WO2016027355A1 - 数値制御装置 - Google Patents

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WO2016027355A1
WO2016027355A1 PCT/JP2014/071939 JP2014071939W WO2016027355A1 WO 2016027355 A1 WO2016027355 A1 WO 2016027355A1 JP 2014071939 W JP2014071939 W JP 2014071939W WO 2016027355 A1 WO2016027355 A1 WO 2016027355A1
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WO
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numerical control
unit
data
command data
machining program
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Application number
PCT/JP2014/071939
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English (en)
French (fr)
Inventor
晋 松原
弘樹 金子
入口　健二
宣行 高橋
俊幸 盛田
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to PCT/JP2014/071939 priority Critical patent/WO2016027355A1/ja
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4068—Verifying part programme on screen, by drawing or other means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine

Definitions

  • the present invention relates to a numerical control device for numerically controlling a machine tool.
  • NC numerical control machining program
  • the NC machining program is created by, for example, commercially available CAM (Computer Aided Manufacturing) software, and is, for example, a format defined by EIA (Electronic Industries Alliance) (hereinafter referred to as “EIA format”) or ISO (International Standard Standard Organization). ) Defined in accordance with the format format (hereinafter referred to as “ISO format format”), for example, G code and a macro sentence character string.
  • the G code is a command code described in the NC machining program when, for example, positioning, linear interpolation, circular interpolation, or plane designation is performed.
  • the created NC machining program needs to be confirmed in advance before actually operating, but it is difficult to confirm the NC machining program by looking at the NC machining program alone. Therefore, when confirming the NC machining program, for example, a movement command described in the NC machining program is converted into a tool path, and the converted tool path trajectory is converted into, for example, a CRT (Cathode Ray Ray Tube) device or Display on a display device such as a display of a liquid crystal monitor is performed.
  • CTR Cathode Ray Ray Tube
  • interpolation processing is executed based on the movement command described in the NC machining program, other machining conditions, and the machine configuration, and a command trajectory after the interpolation processing is calculated.
  • the actual machine is operated in accordance with the calculated NC command data, and the actual locus that is the locus of the tool tip point is detected by the detection device.
  • the NC command data and the actual trajectory are stored in a storage device such as a memory, and called up when necessary. For example, for machining processing evaluation, the NC command data and the actual trajectory are displayed on a tool trajectory display device and used for visual analysis.
  • converted tool path “converted tool path”, “command trajectory after interpolation processing”, and “actual trajectory of tool tip point” are “program path” and “NC command respectively” by those skilled in the art.
  • data and “feedback (FB) position data” are often referred to as “data” and “feedback: FB” position data.
  • Patent Document 1 discloses displaying a tool path and a command path or an actual path.
  • Patent Document 2 includes a display unit that displays at least two of the program path, the command path, and the actual path so that they can be compared with each other, and a tool vector that represents a tool posture corresponding to the command path or the actual path. It is disclosed that they are displayed in a mutually comparable manner.
  • Patent Document 3 includes a display unit that displays at least two of the program path, the command path, and the actual path so that they can be compared, and calculates the acceleration in the command path and the actual path.
  • a color display that color-codes the locus of the tip of the tool
  • a vector display that displays the acceleration as an acceleration vector on the locus of the tip of the tool
  • a connection that connects the end points of adjacent acceleration vectors to each other It is disclosed that at least one of the connection display to be displayed is performed.
  • the machine tool has a plurality of drive shafts, and even if an error occurs in the movement of one drive shaft, there is a characteristic that a machining mark may be made on the machining surface of the workpiece. Therefore, in order to analyze the cause of the error for each drive axis, further information such as acceleration for each drive axis is required.
  • the B axis performs rotation control of the tool axis
  • the C axis performs turning processing by rotating the workpiece, control of these axes is performed.
  • the X, Y, and Z axes that are milling machining axes, the B axis that is the tool axis, and the C axis that is the rotation axis of the workpiece are distinguished from each other. It was necessary to analyze the cause of the processing marks that occur in the process.
  • Patent Document 3 since there is no technical idea of analyzing only the selected range of NC machining programs, it is necessary to analyze the NC machining program with respect to all of the read NC machining programs. Can not do.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a numerical control device capable of efficiently and accurately performing an analysis for reducing the occurrence of machining traces that may occur on the machining surface of a workpiece. Objective.
  • the present invention provides a numerical control in a numerical control device for a machine tool that controls the position and posture of at least one of a tool and a workpiece by a plurality of drive shafts.
  • a numerical control machining program reading unit for reading a machining program, a numerical control machining program selection unit for an operator to select an arbitrary range of the numerical control machining program, and a plurality of drive axes from the read numerical control machining program
  • a numerical control command data generation unit that generates numerical control command data that is a numerical control command position for each control cycle, and the numerical control command data for each of the plurality of drive shafts generated by the numerical control command data generation unit are acquired.
  • the plurality of drive shafts And numerical control command data acceleration calculating section for calculating a degree or acceleration, characterized by comprising a.
  • the flowchart which shows the processing flow in the numerical control apparatus of this Embodiment. Flowchart showing the process of calculating the command position of the NC program with the range specified
  • the figure which shows an example of a program route, NC command data, and FB position data Flowchart explaining generation process of NC command data when using ball end mill tool
  • the figure which shows an example at the time of generating NC command data of a ball end mill tool at the tool edge center Flowchart showing processing for adding and displaying color information corresponding to speed and acceleration to NC command data
  • the flowchart which shows the process which adds and displays the color information according to speed and acceleration to FB position data Flowchart showing processing for adding color information to the revers
  • change_quantity of a tool vector The figure which shows an example of NC command data color-coded according to the variation
  • the flowchart which shows the process which adds and stores a related machining program block number to NC command data The flowchart which shows the display processing flow of NC processing program relevant to NC command data which the operator specified.
  • the figure which shows the example of 1 structure of NC command data storage part The figure which shows one structural example of NC processing program display process part
  • the figure which shows one structural example of NC command data display process part The figure which shows the example of 1 structure of FB position data display process part.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration example when a machine tool is controlled using a numerical control device according to an embodiment of the present invention.
  • a numerical control apparatus 100 includes an NC machining program reading unit 101, an NC machining program storage unit 102, an NC machining program display processing unit 103, an NC machining program analysis unit 104, an NC command, Data generation unit 105, NC command data storage unit 106, NC command data display processing unit 107, NC command data analysis unit 108, FB position data acquisition unit 109, FB position data storage unit 110, FB position data display processing unit 111, FB A position data analysis unit 112, a CAD data reading unit 113, a CAD data storage unit 114, a CAD data display processing unit 115, an NC machining program selection unit 121, and an offset data storage unit 122 are configured, and the work according to the present embodiment
  • the machine 200 includes a dialogue operation processing unit 201, a display unit 202, Display input unit 203, the drive X
  • the drive X axis 204, the drive Y axis 205, the drive Z axis 206, the drive B axis 207, and the drive C axis 208 in the machine tool 200 include sensors or processing units that can output displacement signals on the respective drive axes. .
  • the NC machining program reading unit 101 reads the NC machining program 10 and stores it in the NC machining program storage unit 102.
  • the NC machining program 10 is created by, for example, commercially available CAM (Computer Aided Manufacturing) software and is defined by a format format (hereinafter referred to as “EIA format”, for example, EIA (Electronic Industries Alliance) Defined in accordance with a format defined by ISO (International Standard Organization) (hereinafter referred to as “ISO format format”), for example, a program described in a character string of a G code and a macro sentence.
  • ISO International Standard Organization
  • the NC command data generation unit 105 generates NC command data from the NC machining program stored in the NC machining program storage unit 102 and stores it in the NC command data storage unit 106.
  • the NC command data means an NC command position for each preset control cycle or a collection of the NC command positions.
  • the numerical controller 100 sends the NC command data stored in the NC command data storage unit 106 to the machine tool 200.
  • the machine tool 200 drives the drive X axis 204, the drive Y axis 205, the drive Z axis 206, the drive B axis 207, and the drive C axis 208 in accordance with the NC command data.
  • the NC command data described above is generated for each drive shaft.
  • the machine tool 200 controls the position and posture of at least one of the tool and the workpiece by a plurality of drive shafts.
  • the FB position data detector 209 of the machine tool 200 detects position data of the drive X axis 204, the drive Y axis 205, the drive Z axis 206, the drive B axis 207, and the drive C axis 208.
  • the FB position data that is the data detected by the FB position data detector 209 is sent to the numerical controller 100.
  • the FB position data acquisition unit 109 of the numerical controller 100 acquires the FB position data detected by the FB position data detector 209 and stores it in the FB position data storage unit 110.
  • the NC machining program analysis unit 104 analyzes the NC machining program stored in the NC machining program storage unit 102, adds the analyzed result to the NC machining program, and returns the result to the NC machining program storage unit 102.
  • the NC command data analysis unit 108 analyzes the NC command data stored in the NC command data storage unit 106, adds the analysis result to the NC command data, and returns the result to the NC command data storage unit 106.
  • the FB position data analysis unit 112 analyzes the FB position data stored in the FB position data storage unit 110, adds the analysis result to the FB position data, and returns the result to the FB position data storage unit 110.
  • the NC machining program display processing unit 103 generates display data from the NC machining program added with the analysis result stored in the NC machining program storage unit 102.
  • the generated display data is sent to the machine tool 200 and displayed on the display unit 202 of the machine tool 200.
  • the NC command data display processing unit 107 generates display data from the NC command data added with the analysis result stored in the NC command data storage unit 106.
  • the generated display data is sent to the machine tool 200 and displayed on the display unit 202 of the machine tool 200.
  • the FB position data display processing unit 111 generates display data from the FB position command data added with the analysis result stored in the FB position data storage unit 110.
  • the generated FB position command data is sent to the machine tool 200 and displayed on the display unit 202 of the machine tool 200.
  • the CAD data reading unit 113 reads the CAD data 20 and stores it in the CAD data storage unit 114.
  • the CAD data display processing unit 115 generates display data obtained by moving, rotating, enlarging, and reducing the CAD data stored in the CAD data storage unit 114, for example.
  • the generated display data is sent to the machine tool 200 and displayed on the display unit 202 of the machine tool 200.
  • the dialogue operation processing unit 201 is an interface processing unit between the operator and the machine tool 200 and between the numerical control device 100 and the machine tool 200.
  • the dialogue operation processing unit 201 can receive an operation process from the numerical control device 100 and display it on the display unit 202. Further, the dialogue operation processing unit 201 can send the instruction information input by the operator via the instruction input unit 203 to the numerical control device 100.
  • the NC machining program selection unit 121 analyzes the NC machining program stored in the NC machining program storage unit 102 and stores the offset data included in the NC machining program in the offset data storage unit 122.
  • the offset data is a code for setting the coordinate system of the movement command or a block number including the code.
  • workpiece coordinate system selection commands such as G54 and G55 are examples.
  • the block number is an example of a line number, a sequence number, or a program number indicating the position of the program.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow in the numerical controller 100 according to the present embodiment.
  • the flow shown in FIG. 2 includes processing from step ST1001 to step ST1011. However, the flow can be divided into the following four subflows.
  • NC command data generation flow (steps ST1001-ST1003)
  • FB position data generation flow (steps ST1004-ST1005)
  • NC program, NC command data and FB position data analysis flow (steps ST1006-ST1008)
  • NC program, NC command data and FB position data display flow (steps ST1009 to ST1011)
  • NC command data generation flow The NC machining program reading unit 101 reads the NC machining program 10 and stores it in the NC machining program storage unit 102. Moreover, the NC machining program selection unit 121 analyzes the NC machining program stored in the NC machining program storage unit 102, and stores the offset data included in the analytically symmetric NC machining program in the offset data storage unit 122 (step ST1001). .
  • the NC machining program stored in the NC machining program storage unit 102 is displayed on the display unit 202 in response to an instruction input to the instruction input unit 203, and the operator designates a selection range of the NC machining program (step ST1002).
  • the NC command data generation unit 105 interprets the NC machining program stored in the NC machining program storage unit 102, the offset data stored in the offset data storage unit 122, and the range selected by the worker, and the range selected by the worker.
  • the program command position included in the NC machining program is calculated. Further, the NC command data generation unit 105 generates NC command coordinates based on the calculated program command position and the configuration information of the machine tool 200 (hereinafter referred to as “machine configuration”), and each drive shaft based on the machine configuration.
  • NC command data for commanding the position coordinates is generated (step ST1003).
  • the NC command data is generated every interpolation time of the machine tool 200.
  • the generated NC command data is stored in the NC command data storage unit 106.
  • the NC command data generated by the NC command data generation unit 105 is sent to the machine tool 200, and drives the drive X axis 204, drive Y axis 205, drive Z axis 206, drive B axis 207, and drive C axis 208 of the machine tool 200.
  • the FB position data acquisition unit 109 is based on the actual positions on the drive X axis 204, the drive Y axis 205, the drive Z axis 206, the drive B axis 207, and the drive C axis 208 detected by the FB position data detector 209.
  • the FB position data is calculated, and the calculated FB position data is stored in the FB position data storage unit 110 (step ST1005).
  • the NC machining program analysis unit 104 analyzes the NC machining program stored in the NC machining program storage unit 102, adds the analysis result to the NC machining program, and stores it in the NC machining program storage unit 102 (step ST1006).
  • NC command data analysis unit 108 analyzes the NC command data stored in NC command data storage unit 106, adds the analysis result to the NC command data, and stores the result in NC command data storage unit 106 (step ST1007).
  • the FB position data analysis unit 112 analyzes the FB position data stored in the FB position data storage unit 110, adds the analysis result to the FB position data, and stores it in the FB position data storage unit 110 (step ST1008).
  • NC program NC command data and FB position data analysis flow
  • the NC machining program display processing unit 103 interprets the NC machining program stored in the NC machining program storage unit 102, calculates the program command position included in the NC machining program, and displays the analysis result added to the NC machining program. Along with the reflected information, a program path which is a path based on the NC machining program is displayed on the display unit 202 of the machine tool 200 (step ST1009).
  • the NC command data display processing unit 107 interprets the NC command data stored in the NC command data storage unit 106, calculates the position coordinates of the NC command data, and together with the analysis result added to the NC command position data, the NC command data
  • the NC command data path which is a path according to, is displayed on the display unit 202 of the machine tool 200 (step ST1010).
  • the FB position data display processing unit 111 interprets the FB position data stored in the FB position data storage unit 110, calculates the position coordinates of the FB position data, and uses the FB position data along with the analysis result added to the FB position data.
  • the FB position data path as the path is displayed on the display unit 202 of the machine tool 200 (step ST1011).
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining in detail an example of the process of step ST1003 shown in FIG. 2, and shows the process of calculating the command position of the NC program designated in the range.
  • NC command data generation unit 105 refers to offset data storage unit 122 and searches for offset data including a movement command for the block number based on the block number of the NC machining program selection range designated by the operator (step ST1121). ) According to the offset data searched in step ST1121, it is translated or rotated in the coordinate system of the movement command, and the program command position in the NC command machining program is calculated (step ST1122).
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a program path, NC command data, and FB position data.
  • a dotted line indicates a program path by the NC machining program
  • a broken line indicates NC command data
  • a solid line indicates FB position data.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining NC command data generation processing when a ball end mill tool is used. For example, when a ball end mill tool is used, whether the NC command data generation position is the center of the tool edge of the ball end mill tool or the center of the tool edge R is selected (step ST1131). Command data is calculated (step ST1132). Note that the selection process in step ST1131 is executed by information input via the instruction input unit 203 by, for example, an operator.
  • FIG. 6 shows an example in which NC command data for the ball end mill tool is generated at the center of the tool edge R.
  • the length of the cutting edge R radius is decomposed into the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction according to the tool direction vector, and is subtracted from the NC command data at the tool cutting edge center.
  • the NC command data at the center of the cutting edge R can be calculated.
  • FIG. 7 shows an example when NC command data for a ball end mill tool is generated at the center of the tool edge.
  • the tool edge length in the machine position data is decomposed into the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction according to the tool direction vector, and added to the machine position data.
  • NC command data at the center of the blade edge can be calculated.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the process of step ST1007 shown in FIG. 2 in more detail, and shows a process of displaying NC command data with color information corresponding to speed and acceleration.
  • the NC command data analysis unit 108 receives information on an axis designated by the operator (hereinafter referred to as “designated axis” as necessary) through the interactive operation processing unit 201 of the machine tool 200, and receives NC information related to the designated axis.
  • Command data is acquired from the NC command data storage unit 106 (step ST1201).
  • NC command data analysis unit 108 calculates the speed on the designated axis from the NC command data on the designated axis (step ST1202).
  • the speed is obtained by the following formula.
  • V
  • the velocity V is obtained by dividing the absolute value of the difference between the current NC command data and the next NC command data by the interpolation time of the NC command data.
  • the speed V obtained here is added to the NC command data and stored in the NC command data storage unit 106.
  • Not only the speed V but also acceleration described later and color information set according to the speed and acceleration are added to the NC command data and stored in the NC command data storage unit 106.
  • the NC command data analysis unit 108 calculates the acceleration on the designated axis (step ST1203).
  • the acceleration is obtained by the following formula.
  • the acceleration A is obtained by dividing the difference between the speed of the current NC command data and the speed of the next NC command data by the interpolation time of the NC command data.
  • the NC command data analysis unit 108 adds color information corresponding to the speed to the NC data (step ST1204).
  • An example of setting color information for representing the velocity distribution is shown below.
  • RGB 0 ⁇ V ⁇ 300.0: RGB (0, 0, 255) 300.0 ⁇ V ⁇ 400.0: RGB (32, 32, 255) 400.0 ⁇ V ⁇ 450.0: RGB (64, 64, 255) 475.0 ⁇ V ⁇ 490.0: RGB (96, 96, 255) 490.0 ⁇ V ⁇ 500.0: RGB (128, 128, 255) 500.0 ⁇ V ⁇ 510.0: RGB (160, 160, 255) 510.0 ⁇ V: RGB (192, 192, 255) ... (3)
  • V represents speed, and the unit of speed is, for example, [mm / min].
  • the numerical value in parentheses following RGB represents the gradation of RGB, for example, RGB (0, 0, 0) represents black, RGB (255, 255, 255) represents white, and RGB (255, 0,0) represents red, RGB (0,255,0) represents green, and RGB (0,0,255) represents blue.
  • RGB gradation of RGB
  • RGB (0, 0, 0) represents black
  • RGB (255, 255, 255) represents white
  • RGB (255, 0,0) represents red
  • RGB (0,255,0) represents green
  • RGB (0,0,255) represents blue.
  • the shade of the color tone based on blue is changed so that the change in speed can be recognized by the operator. ing.
  • the NC command data analysis unit 108 adds color information corresponding to the acceleration to the NC data (step ST1205).
  • An example of setting color information for representing the acceleration distribution will be shown below.
  • A represents acceleration
  • the unit of acceleration is, for example, [m / s 2 ].
  • the numerical value in parentheses following RGB represents the gradation of RGB, and in addition to the annotation in the above equation (3), for example, RGB (255, 0, 255) represents magenta.
  • the acceleration values when the acceleration value is negative, the acceleration values are 1.0 [m / s 2 ], 0.5 [m / s 2 ], 0.4 [m / s 2 ] Or 0.1 [m / s 2 ], the color tone is set to change from blue to white, and when the acceleration value is positive, the acceleration value is 0.
  • the color tone changes from white to magenta. It is set so that the change in acceleration can be seen by the operator.
  • NC command data display processing unit 107 displays NC command data added with color information stored in NC command data storage unit 106 on display unit 202 of machine tool 200 (step ST1206).
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of an acceleration distribution to which color information is added. Since color display is not possible in the drawing referred to in the specification, the display color on the display screen is represented by RGB gradations in FIG. In FIG. 9, at the corner R1 on the NC command data path, the RGB gradation is, for example, RGB (192, 192, 255) ⁇ RGB (255, 255, 255) ⁇ RGB (255, 192, 255). The changing situation is shown, and the operator can know the change in the acceleration of a specific axis by checking the color change.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining in detail an example of the process of step ST1008 shown in FIG. 2, and shows the process of adding and displaying color information corresponding to the speed and acceleration to the FB position data.
  • the FB position data analysis unit 112 receives information on the designated axis through the dialogue operation processing unit 201 of the machine tool 200, and acquires the FB position data related to the designated axis from the FB position data storage unit 110 (step ST1301).
  • the FB position data analysis unit 112 calculates the speed on the designated axis from the FB position data on the designated axis (step ST1302).
  • the speed is obtained by the following formula.
  • VFB ((FBD (t + ⁇ t) ⁇ FBD (t)) / ⁇ t (5)
  • the speed VFB of the FB position data is obtained by dividing the difference value between the current FB position data and the next FB position data by the sampling time of the FB position data. It is done.
  • the velocity VFB of the FB position data obtained here is added to the NC command data and stored in the NC command data storage unit 106. Not only the speed VFB of the FB position data but also the later-described acceleration and color information set according to the speed and acceleration are added to the FB position data and stored in the FB position data storage unit 110.
  • the FB position data analysis unit 112 calculates the acceleration on the designated axis (step ST1303).
  • the acceleration is obtained by the following formula.
  • AFB ((VFB (t + ⁇ t) ⁇ VFB (t)) / ⁇ t (6)
  • AFB acceleration of FB position data
  • VFB (t + ⁇ t) speed of FB position data after one
  • VFB (t) speed of current FB position data
  • ⁇ t sampling time of FB position data
  • the acceleration AFB of the FB position data Is required.
  • the FB position data analysis unit 112 adds color information corresponding to the speed to the FB position data (step ST1304). Further, the FB position data analysis unit 112 adds color information corresponding to the acceleration to the FB position data (step ST1305).
  • the FB position data display processing unit 111 displays the FB position data with the color information stored in the FB position data storage unit 110 on the display unit 202 of the machine tool 200 (step ST1306).
  • FIG. 11 is a flowchart showing a process different from that of FIG. 8 in the process of step ST1007, and shows a process of adding color information to the inverted part of the NC command data.
  • the NC command data analysis unit 108 acquires the NC command data of the axis designated by the operator from the NC command data stored in the NC command data storage unit 106 via the dialogue operation processing unit 201 of the machine tool 200 ( Step ST1401).
  • the NC command data analysis unit 108 searches for a location where the NC command data acquired in step ST1401 is inverted, adds color information for each designated axis to the location where the NC command data is inverted, and stores it in the NC command data storage unit 106. Store (step ST1402).
  • NC command data 1 (1.0, 0.0, 0.0) NC command data 2: (2.0, 1.0, 1.0) NC command data 3: (3.0, 2.0, 0.0) NC command data 4: (2.0, 3.0, 0.0) NC command data 5: (1.0, 4.0, 0.0) NC command data 6: (0.0, 3.0, 1.0)
  • NC command data 3 (1.0, 0.0, 0.0) NC command data 3 where the increase / decrease in the NC command data value is switched.
  • the Y axis reversal point is NC command data 5
  • the Z axis reversal point is NC command data 2 and NC command data 5.
  • NC command data display processing unit 107 displays NC command data with color information stored in NC command data storage unit 106 on display unit 202 of machine tool 200 (step ST1403).
  • FIG. 12 is a flowchart showing a process different from that of FIG. 10 in the process of step ST1008, and shows a process of adding color information to the inverted part of the FB position data and displaying it.
  • the FB position data analysis unit 112 acquires the FB position data of the axis designated by the operator from the FB position data stored in the FB position data storage unit 110 via the interactive operation processing unit 201 of the machine tool 200 ( Step ST1501).
  • the FB position data analysis unit 112 searches for a place where the FB position data acquired in step ST1501 is reversed, adds color information for each designated axis of the place where the FB position data is reversed, and stores it in the FB position data storage unit 110 (step). ST1502).
  • the inverted part of the FB position data is a part where the increase / decrease of the FB position data value in each axis is switched and can be searched in the same manner as the NC command data.
  • the FB position data display processing unit 111 displays the FB position data added with color information stored in the FB position data storage unit 110 on the display unit 202 of the machine tool 200 (step ST1503).
  • FIG. 13 is a flowchart showing a process different from that of FIG. 8 and FIG. 11 in the process of step ST1007, and shows a process of adding color information to the NC command data in accordance with the change amount of the tool vector.
  • the NC command data analysis unit 108 acquires the NC command data of the axis designated by the operator from the NC command data stored in the NC command data storage unit 106 via the dialogue operation processing unit 201 of the machine tool 200 ( Step ST1601).
  • NC command data analysis unit 108 calculates a tool direction vector from the NC command data acquired in step ST1601 (step ST1602). For example, in the case of a compound lathe that performs machining by combining milling machining of the drive axes of the X axis, Y axis, and Z axis, rotation control of the tool axis with the B axis, and turning of the workpiece with the C axis, B
  • the tool direction vector can be calculated from the NC command data of the axis and the NC command data of the C axis by the following formula.
  • Tool direction vector (cos (c_rad), sin (c_rad), ⁇ (cos (b_rad)) (7)
  • NC command data analysis unit 108 calculates the change amount of the tool vector calculated in step ST1602 (step ST1603).
  • the amount of change of the tool vector can be calculated using the following equation.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a difference vector representing a change amount of the tool vector. As shown in the above equation (8) and FIG. 14, the square value of the magnitude of the difference vector between the focused tool vector and the previous tool vector can be used as the change amount of the tool vector.
  • NC command data analysis unit 108 adds color information designated by the operator in accordance with the change amount of the tool vector calculated in step ST1603 (step ST1604).
  • NC command data display processing unit 107 displays NC command data with color information stored in NC command data storage unit 106 on display unit 202 of machine tool 200 (step ST1605).
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of NC command data displayed in different colors according to the amount of change in the tool vector. Since color display is not possible in the drawing referred to in the specification, the display color of the arrow representing the tool vector is represented by RGB gradations in FIG. In FIG. 15, in NC command data # 2, since the magnitude of the difference vector is smaller than a predetermined determination value, the previous tool vector and the current tool vector have the same RGB gradation, for example, RGB (0 , 0, 0).
  • the previous tool vector and the current tool vector are different in RGB gradation, for example, The previous tool vector is displayed in RGB (0, 0, 0), and the current tool vector is displayed in RGB (0, 0, 255). By displaying in this way, the operator can know the sudden change location of the tool vector by confirming the color change.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a process different from that of FIGS. 10 and 12 in the process of step ST1008, and shows a process of adding color information to the FB position data in accordance with the change amount of the tool vector.
  • the FB position data analysis unit 112 acquires the FB position data of the axis designated by the operator from the FB position data stored in the FB position data storage unit 110 via the interactive operation processing unit 201 of the machine tool 200 ( Step ST1701).
  • the FB position data analysis unit 112 calculates a tool direction vector from the FB position data acquired in step ST1701 (step ST1702).
  • the tool direction vector in the FB position data can be calculated in the same manner as in the NC command data.
  • the FB position data analysis unit 112 calculates the change amount of the tool vector calculated in step ST1702 (step ST1703).
  • the change amount of the tool vector in the FB position data can be calculated in the same manner as in the NC command data.
  • the FB position data analysis unit 112 adds color information designated by the operator according to the change amount of the tool vector calculated in step ST1703 (step ST1704).
  • the FB position data display processing unit 111 displays the FB position data added with color information stored in the FB position data storage unit 110 on the display unit 202 of the machine tool 200 (step ST1705).
  • FIG. 17 is a flowchart showing a process different from that of FIG. 3 in the process of step ST1003, and shows a process of adding and storing a machining program block number related to NC command data.
  • NC command data is generated from a machining program
  • G code command for generating NC command data by referring to a plurality of machining program blocks.
  • a plurality of related code codes are generated from the generated NC command data.
  • the machining program block number corresponds to the line number in the EIA format that constitutes the NC machining program.
  • the NC command data generation unit 105 acquires information on a machining program block number corresponding to the NC machining program to be received, which is received through the dialogue operation processing unit 201 of the machine tool 200 (In step ST1801, the machining program block number is added to the generated NC command data and stored in the NC command data storage unit 106 (step ST1802).
  • FIG. 18 is a flowchart showing the display processing flow of the NC machining program related to the NC command data designated by the operator.
  • the NC command data display processing unit 107 receives information on the NC command data designated by the operator through the dialogue operation processing unit 201 of the machine tool 200, and acquires the designated NC command data from the NC command data storage unit 106. (Step ST1901).
  • NC command data display processing unit 107 acquires the related machining program block number added to the designated NC command data (step ST1902). Further, NC command data display processing unit 107 displays the NC command data on display unit 202 of machine tool 200 (step ST1903). Further, the NC command data display processing unit 107 acquires a related NC machining program part from the NC machining program storage unit 102, and displays the acquired NC machining program part and the related machining program block number on the display unit 202. It is displayed (step ST1904).
  • NC command data to which the following related machining program block numbers are added is stored in the NC command data storage unit 106.
  • NC command data 1 Related machining program block number [1, 2, 3, 4, 5]
  • NC command data 2 Related machining program block number [2, 3, 4, 5]
  • NC command data 3 Related machining program block number [4, 5]
  • NC command data 4 Related machining program block number [4, 5, 6]
  • NC command data 5 Related machining program block number [4, 5, 6, 7]
  • NC command data 6 Related machining program block number [5, 6, 7, 8]
  • the program path including the machining program block number 4, the machining program block number 5, and the machining program block number 6 can be highlighted, for example.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a display processing flow of NC command data related to the machining program block number of the NC machining program designated by the operator.
  • the NC machining program display processing unit 103 acquires the machining program block number of the NC machining program designated by the operator from the NC machining program storage unit 102 (step ST2001).
  • NC processing program display processing unit 103 acquires, from the NC command data storage unit 106, related NC command data, which is NC command data with the processing program block number added as the related processing program block number (step ST2002).
  • the NC machining program display processing unit 103 displays the NC machining program designated by the operator on the display unit 202 of the machine tool 200 (step ST2003). Further, NC machining program display processing unit 103 displays related NC command data on display unit 202 of machine tool 200 (step ST2004).
  • NC command data is stored in the NC command data storage unit 106.
  • NC command data 1 Related machining program block number [1, 2, 3, 4, 5]
  • NC command data 2 Related machining program block number [2, 3, 4, 5]
  • NC command data 3 Related machining program block number [4, 5]
  • NC command data 4 Related machining program block number [4, 5, 6]
  • NC command data 5 Related machining program block number [4, 5, 6, 7]
  • NC command data 6 Related machining program block number [5, 6, 7, 8]
  • NC command data 1 and NC command data 2 can be highlighted, for example.
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining in detail an example of the process of step ST1009 shown in FIG. 2, and shows the process of searching for the G0 command and displaying the program path of the NC machining program.
  • the NC machining program analysis unit 104 acquires the NC machining program from the NC machining program storage unit 102, analyzes the NC machining program one block at a time, and determines whether it is a G0 command (step ST2101).
  • the G0 command is one of the commands defined in the G code, and means a fast-forward command for positioning.
  • the NC machining program analysis unit 104 determines whether the block of the G0 command is an approach (machining approach path) or a retract (machining escape path) (step ST2102). Specifically, when the command of the block immediately before the G0 block is a cutting feed command such as G1, G2, G3, it is determined to be retract. On the other hand, when the command of the block immediately after the G0 block is a cutting feed command such as G1, G2, and G3, it is determined as an approach. When the G0 command block is approach or retract, the color information designated by the operator is added to the G0 command block and stored in the NC machining program storage unit 102.
  • the NC machining program analysis unit 104 determines whether or not the NC machining program is final (step ST2103). If it is not final (step ST2103, No), it returns to step ST2101 and continues searching for the G0 command. If there is any (step ST2103, Yes), the process proceeds to step ST2104.
  • the NC machining program display processing unit 103 reflects the added color information and displays the program path of the NC machining program on the display unit 202 (step ST2104).
  • FIG. 21 is a diagram showing an example when a program path including an approach (approach) G0 command and a retract (retreat) G0 command is displayed. Since color display is not possible in the drawings referred to in the specification, in FIG. 21, the display color on the display screen is represented by RGB gradations, the approach in the G0 command is displayed in red, and the retract in the G0 command is displayed. Is displayed in blue. By confirming the color, the operator can visually recognize only the G0 command of interest.
  • FIG. 22 is a flowchart showing the processing contents of NC minute line segment capability limit location analysis in the numerical control apparatus of the present embodiment.
  • the NC command data analysis unit 108 acquires the NC command data from the NC command data storage unit 106 and the related machining program block number in the NC command data, and based on the acquired related machining program block number, the NC machining program storage unit A related machining program block is acquired from 102 (step ST2201).
  • the NC command data analysis unit 108 calculates the NC minute line segment capability limit speed from the block length of the related machining program block (hereinafter referred to as “machining program block length” or “block length” as necessary) (step ST2202).
  • the NC minute line segment capability limit speed is the maximum feed speed when the NC machining program is executed.
  • the NC fine line segment limit speed can be calculated by the following equation.
  • NC command data analysis unit 108 calculates the speed of the NC command data by the same process as step ST1202 (step ST2203).
  • the NC command data analysis unit 108 compares and determines the speed of the NC command data calculated in step ST2203 and the NC minute line segment capability limit speed calculated in step ST2202 (step ST2204).
  • the following formula can be used as a judgment formula for judging that the machining program block is the NC minute line segment capability limit portion.
  • NC command data analysis unit 108 determines whether or not the NC command data is final (step ST2205), and when it is not final (step ST2205, No), repeats the processing from step ST2201 to step ST2204. On the other hand, when it determines with NC command data being the last (step ST2205, Yes), it transfers to step ST2206.
  • the NC command data display processing unit 107 obtains an NC machining program including a machining program block to which color information of a minute line segment capability limit point is added from the NC machining program storage unit 102, and the related NC machining program is obtained from the machine tool 200. Are displayed on the display unit 202 (step ST2206).
  • FIG. 23 is a flowchart showing processing at the time of periodicity analysis of FB position data in the numerical controller according to the present embodiment.
  • the FB position data analysis unit 112 acquires the FB position data of the axis designated by the operator from the FB position data storage unit 110 (step ST2301). Also, the FB position data analysis unit 112 divides the acquired FB position data by the period length designated by the operator (step ST2302). Further, the FB position data analysis unit 112 adds the color information specified by the operator to the FB position data according to the value of the fractional part of the quotient, and stores it in the FB position data storage unit 110 (step ST2303). ).
  • color information is shown below. For example, the following color is set according to the value of the fractional part of the divided quotient.
  • the FB position data analysis unit 112 determines whether the FB position data is final (step ST2304). If the FB position data is not final (step ST2304, No), the process returns to step ST2301 to acquire the FB position data. When the FB position data is final (step ST2304, Yes), the process proceeds to step ST2305.
  • the FB position data display processing unit 111 acquires the FB position data to which the color information of periodicity analysis is added from the FB position data storage unit 110, and displays the FB position data on the display unit 202 (step ST2305).
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a result of periodic analysis of the FB position data by inputting a specific period length with respect to the FB position data of the specific axis.
  • this pattern it is possible to virtually display the cogging of the motor. If this pattern matches the workpiece machining surface properties after actual machining, it is judged as the machining surface properties by motor cogging. If this pattern does not match the workpiece machining surface properties after actual machining, the machining surface by the NC machining program It is judged as a property.
  • FIG. 25 is a flowchart showing CAD data display processing in the numerical controller according to the present embodiment.
  • the CAD data reading unit 113 reads the CAD data 20 and stores it in the CAD data storage unit 114 (step ST2401).
  • the CAD data 20 for example, a method of inputting a three-dimensional model defined by commercially available CAD software to the numerical control device 100, or geometrically inputting the shape and dimensions of the three-dimensional model on the numerical control device 100. There is a technique to do.
  • the CAD data display processing unit 115 enlarges or reduces the CAD data 20 according to the display unit and the display scale, performs, for example, rotational movement or parallel movement according to the coordinate system of the NC machining program, and moves to the position of the NC machining program.
  • CAD data is arranged, that is, aligned (step ST2402). Further, the CAD data display processing unit 115 displays the aligned CAD data on the display unit 202 together with the target specified by the operator among the NC machining program, NC command data, or FB position data (step ST2403).
  • FIG. 26 is a diagram showing an example when CAD data is read and displayed together with FB position data.
  • the problem location can be easily identified by displaying the CAD data and the FB position data in an overlapping manner.
  • FIGS. 3, 5, 8, 10 to 13, 16 to 20, 22, 22, 23, and 25. 1 is based on the configuration shown in FIG. 1, and as shown in FIGS. 27 to 33, the NC command data analysis unit 108, the FB position data analysis unit 112, the NC command data storage unit 106, the NC machining program A detailed processing unit may be provided inside each of the display processing unit 103, the NC command data display processing unit 107, the FB position data display processing unit 111, and the CAD data display processing unit 115.
  • the NC command data analysis unit 108 includes an NC command data speed calculation unit 108a, an NC command data acceleration calculation unit 108b, a tool vector calculation unit 108c, a tool vector analysis unit 108d, and a related machining program block acquisition unit 108e.
  • the NC command data acceleration calculation unit 108b may include the function of the NC command data speed calculation unit 108a.
  • the FB position data analysis unit 112 includes an FB position data velocity calculation unit 112a, an FB position data acceleration calculation unit 112b, a tool vector calculation unit 112c, a tool vector analysis unit 112d, and an FB position data periodicity analysis unit 112e. You may comprise as follows.
  • the FB position data acceleration calculation unit 112b may have the function of the FB position data speed calculation unit 112a.
  • a machining program block storage unit 106 a is provided in the NC command data storage unit 106
  • a color-coded display unit 103 a is provided in the NC machining program display processing unit 103
  • a color-coded display unit is provided in the NC command data display processing unit 107.
  • 107a may be provided
  • the color-coded display unit 111a may be provided inside the FB position data display processing unit 111.
  • a CAD data arrangement unit 115a may be provided inside the CAD data display processing unit 115.
  • a CAD data scaling unit 115b may be provided inside the CAD data display processing unit 115.
  • a color-coded display unit 115c may be provided inside the CAD data display processing unit 115.
  • the NC machining program is read from the read NC machining program for each control cycle.
  • NC command data that is the NC command position is generated, and the speed or acceleration for each of the plurality of drive axes is calculated using the generated NC command data for each of the plurality of drive axes.
  • the speed and acceleration of the NC command data can be analyzed, and the operator can grasp changes in speed and acceleration for each single axis.
  • the operator does not need to analyze a huge amount of NC command data. As a result, there is an effect of facilitating the search for the cause of occurrence of the machining trace generated on the machining surface of the workpiece.
  • a feedback position data detector is provided that is attached to each of the plurality of drive shafts and detects the position of each of the plurality of drive shafts for each control cycle. After the NC machining program of the arbitrary range selected by the operator is read, the feedback position detection value for each of the plurality of drive axes detected for each control cycle by the feedback position data detector provided in the machine tool is fed back to the feedback position. Since it was decided to calculate the speed or acceleration for each of a plurality of drive axes using the acquired feedback position data, it is possible to analyze the speed or acceleration of the feedback position data for each specified drive axis. The operator can grasp changes in speed and acceleration for each single axis.
  • the NC command data generated by the NC command data generation unit determines where the NC command data is inverted for each drive axis, and for each drive axis specified by the operator, Since the inversion location of the NC command data can be displayed, the operator can easily grasp the location where the NC command data is inverted. As a result, there is an effect of facilitating the search for the cause of occurrence of the machining trace generated on the machining surface of the workpiece.
  • the feedback position data acquired by the feedback position data acquisition unit determines where the feedback position data is inverted for each drive axis, and for each drive axis specified by the operator, Since the inverted position of the feedback position data can be displayed, the operator can easily grasp the position where the feedback position data is inverted. As a result, there is an effect of facilitating the search for the cause of occurrence of the machining trace generated on the machining surface of the workpiece.
  • the tool vector is calculated from the NC command data for each of the plurality of drive axes calculated by the NC command generation unit, and the change amount of the calculated tool vector is analyzed and displayed. Therefore, the operator can easily grasp the sudden change point of the tool vector. As a result, there is an effect of facilitating the search for the cause of occurrence of the machining trace generated on the machining surface of the workpiece.
  • the tool vector is calculated from the feedback position data for each of the plurality of drive axes detected by the feedback position data detector, and the calculated change amount of the tool vector is analyzed. Since it can be displayed, the operator can easily grasp the sudden change point of the tool vector. As a result, there is an effect of facilitating the search for the cause of occurrence of the machining trace generated on the machining surface of the workpiece.
  • the machining program block that affects the generation of the NC command is stored,
  • the machining program block that affects the generation of the specified NC command data is acquired from the machining program block storage unit, so that it is related to the NC command data specified by the operator. There is an effect that the location of the machining program block to be easily understood.
  • the numerical control processing program is a machining program block that affects the NC command generation.
  • the designated machining program block acquires NC command data that affects the generation of NC command data.
  • the approach and the retract are determined from the G0 fast-forward command of the machining program, and the approach G0 command and the retract G0 command are set with a predetermined set color according to the determination result. Is displayed, so that the operator can easily understand the approach and the retract.
  • the limit speed calculated from the machining program block is compared with the NC command speed calculated by the NC command data speed calculation unit, and the speed of the numerical control command is the limit speed. Since the numerical control minute line segment capacity limit location is determined when the judgment value set on the basis of is exceeded, the operator cannot reach the command speed of the NC machining program because the block length is short. There is an effect that the minute line segment capacity limit portion can be easily understood.
  • a value less than the decimal number obtained by dividing the feedback position data of the specified axis by the control cycle length is calculated. Since the comparison is made with the workpiece machining surface, it is possible to easily analyze whether the workpiece machining surface property by cogging of the motor of the designated axis or the workpiece machining surface property by the NC machining program.
  • the read CAD data is arranged at an arbitrary position, and the shape of the read CAD data is enlarged or reduced to an arbitrary magnification so that the program path, the numerical control Since the CAD data is displayed together with at least one of the command data and the feedback position data, there is an effect that the operator can easily identify the problem location.
  • NC machining program 10 NC machining program, 20 CAD data, 100 numerical control device, 101 NC machining program reading unit, 102 NC machining program storage unit, 103 NC machining program display processing unit, 103a, 107a, 111a, 115c Color-coded display unit, 104 NC machining Program analysis unit, 105 NC command data generation unit, 106 NC command data storage unit, 106a Machining program block storage unit, 107 NC command data display processing unit, 108 NC command data analysis unit, 108a NC command data speed calculation unit, 108b NC Command data acceleration calculation unit, 108c, tool vector calculation unit, 108d, tool vector analysis unit, 108e, related machining program block acquisition unit, 108f, related NC data acquisition unit, 108g, approach and withdrawal determination unit 108h Limit speed calculation unit, 108i NC command data acquisition unit, 108j NC command speed calculation unit, 108k NC minute line segment capacity limit point analysis unit, 109 FB position data acquisition unit, 110 FB position data storage unit, 111 FB position data display

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Abstract

　ＮＣ加工プログラムを読み込むＮＣ加工プログラム読み込み部（１０１）と、ＮＣ加工プログラム格納するＮＣ加工プログラム格納部（１０２）と、作業者が選択した任意範囲のＮＣ加工プログラムを読み込んだ後に、読み込んだＮＣ加工プログラムから複数の駆動軸に対する制御周期ごとのＮＣ指令位置であるＮＣ指令データを生成するＮＣ指令データ生成部（１０５）と、ＮＣ指令データを分析するＮＣ指令データ分析部（１０８）と、分析した結果をＮＣ加工プログラムに付加して格納するＮＣ指令データ格納部（１０６）と、を備える構成とし、駆動軸ごとに分析できるようにした。

Description

数値制御装置
　本発明は、工作機械を数値制御するための数値制御装置に関する。
　従来、一般的な数値制御装置で加工を行うためには、加工物または加工工具を予め設定された経路に移動させるための移動指令が記述される数値制御加工プログラム（以下「ＮＣ（Numerical Control）加工プログラム」と称する）が用いられる。ＮＣ加工プログラムは、例えば市販のＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）ソフトウェアにより作成され、例えばＥＩＡ（Electronic Industries Alliance）で定められたフォーマット形式（以下「ＥＩＡフォーマット形式」と称する）、または、ＩＳＯ（International Standard Organization）で定められたフォーマット形式（以下「ＩＳＯフォーマット形式」と称する）に従って定義される、例えばＧコードおよびマクロ文の文字列で記述される。ここで、Ｇコードとは、例えば位置決め、直線補間、円弧補間、平面指定を行う際に、ＮＣ加工プログラムにおいて記述される指令コードである。
　作成されたＮＣ加工プログラムは、実際に動作させる前に、事前に確認を行う必要があるが、ＮＣ加工プログラムのみを見て、ＮＣ加工プログラムの確認作業を行うことは困難である。このため、ＮＣ加工プログラムの確認を行う場合には、例えばＮＣ加工プログラムに記述されている移動指令を工具経路に変換し、変換された工具経路の軌跡を、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）装置または液晶モニタのディスプレイといった表示装置に表示させることが行われている。
　また、ＮＣ加工プログラムを動作させた場合、ＮＣ加工プログラムに記述されている移動指令、その他加工条件および機械構成に基づいて補間処理が実行されて補間処理後の指令軌跡が算出される。さらに、算出されたＮＣ指令データに沿って、実機を動作させ、工具先端点の軌跡である実軌跡が検出装置によって検出される。これらＮＣ指令データおよび実軌跡は、メモリなどの記憶装置に保存され、必要なときに呼び出され、例えば加工処理評価のために、工具軌跡表示装置で表示され、視覚的分析に利用されている。
　なお、上記した用語の中で、「変換された工具経路」、「補間処理後の指令軌跡」および「工具先端点の実軌跡」については、当業者において、それぞれ「プログラム経路」、「ＮＣ指令データ」および「フィードバック（Feed Back：ＦＢ）位置データ」と称されることが多々あり、以下必要に応じて、これらの用語を使用した説明とする。
　このような背景技術の下、下記特許文献１には、工具経路および指令軌跡、もしくは、実軌跡を表示することが開示されている。
　また、下記特許文献２には、プログラム経路、指令軌跡および実軌跡のうち、少なくとも２つの軌跡を対比可能に表示する表示部を備え、指令軌跡または実軌跡に対応する工具姿勢を表す工具ベクトルを互いに対比可能に表示することが開示されている。
　さらに、下記特許文献３には、プログラム経路、指令軌跡および実軌跡のうち、少なくとも２つの軌跡を対比可能に表示する表示部を備え、指令軌跡および実軌跡における加速度を算出し、加速度の向きと大きさとに応じて、工具の先端点の軌跡を色分けする色表示と、加速度を加速度ベクトルとして工具の先端点の軌跡上に表示するベクトル表示と、隣接する加速度ベクトルの終点を互いに接続する結線を表示する結線表示とのうちの少なくとも一つを行うことが開示されている。
特許第５４４４４１２号公報 特許第５３７４６１６号公報 特許第５１９２５７４号公報
　工作機械には複数の駆動軸が存在し、一つの駆動軸の動きの誤差が生じただけでもワークの加工面に加工痕を付ける場合があるという性質があった。したがって、駆動軸毎の誤差が生じる原因を分析するためには、駆動軸毎の加速度等の情報がさらに必要になる。特に、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が駆動軸のミーリング加工を行い、Ｂ軸が工具軸を回転制御し、Ｃ軸がワークを回転させた旋削加工を行う場合に、これらの各軸の制御を適宜組み合わせて加工を行う複合旋盤の場合、ミーリング加工軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸と、工具軸であるＢ軸と、ワークの回転軸であるＣ軸と、を区別して加工面に生じる加工痕の原因を分析する必要があった。
　しかしながら、上記特許文献１および特許文献２の手法では、速度および加速度という情報を表示させるという技術思想が存在しておらず、また、上記特許文献３の手法では、駆動軸毎に速度や加速度を分析するという技術思想がなく、ミル加工軸とその他の回転軸である工具軸およびワーク回転軸とを区別して分析することができなかった。
　また、特許文献３では、ＮＣ加工プログラムの選択範囲のみを分析するという技術思想がないため、ＮＣ加工プログラムの分析は、読み込んだＮＣ加工プログラム全部に対して行う必要があり、効率的な分析を行うことができなかった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワークの加工面に生じ得る加工痕の発生を低減するための分析を効率的かつ的確に行うことができる数値制御装置を提供す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、本発明は、複数の駆動軸によって工具および被加工物のうちの少なくとも一方の位置および姿勢を制御する工作機械の数値制御装置において、数値制御加工プログラムを読み込む数値制御加工プログラム読み込み部と、作業者が前記数値制御加工プログラムの任意範囲を選択するための数値制御加工プログラム選択部と、前記読み込んだ数値制御加工プログラムから前記複数の駆動軸に対する制御周期ごとの数値制御指令位置である数値制御指令データを生成する数値制御指令データ生成部と、前記数値制御指令データ生成部により生成された前記複数の駆動軸ごとの数値制御指令データを取得する数値制御指令データ取得部と、前記数値制御指令データを用いて、前記複数の駆動軸ごとの速度または加速度を算出する数値制御指令データ加速度算出部と、を備えたことを特徴とする。
　この発明によれば、ワークの加工面に生じ得る加工痕の発生を低減するための分析を効率的かつ的確に行うことができる、という効果を奏する。
本実施の形態に係る数値制御装置を用いて工作機械を制御する場合の一構成例を示す図 本実施の形態の数値制御装置における処理フローを示すフローチャート 範囲指定されたＮＣプログラムの指令位置を算出する処理を示すフローチャート プログラム経路、ＮＣ指令データおよびＦＢ位置データの一例を示す図 ボールエンドミル工具を使用する場合でのＮＣ指令データの生成処理を説明するフローチャート 工具刃先Ｒ中心で、ボールエンドミル工具のＮＣ指令データを生成した場合の一例を示す図 工具刃先中心で、ボールエンドミル工具のＮＣ指令データを生成した場合の一例を示す図 ＮＣ指令データに速度および加速度に応じた色情報を付加して表示する処理を示すフローチャート 色情報を付加した加速度分布の一例を示す図 ＦＢ位置データに速度および加速度に応じた色情報を付加して表示する処理を示すフローチャート ＮＣ指令データの反転箇所に色情報を付加して表示する処理を示すフローチャート ＦＢ位置データの反転箇所に色情報を付加して表示する処理を示すフローチャート 工具ベクトルの変化量に応じてＮＣ指令データに色情報を付加する処理を示すフローチャート 工具ベクトルの変化量を表す差分ベクトルの一例を示す図 工具ベクトルの変化量に応じて色分け表示したＮＣ指令データの一例を示す図 工具ベクトルの変化量に応じてＦＢ位置データに色情報を付加する処理を示すフローチャート ＮＣ指令データに関連加工プログラムブロック番号を付加して格納する処理を示すフローチャート 作業者が指定したＮＣ指令データに関連するＮＣ加工プログラムの表示処理フローを示すフローチャート 作業者が指定したＮＣ加工プログラムの加工プログラムブロック番号に関連するＮＣ指令データの表示処理フローを示すフローチャート Ｇ０指令を探索してＮＣ加工プログラムのプログラム経路を表示する処理を示すフローチャート アプローチ（接近）のＧ０指令とリトラクト（退避）のＧ０指令とを含むプログラム経路を表示した場合の一例を示す図 本実施の形態の数値制御装置におけるＮＣ微小線分能力限界箇所分析の処理内容を示すフローチャート 本実施の形態の数値制御装置におけるＦＢ位置データの周期性分析時の処理を示すフローチャート 特定軸のＦＢ位置データに対して特定の周期長を入力してＦＢ位置データの周期性分析した結果の一例を示す図 本実施の形態の数値制御装置におけるＣＡＤデータの表示処理を示すフローチャート ＣＡＤデータを読み込んでＦＢ位置データとともに表示した場合の一例を示す図 ＮＣ指令データ分析部の一構成例を示す図 ＦＢ位置データ分析部の一構成例を示す図 ＮＣ指令データ格納部の一構成例を示す図 ＮＣ加工プログラム表示処理部の一構成例を示す図 ＮＣ指令データ表示処理部の一構成例を示す図 ＦＢ位置データ表示処理部の一構成例を示す図 ＣＡＤデータ表示処理部の一構成例を示す図
　以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係る数値制御装置について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
　図１は、本発明の実施の形態に係る数値制御装置を用いて工作機械を制御する場合の一構成例を示す機能ブロック図である。本実施の形態に係る数値制御装置１００は、図１に示すように、ＮＣ加工プログラム読み込み部１０１、ＮＣ加工プログラム格納部１０２、ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３、ＮＣ加工プログラム分析部１０４、ＮＣ指令データ生成部１０５、ＮＣ指令データ格納部１０６、ＮＣ指令データ表示処理部１０７、ＮＣ指令データ分析部１０８、ＦＢ位置データ取得部１０９、ＦＢ位置データ格納部１１０、ＦＢ位置データ表示処理部１１１、ＦＢ位置データ分析部１１２、ＣＡＤデータ読み込み部１１３、ＣＡＤデータ格納部１１４、ＣＡＤデータ表示処理部１１５、ＮＣ加工プログラム選択部１２１およびオフセットデータ格納部１２２を備えて構成され、本実施の形態に係る工作機械２００は、対話操作処理部２０１、表示部２０２、指示入力部２０３、駆動Ｘ軸２０４、駆動Ｙ軸２０５、駆動Ｚ軸２０６、駆動Ｂ軸２０７、駆動Ｃ軸２０８およびＦＢ位置データ検出器２０９を備えて構成されている。なお、工作機械２００における駆動Ｘ軸２０４、駆動Ｙ軸２０５、駆動Ｚ軸２０６、駆動Ｂ軸２０７および駆動Ｃ軸２０８には、各駆動軸における変位信号を出力可能なセンサもしくは処理部を含むものである。
　つぎに、本実施の形態の数値制御装置１００における動作を、図１に示した各構成部に関連づけて説明する。
　ＮＣ加工プログラム読み込み部１０１は、ＮＣ加工プログラム１０を読み込んでＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納する。ここで、ＮＣ加工プログラム１０は、背景技術の項でも説明したが、例えば市販のＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）ソフトウェアにより作成され、例えばＥＩＡ（Electronic Industries Alliance）で定められたフォーマット形式（以下「ＥＩＡフォーマット形式」と称する）、または、ＩＳＯ（International Standard Organization）で定められたフォーマット形式（以下「ＩＳＯフォーマット形式」と称する）に従って定義される、例えばＧコードおよびマクロ文の文字列で記述されたプログラムであり、例えば加工物または加工工具を予め設定された経路に移動させるための移動指令、工作機械に対する補助動作指令および、加工条件の設定値が記述されている。ＮＣ指令データ生成部１０５は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納されたＮＣ加工プログラムからＮＣ指令データを生成しＮＣ指令データ格納部１０６に格納する。ここで、ＮＣ指令データとは、予め設定された制御周期ごとのＮＣ指令位置もしくは、当該ＮＣ指令位置の集合体を意味する。
　数値制御装置１００は、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納されたＮＣ指令データを工作機械２００に送り込む。工作機械２００は、ＮＣ指令データに応じて駆動Ｘ軸２０４、駆動Ｙ軸２０５、駆動Ｚ軸２０６、駆動Ｂ軸２０７および駆動Ｃ軸２０８を駆動させる。なお、本実施の形態の数値制御装置では、上述したＮＣ指令データは、各駆動軸ごとに生成される。
　工作機械２００は、複数の駆動軸によって工具および被加工物のうちの少なくとも一方の位置および姿勢を制御する。工作機械２００の動作中、工作機械２００のＦＢ位置データ検出器２０９は、駆動Ｘ軸２０４、駆動Ｙ軸２０５、駆動Ｚ軸２０６、駆動Ｂ軸２０７および駆動Ｃ軸２０８の位置データを検出する。ＦＢ位置データ検出器２０９が検出したデータであるＦＢ位置データは、数値制御装置１００に送られる。数値制御装置１００のＦＢ位置データ取得部１０９は、ＦＢ位置データ検出器２０９が検出したＦＢ位置データを取得してＦＢ位置データ格納部１１０に格納する。
　ＮＣ加工プログラム分析部１０４は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納されたＮＣ加工プログラムを分析し、分析した結果をＮＣ加工プログラムに付加して、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に戻す。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納されたＮＣ指令データを分析し、分析した結果をＮＣ指令データに付加して、ＮＣ指令データ格納部１０６に戻す。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納されたＦＢ位置データを分析し、分析した結果をＦＢ位置データに付加して、ＦＢ位置データ格納部１１０に戻す。
　ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納されている、分析結果を付加されたＮＣ加工プログラムから表示データを生成する。生成された表示データは工作機械２００に送られ、工作機械２００の表示部２０２において表示される。
　同様に、ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納されている、分析結果を付加されたＮＣ指令データから表示データを生成する。生成された表示データは工作機械２００に送られ、工作機械２００の表示部２０２において表示される。
　同様に、ＦＢ位置データ表示処理部１１１は、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納されている、分析結果を付加されたＦＢ位置指令データから表示データを生成する。生成されたＦＢ位置指令データは工作機械２００に送られ、工作機械２００の表示部２０２において表示される。
　ＣＡＤデータ読み込み部１１３は、ＣＡＤデータ２０を読み込んでＣＡＤデータ格納部１１４に格納する。ＣＡＤデータ表示処理部１１５は、ＣＡＤデータ格納部１１４に格納されたＣＡＤデータを、例えば移動、回転、拡大および縮小した表示データを生成する。生成された表示データは工作機械２００に送られ、工作機械２００の表示部２０２において表示される。
　対話操作処理部２０１は、作業者と工作機械２００との間および数値制御装置１００と工作機械２００との間のインタフェース処理部である。例えば、対話操作処理部２０１は、数値制御装置１００からの操作処理を受け付けて、表示部２０２に表示することができる。また、対話操作処理部２０１は、作業者が指示入力部２０３を介して入力した指示情報を数値制御装置１００に送ることができる。
　ＮＣ加工プログラム選択部１２１は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納されたＮＣ加工プログラムを解析し、ＮＣ加工プログラムに含まれるオフセットデータをオフセットデータ格納部１２２に格納する。なお、オフセットデータとは、移動指令の座標系を設定するコード、または、当該コードが含まれるブロック番号であり、Ｇコードであれば、Ｇ５４、Ｇ５５などのワーク座標系選択指令が一例である。また、ブロック番号は、プログラムの位置を表す行番号、シーケンス番号、または、プログラム番号が一例である。
　図２は、本実施の形態に係る数値制御装置１００における処理フローを示すフローチャートである。図２に示すフローは、ステップＳＴ１００１からステップＳＴ１０１１までの処理からなるが、以下に示す４つのサブフローに区分することができる。
　（１）ＮＣ指令データの生成フロー（ステップＳＴ１００１－ＳＴ１００３）
　（２）ＦＢ位置データの生成フロー（ステップＳＴ１００４－ＳＴ１００５）
　（３）ＮＣプログラム、ＮＣ指令データおよびＦＢ位置データの分析フロー（ステップＳＴ１００６－ＳＴ１００８）
　（４）ＮＣプログラム、ＮＣ指令データおよびＦＢ位置データの表示フロー（ステップＳＴ１００９－ＳＴ１０１１）
　以下、これら（１）から（４）の処理フローについて、図１に示した機能ブッロクに対応づけて説明する。
（ＮＣ指令データの生成フロー）
　ＮＣ加工プログラム読み込み部１０１は、ＮＣ加工プログラム１０を読み込み、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納する。また、ＮＣ加工プログラム選択部１２１は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納したＮＣ加工プログラムを解析し、解析対称のＮＣ加工プログラムに含まれるオフセットデータをオフセットデータ格納部１２２に格納する（ステップＳＴ１００１）。
　ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納されたＮＣ加工プログラムは、指示入力部２０３に入力された指示に応じて、表示部２０２に表示され、作業者は、ＮＣ加工プログラムの選択範囲を指定する（ステップＳＴ１００２）。
　ＮＣ指令データ生成部１０５は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納したＮＣ加工プログラム、オフセットデータ格納部１２２に格納されたオフセットデータおよび、作業者が選択した範囲を解釈し、作業者が選択した範囲のＮＣ加工プログラムに含まれているプログラム指令位置を算出する。また、ＮＣ指令データ生成部１０５は、算出したプログラム指令位置および工作機械２００の構成情報（以下「機械構成」と称する）に基づいて、ＮＣ指令座標を生成し、機械構成に基づいて各駆動軸の位置座標を指令するＮＣ指令データを生成する（ステップＳＴ１００３）。なお、ＮＣ指令データは、工作機械２００の補間時間毎に生成される。また、生成したＮＣ指令データは、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納される。
（ＦＢ位置データの生成フロー）
　ＮＣ指令データ生成部１０５が生成したＮＣ指令データは工作機械２００に送られ、工作機械２００の駆動Ｘ軸２０４、駆動Ｙ軸２０５、駆動Ｚ軸２０６、駆動Ｂ軸２０７および駆動Ｃ軸２０８を駆動させる（ステップＳＴ１００４）。このとき、ＦＢ位置データ取得部１０９は、ＦＢ位置データ検出器２０９が検出した駆動Ｘ軸２０４、駆動Ｙ軸２０５、駆動Ｚ軸２０６、駆動Ｂ軸２０７および駆動Ｃ軸２０８における実位置に基づいて、ＦＢ位置データを算出し、算出したＦＢ位置データをＦＢ位置データ格納部１１０に格納する（ステップＳＴ１００５）。
　ＮＣ加工プログラム分析部１０４は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納したＮＣ加工プログラムを分析し、分析結果をＮＣ加工プログラムに付加してＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納する（ステップＳＴ１００６）。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納したＮＣ指令データを分析し、分析結果をＮＣ指令データに付加してＮＣ指令データ格納部１０６に格納する（ステップＳＴ１００７）。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納したＦＢ位置データを分析し、分析結果をＦＢ位置データに付加してＦＢ位置データ格納部１１０に格納する（ステップＳＴ１００８）。
（ＮＣプログラム、ＮＣ指令データおよびＦＢ位置データの分析フロー）
　ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納したＮＣ加工プログラムを解釈し、ＮＣ加工プログラムに含まれているプログラム指令位置を算出し、ＮＣ加工プログラムに付加された分析結果を反映した情報とともに、ＮＣ加工プログラムによる経路であるプログラム経路を工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１００９）。
　ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納したＮＣ指令データを解釈し、ＮＣ指令データの位置座標を算出し、ＮＣ指令位置データに付加された分析結果とともに、ＮＣ指令データによる経路であるＮＣ指令データ経路を工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１０１０）。
　ＦＢ位置データ表示処理部１１１は、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納したＦＢ位置データを解釈し、ＦＢ位置データの位置座標を算出し、ＦＢ位置データに付加された分析結果とともに、ＦＢ位置データによる経路であるＦＢ位置データ経路を工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１０１１）。
　図３は、図２に示したステップＳＴ１００３の処理の一例を詳細に説明するフローチャートであり、範囲指定されたＮＣプログラムの指令位置を算出する処理を示している。
　ＮＣ指令データ生成部１０５は、オフセットデータ格納部１２２を参照し、作業者が指定したＮＣ加工プログラム選択範囲のブロック番号に基づいて、当該ブロック番号の移動指令を含むオフセットデータを探索し（ステップＳＴ１１２１）、ステップＳＴ１１２１で探索したオフセットデータに合わせて、当該移動指令の座標系にて平行移動または回転し、ＮＣ指令加工プログラムでのプログラム指令位置を算出する（ステップＳＴ１１２２）。
　図４は、プログラム経路、ＮＣ指令データおよびＦＢ位置データの一例を示す図である。図４において、点線はＮＣ加工プログラムによるプログラム経路を示し、破線はＮＣ指令データを示し、実線はＦＢ位置データを示している。
　図５は、ボールエンドミル工具を使用する場合でのＮＣ指令データの生成処理を説明するフローチャートである。例えば、ボールエンドミル工具を使用した場合では、ＮＣ指令データの生成位置がボールエンドミル工具の工具刃先中心か、工具刃先Ｒ中心かが選択され（ステップＳＴ１１３１）、ステップＳＴ１１３１の選択処理に応じて、ＮＣ指令データが算出される（ステップＳＴ１１３２）。なお、ステップＳＴ１１３１での選択処理は、例えば作業者により、指示入力部２０３を介して入力された情報によって実行される。
　図６は、工具刃先Ｒ中心で、ボールエンドミル工具のＮＣ指令データを生成した場合の一例である。作業者が工具刃先Ｒ中心を指示した場合、刃先Ｒ半径の長さを工具方向ベクトルに応じて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に分解し、工具刃先中心のＮＣ指令データから引くことで刃先Ｒ中心のＮＣ指令データを算出することができる。
　図７は、工具刃先中心で、ボールエンドミル工具のＮＣ指令データを生成した場合の一例である。作業者が位置工具刃先中心を指示した場合、機械位置データに工具刃先長さを工具方向ベクトルに応じて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に分解し、機械位置データに足すことで、刃先中心のＮＣ指令データを算出することができる。
　なお、図５から図７では、ＮＣ指令データの生成処理について説明したが、ＦＢ位置データの生成処理についても、同様な処理内容で実行すればよい。
　図８は、図２に示したステップＳＴ１００７の処理を更に詳細に説明するフローチャートであり、ＮＣ指令データに速度および加速度に応じた色情報を付加して表示する処理を示している。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、作業者が指定した軸（以下、必要に応じて「指定軸」と称する）の情報を、工作機械２００の対話操作処理部２０１を通じて受領し、当該指定軸に関するＮＣ指令データをＮＣ指令データ格納部１０６から取得する（ステップＳＴ１２０１）。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、指定軸のＮＣ指令データから、指定軸における速度を算出する（ステップＳＴ１２０２）。速度は、以下の式で求められる。
　Ｖ＝｜ＮＤＤ（ｔ＋Δｔ）－ＮＤＤ（ｔ）｜／Δｔ　　…（１）
　上記（１）式における記号の意味は以下の通りである。
　Ｖ：ＮＣ指令データの速度
　ＮＤＤ（ｔ＋Δｔ）：１つ後のＮＣ指令データ
　ＮＤＤ（ｔ）：現在のＮＣ指令データ
　Δｔ：ＮＣ指令データの補間時間
　上記（１）式に示されるように、現在のＮＣ指令データと、１つ後のＮＣ指令データとの差分の絶対値をＮＣ指令データの補間時間で割り算することにより、速度Ｖが求められる。ここで求めた速度Ｖは、ＮＣ指令データに付加されてＮＣ指令データ格納部１０６に格納される。なお、速度Ｖだけでなく、後述する加速度ならびに、速度および加速度に応じて設定される色情報も、ＮＣ指令データに付加されてＮＣ指令データ格納部１０６に格納される。
　また、ＮＣ指令データ分析部１０８は、指定軸における加速度を算出する（ステップＳＴ１２０３）。加速度は、以下の式で求められる。
　Ａ＝｜Ｖ（ｔ＋Δｔ）－Ｖ（ｔ）｜／Δｔ　　…（２）
　上記（２）式における記号の意味は以下の通りである。
　Ａ：ＮＣ指令データの加速度
　Ｖ（ｔ＋Δｔ）：１つ後のＮＣ指令データの速度
　Ｖ（ｔ）：現在のＮＣ指令データの速度
　Δｔ：ＮＣ指令データの補間時間
　上記（２）式に示されるように、現在のＮＣ指令データの速度と１つ後のＮＣ指令データの速度との差分をＮＣ指令データの補間時間で割り算することにより、加速度Ａが求められる。
　さらに、ＮＣ指令データ分析部１０８は、速度に応じた色情報をＮＣデータに付加する（ステップＳＴ１２０４）。以下に、速度分布を表すための色情報の設定例を示す。
　０≦Ｖ＜３００．０　　　　：ＲＧＢ（０，０，２５５）
　３００．０≦Ｖ＜４００．０：ＲＧＢ（３２，３２，２５５）
　４００．０≦Ｖ＜４５０．０：ＲＧＢ（６４，６４，２５５）
　４７５．０≦Ｖ＜４９０．０：ＲＧＢ（９６，９６，２５５）
　４９０．０≦Ｖ＜５００．０：ＲＧＢ（１２８，１２８，２５５）
　５００．０≦Ｖ＜５１０．０：ＲＧＢ（１６０，１６０，２５５）
　５１０．０≦Ｖ　　　　　　：ＲＧＢ（１９２，１９２，２５５）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）
　上記（３）式において、Ｖは速度を表しており、速度の単位は、例えば[ｍｍ／ｍｉｎ]である。ＲＧＢの後に続く括弧内の数値は、ＲＧＢの階調を表しており、例えばＲＧＢ（０，０，０）は黒を表し、ＲＧＢ（２５５，２５５，２５５）は白を表し、ＲＧＢ（２５５，０，０）は赤を表し、ＲＧＢ（０，２５５，０）は緑を表し、ＲＧＢ（０，０，２５５）は青を表している。また、（３）式の例では、速度の値が１００[ｍｍ／ｍｉｎ]ごとに、青色をベースとする色調の濃淡を変更して、速度の変化が作業者の目に分かるように設定されている。
　同様に、ＮＣ指令データ分析部１０８は、加速度に応じた色情報をＮＣデータに付加する（ステップＳＴ１２０５）。以下に、加速度分布を表すための色情報の設定例を示す。
　Ａ＜―２．０　　　　　：ＲＧＢ（０，０，２５５）
　―２．０≦Ａ＜－１．０：ＲＧＢ（６４，６４，２５５）
　―１．０≦Ａ＜－０．５：ＲＧＢ（１２８，１２８，２５５）
　―０．５≦Ａ＜－０．１：ＲＧＢ（１９２，１９２，２５５）
　―０．１≦Ａ＜０．１　：ＲＧＢ（２５５，２５５，２５５）
　０．１≦Ａ＜０．５　　：ＲＧＢ（２５５，１９２，２５５）
　０．５≦Ａ＜１．０　　：ＲＧＢ（２５５，１２８，２５５）
　１．０≦Ａ＜２．０　　：ＲＧＢ（２５５，６４，２５５）
　２．０≦Ａ　　　　　　：ＲＧＢ（２５５，０，２５５）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（４）
　上記（４）式において、Ａは加速度を表しており、加速度の単位は、例えば[ｍ／ｓ2]である。ＲＧＢの後に続く括弧内の数値は、ＲＧＢの階調を表しており、上記（３）式での注釈に加え、例えばＲＧＢ（２５５，０，２５５）はマゼンタを表している。（４）式の例では、加速度の値が負の場合には、加速度の値が１．０[ｍ／ｓ2]、０．５[ｍ／ｓ2]、０．４[ｍ／ｓ2]もしくは０．１[ｍ／ｓ2]ごと増加するに従って、色調の濃淡が青から白に向けて変わるように設定され、また、加速度の値が正の場合には、加速度の値が０．１[ｍ／ｓ2]、０．４[ｍ／ｓ2]、０．５[ｍ／ｓ2]もしくは１．０[ｍ／ｓ2]ごと増加するに従って、色調の濃淡が白からマゼンタに向けて変わるように設定されており、加速度の変化が作業者の目に分かるように設定されている。
　ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納されている色情報を付加されたＮＣ指令データを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１２０６）。
　図９は、色情報を付加した加速度分布の一例を示す図である。明細書が参照する図面では色表示ができないため、図９では表示画面での表示色をＲＧＢの階調で表している。図９において、ＮＣ指令データの経路上における角部Ｒ１において、ＲＧＢの階調が、例えばＲＧＢ（１９２，１９２，２５５）→ＲＧＢ（２５５，２５５，２５５）→ＲＧＢ（２５５，１９２，２５５）と変化する状況が示されており、作業者は色の変化を確認することで、特定の軸の加速度変化を知ることができる。
　図１０は、図２に示したステップＳＴ１００８の処理の一例を詳細に説明するフローチャートであり、ＦＢ位置データに速度および加速度に応じた色情報を付加して表示する処理を示している。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、指定軸の情報を、工作機械２００の対話操作処理部２０１を通じて受領し、当該指定軸に関するＦＢ位置データをＦＢ位置データ格納部１１０から取得する（ステップＳＴ１３０１）。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、指定軸のＦＢ位置データから、指定軸における速度を算出する（ステップＳＴ１３０２）。速度は、以下の式で求められる。
　ＶＦＢ＝（（ＦＢＤ（ｔ＋Δｔ）－ＦＢＤ（ｔ））／Δｔ　　…（５）
　上記（５）式における記号の意味は以下の通りである。
　ＶＦＢ：ＦＢ位置データの速度
　ＦＢＤ（ｔ＋Δｔ）：１つ後のＦＢ位置データ
　ＦＢＤ（ｔ）：現在のＦＢ位置データ
　Δｔ：ＦＢ位置データのサンプリング時間
　上記（５）式に示されるように、現在のＦＢ位置データと、１つ後のＦＢ位置データとの差分値をＦＢ位置データのサンプリング時間で割り算することにより、ＦＢ位置データの速度ＶＦＢが求められる。ここで求めたＦＢ位置データの速度ＶＦＢは、ＮＣ指令データに付加されてＮＣ指令データ格納部１０６に格納される。なお、ＦＢ位置データの速度ＶＦＢだけでなく、後述する加速度ならびに、速度および加速度に応じて設定される色情報も、ＦＢ位置データに付加されてＦＢ位置データ格納部１１０に格納される。
　また、ＦＢ位置データ分析部１１２は、指定軸における加速度を算出する（ステップＳＴ１３０３）。加速度は、以下の式で求められる。
　ＡＦＢ＝（（ＶＦＢ（ｔ＋Δｔ）－ＶＦＢ（ｔ））／Δｔ　　…（６）
　上記（６）式における記号の意味は以下の通りである。
　ＡＦＢ：ＦＢ位置データの加速度
　ＶＦＢ（ｔ＋Δｔ）：１つ後のＦＢ位置データの速度
　ＶＦＢ（ｔ）：現在のＦＢ位置データの速度
　Δｔ：ＦＢ位置データのサンプリング時間
　上記（６）式に示されるように、現在のＦＢ位置データの速度と１つ後のＦＢ位置データの速度との差分をＦＢ位置データのサンプリング時間で割り算することにより、ＦＢ位置データの加速度ＡＦＢが求められる。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、速度に応じた色情報をＦＢ位置データに付加する（ステップＳＴ１３０４）。また、ＦＢ位置データ分析部１１２は、加速度に応じた色情報をＦＢ位置データに付加する（ステップＳＴ１３０５）。
　ＦＢ位置データ表示処理部１１１は、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納された、色情報を付加されたＦＢ位置データを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１３０６）。
　図１１は、ステップＳＴ１００７の処理の図８とは異なる処理を示すフローチャートであり、ＮＣ指令データの反転箇所に色情報を付加してする処理を示している。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、工作機械２００の対話操作処理部２０１を介して、作業者が指定した軸のＮＣ指令データを、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納されたＮＣ指令データから取得する（ステップＳＴ１４０１）。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、ステップＳＴ１４０１において取得したＮＣ指令データが反転する箇所を探し、ＮＣ指令データが反転する箇所に、指定軸ごとの色情報を付加して、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納する（ステップＳＴ１４０２）。
　ここで、反転する箇所というのは、例えば、ＮＣ指令データを括弧書きで、（Ｘ軸指令データ値、Ｙ軸指令データ値、Ｚ軸指令データ値）と表すときの一例として、
　ＮＣ指令データ１：（１．０，０．０，０．０）
　ＮＣ指令データ２：（２．０，１．０，１．０）
　ＮＣ指令データ３：（３．０，２．０，０．０）
　ＮＣ指令データ４：（２．０，３．０，０．０）
　ＮＣ指令データ５：（１．０，４．０，０．０）
　ＮＣ指令データ６：（０．０，３．０，１．０）
　である場合に、
　Ｘ軸の反転箇所はＮＣ指令データ値の増減が入れ替わる箇所であるＮＣ指令データ３となる。以下同様に、Ｙ軸の反転箇所はＮＣ指令データ５であり、Ｚ軸の反転箇所はＮＣ指令データ２およびＮＣ指令データ５である。
　ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納された、色情報が付加されたＮＣ指令データを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１４０３）。
　図１２は、ステップＳＴ１００８の処理の図１０とは異なる処理を示すフローチャートであり、ＦＢ位置データの反転箇所に色情報を付加して表示する処理を示している。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、工作機械２００の対話操作処理部２０１を介して、作業者が指定した軸のＦＢ位置データを、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納されたＦＢ位置データから取得する（ステップＳＴ１５０１）。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、ステップＳＴ１５０１において取得したＦＢ位置データが反転する箇所を探し、反転する箇所の、指定軸ごとの色情報を付加して、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納する（ステップＳＴ１５０２）。
　ここで、ＦＢ位置データの反転箇所は、各軸におけるＦＢ位置データ値の増減が入れ替わる箇所であり、ＮＣ指令データと同様に探すことができる。
　ＦＢ位置データ表示処理部１１１は、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納された、色情報が付加されたＦＢ位置データを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１５０３）。
　図１３は、ステップＳＴ１００７の処理の図８および図１１とは異なる処理を示すフローチャートであり、工具ベクトルの変化量に応じてＮＣ指令データに色情報を付加する処理を示している。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、工作機械２００の対話操作処理部２０１を介して、作業者が指定した軸のＮＣ指令データを、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納されたＮＣ指令データから取得する（ステップＳＴ１６０１）。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、ステップＳＴ１６０１において取得したＮＣ指令データから工具方向ベクトルを算出する（ステップＳＴ１６０２）。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の駆動軸のミーリング加工と、Ｂ軸で工具軸を回転制御し、Ｃ軸でワークを回転させて旋削加工を組み合わせて加工を行う複合旋盤の場合、Ｂ軸のＮＣ指令データとＣ軸のＮＣ指令データから次式により、工具方向ベクトルを算出することができる。
　工具方向ベクトル
　＝（ｃｏｓ(ｃ_ｒａｄ)，ｓｉｎ(ｃ＿ｒａｄ)，－(ｃｏｓ(ｂ＿ｒａｄ)）　…（７）
　上記（７）式において、「ｂ＿ｒａｄ」はＢ軸のＮＣ指令データであり、「ｃ＿ｒａｄ」はＣ軸のＮＣ指令データである。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、ステップＳＴ１６０２で算出した工具ベクトルの変化量を算出する（ステップＳＴ１６０３）。
　例えば、１つのＮＣ指令データにおける２つの工具ベクトルのそれぞれを、ｔｄｉｒ１，ｔｄｉｒ２とすると、工具ベクトルの変化量は次式を用いて算出することができる。
　工具ベクトルの変化量＝｜ｔｄｉｒ１－ｔｄｉｒ２｜2　　　…（８）
　図１４は、工具ベクトルの変化量を表す差分ベクトルの一例を示す図である。上記（８）式および図１４にも示されるように、着目する工具ベクトルと１つ前の工具ベクトルとの差分ベクトルの大きさの２乗値を、工具ベクトルの変化量とすることができる。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、ステップＳＴ１６０３において算出した工具ベクトルの変化量に応じて、作業者が指定した色情報を付加する（ステップＳＴ１６０４）。
　ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、ＮＣ指令データ格納部１０６に格納された、色情報が付加されたＮＣ指令データを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１６０５）。
　図１５は、工具ベクトルの変化量に応じて色分け表示したＮＣ指令データの一例を示す図である。明細書が参照する図面では色表示ができないため、図１５では工具ベクトルを表す矢印の表示色をＲＧＢの階調で表している。図１５において、ＮＣ指令データ＃２では、差分ベクトルの大きさが予め設定された判定値よりも小さいため、１つ前の工具ベクトルと現在の工具ベクトルを同じＲＧＢの階調、例えばＲＧＢ（０，０，０）で表示している。一方、ＮＣ指令データ＃５では、差分ベクトルの大きさが予め設定された判定値よりも大きいと判定しているため、１つ前の工具ベクトルと現在の工具ベクトルを異なるＲＧＢの階調、例えば１つ前の工具ベクトルをＲＧＢ（０，０，０）で表示し、現在の工具ベクトルをＲＧＢ（０，０，２５５）で表示している。このように表示することで、作業者は色の変化を確認することで、工具ベクトルの急変箇所を知ることができる。
　図１６は、ステップＳＴ１００８の処理の図１０および図１２とは異なる処理を示すフローチャートであり、工具ベクトルの変化量に応じてＦＢ位置データに色情報を付加する処理を示している。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、工作機械２００の対話操作処理部２０１を介して、作業者が指定した軸のＦＢ位置データを、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納されたＦＢ位置データから取得する（ステップＳＴ１７０１）。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、ステップＳＴ１７０１において取得したＦＢ位置データから工具方向ベクトルを算出する（ステップＳＴ１７０２）。なお、ＦＢ位置データにおける工具方向ベクトルは、ＮＣ指令データの場合と同様に算出することができる。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、ステップＳＴ１７０２で算出した工具ベクトルの変化量を算出する（ステップＳＴ１７０３）。ＦＢ位置データにおける工具ベクトルの変化量は、ＮＣ指令データの場合と同様に算出することができる。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、ステップＳＴ１７０３において算出した工具ベクトルの変化量に応じて、作業者が指定した色情報を付加する（ステップＳＴ１７０４）。
　ＦＢ位置データ表示処理部１１１は、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納された、色情報を付加されたＦＢ位置データを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１７０５）。
　図１７は、ステップＳＴ１００３の処理の図３とは異なる処理を示すフローチャートであり、ＮＣ指令データに関連する加工プログラムブロック番号を付加して格納する処理を示している。
　加工プログラムからＮＣ指令データを生成する際に、複数の加工プログラムブロックを参照して、ＮＣ指令データを生成するＧコード指令があり、図１７のフローチャートでは、生成したＮＣ指令データから関連する複数の加工プログラムブロックを参照するための準備を行う。なお、加工プログラムブロック番号は、ＮＣ加工プログラムを構成するＥＩＡフォーマットにおける行番号に相当する。
　ＮＣ指令データ生成部１０５は、加工プログラムからＮＣ指令データを生成する際、工作機械２００の対話操作処理部２０１を通じて受領した、参照するＮＣ加工プログラムの対応する加工プログラムブロック番号の情報を取得し（ステップＳＴ１８０１）、生成したＮＣ指令データに加工プログラムブロック番号を付加してＮＣ指令データ格納部１０６に格納する（ステップＳＴ１８０２）。
　図１８は、作業者が指定したＮＣ指令データに関連するＮＣ加工プログラムの表示処理フローを示すフローチャートである。ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、作業者が指定するＮＣ指令データの情報を、工作機械２００の対話操作処理部２０１を通じて受領し、指定されたＮＣ指令データをＮＣ指令データ格納部１０６から取得する（ステップＳＴ１９０１）。
　ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、指定されたＮＣ指令データに付加されている関連する加工プログラムブロック番号を取得する（ステップＳＴ１９０２）。また、ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、当該ＮＣ指令データを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１９０３）。さらに、ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２から、関連するＮＣ加工プログラム部位を取得し、取得したＮＣ加工プログラム部位と、関連する加工プログラムブロック番号とを、表示部２０２に表示する（ステップＳＴ１９０４）。
　上記の処理を具体的に説明する。例えば、ＮＣ指令データ格納部１０６に、以下の関連する加工プログラムブロック番号が付加されたＮＣ指令データが格納されているとする。
　ＮＣ指令データ１：関連加工プログラムブロック番号［１，２，３，４，５］
　ＮＣ指令データ２：関連加工プログラムブロック番号［２，３，４，５］
　ＮＣ指令データ３：関連加工プログラムブロック番号［４，５］
　ＮＣ指令データ４：関連加工プログラムブロック番号［４，５，６］
　ＮＣ指令データ５：関連加工プログラムブロック番号［４，５，６，７］
　ＮＣ指令データ６：関連加工プログラムブロック番号［５，６，７，８］
　作業者がＮＣ指令データ４を指定した場合、加工プログラムブロック番号４、加工プログラムブロック番号５および加工プログラムブロック番号６を含むプログラム経路を、例えばハイライト表示することができる。
　図１９は、作業者が指定したＮＣ加工プログラムの加工プログラムブロック番号に関連するＮＣ指令データの表示処理フローを示すフローチャートである。ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３は、作業者が指定したＮＣ加工プログラムの加工プログラムブロック番号をＮＣ加工プログラム格納部１０２から取得する（ステップＳＴ２００１）。
　ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３は、加工プログラムブロック番号が、関連加工プログラムブロック番号として付加されているＮＣ指令データである関連ＮＣ指令データをＮＣ指令データ格納部１０６から取得する（ステップＳＴ２００２）。また、ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３は、作業者が指定したＮＣ加工プログラムを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ２００３）。さらに、ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３は、関連ＮＣ指令データを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ２００４）。
　上記の処理を具体的に説明する。例えば、ＮＣ指令データ格納部１０６に、以下のＮＣ指令データが格納されているとする。
　ＮＣ指令データ１：関連加工プログラムブロック番号［１，２，３，４，５］
　ＮＣ指令データ２：関連加工プログラムブロック番号［２，３，４，５］
　ＮＣ指令データ３：関連加工プログラムブロック番号［４，５］
　ＮＣ指令データ４：関連加工プログラムブロック番号［４，５，６］
　ＮＣ指令データ５：関連加工プログラムブロック番号［４，５，６，７］
　ＮＣ指令データ６：関連加工プログラムブロック番号［５，６，７，８］
　作業者が加工プログラムブロックの加工プログラムブロック番号３を指定した場合、ＮＣ指令データ１、ＮＣ指令データ２のＮＣ指令データを、例えばハイライト表示することができる。
　図２０は、図２に示したステップＳＴ１００９の処理の一例を詳細に説明するフローチャートであり、Ｇ０指令を探索してＮＣ加工プログラムのプログラム経路を表示する処理を示している。
　ＮＣ加工プログラム分析部１０４は、ＮＣ加工プログラム格納部１０２からＮＣ加工プログラムを取得し、ＮＣ加工プログラムを１ブロックずつ分析し、Ｇ０指令であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１０１）。ここで、Ｇ０指令とは、Ｇコードにおいて定義された指令の一つであり、位置決めのための早送り指令を意味する。
　ＮＣ加工プログラム分析部１０４は、Ｇ０指令のブロックがアプローチ（加工進入経路）か、リトラクト（加工逃げ経路）かを判定する（ステップＳＴ２１０２）。具体的には、Ｇ０ブロックの直前のブロックの指令が、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３など切削送りの指令の場合、リトラクトと判定する。一方、Ｇ０ブロックの直後のブロックの指令が、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３など切削送りの指令の場合、アプローチと判定する。Ｇ０指令のブロックがアプローチまたはリトラクトの場合、作業者が指定した色情報がＧ０指令のブロックに付加されてＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納される。
　ＮＣ加工プログラム分析部１０４は、ＮＣ加工プログラムが最終かどうか判定し（ステップＳＴ２１０３）、最終ではない場合には（ステップＳＴ２１０３，Ｎｏ）、ステップＳＴ２１０１に戻ってＧ０指令の探索を継続し、最終である場合には（ステップＳＴ２１０３，Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２１０４に移行する。
　ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３は、付加した色情報が反映されＮＣ加工プログラムのプログラム経路を表示部２０２に表示する（ステップＳＴ２１０４）。
　図２１は、アプローチ（接近）のＧ０指令とリトラクト（退避）のＧ０指令とを含むプログラム経路を表示した場合の一例を示す図である。明細書が参照する図面では色表示ができないため、図２１では表示画面での表示色をＲＧＢの階調で表しており、Ｇ０指令のうちのアプローチを赤で表示し、Ｇ０指令のうちのリトラクトを青で表示する例である。作業者は色を確認することで、着目するＧ０指令のみを視認することが可能となる。
　図２２は、本実施の形態の数値制御装置におけるＮＣ微小線分能力限界箇所分析の処理内容を示すフローチャートである。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、ＮＣ指令データ格納部１０６からＮＣ指令データと、当該ＮＣ指令データに関連加工プログラムブロック番号を取得し、取得した関連加工プログラムブロック番号に基づいて、ＮＣ加工プログラム格納部１０２から、関連する加工プログラムブロックを取得する（ステップＳＴ２２０１）。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、関連加工プログラムブロックのブロック長（以下、必要に応じて「加工プログラムブロック長」もしくは「ブロック長」と称する）からＮＣ微小線分能力限界速度を算出する（ステップＳＴ２２０２）。ここで、ＮＣ微小線分能力限界速度とは、ＮＣ加工プログラムを実行する場合の最大送り速度である。
　例えば、１ｍｍピッチのＮＣ微小線分速度を１３５［ｍ／分］とすると、ＮＣ微小線分限界速度は、次式で計算できる。
　１３５×（ブロック長［ｍｍ］／１．０）
　したがって、ブロック長が０．１ｍｍの場合、ＮＣ微小線分限界速度ＶＮＣは、ＶＮＣ＝１３５×（０．１／１．０）＝１３．５［ｍ／分］となる。
　また、ブロック長が１０ｍｍの場合、ＮＣ微小線分限界速度ＶＮＣは、ＶＮＣ＝１３５×（１０．０／１．０）＝１３５０［ｍ／分］となる。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、ステップＳＴ１２０２と同様な処理により、ＮＣ指令データの速度を算出する（ステップＳＴ２２０３）。ＮＣ指令データ分析部１０８は、ステップＳＴ２２０３で算出したＮＣ指令データの速度と、ステップＳＴ２２０２で算出したＮＣ微小線分能力限界速度とを比較し判定する（ステップＳＴ２２０４）。
　ここで、加工プログラムブロックがＮＣ微小線分能力限界箇所であると判定するための判定式として、例えば次式を用いることができる。
　ＮＣ指令データの速度≧加工プログラムブロックのＮＣ微小線分能力限界速度×０．９５
　なお、ＮＣ微小線分能力限界箇所と判定した加工プログラムブロックには、作業者が指定した色情報が付加されてＮＣ加工プログラム格納部１０２に格納される。
　ＮＣ指令データ分析部１０８は、ＮＣ指令データが最終かどうか判定し（ステップＳＴ２２０５）、最終ではない場合（ステップＳＴ２２０５，Ｎｏ）、ステップＳＴ２２０１からステップＳＴ２２０４までの処理を繰り返す。一方、ＮＣ指令データが最終であると判定した場合（ステップＳＴ２２０５，Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２２０６に移行する。
　ＮＣ指令データ表示処理部１０７は、微小線分能力限界箇所の色情報が付加された加工プログラムブロックを含むＮＣ加工プログラムをＮＣ加工プログラム格納部１０２から取得し、関連するＮＣ加工プログラムを工作機械２００の表示部２０２に表示する（ステップＳＴ２２０６）。
　図２３は、本実施の形態の数値制御装置におけるＦＢ位置データの周期性分析時の処理を示すフローチャートである。
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、作業者が指定した軸のＦＢ位置データをＦＢ位置データ格納部１１０から取得する（ステップＳＴ２３０１）。また、ＦＢ位置データ分析部１１２は、取得したＦＢ位置データを作業者が指定した周期長で割り算する（ステップＳＴ２３０２）。さらに、ＦＢ位置データ分析部１１２は、割り算した商の小数部の値に応じて、作業者が指定した色情報をＦＢ位置データに付加して、ＦＢ位置データ格納部１１０に格納する（ステップＳＴ２３０３）。
　以下に、色情報の設定例を示す。割り算した商の小数部の値に応じて、例えば以下の色に設定する。
　０．０以上、０．２未満の場合：青色
　０．２以上、０．４未満の場合：水色
　０．４以上、０．６未満の場合：緑色
　０．６以上、０．８未満の場合：黄色
　０．８以上、１．０未満の場合：赤色
　ＦＢ位置データ分析部１１２は、ＦＢ位置データの最終かどうか判定し（ステップＳＴ２３０４）、ＦＢ位置データの最終ではない場合には（ステップＳＴ２３０４，Ｎｏ）、ステップＳＴ２３０１に戻ってＦＢ位置データを取得し、ＦＢ位置データの最終である場合には（ステップＳＴ２３０４，Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２３０５に移行する。
　ＦＢ位置データ表示処理部１１１は、周期性分析の色情報が付加されたＦＢ位置データをＦＢ位置データ格納部１１０から取得し、ＦＢ位置データを表示部２０２に表示する（ステップＳＴ２３０５）。
　図２４は、特定軸のＦＢ位置データに対して、特定の周期長を入力して、ＦＢ位置データの周期性分析した結果の一例を示す図である。本模様により、仮想的にモータのコギングを表示することができる。本模様と実加工後のワーク加工面性状が一致する場合は、モータコギングによる加工面性状と判断され、本模様と実加工後のワーク加工面性状が一致しない場合は、ＮＣ加工プログラムによる加工面性状と判断される。
　図２５は、本実施の形態の数値制御装置におけるＣＡＤデータの表示処理を示すフローチャートである。ＣＡＤデータ読み込み部１１３は、ＣＡＤデータ２０を読み込んでＣＡＤデータ格納部１１４に格納する（ステップＳＴ２４０１）。ここで、ＣＡＤデータ２０は、例えば市販のＣＡＤソフトウェアで定義した三次元モデルを数値制御装置１００に入力する手法、または、数値制御装置１００上で幾何学的に三次元モデルの形状および寸法を入力する手法がある。
　ＣＡＤデータ表示処理部１１５は、ＣＡＤデータ２０を表示単位および表示スケールに応じて拡大もしくは縮小し、ＮＣ加工プログラムの座標系に応じて、例えば回転移動または平行移動を行い、ＮＣ加工プログラムの位置にＣＡＤデータを配置、すなわち位置合わせをする（ステップＳＴ２４０２）。また、ＣＡＤデータ表示処理部１１５は、位置合わせしたＣＡＤデータを、ＮＣ加工プログラム、ＮＣ指令データ、もしくはＦＢ位置データのうち、作業者が指定した対象とともに、表示部２０２に表示する（ステップＳＴ２４０３）。
　図２６は、ＣＡＤデータを読み込んでＦＢ位置データとともに表示した場合の一例を示す図である。加工痕が発生した場合、ＣＡＤデータとＦＢ位置データを重ねて表示することにより、容易に問題箇所を特定できる。
　以上、本実施の形態に係る数値制御装置の構成および動作について説明してきたが、図３、図５、図８、図１０から図１３、図１６から図２０、図２２、図２３および図２５に示すフローチャートについては、図１に示す構成を基本としつつ、図２７から図３３に示すように、ＮＣ指令データ分析部１０８、ＦＢ位置データ分析部１１２、ＮＣ指令データ格納部１０６、ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３、ＮＣ指令データ表示処理部１０７、ＦＢ位置データ表示処理部１１１およびＣＡＤデータ表示処理部１１５の各内部に、細部の処理部を設けるように構成してもよい。
　具体的には、ＮＣ指令データ分析部１０８の内部に、ＮＣ指令データ速度算出部１０８ａ、ＮＣ指令データ加速度算出部１０８ｂ、工具ベクトル算出部１０８ｃ、工具ベクトル分析部１０８ｄ、関連加工プログラムブロック取得部１０８ｅ、関連ＮＣデータ取得部１０８ｆ、接近退避判定部１０８ｇ、限界速度算出部１０８ｈ、ＮＣ指令データ取得部１０８ｉ、ＮＣ指令速度算出部１０８ｊおよびＮＣ微小線分能力限界箇所分析部１０８ｋを設けるように構成してもよい。なお、ＮＣ指令データ速度算出部１０８ａの機能をＮＣ指令データ加速度算出部１０８ｂが備えていてもよい。
　また、ＦＢ位置データ分析部１１２の内部に、ＦＢ位置データ速度算出部１１２ａ、ＦＢ位置データ加速度算出部１１２ｂ、工具ベクトル算出部１１２ｃ、工具ベクトル分析部１１２ｄおよびＦＢ位置データ周期性分析部１１２ｅを設けるように構成してもよい。なお、ＦＢ位置データ速度算出部１１２ａの機能をＦＢ位置データ加速度算出部１１２ｂが備えていてもよい。
　また、ＮＣ指令データ格納部１０６の内部に加工プログラムブロック記憶部１０６ａを設け、ＮＣ加工プログラム表示処理部１０３の内部に色分け表示部１０３ａを設け、ＮＣ指令データ表示処理部１０７の内部に色分け表示部１０７ａを設け、ＦＢ位置データ表示処理部１１１の内部に色分け表示部１１１ａを設けるようにしてもよい。
　また、ＣＡＤデータ表示処理部１１５の内部に、ＣＡＤデータ配置部１１５ａ、ＣＡＤデータスケーリング部１１５ｂおよび色分け表示部１１５ｃを設けるようにしてもよい。
　以上説明したように、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、作業者が選択した任意範囲のＮＣ加工プログラムを読み込んだ後に、読み込んだＮＣ加工プログラムから複数の駆動軸に対する制御周期ごとのＮＣ指令位置であるＮＣ指令データを生成し、生成された複数の駆動軸ごとのＮＣ指令データを用いて、複数の駆動軸ごとの速度または加速度を算出することとしたので、指定した駆動軸に対するＮＣ指令データの速度、加速度を分析することができ、作業者は単軸ごとに速度、加速度の変化を把握することができる。また、プログラムの任意範囲を選択することにより、作業者は膨大な量のＮＣ指令データを分析する必要がなくなる。その結果、ワークの加工面に発生する加工痕の発生原因箇所探索を容易にする効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、複数の駆動軸のそれぞれに取付けられていて複数の駆動軸のそれぞれの位置を制御周期ごとに検出するフィードバック位置データ検出器が設けられており、作業者が選択した任意範囲のＮＣ加工プログラムを読み込んだ後に、工作機械に設けられたフィードバック位置データ検出器により制御周期ごとに検出された複数の駆動軸ごとのフィードバック位置検出値をフィードバック位置データとして取得し、取得したフィードバック位置データを用いて、複数の駆動軸ごとの速度または加速度を算出することとしたので、指定した駆動軸ごとに、フィードバック位置データの速度または加速度を分析することができ、作業者は単軸ごとに速度、加速度の変化を把握することができる。また、プログラムの任意範囲を選択することにより、作業者は膨大な量のフィードバック位置データを分析する必要がなくなる。その結果、ワークの加工面に発生する加工痕の発生原因箇所探索を容易にする効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、ＮＣ指令データ生成部が生成したＮＣ指令データが駆動軸ごとに反転する箇所を判定するとともに、作業者によって指定された駆動軸ごとに、ＮＣ指令データの反転箇所を表示することができるので、作業者は、容易にＮＣ指令データが反転する箇所を把握することができる。その結果、ワークの加工面に発生する加工痕の発生原因箇所探索を容易にする効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、フィードバック位置データ取得部が取得したフィードバック位置データが駆動軸ごとに反転する箇所を判定するとともに、作業者によって指定された駆動軸ごとに、フィードバック位置データの反転箇所を表示することができるので、作業者は、容易にフィードバック位置データが反転する箇所を把握することができる。その結果、ワークの加工面に発生する加工痕の発生原因箇所探索を容易にする効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、ＮＣ指令生成部が算出した複数の駆動軸ごとのＮＣ指令データから工具ベクトルを算出し、算出した工具ベクトルの変化量を分析して表示することができるので、作業者は、容易に工具ベクトルの急変箇所を把握することができる。その結果、ワークの加工面に発生する加工痕の発生原因箇所探索を容易にする効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、フィードバック位置データ検出器が検出した複数の駆動軸ごとのフィードバック位置データから工具ベクトルを算出し、算出した工具ベクトルの変化量を分析して表示することができるので、作業者は、容易に工具ベクトルの急変箇所を把握することができる。その結果、ワークの加工面に発生する加工痕の発生原因箇所探索を容易にする効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、ＮＣ指令データ生成部が、制御周期ごとのＮＣ指令位置を生成するときに、ＮＣ指令の生成に影響する加工プログラムブロックを記憶するとともに、ＮＣ指令データのうち、１つのデータを指定すると、指定したＮＣ指令データの生成に影響する加工プログラムブロックを加工プログラムブロック記憶部から取得することとしたので、作業者が指定したＮＣ指令データに関連する加工プログラムブロックの箇所が容易にわかるという効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、ＮＣ指令データ生成部が制御周期ごとのＮＣ指令位置座標を生成するときに、数値制御加工プログラムで、ＮＣ指令生成に影響する加工プログラムブロックを記憶するとともに、数値制御加工プログラムのうち、１つの加工プログラムブロックを指定すると、指定した加工プログラムブロックがＮＣ指令データの生成に影響するＮＣ指令データを取得することとしたので、作業者が指定した加工プログラムブロックに関連するＮＣ指令データ箇所が容易にわかるという効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、加工プログラムのＧ０早送り指令のうち、アプローチおよびリトラクトを判別し、判別結果に応じて、予め定めた設定色でアプローチＧ０指令とリトラクトＧ０指令を表示することとしたので、作業者は、アプローチとリトラクトが容易にわかるという効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、加工プログラムブロックから算出した限界速度と、ＮＣ指令データ速度算出部が算出したＮＣ指令速度とを比較し、数値制御指令の速度が限界速度に基づいて設定される判定値を超えているときに数値制御微小線分能力限界箇所とすることとしたので、作業者は、ブロック長が短いために、ＮＣ加工プログラムの指令速度に達しないＮＣ微小線分能力限界箇所が容易にわかるという効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、フィードバック位置データ取得部が取得したフィードバック位置データのうち、指定軸のフィードバック位置データを制御周期長で割り算した小数以下の値を算出して、ワーク加工面と比較することとしたので、指定した軸のモータのコギングによるワーク加工面性状か、ＮＣ加工プログラムによるワーク加工面性状かを容易に分析できる効果を奏する。
　また、本実施の形態に係る数値制御装置によれば、読み込んだＣＡＤデータを任意の位置に配置させるとともに、読み込んだＣＡＤデータの形状を任意の倍率に拡大または縮小させ、プログラム経路、前記数値制御指令データおよび前記フィードバック位置データのうちの少なくとも１つとともに当該ＣＡＤデータ表示することとしたので、作業者が容易に問題箇所の特定を容易にできる効果を奏する。
　なお、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。
　１０　ＮＣ加工プログラム、２０　ＣＡＤデータ、１００　数値制御装置、１０１　ＮＣ加工プログラム読み込み部、１０２　ＮＣ加工プログラム格納部、１０３　ＮＣ加工プログラム表示処理部、１０３ａ，１０７ａ，１１１ａ，１１５ｃ　色分け表示部、１０４　ＮＣ加工プログラム分析部、１０５　ＮＣ指令データ生成部、１０６　ＮＣ指令データ格納部、１０６ａ　加工プログラムブロック記憶部、１０７　ＮＣ指令データ表示処理部、１０８　ＮＣ指令データ分析部、１０８ａ　ＮＣ指令データ速度算出部、１０８ｂ　ＮＣ指令データ加速度算出部、１０８ｃ　工具ベクトル算出部、１０８ｄ　工具ベクトル分析部、１０８ｅ　関連加工プログラムブロック取得部、１０８ｆ　関連ＮＣデータ取得部、１０８ｇ　接近退避判定部、１０８ｈ　限界速度算出部、１０８ｉ　ＮＣ指令データ取得部、１０８ｊ　ＮＣ指令速度算出部、１０８ｋ　ＮＣ微小線分能力限界箇所分析部、１０９　ＦＢ位置データ取得部、１１０　ＦＢ位置データ格納部、１１１　ＦＢ位置データ表示処理部、１１２　ＦＢ位置データ分析部、１１２ａ　ＦＢ位置データ速度算出部、１１２ｂ　ＦＢ位置データ加速度算出部、１１２ｃ　工具ベクトル算出部、１１２ｄ　工具ベクトル分析部、１１２ｅ　ＦＢ位置データ周期性分析部、１１３　ＣＡＤデータ読み込み部、１１４　ＣＡＤデータ格納部、１１５　ＣＡＤデータ表示処理部、１１５ａ　ＣＡＤデータ配置部、１１５ｂ　ＣＡＤデータスケーリング部、１２１　ＮＣ加工プログラム選択部、１２２　オフセットデータ格納部、２００　工作機械、２０１　対話操作処理部、２０２　表示部、２０３　指示入力部、２０４　駆動Ｘ軸、２０５　駆動Ｙ軸、２０６　駆動Ｚ軸、２０７　駆動Ｂ軸、２０８　駆動Ｃ軸、２０９　ＦＢ位置データ検出器。

Claims (14)

  1. 　複数の駆動軸によって工具および被加工物のうちの少なくとも一方の位置および姿勢を制御する工作機械の数値制御装置において、
    　数値制御加工プログラムを読み込む数値制御加工プログラム読み込み部と、
    　作業者が前記数値制御加工プログラムの任意範囲を選択するための数値制御加工プログラム選択部と、
    　前記読み込んだ数値制御加工プログラムから前記複数の駆動軸に対する制御周期ごとの数値制御指令位置である数値制御指令データを生成する数値制御指令データ生成部と、
    　前記数値制御指令データ生成部により生成された前記複数の駆動軸ごとの数値制御指令データを取得する数値制御指令データ取得部と、
    　前記数値制御指令データを用いて、前記複数の駆動軸ごとの速度または加速度を算出する数値制御指令データ加速度算出部と、
    　を備えたことを特徴とする数値制御装置。
  2. 　複数の駆動軸によって工具および被加工物のうちの少なくとも一方の位置および姿勢を制御する工作機械の数値制御装置において、
    　前記工作機械には、前記複数の駆動軸の夫々に取付けられていて前記複数の駆動軸の夫々の位置を前記制御周期ごとに検出するフィードバック位置データ検出器が設けられており、
    　前記数値制御装置は、
    　作業者が数値制御加工プログラムの任意範囲を選択するための数値制御加工プログラム選択部と、
    　前記フィードバック位置データ検出器により前記制御周期ごとに検出された前記複数の駆動軸ごとのフィードバック位置検出値をフィードバック位置データとして取得するフィードバック位置データ取得部と、
    　前記フィードバック位置データを用いて、前記複数の駆動軸ごとの速度または加速度を算出するフィードバック位置データ加速度算出部と、
    　を備えたことを特徴とする数値制御装置。
  3. 　前記数値制御装置は、
    　前記数値制御指令データ生成部が生成した前記数値制御指令データが駆動軸ごとに反転する箇所を判定する数値制御指令データ分析部と、
    　前記作業者によって指定された駆動軸ごとに、前記数値制御指令データの反転箇所を表示処理する数値制御指令データ表示処理部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
  4. 　前記数値制御装置は、
    　前記フィードバック位置データ取得部が取得したフィードバック位置データが駆動軸ごとに反転する箇所を判定するフィードバック位置データ分析部と、
    　前記作業者によって指定された駆動軸ごとに、前記フィードバック位置データの反転箇所を表示処理するフィードバック位置データ表示処理部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
  5. 　前記数値制御装置は、
    　前記数値制御指令データ生成部が算出した前記複数の駆動軸ごとの数値制御指令データから工具ベクトルを算出する工具ベクトル算出部と、
    　時系列に生成される工具ベクトルの変化量を分析する工具ベクトル分析部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
  6. 　前記数値制御装置は、
    　前記フィードバック位置データ検出器が検出した前記複数の駆動軸ごとのフィードバック位置データから工具ベクトルを算出する工具ベクトル算出部と、
    　時系列に生成される工具ベクトルの変化量を分析する工具ベクトル分析部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
  7. 　前記数値制御装置は、
    　前記数値制御指令データ生成部が、前記制御周期ごとの数値制御指令位置を生成するときに、前記数値制御指令データの生成に影響する、数値制御加工プログラム中の加工プログラムブロックを記憶する加工プログラムブロック記憶部を備え、
    　前記数値制御指令データのうち、１つのデータを指定すると、指定した数値制御指令データの生成に影響する加工プログラムブロックを前記加工プログラムブロック記憶部から取得する関連加工プログラムブロック取得部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
  8. 　前記数値制御装置は、前記数値制御指令データ生成部が前記制御周期ごとの数値制御指令位置座標を生成するときに、前記数値制御指令データの生成に影響する、数値制御加工プログラム中の加工プログラムブロックを記憶する加工プログラムブロック記憶部を備え、
    　前記数値制御加工プログラムのうち、１つの加工プログラムブロックを指定すると、指定した加工プログラムブロックが数値制御指令データの生成に影響する数値制御指令データを取得する関連数値制御データ取得部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
  9. 　前記数値制御装置は、加工プログラムの早送り指令のうち、接近および退避を判別する接近退避判別部を備え、
    　前記接近退避判別部が判別した結果に応じて、接近の早送り指令および退避の早送り指令を色分け表示する色分け表示部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の数値制御装置。
  10. 　前記数値制御装置は、前記加工プログラムブロック記憶部から加工プログラムブロックに関連数値制御指令データを取得する数値制御指令データ取得部と、
    　前記加工プログラムブロックから限界速度を算出する限界速度算出部と、
    　前記数値制御指令データ取得部が取得した関連する数値制御指令データの速度を算出する数値制御指令速度算出部と、
    　前記限界速度算出部が算出した限界速度と数値制御指令データ速度算出部が算出した数値制御指令速度とを比較し、数値制御指令の速度が前記限界速度に基づいて設定される判定値を超えているときに数値制御微小線分能力限界箇所とする数値制御微小線分能力限界箇所分析部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
  11. 　前記数値制御装置は、
    　前記フィードバック位置データ取得部が取得したフィードバック位置データのうち、指定した軸のフィードバック位置データを制御周期長で割り算した小数以下の値に応じて分析するフィードバック位置データ周期性分析部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
  12. 　前記数値制御装置は、
    　ＣＡＤデータを読み込むＣＡＤデータ読み込み部と、
    　前記読み込んだＣＡＤデータを任意の位置に配置させるＣＡＤデータ配置部と、
    　前記読み込んだＣＡＤデータの形状を任意の倍率に拡大または縮小させるＣＡＤデータスケーリング部と、
    　読み込んだＣＡＤデータと、プログラム経路および前記数値制御指令データのうちの少なくとも１つとともに表示することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
  13. 　前記数値制御装置は、
    　ＣＡＤデータを読み込むＣＡＤデータ読み込み部と、
    　前記読み込んだＣＡＤデータを任意の位置に配置させるＣＡＤデータ配置部と、
    　前記読み込んだＣＡＤデータの形状を任意の倍率に拡大または縮小させるＣＡＤデータスケーリング部と、
    　読み込んだＣＡＤデータと、プログラム経路および前記フィードバック位置データのうちの少なくとも１つとともに表示することを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
  14. 　前記数値制御装置は、分析結果に応じて色分け表示する色分け表示部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の数値制御装置。
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