DE102019122771A1

DE102019122771A1 - Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung

Info

Publication number: DE102019122771A1
Application number: DE102019122771.2A
Authority: DE
Inventors: Daisuke UENISHI
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2039-08-27
Also published as: KR20200026108A; CN110874084B; US11099527B2; CN110874084A; JP2020035260A; KR102491716B1; DE102019122771B4; JP6777696B2; US20200073344A1

Abstract

Eine Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine Datenerfassungseinheit, die Vibrationszeitreihendaten, die eine Bearbeitungsumgebung der Werkzeugmaschine, Bearbeitungsbedingungen beim Ausführen der Bearbeitung für ein Werkstück in der Werkzeugmaschine, Messdaten einer bearbeiteten Oberfläche eines endbearbeiteten Werkstücks und Evaluierungsdaten der bearbeiteten Oberfläche angeben, erhält, eine Vorverarbeitungseinheit, die Vibrationsdaten und Bearbeitungsbedingungsdaten, die als Zustandsdaten dienen, und Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und Evaluierungsdaten der bearbeiteten Oberfläche, die als Kennzeichendaten dienen, erstellt, und eine Lerneinheit, die ein Lernmodell, bei dem die Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und ein Evaluierungsergebnis der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks für einen Vibrationszustand und die Bearbeitungsbedingungen in der Bearbeitungsumgebung gelernt werden, basierend auf den Zustandsdaten und den Kennzeichendaten, erstellt, auf.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung und betrifft insbesondere eine Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung, die eine Bearbeitungsumgebung misst, die hochwertige Bearbeitung beeinflusst.
Beschreibung der verwandten Technik
In den letzten Jahren wird hochwertige Bearbeitung von Außenkomponenten, wie zum Beispiel IT-Komponenten und Zubehör, oft unter Verwendung einer Werkzeugmaschine, wie zum Beispiel Bearbeitungszentren, (siehe zum Beispiel die japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-159299) ausgeführt. Werkzeuge aus einem monokristallinen Diamanten, einem polykristallinen Diamanten (OCD) und einem kubischen Bornitrid (CBN) werden für die hochwertige Bearbeitung verwendet. Der folgende Sachverhalt ist bekannt. Wenn Spiegelflächenbearbeitung unter Verwendung der Werkzeuge ausgeführt wird, wird eine Qualität der bearbeiteten Oberfläche stark von Vibrationen, die aufgrund von Drehung oder Störung einer Spindel erzeugt werden, beeinflusst. Daher werden die Vibrationen der Maschine, die einen Defekt in einer bearbeiteten Oberfläche verursachen, unter Verwendung einer Vibrationsmessvorrichtung gemessen. Eine Erzeugungsurasche des Defekts in der bearbeiteten Oberfläche wird basierend auf einem Zusammenhang zwischen jeweils gemessenen Vibrationen und Bearbeitungsbedingungen identifiziert.
In der verwandten Technik wird angenommen, dass die Hauptursache des Defekts in der bearbeiteten Oberfläche die Vibration ist, die durch die Drehung der Spindel entsteht. Es werden jedoch Schläge aufgrund einer Kombination zwischen Vibration, deren Amplitude klein ist (zum Beispiel die Vibration, deren Amplitude gleich oder kleiner 1/100 der Amplitude der Drehvibration der Spindel ist), und der Drehvibration der Spindel erzeugt, wodurch in manchen Fällen der Defekt in der bearbeiteten Oberfläche verursacht wird. Zusätzlich kann zum Beispiel auch Bearbeiten, bei dem sich die Spindel nicht dreht, wie zum Beispiel Federhalsbearbeiten, den Defekt in der bearbeiteten Oberfläche verursachen. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Verfahren eingeführt, bei dem die Vibration der Spindel derart gemessen wird, eine Vibrationsquelle zu identifizieren, die die Vibration auf einen Abschnitt der Spindel überträgt.
Diese Techniken in der verwandten Technik weisen jedoch die folgenden Probleme auf. Dabei handelt es sich darum, dass die Werkzeugmaschine nicht nur die Vibration, die durch die Drehung der Spindel verursacht wird, erzeugt, sondern auch verschiedene Vibrationen. Zum Beispiel kann aufgrund mancher Ursachen die Vibration nahe einer Frequenz der Vibration, die durch die Drehung der Spindel verursacht wird, und eine minuziöse Amplitude aufweist, erzeugt werden. In diesem Fall ist es zum Beispiel, auch falls Spektralanalyse unter Verwendung von schneller FourierTransformation (FFT) durchgeführt wird, in der Praxis schwierig, die Vibration, die von der Drehung der Spindel verursacht wird, und die Störungsvibration, die die minuziöse Amplitude aufweist, getrennt zu analysieren. Das heißt, es ist schwierig, die Erzeugungsursache der kleinen Vibration, die eine Bearbeitungsqualität beeinträchtigen kann, zu identifizieren.
Zusätzlich weist die Vibration in der Werkzeugmaschine wie oben beschrieben nicht nur die Vibration, die durch die Drehung der Spindel verursacht wird, sondern auch die Vibration, die durch eine externe Umgebung erzeugt wird, auf. Zum Beispiel kann ein Tisch (Werkstückseite) der Werkzeugmaschine durch einen Installationszustand der Werkzeugmaschine oder die Vibration, die in einer Maschine, die benachbart dazu ist, erzeugt wird, beeinträchtigt werden. Gemäß dem Verfahren der verwandten Technik ist es jedoch schwierig zwischen der Vibration, die durch die Spindel (Werkzeugseite) verursacht wird, und der Vibration, die durch den Tisch (Werkstückseite) verursacht wird, zu unterscheiden. Zusätzlich wird in der verwandten Technik die Erzeugungsursache der Vibration, nachdem ein Defekt auf einer bearbeiteten Oberfläche auftritt, verfolgt und behandelt. Deshalb ist es notwendig, alle endbearbeiteten Werkstücke zu inspizieren. Zusätzlich ist es, um die Erzeugungsursache der Vibration durch Analysieren der Vibration zu identifizieren, basierend auf einem Zustand der bearbeiteten Oberfläche der Werkstücke, notwendig, eine Fachperson einzustellen, die mit Einflüssen der Vibration auf die bearbeitete Oberfläche vertraut ist. In einer Umgebung ist es jedoch ohne eine Fachperson schwierig, die Erzeugungsursache der Vibration zu identifizieren. Des Weiteren variiert eine benötigte Bearbeitungsqualität abhängig von einer Art der Werkstücke oder einer Bearbeitungsart. Deshalb kann, falls Bearbeitung ausgeführt wird, um eine durchgängige Qualität aller Werkstücke unabhängig der Bearbeitungsart beizubehalten, das endbearbeitete Werkstück oder ein endbearbeiteter Abschnitt eine übermäßig hohe Qualität aufweisen.
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung bereitzustellen, die Einflüsse, die durch Vibrationen beim Bearbeiten ausgeübt werden, gemäß einer benötigten Bearbeitungsqualität vorhersagen kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden drei Arten von Vibrationsdaten für Spindeldrehvibration, eine Halterungseinheitsvibration und eine Tischeinheitsvibration gemessen. Die Spindeldrehvibration wird durch die Drehung der Spindel in einer Spindeleinheit einer Werkzeugmaschine erzeugt. Die Halterungseinheitsvibration wird auf eine solche Weise erzeugt, dass eine externe Vibration durch das Innere der Spindel auf eine Halterungseinheit, die an der Spindeleinheit angebracht ist, übertragen wird. Die Tischeinheitsvibration wird durch Bewegung eines Tischs erzeugt oder wird von außen auf den Tisch übertragen. Spektralanalyse (FFT-Analyse) wird an den drei gemessenen Arten der Vibrationsdaten durchgeführt. Alle Frequenzdaten, die durch Durchführen der Spektralanalyse erhalten werden, und Bearbeitungsbedingungen (Spindeldrehzahl, Vorrückgeschwindigkeit und die Anzahl an Messern) der Werkzeugmaschine werden als Eingabedaten für Maschinenlernen verwendet. Zusätzlich werden Daten auf einer Wellenlänge, die einen großen Einfluss als eine Amplitude hat, und Daten darüber, ob ein Defekt in einer bearbeiteten Oberfläche vorliegt, die aus einem Ergebnis der Spektralanalyse, die auf bearbeiteter Oberflächenrauheit durchgeführt wird, erhalten werden, als Kennzeichendaten beim Maschinenlernen gelehrt. Das Maschinenlernen wird derart durchgeführt, eine Vibrationsquelle, die zu einem Defekt in einer bearbeiteten Oberfläche führt, basierend auf den oben beschrieben Eingabedaten und Kennzeichendaten zu identifizieren. Eine Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sieht das Auftreten des Defekts in der bearbeiteten Oberfläche unter Verwendung eines Ergebnisses des Maschinenlernens basierend auf den drei Arten von Vibrationsdaten voraus.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung zum Schätzen von Einfluss, der durch Vibrationen auf Bearbeitung in einer Werkzeugmaschine ausgeübt wird, vorgesehen, wobei die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung Folgendes aufweist: eine Datenerfassungseinheit, die Vibrationszeitreihendaten einer Halterung, die an einer Spindel der Werkzeugmaschine angebracht ist, Vibrationszeitreihendaten der Spindel in der Werkzeugmaschine und Vibrationszeitreihendaten eines Tischs in der Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitungsumgebung der Werkzeugmaschine, Bearbeitungsbedingungen beim Ausführen der Bearbeitung für ein Werkstück in der Werkzeugmaschine, Messdaten einer bearbeiteten Oberfläche eines endbearbeiteten Werkstücks, die durch Bearbeiten erhalten wird, und Evaluierungsdaten der bearbeiteten Oberfläche angeben, erhält; eine Vorverarbeitungseinheit, die Vibrationsdaten und Bearbeitungsbedingungsdaten, die als Zustandsdaten dienen, und Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und Evaluierungsdaten der bearbeiteten Oberfläche, die als Kennzeichendaten dienen, basierend auf Daten, die durch die Datenerfassungseinheit erhalten werden, erstellt; und eine Lernmodelleinheit, die ein Lernmodell, bei dem die Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und ein Evaluierungsergebnis der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks für einen Vibrationszustand und die Bearbeitungsbedingungen in der Bearbeitungsumgebung gelernt werden, basierend auf den Zustandsdaten und den Kennzeichendaten erstellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung zum Schätzen von Einfluss, der durch Vibrationen auf Bearbeitung in einer Werkzeugmaschine ausgeübt wird, vorgesehen, wobei die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung Folgendes aufweist: eine Datenerfassungseinheit, die Vibrationszeitreihendaten einer Halterung, die an einer Spindel der Werkzeugmaschine angebracht ist, Vibrationszeitreihendaten der Spindel in der Werkzeugmaschine und Vibrationszeitreihendaten eines Tischs in der Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitungsumgebung der Werkzeugmaschine und Bearbeitungsbedingungen beim Ausführen der Bearbeitung für ein Werkstück in der Werkzeugmaschine angeben, erhält; eine Vorverarbeitungseinheit, die Vibrationsdaten und Bearbeitungsbedingungsdaten, die als Zustandsdaten dienen, basierend auf Daten, die durch die Datenerfassungseinheit erhalten werden, erzeugt; Lernmodellspeichereinheit, die ein gelerntes Modell speichert, bei dem Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und ein Evaluierungsergebnis der bearbeiteten Oberfläche eines endbearbeiteten Werkstücks für einen Vibrationszustand und die Bearbeitungsbedingungen in der Bearbeitungsumgebung gelernt wurden; und eine Schätzeinheit, die die Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks unter Verwendung des gelernten Modells, basierend auf den Zustandsdaten schätzt.
Die Vibration, die bei Stillstand der Spindel an die Spindeleinheit übertragen wird, wird in der Halterungseinheit gemessen. Auf diese Weise ist es möglich, eine minuziöse Störungsvibration zu bestimmen. Deshalb kann eine Ursache des Defekts in der bearbeiteten Oberfläche präziser geschätzt werden. Zusätzlich, nach dem Maschinenlernen, ob der Defekt in der bearbeiteten Oberfläche bestimmt wird oder nicht, basierend auf nur einer Vibrationsfrequenz der Maschine. Deshalb ist es möglich, das Auftreten des Defekts in der bearbeiteten Oberfläche vorherzusagen, bevor eine Operation in einer Fabrik beginnt, oder bevor Bearbeitung an dem Werkstück ausgeführt wird. Insbesondere tendiert bei einem Wärmestrahlungslüfter oder einem Nebelabscheider, die als Vibrationsquellen, die den Defekt in der bearbeiteten Oberfläche verursachen, angesehen werden, die Vibration dazu, aufgrund der Altersabnutzung oder Schneidfluidadhäsion zuzunehmen. Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung ermöglichen es einer Benutzerperson, die Vibrationsquelle basierend auf einer Veränderung der Vibrationsfrequenz vorherzusagen.
Figurenliste
Die obenstehende und andere Aspekte der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen ist

1 ein schematisches Hardware-Konfigurationsdiagramm einer Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ein schematisches Funktionsblockdiagramm einer Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 eine Ansicht, die ein Beispiel eines Sensors, der für Vibrationsmessung verwendet wird, veranschaulicht;
4 eine Ansicht, die ein Beispiel eines Sensors, der für Vibrationsmessung verwendet wird, veranschaulicht;
5 eine Ansicht, die ein Beispiel eines Messergebnisses einer bearbeiteten Oberfläche eines endbearbeiteten Werkstücks veranschaulicht;
6 ein schematisches Funktionsblockdiagramm einer Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
7 ein schematisches Funktionsblockdiagramm einer Bearbeitungsumgebungsmessvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
8 eine Ansicht, die ein Beispiel von Ursachenschätzdaten veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein schematisches Hardware-Konfigurationsdiagramm, das eine Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist auf einem persönlichen Computer, der neben einer Steuerung, die eine Werkzeugmaschine 2 steuert, installiert ist, implementiert. Zusätzlich kann die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 auf einem Computer, wie zum Beispiel einem Zell-Computer, einem Host-Computer und einem Computer eines Cloud-Servers, die über ein Netzwerk mit der Werkzeugmaschine 2 verbunden sind, implementiert sein. 1 veranschaulicht ein Beispiel in einem Fall, bei dem die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 auf dem persönlichen Computer implementiert ist, der neben der Steuerung installiert ist, die die Werkzeugmaschine 2 steuert.
Eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 11, die in der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist, ist ein Prozessor, der die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 als Ganzes steuert. Die CPU 11 liest ein Systemprogramm, das in einem Nurlesespeicher (ROM) 12 gespeichert ist, über einen Bus 22 aus. Die CPU 11 steuert die gesamte Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß dem Systemprogramm. Ein Direktzugriffsspeicher (RAM) 13 speichert temporäre Berechnungsdaten oder Anzeigedaten, die auf einer Anzeigevorrichtung 70 angezeigt werden sollen. Die Anzeigedaten, die in dem RAM 13 gespeichert sind, werden über eine Schnittstelle 18 an die Anzeigevorrichtung 70 ausgegeben. Zusätzlich speichert der RAM 13 auch verschiedene Arten von Daten, die von einer Bedienperson über eine Eingabevorrichtung 71 eingegeben werden.
Ein nichtflüchtiger Speicher 14 ist zum Beispiel ein statistischer Direktzugriffsspeicher (SRAM) oder ein Halbleiterlaufwerk (SSD), die von einer Batterie (nicht veranschaulicht) gesichert werden. Der nichtflüchtige Speicher 14 hält einen Speicherzustand bei, auch wenn die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 ausgeschaltet ist. Der nichtflüchtige Speicher 14 speichert Daten oder ein Programm, die über eine Schnittstelle 19 von der Eingabevorrichtung 71 eingegeben werden. Zusätzlich speichert der nichtflüchtige Speicher 14 Daten, die von der Werkzeugmaschine 2 erfasst werden (über eine USB(universeller serieller Bus)-Vorrichtung (nicht veranschaulicht)), offline oder online (über eine Schnittstelle 20). Zusätzlich speichert der nichtflüchtige Speicher 14 Messdaten der bearbeiteten Oberfläche eines endbearbeiteten Werkstücks, die online oder offline von einer Messvorrichtung für eine bearbeitete Oberfläche (nicht veranschaulicht), die neben der Werkzeugmaschine 2 installiert ist, erhalten werden. Zusätzlich speichert der nichtflüchtige Speicher 14 Daten bezüglich Detektionswerten, die offline oder online über eine Schnittstelle 21 von verschiedenen Sensoren 3 (Beschleunigungssensor zum Detektieren von Vibrationen), die an der Werkzeugmaschine 2 angebracht sind, erhalten werden. Die Daten oder das Programm, die in dem nichtflüchtigen Speicher 14 gespeichert sind, können während Verwendung in den RAM 13 geladen werden. Zusätzlich werden verschiedene Algorithmen, die für Analyse der Zeitreihendaten benötigt werden, und ein Systemprogramm zum Ausführen anderer notwendiger Prozesse im Voraus in den ROM 12 geschrieben.
Eine Schnittstelle 23 verbindet jede Einheit der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 und einer Maschinenlernvorrichtung 300 miteinander. Die Maschinenlernvorrichtung 300 weist einen Prozessor 301, der die gesamte Maschinenlernvorrichtung 300 steuert, einen ROM 302, der ein Systemprogramm speichert, einen RAM 303 zum Speichern temporärer Daten bei jedem Prozess bezüglich Maschinenlernen und einen nichtflüchtigen Speicher 304, der zum Speichern eines Lernmodells verwendet wird, auf. Der Prozessor 301, der Rom 302, der RAM 303 und der nichtflüchtige Speicher 304 sind über einen Bus 305 miteinander verbunden. Die Maschinenlernvorrichtung 300 kann jedes Informationsstück, das von der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 erhalten werden kann, über die Schnittstelle 23 überwachen. Zusätzlich führt die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 einen nachfolgenden Prozess basierend auf einem Schätzergebnis über den Einfluss auf ein Bearbeitungsergebnis, der durch eine Bearbeitungsumgebungsausgabe von der Maschinenlernvorrichtung 300 ausgeübt wird, durch.
2 ist ein schematisches Funktionsblockdiagramm der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Jede Funktion eines Funktionsblocks, der in 2 veranschaulicht ist, wird auf solche Weise realisiert, dass die CPU 11 der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 und der Prozessor 301 der Maschinenlernvorrichtung 300 jedes Systemprogramm derart ausführen, um jede Einheit der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 und der Maschinenlernvorrichtung 300 zu steuern.
Die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Datenerhaltungseinheit 30 und eine Vorverarbeitungseinheit 32 auf. Die Maschinenlernvorrichtung 300, die in der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 enthalten ist, weist eine Lerneinheit 110 auf. Der nichtflüchtige Speicher 14 weist eine Lerndatenspeichereinheit 50 auf, die Daten, die zum Lernen in der Maschinenlernvorrichtung 300 verwendet werden, speichert. Der nichtflüchtige Speicher 304 der Maschinenlernvorrichtung 300 weist eine Lernmodellspeichereinheit 130 auf, die das Lernmodell, das durch das Maschinenlernen in der Lerneinheit 110 erstellt wird, speichert.
Die Datenerfassungseinheit 30 ist eine Funktionseinheit, die die Lerndatenspeichereinheit 50, die in dem nichtflüchtigen Speicher 14 gesichert ist, verursacht, Daten, die von der Werkzeugmaschine 2, dem Sensor 3 und der Eingabevorrichtung 71 erfasst werden, als Lerndaten zu speichern.
Die Datenerfassungseinheit 30 erhält Zeitreihendaten von physikalischen Größen, die durch den Sensor 3, der in der Werkzeugmaschine 2 installiert ist, gemessen werden. Zum Beispiel ist der Sensor 3 ein Beschleunigungssensor zum Detektieren der Vibration. Der Sensor 3 ist an jeder Einheit der Werkzeugmaschine 2 angebracht. Der Sensor 3 detektiert die Vibration eines angebrachten Abschnitts in der Werkzeugmaschine 2. Wie in 3 und 4 veranschaulicht, sind die Sensoren 3 jeweils an einer Halterung (Halterungseinheitsmesssensor 3A), die an einer Spindel angebracht ist, der Spindel (Spindeleinheitsmesssensor 3B) und einem Tisch (Tischeinheitsmesssensor 3C) angebracht. Der Halterungseinheitsmesssensor 3A spielt eine wichtige Rolle beim Detektieren der Vibration, die bei Bearbeitung an ein Werkzeug übertragen wird. Der Halterungseinheitsmesssensor 3A detektiert nicht nur die Vibration, die von außen auf eine Werkzeugmaschine 2 übertragen wird, sondern detektiert auch eine schwache Vibration, die in jeder Einheit (zum Beispiel einem Spindelmotor oder einem Lüfter, die intern an einer Bedientafel angebracht sind) innerhalb der Werkzeugmaschine 2 erzeugt und durch das Innere eines Spindeldrehmechanismus übertragen wird. Zusätzlich kann der Halterungseinheitsmesssensor 3A die Vibration während der Drehung der Spindel, die davon abhängig ist, welches Werkzeug verwendet werden soll, variiert, messen. Der Spindeleinheitsmesssensor 3B misst hauptsächlich eine allgemeine Vibration, die bei Drehung der Spindel erzeugt wird. Der Tischeinheitsmesssensor 3C detektiert die allgemeine Vibration, die auf den Tisch übertragen wird. Zum Beispiel generiert die Datenerfassungseinheit 30 Zeitreihendaten durch Zuordnen jedes erhaltenen Datums an Zeitdaten, die von einer Echtzeituhr (EZU) (nicht veranschaulicht), die in der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 enthalten ist, erhalten werden. Die Datenerfassungseinheit 30 verursacht die Lerndatenspeichereinheit 50 jedes generierte Zeitreihendatum zu speichern. In einem Fall, bei dem die Zeitreihendaten in der Werkzeugmaschine 2 erstellt werden, kann die Datenerfassungseinheit 30 die Lerndatenspeichereinheit 50 veranlassen, die Zeitreihendaten, die in der Werkzeugmaschine 2 erstellt werden, ohne irgendeine Änderung zu speichern. Die Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 30 in der Lerndatenspeichereinheit 50 gespeichert werden, können ein Satz von Werten (diskrete Werte), die Zeit zugeordnet sind, sein. Die Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 30 in der Lerndatenspeichereinheit 50 gespeichert werden, können ein ungefährer Ausdruck (kontinuierlicher Wert), der erhalten wird, basierend auf den diskreten Werten, sein.
Die Datenerfassungseinheit 30 erhält Bearbeitungsbedingungen, wie zum Beispiel die Spindeldrehzahl, die Vorrückgeschwindigkeit und die Anzahl an Messern, wenn Bearbeitung für das Werkstück ausgeführt wird, von der Werkzeugmaschine 2. Die Bearbeitungsbedingung, die durch die Datenerfassungseinheit 30 erhalten wird, sind Bearbeitungsbedingungsdaten, wenn die Werkzeugmaschine 2 das Bearbeiten für das Werkstück in einer Umgebung ausführt, wo die Zeitreihendaten durch den Sensor 3 detektiert werden.
Die Datenerfassungseinheit 30 erhält Messdaten der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks, die durch eine Messvorrichtung für eine bearbeitete Oberfläche (nicht veranschaulicht) gemessen werden. Die Messdaten der bearbeiteten Oberfläche, die durch die Datenerfassungseinheit 30 erhalten werden, sind Messdaten der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks gemäß der oben beschriebenen Bearbeitungsbedingung in der Umgebung, wo die Zeitreihendaten durch den Sensor 3 detektiert werden.
Die Datenerfassungseinheit 30 erhält Evaluierungsdaten, die einen Zustand der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks angeben, die von der Eingabevorrichtung 71 eingegeben werden. Die Evaluierungsdaten der bearbeiteten Oberfläche, die durch die Datenerfassungseinheit 30 erhalten werden, geben ein Evaluierungsergebnis für die bearbeitete Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks, das gemäß der oben beschriebenen Bearbeitungsbedingung in der Umgebung, wo die Zeitreihendaten durch den Sensor 3 detektiert werden, bearbeitet wird, an. Zum Beispiel sind die Evaluierungsdaten der bearbeiteten Oberfläche Binärdaten, die angeben, ob der Defekt in der bearbeiteten Oberfläche vorhanden ist oder nicht.
Die Datenerfassungseinheit 30 verursacht die Lerndatenspeichereinheit 50, die Zeitreihendaten der physikalischen Größen (Vibrationen), die durch den oben beschriebenen Sensor 3 gemessen werden, die Bearbeitungsbedingungen des Werkstücks in der Bearbeitungsumgebung, wo die Zeitreihendaten gemessen werden, die Messdaten der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks, das gemäß der Bearbeitungsbedingung in der Bearbeitungsumgebung bearbeitet wird, und die Evaluierungsdaten für die bearbeitete Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks, das gemäß der Bearbeitungsbedingung in der Bearbeitungsumgebung bearbeitet wird, als einen Satz von Lerndaten zu speichern.
Die Vorverarbeitungseinheit 32 erstellt Lehrerdaten T, die Zustandsdaten S und Kennzeichendaten L, die zum Lernen durch die Maschinenlernvorrichtung 300 verwendet werden, basierend auf den Lerndaten, die in der Lerndatenspeichereinheit 50 gespeichert sind, aufweisen. Die Vorverarbeitungseinheit 32 wandelt die Lerndaten, die von der Lerndatenspeichereinheit 50 gelesen werden, in ein Format, das in der Maschinenlernvorrichtung 300 behandelt werden soll (Nummerierung, Normalisierung, Sampling usw.), um und erstellt die Zustandsdaten S und die Kennzeichendaten L. Die Zustandsdaten S, die durch die Vorverarbeitungseinheit 32 erstellt werden, weisen Vibrationsdaten S1, die einen Vibrationszustand in der Bearbeitungsumgebung der Werkzeugmaschine 2 angeben, und Bearbeitungsbedingungsdaten S2, die die Bearbeitungsbedingung, wenn das Bearbeiten durch die Werkzeugmaschine 2 ausgeführt wird, angeben, auf. Zusätzlich weisen die Kennzeichendaten L, die durch die Vorverarbeitungseinheit 32 erstellt werden, mindestens Messdaten L1 der bearbeiteten Oberfläche, die ein Messergebnis der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks angeben, und Evaluierungsdaten L2 der bearbeiteten Oberfläche, die ein Evaluierungsergebnis der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks angeben, auf.
Die Vibrationsdaten S1 können Daten sein, die Merkmale der Vibrationszeitreihendaten, die in jeder Einheit der Werkzeugmaschine 2 generiert werden, die durch die Datenerfassungseinheit 30 erhalten werden, angeben. Zum Beispiel stellen die Vibrationsdaten S1 einen Beschleunigungswert (m/s²), einen Drehzahlwert (mm/s) und einen Verschiebungswert (µm) einer Frequenzkomponente dar, die durch Analysieren der Vibrationszeitreihendaten der Halterungseinheit, die durch den Halterungseinheitsmesssensor 3A gemessen werden, unter Verwendung bekannter Spektralanalyse erhalten werden. Die Vibrationsdaten S1 können basierend auf einer vorbestimmten Anzahl (zum Beispiel die obersten zwei oder obersten zehn) der Frequenzkomponenten, die von der größten Amplitude aus den Frequenzkomponenten gezählt werden, die durch Spektralanalyse erhalten werden, berechnet werden. Zusätzlich können die Vibrationsdaten S1 ferner den Beschleunigungswert (m/s²), den Drehzahlwert (mm/s) und den Verschiebungswert (µm) der Frequenzkomponente aufweisen, die durch Analysieren der Vibrationszeitreihendaten der Spindeleinheit, die durch den Spindeleinheitsmesssensor 3B gemessen werden, unter Verwendung bekannter Spektralanalyse erhalten werden. Die Vibrationsdaten S1 können basierend auf der vorbestimmten Anzahl (zum Beispiel die obersten zwei oder obersten zehn) der Frequenzkomponenten, von der größten Amplitude aus den Frequenzkomponenten gezählt, die durch Analysieren der Vibrationszeitreihendaten, die durch den Spindeleinheitsmesssensor 3B gemessen werden, erhalten werden, berechnet werden. Zusätzlich können die Vibrationsdaten S1 den Beschleunigungswert (m/s²), den Drehzahlwert (mm/s) und den Verschiebungswert (µm) der Frequenzkomponente aufweisen, die durch Analysieren der Vibrationszeitreihendaten der Tischeinheit, die durch den Tischeinheitsmesssensor 3C gemessen werden, unter Verwendung bekannter Spektralanalyse erhalten werden. Die Vibrationsdaten S1 können basierend auf der vorbestimmten Anzahl (zum Beispiel die obersten zwei oder obersten zehn) der Frequenzkomponenten, die von der größten Amplitude aus den Frequenzkomponenten gezählt werden, die durch Analysieren der Vibrationszeitreihendaten, die durch den Tischeinheitsmesssensor 3C gemessen werden, erhalten werden, berechnet werden.
Die Bearbeitungsbedingungsdaten S2 sind Daten, die die Bearbeitungsbedingung, wie zum Beispiel die Spindeldrehzahl (U/min), die Vorrückgeschwindigkeit (mm/min) und die Anzahl an Messern Z, angeben, die von der Werkzeugmaschine 2 erhalten werden, wenn das Bearbeiten für das Werkstück ausgeführt wird.
Zum Beispiel, wie in 5 veranschaulicht, sind die Messdaten L1 der bearbeiteten Oberfläche Wellenlängen- und Amplitudendaten, die durch Durchführen der Spektralanalyse auf einer Profilkurve entlang einer Bearbeitungsrichtung (Werkzeugbewegungsrichtung) der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks erhalten werden. Die Profilkurve wird durch die Messvorrichtung für eine bearbeitete Oberfläche, die die bearbeitete Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks misst, erhalten.
Zum Beispiel sind die Evaluierungsdaten L2 der bearbeiteten Oberfläche ein numerischer Wert des Evaluierungsergebnisses der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks (der Defekt in der bearbeiteten Oberfläche ist vorhanden = 1 oder der Defekt in der bearbeiteten Oberfläche ist nicht vorhanden = 0). Das Evaluierungsergebnis der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks wird von einem Arbeiter durch die Eingabevorrichtung 71 eingegeben.
Die Lerneinheit 110 führt überwachtes Lernen unter Verwendung der Zustandsdaten S und der Kennzeichendaten L, die durch die Vorverarbeitungseinheit 32 erstellt werden, durch. Die Lerneinheit 110 ist eine Funktionseinheit, die ein gelerntes Modell durch Durchführen des überwachten Lernens erstellt (lernt). Das gelernte Modell wird durch Lernen der Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und des Evaluierungsergebnisses der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks für den Vibrationszustand und die Bearbeitungsbedingung in der Bearbeitungsumgebung erstellt. Zum Beispiel führt die Lerneinheit 110 das überwachte Lernen unter Verwendung eines neuronalen Netzwerks als ein Lernmodell durch. In diesem Fall wird das neuronale Netzwerk, das drei Schichten, wie zum Beispiel eine Eingabeschicht, eine Zwischenschicht und eine Ausgabeschicht, aufweist, als das Lernmodell verwendet. Die Lerneinheit 110 kann tiefes Lernen unter Verwendung des neuronalen Netzwerks, das vier oder mehr Schichten aufweist, als das Lernmodell durchführen. Auf diese Weise kann effektives Lernen und Folgerung durchgeführt werden. Das gelernte Modell, das durch die Lerneinheit 110 generiert wird, wird in der Lernmodellspeichereinheit 130 auf dem nichtflüchtigen Speicher 304 gespeichert. Das gelernte Modell wird für einen Schätzvorgang eines Zustands und Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks verwendet, die durch eine Schätzeinheit 120, die später beschrieben wird, durchgeführt wird.
Die Lerneinheit 110 führt wiederholt das oben beschriebene Lernen unter Verwendung der Lerndaten durch, wenn das Bearbeiten für das Werkstück, das gemäß verschiedener Bearbeitungsbedingungen in verschiedenen Bearbeitungsumgebungen, die durch die Datenerfassungseinheit 30 erhalten werden, bearbeitet wird, ausgeführt wird. Die Lerneinheit 110 generiert das gelernte Modell, das zum Schätzen des Zustands und der Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks verwendet wird, basierend auf dem Vibrationszustand und der Bearbeitungsbedingung in der Bearbeitungsumgebung. Die Lerneinheit 110 führt dieses Lernen wiederholt durch. Auf diese Weise, erstellt die Lerneinheit 110 das gelernte Modell, das den Zustand und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks für den Vibrationszustand und die Bearbeitungsbedingung in der Bearbeitungsumgebung gelernt hat.
6 ist ein schematisches Funktionsblockdiagramm der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Jede Funktion des Funktionsblocks, der in 6 veranschaulicht ist, wird auf solche Weise realisiert, dass die CPU 11 der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1, die in 1 veranschaulicht ist, und der Prozessor 301 der Maschinenlernvorrichtung 300 jedes Systemprogramm derart ausführen, um jede Einheit der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 und der Maschinenlernvorrichtung 300 zu steuern.
Die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet das gelernte Modell, das in der Lernmodellspeichereinheit 130 gespeichert ist, um den Zustand und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks zu schätzen. Die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 schätzt den Zustand und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks basierend auf dem Vibrationszustand und der Bearbeitungsbedingung in der Bearbeitungsumgebung, die durch die Datenerfassungseinheit 30 erhalten werden.
Die Datenerfassungseinheit 30 erhält nur Daten, die benötigt werden, um hauptsächlich die Zustandsdaten S zu generieren, von der Werkzeugmaschine 2 und dem Sensor 3. Die Datenerfassungseinheit 30 verursacht die Lerndatenspeichereinheit 50, die erhaltenen Daten zu speichern. Zum Beispiel werden die Lerndaten von dem Sensor 3 erhalten, wenn die Werkzeugmaschine eine vorbestimmte Messoperation (Benchmark-Operation) durchführt, bevor das Bearbeiten beginnt. Zusätzlich können die Lerndaten bezüglich der Bearbeitungsbedingung durch die Datenerfassungseinheit 30 zum Beispiel von einem Bearbeitungsprogramm, das zum Bearbeiten verwendet wird, erhalten werden, bevor das Bearbeiten beginnt.
Zusätzlich erstellt die Vorverarbeitungseinheit 32 die Vibrationsdaten S1 und die Bearbeitungsbedingungsdaten S2 als die Zustandsdaten S, die zum Schätzen in der Maschinenlernvorrichtung 300 verwendet werden, basierend auf den Lerndaten, die in der Lerndatenspeichereinheit 50 gespeichert sind.
Die Schätzeinheit 120 schätzt den Zustand und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks unter Verwendung des gelernten Modells basierend auf den Zustandsdaten S, die von der Vorverarbeitungseinheit 32 eingegeben werden. Die Schätzeinheit 120 gemäß der vorliegenden Ausführungsform schätzt den Zustand und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks unter Verwendung des gelernten Modells, das durch das überwachte Lernen durch die Lerneinheit 110 erstellt wird (dessen Parameter bestimmt wird). Die Schätzeinheit 120 verwendet die Zustandsdaten S (Vibrationszustand und Bearbeitungsbedingung in der Bearbeitungsumgebung), die von der Vorverarbeitungseinheit 32 eingegeben werden, als Eingabedaten, wodurch der Zustand und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks geschätzt (berechnet) werden. Der Zustand und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks, die durch die Schätzeinheit 120 geschätzt werden, werden zum Beispiel an die Anzeigeeinheit 70 ausgegeben. Zusätzlich können der Zustand und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks, die durch die Schätzeinheit 120 geschätzt werden, verwendet werden, nachdem sie über ein drahtgebundenes/drahtloses Netzwerk (nicht veranschaulicht) an einen Host-Computer oder einen Cloud-Computer ausgegeben werden. Weitere Informationen können ferner zusätzlich zu der Wellenlänge und der Amplitude, die einen Zustand der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks angegeben, angezeigt werden. Zum Beispiel können die Bearbeitungsbedingungsdaten S2, wie zum Beispiel die Spindeldrehzahl, die Vorrückgeschwindigkeit und die Anzahl an Messern, die in den Zustandsdaten S enthalten sind, derart verwendet werden, die Frequenz, die als eine Ursache des Defekts in der bearbeiteten Oberfläche dient, basierend auf der Wellenlänge der Welle (Falte), die auf der bearbeiteten Oberfläche auftritt, zu berechnen und anzuzeigen. Zum Beispiel kann in einem Fall von Federhalsbearbeitung, bei der die Spindel nicht gedreht wird, die Frequenz, die den Defekt in der bearbeiteten Oberfläche verursacht, durch Dividieren der Vorrückgeschwindigkeit durch die Wellenlänge der Welle, die auf der bearbeiteten Oberfläche auftritt, berechnet werden. Zusätzlich werden in einem Fall, bei dem die Spindel mit einer konstanten Drehzahl gedreht wird, die Frequenz, die durch die Drehung der Spindel verursacht wird, die von der Spindeldrehzahl berechnet wird, und die Anzahl von Messer und die Frequenz, die durch Dividieren der Vorrückgeschwindigkeit durch die Wellenlänge der Welle, die auf der bearbeiteten Oberfläche auftritt, erhalten wird, miteinander addiert oder voneinander subtrahiert. Auf diese Weise ist es möglich, die Frequenz der Störungsvibration zu berechnen.
In der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie oben beschrieben ausgelegt ist, wird das Lernen basierend auf einer Vielzahl an Lehrerdatenstücken, die in verschiedenen Bearbeitungsumgebungen und unter verschiedenen Bearbeitungsbedingungen erhalten werden, durchgeführt. Der Zustand und die Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks kann unter Verwendung des gelernten Modells, das als ein Ergebnis des Lernens erhalten wird, geschätzt werden. In der aktuellen Bearbeitungsumgebung kann ein Arbeiter, der das Schätzergebnis, das durch die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 erhalten wird, sieht, sofort erkennen, ob der Defekt in der bearbeiteten Oberfläche in einem Fall, bei dem das Bearbeiten unter der Bearbeitungsbedingung, die durch das Bearbeitungsprogramm bestimmt wird, durchgeführt wird, auftritt oder nicht. Zusätzlich kann der Arbeiter auch das Schätzergebnis der Wellenlänge und die Amplitude der Welle (Falte), die auf der bearbeiteten Oberfläche auftritt, erkennen. Deshalb kann der Arbeiter, wenn der Arbeiter erfahren ist, eine Ursache der Verschlechterung der Bearbeitungsumgebung basierend auf einem Wert der Wellenlänge vorhersagen und beheben. Des Weiteren wird die Frequenzkomponente, die den oben beschriebenen Defekt in der bearbeiteten Oberfläche verursacht, gleichzeitig angezeigt. Auf diese Weise kann der Arbeiter, auch falls der Arbeiter weniger erfahren ist, die Ursache der Verschlechterung der Bearbeitungsumgebung vorhersagen und beheben.
7 ist ein schematisches Funktionsblockdiagramm der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform. Jede Funktion des Funktionsblocks, der in 7 veranschaulicht ist, wird auf solche Weise realisiert, dass die CPU 11 der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1, die in 1 veranschaulicht ist, und der Prozessor 301 der Maschinenlernvorrichtung 300 jedes Systemprogramm derart ausführen, um jede Einheit der Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 und der Maschinenlernvorrichtung 300 zu steuern.
Die Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist ferner eine Ursachenschätzeinheit 34 zusätzlich zu den jeweiligen Funktionseinheiten, die in der zweiten Ausführungsform beschrieben wurden, auf. Zusätzlich ist eine Ursachenschätzdatenspeichereinheit 52, die Ursachenschätzdaten, die Hinweisen bezüglich einer Ursache der Vibration zugeordnet sind, die im Voraus durch jede Einheit detektiert werden, speichert, auf dem nichtflüchtigen Speicher 14 gesichert.
Die Ursachenschätzeinheit 34 ist eine Funktionseinheit, die die Anzeigeeinheit 70 verursacht, die Hinweise bezüglich der Ursache des Defekts in der bearbeiteten Oberfläche basierend auf einem Schätzergebnis des Zustands und der Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks, das durch die Maschinenlernvorrichtung 300 erhalten wird, anzuzeigen. Die Ursachenschätzeinheit 34 bezieht sich auf die Ursachenschätzdaten, die in der Ursachenschätzdatenspeichereinheit 52 gespeichert sind, wenn der Hinweis bezüglich der Ursache des Defekts in der bearbeiteten Oberfläche angezeigt wird. Zum Beispiel sind, wie in 8 veranschaulicht, die Ursachenschätzdaten Daten, die dem Hinweis zugeordnet sind, der einen Gegenstand angibt, von dem geschätzt wird, dass er die Ursache der Vibration für einen Bereich der Frequenzkomponente ist, berechnet basierend auf der Wellenlänge der Welle (Falte), die auf der bearbeiten Oberfläche auftritt, und der Bearbeitungsbedingung. Die Ursachenschätzeinheit 34 berechnet die Frequenz, die den Defekt in der bearbeiteten Oberfläche verursacht, basierend auf dem Schätzergebnis des Zustands und der Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks, das durch die Maschinenlernvorrichtung 300 erhalten wird, den Zustandsdaten S, wie zum Beispiel die Spindeldrehzahl, die Vorrückgeschwindigkeit und die Anzahl an Messern, die für die Schätzung verwendet werden, und der Wellenlänge der Welle (Falte), die auf der bearbeiteten Oberfläche auftritt. Die Ursachenschätzeinheit 34 vergleicht die Frequenz, die den Defekt in der bearbeiteten Oberfläche verursacht, mit den Ursachenschätzdaten, die in der Ursachenschätzdatenspeichereinheit 52 gespeichert sind, und liest den Hinweis, der diesem entspricht. Die Ursachenschätzeinheit 34 verursacht die Anzeigevorrichtung 70, den Hinweis zusammen mit dem Schätzergebnis, das durch die Maschinenlernvorrichtung 300 erhalten wird, anzuzeigen.
Die Ursachenschätzdaten, die in der Ursachenschätzdatenspeichereinheit 52 gespeichert sind, werden basierend auf der Hauptfrequenzkomponente der Vibration, wenn ein Problem absichtlich im Voraus an einem Abschnitt, der die Vibration verursacht, herbeigeführt wird, erstellt. Zum Beispiel werden die Ursachenschätzdaten basierend auf Folgendem erstellt: Ein Lüfter A oder ein Lüfter B innerhalb der Bedientafel wird mit einem älteren ersetzt und der ältere Lüfter wird betrieben. Danach wird das Bearbeiten gemäß einer vorbestimmten Bearbeitungsbedingung ausgeführt. Auf diese Weise werden die Ursachenschätzdaten basierend auf den Wellen, die auf der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks auftreten, erstellt. Das Bearbeiten (Experiment) wird wiederholt ausgeführt, wodurch die Ursachenschätzdaten vorbereitet werden. Die Ursachenschätzdaten werden im Voraus in der Ursachenschätzdatenspeichereinheit 52 gespeichert und zum Schätzen der Ursache des Defekts in der bearbeiteten Oberfläche in der Ursachenschätzeinheit 34 verwendet.
Im Obigen wurden die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch, ohne nur auf die Beispiele der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt zu sein, in verschiedenen Aspekten durch angemessenes Hinzufügen von Modifikationen daran ausgeführt werden.

Claims

Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung zum Schätzen von Einfluss, der durch Vibrationen auf Bearbeiten in einer Werkzeugmaschine ausgeübt wird, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Datenerfassungseinheit, die Vibrationszeitreihendaten einer Halterung, die an einer Spindel der Werkzeugmaschine angebracht ist, Vibrationszeitreihendaten der Spindel in der Werkzeugmaschine und Vibrationszeitreihendaten eines Tischs in der Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitungsumgebung der Werkzeugmaschine, Bearbeitungsbedingungen beim Ausführen des Bearbeitens für ein Werkstück in der Werkzeugmaschine, Messdaten einer bearbeiteten Oberfläche eines endbearbeiteten Werkstücks und Evaluierungsdaten der bearbeiteten Oberfläche angeben, erhält; eine Vorverarbeitungseinheit, die Vibrationsdaten und Bearbeitungsbedingungsdaten, die als Zustandsdaten dienen, und Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und Evaluierungsdaten der bearbeiteten Oberfläche, die als Kennzeichendaten dienen, basierend auf Daten, die durch die Datenerfassungseinheit erhalten werden, erstellt; und eine Lerneinheit, die ein Lernmodell, in dem die Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und ein Evaluierungsergebnis der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks für einen Vibrationszustand und die Bearbeitungsbedingungen in der Bearbeitungsumgebung gelernt werden, basierend auf den Zustandsdaten und den Kennzeichendaten, erstellt.
Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung zum Schätzen von Einfluss, der durch Vibrationen auf Bearbeiten in einer Werkzeugmaschine ausgeübt wird, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Datenerfassungseinheit, die Vibrationszeitreihendaten einer Halterung, die an einer Spindel der Werkzeugmaschine angebracht ist, Vibrationszeitreihendaten der Spindel in der Werkzeugmaschine und Vibrationszeitreihendaten eines Tischs in der Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitungsumgebung der Werkzeugmaschine, Bearbeitungsbedingungen beim Ausführen des Bearbeitens für ein Werkstück in der Werkzeugmaschine angeben, erhält; eine Vorverarbeitungseinheit, die Vibrationsdaten und Bearbeitungsbedingungsdaten, die als Zustandsdaten dienen, basierend auf Daten, die durch die Datenerfassungseinheit erhalten werden, erstellt; eine Lernmodellspeichereinheit, die ein gelerntes Modell, in dem die Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und ein Evaluierungsergebnis der bearbeiteten Oberfläche eines endbearbeiteten Werkstücks für einen Vibrationszustand und die Bearbeitungsbedingungen in der Bearbeitungsumgebung gelernt werden, speichert; und eine Schätzeinheit, die die Messdaten der bearbeiteten Oberfläche und Evaluierung der bearbeiteten Oberfläche des endbearbeiteten Werkstücks unter Verwendung des gelernten Modells basierend auf den Zustandsdaten schätzt.
Bearbeitungsumgebungsschätzvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner Folgendes aufweist: eine Ursachenschätzdatenspeichereinheit, die Ursachenschätzdaten speichert, in denen ein Hinweis bezüglich einer Ursache einer zuvor detektierten Vibration einer Hauptfrequenzkomponente der Vibration zugeordnet ist; und eine Ursachenschätzeinheit, die die Ursache der Vibration durch Bezug auf die Ursachenschätzdatenspeichereinheit basierend auf einem Schätzergebnis, das durch die Schätzeinheit herhalten wird, schätzt.