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技術 NC工作機械の管理システムおよび管理プログラムを格納した記憶媒体

出願人 スター精密株式会社
発明者 増田浩行
出願日 1999年5月14日 (21年9ヶ月経過) 出願番号 1999-134461
公開日 2000年11月24日 (20年3ヶ月経過) 公開番号 2000-322118
状態 未査定
技術分野 数値制御 数値制御
主要キーワード 動作状態表示装置 高機能機種 オペレータメッセージ 正常停止 動作状態毎 制御コマ シーケンスラダー 加工軸
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年11月24日)のものです。
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図面 (6)

課題

パソコンからの操作性が良好なNC工作機械の管理システムおよび管理プログラムを提供する。

解決手段

NC工作機械の管理システムは、ネットワークを介してNC工作機械に接続したパソコンから遠隔管理するシステムである。NC工作機械は、数値制御による部品加工を実行する部品加工部1、および所定の加工プログラムに従って部品加工部1の動作を制御するNC部2を持つ。パソコンは、グラフィカルユーザインタフェイス機能を有し、NC工作機械の動作状態に対応するウインドウを表示する画面表示部を持ち、NC工作機械の動作状態を感知し、感知した動作状態に対応したウインドウ内にアイコンを表示する。これによって、パソコンにおいて、NC工作機械の動作状態を確実に把握しつつ、的確な遠隔操作の実行が可能である。

概要

背景

NC工作機械は、加工プログラムに基づいて加工ツール交換部品と加工ツールとの相対位置、加工内容等を高精度かつ高速に制御することができ、大量生産だけでなく多品種少量生産にも迅速に対応できる。こうしたNC工作機械は、ツールの種類や制御軸の数が多いほど多様な部品加工を実現できるが、加工プログラムも一段と高度で複雑になっている。

近年、NC工作機械とパソコンパーソナルコンピュータ)とをLAN(LocalArea Network)等のネットワークで相互に接続することによって、1)グラフィカルユーザインタフェイスによる加工プログラムの管理や操作、2)ネットワーク対応による遠隔管理、等が注目されている。

概要

パソコンからの操作性が良好なNC工作機械の管理システムおよび管理プログラムを提供する。

NC工作機械の管理システムは、ネットワークを介してNC工作機械に接続したパソコンから遠隔管理するシステムである。NC工作機械は、数値制御による部品加工を実行する部品加工部1、および所定の加工プログラムに従って部品加工部1の動作を制御するNC部2を持つ。パソコンは、グラフィカルユーザインタフェイス機能を有し、NC工作機械の動作状態に対応するウインドウを表示する画面表示部を持ち、NC工作機械の動作状態を感知し、感知した動作状態に対応したウインドウ内にアイコンを表示する。これによって、パソコンにおいて、NC工作機械の動作状態を確実に把握しつつ、的確な遠隔操作の実行が可能である。

目的

本発明の目的は、パソコンからの操作性が良好なNC工作機械の管理システムおよび管理プログラムを格納した記憶媒体を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

数値制御による部品加工を実行する部品加工部、および所定の加工プログラムに従って部品加工部の動作を制御する数値制御部を持ったNC工作機械と、NC工作機械の動作状態を表示する動作状態表示装置と、NC工作機械と動作状態表示装置との間で信号を伝達するネットワークとを備え、前記NC工作機械は、動作状態をランク分けして判定し、前記動作状態表示装置は、NC工作機械の動作状態を感知して、感知した動作状態毎に分けて表示することを特徴とするNC工作機械の管理システム

請求項2

前記動作状態表示装置は、グラフィカルユーザインタフェイス機能を有する画面表示部を持つパソコンにより構成され、前記パソコンは、NC工作機械の動作状況を感知して、該NC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、感知した動作状態に対応付けられた状態別ウインドウ内に設定することを特徴とする請求項1記載のNC工作機械の管理システム。

請求項3

前記NC工作機械は、正常状態異常状態とを判定し、前記パソコンは、NC工作機械の異常状態を感知して、該NC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、感知した異常状態に対応付けられた異常状態ウインドウ内に設定することを特徴とする請求項2記載のNC工作機械の管理システム。

請求項4

数値制御による部品加工を実行する部品加工部、および所定の加工プログラムに従って部品加工部の動作を制御する数値制御部を持ったNC工作機械と、グラフィカルユーザインタフェイス機能を有する画面表示部を持ったパソコンと、NC工作機械とパソコンとの間で信号を伝達するネットワークとを備え、前記NC工作機械が動作状態をランク分けして判定するNC工作機械の管理システムに適用される管理プログラムであって、前記パソコン上で実行され、NC工作機械の動作状態を感知して、該NC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、感知した動作状態に対応付けられた状態別ウインドウ内に設定することを特徴とするNC工作機械の管理プログラムを格納した記憶媒体

技術分野

0001

本発明は、数値制御部品加工を行なうNC(数値制御:Numeric Control)工作機械の管理システムおよび管理プログラムを格納した記憶媒体に関する。

背景技術

0002

NC工作機械は、加工プログラムに基づいて加工ツール交換部品と加工ツールとの相対位置、加工内容等を高精度かつ高速に制御することができ、大量生産だけでなく多品種少量生産にも迅速に対応できる。こうしたNC工作機械は、ツールの種類や制御軸の数が多いほど多様な部品加工を実現できるが、加工プログラムも一段と高度で複雑になっている。

0003

近年、NC工作機械とパソコンパーソナルコンピュータ)とをLAN(LocalArea Network)等のネットワークで相互に接続することによって、1)グラフィカルユーザインタフェイスによる加工プログラムの管理や操作、2)ネットワーク対応による遠隔管理、等が注目されている。

発明が解決しようとする課題

0004

NC工作機械を単独で使用する場合、オペレータは、NC工作機械の動作状態を確認しながら、NC工作機械に設けられた操作パネル直接操作すればよいが、ネットワークで接続されたパソコンから遠隔操作を行う場合、オペレータは、NC工作機械の動作状態を確認することが難しく、NC工作機械に異常が発生した場合などに、誤って無理な動作を強いる危険性がある。

0005

本発明の目的は、パソコンからの操作性が良好なNC工作機械の管理システムおよび管理プログラムを格納した記憶媒体を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、数値制御による部品加工を実行する部品加工部、および所定の加工プログラムに従って部品加工部の動作を制御する数値制御部を持ったNC工作機械と、NC工作機械の動作状態を表示する動作状態表示装置と、NC工作機械と動作状態表示装置との間で信号を伝達するネットワークとを備え、前記NC工作機械は、動作状態をランク分けして判定し、前記動作状態表示装置は、NC工作機械の動作状態を感知して、感知した動作状態毎に分けて表示することを特徴とするNC工作機械の管理システムである。

0007

本発明に従えば、ネットワークを介してNC工作機械の動作状態を感知して動作状態毎に分けて動作状態表示装置に表示するため、離れた場所からNC工作機械の動作状態を状態毎に確実に把握しつつ的確な遠隔操作の実行が可能である。

0008

また本発明は、前記動作状態表示装置は、グラフィカルユーザインタフェイス機能を有する画面表示部を持つパソコンにより構成され、前記パソコンは、NC工作機械の動作状況を感知して、該NC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、感知した動作状態に対応付けられた状態別ウインドウ内に設定することを特徴とする。

0009

本発明に従えば、パソコンのメモリなどに、NC工作機械のランク分けされた動作状態に対応した状態別ウインドウを記憶し、NC工作機械の動作状態を感知することによって、その動作状態に応じた状態別ウインドウ内にアイコンを表示でき、オペレータにNC工作機械の動作状態を容易に認識させることができる。NC工作機械の動作状態としては、たとえば正常停止中、正常稼働中、軽度のエラーで停止中、深刻なエラーで停止中、電源オフなどがある。よって、オペレータはNC工作機械の動作状態に応じて、パソコンから迅速な対応が可能であり、操作性を大幅に向上することができる。このため、パソコンがネットワークを介してNC工作機械から離れた場所に配置されても、NC工作機械の動作状態を確実に把握しつつ、的確な遠隔操作の実行が可能である。

0010

また、ネットワークには、複数のNC工作機械および複数のパソコンが接続可能であり、複数のNC工作機械の集中管理、複数のパソコンによる分散管理、その他、様々な形態の管理システムの実現が可能である。

0011

また本発明は、前記NC工作機械は、正常状態異常状態とを判定し、前記パソコンは、NC工作機械の異常状態を感知して、該NC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、感知した異常状態に対応付けられた異常状態ウインドウ内に設定することを特徴とする。

0012

本発明に従えば、パソコンが、NC工作機械の異常状態を感知し、異常状態に対応した異常状態ウインドウにアイコンを表示する。異常状態としては、たとえば上記の正常停止中、正常稼働中、軽度のエラーで停止中、深刻なエラーで停止中、電源オフのうち、軽度のエラーで停止中、深刻なエラーで停止中である。よって、オペレータは、このような異常状態を認識して適切な処置を行うことができ、NC工作機械の故障などを最小限に抑えたり、進行中であった部品加工を素早く復旧させることなどが可能である。また、異常状態に対応した異常状態ウインドウの他に正常状態に対応した正常状態ウインドウ内にアイコンを表示することも可能であり、これによって、NC工作機械に異常がないことを常時確認することができ、さらにパソコンからの操作性を向上することができる。

0013

また本発明は、数値制御による部品加工を実行する部品加工部、および所定の加工プログラムに従って部品加工部の動作を制御する数値制御部を持ったNC工作機械と、グラフィカルユーザインタフェイス機能を有する画面表示部を持ったパソコンと、NC工作機械とパソコンとの間で信号を伝達するネットワークとを備え、前記NC工作機械が動作状態をランク分けして判定するNC工作機械の管理システムに適用される管理プログラムであって、前記パソコン上で実行され、NC工作機械の動作状態を感知して、該NC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、感知した動作状態に対応付けられた状態別ウインドウ内に設定することを特徴とするNC工作機械の管理プログラムを格納した記憶媒体である。

0014

本発明に従えば、上述したNC工作機械の動作状態を感知して、該NC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、感知した動作状態に対応付けられた状態別ウインドウ内に設定する管理プログラムは、磁気テープ磁気ディスク光ディスク光磁気ディスクメモリーカード等の記憶媒体に格納したり、ケーブル無線等のデータ伝送によって供給可能になる。

発明を実施するための最良の形態

0015

図1は、本発明の実施の一形態を示す構成図である。複数(図1では3台)のCNC(Computed Numeric Control)工作機械M1〜M3と、動作状態表示装置である複数(図1では2台)のパソコン(パーソナルコンピュータ)PC1、PC2とがイーサネットで相互に接続され、LAN(ローカルエリアネックワーク)によるNC工作機械の管理システムを構成している。

0016

CNC工作機械M1〜M3として、自動旋盤自動フライス盤等の各種工作機械が接続可能であり、たとえば同じ自動旋盤であっても加工軸の数や制御コマンドが相違する高機能機種から低機能機種までのものが接続可能である。

0017

パソコンPC1、PC2は、演算処理を行なうCPU、プログラムやデータを格納するメモリ、キーボードマウス等のポインティングデバイス液晶パネルやCRT陰極線管)等のディスプレイネットワーク接続用の通信ポートなどでハードウエアが構成され、グラフィカルユーザインタフェイス処理、マルチタスク処理やネットワーク等に対応したOS(オペレーションシステム)やユーザアプリケーション等のソウトウエアが搭載されている。

0018

図2は、CNC工作機械の内部構成を示すブロック図である。CNC工作機械M1〜M3は、数値制御による部品加工を実行する部品加工部1と、所定の加工プログラムに従って部品加工部1の動作を制御するNC(数値制御)部2と、作業者からの指示を入力するための操作パネル部3と、部品加工部1、NC部2および操作パネル部3の間の信号伝達を制御するためのPLC(プログラマブルロジックコントローラ)部4などで構成される。PLC部4は、ネットワークと接続するためネットワーク機能を備える。

0019

部品加工部1は、複数の加工軸、部品の位置決めや回転を行なう部品保持部、これらの駆動力を供給するサーボモータや各種アクチュエータ等で構成される。

0020

NC部2は、CPU、メモリ、サーボモータコントロール部等のインタフェイス等で構成され、メモリにロードされた加工プログラムを実行することによって部品加工部1の動作を制御する。

0021

操作パネル部3は、キーボード、スイッチ、ボタン等の入力デバイス、ディスプレイやLED等の出力デバイス、CPU等で構成され、入力デバイスからの入力データをPLC部4へ送信したり、PLC部4からのデータを受信して出力デバイスに出力する。

0022

PLC部4は、CPU、メモリ、インタフェイス等で構成され、さらに部品加工部1、NC部2、操作パネル部3およびネットワークとのデータ入出力を行なうための入力ポートおよび出力ポートを備え、ポートアドレスの指定によってビット単位での書換え読み出しが可能である。PLC部4のメモリには、入出力ポートメモリマップが確保され、さらに入力ポートと出力ポートとの関連付けや論理演算を定義するためのシーケンスラダープログラムがロードされ、シーケンスラダープログラムを書換えることによってPLC部4の動作を任意に変更できる。

0023

トライト5は、青灯緑灯黄灯赤灯などで構成され、部品加工部1の動作状態に応じて点灯する。部品加工部1の動作状態は、「正常待機中」、「正常動作中」、所定数の部品加工が終了したときなどの「軽度のエラーで停止中」、または加工ルールの損傷など「深刻なエラーで停止中」のいずれかであって、NC部2によって診断され、PLC部4を介してパトライト5のオンオフが制御される。正常待機中に青灯、正常動作中に緑灯、軽度のエラーで停止中に黄灯、または深刻なエラーで停止中に赤灯がそれぞれ点灯する。

0024

たとえば、NC部2によって部品加工部1の動作状態が正常待機中であると診断された場合、NC部2はPLC部4のメモリマップのうちパトライト5の青灯のオンオフに対応した入力フラグをセットし、正常待機中を除く動作状態である場合、該フラグをリセットする。PLC部4のCPUは、定期的にメモリ領域を調べて、青灯のオンオフに対応したビット状態チェックし、ビットオフであれば、メモリ領域チェックを続ける。ビットがオンであれば、部品加工部1の青灯のオンオフに対応した出力フラグをセットし、パトライト5はこのフラグ状態を読み出して、青灯の通電リレーを動作させる。

0025

このように操作パネル部3の入力デバイスや出力デバイスの状態、NC部2や部品加工部1の動作状態はPLC部4のメモリマップに反映されており、ネットワークを介してパソコンPC1、PC2からのメモリマップの書換えや読み出しを許可することによって、パソコンPC1、PC2による遠隔操作が可能となる。遠隔操作を許可した場合、操作パネル部3の操作とパソコンPC1、PC2からの操作との競合が懸念されるが、ここでは各操作の論理和演算によって、いずれかの最新の操作が反映されるように構成している。

0026

図3は、管理プログラムによるパソコンの動作を示すフローチャートである。パソコンのメモリには、CNC工作機械M1〜M3をそれぞれ象徴するアイコン、およびCNC工作機械の動作状態に対応付けられたウインドウのデータが格納されている。動作状態は、CNC工作機械M1〜M3について共通にランク分けされており、ウインドウはその数だけ用意されている。

0027

またウインドウ内には各NC工作機械に対応するアイコンが表示され、アイコン下部にはアイコンに付随して各NC工作機械の名前や対応番号等を表示する領域が設けられている。

0028

たとえば、パソコンPC1において管理プログラムを起動すると、ステップa1において初期化処理を実行し、パソコンPC1とCNC工作機械M1〜M3とのコネクション確立して、相互にデータ伝送が可能になる。またこの時、接続するNC工作機械の台数情報、各NC工作機械名および各NC工作機械のネットワークアドレス、およびその他情報などもパソコンPC1内のハードディスク等からパソコンPC1のメモリに読出しておく。次にステップa2において、PLC部4の出力フラグを読み出すことによって、各CNC工作機械の動作状態を感知する。通常は、青灯、緑灯、黄灯、赤灯が点灯する動作状態のいずれかが読み出されるが、CNC工作機械の電源が入っていない場合など、読み出し不能の場合もある。

0029

次にステップa3に移行して、図5に例示するように、動作状態に対応したウインドウを画面表示部に表示する。各ウインドウのタイトルバーには、「アラーム」「切断」「停止」「運転」「オペレータメッセージ」がそれぞれ表示される。「アラーム」のウインドウは、パトライト5の赤灯が点灯する動作状態、すなわち深刻なエラーで停止中の状態に対応している。同様に、「切断」のウインドウは、PLC部4の出力フラグが読み出し不能である状態に対応し、「停止」のウインドウは、青灯が点灯する正常停止中の状態に対応し、「運転」のウインドウは、緑灯が点灯する正常稼働中の状態に対応し、「オペレータメッセージ」のウインドウは、黄灯が点灯する軽度エラーで停止中の状態に対応する。

0030

次に、各CNC工作機械を象徴するアイコンの表示位置を、感知した動作状態に対応するウインドウ内に設定する。これによって、各CNC工作機械を象徴するアイコンが、感知した動作状態に対応するウインドウ内に表示される。図5では、5台のCNC工作機械のアイコンが、5種類の動作状態に対応したウインドウ内に1個ずつ表示される。

0031

パソコンPC1には、接続されるCNC工作機械M1〜M3が予め登録されており、ステップa4において、登録台数分の動作状態の感知およびアイコンの表示を行う処理が終了したか否かを判断する。登録台数分の処理が終了するまで、ステップa2〜a4の処理を繰返した後、たとえば、ステップa1で読込んだ台数情報N=3とするとステップa2〜ステップa4までの処理をCNC工作機械M1〜M3まで3回繰返した後、ステップa5において、サンプリングタイマー処理を開始する。

0032

次にステップa6において、表示されたアイコンのうち、選択されたアイコンがあるか否かを判定する。アイコンの選択は、マウスのボタンクリックなどによって行われる。アイコンが選択されていない場合、ステップa10の処理に移行しアイコンが選択されると、ステップa7において、簡易または詳細の2つの表示方法から択一する処理を行う。

0033

たとえば、マウスの左ボタンシングルクリックされた場合、アイコンが選択されて反転表示され、ステップa9において、アイコンに対応するCNC工作機械の簡易情報を表示する。簡易情報としては、たとえば加工が完了している部品の数、加工時間などで構成された部品加工の進行状態を示す情報などがある。

0034

一方、マウスの左ボタンのダブルクリックや、右ボタンのシングルクリックにに続いて現れるプルダウンメニューの選択などによって、ステップa8において、選択されたアイコンに対応するCNC工作機械の詳細情報を表示する。詳細情報として、上記の部品加工の進行状態の他に、特に、異常停止中の場合、エラーメッセージを表示する。エラーメッセージとして、異常の種類、規模発生箇所対策マニュアルなどを表示してもよい。

0035

これらの表示情報は、CNC工作機械の動作状態に対応付けられてメモリに格納され、CNC工作機械から、さらに細かなデータを読み込むことによって、パソコンに表示される。

0036

ステップa6においてアイコンが選択されなかった場合および、ステップa8およびステップa9において選択された工作機械の情報を表示した後にステップa10において、工作機械の登録・削除処理を実行するか否かを判定し、実行しない場合つまり「No」の場合はステップa5へ移行し、実行する場合はステップa11により工作機械の登録・削除処置を実行する。

0037

次にステップa11においては、たとえばパソコンPC1において予めCNC工作機械M1,M2の2台が登録されていたときに新たにCNC工作機械M3を登録するとすると、ネットワーク上のCNC工作機械M3を検索しパソコンPC1内のハードディスク等へCNC工作機械M3の名前およびCNC工作機械M3のネットワークアドレス、およびその他情報を格納し、またCNC工作機械M3とのコネクションを確立し、さらに台数情報N=3とする。

0038

また削除する場合は台数情報を減らし、対応するNC工作機械とのコネクションを解除する。その後ステップa2の処理へ移行する。

0039

図4は、図3のサンプリングタイマー処理をさらに詳細に示すフローチャートである。サンプリングタイマー処理が開始されると、まずステップb1において、図3の場合と同様に、各CNC工作機械の動作状態を読み込み、ステップb2において、動作状態が変化したか否かを判断する。変化した場合、ステップb2〜b11でアイコンの表示ウインドウも変化させ、変化していない場合、ステップb2〜b11の処理を飛ばしてステップb12に進む。

0040

ステップb3〜ステップb10では、部品加工部1が正常に停止中である場合、正常停止中に対応したウインドウ、すなわち青灯の点灯に対応したウインドウにアイコンを移動させる。同様に、部品加工部1が正常に稼働中である場合、緑灯に対応したウインドウにアイコンを移動させ、部品加工部1が軽度のエラーで停止中であり注意喚起する必要がある場合、黄灯に対応したウインドウにアイコンを移動させ、部品加工部1が深刻のエラーで停止中でありアラームが必要な場合、赤灯に対応したウインドウにアイコンを移動させる。いずれの動作状態にも該当しない場合、ステップb11において、接続が不能であることを示す「切断」のウインドウにアイコンを移動させる。

0041

次にステップb12において、動作状態の変化を確認し、変化のあるものに対してアイコンを変更する処理が、登録台数分のCNC工作機械に対して行われたか否かを判断する。終了していない場合は、ステップb1に戻って、上記の処理が終了するまで、ステップb1〜b12の処理を繰返す。

0042

たとえばNC工作機械の台数情報N=3の場合は各CNC工作機械M1〜M3についてステップb1〜ステップb12の処理が合計3回行われる。

0043

このようなサンプリングタイマー処理を行うことによって、CNC工作機械の動作状態の変化に対応させて、アイコンの表示ウインドウを変更でき、CNC工作機械から離れて配置されたパソコンであっても、動作状態の変化を正確に把握することができる。

0044

またサンプリングタイマー処理の頻度をより多くすることにより、NC工作機械の動作状態の変化にリアルタイムに対応させることができ、その都度アイコンの表示・更新も行われるため、離れて設置されたパソコンであってもリアルタイムに複数台のNC工作機械の動作状態の把握が可能になる。

0045

また、NC工作機械の動作状態に応じた状態別のウインドウに表示することにより、必要に応じて所望の状態のウインドウのみを表示することも可能となり、限られた表示領域の中で必要な情報をより多く表示することが可能となる。

0046

また動作状態表示装置としてパソコンを用いたがこれに限定されるものではなく、NC工作機械の動作状態に応じた状態別の表示が可能なものであれば構わない。

発明の効果

0047

以上のように本発明によれば、NC工作機械の動作状態を感知して動作状態毎に分けて動作状態表示装置に表示することによって、所望の動作状態のNC工作機械を確実に把握でき離れた場所からの操作性を大幅に向上させることができる。

0048

また本発明によれば、NC工作機械の動作状態を感知して、そのNC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、感知した動作状態に応じた状態別ウインドウ内に設定することによって、パソコンからの操作性を大幅に向上することができる。

0049

また本発明によれば、NC工作機械の異常状態を感知し、そのNC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、異常状態に対応したウインドウ内に設定することによって、さらにパソコンからの操作性を向上することができる。

0050

また本発明によれば、上述したNC工作機械の動作状態を感知して、そのNC工作機械に対応するアイコンの表示位置を、感知した動作状態に応じた状態別ウインドウ内に設定する管理プログラムは、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納したり、ケーブルや無線等のデータ伝送によって供給可能になる。

図面の簡単な説明

0051

図1本発明の実施の一形態を示す構成図である。
図2CNC工作機械の内部構成を示すブロック図である。
図3管理プログラムによるパソコンの動作を示すフローチャートである。
図4図3のサンプリングタイマー処理をさらに詳細に示すフローチャートである。
図5NC工作機械の動作状態に対応するアイコンの表示例を示す図である。

--

0052

M1〜M2CNC工作機械
PC1,PC2パソコン
1部品加工部
2NC部
3操作パネル
4PLC部
5 パトライト

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