机床的负载显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机床的负载显示装置，从驱动控制机床的轴驱动控制部按预定时间取得机床的各轴的机械坐标值以及各轴的负载值。并且，根据所取得的各轴的按各预定时间的机械坐标值、和机床的机械结构的信息，计算出工具前端部的三维坐标值从而求出工具轨迹。并且，在将该工具轨迹显示到显示装置时，在其工具轨迹上显示按预定时间存储的各轴的负载值的矢量。

【技术实现步骤摘要】
机床的负载显示装置
本专利技术涉及机床的负载显示装置，其通过将机床各轴的负载的大小和方向作为矢量同时显示到显示画面所显示的加工中的工具轨迹上，能够视觉确认工具的路径中的负载的大小和方向的推移。
技术介绍
在具有机械状态监视功能的数值控制装置中，能够在加工程序运转中的任意时刻记录该数值控制装置的状态。当在能够进行该机械状态监视的数值控制中检测出马达的异常负载时，通过对那时的机械状态进行记录来调查研究产生了异常负载的原因。作为将工具前端部的位置和加工时的位置偏差对应起来显示的方法，通过日本特开2011-22688号公报公开了视觉捕捉工具轨迹与针对各轴的波形数据中的时间轴上的位置的对应点。另外，作为负载信息的使用方法，通过日本特开2009-116745号公报公开了将加工的模拟（simulation）和负载信息对应起来进行显示。在通过数值控制装置来进行加工时，存在这样的情况：由于主轴的碰撞而使机械或者被加工物破损。为了查明其原因，需要利用机械状态监视来确认机械的状态。但是，对于表示机械的状态的数值，如果仅是简单地显示某个瞬间的数值，很难识别实际上发生了什么事，难以确定原因。即使通过时序来显示一个机械的状态，也难以只从该信息中而识别出完成了什么加工。在所述的日本特开2011-22688号公报中，作为将坐标和机械信息对应起来进行显示的方法，提出将工具前端点的三维轨迹、位置偏差信息以及转矩指令对应起来进行显示，但是这里被处理的信息只是与工具的坐标相关的信息和转矩指令，并非表现针对主轴在什么方向施加了多大的力的信息。另外，所述的日本特开2009-116745号公报所公开的技术是将负载信息表现为数值，而不是表现施加了来自哪个方向的力。因此，鉴于上述以往技术的问题点，本专利技术的目的在于提供一种机床的负载显示装置，该机床的负载显示装置具有如下功能：通过在显示画面上将负载的大小和方向作为矢量显示到加工中的工具轨迹上，能够视觉确认工具的路径中的负载的大小与方向的推移，能够容易地确定异常负载的原因和地方。
技术实现思路
本专利技术涉及机床的负载显示装置，该机床通过执行加工程序并驱动各轴来使工具相对于被加工物相对移动。所述负载显示装置显示所述机床的负载，所述负载显示装置具有：数据取得单元，其按预定时间取得并存储所述机床的各轴的机械坐标值以及各轴的负载值；工具轨迹显示单元，其根据所述数据取得单元取得的各轴的按各预定时间的机械坐标值、和所述机床的机械结构的信息，计算出所述工具前端部的三维坐标值，并显示工具轨迹；以及负载显示单元，其在通过所述工具轨迹显示单元显示出的所述工具轨迹上，以矢量来显示按所述预定时间存储于所述数据取得单元的针对各轴的负载值。所述机床是通过三个直线轴和两个旋转轴来控制工具相对于安装在工作台的被加工物的位置和方向而进行加工的多轴加工机，并且，所述负载显示单元能够在所述工作台上定义的工作台坐标系中以矢量显示所述工具轨迹以及所述负载值。所述负载显示单元所显示的负载值能够为所述机床的各轴的负载电流。所述负载显示单元所显示的负载值能够为从安装于所述机床的主轴的冲击传感器取得的与主轴相关的三个轴方向的振动值。所述负载显示单元能够对所述各轴的负载值的合成矢量进行显示。所述工具轨迹显示单元能够根据所述负载的大小或根据所述负载的合成矢量的角度的变化来变更工具轨迹的颜色。所述负载显示装置能够为控制所述机床的数值控制装置所具有的显示装置。所述负载显示装置能够为个人计算机的显示装置。所述数据取得单元能够在取得所述各轴的坐标值以及负载值的同时，取得执行中程序的块编号，另一方面，所述工具轨迹显示单元将与所述矢量对应的所述块编号连同所述矢量一起进行显示。由于本专利技术涉及的负载显示装置具有以上的结构，因此通过在显示画面上将负载的大小和方向作为矢量显示到加工中的工具轨迹上，能够视觉确认工具的路径中的负载的大小与方向的推移，由此能够准确且快速地进行加工中产生有异常负载时的原因的掌握以及地方的确定，另外，在加工存在精度不良时能够容易地确认主轴有没有产生异常负载。附图说明从参照附图的以下的实施例的说明中来明确本专利技术的所述的、其他目的以及特征。这些图中：图1是概略表示构成本专利技术涉及的机床的负载显示装置、控制机床的数值控制装置的结构的方框图。图2是对本专利技术涉及的机床的负载显示装置的第1实施方式进行说明的图，机床的负载显示装置具有的工具轨迹显示功能由设置于控制该机床的数值控制装置的显示部来执行。图3是对本专利技术涉及的机床的负载显示装置的第2实施方式进行说明的图，机床的负载显示装置具有的工具轨迹显示功能由与控制该机床的数值控制装置连接的外部设备来执行。图4是图1的显示装置所显示的工具轨迹和与其对应的块编号、以及从各驱动轴得到的直线轴的负载矢量的显示例。图5是表示本专利技术涉及的机床的负载显示装置执行的显示处理的算法的流程图，当负载电流值的合成矢量的大小比设定的阈值大时，变更工具轨迹的显示属性。图6是表示本专利技术涉及的机床的负载显示装置执行的显示处理的算法的流程图，根据振动值来选择显示属性。图7是表示图1的显示装置所显示的、工具轨迹与各直线轴的负载电流值的坐标系矢量的显示例的图。图8是表示图1的显示装置所显示的、工具轨迹与各直线轴的负载电流值的矢量的显示例的图。图9是表示图1的显示装置所显示的、工具轨迹、各直线轴的负载电流值的合成矢量以及旋转轴的负载电流值的显示例的图。具体实施方式本专利技术涉及的机床的负载显示装置能够通过控制该机床的数值控制装置构成。因此，使用图1的方框图来说明该数值控制装置的结构。作为处理器的CPU111根据存储于ROM112的系统程序来控制数值控制装置10整体。在RAM113中存储有各种数据以及输入输出信号。在非易失性存储器114中，后述的位置信息、速度信息、加速度信息、位置偏差、转矩指令、负载电流值、以及振动值各信息被按照取得这些信息的时间信息按时序进行存储。在电源切断后，存储于该非易失性存储器114中的各种数据继续被保持。图形控制电路115将数字信号变换为显示用的信号，并提供给显示装置116。键盘117是具有数值键、文字键等用于输入各种设定数据的单元。CPU111通过处理所述各信息，将安装于机床20的工具的工具轨迹和与其轨迹对应的所述各信息显示到显示装置116。轴控制电路118从CPU111接收机床的各轴的移动指令，并将各轴的指令输出给伺服放大器119。该伺服放大器119接收来自轴控制电路118的移动指令，并对设置于机床20的伺服马达21进行驱动。这些结构要素通过总线121彼此结合。在对设置于机床20的各进给轴进行驱动的伺服马达21中，内置有位置检测装置22，位置检测装置22检测出的位置检测信号被作为位置反馈信号经信号路径（省略图示）输出给轴控制电路118。可编程机床控制器（PMC）122在执行加工程序时经由总线121收到T功能信号（工具选择指令）等。然后，通过顺序程序（sequenceprogram）来对该信号进行处理并作为动作指令输出，来控制机床20。另外，PMC122从机床20接收状态信号，并将所需的输入信号转发给CPU111。另外，总线121与软件键123、和接口124连接，所述软件键123的功能根据系统程序等而变化，所述接口124将NC数据输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机床的负载显示装置，其特征在于，该机床通过执行加工程序并驱动各轴来使工具相对于被加工物相对移动，并且，所述负载显示装置显示所述机床的负载，所述机床的负载显示装置具有：数据取得单元，其按预定时间取得并存储所述机床的各轴的机械坐标值以及各轴的负载值；工具轨迹显示单元，其根据所述数据取得单元取得的各轴的按各预定时间的机械坐标值、和所述机床的机械结构的信息，计算出所述工具前端部的三维坐标值，并显示工具轨迹；以及负载显示单元，其在通过所述工具轨迹显示单元显示出的所述工具轨迹上，以矢量来显示按所述预定时间存储于所述数据取得单元的针对各轴的负载值。

【技术特征摘要】
2012.12.25 JP 2012-2815941.一种多轴机床的负载显示装置，该多轴机床具有：三个直线轴，其针对安装于工作台的工件至少控制工具相对于所述工件的位置；以及处于从所述工具向工作台的机械结构上的轴顺序的第一旋转轴和第二旋转轴两个旋转轴，该多轴机床通过执行加工程序并驱动各轴，来控制工具相对于所述工件的位置和方向从而加工所述工件，其特征在于，所述多轴机床的负载显示装置具有：数据取得单元，其按预定时间取得并存储所述各轴的机械坐标值以及各轴的负载值；工具轨迹显示单元，其根据所述取得的各轴的按各预定时间的机械坐标值和所述多轴机床的机械结构的信息，计算出所述工具的前端部的三维坐标值，并显示工具轨迹；以及负载显示单元，其以各轴的负载电流的矢量、或者从安装于主轴的冲击传感器取得的施加给主轴的三个轴方向的振动值的矢量，在所述工具轨迹上显示按所述预定时间存储的针对各轴的负载值，针对在所述工作台上定义的工作台坐标系中直线轴的负载电流值或者振动值，所述负载显示单元根据按所述预定时间存储的针对各轴的负载电流值或者振动值，按所述预定时间生成三个直线轴的负载电流值或者振动值的合成矢量，针对各个所述合成矢量，根据该合成矢量的大小、以及该合成矢量与相对于该合成矢量...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤和生，岩村大和，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP