JPS6125209A - 工作機械の自動座標系設定装置 - Google Patents
工作機械の自動座標系設定装置Info
- Publication number
- JPS6125209A JPS6125209A JP14506584A JP14506584A JPS6125209A JP S6125209 A JPS6125209 A JP S6125209A JP 14506584 A JP14506584 A JP 14506584A JP 14506584 A JP14506584 A JP 14506584A JP S6125209 A JPS6125209 A JP S6125209A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- data
- coordinate system
- automatic coordinate
- origin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-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 programme data in numerical form
- G05B19/401—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 programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
- G05B19/4015—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 programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration
-
- 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
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37025—Retract, swing out of the way, measuring device during normal machining for protection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
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】
(1)発明の目的
(イ)産業上の利用分野
本発明は、複数の工具を刃物台タレットにセットし1.
各工具へ加工位置の座標値を指令して自動制御を行うN
C工作機械の座標系設定装置に関し、特に、機械原点を
基準とする直交座標で制御される工具に対してNCデー
タの加工原点を基準とする数値の座標系を代入する工作
機械の自動座標系設定装置に関する。
各工具へ加工位置の座標値を指令して自動制御を行うN
C工作機械の座標系設定装置に関し、特に、機械原点を
基準とする直交座標で制御される工具に対してNCデー
タの加工原点を基準とする数値の座標系を代入する工作
機械の自動座標系設定装置に関する。
(ロ)従来の技術
NC工作機械における加工データ用の座標と工具制御用
の座標とは、2つの座標系が異なるタイプ、例えば直交
座標と極座標との如き異系でない限り、はぼ共通に使用
可能で、数値的にも互換性を有するが、実際には、工具
側もワーク側もそれぞれ微妙な問題を抱えていて、スト
レートにデ−夕の交換を行うことができない。工具側の
問題点は、刃物台タレットに複数の工具をセットした際
に、各工具の刃先位置が機械原点からそれぞれ異なる取
付誤差を有することで、ワーク側の問題点は、加工に先
立つ試し削りの取り代とその振分けによって加工原点そ
のものが機械原点に対して変動することである。そのた
め、従来は、製品の精度低下を黙認するか、或いは、手
作業による捨て削りののちに削り面をマイクロ測定し、
ワークと各工具との相対位置をその都度演算し直すとい
う非能率な方法に頼っていた。
の座標とは、2つの座標系が異なるタイプ、例えば直交
座標と極座標との如き異系でない限り、はぼ共通に使用
可能で、数値的にも互換性を有するが、実際には、工具
側もワーク側もそれぞれ微妙な問題を抱えていて、スト
レートにデ−夕の交換を行うことができない。工具側の
問題点は、刃物台タレットに複数の工具をセットした際
に、各工具の刃先位置が機械原点からそれぞれ異なる取
付誤差を有することで、ワーク側の問題点は、加工に先
立つ試し削りの取り代とその振分けによって加工原点そ
のものが機械原点に対して変動することである。そのた
め、従来は、製品の精度低下を黙認するか、或いは、手
作業による捨て削りののちに削り面をマイクロ測定し、
ワークと各工具との相対位置をその都度演算し直すとい
う非能率な方法に頼っていた。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、ワークへ指令
されるNCデータの加工原点の補正および工具取付誤差
の補正等を装置内で演算して、工具を制御する座標系を
容易に設定し加工精度が向上できる工作機械の自動座標
系設定装置を提供することにある。
されるNCデータの加工原点の補正および工具取付誤差
の補正等を装置内で演算して、工具を制御する座標系を
容易に設定し加工精度が向上できる工作機械の自動座標
系設定装置を提供することにある。
(2)発明の構成
(イ)問題を解決しようとする手段
本発明は、上記の目的を達成するために、工具相互間の
補正データの検出に公知のツールセソタを使用し、その
計測位置が機械原点に対して一定かつ既知であることを
基礎として、所定の基準工具の補正データを他の工具の
補正データに減算して工具の補正を求め、さらに、所定
の基準工具によりワークの所望点の位置データを計測し
、該位置データに取り化データを算入して得た値を自動
座標系設定データとして使用することを特徴とする。
補正データの検出に公知のツールセソタを使用し、その
計測位置が機械原点に対して一定かつ既知であることを
基礎として、所定の基準工具の補正データを他の工具の
補正データに減算して工具の補正を求め、さらに、所定
の基準工具によりワークの所望点の位置データを計測し
、該位置データに取り化データを算入して得た値を自動
座標系設定データとして使用することを特徴とする。
(ロ)実施例
以下、本発明の一実施態様を、図面に基すいて詳細に説
明する。
明する。
第1図は、ワークと工具の関係を示す説明図である。図
において、ワークWはチャックHに保持され、該チャッ
クI(に対向する側に機械原点0を有する工具Tによっ
て加工される。チャックHは、その取付基面Bの中心を
通り、かつ該基面Bに垂直なZ軸を回転軸として、ワー
クWを把持したまま回転可能であり、本工作機械の座標
軸はこのZ軸と、該Z軸に直交する上下方向のX軸とで
2次元の直交座標を構成するものとする。機械原点0は
、Z軸上にあるとは限らないが、その位置関係は固定的
なので、座標値Xはパラメータで入力できる。また、試
し削りなどもZ軸を軸として回転させながら行うので、
上下同量となり、X軸に関しては工具刃先の取付偏差値
のみ考慮すればよく加工原点修正の必要がない。
において、ワークWはチャックHに保持され、該チャッ
クI(に対向する側に機械原点0を有する工具Tによっ
て加工される。チャックHは、その取付基面Bの中心を
通り、かつ該基面Bに垂直なZ軸を回転軸として、ワー
クWを把持したまま回転可能であり、本工作機械の座標
軸はこのZ軸と、該Z軸に直交する上下方向のX軸とで
2次元の直交座標を構成するものとする。機械原点0は
、Z軸上にあるとは限らないが、その位置関係は固定的
なので、座標値Xはパラメータで入力できる。また、試
し削りなどもZ軸を軸として回転させながら行うので、
上下同量となり、X軸に関しては工具刃先の取付偏差値
のみ考慮すればよく加工原点修正の必要がない。
さて、工具刃先の取付偏差値を検出する手段としては、
近時、同一出願人の実願昭58−171627号に明示
されているようなツールプリセツタと呼ばれる検出手段
が一般に使用されている。これは、工作機械に摺動自在
に取付けられたアームの先端にX軸およびZ軸それぞれ
双方向のタッチセンサを備えたもので、アームにより検
出位置と待機位置とを往復し、検出位置にある時は、第
1図に示す如く、センサ部Sば、機械原点0からの相対
位置が常に一定で、パラメータ入力ができる。このタッ
チセンサに各工具の刃先を接触させ、その都度、機械原
点口からの座標値を検出すれば、その差値が各工具毎の
取付補正データになり、ワーク表卯においても同量だけ
補正すればよいことになる。なお、通常は、試1削りに
使用する最初の工具を基準工具として諸計測に使用し、
比較の対象にする。
近時、同一出願人の実願昭58−171627号に明示
されているようなツールプリセツタと呼ばれる検出手段
が一般に使用されている。これは、工作機械に摺動自在
に取付けられたアームの先端にX軸およびZ軸それぞれ
双方向のタッチセンサを備えたもので、アームにより検
出位置と待機位置とを往復し、検出位置にある時は、第
1図に示す如く、センサ部Sば、機械原点0からの相対
位置が常に一定で、パラメータ入力ができる。このタッ
チセンサに各工具の刃先を接触させ、その都度、機械原
点口からの座標値を検出すれば、その差値が各工具毎の
取付補正データになり、ワーク表卯においても同量だけ
補正すればよいことになる。なお、通常は、試1削りに
使用する最初の工具を基準工具として諸計測に使用し、
比較の対象にする。
次に、第1図で、その基準工具をワーク表面の所望点P
に接触させ、そのZ座標値を読めば、位置データZpが
得られる。但し、この座標値はあくまで基準工具の刃先
の座標値であって、機械原点0からワーク表面の所望点
Pまでの正確な位置データとして使用されるためには、
基準工具の前記補正データが前記検出手段の位置パラメ
ータと同一基準にあることが前提である。すなわちプロ
グラム運転では基準工具の補正データZoについても補
正機能を有効として動作する為、所望点Pを正確な座標
値として確立するには補正データZOが月未された修正
方法をとる必要がある。
に接触させ、そのZ座標値を読めば、位置データZpが
得られる。但し、この座標値はあくまで基準工具の刃先
の座標値であって、機械原点0からワーク表面の所望点
Pまでの正確な位置データとして使用されるためには、
基準工具の前記補正データが前記検出手段の位置パラメ
ータと同一基準にあることが前提である。すなわちプロ
グラム運転では基準工具の補正データZoについても補
正機能を有効として動作する為、所望点Pを正確な座標
値として確立するには補正データZOが月未された修正
方法をとる必要がある。
更に、ワーク側の問題として、取り代の問題がある。N
’Cデークの加工原点Cは、堆り代を見込んで、ワーク
表面から−・定量切り込んだ位置に設定されているが、
この量が実際には振分は等の理由で設定値と異なり、加
工原点が変動する。従って、取り代デークZcは、試し
削りののちに実測されたものを使用すれば、正確な値と
なる。
’Cデークの加工原点Cは、堆り代を見込んで、ワーク
表面から−・定量切り込んだ位置に設定されているが、
この量が実際には振分は等の理由で設定値と異なり、加
工原点が変動する。従って、取り代デークZcは、試し
削りののちに実測されたものを使用すれば、正確な値と
なる。
すなわち、基準工具の補正データがOである前提におい
て、位置データZpおよび取り代データZcを加算すれ
q、機械原点0から加工原点Cまでの正確な座標値が得
られることになり、座標の変換や座標系の設定に使用す
ることができる。
て、位置データZpおよび取り代データZcを加算すれ
q、機械原点0から加工原点Cまでの正確な座標値が得
られることになり、座標の変換や座標系の設定に使用す
ることができる。
第2図は、本発明を実施した自動座標系設定装置の一例
を示す構成図である。第2図において、自動座標系設定
装置は、取付補正データの検出手段であるプリセッタ1
、機械原点からの位置データを送出する計測手段2、取
り代データの入力手段である画面付キーボード3、第1
の演算手段4、記憶手段5、第2の演算手段6、CPU
I Oを備えて成り、CPUl0のバスには、この他、
NCデータを読み込むテープリーダ7が接続されている
。記憶手段5にはアドレスにより、加ニブログラムメモ
リ51、センサ位置データメモリ52、基準工具設定メ
モリ53、工具別補正データメモリ54および自動座標
系設定データメモリ55の各領域が設けられている。画
面付キーボード3は、第3図に示す如く、CR7画面3
1、文字キー32、数字キー33、機能キー34、カー
ソルキー35および電源スィッチ36などで構成される
。
を示す構成図である。第2図において、自動座標系設定
装置は、取付補正データの検出手段であるプリセッタ1
、機械原点からの位置データを送出する計測手段2、取
り代データの入力手段である画面付キーボード3、第1
の演算手段4、記憶手段5、第2の演算手段6、CPU
I Oを備えて成り、CPUl0のバスには、この他、
NCデータを読み込むテープリーダ7が接続されている
。記憶手段5にはアドレスにより、加ニブログラムメモ
リ51、センサ位置データメモリ52、基準工具設定メ
モリ53、工具別補正データメモリ54および自動座標
系設定データメモリ55の各領域が設けられている。画
面付キーボード3は、第3図に示す如く、CR7画面3
1、文字キー32、数字キー33、機能キー34、カー
ソルキー35および電源スィッチ36などで構成される
。
(バ)作用
次に本発明の動作を第4図、第5図をもとに説明する。
第4図および第5図は、上記の自動座標系設定装置の操
作の一例を示すフローチャートで、前記のとおり、自動
座標系の設定段階では、X軸の問題点はないので、本フ
ローはZ軸に関してのみ示すことにする。既に前記のと
おり、本発明では、基準工具の補正データZocがOで
あることを前提として、各工具毎の補正データをファイ
ルするので、その処理手順としての刃先計測フローを第
4図に示す。第4図において、フローの初期と終期に示
されている判断のループは、基準工具とされる工具の計
測を最初に実施するための手順である。従って、プリセ
ッタによる検出はまず基準工具に対して行われ、基準工
具の計測値が得られると、基準工具に関してはこれを取
付補正データZocとして基準工具Z補正データメモリ
60に代入する。次に第1の演算手段4でZnc=Zn
m−Zocの減算を行なうが、基準工具であるため、Z
nm=ZocであってZnc=0となる。Znc=Oは
補正データメモリ54の基準工具のZの項に代入される
。続いて、各工具毎の計測値Znmが得られると、第1
の演算手段4で、Znc=Znm−Zoc の減算を行い、算出値ZnCを各工具毎の補正データと
して、前記補正データメモリ54の各工具毎の2項に記
入する。第6図は、その工具別補正データファイルを、
メモリ54から画面に表示した一例を示し、基準工具で
あるIn、1の工具のZの項についてはオフセット値を
Oに、また他の工具については基準工具からのオフセッ
ト値を表示している。なお、画面において、R項は刃先
半径による鋭利度を示し、T項は刃先位置番号を示し、
M項は基準工具の識別フラッグで、この場合はN011
の工具にのみ”1”がたてられる。
作の一例を示すフローチャートで、前記のとおり、自動
座標系の設定段階では、X軸の問題点はないので、本フ
ローはZ軸に関してのみ示すことにする。既に前記のと
おり、本発明では、基準工具の補正データZocがOで
あることを前提として、各工具毎の補正データをファイ
ルするので、その処理手順としての刃先計測フローを第
4図に示す。第4図において、フローの初期と終期に示
されている判断のループは、基準工具とされる工具の計
測を最初に実施するための手順である。従って、プリセ
ッタによる検出はまず基準工具に対して行われ、基準工
具の計測値が得られると、基準工具に関してはこれを取
付補正データZocとして基準工具Z補正データメモリ
60に代入する。次に第1の演算手段4でZnc=Zn
m−Zocの減算を行なうが、基準工具であるため、Z
nm=ZocであってZnc=0となる。Znc=Oは
補正データメモリ54の基準工具のZの項に代入される
。続いて、各工具毎の計測値Znmが得られると、第1
の演算手段4で、Znc=Znm−Zoc の減算を行い、算出値ZnCを各工具毎の補正データと
して、前記補正データメモリ54の各工具毎の2項に記
入する。第6図は、その工具別補正データファイルを、
メモリ54から画面に表示した一例を示し、基準工具で
あるIn、1の工具のZの項についてはオフセット値を
Oに、また他の工具については基準工具からのオフセッ
ト値を表示している。なお、画面において、R項は刃先
半径による鋭利度を示し、T項は刃先位置番号を示し、
M項は基準工具の識別フラッグで、この場合はN011
の工具にのみ”1”がたてられる。
上記の刃先計測が、第5図の全体フローの第0段とLで
実施され、第0段は、第3図の画面31にシフト画面が
提示されるので、第0段で、画面31のXおよびZの頃
の数値キー33で取り代置を入力する。この数値は、第
0段で取り代データZcとして取り込まれ、第2図に示
す取り化データレジスタ58に一時保留される。次に、
第0段で、ワークの所望点へ基準工具を移動させ、駆動
モータ21と連動するカウンタ22が計測する位置デー
タZpを取り込み、第2図の位置データレジスタ57に
保留する。第0段で、機能キーから座標設定を指令する
と、第2図に示す第2の演算手段6が、前記2つのレジ
スタの数値を合計する。
実施され、第0段は、第3図の画面31にシフト画面が
提示されるので、第0段で、画面31のXおよびZの頃
の数値キー33で取り代置を入力する。この数値は、第
0段で取り代データZcとして取り込まれ、第2図に示
す取り化データレジスタ58に一時保留される。次に、
第0段で、ワークの所望点へ基準工具を移動させ、駆動
モータ21と連動するカウンタ22が計測する位置デー
タZpを取り込み、第2図の位置データレジスタ57に
保留する。第0段で、機能キーから座標設定を指令する
と、第2図に示す第2の演算手段6が、前記2つのレジ
スタの数値を合計する。
Zt=−Zp+Zc
ここで、Zpに負符号が付されているのは、加工原点が
機械原点からは(−)側にあるのを変換するためで、Z
cは取り代を試し削り位置からチャック側へ(+)とす
る。
機械原点からは(−)側にあるのを変換するためで、Z
cは取り代を試し削り位置からチャック側へ(+)とす
る。
この21値を、第0段で、自動座標系設定データメモリ
55の2項に代入すると、(X項はZ軸から機械原点へ
の座標差をそのまま適用するものlとして)、すなわち
、自動座標系が設定されたことになり、以後、各工具は
工具毎の取付補正値Zncを導入するだけで、NCデー
タに基づいて一直接制御されるようになり、途中で補正
し直したり、機械系独自のプログラムに構成し直したり
する必要がなく、ズレのない、高精度の加工が実現でき
る。
55の2項に代入すると、(X項はZ軸から機械原点へ
の座標差をそのまま適用するものlとして)、すなわち
、自動座標系が設定されたことになり、以後、各工具は
工具毎の取付補正値Zncを導入するだけで、NCデー
タに基づいて一直接制御されるようになり、途中で補正
し直したり、機械系独自のプログラムに構成し直したり
する必要がなく、ズレのない、高精度の加工が実現でき
る。
(3)発明の効果
以上、説明したとおり、本発明によれば、ワーク側およ
び工具側の補正を装置内で演算処理して、NCデータの
加工原点を基準とする自動座標系を工具全般に設定でき
る工作機械の自動座標系設定装置としたことにより、各
工具は取付補正値を導入するだけで、正確かつ容易に制
御できる。従って1.加工作業の精度向上およびオート
メーション−化と能率向上に貢献するのである。
び工具側の補正を装置内で演算処理して、NCデータの
加工原点を基準とする自動座標系を工具全般に設定でき
る工作機械の自動座標系設定装置としたことにより、各
工具は取付補正値を導入するだけで、正確かつ容易に制
御できる。従って1.加工作業の精度向上およびオート
メーション−化と能率向上に貢献するのである。
第1図はワークと工具の関係を示す説明図、第2図は本
発明の自動座標系設定装置の実施例の構成図、第3図は
その入力装置の正面図、第4図および第5図は上記実施
例のフローチャート、第6図は工具別補正データのファ
イルを表示したCRT画面の見本図である。 111.検出手段 211.計測手段310.入力
手段 461.第1の演算手段519.記憶手段
68.、第2の演算手段1O00、CP U
W、、、 ワークT09.工具 S19
.ツールプリ七ツタC91,加工原点 0191機
械原点P10.所望点 Zp、、、位置データZ
c、、、取り化データ 21、、、自動座標系設定データ 特許出願人 日立精機株式会社 第3図 第4図 牙5図 牙6図
発明の自動座標系設定装置の実施例の構成図、第3図は
その入力装置の正面図、第4図および第5図は上記実施
例のフローチャート、第6図は工具別補正データのファ
イルを表示したCRT画面の見本図である。 111.検出手段 211.計測手段310.入力
手段 461.第1の演算手段519.記憶手段
68.、第2の演算手段1O00、CP U
W、、、 ワークT09.工具 S19
.ツールプリ七ツタC91,加工原点 0191機
械原点P10.所望点 Zp、、、位置データZ
c、、、取り化データ 21、、、自動座標系設定データ 特許出願人 日立精機株式会社 第3図 第4図 牙5図 牙6図
Claims (1)
- 1本もしくは1本以上の工具を刃物台タレットにセット
し、機械原点を基準とする直交座標により各工具の加工
位置を制御する工作機械に対し、NCデータの加工原点
を原点とする自動座標系を代入する工作機械の自動座標
系設定装置において、機械原点からの計測値を各工具毎
の取付計測データとして検出する検出手段と、基準工具
とされる工具の前記計測値を基準工具補正データとし、
他の各工具毎の前記計測データからこれを減算して工具
毎補正データを算出する第1の演算手段と、前記基準工
具をワークの所望点へ接触させて機械原点からの位置デ
ータを読み取る計測手段と、該所望点からNCデータの
加工原点までの取り代データを入力する入力手段と、前
記位置データと前記取り代データとを加算して自動座標
系設定データを算出する第2の演算手段と、上記の各デ
ータを一時格納する記憶手段と、各手段を制御する中央
処理装置とを備えることを特徴とする工作機械の自動座
標系設定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14506584A JPS6125209A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 工作機械の自動座標系設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14506584A JPS6125209A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 工作機械の自動座標系設定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6125209A true JPS6125209A (ja) | 1986-02-04 |
Family
ID=15376564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14506584A Pending JPS6125209A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 工作機械の自動座標系設定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6125209A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62192852U (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-08 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4911670A (ja) * | 1972-05-29 | 1974-02-01 | ||
JPS54163286A (en) * | 1978-06-14 | 1979-12-25 | Okuma Machinery Works Ltd | Automatic measurement correcting device for numerical control machine tool |
JPS5567807A (en) * | 1978-11-16 | 1980-05-22 | Toyoda Mach Works Ltd | Numerical number control unit |
JPS56159706A (en) * | 1980-05-13 | 1981-12-09 | Richo Denshi Kogyo Kk | Correction device for extent of displacement of share point of numeric control machine tool |
JPS5775311A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-11 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Numerical control machine tool performing shift of tool by work coordinate system |
-
1984
- 1984-07-12 JP JP14506584A patent/JPS6125209A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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