具体实施方式

图1示出根据实施方式的通过使用触针刀具200成形来形成零件102的零件成形机100。在各种实施方式中，零件成形机100可以是通过渐进板材成形工艺来形成零件的渐进板材成形机；然而，在替代实施方式中，可提供使用其它制造工艺(例如，剪切旋压或铣削)的其它类型的机器。零件成形机100包括控制零件成形机100的其它组件的操作的控制器104。控制器104包括计算机106，包括联接到计算机106的用户接口108。用户接口108包括显示器110和用户输入112，例如键盘、鼠标或其它用户输入装置。控制器104包括刀具路径生成模块120以用于在成形工艺期间生成用于形成零件102的刀具路径。在各种实施方式中，零件成形机可以是CNC机床。零件成形机100可在成形期间使用背衬支撑或模具来支撑零件。如两点渐进板材成形中一样，背衬支撑可以是凹支撑模或凸支撑模。在其它各种实施方式中，如单渐进板材成形中一样，零件成形机100可不使用背衬支撑模。零件成形机可用于使用两个触针刀具200的双面渐进板材成形。

零件成形机100包括保持触针刀具200的夹头150。夹头150可按垂直取向保持触针刀具200；然而，在替代实施方式中，夹头可按其它取向(例如，水平地)保持触针刀具200。夹头150可位于零件上方以用于从上方形成零件。然而，在替代实施方式中，夹头150可位于零件下方以用于从下方形成零件。在各种实施方式中，夹头150可为可旋转的。例如，夹头150可联接到通过电机152旋转的心轴。电机152在操作上联接到控制器104并且可基于来自控制器104的输入来控制，例如控制开/关、旋转速度、旋转方向等。电机152可以是步进电机、伺服电机或另一类型的电机。在替代实施方式中，触针刀具200是非旋转触针刀具。在这些实施方式中，零件成形机100可未设置有电机152。在另外的实施方式中，触针刀具200可以是切削刀具，例如用于铣削的槽刨。

零件成形机100包括刀具定位器160，其被操作以使夹头150和触针刀具200在三维工作空间中移动以用于形成零件102。在实施方式中，刀具定位器160包括X定位器162、Y定位器164和Z定位器166。例如，X定位器162可以是可在轨道上滑动以将电机152和夹头150在X方向上定位的鞍座或托架，Y定位器164可以是可在轨道上滑动以将电机152和夹头150在Y方向上定位的鞍座或托架，Z定位器166可以是可在轨道上滑动以将电机152和夹头150在Z方向上定位的鞍座或托架。在替代实施方式中，可使用其它类型的刀具定位器160。例如，在其它各种实施方式中，刀具定位器160可以是多轴定位器，例如机器人臂。刀具定位器160在操作上联接到控制器104并且可基于刀具路径生成模块120所生成的刀具路径来控制。

触针刀具200包括在柄204与头部206之间延伸的刀具主体202。柄204和头部206可以是一体结构。柄204和头部206沿着刀具轴线208延伸。柄204被安装在夹头150中。柄204具有被构造为装载到夹头150中的柄直径。头部206在柄204的基部210与尖端212之间延伸。尖端212沿着刀具轴线208设置在刀具主体202的底部。基部210的轴直径可等于柄直径或者可大于或小于柄直径。

头部206具有在基部210与尖端212之间的成形面220。随着触针刀具沿着刀具路径移动，成形面220被压向板材以形成零件。表面220可以是用于切削零件的切削面，例如铣削工艺中一样。切削面由通过使弯曲轮廓绕刀具柄的轴线旋转而生成的轴对称表面包络。成形面220由弯曲轮廓222限定。例如，成形面220是通过使弯曲轮廓222绕轴线208回转而生成的回转面。弯曲轮廓222是可微分的(例如，平滑的)。弯曲轮廓222可以是连续的。弯曲轮廓222可以是不间断的。弯曲轮廓222界定头部206的凸形区域。成形面220关于刀具轴线208轴对称。在实施方式中，弯曲轮廓222的曲率随着成形面220的弯曲轮廓222的曲线长度线性改变。弯曲轮廓222可具有从尖端212到基部210减小的曲率半径。例如，弯曲轮廓222可以是回旋曲线的一部分。弯曲轮廓222可由式R*L＝A定义，其中R是曲率半径，L是沿着曲线长度的长度，并且A是比例因子。在各种实施方式中，弯曲轮廓222是非圆形的。例如，弯曲轮廓222可以是圆角矩形的一部分，或者由抛物线、椭圆、摆线曲线生成，或者可由诸如幂律曲线等的其它非圆形形状定义。一些非半球形刀具可改进所形成的零件的总体几何精度。在实施方式中，零件成形机100使用由具有参数轮廓的形状限定的触针刀具。零件成形机100被构造为使用具有从不同的轮廓曲线222(例如，不同的形状和不同的尺寸)生成的成形面220的不同类型的触针刀具200。零件成形机100能够针对各种不同样式的触针刀具200生成刀具路径。在各种实施方式中，曲线可从刀具轴线208延迟，例如在尖端212处包括平坦表面，然后过渡到弯曲轮廓222。弯曲轮廓222可在平坦表面与基部210之间延伸。

刀具路径生成模块120生成用于使用触针刀具200形成零件102的刀具路径。刀具路径基于正在形成的零件102的形状。刀具路径基于触针刀具200的成形面220的尺寸和形状。可选择成形面220的尺寸和形状以改进零件102的零件几何形状，例如选择以减小或最小化在渐进板材成形工艺中通常观察到的“铸板凹陷”和回弹效应。可基于零件102的形状(例如，零件102的表面的斜率、零件102的表面的曲率等)来选择成形面220的尺寸和形状。

刀具路径生成模块120包括刀具形状输入122、刀具尺寸输入124和零件形状输入126。刀具路径生成模块120可包括其它输入，例如尖端曲线延迟输入130、板材厚度输入132、进给率输入134、刀具路径方向输入136、刀具路径台阶尺寸输入138或其它输入。刀具路径生成模块120从期望的零件形状确定触针刀具200的刀具偏移面。刀具偏移面可受刀具形状、刀具尺寸、板材厚度等影响。

刀具形状输入122基于用于限定触针刀具200的成形面220的弯曲轮廓222的形状。刀具形状输入122可包括不同刀具形状的菜单，其可由用户在用户接口108处选择的，或者可包括向用户接口108处的文本框中的输入。例如，刀具形状可选自包括通过使圆形的一部分、回旋曲线的一部分、圆角矩形的一部分、抛物线的一部分、幂律曲线的一部分、椭圆的一部分或界定凸形区域的其它平滑曲线旋转而生成的那些刀具形状的刀具形状列表。刀具路径生成模块120包括用于生成刀具路径的与刀具形状关联的数学公式。该数学公式可为隐式、显式、参数式等。

刀具尺寸输入124基于触针刀具200的成形面220的尺寸。刀具尺寸输入124可包括菜单或输入框以识别触针刀具200的刀具尺寸。例如，刀具尺寸可基于触针刀具200(例如，基部210处)的直径。在各种实施方式中，基部210可为圆柱形。基部210可被倒角或具有其它形状以过渡到柄204。基部210可具有与刀具形状相比不同的形状(例如，从在成形面220的末端处与轮廓曲线相切的曲线生成的回转表面)，因此在成形面220与柄204之间限定过渡区域。基部210不用于零件成形。与刀具形状关联的数学公式(例如，变量、常数、方程等)影响刀具尺寸。对于给定刀具形状(例如，球形、回旋曲线等)，刀具尺寸影响弯曲轮廓222的曲率。

零件形状输入126基于正在形成的零件102的几何形状。零件形状输入126可基于零件102的设计规范。零件形状可以是通过设计程序(例如，计算机辅助设计(CAD)程序)生成的对象的数字文件。零件形状输入126可包括文件选择，例如文件目录或浏览器以选择零件形状。零件形状输入126可包括取向选择，例如选择零件的取向(例如，相对于水平面)。取向选择可限定零件的顶部、零件的底部、零件的侧面等。取向选择可基于从零件102的内部或外部形成的零件。

尖端曲线延迟输入130基于在尖端212处具有平坦表面的尖端212。因此，弯曲轮廓222在尖端212处延迟。尖端曲线延迟输入130可以是距离(例如，柄204的宽度的一半)，该距离是从菜单的选择或向用户接口108处的文本框中的输入。

板材厚度输入132影响由刀具路径生成模块120确定以生成刀具路径的刀具偏移。板材厚度输入132可以是距离。板材厚度输入132可以是从菜单的选择或向用户接口108处的文本框中的输入。

进给率输入134可影响成形工艺。进给率输入134是刀具沿着刀具路径移动的速度。例如，进给率输入134可按mm/分钟来表示。进给率输入134可以是从菜单的选择或向用户接口108处的文本框中的输入。

刀具路径生成模块120使用刀具路径方向输入136来生成刀具路径。成形工艺可以是形成零件102的连续工艺。成形工艺可分层执行。刀具路径方向输入136可限定从零件成形的开始到结束的刀具路径流。刀具路径方向输入136可包括不同类型的成形路径，例如离散(例如，阶梯)型成形、螺旋型成形等。在各种实施方式中，可针对各个台阶更改或改变刀具路径方向以抵消由成形工艺造成的扭转效应。刀具路径方向输入136可以是从菜单的选择或向用户接口108处的文本框中的输入。

刀具路径台阶输入138可限定零件成形的台阶或层之间的距离。刀具路径台阶输入138可以是距离。刀具路径台阶输入138可以是从菜单的选择或向用户接口108处的文本框中的输入。

图2示出根据实施方式的零件成形机100的一部分，示出触针刀具200。图3示出根据实施方式的零件成形机100的一部分，示出触针刀具200。图2和图3所示的触针刀具200具有相同的刀具形状；然而，触针刀具200具有不同的刀具尺寸。与图3所示的触针刀具200的基部210的轴直径相比，图2所示的触针刀具200的基部210的轴直径更大。触针刀具200的柄204的形状不同以过渡到夹头150。生成成形面220的弯曲轮廓222在尖端212和基部210之间具有不同的曲线长度。曲线长度取决于刀具形状和刀具尺寸。

图4示出根据实施方式的触针刀具200的集合201。在所示的实施方式中，集合201包括四个触针刀具，包括第一触针刀具200a、第二触针刀具200b、第三触针刀具200c和第四触针刀具200d。触针刀具200a、200b、200c、200d具有相同的刀具形状；然而，触针刀具200具有不同的刀具尺寸。第一触针刀具200a具有基部210a的第一轴直径211a。第二触针刀具200b具有基部210b的第二轴直径211b。第三触针刀具200c具有基部210c的第三轴直径211c。第四触针刀具200d具有基部210d的第四轴直径211d。各个触针刀具200的柄204可具有相同的柄直径以用于与夹头150(示出于图1)接口。用于生成成形面的弯曲轮廓222a、222b、222c、222d分别在触针刀具200a、200b、200c、200d的尖端212a、212b、212c、212d与基部210a、210b、210c、210d之间具有不同的曲线长度214a、214b、214c、214d。

图5示出根据实施方式的触针刀具200的一部分。图5示出触针刀具200的成形面220。成形面220由刀具轴线208处的尖端212与基部210(以虚线示出)之间的弯曲轮廓222限定。弯曲轮廓222是绕刀具轴线208旋转以限定成形面220的形状的生成曲线。在实施方式中，成形面220为非半球形。在实施方式中，弯曲轮廓222由具有X参数分量(径向分量)和Y参数分量(垂直分量)的参数方程定义。

在所示的实施方式中，弯曲轮廓222由回旋曲线224限定。弯曲轮廓222的参数方程由菲涅尔积分给出。弯曲轮廓222的曲率随成形面220的弯曲轮廓222的曲线长度线性改变。弯曲轮廓222具有从尖端212到基部210减小的曲率半径。例如，尖端212处(例如，点230处)的曲率半径大于弯曲轮廓222的末端处(例如，点232处)的曲率半径。在回旋曲线的情况下，尖端212处的弯曲轮廓222的曲率半径可被认为在尖端212处无穷大(例如，平坦)。由回旋曲线轮廓形成的成形面220在底部比相同轴直径的半球形触针刀具更平坦。在实施方式中，弯曲轮廓222可由式R*L＝A定义，其中R是曲率半径，L是从点230沿着弯曲轮廓222的曲线距离，并且A是比例因子。

图6示出根据实施方式的触针刀具200的一部分。图6示出根据实施方式的触针刀具200的成形面220。成形面220由尖端212与基部210(以虚线示出)之间的弯曲轮廓222限定。在所示的实施方式中，尖端212平坦。尖端212包括平坦表面226。弯曲轮廓222与刀具轴线208延迟或间隔开。例如，弯曲轮廓222径向向外平移较小距离，以在刀具的底部形成平坦表面226。在实施方式中，弯曲轮廓222由回旋曲线224限定，其用于生成成形面220(例如，绕轴线208的回转面)。弯曲轮廓222在平坦表面226与基部210之间延伸。弯曲轮廓222具有从平坦表面226到基部210减小的曲率半径。例如，弯曲轮廓222的曲率半径从基部210处的有限值增加以在平坦表面226处变为无穷大。

图7示出根据实施方式的触针刀具200p的集合201p，其具有与图4所示的触针刀具200不同的刀具形状。在所示的实施方式中，触针刀具200p的成形面220具有抛物线形状。成形面220由尖端212与基部210之间的弯曲轮廓222限定。集合201p包括两个触针刀具，这两个触针刀具具有在基部210处具有不同轴直径的抛物线形弯曲轮廓222。弯曲轮廓222具有取决于刀具形状和刀具尺寸的不同曲线长度214。抛物线触针刀具200p具有不同的焦距，其限定不同的弯曲轮廓222，因此限定不同的成形面220。

图8示出使用零件成形机100的刀具路径生成模块120来生成刀具路径的方法。刀具路径用于通过使用触针刀具200的制造工艺(例如，成形或铣削)来形成零件102。刀具路径生成模块120执行流程图中标识的各种步骤以生成形成零件的刀具路径。

在600，将零件形状输入到刀具路径生成模块120中。零件形状是零件102的目标几何形状和取向以确定正在形成的零件的形状。刀具路径生成模块120可接收接触点的集合(例如，部分几何形状或整个几何形状)。接触点的集合可在与用于形成零件的螺旋或台阶对应的平面上。零件形状可通过上传或选择通过设计程序(例如，计算机辅助设计(CAD)程序)生成的对象的数字文件来输入。

在602，将刀具形状和尺寸输入到刀具路径生成模块120中。刀具形状基于触针刀具200的弯曲轮廓222的成形面220。成形面220轴对称。成形面220的弯曲轮廓222是可微分的并且界定凸形区域。刀具路径生成模块120通过将零件形状法向偏移规定的距离来确定板材偏移面。在诸如板材成形操作的一些实施方式中，该距离可等于空白板材的厚度。在诸如铣削的其它实施方式中，该距离可为零，使得不出现与零件102的偏移。可选择在零件成形工艺中使用的特定触针刀具200以改进零件102的几何精度和/或表面光洁度。例如，选择触针刀具以提供减小或最小化在渐进板材成形工艺中通常观察到的“铸板凹陷”和回弹效应的刀具形状。可基于零件102的形状(例如，零件102的表面的斜率、零件102的表面的曲率等)选择刀具形状。刀具形状可基于触针刀具200的成形面。刀具形状可基于弯曲轮廓的形状。刀具形状可被输入到刀具路径生成模块120的刀具形状输入122中。刀具形状可通过从不同刀具形状的菜单选择刀具形状来输入，刀具形状可在用户接口108处选择。例如，刀具形状可选自包括圆形的一部分、回旋曲线的一部分、圆角矩形的一部分、抛物线的一部分、幂律曲线的一部分、椭圆的一部分或界定凸形区域的其它平滑曲线的刀具形状列表。刀具形状可被输入到用户接口108处的文本框中。可通过将与刀具形状关联的数学公式输入到刀具形状输入122中来输入刀具形状。刀具尺寸可基于触针刀具200的一部分的直径(例如，基部210的直径)。刀具尺寸可基于成形面220的最上边界处的头部的直径。刀具尺寸可被输入到刀具路径生成模块120的刀具尺寸输入124中。可通过从不同刀具尺寸的菜单选择刀具尺寸来输入刀具尺寸，刀具尺寸可在用户接口108处选择。例如，刀具尺寸可选自列表(例如，小、中、大)或者可选自尺寸的下拉菜单(例如，10mm、20mm等)。刀具尺寸可被输入到用户接口108处的文本框中。刀具尺寸可影响与刀具形状关联的数学公式(例如，影响数学公式内使用的常数)。

在610，刀具路径生成模块120在板材偏移面上拾取新的接触点410。在612，刀具路径生成模块120计算在垂直平面412中在接触点410处该面的斜率，该垂直平面412包含零件102的法线。该面与截平面的交叉限定零件曲线414，并且所计算的斜率是零件曲线在感兴趣的点处的斜率。

在614，刀具路径生成模块120确定在触针刀具200的弯曲轮廓222上的如下的点，即，该点具有与零件曲线414在接触点410处相同的斜率。在616，刀具路径生成模块120计算垂直平面412内的如下的刀具偏移向量，即，该刀具偏移向量与使得弯曲轮廓222上所计算的点与板材偏移面上的当前接触点410重合对应。将刀具偏移向量与接触点410相加定义了刀具偏移面上的单个点。该点可在零件几何形状的法线方向上相对于接触点偏移与弯曲轮廓222上的对应点的径向偏移分量相等的量，并且垂直偏移与弯曲轮廓222上的对应点的垂直偏移相等的量。刀具偏移面由以这种方式从零件102的表面上的所有可能接触点410计算的所有点的集合定义。由于零件几何形状上存在无穷量的可能接触点，所以通过选择多个接触点410来近似刀具偏移面，该面由通过这些点的插值定义。在一些实施方式中，接触点可以是零件102的成形或铣削表面的几何形状的离散网格表示中的整个点集合。在替代实施方式中，接触点可横跨零件间隔开预定间隔(例如，每隔0.1mm)，从而沿着零件102的表面形成接触点的网格。刀具偏移面限定偏移位置以用于定位用于形成或铣削零件102的触针刀具200的参考点。触针刀具200的参考点可以是触针刀具200的固定点，例如触针刀具200的尖端；然而，在替代实施方式中，参考点可处于其它位置。在诸如与渐进板材成形有关的各种实施方式中，可首先通过基于用于形成零件的板材的初始板材厚度在各个接触点410处添加固定法向偏移来确定刀具偏移面。然后，将该初始板材厚度偏移向量加到刀具偏移向量以限定刀具偏移面上的点。

在620，刀具路径生成模块120确定是否已处理所有选择的接触点410。在622，当还未处理所有接触点时，刀具路径生成模块120返回到步骤610以拾取新的接触点。在624，当已分析所有接触点时，刀具路径生成模块120输出针对各个接触点的刀具偏移位置作为定义用于形成零件的刀具偏移面的数据集。在626，刀具路径生成模块120通过在刀具偏移面上定义路径来生成刀具路径。如螺旋刀具路径的情况中一样，由刀具路径生成模块120生成的刀具路径可从工艺开始到工艺结束连续。在替代实施方式中，由刀具路径生成模块120生成的刀具路径可以是通过在Z坐标的特定值处获取刀具偏移面的切片而生成的多个等高线路径，以便生成Z级刀具路径。在另外的实施方式中，由刀具路径生成模块120生成的刀具路径可以是通过在X或Y坐标值的特定值或这些值的任何线性组合处获取刀具偏移面的切片而生成的多个等高线路径，以便生成花边(之字形)刀具路径。

在各种实施方式中，刀具路径生成模块120被配置为通过以与传统刀具路径生成算法相比减少的3D处理生成适当偏移来从零件102的表面生成刀具路径。在各种实施方式中，刀具路径生成模块120可使用假设来操作以简化与零件的目标表面的刀具偏移点的计算。例如，刀具路径生成模块120可使用触针刀具200的成形面220轴对称的假设，这允许在二维空间中求解针对给定点的刀具偏移面，从而在增加刀具路径生成的效率的同时降低算法复杂度。刀具路径生成模块120可使用弯曲轮廓222是可微分的并且在平面中界定凸形区域的假设。在各种实施方式中，刀具路径生成模块120可针对离散定义成形面(例如，使用离散点集合来定义生成曲线)和/或参数化定义成形面生成刀具路径。

图9示出根据实施方式的关于零件102定位的触针刀具的模型。虚线410示出接触点的轨迹。图10是根据实施方式的关于零件102定位的触针刀具的模型的一部分的放大图。刀具路径400用于使用触针刀具200形成零件102。触针刀具200跟随刀具路径400。刀具路径400是正形成的零件102所特定的。虚线410示出随着刀具200跟随刀具路径400，接触点的轨迹。刀具路径位于距零件102的刀具偏移面402处。刀具偏移面402可相对于触针刀具200的尖端212定义。刀具偏移面402基于触针刀具200的形状。刀具偏移面402基于零件在接触点处的斜率和表面法线。刀具偏移面402还基于用于形成零件102的板材的板材厚度。刀具偏移面402上的点可在X方向和/或Y方向和/或Z方向上相对于接触点410移位。

图11示出根据实施方式的用于零件102的刀具路径400的模型。刀具路径生成模块120识别零件上的多个接触点410。在各个接触点410处，刀具路径生成模块120定义包含零件102在接触点410处的法线的垂直平面412，以在垂直平面内限定零件的零件曲线414。刀具路径生成模块120可沿着零件曲线414识别多个接触点。

图12是示出根据实施方式的由刀具路径生成模块120确定的刀具偏移面的曲线图。图12示出用于形成零件的刀具偏移位置处的零件曲线414和触针刀具200。为了确定刀具偏移面上的点，刀具路径生成模块120计算在接触点410处零件曲线414的导数。刀具路径生成模块120确定触针刀具200的轮廓曲线222上的刀具接触点420，使得零件曲线414上的对应点具有与对应接触点410相同的导数值。在接触点410处用于形成零件102的触针刀具位置处于刀具偏移位置处。刀具偏移位置基于特定刀具形状和特定刀具尺寸。刀具偏移位置可以是刀具接触点410相对于尖端212的偏移，并且可具有X偏移和/或Y偏移和/或Z偏移。

将理解，以上描述旨在为例示性的，而非限制性的。例如，上述实施方式(和/或其方面)可彼此组合来使用。另外，在不脱离其范围的情况下可对本发明的教导进行许多修改以适应具体情况或材料。本文中所描述的尺寸、材料类型、各种组件的取向以及各种组件的数量和位置旨在限定某些实施方式的参数，决非限制而仅是实施方式。对于本领域技术人员而言在阅读以上描述时，权利要求的精神和范围内的许多其它实施方式和修改将显而易见。因此，本发明的范围应该参考所附权利要求书连同授权给这些权利要求的完整等效范围一起来确定。在所附权利要求书中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“在其中”的通俗同义词。此外，在随附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并非旨在对其对象强加数字要求。另外，随附权利要求的限制并非按照装置加功能格式撰写的，除非这些权利要求限制在没有另外的结构的功能陈述之前明确地使用短语“用于…的装置”。

此外，本公开包括根据以下条款的实施方式：

1.一种用于形成零件的触针刀具，该触针刀具包括：

柄，该柄被构造为联接到夹头以用于触针刀具的定位；以及

在柄处的基部与尖端之间延伸的头部，该头部具有在基部与尖端之间的成形面，该成形面轴对称并且通过使弯曲轮廓绕柄的轴线旋转来限定，该弯曲轮廓的曲率随成形面的弯曲轮廓的曲线长度线性改变。

2.根据条款1所述的触针刀具，其中，成形面的弯曲轮廓为非圆形的。

3.根据条款1所述的触针刀具，其中，成形面的弯曲轮廓是回旋曲线的一部分。

4.根据条款1所述的触针刀具，其中，弯曲轮廓具有从尖端到基部减小的曲率半径。

5.根据条款1所述的触针刀具，其中，弯曲轮廓由等式R*L＝A定义，其中R是曲率半径，L是沿着弯曲轮廓距尖端的曲线距离，并且A是比例因子。

6.根据条款1所述的触针刀具，其中，头部在尖端处包括平坦表面，弯曲轮廓在平坦表面与基部之间延伸。

7.一种使用零件成形机的刀具路径生成模块来生成使用触针刀具的刀具路径的刀具路径生成方法，该刀具路径生成方法包括以下步骤：

输入要制造的零件的零件形状；

基于刀具的头部在头部的尖端与头部的基部之间由弯曲轮廓限定的成形面来输入触针刀具的刀具形状，弯曲轮廓的曲率随成形面的弯曲轮廓的曲线长度线性改变；

基于刀具形状来确定用于零件形状的刀具偏移面；以及

基于刀具偏移面来生成用于形成零件的刀具路径。

8.根据条款7所述的刀具路径生成方法，其中，输入刀具形状的步骤包括将基部的直径输入到刀具路径生成模块中。

9.根据条款7所述的刀具路径生成方法，其中，确定刀具偏移面的步骤包括在零件的多个接触点处确定刀具偏移面。

10.根据条款9所述的刀具路径生成方法，其中，确定刀具偏移面的步骤包括：

在各个接触点处定义穿过零件的垂直平面，其中该平面还包含在该各个接触点处零件的法线，以在该垂直平面内限定零件的零件曲线；

计算在各个接触点处零件曲线的导数；以及

对于各个接触点，确定生成刀具的成形面的弯曲轮廓上具有与该各个接触点相同的导数值的点。

11.根据条款10所述的刀具路径生成方法，其中，生成刀具路径的步骤包括生成刀具偏移面上与期望的刀具接触点对应的指定点之间的刀具路径，以形成刀具路径。

12.根据条款7所述的刀具路径生成方法，其中，确定板材偏移面的步骤包括基于用于形成零件的板材的板材厚度为各个接触点添加固定偏移。

13.一种使用零件成形机的刀具路径生成模块来生成使用触针刀具的刀具路径的刀具路径生成方法，该刀具路径生成方法包括以下步骤：

输入要制造的零件的零件形状；

基于触针刀具的头部在头部的尖端与头部的基部之间由弯曲轮廓限定的成形面来输入触针刀具的刀具形状，该弯曲轮廓是可微分的并且界定凸形区域，成形面是轴对称的以用于形成零件；

输入触针刀具的头部的基部的刀具尺寸；

基于刀具形状和刀具尺寸来确定用于零件形状的刀具偏移面；以及

基于刀具偏移面和零件形状来生成用于形成零件的刀具路径。

14.根据条款13所述的刀具路径生成方法，其中，输入刀具形状的步骤包括从多个不同的刀具形状输入刀具形状。

15.根据条款13所述的刀具路径生成方法，其中，确定刀具偏移面的步骤包括使用零件的多个接触点来确定刀具偏移面。

16.根据条款13所述的刀具路径生成方法，其中，输入刀具形状的步骤包括输入切削刀具的包络形状。

17.根据条款13所述的刀具路径生成方法，其中，输入刀具形状的步骤包括输入冲压刀具形状。

18.根据条款13所述的刀具路径生成方法，其中，确定板材偏移面的步骤包括基于用于形成零件的板材的板材厚度为各个接触点添加固定偏移。

19.一种零件成形机，该零件成形机包括：

夹头；

刀具定位器，其在操作上联接到夹头以使夹头在三维工作空间中移动；

控制器，其在操作上联接到刀具定位器以用于控制夹头在工作空间中的位置，该控制器包括刀具路径生成模块以用于生成用于形成零件的刀具路径；以及

触针刀具，其联接到夹头以用于形成零件，该触针刀具包括在柄与头部之间延伸的刀具主体，柄联接到夹头，头部在柄处的基部与尖端之间延伸，头部在基部与尖端之间具有成形面，该成形面轴对称以用于形成零件，该成形面由具有曲率的弯曲轮廓限定，该弯曲轮廓是可微分的并且界定凸形区域，

其中，刀具路径生成模块基于由成形面限定的触针刀具的刀具形状来确定触针刀具的刀具路径。

20.根据条款19所述的零件成形机，其中，刀具形状可以是多个不同的刀具形状中的任一种。

21.根据条款19所述的零件成形机，其中，除了由成形面限定的触针刀具的刀具形状之外，刀具路径生成模块还基于刀具尺寸来确定触针刀具的刀具路径，刀具尺寸可以是针对给定刀具形状的多个不同的刀具尺寸中的任一种。

22.根据条款19所述的零件成形机，其中，生成成形面的弯曲轮廓为非圆形的。

23.根据条款19所述的零件成形机，其中，生成成形面的弯曲轮廓的曲率随生成成形面的弯曲轮廓的曲线长度线性改变。

24.根据条款19所述的零件成形机，其中，生成成形面的弯曲轮廓是回旋曲线的一部分。

25.根据条款19所述的零件成形机，其中，头部在尖端处包括平坦表面，弯曲轮廓在平坦表面与基部之间延伸。

26.一种零件成形机，该零件成形机包括：

夹头；

刀具定位器，其在操作上联接到夹头以使夹头在三维工作空间中移动；

控制器，其在操作上联接到刀具定位器以用于控制夹头在工作空间中的位置，该控制器包括刀具路径生成模块以用于生成用于形成零件的刀具路径；以及

触针刀具，其联接到夹头从而可通过夹头移动以用于形成零件，该触针刀具包括在柄与头部之间延伸的刀具主体，柄联接到夹头，头部在柄处的基部与尖端之间延伸，头部在基部与尖端之间具有成形面，该成形面是轴对称的以用于形成零件，该成形面由弯曲轮廓限定，该弯曲轮廓的曲率随成形面的弯曲轮廓的曲线长度线性改变，

其中，刀具路径生成模块基于由成形面限定的触针刀具的刀具形状来确定触针刀具的刀具路径。

27.根据条款26所述的零件成形机，其中，刀具路径生成模块基于由基部的直径限定的触针刀具的刀具尺寸来确定触针刀具的刀具路径，刀具尺寸可以是针对给定刀具形状的多个不同的刀具尺寸中的任一种。

28.根据条款26所述的零件成形机，其中，生成成形面的弯曲轮廓为非圆形的。

29.根据条款26所述的零件成形机，其中，成形面的弯曲轮廓是回旋曲线的一部分。

30.根据条款26所述的零件成形机，其中，头部在尖端处包括平坦表面，弯曲轮廓在平坦表面与基部之间延伸。