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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung mit einer Funktion zum Anzeigen von physikalischen Daten einer Werkzeugmaschine, wie einer Geschwindigkeit einer Antriebsachse und eines repräsentativen Punkts eines Werkzeugs mit Bezug auf die Bewegungsdistanz der Antriebsachse und des Werkzeugs.
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2. Beschreibung des relevanten Stands der Technik
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In einer Werkzeugmaschine kann das gleiche Verarbeitungsprogramm auf der Grundlage verschiedener Verarbeitungsbedingungen ausgeführt werden, wie einer Verarbeitungsgeschwindigkeit. Ist es erforderlich, die Werkzeugmaschine in einem solchen Fall einzustellen, dann ist es wichtig, Daten nach der Einstellung mit vergangenen Daten vor der Einstellung zu vergleichen. Deshalb wurde eine Signalverlaufanzeigevorrichtung vorgeschlagen, wobei Sätze von zeitseriellen Daten, wie eine Geschwindigkeit einer Antriebsachse oder eines Werkzeugspitzenpunkts, die aus einer numerischen Steuervorrichtung gewonnen sind, einander überlagert und angezeigt werden. Zum Beispiel offenbart die
JP 2003-075 472 A eine Technik zum Anzeigen von zwei Servo-Signalverläufen auf der Grundlage von Servo-Information aus einer Steuervorrichtung, wobei die zwei Signalverläufe einander innerhalb eines einzelnen Anzeigerahmens überlagert sind.
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Des Weiteren offenbart die
JP 2004-216 715 A eine Technik zum Anzeigen eines dreidimensionalen Graphen von geänderten Zyklusmustern auf einer Monitorvorrichtung einer Einspritzungsmaschine, wobei eine erste, zweite und dritte Achse jeweils die Zeit, eine Variable wie Einspritzdruck, und einen Formgebungszyklus darstellen.
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Wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit geändert, dann wird demgemäß ebenso die Verarbeitungszeit geändert, selbst wenn die Form einer Sollbahnkurve nicht geändert wird. Deshalb, in Relation zu einer Vielzahl von verschiedenen Verarbeitungsbedingungen, wenn physikalische Information, wie die Geschwindigkeit des Werkzeugspitzenpunkts, mit zeitseriellen Daten verglichen werden, ist es schwierig, die Daten bei der gleichen Verarbeitungsposition zu vergleichen. Zum Beispiel, obwohl die
JP 2003-075 472 A das Überlagern von zeitachsenbasierten Daten offenbart, offenbart sie nicht das Überlagern von bewegungsdistanzbasierten Daten, das nicht von der Zeitachse abhängt. Demgegenüber beabsichtigt die Erfindung der
JP 2004-216 715 A ein Überlagern des geänderten Musters von jedem Zyklus, während der Formgebungszyklus auf der dritten Achse dargestellt wird, es werden jedoch die zeitseriellen Daten verglichen, während die Zeit auf der horizontalen Achse dargestellt wird, und somit werden die Daten nicht mit Bezug auf die Bewegungsdistanz verglichen.
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Der nächstkommende Stand der Technik aus
DE 695 03 810 T2 kann ausgelegt werden als Offenbarung einer Überwachungsvorrichtung in Kombination mit einer elektrischen Entladungsmaschine, wobei die Überwachungsvorrichtung umfasst: ein Speichermittel, das dazu bestimmt ist, zu jeder von gegebenen Zeiten eine Überwachungsmessung von Arbeitsdaten, die bezeichnend für einen gegenwärtigen Zustand einer elektrischen Entladungsbearbeitung sind, zu speichern, ein Anzeigemittel, das dazu bestimmt ist, den gegenwärtigen Zustand der elektrischen Entladungsbearbeitung mittels einer Überwachungsmessung, die aus dem Speichermittel abgerufen ist, anzuzeigen, und ein Umsetzmittel, das dazu bestimmt ist, Überwachungsmessungen in visuelle Darstellungen zur Anzeige auf dem Bildschirm des Anzeigemittels umzusetzen, wobei das Anzeigemittel betreibbar ist, visuelle Darstellungen verschiedener Arten der Überwachungsmessungen anzuzeigen, wobei die Überwachungsvorrichtung dazu bestimmt ist, die folgenden Anzeigen von visuellen Darstellungen der Überwachungsmessung bereitzustellen: (a) Überwachungsmessungen von Arbeitsdaten bei deren entsprechenden Orten auf einem Bearbeitungsweg, wobei die Anzeige eine dreidimensionale Darstellung bereitstellt, (b) Überwachungsmessungen verschiedener Arten in einem Bearbeitungsprozess, wodurch die Beziehung zwischen den verschiedenen Arten von Arbeitsdaten in dem Bearbeitungsprozess sichtbar gemacht wird, und (c) Überwachungsmessungen von Arbeitsdaten bei verschiedenen Formen eines Bearbeitungswegs, wenn ein Bearbeitungsprozess fortschreitet, wodurch die Änderung von Arbeitsdaten bei den verschiedenen Formen sichtbar gemacht wird.
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Die Druckschrift
EP 1 299 782 B1 kann ausgelegt werden als Offenbarung eines Verfahrens zur Realisierung eines Einklemmschutzes, bei dem die Überschusskraft als Differenz zwischen der Antriebskraft und der Reibkraft mit einem Auslöseschwellwert verglichen wird. Hierzu wird der vom Betätigungsweg der elektrischen Antriebseinheit abhängige Verlauf der Reibkraft des aktuellen Betätigungsvorgangs mit dem Verlauf der Reibkraft mindestens eines zurückliegenden Betätigungsvorgangs verglichen und der Auslöseschwellwert in Abhängigkeit der Übereinstimmung der Verläufe der Reibkraft verändert.
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Kurzfassung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in einem Bereitstellen einer numerischen Steuervorrichtung mit einer Anzeigefunktion zum Vergleichen von physikalischen Informationsdaten einer Werkzeugmaschine mit Bezug auf eine Bewegungsdistanz, selbst wenn eine Verarbeitungsbedingung verändert wird, wie eine Verarbeitungsgeschwindigkeit.
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Die Aufgabe wird durch eine numerische Steuervorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
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Dabei vergrößert oder verkleinert der Bewegungsdistanz-Berechnungsabschnitt die Bewegungsdistanz der bewegungsdistanzbasierten Daten entsprechend einer Bewegungsdistanz von referenzbewegungsdistanzbasierten Daten, und zeigt der Anzeigeabschnitt die bewegungsdistanzbasierten Daten auf der Grundlage der vergrößerten oder verkleinerten Bewegungsdistanz an.
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In diesem Fall kann der Bewegungsdistanz-Berechnungsabschnitt eine Bewegungsdistanz des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in einer Referenzverarbeitungsbedingung in eine Vielzahl von Segmenten unterteilen, und kann die Bewegungsdistanz eines entsprechenden Segments in einer Verarbeitungsbedingung, die von der Referenzverarbeitungsbedingung verschieden ist, entsprechend der Bewegungsdistanz der Vielzahl von Segmenten vergrößern oder verkleinern, und kann der Anzeigeabschnitt die bewegungsdistanzbasierten Daten auf der Grundlage der vergrößerten oder verkleinerten Bewegungsdistanz anzeigen.
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Des Weiteren kann der Bewegungsdistanz-Berechnungsabschnitt die Bewegungsdistanz des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in der Referenzverarbeitungsbedingung vorzugsweise in eine Vielzahl von Segmenten unterteilen, bei einem Punkt, der einem Startpunkt von jedem Block einer Vielzahl von Programmblöcken entspricht, die in einem Verarbeitungsprogramm beinhaltet sind.
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Andernfalls kann vorzugsweise der Bewegungsdistanz-Berechnungsabschnitt eine Krümmung der Bahnkurve der Antriebsachse und des repräsentativen Punkts des Werkzeugs berechnen, und kann die Bewegungsdistanz des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in der Referenzverarbeitungsbedingung in eine Vielzahl von Segmenten unterteilen, bei einem Punkt, an dem die Krümmung maximal oder minimal ist.
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Zudem kann der Bewegungsdistanz-Berechnungsabschnitt vorzugsweise eine Bewegungsdistanz der Antriebsachse und des repräsentativen Punkts des Werkzeugs auf der Grundlage von Information eines Positionsbefehls berechnen, der aus dem numerischen Steuerabschnitt erlangt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorstehend beschriebene Aufgabe, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher werden. Es zeigen:
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1 eine Blockdarstellung, die einen schematischen Aufbau einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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2 ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel der Prozedur der numerischen Steuervorrichtung angibt;
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3 einen Graph, der eine dreidimensionale Bewegungsbahnkurve eines repräsentativen Punkts eines Werkzeugs einer Werkzeugmaschine zeigt;
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4 einen Graph, der eine Bewegungsdistanz und eine Geschwindigkeit des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in zwei verschiedenen Verarbeitungsbedingungen mit Bezug auf eine Zeitachse zeigt;
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5 einen Graph, der die Geschwindigkeit des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in den Verarbeitungsbedingungen gemäß 4 mit Bezug auf eine Bewegungsdistanz zeigt;
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6 einen Graph, der eine Bewegungsdistanz und eine Geschwindigkeit des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in drei verschiedenen Verarbeitungsbedingungen mit Bezug auf eine Zeitachse zeigt;
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7 einen Graph, der die Geschwindigkeit des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in den Verarbeitungsbedingungen gemäß 6 mit Bezug auf eine Bewegungsdistanz zeigt;
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8 ein Diagramm, das schematisch Bewegungsbahnkurven des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in zwei verschiedenen Verarbeitungsbedingungen zeigt;
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9 eine schematische Darstellung, in der eine der Bahnkurven unter Verwendung der Bewegungsdistanz der anderen Bahnkurve in den Verarbeitungsbedingungen gemäß 8 eingestellt wird;
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10 einen Graph, der dreidimensionale Bewegungsbahnkurven des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in zwei verschiedenen Verarbeitungsbedingungen zeigt;
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11 einen Graph, in dem die Bewegungsbahnkurven gemäß 10 auf eine X-Y-Ebene projiziert werden, und eine der Bahnkurven unter Verwendung der Bewegungsdistanz der anderen Bahnkurve eingestellt wird;
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12 einen Graph, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in den Verarbeitungsbedingungen gemäß 10 unter Verwendung der Bewegungsdistanz eingestellt und auf dem gleichen Koordinatensystem angezeigt wird;
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13 ein Diagramm, das schematisch die Bewegungsbahnkurven des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in zwei verschiedenen Verarbeitungsbedingungen zeigt, wobei ein charakteristischer Punkt auf den Bewegungsbahnkurven gesetzt wird;
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14 eine schematische Darstellung, in der eine der Bewegungsbahnkurven unter Verwendung der Bewegungsdistanz der anderen Bahnkurve in den Verarbeitungsbedingungen gemäß 13 eingestellt wird;
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15 einen Graph, der eine Bewegungsdistanz des repräsentativen Punkts des Werkzeugs entlang eines abgerundeten Eckabschnitts in drei verschiedenen Verarbeitungsbedingungen zeigt;
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16 einen Graph, der eine Krümmung des Eckabschnitts gemäß 15 mit Bezug auf eine Zeitachse zeigt;
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17 einen Graph, der dreidimensionale Bewegungsbahnkurven des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in zwei verschiedenen Verarbeitungsbedingungen zeigt;
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18 einen Graph, in dem die Bewegungsbahnkurven gemäß 17 auf eine X-Y-Ebene projiziert sind, ein Verarbeitungsprogramm in drei Blöcke unterteilt ist und eine der Bahnkurven eines jeden Blocks unter Verwendung der Bewegungsdistanz der anderen Bahnkurven des entsprechenden Blocks eingestellt wird; und
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19 einen Graph, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit des repräsentativen Punkts des Werkzeugs in den Verarbeitungsbedingungen gemäß 17 unter Verwendung der Bewegungsdistanz eingestellt und auf dem gleichen Koordinatensystem angezeigt wird.
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Ausführliche Beschreibung
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1 zeigt ein Beispiel eines Systemaufbaus einschließlich einer numerischen Steuervorrichtung gemäß der Erfindung, der eine Anzeigefunktion von physikalischen Daten einer Werkzeugmaschine aufweist. Eine Werkzeugmaschine (mechanische Einheit) 10 weist zumindest eine (fünf in dem gezeigten Ausführungsbeispiel) Antriebsachse 12 auf, wie einen Servomotor, und jede Antriebsachse 12 wird durch eine numerische Steuervorrichtung (CNC, computer numerical control) 14 gesteuert. Die numerische Steuervorrichtung 14 weist einen numerischen Steuerabschnitt 16, der jede Antriebsachse 12 auf der Grundlage eines vorbestimmten Positionsbefehls steuert, einen Positionsdaten-Erlangungsabschnitt 18, der Positionsdaten von jeder Antriebsachse 12, die durch den numerischen Steuerabschnitt 16 gesteuert ist, und eines repräsentativen Punkts (zum Beispiel eines Werkzeugmittelpunkts) eines Werkzeugs der Werkzeugmaschine erlangt, und einen Bewegungsdistanz-Berechnungsabschnitt 20 auf, der eine Bewegungsdistanz von jeder Antriebsachse und des repräsentativen Punkts des Werkzeugs auf der Grundlage der erlangten Positionsdaten und von Informationen (wie Ausmaßen) von jeder Komponente des mechanischen Aufbaus einer Werkzeugmaschine 10 berechnet. Die numerische Steuervorrichtung 14 weist des Weiteren einen Erlangungsabschnitt 22 für physikalische Daten, der physikalischen Daten von jeder Achse 12 und des Werkzeugs der Werkzeugmaschine 10 erlangt; einen Datenumwandlungsabschnitt 24, der die erlangten zeitachsenbasierten physikalischen Daten in bewegungsdistanzbasierte Daten unter Verwendung der Bewegungsdistanz umwandelt, die durch den Bewegungsdistanz-Berechnungsabschnitt 20 berechnet ist; einen Speicherabschnitt 26 für distanzbasierte Daten, der die bewegungsdistanzbasierten Daten speichert; und einen Anzeigeabschnitt 28 oder eine Anzeigeeinheit auf, wie einen Monitor, der oder die die gespeicherten bewegungsdistanzbasierten Daten anzeigt. Die physikalischen Daten von jeder Achse 12 können zum Beispiel einen Stromwert, einen Spannungswert und/oder ein Drehmoment eines Elektromotors oder Servomotors zum Antreiben jeder Achse beinhalten, und die physikalischen Daten des Werkzeugs können zum Beispiel eine Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des repräsentativen Werkzeugpunkts umfassen.
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Als nächstes wird ein Beispiel des Vorgangs der numerischen Steuervorrichtung der Erfindung unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm gemäß 2 und Graphen gemäß 3 bis 5 beschrieben werden. Eine Bewegungsdistanz D(t) von jeder Achse und des repräsentativen Werkzeugpunkts (wie eines Werkzeugmittelpunkts) wird durch Integrieren eines Betragswerts |V(t)| der Geschwindigkeit in Bezug auf die Zeit t erlangt, d. h. durch die nachfolgende Gleichung (1) dargestellt, wobei ein Anfangszeitpunkt der Verarbeitung gleich Null ist (t = 0) (Schritt S1).
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In diesem Fall wird der repräsentative Werkzeugpunkt entlang einer Spiralbahnkurve 30 bewegt, wie in 3 gezeigt, wie zum Beispiel in einer auffädelnden Verarbeitung. Diesbezüglich zeigt 4 Änderungen in der Bewegungsdistanz und der Geschwindigkeit des repräsentativen Werkzeugpunkts unter Bezugnahme auf die Zeit t nach einem Beginn der Verarbeitung, wenn die Verarbeitung in zwei verschiedenen Verarbeitungsbedingungen ausgeführt wird, wobei Sollbahnkurven der Bedingungen die gleichen sind und Verarbeitungsgeschwindigkeiten der Bedingungen verschieden sind. Konkret gibt ein Graph 32 die Bewegungsdistanz in einer ersten Verarbeitungsbedingung an, gibt ein Graph 34 die Bewegungsgeschwindigkeit in der ersten Verarbeitungsbedingung an, gibt ein Graph 36 die Bewegungsdistanz in einer zweiten Verarbeitungsbedingung an, und gibt ein Graph 38 die Bewegungsgeschwindigkeit in der zweiten Verarbeitungsbedingung an. Wie in 4 gezeigt, ist die Verarbeitungszeit in der ersten Bedingung etwa zweimal größer als die Verarbeitungszeit in der zweiten Bedingung.
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Werden die physikalischen Daten, wie die Geschwindigkeit, auf dem Graphen unter Bezugnahme auf die Zeitachse angezeigt, wie in 4 gezeigt, ist es möglich, die Geschwindigkeiten in den verschiedenen Bedingungen zu dem gleichen Zeitpunkt zu vergleichen. Da jedoch die Verarbeitungszeit (oder die Verarbeitungsgeschwindigkeit) in den zwei Verarbeitungsbedingungen verschieden ist, ist es unmöglich, die Geschwindigkeiten in den verschiedenen Bedingungen bei der gleichen Verarbeitungsposition zu vergleichen. Deshalb, durch Umwandeln der zeitachsenbasierten Graphen 34 und 38 jeweils in werkzeugbewegungsdistanzbasierte Graphen 34' und 38' (vgl. 5), wie nachstehend beschrieben, ist es möglich, die physikalischen Daten, wie die Geschwindigkeiten in den verschiedenen Bedingungen, bei der gleichen Verarbeitungsposition zu vergleichen.
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Wie in 2 gezeigt, werden in Schritt S2 Positionsdaten P(t) des repräsentativen Werkzeugpunkts zu dem Zeitpunkt t unter der ersten Verarbeitungsbedingung erlangt. Als nächstes werden in Schritt S3 physikalische Daten F(t) der Antriebsachse und des repräsentativen Werkzeugpunkts erlangt. In dem nächsten Schritt S4 wird die integrierte Bewegungsdistanz D(t) der Antriebsachse und des repräsentativen Werkzeugpunkts auf der Grundlage von Positionsdaten P(t) berechnet, die in Schritt S2 erlangt sind. In dem nächsten Schritt S5 werden dann die in Schritt S3 erlangten zeitachsenbasierten physikalischen Daten F(t) in bewegungsdistanzbasierte physikalische Daten F(D(t)) unter Verwendung der berechneten Bewegungsdistanz D(t) umgewandelt. In dem nächsten Schritt S6 werden erlangte bewegungsdistanzbasierte physikalische Daten F(D(t)) in dem Speicherabschnitt 26 für distanzbasierte Daten gespeichert.
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In dem nächsten Schritt S7 wird beurteilt, ob das Verarbeiten in der ersten Verarbeitungsbedingung vollendet ist oder nicht. Wenn dem nicht so ist, geht der Vorgang zu Schritt S8 über, und die Schritte S2 bis S6 werden wiederholt. Ist die Verarbeitung in der ersten Verarbeitungsbedingung vollendet, dann wird die Verarbeitungsbedingung zu der zweiten Verarbeitungsbedingung gewechselt (Schritt S9), und wird der Vorgang ähnlich den Schritten S1 bis S7 ausgeführt.
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Konkret wird der Anfangszeitpunkt der Verarbeitung auf Null gesetzt (t = 0) (Schritt S10). Dann werden in Schritt S11 Positionsdaten P'(t) des repräsentativen Werkzeugpunkts zu dem Zeitpunkt t unter der zweiten Verarbeitungsbedingung erlangt, und werden dann in Schritt S12 physikalische Daten F'(t) der Antriebsachse und des repräsentativen Werkzeugpunkts erlangt. In dem nächsten Schritt S13 wird die integrierte Bewegungsdistanz D'(t) der Antriebsachse und des repräsentativen Werkzeugpunkts auf der Grundlage von Positionsdaten P'(t) berechnet, die in Schritt S11 erlangt sind. Dann werden in dem nächsten Schritt S14 zeitachsenbasierte physikalische Daten F'(t), die in Schritt S12 erlangt sind, in bewegungsdistanzbasierte physikalische Daten F'(D'(t)) unter Verwendung der berechneten Bewegungsdistanz D'(t) umgewandelt. In dem nächsten Schritt S15 werden erlangte bewegungsdistanzbasierte physikalische Daten F'(D'(t)) auf dem Anzeigeabschnitt 28 angezeigt. Zudem können bewegungsdistanzbasierte physikalische Daten F(D(t)) in dem Speicherabschnitt 26 für distanzbasierte Daten gespeichert werden.
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In dem nächsten Schritt S16 wird beurteilt, ob die Verarbeitung in der zweiten Verarbeitungsbedingung vollendet ist oder nicht. Wenn dem nicht so ist, geht der Vorgang zu Schritt S17 über, und die Schritte S11 bis S15 werden wiederholt. Schließlich werden in Schritt S18 bewegungsdistanzbasierte Daten F(D(t)) in der ersten Verarbeitungsbedingung, die in dem Speicherabschnitt 26 für distanzbasierte Daten gespeichert sind, auf dem Anzeigeabschnitt 28 angezeigt, so dass die bewegungsdistanzbasierten Daten F(D(t)) mit bewegungsdistanzbasierten Daten F'(D'(t)) in der zweiten Verarbeitungsbedingung bei dem gleichen Koordinatensystem überlagert werden. Ein Beispiel eines so erlangten Graphen ist in 5 gezeigt.
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Beinhaltet die Sollbahnkurve des Verarbeitungsprogramms einen Eckabschnitt, dann wird das Werkzeug üblicherweise gesteuert, um bei dem Eckabschnitt abzubremsen. Diesbezüglich, wenn das zu verarbeitende Objekt eine komplizierte Form aufweist, wird die Steuerung des Beschleunigens/Abbremsens des Werkzeugs ebenso kompliziert. Deshalb, wie in 6 gezeigt, wenn zeitserielle Daten, die durch einen Graph 40 angegeben sind, durch Durchführen einer bestimmten Verarbeitungsbedingung erlangt werden, und weitere zeitserielle Daten, die durch einen Graph 42 oder 44 angegeben sind, durch Durchführen einer geänderten Verarbeitungsbedingung erlangt werden, ist es schwierig, die physikalischen Daten zu identifizieren, die der Verarbeitungsposition vor der Änderung entsprechen, auf der Grundlage der zeitseriellen Daten nach der Änderung. Aufgrund des in 2 gezeigten Vorgangs werden jedoch zeitachsenbasierte Graphen 40, 42 und 44, wobei ein Endpunkt des Eckabschnitts eines jeden Graphen voneinander verschieden sind, jeweils in bewegungsdistanzbasierte Graphen 40', 42' und 44' umgewandelt, wie in 7 gezeigt, wobei die physikalischen Daten (die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugs in dem Ausführungsbeispiel) entsprechend jeder Verarbeitungsposition leicht verglichen werden können.
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Als nächstes wird die Einstellung der Bewegungsdistanz zwischen den verschiedenen Verarbeitungsbedingungen nachstehend beschrieben werden. Soll eine Vielzahl von Datensätzen in dem gleichen Verarbeitungsprogramm nach dem Umwandeln der Daten in bewegungsdistanzbasierte Daten verglichen werden, kann es erforderlich sein, die Bewegungsdistanz eines jeden Datensatzes gleichzurichten. Liegt jedoch eine Differenz der Bewegungsdistanz zwischen jedem Datensatz vor, dann ist es jedoch schwierig, die Daten zu vergleichen, da den Daten entsprechende Punkte, die zu vergleichen sind, voneinander versetzt sind. Deshalb, durch Einstellen (Vergrößern oder Verringern) der Bewegungsdistanz des Verarbeitungs-Anfangspunkts zu dem Verarbeitungs-Endpunkt der zu vergleichenden Daten, entsprechend einer Bewegungsdistanz von Referenzdaten, kann das vorstehend beschriebene Problem gelöst werden.
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Wie zum Beispiel in 8 gezeigt, durch Durchführen einer Verarbeitung in einer bestimmten Verarbeitungsbedingung, wird eine im Allgemeinen gerade Bewegungsbahnkurve 54 des repräsentativen Werkzeugpunkts aus dem Verarbeitungs-Anfangspunkt 50 zu einem Verarbeitungs-Endpunkt 52 erlangt, und es wird deren Bewegungsdistanz (d. h. die Länge der Bewegungsbahnkurve 54) als D1 verwendet. Als nächstes, durch Durchführen einer Verarbeitung, nachdem die bestimmte Verarbeitungsbedingung geändert wurde, wird eine gekrümmte Bewegungsbahnkurve 56 des repräsentativen Werkzeugpunkts aus einem Verarbeitungs-Anfangspunkt 50 zu einem Verarbeitungs-Endpunkt 52 erlangt, und wird deren Bewegungsdistanz (d. h. die Länge der Bewegungsbahnkurve 56) als D2 verwendet. In einem derartigen Fall, wenn die zeitseriellen Daten, die durch jede Verarbeitungsbedingung erlangt sind, in bewegungsdistanzbasierte Daten umgewandelt werden, wird der Verarbeitungspunkt versetzt, an dem die physikalischen Daten zu vergleichen sind. Deshalb, in dem Berechnungsvorgang der Bewegungsdistanz aufgrund der Einstellung, in der die Bewegungsdistanz D2 in der letztgenannten Verarbeitungsbedingung mit (D1/D2) multipliziert wird, kann jeder Punkt auf der Bewegungsbahnkurve 56 dargestellt werden, als ob jeder Punkt auf der Bewegungsbahnkurve 54, wie in 9 gezeigt, projiziert würde, wobei der Vergleich der physikalischen Daten leichter wird.
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In einem weiteren Beispiel, wie in 10 gezeigt, werden zwei Bewegungsbahnkurven 60 und 62 mit verschiedenen Bewegungsdistanzen durch zwei verschiedene Verarbeitungsbedingungen erlangt. 11 zeigt ein Diagramm, in dem die Bahnkurven gemäß 10 auf die X-Y-Ebene projiziert wurden. Wird die Bahnkurve 60 als eine Referenzbahnkurve verwendet, und werden die Längen der Bahnkurven 60 bzw. 62 des repräsentativen Werkzeugpunkts durch D1(t) bzw. D2(t) dargestellt, dann kann – durch Multiplizieren der Bewegungsdistanz der Bahnkurve 62 mit (D1(t)/D2(t)) – jeder Punkt auf der Bahnkurve 62 dargestellt werden, als ob jeder Punkt auf die Bahnkurve 60 projiziert würde, wie in 11 gezeigt, wobei der Vergleich der physikalischen Daten leichter wird.
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Des Weiteren zeigt 12 einen Graphen 64 der distanzbasierten Geschwindigkeit des repräsentativen Werkzeugpunkts in der Bahnkurve 60, einen Graph 66 der distanzbasierten Geschwindigkeit des repräsentativen Werkzeugpunkts in der Bahnkurve 62 und einen Graphen 68 der distanzbasierten Geschwindigkeit des repräsentativen Werkzeugpunkts in der Bahnkurve 62 nach der Distanzeinstellung, wobei die Bewegungsdistanz des repräsentativen Werkzeugpunkts in Bahnkurve 62 mit (D1(t)/D2(t)) multipliziert wird. Wie in 12 gezeigt, durch Verringern der Bewegungsdistanz der Bahnkurve 62 entsprechend der Bewegungsdistanz der Bahnkurve 60, kann die Bahnkurve 62 mit der Bahnkurve 60 überlagert und angezeigt werden, während deren Bewegungsdistanzen die gleichen sind (Graphen 64 und 68), wobei der Vergleich der physikalischen Daten bei der gleichen Position leichter wird.
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Wie vorstehend beschrieben, in der Einstellung der Distanz von dem Verarbeitungs-Anfangspunkt zu dem Verarbeitungs-Endpunkt, entsprechend der Bewegungsdistanz der Referenzdaten, wenn die Bewegungsdistanz vergleichsweise lang ist oder die Form der Bewegungsbahnkurve kompliziert ist, kann es schwierig sein, Daten bei dem vorbestimmten Verarbeitungspunkt zu überlagern. Deshalb ist es in dem Berechnungsvorgang der Bewegungsdistanz effektiv, die Bahnkurve der Antriebsachse und des repräsentativen Werkzeugpunkts in einer Referenzverarbeitungsbedingung in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, und die Bewegungsdistanz durch Berechnen der Länge der Bahnkurve in beiden Verarbeitungsbedingungen in Relation zu jedem der Vielzahl von Abschnitten einzustellen. Konkret wird zumindest ein charakteristischer Punkt aus Punkten auf der Bewegungsbahnkurve in der Referenzverarbeitungsbedingung ausgewählt, und wird oder werden eine Bewegungsdistanz zwischen dem charakteristischen Punkt und dem Verarbeitungs-Anfangspunkt, eine Bewegungsdistanz zwischen dem charakteristischen Punkt und dem Verarbeitungs-Endpunkt und/oder eine Bewegungsdistanz zwischen den charakteristischen Punkten berechnet. Dann wird die Bewegungsdistanz der verschiedenen Verarbeitungsbedingungen vergrößert oder verringert entsprechend der Bewegungsdistanz der Referenzverarbeitungsbedingung, wobei die Daten einander mit hoher Genauigkeit überlagert werden können.
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13 zeigt ein Beispiel der vorstehenden Beschreibung, d. h. einer Referenz-Bewegungsbahnkurve (z. B. einer Sollbahnkurve) 70 einschließlich dreier linearer Segmente 70a, 70b und 70c, die miteinander verbunden sind. In diesem Fall können charakteristische Punkte als ein Verbindungspunkt 72 zwischen Liniensegmenten 70a und 70b und ein Verbindungspunkt 74 zwischen Liniensegmenten 70b und 70c gesetzt werden. Zum Beispiel kann der charakteristische Punkt als ein Punkt gesetzt werden, an dem eine Bewegungsrichtung zumindest einer Antriebsachse der Werk-zeugmaschine umgekehrt wird, oder kann als ein Anfangspunkt (oder ein Um-schaltpunkt) von jedem der Vielzahl von Programmblöcken (oder einer Programmeinheit einschließlich zumindest einer Programmzeile) gesetzt werden. In dem Beispiel gemäß 13 kann jede der Bewegungen entlang Liniensegmenten 70a, 70b und 70c als ein Block behandelt werden.
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In Relation zu der Referenz-Bewegungsbahnkurve 70 gemäß 13 wird eine Bewegungsbahnkurve 76 durch Durchführen der anderen Verarbeitungsbedingungen erlangt, und die Bewegungsbahnkurve 76 ist kürzer als eine Bewegungsbahnkurve 70 nahe dem charakteristischen Punkt (oder ist nahe dem charakteristischen Punkt gekrümmt). In diesem Fall wird in der Bewegungsbahnkurve 70 die Distanz von dem Anfangspunkt 78 zu dem charakteristischen Punkt 72 (oder die Länge des Liniensegments 70a) als D11 verwendet, wird die Distanz zwischen charakteristischen Punkten 72 und 74 (oder die Länge des Liniensegments 70b) als D12 verwendet und wird die Distanz von dem charakteristischen Punkt 74 zu dem Verarbeitungs-Endpunkt 80 (oder die Länge des Liniensegments 70c) als D13 verwendet. Des Weiteren wird in der Bewegungsbahnkurve 76 die Distanz von einem Anfangspunkt 78 zu einem charakteristischen Punkt 72' entsprechend dem charakteristischen Punkt 72 als D21 verwendet, wird die Distanz zwischen dem charakteristischen Punkt 72' und einem charakteristischen Punkt 74' entsprechend dem charakteristischen Punkt 74 als D22 verwendet, und wird die Distanz von einem charakteristischen Punkt 74' zu dem Verarbeitungs-Endpunkt 80 als D23 verwendet. In der Bewegungsbahnkurve 76 wird dann durch Multiplizieren der Bewegungsdistanz von dem Verarbeitungs-Anfangspunkt 78 zu dem charakteristischen Punkt 72' mit (D11/D21), durch Multiplizieren der Bewegungsdistanz von dem charakteristischen Punkt 72' zu dem charakteristischen Punkt 74' mit (D12/D22) und durch Multiplizieren der Bewegungsdistanz von dem charakteristischen Punkt 74' zu dem Verarbeitungs-Endpunkt 80 mit (D13/D23) dann die Länge der Bewegungsbahnkurve 76 in Bezug auf jedes der drei Segmente eingestellt, wie in 14 gezeigt. Deshalb können die physikalischen Daten in der Bewegungsbahnkurve 76 mit der Referenz-Bewegungsbahnkurve 70 verglichen werden, während die Verarbeitungspositionen der Bahnkurven ausgerichtet sind.
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Bei einem Auswählen des charakteristischen Punkts kann eine Krümmung auf der Grundlage der Bahnkurve der Antriebsachse und des repräsentativen Werkzeugpunkts berechnet werden, und kann ein Punkt, bei dem die Krümmung maximal oder minimal ist, als der charakteristische Punkt bestimmt werden. Wenn die Bewegungsbahnkurve zum Beispiel eine abgerundete Ecke beinhaltet, dann beschleunigt die numerische Steuervorrichtung automatisch das Werkzeug bei der Ecke, oder bremst dieses ab. Deshalb ist es wichtig, die Genauigkeit des Überlagerns bei der Ecke zu verbessern. Zum Beispiel geben Graphen 82, 84 und 86 gemäß 15 verschiedene Formen mit einer Ecke von 90° mit einem abgerundeten Abschnitt (R) an. Des Weiteren zeigt 16 eine berechnete Krümmung ρ bei den jeweiligen Ecken, und konkret werden die Krümmungen entsprechend den Graphen 82, 84 bzw. 86 durch Graphen 82', 84' bzw. 86' angegeben. Die Krümmung beträgt bei dem linearen Abschnitt 0, aber ist maximal oder minimal bei dem Eckabschnitt. Wenn deshalb die Bewegungsbahnkurven in den verschiedenen Verarbeitungsbedingungen verglichen werden sollen, kann die Genauigkeit des Überlagerns bei dem Eckabschnitt verbessert werden durch Bestimmen des charakteristischen Punkts als den Maximal- oder Minimalpunkt der Krümmung oder als den Punkt, an dem die Krümmungen der Bahnkurven die gleichen sind.
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17 bis 19 zeigen ein weiteres Beispiel, in dem der charakteristische Punkt bestimmt wird durch Unterteilen des Verarbeitungsprogramms in Blöcke. 17 zeigt zwei Bewegungsbahnkurven 90 und 92 in den verschiedenen Verarbeitungsbedingungen (im Ergebnis sind die Bewegungsdistanzen des repräsentativen Werkzeugpunkts verschieden), und 18 zeigt ein Diagramm, in dem Bahnkurven auf die X-Y-Ebene projiziert werden. In diesem Fall wird das Verarbeitungsprogramm durch einen ersten, zweiten und dritten Block gebildet, und Anfangspunkte 90a, 90b und 90c von jedem Block in der Bewegungsbahnkurve 90 werden als die charakteristischen Punkte ausgewählt. Mit anderen Worten, in 18 entspricht die Bahnkurve zwischen dem charakteristischen Punkt jedem Verarbeitungsblock, und wird der Verarbeitungs-Endpunkt durch Bezugszeichen 90d angegeben (der Verarbeitungs-Anfangspunkt entspricht 90a). In der Bewegungsbahnkurve 92 entsprechen demgegenüber charakteristische Punkte 92a, 92b und 92c den charakteristischen Punkten 90a, 90b und 90c der Bewegungsbahnkurve 90, und der Verarbeitungs-Endpunkt wird durch Bezugszeichen 92d angegeben (der Verarbeitungs-Anfangspunkt entspricht 92a).
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Diesbezüglich werden die Bewegungsdistanzen des ersten, zweiten bzw. dritten Blocks der Bahnkurve 90 (oder die Längen der Bahnkurve) als D11(t), D12(t) bzw. D13(t) verwendet, und werden die Bewegungsdistanzen des ersten, zweiten bzw. dritten Blocks der Bahnkurve 92 (oder die Längen der Bahnkurve) als D21(t), D22(t) bzw. D23(t) verwendet. In diesem Fall, durch Multiplizieren der Bewegungsdistanzen des ersten, zweiten bzw. dritten Blocks der Bahnkurve 92 mit (D11(t)/D21(t)), (D12(t)/D22(t)) bzw. (13(t)/D23(t)), kann jeder Punkt auf der Bahnkurve 92 dargestellt werden, als ob der Punkt auf die Bahnkurve 90 projiziert würde.
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19 zeigt einen Graphen 94 der distanzbasierten Geschwindigkeit des repräsentativen Werkzeugpunkts in der Bahnkurve 90, einen Graphen 96 der distanzbasierten Geschwindigkeit des repräsentativen Werkzeugpunkts in der Bahnkurve 92 und einen Graphen 98 der distanzbasierten Geschwindigkeit des repräsentativen Werkzeugpunkts in der Bahnkurve 92, nachdem die Bewegungsdistanz des repräsentativen Werkzeugpunkts eingestellt wurde, wie vorstehend beschrieben. Wie in 19 gezeigt, durch Verringern der Bewegungsdistanz der Bahnkurve 92 entsprechend der Bewegungsdistanz der Bahnkurve 90, kann die Bahnkurve 92 angezeigt und mit der Bahnkurve 90 überlagert werden, während deren Bewegungsdistanzen die gleichen sind (Graphen 94 und 98), wobei der Vergleich der physikalischen Daten bei der gleichen Position leichter wird.
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Zudem können in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen anstelle des Verwendens der Positionsdaten, die aus einer Erfassungseinrichtung erlangt werden, wie dem Messgeber, Informationen des Positionsbefehls verwendet werden, der aus der numerischen Steuervorrichtung erlangt ist, um die Bewegungsdistanz in jeder Verarbeitungsbedingung zu berechnen. Mittels dessen kann insbesondere in einer Vorwärtsregelung ein Fehler in der Bewegungsdistanz zwischen den Daten minimiert werden, wobei die Daten einander mit hoher Genauigkeit überlagert werden können.
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Gemäß der numerischen Steuervorrichtung der Erfindung können physikalische Daten vor und nach dem Ändern der Verarbeitungsbedingung unter Bezugnahme auf die Bewegungsdistanz des repräsentativen Werkzeugpunkts angezeigt werden. Deshalb können die Daten leicht bei der gleichen Verarbeitungsposition verglichen werden, und es kann eine schnelle und leichte Suche nach der optimalen Verarbeitungsbedingung und/oder ein Einstellen für verschiedene Parameter möglich sein.
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Gemäß der Erfindung, wenn eine Vielzahl von Datensätzen (Signalverläufen) in den verschiedenen Verarbeitungsbedingungen (wie der Verarbeitungsgeschwindigkeit) angezeigt und einander überlagert werden sollen, kann die integrierte Bewegungsdistanz der Antriebsachse und des repräsentativen Werkzeugpunkts aus zeitseriellen Daten berechnet werden, die sich auf die Position der Antriebsachse beziehen, und können die Daten einander auf der Grundlage der integrierten Bewegungsdistanz überlagert werden. Deshalb können die Daten bei der gleichen Verarbeitungsposition verglichen werden, ohne von der Verarbeitungsgeschwindigkeit abzuhängen, wodurch die Antriebsachse und/oder verschiedene Parameter geeignet eingestellt werden können.
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Durch Einstellen der Bewegungsdistanz der bewegungsdistanzbasierten Daten entsprechend der Bewegungsdistanz der anderen (oder der Referenz-)bewegungsdistanzbasierten Daten kann der Vergleich bei der gleichen Verarbeitungsposition genauer durchgeführt werden.
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Durch Unterteilen der Bewegungsbahnkurve in der Referenz-Verarbeitungsbedingung in eine Vielzahl von Segmenten, und durch Einstellen der Bewegungsdistanz der entsprechenden Segmente in der anderen Verarbeitungsbedingung entsprechend der Bewegungsdistanz der Segmente der Referenz-Verarbeitungsbedingung kann der Vergleich bei der gleichen Verarbeitungsposition genauer durchgeführt werden.
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Durch Unterteilen der Bewegungsbahnkurve in eine Vielzahl von Segmenten bei einem Punkt entsprechend dem Anfangspunkt eines jeden einer Vielzahl von Programmblöcken, die in dem Verarbeitungsprogramm beinhaltet sind, kann die Bewegungsdistanz leicht und genau eingestellt werden.
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Umfasst die Bewegungsbahnkurve ein Ecksegment, kann zum Beispiel durch Unterteilen der Bewegungsbahnkurve in eine Vielzahl von Segmenten bei einem Punkt, an dem die Krümmung der Bewegungsbahnkurve maximal oder minimal ist, das Überlagern bei dem Ecksegment und/oder der Vergleich der verschiedenen Verarbeitungsbedingungen genau durchgeführt werden.
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Unter Verwendung von Informationen des Positionsbefehls, die aus der numerischen Steuervorrichtung erlangt sind, um die Bewegungsdistanz in der Verarbeitungsbedingung zu berechnen, insbesondere der Vorwärtsregelung, kann ein Fehler der Bewegungsdistanz zwischen den Daten minimiert werden, wodurch die Daten einander mit hoher Genauigkeit überlagert werden können.
