[發(fā)明專利]旋削加工系統(tǒng)中的工具路徑生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080045219.3
• 申請日: 2010-10-08
• 公開（公告）號: CN102574210A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李盛根;玄龍卓
• 申請（專利權(quán)）人: 斗山英維高株式會社
• 主分類號: B23B25/06
• 分類號: B23B25/06;B23Q15/14;B23Q15/12;B23Q15/013
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及旋削加工系統(tǒng)，更詳細地說，涉及旋削加工系統(tǒng)中的工具路徑生成方法。

背景技術(shù)

當用戶在一般的計算機數(shù)控(computerized?numerical?control，CNC)機床中制作加工程序時，需要制作不僅能夠?qū)唵蔚男螤钸M行加工而且還能夠?qū)?fù)雜且多樣的形狀進行加工的程序。用戶很難為了對復(fù)雜的形狀進行加工而直接編程機器指令，因此需要自動編程機器指令的裝置，而該裝置就是工具路徑自動生成裝置。在這種裝置中承載有機器用戶的加工訣竅，最近不僅具有生成工具路徑，還包含檢測工具沖撞、未切削等的功能。

另一方面，對于這種旋削用工具路徑而言，由于工具的工具角而必然會產(chǎn)生實質(zhì)上不能進行加工的干擾區(qū)域，因此需要避免干擾區(qū)域的工具路徑的生成方法。

但是，以往的旋削用工具路徑生成方法大部分是生成在僅由直線構(gòu)成的形狀中避免干擾區(qū)域的工具路徑。

另外，即使在考慮圓弧形狀的情況下，也由于將干擾區(qū)域的起點簡單地考慮為圓弧上的切點，因此如圖12所示，在干擾區(qū)域的起點(P)不是圓弧上的切點而是交叉點的情況下，存在不能生成避免干擾區(qū)域的工具路徑的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成的，本發(fā)明的目的在于，即使對于包含直線及圓弧的形狀，也能夠生成有效避免被削材與工具之間的干擾區(qū)域的工具路徑。

另外，本發(fā)明的目的在于，研究生成內(nèi)徑、外徑加工及截面加工等各種工具路徑時所通用的工具路徑生成算法，從而提高工具路徑生成效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的旋削加工系統(tǒng)中的工具路徑生成方法，包括：

(A)形狀偏移步驟(S10)，識別從用戶輸入或顯示在圖上的形狀，分離為一個以上的形狀要素，使所輸入的形狀偏移與加工余量相應(yīng)的量；(B)虛擬壁生成步驟(S20)，生成將工件尺寸考慮在內(nèi)的虛擬壁；(C)形狀修正步驟(S30、S40)，輸入工具信息，生成由工具的工具角產(chǎn)生的干擾區(qū)域，根據(jù)上述形狀要素的形狀工作軸和上述工具的工具角，按上述各形狀要素，判別干擾區(qū)域的產(chǎn)生與否，對形狀要素進行修正，以不產(chǎn)生干擾區(qū)域；(D)閉合形狀形成步驟(S50)，將所修正的形狀制作為閉合形狀；(E)切斷面形成步驟(S60)，在加工深度方向上形成切斷面；(F)工具路徑生成步驟(S70、S80)，求出上述切斷面與上述形狀要素之間的交點，從該交點起生成工具路徑；(G)未加工區(qū)域搜索步驟(S90)，搜索在上述(C)步驟中，是否存在包含在未加工區(qū)域-上述干擾區(qū)域的形狀要素；以及(H)未切削區(qū)域工具路徑生成步驟(S110)，在搜索到未加工區(qū)域時，將工具變更為能夠?qū)ι鲜鑫醇庸^(qū)域進行加工的工具，生成未切削區(qū)域工具路徑。

另一方面，根據(jù)優(yōu)選實施例，在上述(C)步驟中，能夠根據(jù)形狀要素的直線與否和圓弧與否，不同地判斷干擾區(qū)域與否。

即、可以構(gòu)成為，在上述形狀要素為直線的情況下，在上述形狀要素與上述形狀工作軸所成的角度比上述工具的工具角的絕對值大時，判斷為包含在干擾區(qū)域。

并且，可以構(gòu)成為，在上述形狀要素為圓弧時，在相對于形狀工作軸相差180+工具角的虛擬線與上述圓弧相切并在與鄰接的其他形狀要素之間有交點的情況下，判斷為上述圓弧包含在干擾區(qū)域。

另外，可以構(gòu)成為，在上述虛擬線與作為上述形狀要素的圓弧交叉的情況下，在上述圓弧的起點或終點的位置以形狀工作軸為基準位于包含圓弧的圓上的角度(θ1、θ2)處于90度+工具角與270度+工具角之間或-90度+工具角與90度+工具角之間時，判斷為包含在干擾區(qū)域。

發(fā)明效果

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，不僅是直線，在由圓弧構(gòu)成的形狀中，也能夠生成能夠避免由工具的工具角產(chǎn)生的干擾區(qū)域的工具路徑。

另外，根據(jù)本發(fā)明，提供能夠?qū)Σ煌愋偷募庸し?內(nèi)徑、外徑、截面加工等)定義干擾區(qū)域并予以避免的一貫的方法，從而對各種加工法(內(nèi)徑、外徑、截面加工等)也能夠有效地生成工具路徑，因此提高工具路徑生成的效率。

附圖說明

圖1a是本發(fā)明的旋削加工系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖1b至圖1d是本發(fā)明的旋削加工系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的旋削加工系統(tǒng)中的工具路徑生成方法的整體流程圖。

圖3是對于圖2的S30及S40步驟的詳細流程圖。

圖4是示出在工具的工具角為副切削刃角(β)時產(chǎn)生的干擾區(qū)域邊界(X)和干擾區(qū)域(A)的圖。

圖5是示出在工具角為切削刃角(α)時產(chǎn)生的干擾區(qū)域邊界(X)和干擾區(qū)域(A)的圖。