DE3943692C1

DE3943692C1 - Verfahren zur Aktualisierung einer Fuzzy-Zuordnungsfunktion zur adaptiven Steuerung einer Bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE3943692C1
Application number: DE3943692A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Morita; Yoshihito Imai; Akio Noda; Hisaichi Maruyama; Yoshifumi Nanasawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2009-10-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung einer Fuzzy-Zuordnungsfunktion zur adaptiven Steuerung einer Bearbeitungsmaschine.

Die Elektronik (9) vom 30. April 1987, Seite 7/3 bis 7/8 sowie die VDI-Nachrichten Nr. 43 vom 26. Oktober 1984, Seite 15, beschreiben Expertensysteme, die in der Fertigungstechnik verwendet werden können. Der Stand der Technik nach der Elektronik zeigt insbesondere ein Expertensystem mit einer Dialogkomponente, einer Inferenzkomponente, einer Wissenserwerbskomponente und einer Wissensbasis.

Der Stand der Technik nach den VDI-Nachrichten beschreibt, dass der Programmierer die Ausführungen seiner Programmvorgaben unmittelbar beobachten muss, um erforderliche Korrekturen durchführen zu können. Mangels Lenkungsalgorithmen wird erst im Zuge einer interaktiven Verbesserung der Lenkungsparameter ein zufriedenstellendes Programm erzeugt. Mit derartigen Expertensystemen ist eine iterative Verbesserung der Programme mittels einer Korrektur möglich.

Bei derartigen Expertensystemen ist es wichtig, dass Methoden leicht hinzugefügt und verändert werden können und gemeinsam eine Vielzahl von Bearbeitungseinheiten benutzt werden können.

Bei Anwendungen von derartigen Expertensystemen auf Bearbeitungsmaschinen ist es weiter wichtig, dass im Falle einer elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation eine Entladungsbearbeitungsbedingung bestmöglich beibehalten wird und dass die Sprungoperation einer Bearbeitungselektrode in der Weise durchgeführt wird, dass der Wirkungsgrad der Entladungsbearbeitung maximal wird.

Bei derartigen Anwendungen auf Bearbeitungsmaschinen soll ein Bediener mehrere Bearbeitungsmethoden zusammenstellen und eine automatische Bearbeitungsoperation entsprechend der so zusammengestellten Bearbeitungsmethoden durchführen können.

STAND DER TECHNIK

Zunächst wird eine herkömmliche übliche Funkenerosionsmaschine (im folgenden auch elektrische Entladungsmaschine genannt) beschrieben.

Fig. 9 stellt ein Erläuterungsdiagramm dar, das die Schaltung eines Anwendungssteuergerätes für eine elektrische Entladungsmaschine wiedergibt. In Fig. 9 kennzeichnen die Bezugszeichen: 1 eine Bearbeitungselektrode;
2 ein zu bearbeitendes Werkstück;
3 einen Bearbeitungsbehälter;
4 eine Bearbeitungslösung;
5 eine Spindel;
6 einen Antriebsmotor;
7 einen Geschwindigkeits- oder Positionsdetektor;
20 eine Bearbeitungseinheit;
21 einen Elektrodenpositionssteuerteil;
22 eine Bearbeitungsleistungsquelle;
23 einen Zustandserkennungsteil; und
31 einen Anwendungssteuerteil.

Bei dieser Beschreibung bedeutet der Ausdruck "Bearbeitungseinheit", dass er die oben erwähnten Komponenten 1 bis 7 und 21 und 22 abdeckt.

Nachfolgend wird die Betriebsweise des Steuergerätes beschrieben. Zunächst bestimmt der Bediener die anfänglichen Bearbeitungsbedingungen, wobei er das Material und die Größe des zu bearbeitenden Werkstückes, den Bearbeitungsanfall, die Endbearbeitungsgenauigkeit, u. dgl., berücksichtigt und in der Bearbeitungseinheit 20 einstellt. Beispielsweise setzt der Bediener die Impulsspitze, die Impulsbreite und das Impulsintervall des Impulsstromes, die Elektrodenhochziehperiode, den Elektrodenhochziehabstand, die Elektrodenservoparameter, etc.

Nach dem Setzen der anfänglichen Bearbeitungsbedingungen wird der Funkenerosionsbetrieb (d. h. die Entladungsbearbeitungsoperation) eingeleitet. Die Bearbeitungsleistungsquelle 22 legt also die Impulsspannung an den Zwischenelektrodenabstand (oder Entladungsspalt) zwischen der Bearbeitungselektrode 1 und dem Werkstück 2, um elektrische Entladungen zu induzieren, wodurch das Werkstück 2 mit Hilfe der Elektrode 1 bearbeitet wird, die relativ zum Werkstück 2 bewegt wird. Der Elektrodenpositionssteuerteil 21 vergleicht eine vom Zustandserkennungsteil 23 gelieferte durchschnittliche Arbeitsspannung (im folgenden auch Zwischenelektrodenspannung genannt) mit einer Bezugsspannung, um die Position oder Geschwindigkeit der Bearbeitungselektrode 1 zu steuern und einen geeigneten Abstand zwischen der Bearbeitungselektrode 1 und dem Werkstück 2 einzuhalten.

Bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation ist der Abstand zwischen der Bearbeitungselektrode 1 und dem Werkstück 2 (im folgenden als "Zwischenelektrodenraum oder Entladungsspalt" bezeichnet) im allgemeinen klein, nämlich 10 Mikron oder mehrere 10 Mikron. Es ist daher im Falle, dass die Bearbeitungsfläche groß ist, für das Abfallmaterial wie etwa den während der Entladungsbearbeitung erzeugten Schlamm schwierig, durch den Arbeitsspalt (im folgenden auch Zwischenelektrodenspalt genannt) auszufließen. Infolgedessen besteht die Gefahr des Auftretens einer anormalen elektrischen Entladung. Das Abfallmaterial verbleibt nämlich im Arbeitsspalt, so dass elektrische Entladungen zusammen am Orte des Abfallmaterials induziert werden. Diese Schwierigkeit ergibt sich aus der Tatsache, dass während der elektrischen Entladungsbearbeitung mehr Abfallmaterial, wie beispielsweise Schlamm, erzeugt als abgeführt wird.

Dieses Problem kann durch folgende Vorgehensweise vermieden werden: Die anormale Bedienung wird erfasst oder vorhergesagt, um die Erzeugung von Abfallmaterial zu unterbinden, oder um die Beseitigung des Abfallmaterials zu beschleunigen.

Fig. 10 veranschaulicht die Veränderungen der Position der Bearbeitungselektrode 1. Im einzelnen zeigt der Teil (a) der Fig. 10 die Veränderung der Position der Bearbeitungselektrode im Falle, dass eine normale elektrische Entladungsbearbeitungsoperation ausgeführt wird, während der Teil (b) der Fig. 9 die Veränderung der Position der Bearbeitungselektrode im Falle darstellt, dass eine anormale Bedingung im Zwischenelektrodenraum auftritt. Während der elektrischen Entladungsbearbeitung wird die Bearbeitungselektrode 1 mit einer Amplitude von 10 bis 100 Mikron in Schwingung versetzt. Bei einer normalen elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation wird der Punkt 101, bei dem die Abwärtsbewegung der Bearbeitungselektrode in die Aufwärtsbewegung übergeht (im folgenden als "Minimumpunkt 101" bezeichnet) entsprechend dem Fortschreiten der Entladungsbearbeitungsoperation allmählich nach unten bewegt; während wenn im Zwischenelektrodenraum eine anormale Bedingung auftritt, der Minimumpunkt 101 nach oben bewegt wird. Dementsprechend kann mit Erfassung der Aufwärtsbewegung des Minimumpunktes 101 die Bildung von Abfallmaterial, wie beispielsweise Schlamm, im Zwischenelektrodenraum durch Verringerung der Impulsbreite des von der Bearbeitungsleistungsquelle 22 gelieferten Impulsstromes unterbunden werden; während durch Vergrößerung des periodischen Elektrodenhochziehabstandes die Beseitigung des Abfallmaterials aus dem Zwischenelektrodenraum beschleunigt werden kann.

In Fig. 9 erfasst der Zustandserkennungsteil 23 den Minimumpunkt 101 aufgrund der Positionsveränderung der Bearbeitungselektrode 1 und informiert den Anwendungssteuerteil 31 über die Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Minimumpunktes 101. Wenn die Aufwärtsbewegung des Minimumpunktes 101 einen vorherbestimmten Schwellenwert überschreitet, stellt der Anwendungssteuerteil 31 fest, dass eine anormale Bedingung im Zwischenelektrodenraum aufgetreten ist und liefert eine Anweisung an den Elektrodenpositionssteuerteil 21 mit dem Ziel, den Elektrodenhochziehabstand zur Beschleunigung der Beseitigung des Abfallmaterials zu vergrößern; oder sie liefert einen Befehl an die Energiequelle 22, die Bildung von Abfallmaterial durch Verkleinern der Impulsbreite des Impulsstromes zu verhindern.

Fig. 11 zeigt ein Schaltbild des Steuerteils. Der Steuerteil legt einen Befehl 111 an den Elektrodenpositionssteuerteil 21, um den Elektrodenhochziehabstand zu vergrößern, wenn das Niveau des vom Zustandserkennungsteil 23 erfassten Minimumpunktes 110 einen vorherbestimmten Schwellenwert überschreitet.

Nunmehr wird ein weiteres Beispiel eines anderen üblichen Steuergerätes zur Funkenerosionsbearbeitung beschrieben.

Fig. 12 stellt ein Blockschaltbild eines üblichen Steuergerätes dar. In Fig. 12 kennzeichnen die Bezugszeichen: 51 einen Entladungsbearbeitungsprozess; mit einem elektrischen Entladungsphänomen;
52 die Zustandsgröße des Entladungsbearbeitungsprozesses;
53 ein Elektrodensteuersystem;
54 den Zwischenelektrodenabstand des Arbeitsspalts zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück, der durch das Elektrodensteuersystem geregelt wird;
55 einen Zustandsdetektor zur Erfassung der Zustandsgröße;
56 einen vom Zustandsdetektor 55 gelieferten Erfassungswert;
57 eine Befehlswerteinstelleinheit zum Setzen des Zustandes des Funkenerosions-Bearbeitungsvorgangs (des Entladungsbearbeitungsprozesses);
58 einen von der Befehlswerteinstelleinrichtung 57 gelieferten Befehlswert;
59 einen aus dem Befehlswert 58 und dem Erfassungswert gebildeten Differenzwert;
60 eine Sprungsteuereinheit zum Steuern einer Sprungoperation;
61 den Größenwert der Sprungoperation;
62 eine Schalteinheit zum Anwählen einer Zwischenabstandsteuerung entsprechend dem Zwischenwert 59 oder zum Anwählen einer Sprungoperation entsprechend dem Größenwert des Sprunges;
63 einen Operationsgrößenwert, den die Schalteinheit 62 an das Elektrodensteuersystem 53 anlegt;
64 ein Bearbeitungselektrodenpositionssignal;
65 eine Sprungeinstelleinheit zum vorherigen Setzen des Größenwertes des Sprunges oder der Periode des Sprunges entsprechend der Bearbeitungstiefe, zum Zwecke der Durchführung einer geeigneten Sprungoperation; und
66 einen Sprungbefehlswert, den die Sprungeinstelleinheit 65 an die Sprungsteuereinheit entsprechend dem Bearbeitungselektrodenpositionssignal 64 anlegt.

In Fig. 9 ist der mechanische Teil der Bearbeitungseinheit durch die Komponenten (1) bis (7) dargestellt, wahrend er in Fig. 12 durch zu steuernde Zielobjekte dargestellt ist, bei denen es sich um den eingegebenen Zwischenelektrodenabstand und den ausgegebenen Größenwert des Bearbeitungszustandes handelt.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 eine Zwischenelektrodenabstandssteueroperation beschrieben. Gemäss Fig. 12 wird der Unterschiedswert 59 aus dem von der Befehlswerteinstelleinheit 57, welche einen gewünschten Zustand für den Entladungsbearbeitungsprozess setzt, gelieferten Befehlswert 58, und aus dem von der Zustandserfassungseinheit 55, welche den Zustand des Entladungsbearbeitungsprozesses erfasst, gelieferten Erfassungswert 56 gewonnen. Der so gewonnene Unterschiedswert 59 wird als Operationsgrößenwert 63 durch die Schalteinheit 62 an das Elektrodensteuersystem 53 angelegt. Das Elektrodensteuersystem 53 bewirkt die Einstellung des Zwischenelektrodenabstandes 54, so dass der Unterschiedswert 59 auf Null gebracht wird. Auf diese Weise werden erwünschte Entladungsbearbeitungsbedingungen jederzeit eingehalten.

Mit fortschreitender Entladungsbearbeitung hat das entstehende Abfallmaterial jedoch Gelegenheit, im Arbeitsspalt (Zwischenelektrodenspalt) zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück zurückzubleiben, wodurch häufig ein Kurzschluss im Arbeitsspalt auftritt. Es ist daher schwierig, die elektrische Entladungsbearbeitungsoperation lediglich durch die vorerwähnte Zwischenelektrodenabstandsteuerung stabil zu halten.

Deshalb wird allgemein eine durch die Sprungoperation der Bearbeitungselektrode veranlasste Pumpaktion durchgeführt, um das im Arbeitsspalt zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück befindliche Abfallmaterial zu beseitigen.

Der hier verwendete Ausdruck "Sprungoperation" bedeutet eine periodische Operation, die darin besteht, dass während der Zwischenelektrodenspaltregelung die Bearbeitungselektrode zwangsweise um einen vorherbestimmten Abstand zur Bearbeitungsposition hochgezogen wird, und zwar unabhängig vom Befehlswert 58 oder vom Erfassungswert 56, und dass sie dann in die ursprüngliche Bearbeitungsposition zuruckgebracht wird.

Die Sprungoperation der Bearbeitungselektrode wird in der nachfolgend beschriebenen Weise gesteuert. Die Sprungbedingungen, wie etwa der Sprunggrößenwert, bei dem es sich um einen entsprechend der Bearbeitungstiefe bestimmten Elektrodenhochziehabstand handelt, und die Sprungperiode, bei der es sich um eine Elektrodenhochziehperiode handelt, werden im voraus für die Sprungeinstelleinheit 65 gesetzt. Die Bearbeitungstiefe wird aus dem Positionssignal 64 der in Betrieb befindlichen Bearbeitungselektrode gewonnen, und der Sprungbefehlswert 66 wird an die Sprungsteuereinheit 60 unter Bezugnahme auf die in der Sprungeinstelleinheit 65 gesetzten Sprungbedingungen übertragen. Die Sprungsteuereinheit 60 legt dann den Sprungoperationsgrößenwert 61 als Betriebsgrößenwert 63 über die Schalteinheit 62 an das Elektrodensteuersystem 53 an.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich hervorgeht, ist die Elektrodensprungoperation für die jederzeit stabile Aufrechterhaltung der elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation grundlegend. Im Hinblick auf den Bearbeitungswirkungsgrad muss jedoch gesagt werden, dass die Sprungoperation nicht unmittelbar zur Bearbeitung des Werkstückes beiträgt. Um also den Bearbeitungswirkungsgrad zu verbessern, ist es wichtig, die Sprungoperation der Bearbeitungselektrode in der bestgeeignetsten Weise durchzuführen.

Um die am besten geeignete Sprungoperation der Bearbeitungselektrode durchzuführen, ist es erforderlich, die Sprungbedingungen, wie etwa die Größe des Sprunges und die Sprungperiode, nicht nur von der Bearbeitungstiefe her festzusetzen, sondern dabei auch die Impulsbedingungen der elektrischen Bearbeitungsleistungsquelle, die Bearbeitungselektrodenkonfiguration, die Werkstoffe der Bearbeitungselektrode und des Werkstückes, usw., zu berücksichtigen. Im allgemeinen wird daher die Sprungoperation durch eine fachlich erfahrene Person durchgeführt. Ein solcher Fachmann überwacht die Funkenerosionsbearbeitung mit dem Ziel, die Sprungoperation entsprechend dem Instabilitätsgrad der Entladungsbearbeitungsoperation in geeigneter Weise zu ändern.

Das oben beschriebene Steuergerät ist in der oben beschriebenen Weise aufgebaut. Die Änderung des Elektrodenhochziehabstandes wird daher lediglich durch das Ergebnis derjenigen Methode, d. h. Regel, bestimmt, bei der der Elektrodenhochziehabstand vergrößert wird, wenn der Aufstiegsbetrag des Minimumpunktes einen vorherbestimmten Schwellenwert überschreitet. Es ist daher schwierig, die Sprungregelung auf der Basis einer komplizierten Methode wie einer durch den Fachmann unbestimmt ausgedrückten Methode durchzuführen.

Um eine weitere Methode oder Regel zur Steuerung des Elektrodenaufziehabstandes hinzuzufügen, oder um die Methode zu ändern, ist es daher erforderlich, die zur Durchführung der Methode verwendete Geräteausstattung zu verändern. Für den Fall, dass die Methode durch Software ausgeführt wird, muss die Software zur Bestimmung des Elektrodenhochziehabstandes in ihrer Gesamtheit entsprechend der Methode geändert werden. Ferner ist es unmöglich, das Know-how des Herstellers oder Benutzers in einfacher Weise hinzuzufügen oder zu ändern. Damit eine Vielzahl von Bearbeitungseinheiten gemeinsam über eine Auswahl von Know- how verfügt, ist es weiter erforderlich, dass sie nicht nur die Methode, sondern auch die Geräteausstattung oder die Software zur Durchführung der Methode gemeinsam besitzt. Die Erfüllung dieser Bedingung erfordert Zeit und Arbeit. Dies stellt ein zweites Problem dar, das mit dem konventionellen Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerät verbunden ist.

Das wie oben beschrieben aufgebaute konventionelle Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerät leidet an folgenden Schwierigkeiten: Beim Setzen von Sprungbedingungen entsprechend der von einem Fachmann gelieferten Methode zur Durchführung der bestgeeigneten Sprungoperation ist es schwierig, als Sprungbedingungen den qualitativen und wertmäßigen Ausdruck der Methode passend auszudrucken. Um die Sprungoperation automatisch entsprechend dem Instabilitätsgrad der Entladungsbearbeitungsoperation zu ändern (ohne den Fachmann), ist es nicht leicht, den Entscheidungsstandard korrekt zu beschreiben, anhand dessen der Fachmann den Instabilitätsgrad bestimmt. Es ist also recht schwierig, den Wirkungsgrad der Entladungsbearbeitung zu verbessern.

Bei dem wie beschrieben organisierten konventionellen Anwendungssteuergerät ist es schwierig, die Bearbeitungsmethode eines Bedieners zu ändern. Zusätzlich müssen bei der Aufnahme der Bearbeitungsmethode des Bedieners die Bearbeitungsbedingungen aufgedeckt werden, unter denen der Bediener die Operation beginnt, sowie die von ihm durchgeführten Operationen selbst.

Fig. 13 stellt ein Erläuterungsdiagramm dar, das ein weiteres Beispiel einer üblichen Funkenerosionsmaschine wiedergibt. In Fig. 5 kennzeichnen die Bezugszeichen: 1 die Bearbeitungselektrode;
2 das zu bearbeitende Werkstück;
3 den Bearbeitungsbehälter;
4 die Bearbeitungslösung;
5 die Z-Achse;
6 einen Antriebsmotor;
7 einen Geschwindigkeits- und Positionsdetektor;
8 und 9 jeweils die X-Achse und die Y-Achse;
10 und 11 jeweils den X-Achsenantriebsmotor und den Y-Achsenantriebsmotor;
12 und 13 jeweils die Geschwindigkeits- und Positionsdetektoren für den X- Achsenantriebsmotor und den Y-Antriebsachsenmotor;
21 den Elektrodenpositionssteuerteil;
22 die elektrische Bearbeitungsleistungsquelle;
23 einen Erfassungswertverarbeitungsteil entsprechend dem Zustandserkennungsteil in Fig. 1;
31 einen Anwendungssteuerteil mit einer numerischen Steuereinheit (im folgenden einfach als "NC-Einheit" bezeichnet);
32 eine Kathodenstrahlröhre (CRT) und eine Tastatur; und
33 eine E/A- Einheit wie beispielsweise einen Papierbandleser.

Nunmehr wird die Betriebsweise der so aufgebauten Maschine beschrieben. Eine automatische Positionierungsoperation wird in folgender Weise ausgeführt: Die NC-Einheit 31 gibt einen Befehl an die elektrische Bearbeitungsleistungsquelleneinheit 22 aus, so dass diese eine niedrige Gleichspannung liefert, die sich von derjenigen unterscheidet, die für die Funkenerosionsbearbeitung (Entladungsbearbeitung) benutzt wird. Die NC-Einheit richtet weiter einen Befehl an den Elektrodenpositionssteuerteil 21, so dass dieser die Elektrode in einer festgelegten Richtung entlang einer festgelegten Achse verschiebt. Wenn die Kontaktaufnahme der Elektrode mit dem Werkstück 2 durch den Erfassungswertverarbeitungsteil 23 erfasst wird, unterbricht die NC-Einheit 31 die Zufuhr der Befehle an die elektrische Bearbeitungsleistungsquelleneinheit 22 und an den Elektrodenpositionssteuerteil 21. Somit ist die automatische Positionierungsoperation vollzogen.

Die automatische Positionierungsfunktion stellt eine der grundlegenden Funktionen der NC-Einheit 31 dar. Der Bediener bestimmt die relative Position der Elektrode 1 und des Werkstückes 2, oder er misst die Versetzung der Elektrode vom Zentrum unter kombinatorischer Benutzung der automatischen Positionierungsfunktion. Die Bestimmung der relativen Position der Elektrode und des Werkstückes und die Messung der Versetzung der Elektrode vom Zentrum wird gemäss einem Positionierungsverfahren durchgeführt, das sich aufgrund früherer Betriebserfahrung als am besten erwiesen hat, weil das Positionierungsverfahren nicht einseitig aufgrund der Konfigurationen und Bezugswerte der Elektrode und des Werkstückes bestimmt werden kann. Ob nun das Ergebnis der von der NC-Einheit 31 durchgeführten automatischen Positionierungsoperation akzeptabel ist oder nicht, wird weiter aufgrund der bisherigen Erfahrung des Bedieners, des Durchschnittswertes der Ergebnisse einer Vielzahl automatischer Positionierungsoperationen, des untersten Wertes einer Vielzahl von automatischen Positionierungsoperationen, und auf Grund des gleichen, kontinuierlich bei mehreren automatischen Positionierungsoperationen erzielten Wertes bestimmt.

Für den Fall, dass sich die Elektrode 1 und das Werkstück 2 hinsichtlich der Konfiguration und der Bezugsoberflache gleichen, wird das Positionierungsverfahren im allgemeinen durch das NC-Programm zur Ausführung programmiert. Andererseits kann durch den Bediener nicht bestimmt werden, ob das Ergebnis der automatischen Positionierungsoperation akzeptabel ist oder nicht; das heißt, dass die Bestimmung durch Anwendung der automatischen Positionierungsfunktion der NC-Einheit erfolgt. Wenn daher bei der automatischen Operation die Bezugsoberfläche während der Positionierung oder Messung durch äußere Störeinflüsse verschmiert wird, ist es unmöglich, das Ergebnis der Positionierungs- oder Messoperation mit hoher Genauigkeit zu erreichen.

Beim Positionierungsverfahren gehören die automatische Positionierungsvorschubgeschwindigkeit und -frequenz zum Know-how des Bedieners.

Das in der vorgenannten Weise aufgebaute übliche automatische Positionierungssteuergerät leidet unter folgenden Schwierigkeiten: Der Bediener muss für die NC-Einheit das Positionierungsverfahren genau angeben, kann aber nicht feststellen, ob das Ergebnis der automatischen Positionierungsoperation akzeptabel ist oder nicht; das heißt, dass die Feststellung durch Verwendung der automatischen Positionierungsfunktion der NC-Einheit erfolgt. Das Know-how des Bedieners bezüglich der Elektrodenpositionierungs- und -meßmethode geht nicht in die automatische Operation ein.

Bisher werden bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation die Elektrode und das Werkstück relativ zueinander in der Weise bewegt, dass die Elektrode in das Werkstück geschoben wird und der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück in der betreffenden Richtung durch Servomittel konstant gehalten wird. Weiter werden zur Durchführung sowohl einer groben Bearbeitungsoperation, als auch einer Endbearbeitungsoperation mit derselben Elektrode die Elektrode oder das Werkstück in einer Richtung senkrecht zur normalen Vorschubrichtung bewegt, d. h., dass die Elektrode oder das Werkstück in Schwingungen versetzt wird.

Was die Schwingbewegung anbetrifft, soll nun die Steuermethode für die Bewegung in der gleichen Richtung, in der die Elektrode in das Werkstück geschoben wird, beschrieben werden. Im Falle eines ersten Beispiels der Steuermethode wird die Elektrode in eine vorherbestimmte Anzahl von Schwingungen versetzt, wenn sie eine gewünschte Position in der Richtung erreicht hat, in der die Elektrode in das Werkstück geschoben wird (im folgenden als "Elektrodeneinschubrichtung" bezeichnet); dann wird die Elektrode in Elektrodeneinschubrichtung weiterbewegt. Im Falle eines zweiten Beispiels der Steuermethode wird nach der Erfassung des Ablaufs einer vorherbestimmten Zeitdauer, beginnend mit dem Zeitpunkt, in dem die Elektrode die vorerwähnte gewünschte Position erreicht hat, wobei der Unterschied zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung in einem vorherbestimmten Bereich liegt, die Elektrode in Elektrodeneinschubrichtung weiterbewegt. Im Falle eines dritten Beispiels der Steuermethode wird nach Erfassung des Ablaufs einer vorherbestimmten Zeitperiode, beginnend mit dem Augenblick, in dem die Elektrode die vorerwähnte gewünschte Position erreicht hat, wobei die Entfernung, um die die Elektrode durch Zwischenelektrodenspannungsservomittel vor- und zurückbewegt wird. Die Steuermethoden beinhalten die Verwendung von speziellen Regeln.

Bei der erwähnten ersten, zweiten und dritten Steuermethode wird die Bewegung der Elektrode für die Entscheidung über den Vollzug der Bearbeitungsoperation benutzt. Genauer gesagt, wird sie für die Entscheidung benutzt, ob, wenn die Elektrode die gewünschte Position erreicht hat, das Werkstück gleichmäßig auf die gewünschten Abmessungen hin bearbeitet worden ist oder nicht.

Bei der Entladungsbearbeitungsoperation wird die Bewegung der Elektrode in der gleichen Richtung, in der die Elektrode in das Werkstück eingeschoben wird, in der oben beschriebenen Weise gesteuert. Daher wird die Entscheidung über den Vollzug (d. h. das Ende) der Bearbeitungsoperation, selbst wenn die Bearbeitungskonturen oder die Bearbeitungsumfeldbedingungen durch die Veränderung verschiedener Faktoren wie beispielsweise der Arbeitsfläche und der Konfiguration der Elektrode, der Bearbeitungstiefe, der Umlaufkonfiguration, der Bearbeitungsbedingungen, dem Vorhandensein oder Fehlen eines Düsenstrahls der Bearbeitungslösung, geändert werden, in derselben Weise gefällt, so dass die Bearbeitungsgenauigkeit nicht gleichmäßig ausfällt.

Beispielsweise wird im Falle, dass ein Strahl einer Arbeitsflüssigkeit (im folgenden auch Bearbeitungslösung genannt) verwendet wird, das während der Bearbeitung entstehende Abfallmaterial wie Schlamm, hochwirksam beseitigt, so dass der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück relativ klein sein kann.

Andererseits ist im Falle, dass kein Strahl der Bearbeitungslösung verwendet wird, die Möglichkeit der Beseitigung des Abfallmaterials aus dem Zwischenelektrodenspalt gering, so dass eine sekundäre elektrische Entladung durch das Abfallmaterial hindurch auftreten kann, wodurch der Arbeitsspalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück vergrößert wird. Wenn also im Falle, dass eine Vielzahl von Werkstücken mit der gleichen Tiefe bearbeitet wird, für alle so bearbeiteten Werkstücke der Vollzug der Bearbeitungsoperation in der gleichen Weise entschieden wird, ist das ohne Strahl der Bearbeitungslösung bearbeitete Werkstück dimensionsmäßig relativ breit, während das mit Düsenstrahl der Bearbeitungslösung bearbeitete Werkstück dimensionsmäßig relativ klein ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit der Fuzzy-Zuordnungsfunktionen, die bei der adaptiven Steuerung einer Bearbeitungsmaschine verwendet werden, in einfacher Weise an die vom Bediener vorgenommenen Einstellungen angepasst werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Aspekt der Erfindung besteht in der Schaffung eines Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerätes, mit dessen Hilfe eine automatische Bearbeitungsoperation entsprechend den Bearbeitungsmethoden des Bedieners durchgeführt werden kann, wobei die Bearbeitungsmethoden auf einfache Weise gesammelt und korrigiert werden können.

Ein Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerät gemäss einem Aspekt der Erfindung umfasst folgende Komponenten: eine erste Schaltungsgruppe, die einen Wissensspeicherteil enthält, in dem Methoden zum Verändern der Bearbeitungsbedingungen eingeschrieben werden; einen Zustandserkennungsteil zur Erfassung der Bearbeitungszustände und Verarbeitungssignale; einen Statusspeicherteil, in welchem vom Statuserkennungsteil gelieferte Bearbeitungszustände und/oder Bearbeitungsbedingungen gespeichert werden; und einen Inferenzteil zur Gewinnung von Bearbeitungsbedingungen für bessere Bearbeitungszustande gemäss den im Statusspeicherteil gespeicherten Bearbeitungszuständen und/oder Bearbeitungsbedingungen sowie den im Wissensspeicherteil gespeicherten Methoden bezüglich der Statusfälle, und eine zweite Schaltungsgruppe, die einen Zeitseriendatenaufnahmeteil zum Aufnehmen von Zeitseriendaten einschließlich der gesetzten Bearbeitungsbedingungen, der vom Zustandserkennungsteil gelieferten Bearbeitungszustände und der von einem Bediener durchgeführten Operationen zur Veränderung der Bearbeitungsbedingungen; und einen Wissenserneuerungsteil zur Entnahme einer Bearbeitungsmethode aus dem Inhalt des Zeitserienaufnahmeteils umfasst, um die im Wissensspeicherteil gespeicherten Methoden zu erneuern oder zu berichtigen.

Gemäss einem Aspekt der Erfindung werden die im Wissensspeicherteil der ersten Schaltungsgruppe gespeicherten Methoden erfahrener Bediener normalerweise für die Ableitung von Bearbeitungsbedingungen entsprechend der Bearbeitungsstatusdaten benutzt, so dass die Bearbeitungseinheit in einem wünschbaren Zustand arbeitet und die Bearbeitungsoperation in der gleichen Weise wie durch einen erfahrenen Bediener ausgeführt wird.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die Bearbeitungsmethoden erfahrener Bediener vereinigt oder berichtigt und dazu wird eine erste und eine zweite Schaltungsgruppe herangezogen. Das heißt, dass die Bearbeitungsoperation mit einigen oder mit allen durch den Bediener und Verwendung der Ausgabe des Inferenzteils modifizierten Bearbeitungsbedingungen durchgeführt wird. Nach Vollzug der Bearbeitungsoperation wird die Benutzerbearbeitungsmethode entnommen und die im Wissensspeicherteil gespeicherten Bearbeitungsmethoden werden entsprechend der so entnommenen Bearbeitungsmethode in passender Weise modifiziert. Es werden also die im Wissensspeicherteil gespeicherten Bearbeitungsmethoden erfahrener Personen verbessert, so dass eine bessere Steuerung der Bearbeitungseinheit zu erwarten ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 stellt ein Blockdiagramm dar, das die Schaltung eines Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerätes als erste Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 und 3 stellen Erläuterungsdiagramme zur Beschreibung der Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Gerätes dar;

Fig. 4 und 5 stellen Flussdiagramme zur Beschreibung der Betriebsweise des in Fig. 1 dargestellten Gerätes dar;

Fig. 6, 7 und 8 stellen Blockschaltbilder dar, die jeweils die Schaltung von Bearbeitungseinheiten- Anwendungssteuergeräten als zweite, dritte und vierte Verkörperungen der Erfindung wiedergeben;

Fig. 9 stellt ein Diagramm dar, das die Anordnung eines Beispiels eines konventionellen Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerätes zeigt;

Fig. 10 stellt ein Diagramm zur Beschreibung der Bewegungen einer Bearbeitungselektrode dar;

Fig. 11 stellt die Schaltung eines Steuerteils dar;

Fig. 12 stellt ein Blockdiagramm dar, das ein weiteres Beispiel eines konventionellen Steuergerätes wiedergibt; und

Fig. 13 stellt ein Diagramm dar, das ein Beispiel einer konventionellen elektrischen Entladungsmaschine zeigt.

BESTE AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG

Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden.

Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild dar, das den Aufbau der ersten Ausführungsform wiedergibt, wobei es sich um ein Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerät handelt. In Fig. 1 kennzeichnen die Bezugszeichen: 10 den Bediener;
20 eine Bearbeitungseinheit;
42 einen Wissensspeicherteil, in welchem die Bearbeitungsmethoden des Bedieners gespeichert sind;
23 einen Statuserkennungsteil zur Erkennung der Bearbeitungszustände;
41 einen Statusspeicherteil zum Speichern von für die Bearbeitungseinheit 20 gesetzten Bearbeitungsbedingungen und von Bearbeitungszuständen, die vom Zustandserkennungsteil 23 erkannt werden;
43 einen Inferenzteil zum Ableiten der Betriebsweise der Bearbeitungseinheit 20 aus den im Statusspeicherteil 41 gespeicherten Bearbeitungsstatusfällen, unter Verwendung der im Wissensspeicherteil gespeicherten Bearbeitungsmethoden; und
87 eine erste Schaltungsgruppe unter Einschluss der oben beschriebenen Schaltungsteile 23, 41, 42 und 43.
Weiter bezeichnen in Fig. 1 die Bezugszeichen:
88 einen Zeitseriendatenaufnahmeteil zur Aufnahme von Zeitseriendaten der vom Zustandserkennungsteil 23 erkannten Bearbeitungszustände, der für die Bearbeitungseinheit 20 eingestellten Bearbeitungsbedingungen, und der vom Bediener 10 durchgeführten Operationen;
89 einen Wissenserneuerungsteil zur Entnahme einer Bearbeitungsmethode aus dem im Zeitseriendatenaufnahmeteil 88 gespeicherten Inhalt und zur Kombination dieser Methode mit der Ausgabe des Inferenzteiles 43, um eine Bearbeitungsmethode zu bilden oder zu berichtigen, wodurch der Inhalt des Wissensspeicherteils 42 erneuert wird; und
90 eine zweite Schaltungsgruppe, bestehend aus den oben beschriebenen Schaltungsabschnitten 88 und 89.

Die Betriebsweise des so aufgebauten Gerätes wird nunmehr beschrieben. Bei der Bearbeitung eines A1-Werkstoffes mit der Bearbeitungseinheit 20 wird eine Methode zum Anpassen der Bearbeitungsbedingung A gemäss Teil (a) der Fig. 2, die vom Bediener 10 praktiziert wird, im Wissensspeicherteil 42 gemäss Teil (b) der Fig. 2 gespeichert.

Wie aus dem Flussdiagramm der Fig. 4 hervorgeht, wird nach dem Start der Bearbeitungsoperation bestimmt, ob die Bearbeitungsoperation beendet worden ist oder nicht (Schritt S41), während der Zustandserkennungsteil das Ausgangssignal eines auf der Bearbeitungseinheit 20 zur Erfassung der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Bearbeitungsgeräuschstärke angebrachten Sensors verarbeitet, um so den Bearbeitungszustand zu erkennen (Schritt S42). Die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Bearbeitungsgeräuschstärke werden zusammen mit den Bearbeitungsbedingungen als Bearbeitungsstatus im Statusspeicherteil 41 gespeichert (Schritt S43). Der Inferenzteil 43 leitet aus dem Bearbeitungsstatus eine Bearbeitungsstatusveränderungsoperation unter Verwendung einer im Wissensspeicherteil 42 gespeicherten Methode ab (Schritt S44). Beispielsweise ergibt sich im Falle, dass in bezug auf vorherbestimmte Bezugswerte das Bearbeitungsschallgeräusch den Wert 3/2, die Bearbeitungsgeschwindigkeit den Wert 1 und die Bedingung B den Wert 4 liefert, K₁ = -2/3, K₂ = -1 und K₃ = 4 entsprechend der in Teil (b) der Fig. 2 dargestellten Tabelle ist, und dass demgemäss gilt:
(Operation) = K₁ (Bearbeitungsgeschwindigkeit) + K₂ (Bearbeitungsgeräusch) + K₃ = (-2/3 × 1) - (1 3/2) + 4 = 11/6.

Die Bearbeitungsbedingung A wird also auf 11/6 eingestellt. Die oben beschriebene Operation geht aus Teil (c) der Fig. 2 deutlicher hervor, in welchem die dreidimensionalen Funktionen: Bearbeitungsgeschwindigkeit, Bearbeitungsgeräusch und Betriebsdaten dargestellt sind.

Das Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerät steuert also die Bearbeitungseinheit 20 entsprechend der Bearbeitungsmethode des Bedieners unter Benutzung der ersten Schaltungsgruppe, wobei dementsprechend die Schritte S41 bis S44 wiederholt solange ausgeführt werden, bis die Bearbeitungsoperation beendet ist.

Im folgenden wird die Operation zur Berichtigung der im Wissensspeicherteil 42 gespeicherten Bearbeitungsmethode des Bedieners beschrieben.

Wie aus dem Flußdiagramm der Fig. 21 hervorgeht, wird während der Bearbeitung ein Teil oder die Gesamtheit der Bearbeitungsbedingung verändert (Schritt S51), während der Zeitseriendatenaufnahmeteil 88 die Zeitseriendaten der gesetzten Bearbeitungsbedingungen, die Bearbeitungszustände und die durch den Bediener ausgeführten Bearbeitungsbedingungsänderungsoperation (Schritt S52) aufnimmt. Wenn die Bearbeitungsbedingungen durch den Bediener geändert worden sind, wird auch die Ausgabe des Inferenzteils 43 aufgenommen (Schritt S52). Im Anschluss an die Bearbeitungsoperation berichtigt der Kenntniserneuerungsteil 89 die im Wissensspeicherteil 42 gespeicherte Bearbeitungsmethode, falls sich die vom Bediener gewählte Bearbeitungsbedingung von derjenigen unterscheidet, die durch den Inferenzteil 43 abgeleitet wurde (Schritt S53).

Dies soll nun konkreter unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben werden. Es sei angenommen, dass als Ergebnis der Bearbeitung eines A1-Werkstoffes dessen Bedingung der Zahlenwert 3 ist, der Inhalt des Zeitseriendatenaufnahmeteils 88 dem in Teil (a) der Fig. 3 dargestellten Inhalt entspricht. In diesem Falle wird die Bearbeitungsmethode, da sich die Ausgabe (Inferenzwert) des Inferenzteils 43 gegenüber der Operation des Bedieners unterscheidet, wie folgt abgeändert: die Abänderung wird gemäss der Methode der kleinsten Quadrate durchgeführt. Im Falle, dass die Operation durch y, die Bearbeitungsgeschwindigkeit durch u₁ und die Bearbeitungsschallgeräuschstärke durch u₂ dargestellt wird, kann die Bearbeitungsmethode wie folgt ausgedrückt werden:

y = K₁u₁ + K₂u₂ + K3 (1)

Entsprechend der Aufnahme der Operation durch den Bediener ergibt sich:

(Y_i, u_1i, u_2i) (i = 1, 2 . . . und 6) (2)

Dabei gilt e_i = K₁u₁ + K₂u₂ + K₃ - y_i (3)

Die Größen K₁, K₂ und K₃ werden ermittelt, wodurch die nachfolgende Gleichung (4) minimiert wird, und die Größen werden im Wissensspeicherteil 42 gespeichert.

Durch partielles Differenzieren der Gleichung (4) nach K₁, K₂ und K₃ ergibt sich:

Aus den Gleichungen (5), (6) und (7) folgt:

K₁ = -1, K₂ = -3/2, und K₃ = 7 (8).

Die Inhalte des Wissensspeicherteils 42 werden unter Verwendung der Gleichung (8) erneuert. Das bedeutet, dass die Inhalte des Wissensspeicherteils 42 gegenüber den in Teil b der Fig. 2 dargestellten Angaben in die in Teil b der Fig. 3 dargestellten Angaben abgeändert werden. Auf diese wurde also die Bearbeitungsmethode des Bedieners geändert.

Im folgenden soll die Operation des Sammelns der Bearbeitungsmethoden des Bedieners und deren Hinzufügung zum Inhalt des Wissensspeicherteils unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben werden, dass die Methoden bezüglich der Bearbeitung eines Cu-Werkstoffes zusammengebracht werden. Ähnlich wie im oben beschriebenen Falle der Berichtigung der Bearbeitungsmethode eines Al-Werkstoffes nimmt der Zeitseriendatenaufnahmeteil 88 die Zeitseriendaten der gesetzten Bearbeitungsbedingungen, die Bearbeitungszustande, die vom Bediener ausgeführten Operationen, und die vom Inferenzteil 43 abgeleiteten Bearbeitungsbedingungen auf, während der Wissensspeicherteil 89 die Größen K₁, K₂ und K₃ in Gleichung (1) entsprechend der Methode der kleinsten Quadrate bearbeitet.

Die so zusammengestellten Bearbeitungsmethoden werden im Wissensspeicherteil 42 gespeichert. Diese Operation unterscheidet sich stark von der oben beschriebenen Operation der Berichtigung der Bearbeitungsdaten, und zwar wie folgt: Bei der letztgenannten Operation werden die gespeicherten Werte erneuert, während bei der vorliegenden Operation ein Bereich zur Speicherung reserviert und die Bearbeitungsmethoden in den so reservierten Bereich gespeichert werden. Auf diese Weise wird die Operation der Hinzufügung der Bearbeitungsmethoden zum Inhalt des Wissensspeicherteils 42 vollzogen.

Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung wird nur ein einziger Bediener tätig. Wenn mehr als ein Bediener zum Einsatz kommt, kann mehr als ein einziger Wissensspeicherteil 42 vorgesehen werden, wobei die Bediener jeweils den betreffenden Speicherteilen zugewiesen werden. Es kann aber auch ein einzelner Wissensspeicherteil 42 in mehrere Teilbereiche aufgeteilt und den Bedienern jeweils zugewiesen werden. In diesem Falle kann der Bediener seine eigene Bearbeitungsmethode in seinem eigenen Wissensspeicherteil 42 abspeichern.

Im Falle, dass die Bedienerdaten getrennt nach Bedienern geliefert werden, werden die Namen der Bediener oder entsprechende persönliche Angaben dazu im Wissensspeicherteil 41 unter Verwendung einer Tastatur, einer IC-Karte, einer Magnetkarte, einer Magnetplatte oder einer optischen Platte gespeichert.

Bei der Erfindung kann es sich bei der Bearbeitungseinheit um eine elektrische Entladungsmaschine, eine Laserstrahlmaschine, eine Teilchenstrahlmaschine, eine elektrochemische Maschine, eine NC-Maschine oder eine NC- Werkzeugmaschine handeln. In jeder dieser Bearbeitungseinheiten können die gleichen Wirkungen wie jene der oben beschriebenen vierten Ausführungsform erzielt werden, wobei sich die Signale mit dem an den Zustandserkennungsteil 23 angelegten Bearbeitungszustand ändern.

Die Fig. 6, 7 und 8 stellen Blockschaltbilder jeweils für eine zweite, dritte und vierte Ausführungsform der Erfindung, d. h. entsprechende Steuergeräte, dar.

Bei der in Fig. 6 dargestellten zweiten Ausführungsform ist in der zweiten Schaltungsgruppe ein Beispielsanzeigeteil 91 vorgesehen. Der Beispielsanzeigeteil 91 liefert ein Bearbeitungsbeispiel, wobei die Art, wie das Bearbeitungsbeispiel durch den Bediener gehandhabt werden soll, im Zeitseriendatenaufnahmeteil 88 aufgezeichnet wird. Im einzelnen wird im Falle, dass der Bediener Bearbeitungsmethoden zusammenstellt oder berichtigt, eine Beispielsbearbeitungsoperation unter Benutzung der ersten Schaltungsgruppe 87 und der zweiten Schaltungsgruppe 90 durchgeführt. Das heißt, dass der Bediener einige oder alle Bearbeitungsbedingungen ohne Benutzung der Ausgabe des Inferenzteils 43 verändern kann, so dass die im Wissensspeicher 42 gespeicherte Bearbeitungsmethode durch den Wissenserneuerungsteil 89 erneuert wird. Damit können die Bearbeitungsmethoden des Bedieners eindeutig zusammengebracht werden.

Einige oder alle der im Wissensspeicherteil 42 zu speichernden Bearbeitungsmethoden können in die Form einer Regel gebracht werden (WENN . . . DANN . . .), die aus einem vorderen Bedingungsabschnitt unter Einschluss der zu bestimmenden Bedingungen und einem hinteren Bedingungsabschnitt unter Einschluss des Inhaltes besteht, die auszuführen sind, wenn die Bedingungen erfüllt und wenn sie nicht erfüllt werden.

Zusätzlich kann ein Teil oder die ganze Regel (Methode) als Fuzzyregel ausgebildet werden, die entsprechend der F- Mengentheorie formuliert wird, welche Fuzzyausdrücke wie beispielsweise "die Amplitude ist groß" und "etwas nach unten bewegen" verarbeitet. In diesem Falle werden die Zuordnungsfunktionen für eine für das Formulieren des vorderen und des hinteren Bedingungsabschnittes verwendete Fuzzymenge sowie die Beziehungen zwischen den Zuordnungsfunktionen im Wissensspeicherteil 42 gespeichert, während die Fuzzykomposition durch den Inferenzteil 43 mit dem Ziel durchgeführt wird, eine Vielzahl von Ergebnissen aus den im Statusspeicherteil 41 gespeicherten Bearbeitungszuständen und Bearbeitungsbedingungen sowie aus der diese betreffenden, im Wissensspeicherteil 42 abgespeicherten Fuzzyregel zu kombinieren, wodurch die Bearbeitungsbedingungen für die gewünschten Bearbeitungszustände gewonnen werden.

In diesem Falle kann das Gerät so geändert werden, dass die Bearbeitungsmethoden im Wissensspeicherteil 42 durch Verändern der Zuordnungsfunktionen berichtigt werden.

Bei der in Fig. 7 dargestellten dritten Ausführungsform der Erfindung ist in der zweiten Schaltungsgruppe ein Drehknopf 92 vorgesehen, den der Bediener frei betätigen kann, so dass analoge Daten in den Zeitseriendatenaufnahmeteil eingegeben werden. Bei der sechsten Ausführungsform kann der vom Bediener geschätzte Größenwert eingegeben werden. Wenn also der Bediener eine Methode anwendet, die folgendes besagt: "die Bearbeitungsbedingungen werden geändert, wenn das Bearbeitungsgeräusch stark ist", kann auch der Grad eingestellt werden, den der Bediener einem starken Bearbeitungsgeräusch beimißt. Die Bearbeitungsmethoden können also noch eindeutiger erfasst werden.

Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung wird der Drehknopf 92 zum Eingeben analoger Daten benutzt. Er kann auch durch einen Gleitknopf oder einen Joystickschalter ersetzt werden. Die Positionen des Knopfes oder Schalters werden durch ein Potentiometer oder einen drehbaren Kodierer (nicht dargestellt) erfaßt und über einen A/D (Analog/Digital)-Kodierer oder einen Aufwärts-Abwärtszähler (nicht dargestellt) an den Zeitseriendatenaufnahmeteil 88 geliefert.

Die oben genannte Eingabevorrichtung kann eine Vielzahl von Druckknöpfen aufweisen, so dass durch Drücken mindestens eines Druckknopfes mindestens eine der nachfolgenden Einzelangaben eingegeben wird:

a) Der Beginn einer Bearbeitungsänderungsoperation, die ausgeführt werden soll;
b) der Vollzug (Abschluss) einer Bearbeitungsbedingungsänderungsoperation, die durch den Bediener ausgeführt worden ist;
c) die Selbstbewertung einer Bearbeitungsbedingungsänderungsoperation, die durch den Bediener ausgeführt worden ist;
d) die Löschung einer Bearbeitungsbedingungsänderungsoperation, die vom Bediener vollzogen worden ist;
e) der Grund, warum der Bediener eine Bearbeitungsbedingungsänderungsoperation durchgeführt hat.

Bei der in Fig. 8 dargestellten vierten Ausführungsform der Erfindung ist eine Kathodenstrahl-Anzeigeeinheit 93 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform können die im Wissensspeicherteil 42 gespeicherten Bearbeitungsmethoden angezeigt werden, so dass bestimmt werden kann, ob eine Sammlung oder Berichtigung der Bearbeitungsmethoden eindeutig durchgeführt worden ist. Anstelle der Kathodenstrahl- Anzeigeeinheit 93 kann auch ein Flüssigkristallpanel oder eine Plasmaanzeige verwendet werden. Mit Hilfe der Anzeigemittel kann mindestens eine der nachfolgenden Einzelangaben (k) bis (e) angezeigt werden:

a) Bearbeitungsbedingungen;
b) Ausgaben des Wissenserneuerungsteils 89;
c) Erneuerung der Methoden im Wissensspeicherteil 42;
d) Status der Inferenz durch den Inferenzteil 43;
e) Anzeige irgendeiner oder aller im Wissensspeicherteil 42 gespeicherten Methoden;
f) Inhalte, die im Zeitseriendatenspeicherteil gespeichert sind;
g) Name des Bedieners oder Angabe entsprechender persönlicher Daten.

Wenn der Beispielsangabeteil 81 ein Beispiel ausgibt, wird die Lieferung des Beispiels auf dem Wiedergabemittel wie etwa der Kathodenstrahl-Wiedergabeeinheit angezeigt, so dass der Bediener den Operationsstatus der Bearbeitungseinheit bestätigen kann.

Ähnlich wie bei der zweiten Verkörperung der Erfindung kann der Wissensspeicherteil 42 so konstruiert werden, dass er auswechselbar ist. In diesem Falle kann ein und derselbe Wissensspeicherteil 42 gemeinsam von einer Vielzahl von Bearbeitungseinheiten gleichen Typs benutzt werden, so dass diese Bearbeitungseinheiten Bearbeitungsoperationen nach der gleichen Bearbeitungsmethode ausführen können. Dabei kann das Speichermedium eine Magnetplatte, eine optische Platte, eine IC-Karte, eine IC-Kassette, ein Magnetblasenspeicher oder ein Magnetband sein.

Bei der oben beschriebenen vierten Ausführungsform kann in bezug auf die für die Inferenz des Inferenzteils benutzte Bearbeitungsbedingung und den benutzten Bearbeitungsstatus eine einfache Anwendungssteuerung selbst dann erzielt werden, wenn die Bearbeitungsbedingungen nicht ausreichen. Das heißt, dass die einfache Anwendungssteuerung auch nur mit Bearbeitungsbedingungen wie der Bearbeitungsgeschwindigkeit und dem Bearbeitungsgeräusch durchgeführt werden kann.

Der Ausdruck "Bearbeitungszustand" wird hier in der Bedeutung von Daten, die einen Bearbeitungszustand darstellen, der durch einen Detektor angegeben wird, verstanden.

Der Ausdruck "Bearbeitungsbedingung" wird hier in der Bedeutung von Daten wie etwa gesetzte Werte und Zielwerte verstanden, die die Bearbeitungsoperationen beeinflussen.

Der Ausdruck "Bearbeitungsstatus" oder "Status" wird hier so verstanden, dass er sowohl den Bearbeitungszustand als auch die Bearbeitungsbedingung abdeckt.

Wie oben beschrieben wurde, wird gemäss dem Stande der Technik die Bearbeitungsoperation entsprechend der Einfachmethode Einfachmethode durchgeführt:

Um eine komplizierte Methode zu verwirklichen, ist es erforderlich, eine außerordentlich komplizierte Methode zu beschreiben.

Entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Anwendungssteuergerät so konstruiert, dass die Bearbeitungsmethoden des Bedieners für die Durchführung automatischer Bearbeitungsoperationen verwendet werden können, was zur Arbeitsersparnis beiträgt. Ferner können aus dem gleichen Grunde beim Anwendungssteuergerät die Bearbeitungsmethoden des Bedieners bequem zusammengestellt oder berichtigt werden.

Die Erfindung kann in weitem Umfange bei Bearbeitungseinrichtungen, wie etwa elektrischen Entladungsmaschinen eingesetzt werden.

Claims

1. Verfahren zur Aktualisierung einer fuzzy- Zuordnungsfunktkion (K₁, K₂, K₃) in einem Wissensspeicherteil (42) zur adaptiven Steuerung einer Bearbeitungsmaschine, umfassend die folgenden Schritte:

a) Speichern in dem Wissensspeicherteil (42), einer Vielzahl von fuzzy-Zuordnungsfunktionen (Fig. 18 (a)) für mindestens eine Bearbeitungsbedingung (B) und eine Vielzahl von Bearbeitungsparametern (u₁, u₂)
b) Speichern von aktuellen und/oder früheren Bearbeitungsbedingungen (B) und der aktuellen Bearbeitungsparameter (u₁, u₂, u_i) in einem Zustandsspeicher (41);
c) wobei jede Bearbeitungsbedingung (A, y) als eine vorgegebene Funktion (K₁, K₂, K₃) der Bearbeitungsparmamter (u₁, u₂) definiert ist;
d) durch eine fuzzy-Zuordnungsfunktions-Auswertung (Fig. 19(a)) für eine Vielzahl von Bearbeitungsparameter (Fig. 19(a)) jeweils ein Inferenzwert (Fig. 19(a)) ermittelt wird und dieser Inferenzwert für die Bearbeitungsbedingung (A) jeweils mit einem vom Bediener vorgebenen Wert (yi) verglichen wird und die vorgegebene Funktion auf Grundlage der Differenz zwischen dem Inferenzwert für die Bearbeitungsbedingung und dem vom Bediener vorgegebenen Wert (yi) aktualisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß jede Bearbeitungsbedingung als eine Linearkombination von einzelnen Bearbeitungsparametern definiert ist, wobei zur Aktualisierung der vorgegebenen Funktion Koeffizienten der vorgegebenen Funktion durch Minimieren der Differenzen zwischen Inferenzwerten und vom Bediener vorgegebenen Werten mit Hilfe des Verfahrens der kleinsten Fehlerquadrate minimiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die vorgegebene Funktion eine Linearkombination von Bearbeitungsparametern umfaßt, wobei die Bearbeitungsparameter die Bearbeitungsgeschwindigkeit und das Bearbeitungsgeräusch sind.