CN104703755B - 刀具路径生成方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置 - Google Patents

Abstract

一种刀具路径生成方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置，该刀具路径生成方法是运算用于加工工件的刀具路径的刀具路径生成方法，预先设定了使用指定刀具进行加工时的指定刀具的刀具路径。刀具路径生成方法，包含基于指定刀具的刀具路径运算由与指定刀具不同的代用刀具进行加工时的代用刀具的刀具路径的路径运算工序。路径运算工序，运算由指定刀具加工工件时的最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定代用刀具的刀具路径。

Description

刀具路径生成方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置

技术领域

本发明涉及刀具路径生成方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置。

背景技术

在以往的技术中，使刀具相对于工件相对移动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的路径，一边使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。在加工工件时使用的刀具，依赖于加工工件的形状等适当地选择。例如，当在工件的表面上形成槽部的情况下，作为刀具使用扁平立铣刀等。另外，在对一个工件进行多种加工的情况下，能与加工工件的形状一致地更换刀具进行加工。

在专利文献1中，公开了一种基于工件加工的诸条件数据选择最佳使用刀具的机床。此机床具有对刀具的刀具工位进行分配的刀具分配自动决定机构，具备自动生成加工程序的机床的自动程序设计装置。自动程序设计装置，在最佳刀具与前次的工件的加工程序的分配刀具不同的情况下，判断是否可以由前次的分配刀具代替最佳刀具。进而，自动程序设计装置，在可由前次的分配刀具代替的情况下，分配代替刀具。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平4－25344号公报

发明内容

发明所要解决的课题

用于一边使刀具相对于工件移动一边进行加工的刀具，由使用者等指定。而且，对使用预先指定了的指定刀具的情况下的刀具路径进行运算。在工件的加工中使用的刀具的种类及大小，最好与加工的种类相应地使用最佳的刀具。例如，在制造圆筒凸轮的情况下，在圆柱状的工件的表面上形成槽部。在此情况下，最好使用具有与槽宽度相同的直径的旋转刀具。在作为旋转刀具使用扁平立铣刀的情况下，最好使用具有与槽宽度相同的刀具直径的扁平立铣刀。但是，工件的加工形状是各种各样的，存在必须与加工形状一致地准备最佳的刀具的问题。另外，即使准备了最佳的刀具，在刀具磨损了的情况下等也存在不能进行加工尺寸的微调整的问题。

在数值控制式的机床中，存在能使用与指定刀具大小不同的代用刀具进行加工的情况。例如，在使用具有比指定的旋转刀具小的刀具直径的旋转刀具的情况下，能相对于指定刀具的刀具路径生成平行移动了规定的量的刀具路径来进行加工。即，能使用考虑刀具直径之差而使刀具路径平行移动的偏置功能来进行加工。

但是，在根据刀具的种类变更了刀具的情况下，作成刀具路径是困难的，存在不能使用偏置功能的情况。另外，在使用偏置功能进行加工的情况下，与由最佳的刀具进行加工的情况相比，加工精度变低，或者花费加工时间。另外，在使用偏置功能的情况下，存在不能变更刀具的种类的问题。进而，在生成3维的刀具路径的情况下，需要在加工程序中记述与切削面垂直的法线矢量。

为了解决课题的手段

本发明的刀具路径生成方法，是用于运算一边使刀具和工件相对地移动一边加工工件的刀具路径的刀具路径生成方法，其中，预先设定了使用指定刀具进行加工时的指定刀具的刀具路径，包含路径运算工序，该路径运算工序基于指定刀具的刀具路径，运算由与指定刀具不同的代用刀具进行加工时的代用刀具的刀具路径，路径运算工序，运算由指定刀具加工工件时的指定刀具的加工区域之中最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定代用刀具的刀具路径。

在上述发明中，最终生成加工面的部分，包含线状的部分或者面状的部分。

在上述发明中，使用与指定刀具相同种类并比指定刀具小型的代用刀具进行加工。

在上述发明中，路径运算工序，包含：设定由指定刀具加工工件时的假想行进方向的工序；使用假想行进方向运算生成最终加工面的部分的工序；基于最终生成加工面的部分，设定配置代用刀具的范围的工序；和设定将代用刀具配置在配置代用刀具的范围的内部的多个位置的工序。

本发明的机床的控制装置，是一边使刀具和工件相对地移动一边加工工件的机床的控制装置，其中，具备：读取包含由预先指定了的指定刀具进行加工时的指定刀具的刀具路径在内的输入信息的输入信息读取部；和基于输入信息，设定由与指定刀具不同的代用刀具进行加工时的代用刀具的刀具路径的路径设定部，路径设定部，运算由指定刀具加工工件时的指定刀具的加工区域之中最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定代用刀具的刀具路径。

在上述发明中，最终生成加工面的部分，包含线状的部分或者面状的部分。

在上述发明中，代用刀具，是与指定刀具相同种类的刀具，还包含比指定刀具小型的刀具。

在上述发明中，路径设定部，包含：基于输入信息，设定由指定刀具加工工件时的假想行进方向的假想行进方向设定部；使用假想行进方向运算最终生成加工面的部分，并基于最终生成加工面部分设定配置代用刀具的范围的范围设定部；和设定将代用刀具配置在配置代用刀具的范围的内部的多个位置的位置设定部。

本发明的刀具路径生成装置，是生成一边使刀具和工件相对地移动一边加工工件时的刀具路径的刀具路径生成装置，其中，具备：读取工件的形状数据的形状数据读取部；和基于形状数据，设定由与预先指定了的指定刀具不同的代用刀具进行加工时的代用刀具的刀具路径的路径设定部，路径设定部，设定由指定刀具进行工件的加工时的指定刀具的刀具路径，运算由指定刀具进行加工时的指定刀具的加工区域之中最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定代用刀具的刀具路径。

发明的效果

根据本发明，为了进行所希望的加工能使用代用刀具代替指定了的指定刀具而精度良好地进行加工。

附图说明

图1是实施方式1中的数值控制式的机床的概要图。

图2是在实施方式1中使用代用刀具进行槽加工的工件和槽部的概要图。

图3是在实施方式1中使用指定刀具进行槽加工时的工件和槽部的概要图。

图4是说明在实施方式1中使用指定刀具进行槽加工时的指定刀具的中心轴的轨迹的图。

图5是说明在实施方式1中使用指定刀具进行槽加工时的假想行进方向和加工工件的部分的概要图。

图6是实施方式1的使用代用刀具进行槽加工时的概要剖视图。

图7是在实施方式1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。

图8是在实施方式1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。

图9是在实施方式1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。

图10是在实施方式1的槽加工方法中，说明第一次的往路的加工的概要剖视图。

图11是在实施方式1的槽加工方法中，说明第一次的复路的加工的概要剖视图。

图12是在实施方式1的槽加工方法中，说明第二次的往路的加工的概要剖视图。

图13是在实施方式1的槽加工方法中，说明第二次的复路的加工的概要剖视图。

图14是在实施方式1的槽加工方法中，说明第三次的往路的加工的概要剖视图。

图15是在实施方式1的槽加工方法中，说明第三次的复路的加工的概要剖视图。

图16是实施方式1中的加工工件的加工系统的概要图。

图17是说明实施方式1中的机床的控制装置的控制的流程图。

图18是说明指定刀具中的假想行进方向的概要剖视图。

图19是在实施方式1中，说明指定刀具中的假想行进方向和配置代用刀具的范围的概要图。

图20是说明实施方式1中的指定刀具的加工区域及最终生成加工面的部分的概要立体图。

图21是说明实施方式1中的配置代用刀具的位置的指定刀具及代用刀具的概要立体图。

图22是说明实施方式1中的加工了工件时的弧形切削残余高度的概要图。

图23是表示实施方式1中的代用刀具的最终生成加工面的部分的代用刀具的第一概要立体图。

图24是表示实施方式1中的代用刀具的最终生成加工面的部分的代用刀具的第二概要立体图。

图25是表示实施方式1中的代用刀具的最终生成加工面的部分的代用刀具的第三概要立体图。

图26是实施方式1中的另一个加工系统的概要图。

图27是实施方式1中的端面凸轮的概要立体图。

图28是最终生成加工面的部分的说明图。

图29是实施方式2中的由代用刀具进行加工时的工件的概要剖视图。

图30是实施方式2中的由代用刀具进行加工时的工件的概要俯视图。

图31是实施方式2中的由指定刀具进行加工时的工件的概要剖视图。

图32是实施方式2中的由指定刀具进行加工时的工件的概要俯视图。

图33是实施方式2中的设定配置代用刀具的位置的控制的流程图。

图34是实施方式2中的指定刀具的概要立体图。

图35是实施方式2中的指定刀具的概要仰视图。

图36是说明实施方式2中的加工工件时的弧形切削残余高度的概要图。

图37是实施方式2中的用于进行弧形切削残余高度的判定的说明图。

具体实施方式

为了实施发明的方式

(实施方式1)

参照图1至图28，对实施方式1中的刀具路径生成方法、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，例示地说明主轴在水平方向延伸的卧式多工序自动数字控制机床。在本实施方式中，举例说明在工件上形成槽部的槽加工。在进行工件的加工的情况下，为了加工成所希望的形状，最好使用最佳的种类、最佳的大小的刀具。使用者能将最佳的刀具作为指定刀具进行指定。在本实施方式中，代替使用者指定的指定刀具，使用比指定刀具小型的代用刀具进行槽加工。

图1是本实施方式中的数值控制式的机床的概要图。图1所示的机床10，作为刀具安装了代用刀具22。本实施方式中的机床10，具备使代用刀具22和工件1相对移动的移动装置。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Z轴导轨28。本实施方式中的Z轴是水平方向。Z轴导轨28，以在Z轴方向(在图1中为左右方向)延伸的方式配置。

在Z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Z轴导轨28可以滑动。工作台14，沿Z轴移动。在工作台14的上面上，配置了用于使工件1在B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1。

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Z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，以沿X轴延伸的方式形成，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。

在立柱16中，在与工件1相向的前面上，固定了Y轴导轨34。本实施方式中的Y轴，在与X轴及Z轴正交的方向延伸。Y轴导轨34，沿Y轴延伸。在Y轴导轨34上，配置了主轴头18。主轴头18，可以滑动地形成在Y轴导轨34上。主轴头18，沿Y轴移动。主轴头18，以旋转自由地支持主轴20方式形成。

本实施方式的移动装置，包含使代用刀具22相对于工件1在Z轴方向上相对移动的Z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Z轴进给丝杠24。Z轴进给丝杠24，在Z轴方向延伸。在工作台14的下面上，固定了螺母26。螺母26，与Z轴进给丝杠24进行螺纹配合。在Z轴进给丝杠24的一方的端部，连结了Z轴伺服马达25。通过驱动Z轴伺服马达25，使Z轴进给丝杠24旋转，螺母26在Z轴方向移动。工作台14，与螺母26的移动一起沿Z轴导轨28移动。此结果，工件1在Z轴方向移动。

本实施方式的机床10，具备使代用刀具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Z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，以在X轴方向延伸的方式形成，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。此结果，代用刀具22在X轴方向移动。

本实施方式的机床10，具备使代用刀具22相对于工件1在Y轴方向相对移动的Y轴移动装置。在立柱16的内部配置了Y轴进给丝杠32。Y轴进给丝杠32，以在Y轴方向延伸的方式形成，在主轴头18的背面上，固定了与Y轴进给丝杠32进行螺纹配合的螺母30。在Y轴进给丝杠32的上端，连结了Y轴伺服马达31。通过驱动Y轴伺服马达31，使Y轴进给丝杠32旋转，螺母30在Y轴方向移动。主轴头18，与螺母30的移动一起，沿Y轴导轨34移动。此结果，代用刀具22在Y轴方向移动。

本实施方式的机床10，具备使代用刀具22相对于工件1在B轴方向相对移动的B轴移动装置。旋转工作台42，包含用于使工件1旋转的B轴伺服马达43。通过B轴伺服马达43进行驱动，工件1在B轴方向旋转。

在主轴20的前端配置了代用刀具22。在本实施方式中，作为代用刀具22安装了立铣刀。在主轴20上，连接了用于使代用刀具22旋转的马达23。通过马达23进行驱动，代用刀具22以主轴的中心轴为旋转轴进行自转。

本实施方式中的机床10，具有直线进给轴(X轴、Y轴、Z轴)和旋转进给轴(B轴)，通过一边使代用刀具22旋转一边使立柱16、主轴头18、工作台14分别在X轴、Y轴、Z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B轴旋转。本实施方式中的机床10，作为具有B轴的4轴的机床发挥功能。

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。

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1a与Y轴平行。另外，以中心轴1a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Y轴方向的移动以外，还使工件1在B轴方向旋转。

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代用刀具22进行切削加工。本实施方式中的槽部66，其端面形状是大致四角形，具有一方的侧面66a及另一方的侧面66b。

本实施方式中的槽部66，以深度及槽宽度成为一定的方式形成。在形成这样的槽部66的情况下，使切削时的代用刀具22的深度方向的相对位置(Z轴的位置)不变化地进行沿工件1的表面使X轴的位置、Y轴的位置及B轴的位置变化的控制。

本实施方式的槽加工方法，包含使代用刀具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66a。如箭头95所示，通过使代用刀具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66a。在本实施方式的机床10中，使主轴20在Y轴方向移动。工件1，如箭头92所示相对于代用刀具22在Y轴方向相对地移动。进而，通过如箭头91所示绕中心轴1a旋转，进行工件1和代用刀具22的相对移动。在代用刀具22到达了预定的槽部66的端部时，将代用刀具22在X轴方向和Y轴方向移动地配置在复路的位置。此后，改变相对移动的方向进行复路的加工。

在往复移动工序的复路中，加工槽部66的另一方的侧面66b。通过使代用刀具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相对于代用刀具22移动一边如箭头93所示使工件1旋转，进行工件1和代用刀具22的相对移动。

可是，在由具有比槽部66的槽宽度小的直径的代用刀具22进行1次槽部66的侧面66a、66b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66a、66b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代用刀具22加工槽部66的侧面的情况下的切削残留进行说明。

图3表示使用指定刀具进行加工时的工件1的概要俯视图。指定刀具81，具有与槽部66的槽宽度相同的直径。本实施方式中的指定刀具81，是用于形成槽部66最佳的旋转刀具。在使用指定刀具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，使主轴20在Y轴方向移动、使工件1绕B轴旋转移动。通过一边使工件1相对于指定刀具81如箭头92所示在Y轴方向相对地移动一边如箭头91所示使工件1绕中心轴1a旋转，能形成槽部66。在使用指定刀具81的情况下，由1次加工能形成一方的侧面66a及另一方的侧面66b。

图4表示说明使用指定刀具81时的指定刀具81的中心轴81a的轨迹的概要图。在图4所示的例中，以指定刀具81的中心轴81a与工件1的半径方向平行的方式配置指定刀具81。即，在中心轴81a的延长上配置工件1的中心轴1a。

指定刀具81，如箭头98所示绕中心轴81a自转。指定刀具81，其一方的端部被插入工件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所示展开了的图。在工件1的圆周方向的表面中，表示了中心轴81a通过的轨迹71a。另外，指定刀具81，具有在前端中的中心轴81a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所示展开了的图。在展开图72中，表示了刀具前端点的轨迹72a。

如果比较工件1的表面中的刀具中心轴81a上的点的轨迹71a和刀具前端点的轨迹72a，则可知轨迹的形状相互不同。因为工件1相对于指定刀具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，指定刀具81的相对于工件1的相对的行进方向在槽部66的深度方向不同。

图5表示说明在使指定刀具81相对于工件1移动时中心轴81a移动的方向的概要图。箭头101，表示在指定刀具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停止而刀具进行移动时的刀具的假想的行进方向。可知在中心轴81a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。

箭头102，表示与表示假想行进方向的箭头101的方向垂直的方向。箭头102和指定刀具81的表面的交点成为接触部位81b。接触部位81b，是形成槽部66的侧面66a、66b的部分。进而，如后述的那样，接触部位81b，与加工工件时最终的生成工件的加工面的部分相等。在本实施方式中，接触部位81b的线，具有与旋转刀具81的中心轴81a不相互平行的特性。另外，在图5所示的例子中，接触部位81b是曲线状，但也有接触部位81b成为直线状的情况。

在使用具有比指定刀具81小的刀具直径的代用刀具22的情况下，能以代用刀具22的中心轴22a与指定刀具81的中心轴81a平行的那样的倾斜配置。即，代用刀具22，能以中心轴22a与指定刀具81的中心轴81a大致平行的方式配置。另外，能以代用刀具22的表面与使用了指定刀具81的情况下的指定刀具81的表面的位置接触的方式配置。此时，代用刀具22的中心轴22a，成为从指定刀具81的中心轴81a偏移的位置。在此，无论怎样选择中心轴22a的位置，在1次加工中代用刀具22的表面都不能通过接触部位81b的全部。因此，如果配置代用刀具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。具有如下的特性：即使要用代用刀具22由1次加工形成槽部66的侧面66a或者侧面66b，也不能获得所希望的侧面的形状。

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，变更代用刀具22的相对于工件1的相对位置地进行多次加工。

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代用刀具22。即，使用代用刀具22代替指定刀具81。图6例示了槽部66的一方的侧面66a的加工。

在本实施方式的槽加工方法中，以代用刀具22的中心轴22a与槽部66的深度方向平行的方式设定代用刀具22的倾斜。即，以用于配置代用刀具22的圆84的中心轴与代用刀具22的旋转轴平行的方式设定了代用刀具22的倾斜。

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66a，一边每次少量地变更代用刀具22的位置一边进行了多次加工。即，稍微变更代用刀具22的路径地形成了一方的侧面66a。在图6所示的例子中，在第一次的侧面66a的加工中，在位置85a配置代用刀具22。然后，如箭头103所示，使代用刀具22沿槽部66延伸的方向相对地移动。在第二次的侧面66a的加工中，在位置85b配置代用刀具22，使代用刀具22沿槽部66延伸的方向相对地移动。进而，在第三次的侧面66a的加工中，在位置85c配置代用刀具22，使代用刀具22沿槽部66延伸的方向相对地移动。各自的位置85a、85b、85c，被设定成与将槽部66的槽宽度作为直径的圆84内接。即，以代用刀具22的表面与使用指定刀具81时的指定刀具81的表面的位置接触的方式配置。

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66b，改变代用刀具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，改变代用刀具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，如后述的那样能减小弧形切削残余高度。即，能使槽部的形状的精度提高。

图7表示说明第一次的加工中的代用刀具22的往路的位置和复路的位置的概要剖视图。箭头100表示代用刀具22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85a配置代用刀具22。通过使代用刀具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66a的加工。在第一次的复路的加工中，在位置86a配置代用刀具22。通过使代用刀具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66b的加工。

图8表示说明第二次的加工中的代用刀具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85b配置代用刀具22，使其向箭头103所示的方向移动，加工一方的侧面66a。在复路中，通过在位置86b配置代用刀具22，使其向箭头104所示的方向移动，加工另一方的侧面66b。

图9表示说明第三次的加工中的代用刀具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85c配置代用刀具22，进行了一方的侧面66a的加工。在复路中在位置86c配置代用刀具22，进行了另一方的侧面66b的加工。

在本实施方式中的槽加工方法中，往路中的代用刀具22的位置85a、85b、85c和复路中的代用刀具22的位置86a、86b、86c成为相互对称的位置。例如，在第一次的加工中，往路的位置85a和复路的位置86a成为相对于圆84的中心点84a对称的位置。即，位置85a的刀具前端点和位置86a的刀具前端点，设定在相对于圆84的中心点84a相互对称的位置。

图10表示在第一次的加工的往路中进行一方的侧面66a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66b的加工时的概要剖视图。在各自的图中，表示了使用者所希望的形状的加工面67。通过进行多次加工，加工成槽部66的侧面66a、66b与加工面67一致。

在第一次的加工的往路中，能将一方的侧面66a的上部切削成与加工面67大致相同。可是，在一方的侧面66a的中央部及下部，不能进行至加工面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66b的下部切削至加工面67。可是，在另一方的侧面66b的中央部及上部，不能切削至加工面67而产生切削残留。

图12表示进行第二次的往路的加工时的概要剖视图。图13表示进行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66a的中央部加工成接近于加工面67。另外，在第二次的复路中，能将另一方的侧面66b的中央部加工成接近于加工面67。

图14表示进行第三次的往路的加工时的概要剖视图。图15表示进行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66a及另一方的侧面66b的切削残留。此结果，能使槽部66与所希望的形状的加工面67一致。

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代用刀具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内接的方式配置代用刀具22。然后，变更代用刀具22的相对于工件1的相对位置地进行了多次加工。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。

作为比较例，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，所以不能增大切入量。因此，需要将刀具头的进给速度设定得小。因此，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。与此相对，在本实施方式的槽加工方法中，能增大工件的切削量，能在短时间内进行槽加工。

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。

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所示的范围地配置代用刀具22，能缩短加工时间。在本实施方式中，如后述的那样，运算了配置用于形成槽部66所需要的代用刀具22的范围。因此，能在短时间内进行槽加工。

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。

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CAD(Computer Aided Design)装置51设计工件1的形状。CAD装置51，将工件1的形状数据52向CAM(Computer Aided Manufacturing)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。在此，使用者，能对CAM装置53输入指定刀具81。在本实施方式中，输入了具有与槽部66的槽宽度相同的直径的指定刀具81。或者，指定刀具81，也可以由CAM装置53自动地指定。

在CAM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指定刀具81形成槽部时的数值数据。

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(CPU)、作为存储装置的ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及其它周边电路。

控制装置55，用输入数值数据54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指定刀具81小的刀具直径的代用刀具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，包含了使代用刀具22相对于工件1相对移动的数值数据。

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、Y轴伺服马达31、Z轴伺服马达25及B轴伺服马达43。

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CAM装置53生成了的输入数值数据54。本实施方式中的输入数值数据54，包含表示使用了指定刀具81时的刀具前端点的路径的数据。输入数值数据54，例如，由XYZ轴的坐标值和ABC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，能采用表示指定刀具的任意的部分的路径的输入信息。

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XYZ轴的坐标值及ABC轴的旋转角度构成。

接着，在路径设定部57中，设定用于使用具有比指定刀具81小的直径的代用刀具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。

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停止了时的指定刀具81的相对于工件1的行进方向。作为假想行进方向，例如，能采用指定刀具81的各自的高度中的多个点行进的方向。在图18所示的例中，不变更指定刀具81的位置地将工件1向箭头91所示的方向旋转。即，指定刀具81的中心轴81a是停止了的状态，使工件1旋转。此时，如果假设工件1停止了，则指定刀具81的刀具前端点81c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XYZ轴中的单位长度的矢量设定。

图19表示本实施方式中的进行槽加工时的概要俯视图。由箭头101表示指定刀具81的规定的高度的点中的假想行进方向。这样，假想行进方向，表示具有与圆84的直径相同的直径的指定刀具81沿槽部66延伸的方向行进时的方向。

参照图16及图17，直到步骤124，假想使用了指定刀具81的情况求出了假想行进方向。接着，基于指定刀具81的假想行进方向，设定代用刀具22的刀具路径。在控制装置55的范围设定部59中，设定配置代用刀具22的范围。

范围设定部59，在步骤125中读入加工设定数据。在此的加工设定数据中，包含槽部66的槽宽度、槽部66的深度及代用刀具22的刀具直径等。在步骤126中，使用加工设定数据和假想行进方向，设定配置代用刀具22的范围。

在本实施方式中，基于假想行进方向运算最终生成加工面的部分。基于最终生成加工面的部分，设定配置代用刀具的范围。在此，对本实施方式中的最终生成加工面的部分进行说明。

图20表示本实施方式中的指定刀具的概要立体图。图20表示了指定刀具81的实际上进行加工的一部分。例如，图20所示的指定刀具81的上端，与槽部的上端相等。如上所述，在本实施方式中，依赖于指定刀具81的中心轴81a的高度方向的位置，假想行进方向逐渐变化。

相对于中心轴81a上的点的假想行进方向垂直的方向和指定刀具81的表面的交点，成为在进行了工件1的加工时最终与工件接触的点。如果连接此点，则得到指定刀具81的最终生成加工面的部分。本实施方式中的最终生成加工面的部分由线132表示。

可是，如图5所示，因为在指定刀具81的轴向上，假想行进方向进行变化，所以本实施方式中的最终生成加工面的线132，变得不与指定刀具81的中心轴81a大致平行，而是相对于中心轴81a被扭转了。进而，线132成为了曲线状。

在指定刀具81向箭头101所示的假想行进方向移动时，能由指定刀具81的表面的一部分的区域进行工件的切削。实际上加工工件的加工区域131，与线132相比被设定在假想行进方向的朝向的一侧。指定刀具81具有用于形成工件的加工面的加工区域131。在加工区域131中能切削工件1而形成槽部66。或者，加工区域131的端部成为最终生成加工面的部分。在本实施方式中，最终生成加工面的部分成为线状，但不限于此形态，最终生成加工面的部分，即使是面状、点状也没关系。

最终生成加工面的线132，能通过运算进行设定。如箭头110、111所示，设定与算出了的假想行进方向垂直的线。运算作为此线和指定刀具81的表面的交点的点183、184。同样，对于中心轴81a上的多个点，通过运算各自的指定刀具81的表面上的点，能运算最终生成加工面的线132。

接着，基于运算了的最终生成加工面的线132，设定配置代用刀具22的范围。

图21表示说明配置代用刀具的范围的概要立体图。参照图19及图21，代用刀具22，以代用刀具22的表面与使用了指定刀具81的情况下的指定刀具81的表面接触的方式配置。以与指定刀具81中的最终生成加工面的线132对应的方式，配置代用刀具22。能将最终生成加工面的线132的上端的点183和下端的点184之间的区域设定在配置代用刀具22的范围内。在图19中，配置代用刀具22的范围由箭头176表示。

参照图16及图17，接着，由位置设定部60进行将代用刀具22配置在配置代用刀具22的范围内的位置的设定。位置设定部60，在步骤127中，读入加工设定数据。在此，作为读入的加工设定数据，包含弧形切削残余高度及代用刀具的刀具直径等。

图22表示说明本实施方式中的弧形切削残余高度的概要图。在本实施方式中，以与圆84内接的方式设定了代用刀具22的位置85a、85b、85c。因此，与配置代用刀具22的位置的数量相应地，箭头106表示的弧形切削残余高度确定。另外，弧形切削残余高度，也依赖于代用刀具22的直径。例如，在配置代用刀具22的范围的内部，增多配置代用刀具22的位置的数量。然后，通过减小配置代用刀具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。

参照图16及图17，在步骤128中，基于被输入了的弧形切削残余高度等加工设定数据，能设定代用刀具22的位置。在本实施方式中，基于弧形切削残余高度，能通过计算算出配置代用刀具的位置的数量。因此，如果指定弧形切削残余高度的容许值，则在配置代用刀具22的范围的内部，能设定代用刀具22的多个位置。在本实施方式中，进行了3次加工。代用刀具22的位置，例如，能由XYZ轴的坐标值表示。或者，例如，能输出来自在步骤122中输出了的坐标值列的差。

图23是由代用刀具进行第一次加工时的代用刀具的概要立体图。图24是由代用刀具进行第二次加工时的代用刀具的概要立体图。图25是由代用刀具进行第三次加工时的代用刀具的概要立体图。图23至图25，表示本实施方式的进行用于形成槽部的一方的侧面的往路的移动时的状态。参照图23，在代用刀具22中也生成最终生成加工面的部分。在由代用刀具22进行的第一次的加工中，代用刀具22的最终生成加工面的线132a，被形成在槽部的上部的区域上。参照图24，在由代用刀具22进行的第二次的加工中，代用刀具22的最终生成加工面的线132b，被形成在槽部的中央部的区域上。参照图25，在由代用刀具22进行的第三次的加工中，代用刀具22的最生成终加工面的线132c，被形成在槽部的下部的区域上。

通过组合图23至图25所示的各自的最终生成加工面的线132a、132b、132c，能形成与由指定刀具81进行加工时的最终生成加工面的线132对应的线。在槽部66的深度方向整体中，能形成与所希望的形状精度非常一致了的槽部。即，能形成与使用指定刀具81形成了的槽部66大致相同的槽部。

参照图16及图17，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XYZ轴的坐标和ABC轴中的代用刀具22与工件1的相对的角度设定。

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和代用刀具22的相对位置。

本实施方式中的机床10的控制装置，具备路径设定部，路径设定部，运算由指定刀具81加工工件1时的指定刀具81的加工区域131之中最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定了代用刀具22的刀具路径。由此结构，能使用代用刀具代替指定刀具进行加工。另外，能精度良好地进行加工。

另外，路径设定部57，包含基于输入数值数据54设定由指定刀具81加工工件1时的假想行进方向的假想行进方向设定部58；使用假想行进方向运算最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定配置代用刀具的范围的范围设定部59；和在配置代用刀具22的范围的内部设定配置代用刀具22的多个位置的位置设定部60。通过采用此结构，能由简易的结构设定代用刀具22的多次的刀具路径。

如上所述，本实施方式中的刀具路径生成方法，是运算代用刀具22的刀具路径的刀具路径的生成方法，预先设定了使用指定刀具81进行加工时的指定刀具81的刀具路径。包含基于指定刀具81的刀具路径运算由与指定刀具81不同的代用刀具22进行加工时的代用刀具22的刀具路径的路径运算工序。路径运算工序，运算由指定刀具81加工工件时的指定刀具81的加工区域之中最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定代用刀具的刀具路径。通过采用此方法，能使用代用刀具代替指定刀具进行加工。另外，能生成精度良好地进行加工的刀具路径。

进而，在刀具路径生成方法中，上述的路径运算工序，包含设定由指定刀具81加工工件1时的假想行进方向的工序；和使用假想行进方向运算最终生成加工面的部分的工序。此后，能包含基于最终生成加工面的部分设定配置代用刀具22的范围的工序；和设定将代用刀具22配置在配置代用刀具22的范围的内部的多个位置的工序。

在本实施方式的上述的说明中，基于CAD装置输出了的形状数据，由CAM装置生成了使用指定刀具的情况下的输入数值数据。使用此输入数值数据，作成了在机床的控制装置中成为代用刀具的刀具路径的输出数值数据，但不限于此方式，也可以使用从CAD装置输出的形状数据，在CAM装置的内部作成输出数值数据。

图26表示本实施方式中的具备CAD装置和刀具路径生成装置的加工系统的概要图。由CAD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CAM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生成使用代用刀具进行加工的刀具路径的输出数值数据62的功能。

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，读取进行了工件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，使用比指定刀具81直径小的代用刀具22，设定使其在槽部66延伸的方向相对移动的刀具路径。

路径设定部77，例如，具有图16记载的加工系统的CAM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，生成表示指定刀具81的路径的输入数值数据54。使用输入数值数据54生成表示代用刀具22的路径的输出数值数据62。这时，能运算指定刀具81的加工区域131之中最终生成加工面的线132，基于最终生成加工面的线132设定代用刀具22的刀具路径。

输出数值数据62，被输入给机床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。控制装置55，能使代用刀具22相对于工件1相对地移动。

在本实施方式的刀具路径生成装置中，也能生成使用代用刀具代替指定刀具的刀具路径。

使本实施方式的代用刀具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Y轴中，使代用刀具22相对于工件1移动，在Z轴及B轴中，使工件1相对于代用刀具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至少一方被形成为关于各自的轴可以移动就可以。

在本实施方式中，算出指定刀具中的假想行进方向，基于假想行进方向设定了配置代用刀具的范围及配置代用刀具的位置，但不限于此方式，也可以不使用假想行进方向地设定配置代用刀具的位置。例如，也可以基于槽部延伸的方向推定指定刀具的最终生成加工面的部分，设定代用刀具的位置。

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圆筒凸轮的槽加工，但不限于此方式，能将本发明适用在任意的加工中。

图27表示端面凸轮的概要立体图。端面凸轮136具有端面136a。凸轮从动件135与端面136a接触。凸轮从动件135被形成为圆柱状，被可旋转地支承。凸轮从动件135，其圆周方向的表面与端面136a接触。通过端面凸轮136和凸轮从动件135以中心轴137为中心进行旋转移动，能使凸轮从动件135的上下位置变化。

在端面凸轮136的端面136a的加工中，最好使用具有与凸轮从动件135的直径相同的刀具直径的旋转刀具。最好使得凸轮从动件135旋转时的旋转轴和旋转刀具的旋转轴一致地进行加工。

例如，通过使用具有与凸轮从动件135的直径相同的直径的立铣刀，一边使工件绕中心轴137旋转一边进行切削加工，能形成端面136a。由此方法，能形成所希望的形状的端面136a。

另一方面，在作为用于端面136a的加工的旋转刀具使用了具有与凸轮从动件135的直径不同的刀具直径的旋转刀具的情况下，存在端面136a不成为平滑的表面的情况。此结果，在驱动了端面凸轮136时，存在凸轮从动件135的运动不成为平滑的情况。

可是，存在准备具有与凸轮从动件135的直径相同的刀具直径的旋转刀具困难的情况。因此，例如，在使用具有比所希望的刀具直径小的刀具直径的立铣刀的情况下，使用了一边使立铣刀自转一边使其公转的偏心保持架。但是，需要准备偏心保持架，或者加工时间变长。

在制造这样的端面凸轮136的端面136a的情况下，也能适用与本实施的槽加工同样的方法及装置。即，能与槽部的侧面同样地形成端面凸轮136的端面136a。例如，能一边使端面凸轮136绕中心轴137旋转，一边使用比凸轮从动件135的直径小的直径的旋转刀具进行加工。

在此情况下，能将具有与凸轮从动件135的直径相同的刀具直径的旋转刀具指定为指定刀具。另外，代用刀具，能指定具有比凸轮从动件135的直径小的刀具直径的旋转刀具。运算指定刀具的最终生成加工面的部分，并基于最终生成加工面的部分运算代用刀具的刀具路径。通过使用此刀具路径，由代用刀具进行加工，能形成平滑的端面136a。通过采用本实施方式中的方法及装置，能将端面136a加工成所希望的形状。此结果，能平滑地进行凸轮从动件135的运动。

图28表示进行各种各样的工件的加工时的刀具的最终生成加工面的部分的概念图。图28例示了端面形状为圆形的刀具181的概要剖视图。刀具181以刀具中心点181a为中心旋转。另外，刀具181的表面加工工件。在刀具181的表面之中，最终生成加工面的部分，能由下面的那样的方法求出。

确定刀具181的表面上的任意的点p。将在点p的刀具181的表面的法线方向作为N(p)。将在规定的时刻t1的点p中的假想行进方向作为V(p，t1)。将在比时刻t1晚的时刻t2的点p中的假想行进方向作为V(p，t2)。在此情况下，在从时刻t1到时刻t2的期间中进行的加工中，刀具181的最终生成加工面的部分由下面的式子确定。在下面的式子中，使用了N(p)和V(p，t1)的内积及N(p)和V(p，t2)的内积。

N(p)·V(p，t1)≧0…(1)

N(p)·V(p，t2)≦0…(2)

在此，记号“·”表示内积。满足上述的式子(1)及式子(2)的双方的区域，相对于从时刻t1到时刻t2的期间中的最终生成加工面的部分。在图28中，满足上述的式子(1)的区域由箭头173表示。满足上述的式子(2)的区域由箭头174表示。箭头173所示的区域和箭头174所示的区域重复的由箭头175表示的区域，相当于最终生成加工面的部分。例如，在刀具181的全部的表面上产生多个点p，满足上述的式子(1)及式子(2)的点p存在的部分成为最终生成加工面的部分。

在基于式子(1)及式子(2)的最终生成加工面的部分的推定中，刀具的端面形状不限于圆形，能适用于任意的形状的刀具。另外，关于工件的加工形状也不限于槽，能采用任意的形状。

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，能将本发明适用于进行任意的加工的数值控制式的机床等。另外，本实施方式中的指定刀具及代用刀具是扁平立铣刀。即，本实施方式中的代用刀具，是与指定刀具相同种类的刀具，但不限于此方式，代用刀具，也可以是与指定刀具不同的种类的刀具。另外，在使用除了旋转刀具以外的刀具的情况下，在刀具的位置的设定中，也可以追加对主轴的旋转相位的指令。

在本实施方式中的加工中，一边使旋转刀具旋转一边将相对于工件相对地行进的进给速度做成大致一定，但不限于此方式，也可以与工件的切削量相应地使进给速度变化。由此控制，能缩短加工时间，延长刀具的寿命。

(实施方式2)

参照图29至图37，对实施方式2中的刀具路径生成方法、机床的控制装置及刀具路径生成装置进行说明。在本实施方式的加工中，在工件的表面上生成凹陷部。在本实施方式中，指定刀具也被预先指定，在实际的加工中使用代用刀具代替指定刀具。

图29表示本实施方式中的由代用刀具151进行加工时的工件的概要剖视图。图30表示本实施方式中的由代用刀具151进行加工时的工件1的概要俯视图。在图29中，除了代用刀具151以外，也记载了指定刀具140。参照图29及图30，对于本实施方式，在工件1的表面上，形成端面形状为圆弧状的凹陷部141。本实施方式中的工件1的表面，是平面状。另外，作为切削工件1的刀具，使用前端为半球状的球头立铣刀。由代用刀具151，进行多次加工来形成凹陷部141。

图31表示使用指定刀具140在工件上形成凹陷部时的概要剖视图。图32表示使用指定刀具140在工件上形成凹陷部时的概要俯视图。在本实施方式中，指定刀具140也是用于形成所希望的凹陷部141的最佳的刀具。指定刀具140是球头立铣刀。指定刀具140，其前端部分与所希望的凹陷部141的形状一致。因此，如箭头171所示，通过使指定刀具140一边旋转一边向与工件1接近的方向移动，将指定刀具140压附在工件1上，能形成所希望的形状的凹陷部141。即，通过由指定刀具140的前端的半球状的部分的一部分切削工件1，能形成凹陷部141。

参照图29及图30，在本实施方式中，使用代用刀具151代替指定刀具140。代用刀具151是刀具直径比指定刀具140小的球头立铣刀。即，代用刀具151与指定刀具140是相同种类的刀具，是与指定刀具140相比小型的刀具。

在本实施方式中，也以工件1的加工面成为所希望的形状的方式设定代用刀具151的刀具路径。与实施方式1同样，基于指定刀具140的最终生成加工面的部分设定代用刀具151的刀具路径。在本实施方式中，也运算指定刀具140的最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定配置代用刀具151的范围。进而，在此范围内设定配置代用刀具151的位置。

在本实施方式中，也能使用实施方式1所示的机床进行加工。参照图1，在本实施方式中，安装代用刀具151代替代用刀具22。将工件1固定在旋转工作台42上。在设定了代用刀具151的相对于工件1的X轴方向、Y轴方向及绕B轴的位置之后，不进行X轴方向、Y轴方向及绕B轴移动地进行固定。在此状态下，关于Z轴方向进行代用刀具151相对于工件1的相对移动。在本实施方式中，通过在Z轴方向使工件1移动，能使代用刀具151向相对于工件1接近的方向移动。

在本实施方式中，也能使用实施方式1的图16所示的加工系统及图17所示的控制进行加工。参照图16及图17，由CAD装置51及CAM装置53生成使用了指定刀具140时的输入数值数据54。

接着，数值数据读取部56读入输入数值数据54。另外，数值数据读取部56输出坐标值列。接着，假想行进方向设定部58读入机床数据。另外，假想行进方向设定部58进行假想行进方向的算出。在本实施方式中，因为在加工期间中没有X轴方向、Y轴方向及绕B轴的移动，所以假想行进方向在Z轴方向成为代用刀具151相对于工件1相对地进行移动的方向。参照图31，指定刀具140的假想行进方向，成为箭头171所示的方向。

接着，在范围设定部59中，进行加工设定数据的读入。本实施方式中的加工设定数据，包含俯视凹陷部141时的直径、凹陷部141的深度、代用刀具151的刀具直径等。接着，运算配置代用刀具151的范围。在本实施方式中，形成指定刀具140的前端的凹陷部141的区域，成为配置代用刀具151的范围。参照图31，球头立铣刀具有前端的半球状的部分和圆柱状的部分的分界143。在本实施方式中，将形成刀具前端的半球的球的中心称为刀具中心140a。假想行进方向，如箭头177所示，与指定刀具140的中心轴延伸的方向平行。

在刀具中心140a中，基于凹陷部141的形状算出相对于假想行进方向的角度θm。算出了的角度θm的范围内的指定刀具140的表面，由箭头172表示。此箭头172所示的区域，成为指定刀具140的最终生成加工面的部分。在本实施方式中，指定刀具140的最终生成加工面的部分是面状。另外，在本实施方式中，指定刀具140的最终生成加工面的部分，成为配置代用刀具151的范围。

另外，在本实施方式中，算出假想行进方向，基于假想行进方向运算了最终生成加工面的部分，但不限于此方式，也可以不使用假想行进方向地运算最终生成加工面的部分。

参照图16及图17，接着，位置设定部60进行弧形切削残余高度等的加工设定数据的读入。进而，位置设定部60，设定配置代用刀具151的位置。

图33表示本实施方式中的设定配置代用刀具151的位置的控制的流程图。在步骤161中，读入配置代用刀具151的范围。图34表示指定刀具140的概要立体图。指定刀具140的前端的一部分是最终生成加工面的部分，与配置代用刀具151的范围142相等。

参照图33，接着，在步骤162中，在最终生成加工面的部分上设定多个点p。此点p，以后成为使代用刀具151接触的点。

图35表示从前端观看指定刀具140时的概要图。即，图35表示指定刀具140的仰视图。在指定刀具140的中央部分中设定了配置代用刀具151的范围142。在此范围142的内部，设定多个点p。点p，能设定预先确定了的多个个数。在点p的设定中，例如，使点p产生在不规则的位置。此后，能使用模拟装置，使点p彼此的间隔尽可能变得均匀的那样地移动。例如，相对于任意的一个点p，在其他点或者范围142的分界之间使斥力起作用。能以距离越接近越大的力起作用的方式设定，并使点p移动。通过将这样的模拟继续规定的时间，成为大致平衡状态。能大致均等地配置全部的点p。

接着，判别在使代用刀具151与设定的点p接触时弧形切削残余高度是否成为容许值以下。在本实施方式中，设定配置代用刀具151的位置的数量，以便凹陷部141的弧形切削残余高度成为预先确定了的容许值以下。

图36表示说明本实施方式中的弧形切削残余高度的概要剖视图。在本实施方式中，也依赖于配置代用刀具151的位置的数量，在凹陷部141的表面上产生凹凸。箭头106所示的高度是弧形切削残余高度。在本实施方式中，通过增多配置代用刀具151的位置的个数，也能减小弧形切削残余高度。在本实施方式中，为了判别加工后的弧形切削残余高度，使用绕指定刀具140的刀具中心140a的角度来进行判别。

图37表示说明本实施方式中的指定刀具140和代用刀具151的概要图。点p，是在步骤162中被随机地设定了的代用刀具151接触的点。在配置代用刀具151的范围142中，设定与点p不同的任意的点x。点x设定多个。在此，在多个点p之中，能选定与一个点x最近的点p。在此情况下，能算出连接刀具中心140a和点p的线与连接刀具中心140a和点x的线所成的角度θx。对于多个点x来说，点x和点p的距离的最大值越小，弧形切削残余高度越小。因此，如果使点x大量产生，涉及全部的点x的角度θx都是预先确定了的容许角度以下，则能使弧形切削残余高度成为容许值以下。

参照图33，在步骤163中，算出角度判定值。角度判定值，能基于成为判定的基准的弧形切削残余高度的容许值H、指定刀具的刀具直径R及代用刀具的刀具直径R通过计算算出。

接着，在步骤164中，使点x产生在配置代用刀具的范围142的内部。在本实施方式中，使预先确定了的个数的点x产生。至于点x的位置的设定，能采用与点p的位置的设定同样的方法。

接着，在步骤165中，算出涉及点x和与点x最近的点p的角度θx。此计算，对全部的点x进行。在算出了的多个角度θx之中，选定最大的角度θxmax。

接着，在步骤166中，判别算出了的最大的角度θxmax是否是角度判定值以下。在步骤166中，在算出了的最大的角度θxmax比角度判定值大的情况下，能判别为生成的弧形切削残余高度比容许值大。在此情况下，向步骤167转移。在步骤167中，使点p的个数增加。例如，对现在的点p的个数增加预先确定了的个数。此后，返回到步骤162，重新设定点p的位置。这样，进行使配置代用刀具的个数增加的控制，直到凹陷部中的弧形切削残余高度成为容许值以下。

在步骤166中，如果算出了的最大的角度是角度判定值以下，则能判别为弧形切削残余高度是容许值以下。即，能判别为达到所希望的弧形切削残余高度。在此情况下，向步骤168转移。

在步骤168中，设定代用刀具151的位置。代用刀具151，以与点p接触的方式配置。点p被设定在最终生成加工面的部分的表面上。在本实施方式中，设定了X轴方向的位置及Y轴方向的位置和Z轴方向的位置。这样，能设定配置代用刀具151的位置。另外，本实施方式的机床，能在配置代用刀具151的范围内，以弧形切削残余高度成为所希望的高度以下的方式设定配置代用刀具151的个数。

参照图16及图17，接着，位置设定部60，能基于算出了的代用刀具151的位置作成输出数值数据62。在输出数值数据62中，包含了代用刀具151的刀具路径。接着，与实施方式1同样，数值控制部63能基于输出数值数据62驱动各轴伺服马达64。

在本实施方式中的刀具路径生成方法中，也与实施方式1中的刀具路径生成方法同样，包含运算代用刀具151的刀具路径的路径运算工序，路径运算工序能运算由指定刀具140加工工件1时的指定刀具140的加工区域之中最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定代用刀具151的刀具路径。

另外，在本实施方式的刀具路径生成装置中，也与实施方式1的刀具路径生成装置同样地能形成代用刀具151的刀具路径。参照图26，刀具路径生成装置75，在形状数据读取部76中，读取工件1的形状数据。接着，在路径设定部77中，能设定由与预先指定了的指定刀具140不同的代用刀具151进行加工时的代用刀具151的刀具路径。在此情况下，路径设定部77，能设定由指定刀具140进行工件1的加工时的指定刀具140的刀具路径，运算由指定刀具140加工时的指定刀具140的加工区域之中最终生成加工面的部分，基于最终生成加工面的部分设定代用刀具151的刀具路径。

至于其他的结构、作用及效果，由于与实施方式1同样，所以在此不重复说明。

上述的实施方式，能适当组合。在上述的各自的图中，在相同或者相等的部分上标注了相同的符号。另外，上述的实施方式是例示，不是限定发明的实施方式。另外，在实施方式中，包含权利要求所示的变更。

符号的说明：

1：工件

10：机床

20：主轴

22、151：代用刀具

55：控制装置

57：路径设定部

58：假想行进方向设定部

59：范围设定部

60：位置设定部

75：刀具路径生成装置

76：形状数据读取部

77：路径设定部

81、140：指定刀具。

Claims (5)

1.一种刀具路径生成方法，是用于运算一边使刀具和工件相对地移动一边加工上述工件的刀具路径的刀具路径生成方法，其特征在于，

预先设定了使用作为球头立铣刀的指定刀具进行加工时的上述指定刀具的刀具路径，

包含路径运算工序，该路径运算工序基于上述指定刀具的刀具路径，运算由与上述指定刀具相同种类并比上述指定刀具小型的代用刀具进行加工时的上述代用刀具的刀具路径，

路径运算工序包含：

运算由上述指定刀具加工上述工件时的上述指定刀具的加工区域之中最终生成加工面的部分的工序；

基于上述最终生成加工面的部分设定配置上述代用刀具的范围的工序；

设定将上述代用刀具配置在配置上述代用刀具的范围的内部的多个位置的工序；和

基于配置上述代用刀具的多个位置设定上述代用刀具的刀具路径的工序，

最终生成加工面的部分是面状，

设定多个位置的工序包含如下的工序：将多个第一点及多个第二点设定在配置上述代用刀具的范围的内部，选定与各个第二点最近的第一点，在全部的第二点实施算出连接刀具中心及第一点的线与连接刀具中心及第二点的线所成的角度的工序，并直到算出的角度之中最大的角度在角度判定值以下为止增加第一点的个数，设定以与第一点接触的方式配置代用刀具的位置。

2.如权利要求1记载的刀具路径生成方法，其特征在于，

上述路径运算工序，包含：

设定由上述指定刀具加工上述工件时的假想行进方向的工序；

使用上述假想行进方向运算上述最终生成加工面的部分的工序。

3.一种机床的控制装置，是一边使刀具和工件相对地移动一边加工上述工件的机床的控制装置，其特征在于，具备：

读取包含由预先指定了的作为球头立铣刀的指定刀具进行加工时的上述指定刀具的刀具路径在内的输入信息的输入信息读取部；和

基于上述输入信息，设定由与上述指定刀具相同种类并比上述指定刀具小型的代用刀具进行加工时的上述代用刀具的刀具路径的路径设定部，

上述路径设定部包含范围设定部和位置设定部，上述范围设定部运算由上述指定刀具加工上述工件时的上述指定刀具的加工区域之中最终生成加工面的部分，基于上述最终生成加工面的部分设定配置上述代用刀具的范围；上述位置设定部设定将上述代用刀具配置在配置上述代用刀具的范围的内部的多个位置，基于配置上述代用刀具的多个位置设定上述代用刀具的刀具路径，

最终生成加工面的部分是面状，

上述位置设定部将多个第一点及多个第二点设定在配置上述代用刀具的范围的内部，选定与各个第二点最近的第一点，在全部的第二点实施算出连接刀具中心及第一点的线与连接刀具中心及第二点的线所成的角度的控制，并直到算出的角度之中最大的角度在角度判定值以下为止增加第一点的个数，设定以与第一点接触的方式配置代用刀具的位置。

4.如权利要求3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指定刀具加工上述工件时的假想行进方向的假想行进方向设定部；

上述范围设定部使用上述假想行进方向运算上述最终生成加工面的部分。

5.一种刀具路径生成装置，是生成一边使刀具和工件相对地移动一边加工上述工件时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；和

基于上述形状数据，设定由与预先指定了的作为球头立铣刀的指定刀具相同种类并比上述指定刀具小型的代用刀具进行加工时的上述代用刀具的刀具路径的路径设定部，

上述路径设定部以设定由上述指定刀具进行上述工件的加工时的上述指定刀具的刀具路径的方式形成，进而包含范围设定部和位置设定部，上述范围设定部运算由上述指定刀具进行加工时的上述指定刀具的加工区域之中最终生成加工面的部分，基于上述最终生成加工面的部分设定配置上述代用刀具的范围；上述位置设定部设定将上述代用刀具配置在配置上述代用刀具的范围的内部的多个位置，基于配置上述代用刀具的多个位置设定上述代用刀具的刀具路径，

最终生成加工面的部分是面状，

上述位置设定部将多个第一点及多个第二点设定在配置上述代用刀具的范围的内部，选定与各个第二点最近的第一点，在全部的第二点实施算出连接刀具中心及第一点的线与连接刀具中心及第二点的线所成的角度的控制，并直到算出的角度之中最大的角度在角度判定值以下为止增加第一点的个数，设定以与第一点接触的方式配置代用刀具的位置。