CN110955935A - 机械加工辅助系统和切削装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供机械加工辅助系统和切削装置。机械加工辅助系统(200)具备：知识数据库(220)，其存储表示关于机械加工方法和机械加工设备的诀窍的各种信息；输入部(212)，其输入问题；控制部(211)，其设定基于问题的检索条件，检索知识数据库(220)，执行导出回答的驱动解算器(230)和解决解算器(240)；和显示回答的显示部(214)，回答包含多个对策案以及各个对策案的优先顺位，并且包含经纬信息，该经纬信息表示在视觉上显示且用于导出对策案的包含多个因素的检索过程以及多个因素间的关联的检索路径。

Description

机械加工辅助系统和切削装置
技术领域
本发明涉及辅助机械加工中的作业的机械加工辅助系统和具备机械加工辅助系统的切削装置。
背景技术
以往，例如公知有在下述日本特开平3－108030号公报中公开的故障诊断专家系统。在该现有的故障诊断专家系统中，赋予储存于存储单元的专家的知识用于限制或者修剪因果链树的检索路径的原因候补条件，当推断单元推断原因时，通过判别推断出的原因是否导向储存为原因候补条件的条件的事件来决定原因的候补。
或者，以往例如还公知有在下述日本特开2007－241774号公报中公开的见识·诀窍的体系化辅助装置。该现有的体系化辅助装置具备储存有统一模型的产品·工序模型DB，上述统一模型通过将产品构造信息模型和工序构成信息模型统一而成，以统一模型为基础，除产品的设计模型的不良状况被模型化之外，生产准备·制造中的不良状况也被模型化。而且，在该现有的体系化辅助装置中，基于统一模型，通过属性和方法表现了实体和状态彼此的实体/状态数据模型储存于品质知识DB，能够在体系上记述生产系统中的见识·诀窍。
并且，以往例如还公知有在下述日本特开2007－241861号公报中公开的原因事件发生概率(贡献率)计算装置。该现有的原因事件发生概率(贡献率)计算装置具有如下单元，即，基于经由逻辑门在树构造的各部分配置事件而成的FTA信息，计算事件发生的概率(贡献率)，计算原因事件对结果事件的贡献率。
然而，上述现有系统和各装置存在如下情况，即，用于解决已预先假定的问题的对策案被显示(指导)，所显示(指导)的对策案和用于解决个别产生的问题的有效对策不一致。此时，尤其对于机械加工的经验不足的工人(非熟练工人)而言，难以解决现在产生的问题，通常依赖于机械加工的经验丰富的工人(熟练工人)解决所发生的问题。由此，担忧熟练工人必须暂时中断自身的作业来解决产生的问题，导致生产性降低。或者，在熟练工人退职之后，难以传承需要时间积累的见识、知识、经验、思考方法等有价值的诀窍。
发明内容
本发明的一个方式的机械加工辅助系统具备：数据库，其以可检索且可更新的方式存储表示关于机械加工方法和机械加工设备的诀窍的各种信息；获取部，其获取表示对工件所实施的加工的加工结果的加工结果信息；问题输入部，其对应于通过获取部获取到的加工结果信息，输入关于机械加工方法和机械加工设备的问题；控制部，其设定至少基于已被输入问题输入部的问题的检索条件，检索数据库，执行将与检索条件对应的解作为针对问题的回答而导出的解算器；和显示部，其显示随着控制部执行解算器而获取到的回答。通过显示部显示的回答包含：与解决问题相关的多个对策案、以及表示各个对策案对解决问题的确定性的确信度，并且包含经纬信息，所述经纬信息表示在视觉上显示且用于所述解算器检索所述数据库将所述对策案作为所述解导出的由多个因素构成的检索过程以及表示所述检索过程中的多个所述因素间的关联性的检索路径。
本发明的其他方式的切削装置具备：上述机械加工辅助系统；保持具有切削刃的工具的工具保持装置；保持工件的工件保持装置；在规定方向进给工件保持装置所保持的工件的工件进给装置；进行工具相对于工件的相对的移动的工具位移装置；和控制工具位移装置的工作的控制装置。
根据上述方式，在机械加工辅助系统中，若经由问题输入部输入关于机械加工方法(切削加工方法)和机械加工设备(切削装置)的问题，则控制部能够设定基于已被输入的问题的检索条件，检索以可检索且可更新的方式存储表示诀窍的各种信息的数据库。而且，控制部能够在显示部显示与解决问题相关的多个对策案、各个对策案的确信度、以及表示检索过程(多个因素)和检索路径(因素间的关联性)的经纬信息进行提示。
由此，例如，即便是机械加工(切削加工)的见识(知识)、经验不足的非熟练工人，也能根据所提示的回答解决关于机械加工方法(切削加工方法)和机械加工设备(切削装置)的问题(问题)，能够减少依赖于熟练工人的情况。因此，熟练工人中断自身的作业的情况减少，结果能够抑制熟练工人的生产性降低。
或者，数据库的各种信息被存储为通过机械加工(切削加工)的见识(知识)、经验丰富的熟练工人而得的诀窍。因此，熟练工人退职后也能永久存储并利用有价值的经验，能够连续传递有价值的经验。并且，在对非熟练工人提示的回答中包含经纬信息。由此，非熟练工人能够学会用于获得所提示的对策案的因素、因素间的关联性即因素解析的思考方法。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，
图1是表示本发明的一个实施方式的切削装置的整体结构的俯视图。
图2是切削装置的剖视图。
图3是控制装置的框图。
图4是机械加工辅助系统的框图。
图5是用于说明以可更新的方式存储于知识数据库的各种信息的图。
图6是通过图4所示的控制部执行的加工辅助刀具程序的流程图。
图7是用于说明通过图4所示的控制部设定推荐加工条件的图。
图8是用于说明通过图4所示的控制部被设定了的推荐加工条件的图。
图9是用于说明通过图4所示的控制部生成的回答所包含的经纬信息以及确信度(优先顺位)的图。
图10是用于说明通过图4所示的控制部生成的回答所包含的对策案的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的机械加工辅助系统的一个实施方式。在本实施方式中，说明将机械加工辅助系统应用于进行作为机械加工之一的切削加工的切削装置1的情况。
如图1所示，切削装置1是车床。切削装置1具备工件保持装置10、工件进给装置20、工具保持装置30、作为工具的车刀40和控制装置100。
工件保持装置10将工件W(例如单纯的圆柱等)保持为能够旋转。工件保持装置10具备主轴台11和尾座12。主轴台11具备：作为壳体的主轴台主体13；旋转主轴14，其以能够旋转的方式支承于主轴台主体13，将工件W在沿着轴线方向的方向上的一端侧(图1中的纸面右侧)支承为能够旋转；和旋转主轴马达15(参照图3)，其施加用于使旋转主轴14旋转的驱动力。尾座12具备：作为壳体的尾座主体16；和尾座顶尖17，其将工件W在沿着轴线方向的方向上的另一端侧(图1中的纸面左侧)支承为能够旋转。
工件保持装置10在工件W的旋转轴线Aw朝向和X轴方向平行的状态下利用旋转主轴14和尾座顶尖17支承工件W在沿着旋转轴线Aw的方向上的两端。而且，工件W通过旋转主轴马达15驱动而绕旋转轴线Aw旋转。
工件进给装置20朝向规定方向即X轴方向进给工件W。工件进给装置20具备进给台21和X轴驱动装置22(参照图3)。此外，在图1和图2中，省略X轴驱动装置22的图示。进给台21设置为在机座2的上表面能够向X轴方向移动。具体而言，如图2所示，在机座2的上表面设置有沿X轴方向延伸的一对X轴导轨23，进给台21设置为能够一边被X轴导轨23引导一边向X轴方向移动。X轴驱动装置22是相对于机座2沿X轴方向(即工件W的旋转轴线Aw方向)进给进给台21的螺杆进给装置。
在进给台21的上表面设置有主轴台11和尾座12。因此，通过驱动X轴驱动装置22使进给台21沿X轴方向移动，在沿着工件W的旋转轴线Aw的方向上进给支承于主轴台11和尾座12的工件W。
工具保持装置30将作为工具的车刀40保持为无法旋转。工具保持装置30具备柱31、作为工具位移装置的Z轴驱动装置32(参照图3)、滑鞍33和支架34。此外，在图1和图2中，Z轴驱动装置32的图示被省略。
柱31设置为能够在机座2的上表面沿Z轴方向移动。具体而言，在机座2的上表面设置有沿Z轴方向延伸的一对Z轴导轨35，柱31设置为能够一边被Z轴导轨35引导一边沿Z轴方向移动。Z轴驱动装置32是相对于机座2沿Z轴方向进给柱31的螺杆进给装置。
支架34相对于滑鞍33固定，将车刀40保持为能够装卸。由此，支架34所保持的车刀40随着柱31和滑鞍33的移动相对于机座2沿Z轴方向(和进给方向即X轴方向正交的方向)平行移动。
如图3所示，控制装置100构成为包含工件旋转控制部110、进给控制部120、位移控制部130和加工条件输入部140。工件旋转控制部110进行旋转主轴马达15的驱动控制，使通过旋转主轴14和尾座顶尖17被支承的工件W旋转。
进给控制部120进行X轴驱动装置22的驱动控制，使进给台21沿X轴方向移动，由此沿X轴方向进给工件保持装置10所保持的工件W。位移控制部130进行Z轴驱动装置32的驱动控制，使安装于工具保持装置30的车刀40沿Z轴方向平行移动。
加工条件输入部140是通过工人被操作的，工人输入切削加工工件W时的加工条件。具体而言，加工条件输入部140被输入包含车刀40(即支架34)向Z轴方向的位移量、工件W相对于车刀40向X轴方向的相对的进给速度、切削速度、切入量、工件W的材质等在内的关于切削加工的各种加工条件。加工条件输入部140和工件旋转控制部110、进给控制部120以及位移控制部130连接，将通过工人已被输入的加工条件输出至工件旋转控制部110、进给控制部120和位移控制部130。
接下来，说明辅助切削装置1(机械加工设备)的切削加工(机械加工)的机械加工辅助系统200。机械加工辅助系统200对操作切削装置1的工人例如使用了切削装置1的切削加工的经验少的非熟练工人提供各种信息来辅助非熟练工人使用切削装置1的切削加工，上述各种信息表示基于使用了切削装置1的切削加工的经验丰富的熟练工人的见识(知识)、经验的关于切削加工(机械加工)的诀窍。
因此，如图4所示，机械加工辅助系统200具备个人计算机210和、作为用于研究在机械加工中产生的课题(问题)的因素的数据库的知识数据库220。或者，本实施方式中的机械加工辅助系统200具备通过个人计算机210执行的作为第一解算器(解算器)的驱动解算器230、和通过个人计算机210执行的作为第二解算器(解算器)的解决解算器240。
如图4所示，个人计算机210具备将CPU、ROM、RAM作为主要构成部件的控制部211，控制部211统一控制机械加工辅助系统200的工作。因此，控制部211和输入部212、存储部213、显示部214、接口215以及数据库更新部216连接为能够通信。
作为问题输入部和获取部的输入部212具有键盘、话筒，主要通过非熟练工人操作输入关于切削加工方法(机械加工方法)和切削装置1(机械加工设备)的问题。存储部213存储包含后述加工辅助刀具程序的各种程序、以及通过执行加工辅助刀具程序获取的推荐加工条件。或者，存储部213存储有驱动解算器230和解决解算器240，向控制部211输出驱动解算器230和解决解算器240。
显示部214显示处理内容，该处理内容包含通过执行加工辅助刀具程序获得的后述回答。作为获取部的接口215和切削装置1连接为能够通信来获取各种信息。数据库更新部216更新累积在知识数据库220的各种信息。
知识数据库220和个人计算机210(具体而言，控制部211和数据库更新部216)连接为能够通信。知识数据库220将基于熟练工人具有的见识(知识)、经验的关于切削加工(机械加工)的各种信息即诀窍电子数据化(数字化)并将其存储为可更新。
此外，知识数据库220也可以和个人计算机210连接，并经由未图示的网络线路和其他个人计算机连接。在这种情况下，熟练工人能够使用个人计算机210的输入部212和其他个人计算机的输入部(键盘等)将各种信息(诀窍)输入知识数据库220。
这里，具体地例示积存于知识数据库220的关于切削加工方法(机械加工方法)和切削装置1(机械加工设备)的诀窍。这里，以下说明的诀窍是指在机械加工中产生问题的多个因素(因素元素)、问题以及因素的粒度、问题与因素之间的连接(关联性)、以及因素与因素之间的连接(关联性)。此外，粒度例如是指简单地赋予“1～5”那样的等级、或者由“大中小”、数值标记表示的范围。
具体而言，作为熟练工人在机械加工中产生的问题，例如例示将车刀40的磨耗大的情况所对应的诀窍积存(登录)于知识数据库220的情况。如图5所示，首先，熟练工人输入“工具的磨耗”作为“问题”。
然后，熟练工人输入“切削力”作为被认为引起“工具的磨耗”的因素A，输入“切入量”作为因素B。此外，因素不限定于两个，当然作为三个以上的因素，例如能够输入“切削热”、“化学磨耗”、“切削速度”、“进给量”、“工具材质”等。
或者，如图5所示，熟练工人例如输入数值范围(磨耗量)作为“问题”的“粒度”，并且以随着数值范围(磨耗量)增大而增大的方式输入由“1～5”的数字所代表的阶段标记表示的“等级”。或者，熟练工人例如输入数值范围(切削力)作为“因素A”的“粒度”，并且对应于数值范围(切削力)变小，输入由“大中小”的文字所代表的阶段标记、数值所代表的范围标记表示的“范围”。或者，熟练工人例如输入数值范围(切入量)作为“因素B”的“粒度”，并且以随着数值范围(切入量)增大而增大的方式输入由“1～4”的数字所代表的阶段标记表示的“等级”。这里，针对“等级”和“范围”，例如能够使用数值相互建立关联(建立联系)。由此，当熟练工人输入“等级”或者“范围”时，例如，与已被输入的“等级”对应的“范围”也被输入，或者，反过来，与已被输入的“范围”对应的“等级”也被输入，即能够使“等级”和“范围”连动。
并且，如在图5中箭头所示，熟练工人输入“问题”与“因素A”之间的连接(关联性)，并且输入“因素A”与“因素B”之间的连接(关联性)。具体而言，熟练工人从过去的经验中了解到，在以“切削力”较大且“切入量”较大的状态进行了切削加工时，存在“工具的磨耗”增大这一关联性。
因此，熟练工人基于该经验，换言之基于关联性，如图5所示那样，输入作为“问题”的“工具的磨耗”极大的“等级5”和作为“因素A”的“切削力”较大的“范围大”的连接。而且，熟练工人输入作为“因素A”的“切削力”的“范围大”和作为“因素B”的“切入量”比较大的“等级2”的连接。
相同地，熟练工人输入作为“问题”的“工具的磨耗”比较大的“等级4”以及“等级3”和作为“因素A”的“切削力”比较大的“范围中”的连接。而且，熟练工人输入作为“因素A”的“切削力”的“范围中”和作为“因素B”的“切入量”较大的“等级3”的连接。
并且，熟练工人输入作为“问题”的“工具的磨耗”比较小的“等级2”以及“等级1”和作为“因素A”的“切削力”较小的“范围小”的连接。而且，熟练工人输入作为“因素A”的“切削力”的“范围小”和作为“因素B”的“切入量”极大的“等级4”的连接。
这样，熟练工人将为了能够解决问题而研究出(确定出)的多个因素以及这些因素之间的连接(关联性)，作为电子数据化(数字化)后的诀窍，存储(登录)于知识数据库220。此外，对于熟练工人而言，例如，当将提高工件W的表面特性的品质作为问题时，也能将为了能够解决该问题而研究出(确定出)的多个因素以及这些因素之间的连接(关联性)，作为电子数据化(数字化)后的诀窍，存储(登录)于知识数据库220。
再次返回至图4，作为第一解算器的驱动解算器230通过控制部211被执行，检索存储并积存于知识数据库220的关于切削加工的各种信息，导出后述检索过程和检索路径作为第一解。作为第二解算器的解决解算器240通过控制部211被执行，基于通过非熟练工人已被输入的问题等，生成检索条件并将其输出至驱动解算器230，并且基于从驱动解算器230获得的经纬信息，生成针对通过非熟练工人已被输入的问题等的回答作为第二解，被显示部214显示。
由此，通过控制部211以使作为解算器的驱动解算器230和解决解算器240配合的方式执行，驱动解算器230基于通过解决解算器240生成的检索条件检索(检索)知识数据库220。而且，驱动解算器230提取通过非熟练工人已被输入的关于切削加工(机械加工)的加工条件、针对工件W的加工结果的问题(以下称为“非熟练工人提出的问题等”)所对应(成为回答)的信息即多个因素。
另一方面，解决解算器240基于通过驱动解算器230被提取出的信息(多个因素)生成针对非熟练工人提出的问题等的回答。或者，解决解算器240包含在生成回答时考虑到的多个因素即检索过程以及因素间的连接(关联性)即检索路径地生成回答。此外，在以下的说明中，检索过程和检索路径合在一起也称为“经纬信息”。
而且，个人计算机210的控制部211在通过执行驱动解算器230和解决解算器240生成后述多个对策案的同时生成检索过程和检索路径(即，经纬信息)后，在显示部214显示包含生成的多个对策案和经纬信息在内的回答指导非熟练工人。以下，使用图6～图9具体说明该加工辅助。
个人计算机210的控制部211(更详细而言，构成控制部211的CPU。以下相同)在步骤S10中开始图6所示的加工辅助刀具程序。而且，控制部211在接下来的步骤S11中输入与切削加工(机械加工)相关的初始条件。
初始条件是使用输入部212通过非熟练工人输入的，如图7所示，例如是形成工件W的被削件规格(被削件热特性、被削件硬度、被削件伸长率)和工件W的加工要求(高质量化、高效率化、工具长寿化)等。此时，例如，与上述“因素A”和“因素B”相同，作为被削件规格，被削件硬度被赋予“等级”、“范围”地积存(登录)于知识数据库220。初始条件被输入后，控制部211进入步骤S12。
再次返回至图6，在步骤S12中，控制部211读取并执行存储于存储部213的驱动解算器230和解决解算器240，从而驱动解算器230和解决解算器240配合生成推荐加工条件。具体而言，驱动解算器230将在上述步骤S11中所输入的初始条件作为检索条件来检索知识数据库220的内部，并提取多个因素作为第一解，输出给解决解算器240。
解决解算器240使用已输出的多个因素即通过熟练工人已被输入的诀窍，生成推荐加工条件作为第二解。控制部211执行驱动解算器230和解决解算器240生成推荐加工条件后进入步骤S13。
此外，针对推荐加工条件的生成后述。
在步骤S13中，控制部211输出在上述步骤S12中已生成的推荐加工条件。具体而言，控制部211将获取到的推荐加工条件输出至显示部214。由此，如图8所示，显示部214显示已被输出的推荐加工条件，对非熟练工人指导推荐加工条件。这里，控制部211将生成并且已指导的推荐加工条件存储于存储部213。
非熟练工人将显示于显示部214的推荐加工条件输入构成切削装置1的控制装置100的加工条件输入部140。由此，在切削装置1中，控制装置100基于已被输入加工条件输入部140的推荐加工条件，使旋转主轴马达15、X轴驱动装置22和Z轴驱动装置32动作来切削加工工件W。
然而，在本实施方式中，推荐加工条件基于存储于知识数据库220的各种信息即通过熟练工人已被输入的诀窍生成并用于指导。此时，非熟练工人能够确认为了实现自己输入的“被削件绪言”和“加工要求”推荐加工条件已被如何设定。具体而言，非熟练工人能够确认存储于知识数据库220的多个因素以及这些因素之间的关联性、即检索过程和检索路径。
具体来说，如图7中粗实线包围所示，若非熟练工人选择作为初始条件已输入的“被削件规格”中的“被削件硬度”，选择推荐加工条件中的“旋转进给”，则将“被削件硬度”和“旋转进给”连结的因素(检索过程)以及因素间的关联性(检索路径)被指导。此外，在图7中，通过粗实线包围并表示检索过程，通过粗实线表示检索路径。
这样，在机械加工辅助系统200中，能够提示驱动解算器230检索出的检索过程和检索过程(因素)间的检索路径(关联性)。由此，非熟练工人能够容易理解在“被削件硬度”大时为何必须减小“旋转进给”。
即，如图7所示，当输入因素是“被削件硬度”时，需要确保“工具要求性能”中的“要求工具刀尖强度”。而且，为了确保该“要求工具刀尖强度”，在切削加工时，需要适当维持“工具规格”中的“车刀前角”、“车刀后角”和“车刀R”。因此，非熟练工人能够理解机械加工辅助系统200能够获得为了维持上述“工具规格”而必须减小“旋转进给”这一输出因素即加工条件。
或者，如图7所示，在实现作为输入因素的“高质量化”时需要确保“工具要求性能”中的“要求推定面粗糙度”。而且，为了确保该“要求推定面粗糙度”，在切削加工时需要适当维持“工具规格”中的“车刀R”。
因此，非熟练工人能够理解，获得了为了维持“车刀R”而必须减小“旋转进给”的输出因素即加工条件的情况。此外，在实现“高质量化”时非熟练工人也能直接理解作为加工条件需要减小“旋转进给”。
这样，在机械加工辅助系统200中，能够提示输入因素与输出因素之间的路径过程即多个因素与上述多个因素的关联(关联性)即路径检索。由此，当非熟练工人设定用于实现成为所希望的状态的切削加工的加工条件时，能够容易学会应检讨的因素以及因素间的关联(关联性)。
而且，对非熟练工人提示的路径过程和路径检索基于通过熟练工人已被输入的诀窍。因此，非熟练工人通过学会应检讨的因素以及因素间的关联(关联性)来传承诀窍。
针对基于推荐加工条件进行了切削加工的工件W，非熟练工人判断形状、表面特性等完成情况，判断加工结果的优劣。非熟练工人将加工结果的优劣作为加工结果信息经由输入部212输入控制部211。此外，这样也可以取代非熟练工人输入加工结果的优劣即加工结果信息，构成为在个人计算机210的接口215与切削装置1的控制装置100之间连接有测量装置(省略图示)时，测量信息从测量装置经由接口215被输入，加工结果信息被自动输入控制部211。
在加工辅助刀具程序的步骤S14中，控制部211判定，如上述那样已被输入的加工结果是否不合格。即，如果基于通过非熟练工人已被输入(已被判断)的加工结果信息，加工结果是不合格，则控制部211在步骤S14中判定为“是”，执行步骤S15以后的各步骤处理。
另一方面，如果基于通过非熟练工人已被输入(已被判断)的加工结果信息，加工结果是良好，则控制部211在步骤S14中判定为“否”，进入步骤S19。而且，控制部211在步骤S19中，如后述那样更新知识数据库220的存储内容。
通过上述步骤S14中的判定处理，加工结果是不合格时，控制部211执行步骤S15的步骤处理。而且，控制部211在步骤S15中催促非熟练工人针对为使基于推荐加工条件进行了切削加工的工件W的加工结果良好而应改善的问题(课题)、或者在切削装置1产生的问题(课题)输入问题。
具体而言，控制部211使非熟练工人能够输入问题的画面显示于显示部214。对此，非熟练工人在得知基于推荐加工条件进行了切削加工的结果、例如是在车刀40产生的磨耗大时，根据显示部214所显示的画面显示，使用输入部212输入“工具的磨耗较大”和非熟练工人的问题等。
若在上述步骤S15中输入了非熟练工人的问题等，则控制部211在步骤S16中生成构成针对已输入的非熟练工人的问题等的回答的对策案。具体而言，控制部211读取并执行存储于存储部213的驱动解算器230和解决解算器240。
由此，解决解算器240将非熟练工人的问题等作为检索条件，并将其输出给进行协作的驱动解算器230。驱动解算器230基于来自解决解算器240的检索条件，检索知识数据库220的内部，获取作为检索过程的多个因素以及表示因素之间的关联性的检索路径并获取对策案，将获取到的检索过程、检索路径以及对策案输出至解决解算器240。然后，若检索过程、检索路径以及对策案被输出至解决解算器240，则控制部211进入步骤S17。
在步骤S17中，作为解决解算器240获取到的针对非熟练工人的问题等(例如“工具的磨耗较大”)的回答，控制部211使显示部214显示检索过程以及检索路径并给多个对策案赋予表示对策案对解决问题的确定性的确信度即优先顺位并显示多个对策案。以下，具体说明该情况。
如图9所示，控制部211使显示部214显示“加工诊断(原因分析)”，作为针对非熟练工人的问题等的回答。在该回答中，与非熟练工人的问题等对应的“问题”、以确信度越大越优先的方式被赋予多个对策案的优先顺位即“对策顺位”、以及由作为用于解决“问题”的多个因素的“因素A”以及“因素B”(检索过程)和表示上述多个因素的关联性的连接(检索路径)构成的“因素分析”被显示部214显示用于指导。此外，在图9中，通过粗实线包围并表示检索过程，通过粗实线表示检索路径。
在为图9的例示时，针对作为“问题”的“工具的磨耗较大”，驱动解算器230检索知识数据库220的内部(参照图5)，确定作为“因素A”的“切削力”和作为“因素B”的“切入量”作为第一解。或者，驱动解算器230还确定“问题”、“因素A”以及“因素B”所被赋予的“等级”或者“范围”、以及基于“等级”或者“范围”的连接(关联性)，作为第一解。
针对驱动解算器230确定出的“因素A”和“因素B”，解决解算器240基于与这些因素相应地被输入的连接(关联性)，进行因素分析。此外，针对关联性，例如也可以采用对“等级”或者“范围”进行评分并且考虑评分进行因素解析的公知方法。而且，解决解算器240基于表示针对解决“问题”的各因素之间的连接(关联性)的确定性(大小)的确信度决定“对策顺位”作为第二解。
在为图9的例示时，为了解决作为“问题”的“工具的磨耗较大”，作为“因素A”，“切削力”的确信度较大，作为和“因素A”的关联性较大的“因素B”，“切入量”的确信度最大，“进给量”、“工具材质”的确信度依次变小。因此，作为“对策顺位”，“切削力”－“切入量”的确信度最大，因此成为“顺位第一位”，“切削力”－“进给量”成为“顺位第二位”，“切削力”－“工具材质”成为“顺位第三位”。
而且，控制部211将针对“问题”即“工具的磨耗较大”的回答(对策案)，作为解决解算器240导出的第二解，如图10所示那样，将多个对策案，具体而言，将沿着上述“对策顺位”的对策案，显示于显示部214。由此，控制部211对非熟练工人指导(推荐)多个对策案。具体而言，在显示部214中，“改善提案(对策)”为回答，在图10中提出(推荐)了三个对策案。
这里，针对“问题”即“工具的磨耗较大”存在一致的原因时，控制部211给非熟练工人建议针对一致的原因的对策案。另一方面，针对“问题”不存在一致的原因时，控制部211推定接近“问题”的原因，将针对该推定出的原因的对策案向非熟练工人提出(推荐)。即，控制部211实现“推荐针对推定原因的对策案的推荐部”。
作为对策案，切入量的减少(减少○○％)被提出(推荐)作为上述“对策顺位”成为“顺位第一位”的“切削力”－“切入量”所对应的加工条件。相同地，进给量的减少(减少△△％)被提出(推荐)作为“对策顺位”成为“顺位第二位”的“切削力”－“进给量”所对应的加工条件。或者，相同地，将车刀40的材质A变更为材质B被提出(推荐)作为“对策顺位”成为“顺位第三位”的“切削力”－“工具材质”所对应的工具条件。
这里，作为对策案被提出(指导)的切入量的减少、进给量的减少和工具材质的变更通过解决解算器240获取驱动解算器230检索知识数据库220输出的检索过程以及检索路径即经纬信息，即获取驱动解算器230确定出的以与“因素A”以及“因素B”对应的方式存储于存储部213的信息而生成。因此，对非熟练工人提出(指导)的多个对策案分别基于熟练工人的见识(知识)、经验即诀窍。此外，如图10所示，在指导针对非熟练工人的问题等的对策案时，还对非熟练工人一并显示一般注意事项，促使非熟练工人注意。
若在上述步骤S17中多个对策案被指导，则非熟练工人例如从“顺位第一位”开始依次根据对策案变更推荐加工条件，将变更了的推荐加工条件输入控制装置100的加工条件输入部140。而且，非熟练工人根据按照对策案变更了的推荐加工条件切削加工工件W，判断工件W的形状、表面特性等的加工完成情况，并且判断车刀40的磨耗状态。
非熟练工人使用输入部212将包含车刀40的磨耗状态在内的加工结果的优劣输入控制部211。此外，在这种情况下也能构成为，在未图示的测量装置连接于接口215与切削装置1的控制装置100之间时，从测量装置自动输入加工结果信息。
在加工辅助刀具程序的步骤S18中，控制部211判定通过非熟练工人已输入的加工结果是否是良。即，如果基于根据上述多个对策案中的至少一个或者全部变更了的推荐加工条件的加工结果是良，控制部211在步骤S18中判定为“是”，进入步骤S19。此外，当非熟练工人输入加工结果是良时，还输入所指导的多个对策案中的对解决“问题”有贡献的对策案或者对策案的贡献顺序(以下称为“贡献信息”)(例如图10所示的“对策案”的编号等)。
另一方面，如果基于根据上述多个对策案中的全部变更了的推荐加工条件的加工结果是不合格，控制部211在步骤S18中判定为“否”，返回至上述步骤S15，执行上述步骤S15以后的各步骤处理。即，非熟练工人再次输入非熟练工人的问题等，接受对策案的指导。而且，至基于根据所指导的对策案变更了的推荐加工条件的加工结果通过非熟练工人判断为良为止，控制部211反复在步骤S18中重复判定处理。
在步骤S19中，控制部211基于反映良好的加工结果的推荐加工条件，更新知识数据库220的存储内容。具体而言，当控制部211通过上述步骤S14中的判定处理判定为加工结果是良时，将最初指导过的推荐加工条件作为用于切削加工良品的良品条件。此时，控制部211和数据库更新部216配合，以使得在下次之后的检索中，能够优先指导本次的推荐加工条件的方式，例如，为了设定本次的推荐加工条件(良品条件)，将驱动解算器230检索的因素(检索过程)的确信度增大那样地，例如变更并存储“等级”、“范围”。
或者，当控制部211通过上述步骤S18中的判定处理判定为加工结果是良时，控制部211和数据库更新部216配合，以使得基于通过非熟练工人输入的贡献信息能够优先指导对解决“问题”有贡献的对策案的方式，例如根据贡献信息变更对策案的“优先顺位”。或者，控制部211和数据库更新部216配合，以使得能够优先指导对解决“问题”有贡献的对策案的方式变更为例如为了设定对策案增大驱动解算器230检索的因素(检索过程)的确信度。由此，非熟练工人实际加工时的信息被反馈到知识数据库220的各种信息即通过熟练工人已被输入的诀窍，能够提高推荐加工条件的精度和非熟练工人的问题等所对应的对策案的指导精度。
若在上述步骤S19中，进行知识数据库220的更新后，控制部211进入步骤S20。在步骤S20中，控制部211结束加工辅助刀具程序的执行。而且，在规定期间经过后，控制部211再次在上述步骤S10中开始加工辅助刀具程序的执行。
根据以上说明还能理解到，上述实施方式的机械加工辅助系统200具备：知识数据库220，其作为数据库，以可检索且可更新的方式存储表示关于机械加工方法和机械加工设备的诀窍的各种信息；输入部212和接口215，它们作为获取部，获取表示对工件W所实施的加工(切削加工)的加工结果的加工结果信息；输入部212，其作为问题输入部，对应于通过输入部212和接口215获取到的加工结果信息，输入关于机械加工方法和机械加工设备的问题即非熟练工人提出的问题等；控制部211，其设定至少基于已被输入输入部212的非熟练工人的问题等的检索条件，检索知识数据库220，执行将与检索条件对应的解作为针对问题的回答导出的解算器即驱动解算器230和解决解算器240；和显示部214，其显示伴随通过控制部211执行解算器(驱动解算器230和解决解算器240)而获取到的回答，通过显示部214显示的回答包含：与解决问题相关的多个对策案、以及表示各个对策案对解决问题的确定性的确信度所对应的优先顺位，并且包含经纬信息，该经纬信息表示在视觉上显示且用于解算器(驱动解算器230和解决解算器240)检索知识数据库220将对策案作为解导出的由多个因素构成的检索过程以及表示检索过程中的多个因素间的关联性的检索路径。
这里，切削装置1具备机械加工辅助系统200；保持车刀40的工具保持装置30，该车刀40作为具有切削刃45的工具；保持工件W的工件保持装置10；工件进给装置20，其在规定方向即X轴方向进给工件保持装置10所保持的工件W；Z轴驱动装置32，其作为工具位移装置，进行车刀40相对于工件W的相对移动；和控制装置100，其控制Z轴驱动装置32的工作。
或者，在上述情况下，通过控制部211执行的解算器由驱动解算器230和解决解算器240构成，其中，上述驱动解算器230作为第一解算器，基于已被输入的检索条件检索知识数据库220，至少导出推荐加工条件作为与检索条件对应的第一解；上述解决解算器240作为第二解算器，至少基于问题(非熟练工人提出的问题等)以及加工结果信息设定检索条件，并且和驱动解算器230配合，导出回答作为第二解。
据此，在机械加工辅助系统200中，若经由输入部212输入关于机械加工方法(切削加工方法)和机械加工设备(切削装置1)的问题(非熟练工人提出的问题等)，则控制部211能够设定基于已被输入的问题(非熟练工人提出的问题等)的检索条件检索知识数据库220，该知识数据库220以可检索且可更新的方式存储表示诀窍的各种信息。而且，控制部211能够在显示部214显示与解决问题(非熟练工人提出的问题等)相关的多个对策案、各个对策案的确信度(优先顺位)、以及表示检索过程(多个因素)以及检索路径(因素间的关联性)的经纬信息进行提示(指导)。
由此，例如，即便是机械加工(切削加工)的见识(知识)、经验不足的非熟练工人，也能根据所提示的回答，解决关于机械加工方法(切削加工方法)和机械加工设备(切削装置1)的问题(非熟练工人提出的问题等)，能够减少依赖于熟练工人的情况。因此，熟练工人中断自身的作业的情况减少，结果能够抑制熟练工人的生产性降低。
或者，知识数据库220的各种信息而言，作为机械加工(切削加工)的见识(知识)和能通过经验丰富的熟练工人获得的经验存储。因此，假如熟练工人退职后也能永久存储并利用有价值的经验，能够连续地传承有价值的经验。并且，在对非熟练工人提示的回答中包含经纬信息。由此，非熟练工人能够学会用于获得所提示的对策案的因素、因素间的关联性即因素解析中的思考方法。
此时，控制部211能够执行解算器(驱动解算器230和解决解算器240)，将表示工件W的加工要求的初始条件作为检索条件检索知识数据库220，生成使用机械加工方法和机械加工设备加工工件W时的推荐加工条件，作为与检索条件对应的解。
据此，即便是非熟练工人，也能根据基于诀窍的推荐加工条件，使用切削装置1对工件W实施适当的切削加工(机械加工)。由此，在进行切削加工(机械加工)时，非熟练工人无需向熟练工人询问加工条件，能够在抑制熟练工人的生产性降低的同时传授诀窍。
此时，能够具有存储部213，该存储部213存储推荐加工条件以及关于机械加工方法和机械加工设备的已预先设定的各种设定信息中的、至少推荐加工条件。据此，通过在存储部213中至少存储推荐加工条件，例如对于相同加工要求的输入，能够迅速提示推荐加工条件。
在上述情况下，接口215能够获取工件W基于切削加工方法的加工状态、或者测量出切削装置1的工作状态的测量信息。据此，例如，非熟练工人无需每次输入工件W的加工状态、切削装置1的工作状态，能够实现作业的简化。
或者，在上述情况下，机械加工辅助系统200能够具备数据库更新部216，该数据库更新部216基于通过输入部212或者接口215获取到的加工结果信息，更新存储于知识数据库220的各种信息。此时，具体而言，数据库更新部216能够至少使用回答更新存储于知识数据库220的各种信息。
据此，例如，能够基于伴随推荐加工条件的实际的加工结果、或者伴随回答的加工的加工结果，总是更新存储于知识数据库220的各种信息即诀窍并存储。由此，对于非熟练工人提出的问题等，控制部211能够始终以高精度(包含确信度高的对策案)提示(指导)适当的回答。
并且，在上述情况下，构成回答的多个对策案以确信度越大越优先的方式被赋予优先顺位显示于显示部214。
据此，通过在显示部214按照优先顺位，非熟练工人能够高效实施多个对策案。或者，由于非熟练工人能够容易理解多个对策案中的最有效的对策案，所以不用向熟练工人确认对策案的有效性，结果能够抑制熟练工人的生产性降低。
在实施本发明时，不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的目的的范围内，能够进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，熟练工人使用个人计算机210向知识数据库220输入基于自身的见识(知识)、经验的各种信息即诀窍。取代于此，例如，也能通过OCR等的功能将熟练工人过去作成的报告书等的记载内容电子数据化，提取该电子数据化了的报告书等所包含的多个因素，将其以可更新的方式存储于知识数据库220。
此时，通过个人计算机210构成为，利用已预先设定的关键词以及自然语言处理技术、机器学习技术，从存储于知识数据库220的各种信息中，使用可生成的关键词等自动提取多个因素，能够大幅度减轻熟练工人的负担。
或者，在上述实施方式中，构成为在构建知识数据库220时需要非熟练工人和熟练工人的输入作业。然而，例如，如图4中虚线所示，也可以设置应用了公知的机器学习技术(具体而言，执行机器学习程序)的机器学习部221，按照公知方法解析关于切削装置1的结构和工作的加工条件、包含从上述测量装置等获得的实测数据在内的加工信息等、包含上述检索过程和检索路径在内的信息、关于切削加工前的调整工作的信息等，构建知识数据库220。
由此，机器学习部221例如通过学习加工工件W时的加工条件(包含推荐加工条件)、工件W的加工状态、切削装置1的动作状态、以及加工结果信息作为训练数据集，能够增加被体系化地积存于知识数据库220的各种信息(数字化了的诀窍)的信息量。结果能够提高对非熟练工人指导的推荐加工条件、对策案的精度。
或者，在上述实施方式中，驱动解算器230和解决解算器240存储于个人计算机210的存储部213。取代于此，也可以构成为驱动解算器230和解决解算器240存储于知识数据库220。在这种情况下，控制部211也能从知识数据库220读取并执行驱动解算器230和解决解算器240。或者，和控制知识数据库220的控制部211不同的控制部也能在知识数据库220侧执行驱动解算器230和解决解算器240。此外，在这种情况下，控制部211在执行加工辅助刀具程序时，从知识数据库220侧获取包含检索过程以及检索路径在内的经纬信息。
或者，在上述实施方式中，控制部211通过执行驱动解算器230和解决解算器240，基于积存于知识数据库220的各种信息即诀窍生成推荐加工条件。取代于此，或者不仅如此例如还能将工具制造商等公开的加工条件等即各种设定信息，预先存储于存储部213，控制部211基于存储于存储部213的加工条件(各种设定信息)，对非熟练工人指导推荐加工条件。
或者，在上述实施方式中，积存于知识数据库220的各种信息是相当于诀窍的文字数据。取代于此，或者，不仅如此，知识数据库220例如还能以可更新且可检索的方式存储拍摄切削加工的状态、熟练工人的作业内容得到的动画数据和静止图像数据。据此，对于非熟练工人而言，能够取代文字，或者不仅提供文字，还提供动画、照片，因此非熟练工人能够容易理解熟练工人的思考方法即诀窍，结果能够更可靠地传承诀窍。
或者，在上述实施方式中，例示了机械加工是使用了切削装置1的切削加工的情况，因此存储于知识数据库220的各种信息与切削加工相关。然而，毋庸置疑，机械加工不限定于切削加工，除切削加工以外的机械加工，例如研磨加工、增材制造等，通过构建知识数据库220，使得体系性地存储与成为对象的机械加工对应的各种信息(诀窍)，能够和上述实施方式的情况相同应用机械加工辅助系统。
并且，在上述实施方式中，知识数据库220构建为体系性地存储与机械加工(切削加工)相关的各种信息(诀窍)。即，在上述实施方式中，构建特定为机械加工(切削加工)的知识数据库220。然而，知识数据库220能够电子数据化地以可更新且可检索的方式存储各种领域中的诀窍，通过驱动解算器230和解决解算器240配合，能够指导基于存储于知识数据库220的各种信息的回答和经纬信息。
因此，毋庸置疑，能够将具备知识数据库220、驱动解算器230和解决解算器240的机械加工辅助系统应用于其他领域来运用。此时，只要是在其他领域中知识、经验不足的工人，和上述实施方式的情况相同，能够对该工人指导基于诀窍的对策案，或者也能指导可以得到对策案的思考方法，结果能够通过该工人传承其他领域的诀窍。

Claims (10)

1.一种机械加工辅助系统，其特征在于，包括：
数据库，其以可检索且可更新的方式存储表示关于机械加工方法和机械加工设备的诀窍的各种信息；
获取部，其获取表示对工件所实施的加工的加工结果的加工结果信息；
问题输入部，其对应于通过所述获取部获取到的所述加工结果信息，输入关于所述机械加工方法和所述机械加工设备的问题；
控制部，其设定至少基于已被输入所述问题输入部的所述问题的检索条件，检索所述数据库，执行将与所述检索条件对应的解作为针对所述问题的回答而导出的解算器；和
显示部，其显示随着所述控制部执行所述解算器而获取到的所述回答，其中，
通过所述显示部显示的所述回答包含：与解决所述问题相关的多个对策案、以及表示各个所述对策案对解决所述问题的确定性的确信度，并且包含经纬信息，所述经纬信息表示在视觉上显示且用于所述解算器检索所述数据库将所述对策案作为所述解导出的由多个因素构成的检索过程以及表示所述检索过程中的多个所述因素间的关联性的检索路径。
2.根据权利要求1所述的机械加工辅助系统，其中，
所述控制部执行所述解算器，将表示所述工件的加工要求的初始条件作为所述检索条件，检索所述数据库，生成使用所述机械加工方法和所述机械加工设备加工所述工件时的推荐加工条件，作为与所述检索条件对应的所述解。
3.根据权利要求2所述的机械加工辅助系统，其中，
所述机械加工辅助系统还包括存储部，
所述存储部存储所述推荐加工条件、以及在关于所述机械加工方法和所述机械加工设备的已预先设定的各种设定信息中的至少所述推荐加工条件。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的机械加工辅助系统，其中，
所述获取部获取在所述机械加工方法中所述工件的加工状态、或者测量所述机械加工设备的工作状态得到的测量信息。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的机械加工辅助系统，其中，
通过所述控制部执行的所述解算器由第一解算器和第二解算器构成，
所述第一解算器基于已被输入的所述检索条件检索所述数据库，导出与所述检索条件对应的第一解，
所述第二解算器至少基于所述问题和所述加工结果信息设定所述检索条件，并且和所述第一解算器配合将所述回答作为第二解导出。
6.根据权利要求1～3中的任一项所述的机械加工辅助系统，其中，
所述机械加工辅助系统还包括数据库更新部，
所述数据库更新部基于通过所述获取部获取到的所述加工结果信息，更新存储于所述数据库的所述各种信息。
7.根据权利要求6所述的机械加工辅助系统，其中，
所述数据库更新部至少基于伴随所述回答的加工的所述加工结果信息，更新存储于所述数据库的所述各种信息。
8.根据权利要求1～3中的任一项所述的机械加工辅助系统，其中，
所述机械加工辅助系统还包括机器学习部，
所述机器学习部学习加工所述工件时的加工条件、所述工件的加工状态和加工所述工件的所述机械加工设备的动作状态、以及所述加工结果信息作为训练数据集。
9.根据权利要求1～3中的任一项所述的机械加工辅助系统，其中，
构成所述回答的多个所述对策案，以所述确信度越大越优先的方式被赋予优先顺位并显示于所述显示部。
10.一种切削装置，其中，包括：
权利要求1～3中的任一项所述的机械加工辅助系统；
保持具有切削刃的工具的工具保持装置；
保持所述工件的工件保持装置；
在规定方向进给所述工件保持装置所保持的所述工件的工件进给装置；
进行所述工具相对于所述工件的相对的移动的工具位移装置；和
控制所述工具位移装置的工作的控制装置。
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