DE102020204103A1 - Wellenformanzeigevorrichtung und wellenformanzeigeverfahren - Google Patents

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Abstract

Zum leichten Erfassen eines Fehlers in der vertikalen Richtung. Eine Wellenform-Anzeigevorrichtung 400, beinhaltet eine Positionsinformations-Erfassungseinheit 401, die konfiguriert ist, aus einer Steuerung 200 zum Steuern einer Werkzeugmaschine 100 Positionsinformation zu erfassen, die eine Position einer Antriebsachse der Werkzeugmaschine 100 während der Bearbeitung eines Werkstücks angibt; eine Maschineninformations-Erfassungseinheit 402, die konfiguriert ist, Maschineninformation zu erfassen, welche die Achsen-Konfiguration der Werkzeugmaschine 100 angibt, die eingestellt ist, die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen; eine Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403, die konfiguriert ist, eine Koordinate eines Bearbeitungspunkts eines an der Werkzeugmaschine 100 installierten Werkzeugs zu berechnen, auf Basis der Positionsinformation und der Maschineninformation; eine Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404, die konfiguriert ist, eine Ziel-Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks als eine Referenzoberfläche einzustellen; eine Distanzrecheneinheit 405, die konfiguriert ist, eine Distanz L von jedem einer Vielzahl von Bearbeitungspunkten, die durch die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403 berechnet sind, zur durch die Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404 eingestellten Referenzoberfläche zu berechnen; und eine Wellenformanzeigeeinheit 406, die konfiguriert ist, die berechneten Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in einer Wellenform anzuzeigen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wellenform-Anzeigevorrichtung und ein Wellenform-Anzeigeverfahren.
  • Stand der Technik
  • Eine Werkzeugmaschine ist zum verschiedentlichen Formen eines Werkstücks durch Schneiden oder dergleichen in Reaktion auf den durch eine Numeriksteuerung eingegebenen Befehl auf Basis eines Bearbeitungsprogramms fähig. Jedoch gibt es einen Fehler zwischen dem Bearbeitungspunkt, der durch ein in dem Bearbeitungsprogramm angegebenes Werkzeug zu bearbeiten ist, und dem Bearbeitungspunkt, welcher tatsächlich durch das Werkzeug der Werkzeugmaschine bearbeitet wird.
  • In einem bekannten Stand der Technik zum Erfassen des Fehlers wird der Pfad der Bearbeitungspunkte des Werkzeugs, die durch die Numeriksteuerung tatsächlich gemessen werden, so angezeigt, dass sie einem Pfad der Bearbeitungspunkte des Werkzeugs überlagert sind, die in dem Bearbeitungsprogramm angegeben sind (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
  • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP 2011-165066 A .
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Beim Analysieren der Effekte des Betriebs des Werkzeugs auf eine Bearbeitungsoberfläche ist die vertikale Komponente des Fehlers in Bezug auf die vorgesehene bzw. anzugehende Bearbeitungsoberfläche die wichtigste in den Komponenten des Fehlers. Jedoch ist es in einigen Fällen schwierig, nur eine solche vertikale Komponente des Fehlers durch den Vergleich zwischen dem Pfad der Bearbeitungspunkte des Werkzeugs, die durch das Bearbeitungsprogramm angegeben sind, und dem tatsächlich gemessenen Pfad von Bearbeitungspunkten des Werkzeugs zu erfassen.
  • Um dies zu berücksichtigen, ist es wünschenswert, dass der Fehler in Vertikalrichtung leicht erfasst wird.
  • Eine Wellenform-Anzeigevorrichtung in einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Positionsinformations-Erfassungseinheit 401, die konfiguriert ist, aus einer Steuerung 200 zum Steuern einer Werkzeugmaschine 100 Positionsinformation zu erfassen, welche eine Position der Antriebsachse der Werkzeugmaschine 100 während der Bearbeitung eines Werkstücks angibt, eine Maschineninformations-Erfassungseinheit 402, die konfiguriert ist, Maschineninformation zu erfassen, welche die Achsenkonfiguration der Werkzeugmaschine 100 angibt, die eingestellt ist, die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen, eine Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403, die konfiguriert ist, eine Koordinate eines Bearbeitungspunkts eines an der Werkzeugmaschine 100 installierten Werkzeugs zu berechnen, auf Basis der Positionsinformation und der Maschineninformation, eine Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404, die konfiguriert ist, eine Ziel-Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks als eine Referenzoberfläche einzustellen, eine Distanzrecheneinheit 405, die konfiguriert ist, die Distanz L von jedem der Vielzahl von Bearbeitungspunkten, welche durch die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403 berechnet sind, zur Referenzoberfläche, die durch die Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404 eingestellt ist, zu berechnen, und eine Wellenformanzeigeeinheit 406, die konfiguriert ist, die berechneten Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in einer Wellenform anzuzeigen.
  • Ein Wellenform-Anzeigeverfahren in einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet einen Positionsinformations-Erfassungsschritt des Erfassens, aus einer Steuerung 200 zum Steuern einer Werkzeugmaschine 100, von Positionsinformation, die eine Position einer Antriebsachse der Werkzeugmaschine 100 während der Bearbeitung eines Werkstücks angibt, einen Maschineninformations-Erfassungsschritt des Erfassens von Maschineninformation, die eine Achsenkonfiguration der Werkzeugmaschine 100 angibt, die eingestellt ist, die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen, einen Bearbeitungspunktkoordinaten-Rechenschritt des Berechnens einer Koordinate eines Bearbeitungspunkts eines an der Werkzeugmaschine 100 installierten Werkzeugs, auf Basis der Positionsinformation und der Maschineninformation, einen Referenzoberflächen-Einstellschritt des Einstellens einer angepeilten Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks als einer Referenzoberfläche, einen Distanzrechenschritt des Berechnens einer Distanz L von jedem einer Vielzahl von Bearbeitungspunkten, die in dem Bearbeitungspunktkoordinaten-Rechenschritt berechnet werden, zu der in dem Referenzoberflächen-Einstellschritt eingestellten Referenzoberfläche, und ein Wellenform-Anzeigeschritt des Anzeigens der berechneten Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in einer Wellenform.
  • Jeder der Aspekte gestattet das leichte Erfassen des Fehlers in der vertikalen Richtung.
  • Figurenliste
    • Fig. list ein Funktionsblockdiagramm, das ein funktionelles Konfigurationsbeispiel eines Numerik-Steuersystems gemäß einer Ausführungsform illustriert.
    • 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Relation zwischen Bearbeitungspunkten und einer Referenzoberfläche illustriert.
    • 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anzeige von Distanzen an jeweiligen Bearbeitungspunkten illustriert.
    • 4 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben der Anzeigeverarbeitung einer Wellenform-Anzeigevorrichtung.
    • 5A ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Anzeige der Distanzen an den jeweiligen Bearbeitungspunkten illustriert.
    • 5B ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel der Anzeige der Distanzen an den jeweiligen Bearbeitungspunkten illustriert.
    • 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Relation zwischen Bearbeitungspunkten eines Werkzeugs und dem Messpunkt, an welchem die Unregelmäßigkeit der tatsächlich bearbeiteten Oberfläche gemessen worden ist, illustriert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • <Aus führungsform>
  • 1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Funktionskonfigurationsbeispiel eines Numeriksteuersystems gemäß der Ausführungsform illustriert. Wie in 1 gezeigt, weist das Numeriksteuersystem eine Werkzeugmaschine 100, eine Steuerung 200, eine externe Vorrichtung 300 und eine Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 auf.
  • Die Werkzeugmaschine 100, die Steuerung 200, die externe Vorrichtung 300 und die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 können direkt und wechselseitig über eine Verbindungsschnittstelle, die nicht gezeigt ist, verbunden sein. Alternativ können die Werkzeugmaschine 100, die Steuerung 200, die externe Vorrichtung 300 und die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 über ein nicht gezeigtes Netzwerk, wie etwa ein LAN (Lokalbereichsnetzwerk) oder das Internet verbunden sein.
  • Die Werkzeugmaschine 100, welche durch die durch die Steuerung 200 durchgeführte numerische Steuerung betrieben wird, ist eine Bearbeitungsvorrichtung, die zumindest eine Antriebsachse (nicht gezeigt) aufweist, wie etwa die eines Servomotors. Die Werkzeugmaschine 100 gibt an die Steuerung 200 die Information zurück, welche den Betriebszustand angibt, basierend auf dem durch die Steuerung 200 berechneten Betriebsbefehl, beispielsweise die Positionsinformation, welche die Position der nicht gezeigten Antriebsachse angibt.
  • Die Steuerung 200, die eine Numeriksteuerung ist, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, steuert den Betrieb der Werkzeugmaschine 100.
  • Die externe Vorrichtung 300, die eine Computervorrichtung oder dergleichen ist, stellt eine Ziel-Bearbeitungsoberfläche eines Werkstücks, das zu bearbeiten ist, durch die Werkzeugmaschine 100 als eine Referenzoberfläche in der Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 ein, wie später beschrieben.
  • <Wellenform-Anzeigevorrichtung 400>
  • Die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 ist mit einer Positionsinformations-Erfassungseinheit 401, einer Maschineninformations-Erfassungseinheit 402, einer Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403, einer Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404, einer Distanzrecheneinheit 405, einer Wellenformanzeigeeinheit 406 und eine Speichereinheit 407 konfiguriert. Es ist anzumerken, dass die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 eine (nicht gezeigte) Arithmetik-Verarbeitungseinheit, wie etwa eine CPU (Zentraleinheit) beinhaltet, um so den Betrieb der in 1 gezeigten Funktionsblöcke zu realisieren. Die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 beinhaltet eine HilfsSpeichervorrichtung (nicht gezeigt), wie etwa ein ROM (Nurlesespeicher), oder ein HDD (Festplattenlaufwerk), welcher verschiedene Typen von Programmen zur Steuerung speichert, und/oder eine Hauptspeichervorrichtung (nicht gezeigt) wie etwa RAM (Wahlfreizugriffsspeicher), welches Daten zeitweilig speichert, die erforderlich sind, wenn die Arithmetik-Verarbeitungseinheit Programme ausführt.
  • In der Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 liest die Arithmetik-Verarbeitungseinheit das BS und Applikations-Software aus der Hilfsspeichervorrichtung aus und führt die arithmetische Verarbeitung, basierend auf dem ausgelesenen BS und der Anwendung, durch, während das ausgelesene BS und Anwendungs-Software in der Hauptspeichervorrichtung entwickelt wird. Die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 steuert die entsprechenden Vorrichtungen von Hardware auf Basis der Arithmetik-Ergebnisse. Als Ergebnis wird die Verarbeitung durch die in 1 gezeigten Funktionsblöcke realisiert. Mit anderen Worten funktionieren Hardware und Software kooperativ, so dass die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 realisiert wird.
  • Die Positionsinformations-Erfassungseinheit 401 erfasst aus der Steuerung 200 die Positionsinformation, welche die Position der (nicht gezeigten) Antriebsachse der Werkzeugmaschine 100 während der Bearbeitung eines Werkstücks angibt. Die Positionsinformations-Erfassungseinheit 401 gibt die erfasste Positionsinformation an die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403 aus.
  • Die Maschineninformations-Erfassungseinheit 402 erfasst aus der Steuerung 200 die, die Achsen-Konfiguration der Werkzeugmaschine 100 angebende Maschineninformation, die eingestellt ist, um die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen. Es ist anzumerken, dass die Maschineninformation den Typ des Werkzeugs enthält, der an der Werkzeugmaschine 100 installiert ist, die Länge des Werkzeugs, die Form des Werkzeugs und dergleichen. Die Maschineninformations-Erfassungseinheit 402 gibt die erfasste Maschineninformation an die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403 aus.
  • Die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403 berechnet die Koordinate (Xt, Yt, Zt) des durch das an der Werkzeugmaschine 100 installierte Werkzeug bearbeiteten Bearbeitungspunkt auf Basis der durch die Positionsinformations-Erfassungseinheit 401 erfassten Positionsinformation und der durch die Maschineninformations-Erfassungseinheit 402 erfassten Maschineninformation. Es ist anzumerken, dass in vielen Fällen der Bearbeitungspunkt die Position der Spitze des Werkzeugs ist, aber nicht die Spitzenposition sein muss. Die Koordinate des Bearbeitungspunkts ist in der Lage, durch ein bekanntes Rechenverfahren berechnet zu werden, und somit wird die detaillierte Basis davon weggelassen.
  • Die Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404 stellt Parameter a, b, c, d in Formel (1) unten ein, welche die Referenzoberfläche angeben, die einer Ziel-Bearbeitungsoberfläche eines Werkstücks entspricht, auf Basis der durch einen Anwender auf der externen Vorrichtung 300 durchgeführten Eingabeoperation. ax + by + cz = d …
    Figure DE102020204103A1_0001
  • Es ist angemerkt, dass die Parameter a, b, c, d unter der Annahme eingestellt werden können, dass ein Normalvektor der Referenzoberfläche in Formel (1) auf die positive Richtung gerichtet ist, die im inneren Pedal des Normalvektors involviert ist, und dem Vektor (nachfolgend auch als „Werkzeugvektor“ bezeichnet), der aus der Spitze der Wurzel des in der Werkzeugmaschine 100 installierten Werkzeugs gerichtet ist.
  • Die Distanzrecheneinheit 405 berechnet die Distanzen jeweils ab der Vielzahl von Bearbeitungspunkten, welche durch die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403 berechnet werden, bis zur Referenzoberfläche, welche durch die Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404 eingestellt wird, das heißt, die Distanzen in der Vertikalrichtung bis zu der Referenzoberfläche.
  • Spezifischer berechnet die Distanzrecheneinheit 405 eine Distanz L ab jeder der Vielzahl von Bearbeitungspunkten bis zur Referenzoberfläche in vertikaler Richtung unter Verwendung zu Formel (2), und jeder der Koordinaten (Xt, Yt, Zt) der Vielzahl von Bearbeitungspunkten, welche durch die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403 berechnet werden. L = ( aXt + bYt + cZt − d ) / ( a 2 + b 2 + c 2 ) 1 / 2
    Figure DE102020204103A1_0002
  • Es ist anzumerken, dass die Distanz L in der vertikalen Richtung, welche durch Formel (2) berechnet wird, ein positiver Wert in dem Fall ist, bei dem der Bearbeitungspunkt auf der Seite des Normalvektors eingestellt ist, der in Bezug auf die Referenzoberfläche gerichtet ist, und ein negativer Wert in dem Fall ist, bei dem der Bearbeitungspunkt in der entgegengesetzten Richtung zum Normalvektor eingestellt ist, der in Bezug auf die Referenzoberfläche gerichtet ist.
  • 2 illustriert ein Beispiel der Beziehung zwischen den Bearbeitungspunkten und der Referenzoberfläche. 2 illustriert Distanzen L1 bis L4 in der Vertikalrichtung, jeweils an vier Bearbeitungspunkten 1 bis 4 in Bezug auf die Referenzoberfläche.
  • Die Distanzrecheneinheit 405 gibt die berechneten Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten an die Wellenformanzeigeeinheit 406 aus.
  • Die Wellenformanzeigeeinheit 406 zeigt die Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten, die durch die Distanzrecheneinheit 405 berechnet werden, als eine Wellenform auf einer Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) an, beispielsweise einer Flüssigkristallanzeige, die in der Steuerung 200 enthalten ist.
  • Spezifischer ermittelt die Wellenformanzeigeeinheit 406 Koordinaten (Xt', Yt') auf einer X'-Achse und auf einer Y'-Achse der Referenzoberfläche, durch Projizieren der Vielzahl von Bearbeitungspunkten jeweils auf die Referenzoberfläche. Die WGA-Antriebseinheit 406 plottet, wie in 3 gezeigt, die Distanzen (Fehlerbeträge) L der Koordinaten (Xt', Yt') jeweils der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in verschiedenen Farben oder in verschiedenen Helligkeiten von Farbe auf die X'Y'-Ebene. 3 illustriert eine Beispielanzeige der Distanzen L an den jeweiligen Bearbeitungspunkten.
  • Es ist anzumerken, dass die X'-Achse und die Y'-Achse auf der Referenzoberfläche parallel zur X-Achse und der Y-Achse des Maschinen-Koordinatensystems der Werkzeugmaschine 100 oder eines Werkstück-Koordinatensystems eingestellt sein kann, oder beliebig eingestellt werden kann.
  • Die Speichereinheit 407, die ein RAM oder dergleichen ist, kann die Positionsinformation, die Maschineninformation, die Parameter a, b, c, d der Referenzoberfläche und die Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten speichern.
  • <Anzeigeprozessierung durch Wellenform-Anzeigevorrichtung 400>
  • Die nächste Beschreibung dreht sich um die in der Anzeigeverarbeitung involvierte Operation, welche durch die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird.
  • 4 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben der Anzeigeverarbeitung, welche durch die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 durchgeführt wird.
  • In Schritt S11 erfasst die Positionsinformations-Erfassungseinheit 401 aus der Steuerung 200 die Positionsinformation, welche die Position der Antriebsachse (nicht gezeigt) der Werkzeugmaschine 100 während der Bearbeitung eines Werkstücks angibt.
  • Im Schritt S12 erfasst die Maschineninformations-Erfassungseinheit 402 aus der Steuerung 200 die Maschineninformation, welche die Achsen-Konfiguration der Werkzeugmaschine 100 angibt, eingestellt, um die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen.
  • Im Schritt S13 berechnet die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403 die Koordinaten (Xt, Yt, Zt) der durch das an der Werkzeugmaschine 100 installierte Werkzeug bearbeiteten Bearbeitungspunkts auf Basis der im Schritt S11 erfassten Positionsinformation und der in Schritt S12 erfassten Maschineninformation.
  • Im Schritt S14 berechnet die Distanzrecheneinheit 405 die Distanz L in der vertikalen Richtung von jedem der Vielzahl von Bearbeitungspunkten, die in Schritt S13 berechnet werden, bis zur Referenzoberfläche unter Verwendung von Formel (2).
  • Im Schritt S15 zeigt die Wellenformanzeigeeinheit 406 die Distanzen L in der vertikalen Richtung jeweils ab der Vielzahl von Bearbeitungspunkten, die im Schritt S14 berechnet sind, bis zur Referenzoberfläche an, als eine Wellenform auf der Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) der Steuerung 200.
  • Wie oben beschrieben, berechnet die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 gemäß der Ausführungsform die Distanzen L in der vertikalen Richtung bei der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in Bezug auf die Referenzoberfläche und zeigt die berechneten Distanzen L an der Vielzahl von Bearbeitungspunkten als eine Wellenform an, wodurch es ermöglicht wird, Fehler (Distanzen L) in der vertikalen Richtung leicht zu erfassen. Die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 ist dann in der Lage, die Effekte der Operation der jeweiligen Antriebseinheiten (nicht gezeigt) der Werkzeugmaschine 100 auf die tatsächlich bearbeitete Oberfläche zu analysieren.
  • In der Beschreibung ging es bislang um die Ausführungsform. Die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die vorliegende Erfindung beinhaltet Modifikationen, Verbesserungen und dergleichen innerhalb des Schutzumfanges, der gestattet, den Zweck zu erzielen.
  • <Modifikation 1>
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 getrennt von der Steuerung 200 vorgesehen. Die Steuerung 200 kann einige oder alle der Funktionen der Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 enthalten.
  • Alternativ kann beispielsweise ein Server einige oder alle der Positionsinformations-Erfassungseinheit 401, der Maschineninformations-Erfassungseinheit 402, der Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403, der Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404, der Distanzrecheneinheit 405, der Wellenformanzeigeeinheit 406 und der Speichereinheit 407 der Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 enthalten. Die jeweiligen Funktionen der Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 können unter Verwendung einer virtuellen Server-Funktion oder dergleichen in einem Cloud-Computing-System realisiert werden.
  • Alternativ kann die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 ein distributiertes Verarbeitungssystem sein, in welchem die jeweiligen Funktionen der Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 an eine Vielzahl von Servern angemessen verteilt werden.
  • <Modifikation 2>
  • Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 die Referenzoberfläche auf Basis der durch einen Anwender auf der externen Vorrichtung 300 durchgeführten Eingabeoperation eingestellt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In einem Beispiel kann die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 aus der Steuerung 200 einen Befehlswert eines Bearbeitungspunktes an die Werkzeugmaschine 100, basierend auf einem Bearbeitungsprogramm, erfassen, und kann die Referenzoberfläche auf Basis des erfassten Befehlswerts einstellen.
  • Beispielsweise ist im Falle eines Bearbeitungsprogramms zum Formen eines Werkstücks, eine flache Oberfläche aufzuweisen, die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 in der Lage, die Parameter a, b, c, d der Referenzoberfläche in Formel (1) einzustellen, auf Basis von zumindest drei Befehlswerten, nicht auf derselben Linie zur Bearbeitung der flachen Oberfläche von den Befehlswerten der Bearbeitungspunkte an die Werkzeugmaschine 100. Es ist anzumerken, dass die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 eine Referenzoberfläche für alle Bearbeitungspunkte einstellen kann, oder verschiedentlich eine Referenzoberfläche für jede Gruppe einstellen kann, die einige Bearbeitungspunkte enthält.
  • <Modifikation 3>
  • Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 die Distanzen L in vertikaler Richtung an der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in Bezug auf die Referenzoberfläche in verschiedenen Farben oder verschiedenen Helligkeiten von Farbe auf die X'Y'-Ebene der Referenzoberfläche plottet, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 kann, wie in 5A gezeigt, den Pfad der Bearbeitungspunkte in einem Graphen anzeigen, wobei dessen vertikale Achse als Distanz gesetzt ist und dessen horizontale Achse als Zeit gesetzt ist, durch Vergrößern der Distanzen (Fehlerbeträge) L jeweils an der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in der Normalrichtung der Referenzoberfläche.
  • Alternativ kann die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400, wie in 5B gezeigt, den Pfad der Bearbeitungspunkte in einer dreidimensionalen Weise anzeigen, durch Vergrößern der Distanzen (Fehlerbeträge) L in der Normalrichtung der Referenzoberfläche.
  • <Modifikation 4>
  • Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 die Effekte der Operation der jeweiligen Antriebseinheiten (nicht gezeigt) der Werkzeugmaschine 100 auf die tatsächlich bearbeitete Oberfläche analysiert, durch Anzeigen der Distanzen L in der Vertikalrichtung an der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in Bezug auf die Referenzoberfläche in einer Wellenform, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In einem Beispiel kann die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 die Messwerte der Punkte, an welchen Unregelmäßigkeit (Distanzen in der Vertikalrichtung) der tatsächlich bearbeiteten Oberfläche dieses Werkstücks nach Schneiden durch eine (nicht gezeigte) Messvorrichtung gemessen worden ist, und die Distanzen L an der Vielzahl von Bearbeitungspunkten vergleichen, um die Ursache der Fehler auf der Bearbeitungsoberfläche zu analysieren.
  • In einem solchen Vergleich sollte die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 direkt einen Messwert und eine Distanz L an jedem der Vielzahl von Bearbeitungspunkten vergleichen. Jedoch, wie in 6 gezeigt, ist ein Messpunkt, welcher durch die (nicht gezeigte) Messvorrichtung gemessen wird, nicht immer identisch mit einem durch ein Werkzeug bearbeiteten Bearbeitungspunkt.
  • 6 illustriert ein Beispiel der Beziehung zwischen den Bearbeitungspunkten des Werkzeugs und dem Messpunkt, an welchem die Unregelmäßigkeit der tatsächlich bearbeiteten Oberfläche gemessen worden ist. 6 gibt Messpunkten M1 bis M16 zu einer Einheit der X'Y'-Ebene der Referenzoberfläche an und gibt weiter einen Bearbeitungspunkt k an, der auf die Referenzoberfläche projiziert wird (k ist eine Ganzzahl von 1 oder mehr).
  • Die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 kann dann den Messwert der Unregelmäßigkeit am Bearbeitungspunkt k ermitteln, durch Durchführen bekannter komplementärer Verarbeitung unter Verwendung von Messpunkten, die in der Nähe der Koordinate (X'Y') des Bearbeitungspunkts k auf der Referenzoberfläche existieren, beispielsweise die Messwerte der Messpunkte M6, M7, M10, M11. In einem Beispiel kann die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 die Distanzen (Fehlerbeträge) L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten und die entsprechenden Messwerte der Unregelmäßigkeit überlagern, um die Ergebnisse in einer Wellenform auf der (nicht gezeigten) Anzeigeeinheit der Steuerung 200 anzuzeigen.
  • Mit einer solchen Anzeige ist die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 in der Lage, die Korrelation zwischen den Distanzen (Fehlerbeträge) L der entsprechenden Bearbeitungspunkte und der entsprechenden Messwerte der Unregelmäßigkeit zu analysieren, wodurch ermöglicht wird, die Ursache der Fehler auf der Bearbeitungsoberfläche zu analysieren.
  • Es ist anzumerken, dass die in der Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 in der Ausführungsform enthaltenen Funktionen in der Lage sind, jeweils durch Hardware, Software oder eine Kombination derselben realisiert zu werden. Durch Software realisiert bedeutet hier, dass ein Computer ein Programm einliest und ausführt, wobei eine Ausführungsform realisiert wird.
  • Programme können durch Verwendung verschiedener Typen nicht transitorischer computerlesbarer Medien gespeichert werden und können einem Computer zugeführt werden. Solche nicht transitorischen, computerlesbaren Medien beinhalten verschiedene Typen von anfassbaren Speichermedien. Beispiele von nicht transitorischen computerlesbaren Medien beinhalten ein Magnetaufzeichnungsmedium (beispielsweise eine flexible Disk, ein Magnetband, ein Festplattenlaufwerk), ein magnetoptisches Aufzeichnungsmedium (beispielsweise eine magnetoptische Disk), eine CD-ROM (Nurlesespeicher), eine CD-R, eine CD-R/W und einen Halbleiterspeicher (beispielsweise ein Masken-ROM, ein PROM (programmierbares ROM), ein EPROM (löschbares PROM), ein Flash-ROM, ein RAM). Programme können einem Computer unter Verwendung verschiedener Typen transitorischer computerlesbarer Medien zugeführt werden. Beispielen von transitorischen computerlesbaren Medien beinhalten ein elektrisches Signal, ein optisches Signal und eine elektromagnetische Welle. Ein transitorisches computerlesbares Medium ist in der Lage, ein Programm einem Computer über eine verdrahteten Kommunikationspfad wie etwa einem elektrischen Draht und einem Lichtleiter, oder einem Drahtlos-Kommunikationspfad zuzuführen.
  • Es ist anzumerken, dass der Schritt des Beschreibens eines in dem Aufzeichnungsmedium zu speichernden Programms nicht nur die in Zeitreihe in der Abfolge auszuführende Verarbeitung beinhaltet, sondern auch die parallel oder individuell auszuführende Verarbeitung, statt in einer Zeitreihe ausgeführt zu werden.
  • Mit anderen Worten der bislang beschriebenen Inhalte sind die Wellenform-Anzeigevorrichtung und das Wellenform-Anzeigeverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Typen von Ausführungsformen, welche die folgenden Konfigurationen aufweisen, verfügbar.
  • (1) Die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Positionsinformations-Erfassungseinheit 401, die konfiguriert ist, aus einer Steuerung 200 zum Steuern einer Werkzeugmaschine 100 Positionsinformation zu erfassen, die eine Position einer Antriebsachse der Werkzeugmaschine 100 während der Bearbeitung eines Werkstücks angibt, eine Maschineninformations-Erfassungseinheit 402, die konfiguriert ist, Maschineninformation zu erfassen, welche die Achsen-Konfiguration der Werkzeugmaschine 100 angibt, die eingestellt ist, die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen, eine Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403, die konfiguriert ist, eine Koordinate eines Bearbeitungspunkts eines an der Werkzeugmaschine 100 installierten Werkzeugs zu berechnen, auf Basis der Positionsinformation und der Maschineninformation, eine Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404, die konfiguriert ist, eine Ziel-Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks als eine Referenzoberfläche einzustellen, eine Distanzrecheneinheit 405, die konfiguriert ist, eine Distanz L von jedem einer Vielzahl von Bearbeitungspunkten, die durch die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit 403 berechnet sind, zur durch die Referenzoberflächen-Einstelleinheit 404 eingestellten Referenzoberfläche zu berechnen, und eine Wellenformanzeigeeinheit 406, die konfiguriert ist, die berechneten Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in einer Wellenform anzuzeigen.
  • Die Wellenform-Anzeigevorrichtung 400 gestattet es, leicht Fehler (Distanzen L) in der vertikalen Richtung zu erfassen, durch Berechnen der Distanzen L von der Vielzahl von Bearbeitungspunkten zur Referenzoberfläche, und Anzeigen der berechneten Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in einer Wellenform.
  • (2) Die Referenzoberfläche kann durch eine externe Vorrichtung 300 eingestellt werden.
  • Eine solche Einstellung gestattet es, eine beliebige Bearbeitungsoberfläche als die Referenzoberfläche einzustellen.
  • (3) Die Referenzoberfläche kann auf Basis eines Befehlswerts des Bearbeitungspunktes an der Werkzeugmaschine 100 durch die Steuerung 200 eingestellt werden.
  • Eine solche Einstellung gestattet es, die Referenzoberfläche entsprechend einem Bearbeitungsprogramm einzustellen.
  • (4) Die Wellenformanzeigeeinheit 406 kann die Vielzahl von Bearbeitungspunkten auf die Referenzoberfläche projizieren und kann die berechneten Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten auf der Referenzoberfläche in den Farben oder Farbabstufungen abhängig von den Distanzen in einer Wellenform anzeigen.
  • Eine solche Anzeige gestattet es, die Effekte des Betriebs der jeweiligen Antriebseinheiten (nicht gezeigt) der Werkzeugmaschine 100 auf einer tatsächlich bearbeiteten Oberfläche zu analysieren.
  • (5) Die Wellenformanzeigeeinheit 406 kann Messdaten, die durch eine Messvorrichtung gemessen werden, erfassen, welche die Unebenheit der tatsächlich bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks nach der Bearbeitung angibt, und kann in einer Wellenform, welche die Distanzen L der Bearbeitungspunkte und der Messwerte der Unebenheit jeweils an der Vielzahl von Bearbeitungspunkten auf Basis der erfassten Messdaten anzeigen.
  • Eine solche Anzeige gestattet es, die Korrelation zwischen den Distanzen (Fehlerbeträge) L an den entsprechenden Bearbeitungspunkten und die entsprechenden Messwerte der Unebenheit zu analysieren und weiter zu analysieren, ob die Genauigkeit bei der Positionssteuerung der Antriebsachse die Fehler auf der Bearbeitungsoberfläche verursacht oder nicht.
  • (6) Das Wellenform-Anzeigeverfahren der vorliegenden Offenbarung beinhaltet einen Positionsinformations-Erfassungsschritt des Erfassens, aus einer Steuerung 200 zum Steuern einer Werkzeugmaschine 100, von Positionsinformation, die eine Position einer Antriebsachse der Werkzeugmaschine 100 während der Bearbeitung eines Werkstücks angibt, einen Maschineninformations-Erfassungsschritt des Erfassens von Maschineninformation, welche die Achsenkonfiguration der Werkzeugmaschine 100 angibt, eingestellt, um die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen, einen Bearbeitungspunktkoordinaten-Rechenschritt des Berechnens einer Koordinate eines Bearbeitungspunkts eines Werkzeugs, das an der Werkzeugmaschine 100 installiert ist, auf Basis der Positionsinformation und der Maschineninformation, einen Referenzoberflächen-Einstellschritt des Einstellens einer Ziel-Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks als eine Referenzoberfläche, einen Distanz-Rechenschritt des Berechnens von Distanz L von jedem einer Vielzahl von Bearbeitungspunkten, berechnet in dem Bearbeitungspunktkoordinaten-Rechenschritt zur Referenzoberfläche, die im Referenzoberflächen-Einstellschritt eingestellt ist, und einen Wellenform-Anzeigeschritt des Anzeigens der berechneten Distanzen L der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in einer Wellenform.
  • Das Wellenform-Anzeigeverfahren ermöglicht es, dieselben Effekte wie in (1), oben beschrieben, zu zeigen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Werkzeugmaschine
    200
    Steuerung
    300
    Externe Vorrichtung
    400
    Wellenform-Anzeigevorrichtung
    401
    Positionsinformations-Erfassungseinheit
    402
    Maschineninformations-Erfassungseinheit
    403
    Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit
    404
    Referenzoberflächen-Einstelleinheit
    405
    Distanzrecheneinheit
    406
    Wellenformanzeigeeinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2011165066 A [0004]

Claims (6)

  1. Wellenform-Anzeigevorrichtung (400), umfassend: eine Positionsinformations-Erfassungseinheit (401), die konfiguriert ist, aus einer Steuerung (200) zum Steuern einer Werkzeugmaschine (100) Positionsinformation zu erfassen, die eine Position einer Antriebsachse der Werkzeugmaschine (100) während der Bearbeitung eines Werkstücks angibt; eine Maschineninformations-Erfassungseinheit (402), die konfiguriert ist, Maschineninformation zu erfassen, welche die Achsen-Konfiguration der Werkzeugmaschine (100) angibt, die eingestellt ist, die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen; eine Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit (403), die konfiguriert ist, eine Koordinate eines Bearbeitungspunkts eines an der Werkzeugmaschine (100) installierten Werkzeugs zu berechnen, auf Basis der Positionsinformation und der Maschineninformation; eine Referenzoberflächen-Einstelleinheit (404), die konfiguriert ist, eine Ziel-Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks als eine Referenzoberfläche einzustellen; eine Distanzrecheneinheit (405), die konfiguriert ist, eine Distanz (L) von jedem einer Vielzahl von Bearbeitungspunkten, die durch die Bearbeitungspunktkoordinaten-Recheneinheit (403) berechnet sind, zur durch die Referenzoberflächen-Einstelleinheit (404) eingestellten Referenzoberfläche zu berechnen; und eine Wellenformanzeigeeinheit (406), die konfiguriert ist, die berechneten Distanzen (L) der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in einer Wellenform anzuzeigen.
  2. Wellenform-Anzeigevorrichtung (400) gemäß Anspruch 1, wobei die Referenzoberfläche durch eine externe Vorrichtung (300) eingestellt ist.
  3. Wellenform-Anzeigevorrichtung (400) gemäß Anspruch 1, wobei die Referenzoberfläche auf Basis eines Befehlswerts des Bearbeitungspunktes an der Werkzeugmaschine (100) durch die Steuerung (200) eingestellt wird.
  4. Wellenform-Anzeigevorrichtung (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wellenformanzeigeeinheit (406) die Vielzahl von Bearbeitungspunkten auf die Referenzoberfläche projiziert, und die berechneten Distanzen (L) der Vielzahl von Bearbeitungspunkten auf der Referenzoberfläche in den Farben oder Farbabstufungen abhängig von den Distanzen in einer Wellenform anzeigt.
  5. Wellenform-Anzeigevorrichtung (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wellenformanzeigeeinheit (406) Messdaten, die durch eine Messvorrichtung gemessen werden, erfasst, welche die Unebenheit der tatsächlich bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks nach der Bearbeitung angeben, und in einer Wellenform, welche die Distanzen (L) der Bearbeitungspunkte und der Messwerte der Unebenheit jeweils an der Vielzahl von Bearbeitungspunkten auf Basis der erfassten Messdaten anzeigt.
  6. Wellenform-Anzeigeverfahren, umfassend: einen Positionsinformations-Erfassungsschritt des Erfassens, aus einer Steuerung (200) zum Steuern einer Werkzeugmaschine (100), von Positionsinformation, die eine Position einer Antriebsachse der Werkzeugmaschine (100) während der Bearbeitung eines Werkstücks angibt; einen Maschineninformations-Erfassungsschritt des Erfassens von Maschineninformation, welche die Achsenkonfiguration der Werkzeugmaschine (100) angibt, eingestellt, um die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen; einen Bearbeitungspunktkoordinaten-Rechenschritt des Berechnens einer Koordinate eines Bearbeitungspunkts eines Werkzeugs, das an der Werkzeugmaschine (100) installiert ist, auf Basis der Positionsinformation und der Maschineninformation; einen Referenzoberflächen-Einstellschritt des Einstellens einer Ziel-Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks als eine Referenzoberfläche, einen Distanz-Rechenschritt des Berechnens von Distanz (L) von jedem einer Vielzahl von Bearbeitungspunkten, berechnet in dem Bearbeitungspunktkoordinaten-Rechenschritt zur Referenzoberfläche, die im Referenzoberflächen-Einstellschritt eingestellt ist; und einen Wellenform-Anzeigeschritt des Anzeigens der berechneten Distanzen (L) der Vielzahl von Bearbeitungspunkten in einer Wellenform.
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