CN116324642A - 显示装置 - Google Patents

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猪饲聪史
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Abstract

提供一种能够维持加工精度并且实现循环时间缩短的装置。一种显示装置，具备判断部和显示部(18)，该判断部对轴的加工程序的轨迹与实际轨迹之间的轨迹差进行监视，并且进行以下判断中的至少一方：对于轨迹差小且轴的实际速度比指令速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加指令速度也能够维持精度；对于轨迹差小且轴的实际加速度比指令加速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加指令加速度也能够维持精度，该显示部(18)将部位进行强调显示。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置。
背景技术
在专利文献1中，记载了以下内容：“本发明的方法的优点在于，将目标轨迹与实际的轨迹之间的偏差未变大的轨迹曲线的部分或预测为目标轨迹与实际的轨迹之间的偏差不大的轨迹曲线的部分以小的比例尺进行显示，将目标轨迹与实际的轨迹之间的偏差变大的轨迹曲线的部分、或预测为目标轨迹与实际的轨迹之间的偏差大的轨迹曲线的部分以大的比例尺进行显示。”
在专利文献2中，记载了以下内容：“本发明通过不对工件进行加工的空转来执行加工程序，并将此时获得的实际的工具路径描绘于显示装置、或将此时获得的位置偏差描绘于显示装置，由此能够实现检测加工误差。另外，通过以仅对位置偏差超过设定限界值的区间改变线类型的方式描绘实际的工具路径，能够实现检测加工误差。”
在专利文献3中，记载了以下内容：“权利要求1中记载的发明提供一种轨迹显示装置，用于显示被数值控制装置进行三维位置控制的对象物的实际位置的三维轨迹，所述轨迹显示装置的特征在于，具有：指令位置数据获取部，其获取离散的时刻的指令位置数据；实际位置数据获取部，其获取离散的时刻的实际位置数据；指令线段定义部，其定义将所述指令位置的各点中的彼此相邻的两个点连结的指令线段；误差计算部，其将从各时刻的所述实际位置起至所述指令线段中的各个指令线段的垂线之中最短的垂线的长度和将该实际位置与离该实际位置最近的指令位置连结的线段的长度中的、长度较短的一方计算为实际位置相对于指令路径的误差；以及显示所述误差的显示部和向外部输出所述误差的输出部中的至少一方。”
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-345011号公报
专利文献2：日本特开平11-143514号公报
专利文献3：日本特开2011-060016号公报
发明内容
发明要解决的问题
期望一种能够维持加工精度并且实现循环时间缩短的显示装置。
用于解决问题的方案
(1)本公开的一个方式是一种显示装置，是针对伺服控制装置设置的显示装置，伺服控制装置用于对驱动工业机械的轴的电动机进行控制，所述显示装置具备：判断部，其对所述轴的加工程序的轨迹与实际轨迹之间的轨迹差进行监视，并且进行以下判断中的至少一方：对于所述轨迹差小且所述轴的实际速度比指令速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加所述指令速度也能够维持精度；对于所述轨迹差小且所述轴的实际加速度比指令加速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加所述指令加速度也能够维持精度；以及显示部，其将所述部位进行强调显示。
发明的效果
根据一个方式，能够维持加工精度并且实现循环时间缩短。
附图说明
图1是示出包括一个实施方式所涉及的显示装置的机械系统的图。
图2是示出在一个实施方式所涉及的显示装置的图像显示部中显示的强调显示的图。
图3是示出一个实施方式所涉及的显示装置中的控制的图。
具体实施方式
下面，对实施方式的一例进行说明。图1是示出包括显示装置10的机械系统1的图。
机械系统1具备控制装置30、显示装置10、第一输入装置41、第二输入装置21以及工业机械50。在本实施方式中，工业机械50例如由机床构成。
控制装置30控制显示装置10、第一输入装置41、第二输入装置21以及工业机械50的动作。具体地说，控制装置30具有处理器和I/O接口，该处理器具有CPU或GPU等，进行用于执行后述的各种功能的运算处理，并且控制装置30具备存储器33、存储部34、时间序列数据获取部32以及第一输入受理部31，从而控制装置30构成CNC装置。控制装置30的处理器与存储器33及I/O接口经由未图示的总线以能够进行通信的方式连接。
存储器33具有ROM或RAM等，用于临时或永久地存储各种数据。另外，存储器33向显示装置10的计算部11输出所存储的各种数据。存储部34存储最大速度指令35和最大加速度指令36，并向显示装置10的判断部16输出所存储的最大速度指令35和最大加速度指令36。最大速度指令35是能够对工业机械50的未图示的伺服马达输入的速度指令的最大值，最大加速度指令36是能够对工业机械50的未图示的伺服马达输入的加速度指令的最大值。最大速度指令35、最大加速度指令36是针对各工业机械50分别预先决定的。速度指令、加速度指令是为了通过CNC装置来控制伺服马达而使用的参数。
时间序列数据获取部32将进行所谓的空加工时的工业机械50的驱动体或电动机的各轴的位置的时间序列数据与在工业机械50中对作为被加工物的工件进行加工时所使用的加工程序一起从工业机械50输入来进行获取，空加工是指在工业机械50中不使用工件且不进行实际的加工的状态下执行工业机械50的加工程序。而且，时间序列数据获取部32使所输入的数据和加工程序存储于存储器33。
第一输入装置41向第一输入受理部31输出基于在工业机械50中对工件进行加工时所使用的加工程序的速度指令和加速度指令各自的最大值(最大速度指令35和最大加速度指令36)。第一输入受理部31被输入从第一输入装置41输出的最大速度指令35和最大加速度指令36，并使存储部34存储该最大速度指令35和该最大加速度指令36。
显示装置10具备计算部11、第二输入受理部15、判断部16、移动轨迹生成部17以及图像显示部18。计算部11根据从存储器33输入的工业机械50的驱动体或电动机的各轴的位置的时间序列数据即位置数据，来计算速度、加速度以及位置偏差。计算部11向判断部16和移动轨迹生成部17输出所计算出的速度、加速度以及位置偏差。
第二输入装置21向第二输入受理部15输出相对于作为各轴的控制参数的最大指令速度、最大指令加速度的比率、容许的轨迹差。第二输入受理部15被输入从第二输入装置21输出的相对于最大指令速度、最大指令加速度的比率、容许的轨迹差，并向判断部16输出该比率、容许的轨迹差。
判断部16根据从计算部11输出的位置偏差、作为速度的实际速度、作为加速度的实际加速度、从控制装置30的存储部34输出的指令速度的最大值即最大速度指令35以及指令加速度的最大值即最大加速度指令36，来判断是否存在能够缩短循环时间的部分。在判断为能够缩短循环时间的情况下，向移动轨迹生成部17输出与能够缩短循环时间的部分有关的信息。
移动轨迹生成部17根据实际位置或者位置指令来生成各轴的移动轨迹。另外，移动轨迹生成部17基于来自判断部16的与能够缩短循环时间的部分有关的信息，来生成用于显示所生成的移动轨迹中的与该部分相当的部分的数据。然后，移动轨迹生成部17向图像显示部18输出所生成的信息(数据)。
图像显示部18具有LCD或有机EL显示器等显示器，使用与由移动轨迹生成部17生成的移动轨迹有关的数据以及与能够缩短循环时间的部分有关的数据，来将移动轨迹与能够缩短循环时间的部分以叠加的方式显示于图像显示部18的显示器上。图像显示部18对于能够缩短循环时间的部分以能够容易地视觉确认出该部分是移动轨迹的哪个部分的方式进行强调显示。
工业机械50是所谓的五轴加工中心，用于对工件进行加工。工业机械50具有平移机构54、摆动移动机构58、转动移动机构62以及主轴移动机构70。平移机构54具有使未图示的底座台沿x轴方向进行往复运动的x轴滚珠丝杠机构(未图示)和使该底座台沿y轴方向进行往复运动的y轴滚珠丝杠机构(未图示)，并且具有驱动x轴滚珠丝杠机构的第一驱动部76和驱动y轴滚珠丝杠机构的第二驱动部78。
第一驱动部76例如是伺服马达，根据来自控制装置30的指令来驱动该第一驱动部76的旋转轴使其进行旋转。x轴滚珠丝杠机构将第一驱动部76的输出轴的旋转动作转换为沿着机械坐标系的x轴的往复运动。同样地，第二驱动部78例如是伺服马达，根据来自控制装置30的指令来驱动该第二驱动部78的旋转轴使其进行旋转，y轴滚珠丝杠机构将第二驱动部78的输出轴的旋转动作转换为沿着机械坐标系的y轴的往复运动。
摆动移动机构58具有第三驱动部84。第三驱动部84例如是伺服马达，根据来自控制装置30的指令来驱动该第三驱动部84的输出轴使其进行旋转。
转动移动机构62具有第四驱动部94。第四驱动部94例如是伺服马达，根据来自控制装置30的指令来驱动该第四驱动部94的输出轴使其进行旋转。
主轴移动机构70具有使主轴头沿着z轴方向进行往复运动的未图示的滚珠丝杠机构和驱动滚珠丝杠机构的第五驱动部100。第五驱动部100例如是伺服马达，根据来自控制装置30的指令来驱动该第五驱动部100的旋转轴使其进行旋转，滚珠丝杠机构将第五驱动部100的输出轴的旋转动作转换为沿着机械坐标系的z轴的往复运动。
针对工业机械50，设定有机械坐标系。该机械坐标系固定在三维空间内，是在自动控制工业机械50的动作时作为基准的正交坐标系。
工业机械50通过平移机构54、摆动移动机构58、转动移动机构62以及主轴移动机构70，来使未图示的工具相对于设置于未图示的工件台的工件沿五个方向进行相对移动。因而，平移机构54、摆动移动机构58、转动移动机构62以及主轴移动机构70构成使工具与工件进行相对移动的移动机构。
工业机械50具备第一传感器104、第二传感器106、第三传感器108、第四传感器110以及第五传感器112。
第一传感器104设置于第一驱动部76，用于检测第一驱动部76的状态数据，并将该状态数据作为反馈发送到控制装置30。第一传感器104具有检测第一驱动部76的输出轴的旋转位置(或旋转角度)的旋转检测传感器(编码器、霍尔元件等)。另外，在使各驱动部的伺服马达中流过电流的伺服放大器内，具有检测在各驱动部中流动的电流的电流传感器。电流传感器将电流作为各驱动部的状态数据进行检测，并将表示电流的电流反馈作为反馈发送到控制装置30。
第二传感器106具有检测第二驱动部78的输出轴的旋转位置的旋转检测传感器和检测在第二驱动部78中流动的电流的电流传感器，第二传感器106将旋转位置、速度以及电流作为第二驱动部78的状态数据进行检测。而且，第二传感器106将旋转位置的位置反馈、速度的速度反馈以及电流的电流反馈作为反馈发送到控制装置30。
第三传感器108具有检测第三驱动部84的输出轴的旋转位置的旋转检测传感器和检测在第三驱动部84中流动的电流的电流传感器，第三传感器108将旋转位置、速度以及电流作为第三驱动部84的状态数据进行检测。而且，第三传感器108将旋转位置的位置反馈、速度的速度反馈以及电流的电流反馈作为反馈发送到控制装置30。
第四传感器110具有检测第四驱动部94的输出轴的旋转位置的旋转检测传感器和检测在第四驱动部94中流动的电流的电流传感器，第四传感器110将旋转位置、速度以及电流作为第四驱动部94的状态数据进行检测。而且，第四传感器110将旋转位置的位置反馈、速度的速度反馈以及电流的电流反馈作为反馈发送到控制装置30。
第五传感器112具有检测第五驱动部100的输出轴的旋转位置的旋转检测传感器和检测在第五驱动部100中流动的电流的电流传感器，第五传感器112将旋转位置、速度以及电流作为第五驱动部100的状态数据进行检测。而且，第五传感器112将旋转位置的位置反馈、速度的速度反馈以及电流的电流反馈作为反馈发送到控制装置30。
在通过工业机械50对工件进行加工的情况下，控制装置30的处理器按照加工程序来向第一驱动部76、第二驱动部78、第三驱动部84、第四驱动部94以及第五驱动部100分别发送指令CD1、CD2、CD3、CD4以及CD5。向第一驱动部76发送的指令CD1例如包含位置指令、速度指令、转矩指令以及电流指令中的至少一方。
接着，说明对于能够缩短循环时间的部分以能够容易地视觉确认出该部分是移动轨迹的哪个部分的方式进行强调显示的控制。图2是示出在显示装置10的图像显示部18中显示的强调显示部I的图。图3是示出显示装置10中的控制的图。
首先，控制装置30对工业机械50进行在工业机械50中进行空加工的控制。由此，显示装置10的计算部11被从存储器33输入工业机械50的驱动体或电动机的各轴的位置的时间序列数据即位置数据，并且使用位置数据来计算位置偏差、速度(实际速度)以及加速度(实际加速度)(步骤S101)。
在此，各轴的位置偏差是从各轴的位置指令减去各轴的实际位置计算的。另外，与各轴有关的速度(实际速度)是对根据与各轴有关的位置数据得到的位置进行一阶微分而得到的值。另外，与各轴有关的加速度(实际加速度)是对与各轴有关的速度(实际速度)进行一阶微分而得到的值。
接着，判断部16根据从计算部11输出的位置偏差12、作为速度13的实际速度、作为加速度14的实际加速度、从控制装置30的存储部34输出的指令速度的最大值即最大速度指令35以及指令加速度的最大值即最大加速度指令36，来判断是否存在能够缩短循环时间的部分(步骤S102)。
具体地说，判断部16将根据同五个轴有关的位置指令生成的轨迹即加工程序的轨迹与根据同五个轴有关的实际位置生成的轨迹即实际轨迹进行比较，基于加工程序的轨迹与实际轨迹之间的轨迹差、速度13以及加速度14来进行监视。
而且，对于轨迹差小且各轴的实际速度比从存储部34输出的作为各轴的控制参数的最大指令速度小的部位，判断部16判断为即使增加指令速度也能够维持精度。另外，对于轨迹差小且各轴的实际加速度比从存储部34输出的作为各轴的控制参数的最大指令加速度小的部位，判断部16判断为即使增加指令加速度也能够维持精度。在此，关于“小”的意思是，例如只要是比最大指令速度、最大指令加速度小20％的指令速度、指令加速度，就认为足够小。然后，判断部16将与能够缩短循环时间的部位有关的信息作为数据输出到移动轨迹生成部17。
然后，移动轨迹生成部17根据从计算部11向移动轨迹生成部17输出的位置数据(实际位置或位置指令)，来生成能够在图像显示部18中显示的移动轨迹的数据。另外，移动轨迹生成部17根据从判断部16输出的与能够缩短循环时间的部位有关的数据，来生成能够在图像显示部18中显示且能够以叠加于移动轨迹的方式进行强调显示的数据。然后，移动轨迹生成部17向图像显示部18输出所生成的这些数据。
图像显示部18使用从移动轨迹生成部17输出的数据，来如图2所示那样在表示移动轨迹T的图中显示作为能够缩短循环时间的部位的强调显示部I，并且在表示位置偏差、指令速度、指令加速度的图表中显示表示能够缩短循环时间的部位的区域的强调显示部I。并且，例如通过在构成图像显示部18的显示器上点击该图表中的强调显示部I，将加工程序的与能够缩短循环时间的部位相当的行号作为加工程序中的相当的部位显示在显示器上。
上面说明的本实施方式起到以下效果。
在本实施方式中，判断部16对各轴的加工程序的轨迹与实际轨迹(移动轨迹T)之间的轨迹差进行监视。而且，对于轨迹差小且各轴的实际速度比指令速度中的设定上的最大值小的部位，判断部16判断为即使增加指令速度也能够维持精度。另外，对于轨迹差小且各轴的实际加速度比指令加速度中的设定上的最大值小的部位，判断部16判断为即使增加指令加速度也能够维持精度。而且，图像显示部18将部位作为强调显示部I进行强调显示。
由此，能够通过图像显示部18进行强调显示来敦促针对轨迹差小的部位修正加工程序，因此能够在维持加工精度的状态下修正加工程序。并且，对于各轴的实际速度比指令速度中的设定上的最大值小的部位、各轴的实际加速度比指令加速度中的设定上的最大值小的部位，能够通过图像显示部18进行强调显示来敦促修正加工程序，因此能够容易地视觉确认出能够大幅缩短循环时间的部位。通过上面那样，能够在维持加工精度的状态下修正加工程序。其结果是，能够针对各轴的移动状态的变化进行成为最优的伺服控制的设定。另外，能够有效地求出为了通过CNC装置来控制伺服马达而使用的参数，能够缩短直到得出该参数为止的时间，能够改善工业机械50的启动效率。
另外，在本实施方式中，图像显示部18能够显示加工程序中的与部位相当的部位。由此，能够在加工程序上容易地视觉确认出能够缩短循环时间的部位。因此，能够使加工程序的修正变得容易。
以上，对本实施方式进行了说明。上述的实施方式是优选的实施方式，但并不是仅限定于上述实施方式，能够以施加了各种变更所得到的方式进行实施。例如，能够像下面说明的变形例那样进行变形来实施。
例如，在上述实施方式中，对于轨迹差小且轴的实际速度比指令速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加指令速度也能够维持精度，并且，对于轨迹差小且轴的实际加速度比指令加速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加指令加速度也能够维持精度，但是不限定于此。
判断部16只要进行以下判断中的至少一方即可：对于轨迹差小且轴的实际速度比指令速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加指令速度也能够维持精度；对于轨迹差小且轴的实际加速度比指令加速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加指令加速度也能够维持精度。
另外，显示装置不限定于组装于控制装置的结构，例如也可以是设置为与控制装置分开的装置且与控制装置电连接的结构。
另外，在本实施方式中，利用了进行所谓的空加工时的工业机械50的驱动体或电动机的各轴的位置的时间序列数据，但是不限定于此，例如也可以利用进行实际的加工时的实际加工的数据。
另外，在本实施方式中，工业机械50是所谓的五轴加工中心，但是不限定于五轴加工中心。
另外，在本实施方式中，工业机械50具备第一传感器104、第二传感器106、第三传感器108、第四传感器110以及第五传感器112，且这些传感器具有检测各驱动部的输出轴的旋转位置(或旋转角度)的旋转检测传感器(编码器、霍尔元件等)，但是不限定于该结构。例如，作为传感器，不仅能够使用检测旋转位置、旋转角度的检测器，也可以使用驱动部的位置(直动型)的检测器(线性标尺)。
另外，判断部、显示部等的各结构不限定于本实施方式中的判断部16、图像显示部18等的各结构。
另外，工业机械50在本实施方式中由机床构成，但是不限定于此，也可以由机床以外的其它工业机械构成。
另外，在本实施方式中，判断部对各轴的加工程序的轨迹与实际轨迹之间的轨迹差进行监视，但是不限定于此。判断部也可以对实际速度、实际加速度进行监视。
另外，如图2所示，以三维的形式图示出移动轨迹T，但在轴在平面内移动的情况下，也可以在二维平面中进行图示。
附图标记说明
10：显示装置；18：图像显示部；50：工业机械；I：强调显示部；T：移动轨迹(实际轨迹)。

Claims (2)

1.一种显示装置，是针对伺服控制装置设置的显示装置，该伺服控制装置用于对驱动工业机械的轴的电动机进行控制，所述显示装置具备：
判断部，其对所述轴的加工程序的轨迹与实际轨迹之间的轨迹差进行监视，并且进行以下判断中的至少一方：对于所述轨迹差小且所述轴的实际速度比指令速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加所述指令速度也能够维持精度；对于所述轨迹差小且所述轴的实际加速度比指令加速度中的设定上的最大值小的部位，判断为即使增加所述指令加速度也能够维持精度；以及
显示部，其将所述部位进行强调显示。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述显示部能够显示所述加工程序中的与所述部位相当的部位。
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