CN205540212U - 具备与机床的驱动轴有关的数据取得功能的波形显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具备与机床的驱动轴有关的数据取得功能的波形显示装置，波形显示装置具有如下功能：能够针对1次的数据取得设定多个数据取得条件，由此能够只取得需要的数据。在波形显示装置中，数据取得条件设定部进行数据取得开始/结束触发、数据采集周期、取得数据种类的选择。在需要通过多个不同条件来取得数据时，设定多个数据取得条件，并设定各个不同的数据取得条件名称。多个数据取得条件设定部当在1次数据取得中设定多个数据取得条件时，能够在多个数据取得条件设定的画面设定需要的数据取得条件。关于多个数据取得条件设定部的数据取得条件设定，输入通过数据取得条件设定部设定的数据取得条件设定名称。

Description

具备与机床的驱动轴有关的数据取得功能的波形显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种与机床的数值控制装置相连接来取得与驱动轴有关的各种数据(位置、速度、扭矩等)，并能够对该数据进行波形显示的波形显示装置。

背景技术

对于机床的用户来说，非常重要的是制造成本、成品的品质、生产设备的寿命。因此，有时机床的用户会进行以下的操作。首先，以缩短周期时间、提高加工面质量、通过轴的加减速来减少对机床的冲击为目的，变更现有的加工程序或各种参数。然后，将变更前后取得的数据的波形进行比较来判断是否为目的状态。如果未成为目的状态则再次进行加工程序或参数的变更。重复该操作来接近目的状态。

在此，加工程序的周期时间影响成品的成本，加工面质量影响通过机床加工的成品的品质，对机床的冲击影响机床的寿命。特别是对于大量生产的成品，有时小的差异会造成制造成本、对生产设备的损伤有很多的不同，因此加工程序或各种参数的调整是应该充分进行研究的操作。

在该重要的操作中使用波形显示装置。通过比较调整前后的数据，能够作为调整后状态的评价和改善的线索。在日本专利第5302371号公报中公开了具备机床的物理数据的显示功能的数值控制装置。另外，在日本专利第5416238号公告中公开了具备数据管理功能的波形显示装置。

一般来说，在取得需要数据时，首先进行要取得的数据种类(位置、速度、扭矩等)的选择、数据采样周期的设定、数据取得开始/完成触发的设定等数据取得条件设定。在此之后，执行加工程序来取得目的数据。

在此，考虑通过具有5个工序的以下加工程序A取得数据来进行波形显示的情况。(参考图12)

工序1：切片加工1

工序2：钻孔加工

工序3：刚性攻丝(螺纹切削)加工

工序4：立铣刀加工

工序5：切片加工2

此时，使各个工序中需要的条件如下那样。

在工序1中需要的数据为X、Y轴的速度和主轴扭矩，采样周期为10msec数据取得开始触发为N编号100、数据取得结束触发为N编号200

在工序2中需要的数据为Z轴的速度和主轴扭矩，采样周期为5msec数据取得开始触发为N编号300、数据取得结束触发为N编号400

在工序3中需要的数据为Z轴的速度和主轴扭矩、主轴位置，采样周期为1msec数据取得开始触发为N编号500、数据取得结束触发为N编号600

在工序4中需要的数据为B轴(附加轴)的速度和加加速度，采样周期为2msec数据取得开始触发为N编号700、数据取得结束触发为N编号800

在工序5中需要的数据为X、Y轴的速度和主轴扭矩，采样周期为10msec数据取得开始触发为N编号900、数据取得结束触发为N编号1000

N编号是加工程序中记述的序列号(参考图12)。

此时，对于数据取得方法目前考虑以下2个方法。

<数据取得方法1>

第一方法将需要的全部数据种类设定为取得对象，通过最短的采样周期的设定取得数据。在上述的例子中，需要将取得的数据种类设为X、Y轴的速度、Z轴的位置和速度、B轴的速度和加加速度、主轴扭矩、主轴位置，将采样周期设为1msec，将数据取得开始触发设为N编号100，将数据取得结束触发设为N编号1000。

<数据取得方法2>

第二方法准备上述5种数据取得条件，在各个工序的开始时暂时停止加工程序。然后，变更为与各工序对应的数据取得条件来开始取得数据。在此之后重新开始加工程序。

在数据取得方法1中具有无用的信息多，取得的数据量大，提取想要进行比较的相应部分的数据要花费时间等缺点。具体来说，虽然在工序1中不需要B轴的数据等，但仍将其取得。

另外，采样周期为10msec是足够的，但是由于设为1msec会使数据量大于需要。并且，在工序2中在钻孔部分只对Z轴位置和主轴扭矩的数据进行评价。此时，从全部数据中仅抽取执行工序2的过程中的数据，并在此之后需要删除不需要的X、Y、B轴等的数据。这是因为为了正确且尽早地进行数据的评价，不需要的数据会成为干扰。

为了避免数据取得方法1中的上述缺点，考虑数据取得方法2，但是因为进行加工程序的暂时停止和数据取得条件的变更，所以取得数据的作业时间增加。

在日本专利第5302371号公报、日本专利第5416238号公告中，没有公开对于1次的数据取得设定多个数据取得条件，并能够取得数据。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种波形显示装置，其具有对于1次的数据取得能够设定多个数据取得条件，并能够只取得需要的数据的功能。

本实用新型的波形显示装置与控制机床的驱动轴的数值控制装置相连接，具有取得所述驱动轴的物理量数据，并对所述物理量数据进行波形显示的功能，该波形显示装置具备：物理量数据取得单元，其从所述数值控制装置取得所述驱动轴的物理量数据；物理量数据取得条件设定单元，为了从所述物理量数据取得单元取得的物理量数据中抽取数据，所述物理量数据取得条件设定单元能够设定多个取得条件，所述取得条件至少包括物理量数据的种类、物理量数据的取得开始以及物理量数据的取得结束条件、取得物理量数据的采样周期；物理量数据抽取单元，其从所述物理量数据取得单元取得的所述驱动轴的物理量数据中抽取满足所述物理量数据取得条件设定单元设定的条件的物理量数据；存储单元，其存储所述物理量数据抽取单元抽取的物理量数据；显示单元，其对所述物理量数据抽取单元抽取的物理量数据进行波形显示。根据本实用新型，能够提供一种波形显示装置，其具有对于1次的数据取得能够设定多个数据取得条件，并能够只取得需要的数据的功能。

在此，“物理量数据取得条件设定单元，为了从所述物理量数据取得单元取得的物理量数据中抽取数据，所述物理量数据取得条件设定单元能够设定多个物理量数据的种类、物理量数据的取得开始以及物理量数据的取得结束条件、取得物理量数据的采样周期”与数据取得条件设定部39、多个数据取得条件设定部40对应。

“物理量数据抽取单元，其从所述物理量数据取得单元取得的所述驱动轴的物理量数据中抽取满足所述物理量数据取得条件设定单元设定的条件的物理量数据”与管理数据选择部34对应。

“存储单元，其存储所述物理量数据抽取单元抽取的物理量数据”与数据存储部37对应。

“显示单元，其对所述物理量数据抽取单元抽取的物理量数据进行波形显示”与显示部36对应。

所述物理量数据抽取单元可以根据所述物理量数据取得条件设定单元设定的多个条件中的一个以上的条件来并行地取得物理量数据。此时，特征在于，如图4所示，如n为1和2的情况那样并行地取得数据。

附图说明

通过参照附图对以下的实施例进行说明，本实用新型的上述以及其它的目的以及特征会变得更清楚。在这些图中：

图1是表示与机床的数值控制装置相连接来取得与驱动轴相关的各种数据(位置、速度、扭矩等)，并能够对该数据进行波形显示的波形显示装置的框图。

图2是表示数据取得条件设定画面的例子的图。

图3是表示多个数据取得条件设定画面的例子的图。

图4表示数据取得的流程图。

图5表示图4中的“数据取得n的处理”的流程图，其中，n＝1、2、3……。

图6是表示数据取得条件设定画面的设定例1的图。

图7是表示数据取得条件设定画面的设定例2的图。

图8是表示数据取得条件设定画面的设定例3的图。

图9是表示数据取得条件设定画面的设定例4的图。

图10是表示数据取得条件设定画面的设定例5的图。

图11是表示多个数据取得条件设定画面的设定例的图。

图12是表示加工程序A和各数据取得条件的触发位置的图。

图13表示在通过加工程序A进行数据取得时的流程图。

具体实施方式

以下通过附图来说明本实用新型的实施方式。

图1是表示与机床的数值控制装置相连接来取得与驱动轴有关的各种数据(位置、速度、扭矩等)，并能够对该数据进行波形显示的波形显示装置的框图。具备在机构部中具有伺服电动机的驱动轴21、22、23的机床20并不限于3个驱动轴，可以具备需要数量的驱动轴。数值控制装置10按照加工程序来控制机床20中具备的驱动轴21、22、23等的各驱动轴，控制工具与加工物之间相对的位置和姿态，进行工件的加工。另外，数值控制装置10具有如下功能：取得从各驱动轴所具备的未图示的位置检测器反馈的位置数据，根据该位置数据生成速度数据、加速度数据。

所述位置数据、所述速度数据以及所述加速度数据为驱动轴数据，表示驱动轴的动作。另外，把数值控制装置10生成的向机床20的各驱动轴21、22、23指令的位置、速度、加速度等指令数据也作为表示驱动轴动作的驱动轴数据来处理。另外，作为表示驱动轴状态的数据，具有从驱动轴21、22、23反馈的温度、电流、电压等数据，从数值控制装置10的数值控制部(NC)11向驱动轴21、22、23指令的电流指令、电压指令，并且还具有来自对机床20进行指令的PLC(可编程序逻辑控制器)12的指令数据。此外，将从驱动轴21、22、23反馈的温度、电流、电压等数据、从数值控制装置10的数值控制部(NC)11向驱动轴21、22、23指令的电流指令、电压指令统称为驱动轴的物理量数据。

数值控制装置10具备设定并变更用于控制机床20的各种参数的功能。上述的数值控制装置10的结构为已知的结构。在本实用新型的实施方式中，从数值控制装置10将加工程序的N编号和驱动轴的物理量数据一起发送给波形显示装置30。

波形显示装置30例如是个人计算机那样的具备运算单元、显示单元、通信单元以及存储单元的装置，波形显示装置30具备：驱动轴数据取得部31，其取得数值控制装置10从机床20取得或计算出的驱动轴数据；参数取得部32，其取得在数值控制装置10中设定的各种参数的数据；定时器38，其生成时刻数据。显示单元可使用触摸板式的显示装置。

取得数据管理部33将通过驱动轴数据取得部31和参数取得部32从数值控制装置10实时取得的各数据与定时器38生成的时刻数据关联起来进行管理。通过管理数据选择部34可任意地选择由取得数据管理部33管理的驱动轴数据和参数，将选择的数据经由管理数据输出部35输出到显示部36和数据存储部37。

下面对管理数据选择部34的驱动轴数据和参数的选择方法进行说明。管理数据选择部34选择通过数据取得条件设定部39或多个数据取得条件设定部40设定的驱动轴数据和参数，并将选择的驱动轴数据和参数输出到管理数据输出部35。按照在数据取得条件设定部39或者多个数据取得条件设定部40中预先设定的设定条件，通过未图示的菜单画面等手段进行管理数据选择部34中的驱动轴数据和参数的选择。

为了进行数据取得开始/结束触发、数据的采集周期、要取得的数据种类的选择，数据取得条件设定部39例如能够从图2所示的数据取得条件设定50的画面设定上述内容。在需要通过多个不同条件来进行数据取得时，设定多个需要的数据取得条件，并设定各个不同的数据取得条件名称。

当在1次的数据取得中设定多个数据取得条件时，多个数据取得条件设定部40例如能够在图3所示的多个数据取得条件设定60的画面中设定所需要的数据取得条件。关于由多个数据取得条件设定部40进行的数据取得条件设定，输入通过数据取得条件设定部39设定的数据取得条件设定名称。

图2、图3所示的设定用画面可使用波形显示装置30的显示画面进行显示。可以将设定的内容存储在波形显示装置30的数据存储部37中，也可以存储在数据取得条件设定部39、多个数据取得条件设定部40所具备的存储部中。

图2是表示数据取得条件设定画面的例子的图。从未图示的菜单画面选择数据取得条件设定50的画面显示，并在波形显示装置30的显示画面中显示。在数据取得条件设定50的初始画面中没有显示勾选栏、输入栏、取得数据55的一览。

在数据取得条件设定50的画面中，显示数据取得条件名称51、数据取得开始触发52、数据取得结束触发53、采样周期54、取得数据55、用于指示取得数据的追加的取得数据追加按钮56、用于指示取得数据的删除的取得数据删除按钮57、用于指示取得数据的编辑的取得数据编辑按钮58、以及用于指示设定的数据的登录的取得数据登录按钮59。

作为数据取得条件名称51在51a的输入栏输入名称。作为数据取得开始触发52，在为PLC信号时在52a的复选栏进行勾选，并且在52b的输入栏输入信号。在将加工程序的N编号作为数据取得开始触发52时，在52c的复选栏中进行勾选，并且在52d的输入栏输入序列号。数据取得结束触发53也与数据取得开始触发52相同，在为PLC信号时在复选栏53a、输入栏53b中进行勾选以及输入信号，或者在为加工程序的N编号时在复选栏53c、输入栏53d中进行勾选以及输入N编号。关于采样周期54，在输入栏53a中输入采样周期的数值。

为了选择作为在输入栏51a中输入的条件名称而取得的取得数据，使用取得数据的追加按钮56来显示取得数据55的表，其中，上述条件名称是作为数据取得条件名称51在输入栏51a中输入的条件名称。然后，输入或选择轴的种类和数据的种类。使用取得数据的删除按钮57可删除已选择的要取得的轴和数据种类。另外，使用取得数据的编辑按钮58可编辑已选择的要取得的轴和数据种类。此外，编辑是指变更数据的种类或者变更轴的种类。

如果输入作业结束，则使用取得数据登录按钮59来将在数据取得条件设定50的画面中输入的数据存储到数据取得条件设定部39的未图示的存储部或数据存储部37中。当进行了登录时，将数据取得条件设定50的画面返回到初始状态。在此，使用新的数据取得条件名称51可输入数据取得开始触发52、数据取得结束触发53、采样周期54、取得数据55的数据。

图3是表示多个数据取得条件设定60的画面的例子的图。可从在图2的数据取得条件设定50的画面中输入的多个数据取得条件设定的数据中，选择使用的数据取得条件设定的数据。

从未图示的菜单画面中选择显示多个数据取得条件设定60的画面，在波形显示装置30的显示画面上进行显示。在该画面的初始状态中，没有显示使用的数据取得条件和输出文件名称61的表，或者即使显示表也为空白状态。

取得数据的追加按钮62在追加数据取得条件名称和输出文件名称时使用。

在多个数据取得条件设定60的画面中，也一并显示进行取得数据的删除的取得数据删除按钮63、取得数据编辑按钮64、数据取得有效按钮65。在进行取得数据的删除时，使用取得数据删除按钮63。在进行取得数据的编辑时使用取得数据编辑按钮64。当使用的数据取得条件和输出文件名的输入结束时，按动数据取得有效按钮65来存储到多个数据取得条件设定部40的未图示存储部或数据存储部37中。

接着，使用图4、图5说明通过图1～图3所示的本实用新型实施方式的波形显示装置取得驱动轴的物理量数据。图4表示数据取得的流程图。并且，图5表示图4内的“数据取得n”的流程图。

图4内的“数据取得n”(n＝1、2、3…)与通过数据取得条件设定所设定的内容对应。n与通过多个数据取得条件设定所设定的数据取得条件的数量相同。

对数据取得的流程进行说明。为了取得数据，首先使数据取得有效。

为了使数据取得有效，例如在图3的多个数据取得条件设定画面中设置数据取得有效按钮65，并按动该按钮。由此对各数据取得条件的数据开始触发是否开启(ON)进行监视。如所设定的各数据取得条件设定那样进行数据取得，当数据取得全部完成，或者从数值控制装置或波形显示装置的操作盘进行了用于使数据取得无效的输入操作时成为数据取得无效，数据取得完成。

以下，根据步骤说明图4所示的处理。对应于图1的管理数据选择部34的处理。

·“步骤sa01”使数据取得有效

·“步骤sa02”执行数据取得1～n的处理(n＝1、2、3…)。

·“步骤sa03”判断全部的数据取得是否已结束，在全部的数据取得已结束时移动到步骤sa04。或者，判断是否进行了数据测定无效的操作，在进行了数据测定无效的操作时，转移到步骤sa04。在此之外的情况下，等待步骤sa02的处理结束。

·“步骤sa04”使数据取得无效，并结束处理。

以下，按照步骤说明图5所示的处理。对应于图4的步骤sa02的处理。其中，n＝1、2、3…。该n是与数据取得条件名称对应的数值。

·“步骤sb01”判断数据取得n的开始触发是否开启，在开启时(是)转移到步骤sb02，在未开始时(否)等待变为开启。

·“步骤sb02”执行数据取得n。

·“步骤sb03”判断数据取得n的结束触发是否开启，在开启时(是)结束处理，在未开启时(否)转移到步骤sb04。

·“步骤sb04”等待数据取得n的采样周期的时间量，并返回到步骤sb02。

为了确认取得的数据，将取得的数据存储到数值控制装置10的数据存储部(未图示)或波形显示装置30的数据存储部37(参考图1)。存储的数据可以通过波形显示装置30的显示部36进行波形显示。针对每个数据取得条件输出数据的取得结果。可以预先通过图3的多个数据取得条件设定画面指定输出文件名称。

对数据的再次取得进行说明。能够将图2的“(1)数据取得条件设定”以及图3的“(2)多个数据取得条件设定”存储在波形显示装置30的数据存储部37中。因此在进行了参数变更或加工程序的变更后，当再次以相同的条件进行数据取得时不需要“(1)数据取得条件设定”以及“(2)多个数据取得条件设定”的作业。通过“(3)数据取得”的作业能够取得数据。

在此，以加工程序A以及需要的设定为例说明本实用新型的实施方式。首先，通过数据取得条件设定画面进行5个不同的设定(参考图6～图10)。将各自的设定条件名称设定为P1、P2、P3、P4、P5。图6～图10是与图2对应的设定画面的例子。

然后，在多个数据取得条件设定画面中设定所设定的5个数据取得条件设定(参考图11)。设定数据取得设定条件名称和输出取得的数据时的文件名称。

当设定完成时按动数据取得有效按钮65。然后执行上述加工程序A。根据在各个数据取得条件设定的数据开始/结束触发条件来进行数据的取得(图12、图13)。按照加工程序的执行，如图6～图10所示那样按照设定条件来进行数据取得的取得开始和取得结束。图13取得通过设定条件P1～P5设定的数据。在全部的数据取得条件的测定完成时数据取得变为无效。在数据取得完成后通过在多个数据取得条件设定画面设定的文件名称来生成5个文件。根据各个文件数据，在显示部36显示波形。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式的例子，通过施加适当的变更能够以其他的方式进行实施。例如，在图2中将触发的种类设为PLC信号或N编号，但也可以增加在按动了波形显示装置30的显示部36中显示的按钮时等的种类。

另外，关于通过多个数据取得条件取得数据，可以同时取得多个数据，也可以不通过多个数据取得条件同时取得数据，而是例如在开始取得第二个数据时以结束第一个数据取得(视为满足了数据取得完成条件)等始终仅以一个条件取得数据。

因为每个时间能够取得的数据具有上限，所以在同时取得多个数据时可能需要对取得的数据数量或采样周期设置限制。但是，当想要在相同的时间按不同的轴来取得目的不同的数据时，同时取得多个数据是有用的。

通过本实用新型，可以避免取得不需要的数据，因此不需要用于数据评价的抽取作业。由此，能够准确并尽早地进行数据评价、可以缩短数据取得时的作业时间、可以减小取得的数据的数据大小。

虽然与以往相比数据取得条件的设定变多，但通过进行一次设定能够任意次地取得相同的数据。一般为了进行加工程序或参数的调整任意次地取得数据，所以能够缩短整个调整作业的作业时间。

根据本实用新型，能够提供一种波形显示装置，其具有如下功能：能够针对1次的数据取得设定多个数据取得条件，由此能够不进行繁琐的作业地只取得所需要的数据。

Claims (2)

1.一种波形显示装置，其与控制机床的驱动轴的数值控制装置相连接，具有取得所述驱动轴的物理量数据，并对所述物理量数据进行波形显示的功能，其特征在于，具备：

物理量数据取得单元，其从所述数值控制装置取得所述驱动轴的物理量数据；

物理量数据取得条件设定单元，为了从所述物理量数据取得单元取得的物理量数据中抽取数据，所述物理量数据取得条件设定单元能够设定多个取得条件，所述取得条件至少包括物理量数据的种类、物理量数据的取得开始以及物理量数据的取得结束条件、取得物理量数据的采样周期；

物理量数据抽取单元，其从所述物理量数据取得单元取得的所述驱动轴的物理量数据中抽取满足所述物理量数据取得条件设定单元设定的条件的物理量数据；

存储单元，其存储所述物理量数据抽取单元抽取的物理量数据；

显示单元，其对所述物理量数据抽取单元抽取的物理量数据进行波形显示。

2.根据权利要求1所述的波形显示装置，其特征在于，

所述物理量数据抽取单元根据所述物理量数据取得条件设定单元设定的多个条件中的一个以上的条件来并行地取得物理量数据。