JP2017045323A - メニューを備える数値制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の数値制御装置10は、加工における加工状態を示す情報、及び選択されたメニュー項目を示す情報を含む状態データを取得する状態観測部12と、状態観測部12が観測した状態データに基づいて、メニュー表示におけるメニュー項目の表示順を決定するための機械学習モデルを生成する状態学習部14と、機械学習モデルを記憶する学習結果記憶部15と、機械学習モデルと、状態データとに基づいて、メニュー表示におけるメニュー項目の表示順を決定するメニュー表示順決定部16と、を有する機械学習器11を備える。
【選択図】図2
Description
本発明では、工作機械でのワークの加工時における加工の工程や状況などにより示される状態変数と、ユーザによるメニューの選択行動とを用いて機械学習を行うことで、加工の工程や状況に応じた適切な表示順でメニュー表示を行う。
以下では、本発明で導入する機械学習について簡単に説明する。
一般に、機械学習には教師あり学習や教師なし学習、強化学習など、その目的や条件によって様々なアルゴリズムに分類されている。本発明では工作機械でのワークの加工時における加工の工程や状況が示す状態と、ユーザによるメニューの選択行動との相関性を学習することを目的としており、明示されるデータに基づく学習が可能であること、学習結果に基づいて適切なメニュー項目の表示順を決定する必要があることなどを考慮して、教師あり学習のアルゴリズムを採用する。
そして、教師あり学習を行う機械学習器は、予測段階(図1(b))において、新しい入力データ(状態変数)が与えられたとき、学習結果(構築された予測モデル)に従って、出力データ(目的変数)を予測して出力する。
以下では、教師あり学習を行う機械学習器を導入した本発明のメニュー装置について、具体的な実施形態に基づいて説明する。
図2は、本発明の一実施形態における数値制御装置の概略構成を示す図である。本実施形態の数値制御装置10は、図示しないメモリから読み出されたプログラムを解析し、解析結果として得られた制御データに基づいて工作機械1を制御してワークを加工する。工作機械1は、加工時における加工状況に係る情報を検出するセンサなどの構成(図示せず)を備えており、数値制御装置10はこれら構成を介して加工状況に係る情報を取得できるように構成されている。数値制御装置10は、教師あり機械学習器11(図中における点線枠)を備えており、また、ユーザに対して数値制御装置10の機能を選択するためのメニューを表示すると共にユーザからのメニュー選択を受け付ける表示装置20が接続されている。なお、工作機械1、数値制御装置10は工作機械1、数値制御装置10の一般的な構成を備えているものとし、本発明における機械学習の動作の説明に特段必要な構成以外は本明細書での詳細な説明を省略する。
●[デバッグ運転/連続運転に関するデータ]
動作モード、加工運転中であるか否かを示す情報、オーバライド値、ドライラン中であるか否かを示す情報、マシンロック中であるか否かを示す情報、シングルブロックであるか否かを示す情報、エアカット中であるか否かを示す情報、工具交換の有無、など
●[操作に関するデータ]
ユーザが選択したメニュー項目、一つ前に使用した機能、など
●[異常に関するデータ]
数値制御装置/工作機械のアラーム状態、アラーム種類、アラーム番号、など
状態学習部14は、状態観測部12が取得した状態データや、状態データ記憶部13に記憶された状態データに基づいて教師あり学習を行い、学習結果を学習結果記憶部15に記憶する。本実施形態の状態学習部14は、状態データの中のユーザが選択したメニュー項目を目的変数とし、その他の状態データを状態変数とする教師データとして教師あり学習を進める。学習の一例として、予測モデルとして回帰モデルを用いる場合には数値制御装置10の機能に対応するメニュー項目ごとに回帰モデルを用意し、状態変数により示される加工状況に対して該メニュー項目が選択される確率を学習するようにしてもよく、また、サポートベクタマシン、ニューラルネットワーク、決定木、ナイーブベイズ分類などを用いる場合においても同様に、数値制御装置10の機能に対応するメニュー項目ごとに分類器を用意してもよい。また、状態変数により示される加工状況を複数のメニュー項目のいずれかに分類する多項分類を行うモデルを用いるようにしてもよい。
メニュー項目の表示順を決定する際には、学習結果記憶部15に記憶される学習結果と状態観測部12が取得した状態データに基づいて、各メニュー項目が選択される確率を求め、求めた確率が最も高いメニュー項目から順にユーザが選択しやすい位置に表示する表示すればよい。メニュー項目の表示順を決定する一例としては、例えば図3に示すように複数のメニュー項目をアイコンで表示するメニュー表示の場合、現在の状態データに基づいて算出される各メニュー項目の選択確率が高い順に左上からアイコンを並べるようにする方法が考えられる。また、メニューがカテゴリ毎に表示が分かれている場合には、各カテゴリ内のメニュー項目の表示順を並び替えるようにする方法も考えられる。
そして、メニュー表示順決定部16が決定したメニュー項目の表示順序に従って、表示装置20に対するメニューの表示が行われる。
●[ステップSA01]ユーザが数値制御装置の画面上に表示または機械に取り付けられたメニューボタンを押すことにより、メニューを呼び出す。
●[ステップSA02]状態観測部12が、工作機械1、数値制御装置10における加工の状況を示す状態データを取得する。
●[ステップSA03]学習結果記憶部15にメニュー項目の表示順を学習した「機械学習モデル」が記憶されているか(学習されているか)否かを判定する。記憶されている場合にはステップSA04へ進み、記憶されていない場合にはステップSA06へ進む。
●[ステップSA05]メニュー表示順決定部16は、ステップSA04で求めた各メニュー項目の選択される確率に基づいてメニューの表示順を決定する。
●[ステップSA06]学習結果記憶部15に「機械学習モデル」が記憶されている場合には、ステップSA05で決定された表示順で、記憶されていなかった場合にはあらかじめ定められた既定の表示順で、表示装置20の画面上にメニューを表示する。
●[ステップSA08]ステップSA07でユーザが選択したメニュー項目を状態観測部12が状態データとして取得し、ステップSA02で取得した状態データと関連付けて状態データ記憶部13へ記憶する。
●[ステップSA10]状態データ記憶部13に記憶された状態データに基づいて機械学習モデルの式を更新(作成)し、学習結果記憶部15に記憶する。
●[ステップSB01]状態学習部14は、状態データ記憶部13に記憶された加工の状況を示すデータと選択されたメニュー項目のデータの組を取得する。取得するデータ数は、モデル作成に利用する最大のデータ数をあらかじめ定めておき、保存しているデータ数が最大データ数より多い場合、保存の日時が新しい最大データ数分のデータを利用する。
●[ステップSB02]状態学習部14は、取得したデータの各値を機械学習モデルが計算できるように、数値でないデータをあらかじめ定めた数値へと数値化する処理、データを正規化する処理などを適用し、機械学習用のデータを生成する。
●[ステップSB03]ステップSB02で生成した機械学習用のデータを用いて、機械学習モデルのパラメタを最適化する。最適化の手法は、採用する機械学習のアルゴリズムに適した手法を用いる。
●[ステップSB04]ステップSB03で作成した機械学習モデルを学習結果記憶部15に記憶(更新)する。
10 数値制御装置
11 機械学習器
12 状態観測部
13 状態データ記憶部
14 状態学習部
15 学習結果記憶部
16 メニュー表示順決定部
20 表示装置
Claims (3)
- ワークを加工する工作機械をプログラムに基づいて制御する数値制御装置であって、前記加工に係る機能を選択可能にメニュー表示する数値制御装置において、
前記メニュー表示におけるメニュー項目の表示順を機械学習する機械学習器と、
を備え、
前記機械学習器は、
前記加工における加工状態を示す情報、及び選択されたメニュー項目を示す情報を含む状態データを取得する状態観測部と、
前記状態観測部が観測した状態データに基づいて、前記メニュー表示におけるメニュー項目の表示順を決定するための機械学習モデルを生成する状態学習部と、
前記機械学習モデルを記憶する学習結果記憶部と、
前記機械学習モデルと、前記状態データとに基づいて、前記メニュー表示におけるメニュー項目の表示順を決定するメニュー表示順決定部と、
を備えたことを特徴とする数値制御装置。 - 前記加工状態を示す情報は、加工における動作モード、加工運転中であるか否かを示す情報、オーバライド値、ドライラン中であるか否かを示す情報、マシンロック中であるか否かを示す情報、シングルブロックであるか否かを示す情報、エアカット中であるか否かを示す情報、工具交換の有無、一つ前に使用した機能、数値制御装置および工作機械のアラーム状態、アラーム種類アラーム番号の少なくともいずれかを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 - ワークを加工する工作機械をプログラムに基づいて制御する数値制御装置であって、前記加工に係る機能を選択可能にメニュー表示する数値制御装置における前記メニュー表示におけるメニュー項目の表示順を機械学習した機械学習器であって、
前記加工における加工状態を示す情報、及び選択されたメニュー項目を示す情報を含む状態データを取得する状態観測部と、
前記メニュー表示におけるメニュー項目の表示順を機械学習した機械学習モデルを記憶する学習結果記憶部と、
前記機械学習モデルと、前記状態データとに基づいて、前記メニュー表示におけるメニュー項目の表示順を決定するメニュー表示順決定部と、
を備えたことを特徴とする機械学習器。
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