机床的三维轨迹显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机床的三维轨迹显示装置。该轨迹显示装置具备能够将机床的三维轨迹的误差准确地定量化，并显示或者输出该误差的功能。该轨迹显示装置具有：指令线段定义部，其关于指令位置数据取得部所取得的各指令位置，将连接相邻两点的线段定义为指令线段；以及误差计算部，其定义从实际位置数据取得部所取得的各时刻的实际位置到各个上述指令线段的垂线，将该垂线中的最短的垂线长度、以及连接该实际位置与离该实际位置最近的指令位置的线段的长度两者中的长度更短的一方，作为各实际位置相对于指令路径的误差来计算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示机床的三维轨迹的显示装置。
技术介绍
机床的刀具前端部等代表点的轨迹通常呈现为三维曲线。不能够容易地计算出该三维曲线的误差，即实际的轨迹、也就是反馈轨迹相对于所指示的轨迹的偏差，难以直观地掌握误差量。因此，为了能够容易地掌握误差量，例如在特开平11-143514号公报中公开了一种装置，其合成机床的各轴的位置偏差，根据合成后的位置偏差是否超过了设定边界值改变线型或显示颜色来显示轨迹。合成后的位置偏差表示实际位置相对于某时刻的指令位置的延迟，并不表示实际位置相对于指令轨迹多大程度地产生偏差。因此，位置偏差的合成值未必正确地表示实际位置相对于指令轨迹的偏差。因此，准确地掌握三维轨迹的误差有困难，另外也存在当确定轨迹上的问题部位、或进行其原因调查时花费时间的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种轨迹显示装置，其具备能够将机床的三维轨迹的误差准确地定量化，并能够显示或者输出该误差的功能。为了达成上述目的，本专利技术提供一种轨迹显示装置，其显示由数值控制装置进行三维位置控制的对象物的实际位置的三维轨迹，其中，具有：指令位置数据取得部，其取得离散时刻的所述对象物的指令位置的数据；实际位置数据取得部，其取得离散时刻的所述对象物的实际位置的数据；指令线段定义部，其针对相当于所述指令位置的各点，定义连接时间序列上相邻的两点的指令线段；误差计算部，其计算从各时刻的所述实际位置到各个所述指令线段的垂线中的最短垂线长度、以及连接该实际位置与离该实际位置最近的指令位置的线段的长度中的、长度更加短的一方，作为实际位置相对于指令路径的误差；以及显示所述误差的误差显示部及向外部输出所述误差的输出部的至少一方。在优选的实施方式中，所述误差计算部仅针对包含与各实际位置的时刻的时间差在预定时间以内的指令位置的指令线段计算各实际位置的误差。在优选的实施方式中，所述误差显示部显示所述指令位置的三维轨迹，并且作为各实际位置的所述轨迹的显示，在实际位置相对于所述指令路径的误差方向上以预定倍率放大所述误差来进行显示，所述指令路径为所述误差的计算对象。在优选的实施方式中，所述误差显示部根据所述误差的大小变更轨迹的显示颜色以及粗细的至少一方。本专利技术还提供一种机床，其具有上述轨迹显示装置，并使用数值控制装置控制包含旋转轴的多个驱动轴，控制刀具相对于加工物的位置，其中，所述轨迹显示装置根-->据各驱动轴的指令以及实际位置的信息，计算刀具前端部的三维坐标值，求出所述刀具前端部的指令位置以及实际位置的轨迹，计算所述实际位置相对于所述指令位置的误差然后显示或输出该误差。通过参照附图说明下面的优选的实施方式来阐明本专利技术的上述或者其他目的、特征以及长处。附图说明图1表示包含本专利技术的实施方式的轨迹显示装置的系统的概要结构。图2是表示求出控制对象物的实际位置的误差的步骤的一个例子的流程图。图3表示控制对象物的指令位置以及实际位置的显示例子。图4举例表示从一个实际位置对指令轨迹引多条垂线的情况。图5举例表示无法从一个实际位置对指令轨迹引垂线的情况。图6表示限定计算实际位置的误差时的指令位置的时间范围的例子。图7是说明用于放大显示误差的处理的图图8a是放大显示实际位置的误差之前的显示例子。图8b是放大显示后的显示例子。图9表示用指令轨迹的粗细变更来显示误差大的部分的例子。具体实施方式图1表示包含本专利技术的轨迹显示装置的系统结构例。机床的刀具等控制对象物10，由伺服电动机等电动机12经驱动轴11驱动，电动机12由数值控制装置(CNC)14控制。数值控制装置14具有：求出在各时刻对象物10应该位于的指令位置的指令位置运算部16；以及根据由指令位置运算部16计算出的指令位置来控制电动机12的动作的驱动轴控制部18。本专利技术的轨迹显示装置20是用于显示控制对象物10的实际位置的三维轨迹的装置，其具有：从数值控制装置14的指令位置运算部16取得离散时刻的指令位置数据的指令位置数据取得部22；从驱动轴控制部18取得离散时刻的实际位置数据的实际位置数据取得部24；以及电动机等的三维轨迹显示部26。三维轨迹显示部26能够显示基于上述指令位置数据的控制对象物10的三维指令位置轨迹、以及基于实际位置数据的控制对象物10的三维实际位置轨迹的至少一方。另外，所谓指令位置轨迹，表示以时间序列用直线连接指令位置而形成的轨迹，所谓实际位置轨迹，表示以时间序列连接相邻的实际位置而形成的轨迹。轨迹显示装置20还具有：指令线段定义部28，其关于指令位置数据取得部22所取得的各指令位置，将连接相邻两点的线段定义为指令线段；以及误差计算部30，其定义从实际位置数据取得部24所取得的各时刻的实际位置到各个上述指令线段的垂线，并计算该垂线中最短的垂线的长度、以及连接该实际位置与离该实际位置最近的指令位置的线段的长度中长度更短的一方，作为各实际位置相对于指令路径的误差。轨迹显示装置20还具有显示上述误差的监视器等误差显示部32、以及将该误差输出到其他显示设备等外部设备的输出部34中的至少一方。另外，上述轨迹显示部26也可以兼做误差显-->示部32。图2是表示本专利技术的轨迹显示装置中求出各实际位置的误差的步骤的一个例子的流程图。首先，在步骤S1中取得以适当的时间间隔规定的各时刻的三维的指令位置的信息。由此，例如如图3所示，获得控制对象物的代表点应该通过的、按时间序列进行了排序的指令位置Pn、Pn+1、Pn+2、…。接下来，在步骤S2中取得各时刻的三维的实际位置的信息。具体来讲，通过位置反馈获得实际位置。由此，例如获得如图3所示的控制对象物的代表点实际上所通过的时间序列数据，即实际位置Qm、Qm+1、…。在接下来的步骤S3中，将在应该求出误差的实际位置中的、在时间序列上最初的实际位置的时刻t1设定为第1开始时刻。然后在接下来的步骤S4中，将在应该求出与上述实际位置的误差的指令轨迹中所包含的指令位置中的最初的指令位置的时刻t2设定为第2开始时刻。在接下来的步骤S5中，将连接时刻t2的指令位置与时刻t2+Δt2的指令位置的线段设定为指令线段。在图3的例子中，设时刻t2的指令位置为Pn、时刻t2+Δt2的指令位置为Pn+1，表示了连接两指令位置的指令线段为线段36。接下来，在步骤S6中判断从时刻t1的实际位置到所设定的指令线段的垂线是否存在，当存在时求出该垂线的长度。在图3的例子中，能够从实际位置Qm向指令线段36做垂线38，因此计算垂线38的长度d1，并作为实际位置Qm的误差的候补，存储在适当的存储器中。接下来，在步骤S7中计算在时刻t1的实际位置Qm与时刻t2的指令位置Pn之间连接的线段37的长度，然后在步骤S8中计算在实际位置Qm与时刻t2+Δt2的指令位置Pn+1之间连接的线段39的长度。将线段37以及39的长度作为实际位置Qm的误差的候补，存储在适当的存储器中。在接下来的步骤S9中，判断时刻t2是否到达预定的第2结束时刻，当还没有到达时，进入步骤S10，将t2+Δt2代入时刻t2。即，接下来在步骤S5中进行的处理，若用图3的例子来说，则成为求出连接指令位置Pn+1与Pn+2的指令线段40的处理。另外，通常把第2结束时刻设定为相当于在应该求出与上述实际位置的误差的指令轨迹中所包含的指令位置中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨迹显示装置（２０），显示由数值控制装置（１４）进行三维位置控制的对象物（１０）的实际位置的三维轨迹，该轨迹显示装置的特征在于，具有：指令位置数据取得部（２２），其取得离散时刻的所述对象物的指令位置的数据；实际位置数据取得部（２４），其取得离散时刻的所述对象物的实际位置的数据；指令线段定义部（２８），其针对相当于所述指令位置的各点，定义连接时间序列上相邻的两点的指令线段（３６、４０）；误差计算部（３０），其计算从各时刻的所述实际位置到各个所述指令线段的垂线（３８、４２）中的最短垂线长度、以及连接该实际位置与离该实际位置最近的指令位置的线段（３７、３９）的长度中的、长度更加短的一方，作为实际位置相对于指令路径的误差；以及显示所述误差的误差显示部（３２）及向外部输出所述误差的输出部（３４）的至少一方。

【技术特征摘要】
JP 2009-9-10 2009-2094151.一种轨迹显示装置(20)，显示由数值控制装置(14)进行三维位置控制的对象物(10)的实际位置的三维轨迹，该轨迹显示装置的特征在于，具有：指令位置数据取得部(22)，其取得离散时刻的所述对象物的指令位置的数据；实际位置数据取得部(24)，其取得离散时刻的所述对象物的实际位置的数据；指令线段定义部(28)，其针对相当于所述指令位置的各点，定义连接时间序列上相邻的两点的指令线段(36、40)；误差计算部(30)，其计算从各时刻的所述实际位置到各个所述指令线段的垂线(38、42)中的最短垂线长度、以及连接该实际位置与离该实际位置最近的指令位置的线段(37、39)的长度中的、长度更加短的一方，作为实际位置相对于指令路径的误差；以及显示所述误差的误差显示部(32)及向外部输出所述误差的输出部(34)的至少一方。2.根据权利要求1所述的轨迹显示装置，其特征在于，所述误差计...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩下平辅，置田肇，手塚淳一，杉山和之，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]