JP2013196309A

JP2013196309A - 加工状態情報表示装置

Info

Publication number: JP2013196309A
Application number: JP2012062113A
Authority: JP
Inventors: Sodai Kudo; 壮大工藤; Koji Suzuki; 康治鈴木
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2013-09-30
Also published as: US20130241923A1; CN103317389A; EP2642361A2

Abstract

【課題】直感的に短時間で加工精度不良の発生部位を識別し、加工状態の解析を行うことが可能となる加工状態情報表示装置を提供すること。
【解決手段】加工状態情報表示装置２０の加工状態情報検出部２１は、工作機械１０の加工状態情報と対応する加工位置を検出する。加工状態判別部２２は、前記加工状態情報と予め基準加工状態情報記憶部２５に記憶した加工状態の良否判定の基準となる基準加工状態情報とを比較して、加工状態の良否を判定する。加工状態情報表示制御部２３は、前記加工状態情報に対応する加工位置に基づいて表示器２４上に加工軌跡を表示し、さらに、前記加工軌跡に沿って加工状態情報検出部２１により検出した加工中の加工状態情報を３次元グラフで表示し、指定範囲表示制御部２６は、指定部２７により指定する前記３次元グラフ上の任意の位置および区間について、前記加工状態情報を表示器２４に２次元グラフ又は表にして表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、加工中の加工状態を示す複数の信号または物理量からなる加工状態情報と前記加工状態情報に対応する加工位置を検出し、表示器上に表示した加工軌跡上に沿って前記加工状態情報の変化を表示する加工状態情報表示装置に関する。

産業用途で用いられる加工機は、例えば工具鋼からなる金属ワークに対し、物理的、電気的、化学的に作用を加えて形状を徐々に変化させることで所望する加工精度を満たす形状を得るという加工プロセスを有する。
ここで、加工精度が不良であった場合、加工中の加工状態情報を解析することで、加工精度不良の原因を特定することになる。例えば、ワイヤ放電加工においては、放電周波数，有効放電パルス数，無効放電パルス数，平均加工電流，平均ギャップ電圧，ワイヤ張力，加工速度などの加工状態情報がある。通常は、これらの加工状態情報を加工中に人が機械の側について監視・記録し、加工結果と記録した加工状態情報をもとに加工精度不良の解析が行われる。しかし、このような手法では、解析作業に多大な労力がかかり、効率が悪い。
これ対して、加工軌跡を画面表示して加工速度、加工反力等の実加工値を検出部により検出し、検出部によって検出した各加工位置での実加工値を、画面表示されている加工軌跡上に実加工値に対応する長さの線分を立てて三次元的に画面表示するものがある（特許文献１参照）。

図６は従来技術の加工情報表示装置を説明する図である。図７は従来技術の加工情報表示装置における加工軌跡と実加工値の表示例である。加工情報表示装置５０は、工作機械１０の加工中の加工速度、加工反力等の実加工値および実加工値に対応する加工位置を検出する検出部５１、表示器５３に加工軌跡６０を表示し、加工軌跡６０上に検出部５１により検出した各加工位置での加工速度、加工反力等の実加工値に対応する長さの線分を３次元的に表示する表示制御部５２を備えている。加工軌跡６０は、加工プログラムより得ることができ、あるいは、検出部５１により検出される加工位置のデータを使用することもでき、後者の場合、実加工位置による加工軌跡が画面表示されることになる。符号６１は加工軌跡６０上に立てた実加工値を示す垂線、符号６２は垂線６１の頂点を結ぶ稜線を表す。これによって、実加工値がワイヤフレーム式に三次元的に画面表示される。

図８は従来技術における処理を説明するフローチャートである。各ステップに従って説明すると、加工中の加工速度、加工反力等の実加工値および実加工値に対応する加工位置を検出（Ｓ１）。表示器に加工軌跡を表示する（Ｓ２）。前記加工軌跡上に前記実加工値に対応する長さの線分を３次元的に表示する（Ｓ３）。

特開平１１−２２４１１６号公報

しかし、従来技術で説明した表示方法では、表示器に画面表示した実加工値に特に大きな変化が見られなかった場合、実加工値の表示倍率を変えて詳細な変化を確認したり、加工終了後に加工物の状態を観察したりする必要があるため、加工精度不良の要因となる個所を特定するのに時間と手間がかかるという問題がある。

そこで、本発明は、直感的に短時間で加工精度不良の発生部位を識別し、加工状態の解析を行うことが可能となるため、加工精度不良の解析に要する時間を短縮することができ、生産性を向上することが可能な加工状態情報表示装置を提供することを課題とする。

本願の請求項１に係る発明は、加工中の加工状態を示す複数の信号または物理量からなる加工状態情報と前記加工状態情報に対応する加工位置を検出し、該加工位置に基づいて表示器上に加工軌跡を表示し、少なくとも１種類以上の加工状態情報を前記加工軌跡に沿って３次元グラフ表示する加工状態情報の表示装置において、前記加工軌跡上または前記３次元グラフ上の任意の区間を指定する区間指定部と、該指定した任意の区間での加工状態情報を２次元グラフまたは表として表示する表示部と、前記区間指定部により指定した指定区間を保持したまま前記加工軌跡上または前記３次元グラフ上で前記指定区間を移動させる指定区間移動部と、該指定区間の移動に伴って前記２次元グラフまたは表の値を連動して変化させる表示更新部、とを有することを特徴とする加工状態情報表示装置である。
請求項２に係る発明は、前記加工状態情報と予め記憶した加工状態の良否判定の基準となる加工状態情報とを比較して、加工状態の良否判定し、前記判定の結果が加工状態の不良を示す場合、前記３次元または２次元グラフ上の加工不良を示した加工状態情報の表示形式を変更する表示形式変更部を有することを特徴とする請求項１に記載の加工状態情報表示装置である。

請求項３に係る発明は、加工中の加工状態を示す複数の信号または物理量からなる加工状態情報と前記加工状態情報に対応する加工位置を検出し、該加工位置に基づいて表示器上に加工軌跡を表示し、該加工位置での少なくとも１種類以上の加工状態情報を前記加工軌跡に沿って３次元グラフ表示する加工状態情報の表示装置において、前記加工軌跡上または３次元グラフ上の任意の位置を指定する位置指定部と、前記任意の位置での加工状態情報の値を表示する表示部と、前記位置指定部により指定した位置を前記加工軌跡上または前記３次元グラフ上で移動させる指定位置移動部と、該指定位置の移動に伴って前記加工状態情報の値を連動して変化させる表示更新部、とを有することを特徴とする加工状態情報表示装置である。
請求項４に係る発明は、前記加工状態情報と予め記憶した加工状態の良否判定の基準となる加工状態情報とを比較して、加工状態の良否判定し、前記判定の結果が加工状態の不良を示す場合、前記３次元グラフ上の加工不良を示した加工状態情報または前記指定された位置の加工状態情報の値の表示形式を変更する表示形式変更部を有することを特徴とする請求項３に記載の加工状態情報表示装置である。

本発明により、直感的に短時間で加工精度不良の発生部位を識別し、加工状態の解析を行うことが可能となるため、加工精度不良の解析に要する時間を短縮することができ、生産性を向上することが可能な加工状態情報表示装置を提供できる。

本発明の実施形態である加工状態表示装置の構成を説明するブロック図である。本発明の実施形態における加工軌跡および加工状態情報の表示例である。本発明の実施形態における加工不良を示した加工状態情報の２次元グラフによる表示例である。本発明の実施形態における処理を説明するフローチャートである。本発明の他の実施形態における処理を説明するフローチャートである。従来技術の加工情報表示装置を説明する図である。従来技術の加工情報表示装置における加工軌跡と実加工値の表示例である。従来技術における処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施形態である加工状態表示装置の構成を説明するブロック図である。加工状態情報検出部２１は、加工中の加工状態を示す複数の信号または物理量からなる加工状態情報と、該加工状態情報に対応する加工位置を検出する。加工状態情報は、工作機械１０に取り付けられた各種センサから加工状態情報表示装置２０に出力される各種信号や物理量をサンプリングタイム毎にサンプリングして取得されるデータである。また、工作機械に取り付けられたサーボモータに内蔵される位置検出器（図示せず）からフィードバックされる位置検出信号を元に加工位置が求められる。

加工状態判別部２２は、前記加工状態情報と予め基準加工状態情報記憶部２５に記憶した加工状態の良否判定の基準となる基準加工状態情報とを比較して、加工状態の良否を判定する。加工状態情報表示制御部２３は、前記加工状態情報に対応する加工位置に基づいて表示器２４上に加工軌跡を表示し、前記加工軌跡に沿って加工状態情報検出部２１により検出した加工中の加工状態情報を３次元グラフで表示する。指定範囲表示制御部２６は、指定部２７から入力される前記３次元グラフ上の加工軌跡の任意の位置あるいは指定区間について、前記加工状態情報を表示器２４に２次元グラフ又は表にして表示する。指定部２７で指定された任意の指定区間は、図２（ａ）に示されるように、加工軌跡上または３次元グラフ上で重畳して表示され、任意の指定区間の移動指令を受けて、加工軌跡上または３次元グラフ上で移動させることができる。

図２は本発明の実施形態における加工軌跡および加工情報情報の表示例である。図３は本発明の実施形態における加工不良を示した加工状態情報の２次元グラフによる表示例である。加工状態情報表示制御部２３は、加工状態情報検出部２１により検出した加工中の加工状態情報に対応する加工位置を加工軌跡４０として、表示器２４上に表示し、加工軌跡４０に沿って少なくとも１種類以上の前記加工位置での加工状態情報を、図２（ａ）の符号４２に示されるように３次元グラフ表示する。

指定範囲表示制御部２６は、指定部２７により指定された、加工軌跡４０上または３次元グラフ４２上の任意の位置あるいは指定区間の情報に基づき、縦軸を前記加工状態情報、横軸を前記加工状態情報の加工位置とする２次元グラフを表示器２４の表示画面上に表示する（図２（ｂ）参照）。そして、指定部２７からの指定に連動して、３次元グラフ４２上で前記任意の指定区間４４を移動させることで、前記２次元グラフが連動して変化する。また、前記加工状態情報について、加工状態判別部２２が加工状態の不良を示した場合、前記３次元および２次元グラフ上の加工不良を示した加工状態情報の色や線種、線の太さの変更（図３（ａ）参照）や、文字の表示（図３（ｂ））によって、表示形式を変更することができる。図３（ａ）の符号４６は色を濃くして表示する例である。また、図３（ｂ）の符号４８は「不良（過大）」として２次元グラフ上に文字が重畳して表示される例である。

本発明の処理の流れは、図４のフローチャートのようになる。図４のフローチャートは、指定区間を入力する場合である。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ０１］加工中の加工速度、加工反力等の加工状態情報および加工状態情報に対応する加工位置を検出する。
●［ステップＳＡ０２］加工状態情報に対応する加工位置を加工軌跡として表示器上に表示する。
●［ステップＳＡ０３］加工軌跡に沿って前記加工位置での加工状態情報を３次元グラフで表示する。
●［ステップＳＡ０４］加工軌跡または加工状態情報の表示上での任意の区間を指定区間として入力、または、指定された指定区間を保持したまま指定区間を移動させる移動指令を入力する。
●［ステップＳＡ０５］指定区間の入力ありか、または、指定区間の移動指令は有りか否か判断し、入力がある場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ０６へ移行し、入力がない場合には入力の有無の判断を継続する。ステップＳＡ０４における入力を監視することで、指定区間の移動に伴って２次元グラフを連動して移動させることができる。
●［ステップＳＡ０６］ステップＳＡ０４で入力された任意の指定区間をステップＳＡ０３で表示される加工軌跡または３次元グラフに重畳して表示する。そして、ステップＳＡ０４で入力される指定区間の移動指令に連動して、加工軌跡上または３次元グラフ上で指定区間が移動する。これによって、加工軌跡または３次元グラフの指定区間を、その区間を保持して表示画面内で連続的に移動させることができる。
●［ステップＳＡ０７］ステップＳＡ０４で指定された任意の指定区間の加工状態情報を、横軸に加工位置，縦軸に加工状態情報として２次元グラフで表示する。
●［ステップＳＡ０８］ステップＳＡ０１で検出した加工状態情報と予め記憶した加工状態の良否判定の基準となる基準加工状態情報とを比較し、加工状態の良否を判定し、判定の結果が加工状態の不良を示した場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ０９へ移行し、判定結果が不良でない場合（ＮＯ）には、ステップＳＡ０５へ戻り処理を継続する。
●［ステップＳＡ０９］ステップＳＡ０７で表示される２次元グラフ上で、加工不良を示した加工状態情報の表示形式を変更し、ステップＳＡ０５へ戻り処理を継続する。
また、ステップＳＡ０７で２次元グラフによる表示に替えて表形式に表示するようにしてもよい。

図５は本発明の他の実施形態における処理を説明するフローチャートである。図５のフローチャートは、指定位置を入力する場合である。この処理は、図１の指定部２７から任意の位置を指定し、指令範囲表示制御部２６は指定部２７から入力された任意に位置に対応する加工状態情報を表示器２４に表示する機能を有する加工状態情報表示装置において実行される。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＢ０１］加工中の加工速度、加工反力等の加工状態情報および加工状態情報に対応する加工位置を検出する。
●［ステップＳＢ０２］加工状態情報に対応する加工位置を加工軌跡として表示器上に表示する。
●［ステップＳＢ０３］加工軌跡に沿って前記加工位置での加工状態情報を３次元グラフで表示する。
●［ステップＳＢ０４］加工軌跡または加工状態情報の表示上での任意の位置を指定位置として入力、または、指定位置を移動させる移動指令を入力する。
●［ステップＳＢ０５］指定位置の入力ありか、または、指定位置の移動指令は有りか否か判断し、入力がある場合（ＹＥＳ）にはステップＳＢ０６へ移行し、入力がない場合には入力の有無の判断を継続する。ステップＳＢ０４における入力を監視することで、指定位置の移動に伴って指定位置に対応する加工状態情報を連動して変化させて表示できる。
●［ステップＳＢ０６］ステップＳＢ０４で入力された任意の指定位置をステップＳＢ０３で表示される加工軌跡または３次元グラフに重畳して表示する。そして、ステップＳＢ０４で入力される指定位置の移動指令に連動して、加工軌跡上または３次元グラフ上で指定位置が移動する。これによって、指定部２７により指定された加工軌跡または３次元グラフの指定位置を、表示画面内で連続的に移動させることができる。
●［ステップＳＢ０７］ステップＳＢ０４で指定された任意の指定位置に対応する加工状態情報の値を表示器の表示画面に表示する。
●［ステップＳＢ０８］ステップＳＢ０１で検出した加工状態情報と予め記憶した加工状態の良否判定の基準となる基準加工状態情報とを比較し、加工状態の良否を判定し、判定の結果が加工状態の不良を示した場合（ＹＥＳ）にはステップＳＢ０９へ移行し、判定結果が不良でない場合（ＮＯ）には、ステップＳＢ０５へ戻り処理を継続する。
●［ステップＳＢ０９］ステップＳＢ０７で表示される加工状態情報を、加工不良を示した加工状態情報の表示形式を変更し、ステップＳＢ０５へ戻り処理を継続する。

このようにして、直感的に短時間で加工精度不良の発生部位を識別し、加工状態の解析を行うことが可能となるため、加工精度不良の解析に要する時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。また、本構成は工作機械から独立した場合を説明しているが、工作機械上に搭載した場合も同様の効果が得られる。

１０工作機械

２０加工状態情報表示装置
２１加工状態情報検出部
２２加工状態判別部
２３加工状態情報表示制御部
２４表示器
２５基準加工状態情報記憶部
２６指定範囲表示制御部
２７指定部

４０加工軌跡
４２３次元グラフ
４４指定区間

５０加工情報表示装置
５１検出部
５２表示制御部
５３表示器

６０加工軌跡
６１垂線
６２稜線

Claims

加工中の加工状態を示す複数の信号または物理量からなる加工状態情報と前記加工状態情報に対応する加工位置を検出し、該加工位置に基づいて表示器上に加工軌跡を表示し、少なくとも１種類以上の加工状態情報を前記加工軌跡に沿って３次元グラフ表示する加工状態情報の表示装置において、
前記加工軌跡上または前記３次元グラフ上の任意の区間を指定する区間指定部と、
該指定した任意の区間での加工状態情報を２次元グラフまたは表として表示する表示部と、
前記区間指定部により指定した指定区間を保持したまま前記加工軌跡上または前記３次元グラフ上で前記指定区間を移動させる指定区間移動部と、
該指定区間の移動に伴って前記２次元グラフまたは表の値を連動して変化させる表示更新部、
とを有することを特徴とする加工状態情報表示装置。
前記加工状態情報と予め記憶した加工状態の良否判定の基準となる加工状態情報とを比較して、加工状態の良否判定し、前記判定の結果が加工状態の不良を示す場合、前記３次元または２次元グラフ上の加工不良を示した加工状態情報の表示形式を変更する表示形式変更部を有することを特徴とする請求項１に記載の加工状態情報表示装置。
加工中の加工状態を示す複数の信号または物理量からなる加工状態情報と前記加工状態情報に対応する加工位置を検出し、該加工位置に基づいて表示器上に加工軌跡を表示し、該加工位置での少なくとも１種類以上の加工状態情報を前記加工軌跡に沿って３次元グラフ表示する加工状態情報の表示装置において、
前記加工軌跡上または３次元グラフ上の任意の位置を指定する位置指定部と、
前記任意の位置での加工状態情報の値を表示する表示部と、
前記位置指定部により指定した位置を前記加工軌跡上または前記３次元グラフ上で移動させる指定位置移動部と、
該指定位置の移動に伴って前記加工状態情報の値を連動して変化させる表示更新部、
とを有することを特徴とする加工状態情報表示装置。
前記加工状態情報と予め記憶した加工状態の良否判定の基準となる加工状態情報とを比較して、加工状態の良否判定し、前記判定の結果が加工状態の不良を示す場合、前記３次元グラフ上の加工不良を示した加工状態情報または前記指定された位置の加工状態情報の値の表示形式を変更する表示形式変更部を有することを特徴とする請求項３に記載の加工状態情報表示装置。