径的旋转刀具22时的机械的指令。在输出数值数据62中，包含了为了形成槽部66而进行多次的加工的刀具路径的信息。在本实施方式中，在输出数值数据62中，包含了使旋转刀具22相对于工件1相对移动的数值数据。
[0097]本实施方式中的控制装置55，包含作为输入信息读取部发挥功能的数值数据读取部56和路径设定部57。数值数据读取部56，具有读入输入数值数据54的功能。路径设定部57，基于读入的输入数值数据54生成输出数值数据62。本实施方式中的路径设定部57，包含假想行进方向设定部58、范围设定部59和位置设定部60。输出数值数据62，被向数值控制部63输入。数值控制部63，基于输出数值数据62驱动各轴伺服马达64。在各轴伺服马达64中，包含X轴伺服马达38、I轴伺服马达31、2轴伺服马达25及8轴伺服马达43。
[0098]图17表示本实施方式的机床的控制装置中的控制的流程图。参照图16及图17，向控制装置55的数值数据读取部56，输入由装置53生成的输入数值数据54。本实施方式中的输入数值数据54，包含表示使用具有与槽部66的槽宽度相同的直径的旋转刀具81时的刀具前端点的路径的数据。输入数值数据54，例如，由轴的坐标值和八8(:轴的旋转角度构成。作为向控制装置55输入的输入信息，不限于上述的数值数据，能采用表示旋转刀具的直径与槽部66的槽宽度相同时的旋转刀具的任意的部分的路径的输入信息。例如，输入信息也可以由宏代码作成。
[0099]在控制装置55中，首先在步骤121中，由数值数据读取部56读入输入数值数据54。在步骤122中，输出坐标值列。在此的坐标值列，由02轴的坐标值及八8(:轴的旋转角度构成。
[0100]接着，在路径设定部57中，设定用于使用具有比槽部66的槽宽度小的直径的旋转刀具22来进行加工的刀具路径。在步骤123中，路径设定部57的假想行进方向设定部58，读入机床10的数据。在机床10的数据中，包含机床10的轴结构及坐标系等。接着，在步骤124中，假想行进方向设定部58算出假想行进方向。
[0101]图18表示说明假想行进方向的概要剖视图。假想行进方向，是假设工件1停止时的旋转刀具81相对于工件1的行进方向。作为假想行进方向，例如，能采用旋转刀具81的刀具前端点8化行进的方向。在图18所示的例中，不变更旋转刀具81的位置地将工件1向箭头91所示的方向旋转。即，旋转刀具81的中心轴8匕是停止的状态，使工件1旋转。此时，如果假设工件1停止了，则旋转刀具81的假想行进方向成为箭头101所示的方向。假想行进方向，例如，能由VII轴中的单位长度的矢量设定。
[0102]图19表示进行本实施方式中的槽加工时的旋转刀具及槽部的概要俯视图。在图19中，表示使用了直径小的旋转刀具22的例。假想行进方向，是箭头101所示的方向。即，假想行进方向，表示具有与圆84的直径相同的直径的假想的旋转刀具81沿槽部66延伸的方向行进时的方向。
[0103]参照图16及图17，直到步骤124，假想了使用具有与槽宽度相同的直径的比较例的旋转刀具81的情况。接着，基于旋转刀具81的假想行进方向，设定具有比槽宽度小的直径的旋转刀具22的刀具路径。在控制装置55的范围设定部59中，设定配置旋转刀具22的范围。
[0104]范围设定部59，在步骤125中读入加工设定数据。在加工设定数据中，包含槽部66的槽宽度、槽部66的深度及旋转刀具22的直径等。在步骤126中，使用加工设定数据和假想行进方向，设定配置旋转刀具22的范围。
[0105]图19表示了配置旋转刀具22的范围89。旋转刀具22，在范围89之中，被配置成与具有与槽宽度相同的直径的圆84内接。在本实施方式中，设定与箭头101所示的假想行进方向垂直的基准方向。箭头102所示的方向是基准方向。相对于基准方向，将预定的角度88的范围设定在配置旋转刀具22的范围89内。另外，作为预定的角度88，最好设定旋转刀具22不空转的范围，以便旋转刀具22成为加工槽部66的侧面的位置。即，预定的角度88的范围，最好设定不进行工件的加工的仅切割空气的没有刀具路径的范围。
[0106]参照图16及图17，接着，在位置设定部60中，进行配置旋转刀具22的位置的设定。位置设定部60，在步骤127中，读入加工设定数据。作为加工设定数据，包含弧形切削残余高度及刀具的直径等。
[0107]图20表示说明弧形切削残余高度的概要图。在本实施方式中，以与圆84内接的方式设定了旋转刀具22的位置851851850。因此，与旋转刀具22的位置相应地决定箭头106所示的弧形切削残余高度。另外，弧形切削残余高度，也依赖于旋转刀具22的直径。例如，在配置旋转刀具22的范围89的内部，增多配置旋转刀具22的位置的数量。然后，通过减小配置旋转刀具22的位置彼此的间隔，能减小弧形切削残余高度。即，通过增加加工槽部的侧面的次数，能减小弧形切削残余高度。
[0108]参照图16及图17，在步骤128中，能基于加工设定数据设定旋转刀具22的位置。即，在配置旋转刀具22的范围的内部，设定多个的旋转刀具22的位置。旋转刀具22的位置，例如，能由乂12轴的坐标值表示。或者，例如，能输出来自在步骤122中输出的坐标值列的差。
[0109]接着，位置设定部60，在步骤129中，将输出数值数据62输出。输出数值数据62，例如，能由VII轴的坐标、八8(:轴中的旋转刀具22和工件1的相对的角度设定。
[0110]这样，本实施方式中的控制装置55，生成输出数值数据62。数值控制部63，基于输出数值数据62驱动各轴伺服马达64。由此，能调整工件1和旋转刀具22的相对位置。
[0111]本实施方式中的路径设定部57，以旋转刀具22与将在工件1上形成的槽部66的槽宽度作为直径的圆84内接的方式，设定了变更旋转刀具22相对于工件1的相对位置的多次的刀具路径。另外，在设定的刀具路径中进行了加工。由此结构，能与本实施方式中的槽加工方法同样地在短时间内精度良好地形成槽部。
[0112]另外，本实施方式中的路径设定部57，包含基于输入数值数据54设定由比较例的旋转刀具81形成槽部66时的假想的行进方向的假想行进方向设定部58 ；使用假想的行进方向来设定配置旋转刀具22的范围的范围设定部59 ；和相对于配置旋转刀具22的范围设定多个旋转刀具22的位置的位置设定部60。通过采用此结构，能由简易的结构设定旋转刀具22的多次的刀具路径。
[0113]另外，本实施方式中的范围设定部59，通过将相对于假想行进方向垂直的方向设定为基准方向，相对于基准方向设定预定的角度的范围，设定了配置旋转刀具22的范围。由此结构，能以追随槽部66延伸的方向的方式容易地设定配置旋转刀具22的范围。
[0114]在配置本实施方式的旋转刀具22的范围的设定中，遍及槽部66的整体地，使用了相对于基准方向的预定的一个角度。在配置旋转刀具22的范围的设定中，不限于此方式，也可以根据槽部的场所使相对于基准方向的角度变化。例如，也可以在俯视槽部时，在曲线状的部分和直线状的部分中，变更配置旋转刀具的范围。
[0115]另外，与将槽部的槽宽度作为直径的圆84内接的范围，具有进行槽部66的侧面663、6613的加工的范围和不进行槽部66的侧面的加工的范围。位置设定部60，最好在进行槽部66的侧面66^6613的加工的范围的内部设定旋转刀具22相对于工件1的相对位置。由此结构，能缩短槽加工的加工时间。
[0116]在本实施方式的上述的说明中，基于装置输出的形状数据，由装置生成了输入数值数据。使用此输入数值数据，作成了在机床的控制装置中成为旋转刀具的路径的输出数值数据，但不限于此方式，也可以使用从￠^0装置输出的形状数据，在装置的内部作成输出数值数据。
[0117]图21表示具备本实施方式中的装置和刀具路径生成装置的加工系统的概要图。由装置51生成形状数据52，是与图16所示的加工系统同样的。本实施方式中的刀具路径生成装置75，具有装置的功能。另外，刀具路径生成装置75，具有基于形状数据52生成进行多次的加工的刀具路径的输出数值数据62的功能。
[0118]本实施方式中的刀具路径生成装置75，具备形状数据读取部76和路径设定部77。本实施方式中的形状数据读取部76，读取进行工件1的加工之后的形状数据52。路径设定部77，基于工件1的形状数据52，使用直径比槽部66的槽宽度小的旋转刀具22，设定在槽部66延伸的方向相对移动的刀具路径。
[0119]路径设定部77，例如，具有图16记载的加工系统的装置53、数值数据读取部56及路径设定部57的功能。路径设定部77，例如，基于形状数据52，生成表示比较例的旋转刀具81的路径的输入数值数据54。使用输入数值数据54生成表示旋转刀具22的路径的输出数值数据62。这时，能以与将在工件1上形成的槽部66的槽宽度作为直径的圆84内接的方式设定变更了旋转刀具22相对于工件1的相对位置的多次的刀具路径。路径设定部，不限于此方式，也可以不生成输入数值数据。即，路径设定部，也可以根据形状数据算出假想行进方向、配置旋转刀具的范围及配置的位置等，生成输出数值数据。
[0120]输出数值数据62，输入给机床10。机床10的控制装置55，使用输出数值数据62驱动各轴伺服马达64。能使旋转刀具22相对于工件1相对地移动。
[0121]在本实施方式中的刀具路径生成装置中，也能生成能在短时间内精度良好地形成槽部的刀具路径。
[0122]使本实施方式的旋转刀具22和工件1相对移动的移动装置，以如下的方式形成:在X轴及V轴中，使旋转刀具22相对于工件1移动，在2轴及8轴中，使工件1相对于旋转刀具22移动，但不限于此方式，移动装置，只要工件及旋转刀具之中的至少一方被形成为关于各自的轴可以移动就可以。
[0123]在本实施方式中，算出假想行进方向，基于假想行进方向设定了配置旋转刀具的范围及旋转刀具的位置，但不限于此方式，也可以不使用假想行进方向地设定旋转刀具的位置。例如，也可以基于槽部延伸的方向设定旋转刀具的位置。
[0124]本实施方式中的数值控制式的机床，具有一个旋转进给轴和多个直线进给轴，但不限于此方式，在具有旋转进给轴和其它任意的进给轴的数值控制式的机床中也能适用本发明。例如，在具有旋转进给轴和一个直线进给轴的数值控制式的机床、具有2个以上的旋转进给轴的数值控制式的机床等中也能适用本发明。
[0125]在本实施方式中，例示地说明了槽部的深度及槽部的槽宽度成为一定的槽加工，但不限于此方式，在槽部的深度变化的加工及槽部的槽宽度变化的加工中也能适用本发明。
[0126]上述的实施方式，能适当地组合。在上述的各自的图中，对相同或者相等的部分赋予了相同的符号。另外，上述的实施方式是例示，不限定发明。另外，在实施方式中，包含了权利要求所示的变更。
[0127]符号的说明:
[0128]1:工件
[0129]中心轴
[0130]10:机床
[0131]20:主轴
[0132]22:旋转刀具
[0133]228:中心轴
[0134]25:2轴伺服马达
[0135]31:1轴伺服马达
[0136]38 4轴伺服马达
[0137]42:旋转工作台
[0138]43:8轴伺服马达
[0139]51:010 装置
[0140]52:形状数据
[0141]53:?:舰装置
[0142]54:输入数值数据
[0143]55:控制装置
[0144]56:数值数据读取部
[0145]57:路径设定部
[0146]58:假想行进方向设定部
[0147]59:范围设定部
[0148]60:位置设定部
[0149]62:输出数值数据
[0150]66:槽部
[0151]668^66)3:侧面
[0152]75:刀具路径生成装置
[0153]76:形状数据读取部
[0154]77:路径设定部
[0155]81:旋转刀具
[0156]84:圆
[0157]85^^8513^850:位置
[0158]868^86)3^860:位置
[0159]88:角度
[0160]89:范围。
【权利要求】
1.一种槽加工方法，是组合旋转进给轴和其它进给轴地一边使旋转刀具和工件相对地移动一边在上述工件上形成槽部的槽加工方法，其特征在于， 包含加工工序，该加工工序使用上述旋转刀具，在沿上述槽部延伸的方向的刀具路径中使上述旋转刀具相对地移动来加工上述工件，上述旋转刀具具有比上述槽部的槽宽度小的直径， 上述加工工序，以上述旋转刀具与将在上述工件上形成的上述槽部的槽宽度作为直径的圆内接的方式，变更上述旋转刀具相对于上述工件的相对位置地进行多次的加工。
2.如权利要求1记载的槽加工方法，其特征在于， 上述加工工序，以将上述槽部的槽宽度作为直径的圆的中心轴和上述旋转刀具的中心轴成为平行的方式设定上述旋转刀具的倾斜。
3.如权利要求1记载的槽加工方法，其特征在于， 上述加工工序，包含沿上述槽部延伸的方向使上述旋转刀具往复移动的往复移动工序， 在上述往复移动工序的往路中，加工上述槽部的一方的侧面，在上述往复移动工序的复路中，一边将上述旋转刀具的自转的旋转方向维持成与往路相同一边加工上述槽部的另一方的侧面。
4.如权利要求1记载的槽加工方法，其特征在于， 与将上述槽部的槽宽度作为直径的上述圆内接的范围，具有进行上述槽部的侧面的加工的范围和不进行上述槽部的侧面的加工的范围， 上述加工工序，在进行上述槽部的侧面的加工的范围内变更上述旋转刀具的相对位置地进行多次的加工。
5.如权利要求1记载的槽加工方法，其特征在于， 在将相对于上述槽部延伸的方向垂直的方向作为基准方向的情况下，相对于上述基准方向在预定的角度的范围的内部，变更上述旋转刀具相对于上述工件的相对位置地进行多次的加工。
6.一种机床的控制装置，是组合旋转进给轴和其它进给轴地一边使具有比槽部的槽宽度小的直径的旋转刀具和工件相对地移动一边在上述工件上形成上述槽部的机床的控制装置，其特征在于，具备: 读取用于由具有与上述槽部的槽宽度相同的直径的假想的旋转刀具形成上述槽部的输入信息的输入信息读取部；和 基于上述输入信息，设定使上述旋转刀具在上述槽部延伸的方向相对移动的刀具路径的路径设定部， 上述路径设定部，以上述旋转刀具与将在上述工件上形成的上述槽部的槽宽度作为直径的圆内接的方式，设定变更了上述旋转刀具相对于上述工件的相对位置的多次的加工的刀具路径。
7.如权利要求6记载的机床的控制装置，其特征在于， 上述路径设定部，包含: 基于上述输入信息设定由上述假想的旋转刀具形成上述槽部时的假想的行进方向的假想行进方向设定部； 使用上述假想的行进方向来设定配置上述旋转刀具的范围的范围设定部；和 设定将上述旋转刀具配置在配置上述旋转刀具的范围的内部的多个位置的位置设定部。
8.如上权利要求7记载的机床的控制装置，其特征在于， 与将上述槽部的槽宽度作为直径的上述圆内接的范围，具有进行上述槽部的侧面的加工的范围和不进行上述槽部的侧面的加工的范围， 上述位置设定部，在进行上述槽部的侧面的加工的范围内设定上述旋转刀具的位置。
9.如权利要求7记载的机床的控制装置，其特征在于， 上述范围设定部，通过将相对于上述假想的行进方向垂直的方向设定为基准方向，并相对于上述基准方向设定预定的角度的范围，设定配置上述旋转刀具的范围。
10.—种刀具路径生成装置，是组合旋转进给轴和其它进给轴地一边使具有比槽部的槽宽度小的直径的旋转刀具和工件相对地移动一边生成在上述工件上形成上述槽部的刀具路径的刀具路径生成装置，其特征在于，具备: 读取上述工件的形状数据的形状数据读取部； 基于上述形状数据，设定使上述旋转刀具在上述槽部延伸的方向相对移动的刀具路径的路径设定部， 上述路径设定部，以旋转刀具与将在上述工件上形成的上述槽部的槽宽度作为直径的圆内接的方式，设定变更了上述旋转刀具相对于上述工件的相对位置的多次的加工的刀具路径。
【文档编号】B23C3/28GK104487193SQ201280074304
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2012年6月29日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】增宫泰德, 铃木敬太郎, 铃木恭平 申请人:株式会社牧野铣床制作所