CN109154805B - 校正切削刃的轨迹的方法和记录介质 - Google Patents

Abstract

提供了校正切削刃(2A)的轨迹的方法，切削刃切削旋转的工件的旋转对称面(1A)。切削刃(2A)相对于工件的旋转轴线(10)倾斜地布置,并且在与旋转对称面(1A)接触的同时在相对于旋转轴线(10)的倾斜方向上移动。由于切削刃(2A)的移动，切削刃的与旋转对称面(1A)接触的点(3_t)沿着切削刃(2A)从切削刃的第一端部(3_1)移动至切削刃的第二端部(3_5)，第二端部在第一端部的相对侧。所述校正方法包括：测量单元，测量切削后的旋转对称面(1A)的形状的步骤；计算单元计算旋转对称面(1A)的测量的形状相对于旋转对称面(1A)的目标形状的方向误差的步骤；以及计算单元，基于该误差校正切削点的轨线在旋转轴线(10)的方向分量的步骤。

Description

校正切削刃的轨迹的方法和记录介质

技术领域

本发明涉及一种校正切削刃的轨迹的方法和记录介质。本申请要求于2016年5月2日提交的日本专利申请No.2016-092410的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。

背景技术

国际公布No.2001/043902(PTL 1)公开了一种用切削刃对工件进行加工的方法。切削刃设为相对于送进方向倾斜，并且在横对工件的旋转轴线的方向上被送进。通过该加工方法，工件的表面可被加工为光滑，并且可实现高度有效的加工。

引文列表

专利文献

PTL 1：国际公布No.2001/043902

发明内容

根据本发明的一个实施例的一种校正切削刃的轨迹的方法是一种校正切削刃的轨迹的方法，所述切削刃用于通过切削旋转的工件的旋转对称面来进行加工。切削刃相对于工件的旋转轴线倾斜设置，并且在切削刃接触旋转对称面的同时在相对于旋转轴线倾斜的方向上移动。随着切削刃的移动，切削刃上的接触旋转对称面的点沿着切削刃从切削刃的第一端部移动至切削刃的与第一端部相对的第二端部。所述方法包括以下步骤：通过测量单元，测量经切削和加工的旋转对称面的形状；通过操作单元，计算旋转对称面的测量的形状相对于旋转对称面的目标形状在旋转轴线的方向上的误差；以及通过操作单元，基于所述误差，校正切削刃的第一端部的轨迹在旋转轴线的方向上的分量。

根据本发明的一个实施例的一种记录介质是一种具有其上记录的程序的计算机可读记录介质，所述程序使得计算机执行校正切削刃的轨迹的方法。切削刃相对于工件的旋转轴线倾斜设置，并且在切削刃接触旋转对称面的同时穿过旋转轴线横向移动。随着切削刃的移动，切削刃上的接触旋转对称面的点沿着切削刃从切削刃的第一端部移动至切削刃的与第一端部相对的第二端部。所述程序使得计算机执行以下步骤：接受测量单元对经切削和加工的旋转对称面的形状的测量结果；计算旋转对称面的测量的形状相对于旋转对称面的目标形状在旋转轴线的方向上的误差；以及基于所述误差，校正切削刃的第一端部的轨迹在旋转轴线的方向上的分量。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施例的制造方法的透视图。

图2是示意性地示出根据本发明的一个实施例的制造设备的构造的框图。

图3是示出根据本发明的实施例的根据制造方法经切削和加工的表面的表面粗糙度的曲线图。

图4是示出在根据本发明的实施例的加工方法中使用的切削刃的一个示例的示意图。

图5是示出在根据本发明的实施例的加工方法中使用的切削刃的另一示例的示意图。

图6是用于示出切削刃的坐标的图。

图7是用于示出通过切削刃加工的旋转对称面的图。

图8是示出在与旋转对称面接触时移动的切削刃的图。

图9是其中在XY平面上表示旋转对称面和切削刃的模型图。

图10是其中在XZ平面上表示旋转对称面和切削刃的模型图。

图11是示出加工的旋转对称面的形状与目标形状之间的偏差的示意图。

图12是示出图11所示的Z轴方向上的偏差与半径之间的关系的一个示例的图。

图13是示出包括根据本发明的实施例的校正方法的制造机器组件的方法的流程图。

图14是示出应用了根据本发明的实施例的通过切削对旋转对称面进行加工的一个示例的图。

图15是示出当直线切削刃沿着校正前的轨迹移动时的切削形状的图。

图16是示出当直线切削刃沿着校正后的轨迹移动时的切削形状的图。

图17是示出当曲线切削刃沿着校正前的轨迹移动时的切削形状的图。

图18是示出当曲线切削刃沿着校正后的轨迹移动时的切削形状的图。

具体实施方式

[本公开要解决的问题]

经加工的工件的形状可由于各种因素而偏离目标形状。这些因素之一是切削刃的磨损。然而，为了更换切削刃，应该停止工作的机器。从生产率的角度看，机器优选连续工作尽可能长的时间。

本公开的一个目的是提供一种用于重复进行通过切削旋转对称面的高精度加工的技术。

[本公开的效果]

根据本公开，可重复进行通过切削旋转对称面的高精度加工。

[对本发明的实施例的说明]

将开始列出和描述本发明的实施例。

(1)一种根据本发明的一个实施例的校正切削刃的轨迹的方法是一种校正切削刃的轨迹的方法，所述切削刃用于通过切削旋转的工件的旋转对称面来进行加工。切削刃相对于工件的旋转轴线倾斜设置，并且在切削刃接触旋转对称面的同时在相对于旋转轴线倾斜的方向上移动。随着切削刃的移动，切削刃上的接触旋转对称面的点沿着切削刃从切削刃的第一端部移动至切削刃的与第一端部相对的第二端部。所述方法包括以下步骤：通过测量单元，测量经切削和加工的旋转对称面的形状；通过操作单元，计算旋转对称面的测量的形状相对于旋转对称面的目标形状在旋转轴线的方向上的误差；以及通过操作单元，基于所述误差，校正切削刃的第一端部的轨迹在旋转轴线的方向上的分量。

根据上文，作为轨迹的校正结果，可重复进行通过切削旋转对称面的高精度加工。

(2)优选地，在三维正交坐标系中，其中，将旋转轴线定义为Z轴、将旋转对称面的旋转半径方向上的轴线定义为X轴并且将与Z轴和X轴二者正交的轴线定义为Y轴，校正之前的切削点的轨迹通过变量t表示为(X(t),Y(t),Z(t))，变量从0至1变化。

满足关系：

其中R_sh表示旋转半径。在计算误差的过程中，操作单元将误差计算为在Z轴方向上的函数δZ(R_sh(t))。在校正分量的过程中，操作单元将第一端部的轨迹校正为(X(t),Y(t),Z(t)-δZ(R_sh(t)))。

根据上文，可通过找到函数δZ(R_sh(t))确定校正后的轨迹。

(3)优选地，在测量形状的过程中，测量单元在旋转对称面上的至少三个点处测量在旋转轴线的方向上的误差。在计算误差的过程中，操作单元基于所述误差的测量结果通过插值确定函数δZ(R_sh(t))。

根据上文，即使误差的测量点的数量更小，也可确定函数δZ(R_sh(t))。

(4)根据本发明的一个实施例的一种记录介质是一种具有其上记录的程序的计算机可读记录介质，所述程序使得计算机执行校正切削刃的轨迹的方法。切削刃相对于工件的旋转轴线倾斜设置，并且在切削刃接触旋转对称面的同时穿过旋转轴线横向移动。随着切削刃的移动，切削刃上的接触旋转对称面的点沿着切削刃从切削刃的第一端部移动至切削刃的与第一端部相对的第二端部。所述程序使得计算机执行以下步骤：接受测量单元对经切削和加工的旋转对称面的形状的测量结果；计算旋转对称面的测量的形状相对于旋转对称面的目标形状在旋转轴线的方向上的误差；以及基于所述误差，校正切削刃的第一端部的轨迹在旋转轴线的方向上的分量。

根据上文，计算机可校正轨迹。因此，可重复进行切削旋转对称面的高精度加工。

(5)根据本发明的一个实施例的一种程序是一种使得计算机执行校正切削刃的轨迹的方法的程序。切削刃相对于旋转的工件的旋转轴线倾斜设置，并且在切削刃接触工件的旋转对称面的同时穿过旋转轴线横向移动。随着切削刃的移动，切削刃上的接触旋转对称面的点沿着切削刃从切削刃的第一端部移动至切削刃的与第一端部相对的第二端部。所述程序使得计算机执行以下步骤：接受测量单元对经切削和加工的旋转对称面的形状的测量结果；计算旋转对称面的测量的形状相对于旋转对称面的目标形状在旋转轴线的方向上的误差；以及基于所述误差校正切削刃的第一端部的轨迹在旋转轴线的方向上的分量。

根据上文，计算机可校正轨迹。因此，可重复进行切削旋转对称面的高精度加工。

[本发明的实施例的详细内容]

下文中将参照附图描述本发明的实施例。以下附图中的相同或对应的元件被分配有相同标号，并且将不重复对它们的描述。为了更好地理解本说明，附图中可仅示出本发明的一些构成元件。

图1是示出根据本发明的一个实施例的制造方法的透视图。如图1所示，具有旋转对称面(加工表面)1A的机器组件1绕旋转轴线10旋转。机器组件1是通过根据本发明的一个实施例的制造方法制造的产品。

图1示出了表示根据本发明的一个实施例的制造方法中的一个步骤的加工步骤。因此，在图1所示的步骤中，机器组件1也可被称作工件。该加工步骤包括切削。根据本发明的一个实施例的制造方法可包括其它步骤。例如，所述制造方法可包括铸造步骤、装配步骤和检查步骤。

在根据本发明的一个实施例的制造方法中，根据三维正交坐标系控制切削刃2A的送进。在图1中，Z轴对应于旋转轴线10。X轴和Y轴二者均垂直于Z轴并且垂直于彼此。X轴可设为用于确定旋转对称面的直径或旋转半径的大小的方向，其也可被称作径向或者切削和加工中的刃送进方向。Y轴是与X轴和Z轴二者正交的轴线，并且被称作例如横向或旋转方向。例如，可将在机床中被定义为X轴、Y轴和Z轴的轴线应用于本发明的实施例中的X轴、Y轴和Z轴。

在该实施例中，将Z轴方向定义为切削刃2A的送进方向(垂向送进)。将X轴的反方向/负方向定义为切削至机器组件1中的方向。将Y轴方向定义为与用于切削的切削刃2A的移动方向相反的方向。

切削刃2A是切削刀片2B的一部分。切削刀片2B可附着于支架(工具)且可从其拆卸。图1未示出支架。当不必区分切削刃2A与切削刀片2B时，下文中将它们两个统称为“切削刃”。

将切削刃2A在与机器组件1接触的同时沿着具有X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的轨迹送进。在从开始切削至切削终止的时间段期间，切削刃2A的从前端3_1至后端3_5的单独的各个区域接连与待加工的表面(旋转对称面1A)接触。在图1中，点3_t表示切削刃2A与旋转对称面1A接触的位置。随着切削刃2A的移动，点3_t从前端3_1移动至后端3_5。因此，切削和加工旋转对称面1A。

在本发明的实施例中不具体限制旋转对称面1A的类型。可通过绕旋转轴线10旋转的线确定旋转对称面1A。在当前实施例中，将这条线称作“母线(generating line)”。在包括旋转轴线10的机器组件1的剖面中，母线对应于表示旋转对称面1A对应的部分的线。

旋转对称面1A的母线可为直线。换句话说，旋转对称面1A可为圆柱的侧表面或者截头圆锥的表面。下面，像截头圆锥的表面或圆柱的侧表面的母线为直线的旋转对称面称作“直线旋转面”。

可替换地，旋转对称面1A的母线可为包括弧线的任意曲线。图1和下面解释的附图示出了其中旋转对称面的母线是曲线的示例。下面，母线为包括弧线的任意曲线的旋转对称面称作“曲线旋转面”。

不具体限制机器组件1的类型。在一个实施例中，机器组件1是汽车的驱动系统的组件。例如，用于构造无级变速器的带轮代表机器组件1。

图2是示意性地示出根据本发明的一个实施例的制造设备的构造的框图。例如可通过计算机数控(CNC)机床实施根据本发明的一个实施例的制造设备100。如图2所示，制造设备100包括输入单元101、显示单元102、存储单元103、控制单元104、驱动单元105、送进机构106、测量单元107、支架2和具有切削刃2A的切削刀片2B。

用户操作输入单元101。输入单元101从用户接收信息，并且将信息发送至控制单元104。来自用户的信息包括关于用户选择的程序的信息、制造机器组件1(加工旋转对称面)所需的各种类型的数据和来自用户的命令。

显示单元102示出文字、符号和图形。显示单元102可示出输入单元101接收的信息和控制单元104的操作结果。

存储单元103存储通过输入单元101接收的信息和用于制造机器组件1的程序。所述程序包括用于加工旋转对称面的程序和用于校正切削刃的轨迹的程序。根据一个实施例，存储单元103通过可重写非易失性存储装置实施。因此，存储单元103对应于具有其上记录的程序的记录介质。可通过通信线提供所述程序。在这种情况下，程序也被存储在存储单元103中。

通过被构造为按照集中方式控制制造设备100的计算机实施控制单元104。控制单元104包括操作单元110。操作单元110基于输入单元101接受的信息和存储在存储单元103中的信息执行数值运算。例如，可根据通过中央处理单元(CPU)的程序执行实现操作单元110。

驱动单元105驱动送进机构106。通过控制单元104控制驱动单元105。送进机构106被构造为能够在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上送进支架2。测量单元107测量经切削和加工的旋转对称面1A的形状。将测量单元107的测量结果发送至控制单元104。控制单元104基于旋转对称面1A的测量的形状计算测量的形状相对于旋转对称面1A的目标形状的误差。控制单元104基于计算的误差校正切削刃2A的轨迹。

支架2通过保持切削刀片2B来保持切削刃2A。支架2附着于送进机构106。在通过切削刃2A加工旋转对称面1A的过程中，将支架2固定至送进机构106，以不可绕着旋转轴线旋转。因此，在加工旋转对称面1A的过程中，支架2保持切削刃2A的角度。在除加工旋转对称面1A以外的时间段期间(通过示例方式，在维护制造设备100期间)，支架2可绕旋转轴线旋转。因此，有利地促进制造设备100的维护。

切削刃2A通过切削刀片2B的前刀面与侧面(flank)之间的脊线(ridgeline)形成。在本发明的一个实施例中，脊线是曲线。即，切削刃2A是曲线。在一个示例中，切削刃2A是弧形。

在图1所示的示例中，切削刃2A朝着旋转对称面1A突出。然而，切削刃2A可凹进。可将切削刃2A的形状确定为使得切削刃2A不干涉旋转对称面1A的已加工的部分。

在本发明的另一实施例中，切削刃2A可为直线。本文中的术语“直线”意指切削刃2A的形状为直线。不具体限制实施直线切削刃的切削刀片2B的形状。在一个实施例中，切削刀片2B是三角形的。

根据本发明的实施例，切削刃2A的单独的各个区域在从开始切削直至切削终止的时间段中接连地与旋转对称面1A接触，而不管切削刃2A的形状如何。通过这种加工，磨损分布在整个切削刃2A上。因此，切削刃2A的寿命可延长。

图3是示出根据本发明的实施例的根据制造方法被切削和加工的表面的表面粗糙度的曲线图。图3示出了用直线切削刃2A对圆柱的侧表面进行加工的结果的一个示例。在切削刃的同一部分与加工表面接触的同时送进切削刃的切削方法是可用的(点切削)。

在点切削中，在于Z轴方向上送进切削刃的同时切削刃在X轴上的坐标变化。因此可形成各种形状的旋转对称面。点切削的优点在于：切削刃的接触阻力低。在加工表面中可能形成螺旋迹线。根据本发明的实施例的制造方法可通过利用整个切削刃在切削刃的送进速率增大的同时提高加工表面的精度(表面粗糙度)。因此，可形成更光滑的表面。

将在下面详细描述根据本发明的实施例的制造方法，具体地说，旋转对称面的加工。

1、概述

图4是示出在根据本发明的实施例的加工方法中使用的切削刃的一个示例的示意图。图5是示出在根据本发明的实施例的加工方法中使用的切削刃的另一示例的示意图。

参照图4和图5，切削刀片2B的切削刃2A可以是曲线。可替换地，切削刃2A可以是直线。利用任意形状的整个切削刃2A对旋转对称面1A进行加工。在这种通过切削的加工中，可防止切削刃2A的一部分相对于其它部分明显磨损。因此，刀片的寿命可更长。此外，由于用整个切削刃2A对旋转对称面1A进行加工，加工表面的精度可更高(见图3)。

2、切削刃的轨迹

(1)使用整个切削刃

用XYZ坐标系表示切削刃2A的轨迹。如图1所示地定义X轴、Y轴和Z轴中的每一个的方向。

图6是用于示出切削刃的坐标的图。参照图6，引入变量t。变量t是用于表示通过切削刃2A切削旋转对称面的进度的变量。变量t在下文中被称作“切削进度t”。将切削进度t假设为不小于0且不大于1的值。t＝0意味着开始旋转对称面的切削。t＝1意味着旋转对称面的切削终止。

点3_t的位置根据切削进度t变化。当满足t＝0的条件时，点3_t位于前端3_1。当满足t＝1的条件时，点3_t位于后端3_5。

将点3_t的坐标表示为(X_chip(t),Y_chip(t),Z_chip(t))。(X_chip(t),Y_chip(t),Z_chip(t))表示相对坐标，其中，切削刃2A的前端3_1的位置被定义为参考。在切削和加工过程中，支架2抑制了切削刀片2B的旋转。因此，在切削进度t从0变化为1时，表示X_chip(t)、Y_chip(t)和Z_chip(t)中的每一个的函数不变。

图7是用于示出通过切削刃加工的旋转对称面的图。参照图7，R轴是在旋转对称面的旋转半径的方向上的轴线。R轴与Z轴正交。如图7所示，通过RZ平面上的线表示旋转对称面1A。根据旋转对称面1A，这条线可为直线和曲线中的任一种。

在本发明的实施例中，从旋转对称面1A的外端朝着旋转对称面1A的内端执行切削和加工。随着切削刃2A的移动，切削点P在与切削刃2A接触的旋转对称面1A上的位置是变化的。因此，可将切削点P的坐标表示为根据切削进度t的函数。

将切削点P的坐标表示为(R_sh(t),Z_sh(t))。R_sh(t)表示对应于从Z轴上的旋转中心至切削点P的距离的旋转对称面1A的旋转半径。Z_sh(t)表示旋转中心在Z轴的坐标。可根据各种形状的旋转对称面合适地确定函数R_sh(t)和函数Z_sh(t)。

当满足条件t＝0时，切削点P位于切削起始位置P1。将旋转对称面在切削起始位置P1的半径表示为R_max。将切削起始位置P1的Z轴坐标定义为0。也就是说，满足条件(R_sh(0),Z_sh(0))＝(R_max,0)。将R_max假设为预定值。

当满足条件t＝1时，切削点P位于切削终止位置P2。将旋转对称面在切削终止位置P2的半径表示为R_min。将切削起始位置P1的Z轴坐标表示为H。也就是说，满足条件(R_sh(1),Z_sh(1))＝(R_min,H)。将R_min和H二者假设为预定值。

图8是示出在与旋转对称面接触时移动的切削刃的图。如图8所示，在切削刃2A与旋转对称面1A的切削点P接触的同时将其送进。

当满足条件t＝0时，切削刃2A的前端3_1(第一端部)位于旋转对称面1A的切削起始位置P1。切削刃2A上的点3_t的位置与切削刃2A的前端3_1的位置相同。

当满足条件t＝1时，切削刃2A的后端3_5(第二端部)位于切削终止位置P2。切削刃2A上的点3_t的位置与切削刃2A的后端3_5(第二端部)的位置相同。

如图6和图8所示，可将当满足条件t＝0时的切削刃2A的前端3_1的坐标表示为(X_chip(0),Y_chip(0),Z_chip(0))。在切削刃2A的轨迹上，将(X_chip(0),Y_chip(0),Z_chip(0))定义为XYZ坐标系的原点。将切削起始位置P1的坐标表示为(R_sh(0),Z_sh(0))。

可将当满足条件t＝1时的切削刃2A的后端3_5的坐标表示为(X_chip(1),Y_chip(1),Z_chip(1))。可将切削终止位置P2的坐标表示为(R_sh(1),Z_sh(1))。

通常，可将切削刃2A上的点3_t的坐标表示为(X(t),Y(t),Z(t))。当满足条件t＝0时，满足条件(X(0),Y(0),Z(0))＝(X_chip(0),Y_chip(0),Z_chip(0))＝(0,0,0)。可将切削刃2A上的点3_t的坐标表示为(X_chip(t),Y_chip(t),Z_chip(t))。

切削刃2A在点3_t处接触旋转对称面1A上的切削点P。将切削点P的坐标表示为(R_sh(t),Z_sh(t))。然而，Z_chip(t)和Z_sh(t)彼此不同。原因是点3_t的Z轴坐标Z_chip(t)表示为相对坐标，其中，切削刃2A的前端3_1的Z坐标定义为参考。

(2)旋转对称面的加工条件

图9是其中在XY平面上表示旋转对称面1A和切削刃2A的模型图。在图9中，XY平面是包括切削点P的平面。将切削刃2A的前端3_1的X坐标和Y坐标表示为(X(t),Y(t))。切削刃2A上的点3_t的位置与前端3_1的位置相差(X_chip(t),Y_chip(t))。因此，将切削刃2A上的点3_t的X坐标和Y坐标表示为(X(t)+X_chip(t),Y(t)+Y_chip(t))。

如图9所示，将从XY平面的原点(也就是说，Z轴上的点)至切削点P的距离表示为R_sh(t)。切削点P的X坐标和Y坐标与切削刃2A上的点3_t的X坐标和Y坐标(X(t)+X_chip(t),Y(t)+Y_chip(t))匹配。因此，满足以下表达式(1)中示出的关系。

图10是其中在XZ平面上表示旋转对称面1A和切削刃2A的模型图。在图10中，XZ平面是包括切削点P的平面。将切削刃2A的前端3_1的Z坐标表示为Z(t)。切削刃2A上的点3_t的Z坐标与前端3_1的Z坐标相差Z_chip(t)。因此，将点3_t的Z坐标表示为Z(t)+Z_chip(t)。

如图10所示，将从XZ平面的原点(也就是说，Y轴上的点)至切削点P的距离表示为Z_sh(t)。切削点P的Z坐标与切削刃2A上的点3_t的Z坐标(Z_sh(t))匹配。因此，满足以下表达式(2)中示出的关系。

Z(t)+Z_chip(t)＝Z_sh(t)……(2)

通过使t从t＝0变化为t＝1，以使得上面的表达式(1)和(2)成立，确定点3_t的轨迹。理想地，可通过沿着该轨迹送进切削刃2A以将旋转对称面1A加工为想要的形状。然而，经切削和加工的旋转对称面1A的形状可偏离目标形状，例如，因为切削刃2A的磨损这样的因素。

在本发明的实施例中，基于经切削和加工的旋转对称面1A的形状与目标形状之间的偏差，校正切削刃2A的轨迹。经切削和加工的旋转对称面1A的形状与目标形状之间的偏差在下一次通过切削的加工中被送回切削刃2A的轨迹。因此可连续进行通过切削的高精度加工。

(3)校正轨迹的方法

图11是示出经加工的旋转对称面1A的形状与目标形状之间的偏差的示意图。参照图11，δZ表示在经加工的旋转对称面1A的形状与目标形状之间在Z轴方向上的尺寸偏差。图12是示出图11所示的在Z轴方向上的偏差δZ与半径R之间的关系的一个示例的图。如图12所示，δZ随着R从R_max至R_min的变化而变化。因此，δZ可表示为R的函数。半径R随着t变化。因此，将该函数表示为R_sh(t)。

在图12所示的示例中，在从R_max至R_min的范围内，δZ总是正的。然而，δZ也可在从R_max至R_min的范围内总是负的。可替换地，在从R_max至R_min的范围内，δZ也可在正值与负值之间变化。

在经加工的旋转对称面1A上的任意点处测量在Z轴方向上的尺寸。从该点的X轴坐标(可为Y轴坐标)找出在Z轴方向上的目标尺寸。δZ表示在Z轴方向上的尺寸的测量值与目标尺寸之间的差异。

不具体限制测量在Z轴方向上的尺寸的方法。例如，可使用各种已知测量方法，如，利用探针的测量方法或者光学测量方法。

从函数δZ(R_sh(t))的精确的表达式的角度来看，用于沿着Z轴的尺寸测量的点数优选地尽可能多。然而，随着点数增加，尺寸测量所需的时间更长。因此，通过切削的加工效率可降低。例如，从用于表示δZ(R_sh(t))的函数和通过切削的加工效率的角度来看，可确定用于测量在Z轴方向上的尺寸的点数。

在一个实施例中，可在切削起点、切削终点和位于切削起点与切削终点之间中间的点这三个点处找到δZ。可通过各种插值(线性插值和样条插值)或近似的方法从δZ的测量值中获得函数δZ(R_sh(t))。可在多于三个点处找到δZ。

在本发明的实施例中，切削刃2A上的点3_t的位置在从开始切削直至切削终止的时间段中改变。在下一通过切削的加工中，点3_t的位置校正了-δZ(R_sh(t))。即，切削刃2A的轨迹的Z轴分量校正了-δZ(R_sh(t))。因此可校正切削形状。根据下面的表达式(3)和(4)表示切削刃2A的前端3_1的校正的坐标。

(X(t)，Y(t)，Z(t)-δZ(R_sh(t)))…(3)

由于切削刃的切削点的位置在点切削中不变，因此可通过校正轨迹的Z轴分量简单地校正轨迹。虽然在本发明的实施例中利用整个切削刃2A进行通过切削的加工，但是应该像在点切削中那样，仅校正切削刃2A的前端3_1(第一端部)的轨迹的Z轴分量。因此可校正加工的形状相对于目标形状的偏差。

根据当前实施例，通过重复校正，偏差可逐渐减小。因此，通过重复通过切削的加工可进一步提高加工精度(尺寸精度)。

3、制造方法

图13是示出包括根据本发明的实施例的校正方法的制造机器组件的方法的流程图。当控制单元104读取存储在存储单元103中的程序时，执行下面描述的处理。如图13所示，在步骤S01中，将切削刀片2B附着于支架2。将支架2附着于制造设备100(送进机构106)。

在步骤S10中，计算切削刃2A的前端3_1(第一端部)的轨迹。在步骤S20中，切削刃2A加工旋转对称面1A。

将详细描述步骤S20中的处理。初始地，控制单元104将切削刃2A的前端3_1布置在切削起始位置(步骤S21)。然后，控制单元104送进切削刃2A，以使得切削刃2A的前端3_1遵循在步骤S10中的处理中计算的轨迹(校正前的轨迹)(步骤S22)。

在步骤S22中，控制单元104将变量t(切削进度)从0改变至1。每当t改变时，控制单元104移动切削刃2A，以使得切削刃2A的前端3_1的坐标等于在步骤S10中计算的坐标。

在步骤S30中，确定经加工的旋转对称面1A的形状与目标形状之间的偏差，也就是δZ。

在步骤S40中，控制单元104基于δZ的值确定是否可校正切削刃2A的轨迹。例如，预先确定轨迹最大可被校正的δZ的上限值。当δZ的绝对值小于上限值时，控制单元104确定可校正轨迹。在这种情况下(步骤S40中为是)，所述处理前进至步骤S50。

在步骤S50中，控制单元104基于δZ的测量值确定函数δZ(R_sh(t))。

在步骤S60中，控制单元104通过函数δZ(R_sh(t))校正切削刃2A的前端3_1的轨迹(见表达式(3)和(4))。当步骤S60中的处理结束时，处理返回至步骤S20。即，执行下一通过切削的加工。

当δZ的绝对值超过上限值时，控制单元104确定不可校正轨迹。在这种情况下(步骤S40中为否)，控制单元104执行通知用户的处理(步骤S70)。不具体限制通知方法。在这种情况下，处理结束而不执行下一通过切削的加工。例如，当应该更换切削刃2A时，处理从步骤S01再次开始。

在步骤S10之后执行图13所示的步骤S20的对这种处理的限制并非刻意。可独立于步骤S20中的处理执行在步骤S10中计算轨迹的处理。

4、通过切削的加工的示例

图14是示出应用了根据本发明的实施例的通过切削的加工的旋转对称面的一个示例的图。参照图14，将截头圆锥的侧表面定义为旋转对称面1A。旋转对称面1A的半径R沿着Z轴方向从R＝150[mm]至R＝50[mm]线性地变化。

利用直线切削刃的通过切削的加工

图15是示出当直线切削刃沿着校正前的轨迹移动时的切削形状的图。图16是示出当直线切削刃沿着校正后的轨迹移动时的切削形状的图。“想要的形状”即目标形状。

参照图15和图16，示出旋转对称面1A上的十一个点处的Z坐标的方向上的尺寸的测量结果。在校正轨迹之前，随着切削刃2A在Z轴方向上的移动，δZ的值在负方向上增大。该结果表示，当切削刃2A沿着校正前的轨迹移动时，旋转对称面与目标形状相比被过度切削。δZ的绝对值在R＝R_min(R＝50[mm])(δZ＝-0.025mm)的位置为最大。

新旋转对称面1A在校正轨迹之后被切削和加工。δZ在R＝120[mm]的位置为-0.003mm，并且δZ在R＝50[mm]的位置为0.004[mm]。可确认加工精度通过校正轨迹得到提高。

图17是示出当曲线切削刃沿着校正前的轨迹移动时的切削形状的图。图18是示出当曲线切削刃沿着校正后的轨迹移动时的切削形状的图。切削刃的曲率半径设为150mm。如图15和图16所示的示例中，示出在旋转对称面1A上的十一个点处在Z轴方向上的尺寸的测量结果。

参照图17和图18，在校正轨迹之前，随着切削刃2A在Z轴方向上的移动，δZ的值在负方向上增大。δZ的绝对值在R＝R_min(R＝50[mm])(δZ＝-0.025mm)的位置为最大。在校正轨迹后，δZ在R＝90[mm]的位置为0.003mm，并且δZ在R＝100[mm]的位置为-0.003[mm]。可确认加工精度通过校正轨迹得到提高。

如图16和图18所示，根据本发明的实施例，无论切削刃的形状如何，可通过校正轨迹提高加工精度。由于每当切削和加工旋转对称面时可校正轨迹，因此可重复进行通过切削旋转对称面的高精度加工。

应该理解，本文公开的实施例在各个方面都是说明和非限制性的。本发明的范围由权利要求的术语而不是以上实施例限定，且旨在包括在等同于权利要求的术语的范围和含义内的任何修改。

附图标记列表

1机器组件、1A旋转对称面、2支架、2A切削刃、2B切削刀片、3_1前端(切削刃)、3_5后端(切削刃)、3_t点(切削刃)、10旋转轴线、100制造设备、101输入单元、102显示单元、103存储单元、104控制单元、105驱动单元、106机构、107测量单元、110操作单元、P切削点、P1切削起始位置、P2切削终止位置、S01,S10,S20,S21,S22,S30,S40,S50,S60,S70步骤。

Claims (4)

1.一种校正切削刃的轨迹的方法，所述切削刃用于通过切削旋转的工件的旋转对称面来进行加工，所述切削刃相对于工件的旋转轴线倾斜设置，并且在所述切削刃接触所述旋转对称面的同时在相对于所述旋转轴线倾斜的方向上移动，随着所述切削刃的移动，所述切削刃上的接触所述旋转对称面的点沿着所述切削刃从所述切削刃的第一端部移动至所述切削刃的与所述第一端部相对的第二端部，所述方法包括以下步骤：

通过测量单元，测量加工完成后的经切削和加工的旋转对称面的形状；

通过操作单元，计算所述旋转对称面的测量的形状相对于所述旋转对称面的目标形状在所述旋转轴线的方向上的误差；以及

通过所述操作单元，在下一次加工之前，基于所述误差，校正所述切削刃的所述第一端部的移动轨迹在所述旋转轴线的方向上的位置分量。

2.根据权利要求1所述的校正切削刃的轨迹的方法，其中，

在三维正交坐标系中，其中，将所述旋转轴线定义为Z轴、将所述旋转对称面的旋转半径的方向上的轴线定义为X轴以及将与Z轴和X轴二者正交的轴线定义为Y轴，

校正之前的所述切削刃的所述第一端部的移动轨迹通过变量t被表示为(X(t),Y(t),Z(t))，所述变量从0至1变化，

满足关系：

其中Rsh表示所述旋转对称平面的旋转半径，所述旋转对称平面的旋转半径对应于从所述Z轴上的旋转中心到切削点的距离，Xchip(t)和Ychip(t)是相对于所述切削刃的所述第一端部的位置的相对坐标，

在计算误差的过程中，所述操作单元将所述误差计算为在Z轴方向上的函数δZ(Rsh(t))，并且

在校正位置分量的过程中，所述操作单元将所述第一端部的移动轨迹校正为(X(t),Y(t),Z(t)-δZ(R_sh(t)))。

3.根据权利要求2所述的校正切削刃的轨迹的方法，其中，

在测量形状的过程中，所述测量单元在所述旋转对称面上的至少三个点处测量在所述旋转轴线的方向上的误差，并且

在计算误差的过程中，所述操作单元基于所述误差的测量结果通过插值确定函数δZ(R_sh(t))。

4.一种具有其上记录的程序的计算机可读记录介质，所述程序使得计算机执行校正切削刃的轨迹的方法，所述切削刃相对于旋转的工件的旋转轴线倾斜设置，并且在所述切削刃接触所述工件的旋转对称面的同时穿过所述旋转轴线横向移动，随着所述切削刃的移动，所述切削刃上的接触所述旋转对称面的点沿着所述切削刃从所述切削刃的第一端部移动至所述切削刃的与所述第一端部相对的第二端部，所述程序使得所述计算机执行以下步骤：

接受测量单元对加工完成后的经切削和加工的旋转对称面的形状的测量结果；

计算所述旋转对称面的测量的形状相对于所述旋转对称面的目标形状在所述旋转轴线的方向上的误差；以及

在下一次加工之前，基于所述误差，校正所述切削刃的所述第一端部的移动轨迹在所述旋转轴线的方向上的位置分量。

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