JPH02286298A - 毛筆プロッタの毛筆駆動制御方法 - Google Patents

毛筆プロッタの毛筆駆動制御方法

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JPH02286298A
JPH02286298A JP10722089A JP10722089A JPH02286298A JP H02286298 A JPH02286298 A JP H02286298A JP 10722089 A JP10722089 A JP 10722089A JP 10722089 A JP10722089 A JP 10722089A JP H02286298 A JPH02286298 A JP H02286298A
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JP
Japan
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distance
brush
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JP10722089A
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English (en)
Inventor
Kenichiro Hiruma
健一郎 比留間
Kenzo Goto
後藤 賢三
Yukio Hosaka
幸夫 保坂
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Janome Corp
Original Assignee
Janome Sewing Machine Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はプロッタに係り、特に筆記具として毛筆を利用
し、該毛筆を印字用紙に対してX、Y、Zの3方向に連
続的に駆動制御することにより筆圧をも連続的に変化さ
せて毛筆文字を描かせる毛筆プロッタの毛筆の駆動制御
方法に関するものである。
(従来技術) 従来のプロッタにおける筆記具の駆動制御は、印字用紙
に対して水平の前後、左右方向、すなわちX、Y方向は
連続的に行われてい辷が、垂直の上下方向、すなわちZ
方向は筆記具先端を印字用紙面に当接させるか或は又引
き離すかの2位置制御が行われていた。
前記したようにZ方向の制御が2位置制御の場合は、仮
に筆記具として毛筆を利用しても印字用紙面に対する筆
圧は一定であるので、一定太さの文字しか描けず毛筆文
字を描くことは困難であった。
これに対して毛筆をZ方向においてもX、Y方向と同様
に連続的に駆動制御すると、印字用紙に対して筆圧が連
続的に変化し、文字太さが連続的に変化した毛筆文字を
描かせることが可能となるので、このような構成の毛筆
プロッタが最近開発された。
毛筆プロッタは前記したように印字用紙に対する毛筆の
筆圧によって文字太さか定まるので、所定通りの文字を
均一な品質で描かせるためには、X、Y方向も勿論であ
るが特にZ方向は、正確な駆動制御が行われるような構
成とする必要がある。
このため、Z方向の機構の寸法精度や基台の平面度を高
め、更に印字用紙を基台面に真空吸着して装着して印字
用紙の浮きを防ぐ等、種々のZ方向の筆圧の変動要因を
取り除く対策が講じられている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、如何に前記したようなZ方向の筆圧を変
化させる要因を取り除く対策をとっても、これを完全に
取り除くことは不可能であり、更にこのような対策は装
置のコストを高める結果となる。
本発明は前記したような状況から、装置を特別に高精度
とすることなく筆圧の変動を押さえ、良好な印字を行う
ことのできる、Z方向の駆動制御方法を提供することを
目的に創案されたものである。
(課題を解決するための手段) すなわち本発明は、毛筆を保持する毛筆保持手段の印字
用紙に対して垂直方向の駆動機構のZ駆動機構を、水平
方向の駆動機構のX−Y駆動機構に装着し、制御データ
にもとづく前記X−Y及びZの駆動機構の駆動によりX
、Y、Zの3方向に連続的に駆動制御される毛筆により
印字用紙上に毛筆文字を描く毛筆プロッタにおいて、印
字用紙面との距離を検出する距離検出手段をX−Y駆動
機構に装着し、距離検出点データ記憶手段からのデータ
にもとづき距離検出制御データ発生手段より発する制御
データによりX−Y駆動機構を駆動し前記距離検出手段
を所定の印字位置の文字枠内における距離検出点に駆動
し、距離検出手段により距離検出点の距離検出を行い、
この検出距離に基づいて補正データ演算手段により文字
単位の補正距離データを演算し、記憶手段からの制御デ
ータのZ制御データに対し前記補正距離データによる補
正を行った制御データを補正制御データ発生手段から発
し、この補正制御データによりX−Y及びZの各駆動機
構を駆動して毛筆文字の印字を行うことを特徴とする毛
筆プロッタの毛筆駆動制御方法である。
(作用) 本発明は前記したように構成され、その作用は、毛筆を
Z方向に駆動制御するための制御データは、距離検出手
段による印字位置での印字用紙面との検出距離に基づい
て文字単位で補正された後印字されるので、印字位置に
おける距離検出点数を適当数とすることによって正確な
補正データが得られ、さらに印字中に補正データの演算
を行わないので、印字動作は中断することなく円滑に行
われ、良好な品質の印字を行うことができることである
(実施例) 本発明の基本的構成について、第1図の基本ブロック図
にもとづいて説明すると、駆動機構3は、毛筆1を保持
する毛筆保持手段2を印字用紙に対して垂直のZ方向に
駆動するZ駆動機構5か、印字用紙に対して平行の左右
及び前後のX−Y方向に駆動するX−Y駆動機構4に装
着して構成されている。
X−Y駆動機構4には、印字用紙面との距離を検出する
ための距離検出手段6が装着されており、この距離検出
手段6としては、光学的等の手段による非接触式或は機
械的等の手段による接触式のいずれでも利用することが
できる。
11は、駆動機構3を制御機構7によって制御するため
の記憶手段であり、12は、印字のためのX、Y、Zの
各データを記憶する制御データ記憶手段、13は、文字
形成のための基準枠である文字枠の範囲内での所定の距
離検出点を定めるデータを記憶する距離検出データ記憶
手段、14は、印字位置、印字文字の大きさ等の文字配
列に関するデータを記憶する文字配列データ記憶手段で
ある。
制御機構7には、補正データ演算手段8、補正制御デー
タ発生手段9、距離検出制御データ発生手段lO等が含
まれており、補正データ演算手段8は、距離検出手段6
により検出された距離データを演算によりZ方向の制御
データに対する文字単位の補正データに変換する手段で
あり、補正制御データ発生手段9は、制御データ記憶手
段12からのX、Y、Zの各制御データの内のZデータ
に対し、前記補正データ演算手段8からの補正データに
もとづく文字単位の補正を行った制御データを駆動機構
3に発する手段であり、距離検出制御データ発生手段l
Oは、距離検出手段6を所定の距離検出点に駆動するた
めの制御データをX−Y駆動機構4に発する手段である
前記したように構成される毛筆プロッタの動作を説明す
ると、距離検出点データ記憶手段13と、文字配列デー
タ記憶手段14とのデータにもとづいて距離検出制御デ
ータ発生手段から発するデータによるX−Y駆動機構4
の駆動によって、距離検出手段6が所定の印字位置の文
字枠範囲内での距離検出点に駆動され、印字用紙面との
距離検出を行う。
この場合距離検出点が複数の場合には、距離検出手段6
を逐次距離検出点に駆動し距離検出が行われる。
距離検出手段6によって検出された距離データは、補正
データ演算手段8に送られ、ここでZ方向の制御データ
に対する文字単位の補正データに変換する演算を行う。
補正データ演算手段8からの補正データが、補正制御デ
ータ発生手段9に送られ、ここから制御データ記憶手段
12からのX、Y、Zの各制御データの内のZデータに
対し、前記補正データによって文字単位の補正を行った
補正制御データが、駆動機構3に送られ、X−Y駆動機
構4及びZ駆動機構5が駆動される。
したがって、毛筆Iは制御データ記憶手段12に記憶さ
れた制御データのX−Yデータと、距離検出手段6によ
り検出された印字位置での印字用紙面との距離にもとづ
いて文字単位で補正されたZデータとによりX、Y、Z
の3方向に連続的に駆動制御され印字用紙上に毛筆文字
を描く。
第2図は第1図の基本ブロック図をさらに詳細に示した
ブロック図であり、ここでは距離検出手段6として非接
触式のものを利用している。
第2図において制御機構7におけるプログラムROMl
5には、CPU18を制御するプログラムが書き込まれ
ており、CPU18は、このプログラムにしたがって入
力ボート17からキー人力16の信号及び、非接触式距
離検出手段6のセンサ保持手段30に保持されたセンサ
31によって検出された印字位置の距離検出点における
印字用紙33との距離である測長器32からの高さデー
タ信号を取り込んだり、データROMである記憶手段I
tの制御データ、距離検出点データ、文字配列データ等
を読み込んだり、あるいはまた、RAM19との間でデ
ータの授受を行ったりしながら演算処理し、必要に応じ
て処理したデータを出力ボート20へ出力する。
I動機構3は、Xパルスモータ駆動回路21゜X/<ル
スモーク22、X駆動装置23とにより左右方向に移動
させる機構と、Yパルスモータ駆動回路24、Yパルス
モータ25、Y駆動装置26とにより前後方向に移動さ
せる機構とより成るX−Y駆動機構4と、Zパルスモー
タ駆動回路27、Zパルスモータ28、X駆動装置29
とにより高さ方向に移動させるZ駆動機構5とから構成
され、毛筆保持手段2に保持された毛ifをX、Y、Z
の3方向に移動する。
非接触式距離検出手段6は、X−Y駆動機構4にセンサ
保持手段30を装着し、Z機構と同じにX−Y方向に動
くようにする。
このセンサ保持手段30にセンサ31を装着し、測長器
32により印字用紙33の印字位置の距離検出点までの
距離を測定して得た高さデータを制御機構7の入力ボー
ト17に出力する。
次に第3図により本発明の毛筆ブロックの具体的構成に
ついて説明すると、基台34に互いに平行に装着された
2本のYガイド軸35にY軸キャリツノ36がY方向に
摺動自在に装着され、該Y軸ギヤリッジ36には互いに
平行な2本のXガイド軸37が装着され、更に該Xガイ
ド軸37にはX軸ギヤリッジ38がX軸方向に摺動自在
に装着されX−Y機構が構成されている。
前記したようにX−Y機構が構成されるため、X、Yの
両方向に駆動が自在となったX軸ギヤリッジ38にX軸
方向に延びる腕39が装着され、該腕39の先端に固着
された支持板40を介して毛筆lを保持した毛筆保持手
段2、該毛筆保持手段2をZ方向に駆動するZパルスモ
ータ28等のZ機構が装着されている。
したがって毛筆lは、Yパルスモータ25によるベルト
41を介してのY方向の駆動制御、Xパルスモータ22
によるワイヤ42を介してのX方向の駆動制御、及び前
記したZ機構のZパルスモータ28によるZ方向の駆動
制御により、X、Y。
乙の3方向に連続的に駆動制御され、基台34上に載置
された印字用紙33上に毛筆文字を描く。
更にX−Y機構に延設された腕39の先端に装着された
Z機構に対する支持板40に、非接触式距離検出手段6
が装着され、印字用紙33の印字位置の距離検出点との
距離を印字時に検出するように構成されている。
以上の様に構成された毛筆プロッタの具体的なZデータ
の補正方法について次に説明する。
印字文字は、キー人力16による入力により決定される
CPU18は、入力ボート17を介してキー人力16の
信号を読み込み、これから該当する文字を決定する。
また、文字入力終了の信号もキー人力16から入力する
。このようにしてキー人力16から入力した複数の文字
を組合せた文字列を印字する。
また、各文字の文字の大きさと印字位置らキー人力16
により決定される。
印字に先だって、決定された印字位置の距離検出点の印
字用紙との距離である高さ測定を行う。
高さ測定は、印字領域としての文字枠内の例えば3点を
距離検出点と定めて行い、この3点の高さデータから文
字枠内を平面とした時の方程式を得、これから必要なX
−Y座標での高さを算出し補正1とする。
いま、3点、Ql(AI、B1.CI)、Q t(A 
!、 B t。
C,)、(1+(A3.8*、C3X3点は一直線上に
ないとする)を考える。
この3点を含むような平面は以下の方程式を満たす。
A=A++t+(At  x、)+tt(As  AI
)B=B++t+(Bt  BO+h(83B +)C
=CI+ t r (Ct  Qo+h(Ct  CI
)ここでjl+L!は媒介変数。この式を変形して与え
られた点(X=A、Y=B)での高さLを得られる形に
すると次式のようになる。
L=C++((B  B+XAs  AIXCt  C
I)−(B−B、XA、−Aυ(C3−CI)+ (A
−A、X5t−B+Xc3−c+)−(A−Aυ(B3
−Bυ(Ct−CI))/1(A3−Aυ(Bt−B、
) −(A、−Aυ(Bs−B+)) 例えば3点として第4図に示す様に、文字枠43の下辺
の両端Q、、Q、と上辺の中央Q3を測定するものとす
る。
文字枠の一辺の長さをM、Q、を基準(X=0.Y=0
)として考えると A1=0、    B、=C A t ” M SB t = O A、=M/2、 B3=M である。
これから必要なX−Y座標の点(A、B)でのZ座標、
即ち高さLを次式により算出することかできる。
L=CI+((C2−CI)XA (Cl/2+ct/2+C3)XB)/Mこのような高
さ算出を使用した補正制御の方法を第5図に示すフロー
チャートに従って説明する。
5TEP51−5TEP511までを全文字印字分だけ
繰り返す。
5TEP51では、印字しようとする文字の文字枠上の
3点Q、、Q、、Q3の高さを測定する。
5TEP52では、この高さデータC,,C!、C3に
よって、高さの算出式を求めておく。
ここで求めた算出式を5TEP54で使用する。
5TEP53では印字しようとする制御データ、即ち座
標点列P+、Pt・・・Pnを読みだす。データ点数を
nとする。
ここで読みだされた制御データとは第6図に示すような
X、Y、Zの移動位置点座標列からなる。
X、Yは左下を原点(0,0)とした座標系で、またZ
は紙面を0として上方向を正として表したものである。
この第6図のデータX、Yを第7図に図示する。
このデータは「山」の印字データを示している。
読みだしたデータに対し、n−1回、5TEP54〜5
TEP58を繰り返す。5TEP59でこの終了を判断
する。
5TEP54では5TEP52で求めた式に、Xi、Y
iを代入してその点での計算上の高さLを算出する。
5TEP55では基準となる距離L0を測定した距離り
から引いて紙面の変動量dLを算出する。
dL−L  L。
この変動量dLを文字単位の補正値とする。
ここで基準となる距離り。とは、紙面までの距離がこの
基準距離L0とした場合、高さ位置Oへ毛筆を移動させ
ると筆先が紙面にくる様な距離である。言い替えると補
正が必要ないような距離が基準となる距離L0である。
5TEP56では、5TEP55で求めた補正量dLを
Z座標から引いて、次に移動すべき補正された位置座標
p’ i++を算出する。
P’i+1=(Xi+l、Yt+l、Zi+I −dL
)STEP57では移動量dX i、dY i、dZ 
iを補正された位置座標の差分P’i+l−P’iから
求める。
5TEP58では算出した距離を速度Vで線分移動する
ために必要なステップパルス出力間隔Txi、 T y
i、 T ziを次式で算出する。
Txi=S/  dXi Tyi=S/  dYi Tzi=S/  dZi S =sqr((dX i)”+ (dY i)”+ 
(dZ i)す/Vここでj 1は絶対値、sqrは平
方根を示す。
5TEP59ではデータが終わりかどうかを判断し、終
わりでなければ5TEP54にもどる。
データが終わりならばデータの前加工段階が終わったと
して、以下5TEP510をデータ終わりまで繰り返す
5TEP510では5TEP58で算出した出力時間間
隔T xi、 T yi、 T ziでdX i、dY
 i、dZ iステップパルスモータを駆動させる。
5TEP511では1文字の印字駆動が終了したかどう
か判断し、終了していなかったならば5TEP510を
繰り返す。
5TEP512では全文字印字が終了したかどうかを判
断し、終了していなければ5TEP51へ戻る。
このように読みだした移動位置点列から補正量を加味し
た移動点列を作成し、これにしたがって第2図の出力ポ
ート20を介して前後・左右方向の位置に対応してXパ
ルスモータ駆動回路21゜Yパルスモータ駆動回路24
に、また、高さ方向の位置に対応してXパルスモータ駆
動回路27に指示を与え、この指示に従いXパルスモー
タ22、YパルスモータY25、並びにZパルスモータ
28を駆動させ、X駆動装置23、Y駆動装置26、Z
駆動装置29により毛筆保持手段2に保持された毛筆l
を動かすことにより、印字用紙面に高さの変動がある場
合でも良好な印字を行う。
本実施例では印字しようとする文字枠43内の3点の高
さを測定し、印字面が平面であると仮定してこれにより
補正量を算出するものとして説明したが、距離検出点を
3点より多く取り印字面を多面体の表面や曲面として、
補正量を算出することもできる。
また印字面が文字枠43内では一定の高さであると仮定
すれば、1点の高さ測定によって補正量を算出すること
もできる。
この場合は制御フローも第5図に示したものよりも簡単
になる。
即ち文字データの最初の点で高さ補正を行えば、その後
の点では移動量としては補正量を考慮しないですむ。
本実施例では測長器で測定される距離りは、そのままZ
の1ステツプの移動距離を単位とした線形の値として説
明したが、測定分解能が1ステツプに相当しないものや
、非線形の測長器であってもそれをZの1ステツプの移
動距離を単位としたものに変換することにより使用する
ことができる。
また、第2図に示した距離検出手段は非接触のものを示
しているが、印字前に測定を行うので紙面に接触して測
定するような物でも使用できることはいうまでもないこ
とである。
(効果) 本発明は前記したような構成および作用を持つものであ
るが、従来印字面高さのバラツキが大きくて良好な印字
を行うことが難しかった封筒への宛名書きを例としてそ
の効果を説明する。
のし紙の様に厚みがなく紙面が一様な場合には問題無い
が、封筒の宛名書きの様な場合には、厚みがあり、また
簡単に押さえただけでは紙面の変動を押さえることはで
きない。
そのため補正なしの印字では場所によって文字の太さが
変わってしまう。
これに対して本発明により文字単位の高さ補正を行って
印字した例を第8図に示す。
この例では文字枠中心の1点の距離検出を行って高さ補
正を行っており、紙押えとして封筒の左右両側を押さえ
て印字したものである。
またこの時の紙面の変動量を第9図(a) 、 (b)
 、 (c)に示す。
紙面の変動量dLはそのまま高さ補正量であり、第9図
が示すように紙面が一番上がった場所と、一番下がった
場所との間には0.7IIIIllの差がある。
会社名の部分の様な小さい文字を印字する場合、一番太
い部分でも紙面から2開程度しか筆を下げないことを考
慮すると、この0 、7 mmの変動量は大きいもので
ある。
この変動量を補正することにより第8図に示すように顕
著な太さのばらつきのない良好な印字が行われている。
以上、印字例で示したように文字単位の高さ補正により
、封筒のような高さが一様でない用紙に対して高品質の
毛筆文字の印字ができる。
また高さ補正の方法として各移動単位(線分)毎に、印
字用紙面との距離を検出しつつ補正する方法もあるが、
この方法に比べると文字単位の補正には、 (1)滑らかな駆動で文字品質が高い。
(2)短冊型の席次孔のような物にも書ける。
(3)接触型の測定装置でも使用できる。
といった利点が挙げられる。
線分単位の補正駆動では測定時間、演算時間が駆動途中
でかかるため、その時間の間毛筆を下ろした状態で停止
することになる。
その為滑らかな動きが妨げられ、印字文字の品質が下が
る。
これに対して文字単位の補正制御方式では、補正距離の
検出及び補正データの演算は、印字開始前に行ってしま
うことができ、印字駆動を滑らかに行うことができる。
また第10図に示すように毛筆の曲がりを考えると距離
検出点は毛筆から若干離れた位置なので、短冊型の席次
孔44の様に細いものの端に印字するような場合には、
印字中距離検出点が矢印で示すように紙面から外れてし
まう。
線分単位での補正駆動では、印字中に距離検出を行う必
要があり、第1O図に示すような場合には距離検出を行
えず正常に動作しない。
これに対して文字単位の補正駆動では、距離検出は印字
前に印字位置の文字枠内で行われるので、このような紙
面の端に文字を書く場合にも、距離検出点が紙面の外と
なることはなく正常に動作する。
また、実施例では非接触形の測定系で説明を行っている
が、印字前に測定を行うので、紙面に接触して測定する
ような接触型の測長器でも使用することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明により総ての印
字用紙に対し良好な印字を行うことのできる毛筆プロッ
タの毛筆駆動制御方法が提供されることとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明の構成を示すブロック図、
第3図は毛筆プロッタの構造を示す斜視図、第4図〜第
7図は具体的な制御方法を説明する図、第8図〜第1θ
図は効果を説明する図である。 ■・・・毛筆、2・・・毛筆保持手段、4・・・X−Y
駆動機構、訃・・Z駆動機構、6・・・距離検出手段、
訃・・補正データ演算手段、9・・・補正制御データ発
生手段、10・・・距離検出制御データ発生手段、12
・・・制御データ記憶手段、13・・・距離検出点デー
タ記憶手段。 特許出願人 蛇の目ミシン工業株式会社第 図 データ点数n=26 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 毛筆を保持する毛筆保持手段の印字用紙に対し垂直方向
    の駆動機構のZ駆動機構を、水平方向の駆動機構のX−
    Y駆動機構に装着し、制御データにもとづく前記X−Y
    及びZの駆動機構の駆動により毛筆を印字用紙に対して
    X、Y、Zの3方向に連続的に駆動制御して毛筆文字を
    描かせる毛筆プロッタにおいて、印字用紙面との距離を
    検出する距離検出手段をX−Y駆動機構に装着し、距離
    検出点データ記憶手段からのデータにもとづき距離検出
    制御データ発生手段より発する制御データによるX−Y
    駆動機構の駆動により前記距離検出手段を所定の印字位
    置の文字枠内における距離検出点に駆動し、距離検出手
    段により検出された距離検出点における検出距離にもと
    づいて補正データ演算手段により文字単位の補正距離デ
    ータを演算し、補正制御データ発生手段から、記憶手段
    からのZ制御データに対し前記補正距離データによる補
    正を行った補正制御データを発し、X−Y及びZの各駆
    動機構を駆動して印字を行うことを特徴とする毛筆プロ
    ッタの毛筆駆動制御方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111975763A (zh) * 2019-05-23 2020-11-24 丰田自动车株式会社 算术设备、控制程序、机器学习器、抓握装置和控制方法

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