JP2019025561A - 加工機械システム及び製造システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】工作物の加工を行う加工機械と、該加工機械を加工条件に基づいて制御する制御装置23と、加工中の加工機械の状態を取得する状態取得装置と、加工後の工作物を検査する検査装置24と、検査装置24による検査結果及び状態取得装置において取得された加工機械の状態に基づいて機械学習を行う機械学習装置3と、を備え、機械学習装置3が、機械学習の結果に基づいて、工作物の加工精度が向上するように、又は、工作物の不良率が最小となるように加工条件を変更する加工機械システム1を提供する。
【選択図】 図1
Description
このような加工機械システムでは、加工されたワークを検査する段階において異常と判断されて加工条件を調整する必要が出てきた場合、該当する加工機械を停止して、加工条件を人手により調整する必要があった。
特許文献1には、加工された製品の加工結果である数値情報と規格情報とのずれ量を求め、このずれ量に基づいて、設備停止することなく、リアルタイムに加工条件を補正可能な製品加工条件設定装置が開示されている。
本発明の第1の態様は、工作物の加工を行う加工機械と、該加工機械を加工条件に基づいて制御する制御装置と、前記加工中の前記加工機械の状態を取得する状態取得装置と、前記加工後の前記工作物を検査する検査装置と、該検査装置による検査結果及び前記状態取得装置において取得された前記加工機械の状態に基づいて機械学習を行う機械学習装置と、を備え、前記機械学習装置が、前記機械学習の結果に基づいて、前記工作物の加工精度が向上するように、又は、前記工作物の不良率が最小となるように前記加工条件を変更する加工機械システムである。
このようにすることで、必要以上に加工精度が高くなることによって製造コストが増大してしまうことを防止することができる。
このようにすることで、学習効率を高めることができる。
以下、本発明の第1実施形態に係る加工機械システムについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、加工機械として切削機械を例に挙げて説明するが、これに限定されず、射出成形機やアーク溶接ロボット等であってもよい。
なお、本実施形態では、数理モデルとしてマルコフ決定過程を採用するが、エージェントが状態を直接的に受け取ることができない部分観測マルコフ過程等が採用されてもよい。
ステップ1: エージェントが時刻tにおいて観測された環境の状態stに応じて意思決定を行い、行動atを出力する。
ステップ2: 環境がst+1に状態遷移し、その遷移に応じた報酬rtをエージェントに与える。
ステップ3: 時刻tをt+1に進めてステップ1に戻る。
機械学習装置3は、機能的には、図2に示されるように、判定データ取得部31と、状態観測部32と、意思決定部33と、学習部34と、を備えている。
以下、機械学習装置3における処理について、図2及び図3を参照しながらさらに詳細に説明する。
続いて、報酬計算部341において、報酬の計算が行われる(図3のステップSA4〜SA9)。
このようにすることで、学習効率を高めることができる。
以下、本発明の第2実施形態に係る製造システムについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、加工機械として切削機械を例に挙げて説明するが、これに限定されず、射出成形機やアーク溶接ロボット等であってもよい。
評価試験装置5は、最終成果物としてのワークの性能を評価するように構成されている。すなわち、評価試験装置5は、加工セル2を複数備える場合、全ての加工セル2におけるワークの加工が終了した後で、加工後のワークの性能を評価する。なお、評価試験は、非破壊試験で実施されるのが好ましい。
機械学習装置13において、判定データ取得部131は、学習部34に備えられる報酬計算部341に接続されている。報酬計算部341は、学習部34に備えられる価値関数更新部342に接続されている。状態観測部132は学習部34に備えられる価値関数更新部342に接続されている。学習部34に備えられる価値関数更新部342は、意思決定部133に接続されている。
状態観測部132は、切削機械21に取り付けられたセンサ22及び又は切削機械21を制御する制御装置23からワーク加工中の切削機械21の状態を示す状態データを取得するとともに、検査装置24から検査結果データを取得するように構成されている。状態データは、ワーク加工中に所定時間毎に取得され、図示しないメモリに時系列で記憶される。なお、この状態データは、後段の学習部34で使用するのに適した形式となるように必要に応じて加工されてもよい。検査結果データには、検査装置24において良否判定される際に使用された検査条件(閾値)に関する情報も含まれている。
学習部34に備えられる価値関数更新部342は、報酬計算部341で計算された報酬と、状態観測部32で取得された状態データ及び検査結果データに基づいて価値関数を逐次更新するように構成されている。
まず、意思決定部133において、決定された加工条件及び検査条件が制御装置23に出力される(図6のステップSB1)。学習開始直後の場合には、予め設定された初期値が加工条件及び検査条件としてそれぞれ出力される。
2 加工セル
3,13 機械学習装置
4 通信ネットワーク
5 評価試験装置
10 製造システム
21 切削機械(加工機械)
22 センサ(状態取得装置)
23 制御装置
24 検査装置
Claims (5)
- 工作物の加工を行う加工機械と、
該加工機械を加工条件に基づいて制御する制御装置と、
前記加工中の前記加工機械の状態を取得する状態取得装置と、
前記加工後の前記工作物を検査する検査装置と、
該検査装置による検査結果及び前記状態取得装置において取得された前記加工機械の状態に基づいて機械学習を行う機械学習装置と、
を備え、
前記機械学習装置が、前記機械学習の結果に基づいて、前記工作物の加工精度が向上するように、又は、前記工作物の不良率が最小となるように前記加工条件を変更する加工機械システム。 - 前記加工機械、前記制御装置、前記状態取得装置及び前記検査装置の夫々が、前記機械学習装置に通信ネットワークを介して互いに接続される請求項1に記載の加工機械システム。
- 請求項1又は請求項2に記載の加工機械システムを複数備え、
一の加工機械システムで加工された同一種類の前記工作物を他の加工機械システムで加工する場合に、前記一の加工機械システムにおける前記工作物に対する前記加工条件及び前記検査結果を前記他の加工機械システムにおける前記機械学習用の学習データとして共有する製造システム。 - 工作物の加工を行う加工機械と、
該加工機械を加工条件に基づいて制御する制御装置と、
前記加工中の前記加工機械の状態を取得する状態取得装置及び前記加工後の前記工作物を検査する検査装置と、
最終成果物としての前記工作物の評価試験を行う評価試験装置と、
該評価試験装置による前記評価試験の結果、前記検査装置による検査結果及び前記状態取得装置において取得された前記加工機械の状態に基づいて機械学習を行う機械学習装置と、
を備え、
前記機械学習装置が、前記機械学習の結果に基づいて、前記最終成果物のコストが最小となるように、前記加工条件及び前記検査装置における検査条件を変更する製造システム。 - 前記加工機械、前記制御装置、前記状態取得装置、前記検査装置及び前記評価試験装置の夫々が、前記機械学習装置に通信ネットワークを介して互いに接続される請求項4に記載の製造システム。
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