具有程序塊執行時間顯示功能的數值控制裝置的製作方法

2023-05-02 01:38:21 1

本發明涉及一種具有程序中的程序塊的執行所花費的時間的顯示功能的數值控制裝置。

背景技術：

對在控制機械的數值控制裝置上執行的程序進行生成或修改的操作者，在對該程序進行生成或修改之後，多數情況下，在確認該程序正確地動作的同時確認基於該程序控制機械來進行的加工所花費的加工時間。作為知曉加工時間的手段，在例如日本特開2012-243152號公報公開了一種顯示程序的執行時間、自動運轉啟動中的累積的運轉時間的技術。

然而，在日本特開2012-243152號公報所公開的技術中，在為了削減周期時間而進行程序的重新研究的情況下，沒有知曉在哪一個程序塊中花費實際加工時間的方法，另外，即使知曉了程序塊單位的實際加工時間，若沒有成為表示各程序塊中的恰當的加工時間的基準的數據，則也難以驗證該程序塊的實際加工時間的妥當性。

另外，在多路徑系統(multiple-pathsystem)的情況下，分別執行用於控制各路徑的程序，但難以一眼就把握對各路徑進行控制的各程序所含有的程序塊間的關係。因此，即使存在可進行多路徑系統上的加工工序的集約的部分，操作者也無法注意到各程序內的可進行集約的部分，結果，存在周期時間延長的情況。

技術實現要素：

因此，本發明的目的在於提供一種可容易地把握程序的各程序塊的實際加工時間的妥當性的數值控制裝置。

本發明的數值控制裝置基於至少1個程序對具備至少1個軸的機械進行控制，其中，該數值控制裝置具備：實際加工時間測量部，其對所述程序所含有的至少1個程序塊的執所花費的實際的時間即實際加工時間進行測量；和顯示部，其生成能夠把握所述程序塊與該程序塊的實際加工時間之間的關係的顯示數據。

也可以是，所述數值控制裝置還具備基準加工時間計算部，其對所述程序所含有的至少1個程序塊的執行所花費的理論時間即基準加工時間進行計算，所述顯示部生成能夠把握所述程序塊、該程序塊的實際加工時間和該程序塊的基準加工時間之間的關係的顯示數據。

也可以是，所述數值控制裝置還具備主要原因確定部，其針對所述程序所含有的至少1個程序塊，在所述實際加工時間與所述基準加工時間之間的差值是預先設定的預定閾值以上的情況下，對該差值的主要原因進行確定，所述顯示部生成能夠把握所述程序塊、該程序塊的實際加工時間和所述主要原因之間的關係的顯示數據。

也可以是，所述機械具備多個路徑，所述數值控制裝置基於對各個所述路徑進行控制的程序來控制所述機械，所述顯示部生成能夠把握所述多個路徑的各個實際加工時間的關係的顯示數據。

根據本發明，操作者能夠根據實際加工時間與理論值之間的差值把握存在實際加工時間不妥當的可能性的程序塊，可根據產生該差值的主要原因容易地進行原因的確定。

另外，在顯示對多路徑系統進行控制的程序的情況下，易於把握各程序塊的路徑(path)間的關係，能夠有助於用於工序的集約、周期時間的縮短的程序改善。

附圖說明

圖1是本發明的一實施方式的數值控制裝置的功能框圖。

圖2是圖1的數值控制裝置中的畫面的顯示例，其中，(a)為時間閾值[msec]的顯示；(b)為比例閾值[％]的顯示；(c)為程序的顯示；(d)為實際加工時間tr[msec]的顯示；(e)為無加減速基準加工時間tbna[msec]的顯示；(f)為有加減速基準加工時間tba[msec]的顯示；(g)為差值|tr-tbna|[msec]的顯示；(h)為差值|tr-tba|[msec]的顯示；(i)為差值的主要原因的顯示。

圖3是本發明的另一實施方式的數值控制裝置的功能框圖。

圖4是圖3的數值控制裝置中的畫面的顯示例，其中，(a)為實際加工時間tr的顯示(時間反映到寬度)；(b)為程序塊編號的顯示；(c)為程序的顯示；(d)為主要原因的顯示。

具體實施方式

在本發明的數值控制裝置中，針對程序所含有的各程序塊，對該程序塊的執行所花費的時間即實際加工時間進行測量，並且基於各程序塊的內容對理論加工時間進行計算，以可比較的方式顯示該測量到的實際加工時間和計算出的理論加工時間。

另外，在本發明的數值控制裝置中，對於測定出的實際加工時間與計算出的理論加工時間之間的差值超過預先設定的閾值的程序塊，對該程序塊的內容和由該程序塊控制的機械的動作所涉及的數據(伺服數據等)進行分析，對實際加工時間與理論加工時間之間的差值產生的主要原因進行確定並顯示。

而且，在本發明的數值控制裝置中，對於對多路徑系統進行控制的多個程序，以時間基準同時顯示對各路徑進行控制的各程序所含有的各程序塊的實際加工時間，從而一看就能夠把握在各路徑的控制下所執行的程序的各程序塊的關係。

圖1是本發明的一實施方式的數值控制裝置的功能框圖。

本實施方式的數值控制裝置1具備指令分析部10、插補部11、伺服控制部12、實際加工時間測量部13、基準加工時間計算部14、伺服數據取得部15、主要原因確定部16以及顯示部17。

指令分析部10從存儲於未圖示的存儲器的程序20逐次讀出對作為控制對象的機械的動作進行指示的程序塊並進行分析，基於其分析結果生成對由伺服電動機2驅動的軸的移動進行指示的指令數據，將該生成的指令數據向插補部11輸出。另外，將作為分析對象的程序塊和作為該程序塊的分析結果的指令數據向基準加工時間計算部14輸出。

插補部11基於從指令分析部接收到的指令數據，生成插補數據作為基於指令數據的指令路徑上的每個插補周期的點，並且進行對應於該生成的插補數據的每個插補周期的各軸的速度的調整(加減速處理)，將在每個插補周期調整後的插補數據作為對每個插補周期的伺服電動機2的位置(移動量)進行指示的位置指令a向伺服控制部12輸出。

伺服控制部12基於從插補部11接收到的位置指令a控制對作為控制對象的機械的軸進行驅動的伺服電動機2。該伺服控制部12在進行伺服電動機2的控制時，逐次取得了表示伺服電動機2的位置反饋b的伺服數據。

實際加工時間測量部13在執行程序20時，按照程序20所含有的每個程序塊對該程序塊的執行所花費的時間即實際加工時間tr進行測量，將該測量出的實際加工時間tr與各程序塊相關聯地存儲於存儲部21。作為每個程序塊的實際加工時間tr的測量方法，例如也可以取得從指令分析部10輸出的指令數據或從插補部11向伺服控制部12輸出的插補數據、以及包括伺服數據取得部15從伺服控制部12取得的與伺服電動機2的位置有關的數據的伺服數據，對基於各程序塊的控制的開始時間點和結束時間點進行檢測，將從未圖示的計時器等取得的基於各程序塊的控制的開始時間點的時刻與結束時間點的時刻之差值設為實際加工時間tr。

基準加工時間計算部14基於從指令分析部10接收到的程序塊和作為該程序塊的分析結果的指令數據，對各程序塊的理論加工時間即基準加工時間tb進行計算，並將該基準加工時間tb與該程序塊相關聯地存儲於存儲部21。

作為基準加工時間計算部14所計算的基準加工時間的例子，存在根據各程序塊的移動距離和指令速度計算出的無加減速基準加工時間tbna。無加減速基準加工時間tbna是沒有考慮加減速的時間的單純的預測時間，能夠通過以下的(1)式進行計算。此外，在(1)式中，移動距離l是由該程序塊的指令所指示的軸的移動量，指令速度f是由該程序塊的指令所指示的軸的移動速度。操作者能夠根據該無加減速基準加工時間tbna與實際加工時間tr之間的差值確認插補部11的加減速處理帶來的影響。

作為基準加工時間計算部14所計算的基準加工時間的另一個例子，存在通過上述日本特開2012-243152號公報所公開的技術、或者利用模擬裝置等進行計算的加工時間預測處理計算出的有加減速基準加工時間tba。

基準加工時間計算部14也可以針對各程序塊對上述那樣的多個種類的基準加工時間tb進行計算，將各基準加工時間tb與該程序塊相關聯地存儲於存儲部21。

伺服數據取得部15從伺服控制部12取得包括伺服控制部12從插補部11接收的位置指令a和從伺服電動機2逐次取得的伺服電動機2的位置反饋b的伺服數據，將該所取得的伺服數據與各程序塊相關聯地存儲於存儲部21。伺服數據取得部15所取得的伺服數據，也可以例如使按照每個插補周期或每個單位時間取得的(多個)伺服數據與各程序塊相關聯地存儲於存儲部21，以便能夠把握伺服電動機2的位置相對於時間變化的位移。

主要原因確定部16通過上述的基準加工時間計算部14、實際加工時間測量部13、以及伺服數據取得部15，基於與程序20所含有的各程序塊相關聯地存儲的實際加工時間tr、基準加工時間tb(無加減速基準加工時間tbna、有加減速基準加工時間tba)、以及伺服數據，對實際加工時間與基準加工時間存在差值的情況下的該差值的主要原因進行確定。

主要原因確定部16首先求出實際加工時間tr與基準加工時間tb之間的差值，在該求出來的差值比預先確定的預定的閾值大的情況下，將該程序塊確定為實際加工時間tr與基準加工時間tb存在差值的程序塊。作為閾值的例子，想到時間閾值和比例閾值。在使用時間閾值的情況下，在實際加工時間tr與基準加工時間tb之間的差值比該時間閾值大的情況下，將該程序塊確定為實際加工時間tr與基準加工時間tb存在差值的程序塊即可。另外，在使用比例閾值的情況下，在滿足以下的(2)式的情況下，將該程序塊確定為實際加工時間tr與基準加工時間tb存在差值的程序塊即可。

此外，在如上述那樣記錄有無加減速基準加工時間tbna、有加減速基準加工時間tba等多個基準加工時間的情況下，主要原因確定部16針對有加減速基準加工時間tba確定存在差值的程序塊即可。

主要原因確定部16對接下來確定的實際加工時間tr與基準加工時間tb存在差值的程序塊的數據進行分析，來對該差值的主要原因進行確定。

存在差值的程序塊為m(輔助功能)、s(主軸功能)、t(刀具功能)、b(第2輔助功能)等輔助功能的情況下，通過進行與相應的功能有關的分析，確定差值的主要原因。各輔助功能與g代碼的移動指令等不同，基於指令的動作所花費的時間根據狀況分別大幅度變化，因此，各輔助功能的動作本身可能成為差值的主要原因。作為差值的主要原因的例子，在該指令是與其他路徑的等待指令的情況下，「與其他路徑的等待m代碼」成為主要原因，在該指令是刀具更換指令的情況下，「基於t代碼的刀具功能」成為主要原因。

另一方面，在存在差值的程序塊是快速進給指令(g00)、切削進給指令(g01)等進給指令的情況下，通過對與該程序塊相對應地存儲於存儲部21的伺服數據進行分析，對差值的主要原因進行確定。伺服數據如上述那樣包括伺服控制部12從插補部11接收的位置指令a和從伺服電動機2逐次取得的伺服電動機2的位置反饋b，與各程序塊相關聯地存儲於存儲部21。

主要原因確定部16基於該伺服數據，將單位統一併對例如作為分析對象的程序塊的指令速度f和由以下的(3)式計算的位置指令速度a』(位置指令a的微分值)進行比較。並且，在通過(3)式計算的位置指令速度a』在該程序塊下的控制中一次也沒有達到由程序塊指示的指令速度f的情況下，將「未達到指令速度」確定為差值的主要原因。

另外，主要原因確定部16根據伺服數據所含有的位置指令a與伺服電動機2的位置反饋b之間的差值對誤差量c進行計算，在該計算出的誤差量c比預先設定的容許誤差量的閾值大的情況下，將「由伺服的跟蹤性導致的延遲」確定為差值的主要原因。

顯示部17生成顯示與各程序塊相關聯地存儲於存儲部21的實際加工時間tr、基準加工時間tb、以及主要原因確定部16所計算出的每個程序塊的實際加工時間tr與基準加工時間tb之間的差值、各程序塊的實際加工時間tr與基準加工時間tb之間的差值的主要原因等的顯示數據，並將該顯示數據顯示於未圖示的顯示裝置。

圖2示出了將顯示部17所生成的顯示數據顯示於顯示裝置的畫面的例子。

在圖2的畫面例中，與對應的程序塊並列顯示了實際加工時間tr、作為基準加工時間tb的無加減速基準加工時間tbna和有加減速基準加工時間tba、各實際加工時間tr與基準加工時間之間的差值、以及差值的主要原因。通過進行這樣的顯示，操作者能夠針對各程序塊根據實際加工時間與理論值之間的差值把握存在實際加工時間不妥當的可能性的程序塊，另外，可根據產生該差值的主要原因容易地進行原因的確定。

此外，顯示部17所生成的顯示數據中無需含有上述全部數據，也可以與操作者的目的相應地僅顯示一部分數據。例如，僅並列顯示實際加工時間tr和基準加工時間tb，操作者也能夠充分地把握程序的各程序塊的實際加工時間的妥當性。另外，即使不顯示差值也可以僅顯示差值的主要原因。而且，也可以在各程序塊的旁邊顯示表示誤差量c的變化的圖表，也可一併顯示其他顯示項目。

圖3是本發明的對多路徑系統進行控制的情況下的數值控制裝置的功能框圖。

該實施方式的數值控制裝置1在具備驅動各路徑的多個伺服電動機2和對各伺服電動機2進行控制的多個伺服控制部12這一點與圖1所示的數值控制裝置1不同。此外，也可以針對各路徑準備指令分析部10、插補部11、實際加工時間測量部13、基準加工時間計算部14、伺服數據取得部15。

本實施方式的指令分析部10從存儲於未圖示的存儲器的對各路徑進行控制的各程序20逐次讀出對作為控制對象的機械的動作進行指示的程序塊並進行分析，基於其分析結果生成對由各路徑的伺服電動機2驅動的軸的移動進行指示的各路徑的指令數據，將該生成的各路徑的指令數據向插補部11輸出。另外，將作為分析對象的各路徑的程序塊和作為該程序塊的分析結果的指令數據向基準加工時間計算部14輸出。

插補部11基於從指令分析部接收到的各路徑的指令數據生成各路徑的插補數據作為基於指令數據的指令路徑上的每個插補周期的點，並且，進行與該所生成的各路徑的插補數據對應的每個插補周期的各軸的速度的調整(加減速處理)，將在每個插補周期調整後的插補數據作為對每個插補周期的伺服電動機2的位置(移動量)進行指示的位置指令a，向各路徑的伺服控制部12輸出。

伺服控制部12基於從插補部11接收到的位置指令a對驅動作為控制對象的各路徑的機械的軸的各路徑的伺服電動機2進行控制。伺服控制部12在進行各路徑的伺服電動機2的控制時，逐次取得了表示該伺服電動機2的位置反饋b的伺服數據。

實際加工時間測量部13在執行各路徑的程序20時按照各程序20所含有的每個程序塊對該程序塊的執行所花費的時間即實際加工時間tr進行測量，將該測量出的實際加工時間tr與各程序的各程序塊相關聯地存儲於存儲部21。此外，實際加工時間測量部13對實際加工時間tr的測量方法，與圖1所示的實施方式相同。

基準加工時間計算部14基於從指令分析部10接收到的各路徑的程序的程序塊和作為該程序塊的分析結果的指令數據，對各路徑的程序的各程序塊的理論加工時間即基準加工時間tb進行計算，將該計算出的基準加工時間tb與各程序的各程序塊相關聯地存儲於存儲部21。此外，基準加工時間計算部14對基準加工時間tb的計算方法與圖1所示的實施方式中的該計算方法相同。

伺服數據取得部15從各路徑的伺服控制部12取得包括各路徑的伺服控制部12從插補部11接收的位置指令a和從各路徑的伺服電動機2逐次取得的各路徑的伺服電動機2的位置反饋b的伺服數據，將該所取得的伺服數據與各路徑的程序的各程序塊相關聯地存儲於存儲部21。此外，伺服數據取得部15對伺服數據的取得方法與圖1所示的實施方式中的該取得方法相同。

主要原因確定部16，通過上述的基準加工時間計算部14、實際加工時間測量部13、伺服數據取得部15，基於與各路徑的各程序20所含有的各程序塊相關聯地存儲的實際加工時間tr、基準加工時間tb(無加減速基準加工時間tbna、有加減速基準加工時間tba)、以及伺服數據，對實際加工時間與基準加工時間存在差值的情況下的該差值的主要原因進行確定。此外，主要原因確定部16對實際加工時間與基準加工時間的差值的計算方法和該差值的主要原因的確定方法，與圖1所示的實施方式中的該計算方法和該確定方法相同。

顯示部17生成顯示與各程序塊相關聯地存儲於存儲部21的實際加工時間tr、基準加工時間tb、以及主要原因確定部16所計算出的各路徑的各程序20所含有的每個程序塊的實際加工時間tr與基準加工時間tb之間的差值、各路徑的各程序20所含有的各程序塊的實際加工時間tr與基準加工時間tb之間的差值的主要原因等的顯示數據，並顯示於未圖示的顯示裝置等。

圖4示出了將顯示部17所生成的顯示數據顯示於顯示裝置的畫面的例子。在圖4的例子中，將各路徑的程序的各程序塊的執行所花費的實際加工時間tr設為具有與該實際加工時間tr的長度相應的橫向寬度的箱(box)，作為將該箱從該程序的開頭的程序塊依次向右連結而成的顯示來表現各路徑。各箱中顯示所對應的程序塊的程序塊編號，另外，在該箱下方顯示基於與該箱對應的程序塊的指令、實際加工時間tr與基準加工時間tb之間的差值的主要原因。並且，使執行時的時間軸一致並沿著縱向排列顯示這些各路徑的顯示。通過進行這樣的顯示，操作者易於把握各程序塊的路徑間的時間關係，能夠有助於用於工序的集約、周期時間的縮短的程序改善。

此外，顯示部17所生成的顯示數據無需包含上述的項目的全部，也可以與操作者的目的相應地僅顯示一部分數據。另外，也可以將各路徑的基準加工時間tb作為與上述的實際加工時間的顯示同樣的顯示而排列顯示於各路徑的顯示之下。而且，也可一併顯示其他顯示項目。

以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明並不只限定於上述的實施方式的例子，能夠通過施加適當的變更而以各種形態實施。

例如，在上述的實施方式中，說明了與程序的執行同時地進行基準加工時間計算部14對基準加工時間tb的計算的情況，但基準加工時間tb的計算無需與程序的執行同時進行，也可以預先僅針對程序的各程序塊進行基準加工時間tb的計算並與各程序塊相關聯地存儲於存儲部21。

另外，在上述的實施方式中，將進行能夠把握程序的各程序塊、該程序塊的實際加工時間、基準加工時間等的關係的顯示的實施方式、和進行能夠把握各路徑的程序的各程序塊的實際加工時間的關係的顯示的實施方式作為不同的實施方式進行了說明，但也可以將數值控制裝置1構成為能夠一邊對這兩種顯示進行切換一邊顯示的方式。