工具軌跡顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顯示機(jī)床的工具的軌跡的工具軌跡顯示裝置，該機(jī)床使用數(shù)值控制裝置來通過至少一個驅(qū)動軸使工具和被加工物一邊相對地移動一邊進(jìn)行往復(fù)動作來對被加工物進(jìn)行加工。
【背景技術(shù)】
[0002]以往存在一種為了查找實(shí)際的軌跡中產(chǎn)生的不良狀況的原因而變更工具軌跡的顯示屬性來顯示的軌跡顯示裝置。
[0003]在日本專利第3834268號公報(bào)中，將工具軌跡顯示為微小線段的集合。然后，判定特定軸上的各微小線段的傾斜度，使用根據(jù)判定出的傾斜度所確定的顯示屬性來顯示由微小線段的集合構(gòu)成的工具軌跡。在該情況下，能夠容易地辨別工具軌跡中產(chǎn)生的凹凸等。
[0004]另外，在控制多個伺服軸來進(jìn)行加工的機(jī)床中，存在如下情況:使工具一邊相對于工件相對地移動一邊進(jìn)行往復(fù)動作的同時對工件進(jìn)行加工。在這樣的加工中工具的指令曲線由曲率不同的多個曲線構(gòu)成的情況下，在曲線與曲線之間的接合處法向加速度呈階梯狀變化。因此，根據(jù)前進(jìn)方向的不同而加速度變化所產(chǎn)生的影響發(fā)生變化，其結(jié)果，指令軌跡與實(shí)際軌跡之間的軌跡誤差變大的位置、其量也發(fā)生變化。
[0005]因此，即使指令軌跡的形狀相同，也產(chǎn)生軌跡誤差在去路和來路中不同的情形。然而，在以往的軌跡顯示裝置中，不區(qū)分去路和來路而按原樣顯示了指令軌跡和實(shí)際軌跡。因此，無法將軌跡誤差與前進(jìn)方向相對應(yīng)，從而難以區(qū)分軌跡誤差的原因是在于伺服調(diào)整還是在于前進(jìn)方向。
[0006]此外，在日本專利第3834268號公報(bào)中，基于利用CAD等制作的NC數(shù)據(jù)顯示了工具軌跡。因此，無法顯示NC的指令軌跡以及工具前端點(diǎn)的實(shí)際軌跡。因而，在日本專利第3834268號公報(bào)中，無法確認(rèn)指令軌跡與實(shí)際軌跡之間的軌跡誤差，也無法進(jìn)行用于消除軌跡誤差的適當(dāng)?shù)乃欧{(diào)整。
[0007]另外，在日本專利第3834268號公報(bào)中，雖然能夠根據(jù)微小線段的傾斜度來變更顯示屬性，但是無法根據(jù)前進(jìn)方向(去路或來路)來變更顯示屬性。因此，無法準(zhǔn)確地區(qū)分軌跡誤差的原因是在于伺服調(diào)整還是在于前進(jìn)方向。
[0008]本發(fā)明是鑒于這樣的情形而完成的，其目的在于提供一種能夠?qū)④壽E誤差與前進(jìn)方向相對應(yīng)來有效地進(jìn)行伺服調(diào)整的工具軌跡顯示裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了達(dá)到前述的目的，根據(jù)第一方式，提供一種工具軌跡顯示裝置，該工具軌跡顯示裝置顯示機(jī)床的工具的軌跡，該機(jī)床使用數(shù)值控制裝置來通過至少一個驅(qū)動軸使上述工具和被加工物一邊相對地移動一邊進(jìn)行往復(fù)動作來對上述被加工物進(jìn)行加工，該工具軌跡顯示裝置的特征在于，具備:位置信息獲取部，其從上述數(shù)值控制裝置和設(shè)置于上述至少一個驅(qū)動軸的位置檢測器獲取上述至少一個驅(qū)動軸的位置信息，或者從上述位置檢測器獲取上述至少一個驅(qū)動軸的位置信息；工具坐標(biāo)計(jì)算部，其根據(jù)上述至少一個驅(qū)動軸的上述位置信息和上述機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)的信息計(jì)算上述工具的坐標(biāo)值；顯示屬性變更部，其根據(jù)上述工具的前進(jìn)方向變更上述工具的軌跡的顯示屬性；以及顯示部，其基于由上述工具坐標(biāo)計(jì)算部計(jì)算出的上述工具的坐標(biāo)值和由上述顯示屬性變更部變更后的上述顯示屬性來顯示上述工具的軌跡。
[0010]根據(jù)第二方式，在第一方式中，還具備反轉(zhuǎn)位置獲取部，該反轉(zhuǎn)位置獲取部從上述數(shù)值控制裝置或上述機(jī)床的加工程序獲取上述工具的前進(jìn)方向反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)位置，上述顯示屬性變更部還基于上述反轉(zhuǎn)位置變更上述工具的軌跡的顯示屬性。
[0011 ] 根據(jù)第三方式，在第一方式中，還具備反轉(zhuǎn)位置輸入部，該反轉(zhuǎn)位置輸入部從外部指定上述工具的前進(jìn)方向反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)位置，上述顯示屬性變更部還基于上述反轉(zhuǎn)位置變更上述工具的軌跡的顯示屬性。
[0012]根據(jù)第四方式，在第一至第三方式中的任一個方式中，上述顯示部將根據(jù)從上述數(shù)值控制裝置獲取到的上述位置信息求出的上述工具的指令軌跡和根據(jù)從上述位置檢測器獲取到的上述位置信息求出的實(shí)際軌跡重疊顯示。
[0013]根據(jù)第五方式，在第一至第四方式中的任一個方式中，上述顯示屬性變更部在上述往復(fù)動作的去路和來路之間變更上述工具的軌跡的顯示屬性。
[0014]根據(jù)第六方式，在第一至第五方式中的任一個方式中，上述顯示屬性變更部在上述顯示部上追加顯示與上述往復(fù)動作的去路和來路對應(yīng)的符號或者字符或字符串。
[0015]基于附圖所示的本發(fā)明的典型的實(shí)施方式的詳細(xì)說明，本發(fā)明的這些目的、特征及優(yōu)點(diǎn)以及其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)會變得更明確。
【附圖說明】
[0016]圖1是搭載基于本發(fā)明的工具軌跡顯示裝置的機(jī)床的立體圖。
[0017]圖2是基于本發(fā)明的工具軌跡顯示裝置的功能框圖。
[0018]圖3是表示搭載本發(fā)明的工具軌跡顯示裝置的機(jī)床對工件進(jìn)行加工的加工路徑的一例的圖。
[0019]圖4A是圖3所示的去路曲線的局部放大圖。
[0020]圖4B是圖3所示的來路曲線的局部放大圖。
[0021]圖5是表示指令軌跡以及去路和來路的實(shí)際軌跡的一例的圖。
[0022]圖6是表示基于本發(fā)明的工具軌跡顯示裝置的動作的流程圖。
[0023]圖7A是表不第一顯不屬性的圖。
[0024]圖7B是表不第二顯不屬性的圖。
[0025]圖7C是表不第二顯不屬性的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在下面的附圖中，對同樣的構(gòu)件附加了同樣的參照標(biāo)記。為了容易理解，這些附圖適當(dāng)?shù)刈兏吮壤摺?br>[0027]圖1是搭載基于本發(fā)明的工具軌跡顯示裝置的機(jī)床的立體圖。圖1中作為例子來示出的機(jī)床I是五軸加工機(jī)。機(jī)床I包括載置工件(未圖示)的臺2以及相對于臺2沿彼此垂直的三個方向(X軸、Y軸、Z軸)相對地移動的支柱3。如圖示那樣，頭4從支柱3起橫向延伸，頭4繞與臺2的表面平行的B軸旋轉(zhuǎn)(S卩，圖1中箭頭B所示的旋轉(zhuǎn))。并且，能夠繞與B軸和臺2的表面這兩方都垂直的A軸旋轉(zhuǎn)(S卩，圖1中箭頭A所示的旋轉(zhuǎn))的工具5被安裝在頭4上。
[0028]因而，機(jī)床I通過三個直動軸(X軸、Y軸以及Z軸)以及兩個轉(zhuǎn)動軸(A軸和B軸)控制工具5的位置和姿勢來對臺2上的工件進(jìn)行加工。但是，設(shè)工具5被固定于臺2而工件(未圖示)被安裝于頭4的前端的情況也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，有時將X軸、Y軸、Z軸、A軸以及B軸稱為“驅(qū)動軸”。
[0029]圖2是基于本發(fā)明的工具軌跡顯示裝置的功能框圖。如圖2所示，工具軌跡顯示裝置20經(jīng)由數(shù)值控制裝置16而與機(jī)床I連接。機(jī)床I包括對各驅(qū)動軸進(jìn)行驅(qū)動的電動機(jī)Ml?M5。在這些電動機(jī)Ml?M5的各個電動機(jī)上分別配備有按每個規(guī)定的控制周期檢測驅(qū)動軸的實(shí)際位置的位置檢測器11?15。另外，數(shù)值控制裝置16基于機(jī)床I的動作程序，按每個規(guī)定的控制周期制作針對各驅(qū)動軸的位置指令。
[0030]如圖2所示，工具軌跡顯示裝置20包括位置信息獲取部21。位置信息獲取部21獲取在數(shù)值控制裝置16中制作的每個規(guī)定的控制周期的位置指令來作為位置信息。并且，位置信息獲取部21獲取由位置檢測器11?15檢測出的各驅(qū)動軸的位置檢測值來作為位置信息。設(shè)這樣的位置信息按時間序列暫時存儲到工具軌跡顯示裝置20中。
[0031]工具軌跡顯示裝置20還包括工具坐標(biāo)計(jì)算部22。工具坐標(biāo)計(jì)算部22基于位置指令的位置信息和機(jī)床I的結(jié)構(gòu)，與位置指令的位置信息相對應(yīng)地計(jì)算工具5的前端點(diǎn)的工具指令坐標(biāo)值。并且，工具坐標(biāo)計(jì)算部22基于位置檢測值的位置信息和機(jī)床I的結(jié)構(gòu)，與位置檢測值的位置信息相對應(yīng)地計(jì)算工具5的前端點(diǎn)的工具實(shí)際坐標(biāo)值。設(shè)這些工具指令坐標(biāo)值和工具實(shí)際坐標(biāo)值分別表示工具5的前端點(diǎn)的指令軌跡和實(shí)際軌跡。此外，機(jī)床I的結(jié)構(gòu)主要是指機(jī)床I的尺寸。
[0032]工具軌跡顯示裝置20還包括顯示屬性變更部23。顯示屬性變更部23根據(jù)工具5的前進(jìn)方向來如后述那樣變更工具的軌跡的顯示屬性。工具軌跡顯示裝置20還包括顯示部24，該顯示部24基于由工具坐標(biāo)計(jì)算部22計(jì)算出的工具5的坐標(biāo)值和由顯示屬性變更部23變更后的顯示屬性，來顯示工具5的軌跡。
[0033]工具軌跡顯示裝置20還包括反轉(zhuǎn)位置獲取部25，該反轉(zhuǎn)位置獲取部25從數(shù)值控制裝置16或機(jī)床I的加工程序獲取工具5的前進(jìn)方向反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)位置。另外，如圖2所示，在工具軌跡顯示裝置20上連接有用于操作者從外部指定工具5的前進(jìn)方向反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)位置的反轉(zhuǎn)位置輸入部26、例如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸面板等。
[0034]圖3是表示搭載本發(fā)明的工具軌跡顯示裝置的機(jī)床對工件進(jìn)行加工的加工路徑的一例的圖。在圖3所示的例子中，機(jī)床I的工具5從加工起點(diǎn)Xl開始沿著去路曲線Pl進(jìn)行加工。在去路曲線Pl的末端使工具5沿X方向移動線段XA，接下來沿著來路曲線Ql再次進(jìn)行加工。然后，在X方向上與加工起點(diǎn)Xl分離線段XA的地方停止。
[0035]之后，在來路曲線Ql的末端使工具5沿X方向再移動線段XB，并沿著去路曲線P2進(jìn)行加工。在去路曲線P2的末端使工具5沿X方向再移動線段XC，并沿著來路曲線Q2再次進(jìn)行加工。然后，在加工終點(diǎn)X2處停止。這樣，在本發(fā)明中，通過將去路曲線P1、P2設(shè)為去路并將來路曲線Ql、Q2設(shè)為來路的往復(fù)動作對工件進(jìn)行加工。
[0036]從圖3可知，去路曲線Pl、P2以及來路曲線Q1、Q2分別是由多個曲線部分形成的彼此相同的形狀。也就是說，在圖3中，假定一邊沿X軸方向相對地移動一邊在同一路徑上反復(fù)對工件進(jìn)行加工的情況。此外，也存在線段XA、XB、XC的長度為零的情況。
[0037]圖4A和圖4B分別是圖3所示的去路曲線和來路曲線的局部放大圖。在這些附圖中，示出了在切點(diǎn)CO處相互外切的兩個圓弧Cl、C2。而且，去路曲線P1、P2以及來路曲線Q1、Q2由這些圓弧C1、C2的一部分構(gòu)成。另外，在這些附圖中，示出了朝向各個圓弧C1、C2的中心延伸的法向加速度。
[0038]從圖4A可知，在沿著去路P1、P2移動時經(jīng)過切點(diǎn)CO時，法向加速度從左方向反轉(zhuǎn)為右方向。同樣地，如從圖4B可知，在沿著來路Ql、Q2移動時經(jīng)過切點(diǎn)CO時，法向加速度從右方向反轉(zhuǎn)為左方向。在像這樣去路和來路中法向加速度反轉(zhuǎn)的方向不同的情況下，即使指令軌跡相同，在去路和來路中產(chǎn)生軌跡誤差的位置、其誤差量也不同。
[0039]圖5是表示指令軌跡以及去路和來路的實(shí)際軌跡的一例的圖。在圖5中，在中央示出的光滑的實(shí)線曲線S是去路曲線P1、P2和來路曲線Ql、Q2所共用的指令軌跡。而且，虛線曲線P’表示去路曲線Pl或P2的實(shí)際軌跡，并且實(shí)線曲線Q’表示來路曲線Ql或Q2的實(shí)際軌跡。