运动评价方法、评价装置以及使用了该评价方法的参数调节方法、工件的加工方法以及机床制造方法及图纸

本发明专利技术的运动评价方法通过圆运动试验而评价数值控制机床的运动特性，根据圆运动轨迹计算轨迹的法线方向变化率，并通过极坐标表示轨迹的法线方向变化率，来评价数值控制机床的运动特性。

Motion evaluation method, evaluation device, parameter adjustment method, workpiece processing method and machine tool using this evaluation method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运动评价方法、评价装置以及使用了该评价方法的参数调节方法、工件的加工方法以及机床
本专利技术例如涉及根据人的视觉特性评价机床的运动特性的运动评价方法、评价装置以及使用了该评价方法的参数调节方法、工件的加工方法以及机床。
技术介绍
如果通过数值控制机床进行加工，则有时在加工面上出现不希望的条纹状加工痕迹，在进给轴的运动方向反转时产生的象限突起、台阶差上的轨迹误差是其原因之一。通过适当地设定控制装置具有的控制装置的参数，能够降低象限突起、台阶差上的轨迹误差。在专利文献1中，表示了以下的方法，即根据圆运动轨迹的测定结果，调节数值控制装置的参数。另外，在非专利文献1中，记载了进行圆运动试验，调节参数使得其轨迹误差变小。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-80616号公报非专利文献非专利文献1：JISB6190-4，机床试验方法通则-第四部：基于数值控制的圆运动试验
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供根据人的视觉特性评价数值控制机床的运动特性的运动评价方法和评价装置，并且提供能够根据这样的评价调节参数的工件的加工法和机床。为了实现上述目的，根据本专利技术，提供一种运动评价方法，其在通过圆运动试验而评价数值控制机床的运动特性的运动评价方法中，根据圆运动轨迹计算轨迹的法线方向变化率，并通过极坐标表示上述轨迹的法线方向变化率。另外，根据本专利技术，提供一种运动评价装置，其在通过圆运动试验而评价数值控制机床的运动特性的运动评价装置中，具备：法线方向变化率计算部，其根据使机床的主轴进行圆运动时的运动轨迹数据，计算法线方向变化率；可识别极限数据存储部，其存储了上述法线方向变化率与人能够在视觉上识别形状的变化的极限的法线方向变化率关联的数据；极坐标变换部，其将上述法线方向变化率计算部计算出的法线方向变化率变换为极坐标数据；显示部，其通过极坐标同时显示变换为极坐标数据的法线方向变化率和上述可识别极限数据存储部的可识别极限。进而，根据本专利技术，提供一种工件的加工方法，其在工件的加工方法中，使主轴在规定的平面内沿着规定的圆周进给，根据该主轴的圆运动轨迹计算轨迹的法线方向变化率，通过极坐标显示上述轨迹的法线方向变化率，变更机床的控制参数使得轨迹的法线方向变化率的最大值成为预先确定的值以下。进而，提供一种机床，其在具备至少垂直的3个轴的进给装置并使安装在主轴的工具和工件进行相对移动而加工该工件的机床中，具备：法线方向变化率计算部，其根据使机床的主轴进行圆运动时的运动轨迹数据，计算法线方向变化率；可识别极限数据存储部，其存储了上述法线方向变化率与人能够在视觉上识别形状的变化的极限的法线方向变化率关联的数据；极坐标变换部，其将上述法线方向变化率计算部计算出的法线方向变化率变换为极坐标数据；显示部，其通过极坐标同时显示变换为极坐标数据的法线方向变化率和上述可识别极限数据存储部的可识别极限；参数变更部，其变更机床的控制参数，使得轨迹的法线方向变化率的最大值成为预先确定的值以下。根据本专利技术，能够提供基于人的视觉特性的物体表面的评价方法、评价装置、以及利用了该评价方法的工件的加工方法、以及机床。另外，根据本专利技术，能够容易地判断人是否能够识别加工面的条纹状的加工痕迹，其效益显著。附图说明图1是本专利技术的理想的实施方式的机床的运动评价装置的框图。图2是示例圆运动轨迹的概要图。图3是表示90°附近的圆筒加工面的图。图4是求出法线方向变化率的方法的说明图。图5是根据坐标信息求出法线方向的角度的方法的说明图。图6是说明基于法线方向变化率的机床的运动评价方法的说明图。图7是表示本专利技术的运动评价装置的应用例子的框图。图8是表示本专利技术的运动评价装置的其他应用例子的框图。图9是表示根据本专利技术的参数调节方法调节机床的控制参数的结果的图。图10是表示根据本专利技术调节机床的控制参数的情况下的90°附近的圆筒加工面的图。附图标记说明10：参数调节装置；12：圆运动轨迹数据取得部；14：法线方向变化率计算部；16：可识别界限数据存储部；18：极坐标变换部；20：轨迹分析部；22：显示部；24：运动评价装置；26：参数变更部；28：输入装置；40：设定点；42：设定点；44：设定点；50：机床；52：驱动机构；54：NC装置；60：加工机；62：底座；64：工作台；66：主轴；68：主轴头；80：测定器。具体实施方式在使用具备至少垂直的3个轴的进给装置并使安装在主轴的工具和工件进行相对移动而加工该工件的机床中，在如圆筒面、圆周槽那样进给轴的运动方向反转时，产生象限突起、台阶差状的加工痕迹。非专利文献1规定了伴随着这样的进给轴的反转的数值控制的圆运动试验。通过放大地显示圆运动轨迹的半径方向误差，来评价圆运动试验结果。在图2中表示圆运动轨迹的测定结果的例子。在图2(a)中，表示出在各轴的进给轴反转的象限切换时，产生约5微米的台阶差状的轨迹误差。在图2(b)中，表示出在各进给轴反转的象限切换时，产生约50微米的突起状的轨迹误差(象限突起)。以前，调节参数使得轨迹误差尽量小。即，图2(a)的轨迹比图2(b)的轨迹更理想。这些轨迹误差在加工面上成为条纹状的加工痕迹而出现。在图3中表示在与测定图2的运动轨迹相同的条件下，通过方端铣刀外周刃进行圆筒加工，并摄影产生轨迹误差的90°附近的加工面的结果。如果参照图3，则在轨迹误差小的图3(a)中，出现了明显的条纹状的加工痕迹，与此相对，在图3(b)中无法观察到加工痕迹。由此，从加工面的外观的观点出发，图2(b)的轨迹比图2(a)的轨迹更理想，在现有的评价方法和调整方法中，在其评价结果中没有考虑到加工面的外观，即使调整参数，也不一定能够降低外观上的缺陷。以下，参照附图，说明解决这样的问题的本专利技术的理想的实施方式。如果参照图1，则作为本专利技术的物体表面的评价装置的参数调节装置10具备运动评价装置24、参数变更部26。作为主要构成要素，运动评价装置24具备包括圆运动轨迹数据取得部12、法线方向变化率计算部14、可识别极限数据存储部16、以及极坐标变换部18的轨迹分析部20、显示部22。轨迹分析部20可以由CPU、RAM、ROM、硬盘、SSD、连接它们的双向总线、以及关联的程序构成。显示部22可以由液晶屏、触摸屏构成。圆运动轨迹数据取得部12如后述那样，从机床50的NC装置接受使机床50的主轴在平面内进行圆运动时的圆运动轨迹数据或进给轴的坐标值。或者，圆运动数据也可以使用对工件进行圆筒加工并用正圆度测定器等测定其形状所得的结果。另外，参数变更部26依照操作者通过输入装置28输入的指令，针对机床50变更控制参数。输入装置26例如可以为键盘、鼠标或构成显示部22的触摸屏。一般，人在物体表面的法线方向变化率大的部分中，能够在视觉上识别形状的变化，在法线方向变化率小的部分中，无法在视觉上识别形状的变化。在可识别极限数据存储部16中，存储有人能够在视觉上识别形状的变化的法线方向变化率的极限。准备具有不同的多个已知的法线方向变化率的多个试验片，由多个观察者判定是否能够在视觉上识别形状的变化，并对这时的法线方向变化率进行平均，由此能够得到该人能够在视觉上识别形状的变化的法线方向变化率的极限。法线方向变化率计算部14根据来自圆运动轨迹数据取得部12的圆运动轨迹数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动评价方法，通过圆运动试验评价数值控制机床的运动特性，其特征在于：根据圆运动轨迹计算轨迹的法线方向变化率，将上述轨迹的法线方向变化率进行极坐标显示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.10 JP 2017-0235261.一种运动评价方法，通过圆运动试验评价数值控制机床的运动特性，其特征在于：根据圆运动轨迹计算轨迹的法线方向变化率，将上述轨迹的法线方向变化率进行极坐标显示。2.根据权利要求1所述的运动评价方法，其特征在于：上述轨迹的法线方向变化率是从轨迹的几何学的法线方向变化率只抽出人能够在视觉上识别的空间频率分量的结果。3.根据权利要求1所述的运动评价方法，其特征在于：将上述法线方向变化率和人能够在视觉上识别形状的变化的极限的法线方向变化率一起进行极坐标显示。4.一种运动评价装置，通过圆运动试验而评价数值控制机床的运动特性，该运动评价装置的特征在于包括：法线方向变化率计算部，根据使机床的主轴进行圆运动时的运动轨迹数据，计算法线方向变化率；可识别极限数据存储部，关于上述法线方向变化率存储了与人能够在视觉上识别形状的变化的极限的法线方向变化率关联的数据；极坐标变换部，将上述法线方向变化率计算部计算出的法线方向变化率变换为极坐标数据；以及显示部，将变换为极坐标数据的法线方向变化率和上述可识别极限数据存储部的可识别极限一起进行极坐标显示。5.根据权利要求4所述的运动评价装置，其特征在于：上述轨迹的法线方向变化率是从轨迹的几何学的法线方向变化率只抽出人能够在视觉上识别的空间频率分量的结果。6.一种参数调节方法，通过圆运动试验评价数值控制机床的运动特性并调节控制装置的参数，其特征在于：根据圆运动轨迹计算轨迹的法线方向变化率，将上述轨迹的法线方向变化率进行极坐标显示，调节机床的控制参数使得轨迹的法线方向变化率的最大值为预先确定的值以下。7.根据权利要求6所述的参数调节方法，其特征在于：上述轨迹的法线方向变化率是从轨迹的几何学的法线方向变化率只抽出人能够在视觉上识别的空间频率分量...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤隆太，中西巧，尾田光成，中山野生，
申请(专利权)人：国立大学法人神户大学，株式会社牧野铣床制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP