CN103576607B - 根据指定条件显示信息的机床的数据显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据显示装置。在数据显示装置中，从数值控制装置取得的数据以及参数与操作者指定的提取信息相关联。根据提取信息指定整理条件或选择条件。数据显示装置以根据整理条件整理了的状态显示与控制有关的信息。或者，数据显示装置根据选择条件有选择地只显示符合被指定的条件的信息。

Description

根据指定条件显示信息的机床的数据显示装置

技术领域

本发明涉及一种根据指定条件显示信息的机床的数据显示装置。

背景技术

已知一种显示装置，显示从控制伺服电动机的动作的数值控制装置取得的数据。使用这种显示装置的话，可以视觉确认与伺服电动机的动作有关的数据，例如驱动轴的位置、速度、加速度等，从而对评价伺服电动机的动作有用。JP-A-2003-75472公开了一种显示方法以及显示装置，将从控制伺服电动机的数值控制装置取得的控制信息作为波形数据重叠显示在画面上。

另一方面，有时会将数值控制装置所指定的参数和与对应这些参数的伺服电动机的动作有关的数据进行关联，并作为数据集进行管理。这样的话，评价参数变得容易，并且在使伺服电动机按照所希望的方式进行动作时，也能达到决定应该如何指定参数时的指标。

但是，随着这种数据集的数量的增加，检索并选择与必要动作条件相对应的合适参数所需要的时间增大，从而难以有效地执行参数调整。因此希望一种可以更有效地显示必要信息的机床的数据显示装置。

发明内容

本发明的第1方式提供一种数据显示装置，显示从控制机床的动作的数值控制装置得到的与所述机床的动作有关的数据，所述数据显示装置具备：数据取得部，从所述数值控制装置取得与所述机床的动作有关的数据；参数取得部，从所述数值控制装置取得与使得所述机床动作时的控制条件有关的参数；数据管理部，将所述数据以及所述参数相互关联并进行管理；提取信息指定部，指定应该从所述数据提取的至少1个提取信息；信息提取部，从所述数据提取由所述提取信息指定部指定的所述至少1个提取信息；提取信息赋予部，将由所述信息提取部提取的所述至少1个提取信息赋予被相互关联的所述数据以及所述参数，并进一步将所述至少1个提取信息与所述数据以及所述参数进行关联；条件指定部，根据被所述提取信息赋予部关联的所述至少1个提取信息来来指定整理条件或者选择条件，所述整理条件整理被相互关联的所述数据以及所述参数的至少一方，所述选择条件从被相互关联的所述数据以及所述参数中的至少一方选择所希望的数据以及参数中的至少一方；显示部，根据所述整理条件整理并显示被相互关联的所述数据以及所述参数的至少一方，或者根据所述选择条件，从被相互关联的所述数据以及所述参数的至少一方选择并显示所希望的数据以及参数中的至少一方。

本发明的第2个发明提供一种数据显示装置，在第1个发明中，进一步具备提取信息调整部，通过对被所述提取信息赋予部关联的所述至少1个提取信息进行加权来生成调整提取信息，所述条件指定部根据所述调整提取信息来指定整理条件或者选择条件，所述整理条件整理被相互关联的所述数据以及所述参数中的至少一方，所述选择条件从被相互关联的所述数据以及所述参数中的至少一方选择所希望的数据以及参数中的至少一方。

这些以及其他本发明的目的、特征以及优点通过附图所表示的本发明例示的实施方式的详细说明将变得更加明确。

附图说明

图1是用于说明第1实施方式的数据显示装置的框图。

图2是概念性地表示图1的数据显示装置的数据管理部所管理的数据群以及参数群的图。

图3是概念性地表示被进一步关联了提取信息的数据群以及参数群的图。

图4是表示显示装置所显示的显示信息的一例的图。

图5是表示第1实施方式的数据显示装置的显示处理的过程的流程图。

图6是用于说明第2实施方式的数据显示装置的框图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要注意的是，为了帮助理解本发明，图示的实施方式的各构成要素的比例尺有时会从实际用的比例尺被变更。

图1是用于说明第1实施方式的数据显示装置10的框图。数据显示装置10存储从控制机床100的动作的数值控制装置110取得的信息，并根据需要显示这些信息。数据显示装置10所显示的信息由操作者通过例如公知的输入单元，例如鼠标或键盘来指定。数据显示装置10所显示的信息显示在显示器（未图示）上，从而操作者可以视觉地确认。

数值控制装置110根据决定预定的加工程序以及加工条件等诸条件的参数来驱动伺服电动机102。各伺服电动机102可以相互独立控制，使得机床100的对应的轴动作。通过适当地控制伺服电动机102，被安装在机床100上的刀具相对于工件被定位在预定的位置以及姿态。各伺服电动机102上设有位置检测器104，例如编码器。位置检测器104检测对应的伺服电动机102的位置，并作为位置反馈信号发送给数值控制装置110。数值控制装置110根据加工程序所指定的指令位置和从位置检测器104反馈的实际位置之间的差（位置偏差量）来驱动伺服电动机102。在与本发明的关系中，机床100以及数值控制装置110的结构以及作用没有被特别限定。机床100以及数值控制装置110的详细结构已众所周知，因此本说明书中省略详细的说明。另外，图1中表示2个伺服电动机102，但是根据机床100的样式可以使用任意数量的伺服电动机102。

如图1所示，数据显示装置10包括数据取得部12、参数取得部14、数据管理部16、提取信息指定部18、信息提取部20、提取信息赋予部22、条件指定部24和显示部26。数据显示装置10的硬件结构不限定为特定的类型，包括CPU、RAM以及ROM等用于进行一般处理运算的结构要素。数据显示装置10能够组合公知的结构要素而形成，从而更具体地实现后述的功能。

数据显示装置10的数据取得部12从数值控制装置110取得与机床100的动作有关的数据。这些数据中包括被装入机床100的伺服电动机102的位置、速度以及加速度，但不仅限定于此。伺服电动机102的位置如前所述那样通过位置检测器104进行检测。另外，伺服电动机102的速度以及加速度是根据从位置检测器104得到的位置信息以及采样周期来计算出的。数据取得部12所取得的数据被发送给后述的数据管理部16。

数据显示装置10的参数取得部14从数值控制装置110取得与使机床100动作时的控制条件有关的参数。为了指定伺服电动机102的控制方式以及加减速等的动作条件，在数值控制装置110中设定了参数。参数取得部14所取得的参数被发送给后述的数据管理部16。

数据显示装置10的数据管理部16，将从数据取得部12发出的数据和从参数取得部14发出的参数进行相互关联并进行管理。例如当在数值控制装置110中设定了参数A时记录了伺服电动机102的动作的数据为数据A的情况下，参数A以及数据A被相互关联来形成数据集A。图2是概念性地表示数据管理部16所管理的数据群以及参数群的图。图2表示包括数据集A、数据集B以及数据集C这3者的例子。如图所示，数据A、数据B以及数据C分别与参数A、参数B以及参数C关联，并分别形成数据集A、数据集B以及数据集C。通过这样将参数以及数据相互关联来进行管理，以后可以容易地检索与预定的数据对应的参数。

数据显示装置10的提取信息指定部18指定应该从数据管理部16所存储的数据中提取的提取信息。提取信息包括轨迹误差、刀具的进给动作的圆滑度（刀具以低速进行移动时的位置偏差的最大值）、圆度（圆弧模式下的最大误差）、转矩指令中的特定频率成分（例如进行齿槽（cogging）修正时被使用的）、转矩指令的最大值以及RMS（均方根）值、消费功率量、周期时间、加速时间和减速时间之间的比，但不限于这些。提取信息最好是对评价机床的动作有用的信息，但也可以是与其他目的关联的信息。提取信息通过操作者使用例如公知的输入单元，例如鼠标或键盘来选择。或者，提取信息指定部18也可以被预先设定为自主地指定预定的提取信息。由提取信息指定部18指定的提取信息根据用途，可以是1种提取信息，也可以是2种或2种以上的提取信息。

数据显示装置10的信息提取部20，从数据管理部16中所存储的数据提取由提取信息指定部18所指定的提取信息。如上述的几个具体例子那样，例如提取信息是通过用公知的方法处理从数值控制装置110所取得的数据而计算出的。由信息提取部20提取的提取信息被发送给提取信息赋予部22。

数据显示装置10的提取信息赋予部22将由信息提取部20提取的提取信息赋予如前述那样被相互关联的数据以及参数。这样，对数据以及参数进一步关联了提取信息。图3是概念性地表示通过提取信息赋予部22被进一步关联了提取信息的数据群以及参数群的图。图3表示关联了提取信息A、提取信息B以及提取信息C这3者的例子。如图所示，数据集A、数据集B以及数据集C分别与提取信息A、提取信息B以及提取信息C相关联。这样被进一步关联了提取信息的数据集被存储在数据管理部16或另外设置的追加的存储部（未图示）中。

数据显示装置10的条件指定部24指定与后述的显示部26应该显示哪种信息相关的条件。更具体地说，根据由所述的提取信息赋予部22相关联的提取信息，通过操作者的选择来指定整理条件或者选择条件。整理条件是在整理并显示数据以及参数中的至少一方的情况下所适用的条件。例如可以指定整理条件，使得按照转矩指令的最大值变小的顺序排列并显示参数。

另一方面，选择条件是从被相互关联的数据以及参数中的至少一方选择所希望的信息时所适用的条件。例如，可以指定选择条件，使得只选择并显示伺服电动机102的消费功率量离标准值在预定的范围内的参数。这种整理条件以及选择条件可以由操作者通过公知的输入单元，例如键盘或鼠标等进行指定。

数据显示装置10的显示部26，根据由条件指定部24指定的整理条件或者选择条件来显示数据或者参数或者其两方。显示部26通过未图示的显示器等显示装置以操作者可视觉辨认的方式来显示至少1个数据或者参数。显示部26除了根据整理条件或选择条件所显示的数据以及参数以外，也可以根据适用对象来显示其他必要的信息。

图4是表示显示部26在显示装置上所显示的显示信息的一例的图。图4表示以轨迹误差ERR、即刀具前端点的指令轨迹和实际轨迹之间的误差从小到大的顺序使参数从左侧排列的方式整理了参数的状态下显示参数的情况。即，图4表示设定了整理条件，以便按照轨迹误差ERR从小到大的顺序整理并显示参数时的显示例。另外，在图示的例子中，图的左侧显示轨迹数据。该轨迹数据表示通过伺服控制使得刀具前端点进行圆运动时的轨迹的偏差。轨迹的偏差被数值化为轨迹误差ERR，用于参数的评价。

轨迹误差ERR是通过计算一方的轨迹，例如沿着直线的指令轨迹和实际轨迹之间的距离而求得的，上述直线相对于通过指令轨迹的预定的点的切线而向直角方向延伸。各参数表示为Param（参数）1、Param2、…。图示的例子中，对应轨迹误差ERR从小到大的顺序，从左依次显示参数Param6、参数Param7、参数Param1、参数Param4、参数Param3。这样通过根据指定的整理条件显示所对应的参数（或者数据、或者其两方），即使在被存储的数据集的数量非常多的情况下也缩短检索必要信息所需要的时间。其结果，操作者可以迅速且容易地评价参数等。

这种情况在显示部26代替整理条件而根据选择条件执行显示处理时也大致相同。例如，图4的例子中，选择条件被指定为选择轨迹误差ERR小于等于1.0μm的参数时，只显示参数Param6以及参数Param7（未图示）。即，显示装置只显示符合被指定的条件的参数（或者数据、或者其两方）。并且，操作者可以从显示装置所显示的信息选择更合适的参数。这时，显示装置如前述那样只显示符合被指定的条件的参数等，因此能够省略从显示信息进行检索的作业。因此，操作者可以迅速且容易地评价参数等。

接着，参照图5说明数据显示装置10进行的显示处理的过程。图5是表示数据显示装置10的显示处理的过程的流程图。首先，数据取得部12从数值控制装置110取得数据（步骤S10）。数据是如前述的例如伺服电动机102的位置、速度以及加速度等。另外，参数取得部14从数值控制装置110取得参数（步骤S11）。参数是如前述那样为了指定伺服电动机102的控制方式以及加减速等的动作条件而被设定在数值控制装置110中的参数。步骤S10以及步骤S11中所取得的数据以及参数以相互关联的状态由数据管理部16进行管理（步骤S12）。一并参照与图1以及图2关联的所述说明。

接着，在提取信息指定部18中指定提取信息（步骤S13）。提取信息如前述那样包括例如轨迹误差、刀具的进给动作的圆滑度（刀具以低速进行移动时的位置偏差的最大值）、圆度（圆弧模式下的最大误差）、转矩指令中的特定频率成分（例如进行齿槽修正时被使用的频率成分）、转矩指令的最大值以及RMS（均方根）值、消费功率量、周期时间、加速时间和减速时间之间的比。提取信息的指定，例如能够通过操作者操作公知的输入单元来进行。

步骤S13中被指定的提取信息在信息提取部20被提取（步骤S14）。提取信息，例如能够使用在步骤S10中从数值控制装置110取得的数据以公知的方式被计算出。在步骤S14中被提取的提取信息，在提取信息赋予部22被赋予数据以及参数（步骤S15），所述数据以及参数如与步骤S12关联地说明的那样以相互关联的状态被管理。一并参照与图1以及图3关联的所述说明。表1表示在步骤S15中，将提取信息A、提取信息B以及提取信息C与数据以及参数关联的状态的一例。

表1

提取信息A	提取信息B	提取信息C	数据	参数
					0	11	30	Data A	Param A
2	9	24	Data B	Param B
					5	4	15	Data C	Param C
3	6	33	Data D	Param D
					4	7	18	Data E	Param E

接着，在条件指定部24使用在步骤S15被赋予数据以及参数的提取信息来指定整理条件或选择条件（步骤S16）。并且，最后在显示部26整理或有选择地显示数据以及参数中在步骤S16被指定的一方或两方。

表2表示步骤S16中被指定的整理条件的例子，即实施例1。这时，只使用提取信息A作为整理条件的指标。排列方法被指定为“升序”，以从小数值到更大的数值按顺序配置的方式排列。并且，数据被指定为显示信息。因此，显示部26中应该显示的信息只是数据。

表2

提取信息	A	B	C
				指标选择	是	否	否
排列方法	升序	N/A	N/A
				基准值	N/A	N/A	N/A
显示信息	数据	N/A	N/A

表3表示实施例1中的显示信息。通过表3可以知道按照提取信息A的数值从小到大的顺序排列并显示数据。

表3

提取信息A	数据
		0	Data A
2	Data B
		3	Data D

4	Data E
		5	Data C

表4表示步骤S16中被指定的整理条件的其他的例子，即实施例2。这时，只使用提取信息B作为整理条件的指标。排列方法被指定为“降序”，以从大数值到更小的数值按顺序配置的方式排列。另外，指定了基准值“9”。基准值为“9”的“降序”的指定条件是指比基准值大的数值被排除在显示对象之外。并且，参数被指定为显示信息。因此，显示部26中应该显示的信息只是参数。

表4

提取信息	A	B	C
				指标选择	否	是	否
排列方法	N/A	降序	N/A
				基准值	N/A	9	N/A
显示信息	N/A	参数	N/A

表5表示实施例2的显示信息。通过表5可以知道，按照提取信息B的数值从大到小的顺序排列并显示参数。另外，提取信息B的数值比基准值更大的Param A没有被显示。

表5

提取信息B	参数
		9	Param B
7	Param E
		6	Param D
4	Param C

表6表示步骤S16中被指定的整理条件的另一例子，即实施例3。这时，只使用提取信息C作为整理条件的指标。排列方法被指定为“升序”，以从小数值到更大的数值按顺序配置的方式排列。另外，指定了基准值“18”。基准值为“18”的“升序”的指定条件是指比基准值更小的数值被排除在显示对象之外。并且，参数以及数据被指定为显示信息。因此，显示部26中应该显示的信息是参数以及数据两方。

表6

表7表示实施例3的显示信息。通过表7可以知道，按照提取信息C的数值从小到大的顺序排列并显示参数以及数据。另外，提取信息C的数值比基准值更小的Param C没有被显示。

表7

提取信息C	数据	参数
			18	Data E	Param E
24	Data B	Param B
			30	Data A	Param A
33	Data D	Param D

表8表示步骤S16中被指定的选择条件的例子，即实施例4。这时，使用提取信息A、提取信息B以及提取信息C作为选择条件的指标。针对各提取信息指定成为选择基准的基准值。另外，指定选择范围，所述选择范围决定应该选择从基准值相差多大程度的提取信息。并且，参数以及数据被指定为显示信息。因此，显示部26中应该显示的信息是参数以及数据两方。

表8

表9和表1同样，将提取信息、数据以及参数相关联地表示。和表1不同的是在一部分数值下面标下划线这一点。作为帮助理解发明的目的，只对根据表8的选择条件所指定的选择范围所包含的提取信息的数值赋予下划线。

表9

提取信息A	提取信息B	提取信息C	数据	参数
					0	11	30	Data A	Param A
2	9	24	Data B	Param B
					5	4	15	Data C	Param C
3	6	33	Data D	Param D
					4	7	18	Data E	Param E

参照图9可以知道提取信息A、提取信息B以及提取信息C全被包含在选择范围中的是由Data（数据）D以及Param D组成的数据集。因此，显示部26所显示的信息如下述的表10那样。

表10

数据	参数
		Data D	Param D

以上说明了根据整理条件（实施例1～3）以及选择条件（实施例4）来显示必要信息的方式。这样，在本实施方式中，通过操作者的选择，从大量数据集中以整理了必要信息的状态来显示，或者有选择地只显示符合指定条件的信息。由此，操作者可以在短时间内从大量数据集中检索数值控制装置110的参数等。因此，可以明显地减轻操作者评价数据以及参数时的负担。

接着，说明与所述的实施方式不同的本发明的其它实施方式。在以下说明中，适当省略和已述内容重复的事项的说明。另外，对相同或者相应的构成要素使用相同的参照标记。

图6是用于说明第2实施方式的数据显示装置40的框图。图6和第1实施方式的图1的主要不同点是，数据显示装置40进一步具备提取信息调整部44。数据显示装置40和机床100以及数值控制装置110之间的相互关系和第1实施方式相同，因此省略其说明。另外，数据显示装置40的构成要素中，数据取得部12、参数取得部14、数据管理部16、提取信息指定部18、信息提取部20以及提取信息赋予部22和第1实施方式的数据显示装置10的内容相同，因此省略说明。

数据显示装置40的提取信息调整部44，通过对被赋予数据以及参数的提取信息进行加权来生成调整提取信息。本实施方式中，根据多个提取信息的相对重要性，各提取信息被加权，被数值化。被数值化的调整提取信息作为共同的指标作用于不同种类的提取信息。并且，数据显示装置40的条件指定部42根据被加权的调整提取信息指定整理条件或者选择条件。

表11表示各提取信息和数据以及参数之间的关系。表11的各数据虽然和表1的各数据相同，但为了说明上的方便重新表示。

表11

提取信息A	提取信息B	提取信息C	数据	参数
					0	11	30	Data A	Param A
2	9	24	Data B	Param B
					5	4	15	Data C	Param C
3	6	33	Data D	Param D
					4	7	18	Data E	Param E

表12表示条件指定部42所指定的整理条件的例子，即实施例5。这时，使用提取信息A、提取信息B以及提取信息C作为整理条件的指标。关于提取信息A以及提取信息C，排列方法被指定为“升序”。另外，关于提取信息B被指定为“降序”。并且，参数以及数据被指定为显示信息。因此，显示部46中应该显示的信息是参数以及数据。并且，本实施例中，针对提取信息A、提取信息B以及提取信息C，加权的系数分别被指定为2，5，3的值。

表12

例如将对应于提取信息的加权系数乘以各提取信息，计算将其乘法值除以各提取信息的最大值得到的值，并将其正规化，由此能够执行加权的计算。在针对提取信息A以及提取信息C为升序，针对提取信息B为降序的该实施例5中，可以通过以下的计算式将3个提取信息数值化。

$P=\frac{1}{(a+b+c)}\left[a(1-\frac{A}{A_{\max }})+b\frac{B}{B_{\max }}+c(1-\frac{C}{C_{\max }})\right]$

这里，P表示作为被数值化的结果的分数，a、b以及c分别表示提取信息A、B以及C的加权系数，A_max、B_max以及C_max分别表示提取信息A、B以及C的最大值。

表13表示由显示部46所显示的显示例。从表13可以知道，根据使用前述算式针对各数据集计算出的分数，用降序来表示参数以及数据。

表13

分数	数据	参数
			0.73	Data A	Param A
0.61	Data B	Param B
			0.49	Data E	Param E
0.353	Data D	Param D
			0.345	Data C	Param C

这样，本实施方式的数据显示装置40的显示部46，根据作为对提取信息进行了加权的调整提取信息的分数，显示数据以及参数中的至少任意一方。本实施方式如前所述，在条件指定部42的条件指定中使用多个提取信息的时候特别有效。根据各提取信息的重要性可进行加权，所以可以详细指定指定条件。因此，通过适当地指定指定条件，可以更确切地显示所希望的信息。

举例说明了与第2实施方式关联，并指定整理条件的情况，但是毋庸置疑也可以和第1实施方式同样指定选择条件。

以上说明了本发明的各种实施方式，但是本领域技术人员明白也可以通过任意组合本说明书明示或暗示公开的实施方式的特征来实施本发明。

发明的效果

第1发明中，使用从数据提取的提取信息来决定整理条件或选择条件。并且，以根据整理条件被整理的状态来显示数据或参数，或者有选择地只显示符合选择条件的数据或参数。因此，操作者检索必要信息所需要的时间被缩短的同时，操作者可以容易地评价预定条件下的数据或参数。

第2发明中，使用对提取信息进行加权而得的调整提取信息来决定整理条件或选择条件。因此，例如多个提取信息被指定时，可以根据各提取信息的重要性细致地调整整理条件或者选择条件。这样，可以更确切地显示合适的数据或参数。

以上，使用本发明的例示实施方式对本发明进行了图示和说明，但是本领域技术人员应该理解不脱离本发明的精神以及范围，能够进行前述的或种种的变更、省略和追加。

Claims (2)

1.一种数据显示装置(10，40)，显示从控制机床(100)的动作的数值控制装置(110)得到的与所述机床(100)的动作有关的数据，其特征在于，具备：

数据取得部(12)，从所述数值控制装置(110)取得与所述机床(100)的动作有关的数据；

参数取得部(14)，从所述数值控制装置(110)取得与使得所述机床(100)动作时的控制条件有关的参数；

数据管理部(16)，将所述数据以及所述参数相互关联并进行管理；

提取信息指定部(18)，指定应该从所述数据提取的至少1个提取信息；

信息提取部(20)，从所述数据提取由所述提取信息指定部(18)指定的所述至少1个提取信息；

提取信息赋予部(22)，将由所述信息提取部(20)提取的所述至少1个提取信息赋予被相互关联的所述数据以及所述参数，并进一步将所述至少1个提取信息与所述数据以及所述参数进行关联；

条件指定部(24，42)，根据由所述提取信息赋予部(22)关联的所述至少1个提取信息来指定整理条件或者选择条件，所述整理条件整理被相互关联的所述数据以及所述参数中的至少一方，所述选择条件从被相互关联的所述数据以及所述参数选择所希望的数据以及参数中的至少一方；以及

显示部(26，46)，根据所述整理条件整理并显示被相互关联的所述数据以及所述参数中的至少一方，或者根据所述选择条件，从被相互关联的所述数据以及所述参数选择并显示所希望的数据以及参数中的至少一方。

2.根据权利要求1所述的数据显示装置(40)，其特征在于，

进一步具备提取信息调整部(44)，通过对由所述提取信息赋予部(22)关联的所述至少1个提取信息进行加权来生成调整提取信息，

所述条件指定部(42)，根据所述调整提取信息来指定整理条件或者选择条件，所述整理条件整理被相互关联的所述数据以及所述参数中的至少一方，所述选择条件从被相互关联的所述数据以及所述参数选择所希望的数据以及参数中的至少一方。