具有程序块执行时间显示功能的数值控制装置的制作方法

本发明涉及一种具有程序中的程序块的执行所花费的时间的显示功能的数值控制装置。

背景技术：

对在控制机械的数值控制装置上执行的程序进行生成或修改的操作者，在对该程序进行生成或修改之后，多数情况下，在确认该程序正确地动作的同时确认基于该程序控制机械来进行的加工所花费的加工时间。作为知晓加工时间的手段，在例如日本特开2012-243152号公报公开了一种显示程序的执行时间、自动运转启动中的累积的运转时间的技术。

然而，在日本特开2012-243152号公报所公开的技术中，在为了削减周期时间而进行程序的重新研究的情况下，没有知晓在哪一个程序块中花费实际加工时间的方法，另外，即使知晓了程序块单位的实际加工时间，若没有成为表示各程序块中的恰当的加工时间的基准的数据，则也难以验证该程序块的实际加工时间的妥当性。

另外，在多路径系统(multiple-pathsystem)的情况下，分别执行用于控制各路径的程序，但难以一眼就把握对各路径进行控制的各程序所含有的程序块间的关系。因此，即使存在可进行多路径系统上的加工工序的集约的部分，操作者也无法注意到各程序内的可进行集约的部分，结果，存在周期时间延长的情况。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种可容易地把握程序的各程序块的实际加工时间的妥当性的数值控制装置。

本发明的数值控制装置基于至少1个程序对具备至少1个轴的机械进行控制，其中，该数值控制装置具备：实际加工时间测量部，其对所述程序所含有的至少1个程序块的执所花费的实际的时间即实际加工时间进行测量；和显示部，其生成能够把握所述程序块与该程序块的实际加工时间之间的关系的显示数据。

也可以是，所述数值控制装置还具备基准加工时间计算部，其对所述程序所含有的至少1个程序块的执行所花费的理论时间即基准加工时间进行计算，所述显示部生成能够把握所述程序块、该程序块的实际加工时间和该程序块的基准加工时间之间的关系的显示数据。

也可以是，所述数值控制装置还具备主要原因确定部，其针对所述程序所含有的至少1个程序块，在所述实际加工时间与所述基准加工时间之间的差值是预先设定的预定阈值以上的情况下，对该差值的主要原因进行确定，所述显示部生成能够把握所述程序块、该程序块的实际加工时间和所述主要原因之间的关系的显示数据。

也可以是，所述机械具备多个路径，所述数值控制装置基于对各个所述路径进行控制的程序来控制所述机械，所述显示部生成能够把握所述多个路径的各个实际加工时间的关系的显示数据。

根据本发明，操作者能够根据实际加工时间与理论值之间的差值把握存在实际加工时间不妥当的可能性的程序块，可根据产生该差值的主要原因容易地进行原因的确定。

另外，在显示对多路径系统进行控制的程序的情况下，易于把握各程序块的路径(path)间的关系，能够有助于用于工序的集约、周期时间的缩短的程序改善。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的数值控制装置的功能框图。

图2是图1的数值控制装置中的画面的显示例，其中，(a)为时间阈值[msec]的显示；(b)为比例阈值[％]的显示；(c)为程序的显示；(d)为实际加工时间tr[msec]的显示；(e)为无加减速基准加工时间tbna[msec]的显示；(f)为有加减速基准加工时间tba[msec]的显示；(g)为差值|tr-tbna|[msec]的显示；(h)为差值|tr-tba|[msec]的显示；(i)为差值的主要原因的显示。

图3是本发明的另一实施方式的数值控制装置的功能框图。

图4是图3的数值控制装置中的画面的显示例，其中，(a)为实际加工时间tr的显示(时间反映到宽度)；(b)为程序块编号的显示；(c)为程序的显示；(d)为主要原因的显示。

具体实施方式

在本发明的数值控制装置中，针对程序所含有的各程序块，对该程序块的执行所花费的时间即实际加工时间进行测量，并且基于各程序块的内容对理论加工时间进行计算，以可比较的方式显示该测量到的实际加工时间和计算出的理论加工时间。

另外，在本发明的数值控制装置中，对于测定出的实际加工时间与计算出的理论加工时间之间的差值超过预先设定的阈值的程序块，对该程序块的内容和由该程序块控制的机械的动作所涉及的数据(伺服数据等)进行分析，对实际加工时间与理论加工时间之间的差值产生的主要原因进行确定并显示。

而且，在本发明的数值控制装置中，对于对多路径系统进行控制的多个程序，以时间基准同时显示对各路径进行控制的各程序所含有的各程序块的实际加工时间，从而一看就能够把握在各路径的控制下所执行的程序的各程序块的关系。

图1是本发明的一实施方式的数值控制装置的功能框图。

本实施方式的数值控制装置1具备指令分析部10、插补部11、伺服控制部12、实际加工时间测量部13、基准加工时间计算部14、伺服数据取得部15、主要原因确定部16以及显示部17。

指令分析部10从存储于未图示的存储器的程序20逐次读出对作为控制对象的机械的动作进行指示的程序块并进行分析，基于其分析结果生成对由伺服电动机2驱动的轴的移动进行指示的指令数据，将该生成的指令数据向插补部11输出。另外，将作为分析对象的程序块和作为该程序块的分析结果的指令数据向基准加工时间计算部14输出。

插补部11基于从指令分析部接收到的指令数据，生成插补数据作为基于指令数据的指令路径上的每个插补周期的点，并且进行对应于该生成的插补数据的每个插补周期的各轴的速度的调整(加减速处理)，将在每个插补周期调整后的插补数据作为对每个插补周期的伺服电动机2的位置(移动量)进行指示的位置指令a向伺服控制部12输出。

伺服控制部12基于从插补部11接收到的位置指令a控制对作为控制对象的机械的轴进行驱动的伺服电动机2。该伺服控制部12在进行伺服电动机2的控制时，逐次取得了表示伺服电动机2的位置反馈b的伺服数据。

实际加工时间测量部13在执行程序20时，按照程序20所含有的每个程序块对该程序块的执行所花费的时间即实际加工时间tr进行测量，将该测量出的实际加工时间tr与各程序块相关联地存储于存储部21。作为每个程序块的实际加工时间tr的测量方法，例如也可以取得从指令分析部10输出的指令数据或从插补部11向伺服控制部12输出的插补数据、以及包括伺服数据取得部15从伺服控制部12取得的与伺服电动机2的位置有关的数据的伺服数据，对基于各程序块的控制的开始时间点和结束时间点进行检测，将从未图示的计时器等取得的基于各程序块的控制的开始时间点的时刻与结束时间点的时刻之差值设为实际加工时间tr。

基准加工时间计算部14基于从指令分析部10接收到的程序块和作为该程序块的分析结果的指令数据，对各程序块的理论加工时间即基准加工时间tb进行计算，并将该基准加工时间tb与该程序块相关联地存储于存储部21。

作为基准加工时间计算部14所计算的基准加工时间的例子，存在根据各程序块的移动距离和指令速度计算出的无加减速基准加工时间tbna。无加减速基准加工时间tbna是没有考虑加减速的时间的单纯的预测时间，能够通过以下的(1)式进行计算。此外，在(1)式中，移动距离l是由该程序块的指令所指示的轴的移动量，指令速度f是由该程序块的指令所指示的轴的移动速度。操作者能够根据该无加减速基准加工时间tbna与实际加工时间tr之间的差值确认插补部11的加减速处理带来的影响。

作为基准加工时间计算部14所计算的基准加工时间的另一个例子，存在通过上述日本特开2012-243152号公报所公开的技术、或者利用模拟装置等进行计算的加工时间预测处理计算出的有加减速基准加工时间tba。

基准加工时间计算部14也可以针对各程序块对上述那样的多个种类的基准加工时间tb进行计算，将各基准加工时间tb与该程序块相关联地存储于存储部21。

伺服数据取得部15从伺服控制部12取得包括伺服控制部12从插补部11接收的位置指令a和从伺服电动机2逐次取得的伺服电动机2的位置反馈b的伺服数据，将该所取得的伺服数据与各程序块相关联地存储于存储部21。伺服数据取得部15所取得的伺服数据，也可以例如使按照每个插补周期或每个单位时间取得的(多个)伺服数据与各程序块相关联地存储于存储部21，以便能够把握伺服电动机2的位置相对于时间变化的位移。

主要原因确定部16通过上述的基准加工时间计算部14、实际加工时间测量部13、以及伺服数据取得部15，基于与程序20所含有的各程序块相关联地存储的实际加工时间tr、基准加工时间tb(无加减速基准加工时间tbna、有加减速基准加工时间tba)、以及伺服数据，对实际加工时间与基准加工时间存在差值的情况下的该差值的主要原因进行确定。

主要原因确定部16首先求出实际加工时间tr与基准加工时间tb之间的差值，在该求出来的差值比预先确定的预定的阈值大的情况下，将该程序块确定为实际加工时间tr与基准加工时间tb存在差值的程序块。作为阈值的例子，想到时间阈值和比例阈值。在使用时间阈值的情况下，在实际加工时间tr与基准加工时间tb之间的差值比该时间阈值大的情况下，将该程序块确定为实际加工时间tr与基准加工时间tb存在差值的程序块即可。另外，在使用比例阈值的情况下，在满足以下的(2)式的情况下，将该程序块确定为实际加工时间tr与基准加工时间tb存在差值的程序块即可。

此外，在如上述那样记录有无加减速基准加工时间tbna、有加减速基准加工时间tba等多个基准加工时间的情况下，主要原因确定部16针对有加减速基准加工时间tba确定存在差值的程序块即可。

主要原因确定部16对接下来确定的实际加工时间tr与基准加工时间tb存在差值的程序块的数据进行分析，来对该差值的主要原因进行确定。

存在差值的程序块为m(辅助功能)、s(主轴功能)、t(刀具功能)、b(第2辅助功能)等辅助功能的情况下，通过进行与相应的功能有关的分析，确定差值的主要原因。各辅助功能与g代码的移动指令等不同，基于指令的动作所花费的时间根据状况分别大幅度变化，因此，各辅助功能的动作本身可能成为差值的主要原因。作为差值的主要原因的例子，在该指令是与其他路径的等待指令的情况下，“与其他路径的等待m代码”成为主要原因，在该指令是刀具更换指令的情况下，“基于t代码的刀具功能”成为主要原因。

另一方面，在存在差值的程序块是快速进给指令(g00)、切削进给指令(g01)等进给指令的情况下，通过对与该程序块相对应地存储于存储部21的伺服数据进行分析，对差值的主要原因进行确定。伺服数据如上述那样包括伺服控制部12从插补部11接收的位置指令a和从伺服电动机2逐次取得的伺服电动机2的位置反馈b，与各程序块相关联地存储于存储部21。

主要原因确定部16基于该伺服数据，将单位统一并对例如作为分析对象的程序块的指令速度f和由以下的(3)式计算的位置指令速度a’(位置指令a的微分值)进行比较。并且，在通过(3)式计算的位置指令速度a’在该程序块下的控制中一次也没有达到由程序块指示的指令速度f的情况下，将“未达到指令速度”确定为差值的主要原因。

另外，主要原因确定部16根据伺服数据所含有的位置指令a与伺服电动机2的位置反馈b之间的差值对误差量c进行计算，在该计算出的误差量c比预先设定的容许误差量的阈值大的情况下，将“由伺服的跟踪性导致的延迟”确定为差值的主要原因。

显示部17生成显示与各程序块相关联地存储于存储部21的实际加工时间tr、基准加工时间tb、以及主要原因确定部16所计算出的每个程序块的实际加工时间tr与基准加工时间tb之间的差值、各程序块的实际加工时间tr与基准加工时间tb之间的差值的主要原因等的显示数据，并将该显示数据显示于未图示的显示装置。

图2示出了将显示部17所生成的显示数据显示于显示装置的画面的例子。

在图2的画面例中，与对应的程序块并列显示了实际加工时间tr、作为基准加工时间tb的无加减速基准加工时间tbna和有加减速基准加工时间tba、各实际加工时间tr与基准加工时间之间的差值、以及差值的主要原因。通过进行这样的显示，操作者能够针对各程序块根据实际加工时间与理论值之间的差值把握存在实际加工时间不妥当的可能性的程序块，另外，可根据产生该差值的主要原因容易地进行原因的确定。

此外，显示部17所生成的显示数据中无需含有上述全部数据，也可以与操作者的目的相应地仅显示一部分数据。例如，仅并列显示实际加工时间tr和基准加工时间tb，操作者也能够充分地把握程序的各程序块的实际加工时间的妥当性。另外，即使不显示差值也可以仅显示差值的主要原因。而且，也可以在各程序块的旁边显示表示误差量c的变化的图表，也可一并显示其他显示项目。

图3是本发明的对多路径系统进行控制的情况下的数值控制装置的功能框图。

该实施方式的数值控制装置1在具备驱动各路径的多个伺服电动机2和对各伺服电动机2进行控制的多个伺服控制部12这一点与图1所示的数值控制装置1不同。此外，也可以针对各路径准备指令分析部10、插补部11、实际加工时间测量部13、基准加工时间计算部14、伺服数据取得部15。

本实施方式的指令分析部10从存储于未图示的存储器的对各路径进行控制的各程序20逐次读出对作为控制对象的机械的动作进行指示的程序块并进行分析，基于其分析结果生成对由各路径的伺服电动机2驱动的轴的移动进行指示的各路径的指令数据，将该生成的各路径的指令数据向插补部11输出。另外，将作为分析对象的各路径的程序块和作为该程序块的分析结果的指令数据向基准加工时间计算部14输出。

插补部11基于从指令分析部接收到的各路径的指令数据生成各路径的插补数据作为基于指令数据的指令路径上的每个插补周期的点，并且，进行与该所生成的各路径的插补数据对应的每个插补周期的各轴的速度的调整(加减速处理)，将在每个插补周期调整后的插补数据作为对每个插补周期的伺服电动机2的位置(移动量)进行指示的位置指令a，向各路径的伺服控制部12输出。

伺服控制部12基于从插补部11接收到的位置指令a对驱动作为控制对象的各路径的机械的轴的各路径的伺服电动机2进行控制。伺服控制部12在进行各路径的伺服电动机2的控制时，逐次取得了表示该伺服电动机2的位置反馈b的伺服数据。

实际加工时间测量部13在执行各路径的程序20时按照各程序20所含有的每个程序块对该程序块的执行所花费的时间即实际加工时间tr进行测量，将该测量出的实际加工时间tr与各程序的各程序块相关联地存储于存储部21。此外，实际加工时间测量部13对实际加工时间tr的测量方法，与图1所示的实施方式相同。

基准加工时间计算部14基于从指令分析部10接收到的各路径的程序的程序块和作为该程序块的分析结果的指令数据，对各路径的程序的各程序块的理论加工时间即基准加工时间tb进行计算，将该计算出的基准加工时间tb与各程序的各程序块相关联地存储于存储部21。此外，基准加工时间计算部14对基准加工时间tb的计算方法与图1所示的实施方式中的该计算方法相同。

伺服数据取得部15从各路径的伺服控制部12取得包括各路径的伺服控制部12从插补部11接收的位置指令a和从各路径的伺服电动机2逐次取得的各路径的伺服电动机2的位置反馈b的伺服数据，将该所取得的伺服数据与各路径的程序的各程序块相关联地存储于存储部21。此外，伺服数据取得部15对伺服数据的取得方法与图1所示的实施方式中的该取得方法相同。

主要原因确定部16，通过上述的基准加工时间计算部14、实际加工时间测量部13、伺服数据取得部15，基于与各路径的各程序20所含有的各程序块相关联地存储的实际加工时间tr、基准加工时间tb(无加减速基准加工时间tbna、有加减速基准加工时间tba)、以及伺服数据，对实际加工时间与基准加工时间存在差值的情况下的该差值的主要原因进行确定。此外，主要原因确定部16对实际加工时间与基准加工时间的差值的计算方法和该差值的主要原因的确定方法，与图1所示的实施方式中的该计算方法和该确定方法相同。

显示部17生成显示与各程序块相关联地存储于存储部21的实际加工时间tr、基准加工时间tb、以及主要原因确定部16所计算出的各路径的各程序20所含有的每个程序块的实际加工时间tr与基准加工时间tb之间的差值、各路径的各程序20所含有的各程序块的实际加工时间tr与基准加工时间tb之间的差值的主要原因等的显示数据，并显示于未图示的显示装置等。

图4示出了将显示部17所生成的显示数据显示于显示装置的画面的例子。在图4的例子中，将各路径的程序的各程序块的执行所花费的实际加工时间tr设为具有与该实际加工时间tr的长度相应的横向宽度的箱(box)，作为将该箱从该程序的开头的程序块依次向右连结而成的显示来表现各路径。各箱中显示所对应的程序块的程序块编号，另外，在该箱下方显示基于与该箱对应的程序块的指令、实际加工时间tr与基准加工时间tb之间的差值的主要原因。并且，使执行时的时间轴一致并沿着纵向排列显示这些各路径的显示。通过进行这样的显示，操作者易于把握各程序块的路径间的时间关系，能够有助于用于工序的集约、周期时间的缩短的程序改善。

此外，显示部17所生成的显示数据无需包含上述的项目的全部，也可以与操作者的目的相应地仅显示一部分数据。另外，也可以将各路径的基准加工时间tb作为与上述的实际加工时间的显示同样的显示而排列显示于各路径的显示之下。而且，也可一并显示其他显示项目。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不只限定于上述的实施方式的例子，能够通过施加适当的变更而以各种形态实施。

例如，在上述的实施方式中，说明了与程序的执行同时地进行基准加工时间计算部14对基准加工时间tb的计算的情况，但基准加工时间tb的计算无需与程序的执行同时进行，也可以预先仅针对程序的各程序块进行基准加工时间tb的计算并与各程序块相关联地存储于存储部21。

另外，在上述的实施方式中，将进行能够把握程序的各程序块、该程序块的实际加工时间、基准加工时间等的关系的显示的实施方式、和进行能够把握各路径的程序的各程序块的实际加工时间的关系的显示的实施方式作为不同的实施方式进行了说明，但也可以将数值控制装置1构成为能够一边对这两种显示进行切换一边显示的方式。