JPH03157704A - 機械位置変動の位置補正方式 - Google Patents
機械位置変動の位置補正方式Info
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- JPH03157704A JPH03157704A JP1298568A JP29856889A JPH03157704A JP H03157704 A JPH03157704 A JP H03157704A JP 1298568 A JP1298568 A JP 1298568A JP 29856889 A JP29856889 A JP 29856889A JP H03157704 A JPH03157704 A JP H03157704A
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- Japan
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- shaft
- axis
- ratio
- machine
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/25—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control
- G05B19/251—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
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- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34156—Slope control, delta x, y proportional to x, y
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49164—Corner, making corner
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は数値制御装置で制御される工作機械の機械位置
変動を補正する機械位置変動の位置補正方式に係り、特
に制御軸毎に剛性の異なる工作(幾械の位置変動を補正
する機械位置変動の位置r)n正方式に関する。
変動を補正する機械位置変動の位置補正方式に係り、特
に制御軸毎に剛性の異なる工作(幾械の位置変動を補正
する機械位置変動の位置r)n正方式に関する。
数値制御装置(CNC)では、加ニブログラムによって
指令された通路上を指令された速度で工具を移動させる
ことによってワークを所望の形状に加工している。
指令された通路上を指令された速度で工具を移動させる
ことによってワークを所望の形状に加工している。
このように数値制御装置を用いた工作機械で指令に忠実
に、かつ、良好な仕上げ面を得るためには、急激な指令
の変化にも追従できる連応性及び振動のない安定した動
きを保つ安定性の高いサーボ機構が不可欠である。
に、かつ、良好な仕上げ面を得るためには、急激な指令
の変化にも追従できる連応性及び振動のない安定した動
きを保つ安定性の高いサーボ機構が不可欠である。
サーボ機構におけるサーボモータは、速度検出器、位置
検出器により速度と位置とを検出し、その情報を制御回
路にフィードバックして制御している。そして、この位
置検出をどのようにするかによって、セミ・クローズド
・ループ方式、クローズド・ループ方式、ハイブリッド
サーボ方式の三つの方式がサーボF、164には存在す
る。
検出器により速度と位置とを検出し、その情報を制御回
路にフィードバックして制御している。そして、この位
置検出をどのようにするかによって、セミ・クローズド
・ループ方式、クローズド・ループ方式、ハイブリッド
サーボ方式の三つの方式がサーボF、164には存在す
る。
サーボ機構に採用されている上記三つの方式は、それぞ
れの工作機械に要求される精度や剛性等によって工作機
械毎に最適の方式が採用されている。
れの工作機械に要求される精度や剛性等によって工作機
械毎に最適の方式が採用されている。
しかし、一般の工作機械では各軸の機械的剛性が異なり
、特に大型の工作機械ではその差が大きくなる。従って
、2軸以上の工作機械で切削を行うと、加工開始点、加
工終了点の近傍あるいはコーナ部で形状誤差が生じ、精
度の高い切削加工が行われないという問題がある。
、特に大型の工作機械ではその差が大きくなる。従って
、2軸以上の工作機械で切削を行うと、加工開始点、加
工終了点の近傍あるいはコーナ部で形状誤差が生じ、精
度の高い切削加工が行われないという問題がある。
第4図は従来技術による2軸の切削の状態を示す図であ
る。本図では、X軸は機械の剛性が比較的弱く、Y軸は
機械の剛性が比較的強いものとする。このような制御軸
の下で、X軸を0.100mm、Y軸を0.200mm
動かすとする。
る。本図では、X軸は機械の剛性が比較的弱く、Y軸は
機械の剛性が比較的強いものとする。このような制御軸
の下で、X軸を0.100mm、Y軸を0.200mm
動かすとする。
X軸及びY軸の機械の剛性が等しい場合は、通常、直線
へのように誤差のない直線状の切削加工が施される。し
かし、X軸の機械の剛性が弱いと、曲線B1のようにX
軸の移動がいきたりなくなり、X軸とY軸との分配パル
スの比は1:2であるにもかかわらず、点Cのように実
際の機械位置の比が1=4となり、形状誤差を生じる結
果となる。
へのように誤差のない直線状の切削加工が施される。し
かし、X軸の機械の剛性が弱いと、曲線B1のようにX
軸の移動がいきたりなくなり、X軸とY軸との分配パル
スの比は1:2であるにもかかわらず、点Cのように実
際の機械位置の比が1=4となり、形状誤差を生じる結
果となる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、制
御軸の付いている場所の各々の機械剛性の相違から生じ
る急激な形状誤差を抑制することのできる機械位置変動
の位置補正方式を提供することを目的とする。
御軸の付いている場所の各々の機械剛性の相違から生じ
る急激な形状誤差を抑制することのできる機械位置変動
の位置補正方式を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、少なくとも2つ
の制御軸を有する工作機械の位置変動を補正する機械位
置変動の位置補正方式において、前記工作機械の位置を
検出する位置検出器の出力値から求めた実際の工作機械
の各軸の移動量の比が各軸の分配パルスの比と同じにな
るように、前記各軸の分配パルスに補正パルスを供給す
ることを特徴とする機械位置変動の位置補正方式が提供
される。
の制御軸を有する工作機械の位置変動を補正する機械位
置変動の位置補正方式において、前記工作機械の位置を
検出する位置検出器の出力値から求めた実際の工作機械
の各軸の移動量の比が各軸の分配パルスの比と同じにな
るように、前記各軸の分配パルスに補正パルスを供給す
ることを特徴とする機械位置変動の位置補正方式が提供
される。
工作機械の位置を検出する位置検出器の出力値から実際
の工作機械の各軸の移動量が求まる。この移動量から分
配パルスによって移動できなかった値が求まる。従って
、各軸の機械剛性が同じ場合は、各軸の分配パルスの比
と工作機械の移動量の比とは通常同じ値を示す。ところ
が、機械剛性の差によって誤差が生じるため、移動量は
各軸の分配パルスの比七同じにならない。そこで、実際
の工作機械の各軸の移動量の比が各軸の分配パルスの比
と同じになるように、各軸の分配パルスに補正パルスを
加え、その出力パルスに基づいて各軸を制御する。これ
によって加工始め、加工終了間際、加工物の角の加工時
に生じていた急激な加工形状誤差を抑え、機械位置を補
正することができる。
の工作機械の各軸の移動量が求まる。この移動量から分
配パルスによって移動できなかった値が求まる。従って
、各軸の機械剛性が同じ場合は、各軸の分配パルスの比
と工作機械の移動量の比とは通常同じ値を示す。ところ
が、機械剛性の差によって誤差が生じるため、移動量は
各軸の分配パルスの比七同じにならない。そこで、実際
の工作機械の各軸の移動量の比が各軸の分配パルスの比
と同じになるように、各軸の分配パルスに補正パルスを
加え、その出力パルスに基づいて各軸を制御する。これ
によって加工始め、加工終了間際、加工物の角の加工時
に生じていた急激な加工形状誤差を抑え、機械位置を補
正することができる。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明の機械位置変動の位置補正方式を示すブ
ロック図である。数値制御部1はパルス分配手段11及
び位置補正手段12を有する。
ロック図である。数値制御部1はパルス分配手段11及
び位置補正手段12を有する。
パルス分配手段11はサーボモータ5x及び5Yを制御
するものであり、加ニブログラムに応じた指令をプロセ
ッサ(図示せず)から受けて、それを加減速制御した後
に補間演算して、X軸及びY軸のサーボモータ5x及び
5Yを制御するための指令パルスXpl及びYplを演
算器12X及び12Yに出力する。さらに、パルス分配
手段11は指令パルスXpl及びYplの比R1を計算
し、それを表した信号R1を位置補正手段12に出力す
る。
するものであり、加ニブログラムに応じた指令をプロセ
ッサ(図示せず)から受けて、それを加減速制御した後
に補間演算して、X軸及びY軸のサーボモータ5x及び
5Yを制御するための指令パルスXpl及びYplを演
算器12X及び12Yに出力する。さらに、パルス分配
手段11は指令パルスXpl及びYplの比R1を計算
し、それを表した信号R1を位置補正手段12に出力す
る。
位置補正手段12は工作機械のテーブル6X及び6Yに
取り付けられた位置検出器8X及び8Yの位置信号Xe
及びYeと、パルス分配手段11からの信号R1とを人
力する。そして、位置補正手段12は位置信号Xe及び
Yeの比R2を算出し、パルス分配手段11の出力した
指令パルスXp1及びYplの比R1と比較し、両者の
比が等しくなるように補正パルスXcp又はYCpを演
算器12X又は12Yに供給する。
取り付けられた位置検出器8X及び8Yの位置信号Xe
及びYeと、パルス分配手段11からの信号R1とを人
力する。そして、位置補正手段12は位置信号Xe及び
Yeの比R2を算出し、パルス分配手段11の出力した
指令パルスXp1及びYplの比R1と比較し、両者の
比が等しくなるように補正パルスXcp又はYCpを演
算器12X又は12Yに供給する。
演算器12X及び12Yは指令パルスXpl及びYpl
と、位置補正手段12からの補正パルスXcp及びYc
pとを加算した指令パルスXp2及びYp2を演算器2
x及び2Yに出力する。
と、位置補正手段12からの補正パルスXcp及びYc
pとを加算した指令パルスXp2及びYp2を演算器2
x及び2Yに出力する。
演算器2x及び2Yは指令パルスXp2及びYp2から
サーボモータ5X及び5Yの位置帰還パルスXfp及び
Yfpを減算した値、即ちエラー量に応じたパルスXp
3及びYp3をエラーレジスタ3X及び3Yに出力する
。
サーボモータ5X及び5Yの位置帰還パルスXfp及び
Yfpを減算した値、即ちエラー量に応じたパルスXp
3及びYp3をエラーレジスタ3X及び3Yに出力する
。
エラーレジスタ3x及び3Yは、エラー量に応じたパル
スXp3及びYp3の数を格納し、それに応じた電圧を
アンプ4x及び4Yに出力する。
スXp3及びYp3の数を格納し、それに応じた電圧を
アンプ4x及び4Yに出力する。
アンプ4X及び4Yはエラーレジスタ3x及び3Yから
の出力電圧を増幅し、サーボモータ5x及び5Yを駆動
する。
の出力電圧を増幅し、サーボモータ5x及び5Yを駆動
する。
サーボモータ5x及び5Yはパルスコーダを内蔵してお
り、このパルスコーダの出力を位置帰還パルスXfp及
びYfpとして演算器2X及び2Yに帰還している。
り、このパルスコーダの出力を位置帰還パルスXfp及
びYfpとして演算器2X及び2Yに帰還している。
サーボモータ5x及び5Yには、テーブルと一体化され
たボールネジ7x及び7Yが結合されている。従って、
サーボモータ5X及び5Yを駆動することによって工作
機械のX軸及びY軸のテーブル6x及び6Yが移動する
。テーブル6X及び6Yには機械位置を検出するための
位置検出器8X及び8Yが設けられている。この位置検
出器8X及び8Yとしては、インダクトシン、磁気スケ
ール、光学スケール、モアレ縞計数器、レーザ測定器等
を用いる。
たボールネジ7x及び7Yが結合されている。従って、
サーボモータ5X及び5Yを駆動することによって工作
機械のX軸及びY軸のテーブル6x及び6Yが移動する
。テーブル6X及び6Yには機械位置を検出するための
位置検出器8X及び8Yが設けられている。この位置検
出器8X及び8Yとしては、インダクトシン、磁気スケ
ール、光学スケール、モアレ縞計数器、レーザ測定器等
を用いる。
図ではスピンドルを制御するためのスピンドル制御回路
、スピンドルアンプ、スピンドルモータ等は省略しであ
る。
、スピンドルアンプ、スピンドルモータ等は省略しであ
る。
本実施例の動作を図面を用いて説明する。第2図は本実
施例の機械位置変動の位置補正方式のフローチャートを
示す図である。第3図は本実施例による2軸の切削補間
の状態を示す図であり、第4図に対応している。第2図
において、Sに続く数値はステップ番号を示す。
施例の機械位置変動の位置補正方式のフローチャートを
示す図である。第3図は本実施例による2軸の切削補間
の状態を示す図であり、第4図に対応している。第2図
において、Sに続く数値はステップ番号を示す。
〔S1〕パルス分配手段11はX軸のサーボモータ5x
の指令パルスXplと、Y軸のサーボモータ5Yの指令
パルスYplとの比R1を求める。
の指令パルスXplと、Y軸のサーボモータ5Yの指令
パルスYplとの比R1を求める。
求められた比R1は位置補正手段12に出力される。
〔S2〕パルス分配手段11は指令に応じた分配パルス
、即ち指令パルスXpl及びYplを出力する。
、即ち指令パルスXpl及びYplを出力する。
本実施例では、パルス分配手段11が比R1を求めてい
るが、パルス分配手段11は位置補正手段12に直接に
指令パルスXpl及びYplを出力し、位置補正手段1
2で比R1を求めるようにしてもよい。
るが、パルス分配手段11は位置補正手段12に直接に
指令パルスXpl及びYplを出力し、位置補正手段1
2で比R1を求めるようにしてもよい。
〔S3〕位置補正手段12は位置検出器8X及び8Yか
らそれぞれの機械位置を取り込み、それから機械の実際
の移動量の比R2を求める。
らそれぞれの機械位置を取り込み、それから機械の実際
の移動量の比R2を求める。
〔Si3位置補正手段12は比R1と比R2とを比較し
、両者の比に差がないかどうか判定する。
、両者の比に差がないかどうか判定する。
差がある場合はS5へ進み、差がない場合は終了する。
〔S5〕位置補正手段12は比R1と比R2との間に差
があると判定した場合は、比R1と比R2とが同じにな
るような補正パルスXcp又はYcpを計算して、指令
パルスXpl又はYplにその補正パルスXcp又はY
cpを供給する。
があると判定した場合は、比R1と比R2とが同じにな
るような補正パルスXcp又はYcpを計算して、指令
パルスXpl又はYplにその補正パルスXcp又はY
cpを供給する。
〔S6〕数値制御部lは指令パルスXpl及びYplに
補正パルスXcp及びYcpの重畳された指令パルスX
p2及びYp2を分配パルスとして出力する。
補正パルスXcp及びYcpの重畳された指令パルスX
p2及びYp2を分配パルスとして出力する。
以上の一連の処理によって、第4図のような形状誤差が
第3図のような誤差の極力抑えられた曲線B1から直線
B2に至るように改善され、誤差の少ない直線状の切削
加工が行われるようになる。
第3図のような誤差の極力抑えられた曲線B1から直線
B2に至るように改善され、誤差の少ない直線状の切削
加工が行われるようになる。
即ち、本実施例では位置検出器8x及び8Yから機械位
置を求め、機械の実際の移動量を監視し、X軸及びY軸
の両者の移動量の比R2が比R1(1:2)にならなく
なった時点で、比R2が比R1(1:2)になるように
補正パルスXcp又はYcpを出力パルスに供給すると
いう処理を繰り返しているので、第4図のような急激な
形状誤差は抑制され、第3図のような形状の切削加工が
行われるようになる。
置を求め、機械の実際の移動量を監視し、X軸及びY軸
の両者の移動量の比R2が比R1(1:2)にならなく
なった時点で、比R2が比R1(1:2)になるように
補正パルスXcp又はYcpを出力パルスに供給すると
いう処理を繰り返しているので、第4図のような急激な
形状誤差は抑制され、第3図のような形状の切削加工が
行われるようになる。
以上の実施例では2軸制御の場合について説明したが、
2軸以上の制御の場合も同様に機械位置から機械の実際
の移動量の比を求め、それらが各軸の分配パルスの比と
一致するように補正パルスを出力すればよい。
2軸以上の制御の場合も同様に機械位置から機械の実際
の移動量の比を求め、それらが各軸の分配パルスの比と
一致するように補正パルスを出力すればよい。
以上説明したように本発明によれば、制御軸の付いてい
る場所の各々の機械剛性の相違から生じる急激な形状誤
差を抑制することができる。
る場所の各々の機械剛性の相違から生じる急激な形状誤
差を抑制することができる。
第1図は本発明の機械位置変動の位置補正方式を示すブ
ロック図、 第2図は本実施例の機械位置変動の位置補正方式のフロ
ーチャートを示す図、 第3図は本実施例による2軸の切削補間の状態を示す図
、 第4図は従来技術による2軸の切削補間の状態を示す図
である。 1 〜・ 1 12 = 2X、2Y、 1 3X。 4X。 5X。 6X。 ?X。 、8x1 数値制御部 パルス分配手段 位置補正手段 2X、12Y 演算器 エラーレジスタ アンプ サーボモータ テーブル ボールネジ 一位置検出器 Y 4 Y − Y Y Y − Y
ロック図、 第2図は本実施例の機械位置変動の位置補正方式のフロ
ーチャートを示す図、 第3図は本実施例による2軸の切削補間の状態を示す図
、 第4図は従来技術による2軸の切削補間の状態を示す図
である。 1 〜・ 1 12 = 2X、2Y、 1 3X。 4X。 5X。 6X。 ?X。 、8x1 数値制御部 パルス分配手段 位置補正手段 2X、12Y 演算器 エラーレジスタ アンプ サーボモータ テーブル ボールネジ 一位置検出器 Y 4 Y − Y Y Y − Y
Claims (2)
- (1)少なくとも2つの制御軸を有する工作機械の位置
変動を補正する機械位置変動の位置補正方式において、 前記工作機械の位置を検出する位置検出器の出力値から
求めた実際の工作機械の各軸の移動量の比が各軸の分配
パルスの比と同じになるように、前記各軸の分配パルス
に補正パルスを供給することを特徴とする機械位置変動
の位置補正方式。 - (2)前記制御軸は前記工作機械の剛性の異なる箇所に
それぞれ取り付けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の機械位置変動の位置補正方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298568A JPH03157704A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 機械位置変動の位置補正方式 |
| EP19900916054 EP0453571A4 (en) | 1989-11-16 | 1990-11-02 | METHOD FOR CORRECTING THE POSITION VARIATIONS OF A MACHINE. |
| PCT/JP1990/001431 WO1991007705A1 (fr) | 1989-11-16 | 1990-11-02 | Procede de correction des fluctuations de position d'une machine |
| US07/720,765 US5177421A (en) | 1989-11-16 | 1990-11-02 | Method of correcting machine position change |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298568A JPH03157704A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 機械位置変動の位置補正方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03157704A true JPH03157704A (ja) | 1991-07-05 |
Family
ID=17861432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1298568A Pending JPH03157704A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 機械位置変動の位置補正方式 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5177421A (ja) |
| EP (1) | EP0453571A4 (ja) |
| JP (1) | JPH03157704A (ja) |
| WO (1) | WO1991007705A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4123323C2 (de) * | 1991-07-13 | 1994-02-10 | Andreas Ehlerding | Werkzeugträger |
| US5508596A (en) * | 1993-10-07 | 1996-04-16 | Omax Corporation | Motion control with precomputation |
| US7792604B2 (en) * | 2005-03-23 | 2010-09-07 | Hurco Companies, Inc. | Method of performing additive lookahead for adaptive cutting feedrate control |
| TWI353496B (en) * | 2006-08-04 | 2011-12-01 | Hurco Co Inc | System and method and computer readable medium for |
| US8024068B2 (en) | 2006-08-04 | 2011-09-20 | Hurco Companies, Inc. | Machine tool control system |
| US7933677B2 (en) * | 2006-08-04 | 2011-04-26 | Hurco Companies, Inc. | System and method for surface finish management |
| US8725283B2 (en) * | 2006-08-04 | 2014-05-13 | Hurco Companies, Inc. | Generalized kinematics system |
| JP5129064B2 (ja) * | 2008-08-26 | 2013-01-23 | 新日本工機株式会社 | 工作機械の数値制御装置 |
| US8901869B2 (en) * | 2012-07-31 | 2014-12-02 | Caterpillar Inc. | Hybrid closed loop speed control using open look position for electrical machines controls |
| US10859997B1 (en) | 2017-12-04 | 2020-12-08 | Omax Corporation | Numerically controlled machining |
| US11554461B1 (en) | 2018-02-13 | 2023-01-17 | Omax Corporation | Articulating apparatus of a waterjet system and related technology |
| WO2021127253A1 (en) | 2019-12-18 | 2021-06-24 | Hypertherm, Inc. | Liquid jet cutting head sensor systems and methods |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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