JP6920972B2 - Method for optimizing simulation conditions, manufacturing process simulation equipment, manufacturing process simulation system and program - Google Patents

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Description

本発明は、シミュレーションの条件の適正化方法、製造工程シミュレーション装置、製造工程シミュレーションシステム及びプログラムに関する。 The present invention relates to a method for optimizing simulation conditions, a manufacturing process simulation device, a manufacturing process simulation system, and a program.

近年、複雑かつ高度な加工が可能な工作機械が提供されるようになり、従来は加工できなかった部材でも加工対象として扱われるようになってきている。工作機械で加工を行う場合、加工対象物ごとに適切な加工条件を見つけ出して設定する必要がある。一般に適切な加工条件を見つけるまでには、何度も加工を繰り返してその加工条件が適切かどうかを見極めなければならないが、加工対象の広がりに伴い、加工条件の設定に多大な労力、費用を要している。この労力を削減するために、工作機械による加工をコンピュータによってシミュレーションし、実際の加工を行うことなく適切な加工条件を見つけ出して設定する取り組みがなされている。 In recent years, machine tools capable of complicated and advanced machining have been provided, and even members that could not be machined in the past are being treated as machining targets. When machining with a machine tool, it is necessary to find and set appropriate machining conditions for each object to be machined. Generally, in order to find an appropriate processing condition, it is necessary to repeat the processing many times to determine whether the processing condition is appropriate. However, as the processing target expands, a great deal of labor and cost are required to set the processing condition. I need it. In order to reduce this labor, efforts are being made to find and set appropriate machining conditions without actually performing machining by simulating machine tool machining with a computer.

特許文献1には、複数の工程を有する製造工程のシミュレータが記載されている。特許文献1には、LSIの製造において、生産管理システムと製造工程のシミュレータとを密接に連携させて製造を行うことにより製造プロセスを最適化する方法が開示されている。特許文献1に記載の方法では、シミュレータが、製造工程ごとにシミュレーションを行って最適な作業手順や製造条件を指示するデータを生成し、生産管理システムが、生成された指示データを、各製造工程を担当する製造装置に入力する。 Patent Document 1 describes a simulator of a manufacturing process having a plurality of processes. Patent Document 1 discloses a method of optimizing a manufacturing process by closely linking a production control system and a simulator of a manufacturing process in manufacturing an LSI. In the method described in Patent Document 1, the simulator performs a simulation for each manufacturing process to generate data instructing the optimum work procedure and manufacturing conditions, and the production control system uses the generated instruction data for each manufacturing process. Enter into the manufacturing equipment in charge of.

特開平9−34533号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-34533

ところで、特許文献1には、製造工程のシミュレータを最適化する技術は開示されていない。例えば、新規材料や新規形状の加工物を複数の工程を経て製造する場合、各工程のシミュレータが新規材料に対応しておらず、シミュレーションの精度が低い可能性がある。その場合、ユーザは、シミュレーションによって加工条件を設定することができない為、例えば、全ての工程で、実際に加工を繰り返すことによって加工条件を設定しなければならない可能性がある。 By the way, Patent Document 1 does not disclose a technique for optimizing a simulator in a manufacturing process. For example, when a new material or a processed product having a new shape is manufactured through a plurality of processes, the simulator of each process does not correspond to the new material, and the accuracy of the simulation may be low. In that case, since the user cannot set the machining conditions by simulation, for example, there is a possibility that the machining conditions must be set by actually repeating the machining in all the steps.

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできるシミュレーションの条件の適正化方法、製造工程シミュレーション装置、製造工程シミュレーションシステム及びプログラムを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for optimizing simulation conditions, a manufacturing process simulation device, a manufacturing process simulation system, and a program that can solve the above-mentioned problems.

本発明の一つの態様によれば、シミュレーションの条件の適正化方法は、複数の工程を含む製造工程をコンピュータによるシミュレーションの条件の適正化方法であって、前記製造工程の全ての前記工程を実行して得られる最終製造物のシミュレーション結果である第1の最終結果を算出するステップと、前記製造工程の全ての前記工程を実際に実行して得られる最終製造物の結果情報である第2の最終結果を前記コンピュータが取得するステップと、前記第1の最終結果と前記第2の最終結果との一致度を評価するステップと、前記一致度が所定の閾値以下の場合、前記一致度の差異を発生させた前記工程を特定するステップと、差異を発生させた前記工程におけるシミュレーションの前提条件を変更するステップと、変更後の前記前提条件を適用して差異を発生させた前記工程以降の前記工程についてシミュレーションを実行し、新たに算出された前記第1の最終結果と前記第2の最終結果の一致度を再評価するステップと、を有し、前記コンピュータが、前記一致度が所定の閾値を上回るまで、前記前提条件を変更させつつ、前記第1の最終結果を繰り返し算出する。 According to one aspect of the present invention, the method for optimizing the simulation conditions is a method for optimizing the conditions for simulating a manufacturing process including a plurality of steps by a computer, and all the steps of the manufacturing process are executed. The step of calculating the first final result, which is the simulation result of the final product obtained, and the second, which is the result information of the final product obtained by actually executing all the steps of the manufacturing process. The difference between the step of acquiring the final result by the computer, the step of evaluating the degree of agreement between the first final result and the second final result, and the degree of agreement when the degree of agreement is equal to or less than a predetermined threshold value. The step of specifying the process in which the difference was generated, the step of changing the preconditions for simulation in the process in which the difference was generated, and the step after the step in which the difference was generated by applying the changed preconditions. The computer has a step of executing a simulation for the process and re-evaluating the degree of agreement between the newly calculated first final result and the second final result, and the degree of agreement is a predetermined threshold value. The first final result is repeatedly calculated while changing the preconditions until the above is exceeded.

本発明の一つの態様によれば、前記一致度を再評価するステップでは、差異を発生させた前記工程以降であって、差異を発生させた前記工程に関係する処理を行う前記工程についてのみシミュレーションを実行する。 According to one aspect of the present invention, in the step of re-evaluating the degree of agreement, simulation is performed only for the step after the step in which the difference is generated and in which the process related to the step in which the difference is generated is performed. To execute.

本発明の一つの態様によれば、前記前提条件を変更するステップでは、差異を発生させた前記工程を実際に実行したときに計測した前記前提条件に関する計測情報に基づいて、前記前提条件を調整する。 According to one aspect of the present invention, in the step of changing the precondition, the precondition is adjusted based on the measurement information about the precondition measured when the step that caused the difference is actually executed. do.

本発明の一つの態様によれば、前記シミュレーションの条件の適正化方法は、前記工程の各々について、該工程における加工を実行する加工機械の動作に関する設定条件の範囲を算出するステップ、をさらに有する。 According to one aspect of the present invention, the method of optimizing the conditions of the simulation further includes, for each of the steps, a step of calculating a range of set conditions relating to the operation of the machining machine that performs the machining in the step. ..

本発明の一つの態様によれば、前記前提条件には、その前提条件に係る前記工程における加工を実行する加工機械の性能に関するパラメータおよび前記工程における製造対象の材質に関するパラメータのうち少なくとも一つが含まれる。 According to one aspect of the present invention, the precondition includes at least one of a parameter relating to the performance of a processing machine for performing machining in the step and a parameter relating to a material to be manufactured in the step according to the precondition. Is done.

本発明の一つの態様によれば、前記シミュレーションの条件の適正化方法は、前記一致度が所定の閾値を上回るときの前記前提条件を蓄積するステップと、蓄積した前記前提条件に基づいて、前記前提条件の最適値を計算するステップと、をさらに有する。 According to one aspect of the present invention, the method of optimizing the conditions of the simulation is based on the step of accumulating the preconditions when the degree of agreement exceeds a predetermined threshold and the accumulated preconditions. It further has a step of calculating the optimum value of the precondition.

本発明の一つの態様によれば、製造工程シミュレーション装置は、複数の工程を含む製造工程をシミュレーションする製造工程シミュレーション装置であって、前記製造工程の全ての前記工程を実行して得られる最終製造物のシミュレーション結果である第1の最終結果を算出する算出部と、前記製造工程の全ての前記工程を実際に実行して得られる最終製造物の結果情報である第2の最終結果を取得する取得部と、前記第1の最終結果と前記第2の最終結果との一致度を評価する評価部と、前記一致度が所定の閾値以下の場合、前記一致度の差異を発生させた前記工程を特定する特定部と、を有し、前記算出部は、差異を発生させた前記工程におけるシミュレーションの前提条件を変更し、変更後の前記前提条件を適用して差異を発生させた前記工程以降の前記工程についてシミュレーションを実行し、新たに算出された前記第1の最終結果と前記第2の最終結果の一致度を再評価し、前記一致度が所定の閾値を上回るまで、前記前提条件を変更させつつ、前記第1の最終結果を繰り返し算出する。 According to one aspect of the present invention, the manufacturing process simulation device is a manufacturing process simulation device that simulates a manufacturing process including a plurality of steps, and is a final manufacturing obtained by executing all the steps of the manufacturing process. The calculation unit that calculates the first final result, which is the simulation result of the product, and the second final result, which is the result information of the final product obtained by actually executing all the steps of the manufacturing process, are acquired. The acquisition unit, the evaluation unit that evaluates the degree of agreement between the first final result and the second final result, and the step that causes a difference in the degree of agreement when the degree of agreement is equal to or less than a predetermined threshold. The calculation unit has a specific unit that specifies A simulation is executed for the above steps, the degree of agreement between the newly calculated first final result and the second final result is re-evaluated, and the preconditions are set until the degree of agreement exceeds a predetermined threshold. The first final result is repeatedly calculated while being changed.

本発明の一つの態様によれば、製造工程シミュレーションシステムは、上記の製造工程シミュレーション装置と、前記製造工程に含まれる複数の前記工程の加工を実行する加工機械と、を有し、前記製造工程シミュレーション装置は、前記加工機械が実行した加工の結果を示す製造結果情報を取得して、製造工程シミュレーションを行う。 According to one aspect of the present invention, the manufacturing process simulation system includes the manufacturing process simulation apparatus and a processing machine that executes processing of a plurality of the steps included in the manufacturing process. The simulation device acquires manufacturing result information indicating the result of machining executed by the machining machine, and performs a manufacturing process simulation.

本発明の一つの態様によれば、プログラムは、複数の工程を含む製造工程をシミュレーションするコンピュータのプログラムであって、前記製造工程の全ての前記工程を実行して得られる最終製造物のシミュレーション結果である第1の最終結果を算出するステップと、前記製造工程の全ての前記工程を実際に実行して得られる最終製造物の結果情報である第2の最終結果を前記コンピュータが取得するステップと、前記第1の最終結果と前記第2の最終結果との一致度を評価するステップと、前記一致度が所定の閾値以下の場合、前記一致度の差異を発生させた前記工程を特定するステップと、差異を発生させた前記工程におけるシミュレーションの前提条件を変更するステップと、変更後の前記前提条件を適用して差異を発生させた前記工程以降の前記工程についてシミュレーションを実行し、新たに算出された前記第1の最終結果と前記第2の最終結果の一致度を再評価するステップと、をコンピュータに実行させ、前記一致度が所定の閾値を上回るまで、前記前提条件を変更させつつ、前記第1の最終結果が繰り返し算出される、プログラムである。 According to one aspect of the present invention, the program is a computer program that simulates a manufacturing process including a plurality of steps, and is a simulation result of a final product obtained by executing all the steps of the manufacturing process. A step of calculating the first final result, and a step of the computer acquiring the second final result, which is the result information of the final product obtained by actually executing all the steps of the manufacturing process. , A step of evaluating the degree of agreement between the first final result and the second final result, and a step of specifying the step that caused the difference in the degree of agreement when the degree of agreement is equal to or less than a predetermined threshold. The step of changing the preconditions for the simulation in the process in which the difference was generated, and the process after the process in which the difference was generated by applying the changed preconditions were executed and newly calculated. The computer is made to execute the step of re-evaluating the degree of agreement between the first final result and the second final result, and the preconditions are changed until the degree of agreement exceeds a predetermined threshold value. This is a program in which the first final result is repeatedly calculated.

本発明によれば、複数の工程を有する製造工程の高精度なシミュレータを構築することができる。 According to the present invention, it is possible to construct a highly accurate simulator of a manufacturing process having a plurality of processes.

本発明に係る一実施形態におけるシミュレーションシステムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the simulation system in one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施形態における加工内容と設定条件の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing content and setting condition in one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施形態におけるシミュレーションの最適化処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the optimization processing of the simulation in one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施形態における設定条件の範囲について説明する図である。It is a figure explaining the range of setting conditions in one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施形態におけるシミュレーションの前提条件の調整処理について説明する図である。It is a figure explaining the adjustment process of the precondition of the simulation in one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施形態におけるシミュレーションの精度向上処理について説明する図である。It is a figure explaining the accuracy improvement processing of the simulation in one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係るシミュレーション装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware composition of the simulation apparatus which concerns on this invention.

<実施形態>
以下、本発明の一実施形態による製造工程のシミュレーションシステムについて図1〜図7を参照して説明する。
図1は、本発明に係る一実施形態におけるシミュレーションシステムの一例を示すブロック図である。図1に示すようにシミュレーションシステム1は、製造工程のシミュレーション装置10と、鋳造、加工、コーティング等を行なう工作機械もしくは加工装置3a〜3eと、CAD(computer aided design)システム2a〜2eとを含む。なお、工作機械もしくは加工装置3a〜3eを、加工装置3a〜3eと記載する。シミュレーション装置10と加工装置3a〜3eとは、ネットワーク(NW)を介して通信可能に接続されている。加工装置3a〜3eを総称して加工装置3、CADシステム2a〜2eを総称してCADシステム2と記載することがある。なお、図示は省略するが、加工装置3b〜3eは、加工装置3aと同様の構成を備える。制御装置30a〜30eを総称して制御装置30、入出力部31a〜31eを総称して入出力部31のように記載することがある。制御装置30a〜30eが有する他の機能部(CAMシステム32a〜32e、センサデータ処理部33a〜33e)についても同様である。また、シミュレーションシステム1において、シミュレーション装置10、加工装置3、CADシステム2の台数は図示した数に限定されない。例えば、シミュレーション装置10が2台以上含まれていてもよいし、加工装置3およびCADシステム2は1台でも4台以上含まれていてもよい。また、加工装置3a〜3eはそれぞれ異なる工場に設置されていてもよいし、1つの工場内に設置されたものであってもよい。シミュレーション装置10、CADシステム2は、例えばサーバ等のCPU(Central Processing Unit)を備えたコンピュータである。
<Embodiment>
Hereinafter, a simulation system for a manufacturing process according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a simulation system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the simulation system 1 includes a simulation device 10 for a manufacturing process, machine tools or processing devices 3a to 3e for casting, processing, coating, etc., and CAD (computer aided design) systems 2a to 2e. .. Machine tools or processing devices 3a to 3e are referred to as processing devices 3a to 3e. The simulation device 10 and the processing devices 3a to 3e are communicably connected via a network (NW). The processing devices 3a to 3e may be collectively referred to as a processing device 3, and the CAD systems 2a to 2e may be collectively referred to as a CAD system 2. Although not shown, the processing devices 3b to 3e have the same configuration as the processing devices 3a. The control devices 30a to 30e may be collectively referred to as the control device 30, and the input / output units 31a to 31e may be collectively referred to as the input / output unit 31. The same applies to the other functional units (CAM systems 32a to 32e, sensor data processing units 33a to 33e) included in the control devices 30a to 30e. Further, in the simulation system 1, the number of the simulation device 10, the processing device 3, and the CAD system 2 is not limited to the number shown in the figure. For example, two or more simulation devices 10 may be included, and one or four or more processing devices 3 and CAD systems 2 may be included. Further, the processing devices 3a to 3e may be installed in different factories, or may be installed in one factory. The simulation device 10 and the CAD system 2 are computers equipped with a CPU (Central Processing Unit) such as a server.

例えば、製造工程αは、複数の工程A〜Eを含み、工程Aの製造は加工装置3aにより実行される。同様に工程Bの製造は加工装置3bにより実行され、工程C、D、Eにおける製造はそれぞれ、加工装置3c、3d、3eにより実行される。シミュレーション装置10は、製造工程α(工程A〜E)をシミュレーションする。より具体的には、シミュレーション装置10は、加工装置3a〜3eが実行する加工について、その加工内容と設定条件を各工程のシミュレータに入力し、加工装置3a〜3eによる加工を模擬し、製造工程αによる最終製造物βを算出する。ここで加工内容とは、各工程の中間製造物に対する加工の要求、仕様である。また、設定条件とは、適切な加工を行うために加工装置3に設定する加工装置3の動作条件(加工条件)である。加工内容と設定条件の範囲について図2を用いて説明する。 For example, the manufacturing step α includes a plurality of steps A to E, and the manufacturing of the step A is executed by the processing apparatus 3a. Similarly, the production of the process B is executed by the processing device 3b, and the production in the processes C, D, and E is executed by the processing devices 3c, 3d, and 3e, respectively. The simulation device 10 simulates the manufacturing process α (processes A to E). More specifically, the simulation device 10 inputs the machining contents and setting conditions of the machining performed by the machining devices 3a to 3e into the simulator of each process, simulates the machining by the machining devices 3a to 3e, and manufactures the manufacturing process. Calculate the final product β by α. Here, the processing content is a processing requirement and specification for an intermediate product in each process. Further, the setting condition is an operating condition (machining condition) of the machining apparatus 3 set in the machining apparatus 3 in order to perform appropriate machining. The processing content and the range of setting conditions will be described with reference to FIG.

図2は、本発明に係る一実施形態における加工内容と設定条件の一例を示す図である。図2(a)に加工内容の一例として、材質「w1」でできた板厚「w4(mm)」の部材に入口の穴径が「w2(mm)」で出口の穴径が「w3(mm)」の穴を形成することを示す加工内容を示す。なお、例えば穴径(入口)、穴径(出口)には所定の公差が許容されている。この公差も加工内容の一部である。また、加工内容には、穴径や穴の深さといった形状に関する項目だけでなく、品質に関する項目も含まれる。品質に関する項目とは、例えば、変質層の断面積、バリの高さ、付着物の大きさ、表面の粗さなどである。 FIG. 2 is a diagram showing an example of processing contents and setting conditions in one embodiment according to the present invention. As an example of the processing contents shown in FIG. 2A, the hole diameter at the inlet is “w2 (mm)” and the hole diameter at the outlet is “w3 (w3)” in a member made of the material “w1” and having a plate thickness of “w4 (mm)”. The processing content indicating that a hole of "mm)" is formed is shown. For example, a predetermined tolerance is allowed for the hole diameter (inlet) and the hole diameter (outlet). This tolerance is also part of the processing content. In addition, the processing content includes not only items related to shape such as hole diameter and hole depth, but also items related to quality. Items related to quality include, for example, the cross-sectional area of the altered layer, the height of burrs, the size of deposits, and the surface roughness.

図2(b)にこの加工内容を実現するための設定条件の範囲の一例を示す。図2(b)に示すのは、加工装置3がレーザ加工機の場合における設定条件の例である。レーザ加工機の設定条件には、例えば、出力するレーザのパワー、ピアッシング時間、レーザの旋回ヘッド回転数、XY軸送り速度、デフォーカス量、テーパ角、アシストガスのガス圧、ガス種類、レーザの旋回の直径などがある。
また、加工装置3がマシニングセンタ、NC旋盤などの場合の設定条件は、例えば、切削工具の種類、主軸回転数、直線移動軸の送り速度、切削水・切削油(クーラント)の有無・種類・吐出圧力などである。
図示するように本実施形態では設定条件の各項目の値が範囲で与えられる。後述するように各項目の範囲は、加工装置3の設置環境、製造対象物の個体差(材質、形状)などの外乱による影響を考慮して定められた範囲である。
FIG. 2B shows an example of a range of setting conditions for realizing this processing content. FIG. 2B shows an example of setting conditions when the processing apparatus 3 is a laser processing machine. The setting conditions of the laser processing machine include, for example, the power of the output laser, the piercing time, the rotation speed of the turning head of the laser, the XY axis feed speed, the defocus amount, the taper angle, the gas pressure of the assist gas, the gas type, and the laser. There is the diameter of the swivel.
When the machining device 3 is a machining center, NC lathe, etc., the setting conditions are, for example, the type of cutting tool, the number of spindle rotations, the feed speed of the linear moving shaft, the presence / absence / type / discharge of cutting water / cutting oil (coolant). Pressure and so on.
As shown in the figure, in the present embodiment, the values of each item of the setting conditions are given in a range. As will be described later, the range of each item is a range determined in consideration of the influence of disturbance such as the installation environment of the processing apparatus 3 and individual differences (material, shape) of the manufacturing object.

ユーザは、シミュレーション装置10に工程A〜Eの加工内容情報と設定条件の範囲情報から選択した値を入力し、シミュレーション装置10が算出する最終製造物βのシミュレーション結果を所望の最終製造物βと比較して、入力した設定条件で所望の最終製造物βが得られるかどうかを確認する。ユーザは、所望の最終製造物βが得られるまで、設定条件の範囲から選択する設定条件の値を調整する。適切な設定条件が得られると、ユーザは、各工程A〜Eにおいて選択した設定条件を実際の加工装置3a〜3eに設定し、実際の加工を開始する。これにより製造工程αにおいて所望の最終製造物βを製造できるようになる。また、シミュレーション装置10により、最終製造物βを得るための工程A〜Eにおける設定条件を効率的に設定することができる。 The user inputs a value selected from the processing content information of steps A to E and the range information of the setting conditions into the simulation device 10, and sets the simulation result of the final product β calculated by the simulation device 10 as the desired final product β. By comparison, it is confirmed whether or not the desired final product β can be obtained under the input setting conditions. The user adjusts the value of the setting condition selected from the range of the setting condition until the desired final product β is obtained. When the appropriate setting conditions are obtained, the user sets the setting conditions selected in each of the steps A to E in the actual processing devices 3a to 3e, and starts the actual processing. As a result, the desired final product β can be produced in the production process α. Further, the simulation device 10 can efficiently set the setting conditions in the steps A to E for obtaining the final product β.

このようにシミュレーション装置10を用いると、ユーザは、実際の製造を行う前に所望の最終製造物βが得られる適切な設定条件を得ることができる。しかし、シミュレーション装置10によるシミュレーションが、実際の加工装置3a〜3eによる加工結果と乖離していればシミュレーション装置10によって設定した設定条件が適切なものではなく、製造工程αによる最終製造物βの品質を正確に表さなくなってしまう可能性がある。このような課題に対し、シミュレーション装置10は、製造工程シミュレーションに用いるシミュレータ(シミュレーションモデル)の各種パラメータを実際の製造工程αに合わせて調整しシミュレーション精度を向上する(最適化)機能を有する。各種パラメータとは、加工装置3a〜3eの機能や性能に関するパラメータや製造対象物の材質に関するパラメータである。本実施形態では、各種パラメータを実際の加工装置3a〜3eによる加工結果や実際の製造対象物の特性に合わせて調整することでシミュレータの精度を向上させ、シミュレーション装置10が算出する最終製造物βのシミュレーション結果を、より実際の最終製造物βへと近づけることができる。 By using the simulation apparatus 10 in this way, the user can obtain appropriate setting conditions for obtaining the desired final product β before performing the actual production. However, if the simulation by the simulation device 10 deviates from the machining results by the actual machining devices 3a to 3e, the setting conditions set by the simulation device 10 are not appropriate, and the quality of the final product β by the manufacturing process α. May not be accurately represented. In response to such a problem, the simulation device 10 has a function of adjusting various parameters of the simulator (simulation model) used for the manufacturing process simulation according to the actual manufacturing process α to improve the simulation accuracy (optimization). The various parameters are parameters related to the functions and performances of the processing devices 3a to 3e and parameters related to the material of the manufacturing object. In the present embodiment, the accuracy of the simulator is improved by adjusting various parameters according to the machining results by the actual machining devices 3a to 3e and the characteristics of the actual manufacturing target, and the final product β calculated by the simulation device 10 is improved. The simulation result of is closer to the actual final product β.

シミュレーション装置10は、入出力部11、シミュレーション実行部12、製造結果評価部13、モデル最適化部14、差異工程特定部15、学習部16、記憶部17、通信部18を有している。
入出力部11は、加工装置3a〜3eで実際に行った加工について、その加工内容を示す情報である加工内容情報と、その加工における設定条件を示す情報である設定条件情報と、製造結果を示す情報である製造結果情報を取得する。また、製造結果情報には、例えば、中間製造物や最終製造物βを撮影した画像およびその画像を解析して得られる形状や品質に関する情報が含まれる。
The simulation device 10 includes an input / output unit 11, a simulation execution unit 12, a manufacturing result evaluation unit 13, a model optimization unit 14, a difference process identification unit 15, a learning unit 16, a storage unit 17, and a communication unit 18.
The input / output unit 11 outputs the machining content information which is the information indicating the machining content, the setting condition information which is the information indicating the setting condition in the machining, and the manufacturing result about the machining actually performed by the machining devices 3a to 3e. Acquire manufacturing result information which is the information to be shown. Further, the manufacturing result information includes, for example, an image obtained by photographing the intermediate product or the final product β, and information on the shape and quality obtained by analyzing the image.

シミュレーション実行部12は、製造工程αに含まれる各工程A〜Eおよびその実行順とそれぞれの工程の製造結果を模擬するシミュレータの識別情報が対応付けて記憶された記憶部17を参照し、例えば、各工程のシミュレーションモデルを特定する。そして、シミュレーション実行部12は、各工程のシミュレーションを順に実施し、最終製造物の製造結果情報のシミュレーション結果を算出する。より具体的には、シミュレーション実行部12は、工程Aの加工内容情報と設定条件情報とを工程AのシミュレーションモデルA(以下、工程AのシミュレーションモデルをシミュレーションモデルAのように記載する。他の工程についても同様)に入力し、工程Aの製造結果を算出する。同様にシミュレーション実行部12は、工程Bの加工内容情報と設定条件情報とを工程BのシミュレーションモデルBに入力する。すると、シミュレーション実行部12は、工程Aの中間製造物の算出結果(中間算出結果Aのように記載する。他の工程についても同様)に対して、工程Bの製造を行った中間算出結果Bを算出する。以降の工程C〜Eについても同様である。中間算出結果Aには、工程Aの中間製造物の形状や品質に関する情報、例えば、中間製造物の2次元画像、3次元画像などが含まれる。シミュレーション実行部12は、有限要素法、第一原理計算などの公知の解析方法によって、レーザ加工や切削加工による加工結果である中間製造物の形状などを算出する。シミュレーション実行部12は、例えば、CAE(computer aided engineering)用のプログラムを実行してシミュレーションを行う。シミュレーション実行部12が有するシミュレーションモデルA〜Eは、中間算出結果A〜Eを算出する各工程別のCAE用プログラムにおいて実行される各種計算式(加工穴の径や加工深さ、加工溝の幅などを解析するための計算式)、その計算式に適用するパラメータなどを含む。このパラメータには、外部から入力される工程A〜Eについての加工内容情報、設定条件情報を設定する外部パラメータに加え、内部的に設定される内部パラメータ(加工装置3a〜3eの性能等に関するパラメータ、材質に関するパラメータ)が存在する。例えば、加工装置3bがレーザ加工機の場合、加工内容情報の材質の項目が「w1」であれば、シミュレーション実行部12は、シミュレーションモデルBの材質に関する内部パラメータのうち、製造対象物の材質のレーザ光の吸収率について、材質「w1」に応じた所定の値を設定する。あるいは、シミュレーション実行部12は、シミュレーションモデルBの加工装置3bの性能等に関する内部パラメータのうち、レーザ発振器の出力、レーザ加工機の光学系(例えばレンズの性能)に対して加工装置3bの経年変化に応じた値を設定する。例えば、加工装置3bの運転時間がX時間未満であれば、シミュレーション実行部12は、レーザ発振器の出力に100%、レンズの透過率に100%を設定し、X時間以上となればレーザ発振器の出力に90%(指示した出力の90%しか実際には出力しない)、レンズの透過率に90%(レンズの劣化により発振器が出力した出力の90%しか透過しない)を設定する。
また、シミュレーション実行部12は、加工内容情報が与えられた場合、設定内容情報をシミュレーションモデルBに基づいて逆解析する機能を有している。逆解析手法としては、例えば、逆定式化法、出力誤差法、最小分散推定法などが使用される。
The simulation execution unit 12 refers to a storage unit 17 in which each of the steps A to E included in the manufacturing process α and the execution order thereof and the identification information of the simulator simulating the manufacturing result of each process are stored in association with each other, for example. , Identify the simulation model for each process. Then, the simulation execution unit 12 executes the simulation of each process in order, and calculates the simulation result of the manufacturing result information of the final product. More specifically, the simulation execution unit 12 describes the processing content information and the setting condition information of the process A as the simulation model A of the process A (hereinafter, the simulation model of the process A is described as the simulation model A). The same applies to the process), and the manufacturing result of the process A is calculated. Similarly, the simulation execution unit 12 inputs the machining content information of the process B and the setting condition information into the simulation model B of the process B. Then, the simulation execution unit 12 manufactures the intermediate calculation result B of the process B with respect to the calculation result of the intermediate product of the process A (described as the intermediate calculation result A. The same applies to the other steps). Is calculated. The same applies to the subsequent steps C to E. The intermediate calculation result A includes information on the shape and quality of the intermediate product of the step A, for example, a two-dimensional image and a three-dimensional image of the intermediate product. The simulation execution unit 12 calculates the shape of the intermediate product, which is the result of processing by laser processing or cutting processing, by a known analysis method such as a finite element method or first-principles calculation. The simulation execution unit 12 executes, for example, a program for CAE (computer aided engineering) to perform a simulation. The simulation models A to E included in the simulation execution unit 12 have various calculation formulas (machined hole diameter, machined depth, machined groove width) executed in the CAE program for each process for calculating the intermediate calculation results A to E. Includes calculation formulas for analyzing etc.), parameters applied to the calculation formulas, etc. In this parameter, in addition to the external parameters for setting the machining content information and setting condition information for the processes A to E input from the outside, the internal parameters set internally (parameters related to the performance of the machining devices 3a to 3e, etc.) , Parameter related to material) exists. For example, when the processing device 3b is a laser processing machine, if the material item of the processing content information is "w1", the simulation execution unit 12 selects the material of the manufacturing object among the internal parameters related to the material of the simulation model B. A predetermined value is set for the absorption rate of the laser beam according to the material "w1". Alternatively, the simulation execution unit 12 changes the processing device 3b over time with respect to the output of the laser oscillator and the optical system (for example, lens performance) of the laser processing machine among the internal parameters related to the performance of the processing device 3b of the simulation model B. Set the value according to. For example, if the operating time of the processing device 3b is less than X hours, the simulation execution unit 12 sets 100% for the output of the laser oscillator and 100% for the transmittance of the lens, and if it is X hours or more, the laser oscillator Set the output to 90% (only 90% of the specified output is actually output) and the transmittance of the lens to 90% (only 90% of the output output by the oscillator is transmitted due to deterioration of the lens).
Further, the simulation execution unit 12 has a function of inversely analyzing the setting content information based on the simulation model B when the processing content information is given. As the inverse analysis method, for example, an inverse formulation method, an output error method, a minimum variance estimation method, or the like is used.

製造結果評価部13は、入出力部11が取得した製造工程αの実際の最終製造物βの製造結果情報(最終製造物βを撮影した画像やセンサで寸法等を計測した計測値など)とシミュレーション実行部12が算出した最終製造物βのシミュレーション結果情報とを比較して、シミュレーション実行部12による最終製造物βのシミュレーション結果を評価する。また、製造結果評価部13は、入出力部11が取得した各工程A〜Eの実際の中間製造物の製造結果情報とシミュレーション実行部12が算出した中間算出結果A〜Eを比較して、シミュレーション実行部12によるシミュレーション結果を評価する。 The manufacturing result evaluation unit 13 includes the manufacturing result information of the actual final product β of the manufacturing process α acquired by the input / output unit 11 (images of the final product β, measured values measured by a sensor, etc.). The simulation result of the final product β calculated by the simulation execution unit 12 is compared with the simulation result information of the final product β calculated by the simulation execution unit 12, and the simulation result of the final product β is evaluated. Further, the manufacturing result evaluation unit 13 compares the manufacturing result information of the actual intermediate products of each process A to E acquired by the input / output unit 11 with the intermediate calculation results A to E calculated by the simulation execution unit 12. The simulation result by the simulation execution unit 12 is evaluated.

モデル最適化部14は、シミュレーション実行部12が実行するシミュレータ(シミュレーションモデルA〜E)を最適化する処理を行う。例えば、モデル最適化部14は、製造結果評価部13による各工程についての評価結果に基づいて、モデルA〜Eの内部パラメータの値を調整することにより、シミュレータを最適化(高精度化)する。 The model optimization unit 14 performs a process of optimizing the simulators (simulation models A to E) executed by the simulation execution unit 12. For example, the model optimization unit 14 optimizes (improves) the simulator by adjusting the values of the internal parameters of the models A to E based on the evaluation results for each process by the manufacturing result evaluation unit 13. ..

差異工程特定部15は、製造工程αの最終製造物βの製造結果情報と最終製造物βのシミュレーション結果情報との一致度が閾値以下の場合、工程A〜Eの何れの工程のシミュレーションが一致度の差異を発生させた工程であるかを特定する。
学習部16は、モデル最適化部14が最適化した内部パラメータの値を学習してシミュレーションモデルの精度をより向上させる。
記憶部17は、加工装置3で行った加工における加工内容情報、設定条件情報、製造結果情報や、シミュレーションモデルA〜Eの内部パラメータの値などを記憶する。なお、記憶部17は、加工装置3a〜3eなど複数の異なる加工装置から受信した中間製造物の製造結果情報をそのときの加工内容情報および設定条件情報と対応付けて、多数、記憶している。なお、記憶部17が、シミュレーション装置10内に配置されることを前提に説明するが、記憶部17は、シミュレーション装置10からネットワーク(NW)を介して接続可能な場所に配置されてもよいことは勿論である。
通信部18は、加工装置3a〜3eと通信を行う。例えば、通信部18は、中間製造物の製造結果情報を加工装置3a〜3eから受信する。
In the difference process identification unit 15, when the degree of agreement between the production result information of the final product β in the manufacturing process α and the simulation result information of the final product β is equal to or less than the threshold value, the simulations of any of the processes A to E match. Identify whether the process caused a difference in degree.
The learning unit 16 learns the values of the internal parameters optimized by the model optimization unit 14 to further improve the accuracy of the simulation model.
The storage unit 17 stores processing content information, setting condition information, manufacturing result information, internal parameter values of simulation models A to E, and the like in the processing performed by the processing apparatus 3. The storage unit 17 stores a large number of manufacturing result information of the intermediate products received from a plurality of different processing devices such as the processing devices 3a to 3e in association with the processing content information and the setting condition information at that time. .. Although the storage unit 17 will be described on the premise that it is arranged in the simulation device 10, the storage unit 17 may be arranged in a place where it can be connected from the simulation device 10 via the network (NW). Of course.
The communication unit 18 communicates with the processing devices 3a to 3e. For example, the communication unit 18 receives the manufacturing result information of the intermediate product from the processing devices 3a to 3e.

加工装置3a〜3eは、工程A〜Eの加工を担当する加工機である。例えば、加工装置3a〜3eの何れかは、レーザ光を照射して加工を施すレーザ加工機である。加工装置3は、加工装置3の制御装置30と、加工実行装置38と、センサ39とを含む。
制御装置30は、例えばマイコン等のMPU(Micro Processing Unit)を備えたコンピュータである。制御装置30は、加工内容情報に基づいて加工実行装置38の動作を制御し、加工対象物を加工する。
加工実行装置38は、例えば、加工装置3がレーザ加工機の場合、レーザの発振器、ヘッドの駆動機構、アシストガスの噴射機構、中間製造物の設置機構、ユーザの操作盤などを含む工作機械の本体である。
センサ39は、カメラ、X線CT(computed tomography)、振動センサ、変位センサ、温度計、スキャナなど、加工結果や加工環境を計測するセンサ類である。センサ39は、加工実行装置38が備えるものであってもよいし、加工実行装置38とは独立した単独のセンサであってもよい。センサ39は、中間製造物の形状や加工環境(加工中の温度、振動、位置)などを計測する。
The processing devices 3a to 3e are processing machines in charge of processing in steps A to E. For example, any of the processing devices 3a to 3e is a laser processing machine that performs processing by irradiating a laser beam. The processing device 3 includes a control device 30 of the processing device 3, a processing execution device 38, and a sensor 39.
The control device 30 is, for example, a computer equipped with an MPU (Micro Processing Unit) such as a microcomputer. The control device 30 controls the operation of the machining execution device 38 based on the machining content information, and processes the machining object.
The machining execution device 38 includes, for example, when the machining device 3 is a laser machining machine, a laser oscillator, a head drive mechanism, an assist gas injection mechanism, an intermediate product installation mechanism, a user's operation panel, and the like. It is the main body.
The sensor 39 is sensors such as a camera, an X-ray CT (computed tomography), a vibration sensor, a displacement sensor, a thermometer, and a scanner that measure a machining result and a machining environment. The sensor 39 may be included in the machining execution device 38, or may be a single sensor independent of the machining execution device 38. The sensor 39 measures the shape of the intermediate product, the processing environment (temperature, vibration, position during processing), and the like.

加工装置3では、制御装置30が、図2(b)で例示したような所定の範囲内の設定条件のみを許容して加工実行装置38の動作を制御する。制御装置30は、入出力部31と、CAM(computer aided manufacturing)システム32と、センサデータ処理部33と、加工装置制御部34と、設定条件判定部35と、通信部36と、記憶部37とを有する。 In the processing device 3, the control device 30 controls the operation of the processing execution device 38 by allowing only the setting conditions within a predetermined range as illustrated in FIG. 2 (b). The control device 30 includes an input / output unit 31, a CAM (computer aided manufacturing) system 32, a sensor data processing unit 33, a processing device control unit 34, a setting condition determination unit 35, a communication unit 36, and a storage unit 37. And have.

入出力部31は、ユーザが操作盤から入力した操作情報や設定条件の入力を受け付けたり、CADシステム2からの製造対象物の形状を示すCADデータの入力を受け付けたりする。CADデータには、加工内容情報が含まれている。また、入出力部31は、操作盤に設けられたディスプレイにユーザに通知すべき情報を出力する。 The input / output unit 31 accepts input of operation information and setting conditions input by the user from the operation panel, and receives input of CAD data indicating the shape of the object to be manufactured from the CAD system 2. The CAD data includes processing content information. Further, the input / output unit 31 outputs information to be notified to the user to the display provided on the operation panel.

CAMシステム32は、入出力部31が取得したCADデータから加工用のNC(numerical control)データを生成する。
センサデータ処理部33は、センサ39が製造対象物について計測して得た計測情報(計測値や画像)を取得し、必要に応じて加工に関する他の情報を計算する等して、中間製造物や最終製造物βの製造結果情報を生成する。例えば、センサデータ処理部33は、製造対象物を撮影した画像から画像解析により穴径(加工穴の径)を計算したり、計算した穴径などを用いてテーパ角度を計算したりする。なお、穴径を算出する際の画像解析手法は、公知の手法が用いられる。
加工装置制御部34は、CAMシステム32が生成したNCデータと設定条件情報に基づいて、加工実行装置38の動作を制御し、加工を行う。
The CAM system 32 generates NC (numerical control) data for processing from the CAD data acquired by the input / output unit 31.
The sensor data processing unit 33 acquires measurement information (measured values and images) obtained by measuring the object to be manufactured by the sensor 39, calculates other information related to processing as necessary, and performs an intermediate product. And the production result information of the final product β is generated. For example, the sensor data processing unit 33 calculates a hole diameter (diameter of a machined hole) by image analysis from an image of an object to be manufactured, or calculates a taper angle using the calculated hole diameter or the like. A known method is used as the image analysis method for calculating the hole diameter.
The processing device control unit 34 controls the operation of the processing execution device 38 based on the NC data generated by the CAM system 32 and the setting condition information, and performs processing.

設定条件判定部35は、入力された設定条件が、所定の設定条件の範囲に含まれるかどうかを判定する。
通信部36は、シミュレーション装置10と通信を行う。例えば、通信部36は、中間製造物や最終製造物βの製造結果情報をシミュレーション装置10へ送信する。
記憶部37は、入出力部31が取得したCADデータなどの情報を記憶する。
The setting condition determination unit 35 determines whether or not the input setting condition is included in the range of the predetermined setting condition.
The communication unit 36 communicates with the simulation device 10. For example, the communication unit 36 transmits the production result information of the intermediate product and the final product β to the simulation device 10.
The storage unit 37 stores information such as CAD data acquired by the input / output unit 31.

ユーザは、シミュレーション装置10を利用することで実際の加工を行うことなく効率的に各工程において加工装置3a〜3eに設定すべき設定条件の最適な値を設定することができる。その為には、上記のとおり、各工程のシミュレーションモデルには高い精度が求められる。次にシミュレーション装置10が有する製造工程シミュレーションの最適化処理について説明する。 By using the simulation device 10, the user can efficiently set the optimum value of the setting conditions to be set in the machining devices 3a to 3e in each process without actually performing the machining. For that purpose, as described above, the simulation model of each process is required to have high accuracy. Next, the optimization process of the manufacturing process simulation included in the simulation device 10 will be described.

図3は、本発明に係る一実施形態におけるシミュレーションの最適化処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ユーザが、シミュレーション装置10に製造工程αにおける最終製造物βの加工内容情報を入力する。入出力部11は、加工内容情報を取得する(ステップS11)。記憶部17には、最終製造物βの加工内容情報(例えば、最終製造物βの形状、径xmmの穴、表面へのコーティング・・・)と対応付けて、製造工程αの各工程A〜Eにおける加工内容情報(工程Aで切削加工により形状を形成する、工程Bで径xmmの穴をあける、工程Cで表面へコーティングする・・・)が記憶されている。シミュレーション実行部12は、この情報に基づいて、各工程A〜Eにおける加工内容情報を設定する。また、シミュレーション実行部12は、各工程A〜Eの加工内容情報を、加工結果としてそれぞれシミュレーションモデルA〜Eに入力し、逆解析により、当該加工結果が得られるような加工において設定される設定条件または設定条件の範囲を計算する(ステップS12)。あるいは、シミュレーション実行部12は、加工内容情報と加工特性情報(図4)に基づいて、各工程における設定条件の範囲を設定する(ステップS12)。ここで、図4を用いて設定条件の範囲について説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of simulation optimization processing according to the embodiment of the present invention.
First, the user inputs the processing content information of the final product β in the manufacturing process α into the simulation device 10. The input / output unit 11 acquires processing content information (step S11). The storage unit 17 is associated with the processing content information of the final product β (for example, the shape of the final product β, the hole having a diameter of x mm, the coating on the surface, etc.), and each process A to the manufacturing process α. The processing content information in E (forming a shape by cutting in process A, making a hole with a diameter of x mm in process B, coating the surface in process C ...) is stored. The simulation execution unit 12 sets the processing content information in each of the steps A to E based on this information. Further, the simulation execution unit 12 inputs the machining content information of each process A to E into the simulation models A to E as the machining result, and sets the setting in the machining so that the machining result can be obtained by the inverse analysis. The range of conditions or setting conditions is calculated (step S12). Alternatively, the simulation execution unit 12 sets a range of setting conditions in each process based on the machining content information and the machining characteristic information (FIG. 4) (step S12). Here, the range of setting conditions will be described with reference to FIG.

図4は、本発明に係る一実施形態における設定条件の範囲について説明する図である。
図4のグラフは、レーザ加工機によって材質「w1」でできた板に所定の径の穴をあけたときのレーザの出力であるパワー(設定条件)と板厚(加工内容)の関係を示すグラフである。図4のグラフの縦軸は板の厚さ(mm)、横軸はレーザのパワー(w)を示している。グラフ内のP1〜P16の印は、その印が位置する横軸の座標が示すパワーでレーザを出力し、縦軸の座標が示す板厚の材質「w1」の板に穴を形成する加工を行ったときの加工結果である。印の○と×は、それぞれ加工が成功したか失敗したかを表している。具体的には、○印は加工内容を満たす結果(成功)であり、×印は加工内容を満たさない結果(失敗)であることを示している。例えば印P1は、板厚w5(mm)の材質「w1」の板にα(W)のレーザを出力して穴あけ加工を行ったところ所定の加工内容を満たす穴、例えば穴径や品質が良好な穴があけられたことを示している。これらの加工結果から、加工が成功した場合と失敗した場合を切り分ける境界線を所定の手法(統計解析、機械学習など)を用いて計算すると、例えば、境界線L1、L2が得られる。境界線L1とL2に挟まれた領域は、所望の加工を実現するために設定条件「パワー」に設定できる適切な値の範囲であると考えられる。この考えによると、例えば、板厚「w4」mmの板について加工する場合は、縦軸「w4」mmにおいて境界線L1、L2によって挟まれた範囲R1がレーザのパワーの適切な範囲であると考えられる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a range of setting conditions in one embodiment according to the present invention.
The graph of FIG. 4 shows the relationship between the power (setting condition) and the plate thickness (machining content), which are the outputs of the laser when a hole having a predetermined diameter is drilled in a plate made of the material "w1" by a laser processing machine. It is a graph. The vertical axis of the graph of FIG. 4 shows the plate thickness (mm), and the horizontal axis shows the laser power (w). The marks P1 to P16 in the graph are processed to output a laser with the power indicated by the coordinates of the horizontal axis on which the marks are located, and to form holes in the plate of the material "w1" of the plate thickness indicated by the coordinates of the vertical axis. It is the processing result when it was done. The ○ and × marks indicate whether the processing was successful or unsuccessful, respectively. Specifically, the ○ mark indicates the result of satisfying the processing content (success), and the × mark indicates the result of not satisfying the processing content (failure). For example, the mark P1 is a hole satisfying a predetermined processing content when a laser of α (W) is output to a plate of a material “w1” having a plate thickness of w5 (mm) to perform drilling, for example, the hole diameter and quality are good. It shows that a hole was made. From these processing results, when the boundary line for separating the case where the processing is successful and the case where the processing is unsuccessful is calculated by using a predetermined method (statistical analysis, machine learning, etc.), for example, the boundary lines L1 and L2 can be obtained. The region sandwiched between the boundary lines L1 and L2 is considered to be a range of appropriate values that can be set in the setting condition "power" in order to realize the desired machining. According to this idea, for example, when processing a plate having a plate thickness of "w4" mm, the range R1 sandwiched between the boundary lines L1 and L2 on the vertical axis "w4" mm is an appropriate range of laser power. Conceivable.

シミュレーション装置10の記憶部17は、図4で例示するような加工結果およびその加工における加工内容情報と設定条件情報とを対応付けた加工特性情報を加工装置3a〜3eから受信して多数、記憶しており、シミュレーション実行部12は、シミュレーションモデルA〜Eに基づく逆解析によって設定条件の範囲を計算する以外にも、境界線L1、L2の計算処理、加工内容情報(例えば、板厚「w4」mm)に応じた設定条件の範囲(R1)を算出することによって設定条件の範囲を計算してもよい。 The storage unit 17 of the simulation device 10 receives a large number of machining characteristic information in which the machining results as illustrated in FIG. 4 and the machining content information in the machining and the setting condition information are associated with each other from the machining devices 3a to 3e and stores a large number of them. In addition to calculating the range of setting conditions by inverse analysis based on simulation models A to E, the simulation execution unit 12 also performs calculation processing of boundary lines L1 and L2 and processing content information (for example, plate thickness "w4"). The range of setting conditions may be calculated by calculating the range of setting conditions (R1) according to "mm".

印P1〜P16に関する加工は、様々な条件下で行われたものである。例えば、部材の材質である「w1」の純度、「w1」以外の成分の種類や含有量、製造方法などにより様々な種類が存在する。あるいは、加工装置3bが加工を行う環境も様々である。シミュレーション実行部12は、均一ではない様々な条件下における加工結果に基づいて、設定条件の範囲を設定する。これにより、シミュレーション実行部12は、加工装置の設置環境、製造対象物の個体差など加工結果に影響を与える外乱を考慮した設定条件の範囲を計算することができる。 The processing related to the marks P1 to P16 was performed under various conditions. For example, there are various types depending on the purity of "w1" which is the material of the member, the type and content of components other than "w1", the manufacturing method, and the like. Alternatively, there are various environments in which the processing apparatus 3b performs processing. The simulation execution unit 12 sets a range of setting conditions based on machining results under various non-uniform conditions. As a result, the simulation execution unit 12 can calculate a range of setting conditions in consideration of disturbances that affect the machining result, such as the installation environment of the machining apparatus and individual differences in the manufacturing objects.

例えば、印P1〜P16で示される加工結果には、加工内容情報(板厚など)と設定条件情報(パワーなど)に加え、加工時刻、加工場所、製造対象物の材質、加工環境(温度、湿度、振動など)、加工装置3の種類・型番、加工装置3を導入してからの総運転時間(加工時間)などの情報が対応付けられていてもよい。そして、シミュレーション実行部12は、入力された加工内容情報に含まれる製造対象物の材質の詳細情報に基づいて、印P1〜P16の中から同じ材質(例えば純度の高い「w4」製の部材)の加工結果のみを抽出して、設定条件の範囲を設定してもよい。あるいは、入出力部11が、製造結果情報とともに加工環境に関する情報の入力を受け付けるようにし、シミュレーション実行部12は、加工特性情報の中から入力された加工環境と類似する加工環境で行われたときの加工結果のみを抽出して、設定条件の範囲を算出してもよい。これにより、実際の加工条件に合わせてより限定した設定条件の範囲を計算することができる。また、加工装置3a〜3eのユーザは、シミュレータが最適化された後には、加工装置3a〜3eの実際の特徴に合った適切な設定条件を見つけなければならないが、適切な設定条件が含まれる範囲の特定をシミュレーション実行部12に任せることができる。これにより、加工装置3a〜3eのユーザは、設定条件の設定をより短時間で行うことができる。 For example, the machining results indicated by the marks P1 to P16 include machining content information (plate thickness, etc.) and setting condition information (power, etc.), as well as machining time, machining location, material of the manufacturing object, and machining environment (temperature, temperature, etc.). Information such as humidity, vibration, etc.), the type / model number of the processing apparatus 3, and the total operating time (machining time) after the introduction of the processing apparatus 3 may be associated with the information. Then, the simulation execution unit 12 uses the same material (for example, a member made of “w4” having high purity) from the marks P1 to P16 based on the detailed information of the material of the manufacturing object included in the input processing content information. The range of setting conditions may be set by extracting only the processing result of. Alternatively, when the input / output unit 11 receives the input of information related to the processing environment together with the manufacturing result information, and the simulation execution unit 12 is performed in a processing environment similar to the processing environment input from the processing characteristic information. The range of setting conditions may be calculated by extracting only the processing result of. As a result, it is possible to calculate a range of setting conditions that are more limited according to the actual processing conditions. Further, the user of the processing devices 3a to 3e must find an appropriate setting condition suitable for the actual characteristics of the processing devices 3a to 3e after the simulator is optimized, but the appropriate setting condition is included. The range can be specified by the simulation execution unit 12. As a result, the users of the processing devices 3a to 3e can set the setting conditions in a shorter time.

なお、記憶部17には、図4で例示した加工特性情報の他にも、例えば、材質ごとにパワーと穴の径の関係を示す加工特性情報などが記憶されており、シミュレーション実行部12は、これらの他の加工特性情報についても設定条件の適切な値の範囲を算出する。そして、シミュレーション実行部12は、それらの共通範囲を上記の加工内容に対する設定条件「パワー」についての範囲として設定する。例えば、レーザの出力について、パワーと板厚の関係からは「50〜100」の範囲が、パワーと穴の径の関係からは「40〜80」の範囲が特定されたならば、シミュレーション実行部12は、設定条件「パワー」について範囲「50〜80」を算出する。 In addition to the machining characteristic information illustrated in FIG. 4, the storage unit 17 stores, for example, machining characteristic information indicating the relationship between the power and the diameter of the hole for each material, and the simulation execution unit 12 stores the machining characteristic information. , Calculate the appropriate value range of the setting conditions for these other machining characteristic information. Then, the simulation execution unit 12 sets those common ranges as the range for the setting condition "power" for the above-mentioned machining contents. For example, if the laser output is specified in the range of "50 to 100" from the relationship between power and plate thickness and in the range of "40 to 80" from the relationship between power and hole diameter, the simulation execution unit 12 calculates the range "50 to 80" for the setting condition "power".

また、例えば、加工装置3が切削加工機の場合、シミュレーション実行部12は、例えば、「切削量」(加工内容)と「主軸回転数」(設定条件)の対応を示した加工特性情報に基づいて設定条件「主軸回転数」の範囲を設定する。 Further, for example, when the machining apparatus 3 is a cutting machine, the simulation execution unit 12 is based on, for example, machining characteristic information indicating the correspondence between the “cutting amount” (machining content) and the “spindle rotation speed” (setting condition). Set the range of the setting condition "spindle speed".

なお、ここでは、逆解析や加工特性情報に基づいて設定条件の範囲を計算することとしたが、設定条件(1つの値)を計算するようにしてもよい。その場合、例えば、シミュレーション実行部12は、上記の何れかの方法で算出した設定条件の範囲の中央値やその範囲に含まれる製造結果情報と対応する設定条件の平均値を、設定条件の値としてもよい。また、シミュレーション実行部12は、今回シミュレーションを行う加工内容情報に最も近い加工結果を加工特性情報の中から抽出し、その加工結果と対応する設定条件の値を設定条件の値としてもよい。 Here, although the range of the setting condition is calculated based on the inverse analysis and the machining characteristic information, the setting condition (one value) may be calculated. In that case, for example, the simulation execution unit 12 sets the median value of the range of the setting conditions calculated by any of the above methods and the average value of the setting conditions corresponding to the manufacturing result information included in the range as the value of the setting conditions. May be. Further, the simulation execution unit 12 may extract the machining result closest to the machining content information to be simulated this time from the machining characteristic information, and set the value of the setting condition corresponding to the machining result as the value of the setting condition.

フローチャートの説明に戻る。次にユーザが、シミュレーション装置10にシミュレーションの実行を要求する情報を入力する。すると、入出力部11は、シミュレーション実行要求の入力を受け付け、シミュレーション実行部12がシミュレーションを実行する(ステップS13)。具体的には、シミュレーション実行部12は、ステップS12で設定した工程Aの加工内容情報と設定条件の範囲の代表値(例えば中央値)をシミュレーションモデルAに入力し、内部パラメータには所定の初期値を設定し、工程Aのシミュレーションを行う。なお、記憶部17に今回の工程Aのシミュレーションについての加工内容情報および設定条件情報に類似する条件に対して最適化された内部パラメータが記憶されている場合、シミュレーション実行部12は、その値を読み出してシミュレーションモデルAの内部パラメータに設定してもよい。シミュレーション実行部12は、中間算出結果Aを記憶部17に記憶する。 Return to the explanation of the flowchart. Next, the user inputs information requesting execution of the simulation to the simulation device 10. Then, the input / output unit 11 receives the input of the simulation execution request, and the simulation execution unit 12 executes the simulation (step S13). Specifically, the simulation execution unit 12 inputs the machining content information of the process A set in step S12 and the representative value (for example, the median value) of the range of the setting conditions into the simulation model A, and sets the internal parameters to a predetermined initial value. Set the value and perform the simulation of step A. When the storage unit 17 stores the processing content information for the simulation of the current process A and the internal parameters optimized for the conditions similar to the setting condition information, the simulation execution unit 12 stores the values. It may be read out and set as an internal parameter of the simulation model A. The simulation execution unit 12 stores the intermediate calculation result A in the storage unit 17.

次にシミュレーション実行部12は、中間算出結果AとステップS12で設定した工程Bの加工内容情報と設定条件の範囲の代表値とシミュレーションモデルBを用いて、工程Bのシミュレーションを行う。以下同様にして、シミュレーション実行部12は、工程C〜Eの順にシミュレーションを行い、最終製造物βのシミュレーション結果を算出する。シミュレーション実行部12は、シミュレーション結果情報を製造結果評価部13へ出力する。また、シミュレーション実行部12は、通信部18を介して、シミュレーションに用いた各工程A〜Eの設定条件情報を加工装置3a〜3eへ送信する。加工装置3a〜3eは、製造工程αについて行ったシミュレーションと同じ条件で、実際に製造工程αを実行する(ステップS14)。 Next, the simulation execution unit 12 simulates the process B by using the intermediate calculation result A, the processing content information of the process B set in step S12, the representative value of the range of the setting conditions, and the simulation model B. Hereinafter, in the same manner, the simulation execution unit 12 performs simulations in the order of steps C to E, and calculates the simulation result of the final product β. The simulation execution unit 12 outputs the simulation result information to the manufacturing result evaluation unit 13. Further, the simulation execution unit 12 transmits the setting condition information of each of the steps A to E used in the simulation to the processing devices 3a to 3e via the communication unit 18. The processing devices 3a to 3e actually execute the manufacturing process α under the same conditions as the simulation performed for the manufacturing process α (step S14).

例えば、加工装置3aでは、制御装置30aの通信部36aが設定条件情報を受信し、加工装置制御部34aへ受信した設定条件情報を出力する。また、ユーザの操作により、CADシステム2aが、シミュレーション装置10aで設定された加工内容情報を含むCADデータを制御装置30aへ入力する。入出力部31aは、CADデータをCAMシステム32aへ出力する。また、ユーザは、加工の実行を指示する操作を制御装置30aに入力する。すると、加工装置3aは、ステップS13のシミュレーションと同じ条件で工程aの加工を実行する。具体的には、CAMシステム32は、加工内容情報からNCデータを生成し、加工装置制御部34がNCデータと設定条件情報とに基づいて加工実行装置38の動作を制御し加工を実行する。 For example, in the processing device 3a, the communication unit 36a of the control device 30a receives the setting condition information, and outputs the received setting condition information to the processing device control unit 34a. Further, by the user's operation, the CAD system 2a inputs the CAD data including the machining content information set by the simulation device 10a to the control device 30a. The input / output unit 31a outputs CAD data to the CAM system 32a. Further, the user inputs an operation instructing the execution of machining to the control device 30a. Then, the processing apparatus 3a executes the processing of the step a under the same conditions as the simulation in step S13. Specifically, the CAM system 32 generates NC data from the machining content information, and the machining device control unit 34 controls the operation of the machining execution device 38 based on the NC data and the setting condition information to execute the machining.

工程Aが完了すると、カメラ(センサ39a)が中間製造物を撮影し、センサデータ処理部33aが中間製造物の画像を解析して、中間製造物の形状を算出したり、中間製造物の品質(表面粗さ)を算出したりする。また、センサ39aは、シミュレーションモデルAの内部パラメータに関する情報の実測値を計測する。例えば、加工装置3aがレーザ加工機の場合、パワーメータ(センサ39a)を用いて、レーザ加工機のヘッドから出力されるレーザ光のパワーや、中間製造物の表面で反射された反射光のパワーを計測する。また、センサデータ処理部33は、中間製造物の画像を解析して、レーザによる加工跡の幅や大きさを計算する。パワーメータで計測したレーザ光のパワーは、内部パラメータのうち発振器やレンズの性能値に関係し、パワーメータで計測した反射光のパワーは、内部パラメータのうち材料の吸収率に関係し、加工跡の幅は内部パラメータのうちビーム径に関係する。後述するように、これらの内部パラメータに関する項目の実機での計測値は内部パラメータの調整に用いる。
センサデータ処理部33aは、計算した製造結果情報(形状、品質)と内部パラメータに関する情報を、通信部36aを介して、シミュレーション装置10へ送信する。シミュレーション装置10では、通信部18を介して、製造結果評価部13および差異工程特定部15が製造結果情報を取得する。
When the step A is completed, the camera (sensor 39a) takes a picture of the intermediate product, and the sensor data processing unit 33a analyzes the image of the intermediate product to calculate the shape of the intermediate product and the quality of the intermediate product. (Surface roughness) is calculated. Further, the sensor 39a measures an actually measured value of information regarding the internal parameters of the simulation model A. For example, when the processing device 3a is a laser processing machine, the power of the laser light output from the head of the laser processing machine or the power of the reflected light reflected on the surface of the intermediate product is used by using the power meter (sensor 39a). To measure. Further, the sensor data processing unit 33 analyzes the image of the intermediate product and calculates the width and size of the processing mark by the laser. The power of the laser beam measured by the power meter is related to the performance values of the oscillator and lens among the internal parameters, and the power of the reflected light measured by the power meter is related to the absorption rate of the material among the internal parameters. The width of is related to the beam diameter among the internal parameters. As will be described later, the measured values of the items related to these internal parameters on the actual machine are used for adjusting the internal parameters.
The sensor data processing unit 33a transmits the calculated manufacturing result information (shape, quality) and information on internal parameters to the simulation device 10 via the communication unit 36a. In the simulation device 10, the manufacturing result evaluation unit 13 and the difference process identification unit 15 acquire the manufacturing result information via the communication unit 18.

次に工程Aの中間製造物に対して、工程Bの製造を実行する。例えば、加工装置3bが、シミュレーション装置10における工程Bのシミュレーションで用いられた加工内容情報および設定条件情報を取得し加工を行う。センサ39bは、工程Bの中間製造物に対する撮影、計測などを行い、その製造結果情報をシミュレーション装置10へ送信する。以降、工程C〜Eについても順番に製造、中間製造物の計測、製造結果情報の送信を行い、最終製造物βを製造する。また、最終製造物βについての製造結果情報をシミュレーション装置10へ送信する。 Next, the production of step B is executed for the intermediate product of step A. For example, the processing device 3b acquires the processing content information and the setting condition information used in the simulation of the process B in the simulation device 10 and performs processing. The sensor 39b takes an image, measures, and the like on the intermediate product in the process B, and transmits the production result information to the simulation device 10. After that, in steps C to E as well, manufacturing, measurement of intermediate products, and transmission of manufacturing result information are performed in order to manufacture the final product β. Further, the manufacturing result information about the final product β is transmitted to the simulation device 10.

最終製造物が製造されると、次に製造結果評価部13は、最終製造物βの製造結果情報とシミュレーション結果情報とを比較して一致度を評価する(ステップS15)。例えば、製造結果評価部13は、ステップS11で入力された最終製造物の加工内容情報に含まれる項目について両者を比較する。例えば、加工内容情報に、外形形状、穴径、表面粗さの3つの項目が含まれている場合、製造結果評価部13は、これら3つの項目の各々について、最終製造物βの製造結果情報とシミュレーション結果情報の差を算出する。製造結果評価部13は、算出した差の大きさに応じて一致度を設定する。評価すべき全ての項目において一致度が閾値を上回る場合(ステップS16;Yes)、製造工程のシミュレーションの精度は十分に高く、シミュレータを最適化する必要はないと考えられる。シミュレーション実行部12は、今回設定した各工程A〜Eの内部パラメータを、その工程の加工内容情報および設定条件情報およびシミュレーション結果情報およびステップS15で算出した各項目の一致度と対応付けて記憶部17に記憶し、本フローチャートの処理を終了する。なお、シミュレーション装置10に設定され得る評価すべき項目、及び一致度の閾値は、可変であり、シミュレーション装置10のユーザにより設定されてもよい。 When the final product is manufactured, the manufacturing result evaluation unit 13 then compares the manufacturing result information of the final product β with the simulation result information to evaluate the degree of agreement (step S15). For example, the manufacturing result evaluation unit 13 compares the items included in the processing content information of the final product input in step S11. For example, when the processing content information includes three items of outer shape, hole diameter, and surface roughness, the manufacturing result evaluation unit 13 determines the manufacturing result information of the final product β for each of these three items. And the difference between the simulation result information is calculated. The manufacturing result evaluation unit 13 sets the degree of coincidence according to the calculated magnitude of the difference. When the degree of agreement exceeds the threshold value in all the items to be evaluated (step S16; Yes), the accuracy of the simulation of the manufacturing process is sufficiently high, and it is considered that the simulator does not need to be optimized. The simulation execution unit 12 stores the internal parameters of the processes A to E set this time in association with the processing content information, the setting condition information, the simulation result information of the process, and the degree of matching of each item calculated in step S15. It is stored in 17, and the process of this flowchart ends. The items to be evaluated and the threshold value of the degree of agreement that can be set in the simulation device 10 are variable and may be set by the user of the simulation device 10.

一致度が閾値以下の項目が存在する場合(ステップS16;No)、差異工程特定部15が、一致度の差異を生じさせる原因となる工程を特定する(ステップS17)。例えば、差異工程特定部15は、工程Aについて中間算出結果Aと工程Aを実行した後に加工装置3aから取得した中間製造物の製造結果情報とを比較し、工程Aで処理された項目についての一致度を評価する。差異工程特定部15は、工程Aから順に(あるいは、工程Eから工程を1つずつ遡って)一致度の評価を行い、一致度が閾値以下となる工程を探し、その工程を、一致度の差異を発生させた工程として特定する。 When there is an item whose matching degree is equal to or less than the threshold value (step S16; No), the difference process specifying unit 15 identifies a step causing the difference in matching degree (step S17). For example, the difference process identification unit 15 compares the intermediate calculation result A for the process A with the manufacturing result information of the intermediate product acquired from the processing apparatus 3a after executing the process A, and describes the items processed in the process A. Evaluate the degree of agreement. The difference process identification unit 15 evaluates the degree of coincidence in order from step A (or retroactively from step E one step at a time), searches for a step in which the degree of coincidence is equal to or less than the threshold value, and sets the step as the degree of match. Identify as the process that caused the difference.

あるいは、差異工程特定部15は、ステップS15で算出した一致度が閾値以下となった項目に基づいて、一致度の差異を生じさせる原因となる工程を特定する。例えば、穴径についての一致度が低かった場合、差異工程特定部15は、穴の加工を行った工程Bを、一致度の差異を発生させた工程として特定する。 Alternatively, the difference process specifying unit 15 identifies a process that causes a difference in the degree of matching based on the item in which the degree of matching calculated in step S15 is equal to or less than the threshold value. For example, when the degree of agreement regarding the hole diameter is low, the difference process specifying unit 15 specifies the process B in which the hole is machined as the process in which the difference in the degree of agreement is generated.

差異の原因となる工程を特定すると、モデル最適化部14が、その工程のシミュレーションモデルの調整を行う(ステップS18)。ここで、ステップS14で計測した内部パラメータに関する計測情報を活用して内部パラメータの値を調整する方法について図5を用いて説明する。図5は、本発明に係る一実施形態におけるシミュレーションの前提条件の調整処理について説明する図である。図5にシミュレーションの前提条件(内部パラメータ)の一例を示す。差異の原因となる工程が工程Bであって、工程Bの加工装置3bがレーザ加工機であると仮定して説明する。「発振器の出力」および「レンズの透過率」は加工装置3bの性能等に関する内部パラメータの例、「材料の吸収率」は材質に関する内部パラメータの例である。説明の便宜上、初期設定として、各パラメータに100%が設定されるとする。「発振器の出力」が100%とは、設定条件でレーザのパワーに100Wが設定された場合、シミュレーションモデルは、発振器から100wのレーザ光が出力される前提でシミュレーションを行うことを意味する。同様に「レンズの透過率」が100%とは、発振器から出力された100wのレーザ光が減衰することなく100wのままヘッドから出力される前提であることを意味し、「材料の吸収率」が100%とは、ヘッドから出力された100wのレーザ光が全て中間製造物へ吸収される前提でシミュレーションが実行されることを意味する。 When the process that causes the difference is specified, the model optimization unit 14 adjusts the simulation model of the process (step S18). Here, a method of adjusting the value of the internal parameter by utilizing the measurement information about the internal parameter measured in step S14 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an adjustment process of preconditions for simulation in one embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an example of simulation preconditions (internal parameters). It is assumed that the process that causes the difference is the process B, and the processing device 3b in the process B is a laser processing machine. “Oscillator output” and “lens transmittance” are examples of internal parameters related to the performance of the processing apparatus 3b, and “material absorption rate” is an example of internal parameters related to the material. For convenience of explanation, it is assumed that 100% is set for each parameter as an initial setting. The "oscillator output" of 100% means that when the laser power is set to 100 W under the setting conditions, the simulation model performs the simulation on the premise that the laser beam of 100 w is output from the oscillator. Similarly, the "lens transmittance" of 100% means that the 100w laser beam output from the oscillator is assumed to be output from the head as it is at 100w without being attenuated, and the "material absorption rate". 100% means that the simulation is executed on the premise that all the 100w laser light output from the head is absorbed by the intermediate product.

モデル最適化部14は、製造結果評価部13から内部パラメータに関する計測情報を取得し、これらの内部パラメータの調整を行う。例えば、設定条件で設定したレーザのパワーが100wであるにもかかわらず、ヘッドで計測したレーザのパワーが90Wだった場合、モデル最適化部14は、例えば、内部パラメータ「発振器の出力」に90%を設定する(調整案1)。あるいは、モデル最適化部14は、内部パラメータ「レンズの透過率」に90%を設定してもよい(調整案2)。あるいは、モデル最適化部14は、例えば、「発振器の出力」と「レンズの透過率」とを掛け合わせた値が90%になるように設定してもよい。これらの調整により、設定条件で100wを設定しても実際には90wしか出力しない前提で加工シミュレーションを実行することができ、実際に加工装置3bで行う加工に近いシミュレーションを行うことができる。 The model optimization unit 14 acquires measurement information regarding internal parameters from the manufacturing result evaluation unit 13 and adjusts these internal parameters. For example, if the power of the laser set by the setting conditions is 100w but the power of the laser measured by the head is 90W, the model optimization unit 14 sets the internal parameter “oscillator output” to 90, for example. % Is set (Adjustment plan 1). Alternatively, the model optimization unit 14 may set the internal parameter “lens transmittance” to 90% (adjustment plan 2). Alternatively, the model optimization unit 14 may be set so that, for example, the value obtained by multiplying the “oscillator output” and the “lens transmittance” is 90%. With these adjustments, it is possible to execute the machining simulation on the premise that only 90w is actually output even if 100w is set in the setting condition, and it is possible to perform a simulation similar to the machining actually performed by the machining apparatus 3b.

また、例えば、パワーメータで計測した中間製造物による反射率が10%だった場合、中間製造物を透過する光を考えず、吸収された光と反射された光の合計が全出力と仮定すると、中間製造物に吸収されたのはヘッドから出力されたレーザのパワーの90%と考えられるので、モデル最適化部14は、内部パラメータ「材料の吸収率」に90%を設定する(調整案3)。この調整により、100wのレーザを出力しても、例えば中間製造物の形状等の影響により実際には90wしか中間製造物には吸収されない前提で加工シミュレーションを実行することができ、実際に加工装置3bで行うときと近い加工をシミュレーションすることができる。 Further, for example, when the reflectance of the intermediate product measured by the power meter is 10%, it is assumed that the total of the absorbed light and the reflected light is the total output without considering the light transmitted through the intermediate product. Since it is considered that 90% of the laser power output from the head is absorbed by the intermediate product, the model optimization unit 14 sets the internal parameter "material reflectance" to 90% (adjustment plan). 3). With this adjustment, even if a 100w laser is output, it is possible to execute a machining simulation on the premise that only 90w is actually absorbed by the intermediate product due to the influence of the shape of the intermediate product, for example. It is possible to simulate machining similar to that performed in 3b.

また、例えば、内部パラメータ「ビーム径」の初期設定値がZで、画像解析により得られた加工跡の幅が8割程度の幅であれば、モデル最適化部14は、内部パラメータ「ビーム径」に80%を設定する。 Further, for example, if the initial setting value of the internal parameter "beam diameter" is Z and the width of the processing mark obtained by image analysis is about 80%, the model optimization unit 14 can perform the internal parameter "beam diameter". Is set to 80%.

このように加工装置3bで実際に加工を行った結果から得られる内部パラメータに関する計測情報に基づいて、シミュレーションモデルBを最適化することで、より現実に合ったシミュレーションモデルを構築し、工程Bおよび製造工程α全体のシミュレーションの精度を向上させることができる。内部パラメータを調整すると、シミュレーション実行部12は、調整後のシミュレーションモデルBを用いて、加工内容情報、設定条件情報を変えずに再度、工程Bのシミュレーションを実行する(ステップS19)。シミュレーション実行部12およびモデル最適化部14は、工程Bの中間算出結果Bと加工装置3bから取得した工程Bの製造結果情報との一致度が閾値を上回るまで、内部パラメータを調整しつつ、工程Bのシミュレーションを繰り返す(ステップS20;No)。 By optimizing the simulation model B based on the measurement information about the internal parameters obtained from the result of the actual machining by the machining apparatus 3b in this way, a more realistic simulation model can be constructed, and the steps B and The accuracy of the simulation of the entire manufacturing process α can be improved. When the internal parameters are adjusted, the simulation execution unit 12 executes the simulation of the process B again using the adjusted simulation model B without changing the machining content information and the setting condition information (step S19). The simulation execution unit 12 and the model optimization unit 14 adjust the internal parameters until the degree of agreement between the intermediate calculation result B of the process B and the manufacturing result information of the process B acquired from the processing device 3b exceeds the threshold, and the process The simulation of B is repeated (step S20; No).

差異の原因となる工程(工程B)についての一致度が閾値を上回ると(ステップS20;Yes)、シミュレーション実行部12は、その工程B以降のシミュレーションを実行する(ステップS21)。例えば、シミュレーション実行部12は、一致度が閾値を上回ったときの中間算出結果Bを用いて、後の工程、工程C〜工程Eのシミュレーションを実行する。あるいは、工程B〜工程Eのシミュレーションを実行する。また、例えば、工程Bで形成した穴に対する追加の加工(例えば、穴の仕上げ加工)が工程Eで行われ、工程C〜工程Dは、穴に無関係な工程であるならば、シミュレーション実行部12は、工程C、Dのシミュレーションを行うことなく、中間算出結果Bに対して、前回シミュレーションを行ったときに得られた中間算出結果C、中間算出結果Dと同様の結果が算出されることを前提として、工程Eのシミュレーションのみを実行してもよい。これにより計算量を削減し、より短時間でシミュレータを最適化することができる。工程Eのシミュレーションを行って新たな最終製造物βのシミュレーション結果が得られると、シミュレーション装置10は、ステップS15からの処理を繰り返す。シミュレーション結果と実際の中間製造物の製造結果情報との差異を生じさせる工程のシミュレーションモデルを適正化した後、再度シミュレーションを行って結果を確認するという工程を繰り返して、最終製造物βの製造結果情報とシミュレーション結果情報の一致度が閾値を上回ると、シミュレーション実行部12は、工程A〜Eについて内部パラメータと加工内容情報と設定条件情報とシミュレーション結果情報と加工内容の各項目に対する一致度とを対応付けて記憶部17に記憶する。 When the degree of agreement for the step (step B) that causes the difference exceeds the threshold value (step S20; Yes), the simulation execution unit 12 executes the simulation after the step B (step S21). For example, the simulation execution unit 12 executes simulations of the subsequent steps, steps C to E, using the intermediate calculation result B when the degree of coincidence exceeds the threshold value. Alternatively, the simulations of steps B to E are executed. Further, for example, if additional machining (for example, finishing of the hole) for the hole formed in step B is performed in step E, and steps C to D are steps unrelated to the hole, the simulation execution unit 12 Is that the same result as the intermediate calculation result C and the intermediate calculation result D obtained when the previous simulation is performed is calculated for the intermediate calculation result B without simulating the steps C and D. As a premise, only the simulation of step E may be executed. As a result, the amount of calculation can be reduced and the simulator can be optimized in a shorter time. When the simulation of step E is performed and the simulation result of the new final product β is obtained, the simulation apparatus 10 repeats the process from step S15. After optimizing the simulation model of the process that causes the difference between the simulation result and the actual manufacturing result information of the intermediate product, the process of performing the simulation again and confirming the result is repeated to confirm the manufacturing result of the final product β. When the degree of agreement between the information and the simulation result information exceeds the threshold value, the simulation execution unit 12 determines the internal parameters, the processing content information, the setting condition information, the simulation result information, and the degree of agreement for each item of the processing content for steps A to E. It is stored in the storage unit 17 in association with each other.

また、入出力部11は、製造工程のシミュレーションが最適化されたことをディスプレイに表示してユーザに通知する。入出力部11は、最適化時の各工程の設定条件の範囲をディスプレイに表示する。ユーザは、この表示を参照して、その中から任意に値を選択して、シミュレーション装置10へ入力する。また、ユーザは、これから行おうとする加工内容情報をシミュレーション装置10へ入力する。そして、シミュレーション実行部12に製造工程のシミュレーションを実行させる。ユーザは、最適化されたシミュレーションモデルによって最終製造物βのシミュレーション結果を得る。ユーザは、シミュレーション結果が所望の最終製造物βと一致するまで設定条件を調整する。これにより、ユーザは、実際に加工装置3a〜3eで加工を繰り返しながら設定条件を設定するときよりも、効率的に工程A〜Eにおける適切な設定条件を得ることができる。 Further, the input / output unit 11 displays on the display that the simulation of the manufacturing process has been optimized and notifies the user. The input / output unit 11 displays the range of setting conditions for each process at the time of optimization on the display. The user refers to this display, arbitrarily selects a value from the display, and inputs the value to the simulation device 10. In addition, the user inputs the processing content information to be performed to the simulation device 10. Then, the simulation execution unit 12 is made to execute the simulation of the manufacturing process. The user obtains the simulation result of the final product β by the optimized simulation model. The user adjusts the setting conditions until the simulation result matches the desired final product β. As a result, the user can obtain appropriate setting conditions in steps A to E more efficiently than when setting the setting conditions while actually repeating the processing in the processing devices 3a to 3e.

なお、例えば、所定の回数内部パラメータを調整しても一致度が所定の閾値を上回る結果が得られない場合、警告メッセージを通知して最適化処理を中止してもよい。 Note that, for example, if a result in which the degree of agreement exceeds a predetermined threshold value is not obtained even after adjusting the internal parameters a predetermined number of times, a warning message may be notified and the optimization process may be stopped.

本実施形態によれば、実機で計測された内部パラメータに関する情報を活用して内部パラメータを調整することによりシミュレーションモデルの精度を向上し、精度の高い製造工程のシミュレーションを実現することができる。また、シミュレーションの精度を向上するだけではなく、各工程の設定条件の範囲をユーザに提供することができる。これにより、ユーザは、例えば、新規材料に対する加工などの経験の蓄積がない製造工程を実施する場合に、シミュレータの調整とともに、設定条件の目安となる情報を得ることができるので、より短時間で効率的に適切な設定条件を見つけ出し、所望の最終製造物を製造できるようになる。 According to this embodiment, the accuracy of the simulation model can be improved by adjusting the internal parameters by utilizing the information about the internal parameters measured by the actual machine, and the simulation of the manufacturing process with high accuracy can be realized. In addition to improving the accuracy of the simulation, it is possible to provide the user with a range of setting conditions for each process. As a result, the user can adjust the simulator and obtain information as a guideline for the setting conditions when performing a manufacturing process without accumulating experience such as processing of a new material, so that the user can obtain information in a shorter time. It becomes possible to efficiently find an appropriate setting condition and produce a desired final product.

なお、ステップS14で内部パラメータに関する情報を計測しない場合、モデル最適化部14は、例えば、記憶部17に記憶された、製造結果情報とシミュレーション結果情報とで差があった項目およびその差分値と調整すべき内部パラメータの項目とその値の対応テーブル等と、今回の製造結果情報とシミュレーション結果情報とに基づいて、内部パラメータの調整を行うようにしてもよい。例えば、実際の製造結果情報において、シミュレーション結果よりもレーザのパワーが不足しているような加工状態(加工深さが浅いなど)を示しているならば、製造対象物の形状や表面状態の影響でレーザ光が反射されてしまい、当初の想定より実際の吸収率が低い可能性があると考えられる。このような仮定に基づいて内部パラメータ「材料の吸収率」とその調整量が設定されたテーブルを参照して、モデル最適化部14は、材質に関する内部パラメータのうち材料の吸収率を100%から90%に低下させるなどの調整を行う。
あるいは、学習部16が、差がある項目、その差分、調整すべき内部パラメータとその調整量の関係を学習し、モデル最適化部14が、その学習結果に基づいてパラメータの調整を行ってもよい。
When the information on the internal parameters is not measured in step S14, the model optimization unit 14 has, for example, the items and the difference values that are stored in the storage unit 17 and have a difference between the manufacturing result information and the simulation result information. The internal parameters may be adjusted based on the items of the internal parameters to be adjusted, the correspondence table of the values, and the current production result information and the simulation result information. For example, if the actual manufacturing result information indicates a machining state (such as a shallow machining depth) in which the laser power is insufficient compared to the simulation result, the influence of the shape and surface condition of the manufacturing object. It is considered that the laser beam is reflected at the site, and the actual absorption rate may be lower than initially expected. With reference to the table in which the internal parameter "material absorption rate" and its adjustment amount are set based on such an assumption, the model optimization unit 14 sets the material absorption rate from 100% among the internal parameters related to the material. Make adjustments such as reducing it to 90%.
Alternatively, the learning unit 16 learns the relationship between the items having a difference, the difference, the internal parameters to be adjusted and the adjustment amount, and the model optimization unit 14 adjusts the parameters based on the learning result. good.

なお、図1では、各工程が加工装置3a〜3eによる加工処理で構成されている製造工程αの例を示したが、加工装置による加工処理に限定されない。例えば工程Eは、手作業を行う工程でも良い。その場合、例えば、工程Eの作業者が中間製造物(最終製造物)の画像を撮影し、その画像をコンピュータ装置で解析した結果をシミュレーション装置10へ送信するようにしてもよい。また、工程Bは工場間などの輸送工程であってもよいし、倉庫等で一定期間保管する保管工程であってもよい。
また、加工装置3bがレーザ加工機である場合を例に説明を行ったが、加工装置3a等は、レーザ加工機に限定されず、マシニングセンタ、NC旋盤など他の加工機であってもよい。
Note that FIG. 1 shows an example of a manufacturing process α in which each process is configured by processing by the processing devices 3a to 3e, but the processing is not limited to the processing by the processing device. For example, step E may be a manual step. In that case, for example, the worker in step E may take an image of the intermediate product (final product) and transmit the result of analyzing the image by the computer device to the simulation device 10. Further, the process B may be a transportation process between factories or the like, or may be a storage process of storing the product in a warehouse or the like for a certain period of time.
Further, although the case where the processing device 3b is a laser processing machine has been described as an example, the processing device 3a and the like are not limited to the laser processing machine, and may be other processing machines such as a machining center and an NC lathe.

図3のフローチャートで説明した処理を行うと、製造結果情報とシミュレーション結果情報の一致度が所定の閾値を上回るときの内部パラメータの値が記憶部17に蓄積される。この蓄積された情報を利用すると、さらにシミュレータの精度を向上させることができる。例えば、記憶部17には、一致度が所定の閾値を上回るときのシミュレーションモデルBの内部パラメータのセットが複数、記憶されている。例えば、内部パラメータのうち、「発振器の出力」、「レンズの透過率」、「材料の吸収率」の値の組み合わせ(内部パラメータのセット)とその組み合わせで工程Bのシミュレーション(穴あけ)を実行したときの一致度(穴径の一致度)の例を以下に示す。各値は、左から順に「発振器の出力」、「レンズの透過率」、「材料の吸収率」、「一致度」である。 When the process described with the flowchart of FIG. 3 is performed, the value of the internal parameter when the degree of coincidence between the manufacturing result information and the simulation result information exceeds a predetermined threshold value is accumulated in the storage unit 17. By using this accumulated information, the accuracy of the simulator can be further improved. For example, the storage unit 17 stores a plurality of sets of internal parameters of the simulation model B when the degree of coincidence exceeds a predetermined threshold value. For example, among the internal parameters, the combination of the values of "oscillator output", "lens transmittance", and "material absorption rate" (set of internal parameters) and the combination were used to perform the simulation (drilling) of step B. An example of the degree of matching (the degree of matching of the hole diameter) is shown below. Each value is "oscillator output", "lens transmittance", "material absorption rate", and "matching degree" in order from the left.

Figure 0006920972
Figure 0006920972

学習部16は、これらの内部パラメータセット1〜4を学習し、シミュレーションモデルBの内部パラメータ「発振器の出力」、「レンズの透過率」、「材料の吸収率」各々の最適な値を計算する。例えば、学習部16は、4つの内部パラメータセットの平均値を計算して、その平均値を各内部パラメータの最適値として設定してもよい。あるいは、学習部16は、一致度による重み付け平均を計算して各内部パラメータの最適値としてもよい。(例えば、「発振器の出力」の最適値は、(90%×95%+95%×96%+100%×92%+95%×98%)÷4で計算してもよい。 The learning unit 16 learns these internal parameter sets 1 to 4, and calculates the optimum values for each of the internal parameters "oscillator output", "lens transmittance", and "material absorption rate" of the simulation model B. .. For example, the learning unit 16 may calculate the average value of the four internal parameter sets and set the average value as the optimum value of each internal parameter. Alternatively, the learning unit 16 may calculate a weighted average based on the degree of agreement and use it as the optimum value for each internal parameter. (For example, the optimum value of "oscillator output" may be calculated by (90% x 95% + 95% x 96% + 100% x 92% + 95% x 98%) / 4.

あるいは、学習部16は、一致度が閾値を上回るときの加工内容情報と設定条件情報とシミュレーション結果情報とを教師データとして、加工内容情報と設定条件情報を入力したときに、シミュレーション結果情報を出力する論理モデルを機械学習や深層学習の手法(例えば、ニューラルネットワークなど)により構築してもよい。 Alternatively, the learning unit 16 outputs the simulation result information when the processing content information and the setting condition information are input using the processing content information, the setting condition information, and the simulation result information when the degree of coincidence exceeds the threshold as teacher data. The logical model to be used may be constructed by a machine learning or deep learning method (for example, a neural network).

図6は、本発明に係る一実施形態におけるシミュレーションの精度向上処理について説明する図である。
まず、シミュレーション実行部12が、図3で説明した最適化処理を行って、製造結果情報とシミュレーション結果情報の一致度が所定の閾値を上回るときの加工内容情報と設定条件情報とシミュレーション結果情報と、内部パラメータの値と、一致度とを対応付けて記憶部17に蓄積する(ステップS31)。
次に学習部16が、各工程別に加工内容情報と設定条件情報と内部パラメータの関係を学習し、加工内容情報および設定条件情報ごとに内部パラメータの最適値を計算する(ステップS32)。最適値の計算方法は、例えば、学習部16が、加工内容情報および設定条件情報の各項目の値が類似するデータごとにグループ分けを行い、同じグループに所属するデータの内部パラメータの値の平均値や一致度による加重平均値を最適値とするといった方法でも良い。学習部16は、計算した内部パラメータの最適値を、そのグループに分類されるための加工内容情報および設定条件情報の値と対応付けて記憶部17に記憶する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a simulation accuracy improving process according to the embodiment of the present invention.
First, the simulation execution unit 12 performs the optimization process described with reference to FIG. 3, and obtains processing content information, setting condition information, and simulation result information when the degree of agreement between the manufacturing result information and the simulation result information exceeds a predetermined threshold value. , The value of the internal parameter and the degree of coincidence are associated and stored in the storage unit 17 (step S31).
Next, the learning unit 16 learns the relationship between the machining content information, the setting condition information, and the internal parameter for each process, and calculates the optimum value of the internal parameter for each machining content information and the setting condition information (step S32). As for the calculation method of the optimum value, for example, the learning unit 16 groups the data in which the values of each item of the processing content information and the setting condition information are similar, and averages the values of the internal parameters of the data belonging to the same group. A method such as setting the weighted average value based on the value or the degree of agreement as the optimum value may be used. The learning unit 16 stores the calculated optimum values of the internal parameters in the storage unit 17 in association with the values of the processing content information and the setting condition information for being classified into the group.

次にシミュレーションの実行要求を受け付けると、シミュレーション実行部12は、ステップS32で計算した内部パラメータの最適値を用いてシミュレーションを実行する(ステップS33)。例えば、シミュレーション実行部12は、各工程について設定した加工内容情報および設定条件情報に基づいて、今回のシミュレーションにおける加工内容情報および設定条件情報がステップS32で分類したどのグループに該当するかを判定し、該当すると判定されたグループの内部パラメータの最適値を記憶部17から読み出して、加工内容情報および設定条件情報とともにその工程のシミュレーションモデルに設定する。そして、シミュレーション実行部12は、その工程のシミュレーションを実行する。これにより、シミュレーションの高精度をより向上することができる。 Next, when the simulation execution request is received, the simulation execution unit 12 executes the simulation using the optimum values of the internal parameters calculated in step S32 (step S33). For example, the simulation execution unit 12 determines which group the machining content information and setting condition information in this simulation corresponds to in step S32, based on the machining content information and setting condition information set for each process. , The optimum value of the internal parameter of the group determined to be applicable is read from the storage unit 17 and set in the simulation model of the process together with the machining content information and the setting condition information. Then, the simulation execution unit 12 executes the simulation of the process. Thereby, the high accuracy of the simulation can be further improved.

なお、シミュレーション装置10の記憶部17に、様々な加工内容情報、設定条件情報ごとに最適化された内部パラメータの値を蓄積し、これら加工内容情報、設定条件情報、最適化された内部パラメータを組みとする工程別のシミュレータのテンプレートとしてユーザに提供するサービスを行ってもよい。例えば、入出力部11は、言語の選択を受け付ける画面を表示し、言語が選択されると、最終製造物の加工内容情報や工程別の設定条件情報の入力欄、工程別のテンプレートの選択欄、シミュレーション実行指示ボタンなどを選択された言語で表示した画面を表示する。そして、最終製造物の加工内容情報の入力とシミュレーション実行指示の入力を受け付けると、シミュレーション実行部12が、入力された最終製造物の加工内容情報に基づいて、各工程のシミュレーションモデルを特定し、さらに選択されたテンプレートにおける内部パラメータの値をその工程のシミュレーションモデルに設定し、シミュレーションを実行する。そして、入出力部11は、シミュレーション実行部12による最終製造物のシミュレーション結果情報をディスプレイに表示する。所望のシミュレーション結果が得られた場合、シミュレーション装置10は、今回のシミュレーションで用いられた加工内容情報、設定条件情報、内部パラメータを新たなシミュレータとして工程別にテンプレート登録を行ってもよい。また、シミュレーション装置10と、課金システムを連携させ、ユーザがシミュレーションを行う度に課金を行うようにしてもよい。 The storage unit 17 of the simulation device 10 stores the values of the internal parameters optimized for each of various machining content information and setting condition information, and stores these machining content information, setting condition information, and optimized internal parameters. A service may be provided to the user as a template of a simulator for each process to be assembled. For example, the input / output unit 11 displays a screen for accepting language selection, and when a language is selected, an input field for processing content information of the final product, setting condition information for each process, and a template selection field for each process. , Display the screen displaying the simulation execution instruction button etc. in the selected language. Then, upon receiving the input of the processing content information of the final product and the input of the simulation execution instruction, the simulation execution unit 12 identifies the simulation model of each process based on the input processing content information of the final product. Furthermore, the values of the internal parameters in the selected template are set in the simulation model of the process, and the simulation is executed. Then, the input / output unit 11 displays the simulation result information of the final product by the simulation execution unit 12 on the display. When a desired simulation result is obtained, the simulation apparatus 10 may register a template for each process using the machining content information, setting condition information, and internal parameters used in this simulation as a new simulator. Further, the simulation device 10 and the billing system may be linked so that the user charges each time the simulation is performed.

同様に各工程の加工内容情報、設定条件情報、製造結果情報をユーザに入力させてシミュレーションを最適化し、最適化後のシミュレータを提供するサービスを行ってもよい。これにより、ユーザは、実際に実行する製造工程に適用させたシミュレータによってシミュレーションを行うことができるようになる。 Similarly, a service may be provided in which the processing content information, setting condition information, and manufacturing result information of each process are input to the user to optimize the simulation and provide a simulator after the optimization. As a result, the user can perform the simulation by the simulator applied to the actually executed manufacturing process.

(ハードウェア構成)
シミュレーション装置10は、一般的なコンピュータ500を用いて実現することができる。図7にコンピュータ500の構成の一例を示す。
図7は、本発明に係るシミュレーション装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ500は、CPU(Central Processing Unit)501、RAM(Random Access Memory)502、ROM(Read Only Memory)503、ストレージ装置504、外部I/F(Interface)505、入力装置506、出力装置507、通信I/F508等を有する。これらの装置はバスBを介して相互に信号の送受信を行う。
(Hardware configuration)
The simulation device 10 can be realized by using a general computer 500. FIG. 7 shows an example of the configuration of the computer 500.
FIG. 7 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the simulation device according to the present invention.
The computer 500 includes a CPU (Central Processing Unit) 501, a RAM (Random Access Memory) 502, a ROM (Read Only Memory) 503, a storage device 504, an external I / F (Interface) 505, an input device 506, an output device 507, and communication. It has I / F 508 and the like. These devices send and receive signals to and from each other via bus B.

CPU501は、ROM503やストレージ装置504等に格納されたプログラムやデータをRAM502上に読み出し、処理を実行することで、コンピュータ500の各機能を実現する演算装置である。例えば、上記の各機能部は、CPU501が、ROM503等が記憶するプログラムを読み込んで実行することにより、コンピュータ500に備わる機能である。RAM502は、CPU501のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ROM503は、電源を切ってもプログラムやデータを保持する不揮発性のメモリである。ストレージ装置504は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等により実現され、OS(Operation System)、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。外部I/F505は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、例えば、記憶媒体509等がある。コンピュータ500は、外部I/F505を介して、記憶媒体509の読取り、書き込みを行うことができる。記憶媒体509には、例えば、光学ディスク、磁気ディスク、メモリカード、USB(Universal Serial Bus)メモリ等が含まれる。 The CPU 501 is an arithmetic unit that realizes each function of the computer 500 by reading programs and data stored in the ROM 503, the storage device 504, and the like on the RAM 502 and executing processing. For example, each of the above-mentioned functional units is a function provided in the computer 500 by the CPU 501 reading and executing a program stored in the ROM 503 or the like. The RAM 502 is a volatile memory used as a work area or the like of the CPU 501. The ROM 503 is a non-volatile memory that retains programs and data even when the power is turned off. The storage device 504 is realized by, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or the like, and stores an OS (Operation System), an application program, various data, and the like. The external I / F 505 is an interface with an external device. The external device includes, for example, a storage medium 509 and the like. The computer 500 can read and write to the storage medium 509 via the external I / F 505. The storage medium 509 includes, for example, an optical disk, a magnetic disk, a memory card, a USB (Universal Serial Bus) memory, and the like.

入力装置506は、例えば、マウス、及びキーボード等で構成され、操作者の指示を受けてコンピュータ500に各種操作等を入力する。出力装置507は、例えば、液晶ディスプレイにより実現され、CPU501による処理結果を表示する。通信I/F508は、有線通信又は無線通信により、コンピュータ500をインターネット等のネットワークに接続するインタフェースである。バスBは、上記各構成装置に接続され、構成装置間で各種信号等を送受信する。 The input device 506 is composed of, for example, a mouse, a keyboard, or the like, and inputs various operations or the like to the computer 500 in response to an instruction from the operator. The output device 507 is realized by, for example, a liquid crystal display, and displays the processing result by the CPU 501. The communication I / F 508 is an interface for connecting the computer 500 to a network such as the Internet by wire communication or wireless communication. The bus B is connected to each of the above-mentioned constituent devices, and various signals and the like are transmitted and received between the constituent devices.

なお、上述したシミュレーション装置10における各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されており、このプログラムを、シミュレーション装置10を実装したコンピュータ500が読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。 The process of each process in the simulation device 10 described above is stored in a computer-readable storage medium in the form of a program, and the program is read and executed by the computer 500 on which the simulation device 10 is mounted. The above processing is performed. Here, the computer-readable storage medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Further, this computer program may be distributed to a computer via a communication line, and the computer receiving the distribution may execute the program.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記憶されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
また、シミュレーション装置10は、1台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。また、制御装置30a〜30eの何れかあるいは全てにシミュレーション装置10の機能部(シミュレーション実行部12、製造結果評価部13、モデル最適化部14、学習部16、記憶部17)を実装してもよい。
Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-mentioned function in combination with a program already stored in the computer system.
Further, the simulation device 10 may be composed of one computer or a plurality of computers connected so as to be able to communicate with each other. Further, even if the functional units (simulation execution unit 12, manufacturing result evaluation unit 13, model optimization unit 14, learning unit 16, storage unit 17) of the simulation device 10 are mounted on any or all of the control devices 30a to 30e. good.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
シミュレーション装置10は製造工程シミュレーション装置の一例、シミュレーションシステム1は製造工程シミュレーションシステムの一例、図3の最適化処理は製造工程シミュレーションの最適化方法の一例、最終製造物のシミュレーション結果情報は第1の最終結果の一例、最終製造物の製造結果情報は第2の最終結果の一例である。シミュレーション実行部12、及びモデル最適化部14は算出部の一例である。差異工程特定部15は特定部の一例である。通信部18は取得部の一例である。製造結果評価部13は評価部の一例である。加工装置3a〜3eは加工機械の一例である。シミュレーションモデルの内部パラメータの調整は、加工シミュレーションの条件の適正化方法の一例である。
In addition, it is possible to replace the components in the above-described embodiment with well-known components as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
The simulation device 10 is an example of a manufacturing process simulation device, the simulation system 1 is an example of a manufacturing process simulation system, the optimization process of FIG. 3 is an example of a manufacturing process simulation optimization method, and the simulation result information of the final product is the first. An example of the final result, the production result information of the final product is an example of the second final result. The simulation execution unit 12 and the model optimization unit 14 are examples of the calculation unit. The difference process specifying unit 15 is an example of the specific unit. The communication unit 18 is an example of an acquisition unit. The manufacturing result evaluation unit 13 is an example of the evaluation unit. The processing devices 3a to 3e are examples of processing machines. The adjustment of the internal parameters of the simulation model is an example of the method of optimizing the conditions of the machining simulation.

1・・・シミュレーションシステム
2、2a、2b・・・CADシステム
3、3a、3b・・・加工装置
10・・・シミュレーション装置
11・・・入出力部
12・・・シミュレーション実行部
13・・・製造結果評価部
14・・・モデル最適化部
15・・・差異工程特定部
16・・・学習部
17・・・記憶部
18・・・通信部
30、30a・・・制御装置
31、31a・・・入出力部
32、32a・・・CAMシステム
33、33a・・・センサデータ処理部
34、34a・・・加工装置制御部
35、35a・・・設定条件判定部
36、36a・・・通信部
37、37a・・・記憶部
38、38a・・・加工実行装置
39、39a・・・センサ
1 ... Simulation system 2, 2a, 2b ... CAD system 3, 3a, 3b ... Processing device 10 ... Simulation device 11 ... Input / output unit 12 ... Simulation execution unit 13 ... Manufacturing result evaluation unit 14 ... Model optimization unit 15 ... Difference process identification unit 16 ... Learning unit 17 ... Storage unit 18 ... Communication unit 30, 30a ... Control devices 31, 31a ... Input / output units 32, 32a ... CAM system 33, 33a ... Sensor data processing units 34, 34a ... Processing device control units 35, 35a ... Setting condition determination units 36, 36a ... Communication Units 37, 37a ... Storage units 38, 38a ... Processing execution devices 39, 39a ... Sensors

Claims (9)

複数の工程を含む製造工程をコンピュータによるシミュレーションの条件の適正化方法であって、
前記製造工程の全ての前記工程を実行して得られる最終製造物のシミュレーション結果である第1の最終結果を算出するステップと、
前記製造工程の全ての前記工程を実際に実行して得られる最終製造物の結果情報である第2の最終結果を前記コンピュータが取得するステップと、
前記第1の最終結果と前記第2の最終結果との一致度を評価するステップと、
前記一致度が所定の閾値以下の場合、前記一致度の差異を発生させた前記工程を特定するステップと、
差異を発生させた前記工程におけるシミュレーションの前提条件を変更するステップと、
変更後の前記前提条件を適用して差異を発生させた前記工程以降の前記工程についてシミュレーションを実行し、新たに算出された前記第1の最終結果と前記第2の最終結果の一致度を再評価するステップと、
を有し、
前記コンピュータが、前記一致度が所定の閾値を上回るまで、前記前提条件を変更させつつ、前記第1の最終結果を繰り返し算出する、
シミュレーションの条件の適正化方法。
It is a method of optimizing the conditions for computer simulation of a manufacturing process that includes multiple processes.
A step of calculating a first final result, which is a simulation result of a final product obtained by executing all the steps of the manufacturing process, and a step of calculating the first final result.
A step in which the computer acquires a second final result, which is result information of a final product obtained by actually executing all the steps of the manufacturing process.
A step of evaluating the degree of agreement between the first final result and the second final result, and
When the degree of coincidence is equal to or less than a predetermined threshold value, the step of specifying the step that caused the difference in the degree of coincidence and the step of identifying the step.
The step of changing the simulation preconditions in the process that caused the difference, and
A simulation is executed for the steps after the step in which the difference is generated by applying the changed preconditions, and the degree of agreement between the newly calculated first final result and the second final result is re-matched. Steps to evaluate and
Have,
The computer repeatedly calculates the first final result while changing the preconditions until the degree of agreement exceeds a predetermined threshold.
How to optimize the simulation conditions.
前記一致度を再評価するステップでは、差異を発生させた前記工程以降であって、差異を発生させた前記工程に関係する処理を行う前記工程についてのみシミュレーションを実行する、
請求項1に記載のシミュレーションの条件の適正化方法。
In the step of re-evaluating the degree of agreement, the simulation is executed only for the step after the step in which the difference is generated and in which the process related to the step in which the difference is generated is performed.
The method for optimizing the simulation conditions according to claim 1.
前記前提条件を変更するステップでは、差異を発生させた前記工程を実際に実行したときに計測した前記前提条件に関する計測情報に基づいて、前記前提条件を調整する、
請求項1または請求項2に記載のシミュレーションの条件の適正化方法。
In the step of changing the precondition, the precondition is adjusted based on the measurement information about the precondition measured when the step that caused the difference is actually executed.
The method for optimizing the simulation conditions according to claim 1 or 2.
前記工程の各々について、該工程における加工を実行する加工機械の動作に関する設定条件の範囲を算出するステップ、
をさらに有する請求項1から請求項3の何れか1項に記載のシミュレーションの条件の適正化方法。
For each of the steps, a step of calculating a range of setting conditions relating to the operation of a machining machine that executes machining in the step.
The method for optimizing the simulation conditions according to any one of claims 1 to 3, further comprising.
前記前提条件には、その前提条件に係る前記工程における加工を実行する加工機械の性能に関するパラメータおよび前記工程における製造対象の材質に関するパラメータのうち少なくとも一つが含まれる、
請求項1から請求項4の何れか1項に記載のシミュレーションの条件の適正化方法。
The precondition includes at least one of a parameter relating to the performance of a processing machine for performing machining in the process and a parameter relating to a material to be manufactured in the process according to the precondition.
The method for optimizing the simulation conditions according to any one of claims 1 to 4.
前記一致度が所定の閾値を上回るときの前記前提条件を蓄積するステップと、
蓄積した前記前提条件に基づいて、前記前提条件の最適値を計算するステップと、
をさらに有する請求項1から請求項5の何れか1項に記載のシミュレーションの条件の適正化方法。
A step of accumulating the preconditions when the degree of agreement exceeds a predetermined threshold, and
A step of calculating the optimum value of the precondition based on the accumulated precondition, and
The method for optimizing the simulation conditions according to any one of claims 1 to 5, further comprising.
複数の工程を含む製造工程をシミュレーションする製造工程シミュレーション装置であって、
前記製造工程の全ての前記工程を実行して得られる最終製造物のシミュレーション結果である第1の最終結果を算出する算出部と、
前記製造工程の全ての前記工程を実際に実行して得られる最終製造物の結果情報である第2の最終結果を取得する取得部と、
前記第1の最終結果と前記第2の最終結果との一致度を評価する評価部と、
前記一致度が所定の閾値以下の場合、前記一致度の差異を発生させた前記工程を特定する特定部と、を有し、
前記算出部は、
差異を発生させた前記工程におけるシミュレーションの前提条件を変更し、
変更後の前記前提条件を適用して差異を発生させた前記工程以降の前記工程についてシミュレーションを実行し、新たに算出された前記第1の最終結果と前記第2の最終結果の一致度を再評価し、
前記一致度が所定の閾値を上回るまで、前記前提条件を変更させつつ、前記第1の最終結果を繰り返し算出する、
製造工程シミュレーション装置。
A manufacturing process simulation device that simulates a manufacturing process that includes multiple processes.
A calculation unit that calculates a first final result, which is a simulation result of a final product obtained by executing all the steps of the manufacturing process.
An acquisition unit that acquires a second final result, which is result information of a final product obtained by actually executing all the steps of the manufacturing process.
An evaluation unit that evaluates the degree of agreement between the first final result and the second final result,
When the degree of coincidence is equal to or less than a predetermined threshold value, it has a specific unit for specifying the step that caused the difference in the degree of coincidence.
The calculation unit
The prerequisites for the simulation in the process that caused the difference were changed.
A simulation is executed for the steps after the step in which the difference is generated by applying the changed preconditions, and the degree of agreement between the newly calculated first final result and the second final result is re-matched. Evaluate and
The first final result is repeatedly calculated while changing the preconditions until the degree of agreement exceeds a predetermined threshold value.
Manufacturing process simulation device.
請求項7に記載の製造工程シミュレーション装置と、
前記製造工程に含まれる前記工程の加工を実行する加工機械と、
を含み、
前記製造工程シミュレーション装置は、前記加工機械が実行した加工の結果を示す製造結果情報を取得して、製造工程シミュレーションを行う、
製造工程シミュレーションシステム。
The manufacturing process simulation apparatus according to claim 7,
A processing machine that executes the processing of the process included in the manufacturing process, and
Including
The manufacturing process simulation device acquires manufacturing result information indicating the result of machining executed by the processing machine, and performs a manufacturing process simulation.
Manufacturing process simulation system.
複数の工程を含む製造工程をシミュレーションするコンピュータのプログラムであって、
前記製造工程の全ての前記工程を実行して得られる最終製造物のシミュレーション結果である第1の最終結果を算出するステップと、
前記製造工程の全ての前記工程を実際に実行して得られる最終製造物の結果情報である第2の最終結果を前記コンピュータが取得するステップと、
前記第1の最終結果と前記第2の最終結果との一致度を評価するステップと、
前記一致度が所定の閾値以下の場合、前記一致度の差異を発生させた前記工程を特定するステップと、
差異を発生させた前記工程におけるシミュレーションの前提条件を変更するステップと、
変更後の前記前提条件を適用して差異を発生させた前記工程以降の前記工程についてシミュレーションを実行し、新たに算出された前記第1の最終結果と前記第2の最終結果の一致度を再評価するステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記一致度が所定の閾値を上回るまで、前記前提条件を変更させつつ、前記第1の最終結果が繰り返し算出される、
プログラム。
A computer program that simulates a manufacturing process that includes multiple processes.
A step of calculating a first final result, which is a simulation result of a final product obtained by executing all the steps of the manufacturing process, and a step of calculating the first final result.
A step in which the computer acquires a second final result, which is result information of a final product obtained by actually executing all the steps of the manufacturing process.
A step of evaluating the degree of agreement between the first final result and the second final result, and
When the degree of coincidence is equal to or less than a predetermined threshold value, the step of specifying the step that caused the difference in the degree of coincidence and the step of identifying the step.
The step of changing the simulation preconditions in the process that caused the difference, and
A simulation is executed for the steps after the step in which the difference is generated by applying the changed preconditions, and the degree of agreement between the newly calculated first final result and the second final result is re-matched. Steps to evaluate and
Let the computer run
The first final result is repeatedly calculated while changing the preconditions until the degree of agreement exceeds a predetermined threshold.
program.
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JP7380107B2 (en) * 2019-11-12 2023-11-15 株式会社ジェイテクト quality prediction system
US11840757B2 (en) 2020-07-08 2023-12-12 Tdk Corporation Film deposition system, factory system, and method of depositing film on wafer
WO2022009323A1 (en) * 2020-07-08 2022-01-13 Tdk株式会社 Film formation system, industrial plant system, and wafer film formation method
EP4207011A1 (en) * 2020-08-31 2023-07-05 Epistra Inc. Production process optimization method and production process optimization system
JP7417287B2 (en) 2021-08-31 2024-01-18 エピストラ株式会社 Culture-related process optimization method and culture-related process optimization system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11330449A (en) * 1998-05-20 1999-11-30 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device, simulation device and method, storage medium recording simulation program, and storage medium recording with simulation data recorded therein
US6961636B1 (en) * 2001-04-19 2005-11-01 Advanced Micro Devices Inc. Method and apparatus for dynamically monitoring controller tuning parameters

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