DE102019005747A1

DE102019005747A1 - Vorrichtung für die einstellung einer bearbeitungsbedingungund maschinelle lernvorrichtung

Info

Publication number: DE102019005747A1
Application number: DE102019005747.3A
Authority: DE
Inventors: Takashi lzumi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2039-08-17
Also published as: DE102019005747A8; JP2020028909A; JP6810110B2; CN110893515B; DE102019005747B4; US11958135B2; CN110893515A; US20200061753A1

Abstract

Eine Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung stellt Laserstrahlbearbeitungsbedingungen für eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung ein zur Ausführung einer Laserstrahlbearbeitung eines Werkstückes und erzeugt jeweils Zustandsvariablen einschließlich Bearbeitungsbedingungsdaten, Werkstückdaten und Plasmaerzeugungsmengendaten sowie Bestimmungsdaten einschließlich Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten, und erlernt eine Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung unter Berücksichtigung einer Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter der vorgeschriebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird unter Verwendung der erzeugten Zustandsvariablen und der erzeugten Bestimmungsdaten.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung und eine maschinelle Lernvorrichtung.
Zum Stand der Technik
Bei der schneidenden Bearbeitung mit Laserstrahlen erfolgt die Bearbeitung des Materials so, dass geschmolzenes Metall durch den Laserstrahl und durch Strömung eines Hilfsgases abgeführt wird, wobei ein konstanter Abstand zwischen einem Werkstück und einer Düse beibehalten wird und wobei ein Brennpunkt konstant gehalten wird. Herkömmlicherweise wurde besonderes Augenmerk auf den Druck gerichtet, der beim Bearbeiten auf das Werkstück ausgeübt wird und es wurde davon ausgegangen, dass der Abstand zwischen dem Werkstück und der Düse so klein wie möglich gehalten werden sollte, wie beispielhaft in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2009-154189 beschrieben ist.
Wird ein Hochgeschwindigkeits-Schneidvorgang ausgeführt mit eng am Werkstück anliegender Düse, ergibt sich eine raue überarbeitete Oberfläche aufgrund der Erzeugung eines Plasmas. Die Expansion der Schneidfuge aufgrund der Erzeugung des Plasmas ergibt häufig die Anhaftung von Absonderungen (wie das Entstehen eines Grats) am Werkstück, so dass es schwierig sein kann, die Bearbeitungsbedingungen exakt einzustellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der obigen Umstände ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Vorrichtung für die Einstellung von Bearbeitungsbedingungen und einer maschinellen Lernvorrichtung, welche in der Lage sind, die Bedingungen einer Bearbeitung mit Laserstrahl so einzustellen, dass die Erzeugung von Plasma bei der Laserstrahlbearbeitung eines Werkstückes reduziert ist.
Die Vorrichtung für die Einstellung der Bearbeitungsbedingung gemäß der Erfindung reduziert die Erzeugung von Plasma zur Verbesserung der Schneidqualität durch Einsatz eines Bereichs mit hoher Strömungsgeschwindigkeit (Mach-Scheibenabschnitt) des von der Düse abgegebenen Hilfsgases, wodurch die obigen Probleme gemindert werden.
6 erläutert die Strömung von Hilfsgas, welches bei der Laserstrahlbearbeitung mit einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine aus einem Ende einer Düse ausgestoßen wird.
In 6 markiert das Zeichen (1) eine Position am Ende einer Düse 5, wo der Gasdruck des Hilfsgases 6 maximal ist. Da (bisher) davon ausgegangen wurde, dass ein hoher Druck vorzugsweise auf das Werkstück bei der Laserstrahlbearbeitung auszuüben ist, wie oben erläutert, wurde die Bearbeitung an der Stelle (2) ausgeführt, die einen geringen Abstand hat zum Ende der Düse 5 (weil eine Bearbeitung an der Stelle (1) einen Kontakt zwischen dem Ende der Düse 5 und dem Werkstück verursachen könnte und somit eine Beschädigung der Düse 5 durch Hitze oder dergleichen auftreten könnte).
Wird das Hilfsgas 6 mit ultrahoher Geschwindigkeit aus dem Ende der Düse 5 ausgestoßen, wird eine Schockwelle an der Öffnung der Düse 5 erzeugt, welche das Hilfsgas 6 wieder bündelt und so die Strömungsgeschwindigkeit des Hilfsgases 6 an der Stelle (3) maximiert. Durch eine Reihe von Experimenten mit Iteration unter Berücksichtigung der Stelle, wo die Strömungsgeschwindigkeit des Hilfsgases 6 maximal ist, wurde ermittelt, dass die Bearbeitung des Werkstückes mit einer Verminderung der Menge an erzeugtem Plasma und mit befriedigender Schneidqualität erreicht werden kann durch eine Laserstrahlbearbeitung mit Positionierung der Oberfläche des Werkstückes an der Stelle (3) des Hilfsgases 6 mit maximaler Strömungsgeschwindigkeit oder an einer Stelle, die geringfügig näher an der Düse 5 als die Stelle (3) liegt.
Die vorstehend genannte Position des Werkstückes (also hinsichtlich eines Spaltes zwischen der Düse 5 und dem Werkstück), mit der die Bearbeitung unter Reduktion der Menge an erzeugtem Plasma mit guter Schneidqualität erreicht werden kann, hängt aber ab vom Material und der Plattenstärke des Werkstückes, dem Zustand der Bearbeitung und dergleichen. Die Vorrichtung für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen gemäß der Erfindung stellt eine optimale Bedingung für die Laserstrahlbearbeitung (Spaltstärke) entsprechend dem momentanen Bearbeitungszustand ein unter Einsatz eines maschinellen Lernvorganges.
Gemäß einer Variante der Erfindung wird eine Vorrichtung für die Einstellung von Bearbeitungsbedingungen bereitgestellt, welche die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Bearbeitung eines Werkstückes einstellt. Die Vorrichtung für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen enthält: eine Vorverarbeitungseinheit, welche Zustandsvariablen erzeugt einschließlich Daten bezüglich der Laserstrahlbearbeitungsbedingungen, welche die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserbearbeitung angeben, Werkstückdaten, welche Informationen angeben bezüglich des Werkstückes, und Plasmaerzeugungsmengendaten, welche eine Menge des Plasmas angeben, welches bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugt wird; eine Zustandsbestimmungseinheit, welche Bestimmungsdaten erzeugt einschließlich Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten zum Bestimmen der Menge an mit der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugtem Plasma; und eine Lerneinheit, welche eine Einstellung (Einstellungsmaßnahme) erlernt für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bezüglich der Menge an Plasma, welches bei einer vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes erzeugt wird unter Einsatz der Zustandsvariablen und der Bestimmungsdaten. Die Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten dienen zur Bestimmung der Menge des Plasmas, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter der Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird, welche durch die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung eingestellt ist.
Die Lerneinheit kann ein bestärkendes Lernen ausführen, bei dem ein hoher Nutzwert („Belohnung“) zugeordnet wird, wenn die Menge an bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter der vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung nahe einer vorgegebenen Menge des Plasmas liegt, welche zu erzeugen ist, wenn eine optimale Bearbeitung gemäß der vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung ausgeführt wird.
Eine weitere Variante der Vorrichtung für die Einstellung von Bearbeitungsbedingungen gemäß der Erfindung beinhaltet eine derartige Vorrichtung, welche die Laserstrahlbearbeitungsbedingung für die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung bei der Bearbeitung eines Werkstückes einstellt. Die Vorrichtung für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen enthält: eine Vorverarbeitungseinheit, welche Zustandsvariablen erzeugt einschließlich Laserstrahlbearbeitungsbedingungsdaten, welche die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserstrahlbearbeitung angeben, Werkstückdaten, welche Informationen angeben bezüglich des Werkstückes, und Plasmaerzeugungsmengendaten, welche eine Menge an Plasma angeben, welches bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugt wird; eine Lernmodell-Speichereinheit, welche ein Lernmodell abspeichert, welches eine Einstellmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bezüglich der Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter einer vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird, erlernt hat; und eine Entscheidungseinheit, welche die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung abschätzt unter Verwendung des Lernmodells auf Basis der Zustandsvariablen.
Die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung kann den Spalt zwischen der Düse der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung und dem Werkstück betreffen.
Die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung kann den Druck des Hilfsgases für die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung betreffen.
Die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung kann eine Änderung des Düsendurchmessers der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung betreffen.
Die Laserstrahlbearbeitungsbedingungsdaten können den Spalt zwischen der Düse der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung und dem Werkstück betreffen.
Eine Variante der maschinellen Lernvorrichtung gemäß der Erfindung stellt eine Laserstrahlbearbeitungsbedingung für eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstückes mit dem Laserstrahl ein. Die maschinelle Lernvorrichtung enthält eine Lerneinheit, welche eine Einstellungsmaßnahme erlernt für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen bezüglich einer Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter einer vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird unter Einsatz der Zustandsvariablen einschließlich Laserstrahlbearbeitungsbedingungsdaten, welche die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserstrahlbearbeitung angeben, Werkstückdaten, welche Informationen angeben bezüglich des Werkstückes, und Plasmaerzeugungsmengendaten, welche die Menge an Plasma angeben, welches bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugt wird, und Bestimmungsdaten einschließlich Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten zum Bestimmen der Menge an Plasma, welches durch die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugt wird. Die Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten dienen zur Bestimmung der Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter der Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird, welche durch die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung eingestellt ist.
Eine weitere Variante der maschinellen Lernvorrichtung gemäß der Erfindung stellt eine Laserstrahlbearbeitungsbedingung für eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung ein zur Ausführung der Laserstrahlbearbeitung eines Werkstückes. Die maschinelle Lernvorrichtung enthält: eine Lernmodell-Speichereinheit, welches ein Lernmodell abspeichert, das eine Einstellungsmaßnahme erlernt hat für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bezüglich einer Plasmamenge, welche bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter einer vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird; eine Entscheidungseinheit, welche die Einstellungsmaßnahme bestimmt für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung unter Einsatz des Lernmodells auf Basis von Zustandsvariablen einschließlich Laserstrahlbearbeitungsbedingungsdaten, welche die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserstrahlbearbeitung angeben, Werkstückdaten, welche Informationen angeben bezüglich des Werkstückes und Plasmaerzeugungsmengendaten, welche die Menge an Plasma angeben, welches bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugt wird.
Mit der Erfindung kann die Einstellung der Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserstrahlbearbeitung eines Werkstückes in einer Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung passend ausgeführt werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung des gerätetechnischen Aufbaus einer Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 ist ein schematisches funktionales Blockdiagramm zur Erläuterung der Vorrichtung für die Einstellung der Bearbeitungsbedingung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
3 erläutert ein Verfahren zum Ermitteln der Menge an erzeugtem Plasma mit einem Plasma-Messinstrument in der Vorrichtung für die Einstellung der Bearbeitungsbedingung gemäß 2.
4 erläutert ein Verfahren zum Bestimmen der Menge an erzeugtem Plasma mit dem Plasma-Messinstrument in der Vorrichtung für die Einstellung der Bearbeitungsbedingung gemäß 2.
5 erläutert ein Beispiel für eine Kriterientabelle gemäß einem Ausführungsbeispiel.
6 erläutert die Strömung von aus dem Ende einer Düse in einer Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung bei der Laserstrahlbearbeitung ausgestoßenem Hilfsgas.

BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELES IM EINZELNEN
1 ist eine schematische Darstellung des gerätetechnischen Aufbaus hauptsächlicher Komponenten einer Vorrichtung für die Einstellung von Bearbeitungsbedingungen einschließlich einer maschinellen Lernvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die Vorrichtung 1 für die Einstellung von Bearbeitungsbedingungen kann implementiert sein als eine Steuerung, welche eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung steuert, ein Personalcomputer in einer Steuerung, welcher eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung steuert oder als ein Computer, wie ein Zellenrechner, ein Hauptrechner, ein Edge-Server, oder ein Cloud-Server, die über ein verdrahtetes oder drahtloses Netzwerk mit der Steuerung verbunden sind, um einige Beispiele zu nennen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen implementiert als eine Steuerung, welche eine Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung steuert.
Eine CPU 11 in der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen ist ein Prozessor, welcher allgemein die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungskonditionen steuert, ein in einem ROM 12 gespeichertes Programm über einen Bus 20 als Systemprogramm ausliest und die Gesamtheit der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen entsprechend dem Systemprogramm steuert. Zeitweise relevante Rechendaten, verschiedene Typen von durch eine Bedienungsperson über eine Eingabeeinrichtung 71 eingegebenen Daten und dergleichen werden zeitweise in einem RAM 13 abgelegt.
Ein nicht-flüchtiger Speicher 14 ist beispielsweise als SSD oder dergleichen eingerichtet und durch eine Batterie (nicht dargestellt) gestützt und der Speicherzustand wird beibehalten, auch wenn die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen ausgeschaltet ist. Der nicht-flüchtige Speicher 14 speichert ab: einen Einstellungsbereich, wo Einstellungsinformationen bezüglich des Betriebs der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen abgespeichert werden; Steuerprogramme, Daten und dergleichen für die Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung, welche über die Eingabeeinrichtung 71 eingegeben werden; verschiedene Typen von Daten, die aus jeweiligen Einheiten der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen oder der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung entnommen werden (wie die Laser-Ausgangsleistung, Frequenz, Wiederholrate, Bearbeitungsgeschwindigkeit, Art oder Druck des Hilfsgases, Materialart oder Plattenstärke des Werkstückes, Düsendurchmesser, Spalt oder Brennpunkt-Lage bei der Laserstrahlbearbeitung mit der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung, oder Menge an erzeugtem Plasma, welche durch eine Plasma-Messvorrichtung 4 detektiert wird, die in der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung installiert ist, jeweils als Beispiel); und Steuerprogramme, Daten und dergleichen für die Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung, welche über eine externe Speichervorrichtung (nicht dargestellt) oder ein Netzwerk eingelesen werden. Die Programme, verschiedenen Arten von Daten und dergleichen, welche in dem nicht-flüchtigen Speicher 14 abgespeichert werden, können bei Ausführung/Einsatz in den RAM 13 überführt werden.
Systemprogramme einschließlich allgemein bekannter Analyseprogramme für die Analyse verschiedener Typen von Daten, ein Programm zum Steuern der Wechselwirkung mit einer maschinellen Lernvorrichtung 100, die weiter unten näher beschrieben wird, und dergleichen sind vorab in den ROM 12 eingeschrieben.
Das Plasma-Messinstrument 4 misst die Menge des erzeugten Plasmas in der Nähe einer Stelle, wo die Laserstrahlbearbeitung ausgeführt wird, beispielsweise ist es ein Sondenmessinstrument, ein elektromagnetisches Instrument, ein Partikel-Messinstrument oder ein spektroskopisches Messinstrument. Das Plasma-Messinstrument 4 kann in der Nähe eines Laserkopfes installiert sein, der in der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung enthalten ist, oder es kann an der Hand eines Roboters (nicht dargestellt) montiert sein, welche in der Nähe der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung installiert ist, um die Menge an Plasma zu messen, die in der Umgebung der Bearbeitungsstelle der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung erzeugt ist. Die CPU 11 wird über die Menge des in der Nähe der Bearbeitungsstelle erzeugten Plasmas gemäß Messung durch das Plasma-Messinstrument 4 über eine Schnittstelle 16 informiert.
In den Speicher eingelesene Daten, im Ergebnis der Ausführung eines Programmes oder dergleichen gewonnene Daten, Bildbereichsdaten eines Gegenstandes, die durch Abbildung mittels des Plasma-Messinstrumentes 4 gewonnen werden, von einer maschinellen Lernvorrichtung 100, die weiter unten näher beschrieben wird, ausgegebene Daten oder dergleichen werden über eine Schnittstelle 17 an die Anzeigeeinrichtung 70 gegeben und dort angezeigt. Die Eingabeeinrichtung 71 als Tastatur, Zeigereinrichtung oder dergleichen empfängt Befehle, Daten oder dergleichen entsprechend einer Eingabe durch eine Bedienungsperson und gibt die Befehle, Daten oder dergleichen über eine Schnittstelle 18 an die CPU 11.
Eine Schnittstelle 21 verbindet die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen und die maschinelle Lernvorrichtung 100. Die maschinelle Lernvorrichtung 100 enthält einen Prozessor 101, welcher die gesamte maschinelle Lernvorrichtung 100 steuert, einen ROM 102, in dem Systemprogramme und dergleichen abgespeichert sind, einen RAM 103 zum zeitweisen Abspeichern von Daten beim Prozess bezüglich des maschinellen Lernens, und einen nicht-flüchtigen Speicher 104, der eingesetzt wird zum Abspeichern eines Lernmodells oder dergleichen.
Die maschinelle Lernvorrichtung 100 ist eingerichtet zum Überwachen verschiedener Arten von Informationen, welche mit der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen gewonnen werden können unter Einsatz der Schnittstelle 21 (wie die Laser-Ausgangsleistung, die Frequenz, die Wiederholungsrate, die Bearbeitungsgeschwindigkeit, die Art bzw. der Druck des Hilfsgases, Art des Materials oder Stärke des Werkstückes, Düsendurchmesser, Spalt, oder Brennpunktlage bei der Laserstrahlbearbeitung mit der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung oder die Menge an erzeugtem Plasma gemäß Detektion durch die Plasma-Messvorrichtung 14, die in der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung installiert ist). Die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen gewinnt ein Verarbeitungsergebnis, welches von der maschinellen Lernvorrichtung 100 ausgegeben wird, über die Schnittstelle 21 und steuert den Betrieb der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung entsprechend dem gewonnenen Ergebnis.
2 ist ein schematisches funktionales Blockdiagramm zur Erläuterung der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen und der maschinellen Lernvorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel.
Die Funktionsblöcke gemäß 2 werden implementiert durch Ausführung der jeweiligen Systemprogramme und die Steuerung des Betriebs der Einheiten der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen und der maschinellen Lernvorrichtung mittels der CPU 11 in der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen gemäß 1, und durch den Prozessor 101 der maschinellen Lernvorrichtung 100.
Die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen gemäß dem Ausführungsbeispiel enthält eine Steuereinheit 30, eine Vorverarbeitungseinheit 32 und eine Zustandsbestimmungseinheit 34; und die maschinelle Lernvorrichtung 100 in der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen enthält eine Lerneinheit 110 und eine Entscheidungseinheit 120. In einer Referenzinformationen-Speichereinheit 50 im nicht-flüchtigen Speicher 14 werden im Voraus aus einer externen Speichereinheit (nicht dargestellt) oder über ein verdrahtetes/drahtloses Netzwerk Daten im Voraus abgespeichert als Kriterien bezüglich eines Ergebnisses der Steuerung der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung.
Die Steuereinheit 30 steuert den Betrieb der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung entsprechend einem Befehl aus einem Steuerprogramm oder dergleichen und dann, wenn ein Änderungsbefehl für die Bearbeitungsbedingungen aus der maschinellen Lernvorrichtung 100 ausgegeben wird, erfolgt die Steuerung der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung so, dass die Bearbeitungsbedingungen, die im Voraus im Steuerprogramm der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung abgelegt sind, ersetzt werden durch Bearbeitungsbedingungen gemäß Ausgabe von der maschinellen Lernvorrichtung 100. Bei der Steuerung der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung gewinnt die Steuereinheit 30 sequenziell Befehlswerte für die Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung aus dem Steuerprogramm oder dergleichen oder die Daten können aus der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung 2 gewonnen werden, wie beispielsweise die Laser-Ausgangsleistung, die Frequenz, die Wiederholungsrate (Repetitionsrate), die Bearbeitungsgeschwindigkeit oder dergleichen und die Befehlswerte bzw. die Daten werden an die Vorverarbeitungseinheit 32 und die Zustandsbestimmungseinheit 34 gegeben.
Die Vorverarbeitungseinheit 32 erzeugt Zustandsdaten S zur Verwendung beim Lernprozess und beim Entscheidungsprozess durch die maschinelle Lernvorrichtung 100 auf Basis von Informationen, die von der Steuereinheit 30 und dem Plasma-Messinstrument 4 gewonnen werden. Die Vorverarbeitungseinheit 32 erzeugt die Zustandsdaten S durch Konversion (wie Digitalisierung, Normierung oder Probennahme) der gewonnenen Daten in ein einheitliches Format, welches in der maschinellen Lernvorrichtung 100 verarbeitbar ist. Die von der Vorverarbeitungseinheit 32 erzeugten Zustandsdaten S enthalten Bearbeitungsbedingungsdaten S1, welche die Bearbeitungsbedingungen bei der Laserstrahlbearbeitung angeben, Werkstückdaten S2 bezüglich des Werkstückes als Gegenstand der Laserstrahlbearbeitung, und Plasmaerzeugungszustandsdaten S3 bezüglich des Erzeugungszustandes des Plasmas.
Die Bearbeitungsbedingungsdaten S1 können gewonnen werden als Laserstrahlbearbeitungsbedingungen bei der Laserstrahlbearbeitung durch die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung 2. Die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen enthalten den Spalt, also den Abstand vom Ende der Düse zum Werkstück. Die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen bei der Laserstrahlbearbeitung können zweitens beinhalten die Laser-Ausgangsleistung, die Frequenz, die Wiederholrate (Repetitionsrate), die Bearbeitungsgeschwindigkeit, den Typ oder den Druck des Hilfsgases, den Düsendurchmesser, die Brennpunktposition oder dergleichen. Die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen werden in dem Steuerprogramm eingestellt, welches den Betrieb der Vorrichtung 2 für die Laserstrahlbearbeitung steuert, oder in die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen und sie (die Bedingungen) können beispielsweise gewonnen werden aus den im nicht-flüchtigen Speicher 14 abgelegten Laserstrahlbea rbeitungsparametern.
Die Werkstückdaten S2 enthalten die Art des Materials (wie beispielsweise Eisen oder Aluminium) und die Stärke des Werkstückes, welches der Laserstrahlbearbeitung durch die Vorrichtung 2 unterzogen werden soll. Für die Art des Materials und die Stärke des Werkstückes (Plattenstärke), können Informationen verwendet werden, welche durch eine Bedienungsperson über ein Bedienfeld der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung 2 oder dergleichen in diese Vorrichtung vor dem Start der Laserstrahlbearbeitung eingegeben wurden, Informationen, die durch die Bedienungsperson über die Eingabeeinrichtung 71 in die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen eingegeben worden sind, oder Informationen, die von einem anderen Rechner (nicht dargestellt) einer Produktionsplanungsanlage oder dergleichen über ein Netzwerk gewonnen worden sind.
Die Plasmaerzeugungszustandsdaten S3 enthalten die Menge an Plasma, die in der Umgebung der Position erzeugt ist, wo die Laserstrahlbearbeitung durch die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung 2 ausgeführt wird, wobei die Menge gemessen wird durch das Plasma-Messinstrument 4. Das Plasma-Messinstrument 4 kann die Dichte und die Temperatur des Plasmas 10 messen, welches in einem vorgegebenen Bereich in der Umgebung der Bearbeitungsstelle am Werkstück 7 erzeugt ist, wobei das Werkstück 7 durch die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung 2 bearbeitet wird, wie beispielhaft in 3 dargestellt ist, oder es kann ein an einer Roboterhand 8 angebrachtes Plasma-Messinstrument 4 die Dichte und die Temperatur des Plasmas 10 messen, wiederum in einem vorgegebenen Bereich in der Umgebung der Bearbeitungsstelle am Werkstück 7, welches durch die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung gemäß 4 beispielhaft bearbeitet wird. Bezüglich der Plasmaerzeugungszustandsdaten S3 kann eine Teilchendichte und die Temperatur des Plasmas 10 verwendet werden als Kenngrößen bezüglich der Menge an erzeugtem Plasma 10 oder es kann die Menge an erzeugtem Plasma 10 bestimmt werden auf Basis der Ladungsmenge oder dergleichen, um Beispiele zu nennen.
Die Zustandsbestimmungseinheit 34 bestimmt den momentanen Erzeugungszustand des Plasmas 10 auf Basis der Menge an Plasma 10, welches in der Umgebung der Stelle erzeugt wird, wo die Laserstrahlbearbeitung mit der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung 2 ausgeführt wird, wobei die Menge gemessen wird durch das Plasma-Messinstrument 4, und auf Basis von im Voraus in der Referenzinformationenspeichereinheit 50 abgespeicherten Kriterien und es werden Bestimmungsdaten D als Ergebnis dieser Bestimmungen erzeugt. Die durch die Zustandsbestimmungseinheit 34 erzeugten Bestimmungsdaten D enthalten Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten D1, entsprechend einem Zustand des Plasmas 10, der zu erzeugen ist für eine optimale Bearbeitung unter den momentanen Bearbeitungsbedingungen, und werden eingesetzt als Kriterium einschließlich einer Angabe des Ausmaßes der Abweichung von solchen Kriterien. Bei den Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten D1 kann es sich um eine Differenz zwischen der Menge an Plasma, welche unter optimalen Bearbeitungsbedingungen zu erzeugen ist, und der gemessenen Menge des erzeugten Plasmas handeln, oder es kann sich um das Verhältnis der gemessenen Menge an erzeugtem Plasma zu der Menge an Plasma handeln, welche für optimale Bearbeitungen zu erzeugen ist.
Die Zustandsbestimmungseinheit 34 ist wichtig bezüglich des Lernvorganges, jedoch nicht mehr erforderlich nach dem Erlernen einer Einstellungsmaßnahme bezüglich der Laserstrahlbearbeitungsbedingungen durch die Lerneinheit 110. Hat die maschinelle Lernvorrichtung 100 den Lernvorgang abgeschlossen, kann sie zu einem Kunden verschickt werden, wobei beispielsweise aus der maschinellen Lernvorrichtung 100 die Zustandsbestimmungseinheit 34 entfernt ist.
5 zeigt ein Beispiel für eine Kriterientabelle, die in der Referenzinformationenspeichereinheit 50 abgelegt ist.
Eine Kriterientabelle 9 kann definiert sein als eine Tabelle, in welcher die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen und die Menge an Plasma miteinander verknüpft sind, welches zu erzeugen ist unter optimalen Laserstrahlbearbeitungsbedingungen. Das Beispiel gemäß 5 zeigt, dass bei einer Laser-Ausgangsleistung P₁ , einem Material Wm₁ des Werkstückes, einer Plattenstärke Wt₁ des Werkstückes, einer Brennpunktposition Fp₁ , ..., eine Ausführung für eine optimale Bearbeitung erreicht wird mit einer Plasmadichte Pd₁ und der Temperatur Pt₁ , als Beispiel.
Eine Beziehung zwischen den Bearbeitungsbedingungen und der Menge an erzeugtem Plasma entsprechend der Kriterientabelle 9 kann im Voraus experimentell oder dergleichen ermittelt werden und abgespeichert werden. Die Bearbeitungsbedingungen, welche bei Ausführung der Bearbeitung eingestellt werden, können aber nicht notwendigerweise zusammenfallen mit den Bearbeitungsbedingungen gemäß der Kriterientabelle 9, weil es unmöglich ist, alle Bearbeitungsbedingungen zu bestimmen, die in der Kriterientabelle 9 eingestellt sind. In einem solchen Fall kann die Menge an bei optimaler Bearbeitung zu erzeugendem Plasma berechnet werden durch eine lineare Interpolation oder dergleichen auf Basis der Vielzahl an in der Kriterientabelle 9 vorgegebenen Bearbeitungsbedingungen.
Die Lerneinheit 110 führt ein sogenanntes bestärkendes Lernen aus unter Verwendung der Zustandsdaten S, wie durch die Vorverarbeitungseinheit 32 erzeugt, und der Bestimmungsdaten D, wie durch die Zustandsbestimmungseinheit 34 erzeugt, und erzeugt (erlernt) ein Lernmodell, welches die Geeignetheit der Einstellungsmaßnahme für die Bearbeitungsbedingungen bezüglich des Erzeugungszustandes des Plasmas bei der Laserstrahlbearbeitung unter den vorgegebenen Bearbeitungsbedingungen erlernt hat. Das bestärkende Lernen ist eine Technik, bei der ein Zyklus mit einem „Versuch- und Irrtum“-Verfahren iterativ ausgeführt wird, wobei der Zyklus die Überwachung eines laufenden Zustandes (das ist die Eingabe) einer Umgebung, in der der Lerngegenstand vorliegt, die Ausführung einer vorgegebenen Aktion (Maßnahme; das ist der Ausgang) für den laufenden Zustand, und die Zuerkennung eines Nutzwertes („Belohnung“) für die Aktion enthält, wobei eine Maßnahme (die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen in der maschinellen Lernvorrichtung gemäß der vorliegenden Anwendung) als die optimale Lösung erlernt wird, bei der die Gesamtheit der Nutzwerte (Belohnungen) einen Maximalwert erreicht. Beim gegebenen Ausführungsbeispiel ist die Einstellung des Spaltes die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen beim bestärkenden Lernen.
Die Lerneinheit 110 ermittelt einen Nutzwert R, der einhergeht mit dem Ergebnis der Bestimmung der Geeignetheit der Bearbeitung des Werkstückes durch die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung 2 unter einer vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung (Spalt) (wobei das Ergebnis den Bestimmungsdaten D entspricht, die erzeugt werden in einer Lernperiode im Anschluss an die Gewinnung der Zustandsvariablen S), wobei ein Algorithmus eingesetzt wird, der bekannt ist als sogenanntes Q-Lernen, als Beispiel, mit Aktualisierung einer sogenannten Q-Funktion (Lernmodell), welche einen Wert für die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen darstellt unter Berücksichtigung des ermittelten Nutzwertes R. Somit wird die Funktion Q (s, a) als Lernmodell eingesetzt, wobei die Funktion Q (s, a) einen Wert darstellt für die Aktion, wobei die Aktion a (Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen, insbesondere die Einstellungsmaßnahme bezüglich des Spaltes) für einen vorgegebenen Zustand s ausgewählt wird (bestimmt durch die Zustandsvariablen S), und wobei die Auswahl der Aktion a die optimale Lösung bringt, bei welcher der Wert der Funktion Q im Zustand s maximal ist.
Für den Lernprozess startet die Lerneinheit 110 das Q-Lernen in einem Zustand, in dem eine Korrelation zwischen dem Zustand s und der Aktion a unbekannt ist und es erfolgt eine Iteration mit „Versuch und Irrtum“, bei welcher verschiedene Typen von Aktionen a für einen willkürlichen Zustand s ausgewählt werden und die Funktion Q iterativ so aktualisiert wird, dass der Wert der Funktion Q sich der optimalen Lösung nähert. Durch Iteration der Aktualisierung der den Wert darstellenden Funktion Q erlernt die Lerneinheit 110 die Einstellung der Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserstrahlbearbeitung (Einstellung des Spaltes, als Beispiel) in Bezug auf die Menge an Plasma, die bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter der vorgegebenen Bearbeitungsbedingung erzeugt wird.
Bei dem Q-Lernprozess der Lerneinheit 110 kann beispielsweise der Nutzwert R positiv (plus) sein, wenn das Ergebnis der Bestimmung der Geeignetheit der Menge an bei der Laserstrahlbearbeitung unter der vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugtem Plasma „befriedigend“ ist (das heißt, wenn die Menge an erzeugtem Plasma zusammenfällt oder nahe liegt an der Menge des Plasmas, welches beispielsweise unter optimalen Bearbeitungsbedingungen zu erzeugen ist), oder der Nutzwert kann negativ (minus) gesetzt werden, wenn das Ergebnis der Bestimmung der Geeignetheit „unbefriedigend“ ist (wenn die Menge an erzeugtem Plasma von der Menge des Plasmas um einen vorgegebenen Schwellenwert oder mehr oder um ein vorgegebenes Verhältnis oder mehr abweicht, welches unter optimalen Bearbeitungsbedingungen zu erzeugen ist). Der Wert für den Nutzen R kann geändert werden entsprechend dem Ausmaß der Abweichung von der Plasmamenge, die bei optimalen Bearbeitungsbedingungen zu erzeugen ist. Sind mehrere Datensätze in den Bestimmungsdaten D enthalten, können diese Datensätze für die Bestimmung kombiniert werden.
Die Lerneinheit 110 kann ein neuronales Netzwerk für die Wertefunktion Q (das Lernmodell) verwenden und eingerichtet sein, die Zustandsvariable S und die Aktion a als Eingabe in das neuronale Netzwerk einzusetzen und so einen Wert auszugeben (Ergebnis y) bezüglich der Aktion a im vorliegenden Zustand. In einer derartigen Konfiguration kann ein neuronales Netzwerk als Lernmodell eingesetzt werden mit drei Schichten, einer Eingangsschicht, einer Zwischenschicht und einer Ausgangsschicht, oder es kann eine sogenannte Technik des „tiefen Lernens“ eingesetzt werden unter Verwendung des neuronalen Netzwerkes mit drei oder mehr Schichten, so dass ein effektiveres Lernen und Schlussfolgern erreicht werden kann. Das mit der Lerneinheit 110 erzeugte Lernmodell wird in einer Lernmodell-Speichereinheit 130 im nicht-flüchtigen Speicher 104 abgelegt und kann eingesetzt werden für einen Abschätzprozess der Entscheidungseinheit 120.
Die Lerneinheit 110 ist eine wesentliche Komponente beim Vorgang des Erlernens, jedoch nach Abschluss des Lernvorganges für die Einstellungsmaßnahme bezüglich der Laserstrahlbearbeitungsbedingungen ist die Lerneinheit 110 nicht mehr erforderlich. Wenn also die maschinelle Lernvorrichtung 110 nach Abschluss des Lernvorganges zu einem Kunden verschickt wird, braucht die maschinelle Lernvorrichtung 100 die Lerneinheit 110 nicht mehr zu enthalten.
Die Entscheidungseinheit 120 bestimmt die optimale Lösung bezüglich der Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen unter Verwendung des in der Lernmodell-Speichereinheit 130 abgelegten Lernmodells auf Basis der Zustandsdaten S, die durch die Vorverarbeitungseinheit 32 eingegeben werden, und gibt die ermittelte Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen aus. In die Entscheidungseinheit 120 werden die Zustandsdaten S gemäß Eingabe von der Vorverarbeitungseinheit 32 (die Bearbeitungsbedingungsdaten S1, die Werkstückdaten S2 und die Plasmaerzeugungszustandsdaten S3) und die Einstellungsmaßnahmen bezüglich der Laserstrahlbearbeitungsbedingungen (wie der Betrag der Einstellung des Spaltes) eingegeben als Eingabedaten in das erzeugte Lernmodell (mit bestimmten Parametern), wobei dies erfolgt gemäß dem bestärkenden Lernen durch die Lerneinheit 110, so dass der für die Ausführung einer bestimmten Aktion im gegebenen Zustand zu erteilende Nutzwert berechnet werden kann.
Die Berechnung der Nutzwerte erfolgt für unterschiedliche Einstellungsmaßnahmen der Laserstrahlbearbeitungsbedingungen, die laufend ausgeführt werden, und es erfolgt ein Vergleich zwischen den mehreren berechneten Nutzwerten. Im Ergebnis wird diejenige Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen als optimale Lösung bestimmt, mit der die Rechnung den größten Nutzwert ergibt. Die optimale Lösung für die Einstellungsmaßnahme gemäß Bestimmung durch die Entscheidungseinheit 120 wird in die Steuereinheit 30 eingegeben zum Einsatz für die Einstellung der Laserstrahlbearbeitungsbedingung und sie kann weiterhin verwendet werden für eine Darstellung auf der Anzeigeeinrichtung 70 oder auch für eine Weitergabe über ein verdrahtetes/drahtloses Netzwerk an einen Hauptrechner oder einen Cloud-Computer (nicht dargestellt) oder dergleichen.
Bei einer Abwandlung der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen wird bei der Einstellungsmaßnahme bezüglich der Laserstrahlbearbeitungsbedingungen zusätzlich zur Einstellung des Spalts auch eine Einstellung des Druckes des Hilfsgases vorgenommen. Es kann als durch den Lernvorgang in der Lerneinheit 110 ausgewählte Maßnahme nur der Spalt oder nur der Hilfsgasdruck um einen vorgegebenen Einstellungsbetrag eingestellt werden oder es können sowohl der Spalt als auch der Hilfsgasdruck entsprechend vorgegebenen Einstellungsbeträgen eingestellt werden.
Gemäß einer weiteren Abwandlung der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen ist als Einstellungsmaßnahme bezüglich der Laserstrahlbearbeitungsbedingungen eine Einstellung des Düsendurchmessers vorgesehen, zusätzlich zur Einstellung des Spaltes und der Einstellung des Druckes des Hilfsgases. Die Einstellungsmaßnahme kann bezüglich der genannten Möglichkeiten selektiv einzeln oder in Kombination von zwei oder drei der genannten Möglichkeiten erfolgen. Unter Einsatz der bekannten Technik gemäß beispielsweise der offengelegten japanischen Patentanmeldung 11-221691 oder dergleichen, kann die Änderung des Düsendurchmessers automatisch ausgeführt werden ohne Austausch der Düse. Der Düsendurchmesser und der Druck des Hilfsgases beeinflussen die Position des Abschnittes mit höchster Strömungsgeschwindigkeit (Mach-Knotenabschnitt) des von der Düse abgegebenen Hilfsgases und somit kann durch Aufnahme der Einstellungen bezüglich Düsendurchmesser und Hilfsgasdruck in die Einstellungsmaßnahmen eine Einstellung der Bearbeitungsbedingungen erfolgen, mit denen die Bearbeitung des Werkstückes mit befriedigender Bearbeitungsqualität durchführbar ist.
Bei einer anderen Ausführungsform für die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen kann bezüglich der Einstellungsmaßnahmen für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen die Einstellung des Spaltes ersetzt werden durch eine Einstellung des Druckes des Hilfsgases und eine Einstellung der Änderung des Düsendurchmessers.
Bei einer anderen Ausführungsform für die Vorrichtung 1 zum Einstellen der Bearbeitungsbedingungen kann bezüglich der Einstellungsmaßnahmen für die Laserstrahlbearbeitungsbedingungen vorgesehen werden, die Einstellung des Spaltes zu ersetzen durch eine Einstellung des Druckes des Hilfsgases.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen kann die Einstellung des Spaltes ersetzt werden durch die Einstellung der Änderung des Düsendurchmessers.
Oben wurden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf solche Beispiele beschränkt und kann mit unterschiedlichen Abwandlungen nach Bedarf ausgeführt werden.
Beispielsweise sind die durch die maschinelle Lernvorrichtung 100 ausgeführten Algorithmen und der durch die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen ausgeführte Algorithmus nicht auf die obigen Beispiele beschränkt und es können verschiedene Abwandlungen solcher Algorithmen eingesetzt werden.
Zwar sind oben die Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen und die maschinelle Lernvorrichtung 100 beschrieben als Vorrichtungen mit jeweils eigenen, unterschiedlichen CPU (Prozessoren), jedoch kann die maschinelle Lernvorrichtung 100 auch implementiert sein durch die CPU 11 in der Vorrichtung 1 für die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen und die in dem ROM 12 gespeicherten Systemprogramme.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009154189 [0002]
JP 11221691 [0051]

Claims

Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung zum Einstellen einer Laserstrahlbearbeitungsbedingung einer Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung zur Ausführung der Laserstrahlbearbeitung eines Werkstückes, wobei die Vorrichtung für die Einstellung der Bearbeitungsbedingung aufweist: eine Vorverarbeitungseinheit, welche Zustandsvariablen erzeugt einschließlich Laserstrahlbearbeitungsbedingungsdaten, die eine Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserstrahlbearbeitung angeben, Werkstückdaten, welche Informationen bezüglich des Werkstückes angeben, und Plasmaerzeugungsmengendaten, welche eine Menge an bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugtem Plasma angeben; eine Zustandsbestimmungseinheit, welche Bestimmungsdaten erzeugt einschließlich Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten zum Bestimmen der Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung durch die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung erzeugt wird; und eine Lerneinheit, welche eine Einstellungsmaßnahme erlernt für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bezüglich der Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter einer vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird, unter Einsatz der Zustandsvariablen und der Bestimmungsdaten, wobei die Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten der Bestimmung der Menge an Plasma dienen, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter der Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird, welche durch die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung eingestellt ist.
Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung gemäß Anspruch 1, wobei die Lerneinheit ein bestärkendes Lernen ausführt, bei dem eine hohe Belohnung zuerkannt wird, wenn die Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter der vorgeschriebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird, nahe an einer vorgegebenen Menge an Plasma liegt, welches für eine optimale Bearbeitung unter der vorgeschriebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung zu erzeugen ist.
Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung zum Einstellen einer Laserstrahlbearbeitungsbedingung für eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung zur Ausführung einer Laserstrahlbearbeitung eines Werkstückes, wobei die Vorrichtung für die Einstellung der Bearbeitungsbedingung aufweist: eine Vorverarbeitungseinheit, welche Zustandsvariablen erzeugt einschließlich Laserstrahlbearbeitungsbedingungsdaten, die die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserstrahlbearbeitung angeben, Werkstückdaten, die Informationen bezüglich des Werkstückes angeben, und Plasmaerzeugungsmengendaten, die eine Menge an Plasma angeben, welches bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugt wird; eine Lernmodell-Speichereinheit, welche ein Lernmodell abspeichert, das eine Einstellungsmaßnahme erlernt hat für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bezüglich der Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter einer vorgegebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird; und eine Entscheidungseinheit, welches die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitung unter Verwendung des Lernmodells auf Basis der Zustandsvariablen bestimmt.
Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung sich auf einen Spalt zwischen einer Düse der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung und dem Werkstück bezieht.
Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung sich auf den Druck eines Hilfsgases der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung bezieht.
Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung sich auf eine Änderung eines Düsendurchmessers der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung bezieht.
Vorrichtung für die Einstellung einer Bearbeitungsbedingung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Laserstrahlbearbeitungsbedingungsdaten zumindest den Spalt zwischen der Düse der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung und dem Werkstück beinhalten.
Maschinelle Lernvorrichtung zum Einstellen einer Laserstrahlbearbeitungsbedingung für eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung zur Ausführung einer Laserstrahlbearbeitung eines Werkstückes, wobei die maschinelle Lernvorrichtung aufweist: eine Lerneinheit, welche eine Einstellungsmaßnahme erlernt für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bezüglich einer Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter einer vorgeschriebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird unter Einsatz von Zustandsvariablen einschließlich Laserstrahlbearbeitungsbedingungsdaten, welche die Laserstrahlbedingung angeben bei der Laserstrahlbearbeitung, Werkstückdaten, welche Informationen bezüglich des Werkstückes angeben, und Plasmaerzeugungsmengendaten, welche die Menge an Plasma angeben, welches bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugt wird, und Bestimmungsdaten einschließlich Plasmaerzeugungsmengenbestimmungsdaten zum Bestimmen der Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung durch die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung erzeugt wird, wobei die Plasmaerzeugüngsmengenbestimmungsdaten der Bestimmung der Menge an Plasma dienen, welches bei der Laserstrahlbearbeitung des Werkstückes unter den Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird, welche eingestellt ist durch die Einstellungsmaßnahme bezüglich der Laserstrahlbearbeitungsbedingung.
Maschinelle Lernvorrichtung zum Einstellen einer Laserstrahlbearbeitungsbedingung in einer Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung zur Ausführung einer Laserstrahlbearbeitung eines Werkstückes, wobei die maschinelle Lernvorrichtung aufweist: eine Lernmodell-Speichereinheit, welche ein erlerntes Modell abspeichert, welches eine Einstellungsmaßnahme erlernt hat für eine Laserstrahlbearbeitungsbedingung bezüglich der Menge an Plasma, welches bei der Laserstrahlbearbeitung eines Werkstückes unter einer vorgeschriebenen Laserstrahlbearbeitungsbedingung erzeugt wird; und eine Entscheidungseinheit, welches die Einstellungsmaßnahme für die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bestimmt unter Einsatz des erlernten Modells auf Basis von Zustandsvariablen einschließlich Laserstrahlbearbeitungsbedingungsdaten, welche die Laserstrahlbearbeitungsbedingung bei der Laserstrahlbearbeitung angeben, Werkstückdaten, welche Informationen bezüglich des Werkstückes angeben, und Plasmaerzeugungsmengendaten, welche die Menge an Plasma angeben, welches bei der Laserstrahlbearbeitung erzeugt wird.