[发明专利]机床的三维轨迹显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示机床的三维轨迹的显示装置。

背景技术

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。

发明内容

因此，本发明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，本发明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。

本发明还提供一种机床，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发明的上述或者其他目的、特征以及长处。

附图说明

图1表示包含本发明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表示包含本发明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。