專利名稱：具有工具軌跡顯示功能的數值控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有顯示機床的工具前端點等代表點的軌跡的功能的數值控制裝置。
背景技術：
歷來，作為確認加工形狀的誤差的方法，使用重疊顯示機床的工具前端點等的代表點的指令軌跡、和遵照該指令軌跡使工具前端點等的代表點實際移動時的反饋軌跡、通過視覺確認對于指令軌跡的誤差的工具軌跡顯示方法。例如在日本特開2003-75472號公報中公開了根據從控制裝置取得的伺服信息，在同一顯示框內重疊顯示兩個伺服信息波形的技術。 在日本特開平6-59717號公報中，公開了具有顯示解析NC程序生成的工具的移動軌跡、和在該移動軌跡上重疊顯示根據該移動軌跡使工具移動時的工具的位置數據的功能的NC裝置。在日本特開2006-227886號公報中公開了伺服控制裝置以及伺服系統的調整方法，這里，記載有“向伺服系統提供具有周期性的作為移動指令的正弦波形的圓弧指令，把由此產生的位置反饋數據及其1/4周期前或1/4周期后的數據或者根據該1/4周期前或1/4周期后的上述位置指令產生的位置數據變換為X軸以及Y軸的各個位置數據，在二維平面(X-Y平面)上描畫”。進而在日本特開2011-22666號公報中記載有具有能夠重疊描繪顯示工具軌跡和鉆孔圖和工件圖的NC程序的解析編輯裝置。以前，因為不能分別重疊顯示加工速度等加工條件變更前后的反饋軌跡，所以為了通過視覺比較這些軌跡，需要在不同的顯示器上分別顯示，不能高精度地評價加工條件變更前后的軌跡形狀的不同。例如，在日本特開2003-75472號公報中雖然有關于時間軸基準的重疊的記載,但是未提到工具軌跡那樣的不通過時間軸的數據的重疊。在日本特開平6-59717號公報以及日本特開2006-227886號公報中，雖然記載有在指令軌跡上重疊顯示反饋軌跡，但是未提到重疊顯示多個反饋軌跡。再有在日本特開2011-22666號公報中雖然記載有重疊顯示工具軌跡和工件的加工形狀以及鉆孔狀態，但是未提到重疊顯示多個反饋軌跡的方法。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種數值控制裝置，其能夠通過視覺高精度地確認 分析加工條件變更前后的工具的軌跡變化。為實現上述目的，本發明提供一種數值控制裝置，其具有控制機床具有的至少一個驅動軸的數值控制部；從上述驅動軸的位置反饋數據以及上述機床的機械結構的信息計算工具的代表點的第一反饋軌跡的工具坐標計算部；存儲上述第一反饋軌跡的工具軌跡存儲部；和顯示上述第一反饋軌跡的顯示部，上述顯示部在該顯示部上顯示的第一反饋軌跡上重疊顯示至少一個以上的在上述工具軌跡存儲部中存儲的過去的第二反饋軌跡。
在優選的實施方式中，上述顯示部顯示從用于控制上述驅動軸的位置指令以及上述機床的機械結構的信息算出的工具的代表點的指令軌跡，進而在上述指令軌跡上重疊顯示至少一個以上的上述第一以及第二反饋軌跡。在優選的實施方式中，上述指令軌跡或者上述第一以及第二反饋軌跡是把三維軌跡向二維平面投影的軌跡。在優選的實施方式中，上述顯示部把上述第一或者第二反饋軌跡對于上述指令軌跡的誤差或者上述第一以及第二反饋軌跡之間的誤差僅在該誤差方向上放大顯示。


通過參照附圖同時對于以下優選的實施方式的說明，能夠更加明了本發明的上述或者其他目的、特征以及優點。圖1是表示本發明的實施方式的數值控制裝置的概略結構的框圖；圖2是表示數值控制裝置的處理的一例的流程圖；圖3是表示重疊顯示矩形的指令軌跡、加工條件不同的兩個反饋軌跡的例子的圖；圖4是放大顯示圖3的矩形的角部的圖；圖5是表示放大顯示兩個反饋軌跡對于指令軌跡的誤差的例子的圖；圖6是表示在指令軌跡是圓的情況下放大顯示兩個反饋軌跡對于該指令軌跡的誤差的例子的圖；圖7是表示在二維圖表上重疊投影兩個三維反饋軌跡的例子的圖。
具體實施例方式圖1是表示包含本發明的具有軌跡顯示功能的數值控制裝置的系統結構例的圖。機床(機構部)10具有至少一個(在圖示例子中有5個)伺服電動機等的驅動軸12，各個驅動軸12通過數值控制裝置(CNC) 14控制。數值控制裝置14具有根據預定的位置指令控制各驅動軸的數值控制部16 ;取得通過數值控制部16驅動控制的各驅動軸12的位置數據的位置數據取得部18 ;從已取得的各軸的位置數據亦即位置反饋數據以及機床10的機械結構的各部的尺寸等的信息計算機床的工具的代表點(例如工具前端點)的坐標亦即反饋軌跡的工具坐標計算部20 ;把算出的代表點的坐標作為反饋軌跡存儲的存儲器等的工具軌跡存儲部22 ;畫面顯示存儲的反饋軌跡的監視器等顯示器或者顯示部24。數值控制部16根據預定的位置指令進行各驅動軸12的反饋控制。位置數據取得部18能夠從數值控制部16取得各驅動軸12的位置指令，工具坐標計算部20能夠根據該位置指令和機床10的機械結構的信息計算工具前端點的指令軌跡。另外，位置數據取得部18能夠取得通過編碼器等未圖示的測定單元測定的各驅動軸12的位置反饋，工具坐標計算部20能夠根據該位置反饋計算工具的代表點(例如工具前端點)的反饋軌跡。工具坐標計算部20算出的工具的代表點(例如工具前端點)的指令軌跡以及反饋軌跡被存儲在工具軌跡存儲部22內。顯示部24能夠在后述那樣的位置坐標系上對存儲在工具軌跡存儲部22內的指令軌跡以及反饋軌跡進行畫面顯示。圖2是表示本發明的數值控制裝置中的處理的一例的流程圖。首先在步驟SI，上述工具坐標計算部20從各驅動軸12的位置反饋以及機床的各部的尺寸等的結構信息，計算工具的代表點(例如工具前端點)的移動軌跡而作為第一反饋軌跡。第一反饋軌跡被存儲在工具軌跡存儲部22內(步驟S2)。接著在步驟S3，在顯示部24上顯示第一反饋軌跡。進而在接著的步驟S4，與正顯示在顯示部24上的第一反饋軌跡重疊(具體說在與第一反饋軌跡相同的坐標系內)地顯示作為過去的數據而存儲的第二反饋軌跡。一般，第二反饋軌跡與第一反饋軌跡比較，工具的代表點(例如工具前端點)應該通過的軌跡(指令軌跡)是相同的，但是是在與第一反饋軌跡不同的移動條件(例如移動速度或者增益參數)下控制機床10的各驅動軸12得到的工具的代表點(例如工具前端點)的軌跡，按照與上述的步驟SI以及S2同樣的順序預先存儲在工具軌跡存儲部22內。此外，也可以在步驟SI之前或者在適當的定時追加在顯示器上顯示指令軌跡的步驟。具體說，根據各驅動軸的位置指令以及機床的結構信息計算工具的代表點(例如工具前端點)的指令軌跡，在與反饋軌跡相同的坐標系上重疊地顯示出算出的該指令軌跡。由此，能夠通過視覺容易地對該指令軌跡和反饋軌跡進行比較，能夠適當而且迅速地進行驅動軸的參數調整等。圖3是表示本發明的數值控制裝置14的顯示部24的畫面顯示例的圖，具體說，表示在沿著橫軸(X軸)以及縱軸(Y軸)的尺寸都是20mm的正方形的指令軌跡30，使工具前端點移動而進行切削加工、激光加工或者焊接加工等處理的情況下，依照兩個不同的加工條件(工具的移動條件)對機床進行操作的情況下的工具前端點的反饋軌跡32、34。此外在圖3的例子中在同一位置坐標系(X-Y坐標系)中重疊地顯示指令軌跡30和兩個反饋軌跡32、34，但是在圖3的顯示倍率下幾乎不能識別三個軌跡間的誤差。因此，如圖4所示，顯示部24能夠放大顯示圖3所示的軌跡的一部分(正方形的角部)36。例如在圖4的情況下，在得到了對于指令軌跡30在第一加工條件下進行加工時的工具前端點的第一反饋軌跡32的情況下，通過在指令軌跡30上重疊地顯示第一反饋軌跡32，可以知道在指令軌跡30的角部附近有若干誤差。另一方面，假定在得到第一反饋軌跡32前，得到了對于指令軌跡30在第二加工條件下進行加工時的工具前端點的第二反饋軌跡34 (用虛線圖示)，第二反饋軌跡34已經存儲在上述的工具軌跡存儲部22內。在這種情況下，通過在第一反饋軌跡上重疊(同一坐標系)地顯示該第二反饋軌跡34，能夠通過視覺容易地掌握兩個反饋軌跡的誤差(由于加工條件的不同引起的變化)。例如在圖4的情況下，第一反饋軌跡32與第二反饋軌跡34相比，在相對于指令軌跡30的誤差的大小的觀點方面可知大幅改善。此外如圖4所示，有時僅簡單地放大軌跡的一部分，不能明確地識別反饋軌跡相對于指令軌跡的誤差、或者反饋軌跡之間的誤差。在該情況下，例如如圖5所示，僅在想要強調的誤差方向(在圖5的例子中是X方向)上放大顯示想要比較的反饋軌跡是有效的。在圖5中，僅在X方向放大5倍顯示第一反饋軌跡32相對于指令軌跡30的誤差，與在與第一加工條件比較接近的第三加工條件下進行加工時的工具前端點的第三反饋軌跡38(用虛線圖示)的、僅在相同的X方向放大5倍顯示相對于指令軌跡30的誤差進行比較。圖6表示在指令軌跡是圓形的情況下的反饋軌跡的重疊顯示例。在相對于圓形的指令軌跡40 —邊使X軸以及Y軸雙方變化一邊進行加工那樣的情況下，如果不進行放大，即使重疊地顯示所得到的反饋軌跡，也大多不能通過視覺確認誤差。因此如圖6所示，例如對于加工條件不同的兩個反饋軌跡42以及44的各個，把相對于指令軌跡40的誤差在其誤差方向(半徑方向)放大(例如10倍)顯示是有效的。由此，能夠容易地通過視覺確認由于加工條件不同造成的反饋軌跡的誤差。一般，工具通過多個驅動軸移動，因此工具前端點的軌跡多呈復雜的三維軌跡。因此如圖7所示，向二維平面投影多個(在圖示的例子中有兩種)不同的三維反饋軌跡46以及48，在同一坐標系中重疊地顯示非常有效。由此，能夠更可靠地比較兩個軌跡，能夠容易地通過視覺確認兩者的差異。此外在圖7的情況下，也可以如圖5那樣僅在想要強調的誤差方向上放大顯示。如上述實施方式那樣，在指令軌跡上重疊地顯示反饋軌跡的情況下，或者重疊地顯示不同的反饋軌跡彼此的情況下，優選在坐標軸不包含時間軸的X-Y平面等的位置坐標系上顯示。由此，能夠通過視覺容易地掌握反饋軌跡相對于指令軌跡的誤差、或者重疊的反饋軌跡之間的誤差。另外，如參照圖7說明的那樣在重疊顯示不同的反饋軌跡的情況下，可以考慮視覺效果等地適宜地選定它們的顯示順序、或者軌跡的顏色、線種以及線的粗細等的顯示屬性。根據本發明的數值控制裝置，通過重疊地顯示不同加工條件下的反饋軌跡，進而如果需要則部分放大或者在誤差方向上放大，能夠容易地比較加工形狀的誤差，能夠迅速而且容易地進行最佳加工條件的探索或者推定。根據本發明，通過重疊地顯示在不同條件下的反饋軌跡，能夠通過視覺高精度地分析加工條件變更前后的工具的代表點的軌跡變化，能夠適當地進行驅動軸的參數調整。另外，因為都在不包含時間軸的位置坐標系內顯示反饋軌跡以及指令軌跡，所以可以忽略工具的移動速度或者移動時間的差的影響，能夠更容易地掌握軌跡間的誤差。通過在反饋軌跡上重疊地顯示指令軌跡，能夠容易地通過視覺掌握反饋軌跡對于指令軌跡的誤差。通過向二維平面投影三維的反饋軌跡，也能夠容易地通過視覺認識復雜的三維形狀的軌跡。通過對于反饋軌跡對于指令軌跡的誤差或者反饋軌跡之間的誤差僅在其誤差方向上放大顯示，能夠更容易地認識誤差。
權利要求
1.一種數值控制裝置(14)，其特征在于包括數值控制部(16)，對機床(10)具有的至少一個驅動軸(12)進行控制；工具坐標計算部(20)，根據上述驅動軸(12)的位置反饋數據以及上述機床(10)的機械結構的信息，計算工具的代表點的第一反饋軌跡；工具軌跡存儲部(22)，存儲上述第一反饋軌跡；和顯示部(24)，顯示上述第一反饋軌跡，其中上述顯示部(24)在該顯示部(24)上顯示的第一反饋軌跡上，重疊顯示至少一個以上的存儲在上述工具軌跡存儲部(22)中的過去的第二反饋軌跡。
2.根據權利要求1所述的數值控制裝置，其特征在于上述顯示部(24)顯示根據用于控制上述驅動軸(12)的位置指令以及上述機床(10)的機械結構的信息算出的工具的代表點的指令軌跡，進而在上述指令軌跡上重疊顯示至少一個以上的上述第一反饋軌跡以及第二反饋軌跡。
3.根據權利要求1或者2所述的數值控制裝置，其特征在于上述指令軌跡或者上述第一反饋軌跡以及第二反饋軌跡是把三維軌跡投影到二維平面的軌跡。
4.根據權利要求1 3的任意一個所述的數值控制裝置，其特征在于上述顯示部(24)把上述第一反饋軌跡或者第二反饋軌跡相對于上述指令軌跡的誤差或者上述第一反饋軌跡與第二反饋軌跡之間的誤差只在該誤差方向上進行放大顯示。
全文摘要
一種數值控制裝置，能夠通過視覺高精度地確認加工條件變更前后的軌跡形狀變化，能夠適當地進行驅動軸的參數調整。該數值控制裝置具有根據預定的位置指令控制各驅動軸的數值控制部；取得由數值控制部驅動控制的各驅動軸的位置數據的位置數據取得部；根據所取得的各軸的位置數據亦即位置反饋以及機床的機械結構的信息，計算機床的工具前端點的坐標的工具坐標計算部；作為反饋軌跡存儲算出的工具前端點的坐標的工具軌跡存儲部；對存儲的反饋軌跡進行畫面顯示的顯示部。
文檔編號G05B19/18GK103019154SQ20121036226
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月25日 優先權日2011年9月26日
發明者巖下平輔, 小川肇 申請人:發那科株式會社