CN110058571A - 显示系统及显示方法 - Google Patents
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Abstract
一种显示系统及显示方法，包括于一拟合部中将坐标信息简化成拟合参数，并由该坐标信息建构第一图形，且由该拟合参数建构第二图形，接着，于一计算部中计算该第一图形与该第二图形之间的偏移信息，之后，借由一整合部将该拟合部的拟合参数与该计算部的偏移信息整合成参考信息，并由该参考信息建构第三图形，据此，使用者于人机介面上仅需输入误差允许值即可重现该第三图形所代表的加工路径，故能降低运算资源，以减少存储器的负荷。
Description
技术领域
本揭露有关一种显示系统，尤指一种用于显示电脑数值控制加工路径的显示系统。
背景技术
目前机床已广泛采用电脑数值控制(Computer Numerical Control，简称CNC)的方式进行加工作业，故于数位控制器中均配备有加工路径自动绘图功能。
悉知数位控制器的绘图功能，会要求在加工执行前，先设定路径的边界范围，使机床的人机介面的画面预先配置缩放比例及显示范围，但于加工结束前，不可调整画面配置，故此绘图方法，永远只会记录前一点的坐标位置与现在点的坐标位置，而不会保留加工坐标点的各点的历程记录，以节省存储器的使用量及提升绘图效能。
然而，因未保留各个坐标点的历程记录，故于加工后，该绘图功能无法提供平移、缩放加工路径画面等操作。
因此，业界遂发展出新的绘图功能，可于加工过程或加工后能随时调整观看加工路径画布边界、平移、缩放等操作需求，使人机介面所显示的加工路径更具有参考价值。此方式若在短工时的加工情况下，并不会造成太多影响，控制器的存储器累积的使用量也不会造成过大的负担。
惟，加工业者为了追求更高的产能利用率，往往会不间断地长时间加工零件，以提高机台的利用率，且加工业者以加工高单价高精密度的零件为目标，如航空用零件、牙技用零件等高精密加工零件，致使生产线的机床的加工时间经常超过24小时，故该控制器于长时间的使用下，其存储器及效能会有无法负荷的问题。例如，若数位控制器于每100毫秒(ms)更新一次坐标，于机床24小时加工下，三轴坐标的每一轴会有864,000坐标点(10×60×60×24＝864,000)，故于加工过程或加工后进行重绘时，以两点连成一线段的方式重新绘制，约需绘出864,000条直线，才能于该人机介面上显示加工路径；进一步地，若于加工过程或加工后，使用者在该人机介面上连续操作平移、放大或缩小等动作，则需连续重绘，才能显示加工路径，此将占据更大量的运算数据，致使存储器无法负荷。
此外，于加工过程或加工后所重绘的加工路径由多点呈现，故其路径呈现抖波点状，并无法判断出该加工路径的优劣，进而无法回推机床于何处加工不良或无法加工。
因此，如何采用一个能降低运算资源且能反映出机床加工状况的显示系统，实已成为目前业界亟待克服的难题。
发明内容
鉴于上述悉知技术的种种缺失，本发明揭露一种显示系统及显示方法，能降低运算资源，以减少存储器的负荷。
本发明的显示系统，适用于连接机床的控制器，该显示系统包括：拟合部，用以将坐标信息转化成拟合参数，并以该坐标信息建构第一图形，且以该拟合参数建构第二图形；计算部，用以计算该第一图形与该第二图形之间的偏移信息；以及整合部，用以将该拟合部的该拟合参数与该计算部的该偏移信息整合成参考信息，并以该参考信息建构第三图形。
本发明还提供一种显示方法，适合由机床的控制器所执行，该显示方法包括以下步骤：由一拟合部将坐标信息转化成拟合参数，并以该坐标信息建构第一图形，且以该拟合参数建构第二图形；由一计算部计算该第一图形与该第二图形之间的偏移信息；以及由一整合部将该拟合参数与该偏移信息整合成参考信息，并以该参考信息建构第三图形。
由上可知，本发明的显示系统及显示方法中，主要借由该拟合部、计算部与整合部的设计，因而仅需少量信息(即该拟合参数及偏移信息)即可重现第三图形(或加工路径)，故相较于悉知技术所重现的多点路径图形，本发明能降低运算资源，以减少存储器的负荷。
此外，使用者仅需输入误差允许值，即可经由该计算部与整合部的处理，以呈现所需的尺寸规格的第三图形(或加工路径)，故相较于悉知技术所重现的多点路径图形的抖波点状，本发明的第三图形有利于使用者依据偏移的原始坐标点判断加工状况。
附图说明
图1为本发明的显示系统的应用示意图；
图2为本发明的显示系统的运作架构及数据处理示意图；
图3A-1至图3A-4为本发明的显示系统的数据处理作业的第一实施例的示意图；
图3B-1及图3B-2为图3A-1至图3A-4的相关图表；
图4A-1至图4C-3为本发明的显示系统的数据处理作业的第二实施例的示意图，其中，图4B-1及图4B-2为图4A-1及图4A-2的相关图表，图4B-3为图4B-4的相关图表，图4C-2为图4C-1的相关图表；
图4D-1至图4D-2为图4C-2至图4C-3的其它实施例；
图4E-1至图4E-2为图4C-2至图4C-3的其它实施例；
图4F-1至图4F-2为图4C-2至图4C-3的其它实施例；
图4G-1至图4G-2为图4C-2至图4C-3的其它实施例；
图5A-1至图5C-3为本发明的显示系统的数据处理作业的第三实施例的示意图，其中，图5B-1及图5B-2为图5A-1至图5A-3的相关图表，图5B-3为图5B-4的相关图表，图5C-2为图5C-1的相关图表；
图5D-1至图5D-2为图5C-2至图5C-3的其它实施例；
图5E-1至图5E-2为图5C-2至图5C-3的其它实施例；
图5F-1至图5F-2为图5C-2至图5C-3的其它实施例；以及
图5G-1至图5G-2为图5C-2至图5C-3的其它实施例。
标号说明
1 人机介面
2 显示系统
2a 数据库
2b 应用程序
20 信息收集部
21 拟合部
22 计算部
23 整合部
24 绘图部
30,40,50 拟合数据
9 机床
90 控制器
A 起始坐标点
B 终止坐标点
C 转折坐标点
d 偏移距离
M 平面
O 圆心
P 原始坐标点
R 投影坐标点
r 半径
SL1,AL1,PL1 第一图形
SL2,AL2,PL2 第二图形
SL3,AL3 第三图形
t 误差允许值的范围
U1,U2 位置坐标点
具体实施方式
以下借由特定的具体实施例说明本揭露的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本揭露的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士的了解与阅读，并非用以限定本揭露可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本揭露所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本揭露所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如「一」、「第一」及「第二」等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本揭露可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本揭露可实施的范畴。
请参阅图1，其为本发明的显示系统2的应用示意图。
如图1所示，该显示系统2应用于电脑数值控制(CNC)的机床9，且该显示系统2举例可为该机床9的标准配备或独立电脑(如远端电脑、个人电脑、平板或手机等)，具有运算与显示运算结果的功能。
于本实施例中，该显示系统2的运作于该机床9的加工过程中或加工后，且其运作为先撷取该机床9的相关数据至其数据库2a，再将该数据库2a的数据传输至其应用程序2b(如运算程序或绘图软体)。
此外，该显示系统2的撷取数据的方式可为内部直接传输(例如该机床9的数位控制器具有该数据库2a的配置)、应用程序介面(例如用以取得该机床9的数位控制器的内部信息)、用于该数位控制器内外讯号传递及暂存的可程序控制器(Programmable LogicController，简称PLC)、外部装置直接传输(例如编码器传输坐标讯号、光学尺传输坐标讯号、数据撷取卡传输坐标、NC码行号或G码类型)。
请参阅图2，其为本发明的显示系统2的运作架构及数据处理示意图。如图2所示，该显示系统2的运作架构包括信息收集部20(如数据库2a)、拟合部21、计算部22、整合部23以及绘图部24，其中，该拟合部21、该计算部22、该整合部23及该绘图部24可由上述的应用程序2b编写成一控制单元。
所述的信息收集部20用以撷取加工中或加工后的坐标信息并传输至该拟合部21。
于本实施例中，该坐标信息例如为上述机床9于加工过程中的刀具的移动路径的坐标数据，配合其对应的程序码类型或程序码行号。例如，该坐标信息可包含坐标、G码类型、NC码行号或其它相关指令等数据。具体地，若传入该信息收集部20的即时路径坐标信息的NC码行号相同时，代表当下进行的加工作业尚未结束，故该路径坐标信息会不断累积在暂存存储器中；反之，若该NC码行号改变时(即NC码行号换行时)，代表该机床9进入下一阶段的加工作业，此时，该信息收集部20会触发路径拟合机制，以将所累积暂存的路径坐标信息传输至该拟合部21进行处理。
又，于该机床9运作时，该显示系统2会从多种来源取得并记录该机床9的刀具移动路径的坐标数据，例如，该机床9的控制器90的位置控制、该机床9的伺服电机上的编码器、或工作平台上的光学尺，具体如下说明。
所述的控制器90的位置控制为内部维护的坐标。在正常的加工NC码执行流程中，该控制器90的核心区会预先读入一批数量的加工程序码，且以「行」作为单位，接着，不断解译此行号内NC码所代表的指令，再暂存于该控制器90的命令暂存区中，而另一方面，则不断地从该命令暂存区前端取出命令，再解译出目标坐标值，以作为该控制器90的内部维护的坐标值，其包括于该控制器90的人机介面上所显示的机械坐标、工作坐标等。
所述的伺服电机上的编码器或工作平台上的光学尺为该机床9的外部装置，其撷取方式为先取得真实位置，再回授予该控制器90作补偿。该编码器大多结合于该伺服电机后端，以利用旋转的圈数及角度推算出该机床9的工作台移动的实际位置。该光学尺则锁固于产生轴行程的机构零件上，以准确定位其坐标位置。
所述的拟合部21用于将坐标信息简化成拟合参数，其中，该坐标信息转换成第一图形，且该拟合参数构成第二图形。具体地，依据传入的坐标信息中的程序码(如G码类型)，将该坐标信息进行分类以转换成拟合参数，并将该坐标信息所代表的第一图形拟合成该拟合参数所对应的第二图形，以快速重现路径坐标信息的数据点所代表的图形架构。
于本实施例中，G码中有关于移动类型的定义有G00、G01、G02及G03，其中，G00代表加工路径为折线(拟合图形或第二图形)，G01代表加工路径为直线(拟合图形或第二图形)，G02与G03代表加工路径为顺时针转向或逆时针转向的弧线(拟合图形或第二图形)。
所述的G00码类型的程序码用以规划该机床9的刀具或其它作用器具进行直线或折线移动，但不会对材料进行加工(即所谓的空跑)，因而以原始路径的坐标信息所绘成的刀具路径会整体呈现直线或折线，故针对此段加工路径，该拟合部21将以折线方式进行拟合。
所述的G01码类型的程序码用以规划该机床9的刀具或其它作用的机具进行直线移动，并于移动过程中对材料进行加工，而加工中的刀具对材料切削所产生的反作用力会造成该刀具偏离原规划的加工路径，因而会再经由机械回授等方式校正回原规划的加工路径。由于G01码用以规划刀具进行直线移动，因而以原始路径的坐标信息所绘成的刀具路径会整体呈现直线，故针对此段加工路径，该拟合部21将以直线方式进行拟合。
所述的G02、G03码类型的程序码用以规划该机床9的刀具或其它作用的机具进行弧线移动，并于移动过程中对材料进行加工，而加工中的刀具对材料切削所产生的反作用力会造成该刀具偏离原规划的加工路径，因而需再经由机械回授等方式校正回原规划的路径。由于G02、G03用以规划刀具进行弧线移动，因而以原始路径的坐标信息所绘成的刀具路径会整体呈现弧线，故针对此段加工路径，该拟合部21将以弧线方式进行拟合。
所述的计算部22用以计算该第一图形与该第二图形之间的偏移信息，也就是当该拟合部21所产生的路径线段偏离原规划的加工路径，该计算部22将整理出该路径线段的偏移距离的信息。
于本实施例中，该偏移信息包含一数据，其为该第一图形与该第二图形之间的偏移距离大于预设的误差允许值的范围。具体地，当该偏移距离小于该误差允许值的范围时，则忽略其偏移量，而当该偏移距离大于该误差允许值的范围时，则保留该偏移距离的数据。因此，该计算部22用以将因切削材料时的反作用力、异常加工情形等可能外因所造成偏离原规划的加工路径进行处理，且将各路径坐标点在符合误差允许范围内的偏移距离予以忽略，并保留超过误差允许范围的偏移距离的数据，以整理成偏移信息(或图形坐标偏移信息)。
此外，G00码因未对材料进行加工，故对操作者而言检视意义不大，因而不需显示于人机介面或电脑萤幕上。因此，该计算部22不会保留G00码的刀具移动过程中的偏移线段。
又，G01码所反映的第二图形为直线，且G02、G03码所反映的第二图形为弧线，三者因刀具会对材料进行加工，故该计算部22会保留G01、G02及G03码的刀具移动过程中不可忽略的偏移线段(该偏移距离大于该误差允许值的范围)。
所述的整合部23用以将该拟合部21的拟合参数与该计算部22的偏移信息(或图形坐标偏移信息)整合成一组完整的参考信息，以令该参考信息形成第三图形。
所述的绘图部24用以该整合部23的参考信息，且利用该计算部22的偏移信息(相关坐标点)自动绘制出欲显示的第三图形(尤其是路径偏移的线段)。
于本实施例中，该绘图部24的绘图方式为将该偏移信息(或图形坐标偏移信息)内的坐标点采用两点连成一线原理而不断延伸以构成该第三图形(该路径偏移的线段)，再将其呈现于该人机介面(或电脑萤幕)上。
图3A-1至图3A-4为本发明的显示系统2的数据处理作业的第一实施例的示意图。于本实施例中，为说明于该数据收集部20传送一加工路径的坐标信息至该拟合部21的后续处理状况。
如图3A-4所示，该拟合部21将数据收集部20所传送的加工路径的坐标信息转换成加工路径的拟合参数。
于本实施例中，该坐标信息为G00码的折线点坐标信息，且该拟合部21将其转换成图3A-4所示的人机介面中的拟合数据30中的拟合参数。具体地，于该坐标信息中，该起始坐标点A(如图3A-1所示)代表该坐标信息的第一图形PL1的第一个坐标点，该终止坐标点B(如图3A-1所示)代表该坐标信息的第一图形PL1的最后一个坐标点，该转折坐标点(如图3A-2所示)代表该坐标信息的第一图形PL1中进行转折的转折坐标点C，若无转折点则不记录。因此，经拟合后，该拟合部21将会产生如图3A-3所示的第二图形PL2(拟合图形或基本图形)及图3A-4所示的拟合数据30。
此外，G00码的转换采用直线减化法(生成函式)，其步骤为：
第一、利用空间中通过两点(x0,y0,z0)、(x1,y1,z1)的直线方程序，如下：
[(x-x0)/(x1-x0)]＝[(y-y0)/(y1-x0)]＝[(z-z0)/(z1-z0)]。
第二、找出转折点。由于折线属直线的变形，故于线段中存有转折点。因此，当寻找机床的加工路径的转折点信息时，因不同轴向的伺服电机于移动的过程中会具有非同动的特性，故会先由其中一轴先移至定位，而其它轴再陆续移至定位。因此，借由上述性质，检验转折点的方法，只要依序检查坐标点数列中各轴坐标值的变化，当所有轴的坐标值均有变化时，则表示各轴仍在空间中移动，故忽略上一点坐标；当某一轴的坐标值开始不变时，则保留该坐标。具体地，如图3B-1所示，自起始坐标点开始检验，在坐标点P6时，发现其X轴坐标与坐标点P5相同，表示坐标点P5为转折坐标点，故储存该坐标点P5；在坐标点P13时，发现其Y轴坐标与坐标点P12相同，表示坐标点P12为转折坐标点，故储存该坐标点P12。
第三、最后，留下起始坐标点A、转折坐标点C(坐标点P5,P12)与终止坐标点B，如图3B-2所示的简化参数，即可还原G00的拟合图形，如图3A-3所示的第二图形PL2。
又，G00码因未对材料进行加工，该计算部22不会保留刀具移动过程中的偏移线段，也就是省略后续处理作业。
图4A-1至图4C-3为本发明的显示系统2的数据处理作业的第二实施例的示意图。于本实施例中，其说明于该数据收集部20传送一加工路径的坐标信息至该拟合部21后的后续处理状况。
首先，如图4A-1至图4B-2所示，该加工路径的坐标信息为G01码的直线坐标信息，如图4B-1所示，且该坐标信息构成第一图形SL1(如图4A-1所示)，该拟合部21将其转换成图4A-3所示的人机介面的拟合数据40中的加工路径的拟合参数。
于本实施例中，于该坐标信息中，该起始坐标点A(如图4A-1所示)代表该坐标信息的第一图形SL1的第一个坐标点，该终止坐标点B(如图4A-1所示)代表该坐标信息的第一图形SL1的最后一个坐标点，因此，经该拟合部21拟合后，会成为如图4A-2所示的第二图形SL2(拟合图形或基本图形)及如图4A-3的拟合数据40。具体地，G01码的转换为利用空间中通过两点的直线方程序，再代入该起始坐标点A与终止点坐标B，以取得起点/终点连线的线段函式，并自该起始坐标点开始检验。最后，因两点连成一直线，故留下该起始坐标点A与该终止坐标点B，如图4B-2所示，即可还原G01的路径拟合图形，如图4A-2所示的第二图形SL2。
此外，因G01码的指令会对材料进行加工，故该计算部22会整理出刀具的移动过程中不可忽略的偏移线段。
接着，如图4B-3及图4B-4所示，该计算部22会计算该坐标信息的第一图形SL1中所有原始坐标点P(如图4B-1所示的原始路径坐标点)与第二图形SL2(如拟合直线)的偏移距离d。具体地，于计算偏移距离d时，可采用该原始坐标点P(如图4B-4所示的实心点)与其投影在该第二图形SL2(即拟合直线)上的投影坐标点R(如图4B-4所示的空心点)之间的距离表示偏移距离d。该计算部22会撷取一数据，即偏移距离d大于预设的误差允许值的范围t(如图4C-1及图4C-2所示的误差允许值所示的0.5条(0.005mm)，即中加工)的坐标点(如图4C-1所示的原始坐标点P8,P13,P14)，该计算部22会纪录多个该原始坐标点P8,P13,P14，如图4C-2所示。
此时，该计算部22计算多个该原始坐标点P8,P13,P14的相邻原始坐标点P7,P9,P12,P15所对应的投影坐标点R7,R9,R12,R15。为求线段的连续性，每一笔连续大于该误差允许值的范围t的偏移信息，都需一并纪录与其相邻两个原始坐标点的投影坐标点，故每一组坐标偏移信息包含至少一个偏移坐标点(原始坐标点P8,P13,P14)、起始拟合坐标投影点(投影坐标点R7,R12)、终止拟合坐标投影点(投影坐标点R9,R15)。具体地，如图4C-1及图4C-2所示，第一组坐标偏移信息包含R7、P8、R9，第二组坐标偏移信息包含R12、P13、P14、R15。因此，将坐标偏移信息整理成所需的偏移信息(或图形坐标偏移信息)，如图4C-2所示，再送入该整合部23。
接着，如图4C-3所示，该整合部23于接收该拟合部21的拟合参数与该计算部22的偏移信息后，将两者整合为参考信息，以令该参考信息形成第三图形SL3。
于本实施例中，依据时间顺序记录所有偏移坐标点以集合为该参考信息，且该第三图形SL3(加工路径)包含起始坐标点、多组偏移坐标点及终止坐标点。
最后，当该整合部23将该拟合参数与该偏移信息整合完成为参考信息后，会将该参考信息送至该绘图部24进行绘制。
由上可知，利用NC指令特性及实际坐标点，透过行号/G码/坐标点之间的相关性判断，并以拟合的方式，经计算后得到线段方程序及数值范围，可将大量短线段信息(第一图形SL1)转换成少量的长线段(第二图形SL2)，以取代包含复数原始坐标点的坐标信息，再进行加工路径信息储存。故而，当进行重绘时，即可低存储器使用量及系统运算量，以绘制出所需的加工路径。
此外，于实际加工中，使用者会特别关注加工偏移误差较大的路径，故透过偏移计算的方法所形成的第三图形SL3可凸显出此加工细节。
因此，当使用者输入误差允许值后，该显示系统2将会进行加工路径的重现处理，以于人机介面1上自动呈现如图4C-3所示的第三图形SL3(加工路径图形)，故使用者可借由该第三图形SL3得知该工件的加工情况(例如，当出现非直线的加工路径时，可知道偏移的原始坐标点P8,P13,P14)，因而可知道该机床9于何处无法进行加工或加工不良，进而于下一批生产加工时，针对不良路径进行该机床9的参数调整。
应可理解地，该计算部22可依需求调整该误差允许值的范围t(如图4D-1、图4E-1、图4F-1及图4G-1所示的误许值所示的0条、0.05条、5条或无限大，即加工原貌、精加工、粗加工、不在意加工误差)，使不同的原始坐标点P位于该误差允许值的范围t内或外，而产生不同的偏移信息(如图4D-1、图4E-1、图4F-1及图4G-1所示)，进而传送不同的参考信息(或该第三图形)至该绘图部24中，以绘制出如图4D-2、图4E-2、图4F-2及图4G-2所示的第三图形SL3。
图5A-1至图5C-3为本发明的显示系统的数据处理作业的第三实施例的示意图。于本实施例中，为说明于该数据收集部20传送坐标信息至该拟合部21后的后续处理状况。
首先，如图5A-1至图5A-3所示，该坐标信息为G02码或G03码的弧线坐标信息，且该拟合部21将其转换成图5A-4所示的拟合数据50中的拟合参数，其中，该G02码或G03码的差别在于加工路径沿顺时针方向或逆时针方向，即G02码为顺时针方向，G03码为逆时针方向。
于本实施例中，该坐标信息以G02码为例(该G02码或G03码的差别仅在于起始坐标点与终止坐标点互换)，该起始坐标点A(如图5A-1所示)代表该坐标信息的第一图形AL1的第一个坐标点，该终止坐标点B(如图5A-1所示)代表该坐标信息的第一图形AL1的最后一个坐标点，圆心坐标点由数学式定义(即球面上四个坐标点可求得一球面方程序及其圆心点)，并以该起始坐标点、该终止坐标点、路径坐标信息1/3数据量的位置坐标点U1(如图5A-2所示)、路径坐标信息2/3数据量的位置坐标点U2(如图5A-2所示)计算出圆心坐标点(如图5A-3所示的圆心O)，因此，经该拟合部21拟合后，会成为如图5A-3所示的第二图形AL2(弧线状的拟合图形)及图5A-4所示的拟合数据50。
具体地，该圆心坐标点的计算步骤如下：
第一、球面方程序为(x-i)2+(y-j)2+(z-k)2＝r2，其中，圆心坐标为(i,j,k)，球半径为r。
第二、求解i,j,k,r四个未知数，需代入四个坐标点。
第三、从该坐标信息中可取得起始点坐标A、终止点坐标B，故仅需再取得弧线上的两个坐标点。
第四、假设数据点均落在弧线上或近似在弧线上，弧线在1/3及2/3数据量上各取一点位置坐标点U1,U2，如图5A-3所示，即取得四个坐标点。
第五、将四个坐标点代入球面方程序，求得i,j,k,r四项未知数。
第六、弧线所在平面M的方程序为利用下列方法推出：
假定M的法向量则且即且得到
，以求出平面M的方程序为：
[(y1-j)(z0-k)-(y0-j)(z1-k)](x-i)+
[(x0-i)(z1-k)-(x1-i)(z0-k)](y-j)+
[(x1-i)(y0-j)-(x0-i)(y1-j)](z-k)＝0
第七、将该平面M的方程序与球面方程序(x-i)2+(y-j)2+(z-k)2＝r2相交，求得圆弧上的计算移动轨迹。
具体地，如图5B-1所示，由于任四点可决定一个空间中的一个球面方程序，故抓取起始坐标点、终止坐标点、1/3数据量的位置坐标点U1及2/3数据量的位置坐标点U2，可求得以圆心O(10.5，10.5，-12.1)，半径为22.648的球面方程序。接着，因弧线必落在起始坐标点、终止坐标点及球心等三点所形成的平面M上，故利用球面方程序与三点求得的该平面M的方程序相交，可得一空间中的圆弧，再以G02的顺时针方向特性，即可判断路径轨迹为此圆弧上由该起始坐标点A、终止坐标点B分割的优弧或劣弧，因而可将组成圆弧线的数据点群组的记录数据减化成「起始点、终止点、圆心点、半径及G02(或G03)」，又因半径可由圆心点与起始点距离求得，而可忽略半径值，故最后留下起始坐标点、终止坐标点、圆心及G码类型，如图5B-2所示。借此，可还原G02(或G03)的拟合图形，如图5A-3所示的第二图形AL2。
因此，欲求得一个弧形，可将数据减化为「起始点、终止点、圆心点及G02(或G03)」，即该拟合数据50中的拟合参数。
接着，如图5B-3及图5B-4所示，因G02码或G03码的指令会对材料进行加工，故该计算部22需保留刀具移动过程中不可忽略的偏移线段。
于本实施例中，该计算部22会计算该坐标信息中所有原始坐标点P与第二图形AL2(如图5B-4所示的拟合弧线)的偏移距离d。具体地，于计算偏移距离d时，可采用该原始坐标点P(如图5B-4所示的实心点)与其投影在第二图形AL2(如图5B-4所示的拟合弧线)上的投影坐标点R(如图5B-4所示的空心点)之间的距离表示偏移距离d。该计算部22会撷取一数据，即偏移距离d大于预设的误差允许值的范围t(如图5C-1及图5C-2所示的误差允许值所示的5条，即粗加工)的坐标点(如图5C-1所示的原始坐标点P9,P16)，该计算部22会纪录多个该原始坐标点P9,P16，如图5B-2所示。
此时，该计算部22计算多个该偏移的原始坐标点P9,P16的相邻原始坐标点P8,P10,P15,P17所对应的投影坐标点R8,R10,R15,R17。为求线段的连续性，每一笔连续大于该误差允许值的范围t的偏移信息，都需一并纪录与其相邻两个原始坐标点的投影坐标点，故每一组坐标偏移信息包含至少一个偏移坐标点(原始坐标点P9,P16)、起始拟合坐标投影点(投影坐标点R8,R15)、终止拟合坐标投影点(投影坐标点R10,R17)。具体地，如图5C-1所示，第一组坐标偏移信息包含R8、P9、R10，第二组坐标偏移信息包含R15、P16、R17。因此，将坐标偏移信息整理成所需的偏移信息(或图形坐标偏移信息)，如图5C-2所示，再送入该整合部23。
接着，如图5C-3所示，该整合部23于接收该拟合部21的拟合参数与该计算部22的偏移信息后，将两者整并为完整的参考信息，以令该参考信息形成第三图形AL3。
于本实施例中，依据时间顺序记录所有偏移坐标以集合为该参考信息，且该第三图形AL3包含起始坐标点、多组偏移坐标点、圆心坐标点、G码类型及终止坐标点。
最后，在整合部23将该拟合参数与该偏移信息整合完成后，即可将该参考信息(或该第三图形AL3)送至该绘图部24进行绘制。
由上可知，当使用者输入误差允许值后，该显示系统2将进行加工路径的重现处理，以于该人机介面1上自动呈现如图5C-3所示的第三图形AL3(加工路径图形)，故使用者可借由该第三图形AL3得知该工件的加工情况(例如，当出现不规则弧线的加工路径时，可知道偏移的原始坐标点P9,P16)，因而可知道该机床9于何处无法进行加工或加工不良，进而于下一批生产加工时，针对不良路径进行该机床9的参数调整。
应可理解地，该计算部22可依需求调整该误差允许值的范围t(如图5D-1、图5E-1、图5F-1及图5G-1所示的误差允许值所示的0条、0.05条、0.5条或无限大，即加工原貌、精加工、中加工、不在意加工误差)，使不同的原始坐标点P位于该误差允许值的范围t内或外，而产生不同的偏移信息(如图5D-1、图5E-1、图5F-1及图5G-1所示)，进而传送不同的参考信息(或该第三图形)至该绘图部24中，以绘制出如图5D-2、图5E-2、图5F-2及图5G-2所示的第三图形AL3。
另外，上述实施例为呈现三维立体的坐标系的图形，于其它实施例中也可呈现二维平面的坐标系的图形。
综上所述，本发明的显示系统2及其显示方法，其借由该拟合部21、该计算部22与该整合部23的设计，以在该机床9的加工过程中或加工后，利用单节信息特性以换行讯号触发路径拟合功能，并结合G码加工群组程序码及坐标信息转化成对应的数学方程序，因而仅需少量信息即可于该人机介面1上重新绘制该第三图形SL3,AL3(或加工路径)，故相较于悉知技术所重现的多点路径图形(如零散的短线段的直线或弧线，即该第一图形SL1,AL1,PL1)，本发明的显示系统2能降低绘图运算量，以减少存储器使用量。
此外，借由该拟合部21、该计算部22与整合部23的设计，使用者仅需输入误差允许值，即可经由该计算部22与整合部23的处理，以呈现所需的尺寸规格(如平移、放大或缩小等)的第三图形SL3,AL3(或加工路径)，故相较于悉知技术所重现的多点路径图形(如第一图形SL1,AL1,PL1)的抖波点状，本发明的显示系统2所反映的第三图形SL3,AL3有利于使用者依据偏移的原始坐标点P判断该机床9的加工状况。
上述实施例仅用以例示性说明本揭露的原理及其功效，而非用于限制本揭露。任何熟习此项技艺的人士均可在不违背本揭露的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本揭露的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (14)
1.一种显示系统，适用于连接机床的控制器，其特征为，该显示系统包括：
拟合部，用以将坐标信息转化成拟合参数，并以该坐标信息建构第一图形，且以该拟合参数建构第二图形；
计算部，用以计算该第一图形与该第二图形之间的偏移信息；以及
整合部，用以将该拟合部的该拟合参数与该计算部的该偏移信息整合成参考信息，并以该参考信息建构第三图形。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征为，该坐标信息包含多个坐标点、程序码类型及程序码行号。
3.根据权利要求2所述的显示系统，其特征为，该拟合部以多个该坐标点建构出该第一图形。
4.根据权利要求2所述的显示系统，其特征为，该拟合部以该程序码类型与多个该坐标点拟合出该第二图形，其中，该程序码类型包含折线、直线与弧线。
5.根据权利要求1所述的显示系统，其特征为，该偏移信息是指该第一图形相对于该第二图形之间的多组坐标偏移信息，且每一该多组坐标偏移信息包含至少一偏移坐标点、起始拟合坐标投影点、终止拟合坐标投影点。
6.根据权利要求1所述的显示系统，其特征为，该显示系统还包括用以自该控制器撷取该坐标信息并传输至该拟合部的信息收集部。
7.根据权利要求1所述的显示系统，其特征为，该显示系统还包括绘图部，用以接收该整合部的该参考信息，以绘制该第三图形。
8.一种显示方法，适合由机床的控制器所执行，其特征为，该显示方法包括以下步骤：
由一拟合部将坐标信息转化成拟合参数，并以该坐标信息建构第一图形，且以该拟合参数建构第二图形；
由一计算部计算该第一图形与该第二图形之间的偏移信息；以及
由一整合部将该拟合参数与该偏移信息整合成参考信息，并以该参考信息建构第三图形。
9.根据权利要求8所述的显示方法，其特征为，该坐标信息包含多个坐标点、程序码类型及程序码行号。
10.根据权利要求9所述的显示方法，其特征为，该拟合部以多个该坐标点建构出该第一图形。
11.根据权利要求9所述的显示方法，其特征为，该拟合部以该程序码类型与多个该坐标点拟合出该第二图形，其中，该程序码类型包含折线、直线与弧线。
12.根据权利要求8所述的显示方法，其特征为，该偏移信息是指该第一图形相对于该第二图形之间的多组坐标偏移信息，且每一该多组坐标偏移信息包含至少一偏移坐标点、起始拟合坐标投影点、终止拟合坐标投影点。
13.根据权利要求8所述的显示方法，其特征为，该显示方法还包括由一信息收集部自该控制器撷取该坐标信息并传输至该拟合部。
14.根据权利要求8所述的显示方法，其特征为，该显示方法还包括由一绘图部接收该整合部的该参考信息，以绘制该第三图形。
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