CN105917282A - 加工方法及机床的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种加工方法及机床的控制装置，在使旋转刀具(T)和工件相对移动来加工工件的曲面的加工方法中，对工件(M)附加沿上述曲面的方向的旋转进给，使在上述曲面上产生的反转痕的位置在上述旋转进给的方向分散在每个刀具路径(PT)上。

Description

加工方法及机床的控制装置
技术领域
本发明涉及使用旋转刀具(铣刀刀具、带轴砂轮等)、非旋转刀具(弹性刀具等)在与工件之间相对移动，在工件上形成曲面、多边形形状的加工方法及机床的控制装置。
背景技术
机床，因为由于各种各样的原因产生的驱动系统的滞后，所以存在进给轴产生运动误差的情况。作为产生运动误差的原因的一例，除加工负荷的变动之外，还存在在刀具路径的象限切换时、进给轴的进给马达反转时产生的所谓的反转痕。刀具路径的象限切换时的反转痕被称为象限突起。反转痕，是在加工面上产生的咬入、突起状的不好的加工痕，在圆切削加工、圆弧切削加工、椭圆、螺旋形的曲线状切削加工等中，在各轴的进给方向反转时产生。例如，在通过X轴、Y轴、Z轴的直线进给加工曲面之际，在各轴的进给的方向反转时，因为由X轴、Y轴、Z轴的进给装置(滚珠丝杠、轴承、导向装置等)的齿隙、弹性变形、摩擦阻力产生的追随滞后，所以产生运动误差，由此产生反转痕。
为了防止或者抑制反转痕的发生，在专利文献1的发明中，在进给轴的反转时的速度指令上加上了预先设定的加速速度。另外，在专利文献2的发明中，提供一种机床，其是使旋转刀具和工件相对移动来切削加工工件，在加工中通过控制旋转刀具的相位，防止了反转痕的发生。另外，在专利文献3的发明中，作成NC数据，以便立铣刀和工件的切削点的进给速度矢量的方向和大小成为一定，抑制了多工序自动数字控制机床的运动精度误差对加工面的精加工精度带来的影响。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第2558580号公报
专利文献2：日本特开2013－206342号公报
专利文献3：日本特开2011－22898号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据专利文献1的发明，反转痕的尺寸变小，但如已述的那样，反转痕，由于由与齿隙、弹性变形、摩擦阻力等机械系统不可避免地相伴的原因，在直线运动进给轴的进给方向反转时发生，所以不能排除反转痕的发生。进而，反转痕，在直线运动进给轴的进给方向反转时产生，即在一个曲面中集中在切线或者切面的倾斜的正负的符号变化的区域中。因此，在给与多个周期进给沿多条刀具路径使刀具相对移动来加工曲面的情况下，因为即使各个反转痕的尺寸(高度)都收纳在加工误差范围内，多个反转痕也集中，所以作为条纹状的加工痕在视觉上醒目，可能产生不能作为产品使用的情况。另外，根据专利文献2的发明，不产生反转痕的旋转刀具的相位控制，在高速旋转、高速进给区域中存在变得困难的问题。另外，根据专利文献3的发明，能防止被包含在多工序自动数字控制机床中的各种机构、构造具有的运动精度误差之中的沿着与切削点的进给速度矢量的方向相同的方向产生的运动精度误差被复制到工件上，但立铣刀的环形移动刀具路径必定通过X轴和Y轴的象限切换点。换言之，由于在加工中X轴和Y轴的进给马达反转，所以或大或小必定发生反转痕。由于使进给马达的反转位置分散在每个环形移动刀具路径上的技术的思想没有被公开，所以反转痕呈条纹状地可见的问题依然没有削除。
本发明将解决这样的现有技术的问题作为技术课题，其目的在于提供一种加工方法及机床的控制装置，该加工方法及机床的控制装置是使得反转痕不会集中在特定的区域中地分散在加工面的整体上的或者不产生反转痕的加工方法及机床的控制装置。
为了解决课题的手段
为了达到上述的目的，根据本发明，提供一种加工方法，该加工方法是使刀具和工件相对移动来加工工件，其中，使用在工件的加工中必须的必须进给轴和不是必须的至少一个剩余进给轴，使进给马达的反转位置分散在每个刀具路径上，或者去除进给马达的反转动作地加工工件。
另外，根据本发明的另一个特征，提供一种机床的控制装置，该机床的控制装置具有在工件的加工中必须的必须进给轴和不是必须的至少一个剩余进给轴，使刀具和工件相对移动来加工工件，其中，具备重叠部，该重叠部在执行由上述必须进给轴进行的加工程序的期间，执行包含上述剩余进给轴的动作在内的反转位置分散程序，使工件的加工面中的进给马达的反转位置分散。
在本发明中，在使旋转刀具和工件相对移动来加工工件的加工方法中，能对工件附加旋转进给，使在上述工件的加工面上产生的反转痕的位置分散。上述工件能绕上述旋转刀具的轴线旋转进给。
进而，控制两个直线运动进给轴，使上述旋转刀具沿一个曲线路径相对于上述工件相对移动，在相对于上述曲线路径垂直的方向对上述旋转刀具给与周期进给，控制上述两个直线运动进给轴使上述旋转刀具沿下一个曲线路径相对于上述工件相对移动，在反复进行上述动作而上述工件上形成所希望的曲面的期间，能使上述工件绕与相对于上述两个直线运动进给轴垂直的进给轴平行的轴线旋转。
上述曲面能做成凸状曲面或者做成凹状曲面。
另外，本发明是一种机床的控制装置，其具有正交三轴的直线运动进给轴和至少一个旋转进给轴，使旋转刀具和工件相对移动来加工工件的曲面，其中，也可以具备重叠部，该重叠部同时控制上述正交三轴的直线运动进给轴的两个直线运动进给轴，使上述旋转刀具沿一个曲线路径相对于上述工件相对移动，在相对于上述曲线路径垂直的方向给与周期进给，同时控制上述两个直线运动进给轴使上述旋转刀具沿邻接的下一个曲线路径相对于上述工件相对移动，在反复进行上述动作而执行在上述工件上形成所希望的曲面的加工程序的期间，执行绕与相对于上述两个直线运动进给轴垂直的直线运动进给轴平行的轴线使上述工件旋转的反转位置分散程序，使在上述曲面上产生的反转痕的位置在上述旋转进给的方向分散在上述每个曲线路径上。
发明的效果
根据本发明，反转痕沿工件的加工面大致一样地分散，或者不产生反转痕。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的机床的控制装置的框图。
图2是表示适用本发明的机床的一例的侧视图。
图3是表示由本发明的加工方法加工的工件的一例的立体图。
图4是表示由本发明的加工方法进行的工件的加工模拟结果的简图。
图5是由现有技术加工的工件的简要俯视图。
图6是本发明的第二实施方式的机床的控制装置的框图。
图7是表示由本发明的加工方法的另一例加工的工件的一例的立体图。
图8是沿图7的向视线VIII-VIII的工件的剖视图。
图9是表示在由现有技术加工了图7的工件的情况下由X轴及Y轴伺服马达的反转形成的反转痕的立体图。
图10是图9的工件的俯视图。
图11是表示在由现有技术加工了图7的工件的情况下由Z轴伺服马达的反转形成的反转痕的立体图。
图12是图11的工件的俯视图。
图13是表示本发明的加工方法的变形例的机床的局部侧视图。
图14是表示本发明的加工方法的另一个变形例的机床的局部的简图。
图15是表示本发明的加工方法的另外的变形例的机床的局部立体图。
图16是表示由图15的机床加工的工件的一例的立体图。
图17是表示在由现有技术加工了图16的工件的情况下由Z轴伺服马达的反转形成的反转痕的立体图。
图18是沿图17的向视线XVIII-XVIII的剖视图。
图19是表示在由本发明的加工方法加工了图16的工件的情况下形成的反转痕的位置的简要剖视图。
图20是表示在由本发明的加工方法加工了图16的工件的情况下形成的反转痕的分散的简要剖视图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
图2表示适用本发明的机床的一例。在图2中，本发明的最好的实施方式的机床100，构成了立形多工序自动数字控制机床，具备了固定在工厂的地板面上的作为基台的底座102、在底座102的前方部分(在图2中是左侧部分)的上面中被设置成可在前后方向或者Y轴方向(在图2中是左右方向)移动的Y轴滑块106、被安装在Y轴滑块106的上面上的旋转工作台120、在底座102的后方部分(在图2中是右侧部分)中被固定在该底座102的上面上的立柱104、在该立柱104的前面中被设置成可在左右方向或者X轴方向(在图2中是与纸面垂直的方向)移动的X轴滑块108、在X轴滑块108的前面中被安装成可在上下方向或者Z轴方向移动并可旋转地支承主轴112的主轴头110。
Y轴滑块106，被设置成在底座102的上面中沿水平的Y轴方向(图2的左右方向)延伸设置的一对Y轴导向轨道(未图示)可往复运动，在底座102上，作为沿Y轴导向轨道往复驱动Y轴滑块106的Y轴进给装置，设置了在Y轴方向延伸设置的滚珠丝杠(未图示)和与该滚珠丝杠的一端连结的Y轴伺服马达116，在Y轴滑块106上，安装了与上述滚珠丝杠卡合的螺母(未图示)。在Y轴滑块106上，另外，安装了测定Y轴方向的Y轴滑块106的Y轴方向的坐标位置的Y轴刻度尺(未图示)。
主轴头110，绕在与Z轴平行的铅直方向延伸的中心轴线L可旋转地支承着主轴112。主轴112，在与Y轴滑块106面对的前端部形成了用于安装旋转刀具T的刀具安装孔(未图示)。主轴头110具有对主轴112进行旋转驱动的伺服马达(未图示)。该伺服马达，能安装在主轴头110的壳体的外侧，但也可以在主轴头110的壳体内面上设置定子线圈(未图示)，而且在主轴112上配设转子线圈(未图示)做成所谓机内马达。
X轴滑块108，被设置成在立柱104的上方部分的前面中沿在X轴方向延伸设置的一对X轴导向轨道(未图示)可往复运动。在立柱104上，作为沿X轴导向轨道往复驱动X轴滑块108的X轴进给装置，设置了在X轴方向延伸设置的滚珠丝杠(未图示)和与该滚珠丝杠的一端连结的X轴伺服马达114，在X轴滑块108上，安装了与上述滚珠丝杠卡合的螺母(未图示)。在立柱104上，另外，安装了测定X轴滑块108的X轴方向的坐标位置的X轴刻度尺(未图示)。
主轴头110，被设置成在X轴滑块108的前面中沿在Z轴方向(在图2中是上下方向)延伸设置的一对Z轴导向轨道可往复运动。在X轴滑块108上，作为沿Z轴导向轨道往复驱动主轴头110的Z轴进给装置，设置了在Z轴方向延伸设置的滚珠丝杠(未图示)和与该滚珠丝杠的一端连结的Z轴伺服马达118，在主轴头110上，安装了与上述滚珠丝杠卡合的螺母(未图示)。在X轴滑块108上，另外安装了测定主轴头110的Z轴方向的坐标位置的Z轴刻度尺(未图示)。旋转刀具T由Z轴进给装置沿中心轴线进给。
旋转工作台120，被设置成可绕与Z轴平行的轴线旋转，具有用于安装工件M的工件安装面，形成绕上述轴线旋转的作为旋转进给轴的C轴进给装置。Y轴滑块106，具备对上述旋转工作台120进行旋转驱动的C轴伺服马达122和测定旋转工作台120的旋转位置的旋转编码器的那样的旋转传感器(未图示)。
X轴伺服马达114、Y轴伺服马达116、Z轴伺服马达118、C轴伺服马达122及X轴刻度尺、Y轴刻度尺、Z轴刻度尺及旋转传感器，与控制机床100的NC装置10连接。由NC装置10控制向X轴伺服马达114、Y轴伺服马达116、Z轴伺服马达118及C轴伺服马达122供给的电力(电流值)。
反转痕，如上所述，是在加工面上产生的咬入、突起等不良部分，在切削加工圆周、圆弧、圆筒面、球面、多边形形状等的情况下，当切线的倾斜的符号改变时，或者在X轴、Y轴、Z轴的各直线运动进给轴的进给方向反转时产生。例如，在加工用于成形图3所示的O型环的模具的情况下，在现有技术中如在图5中由剖面线所示的那样，反转痕在工件M的圆形槽G的表面上在X轴及Y轴的两个直线运动进给轴的进给方向反转的区域，即在XY平面内沿与圆形槽G的中心O有关的各象限之间的分界QB集中地发生。在本发明中，在发生反转痕的那样的加工中，不是抑制反转痕的发生，而是使反转痕分散在加工面的整体上。最好并用减小反转痕的大小的来自以往的控制(例如上述的专利文献1的发明)。
参照作为表示用于实施本发明的加工方法的NC装置的一例的框图的图1，NC装置10具备读取解释部12、插补部14及伺服控制部16。读取解释部12，读取解释来自后述的刀具路径生成装置20的加工程序，向插补部14输出移动指令。此移动指令，包含X轴、Y轴、Z轴及C轴方向的进给量和进给速度。
插补部14，插补运算接受的X轴、Y轴、Z轴及C轴移动指令，将与插补函数及进给速度一致的位置指令向伺服控制部16输出。伺服控制部16，根据接受的X轴、Y轴、Z轴及C轴的各位置指令输出用于驱动机床100的X轴、Y轴、Z轴及C轴的各进给轴的电流值，将其向X轴、Y轴、Z轴及C轴的伺服马达114、116、118、122供给。
刀具路径生成装置20，具备合成程序运算部22、反转位置模拟部24、显示部26及干涉判定部28。向合成程序运算部22输入了加工工件M的加工程序30和在C轴方向旋转进给工件M的反转位置分散程序32。
加工程序30及反转位置分散程序32，例如能从CAM(ComputerAided Manufacturing)装置的那样的加工程序生成装置(未图示)经LAN的那样的计算机网络向合成程序运算部22输入。也可以在刀具路径生成装置20上，设置键盘、触摸面板的那样的输入装置(未图示)，使得操作者能从该输入装置向合成程序运算部22输入加工程序30及反转位置分散程序32，或者编辑被输入给合成程序运算部22的加工程序30及反转位置分散程序32。
加工程序30，是其自身独立地能加工工件M的程序，是控制在工件M的加工中需要的最低限度的进给轴的程序。由此加工程序控制的进给轴成为必须进给轴。与此相对，反转位置分散程序不能由其自身加工工件M，而是用于控制作为与上述必须进给轴不同的进给轴的剩余进给轴的程序。
合成程序运算部22，基于加工程序30及反转位置分散程序32生成合成程序。该合成程序被向NC装置10的读取解释部12输出。合成程序另外被向反转位置模拟部24送出，在该反转位置模拟部24中，通过运算模拟被创作成工件M的加工面。基于模拟结果，反转痕的发生位置能由图表及/或数值显示在显示部26上。反转痕的大小也可以进行模拟，进行显示。
另外，干涉判定部28，基于由合成程序运算部22生成的合成程序，判定刀具T的没有切削刃的部分或者柄、刀具主体和工件M是否干涉，或者判定刀具T和机床100的静止的结构要素是否干涉。其结果，如果判定为没有干涉，则该合成程序的执行成为可能的状态。相反，如果判定为通过执行合成程序进行干涉，则该合成程序成为不能执行，与此同时在显示部26上显示干涉的警告。
用于在工件M上形成圆形槽G的加工程序30及用于在C轴方向旋转进给旋转工作台120的反转位置分散程序32，被输入给刀具路径生成装置20的合成程序运算部22。在本实施方式中，加工程序30是包含同时仅控制两个直线运动进给轴以描绘曲线的方式使旋转刀具T相对于工件M相对移动地进行加工的工序的加工程序。
在图3的例子中，加工程序30是反复进行如下的动作而用于在工件M的上面上形成截面为半圆形的一个圆形槽G的加工程序：控制作为旋转刀具的球头立铣刀T和作为必须的进给轴的X轴及Y轴的两个直线运动进给轴，使该球头立铣刀T沿一个圆形刀具路径TP相对于工件M相对移动，接着，对球头立铣刀T在X轴及Z轴方向给与周期进给，控制X轴及Y轴的两个直线运动进给轴，沿邻接的下一个圆形刀具路径TP使球头立铣刀T相对于工件M相对移动。即，在沿一个圆形刀具路径TP使球头立铣刀T相对于工件M相对移动的期间，Z轴进给装置被固定，仅X轴及Y轴两个直线运动进给轴被控制。圆形刀具路径TP是以O为中心的多个同心圆，球头立铣刀T沿圆形刀具路径TP进行多次环形移动，对圆形槽G进行精加工。
与此相对，反转位置分散程序32是为了将在工件M的加工中产生的反转痕分散在加工面的整体上，不集中在特定的部位上，用于使旋转工作台120在绕与Z轴平行的轴线的作为旋转进给轴的C轴方向旋转(在C轴方向旋转进给工件M)的程序，该Z轴是与沿作为上述一个曲线的圆形刀具路径TP使球头立铣刀T相对于工件M相对移动的X轴及Y轴垂直的轴线。在本例中，C轴至少提供一个剩余进给轴。C轴方向，可以仅为顺时针方向或者仅为逆时针方向，或者为顺时针和逆时针混合存在的方向。如后述的那样，反转位置分散程序32能包含控制Z轴及W轴的程序、使摆动构件在B轴方向往复旋转动作或者摆动动作的程序。
合成程序运算部22解析加工程序30，提取用于在工件M的上面上形成圆形槽G的规定圆形刀具路径TP的代码。进而，合成程序运算部22解析反转位置分散程序32，提取C轴进给量的代码。合成程序运算部22进而根据提取的C轴进给量的代码运算用于加工程序30中的圆形槽G的圆形刀具路径TP的原点的变化，例如，在图3的例子中，在表示圆形刀具路径TP的位置矢量VP(TP)上加上从C轴的中心轴线方向看的圆形槽G的中心O的位置矢量VP(CO)，运算新的刀具路径(合成刀具路径)而生成合成程序。位置矢量VP(CO)的大小，与C轴的中心和圆形槽G的中心O的偏移量相当。在生成的合成程序中，即使C轴的中心和圆形槽G的中心O偏移地将工件M安装在旋转工作台120上，也与C轴的旋转进给一致地将校正偏移量的X轴及Y轴的同时控制的移动指令附加在用于加工的圆形刀具路径TP的X轴及Y轴的同时控制的移动指令上，以便刀具和工件的相对位置不从用于加工的圆形刀具路径TP脱离。另外，如果以C轴的中心和圆形槽G的中心O一致的方式将工件M安装在旋转工作台120上，则只要单纯地合成加工程序30和反转位置分散程序32即可。合成程序运算部22，将合成程序向NC装置10的读取解释部12及反转位置模拟部24输出。合成程序运算部22与权利要求8记载的重叠部相当。
NC装置10，如上所述，基于来自合成程序运算部22的合成程序，控制X轴、Y轴、Z轴及C轴的各伺服马达114、116、118及122。反转位置模拟部24，基于来自合成程序运算部22的合成程序，由图表及/或数值表示在工件M上形成的加工面及在该加工面上发生的反转痕的位置。这是运算X轴伺服马达114或者Y轴伺服马达116反转时的刀具路径上的X、Y、C轴位置进行表示的。
在现有技术中，例如，在作为用于成形图3所示的O型环的模具在工件M的上面上由作为旋转刀具T的球头立铣刀形成圆形槽G的情况下，反转痕如在图5中由剖面线表示的那样，在XY平面内沿与圆形槽G的中心O有关的各象限之间的4个部位的分界QB集中地发生。与此相对，根据本实施方式，如图4所示，反转痕QP沿圆形槽G的表面大致一样地分散。因为一样地分散，所以需要看显示在显示部26上的反转痕的分散状况，调整反转位置分散程序32的C轴的旋转方向、旋转速度。因为存在显示部26，所以此调整作业变得容易。例如，使用外径的球头立铣刀，加工内径槽宽度5.7mm的圆形槽G的加工程序30中的除了周期进给部分以外的圆形刀具路径TP，是以O为中心的300个同心圆，在刀具T沿300个圆形刀具路径TP进行环形移动的期间，每进行1次环形移动在每个邻接的圆形刀具路径TP中都稍微偏移地发生4个反转痕，只要能以在圆形槽G整体上大致一样地分散可见的方式反复进行模拟和显示，对试行错误进行上述的调整作业即可。以往，因为没有使反转痕分散，所以在圆形槽G上间隔90°地发生4个部位的半直径方向的条纹，除去此条纹的抛光作业是不容易的，但通过使用本发明的加工方法，抛光作业变得不需要。
接着，参照图6，说明本发明的机床的控制装置的第二实施方式。
在第二实施方式中，图1的NC装置10和刀具路径生成装置20，由2系统控制型的NC装置40置换。NC装置40具备第一和第二读取解释部42、44、重叠部46、插补部48、反转位置模拟部50、伺服控制部52、显示部54及干涉判定部56。
第一读取解释部42读取解释加工程序30，向重叠部46输出第一移动指令。此移动指令包含X轴、Y轴、Z轴的正交三轴向的进给量和进给速度。第二读取解释部44读取解释反转位置分散程序32，向重叠部46输出第二移动指令。此第二移动指令包含C轴的旋转进给的方向和速度。
重叠部46使从第一和第二读取解释部42、44输出的移动指令相互重叠。即，与第一实施方式同样，例如，在图3的例子中，向插补部48输出在表示圆形刀具路径TP的位置矢量VP(TP)上加上从C轴的中心轴线方向看的圆形槽G的中心O的位置矢量VP(CO)的重叠移动指令和C轴的旋转移动指令。插补部48插补运算接受的重叠移动指令及C轴的旋转移动指令的各个，并向伺服控制部52输出位置指令。伺服控制部52根据接受的X轴、Y轴、Z轴及C轴的各位置指令输出用于驱动机床100的X轴、Y轴、Z轴及C轴的各进给轴的电流值，它们被输出给X轴、Y轴、Z轴及C轴的伺服马达114、116、118及122。来自重叠部46的重叠移动指令在实际的加工之前由反转位置模拟部50进行模拟运算，发生反转痕的位置被显示在显示部54上的作用与第一实施方式同样。另外，干涉判定部56也与第一实施方式的干涉判定部28同样地作用。
重叠部、反转位置模拟部、显示部，存在如第一实施方式的那样被设置在刀具路径生成装置20即CAM装置侧的情况，和如第二实施方式的那样被设置在NC装置侧的情况。
在已述的实施方式中，在用于成形O型环的模具的加工中适用了本发明，但本发明不被限定于此。例如，本发明也能适用于形成图7、8所示的那样的3维曲面。在图7、8中，工件M具有做成了光滑的波形的上面或者加工面S。特别是，上面或者加工面S，如图8所示，在由与包含X轴、Z轴在内的平面(X－Z平面)平行的平面切断了的截面中，具有以与中心O交叉的方式在Y轴方向延伸的凹部RY和在凹部RY的两侧部在Y轴方向延伸的两个棱部R1、R2。
在控制以这样的工件M为必须的进给轴的X轴、Y轴、Z轴的直线运动进给轴沿如图7所示的那样的同心圆状的多个刀具路径TP使刀具T相对于工件M相对移动地进行加工的情况下，除了在X轴，Y轴进给马达的各个的旋转方向的反转时形成的反转痕TSx、TSy(图9、10)以外，还在Z轴进给马达的旋转方向反转时形成了如图11、12所示的那样的反转痕TSz。
图9、10所示的反转痕TSx、TSy，如上所述，通过控制C轴，可以使其在C轴旋转进给的方向分散。然而，在Z轴进给马达的反转时形成的反转痕TSz，通过C轴的控制不能分散。因此，为了使反转痕TSz分散，在图13所示的实施方式中，除了Z轴进给装置以外，还具有使套管轴109相对于主轴头110在铅直方向相对地上下动的作为剩余进给轴的W轴进给装置。
在图13中，机床100′作为提供剩余进给轴的W轴进给装置，设置了滚珠丝杠(未图示)和与该滚珠丝杠的一端连结的W轴伺服马达111，在套管轴109上安装了与上述滚珠丝杠卡合的螺母(未图示)。在主轴头110上，另外安装了测定套管轴109的W轴向的坐标位置的W轴刻度尺(未图示)。如果将从工件M看的刀具(球头立铣刀)T的相对的位置作为x、y、z，将各轴的指令值作为mx、my、mz、mw，则通过加上W轴，成为x＝mx，y＝my，z＝mz+mw。通过加上W轴，Z轴方向的相对于工件M的相对位置由指令值mz、mw的组合决定，给与一个Z轴方向的相对位置的组合无限地存在。例如，mz＝10、mw＝－5这样的指令值的组合和mz＝－7、mw＝12这样的指令值的组合，从Z轴方向的相对于工件M的相对位置的观点出发是等价的。
在由图13的机床100′加工图7～图12的工件M的情况下，加工程序30，是用于控制X轴、Y轴及Z轴的三个直线运动进给轴，使作为旋转刀具的球头立铣刀T沿一个刀具路径TP相对于工件M相对移动，接着，对球头立铣刀T在X轴及Z轴方向给与周期进给PF，控制X轴、Y轴及Z轴的三个直线运动进给轴，沿邻接的下一个刀具路径TP使球头立铣刀T相对于工件M相对移动，反复进行上述动作，在工件M上形成做成了光滑的波形的上面或者加工面S的加工程序。各个刀具路径TP，如果向与Z轴垂直的平面(X－Y平面)投影，则成为圆形。即，X轴及Y轴，被控制成沿圆周进给球头立铣刀T，在此期间，Z轴被控制成球头立铣刀T的前端追随波形的上面S。
与此相对，反转位置分散程序32是为了使在工件M的加工中产生的反转痕分散在加工面的整体上，不集中在特定的部位上，用于在C轴方向使旋转工作台120旋转(在C轴方向旋转进给工件M)，并且控制Z轴及W轴，使在Z轴进给装置的反转时形成的反转痕TSz分散在加工面S的整体上的程序。即，由于指令值mz、mw的组合相对于一个Z轴方向的相对位置无限地存在，所以通过将本来的向Z轴的指令值适当地分配在Z轴和W轴上，能使Z轴伺服马达118的反转位置分散在工件M的加工面S的整体上。
接着，如果参照图14，则本发明的另一个实施方式的机床100″，其形成作为剩余进给轴的C轴的旋转工作台120具备同轴地设置的第一和第二旋转工作台121、123。在此实施方式中，第一和第二旋转工作台121、123相互向相反方向，在图14的例子中第一旋转工作台121向顺时针的方向C1旋转，第二旋转工作台123向逆时针的方向C2旋转。如果将向第一旋转工作台121的指令值作为c1，将向第二旋转工作台123的指令值作为c2，则c1+c2成为向C轴的指令值，成为工件M的旋转量。这样，通过由同轴地设置并相互向相反方向旋转的第一和第二旋转工作台121、123形成旋转工作台120，不用使马达的旋转方向反转，就能控制C轴，能不会发生反转痕地加工。
在已述的实施方式中，使绕与Z轴平行的轴线的作为旋转进给轴的C轴旋转，使得在圆形槽G、波形的加工面上产生的反转痕分散，但本发明不限定于此，例如，也可以如图15所示的机床1003的那样，使绕与Y轴平行的轴线的作为旋转进给轴的B轴旋转。图15表示作为旋转刀具T使用球头立铣刀，在工件M上加工具有与Y轴平行的中心轴线R的半圆筒状的外周面S的例子。机床1003的旋转工作台120，被安装在摆动构件130的上面上，该摆动构件130以B轴为中心可摆动地安装在Y轴滑块106上，工件M以其中心轴线R与Y轴平行的方式安装在旋转工作台120的上面上，。
在图15的机床1003中，在加工工件M的外周面的情况下，加工程序30是对X轴、Y轴、Z轴使作为旋转刀具T的球头立铣刀一边给与Y轴方向的周期进给PF一边沿以与Y轴平行的工件M的中心轴线R为中心的多个圆弧相对于工件M相对进给的加工程序。即，在沿上述多个圆弧的1个进行加工的期间，Y轴进给装置被固定，仅X轴和Z轴的两个直线运动进给轴被控制。在此期间，C轴被固定。反转位置分散程序32成为使摆动构件130在绕与Y轴平行的轴线的作为旋转进给轴的B轴方向往复旋转动作或者摆动动作的程序。
在现有技术中，在进行如图15的那样的加工的情况下，反转痕在工件M的外表面中在最高的位置沿与中心轴线R平行的直线集中地发生。与此相对，根据本实施方式，反转痕沿工件M的外周面S大致一样地分散。
作为另一个变形例，当在旋转工作台120上安装圆锥形的工件，对球头立铣刀赋予螺旋形的刀具路径来加工工件的圆锥外周面的情况下，也能使反转痕的位置沿刀具路径分散。在此情况下的邻接的刀具路径是指仅离开了螺旋的导程的1周量的刀具路径。另外，在工件的加工面是平面，刀具路径是圆形、螺旋形等伴随象限的变换的形状的情况下，也能同样地使反转痕的发生位置沿刀具路径分散。
进而，图15所示的实施方式的机床1003，如图16的那样，在长方体状的块的上面上形成了凹部R，例如，是为了形成透镜模具的那样的工件M有效的。如图17所示，在通过控制Y轴及Z轴，沿在沿凹状的底面(加工面S)的箭头PD方向延伸的多个曲线状的刀具路径TP进给刀具(球头立铣刀)T加工工件M的情况下，在加工面S上，在各刀具路径TP中在最低的位置形成反转痕TS，此反转痕TS在X轴方向被配置成1列。如已述的实施方式的那样，即使旋转C轴，此反转痕TS的位置也不会如图18所示的那样变化。
因此，在图15的机床1003中，如图19所示，在使摆动构件130在B轴方向倾斜规定的角度θB例如10°的状态下使得C轴旋转。由此，如图20所示，能在区域D的范围内使反转痕TS在C轴方向分散，这样，在图15的机床1003中，当通过在B轴方向使摆动构件130倾斜地旋转C轴在工件M上加工凹部R的情况下，加工程序30是将X轴、Y轴、Z轴使作为旋转刀具T的球头立铣刀一边给与X轴方向的周期进给PF一边沿Y轴方向的多个圆弧曲线相对于工件M相对进给的加工程序。反转位置分散程序32是使B轴倾斜规定的角度θB，使C轴旋转规定次数的程序。使此加工程序30和反转位置分散程序32重叠时的刀具路径，成为X轴、Y轴、Z轴、C轴的4轴同时控制，在C轴进行旋转的同时，生成箭头PD方向的曲线和与箭头PD正交的方向的周期进给。当加工此透镜模具的那样的加工面时，如果将必须进给轴作为X轴、Y轴、Z轴的正交三轴，将剩余进给轴作为A轴或者B轴和C轴的两个旋转进给轴，则能使反转痕分散，能由通常的5轴多工序自动数字控制机床加工。
在本实施方式中，记述了作为旋转刀具使用球头立铣刀的切削加工，但本发明也能适用于使用带轴砂轮的磨削加工、使用作为非旋转刀具的弹性刀具的三维刨削加工。
符号的说明：
10：NC装置
12：读取解释部
14：插补部
16：伺服控制部
20：刀具路径生成装置
22：合成程序运算部
24：反转位置模拟部
26：显示部
30：加工程序
32：反转位置分散程序
100：机床
102：底座
104：立柱
110：主轴头
112：主轴
120：旋转工作台。

Claims (10)

1.一种加工方法，该加工方法是使刀具和工件相对移动来加工工件，其特征在于，
使用在工件的加工中必须的必须进给轴和不是必须的至少一个剩余进给轴，使进给马达的反转位置分散在每个刀具路径上，或者去除进给马达的反转动作地加工工件。
2.如权利要求1记载的加工方法，其特征在于，上述必须进给轴由相互正交的X轴、Y轴、Z轴的三个直线运动进给轴构成，上述剩余进给轴由绕与X轴、Y轴、Z轴平行的轴线旋转的A轴、B轴、C轴之中至少一个旋转进给轴构成，使进给马达的反转位置分散在每个刀具路径上。
3.如权利要求1记载的加工方法，其特征在于，上述必须进给轴由相互正交的X轴、Y轴、Z轴的三个直线运动进给轴构成，上述剩余进给轴由与X轴、Y轴、Z轴平行的U轴、V轴、W轴之中至少一个直线运动进给轴构成，使进给马达的反转位置分散在每个刀具路径上。
4.如权利要求1记载的加工方法，其特征在于，上述必须进给轴由相互正交的X轴、Y轴、Z轴的三个直线运动进给轴构成，上述剩余进给轴由绕与X轴、Y轴、Z轴平行的轴线旋转的A轴、B轴、C轴之中至少一个旋转进给轴构成，上述剩余进给轴包含设置在同轴上并相互向相反方向旋转的两个进给马达。
5.如权利要求2记载的加工方法，其特征在于，由上述必须进给轴形成曲线状的刀具路径，由上述剩余进给轴使进给马达的反转位置分散在上述每个刀具路径上。
6.如权利要求2记载的加工方法，其特征在于，使沿用于加工工件的刀具路径的上述必须进给轴的动作和使进给马达的反转位置分散在上述每个刀具路径上的上述剩余进给轴的动作，以上述刀具路径的相对于上述工件的相对位置不变化的方式重叠。
7.如权利要求2记载的加工方法，其特征在于，由上述必须进给轴形成曲线状的刀具路径，上述剩余进给轴是A轴或者B轴和C轴的两个旋转进给轴，将A轴或者B轴分成规定的旋转角度地使工件倾斜，在该姿势下使工件在C轴方向旋转，以上述刀具路径的相对于上述工件的相对位置不变化的方式使上述必须进给轴的动作和上述剩余进给轴的动作重叠。
8.一种机床的控制装置，该机床的控制装置具有在工件的加工中必须的必须进给轴和不是必须的至少一个剩余进给轴，使刀具和工件相对移动来加工工件，其特征在于，
具备重叠部，该重叠部在执行由上述必须进给轴进行的加工程序的期间，执行包含上述剩余进给轴的动作在内的反转位置分散程序，使工件的加工面中的进给马达的反转位置分散。
9.如权利要求8记载的机床的控制装置，其特征在于，还具备反转位置模拟部和显示部，该反转位置模拟部在由上述重叠部重叠了上述加工程序的动作和反转位置分散程序的动作时，对每个刀具路径运算上述加工面中的进给马达的反转位置，该显示部显示被运算了的进给马达的反转位置。
10.如权利要求9记载的机床的控制装置，其特征在于，还具备进行刀具的没有切削刃的部分和工件的干涉检查的干涉判定部。
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