[发明专利]具备伺服轴的反转位置的显示功能的刀具轨迹显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备显示伺服轴的反转位置的功能的刀具轨迹显示装置。

背景技术

一般，在通过多个伺服轴的内插动作来进行加工的机床中，在各伺服轴的极性（符号）反转的反转位置，指令形状和加工形状之间的形状误差大的情况很多。作为其原因，可以列举机械的松动（例如滚珠螺杆的齿隙）、摩擦的方向变化造成的伺服的响应性延迟，但通过进行各轴的位置和加速度的修正、进而增益调整等的伺服调整，能够减小形状误差。

例如，在特开2004-021954号公报中，公开了以下的方法，即将按照X、Y、Z的3轴微小线段对加工物进行加工的NC数据的刀具轨迹显示为微小线段或微小线段的端点的集合，更具体地说，通过判定与特定轴对应的各微小线段的斜率（正负或0），根据其结果来变更微小线段的显示属性而显示刀具轨迹，能够容易地判别刀具轨迹的凹凸等。

另外，在特开2011-170584号公报中，记载了一种数值控制装置，其通过根据多个驱动轴分别在各时刻的坐标值来计算刀具中心点的坐标，求出将该刀具中心点和实际加工点连接起来的刀具直径修正矢量，从而计算出实际加工点的坐标并显示其轨迹。

以前，在只由直线轴构成的机床的情况下，容易进行各伺服轴的反转位置和加工形状的对应，但在包含旋转轴的5轴加工机等的情况下，各伺服轴的反转位置和加工形状的对应并不容易。因此，无法正确地区别形状误差是由于伺服轴的反转动作造成的、还是由于其他原因造成的，从而难以进行适当的伺服调整。

例如，在特开2004-021954号公报中，根据由CAD/CAM生成的NC数据而显示刀具轨迹，并不显示NC的指令轨迹和刀具前端点的实际轨迹，因此可以理解为无法进行适当的伺服调整。另外，在包含旋转轴的2轴以上的结构的情况下，为了通过X、Y、Z的直线3轴的坐标系表示刀具前端点的坐标，需要进行坐标变换。坐标变换后的X、Y、Z的成分分别与多个变量有关，因此无法根据与X、Y、Z的特定的轴对应的3轴微小线段的斜率来了解各轴的反转位置。

另外，在特开2011-170584号公报中，通过考虑刀具直径修正向量而能够显示实际加工点的轨迹，但并不在刀具轨迹上显示各轴的反转位置。因此，难以正确地区别形状误差是由于伺服轴的极性的变化造成的、还是由于其他原因造成的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种刀具轨迹显示装置，其能够在刀具轨迹上显示伺服轴的速度的反转位置。

为了达到上述目的，本申请发明提供一种刀具轨迹显示装置，其显示具备包含由数值控制装置控制的至少一个旋转轴的多个伺服轴的机床的刀具前端点的轨迹，还具备：位置信息取得部，其取得至少一个上述伺服轴的位置信息；速度信息取得部，其取得上述伺服轴的速度信息；刀具坐标计算部，其根据上述伺服轴的上述位置信息和上述机床的机械结构的信息来计算出刀具前端点的坐标值；反转位置计算部，其根据上述伺服轴的上述速度信息和上述刀具前端点的坐标值来计算出至少一个伺服轴的速度的极性进行变化的反转位置；显示部，其根据上述刀具前端点的坐标值显示刀具前端点的轨迹，并且在上述刀具前端点的轨迹上显示上述伺服轴的上述反转位置。

在优选的实施方式中，上述显示部在上述刀具前端点的轨迹上同时显示多个伺服轴的反转位置。

在优选的实施方式中，上述显示部用形状相互不同的标记显示伺服轴的速度的极性从正向负变化的反转位置、从负向正变化的反转位置。

在优选的实施方式中，上述显示部根据伺服轴的速度的极性来变更上述刀具前端点的轨迹的显示属性。

在优选的实施方式中，上述显示部显示指示上述反转位置的箭头、记号或文字。

附图说明

通过参照附图说明以下的优选的实施方式来进一步了解本发明的上述或其他目的、特征和优点。

图1是表示包含本发明的实施方式的刀具轨迹显示装置的系统结构例子的框图。

图2是本发明能够应用的机床的一个例子的5轴加工机的外观立体图。

图3是表示本发明的刀具轨迹显示装置的处理的一个例子的流程图。

图4是表示刀具前端点的轨迹和轴速度之间的关系的图。

图5是表示在轨迹上同时显示多个伺服轴的反转位置的例子的图。

图6是表示在伺服轴的速度的极性从正向负反转的反转位置、从负向正反转的反转位置来改变标记的形状的例子的图。

图7是表示根据伺服轴的速度的极性变更刀具前端点的轨迹的显示属性的例子的图。

图8是表示用标记、箭头和文字强调地显示伺服轴的速度的反转位置的例子的图。