(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物（３２）の平坦面（３０）を工具（１０）を用いて加工するための方法であって、該工具を、平坦面（３０）に対して横方向に傾け（α）、前記平坦面（３０）上を接点（３４）を有させて案内し、衝突が無いように移動させる方法であって、
前記平坦面（３０）が、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）を１つの側面（１６）に備える工具（１０）を用いて加工され、片側衝突を回避するためには前記平坦面（３０）と平行な回動角度（β）で前記工具（１０）によって完全に加工され、両側衝突を回避するためには前記平坦面（３０）と平行な少なくとも２つの異なる回動角度（β、β’）で前記工具（１０）によって完全に加工され、
前記両側衝突を回避するために前記平坦面（３０）が少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）に分割され、衝突を回避するために前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）の各々に前記工具（１０）の回動角度（β、β’）がそれぞれ割り当てられ、
前記片側衝突の場合、前記平坦面はマルチパスで加工され、前記回動角度は、制約のない側における所定の最小角度と前記回動角度との間を連続的に推移し、
前記両側衝突の場合、前記平坦面の前記少なくとも２つの加工セグメントが、少なくとも１つの前記加工セグメントの前記工具の回動角度が少なくとも別の前記加工セグメントの前記工具の回動角度を用いて、またその逆に、連続的に補間されて、前記工具によってマルチパスで加工され、それにより、前記工具は、前記少なくとも２つの加工セグメントにわたるマルチパスにおいて、算出された前記回動角度の間で連続的に前後に揺動する、方法。
【請求項２】
前記工具（１０）を、前記工具（１０）の側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）の前記平坦面（３０）との前記接点（３４）が前記工具（１０）のシャフト（１２）に面する上部領域（３６）内にあるように、前記平坦面（３０）に対して横方向に傾けることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記工具（１０）を、前記平坦面（３０）にわたって下から上へマルチパスで移動させ、かつ、前記工具（１０）の側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）の前記平坦面（３０）との前記接点（３４）が前記切削輪郭（１８）の中間と前記工具（１０）の前記シャフト（１２）に面する上部領域（３６）との間の領域（３８）内にあるように、前記平坦面（３０）に対して横方向に傾けることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記工具（１０）を、前記平坦面（３０）にわたって上から下へマルチパスで移動させ、かつ、前記工具（１０）の側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）の前記平坦面（３０）との前記接点（３４）が前記切削輪郭（１８）の中間と前記工具（１０）の前面（２０、２２）に面する下部領域（４２）との間の領域（４０）内にあるように、前記平坦面（３０）に対して横方向に傾けることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記工具（１０）を、前記工具（１０）の側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）の前記平坦面（３０）との前記接点（３４）が前記工具（１０）の前面（２０、２２）に面する下部領域（４２）内にあるように、前記平坦面（３０）に対して横方向に傾けることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記工具（１０）の前記平坦面（３０）に対する横方向への傾き（α）が、加工の間中、不変に維持されることを特徴とする、請求項１から５のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項７】
衝突が無いことと、前記工作物（３２）の幾何学的形状との間で起こる可能性がある片側衝突および／または両側衝突とをテストすることを特徴とする、請求項１から６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記平坦面（３０）および／または前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）のための前記工具（１０）の工具経路（４６）を算出することを特徴とする、請求項１から７のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記工具（１０）を、前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）にわたってマルチパスで案内することを特徴とする、請求項１から８のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記工具（１０）を、前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）にわたって水平および／または斜めのパスで案内することを特徴とする、請求項１から９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）が、前記側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）が円錐形の輪郭によって形成された工具（１０）であって、前記円錐形の輪郭が、前記円錐形の輪郭と前記工具（１０）の軸とがなす円錐角と、前記円錐形の輪郭から外側へ張り出す凸状のふくらみとを有する工具（１０）を用いて加工されることを特徴とする、請求項１から１０のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）が、前記側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）がＲK≧２５０ｍｍの湾曲半径ＲKを有する円の一部分または楕円面の一部分として形成された工具（１０）を用いて加工されることを特徴とする、請求項１から１１のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）が、前記側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）が一定のまたは変化する湾曲半径ＲKを有する円の一部分、楕円面の一部分、もしくは曲線の一部分として形成された工具（１０）を用いて加工されることを特徴とする、請求項１から１２のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）が、前記側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）が対称または非対称に形成された工具（１０）を用いて加工されることを特徴とする、請求項１から１３のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）が、前記側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）が工具（１０）のシャフト（１２）に直接移行する工具（１０）を用いて加工されることを特徴とする、請求項１から１４のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）が、前記側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）が丸みのついた移行部（２４）を介して工具（１０）のシャフト（１２）に間接移行する工具（１０）を用いて加工されることを特徴とする、請求項１から１５のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）が、前記側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）が工具（１０）の平坦な前面（２０）に移行する工具（１０）を用いて加工されることを特徴とする、請求項１から１６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記平坦面（３０）または前記平坦面（３０）の前記少なくとも２つの加工セグメント（４４、４４’、４４’’）が、前記側面（１６）における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭（１８）が工具（１０）の球状の前面（２２）に移行する工具（１０）を用いて加工されることを特徴とする、請求項１から１６のうちのいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物の平坦面を工具、特にフライス工具を用いて加工するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平坦面の単純な幾何学的形状にもかかわらず、とりわけ、使用される工具、技術的要件、製造時間、および達成可能な表面品質の点で異なる、多くの異なる加工法がある。このような平坦面または平面は、具体的には、工具および金型の製作において多くの部分に見られる。
【０００３】
例えば、平坦面の加工には正面フライス加工がしばしば用いられる。このために、円筒形のエンドまたはラジアスミル、先端が丸くなったエンドミルを、前面を平面上にして移動させる。例えば、作業は、輪郭と平行または線状に、一貫した方向または交互の方向で、行われる。例えば米国特許出願公開第２０１３／０１５１０００（Ａ１）号または米国特許第８４８９２２４（Ｂ２）号に記載のような、底の平面が本質的な幾何学的形状を規定しているポケット処理の分野では、螺旋やトロコイドなどの、より複雑な経路形状も用いられる。正面フライス加工における工具は、本質的には平面に垂直であるが、切削条件を調整するために、送り方向（infeed direction）および／またはそれに対して横方向にわずかに傾けられることもある。正面フライス加工は、実際には、自由にアクセス可能かつ／または「独立している（free-standing）」平面の加工において価値を示しているが、正面フライス加工にはいくつかの固有の欠点がある。一方では、隣接面によって加工が阻害される平面の加工は、大きな制約下でのみ可能であるか、または全く不可能とされてさえいる。例えば、加工対象となる平面に隣接する表面に工具ホルダが衝突する恐れがあるときは、突き出し長さ、すなわち、工具がホルダから突出する長さを増加させなければならず、そのことは、工具直径の維持における安定性を阻害する。例えば、３つ以上の隣接する平坦な側壁と床面とを含むポケットを正面フライス加工によって加工することは不可能である。これは、ホルダと、もしかするとスピンドルなどのようなさらなる構成要素とを備える工具が通常はポケットの中に収まらないためである。他方では、工作物の側方の平面を加工する際に、工具を９０°回動させなければならない。大きい工作物では、ホルダとさらなる構成要素とを備える回動後の工具を配置するのに十分な空間が機械の作業空間内に残っていないことが多い。この結果、人員と、時間と、ひいてはコストをかけて、工作物をクランプし直すことになる。
【０００４】
代替方法として、穿孔加工（punching）が平坦面の加工に用いられている。ここでは、通常、エンドミルを、加工対象となる平面にわたって上から下へ垂直に軸に沿っていくつかのパスで移動させる。それによって、工具を当該平面に対して特定の適用角度で移動させることもある。しかしながら、穿孔加工にも実際にはかなりの欠点がある。工具が十分に長く、垂直方向のアクセス可能性が確保される場合は、正面フライス加工では届きにくい平面でも加工することができる。ただし、このような長さの工具は、しばしば重大な位置ずれを起こしやすく、概して不安定な加工になる可能性が高い。しかしながら、例えば垂直方向のアクセス可能性が欠けているために、十分に長い工具をそのような平面に使用できない場合は、ホルダの衝突を回避することができず、完全な加工は不可能である。また、穿孔加工は、ある一定の表面精度を達成するためには、非常に多くの垂直パスを必要とする。これは、特に、コーナーの加工もできるように、工具の直径が大き過ぎてはいけないためである。
【０００５】
米国特許第５３９１０２４（Ａ）号および米国特許出願公開第２０１５／００３２２５０（Ａ１）号から例として挙げられるように、平面および自由曲面の加工に最もよく用いられるスワーフ加工（swarf milling）という選択肢もある。円筒形のエンドミルを、このための加工対象となる平面または自由曲面と平行に位置合わせし、当該平面または曲面と接触させ、軸に直交する方向に移動させる。よって、工具の側面が主に用いられる。スワーフ加工は、届く領域がより大きくなるため、正面フライス加工または穿孔加工よりも大きいステップ幅を可能にする。しかしながら、スワーフ加工は、衝突および安定性の問題により、平面加工の実施において比較的大きい欠点を有することが分かってもいる。工具を平面と平行に位置合わせするので、衝突を起こさずに平面を完全に加工するためには、突き出し長さが平面の高さに少なくとも相当していなければならない。しかしながら、突き出し長さが大きいと、工具の安定性、ひいては加工品質が大幅に低下する。安定性を改善するために、円筒形のエンドミルの代わりに、球状の前面を有していても有していなくてもよい円錐形のミルが用いられている。工具を平面と接触させるためには、工具を傾けなければならない。工具の円錐形状は、その傾きと関連して、変位を少なくする。これは、切削力の一部を工具軸の方向に放出することができるためである。変位が少なくなることによって、より大きく突き出させることが可能になる。しかしながら、傾けられた工具ホルダは、通常、衝突を回避するために通常は円錐角を小さくしてあるために、平面から十分に離れていない。平面に隣接する面が不利益な位置にある場合、ホルダと当該隣接面との間で衝突を引き起こさずに工具を平面に接触させることは不可能であり得る。円錐形の刃とシャフトまたは平坦なもしくは球状の前面との間の急な移行も特に不利益となる。具体的には、このような移行は、特に、使用されるフライス盤の回動軸が十分に精密に機能しない場合、刃が完全に支持されているときに工作物に好ましくない帯状の痕跡を生じさせ得る。
【０００６】
別の平面加工法として、マルチパスフライス加工が知られている。工具を平坦面に対して垂直または特定の角度に配置し、往復移動させる。これには、ボールミルが最もよく使用される。このような、平坦面のマルチパス加工は、例えば特開２０１１−２５１４０１号に記載されており、切削条件（同期フライス加工）を改善するために、ボールミルを交互の送り方向のためのリード角で移動させる。マルチパスフライス加工の実施において、工具またはその球状の前面を、狭い部分をも加工するのに十分なほどに細くしなければならないことが特に不利であることが分かっている。さらに、指定された表面精度を可能にするためには、加工パス間距離を比較的小さくする必要がある。どちらも、パス数の多さにつながり、それに応じて加工が長くなる。したがって、平坦面を加工するためのマルチパスフライス加工は、多くの場合、能率が悪く、そのために、特に、比較的コストがかかる。
【０００７】
様々な工具を用いる多くの加工法において生じる衝突問題を解決するために、特開２０１１−１８３５２８号は、工具経路のそれぞれの位置において加工対象となる表面に対して工具を傾ける方法をさらに提案している。この文脈においては工具における接点の変更は考えられておらず、工具の種類によっては決定的な不利点につながり得る。さらに、一方で工具の適用を具体的に制御しながら、他方でこれとは別に衝突を防止する対策を講じることは可能ではない。工具を傾けることも、加工対象となる平坦面自体との衝突を防止することにだけは役立つが、隣接面との衝突を防止することには役立たない。
【０００８】
結果として、これらの公知のフライス加工方法は、技術的実現可能性、衝突回避のための選択肢、安定性、能率、およびこれに関連するコスト面での努力に関して、かなりの不利点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０１５１０００号明細書
【特許文献２】米国特許第８４８９２２４号明細書
【特許文献３】米国特許第５３９１０２４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１５／００３２２５０号明細書
【特許文献５】特開２０１１−２５１４０１号公報
【特許文献６】特開２０１１−１８３５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、本発明は、工作物の平坦面を工具、特にフライス工具を用いて加工するための方法であって、上記の不利点を防止することができ、具体的には、特に簡単で迅速で実用的で能率がよく、しかも衝突の無い、平坦面および／または平面の加工を可能にし、非常に高い表面品質の工作物を得ることができ、これに関連して、操業・製造コストが全体として大幅に削減される方法を提供するという目的を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１の特徴によって驚くほど簡単に達成される。
【００１２】
工作物の平坦面を工具、特にフライス工具を用いて加工するための本発明に係る方法であって、該工具を、平坦面に対して横方向に傾け、平坦面上を接点を有させて案内し、衝突が無いように移動させる方法において、平坦面が、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭を１つの側面に備える工具を用いて加工され、片側衝突を回避するためには平坦面と平行な回動角度で工具によって完全に加工され、かつ／または、工具の両側衝突を回避するためには平坦面と平行な少なくとも２つの異なる回動角度で工具によって完全に加工され、両側衝突を回避するために平坦面が少なくとも２つの加工セグメントに分割され、衝突を回避するために該少なくとも２つの加工セグメントの各々に工具の回動角度がそれぞれ割り当てられる、方法の構成は、特に簡単で迅速で実用的で能率がよく、かつ、衝突の無い、平坦面および／または平面の加工を可能にする。本発明に係る方法の１つの本質的な利点は、アクセスが特にしにくい平坦面および／または平面であっても、衝突を起こさずに、かつ、公知の方法の長い加工時間に対処することを必要とせずに、加工する選択肢である。それと同時に、非常に高い表面品質の工作物の平坦面および／または平面を得ることができる。最後に、本発明に係る方法は、操業・製造コスト、ひいては、平坦面および／または平面の加工の総コストの大幅な削減に寄与する。
【００１３】
円錐形の凸状にデザインされた切削輪郭を１つの側面に有し、平坦面および／または平面上を接点を有して案内される工具、特にフライス工具は、本発明に係る方法に最も適切である。円錐状凸状のデザインおよび／または円錐形の凸状のデザインを有する切削輪郭に由来する本発明に係る方法の１つの本質的な利点は、加工対象となる平坦面および／または平面への適切な適用により得られる工具の非常に大きな重なりに基づいている。このことにより、とりわけ、本発明に係る方法は、全ての従来の方法と比較して、同じ表面品質を達成しながらも、はるかに大きいステップ幅を達成する。そして、このことにより、これらの従来の方法のいずれと比較しても、最大で９０％時間が節約され、よって、全体のコストが大幅に削減される。さらに加えて、本発明に係る方法は、本発明に係る工具の側面における切削輪郭の各端点が、円錐状凸状のデザインを有する当該切削輪郭を平坦面および／または平面における平坦な円錐形状に適用する際に、工作物の表面からある一定の距離にあり、よって跡を残さない、という利点を有する。機械の角度ずれに関して本発明に係る方法が達成可能な公差は、さらなる利点である。例えば、機械の回動軸の不正確さによって工具の指定された適用を精密に設定できない場合、本発明に係る工具の側面における円錐状凸状もしくはわずかにふくらんだ（dented）凸状の切削輪郭が、機械の角度の不正確さを補償することができる。このため、工具の側面における切削輪郭は、工作物にほぼ不変に係合したままとなり、均質なフライス加工パターンを作り出す。これと比較して、工具の側面における切削輪郭が平坦な円錐形であると、角度の不正確さによって切削輪郭が精密に適用されないため、切り口が不均一になり、マルチパス加工においては工作物の表面に好ましくない段差効果が生じる。
【００１４】
本発明に係る方法のさらに有利な詳細は、請求項２から１９に記載されている。
【００１５】
請求項２の特徴によると、工具は、工具の側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭の接点が工具のシャフトに面する上部領域内で平坦面に適用されるように、平坦面に対して横方向に傾けられることが好ましい。
【００１６】
さらに加えて、請求項３に係る工具を、平坦面にわたって下から上へマルチパスで移動させ、工具の側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭の平坦面との接点が切削輪郭の中間と工具のシャフトに面する上部領域との間の領域内にあるように、平坦面に対して横方向に傾けることは、本発明の範囲内にある。
【００１７】
さらに、本発明は、請求項４の手段によると、工具を、平坦面にわたって上から下へマルチパスで移動させ、工具の側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭の平坦面との接点が切削輪郭の中間と工具の前面および／または前側および／または前部に面する下部領域との間の領域内にあるように、平坦面に対して横方向に傾けることを意図している。
【００１８】
さらに、工具を、工具の側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭の平坦面との接点が工具の前面および／または前側および／または前部に面する下部領域内にあるように、平坦面に対して横方向に傾ける請求項５の特徴が、有益である。
【００１９】
好ましくは、請求項６に係る工具の平坦面に対する横方向への傾きは、加工の間中不変に維持される。
【００２０】
請求項７の手段によると、衝突が無いことと、起こる可能性のある片側衝突および／または両側衝突とを、工作物の幾何学的形状でテストすることは、本発明の範囲内にある。
【００２１】
好ましくは、請求項８によると、平坦面および／または少なくとも２つの加工セグメントのための工具の工具経路が算出される。
【００２２】
工具を平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントにわたってマルチパスで移動させる請求項９の手段は、非常に特筆すべきものである。
【００２３】
この文脈において、請求項１０に係る工具を、平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントにわたって水平および／または斜めのパスで移動させることは、本発明の範囲内にある。
【００２４】
平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントが、少なくとも１つの加工セグメントの工具の回動角度が少なくとも別の加工セグメントの工具の回動角度を用いて、またその逆に、連続的に補間されて、工具によってマルチパスで加工される請求項１１の特徴は、特別に有利である。
【００２５】
好ましくは、平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントは、請求項１２によると、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭を側面に有する工具であって、該切削輪郭が円錐形の輪郭によって形成され、該円錐形の輪郭が、該円錐形の輪郭と工具の軸とがなす円錐角と、該円錐形の輪郭から外側に張り出す凸状のふくらみ（dent）とを有する工具を用いて加工される。
【００２６】
さらに加えて、平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントは、請求項１３によると、側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭が大きな湾曲半径、特に≧２５０ｍｍ、好ましくは≧５００ｍｍ、を有する円の一部分または楕円面の一部分として形成された工具を用いて有益に加工される。
【００２７】
請求項１４によると、平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントは、側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭が一定のまたは変化する湾曲半径ＲKを有する円の一部分、楕円面の一部分、もしくは曲線の一部分として形成された工具を用いて加工される。
【００２８】
さらに、本発明は、平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントが、請求項１５によると、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭が側面において対称または非対称に形成された工具を用いて加工されることを、非常に有益に意図している。
【００２９】
好ましくは、平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントは、請求項１６によると、側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭が側面において工具のシャフトに直接移行する工具を用いて加工される。
【００３０】
本発明によると、平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントは、請求項１７によると、側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭が丸みのついた移行部を介して工具のシャフトに間接移行する工具を用いて加工されることも意図されている。この丸みのついた移行部または丸みをつけることは、工具の切削輪郭の各端点が、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭の平坦面および／または平面への適用時に、工作物の表面からある一定の距離にあることよって、加工後の工作物に跡を残さない、という本発明に係る方法の前述の利点をさらに高める。さらに加えて、丸みのついた移行部は、多くの場合において、隣接する（平坦な）表面の間のアクセスしにくい領域の加工を容易にする。
【００３１】
最後に、平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントが、請求項１８によると、側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭が工具の平坦な前面および／または前側および／または前部に移行する工具を用いて加工されることは、本発明の範囲内にある。
【００３２】
あるいは、平坦面または平坦面の少なくとも２つの加工セグメントは、最後に請求項１９によると、側面における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭が工具の球状の前面および／または前側および／または前部に移行する工具を用いて加工されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
本発明のさらなる特徴、利点、および詳細は、本発明のいくつかの好適な実施形態についての以下の説明から知ることができ、また、図面に基づくものである。図面は下記の通りである。
【００３４】
図１ａおよび図１ｂは、本発明に係る工具の一実施形態の概略部分側面図および図１ａの本発明に係る工具の実施形態の拡大概略部分側面図である。
【００３５】
図２ａおよび図２ｂは、図１ａおよび図１ｂの工具の別の実施形態の概略部分側面図である。
【００３６】
図３ａおよび図３ｂは、図１ａおよび図２ａの本発明に係る工具の別の実施形態の概略部分側面図である。
【００３７】
図４ａおよび図４ｂは、図１ａおよび図２ａの本発明に係る工具のさらに別の実施形態の概略部分側面図である。
【００３８】
図５ａ〜図５ｃは、本発明に係る方法の第１のステップを説明するための、工作物と本発明に従って設計された工具との概略部分斜視図、部分正面図、および部分側面図である。
【００３９】
図６ａ〜図６ｄは、図５ｃの工作物と本発明に係る工具との拡大概略部分側面図である。
【００４０】
図７は、種々の平坦面および／または平面を有する工作物の拡大部分斜視図である。
【００４１】
図８ａ〜図８ｃは、図７の工作物を横方向への傾きが異なる本発明に係る工具と共に示す概略部分側面図である。
【００４２】
図９ａ〜図９ｃは、本発明に係る方法の第２のステップを説明するための、工作物と本発明に係る工具との一実施形態の概略部分斜視図および側面図である。
【００４３】
図１０ａ〜図１０ｇは、図９ａ〜図９ｃの工作物と本発明に係る工具との別の実施形態の、工具の深さ設定が異なる概略部分斜視図および側面図である。
【００４４】
図１１ａ〜図１１ｇは、図９ａ〜図９ｃの工作物と本発明に係る工具との別の実施形態の、工具の深さ設定が異なる概略部分斜視図および側面図である。
【００４５】
図１２ａ〜図１２ｇは、本発明に係る方法の第３のステップを説明するための、図９ａ〜図１１ｇの工作物と本発明に係る工具との実施形態の概略部分斜視図および側面図である。
【００４６】
図１３ａ〜図１３ｆは、本発明に係る方法の第３のステップを説明するための、図１１ａ〜図１１ｇの工作物と本発明に係る工具との実施形態の概略部分斜視図および側面図である。
【００４７】
図１４ａ〜図１４ｇは、本発明に係る方法の変更された第３のステップを説明するための、図１３ａ〜図１３ｆの工作物と本発明に係る工具との実施形態の概略部分斜視図である。
【００４８】
図１５ａおよび図１５ｂは、本発明に係る方法のさらに変更された第３のステップを説明するための、図１３ａ〜図１３ｆの工作物と本発明に係る工具との実施形態の概略部分斜視図である。
【００４９】
図１６ａ〜図１６ｆは、本発明に係る方法の第４のステップを説明するための、工作物と本発明に係る工具との上記の実施形態の概略部分斜視図である。
【００５０】
図１７ａおよび図１７ｂは、底面が平坦なポケットを有する工作物の概略斜視図ならびに、図１７ａの底面が平坦なポケットを有する工作物を図４ａおよび図４ｂの本発明に係る工具と共に示す概略部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明に従って形成された工具１０と工具１０を用いて加工するための本発明に係る方法との様々な実施形態についての以下の説明においては、相互に対応する同様の部分に同一の参照符号が付されている。工具１０は、例えば、フライス工具および／またはミリングカッターとして設計され得るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５２】
図１ａおよび図１ｂに示すような本発明に係る方法のための工具１０、特にフライス工具の実施形態において、工具１０は、シャフト１２と、該シャフト１２に隣接する刃１４とを含む。刃１４は、工具１０の側面１６に配置され、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８を備える。
【００５３】
上記および下記において用いられる「円錐状凸状のデザインおよび／または円錐形の凸状のデザインを有する切削輪郭を備える工具」という表現は、円錐角、すなわち、図１ｂおよび図２ｂにおいて垂直線で示す工具１０の工具軸１９と図１ｂおよび図２ｂにおいて破線で示す円錐形の輪郭とがなす角度と、この輪郭における湾曲半径ＲKを有する凸状のふくらみ（dent）とによって形成される形状を備える工具１０を意味する。
【００５４】
したがって、工具１０は、（直線的に）円錐形に延びているのではなくわずかにふくらんで（dented）やや凸状の形状となっている、ほぼ円錐形状の切削輪郭１８を有する。このようにして、工作物の平坦面の表面品質を、特に機械の不正確さに関して工具１０の公差に基づいて、著しく改善することができる。しかしながら、それと同時に、大きいステップ幅（本発明においてはその分だけ湾曲半径ＲKが大きくなる）などの純粋な円錐形の形状の工具の利点、または、適用時に工具シャフトと工具ホルダとが平面から離れるように傾けられる、純粋な円錐形の切削輪郭の有益な衝突回避性を、利用することができる。
【００５５】
平坦面３０または平坦面３０の少なくとも２つの加工セグメント４４、４４’、４４’’は、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８を側面１６に有する工具１０であって、該切削輪郭１８が円錐形の輪郭によって形成され、該円錐形の輪郭が、該円錐形の輪郭と工具１０の軸とがなす円錐角と、該円錐形の輪郭から外側に張り出す凸状のふくらみとを有する工具１０を用いて加工される。
【００５６】
大きな湾曲半径ＲK、特にＲK≧２５０ｍｍ、最も好ましくは≧５００ｍｍを有する円の一部分もしくは楕円面の一部分として設計された、工具１０の側面１６における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８が、特別に有利であることが分かった。
【００５７】
さらに、工具１０の側面１６における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８は、一定のまたは変化する湾曲半径ＲKを有する円の一部分、楕円面の一部分、もしくは曲線の一部分として、有益に設計され得る。
【００５８】
図１ａおよび図１ｂの本実施形態においては、工具１０の側面１６における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８は、対称に設計されている。すなわち、平坦な経路からのずれが中心で最大となるように形成されている。但し、詳細には図示しないが、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８は、非対称に設計されていてもよい。
【００５９】
図１ａおよび図１ｂに示すように、工具１０の側面１６における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８は、工具１０のシャフト１２に直接に隣接して配置される。
【００６０】
円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８は、工具１０の平坦な前面２０および／または前側および／または前部にも移行し、そこに実質的に融合する。
【００６１】
図２ａおよび図２ｂに示す本発明に係る方法のための工具１０の実施形態は、工具１０が、平坦な前面２０の代わりに、追加的な球状の前面２２および／または前側および／または前部を備えている点のみが、図１ａおよび図１ｂのものと異なる。このため、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８は、工具１０の球状の前面２２および／または前側および／または前部へ変化していく。
【００６２】
図３ａおよび図３ｂに、本発明に係る方法のための工具１０のさらに別の実施形態を提示する。本実施形態においては、工具１０の側面１６における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８が、工具１０のシャフト１２に間接的に隣接して配置されている。工具１０のシャフト１２と側面１６との間の丸みのついた追加的な移行部２４は、このためのものである。
【００６３】
さらに加えて、図４ａおよび図４ｂは、ポケットの底面のような本質的に水平な平坦面３０の加工に特に適した、工具１０の別の例示的な実施形態を示す。工具１０の側面１６における円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８は、ここでは、より急勾配に延びている（基礎となる円錐形の輪郭の円錐角がより大きい）。図４ａおよび図４ｂの実施形態において、工具１０は、図２ａおよび図２ｂに準じた球状の前面２２および／または前側および／または前部と、図３ａおよび図３ｂに準じたシャフト１２と側面１６との間の丸みのついた追加的な移行部２４とを備える。詳細には図示しないが、これらの追加的な形態要素を備えていないかまたは他のデザインの実施形態も、何ら問題なく可能である。
【００６４】
機械において使用される際、工具１０は、図５ａに概略的に示すように、シャフト１２を介してホルダ２６に固定され、そして、ホルダ２６は機械スピンドル２８に連結される。ホルダの幾何学的形状は種類によって異なる。突き出し長さ、すなわち、工具１０がホルダ２６から突出する長さは、変更可能である。
【００６５】
本発明に係る方法は、工作物３２の平坦面３０および／または平面を特にフライス工具の形態の工具１０を用いて加工するのに非常に有益に適している。工具１０の刃１４は、平坦面を能率よくかつ衝突を起こさずに５軸加工することを達成するために用いられる、円錐状凸状にデザインされた形状を有する。
【００６６】
本発明に係る方法は、球状の前面２２と丸みのついた移行部２４とを備える本発明に係る工具１０の特に代表的な設計に基づいて純粋に例示として詳細に説明する以下の個々の処理ステップからなるが、これらに限定されるものではない。
【００６７】
第１のステップにおいて、平坦面３０および／または平面に対する工具１０の横方向への傾き、すなわち、平坦面３０から離れる方向への傾きが、図５ａ〜図８ｃに従って決定される。この目的は、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８を平坦面３０および／または平面に対して適切に適用し、適応させることである。
【００６８】
図５ａ〜図５ｃに概略的に示すように、垂直線に対する、かつ／あるいは、一実施形態の本例においては垂直に延びる平坦面３０および／または平面に対する、横方向への傾きαは、工具１０の切削輪郭１８が接点３４において当該平面に触れるように設定される。
【００６９】
刃１４の円錐状凸状形状１８によって、傾斜角度αは比較的小さい範囲に特定される。この範囲内の任意の傾斜角度αを選択することができ、その傾斜角度によって工具１０における接点３４の正確な位置が決まる。
【００７０】
有益な接点３４が、図６ａ〜図６ｄにおける選ばれた対応する傾斜角度αによって提示されている。
【００７１】
図６ａでは、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８の接点３４が、工具１０のシャフト１２に面する上部領域３６内の、平坦面３０に接する工具１０の側面１６に位置している。図６ａの実施形態の例では、接点３４は、丸みのついた移行部２４に直接に隣接している。
【００７２】
図６ｂでは、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８の平坦面３０との接点３４は、切削輪郭１８の中心と工具１０のシャフト１２に面しかつ／またはそれに隣接する上部領域３６との間の領域３８内にある。
【００７３】
図６ｃでは、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８の平坦面３０との接点３４は、切削輪郭１８の中心と工具１０の前面２２および／または前側および／または前部に面しかつ／あるいはそれに隣接して配置された下部領域４２との間の領域４０内に配置されている。
【００７４】
最後に、図６ｄでは、円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８の平坦面３０との接点３４は、工具１０の前面２２および／または前側および／または前部に面する下部領域４２内に配置されている。図６ｄの実施形態の例では、接点３４は、工具１０の前面２２および／または前側および／または前部に直接に隣接している。
【００７５】
傾斜角度αひいては接点３４の選択と決定は、多くの状況において、有益でありながらも様々な方法で用いることができる。
【００７６】
平坦面３０および／または平面間の移行領域をより高精度に作成するためには、２つの隣接面同士がなす角度が非常に大きい場合の加工には、図６ａに示すような接点３４を選択することが有益である。
【００７７】
そして、平坦面３０および／または平面を下から上へマルチパス加工する際は、図６ｂに示すような、中心またはその上方の接点３４が好ましい。これは、後続のパスの最適な重なりが確保され、平坦面３０の上端をより良好に加工できるためである。
【００７８】
逆に、図６ｃに示すような、中心またはその下方の接点３４は、上から下へのマルチパス加工において有益である。これは、一方では、後続のパスの最適な重なりがこのようにして確保され（切削輪郭１８の下端からの距離がパス間距離と等しい接点３４がここでは特に有益である）、他方では、平坦面３０の下端により良好に到達できるためである。このことは、底面（図示せず）が隣接している場合に特に当てはまる。
【００７９】
平坦面３０および／または平面間の移行領域をより高精度に作成するためには、２つの隣接面同士がなす角度がやや小さい場合の加工には、図６ｄに示すような接点３４を選択することが有益であり得る。
【００８０】
図７は、上下に隣接する他の２つの平坦面３０’および３０’’によって加工がより困難になっている平坦面３０および／または平面の一例を示す。
【００８１】
平坦面３０は、図８ａに示すように、表面精度のために最適な、図６ｂまたは図６ｃの刃１４の中間領域３８または４０内の接点３４で加工される。
【００８２】
平坦面３０とその上方の平坦面３０’との間の移行領域は、図８ｂに示すように、図６ａの刃１４の上部領域３６内の接点３４でさらに良好に達成できる。このため、シャフト１２への丸みのついた追加的な移行部２４を有益に用いることも可能である。
【００８３】
そして、平坦面３０とその下方の平坦面３０’’および／または底面との間の移行領域については、図８ｃに示すように、図６ｄの刃１４の下部領域４２内の接点３４が適している。このため、工具１０は、刃１４のちょうど中心またはその付近、すなわち、やや上方もしくは下方の領域３８もしくは４０内に位置する接点３４を維持する場合に比べて、より深く進入することができる。その上、このことによって、コーナーを作成するために、追加的な球状の前面２２を有益に係合させることも可能になる。
【００８４】
平坦面３０および／または平面への刃１４の適用または適応には、比較的小さい傾斜角度αしか必要とされない。工作物３２の側方の平坦面３０の加工を問題なく行うことが可能である。よって、特に、垂直な平坦面３０および／または平面（ポケット内部も）に対して、回動軸にはわずかな応力しかかけないで非常に容易にアクセスできる。このような平坦面３０上に工具を配置するために工具を９０°回転させなければならない従来の方法と比較すると、このことは、本発明に係る方法および工具１０の別の利点である。よって、機械の限られた作業空間内で大きい工作物３２または部分に工具１０を位置決めする問題をほとんど解決することができる。
【００８５】
本発明に係る方法の第２のステップにおいては、工具１０のシャフト１２もしくはホルダ２６および／または該当する場合には機械スピンドル２８と、その周囲の図９ａ〜図１１ｇの工作物３２の幾何学的形状との間で起こる可能性のある衝突が検討される。
【００８６】
したがって、選択された工具１０の横方向への傾きαに基づいて、平坦面３０の完全な加工が可能かどうか、すなわち、工具１０の刃１４を、工具１０のシャフト１２もしくはホルダ２６または機械スピンドル２８を周囲の構成要素の幾何学的形状に衝突させることなく、表面３０および／または平面の全体に沿って（例えば、マルチパス加工に準じて）移動させることができるかどうかが検討される。工具１０、ホルダ２６、工作物３２および／または部分は、切削計算の一般的な方法による衝突テストが可能なように、ＣＡＤモデルの形態で存在することが好ましい。
【００８７】
以下において、衝突テスト中に生じる種々の例示的状況を説明する。以下の説明は、簡単化のために、引き続き、垂直な矩形状の平坦面３０および／または平面に限定されている。詳細には図示しないが、傾斜した非矩形状の平坦面３０および／または平面（例えば、台形状もしくは三角形状、または、湾曲した輪郭を有する）への移行は問題なく可能である。
【００８８】
図９ａ〜図９ｃによると、平坦面３０の加工が隣接面によって阻害されることはない。衝突が起こることはない。
【００８９】
図１０ａ〜図１０ｄによると、左側の隣接面３０’によって、平坦面３０および／または平面へのアクセスが片側において困難になっている。
【００９０】
ある一定の深さ以降は、まず、工具１０のシャフト１２が、本例においては図１０ａ〜図１０ｄの隣接面３０’に衝突する。図１０ｅ〜図１０ｇから分かるように、さらに下方では、工具１０のホルダ２６と隣接面３０’との衝突も起きる。
【００９１】
図１１ａ〜図１１ｅによると、隣接面３０’および３０’’によって、平坦面３０および／または平面へのアクセスが２つの側および／または両側において困難になっている。
【００９２】
したがって、図１１ｄおよび図１１ｅによると工具１０のシャフト１２と隣接面３０’および３０’’との間で両方向の衝突が初期に起こり、図１１ｆおよび図１１ｇによるとさらに下では工具１０のホルダ２６と隣接面３０’および３０’’との間での衝突も起こる。
【００９３】
図示した片側および両側衝突の場合において、加工対象となる平坦面３０に衝突の原因となる表面３０’および３０’’が直接に隣接していることは、本発明を限定するものではない。例えば、図示した表面３０’および／または３０’’が、それぞれ多数の部分表面からなり、該当する場合には、そのうちの平坦面３０に直接には隣接していない部分表面のみが衝突の影響を受けることも考えられる。同様に、このことは、直接に隣接する表面３０’および３０’’との衝突は起こらないが、これらの表面に隣接する表面、つまりは間接にしか隣接していない表面との衝突が起こる場合も含んでいる。
【００９４】
図１０ａ〜図１０ｇおよび図１１ａ〜図１１ｇから明らかなように、平坦面３０および／または平面を、衝突を起こさずに完全に加工することはできない。したがって、左右のコーナーにおいて工具経路を短縮しなければならず、そのことによって平坦面３０および／または平面の縁に余分な材料が残ることになる。
【００９５】
第３のステップにおいては、図１２ａ〜図１５ｂによって衝突が判定されると、工具１０を平坦面３０および／または平面と平行な適切な回動角度βで回動させる。第１のステップにおいて決定された横方向への傾きαは、平坦面３０および／または平面の全体にわたって維持される。すなわち、一定のままである。
【００９６】
図１０ａ〜図１０ｇおよび／または１１ａ〜図１１ｇに従って実施形態の図示した例と同様に衝突を回避するためには、工具１０を、本発明に係る方法に従って、影響を受けるそれぞれの構成要素の幾何学的字形状に対して平坦面３０および／または平面と平行な回動角度βだけ回動させる。
【００９７】
図１２ａ〜図１２ｅを参照すると、回動角度βの大きさは、シャフト１２および／またはホルダ２６との衝突が起こらないように、かつ／または、影響を受ける構成要素の幾何学的形状からのある所定の最小距離が満たされるように、選択される。これは、図１０ａ〜図１０ｇに示した一方向に制約のある状況に対しては、もはや十分である。図１２ａ〜図１２ｅは、前にシャフトが衝突した位置において工具１０の向きが変更された工具１０を示す。
【００９８】
図１２ｆおよび図１２ｇは、加工のさらなる過程において向きが変更された工具１０を示す。ここでは、平坦面３０および／または平面を、シャフトまたはホルダが衝突することなく、ほぼ完全に、コーナーの奥深くまで入り込んで加工することができる。
【００９９】
しかしながら、図１１ａ〜図１１ｇに基づいて説明した両側または両方向に制約のある状況については、この手順はまだ十分ではない。衝突を回避するために、平坦面３０と平行な回動角度βが、両方向に制約のある平坦面３０の一方の（例えば左）側で設定されると、この回動角度βは、他方の（例えば右）側の領域での加工を阻害することになり、逆もまた同じである。図１１ａ〜図１１ｇの実施形態の例においては、左側の衝突回避のために、工具１０をホルダ２６と共に左の隣接面３０’から離して中間または右側に近づけるように回動させる回動角度βが決定される。該回動角度βは、右側の加工には適していない。この角度では、衝突、この場合にはホルダ２６の衝突、が早い時期に生じるからである。
【０１００】
したがって、図１３ａ〜図１３ｆを参照すると、本発明に係る方法は、傾斜角度αを維持したまま、平坦面３０および／または平面を個々の加工セグメント４４および４４’に構造化することを意図しており、加工セグメント４４および４４’のそれぞれに対して異なる回動角度βおよびβ’が設定される。言い換えれば、平坦面３０および／または平面は、衝突が判定されると加工セグメント４４および４４’に分割され、衝突を回避するために、これらの加工セグメント４４および４４’のそれぞれに、工具１０を平坦面３０および／または平面と平行に回動させる回動角度βおよびβ’が割り当てられる、または割り振られる。
【０１０１】
最も簡単な場合では、図１３ａに示すように、平坦面３０が、中央または本質的に中央で、すなわち、２つの等しい大きさまたは略等しい大きさの加工セグメント４４および４４’に分割される。これにより、制約が片側のみになった２つの平坦面３０および／または平面が得られる。
【０１０２】
次いで、図１２ａ〜図１２ｇの平坦面３０と平行な専用の衝突回避用回動角度βおよびβ’が平坦面３０ごとに決定される。
【０１０３】
図１３ａ〜図１３ｄを参照すると、第１の加工セグメント４４の完了後、工具１０が工作物３２から持ち上げられ、回動され、図１３ｄ〜図１３ｆを参照すると第２の加工セグメント４４’に適用される。このようにして、平坦面３０を完全にかつ衝突を起こさずに加工することが可能である。
【０１０４】
異なる工具の向きβおよびβ’で作業する際、工具１０の略円錐形であるかまたは円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８が非常に良い効果を発揮する。多くの機械は、回動軸の不正確さのために、それぞれ異なる回動角度βおよびβ’の２つの加工セグメント４４および４４’において、必要な横方向への傾きαを全く同じに調節することができない。工具１０に一般的な平坦な円錐形の刃を用いた場合は、このことにより、加工セグメント４４および４４’に異なる模様の段差効果が生じる。これは、加工セグメント４４および４４’が直接に隣接しているために特に顕著である。これに対して、本発明に従って設計されたかつ／または本発明に係る方法の工具１０の刃１４の円錐状凸状のデザインを有する切削輪郭１８は、機械の軸のある程度の不正確さを補償することができ、それにより、要求される表面品質に応じて衝突を回避するための上記の手法を実際的に実施することを可能にする。
【０１０５】
図１４ａおよび図１４ｃに概略的に示すように、上述の説明にもかかわらず、工具１０を回動させることでシャフト１２またはホルダ２６と平坦面３０’’および／または第２の加工領域４４’に隣接する幾何学的形状との衝突が結局のところ加工セグメント４４における何らかの状況において生じ得ることは、常に排除できるわけではない。このような状況は、特に、幅狭かつ／または帯状の平坦面３０および／もしくは平面の場合、あるいは、比較的幅広のホルダ２６または大きい回動角度βおよびβ’を用いる場合に生じる。
【０１０６】
図１４ａおよび図１４ｂによると、前述の例において用いられていたホルダ２６が、より大きいホルダ２６に置き換えられている。工具１０の前面２２および／または前側および／または前部および／または先端が、この文脈において第１の加工セグメント４４においてある一定の深さに到達すると、ホルダ２６が、第２の加工セグメント４４’の右側に隣接する平坦面３０’’などの隣接する幾何学的形状の上部にぶつかる。
【０１０７】
図１４ｃに、より詳細に示すように、本発明に係る方法により、平坦面３０および／または平面が、この場合はもう一回、分割される。このことにより、２つの縮小された外側加工セグメント４４および４４’と中間の追加の加工セグメント４４’’とが得られる。
【０１０８】
図１４ｄおよび図１４ｅによると、２つの外側加工セグメント４４および４４’のそれぞれにおいて、上記のように、工具１０を平坦面３０および／または平面と平行な回動角度βおよびβ’だけ回動させる。加工セグメント４４および４４’の幅が縮小したことによって、今度は、いずれの場合にも、完全にかつ無衝突で加工することが可能になる。
【０１０９】
図１４ｄおよび図１４ｅは、工具１０の前面２２および／または先端が加工セグメント４４および４４’の内側縁に位置しているときに、工具ホルダ２６が構成要素の幾何学的形状、すなわち、左右の隣接面３０’および３０’’からある一定の距離を依然として満たしていることを示す。このため、平坦面３０を、シャフト１２および／またはホルダ２６と構成要素の幾何学的形状との間の所定の最小距離に基づいて各領域に分割することが可能である。２つの外側加工セグメント４４および４４’は工具１０がどの位置にあってもこの最小距離が満たされるだけの幅を有している。
【０１１０】
図１４ｆおよび図１４ｇに示すように、本発明に係る方法のこのような実施は、中間の加工セグメント４４’’においては回動角度βおよびβ’なしで、すなわち、図９ａ〜図９ｃの独立している平坦面３０に係る横方向への傾斜角度αだけで機能する。
【０１１１】
図１５ａおよび図１５ｂに基づき、平坦面３０または平坦面３０の少なくとも２つの加工セグメント４４、４４’、および４４’’が工具１０によってマルチパスで加工される、両側または二方向の制約に対する本発明に係る方法の別の有益な変更について説明する。少なくとも１つの加工セグメント４４の工具１０の回動角度βからここでは少なくとも別の加工セグメント４４’の工具１０の回動角度β’へ、また、その逆に、連続的に補間される。結果として、工具１０は、加工セグメント４４、４４’、および４４’’にわたるマルチパスにおいて、算出された回動角度βおよびβ’の間で連続的に前後に揺動する。
【０１１２】
平坦面３０および／または平面を加工セグメント４４、４４’、および４４’’に分割することと、一定の回動角度β、β’を決定することとは、いずれにせよ、暫定的な（interim）ステップにすぎない。
【０１１３】
加工セグメント４４、４４’、および４４’’間で工具１０を工作物３２から持ち上げて回動させることはこのためには必要ない。工具１０の連続的な動きは、衝突回避の点でも有利である。なぜなら、コーナー、すなわち、衝突回避が実際に必要とされる場所でのみ、それぞれの対向するコーナーとの衝突を引き起こすかもしれない最大回動角度β、β’に到達するからである。
【０１１４】
図１５ｂによると、工具１０のこのような動きは、図１０ａ〜図１０ｇに示すような平坦面３０の片側のみの制約においても同様に有益である。その場合には、回動角度βは、制約のない側における０°および／もしくは所定の最小角度から、制約のある側における、衝突を回避するために本発明に係る方法で算出された回動角度βおよび／もしくはβ’へ、かつ／または、その逆に、連続的に推移する。
【０１１５】
最後に、第４の最終ステップにおいて、加工セグメント４４、４４’、および４４’’のための図１６ａ〜図１６ｆの工具経路４６および４６’が算出される。
【０１１６】
最初の３つのステップにより、平坦面３０および／または平面に対する傾斜角度αと、平坦面３０の各加工セグメント４４、４４’、４４’’において工具１０を案内しなければならない平坦面３０および／または平面と平行な回動角度β、β’とに関する情報を入手可能である。工具経路４６および４６’は、これに基づいて算出される。これに含まれる位置情報は、常に、工具１０における特定の固定された基準点、通常は、前面２２の中心または工具１０の軸上の別の点を参照する。
【０１１７】
工具経路４６および４６’の算出は、特定のパターンに基づいて行われる。
【０１１８】
図１６ａ〜図１６ｄによると、工具経路４６は水平または本質的に水平であることが好ましい。いずれにせよ、水平パスのパターンが得られる。
【０１１９】
図１６ａ〜図１６ｃは、種々の実施形態のための例示的な工具経路４６を示し、具体的には、図１６ａは、図９ａ〜図９ｃに係る無衝突のためのもの、図１６ｂは、図１０ａ〜図１０ｇに係る片側の制約のためのもの、図１６ｃは、図１３ａ〜図１３ｆに係る両側または二方向の制約のためのものを示す。ここで、２つの加工セグメント４４および４４’は、異なる破線によって明らかになっているように、別々に順次加工される。
【０１２０】
図１６ｄは、加工セグメント４４および４４’間で揺動する工具１０の動きが行われる図１５ａの実施形態における工具経路４６をさらに示す。ここでは、ライン毎に加工セグメント４４および４４’が順次加工される。
【０１２１】
図１６ａ〜図１６ｄに提示するようなこのような水平の工具経路４６は、実際には、平面加工の分野において最もよく見られる。
【０１２２】
しかしながら、原則的に、その他の例えば斜めのパターンも、図１６ｅによると工具経路４６および４６’として可能である。詳細には図示しないが、加工セグメント４４および４４’における工具経路４６は、水平のパターンのみ、斜めのパターンのみ、または水平のパターンと斜めのパターンの組合せで決定されることも考えられる。
【０１２３】
図１６ｆによると、３つの加工領域４４、４４’、および４４’’に分割する場合には、両方のパターンを混合して用いてもよい。中間の加工セグメント４４’’においては、回動角度β、β’を用いないことから水平のパターンが工具経路４６に適切なものとして提案されているが、加工セグメント４４および４４’では斜めのパターンが用いられている。
【０１２４】
工具経路４６および４６’の全てのパターンにおいて、個々のパス間の距離は可変の値である。当然ながら、それは略円錐形の刃１４の長さを超えるべきではなく、それよりも小さい値であり得る。この選択には、送り（infeed）、回転数、達成すべき表面精度、または接点３４の選択などの様々なパラメータを導入することができる。ここでは工作物３２の材料も関与し得る。
【０１２５】
上記の図５ａ〜図８ｃによる本発明に係る方法の第１のステップの説明においては、垂直なおよび／または傾斜した平坦面３０および／または平面が想定されていた。しかしながら、本発明に係る方法は、ポケットの底面などのような本質的に水平な平坦面３０および／または平面も同様に加工することができ、同じ技術的利点を達成することが可能である。特に、低い位置にある平坦な底面であって、それゆえに届きにくい底面の場合は、図１７ａおよび図１７ｂに示すように、図４ａおよび図４ｂに準じた工具１０の実施形態の使用が非常に適している。切削輪郭１８がより急勾配であるので、平坦な底面３０への適用または適応のためには、工具軸１９と表面３０に対する垂直線４８とがなす工具１０の傾斜角度αはわずかでよい。よって、アクセスしにくい深いポケットであっても、底の平坦面３０に容易に届かせて加工することができる。
【０１２６】
本発明は、図１ａ〜図１７ｂによる本発明に係る方法の図示した実施形態に限定されない。よって、本発明に係る方法の上記実施形態をそれらの間でもしくはお互いにどのようにでも組み合わせることが可能である。さらに、本発明に係る方法は、好ましくはかつ最も具体的には、加工により平滑化する際の使用に適してはいるが、本発明は、加工の種類、すなわち、特に荒削りまたは平滑化処理とは、全く関係がない。最後に、本発明に係る方法は、片側および／または両側衝突を回避するために、例えば、矩形、非矩形、例えば台形もしくは三角形または湾曲状の輪郭の、垂直な表面、任意の傾きの表面、ならびに水平な平坦面３０および／または平面、特にはポケットの底面などの、いかなる種類、大きさ、形状、および／または配置の平坦面の加工にも用いることができる。
【図１ａ】
0006687640.tif 000002
【図１ｂ】
0006687640.tif 000003
【図２ａ】
0006687640.tif 000004
【図２ｂ】
0006687640.tif 000005
【図３ａ】
0006687640.tif 000006
【図３ｂ】
0006687640.tif 000007
【図４ａ】
0006687640.tif 000008
【図４ｂ】
0006687640.tif 000009
【図５ａ】
0006687640.tif 000010
【図５ｂ】
0006687640.tif 000011
【図５ｃ】
0006687640.tif 000012
【図６ａ】
0006687640.tif 000013
【図６ｂ】
0006687640.tif 000014
【図６ｃ】
0006687640.tif 000015
【図６ｄ】
0006687640.tif 000016
【図７】
0006687640.tif 000017
【図８ａ】
0006687640.tif 000018
【図８ｂ】
0006687640.tif 000019
【図８ｃ】
0006687640.tif 000020
【図９ａ】
0006687640.tif 000021
【図９ｂ】
0006687640.tif 000022
【図９ｃ】
0006687640.tif 000023
【図１０ａ】
0006687640.tif 000024
【図１０ｂ】
0006687640.tif 000025
【図１０ｃ】
0006687640.tif 000026
【図１０ｄ】
0006687640.tif 000027
【図１０ｅ】
0006687640.tif 000028
【図１０ｆ】
0006687640.tif 000029
【図１０ｇ】
0006687640.tif 000030
【図１１ａ】
0006687640.tif 000031
【図１１ｂ】
0006687640.tif 000032
【図１１ｃ】
0006687640.tif 000033
【図１１ｄ】
0006687640.tif 000034
【図１１ｅ】
0006687640.tif 000035
【図１１ｆ】
0006687640.tif 000036
【図１１ｇ】
0006687640.tif 000037
【図１２ａ】
0006687640.tif 000038
【図１２ｂ】
0006687640.tif 000039
【図１２ｃ】
0006687640.tif 000040
【図１２ｄ】
0006687640.tif 000041
【図１２ｅ】
0006687640.tif 000042
【図１２ｆ】
0006687640.tif 000043
【図１２ｇ】
0006687640.tif 000044
【図１３ａ】
0006687640.tif 000045
【図１３ｂ】
0006687640.tif 000046
【図１３ｃ】
0006687640.tif 000047
【図１３ｄ】
0006687640.tif 000048
【図１３ｅ】
0006687640.tif 000049
【図１３ｆ】
0006687640.tif 000050
【図１４ａ】
0006687640.tif 000051
【図１４ｂ】
0006687640.tif 000052
【図１４ｃ】
0006687640.tif 000053
【図１４ｄ】
0006687640.tif 000054
【図１４ｅ】
0006687640.tif 000055
【図１４ｆ】
0006687640.tif 000056
【図１４ｇ】
0006687640.tif 000057
【図１５ａ】
0006687640.tif 000058
【図１５ｂ】
0006687640.tif 000059
【図１６ａ】
0006687640.tif 000060
【図１６ｂ】
0006687640.tif 000061
【図１６ｃ】
0006687640.tif 000062
【図１６ｄ】
0006687640.tif 000063
【図１６ｅ】
0006687640.tif 000064
【図１６ｆ】
0006687640.tif 000065
【図１７ａ】
0006687640.tif 000066
【図１７ｂ】
0006687640.tif 000067