JPH075908A - 機械動作の計測・監視装置 - Google Patents
機械動作の計測・監視装置Info
- Publication number
- JPH075908A JPH075908A JP4223173A JP22317392A JPH075908A JP H075908 A JPH075908 A JP H075908A JP 4223173 A JP4223173 A JP 4223173A JP 22317392 A JP22317392 A JP 22317392A JP H075908 A JPH075908 A JP H075908A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- measuring
- series data
- locus
- position information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】機械動作の位置、速度その他のアナログ・デジ
タル信号を計測・監視する事を目的とする。 【構成】測定対象システムから計測の対象となる信号を
取り込み、一定時間間隔でサンプリングして、演算処理
により計測・監視を行う。
タル信号を計測・監視する事を目的とする。 【構成】測定対象システムから計測の対象となる信号を
取り込み、一定時間間隔でサンプリングして、演算処理
により計測・監視を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用機械などの制御
の分野で、位置・速度の動作、アナログ信号の動作、デ
ジタル信号の動作などを監視、解析するための装置に関
する。
の分野で、位置・速度の動作、アナログ信号の動作、デ
ジタル信号の動作などを監視、解析するための装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】機械の動作範囲のチェック機構として
は、ＮＣのストロークチェック機能や機械のエンドリミ
ットスイッチによる方法などがある。動作の軌跡を確認
する手段としては、ＮＣの軌跡表示機能や光学的方法に
よる動作解析システムなどがある。
は、ＮＣのストロークチェック機能や機械のエンドリミ
ットスイッチによる方法などがある。動作の軌跡を確認
する手段としては、ＮＣの軌跡表示機能や光学的方法に
よる動作解析システムなどがある。
【０００３】加工物から加工精度を測定する方法として
は、面精度計、真円精度計などの専用測定器や３次元測
定器などがある。機械のダイナミクスやサーボの制御性
を解析する手段としては、速度信号（例えばタコジェネ
レータの発生信号）をオシロスコープで観測したりする
方法や（株）ダイナックス製のＤＳＳ（Ｄｉｇｔａｌ
Ｓｅｒｖｏ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｎ）などの方法があ
る。
は、面精度計、真円精度計などの専用測定器や３次元測
定器などがある。機械のダイナミクスやサーボの制御性
を解析する手段としては、速度信号（例えばタコジェネ
レータの発生信号）をオシロスコープで観測したりする
方法や（株）ダイナックス製のＤＳＳ（Ｄｉｇｔａｌ
Ｓｅｒｖｏ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｎ）などの方法があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】機械の動作範囲のチェ
ックとして、ＮＣのストロークチェックやマシンエンド
ＬＳでは単純な範囲（各軸の＋最大、一最大や矩形領
域）の指定のみである。複雑な干渉領域や任意のルート
からの逸脱をチェックすることはできない。
ックとして、ＮＣのストロークチェックやマシンエンド
ＬＳでは単純な範囲（各軸の＋最大、一最大や矩形領
域）の指定のみである。複雑な干渉領域や任意のルート
からの逸脱をチェックすることはできない。
【０００５】ＮＣの軌跡描画機能では、指令軌跡表示が
一般的であり、本来のサーボの動きによるものではな
い。また、位置フィードバック情報から動作軌跡を描画
する事も一部のＮＣでは可能であるが、そのようなＮＣ
は高価であり一般的でない。また、理想図形との誤差解
析や他の信号との同期性をチェックすることはできな
い。光学的方法（ビデオカメラなどによる方法）では、
検出精度は悪い。
一般的であり、本来のサーボの動きによるものではな
い。また、位置フィードバック情報から動作軌跡を描画
する事も一部のＮＣでは可能であるが、そのようなＮＣ
は高価であり一般的でない。また、理想図形との誤差解
析や他の信号との同期性をチェックすることはできな
い。光学的方法（ビデオカメラなどによる方法）では、
検出精度は悪い。
【０００６】加工物から測定する方法では、加工のため
の切削条件、ツール条件、機械精度などを含めた総合的
なチェックであり、機械の動作やサーボ系の動作の解析
とは異なる要素が含まれる。また、加工作業は一般的に
時間がかかるため、いろいろな条件での加工を行い、加
工精度の比較をするためには、膨大な作業量となる。
の切削条件、ツール条件、機械精度などを含めた総合的
なチェックであり、機械の動作やサーボ系の動作の解析
とは異なる要素が含まれる。また、加工作業は一般的に
時間がかかるため、いろいろな条件での加工を行い、加
工精度の比較をするためには、膨大な作業量となる。
【０００７】オシロスコープや前記ＤＳＳの速度モニタ
リングでは、加減速状況、オーバシュートなどは確認で
きるが、軌跡精度などとの相互関係はチェックできな
い。また、他の信号との同期性のチェックなどもできな
い。
リングでは、加減速状況、オーバシュートなどは確認で
きるが、軌跡精度などとの相互関係はチェックできな
い。また、他の信号との同期性のチェックなどもできな
い。
【０００８】
【課題を解決するための手段】監視や解析の対象である
制御装置に対して、その本来のシステムへの影響を与え
ない方法で、その位置情報、アナログ信号、デジタル信
号を本装置内へ取り込む。
制御装置に対して、その本来のシステムへの影響を与え
ない方法で、その位置情報、アナログ信号、デジタル信
号を本装置内へ取り込む。
【０００９】具体的には、制御装置内の位置情報、アナ
ログ信号、デジタル信号に専用プローブで接続したり、
前記各信号が制御装置へ入力されるコネクタ部などに、
専用アダプタなどを接続して取り込む。専用アダプタは
本体の信号を制御装置側へスルーして、必要な信号のみ
を本装置へ取り込むようにしたものである。こうして得
られた信号を、一定時間間隔（以下サンプリング周期）
でサンプリングして、時系列のデジタル情報（以下、時
系列データ）に変換する。
ログ信号、デジタル信号に専用プローブで接続したり、
前記各信号が制御装置へ入力されるコネクタ部などに、
専用アダプタなどを接続して取り込む。専用アダプタは
本体の信号を制御装置側へスルーして、必要な信号のみ
を本装置へ取り込むようにしたものである。こうして得
られた信号を、一定時間間隔（以下サンプリング周期）
でサンプリングして、時系列のデジタル情報（以下、時
系列データ）に変換する。
【００１０】変換された時系列データを元にして、本装
置内の演算によりリアルタイム軌跡表示、オフライン軌
跡表示、拡大表示、干渉ゾーンチェック演算、基準図形
との誤差ベクトル演算、速度波形表示、アナログ信号表
示、デジタル信号表示等の機能を実現する。これらの機
能は、互いに同時に実行されるべきものもあるが、応用
目的に応じて選択的にも実行される。
置内の演算によりリアルタイム軌跡表示、オフライン軌
跡表示、拡大表示、干渉ゾーンチェック演算、基準図形
との誤差ベクトル演算、速度波形表示、アナログ信号表
示、デジタル信号表示等の機能を実現する。これらの機
能は、互いに同時に実行されるべきものもあるが、応用
目的に応じて選択的にも実行される。
【００１１】
【作用】あらかじめ、機械の動作範囲や干渉エリアを規
定する情報を本装置内に入力しておく。入力形式として
は、各軸のリミット値、干渉ゾーンの幾何学的情報（数
式や位置データ列）などである。時系列データがこれら
のゾーンに入った場合、又指定された回数入った場合、
本装置よりアラームを発生させる。又、時系列データの
サンプリングを停止して、それ以前の動作状況をオフラ
イン的に解析することもできる。
定する情報を本装置内に入力しておく。入力形式として
は、各軸のリミット値、干渉ゾーンの幾何学的情報（数
式や位置データ列）などである。時系列データがこれら
のゾーンに入った場合、又指定された回数入った場合、
本装置よりアラームを発生させる。又、時系列データの
サンプリングを停止して、それ以前の動作状況をオフラ
イン的に解析することもできる。
【００１２】入力形式として、規定されたルート（基準
軌跡）を数式叉は、データ列で入力しておき、そのルー
トから一定の距離以上離れた場合に、前記アラームとす
る事も可能である。
軌跡）を数式叉は、データ列で入力しておき、そのルー
トから一定の距離以上離れた場合に、前記アラームとす
る事も可能である。
【００１３】時系列データの位置情報データをもとに、
２次元もしくは３次元的にグラフィックにより軌跡表示
を行う。実動作に応じて、リアルタイム表示する事で機
械の動作をモニタリングできる。連続的に繰り返し、同
じルートを動作する制御装置で、何かの異常によりその
ルートを逸脱した場合、視覚的にその発生をオペレータ
が認知する事が出来る。
２次元もしくは３次元的にグラフィックにより軌跡表示
を行う。実動作に応じて、リアルタイム表示する事で機
械の動作をモニタリングできる。連続的に繰り返し、同
じルートを動作する制御装置で、何かの異常によりその
ルートを逸脱した場合、視覚的にその発生をオペレータ
が認知する事が出来る。
【００１４】時系列データを保存しておき、オフライン
的に解析・表示する事で動作軌跡をいつでも再現でき
る。
的に解析・表示する事で動作軌跡をいつでも再現でき
る。
【００１５】軌跡表示において、指定された一部を拡大
表示する事により、局所的動作の状況が確認できる。検
出単位として、１パルス＝１μｍとすれば、数μｍの局
所動作を見る事もできる。
表示する事により、局所的動作の状況が確認できる。検
出単位として、１パルス＝１μｍとすれば、数μｍの局
所動作を見る事もできる。
【００１６】理想とすべき基準図形データ（数式叉は数
値データ列）を入力して、その図形に対して、時系列デ
ータの位置情報から法線ベクトルを演算し、そのベクト
ルの大きさと各軸成分を誤差値として、軌跡誤差解析を
する事が出来る。
値データ列）を入力して、その図形に対して、時系列デ
ータの位置情報から法線ベクトルを演算し、そのベクト
ルの大きさと各軸成分を誤差値として、軌跡誤差解析を
する事が出来る。
【００１７】時系列データの位置情報の差分値叉は速度
情報をもとに、各軸の速度波形を描画できる。これによ
り各軸のサーボ系のダイナミクスの解析が可能である。
時系列データは、軌跡解析に用いるものと同一であるか
ら、その時の速度波形と軌跡精度との関係も１対１とな
る。
情報をもとに、各軸の速度波形を描画できる。これによ
り各軸のサーボ系のダイナミクスの解析が可能である。
時系列データは、軌跡解析に用いるものと同一であるか
ら、その時の速度波形と軌跡精度との関係も１対１とな
る。
【００１８】時系列データの位置情報、アナログ情報、
デジタル情報をロジックアナライザー的な画面表示を行
う事で、それらの同期性や関係を確認できる。
デジタル情報をロジックアナライザー的な画面表示を行
う事で、それらの同期性や関係を確認できる。
【００１９】
【実施例】図１は、パソコンを応用した実施例であり、
測定対象の専用ケーブルにて接続している例である。こ
のケーブルの接続によって、測定対象へは何ら影響を与
えていない。
測定対象の専用ケーブルにて接続している例である。こ
のケーブルの接続によって、測定対象へは何ら影響を与
えていない。
【００２０】図２は、位置情報、入力信号のサンプリン
グの様子を示している。この例では、エンコーダフィー
ドバックパルスのＡ相、Ｂ相信号をカウントして、一定
周期のサンプリングクロックで位置情報としてサンプリ
ングしている。全ての情報は完全に同期したサンプリン
グを行う。図３は、制御対象の２軸の動きを、リアルタ
イム表示（実際の動きと同時に描画）している例であ
る。
グの様子を示している。この例では、エンコーダフィー
ドバックパルスのＡ相、Ｂ相信号をカウントして、一定
周期のサンプリングクロックで位置情報としてサンプリ
ングしている。全ての情報は完全に同期したサンプリン
グを行う。図３は、制御対象の２軸の動きを、リアルタ
イム表示（実際の動きと同時に描画）している例であ
る。
【００２１】図４は、オフラインの軌跡表示の例であ
る。一度保存された時系列データを改めて表示してい
る。
る。一度保存された時系列データを改めて表示してい
る。
【００２２】図５は、サーボの動きとデジタル入力信号
の動作を同時サンプリングして表示している例である。
これもリアルタイムに表示する場合とオフラインで表示
する場合がある。
の動作を同時サンプリングして表示している例である。
これもリアルタイムに表示する場合とオフラインで表示
する場合がある。
【００２３】図６は、誤差解析で理想図形を円とした場
合の例である。図７は、２軸のサーボの速度波形の例で
ある。
合の例である。図７は、２軸のサーボの速度波形の例で
ある。
【００２４】図８は、理想図形を直線とした場合の誤差
ベクトルの考え方を示している。Ｌが誤差の大きさ，Ｅ
ｘ，Ｅｙが誤差の成分である。図９は、理想図形を円と
した場合の誤差ベクトルの考え方を示している。
ベクトルの考え方を示している。Ｌが誤差の大きさ，Ｅ
ｘ，Ｅｙが誤差の成分である。図９は、理想図形を円と
した場合の誤差ベクトルの考え方を示している。
【００２５】
【発明の効果】リアルタイムの軌跡表示機能により、機
械の干渉チェック、異常動作チェックが行える。拡大表
示機能により、局所的動作が解析できる。基準図形との
誤差ベクトルの解析により、軌跡精度が解析できる。ま
た、加工物の精度チェックと本装置によるサーボ系の軌
跡精度解析を比較する事により、切削条件、機械精度、
サーボ特性、制御装置の特性など要因別に解析する事が
出来る。
械の干渉チェック、異常動作チェックが行える。拡大表
示機能により、局所的動作が解析できる。基準図形との
誤差ベクトルの解析により、軌跡精度が解析できる。ま
た、加工物の精度チェックと本装置によるサーボ系の軌
跡精度解析を比較する事により、切削条件、機械精度、
サーボ特性、制御装置の特性など要因別に解析する事が
出来る。
【００２６】速度表示、サーボ応答波形と軌跡精度チェ
ックが同一データから解析できるのでこの関係が明確に
なる。アナログ信号、デジタル信号も同時にサンプリン
グして、機械の全体的動作の監視やチェックが行える。
ックが同一データから解析できるのでこの関係が明確に
なる。アナログ信号、デジタル信号も同時にサンプリン
グして、機械の全体的動作の監視やチェックが行える。
【図１】本装置の実施例の接続の様子
【図２】位置情報、入力信号のサンプリング
【図３】リアルタイム表示例
【図４】軌跡表示の例
【図５】サーボ応答とデジタル入力の表示例
【図６】誤差解析の例
【図７】サーボ応答（速度波形）の例
【図８】誤差ベクトルの考え方（直線）
【図９】誤差ベクトルの考え方（円弧）
Claims (10)
- 【請求項１】機械動作のための位置や速度の制御を行う
装置に対して、その制御装置内の適当な箇所から、位置
情報信号、アナログ信号、デジタル信号またはその一部
を計測し、一定時間間隔で前記の信号を必要に応じて変
換を行いサンプリングして、時系列のデジタルデータ列
（以下時系列データと呼ぶ）を作成し、その時系列デー
タを元に演算処理を行い、対象装置の動作監視、動作軌
跡精度の測定、サーボ系の制御性の解析を行う計測・監
視装置。 - 【請求項２】測定対象の位置情報を測定する手段とし
て、測定対象装置エンコーダの位置フィードバックパル
スの入力部または入力コネクタ部から、その信号を本装
置内へ取り込み、本装置内のカウンターにて位置情報に
変換した後で、前記のサンプリングを行い、時系列デー
タの位置情報を作成することを特徴とする特許請求範囲
１項記載の計測・監視システム。 - 【請求項３】前記時系列データの複数軸の位置情報から
合成した軌跡を、グラフィック表示することを特徴とす
る特許請求範囲１項記載の計測・監視システム。 - 【請求項４】前記のグラフィック表示を、実動作に追従
してリアルタイムに行い、あらかじめ設定された禁止領
域への進入や、あらかじめ定められた経路からの逸脱
を、オペレータが視覚的にチェックする事を特徴とした
特許請求範囲１項及び３項記載の計測・監視システム。 - 【請求項５】前記の禁止領域への進入や、指定経路から
の逸脱を自動的に判断し、アラームの為の出力を行う特
許請求範囲１項、３項記載の計測・監視システム。 - 【請求項６】前記時系列データの位置情報から合成した
軌跡のグラフィック表示の一部を拡大表示することによ
り、軌跡の局所的形状を観測することを可能とした、特
許請求範囲１項記載の計測・監視装置。 - 【請求項７】時系列データから計算した、各軸の速度波
形と、同時にサンプリングしたアナログ入力信号やデジ
タル信号の波形を、同一の時間軸に対してグラフィック
表示することにより、各々の同期性のチエックを容易と
した特許請求範囲１項記載の計測・監視装置。 - 【請求項８】数式又はデータ列により入力された基準図
形に対し、時系列データの位置情報の誤差ベクトルを演
算により求め、その誤差の大きさと成分をグラフィック
表示することを特徴とした特許請求範囲１項記載の計測
・監視装置。 - 【請求項９】誤差ベクトルの演算方法として、２次元の
場合、基準図形とするデータ列の中から、時系列データ
の注目する点と直近の２点を選び、その２点により定義
される直線に対して、注目する点から法線のベクトルを
求めて誤差を計算することを特徴とした特許請求範囲１
項、８項記載の計測・監視装置。 - 【請求項１０】誤差ベクトルの演算方法として、３次元
の場合、基準図形とするデータ列の中から、時系列デー
タの注目する点と直近の３点を選び、その３点で定義さ
れる平面にたいして、注目する点から法線ベクトルを求
めて誤差を計算することを特徴とした特許請求範囲１
項、８項記載の計測・監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223173A JPH075908A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 機械動作の計測・監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223173A JPH075908A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 機械動作の計測・監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075908A true JPH075908A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=16793951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4223173A Pending JPH075908A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 機械動作の計測・監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075908A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010026613A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Kanagawa Univ | ３次元経路制御方法 |
| JP2011022688A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Fanuc Ltd | 工作機械の工具軌跡表示装置 |
| DE102011108896A1 (de) | 2010-08-06 | 2012-03-08 | Fanuc Corporation | Gerät zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen in einer Bearbeitungsvorrichtung, die an einer Bearbeitungsposition Energie oder Material zuführt |
| US9753449B2 (en) | 2013-04-08 | 2017-09-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerical control device |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP4223173A patent/JPH075908A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010026613A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Kanagawa Univ | ３次元経路制御方法 |
| JP2011022688A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Fanuc Ltd | 工作機械の工具軌跡表示装置 |
| DE102010017763A1 (de) | 2009-07-14 | 2011-02-17 | Fanuc Ltd. | Gerät zum Anzeigen des Werkzeugwegs für Werkzeugmaschinen |
| JP4648471B2 (ja) * | 2009-07-14 | 2011-03-09 | ファナック株式会社 | 工作機械の工具軌跡表示装置 |
| US8010302B2 (en) | 2009-07-14 | 2011-08-30 | Fanuc Ltd | Tool path display apparatus for machine tool |
| DE102010017763B4 (de) * | 2009-07-14 | 2015-01-08 | Fanuc Ltd. | Gerät zum Anzeigen des Werkzeugwegs für Werkzeugmaschinen |
| CN102375429A (zh) * | 2010-08-06 | 2012-03-14 | 发那科株式会社 | 向加工点供给能量或物质的加工机中的加工信息取得装置 |
| DE102011108896A1 (de) | 2010-08-06 | 2012-03-08 | Fanuc Corporation | Gerät zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen in einer Bearbeitungsvorrichtung, die an einer Bearbeitungsposition Energie oder Material zuführt |
| US9104194B2 (en) | 2010-08-06 | 2015-08-11 | Fanuc Corporation | Processing information acquisition system in processing machine supplying processing point with energy or material |
| US9535417B2 (en) | 2010-08-06 | 2017-01-03 | Fanuc Corporation | Processing information acquisition system in processing machine supplying processing point with energy or material |
| US9541917B2 (en) | 2010-08-06 | 2017-01-10 | Fanuc Corporation | Processing information acquisition system in processing machine supplying processing point with energy or material |
| DE102011108896B4 (de) | 2010-08-06 | 2022-11-03 | Fanuc Corporation | System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen in einer Bearbeitungsvorrichtung, die an einer Bearbeitungsposition Energie oder Material zuführt |
| US9753449B2 (en) | 2013-04-08 | 2017-09-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerical control device |
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