JPWO2018047273A1 - 加工シミュレーション表示装置および加工シミュレーション表示方法 - Google Patents

Abstract

加工シミュレーション表示装置（１００）は、ワークの形状とワークを加工する工具の形状との画像を表示画面に表示させる加工シミュレーション表示装置であって、表示画面に表示される画像を更新する第１の表示更新タイミングから一定の表示更新周期が経過した後の第２の表示更新タイミングまでにおける工具の移動軌跡の変化点において、表示画面に表示される工具の形状の該変化点の位置および姿勢での画像を第１または第２の表示更新タイミングにおけるワークの形状の画像に合成する指令を行う表示更新部（５）を備えたことを特徴とする。

Description

本発明は、工作機械によりワークの加工を模擬する加工シミュレーションを行う加工シミュレーション表示装置および加工シミュレーション表示方法に関する。

数値制御（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＮＣ）装置により駆動される工作機械が加工対象のワークを加工する際、加工プログラムの検証作業を支援するため、ワークと工作機械に設けられた工具とを模擬した画像を表示画面に表示させる加工シミュレーションが用いられる。加工プログラムを準備するＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）システム、または加工プログラムを実行して工作機械を制御するＮＣ装置には、当該加工シミュレーションの機能を備えているものが多い。

オペレータは、加工シミュレーションを実行することでワークが加工されていく過程と工具が移動する過程とをアニメーション表示により把握することで、削りすぎまたは削り残しといった加工間違いを検証し、さらに意図しない工具の動きがないかを検証する。ここで加工シミュレーション実行中の表示は、一定時間ごとに更新され、または一定回数の工具移動指令ごとに更新される。ところが近年では、工作機械の高機能化と高性能化に伴って複雑な形状を有する部品の加工が広く行われるようになった結果、そのための加工プログラムが大規模化すると共に複雑化する傾向にある。従ってオペレータは複雑な工具の動きが把握できず、検証作業が困難になるという問題が深刻化している。

このような問題を解決するため特許文献１の動作シミュレーション装置は、工具をはじめとする可動物の移動軌跡を特徴づける軌跡図形および矢印図形を表示部に重畳して表示することにより、可動物の移動軌跡を把握しやすくしている。

特許第５４２６７１９号公報

しかしながら特許文献１に開示されるように、可動物の移動軌跡の図形と関連情報とを表示部に重畳して表示する手法では、本来の表示対象物であるワークおよび工具の視認性が悪化し、工具の移動軌跡を直感的に把握することが困難であるという課題があった。また、表示更新周期を細かくするという方法も考えられ、その場合はアニメーション表示がスムーズになり工具の移動経路の把握が容易になるものの、表示更新処理のオーバーヘッドが過剰に発生するのを回避する適切な表示更新間隔を決定するのが困難であるという課題が一方で生じてしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シミュレーション実行時における工具の移動軌跡を容易に把握できる加工シミュレーション表示装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工シミュレーション表示装置は、ワークの形状とワークを加工する工具の形状との画像を表示画面に表示させる加工シミュレーション表示装置であって、表示画面に表示される画像を更新する第１の表示更新タイミングから一定の表示更新周期が経過した後の第２の表示更新タイミングまでにおける工具の移動軌跡の変化点において、表示画面に表示される工具の形状の変化点での位置および姿勢での画像を更新させる表示更新部を備えたことを特徴とする。

本発明に係る加工シミュレーション表示装置は、シミュレーション実行時における工具の移動軌跡を容易に把握できるという効果を奏する。より具体的には、粗い表示更新間隔の下で工具の移動軌跡の変化点でのみ表示更新を追加することで、移動軌跡に沿って移動する途中経過を細かく表示した場合に表示更新処理が過剰に発生してしまう課題や視認性が悪化する従来技術の課題を解消し、工具の移動軌跡を把握しやすくすることができる。

本発明の実施の形態１に係る加工シミュレーション表示装置の機能構成を示す図 加工プログラムの検証作業の対象である工作機械と加工対象のワークとの一例を示す図 図１に示す制御部における第１の表示更新タイミング、第２の表示更新タイミングおよび表示更新周期を説明するための図 図１に示される表示画面に表示されるワークと工具と工具移動軌跡とを示す図 本発明の実施の形態１に係る加工シミュレーション表示装置により更新される画像の一例を示す図 本発明の実施の形態１に係る加工シミュレーション表示装置の動作を説明するためのフローチャート 本発明の実施の形態２に係る加工シミュレーション表示装置により更新される画像の一例を示す図 本発明の実施の形態２に係る加工シミュレーション表示装置の動作を説明するためのフローチャート 本発明の実施の形態１，２に係る加工シミュレーション表示装置を実現するハードウェアの構成例を示す図 本発明の実施の形態１，２における工具移動軌跡の変化点の別例を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る加工シミュレーション表示装置および加工シミュレーション表示方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る加工シミュレーション表示装置の機能構成を示す図である。図２は加工プログラムの検証作業の対象である工作機械と加工対象のワークとの一例を示す図である。以下では、図２を用いて加工プログラムの検証作業の対象である工作機械とワークの概要を説明した後に、図１を用いて本発明の実施の形態１に係る加工シミュレーション表示装置１００の機能を詳細に説明する。以下では加工シミュレーション表示装置１００を単に「加工シミュレータ１００」と称する場合がある。

図２には工作機械２００の外観が示され、工作機械２００は直交３軸の立形工作機械の一例である。工作機械２００は、架台２１と、架台２１上に設置されｙ軸方向に駆動されるサドル２２と、サドル２２上に設置されるワークテーブル２３と、架台２１に固定され架台２１の上方へ延びるコラム２４とを備える。コラム２４にはラム２５が取付けられ、ワークテーブル２３上には加工対象のワーク３００が設置される。

また図２に示す工作機械２００は、サドル２２に取付けられワークテーブル２３をｘ軸方向に駆動するアクチュエータであるｘ軸駆動機構２６ｘと、架台２１に取付けられサドル２２をｙ軸方向に駆動するアクチュエータであるｙ軸駆動機構２６ｙと、コラム２４に取付けられラム２５をｚ軸方向に駆動するアクチュエータであるｚ軸駆動機構２６ｚとを備える。

ｘ軸駆動機構２６ｘは、ｘ軸モータ２７ｘと、ｘ軸モータ２７ｘにより駆動される送り軸２８ｘと、送り軸２８ｘの回転角度を検出する回転角検出器２９ｘとを備える。ｙ軸駆動機構２６ｙは、ｙ軸モータ２７ｙと、ｙ軸モータ２７ｙにより駆動される送り軸２８ｙと、送り軸２８ｙの回転角度を検出する回転角検出器２９ｙとを備える。ｚ軸駆動機構２６ｚは、ｚ軸モータ２７ｚと、ｚ軸モータ２７ｚにより駆動される送り軸２８ｚと、送り軸２８ｚの回転角度を検出する回転角検出器２９ｚとを備える。なお、図２に例示した直交３軸の立形工作機械の他、工具姿勢を変化させる回転軸をさらに備える４〜５軸の工作機械もあり、本発明はこれら工作機械の種類に依存するものではない。

ｘ軸駆動機構２６ｘによりワークテーブル２３が駆動され、ｙ軸駆動機構２６ｙによりサドル２２とその上部に設置されたｘ軸駆動機構２６ｘとが駆動される。ラム２５および主軸３０は、コラム２４に取付けられたｚ軸駆動機構２６ｚにより駆動され、ワーク３００は、主軸３０の先端に取付けられた工具３１により加工される。結果として、ワーク３００のｘｙ平面内の２自由度運動と、工具３１のｚ軸方向における１自由度の運動とを組み合わせて、ｘｙｚの３次元空間内、すなわち３自由度において、工具３１とワーク３００とが交差した部分であるワーク３００の表面の材料が除去される。これにより３次元形状が創成される。

図１に示す加工シミュレータ１００は、図２に示す工作機械２００によりワーク３００の加工を模擬する加工シミュレーションを行うための装置である。加工シミュレータ１００は、加工プログラムデータ１０に記述された工具移動指令に基づき、ワーク形状データ１１の更新処理を行うワーク形状処理部１と、ワーク形状データ１１を入力とし、投影表示パラメータ１２に従って投影処理を行い、ワーク表示画像データ１３を生成して出力するワーク形状表示部２とを備える。

加工プログラムデータ１０は、加工シミュレーションの対象である図２の工具３１の移動指令である工具移動指令を複数記述したデータである。ワーク形状処理部１は、加工プログラムデータ１０に記述された工具移動指令に基づき、工具形状データ１４の３次元形状モデルを移動させ、ワーク形状データ１１の３次元形状モデルを逐次変形することで加工を模擬する。具体的には、ワーク形状処理部１は、複数の工具移動指令の各々を解析し、移動の始点から終点までの移動モードに応じた曲線に沿って工具形状データ１４の３次元形状モデルを連続移動させて得られる３次元のスイープ形状とワーク形状データ１１の３次元形状モデルとが交差する領域を計算し、ワーク形状データ１１の３次元形状モデルから交差領域を差し引いてワーク形状データ１１を更新する処理を繰り返す。

ワーク形状データ１１は、加工開始位置から加工終了位置までにおける時々刻々のワーク３００の形状を３次元形状モデルで模擬したデータである。ワーク表示画像データ１３は、ワーク形状データ１１の３次元形状モデルを投影表示パラメータ１２に従って投影したワークの画像データである。またワーク表示画像データ１３は画素の輝度および色を表すカラーデータと投影の奥行情報を表すデプスデータとの組み合わせにより構成される。

また加工シミュレータ１００は、加工シミュレーション実行中の指定の時点における工具の位置および姿勢に基づき、工具形状データ１４の３次元形状モデルを投影表示パラメータ１２に従って投影処理を行い、工具表示画像データ１５を出力する工具形状表示部３を備える。工具形状データ１４は、工具３１の形状を３次元形状モデルで模擬したデータである。工具表示画像データ１５は、工具形状データ１４の３次元形状モデルを投影表示パラメータ１２に従って投影した表示画像である。また工具表示画像データ１５は、画素の輝度および色を表すカラーデータと投影の奥行情報を表すデプスデータとの組み合わせにより構成される。

また加工シミュレータ１００は、ワーク表示画像データ１３および工具表示画像データ１５に基づき、ワーク形状画像および工具形状画像を合成し、合成されたワーク形状画像および工具形状画像を表示画面４００に表示するための合成表示画像データ１６を生成して出力する表示画像合成部４を備える。合成表示画像データ１６は、ワーク表示画像データ１３および工具表示画像データ１５をＺバッファ法により陰面処理して得られる画像データである。この合成表示画像データ１６は、加工シミュレータ１００に接続された表示画面４００に出力される。表示画面４００は合成表示画像データ１６に基づき、図２に示すワーク３００および工具３１の形状を模擬した画像を表示する。

また加工シミュレータ１００は、表示画面４００に表示される画像を更新する第１の表示更新タイミングから一定の表示更新周期が経過した後の第２の表示更新タイミングまでにおける工具の移動軌跡の変化点において、表示画面４００に表示される工具の形状の画像を更新する表示更新部５を備える。表示更新部５は、ワーク形状表示部２、工具形状表示部３、および表示画像合成部４に画像データの更新を実行させる実行指令５ａを、表示更新周期が経過したタイミングで出力する。表示更新周期が経過したタイミングとしては、一定時間が経過した時点と、複数の工具移動指令の内の一定数の工具移動指令が実行された時点とを例示できる。

表示更新部５は制御部５１および記憶部５２を備える。制御部５１は、加工プログラムデータ１０に記述された工具移動指令に基づきシミュレーションを実行中に、第１の表示更新タイミングから第２の表示更新タイミングまでの間に工具が移動した移動軌跡において、工作機械の並進軸または回転軸が反転した位置を検出する。以下では、並進軸または回転軸が反転した位置を、変化点または中間点と称する場合がある。第１の表示更新タイミングから第２の表示更新タイミングまでの間は、上記の表示更新周期に相当する。並進軸は図２に示す送り軸２８ｘ，２８ｙ，２８ｚに相当する。また、回転軸は４〜５軸工作機械において工具軸の方向を変えるための回転軸を指す。そして制御部５１は、並進軸または回転軸が反転した位置における工具の位置および姿勢を、工具中間点データ１７として記憶部５２に格納する。

制御部５１は、第１の表示更新タイミングから第２の表示更新タイミングまでの中間点に工具中間点データ１７が１または複数存在する場合、１または複数の中間点における工具の位置および姿勢に基づき、工具形状表示部３を制御する。これにより工具形状表示部３では、中間点における工具表示画像データ１５が生成される。表示画像合成部４では、中間点における工具表示画像データ１５とワーク表示画像データ１３とに基づき、中間点におけるワーク形状画像および工具形状画像が合成され、合成表示画像データ１６が生成される。

また制御部５１は、全ての工具中間点における工具表示画像データ１５の生成が終了した後、第２の表示更新タイミングに実行指令５ａを出力する。これにより工具形状表示部３では、第２の表示更新タイミングにおける工具表示画像データ１５が生成され、表示画像合成部４では、第２の表示更新タイミングにおける工具表示画像データ１５およびワーク表示画像データ１３に基づき、第２の表示更新タイミングにおけるワーク形状画像および工具形状画像が合成され、合成表示画像データ１６が生成される。

図３は図１に示す制御部における第１の表示更新タイミング、第２の表示更新タイミングおよび表示更新周期を説明するための図である。前述したように制御部５１には表示更新周期Ｔが予め設定されており、本実施の形態では、表示更新周期Ｔが経過したタイミングをそれぞれ第１の表示更新タイミングｔ１および第２の表示更新タイミングｔ２とする。第２の表示更新タイミングｔ２は、時系列的に最新の表示更新時点、すなわち今回の表示更新時点を表す。第１の表示更新タイミングｔ１は前回の表示更新時点であり、第２の表示更新タイミングｔ２よりも表示更新周期Ｔだけ遡った表示更新時点、すなわち前回の表示更新時点を表す。

次に加工シミュレータ１００の動作を説明する。

図４は図１に示される表示画面に表示されるワークと工具と工具移動軌跡とを示す図である。図４には、図３に示す第１の表示更新タイミングｔ１で更新された工具形状画像３１Ａおよびワーク形状画像３００Ａが示される。

ワーク形状画像３００Ａは、図１に示されるワーク形状表示部２で生成されるワーク表示画像データ１３に基づき表示画面４００に表示される画像であり、図２に示されるワーク３００の形状を模擬した画像である。工具形状画像３１Ａは、図１に示される工具形状表示部３で生成される工具表示画像データ１５に基づき表示画面４００に表示される画像であり、図２に示される工具３１の形状を模擬した画像である。

点線で示される工具移動軌跡４０は、シミュレーション実行時における工具形状画像３１Ａの移動軌跡を表し、図３に示す第１の表示更新タイミングｔ１から第２の表示更新タイミングｔ２までにおける工具形状画像３１Ａの仮想的な移動軌跡を表している。工具移動軌跡４０上の第１の中間点４１および第２の中間点４２は、前述した並進軸または回転軸が反転した位置である。本発明の実施の形態１では、第１の中間点４１および第２の中間点４２は、単独では反転とは言えないが、第１の表示更新タイミングｔ１から第２の表示更新タイミングｔ２までの工具移動軌跡４０において大域的な意味での反転を形成している。

図５は本発明の実施の形態１に係る加工シミュレーション表示装置により更新される画像の一例を示す図である。図５（ａ）は、第１の表示更新タイミングｔ１で更新された工具形状画像３１Ａおよびワーク形状画像３００Ａの表示画面４００への表示例を表す。図５（ｂ）は、第１の中間点４１で更新された工具形状画像３１Ａおよびワーク形状画像３００Ａの表示画面４００への表示例を表す。図５（ｃ）は、第２の中間点４２で更新された工具形状画像３１Ａおよびワーク形状画像３００Ａの表示画面４００への表示例を表す。図５（ｄ）は、第２の表示更新タイミングｔ２で更新された工具形状画像３１Ａおよびワーク形状画像３００Ａの表示画面４００への表示例を表す。図５（ｂ），（ｃ）の表示画像は並進軸または回転軸が反転したタイミングの表示画像に対応している。

実施の形態１に係る加工シミュレータ１００では、第１の表示更新タイミングｔ１で更新された表示画像と第２の表示更新タイミングｔ２で更新される表示画像との間に、中間点で更新された表示画像が挿入されるため、加工シミュレータ１００のオペレータは、第１の表示更新タイミングｔ１から第２の表示更新タイミングｔ２までにおける工具移動軌跡を視覚的に把握できる。

図６は本発明の実施の形態１に係る加工シミュレーション表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。加工シミュレータ１００は、第１の表示更新タイミングｔ１におけるワーク表示画像データ１３および工具表示画像データ１５を生成する。加工シミュレータ１００は、第１の表示更新タイミングｔ１で生成されたワーク表示画像データ１３および工具表示画像データ１５に基づき、第１の表示更新タイミングｔ１における工具形状画像およびワーク形状画像を合成する（ステップＳ１１）。合成された画像のデータは合成表示画像データ１６として表示画面４００に送信され、このとき表示画面４００に表示される画像は図５（ａ）の画像に相当する。

次に加工シミュレータ１００は、第１の表示更新タイミングｔ１から第２の表示更新タイミングｔ２までの間の工具移動軌跡を解析し、並進軸または回転軸の反転する位置、すなわち中間点が存在する場合（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、並進軸または回転軸が反転した位置における工具の位置および姿勢を、工具中間点データ１７として記憶部５２に格納する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１２において、中間点が存在しない場合（ステップＳ１２，Ｎｏ）、加工シミュレータ１００はステップＳ１７の処理を行う。

ステップＳ１４において、加工シミュレータ１００は記憶部５２に格納された工具中間点データ１７を参照し、全ての工具中間点データ１７に対応する工具表示画像データ１５の生成が完了したか否かを判断する。

全ての工具中間点データ１７に対応する工具表示画像データ１５の生成が完了していない場合（ステップＳ１４，Ｎｏ）、加工シミュレータ１００は、各中間点に対応する工具表示画像データ１５を生成する（ステップＳ１５）。

加工シミュレータ１００は、各中間点に対応する工具表示画像データ１５と、第２の表示更新タイミングｔ２におけるワーク表示画像データ１３とに基づき、各中間点の工具形状画像と第２の表示更新タイミングｔ２のワーク形状画像とを合成する（ステップＳ１６）。合成された画像のデータは合成表示画像データ１６として表示画面４００に送信され、このとき表示画面４００に表示される画像は図５（ｂ）および図５（ｃ）の画像に相当する。

ステップＳ１４において全ての工具中間点データ１７に対応する工具表示画像データ１５の生成が完了している場合（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、加工シミュレータ１００は、第２の表示更新タイミングｔ２のワーク表示画像データ１３および工具表示画像データ１５を生成する（ステップＳ１７）。

加工シミュレータ１００は、第２の表示更新タイミングｔ２の工具表示画像データ１５およびワーク表示画像データ１３に基づき、第２の表示更新タイミングｔ２の工具形状画像およびワーク形状画像を合成した合成表示画像データ１６を生成して表示画面４００に出力し（ステップＳ１８）、表示更新処理を終了する。このとき表示画面４００に表示される画像は図５（ｄ）の画像に相当する。

以上のように実施の形態１に係る加工シミュレータ１００によれば、第１の表示更新タイミングｔ１から第２の表示更新タイミングｔ２までの間の工具移動軌跡をオペレータが容易に把握できる。そのため意図しない加工動作を容易に発見することができる。また実施の形態１に係る加工シミュレータ１００によれば、第１の表示更新タイミングｔ１から第２の表示更新タイミングｔ２までの間における加工シミュレーション表示処理の追加的なオーバーヘッドを最小限に抑えることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、中間点において生成された工具表示画像データ１５を第２の表示更新タイミングｔ２で生成されたワーク表示画像データ１３に合成する構成例を説明したが、中間点において生成された工具表示画像データ１５は第１の表示更新タイミングｔ１で生成されたワーク表示画像データ１３に合成して実施の形態１と同様の効果が得られる。実施の形態２では、第１の表示更新タイミングｔ１で生成されたワーク表示画像データ１３を用いて中間点の工具表示画像データ１５に基づく表示を更新する構成例を説明する。実施の形態２に係る加工シミュレータ１００の機能構成は図１に示す加工シミュレータ１００と同様であり、その動作が異なる。以下では図７，８を用いて実施の形態２に係る加工シミュレータ１００の動作を説明する。

図７は本発明の実施の形態２に係る加工シミュレーション表示装置により更新される画像の一例を示す図である。図７（ａ）は、第１の表示更新タイミングｔ１で更新された工具形状画像３１Ａおよびワーク形状画像３００Ａの表示画面４００への表示例を表す。図７（ｂ）は、第１の中間点４１で更新された工具形状画像３１Ａおよびワーク形状画像３００Ａの表示画面４００への表示例を表す。図７（ｃ）は、第２の中間点４２で更新された工具形状画像３１Ａおよびワーク形状画像３００Ａの表示画面４００への表示例を表す。図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように中間点で工具形状画像３１Ａが更新されるとき、実施の形態２に係る加工シミュレータ１００では、第１の表示更新タイミングｔ１で更新されたワーク形状画像３００Ａが用いられている。図７（ｄ）は、第２の表示更新タイミングｔ２で更新された工具形状画像３１Ａおよびワーク形状画像３００Ａの表示画面４００への表示例を表す。図７（ｂ），（ｃ）の表示画像は並進軸または回転軸が反転したタイミングの表示画像に対応している。

図８は本発明の実施の形態２に係る加工シミュレーション表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。図８に示すステップＳ２１からステップＳ２８はそれぞれ図６に示すステップＳ１１からステップＳ１８に対応する。図６に示すフローチャートとの相違点は、ステップＳ２６における処理内容である。ステップＳ２６以外の処理内容は、実施の形態１のステップＳ１６以外の処理内容と同一であるため、実施の形態２ではその説明を割愛する。

図６に示すステップＳ１６では、各中間点に対応する工具表示画像データ１５と、第２の表示更新タイミングｔ２におけるワーク表示画像データ１３とに基づき、各中間点の工具形状画像と第２の表示更新タイミングｔ２のワーク形状画像とが合成される。これに対して図８に示すステップＳ２６では、各中間点に対応する工具表示画像データ１５と、第１の表示更新タイミングｔ１におけるワーク表示画像データ１３とに基づき、各中間点の工具形状画像と第１の表示更新タイミングｔ１のワーク形状画像とが合成される。合成された画像のデータは合成表示画像データ１６として表示画面４００に送信され、このとき表示画面４００に表示される画像は図７（ｂ），図７（ｃ）の画像に相当する。

ワークの形状は工具の形状に比べて複雑なため、ワークの表示画像を生成する処理は、工具の表示画像の作成に比べて時間を要する。実施の形態２に係る加工シミュレータ１００は、ワークの表示画像の生成に伴う処理時間を短縮するため、各中間点の工具形状画像と第１の表示更新タイミングｔ１のワーク形状画像とを合成した画像を表示画面４００に表示するように構成されている。この構成により、ワークの表示画像の生成に伴う処理時間を短縮でき、さらにオペレータは工具移動軌跡を容易に把握することができるため加工プログラムの検証作業が容易になる。

なお図１に示す表示画面４００は、加工シミュレータ１００の外部に設けられた不図示の表示装置に設けられた画像表示部でもよいし、加工シミュレータ１００に設けられている画像表示部でもよい。

図９は本発明の実施の形態１，２に係る加工シミュレーション表示装置を実現するハードウェアの構成例を示す図である。加工シミュレーション表示装置１００は、表示部６０、メモリ６１、プロセッサ６２および入出力部６３を備える。プロセッサ６２は受信したデータを用いてソフトウェアによる演算および制御を行う。メモリ６１は受信したデータの記憶を行い、プロセッサ６２が演算および制御を行うに際して必要なデータおよびソフトウェアの記憶を行う。入出力部６３には加工プログラムデータ１０および工具形状データ１４が入力される。また入出力部６３は表示画面４００に対する合成表示画像データ１６の出力を行う。表示部６０は、加工シミュレータ１００に設けられる表示画面４００に相当する。図１に示すワーク形状処理部１、ワーク形状表示部２、工具形状表示部３、表示画像合成部４、および表示更新部５を実現する場合、これらの機能用のプログラムをメモリ６１に格納しておき、このプログラムをプロセッサ６２が実行することにより、ワーク形状処理部１、ワーク形状表示部２、工具形状表示部３、表示画像合成部４、および表示更新部５が実現される。

本実施の形態に係る加工シミュレーション表示方法は、ワークの形状とワークを加工する工具の形状との画像を表示画面に表示させる加工シミュレーション表示装置による加工シミュレーション表示方法であって、表示画面に表示される画像を更新する第１の表示更新タイミングから一定の表示更新周期が経過した後の第２の表示更新タイミングまでにおける工具の移動軌跡における工具の移動軌跡の変化点を決定する変化点決定ステップを含む。また本実施の形態に係る加工シミュレーション表示方法は、第１の表示更新タイミングで更新されたワークの形状の画像に、工具の移動軌跡の変化点で更新される工具の形状の画像を合成させて表示画面に表示させる第１の表示ステップと、第２の表示更新タイミングで更新されたワークの形状の画像に、第２の表示更新タイミングで更新された工具の形状の画像を合成させて表示画面に表示させる第２の表示ステップとを含む。本実施の形態に係る加工シミュレーション表示方法によれば、ワークの表示画像の生成に伴う処理時間を短縮でき、さらにオペレータは工具移動軌跡を容易に把握することができるため加工プログラムの検証作業が容易になる。

図１０は本発明の実施の形態１，２における工具移動軌跡の変化点の別例を示す図である。本発明の実施の形態１，２における変化点は、工具の移動軌跡を構成している個々の工具移動指令の始点及び終点だけでなく、図１０に示すように、円弧移動指令の中間点で象限をまたがり並進軸が反転する地点４３としてもよいし、工具移動軌跡の形状が直線から円弧に変化する地点４４としてもよいし、工具移動軌跡の形状が円弧から直線に変化する地点４５としてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ワーク形状処理部、２ ワーク形状表示部、３ 工具形状表示部、４ 表示画像合成部、５ 表示更新部、５ａ 実行指令、１０ 加工プログラムデータ、１１ ワーク形状データ、１２ 投影表示パラメータ、１３ ワーク表示画像データ、１４ 工具形状データ、１５ 工具表示画像データ、１６ 合成表示画像データ、１７ 工具中間点データ、２１ 架台、２２ サドル、２３ ワークテーブル、２４ コラム、２５ ラム、２６ｘ ｘ軸駆動機構、２６ｙ ｙ軸駆動機構、２６ｚ ｚ軸駆動機構、２７ｘ ｘ軸モータ、２７ｙ ｙ軸モータ、２７ｚ ｚ軸モータ、２８ｘ，２８ｙ，２８ｚ 送り軸、２９ｘ，２９ｙ，２９ｚ 回転角検出器、３０ 主軸、３１ 工具、３１Ａ 工具形状画像、４０ 工具移動軌跡、４１ 第１の中間点、４２ 第２の中間点、４３ 円弧移動指令の中間点で象限をまたがり並進軸が反転する地点、４４ 工具移動軌跡の形状が直線から円弧に変化する地点、４５ 工具移動軌跡が円弧から直線に変化する地点、５１ 制御部、５２ 記憶部、６０ 表示部、６１ メモリ、６２ プロセッサ、６３ 入出力部、１００ 加工シミュレーション表示装置、２００ 工作機械、３００ ワーク、３００Ａ ワーク形状画像、４００ 表示画面。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工シミュレーション表示装置は、ワークの形状とワークを加工する工具の形状との画像を表示画面に表示させる加工シミュレーション表示装置であって、表示画面に表示される画像を更新する第１の表示更新タイミングから一定の表示更新周期が経過した後の第２の表示更新タイミングまでにおける工具の移動軌跡の変化点において、表示画面に表示される工具の形状の画像を更新させる表示更新部を備え、表示画面に表示される画像は、変化点における工具の形状の位置および姿勢の画像であることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工シミュレーション表示装置は、ワークの形状とワークを加工する工具の形状との画像を表示画面に表示させる加工シミュレーション表示装置であって、表示画面に表示される画像を更新する第１の表示更新タイミングから一定の表示更新周期が経過した後の第２の表示更新タイミングまでにおける工具の移動軌跡の変化点において、表示画面に表示される工具の形状の画像をワークの形状の画像に合成する指令を行う表示更新部を備え、表示画面に表示される画像は、ワークの形状の画像と、変化点における工具の形状の画像であることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工シミュレーション表示装置は、ワークの形状とワークを加工する工具の形状との画像を表示画面に表示させ、ワークが加工されていく過程と工具が移動する過程とをアニメーション表示する加工シミュレーション表示装置であって、表示画面に表示される画像を更新する第１の表示更新タイミングから一定の表示更新周期が経過した後の第２の表示更新タイミングまでにおける工具の移動軌跡の変化点において、表示画面に表示される工具の形状の画像をワークの形状の画像に合成する指令を行う表示更新部を備え、表示画面に表示される画像は、ワークの形状の画像と、変化点における工具の形状の画像であることを特徴とする。

Claims (6)

1. ワークの形状と前記ワークを加工する工具の形状との画像を表示画面に表示させる加工シミュレーション表示装置であって、
   前記表示画面に表示される前記画像を更新する第１の表示更新タイミングから一定の表示更新周期が経過した後の第２の表示更新タイミングまでにおける前記工具の移動軌跡の変化点において、前記表示画面に表示される前記工具の形状の該変化点の位置および姿勢での画像を前記ワークの形状の画像に合成する指令を行う表示更新部を備えたことを特徴とする加工シミュレーション表示装置。
2. 前記変化点は、工作機械の並進軸または回転軸が反転する位置であることを特徴とする請求項１に記載の加工シミュレーション表示装置。
3. 前記変化点は、工具の移動軌跡の形状が変更される位置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工シミュレーション表示装置。
4. 前記表示更新部は、前記第２の表示更新タイミングで更新された前記ワークの形状の画像に、前記工具の移動軌跡の変化点の位置および姿勢で更新された前記工具の形状の画像を合成させることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の加工シミュレーション表示装置。
5. 前記表示更新部は、前記第１の表示更新タイミングで更新された前記ワークの形状の画像に、前記工具の移動軌跡の変化点の位置および姿勢で更新された前記工具の形状の画像を合成させることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の加工シミュレーション表示装置。
6. ワークの形状と前記ワークを加工する工具の形状との画像を表示画面に表示させる加工シミュレーション表示装置による加工シミュレーション表示方法であって、
   前記表示画面に表示される前記画像を更新する第１の表示更新タイミングから一定の表示更新周期が経過した後の第２の表示更新タイミングまでにおける前記工具の移動軌跡における前記工具の移動軌跡の変化点を決定する変化点決定ステップと、
   前記第１の表示更新タイミングで更新された前記ワークの形状の画像に、前記工具の移動軌跡の変化点の位置および姿勢で更新された前記工具の形状の画像を合成させて前記表示画面に表示させる第１の表示ステップと、
   前記第２の表示更新タイミングで更新された前記ワークの形状の画像に、前記工具の移動軌跡の変化点の位置および姿勢で更新された前記工具の形状の画像を合成させて前記表示画面に表示させる第２の表示ステップと
   を含むことを特徴とする加工シミュレーション表示方法。

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