JP5249452B1 - 補正データを考慮した軌跡表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】補正データが適用されている実際の工作機械であっても、より簡便にモータの応答遅れを確認したり、サーボ調整を行う。
【解決手段】軌跡表示装置(20)は、複数のモータの第一位置指令を取得する第一位置指令取得部(21)と、位置検出器から複数のモータの第一位置フィードバックを取得する第一位置フィードバック取得部(23)と、複数のモータに対して作成された補正データを取得する補正データ取得部(22)と、第一位置指令から補正データを減算して第二位置指令を算出する第二位置指令算出部(24)と、第一位置フィードバックから補正データを減算して第二位置フィードバックを算出する、第二位置フィードバック算出部(25)と、第二位置指令に基づいて工具の先端点の指令軌跡を表示する指令軌跡表示部(28)と、第二位置フィードバックに基づいて工具の先端点のフィードバック軌跡を表示するフィードバック軌跡表示部(29)とを含む。
【選択図】図2

Description

本発明は、軌跡表示装置に関する。特に、本発明は、バックラッシ補正やピッチ誤差補正などの補正データを考慮して工具の先端点の軌跡を表示する軌跡表示装置に関する。
近年では、数値制御装置を用いて複数のモータを駆動し、ボールネジを介してテーブルを駆動して、工具を所望の位置に位置決めしている。このような機構においては、機械的なガタ(バックラッシ)およびボールネジのピッチのバラツキ(ピッチ誤差)が存在する。
このため、このようなバックラッシおよびピッチ誤差の影響を低減するために、バックラッシ補正およびピッチ誤差補正等の補正データが作成される。なお、工具の先端部を制御する場合には、加工条件によって工具長補正や工具径補正が、補正データとして使用される。
図8は、補正データの取扱いを説明するためのモータの位置制御に関するブロック図である。図8に示されるように、作成された補正データCは、モータの位置指令Pに加算され、補正後位置指令Pcが作成される。そして、モータMの検出器Dにより検出された位置フィードバックPfを補正後位置指令Pcから減算して、モータ用コントローラに出力し、それにより、モータMを制御している。
図8を参照して説明したように、補正データをモータの位置指令に重畳して制御することは一般的に行われている。例えば特許文献1には、送り方向および送り速度に応じてバックラッシ補正量を変化させることで、位置決め精度を向上させることが開示されている。
ところで、図9Aは円弧のための位置指令にバックラッシ補正を追加した際に、モータ端の位置指令から計算した指令軌跡を示す図であり、図9Bは、そのフィードバック軌跡を示す図である。これら図面に示される円弧はモータの位置指令Pに対応している。また、図9Aに破線で示される指令軌跡は補正後位置指令Pcに対応しており、図9Bに破線で示されるフィードバック軌跡は位置フィードバックPfに対応している。これら図面においては補正データC(バックラッシ補正)が位置指令Pに加算されているので、指令軌跡(図9A)およびフィードバック軌跡(図9B)は、位置指令Pに対応する円弧から逸脱した形状になっている。
さらに、図9Cは円弧のための位置指令にピッチ誤差補正を追加した際に、モータ端の位置指令から計算した指令軌跡を示す図9Aと同様な図であり、図9Dは、そのフィードバック軌跡を示す図9Bと同様な図である。また、図9Cに示される指令軌跡は補正後位置指令Pcに対応しており、図9Dに示されるフィードバック軌跡は位置フィードバックPfに対応している。これら図面においても補正データC(ピッチ誤差補正)が位置指令Pに加算されているので、指令軌跡(図9C)およびフィードバック軌跡(図9D)は、位置指令Pに対応する円弧から逸脱している。
特開平3-58102号公報
このように、補正データCをモータの位置指令Pに重畳した場合には、補正後位置指令Pcに基づいて算出された工具の軌跡が、位置指令Pに対応する軌跡とは一致しないようになる。言い換えれば、これら軌跡は補正データ分だけ互いに異なる。
ここで、機械的な誤差に対して、サーボの遅れによる過渡的な誤差は十分に大きい。このため、補正データが適用された実際の工作機械でモータの応答遅れを確認したり、サーボ調整を行ったりするときには、一時的に補正データを無効にする必要がある。つまり、補正後位置指令Pcから計算された軌跡が、モータの位置指令Pから算出された軌跡と一致する状態にして軌跡の確認を行っている。しかしながら、このような手法は操作者にとって非常に煩雑であり、時間がかかる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、バックラッシ補正やピッチ誤差補正などの補正データが適用されている実際の工作機械であっても、より簡便な方法でモータの応答遅れを確認したり、サーボ調整を行うことのできる、軌跡表示装置を提供することを目的とする。
前述した目的を達成するために1番目の発明によれば、複数の駆動軸によって工具の位置および姿勢を制御する工作機械の前記工具の先端点の軌跡を表示する軌跡表示装置であって、前記工作機械にはバックラッシ補正やピッチ誤差補正の補正データが適用されている軌跡表示装置において、数値制御装置により作成されていて前記複数の駆動軸のそれぞれを駆動する複数のモータのそれぞれの第一位置指令を取得する第一位置指令取得部と、前記複数のモータのそれぞれの位置を所定の制御周期毎に検出する複数の位置検出器から前記複数のモータのそれぞれの第一位置フィードバックを取得する第一位置フィードバック取得部と、前記複数のモータのそれぞれに対して作成された前記補正データを取得する補正データ取得部と、前記第一位置指令から前記補正データを減算して第二位置指令を算出する第二位置指令算出部と、前記第一位置フィードバックから前記補正データを減算して第二位置フィードバックを算出する、第二位置フィードバック算出部と、前記第二位置指令算出部により算出された前記第二位置指令に基づいて前記工具の先端点の指令軌跡を表示する指令軌跡表示部と、前記第二位置フィードバック算出部により算出された前記第二位置フィードバックに基づいて前記工具の先端点のフィードバック軌跡を表示するフィードバック軌跡表示部と、備えたことを特徴とする軌跡表示装置が提供される。
2番目の発明によれば、1番目の発明において、さらに、前記補正データ取得部により取得された補正データと前記複数のモータのそれぞれの位置ループの応答を表す伝達関数とを用いて、制御遅れを含む第二補正データを算出する第二補正データ算出部を備え、前記第二位置フィードバック算出部が前記第一位置フィードバックから前記第二補正データを減算して第二位置フィードバックを算出するようにした。
3番目の発明によれば、2番目の発明において、前記第二補正データ算出部は、伝達関数としてポジションゲインに応じた一次遅れフィルタを用いるようにした。
4番目の発明によれば、1番目の発明において、前記第一位置指令は、前記工作機械の動作プログラムから読取られた位置指令に前記補正データを加算することにより作成される。
1番目の発明においては、第一位置指令(補正後位置指令)および第一位置フィードバックから補正データを減算しているので、バックラッシ補正やピッチ誤差補正の影響を取除き、当初の位置指令から定まる軌跡と直接比較できる軌跡データを算出して表示することができる。従って、バックラッシ補正やピッチ誤差補正などの補正データが適用されている実際の工作機械であっても、より簡便な方法でモータの応答遅れを確認したり、サーボ調整を行うことが可能となる。
2番目の発明においては、制御遅れが考慮されているので、1番目の発明よりも正確に、モータの応答遅れを確認したり、サーボ調整を行うことが可能となる。
3番目の発明においては、比較的簡単な構成で制御遅れに対処できる。
4番目の発明においては、第一位置指令が明確にされる。
本発明に基づく軌跡表示装置に接続される工作機械の斜視図である。 本発明の第一実施形態に基づく軌跡表示装置の機能ブロック図である。 本発明の第一実施形態における軌跡表示装置の動作を示すフローチャートである。 第二位置指令に基づいて作成される指令軌跡を示す図である。 第二位置フィードバックに基づいて作成される位置フィードバック軌跡を示す図である。 本発明の第二実施形態に基づく軌跡表示装置の機能ブロック図である。 モータの位置制御に関するブロック図である。 モータの位置制御に関する他のブロック図である。 本発明の第二実施形態における軌跡表示装置の動作を示すフローチャートである。 補正データの取扱いを説明するためのモータの位置制御に関するブロック図である。 円弧のための位置指令にバックラッシ補正を追加した際に、モータ端の位置指令から計算した指令軌跡を示す図である。 図9Aのフィードバック軌跡を示す図である。 円弧のための位置指令にピッチ誤差補正を追加した際に、モータ端の位置指令から計算した指令軌跡を示す図である。 図9Cのフィードバック軌跡を示す図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図1は本発明に基づく軌跡表示装置に接続される工作機械の斜視図である。図1に例として示される工作機械1は5軸加工機である。工作機械1は、ワーク(図示しない)が載置されるテーブル2と、テーブル2に対して互いに垂直な三方向(X軸、Y軸、Z軸)に相対的に移動する支柱3とを含んでいる。図示されるように、ヘッド4が支柱3から横方向に延びており、ヘッド4はテーブル2の表面に対して平行なB軸回りに回転する。さらに、B軸およびテーブル2の表面の両方に対して垂直なA軸回りに回転可能な工具5がヘッド4に取付けられている。
従って、工作機械1は三つの直動軸(X軸、Y軸およびZ軸)ならびに二つの回動軸(A軸およびB軸)によって工具5の位置および姿勢を制御してテーブル2上のワークを加工する。ただし、工具5がテーブル2に固定されていて、ワーク(図示しない)がヘッド4の先端に取付けられている場合であっても、本発明の範囲に含まれるものとする。また、X軸、Y軸、Z軸、A軸およびB軸を「駆動軸」と呼ぶ場合がある。
図2は本発明の第一実施形態に基づく軌跡表示装置の機能ブロック図である。図2に示されるように、軌跡表示装置20は数値制御装置16を介して工作機械1に接続されている。工作機械1は各駆動軸を駆動するモータM1〜M5を含んでいる。これらモータM1〜M5のそれぞれには、駆動軸の実際の位置を所定の制御周期毎に検出する位置検出器D1〜D5がそれぞれ備え付けられている。
また、数値制御装置16は各駆動軸に対する所定の制御周期毎の補正後位置指令Pcを作成する指令作成部17を含んでいる。さらに、数値制御装置16は、補正データCを作成する補正データ作成部18を含んでいる。補正データCは、バックラッシ補正、ピッチ誤差補正、工具長補正または工具径補正である。それら補正データCの算出方法は公知であるので、説明を省略する。
図8を参照して説明したように、指令作成部17は、工作機械1の動作プログラムから位置指令Pを読取り、これに補正データCを加算して補正後位置指令Pcを作成する。そして、位置検出器Dにより検出された位置フィードバックPfが補正後位置指令Pcから減算されて、モータ用コントローラに供給される。
図2に示されるように、軌跡表示装置20は、指令作成部17が作成した各駆動軸の補正後位置指令Pcを第一位置指令として取得する第一位置指令取得部21と、補正データ作成部18が作成した各駆動軸の補正データCを取得する補正データ取得部22と、位置検出器D1〜D5が検出した各駆動軸の位置フィードバックPfを第一位置フィードバックとして取得する第一位置フィードバック取得部23とを含んでいる。
さらに、図2から分かるように、軌跡表示装置20はさらに、第一位置指令取得部21が取得した第一位置指令Pcから補正データ取得部22が取得した補正データCを減算して第二位置指令Pc’を算出する第二位置指令算出部24と、第一位置フィードバック取得部23が取得した第一位置フィードバックPfから補正データ取得部22が取得した補正データCを減算して第二位置フィードバックPf’を算出する第二位置フィードバック算出部25とを含んでいる。
さらに、軌跡表示装置20は、第二位置指令Pc’に基づいてその指令軌跡を算出して表示する指令軌跡表示部28と、第二位置フィードバックPf’に基づいてその位置フィードバック軌跡を算出して表示する位置フィードバック軌跡表示部29とを含んでいる。これら指令軌跡表示部28および位置フィードバック軌跡表示部29は、CRTまたは液晶モニタなどであり、またこれらが共通であってもよい。
ここで、指令軌跡および位置フィードバック軌跡の算出手法について説明する。図1を再び参照し、五つの駆動軸の座標をそれぞれx(t)、y(t)、z(t)、a(t)、b(t)とする。そしてA軸とB軸との交点をMとすると、交点Mの座標は(x(t)、y(t)、z(t))で表される。交点Mから工具5の先端までの長さをLとし、工具5が真下を向いた位置をA軸およびB軸の基準位置(原点)とすると、工具5先端の座標は以下のように示される。
Px(t)=x(t)+L×cos(a(t))×sin(b(t))
Py(t)=y(t)+L×sin(a(t))
Pz(t)=z(t)−L×cos(a(t))×cos(b(t))
このようにして、五つの駆動軸の位置情報と機械構成の条件とによって工具5の先端の座標を算出することができる。
図3は本発明の第一実施形態における軌跡表示装置の動作を示すフローチャートである。以下、図2および図3を参照しつつ、本発明の第一実施形態における軌跡表示装置20の動作について説明する。
はじめに、図3のステップS10において時刻tをゼロに設定する。そして、ステップS11において、第一位置指令取得部21が時刻tにおける各モータM1〜M5の補正後位置指令Pc(t)を第一位置指令として取得する。そして、ステップS12において、第一位置フィードバック取得部23が時刻tにおける各モータM1〜M5の位置フィードバックPf(t)を第一位置フィードバックとして取得する。さらに、ステップS13において、補正データ取得部22が時刻tにおける補正データC(t)を取得する。
次いで、ステップS14においては、第二位置指令算出部24が第一位置指令Pc(t)から補正データC(t)を減算して、時刻(t)における各モータM1〜M5の第二位置指令Pc’(t)を作成する。次いで、ステップS15においては、第二位置フィードバック算出部25が第一位置フィードバックPf(t)から補正データC(t)を減算して、時刻(t)における各モータM1〜M5の第二位置フィードバックPf’(t)を算出する。これにより、第二位置指令Pc’(t)および第二位置フィードバックPf’(t)は補正データC(t)を含まないようになる。
次いで、ステップS16においては、指令軌跡表示部28が、第二位置指令Pc’(t)に基づいて、時刻tにおける工具5の先端点の指令軌跡を表示する。さらに、ステップS17においては、位置フィードバック軌跡表示部29が、第二位置フィードバックPf’(t)に基づいて、時刻tにおける工具5の先端点の位置フィードバック軌跡を表示する。
そして、ステップS18においては、現在の時刻tと所定の終了時間とを比較し、時刻tが終了時間以上であれば処理を終了する。また、時刻tが終了時間以上でない場合には、ステップS19において制御周期に相当する所定の微小時間Δtを時刻tに加算して、ステップS11に戻る。そして、時刻tが終了時間以上になるまで、ステップS11〜ステップS19の処理を繰返すものとする。
図4Aは第二位置指令Pc’に基づいて作成される指令軌跡を示す図であり、図4Bは第二位置フィードバックPf’に基づいて作成される位置フィードバック軌跡を示す図である。これら図面は、ワークを円弧状軌跡に沿って切削加工する場合の加工誤差を示しており、円弧状軌跡の中心を原点としている。また、これら図面における実線は、動作プログラムに応じて定まる位置指令Pであり、破線はそれぞれ第二位置指令Pc’および第二位置フィードバックPf’を示している。なお、図4Aにおいては、位置指令Pと第二位置指令Pc’とが概ね重畳している。
本発明では第一位置指令Pcおよび第一位置フィードバックPfからそれぞれ補正データCを減算しているので、補正データCの影響を排除することができる。このため、図4Aおよび図4Bから分かるように、第二位置指令Pc’および第二位置フィードバックPf’は位置指令Pと比較するのが容易となる。
それゆえ、本発明では、バックラッシ補正やピッチ誤差補正などの補正データCが適用されている実際の工作機械1であっても、極めて容易にモータの応答遅れを確認できる。また、補正データCを一時的に無効にする必要がないので、すでに補正データが適用されている実際の工作機械において、より簡便な方法で適切なサーボ調整を行うことが可能となる。
図5は本発明の第二実施形態に基づく軌跡表示装置の機能ブロック図である。図5において、第一補正データ取得部22は図2に示される補正データ取得部22と同様な機能を有する。
また、図5に示される第二補正データ算出部27は、第一補正データ取得部22が取得した補正データCと伝達関数26とに基づいて第二補正データC’を算出する。そして、第二位置指令算出部24は第一位置指令Pcから第一補正データCを減算して第二位置指令Pc’を作成し、第二位置フィードバック算出部25は第一位置フィードバックPfから第二補正データC’を減算して第二位置フィードバックPf’を作成する。また、図2に示されるのと同様な他の部材については前述したのと同様であるので、詳細な説明を省略する。
ところで、制御において入力に対する出力は通常、或る程度の遅れを有している。つまり、補正データC(t)に対する位置フィードバックPf(t)の応答も遅れを有している。ここで、第一の実施形態においては位置フィードバックPf(t)から補正データC(t)を直接的に減算した場合には、制御上の遅れを考慮していないことになる。従って、このような場合には、制御上の遅れの分だけ、位置フィードバックPf(t)が低下することになる。このため、図8に示される位置ループの伝達関数を予め算出し、伝達関数に基づいて第二補正データC’(t)を算出するのが好ましい。
図6Aはモータの位置制御に関するブロック図である。図6Aにおいて、G(s)は位置制御、速度制御及び電流制御を含むモータ用コントローラの伝達関数を示している。M(s)はモータの伝達関数を示している。
そして、補正データC(t)を位置制御ループに入力したときの出力を第二補正データC’(t)とする。これら補正データC(t)および第二補正データC’(t)のラプラス変換をそれぞれC(s)、C’(s)とする(図6Aを参照されたい)。C’(s)は以下の式(1)で表される。そして、式(1)を逆ラプラス変換することによって、式(2)で表されるように第二補正データC’(t)が求められる。
Figure 0005249452
また、図6Bはモータの位置制御に関する他のブロック図である。速度ループの応答を示す伝達関数を1と仮定した場合には、ポジションゲインPGを用いて、位置ループのブロック図は図6Bに示されるようになる。図6Bにおける伝達関数は以下の式(3)で表されるように一次遅れ系になる。
Figure 0005249452
図5に示される伝達関数26は、式(1)または式(3)で示される伝達関数が採用されるものとする。なお、伝達関数26としてポジションゲインに応じた一次遅れフィルタを採用してもよい。この場合には、比較的簡単な構成で制御遅れに対処できるのが分かるであろう。
図7は本発明の第二実施形態における軌跡表示装置の動作を示すフローチャートである。以下、図5から図7を参照しつつ、本発明の第二実施形態における軌跡表示装置20の動作について説明する。
図7に示されるステップS20からステップS23は図3に示されるステップS10からステップS13に概ね対応するので、説明を省略する。ただし、ステップS23では、第一補正データ取得部22が補正データ作成部18から補正データCを取得するものとする。
次いで、ステップS24においては、第二補正データ算出部27が、時刻tにおける各モータM1〜M5の補正データC(t)に伝達関数26を乗算することにより、第二補正データC’(t)を算出する。式(1)〜式(3)を参照して説明したように、算出された第二補正データC’(t)は制御上の遅れを含むようになる。
次いで、ステップS25においては、第二位置指令算出部24が第一位置指令Pc(t)から第一補正データC(t)を減算して、時刻(t)における各モータM1〜M5の第二位置指令Pc’(t)を作成する。次いで、ステップS26においては、第二位置フィードバック算出部25が第一位置フィードバックPf(t)から第二補正データC’(t)を減算して、時刻(t)における各モータM1〜M5の第二位置フィードバックPf’(t)を算出する。これにより、第二位置指令Pc’(t)は第一補正データC(t)を、第二位置フィードバックPf’(t)は第二補正データC’(t)を含まないようになる。
その後、ステップS27においては、指令軌跡表示部28が、第二位置指令Pc’(t)に基づいて、時刻tにおける工具5の先端点の指令軌跡を表示する。さらに、ステップS28においては、位置フィードバック軌跡表示部29が、第二位置フィードバックPf’(t)に基づいて、時刻tにおける工具5の先端点の位置フィードバック軌跡を表示する。
なお、ステップS29およびステップS30は前述したステップS18およびステップS19と同様であるので説明を省略する。要するに、第二の実施形態においても、時刻tが終了時間以上になるまで、ステップS21〜ステップS30の処理を繰返すものとする。なお、第二実施形態における指令軌跡表示部28および位置フィードバック軌跡表示部29の軌跡表示は図4に示すのと同様であるので省略する。
このように第二実施形態においては、制御遅れを考慮した第二補正データC’(t)を第二位置フィードバックPf’(t)から減算するようにしている。つまり、第二実施形態においては制御遅れが考慮されているので、第一実施形態と比較して、モータの応答遅れをより正確に確認したり、サーボ調整をより正確に行えるのが分かるであろう。
1 工作機械
2 テーブル
3 支柱
4 ヘッド
5 工具
16 数値制御装置
17 指令作成部
18 補正データ作成部
20 軌跡表示装置
21 第一位置指令取得部
22 補正データ取得部
23 第一位置フィードバック取得部
24 第二位置指令算出部
25 第二位置フィードバック算出部
26 伝達関数
27 第二補正データ算出部
28 指令軌跡表示部
29 位置フィードバック軌跡表示部
D1〜D5 位置検出器
M1〜M5 モータ

Claims (4)

  1. 複数の駆動軸によって工具の位置および姿勢を制御する工作機械の前記工具の先端点の軌跡を表示する軌跡表示装置であって、前記工作機械にはバックラッシ補正やピッチ誤差補正の補正データが適用されている軌跡表示装置において、
    数値制御装置により作成されていて前記複数の駆動軸のそれぞれを駆動する複数のモータのそれぞれの第一位置指令を取得する第一位置指令取得部と、
    前記複数のモータのそれぞれの位置を所定の制御周期毎に検出する複数の位置検出器から前記複数のモータのそれぞれの第一位置フィードバックを取得する第一位置フィードバック取得部と、
    前記複数のモータのそれぞれに対して作成された前記補正データを取得する補正データ取得部と、
    前記第一位置指令から前記補正データを減算して第二位置指令を算出する第二位置指令算出部と、
    前記第一位置フィードバックから前記補正データを減算して第二位置フィードバックを算出する、第二位置フィードバック算出部と、
    前記第二位置指令算出部により算出された前記第二位置指令に基づいて前記工具の先端点の指令軌跡を表示する指令軌跡表示部と、
    前記第二位置フィードバック算出部により算出された前記第二位置フィードバックに基づいて前記工具の先端点のフィードバック軌跡を表示するフィードバック軌跡表示部と、
    を備えたことを特徴とする軌跡表示装置。
  2. さらに、前記補正データ取得部により取得された補正データと前記複数のモータのそれぞれの位置ループの応答を表す伝達関数とを用いて、制御遅れを含む第二補正データを算出する第二補正データ算出部を備え、
    前記第二位置フィードバック算出部が前記第一位置フィードバックから前記第二補正データを減算して第二位置フィードバックを算出するようにした、請求項1に記載の軌跡表示装置。
  3. 前記第二補正データ算出部は、伝達関数としてポジションゲインに応じた一次遅れフィルタを用いるようにした、請求項2に記載の軌跡表示装置。
  4. 前記第一位置指令は、前記工作機械の動作プログラムから読取られた位置指令に前記補正データを加算することにより作成される、請求項1に記載の軌跡表示装置。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9026242B2 (en) 2011-05-19 2015-05-05 Taktia Llc Automatically guided tools
EP2852868B1 (en) 2012-04-26 2021-12-01 Shaper Tools, Inc. Systems and methods for performing a task on a material, or locating the position of a device relative to the surface of the material
JP5911941B1 (ja) * 2014-10-16 2016-04-27 ファナック株式会社 点列データを駆動軸の時系列データに変換して表示する時系列データ表示装置
DE112015006524B4 (de) * 2015-05-12 2022-08-11 Mitsubishi Electric Corporation Numerische Steuerungseinrichtung
EP3657279B1 (en) 2015-05-13 2023-03-29 Shaper Tools, Inc. Systems, methods and apparatus for guided tools
TWI554856B (zh) 2015-10-30 2016-10-21 財團法人工業技術研究院 加工程式轉換裝置及方法
JP2017102674A (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 オムロン株式会社 軌跡生成装置、軌跡生成装置の制御方法、制御プログラム、および記録媒体
CN114879598A (zh) 2016-08-19 2022-08-09 整形工具股份有限公司 用于共享工具制造和设计数据的***、方法和装置
JP6426691B2 (ja) * 2016-12-22 2018-11-21 ファナック株式会社 数値制御装置
JP6871218B2 (ja) * 2018-10-12 2021-05-12 ファナック株式会社 加工情報記録装置、加工情報記録方法及びプログラム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2691528B2 (ja) 1986-03-14 1997-12-17 東芝機械株式会社 完全追従形サーボシステム
JP3201758B2 (ja) * 1989-07-27 2001-08-27 ファナック株式会社 バックラッシ補正方法
JPH0371206A (ja) 1989-08-10 1991-03-27 Mitsubishi Electric Corp Nc工作機械の機械誤差補正装置
JP2628924B2 (ja) * 1990-04-05 1997-07-09 ファナック株式会社 数値制御装置のギヤピッチ誤差補正方式
DE4231613A1 (de) 1992-09-22 1994-03-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Überprüfung der Arbeitsgenauigkeit einer NC-Maschine
JP3581221B2 (ja) * 1996-08-22 2004-10-27 東芝機械株式会社 位置制御システム
JP3579543B2 (ja) * 1996-08-22 2004-10-20 東芝機械株式会社 位置制御システム
US6097168A (en) * 1997-08-25 2000-08-01 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Position control apparatus and method of the same, numerical control program preparation apparatus and method of the same, and methods of controlling numerical control machine tool
JP2001166805A (ja) * 1999-12-13 2001-06-22 Toshiba Mach Co Ltd ハイブリッド制御方式の工作機械のロストモーション補正値設定方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体および数値制御工作機械
EP1458077A1 (de) 2003-03-12 2004-09-15 ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG Mehrphasiger Elektromotor welcher einen Rotor mit eingebetteten Permanentmagneten aufweist
JP2010198856A (ja) * 2009-02-24 2010-09-09 Furukawa Electric Co Ltd:The アース端子の固定構造
JP4648471B2 (ja) * 2009-07-14 2011-03-09 ファナック株式会社 工作機械の工具軌跡表示装置
JP4676549B2 (ja) * 2009-09-10 2011-04-27 ファナック株式会社 軌跡表示装置及び該軌跡表示装置を備えた工作機械

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