JP2010250643A - 工作機械の表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直進軸と回転軸とを備える工作機械において、工作機械の各駆動軸の動きを把握できる工作機械の表示装置を提供する。
【解決手段】直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）と回転軸（Ａ，Ｂ軸）とを備える工作機械の表示装置において、工作機械に対するワーク座標系のＮＣデータを取得するＮＣデータ取得部１０１と、ＮＣデータに基づいて、工作機械の直進軸に対する機械座標系の制御点データを算出する制御点データ算出部１０３と、制御点データの軌跡を２次元座標または３次元座標にて表示する表示部１０５とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、工作機械の表示装置に関するものである。

特許文献１には、表示装置に、ワーク座標系のＮＣデータを表示して、さらにそのＮＣデータの曲率半径の属性を表示することが記載されている。

確かに、直進軸（一般には並進軸とも言われる）のみから構成される工作機械においては、ワーク座標系のＮＣデータそのものの軌跡が、工作機械の各駆動軸の動きとして把握できる。そのため、直進軸のみから構成される工作機械においては、非常に有効的である。

ところで、複雑な加工を可能とする同時５軸加工が、近年さらに着目を浴びている。（例えば、特許文献２参照）。同時５軸加工とは、直進軸と回転軸とを有する工作機械において、直進軸と回転軸とを同時に位置制御をしながら行う加工である。

特開２００３−３３０５１２号公報 特開２００８−０９０７３４号公報

このような同時５軸加工においては、ワークを載置するテーブルが回転する場合を例に挙げると、ワークをテーブルのどこに載置するかによって、工作機械の各駆動軸の動作が異なってしまう。そのため、特許文献１の技術を同時５軸加工にそのまま適用したとしても、工作機械の各駆動軸の動作を十分に把握することができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、直進軸と回転軸とを備える工作機械において、工作機械の各駆動軸の動きを把握できる工作機械の表示装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、
直進軸と回転軸とを備える工作機械の表示装置において、
前記工作機械に対するワーク座標系のＮＣデータを取得するＮＣデータ取得手段と、
前記ＮＣデータに基づいて、前記工作機械の前記直進軸に対する機械座標系の制御点データを算出する制御点データ算出手段と、
前記制御点データの軌跡を２次元座標または３次元座標にて表示する表示手段と、
を備えることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、
前記表示手段は、さらに、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータの軌跡を２次元座標または３次元座標にて表示することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、
前記制御点データの軌跡と前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータの軌跡との対応位置を記憶する対応位置記憶手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記制御点データの軌跡の表示および前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータの軌跡の表示において、前記対応位置を表示可能であることである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜３の何れか一項において、
前記工作機械の前記回転軸は、ワークを載置する第一テーブルが旋回する第一テーブル旋回軸を含み、
前記表示手段は、前記第一テーブルへの前記ワークの載置位置が異なる複数の場合について、それぞれの前記制御点データの軌跡を表示することである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４において、
前記制御点データ算出手段は、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータに対して、前記第一テーブル旋回軸に関する回転座標変換を行うことにより前記制御点データを算出することである。

請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜３の何れか一項において、
前記工作機械の前記回転軸は、ワークを載置する第一テーブルが旋回する第一テーブル旋回軸を含み、
前記制御点データ算出手段は、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータに対して、前記第一テーブル旋回軸に関する回転座標変換を行うことにより前記制御点データを算出することである。

請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項５または６において、
前記工作機械の前記回転軸は、前記第一テーブルをさらに旋回させる第二テーブル旋回軸をさらに含み、
前記制御点データ算出手段は、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータに対して、前記第一テーブル旋回軸に関する回転座標変換を行った後に、前記第二テーブル旋回軸に関する回転座標変換を行うことにより、前記制御点データを算出することである。

請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜６の何れか一項において、
前記工作機械の前記回転軸は、工具を支持する支持体をチルト旋回させる工具チルト軸であり、
前記制御点データ算出手段は、
前記工具チルト軸を基準としたときの前記工具の先端の座標に対して、前記工具チルト軸に関する回転座標変換を行い、
前記工具チルト軸に関する回転座標変換により得られた値を、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータに加算することにより、前記制御点データを算出することである。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、ＮＣデータから工作機械の動きを把握できる制御点データに変換している。そして、この制御点データの軌跡を、２次元座標または３次元座標にて表示している。このように、実際の工作機械の各直進軸の動きを、表示手段に軌跡として表示することができる。そして、ワークが載置されるテーブルが回転する場合であっても、制御点データが機械座標系のデータであるため、ワークの載置位置を考慮したデータとなっている。従って、確実に、ワークの載置位置を考慮した上で、工作機械の各直進軸がどのように動くのかを視覚的に把握することができる。例えば、ワークの載置位置によっては、ＮＣデータそのものは直線状の箇所であっても、機械座標系の制御点データでは、コーナー部として認識される場合がある。このような場合にも、確実に工作機械がコーナー部として認識している箇所を把握できる。

ここで、工作機械が３つの直進軸を有する場合には、制御点データも３つの直進軸データを持つことになる。また、工作機械が２つの直進軸を有する場合には、制御点データも２つの直進軸データを持つことになる。そこで、表示手段が２次元座標にて表示するには、制御点データが２つの場合には、その２つの制御点データの軌跡を表示することになる。また、制御点データが３つの場合には、その中から選択した２つの直進軸データを、２次元座標にて表示することになる。一方、表示手段が３次元座標にて表示する場合には、制御点データが３つの直進軸データを有する場合に限られる。

請求項２に係る発明によれば、表示手段は、制御点データの軌跡に加えて、ＮＣデータの直進軸に関するデータの軌跡を表示している。これにより、機械座標系の制御点データとワーク座標系のＮＣデータとを比較することができる。つまり、作業者が制御点データのみを見た場合に、工作機械がコーナー部と認識している箇所が、ＮＣデータそのものに起因するものか、その他の影響により生じたものかなどを把握することができる。

請求項３に係る発明によれば、表示手段にて表示される制御点データとＮＣデータとにおいて、両者の対応位置を表示可能である。ここで、対応位置を表示可能とは、例えば、ＮＣデータの所定位置を作業者が選択すると、当該所定位置に対応した制御点データの位置がどこであるか分かるように表示することである。その他に、作業者が選択することなく、各軌跡を複数の色にて表示したり、各軌跡を複数のシンボルマークにて表示したりすることで、ＮＣデータのどの位置と制御点データのどの位置とが対応しているかを予め表示することも可能である。

これにより、表示手段にて、制御点データとＮＣデータとをより詳細に比較することができる。そして、ＮＣデータでコーナー部となる位置が、制御点データではどのような形状として工作機械が認識しているかを把握することが正確にできる。

ワークを載置する第一テーブルが旋回する場合には、ワークの第一テーブルへの載置位置によって、制御点データが異なってしまう。そこで、請求項４に係る発明によれば、ワークの第一テーブルへの載置位置を複数とした場合に、表示手段がそれぞれの載置位置に対しての制御点データの軌跡を表示するとした。これにより、ワークを第一テーブルのどの位置に載置すると、工作機械の各直進軸が滑らかに動くかを把握することができる。その結果、最も適切と考えられる位置に、ワークを第一テーブルに載置して実際の加工を行うことで、より高精度な加工を実現できる。

請求項５および６に係る発明によれば、ワークを載置する第一テーブルが旋回する場合に、確実に制御点データを算出することができる。ここで、ワークを載置する第一テーブルは、載置台の法線軸回りに回転する回転テーブルの場合、または、ベッドに対してチルト旋回するチルトテーブルの場合がある。

請求項７に係る発明によれば、第一テーブルがさらに旋回する場合に、確実に制御点データを算出することができる。ここで、ベッドに対してチルトテーブルを設置し且つ、当該チルトテーブルに回転テーブルを設置し、当該回転テーブルにワークを載置する場合には、回転テーブルが第一テーブルに相当し、チルトテーブルが第二テーブルに相当する。また、ベッドに対して回転テーブルを設置し且つ、当該回転テーブルにチルトテーブルを設置し、当該チルトテーブルにワークを載置する場合には、チルトテーブルが第一テーブルに相当し、回転テーブルが第二テーブルに相当する。

請求項８に係る発明によれば、工具を支持する支持体がチルト旋回する場合に、確実に制御点データを算出することができる。

第一実施形態：工作機械の構成を示す概略図である。 ワークＷの斜視図である。 ワークＷに対して５軸加工を行う概略図である。（ａ）は、Ｘ−Ｚ平面におけるワークＷと工具との相対移動方向を示す図である。（ｂ）は、Ｘ−Ｙ平面におけるワークＷと工具との相対移動方向を示す図である。 Ｂ軸回転中心にワークＷの重心を載置した場合においてワークＷを加工する場合の図である。（ａ）は、回転テーブルにワークＷを載置する位置を示す図である。（ｂ）は、白丸から黒丸へ加工位置を移動させる際に、ワークＷと工具との相対移動を示す図である。 ワークＷの重心がＢ軸回転中心からずれた位置に載置された場合においてワークＷを加工する場合の図である。（ａ）は、回転テーブルにワークＷを載置する位置を示す図である。（ｂ）は、白丸から黒丸へ加工位置を移動させる際に、ワークＷと工具との相対移動を示す図である。 （ａ）Ａ軸方向からワークＷを見た場合の図である。（ｂ）は、ワークＷをＢ軸方向から見た場合の形状を示す図である。 工作機械の表示装置のブロック図である。 式（１）におけるｄｘ，ｄｙ，ｄｚを説明する図である。 表示部に３次元表示した状態の図である。 表示部に２次元表示した状態の図である。 第二実施形態：工作機械の構成を示す概略図である。 式（３）におけるｄｘ，ｄｙ，ｄｚを説明する図である。 第三実施形態：工作機械の構成を示す概略図である。 式（４）におけるｄｘ，ｄｚを説明する図である。

以下、本発明の工作機械の表示装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。工作機械として、５軸マシニングセンタを例に挙げて説明する。つまり、当該工作機械は、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）と、２つの回転軸（Ａ，Ｂ軸）を有する工作機械である。

＜第一実施形態＞
第一実施形態の工作機械の表示装置の対象である５軸マシニングセンタについて、図１を参照して説明する。本実施形態の５軸マシニングセンタは、ワークＷがＡ軸およびＢ軸に回転する構成からなる。図１に示すように、本実施形態の５軸マシニングセンタは、ベッド（図示せず）と、チルトテーブル１０と、回転テーブル２０と、コラム３０と、主軸基体４０と、工具５０とを備える。

チルトテーブル１０（本発明の「第二テーブル」に相当する）は、コの字形状に形成されており、コの字の両端部を支持点としてベッドに対して約９０°、Ａ軸回転可能に支持されている。このチルトテーブル１０のＡ軸回転は、Ａ軸モータにより駆動される。

回転テーブル２０（本発明の「第一テーブル」に相当する）は、チルトテーブル１０の法線軸回り（Ｂ軸）に回転可能に、チルトテーブル１０の上に支持されている。この回転テーブル２０の上には、ワークＷが載置される。

コラム３０は、ベッド上に設けられ、ベッドに対してＸ軸方向およびＺ軸方向に移動可能に設けられている。主軸基体４０（本発明の「工具を支持する支持体」に相当する）は、コラム３０に対してＹ軸方向（床面に垂直な方向）に移動可能に設けられている。さらに、主軸基体４０は、中空のハウジングと、ハウジングの内部に収容されハウジングに対して主軸基体４０の軸回りに回転可能な回転主軸とを備えている。つまり、回転主軸は、ハウジングに対して回転可能となる。工具５０は、主軸基体４０の回転主軸の先端に固定されている。つまり、工具５０は、回転主軸の回転に伴って回転する。

つまり、この５軸マシニングセンタは、ワークＷをベッドに対してＡ軸回転およびＢ軸回転可能とし、工具５０をベッドに対してＸ，Ｙ，Ｚ軸に移動可能で且つ回転可能としている。ここで、本実施形態における回転テーブル旋回軸（Ｂ軸）は、本発明における「ワークを載置するテーブルが旋回する第一テーブル旋回軸」に相当し、チルトテーブル旋回軸（Ａ軸）は、本発明における「第一テーブルをさらに旋回させる第二テーブル旋回軸」に相当する。

次に、加工対象であるワークＷについて図２を参照して説明する。図２に示すように、ワークＷは、ほぼ四角柱形状をなしている。ただし、ワークＷを図２のＺ軸方向から見た場合に、ワークＷの四隅が円弧状に面取りされている。

このワークＷを５軸マシニングセンタにて加工する際に、ワークＷに対する工具５０の移動方向を図３（ａ）（ｂ）を参照して説明する。ここで、ワークＷの加工位置は、Ｘ−Ｙ断面上に移動するものとして説明する。図３（ａ）に示すように、Ｘ−Ｚ平面において、ワークＷの加工位置における工具５０の傾きは、常に一定となるようにしている。また、図３（ｂ）に示すように、Ｘ−Ｙ平面においても、ワークＷの加工位置における工具５０の傾きは、常に一定となるようにしている。

上記のワークＷを、上記した工具５０の移動方法により加工する場合に、制御点データがどのような軌跡となるかについて、図４〜図６を参照して説明する。ここで制御点データとは、実際に工作機械の各駆動軸の位置に相当する座標であり、機械座標系の各駆動軸のデータである。特に、ここでは、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の制御点データに着目する。そして、この制御点データは、工具５０の所定位置を考えることができるため、図４〜図６において、制御点を工具５０の基部として図示している。

まず、図４および図５を参照して、ワークＷを回転テーブル２０のどの位置に載置するかによって、制御点データが変化することを説明する。図４（ａ）は、回転テーブル２０の回転中心（Ｂ軸中心）とワークＷの重心が一致するように、ワークＷを回転テーブル２０に載置した場合である。図４（ａ）において、白丸から黒丸まで加工する場合を考える。

この場合、図４（ｂ）の（ｔ１）において、白丸に工具５０の先端位置が位置しているとする。その後、図４（ｂ）の（ｔ２）に示すように、ワークＷがＢ軸回転しながら、工具５０の先端位置が白丸と黒丸との中間位置に移動する。続いて、図４（ｂ）の（ｔ３）に示すように、ワークＷがさらにＢ軸回転して、工具５０の先端位置が黒丸に到達する。このときの制御点データの軌跡は、図４（ｂ）の（ｔ３）の実線矢印のようになる。

次に、図５（ａ）は、ワークＷの重心が回転テーブル２０の回転中心（Ｂ軸中心）からずれた位置に、ワークＷを回転テーブル２０に載置した場合である。図５（ａ）において、白丸から黒丸まで加工する場合を考える。

この場合、図５（ｂ）の（ｔ１）において、白丸に工具５０の先端位置が位置しているとする。その後、図５（ｂ）の（ｔ２）に示すように、ワークＷがＢ軸回転しながら、工具５０の先端位置が白丸と黒丸との中間位置に移動する。続いて、図５（ｂ）の（ｔ３）に示すように、ワークＷがさらにＢ軸回転して、工具５０の先端位置が黒丸に到達する。このときの制御点データの軌跡は、図５（ｂ）の（ｔ３）の実線矢印のようになる。

図４の場合と図５の場合とを比較すると、図４における制御点データの軌跡の距離が、図５における制御点データの軌跡の距離に比べて、短いことが分かる。このように、ワークＷを回転テーブル２０のどの位置に載置するかによって、制御点データの軌跡が変化することが分かる。

また、図６を参照して、ワークＷをＡ軸回転させながら、ワークＷの外周面を加工する場合において、ワークＷのＡ軸中心からの距離に応じて、制御点データの軌跡が変化することについて説明する。図６（ａ）において、（ｉ）の加工位置はＡ軸から遠い位置に位置し、（ｉｉ）の加工位置はＡ軸に近い位置に位置する。この２カ所のＮＣデータの形状は、図６（ｂ）に示すように、共通した形状からなる。ただし、（ｉ）の制御点データの軌跡と（ｉｉ）の制御点データの軌跡は、異なる形状となる（図示せず）。このように、加工位置がＡ軸からの距離に応じて、制御点データの軌跡が変化することが分かる。

次に、本実施形態における工作機械の表示装置について、図７を参照して説明する。図７に示すように、表示装置１００は、ＮＣデータ取得部１０１と、ワーク設置位置取得部１０２と、制御点データ算出部１０３と、対応位置記憶部１０４と、表示部１０５とを備える。

ＮＣデータ取得部１０１（本発明の「ＮＣデータ取得手段」に相当する）は、工作機械に対するワーク座標系のＮＣデータを、例えば数値制御装置などから取得する。このＮＣデータは、例えば、図６（ｂ）に示した座標系によるデータである。ワーク設置位置取得部１０２は、機械上のワークＷの設置場所、本実施形態においては回転テーブル２０へのワークＷの載置位置に関する情報を取得する。

制御点データ算出部１０３（本発明の「制御点データ算出手段」に相当する）は、ＮＣデータとワークＷの設置場所とに基づいて、工作機械のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対する機械座標系の制御点データを算出する。この制御点データは、式（１）に従って算出することができる。つまり、式（１）に示すように、ＮＣデータのＸ，Ｙ，Ｚ軸に関するデータに対して、まず、回転テーブル旋回軸（Ｂ軸）に関する回転座標変換を行った後に、さらにチルトテーブル旋回軸（Ａ軸）に関する回転座標変換を行うことにより、制御点データを算出している。

ここで、式（１）におけるｄｘ，ｄｙ，ｄｚについて図８を参照して説明する。図８（ａ）は、Ｘ−Ｚ平面におけるワークＷを示している。図８（ａ）に示すように、ワーク座標系のワーク原点からＢ軸までのＸ軸方向の距離を、ｄｘと定義している。なお、ワーク原点とは、ワーク座標系におけるＮＣデータの基準となる位置である。また、図８（ｂ）に示すように、ワーク座標系のワーク原点からＡ軸までのＹ軸方向の距離を、ｄｙと定義している。また、ワーク原点からＡ軸までのＺ軸方向の距離を、ｄｚと定義している。

対応位置記憶部１０４（本発明の「対応位置記憶手段」に相当する）は、制御点データの軌跡と、ＮＣデータのＸ，Ｙ，Ｚ軸に関するデータの軌跡との対応位置を記憶している。この対応位置記憶部１０４は、制御点データ算出部１０３にて制御点データを算出する際に同時に、ＮＣデータとの対応付け情報を持ったまま記憶している。

表示部１０５（本発明の「表示手段」に相当する）は、制御点データおよびＮＣデータを表示する。この表示部１０５の一つの表示態様を、図９に示す。図９に示すように、表示部１０５は、画面の左上にＮＣデータのＸ，Ｙ，Ｚ軸に関するデータの軌跡を３次元座標にて表示する。さらに、表示部１０５は、画面の左下と右下に異なる制御点データの軌跡を３次元座標にて表示する。このようにＮＣデータの軌跡と制御点データの軌跡とを同時表示することで、両者を比較して、ＮＣデータに対して制御点データがどのように変化しているかを容易に把握することができる。

ここで、表示部１０５の画面の左下と右下の制御点データは、例えば、回転テーブル２０へのワークＷの載置位置が異なる複数の場合における制御点データとしている。このように、ワークＷを回転テーブル２０のどの位置に載置すると、どのような制御点データの軌跡となるかを簡単に比較することができる。

さらに、表示部１０５は、制御点データの軌跡の表示およびＮＣデータの軌跡の表示において、対応位置記憶部１０４に記憶された対応位置を表示可能である。例えば、ＮＣデータの所定の点と、それに対応する制御点データの点とを、同じ色に表示する。そして、多数の各データにおいて、異なる色を用いることで、ＮＣデータのどの位置が、制御点データのどの位置に対応しているかを把握することができる。この他に、作業者がＮＣデータの任意の位置を選択した場合に、当該選択されたＮＣデータの点に対応する制御点データの位置を他の色と異なる色にて表示することもできる。

図９においては、ＮＣデータの軌跡および制御点データの軌跡を３次元座標にて表示したが、この他に、図１０に示すように、ＮＣデータの軌跡および制御点データの軌跡を、２次元座標にて表示することもできる。

＜第一実施形態の変形態様＞
次に、第一実施形態の変形態様について説明する。上記の第一実施形態の工作機械は、チルトテーブル１０の上に回転テーブル２０を設けることとした。この他に、チルトテーブル１０と回転テーブル２０とを逆の関係にすることもできる。そこで、本変形態様における工作機械は、回転テーブル２０をベッドにＢ軸回転可能に支持する構成とし、且つ、チルトテーブル１０を回転テーブル２０の上にＡ軸回転可能に支持する構成とする。

ここで、本変形態様において、回転テーブル２０は、本発明における「第二テーブル」に相当し、チルトテーブル１０は、本発明における「第一テーブル」に相当する。また、本変形態様におけるチルトテーブル旋回軸（Ａ軸）は、本発明における「ワークを載置するテーブルが旋回する第一テーブル旋回軸」に相当し、回転テーブル旋回軸（Ｂ軸）は、本発明における「第一テーブルをさらに旋回させる第二テーブル旋回軸」に相当する。

この場合の制御点データ算出部１０３の算出式は、式（２）に従って算出することができる。つまり、式（２）に示すように、ＮＣデータのＸ，Ｙ，Ｚ軸に関するデータに対して、まず、チルトテーブル旋回軸（Ａ軸）に関する回転座標変換を行った後に、さらに回転テーブル旋回軸（Ｂ軸）に関する回転座標変換を行うことにより、制御点データを算出している。

ここで、式（２）におけるｄｘ，ｄｙ，ｄｚは、第一実施形態のものと同一である。本変形態様は、第一実施形態と機械構成は若干異なるものの、他の構成は実質同様である。従って、本変形態様においても、第一実施形態と同様の効果を奏する。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態について説明する。まず、第二実施形態の工作機械の表示装置の対象である５軸マシニングセンタについて、図１１を参照して説明する。本実施形態の５軸マシニングセンタは、第一実施形態の５軸マシニングセンタに対して、工具５０の回転軸が鉛直方向を向くように設置されている。つまり、回転テーブル２０の回転軸が、Ｃ軸となる。その他は、共通するため、詳細な説明を省略する。

ここで、本実施形態において、回転テーブル２０は、本発明における「第一テーブル」に相当し、チルトテーブル１０は、本発明における「第二テーブル」に相当する。また、本変形態様における回転テーブル旋回軸（Ｃ軸）は、本発明における「ワークを載置するテーブルが旋回する第一テーブル旋回軸」に相当し、チルトテーブル旋回軸（Ａ軸）は、本発明における「第一テーブルをさらに旋回させる第二テーブル旋回軸」に相当する。

この場合の制御点データ算出部１０３の算出式は、式（３）に従って算出される。つまり、式（３）に示すように、ＮＣデータのＸ，Ｙ，Ｚ軸に関するデータに対して、まず、回転テーブル旋回軸（Ｃ軸）に関する回転座標変換を行った後に、さらにチルトテーブル旋回軸（Ａ軸）に関する回転座標変換を行うことにより、制御点データを算出している。

ここで、式（３）におけるｄｘ，ｄｙ，ｄｚについて図１２を参照して説明する。図１２（ａ）は、Ｘ−Ｙ平面におけるワークＷを示している。図１２（ａ）に示すように、ワーク座標系のワーク原点からＢ軸までのＸ軸方向の距離を、ｄｘと定義している。また、図１２（ｂ）に示すように、ワーク座標系のワーク原点からＡ軸までのＹ軸方向の距離を、ｄｙと定義している。また、ワーク原点からＡ軸までのＺ軸方向の距離を、ｄｚと定義している。

本実施形態は、第一実施形態と機械構成は若干異なるものの、他の構成は実質同様である。従って、本実施形態においても、第一実施形態と同様の効果を奏する。

＜第三実施形態＞
第三実施形態の工作機械の表示装置について説明する。まず、第三実施形態の工作機械の表示装置の対象である５軸マシニングセンタについて、図１３を参照して説明する。第一実施形態の５軸マシニングセンタは、ワークＷがＡ軸回転（チルト旋回）するようにチルトテーブル１０を設けたが、本実施形態の５軸マシニングセンタは、これに変えて、工具５０を支持する主軸基体４０（本発明の「支持体」に相当する）がＡ軸回転（チルト旋回）するようにした。つまり、本実施形態においては、ワークＷがＢ軸回転のみし、工具５０がＡ軸回転およびＸ，Ｙ，Ｚ軸移動を行う。

この場合の制御点データ算出部１０３の算出式は、式（４）に従って算出される。つまり、式（４）に示すように、ＮＣデータのＸ，Ｙ，Ｚ軸に関するデータに対して、回転テーブル旋回軸（Ｂ軸）に関する回転座標変換を行った値に対して、Ａ軸中心から工具５０の先端位置までの距離に対して工具チルト軸（Ａ軸）に関する回転座標変換を行った値を加算することにより、制御点データを算出している。

ここで、式（４）におけるｄｘ，ｄｚについて図１４を参照して説明する。図１４は、Ｘ−Ｚ平面におけるワークＷを示している。図１４に示すように、ワーク座標系のワーク原点からＢ軸までのＸ軸方向の距離を、ｄｘと定義している。また、ワーク座標系のワーク原点からＢ軸までのＺ軸方向の距離を、ｄｚと定義している。
本実施形態は、第一実施形態と機械構成は若干異なるものの、他の構成は実質同様である。従って、本実施形態においても、第一実施形態と同様の効果を奏する。

１０：チルトテーブル、 ２０：回転テーブル、 ３０：コラム
４０：主軸基体、 ５０：工具
１００：表示装置
１０１：データ取得部、 １０２：ワーク設置位置取得部
１０３：制御点データ算出部、 １０４：対応位置記憶部、 １０５：表示部
Ｗ：ワーク

Claims (8)

1. 直進軸と回転軸とを備える工作機械の表示装置において、
   前記工作機械に対するワーク座標系のＮＣデータを取得するＮＣデータ取得手段と、
   前記ＮＣデータに基づいて、前記工作機械の前記直進軸に対する機械座標系の制御点データを算出する制御点データ算出手段と、
   前記制御点データの軌跡を２次元座標または３次元座標にて表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする工作機械の表示装置。
2. 請求項１において、
   前記表示手段は、さらに、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータの軌跡を２次元座標または３次元座標にて表示することを特徴とする工作機械の表示装置。
3. 請求項２において、
   前記制御点データの軌跡と前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータの軌跡との対応位置を記憶する対応位置記憶手段をさらに備え、
   前記表示手段は、前記制御点データの軌跡の表示および前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータの軌跡の表示において、前記対応位置を表示可能であることを特徴とする工作機械の表示装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項において、
   前記工作機械の前記回転軸は、ワークを載置する第一テーブルが旋回する第一テーブル旋回軸を含み、
   前記表示手段は、前記第一テーブルへの前記ワークの載置位置が異なる複数の場合について、それぞれの前記制御点データの軌跡を表示することを特徴とする工作機械の表示装置。
5. 請求項４において、
   前記制御点データ算出手段は、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータに対して、前記第一テーブル旋回軸に関する回転座標変換を行うことにより前記制御点データを算出することを特徴とする工作機械の表示装置。
6. 請求項１〜３の何れか一項において、
   前記工作機械の前記回転軸は、ワークを載置する第一テーブルが旋回する第一テーブル旋回軸を含み、
   前記制御点データ算出手段は、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータに対して、前記第一テーブル旋回軸に関する回転座標変換を行うことにより前記制御点データを算出することを特徴とする工作機械の表示装置。
7. 請求項５または６において、
   前記工作機械の前記回転軸は、前記第一テーブルをさらに旋回させる第二テーブル旋回軸をさらに含み、
   前記制御点データ算出手段は、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータに対して、前記第一テーブル旋回軸に関する回転座標変換を行った後に、前記第二テーブル旋回軸に関する回転座標変換を行うことにより、前記制御点データを算出することを特徴とする工作機械の表示装置。
8. 請求項１〜６の何れか一項において、
   前記工作機械の前記回転軸は、工具を支持する支持体をチルト旋回させる工具チルト軸であり、
   前記制御点データ算出手段は、
   前記工具チルト軸を基準としたときの前記工具の先端の座標に対して、前記工具チルト軸に関する回転座標変換を行い、
   前記工具チルト軸に関する回転座標変換により得られた値を、前記ＮＣデータの前記直進軸に関するデータに加算することにより、前記制御点データを算出することを特徴とする工作機械の表示装置。

Images