CN115917455A - 显示装置和显示方法 - Google Patents

Abstract

目的在于在能够同时显示加工程序和加工轨迹的显示装置中以能够立即掌握加工程序的特定的部位与加工轨迹的特定的位置之间的对应关系的方式进行显示。将所获取到的刀具的位置数据与加工程序的字符串相互关联地进行保存，并且选择所显示的刀具的加工轨迹的所关注的一部分，选定与所选择出的加工轨迹的一部分相关联的、由加工程序的字符串构成的程序块，并在正在显示的加工程序上显示该程序块，由此易于理解刀具的动作与加工程序之间的关系。

Description

显示装置和显示方法

技术领域

本发明涉及一种在机床等加工机器中将加工程序与加工轨迹相关联地进行显示的显示装置和显示方法。

背景技术

在机床中，在切削、磨削后的加工物发生了加工不良的情况下，会产生不知道在加工程序的哪个部分发生了加工不良这样的问题。特别是在由微小程序段构成的加工程序的情况下，难以确定使得发生加工不良的加工程序的位置。

为了解决上述的问题，以往已知显示加工程序与加工位置、加工状况之间的关系的技术。

在专利文献1中，在刀具的加工路径的模拟中，将加工程序与加工路径相对应地进行显示，暂时停止加工路径的模拟并对加工程序的程序步骤赋予名称，使得能够高效地进行程序的编辑、更新作业。

在专利文献2中，在通过NC程序使刀具进行动作来对工件进行规定的加工的NC装置中，能够通过将解析NC程序所生成的刀具的动作与实际执行NC程序所得到的刀具的动作重叠地进行显示，来验证NC程序，从而获得正确的程序。

在专利文献3中，即使是同时进行工件的旋转和刀具在水平轴、垂直轴方向上的移动的加工，根据程序指令值来计算图形坐标中的工件旋转角度、工件旋转轴心与刀具旋转轴心之间的水平方向距离、垂直方向距离，并基于计算出的这些数据来将刀具相对于工件的相对的加工路径显示在图形画面上，由此也能够容易且准确地确认刀具的动作。

在专利文献4中，将加工中的刀具轨迹、负荷的大小及方向同时显示为向量，并设为能够在视觉上确认刀具在路径中的负荷的大小及方向的推移，由此能够容易地确定异常负荷的原因和位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-58202号公报

专利文献2：日本特开平6-59717号公报

专利文献3：日本特开平8-194514号公报

专利文献4：日本特开2014-126939号公报

发明内容

发明要解决的问题

虽然已知显示加工程序与加工位置、加工状况之间的关系的技术，但该技术并非以一目了然的方式显示加工轨迹的特定的位置与加工程序的哪个部位直接相关，或者反之加工程序的特定的部位与加工轨迹的哪个位置直接相关。在发生了加工不良时，为了快速地修正加工程序从而在不降低效率的情况下进行生产，需求能够立即掌握加工程序与加工轨迹上的位置之间的关系。

因而，本发明的目的在于在能够同时显示加工程序和加工轨迹的显示装置中以能够立即掌握加工程序的特定的部位与加工轨迹的特定的位置之间的对应关系的方式进行显示。

用于解决问题的方案

为了解决上述的问题，本公开的显示装置具备：位置数据获取部，其获取刀具的位置数据；加工程序获取部，其获取加工程序；关联数据保存部，其将由所述位置数据获取部获取到的刀具的位置数据与由所述加工程序获取部获取到的加工程序的字符串以相互关联的状态进行保存；加工轨迹显示部，其根据由所述位置数据获取部获取到的刀具的位置数据来计算刀具的加工轨迹，并显示所述刀具的加工轨迹；加工轨迹选择部，其用于从由所述加工轨迹显示部显示的刀具的加工轨迹中选择加工轨迹的一部分；关联部分选定部，其选定在所述关联数据保存部中以与通过所述加工轨迹选择部选择出的加工轨迹的一部分相关联的状态保存的、由加工程序的字符串构成的程序块；以及加工程序显示部，其将由所述关联部分选定部选定出的程序块在正在显示的加工程序上以区别于其它字符串的方式进行显示。

发明的效果

根据本公开的显示装置，以能够立即掌握加工程序的特定的部位与加工轨迹的特定的位置之间的对应关系的方式进行显示。因而，即使在发生了加工不良的情况下，也能够快速地修正加工程序，从而在不降低加工的效率的情况下进行生产。

附图说明

图1是示出本发明的机床的显示装置的结构的框图。

图2是示出本发明的机床的加工物的图。

图3是示出本发明的显示装置中的刀具的加工轨迹的显示的图。

图4是示出本发明的显示装置中的加工程序的显示的图。

图5是示出刀具的位置数据与加工程序的关联的一例的图。

图6是示出刀具的位置数据与加工程序的关联的其它例的图。

图7是示出将刀具的加工轨迹与加工程序相关联地进行显示的流程的图。

具体实施方式

下面，参照附图来对本公开的实施方式进行详细说明。

图1是通过框图来示出本公开的机床的显示装置中的结构的图。机床控制装置10是控制机床的动作的装置，具备由微计算机等构成的控制单元(CPU)11、包括ROM、RAM等的存储单元12以及发送接收单元13。在存储单元12的ROM等中保存有用于向机床给予动作指令的加工程序，另外，在存储单元12的RAM等中存储有进行示教所得到的机床的刀具的位置数据等。

显示装置20是显示机床的加工程序、机床的刀具的加工轨迹的装置，具有显示数据获取部21、包括ROM、RAM等的存储部22、数据处理显示部23以及发送接收部24。

显示数据获取部21是从机床控制装置10、显示装置20获取用于显示的数据的部分，具备位置数据获取部211、加工程序获取部212、加工轨迹选择部213以及程序块选择部214，其中，该显示装置20也是用户接口。

从机床控制装置10经由机床控制装置10的发送接收单元13和显示装置20的发送接收部24向位置数据获取部211发送机床的刀具的位置数据、即与刀具有关的基于加工程序中的指令值的位置数据。刀具的位置数据是对进给轴的位置数据加上刀具的直径、长度、前端形状等刀具的信息所求出的数据。如后述那样，由位置数据获取部211获取到的刀具的位置数据被与加工程序的字符串、索引的数据相关联地保存，并且在计算刀具的加工轨迹时被使用。

从机床控制装置10经由机床控制装置10的发送接收单元13和显示装置20的发送接收部24向加工程序获取部212发送加工程序的字符串、索引的数据。在加工程序中，有的加工程序其各程序字符串(程序块)被程序用户(机器用户、机器制造商)赋予了被称为N编号的索引，有的加工程序其各程序字符串(程序块)没有被赋予该索引。还已知如下技术：对于没有被用户赋予索引的程序，为了便于处理而由机床控制装置10自动地赋予索引(例如程序行编号)。

在加工轨迹选择部213中，获取与在所显示的刀具的加工轨迹上选择出的特定的部分有关的数据。若进行补充说明，则当由用户在后述的加工轨迹显示部232中显示的刀具的加工轨迹上选择了刀具的加工轨迹上的所关注的特定的一部分时，在加工轨迹选择部213中获取所选择出的该刀具的加工轨迹上的一部分的数据，然后将该数据保存到后述的存储部22的选择数据保存部222中。如后述那样，找出与所获取并保存的刀具的加工轨迹的一部分相对应的(相关联的)加工程序的字符串(程序块)，并将该加工程序的字符串(程序块)显示在数据处理显示部23的加工程序显示部233中。

在程序块选择部214中，获取与在所显示的加工程序上选择出的特定的字符串(程序块)有关的数据。若进行补充说明，则当由用户后述的加工程序显示部233中显示的加工程序上选择了所关注的字符串(程序块)时，在程序块选择部214中获取所选择出的该程序块的数据，然后将该数据保存到后述的存储部22的选择数据保存部222中。如后述那样找出与所获取并保存的程序块相对应的(相关联的)刀具的加工轨迹的一部分。并将该加工轨迹的一部分显示在数据处理显示部23的加工轨迹显示部232中。

存储部22具有ROM、RAM等存储设备，在ROM等中保存有用于根据刀具的位置数据来绘制刀具的加工轨迹的程序(应用程序)、与显示装置20上的显示方式(设计)有关的数据，在RAM等中保存有由显示装置20获取到的各种显示数据等。在存储部22中具备关联数据保存部221和选择数据保存部222。

在关联数据保存部221中，对于在位置数据获取部211中获取到的刀具的位置数据和由加工程序获取部212获取到的程序块(加工程序的字符串本身或加工程序的索引)，通过将各位置数据和程序块中的同时获取到的数据存储为一个数据集，来将它们保存为相互关联的数据。

在选择数据保存部222中保存有在加工轨迹选择部213中获取到的与在加工轨迹显示部232的刀具的加工轨迹上选择出的一部分有关的数据、以及在程序块选择部214中获取到的与在加工程序显示部233中显示的加工程序上选择出的程序块有关的数据。

数据处理显示部23是进行用于根据由显示数据获取部21获取到的各种数据来形成最终的显示数据的各种运算、数据处理、并且显示所形成的数据或者将获取到的数据以其原本的形式进行显示的部分。另外，还由于能够在数据处理显示部23中显示的刀具的加工轨迹上、加工程序上选择用户所关注的部分，因此可以说数据处理显示部23兼具用户接口的功能。在数据处理显示部23中具备关联部分选定部231、加工轨迹显示部232以及加工程序显示部233。

在关联部分选定部231中，参照关联数据保存部221中保存的刀具的位置数据与加工程序数据的关联，来找出与由加工轨迹选择部213获取并保存在选择数据保存部222中的用户所关注的刀具的加工轨迹的一部分相对应的加工程序的程序块。另外，参照关联数据保存部221中保存的刀具的位置数据与加工程序数据的关联，来找出与由程序块选择部214获取并保存在选择数据保存部222中的用户所关注的程序块相对应的刀具的加工轨迹的一部分。

在加工轨迹显示部232中，显示基于在位置数据获取部211中获取到的刀具的位置数据而计算出的刀具的加工轨迹，并且将由关联部分选定部231找出的(选定出的)刀具的加工轨迹的特定的一部分在正在显示的整体(或大的部分)的加工轨迹上通过着色等以区别于其它部分的方式进行显示。另外，用户能够使用例如指针等来在加工轨迹显示部232中显示的刀具的加工轨迹上选择所关注的一部分，所选择出的数据被发送到加工轨迹选择部213。

在加工程序显示部233中，显示在加工程序获取部212中获取到的加工程序的整体(或大的部分)，并且将由关联部分选定部231找出的(选定出的)特定的程序块在正在显示的整体(或大的部分)的加工程序上通过反色显示等以区别于其它部分的方式进行显示。另外，用户能够使用例如光标等来在加工程序显示部233中显示的加工程序上选择所关注的程序块，所选择出的数据被发送到程序块选择部214。

接着，作为实施方式，在图2中示出机床的加工物30的一例。而且，在图3中示出针对该加工物30的显示装置20中的刀具的加工轨迹的显示，在图4中示出针对该加工物30的加工程序的显示。在图3的刀具的加工轨迹的显示中，在右侧显示三维加工轨迹，在左侧从上到下依次显示XY平面、XZ平面、YZ平面观察时的二维加工轨迹。在图4的加工程序的显示中，显示由字符串构成的加工程序中的特定大小的范围的部分。

接着，使用显示装置中的刀具的加工轨迹的显示和加工程序的显示的附图来说明根据加工程序的获取方法将刀具的加工轨迹与加工程序相关联地进行保存的方法。如上述那样，在加工程序中，有的加工程序其各程序块被程序用户(机器用户、机器厂商)赋予了被称为N编号的索引，有的加工程序其各程序块没有被赋予该索引。作为显示装置获取加工程序的方法，有如下方法：在发送刀具的位置数据的每个时间点从机床控制装置10获取加工程序的程序字符串(程序块)的数据；以及在发送刀具的位置数据的每个时间点获取加工程序的索引，并且与之相独立地获取加工程序的程序字符串。

在图5中示出以将加工程序与刀具的加工轨迹上的位置数据一起读入的方式获取加工程序的情况下的数据的关联方法。即，从机床接收指令位置(位置数据)和获取数据点处的加工程序字符串(程序块)，将加工程序的字符串一边与刀具的加工轨迹上的位置数据进行关联一边依次进行存储，最终获取整个加工程序，并将刀具的加工轨迹上的位置数据与程序块以相关联的状态进行保存。

与此相对，在图6中示出以将加工程序与刀具的加工轨迹上的位置数据相独立地读入的方式获取加工程序的方法。在该方法中，从机床接收指令位置(位置数据)和获取数据点处的加工程序的索引，将刀具的加工轨迹上的位置数据与加工程序的索引相关联，并且与之相独立地读入包含索引的加工程序，并借助索引来将刀具的加工轨迹上的位置数据与对应的程序块以相关联的状态进行保存。

在以将加工程序与刀具的加工轨迹上的位置数据一起读入的方式获取加工程序的方法中存在如下问题：需要在刀具的加工轨迹上的位置数据的每个获取时间点分开地读入加工程序的字符串，从而与刀具的加工轨迹上的位置数据相关联的加工程序整体的数据获取花费时间。与此相对，在以将加工程序与刀具的加工轨迹上的位置数据相独立地读入的方式获取加工程序的方法中，在刀具的加工轨迹上的位置数据的每个获取时间点读入的是索引，而整个加工程序单独读入即可，因此能够快速地保存将刀具的加工轨迹上的位置数据与加工程序相关联所得到的数据。从数据的读入、保存的速度这方面来说，可以说使用索引的方法优秀。

另一方面，在没有对加工程序赋予索引的情况下，只能采用以将加工程序与刀具的加工轨迹上的位置数据一起读入的方式获取加工程序的方法。换而言之，以将加工程序与刀具的加工轨迹上的位置数据一起读入的方式获取加工程序的方法还能够应对没有被赋予索引的加工程序，可以说其通用性更高。

接着，使用图7的流程图来说明本公开中的将刀具的加工轨迹与加工程序相关联地进行显示的方法。如图7所示，首先，从机床控制装置获取刀具的位置数据和加工程序(步骤St1)，将刀具的位置数据与加工程序的字符串相关联地进行保存(步骤St2)。

如上述那样，有时刀具的位置数据与加工程序(的字符串)被同时获取，还有时刀具的位置数据与加工程序的索引被同时获取，并且加工程序(的字符串)本身被单独获取。在刀具的位置数据与加工程序的字符串被同时获取的情况下，将进行获取的时间点的刀具的位置数据与加工程序的字符串(程序块)连结来相关联地进行保存。与此相对，在与刀具的位置数据相独立地获取加工程序(的字符串)本身的情况下，通过将刀具的位置数据与加工程序的索引相关联地进行保存，来将刀具的位置数据与加工程序相关联。即，在从机床控制装置获取到刀具的位置数据和加工程序的时间点，将刀具的位置数据与加工程序相互关联地进行保存。

接着，根据刀具的位置数据来计算刀具的加工轨迹，并显示该刀具的加工轨迹(步骤St3)。刀具的加工轨迹的显示有加工轨迹整体的三维显示和从上方、前方、侧方这三个方向观察时的二维显示。

接着，作为显示相关联的部分的目的，判定用户是a：想要得知与刀具的加工轨迹的特定的一部分相对应的程序块，即选择加工轨迹的一部分并显示对应的程序块，还是b：想要得知与特定的程序块相对应的刀具的加工轨迹的特定的一部分，即选择程序块并显示对应的加工轨迹的一部分(步骤St4)。

在选择加工轨迹的一部分并显示对应的程序块的情况下，即在步骤St4中选择了a的情况下，转移至步骤St5，另外，在选择程序块并显示对应的加工轨迹的一部分的情况下，即在步骤St4中选择了b的情况下，转移至步骤St8。

在步骤St5中，用户在正在显示的刀具的加工轨迹上选择加工轨迹的一部分。这是用户经由显示装置(用户接口)(例如通过使用指针等描摹刀具在加工轨迹上的规定范围)来进行的。

于是，在显示装置中选定与所选择出的加工轨迹的一部分相关联的加工程序的程序块(步骤St6)，然后，所选定出的程序块在加工程序上通过相应的字符串的反色显示、着色的显示等而以区别于其它字符串的方式显示(步骤St7)。由此，用户能够掌握与作为对象的刀具的加工轨迹的部分相对应的(相关联的)程序块，从而达成目的，该流程结束。

在步骤St8中，在正在显示的加工程序上选择用户所关注的程序块。这是用户经由显示装置(用户接口)(例如通过移动光标来使加工程序上的规定范围反色显示)来进行的。

于是，在显示装置中选定与所选择出的程序块相关联的刀具的加工轨迹上的一部分(步骤St9)，然后，所选定出的刀具的加工轨迹的一部分在刀具的加工轨迹上通过将相应的部位着色显示而以区别于其它部分的方式显示(步骤St10)。由此，用户能够掌握与作为对象的程序块相对应的(相关联的)刀具的加工轨迹的部分，从而达成目的，该流程结束。

通过本公开的发明的显示装置和显示方法，机器的轴动作、即刀具的动作与加工程序之间的关系变得易于理解。因而，在由机床进行的切削、磨削之类的作业中发生了加工不良时，易于掌握在加工程序的哪个部分发生了加工不良。由此，通过本公开的发明的显示装置和显示方法，能够期待作业效率的改善。

以上，关于本发明的实施，对实施方式进行了说明，但本发明不被这样的实施方式进行任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然能够以各种方式来进行实施。

附图标记说明

10：机床控制装置；11：控制单元(CPU)；12：存储单元(ROM、RAM)；13：发送接收单元；20：显示装置；21：显示数据获取部；211：位置数据获取部；212：加工程序获取部；213：加工轨迹选择部；214：程序块选择部；22：存储部(ROM、RAM)；221：关联数据保存部；222：选择数据保存部；23：数据处理显示部(用户接口)；231：关联部分选定部；232：加工轨迹显示部；233：加工程序显示部；24：发送接收部；30：加工物。

Claims (8)

1.一种显示装置，具备：

位置数据获取部，其获取刀具的位置数据；

加工程序获取部，其获取加工程序；

关联数据保存部，其将由所述位置数据获取部获取到的刀具的位置数据与由所述加工程序获取部获取到的加工程序的字符串以相互关联的状态进行保存；

加工轨迹显示部，其根据由所述位置数据获取部获取到的刀具的位置数据来计算刀具的加工轨迹，并显示所述刀具的加工轨迹；

加工轨迹选择部，其用于从由所述加工轨迹显示部显示的刀具的加工轨迹中选择加工轨迹的一部分；

关联部分选定部，其选定在所述关联数据保存部中以与通过所述加工轨迹选择部选择出的加工轨迹的一部分相关联的状态保存的、由加工程序的字符串构成的程序块；以及

加工程序显示部，其将由所述关联部分选定部选定出的程序块在正在显示的加工程序上以区别于其它字符串的方式进行显示。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

还具备程序块选择部，所述程序块选择部用于选择加工程序的一部分程序块，

由所述关联部分选定部选定在所述关联数据保存部中以与通过所述程序块选择部选择出的程序块相关联的状态保存的、加工轨迹的一部分，

将由所述关联部分选定部选定出的加工轨迹的一部分在所述加工轨迹显示部中正在显示的加工轨迹上以区别于其它部分的方式进行显示。

3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中，

所述加工程序获取部通过在由所述位置数据获取部获取刀具的位置数据的每个时间点依次获取加工程序的字符串，来获取加工程序，

所述关联数据保存部在各个获取时间点将由所述位置数据获取部获取到的位置数据与由所述加工程序获取部获取到的加工程序的字符串相互关联地进行保存。

4.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中，

所述加工程序获取部在由所述位置数据获取部获取刀具的位置数据的每个时间点获取加工程序的索引，并且与由所述位置数据获取部获取刀具的位置数据的时间点无关地单独获取加工程序，

所述关联数据保存部在各个获取时间点将由所述位置数据获取部获取到的位置数据与由所述加工程序获取部获取到的加工程序的索引相互关联地进行保存。

5.一种显示方法，包括以下步骤：

获取刀具的位置数据；

获取加工程序；

将所获取到的刀具的位置数据与加工程序的字符串相互关联地进行保存；

根据所获取到的刀具的位置数据来计算刀具的加工轨迹，并显示所述刀具的加工轨迹；

选择所显示的刀具的加工轨迹的一部分；

选定与通过加工轨迹选择部选择出的加工轨迹的一部分相关联的、由加工程序的字符串构成的程序块；以及

在正在显示的加工程序上显示所选定出的程序块。

6.根据权利要求5所述的显示方法，还包括以下步骤：

选择加工程序中的一部分程序块；

选定与所选择出的程序块相关联的、刀具的加工轨迹的一部分；以及

在正在显示的加工轨迹上显示所选定出的刀具的加工轨迹的一部分。

7.根据权利要求5或6所述的显示方法，其中，

在获取加工程序的所述步骤中，通过在获取刀具的位置数据的每个时间点依次获取加工程序的字符串，来获取加工程序，

在关联地进行保存的所述步骤中，在各个获取时间点将所获取到的刀具的位置数据与加工程序的字符串相互关联地进行保存。

8.根据权利要求5或6所述的显示方法，其中，

在获取加工程序的所述步骤中，在获取刀具的位置数据的每个时间点获取加工程序的索引，并且与获取刀具的位置数据的时间点无关地单独获取加工程序，

在关联地进行保存的所述步骤中，在各个获取时间点将所获取到的刀具的位置数据与加工程序的索引相互关联地进行保存。

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