CN1475884A - 按照数控数据显示刀具轨迹的方法以及分析数控数据的方法 - Google Patents

Abstract

相对于在一组共同表示刀具轨迹的点之中的两个或更多NC数据点，该刀具轨迹的曲率半径被确定。然后，以按照曲率半径数值确定的显示颜色，显示该NC数据点和其他相继的点。作为选择，每个详细的线段相对于从三个(XYZ)轴中选择出来的特定的轴的移动方向被作为或者正、负或者零确定，并且该详细的线段或者其一个端点被以按照该移动方向确定的显示参数显示。再作为选择，在特定的轴是从该三个(XYZ)轴中选择出来之后，一个相对于该选择的区域被首先从预先确定的基准点开始沿着该选定的坐标轴划分为预先确定的分解宽度，并且该结果的分解区域被给出预先确定的显示参数。然后，一个刀具轨迹被在该三个轴(XYZ)系统中按照赋予相应的分解区域的显示参数显示。

Description

按照数控数据显示刀具轨迹的方法以及分析数控数据的方法

技术领域

本发明涉及一种用于显示由NC数据划定的刀具轨迹(tool locus)的方法，尤其是涉及一种用于显示由NC数据划定的刀具轨迹、以便加工具有任何形状表面的改进的方法，该刀具轨迹以精密的间距顺序的点排成一行。

本发明还涉及一种用于显示由NC数据划定的刀具轨迹、以便沿着在一个XYZ轴向系统中划定的详细的分段机加工(machining)改进的方法，该刀具轨迹作为详细的分段集合或者附加于此的端点。

本发明进一步涉及一种用于基于在五个轴的系统中划定的数据显示改进的方法，该五个轴系统另外包括A和B旋转轴。

背景技术

对于加工具有复杂形状表面，包括模具加工，NC控制机床被在很宽的机加工应用范围内采用。例如，通过使用以CAD/CAM准备的NC数据，任何一种机加工装置，诸如能够高速进刀的自动换刀数控机床可以实现对于复杂的事物非常精确和有效的机加工。通常，由CAD等等准备的用于机加工目标的形状数据被转换为在一个CAM系统中想要的NC数据。该NC数据可以包括，例如，刀具轨迹数据和控制数据。刀具轨迹数据被使用XYZ轴限定。控制数据可以包括一个刀具编号，一个进刀速度，一个主轴旋转速度等等。刀具轨迹和控制数据两者都被提供给机加工装置，诸如一个自动换刀数控机床。

在基于NC数据被机加工表面上产生的所有的缺陷可以归结于或者该机加工装置或者在用的NC数据。具体地说，由于在CAM处理中使用的计算机系统的受限的运算速度、存储器容量等等，NC数据可能受到在CAD数据中错误或者由于性能容限的影响。这样的一个缺陷通常可能是小到几μm，或者甚至更小。当一个加工装置产生缺陷时，缺陷的位置可以是可预测的。

每当发现一个缺陷时，NC数据被立即分析。但是，因为非常精巧和精确的机加工通常需要数百万个点去构成限定一个刀具轨迹的点数据，估算每个点的坐标值是不可能的。

在这里，CAM系统能够显示一个产生的刀具轨迹，使得是否一个期望的形状被作为最初想要的体现，或者该机加工表面不受所有的干扰，而是随一个刀具可以被确认。虽然一个刀具轨迹的图像可以以放大的尺寸出现，对于垂直∶水平方向放大率通常是1∶1。这对于一个操作者查看在监示器荧光屏上的图像，以在具有例如1毫米或者更大的间距的点阵线中发现所有的干扰，例如大约0.001毫米是不够的。

图1示出若干用于机加工产品W的弯曲表面100的刀具轨迹101，以及图2示出一个在图1中B部分的放大的图像。仅仅通过查看该放大的图像B几乎不可能分辨这些点在平滑连续方面不是必然的。

由于以上所述的背景资料，存在强烈的需要用于能够毫不迟延地、立即知道任何潜在机加工装置可归因于缺陷的位置，和/或由NC数据划定的一个或多个刀具轨迹的不规则性形状。

发明内容

本发明已经构思以求避免或者减轻前述的缺点，并且有利地提供一种能够显示一个刀具轨迹新颖的刀具轨迹显示方法，以便能够迅速地检查缺陷。

为了产生以上所述的优点，按照本发明提供了一种用于显示由NC数据划定的刀具轨迹的方法，以及一种用于分析NC数据的方法。

具体地说，按照用于显示由NC数据划定的刀具轨迹的方法，用于借助于三个轴(XYZ)进刀加工一个机加工目标，按照NC数据预先确定的显示参数被给予该NC数据，并且该刀具轨迹被以适合于该赋予的显示参数的显示模式显示。

此外，获得在NC数据点上一个3D弧形的曲率半径，该三维弧形是通过一个NC数据点和在其两侧上的其相邻的数据点划定的，使得根据按照该曲率半径数值确定的显示参数，显示该NC数据点或者以其他的点的其演替。

按照本发明，在任意的NC数据点上的曲率半径或者在所有的NC数据点上的曲率半径可以同时以相关的刀具轨迹获得，在该曲率半径方面显著的变化表示该刀具轨迹平滑连续性的破损，暗示在那个点上有可能存在一个缺陷。

此外，当一个机加工缺陷是在实际的机加工中产生的时候，是否该机加工缺陷的位置与曲率半径连续性的破损重合，是经由对比在实际的机加工缺陷和按照本发明显示的刀具轨迹之间确定的。这可以显著地有助于能够确定该缺陷的产生原因。

在这里，虽然显示参数可以使用任何一种方法体现，通常最好是使用颜色的变化。例如，凸起特征可以以一个想要的颜色显示，例如，红色的，同时凹处特征以一个不同的颜色显示，例如蓝色。此外，也最好是按照曲率半径的数值采用颜色亮度逐渐变化。应当注意到，除了颜色之外，放射式的线段、圆圈、数字表示法、图解表示法等等也最好是用于表示显示参数。

此外，为了产生在前面提到的优点，按照本发明，提供了一种用于显示由NC数据划定的刀具轨迹的方法，按照一个预先确定的规则，通过利用由三个(XYZ)轴限定的详细的线段切削加工一个机加工目标。

预先确定的规则的一个例子可以是，详细的线段相对于从三个(XYZ)轴中选择出来的特定轴的移动被估算，以确定是否其指向为正、负或者零方向，相对于不同的移动方向，不同的显示参数被赋予。然后，该详细的线段或者附着于此的一个端点相对于特定轴被以该赋予的显示参数显示。

即，按照本发明，详细的线段的移动方向被借助于例如，不同的颜色被给予该详细的线段或者附着于此的一个端点表示。这个方案允许相对于特定的轴容易地识别刀具轨迹的凹处、凸起等等。

此外，按照本发明，基于按照以上描述的方法显示的刀具轨迹，可以验证NC数据的精确度。

具体地说，在发现任何的缺陷，诸如凹面或者凸面之前NC数据可以被显示。所有的机加工缺陷应该是在机加工目标上产生的，该机加工目标是基于该NC数据被机加工的，该机加工缺陷和以赋予的显示参数显示的刀具轨迹可以被彼此比较，用于验证该NC数据的精确度。

此外，按照本发明，当在那些相对于特定轴之中的二个相继的详细的分段的移动方向是不同的时候，该二个详细的分段被连接在其上的点被以一个高亮的标记作为改变点显示。这个方案允许预先识别固定的或者底线，其是在移动方向上许多的改变点。

更进一步，按照本发明，当刀具轨迹的第一和第二线段的移动方向是彼此相反的时候，显示参数表示可以赋予相反的移动方向。

预先确定的显示规则的另一个例子可以是使得沿着从用于显示刀具轨迹的三个(XYZ)轴中选择出来的特定轴的方向，一个区域被首先从想要的基准点开始分解成预先确定分解宽度的分解区域，并且预先确定的、最好是唯一的显示参数被赋予每个分解区域。然后，对于特定轴的该刀具轨迹被在三个轴(XYZ)系统中按照该赋予的显示参数显示。

即，按照本发明，对于相对于特定轴的每个分解区域显示参数是不同的，一个方案允许预先确定刀具轨迹相对于特定轴的循环性(循环特性)等等。

此外，按照本发明，使用按照以上描述的方法显示的刀具轨迹，可以验证NC数据的精确度。

即，当所有的机加工有缺陷的线条是在一个基于NC数据被机加工的机加工目标上产生的时候，是否该有缺陷的线条的原因可归因于该NC数据或者该机械装置，可以容易地使用如上所述按照本发明的用于显示刀具轨迹的方法确定。

具体地说，有缺陷的线条可归因于轴，例如Z轴，是从该三个(XYZ)轴之中参考在该机加工目标上产生的机加工有缺陷的线条指定的，并且沿着Z轴的方向一个轨迹周期是基于机加工有缺陷的线条确定的，产生在该机加工目标上的该机加工有缺陷的线条显现循环。

然后，当使用一个相对于从该三个轴之中指定的轴的有缺陷的线条时，在这个例子中为Z轴，作为一个基准点，一个相对于指定轴的区域被对应于该轨迹周期分解为每个宽度，该轨迹周期是基于在该机加工目标上的机加工有缺陷的线条确定的，并且该刀具轨迹被在该三个轴(XYZ)系统中按照被给予相应的分解区域预先确定的显示参数显示。

当在机加工目标上的机加工有缺陷的线条与以该显示参数绘制的刀具轨迹的显示模式重合的时候，可以推断出在该机加工目标上的该机加工有缺陷的线条是循环的，并且可以进行估计，该NC数据是准确的，而且该机加工装置是该有缺陷的线条的原因。

因为一个循环线条是循环的缺陷，可以得出这个结论，其是只有机加工装置才有的缺陷，并且几乎与NC数据不相干。因此，当产生一个机加工有缺陷的线条并且发现其是循环的时候，可以根据经验推断出该机加工装置是该有缺陷线条的原因。因此，对于NC数据分析是不必要的，仅剩余需要校验该机加工装置。

在这里，然而是否在机加工表面中以一个简单的形状产生的机加工有缺陷的线条，诸如如图3所示的一个倾斜面，是可以可视地循环和容易地确定，这样的确定通常相对于机加工有缺陷的线条可能不是容易地进行的，该机加工有缺陷的线条是在机加工一个复杂化的弯曲表面产生的，如图4所示，因为这样的机加工有缺陷的线条的形状也是复杂化的。

即使在后者的情况下，可以适用本发明的NC数据显示方法，并且可以确定是否这样的机加工有缺陷的线条是循环的。即，本发明允许容易地识别一个刀具轨迹的循环性，因为该刀具轨迹是以被给予如上所述相对于指定轴相应的分解区域不同的显示参数显示的。

一旦确定一个机加工装置是机加工有缺陷的线条的原因，分析NC数据是不必要的。  因此，可以无需任何分析NC数据迅速地进行确定该有缺陷的线条的原因。

对于五个轴NC数据(XYZ轴的三个轴和二个AB旋转轴)，当显示相对于表示一个刀具片的末端位置的三个(XYZ)坐标值的坐标值，并且考虑到在该旋转中心和该刀具末端之间的距离计算的时候，移动方向的改变是借助于不同的颜色表示的。这允许预先检测由于旋转轴的无效行程具有潜在机加工缺陷的位置。

附图说明

图1是一个解释在常规的机加工形状和刀具轨迹之间相互关系的示意图；

图2是一个示出在图1中该刀具轨迹的一部分放大的示意图；

图3是一个解释机加工线条例子的示意图；

图4是一个解释当加工具有复杂形状的外部时产生的机加工缺陷线条例子的示意图；

图5是一个示出在本发明的第一个实施例中用于实践刀具轨迹显示方法的显示装置的方框图；

图6是一个示出显示控制装置例子的方框图；

图7是一个解释在本发明第一个实施例中显示例子的示意图；

图8是一个用于第一个实施例的流程图；

图9A-9E是一个解释图7的另一个显示例子的示意图；

图10是一个示出在第一个实施例中另一个显示例子的示意图；

图11是一个用于第一个实施例另一个例子的流程图；

图12是一个示出在第一个实施例中再一个显示例子的示意图；

图13是第一个实施例再一个例子的流程图；

图14是一个示出在第一个实施例中又一个显示例子的示意图；

图15一个示出根据本发明的第二个实施例的用于实践刀具轨迹显示方法的显示装置的方框图；

图16是一个示出在第二个实施例中用于实践刀具轨迹显示方法过程例子的方框图；

图17是一个示出在第二个实施例中显示的模式例子的示意图；

图18是一个示出图17显示的模式另一个例子的示意图；

图19是一个示出在第二个实施例中显示的模式再一个例子的示意图；

图20是一个在第二个实施例中的刀具轨迹显示方法的流程图；

图21是一个示出在第二个实施例中显示的模式又一个例子的示意图；

图22是一个示出在本发明的第三个实施例中用于实践刀具轨迹显示方法的显示装置的方框图；

图23是一个示出显示的模式的处理例子示意图，以及在第三个实施例中用于刀具轨迹显示方法的显示的模式；

图24是一个示出图23显示的模式另一个例子的示意图；

图25是一个解释在这个实施例中赋予显示参数的指定区域例子的示意图；以及

图26是一个根据第三个实施例的刀具轨迹显示方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例被如下描述。

实施例1

图5是一个示出根据本发明的第一个实施例用于实施显示方法的显示装置的方框图。XYZ轴数据被从一个NC数据输入部分10输入，并且发送给一个轨迹数据提取部分11。在该轨迹数据提取部分11中，只有刀具轨迹数据被从该XYZ轴数据中提取，从而消除其他的控制数据。该提取的刀具轨迹数据被提供给一个轨迹数据分析部分12，在这里想要的显示参数被于此告知，这是在这个实施例中的特征。

这个实施例其特征在于：以从一组共同表示该刀具轨迹的点提取的两个或更多NC数据点的每一个获得刀具轨迹的曲率半径，而且根据获得的曲率半径的数值显示参数被分配给该点，使得该点本身和围绕点的其相互关系被以该分配的显示参数显示。

因此，在NC数据点每个上的曲率半径可以从该显示的模式知道，基于该显示的刀具轨迹模式，可以施加多种的NC数据分析，该刀具轨迹是以该选择的显示参数绘制的。该分析可以包括：是否该最初想要的刀具轨迹被正确地包含，以及是否该原始NC数据是准确的，其可以基于是否该显示的模式和一个实际的加工缺陷彼此重合等等确定。基于不同的实验或者经由的经验，也可以实施用于每个加工类型的模式确认。

对于显示参数告知，图5的装置包括一个轨迹参数设置部分13和一个轨迹参数存储部分14。该轨迹参数设置部分13有选择地设置显示颜色、线条类型等等，其可以被告知给每个数据点。基于该显示参数设置，该轨迹参数存储部分14根据曲率半径的数值相对于每个数据点指定显示。该指定数据被提供给轨迹数据分析部分12。

如上所述的显示参数设置被与该NC轴数据一起提供给一个轨迹显示部分15。基于这个数据，该刀具轨迹被显示在一个三个轴的(XYZ)系统中。在这里应当注意到，对于该显示，一个显示模式存储部分16根据诸如想要的视角、放大率等等的原则确定想要的显示模式。

图6是一个示出在这个实施例中用于实践显示通过NC数据划定的刀具轨迹方法的显示控制装置的方框图。

在这个例子中，XYZ轴数据和控制数据经由一个NC数据输入部分20被输入，并且一个初级分析部分21分析涉及一个坐标值的每个点分组、一个刀具进刀量、一个主轴旋转速度、刀具编号等等。此后，刀具轨迹数据被从该分析的数据中提取，并且译成在次级分析部分22中的次级分析，这是这个实施例的一个特性。

在该次级分析中，获得在每个NC数据点上刀具轨迹的曲率。这是通过确定一个穿过该NC数据点的弧形凸块的方向和该弧形的数值实现的，具体地说，是否该弧形凸出向上或者向下，该弧形，也就是说曲率半径。

参考图6，使用包括一个目标NC数据点的三个相继的NC数据点，获得一个在该NC数据点上刀具轨迹的曲率半径。应当注意到，所有的数据点未必是一个在其上获得曲率半径的NC数据点，并且仅有某些数据点可以从所有的数据点中被选择出来，供作为一个用于确定曲率半径的NC数据之用。也应注意到，曲率半径的确定未必仅仅基于包括一个目标NC数据点的三个数据点，而是可以基于大量的想要的数据点。

如上所述，在该次级分析部分22中在一个想要的NC数据点上获得曲率半径。然后，一个显示参数确定部分23按照该曲率半径告知显示参数。

在图6示出的例子中，显示参数被以显示颜色的形式给出。具体地说，显示颜色被按照弧形凸块的方向给出，使得例如向上的或者向下的凸块被显示为红色，并且在相反方向上的凸块为蓝色。此外，在一个NC数据点上曲率半径的数值被借助于按照其数值以鲜明的红色或者蓝色色彩渐变表示。

具有如此指定的显示参数的数据被提供给一个显示装置24，用于在一个三个轴(XYZ)的系统中显示。

图7示出一个以如此告知的显示颜色显示的刀具轨迹的例子。在这个例子中，使用五种颜色，即A、B、C、D和E。具体地说，三种颜色A、B和C是不同的蓝色色调(具有不同的色饱和度或者亮度的蓝色)，以越加强的亮度用于较小的曲率半径R表示向下的突出，并且剩余的两种颜色D和E是类似的不同的亮度的红色，以越加强的亮度用于较小的曲率半径R表示向上的突出。

因此，通过观察显示在监示器荧光屏上不同的颜色刀具轨迹，可以提前可靠地知道是否该刀具轨迹流畅地流动或者按照其路线突然地变化。这允许在一个计算机上校正或者充分地检查NC数据。

图8是一个在这个实施例中显示的流程图，其中诸如被在图7中示出的显示参数被告知。

具体地说，NC数据被输入给一个装置(S1)。一个刀具位置坐标值被从该NC数据中提取(S2)，该刀具坐标值表示与表示刀具轨迹的很小间距成一直线的一组点的一个。然后，确定是否该提取的坐标值涉及第一组数据点(S3)。当该提取的坐标值确实涉及第一组数据点的时候，该值被存储在一个存储区域中(S4)，并且该过程返回到S1。

另一方面，当该提取的坐标值不涉及第一组数据点的时候，确定是否该值涉及第二组数据点(S5)。当该值确实涉及第二组数据点的时候，该值被存储在一个不同于上述的存储区域中(S6)，并且该过程返回到S1去检查下一个坐标值。在这里，当第三组坐标值被在S3和S5判定为否或者“No”之时，该值被存储在一个不同于上述二个的存储区域中，假定该第三组坐标值表示第三组数据点的位置(S7)。

在获得如上所述的该目标NC数据点的坐标值和在该目标NC数据点的两侧上的二个点之后，一个穿过该三个点的弧形被计算，以便确定该弧形突出的方向和其曲率半径(S8)。然后，基于该确定的突出方向和曲率半径显示颜色被指定(S9)，并且显示该NC数据点的颜色，并且据此确定其连接的线段(S10)。

在用于单个NC数据点的显示颜色被如上所述确定之后，下一个NC数据点被类似地在S11和S12处理，以确定对于该NC数据点的显示颜色。

在这里应当指出，虽然在图7和8中仅该目标NC数据点和一个连接的线段被以预先确定的颜色示出，很少存在只有一个颜色的例子，并且各种各样的其他方式的颜色是可允许的，包括在图9A-9E示出的那些。

具体地说，图9A示出由一个平缓弧形连接的三个点，其中该NC数据点和二分之一部分靠近于其连接线段的点，在该连接线段的两侧上被涂色。图9B示出一个以直线连接的包括三个点的图像，并且类似于图9A涂色。图9C示出以一个弧形连接的三个点，其中仅有一个连接线段和定位在该弧形的一端的该目标数据点，并且连接到该目标数据点的该线段被涂色。图9D示出以直线连接的三个点，并且类似于图9C涂色，其与图5中的颜色相似。  图9E示出三个点，其中仅仅该目标数据点被涂色。

图10示出这个实施例的另一个例子，其中在获得一个弧形突出的方向和涉及的曲率半径数值之后，一个放射式的线段被用于表示，也就是说，一个连接NC数据点和该涉及的曲率半径中心的线段。用于这个例子的流程图被在图11示出，由于其与图8相似在这里不详细描述。在图11中，参考数字被以100S给出。

这个流程图其特征在于：在NC数据点和涉及的弧形中心之间的一个径向线段上的显示数据被基于该弧形突出的方向和该曲率半径数值而计算，以便显示如图10所示的结果。

这种显示方式也允许预先识别是否一组点流畅地流动。放射式的线段可以按照该曲率半径的数值，和/或通过涉及的曲率半径乘一个想要的放大率确定的尺寸以不同的颜色显示。

图12示出另一个例子，其中表示具有一个按照曲率半径数值尺寸的圆圈被使用。用于这个例子的流程图被在图15示出，由于其与图8相似在这里不详细描述，但是其中参考数字被以200S给出。

在这个例子中，仅仅涉及曲率半径的数值，忽略了方向。因此，该曲率半径的数值被单独在S208获得，并且具有一个按照曲率半径数值尺寸的圆圈被如图12所示绘制(S209)。该圆圈取决于该曲率半径可以以不同的颜色显示。

图14示出又一个例子，其中除了通常以具有相同的显示参数相继的点的形式显示的刀具轨迹之外，弧形突出的方向和曲率半径的数值被另外显示为一个接近于该刀具轨迹的图形。该图示的横坐标与数字11至21有关，31至36给出在该轨迹上相应的点，以及纵坐标表示该数值和方向。

与曲率半径变化相比，这个显示也使用户得以在监示器荧光屏上观察刀具轨迹，允许预先识别甚至一个复杂化的刀具轨迹的变化状态。

应当注意到，在这个例子中，代替在图14中给出的点的数字，例如，数值+20至-20也可以最好是按照弧形突出的方向和曲率半径的数值分配给该相应的点。

如上所述，在这个实施例中，在相应的NC数据点上额外的曲率半径的表示允许直观地识别是否该刀具轨迹流畅地流动，该相应的NC数据点在一组共同地表示由NC数据划定的刀具轨迹的点之中。因此，上述的显示可以在数据准备方面和/或当任何缺陷被在加工目标上引起的时候，提供用于检测缺陷原因非常有效的手段。

实施例2

图15是一个示出按照本发明的第二个实施例用于实施显示方法的显示装置的方框图。XYZ轴数据被全部从一个NC数据输入部分10输入，并且发送给一个轨迹数据提取部分11。在该轨迹数据提取部分11中，仅仅刀具轨迹数据被从该XYZ轴数据中提取，从而消除其他的控制数据。该提取的刀具轨迹数据被提供给一个轨迹数据分析部分12，在这里想要的显示参数被于此告知，这是在这个实施例中的特征。

这个实施例其特征在于：每个详细的线段相对于特定的轴的移动方向，例如从三个轴中选择出来的Z轴被估算以确定是否该移动指向为负、正或者零方向，而且不同的显示参数被按照该确定的方向告知。这个方案允许有区别地相对于特定的轴，在这里例如Z轴，显示刀具轨迹的凹处或者凸起。

因此，刀具轨迹相对于特定的轴的特殊的性质可以容易地从在监示器荧光屏上显示的模式中了解，并且可以基于以选择的显示参数绘制的刀具轨迹的显示模式施加多种的NC数据分析。该分析可以包括：是否该最初想要的刀具轨迹被正确地包含，以及是否该原始NC数据是准确的，其可以基于是否该显示的模式和一个实际的加工缺陷彼此重合等等确定。尤其是，由于无效行程很可能在一个移动方向以象限变化的方式变化的点上产生，基于不同种类的实验或者经由实验，实施指令值、校正值等等以及用于每个加工类型的模式确认精确的检查。

对于分配显示参数，图15的装置包括一个轨迹参数设置部分13和一个轨迹参数存储部分14。该轨迹参数设置部分13有选择地设置显示颜色、线条类型等等，其可以被分配或者给与给每个相应的移动方向。按照该显示参数设置，该轨迹参数存储部分14存储一个特定的轴，一个作为移动方向基准的坐标值的信息，用于确定至于正、负或者零移动，被指定用于相应的移动方向的显示颜色或者线条类型等等。该指定数据被提供给轨迹数据分析部分12。

如上所述，显示参数被按照相对于该特定轴的移动方向告知，并且该数据被与在其他轴上的数据一起提供给一个轨迹显示部分15。基于该数据，具有告知的显示参数的该刀具轨迹被显示在一个三个轴的(XYZ)系统中。应当注意到，对于该显示，一个显示模式存储部分16根据想要的视角、放大率等等确定想要的显示模式。

图16大略地示出在这个实施例中通过以上所述的显示装置用于显示刀具轨迹的过程。

NC数据20由图15的显示装置处理。具体地说，在该特定轴上的数据被在S21分析，并且在S22确定相对于该特定轴的坐标值，使用刀具的快速进刀、切割进刀、刀具编号等等。

这个实施例其特征在于：S23被另外在S22施加。在S23，详细的线段相对于特定轴的移动方向被估算，以便确定是否该移动方向为负、正或者零方向。随后，显示颜色被确定(S24)，并且该刀具轨迹被该显示装置以按照移动方向确定的有区别的颜色显示(S25)。

图17示出一个在这个实施例中在施加颜色识别之前显示的刀具轨迹的例子，以箭头表示该轨迹的移动方向，该轨迹在这里并无差别。

图18示出一个以按照该详细的线段的移动方向于此告知的显示参数显示的刀具轨迹的例子。

如从该图中显而易见的，当作为特定轴使用Z轴的时候，当其以正或者向上的方向移动的时候，用于NC数据的一个详细的线段被以颜色A显示，当其以负或者向下的方向移动的时候，以颜色B显示，以及当其以零或者水平方向移动的时候，以颜色C显示。因此，因为其被以三个不同的颜色显示，当整个地在监示器荧光屏上示出的时候，该结果的显示模式能够预先目视识别该相应的刀具轨迹的移动方向。应当注意到，显示参数可以借助于如图18所示的线条类型和颜色表示。

如上所述，在这个实施例中，一个详细的线段相对于特定轴的移动方向被借助于显示参数表示，并且观察刀具轨迹的显示模式允许不同的分析。该分析能够确定NC数据的精确度，当在产品上出现加工缺陷时验证NC数据，并且以NC数据通知数据管理器任何在实验上预期的难题等等。

在图18中，确定是否二个相继的详细的线段以相对于Z轴不同的方向移动，具体地说，是否二个相继的详细的线段的移动方向是不同的。当这些移动方向不同的时候，尤其是，当该移动方向从正到负、零到负改变的时候，该详细的线段的一个端点被以颜色D表示为一个实心圆顶点。另一方面，当该方向从负到正、零到正改变的时候，该线段的端点被以颜色E表示为一个空的圆底端点。这个方案能够详细地视觉分析刀具轨迹。

在这个实施例的另一个例子中，再次参考图16，每个详细的线段相对于特定轴的移动方向(负、正或者零)被确定(S23)；用于每个详细的线段的一个端点的显示颜色被按照该详细的线段的移动方向确定(S24)；并且该端点被以如此确定的颜色显示，也就是说，按照相关的详细的线段的移动方向(S25)。

即，如图19所示，分别以确定用于上升、下降和水平指向的颜色表示相应的NC数据点，还可以产生与由图18的方案获得的那些相同的优点。

即，在图19中，相应的点被给出显示参数，该显示参数是按照其相邻的详细的线段的移动方向确定的。具体地说，如从该图显而易见的，当作为特定轴使用该Z轴的时候，一个详细的线段的尾部点以颜色G作为上升点以正或者向上的移动示出；一个以颜色H作为下降点以负或者向下的移动；以及一个以颜色J作为水平点以零或者水平移动。

因此，因为其被以三个不同的颜色显示，当整个地在监示器荧光屏上示出的时候，该结果的显示模式允许目视识别该相应的刀具轨迹的移动方向。应当注意到，使用单独的点表示，无需任何详细的线段也是可允许的。

如上所述，在这个实施例中，一个详细的线段相对于特定轴的移动方向被借助于给予该详细的线段一个端点的显示参数表示，并且观察该刀具轨迹的显示模式允许不同的分析。该分析包括确定NC数据的精确度，当在产品上出现加工缺陷时验证NC数据，并且以NC数据通知数据管理器任何在实验上预期的难题等等。

如上所述，这个实施例，其中详细的线段相对于特定轴的不同的移动方向借助于不同的显示参数表示，作为具有不同的显示参数的区域，能够预先识别上述的刀具轨迹很小的改变，其通常无法从刀具轨迹的正常表示中注意到。

此外，显示一个顶点或者底端点，在其上详细的线段相对于特定轴的移动方向被随同指定的显示参数一起改变，能够预先识别从该改变点延续的隆起线或者底线，该指定的显示参数例如诸如颜色。这可以进一步能够以该隆起线或者底线预先识别上述的很小的机加工误差，该隆起线或者底线通常不能从刀具轨迹的正常表示中容易地了解。

此外，这种显示方式能够选择分析NC数据一个足够量的特定的部分，以便在数据制备或者与一个实际的加工目标相比较确定NC数据的精确度。

在现实中，无效行程和这样的难题很可能在详细的线段的移动方向随象限被改变而被改变的点上产生。这个实施例允许数据准备和加工分析，同时注意上述的关键性点，以及简化识别难题。

图20是一个显示按照这个实施例的刀具轨迹的流程图。

具体地说，NC数据被输入(S1)，并且一个相对于从三个轴中选择出来的特定轴的刀具位置坐标值被提取(S2)。确定是否该提取的坐标值涉及第一组点(S3)。当确定该提取的坐标值确实涉及第一组点的时候，该刀具坐标值被作为用于第一组点的坐标值存储(S4)，并且该过程返回到S1。

然而，当确定该提取的刀具坐标值不涉及第一组点的时候，该值被作为用于第二组点的坐标值存储(S5)。在一个详细的线段被这样通过指定第一组和第二组点的刀具坐标值而指定之后，该详细的线段相对于特定轴的移动方向被确定(S6)。具体地说，在图18中，如上所述，该移动方向被作为或者上升、下降或者水平确定。随后，显示参数被按照其移动方向给予每个详细的线段(S7)，并且以该给予的显示参数显示(S8)。

在这里，虽然在图18中详细的线段的一个顶点或者底端点被作为改变点清楚地表示，在这个发明中改变点的指示并不总是必需的。因此，确定是否改变点指示是必需的(S9)，当发现指示是不必要的时候，该过程跳转到S14。

另一方面，当改变点指示是必需的时候，该过程进入S11，在这里确定是否改变该移动方向。当发现在所有的移动方向无变化的时候，该过程进行到S15，在此第一点被确定为无变化的点，并以普通点的颜色显示该点，然后该过程跳转到S14。

另一方面，当该移动方向被改变的时候，该过程进入S12，在这里第一组点被确定为改变点。然后，确定用于该点的显示颜色，使得顶点以颜色D示出，并且底端点以颜色E示出(参见图18)(S13)。

随后，如上所述确定是否已经查验了所有的相对于特定轴的坐标值(S14)。如果有剩余未查验的NC数据的话，在返回到S1去以下一个详细的线段重复以上所述过程之前，该过程返回到S10去作为第一组点存储该第二组点。当在S14确定没有剩余未查验NC数据的时候，然后该过程结束。

在这里，虽然相应的刀具轨迹以同一方向移动，即，在图18和19中的+X方向，可能有一种情况其中相邻的刀具轨迹可以以彼此相反的方向指向，如图21所示，这样形成往复移动。在这种情况下，假如第一组详细的线段以上升方向移动，第二组详细的线段应该以下降方向移动。因此，该结果的显示包括详细的线段具有交替地共存不同的显示参数。

虽然在图21显示的方式当详细的线段的机加工方向和移动方向保持某些相互关系的时候，允许预先识别刀具轨迹的凹处和凸起，例如，诸如当一个错误仅仅在第一组线段中产生的时候，或者当第一和第二组线段的路径略微地不同的时候，从宏观的角度看，仅仅通过查看如此显示的该刀具轨迹，用户不可能想到在机加工产品上凹处和凸起的情况，因为在该显示中详细的线段以不同的显示参数交替地同时存在。

为了阐明这个问题，在这个实施例中，用于相反的移动方向的显示参数被分别给予以往复移动的第一和第二组详细的线段。这可以改变在图21中的显示为在图18中的显示，其中上升或者下降刀具轨迹被调整为彼此靠近。这有助于数据管理员查看在监示器荧光屏上显示的刀具轨迹，容易地了解相应的详细的线段的移动方向。

在这个实施例中，一个详细的线段相对于特定轴的移动方向被以给予的显示参数显示，并且结果的显示模式可以被清楚地在监示器荧光屏上显示。这使瞬间识别各种各样的NC数据的性质是可能的，尤其是，目视识别一个点是可能的，在其上移动方向被改变并且就此无效行程很可能产生。

这个实施例在可以容易地确定任何机加工缺陷的原因方面也是有益的。

实施例3

在下文中，将参考附图描述第三个优选实施例。

图22是一个示出按照这个第三个实施例用于实践显示方法的显示装置的方框图。XYZ轴数据被全部从一个NC数据输入部分10输入，并且发送给一个轨迹数据提取部分11。在该轨迹数据提取部分11中，仅仅刀具轨迹数据被从该XYZ轴数据中提取，从而消除其他的控制数据。该提取的刀具轨迹数据被提供给一个轨迹数据分析部分12，在这里想要的显示参数被于此告知，这是在这个实施例中的特征。

这个实施例其特征在于：一个相对于从三个轴中选择出来的特定的轴，即Z轴的区域被首先从想要的基准点开始分成适合于每个预先确定的宽度的分解区域，并且每个结果的分解区域被赋予不同的预先确定的显示参数。

在这个方案中，一个刀具轨迹被以通过颜色或者线条类型区别、用于相对于特定轴，或者在这里为Z轴的每个分解的区域的方式显示为等高线。

这使通过监视在监示器荧光屏上显示的模式，能够预先识别相对于特定轴刀具轨迹特殊的性质，并且可以基于以选择的显示参数绘制的刀具轨迹的显示模式施加多种的NC数据分析。该分析可以包括：是否该最初想要的刀具轨迹被正确地体现，以及是否该原始NC数据是准确的，其可以基于是否该显示的模式和一个实际的加工有缺陷的线条彼此重合等等确定。基于实验或者经验，也可以实施用于每个加工类型的模式确认。

对于分配显示参数，图22的装置包括一个轨迹参数设置部分13和一个轨迹参数存储部分14。该轨迹参数设置部分13有选择地设置显示参数，包括显示颜色和/或线条类型，其可以被给予每个分解的区域。基于该显示参数设置，该轨迹参数存储部分14确定和存储一个用于分解特定的轴，一个作为用于分解基准的坐标值，一个用于分解宽度的值，被指定用于相应的分解区域的颜色或者线条类型等等。该指定数据被提供给轨迹数据分析部分12。

如上所述，显示参数被给予相对于该特定轴的每个预先确定的区域，并且该参数数据被与其他轴有关的数据一起提供给一个轨迹显示部分15。基于该数据，具有该显示参数的该刀具轨迹可以被显示在一个三个轴(XYZ)的系统中。应当注意到，对于该显示，该显示模式存储部分16根据想要的视角、放大率等等确定想要的显示模式。

图23大略地示出在这个实施例中通过以上所述的显示装置用于显示刀具轨迹的过程和态势。

NC数据20由图22的显示装置处理。具体地说，一个相对于特定轴的区域被分析(S21)，并且分配一个显示颜色(S22)。基于该分配的颜色，该显示装置23以分配给相应的分解区域的颜色实施显示(S23)。

显示模式24表示刀具轨迹在XZ平面上显示的显示模式。具体地说，从想要的基准点开始，该XZ平面被相对于该Z轴以预先确定的宽度分解，并且相对于X轴从最近到最远的分解区域被称为E、D、C、B、A，每个结果的分解区域被赋予不同的显示参数，在这里其被以不同的线条类型表示。具有在XZ平面上显示的这个显示模式24的刀具轨迹被在三个轴系统中作为显示模式25示出。

观察刀具轨迹的显示模式允许各种型式的分析。该分析依次使确定是否NC数据是正确的，是否NC数据是在产品上任何机加工缺陷线条的原因等等成为可能。任何根据经验已知的有关NC数据的信息可以提供给数据管理器用于该分析。

图24示出另一个以不同的显示参数在三个轴(XYZ)系统中显示的刀具轨迹的例子。  这对应于利用在图23中显示的模式25的刀具轨迹，但是不同之处在于仅仅采用两种颜色A和B。即，在这个实施例中，告知唯一的显示参数给每个分解区域是不需要的，并且如图24所示，仅仅相邻的区被赋予彼此不同的显示参数是相当实用的。二种显示参数的交替使模式在宽广的区域之上起作用。

如上所述，在这个实施例中，从预先确定的基准点开始，一个相对于特定轴的区域被分解为每个预先确定的宽度，并且每个相应的分解区域被以给予的显示参数显示。因此，一个刀具轨迹被以相对于特定轴唯一的显示模式显示。应该理解，观察该显示模式可以能够得到有用的结论。当准备NC数据的时候可以进行这些分析，以便评估例如该NC数据的精确度。此外，作为根据经验已知的，特定的显示模式通常应用于某些类型的机加工，可能使用显示模式作为一个用于仅仅对NC数据充裕量的特定的部分进行选择分析，该NC数据显现与其机加工类型有关。

具体地说，当在复杂形状表面上引起的机加工缺陷线条非常可能是如图25所示的循环线条的时候，进行一个假设该缺陷线条是循环的，该轨迹是基于NC数据机加工的。然后，确定一个线条可归因于的轴，例如Z轴，相对于其产生该缺陷线条。

然后，相对于指定轴(在这里为Z轴)的缺陷线条的一个点被作为基准点a确定，如图25所示，并且获得其Z轴坐标值。然后，一个相对于指定轴的相邻线条的点被作为B点确定，并且获得其Z轴坐标值。此后，获得在该二个Z轴坐标值之间的差值，使得该差值被假定为一个其中使产生该缺陷线条的间距。

相对于该缺陷线条可归因于轴的区域被以对应于这个周期宽度分解，并且不同的显示参数被给予该结果的分解区域。然后，相对于该缺陷线条可归因于轴的该刀具轨迹被按照给予相应的分解区域的该显示参数显示。

因此，当一个实际的机加工缺陷线条与一个分解区域的边缘重合的时候，也就是说不同的颜色，该机加工轨迹是基于该NC数据在机加工期间在产品上产生的，据证明该缺陷线条是循环的而且该缺陷线条可归因于轴是Z轴的假设是正确的。另一方面，当该实际的缺陷线条不与该期望的线条重合的时候，确定该缺陷线条不是循环的。

应当注意到，因为输入点通常是通过机加工目标的实际测量确定的，实际的和显示的缺陷线条可能不能完美地重合。但是，实质上的重合是足够的和可以接受的。

图26是一个用于显示在这个实施例中的刀具轨迹方法的流程图。

在S1，输入一个特定的轴、一个分解宽度以及一个基准点。

在这里，这个实施例对于有关NC数据分析更可取的应用可以包括估计在产品上导致的机加工缺陷线条的原因，其是基于NC数据机加工的。具体地说，当一个非常轻划伤或者类似条状线条被在机加工目标的表面上引起的时候，通常以致难于确定该缺陷线条的原因，并且这样指定是否机加工装置或者NC数据应该对该缺陷线条负责。

当该加工装置是负责任的时候，该机械装置可能或许在进刀轴中具有一个循环缺陷，包括螺旋送料器或者齿轮的精度，推进电动机的转矩脉动，在位置检测器中的不精密等等，其很可能在加工目标的表面上导致一个循环线条。

另一方面，当NC数据是负责任的时候，通常是一种情况，一个不正确的坐标值被指定用于刀具轨迹。上述的不准确度必须被消除。但是，由于难以在上述的大量NC数据之中检测错误的数据，彻底消除通常是不实际的。

如果可以容易地查验对于在加工目标的表面上模糊的擦伤或者类似条纹线条NC数据没有保证，分析充裕量的NC数据是不必要的将是非常有益的，而且从而可以明显地简化涉及的操作。

当该缺陷线条是循环的时候，这个改进是特别有用的，并且这个实施例可以迅速地确定循环缺陷线条与NC数据相互关联的程度。

基于一个实际的机加工轨迹，一个线条可归因于轴可以被作为特定轴指定。一旦一个线条可归因于轴被指定，基于呈现循环的机加工缺陷线条，可以确定线条沿着该特定轴的方向循环，使得该确定的线条周期被用作一个分解宽度。

即，特定的轴，分解宽度以及基准点被在图26中的S1输入，其可以是或者任何期望的值或者是基于一个实际的机加工缺陷线条特定的值。

在这个实施例中，基于一个在机器加工面上产生的缺陷线条，一个基准点被确定，并且一个线条周期由产生、转换的实际的循环线条的周期确定，以便沿着该特定轴表示。

虽然基本上取决于该操作者的经验，从该三个轴之中选择该线条可归因于轴，基于一个实际的机加工缺陷线条确定该线条可归因于轴，并且在这个实施例中作为特定轴设置是有益的。

再次返回到图26，随后，NC数据被以块为单位读出，因为NC数据通常由块构成(S2)。然后，确定是否该读取的NC数据块是一个结束码(S3)。当这样确定的时候，然后作为没有了剩余NC数据，该过程结束。

另一方面，当读取的数据块不是一个结束码的时候，该过程进入S4，用于从相应的数据块中提取轨迹数据，即，坐标值，该数据块中除了轨迹数据以外可能另外包括控制数据。当该NC数据除了轨迹数据以外仅包括控制数据的时候，该过程从S10返回到S2。

此后，从在S4提取的轨迹数据中仅提取一个相对于特定轴的坐标值作为坐标值H(S5)。然后，获得一个在该提取的坐标值H和基准点(k)之间的差值(h1)。这个过程被应用于所有的该提取的值H。

然后，该差值(h1)除以一个分解宽度B以获得一个该结果(S7)的整数部分(S)，并且预先确定的显示参数，即，显示颜色是从按照该获得的整数部分(S8)的对应列表中获得的。其后，该获得的颜色被绘制在每一点上，从而显示该数据块读进该显示装置(S9)。

以上所述的连续过程被重复直到达到一个结束数据块为止，经由此可以绘制如图24所示的刀具轨迹。应当注意到，在S9绘制颜色是在三个轴系统中施行的，该三个轴系统包括赋予预先确定的显示参数的特定的轴和其余的二个轴。

如上所述，刀具轨迹被以给予的显示参数显示，并且观察该结果的显示模式允许分析NC数据。

以及如上所述，当基于预先确定的显示参数，该显示的模式与一个在机加工目标上产生的实际的机加工缺陷线条重合的时候，可以推断出该机加工缺陷线条是循环的，其导致估计NC数据是正确的，并且该机加工装置应该对于该缺陷线条负责。因此，因为估算大量的NC数据是不必要的，可以有利地以减少量的时间确定该缺陷线条的原因。

应当注意到，在这个实施例中尽管基于实际测量确定该基准点和该分解宽度，随机值可以被用于试误法尝试，或者可以使用根据经验的已知值。

在这个实施例中，一个相对于特定轴的刀具轨迹被显示为等高线，并且作为结果的显示模式可以被清楚地在监示器荧光屏上显示。上述的显示模式允许瞬间识别NC数据的特征，此外，如果任何一种机加工缺陷线条被产生，允许容易地确定至于是否该NC数据或者该机械装置是该缺陷线条的原因。

此外，在这个实施例中，确定是否即使循环的加工缺陷线条导致机加工一个复杂形状是可能的。如果推断出机械装置而不是NC数据是负责任的，可以消除验证NC数据的需要，这是有益的。以上述的结论，因为仅该机械装置需要被检查，缺陷线条的原因可以被更迅速地检测。

应当注意到，在上述涉及到包括三个(XYZ)轴和二个其他旋转(AB)轴的五个轴系统，本发明可以类似地应用于使用其他轴的系统，诸如U、V、W轴和C轴。在这样一个应用中，在五个轴系统的情况下，考虑到在旋转中心和该刀具末端之间的距离，一个三个(XYZ)轴的详细的线段被计算。

虽然本发明利用示范的实施例被描述，其不限制于此。

Claims (13)

1.一种方法，其用于显示通过NC数据划定的刀具轨迹，以便借助于XYZ轴向进刀加工一个机加工目标，包括步骤：

分配给NC数据一个对应于该NC数据的显示参数，和

在一个显示状态根据该分配的显示参数显示一个刀具轨迹。

2.一种用于显示通过NC数据划定的刀具轨迹的方法，该NC数据以详细的间距排成一行的一组点的形式，划定用于机加工具有预定形状表面的该刀具轨迹，包括步骤：

在从该组点中选择出来的两个或更多NC数据点的每一个上计算该刀具轨迹的曲率半径；和

根据按照该曲率半径数值确定的显示参数，显示该NC数据点或者以其他的点的其演替。

3.根据权利要求2的方法，其中该显示参数是根据该曲率半径的数值预先确定的显示颜色。

4.根据权利要求2的方法，其中该显示参数是根据该曲率半径的数值确定的放射式的线段。

5.根据权利要求2的方法，其中该显示参数是根据该曲率半径的数值的圆形表示法。

6.根据权利要求2的方法，其中该显示参数是一个按照该曲率半径的数值分配给每个NC数据点的数值。

7.根据权利要求2的方法，其中该显示参数是根据该曲率半径的数值的图形表示。

8.一种方法，其用于以详细的线段或者该详细的线段许多端点的形式显示通过NC数据划定的刀具轨迹，以便沿着三个(XYZ)轴的详细的线段加工一个机加工目标，在包括三个(XYZ)轴和二个其他的旋转(AB)轴的五个轴系统的情况下，所述线段是考虑在旋转中心和该刀具的末端之间的距离而计算，该方法包括：

确定是否每个详细的线段相对于特定轴的移动方向是正、负或者零；和

根据按照移动方向确定的显示参数，显示该详细的线段或者该详细的线段的一个端点。

9.一种方法，用于以详细的线段或者该详细的线段许多端点的形式显示通过NC数据划定的刀具轨迹，以便通过利用一个在三个轴(XYZ)系统中划定的详细的线段加工一个机加工目标，包括步骤：

确定是否每个详细的线段相对于特定轴的移动方向是正、负或者零；和

当二个相继的详细的线段的移动方向是不同的时候，显示一个该二个详细的线段被连接在其上的点，以一个高亮的标记作为改变点。

10.一种方法，用于显示通过NC数据划定的刀具轨迹，以便借助于三个轴(XYZ)进刀加工一个机加工目标，包括步骤：

从一个预先确定的基准点开始，按照从三个轴中选择出来的特定轴方向分解一个区域为以每个预先确定的分解宽度的分解区域；

分配一个预先确定的显示参数给每个分解的区域；和

按照分配给每个分解区域的显示参数，显示相对于在三个轴(XYZ)系统中特定轴的该刀具轨迹。

11.根据权利要求10的方法，其中该分解区域被分配显示参数，使得至少相邻的分解区域的显示参数是不同的。

12.一种NC数据分析方法，用于参考通过NC数据划定的刀具轨迹确定是否用于借助于三个轴(XYZ)进刀加工一个机加工目标的NC数据是准确的，该方法包括步骤：

从一个预先确定的基准点开始，按照从三个轴中选择出来的特定轴方向分解一个区域为以每个预先确定的分解宽度的分解区域；

分配一个预先确定的显示参数给每个分解的区域；

按照分配给每个分解区域的显示参数，显示相对于在三个轴(XYZ)系统中特定轴的该刀具轨迹；和

当在该机加工目标上的机加工缺陷线条与以赋予的显示参数显示的该刀具轨迹的显示模式重合的时候，估算该NC数据是准确的，而且机械装置是有缺陷的。

13.一种NC数据分析方法，用于参考通过NC数据划定的刀具轨迹确定是否NC数据是准确的，该NC数据用于借助于三个轴(XYZ)进刀加工一个机加工目标，该方法包括步骤：

根据在机加工目标上的机加工缺陷线条确定一个线条可归因于的轴；

相对于作为基准点的该确定的线条可归因于轴确定一个缺陷线条；

当假定在该机加工缺陷线条和其相邻的机加工缺陷线条之间的差值作为一个线条周期时，相对于该确定的线条可归因于轴以对应于该线条周期的每个宽度分解一个区域；和

按照被赋予该相应的分解区域预先确定的显示参数，显示该刀具轨迹；和

当在该机加工目标上的机加工缺陷线条与以赋予的显示参数显示的该刀具轨迹的显示模式重合的时候，估算该NC数据是准确的，而且机械装置是有缺陷的。

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