顯示裝置和顯示方法與流程
2023-04-28 23:57:27
1.本發明涉及一種在工具機等加工機器中將加工程序與加工軌跡相關聯地進行顯示的顯示裝置和顯示方法。
背景技術：
2.在工具機中，在切削、磨削後的加工物發生了加工不良的情況下，會產生不知道在加工程序的哪個部分發生了加工不良這樣的問題。特別是在由微小程序段構成的加工程序的情況下，難以確定使得發生加工不良的加工程序的位置。
3.為了解決上述的問題，以往已知顯示加工程序與加工位置、加工狀況之間的關係的技術。
4.在專利文獻1中，在刀具的加工路徑的模擬中，將加工程序與加工路徑相對應地進行顯示，暫時停止加工路徑的模擬並對加工程序的程序步驟賦予名稱，使得能夠高效地進行程序的編輯、更新作業。
5.在專利文獻2中，在通過nc程序使刀具進行動作來對工件進行規定的加工的nc裝置中，能夠通過將解析nc程序所生成的刀具的動作與實際執行nc程序所得到的刀具的動作重疊地進行顯示，來驗證nc程序，從而獲得正確的程序。
6.在專利文獻3中，即使是同時進行工件的旋轉和刀具在水平軸、垂直軸方向上的移動的加工，根據程序指令值來計算圖形坐標中的工件旋轉角度、工件旋轉軸心與刀具旋轉軸心之間的水平方向距離、垂直方向距離，並基於計算出的這些數據來將刀具相對於工件的相對的加工路徑顯示在圖形畫面上，由此也能夠容易且準確地確認刀具的動作。
7.在專利文獻4中，將加工中的刀具軌跡、負荷的大小及方向同時顯示為向量，並設為能夠在視覺上確認刀具在路徑中的負荷的大小及方向的推移，由此能夠容易地確定異常負荷的原因和位置。
8.現有技術文獻
9.專利文獻
10.專利文獻1：日本特開平3-58202號公報
11.專利文獻2：日本特開平6-59717號公報
12.專利文獻3：日本特開平8-194514號公報
13.專利文獻4：日本特開2014-126939號公報
技術實現要素：
14.發明要解決的問題
15.雖然已知顯示加工程序與加工位置、加工狀況之間的關係的技術，但該技術並非以一目了然的方式顯示加工軌跡的特定的位置與加工程序的哪個部位直接相關，或者反之加工程序的特定的部位與加工軌跡的哪個位置直接相關。在發生了加工不良時，為了快速地修正加工程序從而在不降低效率的情況下進行生產，需求能夠立即掌握加工程序與加工
軌跡上的位置之間的關係。
16.因而，本發明的目的在於在能夠同時顯示加工程序和加工軌跡的顯示裝置中以能夠立即掌握加工程序的特定的部位與加工軌跡的特定的位置之間的對應關係的方式進行顯示。
17.用於解決問題的方案
18.為了解決上述的問題，本公開的顯示裝置具備：位置數據獲取部，其獲取刀具的位置數據；加工程序獲取部，其獲取加工程序；關聯數據保存部，其將由所述位置數據獲取部獲取到的刀具的位置數據與由所述加工程序獲取部獲取到的加工程序的字符串以相互關聯的狀態進行保存；加工軌跡顯示部，其根據由所述位置數據獲取部獲取到的刀具的位置數據來計算刀具的加工軌跡，並顯示所述刀具的加工軌跡；加工軌跡選擇部，其用於從由所述加工軌跡顯示部顯示的刀具的加工軌跡中選擇加工軌跡的一部分；關聯部分選定部，其選定在所述關聯數據保存部中以與通過所述加工軌跡選擇部選擇出的加工軌跡的一部分相關聯的狀態保存的、由加工程序的字符串構成的程序塊；以及加工程序顯示部，其將由所述關聯部分選定部選定出的程序塊在正在顯示的加工程序上以區別於其它字符串的方式進行顯示。
19.發明的效果
20.根據本公開的顯示裝置，以能夠立即掌握加工程序的特定的部位與加工軌跡的特定的位置之間的對應關係的方式進行顯示。因而，即使在發生了加工不良的情況下，也能夠快速地修正加工程序，從而在不降低加工的效率的情況下進行生產。
附圖說明
21.圖1是示出本發明的工具機的顯示裝置的結構的框圖。
22.圖2是示出本發明的工具機的加工物的圖。
23.圖3是示出本發明的顯示裝置中的刀具的加工軌跡的顯示的圖。
24.圖4是示出本發明的顯示裝置中的加工程序的顯示的圖。
25.圖5是示出刀具的位置數據與加工程序的關聯的一例的圖。
26.圖6是示出刀具的位置數據與加工程序的關聯的其它例的圖。
27.圖7是示出將刀具的加工軌跡與加工程序相關聯地進行顯示的流程的圖。
具體實施方式
28.下面，參照附圖來對本公開的實施方式進行詳細說明。
29.圖1是通過框圖來示出本公開的工具機的顯示裝置中的結構的圖。工具機控制裝置10是控制工具機的動作的裝置，具備由微計算機等構成的控制單元(cpu)11、包括rom、ram等的存儲單元12以及發送接收單元13。在存儲單元12的rom等中保存有用於向工具機給予動作指令的加工程序，另外，在存儲單元12的ram等中存儲有進行示教所得到的工具機的刀具的位置數據等。
30.顯示裝置20是顯示工具機的加工程序、工具機的刀具的加工軌跡的裝置，具有顯示數據獲取部21、包括rom、ram等的存儲部22、數據處理顯示部23以及發送接收部24。
31.顯示數據獲取部21是從工具機控制裝置10、顯示裝置20獲取用於顯示的數據的部
分，具備位置數據獲取部211、加工程序獲取部212、加工軌跡選擇部213以及程序塊選擇部214，其中，該顯示裝置20也是用戶接口。
32.從工具機控制裝置10經由工具機控制裝置10的發送接收單元13和顯示裝置20的發送接收部24向位置數據獲取部211發送工具機的刀具的位置數據、即與刀具有關的基於加工程序中的指令值的位置數據。刀具的位置數據是對進給軸的位置數據加上刀具的直徑、長度、前端形狀等刀具的信息所求出的數據。如後述那樣，由位置數據獲取部211獲取到的刀具的位置數據被與加工程序的字符串、索引的數據相關聯地保存，並且在計算刀具的加工軌跡時被使用。
33.從工具機控制裝置10經由工具機控制裝置10的發送接收單元13和顯示裝置20的發送接收部24向加工程序獲取部212發送加工程序的字符串、索引的數據。在加工程序中，有的加工程序其各程序字符串(程序塊)被程序用戶(機器用戶、機器製造商)賦予了被稱為n編號的索引，有的加工程序其各程序字符串(程序塊)沒有被賦予該索引。還已知如下技術：對於沒有被用戶賦予索引的程序，為了便於處理而由工具機控制裝置10自動地賦予索引(例如程序行編號)。
34.在加工軌跡選擇部213中，獲取與在所顯示的刀具的加工軌跡上選擇出的特定的部分有關的數據。若進行補充說明，則當由用戶在後述的加工軌跡顯示部232中顯示的刀具的加工軌跡上選擇了刀具的加工軌跡上的所關注的特定的一部分時，在加工軌跡選擇部213中獲取所選擇出的該刀具的加工軌跡上的一部分的數據，然後將該數據保存到後述的存儲部22的選擇數據保存部222中。如後述那樣，找出與所獲取並保存的刀具的加工軌跡的一部分相對應的(相關聯的)加工程序的字符串(程序塊)，並將該加工程序的字符串(程序塊)顯示在數據處理顯示部23的加工程序顯示部233中。
35.在程序塊選擇部214中，獲取與在所顯示的加工程序上選擇出的特定的字符串(程序塊)有關的數據。若進行補充說明，則當由用戶後述的加工程序顯示部233中顯示的加工程序上選擇了所關注的字符串(程序塊)時，在程序塊選擇部214中獲取所選擇出的該程序塊的數據，然後將該數據保存到後述的存儲部22的選擇數據保存部222中。如後述那樣找出與所獲取並保存的程序塊相對應的(相關聯的)刀具的加工軌跡的一部分。並將該加工軌跡的一部分顯示在數據處理顯示部23的加工軌跡顯示部232中。
36.存儲部22具有rom、ram等存儲設備，在rom等中保存有用於根據刀具的位置數據來繪製刀具的加工軌跡的程序(應用程式)、與顯示裝置20上的顯示方式(設計)有關的數據，在ram等中保存有由顯示裝置20獲取到的各種顯示數據等。在存儲部22中具備關聯數據保存部221和選擇數據保存部222。
37.在關聯數據保存部221中，對於在位置數據獲取部211中獲取到的刀具的位置數據和由加工程序獲取部212獲取到的程序塊(加工程序的字符串本身或加工程序的索引)，通過將各位置數據和程序塊中的同時獲取到的數據存儲為一個數據集，來將它們保存為相互關聯的數據。
38.在選擇數據保存部222中保存有在加工軌跡選擇部213中獲取到的與在加工軌跡顯示部232的刀具的加工軌跡上選擇出的一部分有關的數據、以及在程序塊選擇部214中獲取到的與在加工程序顯示部233中顯示的加工程序上選擇出的程序塊有關的數據。
39.數據處理顯示部23是進行用於根據由顯示數據獲取部21獲取到的各種數據來形
成最終的顯示數據的各種運算、數據處理、並且顯示所形成的數據或者將獲取到的數據以其原本的形式進行顯示的部分。另外，還由於能夠在數據處理顯示部23中顯示的刀具的加工軌跡上、加工程序上選擇用戶所關注的部分，因此可以說數據處理顯示部23兼具用戶接口的功能。在數據處理顯示部23中具備關聯部分選定部231、加工軌跡顯示部232以及加工程序顯示部233。
40.在關聯部分選定部231中，參照關聯數據保存部221中保存的刀具的位置數據與加工程序數據的關聯，來找出與由加工軌跡選擇部213獲取並保存在選擇數據保存部222中的用戶所關注的刀具的加工軌跡的一部分相對應的加工程序的程序塊。另外，參照關聯數據保存部221中保存的刀具的位置數據與加工程序數據的關聯，來找出與由程序塊選擇部214獲取並保存在選擇數據保存部222中的用戶所關注的程序塊相對應的刀具的加工軌跡的一部分。
41.在加工軌跡顯示部232中，顯示基於在位置數據獲取部211中獲取到的刀具的位置數據而計算出的刀具的加工軌跡，並且將由關聯部分選定部231找出的(選定出的)刀具的加工軌跡的特定的一部分在正在顯示的整體(或大的部分)的加工軌跡上通過著色等以區別於其它部分的方式進行顯示。另外，用戶能夠使用例如指針等來在加工軌跡顯示部232中顯示的刀具的加工軌跡上選擇所關注的一部分，所選擇出的數據被發送到加工軌跡選擇部213。
42.在加工程序顯示部233中，顯示在加工程序獲取部212中獲取到的加工程序的整體(或大的部分)，並且將由關聯部分選定部231找出的(選定出的)特定的程序塊在正在顯示的整體(或大的部分)的加工程序上通過反色顯示等以區別於其它部分的方式進行顯示。另外，用戶能夠使用例如光標等來在加工程序顯示部233中顯示的加工程序上選擇所關注的程序塊，所選擇出的數據被發送到程序塊選擇部214。
43.接著，作為實施方式，在圖2中示出工具機的加工物30的一例。而且，在圖3中示出針對該加工物30的顯示裝置20中的刀具的加工軌跡的顯示，在圖4中示出針對該加工物30的加工程序的顯示。在圖3的刀具的加工軌跡的顯示中，在右側顯示三維加工軌跡，在左側從上到下依次顯示xy平面、xz平面、yz平面觀察時的二維加工軌跡。在圖4的加工程序的顯示中，顯示由字符串構成的加工程序中的特定大小的範圍的部分。
44.接著，使用顯示裝置中的刀具的加工軌跡的顯示和加工程序的顯示的附圖來說明根據加工程序的獲取方法將刀具的加工軌跡與加工程序相關聯地進行保存的方法。如上述那樣，在加工程序中，有的加工程序其各程序塊被程序用戶(機器用戶、機器廠商)賦予了被稱為n編號的索引，有的加工程序其各程序塊沒有被賦予該索引。作為顯示裝置獲取加工程序的方法，有如下方法：在發送刀具的位置數據的每個時間點從工具機控制裝置10獲取加工程序的程序字符串(程序塊)的數據；以及在發送刀具的位置數據的每個時間點獲取加工程序的索引，並且與之相獨立地獲取加工程序的程序字符串。
45.在圖5中示出以將加工程序與刀具的加工軌跡上的位置數據一起讀入的方式獲取加工程序的情況下的數據的關聯方法。即，從工具機接收指令位置(位置數據)和獲取數據點處的加工程序字符串(程序塊)，將加工程序的字符串一邊與刀具的加工軌跡上的位置數據進行關聯一邊依次進行存儲，最終獲取整個加工程序，並將刀具的加工軌跡上的位置數據與程序塊以相關聯的狀態進行保存。
46.與此相對，在圖6中示出以將加工程序與刀具的加工軌跡上的位置數據相獨立地讀入的方式獲取加工程序的方法。在該方法中，從工具機接收指令位置(位置數據)和獲取數據點處的加工程序的索引，將刀具的加工軌跡上的位置數據與加工程序的索引相關聯，並且與之相獨立地讀入包含索引的加工程序，並藉助索引來將刀具的加工軌跡上的位置數據與對應的程序塊以相關聯的狀態進行保存。
47.在以將加工程序與刀具的加工軌跡上的位置數據一起讀入的方式獲取加工程序的方法中存在如下問題：需要在刀具的加工軌跡上的位置數據的每個獲取時間點分開地讀入加工程序的字符串，從而與刀具的加工軌跡上的位置數據相關聯的加工程序整體的數據獲取花費時間。與此相對，在以將加工程序與刀具的加工軌跡上的位置數據相獨立地讀入的方式獲取加工程序的方法中，在刀具的加工軌跡上的位置數據的每個獲取時間點讀入的是索引，而整個加工程序單獨讀入即可，因此能夠快速地保存將刀具的加工軌跡上的位置數據與加工程序相關聯所得到的數據。從數據的讀入、保存的速度這方面來說，可以說使用索引的方法優秀。
48.另一方面，在沒有對加工程序賦予索引的情況下，只能採用以將加工程序與刀具的加工軌跡上的位置數據一起讀入的方式獲取加工程序的方法。換而言之，以將加工程序與刀具的加工軌跡上的位置數據一起讀入的方式獲取加工程序的方法還能夠應對沒有被賦予索引的加工程序，可以說其通用性更高。
49.接著，使用圖7的流程圖來說明本公開中的將刀具的加工軌跡與加工程序相關聯地進行顯示的方法。如圖7所示，首先，從工具機控制裝置獲取刀具的位置數據和加工程序(步驟st1)，將刀具的位置數據與加工程序的字符串相關聯地進行保存(步驟st2)。
50.如上述那樣，有時刀具的位置數據與加工程序(的字符串)被同時獲取，還有時刀具的位置數據與加工程序的索引被同時獲取，並且加工程序(的字符串)本身被單獨獲取。在刀具的位置數據與加工程序的字符串被同時獲取的情況下，將進行獲取的時間點的刀具的位置數據與加工程序的字符串(程序塊)連結來相關聯地進行保存。與此相對，在與刀具的位置數據相獨立地獲取加工程序(的字符串)本身的情況下，通過將刀具的位置數據與加工程序的索引相關聯地進行保存，來將刀具的位置數據與加工程序相關聯。即，在從工具機控制裝置獲取到刀具的位置數據和加工程序的時間點，將刀具的位置數據與加工程序相互關聯地進行保存。
51.接著，根據刀具的位置數據來計算刀具的加工軌跡，並顯示該刀具的加工軌跡(步驟st3)。刀具的加工軌跡的顯示有加工軌跡整體的三維顯示和從上方、前方、側方這三個方向觀察時的二維顯示。
52.接著，作為顯示相關聯的部分的目的，判定用戶是a：想要得知與刀具的加工軌跡的特定的一部分相對應的程序塊，即選擇加工軌跡的一部分並顯示對應的程序塊，還是b：想要得知與特定的程序塊相對應的刀具的加工軌跡的特定的一部分，即選擇程序塊並顯示對應的加工軌跡的一部分(步驟st4)。
53.在選擇加工軌跡的一部分並顯示對應的程序塊的情況下，即在步驟st4中選擇了a的情況下，轉移至步驟st5，另外，在選擇程序塊並顯示對應的加工軌跡的一部分的情況下，即在步驟st4中選擇了b的情況下，轉移至步驟st8。
54.在步驟st5中，用戶在正在顯示的刀具的加工軌跡上選擇加工軌跡的一部分。這是
用戶經由顯示裝置(用戶接口)(例如通過使用指針等描摹刀具在加工軌跡上的規定範圍)來進行的。
55.於是，在顯示裝置中選定與所選擇出的加工軌跡的一部分相關聯的加工程序的程序塊(步驟st6)，然後，所選定出的程序塊在加工程序上通過相應的字符串的反色顯示、著色的顯示等而以區別於其它字符串的方式顯示(步驟st7)。由此，用戶能夠掌握與作為對象的刀具的加工軌跡的部分相對應的(相關聯的)程序塊，從而達成目的，該流程結束。
56.在步驟st8中，在正在顯示的加工程序上選擇用戶所關注的程序塊。這是用戶經由顯示裝置(用戶接口)(例如通過移動光標來使加工程序上的規定範圍反色顯示)來進行的。
57.於是，在顯示裝置中選定與所選擇出的程序塊相關聯的刀具的加工軌跡上的一部分(步驟st9)，然後，所選定出的刀具的加工軌跡的一部分在刀具的加工軌跡上通過將相應的部位著色顯示而以區別於其它部分的方式顯示(步驟st10)。由此，用戶能夠掌握與作為對象的程序塊相對應的(相關聯的)刀具的加工軌跡的部分，從而達成目的，該流程結束。
58.通過本公開的發明的顯示裝置和顯示方法，機器的軸動作、即刀具的動作與加工程序之間的關係變得易於理解。因而，在由工具機進行的切削、磨削之類的作業中發生了加工不良時，易於掌握在加工程序的哪個部分發生了加工不良。由此，通過本公開的發明的顯示裝置和顯示方法，能夠期待作業效率的改善。
59.以上，關於本發明的實施，對實施方式進行了說明，但本發明不被這樣的實施方式進行任何限定，在不脫離本發明的主旨的範圍內，當然能夠以各種方式來進行實施。
60.附圖標記說明
61.10：工具機控制裝置；11：控制單元(cpu)；12：存儲單元(rom、ram)；13：發送接收單元；20：顯示裝置；21：顯示數據獲取部；211：位置數據獲取部；212：加工程序獲取部；213：加工軌跡選擇部；214：程序塊選擇部；22：存儲部(rom、ram)；221：關聯數據保存部；222：選擇數據保存部；23：數據處理顯示部(用戶接口)；231：關聯部分選定部；232：加工軌跡顯示部；233：加工程序顯示部；24：發送接收部；30：加工物。