TWI794711B - 工件的加工方法及工件的加工裝置 - Google Patents

Abstract

加工裝置(1)具備：位置偏移偵測部(131)，用來算出校正值，該校正值用來校正將工具(3)之半球形狀的中心作為基準的複數個角度方向中，理想輪廓線(P1)與實際輪廓線(P3)之間的位置偏移；距離效果係數算出部(332)，用來算出第1距離效果係數(Ed)，該第1距離效果係數(Ed)，當工具(3)的加工點從「工件(5)之第1加工點(T1)的一點加工」進入「第1加工點(T1)與第2加工點(T2)之間的兩點加工」時，因應工具(3)與第2加工點(T2)之間的距離，表示加工第2加工點(T2)時之位置偏移影響的大小；位置偏移校正部(331)，用來校正工具(3)的位置偏移。位置偏移校正部(331)，當工具(3)的加工點從一點加工進入兩點加工時，於工具(3)與第2加工點(T2)之間的距離接近特定距離以內之際，依據第1加工點(T1)的校正值、與第1距離效果係數(Ed)，校正位置偏移。

Description

工件的加工方法及工件的加工裝置

本發明關於工件的加工方法及工件的加工裝置。

傳統以來，採用了如以下所述的工件的加工裝置：使用NC程式，將球形端銑刀(前端部為半球形的工具，以下簡稱為「工具」)定位於工件(成為加工對象的材料)，並促使工具轉動而對工件實施切削加工。

在這樣的加工裝置中，將工具夾持於心軸之類的工具保持部後固定，而執行對工件的定位，然後實施切削加工。因此，因夾持的不良，有時當將工具固定於工具保持部時產生位置偏移。此外，有時工具產生初期的形狀誤差。在這樣的場合中，無法使工具相對於工件移動至正確的切削位置，而產生無法高精度切削加工的問題。

此外，舉例來說，專利文獻1揭示一種當採用工具加工工件時，考慮到因磨耗所引發的工具劣化，而校正工具(端銑刀)之位置的技術。亦即，專利文獻1揭示了以下的內容：利用雷射掃瞄「隨著工具對工件之加工的進行而產生變化的工具形狀」並算出形狀誤差，依據所算出的形狀誤差，演算工具位置的校正，並校正工具位置，藉此防止切削面的誤差。

但是，專利文獻1所揭示的技術，為工具「因磨耗所產生之劣化」的校正，並非用來校正「工具的形狀誤差」、或者「定位誤差」的技術。此外，在專利文獻1中，雖然提到了校正「工具接觸於工件的一個點而加工工件」時的誤差，卻未提到校正「接觸於複數點(譬如：2個點)而加工」時的誤差。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開昭63-233403號公報(JP S63-233403 A)

專利文獻1的加工裝置，存在以下的問題：在工具(端銑刀)對工件的加工點為複數點的場合中，無法高精度地校正工具(端銑刀)的誤差。

本發明是為了解決這種習知問題所研發的發明，其目的在於提供：即使在工具(球形端銑刀)對工件的加工點為複數點的場合中，也能高精度地加工工件之工件的加工方法、及工件的加工裝置。

為了達成上述目的，本發明的工件的加工方法，是用來將工件加工成所期待之形狀的加工方法，其具備以下的步驟：用來偵測位置偏移的步驟，該位置偏移是當「下端形成半球形狀，並以轉動軸作為中心而轉動並且切削加工前述工件」的端銑刀由工具保持部所保持時，作為前述端銑刀之輪廓線的實際輪廓線、與作為理想形狀的前述端銑刀之輪廓線的理想輪廓線之間的位置偏移；和用來算出校正值的步驟，該校正值是用來校正在「以前述半球形狀的中心作為基準的複數個角度方向」中，前述理想輪廓線與前述實際輪廓線之間的前述位置偏移；和用來算出第1距離效果係數的步驟，當前述端銑刀的加工點，從在前述工件的第1加工面中的第1加工點的一點加工，進入前述第1加工點與「不同於第1加工面的第2加工面」中的第2加工點之間的兩點加工時，因應前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離，算出用來表示加工前述第2加工點時之前述位置偏移的影響大小的第1距離效果係數；及用來校正前述位置偏移的步驟，當前述端銑刀執行前述一點加工時，依據前述校正值校正前述第1加工點的位置偏移，當從前述一點加工進入前述兩點加工時，當前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離接近特定的距離以內之際，依據前述第1加工點中的前述校正值、與前述第1距離效果係數，校正前述位置偏移。

本發明之工件的加工裝置，是用來將工件加工成所期待之形狀的加工裝置，具備：端銑刀，其下端形成半球形狀，並以轉動軸作為中心而轉動，用來切削加工前述工件；工具保持部，用來保持前述端銑刀；位置偏移偵測部，用來偵測當前述端銑刀由前述工具保持部所保持時，作為前述端銑刀之輪廓線的實際輪廓線、與作為理想形狀的前述端銑刀之輪廓線的理想輪廓線之間的位置偏移；位置偏移校正部，算出用來校正「在以前述半球形狀的中心作為基準的複數個角度方向中，前述理想輪廓線與前述實際輪廓線之間的位置偏移」的校正值，並依據所算出的校正值，校正前述端銑刀的位置偏移；距離效果係數算出部，當前述端銑刀的加工點，從前述工件的第1加工面中的第1加工點的一點加工，進入前述第1加工點與「不同於第1加工面的第2加工面中」的第2加工點的兩點加工時，因應前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離，算出用來表示加工前述第2加工點時之前述位置偏移的影響大小的第1距離效果係數。前述位置偏移校正部，當前述端銑刀執行前述一點加工時，依據前述校正值校正前述第1加工點的位置偏移，當從前述一點加工進入前述兩點加工時，當前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離接近特定的距離以內之際，依據前述第1加工點中的前述校正值、與前述第1距離效果係數，校正前述位置偏移。

根據本發明之工件的加工方法、及工件的加工裝置，即使在球形端銑刀對工件的加工點為複數點的場合中，也能高精度地加工工件。

以下，參考圖面說明實施形態之工件的加工方法及工件的加工裝置。

[第1實施形態的說明] 圖1為示意地顯示採用第1實施形態的加工方法之工件的加工裝置1(以下，簡稱為「加工裝置1」)之構造的說明圖。如圖1所示，加工裝置1具備：成為基台的底座19；設於底座19之上表面的工作台21；配置成從底座19的側部跨過底座19，且正面視角呈倒U字型的機柱23；配置於機柱23之上部中央附近的主軸支承體25。

以下，將「設定於底座19之上表面的一個方向」定義為X軸方向(前後方向)，將「在底座19的上表面與X軸方向正交的方向」定義為Y軸方向(左右方向)，將「正交於底座19之上表面的方向(亦即，法線方向)」定義為Z軸方向。X軸、Y軸、Z軸為正交座標系統。

工作台21具備工件保持部7。工件保持部7，固定成為「加工裝置1之加工對象」的工件5。工作台21，透過線性導引軸承(linear guide bearing)(圖面中未顯示)由底座19所支承，而形成藉由線性馬達等的致動器(圖面中未顯示)，可相對於底座19朝X軸方向移動。亦即，可藉由控制工作台21，將工件5定位於底座19上之X軸上所期待的位置。

機柱23與底座19形成一體。在機柱23的上部中央附近，設有成為框體形狀的主軸支承體25。在主軸支承體25的下表面，設有主軸框體27。

在主軸框體27之下表面的適當位置，設有用來固定「下端部形成半球形狀的球形端銑刀3(端銑刀，以下簡稱為「工具」)」並使其轉動的心軸29。

在心軸29設有工具保持部9，可藉由工具保持部9裝卸工具3。亦即，可因應「對工件5加工的樣態」，安裝所期待的工具。工具3被定位於心軸29之Z軸方向的期待位置。此外，心軸29形成可朝Z軸方向移動。因此，可藉由控制心軸29，而定位工具3之Z軸方向的位置。

此外，主軸框體27，透過線性導引軸承(圖面中未顯示)由主軸支承體25所支承。因此，工具3可藉由線性馬達等的致動器(圖面中未顯示)，朝Y軸方向移動。亦即，可藉由控制主軸框體27，將工具3定位於Y軸上所期待的位置。

如此一來，可藉由控制工作台21、主軸框體27及心軸29的移動，而設定工件5與工具3間之三維的相對位置。亦即，能使工具3抵接於工件5之所期待的加工位置，而對工件5切削加工。

圖2為顯示切削加工中，工具3接觸於工件5之樣子的說明圖。如圖2所示，工具3具有：轉動時的側面視角，以中心線C1(中心軸)作為轉動軸而成為對稱的形狀。

此外，工具3在前端部17的外周設有切刃部(圖面中未顯示)，可藉由切刃部對工件5切削加工。此外，將端銑刀3之半球形狀的中心設為C2。

工具3，其上端部(圖2中，上側的端部)由工具保持部9所夾持固定。然後，在工具保持部9受到保持的工具3，藉由將Z軸方向的中心軸C1作為中心而轉動，進而以切刃部對工件5切削加工。

如圖1所示、加工裝置1具備：總括性地控制「包含工作台21、主軸框體27及心軸29之移動控制」的整體加工裝置1的控制部13。控制部13具備：位置偏移偵測部131、及用來記憶各種資料的記憶體14。

控制部13，依據NC程式而控制「已固定工件5的工作台21」、及「已固定工具3的心軸29」的移動。此外，控制工具3的轉動。此外，控制部13，譬如可作為「由中央運算單元(CPU)、和RAM、ROM、硬碟等記憶手段所形成的一體型電腦」而構成。

NC程式，依據工件5的CAD資料37，由CAM39所設定。NC程式設定有：當令工具3對工件5形成相對性移動時，加工路徑41及加工路徑41的三維座標。由CAM39所設定的NC程式，被發送至電腦33。

如圖1所示，加工裝置1具備：用來測量工具3之形狀的工具形狀測量裝置31。工具形狀測量裝置31，譬如為雷射測量器，從工具3的側面方向照射雷射，可藉由接收所照射的雷射而測量工具3的形狀。位置偏移偵測部131，依據由工具形狀測量裝置31所測得之工具3的形狀，算出工具3的輪廓(將其稱為「實際輪廓線P3」)。

亦即，位置偏移偵測部131用來偵測：當工具3由工具保持部9所保持時，作為工具3輪廓線的實際輪廓線、與作為理想形狀的工具3之輪廓線的理想輪廓線(將其稱為「理想輪廓線P1」)之間的位置偏移。具體地說，算出用來校正「將工具3前端部之半球形狀的中心作為基準的複數個角度方向中，理想輪廓線P1與實際輪廓線P3之間的位置偏移」之輪廓誤差的校正值。將所算出的校正值記憶於記憶體14。

電腦33具有演算部33a。演算部33a實施用來校正「由工具3切削加工工件5時，NC程式所含有的加工路徑41」的處理。亦即，電腦33的演算部33a，從CAM39取得含有加工路徑41的NC程式，更進一步藉由「由後述處理所演算的校正值」，來校正加工路徑41的三維座標。電腦33的演算部33a，依據校正值來校正NC程式。然後，藉由經校正後的加工路徑43，實施工具3對工件5的切削加工。倘若更詳細地說明，演算部33a具備：位置偏移校正部331、距離效果係數算出部332及記憶部333。

距離效果係數算出部332，當工具3的加工點，從「工件5的第1加工面中的第1加工點」的一點加工，進入第1加工點與「不同於第1加工面的第2加工面中的第2加工點」之間的兩點加工時，因應工具3與第2加工點之間的距離，算出表示「加工第2加工點時之位置偏移的影響大小」的距離效果係數。距離效果係數算出部332，將所算出的距離效果係數，記憶於記憶部333。

位置偏移校正部331，依據控制部13的記憶體14所記憶之輪廓誤差的校正值、及演算部33a的記憶部333所記憶的距離效果係數，校正NC程式。位置偏移校正部331，當前述工具3執行一點加工時，依據輪廓誤差的校正值校正第1加工點的位置偏移，當從一點加工進入兩點加工時，當工具3與第2加工點之間的距離接近特定的距離以內之際，依據第1加工點中的輪廓誤差之校正值、與距離效果係數，校正位置偏移。如此一來，因應輪廓誤差的校正值及距離係數而校正NC程式。

接著，說明用來校正「工具3的理想輪廓線P1」與「工具3的實際輪廓線P3」間之位置偏移的處理。

當採用工具3實際地加工工件5時，如先前所述，產生「將工具3固定於心軸29時的位置偏移」，此外，工具3存在形狀誤差。因此，在理想輪廓線P1與實際輪廓線P3之間產生誤差(將其稱為「輪廓誤差」)。由於該輪廓誤差的存在，在工件5的加工位置產生誤差，且加工精度下降。在第1實施形態中，實施用來校正工具3所產生之輪廓誤差的處理。以下，進行詳細的說明。

圖3(a)、圖3(b)為顯示工具3之外形的說明圖。在圖3(a)中以虛線所示的曲線(符號P1)，是靜止的理想形狀之工具3的外形形狀，以實線所示的曲線(符號P2)，則是具有靜止的形狀誤差之工具3的外形形狀。將「理想形狀之工具3的外形形狀」作為理想輪廓線P1，將「具有形狀誤差之端銑刀的外形形狀」作為輪廓線P2。如圖3(a)所示，相對於理想輪廓線P1，輪廓線P2位在從中心線C1略朝右側偏移的位置。在圖3(a)中，誇大地顯示理想輪廓線P1與輪廓線P2之間的偏移量。

在圖3(b)中以虛線顯示的曲線(符號P1)，表示「當以中心線C1使理想形狀的工具3轉動時」的輪廓線(與圖3(a)的P1一致)，以實線顯示的曲線(符號P3)，則表示「當以中心線C1使具有形狀誤差的工具3轉動時」的輪廓線(將其作為實際輪廓線P3)。由於圖3(a)所示的輪廓線P2對理想輪廓線P1形成偏移，因此實際輪廓線P3的半徑大於理想輪廓線P1。此外，圖3(b)為一個例子，有時實際輪廓線P3小於理想輪廓線P1。

在第1實施形態中，演算「理想輪廓線P1與實際輪廓線P3之間的差異值」亦即輪廓誤差，並將所演算之輪廓誤差的資料作為校正值記憶於圖1所示的記憶體14。該處理，由圖1所示的位置偏移偵測部131所實施。以下，說明輪廓誤差的計算方法。

[輪廓誤差的計算] 如同圖2所示，由於以工具3的前端部17加工工件5，因此工具3的輪廓誤差，如圖4所示，只要以前端部17之1/4的圓弧(亦即，角度為90°的範圍)求取即可。

具體地說，將理想輪廓線P1的中心線C1作為中心，並將理想輪廓線P1的圓弧(亦即1/4圓的圓弧)與實際輪廓線P3的圓弧(1/4圓的圓弧)的差異值，作為輪廓誤差而演算。然後，將該輪廓誤差記憶於圖1所示的記憶體14。

將「採用工具形狀測量裝置31(請參考圖1)測量工具3的形狀」，作為用來實施「算出校正值之處理」的初期性處理。以下，說明「採用雷射測量器作為工具形狀測量裝置31」的例子。

雷射測量器，從工具3的側面方向照射雷射，並藉由接收所照射的雷射而測量工具3的形狀。其結果，如圖3(a)所示，可獲得工具3的輪廓線P2，進而可求出圖3(b)所示的實際輪廓線P3。此外，理想輪廓線P1，可從控制部13的記憶體14讀取。

工具3之位置的修正，是依據「由工具3加工之加工點T1(請參考圖2，詳細後述)中的單位法線向量V1」以及「與工具3間之輪廓誤差」所實施。如此一來，可在X軸方向、Y軸方向、Z軸方向中的至少任一個方向，修正工具3的三維位置(three-dimensional position)。X軸、Y軸、Z軸的方向，是由單位法線向量V1所決定。

圖4為顯示「工具3的圓弧角度(0°~90°)」與「用來校正輪廓誤差之校正值」間之關係的說明圖。在圖4中，顯示工具3之圓弧中的理想輪廓線P1、及實際輪廓線P3。在圖4中，將垂直方向作為角度0°，並將水平方向作為角度90°。在圖4中，作為一個例子，顯示在以圓弧的中心線C1作為基準之0°~45°的範圍中，實際輪廓線P3比理想輪廓線P1更朝外側突起，在45°~90°的範圍中，實際輪廓線P3比理想輪廓線P1更凹陷的形狀。

然後，如圖4所示，以角度10°的間隔，設定「從圓弧的中心線C1，朝工具3之90°圓弧的外形延伸」的10條直線L00~L90。在角度10°的間隔的角度方向上，設定直線。工具3的中心線C1與直線L00之間的交叉角度成為0°。換言之，直線L00與中心線C1平形(同一直線)。

此外，中心線C1與直線L10之間的交叉角度成為10°。同樣地，中心線C1與直線L20~直線L90之間的交叉角度成為20°~90°。亦即，平行於中心線C1的方向為0°，正交於中心線C1的方向為90°，在每個角度10°的角度方向上設定複數條直線。

以下，將直線L00與理想輪廓線P1之間的交點作為交點Q00a。同樣地，將直線L10、L20、...L90與理想輪廓線P1之間的交點，分別作為交點Q10a、Q20a、...Q90a。另外，將各直線L00、L10、L20、...L90與實際輪廓線P3之間的交點，分別作為交點Q00b、Q10b、Q20b、...Q90b。因此，各直線中2個交點之間的距離(亦即，差異值)為輪廓誤差，因此將該數值設定為「校正值」。舉例來說，在直線L10，將「Q10b-Q10a」設定為校正值。

然後，將各角度方向的校正值，作為參考符號＃500、＃510、...＃590，記憶於圖1所示的記憶體14。具體地說，形成｢＃500=Q00b-Q00a｣，並形成｢＃510=Q10b-Q10a｣，以下同樣，而形成｢＃590=Q90b-Q90a｣。

此外，雖然在圖4中為了避免過於複雜，而顯示了「在角度10°間隔的直線L00、L10、...、L90，算出校正值」的例子，但實際上能對更細小間隔的角度(譬如，1°)設定校正值。然後，將角度1°間隔的每個校正值，作為參考符號＃500、＃501、＃502、...＃589、＃590，記憶於記憶體14。

亦即，從圖4所示之理想輪廓線P1的中心線C1，每隔角度1°拉出直線L00~L90，並在各直線上算出校正值。將所算出的校正值，作為參考符號＃500、＃501、＃502、...＃589、＃590，記憶於記憶體14。接著，採用以該校正處理所算出的參考符號＃500~590，校正NC程式的三維座標。

接著，說明「採用上述的校正值，校正NC程式之三維座標」的處理。

[三維座標的校正] 首先，依據前述圖1所示的CAD資料(作為完成品，表示工件5之形狀的資料)37、及在CAM39所建立的NC程式，亦即「以理想形狀的端銑刀3加工工件時的NC程式」，算出工件5之所期望的加工點(將其作為T1)中的單位法線向量V1。

圖5為顯示由工具3加工工件5時，工具3沿著加工路徑移動之樣子的說明圖。如圖5所示，在由工具3切削加工工件5的場合中，工具3接觸於工件5的點，成為工件5的加工點T1。然後，算出於加工點T1的單位法線向量(將其作為V1)。

該處理譬如是由電腦33的演算部33a(請參考圖1)所執行。加工點T1的三維座標，可從NC程式取得，或者當安裝有理想的工具(球形端銑刀)時，藉由使該工具實際地沿著加工路徑移動而取得。

此外，當採用工具3切削加工工件5時，相對於工件5，工具3朝X軸、Y軸、Z軸方向中的至少一個方向移動。換言之，隨著切削加工的進行，加工點T1的三維位置形成變化。

將加工點T1作為中心之工件5的表面，為平面或者曲面。但是，倘若限定成極微小的領域，即使該領域為曲面，也能視為平面。

單位法線向量V1，是正交於上述極微小領域(平面)的向量，具有X軸、Y軸、Z軸之各方向的成分。此外，單位法線向量V1的純量(scalar quantity)為｢1｣。換言之，倘若將成為單位法線向量V1之X軸、Y軸、Z軸方向成分的數值，分別開平方(square)後相加，並演算其平方根(square root)，則成為「1」。

然後，在第1實施形態中，將作為前述參考符號＃500、＃501、...、＃589、＃590所記憶的校正值(理想輪廓線P1與實際輪廓線P3之間的差異值)，作為各角度方向的偏移量。然後，將單位法線向量V1，分解為X軸、Y軸、Z軸之三維方向的成分，並演算各方向的偏移量。以下，參考圖6、圖7所示的數學公式，具體地進行說明。

圖6顯示：當工具3執行切削加工的位置，依照加工點f51、f52、f53、f54、f55的順序移動時的三維座標。該三維座標，表示工具3為理想形狀時的座標。亦即，表示初期設定於NC程式之加工路徑的三維座標。

然後，在第1實施形態中，依據單位法線向量V1及前述的各參考符號，校正加工路徑的三維座標。具體地說，將圖6所示的各加工點f51、f52、f53、f54、f55的座標，校正為圖7所示的各加工點f61、f62、f63、f64、f65的座標。亦即，圖7所示的演算式記憶於記憶體14，藉由該演算式校正加工點T1的座標。

倘若更具體地說明，舉例來說，圖6所示之加工點f51的三維座標為：X=-1.60657、Y=-0.42583、Z=  -1.09809。另外，當相對於理想輪廓線P1，實際輪廓線P3產生偏移之場合的座標，被校正為圖7所示的加工點f61。

加工點f51、f61，是圖4所示之工具3的角度為64°的加工點。因此，從記憶體14讀取「作為參考符號＃564記憶的校正值」，更進一步依據上述的單位法線向量，將該校正值分解為X軸、Y軸、Z軸的各方向，算出各軸方向的校正值。然後，藉由該校正值，對校正前之加工點f51的三維座標進行校正，而算出圖7所示之加工點f61的三維座標。

以下，更詳細地說明圖7所示之加工點f61的演算式。藉由將加工點f61的單位法線向量V1分解成X軸、Y軸、Z軸的成分，譬如獲得(X、Y、Z)=(-0.89101、0.11528、-0.4391)。此外，由於加工點的角度為64°，因此採用「作為參考符號＃564而記憶的校正值」。

亦即，圖7的「f61」所示之X座標的校正值「-0.89101×＃564」，是對作為參考符號＃564所設定的校正值，乘以單位法線向量V1之X軸方向成分       「-0.89101」的數值。此外，Y座標的校正值「0.11528×＃564」，是對作為參考符號＃564所設定的校正值，乘以單位法線向量V1之Y軸方向成分「0.11528」的數值。Z座標的校正值「-0.4391×＃564」，是對作為參考符號＃564所設定的校正值，乘以單位法線向量V1之Z軸方向成分 「-0.4391」的數值。

因此，圖7之加工點f61所示的三維座標，成為依據輪廓誤差反映了校正值的座標。藉由依據該座標驅動工具3並實施切削加工，即使是「理想輪廓線P1與實際輪廓線P3之間產生了輪廓誤差」的場合，也能避免該輪廓誤差的影響而實施高精度的切削加工。亦即，藉由將圖6所示之加工點f51的三維座標，校正為圖7所示之加工點f61的三維座標，能使工具3之所期望的部位接觸於工件5的加工點，而對工件5切削加工。

[迴避量的說明] 藉由執行上述之輪廓誤差的校正，使工具3接觸於與工件5之加工點不同的點(接觸點)，並在該接觸點產生咬入有時導致對工件5形成加工。在該場合中，也必要避免工具3與接觸點之間的接觸。以下，參考圖8(a)~圖8(d)、圖9(a)~圖9(b)詳細地說明。

圖8(a)中以兩點鏈線所表示的線，表示沒有輪廓誤差之理想形狀的工具3的輪廓線。圖8(a)中以實線所表示的線，表示具有輪廓誤差之工具3的輪廓線。

當由工具3對圖8(a)所示的加工點Tt1加工時，只要不產生輪廓誤差，亦即只要為理想形狀，工具3便接觸加工點Tt1並執行切削加工。但是，在如圖8(a)的實線所示產生了輪廓誤差的場合中，則藉由前述的校正值校正工具3的加工位置

因此，被校正成如圖8(b)所示：具有輪廓誤差之工具3的下端部接觸於加工點。其結果，在工件5之斜面的接觸點Tt2，工具3形成接觸，導致更進一步產生咬入部45。倘若在這樣的狀態下進行切銷加工，將導致過度地切削工件5。

在第1實施形態中，為了避免因這樣的干涉所引起之不必要的切削加工，而如圖8(c)所示，校正工具3的位置。具體地說，如圖8(d)所示，演算「存在於由加工點Tt1與接觸點Tt2之間的單位法線向量所規定的平面，並且正交於加工點Tt1之單位法線向量VB」的向量VA，並將該向量VA作為迴避向量。然後，藉由以該迴避向量VA來校正工具3的加工位置，而避免對接觸點Tt2的咬入部45。

亦即，藉由在｢與加工點Tt1的法線正交的方向｣執行僅呈迴避量VA的離隙校正，可避免咬入部45。迴避量VA，能以(加工點Tt1的校正量VB×tanθ)而算出。｢θ｣是加工點Tt1的法線、與「接觸於接觸點Tt2的平面(與｢包含加工點Tt1的接觸點Tt2的法線｣正交的平面)」之間的交叉角度。

更進一步說明，在X軸方向、Y軸方向、Z軸方向中的工具3的座標，是由｢圖9(a)中的(1)、(2)的記載所表示之內容的總和｣來表示。

在工具3的X方向中的座標值，是由圖9(b)的座標值(演算式)f111所表示。在座標值f111的｢0.123｣，是校正前(沒有輪廓誤差的校正時)之工具3的X軸方向的座標值。

此外，在座標值f111，「加工點Tt1校正量」所表示的參考符號｢＃513｣，是採用前述的圖4所說明的｢工具3之加工點Tt1的輪廓誤差(純量)｣的校正值。在座標值f111的｢0.216｣，是加工點Tt1之單位法線向量的X方向成分。

在座標值f111，「加工點Tt1迴避量」所表示的參考符號｢＃513｣，是採用圖4所說明的｢工具3之加工點Tt1的輪廓誤差(純量)｣的校正值。在座標值f111的    ｢-0.816｣，是加工點Tt1之迴避向量(單位向量)的X方向成分。在座標值f111的｢0.613｣，是上述tanθ的值。此外，對於Y軸方向、Z軸方向的成分，也和上述的說明方式相同。

倘若以一般的方式記載上述的座標值f111，則成為以下的式(1)。

[加工點從一點加工進入兩點加工時的動作] 當藉由工具(球形端銑刀)3對譬如2個加工面之接合部附近進行加工時，有時加工點從一點加工進入兩點加工。

圖10(a)~圖10(c)，為顯示由工具3對工件5的第1加工點T1加工，然後進入對第2加工點T2的加工時，工具3之動作的說明圖。圖10(a)顯示工具3加工第1加工點T1的樣子，圖10(b)顯示工具3加工第1加工點T1與第2加工點T2雙方的狀態，亦即顯示兩點加工的樣子。

在工具3產生有輪廓誤差，舉例來說，如圖10(c)所示，在實際輪廓線H1(實線)相對於理想輪廓線H0(虛線)形成突起的場合中，倘若實施NC程式所執行加工，當實施僅第1加工點T1的一點加工時，亦即在進入兩點加工前的時間點，工具3已接觸於第2加工點T2，導致工具3咬入工件5。

舉例來說，如圖11(a)所示，在NC程式中，當工具3的前端與第2加工點T2之間的距離為7μm，且工具3之前端的誤差為2μm的場合(形成2μm突起的場合)，工具3與第2加工點T2之間的距離成為5μm。除此之外，如圖11(b)所示，一旦工具3之前端的誤差超過7μm，工具3的前端將接觸於工件5，而導致咬入的產生。

因此，在從第1加工點T1的一點加工，進入第1加工點T1及第2加工點T2的兩點加工的場合中，考慮到工具3接近第2加工點T2的情況，而產生了「校正工具3之位置」的需要。

在第1實施形態中，由工具3對第1加工點T1加工，在此之後，當進入第1加工點T1與第2加工點T2的兩點加工時，因應工具3與第2加工點T2之間的距離(接近距離)，來演算校正值。具體地說，設定「因應工具3與第2加工點T2之間的距離而變化的係數(將其作為「第1距離效果係數Ed」)」，並因應第1距離效果係數Ed，校正工具3的加工位置。第1距離效果係數Ed，為0~1的數值。

[第1距離效果係數Ed的說明] 接著，說明第1距離效果係數Ed。圖12為顯示依據工具3的理想輪廓線q1(虛線)與實際輪廓線q2(實線)對工件5之加工的說明圖。圖12的(a1)，是理想輪廓線q1與實際輪廓線q2一致的場合，圖12的(a2)，是實際輪廓線q2小於理想輪廓線q1的場合(譬如，小5μm的場合)，圖12的(a3)，是實際輪廓線q2大於理想輪廓線q1的場合(譬如，大5μm的場合)。

然後，倘若以具有「圖12的(a1)~(a3)所示之形狀的實際輪廓線q2」的工具3加工工件的加工面M11，則成為如圖12的(b1)~(b3)所示。具體地說，在如圖12的(a1)所示，理想輪廓線q1與實際輪廓線q2一致的場合中，如圖12的(b1)所示，工具3正確地接觸於加工面M11上的加工點。另外，在如圖12的(a2)所示，實際輪廓線q2小於理想輪廓線q1的場合中，如圖12的(b2)所示，工具3不會到達加工面M11上的加工點。除此之外，在如圖12的(a3)所示，實際輪廓線q2大於理想輪廓線q1的場合中，如圖12的(b3)所示，工具3從加工面M11上的加工點朝內側咬入。

倘若將此時的工具3與工件5(加工面M11)間之距離的關係顯示於圖表，則成為圖13所示。在圖13中，橫軸表示工具3與工件5間之距離的理想值，縱軸表示工具3與工件5間之實際的距離(實際值)。圖形Sa表示「如圖12的(a1)所示，工具3呈理想輪廓線」的場合，圖形Sb表示「如圖12的(a2)所示，工具3的實際輪廓線較小」的場合，圖形Sc表示「如圖12的(a3)所示，工具3的實際輪廓線較大」的場合。

倘若將圖形Sb、Sc校正為接近圖形Sa，便能校正工具3對加工面M11的輪廓誤差。在第1實施形態中，如圖14所示，因應工具3與加工面M11之間的距離，緩緩地縮小輪廓誤差，在工具3與加工面M11之間的距離成為零的時間點，設定「使輪廓誤差形成零」的第1距離效果係數Ed。然後，藉由對輪廓誤差(校正值)乘以第1距離效果係數Ed，使校正值形成變化而成為圖14的圖形Sb1、Sc1。

此時，為了從圖形Sb、Sc產生圖形Sb1、Sc1，乃依據以下所示的式(2)，算出第1距離效果係數Ed。

在式(2)中，「Da」表示理想形狀的工具3與加工面M11之間的距離，「exp」表示指數函數(exponential function)。式(2)所顯示的演算式只是一個例子，也能以其他的演算式來算出第1距離效果係數Ed。

倘若以圖形來表示上述式(2)，則成為如圖15所示的圖形F1。在圖15中，橫軸表示理想狀態的工具3與工件5間之距離Da，縱軸表示第1距離效果係數Ed。如同從圖形F1所理解，第1距離效果係數Ed，是在「0~1」的範圍形成變化的係數，工具3與工件5的距離越短，則變化率(圖形的傾斜)越大。

藉由考慮第1距離效果係數Ed，即使在工具3與工件5的加工面M11之間產生誤差的場合，由於能因應「接近距離」緩緩地使校正值變化，而使工具3與加工面M11接觸，因此當從一點加工進入兩點加工時，能避免工具3的校正值劇烈地變化。

倘若更詳細地說明，當由工具3對工件5的加工面M11加工時，依據已預先測量之工具3的輪廓誤差，譬如在工具3的直徑比理想值僅小5μm的場合中，將「+0.005」記憶於參考符號＃50A。此外，在工具3的直徑比理想值僅大5μm的場合中，將「-0.005」記憶於參考符號＃50A。而所謂的「＃50A」，是前述的＃500~＃590之中，加工點T2接觸加工面M11時之加工點T1的角度(0°~90°)。舉例來說，當1°時，則成為「＃501」。

然後，倘若參考圖15所示的圖形F1，在Da=0的場合，亦即工具3接觸於加工點T2並對工件5加工的場合，成為Ed=1。因此，在工具3比理想值僅大5μm的場合中，校正值為-5μm。

在Da=10μm的場合中，成為Ed=0.4096，在工具3比理想值僅大5μm的場合中，校正值成為-2.048μm (請參考圖14)。

在Da=3μm的場合中，成為Ed=0.81314，在工具3比理想值僅大5μm的場合中，校正值成為-4.066μm (請參考圖14)。

特別在上述Da=3μm的場合中，當工具3比理想值僅大5μm時，倘若未校正則成為「3-5=-2」，導致形成2μm的咬入。但是，藉由乘以第1距離效果係數Ed，而校正為-4.066μm，因此能避免咬入。

第1距離效果係數Ed的設定，最好是設定為：距離越趨近於零，則傾斜越大。具體地說，如圖16所示設定成：從工具3到工件5的距離在「較遠的領域γ1」傾斜較小，在中間的領域β1緩緩地變大，除此之外，到加工點為止的距離，在「較近的領域α1」傾斜的變化變大。亦即，第1距離效果係數Ed形成：隨著從特定的距離朝第2加工點T2接近，其增加率緩緩地增加。如此一來，能使第1距離效果係數Ed所帶來的影響緩緩地變大。

[一點加工進入兩點加工時的座標演算] 接著，說明在「工具3對工件5的加工點從一點進入兩點」的場合中，工具3之座標的校正。對於如圖17所示，在工具3從「由工具3對工件5的第1加工點T1加工」的狀態朝第2加工點T2接近的場合中，工具3之X、Y、Z座標的校正進行說明。

將圖17所示的「第1加工面M1上之第1加工點T1的單位法線向量」作為(i1、j1、k1)，並將第1加工點T1的校正量作為＃50B。所謂的「＃50B」，是前述的＃500~＃590之中，對應於第1加工點T1的角度(0°~90°)。亦即，是以連結「工具3接觸第1加工點T1時之工具3的點」與「圖4所示的中心C2」之直線的中心線C1作為基準的角度。

此外，將「第2加工面M2上之第2加工點T2的單位法線向量」作為(i2、j2、k2)，並將第2加工點T2的校正量作為＃50A。對於「＃50A」，同樣也是＃500~＃590之中，對應於第2加工點T2之角度(0°~90°)的數值。

此外，將「第1加工點T1的迴避向量」作為(i11、j11、k11)，並將第1加工點T1的法線、與接觸第2加工點T2的平面之間的交叉角度作為「θ」(請參考圖8)。此外，將第2加工點T2的迴避向量作為(i22、j22、k22)。

一旦如此，校正後的X座標、Y座標、Z座標，則如圖18的式(3)所算出。在圖18中，Px、Py、Pz表示三維座標的理想值。此外，在圖18中，括號內的第1項所示的r1，表示第1加工點T1的校正量。第2項所示的r2，表示第2加工點T2的校正量。第3項所示的r3，表示第1加工點T1的迴避量(第1迴避量)。第4項所示的r4，表示第2加工點T2的迴避量(第2迴避量)。

舉例來說，在工具3已接近第2加工點T2時的距離為10μm的場合中，如圖15所示，形成「第1距離效果係數Ed=0.4096」。因此，圖18所示的式(3)，成為圖19所示的式(4)。

如此一來，當工具3的加工點從第1加工點T1的一點加工，進入第1加工點T1與第2加工點T2的兩點加工時，因應工具3接近第2加工點T2時的距離，如圖15的圖形F1所示，使第1距離效果係數Ed形成變化。因此，當從一點加工進入兩點加工時，可迴避因校正而產生之劇烈的工具3的位置變動。因為這緣故，能穩定地實施工具3對工件5的加工。

[NC程式之校正處理的說明] 以下，參考圖20所示的流程圖，說明第1實施形態之加工裝置1的加工點校正處理的處理步驟。圖20所示的處理，是由圖1所示的控制部13及電腦33的演算部33a所執行。此外，以下所示的處理，被作為電腦程式而記憶於電腦33。

首先，在圖20所示的步驟S11中，由圖1所示的CAM39，製作「成為工具3之加工路徑的NC程式」。此時的加工路徑，是可將工具3正確地安裝於工具保持部9的心軸29，且工具3不存在形狀誤差時的加工路徑。

在步驟S12中，控制部13的位置偏移偵測部131，算出工具3的理想輪廓線P1。理想輪廓線P1，可從記憶體14所記憶的理想工具的尺寸讀取。

在步驟S13中，位置偏移偵測部131，取得工具3的實際輪廓線P3。具體地說，由雷射測量器(圖1所示的工具形狀測量裝置31)從工具3的側面方向照射雷射，並藉由偵測已通過工具3的雷射，可算出輪廓線P2，故依據該輪廓線P2算出實際輪廓線P3(請參考圖3(a)、圖3(b))。

在步驟S14中，位置偏移偵測部131，依據理想輪廓線P1與實際輪廓線P3，算出工具3的圓弧形狀部之每個角度方向的校正值，並更進一步將所算出的校正值設定為參考符號＃500~＃590(請參考圖4)。

在步驟S15中，演算部33a的位置偏移校正部331，算出工件5於第1加工點T1的單位法線向量V1，並更進一步採用參考符號＃500~＃590所記憶的校正值，校正X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之加工點的座標。具體地說，依據「工具3接觸第1加工點T1的位置」亦即加工位置的角度(0°~90°)，取得譬如參考符號＃564所設定的校正值。不僅如此，將單位法線向量V1分解成X軸方向、Y軸方向、Z軸方向的成分，並藉由乘以上述的校正值，而校正X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之加工點的座標。

在步驟S16中，演算部33a的距離效果係數算出部332，算出「因應工具3與第2加工點T2間之距離」的第1距離效果係數Ed。具體地說，依據圖15所示的圖形F1，算出「隨著接近第2加工點T2而變大」的第1距離效果係數Ed(0~1的數值)。

在步驟S17中，演算部33a的位置偏移校正部331，採用第1距離效果係數Ed來校正工具3之加工位置的座標。具體地說，依據圖18所示的式(3)，校正工具3之加工位置的X座標、Y座標、Z座標。在此之後，結束本處理。

如此一來，當從一點加工進入兩點加工時，藉由設定「因應工具3與第2加工點T2間之距離」的校正值，可將NC程式的座標值校正成適當的數值。然後，藉由實施採用了經校正後之NC程式的控制，能穩定地實施工件5的加工。

[第1實施形態之效果的說明] 如此一來，在第1實施形態之工件的加工裝置1中，採用工具3(球形端銑刀)加工工件5。然後，當工具3的加工點從第1加工點T1的一點加工，進入第1加工點T1與第2加工點T2的兩點加工時，因應工具3接近第2加工點T2時的距離，演算第1距離效果係數Ed。然後，因應第1距離效果係數Ed，使第2加工點T2的校正值形成變化。

因此，一旦工具3接近第2加工點T2，便會考慮第2加工點T2的校正值，而校正工具3的加工位置。因此，當從一點加工進入兩點加工時，可以避免工具3「未到達第2加工點T2」、和「從第2加工點T2咬入工件5進而加工」等問題的產生。

不僅如此，在第1實施形態之工件的加工裝置1中，當從一點加工進入兩點加工時，可避免急遽地接觸第2加工點T2的情形。因為這緣故，能穩定地對工件5加工。

此外，第1實施形態之工件的加工裝置1，如圖18所示，將校正後之加工路徑的演算式記憶於記憶體14，並將參考符號＃500~＃590代入該演算式而校正三維座標。因為這緣故，可減輕加工時的演算負荷，能縮短工件5之加工所需的時間。

雖然在第1實施形態中，是針對「以0°~90°的範圍，算出工具3的圓弧形狀部之每1°的校正值」的例子進行了說明，譬如圖21所示，在角度為63.9°的場合中，亦能以1比9的比例，對與其接近之63°的參考符號＃563、與64°的參考符號＃564進行分配，而求出修正值。藉由採用這樣的手法，能實施精確度更高之加工點的校正處理。

[第2實施形態的說明] 接著，針對第2實施形態進行說明。在第1實施形態中，說明了對工件5所存在之「第1加工面M1上的第1加工點T1」及「第2加工面M2上的第2加工點T2」實施兩點加工時的校正。在第2實施形態中，針對三點加工進行說明。

圖22，是顯示三點加工時，工件之加工面構造的說明圖。如圖22(a)所示，在長方體形狀的工件51形成不對稱之V字型的缺口部52，此外，如圖22(b)所示，假定為「將平板53從傾斜的方向插入工件51之缺口部52」的形狀。然後，如圖22(c)所示，將被缺口部52及平板53所圍繞的3的面，分別作為第1加工面M1、第2加工面M2、第3加工面M3。然後，在第2實施形態中，設定從「第1加工面M1上的加工點與第2加工面M2上的加工點」的兩點加工，進入「增加了第3加工面M3上之加工點(第3加工點)」的三點加工時之工具3的校正值。以下，進行詳細的說明。

首先，假定為第1加工面M1與第2加工面M2的兩點加工，採用第1實施形態的手法，校正工具3的加工位置。接著，通過第1加工面M1與第2加工面M2的加工點或者接近點，並且定義「由各加工面M1、M2之加工點的單位法線向量所規定的平面S(特定平面)」。此時，形成如圖23(a)所示，在平面S不止第1加工面M1、第2加工面M2之加工點的單位法線向量，連加工點或者接近點的迴避向量也登上平面S上。

亦即形成：用於第1加工面M1與第2加工面M2之加工點的校正的所有向量，存在平面S上。換言之，用來校正第1加工點T1的校正向量、與用來校正第2加工點T2的校正向量，存在平面S上。因此，如圖23(b)所示，在用來校正「第1加工面M1與第2加工面M2上之加工位置」的處理中，無論工具3的輪廓誤差具有哪一種的凹凸，在總和了所有校正動作的最後，用來校正加工位置的移動向量(將其作為「移動向量Vc12」)也存在平面S上。

接著，將工具3對第3加工面M3的加工加入考慮。此時，有必要校正以下所示的(A)、(B)。 (A)傳統上所執行的第3加工面M3之法線方向的校正。 (B)消除「因第1加工面M1與第2加工面M2的校正動作所產生之對第3加工面M3的咬入、或者切入不足」。

圖24(a)，是第1~第3加工面M1~M3從工具3的軸方向觀看時的上視圖。圖24(a)所示的向量Vc12，表示圖23(b)所示的「移動向量Vc12」。移動向量Vc12沿著平面S。在圖24(a)所示的第3加工面M3設定任意的方向Y1，圖24(b)顯示從通過該方向Y1的垂直方向之平面的法線方向所見的圖。如圖24(b)所示，藉由使工具3沿著移動向量Vc12移動，在工具3與第3加工面M3之間，產生朝第3加工面M3的法線方向的分離向量Vne3。

在此，倘若將第3加工面M3的單位法線向量作為Vun3，分離向量Vne3能以移動向量Vc12與上述單位法線向量Vun3之間的純量積算出。亦即，能以「Vne3=Vc12．Vun3」算出。上述的「．」表示向量的純量積。此外，分離向量Vne3的方向，與單位法線向量Vun3的方向相同。

然後，在理想狀態(移動向量Vc12為零的狀態)中，只要工具3接觸於第3加工面M3，且只要使分離向量Vne3直接朝相反的方向移動，便能消除因「在第1加工面M1與第2加工面M2之間實施的校正」所造成的影響。亦即，如圖25所示，設定成為分離向量Vne3之相反方向的向量VcB3。

接著，執行上述(A)所示的校正。具體地說，與第1實施形態所示的校正相同，只要工具3接近、或者咬入第3加工面M3，便演算用來使工具3朝第3加工面M3的法線方向移動的校正值。將該向量作為VcA3。舉例來說，在如圖26(a)所示，工具3咬入第3加工面M3的場合中，如圖26(b)所示，只要使工具3形成向量VcA3的移動，便能避免咬入。

然後，算出總和了前述向量VcB3與向量VcA3的向量Vc3。亦即，(向量Vc3)=(向量VcA3)+(向量VcB3)。經總和的向量Vc3，是為了加工第3加工面M3之必要的校正向量。

在此，由於「在第1加工面M1與第2加工面M2之間，起因於工具3之輪廓誤差」的校正已經完成，因此，一旦對工具3的加工位置加入新的校正，將產生上述校正失效的疑慮。但是，如先前所述，第1加工面M1與第2加工面M2之間的最終移動向量，亦即圖23(b)所示的移動向量Vc12，是平面S上的向量。因此，只要是朝向「正交於平面S的方向(平面S的法線方向)」的移動，移動向量Vc12便不受影響。因此，不會對第1加工面M1與第2加工面M2之間的校正造成影響。

因此，如圖27(a)、圖27(b)所示，向量Vc3(VcB3與VcA3的總和向量)，只要能換成平面S之法線方向的向量即可。將該法線方向的向量作為「VcS3」。

在此，向量Vc3與向量VcS3的方向，可一起從CAD資料取得，能事先算出。因此，向量VcS3的大小，只要根據向量Vc3的大小(包含正負符號)即可。

如圖28(a)~圖28(c)所示，倘若將向量Vc3與向量VcS3所形成的角度作為θ2，可獲得以下的式(5)。

亦即，

截至目前為止，由於求出向量VcS3的大小(包含正負符號)，並且向量VcS3的方向可從CAD資料取得，因此確定向量VcS3。

因此，可獲得考慮了「第1加工面M1、第2加工面M2、第3加工面M3之整體的校正」的校正向量，亦即「向量Vc12+向量VcS3」。

向量Vc12，由於是以前述的第1實施形態所求得，因此，以下具體地說明算出「向量VcS3」的步驟。

在工具3以「第1加工面M1與第2加工面M2的兩點接觸」對工件5加工的場合中，藉由前述圖18所示的式(3)，校正X、Y、Z的各座標。然後，倘若將上述的向量Vc12的X軸成分作為Vc12x，將Y軸成分作為Vc12y，並將Z軸成分作為Vc12z，則圖18所示的式(3)，便成為以下的式(6)。

在以三個加工面M1、M2、M3的三點接觸對工件5加工的場合中，加入上述的向量VcS3。倘若將向量VcS3的X軸成分作為VcS3x，將Y軸成分作為VcS3y，並將Z軸成分作為VcS3z，X、Y、Z座標便成為以下的式(7)。

因此，只要能將式(7)製作成具體的NC程式，便能實施利用工具3之三點接觸的加工。

首先，算出「因應工具3與第3加工面M3之間的距離而變化的係數」亦即第2距離效果係數Ed3。第2距離效果係數Ed3的算出方法與前述的第1距離效果係數Ed的算出方法相同，第2距離效果係數Ed3是以「0~1」的範圍形成變化的參數(parameter)。此外，在工具3已接觸第3加工面M3的場合中，Ed3=1。

一旦算出第2距離效果係數Ed3，便執行上述的(A)所示之法線方向的校正。具體地說，算出工具3對第3加工面M3的校正向量。該校正向量的X、Y、Z分別做為VcAx、VcAy、VcAz。此外，倘若將第3加工面M3之加工點的單位法線向量的X、Y、Z成分分別作為i3、j3、k3，並將對應於「工具3接觸第3加工面M3之角度」的參考符號作為＃50D，上述的校正向量便能以下述的式(8)算出。

接著，執行用來消除「因上述(B)所示之第1加工面M1與第2加工面M2的校正動作，而產生之對第3加工面M3的咬入、或者切入不足」的處理。

如圖23所示，和「第1加工面M1與第2加工面M2的最終移動向量Vc12」及「第3加工面M3的單位法線向量的純量積(將其作為「IPS3c12」)」形成相反方向的部分，成為用來消除咬入或者切入不足的校正向量。倘若將該向量作為「VcB3」，向量VcB3之X、Y、Z成分的VcB3x、VcB3y、VcB3z，便能以圖29所示的式(9)算出。在式(9)中，為IPS3c12=i3×Vc12x+j3×Vc12y+k3×Vc12z」。

總和上述的式(8)與式(9)，算出工具3對第3加工面M3的校正向量Vc3(Vc3x、Vc3y、Vc3z)。亦即，採用以下的式(10)，算出校正向量Vc3。

接著，將校正向量Vc3換成平面S之法線方向的向量，並將其作為向量VcS3。

此時，平面S的單位法線向量(亦即，向量VcS3的方向)可事先獲得。但是，向量VcS3的大小｜VcS3｜，必須將求出「｜Vc3｜/cosθ2」的計算，作為NC程式記述。特別是向量之大小(純量(scalar))的計算，可藉由演算X、Y、Z之各成分的平方總和的平方根而算出。但是，該演算，對寫入NC程式的1行而言過長。

有鑑於此，倘若演算向量VcS3、與本身的單位向量(i3、j3、k3)之間的純量積，則為「cos(0°)=1」，因此可演算純量。不僅如此，也不會失去向量VcS3的符號(Sign(VcS3))。亦即，可獲得以下的式(11)。

倘若將平面S的單位法線向量作為i4、j4、k4，並將第3加工面M3與平面S所形成的角度作為θ2，進而展開第3加工面M3的最終校正向量Vc3，則成為圖30所示的式(12)。其中，i4、j4、k4的方向，是與第3加工面M3的法線接近的方向，亦即「與第3加工面M3的法線之間的純量積成為正值」的方向。

從圖30所示的式(12)可理解，「Vc3x×i3+Vc3y×j3+Vc3z×k3」的項，無論X、Y、Z軸呈現共通。倘若將該項展開，便成為圖31所示的式(13)。

倘若更進一步將式(13)所示的「IPS3c12」，則成為圖32所示的式(14)。

因此，根據圖30～圖32所示的式(12)~(14)，展開向量VcS3。這些式所含有的項為：各面之加工點的單位法線向量；迴避向量；第1距離效果係數；第2距離效果係數；三角函數；加工時所決定的參考符號＃50A、＃50C、＃50D，是已知的數值。因此，能算出工具3之最終的「移動向量VcS3」。

具體地說，倘若依據前述的式(3)及式(12)而將式(7)展開，便可獲得圖33所示的式(15)~式(18)。

不僅如此，倘若參考式(15)、式(18)，則可彙整為圖34所示的式(19)。在式(19)中，Px、α、β、γ全部是實數(real number)。因此，實際加工時NC程式所造成的演算負荷不高。

如此一來，藉由採用移動向量VcS3來校正工具3的加工位置，可在工具3接觸工件5的三個面進行加工的場合中，執行「考慮了工具3之輪廓誤差」的穩定加工。

[第2實施形態之效果的說明] 如此一來，在第2實施形態的加工裝置中，當工具3從工件5之第1加工面M1與第2加工面M2的兩點加工，進入第3加工面M3的三點加工時，算出「相對於平面S成為法線方向」的向量，並藉由校正該向量，而避免工具3與第3加工面M3之間的干涉。

除此之外，從兩點加工進入三點加工時，當工具3(端銑刀)與第3加工點之間的距離接近特定的距離以內之際，依據第1加工點的校正值、第2加工點的校正值、第3加工點的校正值、第1距離效果係數、第2距離效果係數，來校正位置偏移。

因此，當從工具3對第1加工面M1與第2加工面M2的兩點加工，進入包含第3加工面M3的三點加工時，可以消除工具3對第3加工面M3的咬入、或者切入不足。其結果，即使在三點加工中，也能高精確度地加工工件5。

以上，雖然揭示了若干的實施形態，但本發明並不侷限上述所揭示的內容及圖面。對該技術領域的業者而言，根據以上的揭示，能夠明白各種的替代實施形態、實施例及技術的運用，而這些當然屬於本發明所揭示的範圍。

1:加工裝置 3:工具(端銑刀、球形端銑刀) 5,51:工件 7:工件保持部 9:工具保持部 13:控制部 14:記憶體 17:前端部 19:底座 21:工作台 23:機柱(column) 25:主軸支承體 27:主軸框體 29:心軸 31:工具形狀測量裝置 33:電腦 33a:演算部 37:CAD資料 41,43:加工路徑(machining path) 52:缺口部 53:平板 131:位置偏移偵測部 331:位置偏移校正部 332:距離效果係數算出部 333:記憶部 M1:第1加工面 M2:第2加工面 M3:第3加工面 P1:工具的理想輪廓線 P2:工具的輪廓線 P3:工具的實際輪廓線 T1:第1加工點 T2:第2加工點

[圖1]：圖1為示意地顯示實施形態之工件的加工裝置之構造的塊狀圖。 [圖2]：圖2是顯示利用工具（球形端銑刀）加工工件時之樣子的說明圖。 [圖3]：圖3(a)為顯示實際的輪廓線對已靜止之工具的理想輪廓線的輪廓誤差的說明圖，圖3(b)為顯示當使實際的工具轉動時，實際輪廓線與理想輪廓線之間的輪廓差異的說明圖。 [圖4]：圖4為顯示每個產生於工具之角度的輪廓誤差的說明圖。 [圖5]：圖5是顯示工具沿著工件的加工路徑移動之樣子的說明圖。 [圖6]：圖6為顯示工具之加工位置的座標式的圖，顯示對輪廓誤差的校正未執行之加工位置的座標。 [圖7]：圖7為顯示工具之加工位置的座標式的圖，顯示已執行對輪廓誤差之校正的加工位置的座標。 [圖8]：圖8是顯示從一點加工進入兩點加工時，工具對工件之加工位置的說明圖，其中圖8(a)顯示工具接近加工點Tt1的樣子，圖8(b)顯示工具已到達加工點Tt1時所產生之咬入的樣子，圖8(c)顯示用來避免咬入之校正的樣子，圖8(d)顯示具體的校正的樣子。 [圖9]：圖9(a)、圖9(b)為顯示實施圖8(d)所示之校正時，工具之位置座標的圖。 [圖10]：圖10(a)~圖10(c)為顯示當於工具產生輪廓誤差時，工件之加工點的說明圖。 [圖11]：圖11(a)、圖11(b)為顯示當工具的實際輪廓線比理想輪廓線更突起時，工具之加工位置的說明圖。 [圖12]：圖12為顯示當工具的實際輪廓線與理想輪廓線一致時、實際輪廓線小於理想輪廓線時、實際輪廓線大於理想輪廓線時，加工之樣子的說明圖。 [圖13]：圖13為顯示「工具與工件間之距離」的理想值、與實際的數值間之關係的圖表，Sa表示實際輪廓線與理想輪廓線一致時，Sb表示實際輪廓線小於理想輪廓線時，Sc表示實際輪廓線大於理想輪廓線時。 [圖14]：圖14為顯示採用距離效果係數，校正了圖13所示之Sa、Sb、Sc各圖形的圖表。 [圖15]：圖15為顯示「從加工點起的距離Da」與「距離效果係數Ed」間之關係的圖表。 [圖16]：圖16為對比顯示圖14與圖15所示之圖形的圖表。 [圖17]：圖17為顯示當工具的加工點從第1加工面M1移往第2加工面M2時，工具與工件之位置關係的說明圖。 [圖18]：圖18為顯示採用距離效果係數，校正了工具的加工位置之座標式的圖。 [圖19]：圖19為顯示將具體的距離效果係數的數值，代入圖18所示之式子的式子圖。 [圖20]：圖20為顯示第1實施形態之工件的加工裝置中，用來校正NC程式之處理步驟的流程圖。 [圖21]：圖21為顯示以小於1°的單位來設定工具之輪廓誤差時的樣子的說明圖。 [圖22]：圖22(a)~圖22(c)為顯示用來實施「在工件存在3個面的三點加工」之加工面的說明圖。 [圖23]：圖23(a)為顯示圖22(c)所示的3個面之中，包含「第1加工面的法線與第2加工面的法線」之平面S的說明圖，圖23(b)為顯示已藉由平面S上的移動向量校正了工具的樣子的說明圖。 [圖24]：圖24(a)、圖24(b)為顯示已藉由移動向量校正了工具時，工具與第3加工面之分離的說明圖。 [圖25]：圖25為顯示用來校正圖24(b)所示之分離的向量的說明圖。 [圖26]：圖26(a)、圖26(b)為顯示因工具的輪廓誤差而使工具咬入第3加工面時之校正向量VcA3的說明圖。 [圖27]：圖27(a)、圖27(b)為顯示「垂直於平面S之校正向量」的計算方法的說明圖。 [圖28]：圖28(a)~圖28(c)為顯示工具咬入第3加工面時之校正的說明圖。 [圖29]：圖29為顯示用來消除「因第1加工面與第2加工面的校正處理所產生之對第3加工面的咬入」的校正向量式子的圖。 [圖30]：圖30為顯示第3加工面之校正向量式子的圖。 [圖31]：圖31為顯示將「圖30的式子(12)所示的部分項目」予以展開之式子的圖。 [圖32]：圖32為顯示將「圖31的式子(13)所示的部分項目」予以展開之式子的圖。 [圖33]：圖33為顯示已將最終的校正向量之X、Y、Z座標予以展開之式子的圖。 [圖34]：圖34為顯示已將最終的校正向量予以整合之式子的圖。

1:加工裝置

3:工具(端銑刀、球形端銑刀)

5:工件

7:工件保持部

9:工具保持部

13:控制部

14:記憶體

19:底座

21:工作台

23:機柱

25:主軸支承體

27:主軸框體

29:心軸

31:工具形狀測量裝置

33:電腦

33a:演算部

37:CAD資料

39:CAM

41,43:加工路徑

131:位置偏移偵測部

331:位置偏移校正部

332:距離效果係數算出部

333:記憶部

Claims (7)

1. 一種工件的加工方法，是將工件加工成所期待之形狀的加工方法，具備：用來偵測位置偏移的步驟，該位置偏移是當端銑刀由工具保持部所保持時，作為前述端銑刀之輪廓線的實際輪廓線、與作為理想形狀的前述端銑刀之輪廓線的理想輪廓線之間的位置偏移，前述端銑刀的下端成為半球形狀，並以轉動軸作為中心而轉動，用來對前述工件進行切削加工；用來算出校正值的步驟，該校正值用來校正：在以前述半球形狀的中心作為基準的複數個角度方向中，前述理想輪廓線與前述實際輪廓線之間的前述位置偏移；用來算出第1距離效果係數的步驟，採用第1演算式算出該第1距離效果係數，該第1演算式是當前述端銑刀的加工點，從前述工件的第1加工面之第1加工點的一點加工，進入前述第1加工點與不同於第1加工面的第2加工面之第2加工點之間的兩點加工時，前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離的函數，前述第1距離效果係數表示加工前述第2加工點時之前述位置偏移的影響大小；用來校正前述位置偏移的步驟，當前述端銑刀執行前述一點加工時，依據前述校正值校正前述第1加工點的位置偏移，當從前述一點加工進入前述兩點加工時，於前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離接近特定的距離以內之際，依據前述第1加工點的前述校正值、與前述第1距離 效果係數，校正前述位置偏移，前述第1距離效果係數，是對應於前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離而在0~1的範圍形成變化的係數，前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離越短，則變化率越大，當前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離為零時則成為1。
2. 如請求項1所記載之工件的加工方法，其中前述第1距離效果係數設定為：前述端銑刀越接近前述第2加工點，則越大。
3. 如請求項2所記載之工件的加工方法，其中前述第1距離效果係數，隨著從前述特定的距離朝前述第2加工點接近，其增加率產生變化而緩緩地增加。
4. 如請求項1至請求項3的其中任一項所記載之工件的加工方法，其中更進一步具備以下的步驟：當已校正了前述第1加工點的位置偏移時，在前述端銑刀接觸前述第2加工面的場合中，將咬入前述第2加工面的量，作為第1迴避量演算，當已校正了前述第2加工點的位置偏移時，在前述端銑刀接觸前述第1加工面的場合中，將咬入前述第1加工面的量，作為第2迴避量演算，當由前述端銑刀加工前述第1加工面、前述第2加工面時，依據前述第1迴避量及前述第2迴避量，校正加工前述第1加工面時前述端銑刀的位置偏移、以及加工前述第2加工面時前述端銑刀的位置偏移。
5. 如請求項1至請求項3的其中任一項所記載之工件的加工方法，其中當前述端銑刀的加工點，從前述第1加工面的第1加工點與前述第2加工面的第2加工點之間的兩點加工，進入包含與前述第1加工面及前述第2加工面不同的第3加工面之第3加工點的三點加工時，將含有用來校正前述第1加工點之校正向量與用來校正前述第2加工點之校正向量的平面定義為特定平面，在正交於前述特定平面的方向，算出前述第3加工點的校正值，並依據前述第3加工點的前述校正值，校正前述位置偏移。
6. 如請求項1至請求項3的其中任一項所記載之工件的加工方法，其中當前述端銑刀的加工點，從前述第1加工面的第1加工點與前述第2加工面的第2加工點之間的兩點加工，進入包含與前述第1加工面及前述第2加工面不同的第3加工面之第3加工點的三點加工時，更進一步具備以下的步驟：採用前述端銑刀與前述第3加工點之間的距離的函數亦即第2演算式，算出第2距離效果係數的步驟，該第2距離效果係數表示加工前述第3加工點時前述位置偏移之影響的大小；當從前述兩點加工進入前述三點加工時，位置偏移校正部，於前述端銑刀與前述第3加工點之間的距離接近特定距離以內之際，依據前述第1加工點的前述校正值、前述第2加工點的前述校正值、前述第3加工點的前述校正 值、前述第2距離效果係數，校正前述位置偏移的步驟，前述第2距離效果係數，是對應於前述端銑刀與前述第3加工點之間的距離而在0~1的範圍形成變化的係數，前述端銑刀與前述第3加工點之間的距離越短，則變化率越大，當前述端銑刀與前述第3加工點之間的距離為零時則成為1。
7. 一種工件的加工裝置，是將工件加工成所期待的形狀之工件的加工裝置，具備：端銑刀，下端成為半球形狀，以轉動軸作為中心而轉動，用來切削加工前述工件；工具的保持部，用來保持前述端銑刀；位置偏移偵測部，用來偵測當前述端銑刀由前述工具保持部所保持時，作為前述端銑刀之輪廓線的實際輪廓線、與作為理想形狀的前述端銑刀之輪廓線的理想輪廓線之間的位置偏移；位置偏移校正部，算出用來校正位置偏移的校正值，並依據所算出的校正值，校正前述端銑刀的位置偏移，前述位置偏移，是以前述半球形狀的中心作為基準的複數個角度方向中，前述理想輪廓線與前述實際輪廓線之間的位置偏移；距離效果係數算出部，採用第1演算式算出第1距離效果係數，該第1演算式是當前述端銑刀的加工點，從前述工件的第1加工面之第1加工點的一點加工，進入前述第1加工點與不同於第1加工面之第2加工面的第2加工點之間 的兩點加工時，前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離的函數，前述第1距離效果係數表示加工前述第2加工點時之前述位置偏移的影響大小，前述位置偏移校正部，在前述端銑刀執行前述一點加工時，依據前述校正值校正前述第1加工點的位置偏移，當從前述一點加工進入前述兩點加工時，於前述端銑刀與前述第2加工點之間的距離接近特定距離以內之際，依據前述第1加工點的前述校正值與前述第1距離效果係數，校正前述位置偏移。

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