JP2022113410A - Learning device and program, and mold abnormality predictor - Google Patents

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京治 中谷
Kyoji Nakatani
康二 西岡
Koji Nishioka
佑介 佐々木
Yusuke Sasaki
椋介 南
Ryosuke Minami
隆 鷲尾
Takashi Washio
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Abstract

To accurately detect the abnormality of a mold mounted on a press machine.SOLUTION: A learning device (100) includes: data obtaining means (101) that obtains measurement data (DT1) including load data applied on a workpiece during press operation by a press machine (11) and vibration data of a flame of the press machine, for each press cycle; feature amount calculating means (102) for calculating plural kinds of future amounts including load feature amount and vibration feature amount for each press cycle, on the basis of the obtained measurement data; generating means (104) for mechanically learning correlation between the calculated plural kinds of feature amounts and a mold state, and generating a prediction model for predicting the presence/absence of abnormality of a mold for each press cycle; and model memory means (114) that stores the generated prediction models (M1, M2,...).SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、学習装置およびプログラム、ならびに金型異常予測装置に関し、特に、プレス機に搭載された金型の異常の有無を予測するための予測モデルを機械学習により生成する学習装置およびプログラム、ならびに、機械学習により生成された予測モデルに基づいて金型の異常の有無を予測する金型異常予測装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a learning device, a program, and a die abnormality prediction device, and in particular, a learning device and a program for generating a prediction model for predicting the presence or absence of an abnormality in a die mounted on a press machine by machine learning, and , relates to a mold abnormality prediction device that predicts the presence or absence of a mold abnormality based on a prediction model generated by machine learning.

鍛造プレス装置は、クランク軸を回転駆動してスライドを昇降動作させることにより、ワークをプレス加工する。このような鍛造プレス装置では、特開2019-13947号公報(特許文献1)に記載されているように、加工中にワークに加わる荷重を監視し、荷重のピーク値に基づいて異常を検出することが従来から行われている。荷重のピーク値が製品の良否と高い相関があることが分かっているためである。 A forging press device presses a workpiece by rotationally driving a crankshaft to move a slide up and down. In such a forging press apparatus, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-13947 (Patent Document 1), the load applied to the workpiece during processing is monitored, and an abnormality is detected based on the peak value of the load. This is traditionally done. This is because it is known that the peak value of the load has a high correlation with the quality of the product.

また、特開2019-13976号公報(特許文献2)に記載されているように、プレス機の運転状況を検出する複数のセンサを利用することで、プレス機の故障を予測する技術が従来から提案されている。 In addition, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-13976 (Patent Document 2), there is a conventional technology for predicting failure of a press by using a plurality of sensors that detect the operating conditions of the press. Proposed.

特開2019-13947号公報JP 2019-13947 A 特開2019-13976号公報JP 2019-13976 A

特許文献1では、荷重のピーク値に基づいて不良品を検出することができるが、その要因(異常要因)まで特定することができない。 In Patent Literature 1, defective products can be detected based on the peak value of the load, but the cause (abnormality factor) cannot be identified.

特許文献2では、複数のセンサから得られた計測結果の初期正常状態からの変化をモニタリングPCで確認し、過去の経験則も照らし合わせてプレス機の故障を予測するため、経験の浅い作業者が故障の予測を的確に行うことは困難である。 In Patent Document 2, changes from the initial normal state of the measurement results obtained from a plurality of sensors are confirmed by a monitoring PC, and past empirical rules are also compared to predict failure of the press machine. However, it is difficult to accurately predict failures.

特に、プレス機の金型は、他のパーツに比べて故障頻度が高いため、作業者の経験に頼らずに金型の異常(故障、破損など)を検出できる技術が望まれていた。 In particular, the die of a press machine has a higher failure frequency than other parts, so there has been a demand for a technology that can detect die abnormalities (failure, breakage, etc.) without relying on the experience of the operator.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、プレス機に搭載された金型の異常を精度良く検出可能とするための学習装置およびプログラム、ならびに、金型異常予測装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to provide a learning device and a program for accurately detecting an abnormality in a mold mounted on a press, and , to provide a mold abnormality prediction device.

この発明のある局面に従う学習装置は、プレス機に搭載された金型の異常の有無を予測するための予測モデルを機械学習により生成する学習装置であって、データ取得手段と、特徴量算出手段と、生成手段と、モデル記憶手段とを備える。データ取得手段は、プレス機によるプレス運転時にワークに加わる荷重データとプレス機のフレームの振動データとを含む測定データを、プレスサイクルごとに取得する。特徴量算出手段は、データ取得手段により取得された測定データに基づいて、荷重特徴量と振動特徴量とを含む複数種類の特徴量を、プレスサイクルごとに算出する。生成手段は、特徴量算出手段により算出された複数種類の特徴量と金型状態との相関を機械学習して、プレスサイクルごとに金型の異常の有無を予測するための予測モデルを生成する。モデル記憶手段は、生成手段により生成された予測モデルを記憶する。 A learning device according to one aspect of the present invention is a learning device that generates a prediction model for predicting the presence or absence of an abnormality in a die mounted on a press machine by machine learning, and comprises data acquisition means and feature amount calculation means. , generating means, and model storage means. The data acquisition means acquires measurement data including load data applied to the workpiece during press operation by the press machine and vibration data of the frame of the press machine for each press cycle. The feature amount calculation means calculates a plurality of types of feature amounts including the load feature amount and the vibration feature amount for each press cycle based on the measurement data acquired by the data acquisition means. The generation means machine-learns the correlation between the plurality of types of feature quantities calculated by the feature quantity calculation means and the state of the mold to generate a prediction model for predicting the presence or absence of an abnormality in the mold for each press cycle. . The model storage means stores the prediction model generated by the generation means.

好ましくは、生成手段は、金型パターンごとに、複数種類の特徴量と金型状態との相関を機械学習し、モデル記憶手段は、金型パターンを識別する金型識別情報に関連付けて、予測モデルを記憶する。 Preferably, the generation means machine-learns the correlation between the plurality of types of feature quantities and the mold state for each mold pattern, and the model storage means associates the mold pattern with mold identification information for identifying the mold pattern, and predicts remember the model.

プレス機が、複数の金型を搭載する多段式のプレス機である場合、生成手段は、複数種類の特徴量を入力とし、個々の金型に対する異常の有無を出力とする予測モデルを生成することが望ましい。なお、個々の金型とは、広義には、上型、下型を区別することなく、工程ごとの金型を意味し、狭義には、各工程の上型、下型を意味する。 If the press machine is a multi-stage press machine equipped with a plurality of dies, the generating means receives a plurality of types of feature values as input and generates a prediction model that outputs the presence or absence of anomalies for individual dies. is desirable. In a broad sense, an individual mold means a mold for each process without distinguishing between upper mold and lower mold, and in a narrow sense means an upper mold and a lower mold for each process.

フレームが、複数の金型の上流側および下流側にそれぞれ設けられた第1および第2の支柱を有している形態において、特徴量算出手段は、第1の支柱に取り付けられた振動計からの振動データに基づいて第1の振動特徴量を算出し、第2の支柱に取り付けられた振動計からの振動データに基づいて第2の振動特徴量を算出することが望ましい。各振動特徴量は、波高ベクトル、時刻ベクトル、および周波数ベクトルのうちの少なくとも一つを含み、少なくとも周波数ベクトルを含むことが望ましい。より望ましくは、周波数ベクトルと、波高ベクトルまたは時刻ベクトルとを含む。 In a mode in which the frame has first and second pillars respectively provided upstream and downstream of a plurality of molds, the feature amount calculation means is configured to calculate vibration from a vibration meter attached to the first pillar It is desirable to calculate the first vibration feature amount based on the vibration data of , and calculate the second vibration feature amount based on the vibration data from the vibration meter attached to the second support. Each vibration feature quantity includes at least one of a wave height vector, a time vector, and a frequency vector, and preferably includes at least a frequency vector. More preferably, it contains a frequency vector and a wave height vector or a time vector.

特徴量算出手段は、荷重特徴量および振動特徴量に加えて、金型接触時間、ダイハイト値、金型温度、金型潤滑液量、および金型ショット数のうちの少なくとも一つをさらに算出することが望ましい。なお、特徴量の種類には、金型温度および金型潤滑液量が含まれることが望ましい。これらを予測モデルの説明変数に加えることにより、金型への負荷の大きさを精度良く検出できる。プレス機が、複数の金型を搭載する多段式のプレス機である場合、金型温度、金型潤滑液量、および金型ショット数は、個々の金型(少なくとも工程ごと)に対して測定されることが望ましい。 In addition to the load feature amount and the vibration feature amount, the feature amount calculation means further calculates at least one of a die contact time, a die height value, a die temperature, a die lubricant amount, and a die shot number. is desirable. In addition, it is preferable that the types of the feature amount include the mold temperature and the amount of the mold lubricating fluid. By adding these to the explanatory variables of the prediction model, the magnitude of the load on the mold can be detected with high accuracy. If the press is a multi-stage press with multiple dies, the die temperature, die lubrication volume, and die shot count should be measured for each die (at least for each run) It is desirable that

この発明の他の局面に従う金型異常予測装置は、プレス機に搭載された金型の異常の有無を予測するための金型異常予測装置であって、上記いずれかに記載の学習装置によって生成された予測モデルを記憶する記憶手段を備えている。また、プレス機によるプレス運転時にワークに加わる荷重データとプレス機のフレームの振動データとを含む測定データを、プレスサイクルごとに取得するデータ取得手段と、データ取得手段により取得された測定データに基づいて、荷重特徴量と振動特徴量とを含む複数種類の特徴量を、プレスサイクルごとに算出する特徴量算出手段と、特徴量算出手段により算出された複数種類の特徴量を、記憶手段に記憶された予測モデルに入力して、プレスサイクルごとに金型の異常の有無を予測する予測手段と、予測手段による予測結果を出力する出力手段とを備える。 A mold abnormality prediction device according to another aspect of the present invention is a mold abnormality prediction device for predicting the presence or absence of an abnormality in a mold mounted on a press, and is generated by any one of the learning devices described above. and a storage means for storing the predicted model. Data acquisition means for acquiring measurement data including load data applied to the workpiece during press operation by the press machine and vibration data of the frame of the press machine for each press cycle, and based on the measurement data acquired by the data acquisition means feature amount calculating means for calculating a plurality of types of feature amounts including the load feature amount and the vibration feature amount for each press cycle; and storing the plurality of types of feature amounts calculated by the feature amount calculating means in a storage means. Prediction means for predicting the presence or absence of an abnormality in the mold for each press cycle by inputting the data into the predicted model, and output means for outputting the prediction result of the prediction means.

好ましくは、記憶手段には、金型パターンを識別する金型識別情報に関連付けて、複数の予測モデルが記憶されている。この場合、金型異常予測装置は、プレス機によるプレス運転開始前に、複数の予測モデルのうち、今回のプレス運転に対応する金型パターンに基づいて、金型の異常予測に用いる予測モデルを判別するモデル判別手段をさらに備えることが望ましい。 Preferably, the storage means stores a plurality of prediction models in association with mold identification information for identifying mold patterns. In this case, the die abnormality prediction device selects a prediction model to be used for die abnormality prediction based on the die pattern corresponding to the current press operation from among a plurality of prediction models before starting press operation by the press machine. It is desirable to further include a model discriminating means for discriminating.

この発明のさらに他の局面に従う学習プログラムは、プレス機に搭載された金型の異常の有無を予測するための予測モデルを機械学習により生成する学習プログラムであって、プレス機によるプレス運転時にワークに加わる荷重波形データとプレス機のフレームの振動波形データとを含む測定データに基づいて、荷重特徴量と振動特徴量とを含む複数種類の特徴量を、プレスサイクルごとに算出するステップと、算出された複数種類の特徴量と金型状態との相関を機械学習して、プレスサイクルごとに金型の異常の有無を予測するための予測モデルを生成するステップと、生成された予測モデルをモデル記憶手段に記憶するステップとをコンピュータに実行させる。 A learning program according to still another aspect of the present invention is a learning program for generating a prediction model for predicting the presence or absence of an abnormality in a die mounted on a press by machine learning. a step of calculating a plurality of types of feature quantities including load feature quantity and vibration feature quantity for each press cycle based on measurement data including load waveform data and vibration waveform data of the frame of the press machine; a step of machine learning the correlation between the multiple types of feature values obtained and the state of the mold to generate a prediction model for predicting the presence or absence of abnormalities in the mold for each press cycle; and a step of storing in a storage means.

本発明によれば、予測モデルにより、金型の異常を精度良く検出することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately detect an abnormality in a mold using a predictive model.

本発明の実施の形態に係る鍛造プレス装置の概略構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows schematic structure of the forging press apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る鍛造プレス装置が備えるプレス機およびセンサ類を模式的に示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically the press and sensors with which the forging press apparatus which concerns on embodiment of this invention is provided. 本発明の実施の形態におけるプレス機の周辺構造、ならびに、センサ類により検出される運転状況情報を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the peripheral structure of the press and the operating state information detected by sensors in the embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態におけるプレス機が備える金型の配置例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of arrangement|positioning of the metal mold|die with which the press in embodiment of this invention is provided. 本発明の実施の形態に係る学習装置の機能構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the functional configuration of a learning device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態に係る学習装置による予測モデルの生成方法を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a prediction model generation method by the learning device according to the embodiment of the present invention. (A)~(C)は、フレーム振動の特徴量の算出方法を説明するためのグラフである。(A) to (C) are graphs for explaining a method of calculating a feature amount of frame vibration. (A)~(D)は、フレーム振動の特徴量の算出方法を説明するためのグラフである。(A) to (D) are graphs for explaining a method of calculating a feature amount of frame vibration. 本発明の実施の形態に係る金型異常予測装置の機能構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the functional configuration of a mold abnormality prediction device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態に係る金型異常予測装置による金型の異常予測方法を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a mold abnormality prediction method by the mold abnormality prediction device according to the embodiment of the present invention.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

本実施の形態では、鍛造プレス装置が、学習装置での学習結果に基づいて、金型の異常を検出する機能を有しているものとして説明する。 In the present embodiment, the forging press machine will be described as having a function of detecting an abnormality in the die based on the learning result of the learning device.

<鍛造プレス装置の概略構成>
はじめに、図1~図3を参照して、鍛造プレス装置10の概略構成について説明する。図1に示されるように、鍛造プレス装置10は、ワークをプレス加工するプレス機11と、プレス機11の運転を制御するPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)40とを備える。
<Schematic configuration of forging press>
First, referring to FIGS. 1 to 3, a schematic configuration of a forging press device 10 will be described. As shown in FIG. 1, the forging press apparatus 10 includes a press machine 11 that presses a workpiece, and a PLC (Programmable Logic Controller) 40 that controls the operation of the press machine 11 .

図2に示されるように、プレス機11は、フレーム3内の上下に対向するように設けられたスライド1およびボルスタ2を備えている。フレーム3は、プレス機11の正面側に配置された一対の支柱3a,3bと、プレス機11の後方側に配置された一対の支柱3c,3dとを含む。プレス機11は、クランク軸4を回転駆動させることにより、コンロッド5に連結されたスライド1が昇降動作するように構成されている。 As shown in FIG. 2, the press machine 11 has a slide 1 and a bolster 2 which are provided in a frame 3 so as to face each other vertically. The frame 3 includes a pair of struts 3 a and 3 b arranged on the front side of the press machine 11 and a pair of struts 3 c and 3 d arranged on the rear side of the press machine 11 . The press machine 11 is configured such that the slide 1 connected to the connecting rod 5 moves up and down by rotationally driving the crankshaft 4 .

クランク軸4の一端側には、メインモータ6でベルト7によって回転駆動されるフライホイール8が、クラッチ9を介して接続されている。クランク軸4の他端側には、クランク軸4の回転を止めてスライド1を停止させるブレーキ装置12が取り付けられている。プレス機11は、メインモータ6でフライホイール8を一定速度で回転駆動し、クラッチ9を入りとして、フライホイール8の回転をクランク軸4に伝達することによってスライド1を昇降させて、ボルスタ2上に載置されたワークを鍛造する。ワークは、ボルスタ2上に設置された下型(図示せず)とスライド1の下端に設置された上型(図示せず)とを含む金型のパターンに応じた大きさおよび形状に加工され、最終製品となる。「金型」とは、鍛造に使用される型を意味する。金型は、典型的には特殊鋼により形成される。 A flywheel 8 rotatably driven by a belt 7 is connected via a clutch 9 to one end of the crankshaft 4 . A brake device 12 is attached to the other end of the crankshaft 4 to stop the slide 1 by stopping the rotation of the crankshaft 4 . The press machine 11 rotates the flywheel 8 at a constant speed with the main motor 6, engages the clutch 9, and transmits the rotation of the flywheel 8 to the crankshaft 4, thereby elevating the slide 1 and moving it on the bolster 2. Forging the work placed on. The workpiece is processed into a size and shape according to the pattern of the mold including the lower mold (not shown) installed on the bolster 2 and the upper mold (not shown) installed at the lower end of the slide 1. , the final product. "Die" means a die used for forging. The mold is typically made of special steel.

本実施の形態における鍛造プレス装置10は、熱間鍛造によりワークを加工する装置である。鍛造プレス装置10は、プレス機11の運転状況を検出するために、以下に示すような複数のセンサ類を備えている。なお、後述するように、プレス機11は、複数工程を経てワークを加工する多段式のプレス機であってもよい。つまり、プレス機11に、複数の金型が搭載されていてもよい。
・荷重センサ20:ワークに加わる荷重を検知する。たとえば、フレーム3の歪みを検出する歪みゲージで構成される。
・角度センサ21:クランク軸4の回転角度(プレス角度)を検出することによって、スライド1の位置、および、スライド1の速度(ストローク)を検知する。
・ブレーキ緩み圧センサ22:ブレーキ装置12の緩み圧を検出する。
・クラッチ圧センサ23:クラッチ9の圧力を検出する。
・クラッチタンク圧センサ24:クラッチ9を駆動する作動油の圧力を検出する。
・ブレーキタンク圧センサ25:ブレーキ装置12の冷却水の圧力を検出する。
・冷却水流量センサ26:ブレーキ装置12の冷却水の流量を検出する。
・BKO位置変位センサ27:プレス機11の下ノックアウト装置の位置(BKO位置)を検出する。
・SKO位置変位センサ28:上ノックアウト装置の位置(SKO位置)を検出する。
・測温抵抗体29:プレス機11の各部温度を検出する。
・潤滑液流量センサ30:金型を潤滑する潤滑液の流量を検出する。
・エアブロー圧力センサ31:プレス機11に供給される高圧エアの圧力を検出する。
・材料温度センサ32:プレス機11に供給される材料の温度を検出する。
・ダイハイト変位センサ33:プレス機11のダイハイト(ボルスタ2とスライド1の下死点位置との間隔)を検出する。
・型温度センサ34:金型の温度を検出する。
A forging press device 10 in the present embodiment is a device for processing a work by hot forging. The forging press machine 10 is provided with a plurality of sensors as shown below in order to detect the operating conditions of the press machine 11. As shown in FIG. As will be described later, the press machine 11 may be a multi-stage press machine that processes a workpiece through a plurality of processes. That is, the press machine 11 may be equipped with a plurality of dies.
Load sensor 20: Detects the load applied to the work. For example, it is composed of a strain gauge that detects strain of the frame 3 .
Angle sensor 21: detects the position of the slide 1 and the speed (stroke) of the slide 1 by detecting the rotation angle (press angle) of the crankshaft 4;
· Brake slack pressure sensor 22 : detects the slack pressure of the brake device 12 .
· Clutch pressure sensor 23 : detects the pressure of the clutch 9 .
· Clutch tank pressure sensor 24 : detects the pressure of the hydraulic oil that drives the clutch 9 .
· Brake tank pressure sensor 25 : detects the pressure of the cooling water of the brake device 12 .
Cooling water flow rate sensor 26 : Detects the flow rate of cooling water for the brake device 12 .
BKO position displacement sensor 27: detects the position of the lower knockout device of the press machine 11 (BKO position).
SKO position displacement sensor 28: detects the position of the upper knockout device (SKO position).
· Temperature measuring resistor 29 : Detects the temperature of each part of the press machine 11 .
- Lubricant flow rate sensor 30: detects the flow rate of the lubricating liquid that lubricates the mold.
· Air blow pressure sensor 31 : detects the pressure of the high pressure air supplied to the press machine 11 .
- Material temperature sensor 32: detects the temperature of the material supplied to the press machine 11;
Die height displacement sensor 33: detects the die height of the press machine 11 (the distance between the bolster 2 and the bottom dead center position of the slide 1).
- Mold temperature sensor 34: detects the temperature of the mold.

図3に示されるように、鍛造プレス装置10は、搬送装置13およびヒータ14をさらに備えている。搬送装置13は、たとえばベルトコンベアにより構成され、ワークWを、前工程からプレス機11(ボルスタ2の位置)まで搬送する。ヒータ14は、プレス機11よりも上流側に配置され、搬送装置13で搬送途中のワークWの硬化を防止するために設けられている。ヒータ14は、たとえばトンネル炉により構成されている。 As shown in FIG. 3 , the forging press device 10 further includes a carrier device 13 and a heater 14 . The conveying device 13 is composed of, for example, a belt conveyor, and conveys the work W from the previous process to the press machine 11 (position of the bolster 2). The heater 14 is arranged on the upstream side of the press machine 11 and is provided to prevent hardening of the work W being transported by the transport device 13 . Heater 14 is configured by, for example, a tunnel furnace.

上記した材料温度センサ32は、ヒータ14を通過直後のワークW(ヒータ14の出口付近のワークW)の温度を検知する。型温度センサ34は、プレス機11に搭載された金型の温度を検知する。 The material temperature sensor 32 described above detects the temperature of the workpiece W immediately after passing through the heater 14 (the workpiece W near the outlet of the heater 14). A mold temperature sensor 34 detects the temperature of the mold mounted on the press machine 11 .

なお、鍛造プレス装置10は、上記したセンサ類の他、ワークWがヒータ14の出口からプレス位置に到達するまでに要した時間(ヒータ出口-プレス時間)を検出するタイマ(図示せず)などをさらに備えていてもよい。また、ヒータ14の出口付近においてワークWの有無を検知するワーク有無センサ(図示せず)がさらに設けられていてもよい。 In addition to the above-described sensors, the forging press machine 10 includes a timer (not shown) for detecting the time required for the workpiece W to reach the press position from the exit of the heater 14 (heater exit - press time). may further include Further, a work presence/absence sensor (not shown) for detecting the presence/absence of the work W may be further provided near the outlet of the heater 14 .

本実施の形態におけるプレス機11は、多段式のプレス機であって、複数の金型を用いて段階的にワークWを成形する。金型の配置例を図4に示す。図4の例では、プレス機11が、ワークWの搬送方向A1に沿って配置された3個の金型51~53を備えている。この場合、ワークWは、金型51による第1工程(工程I)、金型52による第2工程(工程II)、金型53による第3工程(工程III)を順に経て、段階的に成形される。 The press machine 11 in the present embodiment is a multi-stage press machine, and forms the workpiece W step by step using a plurality of dies. Fig. 4 shows an example of mold arrangement. In the example of FIG. 4, the press machine 11 has three molds 51 to 53 arranged along the work W conveying direction A1. In this case, the workpiece W is molded step by step through a first process (process I) by the mold 51, a second process (process II) by the mold 52, and a third process (process III) by the mold 53 in this order. be done.

金型51~53それぞれの上型51a,52a,53aは、フレーム3内のスライド1の下端部に固定されており、同時に昇降移動する。金型51~53それぞれの下型51b,52b,53bは、フレーム3内のボルスタ2の上端部に固定されている。以下の説明において、上下三対の型51a,51b,52a,52b,53a,53bを区別する必要がない場合には、これらを「型50」と表現する。 Upper molds 51a, 52a and 53a of molds 51 to 53 are fixed to the lower end of slide 1 in frame 3 and move up and down at the same time. Lower molds 51 b , 52 b , 53 b of molds 51 to 53 are fixed to the upper end of bolster 2 in frame 3 . In the following description, when there is no need to distinguish between the upper and lower three pairs of molds 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, they are referred to as "molds 50".

プレス機11の金型51~53は、各々が、型潤滑手段60(想像線で示す)から供給される潤滑液により潤滑される。この場合、潤滑液流量センサ30および型温度センサ34は、典型的には、型50ごとに設けられる。 The dies 51 to 53 of the press machine 11 are each lubricated with lubricating liquid supplied from a die lubricating means 60 (indicated by phantom lines). In this case, the lubricant flow rate sensor 30 and mold temperature sensor 34 are typically provided for each mold 50 .

上述の荷重センサ20は、フレーム3のいずれか一つの支柱(たとえば支柱3c)に取り付けられている。また、フレーム3の左右の支柱3c,3dに一つずつ振動計35が取り付けられている。支柱3c,3dの一方(支柱3c)は、工程Iの金型51よりも搬送方向上流側に位置し、支柱3c,3dの他方(支柱3d)は、工程IIIの金型53よりも搬送方向下流側に位置している。各振動計35は、たとえば加速度センサにより構成され、フレーム3の振動を検出する。具体的には、各振動計35は、自身が取り付けられた支柱3c,3dの略水平方向(前後方向または左右方向)の振動を検出する。 The load sensor 20 described above is attached to one of the columns (for example, column 3c) of the frame 3. As shown in FIG. Vibration meters 35 are attached to the left and right struts 3c and 3d of the frame 3, respectively. One of the columns 3c and 3d (column 3c) is positioned upstream in the conveying direction of the mold 51 in step I, and the other of the columns 3c and 3d (column 3d) is located in the conveying direction of the mold 53 in step III. located downstream. Each vibrometer 35 is composed of an acceleration sensor, for example, and detects vibration of the frame 3 . Specifically, each vibrometer 35 detects the vibration of the supports 3c and 3d to which it is attached in a substantially horizontal direction (back and forth direction or left and right direction).

再び図1を参照して、鍛造プレス装置10は、金型51~53の異常の有無を予測する金型異常予測装置(以下「異常予測装置」と略す)200を備えている。異常予測装置200は、学習装置100により生成された予測モデルに基づいて、各型50の異常の有無を予測する。学習装置100および異常予測装置200によって、金型異常予測システムSYSが構成されている。 Referring to FIG. 1 again, the forging press machine 10 includes a mold abnormality prediction device (hereinafter abbreviated as "abnormality prediction device") 200 for predicting the presence or absence of abnormality in the dies 51-53. The abnormality prediction device 200 predicts whether or not each type 50 has an abnormality based on the prediction model generated by the learning device 100 . The learning device 100 and the abnormality prediction device 200 constitute a mold abnormality prediction system SYS.

学習装置100および異常予測装置200は、PLC40を介して、またはPLC40を介することなく、複数のセンサ類からの検出信号を取得する。PLC40とこれらの装置100,200とは有線または無線にて接続されている。学習装置100および異常予測装置200は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサとメモリを含むコンピュータにより実現される。なお、本実施の形態では、PLC40と異常予測装置200とが別個に設けられた例を示しているが、限定的ではなく、PLC40が、後述するような異常予測装置200の機能を有していてもよい。 Learning device 100 and abnormality prediction device 200 acquire detection signals from a plurality of sensors via PLC 40 or without PLC 40 . The PLC 40 and these devices 100 and 200 are connected by wire or wirelessly. Learning device 100 and anomaly prediction device 200 are implemented by a computer including a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory. In the present embodiment, an example in which the PLC 40 and the abnormality prediction device 200 are provided separately is shown, but this is not limiting, and the PLC 40 has the function of the abnormality prediction device 200 as described later. may

<学習装置>
(機能構成について)
図5は、本実施の形態に係る学習装置100の機能構成を示すブロック図である。学習装置100は、データ取得部101と、形式変換部102と、結果取得部103と、学習部104と、モデル記憶部114とを主に備えている。モデル記憶部114には、金型パターンごとの予測モデルM1,M2,・・・が格納される。
<Learning device>
(About functional configuration)
FIG. 5 is a block diagram showing the functional configuration of learning device 100 according to the present embodiment. The learning device 100 mainly includes a data acquisition unit 101 , a format conversion unit 102 , a result acquisition unit 103 , a learning unit 104 and a model storage unit 114 . The model storage unit 114 stores prediction models M1, M2, . . . for each mold pattern.

本実施の形態において、「金型パターン」は、金型51~53の形状に対応する品番(型番)、および、金型51~53へのワークWの配置パターンを示すワークパターンにより特定される。鍛造プレス装置10によって連続的にワークWをプレス加工する場合、これらのワークWの品番は共通である。金型51~53へのワークWの配置パターンには、金型51~53の全てにワークWが配置されたパターン、最初の金型51にのみワークWが配置されたパターン、最後の金型53にのみワークWが配置されたパターン、などが含まれる。品番に対応するワークWの配置モードは1対1で定められているものの、ワークWは順次搬送されるため、プレス運転の開始時および終了時などは、ワークWの配置モードとは異るパターンで、金型51~53の一部にのみワークWが配置される。なお、品番に対応するワークWの配置モードとしては、金型51~53の全てにワークWを順次配置するパターン、金型51~53に一つ飛ばしでワークWを配置するパターン、などが含まれる。金型パターンを特定するための情報に、ワークWの投影面積がさらに含まれてもよい。 In the present embodiment, the “mold pattern” is specified by a product number (model number) corresponding to the shape of the molds 51 to 53 and a workpiece pattern indicating the arrangement pattern of the workpieces W on the molds 51 to 53. . When the works W are continuously pressed by the forging press machine 10, the part numbers of these works W are common. The arrangement patterns of the workpieces W on the molds 51 to 53 include a pattern in which the workpieces W are arranged in all the molds 51 to 53, a pattern in which the workpieces W are arranged only in the first mold 51, and a pattern in which the workpieces W are arranged only in the first mold 51. A pattern in which the workpiece W is arranged only at 53, and the like are included. Although the arrangement mode of the work W corresponding to the part number is determined on a one-to-one basis, since the works W are conveyed sequentially, the patterns differ from the arrangement mode of the work W at the start and end of the press operation. , the workpiece W is placed only on part of the molds 51-53. The arrangement mode of the workpiece W corresponding to the part number includes a pattern in which the workpieces W are arranged sequentially on all of the molds 51 to 53, a pattern in which the workpieces W are arranged in the molds 51 to 53 by skipping one, and the like. be The information for specifying the mold pattern may further include the projected area of the workpiece W.

データ取得部101は、プレス機11の運転時(鍛造プレス装置10によるプレス運転時)に、鍛造プレス装置10が備えるセンサ類から測定データを取得する。本実施の形態では、データ取得部101は、プレスサイクルごとに測定データ(以下、「サイクル測定データ」という)および金型パターンデータを取得する。 The data acquisition unit 101 acquires measurement data from sensors included in the forging press device 10 during operation of the press machine 11 (during press operation by the forging press device 10). In this embodiment, the data acquisition unit 101 acquires measurement data (hereinafter referred to as “cycle measurement data”) and die pattern data for each press cycle.

サイクル測定データは、一次データであって、荷重センサ20から得られる荷重データ、および、振動計35から得られる振動データを少なくとも含む。サイクル測定データは、望ましくは、型温度センサ34から得られる各型50の温度データ、潤滑液流量センサ30から得られる各型50の潤滑液データ、ならびに、プレスサイクルごとにカウントされる各型50のショット数データの少なくとも一つをさらに含む。 Cycle measurement data is primary data and includes at least load data obtained from load sensor 20 and vibration data obtained from vibrometer 35 . The cycle measurement data desirably includes temperature data for each die 50 obtained from the die temperature sensor 34, lubricating fluid data for each die 50 obtained from the lubricating fluid flow sensor 30, and each die 50 counted for each press cycle. further includes at least one shot number data of

データ取得部101により取得されたサイクル測定データは、一意に定められた識別番号(以下「サイクルNo.」という)を見出しとして、一次データ記憶部111に時系列に記憶される。各サイクル測定データDT1は、対応する金型パターンデータとともに、一次データ記憶部111に記憶される。金型パターンデータは、上述のように、対象のワークWの品番およびワークパターンを含む。ワークWの品番は、たとえば、鍛造プレス装置10によるプレス運転開始前に、入力部(図示せず)を介してユーザ(作業者または管理者)により入力される。ワークパターンは、鍛造プレス装置10が備えるワークパターン検知手段(図示せず)により検知される。 The cycle measurement data acquired by the data acquisition unit 101 is stored in the primary data storage unit 111 in time series with a unique identification number (hereinafter referred to as “cycle No.”) as an index. Each cycle measurement data DT1 is stored in the primary data storage unit 111 together with the corresponding mold pattern data. The mold pattern data includes the product number and work pattern of the target work W, as described above. The product number of the workpiece W is input by a user (operator or administrator) via an input unit (not shown) before the forging press device 10 starts the press operation, for example. The work pattern is detected by work pattern detection means (not shown) provided in the forging press device 10 .

形式変換部102は、一次データの形式を、機械学習に適した形式の二次データに変換する。具体的には、形式変換部102は、特徴量算出手段として機能し、サイクル測定データDT1に基づいて、予測モデルの説明変数となる複数種類の特徴量を算出する。より具体的には、少なくとも荷重特徴量および振動特徴量を含む複数種類の特徴量を、プレスサイクルごとに算出する。 The format conversion unit 102 converts the format of primary data into secondary data in a format suitable for machine learning. Specifically, the format conversion unit 102 functions as feature amount calculation means, and calculates a plurality of types of feature amounts as explanatory variables of the prediction model based on the cycle measurement data DT1. More specifically, a plurality of types of feature quantities including at least the load feature quantity and the vibration feature quantity are calculated for each press cycle.

形式変換部102により算出される特徴量(二次データ)の種類の詳細を、下記の表1に示す。表1では、特徴量の種類と、種類ごとのデータ項目とが列挙されている。また、各データ項目の型(スカラまたはベクトル)が併記されている。 Details of the types of feature amounts (secondary data) calculated by the format conversion unit 102 are shown in Table 1 below. Table 1 lists the types of feature values and the data items for each type. Also, the type of each data item (scalar or vector) is written together.

Figure 2022113410000002
Figure 2022113410000002

「荷重特徴量」は、荷重センサ20から得られる荷重データに基づき算出可能な指標であり、荷重ピーク値または荷重増加傾きを含む。なお、荷重増加傾きは、成形荷重曲線の立ち上がり位置とピーク位置の2点を通る一次式の傾きとして算出される。本実施の形態では、荷重特徴量は、荷重ピーク値と荷重増加傾きとの両方を含む。これにより、製品の良否に直結する各型50の異常の有無を精度良く予測することが可能であると考えられる。 The "load feature amount" is an index that can be calculated based on the load data obtained from the load sensor 20, and includes a load peak value or a load increase slope. The load increase slope is calculated as the slope of a linear expression passing through two points, the rising position and the peak position of the forming load curve. In the present embodiment, the load feature amount includes both the load peak value and the load increase slope. Therefore, it is considered possible to accurately predict the presence or absence of an abnormality in each die 50, which is directly related to the quality of the product.

「金型接触時間」もまた、荷重センサ20から得られる荷重データに基づき算出可能な指標であり、成形荷重曲線の立ち上がり位置とピーク位置との2点間の時間が、金型接触時間として算出される。このように、金型接触時間は、金型51~53ごとではなく、1つの特徴量として算出される。 The “mold contact time” is also an index that can be calculated based on the load data obtained from the load sensor 20, and the time between two points between the rising position and the peak position of the forming load curve is calculated as the mold contact time. be done. In this way, the mold contact time is calculated not for each of the molds 51 to 53 but as one feature quantity.

「ダイハイト値」の特徴量は、上記ダイハイト変位センサ33からの出力値(ダイハイトデータ)により算出される。荷重特徴量だけでなくダイハイト値を考慮することにより、金型51~53の摩耗の有無をより精度良く予測することが可能になる。 The feature amount of the “die height value” is calculated from the output value (die height data) from the die height displacement sensor 33 . By considering not only the load feature amount but also the die height value, it becomes possible to predict the presence or absence of wear of the dies 51 to 53 with higher accuracy.

「金型温度」の特徴量は、各型50に取り付けられた型温度センサ34から得られる温度データに基づいて算出される。型温度センサ34は、たとえば工程I~IIIそれぞれの下型51b,52b,53bにのみ設けられており、下型51b,52b,53bの温度の特徴量だけが算出されてもよい。各型50(少なくとも下型51b,52b,53b)の温度の特徴量は、たとえば、プレス直前(ワーク搬送中)における、指定エリアの平均温度として算出される。なお、金型温度の特徴量には、平均温度に加え/代えて、最高温度、最低温度などが採用されてもよい。 The “mold temperature” feature amount is calculated based on temperature data obtained from the mold temperature sensor 34 attached to each mold 50 . For example, the mold temperature sensors 34 may be provided only on the lower molds 51b, 52b, and 53b in each of the steps I to III, and only the feature values of the temperatures of the lower molds 51b, 52b, and 53b may be calculated. The feature value of the temperature of each die 50 (at least the lower dies 51b, 52b, 53b) is calculated, for example, as the average temperature of the specified area immediately before pressing (while the workpiece is being conveyed). In addition to/instead of the average temperature, the maximum temperature, the minimum temperature, and the like may be adopted as the feature amount of the mold temperature.

「金型潤滑液量」の特徴量は、各型50への潤滑液路に設けられた潤滑液流量センサ30から得られる潤滑液量データに基づいて算出される。各型50の潤滑液量の特徴量は、たとえばプレス直前(ワーク搬送中)における、型50ごとの潤滑液量(総量)である。 The characteristic value of the “mold lubricating fluid amount” is calculated based on the lubricating fluid amount data obtained from the lubricating fluid flow rate sensor 30 provided in the lubricating fluid passage to each die 50 . The feature amount of the amount of lubricating fluid for each die 50 is, for example, the amount (total amount) of lubricating fluid for each die 50 immediately before pressing (while the workpiece is being conveyed).

「フレーム振動」の特徴量は、フレーム3の左右の支柱3c,3dにそれぞれ設けられた振動計35から得られる振動データに基づいて算出される。左右各々のフレーム振動の特徴量は、たとえば、1サイクルの特定区間における波高ベクトル、時刻ベクトル、および周波数ベクトルのうちの少なくとも一つを含む。なお、表1に示されるように、フレーム振動の特徴量は、波高ベクトルおよび周波数ベクトルの2項目を含むことが望ましいものの、時刻ベクトルおよび周波数ベクトルの2項目を含むようにしてもよい。このように、少なくとも周波数ベクトルを含むことが望ましい。具体的なフレーム振動の特徴量の算出方法の詳細については後述する。 The feature amount of “frame vibration” is calculated based on vibration data obtained from vibration meters 35 provided on the left and right struts 3c and 3d of the frame 3, respectively. The feature quantity of each of the left and right frame vibrations includes, for example, at least one of a wave height vector, a time vector, and a frequency vector in a specific section of one cycle. As shown in Table 1, the feature amount of frame vibration desirably includes two items, wave height vector and frequency vector, but may include two items, time vector and frequency vector. Thus, it is desirable to include at least the frequency vector. The details of a specific method for calculating the feature amount of frame vibration will be described later.

「金型ショット数」の特徴量は、一次データと共通の値であり、各型50のショット数(累計)を含む。 The feature amount of the “number of mold shots” is a value common to the primary data, and includes the number of shots of each mold 50 (total).

形式変換部102により算出された複数種類の特徴量を含むサイクル特徴データDT2は、二次データとして、二次データ記憶部112に記憶される。各サイクル特徴データDT2は、たとえば元のサイクル測定データDT1と同じサイクルNo.および金型パターンデータに関連付けて、二次データ記憶部112に記憶される。 Cycle feature data DT2 including a plurality of types of feature amounts calculated by format conversion section 102 is stored in secondary data storage section 112 as secondary data. Each cycle characteristic data DT2 has, for example, the same cycle No. as the original cycle measurement data DT1. and is stored in the secondary data storage unit 112 in association with the mold pattern data.

結果取得部103は、たとえば、操作部120などの入力手段を介してユーザから入力された金型異常情報を取得する。金型異常情報は、たとえば何番目のプレスサイクルのときに、どの型50に異常が発生したかを示す情報である。結果取得部103は、取得した金型異常情報に基づいて、プレスサイクルごとの金型状態を示す結果データ(以下、「サイクル結果データ」という)を生成する。結果取得部103により生成されたサイクル結果データDT3は、たとえばサイクルNo.に関連付けて、結果データ記憶部113に記憶される。「金型状態」とは、各型50の状態(異常あり/なし)を表わす。なお、各サイクル結果データDT3は、どのサイクル測定データDT1またはサイクル特徴データDT2に対応するデータであるかが識別可能であればよく、サイクルNo.に関連付けて記憶される形態に限定されない。 The result acquisition unit 103 acquires mold abnormality information input by the user via input means such as the operation unit 120, for example. The mold abnormality information is information indicating, for example, in which mold 50 an abnormality occurred in which press cycle. The result acquisition unit 103 generates result data (hereinafter referred to as “cycle result data”) indicating the die state for each press cycle based on the acquired die abnormality information. The cycle result data DT3 generated by the result acquisition unit 103 is, for example, cycle number. , and stored in the result data storage unit 113 . “Mold state” represents the state of each mold 50 (abnormal/abnormal). It should be noted that each cycle result data DT3 only needs to be able to identify which cycle measurement data DT1 or which cycle characteristic data DT2 the cycle result data DT3 corresponds to. is not limited to the form stored in association with.

学習部104は、二次データ記憶部112に記憶された多数のサイクル特徴データDT2、および、結果データ記憶部113に記憶された多数のサイクル結果データDT3を教師データとして、プレスサイクルごとの複数種類の特徴量と金型状態との相関を機械学習する。すなわち、プレスサイクルごとに金型の異常の有無を予測するための予測モデルを生成する。予測モデルの機械学習アルゴリズムとしては、公知のアルゴリズム、たとえばアイソレーションフォレストが用いられる。アイソレーションフォレストは、異常検知に用いられる汎用的な機械学習アルゴリズムである。 The learning unit 104 uses the large number of cycle feature data DT2 stored in the secondary data storage unit 112 and the large number of cycle result data DT3 stored in the result data storage unit 113 as teacher data to obtain a plurality of types of data for each press cycle. machine-learning the correlation between the feature quantity and the mold state. That is, a prediction model is generated for predicting the presence or absence of an abnormality in the mold for each press cycle. A known algorithm such as isolation forest is used as a machine learning algorithm for the prediction model. Isolation forest is a general-purpose machine learning algorithm used for anomaly detection.

本実施の形態では、学習部104は、「金型パターン」ごとに、複数種類の特徴量と金型状態との相関を機械学習し、金型パターンの個数(すなわち、品番とワークパターンとの組み合わせの数)分、予測モデルM1,M2,・・・を生成する。学習部104により生成された複数の予測モデルM1,M2,・・・は、モデル記憶部114に格納される。つまり、モデル記憶部114は、金型パターンを識別する金型識別情報に関連付けて、各予測モデルを記憶する。 In this embodiment, the learning unit 104 machine-learns the correlation between a plurality of types of feature quantities and the mold state for each “mold pattern”, number of combinations), predictive models M1, M2, . . . are generated. A plurality of prediction models M1, M2, . . . generated by learning unit 104 are stored in model storage unit 114. FIG. That is, the model storage unit 114 stores each prediction model in association with the mold identification information that identifies the mold pattern.

上述のデータ取得部101、形式変換部102、結果取得部103、および学習部104の機能は、プロセッサがソフトウェアを実行することにより実現される。操作部120は、たとえばキーボード、マウス、タッチパネルなどのユーザインターフェイスにより構成される。一次データ記憶部111、二次データ記憶部112、結果データ記憶部113、モデル記憶部114は、典型的には、コンピュータが備える不揮発性の記憶装置により構成される。 The functions of the data acquisition unit 101, the format conversion unit 102, the result acquisition unit 103, and the learning unit 104 described above are realized by the processor executing software. Operation unit 120 is configured by a user interface such as a keyboard, mouse, and touch panel, for example. The primary data storage unit 111, the secondary data storage unit 112, the result data storage unit 113, and the model storage unit 114 are typically configured by non-volatile storage devices included in the computer.

(動作について)
図6は、本実施の形態に係る学習装置100による予測モデルの生成方法を示すフローチャートである。図6に示すモデル生成処理は、学習装置100のプロセッサがメモリに予め記憶された学習プログラムを実行することにより実現される。なお、この処理は、操作部120を介してユーザにより学習開始の指示が入力されたことに応じて開始される。本実施の形態では、この処理が開始される前に、一次データ記憶部111に、複数のサイクル測定データDT1がサイクルNo.および金型パターンデータと対応付けて時系列で記憶されているものとする。また、結果データ記憶部113には、複数のサイクル結果データDT3がサイクルNo.と対応付けて記憶されているものとする。
(About operation)
FIG. 6 is a flowchart showing a prediction model generation method by learning device 100 according to the present embodiment. The model generation process shown in FIG. 6 is implemented by the processor of learning device 100 executing a learning program stored in advance in the memory. Note that this processing is started in response to the user inputting an instruction to start learning via the operation unit 120 . In the present embodiment, a plurality of cycle measurement data DT1 are stored in the primary data storage unit 111 before this process is started. and mold pattern data are stored in chronological order. Further, in the result data storage unit 113, a plurality of cycle result data DT3 are stored as cycle numbers. are stored in association with .

図6を参照して、学習装置100は、ワークWの品番およびワークパターンの組み合わせの中から一つの金型パターンを(所定の順序で)特定し(ステップS2)、一次データ記憶部111において、その金型パターンに対応付けられたサイクル測定データDT1を検索する(ステップS4)。 Referring to FIG. 6, learning device 100 identifies one mold pattern (in a predetermined order) from a combination of the product number of workpiece W and the workpiece pattern (step S2), and in primary data storage unit 111, Cycle measurement data DT1 associated with the mold pattern is retrieved (step S4).

その後、形式変換部102が、検索された(対象の)サイクル測定データDT1を、一次データ記憶部111から全て読み出して(ステップS6)、読み出した各サイクル測定データDT1を、サイクル特徴データDT2に変換する(ステップS8)。つまり、形式変換部102は、サイクル測定データDT1に含まれる各データに基づいて、上記表1に示した複数種類の特徴量を算出し、サイクル特徴データDT2として二次データ記憶部112に記録する。ここで、「フレーム振動」の特徴量の算出例について、図7および図8を参照して説明する。 After that, the format conversion unit 102 reads all of the searched (target) cycle measurement data DT1 from the primary data storage unit 111 (step S6), and converts each read cycle measurement data DT1 into cycle feature data DT2. (step S8). That is, the format conversion unit 102 calculates a plurality of types of feature amounts shown in Table 1 above based on each data included in the cycle measurement data DT1, and records them in the secondary data storage unit 112 as the cycle feature data DT2. . Here, a calculation example of the feature amount of "frame vibration" will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG.

図7(A)は、時間軸に沿ったスライド1のストロークを示すグラフである。図7(B),(C)は、図7(A)と同一の時間軸に沿った振動(パルス)の大きさの推移を示すグラフであり、縦軸の単位は一例として「m/s」である。図8(B)は、図7(A)と同じく、スライド1のストロークを示すグラフである。図8(A)は、同一の時間軸に沿ったブレーキ緩み信号を示すグラフである。図8(C)は、図7(B),(C)と同じく、振動(パルス)の大きさの推移を示すグラフである。図8(D)は、周波数を横軸(単位:Hz)としたパワースペクトル密度の推移を示すグラフである。なお、ここでは、たとえばフレーム3の後方左側の支柱3cに取り付けられた振動計35が検知した振動を示しているものとする。 FIG. 7A is a graph showing strokes of slide 1 along the time axis. 7B and 7C are graphs showing changes in the magnitude of vibration (pulse) along the same time axis as in FIG. 7A. 2 ”. FIG. 8(B) is a graph showing the stroke of slide 1, like FIG. 7(A). FIG. 8A is a graph showing the brake slack signal along the same time axis. FIG. 8(C) is a graph showing changes in the magnitude of vibration (pulse), like FIGS. 7(B) and (C). FIG. 8(D) is a graph showing the transition of the power spectral density with the frequency as the horizontal axis (unit: Hz). Here, it is assumed that the vibration detected by the vibrometer 35 attached to the post 3c on the rear left side of the frame 3, for example, is shown.

図7(B)を参照して、波高ベクトルの算出方法について説明する。形式変換部102は、ベースライン(所定値)BLを上回っている区間TSのパルスを抽出し、時間軸に沿って、抽出された区間TSを短冊状にd個に分割する。そして、パルスデータをd次元ベクトル(p=[h,h,・・・,h,・・・,h])に加工し、波高ベクトルを算出する。ただし、「h」は個々の短冊内の平均値とする。 A method of calculating the wave height vector will be described with reference to FIG. 7(B). The format conversion unit 102 extracts a pulse in a section TS exceeding the baseline (predetermined value) BL, and divides the extracted section TS into d strips along the time axis. Then, the pulse data is processed into a d - dimensional vector (p = [h1,h2,..., hj ,...,hd]) to calculate the wave height vector. However, “h j ” is the average value within each strip.

図7(C)を参照して、時刻ベクトルの算出方法について説明する。形式変換部102は、区間TS内のパルスを、波高方向にd個に分割し、この分割線(水平線)と交差する2d個の時間を取得する。そして、時間データを2d次元ベクトル(q=[w,w,・・・,w,・・・,w2d])に加工し、時刻ベクトルを算出する。ただし、「w」には、パルス頂点位置に対する外側の交差点を2つ選択するものとする。たとえば、分割線Lxに注目すると、外側の交差点の時間t1,t4を選択し、時間t2,t3は選択しない。時間t1は、金型51~53の上型がワークWに接触し始める時間に相当し、時間t4は、金型51~53の上型がワークWから離れ始める時間に相当する。 A method of calculating the time vector will be described with reference to FIG. The format conversion unit 102 divides the pulse in the section TS into dw pieces in the wave height direction, and obtains 2dw pieces of time that intersect the division line (horizontal line). Then, the time data is processed into a 2d w -dimensional vector (q=[w 1 , w 2 , . . . , w j , . . . , w 2d ]) to calculate the time vector. However, for 'w j ', select the two outer intersections with respect to the pulse apex position. For example, looking at the dividing line Lx, the outer intersection times t1 and t4 are selected and the times t2 and t3 are not selected. Time t1 corresponds to the time when the upper molds of the molds 51 to 53 start to come into contact with the work W, and time t4 corresponds to the time when the upper molds of the molds 51 to 53 start to separate from the work W.

図8を参照して、周波数ベクトルの算出方法について説明する。形式変換部102は、図8(C)に示す振動波形から、3種類の解析区間、すなわち「ストローク前区間」、「金型接触前区間」、および「金型接触中区間」を切り出す。「ストローク前区間」は、図8(A)に示すブレーキ緩み信号がONとなった時点t11よりも前の区間である。「金型接触前区間」は、時点t11から、図8(B)に示すストローク位置が金型接触位置となった時点t12までの区間である。「金型接触中区間」は、時点t12から、図8(A)に示すブレーキ緩み信号がOFFとなった時点t13までの区間である。 A method of calculating the frequency vector will be described with reference to FIG. The format conversion unit 102 cuts out three types of analysis intervals, that is, a “pre-stroke interval,” a “pre-mold contact interval,” and a “during-mold contact interval,” from the vibration waveform shown in FIG. 8(C). The "pre-stroke section" is a section before time t11 when the brake loosening signal shown in FIG. 8A is turned ON. The “pre-mold contact section” is a section from time t11 to time t12 when the stroke position shown in FIG. 8B becomes the mold contact position. The "during mold contact section" is a section from time t12 to time t13 when the brake loosening signal shown in FIG. 8A is turned OFF.

形式変換部102は、解析区間ごとに、振動信号をフーリエ変換し、パワースペクトル密度PSDを算出する。図8(D)には、周波数が0~fs/2Hzまでのパワースペクトル密度の波形が示されている。「fs」はサンプリング周波数であり、この例では、fs/2=50である。 The format conversion unit 102 Fourier-transforms the vibration signal for each analysis interval and calculates the power spectral density PSD. FIG. 8(D) shows a power spectrum density waveform with a frequency of 0 to fs/2 Hz. "fs" is the sampling frequency, fs/2=50 in this example.

形式変換部102は、たとえば下限周波数fmin=0、上限周波数fmax=fs/2と定めて、この区間FSを短冊状にd個(たとえば20個)に分割し、区間FS内のパワースペクトル密度PSDを、波高ベクトルと同様に、d次元ベクトル(p=[h,h,・・・,h,・・・,h]、ただし「h」は個々の短冊内の平均値)に加工する。これにより、解析区間ごとの周波数ベクトルが得られる。 Format conversion section 102 sets, for example, lower limit frequency f min =0 and upper limit frequency f max =fs/2, divides this section FS into d strips (for example, 20 sections), and converts the power spectrum in section FS to Let the density PSD be a d -dimensional vector (p = [h 1 , h 2 , . . . , h j , . value). Thereby, a frequency vector for each analysis interval is obtained.

なお、3種類の解析区間のうち、金型51~53との関連性が強い「金型接触中区間」の周波数ベクトルのみ算出してもよい。つまり、「ストローク前区間」および「金型接触前区間」の周波数ベクトルは、サイクル特徴データDT2に含めなくてもよい。 Of the three types of analysis intervals, only the frequency vector of the “mold contacting interval” that has a strong relationship with the dies 51 to 53 may be calculated. That is, the frequency vectors of the "pre-stroke interval" and the "pre-mold contact interval" need not be included in the cycle feature data DT2.

また、周波数ベクトルの算出に用いた解析区間を、上記した波高ベクトルの算出に用いてもよい。すなわち、図8(C)に模式的に示すように、各解析区間を短冊状にd個(たとえば20個)に分割し、解析区間ごとに、パルスデータをd次元ベクトルに加工して、波高ベクトルを算出してもよい。この場合も、形式変換部102は、「金型接触中区間」の波高ベクトルのみを算出してもよい。 Also, the analysis interval used for calculating the frequency vector may be used for calculating the above-described wave height vector. That is, as schematically shown in FIG. 8C, each analysis section is divided into d strips (for example, 20 pieces), and the pulse data is processed into a d-dimensional vector for each analysis section, and the wave height A vector may be calculated. Also in this case, the format conversion unit 102 may calculate only the wave height vector of the “during mold contact period”.

上記のような手法で算出された振動波高ベクトル、振動時刻ベクトル、および振動周波数ベクトルの少なくとも一つを含むサイクル特徴データDT2が、対象のサイクル測定データDT1と同じサイクルNo.に対応付けて二次データ記憶部112に記録される。図5に示したように、サイクル特徴データDT2は、対象の金型パターンデータにも対応付けられて記憶されてもよい。 The cycle feature data DT2 including at least one of the vibration wave height vector, vibration time vector, and vibration frequency vector calculated by the above method has the same cycle number as the target cycle measurement data DT1. is recorded in the secondary data storage unit 112 in association with . As shown in FIG. 5, the cycle feature data DT2 may also be stored in association with the target mold pattern data.

再び図6を参照して、次に、学習部104が、ステップS6で読み出したサイクル測定データDT1に対応するサイクル結果データDT3を、結果データ記憶部113から全て読み出す(ステップS10)。具体的には、対象のサイクル測定データDT1と同じサイクルNo.に対応付けられたサイクル結果データDT3を読み出す。これにより、ステップS8で得られた各サイクル特徴データDT2に対応する結果データ(つまり、各型50の異常の有無を示すデータ)が抽出される。 Referring to FIG. 6 again, next, learning unit 104 reads all cycle result data DT3 corresponding to cycle measurement data DT1 read in step S6 from result data storage unit 113 (step S10). Specifically, the same cycle No. as the target cycle measurement data DT1. read out the cycle result data DT3 associated with . As a result, result data corresponding to each cycle feature data DT2 obtained in step S8 (that is, data indicating the presence or absence of abnormality in each die 50) is extracted.

学習部104は、ステップS8で得られたサイクル特徴データDT2と、ステップS10で読み出されたサイクル結果データDT3との相関を機械学習する(ステップS12)。すなわち、学習部104は、複数種類の特徴量を入力とし、各型50(個々の金型)に対する異常の有無、すなわち金型状態を出力とする、予測モデルを生成する。学習部104は、予測モデルを生成すると、ステップS2で特定された金型パターン(品番、ワークパターン)を識別する金型識別情報に関連付けて、モデル記憶部114に記憶する(ステップS14)。 The learning unit 104 machine-learns the correlation between the cycle feature data DT2 obtained in step S8 and the cycle result data DT3 read out in step S10 (step S12). That is, the learning unit 104 receives a plurality of types of feature amounts as input and generates a prediction model that outputs the presence or absence of an abnormality for each mold 50 (individual mold), that is, the mold state. After generating the prediction model, the learning unit 104 stores the model storage unit 114 in association with the mold identification information that identifies the mold pattern (product number, work pattern) identified in step S2 (step S14).

ワークWの品番およびワークパターンの組み合わせのうち、未処理の金型パターンがある場合(ステップS16にてYES)、ステップS2に戻り、上記処理を繰り返す。全ての金型パターンに対する処理が完了すると(ステップS16にてNO)、一連のモデル生成処理を終了する。これにより、モデル記憶部114には、ワークWの品番およびワークパターンの組み合わせの数だけ、予測モデルM1,M2,・・・が記憶される。図5の例では、予測モデルM1が、品番“30”、ワークパターンNo.“15”の学習済モデルであり、予測モデルM2が、品番“80”、ワークパターンNo. “15”の学習済モデルであることが示されている。 If there is an unprocessed die pattern among the combinations of the product number of the work W and the work pattern (YES in step S16), the process returns to step S2 and repeats the above process. When the processing for all mold patterns is completed (NO in step S16), the series of model generation processing ends. As a result, the model storage unit 114 stores prediction models M1, M2, . In the example of FIG. 5, the prediction model M1 is a learned model for product number "30" and work pattern No. "15", and the prediction model M2 is a learned model for product number "80" and work pattern No. "15". shown to be a model.

上述のように、本実施の形態によれば、荷重ピーク値または荷重増加傾きを含む荷重特徴量に加えて、少なくとも、左側(上流側)の支柱3cの振動特徴量と、右側(下流側)の支柱3dの振動特徴量とが、予測モデルの説明変数に用いられる。複数の金型51~53のうちのいずれかに異常が発生すると、その位置(工程)により、左右の振動特徴量に差が生じたり、ほとんど差がなくても両方の振動特徴量が異常値となったりするので、左右の振動特徴量を予測モデルの説明変数に含めることにより、金型51~53のどれに異常が発生したかを予測することができる。また、本実施の形態では、予測モデルの説明変数に、型50ごとの温度データ、潤滑液量データ、およびショット数データの少なくとも一つを加えることにより、金型51~53の上型、下型のいずれに異常が発生したかを精度良く予測することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, in addition to the load feature amount including the load peak value or the load increase slope, at least the vibration feature amount of the left (upstream) strut 3c and the right (downstream) are used as explanatory variables of the prediction model. When an abnormality occurs in one of the plurality of molds 51 to 53, depending on the position (process), there is a difference between the left and right vibration feature amounts, or even if there is almost no difference, both vibration feature amounts are abnormal values. Therefore, it is possible to predict in which of the molds 51 to 53 an abnormality has occurred by including the left and right vibration feature amounts in explanatory variables of the prediction model. In addition, in the present embodiment, by adding at least one of the temperature data, lubricating fluid amount data, and shot number data for each mold 50 to the explanatory variables of the prediction model, the upper and lower molds of the molds 51 to 53 It is possible to accurately predict in which of the molds an abnormality has occurred.

<異常予測装置>
(機能構成について)
図9は、本実施の形態に係る異常予測装置200の機能構成を示すブロック図である。異常予測装置200は、モデル記憶部213と、データ取得部202と、形式変換部203と、予測部204と、出力部230とを主に備えている。
<Abnormality prediction device>
(About functional configuration)
FIG. 9 is a block diagram showing the functional configuration of abnormality prediction device 200 according to the present embodiment. The abnormality prediction device 200 mainly includes a model storage unit 213 , a data acquisition unit 202 , a format conversion unit 203 , a prediction unit 204 and an output unit 230 .

モデル記憶部213は、学習装置100により生成された複数の予測モデルM1,M2,・・・を予め記憶している。モデル記憶部213においても、各予測モデルは、金型識別情報に対応付けて記憶されている。学習装置100および異常予測装置200は、たとえばネットワークを介して接続されており、異常予測装置200の通信部(図示せず)が、学習装置100の通信部(図示せず)から、モデル記憶部114に記憶された予測モデルM1,M2,・・・を受信して、受信した予測モデルM1,M2,・・・をモデル記憶部213に格納している。あるいは、着脱可能な記録媒体を用いて、学習装置100のモデル記憶部114に記憶された予測モデルM1,M2,・・・を、モデル記憶部213に格納してもよい。 The model storage unit 213 pre-stores a plurality of prediction models M1, M2, . . . generated by the learning device 100 . Each prediction model is also stored in the model storage unit 213 in association with the mold identification information. Learning device 100 and anomaly prediction device 200 are connected, for example, via a network. , and stores the received prediction models M1, M2, . . . in the model storage unit 213 . Alternatively, prediction models M1, M2, . . . stored in model storage unit 114 of learning device 100 may be stored in model storage unit 213 using a removable recording medium.

データ取得部202は、プレス機11の運転開始後に、プレスサイクルごとに、学習装置100におけるサイクル測定データDT1と同種の測定データ(サイクル測定データ)DT11を、金型パターンデータとともに取得する。 After the operation of the press machine 11 is started, the data acquisition unit 202 acquires the same type of measurement data (cycle measurement data) DT11 as the cycle measurement data DT1 in the learning device 100 together with the die pattern data for each press cycle.

形式変換部203は、学習装置100の形式変換部102と同様に、特徴量算出手段として機能する。すなわち、サイクル測定データDT11に基づいて、上記表1に示した複数種類の特徴量を算出し、これらの特徴量を含むサイクル特徴データDT12を生成する。 The format conversion unit 203 functions as feature amount calculation means, like the format conversion unit 102 of the learning device 100 . That is, based on the cycle measurement data DT11, a plurality of types of feature quantities shown in Table 1 are calculated, and cycle feature data DT12 including these feature quantities are generated.

予測部204は、まず、取得した金型パターンデータに基づいて、サイクルごとに、金型51~53の異常予測に用いる予測モデルを判別する。具体的には、モデル記憶部213に記憶された複数の予測モデルM1,M2,・・・のうち、今回のサイクルにおける金型パターンに対応する予測モデルを判別する。そして、サイクル特徴データDT12に含まれる複数種類の特徴量を、判別された予測モデルに入力して、金型51~53の異常の有無を予測する。つまり、予測モデルが出力する「金型状態」が、予想結果となる。 First, the prediction unit 204 determines a prediction model to be used for predicting abnormality of the dies 51 to 53 for each cycle based on the acquired die pattern data. Specifically, among the plurality of prediction models M1, M2, . . . Then, the presence or absence of abnormality in the molds 51 to 53 is predicted by inputting the plurality of types of feature amounts included in the cycle feature data DT12 to the discriminated prediction model. In other words, the "mold state" output by the prediction model is the prediction result.

出力部230は、予測部204による予測結果を出力する。出力部230は、プレスサイクルごとに、各型50の異常の有無を出力する。また、表1に列挙したデータ項目の重要度(予測結果への影響度合)や予測結果の確信度をさらに出力してもよい。 The output unit 230 outputs the result of prediction by the prediction unit 204 . The output unit 230 outputs whether or not there is an abnormality in each die 50 for each press cycle. Moreover, the importance of the data items listed in Table 1 (the degree of influence on the prediction result) and the certainty of the prediction result may be further output.

上述のデータ取得部202、形式変換部203、予測部204の機能は、プロセッサがソフトウェアを実行することにより実現される。モデル記憶部213は、典型的には、コンピュータが備える不揮発性の記憶装置により構成される。出力部230は、典型的には、予測結果を表示する表示部により構成される。なお、出力部230は、PLC40を介して、またはPLC40を介することなく、図1に示したモニタリングPC42に予測結果を出力する通信部などにより構成されてもよい。 The functions of the data acquisition unit 202, the format conversion unit 203, and the prediction unit 204 described above are realized by the processor executing software. The model storage unit 213 is typically composed of a non-volatile storage device included in the computer. The output unit 230 is typically configured by a display unit that displays prediction results. In addition, the output part 230 may be comprised by the communication part etc. which output a prediction result to monitoring PC42 shown in FIG.

(動作について)
図10は、本実施の形態に係る異常予測装置200による金型51~53の異常予測方法を示すフローチャートである。図10に示す異常予測処理は、異常予測装置200のプロセッサがメモリに予め記憶された異常予測プログラムを実行することにより実現される。
(About operation)
FIG. 10 is a flow chart showing an abnormality prediction method for the dies 51 to 53 by the abnormality prediction device 200 according to the present embodiment. The abnormality prediction process shown in FIG. 10 is implemented by executing an abnormality prediction program pre-stored in the memory by the processor of the abnormality prediction device 200 .

図10を参照して、プレス機11の運転が開始されると、データ取得部202が、鍛造プレス装置10が備える所定のセンサ類からの出力データを含むサイクル測定データDT11を、金型パターンデータとともに取得する(ステップS26)。 Referring to FIG. 10, when the operation of press machine 11 is started, data acquiring unit 202 converts cycle measurement data DT11 including output data from predetermined sensors included in forging press machine 10 into die pattern data. (Step S26).

続いて、形式変換部203は、ステップS26においてデータ取得部202が取得したサイクル測定データDT11を、サイクル特徴データDT12に変換する(ステップS28)。つまり、形式変換部203は、サイクル測定データDT11に含まれる各データに基づいて、上記表1に示した複数種類の特徴量を算出する。 Subsequently, the format conversion unit 203 converts the cycle measurement data DT11 acquired by the data acquisition unit 202 in step S26 into cycle feature data DT12 (step S28). That is, the format conversion unit 203 calculates a plurality of types of feature amounts shown in Table 1 above based on each data included in the cycle measurement data DT11.

また、予測部204は、ステップS26においてデータ取得部202が取得した金型パターンデータに基づいて、モデル記憶部213に記憶された複数の予測モデルM1,M2,・・・のうち、今回使用する予測モデルを判別する(ステップS29)。予測モデルの判別処理は、データ形式の変換処理と並行して行われてもよい。 Also, the prediction unit 204 selects the model to be used this time among the plurality of prediction models M1, M2, . . . A prediction model is discriminated (step S29). The prediction model discrimination process may be performed in parallel with the data format conversion process.

予測部204は、ステップS28で得られたサイクル特徴データDT12(つまり、1サイクル分の複数種類の特徴量)を、ステップS29で判別された予測モデルに入力し、プレスサイクルごとに、各型50の異常の有無を予測する(ステップS30)。 The prediction unit 204 inputs the cycle feature data DT12 obtained in step S28 (that is, a plurality of types of feature amounts for one cycle) to the prediction model determined in step S29, and performs each die 50 for each press cycle. Presence or absence of abnormality is predicted (step S30).

出力部230は、予測モデルの出力である予測結果、すなわち各型50の異常の有無を出力する(ステップS32)。一例として、図9に示されるように、金型51の上型(金型I上)、金型51の下型(金型I下)、金型52の上型(金型II上)、・・・、金型53の下型(金型III下)それぞれについて、異常の有無が表示される。これにより、異常の可能性のある型50を容易に特定することができる。なお、上型、下型の区別なく、金型51~53の異常予測結果を出力してもよい。 The output unit 230 outputs the prediction result, which is the output of the prediction model, that is, the presence or absence of abnormality in each mold 50 (step S32). As an example, as shown in FIG. 9, the upper mold of mold 51 (upper mold I), the lower mold of mold 51 (lower mold I), the upper mold of mold 52 (upper mold II), . . , the presence or absence of abnormality is displayed for each of the lower molds of the mold 53 (lower mold III). This makes it possible to easily identify the type 50 that may be abnormal. The abnormality prediction results for the molds 51 to 53 may be output without distinguishing between the upper mold and the lower mold.

また、出力部230は、表1に列挙したデータ項目の、ステップS30での予測結果(予測モデルの出力)への影響度合を、たとえばグラフ化して出力するとともに、ステップS30での予測結果の確信度を、数値(%)として出力する(ステップS33)。確信度は、型50ごとの予測結果(異常あり/異常なし)に対して出力されてもよい。 In addition, the output unit 230 outputs the degree of influence of the data items listed in Table 1 on the prediction result (output of the prediction model) in step S30, for example, as a graph, and outputs the degree of influence of the prediction result in step S30. degree is output as a numerical value (%) (step S33). A certainty factor may be output for prediction results (abnormal/no abnormal) for each type 50 .

このように、本実施の形態では、i)金型51~53の異常予測結果、ii)予測結果に対する各データ項目の重要度、iii)予測結果の確信度、が出力される。これにより、予測結果に対する措置を容易に講ずることができる。 In this way, in the present embodiment, i) the result of prediction of abnormality of the molds 51 to 53, ii) the degree of importance of each data item with respect to the result of prediction, and iii) the degree of certainty of the result of prediction are output. Accordingly, it is possible to easily take measures for the prediction result.

上記ステップS26~S33の処理は、プレス運転が終了するまで繰り返し実行される(ステップS34にてNO)。 The processes of steps S26 to S33 are repeatedly executed until the press operation ends (NO in step S34).

以上説明したように、本実施の形態に係る金型異常予測システムSYSは、学習装置100を備えている。そのため、異常予測装置200は、学習装置100が生成した予測モデルを用いることにより、作業者の経験に頼ることなく金型51~53の異常を検出(予測)することができる。金型51~53は、他のパーツに比べて故障頻度が高いため、本実施の形態によれば、作業者の負担を軽減することができる。 As described above, the mold abnormality prediction system SYS according to this embodiment includes the learning device 100 . Therefore, by using the prediction model generated by the learning device 100, the abnormality prediction device 200 can detect (predict) the abnormality of the molds 51 to 53 without relying on the experience of the operator. Since the dies 51 to 53 have a higher failure frequency than other parts, the burden on the operator can be reduced according to this embodiment.

また、本実施の形態では、金型51~53の異常の有無を、プレスサイクルごとにリアルタイムで予測できるので、金型51~53の異常を早期に発見することができる。したがって、プレス機11により不良品が量産されてしまうことを防止または抑制できる。なお、予測モデルによりいずれかの型50の異常が予測された場合に、プレス機11の運転を自動で停止するようにしてもよい。 Moreover, in the present embodiment, since the presence or absence of an abnormality in the dies 51 to 53 can be predicted in real time for each press cycle, an abnormality in the dies 51 to 53 can be detected early. Therefore, mass production of defective products by the press machine 11 can be prevented or suppressed. It should be noted that the operation of the press machine 11 may be automatically stopped when any of the molds 50 is predicted to be abnormal by the prediction model.

(変形例)
本実施の形態では、振動計35が、フレーム3の後方側の支柱3c,3dに取り付けられ、後方側の支柱3c,3dの振動特徴量を異常予測に用いる例について説明したが、限定的ではなく、振動計35を正面側の支柱3a,3dに取り付けて、後方側の支柱3c,3dの振動特徴量を異常予測に用いてもよい。あるいは、振動計35を、4本の支柱3a~3dの全てに取り付けて、4本の支柱3a~3dの振動特徴量を異常予測に用いてもよい。
(Modification)
In the present embodiment, the vibration meter 35 is attached to the rear struts 3c and 3d of the frame 3, and the vibration feature amount of the rear struts 3c and 3d is used for abnormality prediction. Alternatively, the vibration meter 35 may be attached to the front struts 3a and 3d, and the vibration feature amounts of the rear struts 3c and 3d may be used for abnormality prediction. Alternatively, the vibration meter 35 may be attached to all four pillars 3a to 3d, and the vibration feature amounts of the four pillars 3a to 3d may be used for abnormality prediction.

また、本実施の形態では、学習部104が、各型50の異常の有無を出力とする予測モデルを生成することとしたが、上型、下型の区別なく、プレス機11が備える工程ごとの金型51~53に対する異常の有無を出力とする予測モデルを生成してもよい。 Further, in the present embodiment, the learning unit 104 generates a prediction model that outputs the presence or absence of an abnormality in each die 50. It is also possible to generate a predictive model whose output is the presence or absence of anomalies in the molds 51 to 53.

また、本実施の形態では、プレス機11が金型51~53を搭載する例について説明したが、金型の個数は3個に限定されない。また、金型は、複数個に限定されず、1個であってもよい。 Further, in the present embodiment, an example in which the press machine 11 mounts the dies 51 to 53 has been described, but the number of dies is not limited to three. Also, the number of molds is not limited to a plurality, and may be one.

また、異常予測装置200のモデル記憶部213には、予め予測モデルM1,M2,・・・が記憶されることとしたが、学習装置100による機械学習に応じて、モデル記憶部213の予測モデルM1,M2,・・・が更新されてもよい。あるいは、異常予測装置200が学習装置100の機能を有していてもよい。 In addition, the prediction models M1, M2, . M1, M2, . . . may be updated. Alternatively, the abnormality prediction device 200 may have the function of the learning device 100 .

また、本実施の形態では、鍛造プレス装置10が異常予測装置200を備えることとしたが、限定的ではなく、異常予測装置200はオフラインで金型51~53の異常の有無を予測してもよい。 Further, in the present embodiment, the forging press apparatus 10 is provided with the abnormality prediction device 200, but the abnormality prediction device 200 may predict the presence or absence of an abnormality in the dies 51 to 53 off-line. good.

なお、学習装置100により実行される学習方法を、プログラムとして提供することもできる。同様に、異常予測装置200により実行される金型51~53の異常予測方法を、プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、CD-ROM(Compact Disc-ROM)などの光学媒体や、メモリカードなどのコンピュータ読取り可能な一時的でない(non-transitory)記録媒体にて記録させて提供することができる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。 The learning method executed by the learning device 100 can also be provided as a program. Similarly, an abnormality prediction method for the dies 51 to 53 executed by the abnormality prediction device 200 can be provided as a program. Such a program can be provided by being recorded on an optical medium such as a CD-ROM (Compact Disc-ROM) or a computer-readable non-transitory recording medium such as a memory card. The program can also be provided by downloading via a network.

本発明にかかるプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム(OS)の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずOSと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。 The program according to the present invention may call necessary modules out of program modules provided as part of an operating system (OS) of a computer in a predetermined sequence at a predetermined timing to execute processing. . In that case, the program itself does not include the above module, and the process is executed in cooperation with the OS. Programs that do not include such modules may also be included in the programs according to the present invention.

また、本発明にかかるプログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。 Also, the program according to the present invention may be provided by being incorporated into a part of another program. Even in that case, the program itself does not include the modules included in the other program, and the processing is executed in cooperation with the other program. A program incorporated in such other programs may also be included in the program according to the present invention.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.

3 フレーム、3a,3b,3c,3d 支柱、10 鍛造プレス装置、11 プレス機、20 荷重センサ、35 振動計、51,52,53 金型、100 学習装置、101,202 データ取得部、102,203 形式変換部、103 結果取得部、104 学習部、111 一次データ記憶部、112 二次データ記憶部、113 結果データ記憶部、114,213 モデル記憶部、120 操作部、200 異常予測装置、204 予測部、230 出力部、DT1,DT11 サイクル測定データ、DT2,DT12 サイクル特徴データ、DT3 サイクル結果データ、M1,M2 予測モデル、SYS 金型異常予測システム、W ワーク。 3 frames, 3a, 3b, 3c, 3d support, 10 forging press device, 11 press machine, 20 load sensor, 35 vibration meter, 51, 52, 53 mold, 100 learning device, 101, 202 data acquisition unit, 102, 203 format conversion unit 103 result acquisition unit 104 learning unit 111 primary data storage unit 112 secondary data storage unit 113 result data storage unit 114, 213 model storage unit 120 operation unit 200 abnormality prediction device 204 Prediction section 230 Output section DT1, DT11 Cycle measurement data DT2, DT12 Cycle characteristic data DT3 Cycle result data M1, M2 Prediction model SYS Mold abnormality prediction system W Work.

Claims (8)

プレス機に搭載された金型の異常の有無を予測するための予測モデルを機械学習により生成する学習装置であって、
前記プレス機によるプレス運転時にワークに加わる荷重データと前記プレス機のフレームの振動データとを含む測定データを、プレスサイクルごとに取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得された測定データに基づいて、荷重特徴量と振動特徴量とを含む複数種類の特徴量を、プレスサイクルごとに算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量算出手段により算出された複数種類の特徴量と金型状態との相関を機械学習して、プレスサイクルごとに金型の異常の有無を予測するための予測モデルを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された予測モデルを記憶するモデル記憶手段とを備える、学習装置。
A learning device that uses machine learning to generate a prediction model for predicting the presence or absence of an abnormality in a mold mounted on a press,
data acquisition means for acquiring measurement data including load data applied to a workpiece during press operation by the press machine and vibration data of the frame of the press machine for each press cycle;
feature amount calculation means for calculating a plurality of types of feature amounts including a load feature amount and a vibration feature amount for each press cycle based on the measurement data acquired by the data acquisition means;
generating means for generating a prediction model for predicting the presence or absence of an abnormality in the mold for each press cycle by machine-learning the correlation between the plurality of types of feature quantities calculated by the feature quantity calculating means and the mold state; ,
A learning device comprising model storage means for storing the prediction model generated by the generation means.
前記生成手段は、金型パターンごとに、複数種類の特徴量と金型状態との相関を機械学習し、
前記モデル記憶手段は、金型パターンを識別する金型識別情報に関連付けて、予測モデルを記憶する、請求項1に記載の学習装置。
The generating means machine-learns a correlation between a plurality of types of feature quantities and mold states for each mold pattern,
2. The learning device according to claim 1, wherein said model storage means stores a prediction model in association with mold identification information for identifying a mold pattern.
前記プレス機は、複数の金型を搭載する多段式のプレス機であり、
前記生成手段は、複数種類の特徴量を入力とし、個々の金型に対する異常の有無を出力とする予測モデルを生成する、請求項1または2に記載の学習装置。
The press is a multistage press equipped with a plurality of dies,
3. The learning device according to claim 1, wherein said generating means receives a plurality of types of feature quantities as input and generates a prediction model outputting whether or not there is an abnormality in each mold.
前記フレームは、前記複数の金型の上流側および下流側にそれぞれ設けられた第1および第2の支柱を有しており、
前記特徴量算出手段は、前記第1の支柱に取り付けられた振動計からの振動データに基づいて第1の振動特徴量を算出し、前記第2の支柱に取り付けられた振動計からの振動データに基づいて第2の振動特徴量を算出する、請求項3に記載の学習装置。
the frame has first and second struts provided upstream and downstream of the plurality of molds, respectively;
The feature amount calculation means calculates a first vibration feature amount based on vibration data from the vibration meter attached to the first support, and calculates vibration data from the vibration meter attached to the second support. 4. The learning device according to claim 3, wherein the second vibration feature amount is calculated based on.
前記特徴量算出手段は、荷重特徴量および振動特徴量に加えて、金型接触時間、ダイハイト値、金型温度、金型潤滑液量、および、金型ショット数のうちの少なくとも一つをさらに算出する、請求項1~4のいずれかに記載の学習装置。 In addition to the load feature amount and the vibration feature amount, the feature amount calculation means further calculates at least one of a die contact time, a die height value, a die temperature, a die lubricant amount, and a die shot number. The learning device according to any one of claims 1 to 4, which calculates. プレス機に搭載された金型の異常の有無を予測するための金型異常予測装置であって、
請求項1~5のいずれかに記載の学習装置によって生成された予測モデルを記憶する記憶手段と、
前記プレス機によるプレス運転時にワークに加わる荷重データと前記プレス機のフレームの振動データとを含む測定データを、プレスサイクルごとに取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得された測定データに基づいて、荷重特徴量と振動特徴量とを含む複数種類の特徴量を、プレスサイクルごとに算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量算出手段により算出された複数種類の特徴量を、前記記憶手段に記憶された予測モデルに入力して、プレスサイクルごとに金型の異常の有無を予測する予測手段と、
前記予測手段による予測結果を出力する出力手段とを備える、金型異常予測装置。
A mold abnormality prediction device for predicting the presence or absence of an abnormality in a mold mounted on a press,
a storage means for storing a prediction model generated by the learning device according to any one of claims 1 to 5;
data acquisition means for acquiring measurement data including load data applied to a workpiece during press operation by the press machine and vibration data of the frame of the press machine for each press cycle;
feature amount calculation means for calculating a plurality of types of feature amounts including a load feature amount and a vibration feature amount for each press cycle based on the measurement data acquired by the data acquisition means;
prediction means for inputting the plurality of types of feature amounts calculated by the feature amount calculation means into the prediction model stored in the storage means and predicting the presence or absence of an abnormality in the mold for each press cycle;
and output means for outputting a result of prediction by the prediction means.
前記記憶手段には、金型パターンを識別する金型識別情報に関連付けて、複数の予測モデルが記憶されており、
前記プレス機によるプレス運転開始前に、前記複数の予測モデルのうち、今回のプレス運転に対応する金型パターンに基づいて、金型の異常予測に用いる予測モデルを判別するモデル判別手段をさらに備える、請求項6に記載の金型異常予測装置。
The storage means stores a plurality of prediction models in association with mold identification information for identifying mold patterns,
Further comprising a model discriminating means for discriminating a prediction model to be used for predicting an abnormality of the die based on the die pattern corresponding to the current press operation, among the plurality of prediction models, before the press operation is started by the press machine. 7. The mold abnormality prediction device according to claim 6.
プレス機に搭載された金型の異常の有無を予測するための予測モデルを機械学習により生成する学習プログラムであって、
前記プレス機によるプレス運転時にワークに加わる荷重波形データと前記プレス機のフレームの振動波形データとを含む測定データに基づいて、荷重特徴量と振動特徴量とを含む複数種類の特徴量を、プレスサイクルごとに算出するステップと、
算出された複数種類の特徴量と金型状態との相関を機械学習して、プレスサイクルごとに金型の異常の有無を予測するための予測モデルを生成するステップと、
生成された予測モデルをモデル記憶手段に記憶するステップとをコンピュータに実行させる、学習プログラム。
A learning program for generating a prediction model for predicting the presence or absence of an abnormality in a mold mounted on a press machine by machine learning,
Based on the measurement data including the load waveform data applied to the work during the press operation by the press machine and the vibration waveform data of the frame of the press machine, a plurality of types of feature amounts including the load feature amount and the vibration feature amount are calculated. a calculating step for each cycle;
generating a prediction model for predicting the presence or absence of an abnormality in the mold for each press cycle by performing machine learning on the correlation between the calculated multiple types of feature values and the mold state;
A learning program that causes a computer to execute a step of storing the generated prediction model in a model storage means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102574092B1 (en) * 2023-03-14 2023-09-04 주식회사 아이투프럼 Method, device and system for determining mold abnormalities using artificial intelligence-based temperature and vibration sensor data

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