JP2020082304A - Chattering vibration detection device, chattering vibration detection method, chattering vibration detection program and chattering vibration restraining device - Google Patents

Chattering vibration detection device, chattering vibration detection method, chattering vibration detection program and chattering vibration restraining device Download PDF

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JP2020082304A JP2018222977A JP2018222977A JP2020082304A JP 2020082304 A JP2020082304 A JP 2020082304A JP 2018222977 A JP2018222977 A JP 2018222977A JP 2018222977 A JP2018222977 A JP 2018222977A JP 2020082304 A JP2020082304 A JP 2020082304A
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Keiichi Shirasuga
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Abstract

To accurately detect chattering vibration.SOLUTION: A chattering vibration detection device (100) is a device for determining whether there is chattering vibration or not based on sensor data (D0) output from a sensor (204) for detecting vibration of a cutting tool (201) of a processing device, and includes a first storage unit (101) for storing sensor data with a label (101a), a characteristic quantity extracting unit (103) for executing first extraction processing to extract one or more first characteristic quantities from the sensor data with a label as learning data (L2), and second extraction processing to extract determination object data (D2) including one or more second characteristic quantities from the sensor data, a chattering vibration learning unit (104) for generating a learning model (105a) from the learning data, and a chattering vibration determination unit (106) for determining whether or not the determination object data is data showing the existence of chattering vibration by referring to the learning model.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、びびり振動を検知するびびり振動検知装置、びびり振動を検知するために使用されるびびり振動検知方法及びびびり振動検知プログラム、並びに、びびり振動を抑制するびびり振動抑制装置に関する。 The present invention relates to a chatter vibration detection device that detects chatter vibration, a chatter vibration detection method and chatter vibration detection program used to detect chatter vibration, and a chatter vibration suppression device that suppresses chatter vibration.

回転する切削工具で加工対象物(すなわち、被加工物)を切削加工する種々の加工装置が使用されている。このような加工装置では、切削加工時に、びびり振動が発生することがある。びびり振動は、再生びびり振動と強制びびり振動に分類できる。再生びびり振動は、例えば、切削工具の先行する刃先によって切削された加工対象物の加工面に生じた起伏により、次の刃先によって加工対象物の加工面から切り取られる部分の厚さが変動し、その結果、切削力が変動して発生する。強制びびり振動は、例えば、何らかの強制的な振動が加工装置の切削工具の回転によって生じる振動と共振して、発生する。びびり振動が発生すると、加工対象物の加工面に縞模様が生じ、加工面の品質の低下又は切削工具の刃先の損傷などが生じやすい(例えば、非特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Various processing devices are used for cutting an object to be processed (that is, a workpiece) with a rotating cutting tool. In such a processing apparatus, chatter vibration may occur during cutting. Chatter vibration can be classified into regenerative chatter vibration and forced chatter vibration. Reproduction chatter vibration, for example, due to the undulations that occur on the processing surface of the processing object cut by the preceding cutting edge of the cutting tool, the thickness of the portion cut off from the processing surface of the processing object by the next cutting edge fluctuates, As a result, the cutting force fluctuates and is generated. The forced chatter vibration occurs, for example, when some forced vibration resonates with the vibration generated by the rotation of the cutting tool of the processing device. When chatter vibration occurs, a striped pattern is generated on the processing surface of the processing target object, and the quality of the processing surface is degraded or the cutting edge of the cutting tool is easily damaged (for example, see Non-Patent Document 1).

例えば、特許文献1に記載の装置は、切削工具である回転刃の回転数[rpm]の周波数[Hz](=回転数[rpm]/60)に回転刃の刃数(すなわち、刃先の数)を乗じて振動数[Hz]を算出し、算出された振動数以外の周波数のピークの値(すなわち、ピークパワー)が閾値を超えた場合に、びびり振動(この場合は、再生びびり振動)の予兆が有ると判定している。 For example, in the device described in Patent Document 1, the number of blades of the rotary blade (that is, the number of blade edges) is set to the frequency [Hz] (=rotation speed [rpm]/60) of the rotation speed [rpm] of the cutting tool, which is a cutting tool. ) To calculate the frequency [Hz], and chatter vibration (reproduction chatter vibration in this case) when the peak value of the frequency other than the calculated frequency (that is, peak power) exceeds the threshold value. It is judged that there is a sign of.

また、特許文献2に記載の装置は、切削工具の回転数[rpm]に切削工具の刃数を乗じ、さらに60で除算して切削基本周波数[Hz]を算出し、この切削基本周波数の整数倍の周波数にピークがあり、そのピークパワーが閾値を超えた場合に、びびり振動(この場合は、強制びびり振動)が発生していると判定している。 Further, the device described in Patent Document 2 multiplies the number of revolutions [rpm] of the cutting tool by the number of blades of the cutting tool, and further divides by 60 to calculate a cutting fundamental frequency [Hz], and an integer of this cutting fundamental frequency. When there is a peak at twice the frequency and the peak power exceeds the threshold value, it is determined that chatter vibration (forced chatter vibration in this case) is occurring.

特開2010−247316号公報(例えば、第7頁)JP, 2010-247316, A (for example, page 7) 特開2018−020426号公報(例えば、段落0044、0055)JP, 2018-020426, A (for example, paragraph 0044, 0055).

社本英二著、「切削加工におけるびびり振動の発生機構と抑制」、大同特殊鋼株式会社 研究開発本部発行、電気製鋼/大同特殊鋼技報 第82巻第2号、143−155頁、2011年12月27日Eiji Syamoto, "Generation Mechanism and Suppression of Chatter Vibration in Cutting", Daido Steel Co., Ltd., Research & Development Division, Electric Steelmaking/Daido Steel Co., Ltd. Vol. 82, No. 2, pp. 143-155, 2011 December 27 Platt J.C.、 “Probabilistic Outputs for Support Vector Machines and Comparisons to Regularized Likelihood Methods”、 Advances in Large Margin Classifiers、 MIT Press、 1999, pp.1−11.Platt J. C. , "Probabilistic Outputs For Support Vector Machines and Comparisons to Regularized Likelihood Methods," Advances in Largs Margin, Claspins, Clasps, Clasps, Clasps, Clasps, Clasps, Clasps, Clasps, Clasps, Largs, Mars, Margin, Claspins, Clasps, Clasps, Clasps, Clasps, Lambs, Mars. 1-11.

しかしながら、特許文献1に記載の装置では、算出された振動数と異なる値の周波数[Hz]にピークが存在し、そのピークパワーが閾値を超えている場合であっても、ピークが存在する周波数[Hz]にびびり振動が発生していないことがある。また、算出された振動数と異なる周波数[Hz]にピークが存在し、そのピークパワーが閾値を超えていない場合であっても、ピークが存在する周波数[Hz]にびびり振動が発生していることがある。 However, in the device described in Patent Document 1, a peak exists at a frequency [Hz] having a value different from the calculated frequency, and even if the peak power exceeds the threshold, the frequency at which the peak exists. Chatter vibration may not occur in [Hz]. Even if a peak exists at a frequency [Hz] different from the calculated frequency and the peak power does not exceed the threshold value, chatter vibration occurs at the frequency [Hz] at which the peak exists. Sometimes.

また、特許文献2に記載の装置では、切削基本周波数の整数倍の周波数[Hz]にピークが存在し、そのピークパワーが閾値を超えている場合であっても、ピークが存在する周波数[Hz]にびびり振動が発生していないことがある。また、切削基本周波数の整数倍の周波数[Hz]にピークが存在し、そのピークパワーが閾値を超えていない場合であっても、ピークが存在する周波数[Hz]にびびり振動が発生していることがある。 Further, in the device described in Patent Document 2, there is a peak at a frequency [Hz] that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency, and even if the peak power exceeds a threshold, the frequency at which the peak exists [Hz] ] Chatter vibration may not occur. Even when a peak exists at a frequency [Hz] that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency and the peak power does not exceed the threshold value, chatter vibration occurs at the frequency at which the peak exists [Hz]. Sometimes.

つまり、ピークパワーと予め決められた閾値との比較結果に基づいてびびり振動の有無を判定するだけでは、びびり振動の検知の精度が低いという問題がある。 That is, there is a problem in that the chatter vibration detection accuracy is low only by determining the presence or absence of chatter vibration based on the result of comparison between the peak power and a predetermined threshold value.

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、高い精度でびびり振動を検知することができるびびり振動検知装置、高い精度でびびり振動を検知することを可能にするびびり振動検知方法及びびびり振動検知プログラム、並びに、高い精度でびびり振動を抑制することができるびびり振動抑制装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and a chatter vibration detection device capable of detecting chatter vibration with high accuracy, and chatter vibration capable of detecting chatter vibration with high accuracy. An object of the present invention is to provide a detection method, a chatter vibration detection program, and a chatter vibration suppressor capable of suppressing chatter vibration with high accuracy.

本発明の一態様に係るびびり振動検知装置は、加工対象物を加工する加工装置の切削工具の振動を検出するセンサから出力されたセンサデータに基づいて、びびり振動の有無を判定する装置であって、センサデータにびびり振動の有無を示すラベルを付加することによって作成されたラベル付きセンサデータを記憶する第1の記憶部と、前記ラベル付きセンサデータから1つ以上の第1の特徴量を学習用データとして抽出する第1の抽出処理と、前記センサデータから1つ以上の第2の特徴量を含む判定対象データを抽出する第2の抽出処理と、を行う特徴量抽出部と、前記学習用データから学習モデルを生成するびびり振動学習部と、前記判定対象データがびびり振動有りを示すデータであるか否かを、前記学習モデルを参照して判定するびびり振動判定部とを備えたことを特徴とする。 A chatter vibration detection device according to an aspect of the present invention is a device that determines the presence or absence of chatter vibration, based on sensor data output from a sensor that detects vibration of a cutting tool of a processing device that processes a workpiece. A first storage unit for storing the labeled sensor data created by adding a label indicating the presence or absence of chatter vibration to the sensor data, and one or more first feature amounts from the labeled sensor data. A feature extraction unit that performs a first extraction process of extracting the learning data and a second extraction process of extracting determination target data including one or more second feature amounts from the sensor data; A chatter vibration learning unit that generates a learning model from learning data, and a chatter vibration determination unit that determines whether or not the determination target data is data that indicates chatter vibration are provided with reference to the learning model. It is characterized by

本発明の一態様に係るびびり振動検知方法は、加工対象物を加工する加工装置の切削工具の振動を検出するセンサから出力されたセンサデータに基づいて、びびり振動の有無を判定する方法であって、センサデータにびびり振動の有無を示すラベルを付加することによって作成されたラベル付きセンサデータから1つ以上の第1の特徴量を学習用データとして抽出する第1の抽出処理を行うステップと、前記センサデータから1つ以上の第2の特徴量を含む判定対象データを抽出する第2の抽出処理を行うステップと、前記学習用データから学習モデルを生成するステップと、前記判定対象データがびびり振動有りを示すデータであるか否かを、前記学習モデルを参照して判定するステップとを有することを特徴とする。 A chatter vibration detection method according to an aspect of the present invention is a method of determining the presence or absence of chatter vibration based on sensor data output from a sensor that detects vibration of a cutting tool of a processing device that processes a workpiece. And a step of performing a first extraction process of extracting one or more first feature amounts as learning data from the labeled sensor data created by adding a label indicating the presence or absence of chatter vibration to the sensor data. A step of performing a second extraction process of extracting determination target data including one or more second feature amounts from the sensor data; a step of generating a learning model from the learning data; And a step of determining whether or not the data indicates chatter vibration with reference to the learning model.

本発明によるびびり振動検知装置、びびり振動検知方法、又はびびり振動検知プログラムを用いれば、高い精度でびびり振動を検知することができる。 By using the chatter vibration detection device, chatter vibration detection method, or chatter vibration detection program according to the present invention, chatter vibration can be detected with high accuracy.

また、本発明によるびびり振動抑制装置を用いれば、高い精度でびびり振動を抑制することができる。 Further, by using the chatter vibration suppressing device according to the present invention, chatter vibration can be suppressed with high accuracy.

本発明の実施の形態1に係るびびり振動抑制装置の構成及び切削加工を行う加工装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the chatter vibration suppression apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, and the structure of the processing apparatus which performs cutting. 実施の形態1に係るびびり振動検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the chatter vibration detection device according to the first embodiment. 実施の形態1に係るびびり振動検知装置における学習モデルの生成プロセスを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a learning model generation process in the chatter vibration detection apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1に係るびびり振動検知装置におけるびびり振動の有無の判定プロセスを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a process of determining the presence or absence of chatter vibration in the chatter vibration detection apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1に係るびびり振動検知装置のFFT演算部の動作を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation of an FFT calculation unit of the chatter vibration detection device according to the first embodiment. 実施の形態1に係るびびり振動検知装置の特徴量抽出部の動作を示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing an operation of a feature amount extraction unit of the chatter vibration detection device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るびびり振動検知装置の学習処理時に、特徴量抽出部によって生成される特徴ベクトルを含む学習用データの例を表形式で示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of learning data including a feature vector generated by a feature amount extraction unit in a table format during a learning process of the chatter vibration detection apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1に係るびびり振動検知装置の判定処理時における動作を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation during determination processing of the chatter vibration detection device according to the first embodiment. 実施の形態1に係るびびり振動検知装置のびびり振動判定部に入力される1フレーム分の特徴量を含む判定対象データの例を表形式で示す図である。FIG. 5 is a diagram showing, in a tabular format, an example of determination target data including a feature amount for one frame input to the chatter vibration determination unit of the chatter vibration detection apparatus according to the first embodiment. (A)から(I)は、本発明の実施の形態2に係るびびり振動検知装置の特徴量抽出部が抽出する特徴量の例を示す図である。(A) to (I) are diagrams showing an example of the feature amount extracted by the feature amount extraction unit of the chatter vibration detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3に係るびびり振動検知装置の学習処理時に、特徴量抽出部によって生成される特徴ベクトルを含む学習用データの例を表形式で示す図である。It is a figure which shows the example of the data for learning containing the feature vector produced|generated by the feature amount extraction part in the table format in the learning process of the chatter vibration detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 実施の形態3に係るびびり振動検知装置の判定処理時に、びびり振動判定部に入力される1フレーム分の特徴量を含む判定対象データの例を表形式で示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of determination target data including a feature amount for one frame input to the chatter vibration determination unit in a table format during the determination process of the chatter vibration detection device according to the third embodiment. 本発明の実施の形態4及び5に係るびびり振動検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the chatter vibration detection apparatus which concerns on Embodiment 4 and 5 of this invention. 本発明の実施の形態6に係るびびり振動検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the chatter vibration detection apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7に係るびびり振動抑制装置の構成及び切削加工を行う加工装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the chatter vibration suppression apparatus which concerns on Embodiment 7 of this invention, and the structure of the processing apparatus which performs a cutting process. 実施の形態7に係るびびり振動検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the chatter vibration detection apparatus which concerns on Embodiment 7. 本発明の実施の形態8に係るびびり振動検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the chatter vibration detection apparatus which concerns on Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態9に係るびびり振動検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the chatter vibration detection apparatus which concerns on Embodiment 9 of this invention. 実施の形態9の変形例に係るびびり振動検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 27 is a block diagram schematically showing the configuration of a chatter vibration detection device according to a modification of the ninth embodiment. 実施の形態1から9の変形例に係るびびり振動検知装置のハードウェア構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the hardware constitutions of the chatter vibration detection apparatus which concerns on the modification of Embodiments 1-9.

以下に、本発明の実施の形態に係るびびり振動検知装置、びびり振動検知方法、びびり振動検知プログラム、及びびびり振動抑制装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。なお、図において、x、y及びzは、xyz直交座標系における座標軸を示す。 A chatter vibration detection device, a chatter vibration detection method, a chatter vibration detection program, and a chatter vibration suppression device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiments are merely examples, and various modifications can be made within the scope of the present invention. In the figure, x, y and z represent coordinate axes in the xyz orthogonal coordinate system.

《1》実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るびびり振動抑制装置10の構成及び切削加工を行う加工装置200の構成を概略的に示す図である。
<<1>> Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a chatter vibration suppressing device 10 and a configuration of a processing device 200 that performs a cutting process according to the first embodiment.

加工対象物を加工する加工装置200は、例えば、切削工具201を用いて被加工物である加工対象物206の不要部分を削り取る装置である。切削工具201は、例えば、エンドミルである。この場合、加工装置200は、エンドミル加工を行う。加工装置200は、x方向を向く軸線を中心にして回転する切削工具201と、切削工具201を支持する主軸部202と、主軸部202を+x方向及び−x方向に移動可能に支持するステージ203とを備えている。また、加工装置200は、切削工具201の振動を検出するセンサ(例えば、加速度センサ)204と、加工対象物206を+y方向、−y方向、+z方向及び−z方向に移動可能に支持する支持部205と、加工装置200の動作を制御する制御装置であるNC(Numerical Control:数値制御)装置207とを備えている。NC装置207は、切削加工における切削工具201の回転速度及び切込み量、加工対象物206の送り速度、などの加工条件を制御する。また、NC装置207は、加工条件をびびり振動検知装置100に通知することができる。センサ204は、互いに直交する3軸方向、すなわち、x方向、y方向及びz方向の振動を示す検出信号、又は、検出信号のサンプリングデータであるセンサデータD0を出力する。 The processing apparatus 200 for processing the processing target object is, for example, a device that scrapes off an unnecessary portion of the processing target object 206 that is the processing target object using the cutting tool 201. The cutting tool 201 is, for example, an end mill. In this case, the processing device 200 performs end mill processing. The processing device 200 includes a cutting tool 201 that rotates around an axis line that faces the x direction, a main shaft portion 202 that supports the cutting tool 201, and a stage 203 that supports the main shaft portion 202 so as to be movable in the +x direction and the −x direction. It has and. In addition, the processing apparatus 200 supports a sensor (for example, an acceleration sensor) 204 that detects vibration of the cutting tool 201 and a processing target object 206 so as to be movable in +y direction, −y direction, +z direction, and −z direction. A unit 205 and an NC (Numerical Control) device 207, which is a control device that controls the operation of the processing device 200, are provided. The NC device 207 controls processing conditions such as the rotation speed and the depth of cut of the cutting tool 201 and the feed speed of the processing object 206 in cutting. Further, the NC device 207 can notify the chatter vibration detection device 100 of the processing conditions. The sensor 204 outputs a detection signal indicating vibration in three axial directions orthogonal to each other, that is, the x direction, the y direction, and the z direction, or sensor data D0 that is sampling data of the detection signal.

びびり振動抑制装置10は、びびり振動検知装置100と、びびり振動抑制部107とを備えている。びびり振動検知装置100は、センサ204から出力されたセンサデータD0に基づいて、加工装置200の切削工具201におけるびびり振動の有無を判定し、びびり振動の有無を示す判定結果情報D3を出力する。センサ204から検出信号が出力される場合には、サンプリングデータD0の生成は、びびり振動検知装置100によって行われる。びびり振動抑制部107は、びびり振動検知装置100から出力された判定結果情報D3に基づいて、びびり振動を抑制するため動作、すなわち、びびり振動抑制動作を行うための制御信号C1を加工装置200に送信する。このとき、制御信号C1は、NC装置207に送信されてもよい。制御信号C1を受信した加工装置200は、例えば、切削工具201の回転速度をびびり振動が存在する判定されたときの回転速度から僅かに変更する。加工装置200は、回転速度を変更することで、びびり振動が発生しない回転速度で回転する切削工具201で加工対象物206の切削加工を行うことができる。 Chatter vibration suppressor 10 includes chatter vibration detector 100 and chatter vibration suppressor 107. The chatter vibration detection device 100 determines whether chatter vibration is present in the cutting tool 201 of the processing device 200 based on the sensor data D0 output from the sensor 204, and outputs determination result information D3 indicating the presence of chatter vibration. When the detection signal is output from the sensor 204, the chatter vibration detection device 100 generates the sampling data D0. The chatter vibration suppression unit 107 sends to the processing apparatus 200 a control signal C1 for suppressing chatter vibration, that is, a control signal C1 for performing chatter vibration suppression operation based on the determination result information D3 output from the chatter vibration detection apparatus 100. Send. At this time, the control signal C1 may be transmitted to the NC device 207. The processing device 200 that receives the control signal C1 slightly changes the rotation speed of the cutting tool 201 from the rotation speed when it is determined that chatter vibration exists, for example. By changing the rotation speed, the processing apparatus 200 can perform the cutting of the processing target object 206 with the cutting tool 201 that rotates at the rotation speed at which chatter vibration does not occur.

図2は、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100の構成を概略的に示すブロック図である。びびり振動検知装置100は、実施の形態1に係るびびり振動検知方法を実施することができる装置である。びびり振動検知装置100は、センサ204から出力されたセンサデータD0を用いる学習によって、びびり振動の有無の判定用の学習モデル105aを生成する学習処理と、切削加工時においてセンサ204ら出力されたセンサデータD0に対して、学習モデル105aを用いて、びびり振動の有無を判定する判定処理とを行う。 FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of chatter vibration detection apparatus 100 according to the first embodiment. Chatter vibration detection apparatus 100 is an apparatus capable of implementing the chatter vibration detection method according to the first embodiment. The chatter vibration detection apparatus 100 performs a learning process of generating a learning model 105a for determining the presence or absence of chatter vibration by learning using the sensor data D0 output from the sensor 204, and a sensor output from the sensor 204 during cutting. For the data D0, the learning model 105a is used to perform determination processing for determining the presence or absence of chatter vibration.

図2に示されるように、びびり振動検知装置100は、第1の記憶部としての記憶部101と、フーリエ変換を行う変換処理部としてのFFT(Fast Fourier Transform)演算部102と、特徴量抽出部103と、びびり振動学習部104と、第2の記憶部としての記憶部105と、びびり振動判定部106とを備えている。記憶部101及び記憶部105は、びびり振動検知装置100の外部に備えられた情報記憶装置の記憶領域の一部であってもよい。また、びびり振動検知装置100は、びびり振動検知プログラムを実行するコンピュータなどの情報処理装置であってもよい。また、びびり振動抑制装置10は、コンピュータなどの情報処理装置であってもよい。さらに、びびり振動抑制装置10とNC装置207とを、コンピュータなどの情報処理装置で構成することも可能である。 As shown in FIG. 2, the chatter vibration detection apparatus 100 includes a storage unit 101 as a first storage unit, an FFT (Fast Fourier Transform) calculation unit 102 as a conversion processing unit that performs a Fourier transform, and a feature amount extraction. A unit 103, a chatter vibration learning unit 104, a storage unit 105 as a second storage unit, and a chatter vibration determination unit 106 are provided. The storage unit 101 and the storage unit 105 may be part of a storage area of an information storage device provided outside the chatter vibration detection device 100. The chatter vibration detection device 100 may be an information processing device such as a computer that executes a chatter vibration detection program. Further, chatter vibration suppression device 10 may be an information processing device such as a computer. Further, chatter vibration suppressing device 10 and NC device 207 can be configured by an information processing device such as a computer.

記憶部101は、学習用のセンサデータにびびり振動の有無を示す情報であるラベルを付与することによって作成されたラベル付きセンサデータ101aを予め記憶している。びびり振動検知装置100は、びびり振動の学習処理時に、記憶部101に記憶されているラベル付きセンサデータ101aを用いて学習モデル105aを生成する。ラベル付きセンサデータ101aは、事前に収集されたセンサデータに、センサデータが収集されたときにおけるびびり振動の有無を示す情報をラベルとしてセンサデータに関連付けすることで生成されたデータである。 The storage unit 101 stores in advance the labeled sensor data 101a created by adding a label that is information indicating the presence or absence of chatter vibration to the learning sensor data. Chatter vibration detection apparatus 100 generates learning model 105a using labeled sensor data 101a stored in storage unit 101 during chatter vibration learning processing. The labeled sensor data 101a is data generated by associating the sensor data collected in advance with information indicating the presence or absence of chatter vibration when the sensor data is collected as a label and the sensor data.

FFT演算部102は、学習処理時にラベル付きセンサデータ101aをフーリエ変換することによって周波数空間(すなわち、周波数領域)のデータ(「第1のデータ」とも言う。)L1を生成する変換処理(「第1の変換処理」とも言う。)と、判定処理時に時系列のセンサデータD0をフーリエ変換することによって周波数空間のデータ(「第2のデータ」とも言う。)D1を生成する変換処理(「第2の変換処理」とも言う。)とを行う。 The FFT operation unit 102 performs a Fourier transform on the labeled sensor data 101a during the learning process to generate data (also referred to as “first data”) L1 in the frequency space (ie, frequency domain) (“first process”). 1) conversion process) and a conversion process of generating frequency space data (also referred to as “second data”) D1 by performing Fourier transform of the time-series sensor data D0 during the determination process (“first conversion process”). 2 conversion process").

特徴量抽出部103は、NC装置207から切削基本周波数を含む加工条件パラメータD4を取得する。加工条件パラメータD4は、例えば、切削回転速度(すなわち、切削回転周波数)、加工対象物の材質、加工対象物の送り速度、加工対象物の削り厚、加工の種別(例えば、エンドミル加工又は突切り加工など)、などである。特徴量抽出部103は、この加工条件パラメータD4を使用して、学習処理時にFFT演算部102でラベル付きセンサデータ101aから生成された周波数空間のデータL1から1つ以上の特徴量(「第1の特徴量」とも言う。)から構成される特徴ベクトルを含む学習用データL2として抽出する抽出処理(「第1の抽出処理」とも言う。)と、判定処理時にFFT演算部102でセンサデータD0から生成された周波数空間のデータD1から1つ以上の特徴量(「第2の特徴量」とも言う。)を含む判定対象データD2を抽出する抽出処理(「第2の抽出処理」とも言う。)とを行う。特徴ベクトルに含まれる特徴量の数を増やすことによって、びびり振動の有無の判定の精度を向上させることが可能である。したがって、特徴ベクトルに含まれる特徴量の数は、複数であることが望ましい。 The feature amount extraction unit 103 acquires the processing condition parameter D4 including the cutting fundamental frequency from the NC device 207. The processing condition parameter D4 is, for example, the cutting rotation speed (that is, the cutting rotation frequency), the material of the processing target, the feed rate of the processing target, the cutting thickness of the processing target, the type of processing (for example, end mill processing or parting). Processing etc.), etc. The feature amount extraction unit 103 uses the processing condition parameter D4 to generate one or more feature amounts (“first feature amount” from the frequency space data L1 generated from the labeled sensor data 101a by the FFT calculation unit 102 during the learning process. (Also referred to as “first extraction process”) for extracting the learning data L2 including a feature vector including a feature vector composed of the sensor data D0. Extraction processing (also referred to as "second extraction processing") for extracting determination target data D2 including one or more characteristic quantities (also referred to as "second characteristic quantities") from the frequency space data D1 generated from. ) And do. By increasing the number of feature quantities included in the feature vector, it is possible to improve the accuracy of the determination of the presence or absence of chatter vibration. Therefore, it is desirable that the number of feature quantities included in the feature vector is plural.

びびり振動学習部104は、特徴量抽出部103で生成された特徴ベクトルを含む学習用データL2を受け取り、特徴ベクトルに含まれる特徴量と、特徴量に対応するびびり振動の有無を示すラベルとに基づいて、予め用意された学習アルゴリズムにより、びびり振動の有無を判定するために用いる境界面を取得し、この学習の結果である学習モデル105aを生成する。境界面の一例は、後述の図8に超平面として示される。生成された学習モデル105aは、記憶部105に格納される。 The chatter vibration learning unit 104 receives the learning data L2 including the feature vector generated by the feature amount extraction unit 103, and outputs it as a feature amount included in the feature vector and a label indicating the presence or absence of chatter vibration corresponding to the feature amount. Based on this, a learning algorithm prepared in advance is used to acquire a boundary surface used for determining the presence or absence of chatter vibration, and a learning model 105a which is the result of this learning is generated. An example of the boundary surface is shown as a hyperplane in FIG. 8 described later. The generated learning model 105a is stored in the storage unit 105.

びびり振動の有無の判定処理時には、切削加工時にセンサ204から出力されたセンサデータD0がFFT演算部102に入力され、FFT演算部102で周波数空間のデータD1に変換される。切削加工時に、特徴量抽出部103は、周波数空間のデータD1から特徴量D2を抽出する。特徴量抽出部103は、切削加工時に、学習処理時と同様の方法で、特徴量D2を抽出するが、学習処理時と異なり、特徴量D2にびびり振動の有無を示すラベルの付与は行わない。特徴量抽出部103は、抽出された特徴量D2を、びびり振動判定部106に出力する。 At the time of the process of determining the presence or absence of chatter vibration, the sensor data D0 output from the sensor 204 during cutting is input to the FFT calculation unit 102, and converted by the FFT calculation unit 102 into frequency space data D1. At the time of cutting, the characteristic amount extraction unit 103 extracts the characteristic amount D2 from the frequency space data D1. The feature amount extraction unit 103 extracts the feature amount D2 at the time of cutting by the same method as at the time of the learning process, but unlike the case at the time of the learning process, does not give a label indicating the presence or absence of chatter vibration to the feature amount D2. .. The feature amount extraction unit 103 outputs the extracted feature amount D2 to the chatter vibration determination unit 106.

びびり振動判定部106は、記憶部105に記憶されている学習モデル105aを用いて、特徴量D2に対して、びびり振動の有無の判定を行い、この判定の結果を示す判定結果情報D3を出力する。実施の形態1において、判定結果情報D3は、びびり振動抑制部107に出力される。 The chatter vibration determination unit 106 uses the learning model 105a stored in the storage unit 105 to determine the presence or absence of chatter vibration for the feature amount D2, and outputs determination result information D3 indicating the result of this determination. To do. In the first embodiment, the determination result information D3 is output to the chatter vibration suppressing unit 107.

ところで、びびり振動は、強制びびり振動と再生びびり振動とに分類できる。強制びびり振動は、例えば、切削工具201の刃が加工対象物206に接触して発生する。再生びびり振動は、切削工具の先行する刃先によって切削された加工対象物の加工面に生じた起伏により、次の刃先によって加工対象物の加工面から切り取られる部分の厚さが変動し、その結果、切削力が変動して発生する。強制びびり振動は、切削基本周波数Fcに相関のある振動である。再生びびり振動は、切削基本周波数Fcとは相関のない振動である。 By the way, chatter vibration can be classified into forced chatter vibration and replay chatter vibration. The forced chatter vibration is generated, for example, when the blade of the cutting tool 201 contacts the object 206 to be processed. Regenerative chatter vibration causes fluctuations in the thickness of the part cut from the work surface of the work piece by the next cutting edge due to the undulations that occur on the work surface of the work piece cut by the cutting edge of the cutting tool. , The cutting force fluctuates. The forced chatter vibration is a vibration having a correlation with the cutting fundamental frequency Fc. The reproduction chatter vibration is vibration that has no correlation with the fundamental cutting frequency Fc.

図3は、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100における学習モデル105aの生成プロセス、すなわち、学習処理時のプロセスを示す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a process of generating the learning model 105a in the chatter vibration detection apparatus 100 according to the first embodiment, that is, a process at the time of learning processing.

記憶部101は、切削加工時に発生したびびり振動を捉えたセンサ204から出力されたセンサデータD0と、びびり振動が発生していない正常動作時にセンサ204から出力されたセンサデータD0と、を事前に大量に収集する。記憶部101が、各センサデータD0を、びびり振動有りのファイルと、びびり振動無しのファイルと、に予め分類し、それぞれのファイルに、びびり振動有りのラベル及びびびり振動無しのラベルを予め付与することで、ラベル付きセンサデータ101aが生成される。 The storage unit 101 previously stores, in advance, sensor data D0 output from the sensor 204 that captures chatter vibration that occurs during cutting and sensor data D0 that is output from the sensor 204 during normal operation in which chatter vibration does not occur. Collect in large quantities. The storage unit 101 classifies each sensor data D0 into a file with chatter vibration and a file without chatter vibration in advance, and gives a label with chatter vibration and a label without chatter vibration to each file in advance. As a result, the labeled sensor data 101a is generated.

実施の形態1では、ラベル付与のためのびびり振動の有無の判定は、切削加工時に発生する音に基づいて、又は加工対象物の加工面を観察した結果に基づいて、行われる。びびり振動の有無の判定は、人によって行われる。ただし、びびり振動の有無の判定は、音の分析又は加工面の画像の分析などを行う装置によって行われてもよい。1つ以上の特徴量にラベルが付与されたセンサデータが、ラベル付きセンサデータ101aである。 In the first embodiment, the presence/absence of chatter vibration for label application is determined based on the sound generated during cutting or based on the result of observing the processed surface of the processing target. The presence or absence of chatter vibration is determined by a person. However, the presence/absence of chatter vibration may be determined by a device that analyzes sound or an image of a processed surface. The sensor data in which one or more feature quantities are labeled is the labeled sensor data 101a.

ラベル付きセンサデータ101aは、FFT演算部102にて、サンプリング周波数Fsで収集されたx,y,z方向の各センサデータに対して、Ws個のサンプルデータ毎にまとめられ、Ws個のサンプルデータを1フレームとするグルーピングが行われる。グルーピングによって生成された複数のフレームは、時間軸方向にオーバラップする部分を有してもよい。なお、1フレームを構成するサンプルデータの数Wsの決定の仕方は、後述される。FFT演算部102は、このようにして生成された複数フレームのフレームデータを、時間順に周波数空間のデータL1に変換するShort Time FFTを行う(図3のステップS11)。Short Time FFTは、SFFTとも表記される。 The labeled sensor data 101a is collected by the FFT calculation unit 102 for each of the xs, y, and z direction sensor data collected at the sampling frequency Fs, and is collected for each Ws sample data. Is performed as one frame. The plurality of frames generated by the grouping may have overlapping portions in the time axis direction. Note that a method of determining the number Ws of sample data which configures one frame will be described later. The FFT calculation unit 102 performs a Short Time FFT that converts the frame data of the plurality of frames thus generated into the data L1 of the frequency space in time order (step S11 of FIG. 3 ). Short Time FFT is also described as SFFT.

次に、特徴量抽出部103は、周波数空間のデータL1に変換された複数のフレームの各々から、特徴量(図3では、特徴量1〜特徴量f)を抽出し、びびり振動の有無のラベルを付与した特徴ベクトルを含む学習用データL2を生成する(図3のステップS12)。なお、特徴ベクトルは、例えば、f個(fは正の整数)の特徴量と、びびり振動の有無を示すラベルと、を要素として含む。 Next, the feature amount extraction unit 103 extracts the feature amount (feature amount 1 to feature amount f in FIG. 3) from each of the plurality of frames converted into the frequency space data L1, and determines whether chatter vibration is present. Learning data L2 including the labeled feature vector is generated (step S12 in FIG. 3). The feature vector includes, for example, f (f is a positive integer) feature amount and a label indicating the presence or absence of chatter vibration as elements.

次に、びびり振動学習部104は、学習用データL2に対して、びびり振動の有無の判定のための学習処理を行うことによって、びびり振動の有無判定用の学習モデル105aを生成する(図3のステップS13)。 Next, the chatter vibration learning unit 104 generates a learning model 105a for determining the presence or absence of chatter vibration by performing a learning process for determining the presence or absence of chatter vibration on the learning data L2 (FIG. 3). Step S13).

図4は、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100におけるびびり振動の有無の判定プロセス、すなわち、判定処理時のプロセスを示す説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a process of determining the presence or absence of chatter vibration in chatter vibration detection apparatus 100 according to the first embodiment, that is, a process at the time of the determination process.

切削加工時にサンプリングされるx,y,z方向の各センサデータからリアルタイムでびびり振動の有無の判定を行うため、FFT演算部102は、センサ204から出力されたセンサデータD0を、Ws個のサンプルデータ毎にフレーム化し、SFFT処理により周波数空間のデータD1に変換する(図4のステップS21)。 In order to determine the presence or absence of chatter vibration in real time from the sensor data in the x, y, and z directions sampled during cutting, the FFT operation unit 102 uses the sensor data D0 output from the sensor 204 as Ws samples. Each data is framed and converted to frequency space data D1 by SFFT processing (step S21 in FIG. 4).

次に、特徴量抽出部103は、周波数空間のデータD1から1つ以上の特徴量を含む判定対象データD2を抽出する(図4のステップS22)。判定対象データD2は、例えば、特徴量1〜特徴量fの複数の特徴量を含む特徴ベクトルである。ただし、判定対象データD2は、びびり振動の有無を示すラベルを含んでいない。 Next, the feature amount extraction unit 103 extracts the determination target data D2 including one or more feature amounts from the frequency space data D1 (step S22 in FIG. 4). The determination target data D2 is, for example, a feature vector including a plurality of feature amounts of feature amount 1 to feature amount f. However, the determination target data D2 does not include a label indicating the presence or absence of chatter vibration.

次に、びびり振動判定部106は、びびり振動の有無を、フレーム毎にリアルタイムで判定し、逐次、その判定の結果を示す判定結果情報D3をびびり振動抑制部107に出力する(ステップS23)。びびり振動抑制部107は、びびり振動の有無の判定の結果を示す判定結果情報D3に基づいて、びびり振動抑制のための制御を行う。 Next, the chatter vibration determination unit 106 determines the presence or absence of chatter vibration for each frame in real time, and sequentially outputs the determination result information D3 indicating the result of the determination to the chatter vibration suppression unit 107 (step S23). The chatter vibration suppression unit 107 performs control for chatter vibration suppression based on the determination result information D3 indicating the result of the determination of the presence or absence of chatter vibration.

図5は、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100のFFT演算部102の動作を示す説明図である。図5は、1フレームを構成するWs個のサンプルデータに対してSFFT処理を行うことによって生成された周波数空間のデータ(L1又はD1)の周波数スペクトルを示す。Wsは、正の整数である。データのサンプリング周波数はFs[Hz]であるので、図5における周波数の座標軸(すなわち、横軸)上の最小分割単位である周波数分解能Fstepは、以下の式(1)で計算されることができる。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the FFT calculation unit 102 of the chatter vibration detection device 100 according to the first embodiment. FIG. 5 shows the frequency spectrum of the data (L1 or D1) in the frequency space generated by performing the SFFT process on the Ws sample data forming one frame. Ws is a positive integer. Since the data sampling frequency is Fs [Hz], the frequency resolution Fstep, which is the minimum division unit on the frequency coordinate axis (that is, the horizontal axis) in FIG. 5, can be calculated by the following equation (1). ..

Figure 2020082304
Figure 2020082304

切削工具201の切削基本周波数Fc[Hz]は、切削工具201の回転数Rc[rpm]と切削工具201の刃数Bcとによって、以下の式(2)のように決まる。 The basic cutting frequency Fc [Hz] of the cutting tool 201 is determined by the following formula (2) depending on the rotation speed Rc [rpm] of the cutting tool 201 and the number of blades Bc of the cutting tool 201.

Figure 2020082304
Figure 2020082304

びびり振動の有無を高精度に判定するためには、有効な特徴量を抽出し、この有効な特徴量から学習モデル105aを生成することが望ましい。びびり振動は、切削基本周波数Fcと相関のある強制びびり振動と、切削基本周波数Fcと相関のない再生びびり振動と、に分類される。すなわち、切削基本周波数Fcの整数倍の周波数に顕著なピーク(すなわち、ピークパワーの大きいピーク)がある場合、強制びびり振動が発生している可能性が高いと考えられる。また、切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数に顕著なピークがある場合、再生びびり振動が発生している可能性が高いと考えられる。したがって、びびり振動検知のために有効な特徴量を抽出するためには、切削基本周波数Fcの整数倍の周波数を持つピークが確実に抽出されていることが望ましい。そのためには、切削基本周波数Fcの整数倍の周波数が、周波数分解能Fstepの整数倍となるように、周波数分解能Fstepを決定することが望ましい。言い換えれば、以下の式(3)を満たすことが望ましい。 In order to determine the presence or absence of chatter vibration with high accuracy, it is desirable to extract an effective feature amount and generate the learning model 105a from this effective feature amount. Chatter vibration is classified into forced chatter vibration having a correlation with the cutting fundamental frequency Fc and regenerative chatter vibration having no correlation with the cutting fundamental frequency Fc. That is, when there is a remarkable peak (that is, a peak with a large peak power) at a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc, it is considered that forced chatter vibration is likely to occur. Further, when there is a remarkable peak at a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc, it is considered highly possible that reproduction chatter vibration is occurring. Therefore, in order to extract a feature amount effective for chatter vibration detection, it is desirable that a peak having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc is reliably extracted. For that purpose, it is desirable to determine the frequency resolution Fstep so that the frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc is an integer multiple of the frequency resolution Fstep. In other words, it is desirable to satisfy the following expression (3).

Figure 2020082304
ここで、mは、正の整数である。
Figure 2020082304
Here, m is a positive integer.

式(1)から(3)により、1フレームを構成するサンプルデータの数Ws、すなわち、FFTのウィンドウサイズは、以下の式(4)によって求められる。 From the equations (1) to (3), the number Ws of sample data forming one frame, that is, the window size of the FFT is obtained by the following equation (4).

Figure 2020082304
Figure 2020082304

以上に説明したように、FFT演算部102は、1フレームを構成するサンプルデータの数Wsを、式(4)に示されるように、サンプリング周波数Fsと切削基本周波数Fcとに基づいて決定する。なお、切削基本周波数Fcは、例えば、NC装置207から取得される。 As described above, the FFT calculation unit 102 determines the number Ws of sample data forming one frame based on the sampling frequency Fs and the cutting fundamental frequency Fc, as shown in Expression (4). The cutting fundamental frequency Fc is acquired from the NC device 207, for example.

図6は、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100の特徴量抽出部103の動作を示す説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of the feature quantity extraction unit 103 of the chatter vibration detection apparatus 100 according to the first embodiment.

特徴量抽出部103は、学習処理のための抽出処理において、FFT演算部102にてフレーム単位で変換された周波数空間のデータ(すなわち、周波数スペクトル)に対して、1つ以上のピーク(学習処理時におけるピークを「第1のピーク」とも言う。)を求め、1つ以上のピークの周波数と1つ以上のピークのパワーであるピークパワーとを求める。特徴量抽出部103は、学習処理のための抽出処理において、抽出されたピークに対して以下処理を行う。まず、特徴量抽出部103は、周波数スペクトルの全周波数帯域BaをN分割し、分割によって得られたN個の周波数帯域(すなわち、分割帯域)B1〜B5と、全周波数帯域Baとに対して、例えば、以下の第1から第10の学習情報(U1)〜(U10)を特徴量として抽出する処理を行う。なお、Nは正の整数であり、図6ではN=5である。 In the extraction process for the learning process, the feature amount extraction unit 103 performs one or more peaks (learning process) on the frequency space data (that is, the frequency spectrum) converted in frame units by the FFT operation unit 102. The peak at time is also referred to as “first peak”), and the frequency of one or more peaks and the peak power that is the power of one or more peaks are calculated. The feature amount extraction unit 103 performs the following process on the extracted peak in the extraction process for the learning process. First, the feature amount extraction unit 103 divides the entire frequency band Ba of the frequency spectrum into N, and divides the N frequency bands (that is, divided bands) B1 to B5 obtained by the division and the entire frequency band Ba. For example, a process of extracting the following first to tenth learning information (U1) to (U10) as feature quantities is performed. Note that N is a positive integer, and N=5 in FIG.

(U1)第1のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第1の学習情報。
(U2)第1のピークの数を示す第2の学習情報。
(U3)第1のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ第1のピークのパワー及び周波数を示す第3の学習情報。
(U4)切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第1のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第4の学習情報。
(U5)切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第1のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ第1のピークのパワー及び周波数を示す第5の学習情報。
(U6)切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第1のピークの数を示す第6の学習情報。
(U7)全周波数帯域Baにおける第1のピークの数に対する切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第1のピークの数の割合を示す第7の学習情報。
(U8)切削基本周波数Fcの整数倍の周波数を持つ第1のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第8の学習情報。
(U9)切削基本周波数Fcの整数倍の周波数を持つ第1のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ第1のピークのパワー及び周波数を示す第9の学習情報。
(U10)切削基本周波数Fcの整数倍の周波数を持つ第1のピークの数を示す第10の学習情報。
(U1) First learning information indicating the total, average, or variance of the powers of the first peaks.
(U2) Second learning information indicating the number of first peaks.
(U3) Third learning information indicating the power and frequency of the first peak having the power within the top three of the first peaks.
(U4) Fourth learning information indicating the total, average, or variance of the powers of the first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(U5) Fifth learning information indicating the power and frequency of the first peak having the power within the top three of the first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(U6) Sixth learning information indicating the number of first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(U7) Seventh learning information indicating the ratio of the number of first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc to the number of first peaks in the entire frequency band Ba.
(U8) Eighth learning information indicating the total, average, or variance of the powers of the first peaks having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(U9) Ninth learning information indicating the power and frequency of the first peak having the power within the top three ranks of the first peak having the frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(U10) Tenth learning information indicating the number of first peaks having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc.

びびり振動学習部104は、学習処理において、第1から第10の学習情報(U1)〜(U10)のうちの2つ以上の学習情報の組み合わせから学習モデル105aを生成することができる。 The chatter vibration learning unit 104 can generate the learning model 105a from a combination of two or more pieces of learning information among the first to tenth learning information (U1) to (U10) in the learning process.

特徴量抽出部103は、判定処理のための抽出処理において、学習処理のための抽出処理と同様の処理を行う。特徴量抽出部103は、判定処理のための抽出処理において、FFT演算部102にてフレーム単位で変換された周波数空間のデータ(すなわち、周波数スペクトル)に対して、1つ以上のピーク(判定処理時におけるピークを「第2のピーク」とも言う。)を求め、1つ以上の第2のピークの周波数と1つ以上の第2のピークのパワーとを求める。周波数スペクトルに変換されたデータに対して、第2のピークを求め、この第2のピークの周波数と第2のピークのパワーとを求める。特徴量抽出部103は、抽出された第2のピークに対して以下の処理を行う。まず、特徴量抽出部103は、周波数スペクトルの全周波数帯域BaをN分割し、分割によって得られたN個の周波数帯域(すなわち、分割帯域)B1〜B5と、全周波数帯域Baとに対して、例えば、以下の第1から第10の判定情報(V1)〜(V10)を特徴量として抽出する処理を行う。 In the extraction process for the determination process, the feature amount extraction unit 103 performs the same process as the extraction process for the learning process. In the extraction process for the determination process, the feature amount extraction unit 103 performs one or more peaks (determination process) on the data in the frequency space (that is, the frequency spectrum) converted in frame units by the FFT operation unit 102. The peak at time is also referred to as “second peak”), and the frequency of one or more second peaks and the power of one or more second peaks are obtained. A second peak is obtained for the data converted into the frequency spectrum, and the frequency of the second peak and the power of the second peak are obtained. The feature amount extraction unit 103 performs the following process on the extracted second peak. First, the feature amount extraction unit 103 divides the entire frequency band Ba of the frequency spectrum into N, and divides the N frequency bands (that is, divided bands) B1 to B5 obtained by the division and the entire frequency band Ba. For example, a process of extracting the following first to tenth determination information (V1) to (V10) as feature quantities is performed.

(V1)第2のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第1の判定情報。
(V2)第2のピークの数を示す第2の判定情報。
(V3)第2のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ第2のピークのパワー及び周波数を示す第3の判定情報。
(V4)切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第2のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第4の判定情報。
(V5)切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第2のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ第2のピークのパワー及び周波数を示す第5の判定情報。
(V6)切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第2のピークの数を示す第6の判定情報。
(V7)全周波数帯域Baにおける第2のピークの数に対する切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第2のピークの数の割合を示す第7の判定情報。
(V8)切削基本周波数Fcの整数倍の周波数を持つ第2のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第8の判定情報。
(V9)切削基本周波数Fcの整数倍の周波数を持つ第2のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ第2のピークのパワー及び周波数を示す第9の判定情報。
(V10)切削基本周波数Fcの整数倍の周波数を持つ第2のピークの数を示す第10の判定情報。
(V1) First determination information indicating the total, average, or variance of the powers of the second peaks.
(V2) Second determination information indicating the number of second peaks.
(V3) Third determination information indicating the power and frequency of the second peak having the power within the top three ranks of the second peak.
(V4) Fourth determination information indicating the total, average, or variance of the powers of the second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(V5) Fifth determination information indicating the power and frequency of the second peak having the power within the top three of the second peaks having the non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(V6) Sixth determination information indicating the number of second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(V7) Seventh determination information indicating the ratio of the number of second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc to the number of second peaks in the entire frequency band Ba.
(V8) Eighth determination information indicating the total, average, or variance of the powers of the second peaks having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(V9) Ninth determination information indicating the power and frequency of the second peak having the power within the top three of the second peaks having the frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc.
(V10) Tenth determination information indicating the number of second peaks having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc.

びびり振動判定部106は、判定処理において、第1から第10の判定情報(V1)〜(V10)のうちの、抽出された2つ以上の判定情報の組み合わせに基づいて、判定対象データD2がびびり振動有りを示すデータであるか否かを、学習モデル105aを参照して判定する。びびり振動判定部106によって行われる判定処理は、学習モデル105aに格納されている学習情報を取得する際に行われた学習処理に対応する処理である。 In the determination process, chatter vibration determination unit 106 determines that determination target data D2 is based on a combination of two or more extracted determination information items among the first to tenth determination information items (V1) to (V10). It is determined whether or not the data indicates chatter vibration by referring to the learning model 105a. The determination process performed by the chatter vibration determination unit 106 is a process corresponding to the learning process performed when the learning information stored in the learning model 105a is acquired.

図7は、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100の学習処理時に、特徴量抽出部103によって生成される特徴ベクトルを含む学習用データL2の例を表形式で示す図である。図7は、n個(nは正の整数)の特徴量と、びびり振動の有無を示す情報であるラベルと、から構成される1つ以上の特徴ベクトルを生成する。びびり振動学習部104は、生成された1つ以上の特徴ベクトルを含む学習用データL2から学習モデル105aを生成し、これを記憶部105に格納する。 FIG. 7 is a diagram showing an example of learning data L2 including a feature vector generated by the feature amount extraction unit 103 in a table format during the learning process of chatter vibration detection apparatus 100 according to the first embodiment. FIG. 7 generates one or more feature vectors composed of n (n is a positive integer) feature quantities and a label that is information indicating the presence or absence of chatter vibration. Chatter vibration learning unit 104 generates learning model 105a from learning data L2 including the generated one or more feature vectors, and stores this in storage unit 105.

図8は、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100のびびり振動学習部104の動作を示す説明図である。図8は、図7の特徴量のうちの2つの特徴量、すなわち、特徴量1と特徴量nを座標軸とする多次元の特徴量空間を2つのクラスに分類する超平面(すなわち、境界面)を見出す処理を示している。図8においては、例えば、白丸で示される特徴量の組み合わせの点は、びびり振動無しを示しており、網掛けの丸で示される特徴量の組み合わせの点は、びびり振動有りを示している。また、曲線で示される超平面は、びびり振動の有無の境界を示している。多次元の特徴量空間において、超平面を取得するために使用可能な方法、すなわち、使用可能な学習アルゴリズムは、公知であり、具体的には、サポートベクターマシン、決定木、判別分析、ロジスティック回帰、最近傍分類器、複数の分類器の結果を融合して分類するアンサンブル分類器、又はニューラルネットワーク、などを用いる方法が知られている。また、びびり振動学習部104は、最も分類性能が高くなる2つ以上の特徴量の組み合わせを選択し、選択された2つ以上の特徴量から特徴ベクトルを生成することが望ましい。このように、びびり振動学習部104は、選択された2つ以上の特徴量から、びびり振動の有無を判定可能にする学習モデル105aを生成することができる。なお、多次元の特徴量空間は、3次元以上の空間であってもよい。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing an operation of the chatter vibration learning unit 104 of the chatter vibration detection apparatus 100 according to the first embodiment. 8 is a hyperplane (that is, a boundary surface) that classifies two feature amounts of the feature amounts of FIG. 7, that is, a multidimensional feature amount space having feature amounts 1 and n as coordinate axes into two classes. ) Is shown. In FIG. 8, for example, the points of the combination of the characteristic amounts indicated by white circles indicate the absence of chatter vibration, and the points of the combinations of the characteristic amounts indicated by the shaded circles indicate the presence of chatter vibration. The hyperplane indicated by a curve indicates the boundary of chatter vibration. Methods that can be used to obtain a hyperplane in a multidimensional feature space, that is, learning algorithms that can be used are known, and specifically, support vector machines, decision trees, discriminant analysis, and logistic regression. , A nearest neighbor classifier, an ensemble classifier that fuses the results of a plurality of classifiers for classification, or a neural network is known. It is preferable that the chatter vibration learning unit 104 selects a combination of two or more feature amounts having the highest classification performance and generates a feature vector from the selected two or more feature amounts. As described above, the chatter vibration learning unit 104 can generate the learning model 105a that enables the presence/absence of chatter vibration to be determined from the selected two or more feature amounts. The multidimensional feature amount space may be a three-dimensional space or more.

図9は、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100の判定処理時に、びびり振動判定部106に入力される1フレーム分の特徴量を含む判定対象データD2の例を表形式で示す図である。切削加工時には、x,y,z方向のセンサ204から出力されたセンサデータに対して学習処理時と同様の方法で、FFT演算部102によるフレーム化と周波数空間のデータへの変換処理と、特徴量抽出部103によるフレーム毎の特徴量抽出処理とが行われる。図9に示されるデータ形式で1フレーム分の特徴量をびびり振動判定部106へ入力すると、びびり振動判定部106は、事前の学習で取得された学習モデル105aを用いて、入力された1フレーム分のデータ毎に、びびり振動の有無をリアルタイムで判定し、判定結果情報D3をびびり振動抑制部107へ出力する。 FIG. 9 is a diagram showing, in a tabular form, an example of determination target data D2 including the feature amount for one frame input to chatter vibration determination unit 106 during the determination process of chatter vibration detection apparatus 100 according to the first embodiment. is there. At the time of cutting processing, the sensor data output from the sensors 204 in the x, y, and z directions are subjected to framing by the FFT calculation unit 102 and conversion processing into frequency space data by a method similar to that at the time of learning processing. A feature amount extraction process for each frame is performed by the amount extraction unit 103. When the feature amount for one frame is input to the chatter vibration determination unit 106 in the data format shown in FIG. 9, the chatter vibration determination unit 106 uses the learning model 105a acquired in advance learning to input the input one frame. The presence or absence of chatter vibration is determined in real time for each minute data, and the determination result information D3 is output to the chatter vibration suppressing unit 107.

以上に説明したように、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100又はびびり振動検知方法を用いれば、びびり振動を高精度に検知することができる。具体的に言えば、複数の特徴量を座標軸とする多次元の特徴量空間を用いて、特徴量の組み合わせに基づいてびびり振動の有無を判定するので、びびり振動の有無の判定精度を向上させることができる。 As described above, the chatter vibration detection apparatus 100 or the chatter vibration detection method according to the first embodiment can be used to detect chatter vibration with high accuracy. Specifically, since the presence or absence of chatter vibration is determined based on the combination of feature amounts using a multidimensional feature amount space having a plurality of feature amounts as coordinate axes, the determination accuracy of the presence or absence of chatter vibration is improved. be able to.

また、FFT演算部102は、切削基本周波数Fcが周波数分解能Fstepの整数倍になるようフーリエ変換におけるウィンドウサイズWsを決定し、特徴量抽出部103で周波数空間におけるピークを抽出するようにしたので、切削基本周波数Fcの整数倍の周波数を持つピークとして、尖度の高いピークを取得することができる。このため、尖度が高いピークを強制びびり振動の存在を示すピークと判定し、尖度が比較的低いピークを再生びびり振動の存在を示すピークと判定することができる。 Further, the FFT calculation unit 102 determines the window size Ws in the Fourier transform so that the cutting fundamental frequency Fc becomes an integral multiple of the frequency resolution Fstep, and the feature amount extraction unit 103 extracts the peak in the frequency space. A peak with high kurtosis can be obtained as a peak having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc. Therefore, a peak with high kurtosis can be determined as a peak indicating the presence of forced chatter vibration, and a peak with a relatively low kurtosis can be determined as a peak indicating the presence of regenerative chatter vibration.

また、特徴量抽出部103で、周波数スペクトルの全周波数帯域BaをN分割し、分割によって得られた各分割帯域と全周波数帯域Baとのそれぞれに対して、特徴量を抽出することにより、切削基本周波数Fcが切削加工時に僅かに変動する場合、又は、切削工具若しくは加工対象物の材料及び加工条件が変わり共振周波数が変わる場合であっても、分割帯域内における各特徴量の変動を小さくすることが可能である。すなわち、同一の学習モデル105aの汎用性が高い。特に、びびり振動の検知時に、びびり振動抑制制御として切削基本周波数Fcを少し変化させて切削加工を行う場合であって、使用する学習モデル105aを切り替えずに、同じ学習モデル105aを使用することができる。 In addition, the feature amount extraction unit 103 divides the entire frequency band Ba of the frequency spectrum into N parts, and extracts the feature amount for each of the divided bands and the entire frequency band Ba obtained by the division, thereby cutting Even if the fundamental frequency Fc slightly changes during cutting, or even if the material and processing conditions of the cutting tool or the object to be processed change and the resonance frequency changes, the fluctuation of each feature amount within the divided band is reduced. It is possible. That is, the same learning model 105a is highly versatile. In particular, when chatter vibration is detected, the same learning model 105a may be used without switching the learning model 105a to be used, when the cutting fundamental frequency Fc is slightly changed to perform the cutting as chatter vibration suppression control. it can.

また、多数の特徴量からびびり振動の有無を判定する際に使用される複数の閾値を設計者が決めることは非常に困難である。しかし、びびり振動学習部104は、学習によって、多次元の周波数空間においてびびり振動の有無を分類する超平面を容易に見出すことができる。 In addition, it is very difficult for the designer to determine a plurality of thresholds used when determining the presence or absence of chatter vibration from a large number of feature quantities. However, the chatter vibration learning unit 104 can easily find a hyperplane that classifies the presence or absence of chatter vibration in a multidimensional frequency space by learning.

また、びびり振動は、切削基本周波数Fcの整数倍の周波数の振動が非常に大きい場合に発生する強制びびり振動と、切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数の振動が大きい場合に発生する再生びびり振動とに分類される。切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数のピークとピークのパワーと、切削基本周波数Fcの整数倍の周波数のピークとピークのパワーと、を周波数の統計情報として、学習処理に用い及び判定処理に用いるので、びびり振動の有無を分類する適切な超平面を見出すことができる。 The chatter vibration is a forced chatter vibration that occurs when the vibration of a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc is very large, and a play chatter that occurs when the vibration of a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc is large. It is classified as vibration. A peak and a peak power of a frequency which is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc, and a peak and a peak power of a frequency which is an integral multiple of the cutting fundamental frequency Fc are used as statistical information of the frequency for learning processing and determination processing. Since it is used, it is possible to find an appropriate hyperplane that classifies the presence or absence of chatter vibration.

《2》実施の形態2.
実施の形態2に係るびびり振動検知装置は、図1及び図2に示される構成と同様の構成を有している。したがって、実施の形態2に係るびびり振動検知装置の説明に際しては、図1及び図2を参照する。実施の形態2に係るびびり振動検知装置は、特徴量抽出部103によって抽出される特徴量の種類の点に関して、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100と異なる。この点以外に関しては、実施の形態2に係るびびり振動検知装置は、実施の形態1に係るびびり振動検知装置100と同じである。
<<2>> Embodiment 2.
The chatter vibration detection device according to the second embodiment has the same configuration as that shown in FIGS. 1 and 2. Therefore, FIGS. 1 and 2 are referred to when describing the chatter vibration detection device according to the second embodiment. The chatter vibration detection apparatus according to the second embodiment is different from the chatter vibration detection apparatus 100 according to the first embodiment with respect to the type of feature quantity extracted by the feature quantity extraction unit 103. Except for this point, the chatter vibration detection apparatus according to the second embodiment is the same as chatter vibration detection apparatus 100 according to the first embodiment.

実施の形態2における特徴量抽出部103は、以下のように特徴量を抽出する。まず、実施の形態2における特徴量抽出部103は、実施の形態1における特徴量抽出部103が抽出した特徴量を用いてびびり振動の有無の検知精度を求める。次に、実施の形態2における特徴量抽出部103は、抽出した特徴量のうちの1つの特徴量を除外した場合の、びびり振動の有無の検知精度を求める。このように、抽出した特徴量のうちの1つの特徴量を除外した場合の、びびり振動の有無の検知精度を互いに比較し、検知精度が最も低くなった場合に、除外された特徴量を特定する。検知精度が最も低くなったときに除外された特徴量は、びびり振動の検知にとって、最も有効な特徴量であると考えられる。実施の形態2においては、このような方法によって、びびり振動の検知にとって有効な上位10位までの特徴量を決定している。これら上位10位の特徴量を組み合わせて学習モデル105aを生成することで、びびり振動の有無の判定を高精度に行うことができる。 The feature amount extraction unit 103 according to the second embodiment extracts the feature amount as follows. First, the feature amount extraction unit 103 in the second embodiment obtains the detection accuracy of the presence or absence of chatter vibration using the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 103 in the first embodiment. Next, the feature quantity extraction unit 103 according to the second embodiment obtains the detection accuracy of the presence or absence of chatter vibration when one of the extracted feature quantities is excluded. In this way, the detection accuracy of the presence or absence of chatter vibration is compared with each other when one of the extracted feature values is excluded, and the excluded feature value is specified when the detection accuracy is the lowest. To do. The feature amount excluded when the detection accuracy is the lowest is considered to be the most effective feature amount for chatter vibration detection. In the second embodiment, the top 10 most effective feature amounts for detecting chatter vibration are determined by such a method. By generating the learning model 105a by combining these top ten feature quantities, it is possible to highly accurately determine the presence or absence of chatter vibration.

実施の形態2においては、特徴量抽出部103は、学習処理のための抽出処理において、FFT演算部102にてフレーム単位で変換された周波数空間のデータ(すなわち、周波数スペクトル)に対して、1つ以上のピーク(学習処理時における第1のピーク)を求め、1つ以上の第1のピークの周波数と1つ以上の第1のピークのパワーとを求める。特徴量抽出部103は、抽出された第1のピークに対して以下処理を行う。まず、特徴量抽出部103は、周波数スペクトルの全周波数帯域BaをN分割し、分割によって得られたN個の周波数帯域(すなわち、分割帯域)と、全周波数帯域Baとに対して、例えば、以下の第1から第10の学習情報(J1)〜(J10)を特徴量として抽出する処理を行う。 In the second embodiment, the feature amount extraction unit 103 sets 1 to the frequency space data (that is, the frequency spectrum) converted in the FFT operation unit 102 in units of frames in the extraction process for the learning process. One or more peaks (first peaks during learning processing) are obtained, and one or more first peak frequencies and one or more first peak powers are obtained. The feature amount extraction unit 103 performs the following process on the extracted first peak. First, the feature amount extraction unit 103 divides the entire frequency band Ba of the frequency spectrum into N, and for the N frequency bands (that is, divided bands) obtained by the division and the entire frequency band Ba, for example, A process of extracting the following first to tenth learning information (J1) to (J10) as feature amounts is performed.

(J1)全周波数帯域Baにおいて切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第1のピークのパワーのうちの最大のパワーである最大ピークパワー(「第1の最大ピークパワー」とも言う。)を示す第1の学習情報。
(J2)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第1のピークのパワーの合計を示す第2の学習情報。
(J3)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第1のピークのパワーの平均を示す第3の学習情報。
(J4)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第1のピークのパワーの分散を示す第4の学習情報。
(J5)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第1のピークにおいて、1番目に大きいパワーを持つ第1のピークのパワーを示す第5の学習情報。
(J6)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第1のピークにおいて、2番目に大きいパワーを持つ第1のピークのパワーを示す第6の学習情報。
(J7)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第1のピークにおいて、3番目に大きいパワーを持つ第1のピークのパワーを示す第7の学習情報。
(J8)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第1のピークの数を示す第8の学習情報。
(J9)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第1のピークの数を示す第9の学習情報。
(J10)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第1のピークの数の、全周波数帯域における第1のピークの全数に対する割合を示す第10の学習情報。
(J1) The maximum peak power (also referred to as "first maximum peak power") that is the maximum power of the powers of the first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc in the entire frequency band Ba. Learning information indicating the.
(J2) Second learning information indicating the total power of the first peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(J3) Third learning information indicating the average of the power of the first peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(J4) Fourth learning information indicating the dispersion of the power of the first peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(J5) Fifth learning information indicating the power of the first peak having the first largest power in the first peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(J6) Sixth learning information indicating the power of the first peak having the second largest power in the first peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(J7) Seventh learning information indicating the power of the first peak having the third largest power in the first peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(J8) Eighth learning information indicating the number of first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(J9) Ninth learning information indicating the number of first peaks in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(J10) Tenth learning information indicating the ratio of the number of first peaks in a divided band including the cutting fundamental frequency Fc of a plurality of divided bands to the total number of first peaks in all frequency bands.

びびり振動学習部104は、学習処理において、第1から第10の学習情報(J1)〜(J10)のうちの2つ以上の学習情報の組み合わせから学習モデル105aを生成することができる。 The chatter vibration learning unit 104 can generate the learning model 105a from a combination of two or more pieces of learning information among the first to tenth learning information (J1) to (J10) in the learning process.

特徴量抽出部103は、判定処理のための抽出処理において、学習処理時のための抽出処理と同様の処理を行う。特徴量抽出部103は、判定処理のための抽出処理において、FFT演算部102にてフレーム単位で変換された周波数空間のデータ(すなわち、周波数スペクトル)に対して、1つ以上のピーク(判定処理時における第2のピーク)を求め、1つ以上の第2のピークの周波数と1つ以上の第2のピークのパワーとを求める。周波数スペクトルに変換されたデータに対して、第2のピークを求め、この第2のピークの周波数と第2のピークのパワーとを求める。特徴量抽出部103は、抽出された第2のピークに対して以下の処理を行う。まず、特徴量抽出部103は、周波数スペクトルの全周波数帯域BaをN分割し、分割によって得られたN個の周波数帯域(すなわち、分割帯域)と、全周波数帯域Baとに対して、例えば、以下の第1から第10の判定情報(K1)〜(K10)を特徴量として抽出する処理を行う。 In the extraction process for the determination process, the feature amount extraction unit 103 performs the same process as the extraction process for the learning process. In the extraction process for the determination process, the feature amount extraction unit 103 performs one or more peaks (determination process) on the data in the frequency space (that is, the frequency spectrum) converted in frame units by the FFT operation unit 102. The second peak at time) is obtained, and the frequency of the one or more second peaks and the power of the one or more second peaks are obtained. A second peak is obtained for the data converted into the frequency spectrum, and the frequency of the second peak and the power of the second peak are obtained. The feature amount extraction unit 103 performs the following process on the extracted second peak. First, the feature amount extraction unit 103 divides the entire frequency band Ba of the frequency spectrum into N, and for the N frequency bands (that is, divided bands) obtained by the division and the entire frequency band Ba, for example, A process of extracting the following first to tenth determination information (K1) to (K10) as feature amounts is performed.

(K1)全周波数帯域Baにおいて切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第2のピークのパワーのうちの最大のパワーである最大ピークパワー(「第2の最大ピークパワー」とも言う。)を示す第1の判定情報。
(K2)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第2のピークのパワーの合計を示す第2の判定情報。
(K3)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第2のピークのパワーの平均を示す第3の判定情報。
(K4)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第2のピークのパワーの分散を示す第4の判定情報。
(K5)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第2のピークにおいて、1番目に大きいパワーを持つ第2のピークのパワーを示す第5の判定情報。
(K6)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第2のピークにおいて、2番目に大きいパワーを持つ第2のピークのパワーを示す第6の判定情報。
(K7)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第2のピークにおいて、3番目に大きいパワーを持つ第2のピークのパワーを示す第7の判定情報。
(K8)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つ第2のピークの数を示す第8の判定情報。
(K9)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第2のピークの数を示す第9の判定情報。
(K10)複数の分割帯域のうちの切削基本周波数Fcを含む分割帯域における第2のピークの数の、全周波数帯域における第2のピークの全数に対する割合を示す第10の判定情報。
(K1) The maximum peak power that is the maximum power of the powers of the second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc in the entire frequency band Ba (also referred to as “second maximum peak power”). Determination information indicating the.
(K2) Second determination information indicating the total power of the second peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(K3) Third determination information indicating the average of the power of the second peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(K4) Fourth determination information indicating the dispersion of the power of the second peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(K5) Fifth determination information indicating the power of the second peak having the first largest power in the second peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(K6) Sixth determination information indicating the power of the second peak having the second largest power in the second peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(K7) Seventh determination information indicating the power of the second peak having the third highest power in the second peak in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(K8) Eighth determination information indicating the number of second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(K9) Ninth determination information indicating the number of second peaks in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc of the plurality of divided bands.
(K10) Tenth determination information indicating a ratio of the number of second peaks in a divided band including the cutting fundamental frequency Fc among a plurality of divided bands to the total number of second peaks in all frequency bands.

びびり振動判定部106は、判定処理において、第1から第10の判定情報(K1)〜(K10)のうちの、抽出された2つ以上の判定情報の組み合わせに基づいて、判定対象データD2がびびり振動有りを示すデータであるか否かを、学習モデル105aを参照して判定する。びびり振動判定部106によって行われる判定処理は、学習モデル105aに格納されている学習情報を取得する際に行われた学習処理に対応する処理である。 In the determination process, chatter vibration determination unit 106 determines that determination target data D2 is based on a combination of two or more extracted determination information items among the first to tenth determination information items (K1) to (K10). It is determined whether or not the data indicates chatter vibration by referring to the learning model 105a. The determination process performed by the chatter vibration determination unit 106 is a process corresponding to the learning process performed when the learning information stored in the learning model 105a is acquired.

図10(A)から(I)は、実施の形態2に係るびびり振動検知装置の特徴量抽出部103によって抽出される特徴量の例を示す図である。図10(A)から(I)は、特徴量抽出部103によって抽出された特徴量のうち、全周波数帯域Baにおいて切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数を持つピークのパワーのうちの最大のパワーである最大ピークパワーを示す第1の学習情報(J1)と、第2から第10の学習情報(J2)〜(J10)のいずれか1つ以上とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 10A to 10I are diagrams showing examples of the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 103 of the chatter vibration detection apparatus according to the second embodiment. 10A to 10I, among the feature quantities extracted by the feature quantity extraction unit 103, the maximum of the powers of peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency Fc in the entire frequency band Ba. The first learning information (J1) indicating the maximum peak power, which is the power, and any one or more of the second to tenth learning information (J2) to (J10) are combined into the actual feature amount space, The result of plotting the sensor data from the sensor 204 which detects the vibration in the x direction during cutting and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration is shown.

図10(A)は、第1の学習情報(J1)と第8の学習情報(J8)とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 FIG. 10A shows a sensor 204 that detects vibration in the x direction during actual cutting in a feature amount space that is a combination of the first learning information (J1) and the eighth learning information (J8). The results of plotting the sensor data and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration are shown.

図10(B)は、第1の学習情報(J1)と第9の学習情報(J9)とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 FIG. 10B shows a sensor 204 that detects vibration in the x direction during actual cutting in a feature amount space that is a combination of the first learning information (J1) and the ninth learning information (J9). The results of plotting the sensor data and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration are shown.

図10(C)は、第1の学習情報(J1)と第10の学習情報(J10)とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 FIG. 10C shows a sensor 204 that detects vibration in the x direction during actual cutting in the feature amount space in which the first learning information (J1) and the tenth learning information (J10) are combined. The results of plotting the sensor data and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration are shown.

図10(D)は、第1の学習情報(J1)と第2の学習情報(J2)とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 FIG. 10D shows a sensor 204 for detecting vibration in the x direction during actual cutting in the feature amount space in which the first learning information (J1) and the second learning information (J2) are combined. The results of plotting the sensor data and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration are shown.

図10(E)は、第1の学習情報(J1)と第3の学習情報(J3)とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 FIG. 10E shows a sensor 204 that detects vibration in the x direction during actual cutting in a feature amount space that is a combination of the first learning information (J1) and the third learning information (J3). The results of plotting the sensor data and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration are shown.

図10(F)は、第1の学習情報(J1)と第4の学習情報(J4)とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 FIG. 10F shows a sensor 204 that detects vibration in the x direction during actual cutting in the feature amount space that is a combination of the first learning information (J1) and the fourth learning information (J4). The results of plotting the sensor data and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration are shown.

図10(G)は、第1の学習情報(J1)と第5の学習情報(J5)とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 FIG. 10G shows a sensor 204 that detects vibrations in the x direction during actual cutting in the feature amount space in which the first learning information (J1) and the fifth learning information (J5) are combined. The results of plotting the sensor data and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration are shown.

図10(H)は、第1の学習情報(J1)と第6の学習情報(J6)とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 FIG. 10H shows a sensor 204 that detects vibration in the x direction during actual cutting in a feature amount space that is a combination of the first learning information (J1) and the sixth learning information (J6). The results of plotting the sensor data and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration are shown.

図10(I)は、第1の学習情報(J1)と第7の学習情報(J7)とを組み合わせた特徴量空間に、実際の切削加工時におけるx方向の振動を検出するセンサ204からのセンサデータをプロットし、びびり振動の有無の分布を可視化した結果を示している。 FIG. 10(I) shows a sensor 204 that detects vibrations in the x direction at the time of actual cutting in a feature amount space obtained by combining the first learning information (J1) and the seventh learning information (J7). The results of plotting the sensor data and visualizing the distribution of the presence or absence of chatter vibration are shown.

図10(A)から(I)から理解できるように、横軸である「全周波数帯域Baにおける切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数のうちの最大ピークパワー」の特徴量が大きい値では、びびり振動有りの分布(すなわち、白い三角形印)が、特徴量が小さい値の場合は、びびり振動無しの分布(すなわち、黒い丸印)になっていることがわかる。 As can be understood from FIGS. 10A to 10I, when the feature amount of the “maximum peak power of the non-integer multiple frequencies of the cutting fundamental frequency Fc in the entire frequency band Ba” on the horizontal axis is large, It can be seen that the distribution with chatter vibration (that is, a white triangle mark) has a distribution with no chatter vibration (that is, a black circle) when the feature value has a small value.

また、図10(A)から(I)の縦軸を見ると、「分割帯域B1(切削基本周波数Fcを含む分割帯域)でのピークパワーの分散」、或いは、「分割帯域B1(切削基本周波数Fcを含む分割帯域)での3番目に大きいピークパワー」が小さな値の場合は、びびり振動無しの分布が、大きな値の場合は、びびり振動有りの分布が存在していることがわかる。これら2つの組み合わせで見ると、左下の領域がびびり振動無しの分布領域、それ以外の領域がびびり振動有りの分布領域となっていることが概略的に理解できる。 Further, looking at the vertical axis of FIGS. 10A to 10I, “peak power dispersion in divided band B1 (divided band including cutting fundamental frequency Fc)” or “divided band B1 (cutting fundamental frequency) It is understood that when the “third largest peak power in the divided band including Fc” has a small value, a distribution without chatter vibration exists, and when it has a large value, a distribution with chatter vibration exists. When viewed from a combination of these two, it can be roughly understood that the lower left region is a distribution region without chatter vibration and the other regions are distribution regions with chatter vibration.

以上に説明したように、実施の形態2に係るびびり振動検知装置又はびびり振動検知方法を用いれば、「全周波数帯域Baにおける切削基本周波数Fcの非整数倍の周波数のうちの最大ピークパワー」は、びびり振動の有無の分布を分類するのに非常に効果的な特徴量であり、さらに、「分割帯域B1(切削基本周波数Fcを含む分割帯域)でのピークパワーの分散」又は「分割帯域B1(切削基本周波数Fcを含む分割帯域)での3番目に大きいピークパワー」のような効果的な特徴量を使用することにより、びびり振動の有無の判定を正確かつ容易に行うことが可能になる。 As described above, when the chatter vibration detection device or the chatter vibration detection method according to the second embodiment is used, “the maximum peak power of the non-integer multiple frequencies of the cutting fundamental frequency Fc in the entire frequency band Ba” is , Is a very effective feature amount for classifying the distribution of chatter vibrations, and further, “peak power dispersion in divided band B1 (divided band including cutting fundamental frequency Fc)” or “divided band B1”. By using an effective feature amount such as "the third largest peak power in the divided band including the cutting fundamental frequency Fc", it becomes possible to accurately and easily determine the presence or absence of chatter vibration. ..

なお、複数の特徴量の他の組み合わせもよる多次元の周波数空間を用いて、びびり振動の有無を判定することも可能である。 Note that it is also possible to determine the presence or absence of chatter vibration using a multidimensional frequency space based on other combinations of a plurality of feature amounts.

実施の形態2においては、実施の形態1における特徴量の1つ減らした場合に、びびり振動の有無の判定精度がどの程度低下するかという観点から、びびり振動の有無の判定に用いる特徴量の種類を選択した例を説明している。つまり、特徴量を1つ減らした場合に、びびり振動の判定精度が大きく低下する場合には、その特徴量は、びびり振動の有無の判定に非常に有効な特徴量の組み合わせであると考えられる。このような処理を、学習モデル105aの生成に適用することで、びびり振動の有無の判定を高精度に行うことができる。 In the second embodiment, from the viewpoint of how much the determination accuracy of the presence or absence of chatter vibration decreases when one of the feature quantities in the first embodiment is reduced, the feature quantity used for the determination of the presence or absence of chatter vibration is reduced. An example of selecting the type is described. That is, when the feature amount is decreased by one and the chatter vibration determination accuracy is significantly reduced, the feature amount is considered to be a combination of feature amounts that is very effective in determining the presence or absence of chatter vibration. .. By applying such processing to the generation of the learning model 105a, the presence/absence of chatter vibration can be determined with high accuracy.

《3》実施の形態3.
実施の形態3に係るびびり振動検知装置は、図1及び図2に示される構成と同様の構成を有している。したがって、実施の形態3に係るびびり振動検知装置の説明に際しては、図1及び図2も参照する。実施の形態3に係るびびり振動検知装置は、特徴量抽出部103によって抽出される特徴量の点に関して、実施の形態1又は2に係るびびり振動検知装置と異なる。この点以外に関しては、実施の形態3に係るびびり振動検知装置は、実施の形態1又は2に係るびびり振動検知装置と同じである。
<<3>> Third embodiment.
The chatter vibration detection device according to the third embodiment has the same configuration as that shown in FIGS. 1 and 2. Therefore, FIG. 1 and FIG. 2 are also referred to when describing the chatter vibration detection device according to the third embodiment. The chatter vibration detection apparatus according to the third embodiment is different from the chatter vibration detection apparatus according to the first or second embodiment with respect to the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 103. Other than this point, the chatter vibration detection device according to the third embodiment is the same as the chatter vibration detection device according to the first or second embodiment.

図11は、実施の形態3に係るびびり振動検知装置の学習処理時に、特徴量抽出部103によって生成される特徴ベクトルを含む学習用データL2の例を表形式で示す図である。図12は、実施の形態3に係るびびり振動検知装置の判定処理時に、びびり振動判定部106に入力される1フレーム分の特徴量を含む判定対象データD2の例を表形式で示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing an example of learning data L2 including a feature vector generated by the feature amount extraction unit 103 in a table format during the learning process of the chatter vibration detection device according to the third embodiment. FIG. 12 is a diagram showing an example of the determination target data D2 including the feature amount for one frame input to the chatter vibration determination unit 106 in the table format during the determination process of the chatter vibration detection device according to the third embodiment. ..

実施の形態3に係るびびり振動検知装置は、NC装置207から加工条件パラメータD4を取得する。加工条件パラメータD4は、例えば、切削回転速度(すなわち、切削回転周波数)、加工対象物の材質、加工対象物の送り速度、加工対象物の削り厚、加工の種別(例えば、エンドミル加工又は突切り加工など)、などである。 The chatter vibration detection apparatus according to the third embodiment acquires the processing condition parameter D4 from the NC apparatus 207. The processing condition parameter D4 is, for example, the cutting rotation speed (that is, the cutting rotation frequency), the material of the processing target, the feed rate of the processing target, the cutting thickness of the processing target, the type of processing (for example, end mill processing or parting). Processing etc.), etc.

びびり振動の有無の学習処理時には、特徴量抽出部103は、図11に示されるような1つ以上の特徴ベクトルを生成する。びびり振動学習部104は、生成された1つ以上の特徴ベクトルから生成された学習モデル105aを記憶部105に格納する。 During the learning process for the presence or absence of chatter vibration, the feature amount extraction unit 103 generates one or more feature vectors as shown in FIG. The chatter vibration learning unit 104 stores the learning model 105 a generated from the generated one or more feature vectors in the storage unit 105.

びびり振動の有無の判定時には、特徴量抽出部103は、図12に示されるような特徴量を生成し、びびり振動判定部106は、特徴量抽出部103によって生成された特徴量について、学習モデル105aを参照して、びびり振動の有無を判定する。 When determining the presence or absence of chatter vibration, the feature amount extraction unit 103 generates a feature amount as shown in FIG. 12, and the chatter vibration determination unit 106 uses the learning model for the feature amount generated by the feature amount extraction unit 103. The presence or absence of chatter vibration is determined with reference to 105a.

以上に説明したように、実施の形態3に係るびびり振動検知装置又はびびり振動検知方法を用いれば、NC装置207から切削加工時のパラメータを取得し特徴ベクトルに加えて、びびり振動の有無の学習を行う。また、NC装置207から切削加工時のパラメータを取得し特徴ベクトルに加えて、びびり振動の有無の判定を行う。このように、実施の形態3に係るびびり振動検知装置又はびびり振動検知方法を用いれば、各種の切削条件の各々に、学習モデル105aを用意する必要がなく、1つの学習モデル105aを、複数の切削条件におけるびびり振動の有無の判定に用いることができる。 As described above, if the chatter vibration detection device or chatter vibration detection method according to the third embodiment is used, parameters for cutting processing are acquired from the NC device 207 and the presence or absence of chatter vibration is learned in addition to the feature vector. I do. Also, the presence/absence of chatter vibration is determined in addition to the feature vector by obtaining the parameters for cutting from the NC device 207. As described above, when the chatter vibration detection device or the chatter vibration detection method according to the third embodiment is used, it is not necessary to prepare the learning model 105a for each of various cutting conditions, and one learning model 105a can be used as a plurality of learning models. It can be used to determine the presence or absence of chatter vibration under cutting conditions.

《4》実施の形態4.
図13は、実施の形態4に係るびびり振動検知装置400の構成を概略的に示すブロック図である。図13において、図2に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図2に示される符号と同一の符号が付されている。実施の形態4に係るびびり振動検知装置400は、ユーザが学習用ラベルを入力するときに使用する操作入力部としての学習用ラベル入力部301と、切削加工時におけるセンサデータD0を一時記憶する一時記憶部303と、一時記憶部303に一時記憶されたセンサデータD0にユーザが入力した学習用ラベルを付与し、ラベル付きセンサデータ101aに学習用データを追加する学習データ生成部302とを備えている点が、実施の形態1から3に係るびびり振動検知装置と異なる。この点以外に関しては、実施の形態4に係るびびり振動検知装置は、実施の形態1から3のいずれかに係るびびり振動検知装置と同じである。
<<4>> Fourth Embodiment
FIG. 13 is a block diagram schematically showing the configuration of chatter vibration detection device 400 according to the fourth embodiment. 13, constituent elements that are the same as or correspond to the constituent elements illustrated in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those illustrated in FIG. Chatter vibration detection apparatus 400 according to the fourth embodiment temporarily stores learning label input section 301 as an operation input section used when a user inputs a learning label, and sensor data D0 during cutting. A storage unit 303 and a learning data generation unit 302 that adds a learning label input by the user to the sensor data D0 temporarily stored in the temporary storage unit 303 and adds the learning data to the labeled sensor data 101a are provided. The difference from the chatter vibration detection device according to the first to third embodiments is that it is different. Except for this point, the chatter vibration detection device according to the fourth embodiment is the same as the chatter vibration detection device according to any of the first to third embodiments.

実施の形態1から3に係るびびり振動検知装置は、事前の学習処理によって生成された学習モデル105aを使用して、びびり振動の有無の判定処理を実施する。しかし、新しいパターンの切削加工を行う場合には、学習モデル105aが、新しいパターンの切削加工に対応できず、びびり振動の有無の判定を正確に行うことができない状況が有りうる。 The chatter vibration detection devices according to the first to third embodiments use the learning model 105a generated by the previous learning process to perform the process of determining whether chatter vibration is present. However, when cutting a new pattern, the learning model 105a may not be able to handle the cutting of a new pattern, and it may not be possible to accurately determine the presence or absence of chatter vibration.

そこで、実施の形態4に係るびびり振動検知装置400では、切削加工時にセンサデータD0を一時記憶部303で一時記憶する。そして、びびり振動判定部106によって判定されたびびり振動の有無の判定結果情報は、判定結果表示部304に表示される。ユーザは、表示された判定結果情報を確認する。ユーザは、判定結果情報が、自身が直接認識したびびり振動の有無の状態と異なる場合には、誤判定が生じたと認識し、正しい判定結果を学習用ラベル入力部301から、例えば、手で入力する。学習データ生成部302は、一時記憶部303に一時記憶されたセンサ204から出力されたセンサデータD0に対して、ユーザが入力した学習用ラベルL0を付与し、新たなラベル付きセンサデータを作成し、既存のラベル付きセンサデータに新たなラベル付きセンサデータ(すなわち、新たな学習用データ)を追加する。そして、新たな学習用データとしてFFT演算部102、特徴量抽出部103での処理で特徴ベクトルを生成し、びびり振動学習部104で学習を行うことで学習モデル105aを更新する。 Therefore, in chatter vibration detection apparatus 400 according to the fourth embodiment, sensor data D0 is temporarily stored in temporary storage unit 303 during cutting. Then, the determination result information on the presence or absence of chatter vibration determined by the chatter vibration determination unit 106 is displayed on the determination result display unit 304. The user confirms the displayed determination result information. If the determination result information is different from the state of presence or absence of chatter vibration that is directly recognized by the user, the user recognizes that an erroneous determination has occurred, and inputs a correct determination result from the learning label input unit 301, for example, by hand. To do. The learning data generation unit 302 adds the learning label L0 input by the user to the sensor data D0 output from the sensor 204 that is temporarily stored in the temporary storage unit 303, and creates new labeled sensor data. , Add new labeled sensor data (that is, new learning data) to the existing labeled sensor data. Then, the FFT calculation unit 102 and the feature amount extraction unit 103 generate new feature data as new learning data, and the chatter vibration learning unit 104 performs learning to update the learning model 105a.

以上に説明したように、実施の形態4に係るびびり振動検知装置400又はびびり振動検知方法を用いれば、びびり振動判定部106のびびり振動の判定結果が誤判定であった場合、ユーザが学習用ラベル入力部301から正しい判定結果を入力することが可能である。このため、オンサイト(例えば、サービス提供者が加工装置200のびびり振動検知装置100の設置場所に出向いて行うサービス)での追加学習が可能になり、びびり振動の新たな発生パターンにも柔軟に対応することができる。 As described above, when the chatter vibration detection device 400 or the chatter vibration detection method according to the fourth embodiment is used, if the chatter vibration determination unit 106 determines that the chatter vibration is determined to be an erroneous determination, the user learns it. It is possible to input a correct determination result from the label input unit 301. Therefore, additional learning can be performed on-site (for example, a service performed by a service provider by visiting the chatter vibration detection device 100 of the processing device 200), and a new chatter vibration pattern can be flexibly generated. Can respond.

《5》実施の形態5.
実施の形態5に係るびびり振動検知装置は、図13に示される構成と同様の構成を有している。したがって、実施の形態5に係るびびり振動検知装置の説明に際しては、図13を参照する。実施の形態5に係るびびり振動検知装置は、判定結果表示部304が、びびり振動の判定結果の確信度を示すびびり振動検知確信度を提示情報D3aとしてユーザに提示する点が、実施の形態4に係るびびり振動検知装置と異なる。この点以外に関しては、実施の形態5に係るびびり振動検知装置は、実施の形態4に係るびびり振動検知装置と同じである。
<<5>> Fifth Embodiment
The chatter vibration detection device according to the fifth embodiment has the same configuration as that shown in FIG. Therefore, FIG. 13 is referred to when describing the chatter vibration detection device according to the fifth embodiment. In the chatter vibration detection apparatus according to the fifth embodiment, the determination result display unit 304 presents the chatter vibration detection certainty factor indicating the certainty factor of the chatter vibration determination result to the user as the presentation information D3a. It is different from the chatter vibration detection device related to. Except for this point, the chatter vibration detecting apparatus according to the fifth embodiment is the same as the chatter vibration detecting apparatus according to the fourth embodiment.

びびり振動判定部106は、びびり振動検知確信度を公知の方法によって、取得することができる。例えば、びびり振動判定部106がサポートベクターマシンである場合には、びびり振動判定部106は、2つのクラスを分ける境界面からの符号付き距離を、シグモイド関数により、入力が特定のクラスに属している事後確率に変換し、これを確信度として出力することができる。この方法は、例えば、非特許文献2に記載されている。 The chatter vibration determination unit 106 can acquire the chatter vibration detection certainty factor by a known method. For example, when the chatter vibration determination unit 106 is a support vector machine, the chatter vibration determination unit 106 determines the signed distance from the boundary surface that divides the two classes by using a sigmoid function to determine that the input belongs to a specific class. It can be converted into a posterior probability of being present and output as a certainty factor. This method is described in Non-Patent Document 2, for example.

以上に説明したように、実施の形態5に係るびびり振動検知装置又はびびり振動検知方法を用いれば、びびり振動判定結果の確信度をユーザが把握でき、各進度が低い場合に、ユーザが正しい学習用ラベルを入力することで、学習モデル105aをオンサイトで更新することができる As described above, if the chatter vibration detection device or the chatter vibration detection method according to the fifth embodiment is used, the user can grasp the certainty factor of the chatter vibration determination result, and if each progress is low, the user learns correctly. The learning model 105a can be updated on-site by entering the label for

《6》実施の形態6.
図14は、実施の形態6に係るびびり振動検知装置600の構成を概略的に示すブロック図である。図14において、図13に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図13に示される符号と同一の符号が付されている。実施の形態6に係るびびり振動検知装置600は、びびり振動検知確信度D5が、学習データ生成部302に提供されている点が、実施の形態5に係るびびり振動検知装置と異なる。この点以外に関しては、実施の形態6に係るびびり振動検知装置は、実施の形態5に係るびびり振動検知装置と同じである。
<<6>> Sixth Embodiment
FIG. 14 is a block diagram schematically showing the configuration of chatter vibration detection device 600 according to the sixth embodiment. 14, constituent elements that are the same as or correspond to the constituent elements shown in FIG. 13 are assigned the same reference numerals as the reference numerals shown in FIG. Chatter vibration detection device 600 according to the sixth embodiment differs from chatter vibration detection device according to the fifth embodiment in that chatter vibration detection certainty D5 is provided to learning data generation unit 302. Except for this point, the chatter vibration detection device according to the sixth embodiment is the same as the chatter vibration detection device according to the fifth embodiment.

実施の形態6に係るびびり振動検知装置600では、学習データ生成部302は、びびり振動判定部106が出力したびびり振動検知確信度D5が予め設定しておいた閾値よりも高い場合、一時記憶部303に一時記憶されたセンサデータD0に、びびり振動判定部106が判定した判定結果を学習用ラベルとして付与する。 In chatter vibration detection apparatus 600 according to the sixth embodiment, learning data generation unit 302 causes temporary storage unit to determine when chatter vibration determination confidence D5 output from chatter vibration determination unit 106 is higher than a preset threshold value. The determination result determined by the chatter vibration determination unit 106 is added to the sensor data D0 temporarily stored in 303 as a learning label.

以上に説明したように、実施の形態6に係るびびり振動検知装置600又はびびり振動検知方法を用いれば、びびり振動判定部106がびびり振動検知確信度D5を学習データ生成部302に提供するので、びびり振動の判定結果が正しいものとしてセンサデータD0に対して判定したびびり振動の有無の結果を学習用ラベルとして付与することができ、学習強化をオンサイトで自動的に行うことができる As described above, when the chatter vibration detection device 600 or the chatter vibration detection method according to the sixth embodiment is used, the chatter vibration determination unit 106 provides the chatter vibration detection certainty D5 to the learning data generation unit 302. The determination result of chatter vibration is determined to be correct, and the result of the presence or absence of chatter vibration can be added to the sensor data D0 as a learning label, and learning enhancement can be automatically performed on-site.

《7》実施の形態7.
図15は、実施の形態7に係るびびり振動抑制装置70の構成及び切削加工を行う加工装置200の構成を概略的に示す図である。図15において、図1に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1に示される符号と同じ符号が付されている。実施の形態7に係るびびり振動検知装置700を含むシステムは、NC装置207から加工位置情報L3を取得し、さらに、切削加工後に加工面を撮影する加工面撮影部401と、加工面撮影部401が撮影した加工面の画像からびびり振動の有無の判定を行う画像判定部402とを備えている点に関して、図1に示されるシステムと異なる。
<<7>> Seventh Embodiment
FIG. 15 is a diagram schematically showing the configuration of the chatter vibration suppression device 70 and the configuration of a processing device 200 that performs cutting according to the seventh embodiment. 15, constituent elements that are the same as or correspond to the constituent elements shown in FIG. 1 are assigned the same reference numerals as those shown in FIG. The system including the chatter vibration detection device 700 according to the seventh embodiment obtains the processing position information L3 from the NC device 207, and further, the processing surface imaging unit 401 that images the processing surface after cutting, and the processing surface imaging unit 401. 1 is different from the system shown in FIG. 1 in that it includes an image determination unit 402 that determines the presence or absence of chatter vibration from the image of the machined surface captured by.

図16は、実施の形態7に係るびびり振動検知装置700の構成を概略的に示すブロック図である。図16において、図13に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図13に示される符号と同じ符号が付されている。実施の形態7に係るびびり振動検知装置700の内部構成を示す。実施の形態1の構成に対して、上述した加工面撮影部401、画像判定部402が追加されている。この点以外に関しては、実施の形態7に係るびびり振動検知装置700は、実施の形態4に係るびびり振動検知装置と同じである。 FIG. 16 is a block diagram schematically showing the configuration of chatter vibration detection device 700 according to the seventh embodiment. 16, components that are the same as or correspond to the components shown in FIG. 13 are assigned the same reference numerals as those shown in FIG. 16 shows the internal configuration of chatter vibration detection device 700 according to the seventh embodiment. The processing surface photographing unit 401 and the image determination unit 402 described above are added to the configuration of the first embodiment. Except for this point, chatter vibration detection apparatus 700 according to the seventh embodiment is the same as chatter vibration detection apparatus according to the fourth embodiment.

次に、実施の形態7における動作を説明する。一時記憶部303は、切削加工時にセンサ204から出力されたセンサデータD0を一時記憶するとともに、切削加工時に加工位置情報L3をセンサデータD0と関連付けて一時記憶する。切削加工が終了すると、加工面撮影部401は、加工面の画像を撮影する。そして、画像判定部402は、撮影された加工面の画像の画像データI0からびびり振動の有無の判定処理を行い、その画像内の座標を含む判定結果情報I1を出力する。ここで、加工面の画像からびびり振動の有無を判定する判定アルゴリズムは、公知である。この判定アルゴリズムでは、例えば、画像認識に適した畳み込みニューラルネットワークによる深層学習により、事前に、びびり振動が有る場合と無い場合の画像を学習し、その学習モデルを用いる。 Next, the operation of the seventh embodiment will be described. The temporary storage unit 303 temporarily stores the sensor data D0 output from the sensor 204 during cutting, and also temporarily stores the processing position information L3 in association with the sensor data D0 during cutting. When the cutting process is completed, the machined surface imaging unit 401 captures an image of the machined surface. Then, the image determination unit 402 performs determination processing of the presence or absence of chatter vibration from the image data I0 of the captured image of the processed surface, and outputs determination result information I1 including coordinates in the image. Here, a determination algorithm for determining the presence or absence of chatter vibration from the image of the processed surface is known. In this determination algorithm, for example, by deep learning using a convolutional neural network suitable for image recognition, images with and without chatter vibration are learned in advance, and the learning model is used.

そして、学習データ生成部302は、加工面の画像データI0から取得した、びびり振動の有無の判定結果に対応する画像内の座標を含む判定結果情報I1と、NC装置207から取得した加工位置情報L3とに基づいて、一時記憶したセンサデータD0に、新たなびびり振動の有無の学習用ラベルを付加する。具体的には、事前のキャリブレーションによって、画像内のピクセル座標と実際の加工座標系の座標との関係が得られており、ピクセル座標から実際の加工座標系の座標への座標変換を可能としている。画像判定部402が検知したびびり振動有りのピクセル座標又はびびり振動無しのピクセル座標を、実際の加工座標系の座標に変換することで、切削加工時のセンサ204から出力されたセンサデータD0に対してびびり振動の有無のラベルの付与を、フレーム単位の精度で行うことができる。ラベルが付与されたセンサデータは、ラベル付きセンサデータ101aに新規の学習用データとして追加される。そして、FFT演算部102及び特徴量抽出部103は、追加された学習用データを含むラベル付きセンサデータから、特徴ベクトルを生成する。びびり振動学習部104は、特徴ベクトルを用いて学習を行うことで、学習モデル105aを更新する。上記の学習用データの追加の処理は、びびり振動判定部106の判定結果が、画像判定部402での判定結果と異なった場合に実施される。 Then, the learning data generation unit 302 determines the determination result information I1 including the coordinates in the image corresponding to the determination result of the presence or absence of chatter vibration acquired from the image data I0 of the processing surface, and the processing position information acquired from the NC device 207. Based on L3, a new learning label for the presence or absence of chatter vibration is added to the temporarily stored sensor data D0. Specifically, the relationship between the pixel coordinates in the image and the coordinates of the actual machining coordinate system has been obtained by pre-calibration, and it is possible to perform coordinate conversion from pixel coordinates to the coordinates of the actual machining coordinate system. There is. By converting the pixel coordinates with chatter vibration or the pixel coordinates without chatter vibration detected by the image determination unit 402 into the coordinates of the actual machining coordinate system, the sensor data D0 output from the sensor 204 at the time of cutting is compared. It is possible to add a label indicating the presence or absence of chatter vibration with an accuracy of each frame. The labeled sensor data is added as new learning data to the labeled sensor data 101a. Then, the FFT calculation unit 102 and the feature amount extraction unit 103 generate a feature vector from the labeled sensor data including the added learning data. The chatter vibration learning unit 104 updates the learning model 105a by performing learning using the feature vector. The additional processing of the learning data described above is performed when the determination result of the chatter vibration determination unit 106 is different from the determination result of the image determination unit 402.

以上に説明したように、実施の形態7に係るびびり振動検知装置700又はびびり振動検知方法を用いれば、びびり振動判定部106の判定結果が、画像判定部402での判定結果と異なった場合に、画像判定部402での判定結果を用いてセンシングデータに対してラベル付与を自動で行う。このため、ユーザによる学習用ラベル生成のための入力作業は不要であり、オンサイトでの追加学習が可能になる。 As described above, when the chatter vibration detection device 700 or the chatter vibration detection method according to the seventh embodiment is used, when the determination result of the chatter vibration determination unit 106 is different from the determination result of the image determination unit 402. A label is automatically attached to the sensing data using the determination result of the image determination unit 402. Therefore, the user does not need to perform input work for generating the learning label, and additional learning can be performed on-site.

また、学習データ生成部302により、切削加工時にびびり振動が発生した場合であっても、対応するセンサデータD0の箇所に、正しく学習用ラベルの付与を行うことができる。このため、学習モデルの更新の自動化が可能となり、学習モデルの更新による学習強化が可能になる。 In addition, the learning data generation unit 302 can correctly apply the learning label to the corresponding sensor data D0 even when chatter vibration occurs during cutting. Therefore, it is possible to automate the update of the learning model, and it is possible to strengthen the learning by updating the learning model.

《8》実施の形態8.
図17は、実施の形態8に係るびびり振動検知装置800の構成を概略的に示すブロック図である。図17において、図16に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図16に示される符号と同じ符号が付されている。この点以外に関して、実施の形態8に係るびびり振動検知装置800は、実施の形態7に係るびびり振動検知装置と同じである。
<<8>> Eighth Embodiment.
FIG. 17 is a block diagram schematically showing the configuration of chatter vibration detection device 800 according to the eighth embodiment. 17, constituent elements that are the same as or correspond to the constituent elements shown in FIG. 16 are assigned the same reference numerals as those shown in FIG. Other than this point, chatter vibration detection apparatus 800 according to the eighth embodiment is the same as chatter vibration detection apparatus according to the seventh embodiment.

実施の形態7では、学習用データの追加の処理は、びびり振動判定部106の判定結果が、画像判定部402での判定結果と異なった場合に実施されている。これに対し、実施の形態8に係るびびり振動検知装置800では、びびり振動判定部106は、実施の形態5で説明されたびびり振動検知確信度D5を学習データ生成部302に出力する。出力されたびびり振動検知確信度D5が予め決められた閾値よりも低い場合、学習データ生成部302は、画像判定部402からの、びびり振動の有無の判定結果に対応する画像内の座標を含む判定結果情報I1を用いて、学習用データを更新する。 In the seventh embodiment, the learning data addition process is performed when the determination result of the chatter vibration determination unit 106 is different from the determination result of the image determination unit 402. On the other hand, in chatter vibration detection apparatus 800 according to the eighth embodiment, chatter vibration determination unit 106 outputs chatter vibration detection certainty D5 described in the fifth embodiment to learning data generation unit 302. When the output chatter vibration detection certainty factor D5 is lower than a predetermined threshold value, the learning data generation unit 302 includes the coordinates in the image corresponding to the determination result of the chatter vibration presence or absence from the image determination unit 402. The learning data is updated using the determination result information I1.

以上に説明したように、実施の形態8に係るびびり振動検知装置800又はびびり振動検知方法を用いれば、びびり振動判定部106がびびり振動検知確信度D5を出力し、このびびり振動検知確信度D5が予め決められた閾値よりも低い場合に、画像判定部402による学習用ラベルと一時記憶したセンサデータD0を用いて学習用データを生成するようにしている。このため、精度向上に効果的な新たな学習用データを追加することができる。このため、学習モデルの更新の自動化が可能となり、学習モデルの更新による学習強化が可能になる。 As described above, if chatter vibration detection apparatus 800 or chatter vibration detection method according to the eighth embodiment is used, chatter vibration determination unit 106 outputs chatter vibration detection certainty D5, and chatter vibration detection certainty D5. Is lower than a predetermined threshold, learning data is generated using the learning label by the image determination unit 402 and the temporarily stored sensor data D0. Therefore, new learning data effective for improving accuracy can be added. Therefore, it is possible to automate the update of the learning model, and it is possible to strengthen the learning by updating the learning model.

《9》実施の形態9.
実施の形態5及び6において、図14におけるびびり振動判定部106がびびり振動検知確信度D5に応じて、学習データ生成部302が追加の学習用データを生成し、これをラベル付きセンサデータ101aに追加し、オンサイトで追加学習を実施し、学習モデル105aを更新している。同様に、実施の形態7及び8において、図17におけるびびり振動判定部106がびびり振動検知確信度D5に応じて、学習データ生成部302が追加の学習用データを生成し、ラベル付きセンサデータ101aに追加し、オンサイトで追加学習を実施し、学習モデル105aを更新している。
<<9>> Embodiment 9.
In the fifth and sixth embodiments, the chatter vibration determination unit 106 in FIG. 14 generates additional learning data by the learning data generation unit 302 according to the chatter vibration detection certainty degree D5, and uses this as the labeled sensor data 101a. In addition, additional learning is performed on-site to update the learning model 105a. Similarly, in the seventh and eighth embodiments, the chatter vibration determination unit 106 in FIG. 17 generates additional learning data by the learning data generation unit 302 according to the chatter vibration detection certainty degree D5, and the labeled sensor data 101a. The learning model 105a is updated by performing additional learning on-site.

図18は、実施の形態9に係るびびり振動検知装置900の構成を概略的に示すブロック図である。図18において、図13に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図13に示される符号と同じ符号が付されている。図19は、実施の形態9の変形例に係るびびり振動検知装置901の構成を概略的に示すブロック図である。図19において、図18に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図18に示される符号と同じ符号が付されている。 FIG. 18 is a block diagram schematically showing the configuration of the chatter vibration detection device 900 according to the ninth embodiment. 18, constituent elements that are the same as or correspond to the constituent elements shown in FIG. 13 are assigned the same reference numerals as those shown in FIG. FIG. 19 is a block diagram schematically showing the configuration of the chatter vibration detection device 901 according to the modification of the ninth embodiment. 19, components that are the same as or correspond to the components shown in FIG. 18 are assigned the same reference numerals as those shown in FIG.

実施の形態9に係るびびり振動検知装置900,901は、学習データ生成部302が学習用データをオンサイトで新規に生成し、図18又は図19に示されるように、ラベル付きセンサデータ101aが追加された際に、サーバ501にラベル付きセンサデータ101aが送信するための通信制御部108を備えている。通信制御部108は、データ通信量を抑制するために、追加又は変更された学習用データのみをサーバ501に送信してもよい。サーバ501は、びびり振動検知装置900又は901と、図示されていない複数のびびり振動検知装置と、ネットワークを介して接続されており、複数のびびり振動検知装置から収集された学習用データを用いて、FFT演算部102、特徴量抽出部103、びびり振動学習部104と同じ処理で学習を行ってもよい。このようなサーバ501に接続されることによって、新たに生成された学習モデル105aは、同じタイプの複数のびびり振動検知装置の学習モデル105aの更新に利用することができる。このようなサーバ501からの送信データに基づく更新処理は、各びびり振動検知装置が必要とするタイミングで、行うことができる。 In chatter vibration detection devices 900 and 901 according to the ninth embodiment, learning data generation unit 302 newly generates learning data on-site, and as shown in FIG. 18 or FIG. When added, the server 501 is provided with the communication control unit 108 for transmitting the labeled sensor data 101a. The communication control unit 108 may transmit only the added or changed learning data to the server 501 in order to suppress the data communication amount. The server 501 is connected to the chatter vibration detection device 900 or 901, a plurality of chatter vibration detection devices (not shown) via a network, and uses learning data collected from the plurality of chatter vibration detection devices. , FFT operation unit 102, feature amount extraction unit 103, and chatter vibration learning unit 104 may be used for learning. By connecting to such a server 501, the newly generated learning model 105a can be used for updating the learning models 105a of the plurality of chatter vibration detection devices of the same type. The update process based on the transmission data from the server 501 can be performed at a timing required by each chatter vibration detection device.

また、サーバ501からの送信データに基づく学習モデルの更新を行うか否かは、加工条件パラメータD4を参照して、決められてもよい。例えば、学習モデルを採用するびびり振動検知装置の加工条件パラメータD4と、更新対象の学習モデルを有するびびり振動検知装置の更新対象の加工条件パラメータD4とが一致する場合、又は、一致度が予め決められた閾値以上である場合に、更新対象の学習モデルを有するびびり振動検知装置の学習モデルを更新するようにしてもよい。言い換えれば、通信制御部108は、学習用データに対応する加工条件パラメータD4をサーバ501に送信し、送信された加工条件パラメータD4と同じ又はこの加工条件パラメータD4と予め決められた関係を持つ加工条件パラメータD4の学習用データを新たな学習モデルとして受信するようにしてもよい。 Further, whether or not to update the learning model based on the transmission data from the server 501 may be determined with reference to the processing condition parameter D4. For example, when the machining condition parameter D4 of the chatter vibration detection device adopting the learning model and the processing condition parameter D4 of the chatter vibration detection device having the learning model to be updated match, or the degree of matching is predetermined. The learning model of the chatter vibration detection apparatus having the learning model to be updated may be updated when the learning model is equal to or more than the threshold value. In other words, the communication control unit 108 transmits the processing condition parameter D4 corresponding to the learning data to the server 501, and the processing has the same processing condition parameter D4 as the transmitted processing condition parameter D4 or a predetermined relationship with the processing condition parameter D4. The learning data of the condition parameter D4 may be received as a new learning model.

以上に説明したように、実施の形態9に係るびびり振動検知装置900,901又はびびり振動検知方法を用いれば、各びびり振動検知装置100が生成した学習用データをサーバ501が収集し新たな学習モデル105aを生成し、各びびり振動検知装置100に配信する。このため、びびり振動検知装置のみによるオンサイトでの学習よりも、効率的に学習強化ができ、様々なびびり振動を高精度化で検知することができる。 As described above, when the chatter vibration detection devices 900 and 901 or the chatter vibration detection method according to the ninth embodiment are used, the server 501 collects the learning data generated by each chatter vibration detection device 100 and performs new learning. The model 105a is generated and delivered to each chatter vibration detection device 100. For this reason, it is possible to more efficiently enhance the learning and to detect various chatter vibrations with higher accuracy than the on-site learning using only the chatter vibration detection device.

また、サーバ501が、同一又は近い加工条件ごとに、学習モデル105aを生成し、各びびり振動検知装置は、実施しようとする加工条件と同一又は近い加工条件パラメータD4の学習用データで生成された学習モデル105aをサーバ501から取得することが可能である。この場合には、びびり振動の有無を高精度で判定することができる。また、サーバでこのような個々の加工条件に対する学習用データを生成することで、効率良く学習用データを生成することができる。 Further, the server 501 generates the learning model 105a for each of the same or similar processing conditions, and each chatter vibration detection device is generated with the learning data of the processing condition parameter D4 which is the same as or close to the processing condition to be implemented. The learning model 105a can be acquired from the server 501. In this case, the presence or absence of chatter vibration can be determined with high accuracy. Moreover, the learning data can be efficiently generated by generating learning data for such individual processing conditions in the server.

《10》変形例.
図20は、実施の形態1から9の変形例に係るびびり振動検知装置のハードウェア構成の例を示す図である。実施の形態1から9の変形例に係るびびり振動検知装置は、例えば、ソフトウェアとしてのプログラム、すなわち、実施の形態1から9に係るびびり振動検知プログラムを格納する記憶装置としてのメモリ602と、メモリ602に格納されたプログラムを実行する情報処理部としてのプロセッサ601と備える。変形例に係るびびり振動検知装置は、例えば、コンピュータである。変形例に係るびびり振動検知プログラムは、情報を記憶する記憶媒体から読取装置(図示せず)を介して又はインターネットなどに接続可能な通信インタフェース(図示せず)を介してメモリ602に格納される。また、変形例に係るびびり振動検知装置は、マウス603及びキーボード604などのようなユーザ操作部である入力装置と、画像を表示する表示装置605及び音声を出力する音声出力部(図示せず)などのような出力装置とを有してもよい。また、変形例に係るびびり振動検知装置は、データベースなどの各種情報を格納する補助記憶装置606を有してもよい。補助記憶装置606は、通信インタフェース(図示せず)を介して接続可能なクラウド上に存在する記憶装置であってもよい。
<<10>> Modification.
FIG. 20 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the chatter vibration detection device according to the modifications of the first to ninth embodiments. The chatter vibration detection device according to the modifications of the first to ninth embodiments includes, for example, a program as software, that is, a memory 602 as a storage device that stores the chatter vibration detection program according to the first to ninth embodiments, and a memory. A processor 601 as an information processing unit that executes the program stored in 602 is provided. The chatter vibration detection device according to the modification is, for example, a computer. The chatter vibration detection program according to the modification is stored in the memory 602 from a storage medium that stores information via a reading device (not shown) or via a communication interface (not shown) connectable to the Internet or the like. .. In addition, the chatter vibration detection device according to the modified example includes an input device that is a user operation unit such as a mouse 603 and a keyboard 604, a display device 605 that displays an image, and a voice output unit (not shown) that outputs voice. Output device such as. Further, the chatter vibration detection device according to the modification may include an auxiliary storage device 606 that stores various information such as a database. The auxiliary storage device 606 may be a storage device existing on a cloud that can be connected via a communication interface (not shown).

実施の形態1から9のいずれかにおけるFFT演算部102、特徴量抽出部103、びびり振動学習部104、びびり振動判定部106、びびり振動抑制部107、学習データ生成部302、画像判定部402、通信制御部108、及びNC装置207の全体又は一部は、図20のメモリ602に格納されているプログラムを実行するプロセッサ601によって実現されることができる。また、記憶部101、記憶部105、一時記憶部303は、図20の補助記憶装置606の一部であってもよい。 The FFT calculation unit 102, the feature amount extraction unit 103, the chatter vibration learning unit 104, the chatter vibration determination unit 106, the chatter vibration suppression unit 107, the learning data generation unit 302, the image determination unit 402 in any of the first to ninth embodiments. The communication control unit 108 and the whole or part of the NC device 207 can be realized by the processor 601 that executes a program stored in the memory 602 of FIG. Further, the storage unit 101, the storage unit 105, and the temporary storage unit 303 may be a part of the auxiliary storage device 606 of FIG.

実施の形態1から9及びそれらの変形例における構成は、適宜、互いに組み合わせることができる。 The configurations of the first to ninth embodiments and their modifications can be combined with each other as appropriate.

10,70 びびり振動抑制装置、 100,400,600,700,800,900,901 びびり振動検知装置、 101 記憶部(第1の記憶部)、 101a ラベル付きセンサデータ、 102 FFT演算部(変換処理部)、 103 特徴量抽出部、 104 びびり振動学習部、 105 記憶部(第2の記憶部)、 105a 学習モデル、 106 びびり振動判定部、 107 びびり振動抑制部、 200 加工装置、 201 切削工具、 202 主軸部、 203 ステージ、 204 センサ(加速度センサ)、 205 支持部、 206 加工対象物(被加工物)、 207 NC装置、 301 学習用ラベル入力部、 302 学習データ生成部、 303 一時記憶部、 304 判定結果表示部、 401 加工面撮影部、 402 画像判定部、 501 サーバ。 10, 70 Chatter vibration suppression device, 100, 400, 600, 700, 800, 900, 901 Chatter vibration detection device, 101 storage unit (first storage unit), 101a labeled sensor data, 102 FFT calculation unit (conversion processing Section), 103 feature amount extraction section, 104 chatter vibration learning section, 105 storage section (second storage section), 105a learning model, 106 chatter vibration determination section, 107 chatter vibration suppression section, 200 machining device, 201 cutting tool, 202 main shaft section, 203 stage, 204 sensor (acceleration sensor), 205 support section, 206 machining object (workpiece), 207 NC device, 301 learning label input section, 302 learning data generation section, 303 temporary storage section, 304 determination result display unit, 401 processed surface photographing unit, 402 image determination unit, 501 server.

Claims (17)

加工対象物を加工する加工装置の切削工具の振動を検出するセンサから出力されたセンサデータに基づいて、びびり振動の有無を判定するびびり振動検知装置であって、
センサデータにびびり振動の有無を示すラベルを付加することによって作成されたラベル付きセンサデータを記憶する第1の記憶部と、
前記ラベル付きセンサデータから1つ以上の第1の特徴量を学習用データとして抽出する第1の抽出処理と、前記センサデータから1つ以上の第2の特徴量を含む判定対象データを抽出する第2の抽出処理と、を行う特徴量抽出部と、
前記学習用データから学習モデルを生成するびびり振動学習部と、
前記判定対象データがびびり振動有りを示すデータであるか否かを、前記学習モデルを参照して判定するびびり振動判定部と、
を備えたことを特徴とするびびり振動検知装置。
A chatter vibration detection device that determines the presence or absence of chatter vibration, based on sensor data output from a sensor that detects the vibration of a cutting tool of a processing device that processes a workpiece,
A first storage unit for storing the labeled sensor data created by adding a label indicating the presence or absence of chatter vibration to the sensor data;
A first extraction process for extracting one or more first feature amounts as learning data from the labeled sensor data, and extraction of determination target data including one or more second feature amounts from the sensor data. A feature amount extraction unit that performs a second extraction process,
A chatter vibration learning unit that generates a learning model from the learning data,
Whether or not the determination target data is data indicating chatter vibration, the chatter vibration determination unit for determining with reference to the learning model,
Chatter vibration detection device characterized by having.
前記ラベル付きセンサデータをフーリエ変換することによって周波数空間の第1のデータを生成する第1の変換処理と、前記センサから出力された前記センサデータをフーリエ変換することによって周波数空間の第2のデータを生成する第2の変換処理と、を行う変換処理部をさらに備え、
前記特徴量抽出部は、前記第1のデータから前記学習用データを抽出し、前記第2のデータから前記判定対象データを抽出する
ことを特徴とする請求項1に記載のびびり振動検知装置。
A first conversion process for generating first data in frequency space by Fourier-transforming the labeled sensor data, and second data in frequency space by Fourier-transforming the sensor data output from the sensor. A second conversion process for generating
The chatter vibration detection device according to claim 1, wherein the feature amount extraction unit extracts the learning data from the first data and the determination target data from the second data.
前記変換処理部は、単位時間に加工対象物を切削する前記切削工具の刃の数に対応する切削基本周波数が、前記センサデータのサンプリング周波数によって決まる周波数分解能の整数倍になるように、前記フーリエ変換におけるウィンドウサイズを決定する
ことを特徴とする請求項2に記載のびびり振動検知装置。
The conversion processing unit, the cutting fundamental frequency corresponding to the number of blades of the cutting tool for cutting the workpiece per unit time, the Fourier transform so as to be an integer multiple of the frequency resolution determined by the sampling frequency of the sensor data, The chatter vibration detection device according to claim 2, wherein a window size in conversion is determined.
前記特徴量抽出部は、
前記変換処理部から出力された前記第1のデータから抽出された1つ以上の第1のピークの周波数と前記1つ以上の第1のピークのパワーとに基づいて前記1つ以上の前記第1の特徴量を抽出し、
前記変換処理部から出力された前記第2のデータから抽出された1つ以上の第2のピークの周波数と前記1つ以上の第2のピークのパワーとに基づいて前記1つ以上の前記第2の特徴量を抽出する
ことを特徴とする請求項3に記載のびびり振動検知装置。
The feature amount extraction unit,
The one or more first peaks based on the frequency of the one or more first peaks extracted from the first data output from the conversion processing unit and the power of the one or more first peaks. 1 feature quantity is extracted,
The one or more second peaks based on the frequency of the one or more second peaks extracted from the second data output from the conversion processing unit and the power of the one or more second peaks. The chatter vibration detection device according to claim 3, wherein the feature amount of 2 is extracted.
前記特徴量抽出部は、前記第1の抽出処理に際し、
前記第1のデータの周波数スペクトルの全周波数帯域を予め決められた数の複数の周波数帯域に分割し、
前記複数の周波数帯域である複数の分割帯域の各々において、
前記第1のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第1の学習情報、
前記第1のピークの数を示す第2の学習情報、
前記第1のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ前記第1のピークのパワー及び周波数を示す第3の学習情報、
前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ前記第1のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第4の学習情報、
前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ前記第1のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ前記第1のピークのパワー及び周波数を示す第5の学習情報、
前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ前記第1のピークの数を示す第6の学習情報、
前記全周波数帯域における前記第1のピークの数に対する前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ前記第1のピークの数の割合を示す第7の学習情報、
前記切削基本周波数の整数倍の周波数を持つ前記第1のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第8の学習情報、
前記切削基本周波数の整数倍の周波数を持つ前記第1のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ第1のピークのパワー及び周波数を示す第9の学習情報、及び
前記切削基本周波数の整数倍の周波数を持つ前記第1のピークの数を示す第10の学習情報、
のうちの2つ以上の学習情報を抽出し、
前記びびり振動学習部は、前記第1から第10の学習情報のうちの2つ以上の学習情報の組み合わせから前記学習モデルを生成し、
前記特徴量抽出部は、前記第2の抽出処理に際し、
前記第2のデータの周波数スペクトルの全周波数帯域を前記複数の分割帯域に分割し、
前記複数の分割帯域の各々において、
前記第2のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第1の判定情報、
前記第2のピークの数を示す第2の判定情報、
前記第2のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ前記第2のピークのパワー及び周波数を示す第3の判定情報、
前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ前記第2のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第4の判定情報、
前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ前記第2のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ前記第2のピークのパワー及び周波数を示す第5の判定情報、
前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ前記第2のピークの数を示す第6の判定情報、
前記全周波数帯域における前記第2のピークの数に対する前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ前記第2のピークの数の割合を示す第7の判定情報、
前記切削基本周波数の整数倍の周波数を持つ前記第2のピークのパワーの合計、平均、又は分散を示す第8の判定情報、
前記切削基本周波数の整数倍の周波数を持つ前記第2のピークのうちの、上位3位以内のパワーを持つ第2のピークのパワー及び周波数を示す第9の判定情報、及び
前記切削基本周波数の整数倍の周波数を持つ前記第2のピークの数を示す第10の判定情報、
のうちの2つ以上の判定情報を抽出し、
前記びびり振動判定部は、前記第1から第10の判定情報のうちの、抽出された前記2つ以上の判定情報の組み合わせに基づいて、前記判定対象データがびびり振動有りを示すデータであるか否かを、前記学習モデルを参照して判定する
ことを特徴とする請求項4に記載のびびり振動検知装置。
The feature amount extraction unit, in the first extraction processing,
Dividing the entire frequency band of the frequency spectrum of the first data into a predetermined number of frequency bands,
In each of the plurality of divided bands that are the plurality of frequency bands,
First learning information indicating the sum, average, or variance of the powers of the first peaks,
Second learning information indicating the number of the first peaks,
Of the first peak, third learning information indicating the power and frequency of the first peak having power within the top three,
Fourth learning information indicating the sum, average, or variance of the powers of the first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency,
Fifth learning information indicating the power and frequency of the first peak having power within the top three of the first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency,
Sixth learning information indicating the number of the first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency,
Seventh learning information indicating a ratio of the number of the first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency with respect to the number of the first peaks in the entire frequency band,
Eighth learning information indicating a sum, an average, or a variance of the power of the first peak having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency,
Of the first peak having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency, ninth learning information indicating the power and frequency of the first peak having the power within the top three positions, and the cutting fundamental frequency Tenth learning information indicating the number of the first peaks having an integral multiple frequency,
Of two or more of the learning information,
The chatter vibration learning unit generates the learning model from a combination of two or more pieces of learning information among the first to tenth learning information,
The feature amount extraction unit, in the second extraction processing,
Dividing the entire frequency band of the frequency spectrum of the second data into the plurality of divided bands,
In each of the plurality of divided bands,
First determination information indicating the sum, average, or variance of the powers of the second peaks,
Second determination information indicating the number of the second peaks,
Of the second peak, third determination information indicating the power and frequency of the second peak having power within the top three positions,
Fourth determination information indicating the sum, average, or variance of the powers of the second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency,
Fifth determination information indicating the power and frequency of the second peak having power within the top three of the second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency,
Sixth determination information indicating the number of the second peak having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency,
Seventh determination information indicating a ratio of the number of the second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency with respect to the number of the second peaks in the entire frequency band,
Eighth determination information indicating the sum, average, or variance of the powers of the second peaks having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency,
Of the second peak having a frequency that is an integral multiple of the cutting fundamental frequency, ninth determination information indicating the power and frequency of the second peak having the power within the top three positions, and the cutting fundamental frequency Tenth determination information indicating the number of the second peaks having an integral multiple frequency,
Of two or more of the judgment information,
Whether the chatter vibration determination unit is data indicating that chatter vibration is present, based on a combination of the extracted two or more pieces of determination information among the first to tenth determination information. The chatter vibration detection device according to claim 4, wherein whether or not the determination is made is determined with reference to the learning model.
前記特徴量抽出部は、前記第1の抽出処理に際し、
前記第1のデータの周波数スペクトルの全周波数帯域を予め決められた数の複数の周波数帯域に分割し、
全周波数帯域において前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ第1のピークのパワーのうちの最大のパワーである第1の最大ピークパワーを示す第1の学習情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第1のピークのパワーの合計を示す第2の学習情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第1のピークのパワーの平均を示す第3の学習情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第1のピークのパワーの分散を示す第4の学習情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第1のピークにおいて、1番目に大きいパワーを持つ第1のピークのパワーを示す第5の学習情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第1のピークにおいて、2番目に大きいパワーを持つ第1のピークのパワーを示す第6の学習情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第1のピークにおいて、3番目に大きいパワーを持つ第1のピークのパワーを示す第7の学習情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ第1のピークの数を示す第8の学習情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第1のピークの数を示す第9の学習情報、及び
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第1のピークの数の、前記全周波数帯域における第1のピークの全数に対する割合を示す第10の学習情報、
のうちの2つ以上の学習情報を抽出し、
前記びびり振動学習部は、前記第1から第10の学習情報のうちの2つ以上の学習情報の組み合わせから前記学習モデルを生成し、
前記特徴量抽出部は、前記第2の抽出処理に際し、
前記第2のデータの周波数スペクトルの全周波数帯域を前記複数の分割帯域に分割し、
全周波数帯域において前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ第2のピークのパワーのうちの最大のパワーである第2の最大ピークパワーを示す第1の判定情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第2のピークのパワーの合計を示す第2の判定情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第2のピークのパワーの平均を示す第3の判定情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第2のピークのパワーの分散を示す第4の判定情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第2のピークにおいて、1番目に大きいパワーを持つ第2のピークのパワーを示す第5の判定情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第2のピークにおいて、2番目に大きいパワーを持つ第2のピークのパワーを示す第6の判定情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第2のピークにおいて、3番目に大きいパワーを持つ第2のピークのパワーを示す第7の判定情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における前記切削基本周波数の非整数倍の周波数を持つ第2のピークの数を示す第8の判定情報、
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第2のピークの数を示す第9の判定情報、及び
前記複数の分割帯域のうちの前記切削基本周波数を含む分割帯域における第2のピークの数の、前記全周波数帯域における第2のピークの全数に対する割合を示す第10の判定情報、
のうちの2つ以上の判定情報を抽出し、
前記びびり振動判定部は、前記第1から第10の判定情報のうちの2つ以上の判定情報の組み合わせに基づいて、前記判定対象データがびびり振動有りを示すデータであるか否かを、前記学習モデルを参照して判定する
ことを特徴とする請求項4に記載のびびり振動検知装置。
The feature amount extraction unit, in the first extraction processing,
Dividing the entire frequency band of the frequency spectrum of the first data into a predetermined number of frequency bands,
First learning information indicating a first maximum peak power which is the maximum power among the powers of the first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency in the entire frequency band,
Second learning information indicating a total power of a first peak in a divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Third learning information indicating an average of powers of first peaks in a divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Fourth learning information indicating a dispersion of power of a first peak in a divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Fifth learning information indicating the power of the first peak having the first largest power in the first peak in the divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Sixth learning information indicating the power of the first peak having the second largest power in the first peak in the divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Seventh learning information indicating the power of the first peak having the third largest power in the first peak in the divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Eighth learning information indicating the number of first peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency in a divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Of the plurality of divided bands, ninth learning information indicating the number of first peaks in the divided band including the cutting fundamental frequency, and in the divided band including the cutting fundamental frequency of the plurality of divided bands, 10th learning information showing the ratio of the number of 1 peaks to the total number of 1st peaks in all the above-mentioned frequency bands,
Of two or more of the learning information,
The chatter vibration learning unit generates the learning model from a combination of two or more pieces of learning information among the first to tenth learning information,
The feature amount extraction unit, in the second extraction processing,
Dividing the entire frequency band of the frequency spectrum of the second data into the plurality of divided bands,
First determination information indicating a second maximum peak power which is the maximum power of the powers of the second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency in the entire frequency band,
Second determination information indicating a total power of second peaks in a divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Third determination information indicating an average of powers of second peaks in a divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Fourth determination information indicating a power distribution of a second peak in a divided band including the cutting fundamental frequency of the plurality of divided bands,
Fifth determination information indicating the power of the second peak having the first largest power in the second peak in the divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Sixth determination information indicating the power of the second peak having the second largest power in the second peak in the divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Seventh determination information indicating the power of the second peak having the third largest power in the second peak in the divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Eighth determination information indicating the number of second peaks having a frequency that is a non-integer multiple of the cutting fundamental frequency in a divided band including the cutting fundamental frequency among the plurality of divided bands,
Of the plurality of divided bands, ninth determination information indicating the number of second peaks in the divided band including the cutting fundamental frequency, and in the divided band including the cutting fundamental frequency of the plurality of divided bands, 10th determination information indicating the ratio of the number of 2 peaks to the total number of 2nd peaks in all the frequency bands,
Of two or more of the judgment information,
The chatter vibration determination unit determines whether the determination target data is data indicating chatter vibration based on a combination of two or more pieces of determination information among the first to tenth determination information. The chatter vibration detection device according to claim 4, wherein the determination is performed by referring to a learning model.
前記学習用データは、前記加工装置による切削加工の条件である加工条件パラメータを含み、
前記びびり振動学習部は、前記加工条件パラメータを含む学習用データから前記学習モデルを生成し、
前記判定対象データは、前記加工装置による加工条件パラメータを含み、
前記びびり振動判定部は、前記加工条件パラメータを含む判定対象データがびびり振動有りを示すデータであるか否かを、前記学習モデルを参照して判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のびびり振動検知装置。
The learning data includes a processing condition parameter that is a condition for cutting by the processing device,
The chatter vibration learning unit generates the learning model from learning data including the processing condition parameter,
The determination target data includes a processing condition parameter by the processing device,
The chatter vibration determination unit determines whether or not the determination target data including the processing condition parameter is data indicating that there is chatter vibration, with reference to the learning model. Chatter vibration detection device.
ユーザ入力を受け付ける学習用ラベル入力部と、
前記センサデータを一時的に記憶する一時記憶部と、
前記一時記憶部に記憶されている前記センサデータと前記ユーザ入力とから、新たなラベル付きセンサデータを生成し、前記第1の記憶部に記憶されているラベル付きセンサデータを、前記新たなラベル付きセンサデータを用いて更新する学習データ生成部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のびびり振動検知装置。
A learning label input unit that receives user input,
A temporary storage unit for temporarily storing the sensor data,
New labeled sensor data is generated from the sensor data stored in the temporary storage unit and the user input, and the labeled sensor data stored in the first storage unit is converted into the new label. A learning data generation unit that updates using the attached sensor data,
The chatter vibration detecting device according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
前記びびり振動判定部は、前記びびり振動判定部による判定の結果の確信度を示すびびり振動検知確信度を生成し、前記びびり振動検知確信度を表示装置に表示させる表示信号を出力することを特徴とする請求項8に記載のびびり振動検知装置。 The chatter vibration determination unit generates chatter vibration detection certainty indicating the certainty of the result of the determination by the chatter vibration determination unit, and outputs a display signal for displaying the chatter vibration detection certainty on a display device. The chatter vibration detection device according to claim 8. 前記センサデータを一時的に記憶する一時記憶部と、
前記加工対象物の加工面を撮影することで得られた画像に基づくびびり振動の有無の判定の結果とから、新たなラベル付きセンサデータを生成し、前記第1の記憶部に記憶されているラベル付きセンサデータを、前記新たなラベル付きセンサデータを用いて更新する学習データ生成部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のびびり振動検知装置。
A temporary storage unit for temporarily storing the sensor data,
New labeled sensor data is generated from the result of determination of chatter vibration presence or absence based on the image obtained by photographing the processed surface of the processing target, and is stored in the first storage unit. A learning data generation unit that updates the labeled sensor data using the new labeled sensor data,
The chatter vibration detecting device according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
前記センサデータを一時的に記憶する一時記憶部と、
前記加工対象物の加工面を撮影することで得られた画像に基づいてびびり振動の有無を判定する画像判定部と、
前記判定の結果から、新たなラベル付きセンサデータを生成し、前記第1の記憶部に記憶されているラベル付きセンサデータを、前記新たなラベル付きセンサデータを用いて更新する学習データ生成部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のびびり振動検知装置。
A temporary storage unit for temporarily storing the sensor data,
An image determination unit that determines the presence or absence of chatter vibration based on the image obtained by photographing the processing surface of the processing target,
A learning data generation unit that generates new labeled sensor data from the result of the determination, and updates the labeled sensor data stored in the first storage unit using the new labeled sensor data. ,
The chatter vibration detecting device according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
前記びびり振動判定部は、前記びびり振動判定部による判定の結果の確信度を示すびびり振動検知確信度を生成し、
前記びびり振動判定部が出力したびびり振動検知確信度が予め決められた確信度の閾値よりも低い場合、前記学習データ生成部は、前記画像を用いて判定の結果に基づいて前記ラベル付きセンサデータを更新する
ことを特徴とする請求項10又は11に記載のびびり振動検知装置。
The chatter vibration determination unit generates chatter vibration detection certainty indicating the certainty of the result of the determination by the chatter vibration determination unit,
When the chatter vibration determination unit outputs the chatter vibration detection certainty factor is lower than a predetermined certainty factor threshold, the learning data generation unit, the labeled sensor data based on the result of the determination using the image. The chatter vibration detection device according to claim 10 or 11, characterized by updating.
前記学習モデルを記憶する第2の記憶部と、
複数のびびり振動検知装置から学習用データを収集し、前記学習用データを用いて学習を行うサーバとの通信を可能にする通信制御部と、
をさらに備え、
前記通信制御部は、前記サーバで生成された新たな学習モデルを用いて前記学習モデルを更新する
ことを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載のびびり振動検知装置。
A second storage unit that stores the learning model;
A communication control unit that collects learning data from a plurality of chatter vibration detection devices and enables communication with a server that performs learning using the learning data,
Further equipped with,
The chatter vibration detection device according to any one of claims 1 to 12, wherein the communication control unit updates the learning model using a new learning model generated by the server.
前記通信制御部は、前記学習用データに対応する加工条件パラメータを前記サーバに送信し、送信された前記加工条件パラメータと同じ又は前記加工条件パラメータと予め決められた関係を持つ加工条件パラメータの学習用データを前記新たな学習モデルとして受信することを特徴とする請求項13に記載のびびり振動検知装置。 The communication control unit transmits a processing condition parameter corresponding to the learning data to the server, and learns a processing condition parameter that is the same as the transmitted processing condition parameter or has a predetermined relationship with the processing condition parameter. The chatter vibration detecting apparatus according to claim 13, wherein the use data is received as the new learning model. 加工対象物を加工する加工装置の切削工具の振動を検出するセンサから出力されたセンサデータに基づいて、びびり振動の有無を判定するびびり振動検知方法であって、
センサデータにびびり振動の有無を示すラベルを付加することによって作成されたラベル付きセンサデータから1つ以上の第1の特徴量を学習用データとして抽出する第1の抽出処理を行うステップと、
前記センサデータから1つ以上の第2の特徴量を含む判定対象データを抽出する第2の抽出処理を行うステップと、
前記学習用データから学習モデルを生成するステップと、
前記判定対象データがびびり振動有りを示すデータであるか否かを、前記学習モデルを参照して判定するステップと
を有することを特徴とするびびり振動検知方法。
Based on the sensor data output from the sensor that detects the vibration of the cutting tool of the processing device for processing the workpiece, a chatter vibration detection method for determining the presence or absence of chatter vibration,
A step of performing a first extraction process for extracting one or more first feature amounts as learning data from the labeled sensor data created by adding a label indicating the presence or absence of chatter vibration to the sensor data;
Performing a second extraction process of extracting determination target data including one or more second feature amounts from the sensor data,
Generating a learning model from the learning data,
And a step of determining whether or not the determination target data is data indicating chatter vibration, by referring to the learning model.
加工対象物を加工する加工装置の切削工具の振動を検出するセンサから出力されたセンサデータに基づいて、びびり振動の有無を判定するびびり振動検知処理をコンピュータに実行させるびびり振動検知プログラムであって、
前記コンピュータに、
センサデータにびびり振動の有無を示すラベルを付加することによって作成されたラベル付きセンサデータから1つ以上の第1の特徴量を学習用データとして抽出する第1の抽出処理と、
前記センサデータから1つ以上の第2の特徴量を含む判定対象データを抽出する第2の抽出処理と、
前記学習用データから学習モデルを生成するステップと、
前記判定対象データがびびり振動有りを示すデータであるか否かを、前記学習モデルを参照して判定する処理と
を実行させることを特徴とするびびり振動検知プログラム。
A chatter vibration detection program that causes a computer to perform chatter vibration detection processing that determines the presence or absence of chatter vibration based on sensor data output from a sensor that detects vibration of a cutting tool of a processing device that processes a workpiece. ,
On the computer,
A first extraction process for extracting one or more first feature quantities as learning data from the labeled sensor data created by adding a label indicating the presence or absence of chatter vibration to the sensor data;
A second extraction process of extracting determination target data including one or more second feature amounts from the sensor data;
Generating a learning model from the learning data,
A chatter vibration detection program, which executes a process of determining whether or not the determination target data is data indicating chatter vibration, with reference to the learning model.
請求項1から14のいずれか1項に記載のびびり振動検知装置と、
前記びびり振動検知装置の前記びびり振動判定部から出力された前記判定の結果に基づいて、前記加工装置の動作を制御するびびり振動抑制部と、
を備えたことを特徴とするびびり振動抑制装置。
The chatter vibration detecting device according to any one of claims 1 to 14,
Based on the result of the determination output from the chatter vibration determination unit of the chatter vibration detection device, chatter vibration suppressor for controlling the operation of the processing device,
A chatter vibration suppressing device characterized by being provided with.
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