(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直進軸と回転軸とを備え、前記直進軸および前記回転軸を動作することによりワークに対して工具を相対移動させて前記工具により前記ワークを加工する工作機械における誤差表示装置であって、
表示画面と、
ワーク座標系における加工点と当該加工点に対する工具軸方向とを含むＮＣデータを取得するＮＣデータ取得手段と、
前記ＮＣデータに基づいて、前記ワーク座標系における前記工具の基準加工点移動軌跡を前記表示画面に表示する基準加工点移動軌跡表示手段と、
前記ＮＣデータに基づいて前記工作機械の前記直進軸および前記回転軸を運転した場合の前記直進軸および前記回転軸に関する機械座標系の軸位置測定データを取得する軸位置測定データ取得手段と、
前記機械座標系における前記ワーク原点の座標、前記機械座標系の前記回転軸の回転中心座標、および、前記工作機械の基準状態における前記機械座標系の前記工具の先端位置座標を含む機械情報を取得する機械情報取得手段と、
前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記直進軸および前記回転軸の前記機械座標系の前記軸位置測定データと前記機械情報取得手段により取得した前記機械情報とに基づいて座標変換をして、前記ワーク座標系における前記工具の測定加工点移動軌跡を算出する測定加工点移動軌跡算出手段と、
前記基準加工点移動軌跡表示手段により前記基準加工点移動軌跡が表示されている前記表示画面に、前記測定加工点移動軌跡算出手段により算出した前記測定加工点移動軌跡を前記基準加工点移動軌跡に重ねて表示して、前記基準加工点移動軌跡に対する前記測定加工点移動軌跡の誤差を表示する測定加工点移動軌跡表示手段と、
を備えることを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記工作機械の誤差表示装置は、さらに、
前記ＮＣデータ取得手段により取得した前記ＮＣデータと前記機械情報取得手段により取得した前記機械情報とに基づいて座標変換をして、前記機械座標系における前記工作機械の前記直進軸および前記回転軸に関する機械座標系の基準軸位置データを算出する基準軸位置データ算出手段と、
前記基準軸位置データに基づいて、前記機械座標系における前記直進軸および前記回転軸についての基準軸位置移動軌跡を前記表示画面に表示する基準軸位置移動軌跡表示手段と、
前記基準軸位置移動軌跡表示手段により前記基準軸位置移動軌跡が表示されている前記表示画面に、前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記軸位置測定データに基づいて得られた測定軸位置移動軌跡を重ねて表示して、前記基準軸位置移動軌跡に対する前記測定軸位置移動軌跡の誤差を表示する測定軸位置移動軌跡表示手段と、
を備えることを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記工作機械の誤差表示装置は、前記測定加工点移動軌跡と前記測定軸位置移動軌跡とにおいて時間要素が対応する部位を、前記表示画面に関連表示する関連表示手段をさらに備えることを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記関連表示手段は、前記表示画面において、前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡の一方の所定範囲を選択した場合に、前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡の他方における前記所定範囲に時間要素が対応する範囲の表示属性を変更して表示することを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項５】
請求項３において、
前記工作機械の誤差表示装置は、前記表示画面に表示される前記測定加工点移動軌跡または前記測定軸位置移動軌跡の所定範囲に含まれる基点から終点までの時間要素をスライドバーが可動する可動領域の幅にて表示すると共に、前記可動領域の中で前記スライドバーを可動可能なスライド表示手段をさらに備え、
前記関連表示手段は、前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡において、前記可動領域中の前記スライドバーの位置に対応する部位を前記表示画面に関連表示することを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項６】
請求項３において、
前記関連表示手段は、前記表示画面において、前記測定加工点移動軌跡と前記測定軸位置移動軌跡において対応する時間要素の所定位置を基点とし、それぞれの軌跡において前記基点から時間要素の経過につれて同種の表示色となるように前記表示色を漸次的に変更してグラデーション表示することを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項７】
請求項３〜６の何れか一項において、
前記工作機械の誤差表示装置は、
前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記軸位置測定データに基づいて、速度または加速度を算出する速度加速度算出手段と、
前記速度加速度算出手段により算出された前記速度または前記加速度を前記表示画面に表示する速度加速度表示手段と、
をさらに備え、
前記関連表示手段は、前記速度加速度表示手段により前記表示画面に表示される前記速度または前記加速度と前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡とにおいて、時間要素が対応する部位を、前記表示画面に関連表示することを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項８】
請求項３〜６の何れか一項において、
前記工作機械の誤差表示装置は、前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記軸位置測定データに基づいて、速度または加速度を算出する速度加速度算出手段をさらに備え、
前記関連表示手段は、前記速度加速度算出手段により算出された前記速度または前記加速度に応じて、前記表示画面に表示されている前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡の少なくとも一方の表示属性を変更して表示することを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項９】
請求項３〜６の何れか一項において、
前記工作機械の誤差表示装置は、前記基準軸位置データ算出手段により算出した前記基準軸位置データに基づいて、前記直進軸および前記回転軸の少なくとも一軸における軸反転位置を算出する軸反転位置算出手段をさらに備え、
前記関連表示手段は、前記測定加工点移動軌跡が表示されている表示画面に、前記軸反転位置を重ねて表示することを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項において、
前記基準加工点移動軌跡表示手段および前記測定加工点移動軌跡表示手段は、選択された二つまたは三つの軸に関する前記基準加工点移動軌跡および前記測定加工点移動軌跡を、前記表示画面に二次元表示または三次元表示することを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項１１】
請求項２〜９の何れか一項において、
前記基準軸位置移動軌跡表示手段および前記測定軸位置移動軌跡表示手段は、選択された二つまたは三つの軸に関する前記基準軸位置移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡を、前記表示画面に二次元表示または三次元表示することを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【請求項１２】
直進軸と回転軸とを備え、前記直進軸および前記回転軸を動作することによりワークに対して工具を相対移動させて前記工具により前記ワークを加工する工作機械における誤差表示装置であって、
表示画面と、
ワーク座標系における加工点と当該加工点に対する工具軸方向とを含むＮＣデータを取得するＮＣデータ取得手段と、
前記機械座標系における前記ワーク原点の座標、前記機械座標系の前記回転軸の回転中心座標、および、前記工作機械の基準状態における前記機械座標系の前記工具の先端位置座標を含む機械情報を取得する機械情報取得手段と、
前記ＮＣデータ取得手段により取得した前記ＮＣデータと前記機械情報取得手段により取得した前記機械情報とに基づいて座標変換をして、前記機械座標系における前記工作機械の前記直進軸および前記回転軸に関する機械座標系の基準軸位置データを算出する基準軸位置データ算出手段と、
前記基準軸位置データに基づいて、前記機械座標系における前記直進軸および前記回転軸についての基準軸位置移動軌跡を前記表示画面に表示する基準軸位置移動軌跡表示手段と、
前記ＮＣデータに基づいて前記工作機械の前記直進軸および前記回転軸を運転した場合の前記直進軸および前記回転軸に関する機械座標系の軸位置測定データを取得する軸位置測定データ取得手段と、
前記基準軸位置移動軌跡表示手段により前記基準軸位置移動軌跡が表示されている前記表示画面に、前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記軸位置測定データに基づいて得られた測定軸位置移動軌跡を重ねて表示して、前記基準軸位置移動軌跡に対する前記測定軸位置移動軌跡の誤差を表示する測定軸位置移動軌跡表示手段と、
を備えることを特徴とする工作機械の誤差表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直進軸と回転軸を有する工作機械を対象として、ＮＣデータによる理想的な動作に対する実際の動作の誤差を表示する誤差表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械の誤差表示装置として、特開平１１−１４３５１４号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１には、直交３軸の構成からなる工作機械を対象として、ＮＣデータの位置情報とＮＣデータを実行した場合の工作機械の実際の各軸の位置情報とを重ねて表示することで、誤差を表示することが記載されている。このような直交３軸の機械構成の場合には、ＮＣデータに含まれるワーク座標系の原点が実際の工作機械における機械座標系の原点に対してずれているが、ＮＣデータに含まれるワーク座標系の各軸指令は、工作機械における実際の各軸指令動作と一致している。そのため、実際の工作機械の各軸の位置情報を単に平行移動させることで、両者の座標系を容易に一致させることができる。
【０００３】
ところで、複雑な形状の加工を可能とするために、直進軸に回転軸を加えた例えば５軸マシニングセンタなどがある（例えば、特許文献２参照）。特に、直進軸の位置制御を行いながら、同時に回転軸の位置制御を行う同時５軸加工は、より複雑な形状の加工が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４３５１４号公報
【特許文献２】特開２００８−０９０７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献２に記載されているような回転軸を有する工作機械を対象とした場合に、特許文献１に記載されている誤差表示方法をそのまま適用することができない。この理由は、ＮＣデータに含まれる各軸の位置情報と工作機械の実際の各軸の位置情報とが、直交３軸の構成からなる工作機械のように平行移動すれば足りる関係にないためである。
【０００６】
例えば、工具による加工点をＡ点からＢ点へ移動させるには、工具の軸方向の傾きを一定とするのであれば、直進軸のみの動作となるが、工具の軸方向の傾きを変化させるのであれば、直進軸と回転軸を動作させることが必要となる。このように、工具の軸方向の傾きを変化させる場合には、直進軸と回転軸とが相互に絡み合って、工具の加工点を移動させている。そして、上述したように、回転軸を有する工作機械を対象とした場合には、ＮＣデータによる理想的な動作に対する実際の動作の誤差を把握することができない。そのため、これまでは、直進軸と回転軸を有する工作機械にて実際にワークを加工して、形状を計測することによって誤差を把握していた。つまり、トライアンドエラーを繰り返すことで、誤差が許容範囲に入るように、調整していた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、直進軸と回転軸を有する工作機械を対象とした場合に、ＮＣデータによる理想的な工作機械の動作に対する実際の工作機械の動作の誤差を把握することができる工作機械の誤差表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る工作機械の誤差表示装置は、
直進軸と回転軸とを備え、前記直進軸および前記回転軸を動作することによりワークに対して工具を相対移動させて前記工具により前記ワークを加工する工作機械における誤差表示装置であって、
表示画面と、
ワーク座標系における加工点と当該加工点に対する工具軸方向とを含むＮＣデータを取得するＮＣデータ取得手段と、
前記ＮＣデータに基づいて、前記ワーク座標系における前記工具の基準加工点移動軌跡を前記表示画面に表示する基準加工点移動軌跡表示手段と、
前記ＮＣデータに基づいて前記工作機械の前記直進軸および前記回転軸を運転した場合の前記直進軸および前記回転軸に関する機械座標系の軸位置測定データを取得する軸位置測定データ取得手段と、
前記機械座標系における前記ワーク原点の座標、前記機械座標系の前記回転軸の回転中心座標、および、前記工作機械の基準状態における前記機械座標系の前記工具の先端位置座標を含む機械情報を取得する機械情報取得手段と、
前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記直進軸および前記回転軸の前記機械座標系の前記軸位置測定データと前記機械情報取得手段により取得した前記機械情報とに基づいて座標変換をして、前記ワーク座標系における前記工具の測定加工点移動軌跡を算出する測定加工点移動軌跡算出手段と、
前記基準加工点移動軌跡表示手段により前記基準加工点移動軌跡が表示されている前記表示画面に、前記測定加工点移動軌跡算出手段により算出した前記測定加工点移動軌跡を前記基準加工点移動軌跡に重ねて表示して、前記基準加工点移動軌跡に対する前記測定加工点移動軌跡の誤差を表示する測定加工点移動軌跡表示手段と、
を備えることである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記工作機械の誤差表示装置が、さらに、前記ＮＣデータ取得手段により取得した前記ＮＣデータと前記機械情報取得手段により取得した前記機械情報とに基づいて座標変換をして、前記機械座標系における前記工作機械の前記直進軸および前記回転軸に関する機械座標系の基準軸位置データを算出する基準軸位置データ算出手段と、前記基準軸位置データに基づいて、前記機械座標系における前記直進軸および前記回転軸についての基準軸位置移動軌跡を前記表示画面に表示する基準軸位置移動軌跡表示手段と、前記基準軸位置移動軌跡表示手段により前記基準軸位置移動軌跡が表示されている前記表示画面に、前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記軸位置測定データに基づいて得られた測定軸位置移動軌跡を重ねて表示して、前記基準軸位置移動軌跡に対する前記測定軸位置移動軌跡の誤差を表示する測定軸位置移動軌跡表示手段と、を備えることである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記工作機械の誤差表示装置が、前記測定加工点移動軌跡と前記測定軸位置移動軌跡とにおいて時間要素が対応する部位を、前記表示画面に関連表示する関連表示手段をさらに備えることである。
請求項４に係る発明は、前記関連表示手段が、前記表示画面において、前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡の一方の所定範囲を選択した場合に、前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡の他方における前記所定範囲に時間要素が対応する範囲の表示属性を変更して表示することである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記工作機械の誤差表示装置が、前記表示画面に表示される前記測定加工点移動軌跡または前記測定軸位置移動軌跡の所定範囲に含まれる基点から終点までの時間要素をスライドバーが可動する可動領域の幅にて表示すると共に、前記可動領域の中で前記スライドバーを可動可能なスライド表示手段をさらに備え、前記関連表示手段は、前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡において、前記可動領域中の前記スライドバーの位置に対応する部位を前記表示画面に関連表示することである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、前記関連表示手段が、前記表示画面において、前記測定加工点移動軌跡と前記測定軸位置移動軌跡において対応する時間要素の所定位置を基点とし、それぞれの軌跡において前記基点から時間要素の経過につれて同種の表示色となるように前記表示色を漸次的に変更してグラデーション表示することである。
【００１３】
請求項７に係る発明は、前記工作機械の誤差表示装置が、前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記軸位置測定データに基づいて、速度または加速度を算出する速度加速度算出手段と、前記速度加速度算出手段により算出された前記速度または前記加速度を前記表示画面に表示する速度加速度表示手段と、をさらに備え、前記関連表示手段は、前記速度加速度表示手段により前記表示画面に表示される前記速度または前記加速度と前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡とにおいて、時間要素が対応する部位を、前記表示画面に関連表示することである。
【００１４】
請求項８に係る発明は、前記工作機械の誤差表示装置が、前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記軸位置測定データに基づいて、速度または加速度を算出する速度加速度算出手段をさらに備え、前記関連表示手段は、前記速度加速度算出手段により算出された前記速度または前記加速度に応じて、前記表示画面に表示されている前記測定加工点移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡の少なくとも一方の表示属性を変更して表示することである。
【００１５】
請求項９に係る発明は、前記工作機械の誤差表示装置は、前記基準軸位置データ算出手段により算出した前記基準軸位置データに基づいて、前記直進軸および前記回転軸の少なくとも一軸における軸反転位置を算出する軸反転位置算出手段をさらに備え、前記関連表示手段は、前記測定加工点移動軌跡が表示されている表示画面に、前記軸反転位置を重ねて表示することである。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、前記基準加工点移動軌跡表示手段および前記測定加工点移動軌跡表示手段が、選択された二つまたは三つの軸に関する前記基準加工点移動軌跡および前記測定加工点移動軌跡を、前記表示画面に二次元表示または三次元表示することである。
また、請求項１１に係る発明は、前記基準軸位置移動軌跡表示手段および前記測定軸位置移動軌跡表示手段が、選択された二つまたは三つの軸に関する前記基準軸位置移動軌跡および前記測定軸位置移動軌跡を、前記表示画面に二次元表示または三次元表示することである。
【００１７】
請求項１２に係る工作機械の誤差表示装置は、
直進軸と回転軸とを備え、前記直進軸および前記回転軸を動作することによりワークに対して工具を相対移動させて前記工具により前記ワークを加工する工作機械における誤差表示装置であって、
表示画面と、
ワーク座標系における加工点と当該加工点に対する工具軸方向とを含むＮＣデータを取得するＮＣデータ取得手段と、
前記機械座標系における前記ワーク原点の座標、前記機械座標系の前記回転軸の回転中心座標、および、前記工作機械の基準状態における前記機械座標系の前記工具の先端位置座標を含む機械情報を取得する機械情報取得手段と、
前記ＮＣデータ取得手段により取得した前記ＮＣデータと前記機械情報取得手段により取得した前記機械情報とに基づいて座標変換をして、前記機械座標系における前記工作機械の前記直進軸および前記回転軸に関する機械座標系の基準軸位置データを算出する基準軸位置データ算出手段と、
前記基準軸位置データに基づいて、前記機械座標系における前記直進軸および前記回転軸についての基準軸位置移動軌跡を前記表示画面に表示する基準軸位置移動軌跡表示手段と、
前記ＮＣデータに基づいて前記工作機械の前記直進軸および前記回転軸を運転した場合の前記直進軸および前記回転軸に関する機械座標系の軸位置測定データを取得する軸位置測定データ取得手段と、
前記基準軸位置移動軌跡表示手段により前記基準軸位置移動軌跡が表示されている前記表示画面に、前記軸位置測定データ取得手段により取得した前記軸位置測定データに基づいて得られた測定軸位置移動軌跡を重ねて表示して、前記基準軸位置移動軌跡に対する前記測定軸位置移動軌跡の誤差を表示する測定軸位置移動軌跡表示手段と、
を備えることである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、軸位置測定データに対して機械座標系からワーク座標系に座標変換を行うことで、実際の工具の加工点の移動軌跡、すなわち、「ワーク座標系の測定加工点移動軌跡」を得ることができる。そして、ＮＣデータによる理想的な工具の加工点の移動軌跡（「基準加工点移動軌跡」）と、算出した実際の工具の加工点の移動軌跡とを重ねて表示することで、直進軸と回転軸を備える工作機械を対象として、実際の工具の加工点の移動軌跡とＮＣデータによる理想的な工具の加工点の移動軌跡との誤差を把握することができる。従って、従来のような実際にワークを加工して行うトライアンドエラーを実行する必要なく、誤差を把握することができる。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、ＮＣデータに対してワーク座標系から機械座標系に座標変換を行うことで、機械座標系の理想的な各軸の位置の移動軌跡、すなわち、「基準軸位置移動軌跡」を得ることができる。そして、ＮＣデータによる理想的な各軸の位置の移動軌跡と、実際に動作した各軸の位置の移動軌跡（「測定軸位置移動軌跡」）とを重ねて表示することで、直進軸と回転軸を備える工作機械に対して、実際の各軸の位置の移動軌跡とＮＣデータによる理想的な各軸の位置の移動軌跡との誤差を把握することができる。従って、このことからも、従来のような実際にワークを加工して行うトライアンドエラーを実行する必要なく、誤差を把握することができる。
【００２０】
さらに、ワーク座標系におけるＮＣデータによる理想的な工具の加工点の移動軌跡と実際の工具の加工点の移動軌跡との重合表示したものと、機械座標系におけるＮＣデータによる理想的な各軸の位置の移動軌跡と実際の各軸の位置の移動軌跡とを重合表示したものをそれぞれ表示することにより、直進軸および回転軸を有する工作機械においては把握することができなかった工具の加工点の軌跡誤差と軸位置の軌跡誤差とを見比べることができる。これにより、工具の加工点の軌跡誤差が生じている場合に、どの軸に原因があるかを把握することができるようになる。
【００２１】
請求項３に係る発明によれば、ワーク座標系における実際の工具の加工点の移動軌跡を表示したものと、機械座標系における実際の各軸の位置の移動軌跡を表示したもののそれぞれにおいて、時間要素が対応する部位が関連づけて表示されている。従って、実際の工具の加工点の移動軌跡における所定部位が、実際の各軸の位置の移動軌跡においてどこに対応するかが視覚的に把握できる。これにより、例えば、実際の工具の加工点の移動軌跡がＮＣデータによる理想的な工具の加工点の移動軌跡に対して大きく誤差が生じている部位において、工作機械のどの軸が原因であるかを視覚的に把握できる。
【００２２】
請求項４に係る発明によれば、ワーク座標系の表示画面か機械座標系の表示画面において範囲を指示することで、実際の工具の加工点の移動軌跡と実際の各軸の位置の移動軌跡との対応を視覚的に把握できる。この表示属性は、例えば、線色、線種、線の点滅などが含まれる。
【００２３】
請求項５に係る発明によれば、スライドバーを可動領域において移動することで、表示画面に表示されている実際の工具の加工点の移動軌跡および実際の各軸の位置の移動軌跡の時間要素が対応する部位が連動して移動する。つまり、スライドバーを可動領域において移動することで、時間経過につれて、実際の工具の加工点の移動軌跡と実際の各軸の位置の移動軌跡とが移動していく遷移を把握することができる。ここで、可動領域の幅は、任意に指定された範囲に含まれる基端から終点までの時間要素を表示している。例えば、実際の工具の加工点の移動軌跡または実際の各軸の位置の移動軌跡の全ての範囲を指定している場合には、基点と終点は、それぞれの移動軌跡の同一位置となる。また、実際の工具の加工点の移動軌跡または実際の各軸の位置の移動軌跡の一部範囲を指定している場合には、その範囲の境界に位置する両端点が、それぞれスライドバーの可動領域の開始点と終了点に対応する。
【００２４】
請求項６に係る発明によれば、グラデーション表示することで、表示画面に表示されている実際の工具の加工点の移動軌跡と実際の各軸の位置の移動軌跡とにおいて、時間要素が対応する部位を全体に亘って視覚的に把握することができる。
【００２５】
請求項７に係る発明によれば、工作機械を構成する各軸（直進軸および回転軸）の速度または加速度が、実際の工具の加工点の移動軌跡および実際の各軸の位置の移動軌跡に対応して関連づけて表示されている。従って、実際の工具の加工点の移動軌跡または実際の各軸の位置の移動軌跡の所定部位において、各軸の速度または加速度がどのような時間挙動を示しているかを把握することができる。例えば、速度または加速度の急激な変化があると、実際の各軸の位置の移動軌跡が所望の軌跡に対して誤差を生じる可能性がある。つまり、誤差が生じる原因をより明確に把握することができる。
【００２６】
請求項８に係る発明によれば、工作機械を構成する各軸（直進軸および回転軸）の速度または加速度が、実際の工具の加工点の移動軌跡および実際の各軸の位置の移動軌跡の少なくとも一方の表示属性を変更することで表示されている。従って、実際の工具の加工点の移動軌跡または実際の各軸の位置の移動軌跡の所定部位において、各軸の速度または加速度がどのような時間挙動を示しているかを把握することができる。例えば、速度または加速度の急激な変化があると、実際の各軸の位置の移動軌跡が所望の軌跡に対して誤差を生じる可能性がある。つまり、誤差が生じる原因をより明確に把握することができる。
【００２７】
請求項９に係る発明によれば、軸反転位置を実際の工具の加工点の移動軌跡に重ねて表示することにより、軸反転位置による工具の加工点への影響を視覚的に把握することができる。つまり、誤差の原因が軸反転位置であるか否かを視覚的に即座に把握することができる。なお、軸反転位置とは、例えば、Ｘ軸を例に挙げると、Ｘ軸がプラス方向への移動状態からマイナス方向、またはその逆への移動に反転した位置を意味する。もちろん、他の軸、例えば、回転軸の場合にも同様である。
【００２８】
請求項１０に係る発明によれば、ワーク座標系の表示において二次元表示または三次元表示における系列を各座標軸とすることで、視覚的に工具の加工点の移動軌跡を把握できる。また、請求項１１に係る発明によれば、二次元表示または三次元表示における系列を各座標軸とすることで、視覚的に各軸の誤差を把握できる。
さらに、ワーク座標系または機械座標系において上記のように表示することにより、経過時間の影響を受けることなく、工具の加工点または軸位置の軌跡を把握できる。ＮＣデータによる指令値と実際の工作機械の各軸の計測値とは、実際には時間のずれが生じるものである。そのため、仮に、表示の系列に時間要素が含まれると（例えば横軸を時間軸とした場合）、実際には正確な位置にある場合であっても、ずれが生じるように見えてしまうおそれがある。そこで、本発明のように、選択された二つまたは三つの軸に関する移動軌跡を表示画面に二次元表示または三次元表示の系列として表示しているため、時間要素を含まない表示を行っている。従って、移動軌跡の誤差を確実に把握できる。
【００２９】
請求項１２に係る発明によれば、ＮＣデータに対してワーク座標系から機械座標系に座標変換を行うことで、機械座標系の理想的な各軸の位置の移動軌跡、すなわち、「基準軸位置移動軌跡」を得ることができる。そして、ＮＣデータによる理想的な各軸の位置の移動軌跡と、実際に動作した各軸の位置の移動軌跡（「測定軸位置移動軌跡」）とを重ねて表示することで、直進軸と回転軸を備える工作機械に対して、実際の各軸の位置の移動軌跡とＮＣデータによる理想的な各軸の位置の移動軌跡との誤差を把握することができる。従って、従来のような実際にワークを加工して行うトライアンドエラーを実行する必要なく、誤差を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】５軸横型マシニングセンタの斜視図である。
【図２】ＮＣ装置および誤差表示装置を示すブロック図である。
【図３】表示画面８００の例である。
【図４】表示画面８００の他の例である。
【図５】表示画面８００の他の例である。
【図６】表示画面８００の他の例である。
【図７】表示画面８００の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の工作機械の誤差表示装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、工作機械は、直進軸３軸と回転軸２軸を有する５軸横型マシニングセンタを例に取り説明する。なお、ここでは、直進軸３軸と回転軸２軸を有する５軸横型マシニングセンタを例に挙げるが、直進軸と回転軸により、ワークに対して工具を相対移動することができる工作機械であれば、同様に他の構成でも適用可能である。
【００３２】
（５軸横型マシニングセンタの構成）
５軸横型マシニングセンタ１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、５軸横型マシニングセンタ１の外観を示す斜視図である。図１に示すように、５軸横型マシニングセンタ１は、ベッド２と、コラム３と、主軸頭４と、主軸５と、サドル６と、チルトテーブル７と、回転パレット８と、ワークテーブル９とから構成される。
【００３３】
ベッド２は、Ｔ字型に形成された基台２１と、２つのＺ軸ガイド２２と、Ｚ軸駆動用ボールねじ（図示せず）と、Ｚ軸駆動用モータ２３と、Ｘ軸ガイド（図示せず）と、２本のＸ軸駆動用ボールねじ（図示せず）と、２つのＸ軸駆動用モータ２４を有する。２つのＺ軸ガイド２２とＸ軸ガイドは、基台２１上にＺ軸方向とＸ軸方向のそれぞれに平行に設けられている。Ｚ軸駆動用ボールねじは、２つのＺ軸ガイド２２のほぼ中央に、Ｚ軸ガイド２２に平行に設けられている。２本のＸ軸駆動用ボールねじは、Ｘ軸ガイドのほぼ中央に、Ｘ軸ガイドに平行に設けられている。これらのＺ軸駆動用ボールねじ及びＸ軸駆動用ボールねじには、それぞれの軸方向に移動可能なボールねじナットが取り付けられている。Ｚ軸駆動用モータ２３とＸ軸駆動用モータ２４は、それぞれＺ軸駆動用ボールねじの端側とＸ軸駆動用ボールねじの端側に設けられ、それぞれＺ軸駆動用ボールねじとＸ軸駆動用ボールねじを回転駆動する。
【００３４】
コラム３は、ベッド２上に立設されている。具体的には、コラム３の下端面が、２つのＺ軸ガイド２２に摺動可能に支持されると共に、Ｚ軸駆動用ボールねじのボールねじナットに連結されている。すなわち、コラム３は、Ｚ軸駆動用ボールねじの回転駆動に伴い、Ｚ軸ガイド２２に沿ってベッド２に対してＺ軸方向に摺動する。そして、コラム３は、Ｙ軸ガイド（図示せず）と、２本のＹ軸駆動用ボールねじ（図示せず）と、２つのＹ軸駆動用モータ３１とを有する。Ｙ軸ガイドは、コラム３の端面（垂直面）にＹ軸方向に平行に設けられている。Ｙ軸駆動用ボールねじは、Ｙ軸ガイドに平行に設けられている。このＹ軸駆動用ボールねじには、軸方向に移動可能なボールねじナットが取り付けられている。そして、Ｙ軸駆動用モータ３１は、Ｙ軸駆動用ボールねじの端側に設けられ、Ｙ軸駆動用ボールねじを回転駆動する。
【００３５】
主軸頭４は、Ｙ軸ガイドに摺動可能に支持されると共に、Ｙ軸駆動用ボールねじのボールねじナットに連結されている。すなわち、主軸頭４は、Ｙ軸駆動用ボールねじの回転駆動に伴い、Ｙ軸ガイドに沿ってコラム３に対してＹ軸方向に摺動する。主軸５は、主軸頭４に、Ｚ軸回りに回動可能に支持されている。そして、主軸５の先端側には、工具が着脱可能に取り付けられている。つまり、工具は、ベッド２に対して、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に相対移動可能となる。
【００３６】
サドル６は、ベッド２上のうち、コラム３の主軸頭４が配置されている端面に対峙する位置に設けられている。このサドル６は、後述するチルトテーブル７を支持する一対の支持部６１をＸ軸方向両端側に立設されている。さらに、この支持部６１の一方側には、チルトテーブル７を回転可能とするＡ軸回転用モータ（図示せず）が設けられている。また、サドル６の下方側は、Ｘ軸ガイドに摺動可能に支持されると共に、Ｘ軸駆動用ボールねじのボールねじナットに連結されている。すなわち、サドル６は、Ｘ軸駆動用ボールねじの回転駆動に伴い、Ｘ軸ガイドに沿ってベッド２に対してＸ軸方向に摺動する。
【００３７】
チルトテーブル７は、コの字型形状に形成されており、両端側がサドル６の一対の支持部６１に対してＡ軸回転（Ｘ軸回りに回転）可能に支持されている。なお、チルトテーブル７は、サドル６の支持部６１に配設されているＡ軸回転用モータの駆動により、サドル６に対してＡ軸回転を行う。さらに、チルトテーブル７のコの字型の凹底面には、回転パレット８を回転可能とするＢ軸回転用モータ（図示せず）が設けられている。
【００３８】
回転パレット８は、チルトテーブル７の凹底面上に載置され、チルトテーブル７の載置面に垂直な方向に回転可能に支持されている。すなわち、チルトテーブル７が図１に示す状態の場合には、回転パレット８の回転軸は、Ｙ軸に平行な軸（Ｂ軸）となる。なお、回転パレット８は、チルトテーブル７の下面側に設けられているＢ軸回転用モータの駆動により、チルトテーブル７に対してＢ軸回転を行う。
【００３９】
ワークテーブル９は、回転パレット８の上に配設され、ワークを載置可能である。従って、ワークテーブル９に載置されたワークは、ベッド２に対して、Ｘ軸移動、Ａ軸回転およびＢ軸回転可能となる。つまり、ワークテーブル９に載置されたワークに対して、主軸５に装着された工具は、相対的に、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直進軸、および、Ａ，Ｂの回転軸の相対動作が可能となる。
【００４０】
（ＮＣ装置２００の説明）
次に、ＮＣ装置２００について図２を参照して説明する。ＮＣ装置２００は、入力されたＮＣデータ１００および機械情報３００に基づいて、上述した５軸横型マシニングセンタ１をＮＣ制御するための装置である。このＮＣデータ１００は、ワーク座標系における工具の加工点の点群データと、当該加工点の点群データに対する工具軸方向の情報とが含まれている。すなわち、ＮＣデータ１００は、ワークの所定位置を原点として、工具の加工点の移動軌跡が含まれている。
【００４１】
機械情報３００は、機械座標系におけるワーク原点の座標、機械座標系の回転軸（Ａ，Ｂ軸）の回転中心座標、５軸横型マシニングセンタ１の基準状態（図１に示す状態）における機械座標系の工具の先端位置座標、および、５軸横型マシニングセンタ１の基準状態における機械座標系のワークの設置位置を含む。機械座標系におけるワーク原点の座標とは、ＮＣデータ１００のワーク原点が機械座標系においてどこに位置するかを示す情報、すなわち、機械座標系においてワークが設置された位置を示す情報に相当する。また、５軸横型マシニングセンタ１の基準状態における機械座標系の工具の先端位置座標は、Ｙ軸の位置から工具の先端までの長さに相当する。すなわち、当該座標は、主軸頭の大きさは予め把握できるものであるため、実質的に、工具長の情報となる。
【００４２】
そして、ＮＣ装置２００が５軸横型マシニングセンタ１をＮＣ制御するために、各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ軸）のそれぞれの位置の指令値を生成する。この各軸の位置の指令値を生成するのが、ＮＣ制御部２１０である。ＮＣ制御部２１０は、ＮＣデータ１００および機械情報３００を入力して、これらに基づいて各軸の指令値を生成する。この指令値は、機械座標系により表されている。機械座標系とは、工作機械が有する機械原点に対して、工作機械の動作可能な軸の座標を示す座標系である。本実施形態においては、機械座標系は、５軸横型マシニングセンタ１が有するＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ軸の５つの軸で表した座標系を意味する。
【００４３】
そして、ＮＣ制御部２１０により生成された位置指令値に従って各軸の駆動部２２０、具体的には各軸モータ２３，２４，３１が駆動される。それぞれの移動体が移動した位置は、図示しないリニアスケールやエンコーダなどの位置検出器２３０により検出する。つまり、位置検出器２３０により検出される各軸の位置は、機械座標系における各軸の位置である。このように位置検出器２３０により検出されたそれぞれの移動体の各軸の位置は、ＮＣ制御部２１０にフィードバックされて、フィードバック制御が行われる。
【００４４】
（誤差表示装置の概要の説明）
誤差表示装置の概要について、図３を参照して説明する。ここで、上述したように、ＮＣデータ１００はワーク座標系における工具の加工点を表しており、位置検出器２３０により検出される各軸の位置は機械座標系における各軸の位置を表している。そして、５軸横型マシニングセンタ１は、直進軸と回転軸を有するために、ＮＣデータ１００で表されるワーク座標系における工具の加工点と、位置検出器２３０により検出される機械座標系の各軸の位置は、そのまま比較できるものではない。
【００４５】
例えば、同一ワークを加工する場合であっても、ワークテーブル９上にワークを載置する位置によって、機械座標系の各軸の位置は異なる。つまり、ＮＣデータは同一であっても、ワークの載置位置が異なれば各軸の位置が異なる。これは、回転軸が直進軸に複雑に絡み合って、工具の加工点を決定しているためである。
【００４６】
そこで、ＮＣデータ１００により５軸横型マシニングセンタ１を運転した場合に位置検出器２３０により検出された機械座標系の各軸の位置を、ワーク座標系に座標変換することで、実際のワークに対する工具の加工点を算出する。このようにして算出された実際の工具の加工点の移動軌跡と、ＮＣデータ１００から得られる理想的な工具の加工点の移動軌跡とを、図３の左上段に示すように、表示画面８００に重ねて表示する。つまり、ワーク座標系において、工具の加工点の理想的な移動軌跡と実際の移動軌跡とを比較することができる。
【００４７】
なお、ＮＣデータ１００により５軸横型マシニングセンタ１を運転して位置検出器２３０により機械座標系の各軸の位置を検出する場合には、ワークを加工せずに機械動作のみを行う、いわゆる空運転を行うようにしてもよいし、実際にワークを加工しながら行うようにしてもよい。前者の空運転を行う場合には、ワークを実際に加工しないので、調整のためのワークを必要としなくて済む。一方、後者の実際にワークを加工する場合には、加工抵抗などを考慮した実際の各軸位置を得ることができる。
【００４８】
ＮＣデータ１００を座標変換することで、５軸横型マシニングセンタ１の理想的な機械座標系の各軸の位置を算出する。ここで、５軸横型マシニングセンタ１は回転軸を有するため、この座標変換には、回転軸の動作に起因する回転座標変換が少なくとも含まれる。このようにして算出された理想的な機械座標系の各軸位置の移動軌跡と、実際に位置検出器２３０により検出された機械座標系の各軸位置の移動軌跡とを、図３の右上段に示すように、表示画面８００に重ねて表示する。つまり、機械座標系において、各軸位置の理想的な移動軌跡と実際の移動軌跡とを比較することができる。
【００４９】
このようにして、ワーク座標系での誤差を把握することができると共に、機械座標系での誤差を把握することができる。さらに、ワーク座標系の重合表示と機械座標系の重合表示とにおいて、両者の対応する位置を把握できるように関連付けて表示するようにしている。これにより、ワーク座標系のある位置において、機械座標系においてどのような状況となっているかを関連付けることができる。
【００５０】
ここで、ＮＣデータ１００は、予め設定しておいた複数の評価形状を用いる。評価形状は、例えば、所定の平面上に正方形の枠をなす形状、正方形の角部をＲ面取り（円弧面取り）した形状、円形などがある。また、実際の製品を素材から加工するためのＮＣデータを用いることもできる。例えば、汎用的な工作機械の初期製造出荷時においては、評価形状にて誤差を評価することで、各軸の制御パラメータの調整に用いる。また、専用の工作機械においては、評価形状にて誤差を評価することもできるし、実際の製品に対するＮＣデータにより誤差を評価することもできる。この場合に、両誤差に応じて、各軸の制御パラメータの調整を行う。
【００５１】
（誤差表示装置の詳細の説明）
次に、誤差表示装置の構成の詳細について、図２を参照して説明する。誤差表示装置は、座標変換処理部４００と、誤差算出部５００と、速度加速度算出部６００と、表示処理部７００と、表示画面８００とを備えて構成される。座標変換処理部４００と、誤差算出部５００と、速度加速度算出部６００と、表示処理部７００とは、例えば、電気回路などのハードウエアそのものにより実現することもできるし、コンピュータを用いてソフトウエアにより実現することもできる。また、表示画面８００は、表示処理部７００により出力される情報を表示する画面である。
【００５２】
座標変換処理部４００は、ワーク座標系の情報を機械座標系に変換処理すること、および、機械座標系の情報をワーク座標系に変換処理する。この座標変換処理部４００は、機械座標系からワーク座標系に座標変換する順変換処理部４１０と、ワーク座標系から機械座標系に座標変換する逆変換処理部４２０とを備える。
【００５３】
この順変換処理部４１０は、評価形状を対象とするＮＣデータ１００に基づいて５軸横型マシニングセンタ１を運転した場合に、位置検出器２３０により検出された機械座標系の各軸（直進軸および回転軸）の位置データを取得する（軸位置測定データ取得手段）。また、順変換処理部４１０は、ＮＣ装置２００に入力する機械情報を取得する（機械情報取得手段）。そして、順変換処理部４１０は、取得した実際の各軸位置と機械情報とにより座標変換をして、ワーク座標系における工具の加工点の移動軌跡（測定加工点移動軌跡）を算出する（測定加工点移動軌跡算出手段）。
【００５４】
逆変換処理部４２０は、ＮＣ装置２００に入力するＮＣデータ１００を取得し（ＮＣデータ取得手段）、ＮＣ装置２００に入力する機械情報を取得する（機械情報取得手段）。そして、逆変換処理部４２０は、取得したＮＣデータ１００と機械情報とにより座標変換をして、機械座標系における各軸の位置データ（基準軸位置データ）を算出する（基準軸位置データ算出手段）。
【００５５】
誤差算出部５００は、工具加工点誤差算出部５１０と、各軸誤差算出部５２０とを備えて構成される。工具加工点誤差算出部５１０は、順変換処理部４１０にて算出した実際の工具の加工点の移動軌跡と、ＮＣデータ１００による理想的な工具の加工点の移動軌跡との誤差を算出する。具体的には、実際の工具の加工点のそれぞれにおいて、理想的な工具の加工点の移動軌跡のうち最も近い位置を算出し、算出した当該位置からのずれ量を当該加工点における誤差とする。つまり、この誤差は、ワーク座標系における誤差に相当する。
【００５６】
各軸誤差算出部５２０は、逆変換処理部４２０にて算出したＮＣデータ１００による理想的な各軸位置の移動軌跡と、位置検出器２３０により検出した実際の各軸位置の移動軌跡との誤差を算出する。具体的には、位置検出器２３０により検出された実際の各軸位置のそれぞれにおいて、理想的な各軸位置の移動軌跡のうち最も近い位置を算出し、算出した当該位置からのずれ量を当該各軸位置における誤差とする。つまり、この誤差は、機械座標系における誤差に相当する。
速度加速度算出部６００（速度加速度算出手段）は、位置検出器２３０により検出された各軸の位置データに基づいて、それぞれの軸における速度および加速度を算出する。
【００５７】
表示処理部７００は、表示画面８００に、ワーク座標系における工具の加工点の理想的な移動軌跡と実際の移動軌跡とを重ねて表示すると共に、機械座標系における各軸位置の理想的な移動軌跡と実際の移動軌跡とを重ねて表示する。さらに、それぞれの誤差が拡大して表示されるように誤差の倍率を調整したり、表示する軸を変更したり、速度または加速度をさらに追加して表示したりすることができる。なお、これらの表示態様は、作業者による指示入力情報に基づいて変更される。
【００５８】
この表示処理部７００は、工具加工点移動軌跡表示部７１０と、各軸位置移動軌跡表示部７２０と、速度加速度表示部７３０と、関連表示部７４０と、表示画面指示部７５０とを備えて構成される。
【００５９】
表示画面指示部７５０は、作業者により入力される指示に従って、各種表示態様を変更させる。入力される指示は、誤差の倍率、表示する軸の種類、ワーク座標系と機械座標系の表示において関連表示する位置（スクロールによる位置、数値入力される位置および表示画面８００上で指示される位置を含む）、グラデーション表示の有無、速度加速度の表示の有無、速度加速度の表示態様、表示次元などが含まれる。
【００６０】
工具加工点移動軌跡表示部７１０は、表示画面８００のワーク座標系欄に、ワーク座標系におけるＮＣデータ１００による理想的な工具の加工点の移動軌跡を表示する（基準加工点移動軌跡表示手段）。さらに、工具加工点移動軌跡表示部７１０は、工具加工点誤差算出部５１０にて算出された実際の工具の加工点の誤差を入力して、当該誤差を指定倍率した移動軌跡を重ねて表示する（測定加工点移動軌跡表示手段）。つまり、表示画面８００のワーク座標系欄には、理想的な工具の加工点の移動軌跡と、実際の工具の加工点の移動軌跡とが重ねて表示されており、両者の差（誤差）が拡大されて表示されている。また、工具加工点移動軌跡表示部７１０は、表示画面指示部７５０にて指示された表示次元と、表示する軸とに応じた表示態様で表示画面８００のワーク座標系欄に表示する。
【００６１】
各軸位置移動軌跡表示部７２０は、表示画面８００の機械座標系欄に、逆変換処理部４２０にて算出したＮＣデータ１００による理想的な各軸位置の移動軌跡を表示する（基準軸位置移動軌跡表示手段）。さらに、各軸位置移動軌跡表示部７２０は、各軸誤差算出部５２０にて算出された実際の各軸位置の誤差を入力して、当該誤差を指定倍率した移動軌跡を重ねて表示する（測定軸位置移動軌跡表示手段）。つまり、表示画面８００の機械座標系欄には、理想的な各軸位置の移動軌跡と、実際の各軸位置の移動軌跡とが重ねて表示されており、両者の差（誤差）が拡大されて表示されている。また、各軸位置移動軌跡表示部７２０は、表示画面指示部７５０にて指示された表示次元と、表示する軸とに応じた表示態様で表示画面８００の機械座標系欄に表示する。
【００６２】
速度加速度表示部７３０（速度加速度表示手段）は、速度加速度算出部６００にて算出された各軸の速度および加速度について、表示画面指示部７５０の指示に従って表示画面８００に表示する。表示画面指示部７５０により速度を表示するように指示された場合には、表示画面８００には速度が表示され、加速度を表示するように指示された場合には加速度が表示され、何れも表示しないと指示された場合には何れも表示しない。また、表示態様として、グラフ表示が指示された場合にはワーク座標系欄および機械座標系欄とは別欄にグラフ表示をし、属性表示が指示された場合にはワーク座標系欄および機械座標系欄に表示されている情報に属性表示する。例えば、線種、線色、点滅などによる表示属性を、速度または加速度に応じて変更する。
【００６３】
関連表示部７４０（関連表示手段）は、ワーク座標系欄の表示と機械座標系欄の表示とにおいて、時間要素が対応する部位を、表示画面８００に関連表示させる。例えば、表示画面指示部７５０にてスクロールや直接入力により位置が指示された場合には、その位置に対応する時間が共通する部位を、ポイント表示する。また、表示画面８００のワーク座標系欄または機械座標系欄において範囲を囲むように指示された場合には、ワーク座標系欄と機械座標系欄の他方において時間要素が対応する範囲の表示属性を変更して表示する。例えば、線種、線色、点滅などによる表示属性を、速度または加速度に応じて変更する。または、グラデーション表示が指示された場合には、ワーク座標系欄と機械座標系欄との表示を全体に亘ってグラデーション表示する。
【００６４】
（誤差表示装置の表示画面の態様）
次に、誤差表示装置の表示画面８００の各種態様について、図３〜図７について順に説明する。まずは、全てが表示されている図４を参照して、表示画面８００について説明する。上段には、左からワーク座標系欄、機械座標系欄、速度（または加速度）欄が表示されている。ワーク座標系欄および機械座標系欄では、二次元表示または三次元表示がされる。また、速度または加速度欄では、横軸を時間として、縦軸を速度または加速度で表示される。ワーク座標系欄、機械座標系欄、および、速度または加速度欄の直下には、表示可能な系列（軸）が表示されており、それぞれ選択可能である。さらに、誤差の表示倍率が、ワーク座標系欄および機械座標系欄に表示されている。この表示倍率は、数値を入力可能である。
【００６５】
その下欄には、スライドバーが表示されている（スライド表示手段）。スライドバーは、表示画面指示部７５０の指示に従って、可動領域中で可動可能に表示されている。このスライドバーが可動する可動領域の幅は、指定された範囲に含まれる基点から終点までの時間要素を表示している。指定された範囲とは、ワーク座標系欄または機械座標系欄において、範囲を指定することができる意味であって、その範囲の両境界がそれぞれ基点と終点となる。なお、範囲が指定されていない場合は全範囲が指定されたものとする。スライドバーの右欄には、時間要素に相当するポイント値を直接入力することができるように表示されている。
【００６６】
スライドバーの下欄には、位置グラデーション表示の有無を選択できるように表示されている。位置グラデーション表示とは、ワーク座標系欄および機械座標系欄の各移動軌跡において対応する時間要素の所定位置を基点とし、それぞれの軌跡において基点から時間要素の経過につれて同種の表示色となるように表示色を漸次的に変更して表示することである。
【００６７】
位置グラデーション表示の下欄には、速度加速度表示を選択できるように表示されている。図４に示すように、速度を表示する場合、加速度を表示する場合、速度も加速度も表示しない場合を選択できる。速度加速度表示の下欄には、速度加速度表示種類を選択できるように表示されている。速度、加速度の表示は、機械座標系欄の右欄にワーク座標系欄および機械座標系欄とは別個のグラフ表示する場合、ワーク座標系欄および機械座標系欄の属性として表示する場合を選択できる。速度加速度表示種類の下欄には、座標系表示次元が、二次元表示と三次元表示とから選択できる。
【００６８】
以下に、図３〜図７に示す具体的な態様について説明する。図３は、表示画面８００にて、ワーク座標系欄の表示軸が「ＸＹ」が指示され、ワーク座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、機械座標系欄の表示軸が「ＸＹ」が指示され、機械座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、「スライドバー」で「□」で示す部位が指示され、「位置グラデーション表示」で「なし」が指示され、「速度加速度表示」欄で「なし」が指示され、「座標系表示次元」で「二次元」が指示されている。また、ワーク座標系欄および機械座標系欄においては、範囲指定がされていないものとする。この場合、スライドバーが稼働する可動領域の幅は、全ての範囲、すなわち基点がＰ０であり、終点がＰ１０００となる。
【００６９】
この場合、上段には、ワーク座標系欄において、理想的な工具の加工点のＸＹ軸の移動軌跡に、誤差１０００倍として表示された実際の工具の加工点のＸＹ軸の移動軌跡が重ねて表示されている。また、機械座標系欄において、理想的なＸＹ軸の位置の移動軌跡に、誤差１０００倍として表示された実際のＸＹ軸の位置の移動軌跡が重ねて表示されている。さらに、ワーク座標系欄および機械座標系欄において、スライドバーのＰ３５０に相当する時間に対応する部位に、●印にて示している。つまり、●印にて示す部位が、同一の時間要素に相当する。
【００７０】
上述したように、順変換処理部４１０において、検出された実際の各軸の位置データに対して機械座標系からワーク座標系に座標変換を行うことで、実際の工具の加工点の移動軌跡を得ることができる。そして、図３の上段のワーク座標系欄にて示すように、ＮＣデータによる理想的な工具の加工点の移動軌跡と、算出した実際の工具の加工点の移動軌跡とを重ねて表示することで、直進軸と回転軸を備える工作機械を対象として、実際の工具の加工点の移動軌跡とＮＣデータによる理想的な工具の加工点の移動軌跡との誤差を把握することができる。従って、従来のような実際にワークを加工して行うトライアンドエラーを実行する必要なく、誤差を把握することができる。
【００７１】
また、逆変換処理部４２０において、ＮＣデータ１００に対してワーク座標系から機械座標系に座標変換を行うことで、機械座標系の理想的な各軸の位置の移動軌跡を得ることができる。そして、図３の上段の機械座標系欄にて示すように、ＮＣデータ１００による理想的な各軸の位置の移動軌跡と、実際に動作した各軸の位置の移動軌跡とを重ねて表示することで、直進軸と回転軸を備える工作機械に対して、実際の各軸の位置の移動軌跡とＮＣデータによる理想的な各軸の位置の移動軌跡との誤差を把握することができる。従って、このことからも、従来のような実際にワークを加工して行うトライアンドエラーを実行する必要なく、誤差を把握することができる。
【００７２】
さらに、図３のワーク座標系欄の表示と機械座標系欄の表示とにより、直進軸および回転軸を有する工作機械においては把握することができなかった工具の加工点の軌跡誤差と軸位置の軌跡誤差とを見比べることができる。これにより、工具の加工点の軌跡誤差が生じている場合に、どの軸に原因があるかを把握することができるようになる。
【００７３】
さらに、図３のワーク座標系欄の表示と機械座標系欄の表示とにおいて、●印にて時間要素が対応する部位が関連付けて表示されている。従って、実際の工具の加工点の移動軌跡における所定部位が、実際の各軸の位置の移動軌跡においてどこに対応するかが視覚的に把握できる。これにより、例えば、実際の工具の加工点の移動軌跡がＮＣデータ１００による理想的な工具の加工点の移動軌跡に対して大きく誤差が生じている部位において、工作機械のどの軸が原因であるかを視覚的に把握できる。
【００７４】
また、図３のスライドバーを移動することで、ワーク座標系欄の表示および機械座標系欄の表示においてスライドバーの位置に応じた位置へ連動して移動する。つまり、スライドバーを可動領域において移動することで、時間経過につれて、実際の工具の加工点の移動軌跡と実際の各軸の位置の移動軌跡とが移動していく遷移を把握することができる。
【００７５】
また、図３において、ワーク座標系欄の表示および機械座標系欄の表示は、５軸横型マシニングセンタ１の各軸を系列とする二次元表示としている。これにより、視覚的に各軸の誤差を把握できる。つまり、経過時間の影響を受けることなく、軸位置の軌跡を把握できる。ＮＣデータ１００による指令値と実際の５軸横型マシニングセンタ１の各軸の計測値とは、実際には時間のずれが生じるものである。そのため、仮に、表示の系列に時間要素が含まれると（例えば横軸を時間軸とした場合）、実際には正確な位置にある場合であっても、ずれが生じるように見えてしまうおそれがある。しかし、二次元表示のそれぞれの系列を時間要素ではなく各軸としているため、移動軌跡の誤差を確実に把握できる。
【００７６】
図４は、表示画面８００にて、ワーク座標系欄の表示軸が「ＸＹ」が指示され、ワーク座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、機械座標系欄の表示軸が「ＸＹ」が指示され、機械座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、速度欄の表示軸が「Ｘ」が指示され、「スライドバー」で「□」で示す部位が指示され、「位置グラデーション表示」で「なし」が指示され、「速度加速度表示」欄で「速度」が指示され、「速度加速度表示種類」欄で「グラフ表示」が指示され、「座標系表示次元」で「二次元」が指示されている。また、ワーク座標系欄および機械座標系欄においては、範囲指定がされていないものとする。この場合、スライドバーが稼働する可動領域の幅は、全ての範囲、すなわち基点がＰ０であり、終点がＰ１０００となる。
【００７７】
この場合、上段には、ワーク座標系欄において、理想的な工具の加工点のＸＹ軸の移動軌跡に、誤差１０００倍として表示された実際の工具の加工点のＸＹ軸の移動軌跡が重ねて表示されている。また、機械座標系欄において、理想的なＸＹ軸の位置の移動軌跡に、誤差１０００倍として表示された実際のＸＹ軸の位置の移動軌跡が重ねて表示されている。さらに、機械座標系欄の右欄には、横軸を時間とし縦軸を速度とするグラフが表示される。さらに、ワーク座標系欄、機械座標系欄および速度表示欄において、スライドバーのＰ３５０に相当する時間に対応する部位に、●印にて示している。つまり、●印にて示す部位が、同一の時間要素に相当する。
【００７８】
図４においては、５軸横型マシニングセンタ１を構成する各軸の速度が、実際の工具の加工点の移動軌跡および実際の各軸の位置の移動軌跡に対応して関連づけて表示されている。従って、実際の工具の加工点の移動軌跡または実際の各軸の位置の移動軌跡の所定部位において、各軸の速度がどのような時間挙動を示しているかを把握することができる。例えば、速度の急激な変化があると、実際の各軸の位置の移動軌跡が所望の軌跡に対して誤差を生じる可能性がある。つまり、誤差が生じる原因をより明確に把握することができる。
【００７９】
図５は、表示画面８００にて、ワーク座標系欄の表示軸が「ＸＹ」が指示され、ワーク座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、機械座標系欄の表示軸が「ＡＢ」が指示され、機械座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、加速度欄の表示軸が「Ｘ」が指示され、「スライドバー」で「□」で示す部位が指示され、「位置グラデーション表示」で「なし」が指示され、「速度加速度表示」欄で「加速度」が指示され、「速度加速度表示種類」欄で「グラフ表示」が指示され、「座標系表示次元」で「二次元」が指示されている。また、ワーク座標系欄および機械座標系欄においては、範囲指定がされていないものとする。この場合、スライドバーが稼働する可動領域の幅は、全ての範囲、すなわち基点がＰ０であり、終点がＰ１０００となる。
【００８０】
この場合、上段には、ワーク座標系欄において、理想的な工具の加工点のＸＹ軸の移動軌跡に、誤差１０００倍として表示された実際の工具の加工点のＸＹ軸の移動軌跡が重ねて表示されている。また、機械座標系欄において、理想的なＡＢ軸の位置の移動軌跡に、誤差１０００倍として表示された実際のＡＢ軸の位置の移動軌跡が重ねて表示されている。さらに、機械座標系欄の右欄には、横軸を時間とし縦軸を加速度とするグラフが表示される。さらに、ワーク座標系欄、機械座標系欄および加速度表示欄において、スライドバーのＰ３５０に相当する時間に対応する部位に、●印にて示している。つまり、●印にて示す部位が、同一の時間要素に相当する。
【００８１】
図５においては、５軸横型マシニングセンタ１を構成する各軸の加速度が、実際の工具の加工点の移動軌跡および実際の各軸の位置の移動軌跡に対応して関連づけて表示されている。従って、実際の工具の加工点の移動軌跡または実際の各軸の位置の移動軌跡の所定部位において、各軸の加速度がどのような時間挙動を示しているかを把握することができる。例えば、加速度の急激な変化があると、実際の各軸の位置の移動軌跡が所望の軌跡に対して誤差を生じる可能性がある。つまり、誤差が生じる原因をより明確に把握することができる。
【００８２】
図６は、表示画面８００にて、ワーク座標系欄の表示軸が「ＸＹ」が指示され、ワーク座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、機械座標系欄の表示軸が「ＸＹ」が指示され、機械座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、「スライドバー」で「□」で示す部位が指示され、「位置グラデーション表示」で「なし」が指示され、「速度加速度表示」欄で「なし」が指示され、「座標系表示次元」で「二次元」が指示されている。また、ワーク座標系欄において、長方形状の枠により範囲指定がされている。この場合、スライドバーが稼働する可動領域の幅は、指定範囲の一端点に相当するＰ１２０が基点となり、他端点に相当するＰ４００が終点となる。
【００８３】
この場合、上段には、ワーク座標系欄において、理想的な工具の加工点のＸＹ軸の移動軌跡に、誤差１０００倍として表示された実際の工具の加工点のＸＹ軸の移動軌跡が重ねて表示されている。また、機械座標系欄において、理想的なＸＹ軸の位置の移動軌跡に、誤差１０００倍として表示された実際のＸＹ軸の位置の移動軌跡が重ねて表示されている。さらに、この機械座標系欄においては、ワーク座標系欄にて範囲指定された基点Ｐ１２０〜終点Ｐ４００の範囲が、太線にて表示されている。さらに、ワーク座標系欄および機械座標系欄において、スライドバーのＰ３５０に相当する時間に対応する部位に、●印にて示している。つまり、●印にて示す部位が、同一の時間要素に相当する。
【００８４】
この場合、ワーク座標系欄の表示において範囲を指示することで、実際の工具の加工点の移動軌跡と実際の各軸の位置の移動軌跡との対応を視覚的に把握できる。なお、この表示属性は、太線の他に、線色、線種、線の点滅などを変更するようにしてもよい。また、ワーク座標系欄の表示において範囲を指定したが、機械座標系欄の表示において範囲を指定してもよい。この場合、ワーク座標系欄の表示が、指定された機械座標系欄の範囲に応じて表示属性を変更させることになる。
【００８５】
図７は、三次元表示の例の概要について示している。なお、図７のワーク座標系欄および機械座標系欄においては、系列の三軸について例示しており、工具の加工点の移動軌跡および各軸の位置の移動軌跡については図示していない。また、図７の系列の軸の向きは一例にすぎず、適宜変更可能である。そして、図７では、表示画面８００にて、ワーク座標系欄の表示軸が「ＸＹＺ」が指示され、ワーク座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、機械座標系欄の表示軸が「ＸＹＺ」が指示され、機械座標系欄の「倍率」欄に「１０００」が入力され、「スライドバー」で「□」で示す部位が指示され、「位置グラデーション表示」で「なし」が指示され、「速度加速度表示」欄で「なし」が指示され、「座標系表示次元」で「三次元」が指示されている。
【００８６】
また、図示しないが、位置グラデーション表示において「あり」が指示された場合には、ワーク座標系欄および機械座標系欄において、基点Ｐ０から終点Ｐ１０００に進むにつれて同種の表示色となるように表示色を漸次的に変更して表示される。このように、グラデーション表示することで、表示画面８００に表示されている実際の工具の加工点の移動軌跡と実際の各軸の位置の移動軌跡とにおいて、時間要素が対応する部位を全体に亘って視覚的に把握することができる。
【００８７】
また、速度加速度表示種類において、属性表示が指示された場合には、ワーク座標系欄および機械座標系欄のそれぞれにおいて、速度に応じた表示色、および、加速度に応じた表示色にて、表示される。これにより、実際の工具の加工点の移動軌跡または実際の各軸の位置の移動軌跡の所定部位において、各軸の速度または加速度がどのような時間挙動を示しているかを把握することができる。例えば、速度または加速度の急激な変化があると、実際の各軸の位置の移動軌跡が所望の軌跡に対して誤差を生じる可能性がある。つまり、誤差が生じる原因をより明確に把握することができる。
【００８８】
また、各軸の反転位置を算出する軸反転位置算出部（軸反転位置算出手段）を備え、ワーク座標系欄および機械座標系欄において軸反転位置を示す印を重ねて表示することもできる。各軸の反転位置は、各軸のプラス方向への移動状態からマイナス方向への移動に反転した位置、または、マイナス方向への移動状態からプラス方向への移動に反転した位置を意味する。この各軸反転位置は、ＮＣデータ１００による理想的な各軸の位置データ、すなわち逆変換処理部４２０により算出された機械座標系の各軸の位置データに基づいて算出される。このように軸反転位置を実際の工具の加工点の移動軌跡に重ねて表示することにより、軸反転位置による工具の加工点への影響を視覚的に把握することができる。つまり、誤差の原因が軸反転によるバックラッシであるか否かを視覚的に即座に把握することができる。また、軸毎に異なる印を示すことにより、どの軸の軸反転であるかを把握することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１：５軸横型マシニングセンタ
２：ベッド、  ２１：基台、  ２２：Ｚ軸ガイド
２３：Ｚ軸駆動用モータ、  ２４：Ｘ軸駆動用モータ
３：コラム、  ３１：Ｙ軸駆動用モータ
４：主軸頭、  ５：主軸、  ６：サドル、  ６１：支持部
７：チルトテーブル、  ８：回転パレット、  ９：ワークテーブル
１００：ＮＣデータ、  ２００：ＮＣ装置、  ２１０：ＮＣ制御部
２２０：駆動部、  ２３０：位置検出器
３００：機械情報
４００：座標変換処理部、  ４１０：順変換処理部、  ４２０：逆変換処理部
５００：誤差算出部、  ５１０：工具加工点誤差算出部、  ５２０：各軸誤差算出部
６００：速度加速度算出部、  ７００：表示処理部
７１０：工具加工点移動軌跡表示部、  ７２０：各軸位置移動軌跡表示部
７３０：速度加速度表示部、  ７４０：関連表示部、  ７５０：表示画面指示部
８００：表示画面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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