JP6759439B1 - 工作機械および表示装置 - Google Patents
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Description
加工時の、前記加工のために投入されるエネルギー、振動、音、熱、光および加工時に発生する動力のうちの少なくともいずれか一つの検知値を検知する検知部と、
前記検知部で検知した前記検知値から第1特徴量と第2特徴量とを抽出する特徴量抽出部と、
前記第1特徴量に係る数値を第1軸とし前記第2特徴量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記加工中において異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、を表示する表示部と、を備えた。
加工時の、前記加工のために投入されるエネルギー、振動、音、熱、光および加工時に発生する動力のうちの少なくともいずれか一つの検知値を検知する検知部を有する工作機械から検出された検知値から第1特徴量と第2特徴量とを抽出し、前記工作機械の加工の状態を表示する表示装置であって、
前記第1特徴量に係る数値を第1軸とし前記第2特徴量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記加工中において異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、を表示する。
第1実施形態に係る工作機械100について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る工作機械100の構成を説明するための図である。
次に、第2実施形態に係る工作機械200について、図2乃至図7を用いて説明する。図2は、本実施形態に係る工作機械の外観および工具保持部の概略構成を示す図である。第2実施形態の工作機械200について、複合機を用いて説明する。工作機械200は、工具保持部201を有し、工具保持部201には工具202が取り付けられる。工具202は、テーブル204に載置されたワーク203を加工する。本実施形態では、工具202の折損を予め防止することを目的とする。
ここで、図3Eを参照して、特徴量抽出部302による特徴量の抽出方法について詳細に説明する。周波数分解部(図中FFT)321は、工作機械200による加工中に検知部301が検知した電流値の周波数成分を抽出して、周波数スペクトルを生成する。周波数分解は、例えば、FFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)により行われるが、これには限定されない。
実験番号βの主軸電流波形のFFTデータxβは、以下の式(6)のようにR次元のベクトルの集合で表わされる。
は、実験番号βのr番目の区間のベクトルを表わしており、Rは区間総数である。
は、元信号
に類似したものとなる。
β2=0.999
学習したオートエンコーダのエンコーダを次元圧縮に用いる。
から次元圧縮された64次元の
が出力される。
入力のデータ行列をX、単一のデータ点を含む列ベクトルをxとする。データの分散最大化問題を定式化すると、
W=Vk
である。ここで、kは、主成分Vに含まれる相関のない変数群の個数である。よって、次元圧縮後のベクトルをZとすると、射影座標のベクトルは、
Z=XVk
と表される。
学習により求めた主成分Vを用いて、次元圧縮を行う。例えば、オートエンコーダ処理後のベクトル次元が64次元の場合、64次元の入力X64を2次元のベクトルZ2に次元圧縮するように設定できる。
より、64次元のX64を入力すると主成分V2により2次元ベクトルZ2が出力される。ベクトルZ2の2つのベクトル成分が第1特徴量および第2特徴量に相当する。ベクトルZ2の2つの成分を第1軸および第2軸として2次元マップへプロットする。
モデル構築用データが線型分離不可能な場合、SVMでは非線形関数を用いてモデル構築用データを高次元空間に写像し、高次元空間内で分離超平面を求める。これは、オリジナルの低次元空間において、非線形な分離境界を求めることに等しい。高次元空間へはカーネル関数Kを用いて写像される。
学習させたOne Class SVMにPCAで次元圧縮したデータを入力することで、上記の式(23)より、出力f(x)が得られる。
g(x)=−f(x)
と表される。つまり、異常判定部308は、異常度スコアg(x)が負の値の場合は正常、0以上の場合は異常と判定する。
次に本発明の第3実施形態に係る工作機械700について、図7および図8を用いて説明する。本実施形態に係る工作機械は、上記第2実施形態と比べると、食いつきデータ削除部701を有する点で異なる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の技術的範囲で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (6)
- 加工中に工具が取り付けられた工具主軸を駆動するために印加される電流値を、検知値として検知する検知部と、
前記検知値から第1特徴量と第2特徴量とを抽出する特徴量抽出部と、
前記第1特徴量に係る数値を第1軸とし前記第2特徴量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記加工中において前記工具に異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、を表示する表示部と、
を備えた工作機械。 - 前記表示部に表示された前記境界線の形状を変更する補正部をさらに備えた請求項1に記載の工作機械。
- 前記表示部は、前記プロットした点を選択すると、前記プロットした点に関連した情報を表示する請求項1または2に記載の工作機械。
- 加工中に工具が取り付けられた工具主軸を駆動するために印加される電流値から第1特徴量と第2特徴量とを抽出する特徴量抽出部で抽出された前記第1特徴量に係る数値を第1軸とし、前記特徴量抽出部で抽出された前記第2特徴量に係る数値を第2軸とした平面上に、
前記電流値をプロットした点と、
前記加工中において前記工具に異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、
を表示する表示部を備えた表示装置。 - 加工時の、前記加工のために投入される電流、振動、音、熱、および光のうちの少なくともいずれか一つの検知値を検知する検知部を有する工作機械から検出された検知値から第1特徴量と第2特徴量とを抽出し、前記工作機械の加工の状態を表示する表示装置であって、
前記第1特徴量に係る数値を第1軸とし前記第2特徴量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記加工中において異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、を表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記境界線を選択し、選択された境界線の形状を変更する補正部と、
を備えた表示装置。 - 加工時の、前記加工のために投入される電流、振動、音、熱、および光のうちの少なくともいずれか一つの検知値を検知する検知部を有する工作機械から検出された検知値から、工具がワークと接触してワークの加工を開始後所定時間分の検知値を除いた後に、第1特徴量と第2特徴量とを抽出し、前記工作機械の加工の状態を表示する表示装置であって、
前記第1特徴量に係る数値を第1軸とし前記第2特徴量に係る数値を第2軸とした平面上に、前記検知値をプロットした点と、前記加工中において異常が発生する可能性を表すために等高線状に配置された少なくとも2つの境界線と、を表示する表示装置。
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