JP7051030B1 - 加工寸法予測装置、加工寸法予測システム、加工寸法予測方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態に係る加工寸法予測装置10は、図1に示されるように、被加工物40に加工を施す工作機械20、工作機械20の状態を計測するセンサ21、並びに、工作機械20の座標情報及び加工された被加工物40の寸法の測定値を取得して品質を検査するための測定装置30とともに、加工寸法予測システム100を構成する。加工寸法予測システム100は、工場に設置されるFAシステムとしての生産システムの一部に相当する。加工寸法予測システム100においては、工作機械20から収集される情報のうちの、特に加工寸法に影響を与える部分を特定することで、加工寸法の予測精度が向上する。なお、加工寸法予測システム100における予測は、加工寸法を実際に測定することなく当該寸法を推定することを意味する。
続いて、実施の形態2について、上述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態1と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施の形態は、加工期間に含まれる複数の部分区間を合成することにより、特徴量を算出するための区間を得る点で、上記実施の形態1とは異なる。
続いて、実施の形態3について、上述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態1と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。加工寸法は、環境温度の影響を受けるため、例えば、夏と冬とで同一の予測モデルを用いるよりも、夏季に適した予測モデルと、冬季に適した予測モデルと、を用いることが好ましい。このように、特定の条件が満たされるときのデータから学習された予測モデルを用いて、当該条件が満たされるときの新たな被加工物41の加工寸法を予測する形態について、以下説明する。
続いて、実施の形態4について、上述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態1と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施の形態は、関連度として、測定値との相関係数とは異なる指標値を用いる点で、上記実施の形態1とは異なる。
続いて、実施の形態5について、上述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態1と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施の形態は、関連度として、測定値との相関係数とは異なる指標値を用いる点で、上記実施の形態1とは異なる。
続いて、実施の形態6について、上述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態1と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施の形態は、可変幅の区間が設定される点で、上記実施の形態1とは異なる。
Claims (20)
- 工作機械による加工の開始から終了までの加工期間における前記工作機械の状態の推移を示す推移情報を、前記加工が実施される複数の被加工物それぞれについて取得する推移取得手段と、
前記推移情報に基づいて、前記加工期間に含まれる複数の区間それぞれにおける前記状態の推移から特徴量を算出する特徴量算出手段と、
加工された前記複数の被加工物の寸法の測定値を取得する測定値取得手段と、
前記測定値と関連する度合いを示す関連度が最も高い前記特徴量が算出された前記区間を、前記複数の区間から特定区間として特定する区間特定手段と、
新たな被加工物が加工されるときに、前記特定区間における前記状態の推移から算出される前記特徴量に基づいて、前記新たな被加工物の加工後の寸法を予測する予測手段と、
を備える加工寸法予測装置。 - 前記区間は、前記加工期間に含まれる一の部分区間と、該一の部分区間の終了時刻より後の開始時刻から始まる他の部分区間と、を合成して得る期間に相当する、
請求項1に記載の加工寸法予測装置。 - 前記区間特定手段は、複数の前記区間から、前記関連度が高い順に2以上の前記区間を前記特定区間として特定する、
請求項1又は2に記載の加工寸法予測装置。 - 前記特徴量算出手段は、前記推移情報に基づいて、前記加工期間に含まれる前記複数の区間それぞれにおける前記状態の推移から、複数の種別の前記特徴量を算出し、
前記区間特定手段は、前記関連度が最も高い前記特徴量の種別及び該特徴量が算出される前記区間としての前記特定区間を特定し、
前記予測手段は、前記新たな被加工物が加工されるときに、前記区間特定手段によって前記特徴量の種別とともに特定された前記特定区間における前記状態の推移から算出される、前記区間特定手段によって特定された種別の前記特徴量に基づいて、前記新たな被加工物の加工後の寸法を予測する、
請求項1又は2に記載の加工寸法予測装置。 - 前記区間特定手段は、前記関連度が高い順に、前記特定区間と前記特徴量の種別との2以上の組み合わせを特定する、
請求項4に記載の加工寸法予測装置。 - 前記区間特定手段は、複数の種別の前記特徴量を説明変数とし、前記測定値を目的変数として、複数の種別の前記特徴量から前記測定値を予測するための第1予測モデルを学習し、学習した前記第1予測モデルにおいて最も重要度が高い前記特徴量の種別を、前記関連度が最も高い前記特徴量の種別として特定する、
請求項4又は5に記載の加工寸法予測装置。 - 前記区間特定手段は、前記測定値との相関係数の大きさが最も大きい前記区間を、前記特定区間として特定する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の加工寸法予測装置。 - 前記区間特定手段は、前記被加工物が正常に加工されたときの前記状態の推移と、前記被加工物の前記加工が不良であるときの前記状態の推移と、の乖離する度合いを表す乖離度が最も高い前記区間を、前記特定区間として特定する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の加工寸法予測装置。 - 前記特徴量算出手段は、予め定められた長さの前記区間が前記加工期間内でシフトする毎に前記特徴量を算出する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の加工寸法予測装置。 - 前記特徴量算出手段は、前記加工期間を分割して得る前記区間毎に前記特徴量を算出する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の加工寸法予測装置。 - 前記特徴量算出手段は、前記状態の推移を表す波形に近似する折れ線を構成する直線に対応する前記区間における前記特徴量を算出する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の加工寸法予測装置。 - 前記特徴量算出手段は、前記状態の推移に対して予め定められた状態遷移モデルを適用することで予測されたモデル状態の遷移のうちの、前記モデル状態それぞれに属する前記区間における前記状態の推移から前記特徴量を算出する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の加工寸法予測装置。 - 前記特定区間に対応する前記特徴量から前記被加工物の寸法を予測するための第2予測モデルを学習する学習手段、をさらに備え、
前記予測手段は、前記学習手段によって学習された前記第2予測モデルを用いて、前記新たな被加工物の加工後の寸法を予測する、
請求項1から12のいずれか一項に記載の加工寸法予測装置。 - 前記学習手段は、
前記複数の被加工物それぞれについて取得された前記推移情報のうちの予め定められた条件を満たす前記推移情報からの、学習の対象とする学習対象情報と、学習の対象から除外された検証対象情報と、の抽出を、前記学習対象情報とされる前記推移情報を変更しつつ繰り返して、
前記学習対象情報から学習した前記第2予測モデルを用いるときの予測精度を、前記検証対象情報、及び、該検証対象情報である前記推移情報に対応する前記被加工物の前記測定値に基づいて繰り返し検証し、
前記予測手段は、前記条件が満たされるときに、前記学習対象情報から学習された前記第2予測モデルを用いて、前記新たな被加工物の寸法を予測する、
請求項13に記載の加工寸法予測装置。 - 前記予測手段によって予測された寸法が予め定められた許容範囲から外れたときに、寸法が前記許容範囲から外れたことを報知する報知手段、をさらに備える、
請求項1から14のいずれか一項に記載の加工寸法予測装置。 - 前記報知手段は、前記予測手段によって予測された寸法の履歴に基づいて、将来において前記加工が施されたときの寸法が前記許容範囲から外れるまでの加工回数に関する情報を報知する、
請求項15に記載の加工寸法予測装置。 - 前記予測手段によって予測された寸法が前記許容範囲から外れたときに、前記被加工物を加工する前記工作機械に設定される工具長を補正する補正手段、をさらに備える、
請求項15又は16に記載の加工寸法予測装置。 - 請求項1から17のいずれか一項に記載の加工寸法予測装置と、
前記被加工物の寸法を測定する測定装置と、
を備える加工寸法予測システム。 - 工作機械による加工が実施される複数の被加工物それぞれについての、前記加工の開始から終了までの加工期間に含まれる複数の区間それぞれにおける前記工作機械の状態の推移から特徴量を算出し、
前記複数の被加工物の寸法の測定値と関連する度合いを示す関連度が最も高い前記特徴量が算出された前記区間を、前記複数の区間から特定し、
新たな被加工物が加工されるときに、特定された前記区間における前記状態の推移から算出される前記特徴量に基づいて、前記新たな被加工物の寸法を予測する、
ことを含む加工寸法予測方法。 - コンピュータに、
工作機械による加工が実施される複数の被加工物それぞれについての、前記加工の開始から終了までの加工期間に含まれる複数の区間それぞれにおける前記工作機械の状態の推移から特徴量を算出し、
前記複数の被加工物の寸法の測定値と関連する度合いを示す関連度が最も高い前記特徴量が算出された前記区間を、前記複数の区間から特定し、
新たな被加工物が加工されるときに、特定された前記区間における前記状態の推移から算出される前記特徴量に基づいて、前記新たな被加工物の寸法を予測する、
ことを実行させるプログラム。
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