JP2003159485A - 3軸テーブルの制御方法、これによる鋏の刃体の加工方法、及び鋏 - Google Patents
3軸テーブルの制御方法、これによる鋏の刃体の加工方法、及び鋏Info
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Abstract
する事であり、円柱の周側面に描いた所望の曲線を軌跡
とした工具の移動を可能にする3軸テーブルでの制御方
法と、これによる鋏の刃体の加工方法と、この加工方法
による鋏を提案することにある。 【解決手段】 円柱10の周側面11上にて指定された
傾斜角度で描かれる螺旋状の軌跡の上に前記工具を移動
させるヘリカル補間が可能である3軸テーブルにおい
て、一の円柱の前記周側面上での前記ヘリカル補間を複
数回行ってこれらヘリカル補間により描かれる螺旋状の
線分を繋いだ軌跡Qであって、各々の前記線分の各傾斜
を任意に指定することによる前記周側面上での所望の疑
似曲線による軌跡Qに従って前記工具を移動させる3軸
テーブルの制御方法である。これを利用して刃先の反り
返った理容鋏の裏スキの加工ができる。
Description
制御方法と、これによる鋏の刃体の加工方法と、この加
工方法による鋏に関する。
械として各種テーブル)工作機械には、ワークに対して
相対的に研削工具などを移動させることのできるものが
あり、これにより所望の立体形状を形成している。この
様な工作機械の1つに、単にテーブルと呼ばれるものが
あるが、これは工具がワークに対して相対的な動きをす
るものである。3軸テーブル、4軸テーブル、或いはそ
れ以上の多軸のテーブルがある。例えば3軸テーブル
は、図14に示す様に、ワークWに対する工具30の相
対的な動きを3軸で実現している。
と3軸補間があるが、例えば2軸補間は、工具の移動
が、何れか2軸(例えばX軸、Y軸)で規定される所定
の基準平面上の2点を直線移動させる直線補間と、同じ
く基準平面上の2点を円弧移動させる円弧補間との2軸
補間などになる。また3軸補間の1つにはヘリカル補間
がある。これは図15に示す様に何れか1軸方向(図1
5ではZ軸方向)が円柱軸方向となる円柱10の、その
周側面11上に描かれる螺旋状の軌跡Pを移動するもの
である。この軌道Pは、仮にこの円柱周側面11を、図
16に示す様に平面11’に展開した場合、一定な傾斜
の斜め直線P’となる。このヘリカル補間は、簡単な構
成の3軸テーブルには広く普及している。
はなく、図17に示す様な曲線Lを描く事が上記の様な
3軸テーブルではできない。即ち、この曲線Lは、展開
平面11’上では斜めP’で示した直線とは異なり、図
18に示す様な何らかの曲線L’となるが、この様な曲
線Lを円柱周側面に描く3軸補間が、上記の様な3軸テ
ーブルではできない。
と異なり、ワーク自体にも軸を与えるテーブルであれ
ば、曲線Lのような3次元補間が可能である。これらテ
ーブルは、一例として懸架型テーブルやトラニオン・テ
ーブルなどである。4軸の懸架型テーブルは、4軸中の
3軸を用いて3軸テーブルの時と同じ工具の動きを実現
し、残りの1軸がワーク自身の回転に用いられる。5軸
のトラニオン・テーブルは、懸架型テーブルと同様に、
3軸テーブルの時と同じ工具の動きを実現し、残りの2
軸がワークの回転に用いられる。即ち図14に示した3
軸テーブルに、図19に示す様なトラニオン(大砲台)
を載せた構造であり、ワークをB方向とC方向との2軸
に回転させる事のできる。ただトラニオンには、ワーク
に与える回転の回転半径に限度がある。
ブルによる加工の利用例として、後述する実施例の図
1、図2に示す様な、刃先の反った形状の理容用の鋏1
Aの加工がある。通常、鋏はその刃体が直線状である
が、図1、図2に示した鋏1Aは、その2本の刃体2,
2が、これら2本の刃体2,2の摺接面Sが反る形状に
形成され、つまり刃体は実施例の図5に示す様に、その
刃表3または刃裏4の方向に反らせたものなのである。
この様に反らせると、鋏1Aの反って凸曲R(図2)に
なった部分で、髪を部分的にカットする事ができ、また
刃先が頭部にあたる事を避けるなどの効果があるので、
この様な鋏が考案されているのである。
状の刃体をまず作成し、これに刃付けをして一旦完成し
た鋏を、改めて職人が叩いて曲げる事により反らせてい
た。その概要は以下の通りである。
から刃体の概略の平板形状を打ち抜きし、この板状の刃
体半製品の表裏をそれぞれ研削して、刃体の刃表と刃裏
の形状に形成する。その際、刃表3は図20に示す様に
断面形状が円弧形状であるため、リング状をした円環砥
石の円環内面を研削面として用いる事により形成され
る。また刃裏4はその断面形状が僅かに凹曲していてい
る。この凹曲は一般には円弧形状になっており、円盤砥
石Tの周面による研削で形成されている。なお凹曲は、
カップ砥石の開口円周による研削される場合もある。以
上の様にして、刃体の半製品に刃表と刃裏の形状を形成
したら、刃を研ぎ、「刃付け」と云われる仕上げをす
る。通常の直線状のカット鋏は、この状態で完成品とな
る。
の様な一旦完成したカット鋏を、職人が叩いて刃先に反
りのある図の様な形状に仕上げているのである。この様
な反りを機械で行わないのは、現在の技術では機械で曲
げると刃が潰れる問題があるからである。
と、手作りであるため反り形状が微妙に揃わず、よって
動刃と静刃の反り形状を一致させる事が難しく、更には
一致しないと動刃と静刃の摺り合わせ加減が狂うなどの
問題があった。また職人による手作業では、生産性が悪
いことも問題であり、この様な反った鋏は、ペット用鋏
など、ごく一部にしか普及していない現状にある。
凹曲は、鋏の業界用語では裏スキ4’と云われ、鋏を開
閉操作する時に刃先同士が接触させるために必要なもの
である。つまり刃先同士が接触した状態で鋏が閉じられ
なければ、髪を切る事ができず、また刃先同士を接触さ
せる為には、刃裏は、刃先以外の部分が接触し合わない
様にしなければならない。その為、図20に示す様に刃
裏を凹曲させておく必要があり、これが裏スキと呼ばれ
ているのである。
石の円周や、コップ砥石開口の円周による研削で円弧形
状に凹曲している。つまりこの円盤砥石を刃裏に宛っ
て、刃体の刃元から刃先にかけて移動させながら研削す
るのである。裏スキの一番奥まった点が連なった線H
(図4参照)は「ひぞこ」と呼ばれており、円盤砥石の
頂点は、このひぞこHを軌跡とした動きとなる。ひぞこ
Hは図4に示した様に刃先線Kと平行になるのが正しい
とされているが、こは刃先線Kは半径800mm〜160
0mm程度の小さな曲率で円弧を描いており、ひぞこHも
同じ半径の円弧に描かれる。
状に形成された砥石であり、コップの飲み口に相当する
開口円周部分で研削するものである。つまり、コップ砥
石の回転軸を刃体長手と平行な状態より5度程度傾けて
開口円周で刃裏を研削するものである。
様に、裏スキの「ひぞこ」は円弧を描いている。この様
な裏スキを3軸テーブルで形成しようとすると以下の様
になる。例えば刃体の半製品がワークで、円盤砥石が工
具となるのであり、図21に示す様に、刃体半製品2’
の刃裏4の面をテーブルの基準平面(図21ではXY
面)となるように半製品2’をセットする。そして、こ
の基準平面上で、円盤砥石がひぞこHの曲線状に移動す
る様に、円弧補間により制御する事で、裏スキが形成さ
れている。
た刃体の裏スキを仮に研削しようとすると、ひぞこの円
弧と、反りの曲線とを合わせた曲線に工具を移動させな
いとならない。つまり、図21のXZ面に対しても、図
17に示した曲線M(曲線LのXZ面への投影線)をな
ぞった様な3次元移動が工具には必要となる。そして、
この様な工具の移動制御は3軸テーブルではできない。
この点、4軸の懸架型テーブルや5軸のトラニオン・テ
ーブル等であれば、反り形状の円弧と、ひぞこの円弧の
双方をワークの回転により得る事は理論的に可能であ
る。しかし、例えば理容鋏のひぞこは一般に半径800
mm〜1600mmの円弧である。これに対し、ワークに回
転を与える事のできるトラニオン・テーブル等は、ワー
ク自身を回転の中心に据えた状態でのワークの回転(自
転)はできても、半径800mm〜1600mm程度の円周
上を公転する様な回転を実現するものは既製品のテーブ
ルとしては提供されていない。ワークをこの様な大きな
半径で公転させようとすると、図18のトラニオン31
のターンテーブル32が半径1600mm以上である様な
大きなものでなければならないが、この様なトラニオン
のテーブルは提供されていない。
ところは、以上の様な3次元の工具移動を3軸テーブル
でも可能とする事であり、円柱の周側面に描いた所望の
曲線を軌跡とした工具の移動を可能にする3軸テーブル
での制御方法と、これによる鋏の刃体の加工方法と、こ
の加工方法による鋏を提案することにある。
を解決するため、本願発明においては、ワークに対して
相対的に工具を移動させるこのできる3軸テーブルであ
って、前記3軸の内のいずれか1軸方向が円柱軸方向と
なる円柱の周側面上にて指定された傾斜角度で描かれる
螺旋状の軌跡、の上に前記工具を移動させるヘリカル補
間が可能である3軸テーブルにおいて以下の手段を提案
した。即ち、請求項1記載の発明は、一の円柱の前記周
側面上での前記ヘリカル補間を複数回行ってこれらヘリ
カル補間により描かれる螺旋状の線分を繋いだ軌跡であ
って、各々の前記線分の各傾斜を任意に指定することに
よる前記周側面上での所望の疑似曲線による軌跡、に従
って前記工具を移動させることを特徴とする3軸テーブ
ルの制御方法である。
しなかった円柱周側面での曲線が、展開平面上での曲線
となる様な軌道に工具を移動させることができる様にな
る。よって、高価な懸架型テーブルなどを用いることが
要らなくなり、コスト的にも効果が得られる。
鋏であって、前記2本の刃体はこれら前記2本の刃体の
摺接面が反る形状に形成され、更に前記裏スキのひぞこ
が平面視円弧形状を描いて設けられている鋏を製造する
場合に、この鋏に用いられる前記刃体の加工方法として
以下の手段を提案した。即ち、請求項2記載の発明は、
請求項1記載の3軸テーブルの制御方法を用いて加工さ
れ、その際にはワークとしての前記刃体の半製品を、前
記刃体の枢着軸と円柱軸とが同方向となる向きに固定し
て、前記円柱周側面の横断面形状を構成する円弧形状
が、前記ひぞこの平面視円弧形状と同一半径の円弧とな
る様に、前記円柱の直径を指定し、且つ、前記ひぞこが
前記円柱周側面と重なる様に前記円柱の前記刃体に対す
る相対位置を定め、この状態で、ヘリカル補間を複数回
行って前記ひぞこに沿った疑似曲線を形成し、この疑似
曲線を軌跡として工具を移動させることを特徴とする鋏
の刃体の加工方法である。
可能となり、従来の手による反りを得ていた方法に比べ
て、格段に生産性が上がる。また反り形状を一律に揃え
ることが可能となる。
はカップ砥石であって、前記円盤砥石の円周又は前記カ
ップ砥石開口の円周が刃体長手方向に略直交する姿勢
で、円周の頂点が疑似曲線による軌跡を移動することを
特徴とした請求項2記載の鋏の刃体の加工方法である。
本の刃体を枢着した鋏であって、前記2本の刃体はこれ
ら前記2本の刃体の摺接面が反る形状に形成され、更に
前記裏スキのひぞこが平面視円弧形状を描いて設けられ
ている鋏であって、前記刃体が請求項2又は3記載の刃
体の加工方法による刃体を枢着したことを特徴とする鋏
である。これにより、鋏は、反り部分の精度の高い鋏が
得られ、閉じ操作の時にも、それ部分の摺接が良好に成
される。具体的には、それ部分の刃先においても、適切
な触圧が得られる鋏が可能となる。
理容用の鋏の実施例を図をもって説明する。またこの実
施例の説明の過程で、鋏の発明以外の本願発明である鋏
の刃体の加工方法とこれに用いる3軸テーブルの制御方
法の実施例を併せて説明する。
図中、手前の刃体2が静刃2aであり、静刃2aに隠れ
たもう1つの刃体2が動刃2bである。この鋏は、裏ス
キを有する2本の刃体2,2を枢着した鋏であって、2
本の刃体は図2の正面図に示す様に、これら2本の刃体
の摺接面Sが静刃2a側に反る形状に形成されいる。
の平面図であり、刃表3側を表している。この刃体2の
刃先線Kは、曲率の小さい円弧形状に形成されている。
また図4は刃体2の底面図であり、刃裏4を表してい
る。刃裏4は断面形状が、円弧形状に凹曲していて、凹
曲の一番ひくい点が、図中の一点鎖線で示した「ひぞこ
H」を成している。又ひぞこHは円弧形状の刃先線Kと
平行に設けられているので、裏スキのひぞこHも平面視
円弧形状を描いて設けられている。なお、刃体2には動
刃2bと静刃2aがあるが、図3と図4は動刃2bと静
刃2aの双方を共通して表している。
る動刃2bと静刃2aを分離した様子の図であり、図2
と同様のアングルからの図であって、双方の刃体2,2
の裏スキが対向している。
平板材料から刃体の平板形状を打ち抜きし、打ち抜かれ
た平板の半製品をプレス型でプレスして、刃先側に反り
をつける。次に刃表3側を、図16に示した円弧形状の
断面にするため、図示しないリング状の円環砥石の円環
内面を研削面として用いる事により形成する。
る。裏スキの形成には、図示しない3軸テーブルを用い
る。この3軸テーブルは、ワークに対して相対的に工具
を移動させるこのできる3軸テーブルであって、この3
軸の内のいずれか1軸方向が円柱軸方向となる円柱の周
側面上に、螺旋状の軌跡を描く様に工具を移動させる事
ことのできるテーブルである。その際、この軌跡の螺旋
は、指定された傾斜角度で描かれ、この様な軌跡の上に
工具を移動させることをヘリカル補間と呼ばれている。
様に、まずワークとしての動刃2bの半製品2b’を、
刃体の枢着軸Z’と円柱軸(ここではZ軸方向の軸)と
が同方向となる向きに固定する。図6中の半製品2b’
は、上面が刃裏4になっている。
制御して移動させ、裏スキを形成する。制御するときに
は、円柱10の周側面11の横断面形状を構成する円弧
形状12が、裏スキのひぞこHの平面視円弧形状H’と
同一半径の円弧となる様に、円柱10の直径をプログラ
ムで指定する。且つ、ひぞこHが円柱周側面11と重な
る様に円柱10の半製品2b’に対する相対位置を定め
て指定する。
ヘリカル補間を複数回行い、その時には、これらヘリカ
ル補間により描かれる螺旋状の線分を、ヘリカル補間を
行った複数回部分だけ繋いだ軌跡Qを形成させる。この
軌跡Qは、各々の線分の各傾斜を任意に指定することに
より、周側面11上での疑似曲線による軌跡Qを、反っ
た「ひぞこH」に沿う様に形成し、この軌道Qに工具を
移動させるのである。この実施例では、軌道Qは、XZ
面に投影すると円弧となる曲線である。つまり、軌道Q
はXY面から見ても、XZ面から見ても円弧を描くので
ある。そして刃裏4に円盤砥石が宛われ、円盤砥石の円
周が刃体長手方向(この実施例ではX軸方向)に略直交
する姿勢で、砥石の円周の頂点が図の上方に反った疑似
曲線による軌跡Qを移動するように制御するのである。
以上が、図1に示された鋏の動刃2bの裏スキを加工す
る加工方法である。
は、図7に示す様に加工方法がある。概ね図6の動刃2
bに関する説明がそのまま当てはまるが、反りが図中の
下方方向と逆になっている。図7に示す静刃の半製品2
a’は、図中の上面側が刃裏4であり、この刃裏4に円
盤砥石が宛われ、円盤砥石の円周が刃体長手方向に略直
交する姿勢で、円周の頂点が図の下方に反った疑似曲線
による軌跡を移動するように制御するのである。なお円
盤砥石の替わりにカップ砥石を用いて裏スキを形成して
もよい。
裏の形状を形成したら、動刃と静刃をネジで枢着する。
その後、刃を研ぎ、「刃付け」と云われる仕上げをし
て、反った鋏が完成する。
あるのカット鋏の先端を静刃側に反らせた鋏であるが、
本願発明の鋏はこれに限らない。反りを逆方向にして、
動刃側に反らせた鋏であってもよい。また、図8〜図1
0に示す様に梳き鋏1B〜1Dの先端を反らせたもので
もよい。図8は、直線状の櫛5が連設された櫛刃6と、
棒刃7とを枢着した梳き鋏1Bであり、刃先が櫛刃側に
反っている。図9に示した梳き鋏1Cは、図7の梳き鋏
1Cにおいて、櫛5が枢着軸を中心とした円弧形状とな
ったものである。刃先の反りは櫛刃6側に反っている。
また図7〜8においては、反りの方向を棒刃側にしても
よい。図10に示したすき鋏1Dは、2本の櫛刃を枢着
させたものである。櫛刃は枢着軸を中心とした円弧形状
に成っている。
1bが1つの軸8で連結された状態の連結鋏1Eであ
り、刃先は2丁とも同じ方向に反らせてある。2丁のカ
ット鋏鋏1a,1bはこれらの柄9に、図12に示す連
結具20が、図10中の矢印方向から嵌められる事によ
り、2丁のカット鋏1a,1bの開閉操作が同時に成さ
れる。
1cが1つの軸8で連結された状態の連結鋏1Fであ
り、刃先は2丁とも同じ方向に反らせてある。
正面図である。
図である。
工具の軌跡を説明する図である。
工具の軌跡を説明する図である。
り、櫛刃が直線状になっている。
り、櫛刃が円弧状になっている。
り、刃体は2本とも櫛刃になっている。
結鋏の図である。
の図であり、2丁の鋏の柄同士を連結している。
連結鋏の図である。
せるヘリカル補間の説明図である。
柱を展開した平面上では直線となることの説明図であ
る。
の図である。
ではどの様な曲線になるかを説明する図である。
れるワークを保持して2軸の回転を与えるトラニオンの
図である。刃体の断面形状と、円盤砥石で刃裏を研削す
る様子とを説明する図である。
キ加工をする場合の説明図である。
28)
正面図である。
図である。
工具の軌跡を説明する図である。
工具の軌跡を説明する図である。
り、櫛刃が直線状になっている。
り、櫛刃が円弧状になっている。
り、刃体は2本とも櫛刃になっている。
結鋏の図である。
の図であり、2丁の鋏の柄同士を連結している。
連結鋏の図である。
せるヘリカル補間の説明図である。
柱を展開した平面上では直線となることの説明図であ
る。
の図である。
ではどの様な曲線になるかを説明する図である。
れるワークを保持して2軸の回転を与えるトラニオンの
図である。
刃裏を研削する様子とを説明する図である。
キ加工をする場合の説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ワークに対して相対的に工具を移動させ
るこのできる3軸テーブルであって、前記3軸の内のい
ずれか1軸方向が円柱軸方向となる円柱の周側面上にて
指定された傾斜角度で描かれる螺旋状の軌跡、の上に前
記工具を移動させるヘリカル補間が可能である3軸テー
ブルにおいて、 一の円柱の前記周側面上での前記ヘリカル補間を複数回
行ってこれらヘリカル補間により描かれる螺旋状の線分
を繋いだ軌跡であって、各々の前記線分の各傾斜を任意
に指定することによる前記周側面上での所望の疑似曲線
による軌跡、に従って前記工具を移動させることを特徴
とする3軸テーブルの制御方法。 - 【請求項2】 裏スキを有する2本の刃体を枢着した鋏
であって、前記2本の刃体はこれら前記2本の刃体の摺
接面が反る形状に形成され、更に前記裏スキのひぞこが
平面視円弧形状を描いて設けられている鋏を製造する場
合に、この鋏に用いられる前記刃体の加工方法であっ
て、 請求項1記載の3軸テーブルの制御方法を用いて加工さ
れ、その際にはワークとしての前記刃体の半製品を、前
記刃体の枢着軸と円柱軸とが同方向となる向きに固定し
て、 前記円柱周側面の横断面形状を構成する円弧形状が、前
記ひぞこの平面視円弧形状と同一半径の円弧となる様
に、前記円柱の直径を指定し、 且つ、前記ひぞこが前記円柱周側面と重なる様に前記円
柱の前記刃体に対する相対位置を定め、 この状態で、ヘリカル補間を複数回行って前記ひぞこに
沿った疑似曲線を形成し、この疑似曲線を軌跡として工
具を移動させることを特徴とする鋏の刃体の加工方法。 - 【請求項3】 工具が円盤砥石又はカップ砥石であっ
て、前記円盤砥石の円周又は前記カップ砥石開口の円周
が刃体長手方向に略直交する姿勢で、円周の頂点が疑似
曲線による軌跡を移動することを特徴とした請求項2記
載の鋏の刃体の加工方法。 - 【請求項4】 裏スキを有する2本の刃体を枢着した鋏
であって、前記2本の刃体はこれら前記2本の刃体の摺
接面が反る形状に形成され、更に前記裏スキのひぞこが
平面視円弧形状を描いて設けられている鋏であって、前
記刃体が請求項2又は3記載の刃体の加工方法によるこ
とを特徴とする鋏。
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