JP6847335B1 - Automatic wire connection device and wire electric discharge machine - Google Patents
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Abstract
ワイヤ自動結線装置(1)は、ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極(11)の自動結線を行う。ワイヤ自動結線装置(1)は、ワイヤ電極(11)が切断された際における切断状態を検出する切断状態検出部(33)を備える。ワイヤ自動結線装置(1)は、切断状態に基づいてワイヤ電極(11)の切断についての良否判定を行う判定部(34)を備える。ワイヤ自動結線装置(1)は、良否判定の結果に基づいて動作結線の実行を決定する結線実行部(35)を備える。The wire automatic wiring device (1) automatically connects the wire electrodes (11) in the wire electric discharge machine. The automatic wire connection device (1) includes a cutting state detecting unit (33) that detects a cutting state when the wire electrode (11) is cut. The automatic wire connection device (1) includes a determination unit (34) that determines whether or not the wire electrode (11) is good or bad based on the cutting state. The automatic wire connection device (1) includes a connection execution unit (35) that determines execution of operation connection based on the result of quality determination.
Description
本開示は、ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の自動結線を行うワイヤ自動結線装置およびワイヤ放電加工機に関する。 The present disclosure relates to an automatic wire connection device and a wire electric discharge machine that automatically connect wire electrodes in a wire electric discharge machine.
ワイヤ放電加工機は、ワイヤボビンからワイヤ電極を引き出し、引き出されたワイヤ電極を送り出すワイヤ送給部と、被加工物の上に配置されてワイヤ電極を案内する上ガイド部と、被加工物の下に配置されてワイヤ電極を案内する下ガイド部と、使用されたワイヤ電極を回収するワイヤ回収部とを有する。ワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極を新規に装填するとき、またはワイヤ電極が断線したときに、ワイヤ送給部からワイヤ回収部までワイヤ電極を送り出すことによって、ワイヤ電極の自動結線を行う。以下の説明において、ワイヤ放電加工機のうち、自動結線において使用される構成を、ワイヤ自動結線装置と称することがある。一般に、ワイヤ自動結線装置は、ワイヤ電極の切断と、ワイヤ電極の真直性を確保するためのアニール処理を経て、結線動作を行う。 The wire discharge processing machine has a wire feeding unit that pulls out a wire electrode from a wire bobbin and sends out the drawn wire electrode, an upper guide portion that is placed on the work piece and guides the wire electrode, and a lower part of the work piece. It has a lower guide portion that guides the wire electrode and a wire recovery portion that collects the used wire electrode. The wire discharge processing machine automatically connects the wire electrodes by feeding the wire electrodes from the wire feeding section to the wire collecting section when the wire electrodes are newly loaded or when the wire electrodes are broken. In the following description, among the wire electric discharge machines, the configuration used for automatic wiring may be referred to as an automatic wire connection device. Generally, the automatic wire connection device performs a connection operation after cutting the wire electrode and annealing the wire electrode to ensure the straightness of the wire electrode.
特許文献1には、結線において障害があった区間を検出して、自動結線が失敗した回数のカウント値を区間ごとに記憶し、自動結線を行うためのパラメータを区間ごとのカウント値に基づいて切り換えるワイヤ自動結線装置が開示されている。特許文献1のワイヤ自動結線装置は、特定の区間にて障害が多発する場合に、障害があった区間の位置とカウント値とを基に失敗の原因を判定する。特許文献1のワイヤ自動結線装置は、原因別の条件の中から最適条件を選択してパラメータを切り換えることにより、修正作業を自動で行う。 In Patent Document 1, a section having a failure in connection is detected, a count value of the number of times that automatic connection fails is stored for each section, and a parameter for performing automatic connection is based on the count value for each section. An automatic wire connection device for switching is disclosed. The automatic wire connection device of Patent Document 1 determines the cause of failure based on the position of the section where the failure occurred and the count value when the failure occurs frequently in a specific section. The automatic wire connection device of Patent Document 1 automatically performs correction work by selecting an optimum condition from the conditions for each cause and switching parameters.
上記特許文献1のワイヤ自動結線装置では、ワイヤ電極への通電によってワイヤ電極が切断された際に、ワイヤ電極の先端部にワイヤ電極の溶融物が玉状に残ることがある。かかる玉状の部分が残されたまま結線動作が行われると、上ガイド部または下ガイド部などにワイヤ電極が詰まる場合がある。ワイヤ電極が詰まった場合、ワイヤ電極が詰まった位置よりも先へのワイヤ電極の送り出しが妨げられることになるため、結線動作は失敗となる。上記特許文献1のワイヤ自動結線装置は、結線動作の失敗を検出すると、パラメータを変更して、次の結線動作のためにワイヤ電極を切断する。玉状部分を含むワイヤ電極の断片が、ワイヤ電極が通される経路に残されることによって、ワイヤ電極の切断後の結線動作においてワイヤ電極の送り出しが妨げられて、結線動作は再度失敗となる場合がある。この場合、パラメータが適切なパラメータへ変更されていたとしても、ワイヤ電極の断片が手作業によって除去されない限り、結線動作を成功させることができなくなる。このように、上記特許文献1に開示される従来のワイヤ自動結線装置は、ワイヤ電極の詰まりによって自動結線ができない状態となることの回避が困難であった。 In the automatic wire connecting device of Patent Document 1, when the wire electrode is cut by energizing the wire electrode, the melt of the wire electrode may remain in a ball shape at the tip of the wire electrode. If the wiring operation is performed with the ball-shaped portion left, the wire electrode may be clogged in the upper guide portion or the lower guide portion. When the wire electrode is clogged, the wire electrode is prevented from being sent out beyond the position where the wire electrode is clogged, so that the wiring operation fails. When the automatic wire connection device of Patent Document 1 detects a failure in the connection operation, the parameter is changed to cut the wire electrode for the next connection operation. When a fragment of the wire electrode including a ball-shaped portion is left in the path through which the wire electrode is passed, which hinders the feeding of the wire electrode in the wire connection operation after cutting the wire electrode, and the wire connection operation fails again. There is. In this case, even if the parameters are changed to appropriate parameters, the wiring operation cannot be successful unless the wire electrode fragments are manually removed. As described above, in the conventional automatic wire connection device disclosed in Patent Document 1, it is difficult to avoid a state in which automatic connection cannot be performed due to clogging of the wire electrodes.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ワイヤ電極の詰まりによって自動結線ができない状態となることを回避可能とするワイヤ自動結線装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an automatic wire connection device capable of avoiding a state in which automatic connection cannot be performed due to clogging of wire electrodes.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるワイヤ自動結線装置は、ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の自動結線を行う。本開示にかかるワイヤ自動結線装置は、ワイヤ電極が切断された際における切断状態を検出する切断状態検出部と、切断状態に基づいてワイヤ電極の切断についての良否判定を行う判定部と、良否判定の結果に基づいて結線動作の実行を決定する結線実行部とを備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the automatic wire connection device according to the present disclosure performs automatic connection of wire electrodes in a wire electric discharge machine. The automatic wire connection device according to the present disclosure includes a cutting state detection unit that detects a cutting state when the wire electrode is cut, a determination unit that determines the quality of the wire electrode cutting based on the cutting state, and a quality determination unit. It is provided with a connection execution unit that determines the execution of the connection operation based on the result of.
本開示にかかるワイヤ自動結線装置は、ワイヤ電極の詰まりによって自動結線ができない状態となることを回避できるという効果を奏する。 The automatic wire connection device according to the present disclosure has an effect that it is possible to avoid a state in which automatic connection cannot be performed due to clogging of wire electrodes.
以下に、実施の形態にかかるワイヤ自動結線装置およびワイヤ放電加工機を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the automatic wire connection device and the wire electric discharge machine according to the embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工機のうちワイヤ自動結線装置を示す図である。ワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極11と被加工物17との間に放電を繰り返し発生させる。ワイヤ放電加工機は、放電エネルギーを用いた放電加工によって、被加工物17を切断、または被加工物17の一部を除去する。ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極11の自動結線を行う。Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing an automatic wire connection device among the wire electric discharge machines according to the first embodiment. The wire electric discharge machine repeatedly generates electric discharge between the
ワイヤ放電加工機には、ワイヤ電極11が巻き付けられたワイヤボビン10が装着される。ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤボビン10から引き出されたワイヤ電極11の方向を転換するためのプーリ12a,12bと、ワイヤ送給部である送給ローラ13と、送給ローラ13へワイヤ電極11を押し付けるピンチローラ14a,14bとを有する。送給ローラ13は、ワイヤボビン10からワイヤ電極11を引き出し、引き出されたワイヤ電極11を送り出す。送給ローラ13は、送り出し方向とは逆にワイヤ電極11を引き戻す動作も行う。
The wire electric discharge machine is equipped with a
ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11を案内する上ガイド部16aおよび下ガイド部16bと、ワイヤ電極11の送り方向を転換するためのガイドローラ18と、放電加工において使用されたワイヤ電極11を回収するワイヤ回収部19とを有する。
The automatic wire connection device 1 includes an
上ガイド部16aは、被加工物17と、被加工物17よりも上に配置されている給電子15aとの間に配置されている。下ガイド部16bは、被加工物17と、被加工物17よりも下に配置されている給電子15bとの間に配置されている。給電子15a,15bは、ワイヤ電極11に加工電流を供給する。ワイヤ自動結線装置1は、送給ローラ13からガイドローラ18までにおいて、ワイヤ電極11を鉛直下方へ送り出す。ガイドローラ18は、ワイヤ電極11の方向を、鉛直方向から水平方向へ転換させる。
The
ワイヤ回収部19は、ガイドローラ18から送り出されたワイヤ電極11を、不図示の回収場所へ送り出すことによって、ワイヤ電極11を排出する。ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11を新規に装填するとき、またはワイヤ電極11が断線したときに、送給ローラ13からワイヤ回収部19までワイヤ電極11を送り出すことによって、ワイヤ電極11の自動結線を行う。
The
ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11にアニール処理を施すアニール処理部20と、ワイヤ電極11を切断する切断部21と、ワイヤ電極11のうち切断された部分を撮影するカメラ22と、ワイヤ電極11を把持するピンチローラ23とを有する。ワイヤ電極11の切断とワイヤ電極11へのアニール処理とは、結線動作の準備において実施される工程であって、自動結線の工程に含まれる。
The automatic wire connection device 1 includes an annealing
アニール処理部20は、電極24a,24bを有する。アニール処理部20は、電極24aと電極24bとをワイヤ電極11に接触させることによって、ワイヤ電極11に電流を流す。アニール処理部20は、アニール処理の際に、ワイヤ電極11に電流を流す。アニール処理では、ワイヤ電極11に電流が流れることで、ワイヤ電極11には、ワイヤ電極11の電気抵抗に応じた熱が発生する。
The annealing
アニール処理において、ピンチローラ23は、ワイヤ電極11を把持することによってピンチローラ23の位置にてワイヤ電極11を固定する。ピンチローラ23にてワイヤ電極11が固定された状態において送給ローラ13がワイヤ電極11を引き戻すことによって、ワイヤ電極11には張力が付与される。ワイヤ電極11は、熱の発生と張力の付与とによって、真直化される。また、熱の発生と張力付与とによって、ワイヤ電極11の表面が滑らかにされる。アニール処理の終了後、送給ローラ13は、ワイヤ電極11の引き戻しを止める。ピンチローラ23は、ワイヤ電極11を離す。アニール処理部20は、電極24aと電極24bをワイヤ電極11から離す。
In the annealing process, the
切断部21は、電極25を有する。切断部21は、ワイヤ電極11に電極25を接触させることによって、ワイヤ電極11に電流を流す。切断部21は、ワイヤ電極11に電流を流すことによって、ワイヤ電極11を溶断する。ピンチローラ23にてワイヤ電極11が固定された状態において送給ローラ13がワイヤ電極11を引き戻すことによって、ワイヤ電極11には張力が付与される。ワイヤ電極11が切断された後、送給ローラ13は、ワイヤ電極11の引き戻しを止める。ピンチローラ23は、ワイヤ電極11を離す。切断部21は、電極25をワイヤ電極11から離す。カメラ22は、切断部21によって切断されたワイヤ電極11の先端部を撮影する。または、カメラ22は、切断部21によって切断されているときのワイヤ電極11を撮影する。
The cutting
ワイヤ自動結線装置1は、結線動作を調整する自動結線調整部30を有する。自動結線調整部30は、ワイヤ放電加工機を制御する数値制御装置のうち、自動結線の制御において使用される構成を指す。すなわち、自動結線調整部30は、数値制御装置の一部である。 The automatic wire connection device 1 has an automatic connection adjustment unit 30 that adjusts the connection operation. The automatic wiring adjustment unit 30 refers to a configuration used in the control of automatic wiring among the numerical control devices that control the wire electric discharge machine. That is, the automatic connection adjustment unit 30 is a part of the numerical control device.
自動結線調整部30は、ワイヤ電極11の切断状態を検出する切断状態検出部33と、切断状態に基づいてワイヤ電極11の切断についての良否判定を行う判定部34と、良否判定の結果に基づいて結線動作の実行を決定する結線実行部35とを有する。切断状態検出部33は、自動結線においてワイヤ電極11が切断された際における切断状態を検出する。
The automatic connection adjusting unit 30 is based on the cutting
自動結線調整部30は、ワイヤ自動結線装置1の各部への電力供給を制御する電源制御部31と、自動結線のためのパラメータを設定するパラメータ設定部32とを有する。パラメータ設定部32は、設定されたパラメータを電源制御部31へ出力する。電源制御部31は、送給ローラ13を駆動するモータへ電力を供給する。電源制御部31は、モータへの電力供給によって、送給ローラ13によるワイヤ電極11の送り出しと、送給ローラ13によるワイヤ電極11の引き戻しとを制御する。モータの図示は省略する。また、電源制御部31は、アニール処理部20と切断部21とへ電力を供給する。
The automatic wiring adjustment unit 30 includes a power
切断状態検出部33は、張力検出部36と、アニール電流検出部37と、切断電流検出部38と、画像取得部39とを有する。張力検出部36は、ワイヤ電極11の張力を検出する。アニール電流検出部37は、アニール電流を検出する。アニール電流は、アニール処理においてワイヤ電極11を流れた電流である。切断電流検出部38は、切断電流を検出する。切断電流は、ワイヤ電極11が切断される際にワイヤ電極11を流れた電流である。画像取得部39は、カメラ22によって撮影された画像を取得する。
The cutting
張力検出部36は、ワイヤ電極11が切断される際におけるワイヤ電極11の張力変動を測定する。張力検出部36での測定によって、切断状態検出部33は、ワイヤ電極11が切断される際におけるワイヤ電極11の張力の状態を、切断状態の要素の1つとして検出する。また、張力検出部36は、ワイヤ電極11にアニール処理が施されているときのワイヤ電極11の張力変動を測定する。張力検出部36での測定によって、切断状態検出部33は、アニール処理の際におけるワイヤ電極11の張力の状態を、切断状態の要素の1つとして検出する。
The
アニール電流検出部37は、ワイヤ電極11にアニール処理が施されているときのアニール電流を測定する。アニール電流検出部37での測定によって、切断状態検出部33は、切断状態の要素の1つとして、アニール電流の状態を検出する。
The annealing current detection unit 37 measures the annealing current when the
切断電流検出部38は、ワイヤ電極11が切断される際の切断電流を測定する。切断電流検出部38での測定によって、切断状態検出部33は、切断状態の要素の1つとして、切断電流の状態を検出する。
The cutting
画像取得部39は、切断されたワイヤ電極11の先端部を撮影した画像を取得する。画像取得部39は、かかる画像から、ワイヤ電極11のうち切断された部分である先端部の形状を測定する。画像取得部39での測定によって、切断状態検出部33は、ワイヤ電極11の先端部の形状を、切断状態の要素の1つとして検出する。
The
また、画像取得部39は、切断部21によって切断されているときのワイヤ電極11を撮影した画像を取得する。画像取得部39は、かかる画像から、ワイヤ電極11の切断時における発光色、または、ワイヤ電極11の切断時における発光の大きさを測定する。画像取得部39での測定によって、切断状態検出部33は、ワイヤ電極11が切断される際の発光状態を、切断状態の要素の1つとして検出する。発光状態は、発光色または発光の大きさである。
Further, the
このように、切断状態検出部33によって検出される切断状態には、ワイヤ電極11の張力の状態と、アニール電流の状態と、切断電流の状態と、ワイヤ電極11の先端部の形状と、発光状態との各要素が含まれる。切断状態検出部33は、検出された切断状態を示す情報を判定部34へ出力する。
As described above, the cutting states detected by the cutting
判定部34は、切断状態検出部33によって検出された切断状態を、判定基準と比較することによって、切断の良否判定を行う。判定基準は、ワイヤ電極11の切断を実験した結果、またはワイヤ電極11の切断をシミュレーションした結果を基に、ワイヤ自動結線装置1にあらかじめ設定される。判定部34は、切断状態が良判定のための判定基準を満たす場合、切断を良と判定する。判定部34は、切断状態が良判定のための判定基準を満たさない場合に、切断を不良と判定する。判定部34は、良否判定の結果を示す情報を結線実行部35へ出力する。
The determination unit 34 determines whether the cutting is good or bad by comparing the cutting state detected by the cutting
結線実行部35は、良判定を示す情報が入力された場合に、結線動作の実行を決定する。結線実行部35は、結線動作の実行を決定すると、結線動作を電源制御部31へ指示する。電源制御部31は、結線実行部35からの指示に従って、送給ローラ13によるワイヤ電極11の送り出しを開始させる。一方、結線実行部35は、不良判定を示す情報が入力された場合に、結線動作を取りやめる。
The connection execution unit 35 determines the execution of the connection operation when the information indicating the good determination is input. When the connection execution unit 35 determines the execution of the connection operation, the connection execution unit 35 instructs the power
次に、ワイヤ自動結線装置1による自動結線の動作について説明する。図2は、実施の形態1におけるワイヤ自動結線装置の動作手順を示すフローチャートである。 Next, the operation of automatic wiring by the automatic wire connection device 1 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure of the automatic wire connection device according to the first embodiment.
ステップS1において、ワイヤ自動結線装置1は、自動結線のためのパラメータを設定する。設定されるパラメータには、切断部21へ流される電流を示す切断電流パラメータと、切断時にワイヤ電極11へ付与される張力を示す切断張力パラメータと、アニール処理部20へ流される電流を示すアニール電流パラメータと、アニール処理時にワイヤ電極11へ付与される張力を示すアニール張力パラメータとが含まれる。数値制御装置には、初期条件であるパラメータがあらかじめ格納されている。パラメータ設定部32は、数値制御装置に格納されているパラメータを読み出すことによって、初期条件であるパラメータを設定する。パラメータ設定部32は、設定されたパラメータを電源制御部31へ出力する。
In step S1, the wire automatic connection device 1 sets parameters for automatic connection. The parameters to be set include a cutting current parameter indicating the current flowing through the cutting
ステップS2において、ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11を切断する。ステップS2におけるワイヤ自動結線装置1の動作には、ワイヤ電極11を切断する第1の動作と、ワイヤ電極11へアニール処理を施す第2の動作とが含まれる。
In step S2, the automatic wire connecting device 1 cuts the
第1の動作において、電源制御部31は、設定された切断電流パラメータに従った電流を電極25へ流す。電源制御部31は、切断張力パラメータに従った電流をモータへ流すことによって、切断張力パラメータに従った引き戻し動作を送給ローラ13に行わせる。ピンチローラ23の位置にて固定されているワイヤ電極11が送給ローラ13によって引っ張られることによって、ワイヤ電極11には張力が付与される。ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11に張力を付与するとともに切断部21にてワイヤ電極11へ電流を流すことによって、ワイヤ電極11を切断する。ワイヤ電極11のうち切断された箇所よりもワイヤ回収部19側の部分は、ワイヤ回収部19によって回収される。
In the first operation, the power
次に、ワイヤ自動結線装置1は、送給ローラ13に送り出し動作を行わせて、切断されたワイヤ電極11をピンチローラ23に把持させる。ワイヤ自動結線装置1は、第2の動作を開始する。第2の動作において、電源制御部31は、設定されたアニール電流パラメータに従った電流を電極24a,24bへ流す。電源制御部31は、アニール張力パラメータに従った電流をモータへ流すことによって、アニール張力パラメータに従った引き戻し動作を送給ローラ13に行わせる。ピンチローラ23の位置にて固定されているワイヤ電極11が送給ローラ13によって引っ張られることによって、ワイヤ電極11には張力が付与される。ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11に張力を付与するとともにアニール処理部20にてワイヤ電極11へ電流を流すことによって、ワイヤ電極11へアニール処理を施す。
Next, the automatic wire connection device 1 causes the feeding
ステップS3において、ワイヤ自動結線装置1は、ステップS2におけるワイヤ電極11の切断状態を検出する。切断状態検出部33は、切断状態の要素として、切断時における切断電流の状態と、切断時における張力の状態とを検出する。切断状態検出部33は、切断状態の要素として、アニール処理時におけるアニール電流の状態と、アニール処理時における張力の状態とを検出する。切断状態検出部33は、切断状態の要素として、ワイヤ電極11の先端部の形状を検出する。切断状態検出部33は、切断状態の要素として、切断時における発光状態を検出する。
In step S3, the automatic wire connection device 1 detects the cut state of the
ステップS4において、ワイヤ自動結線装置1は、検出された切断状態が良判定の基準を満たすか否かを判定する。すなわち、ワイヤ自動結線装置1は、判定部34において、ワイヤ電極11の切断についての良否判定を行う。なお、判定部34は、良否判定として、検出された切断状態が不良判定の基準に該当するか否かを判定しても良い。
In step S4, the automatic wire connection device 1 determines whether or not the detected cutting state satisfies the criteria for good determination. That is, the automatic wire connection device 1 determines whether or not the
ここで、良否判定の具体例について説明する。切断時におけるワイヤ電極11の伸びが不十分であった場合に、ワイヤ電極11の溶融物である玉がワイヤ電極11の先端部に残ることがある。例えば、切断電流が過大である異常、または切断時の張力が過小である異常があった場合に、切断時におけるワイヤ電極11の伸びが不十分となることによって、溶融物の玉が形成され得る。これに対し、ワイヤ電極11が正常に切断された場合、ワイヤ電極11の先端部に溶融物の玉は形成されず、ワイヤ電極11の先端部はまっすぐな形状となる。ワイヤ自動結線装置1には、良判定の基準である形状のデータがあらかじめ設定される。判定部34は、検出された形状について、良判定の基準との差分を求める。判定部34は、求めた差分があらかじめ設定された許容範囲内である場合、切断状態が良判定の基準を満たすと判定する。一方、判定部34は、求めた差分が当該許容範囲を超える場合、切断状態が良判定の基準を満たさないと判定する。
Here, a specific example of the pass / fail judgment will be described. When the
ワイヤ電極11の切断に異常があった場合における発光色は、ワイヤ電極11が正常に切断されるときにおける発光色とは異なる場合がある。判定部34は、基準である発光色と、測定された発光色との差分を求め、切断状態が良判定の基準を満たすか否かを、求めた差分に基づいて判定しても良い。
The emission color when the
ワイヤ電極11の切断に異常があった場合における発光の大きさは、ワイヤ電極11が正常に切断されるときにおける発光の大きさとは異なる場合がある。判定部34は、基準とする発光の大きさと、測定された発光の大きさとの差分を求め、切断状態が良判定の基準を満たすか否かを、求めた差分に基づいて判定しても良い。
The magnitude of light emission when the
ワイヤ電極11が正常に切断される場合、ワイヤ電極11が溶融しながらワイヤ電極11に張力が付与されることによって、一定の割合での張力変動が維持されると推測される。これに対し、切断電流が過小である異常、または切断時の張力が過大である異常があった場合に、溶融が不十分である状態のワイヤ電極11に張力が与えられてワイヤ電極11が切断されることによって、張力は瞬時的に変動すると推測される。このように、ワイヤ電極11の切断が正常である場合と異常である場合とで、張力変動に違いが表れる。判定部34は、切断時における張力変動の測定結果を、基準である張力変動と比較することによって、切断状態が良判定の基準を満たすか否かを判定しても良い。
When the
判定部34は、切断電流について、測定された切断電流と基準である切断電流との差分に基づいて、切断状態が良判定の基準を満たすか否かを判定する。判定部34は、切断電流の変動の測定結果を、基準である電流変動と比較することによって、切断状態が良判定の基準を満たすか否かを判定しても良い。 The determination unit 34 determines whether or not the cutting state satisfies the criteria for good determination based on the difference between the measured cutting current and the reference cutting current for the cutting current. The determination unit 34 may determine whether or not the cutting state satisfies the criteria for good determination by comparing the measurement result of the fluctuation of the cutting current with the reference current fluctuation.
判定部34は、アニール電流について、測定されたアニール電流と基準であるアニール電流との差分に基づいて、切断状態が良判定の基準を満たすか否かを判定する。判定部34は、アニール電流の変動の測定結果を、基準である電流変動と比較することによって、切断状態が良判定の基準を満たすか否かを判定しても良い。判定部34は、アニール処理時における張力変動の測定結果を、基準である張力変動と比較することによって、切断状態が良判定の基準を満たすか否かを判定しても良い。 The determination unit 34 determines whether or not the cutting state satisfies the criteria for good determination based on the difference between the measured annealing current and the reference annealing current for the annealing current. The determination unit 34 may determine whether or not the cutting state satisfies the criteria for good determination by comparing the measurement result of the variation of the annealing current with the reference current variation. The determination unit 34 may determine whether or not the cutting state satisfies the criteria for good determination by comparing the measurement result of the tension variation during the annealing process with the reference tension variation.
判定部34は、ワイヤ電極11の張力の状態と、アニール電流の状態と、切断電流の状態と、ワイヤ電極11の先端部の形状と、発光状態とのうちの少なくとも1つが、良判定の基準を満たさない場合に、切断状態が良判定の基準を満たさないと判定する。判定部34は、ワイヤ電極11の張力の状態と、アニール電流の状態と、切断電流の状態と、ワイヤ電極11の先端部の形状と、発光状態とのうちの少なくとも1つが、不良判定の基準に該当する場合に、切断状態が良判定の基準を満たさないと判定しても良い。
In the determination unit 34, at least one of the tension state of the
切断状態が良判定の基準を満たす場合(ステップS4,Yes)、結線実行部35は、自動結線の実行を決定する。これにより、ステップS5において、ワイヤ自動結線装置1は、結線動作を実行する。一方、切断状態が良判定の基準を満たさない場合(ステップS4,No)、ワイヤ自動結線装置1は、結線動作を行わない。以上により、ワイヤ自動結線装置1は、自動結線を終了する。ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11の切断状態が不良と判定された場合に、結線動作を取りやめて、自動結線の動作を終了する。
When the disconnection state satisfies the criteria for good determination (steps S4, Yes), the connection execution unit 35 determines the execution of automatic connection. As a result, in step S5, the automatic wire connection device 1 executes the connection operation. On the other hand, when the cutting state does not satisfy the criteria for good determination (steps S4 and No), the wire automatic wiring device 1 does not perform the wiring operation. As described above, the automatic wire connection device 1 ends the automatic connection. When the cutting state of the
切断不良があった場合、ワイヤ電極11の先端部に溶融物の玉が残る不具合によって、ワイヤ電極11は、ワイヤ電極11の経路において引っ掛かり易くなることがある。切断不良によって、溶融物の玉が残る不具合のほか、ワイヤ電極11の先端部が変形する不具合も起こり得る。このようにワイヤ電極11に不具合が生じているにもかかわらずワイヤ自動結線装置1が結線動作を行った場合、ワイヤ電極11の経路においてワイヤ電極11が詰まる可能性が高くなる。実施の形態1において、ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11の切断が不良と判定された場合に結線動作を取りやめることで、ワイヤ電極11の詰まりを未然に防ぐ。
When there is a cutting defect, the
図3は、実施の形態1のワイヤ自動結線装置において防ぎ得るワイヤ電極の詰まりについて説明するための図である。ここでは、切断が不良であった場合においてワイヤ自動結線装置1が結線動作を行うことを想定して、結線動作の失敗に至る様子について説明する。図3には、ワイヤ電極11が切断される前の様子と、切断部21におけるワイヤ電極11の切断によって、ワイヤ電極11の先端部に溶融物の玉11aが残された様子と、玉11aを有するワイヤ電極11について結線動作が行われた後の様子とを示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining the clogging of the wire electrodes that can be prevented in the automatic wire connection device of the first embodiment. Here, it is assumed that the wire automatic connection device 1 performs the connection operation when the cutting is defective, and a state in which the connection operation fails will be described. FIG. 3 shows a state before the
例えば、玉11aを有するワイヤ電極11についての結線動作において、玉11aが上ガイド部16aを通過した後に、下ガイド部16bにて詰まったとする。この場合において、ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ回収部19までワイヤ電極11を送り出せないことによって、結線動作が失敗したと認識する。結線動作が失敗したことによって、ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11を切断して、結線動作を再度試みる。
For example, in the wiring operation of the
再度の結線動作には、ワイヤ電極11のうち切断された部分よりも上の部分が使用される。ワイヤ電極11のうち切断された部分よりも下の部分、すなわち玉11aを含む部分については、ワイヤ自動結線装置1は、上方への引き戻しなどによって、ワイヤ電極11の経路から排出する。かかる排出の工程において、ワイヤ電極11の経路に玉11aが引っ掛かった状態でワイヤ電極11が引き戻されることによって、ワイヤ電極11が切れてしまうと、玉11aを含むワイヤ電極11の断片が排出されずに経路に留まる。ワイヤ電極11の経路に留まった断片がその後の結線動作における妨げとなるため、ワイヤ自動結線装置1は、手作業によって断片が除去されない限り、結線を成功させることができない状態となる。
For the reconnection operation, the portion of the
実施の形態1によると、ワイヤ自動結線装置1は、切断状態に基づいてワイヤ電極11の切断についての良否判定を行い、良否判定の結果に基づいて結線動作の実行を決定する。これにより、ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11の詰まりを未然に防ぐことができるため、ワイヤ電極11の詰まりによって自動結線ができない状態となることを回避できるという効果を奏する。
According to the first embodiment, the automatic wire connection device 1 determines the quality of the cutting of the
なお、切断状態検出部33によって検出される切断状態には、ワイヤ電極11の張力の状態と、アニール電流の状態と、切断電流の状態と、ワイヤ電極11の先端部の形状と、発光状態との少なくとも1つが含まれれば良い。これにより、切断状態検出部33は、ワイヤ電極11の切断について良否判定のための状態検出を行うことができる。判定部34は、ワイヤ電極11の張力の状態と、アニール電流の状態と、切断電流の状態と、ワイヤ電極11の先端部の形状と、発光状態とのうちの少なくとも1つに基づいて、ワイヤ電極11の切断についての良否判定を行えば良い。これにより、ワイヤ自動結線装置1は、ワイヤ電極11の詰まりによって自動結線ができない状態となることを回避することができる。
The cutting states detected by the cutting
実施の形態2.
図4は、実施の形態2にかかるワイヤ放電加工機のうちワイヤ自動結線装置を示す図である。実施の形態2において、ワイヤ自動結線装置2の自動結線調整部40は、良否判定の結果と自動結線の成否とに基づいて、自動結線のためのパラメータを調整する。実施の形態2では、上記の実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1とは異なる構成について主に説明する。Embodiment 2.
FIG. 4 is a diagram showing an automatic wire connection device among the wire electric discharge machines according to the second embodiment. In the second embodiment, the automatic connection adjusting unit 40 of the automatic wire connection device 2 adjusts the parameters for automatic connection based on the result of the quality determination and the success or failure of the automatic connection. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those in the first embodiment will be mainly described.
自動結線調整部40は、実施の形態1における自動結線調整部30と同様の構成要素を有する。さらに、自動結線調整部40は、ワイヤ情報入力部41と、結線検出部42と、パラメータ調整部43とを有する。
The automatic connection adjustment unit 40 has the same components as the automatic connection adjustment unit 30 in the first embodiment. Further, the automatic connection adjustment unit 40 includes a wire
ワイヤ情報入力部41には、ワイヤ情報が入力される。ワイヤ情報は、ワイヤ電極11の諸元についての情報である。ワイヤ情報には、ワイヤ電極11の材料、ワイヤ電極11の太さ、ワイヤ電極11の製造メーカといった情報が含まれる。ワイヤ情報入力部41は、入力されたワイヤ情報をパラメータ調整部43へ出力する。
Wire information is input to the wire
結線検出部42は、ワイヤ自動結線装置2による自動結線の成否を検出する。結線検出部42は、結線動作によってワイヤ回収部19からワイヤ電極11が送り出された場合に、自動結線は成功と判断する。結線検出部42は、ワイヤ回収部19へ到達可能な長さのワイヤ電極11が送給ローラ13から送り出されたにもかかわらずワイヤ回収部19にワイヤ電極11が到達しなかった場合に、自動結線は失敗と判断する。結線検出部42は、自動結線の成否を示す情報をパラメータ調整部43へ出力する。
The
結線実行部35は、実施の形態1の場合と同様に、自動結線の実行を決定する。結線実行部35は、不良判定を示す情報が入力された場合に、パラメータ調整をパラメータ調整部43に指示する。
The connection execution unit 35 determines the execution of automatic connection as in the case of the first embodiment. The connection execution unit 35 instructs the
パラメータ調整部43は、結線実行部35からの指示があった場合、または自動結線が失敗したことを示す情報が入力された場合に、パラメータ設定部32に設定されているパラメータを調整する。パラメータ調整部43は、調整後のパラメータをパラメータ設定部32へ出力する。パラメータ調整部43は、パラメータ調整が行われたことを結線実行部35へ通知する。結線実行部35は、パラメータ調整部43からの通知を受けると、パラメータ調整部43による調整後のパラメータによる結線動作の実行を決定する。
The
次に、ワイヤ自動結線装置2による自動結線の動作について説明する。図5は、実施の形態2におけるワイヤ自動結線装置の動作手順を示すフローチャートである。図5に示すステップS1からステップS5は、図2に示すステップS1からステップS5と同様である。なお、切断状態が良判定の基準を満たさない場合(ステップS4,No)、ワイヤ自動結線装置2は、後述するステップS7へ手順を進める。また、ワイヤ自動結線装置2は、ステップS5に続いて、次に説明するステップS6へ手順を進める。 Next, the operation of automatic wiring by the automatic wire connection device 2 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of the automatic wire connection device according to the second embodiment. Steps S1 to S5 shown in FIG. 5 are the same as steps S1 to S5 shown in FIG. If the cutting state does not satisfy the criteria for good determination (steps S4 and No), the automatic wire connection device 2 proceeds to step S7, which will be described later. Further, the automatic wire connecting device 2 proceeds to step S6, which will be described next, following step S5.
ステップS6において、ワイヤ自動結線装置2は、結線が成功したか否かを、結線検出部42において判断する。結線が成功した場合(ステップS6,Yes)、ワイヤ自動結線装置2は、図5に示す手順による動作を終了する。一方、結線が失敗した場合(ステップS6,No)、ワイヤ自動結線装置2は、次に説明するステップS7へ手順を進める。
In step S6, the automatic wire connection device 2 determines whether or not the connection is successful in the
ステップS7では、ワイヤ自動結線装置2は、パラメータ調整部43においてパラメータを調整する。すなわち、パラメータ調整部43は、切断状態が良判定の基準を満たさなかった場合、または、結線が失敗した場合に、パラメータ設定部32に設定されているパラメータを調整する。このように、パラメータ調整部43は、判定部34による良否判定の結果と、自動結線の成否とに基づいてパラメータを調整する。ステップS7によるパラメータの調整を終えると、結線実行部35は、調整後のパラメータによる結線動作の実行を決定し、結線動作を電源制御部31へ指示する。ワイヤ自動結線装置2は、手順をステップS2へ戻し、調整後のパラメータによる結線動作を行う。これにより、ワイヤ自動結線装置2は、ワイヤ電極11の切断が不良である場合、または、自動結線が失敗した場合に、パラメータを調整して、ワイヤ電極11の切断と結線動作とを再度試みる。
In step S7, the automatic wire connection device 2 adjusts the parameters in the
ここで、パラメータ調整部43によるパラメータの調整について説明する。ワイヤ電極11の切断が不良である場合、不良の要因としては、切断電流が過大であること、および、切断時の張力が過小であることが考えられる。パラメータ調整部43は、ワイヤ電極11の切断が不良である場合に、切断電流パラメータを減少する調整、または、切断張力パラメータを増加する調整を行う。
Here, the parameter adjustment by the
ワイヤ電極11の切断が良であって、かつ結線が失敗した場合、ワイヤ電極11の先端部には問題が無い一方、アニール処理後のワイヤ電極11の真直性が不十分であったことが考えられる。すなわち、アニール処理に不備があったことが考えられる。パラメータ調整部43は、アニール電流パラメータと、アニール張力パラメータとのうちの少なくとも一方を調整する。パラメータ調整部43は、アニール電流パラメータまたはアニール張力パラメータを調整するほか、アニール処理の時間を長くする調整、またはアニール処理の時間を短くする調整を行っても良い。
If the cutting of the
パラメータ調整部43は、検出された切断電流の値と切断電流の基準値との差分を求めて、基準値を含む範囲に切断電流の値が収まるように切断電流パラメータを調整しても良い。パラメータ調整部43は、切断時において検出された張力の値と切断張力の基準値との差分を求めて、基準値を含む範囲に切断張力の値が収まるように切断張力パラメータを調整しても良い。パラメータ調整部43は、検出されたアニール電流の値とアニール電流の基準値との差分を求めて、基準値を含む範囲にアニール電流の値が収まるようにアニール電流パラメータを調整しても良い。パラメータ調整部43は、アニール処理の際に検出された張力の値とアニール張力の基準値との差分を求めて、基準値を含む範囲にアニール張力の値が収まるように切断張力パラメータを調整しても良い。基準値と、基準値を含む範囲とは、ワイヤ電極11の切断を実験した結果、またはワイヤ電極11の切断をシミュレーションした結果を基に、ワイヤ自動結線装置2にあらかじめ設定される。設定された基準値と、基準値を含む範囲の情報とは、ワイヤ自動結線装置2の記憶部に格納される。記憶部の図示は省略する。
The
切断電流、切断張力、アニール電流およびアニール張力の各基準値には、ワイヤ情報に紐付けられた基準値が設定されても良い。パラメータ調整部43は、ワイヤ情報入力部41から入力されたワイヤ情報を基に、当該ワイヤ情報に紐付けられた基準値と、基準値を含む範囲の情報とを記憶部から読み出す。これにより、パラメータ調整部43は、ワイヤ情報に紐付けられた基準値と、ワイヤ情報に紐付けられた範囲の情報とを使用して、パラメータを調整する。このように、パラメータ調整部43は、ワイヤ情報入力部41から入力されたワイヤ情報に基づいて、パラメータを調整する。
A reference value associated with the wire information may be set for each reference value of the cutting current, the cutting tension, the annealing current, and the annealing tension. Based on the wire information input from the wire
実施の形態2によると、ワイヤ自動結線装置2は、切断についての良否判定の結果と自動結線の成否とに基づいてパラメータを調整することによって、ワイヤ電極11の切断と結線動作とを再度試みる。これにより、ワイヤ自動結線装置2は、設定されているパラメータが適切なパラメータではない場合に、パラメータを調整して、ワイヤ電極11の切断と結線動作とを再度実行することができる。また、ワイヤ自動結線装置2は、ワイヤ情報に基づいてパラメータを調整することによって、ワイヤ電極11の種類ごとに、ワイヤ電極11の種類に適したパラメータ調整を行うことができる。
According to the second embodiment, the automatic wire connection device 2 attempts to cut and connect the
実施の形態3.
図6は、実施の形態3にかかるワイヤ放電加工機のうちワイヤ自動結線装置を示す図である。実施の形態3において、ワイヤ自動結線装置3の自動結線調整部50に設けられているパラメータ調整部51は、学習済モデルを使用してパラメータを学習する。実施の形態3では、上記の実施の形態1または2と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1または2とは異なる構成について主に説明する。
FIG. 6 is a diagram showing an automatic wire connection device among the wire electric discharge machines according to the third embodiment. In the third embodiment, the
パラメータ調整部51は、自動結線を可能とするパラメータを学習する学習装置52と、自動結線を可能とするパラメータを推論する推論装置53と、学習済モデルを記憶するモデル記憶部54とを有する。学習装置52は、自動結線を可能とするパラメータを推論するための学習済モデルを生成する。学習装置52は、機械学習によって、学習済モデルを生成する。推論装置53は、学習装置52によって生成された学習済モデルを用いてパラメータを推論する。
The
ワイヤ情報入力部41は、入力されたワイヤ情報をパラメータ調整部51へ出力する。結線検出部42は、パラメータ調整部51へ成否情報を出力する。成否情報は、自動結線の成否を示す情報である。結線実行部35は、判定部34から入力された判定情報をパラメータ調整部51へ出力する。判定情報は、判定部34における良否判定の結果を示す情報である。パラメータ調整部51は、ワイヤ情報と成否情報と判定情報とに基づいてパラメータを調整する。
The wire
次に、ワイヤ自動結線装置3による自動結線の動作について説明する。図7は、実施の形態3におけるワイヤ自動結線装置の動作手順を示すフローチャートである。図7に示すステップS1からステップS6は、図5に示すステップS1からステップS6と同様である。なお、切断状態が良判定の基準を満たさない場合(ステップS4,No)、または、結線が失敗した場合(ステップS6,No)、ワイヤ自動結線装置3は、後述するステップS9へ手順を進める。結線が成功した場合(ステップS6,Yes)、ワイヤ自動結線装置3は、次に説明するステップS8へ手順を進める。
Next, the operation of automatic wiring by the automatic
ステップS8において、ワイヤ自動結線装置3は、学習装置52において、ワイヤ情報と判定情報と成否情報とパラメータとを取得する。学習装置52は、ワイヤ情報と判定情報と成否情報とパラメータとを含むデータセットを使用して、パラメータを学習する。学習装置52が学習を行うと、ワイヤ自動結線装置3は、図7に示す手順による動作を終了する。
In step S8, the automatic
ステップS9において、ワイヤ自動結線装置3は、学習装置52において、ワイヤ情報と判定情報と成否情報とパラメータとを取得する。学習装置52は、ワイヤ情報と判定情報と成否情報とパラメータとを含むデータセットを使用して、パラメータを学習する。次に、ワイヤ自動結線装置3は、自動結線を可能とするパラメータを推論装置53において推論する。ステップS10において、ワイヤ自動結線装置3は、推論装置53からパラメータ設定部32へ、推論結果であるパラメータを出力する。ステップS10により推論装置53からパラメータを出力すると、ワイヤ自動結線装置3は、手順をステップS2へ戻す。
In step S9, the automatic
ここで、パラメータ調整部51における処理について説明する。図8は、実施の形態3のワイヤ自動結線装置が有する学習装置の機能構成を示すブロック図である。学習装置52は、データ取得部55とモデル生成部56とを有する。
Here, the processing in the
データ取得部55は、パラメータ調整部51へ入力された、ワイヤ情報と判定情報と成否情報とを取得する。また、データ取得部55は、パラメータ設定部32からパラメータを読み出すことによって、設定されているパラメータを取得する。データ取得部55は、ワイヤ情報と判定情報と成否情報とパラメータとをまとめ合わせたデータセットを作成する。データ取得部55は、作成されたデータセットをモデル生成部56へ出力する。モデル生成部56は、ワイヤ情報と判定情報と成否情報とパラメータとに基づいて作成されるデータセットを用いて学習済モデルを生成する。
The
モデル生成部56が用いる学習アルゴリズムは、どのようなものであっても良い。一例として、強化学習(Reinforcement Learning)を適用した場合について説明する。強化学習は、ある環境内におけるエージェントである行動主体が、現在の状態を観測し、取るべき行動を決定する、というものである。エージェントは行動を選択することで環境から報酬を得て、一連の行動を通じて報酬が最も多く得られるような方策を学習する。強化学習の代表的な手法として、Q学習(Q−Learning)およびTD学習(TD−Learning)などが知られている。例えば、Q学習の場合、行動価値関数Q(s,a)の一般的な更新式である行動価値テーブルは、次の式(1)で表される。行動価値関数Q(s,a)は、環境「s」のもとで行動「a」を選択する行動の価値である行動価値Qを表す。 The learning algorithm used by the model generation unit 56 may be any. As an example, the case where reinforcement learning is applied will be described. Reinforcement learning is that an action subject who is an agent in a certain environment observes the current state and decides an action to be taken. Agents get rewarded from the environment by choosing an action and learn how to get the most reward through a series of actions. Q-learning and TD-Learning are known as typical methods of reinforcement learning. For example, in the case of Q-learning, the behavior value table, which is a general update formula of the behavior value function Q (s, a), is represented by the following formula (1). The action value function Q (s, a) represents the action value Q, which is the value of the action of selecting the action “a” under the environment “s”.
上記の式(1)において、「st」は、時刻「t」における環境の状態を表す。「at」は、時刻「t」における行動を表す。行動「at」により、状態は「st」から「st+1」へ変わる。「rt+1」は、状態が「st」から「st+1」へ変わることによってもらえる報酬を表す。「γ」は、割引率を表し、0<γ≦1を満たす。「α」は、学習係数を表し、0<α≦1を満たす。実施の形態3において、行動「at」は、ワイヤ情報およびパラメータである。状態「st」は、判定情報および成否情報である。モデル生成部56は、時刻「t」の状態「st」における最良の行動「at」を学習する。In the above formula (1), "s t" represents the state of the environment at time "t". "A t" represents the behavior in time "t". The action "a t", the state is changed from the "s t" to "s t + 1". "R t + 1" represents the reward that get by the state is changed from the "s t" to "s t + 1". “Γ” represents a discount rate and satisfies 0 <γ ≦ 1. “Α” represents a learning coefficient and satisfies 0 <α ≦ 1. In the third embodiment, actions "a t" is the wire information and parameters. The state " st " is determination information and success / failure information. The model generation unit 56, to learn the best of the action in the state "s t" of time "t" and "a t".
上記の式(1)により表される更新式は、時刻「t+1」における最良の行動「a」の行動価値が、時刻「t」において実行された行動「a」の行動価値Qよりも大きければ、行動価値Qを大きくし、逆の場合は、行動価値Qを小さくする。換言すれば、時刻「t」における行動「a」の行動価値Qを、時刻「t+1」における最良の行動価値に近づけるように、行動価値関数Q(s,a)を更新する。それにより、ある環境における最良の行動価値が、それ以前の環境における行動価値に順次伝播する。 In the update formula represented by the above equation (1), if the action value of the best action "a" at the time "t + 1" is larger than the action value Q of the action "a" executed at the time "t". , The action value Q is increased, and in the opposite case, the action value Q is decreased. In other words, the action value function Q (s, a) is updated so that the action value Q of the action “a” at the time “t” approaches the best action value at the time “t + 1”. As a result, the best behavioral value in one environment is sequentially propagated to the behavioral value in the previous environment.
モデル生成部56は、報酬計算部57と関数更新部58とを有する。報酬計算部57は、判定情報と成否情報とに基づいて、ワイヤ情報と自動結線に使用されたパラメータとの組み合わせに対する報酬を計算する。関数更新部58は、報酬計算部57によって計算される報酬に従って、パラメータを決定するための関数を更新する。関数更新部58は、関数の更新によって作成された学習済モデルをモデル記憶部54へ出力する。
The model generation unit 56 has a reward calculation unit 57 and a
報酬計算部57は、判定情報と成否情報に基づいて、ワイヤ情報と自動結線に使用されたパラメータとの組み合わせに対する報酬「r」を計算する。例えば、判定情報が「良」かつ成否情報が「成功」であった場合に、報酬計算部57は、報酬の値である「+2」を与えることによって報酬「r」を増大させる。判定情報が「良」かつ成否情報が「失敗」であった場合に、報酬計算部57は、報酬の値である「−1」を与えることによって報酬「r」を低減させる。判定情報が「不良」であった場合、報酬計算部57は、報酬の値である「−2」を与えることによって報酬「r」を低減させる。なお、報酬の値は任意であるものとする。 The reward calculation unit 57 calculates the reward “r” for the combination of the wire information and the parameter used for the automatic connection based on the determination information and the success / failure information. For example, when the determination information is "good" and the success / failure information is "success", the reward calculation unit 57 increases the reward "r" by giving the reward value "+2". When the determination information is "good" and the success / failure information is "failure", the reward calculation unit 57 reduces the reward "r" by giving the reward value "-1". When the determination information is "bad", the reward calculation unit 57 reduces the reward "r" by giving the reward value "-2". The value of the reward shall be arbitrary.
図9は、実施の形態3における学習装置の処理手順を示すフローチャートである。図9のフローチャートを参照して、行動価値関数Q(s,a)を更新する強化学習方法について説明する。 FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of the learning device according to the third embodiment. A reinforcement learning method for updating the action value function Q (s, a) will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS11において、学習装置52は、ワイヤ情報と判定情報と成否情報とパラメータとを取得する。ステップS12において、学習装置52は、判定情報と成否情報に基づいて、ワイヤ情報と自動結線に使用されたパラメータとの組み合わせに対する報酬を算出する。ステップS13において、学習装置52は、報酬に基づいて行動価値関数Q(s,a)を更新する。ステップS14において、学習装置52は、行動価値関数Q(s,a)が収束したか否かを判断する。学習装置52は、ステップS13における行動価値関数Q(s,a)の更新が行われなくなることによって行動価値関数Q(s,a)が収束したと判定する。
In step S11, the
行動価値関数Q(s,a)が収束していないと判定された場合(ステップS14,No)、学習装置52は、動作手順をステップS11へ戻す。行動価値関数Q(s,a)が収束したと判定された場合(ステップS14,Yes)、学習装置52は、図9に示す手順による学習を終了する。なお、学習装置52は、ステップS14による判定を行わず、ステップS13からステップS11へ動作手順を戻すことによって学習を継続させることとしても良い。モデル記憶部54は、生成された行動価値関数Q(s,a)を学習済モデルとして記憶する。
When it is determined that the action value function Q (s, a) has not converged (steps S14, No), the
図10は、実施の形態3のワイヤ自動結線装置が有する推論装置の機能構成を示すブロック図である。推論装置53は、学習済モデルとワイヤ情報とに基づいて、自動結線を可能とするパラメータを推論する。推論装置53は、データ取得部59と推論部60とを有する。
FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of an inference device included in the automatic wire connection device of the third embodiment. The inference device 53 infers the parameters that enable automatic connection based on the trained model and the wire information. The inference device 53 has a
データ取得部59は、パラメータ調整部51へ入力された、ワイヤ情報を取得する。データ取得部59は、取得されたワイヤ情報を推論部60へ出力する。推論部60は、モデル記憶部54から読み出された学習済モデルを使用して、自動結線を可能とするパラメータを推論する。推論部60は、学習済モデルへワイヤ情報を入力することで、自動結線を成功させ得るパラメータを推論することができる。
The
図11は、実施の形態3における推論装置の処理手順を示すフローチャートである。ステップS15において、推論装置53は、データ取得部59において、ワイヤ情報を取得する。ステップS16において、推論装置53は、推論部60において、学習済モデルへワイヤ情報を入力し、パラメータを求める。ステップS17において、推論装置53は、推論部60からパラメータ設定部32へパラメータを出力する。これにより、推論装置53は、図11に示す手順による処理を終了する。
FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of the inference device according to the third embodiment. In step S15, the inference device 53 acquires the wire information in the
実施の形態3では、学習装置52が用いる学習アルゴリズムに強化学習を適用する場合について説明したが、学習アルゴリズムには、強化学習以外の学習が適用されても良い。学習装置52は、強化学習以外の公知の学習アルゴリズム、例えば、深層学習(Deep Learning)、ニューラルネットワーク、遺伝的プログラミング、機能論理プログラミングあるいはサポートベクターマシンといった学習アルゴリズムを用いて機械学習を実行しても良い。
In the third embodiment, the case where reinforcement learning is applied to the learning algorithm used by the
実施の形態3では、学習装置52は、自動結線調整部50に内蔵されている。学習装置52は、ワイヤ自動結線装置3に含まれる装置に限られず、ワイヤ自動結線装置3の外部の装置であっても良い。学習装置52は、ネットワークを介してワイヤ自動結線装置3に接続可能な装置であっても良い。学習装置52は、クラウドサーバ上に存在する装置であっても良い。
In the third embodiment, the
学習装置52は、複数のワイヤ自動結線装置3に対して作成されたデータセットに従って、パラメータを学習しても良い。学習装置52は、同一の現場で使用される複数のワイヤ自動結線装置3からデータセットを取得しても良く、あるいは、互いに異なる現場で使用される複数のワイヤ自動結線装置3からデータセットを取得しても良い。データセットは、複数の現場において互いに独立して稼働する複数のワイヤ自動結線装置3から収集されたものであっても良い。複数のワイヤ自動結線装置3からのデータセットの収集を開始した後に、データセットが収集される対象に新たなワイヤ自動結線装置3が追加されても良い。また、複数のワイヤ自動結線装置3からのデータセットの収集を開始した後に、データセットが収集される対象から、複数のワイヤ自動結線装置3のうちの一部が除外されても良い。
The
ある1つのワイヤ自動結線装置3について学習を行った学習装置52は、当該ワイヤ自動結線装置3以外の他のワイヤ自動結線装置3についての学習を行っても良い。当該他のワイヤ自動結線装置3についての学習を行う学習装置52は、当該他のワイヤ自動結線装置3における再学習によって、出力の予測モデルを更新することができる。
The
実施の形態3によると、ワイヤ自動結線装置3は、自動結線を可能とするパラメータを推論するための学習済モデルを使用して、パラメータを調整する。ワイヤ自動結線装置3は、学習済モデルに基づくパラメータ調整によって、自動結線を成功させることが可能となる。
According to the third embodiment, the wire
次に、実施の形態1から3にかかる自動結線調整部30,40,50が有するハードウェア構成について説明する。図12は、実施の形態1から3にかかる自動結線調整部が有するハードウェア構成の例を示す図である。図12には、プログラムを実行するハードウェアを用いることによって自動結線調整部30,40,50の機能が実現される場合におけるハードウェア構成を示している。
Next, the hardware configuration of the automatic
自動結線調整部30,40,50は、各種処理を実行するプロセッサ61と、内蔵メモリであるメモリ62と、情報を記憶する記憶装置63と、自動結線調整部30,40,50への情報の入力と自動結線調整部30,40,50からの情報の出力のためのインタフェース回路64とを有する。
The automatic
プロセッサ61は、CPU(Central Processing Unit)である。プロセッサ61は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はDSP(Digital Signal Processor)であっても良い。メモリ62は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)またはEEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)である。 The processor 61 is a CPU (Central Processing Unit). The processor 61 may be a processing device, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor). The memory 62 is a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) or an EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory).
記憶装置63は、HDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)である。コンピュータを自動結線調整部30,40,50として機能させるプログラムは、記憶装置63に格納される。プロセッサ61は、記憶装置63に格納されているプログラムをメモリ62に読み出して実行する。
The storage device 63 is an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive). The program that causes the computer to function as the automatic
プログラムは、コンピュータシステムによる読み取りが可能とされた記憶媒体に記憶されたものであっても良い。自動結線調整部30,40,50は、記憶媒体に記録されたプログラムをメモリ62へ格納しても良い。記憶媒体は、フレキシブルディスクである可搬型記憶媒体、あるいは半導体メモリであるフラッシュメモリであっても良い。プログラムは、他のコンピュータあるいはサーバ装置から通信ネットワークを介してコンピュータシステムへインストールされても良い。
The program may be stored in a storage medium that can be read by a computer system. The automatic
電源制御部31、パラメータ設定部32、切断状態検出部33、判定部34、結線実行部35、結線検出部42、パラメータ調整部43、学習装置52および推論装置53の各機能は、プロセッサ61とソフトウェアの組み合わせによって実現される。当該各機能は、プロセッサ61およびファームウェアの組み合わせによって実現されても良く、プロセッサ61、ソフトウェアおよびファームウェアの組み合わせによって実現されても良い。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、記憶装置63に格納される。自動結線調整部30,40,50の記憶部、およびモデル記憶部54の各機能は、記憶装置63の使用により実現される。
The functions of the power
インタフェース回路64は、ハードウェアに接続される外部機器からの信号を受信する。外部機器は、切断電流を検出するセンサと、アニール電流を検出するセンサと、ワイヤ電極11の張力を検出するセンサと、カメラ22とを含む。ワイヤ情報入力部41の機能は、インタフェース回路64の使用により実現される。
The
以上の各実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。 The configuration shown in each of the above embodiments shows an example of the contents of the present disclosure. The configurations of each embodiment can be combined with other known techniques. The configurations of the respective embodiments may be combined as appropriate. It is possible to omit or change a part of the configuration of each embodiment without departing from the gist of the present disclosure.
1,2,3 ワイヤ自動結線装置、10 ワイヤボビン、11 ワイヤ電極、11a 玉、12a,12b プーリ、13 送給ローラ、14a,14b,23 ピンチローラ、15a,15b 給電子、16a 上ガイド部、16b 下ガイド部、17 被加工物、18 ガイドローラ、19 ワイヤ回収部、20 アニール処理部、21 切断部、22 カメラ、24a,24b,25 電極、30,40,50 自動結線調整部、31 電源制御部、32 パラメータ設定部、33 切断状態検出部、34 判定部、35 結線実行部、36 張力検出部、37 アニール電流検出部、38 切断電流検出部、39 画像取得部、41 ワイヤ情報入力部、42 結線検出部、43,51 パラメータ調整部、52 学習装置、53 推論装置、54 モデル記憶部、55,59 データ取得部、56 モデル生成部、57 報酬計算部、58 関数更新部、60 推論部、61 プロセッサ、62 メモリ、63 記憶装置、64 インタフェース回路。 1,2,3 Wire automatic connection device, 10 wire bobbin, 11 wire electrode, 11a ball, 12a, 12b pulley, 13 feed roller, 14a, 14b, 23 pinch roller, 15a, 15b power supply, 16a upper guide, 16b Lower guide section, 17 workpiece, 18 guide roller, 19 wire recovery section, 20 annealing process section, 21 cutting section, 22 camera, 24a, 24b, 25 electrodes, 30, 40, 50 automatic wiring adjustment section, 31 power supply control Unit, 32 Parameter setting unit, 33 Disconnection state detection unit, 34 Judgment unit, 35 Connection execution unit, 36 Tension detection unit, 37 Annealing current detection unit, 38 Cutting current detection unit, 39 Image acquisition unit, 41 Wire information input unit, 42 Connection detection unit, 43, 51 Parameter adjustment unit, 52 Learning device, 53 Inference device, 54 Model storage unit, 55, 59 Data acquisition unit, 56 Model generation unit, 57 Reward calculation unit, 58 Function update unit, 60 Inference unit , 61 processors, 62 memories, 63 storage devices, 64 interface circuits.
Claims (15)
前記ワイヤ電極が切断された際における切断状態を検出する切断状態検出部と、
前記切断状態に基づいて前記ワイヤ電極の切断についての良否判定を行う判定部と、
前記良否判定の結果に基づいて結線動作の実行を決定する結線実行部と、を備えることを特徴とするワイヤ自動結線装置。An automatic wire connection device that automatically connects wire electrodes in a wire electric discharge machine.
A cutting state detecting unit that detects a cutting state when the wire electrode is cut, and a cutting state detecting unit.
A determination unit that determines the quality of cutting of the wire electrode based on the cutting state, and
An automatic wire connection device including a connection execution unit that determines execution of a connection operation based on the result of the quality determination.
前記切断状態には、前記張力の状態が含まれることを特徴とする請求項1に記載のワイヤ自動結線装置。When the wire electrode is cut, tension is applied to the wire electrode, and the wire electrode is tensioned.
The automatic wire connection device according to claim 1, wherein the cutting state includes the tension state.
前記切断状態には、前記アニール処理において前記ワイヤ電極を流れた電流であるアニール電流の状態が含まれることを特徴とする請求項1または2に記載のワイヤ自動結線装置。When an electric current is passed through the wire electrode, the wire electrode is annealed.
The automatic wire connecting device according to claim 1 or 2, wherein the cutting state includes a state of an annealing current which is a current flowing through the wire electrode in the annealing process.
前記切断状態には、前記ワイヤ電極の溶断において前記ワイヤ電極を流れた電流である切断電流の状態が含まれることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のワイヤ自動結線装置。When an electric current is passed through the wire electrode, the wire electrode is blown and the wire electrode is blown.
The automatic wire connection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the cutting state includes a state of a cutting current which is a current flowing through the wire electrode when the wire electrode is blown. ..
前記ワイヤ情報と、前記良否判定の結果を示す情報と、前記自動結線の成否を示す情報と、前記パラメータとを取得するデータ取得部と、
前記ワイヤ情報と前記良否判定の結果を示す情報と前記自動結線の成否を示す情報と前記パラメータとに基づいて作成されるデータセットを用いて前記学習済モデルを生成するモデル生成部と、を有することを特徴とする請求項12に記載のワイヤ自動結線装置。The learning device is
A data acquisition unit that acquires the wire information, the information indicating the result of the pass / fail determination, the information indicating the success / failure of the automatic connection, and the parameters.
It has a model generation unit that generates the trained model using a data set created based on the wire information, the information indicating the result of the pass / fail determination, the information indicating the success / failure of the automatic connection, and the parameters. The automatic wire connecting device according to claim 12, wherein the wire is automatically connected.
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