專利名稱:波形顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及波形顯示裝置,這種波形顯示裝置從多個通道收集數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),按時間序列以波形顯示與所收集的各通道數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)有關(guān)的信息,或使用多個通道之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行演算,利用演算結(jié)果以波形顯示所收集數(shù)據(jù)的有關(guān)信息。
背景技術(shù):
在數(shù)值控制裝置等各種控制裝置中,很多裝置,是根據(jù)該控制裝置所控制的控制對象的各種檢測數(shù)據(jù),可以顯示并監(jiān)視、觀察控制對象的狀態(tài)。在這種情況下,在從控制對象的多個通道獲得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),以波形顯示與該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)有關(guān)信息的波形顯示裝置中,一般,將下述數(shù)據(jù)存儲到內(nèi)部數(shù)組。
在假定取采樣時間為t,數(shù)據(jù)下標(biāo)為n時,存儲為時間數(shù)據(jù)(n)=t×n第一通道數(shù)據(jù)(n)=CH1(n)第二通道數(shù)據(jù)(n)=CH2(n)于是,通常,在將有關(guān)這些數(shù)據(jù)的信息表示成時間序列圖的場合,取X(n)=時間數(shù)據(jù)(n)Y1(n)=第一通道數(shù)據(jù)(n)Y1(n)=第二通道數(shù)據(jù)(n)...
將X和Y1或X和Y2的數(shù)據(jù)組合作成XY圖,這樣,來進(jìn)行波形顯示。
而且,在第一通道、第二通道數(shù)據(jù)都具有位置的維的數(shù)據(jù)的情況下,在取X(n)=第一通道數(shù)據(jù)(n)、Y(n)=第二通道數(shù)據(jù)(n)時,使用X和Y的數(shù)據(jù)組合作成XY圖,這樣,可顯示二維的位置的軌跡。
再者,定義依據(jù)用途所決定的運算,也可顯示與此相應(yīng)結(jié)果的信息。例如,在由第一通道所測定的位置數(shù)據(jù)和第二通道所測定的位置數(shù)據(jù)的兩者,求合成速度,并以時間序列表示該合成速度的情況下,準(zhǔn)備作下述處理X(n)=時間數(shù)據(jù)(n) 然后,用X和Y的數(shù)據(jù)組合作成XY圖,由此,進(jìn)行合成速度Y(n)波形顯示。
通過從多個通道獲得的數(shù)據(jù)間的演算,作出某個數(shù)據(jù)序列,在利用該數(shù)據(jù)序列進(jìn)行波形顯示時,迄今為止,在某個已確定的演算(例如,加法)中是能夠應(yīng)對的,但在需要進(jìn)行在該范疇內(nèi)不能處理的演算時,卻無法應(yīng)對。因此,以前,每當(dāng)需要追加必要的演算時,就必須要追加數(shù)據(jù)處理方法(軟件算法)來應(yīng)對,因此,沒有選擇演算式的自由。就是說,選擇演算式的自由度受到相當(dāng)大限制。
發(fā)明內(nèi)容
所以,本發(fā)明的目的,是提供一種波形顯示裝置,該波形顯示裝置,每當(dāng)追加必要的演算時不追加數(shù)據(jù)處理方法,而從多個通道獲得數(shù)據(jù),使用人員輸入希望的演算式,由此,在顯示器中以波形顯示與所獲得的數(shù)據(jù)有關(guān)的信息。
解決上述課題的依據(jù)本發(fā)明的波形顯示裝置,是對從多個通道輸出的信號進(jìn)行演算,基于演算處理過的數(shù)據(jù),以波形顯示與該信號有關(guān)的信息,其特征在于,具有采樣數(shù)據(jù)存儲裝置,對從上述多個通道輸出的信號進(jìn)行采樣并作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲;演算式輸入裝置,至少輸入一個演算式;演算裝置,從上述采樣數(shù)據(jù)存儲裝置中讀出上述多個通道中至少一個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并將上述至少一個演算式應(yīng)用于上述讀出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中;和顯示器,基于上述演算裝置將上述至少一個演算式應(yīng)用于上述至少一個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)所獲得的表示演算結(jié)果的運算結(jié)果的數(shù)據(jù)以波形顯示有關(guān)上述信號的信息。
依據(jù)本發(fā)明的上述波形顯示裝置,在上述波形顯示中,將第一軸作為時間軸或位置軸,將第二軸作為基于上述演算結(jié)果表示與上述信號有關(guān)的信息的軸。
另外,依據(jù)本發(fā)明的上述波形顯示裝置,在上述波形顯示中,是第一軸基于第一演算結(jié)果的數(shù)據(jù)、第二軸基于第二演算結(jié)果的數(shù)據(jù)來顯示有關(guān)上述信號的信息,其中第一演算結(jié)果的數(shù)據(jù)是將上述至少一種演算式中任意一個以上的演算式應(yīng)用于上述至少一個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中而得到的;第二演算結(jié)果的數(shù)據(jù)是將上述至少一種演算式中其它的任意一個以上的演算式應(yīng)用于上述至少一個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中而得到的。
依據(jù)本發(fā)明的上述波形顯示裝置,上述演算式是從加法、減法、乘法、除法、三角函數(shù)、乘方、平方根、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)中的任何一種或至少兩種以上的演算的組合。
在依據(jù)本發(fā)明的上述波形顯示裝置中,上述顯示器是控制機(jī)床的數(shù)值控制裝置的顯示器。
另外,在依據(jù)本發(fā)明的上述波形裝置中,上述顯示器是個人計算機(jī)的顯示器。
依據(jù)本發(fā)明的波形裝置,每當(dāng)追加必要演算時無需追加數(shù)據(jù)處理方法,而利用通過從多個通道得到的數(shù)據(jù)和使用人員或用戶所輸入的希望的演算式進(jìn)行演算的結(jié)果可以讓顯示器波形顯示有關(guān)所得到的數(shù)據(jù)的信息,所以提高了演算式選擇的自由度。
圖1是適用本發(fā)明的波形顯示裝置的一種實施方式的數(shù)值控制裝置的主要部分方塊圖。
圖2是在機(jī)床中、旋轉(zhuǎn)軸與直線軸同步動作將工件切削成二維形狀的示意圖。
圖3是實施方式的數(shù)值控制裝置的CPU執(zhí)行的波形顯示處理的流程圖。
圖4是顯示從以X軸為時間軸,以Y軸為刀具的直線軸位置和工件旋轉(zhuǎn)軸的角度位置進(jìn)行采樣的數(shù)據(jù)得到波形的圖形。
圖5是顯示從以X軸為時間軸,以Y軸為刀具的直線軸位置×cos(旋轉(zhuǎn)軸角度)和刀具的直線軸位置×sin(旋轉(zhuǎn)軸角度)的演算結(jié)果數(shù)據(jù)所得到的波形的圖形。
圖6是顯示從以X軸為刀具的直線軸位置×cos(旋轉(zhuǎn)角度)、以Y軸為刀具的直線軸×sin(旋轉(zhuǎn)角角度)的演算結(jié)果數(shù)據(jù)所得到的波形的圖形。
圖中10數(shù)值控制裝置11 CPU12 ROM13 RAM14 CMOS存儲器15接口16 PMC17 I/O單元18接口19總線20顯示器/手動輸入單元30軸控制電路31軸控制電路32軸控制電路40伺服放大器41伺服放大器42伺服放大器50伺服電動機(jī)(x軸)51伺服電動機(jī)(y軸)52伺服電動機(jī)(c軸)60主軸控制電路61主軸放大器62主軸電動機(jī)63位置編碼器
具體實施例方式
圖1是適用本發(fā)明的波形顯示裝置的一種實施方式的數(shù)值控制裝置10的主要部分方框圖。CPU11是對數(shù)值控制裝置10進(jìn)行整體控制的處理機(jī)。CPU11,是通過總線19、讀出在ROM12中存儲的系統(tǒng)程序,依據(jù)該系統(tǒng)程序控制整個數(shù)值控制裝置。在RAM13中存儲臨時的計算數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)以及各種數(shù)據(jù)。這里,所謂各種數(shù)據(jù),是指操作人員通過陰極射線管、液晶等所構(gòu)成的顯示器和鍵盤等構(gòu)成的手動輸入裝置組成的顯示器/手動輸入單元20所輸入的數(shù)據(jù)。在該實施方法中,顯示器/手動輸入單元20,兼作基于本發(fā)明的演算式輸入裝置,利用顯示器/手動輸入單元20輸入用戶希望的演算式(至少一個演算式)。
CMOS存儲器14是作為由未圖示的電池后備、即使斷開數(shù)值控制裝置10的電源也可保持存儲狀態(tài)的非揮發(fā)性存儲器而構(gòu)成的。在CMOS存儲器14中,存儲有通過接口15讀入的加工程序和通過顯示器/手動輸入單元20等所輸入的加工程序等。而且,在該實施方式中,在CMOS存儲器14中,存儲有通過顯示器/手動輸入單元20所輸入的至少一個演算式。而且,在ROM12中,預(yù)先存儲用于實施根據(jù)加工程序的生成和編輯所必要的編輯功能和后面所述的將至少一個演算式適用于至少一個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中所得到的演算結(jié)果的數(shù)據(jù)以波形顯示有關(guān)上述通道的數(shù)據(jù)的信息的、波形顯示在顯示器/手動輸入單元20的顯示畫面的波形顯示區(qū)中的波形顯示處理的各種系統(tǒng)程序。
接口15,可與數(shù)值控制裝置10和外圍設(shè)備進(jìn)行連接。PMC(可編程機(jī)床控制器)16,利用數(shù)值控制裝置10內(nèi)置的順序控制程序,在與控制對象的機(jī)床的輔助裝置(例如,工具交換用的機(jī)械手這類執(zhí)行器)之間,通過I/O單元17輸入輸出信號并進(jìn)行控制。而且,I/O單元17,接收在通過數(shù)值控制裝置所控制的作為控制對象的機(jī)床本體中所配備的操作盤的各種開關(guān)等信號,進(jìn)行必要的信號處理后,轉(zhuǎn)送CPU11。
各軸的軸控制電路30~32接收來自CPU11的各軸的移動指令量,通過伺服放大器40~42來對機(jī)械(控制對象)各軸的伺服電動機(jī)50~52進(jìn)行驅(qū)動控制,各軸的伺服電動機(jī)50~52內(nèi)置有位置·速度檢測器,將來自該位置·速度檢測器的位置·速度反饋信號反饋給軸控制電路30~32,進(jìn)行位置·速度的反饋控制。另外,在圖1中,省略了位置·速度的反饋。而且,在各軸控制電路30~32中,與以前一樣設(shè)置有根據(jù)位置的反饋信號來存儲各伺服電動機(jī)50~52的現(xiàn)在位置的寄存器,但在圖1中沒有標(biāo)出。再者,在圖1示例中,將驅(qū)動旋轉(zhuǎn)進(jìn)給桿的旋轉(zhuǎn)軸的伺服電動機(jī)50連接到第一通道(軸控制電路30和伺服放大器40系列),將驅(qū)動進(jìn)給桿的第一直線軸(X軸)的伺服電動機(jī)51與第二通道(軸控制電路31和伺服放大器41系列)連接,而將驅(qū)動進(jìn)給桿的第二直線軸(Y軸)的伺服電動機(jī)2與第三通道(軸控制電路32和伺服放大器42系列)連接。
另外,主軸控制電路60,接收主軸旋轉(zhuǎn)指令,向主軸放大器61輸出主軸速度信號。主軸放大器61接收主軸的速度信號,讓主軸電動機(jī)62以指令的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。位置編碼器63,與主軸電動機(jī)62旋轉(zhuǎn)同步地將反饋脈沖反饋到主軸控制電路60,用于進(jìn)行主軸電動機(jī)62的速度控制。
對上述構(gòu)成的數(shù)值控制裝置10中的波形顯示,說明如下。首先,用戶,從顯示器/手動輸入單元20輸入指定了在顯示器/手動輸入單元20的顯示畫面的波形顯示區(qū)的相當(dāng)于X軸(橫軸)的數(shù)據(jù)列X(n),相當(dāng)于Y軸(縱軸)的數(shù)據(jù)列Y(n)的演算式。另外,演算式,可以輸入選擇了加法、減法、乘法、除法、三角函數(shù)、乘方、平方根、指數(shù)函數(shù)、和對數(shù)函數(shù)中的任何一種或至少2種以上的演算的組合。
茲舉一例,如圖2所示,在利用伺服電動機(jī)50驅(qū)動以該數(shù)值控制裝置10所控制的機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸(第一通道)而使工件旋轉(zhuǎn),利用伺服電動機(jī)51驅(qū)動第一直線進(jìn)給桿(第二通道)而使刀具直線移動,而且,旋轉(zhuǎn)軸和直線軸同步動作來切削二維形狀的情況下,在觀測該加工刀尖的動作時,作為將工件固定并使之旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的角度數(shù)據(jù)的第一通道的位置數(shù)據(jù)(存儲伺服電動機(jī)50的當(dāng)前位置的當(dāng)前值寄存器的值),將切削工件的刀具沿直線運動方向的直線軸的位置數(shù)據(jù)(存儲伺服電動機(jī)51的當(dāng)前位置的當(dāng)前值寄存器的值)作為第二通道的位置數(shù)據(jù),將這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行采樣后作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲。
于是,從顯示器/手動輸入單元,將給出在進(jìn)行波形顯示時的相當(dāng)于X軸(橫軸)、Y軸(縱軸)的數(shù)據(jù)的演算式、作為X=(第二通道的位置數(shù)據(jù))×cos(第一通道的位置(角度)數(shù)據(jù))
Y=(第二通道的位置數(shù)據(jù))×sin(第一通道的位置(角度)數(shù)據(jù))來輸入。
如果將關(guān)于各采樣點,對于從第一通道和第二通道得到的數(shù)據(jù)適用上述演算式得到的演算結(jié)果的數(shù)據(jù),即X(橫軸)和Y(縱軸)的各數(shù)據(jù)列的數(shù)組繪成XY圖,由此,來進(jìn)行波形顯示,就可以用二維顯示工件的形狀波形。
圖3是數(shù)值控制裝置10的CPU11所實行的波形顯示處理流程圖。一旦輸入波形顯示指令,CPU11在每個規(guī)定的采樣周期執(zhí)行圖3所示的處理。首先,獲得各通道的數(shù)據(jù)(步驟S01)。即讀入各軸(伺服電動機(jī)50、51、52)的當(dāng)前值寄存器的值,附加對應(yīng)的數(shù)據(jù)下標(biāo)n(取初始值為1)進(jìn)行存儲。接著,CPU11,解析在CMOS存儲器14中存儲的所輸入的至少一項演算式(步驟S02)。即,對于顯示畫面的X軸(橫軸)和Y軸(縱軸)各自,讀取作為字符串給出的演算式,進(jìn)行被演算通道的指定、運算符種類的指定和演算順序的指定。
例如,對給出下述演算式X=(CH1+CH2)/2的情況進(jìn)行說明,在這種情況下,演算式解析處理,進(jìn)行下述解析。即,作為被演算通道,使用通道1和通道2,作為運算符采用加法與除法,首先進(jìn)行通道1和通道2的加法,隨后,除以常數(shù)“2”。最終演算結(jié)果,保存在X的數(shù)據(jù)的數(shù)組中。根據(jù)演算式解析處理結(jié)果,實施實際運算。而且,這種解析處理,作為演算式,可以解析采用了加法、減法、乘法、除法、三角函數(shù)、乘方、平方根、指數(shù)函數(shù)、和對數(shù)函數(shù)的演算內(nèi)容。
接著,CPU11,依據(jù)演算式來計算用來表示成圖的X軸數(shù)據(jù)、Y軸數(shù)據(jù)(步驟S03)。而后,通過將由計算所得到的X軸數(shù)據(jù)、Y軸數(shù)據(jù)的組合繪成XY圖,在顯示器/手動輸入單元20的顯示器顯示畫面上用波形來顯示與從各通道得到的數(shù)據(jù)有關(guān)的信息(步驟S04)。到此,波形顯示處理的1個周期結(jié)束。
另外,也可以做成為使其伴隨加工切削的開始自動開始實行波形顯示處理。例如,伴隨加工切削的開始設(shè)置實行標(biāo)志,切削一結(jié)束,復(fù)位該實行標(biāo)記,在設(shè)置了實行標(biāo)記的情況下,也可以在規(guī)定采的樣周期實行上述步驟S01~S04的各項處理。
在機(jī)床中,在讓旋轉(zhuǎn)軸和直線軸同步動作切削二維形狀時進(jìn)行波形顯示的情況下,在圖4所示例子中,X軸作為時間軸為X=t(n),Y軸作為刀具的直線軸位置和旋轉(zhuǎn)軸的角度位置,為Y=第二通道和Y=第一通道,對直線軸的第二通道的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣的結(jié)果,表示出圖4由實線所示的大致正弦波形狀。而且,對第一通道的旋轉(zhuǎn)軸的角度位置數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣的結(jié)果,表示出圖4由虛線所示的大致直線的波形。另外,對于Y軸所記的數(shù)值,圖4的左側(cè)為旋轉(zhuǎn)軸的角度位置(deg)、圖4右側(cè)為直線軸位置。從圖4所示的顯示畫面可知直線軸是往復(fù)動作,而旋轉(zhuǎn)軸是一直在一個方向旋轉(zhuǎn)。
圖5,是依據(jù)將X軸作時間軸X=t(n),取Y=(第二通道的位置數(shù)據(jù))×cos(第一通道的位置(角度)數(shù)據(jù))=直線軸位置×cos(旋轉(zhuǎn)軸角度)(在圖5中用實線表示)和取Y=(第二通道的位置數(shù)據(jù))×sin(第一通道的位置(角度)數(shù)據(jù))=直線軸位置×sin(旋轉(zhuǎn)軸角度)(在圖5中用虛線表示的波形)進(jìn)行演算的結(jié)果數(shù)據(jù)表示出的圖。從圖5可讀取由旋轉(zhuǎn)軸和直線軸合成所作的假想X軸、假想Y軸的位置數(shù)據(jù)。
圖6,是將給出與X軸、Y軸相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)的演算式,作為X=(第二通道的位置數(shù)據(jù))×cos(第一通道的位置(角度)數(shù)據(jù))=直線軸位置×cos(旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角)和Y=(第二通道的位置數(shù)據(jù))×sin(第一通道的位置(角度)數(shù)據(jù))=直線軸位置×sin(旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角)進(jìn)行輸入,來表示出其演算結(jié)果的圖。在圖6中,作為與在步驟S01中從各通道得到的數(shù)據(jù)的有關(guān)信息,表示除了與旋轉(zhuǎn)軸和直線軸同步動作所切削的工件的二維形狀波形。
如上所述,由根據(jù)輸入的演算式在顯示器的顯示畫面上顯示其演算結(jié)果,反映適用操作人員所希望的任意的演算式的結(jié)果,可以進(jìn)行與從各通道得到的數(shù)據(jù)有關(guān)的信息的圖形顯示,例如二維形狀波形的圖形顯示。
在以上說明的實施方式中,是將波形顯示顯示在數(shù)值控制裝置10的顯示器/手動輸入單元20的顯示畫面上,但也可以將個人計算機(jī)與數(shù)值控制裝置10連接,將波形顯示顯示在個人計算機(jī)的顯示畫面上。
另外,在上述的實施方式中,在進(jìn)給桿為3軸(有3個通道)的機(jī)床中,以使用其中2軸的數(shù)據(jù)為例進(jìn)行了說明,但是在控制通道數(shù)多的情況下,輸入希望的演算式,選擇希望的通道,采用該數(shù)據(jù)進(jìn)行演算,進(jìn)行圖形顯示,由此,就可以針對使用者希望的數(shù)據(jù)進(jìn)行按希望的形態(tài)的圖形顯示。
權(quán)利要求
1.一種波形顯示裝置,對從多個通道輸出的信號進(jìn)行演算,基于演算處理過的數(shù)據(jù),以波形顯示與該信號有關(guān)的信息,其特征在于,具有采樣數(shù)據(jù)存儲裝置,對從上述多個通道輸出的信號進(jìn)行采樣并作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲;演算式輸入裝置,至少輸入一個演算式;演算裝置,從上述采樣數(shù)據(jù)存儲裝置中讀出上述多個通道中至少一個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并將上述至少一個演算式應(yīng)用于上述讀出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中;和顯示器,基于上述演算裝置將上述至少一個演算式應(yīng)用于上述至少一個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)所獲得的表示演算結(jié)果的運算結(jié)果的數(shù)據(jù)以波形顯示有關(guān)上述信號的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求項1所述的波形顯示裝置,其特征在于,上述波形顯示將第一軸作為時間軸或位置軸,將第二軸作為基于上述演算結(jié)果表示與上述信號有關(guān)的信息的軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求項1所述的波形顯示裝置,其特征在于,上述波形顯示是第一軸基于第一演算結(jié)果的數(shù)據(jù)、第二軸基于第二演算結(jié)果的數(shù)據(jù)來顯示有關(guān)上述信號的信息,其中第一演算結(jié)果的數(shù)據(jù)是將上述至少一種演算式中任意一個以上的演算式應(yīng)用于上述至少一個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中而得到的;第二演算結(jié)果的數(shù)據(jù)是將上述至少一種演算式中其它的任意一個以上的演算式應(yīng)用于上述至少一個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中而得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求項1至3中的任何一項所述的波形顯示裝置,其特征在于,上述演算式是從加法、減法、乘法、除法、三角函數(shù)、乘方、平方根、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)中的任何一種或至少兩種以上的演算的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求項1至4中的任何一項所述的波形顯示裝置,其特征在于,上述顯示器是控制機(jī)床的數(shù)值控制裝置的顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求項1至4中的任何一項所述的波形顯示裝置,其特征在于,上述顯示器是個人計算機(jī)的顯示器。
全文摘要
是從多個通道獲得數(shù)據(jù),根據(jù)使用人員輸入希望的演算式進(jìn)行演算的結(jié)果在顯示器中用波形顯示與所得到的數(shù)據(jù)有關(guān)的信息的波形顯示裝置;輸入至少一個演算式,對從多個通道輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣(S01),解析所輸入的演算式(S02),根據(jù)這種解析將多個通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)適用于至少一個演算式(S03),根據(jù)所得到的演算結(jié)果的數(shù)據(jù)在顯示器中用波形顯示與上述數(shù)據(jù)有關(guān)的信息(S04)。由此,每當(dāng)追加必要的演算時無須追加數(shù)字處理方法、就可以顯示使用人員所希望的演算結(jié)果。
文檔編號G01R13/20GK1636673SQ20041009708
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
發(fā)明者置田肇, 杉山和之 申請人:發(fā)那科株式會社