JP2023024706A - Grinding quality estimation model generator, grinding quality estimation device, defective quality occurrence factor presumption device, and operation command data update device of grinder - Google Patents

Grinding quality estimation model generator, grinding quality estimation device, defective quality occurrence factor presumption device, and operation command data update device of grinder Download PDF

Info

Publication number
JP2023024706A
JP2023024706A JP2022206756A JP2022206756A JP2023024706A JP 2023024706 A JP2023024706 A JP 2023024706A JP 2022206756 A JP2022206756 A JP 2022206756A JP 2022206756 A JP2022206756 A JP 2022206756A JP 2023024706 A JP2023024706 A JP 2023024706A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
grinding
workpiece
quality
learning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022206756A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7388528B2 (en
Inventor
祐生 増田
Yuki Masuda
徹 河原
Toru Kawahara
慎二 村上
Shinji Murakami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2019022199A external-priority patent/JP7230555B2/en
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Publication of JP2023024706A publication Critical patent/JP2023024706A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7388528B2 publication Critical patent/JP7388528B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grinding quality estimation model generator which can acquire the grinding quality of a workpiece.
SOLUTION: A grinding quality estimation model generator includes: an actual measurement data acquisition part 120 which acquires actual measurement data, which is created when a workpiece W is ground by an abrasive wheel 16 in a grinder 1 and is at least one of first actual measurement data indicating states of structural members 12, 13, 14, 15 of the grinder 1 and second actual measurement data regarding a ground portion, for each workpiece W for a predetermined time; and a first learning model generation part 150 which generates a first learning model for estimating the grinding quality of the workpiece W by machine learning using the actual data regarding the multiple workpieces W as input data for first learning.
SELECTED DRAWING: Figure 3
COPYRIGHT: (C)2023,JPO&INPIT

Description

本発明は、研削品質推定モデル生成装置、研削品質推定装置、不良品質発生要因推定装置、研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置および動作指令データ更新装置に関するものである。 The present invention relates to a grinding quality estimation model generation device, a grinding quality estimation device, a defective quality occurrence factor estimation device, an operation command data adjustment model generation device for a grinding machine, and an operation command data update device.

研削盤にて砥石車による工作物の研削において、工作物の研削品質が所定条件を満たすようにすることが求められる。例えば、工作物に加工変質層が生じないようにすること、工作物の表面性状(例えば表面粗さ)が所定値以内であること、工作物にびびり模様が生じないようにすること等が求められる。 2. Description of the Related Art When grinding a workpiece with a grinding wheel on a grinder, it is required that the grinding quality of the workpiece satisfies a predetermined condition. For example, it is required to prevent the formation of a process-affected layer on the workpiece, to ensure that the surface properties (for example, surface roughness) of the workpiece are within a predetermined value, and to prevent the occurrence of chatter patterns on the workpiece. be done.

作業者が、研削後の工作物の検査を行うことで、研削品質が所定条件を満たすか否かを確認し、所定条件を満たす場合に良品とすることが行われている。また、特許文献1には、研削を行っている際において測定した研削負荷に基づいて、工作物に加工変質層が生じているか否かを判定することが記載されている。 By inspecting the workpiece after grinding, an operator confirms whether or not the grinding quality satisfies a predetermined condition, and if the predetermined condition is satisfied, the workpiece is regarded as a non-defective product. Further, Patent Document 1 describes determining whether or not a work-affected layer is generated in a workpiece based on the grinding load measured during grinding.

ところで、近年コンピュータの処理速度の向上に伴い、人工知能が急速に発展しており、例えば、特許文献2には、機械学習により、レーザ加工条件データを生成することが記載されている。 By the way, in recent years, along with the improvement of computer processing speed, artificial intelligence has developed rapidly. For example, Patent Document 2 describes generation of laser processing condition data by machine learning.

特開2013-129028号公報JP 2013-129028 A 特開2017-164801号公報JP 2017-164801 A

しかし、特許文献1に記載されているように、研削負荷を用いるだけでは、加工変質層の有無を高精度に判定することができない。加工変質層が生じる要因には、種々の要因が存在するためである。そこで、種々の要因を考慮して、加工変質層の有無等の工作物の研削品質を取得することが求められる。さらに、工作物の研削品質が良好となるような研削条件を得ることが求められる。 However, as described in Patent Document 1, the presence or absence of a work-affected layer cannot be determined with high accuracy only by using the grinding load. This is because there are various factors that cause a work-affected layer. Therefore, it is required to obtain the grinding quality of the workpiece, such as the presence or absence of a work-affected layer, in consideration of various factors. In addition, it is required to obtain grinding conditions such that the grinding quality of the workpiece is good.

本発明は、工作物の研削品質を取得することができる研削品質推定モデル生成装置、および、研削品質推定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、不良品と判別された工作物に不良品質が発生した要因を推定できる不良品質発生要因推定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、工作物の研削品質を用いて、研削品質を向上させることができる研削盤の動作指令データを取得するために、研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置および研削盤の動作指令データ更新装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a grinding quality estimation model generation device and a grinding quality estimation device that can acquire the grinding quality of a workpiece. Another object of the present invention is to provide a defective quality generation factor estimating device capable of estimating the factors that cause defective quality in a workpiece that has been determined to be defective. In addition, the present invention provides an operation command data adjustment model generation device for a grinder and an operation of the grinder to obtain operation command data for the grinder capable of improving the grinding quality by using the grinding quality of the workpiece. An object of the present invention is to provide a command data update device.

(1.研削品質推定モデル生成装置)
研削品質推定モデル生成装置は、研削盤にて砥石車により工作物の研削を行っている際の実測データであって、前記研削盤の構造部材の状態を表す第一実測データ、および、研削部位に関する第二実測データの少なくとも一つである前記実測データを、前記工作物毎に所定期間分取得する実測データ取得部と、複数の前記工作物に関する前記実測データを第一学習用入力データとする機械学習により、前記工作物の研削品質を推定するための第一学習モデルを生成する第一学習モデル生成部とを備える。
(1. Grinding quality estimation model generation device)
The grinding quality estimation model generation device is actually measured data when grinding a workpiece with a grinding wheel in a grinder, which is first measured data representing the state of a structural member of the grinder, and a grinding part. an actual measurement data acquisition unit that acquires the actual measurement data, which is at least one of the second actual measurement data, for each of the workpieces for a predetermined period; a first learning model generation unit that generates a first learning model for estimating the grinding quality of the workpiece by machine learning;

第一学習モデルは、実測データを第一学習用入力データとする機械学習により生成されている。そして、実測データは、研削盤の構造部材の状態を表す第一実測データ、および、研削部位に関する第二実測データの少なくとも一つである。そして、実測データは、工作物毎に所定期間分取得したデータである。例えば、実測データは、工作物毎における研削初期から研削終期までのデータや、粗研の初期から粗研の終期までのデータ等である。従って、1つの工作物の実測データだけでも、多量のデータとなる。さらに、複数の工作物に関する実測データとなれば、極めて多量のデータとなる。しかし、第一学習モデルは、機械学習を用いることによって、複数の工作物に関する多量の実測データを用いるとしても、容易に生成することができる。 The first learning model is generated by machine learning using measured data as first learning input data. The measured data is at least one of first measured data representing the state of the structural member of the grinder and second measured data relating to the grinding portion. The actual measurement data is data acquired for a predetermined period for each workpiece. For example, the actual measurement data includes data from the initial stage of grinding to the final stage of grinding, data from the initial stage of rough grinding to the final stage of rough grinding, and the like. Therefore, even the actual measurement data of one workpiece is a large amount of data. Furthermore, when it comes to actual measurement data for a plurality of workpieces, the amount of data is extremely large. However, by using machine learning, the first learning model can be easily generated even with a large amount of measured data on multiple workpieces.

従って、工作物の研削品質に影響を及ぼす多量の実測データを考慮して第一学習モデルを生成することで、結果として、工作物の研削品質を取得することができる。なお、研削盤の構造部材の状態を表す第一実測データは、例えば、構造部材の振動、構造部材の変形量等である。研削部位に関する第二実測データは、例えば、研削によって変化する工作物の寸法、研削点温度等である。 Therefore, the grinding quality of the workpiece can be obtained as a result by generating the first learning model considering a large amount of actual measurement data that affects the grinding quality of the workpiece. The first measured data representing the state of the structural member of the grinder is, for example, the vibration of the structural member, the amount of deformation of the structural member, and the like. The second measured data on the grinding portion is, for example, the dimensions of the workpiece that change due to grinding, the temperature of the grinding point, and the like.

(2.研削品質推定装置)
研削品質推定装置は、上述した研削品質推定モデル生成装置と、新たな工作物の研削を行っている際の所定期間分の前記実測データである推定用入力データと前記第一学習モデルとを用いて、前記新たな工作物の前記研削品質を推定する研削品質推定部とを備える。機械学習により生成された第一学習モデルを用いることで、新たな工作物に関する多量の実測データである推定用入力データに基づいて、当該新たな工作物の研削品質を推定することができる。
(2. Grinding quality estimation device)
The grinding quality estimation device uses the above-described grinding quality estimation model generation device, the estimation input data that is the actual measurement data for a predetermined period when grinding a new workpiece, and the first learning model. and a grinding quality estimator for estimating the grinding quality of the new workpiece. By using the first learning model generated by machine learning, it is possible to estimate the grinding quality of the new workpiece based on the input data for estimation, which is a large amount of measured data regarding the new workpiece.

(3.不良品質発生要因推定装置)
不良品質発生要因推定装置は、上述した研削品質推定装置であって前記研削品質推定部により推定された前記工作物の前記研削品質に基づいて前記工作物の良否を判別する判別部を有する研削推定装置と、前記研削盤の制御装置により制御される駆動装置の実動作データであって予め取得した良品に関する前記実動作データ、または、予め取得した良品に関する前記実測データに基づいて作成された良品加工データを記憶する良品加工データ記憶部と、前記良品加工データと、前記判別部により不良品と推定された前記工作物に関する前記実動作データまたは実測データである不良品加工データとを比較して、不良品質の発生要因を特定するための加工データ相違情報を抽出する相違情報抽出部とを備える。
(3. Defective Quality Occurrence Factor Estimating Device)
The defective quality occurrence factor estimating device is the grinding quality estimating device described above, and includes a determination unit that determines the quality of the workpiece based on the grinding quality of the workpiece estimated by the grinding quality estimating unit. Machining of non-defective products created based on the actual operation data of the device and the driving device controlled by the control device of the grinding machine, which is obtained in advance and is related to non-defective products, or the actual measurement data related to non-defective products acquired in advance. Comparing a non-defective product processing data storage unit that stores data, the non-defective product processing data, and the defective product processing data that is the actual operation data or actual measurement data regarding the workpiece that is estimated to be a defective product by the discrimination unit, and a difference information extraction unit for extracting processing data difference information for specifying the cause of defective quality.

当該不良品質発生要因推定装置は、相違情報抽出部により抽出された加工データ相違情報を用いて、判別部により不良品と推定された工作物に関して、不良品質が発生した要因を推定することができる。 The defective quality occurrence factor estimating device can use the processing data difference information extracted by the difference information extracting unit to estimate the factors that have caused the defective quality with respect to the workpiece that is estimated to be defective by the determining unit. .

(4.研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置)
研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置は、研削盤にて砥石車により工作物の研削を行う際において、前記研削盤の制御装置への動作指令データを取得する動作指令データ取得部と、前記工作物の研削品質データを前記工作物毎に取得する研削品質データ取得部と、前記工作物毎に、前記研削品質データに応じて前記動作指令データに対する報酬を決定する報酬決定部と、複数の前記工作物に関する前記動作指令データおよび前記報酬を用いた機械学習により、前記報酬を多くするように前記動作指令データを調整するための第二学習モデルを生成する第二学習モデル生成部とを備える。
(4. Grinding Machine Operation Command Data Adjustment Model Generating Device)
The operation command data adjustment model generation device for a grinding machine includes an operation command data acquisition unit for acquiring operation command data for a control device of the grinding machine when grinding a workpiece with a grinding wheel in the grinding machine; a grinding quality data acquisition unit that acquires grinding quality data of a workpiece for each workpiece; a reward determination unit that determines a reward for the operation command data according to the grinding quality data for each workpiece; a second learning model generation unit for generating a second learning model for adjusting the motion command data so as to increase the reward by machine learning using the motion command data and the reward related to the workpiece. .

当該生成装置は、機械学習により、研削盤の動作指令データを調整するための第二学習モデルを生成する。そして、機械学習においては、複数の工作物に関する動作指令データおよび報酬を用いている。従って、多量のデータを用いたとしても、機械学習を適用することにより、第二学習モデルを容易に生成することができる。さらに、機械学習においては、工作物の研削品質データを用いて決定された報酬を多くするように、研削盤の動作指令データが調整されている。従って、研削品質が良好となるような動作指令データを生成することができるようになる。 The generator uses machine learning to generate a second learning model for adjusting the operation command data of the grinding machine. Machine learning uses motion command data and rewards for a plurality of workpieces. Therefore, even if a large amount of data is used, the second learning model can be easily generated by applying machine learning. Additionally, in machine learning, grinder motion command data is adjusted to increase rewards determined using workpiece grinding quality data. Therefore, it is possible to generate operation command data that will improve the grinding quality.

(5.研削盤の動作指令データ更新装置)
研削盤の動作指令データ更新装置は、上述した研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置と、新たな工作物の研削に関する前記動作指令データ、前記新たな工作物の前記研削品質データ、前記報酬、および、前記第二学習モデルを用いて、前記動作指令データの調整を行う動作指令データ調整部とを備える。つまり、機械学習により生成された第二学習モデルを用いて動作指令データが更新される。そのため、研削状態が変化したとしても、動作指令データが現在の研削状態に応じて更新されていく。このように動作指令データが更新されることによって、工作物の研削品質を良好とすることができる。
(5. Grinding Machine Operation Command Data Update Device)
The operation command data update device for the grinder includes the above-described operation command data adjustment model generation device for the grinder, the operation command data regarding the grinding of the new workpiece, the grinding quality data of the new workpiece, the reward, and an action command data adjustment unit that adjusts the action command data using the second learning model. That is, the motion command data is updated using the second learning model generated by machine learning. Therefore, even if the grinding state changes, the operation command data is updated according to the current grinding state. By updating the operation command data in this way, it is possible to improve the grinding quality of the workpiece.

研削盤を示す平面図である。It is a top view which shows a grinder. 第一実施形態の機械学習装置の概要構成を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a machine learning device according to a first embodiment; FIG. 第一実施形態の機械学習装置の学習フェーズの詳細構成を示す機能ブロック図である。3 is a functional block diagram showing the detailed configuration of the learning phase of the machine learning device of the first embodiment; FIG. 第一実施形態の機械学習装置の推定フェーズの詳細構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the detailed structure of the estimation phase of the machine learning apparatus of 1st embodiment. 第二実施形態の機械学習装置の概要構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows a schematic structure of the machine learning apparatus of 2nd embodiment. 第二実施形態の機械学習装置の学習フェーズの詳細構成を示す機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram showing the detailed configuration of the learning phase of the machine learning device of the second embodiment; 第二実施形態の機械学習装置の推定フェーズの詳細構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the detailed structure of the estimation phase of the machine-learning apparatus of 2nd embodiment. 第三実施形態の機械学習装置の概要構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows a schematic structure of the machine-learning apparatus of 3rd embodiment. 第三実施形態の機械学習装置の学習フェーズの詳細構成を示す機能ブロック図である。FIG. 13 is a functional block diagram showing the detailed configuration of the learning phase of the machine learning device of the third embodiment; 第三実施形態の機械学習装置の推定フェーズの詳細構成を示す機能ブロック図である。FIG. 12 is a functional block diagram showing the detailed configuration of the estimation phase of the machine learning device of the third embodiment; 第四実施形態の機械学習装置の概要構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the schematic structure of the machine-learning apparatus of 4th embodiment. 第四実施形態の機械学習装置の学習フェーズの詳細構成を示す機能ブロック図である。FIG. 14 is a functional block diagram showing the detailed configuration of the learning phase of the machine learning device of the fourth embodiment; 第四実施形態の機械学習装置の推定フェーズの詳細構成を示す機能ブロック図である。FIG. 12 is a functional block diagram showing the detailed configuration of the estimation phase of the machine learning device of the fourth embodiment;

(1.第一実施形態)
(1-1.研削盤の構成)
研削盤1の構成について、図1を参照して説明する。研削盤1は、工作物Wを研削するための機械である。研削盤1は、円筒研削盤、カム研削盤等、種々の構成の研削盤を適用できる。本実施形態においては、研削盤1は、砥石台トラバース型の円筒研削盤を例にあげる。ただし、研削盤1は、テーブルトラバース型を適用することもできる。
(1. First embodiment)
(1-1. Configuration of grinding machine)
The configuration of the grinder 1 will be described with reference to FIG. The grinder 1 is a machine for grinding a workpiece W. As the grinder 1, grinders having various configurations such as a cylindrical grinder and a cam grinder can be applied. In the present embodiment, the grinding machine 1 is an example of a wheelhead traverse type cylindrical grinding machine. However, the grinding machine 1 can also apply a table traverse type.

研削盤1は、主として、ベッド11、主軸台12、心押台13、トラバースベース14、砥石台15、砥石車16、定寸装置17、砥石車修正装置18、クーラント装置19、及び、制御装置20を備える。 The grinding machine 1 mainly includes a bed 11, a headstock 12, a tailstock 13, a traverse base 14, a grinding wheel head 15, a grinding wheel 16, a sizing device 17, a grinding wheel correction device 18, a coolant device 19, and a control device. 20.

ベッド11は、設置面上に固定されている。主軸台12は、ベッド11の上面において、X軸方向の手前側(図1の下側)且つZ軸方向の一端側(図1の左側)に設けられている。主軸台12は、工作物WをZ軸回りに回転可能に支持する。工作物Wは、主軸台12に設けられたモータ12aの駆動により回転される。心押台13は、ベッド11の上面において、主軸台12に対してZ軸方向に対向する位置、すなわち、X軸方向の手前側(図1の下側)且つZ軸方向の他端側(図1の右側)に設けられている。つまり、主軸台12および心押台13が、工作物Wを回転可能に両端支持する。 The bed 11 is fixed on the installation surface. The headstock 12 is provided on the upper surface of the bed 11 on the front side in the X-axis direction (lower side in FIG. 1) and one end side in the Z-axis direction (left side in FIG. 1). The headstock 12 supports the workpiece W so as to be rotatable around the Z axis. The workpiece W is rotated by driving a motor 12 a provided on the headstock 12 . The tailstock 13 is located on the upper surface of the bed 11 at a position facing the headstock 12 in the Z-axis direction, i.e., on the front side in the X-axis direction (lower side in FIG. 1). That is, the headstock 12 and the tailstock 13 rotatably support the workpiece W at both ends.

トラバースベース14は、ベッド11の上面において、Z軸方向に移動可能に設けられている。トラバースベース14は、ベッド11に設けられたモータ14aの駆動により移動する。砥石台15は、トラバースベース14の上面において、X軸方向に移動可能に設けられている。砥石台15は、トラバースベース14に設けられたモータ15aの駆動により移動する。砥石車16は、砥石台15に回転可能に支持されている。砥石車16は、砥石台15に設けられたモータ16aの駆動により回転する。砥石車16は、複数の砥粒をボンド材により固定されて構成されている。 The traverse base 14 is provided on the upper surface of the bed 11 so as to be movable in the Z-axis direction. The traverse base 14 is moved by driving a motor 14 a provided on the bed 11 . The wheelhead 15 is provided on the upper surface of the traverse base 14 so as to be movable in the X-axis direction. The wheel head 15 is moved by driving a motor 15 a provided on the traverse base 14 . The grinding wheel 16 is rotatably supported on the grinding wheel head 15 . The grinding wheel 16 is rotated by driving a motor 16 a provided on the grinding wheel head 15 . The grinding wheel 16 is configured by fixing a plurality of abrasive grains with a bond material.

定寸装置17は、工作物Wの寸法(径)を測定する。砥石車修正装置18は、砥石車16の形状を修正する。砥石車修正装置18は、砥石車16のツルーイングを行う装置である。砥石車修正装置18は、ツルーイングに加えて、または、ツルーイングに代えて、砥石車16のドレッシングを行う装置としてもよい。さらに、砥石車修正装置18は、砥石車16の寸法(径)を測定する機能も有する。 The sizing device 17 measures the dimension (diameter) of the workpiece W. As shown in FIG. The grinding wheel modifying device 18 modifies the shape of the grinding wheel 16 . The grinding wheel correction device 18 is a device for truing the grinding wheel 16 . The grinding wheel correction device 18 may be a device for dressing the grinding wheel 16 in addition to or instead of truing. Further, the grinding wheel correction device 18 also has the function of measuring the dimension (diameter) of the grinding wheel 16 .

ここで、ツルーイングは、形直し作業であり、研削によって砥石車16が摩耗した場合に工作物Wの形状に合わせて砥石車16を成形する作業、片摩耗によって砥石車16の振れを取り除く作業等である。ドレッシングは、目直し(目立て)作業であり、砥粒の突き出し量を調整したり、砥粒の切れ刃を創成したりする作業である。ドレッシングは、目つぶれ、目詰まり、目こぼれ等を修正する作業であって、通常ツルーイング後に行われる。 Here, the truing is a reshaping work, such as a work of shaping the grinding wheel 16 in accordance with the shape of the workpiece W when the grinding wheel 16 is worn by grinding, a work of removing runout of the grinding wheel 16 due to uneven wear, and the like. is. Dressing is a dressing (sharpening) work, and is a work of adjusting the protrusion amount of abrasive grains and creating a cutting edge of abrasive grains. Dressing is an operation for correcting blindness, clogging, spillage, etc., and is usually performed after truing.

クーラント装置19は、砥石車16による工作物Wの研削点にクーラントを供給する。クーラント装置19は、回収したクーラントを、所定温度に冷却して、再度研削点に供給する。 The coolant device 19 supplies coolant to the grinding point of the workpiece W by the grinding wheel 16 . The coolant device 19 cools the collected coolant to a predetermined temperature and supplies it to the grinding point again.

制御装置20は、工作物Wの形状、加工条件、砥石車16の形状、クーラントの供給タイミング情報等の動作指令データに基づいて生成されたNCプログラムに基づいて、各駆動装置を制御する。すなわち、制御装置20は、動作指令データを入力し、動作指令データに基づいてNCプログラムを生成し、NCプログラムに基づいて各モータ12a,14a,15a,16aおよびクーラント装置19等を制御することにより工作物Wの研削を行う。特に、制御装置20は、定寸装置17により測定される工作物Wの径に基づいて、工作物Wが仕上げ形状となるまで研削を行う。また、制御装置20は、砥石車16を修正するタイミングにおいて、各モータ14a,15a,16a、および、砥石車修正装置18等を制御することにより、砥石車16の修正(ツルーイングおよびドレッシング)を行う。 The control device 20 controls each driving device based on an NC program generated based on operation command data such as the shape of the workpiece W, machining conditions, the shape of the grinding wheel 16, coolant supply timing information, and the like. That is, the control device 20 receives operation command data, generates an NC program based on the operation command data, and controls the motors 12a, 14a, 15a, 16a, the coolant device 19, etc. based on the NC program. The workpiece W is ground. In particular, the control device 20 grinds the workpiece W based on the diameter of the workpiece W measured by the sizing device 17 until the workpiece W has a finished shape. Further, the control device 20 corrects (truing and dressing) the grinding wheel 16 by controlling the motors 14a, 15a, 16a, the grinding wheel correction device 18, etc. at the timing of correcting the grinding wheel 16. .

また、図1には一部を図示しないが、研削盤1は、後述する各種センサ21,22,23(図3等に示す)を備えている。例えば、研削盤1は、各モータ等の実動作データ、研削盤1を構成する構造部材の状態を示すデータ、定寸装置17、砥石径センサ、温度センサ等を備える。なお、各種センサ等の詳細は、後述する。 1, the grinder 1 includes various sensors 21, 22, 23 (shown in FIG. 3, etc.), which will be described later. For example, the grinder 1 includes actual operation data of each motor and the like, data indicating the state of structural members constituting the grinder 1, a sizing device 17, a grindstone diameter sensor, a temperature sensor, and the like. Details of various sensors and the like will be described later.

(1-2.機械学習装置100の概要)
次に、第一実施形態の機械学習装置100の概要について、図2を参照して説明する。機械学習装置100は、(a)工作物Wの研削品質を推定するための第一学習モデルを生成すると共に、(b)第一学習モデルを用いて工作物Wの研削品質を推定する。機械学習装置100は、研削盤1とは別の装置として構成することもできるし、研削盤1の制御装置20等に組み込まれた装置として構成することもできる。本実施形態においては、機械学習装置100は、研削盤1とネットワーク線により接続されており、各種データの送受信を行う。
(1-2. Overview of machine learning device 100)
Next, an overview of the machine learning device 100 of the first embodiment will be described with reference to FIG. The machine learning device 100 (a) generates a first learning model for estimating the grinding quality of the workpiece W, and (b) estimates the grinding quality of the workpiece W using the first learning model. The machine learning device 100 can be configured as a device separate from the grinding machine 1, or can be configured as a device incorporated in the control device 20 of the grinding machine 1 or the like. In this embodiment, the machine learning device 100 is connected to the grinder 1 via a network line, and transmits and receives various data.

機械学習装置100は、第一学習モデルを生成する第一学習フェーズ101において機能する要素101a,101b,101c、および、研削品質を推定する推定フェーズ102(一般に「推論フェーズ」とも称する)において機能する要素102a,102bを備える。機械学習装置100は、第一学習フェーズ101において機能する要素として、第一学習用入力データを取得する要素101a、第一教師データを取得する要素101b、および、第一学習モデルの生成を行う要素101cを備える。 The machine learning device 100 has elements 101a, 101b, 101c that function in a first learning phase 101 that generates a first learning model, and an estimation phase 102 that estimates the grinding quality (also commonly referred to as an "inference phase"). It comprises elements 102a, 102b. The machine learning device 100 has, as elements that function in the first learning phase 101, an element 101a that acquires first learning input data, an element 101b that acquires first teacher data, and an element that generates a first learning model. 101c.

要素101aにおいて取得される第一学習用入力データは、機械学習に用いられる入力データであって、例えば、動作指令データ、実動作データ、第一実測データ(構造部材の状態を表すデータ)、第二実測データ(研削部位に関するデータ)等である。 The first learning input data acquired by the element 101a is input data used for machine learning, and includes, for example, motion command data, actual motion data, first measured data (data representing the state of structural members), first 2) actual measurement data (data relating to the ground portion), and the like.

要素101bにおいて取得される第一教師データは、教師有り学習における機械学習に用いられる教師データである。第一教師データは、工作物Wの研削品質データであって、例えば、工作物Wの加工変質層データ、工作物Wの表面性状データ、工作物Wのびびり模様データ等である。 The first teacher data acquired in element 101b is teacher data used for machine learning in supervised learning. The first teaching data is grinding quality data of the workpiece W, such as work-affected layer data of the workpiece W, surface texture data of the workpiece W, chatter pattern data of the workpiece W, and the like.

要素101cにおいて生成される第一学習モデルは、第一学習用入力データおよび第一教師データに基づいて、機械学習のうち教師有り学習を行うことによって工作物Wの研削品質を推定するためのモデル(関数)である。ただし、第一学習モデルは、研削品質の分類分けを行うことを目的として、教師無し学習を適用することにより生成することもできる。ただし、教師有り学習を適用する場合には、高精度に研削品質を取得することができる。 The first learning model generated in the element 101c is a model for estimating the grinding quality of the workpiece W by performing supervised learning among machine learning based on the first learning input data and the first teacher data. (function). However, the first learned model can also be generated by applying unsupervised learning for the purpose of classifying the grinding quality. However, when supervised learning is applied, grinding quality can be obtained with high accuracy.

機械学習装置100は、推定フェーズ102において機能する要素として、推定用入力データを取得する要素102a、並びに、研削品質の推定および工作物Wの良否の判別を行う要素102bを備える。要素102aにおいて取得される推定用入力データは、第一学習用入力データと同種のデータであって、学習に用いた工作物Wとは異なる工作物W(新しい工作物W)に関して取得されるデータである。要素102bは、推定用入力データと第一学習モデルとを用いて研削品質を推定すると共に、推定された研削品質に基づいて工作物Wの良否を判別する。要素102bにて用いる第一学習モデルは、第一学習フェーズ101において機械学習によって生成される第一学習モデルである。 The machine learning apparatus 100 includes, as elements that function in the estimation phase 102, an element 102a that acquires input data for estimation, and an element 102b that estimates the grinding quality and determines whether the workpiece W is good or bad. The estimation input data acquired by the element 102a is the same type of data as the first learning input data, and is data acquired for a workpiece W different from the workpiece W used for learning (a new workpiece W). is. The element 102b estimates the grinding quality using the input data for estimation and the first learning model, and determines the quality of the workpiece W based on the estimated grinding quality. The first learning model used in element 102 b is the first learning model generated by machine learning in the first learning phase 101 .

(1-3.機械学習装置100に関連する研削盤1の構成)
機械学習装置100に関連する研削盤1の構成について、図3を参照して説明する。図3に示すように、研削盤1は、制御装置20を備える。制御装置20は、いわゆるCNC(Computerized Numerical Control)装置である。上述したように、制御装置20は、動作指令データに基づいてNCプログラムを生成し、当該NCプログラムに基づいて、各駆動装置12a,14a,15a,16a,17,18(図3では「12a等」と記載する)を制御する。
(1-3. Configuration of grinding machine 1 related to machine learning device 100)
A configuration of the grinder 1 related to the machine learning device 100 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3 , the grinding machine 1 has a control device 20 . The control device 20 is a so-called CNC (Computerized Numerical Control) device. As described above, the control device 20 generates an NC program based on the operation command data, and based on the NC program, each drive device 12a, 14a, 15a, 16a, 17, 18 ("12a etc." in FIG. 3). ”).

各駆動装置12a,14a,15a,16a,17,18が駆動することによって、構造部材12,13,14,15(図3では「15等」を記載する。)が動作する。構造部材12,13,14,15の動作によって、工作物Wが砥石車16による研削が行われる。図3では、工作物Wにおいて砥石車16によって研削される部位が研削部位として示される。 Structural members 12, 13, 14, and 15 (indicated by "15, etc." in FIG. 3) are operated by driving the driving devices 12a, 14a, 15a, 16a, 17, and 18, respectively. The movement of the structural members 12 , 13 , 14 , 15 causes the workpiece W to be ground by the grinding wheel 16 . In FIG. 3, the portion of the workpiece W to be ground by the grinding wheel 16 is shown as the grinding portion.

研削盤1は、さらに、駆動装置12a等の実動作データを検出するセンサ21、構造部材15等の状態(構造部材の状態を表すデータ)を検出するセンサ22、研削によって変化する研削部位Wに関するデータ(研削部位データ)を検出するセンサ23を備える。センサ21は、例えば、モータ12aの駆動電流を検出する電流センサ、モータ12aの現在位置(回転角度)を検出する位置センサ等である。センサ21は、他の駆動装置14a,15a,16a,17,18についても同様の情報を検出する。センサ22は、構造部材15等の振動を検出する振動センサ、構造部材15等の変形量を検出する歪センサ等である。振動センサは、振動に対応する加速度を検出するセンサ、振動に対応する音波を検出するセンサ等を適用できる。センサ23は、研削によって変化する工作物Wの寸法(径)を検出する定寸装置、研削時における研削点温度を検出する温度センサである。 The grinder 1 further includes a sensor 21 for detecting actual operation data of the driving device 12a and the like, a sensor 22 for detecting the state of the structural member 15 and the like (data representing the state of the structural member), and a grinding portion W that changes due to grinding. A sensor 23 for detecting data (grinding part data) is provided. The sensor 21 is, for example, a current sensor that detects the driving current of the motor 12a, a position sensor that detects the current position (rotational angle) of the motor 12a, or the like. The sensor 21 detects similar information for the other drives 14a, 15a, 16a, 17, 18 as well. The sensor 22 is a vibration sensor that detects vibration of the structural member 15 or the like, a strain sensor that detects the amount of deformation of the structural member 15 or the like, or the like. As the vibration sensor, a sensor that detects acceleration corresponding to vibration, a sensor that detects sound waves corresponding to vibration, or the like can be applied. The sensor 23 is a sizing device that detects the dimension (diameter) of the workpiece W that changes due to grinding, and a temperature sensor that detects the grinding point temperature during grinding.

(1-4.機械学習装置100に関連する外部装置2の構成)
機械学習装置100に関連する外部装置2の構成について、図3を参照して説明する。外部装置2は、研削盤1にて砥石車16によって研削された工作物Wの研削品質データを工作物W毎に検出する。研削品質データには、例えば、加工変質層データ(研削焼け等のデータ)、表面性状データ(表面粗さ等のデータ)、びびり模様データ等が含まれる。
(1-4. Configuration of external device 2 related to machine learning device 100)
A configuration of the external device 2 related to the machine learning device 100 will be described with reference to FIG. The external device 2 detects the grinding quality data of each workpiece W ground by the grinding wheel 16 in the grinding machine 1 . The grinding quality data includes, for example, work-affected layer data (grinding burn data, etc.), surface texture data (surface roughness data, etc.), chatter pattern data, and the like.

すなわち、外部装置2は、加工変質層データ(研削焼け、研削による軟化層等に関するデータ)を取得する加工変質層検出器、表面性状データ(表面粗さ等に関するデータ)を取得する表面性状測定器、びびり模様データを取得するびびり検出器等である。なお、外部装置2は、当該データを直接取得する装置としてもよい。また、外部装置2は、相関を有する別データを取得して、当該別データを用いて演算することにより目的のデータを取得する装置、すなわち目的のデータを間接的に取得する装置としてもよい。 That is, the external device 2 includes a work-affected layer detector that acquires work-affected layer data (data relating to grinding burns, softened layer due to grinding, etc.), and a surface texture measuring instrument that acquires surface texture data (data relating to surface roughness, etc.). , a chatter detector for acquiring chatter pattern data, and the like. Note that the external device 2 may be a device that directly acquires the data. Further, the external device 2 may be a device that obtains target data by obtaining another data having correlation and performing calculation using the another data, that is, a device that indirectly obtains the target data.

加工変質層データは、加工変質層の有無に関するデータとしてもよいし、加工変質層の程度に関するスコアとしてもよい。表面性状データは、例えば表面粗さの値そのものとしてもよいし、表面粗さの程度に関するスコアとしてもよい。また、びびり模様データは、びびり模様の有無に関するデータとしてもよいし、びびり模様の程度に関するスコアとしてもよい。各スコアは、例えば、複数段階の評点などで表される。 The work-affected layer data may be data relating to the presence or absence of a work-affected layer, or may be a score relating to the extent of the work-affected layer. The surface texture data may be, for example, the surface roughness value itself, or may be a score relating to the degree of surface roughness. Further, the chatter pattern data may be data regarding the presence or absence of the chatter pattern, or may be a score regarding the degree of the chatter pattern. Each score is represented by, for example, a multi-level score.

(1-5.機械学習装置100の第一学習フェーズ101の詳細構成)
機械学習装置100の第一学習フェーズ101の詳細構成について図3を参照して説明する。ここで、第一学習フェーズ101の構成が、研削品質推定モデル生成装置に相当する。
(1-5. Detailed configuration of first learning phase 101 of machine learning device 100)
A detailed configuration of the first learning phase 101 of the machine learning device 100 will be described with reference to FIG. Here, the configuration of the first learning phase 101 corresponds to the grinding quality estimation model generation device.

第一学習フェーズ101の構成は、第一入力データを取得する第一入力データ取得部130と、研削品質データを取得する研削品質データ取得部140と、第一学習モデル生成部150と、第一学習モデル記憶部160とを備えて構成される。 The configuration of the first learning phase 101 includes a first input data acquisition unit 130 that acquires first input data, a grinding quality data acquisition unit 140 that acquires grinding quality data, a first learning model generation unit 150, and a first A learning model storage unit 160 is provided.

第一入力データ取得部130は、複数の工作物Wに関する第一入力データを、機械学習の第一学習用入力データとして取得する。また、研削品質データ取得部140は、当該複数の工作物Wに関する研削品質データを、機械学習の第一教師データとして取得する。ここで、第一学習用入力データおよび第一教師データは、表1に示すとおりである。表1に示すように、第一学習用入力データは、多数のデータとしているが、表1に示す全てのデータを用いる必要はなく、一部のデータのみを用いるようにしてもよい。 The first input data acquisition unit 130 acquires first input data regarding a plurality of workpieces W as first learning input data for machine learning. In addition, the grinding quality data acquisition unit 140 acquires grinding quality data regarding the plurality of workpieces W as first teacher data for machine learning. Here, the first learning input data and the first teacher data are as shown in Table 1. As shown in Table 1, the first learning input data are a large number of data, but it is not necessary to use all the data shown in Table 1, and only part of the data may be used.

Figure 2023024706000002
Figure 2023024706000002

第一入力データ取得部130は、動作関連データ取得部110と、実測データ取得部120とを備える。動作関連データ取得部110は、制御装置20への動作指令データを取得する動作指令データ取得部111、制御装置20により制御される駆動装置12a等の実動作データをセンサ21から取得する実動作データ取得部112を備える。 The first input data acquisition section 130 includes a motion-related data acquisition section 110 and an actual measurement data acquisition section 120 . The motion-related data acquisition unit 110 acquires the motion command data for the control device 20, and the actual motion data for the drive device 12a controlled by the control device 20 from the sensor 21. An acquisition unit 112 is provided.

動作関連データのうちの動作指令データは、表1に示すように、工程毎の指令切込速度、工程切替時の移動体14,15の指令位置、砥石車16の指令回転速度、工作物Wの指令回転速度、クーラントの供給情報等である。ここで、工作物Wの研削は、例えば、粗研、精研、微研、スパークアウト等の複数の研削工程によって行われる。動作関連データのうちの実動作データは、表1に示すように、モータ12a等の駆動電流、モータ12a等の実位置等である。実動作データ取得部112は、工作物W毎に所定期間分の実動作データを取得する。所定期間分とは、例えば、研削初期から研削終期まで、粗研の初期から粗研の終期まで等である。なお、研削が非定常状態の時には、不安定であるため、定常状態のみを対象としてデータを取得することも可能である。 As shown in Table 1, the operation command data in the operation-related data includes the command cutting speed for each process, the command positions of the moving bodies 14 and 15 at the time of process switching, the command rotation speed of the grinding wheel 16, the workpiece W command rotation speed, coolant supply information, and the like. Here, the workpiece W is ground by a plurality of grinding processes such as coarse grinding, fine grinding, fine grinding, and spark out. As shown in Table 1, the actual operation data in the operation-related data includes the driving current of the motor 12a and the like, the actual position of the motor 12a and the like. The actual operation data acquisition unit 112 acquires actual operation data for each workpiece W for a predetermined period. The predetermined period is, for example, from the beginning of grinding to the end of grinding, from the beginning of rough grinding to the end of rough grinding, and the like. It should be noted that when grinding is in an unsteady state, it is unstable, so it is possible to obtain data only for the steady state.

実測データ取得部120は、第一実測データをセンサ22から取得する第一実測データ取得部121、第二実測データをセンサ23から取得する第二実測データ取得部122を備える。第一実測データは、砥石車16により工作物Wの研削を行っている際の実測データであって、構造部材15等の振動、構造部材15等の変形量等である。第二実測データは、砥石車16により工作物Wの研削を行う際の実測データであって、工作物Wの寸法(径)、研削点温度等である。 The measured data acquisition unit 120 includes a first measured data acquisition unit 121 that acquires first measured data from the sensor 22 and a second measured data acquisition unit 122 that acquires second measured data from the sensor 23 . The first actual measurement data is actual measurement data when the workpiece W is ground by the grinding wheel 16, and includes vibration of the structural member 15 and the like, deformation amount of the structural member 15 and the like. The second actual measurement data is actual measurement data when the workpiece W is ground by the grinding wheel 16, and includes the dimensions (diameter) of the workpiece W, the grinding point temperature, and the like.

第一実測データ取得部121は、第一実測データを、工作物W毎に所定期間分取得する。また、第二実測データ取得部122も、第二実測データを、工作物W毎に所定期間分取得する。第一実測データおよび第二実測データは、上述した実動作データと同一の所定期間の分だけ取得される。所定期間は、上述したように、例えば、研削初期から研削終期まで、粗研の初期から粗研の終期まで等である。 The first measured data acquisition unit 121 acquires the first measured data for each workpiece W for a predetermined period. The second measured data acquisition unit 122 also acquires the second measured data for each workpiece W for a predetermined period. The first measured data and the second measured data are acquired for the same predetermined period as the actual operation data described above. As described above, the predetermined period is, for example, from the beginning of grinding to the end of grinding, or from the beginning of rough grinding to the end of rough grinding.

研削品質データ取得部140は、外部装置2によって取得された複数の工作物Wに関する研削品質データを、教師有り学習の第一教師データとして取得する。つまり、研削品質データ取得部140は、例えば、加工変質層データ(研削焼け、研削による軟化層等に関するデータ)、表面性状データ(表面粗さ等のデータ)、びびり模様データ等を、第一教師データとして取得する。 The grinding quality data acquisition unit 140 acquires the grinding quality data regarding the plurality of workpieces W acquired by the external device 2 as first teacher data for supervised learning. That is, the grinding quality data acquisition unit 140, for example, acquires process-affected layer data (data related to grinding burn, softened layer due to grinding, etc.), surface texture data (data such as surface roughness), chatter pattern data, etc., as the first teacher. Get it as data.

第一学習モデル生成部150は、教師有り学習を行って、第一学習モデルを生成する。詳細には、第一学習モデル生成部150は、第一入力データ取得部130が取得した複数の工作物Wに関する第一入力データを第一学習用入力データとし、且つ、研削品質データ取得部140が取得した複数の工作物Wに関する研削品質データを第一教師データとする機械学習により、工作物Wの研削品質を推定するための第一学習モデルを生成する。 The first learning model generation unit 150 performs supervised learning to generate a first learning model. Specifically, the first learning model generation unit 150 uses the first input data regarding the plurality of workpieces W acquired by the first input data acquisition unit 130 as the first learning input data, and the grinding quality data acquisition unit 140 A first learning model for estimating the grinding quality of the workpiece W is generated by machine learning using the acquired grinding quality data on the plurality of workpieces W as the first training data.

つまり、第一学習モデル生成部150は、動作指令データ、実動作データ、第一実測データ、第二実測データを第一学習用入力データとし、且つ、研削品質データを第一教師データとする機械学習により、第一学習モデルを生成する。第一学習モデルは、第一学習用入力データと第一教師データとの関係を示すモデルである。 That is, the first learning model generation unit 150 uses the motion command data, the actual motion data, the first actual measurement data, and the second actual measurement data as the first input data for learning, and the grinding quality data as the first teaching data. Learning generates a first learning model. The first learning model is a model that indicates the relationship between the first learning input data and the first teacher data.

ここで、第一学習用入力データのうち、少なくとも、実動作データ、第一実測データおよび第二実測データは、工作物W毎の所定期間分のデータである。従って、1つの工作物Wに関する第一学習用入力データだけでも、多量のデータとなる。さらに、複数の工作物Wに関する第一学習用入力データとなれば、極めて多量のデータとなる。しかし、第一学習モデルは、機械学習を用いることによって、複数の工作物Wに関する多量の第一学習用入力データを用いるとしても、容易に生成することができる。従って、後述するが、工作物Wの研削品質に影響を及ぼす多量の第一学習用入力データを考慮して第一学習モデルを生成することで、結果として、工作物Wの研削品質を取得することができる。 Here, among the first learning input data, at least the actual operation data, the first actual measurement data, and the second actual measurement data are data for each workpiece W for a predetermined period. Therefore, even the first learning input data for one workpiece W is a large amount of data. Furthermore, if it becomes the first learning input data for a plurality of workpieces W, it will be an extremely large amount of data. However, by using machine learning, the first learning model can be easily generated even with a large amount of first learning input data regarding a plurality of workpieces W. FIG. Therefore, as will be described later, the grinding quality of the workpiece W is obtained by generating the first learning model in consideration of a large amount of first learning input data that affects the grinding quality of the workpiece W. be able to.

第一学習モデルは、工作物Wの研削品質として、工作物Wの加工変質層の状態、工作物Wの表面性状、および、工作物Wのびびり模様状態を推定するためのモデルである。ただし、第一学習モデルは、これら全ての研削品質を推定する場合に限られず、これらの一部のみの研削品質を推定するようにしてもよい。そして、第一学習モデル生成部150によって生成された第一学習モデルは、第一学習モデル記憶部160に記憶される。 The first learning model is a model for estimating the state of the work-affected layer of the workpiece W, the surface texture of the workpiece W, and the chatter pattern state of the workpiece W as the grinding quality of the workpiece W. However, the first learning model is not limited to estimating the grinding qualities of all of them, and may estimate the grinding qualities of only some of them. The first learning model generated by the first learning model generation unit 150 is stored in the first learning model storage unit 160 .

また、取得する所定期間が、研削初期から研削終期までである場合には、第一学習モデルは、全ての研削工程を考慮したモデルとなる。一方、取得する所定期間が、例えば粗研の初期から粗研の終期までである場合には、第一学習モデルは、粗研工程のみを考慮した学習モデルとなる。研削品質に影響を及ぼす工程を特定したい場合には、工程毎に第一学習モデルを取得するようにしてもよい。 Moreover, when the predetermined period to be acquired is from the initial stage of grinding to the final stage of grinding, the first learning model is a model that considers all grinding processes. On the other hand, if the predetermined period to be acquired is, for example, from the beginning of rough polishing to the end of rough polishing, the first learning model is a learning model that considers only the rough polishing process. If it is desired to specify the process that affects the grinding quality, the first learning model may be obtained for each process.

(1-6.機械学習装置100の推定フェーズ102の詳細構成)
機械学習装置100の推定フェーズ102の詳細構成について図4を参照して説明する。ここで、第一学習フェーズ101の構成および推定フェーズ102の構成が、研削品質推定装置に相当する。第一学習フェーズ101の構成は、上述したとおりである。
(1-6. Detailed configuration of estimation phase 102 of machine learning device 100)
A detailed configuration of the estimation phase 102 of the machine learning device 100 will be described with reference to FIG. Here, the configuration of the first learning phase 101 and the configuration of the estimation phase 102 correspond to the grinding quality estimation device. The configuration of the first learning phase 101 is as described above.

推定フェーズ102の構成は、第一入力データを取得する第一入力データ取得部130と、第一学習モデル記憶部160と、研削品質推定部170と、判別部180とを備えて構成される。第一入力データ取得部130は、新たな工作物Wの研削における第一入力データを所定期間分取得しており、第一学習フェーズ101において説明した内容と実質的に同一である。ここでの所定期間とは、第一学習フェーズ101における所定期間と同一とする。第一学習モデル記憶部160は、第一学習フェーズ101において説明したように、第一学習モデル生成部150によって生成された第一学習モデルを記憶する。 The configuration of the estimation phase 102 includes a first input data acquisition unit 130 that acquires first input data, a first learning model storage unit 160, a grinding quality estimation unit 170, and a discrimination unit 180. The first input data acquisition unit 130 acquires the first input data for the grinding of the new workpiece W for a predetermined period of time, and the content is substantially the same as that described in the first learning phase 101 . The predetermined period here is the same as the predetermined period in the first learning phase 101 . The first learning model storage unit 160 stores the first learning model generated by the first learning model generation unit 150 as described in the first learning phase 101 .

研削品質推定部170は、新たな工作物Wの研削を行っている際の所定期間分の第一入力データを推定用入力データとし、第一学習モデル記憶部160に記憶されている第一学習モデルを用いることで、新たな工作物Wの研削品質を推定する。ここで、第一学習モデルは、上述したように、第一学習用入力データと、第一教師データとの関係を示すモデルである。そして、第一学習モデルは、第一教師データである研削品質データとして、工作物Wの加工変質層の状態、工作物Wの表面性状、および、工作物Wのびびり模様状態に関するモデルである。 The grinding quality estimating unit 170 uses the first input data for a predetermined period during the grinding of the new workpiece W as input data for estimation, and uses the first learning model stored in the first learning model storage unit 160 as input data for estimation. Using the model, the grinding quality of the new workpiece W is estimated. Here, the first learning model is a model that indicates the relationship between the first learning input data and the first teacher data, as described above. The first learning model is a model relating to the condition of the work-affected layer of the workpiece W, the surface texture of the workpiece W, and the chatter pattern condition of the workpiece W as the grinding quality data, which is the first teaching data.

そこで、研削品質推定部170は、研削品質として、工作物Wの加工変質層の状態、工作物Wの表面性状、および、工作物Wのびびり模様状態を推定する。ただし、研削品質推定部170は、当該全ての研削品質を推定するのではなく、一部の研削品質のみを推定するようにしてもよい。例えば、研削品質推定部170は、加工変質層の状態のみを推定するようにしてもよい。この場合、第一学習モデルが、加工変質層の状態のみを推定するようなモデルとして生成されていることになる。 Therefore, the grinding quality estimator 170 estimates the state of the work-affected layer of the workpiece W, the surface texture of the workpiece W, and the chatter pattern state of the workpiece W as the grinding quality. However, the grinding quality estimator 170 may estimate only part of the grinding quality instead of estimating the entire grinding quality. For example, the grinding quality estimator 170 may estimate only the state of the work-affected layer. In this case, the first learning model is generated as a model that estimates only the state of the work-affected layer.

研削品質推定部170は、上記のように、複数の対象を推定している。機械学習を適用して生成された第一学習モデルを用いることにより、研削品質推定部170は、複数の対象を容易に推定することができる。このように、機械学習装置100は、複雑化された対象を一度に推定することができる。 The grinding quality estimator 170 estimates a plurality of targets as described above. By using the first learning model generated by applying machine learning, the grinding quality estimator 170 can easily estimate a plurality of targets. In this way, machine learning device 100 can estimate a complicated target at once.

判別部180は、研削品質推定部170により推定された工作物Wの研削品質に基づいて工作物Wの良否を判別する。例えば、判別部180は、推定された加工変質層の状態に基づいて、工作物Wに加工変質層が存在している(所定条件を満たしていない)と判別された場合には、当該工作物Wは不良品と判別する。また、判別部180は、推定された表面性状が所定条件を満たしていないと判別された場合には、当該工作物Wは不良品と判別する。また、判別部180は、推定されたびびり模様状態に基づいて、びびり模様が存在している(所定条件を満たしていない)と判別された場合には、当該工作物Wは不良品と判別する。 The determining unit 180 determines whether the workpiece W is good or bad based on the grinding quality of the workpiece W estimated by the grinding quality estimating unit 170 . For example, when it is determined that a work-affected layer exists in the workpiece W (does not satisfy a predetermined condition) based on the estimated state of the work-affected layer, the determination unit 180 determines that the work-affected layer W is determined to be defective. Further, when it is determined that the estimated surface texture does not satisfy the predetermined condition, the determination unit 180 determines that the workpiece W is defective. Further, when it is determined that a chatter pattern exists (does not satisfy a predetermined condition) based on the estimated chatter pattern state, the determining unit 180 determines that the workpiece W is defective. .

一方、判別部180は、加工変質層の状態、表面性状、および、びびり模様状態に関して各条件を満たす場合に、当該工作物Wは良品と判別する。このように、機械学習を適用して生成された第一学習モデルを用いることにより、複数の条件について、容易に判別することができる。 On the other hand, the discrimination unit 180 discriminates the workpiece W as a non-defective product when each condition regarding the state of the work-affected layer, the surface texture, and the chatter pattern state is satisfied. By using the first learning model generated by applying machine learning in this way, it is possible to easily determine a plurality of conditions.

(2.第二実施形態)
(2-1.機械学習装置200の概要)
第二実施形態の機械学習装置200の概要について、図5を参照して説明する。機械学習装置200は、第一実施形態の機械学習装置100と同様に、(a)工作物Wの研削品質を推定するための第一学習モデルを生成すると共に、(b)第一学習モデルを用いて工作物Wの研削品質を推定する。さらに、機械学習装置200は、(c)研削品質が良好となるように、研削盤1の動作指令データを調整するための第二学習モデルを生成すると共に、(d)第二学習モデルを用いて研削品質が良好となるように、研削盤1の動作指令データを更新する。
(2. Second embodiment)
(2-1. Overview of machine learning device 200)
An overview of the machine learning device 200 of the second embodiment will be described with reference to FIG. Like the machine learning device 100 of the first embodiment, the machine learning device 200 (a) generates a first learning model for estimating the grinding quality of the workpiece W, and (b) generates the first learning model. is used to estimate the grinding quality of the workpiece W. Furthermore, the machine learning device 200 (c) generates a second learning model for adjusting the operation command data of the grinder 1 so that the grinding quality is good, and (d) uses the second learning model The operation command data of the grinder 1 is updated so that the grinding quality is improved.

機械学習装置200は、第一学習モデルを生成する第一学習フェーズ101において機能する要素101a,101b,101c、および、研削品質を推定する推定フェーズ102において機能する要素102a,102bを備える。第一学習フェーズ101および推定フェーズ102は、第一実施形態の対応するフェーズと同一構成を有する。 The machine learning device 200 comprises elements 101a, 101b, 101c functioning in a first learning phase 101 for generating a first learning model, and elements 102a, 102b functioning in an estimation phase 102 for estimating grinding quality. The first learning phase 101 and the estimation phase 102 have the same configuration as the corresponding phases of the first embodiment.

また、機械学習装置200は、第二学習モデルを生成する第二学習フェーズ203において機能する要素として、第二学習用入力データを取得する要素203a、第一評価結果データを取得する要素203b、および、第二学習モデルの生成を行う要素203cを備える。 In addition, the machine learning device 200 includes, as elements functioning in the second learning phase 203 that generates the second learning model, an element 203a that acquires the second learning input data, an element 203b that acquires the first evaluation result data, and , an element 203c for generating a second learning model.

要素203aにおいて取得される第二学習用入力データは、機械学習に用いられる入力データであって、例えば、動作指令データ等である。動作指令データは、第一実施形態における表1に示すように、工程毎の指令切込速度、工程切替時の移動体14,15の指令位置、砥石車16の指令回転速度、工作物Wの指令回転速度、クーラントの供給情報等である。動作指令データは、制御装置20にて実行されるNCプログラムを生成するためのデータである。 The second learning input data acquired by the element 203a is input data used for machine learning, and is, for example, operation command data. As shown in Table 1 in the first embodiment, the operation command data includes command cutting speed for each process, command positions of moving bodies 14 and 15 at the time of process switching, command rotational speed of grinding wheel 16, and workpiece W These are command rotation speed, coolant supply information, and the like. The motion command data is data for generating an NC program to be executed by the control device 20. FIG.

要素203bにおいて取得される第一評価結果データは、強化学習における機械学習に用いられる報酬を導き出すための評価結果データである。第一評価結果データは、工作物Wの研削品質データであって、例えば、工作物Wの加工変質層データ、工作物Wの表面性状データ、工作物Wのびびり模様データ等である。要素203cにおいて生成される第二学習モデルは、第二学習用入力データおよび第一評価結果データに基づいて、機械学習のうち強化学習を行うことによって研削盤1の動作指令データを調整するためのモデル(関数)である。 The first evaluation result data acquired in element 203b is evaluation result data for deriving a reward used for machine learning in reinforcement learning. The first evaluation result data is grinding quality data of the workpiece W, such as work-affected layer data of the workpiece W, surface texture data of the workpiece W, chatter pattern data of the workpiece W, and the like. The second learning model generated in the element 203c is for adjusting the operation command data of the grinding machine 1 by performing reinforcement learning among machine learning based on the second learning input data and the first evaluation result data. It is a model (function).

機械学習装置200は、動作指令データを更新する更新フェーズ204において機能する要素として、更新用入力データを取得する要素204a、並びに、動作指令データの更新を行う要素204bを備える。要素204aにおいて取得される更新用入力データは、第二学習用入力データと同種のデータであって、学習に用いた工作物Wとは異なる工作物W(新しい工作物W)に関して取得されるデータである。要素204bは、更新用入力データ、第二学習モデル、および、推定された研削品質を用いて、動作指令データを更新する。要素204bにて用いる第二学習モデルは、第二学習フェーズ203において機械学習によって生成される第二学習モデルである。また、推定された研削品質は、推定フェーズ102において推定された研削品質である。 The machine learning device 200 includes an element 204a that acquires update input data and an element 204b that updates the action command data as elements that function in an update phase 204 that updates the action command data. The update input data acquired in the element 204a is the same type of data as the second learning input data, and is data acquired for a workpiece W different from the workpiece W used for learning (new workpiece W). is. Element 204b updates the motion command data using the update input data, the second learning model, and the estimated grinding quality. The second learning model used in element 204 b is the second learning model generated by machine learning in the second learning phase 203 . Also, the estimated grinding quality is the grinding quality estimated in the estimation phase 102 .

(2-2.機械学習装置200の第一学習フェーズ101の詳細構成)
機械学習装置200の第一学習フェーズ101の詳細構成は、第一実施形態と同一構成である。
(2-2. Detailed configuration of first learning phase 101 of machine learning device 200)
The detailed configuration of the first learning phase 101 of the machine learning device 200 is the same as that of the first embodiment.

(2-3.機械学習装置200の第二学習フェーズ203の詳細構成)
機械学習装置200の第二学習フェーズ203の詳細構成について図6を参照して説明する。ここで、第二学習フェーズ203の構成が、研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置に相当する。
(2-3. Detailed configuration of second learning phase 203 of machine learning device 200)
A detailed configuration of the second learning phase 203 of the machine learning device 200 will be described with reference to FIG. Here, the configuration of the second learning phase 203 corresponds to the operation command data adjustment model generation device of the grinding machine.

第二学習フェーズ203の構成は、動作指令データ取得部111と、研削品質データ取得部140と、報酬決定部210と、第二学習モデル生成部220と、第二学習モデル記憶部230とを備えて構成される。 The configuration of the second learning phase 203 includes an operation command data acquisition unit 111, a grinding quality data acquisition unit 140, a reward determination unit 210, a second learning model generation unit 220, and a second learning model storage unit 230. consists of

動作指令データ取得部111は、研削盤1にて砥石車16により工作物Wの研削を行う際において、研削盤1の制御装置20への動作指令データを取得する。動作指令データ取得部111は、複数の工作物Wに関する動作指令データを、機械学習の第二学習用入力データとして取得する。また、研削品質データ取得部140は、複数の工作物Wに関する研削品質データを、機械学習の第一評価結果データとして取得する。ここで、第二学習用入力データおよび第一評価結果データは、表2に示すとおりである。ここで、表2に示すように、第二学習用入力データは、多数のデータとしているが、表2に示す全てのデータを用いる必要はなく、一部のデータのみを用いるようにしてもよい。 The motion command data acquisition unit 111 acquires motion command data for the control device 20 of the grinder 1 when grinding the workpiece W with the grinding wheel 16 in the grinder 1 . The motion command data acquisition unit 111 acquires motion command data regarding a plurality of workpieces W as second learning input data for machine learning. In addition, the grinding quality data acquisition unit 140 acquires grinding quality data regarding a plurality of workpieces W as first evaluation result data of machine learning. Here, the second learning input data and the first evaluation result data are as shown in Table 2. Here, as shown in Table 2, the second learning input data is a large number of data, but it is not necessary to use all the data shown in Table 2, and only a part of the data may be used. .

Figure 2023024706000003
Figure 2023024706000003

報酬決定部は210、第二学習用入力データである動作指令データおよび第一評価結果データである研削品質データを取得して、研削品質データに応じて、動作指令データに対する報酬を決定する。ここで、報酬は、強化学習において、動作指令データの組み合わせに対する報酬である。そして、当該動作指令データに対応する研削品質データが望ましい結果を導き出した時に、当該動作指令データに対して多くの報酬が付与され、望ましくない結果を導き出した時に、当該動作指令データに対して少ない報酬(マイナスの報酬を含む)が付与される。 The remuneration determination unit 210 acquires the motion command data, which is the second learning input data, and the grinding quality data, which is the first evaluation result data, and determines a remuneration for the motion command data according to the grinding quality data. Here, the reward is a reward for a combination of action command data in reinforcement learning. Then, when the grinding quality data corresponding to the operation command data derives a desired result, a large reward is given to the operation command data, and when an undesirable result is derived, a small reward is given to the operation command data. Rewards (including negative rewards) are given.

例えば、報酬決定部210は、工作物Wの加工変質層データにおいて、加工変質層が無い場合に報酬を多くし、加工変質層が有る場合に報酬を少なくする。また、報酬決定部210は、工作物Wの表面性状データが所定閾値以下の場合に報酬を多くし、表面性状データが所定閾値より大きい場合に報酬を少なくする。さらに、報酬決定部210は、工作物Wのびびり模様データにおいて、びびり模様が無しの場合に報酬を多くし、びびり模様が有りの場合に報酬を少なくする。なお、報酬決定部210は、加工変質層データ、表面性状データ、および、びびり模様データの全てに基づいて報酬を決定してもよいし、これらの何れかのみに基づいて報酬を決定してもよい。 For example, the remuneration determination unit 210 increases the remuneration when there is no work-affected layer in the work-affected layer data of the workpiece W, and decreases the remuneration when there is a work-affected layer. Further, the remuneration determination unit 210 increases the remuneration when the surface texture data of the workpiece W is equal to or less than the predetermined threshold, and decreases the remuneration when the surface texture data is greater than the predetermined threshold. Furthermore, in the chatter pattern data of the workpiece W, the reward determining unit 210 increases the reward when there is no chatter pattern, and decreases the reward when there is a chatter pattern. Note that the remuneration determining unit 210 may determine the remuneration based on all of the work-affected layer data, the surface texture data, and the chatter pattern data, or may determine the remuneration based on only one of these. good.

第二学習モデル生成部220は、機械学習により、報酬を多くするように動作指令データを調整するための第二学習モデルを生成する。第二学習モデル生成部220において、強化学習として、例えば、Q学習、Sarsa、モンテカルロ法等が適用される。 The second learning model generation unit 220 generates a second learning model for adjusting the action command data so as to increase the reward by machine learning. In the second learning model generation unit 220, for example, Q-learning, Sarsa, Monte Carlo method, etc. are applied as reinforcement learning.

ここで、調整前の動作指令データが、第一の工作物Wに関するデータであり、調整後の動作指令データが、第二の工作物Wに関するデータであるとする。第一の工作物Wに関する動作指令データと当該第一の工作物Wの研削品質データとの関係を、第一データ関係とする。第二の工作物Wの動作指令データと当該第二の工作物Wの研削品質データとの関係を、第二データ関係とする。 Here, it is assumed that the operation command data before adjustment is data relating to the first workpiece W, and the operation command data after adjustment is data relating to the second workpiece W. A relationship between the operation command data relating to the first workpiece W and the grinding quality data of the first workpiece W is defined as a first data relationship. A relationship between the operation command data of the second workpiece W and the grinding quality data of the second workpiece W is defined as a second data relationship.

そして、第二学習モデルは、調整前である第一データ関係と調整後である第二データ関係との相互関係を表すモデルである。第二学習モデル生成部220は、調整後である第二の工作物Wの研削品質データが調整前である第一の工作物Wの研削品質データより良好となるように、すなわち報酬が多くなるように、調整前である第一の工作物Wの動作指令データから調整後である第二の工作物Wの動作指令データへの調整方法を学習する。 The second learning model is a model representing the interrelationship between the first data relationship before adjustment and the second data relationship after adjustment. The second learning model generation unit 220 makes the grinding quality data of the second workpiece W after adjustment better than the grinding quality data of the first workpiece W before adjustment, that is, the reward increases. , the method of adjusting the motion command data of the first workpiece W before adjustment to the motion command data of the second workpiece W after adjustment is learned.

ただし、調整後の動作指令データは、調整前の動作指令データに対して、予め設定された制約の範囲内で調整可能とされている。例えば、調整可能なパラメータの一つである指令切込速度においては、調整後の指令切込速度は、調整前の指令切込速度に対して所定割合(例えば±3%)内に制限されている。所定割合は、任意に設定可能である。その他の調整可能なパラメータについても同様である。また、調整可能なパラメータを設定することも可能である。そして、生成された第二学習モデルは、第二学習モデル記憶部230に記憶される。 However, the adjusted operation command data can be adjusted with respect to the unadjusted operation command data within the limits set in advance. For example, for the command cutting speed, which is one of the adjustable parameters, the command cutting speed after adjustment is limited to within a predetermined ratio (eg ±3%) of the command cutting speed before adjustment. there is The predetermined ratio can be set arbitrarily. The same is true for other adjustable parameters. It is also possible to set adjustable parameters. The generated second learning model is stored in the second learning model storage unit 230 .

なお、第二学習モデル生成部220は、後述する更新フェーズ204においても第二学習モデルを学習することも可能である。この場合、第一評価結果データである研削品質データは、推定フェーズ102(第一実施形態にて説明)により得られた研削品質データを用いる。 Note that the second learning model generation unit 220 can also learn the second learning model in the update phase 204 described later. In this case, the grinding quality data obtained by the estimation phase 102 (described in the first embodiment) is used as the grinding quality data, which is the first evaluation result data.

(2-4.機械学習装置200の推定フェーズ102の詳細構成)
機械学習装置200の推定フェーズ102は、第一実施形態の推定フェーズ102と同一である。
(2-4. Detailed configuration of estimation phase 102 of machine learning device 200)
The estimation phase 102 of the machine learning device 200 is the same as the estimation phase 102 of the first embodiment.

(2-5.機械学習装置200の更新フェーズ204の詳細構成)
機械学習装置200の更新フェーズ204の詳細構成について図7を参照して説明する。ここで、第二学習フェーズ203の構成および更新フェーズ204の構成が、研削盤の動作指令データ更新装置に相当する。第二学習フェーズ203の構成は、上述したとおりである。
(2-5. Detailed configuration of update phase 204 of machine learning device 200)
A detailed configuration of the update phase 204 of the machine learning device 200 will be described with reference to FIG. Here, the configuration of the second learning phase 203 and the configuration of the update phase 204 correspond to the operation command data update device for the grinding machine. The configuration of the second learning phase 203 is as described above.

更新フェーズ204の構成は、動作指令データ取得部111と、研削品質データ取得部140と、報酬決定部210と、第二学習モデル記憶部230と、動作指令データ調整部240とを備えて構成される。 The configuration of the update phase 204 includes an operation command data acquisition unit 111, a grinding quality data acquisition unit 140, a reward determination unit 210, a second learning model storage unit 230, and an operation command data adjustment unit 240. be.

動作指令データ取得部111および研削品質データ取得部140は、新たな工作物Wの研削における各データを取得し、第二学習フェーズ203において説明した内容と実質的に同一である。報酬決定部210は、新たな工作物Wの研削において取得した動作指令データおよび研削品質データを用いて、報酬を決定する。すなわち、報酬決定部210は、新たな工作物Wの研削に関して、研削品質データに応じて、動作指令データに対する報酬を決定する。第二学習モデル記憶部230は、第二学習フェーズ203において説明したように、第二学習モデル生成部220によって生成された第二学習モデルを記憶する。 The operation command data acquisition unit 111 and the grinding quality data acquisition unit 140 acquire each data for grinding the new workpiece W, and the contents are substantially the same as those described in the second learning phase 203 . The remuneration determination unit 210 determines remuneration using the motion command data and the grinding quality data acquired in grinding the new workpiece W. That is, the remuneration determination unit 210 determines a remuneration for the operation command data for grinding the new workpiece W according to the grinding quality data. The second learning model storage unit 230 stores the second learning model generated by the second learning model generation unit 220 as described in the second learning phase 203 .

動作指令データ調整部240は、新たな工作物Wの研削に関する動作指令データ、新たな工作物Wの研削品質データ、報酬、および、第二学習モデルを用いて、動作指令データの調整方法を決定し、決定した調整方法に基づいて動作指令データの調整を行う。ここで、第二学習モデルは、報酬が多くなるように、調整前の動作指令データから調整後の動作指令データへの調整方法を学習することによって生成されたモデルである。 The motion command data adjustment unit 240 determines a motion command data adjustment method using motion command data related to grinding of the new workpiece W, grinding quality data of the new workpiece W, remuneration, and the second learning model. Then, the operation command data is adjusted based on the determined adjustment method. Here, the second learning model is a model generated by learning an adjustment method from the action command data before adjustment to the action command data after adjustment so as to increase the reward.

詳細には、動作指令データ調整部240は、現在の動作指令データを調整前の動作指令データとして取得し、そのときの報酬を取得する。この場合に、動作指令データ調整部240は、現在の動作指令データと、現在の動作指令データに対する報酬と、第二学習モデルとを用いて、調整すべき動作指令データを決定する。つまり、調整すべき動作指令データは、現在の動作指令データにおける報酬よりも多くの報酬となるような動作指令データとなる。 Specifically, the action command data adjuster 240 acquires the current action command data as action command data before adjustment, and acquires the reward at that time. In this case, the action command data adjuster 240 uses the current action command data, the reward for the current action command data, and the second learning model to determine the action command data to be adjusted. That is, the action command data to be adjusted is action command data that provides a larger reward than the current action command data.

動作指令データ調整部240の処理において、調整すべき動作指令データとして、報酬が同等となる複数の候補が出力される場合がある。この場合には、例えば、動作指令データ調整部240は、調整するパラメータの優先順位を設定することにより、複数の候補に対して順位付けを行うことができる。例えば、調整するパラメータの優先順位とは、第一位を指令切込速度とし、第二位を工作物Wの指令回転速度とする等である。 In the process of the action command data adjustment unit 240, there are cases where a plurality of candidates with equal rewards are output as action command data to be adjusted. In this case, for example, the action command data adjustment unit 240 can rank the plurality of candidates by setting the priority of parameters to be adjusted. For example, the order of priority of the parameters to be adjusted is such that the commanded cutting speed is first and the command rotation speed of the workpiece W is second.

そして、動作指令データ調整部240は、第一位の候補を、調整すべき動作指令データと決定し、現在の動作指令データを当該調整すべき動作指令データに更新する。そうすると、研削盤1は、更新された動作指令データに基づいて工作物Wの研削を行う。そして、機械学習装置200の更新フェーズ204において、当該工作物Wの研削における各データに基づいて、再び、次の研削における動作指令データを調整する。なお、動作指令データの調整の頻度を設定することもできる。例えば、設定数の工作物Wを研削した後に、動作指令データを調整するようにしてもよい。 Then, the action command data adjuster 240 determines the first candidate as the action command data to be adjusted, and updates the current action command data to the action command data to be adjusted. Then, the grinder 1 grinds the workpiece W based on the updated operation command data. Then, in the update phase 204 of the machine learning device 200, the operation command data for the next grinding is again adjusted based on each data in the grinding of the workpiece W. It is also possible to set the frequency of adjustment of the operation command data. For example, after grinding a set number of workpieces W, the operation command data may be adjusted.

つまり、機械学習装置200の機械学習により生成された第二学習モデルを用いて動作指令データが更新される。そのため、研削状態が変化したとしても、動作指令データが現在の研削状態に応じて更新されていく。このように動作指令データが更新されることによって、工作物Wの研削品質を良好とすることができる。 That is, the motion command data is updated using the second learning model generated by machine learning of the machine learning device 200 . Therefore, even if the grinding state changes, the operation command data is updated according to the current grinding state. By updating the operation command data in this manner, the grinding quality of the workpiece W can be improved.

(3.第三実施形態)
(3-1.機械学習装置300の概要)
第三実施形態の機械学習装置300の概要について、図8を参照して説明する。機械学習装置300は、(a)工作物Wの研削品質を推定するための第一学習モデルを生成すると共に、(b)第一学習モデルを用いて工作物Wの研削品質を推定する。さらに、機械学習装置300は、(e)砥石車16の表面状態を推定するための第三学習モデルを生成すると共に、(f)第三学習モデルを用いて砥石車16の表面状態を推定する。さらに、機械学習装置300は、(g)研削品質が良好となるように、且つ、砥石車16の修正または交換の頻度を少なくするように、研削盤1の動作指令データを調整するための第二学習モデルを生成すると共に、(h)第二学習モデルを用いて、研削品質が良好となるように、且つ、砥石車16の修正または交換の頻度を少なくするように、研削盤1の動作指令データを更新する。
(3. Third embodiment)
(3-1. Overview of machine learning device 300)
An overview of the machine learning device 300 of the third embodiment will be described with reference to FIG. The machine learning device 300 (a) generates a first learning model for estimating the grinding quality of the workpiece W, and (b) estimates the grinding quality of the workpiece W using the first learning model. Furthermore, the machine learning device 300 (e) generates a third learning model for estimating the surface state of the grinding wheel 16, and (f) estimates the surface state of the grinding wheel 16 using the third learning model. . Furthermore, the machine learning device 300 (g) adjusts the operation command data of the grinder 1 so as to improve the grinding quality and reduce the frequency of repair or replacement of the grinding wheel 16. Generating two learning models and (h) using the second learning model to operate the grinding machine 1 for better grinding quality and less frequent modification or replacement of the grinding wheel 16. Update command data.

機械学習装置300は、第一学習モデルおよび第三学習モデルを生成する第一学習フェーズ305において機能する要素101a,101b,101c,305d,305eを備える。機械学習装置300は、第一学習フェーズ305において機能する要素として、第一学習用入力データを取得する要素101a、第一教師データを取得する要素101b、第一学習モデルの生成を行う要素101c、第二教師データを取得する要素305d、および、第三学習モデルの生成を行う要素305eを備える。ここで、要素101a,101b,101cは、第一実施形態の対応する要素と同一構成を有する。 The machine learning device 300 comprises elements 101a, 101b, 101c, 305d, 305e that function in a first learning phase 305 to generate a first learning model and a third learning model. The machine learning device 300 includes, as elements that function in the first learning phase 305, an element 101a that acquires first learning input data, an element 101b that acquires first teacher data, an element 101c that generates a first learning model, It has an element 305d for acquiring the second training data and an element 305e for generating the third learning model. Here, the elements 101a, 101b, 101c have the same configuration as the corresponding elements of the first embodiment.

要素305dにおいて取得される第二教師データは、教師有り学習における機械学習に用いられる教師データである。第二教師データは、砥石車16の表面状態を表すデータ(砥石車16の表面状態データ)である。砥石車16の表面状態データは、例えば、目つぶれ、目詰まり、目こぼれ等が生じている状態に関するデータ、目立てすぎの状態に関するデータ等である。 The second teacher data acquired in element 305d is teacher data used for machine learning in supervised learning. The second teaching data is data representing the surface condition of the grinding wheel 16 (surface condition data of the grinding wheel 16). The surface condition data of the grinding wheel 16 includes, for example, data on the condition of crushing, clogging, spillage, etc., and data on the condition of over-grinding.

砥石車16の表面は、工作物Wの研削品質に影響を及ぼす。すなわち、砥石車16の表面状態とは、工作物Wの研削品質に影響を及ぼす程度である。砥石車16の表面状態とは、例えば、目つぶれ、目詰まり、目こぼれ等が生じている状態、目立てすぎの状態等である。そして、砥石車16の表面状態が良好でない場合には、工作物Wの研削品質が低下するおそれがある。従って、砥石車16の表面状態を把握することが求められる。 The surface of the grinding wheel 16 affects the grinding quality of the workpiece W. In other words, the surface condition of the grinding wheel 16 is the extent to which the grinding quality of the workpiece W is affected. The surface state of the grinding wheel 16 is, for example, a state where the grain is crushed, clogged, or loose, or excessively sharpened. If the surface condition of the grinding wheel 16 is not good, the grinding quality of the workpiece W may deteriorate. Therefore, it is required to grasp the surface condition of the grinding wheel 16 .

砥石車16の表面状態が、目つぶれ、目詰まり、目こぼれ等が生じている場合には、ドレッシングを行ったり、ツルーイングにより成形した後にドレッシングを行ったりすることが必要となる。また、砥石車16の表面状態が、目立てすぎの状態であれば、ツルーイングを行うことが必要となる。通常、ツルーイング後には、ドレッシングが行われる。そして、ツルーイング回数が所定回数に到達した場合には、または、ツルーイングにより所定量成形した場合には、砥石車16の交換を行う必要がある。 If the surface condition of the grinding wheel 16 is broken, clogged, loose, etc., it is necessary to perform dressing, or perform dressing after shaping by truing. Also, if the surface condition of the grinding wheel 16 is too sharp, it is necessary to perform truing. Dressing is usually performed after truing. When the number of times of truing reaches a predetermined number, or when a predetermined amount of truing is formed, the grinding wheel 16 needs to be replaced.

そして、砥石車16の寿命を向上するためには、ツルーイングおよびドレッシングを行う回数を少なくすることが求められる。さらに、ツルーイング、ドレッシングおよび砥石車16の交換を行うと、これらに要する時間によって、研削サイクル時間が長くなることになる。当然に、研削サイクル時間を短くすることが求められる。この観点においても、砥石車16の表面状態を把握することが求められる。そこで、要素305dは、砥石車16の表面状態データを第二教師データとして取得することとしている。なお、砥石車16の表面状態データとは、工作物の研削品質に影響を及ぼす程度を示すデータである。 In order to extend the life of the grinding wheel 16, it is required to reduce the number of truing and dressing operations. In addition, the time required for truing, dressing and changing the grinding wheel 16 increases the grinding cycle time. Naturally, there is a desire to shorten the grinding cycle time. From this point of view as well, it is required to grasp the surface condition of the grinding wheel 16 . Therefore, the element 305d acquires the surface condition data of the grinding wheel 16 as the second teacher data. The surface condition data of the grinding wheel 16 is data indicating the degree of influence on the grinding quality of the workpiece.

要素305eにおいて生成される第三学習モデルは、第一学習用入力データおよび第二教師データに基づいて、機械学習のうち教師有り学習を行うことによって砥石車16の表面状態を推定するためのモデル(関数)である。ただし、第三学習モデルは、砥石車16の表面状態の分類分けを行うことを目的として、教師無し学習を適用することにより生成することもできる。ただし、教師有り学習を適用する場合には、高精度に、砥石車16の表面状態を取得することができる。 The third learning model generated in element 305e is a model for estimating the surface state of the grinding wheel 16 by performing supervised learning among machine learning based on the first learning input data and the second teacher data. (function). However, the third learning model can also be generated by applying unsupervised learning for the purpose of classifying the surface condition of the grinding wheel 16 . However, when supervised learning is applied, the surface state of the grinding wheel 16 can be obtained with high accuracy.

機械学習装置300は、第二学習モデルを生成する第二学習フェーズ306において機能する要素203a,203b,306d,306eを備える。機械学習装置300は、第二学習フェーズ306において機能する要素として、第二学習用入力データを取得する要素203a、第一評価結果データを取得する要素203b、第二評価結果データを取得する要素306d、および、第二学習モデルの生成を行う要素306eを備える。ここで、要素203a,203bは、第二実施形態の対応する要素と同一構成を有する。 The machine learning device 300 comprises elements 203a, 203b, 306d, 306e that function in a second learning phase 306 to generate a second learning model. As elements that function in the second learning phase 306, the machine learning device 300 includes an element 203a that acquires second learning input data, an element 203b that acquires first evaluation result data, and an element 306d that acquires second evaluation result data. , and an element 306e for generating a second learning model. Here, the elements 203a, 203b have the same configuration as the corresponding elements of the second embodiment.

要素306dにおいて取得する第二評価結果データは、強化学習における機械学習に用いられる報酬を導き出すための評価結果データである。第二評価結果データは、砥石車16の表面状態データである。要素306eにおいて生成される第二学習モデルは、第二学習用入力データ、第一評価結果データおよび第二評価結果データに基づいて、機械学習のうち強化学習を行うことによって研削盤1の動作指令データを調整するためのモデル(関数)である。 The second evaluation result data acquired in element 306d is evaluation result data for deriving a reward used for machine learning in reinforcement learning. The second evaluation result data is surface condition data of the grinding wheel 16 . The second learning model generated in the element 306e is based on the second learning input data, the first evaluation result data, and the second evaluation result data, and performs reinforcement learning of machine learning to generate an operation command for the grinding machine 1. It is a model (function) for adjusting the data.

機械学習装置300は、研削品質および砥石車16の表面状態を推定する推定フェーズ307において機能する要素として、推定用入力データを取得する要素102a、並びに、研削品質の推定および工作物Wの良否の判別を行う要素102bを備える。ここで、要素102a,102bは、第一実施形態の対応する要素と同一構成を有する。 The machine learning device 300 functions in an estimation phase 307 for estimating the grinding quality and the surface condition of the grinding wheel 16, and includes an element 102a for acquiring input data for estimation, an estimation of the grinding quality, and an evaluation of the quality of the workpiece W. It has an element 102b that makes a decision. Here, the elements 102a, 102b have the same configuration as the corresponding elements of the first embodiment.

さらに、機械学習装置300は、推定フェーズ307において機能する要素として、砥石車16の表面状態の推定、並びに、砥石車16のツルーイングの実行、砥石車16のドレッシングの実行、および、砥石車16の交換の実行を判別する要素307cを備える。要素307cは、推定用入力データと第三学習モデルとを用いて砥石車16の表面状態を推定すると共に、推定された砥石車16の表面状態に基づいて、砥石車16のツルーイングの実行、砥石車16のドレッシングの実行、および、砥石車16の交換の実行を判別する。要素307cにて用いる第三学習モデルは、第一学習フェーズ305において機械学習によって生成される第三学習モデルである。 Furthermore, the machine learning device 300, as elements functioning in the estimation phase 307, estimates the surface state of the grinding wheel 16, executes truing of the grinding wheel 16, executes dressing of the grinding wheel 16, and It has an element 307c that determines whether an exchange is to be performed. The element 307c estimates the surface state of the grinding wheel 16 using the input data for estimation and the third learning model, and performs truing of the grinding wheel 16 based on the estimated surface state of the grinding wheel 16. Determines whether the dressing of the wheel 16 is to be performed and the replacement of the grinding wheel 16 is to be performed. The third learning model used in element 307 c is the third learning model generated by machine learning in the first learning phase 305 .

機械学習装置300は、動作指令データを更新する更新フェーズ308において機能する要素として、更新用入力データを取得する要素204a、並びに、動作指令データの更新を行う要素308cを備える。ここで、要素204aは、第二実施形態の対応する要素と同一構成を有する。要素308cは、更新用入力データ、第二学習モデル、推定された研削品質、および、推定された砥石車16の表面状態を用いて、動作指令データを更新する。要素308cにて用いる第二学習モデルは、第二学習フェーズ306において機械学習によって生成される第二学習モデルである。また、推定された研削品質は、推定フェーズ307において推定された研削品質である。推定された砥石車16の表面状態は、推定フェーズ307において推定された砥石車16の表面状態である。 The machine learning device 300 includes an element 204a that acquires update input data and an element 308c that updates the action command data as elements that function in an update phase 308 that updates the action command data. Here, element 204a has the same configuration as the corresponding element of the second embodiment. Element 308c updates the motion command data using the update input data, the second learning model, the estimated grinding quality, and the estimated grinding wheel 16 surface condition. The second learning model used in element 308 c is the second learning model generated by machine learning in the second learning phase 306 . Also, the estimated grinding quality is the grinding quality estimated in the estimation phase 307 . The estimated surface condition of the grinding wheel 16 is the surface condition of the grinding wheel 16 estimated in the estimation phase 307 .

(3-2.機械学習装置300の第一学習フェーズ305の詳細構成)
機械学習装置300の第一学習フェーズ305の詳細構成について図9を参照して説明する。第一学習フェーズ305の構成は、研削品質推定モデル生成装置、および、砥石車表面状態推定モデル生成装置を構成する。第一学習フェーズ305の構成は、第一入力データ取得部130と、品質データ取得部310と、第一学習モデル生成部150と、第三学習モデル生成部320と、第一学習モデル記憶部160と、第三学習モデル記憶部330とを備えて構成される。
(3-2. Detailed configuration of first learning phase 305 of machine learning device 300)
A detailed configuration of the first learning phase 305 of the machine learning device 300 will be described with reference to FIG. The configuration of the first learning phase 305 constitutes a grinding quality estimation model generation device and a grinding wheel surface state estimation model generation device. The configuration of the first learning phase 305 includes a first input data acquisition unit 130, a quality data acquisition unit 310, a first learning model generation unit 150, a third learning model generation unit 320, and a first learning model storage unit 160. , and a third learning model storage unit 330 .

第一入力データ取得部130は、複数の工作物Wに関する第一入力データを、機械学習の第一学習用入力データとして取得する。品質データ取得部310は、研削品質データを取得する研削品質データ取得部140と、砥石車16の表面状態データを取得する砥石車表面状態データ取得部311とを備える。研削品質データ取得部140は、複数の工作物Wに関する研削品質データを、機械学習の第一教師データとして取得する。また、砥石車表面状態データ取得部311は、工作物W毎に研削後における砥石車16の表面状態を、機械学習の第二教師データとして取得する。ここで、第一学習用入力データ、第一教師データおよび第二教師データは、表3に示すとおりである。 The first input data acquisition unit 130 acquires first input data regarding a plurality of workpieces W as first learning input data for machine learning. The quality data acquisition unit 310 includes a grinding quality data acquisition unit 140 that acquires grinding quality data, and a grinding wheel surface condition data acquisition unit 311 that acquires surface condition data of the grinding wheel 16 . The grinding quality data acquisition unit 140 acquires grinding quality data regarding a plurality of workpieces W as first teacher data for machine learning. Further, the grinding wheel surface state data acquisition unit 311 acquires the surface state of the grinding wheel 16 after grinding for each workpiece W as second training data for machine learning. Here, the first learning input data, the first teacher data and the second teacher data are as shown in Table 3.

Figure 2023024706000004
Figure 2023024706000004

第一入力データ取得部130および研削品質データ取得部140は、第一実施形態の対応する構成と同一構成を有する。砥石車表面状態データ取得部311は、外部装置2によって取得された工作物Wの研削品質データに対応する砥石車16の表面状態データを、教師有り学習の第二教師データとして取得する。 The first input data acquisition unit 130 and the grinding quality data acquisition unit 140 have the same configuration as the corresponding configuration in the first embodiment. The grinding wheel surface condition data acquisition unit 311 acquires the surface condition data of the grinding wheel 16 corresponding to the grinding quality data of the workpiece W acquired by the external device 2 as second teacher data for supervised learning.

砥石車16の表面状態データは、工作物Wの加工変質層の状態に対応する第一表面状態データ、工作物Wの表面性状に対応する第二表面状態データ、および、工作物Wのびびり模様状態に対応する第三表面状態データを含む。ただし、第一表面状態データは、加工変質層データそのものとしてもよいし、加工変質層データに基づいて演算したデータとしてもよい。また、第二表面状態データは、工作物Wの表面性状データそのものとしてもよいし、表面性状データに基づいて演算したデータとしてもよい。第三表面状態データは、びびり模様データそのものとしてもよいし、びびり模様データに基づいて演算したデータとしてもよい。 The surface condition data of the grinding wheel 16 includes first surface condition data corresponding to the condition of the work-affected layer of the workpiece W, second surface condition data corresponding to the surface condition of the workpiece W, and chatter patterns of the workpiece W. A third surface condition data corresponding to the condition is included. However, the first surface state data may be the work-affected layer data itself, or may be data calculated based on the work-affected layer data. The second surface condition data may be the surface condition data of the workpiece W itself, or may be data calculated based on the surface condition data. The third surface state data may be the chatter pattern data itself, or may be data calculated based on the chatter pattern data.

第一学習モデル生成部150は、第一学習モデルを学習し、第一実施形態の対応する構成と同一構成を有する。第一学習モデル記憶部160は、第一学習モデル生成部150によって生成された第一学習モデルを記憶する。 The first learning model generation unit 150 learns the first learning model and has the same configuration as the corresponding configuration of the first embodiment. The first learning model storage unit 160 stores the first learning model generated by the first learning model generation unit 150 .

第三学習モデル生成部320は、教師有り学習を行って、第三学習モデルを生成する。詳細には、第三学習モデル生成部320は、第一入力データ取得部130が取得した第一入力データを第一学習用入力データとし、且つ、砥石車表面状態データ取得部311が取得した工作物W毎の砥石車16の表面状態データを第二教師データとする機械学習により、砥石車16の表面状態を推定するための第三学習モデルを生成する。 The third learning model generation unit 320 performs supervised learning to generate a third learning model. Specifically, the third learning model generation unit 320 uses the first input data acquired by the first input data acquisition unit 130 as the first learning input data, and the grinding wheel surface state data acquisition unit 311 acquires the machining A third learning model for estimating the surface condition of the grinding wheel 16 is generated by machine learning using the surface condition data of the grinding wheel 16 for each object W as second teaching data.

つまり、第三学習モデル生成部320は、動作指令データ、実動作データ、第一実測データ、第二実測データを第一学習用入力データとし、且つ、砥石車表面状態データを第二教師データとする機械学習により、第三学習モデルを生成する。第三学習モデルは、第一学習用入力データと第二教師データとの関係を示すモデルである。第一学習用入力データの種類が多数存在するとしても、機械学習を適用することにより第三学習モデルの生成が可能となる。 That is, the third learning model generation unit 320 uses the motion command data, the actual motion data, the first actual measurement data, and the second actual measurement data as the first input data for learning, and the grinding wheel surface condition data as the second teacher data. A third learning model is generated by machine learning. The third learning model is a model that indicates the relationship between the first learning input data and the second teacher data. Even if there are many kinds of input data for first learning, the third learning model can be generated by applying machine learning.

第三学習モデルは、砥石車16の表面状態として、工作物の研削品質に影響を及ぼす程度を推定するためのモデルである。例えば、第一学習モデルは、砥石車16の表面状態として、砥石車16の目つぶれ、目詰まり、目こぼれ等が生じている状態、砥石車16の目立てすぎの状態等を推定するためのモデルである。 The third learning model is a model for estimating the extent to which the surface state of the grinding wheel 16 affects the grinding quality of the workpiece. For example, the first learning model is a model for estimating, as the surface state of the grinding wheel 16, a state in which the grinding wheel 16 is dented, clogged, or missing, and a state in which the grinding wheel 16 is over-dressed. is.

例えば、第一学習モデルは、砥石車16の表面状態として、工作物Wの加工変質層の状態に対応する第一表面状態、工作物Wの表面性状に対応する第二表面状態、および、工作物Wのびびり模様状態に対応する第三表面状態を推定するためのモデルである。ただし、第三学習モデルは、これら全ての表面状態を推定する場合に限られず、これらの一部のみの表面状態を推定するようにしてもよい。そして、第三学習モデル生成部320によって生成された第三学習モデルは、第三学習モデル記憶部330に記憶される。 For example, the first learning model includes, as the surface conditions of the grinding wheel 16, a first surface condition corresponding to the condition of the work-affected layer of the workpiece W, a second surface condition corresponding to the surface properties of the workpiece W, and a machining This is a model for estimating the third surface state corresponding to the chatter pattern state of the object W. FIG. However, the third learning model is not limited to estimating all of these surface states, and may estimate only some of these surface states. The third learning model generated by the third learning model generation section 320 is stored in the third learning model storage section 330 .

(3-3.機械学習装置300の第二学習フェーズ306の詳細構成)
機械学習装置300の第二学習フェーズ306の詳細構成について図9を参照して説明する。第二学習フェーズ306の構成は、研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置を構成する。
(3-3. Detailed configuration of second learning phase 306 of machine learning device 300)
A detailed configuration of the second learning phase 306 of the machine learning device 300 will be described with reference to FIG. The configuration of the second learning phase 306 constitutes a grinding machine operating command data adjustment model generator.

第二学習フェーズ306の構成は、動作指令データ取得部111と、研削品質データ取得部140と、砥石車表面状態データ取得部311と、研削サイクル時間演算部340と、砥石車形状情報取得部350と、報酬決定部210と、第二学習モデル生成部220と、第二学習モデル記憶部230とを備えて構成される。 The configuration of the second learning phase 306 includes an operation command data acquisition unit 111, a grinding quality data acquisition unit 140, a grinding wheel surface condition data acquisition unit 311, a grinding cycle time calculation unit 340, and a grinding wheel shape information acquisition unit 350. , a reward determination unit 210 , a second learning model generation unit 220 , and a second learning model storage unit 230 .

動作指令データ取得部111は、複数の工作物Wに関する動作指令データを、機械学習の第二学習用入力データとして取得する。また、研削品質データ取得部140は、当該複数の工作物Wに関する研削品質データを、機械学習の第一評価結果データとして取得する。砥石車表面状態データ取得部311は、工作物W毎の研削後における砥石車16の表面状態データを、機械学習の第二評価結果データとして取得する。ここで、第二学習用入力データ、第一評価結果データおよび第二評価結果データは、表4に示すとおりである。ここで、表4に示すように、第二学習用入力データは、多数のデータとしているが、表4に示す全てのデータを用いる必要はなく、一部のデータのみを用いるようにしてもよい。 The motion command data acquisition unit 111 acquires motion command data regarding a plurality of workpieces W as second learning input data for machine learning. In addition, the grinding quality data acquisition unit 140 acquires grinding quality data regarding the plurality of workpieces W as first evaluation result data of machine learning. The grinding wheel surface condition data acquisition unit 311 acquires surface condition data of the grinding wheel 16 after grinding of each workpiece W as second evaluation result data of machine learning. Here, the second learning input data, the first evaluation result data, and the second evaluation result data are as shown in Table 4. Here, as shown in Table 4, the second learning input data is a large number of data, but it is not necessary to use all the data shown in Table 4, and only a part of the data may be used. .

Figure 2023024706000005
Figure 2023024706000005

研削サイクル時間演算部340は、1個の工作物W当たりの研削サイクル時間を演算する。研削サイクル時間には、複数の工作物Wの研削に要する時間、前記研削において砥石車16の交換に要する時間、前記研削において砥石車16のドレッシングに要する時間、および、前記研削において砥石車16のツルーイングに要する時間の合計を、工作物Wの数で除算した値である。つまり、砥石車16の交換回数が少ないほど、砥石車16のドレッシングの回数が少ないほど、さらには、砥石車16のツルーイングの回数が少ないほど、研削サイクル時間が短くなる。 The grinding cycle time calculator 340 calculates the grinding cycle time per workpiece W. FIG. The grinding cycle time includes the time required for grinding a plurality of workpieces W, the time required for replacing the grinding wheel 16 in the grinding, the time required for dressing the grinding wheel 16 in the grinding, and the time required for dressing the grinding wheel 16 in the grinding. It is a value obtained by dividing the total time required for truing by the number of workpieces W. That is, the less the grinding wheel 16 is replaced, the less the grinding wheel 16 is dressed, and the less the grinding wheel 16 is trued, the shorter the grinding cycle time.

砥石車形状情報取得部350は、砥石車16の形状情報を取得する。砥石車形状情報取得部350は、砥石車修正装置18により測定された砥石車16の寸法(径)を取得する。つまり、砥石車形状情報取得部350は、砥石車修正装置18によって、砥石車16のツルーイングまたはドレッシングが行われるときに取得される。さらに、砥石車形状情報取得部350は、砥石車16の形状情報として、砥石車16の寸法変化、および、砥石車16の形崩れを取得することができる。 The grinding wheel shape information acquisition unit 350 acquires shape information of the grinding wheel 16 . The grinding wheel shape information acquisition unit 350 acquires the dimension (diameter) of the grinding wheel 16 measured by the grinding wheel correction device 18 . That is, the grinding wheel shape information acquisition unit 350 is acquired when the grinding wheel correction device 18 performs truing or dressing of the grinding wheel 16 . Further, the grinding wheel shape information acquisition section 350 can acquire the dimensional change of the grinding wheel 16 and the deformation of the grinding wheel 16 as the shape information of the grinding wheel 16 .

報酬決定部は210、第二学習用入力データである動作指令データ、第一評価結果データである研削品質データ、および、第二評価結果データである砥石車16の表面状態データを取得して、研削品質データおよび表面状態データに応じて、動作指令データに対する報酬を決定する。ここで、報酬は、強化学習において、動作指令データの組み合わせに対する報酬である。 The remuneration determination unit 210 acquires operation command data as second learning input data, grinding quality data as first evaluation result data, and surface condition data of the grinding wheel 16 as second evaluation result data, A reward for the motion command data is determined according to the grinding quality data and the surface condition data. Here, the reward is a reward for a combination of action command data in reinforcement learning.

第二実施形態と同様に、当該動作指令データに対応する研削品質データが望ましい結果を導き出した時に、当該動作指令データに対して多くの報酬が付与され、望ましくない結果を導き出した時に、当該動作指令データに対して少ない報酬(マイナスの報酬を含む)が付与される。 As in the second embodiment, when the grinding quality data corresponding to the operation command data leads to a desired result, a large reward is given to the operation command data, and when an undesirable result is derived, the operation Small rewards (including negative rewards) are given for command data.

さらに、当該動作指令データに対応する表面状態データが望ましい結果を導き出した時に、当該動作指令データに対して多くの報酬が付与され、望ましくない結果を導き出した時に、当該動作指令データに対して少ない報酬が付与される。 Furthermore, when the surface state data corresponding to the action command data yields a desirable result, a large reward is given to the motion command data, and when an undesirable result is derived, a small reward is given to the motion command data. reward is given.

例えば、報酬決定部210は、第一表面状態データに対応する加工変質層が無い場合に報酬を多くし、加工変質層が有る場合に報酬を少なくする。また、報酬決定部210は、第二表面状態データに対応する工作物Wの表面性状データが所定閾値以下の場合に報酬を多くし、表面性状が所定閾値より大きい場合に報酬を少なくする。また、報酬決定部210は、第三表面状態データに対応するびびり模様が無しの場合に報酬を多くし、びびり模様が有りの場合に報酬を少なくする。 For example, the remuneration determining unit 210 increases the remuneration when there is no work-affected layer corresponding to the first surface state data, and decreases the remuneration when there is a work-affected layer. Further, the remuneration determination unit 210 increases the remuneration when the surface texture data of the workpiece W corresponding to the second surface condition data is equal to or less than the predetermined threshold, and decreases the remuneration when the surface texture is greater than the predetermined threshold. Further, the remuneration determination unit 210 increases the remuneration when there is no chatter pattern corresponding to the third surface state data, and decreases the remuneration when there is a chatter pattern.

さらに、報酬決定部210は、研削サイクル時間演算部340によって演算された研削サイクル時間を取得し、研削サイクル時間に応じて、動作指令データに対する報酬を決定する。詳細には、報酬決定部210は、研削サイクル時間が短くなるほど報酬を多くする。つまり、報酬決定部210は、砥石車16の交換に要する時間、砥石車16のドレッシングに要する時間、および、砥石車16のツルーイングに要する時間の少なくとも一つが短くなるほど、報酬を多くする。 Further, the remuneration determination unit 210 acquires the grinding cycle time calculated by the grinding cycle time calculation unit 340, and determines remuneration for the operation command data according to the grinding cycle time. Specifically, the remuneration determination unit 210 increases the remuneration as the grinding cycle time becomes shorter. That is, the remuneration determination unit 210 increases the remuneration as at least one of the time required for exchanging the grinding wheel 16, the time required for dressing the grinding wheel 16, and the time required for truing the grinding wheel 16 is shortened.

さらに、報酬決定部210は、砥石車形状情報取得部350が取得した砥石車16の形状情報に基づいて、報酬を決定する。詳細には、報酬決定部210は、砥石車16の寸法変化が小さくなるほど、砥石車16の形崩れが小さくなるほど、報酬を多くする。 Further, the remuneration determination section 210 determines remuneration based on the shape information of the grinding wheel 16 acquired by the grinding wheel shape information acquisition section 350 . Specifically, the remuneration determination unit 210 increases the remuneration as the dimensional change of the grinding wheel 16 becomes smaller and the shape of the grinding wheel 16 becomes smaller.

第二学習モデル生成部220は、機械学習により、報酬を多くするように動作指令データを調整するための第二学習モデルを生成する。生成された第二学習モデルは、第二学習モデル記憶部230に記憶される。 The second learning model generation unit 220 generates a second learning model for adjusting the action command data so as to increase the reward by machine learning. The generated second learning model is stored in the second learning model storage unit 230 .

(3-4.機械学習装置300の推定フェーズ307の詳細構成)
機械学習装置300の推定フェーズ307の詳細構成について、図10を参照して説明する。推定フェーズ307の構成は、第一入力データ取得部130と、第一学習モデル記憶部160と、第三学習モデル記憶部330と、研削品質推定部170と、砥石車表面状態推定部360と、判別部370とを備えて構成される。
(3-4. Detailed configuration of estimation phase 307 of machine learning device 300)
A detailed configuration of the estimation phase 307 of the machine learning device 300 will be described with reference to FIG. The estimation phase 307 includes a first input data acquisition unit 130, a first learning model storage unit 160, a third learning model storage unit 330, a grinding quality estimation unit 170, a grinding wheel surface condition estimation unit 360, and a determination unit 370 .

砥石車表面状態推定部360は、新たな工作物Wの研削を行っている際の所定期間分の第一入力データを推定用入力データとし、第三学習モデル記憶部330に記憶されている第三学習モデルを用いることで、新たな工作物Wの研削を行った場合の砥石車16の表面状態を推定する。ここで、第三学習モデルは、上述したように、第一学習用入力データと、第二教師データとの関係を示すモデルである。 The grinding wheel surface state estimating unit 360 uses the first input data for a predetermined period during grinding of a new workpiece W as input data for estimation, and uses the first input data stored in the third learning model storage unit 330 as input data for estimation. By using the three learning models, the surface condition of the grinding wheel 16 when a new workpiece W is ground is estimated. Here, the third learning model is a model showing the relationship between the first learning input data and the second teacher data, as described above.

そこで、砥石車表面状態推定部360は、砥石車16の表面状態として、工作物Wの研削品質に影響を及ぼす程度を推定する。例えば、砥石車表面状態推定部360は、砥石車16の表面状態として、工作物Wの加工変質層の状態に対応する第一表面状態、工作物Wの表面性状に対応する第二表面状態、および、工作物Wのびびり模様状態に対応する第三表面状態を推定する。ただし、砥石車表面状態推定部360は、当該全ての砥石車16の表面状態を推定するのではなく、一部の表面状態のみを推定するようにしてもよい。例えば、砥石車表面状態推定部360は、第一表面状態のみを推定するようにしてもよい。この場合、第一学習モデルが、第一表面状態のみを推定するようなモデルとして生成されていることになる。 Therefore, the grinding wheel surface condition estimating section 360 estimates the extent to which the grinding quality of the workpiece W is affected as the surface condition of the grinding wheel 16 . For example, the grinding wheel surface state estimating unit 360 selects, as the surface state of the grinding wheel 16, a first surface state corresponding to the state of the work-affected layer of the workpiece W, a second surface state corresponding to the surface property of the workpiece W, Then, a third surface state corresponding to the chatter pattern state of the workpiece W is estimated. However, the grinding wheel surface condition estimator 360 may estimate only a part of the surface condition of the grinding wheel 16 instead of estimating the surface condition of all the grinding wheels 16 . For example, the grinding wheel surface condition estimator 360 may estimate only the first surface condition. In this case, the first learning model is generated as a model that estimates only the first surface state.

砥石車表面状態推定部360は、上記のように、表面状態として複数の対象を推定している。機械学習を適用して生成された第三学習モデルを用いることにより、砥石車表面状態推定部360は、複数の対象を容易に推定することができる。このように、機械学習装置300は、複雑化された対象を一度に推定することができる。 As described above, the grinding wheel surface state estimation unit 360 estimates a plurality of targets as the surface state. By using the third learning model generated by applying machine learning, the grinding wheel surface state estimator 360 can easily estimate a plurality of targets. In this way, machine learning device 300 can estimate a complicated target at once.

判別部370は、研削品質推定部170により推定された工作物Wの研削品質に基づいて工作物Wの良否を判別する。さらに、判別部370は、砥石車表面状態推定部360により推定された砥石車16の表面状態に基づいて、砥石車16のツルーイングの実行、砥石車16のドレッシングの実行、および、砥石車16の交換の実行の少なくとも一つを判別する。 The determination unit 370 determines whether the workpiece W is good or bad based on the grinding quality of the workpiece W estimated by the grinding quality estimation unit 170 . Furthermore, based on the surface condition of the grinding wheel 16 estimated by the grinding wheel surface condition estimating unit 360, the determination unit 370 performs truing of the grinding wheel 16, dressing of the grinding wheel 16, and operation of the grinding wheel 16. Determine at least one of the exchange executions.

(3-5.機械学習装置300の更新フェーズ308の詳細構成)
機械学習装置300の更新フェーズ308の詳細構成について図10を参照して説明する。更新フェーズ308の構成は、動作指令データ取得部111と、研削品質データ取得部140と、砥石車表面状態データ取得部311と、研削サイクル時間演算部340と、砥石車形状情報取得部350と、報酬決定部210と、第二学習モデル記憶部230と、動作指令データ調整部240とを備えて構成される。
(3-5. Detailed configuration of update phase 308 of machine learning device 300)
A detailed configuration of the update phase 308 of the machine learning device 300 will be described with reference to FIG. The configuration of the update phase 308 includes an operation command data acquisition unit 111, a grinding quality data acquisition unit 140, a grinding wheel surface condition data acquisition unit 311, a grinding cycle time calculation unit 340, a grinding wheel shape information acquisition unit 350, It comprises a remuneration determination unit 210 , a second learning model storage unit 230 , and an action command data adjustment unit 240 .

動作指令データ取得部111、研削品質データ取得部140、および、砥石車表面状態データ取得部311は、新たな工作物Wの研削における各データを取得し、第二学習フェーズ306において説明した内容と実質的に同一である。また、研削サイクル時間演算部340、および、砥石車形状情報取得部350も、第二学習フェーズ306において説明した内容と実質的に同一である。 The operation command data acquisition unit 111, the grinding quality data acquisition unit 140, and the grinding wheel surface condition data acquisition unit 311 acquire each data in grinding the new workpiece W, and the contents explained in the second learning phase 306 and are substantially identical. Also, the grinding cycle time calculation section 340 and the grinding wheel shape information acquisition section 350 are substantially the same as those described in the second learning phase 306 .

報酬決定部210は、新たな工作物Wの研削において取得した動作指令データ、研削品質データ、および、砥石車16の表面状態データを用いて、報酬を決定する。すなわち、報酬決定部210は、新たな工作物Wの研削に関して、研削品質データおよび砥石車16の表面状態データに応じて、動作指令データに対する報酬を決定する。さらに、報酬決定部210は、研削サイクル時間および砥石車16の形状情報に応じて、動作指令データに対する報酬を決定する。第二学習モデル記憶部230は、第二学習フェーズ306において説明したように、第二学習モデル生成部220によって生成された第二学習モデルを記憶する。 The remuneration determination unit 210 determines remuneration using the motion command data, the grinding quality data, and the surface condition data of the grinding wheel 16 acquired in grinding the new workpiece W. That is, the remuneration determination unit 210 determines remuneration for the operation command data for grinding the new workpiece W according to the grinding quality data and the surface condition data of the grinding wheel 16 . Further, the remuneration determination unit 210 determines a remuneration for operation command data according to the grinding cycle time and the shape information of the grinding wheel 16 . The second learning model storage unit 230 stores the second learning model generated by the second learning model generation unit 220 as described in the second learning phase 306 .

動作指令データ調整部240は、新たな工作物Wの研削に関する動作指令データ、新たな工作物Wの研削品質データ、新たな工作物Wの研削を行った場合の砥石車16の表面状態データ、報酬、および、第二学習モデルを用いて、動作指令データの調整方法を決定し、決定した調整方法に基づいて動作指令データの調整を行う。ここで、第二学習モデルは、報酬が多くなるように、調整前の動作指令データから調整後の動作指令データへの調整方法を学習することによって生成されたモデルである。動作指令データ調整部240は、実質的に、第二実施形態で説明した動作指令データ調整部240と同一である。 The motion command data adjustment unit 240 provides motion command data relating to grinding of the new workpiece W, grinding quality data of the new workpiece W, surface condition data of the grinding wheel 16 when grinding the new workpiece W, Using the reward and the second learning model, a method for adjusting the action command data is determined, and the action command data is adjusted based on the determined adjustment method. Here, the second learning model is a model generated by learning an adjustment method from the action command data before adjustment to the action command data after adjustment so as to increase the reward. The action command data adjuster 240 is substantially the same as the action command data adjuster 240 described in the second embodiment.

そして、機械学習装置200の機械学習により生成された第二学習モデルを用いて動作指令データが更新される。そのため、研削状態が変化したとしても、動作指令データが現在の研削状態に応じて更新されていく。このように動作指令データが更新されることによって、工作物Wの研削品質を良好とすることができる。 Then, the motion command data is updated using the second learning model generated by machine learning of the machine learning device 200 . Therefore, even if the grinding state changes, the operation command data is updated according to the current grinding state. By updating the operation command data in this manner, the grinding quality of the workpiece W can be improved.

さらに、動作指令データが更新されることによって、砥石車の表面状態に応じた研削を行うことができる。すなわち、動作指令データが更新されることによって、砥石車16の表面状態が良好となる。砥石車16の表面状態を良好とすることにより、工作物Wの研削品質を向上させることにつながる。さらに、動作指令データが更新されることによって、砥石車16の交換に要する時間、砥石車16のドレッシングに要する時間、および、砥石車16のツルーイングに要する時間が少なくなる。結果として、研削サイクル時間が短くなる。さらに、動作指令データが更新されることによって、砥石車16の寸法変化が小さくなり、砥石車16の形崩れが小さくなる。 Furthermore, by updating the operation command data, it is possible to perform grinding according to the surface condition of the grinding wheel. That is, the surface condition of the grinding wheel 16 is improved by updating the operation command data. By improving the surface condition of the grinding wheel 16, the grinding quality of the workpiece W can be improved. Furthermore, by updating the operation command data, the time required for exchanging the grinding wheel 16, the time required for dressing the grinding wheel 16, and the time required for truing the grinding wheel 16 are reduced. As a result, the grinding cycle time is shortened. Furthermore, by updating the operation command data, the dimensional change of the grinding wheel 16 is reduced, and the deformation of the grinding wheel 16 is reduced.

(4.第四実施形態)
(4-1.機械学習装置400の概要)
第四実施形態の機械学習装置400の概要について、図11を参照して説明する。機械学習装置400は、(a)不良品であると判別された工作物Wの不良品質発生要因を推定するための関係情報学習モデルを生成すると共に、(b)関係情報学習モデルを用いて、不良品であると判別された工作物Wの不良品質発生要因を推定する。なお、機械学習装置400の構成は、不良品質発生要因推定装置を構成する。
(4. Fourth embodiment)
(4-1. Overview of machine learning device 400)
An overview of the machine learning device 400 of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The machine learning device 400 (a) generates a relational information learning model for estimating the defective quality occurrence factor of the workpiece W determined to be defective, and (b) using the relational information learning model, A defective quality occurrence factor of the workpiece W determined to be defective is estimated. The configuration of the machine learning device 400 constitutes a defective quality occurrence factor estimating device.

機械学習装置400は、関係情報学習モデルを生成する関係情報学習フェーズ401において機能する要素として、関係情報学習用入力データを取得する要素401a、関係情報教師データを取得する要素401b、および、関係情報学習モデルの生成を行う要素401cを備える。 Machine learning device 400 includes, as elements functioning in relational information learning phase 401 for generating a relational information learning model, element 401a for obtaining input data for relational information learning, element 401b for obtaining relational information teacher data, and relational information It has an element 401c for generating a learning model.

要素401aにおいて取得される関係情報学習用入力データは、機械学習に用いられる入力データであって、例えば、実動作データ、第一実測データ、第二実測データ等である。要素401bにおいて取得される関係情報教師データは、教師有り学習における機械学習に用いられる教師データである。関係情報教師データは、工作物Wの不良品質発生要因に関する情報であって、例えば、研削盤1による工作物Wの加工条件(送り速度等)に関する情報、砥石車16の切れ味に関する情報等である。要素401cにおいて生成される関係情報学習モデルは、関係情報学習用入力データおよび関係情報教師データに基づき、機械学習のうち教師有り学習を行うことによって工作物Wの研削品質を推定するためのモデル(関数)である。 The relational information learning input data acquired in the element 401a is input data used for machine learning, such as actual operation data, first measured data, and second measured data. The relational information teacher data acquired in the element 401b is teacher data used for machine learning in supervised learning. The relational information teaching data is information about factors causing defective quality of the workpiece W, such as information about processing conditions (feed rate, etc.) of the workpiece W by the grinding machine 1, information about sharpness of the grinding wheel 16, and the like. . The relational information learning model generated in element 401c is a model ( function).

機械学習装置400は、不良品質発生要因を推定する推定フェーズ402において機能する要素として、推定用入力データを取得する要素402a、並びに、不良品質の発生要因の推定を行う要素402bを備える。要素402aにおいて取得される推定用入力データは、関係情報学習用入力データと同種のデータであって、学習に用いた工作物Wとは異なる工作物W(新しい工作物W)に関して取得されるデータである。要素402bは、推定用入力データと関係情報学習モデルとを用いて不良品質の発生要因を推定する。要素402bにて用いる関係情報学習モデルは、関係情報学習フェーズ401において機械学習によって生成される関係情報学習モデルである。 The machine learning device 400 includes an element 402a for acquiring input data for estimation and an element 402b for estimating the cause of defective quality, as elements functioning in an estimation phase 402 for estimating the cause of defective quality. The input data for estimation acquired in the element 402a is the same type of data as the input data for learning related information, and is data acquired for a workpiece W different from the workpiece W used for learning (a new workpiece W). is. The element 402b estimates the cause of defective quality using the input data for estimation and the relational information learning model. The relational information learning model used in element 402b is the relational information learning model generated by machine learning in the relational information learning phase 401 .

(4-2.機械学習装置400の関係情報学習フェーズ401の詳細構成)
機械学習装置400の関係情報学習フェーズ401の詳細構成について図12を参照して説明する。関係情報学習フェーズ401の構成は、不良品加工データ記憶部410と、良品加工データ記憶部420と、相違情報抽出部430と、不良品質発生要因データ記憶部440と、関係情報学習モデル生成部450と、関係情報学習モデル記憶部460とを備えて構成される。
(4-2. Detailed configuration of relational information learning phase 401 of machine learning device 400)
A detailed configuration of the relational information learning phase 401 of the machine learning device 400 will be described with reference to FIG. The configuration of the relationship information learning phase 401 includes a defective product processing data storage unit 410, a good product processing data storage unit 420, a difference information extraction unit 430, a defective quality occurrence factor data storage unit 440, and a relationship information learning model generation unit 450. , and a relational information learning model storage unit 460 .

不良品加工データ記憶部410は、不良品である複数の工作物Wに関する複数種の加工データ(不良品加工データ)を、機械学習の関係情報学習用入力データとして予め取得し、記憶する。また、不良品加工データには、不良品である工作物Wが有する不良品質に関する情報が含まれる。なお、不良品質とは、研削品質推定部170が推定可能な研削品質、及び、砥石車表面状態推定部360が推定可能な砥石車16の表面状態等である。 The defective product processing data storage unit 410 acquires and stores in advance a plurality of types of processing data (defective product processing data) regarding a plurality of defective workpieces W as input data for machine learning related information learning. In addition, the defective product processing data includes information on the defective quality of the workpiece W, which is a defective product. The defective quality includes the grinding quality that can be estimated by the grinding quality estimation unit 170, the surface condition of the grinding wheel 16 that can be estimated by the grinding wheel surface condition estimation unit 360, and the like.

良品加工データ記憶部420は、良品である複数の工作物Wに関する複数種の加工データ(良品加工データ)を、機械学習の関係情報教師データとして予め取得し、記憶する。なお、良品加工データの種別は、不良品加工データの種別に対応する。また、不良品加工データ及び良品加工データの種別としては、実動作データ取得部112がセンサ21から取得する実動作データ、実測データ取得部120がセンサ22,23から取得する第一実測データ及び第二実測データに相当するデータ等が例示される。 The non-defective product processing data storage unit 420 preliminarily acquires and stores a plurality of types of processing data (non-defective product processing data) relating to a plurality of non-defective workpieces W as relational information teacher data for machine learning. The type of non-defective product processing data corresponds to the type of defective product processing data. The types of defective product processing data and non-defective product processing data include the actual operation data acquired from the sensor 21 by the actual operation data acquiring unit 112, the first measured data acquired from the sensors 22 and 23 by the measured data acquiring unit 120, and the Data corresponding to two actual measurement data and the like are exemplified.

なお、本実施形態において、良品加工データ記憶部420には、複数種の良品加工データが記憶されているが、良品加工データ記憶部420には、少なくとも1種の良品加工データが記憶されていればよい。 In this embodiment, the non-defective product processing data storage unit 420 stores a plurality of types of non-defective product processing data. Just do it.

相違情報抽出部430は、不良品加工データと良品加工データとを取得し、不良品加工データと良品加工データとを比較する。そして、相違情報抽出部430は、両者の間で相違する加工データを、加工データ相違情報として抽出する。不良品質発生要因データ記憶部440は、工作物Wの不良品質の発生要因に関する情報(不良品質発生要因データ)を予め取得し、記憶する。なお、不良品質発生要因データ記憶部440に記憶される不良品質発生要因データとしては、研削盤1による工作物Wの加工条件(送り速度)、砥石車16の切れ味、加工点温度、研削盤1の構成部品の振動等が例示される。 The difference information extraction unit 430 acquires the defective product processing data and the non-defective product processing data, and compares the defective product processing data and the non-defective product processing data. Then, the difference information extraction unit 430 extracts the processed data that is different between the two as processed data difference information. The defective quality occurrence factor data storage unit 440 acquires and stores in advance information (defective quality occurrence factor data) regarding the occurrence factors of the defective quality of the workpiece W. The defective quality occurrence factor data stored in the defective quality occurrence factor data storage unit 440 includes the machining conditions (feed rate) of the workpiece W by the grinding machine 1, the sharpness of the grinding wheel 16, the temperature of the machining point, the grinding machine 1 Vibration of the component parts of is exemplified.

関係情報学習モデル生成部450は、教師有り学習を行い、関係情報学習モデルを生成する。詳細には、関係情報学習モデル生成部450は、相違情報抽出部430が抽出した加工データ相違情報を関係情報学習用入力データとし、且つ、不良品質発生要因データ記憶部440に記憶された不良品質発生要因データを関係情報教師データとする機械学習により、工作物Wに不良品質が発生した要因(不良要因)を推定するための関係情報学習モデルを生成する。 The relational information learning model generation unit 450 performs supervised learning to generate a relational information learning model. Specifically, the relationship information learning model generation unit 450 uses the processed data difference information extracted by the difference information extraction unit 430 as input data for relationship information learning, and determines the defective quality stored in the defective quality occurrence factor data storage unit 440. A relational information learning model is generated for estimating the factor (defective factor) that caused the poor quality of the workpiece W by machine learning using the occurrence factor data as the relational information teacher data.

関係情報学習モデル記憶部460は、関係情報学習モデル生成部450が生成した関係情報学習モデルを記憶する。また、関係情報学習モデル記憶部460には、関係学習モデルが、不良品であると判別された工作物Wが有する複数種の不良品質(研削品質推定部170が推定した研削品質、又は、砥石車表面状態推定部360が推定した砥石車16の表面状態等)と関連付けて記憶される。なお、関係情報学習モデル記憶部460において、関係学習モデルと不良品質との関連付けは、省略することも可能である。 The relationship information learning model storage unit 460 stores the relationship information learning model generated by the relationship information learning model generation unit 450 . In addition, in the relational information learning model storage unit 460, the relational learning model stores a plurality of types of defective qualities (grinding quality estimated by the grinding quality estimating unit 170, or grindstone The surface condition of the grinding wheel 16 estimated by the vehicle surface condition estimation unit 360, etc.) are stored in association with each other. In the relational information learning model storage unit 460, association between the relational learning model and the defective quality can be omitted.

このように、関係情報学習モデル生成部450は、加工データ相違情報と不良品質の発生要因との関係を示す発生要因関係情報に関する学習モデル(関係情報学習モデル)を生成する。関係情報学習モデルは、不良品であると判別された工作物Wにおいて、不良品質が発生した要因を推定するためのモデルである。機械学習装置400は、関係情報学習モデルを用いることにより、加工データ相違情報と不良品質の発生要因との関係をより明確にすることができる。 In this way, the relational information learning model generating unit 450 generates a learning model (relational information learning model) regarding the occurrence factor relational information indicating the relationship between the processed data difference information and the cause of defective quality. The relational information learning model is a model for estimating factors that have caused defective quality in the workpiece W that has been determined to be defective. By using the relational information learning model, the machine learning device 400 can further clarify the relation between the processed data difference information and the cause of defective quality.

なお、本実施形態において、関係情報学習モデル記憶部460は、加工データ相違情報と複数種の不良品質発生要因との関係を示す複数種の関係情報学習モデルを記憶しているが、複数種の関係情報学習モデルの一部のみを記憶してもよい。 In the present embodiment, the relational information learning model storage unit 460 stores a plurality of types of relational information learning models indicating the relationship between the processed data difference information and a plurality of types of defective quality occurrence factors. Only part of the relational information learning model may be stored.

(4-3.機械学習装置400の推定フェーズ402の詳細構成)
機械学習装置400の推定フェーズ402の詳細構成について、図13を参照して説明する。推定フェーズ402の構成は、不良品加工データ記憶部410と、良品加工データ記憶部420と、相違情報抽出部430と、関係情報学習モデル記憶部460と、不良要因推定部470とを備えて構成される。
(4-3. Detailed configuration of estimation phase 402 of machine learning device 400)
A detailed configuration of the estimation phase 402 of the machine learning device 400 will be described with reference to FIG. 13 . The estimation phase 402 includes a defective product processing data storage unit 410, a non-defective product processing data storage unit 420, a difference information extraction unit 430, a relationship information learning model storage unit 460, and a defect factor estimation unit 470. be done.

不良品加工データ記憶部410は、新たなに研削した工作物Wに対し、判別部180,370が不良品であると判別した場合に、実動作データ取得部112、第一実測データ取得部121、第二実測データ取得部122から、実動作データ、第一実測データ、第二実測データを取得し、記憶する。 The defective product machining data storage unit 410 stores the actual operation data acquisition unit 112 and the first actual measurement data acquisition unit 121 when the determination units 180 and 370 determine that the newly ground workpiece W is defective. , from the second measured data acquisition unit 122, the actual operation data, the first measured data, and the second measured data are acquired and stored.

相違情報抽出部430は、不良品加工データ記憶部410が新たに取得し、記憶した不良品加工データと、良品加工データ記憶部420に記憶された良品加工データとを比較することにより、不良品加工データと良品加工データとの差を、新たな加工データ相違情報を抽出する。 The difference information extraction unit 430 compares the defective product processing data newly acquired and stored by the defective product processing data storage unit 410 with the non-defective product processing data stored in the non-defective product processing data storage unit 420, thereby identifying the defective product. New processed data difference information is extracted from the difference between the processed data and non-defective product processed data.

次に、不良要因推定部470は、新たに抽出した加工データ相違情報を推定用入力データとし、関係情報学習モデル記憶部460に記憶されている関係情報学習モデルを用いることで、新たに研削した工作物Wにおいて、不良品質が発生した要因を推定する。これにより、機械学習装置400は、判別部180,370により不良品と判別された工作物Wに関して、当該工作物Wに不良品質が発生した要因を推定することができる。また、不良要因推定部470は、相違情報抽出部430により抽出された加工データ相違情報に基づき、不良品質の発生要因の推定を行う。よって、不良要因推定部470は、不良品質発生要因の推定を容易に行うことができる。 Next, the defect factor estimation unit 470 uses the newly extracted processing data difference information as input data for estimation, and uses the relationship information learning model stored in the relationship information learning model storage unit 460 to newly grind the In the workpiece W, the factor that caused the defective quality is estimated. As a result, the machine learning device 400 can estimate the cause of the poor quality of the workpiece W that has been determined to be defective by the determination units 180 and 370 . Further, the defect factor estimation unit 470 estimates factors causing defective quality based on the processed data difference information extracted by the difference information extraction unit 430 . Therefore, the defective factor estimating section 470 can easily estimate the defective quality occurrence factor.

本実施形態において、良品加工データ記憶部420には、複数種の良品加工データが記憶され、相違情報抽出部430は、複数種の良品加工データと、不良品加工データとをそれぞれ比較し、複数種の加工データ相違情報を抽出する。よって、不良要因推定部470は、複数種の不良品質発生要因の中から一の不良品質発生要因を選択できるので、不良要因推定部470による推定の精度を高めることができる。 In this embodiment, the non-defective product processing data storage unit 420 stores a plurality of types of non-defective product processing data, and the difference information extraction unit 430 compares the plurality of types of non-defective product processing data with the defective product processing data, respectively. Extract processing data difference information of species. Therefore, the defect factor estimating section 470 can select one defective quality occurrence factor from among a plurality of types of defective quality occurrence factors, so that the accuracy of estimation by the defect factor estimating section 470 can be improved.

また、良品加工データ記憶部420に記憶される良品加工データは、予め取得した複数個の良品に関する実動作データまたは実測データに基づいて作成されるので、良品加工データの質を高めることができる。これにより、相違情報抽出部430は、加工データ相違情報を的確に抽出することができる。 Moreover, the non-defective product processing data stored in the non-defective product processing data storage unit 420 is created based on the actual operation data or actual measurement data regarding a plurality of non-defective products obtained in advance, so that the quality of the non-defective product processing data can be improved. Accordingly, the difference information extraction unit 430 can accurately extract the processed data difference information.

なお、本実施形態において、機械学習装置400は、発生要因関係情報に関する学習モデルを用いて不良品質の発生要因を推定しているが、発生要因関係情報は、必ずしも機械学習により生成された学習モデルである必要はない。即ち、機械学習装置400は、不良品である少なくとも一の工作物Wから得られた不良品加工データと、良品である少なくとも一の工作物Wから得られた良品加工データとの比較により得られた一の加工データ相違情報と、当該不良品である一の工作物Wが有する特定の不良品質に関する情報とが関連づけられた情報を、発生要因関係情報として有していてもよい。この場合においても、不良要因推定部470は、新たに不良品と判別された工作物Wから得られる不良品加工データおよび良品加工データに基づく加工データ相違情報と、発生要因関係情報とに基づき、特定の不良品質を有するか否かの推定を行うことができる。 In the present embodiment, the machine learning device 400 estimates the cause of defective quality using a learning model related to the cause-related information. does not have to be That is, the machine learning device 400 compares the defective product machining data obtained from at least one defective workpiece W with the non-defective product machining data obtained from at least one non-defective workpiece W. Alternatively, information in which one piece of processing data difference information is associated with information about a specific defective quality possessed by one defective workpiece W may be included as occurrence factor relation information. In this case as well, the defect factor estimating unit 470, based on the processing data difference information based on the defective product processing data and the non-defective product processing data obtained from the workpiece W newly determined to be defective, and the occurrence factor relationship information, An inference can be made as to whether or not it has a particular bad quality.

また、第二実施形態及び第三実施形態における更新フェーズ204,308において、動作指令データ調整部240は、不良要因推定部470による推定結果に基づき、動作指令データの調整を行ってもよい。この場合、機械学習装置200,300は、工作物の研削品質を良好とすることができる。 In addition, in the update phases 204 and 308 in the second and third embodiments, the action command data adjusting section 240 may adjust the action command data based on the estimation result by the defect factor estimating section 470 . In this case, the machine learning devices 200 and 300 can improve the grinding quality of the workpiece.

1:研削盤、2:外部装置、11:ベッド、12:主軸台(構造部材)、12a,14a,15a,16a:モータ(駆動装置)、13:心押台(構造部材)、14:トラバースベース(構造部材、移動体)、15:砥石台(構造部材、移動体)、16:砥石車、17:定寸装置(駆動装置)、18:砥石車修正装置(駆動装置)、19:クーラント装置、20:制御装置、21,22,23:センサ、100:機械学習装置、101:第一学習フェーズ、102:推定フェーズ、110:動作関連データ取得部、111:動作指令データ取得部、112:実動作データ取得部、120:実測データ取得部、121:第一実測データ取得部、122:第二実測データ取得部、130:第一入力データ取得部、140:研削品質データ取得部、150:第一学習モデル生成部、160:第一学習モデル記憶部、170:研削品質推定部、180:判別部、200:機械学習装置、203:第二学習フェーズ、204:更新フェーズ、210:報酬決定部、220:第二学習モデル生成部、230:第二学習モデル記憶部、240:動作指令データ調整部、300:機械学習装置、305:第一学習フェーズ、306:第二学習フェーズ、307:推定フェーズ、308:更新フェーズ、310:品質データ取得部、311:砥石車表面状態データ取得部、320:第三学習モデル生成部、330:第三学習モデル記憶部、340:研削サイクル時間演算部、350:砥石車形状情報取得部、360:砥石車表面状態推定部、370:判別部、400:機械学習装置(不良品質発生要因推定装置)、420:良品加工データ記憶部、430:相違情報抽出部、460:関係情報学習モデル記憶部(関係情報記憶部)、470:不良要因推定部、W:工作物(研削部位) 1: grinder, 2: external device, 11: bed, 12: headstock (structural member), 12a, 14a, 15a, 16a: motor (driving device), 13: tailstock (structural member), 14: traverse Base (structural member, moving body), 15: Wheelhead (structural member, moving body), 16: Grinding wheel, 17: Sizing device (driving device), 18: Grinding wheel correcting device (driving device), 19: Coolant Apparatus 20: Control device 21, 22, 23: Sensor 100: Machine learning device 101: First learning phase 102: Estimation phase 110: Action-related data acquisition unit 111: Action command data acquisition unit 112 : actual operation data acquisition unit 120: actual measurement data acquisition unit 121: first actual measurement data acquisition unit 122: second actual measurement data acquisition unit 130: first input data acquisition unit 140: grinding quality data acquisition unit 150 : first learning model generation unit, 160: first learning model storage unit, 170: grinding quality estimation unit, 180: determination unit, 200: machine learning device, 203: second learning phase, 204: update phase, 210: reward Determination unit 220: Second learning model generation unit 230: Second learning model storage unit 240: Operation command data adjustment unit 300: Machine learning device 305: First learning phase 306: Second learning phase 307 : Estimation phase 308: Update phase 310: Quality data acquisition unit 311: Grinding wheel surface condition data acquisition unit 320: Third learning model generation unit 330: Third learning model storage unit 340: Grinding cycle time calculation Section 350: Grinding wheel shape information acquisition section 360: Grinding wheel surface state estimation section 370: Discrimination section 400: Machine learning device (defective quality occurrence factor estimation device) 420: Non-defective product processing data storage section 430: Difference Information extraction unit 460: relational information learning model storage unit (relationship information storage unit) 470: defect factor estimation unit W: workpiece (grinding part)

本発明は、研削品質推定モデル生成装置、研削品質推定装置、不良品質発生要因推定装置、および、研削盤の動作指令データ更新装置に関するものである。 The present invention relates to a grinding quality estimation model generation device, a grinding quality estimation device, a defective quality occurrence factor estimation device, and an operation command data updating device for a grinding machine.

本発明は、工作物の研削品質を取得することができる研削品質推定モデル生成装置、および、研削品質推定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、不良品と判別された工作物に不良品質が発生した要因を推定できる不良品質発生要因推定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、工作物の研削品質を用いて、研削品質を向上させることができる研削盤の動作指令データを取得するために、研削盤の動作指令データ更新装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a grinding quality estimation model generation device and a grinding quality estimation device that can acquire the grinding quality of a workpiece. Another object of the present invention is to provide a defective quality generation factor estimating device capable of estimating the factors that cause defective quality in a workpiece that has been determined to be defective. Another object of the present invention is to provide an apparatus for updating operation command data of a grinding machine in order to acquire operation command data of the grinding machine that can improve the grinding quality by using the grinding quality of the workpiece. do.

(1.研削品質推定モデル生成装置)
本発明の一態様は、粗研、精研、微研、スパークアウトの順番の研削工程で砥石車による工作物の研削が行われる研削盤にて前記砥石車により前記工作物の研削を行っている際の実測データであって、前記研削盤の構造部材の状態を表す第一実測データ、および、研削部位に関する第二実測データの少なくとも一つである前記実測データを、前記工作物毎にかつ前記研削工程毎に取得する実測データ取得部と、
複数の前記工作物に関する前記実測データを第一学習用入力データとする機械学習により、前記工作物の研削品質を推定するための第一学習モデルを前記研削工程毎に生成する第一学習モデル生成部と、
を備える、研削品質推定モデル生成装置にある
(1. Grinding quality estimation model generation device)
In one aspect of the present invention, the workpiece is ground by the grinding wheel in a grinder in which the workpiece is ground by the grinding wheel in the order of rough grinding, fine grinding, fine grinding, and spark-out . The actual measurement data, which is at least one of the first actual measurement data representing the state of the structural member of the grinding machine and the second actual measurement data related to the grinding portion, is measured data for each workpiece and an actual measurement data acquisition unit that acquires each grinding step ;
First learning model generation for generating a first learning model for estimating the grinding quality of the workpiece for each grinding process by machine learning using the measured data on the plurality of workpieces as input data for first learning. Department and
A grinding quality estimation model generation device comprising :

第一学習モデルは、実測データを第一学習用入力データとする機械学習により生成されている。そして、実測データは、研削盤の構造部材の状態を表す第一実測データ、および、研削部位に関する第二実測データの少なくとも一つである。そして、実測データは、工作物毎にかつ研削工程毎に取得したデータである。例えば、実測データは、工作物毎における研削初期から研削終期までのデータや、粗研の初期から粗研の終期までのデータ等である。従って、1つの工作物の実測データだけでも、多量のデータとなる。さらに、複数の工作物に関する実測データとなれば、極めて多量のデータとなる。しかし、第一学習モデルは、機械学習を用いることによって、複数の工作物に関する多量の実測データを用いるとしても、容易に生成することができる。 The first learning model is generated by machine learning using measured data as first learning input data. The measured data is at least one of first measured data representing the state of the structural member of the grinder and second measured data relating to the grinding portion. The measured data are data acquired for each workpiece and for each grinding process . For example, the actual measurement data includes data from the initial stage of grinding to the final stage of grinding, data from the initial stage of rough grinding to the final stage of rough grinding, and the like. Therefore, even the actual measurement data of one workpiece is a large amount of data. Furthermore, when it comes to actual measurement data for a plurality of workpieces, the amount of data is extremely large. However, by using machine learning, the first learning model can be easily generated even with a large amount of measured data on multiple workpieces.

(2.研削品質推定装置)
本発明の他の態様は、上述した研削品質推定モデル生成装置と、
推定フェーズにおいて、新たな工作物の研削を行っている際の前記研削工程毎の前記実測データである推定用入力データと前記第一学習モデルとを用いて、前記新たな工作物の前記研削品質を推定する研削品質推定部と、
を備える、研削品質推定装置にある
機械学習により生成された第一学習モデルを用いることで、新たな工作物に関する多量の実測データである推定用入力データに基づいて、当該新たな工作物の研削品質を推定することができる。
(2. Grinding quality estimation device)
Another aspect of the present invention is the grinding quality estimation model generation device described above,
In the estimation phase, the grinding quality of the new workpiece is estimated using the input data for estimation, which is the measured data for each grinding process and the first learning model when grinding the new workpiece. a grinding quality estimation unit that estimates
A grinding quality estimation device comprising :
By using the first learning model generated by machine learning, it is possible to estimate the grinding quality of the new workpiece based on the input data for estimation, which is a large amount of measured data regarding the new workpiece.

(3.不良品質発生要因推定装置)
本発明の他の態様は、上述した研削品質推定装置と、
前記研削盤の制御装置により制御される駆動装置の実動作データであって予め取得した良品に関する前記実動作データ、または、予め取得した良品に関する前記実測データに基づいて作成された良品加工データを記憶する良品加工データ記憶部と、
前記良品加工データと、前記判別部により不良品と推定された前記工作物に関する前記実動作データまたは実測データである不良品加工データとを比較して、不良品質の発生要因を特定するための加工データ相違情報を抽出する相違情報抽出部と、
を備える、不良品質発生要因推定装置にある
(3. Defective Quality Occurrence Factor Estimating Device)
Another aspect of the present invention is the grinding quality estimation device described above,
Stores the actual operation data of the driving device controlled by the control device of the grinding machine, which is the actual operation data related to the non-defective product acquired in advance, or the non-defective product processing data created based on the actual measurement data related to the non-defective product acquired in advance. a non-defective product processing data storage unit for
Processing for identifying a cause of defective quality by comparing the non-defective product processing data with the defective product processing data, which is the actual operation data or actual measurement data regarding the workpiece estimated to be defective by the discrimination unit. a difference information extraction unit for extracting data difference information;
A defective quality occurrence factor estimating device comprising :

(4.研削盤の動作指令データ更新装置
本発明の他の態様は、上述した研削品質推定装置と、
前記研削盤にて前記砥石車により工作物の研削を行う際において、前記研削盤の制御装置への動作指令データを前記工作物毎に取得する動作指令データ取得部と、
前記工作物の研削品質データを前記工作物毎に取得する研削品質データ取得部と、
前記工作物毎に、前記研削品質データに応じて前記動作指令データに対する報酬を決定する報酬決定部と、
複数の前記工作物に関する前記動作指令データおよび前記報酬を用いた機械学習により、前記報酬を多くするように前記動作指令データを調整するための第二学習モデルを生成する第二学習モデル生成部と、
更新フェーズにおいて、新たな工作物の研削に関する前記動作指令データ、前記新たな工作物ついて前記研削品質推定部により推定された前記研削品質データ、前記報酬、および、前記第二学習モデルを用いて、前記動作指令データの調整を行う動作指令データ調整部と、
を備える、研削盤の動作指令データ更新装置にある
(4. Grinding Machine Operation Command Data Update Device )
Another aspect of the present invention is the grinding quality estimation device described above,
an operation command data acquiring unit for acquiring operation command data for a control device of the grinding machine for each workpiece when grinding the workpiece with the grinding wheel in the grinding machine ;
a grinding quality data acquisition unit that acquires grinding quality data of the workpiece for each workpiece;
a remuneration determination unit that determines a remuneration for the operation command data according to the grinding quality data for each workpiece;
a second learning model generation unit for generating a second learning model for adjusting the motion command data so as to increase the reward by machine learning using the motion command data and the reward for the plurality of workpieces; ,
In an update phase, using the motion command data for grinding a new workpiece, the grinding quality data estimated by the grinding quality estimation unit for the new workpiece, the reward, and the second learning model, an operation command data adjustment unit that adjusts the operation command data;
An apparatus for updating operation command data for a grinding machine, comprising:

当該更新装置は、機械学習により、研削盤の動作指令データを調整するための第二学習モデルを生成する。そして、機械学習においては、複数の工作物に関する動作指令データおよび報酬を用いている。従って、多量のデータを用いたとしても、機械学習を適用することにより、第二学習モデルを容易に生成することができる。さらに、機械学習においては、工作物の研削品質データを用いて決定された報酬を多くするように、研削盤の動作指令データが調整されている。従って、研削品質が良好となるような動作指令データを生成することができるようになる。 The updating device uses machine learning to generate a second learning model for adjusting the operation command data of the grinding machine. Machine learning uses motion command data and rewards for a plurality of workpieces. Therefore, even if a large amount of data is used, the second learning model can be easily generated by applying machine learning. Additionally, in machine learning, grinder motion command data is adjusted to increase rewards determined using workpiece grinding quality data. Therefore, it is possible to generate operation command data that will improve the grinding quality.

さらに、機械学習により生成された第二学習モデルを用いて動作指令データが更新される。そのため、研削状態が変化したとしても、動作指令データが現在の研削状態に応じて更新されていく。このように動作指令データが更新されることによって、工作物の研削品質を良好とすることができる。 Further , the motion command data is updated using the second learning model generated by machine learning. Therefore, even if the grinding state changes, the operation command data is updated according to the current grinding state. By updating the operation command data in this way, it is possible to improve the grinding quality of the workpiece.

Claims (27)

研削盤にて砥石車により工作物の研削を行っている際の実測データであって、前記研削盤の構造部材の状態を表す第一実測データ、および、研削部位に関する第二実測データの少なくとも一つである前記実測データを、前記工作物毎に所定期間分取得する実測データ取得部と、
複数の前記工作物に関する前記実測データを第一学習用入力データとする機械学習により、前記工作物の研削品質を推定するための第一学習モデルを生成する第一学習モデル生成部と、
を備える、研削品質推定モデル生成装置。
At least one of first measured data representing the state of a structural member of the grinder and second measured data relating to a grinding portion, which is measured data when a workpiece is ground by a grinding wheel in a grinder. an actual measurement data acquisition unit that acquires the actual measurement data for each workpiece for a predetermined period;
a first learning model generation unit that generates a first learning model for estimating the grinding quality of the workpiece by machine learning using the measured data on the plurality of workpieces as input data for first learning;
A grinding quality estimation model generation device.
前記実測データ取得部は、前記研削盤の前記構造部材の振動および前記研削盤の前記構造部材の変形量の少なくとも一つである前記第一実測データ、および、前記研削によって変化する前記工作物の寸法および研削点温度の少なくとも一つである前記第二実測データを、前記実測データとして取得し、
前記第一学習モデル生成部は、複数の前記工作物に関する前記第一実測データおよび前記第二実測データを前記第一学習用入力データとする機械学習により、前記第一学習モデルを生成する、請求項1に記載の研削品質推定モデル生成装置。
The actual measurement data acquisition unit obtains the first actual measurement data, which is at least one of vibration of the structural member of the grinding machine and deformation amount of the structural member of the grinding machine, and Acquiring the second measured data, which is at least one of dimensions and grinding point temperature, as the measured data;
The first learning model generation unit generates the first learning model by machine learning using the first measured data and the second measured data regarding the plurality of workpieces as the first learning input data. Item 1. The grinding quality estimation model generation device according to item 1.
前記研削品質推定モデル生成装置は、さらに、前記工作物の研削品質データを前記工作物毎に取得する研削品質データ取得部を備え、
前記第一学習モデル生成部は、前記研削品質データを教師データとする前記機械学習により、前記第一学習モデルを生成する、請求項1または2に記載の研削品質推定モデル生成装置。
The grinding quality estimation model generation device further comprises a grinding quality data acquisition unit that acquires grinding quality data of the workpiece for each workpiece,
3. The grinding quality estimation model generation device according to claim 1, wherein said first learning model generation unit generates said first learning model by said machine learning using said grinding quality data as teacher data.
前記工作物の前記研削品質データは、前記工作物の加工変質層データ、前記工作物の表面性状データ、および、前記工作物のびびり模様データの少なくとも一つである、請求項3に記載の研削品質推定モデル生成装置。 4. Grinding according to claim 3, wherein the grinding quality data of the workpiece is at least one of process-affected layer data of the workpiece, surface texture data of the workpiece, and chatter pattern data of the workpiece. Quality estimation model generator. 前記研削品質推定モデル生成装置は、さらに、前記研削盤の制御装置への動作指令データ、および、前記制御装置により制御される駆動装置の実動作データの少なくとも一つである動作関連データを、前記工作物毎に所定期間分取得する動作関連データ取得部を備え、
前記第一学習モデル生成部は、複数の前記工作物に関する前記実測データおよび前記動作関連データを前記第一学習用入力データとする前記機械学習により、前記第一学習モデルを生成する、請求項1-4の何れか一項に記載の研削品質推定モデル生成装置。
The grinding quality estimation model generation device further generates the motion-related data, which is at least one of motion command data to the control device of the grinding machine and actual motion data of the driving device controlled by the control device. An operation-related data acquisition unit that acquires data for a predetermined period for each workpiece,
2. The first learning model generation unit generates the first learning model by the machine learning using the measured data and the motion-related data relating to the plurality of workpieces as the first learning input data. -4, the grinding quality estimation model generation device according to any one of items.
請求項1-5の何れか一項に記載の研削品質推定モデル生成装置と、
新たな工作物の研削を行っている際の所定期間分の前記実測データである推定用入力データと前記第一学習モデルとを用いて、前記新たな工作物の前記研削品質を推定する研削品質推定部と、
を備える、研削品質推定装置。
A grinding quality estimation model generation device according to any one of claims 1 to 5;
Grinding quality for estimating the grinding quality of the new workpiece using the input data for estimation, which is the actual measurement data for a predetermined period while grinding the new workpiece, and the first learning model an estimation unit;
A grinding quality estimation device.
前記第一学習モデル生成部は、前記工作物の前記研削品質として、前記工作物の加工変質層の状態、前記工作物の表面性状、および、前記工作物のびびり模様状態の少なくとも一つを推定するための前記第一学習モデルを生成し、
前記研削品質推定部は、前記新たな工作物の前記研削品質として、前記工作物の加工変質層の状態、前記工作物の表面性状、および、前記工作物のびびり模様状態の少なくとも一つを推定する、請求項6に記載の研削品質推定装置。
The first learning model generation unit estimates, as the grinding quality of the workpiece, at least one of a state of a work-affected layer of the workpiece, a surface texture of the workpiece, and a chatter pattern state of the workpiece. generating said first learning model for
The grinding quality estimation unit estimates at least one of a state of a work-affected layer of the workpiece, a surface texture of the workpiece, and a chatter pattern state of the workpiece as the grinding quality of the new workpiece. The grinding quality estimating device according to claim 6, wherein
前記研削品質推定装置は、さらに、前記研削品質推定部により推定された前記工作物の前記研削品質に基づいて前記工作物の良否を判別する判別部を備える、請求項6または7に記載の研削品質推定装置。 8. Grinding according to claim 6 or 7, wherein said grinding quality estimating device further comprises a discriminating section for discriminating quality of said workpiece based on said grinding quality of said workpiece estimated by said grinding quality estimating section. quality estimator. 請求項8に記載の研削品質推定装置と、
前記研削盤の制御装置により制御される駆動装置の実動作データであって予め取得した良品に関する前記実動作データ、または、予め取得した良品に関する前記実測データに基づいて作成された良品加工データを記憶する良品加工データ記憶部と、
前記良品加工データと、前記判別部により不良品と推定された前記工作物に関する前記実動作データまたは実測データである不良品加工データとを比較して、不良品質の発生要因を特定するための加工データ相違情報を抽出する相違情報抽出部と、
を備える、不良品質発生要因推定装置。
A grinding quality estimation device according to claim 8;
Stores the actual operation data of the driving device controlled by the control device of the grinding machine, which is the actual operation data related to the non-defective product acquired in advance, or the non-defective product processing data created based on the actual measurement data related to the non-defective product acquired in advance. a non-defective product processing data storage unit for
Processing for identifying a cause of defective quality by comparing the non-defective product processing data with the defective product processing data, which is the actual operation data or actual measurement data regarding the workpiece estimated to be defective by the discrimination unit. a difference information extraction unit for extracting data difference information;
A defective quality occurrence factor estimation device.
前記不良品質発生要因推定装置は、さらに、
前記加工データ相違情報と前記不良品質の発生要因との関係を示す発生要因関係情報を記憶する関係情報記憶部と、
前記加工データ相違情報と前記発生要因関係情報との関係に基づいて、前記不良品質の発生要因を推定する不良要因推定部と、
を備える、請求項9に記載の不良品質発生要因推定装置。
The defective quality occurrence factor estimating device further comprises:
a relationship information storage unit for storing occurrence factor relationship information indicating the relationship between the processed data difference information and the cause of the defective quality;
a defect factor estimating unit for estimating the cause of the defective quality based on the relationship between the processed data difference information and the occurrence factor relationship information;
The defective quality occurrence factor estimating device according to claim 9, comprising:
前記関係情報記憶部は、前記加工データ相違情報と複数種の前記不良品質の発生要因との関係を示す複数種の前記発生要因関係情報を記憶する、請求項10に記載の不良品質発生要因推定装置。 11. The defective quality occurrence factor estimation according to claim 10, wherein said relationship information storage unit stores a plurality of types of said occurrence factor relationship information indicating a relationship between said processed data difference information and said multiple types of occurrence factors of said defective quality. Device. 前記発生要因関係情報は、前記加工データ相違情報と前記不良品質の発生要因とを学習データとする前記機械学習により生成された学習モデルである、請求項10または11に記載の不良品質発生要因推定装置。 12. The defective quality occurrence factor estimation according to claim 10 or 11, wherein said occurrence factor related information is a learning model generated by said machine learning using said processed data difference information and said occurrence factors of defective quality as learning data. Device. 前記不良品質の発生要因は、前記研削盤による前記工作物の加工条件、前記砥石車の切れ味、および、前記研削盤の構成部品の振動の少なくとも一つである、請求項9-12の何れか一項に記載の不良品質発生要因推定装置。 13. Any one of claims 9 to 12, wherein the cause of the defective quality is at least one of conditions for processing the workpiece by the grinding machine, sharpness of the grinding wheel, and vibration of components of the grinding machine. 1. The apparatus for estimating factors causing defective quality according to item 1. 前記相違情報抽出部は、前記良品加工データと、前記不良品加工データとの差を、前記加工データ相違情報として抽出する、請求項9-13の何れか一項に記載の不良品質発生要因推定装置。 14. The defective quality occurrence factor estimation according to any one of claims 9 to 13, wherein said difference information extraction unit extracts a difference between said non-defective product processed data and said defective product processed data as said processed data difference information. Device. 前記良品加工データは、予め取得した複数個の良品に関する前記実測データまたは前記実動作データに基づいて作成される、請求項9-14の何れか一項に記載の不良品質発生要因推定装置。 15. The defective quality occurrence factor estimating device according to claim 9, wherein said non-defective product processing data is created based on said actual measurement data or said actual operation data relating to a plurality of non-defective products obtained in advance. 前記良品加工データ記憶部は、複数種の前記良品加工データを記憶し、
前記相違情報抽出部は、前記複数種の前記良品加工データと、前記不良品加工データとをそれぞれ比較し、複数種の前記加工データ相違情報を抽出する、請求項9-15の何れか一項に記載の不良品質発生要因推定装置。
The non-defective product processing data storage unit stores a plurality of types of non-defective product processing data,
16. The difference information extraction unit according to any one of claims 9 to 15, wherein the plurality of types of non-defective product processing data and the defective product processing data are compared with each other to extract a plurality of types of processing data difference information. 3. The device for estimating factors causing defective quality according to 1.
研削盤にて砥石車により工作物の研削を行う際において、前記研削盤の制御装置への動作指令データを前記工作物毎に取得する動作指令データ取得部と、
前記工作物の研削品質データを前記工作物毎に取得する研削品質データ取得部と、
前記工作物毎に、前記研削品質データに応じて前記動作指令データに対する報酬を決定する報酬決定部と、
複数の前記工作物に関する前記動作指令データおよび前記報酬を用いた機械学習により、前記報酬を多くするように前記動作指令データを調整するための第二学習モデルを生成する第二学習モデル生成部と、
を備える、研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置。
an operation command data acquiring unit for acquiring operation command data for a control device of the grinder for each workpiece when grinding the workpiece with a grinding wheel in the grinder;
a grinding quality data acquisition unit that acquires grinding quality data of the workpiece for each workpiece;
a remuneration determination unit that determines a remuneration for the operation command data according to the grinding quality data for each workpiece;
a second learning model generation unit for generating a second learning model for adjusting the motion command data so as to increase the reward by machine learning using the motion command data and the reward for the plurality of workpieces; ,
A grinding machine operation command data adjustment model generation device.
前記工作物の前記研削品質データは、前記工作物の加工変質層データ、前記工作物の表面性状データ、および、前記工作物のびびり模様データの少なくとも一つである、請求項17に記載の研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置。 18. Grinding according to claim 17, wherein the grinding quality data of the workpiece is at least one of process-affected layer data of the workpiece, surface texture data of the workpiece, and chatter pattern data of the workpiece. Panel operation command data adjustment model generator. 前記報酬決定部は、前記工作物の前記加工変質層データにおいて、加工変質層が無い場合に前記報酬を多くし、前記加工変質層が有る場合に前記報酬を少なくする、請求項18記載の研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置。 19. Grinding according to claim 18, wherein, in the work-affected layer data of the workpiece, the reward determination unit increases the reward when there is no work-affected layer, and decreases the reward when the work-affected layer is present. Panel operation command data adjustment model generator. 前記報酬決定部は、前記工作物の前記表面性状データが所定閾値以下の場合に前記報酬を多くし、前記所定閾値より大きい場合に前記報酬を少なくする、請求項18に記載の研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置。 19. The operation of the grinding machine according to claim 18, wherein the remuneration determining unit increases the remuneration when the surface texture data of the workpiece is equal to or less than a predetermined threshold, and decreases the remuneration when the surface texture data of the workpiece is greater than the predetermined threshold. Command data adjustment model generator. 前記報酬決定部は、前記工作物の前記びびり模様データにおいて、びびり模様が無しの場合に前記報酬を多くし、びびり模様が有りの場合に前記報酬を少なくする、請求項18に記載の研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置。 19. The grinder according to claim 18, wherein in the chatter pattern data of the workpiece, the reward determining unit increases the reward when there is no chatter pattern, and decreases the reward when there is a chatter pattern. motion command data adjustment model generator. 前記研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置は、さらに、前記砥石車の表面状態データを前記工作物毎に取得する表面状態データ取得部を備え、
前記報酬決定部は、前記工作物毎に、前記研削品質データおよび前記表面状態データに応じて前記動作指令データに対する報酬を決定する、請求項17-21の何れか一項に記載の研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置。
The grinding machine operation command data adjustment model generating device further comprises a surface condition data acquisition unit for acquiring surface condition data of the grinding wheel for each workpiece,
The grinder according to any one of claims 17 to 21, wherein the remuneration determination unit determines a remuneration for the operation command data according to the grinding quality data and the surface condition data for each workpiece. Operation command data adjustment model generator.
前記砥石車の前記表面状態データは、前記工作物の研削品質に影響を及ぼすデータである、請求項22に記載の研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置。 23. The motion command data adjustment model generation device for a grinder according to claim 22, wherein said surface condition data of said grinding wheel is data affecting grinding quality of said workpiece. 前記砥石車の前記表面状態データは、前記工作物の加工変質層の状態に対応する第一表面状態データ、前記工作物の表面性状に対応する第二表面状態データ、および、前記工作物のびびり模様状態に対応する第三表面状態データの少なくとも一つである、請求項23に記載の研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置。 The surface condition data of the grinding wheel includes first surface condition data corresponding to the condition of a work-affected layer of the workpiece, second surface condition data corresponding to the surface texture of the workpiece, and chatter of the workpiece. 24. The operation command data adjustment model generation device for a grinding machine according to claim 23, wherein the operation command data adjustment model generation device for a grinding machine is at least one of the third surface condition data corresponding to the pattern condition. 前記工作物の前記研削品質データは、請求項6-8の何れか一項に記載の研削品質推定装置により推定された前記研削品質である、請求項17-24の何れか一項に記載の研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置。 The grinding quality data of the workpiece according to any one of claims 17-24, wherein the grinding quality is estimated by the grinding quality estimation device according to any one of claims 6-8. Grinding machine operation command data adjustment model generator. 請求項17-25の何れか一項に記載の研削盤の動作指令データ調整モデル生成装置と、
新たな工作物の研削に関する前記動作指令データ、前記新たな工作物の前記研削品質データ、前記報酬および前記第二学習モデルを用いて、前記動作指令データの調整を行う動作指令データ調整部と、
を備える、研削盤の動作指令データ更新装置。
A grinding machine operation command data adjustment model generation device according to any one of claims 17 to 25,
a motion command data adjustment unit that adjusts the motion command data using the motion command data for grinding a new workpiece, the grinding quality data for the new workpiece, the reward, and the second learning model;
A grinding machine operation command data update device.
前記研削盤の動作指令データ更新装置は、さらに、
請求項10-16の何れか一項に記載の不良品質発生要因推定装置を備え、
前記動作指令データ調整部は、さらに、前記発生要因関係情報を用いて、前記動作指令データの調整を行う、請求項26に記載の研削盤の動作指令データ更新装置。
The operation command data update device for the grinder further comprises:
Equipped with the defective quality occurrence factor estimation device according to any one of claims 10 to 16,
27. The operation command data update device for a grinding machine according to claim 26, wherein said operation command data adjusting unit further adjusts said operation command data using said occurrence factor relation information.
JP2022206756A 2018-07-25 2022-12-23 Grinding quality estimation model generation device, grinding quality estimation device, defective quality factor estimation device, and grinding machine operation command data update device Active JP7388528B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018139210 2018-07-25
JP2018139210 2018-07-25
JP2019022199A JP7230555B2 (en) 2018-07-25 2019-02-11 Grinding machine operation command data update device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019022199A Division JP7230555B2 (en) 2018-07-25 2019-02-11 Grinding machine operation command data update device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023024706A true JP2023024706A (en) 2023-02-16
JP7388528B2 JP7388528B2 (en) 2023-11-29

Family

ID=87890992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022206756A Active JP7388528B2 (en) 2018-07-25 2022-12-23 Grinding quality estimation model generation device, grinding quality estimation device, defective quality factor estimation device, and grinding machine operation command data update device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7388528B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07195183A (en) * 1994-01-05 1995-08-01 Hitachi Ltd Method and device for deciding normal/defective condition of friction welding product
JPH0832281A (en) * 1994-07-14 1996-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Quality analyzing method
JPH11129145A (en) * 1997-10-31 1999-05-18 Denso Corp Device and method for diagnosing shape precision of work, and recording medium
JP2015199152A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 株式会社ジェイテクト Machine tool with work-affection detection sensor
JP2017045300A (en) * 2015-08-27 2017-03-02 ファナック株式会社 Numerical controller with machining condition adjustment function which reduces chatter or tool wear/breakage occurrence

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07195183A (en) * 1994-01-05 1995-08-01 Hitachi Ltd Method and device for deciding normal/defective condition of friction welding product
JPH0832281A (en) * 1994-07-14 1996-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Quality analyzing method
JPH11129145A (en) * 1997-10-31 1999-05-18 Denso Corp Device and method for diagnosing shape precision of work, and recording medium
JP2015199152A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 株式会社ジェイテクト Machine tool with work-affection detection sensor
JP2017045300A (en) * 2015-08-27 2017-03-02 ファナック株式会社 Numerical controller with machining condition adjustment function which reduces chatter or tool wear/breakage occurrence

Also Published As

Publication number Publication date
JP7388528B2 (en) 2023-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7230555B2 (en) Grinding machine operation command data update device
US20200033842A1 (en) Grinding quality estimation model generating device, grinding quality estimating device, poor quality factor estimating device, grinding machine operation command data adjustment model generating device, and grinding machine operation command data updating device
JP7225626B2 (en) Learning model generation device, estimation device and operation command data update device for grinding
JP2020015129A (en) Grinding wheel surface state estimation model creation device, grinding wheel surface state estimation device, operation command data adjustment model creation device for grinder and operation command data updating device for grinder
JP7302226B2 (en) SUPPORT DEVICE AND SUPPORT METHOD FOR GRINDER
KR102627963B1 (en) Polishing device
JP7305945B2 (en) Machine Tools
EP3736648B1 (en) Method for autonomous optimization of a grinding process
JP7380107B2 (en) quality prediction system
JP7388528B2 (en) Grinding quality estimation model generation device, grinding quality estimation device, defective quality factor estimation device, and grinding machine operation command data update device
JP7172636B2 (en) Machine tool maintenance support device and machine tool system
JP7424463B2 (en) Grinding quality estimation model generation device, grinding quality estimation device, and grinding machine operation command data update device
JP2020069599A (en) Support device of machine tool and machine tool system
JP7451949B2 (en) Machining quality prediction system
JP7451948B2 (en) Machining quality prediction system
JP2022113178A (en) Area setting method, area setting apparatus, surface state estimation method, and surface state estimation system
JP2022113177A (en) Surface state estimation method and surface state estimation system
JP2023158578A (en) Grinding system
JP2023150900A (en) Grinding system
JP7487503B2 (en) Chatter Prediction System
JP2024073875A (en) Surface roughness estimating system and processing system
JP2022147691A (en) Processing state estimation method and processing state estimation system
JP2022147692A (en) Processing state estimation method and processing state estimation system
JP2022147687A (en) Processing state estimation method and processing state estimation system
JP2021171871A (en) Chattering detection system

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230119

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231030

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7388528

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150