(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械における工具先端点の位置を制御する数値制御装置からの情報に基づいて、加工プログラムに対応する前記工具先端点の軌跡であるプログラム軌跡と、前記工作機械の駆動部への指令信号に対応する前記工具先端点の軌跡である指令軌跡と、検出装置によって検出される前記工具先端点の軌跡である実軌跡と、のうちの少なくとも２つの軌跡を互いに対比可能に表示する表示部を備える、工具軌跡表示装置において、
前記表示部は、前記プログラム軌跡、前記指令軌跡又は前記実軌跡を通る前記工具先端点と、該工具先端点から工具基端側に向かって所定の距離だけ離間した基準点と、の間を接続する少なくとも１つの線分を、工具姿勢を表す工具ベクトルとして表示する工具ベクトル表示部をさらに備えており、該工具ベクトル表示部は、前記プログラム軌跡、前記指令軌跡及び前記実軌跡のうちの前記少なくとも２つの軌跡のそれぞれにおいて得られる前記工具ベクトルを互いに対比可能に表示する、工具軌跡表示装置。
【請求項２】
前記プログラム軌跡、前記指令軌跡及び前記実軌跡のうちの第１の軌跡における前記工具ベクトル、並びに前記第１の軌跡とは異なる第２の軌跡における前記工具ベクトルを選択する工具ベクトル選択部と、
前記第１の軌跡における前記工具ベクトル及び前記第２の軌跡における前記工具ベクトルによって形成される角度を算出する角度算出部と、をさらに備えており、
前記表示部は、前記角度を表示する角度表示部をさらに備える、請求項１に記載の工具軌跡表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の工具ベクトルを表示する工具軌跡表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械を制御する数値制御装置は、工具の軌跡を表示する工具軌跡表示装置とともに使用される場合がある。操作者は、工具軌跡表示装置によって表示される工具軌跡の視覚的情報を利用して、加工処理の評価を行う。加工処理の評価に際しては、加工を施す部位に相当する工具先端点の移動経路を表す軌跡に加えて、工具姿勢を表す工具ベクトルを評価することが有用である。図１１Ａ及び図１１Ｂは、工具姿勢が加工形状に与える影響を説明するための概念図である。図１１Ａは、工具１００が被加工面Ｐに対して概ね垂直を為す姿勢を有する場合の加工形状を表している。一方、図１１Ｂは、工具１００が被加工面Ｐに対して傾斜する姿勢を有する場合の加工形状を表している。図１１Ａ及び図１１Ｂを対比すると明確に分かるように、たとえ工具先端点１０２が同一の位置に在る場合であっても、工具姿勢の如何によっては被加工面Ｐの形状が全く異なることになる。
【０００３】
特許文献１は、検出装置によって検出された工具先端点の実位置情報から実軌跡を表示するとともに、実軌跡上に工具の姿勢を工具ベクトルとして表示する工具ベクトル表示装置を開示する。この先行技術は、工具ベクトルを実軌跡と併せて表示することによって、加工形状に誤差が生じた場合に、不具合の可能性がある箇所における工具の姿勢を視覚的に検証できるようにするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６８９７４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る工具ベクトル表示装置によって表示される情報のみでは、加工形状に誤差が生じた場合にその原因を特定することは困難であった。したがって、加工形状の誤差の原因を特定するのに有用な視覚的情報を提供する工具軌跡表示装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に係る１番目の発明によれば、工作機械における工具先端点の位置を制御する数値制御装置からの情報に基づいて、加工プログラムに対応する前記工具先端点の軌跡であるプログラム軌跡と、前記工作機械の駆動部への指令信号に対応する前記工具先端点の軌跡である指令軌跡と、検出装置によって検出される前記工具先端点の軌跡である実軌跡と、のうちの少なくとも２つの軌跡を互いに対比可能に表示する表示部を備える、工具軌跡表示装置において、前記表示部は、前記プログラム軌跡、前記指令軌跡又は前記実軌跡を通る前記工具先端点と、該工具先端点から工具基端側に向かって所定の距離だけ離間した基準点と、の間を接続する少なくとも１つの線分を、工具姿勢を表す工具ベクトルとして表示する工具ベクトル表示部をさらに備えており、該工具ベクトル表示部は、前記プログラム軌跡、前記指令軌跡及び前記実軌跡のうちの前記少なくとも２つの軌跡のそれぞれにおいて得られる前記工具ベクトルを互いに対比可能に表示する、工具軌跡表示装置が提供される。
【０００７】
１番目の発明において、工具軌跡表示装置は、プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡のうちの少なくとも２つの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な態様で表示する工具ベクトル表示部を備えている。したがって、加工形状に誤差が生じた場合に、操作者は、視覚的情報として表示される各処理段階における工具ベクトルを比較することによって、不具合の原因を特定できるようになる。
【０００８】
本願に係る２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記プログラム軌跡、前記指令軌跡及び前記実軌跡のうちの第１の軌跡における前記工具ベクトル、並びに前記第１の軌跡とは異なる第２の軌跡における前記工具ベクトルを選択する工具ベクトル選択部と、前記第１の軌跡における前記工具ベクトル及び前記第２の軌跡における前記工具ベクトルによって形成される角度を算出する角度算出部と、をさらに備えており、前記表示部は、前記角度を表示する角度表示部をさらに備える、工具軌跡表示装置が提供される。
【０００９】
２番目の発明において、工具軌跡表示装置は、プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡のうちの１つから選択される工具ベクトルが他の軌跡における対応する工具ベクトルとの間に形成する角度を表示する角度表示部を備えている。したがって、操作者は、選択される２つの軌跡を通る工具ベクトルどうしがどの程度互いに対して傾斜しているかを定量的に把握できるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
上記発明に係る工具軌跡表示装置によれば、プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡の各軌跡を通る工具ベクトルが対比可能に表示される。したがって、加工形状に誤差が生じた場合に、操作者が不具合の原因を容易に特定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る工具軌跡表示装置を説明するためのブロック図である。
【図２】工作機械の構成例を示す概略斜視図である。
【図３】プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡を互いに対比可能なように重ねて表示する表示例である。
【図４】図３に示される各軌跡に対して、複数の工具ベクトルを追加して表示する表示例である。
【図５】工具ベクトルを加工面とともに示す概念図である。
【図６】図５の領域ＶＩを拡大して表す部分拡大図である。
【図７】第１の実施形態に係る工具軌跡表示装置における表示処理の過程を説明するためのフローチャートである。
【図８】第２の実施形態に係る工具軌跡表示装置を説明するためのブロック図である。
【図９】第２の実施形態に従って算出される角度を追加して表示する表示例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る工具軌跡表示装置における表示処理の過程を説明するためのフローチャートである。
【図１１Ａ】工具姿勢が加工形状に与える影響を説明するための概念図である。
【図１１Ｂ】工具姿勢が加工形状に与える影響を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態を説明するために図示される各要素は、本発明の理解を助ける目的でその縮尺が実用的な縮尺から変更されている場合がある。
【００１３】
図１は、第１の実施形態に係る工具軌跡表示装置１０を説明するためのブロック図である。工具軌跡表示装置１０は、数値制御装置３０を介して工作機械４０の各駆動軸の位置データを取得する位置データ取得部１２と、位置データ取得部１２から出力される位置データに基づいて工具先端点４２ａの座標を算出する工具座標算出部１４と、工具先端点４２ａが通過する軌跡を生成する工具軌跡生成部１６と、工具軌跡生成部１６によって生成される軌跡をモニタ画面（図示せず）に表示する工具軌跡表示部２２を備える表示部２０と、を備えている。工具軌跡表示装置１０は、工具先端点４２ａの座標を終点とする工具ベクトルを算出する工具ベクトル算出部１８を備えている。また、表示部２０は、工具ベクトル算出部１８によって算出される工具ベクトルをモニタ画面に表示する工具ベクトル表示部２４と、をさらに備えている。
【００１４】
数値制御装置３０は、加工プログラム及び予め定められる各種パラメータに従って、電動機４４に対する制御信号を送出する。電動機４４は、数値制御装置３０によって制御されて動作し、工作機械４０、例えば旋盤又はマシニングセンタ等の駆動軸に動力を付与する。また、数値制御装置３０は、電動機４４に備え付けられた検出装置４６、例えばエンコーダから電動機４４の位置フィードバックを受信することによって、工作機械４０の各駆動軸の実位置を取得できるようになっている。
【００１５】
図２は、工作機械４０の例として５軸加工機の構成例を示す概略斜視図である。工作機械４０は工具先端点４２ａを有する工具４２を備えている。工具先端点４２ａには、テーブル４８に載置されるワーク（図示せず）に対して、切削、研削、旋削その他所定の加工処理を実行するための各種の刃が備え付けられている。なお、本明細書においては、「工具先端点」という用語を用いるものの、工具先端点４２ａは、工具４０の先端部を厳密に意味するものではなく、実際に加工処理を実行するための部位を包含し得ることに留意されたい。
【００１６】
図２に示される両矢印は、各矢印の方向に工具先端点４２ａが移動可能であることを意味している。すなわち、工具４２は、図示されるようにＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に互いに独立して並行移動可能になっている。また、工具４２は、一点鎖線によってそれぞれ示されていて互いに直角をなして延在する回転軸Ａ及び回転軸Ｂの回りに回動可能になっている。このように、工具先端点４２ａは、互いに独立して制御される５つの駆動軸の動作に従って、ワークに対して相対移動可能になっている。なお、本明細書では、５軸の工作機械４０を例として説明するが、本発明が他の構成を有する工作機械にも同様に適用可能であることはいうまでもない。
【００１７】
数値制御装置３０によって読出される加工プログラムは、ＣＡＤ／ＣＡＭ等のソフトウェアにおいて作成される加工物の形状に基づいて生成されたＧコード等の所定のフォーマットに従って記述された各種情報、例えば各駆動軸の指令位置及び指令速度を含んでいる。また、加工プログラムは、座標点の間を接続して軌跡（後述する）を生成する際に使用される形状データ等の情報を含んでいる。数値制御装置３０の作用、例えば加工プログラム及びパラメータに従って電動機４４の制御信号を作成する処理等は周知であるため、本明細書においてはその詳細な説明を省略する。
【００１８】
再び図１を参照すると、位置データ取得部１２は、数値制御装置３０から位置データを取得する。位置データには、プログラム位置、指令位置及び実位置が含まれる。プログラム位置は、加工プログラムによって指定される各駆動軸に対する指令位置である。一方、指令位置は、数値制御装置３０によって補間処理された結果に基づいて得られる、各駆動軸に対する指令位置である。数値制御装置３０は、後述する方法に従って生成されるプログラム軌跡と、加工プログラムによって指定される指令速度と、パラメータによって指定される加減速時定数等と、に基づいて補間処理を実行する。この補間処理の結果、制御周期毎の各駆動軸の指令位置が算出される。
【００１９】
実位置は、電動機４４の検出装置４６によって検出される各電動機４４の位置、すなわち各駆動軸の実位置である。或いは、数値制御装置３０からの位置フィードバックを積算した積算値に単位パルス当りの移動量を乗算することによって各駆動軸の実位置を算出してもよい。
【００２０】
工具座標算出部１４は、位置データ取得部１２によって取得される位置データと、機械構成情報に基づいて工具先端点４２ａの座標を算出する。機械構成情報は、工作機械４０における工具先端点４２ａの相対的位置を表す情報である。工具座標算出部１４は、プログラム位置及び機械構成情報に基づいて、加工プログラムに対応する工具先端点４２ａの座標であるプログラム座標を算出する。また、工具座標算出部１４は、指令位置及び機械構成情報に基づいて、数値制御装置３０において補間処理された後の指令位置に対応する工具先端点４２ａの座標である指令座標を算出する。さらに、工具座標算出部１４は、実位置及び機械構成情報に基づいて、検出装置４６によって検出される工具先端点４２ａの座標に対応する実座標を算出する。
【００２１】
工具軌跡生成部１６は、工具座標算出部１４によって所定の周期毎に算出される工具先端点４２ａの座標間を所定の形状に基づいて接続することによって、工具先端点４２ａの軌跡を生成する。工具軌跡生成部１６は、工具軌跡算出部１４によって算出されるプログラム座標間を、加工プログラムによって指定される形状データ、例えば直線、円弧等で互いに接続することによって、プログラム軌跡を生成する。また、工具軌跡生成部１６は、工具軌跡算出部１４によって算出される指令座標間を例えば直線で互いに接続することによって、指令軌跡を生成する。さらに、工具軌跡生成部１６は、工具軌跡算出部１４によって算出される実座標間を例えば直線で互いに接続することによって、実軌跡を生成する。
【００２２】
工具軌跡生成部１６によって生成されるプログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡は、工具軌跡表示部２２を介してモニタ画面に表示される。図３は、プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡を互いに対比可能なように重ねて表示する表示例を示している。図３において、点線はプログラム軌跡を、破線は指令軌跡を、実線は実軌跡をそれぞれ表している。また、図３の黒点は指令座標を表している。このように各軌跡を対比可能なように重ねて表示することによって、例えば工具先端点４２ａがプログラム軌跡に従って実際に移動しているか否かを判定できる。さらに、工具先端点４２ａが意図された通りに移動しないことが判明した場合は、各軌跡を比較することによって、操作者は、加工プログラム、数値制御装置における指令作成処理及びサーボ制御のうちどこに不具合の原因があるかを視覚的な情報に基づいて特定できるようになる。
【００２３】
再び図１を参照すると、工具軌跡表示装置１０は工具ベクトル算出部１８を備えている。工具ベクトル算出部１８は、工具座標算出部１４によって算出されるプログラム座標、指令座標及び実座標を受信するようになっている。工具ベクトル算出部１８は、これら座標から工具姿勢を表す工具ベクトルを算出する。
【００２４】
工具ベクトルの算出処理について、図２の５軸加工機を例にして説明する。時間ｔにおけるＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，Ａ軸及びＢ軸の座標をそれぞれｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ），ａ（ｔ），ｂ（ｔ）とする。ワークに固定された座標系を考え、回転軸Ａと回転軸Ｂとの交点Ｍの座標が（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ））になるように原点を設定する。交点Ｍから工具先端点４２ａまでの距離をＬとし、工具４２が鉛直方向下方を向いた位置をＡ軸及びＢ軸の原点とすると、工具先端点４２ａのＸ軸における座標ＰｏｓＸ、Ｙ軸における座標ＰｏｓＹ及びＺ軸における座標ＰｏｓＺは、それぞれ次の式で表される。
ＰｏｓＸ＝ｘ（ｔ）＋Ｌ×ｃｏｓ（ａ（ｔ））×ｓｉｎ（ｂ（ｔ））
ＰｏｓＹ＝ｙ（ｔ）＋Ｌ×ｓｉｎ（ａ（ｔ））
ＰｏｓＺ＝ｚ（ｔ）−Ｌ×ｃｏｓ（ａ（ｔ））×ｃｏｓ（ｂ（ｔ））
ここで、上記式で表される工具先端点４２ａの座標によって特定される点をベクトル終点Ｐｅとする。
【００２５】
一方、ベクトル始点Ｐｓは、ベクトル終点Ｐｅ、すなわち工具先端点４２ａから工具４２の中心軸線に沿って工具４２の基端側に向かって所定の距離ｄだけ離間した位置に設定される基準点である。ベクトル始点ＰｓのＸ軸における座標ＰｏｓＸ’、Ｙ軸における座標ＰｏｓＹ’及びＺ軸における座標ＰｏｓＺ’は、それぞれ次の式で表される。
ＰｏｓＸ’＝ｘ（ｔ）＋（Ｌ−ｄ）×ｃｏｓ（ａ（ｔ））×ｓｉｎ（ｂ（ｔ））
ＰｏｓＹ’＝ｙ（ｔ）＋（Ｌ−ｄ）×ｓｉｎ（ａ（ｔ））
ＰｏｓＺ’＝ｚ（ｔ）−（Ｌ−ｄ）×ｃｏｓ（ａ（ｔ））×ｃｏｓ（ｂ（ｔ））
【００２６】
工具ベクトル表示部２４は、工具ベクトル算出部１８において算出された工具ベクトルをモニタ画面に表示する。工具ベクトルは、工具ベクトル算出部１８において前述したように算出されるベクトル始点Ｐｓとベクトル終点Ｐｅとの間を接続する線分として表示される。図４は、図３に示されるプログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡のそれぞれに対して、複数の工具ベクトルを追加して表示する表示例を示している。図示されるように、各軌跡における工具ベクトルは、ベクトル始点Ｐｓから各軌跡上に位置するベクトル終点Ｐｅまで直線状に延びている。各軌跡を通る工具ベクトルも各軌跡と同様に互いに対比可能なように重ねて表示される。工具ベクトルを互いに区別するために、軌跡と同様に、点線はプログラム軌跡における工具ベクトルを、破線は指令軌跡における工具ベクトルを、実線は実軌跡における工具ベクトルをそれぞれ表している。このように各軌跡に加えて各軌跡を通る工具ベクトルを対比可能なように重ねて表示することによって、例えば加工形状に誤差が生じる場合にその原因を視覚的な情報に基づいて特定できるようになる。
【００２７】
加工形状が意図された通りに形成されない場合には幾つかの原因が考えられる。１つの原因として、加工プログラム自体が不適切な場合が考えられる。この場合は、不適切な加工プログラムの指示に従って加工処理が実行されることになるので、意図された加工形状が得られないことは当然である。また、数値制御装置３０における指令作成処理に加工形状の誤差発生の原因がある場合も考えられる。この場合は、例えばパラメータ等の設定値を修正することにより、適切な指令が作成されるように調整する必要がある。さらに、サーボ制御に調整不備がある場合、例えばサーボ遅れが生じる場合も考えられる。
【００２８】
図５及び図６を参照して、工具ベクトルの対比に基づいて工具姿勢を評価する一例を説明する。図５は、工具ベクトルを加工面５０とともに示す概念図である。図６は、図５の領域ＶＩを拡大して表す部分拡大図である。この例においては、図５の領域ＶＩ内において加工面５０が円滑に形成されておらず、加工面５０は不規則な凹凸を有している。図５において、加工面５０の輪郭を表す曲線５２は実軌跡、すなわち工具先端点４２ａ（工具ベクトルの終点Ｐｅ）の経路を表しており、曲線５４は、工具４０の移動に従って変位する工具ベクトルの始点Ｐｓの経路を表している。
【００２９】
図６を参照すると、始点Ｐｓ１及び終点Ｐｅ１を有する実軌跡における工具ベクトル５６と、始点Ｐｓ２及び終点Ｐｅ２を有する指令軌跡における工具ベクトル５８と、が互いに対比可能に表示されている状態が示されている。プログラム軌跡における工具ベクトルは、指令軌跡における工具ベクトル５８と概ね同一の線分によって表されるため、図面の視認性を考慮して省略されている。すなわち、プログラム軌跡における工具ベクトル及び指令軌跡における工具ベクトル５８は互いに概ね一致する一方で、実軌跡における工具ベクトル５６のみが他の工具ベクトル５８とは顕著に異なる線分として表示される。このような場合、工具４２が数値制御装置３０から送出される指令通りに動作していないことが推測され、サーボ制御の調整不備、又は加工中の外乱が原因として加工面５０に不具合が発生すると判定できる。
【００３０】
他の例としては、例えば指令軌跡における工具ベクトル及び実軌跡における工具ベクトルが概ね一致する一方で、プログラム軌跡における工具ベクトルのみが他の工具ベクトルとは顕著に異なる場合は、加工プログラムから指令を作成する際の処理、例えば補間処理が原因となって加工形状の誤差が生じていることが推測される。このように、各軌跡における工具ベクトルを互いに対比可能に表示することによって、工具４２が所望の姿勢を有していないことが分かった場合、操作者は、不具合の原因を視覚的な情報に基づいて特定できるようになる。
【００３１】
図７は、第１の実施形態に係る工具軌跡表示装置１０における表示処理の過程を説明するためのフローチャートである。先ず、工具軌跡表示装置１０は、位置データ取得部１２を動作させて、数値制御装置３０から位置データを取得する（ステップＳ１０）。位置データには、前述したようにプログラム位置、指令位置及び実位置が含まれる。次いで、工具軌跡表示装置１０は、工具座標算出部１４を動作させて、位置データ取得部１２から送出される位置データ及び機械構成情報に基づいて、工具先端点４２ａの座標を表すプログラム座標、指令座標及び実座標を算出する（ステップＳ１１）。工具軌跡表示装置１０は、次いで工具軌跡生成部１６を動作させて、工具座標算出部１４において算出されたプログラム座標間、指令座標間及び実座標間をそれぞれ所定の形状に従って接続して、プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡を生成する（ステップＳ１２）。
【００３２】
続いて、工具軌跡表示装置１０は、工具ベクトル算出部１８を動作させて、工具ベクトルを算出する（ステップＳ１３）。工具ベクトルは、前述したように、工具先端点４２ａと、工具先端点４２ａから工具４２の基端側に所定の距離だけ離間した基準点と、の間を接続する線分である。工具ベクトルの始点及び終点は、プログラム座標、指令座標及び実座標に対してそれぞれ算出される。工具軌跡表示装置１０は、次いで工具軌跡表示部２２及び工具ベクトル表示部２４を動作させて、プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡並びに各軌跡における工具ベクトルをモニタ画面に表示する（ステップＳ１４）。
【００３３】
続いて、前述した実施形態とは異なる本発明の他の実施形態について説明する。以下の説明において、既に述べた内容と重複する事項については説明を適宜省略する。また、同一又は対応する構成要素には同一の参照符号が使用される。
【００３４】
図８は、第２の実施形態に係る工具軌跡表示装置１０’を説明するためのブロック図である。図８においては、工具軌跡表示装置１０’のみが表されていて、図１と対比すれば分かるように、数値制御装置３０及び工作機械４０が省略されている。しかしながら、数値制御装置３０及び工作機械４０と、工具軌跡表示装置１０’との間の相互作用は、前述した第１の実施形態に係る工具軌跡表示装置１０の場合と同様である。
【００３５】
本実施形態に係る工具軌跡表示装置１０’は、前述した第１の実施形態に係る工具軌跡表示装置１０の構成に加えて、工具ベクトル選択部６０と、角度算出部６２と、角度表示部６４と、をさらに備えている。
【００３６】
工具ベクトル選択部６０は、外部入力装置、例えばマウス、キーボード等を介して操作者によって任意に選択される座標における２つの工具ベクトルを選択する。この際、プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡のうちのいずれにおける工具ベクトルであるかも併せて選択される。選択される２つの工具ベクトルのうち、一方の工具ベクトルは、他方の工具ベクトルとは異なる軌跡における工具ベクトルが選択される。例えば、操作者は、選択されるべき工具先端点４２ａの位置と、軌跡の種類、すなわちプログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡のうちのいずれか２つと、を選択する。操作者による操作を受けて、工具ベクトル選択部６０は、選択された位置及び軌跡における工具ベクトルを選択し、選択された工具ベクトルを特定する情報を角度算出部６２に送出する。
【００３７】
角度算出部６２は、工具ベクトル選択部６０によって選択された２つの工具ベクトルのベクトル始点Ｐｓ１，Ｐｓ２及びベクトル終点Ｐｅ１，Ｐｅ２の座標を工具ベクトル算出部１８からそれぞれ取得して、それら２つの工具ベクトルによって形成される角度θを算出する。２つの工具ベクトルの間に形成される角度θは、ベクトルの内積について成立する関係式に基づいて、次の式によって算出される。
【００３８】
【数１】
0005374616.tif 000002
【００３９】
角度表示部６４は、角度算出部６２によって算出される角度θを軌跡、工具ベクトルとともにモニタ画面に表示する。
【００４０】
図９は、第２の実施形態に従って算出される角度θを追加して表示する表示例を示す図である。ここでは、一例として、始点Ｐｓ１及び終点Ｐｅ１を有する実軌跡における工具ベクトル７０と、始点Ｐｓ２及び終点Ｐｅ２を有する指令軌跡における工具ベクトル７２とが図示されている。そして、これら工具ベクトル７０，７２の間に形成される角度θ（この例では３．５度）の値が併せて表示される。このように、任意に選択される異なる２つの軌跡を通る工具ベクトルの間の角度を数値として画面に表示することによって、操作者は、工具ベクトル、すなわち工具姿勢の相対的な傾斜角度を定量的に把握できるようになる。
【００４１】
図１０は、第２の実施形態に係る工具軌跡表示装置１０’における表示処理の過程を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１０〜ステップＳ１４までの各ステップにおける処理は図７に関連して説明した第１の実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。本実施形態においては、工具軌跡表示装置１０’は、操作者の操作に従って、工具ベクトル選択部６０を介して任意の２つの工具ベクトルを選択する（ステップＳ２０）。工具軌跡表示装置１０’は、次いで角度算出部６２を動作させて、ステップＳ２０において選択された２つの工具ベクトルの間に形成される角度θを算出する（ステップＳ２１）。そして、工具軌跡表示装置１０’は、角度表示部６４を動作させて、ステップＳ２１において算出された角度θの値をモニタ画面に表示する（ステップＳ２２）。
【００４２】
以上、本発明の種々の実施形態を説明したが、本明細書において明示的又は暗示的に開示される実施形態の特徴を任意に組合せることによっても本発明を実施できることは当業者に自明である。図示された実施形態において、各軌跡及び工具ベクトルを互いに対比可能なように重ねて表示する表示例が説明されるものの、本発明はこのような態様に限定されない。すなわち、各軌跡又は工具ベクトルを互いに対比可能な態様で表示できればよく、例えば複数の画面上に軌跡及び工具ベクトルを並べて表示する等の他の方法を採用してもよい。
【００４３】
図示された実施形態においては、プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡の３つの軌跡及びそれに対応する工具ベクトルをそれぞれ対比可能に表示する例について主に説明したものの、これら３つの軌跡のうちの任意の２つの軌跡及びそれらの工具ベクトルのみを対比可能に表示するようにしてもよい。特に、操作者の操作によって、これら軌跡を任意に選択的に表示できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０    工具軌跡表示装置
１０’    工具軌跡表示装置
１２    位置データ取得部
１４    工具座標算出部
１６    工具軌跡生成部
１８    工具ベクトル算出部
２０    表示部
２２    工具軌跡表示部
２４    工具ベクトル表示部
３０    数値制御装置
４０    工作機械
４２    工具
４２ａ    工具先端点
４４    電動機
４６    検出装置
６０    工具ベクトル選択部
６２    角度算出部
６４    角度表示部
【要約】
【課題】加工形状の誤差の原因を特定するのに有用な情報を表示する工具軌跡表示装置を提供する。
【解決手段】工具軌跡表示装置は、プログラム軌跡、指令軌跡及び実軌跡のうちの少なくとも２つの軌跡を対比可能に表示する表示部を備えている。工具軌跡表示装置は、それら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工具ベクトル表示部をさらに備えている。工具ベクトルは、工具先端点と、該工具先端点から工具基端側に向かって所定の距離だけ離間した基準点と、の間を接続する線分として表示される。
【選択図】図１【図１】
0005374616.tif 000003
【図２】
0005374616.tif 000004
【図３】
0005374616.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005374616.tif 000009
【図８】
0005374616.tif 000010
【図９】
0005374616.tif 000011
【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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