JP3047766B2 - カッティングプロッタ - Google Patents
カッティングプロッタInfo
- Publication number
- JP3047766B2 JP3047766B2 JP7057683A JP5768395A JP3047766B2 JP 3047766 B2 JP3047766 B2 JP 3047766B2 JP 7057683 A JP7057683 A JP 7057683A JP 5768395 A JP5768395 A JP 5768395A JP 3047766 B2 JP3047766 B2 JP 3047766B2
- Authority
- JP
- Japan
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- bezier
- cutting
- curve
- coordinates
- point
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- Control Of Cutting Processes (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、紙やビニルシート等
から文字や図形を切り抜くカッティングプロッタに関す
るものであり、特にカッティングプロッタの曲線処理機
能に関するものである。
から文字や図形を切り抜くカッティングプロッタに関す
るものであり、特にカッティングプロッタの曲線処理機
能に関するものである。
【0002】
【従来の技術】カッターホルダにカッター刃をXY方向
へ回転自在に装着したカッターツールをカッターヘッド
に装着して使用するカッティングプロッタが知られてい
る。此種のカッターツールは、カッター刃の回転中心に
対してカッター刃の尖端部がオフセットしており、カッ
ティングプロッタのカッターヘッドのXY方向への動き
に従ってカッター刃が回転し、カッター刃の方向がカッ
ターヘッドの進行方向に倣いビニルシート等の素材がカ
ッティングされる。
へ回転自在に装着したカッターツールをカッターヘッド
に装着して使用するカッティングプロッタが知られてい
る。此種のカッターツールは、カッター刃の回転中心に
対してカッター刃の尖端部がオフセットしており、カッ
ティングプロッタのカッターヘッドのXY方向への動き
に従ってカッター刃が回転し、カッター刃の方向がカッ
ターヘッドの進行方向に倣いビニルシート等の素材がカ
ッティングされる。
【0003】前述したカッターツールは、カッター刃の
尖端がオフセットしているため、このオフセット量が線
分の開始点や終了点、直線と曲線の接続部等でXY座標
上の位置誤差をもたらすことになる。従って、此種のカ
ッティングツールを使用するカッティングプロッタには
カッティングデータをカッティングツールのオフセット
量に基づいて補正する機能が備えられている。また、カ
ッティングデータ中の曲線部はベジエ演算アルゴリズム
によりベジエ曲線を演算してカッターヘッドを制御する
ものが一般的である。
尖端がオフセットしているため、このオフセット量が線
分の開始点や終了点、直線と曲線の接続部等でXY座標
上の位置誤差をもたらすことになる。従って、此種のカ
ッティングツールを使用するカッティングプロッタには
カッティングデータをカッティングツールのオフセット
量に基づいて補正する機能が備えられている。また、カ
ッティングデータ中の曲線部はベジエ演算アルゴリズム
によりベジエ曲線を演算してカッターヘッドを制御する
ものが一般的である。
【0004】図4は前述したカッティングプロッタによ
る曲線処理の一例を示し、破線はベジエ演算により求め
られたベジエ曲線C1 を示し、実線で切断結果C2 が示
されている。先ず、ベジエ曲線の起点(X0 ,Y0 )の
接線に沿ってカッター刃のオフセット量と等しく変位し
た座標(Xb0,Yb0)にカッターツールの軸心が位置す
るようにカッターヘッドが移動されてカッター刃が着床
する。続いて、起点(X0 ,Y0 )、2点の制御点(X
1 ,Y1 )(X2 ,Y2 )、終点(X3 ,Y3)の4点
の座標からなるベジエ曲線データに基づいてカッターツ
ールの軸心をベジエ曲線C1 上へ移動し、ベジエ曲線C
1 に沿ってカッターヘッドが駆動され、終点においては
終点(X3 ,Y3 )の接線上をオフセット量進行した点
(Xb3,Yb3)で終了する。この曲線切断時にカッター
刃の尖端は軸心の軌跡の内側を追従していくため、同図
に示すように目標とするベジエ曲線C1 と切断線C2 と
が完全には一致しないという問題が生じる。
る曲線処理の一例を示し、破線はベジエ演算により求め
られたベジエ曲線C1 を示し、実線で切断結果C2 が示
されている。先ず、ベジエ曲線の起点(X0 ,Y0 )の
接線に沿ってカッター刃のオフセット量と等しく変位し
た座標(Xb0,Yb0)にカッターツールの軸心が位置す
るようにカッターヘッドが移動されてカッター刃が着床
する。続いて、起点(X0 ,Y0 )、2点の制御点(X
1 ,Y1 )(X2 ,Y2 )、終点(X3 ,Y3)の4点
の座標からなるベジエ曲線データに基づいてカッターツ
ールの軸心をベジエ曲線C1 上へ移動し、ベジエ曲線C
1 に沿ってカッターヘッドが駆動され、終点においては
終点(X3 ,Y3 )の接線上をオフセット量進行した点
(Xb3,Yb3)で終了する。この曲線切断時にカッター
刃の尖端は軸心の軌跡の内側を追従していくため、同図
に示すように目標とするベジエ曲線C1 と切断線C2 と
が完全には一致しないという問題が生じる。
【0005】また、上述した誤差を解消するためにベジ
エ演算で求められた各分割点の座標に対する接線上にカ
ッター刃のオフセット量と等しく変位した補正座標を求
め、補正座標を結ぶ線に沿ってカッターツールの軸心を
移動させることにより目標曲線と切断結果を一致させる
ように構成したカッティングプロッタも知られている。
エ演算で求められた各分割点の座標に対する接線上にカ
ッター刃のオフセット量と等しく変位した補正座標を求
め、補正座標を結ぶ線に沿ってカッターツールの軸心を
移動させることにより目標曲線と切断結果を一致させる
ように構成したカッティングプロッタも知られている。
【0006】図5は上記カッティングプロッタの曲線処
理を示し、ベジエ曲線C1 の各分割点に対して補正座標
(Xbt,Ybt)が求められ、カッターツールの軸心が補
正ベジエ曲線C3 上を移動し、カッター刃の尖端が目標
であるベジエ曲線C1 上を移動して切断線C2 とベジエ
曲線C1 とが一致する。
理を示し、ベジエ曲線C1 の各分割点に対して補正座標
(Xbt,Ybt)が求められ、カッターツールの軸心が補
正ベジエ曲線C3 上を移動し、カッター刃の尖端が目標
であるベジエ曲線C1 上を移動して切断線C2 とベジエ
曲線C1 とが一致する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のカッティングプ
ロッタにおいて、曲線の起点と終点のみカッター刃のオ
フセット補正するものは、目標曲線に対して切断位置の
誤差が生じる。一方、ベジエ曲線の各分割点に対して夫
々オフセット補正演算を行うものは、正確な切断結果が
得られるものの、演算量の増加により処理速度が低下す
るという欠点がある。
ロッタにおいて、曲線の起点と終点のみカッター刃のオ
フセット補正するものは、目標曲線に対して切断位置の
誤差が生じる。一方、ベジエ曲線の各分割点に対して夫
々オフセット補正演算を行うものは、正確な切断結果が
得られるものの、演算量の増加により処理速度が低下す
るという欠点がある。
【0008】そこで、切断精度の向上と処理速度の高速
化を両立させてカッティングプロッタの性能を向上する
ために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本
発明は上記課題を解決することを目的とする。
化を両立させてカッティングプロッタの性能を向上する
ために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本
発明は上記課題を解決することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提供するものであり、カッターホルダに
カッター刃が回転自在に軸支され、前記カッター刃の回
転中心に対してカッター刃の尖端部をオフセットさせた
カッターツールをカッターヘッドに装着して使用するカ
ッティングプロッタであって、曲線の起点、2点の制御
点及び終点の各座標からなるベジエ曲線データと分割係
数データとからベジエ演算アルゴリズムによって各分割
点の座標を算出するベジエ演算部を備えたカッティング
プロッタに於て、ベジエ曲線の起点、終点、並びに起点
と終点との間の任意の少なくとも2点について夫々座標
及び接線を求め、前記各接線上に前記各点から前記カッ
ター刃の尖端部のオフセット量と等しく変位した補正座
標を求め、前記補正座標を結ぶベジエ曲線に基づいて起
点、2点の制御点、終点からなるベジエ曲線データを逆
算する補正演算機能を設け、前記補正演算機能によって
算出されたベジエ曲線データによって曲線のカッティン
グ処理を実行するように構成したカッティングプロッタ
を提案するものである。
達成するために提供するものであり、カッターホルダに
カッター刃が回転自在に軸支され、前記カッター刃の回
転中心に対してカッター刃の尖端部をオフセットさせた
カッターツールをカッターヘッドに装着して使用するカ
ッティングプロッタであって、曲線の起点、2点の制御
点及び終点の各座標からなるベジエ曲線データと分割係
数データとからベジエ演算アルゴリズムによって各分割
点の座標を算出するベジエ演算部を備えたカッティング
プロッタに於て、ベジエ曲線の起点、終点、並びに起点
と終点との間の任意の少なくとも2点について夫々座標
及び接線を求め、前記各接線上に前記各点から前記カッ
ター刃の尖端部のオフセット量と等しく変位した補正座
標を求め、前記補正座標を結ぶベジエ曲線に基づいて起
点、2点の制御点、終点からなるベジエ曲線データを逆
算する補正演算機能を設け、前記補正演算機能によって
算出されたベジエ曲線データによって曲線のカッティン
グ処理を実行するように構成したカッティングプロッタ
を提案するものである。
【0010】
【作用】本発明のカッティングプロッタのベジエ演算部
の補正演算機能は、入力されたベジエ曲線データからベ
ジエ曲線の起点と終点並びに任意の2点の座標を求め、
ベジエ曲線上の上記4点の接線上にオフセット量と等し
く変位した補正座標を求める。そして、補正座標に基づ
いて、入力データによるベジエ曲線からオフセットした
補正曲線のベジエ曲線データを求め、この補正ベジエ曲
線データによってカッティングツールを制御する。従っ
て、ベジエ曲線の全域に亘って切断位置がオフセット補
正されることになり、入力されたベジエ曲線データとカ
ッティング結果が一致する。
の補正演算機能は、入力されたベジエ曲線データからベ
ジエ曲線の起点と終点並びに任意の2点の座標を求め、
ベジエ曲線上の上記4点の接線上にオフセット量と等し
く変位した補正座標を求める。そして、補正座標に基づ
いて、入力データによるベジエ曲線からオフセットした
補正曲線のベジエ曲線データを求め、この補正ベジエ曲
線データによってカッティングツールを制御する。従っ
て、ベジエ曲線の全域に亘って切断位置がオフセット補
正されることになり、入力されたベジエ曲線データとカ
ッティング結果が一致する。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1乃至図3に
従って詳述する。図1はカッティングプロッタの回路ブ
ロックを示し、キーボード装着1からインタフェース
2、出力制御装置3を介してカッティングデータがカッ
ティング制御装置4へ入力される。カッティング制御装
置4はバッファメモリ、CPU、ROM、RAMや他の
周辺処理装置によって構成され、入力された文字や図形
のデータをベクトルデータに展開処理し、入出力制御装
置3を通じてカッティング装置5へ出力する。カッティ
ング制御装置4には曲線データをベジエ演算によって算
出するベジエ演算部6が設けられており、ベジエ演算部
6には更に補正演算機能7が設けられている。
従って詳述する。図1はカッティングプロッタの回路ブ
ロックを示し、キーボード装着1からインタフェース
2、出力制御装置3を介してカッティングデータがカッ
ティング制御装置4へ入力される。カッティング制御装
置4はバッファメモリ、CPU、ROM、RAMや他の
周辺処理装置によって構成され、入力された文字や図形
のデータをベクトルデータに展開処理し、入出力制御装
置3を通じてカッティング装置5へ出力する。カッティ
ング制御装置4には曲線データをベジエ演算によって算
出するベジエ演算部6が設けられており、ベジエ演算部
6には更に補正演算機能7が設けられている。
【0012】カッティング装置5は、XYZの三方向の
夫々の駆動回路8,9,10とX軸駆動モータ11、Y
軸駆動モータ12,Z軸駆動電磁アクチュエータ13を
有し、カッティング素材をX方向へ送りつつカッターヘ
ッドをY並びにZ方向に駆動してカッティングを行う。
カッターヘッドには、前述したようにカッター刃がZ軸
を回転中心として回転自在,且つカッター刃の尖端が回
転中心からオフセットしたカッターツールが装着され
る。
夫々の駆動回路8,9,10とX軸駆動モータ11、Y
軸駆動モータ12,Z軸駆動電磁アクチュエータ13を
有し、カッティング素材をX方向へ送りつつカッターヘ
ッドをY並びにZ方向に駆動してカッティングを行う。
カッターヘッドには、前述したようにカッター刃がZ軸
を回転中心として回転自在,且つカッター刃の尖端が回
転中心からオフセットしたカッターツールが装着され
る。
【0013】次に、図2のフローチャート及び図3の解
説図に従ってベジエ演算機能及び補正演算機能を説明す
る。先ず、入力データ処理時にベジエ曲線データを処理
する際は、ベジエ演算機能及び補正演算機能が起動して
(ステップ101)、起点(X0 ,Y0 )、2点の制御
点(X1 ,Y1 )(X2 ,Y2 )、終点(X3 ,Y3)
の夫々の座標が読み込まれる(ステップ102)。
説図に従ってベジエ演算機能及び補正演算機能を説明す
る。先ず、入力データ処理時にベジエ曲線データを処理
する際は、ベジエ演算機能及び補正演算機能が起動して
(ステップ101)、起点(X0 ,Y0 )、2点の制御
点(X1 ,Y1 )(X2 ,Y2 )、終点(X3 ,Y3)
の夫々の座標が読み込まれる(ステップ102)。
【0014】第1段階のベジエ演算においては起点と終
点の他に少なくとも2点の座標が取得できるように、分
割係数tがt=0とt=1並びに0<t<1の任意の2
点(tn1,tn2)の合計4点を選択してベジエ演算する
ように設定されており、上記4点のXY座標が求められ
る。
点の他に少なくとも2点の座標が取得できるように、分
割係数tがt=0とt=1並びに0<t<1の任意の2
点(tn1,tn2)の合計4点を選択してベジエ演算する
ように設定されており、上記4点のXY座標が求められ
る。
【0015】先ず、t=0とセットして(ステップ10
3)、以下に示すベジエ計算式によって起点座標(X
a0,Ya0)を求める(ステップ104)。 (式1) X(t) = X0(1-t)3+X1・3t(1-t)2+X2・3t2 (1-t) +X3t3 Y(t) = Y0(1-t)3+Y1・3t(1-t)2+Y2・3t2 (1-t) +Y3t3 そして、tが1になるまでtを増分し(ステップ105
→106)、上記の演算ルーチン104を4回実行して
4点のXY座標(Xa0,Ya0)(Xa1,Ya1)(Xa2,
Ya2)(Xa3,Ya3)を求める。
3)、以下に示すベジエ計算式によって起点座標(X
a0,Ya0)を求める(ステップ104)。 (式1) X(t) = X0(1-t)3+X1・3t(1-t)2+X2・3t2 (1-t) +X3t3 Y(t) = Y0(1-t)3+Y1・3t(1-t)2+Y2・3t2 (1-t) +Y3t3 そして、tが1になるまでtを増分し(ステップ105
→106)、上記の演算ルーチン104を4回実行して
4点のXY座標(Xa0,Ya0)(Xa1,Ya1)(Xa2,
Ya2)(Xa3,Ya3)を求める。
【0016】次に、上記4点で表現されるベジエ曲線C
1 における4点の各接線dtを演算し(ステップ10
7)、各接線dt上に既知であるカッター刃の尖端部の
オフセット量と等しく変位した補正座標(Xb0,Yb0)
(Xb1,Yb1)(Xb2,Yb2)(Xb3,Yb3)を求める
(ステップ108)。
1 における4点の各接線dtを演算し(ステップ10
7)、各接線dt上に既知であるカッター刃の尖端部の
オフセット量と等しく変位した補正座標(Xb0,Yb0)
(Xb1,Yb1)(Xb2,Yb2)(Xb3,Yb3)を求める
(ステップ108)。
【0017】続いて、ベジエ演算機能により上記補正座
標を通るベジエ曲線C3 の起点(Xc0,Yc0)、制御点
(Xc1,Yc1)(Xc2,Yc2)、終点(Xc3,Yc3)を
逆算する(ステップ109)。
標を通るベジエ曲線C3 の起点(Xc0,Yc0)、制御点
(Xc1,Yc1)(Xc2,Yc2)、終点(Xc3,Yc3)を
逆算する(ステップ109)。
【0018】以下、ステップ109で算出されたベジエ
曲線C3 のベジエ曲線データ(Xc0,Yc0)(Xc1,Y
c1)(Xc2,Yc2)(Xc3,Yc3)と分割係数tによっ
て通常のベジエ演算処理ルーチン(ステップ110)が
実行され、補正ベジエ曲線C 3 の各分割点の座標が算出
される。算出された座標データはカッティング制御装置
4のRAMへ格納され(ステップ111)、曲線データ
処理を終了する(ステップ112)。
曲線C3 のベジエ曲線データ(Xc0,Yc0)(Xc1,Y
c1)(Xc2,Yc2)(Xc3,Yc3)と分割係数tによっ
て通常のベジエ演算処理ルーチン(ステップ110)が
実行され、補正ベジエ曲線C 3 の各分割点の座標が算出
される。算出された座標データはカッティング制御装置
4のRAMへ格納され(ステップ111)、曲線データ
処理を終了する(ステップ112)。
【0019】カッティング実行時にはカッティング制御
装置4からカッティング装置5へ補正座標データが順次
出力され、カッターツールの軸心が、図3に示す補正ベ
ジエ曲線C3 上を移動することにより、カッター刃の尖
端部は入力データによるベジエ曲線C1 上を移動し、入
力データと切断結果C2 とが一致した結果が得られる。
装置4からカッティング装置5へ補正座標データが順次
出力され、カッターツールの軸心が、図3に示す補正ベ
ジエ曲線C3 上を移動することにより、カッター刃の尖
端部は入力データによるベジエ曲線C1 上を移動し、入
力データと切断結果C2 とが一致した結果が得られる。
【0020】
【発明の効果】この発明は、上記一実施例において詳述
したように、カッター刃の回転中心と尖端部とのオフセ
ット量に起因するオフセット誤差を解消するための補正
ベジエ曲線データを算出する際に、入力データからベジ
エ曲線の4点を求める。そして、求めた4点の座標をオ
フセット補正した補正座標を求め、この補正座標を通る
補正ベジエ曲線データを逆算し、この補正ベジエ曲線デ
ータをベジエ演算することにより、曲線の全長に亘って
オフセット誤差が解消される。
したように、カッター刃の回転中心と尖端部とのオフセ
ット量に起因するオフセット誤差を解消するための補正
ベジエ曲線データを算出する際に、入力データからベジ
エ曲線の4点を求める。そして、求めた4点の座標をオ
フセット補正した補正座標を求め、この補正座標を通る
補正ベジエ曲線データを逆算し、この補正ベジエ曲線デ
ータをベジエ演算することにより、曲線の全長に亘って
オフセット誤差が解消される。
【0021】従って、オフセット補正処理としては4点
の補正座標を求めてベジエ曲線データを逆算する演算処
理が増加するのみであり、ベジエ曲線の全ての分割点に
対して接線を求め、更にオフセット量を補正した補正座
標を算出する従来型のカッティングプロッタと同一の補
正結果が得られ、且つ演算量は従来型に比較して大幅に
削減されることから処理速度が高速化し、カッティング
プロッタの性能向上に寄与できる。
の補正座標を求めてベジエ曲線データを逆算する演算処
理が増加するのみであり、ベジエ曲線の全ての分割点に
対して接線を求め、更にオフセット量を補正した補正座
標を算出する従来型のカッティングプロッタと同一の補
正結果が得られ、且つ演算量は従来型に比較して大幅に
削減されることから処理速度が高速化し、カッティング
プロッタの性能向上に寄与できる。
【図1】本発明の一実施例を示し、カッティングプロッ
タの機能ブロック図。
タの機能ブロック図。
【図2】図1に示すカッティングプロッタの曲線処理の
フローチャート。
フローチャート。
【図3】図1に示すカッティングプロッタの曲線処理の
解説図。
解説図。
【図4】従来のカッティングプロッタの曲線処理の解説
図。
図。
【図5】従来のカッティングプロッタの曲線処理の解説
図。
図。
1 キーボード装置 2 インタフェース 3 入出力制御装置 4 カッティング制御装置 5 カッティング装置 6 ベジエ演算部 7 補正演算機能
Claims (1)
- 【請求項1】 カッターホルダにカッター刃が回転自在
に軸支され、前記カッター刃の回転中心に対してカッタ
ー刃の尖端部をオフセットさせたカッターツールをカッ
ターヘッドに装着して使用するカッティングプロッタで
あって、曲線の起点、2点の制御点及び終点の各座標か
らなるベジエ曲線データと分割係数データとからベジエ
演算アルゴリズムによって各分割点の座標を算出するベ
ジエ演算部を備えたカッティングプロッタに於て、ベジ
エ曲線の起点、終点、並びに起点と終点との間の任意の
少なくとも2点について夫々座標及び接線を求め、前記
各接線上に前記各点から前記カッター刃の尖端部のオフ
セット量と等しく変位した補正座標を求め、前記補正座
標を結ぶベジエ曲線に基づいて起点、2点の制御点、終
点からなるベジエ曲線データを逆算する補正演算機能を
設け、前記補正演算機能によって算出されたベジエ曲線
データによって曲線のカッティング処理を実行するよう
に構成したことを特徴とするカッティングプロッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7057683A JP3047766B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | カッティングプロッタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7057683A JP3047766B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | カッティングプロッタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08252796A JPH08252796A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3047766B2 true JP3047766B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=13062741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7057683A Expired - Fee Related JP3047766B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | カッティングプロッタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047766B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5479746B2 (ja) * | 2009-01-29 | 2014-04-23 | マルオカ工業株式会社 | 画材マット製造装置 |
| CN103541774B (zh) * | 2013-11-14 | 2015-06-17 | 上海汽轮机厂有限公司 | 涡轮叶片设计方法 |
| JP6612120B2 (ja) * | 2015-12-11 | 2019-11-27 | ローランドディー.ジー.株式会社 | カストリ線の位置決定装置、カッティングシステム、カストリ線の位置決定用のコンピュータプログラム、および、カストリ線の位置決定方法 |
| JP6941866B2 (ja) * | 2017-11-29 | 2021-09-29 | 株式会社タカトリ | シート材の裁断装置及び裁断方法 |
| JP2022184028A (ja) | 2021-05-31 | 2022-12-13 | ブラザー工業株式会社 | 切断装置及び切断プログラム |
| EP4172563A4 (en) * | 2021-09-17 | 2023-09-06 | Morai Inc. | METHOD FOR GENERATING ROAD TOPOLOGY INFORMATION AND RELATED SYSTEM |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP7057683A patent/JP3047766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08252796A (ja) | 1996-10-01 |
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