6]參照?qǐng)D1至圖21，對(duì)實(shí)施方式中的刀具路徑生成方法、刀具路徑生成裝置及機(jī)床的控制裝置進(jìn)行說明。本發(fā)明中的刀具路徑，表示刀具一邊相對(duì)于工件相對(duì)地移動(dòng)一邊加工工件的情況下的刀具相對(duì)于工件的相對(duì)的路徑。
[0047]圖1是本實(shí)施方式中的第一加工系統(tǒng)的框圖。本實(shí)施方式的加工系統(tǒng)，具備CAD裝置10、CAM裝置20及機(jī)床40XAD裝置10，根據(jù)使用者的操作生成工件的目標(biāo)形狀數(shù)據(jù)D1。由CAD裝置10生成了的目標(biāo)形狀數(shù)據(jù)D1，被輸入給CAM裝置20。
[0048]CAM裝置20，生成設(shè)定了由機(jī)床40加工工件時(shí)的刀具路徑的加工程序。在第一加工系統(tǒng)中，CAM裝置20與刀具路徑生成裝置相當(dāng)。CAM裝置20，輸出用于將工件加工成目標(biāo)形狀的第二加工程序P2XAM裝置20，具備形狀數(shù)據(jù)讀取部21及路徑設(shè)定部22。形狀數(shù)據(jù)讀取部21，讀取由CAD裝置10生成了的目標(biāo)形狀數(shù)據(jù)D1。路徑設(shè)定部22，基于目標(biāo)形狀數(shù)據(jù)D1、刀具的形狀數(shù)據(jù)等生成刀具路徑。在第一加工系統(tǒng)中，將由路徑設(shè)定部22生成的初期的刀具路徑稱為第一刀具路徑R1。路徑設(shè)定部22，生成設(shè)定了第一刀具路徑R1的第一加工程序P1。
[0049]CAM裝置20，包含加工程序變更部30。加工程序變更部30，讀入第一加工程序P1取得第一刀具路徑R1。加工程序變更部30，修正第一刀具路徑R1，生成第二刀具路徑R2。而且，加工程序變更部30，生成設(shè)定了第二刀具路徑R2的第二加工程序P2。
[0050]由CAM裝置20生成了的第二加工程序P2，被輸入給機(jī)床40。機(jī)床40，包含數(shù)值控制裝置50及各軸伺服馬達(dá)S。數(shù)值控制裝置50，讀取解釋第二加工程序P2。數(shù)值控制裝置50，基于第二加工程序P2向各軸伺服馬達(dá)S送出動(dòng)作指令。而且，通過各軸伺服馬達(dá)S根據(jù)動(dòng)作指令進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，刀具相對(duì)于工件相對(duì)地移動(dòng)。
[0051 ]圖2表示本實(shí)施方式中的機(jī)床40的概要側(cè)視圖。機(jī)床40，是使工件W與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)46—起旋回的工作臺(tái)旋回型。在機(jī)床40上，設(shè)定了相互正交的X軸、Y軸及Z軸。Z軸，是主軸43在朝向工件W移動(dòng)的方向延伸的直動(dòng)軸。Y軸，是與滑架47移動(dòng)的方向平行地延伸的直動(dòng)軸。另外，與Z軸及Y軸垂直的直動(dòng)軸被設(shè)定成X軸。進(jìn)而，機(jī)床40，作為繞與Y軸平行地延伸的軸心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸具有B軸。機(jī)床40，作為繞與Z軸平行地延伸的軸心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸具有C軸。
[0052]機(jī)床40，具備作為基臺(tái)的底座41和直立設(shè)置在底座41的上面上的立柱42。機(jī)床40，具備可旋轉(zhuǎn)地支承主軸43的主軸頭44和將主軸頭44支承在立柱42的前方的鞍座45。主軸頭44，以主軸43的前端與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)46相向的方式向下支承主軸43。在主軸43的前端安裝了刀具T。
[0053]機(jī)床40，具備配置工件W的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)46和支承旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)46的U字形的擺動(dòng)支承構(gòu)件48。機(jī)床40，具備支承擺動(dòng)支承構(gòu)件48的U字形的滑架47?；?7，在Y軸方向離開了的一對(duì)支柱47a、47b中支承擺動(dòng)支承構(gòu)件48。擺動(dòng)支承構(gòu)件48，其Y軸方向的兩側(cè)的端部被支承在滑架47上。擺動(dòng)支承構(gòu)件48，繞B軸的軸線可擺動(dòng)地被支承。
[0054]機(jī)床40，具備基于各個(gè)移動(dòng)軸使刀具相對(duì)于工件相對(duì)地移動(dòng)的移動(dòng)裝置。移動(dòng)裝置，包含沿各個(gè)移動(dòng)軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的各軸伺服馬達(dá)S。移動(dòng)裝置，使鞍座45相對(duì)于立柱42在X軸方向移動(dòng)。移動(dòng)裝置，使滑架47相對(duì)于底座41在Y軸方向移動(dòng)。在立柱42上，以滑架47可局部地進(jìn)入的方式形成了空洞部42C。另外，移動(dòng)裝置，使主軸頭44相對(duì)于鞍座45在Z軸方向移動(dòng)。移動(dòng)裝置包含旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)46的移動(dòng)裝置，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)46繞C軸的軸線旋轉(zhuǎn)。進(jìn)而，移動(dòng)裝置使擺動(dòng)支承構(gòu)件48繞B軸的軸線相對(duì)于滑架47轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0055]這樣，本實(shí)施方式的機(jī)床40，具有相互正交的3個(gè)直動(dòng)軸和繞B軸的軸線及C軸的軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。本實(shí)施方式的機(jī)床40，是5軸控制的機(jī)床。
[0056]圖3表示加工工件時(shí)的工件和刀具的概要俯視圖。在本實(shí)施方式中，作為刀具T使用立銑刀。刀具T具有能進(jìn)行切削的刃部CP。刀具T能由刃部CP的側(cè)面進(jìn)行加工。
[0057]在此加工例中，以工件W成為目標(biāo)形狀TS的方式進(jìn)行切削加工。目標(biāo)形狀TS，在設(shè)計(jì)時(shí)被確定。另外，設(shè)定了沿目標(biāo)形狀TS的刀具路徑。通過在此刀具路徑中相對(duì)地移動(dòng)刀具T和工件W，能切削工件W。如箭頭80所示，在沿工件W的側(cè)面移動(dòng)的情況下，因?yàn)榍邢鞯牟糠中。阅苡扇胁緾P進(jìn)行加工。可是，在工件W的角部，存在著在相對(duì)于工件W的側(cè)面傾斜的方向進(jìn)行加工的情況。在工件W的角部，如果如箭頭81所示沿目標(biāo)形狀TS移動(dòng)刀具T，則刃部CP的長(zhǎng)度與切削的部分相比變短了。
[0058]圖4表示說明刀具的刃部的有效刃長(zhǎng)不足的狀態(tài)的工件及刀具的概要剖視圖。刀具T，具有能進(jìn)行加工的有效刃長(zhǎng)ECL。有效刃長(zhǎng)ECL，在形成了刃部CP的區(qū)域中，相當(dāng)于從能進(jìn)行加工的刀具前端開始的刀具的軸方向的長(zhǎng)度。
[0059]圖4表示了沿目標(biāo)形狀TS的第一刀具路徑R1。第一刀具路徑R1，包含被稱為區(qū)段點(diǎn)的移動(dòng)點(diǎn)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徑R1前進(jìn)。如箭頭81所示，刀具T 一邊相對(duì)于工件W移動(dòng)一邊進(jìn)行加工。在此，如果加工進(jìn)行則第一刀具路徑R1從工件W的表面離開。在此情況下，切削的深度超過了有效刃長(zhǎng)ECL，加工成為不可能。例如，在移動(dòng)點(diǎn)MP33a、MP34a，加工成為不可能。
[0060]本實(shí)施方式的CAM裝置20，如果在第一刀具路徑R1中進(jìn)行加工，則判別刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL的長(zhǎng)度相對(duì)于切削的部分是否不足。CAM裝置20，在刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL不足的情況下，以能由有效刃長(zhǎng)ECL的部分進(jìn)行切削的方式生成移動(dòng)了第一刀具路徑R1的移動(dòng)后的刀具路徑。
[0061 ]圖5是表示第一刀具路徑及移動(dòng)后的刀具路徑的工件和刀具的概要剖視圖XAM裝置20，在刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL不足的情況下，生成使第一刀具路徑R1在刀具T的軸方向移動(dòng)了的移動(dòng)后的刀具路徑R3。如箭頭82所示，在刀具T的旋轉(zhuǎn)軸的方向之中，向從工件W離開的方向變更刀具T的移動(dòng)點(diǎn)。以能由刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL的部分進(jìn)行加工的方式將移動(dòng)點(diǎn)MP33a移動(dòng)到移動(dòng)點(diǎn)MP33b。另外，將移動(dòng)點(diǎn)MP34a移動(dòng)到移動(dòng)點(diǎn)MP34b。生成包含移動(dòng)點(diǎn)MP33b、MP34b在內(nèi)的移動(dòng)后的刀具路徑R3。
[0062]通過進(jìn)行此控制，能在刃部CP的有效刃長(zhǎng)ECL的范圍內(nèi)進(jìn)行加工?？墒?，因?yàn)闆]有將工件W切削到目標(biāo)形狀TS，所以即使在移動(dòng)后的刀具路徑R3中進(jìn)行加工，在工件W上仍殘存切削殘留部分。CAM裝置20，接著，生成用于對(duì)切削殘留部分進(jìn)行切削的輔助的刀具路徑。
[0063]在本實(shí)施方式中，作為輔助的刀具路徑，研究第一刀具路徑R1。當(dāng)在第一刀具路徑R1中進(jìn)行了加工時(shí)，在能由刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL的部分進(jìn)行加工的情況下，選定第一刀具路徑R1。當(dāng)在第一刀具路徑R1中進(jìn)行了加工時(shí)，在刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL不足的情況下，再次在刀具T的軸方向在從工件W離開的方向追加移動(dòng)了第一刀具路徑R1的移動(dòng)后的刀具路徑。這樣，最終生成能在第一刀具路徑R1中進(jìn)行加工的移動(dòng)后的刀具路徑。然后，組合一個(gè)以上的移動(dòng)后的刀具路徑R3和第一刀具路徑R1，生成第二刀具路徑R2。第二刀具路徑R2，成為由刀具T實(shí)際上加工工件W的路徑。
[0064]圖6表示本實(shí)施方式中的CAM裝置的加工程序變更部的框圖。參照?qǐng)D1及圖6，加工程序變更部30包含輸入部31。工件W的初期形狀數(shù)據(jù)D2被輸入給輸入部31。工件W的初期形狀數(shù)據(jù)D2，例如，是加工工件W前的原材料的形狀數(shù)據(jù)。另外，刀具的形狀數(shù)據(jù)D3被輸入給輸入部31。在刀具的形狀數(shù)據(jù)D3中，包含刀具T的種類、刀具直徑、刃部CP的有效刃長(zhǎng)ECUS夕卜，包含第一刀具路徑R1的信息在內(nèi)的第一加工程序P1被輸入給輸入部31。第一刀具路徑R1是沿工件W的目標(biāo)形狀TS的刀具路徑。
[0065]加工程序變更部30包含判定部33a。判定部33a，基于第一刀具路徑R1、刀具T的形狀及工件的初期形狀，當(dāng)在第一刀具路徑R1中進(jìn)行了加工的情況下，判定刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL是否不足。例如，判定部33a，推定刀具T與工件W接觸的長(zhǎng)度。然后，判定部33a，在接觸的長(zhǎng)度超過有效刃長(zhǎng)ECL的情況下，能判別為有效刃長(zhǎng)ECL不足。
[0066]在判定部33a中，在刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL比切削的部分長(zhǎng)的情況下，能判別為可由刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL的部分進(jìn)行加工。在此情況下，判定部33a將第一加工程序P1作為第二加工程序P2輸出。即，不變更第一加工程序P1地作為第二加工程序P2輸出。
[0067]判定部33a，在刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL比切削的部分短的情況下，能判別為刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL不足。判定部33a，在刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL不足的情況下，將第一刀具路徑R1向刀具路徑變更部35送出。
[0068]刀具路徑變更部35包含推定部36a。推定部36a，在第一刀具路徑R1中，推定作為刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL不足的部分的不足部分。在本實(shí)施方式中，將作為刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL不足的區(qū)域的不足區(qū)域作為不足部分進(jìn)行推定。推定部36a，在各個(gè)移動(dòng)點(diǎn)，判別是否能由刀具T的有效刃長(zhǎng)ECL的部分進(jìn)行加工，設(shè)定不足