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CN107407927B - 轨道算出程序、加工装置、轨道算出方法、工具以及加工物品 - Google Patents

轨道算出程序、加工装置、轨道算出方法、工具以及加工物品 Download PDF

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CN107407927B CN201680010879.5A CN201680010879A CN107407927B CN 107407927 B CN107407927 B CN 107407927B CN 201680010879 A CN201680010879 A CN 201680010879A CN 107407927 B CN107407927 B CN 107407927B
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Abstract

目的在于提供一种通过简易的信息输入，算出用于使用包括机器人等的通过程序能够进行多轴的控制的装置进行复杂的形状的被加工品的加工的工具的轨道的程序。该轨道算出程序用于算出用于加工由设置于曲面状的被加工品的孔形成的曲线状的被加工部的工具的轨道，其作为被加工品形状信息输入单元、工具形状信息输入单元以及工具位置算出单元而发挥作用，被加工品形状信息输入单元输入关于被加工品的形状以及该曲线的形状的被加工品形状信息，工具形状信息输入单元输入关于工具的形状的工具形状信息，工具位置算出单元基于输入的被加工品形状信息以及工具形状信息，算出能够进行该曲线上的指定的点的通过工具的加工的工具的位置，工具位置算出单元将曲线上的多个点作为指定的点，通过算出工具的位置而算出工具的轨道。

Description

轨道算出程序、加工装置、轨道算出方法、工具以及加工物品
技术领域
本发明关于轨道算出程序、加工装置、轨道算出方法、工具以及加工物品。
背景技术
在通过机床对被加工品进行切削或开孔等的加工时，有时在被加工品的加工面上会产生被称为“毛刺”的不需要的突起。当毛刺残留于被加工品时，会成为次品或作业者受伤的原因，因此，需要进行去除毛刺的加工(以下称为“去毛刺”)或削去产生毛刺的角部的加工(以下称为“倒角”)。上述的加工通过NC(Numerical Control：数值控制)加工用的机床进行。为了使用机床进行加工，需要NC程序(也称为“NC数据”)，负责人需要向机床直接输入数据，或者使用通过CAD(计算机辅助设计)软件设计的被加工品的形状数据，通过CAM(计算机辅助制造)软件指定安装于机床的工具的路径。
不过，在向被加工品的一部分进行开孔加工的情况下，需要去除在里侧的开口缘产生的毛刺，但当反转被加工品加工时，作业性会变差，因此，提出了能够进行被加工物的里面的加工的切削工具(例如，参照专利文献1)。该专利文献1公开的工具以刃部向旋转的反方向扭转的方式构成，能够顺利地进行在圆筒的里面侧产生的二次开口缘的去毛刺或倒角。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开第2015-16541号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
但是，例如在圆筒等的曲面上进行开孔加工的被加工品，其通过开孔而产生的开口缘不是平面上的曲线，而是所谓的描绘出例如薯片等的连续的三维曲线，这种情况下，工具的轨道复杂，通过现有的NC加工用的机床无法进行去毛刺加工。
本发明为了解决这种课题而完成。即，本发明的目的在于，提供一种通过简易的信息输入算出用于使用包括机器人等的通过程序能够进行多轴的控制的装置(以下称为“多轴控制装置”)进行复杂的形状的被加工品的加工的工具的轨道的程序。并且，本发明的目的在于提供使工具沿算出的轨道移动并加工的加工装置以及算出工具的轨道的方法。
用于解决课题的手段
本发明关于一种轨道算出程序，其用于在计算机装置中算出用于加工由设置于曲面状的被加工品的孔形成的曲线状的被加工部的工具的轨道，使计算机装置作为被加工品形状信息输入单元、工具形状信息输入单元以及工具位置算出单元而发挥作用，被加工品形状信息输入单元输入关于被加工品的形状及该曲线的形状的被加工品形状信息；工具形状信息输入单元输入关于工具的形状的工具形状信息；工具位置算出单元基于被输入的上述被加工品形状信息及工具形状信息，算出能够进行该曲线上的指定的点的通过工具的加工的工具的位置，工具位置算出单元将曲线上的多个点作为指定的点，通过算出工具的位置而算出工具的轨道。
优选的是，还使计算机装置作为第一切线矢量算出单元以及加法矢量算出单元而发挥作用，第一切线矢量算出单元算出该曲线上的指定的点的相对于曲线的第一切线矢量；加法矢量算出单元算出将第二切线矢量以及第三切线矢量以规定的比率相加而得到的加法矢量，第二切线矢量是为以第一切线矢量为法线的平面且该指定的点位于该平面上的法平面和孔的厚壁内面的交线上矢量，第三切线矢量是上述法平面和上述曲面的交线上的矢量，工具位置算出单元在从上述指定的点延伸的、包含算出的上述加法矢量的直线上，基于被输入的上述工具形状信息，算出能够进行通过工具的上述指定的点的加工的工具的位置。
优选的是，将第二切线矢量和第三切线矢量相加的规定的比率为1：1。
优选的是，还使计算机装置作为宽度信息输入单元以及加工深度指定单元而发挥作用：宽度信息输入单元输入关于上述指定的点的加工后所形成的被加工面的宽度的信息；加工深度指定单元基于由第二切线矢量和第三切线矢量所形成的角度以及被输入的上述关于宽度的信息，指定通过工具的加工深度，工具位置算出单元基于由加工深度指定单元指定的加工深度，在从上述指定的点延伸的、包含上述算出的加法矢量的直线上，算出工具的位置。
优选的是，还使计算机装置作为位置判定单元以及比率更新单元而发挥作用，位置判定单元判定由工具位置算出单元算出的工具的位置是否在发生被加工品和工具的干涉的范围内；比率更新单元在通过位置判定单元判定为由工具位置算出单元算出的工具的位置在发生被加工品和工具的干涉的范围内时，更新规定的比率；加法矢量算出单元以通过比率更新单元更新的规定的比率，将第二切线矢量及第三切线矢量相加而算出加法矢量。
优选的是，被加工品具有圆筒状的外形，侧面具有以与圆筒的中心轴正交的直线为中心轴的圆柱状的孔，被加工品形状信息包括关于圆筒的外径或者内径以及孔的直径的信息。
优选的是，被加工品具有圆筒状的外形，圆筒的侧面具有圆柱状的孔，圆柱状的孔具有相对于圆筒的中心轴倾斜的角度，被加工品形状信息包括关于圆筒的外径或者内径、孔的直径以及圆柱的倾斜角的信息。
优选的是，被加工品具有圆筒状的外形，圆筒的侧面具有圆柱状的孔，圆柱状的孔以与圆筒的中心轴不交叉的直线作为中心轴，被加工品形状信息包括关于圆筒的外径或者内径、孔的直径、圆筒的中心轴和孔的中心轴的最短距离即偏心量的信息。
优选的是，被加工品具有圆筒状的外形，圆筒的侧面具有圆柱状的孔，使计算机装置作为指定点位置算出单元、边缘角度算出单元以及接触方向指定单元而发挥作用：指定点位置算出单元基于被输入的上述被加工品形状信息，算出曲线上的指定的点的位置；边缘角度算出单元基于被输入的上述被加工品形状信息，算出由曲线上的指定的点的圆柱状的孔和圆筒的侧面形成的边缘角的角度；接触方向指定单元基于由边缘角度算出单元算出的边缘角的角度，指定用于使工具接触曲线上的指定的点的方向，工具位置算出单元基于被输入的工具形状信息及由接触方向指定单元指定的方向，算出能够进行通过工具的上述指定的点的加工的工具的位置。
优选的是，还使计算机装置作为加工宽度输入单元以及加工深度指定单元而发挥作用，加工宽度输入单元输入曲线上的指定的点的加工宽度；加工深度指定单元基于由接触方向指定单元指定的、用于使工具接触曲线上的指定的点的方向，指定加工为由加工宽度输入单元输入的宽度时的加工深度，工具位置算出单元基于由加工深度指定单元指定的加工深度，算出能够进行通过工具的上述指定的点的加工的工具的位置。
本发明关于一种加工装置，基于上述轨道算出程序算出的轨道，使工具移动而加工被加工品。
本发明关于一种轨道算出方法，其在计算机装置中算出用于加工由设置于曲面状的被加工品的孔形成的曲线状的被加工部的工具的轨道，包括通过计算机装置进行的如下步骤：输入关于被加工品的形状及该曲线的形状的被加工品形状信息的步骤；输入关于工具的形状工具形状信息的步骤；基于被输入的上述被加工品形状信息及工具形状信息，算出能够进行该曲线上的指定的点的通过工具的加工的工具的位置的步骤，算出工具位置的步骤将曲线上的多个点作为指定的点，通过算出工具的位置而算出工具的轨道。
本发明关于一种工具，其特征在于，具有颈部和连结于颈部的前端的球形状的刃部，在定义通过连结刃部的球形状的中心和位于颈部的中心轴的延长线上的刃部的最前端部的线段以及连结刃部的球形状的中心和刃部的表面的点的线段形成的角时，在刃部的表面上该角为从0度至变为137.5度以上的位置连结颈部和刃部，颈部的半径r和球形状的刃部的半径R之比r/R为0.3～0.8。
本发明关于一种加工物品，具有曲面状的外形，并且，具有由设置于曲面的孔形成的曲线状的边缘部，边缘部的宽度均一，并且，通过与边缘部邻接的一面形成的角的角度和通过与边缘部邻接的另一面形成的角的角度相同。
优选的是，在其一部分上具有通过与边缘部邻接的一面形成的角的角度和通过与边缘部邻接的另一面形成的角的角度不相同的部分。
本发明关于一种加工系统，其算出用于加工由设置于曲面状的被加工品的孔形成的曲线状的被加工部的工具的轨道，根据算出的轨道控制工具的轨道，加工被加工品的加工系统具备：被加工品形状信息输入单元，输入关于被加工品的形状及该曲线的形状的被加工品形状信息；工具形状信息输入单元，输入关于工具的形状的工具形状信息；工具位置算出单元，基于被输入的上述被加工品形状信息及工具形状信息，算出能够进行该曲线上的指定的点的通过工具的加工的工具的位置，工具位置算出单元将曲线上的多个点作为指定的点，通过算出工具的位置而算出工具的轨道，进一步具备加工单元，根据算出的轨道，控制工具的轨道并加工被加工品，工具具有：颈部和连结于颈部的前端的刃部，刃部包括球截部，上述球截部具有球的一部分被面切取的形状。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种通过简易的信息输入算出用于使用多轴控制装置进行复杂的形状的被加工品的加工的工具的轨道的程序。其结果是，即使为复杂的形状的被加工品，也能够进行使用多轴控制装置的加工，能够大幅地提高加工处理的效率。并且，由于能够算出适当的工具的轨道，因此，也能够抑制工具的磨耗。
附图说明
图1为示出本发明的实施方式涉及的、去毛刺加工前的被加工品的图。
图2为示出本发明的实施方式涉及的、去毛刺加工时的、孔的截面的示意图。
图3为示出本发明的实施方式涉及的、工具的刃部的图的一例。
图4为本发明的实施方式涉及的、轨道算出处理的流程图的一例。
图5为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒状的被加工品和包括孔的概念上的圆柱交叉的状态的概念图。
图6为示出本发明的实施方式涉及的、法平面和圆筒的交叉的概念图。
图7为示出本发明的实施方式涉及的、第一切线矢量、直纹面的面法线矢量以及第二切线矢量的关系的概念图。
图8为示出本发明的实施方式涉及的、第一切线矢量、圆筒的内侧的面法线矢量以及第三切线矢量的关系的概念图。
图9为示出本发明的实施方式涉及的、加法矢量的概念图。
图10为示出本发明的实施方式涉及的、加工后的被加工面为规定的倒角宽度的情况下的工具的位置的示意图。
图11为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。
图12为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。
图13为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。
图14为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。
图15为示出本发明的实施方式涉及的、具有一次孔的圆锥台和二次孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。
图16为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。
图17为示出本发明的实施方式涉及的、工具的刃部的示例的图。
图18为通过工具加工圆筒状的被加工品的情况下，与圆筒的中心轴垂直的平面上的刃部和被加工品的截面图。
图19为用于对工具的颈部和被加工品的干涉进行说明的图。
图20为用于说明孔的半径、刃部的半径和颈部的半径的关系的图。
图21为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒状的被加工品和形成孔的概念上的圆柱交叉的状态的概念图。
图22为示出本发明的实施方式涉及的、加工物品的边缘部的图。
图23为本发明的实施方式涉及的、工具位置算出处理的流程图的一例。
图24为沿z轴方向正视设置于本发明的实施方式涉及的被加工品的侧面的孔的图。
图25为通过平行于xz平面的面截断本发明的实施方式涉及的被加工品的截面图。
图26为将通过平行于xz平面的面截断本发明的实施方式涉及的被加工品及刃部的截面的一部分放大的图。
图27为示意性示出本发明的实施方式涉及的被加工品的开口缘及刃部的位置关系的图。
图28为对于本发明的实施方式涉及的被加工品，使横轴为二次孔的圆周、使纵轴为z坐标的值，描绘开口缘的各点的图。
图29为示出将本发明的实施方式涉及的被加工品的开口缘的近似切线T投影于xy平面、xz平面、yz平面的样态的图。
图30为关于本发明的实施方式涉及的被加工品，对开口缘的切线及刃部的中心点的位置关系进行示意性示出的图。
具体实施方式
以下参照附图对于本发明的实施方式进行说明。构成以下说明的流程图的各处理的顺序只要在处理内容上不产生矛盾或不统一的范围内，顺序不分先后。
(多轴控制装置)
对于用于本发明的实施方式的多轴控制装置进行说明。虽然图中没有示出，多轴控制装置至少包括：控制部(中央处理装置：Central Processing Unit(中央处理单元))、ROM(Read Only Memory(只读存储器))、RAM(Random Access Memory(随机存取存储器))以及显示单元。多轴控制装置的控制部将存储于ROM的程序经由总线读入，控制多轴控制装置整体。临时的计算数据或显示数据存储于RAM，负责人经由显示单元输入的各种数据也存储于RAM。显示单元进行：负责人用于操作多轴控制装置的菜单等的信息显示、通过用于输入操作指示的按键面板等的输入接收。后述的计算机装置既可以为多轴控制装置本身，也可以与多轴控制装置外部连接。
(被加工品)
接着，对于用于本发明的实施方式的被加工品进行说明。图1为示出本发明的实施方式涉及的、去毛刺加工前的被加工品的概念图。如图所示，作为实施方式的一例，将曲面上具有大致圆形的孔的圆筒作为被加工品。圆筒1具有圆柱状的外形，在其内侧具有圆柱状的空洞6，该空洞6将与形成圆柱的底面的正圆相似的正圆作为底面。形成圆筒1的底面的正圆和形成空洞6的底面的正圆，其中心位于相同位置，圆筒1的侧面在任一位置都具有相同厚度。
孔2为从圆筒1的外侧面向空洞6贯通的孔。大致圆柱状的孔2的中心轴与圆筒1的中心轴正交。通过设置孔2，形成在圆筒1的外侧面上包围孔2的一次开口缘3、在圆筒1的内侧面(空洞6侧的侧面)上包围孔2的二次开口缘4、圆筒1的侧面部分的内壁即厚壁内面5。一次开口缘3及二次开口缘4的形状为所谓的薯片状。
图2为示出本发明的实施方式涉及的、去毛刺加工时的孔的截面的示意图。刃部11具备能够进行去毛刺等的加工的硬度，设定其为能够安装于多轴控制装置的工具的一部分。如图2(a)所示，刃部11从孔2的一次开口缘3侧插入。刃部11经由颈部12与多轴控制装置连结，通过使工具旋转，刃部11加工被加工部。刃部11的形状不限于正圆形，如图2(b)所示，只要为刃部11抵接于在二次开口缘4上产生的毛刺并能够加工的形状即可。伴随多轴控制装置的颈部12的移动，能够使刃部11进一步向水平方向及垂直方向移动。
(工具)
本发明中使用的工具只要通过旋转能够进行被加工品的加工即可，没有特别的限定。图3为本发明的实施方式涉及的、工具的刃部的一例。图3(a)中，刃部11为大致球形状，球的表面有多个凹陷，并在凸部上具有刀尖的工具。图3(b)中，刃部11为圆盘状的形状，表面和里面的形状相同。图的刃部11的右侧为刀尖，其为厚度随着接近刀尖而变薄的工具。就任一的工具而言，刀尖都是通过旋转而变为大致球形状，被加工部即使位于接近颈部12的部位，也能够加工。此外，需要至少刃部11的直径小于孔2的直径。
图17为示出本发明的实施方式涉及的、工具的刃部的示例的图。优选的是，本发明中使用的工具13由颈部12和与颈部12的前端连结的球形状的刃部11构成。刃部11，其一部分(图17中为左端)与颈部12连结，可以不具有完全的球形状，也可以具有球截形状。工具13，如图17(b)所示，在定义通过连结刃部11的球形状的中心和位于颈部12的中心轴的延长线上的刃部11的最前端部的线段以及连结刃部11的球形状的中心和刃部11的表面的点的线段形成的角的情况下，优选的是，在刃部11的表面上该角为从0度至变为137.5度以上的位置，连结颈部12和刃部11。进一步，如图17(a)所示，更优选的是，在刃部11的表面上该角为从0度至变为140度以上的位置，连结颈部12和刃部11。颈部12，可以如图17(b)所示，具有从中途开始不连续地直径大于前端的构造；也可以具有如图17(a)所示颈部12为均匀，或颈部12的直径逐渐变大的构造。
由于在刃部11的表面上该角为从0度至变为137.5度以上的位置为刃部11，例如在进行图1所示的、曲面上具有圆形的孔2的圆筒1的内侧面上的二次开口缘4的加工的情况下，由于能够通过刃部11的较高的位置进行加工，因此，在抑制旋转工具的颈部12和被加工品干涉的同时，能够进行二次开口缘4的加工。
并且，颈部12的半径r和球形状的刃部11的半径R之比r/R优选为0.3以上，更优选为0.5以上。比r/R小于0.3时，刃部11相比颈部12过大，则刚性降低，有可能产生由于加工中的负荷而带来的振动等的问题。比r/R优选为0.8以下，更优选为0.7以下。比r/R大于0.8时，由于颈部12的直径大于刃部11，例如在进行图19(b)所示的、曲面上具有圆形的孔2的圆筒1的外侧面上的一次开口缘的加工的情况下，从二等分角方向加工被加工品时，工具13的颈部12存在易于与被加工品干涉的倾向。
如之前所说的，本发明中使用的工具包括颈部和连结于颈部的前端的刃部，刃部可以具有球截部，该球截部具有球的一部分被平面或者曲面切取的形状。例如，刃部所具有的球截部可以具有半球形状，或球的一半以上被切取的形状。刃部所具有的球截部具有半球形状、或球的一半以上被切取的形状的工具，例如，能够在从圆筒1的外侧进行曲面上具有圆形的孔2的圆筒1的外侧面上的一次开口缘的情况下使用。
(轨道算出程序)
接着，对于在计算机装置中算出用于进行去毛刺等的加工的工具的轨道的轨道算出程序进行说明。图4为对应于本发明的实施方式至少之一的、轨道算出处理的流程图。
首先，计算机装置接收关于被加工品的形状的信息的输入(步骤S1)。关于被加工品的信息至少包括：圆筒1的外径或者内径、孔2的直径、孔2的中心位置的位置坐标。
接着，接收关于工具的形状的信息的输入(步骤S2)。关于工具的信息包括：工具球的直径、颈部的柄直径。例如，在刃部11为大致球形状的情况下，输入球的直径作为工具球的直径；并且，在刃部11具有扭转的刀口的情况下，输入通过刃部11的旋转而由刀口的外形的轨道所形成的假想的工具球的直径。
接着，接收关于进行倒角的加工时的被加工面的宽度的信息的输入(步骤S3)。被加工面的宽度由于二次开口缘4的位置而不固定的情况下，应力会集中于角部而成为在制品上产生裂纹的原因，因此，优选的是，使被加工面的宽度均一而与二次开口缘4的位置无关。
如后所述，在步骤S5～S12中，反复执行用于算出工具相对于加工对象即二次开口缘4上的任意的点(曲线C(θ)上的任意点)的位置的处理。该步骤S5～S12为止的处理使θ的值从0°至360°非连续地、在微小的范围内变化，反复地执行。在步骤S4中，进行是否执行了到步骤S5～S12为止的处理的判定，直至θ的值变为360°位置。
不过，为了去除二次开口缘4的毛刺，需要把握形成二次开口缘4的曲线的形状，沿该曲线算出工具的位置。形成二次开口缘4的曲线，可以说为形成被加工品即圆筒1的空洞6的内侧面和包括孔2的圆柱(概念上的圆柱)的侧面的交线。
图5为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒状的被加工品和形成孔的概念上的圆柱交叉的状态的概念图。圆柱101包括圆筒1的孔2，且为具有与孔2相同形状的截面的概念上的圆柱。在此，将通过圆柱101的圆的中心的轴作为z轴，将通过圆筒1的圆的中心的轴作为y轴，将y轴及z轴交叉的点作为基准点。并且，将与y轴及z轴正交、在图中从近前方向向进深方向延伸的轴且为通过该基准点的轴作为x轴。
这种情况下，以z轴为中心的半径R的圆柱101的外形的位置坐标，如式(1)：
[数学式1]
x＝R cosθ，y＝R sinθ，Z＝Z…(1)
所示，能够通过使用参数θ的参数化形式表示。并且，圆筒1的内侧面的位置坐标，可以通过如式(2)：
[数学式2]
x2+z2＝r2…(2)
的隐函数形式表示。
因此，形成圆筒1的空洞6的圆柱的内侧面和圆柱101的侧面的交线的z坐标，可以通过将式(1)代入式(2)，如下求得。
[数学式3]
如上可知，圆筒1的内侧面和圆柱101的侧面的交线即曲线C(θ)，可以使用参数θ，如式(3)：
[数学式4]
所示，进行表示。z为正值的情况下，表示图中的圆筒1的内侧面和圆柱101的侧面的交线中的、位于上侧的交线的z坐标；z为负值的情况下，表示圆筒1的内侧面和圆柱101的侧面的交线中的、位于下侧的交线的z坐标。
并且，曲线C(θ)的单位切线矢量t，可以通过以参数θ对C(θ)进行一级微分而算出。即，单位切线矢量t能够通过式(4)：
[数学式5]
算出。
如上所述，根据圆筒1的内径r以及圆柱101的半径R(即，孔2的半径R)，算出曲线C(θ)的任意点上的第一切线矢量t(步骤S5)。
接着，需要算出工具相对于构成作为加工的对象的二次开口缘4的曲线C(θ)上的任意点上的被加工部接触的角度。图6为示出本发明的实施方式涉及的、法平面和圆筒的交叉的概念图。法平面为通过二次开口缘4即曲线C(θ)上的任意的点并以单位切线矢量t为法线的平面P。从图6可知，圆筒1的内侧面1a和形成孔2的厚壁内面5的直纹面RS的交线为二次开口缘4。为了算出工具相对于曲线C(θ)上的任意点上的被加工部接触的角度，需要算出该任意点上的法平面和厚壁内面5的交线的切线矢量(第二切线矢量)以及法平面和圆筒1的内侧面1a的交线的切线矢量(第三切线矢量)。
图7为示出本发明的实施方式涉及的、第一切线矢量、直纹面的面法线矢量以及第二切线矢量(单位切线矢量tI1)的关系的概念图。在此，直纹面RS的法线矢量NRS可以通过式(5)：
[数学式6]
进行表示。并且，由于可以通过两个面的法线矢量的外积(矢量积)求得面和面的交线的切线矢量，因此，单位切线矢量tI1，可以如式(6)：
[数学式7]
tI1＝NRS×t…(6)
所示，通过直纹面RS的法线矢量NRS及第一切线矢量t的外积(矢量积)表示。如上所述，算出曲线C(θ)的任意点上的第二切线矢量tI1(步骤S6)。
图8为示出本发明的实施方式涉及的、第一切线矢量、圆筒的内侧的面法线矢量以及第三切线矢量(单位切线矢量tI2)的关系的概念图。在此，圆筒1的内侧面1a的法线即面法线矢量NB可以如式(7)：
[数学式8]
所示进行表示。并且，由于可以通过两个面的法线矢量的外积(矢量积)求得面和面的交线的切线矢量，因此，单位切线矢量tI2可以如式(8)：
[数学式9]
tI2＝t×NB…(8)
所示，通过第一切线矢量t及圆筒的内侧面的法线矢量NB的外积(矢量积)表示。如上所述，算出曲线C(θ)的任意点上的第三切线矢量tI2(步骤S7)。
并且，通过算出以规定的比率将第二切线矢量及第三切线矢量相加而得到的加法矢量(步骤S8)，能够确定相对于曲线C(θ)的任意点的工具的刃部11的中心点的方向。
可以通过单位切线矢量tI1及tI2的相加算出从应该设定的工具的刃部11的中心点朝向曲线C(θ)的任意点的单位矢量e(步骤S8)。图9为示出本发明的实施方式涉及的、加法矢量的概念图。单位矢量e可以通过以下的式(9)：
[数学式10]
进行表示。
α为任意值，其为用于调节单位矢量e和单位切线矢量tI1以及单位矢量e和单位切线矢量tI2所成的角度的值，可以预先设定为规定的值。单位矢量e的α为1的情况下，单位切线矢量tI1及tI2的大小相等，单位矢量e和单位切线矢量tI1以及单位矢量e和单位切线矢量tI2所成的角度相等。也就是说，单位矢量e和单位切线矢量tI1以及单位矢量e和单位切线矢量tI2所成的角度，为通过单位切线矢量tI1和单位切线矢量tI2形成的角的二等分角。刃部11相对于被加工部的接触方向为二等分角方向的情况下，优点是在去毛刺加工之后难以出现二次毛刺。如果刃部11从与二等分角方向不同的方向接触被加工部的情况下，有时容易在刃部11所存在的方向的相反侧出现二次毛刺。
在本发明的实施方式中，使刃部11从二等分角方向移动时，工具的颈部12和孔2的厚壁内面5有时会发生干涉。这种情况下，通过手动或自动调整α的值，能够以不变更倒角宽度的方式、且以颈部12和厚壁内面5不发生干涉的方式，控制刃部11的移动路径。
接着，使用通过步骤S3输入的、关于被加工面的宽度的信息，算出工具加工被加工品的深度即加工深度(步骤S9)。图10为示出本发明的实施方式涉及的、加工后的被加工面为规定的倒角宽度的情况下的工具的位置的示意图。倒角宽度W为规定的值，并表示倒角加工后的被加工面的宽度。
作为算出加工深度的方法例如可以考虑以下说明的两个方法。首先对于第一个方法进行说明。在此，在将单位切线矢量tI1和单位矢量e所成的角度设为θW1、在将单位切线矢量tI2和单位矢量e所成的角度设为θW2时，θW1可以通过式(10)及(11)：
[数学式11]
θW2可以通过式(12)及(13)：
[数学式12]
分别进行表示。
进一步，规定的倒角宽度W使用加工深度δ的长度，可以通过式(14)：
[数学式13]
W＝δtanθW1+δtanθW2…(14)
进行表示。因此，当整理式(14)时，在α＝1的情况下，加工深度δ可以通过式(15)：
[数学式14]
进行表示。从而，根据倒角宽度W能够算出曲线C(θ)上的任意点上的加工深度。
接着，对于第二个方法进行说明。通过使用该方法，能够以比上述的方法更高的精度算出加工深度δ。图18为与圆筒的中心轴垂直的平面上的刃部和被加工品的截面图。在图18中，点XP为曲线C(θ)上的点，表示成为步骤S9的处理的对象的点。通过刃部11以成为倒角宽度W的方式加工时的、厚壁内面5和刃部11的交点为点A，圆筒1的内侧面和刃部11的交点为点B。并且，RB表示球形状的刃部11的半径，δ表示加工深度。从图18可知，工具的刃部11的中心点的坐标CL(θ)＝(xCL(θ)、yCL(θ)、zCL(θ))可以通过式(16)：
[数学式15]
CL(θ)＝xP(RB-δ)e…(16)
进行表示。并且，由于刃部11为球形，因此，刃部11的表面上的点x的坐标和工具的刃部11的中心点的坐标CL(θ)的关系，可以通过式(17)：
[数学式16]
|x-CL(θ)|2＝RB 2…(17)
进行表示。
不过，可以通过连结点A和点B的线段定义倒角宽度W。由于点A为从点XP沿单位切线矢量tI1延伸的直线，因此，点A的坐标位置可以定义为式(18)：
[数学式17]
r1(ζ)＝xp+ζtI1…(18)
。在此，ζ为任意的系数。并且，由于点A为刃部11的表面上的点，因此，当将r1(ζ)向式(17)的x代入时，作为关于ζ的二次方程式，可以得到式(19)：
[数学式18]
ζ2+2(R8-δ)e·tI1ζ+δ2-2δRB＝0…(19)
。该关于ζ的二次方程式的解可以通过式(20)：
[数学式19]
求得。
同样地，由于点B为沿单位切线矢量tI2从点XP延伸的直线，因此，可以定义为式(21)：
[数学式20]
r2(η)＝xp+ηtI2…(21)
。将r2(η)向式(17)的x代入而得到的、关于η的二次方程式的解可以通过式(22)：
[数学式21]
求得。
ζ及η均为δ的函数，因此，倒角宽度W可以通过式(23)：
[数学式22]
W(δ)＝|r1(ζ(δ))-r2(η(δ))|…(23)
进行表示。根据式(23)导出式(24)：
[数学式23]
G(δ)＝|r1(ζ(δ))-r2(η(δ))|2-W2＝0…(24)
，通过求得δ的解，能够指定对于倒角宽度W的值进行指定的情况下的适当的加工深度。作为求得式(24)的解的方法，例如，可以采用牛顿法。采用牛顿法时的δ的初始值没有特别的限定，例如，可以将δ＝W/4作为初始值使用。这种情况下，由于线段AXP和线段BXP的长度相等，因此，能够求得从二等分角方向以成为倒角宽度W的方式加工时的加工深度δ。
最后，使用通过步骤S2输入的关于工具的形状的信息以及通过步骤S9算出的加工深度δ，算出工具的刃部11的中心点的位置(步骤S10)。为了仅以通过步骤S9算出的加工深度δ的深度加工被加工品，通过在从曲线C(θ)上的任意点向与单位矢量e相反的相反方向指定工具的刃部11的中心点的位置坐标，可以将被加工面的宽度设为通过步骤S3输入的W。此外，算出作为工具的位置时的基准的点不一定为工具的刃部11的中心点，可以规定为工具中的指定的点。
不过，即使在步骤S10中算出工具的刃部11的中心点的位置的情况下，当实际上使刃部11向该位置移动时，有时由于工具的颈部12而与被加工品发生干涉。
例如，图19为用于对于工具的颈部和被加工品的干涉进行说明的图。图19(a)～(c)为示出通过工具加工圆筒状的被加工品的情况的图，其为与圆筒的中心轴垂直的平面上的截面图，表示工具和被加工品的位置关系。在图19(a)中，加工圆筒状的被加工品的内侧面和厚壁内面5的交线，即使在使刃部11相对于被加工部7从二等分角方向接触的情况下，颈部12也不会与被加工品的厚壁内面5接触而干涉。另一方面，在图19(b)中，加工圆筒状的被加工品的外侧面和厚壁内面5的交线，在使刃部11相对于被加工部7从二等分角方向接触的情况下，颈部12会与被加工品的厚壁内面5接触而干涉。这种情况下，如图19(c)所示，通过使刃部11相对于被加工部7从不等分角方向接触，而能够防止颈部12与被加工品的厚壁内面5接触而干涉。
在通过步骤S10算出工具的刃部11的中心点的位置之后，进行算出的中心点的位置是否为干涉的发生的位置的判定(步骤S11)。图20为用于说明孔的半径、刃部的半径和颈部的半径的关系的图。如图20所示，当球形状的刃部的半径为RB时，在定义以刃部11的中心部为顶点、以颈部12的宽度为底边、以半径RB为两边的等边三角形的情况下，当将该顶点的角度设为2β时，颈部12的半径可以定义为RBsin2β。孔的半径为R，当定义RR＝R-RBsinβ时，只要刃部的中心点的x坐标小于RRcosθ，y坐标小于RRsinθ，则不会发生干涉。通过使α＝1求取加工深度δ，能够在从接触点向与单位矢量e相反的相反方向，指定刃部11的中心点的位置坐标。只要指定的中心点的x坐标小于RRcosθ、y坐标小于RRsinθ，即，x坐标的值的乘方和y坐标的值的乘方之和小于RR的乘方，则不会发生干涉。如果指定的中心点的x坐标的值的乘方和y坐标的值的乘方之和大于RR的乘方的话，则会由于颈部而发生干涉，因此，需要进行不会发生干涉的α的指定。
在判定为通过步骤S10算出的工具的中心点的位置为发生干涉的位置的情况下(步骤S11为“是”)，则更新α的值(步骤S12)。作为不发生干涉的α的指定方法，例如，使α的值从1开始在微小的范围内以规定的值发生变动，重复算出从α的值指定的中心点的x坐标的值的乘方和y坐标的值的乘方之和的处理，直至x坐标的值的乘方和y坐标的值的乘方之和变为小于RR的乘方，从而，能够指定不会发生干涉的α。也就是说，通过使α的值在微小的范围内以规定的值发生变动，重复步骤S8～S12的处理，能够指定不会发生干涉的α。这种情况下，由于不是α≠1，因此，刃部11从不等分角方向接触被加工部。
除此之外，对于不发生干涉的α的指定方法进行说明。如之前所述的，当定义RR＝R-RBsinβ时，只要刃部11的中心点的x坐标小于RRcosθ，y坐标小于RRsinθ，则不会发生干涉。也就是说，刃部11为了不与被加工品发生干涉，刃部11的中心点XR需要在如式(25)：
[数学式24]
x(θ)＝RRcosθ，y(θ)＝RRsinθ，z(θ)＝z…(25)
所表示的圆筒内。不过，如从式(9)可以得知的，矢量e存在于包含单位切线矢量tI1及tI2的平面上，通过接触点XP，因此，该平面可以通过式(26)：
[数学式25]
ax(θ)+by(θ)+cz(θ)+d＝0…(26)
进行表示。在此，矩阵(a、b、c)T＝tI1×tI2，d＝-tI1×tI2·XP。当然，由于刃部11的中心点XR位于由式(26)所表示的平面上，因此，刃部11的中心点XR位于上述圆筒和该平面交叉的范围内。该圆筒和该平面交叉的范围从式(25)及式(26)可以通过式(27)：
[数学式26]
所示，进行表示。
不过，中心点的位置的位置坐标r(u)，使用曲线C(θ)上的点XP的位置坐标，可以通过式(28)：
[数学式27]
r(u)＝xp+ue…(28)
进行表示。在此，u为参数。直线r(u)和曲线CR(θ)的交叉点作为r(u)＝CR(θ)的矢量式而表示。该式为多余的决定系，可以通过牛顿法求得两个式的解。即使定义XR＝(XR(α)，yR(α)，zR(α))作为取决于α的式时，为了避免干涉，也必须满足下述式(29)：
[数学式28]
F(a)＝(xp-xR(α))2+(yp-yR(α))2+(zp-zR(α))2-(RB-δ)2＝0…(29)
的条件。在α的初始值不满足式(29)的情况下，可以通过二分法指定满足F(α)＝0的α。
此外，作为指定为工具不与被加工品发生干涉的、刃部11的中心点的位置的方法，可以列举以下的方法。在α＝1的情况下，当刃部11的中心点的x坐标的值的乘方和y坐标的值的乘方之和大于RR的乘方时，算出当α＝1时算出的刃部11的中心点和作为处理的对象的曲线C(θ)上的点的距离A，运算以该曲线C(θ)上的点为中心并以距离A为半径的圆和式(18)所示出的范围(包含单位切线矢量tI1及tI2的平面和所述圆筒交叉的范围)的交点，能够将该交点指定为刃部11的中心点的位置。
当通过步骤S12更新α的值时，再次返回步骤S8。另一方面，在判定为通过步骤S10算出的工具的中心点的位置为不发生干涉的位置的情况下(步骤S11为“否”)，则结束到步骤S5～S11为止的处理。
通过使θ的值从0°至360°非连续地、在微小的范围内变化的同时，反复地执行该步骤S5～S12的处理，能够算出工具的轨道。在此求得圆筒1的内侧面和圆柱101的侧面的交线的坐标而算出对圆筒1的内侧面上的点进行加工时的工具的轨道，也可以求得圆筒1的外侧面和圆柱101的侧面的交线的坐标而算出对圆筒1的外侧面上的点进行加工时的工具的轨道。
本发明不限于上述的实施方式的例子。孔2图示了相对于圆筒1垂直地设置的情况，孔2的形状不仅适用于垂直设置的情况，对于倾斜地贯通的孔当然也有效。并且，在上述的实施例中，使用正圆的圆柱及圆筒进行计算，例如，即使为椭圆的圆柱或葫芦型的复杂的形状，只要为能够公式化的形状就能够适用本发明。也就是说，只要能够以函数表示二次开口缘4的曲线C，就能够通过对于曲线C进行微分而算出第一切线矢量t。并且，只要能够以公式表示直纹面RS的法线矢量NRS，就能够使用式(6)算出第二切线矢量tI1。进一步，只要能够以公式表示面法线矢量NB，就能够使用式(8)算出第三切线矢量tI2。也就是说，无论二次开口缘4为怎样的复杂的曲线，只要能够以函数表达，就能够适用本发明，算出用于加工的工具的适当的路径。
在步骤S1及S2中，作为关于被加工品的信息，输入了圆筒1的外径或者内径、孔2的直径、孔2的中心位置的位置坐标；作为关于工具的信息，输入了工具球的直径和柄直径，但如果被加工品的形状、设置于被加工品的孔的形状、设置有孔的位置/角度发生变化的话，则应该输入的信息也会发生变化。以下对于曲面和孔的若干位置关系中的、应该输入的信息进行说明。
图11为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。图11(a)为从长孔的中心轴上的点正面观察圆筒的视图。图11(b)为通过与圆筒的中心轴垂直的平面截断的截面图。例如图11(a)所示，在长孔(具有与长方形的短边相同半径的大致半圆结合于大致长方形的长边方向的两端的形状)垂直于地面而设置于圆筒的情况下，圆筒的中心轴和该长孔的中心轴正交，长孔的长度方向相对于圆筒的中心轴具有规定的角度，这种情况下，关于被加工品的信息输入：圆筒的空洞的半径r、长孔的半圆的半径R、长孔的节距P、圆筒的中心轴相对于沿图11(a)的上下方向延伸的Y轴的角度Ф1及长孔的长边方向相对于圆筒的中心轴的角度Ф2，作为关于工具的信息输入工具球的半径Rt和柄半径Rs。进一步，输入在将沿图11(a)的左右方向延伸的X轴、沿上下方向延伸的Y轴以及沿图11(b)的上下方向延伸的Z轴的值全部为0的点通过程序定义为用于指定坐标的原点O的情况下的、长孔的中心位置的位置坐标x、y以及z。
图12为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。图12(a)为从长孔的中心轴上的点正面观察圆筒的视图。图12(b)为通过包含长孔的中心轴的、与圆筒的中心轴垂直的平面截断的截面图。例如图12(a)所示，在长孔(具有与长方形的短边相同半径的大致半圆结合于大致长方形的长边方向的两端的形状)垂直于地面而设置于圆筒的情况下，圆筒的中心轴和该长孔的长度方向垂直，长孔从圆筒的中心轴偏心，这种情况下，关于被加工品的信息输入：圆筒的空洞的半径r、长孔的半圆的半径R、长孔的节距P、圆筒的中心轴相对于沿图12(a)的上下方向延伸的Y轴的角度Ф1及长孔的中心和圆筒的中心轴的最小距离S，作为关于工具的信息输入工具球的半径Rt和柄半径Rs。进一步，在将沿图12(a)的左右方向延伸的X轴、沿上下方向延伸的Y轴以及沿图12(b)的上下方向延伸的Z轴的值全部为0的点通过程序定义为用于指定坐标的原点O的情况下，输入长孔的中心位置的位置坐标x、y以及z。
图13为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。图13(a)为从长孔的中心轴上的点正面观察圆筒的视图。图13(b)为通过包含长孔的中心轴的、与圆筒的中心轴垂直的平面截断的截面图。例如图13(a)所示，在长孔(具有与长方形的短边相同半径的大致半圆结合于大致长方形的长边方向的两端的形状)垂直于地面而设置于圆筒的情况下，圆筒的中心轴和该长孔的长度方向平行，长孔从圆筒的中心轴偏心，这种情况下，关于被加工品的信息输入：圆筒的空洞的半径r、长孔的半圆的半径R、长孔的节距P、圆筒的中心轴相对于沿图13(a)的上下方向延伸的Y轴的角度Ф1及长孔的中心和圆筒的中心轴的最小距离S，作为关于工具的信息输入工具球的半径Rt和柄半径Rs。进一步，在将沿图13(a)的左右方向延伸的X轴、沿上下方向延伸的Y轴以及沿图13(b)的上下方向延伸的Z轴的值全部为0的点通过程序定义为用于指定坐标的原点O的情况下，输入长孔的中心位置的位置坐标x、y以及z。
图14为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。图14(a)为从长孔的中心轴上的点正面观察圆筒的视图。图14(b)为通过包括圆筒的中心轴的平面截断的截面图。例如图14(a)所示，在圆筒相对于地面以规定的角度倾斜的情况下，关于被加工品的信息输入：孔的半径R、圆筒的中心轴相对于沿图14(a)的上下方向延伸的Y轴的角度Ф1及圆筒的中心轴相对于图14(b)的XY平面的角度Ф3，作为关于工具的信息输入工具球的半径Rt和柄半径Rs。进一步，在将沿图14(a)的左右方向延伸的X轴、沿上下方向延伸的Y轴以及沿图14(b)的上下方向延伸的Z轴的值全部为0的点通过程序定义为用于指定坐标的原点O的情况下，输入长孔的中心位置的位置坐标x、y以及z。
图15为示出本发明的实施方式涉及的、具有一次孔的圆锥台和二次孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。图15(a)为从设置于圆锥台的一次孔的中心轴上的点正面观察的视图。图15(b)为包括一次孔及二次孔的中心轴的平面上的截面图。例如图15(a)所示，在大致正圆的孔以相对于地面的垂直方向设置于圆锥台的侧面的情况下，作为关于被加工品的信息输入：二次孔的半径R以及圆锥台的侧面相对于沿图15(b)的上下方向延伸的Z轴所形成的角度Ф4，作为关于工具的信息输入工具球的半径Rt和柄半径Rs。进一步，在将沿图15(a)的左右方向延伸的X轴、沿上下方向延伸的Y轴以及沿图15(b)的上下方向延伸的Z轴的值全部为0的点通过程序定义为用于指定坐标的原点O的情况下，输入长孔的中心位置的位置坐标x、y以及z。
图16为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒和孔交叉情况下的被加工品和工具的概念图。图16(a)为从长孔的中心轴上的点正面观察圆筒的视图。图16(b)及图16(c)为通过包括孔的中心轴的、与圆筒的中心轴平行的平面截断的截面图。例如图16(a)所示，在孔从圆筒的中心轴偏心的情况下、圆筒相对于地面以规定的角度倾斜的情况下，关于被加工品的信息输入：圆筒的半径r、孔的半径R、圆筒的中心轴相对于沿图16(a)的上下方向延伸的Y轴的角度Ф1、圆筒的中心轴相对于图16(c)的XY平面的角度Ф3以及孔的中心和圆筒的中心轴的最小距离S，作为关于工具的信息输入工具球的半径Rt和柄半径Rs。进一步，在将沿图16(a)的左右方向延伸的X轴、沿上下方向延伸的Y轴以及沿图16(c)的上下方向延伸的Z轴的值全部为0的点通过程序定义为用于指定坐标的原点O的情况下，输入孔的中心位置的位置坐标x、y以及z。
在上述实施方式中，对于加工圆筒状的被加工品、圆筒的侧面具有以与圆筒的中心轴正交的直线为中心轴的圆柱状的孔的被加工品的情况进行了说明，本发明也能够适用于加工具有以不与圆筒的中心轴正交的直线为中心轴的圆柱状的孔的被加工品的情况。以下对于加工如下的被加工品的情况进行说明：为具有圆筒状的外形、圆筒的侧面具有圆柱状的孔的被加工品，且圆柱状的孔相对于圆筒的中心轴具有倾斜的角度而非90度，并且圆柱状的孔以不与圆筒的中心轴交叉的直线为中心轴。也就是说，对于加工圆筒的侧面的孔相对于圆筒倾斜并且偏心的被加工品的情况进行说明。
图21为示出本发明的实施方式涉及的、圆筒状的被加工品和形成孔的概念上的圆柱交叉的状态的概念图。圆柱101包括圆筒1的孔2，且为具有与孔2相同形状的截面的概念上的圆柱。在此，将通过圆柱101的圆的中心的轴作为z轴，将x轴、y轴以及z轴交叉的点作为基准点。圆筒1为使以y轴为通过底面的圆的中心的轴的圆筒(未图示)向x轴方向移动，并且，以x轴为旋转轴使其以角度Ф倾斜的圆筒相当于圆筒1。
这种情况下，以z轴为中心的半径R的圆柱101的外形的位置坐标，如式(30)：
[数学式29]
xh＝R cos θ，yh＝R sin θ，zh＝zh…(30)
所示，能够通过使用参数θ的参数化形式表示。
不过，以y轴为中心的半径r的圆筒的内侧面的位置坐标，如式(31)：
[数学式30]
xc＝r cos α，yc＝yc，zc＝rsinα…(31)
所示，能够通过使用参数Ф的参数化形式表示。在使该圆筒以x轴为旋转轴并以角度Ф旋转并倾斜时，倾斜后的圆筒的内侧面的位置坐标可以通过式(32)：
[数学式31]
进行表示。进一步，当使该倾斜后的圆筒沿x轴方向移动时，移动后的圆筒(即，图21的圆筒1)的内侧面的位置坐标可以通过式(33)：
[数学式32]
进行表示。
因此，通过将式(30)代入式(33)求得Rsinα、yc，能够通过如下求得形成圆筒1的空洞6的圆柱的内侧面和圆柱101的侧面的交线的z坐标。
[数学式33]
如上可知，圆筒1的内侧面和圆柱101的侧面的交线即曲线C(θ)，可以使用参数θ，如式(34)：
[数学式34]
所示，进行表示。也就是说，如果能够指定作为初始值的形成圆筒的内侧面的圆的半径r、圆柱101的半径R、圆柱的倾斜角Ф、偏心量e的话，则能够将圆筒1的内侧面和圆柱101的侧面的交线作为参数θ函数表示。圆筒的中心轴和孔的中心轴位于扭转的位置，偏心量e与圆筒的中心轴和孔的中心轴之间的最短距离相同。z较大的一方的值，表示图中的圆筒1的内侧面和圆柱101的侧面的交线中的、位于上侧的交线的z坐标；z较小的一方的值，表示圆筒1的内侧面和圆柱101的侧面的交线中的、位于下侧的交线的z坐标。
在该实施方式中，基于图4所示的轨道算出处理的流程图，能够执行轨道算出处理。作为在步骤S1中输入的关于被加工品的信息，除了圆筒的外径或者内径、孔的直径、孔的中心位置的位置坐标之外，输入圆柱的倾斜角Ф、偏心量e。并且，在步骤S5中的曲线C(θ)上的点的第一切线矢量t的算出使用式(4)算出。在其他的步骤中，执行与前述同样的处理。
在此对于求得圆筒1的内侧面和圆柱101的侧面的交线的坐标而算出对圆筒1的内侧面上的点进行加工的情况下的工具的轨道的方法进行了说明，也可以求得圆筒1的外侧面和圆柱101的侧面的交线的坐标而算出对圆筒1的外侧面上的点进行加工的情况下的工具的轨道。
(加工物品)
在图4所示的轨道算出处理的流程图的步骤S8中，在α＝1而算出单位矢量e的情况下，刃部相对于被加工部的接触方向为二等分角方向。就这种情况下得到的加工物品而言，边缘部(通过加工曲线状的被加工部而得到)的宽度均一。并且，如图22(a)所示，能够得到如下的加工物品：在曲线状的边缘部的任一个中，通过与边缘部邻接的一面形成的角的角度P和通过与边缘部邻接的另一面形成的角的角度P相同。
另一方面，在图4所示的轨道算出处理的流程图的步骤S8中，在避免工具导致的干涉的情况下，当α≠1而临时算出单位矢量e时，刃部相对于被加工部的接触方向不为二等分角方向。因此，刃部相对于被加工部的接触方向根据被加工部的位置而不同，并不平均。这种情况下能够得到的加工物品的边缘部的宽度平均。关于设α＝1而算出的单位矢量e的部分，通过与边缘部邻接的一面形成的角的角度和通过与边缘部邻接的另一面形成的角的角度相同；关于设α≠1而算出的单位矢量e的部分，如图22(b)所示，通过与边缘部邻接的一面形成的角的角度Q1和通过与边缘部邻接的另一面形成的角的角度Q2不同。不过，由于α的值逐渐地变化，因此，通过刃部而从二等分角方向加工的部分和从非二等分角方向加工的部分，其连接部分平滑。
(关于轨道算出程序的其他实施方式)
在上述实施方式中，对于通过进行矢量运算而算出工具的轨道的方法进行了叙述，通过以下叙述的手段也能够算出工具的轨道。该方法主要由五个步骤过程。
以下，对于加工图1所示的、在圆筒1的侧面具有以与圆筒1的中心轴正交的直线作为中心轴的圆柱状的孔2的被加工品的情况进行说明。与上述实施方式同样地，将通过圆柱的圆的中心的轴作为z轴，将通过圆筒1的圆的中心的轴作为y轴，将y轴及z轴交叉的点作为基准点O(0，0，0)。并且，将通过基准点O、并与y轴及z轴正交的轴作为x轴。
图23为发明的实施方式涉及的、工具位置算出处理的流程图的一例。首先，求得作为加工的对象的、被加工品的开口缘4上的各点的坐标(步骤S21)。图24为沿z轴方向正视设置于本发明的实施方式涉及的被加工品的侧面的孔的图。开口缘4上的各点的坐标能够使用三角函数求得。在此，将开口缘4上的任意点设为点XP(x，y，z)。如图24所示，设定包括x轴和y轴的平面，将连结点XP及基准点的线段和x轴交叉而形成的角的角度设为γ，如下所述，能够通过作为二次孔的孔2的半径及正弦求得点XP的x坐标，能够通过孔2的半径及余弦求得y坐标。点XP的z坐标，能够通过一次孔的半径的平方减去x坐标的平方而得的值的平方根而得到近似值。此外，在此，一次孔相当于圆筒1的空洞6，二次孔相当于从圆筒1的外侧面向空洞6贯通的孔2。
[数学式35]
x＝(二次孔的半径)×cosγ…(35)
y＝(二次孔的半径；×sinγ…(36)
接着，算出开口缘4的各点上的、通过圆筒的内侧面(或者外侧面)和厚壁内面5而形成的角的角度(以下称为“边缘角度δ”)(步骤S22)。图25为通过平行于xz平面(包括x轴及z轴的平面)的面截断本发明的实施方式涉及的被加工品的截面图。在二次孔和一次孔以彼此的中心轴垂直的方式而交叉的情况下，由于二次孔的截面与z轴平行，因此，边缘角度δ近似于表示一次孔的圆的点XP上切线相对于z轴的角度δ’。因此，能够将角度δ’的值作为边缘角度δ。
接着，算出在开口缘4的各点上球形状的刃部11所抵接的抵接角度σ(步骤S23)。图26为将通过垂直于包括z轴和刃部11的中心点C的xy平面的面截断本发明的实施方式涉及的被加工品及刃部的截面的一部分放大的概略图。图26(b)为将图26(a)中被虚线包围的部分放大的图。如图26所示，抵接角度σ为连结刃部11的中心点C和点XP的线段L相对于平行于包括刃部11的中心点C的xy平面(包括x轴及y轴的平面)的平面的角度。用于使刃部11从二等分角方向接触具有边缘角度δ的点XP的抵接角度σ，可以通过抵接角度σ＝(π-边缘角度δ)/2求得。通过算出抵接角度σ，能够指定刃部11接触开口缘4上的加工的对象即点XP的方向。
接着，算出在开口缘4的各点中的切入量(加工深度)(步骤S24)。在此，将边缘部的宽度设为D，将以上述抵接角度σ使工具切入的情况下的切入量设为α。边缘宽度尽管实际上为工具的球面的一部分，但假定为直线。
如图26(b)所示，设定以表示边缘、二次孔截面及切入角度的直线为边的三角形。在此，设所述三角形的内角的一部分为η，则通过式(38)：
[数学式36]
能够求得。并且，切入量δ(加工深度δ)能够通过式(39)：
[数学式37]
求得。
最后，算出开口缘4的各点上的作为机床的控制的对象的工具的指定的点的坐标位置(步骤S25)。此外，作为机床的控制的对象的工具的指定的点既可以为工具的刃部11的中心点C的坐标，也可以为工具的刃部11的前端。步骤S25中的工具的指定的点的坐标位置的算出，使用通过步骤S21～S24算出的、点XP的坐标位置、抵接角度、切入量算出。
通过本发明，能够去除开口缘4的毛刺，但为了使加工后的开口缘更为光滑、防止不希望的工具的切入，优选进行进一步的加工。加工后的开口缘的光滑度，取决于刃部11以怎样的角度抵接于点XP。为了得到更光滑的开口缘，可以考虑采用以下两个方法。
作为一个方法，可以举出提高分辨率的方法。如后所述，为了使刃部11连续地移动而加工，需要算出对应于开口缘4上的不同的点的刃部11的多个位置坐标。通过算出具有分别相差Δγ的γ的值的多个接触点(点XP)的坐标、抵接角度、切入量，算出加工上述接触点时刃部11的指定的点的位置。通过在开口缘4的圆周整体上进行上述计算，能够算出用于加工开口缘4的整体的数据。通过减小Δγ的值、计算对应于更多的接触点的工具的位置，加工后能够得到更为光滑的开口缘。Δγ的大小可以根据一次孔、二次孔的直径的大小、开口缘4的圆周的长度等而适当调整。
另一个方法为调整加工时的刃部11的位置。在步骤S25中，使用通过步骤S21～S24算出的点XP的坐标位置、抵接角度、切入量，能够算出使刃部11相对于点XP从二等分角方向接触的情况下的、刃部11的中心点C或球截部的前端的位置坐标，也能够校正算出的位置坐标。
例如，考虑切入开始时的情况。在最初切入任意的点XP的情况下，使工具从基准点O直线地移动至抵接于任意的点XP的位置是最简便的方法。但是，即使工具从基准点O直线地切入点XP，也不会沿相对于任意的点XP上的开口缘4的曲线的法平面切入。因此，需要调整刃部11的位置(工具位置调整单元)。当然，位置调整在最初的切入时以外也是必要的。
以下对于工具位置调整单元进行说明。首先，对于点XP上的开口缘4的切线进行考虑。首先，根据点XP的前后的点(γ的值仅相差Δγ)的位置求得近似切线。图27为示意性示出本发明的实施方式涉及的被加工品的开口缘及刃部的位置关系的图。如图27(a)所示，可以将平行于连结开口缘4上的靠前的点XP’(γ的值仅比点XP小Δγ的点)及开口缘4上的靠后的点XP”(γ的值仅比点XP大Δγ的点)的直线M、包含开口缘4的三维曲线上的点XP的直线，作为点XP上的开口缘4的近似切线T。求得相对于该近似切线T的法平面，以刃部11的中心点通过该法平面的方式进行校正的话，能够防止不希望的切入，能够使加工后的开口缘光滑。这样，通过求得近似切线T的法平面，无需用于求得切线T的法平面的复杂的运算，则能够校正刃部11的中心点的位置。
刃部11的中心点的校正，可以以从中心点C连结至点XP的线段L为基准进行考虑。图27(b)的直线T’为平行于xy平面的直线并且为垂直于线段L的直线。图30为关于本发明的实施方式涉及的被加工品，对于开口缘的切线及刃部的中心点的位置关系进行示意性表示的图。对于线段L，在保持其长度的同时，根据近似切线T和xy平面的角度S(也称为“斜度S”)，使线段L在通过点XP的近似切线T的近似法平面上移动的直线为线段L’。考虑从点XP向Z轴引垂线的情况。当使由线段L和直线T形成的T字型的图形以角度S旋转时，能够使其与由线段L’和直线T’形成的T字型的图形重合。将该垂线(以下称为“线段XPQ”)和z轴的交点设为Q、将校正后的中心点设为C’时，QXPC面(包含点Q、点XP及点C的平面)和QXPC’面(包含点Q、点XP及点C’的平面)的角度为S。该垂线平行于xy平面。由于线段L’为连结校正后的中心点C’和点XP的直线，因此，通过根据角度S的值，求得从中心点C向点C’的x坐标、y坐标、z坐标的分别的移动量，能够指定校正后的中心点C’的位置坐标。从中心点C向点C’的x坐标、y坐标、z坐标的分别的移动量例如可以通过以下的方法求得。在此，将从中心点C向线段XPQ引垂线的情况下的、该垂线和线段XPQ的交点定义为点B。点BC及点BC’的距离(定义为Δz)可以使用三角函数从直线L的长度和抵接角度σ算出。如前所述，由于通过QXPC面和QXPC’面形成的角度为S，因此，点BC’的距离Δz的正弦为将从中心点C向中心点C’的x坐标的移动量和y坐标的移动量相加的值(即，将从中心点C向中心点C’的移动量投影至xy平面)。根据为了指定点XP的坐标位置而使用的角度γ，能够将从中心点C向中心点C’的移动量投影至xy平面的移动量的余弦指定为x坐标的移动量，能够将其正弦指定为y坐标的移动量。并且，关于z坐标，将Δz和Δz的余弦之差指定为z坐标的移动量。
作为求得近似法平面的方法，还可以列举以下的两个方法。一个是通过二维平面近似开口缘4的任意的点XP上的斜度的方法。图28中，将横轴作为二次孔的圆周(或者，从上观察二次孔的xy平面中的从x轴的角度γ)，将纵轴作为z坐标的值，描绘了开口缘4的各点。如前所述求得任意的点XP上的斜度，求得相对于xy平面的斜度S(能够以函数近似曲线的情况下，也可以使用微分方程式)。以该斜度S的量来校正连结中心点C和点XP的线段L。从而，能够将包括连结校正后的中心点C’和点XP的线段L’的平面作为近似法平面加以利用。
求得近似法平面的另一个方法是，投影开口缘4的曲线，分别求得投影面上的角度。图29为示出将近似切线T投影于xy平面、xz平面、yz平面的样态的图。如图29所示，求得开口缘4的任意的点XP上的近似切线T，将近似切线T分别投影于xy平面、xz平面、yz平面，求得投影于各个平面的线段Txy、Txz、Tyz的分别相对于x轴、y轴、z轴的角度(Sxy、Sxz、Syz)。利用该角度，校正连结刃部11的中心点C和点XP的线段L。将包括校正后的C’XP的平面作为近似法平面加以利用。
在实际的工具的轨道的计算中，根据被加工物组合上述的方法而计算最佳的轨道。示出一例的话，首先求得任意的点XP上的切线的斜度S。接着，从切线的斜度S求得法平面。接着，计算位于法平面上且刃部11的中心点C的位置成为二等分角方向的位置。
一般而言，以x、y坐标成为(0，0)的方式，设定加工开始前的工具的刃部11的中心点C的位置。刃部11的中心点的z坐标的位置任意。接着，以刃部11的表面接触开口缘的任一点的方式使工具移动，开始加工。首先，在包含点XP和z轴的平面上，从点XP在二等分角方向上算出工具的中心点C。如果从该位置朝向点XP向二等分角方向切入的话，有时会切入本来不应该切入的位置。在此，将开口缘的近似切线T的斜度设为S，通过三角函数将刃部11的中心点C的坐标校正为中心点C’。其结果是，中心点C’能够在点XP上的近似切线的法平面(称为“近似法平面”)上移动，通过使刃部11向连结中心点C’和点XP的线段L’方向切入，无需从开口缘4的二等分角方向较大地变更切入方向，而能够防止不希望的切入。
能够适当省略步骤S22～S24。如果不使刃部11从二等分角方向接触并加工被加工部且倒角宽度也可以不均一的话，由于仅使工具抵接即可，因此，抵接角度、切入量可以使用预先设定的值，可以省略步骤S22～S24，算出工具的位置。
进一步，在工具的位置的计算确定中，除了以上所述的方法以外，也可以采用更简易的方法。例如，在将刃部的中心点C的轨迹从Z轴方向观察投影于XY平面的情况下，可以以轨迹变为圆形状为基本而进行考虑。这种情况下，以沿点XP上的二等分角方向、从点XP的距离成为球状的刃部的半径量的方式，通过从点XP的位置坐标朝向二次孔的中心错开位置，通过使用了角度θ的三角函数临时确定中心点C的位置坐标。关于中心点C的z坐标，通过在临时确定的数学公式中、关于以三角函数表示的部分乘以系数，而能够校正。该系数，以能够进行倒角宽度变为均等的切入量的调整的方式，根据一次孔的直径和二次孔的直径之比进行适当调整。
能够适当省略步骤S22～S24。如果不使刃部11从二等分角方向接触并加工被加工部、且倒角宽度也可以不均一的话，由于仅使工具抵接即可，因此，抵接角度、切入量可以使用预先设定的值，可以省略步骤S22～S24，算出工具的位置。
符号说明
1、圆筒 11、刃部
12、颈部 13、工具
2、孔 3、一次开口缘
4、二次开口缘 5、厚壁内面
6、空洞 7、被加工部。

Claims (15)

1.一种轨道算出装置，其特征在于，其用于算出用于加工由设置于曲面状的被加工品的孔形成的曲线状的被加工部的工具的轨道，所述轨道算出装置具备：
被加工品形状信息输入单元，输入关于被加工品的形状以及该曲线的形状的被加工品形状信息；
工具形状信息输入单元，输入关于工具的形状的工具形状信息；
第一切线矢量算出单元，算出该曲线上的指定的点的相对于曲线的第一切线矢量；
加法矢量算出单元，算出将第二切线矢量以及第三切线矢量以规定的比率相加而得到加法矢量，所述第二切线矢量是为以第一切线矢量为法线的平面且该指定的点位于该平面上的法平面和孔的厚壁内面的交线上的矢量，所述第三切线矢量是所述法平面和所述曲面的交线上的矢量；以及
工具位置算出单元，在从所述指定的点延伸的、包含算出的所述加法矢量的直线上，基于输入的所述工具形状信息，算出能够进行通过工具的所述指定的点的加工的工具的位置，
工具位置算出单元将曲线上的多个点作为指定的点，通过算出工具的位置而算出工具的轨道。
2.根据权利要求1所述的轨道算出装置，其特征在于，
将第二切线矢量和第三切线矢量相加的规定的比率是1：1。
3.根据权利要求1或2所述的轨道算出装置，其特征在于，还具备：
宽度信息输入单元，输入关于所述指定的点上的加工后所形成的被加工面的宽度的信息；以及
加工深度指定单元，基于由第二切线矢量和第三切线矢量所形成的角度以及输入的关于所述宽度的信息，指定通过工具的加工深度，
工具位置算出单元基于由加工深度指定单元指定的加工深度，在从所述指定的点延伸的、包含算出的所述加法矢量的直线上，算出工具的位置。
4.根据权利要求1或2所述的轨道算出装置，其特征在于，还具备：
位置判定单元，判定由工具位置算出单元算出的工具的位置是否在发生被加工品和工具的干涉的范围内；以及
比率更新单元，当通过位置判定单元判定为由工具位置算出单元算出的工具的位置在发生被加工品和工具的干涉的范围内时，更新规定的比率，
加法矢量算出单元以通过比率更新单元更新的规定的比率，将第二切线矢量以及第三切线矢量相加而算出加法矢量。
5.根据权利要求1或2所述的轨道算出装置，其特征在于，
被加工品具有圆筒状的外形，并在侧面具有以与圆筒的中心轴正交的直线为中心轴的圆柱状的孔，
被加工品形状信息包括关于圆筒的外径或者内径以及孔的直径的信息。
6.根据权利要求1或2所述的轨道算出装置，其特征在于，
被加工品具有圆筒状的外形，并在圆筒的侧面具有圆柱状的孔，
圆柱状的孔具有相对于圆筒的中心轴倾斜的角度，
被加工品形状信息包括关于圆筒的外径或者内径、孔的直径以及圆柱的倾斜角的信息。
7.根据权利要求1或2所述的轨道算出装置，其特征在于，
被加工品具有圆筒状的外形，并在圆筒的侧面具有圆柱状的孔，
圆柱状的孔以与圆筒的中心轴不交叉的直线作为中心轴，
被加工品形状信息包括关于圆筒的外径或者内径、孔的直径以及圆筒的中心轴和孔的中心轴之间的最短距离即偏心量的信息。
8.根据权利要求1所述的轨道算出装置，其特征在于，
被加工品具有圆筒状的外形，并在圆筒的侧面具有圆柱状的孔，
所述轨道算出装置还具备：
指定点位置算出单元，基于输入的所述被加工品形状信息，算出曲线上的指定的点的位置；边缘角度算出单元，基于输入的所述被加工品形状信息，算出由曲线上的指定的点的圆柱状的孔和圆筒的侧面之间形成的边缘角的角度；以及
接触方向指定单元，基于由边缘角度算出单元算出的边缘角的角度，指定用于使工具接触曲线上的指定的点的方向，
工具位置算出单元基于输入的工具形状信息以及由接触方向指定单元指定的方向，算出能够进行通过工具的所述指定的点的加工的工具的位置。
9.根据权利要求8所述的轨道算出装置，其特征在于，还具备：
加工宽度输入单元，输入曲线上的指定的点的加工宽度；以及
加工深度指定单元，基于由接触方向指定单元指定的、用于使工具接触曲线上的指定的点的方向，指定加工为由加工宽度输入单元输入的宽度时的加工深度，
工具位置算出单元基于由加工深度指定单元指定的加工深度，算出能够进行通过工具的所述指定的点的加工的工具的位置。
10.根据权利要求1或2所述的轨道算出装置，其特征在于，
工具具有颈部和连结于颈部的前端的球形状的刃部，
在定义通过连结刃部的球形状的中心和位于颈部的中心轴的延长线上的刃部的最前端部之间的线段以及连结刃部的球形状的中心和刃部的表面的点之间的线段形成的角时，在刃部的表面上该角为从0度至变为137.5度以上的位置连结颈部和刃部，
颈部的半径r和球形状的刃部的半径R之比r/R为0.3～0.8。
11.根据权利要求1或2所述的轨道算出装置，其特征在于，
根据通过工具位置算出单元算出的轨道控制工具的轨道并加工被加工品而得的加工物品具有曲面状的外形，并且具有由设置于曲面的孔形成的曲线状的边缘部，
边缘部的宽度均一，并且通过与边缘部邻接的一面形成的角的角度和通过与边缘部邻接的另一面形成的角的角度相同。
12.根据权利要求11所述的轨道算出装置，其特征在于，
加工物品的一部分上具有通过与边缘部邻接的一面形成的角的角度和通过与边缘部邻接的另一面形成的角的角度不相同的部分。
13.一种加工装置，其特征在于，
基于通过权利要求1～9中任一项所述的轨道算出装置算出的轨道，使工具移动而加工被加工品。
14.一种轨道算出方法，其特征在于，其在计算机装置中算出用于加工由设置于曲面状的被加工品的孔形成的曲线状的被加工部的工具的轨道，所述轨道算出方法具有：
输入关于被加工品的形状以及该曲线的形状的被加工品形状信息的步骤；
输入关于工具的形状的工具形状信息的步骤；
算出该曲线上的指定的点的相对于曲线的第一切线矢量的步骤；
算出将第二切线矢量以及第三切线矢量以规定的比率相加而得到加法矢量的步骤，所述第二切线矢量是为以第一切线矢量为法线的平面且该指定的点位于该平面上的法平面和孔的厚壁内面的交线上的矢量，所述第三切线矢量是所述法平面和所述曲面的交线上的矢量；以及
在从所述指定的点延伸的、包含算出的所述加法矢量的直线上，基于输入的所述工具形状信息，算出能够进行通过工具的所述指定的点的加工的工具的位置的步骤，
基于输入的所述被加工品形状信息以及工具形状信息，算出能够进行该曲线上的指定的点的通过工具的加工的工具的位置的步骤，
算出工具位置的步骤将曲线上的多个点作为指定的点，通过算出工具的位置而算出工具的轨道。
15.一种加工系统，其特征在于，其算出用于加工由设置于曲面状的被加工品的孔形成的曲线状的被加工部的工具的轨道，根据算出的轨道控制工具的轨道并加工被加工品，
所述加工系统具备：
被加工品形状信息输入单元，输入关于被加工品的形状以及该曲线的形状的被加工品形状信息；
工具形状信息输入单元，输入关于工具的形状的工具形状信息；
第一切线矢量算出单元，算出该曲线上的指定的点的相对于曲线的第一切线矢量；
加法矢量算出单元，算出将第二切线矢量以及第三切线矢量以规定的比率相加而得到加法矢量，所述第二切线矢量是为以第一切线矢量为法线的平面且该指定的点位于该平面上的法平面和孔的厚壁内面的交线上的矢量，所述第三切线矢量是所述法平面和所述曲面的交线上的矢量；以及
工具位置算出单元，在从所述指定的点延伸的、包含算出的所述加法矢量的直线上，基于输入的所述工具形状信息，算出能够进行通过工具的所述指定的点的加工的工具的位置，
工具位置算出单元，基于输入的所述被加工品形状信息以及工具形状信息，算出能够进行该曲线上的指定的点的通过工具的加工的工具的位置，
工具位置算出单元将曲线上的多个点作为指定的点，通过算出工具的位置而算出工具的轨道，
所述加工系统进一步具备加工单元，根据算出的轨道，控制工具的轨道并加工被加工品，
工具具有颈部和连结于颈部的前端的刃部，
刃部具有球截部，所述球截部具有球的一部分被面切取的形状。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3401282B2 (ja) 1993-01-27 2003-04-28 ミサワホーム株式会社 ユニット式建物における土間の施工方法
US10599124B2 (en) * 2015-11-16 2020-03-24 Makino Milling Machine Co., Ltd. Tool path generating method
JP6794051B2 (ja) * 2017-02-22 2020-12-02 ジヤトコ株式会社 バリ取り方法、バリ取り装置の制御装置、バリ取り装置用の制御プログラム
CN110434852B (zh) * 2019-07-16 2022-07-01 珠海卡佩克机器人科技有限公司 一种穿孔加工方法及系统
CN111069666B (zh) * 2019-12-30 2022-10-18 歌尔股份有限公司 一种铣削加工方法
JP7161254B2 (ja) * 2020-02-28 2022-10-26 国立大学法人東海国立大学機構 加工方法、加工装置およびプログラム
JP7502445B2 (ja) * 2020-07-29 2024-06-18 三菱電機株式会社 数値制御装置および数値制御方法
JP6910750B1 (ja) * 2021-02-12 2021-07-28 有限会社Kimori 工具経路生成方法、工具経路生成プログラム及びサーバ装置
TWI817487B (zh) * 2021-05-13 2023-10-01 日商芝浦機械股份有限公司 檢測工具的形狀的裝置及檢測工具的形狀的方法
JP7071778B1 (ja) * 2022-01-14 2022-05-19 株式会社ジーベックテクノロジー バリ取り工具、およびバリ取り方法
CN114115118B (zh) * 2022-01-24 2022-06-10 广州中望龙腾软件股份有限公司 一种自动识别槽特征的刀轨生成方法、设备及存储介质
DE112022006704T5 (de) 2022-04-28 2024-12-19 Fanuc Corporation Berechnungsvorrichtung, Werkzeugmaschine, Vorrichtung zur Steuerung einer Werkzeugmaschine und Berechnungsprogramm
CN119072665A (zh) 2022-04-28 2024-12-03 发那科株式会社 运算装置、机床、机床的控制装置以及运算程序
JP7747883B2 (ja) * 2022-04-28 2025-10-01 ファナック株式会社 演算装置、工作機械、工作機械の制御装置、および演算プログラム
CN119053922A (zh) * 2022-04-28 2024-11-29 发那科株式会社 运算装置、机床、机床的控制装置以及运算程序
CN115625716B (zh) * 2022-09-30 2025-05-09 苏州瀚华智造智能技术有限公司 一种机器人对圆管的自动切割方法
WO2025229733A1 (ja) * 2024-04-30 2025-11-06 ファナック株式会社 制御装置及びプログラム
CN119270768B (zh) * 2024-12-06 2025-07-08 东莞市菱锐机械有限公司 机加工零件毛刺去除智能控制系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005074523A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Yamashita Kikai Kk バリ取り用工具
CN102473008A (zh) * 2009-07-06 2012-05-23 三菱电机株式会社 自动编程装置以及方法
JP2013101429A (ja) * 2011-11-07 2013-05-23 Mitsubishi Electric Corp 自動プログラミング装置および自動プログラミング方法
JP2015016541A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 株式会社 東陽 切削工具及びこの切削工具を備えた切削装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH033716A (ja) * 1989-05-31 1991-01-09 Shimadzu Corp デバリング方法
JP3020986B2 (ja) * 1990-03-13 2000-03-15 株式会社日立製作所 多自由度ロボットの制御方法
US6065858A (en) 1995-12-20 2000-05-23 Fujitsu Limited Milling machine and methods of milling and menu selection
DE19744534C2 (de) 1997-10-09 2000-12-07 Hahn Willi Gmbh Betätigungswerkzeug
CN100468254C (zh) * 2004-02-27 2009-03-11 Thk株式会社 采用回旋曲线的工业制品设计方法、数值控制方法及装置
JP4503326B2 (ja) * 2004-03-25 2010-07-14 株式会社森精機製作所 工具経路データ生成装置及びこれを備えた制御装置
JP2007265237A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Farukomu:Kk ワーク補正装置及びワーク加工装置
DE102009008124A1 (de) * 2009-02-09 2010-08-19 Deckel Maho Pfronten Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten zum Steuern eines Werkzeugs an einer zumindest 5 Achsen umfassenden Werkzeugmaschine
CN105900027B (zh) * 2014-01-07 2018-09-21 三菱电机株式会社 轨迹控制装置
US9575486B2 (en) * 2014-03-26 2017-02-21 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Oscillator-based path planning for machining of a pocket shape in workpiece
JP5877866B2 (ja) * 2014-04-23 2016-03-08 ファナック株式会社 工具の軌跡を表示する工具軌跡表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005074523A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Yamashita Kikai Kk バリ取り用工具
CN102473008A (zh) * 2009-07-06 2012-05-23 三菱电机株式会社 自动编程装置以及方法
JP2013101429A (ja) * 2011-11-07 2013-05-23 Mitsubishi Electric Corp 自動プログラミング装置および自動プログラミング方法
JP2015016541A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 株式会社 東陽 切削工具及びこの切削工具を備えた切削装置

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