CN106325209A - 将振动周期转换为加工面上的长度来显示的波形显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将振动周期转换为加工面上的长度来显示的波形显示装置。该波形显示装置具备：位置信息取得部，其以时间序列取得机床的驱动轴的位置信息；时间指定部，其在位置信息的时间序列上指定作为显示对象的时间区间；切线方向速度计算部，其根据位置信息和机床的结构信息来计算机床的工具前端点的切线方向速度；距离计算部，其根据切线方向速度来将时间区间换算为机床的加工面上的两点间的距离；显示部，其显示该两点间的距离。

Description

将振动周期转换为加工面上的长度来显示的波形显示装置

技术领域

本发明涉及一种将机床的振动周期转换为加工面上的长度进行显示的波形显示装置。

背景技术

为了谋求提高通过机床加工的制品的品质，分析波形数据对于确定在制品的加工面上产生的加工不均匀(例如条纹图案)的原因是重要的。

例如，通过分析测量到的波形数据以及驱动轴和工具前端点的位置信息等数据来确定作为加工不均匀的原因的振动源。作为这样的振动源的例子，具有机床的驱动轴的振动、冷却用油泵、机床的强电箱的风扇等。一般来说各振动源具有固有的振动频率(即振动周期的倒数)，将振动源固有的振动频率与制品的加工面上产生的加工不均匀的振动频率的测量结果进行比较，来确定作为该振动频率的原因的振动源。

图19A是示意性地表示制品的加工面上产生的加工不均匀的一个例子，表示基于机床的工具的加工方向和加工不均匀之间的关系。图19B是示意性地表示制品的加工面上产生的加工不均匀的一个例子，表示使用比例尺测定振动周期的例子。如图19A所示那样，在加工面上沿着机床的工具的加工方向由于某种振动源产生具有恒定周期(即恒定频率)的加工不均匀(条纹图案)。如图19B所示那样使用比例尺来测定条纹图案的间隔。例如，在通过比例尺测定的20mm的区间中发生27个条纹时，条纹的间隔为0.741mm。当使机床工具的进给速度为2000mm/min时，振动频率为45Hz(＝2000/60/0.741)。

在波形数据的分析中，除了上述基于频率基准的比较以外，还能够通过存在加工不均匀(条纹图案)的加工面上的距离基准的比较来进行分析。

例如，如在专利第5302371号公报中记载的那样，具有将驱动轴以及工具前端点的速度等时间序列数据转换为横轴移动距离的距离基准的物理数据的发明。专利第5302371号公报所记载的发明在改变加工速度等加工条件来执行相同的加工程序时有用，通过将横轴时间的物理数据转换为横轴移动距离的距离基准的物理数据，即使在不同的加工条件(速度等)下也在相同的加工位置比较物理数据。

机床的驱动轴的位置信息是通过位置检测器时时刻刻取得的时间基准的信息。这样的时间基准波形无法与加工面上实际产生的加工不均匀(条纹图案)直接进行比较，需要用于使时间基准波形与加工面上的距离数据对应起来的某种处理，因此作业变得复杂。

此外例如，专利第5302371号公报所记载的发明无法计算出指定的时间区间的移动距离，因此无法与加工面的振动频率的间隔对应起来分析波形数据。另外，无法通过距离基准来显示频率特性。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种能够将波形数据的振动周期换算为机床的加工面上的两点间距离来进行显示的波形显示装置。

为了实现上述目的，在第一方式中，波形显示装置具备：位置信息取得部，其以时间序列取得机床的驱动轴的位置信息；时间指定部，其在位置信息的时间序列上指定作为显示对象的时间区间；切线方向速度计算部，其根据位置信息和机床的结构信息来计算机床的工具前端点的切线方向速度；距离计算部，其根据切线方向速度来将时间指定部指定的时间区间换算为机床的加工面上的两点间的距离；以及显示部，其显示换算出的两点间的距离。

在此，距离计算部将通过时间指定部指定的时间区间作为积分区间对切线方向速度进行积分，由此计算两点间的距离。

另外，在第二方式中，波形显示装置具备：位置信息取得部，其以时间序列取得机床的驱动轴的位置信息；物理数据取得部，其以时间序列取得表示驱动轴的动作状况的物理数据；时间指定部，其在物理数据或位置信息的时间序列上指定作为显示对象的时间区间；切线方向速度计算部，其根据位置信息和机床的结构信息来计算由时间指定部指定的时间区间中的机床的工具前端点的平均切线方向速度；频率解析部，其对由时间指定部指定的时间区间中的物理数据或位置信息进行频率解析来输出频谱；距离计算部，其使用平均切线方向速度来将频谱的频率换算为与频率对应的机床的加工面上的两点间的距离；以及显示部，其显示换算出的两点间的距离。

另外，在第三方式中，波形显示装置具备：距离输入部，其输入通过机床加工的加工面上的两点间的区间的测定距离；切线方向速度输入部，其输入两点间的区间的机床的工具前端点的平均切线方向速度；频率计算部，其计算平均切线方向速度除以两点间的测定距离得到的值来作为与两点间的测定距离对应的频率；以及显示部，其显示通过频率计算部计算出的频率。

附图说明

通过参照以下的附图，可以更明确地理解本发明。

图1表示包含第一实施例的波形显示装置的***结构。

图2表示第一实施例的波形显示装置的动作流程的流程图。

图3表示机床的工具前端点的轨迹误差的一个例子。

图4是说明5轴加工机的工具前端点的立体图。

图5举例表示图4所示的5轴加工机的工具前端点的轨迹。

图6说明加工面上的两点间的距离的换算。

图7表示机床的工具前端点的轨迹误差的一个例子。

图8表示对图7所示的时间区间进行换算而得到的加工面上的两点间的距离和加工面上的加工不均匀之间的关系。

图9表示包含第二实施例的波形显示装置的***结构。

图10表示第二实施例的波形显示装置的动作流程的流程图。

图11表示机床的工具前端点的轨迹误差的一个例子。

图12举例表示机床的工具前端点的切线方向速度。

图13表示对物理数据进行频率解析而得到的频谱的一个例子。

图14举例表示将通过频率解析部计算出的频谱的频率换算为加工面上的两点间的距离。

图15表示包含第三实施例的波形显示装置的***结构。

图16表示第三实施例的波形显示装置的动作流程的流程图。

图17说明通过机床加工的加工面上的加工不均匀(条纹图案)的间隔的测量以及工具前端点的平均切线方向速度。

图18表示对物理数据进行频率解析所得到的频谱的一个例子。

图19A是示意性地表示制品的加工面上产生的加工不均匀的一个例子，表示基于机床的工具的加工方向和加工不均匀之间的关系。

图19B是示意性地表示制品的加工面上产生的加工不均匀的一个例子，表示使用比例尺测定振动频率的例子。

具体实施方式

以下，参考附图对波形显示装置进行说明，该波形显示装置将振动周期转换为加工面上的长度来进行显示。然而，希望理解本发明并不限于附图或以下说明的实施方式。

图1表示包含第一实施例的波形显示装置的***结构。第一实施例的波形显示装置1与数值控制装置(CNC)102相连接。机床(结构部)101具有至少一个(图示例中为两个)伺服电动机等的驱动轴201，通过数值控制装置(CNC)102基于预先决定的位置指令来控制各个驱动轴201。

波形显示装置1具备：位置信息取得部11，其以时间序列取得机床101的驱动轴的位置信息；时间指定部12，其在通过位置信息取得部11取得的位置信息的时间序列上指定作为显示对象的时间区间；切线方向速度计算部13，其根据位置信息取得部11取得的位置信息和机床101的工具的结构信息来计算机床101的工具前端点的切线方向速度；距离计算部14，其根据由切线方向速度计算部13计算出的切线方向速度来将时间指定部12指定的时间区间换算为机床101的加工面上的两点间的距离；显示部15，其显示上述换算出的两点间的距离。

然后，参考图2～图8说明第一实施例的波形显示装置的处理的一个例子。

图2表示第一实施例的波形显示装置的动作流程的流程图。

首先，在步骤S101中，位置信息取得部11从位置检测器(未图示)以时间序列取得机床101的驱动轴的位置信息。图3表示机床的工具前端点的轨迹误差的一个例子。由于某种振动源导致周期性地产生工具前端点的轨迹误差。

然后在步骤S102中，时间指定部12在位置信息的时间序列上指定作为显示对象的时间区间。例如，作业者经由键盘、鼠标或触摸屏输入装置等用户输入装置来向时间指定部12输入期望的时间区间。

其次在步骤S103中，切线方向速度计算部13根据通过位置信息取得部11取得的位置信息和机床的结构信息来计算机床的工具前端点的切线方向速度。作为机床的结构信息的例子，具有构成工具的部件的各部的尺寸、重量等。

作为一个例子，对机床为5轴加工机时计算工具前端点的切线方向速度进行说明。图4是说明5轴加工机的工具前端点的立体图。如图5所示，将5轴加工机101的直线轴设为X轴、Y轴以及Z轴，将旋转轴设为A轴及B轴。在将在时刻t的这5个轴的坐标分别设为x(t)、y(t)、z(t)、a(t)、b(t)，并将成为两个旋转轴的旋转中心的轴的交点设为M时，如果考虑在加工对象物上固定的坐标系来适当地取得原点，则点M的坐标为(x(t)、y(t)、z(t))。当设从点M到工具前端点的长度为L，并且如图4所示将工具202朝向正下方的位置设为A轴以及B轴的基准位置(原点)时，工具前端点的坐标如式1那样表示。

$\begin{array}{c}Px\left(t\right)=x\left(t\right)+L\×\cos \left(a\right(t\left)\right)\×\sin \left(b\right(t\left)\right)\\ Py\left(t\right)=y\left(t\right)+L\×\sin \left(a\right(t\left)\right)\\ Pz\left(t\right)=z\left(t\right)-L\×\cos \left(a\right(t\left)\right)\×\cos \left(b\right(t\left)\right)\end{array}\mathrm{...}\left(1\right)$

图5举例表示图4所示的5轴加工机的工具前端点的轨迹。在5轴加工机的工具前端点描绘图5所示的轨迹时，在工具前端点的坐标(Px(t)、Py(t)、Pz(t))的切线方向在图5中由虚线箭头表示。当设微小时间为Δt时，在工具前端点的坐标(Px(t)、Py(t)、Pz(t))的切线方向速度的x成分Vx(t)、y成分Vy(t)、z成分Vz(t)如式2所示。

$\begin{array}{c}Vx\left(t\right)=\frac{Px(t+\mathrm{\Δ}t)-Px\left(t\right)}{\mathrm{\Δ}t}\\ Vy\left(t\right)=\frac{Py(t+\mathrm{\Δ}t)-Py\left(t\right)}{\mathrm{\Δ}t}\\ Vz\left(t\right)=\frac{Pz(t+\mathrm{\Δ}t)-Pz\left(t\right)}{\mathrm{\Δ}t}\end{array}\mathrm{...}\left(2\right)$

根据式2，在工具前端点的坐标(Px(t)、Py(t)、Pz(t))的切线方向速度如式3表示。

$Vt\left(t\right)=\sqrt{Vx{\left(t\right)}^2+Vy{\left(t\right)}^2+Vz{\left(t\right)}^2}\mathrm{...}\left(3\right)$

返回到图2，在步骤S104中，距离计算部14根据切线方向速度计算部13计算出的切线方向速度，将通过时间指定部12指定的时间区间换算为机床101的加工面上的两点间的距离。更具体地说，距离计算部14将通过时间指定部12指定的时间区间作为积分区间，对切线方向速度计算部13计算出的切线方向速度进行积分，由此计算与上述时间区间对应的机床101的加工面上的两点间的距离。

图6说明加工面上的两点间的距离的换算。在步骤S102中，考虑通过时间指定部12在位置信息的时间序列上将作为显示对象的时间区间指定为时刻t₁到时刻t₂之间。如图6所示，在将在时刻t₁的工具前端点在加工面上的坐标设为P₁(x(t₁)、y(t₁)、z(t₁))，将在时刻t₂的工具前端点在加工面上的坐标设为P₂(x(t₂)、y(t₂)、z(t₂))时，加工面上的两点间的距离如式4所示，将时刻t₁到时刻t₂之间作为积分区间，通过对切线方向速度进行积分来得到。

$\begin{array}{c}L={\∫}_{t_1}^{t_2}{v}_t\left(t\right)dt={\∫}_{t_1}^{t_2}\sqrt{v_x{\left(t\right)}^2+v_y{\left(t\right)}^2+v_z{\left(t\right)}^2}dt\\ ={\∫}_{t_1}^{t_2}\sqrt{{\left(\frac{dx\left(t\right)}{dt}\right)}^2+{\left(\frac{dy\left(t\right)}{dt}\right)}^2+{\left(\frac{dz\left(t\right)}{dt}\right)}^2}dt\end{array}\mathrm{...}\left(4\right)$

返回到图2，在步骤S105中，显示部15显示通过距离计算部14计算出的两点间的距离。作为显示部15的例子，具有个人计算机或触摸屏的显示器或机床附带的显示器等。又或者，可以使用打印机来打印到纸面等进行显示的方式。又或者，可以将通过距离计算部14计算出的两点间的距离相关的数据保存到例如硬盘、CD-R或者DVD-R等存储介质中，在作业者期望的时期由显示部15进行显示。

如上所述，根据第一实施例可以将位置信息取得部11取得的位置信息的时间序列数据的被指定的时间区间换算成机床101的加工面上的两点间的距离。通过显示部15显示所得到的加工面上的两点间的距离，但是如果与实际的制品的加工面的图像数据重叠显示，则有助于各种分析。对此，参考图7以及图8进行说明。图7表示机床的工具前端点的轨迹误差的一个例子。图8表示换算图7所示的时间区间所得到的加工面上的两点间的距离和加工面上的加工不均匀之间的关系。一般在工具前端点的轨迹误差大的位置容易产生加工不均匀(条纹图案)，该轨迹误差由于振动源而周期性地进行变化。如图7所示在时刻t₁以及时刻t₂存在轨迹误差的峰值时，通过时间指定部12指定时刻t₁到时刻t₂的时间区间T，并通过距离计算部14将该时间期间换算为机床101的加工面上的两点间的距离L。在将在时刻t₁的工具前端点在加工面上的坐标设为P₁(x(t₁)、y(t₁)、z(t₁))，将在时刻t₂的工具前端点在加工面上的坐标设为P₂(x(t₂)、y(t₂)、z(t₂))时，通过距离计算部14计算出的加工面上的两点间的距离L由式4所示。将通过距离计算部14计算出的加工面上的两点间的距离L与针对实际的制品使用比例尺(尺)另外测定到的加工面上的条纹图案的间隔L’进行比较，当它们一致时，能够确定图7所示的工具前端点的轨迹误差是实际的制品的加工面上的加工不均匀的原因。因此，可进行适当变更加工条件从而使工具前端点的轨迹误差变小，谋求提高制品品质的作业。

接下来，对第二实施例进行说明。

图9表示包含第二实施例的波形显示装置的***结构。第二实施例的波形显示装置2与数值控制装置(CNC)102相连接。机床(结构部)101具有至少一个(图示例中为两个)伺服电动机等的驱动轴201，通过数值控制装置(CNC)102，基于预先决定的位置指令来控制各驱动轴201。

波形显示装置2具备：位置信息取得部21，其以时间序列取得机床101的驱动轴201的位置信息；物理数据取得部22，其以时间序列取得表示驱动轴201的动作状况的物理数据；时间指定部23，其在物理数据或者位置信息的时间序列上指定作为显示对象的时间区间；切线方向速度计算部24，其根据位置信息取得部21取得的位置信息和机床101的结构信息来计算在通过时间指定部23指定的时间区间中的机床101的工具前端点的平均切线方向速度；频率解析部25，其对时间指定部23指定的时间区间中的物理数据或者位置信息进行频率解析来输出频谱；距离计算部26，其使用切线方向速度计算部24计算出的平均切线方向速度来将频谱的频率换算为与频率对应的机床101的加工面上的两点间的距离；显示部27，其显示上述换算出的两点间的距离。

其次，参考图10～图14说明第二实施例的波形显示装置的处理的一个例子。

图10表示第二实施例的波形显示装置的动作流程的流程图。

首先，在步骤S201中，位置信息取得部21从位置检测器(未图示)以时间序列取得机床101的驱动轴的位置信息。图11表示机床的工具前端点的轨迹误差的一个例子。由于某种振动源，周期性地产生工具前端点的轨迹误差。

其次，在步骤S202中，物理数据取得部22以时间序列取得表示驱动轴201的动作状况的物理数据。作为表示驱动轴201的动作状况的物理数据的例子，具有针对驱动驱动轴201的电动机的扭矩指令、流过电动机的有效电流的值、对电动机施加的电压值等。

其次在步骤S203中，时间指定部23在物理数据的时间序列上指定作为显示对象的时间区间。又或者，时间指定部23在位置信息的时间序列上指定作为显示对象的时间区间。例如，作业者经由键盘、鼠标或触摸屏输入装置等用户输入装置来向时间指定部23输入期望的时间区间。

其次在步骤S204中，切线方向速度计算部24计算在时间指定部23指定的时间区间中的机床101的工具前端点的平均切线方向速度。图12举例说明机床的工具前端点的切线方向速度。

例如，在将机床101的工具前端点的切线方向速度的瞬间值设为V(t)，通过时间指定部12指定了从时刻t₁到时刻t₂的时间区间T时，可以根据式5求出在时间区间T中的机床101的工具前端点的平均切线方向速度Vt_a。

$V\tan =\frac{{\∫}_{t1}^{t2}Vt\left(t\right)dt}{(t2-t1)}\mathrm{...}\left(5\right)$

又例如，在通过时间指定部23指定了从时刻t₁到时刻t₂的时间区间T时，将时间区间T分割为“n-m”个(其中，m、n是自然数，m＜n)，将分割后的各区间中的机床101的工具前端点的切线方向速度设为V(t)，可以根据式6离散地求出在时间区间T中的机床101的工具前端点的平均切线方向速度Vt_a。

$Vta=\frac{\underset{k=m}{\overset{n}{\Σ}}Vt(k\·\mathrm{\Δ}t)}{(n-m)}\mathrm{...}\left(6\right)$

又例如，在通过时间指定部23指定了从时刻t₁到时刻t₂的时间区间T时，将时间区间T分割为“n-m”个(其中，m、n是自然数，m＜n)，将分割后的各区间中的机床101的工具前端点的切线方向速度设为V(t)，可以作为式7所示的均方根求出在时间区间T中的机床101的工具前端点的平均切线方向速度Vt_a。

$Vtrms=\sqrt{\frac{1}{(n-m)}\underset{k=m}{\overset{n}{\Σ}}Vt{(k\·\mathrm{\Δ}t)}^2}\mathrm{...}\left(7\right)$

返回到图10，在步骤S205中，频率解析部25对在步骤S203中通过时间指定部23指定的时间区间中的物理数据进行频率解析来输出频谱。在步骤S203中通过时间指定部23在位置信息的时间序列上指定了作为显示对象的时间区间时，对指定的时间区间中的位置信息进行频率解析来输出频谱。作为频率解析的例子，例如有傅里叶变换。图13表示对物理数据进行频率解析而得到的频谱的一个例子。在图示的例子中，在频率f_p时存在峰值。

在步骤S206中，距离计算部26使用由切线方向速度计算部24计算出的平均切线方向速度，将通过频率解析部25计算出的频谱的频率换算为与频率对应的机床101的加工面上的两点间的距离。使用通过切线方向速度计算部24计算出的平均切线方向速度V_ta，按照式8对通过频率解析部25计算出的频谱的峰值时的频率f_p进行转换，换算为加工面上的两点间的距离。图14举例表示将频率解析部计算出的频谱的频率换算为加工面上的两点间的距离。

$\begin{array}{c}{L}_P=1/f\×v_{ta}\\ =T\×v_{ta}\end{array}\mathrm{...}\left(8\right)$

返回到图10，在步骤S207中，显示部27显示通过距离计算部26计算出的两点间的距离。作为显示部27的例子，具有个人计算机或触摸屏的显示器或机床附带的显示器等。又或者，可以使用打印机来打印到纸面等进行显示的方式。又或者，可以将通过距离计算部26计算出的两点间的距离相关的数据保存到例如硬盘、CD-R或者DVD-R等存储介质中，在作业者期望的时期由显示部27进行显示。

如上说明的那样，通过第二实施例，能够将物理数据取得部22取得的物理数据的时间序列数据的时间区间或者位置信息取得部21取得的位置信息的时间序列数据的时间区间换算为机床101的加工面上的两点间的距离。通过显示部27显示所得到的加工面上的两点间的距离，但是如果与实际的制品的加工面的图像数据重合来显示，则有助于进行各种分析。对此，参考图13以及图14进行说明。考虑作为通过频率解析部25对物理数据取得部22取得的物理数据进行频率解析的结果，得到图13所示的频谱的情况。为了能够与对于实际的制品使用比例尺(尺)另外测定到的加工面上的条纹图案的间隔L’进行比较，通过距离计算部26将图13所示的频谱的频率换算为机床101的加工面上的两点间的距离L。如果将距离计算部26计算的加工面上的两点间的距离L与针对实际的制品使用比例尺(尺)另外测定到的加工面上的条纹图案的间隔L’进行比较，能够容易地确定作为加工不均匀(条纹图案)的发生原因的振动源。

接下来，对第三实施例进行说明。

图15表示包含第三实施例的波形显示装置的***结构。第三实施例的波形显示装置3与数值控制装置(CNC)102相连接。机床(结构部)101具有至少一个(图示例中为两个)伺服电动机等的驱动轴201，通过数值控制装置(CNC)102，基于预先决定的位置指令来控制各个驱动轴201。

波形显示装置3具备：距离输入部31，其输入通过机床101加工的加工面上的两点间的测定距离；切线方向速度输入部32，其输入在上述两点间进行加工的机床101的工具前端点的平均切线方向速度；频率计算部33，其计算将平均切线方向速度除以上述两点间的测定距离得到的值，来作为与上述两点间的测定距离对应的频率；显示部34，其显示通过频率计算部33计算出的频率。

其次，参考图16～图18说明第三实施例的波形显示装置中的处理的一个例子。

图16表示第三实施例的波形显示装置的动作流程的流程图。

首先，在步骤S301中，在距离输入部31输入通过机床101加工的加工面上的两点间的测定距离。图17说明通过机床加工的加工面上的加工不均匀(条纹图案)的间隔的测定以及工具前端点的平均切线方向速度。如图17所示，使用比例尺(尺)来测定通过机床101加工的加工面上的加工不均匀(条纹图案)的间隔L，并向距离输入部31输入测定到的两点间的距离。例如，作业者经由键盘、鼠标或触摸屏输入装置等用户输入装置来向距离输入部31输入测定到的两点间的距离。

其次在步骤S302中，向切线方向速度输入部32输入在上述两点间加工的机床101的工具前端点的平均切线方向速度V_ta。例如，可以使用根据数值控制装置102对通过机床101进行的该加工进行控制时所使用的数据计算出的平均切线方向速度V_ta。又或者，还可以实际测定机床101的工具前端点的移动距离以及移动时间，将测定到的移动距离除以移动时间来求出平均切线方向速度V_ta，并由作业者自身将其输入到切线方向速度输入部32。

其次在步骤S303中，频率计算部33计算将平均切线方向速度V_ta除以上述两点间的测定距离L得到的值，来作为与上述两点间的测定距离对应的频率f。更具体地说，将两点间的测定距离L除以平均切线方向速度V_ta得到的值T(＝L/V_ta)表示周期，因此如式9所示，该周期的倒数1/T成为频率f。

f＝1/(L/v_ta) …(9)

接着在步骤S304中，显示部34显示频率计算部33计算出的频率。作为显示部34的例子，具有个人计算机或触摸屏的显示器或机床附带的显示器等。又或者，可以使用打印机来打印到纸面等进行显示的方式。又或者，可以将与频率计算部33计算出的频率相关的数据保存到例如硬盘、CD-R或者DVD-R等存储介质中，在恰当的时期由显示部34进行显示。

如以上说明的那样，通过第三实施例，能够将输入到距离输入部31的通过机床101加工的加工面上的两点间的测定距离(即通过机床101加工的加工面上的加工不均匀(条纹图案)的间隔)L换算为频率。通过显示部34显示得到的频率，但是如果将针对驱动驱动轴201的电动机的扭矩指令或流过电动机的有效电流的值或向电动机施加的电压值等预定时间区间中的物理数据进行频率解析(例如傅里叶变换)，并将由此得到的频谱与显示部34显示的频率进行比较，则能够有助于进行各种分析。图18表示对物理数据进行频率解析所得到的频谱的一个例子。在图示的例子中，在频率f_p时存在峰值。考虑对物理数据进行频率解析从而得到图18所示的频谱的情况。为了能够与通过频率解析得到的与物理数据相关的频谱进行比较，将输入到距离输入部31的通过机床101加工的加工面上的两点间的测定距离(即通过机床101加工的加工面上的加工不均匀(条纹图案)的间隔)L换算为频率。如果将通过频率解析得到的与物理数据相关的频谱的峰值f_p与对加工面上的两点间的测定距离L进行换算得到的频率进行比较，能够容易确定作为加工不均匀(条纹图案)发生原因的振动源。

以上说明的第一实施例中的位置信息取得部11、时间指定部12、切线方向速度计算部13以及距离计算部14，第二实施例中的位置信息取得部21、物理数据取得部22、时间指定部23、切线方向速度计算部24、频率解析部25以及距离计算部26，以及第三实施例中的距离输入部31、切线方向速度输入部32以及频率计算部33例如可以通过软件程序形式来构筑，或者也可以通过将各种数字电路与软件程序相组合来构筑。例如在通过软件程序形式来构筑这些单元时，通过上述各部按照该软件程序进行动作来实现上述各部的功能。

通过本发明，能够实现可将机床的振动周期换算为机床的加工面上的两点间的距离来进行显示的波形显示装置。

例如在专利第5302371号公报所记载的发明中，由于无法计算指定的时间区间的移动距离，因此无法与加工面的变动周期的间隔相对应地分析波形数据，另外，无法通过距离基准显示频率特性。对此，根据本发明能够与加工面的变动周期的间隔相对应地分析波形数据，另外，可以通过距离基准显示频率特性。

通过第一实施例，能够将机床的位置信息的时间序列数据的指定的时间区间换算为机床101的加工面上的两点间的距离。通过显示部显示换算出的加工面上的两点间的距离，但是如果能够与实际的制品加工面的图像数据重合来显示，则有助于进行各种分析。一般在工具前端点的轨迹误差大的位置容易产生加工不均匀(条纹图案)，该轨迹误差具有周期性变化的情况。通过将换算出的加工面上的两点间的距离与针对实际的制品使用比例尺(尺)另外测定到的加工面上的条纹图案的间隔进行比较，能够容易地确定实际的制品的加工面上的加工不均匀的原因。例如，能够容易地进行以下的作业：适当地变更加工条件以使工具前端点的轨迹误差变小，谋求提高制品的品质。

通过第二实施例，能够对驱动机床的驱动轴的电动机的扭矩指令、流过电动机的有效电流的值、向电动机施加的电压值等物理数据或位置信息的时间序列数据进行频率解析来求出频谱，并将得到的频谱的频率换算为与该频率对应的机床的加工面上的两点间的距离。通过显示部显示换算出的加工面上的两点间的距离，但是如果能够与实际的制品加工面的图像数据重合来显示，则有助于进行各种分析。例如，通过将换算出的加工面上的两点间距离与针对实际的制品使用比例尺(尺)另外测定的加工面上的条纹图案的间隔进行比较，能够容易确定作为加工不均匀的发生原因的振动源。

通过第三实施例，能够将通过机床加工的加工面上的两点间的测定距离(即通过机床加工的加工面上的加工不均匀(条纹图案)的间隔)换算为频率。通过显示部显示换算出的频率，但是如果能够对驱动驱动轴的电动机的扭矩指令、流过电动机的有效电流的值、向电动机施加的电压值等预定时间区间中的物理数据进行频率解析(例如傅里叶变换)，并将由此得到的频谱与显示部显示的频率进行比较，则有助于进行各种分析。例如，如果将通过频率解析得到的与物理数据相关的频谱与对加工面上的两点间的测定距离进行换算得到的频率进行比较，能够容易确定作为加工不均匀(条纹图案)的发生原因的振动源。

Claims (4)

1.一种波形显示装置，其特征在于，具备：

位置信息取得部，其以时间序列取得机床的驱动轴的位置信息；

时间指定部，其在所述位置信息的时间序列上指定作为显示对象的时间区间；

切线方向速度计算部，其根据所述位置信息和所述机床的结构信息来计算所述机床的工具前端点的切线方向速度；

距离计算部，其根据所述切线方向速度来将所述时间区间换算为所述机床的加工面上的两点间的距离；以及

显示部，其显示所述两点间的距离。

2.根据权利要求1所述的波形显示装置，其特征在于，

所述距离计算部将所述时间区间作为积分区间对所述切线方向速度进行积分，由此计算所述两点间的距离。

3.一种波形显示装置，其特征在于，具备：

位置信息取得部，其以时间序列取得机床的驱动轴的位置信息；

物理数据取得部，其以时间序列取得表示所述驱动轴的动作状况的物理数据；

时间指定部，其在所述物理数据或所述位置信息的时间序列上指定作为显示对象的时间区间；

切线方向速度计算部，其根据所述位置信息和所述机床的结构信息来计算所述时间区间中的所述机床的工具前端点的平均切线方向速度；

频率解析部，其对所述时间区间中的所述物理数据或所述位置信息进行频率解析来输出频谱；

距离计算部，其使用所述平均切线方向速度来将所述频谱的频率换算为与频率对应的所述机床的加工面上的两点间的距离；以及

显示部，其显示所述两点间的距离。

4.一种波形显示装置，其特征在于，具备：

距离输入部，其输入通过机床加工的加工面上的两点间的区间的测定距离；

切线方向速度输入部，其输入在所述两点间的区间进行了加工的所述机床的工具前端点的平均切线方向速度；

频率计算部，其计算将所述平均切线方向速度除以所述两点间的测定距离得到的值来作为与所述两点间的测定距离对应的频率；以及

显示部，其显示所述频率。