JP7285208B2 - 加工装置誤差補正方法及びそのシステム - Google Patents

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Description

本発明は、機械加工分野に関し、具体的に加工装置誤差補正方法及びそのシステムに関する。
現在、ほとんどの産業企業の生産ワークショップは、コンピュータ数値制御工作機械（ＣＮＣ：ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）によって生産し、ＣＮＣがプログラムによって制御される自動化工作機械であり、制御コード又は他のシンボル指令規定を有するプログラムを論理的に処理し、コンピュータによって復号することができて、工作機械が所定の動作を実行し、ブランクをカッターで切削して半完成品又は完成品などのワークピースに加工する。従来技術では、ＣＮＣに対するチューニング操作は、通常、検査されたワークピースの不良率が一定の範囲に達すると、技術者の技術的経験によってＣＮＣをチューニングするか、又は技術者が所定のチューニングスキームに従ってＣＮＣをチューニングする。しかし、技術者がワークピースの検査状況に応じて、ＣＮＣでチューニング操作を行う必要があり、人的資源が消費され、且つ現在のＩｏＴシステムでのスマート工場の実現が不可能である。
これに鑑みて、加工装置のチューニングに必要な時間と労力を削減し、チューニング効率を向上させるように、加工装置誤差補正方法及びそのシステムを提供する。
好ましくは、加工装置誤差補正システムに応用される加工装置誤差補正方法であって、
予め設定された加工プログラムに従って初期動作パラメータを設定し、前記初期動作パラメータがクランプパラメータ及び寸法検査基準を含むステップと、
製品加工中の所定の検出データを取得するステップと、
検出データを分析し、所定の補正モデルに基づいて補正パラメータを計算するステップと、
補正パラメータを対応する加工装置に配信するステップと、
前記補正パラメータに基づいて対応する加工装置の加工パラメータを補正するステップとを含み、
前記検出データを分析するステップは、
所定のルール及び前記寸法検査基準に従って前記検出データを選出するステップと、
前記寸法検査基準の公差範囲に基づいて基準区間を確定し、前記基準区間に基づいて安全区間、補正区間及び警報区間を設定し、前記安全区間＝Ｍ＊基準区間、前記補正区間＝Ｎ＊基準区間、前記警報区間＝Ｌ＊基準区間、前記｜Ｌ｜＞｜Ｎ｜＞｜Ｍ｜であるステップと、
前記検出データが位置する区間を判定し、前記検出データが安全区間にある場合、前記検出データが補正される必要がないと判定して後のステップの実行を中止し、前記検出データが前記補正区間にある場合、後のステップを実行し、前記検出データが前記警報区間にある場合、前記検出データが補正範囲を超えていると判定し、後のステップの実行を中止して警報を出すステップと、を含む。
好ましくは、前記検出データを分析するステップでは、
前記安全区間は、（５０％～１５０％）＊基準区間であり、
前記補正区間は、（１５０％～１８０％）＊基準区間及び（２０％～５０％）＊基準区間を含み、
警報区間は、（１８０％～Ｍａｘ％）＊基準区間及び（－５０％～Ｍｉｎ％）＊基準区間を含む。
好ましくは、製品加工中の所定の検出データを取得するステップは、
加工装置が前記予め設定された加工プログラムに従って製品を加工するステップと、
前記初期動作パラメータに基づいて加工後の製品の所定のパラメータを検出し、前記所定の検出データを取得するステップと、を含む。
好ましくは、前記初期動作パラメータに基づいて加工後の製品の所定のパラメータを検出するステップは、外部装置による検出又は手動検出によって実現される。
好ましくは、検出データを分析するステップの前に、さらに、
検出データをキャッチするステップと、
通信ネットワークを介して前記検出データを伝送するステップと、を含む。
好ましくは、所定のルール及び前記寸法検査基準に従って前記検出データを選出するステップは、
前記寸法検査基準に基づいて前記検査データの理想値を予め設定するステップと、
前記理想値に基づいて所定の割合で変動して選出範囲を確定するステップと、
前記選出範囲に基づいて、取得された検出データを選出するステップと、
選出された検出データを用いて第一基準分散を計算するステップと、
選出された検出データのうちの最大値又は最小値を除去した後に第二基準分散を計算するステップと、
前記第二基準分散が前記第一基準分散より大きい場合、該グループの検出データを削除し、前記第二基準分散が前記第一基準分散より小さい場合、該グループのデータを保留するステップと、を含む。
好ましくは、所定の補正モデルに基づいて補正パラメータを計算するステップは、
加工工程及び位置決め基準に従って限界寸法の関連を確立するステップと、
前記検出データ、検査パラメータ及び前記限界寸法の関連に基づいて限界寸法に対応する前記補正パラメータを計算するステップと、
加工装置で読み取り可能な補正パラメータファイルを生成するステップと、を含む。
好ましくは、前記検出データ及び前記補正パラメータを記憶するステップと、
記憶された前記検出データ及び前記補正パラメータに対して、ビッグデータ分析を行うステップと、
前記ビッグデータ分析の結果に基づいて補正モデルを修正又は改善するステップと、をさらに含む。
好ましくは、外部端末を接続するためのデータ接続ポートを提供するステップと、
接続された外部端末でマンマシンインタラクションインターフェースを生成するステップと、
前記外部端末で監視又は制御して前記加工装置誤差補正方法を完了するステップと、をさらに含む。
加工装置誤差補正システムは、
プロセッサと、
記憶媒体とを備え、
前記記憶媒体に複数の指令が記憶され、
前記指令が前記プロセッサによってロードされて上記の加工装置誤差補正方法を実行することに適する。
上記加工装置誤差補正方法及び加工装置誤差補正システムでは、予め設定された加工プログラムに従ってクランプパラメータ及び寸法検査基準などの初期動作パラメータを設定し、製品加工中の所定の検出データを取得した後、検出データを分析し、所定の補正モデルに基づいて補正パラメータを計算し、補正パラメータを対応する加工装置に配信し、前記補正パラメータに基づいて対応する加工装置の加工パラメータを補正し、これにより、加工装置のチューニングに必要な時間と労力を削減し、チューニング効率を向上させることができる。
一つの実施例における加工装置誤差補正システムの構造図である。 一つの実施例における加工装置誤差補正方法のフローチャートである。 図２の加工装置誤差補正方法における予め設定された加工プログラムに従って初期動作パラメータを設定するフローチャートである。 図２の加工装置誤差補正方法における製品加工中の所定の検出データを取得するフローチャートである。 図４における前記初期動作パラメータに基づいて加工後の製品の所定のパラメータを検出し、前記所定の検出データを取得するステップのフローチャートである。 図２の加工装置誤差補正方法における検出データを分析するステップのフローチャートである。 他の実施例における加工装置誤差補正方法の追加のフローチャートである。 一つの実施例における前記寸法検査基準の公差範囲に基づいて、安全区間、補正区間及び警報区間を設定するステップを示す図である。 一つの実施例における加工工程及び位置決め基準に従って関連寸法の関連を確立するステップを示す図である。 寸法の関連に従って補正パラメータを修正することを示す図である。 カッターの異常タイプを判定することを示す図である。 一つの実施例における図２の加工装置誤差補正方法における補正パラメータファイルを生成する原理を示す図である。
以下に具体的な実施形態で上記図面を組み合わせて本発明をさらに説明する。
図１に示すように、加工装置誤差補正システム５００は、プロセッサ２００及び記憶媒体１００を備える。
前記記憶媒体１００には複数の指令が記憶されており、前記指令は前記プロセッサ２００によってロードされて加工装置誤差補正方法を実行することに適する。
同時に図２～図７を参照すると、前記加工装置誤差補正方法は前記加工装置誤差補正システム５００に応用され、且つ以下のステップを含む。
Ｓ１０１において、予め設定された加工プログラムに従って初期動作パラメータを設定する。
前記初期動作パラメータは、クランプパラメータ及び寸法検査基準を含む。前記寸法検査基準は、対応する寸法の標準な検査パラメータである。
例えば、加工装置、例えばＣＮＣで所定の部品を加工する場合、予め設定された加工プログラムに従って部品の寸法パラメータ、幾何公差、クランプ位置及び寸法検査基準を設定することができ、これらの初期動作パラメータにより、後の参照及び分析を容易になる。
一つの実施形態では、予め設定された加工プログラムに従って初期動作パラメータを設定するステップは、具体的に以下のステップを含む。
Ｓ１０１１において、前記加工装置誤差補正システム５００を初期化する。
Ｓ１０１２において、前記加工装置誤差補正システム５００の前記初期動作パラメータを設定する。
前記初期動作パラメータは前記記憶媒体１００に書き込まれる。
Ｓ１０２において、製品加工中の所定の検出データを取得する。
具体的な実施形態では、該所定の検出データは加工待機中の部品の限界寸法であってもよい。当該限界寸法は工程要求に基づいて加工中に検出されて取得され、工程要求に基づいて加工が完了された後に検出されて取得される。
一つの実施形態では、製品加工中の所定の検出データを取得するステップＳ１０２は、具体的に以下のステップを含む。
Ｓ１０２１において、加工装置は前記予め設定された加工プログラムに従って製品を加工する。
Ｓ１０２２において、前記初期動作パラメータに基づいて加工後の製品の所定のパラメータを検出して、前記所定の検出データを取得する。
前記初期動作パラメータに基づいて加工後の製品の所定のパラメータを検出するステップＳ１０２２は外部装置による検出又は手動検出によって実現される。
工程の要求に基づいて、部品加工中又は部品加工完了後に、対応する部品を手動で輸送及び検査する。例えば、検出待機中の部品を、検出精度要求を満たす検出器に輸送して寸法検出を行い、且つ取得された検出データを伝送して記録する。
具体的には、前記初期動作パラメータに基づいて、加工後の製品の所定のパラメータを検出して、前記所定の検出データを取得するステップＳ１０２２は、具体的に以下のステップを含む。
Ｓ１０２２ａにおいて、検出データをキャッチする。例えば、具体的な実施では、検出待機中の部品を、検出精度要求を満たす検出器に輸送して寸法検出を行い、検出して得られた寸法の一部が限界寸法である。したがって、予め設定されたルールに従って、検出して得られた寸法から限界寸法をキャッチして、後の分析効率を向上させる。
Ｓ１０２２ｂにおいて、通信ネットワークを介して前記検出データを伝送する。
Ｓ１０３において、検出データを分析し、所定の補正モデルに基づいて補正パラメータを計算する。
前記補正モデルは人工知能に基づいて確立された補正モデルであってもよい。実際の応用において、データの収集及び記録に基づいて、当該補正モデルを手動介入により修正し、又は機械学習により継続的に最適化する。
一つの実施形態では、検出データを分析するステップは具体的に以下のステップを含む。
Ｓ１０３１において、前記寸法検査基準の公差範囲に基づいて、安全区間、補正区間及び警報区間を設定する。
例えば、図８を参照すると、一つの具体的な実施例では、前記寸法検査基準の公差範囲を基準区間とする場合、
安全区間は（５０％～１５０）＊基準区間に設定される。
補正区間は（１５０％～１８０％）＊基準区間、及び（２０％～５０％）＊基準区間に設定される。
警報区間は（１８０％～Ｍａｘ％）＊基準区間、及び（－５０％～Ｍｉｎ％）＊基準区間に設定される。
Ｓ１０３２において、前記検出データが位置する区間を判定する。
前記検出データに対応する誤差又は偏差が安全区間にある場合、後のステップの実行を中止し、即ち、装置の加工精度が工程の要求を満たし、補正する必要がなくなり、後の補正ステップの実行を中止する。
前記検出データに対応する誤差又は偏差が前記補正区間にある場合、後のステップを実行する。即ち、前記加工装置誤差補正方法を続けて実行し、加工装置の加工精度を補正する。
前記検出データが前記警報区間にある場合、後のステップの実行を中止して警報を出す。この場合、加工装置の加工精度偏差が大き過ぎると判定され、補正により、加工要求を満たす精度まで修正できないため、後の補正ステップを中止し、警報プロンプトを出す。
区間の分割により、前記検出データを前処理して、後の無効な計算を回避して、データ処理の効率を向上させる。同時に、加工装置の動作状況をリアルタイムに把握し、加工事故の発生を回避する。
一つの実施形態では、前記寸法検査基準の公差範囲に基づいて、安全区間、補正区間及び警報区間を設定するステップの前に、さらに、所定のルール及び前記寸法検査基準に従って、前記検出データを選出するステップを含む。
所定のルール及び前記寸法検査基準に従って前記検出データを選出するステップは、具体的に以下のステップを含む。
前記寸法検査基準に従って、前記検査データの理想値を予め設定する。
前記理想値に基づいて、所定の割合で変動して選出範囲を確定する。
前記選出範囲に基づいて、取得された検出データを選出する。
選出された検出データを用いて第一基準分散を計算する。
選出された検出データのうちの最大値又は最小値を除去した後に第二基準分散を計算する。
前記第二標準分散が前記第一標準分散よりも大きい場合、該グループのデータが不均一に分布し、異常なデータがあることを示しているため、該グループの検出データを削除する。前記第二基準分散が前記第一基準分散より小さい場合、該グループのデータを保留する。
具体的な実施形態では、所定の補正モデルに基づいて補正パラメータを計算するステップは、具体的に以下のステップを含む。
Ｓ１０３３において、加工工程及び位置決め基準に従って限界寸法の関連を確立する。
部品の加工過程では、第一寸法と第二寸法が関連付けられ、例えば、第二寸法が前のステップで加工が完了された第一寸法を基準とする場合、第一寸法を補正すると、それに基づいて第二寸法の公差が変化する。同様に、複数の寸法が互いに関連している場合、加工工程及び位置決め基準に従ってこれらの寸法の関連を確立する必要があり、その中の一つの寸法を補正する場合、他の関連する寸法が関連付けられて修正される。
例えば、図９を参照すると、一つの部品の加工中に、寸法Ａ１が基準寸法として用いられる。寸法Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５がそれぞれ寸法Ａ１を参考基準とし、寸法Ｃ１がＢ１を参考基準とし、寸法Ｃ２、Ｃ３がそれぞれＢ２を参考基準とし、寸法Ｄ１が寸法Ｃ１を参考基準とし、寸法Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がそれぞれ寸法Ｂ５を参考基準とし、寸法Ｅ１が寸法Ｄ１を参考基準とし、寸法Ｅ６がＤ２を参考基準とする。
それに対応して、寸法Ａ１が補正された場合、寸法Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｅ１、Ｅ６は全て補正を行うべきである。寸法Ｂ１が補正された後、寸法Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１は補正を行うべきである。寸法Ｂ２が補正された後、寸法Ｃ２、Ｃ３は補正を行うべきである。寸法Ｂ５が補正された後、寸法Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は補正を行うべきである。残りは同様である。即ち、参考基準とする寸法が補正された後、それを参考基準とする寸法は、補正パラメータの誤差を回避するために、補正を行うべきである。
図１０を参照すると、寸法Ａの寸法検査基準が１０であり、基準面Ｓに対する寸法の検出データが１０．０５であり、それに対応する補正パラメータは－０．０５である。寸法Ｂが寸法Ａを参照基準とし、寸法Ｂの寸法検査基準が１５であり、寸法Ｂの検出データが１４．９７であり、それ自体で＋０．０３を調整すべきであり、寸法Ａに関連付けられた後の寸法Ｂに対応する補正パラメータは、＋０．０３＋（－０．０５）＝－０．０２である。
寸法Ｃが寸法Ｂを参照基準とし、寸法Ｃの寸法検査基準が１４であり、寸法Ｃの検出データが１４．０２であり、それ自体で－０．０２を調整すべきであり、寸法Ｂに関連付けられた後の寸法Ｃに対応する補正パラメータは、－０．０２＋（－０．０２）＝－０．０４である。
寸法Ｄが寸法Ｃを参照基準とし、寸法Ｄの寸法検査基準が７であり、寸法Ｄの検出データが７．０１であり、それ自体で＋０．０１を調整すべきであり、寸法Ｃに関連付けられた後の寸法Ｄに対応する補正パラメータは、＋０．０１＋（－０．０４）＝－０．０３である。
また、後後の加工の寸法の変化量、即ち対応する補正パラメータが既にそれ自体の公差範囲を超えている場合、その前の工程に対応する寸法の補正パラメータを逆に修正する。
Ｓ１０３４において、前記検出データ、検査パラメータ及び前記限界寸法の関連に基づいて、限界寸法に対応する前記補正パラメータを計算する。
加工過程では、加工装置のカッターの補正が高さの修正及び回転直径の修正を含む。例えば、平面を加工する時に、カッターの補正は、通常高差方向の修正である。アークコーナーを加工する過程において、カッターは、通常、オフセンター直径を修正すべきである。
カッター、例えばミーリング工具は、理想的な状態でその主軸の周りに回転し且つオフセンターせず、この時にカッターの切削直径がφ１０．００ｍｍである。実際の使用過程では、カッターの主軸がそれ自体の重力又はクランプの安定程度の影響で外部へオフセンターする。
例えば、この異常状況でカッターのオフセンターが０．２０ｍｍである場合、カッターの実際の切削直径がφ１０．２０ｍｍである。この時に、カッターのオフセンターが大き過ぎるため、製品の加工待機中の側壁又は側面が過度に切削され、調整して補正する必要があり、即ちカッターの切削直径が縮小するように調整される必要がある。具体的な調整方式は、カッターの中心加工軌跡線を０．２０ｍｍ縮小するようにオフセットする。
実際の使用過程では、カッターの主軸がオフセンターしないが、カッターの切削端が摩耗して切削直径が小さくなる。この時に、加工寸法を保証するために、カッターの中心加工軌跡線を調整する必要もある。具体的な調整方式は、カッターの中心加工軌跡線を、摩耗に対応する寸法で拡張してオフセットする。
一つの実施形態では、加工装置がカッターの加工軌跡を補正し、即ちカッターの所定の中心加工軌跡線に沿って所定の寸法で拡張してオフセットするか又は縮小してオフセットする場合、オフセットの所定の寸法が補正パラメータである。補正パラメータが所定の極限を超える場合、前記加工装置誤差補正システム５００は警報信号を出す。例えば、補正パラメータが加工待機中のアークコーナーの円弧半径よりも大きい場合、加工待機中のアークの始点又は終点が交差せず、この時に加工装置誤差補正システム５００は、警報信号を出し、異常をプロンプトする。
また、加工装置誤差補正システム５００が加工装置のカッターがその中心加工軌跡線に対して拡張又は伸縮するか否かを自動的に判定するようにして、上記警報メカニズムと組み合わせて加工装置の異常の判定を支援するために、判定パラメータを導入する。
図１１を参照すると、加工装置のミーリング工具に対して異常判定を行うことを例とし、前記判定パラメータ＝切削方向＊補正方向＊補正値である。
ここで、加工方向がダウンミーリングであるカッターの場合、前記切削方向に値が１であり、補正方向が順方向として予め設定されて補正する時に値がー１であり、この時にカッターの中心加工軌跡線に対応する補正値が正値になるまで拡張してオフセットし、カッターの中心加工軌跡線に対応する補正値が負値になるまで収縮してオフセットする。補正方向が逆方向として予め設定されて補正する時に値が＋１であり、この時にカッターの中心加工軌跡線に対応する補正値が負値になるまで拡張してオフセットし、カッターの中心加工軌跡線に対応する補正値が正値になるまで収縮してオフセットする。
加工方向がアップミーリングであるカッターの場合、前記切削方向に値が－１であり、補正方向が順方向として予め設定されて補正する時に値がー１であり、この時にカッターの中心加工軌跡線に対応する補正値が負値になるまで拡張してオフセットし、カッターの中心加工軌跡線に対応する補正値が正値になるまで収縮してオフセットする。補正方向が逆方向として予め設定されて補正する時に値が＋１であり、この時にカッターの中心加工軌跡線に対応する補正値が正値になるまで拡張してオフセットし、カッターの中心加工軌跡線に対応する補正値が負値になるまで収縮してオフセットする。
前記判定パラメータに基づいてミーリング工具の異常を判定する方法は、前記判定パラメータ＞０の場合、カッターが収縮し、前記判定パラメータ＜０の場合、カッターが拡張することである。これにより、カッターの異常の警報ルールを設定することができ、例えば、カッターの収縮が０．０２ｍｍを超えていると判定される場合、前記加工装置誤差補正システム５００は、警報信号を出して対応するカッターのオフセンターを再検査し、カッターの拡張が０．０５ｍｍ以上に達すると判定される場合、カッターの摩耗が深刻であることを示し、前記加工装置誤差補正システム５００は警報信号を出し、カッターの交換をプロンプトする。
Ｓ１０３５において、加工装置で読み取り可能な補正パラメータファイルを生成する。
Ｓ１０４において、補正パラメータを対応する加工装置に配信する。
Ｓ１０５において、前記補正パラメータに基づいて対応する加工装置の加工パラメータを補正することにより、加工装置が加工して取得した部品の寸法は所定の精度要求を満たす。
補正が発生するため、一つの実施形態では、上記ステップＳ１０１－Ｓ１０５を繰り返して、デジタル加工装置に対応する加工寸法が補正されて寸法検査基準の要求に達するか否かを確認し、同時に、補正された後に寸法検査基準の要求に達しない寸法は、さらに補正を行う。
具体的には、先ず、前記ステップＳ１０１－Ｓ１０５を実行した後、該デジタル加工装置が上記補正パラメータファイルに基づいて再度補正した後に加工して生成した寸法検出データを取得でき、再度取得された寸法検出データ及び寸法検査基準に従って、所定の補正モデルにより対応する寸法の補正値を計算し、該デジタル加工装置で読み取り可能な補正パラメータファイルを生成する。当該補正パラメータファイルを対応するデジタル加工装置に配信し、対応するデジタル加工装置は、該補正パラメータファイルに基づいて、補正すべき寸法に対して再度に自動的に補正し、全ての寸法検出データが完全に寸法検査基準を満たすまで前記ステップを繰り返す。
図１２を参照すると、具体的な実施形態では、加工装置で読み取り可能な補正パラメータファイルを生成するステップは、以下のステップを含む。
デジタル加工装置のカスタムパラメータに対応するアドレスを取得する。例えば、具体的な実施では、ＣＮＣ装置を例とすると、ＣＮＣ装置は通常、複数のタイプのカスタムパラメータを含み、これらのカスタムパラメータがユーザによって定義及び設定されてもよく、これにより、ＣＮＣ装置に対する制御を実現する。
ＣＮＣ装置を例とすると、それは次のカスタムパラメータを含み、これらのカスタムパラメータが変数としてコードで示されて所定のアドレスを指す。
ローカル変数：＃１～＃３３。
グローバル変数：＃１００～＃５００。
マクロプログラム変数：＃５０１～＃９９９。
＃１０００以上：装置システム変数。
Ｇ５４加工座標系：Ｘ：＃５２２１、Ｙ：＃５２２２。
Ｇ５５加工座標系：Ｘ：＃５２４１、Ｙ：＃５２４２。
Ｇ５６加工座標系：Ｘ：＃５２６１、Ｙ：＃５２６２。
Ｐ１追加の座標系： Ｘ：＃７００１、Ｙ：＃７００２。
Ｐ２追加の座標系： Ｘ：＃７０２１、Ｙ：＃７０２２。
Ｐ３追加の座標系： Ｘ：＃７０４１、Ｙ：＃７０４２。
Ｈ：Ｚ方向の補正を表し、Ｄ：ＸＹ方向の補正を表し、次のように示される。
長さ摩耗変数：Ｈ１～Ｈ９９９ ＝ ＃１０００１～＃１０９９９。
長さ補正変数：Ｈ１～Ｈ９９９ ＝ ＃１１００１～＃１１９９９。
半径摩耗変数：Ｄ１～Ｄ９９９ ＝ ＃１２００１～＃１２９９９。
半径補正変数：Ｄ１～Ｄ９９９ ＝ ＃１３００１～＃１３９９９。
これらの追加の数字記号＃に対応するコードは加工装置のカスタムパラメータに対応するアドレスと見なされてもよい。
前記補正モデルに基づいて前記カスタムパラメータに対応する計算ロジックを制定し、前記計算ロジックに基づいて取得された補正パラメータを、前記カスタムパラメータに対応するアドレスに指せて補正パラメータと対応するアドレスを含む補正パラメータファイルを取得する。
前記補正パラメータファイルは加工装置で読み取り可能なフォーマットである。例えば、補正パラメータファイルは、加工装置によって予め設定されたカスタムパラメータに対応するコード及び備考情報を含む。前記カスタムパラメータは、加工装置のローカル加工パラメータを調整するためのローカル変数、加工装置のグローバル加工パラメータを調整するためのグローバル変数、前記補正モデルを調整するためのマクロプログラム変数、及び前記加工装置を調整するための装置システム変数を含む。各カスタムパラメータに対応するコードが加工装置によって予め設定されたコードであり、カスタムパラメータに対応するアドレスとして用いられる。前記計算ロジックにより取得された補正パラメータが対応するコードを指し、加工装置はコードによって対応するパラメータを読み取り、それに基づいて対応する加工パラメータを修正する。
前記備考情報は、前記補正パラメータファイルを備考して説明することに用いられる。例えば、図１２を参照すると、図中のＣＯＬ１欄がコードであり、それが前記ローカル変数、グローバル変数、マクロプログラム変数、又は装置システム変数を指すことに用いられ、前記計算ロジックにより取得された補正パラメータが対応するコードを指して、加工装置で読み取り可能なフォーマットで加工装置に代入される。図中のＣＯＬ２欄が計算された補正パラメータであり、それが前記ＣＯＬ１における対応するコードを指す。図中のＣＯＬ３欄が備考情報であり、それが補正パラメータ又は補正パラメータに対応する基準の検査寸法を注釈することに用いられる。前記備考情報は複数のグループ含まれてもよく、解釈して説明する役割のみを果たす。それに対応して、補正パラメータファイルを例とすると、補正パラメータファイルのフォーマットがＯ００６６（＊＊ＴＩＡＯ＊＊ＪＩ＊＊－Ｐ２） （＊＊Ｂ Ｌ＊＊）であり、ここでＯ００６６がコードであり、（＊＊ＴＩＡＯ＊＊ＪＩ＊＊－Ｐ２）が第一備考情報であり、（＊＊Ｂ Ｌ＊＊）が第二備考情報である。
補正パラメータファイルを対応する加工装置に配信する。
装置が前記補正パラメータファイルを読み取り、補正パラメータを取得して対応する加工装置の加工パラメータを補正する。
本実施形態では、前記加工装置誤差補正方法は、さらに以下のステップを含む。
Ｓ１０６において、前記検出データ及び前記補正パラメータを記憶する。具体的な実施形態では、前記検出データ及び前記補正パラメータは、収集された複数の加工装置、及び対応する複数の製品に対応する検出データ及び補正パラメータである。
Ｓ１０７において、記憶された前記検出データ及び前記補正パラメータに対して、ビッグデータ分析を行う。
Ｓ１０８において、前記ビッグデータ分析の結果に基づいて、補正モデルを修正又は改善し、補正モデルを継続的に最適化する。
一つの実施形態では、前記加工装置誤差補正方法は、さらに以下のステップを含む。
Ｓ１１０において、外部端末を接続するためのデータ接続ポートを提供する。
Ｓ１２０において、接続された外部端末でマンマシンインタラクションインターフェースを生成する。
Ｓ１３０において、前記外部端末で監視又は制御して前記加工装置誤差補正方法を完了する。
具体的には、前記加工装置誤差補正システム５００は様々なシナリオに適用する。例えば、前記加工装置誤差システム５００は、サーバーアプリケーションモード及びスタンドアロンアプリケーションモードで動作する。以下に前記加工装置誤差補正方法と組み合わせて具体的に説明する。
前記加工装置誤差補正システム５００がサーバーアプリケーションモードで動作する場合、前記加工装置誤差補正システム５００はクライアントコンピュータ、補正サーバー及びデータサーバーを備える。この場合、前記加工装置誤差補正システム５００は、複数の加工装置に対して加工パラメータを補正する。前記複数の装置は、内部ネットワークを介して互いに接続されている。
前記クライアントコンピュータ、補正サーバー及びデータサーバーは、前記プロセッサ２００及び前記記憶装置１００を含む。
具体的な実施では、前記クライアントコンピュータ、補正サーバー、データサーバー、前記外部端末、及び前記加工装置のコントローラはＴＣＰ／ＩＰプロトコルに基づいて通信接続を行い、制御指令の伝達とデータのインタラクションを実現する。
前記クライアントコンピュータは、前記加工装置誤差補正システム５００を初期化し、前記加工装置誤差補正システム５００の前記初期動作パラメータを設定することに用いられる。例えば、具体的な実施では、前記クライアントコンピュータは、Ｗｉｎｄｏｗｓシステムを実行するパーソナルコンピュータであってもよく、クライアントは、ブラウザー、例えばＣｈｒｏｍｅブラウザー、Ｆｉｒｅｆｏｘブラウザー、又は、ＮＥＴプラットフォームに基づいて開発されたアプリケーションプログラムである。
クライアントコンピュータにより標準検査仕様資料の導入、寸法検査標準の導入、加工装置の機械資料の設定、加工される製品のクランプパラメータの設定、前記補正計算サーバーへの補正計算コマンドの送信、補正計算の進捗状況の検視、及び補正パラメータの配信状況の検視などの機能を実現する。
前記補正演算サーバーはＷｉｎｄｏｗｓシステムを実行する。前記補正演算サーバーには複数のグループの指令セットが予め記憶される。例えば、前記補正演算サーバーにはデータ分析モジュール、アークコーナーモジュール、関連寸法モジュール、データフィルタリングモジュール、補正区間モジュール、補正制御モジュールが予め記憶され、各モジュールが所定の機能を実現するための１グループの指令セットに対応する。前記補正動作演算サーバーはＪＤＫ＋Ｔｏｍｃａｔ＋ＦｏｃａｓＡＰＩなどによって対応する指令セットを呼び出し、対応する機能を実現する。
前記データサーバーはＷｉｎｄｏｗｓ又はＬｉｎｕｘ（登録商標）システムを実行するＭｙＳＱＬデータベースサーバーである。
同時に、前記クライアントコンピュータは、データ接続ポートを提供し、外部端末、例えばコンピュータ又は携帯電話、タブレットコンピュータなどの移動端末を接続し、前記外部端末によってヒューマンコンピュータインタラクションを行い、例えば補正パラメータの変化を観察し、補正効果を観察し、又は補正を手動で制御する。
検出される部品は、検出精度要求を満たす検出器に輸送されて寸法検出が行われてもよく、検出して得られた寸法の一部が限界寸法である。前記加工装置誤差補正システム５００は所定のルールに従って、検出された寸法から限界寸法をキャッチし、ネットワークインタフェース又は無線ネットワークを介して前記補正サーバーに伝送する。
前記補正サーバーは前記検出データを分析する。例えば、前記検出データに対応する誤差又は偏差が安全区間にある場合、後のステップの実行を中止するように制御し、即ち装置の加工精度が工程の要求を満たし、補正する必要がなく、したがって後の補正ステップの実行を中止する。前記検出データが前記警報区間にある場合、後のステップの実行を中止して警報を出す。この場合、加工装置の加工精度偏差が大き過ぎると判定され、補正により、加工要求を満たす精度まで修正することができないため、後の補正ステップを中止し、警報プロンプトを出す。前記検出データに対応する誤差又は偏差が前記補正区間にある場合、所定の補正モデルに基づいて補正計算を行い、補正パラメータファイルを生成してデータバックアップを行う。
補正パラメータファイルは通信接続により加工装置に伝送される。具体的な実施では、前記補正パラメータファイルは複数の加工装置に同時に配信する。加工装置は、前記補正パラメータファイルに基づいて加工パラメータを修正した後、次の製品を加工する。前記データサーバーは、通信接続により前記検出データ、補正パラメータファイル、及び複数の装置の補正後の加工パラメータを取得してデータを記憶し、同時に、記憶されたデータに対してビッグデータ分析を行い、前記ビックデータ分析の結果に基づいて補正モデルを修正又は改善し、これにより、補正モデルを継続的に最適化させる。
また、データサーバーは、さらに複数の装置の同じ寸法の補正を分析し、異なる装置の環境影響によって引き起こされる加工装置の違いを分析する。同時に、単一の装置の複数の寸法に対して工学的安定性分析を行う。
前記加工装置誤差補正システム５００がスタンドアロンアプリケーションモードで動作する場合、様々なシナリオに適用する。
一つのシナリオでは、前記加工装置誤差補正システム５００はデスクトップコンピュータ又はノートブックコンピュータで実行され、データ記憶もデスクトップコンピュータ又はノートブックコンピュータで実行される。具体的には、前記加工装置誤差補正システム５００のプロセッサ２００は、デスクトップコンピュータ又はノートブックコンピュータのプロセッサであってもよく、記憶媒体１００は、デスクトップコンピュータ又はノートブックコンピュータの記憶ユニット、例えばハードディスクに対応する。
前記デスクトップコンピュータ又はノートブックコンピュータの記憶ユニットには、前記複数の指令が記憶され、前記指令はデスクトップコンピュータ又はノートブックコンピュータのプロセッサによってロードされて加工装置誤差補正方法を実行することに適する。
該シナリオでは、前記加工装置誤差補正方法がサーバーアプリケーションモードの場合と同じであり、前記デスクトップコンピュータ又はノートブックコンピュータにシステムサーバー、補正サーバー、及びデータサーバーの機能が統合されるとの違い点がある。
また、複数の加工装置がネットワークに接続される場合、コンピュータはローカルエリアネットワークに接続され、補正パラメータを対応する各処理装置に配信する。複数の加工装置がネットワークに接続されない場合、コンピュータは、ネットワークケーブルを介して各処理装置に１つずつ接続され、補正パラメータを加工装置に伝送する。
前記デスクトップコンピュータ又はノートブックコンピュータはＷｅｂサービスを開始し、ポータブルＷｉＦｉなどの便利なハードウェアを使用してＷｉＦｉ環境を構築し、移動端末はこのＷｉＦｉに接続されてＷｅｂサービスにアクセスし、補正ソフトウェアを制御し、又はリアルタイムデータを観察する。
該シナリオは、ハードウェアニーズが低く、必要以上のサーバーを取り付ける必要がなく、小型工場に適する。
別のシナリオでは、前記加工装置誤差補正システム５００はブラックボックスで実行され、データ記憶もブラックボックスで実行される。例えば、ブラックボックスは、Ｗｉｎｄｏｗｓを実行する体積が小さいコンピュータである。
具体的には、前記加工装置誤差補正システム５００のプロセッサ２００は、ブラックボックスのプロセッサであってもよく、記憶媒体１００は、ブラックボックスの記憶ユニット、例えばハードディスクに対応する。
ブラックボックスにおけるソフトウェアがハードウェア（例えばＣＰＵＩＤ、ネットワークカードＩＤ）にバインドされる必要があり、又は他のスキームを使用し、その中のソフトウェアが盗まれることを防止する。
ブラックボックスを使用する場合、一つのクライアントコンピュータを組み合わせ、例えばネットワークケーブルを介してクライアントコンピュータを接続し、又はブラックボックスに表示器を接続する必要がある。初期動作パラメータと検出データが導入された後、ブラックボックスによって補正パラメータを計算し、それに接続された加工装置に送信する。クライアントコンピュータ又は表示器から補正計算結果と加工装置への送信プロセスを直観的に観察でき、ユーザは安心して使用する。
モバイル端末が容易にアクセスするように、ブラックボックスは、ＷｉＦｉ機能とＷｅｂサービスを備える。ブラックボックスには、電源及び電源インジケータライトが付属している。
さらなるシナリオでは、ブラックボックスにはネットワークポートが１つだけあり、クライアントコンピュータと加工装置を同時に接続することができない。使用する時に、まずクライアントコンピュータ又は表示器とブラックボックスを接続し、次に検出データをブラックボックスに書き込んで補正計算を実行することができる。次に、接続を切断し、ブラックボックスを加工装置に接続し、ブラックボックスの所定のボタンを押し、指令をトリガーして補正パラメータを加工装置に書き込み、同時にブラックボックスの一つのインジケータライトは書き込みが成功したか否かを示す。
また、ブラックボックスに対するハードウェア配置要求を下げるように、実行に時間がかかるアルゴリズムをＰＣクライアントで実行する。
上記加工装置誤差補正方法及び加工装置誤差補正システム５００では、予め設定された加工プログラムに従ってクランプパラメータ及び寸法検査基準などの初期動作パラメータを設定し、製品加工中の所定の検出データを取得した後、検出データを分析し、所定の補正モデルに基づいて補正パラメータを計算し、補正パラメータを対応する加工装置に配信し、前記補正パラメータに基づいて対応する加工装置の加工パラメータを補正して、加工装置のチューニングに必要な時間と労力を削減し、チューニング効率を向上させる。
具体的には、上記加工装置誤差補正方法及び加工装置誤差補正システム５００は以下の改善意義を有する。
一、コストを削減する。
１．旧装置の加工性能を高め、適切なメンテナンスで高精度の製品を加工する。
２．装置が数個の材料内で製品加工精度をデバッグできるため、コストの無駄を減少する。
３．システムがチューニング担当者を支援し、チューニングの難度が大幅に低下し、チューニングに必要な時間と人員を削減し、チューニング効率を向上させる。
二、品質が最適化される。
１．加工待機中の製品に対して、１番目及び最後のピースを１日に１回検査し、カッターが交換された後、一回検出する必要があり、検査頻度を下げる。
２．限界寸法に基づき、論理的な関係を確立し、測定点を減少する。
三、決定をインテリジェントに支援する。
１．製品の加工結果及び補正履歴データから加工カッター又は加工装置の状態を分析し、リアルタイムなメンテナンス及び予防保守を行う。
２．システムによって分析された結果により、問題を迅速にトラブルシューティングするようにエンジニアを支援する。
上述したものは本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではなく、本発明の精神と原則内で行われるいかなる変更、同等置換と改善などはいずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。
５００ 加工装置誤差補正システム
１００ 記憶媒体
２００ プロセッサ

Claims (8)

  1. 加工装置誤差補正システムに応用される加工装置誤差補正方法であって、
    予め設定された加工プログラムに従って初期動作パラメータを設定し、前記初期動作パラメータがクランプ位置及び寸法検査基準を含むステップと、
    製品加工後の所定の検出データを取得するステップと、
    検出データを分析し、所定の補正モデルに基づいて補正パラメータを計算するステップと、
    補正パラメータを対応する加工装置に配信するステップと、
    前記補正パラメータに基づいて対応する加工装置の加工パラメータを補正するステップとを含み、
    前記製品加工後の所定の検出データを取得するステップは、
    加工装置が前記予め設定された加工プログラムに従って製品を加工するステップと、
    前記初期動作パラメータに基づいて加工後の製品を検出し、前記所定の検出データを取得するステップと、を含み、
    前記検出データを分析するステップは、
    所定のルール及び前記寸法検査基準に従って前記検出データを選出するステップと、
    前記寸法検査基準の公差範囲を基準範囲とし、前記基準範囲に基づいて安全範囲、補正範囲及び警報範囲を設定するステップと、
    前記検出データが位置する範囲を判定し、前記検出データが安全範囲にある場合、前記検出データが補正される必要がないと判定して後のステップの実行を中止し、前記検出データが前記補正範囲にある場合、後のステップを実行し、前記検出データが前記警報範囲にある場合、前記検出データが補正範囲を超えていると判定し、後のステップの実行を中止して警報を出すステップと、を含み、
    所定のルール及び前記寸法検査基準に従って前記検出データを選出するステップは、
    前記寸法検査基準に基づいて前記検出データの理想値を予め設定するステップと、
    前記理想値に基づいて所定の割合で変動して選出範囲を確定するステップと、
    前記選出範囲に基づいて、取得された検出データを選出するステップと、
    選出された検出データを用いて第一基準分散を計算するステップと、
    選出された検出データのうちの最大値又は最小値を除去した後に第二基準分散を計算するステップと、
    前記第二基準分散が前記第一基準分散より大きい場合、現グループの検出データを削除し、前記第二基準分散が前記第一基準分散より小さい場合、前記現グループのデータを保留するステップと、を含むことを特徴とする加工装置誤差補正方法。
  2. 前記検出データを分析するステップでは、
    前記安全範囲は、（０．５～１．５）＊基準範囲であり、
    前記補正範囲は、（１．５～１．８）＊基準範囲及び（０．２～０．５）＊基準範囲を含み、
    警報範囲は、（１．８～Ｍａｘ）＊基準範囲及び（－０．５～Ｍｉｎ）＊基準範囲を含むことを特徴とする請求項１に記載の加工装置誤差補正方法。
  3. 前記初期動作パラメータに基づいて加工後の製品の所定のパラメータを検出するステップは、外部装置による検出又は手動検出によって実現されることを特徴とする請求項１に記載の加工装置誤差補正方法。
  4. 検出データを分析するステップの前に、さらに、
    検出データを収集するステップと、
    通信ネットワークを介して前記検出データを伝送するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の加工装置誤差補正方法。
  5. 所定の補正モデルに基づいて補正パラメータを計算するステップは、
    加工工程及び位置決め基準に従って限界寸法の関連を確立するステップと、
    前記検出データ、検査パラメータ及び前記限界寸法の関連に基づいて限界寸法に対応する前記補正パラメータを計算するステップと、
    加工装置で読み取り可能な補正パラメータファイルを生成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の加工装置誤差補正方法。
  6. 前記検出データ及び前記補正パラメータを記憶するステップと、
    記憶された前記検出データ及び前記補正パラメータに対して、ビッグデータ分析を行うステップと、
    前記ビッグデータ分析の結果に基づいて補正モデルを修正又は改善するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の加工装置誤差補正方法。
  7. 外部端末を接続するためのデータ接続ポートを提供するステップと、
    接続された外部端末でマンマシンインタラクションインターフェースを生成するステップと、
    前記外部端末で監視又は制御して前記加工装置誤差補正方法を完了するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の加工装置誤差補正方法。
  8. 加工装置誤差補正システムであって、
    プロセッサと、
    記憶媒体とを備え、
    前記記憶媒体に複数の指令が記憶される加工装置誤差補正システムであって、
    前記指令が前記プロセッサによってロードされて請求項１－７のいずれか１項に記載の加工装置誤差補正方法を実行することを特徴とする加工装置誤差補正システム。
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