JP7460857B1

JP7460857B1 - 異常領域特定装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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Publication number: JP7460857B1
Application number: JP2023562319A
Authority: JP
Inventors: 威趙; 誠彰相澤; 真一尾関
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2023-07-25
Filing date: 2023-07-25
Publication date: 2024-04-02
Anticipated expiration: 2043-07-25

Abstract

異常領域特定装置が、判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断する第１の判断部と、第１の判断部によって判断対象領域に異常部分が含まれると判断された場合、第１の判断部によって異常部分が含まれると判断された判断対象領域を複数の領域に分割する分割部と、分割部によって分割された複数の領域に異常部分が含まれるか否かを判断する第２の判断部と、第２の判断部によって複数の領域に異常部分が含まれないと判断された場合、複数の領域を異常領域として特定する異常領域特定部と、を備える。

Description

本開示は、異常領域特定装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。

従来、加工面データを利用して、加工面に異常部分が存在するか否かの評価が行われている（例えば、特許文献１）。例えば、加工面データが示す領域を所定のサイズで分割して生成された複数の領域に異常部分が含まれるか否かが判断される。

特開２０２１－１０５８２５号公報

しかし、従来の技術では、各領域の中のどの位置に異常部分が存在するかを検知することはできない。そのため、加工面に形成された異常部分を精度よく特定するための技術が求められる。

本開示の異常領域特定装置は、加工面データの判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断する第１の判断部と、第１の判断部によって判断対象領域に異常部分が含まれると判断された場合、第１の判断部によって異常部分が含まれると判断された判断対象領域を複数の領域に分割する分割部と、分割部によって分割して生成された複数の領域毎にそれぞれ異常部分が含まれるか否かを判断する第２の判断部と、第２の判断部によって各領域に異常部分が含まれないとの判断が複数の領域の全てにおいてされた場合、複数の領域全てを異常領域として特定する異常領域特定部と、を備える。

本開示のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、加工面データの判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断することと、判断対象領域に異常部分が含まれると判断された場合、異常部分が含まれると判断された判断対象領域を複数の領域に分割することと、分割された複数の領域毎にそれぞれ異常部分が含まれるか否かを判断することと、各領域に異常部分が含まれないとの判断が複数の領域の全てにおいてされた場合、複数の領域の全てを異常領域として特定することと、をコンピュータに実行させる命令を記憶する。

加工面データの一例を示す図である。加工面データが示す加工面の一例である。加工面の一部の断面図である。加工面データの分割について説明するための図である。加工面データの分割について説明するための図である。加工面データの分割について説明するための図である。異常領域特定装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。異常領域特定装置の機能の一例を示すブロック図である。分割部によって分割される判断対象領域の一例を示す図である。異常領域特定部によって生成された加工面データの一例である。異常領域特定装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。類似判断部および異常特定部を備えた異常領域特定装置の機能の一例を示すブロック図である。加工時の工具の移動速度を示す加工面データの一例である。異常領域が特定された加工面データの一例である。加工時のバックラッシュ補正量を示す加工面データの一例である。異常領域が特定された加工面データの一例である。第１の異常領域を含む加工面データを示す図である。第２の異常領域を含む加工面データを示す図である。第３の異常領域を含む加工面データを示す図である。異常領域特定装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施形態に係る異常領域特定装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は、省略する場合がある。

本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。

〈第１の実施形態〉
異常領域特定装置は、加工面データの異常領域を特定する装置である。加工面データは、加工面に関する情報を示す二次元データである。加工面に関する情報は、例えば、加工面の凹凸である。

図１は、加工面データの一例を示す図である。加工面データは、格子状に区分された各領域に加工面の高さを示す数値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が関連付けて記録されたデータである。図示は省略しているが、他の領域についても同様に加工面の高さを示す数値が関連付けて記録される。これにより、加工面データは、加工面の凹凸を示すことができる。

加工面データは、例えば、加工シミュレーションによって生成されたデータである。加工シミュレーションは、例えば、加工機による切削加工のシミュレーションである。

加工シミュレーションは、加工機の仮想モデル、加工プログラム、および加工条件など利用して、加工面データを生成する処理である。

仮想モデルは、例えば、加工機を構成する構造物のモデルおよびワークのモデルを含む。構造物のモデルは、構造物の形状、重量、強度、材質などの情報に基づいて生成される。ワークのモデルは、ワークの形状、重量、強度、材質などの情報に基づいて生成される。

加工面に関する情報を示す加工面データは、加工プログラムを用いて加工機によって実際に加工された加工面の測定結果に基づいて生成されてもよい。加工機によって加工面が実際に加工された場合、加工面は、三次元スキャナ、レーザ共焦点顕微鏡、白色干渉顕微鏡などによって測定されればよい。

図２Ａは、加工面データが示す加工面の一例である。図２Ｂは、加工面の一部の断面図である。加工面には、異常部分が含まれる。異常部分は、例えば、筋目が形成された部分である。

筋目は、例えば、CAM（Computer Aided Manufacturing）によって生成される加工プログラム中に、工具の移動経路を指定する指令に問題があることが原因で形成される。筋目は、細長い凹みである。筋目の深さは、例えば、1［μｍ］程度である。

次に、異常領域特定装置が異常領域を特定する方法の概要について説明する。異常領域特定装置は、加工面データを複数の領域に分割して各領域に異常部分が含まれるか否かを判断する。さらに、異常領域特定装置は、異常部分が含まれる領域をさらに複数の領域に分割して異常部分の位置を特定する。異常領域特定装置は、このような処理を繰り返し実行することにより、加工面における異常部分が存在する位置を特定する。

ただし、異常部分が含まれる領域を過度に小さい領域に分割してしまうと、各領域に異常部分が含まれるか否か検知されない場合がある。すなわち、加工面に筋目が形成されている場合に異常部分が含まれる領域が過度に小さくなるように分割されると、領域内における加工面の高さの差が小さくなり、異常が検知されない。

例えば、異常部分が含まれる領域の幅が、図２Ｂの枠Ｆ１が示す幅である場合、当該領域には、異常部分以外の正常な部分も含まれる。すなわち、異常部分が含まれる領域の大きさが適切でないため、異常部分の位置を精度よく特定できない。

また、異常部分が含まれる領域の幅が、図２Ｂの枠Ｆ２が示す幅である場合、当該領域には、異常部分のみ含まれる。すなわち、異常部分が含まれる領域の大きさが適切であるため、異常部分の位置を精度よく特定できる。

また、異常部分が含まれる領域の幅が、図２Ｂの枠Ｆ３が示す幅である場合、当該領域には、異常部分の一部のみが含まれる。すなわち、異常部分が含まれる領域の大きさが過度に小さいため、異常部分が検知されない。

図３Ａ～図３Ｃは、加工面データの分割について説明するための図である。異常領域特定装置は、分割されたどの領域に異常部分が含まれているか特定する。しかし、異常領域特定装置は、各領域内のどの位置に異常部分が存在しているかを特定することができない。

図３Ａに示す例では、分割された各領域の大きさは比較的大きい。そのため、異常部分の位置の特定精度は、あまり高くない。

図３Ｂに示す例では、分割された各領域の大きさは、異常部分の大きさに合致した適度な大きさである。そのため、異常部分の特定精度は高い。

図３Ｃに示す例では、分割された各領域の大きさは、過度に小さい。そのため、異常領域特定装置は、どの領域に異常部分が含まれているか特定できない。

したがって、異常領域特定装置は、異常部分が含まれる領域を分割して生成された複数の領域において、異常部分が検知されなくなった場合に、当該複数の領域を異常領域として特定することができる。

図４は、異常領域特定装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。異常領域特定装置１は、例えば、数値制御装置、PC（Personal Computer）、サーバ、タブレット端末などに実装される。異常領域特定装置１は、例えば、ハードウェアプロセッサ１０１と、バス１０２と、ROM（Read Only Memory）１０３と、RAM（Random Access Memory）１０４と、不揮発性メモリ１０５と、入出力装置１０６とを備える。

ハードウェアプロセッサ１０１は、システムプログラムを用いて異常領域特定装置１全体を制御するプロセッサである。ハードウェアプロセッサ１０１は、バス１０２を介してROM１０３に格納されたシステムプログラムなどを読み出す。ハードウェアプロセッサ１０１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、または電子回路である。

バス１０２は、異常領域特定装置１の各ハードウェアを互いに接続する通信路である。異常領域特定装置１の各ハードウェアはバス１０２を介してデータをやり取りする。

ROM１０３は、システムプログラムなどを記憶する記憶装置である。ROM１０３は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。

RAM１０４は、各種データを一時的に格納する記憶装置である。RAM１０４は、ハードウェアプロセッサ１０１が各種データを処理するための作業領域として機能する。

不揮発性メモリ１０５は、異常領域特定装置１の電源が切られた状態でもデータを保持する記憶装置である。不揮発性メモリ１０５は、例えば、加工面データを記憶する。不揮発性メモリ１０５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。不揮発性メモリ１０５は、例えば、バッテリでバックアップされたメモリ、または、SSD（Solid State Drive）で構成される。

入出力装置１０６は、例えば、ハードウェアプロセッサ１０１から各種データを受け、各種データをディスプレイに表示させる。また、入出力装置１０６は、各種データの入力を受けて、各種データを、例えば、ハードウェアプロセッサ１０１に送る。

入出力装置１０６は、例えば、タッチパネルである。入出力装置１０６がタッチパネルである場合、入出力装置１０６は、例えば、静電容量方式のタッチパネルである。タッチパネルは、静電容量方式に限らず、他の方式のタッチパネルであってもよい。

図５は、異常領域特定装置１の機能の一例を示すブロック図である。異常領域特定装置１は、加工面データ取得部１１１と、第１の判断部１１２と、分割部１１３と、第２の判断部１１４と、領域設定部１１５と、異常領域特定部１１６と、出力部１１７とを備える。

加工面データ取得部１１１、第１の判断部１１２、分割部１１３、第２の判断部１１４、領域設定部１１５、異常領域特定部１１６、および出力部１１７は、例えば、ハードウェアプロセッサ１０１が、ROM１０３に記憶されたシステムプログラム、ならびに不揮発性メモリ１０５に記憶された各種プログラムおよびデータを用いて演算処理をすることにより実現される。

加工面データ取得部１１１は、加工面データを取得する。加工面データ取得部１１１は、例えば、外部のシミュレーション装置から加工面データを取得する。加工面データ取得部１１１は、異常領域特定装置１に接続されたサーバ、PC、数値制御装置などから加工面データを取得してもよい。加工面データ取得部１１１は、例えば、図２Ａに示す加工面データを取得する。

第１の判断部１１２は、加工面データの判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断する。判断対象領域は、第１の判断部１１２によって異常部分の有無が判断される対象となる領域である。判断対象領域は、例えば、加工面データ取得部１１１によって取得された加工面データが示す加工面の全領域である。判断対象領域は、加工面データが示す加工面のうちの一部の領域であってもよい。

異常部分は、例えば、加工面データが示す数値の算術平均値、および加工面データが示す数値の最大値から最小値を減算することによって得られる値の少なくともいずれかがあらかじめ定められたしきい値以上となる部分である。加工面データが示す数値の算術平均値、および加工面データが示す数値の最大値から最小値を減算することによって得られる値は、例えば、面粗さＳａ、および最大高さＳｚである。第１の判断部１１２は、例えば、判断対象領域における面粗さＳａ、および最大高さＳｚの少なくともいずれかがあらかじめ定められたしきい値以上となるか否かを評価することによって判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断する。

分割部１１３は、第１の判断部１１２によって判断対象領域に異常部分が含まれると判断された場合、第１の判断部１１２によって異常部分が含まれると判断された判断対象領域を複数の領域に分割する。すなわち、各領域は、判断対象領域が分割されることによって形成された領域である。

図６は、分割部１１３によって分割される判断対象領域の一例を示す図である。分割部１１３は、例えば、判断対象領域Ａ１を４つの領域ａ１１～ａ１４に分割する。

第２の判断部１１４は、分割部１１３によって分割されて生成された複数の領域ａ１１～ａ１４に異常部分が含まれるか否かを判断する。第２の判断部１１４は、複数の領域ａ１１～ａ１４の表面性状を評価することによって複数の領域の少なくともいずれかの領域に異常部分が含まれるか否かを判断する。表面性状とは、上述したように、例えば、面粗さＳａ、または、最大高さＳｚである。すなわち、第２の判断部１１４は、各領域ａ１１～ａ１４の面粗さＳａ、または、最大高さＳｚがあらかじめ定められたしきい値以上となるか否かを判断することによって、各領域ａ１１～ａ１４に異常部分が含まれるか否かを判断する。

領域設定部１１５は、第２の判断部１１４によって複数の領域ａ１１～ａ１４のうちのいずれかの領域に異常部分が含まれると判断された場合、異常部分が含まれると判断されたいずれかの領域を判断対象領域に設定する。図６に示す例において、第２の判断部１１４は、例えば、領域ａ１４に異常部分が含まれると判断する。また、第２の判断部１１４は、領域ａ１１～ａ１３には異常部分が含まれないと判断する。この場合、領域設定部１１５は、領域ａ１４を判断対象領域Ａ２に設定する。

分割部１１３は、領域設定部１１５によって判断対象領域Ａ２に設定された領域をそれぞれ、複数の領域ａ２１～ａ２４に分割する。

第２の判断部１１４は、分割部１１３によって分割された複数の領域ａ２１～ａ２４に異常部分が含まれるか否かを判断する。第２の判断部１１４は、例えば、領域ａ２１および領域ａ２４に異常部分が含まれると判断する。また、第２の判断部１１４は、領域ａ２２および領域ａ２３には、異常部分が含まれないと判断する。この場合、領域設定部１１５は、領域ａ２１を判断対象領域Ａ３に設定する。さらに、図示は省略するが、領域設定部１１５は、領域ａ２４を別の判断対象領域に設定する。

分割部１１３は、領域設定部１１５によって判断対象領域Ａ３に設定された領域を複数の領域に分割する。分割部１１３は、判断対象領域Ａ３を複数の領域ａ３１～ａ３４に分割する。同様に分割部１１３は、別の判断対象領域も、複数の領域に分割する。

第２の判断部１１４は、分割部１１３によって分割された複数の領域ａ３１～ａ３４に異常部分が含まれるか否かを判断する。第２の判断部１１４は、例えば、領域ａ３１および領域ａ３３に異常部分が含まれると判断する。また、第２の判断部１１４は、領域ａ３２および領域ａ３４には、異常部分が含まれないと判断する。この場合、領域設定部１１５は、領域ａ３１を判断対象領域Ａ４に設定する。さらに、図示は省略するが、領域設定部１１５は、領域ａ３３を別の判断対象領域に設定する。

分割部１１３は、領域設定部１１５によって判断対象領域Ａ４に設定された領域を複数の領域に分割する。分割部１１３は、判断対象領域Ａ４を複数の領域ａ４１～ａ４４に分割する。同様に、分割部１１３は、別の判断対象領域を複数の領域に分割する。

第２の判断部１１４は、分割部１１３によって分割された複数の領域ａ４１～ａ４４に異常部分が含まれるか否かを判断する。第２の判断部１１４は、例えば、複数の領域ａ４１～ａ４４には、異常部分が含まれないと判断する。つまり、分割部１１３が判断対象領域を細かく分割することによって、判断対象領域の異常が検知されなくなっている。

異常領域特定部１１６は、第２の判断部１１４によって複数の領域ａ４１～ａ４４に異常部分が含まれないと判断された場合、複数の領域ａ４１～ａ４４を異常領域として特定する。異常領域特定部１１６は、特定した異常領域を、例えば、矩形の枠で囲う。言い換えれば、異常領域特定部１１６は、異常領域を矩形の枠で囲った加工面データを生成する。

図７は、異常領域特定部１１６によって生成された加工面データの一例である。加工面データにおける異常領域は、矩形の枠によって囲われる。

出力部１１７は、異常領域特定部１１６によって生成された加工面データを出力する。出力部１１７は、加工面データを、例えば、入出力装置１０６に出力する。入出力装置１０６は、加工面データをディスプレイに表示する。これにより、ユーザは、加工面データに基づいて、加工面を定量評価することができる。

図８は、異常領域特定装置１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。異常領域特定装置１では、まず、加工面データ取得部１１１が、加工面データを取得する（ステップS1）。

次に、第１の判断部１１２が、判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断する（ステップS2）。第１の判断部１１２によって判断対象領域に異常部分が含まれないと判断された場合（ステップS2においてNoの場合）、出力部１１７は、加工面データを出力して（ステップS7）、当該処理が終了する。

第１の判断部１１２によって判断対象領域に異常部分が含まれると判断された場合（ステップS2においてYesの場合）、分割部１１３が判断対象領域を複数の領域に分割する（ステップS3）。

次に、第２の判断部１１４が、複数の領域に異常部分が含まれるか否かを判断する（ステップS4）。

複数の領域のうちの１以上の領域に異常部分が含まれる場合（ステップS4においてYesの場合）、領域設定部１１５は、異常部分が含まれる領域を判断対象領域に設定する（ステップS5）。その後、ステップS3以降の処理が実行される。

一方、複数の領域に異常部分が含まれないと判断された場合（ステップS4においてNoの場合）、異常領域特定部１１６は、当該複数の領域を異常領域として特定する（ステップS6）。すなわち、異常領域特定部１１６は、異常領域が特定された加工面データを生成する。その後、出力部１１７は、加工面データを出力して（ステップS7）、当該処理が終了する。

〈第２の実施形態〉
上述した第１の実施形態では、加工面データが加工面の凹凸を示すデータである例について説明した。しかし、加工面データは凹凸以外の加工面に関する情報を示すデータであってもよい。

加工面データは、例えば、加工時の工具の移動速度、移動速度に基づいて算出される数値、加工時の補正量、補正量に基づいて算出される数値、加工時の検出信号の検出値、検出値に基づいて算出される数値、指令信号の指令値、および指令値に基づいて算出される数値の少なくともいずれかを示すデータであってよい。

補正量は、例えば、バックラッシュ補正量、ピッチ誤差補正量、空間誤差補正量、および熱変位補正量を含む。指令信号は、例えば、機能有効の指令信号、および外部装置を稼働させる指令信号を含む。外部装置は、例えば、クーラント、ファン、および切粉搬送装置である。検出信号は、機能有効の指令信号に対するフィードバック信号、外部装置からのフィードバック信号、およびリソース使用率信号を含む。

移動速度、補正量、検出値、および指令値に基づいてそれぞれ算出される数値は、移動速度の微分値または積分値、補正量の微分値または積分値、検出値の微分値または積分値、および指令値の微分値または積分値であってよい。

加工面データが加工面の凹凸以外の加工面に関する情報を示すデータである場合も、図１に示すように、格子状に区分された各領域に数値が関連付けて記録される。したがって、加工面データが加工面の凹凸以外の情報を示すデータである場合も、異常領域特定装置１は、加工面データに表れる異常部分を判断して異常領域を特定することができる。

異常領域特定装置１は、加工面データが上述した凹凸以外の加工面に関する情報のうちのいずれかの情報である場合、いずれかの情報を示す加工面データに基づいて異常領域を特定してもよい。例えば、加工面データがバックラッシュ補正量を示すデータである場合、異常領域特定装置１は、バックラッシュ補正量の異常部分を示す異常領域を特定する。

異常領域特定装置１は、加工面データが第１の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域と、加工面データが第２の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域との類似度を判断する類似判断部と、類似判断部の判断結果に基づいて、異常部分の異常の原因を特定する異常特定部と、をさらに備えていてもよい。

図９は、類似判断部および異常特定部を備えた異常領域特定装置１の機能の一例を示すブロック図である。図９に示す異常領域特定装置１の類似判断部１１８および異常特定部１１９以外の機能は、図５に示す異常領域特定装置１の機能と同じである。よって、ここでは、類似判断部１１８および異常特定部１１９について説明し、これら以外の機能の説明は省略する。

異常領域特定装置１は、加工面データ取得部１１１、第１の判断部１１２、分割部１１３、第２の判断部１１４、領域設定部１１５、異常領域特定部１１６、および出力部１１７に加え、類似判断部１１８および異常特定部１１９を備える。

類似判断部１１８および異常特定部１１９は、例えば、ハードウェアプロセッサ１０１が、ROM１０３に記憶されたシステムプログラム、ならびに不揮発性メモリ１０５に記憶された各種プログラムおよびデータを用いて演算処理をすることにより実現される。

加工面データ取得部１１１は、加工面データを取得する。加工面データは、第１の情報を示すデータである。第１の情報は、例えば、加工面の高さを示す情報である。この場合、第１の実施形態で説明したとおり、異常領域特定部１１６は、加工面の凹凸に関する異常部分を含む異常領域を特定する。

加工面データ取得部１１１は、凹凸以外の加工面に関する情報を示す加工面データを取得する。加工面データは、第２の情報を示すデータである。第２の情報は、例えば、加工時の工具の移動速度を示す情報である。

図１０Ａは、加工時の工具の移動速度を示す加工面データの一例である。加工面データが画面に表示される場合、例えば、工具の移動速度が遅い部分が濃い色で表示される。また、工具の移動速度が速い部分が薄い色で表示される。なお、図１０Ａおよび後述する図１０Ｂでは、便宜的に、色の濃い部分をハッチングされた矩形のブロックで表示している。

第１の判断部１１２、分割部１１３、第２の判断部１１４、および異常領域特定部１１６は、例えば、図８に示すステップS2～ステップS6の処理を実行する。これにより、加工時の工具の移動速度に関する異常部分を含む異常領域が特定される。

図１０Ｂは、異常領域が特定された加工面データの一例である。異常領域として特定された領域は、例えば、矩形の枠によって囲われる。

加工面データ取得部１１１は、凹凸以外の加工面に関する情報を示すさらに別の加工面データを取得する。加工面データは、第３の情報を示すデータである。第３の情報は、例えば、加工時のバックラッシュ補正量を示す情報である。

図１１Ａは、加工時のバックラッシュ補正量を示す加工面データの一例である。加工面データが画面に表示される場合、例えば、バックラッシュ補正量が多い部分が濃い色で表示される。また、バックラッシュ補正量が少ない部分が薄い色で表示される。なお、図１１Ａおよび後述する図１１Ｂでは、便宜的に、色の濃い部分をハッチングされた矩形のブロックで表示している。

第１の判断部１１２、分割部１１３、第２の判断部１１４、および異常領域特定部１１６は、例えば、図８に示すステップS2～ステップS6の処理を実行する。これにより、加工時のバックラッシュ補正量に関する異常部分を含む異常領域が特定される。

図１１Ｂは、異常領域が特定された加工面データの一例である。異常領域として特定された領域は、例えば、矩形の枠によって囲われる。

類似判断部１１８は、加工面データが第１の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域と、加工面データが第２の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域との類似度を判断する。また、類似判断部１１８は、加工面データが第２の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域と、加工面データが第３の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域との類似度を判断する。また、類似判断部１１８は、加工面データが第３の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域と、加工面データが第１の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域との類似度を判断する。なお、類似度の判断対象となる加工面データの種類は、３つに限らず、２つまたは４つ以上であってもよい。

図１２Ａは、第１の異常領域を含む加工面データを示す図である。図１２Ｂは、第２の異常領域を含む加工面データを示す図である。図１２Ｃは、第３の異常領域を含む加工面データを示す図である。図１２Ａ～図１２Ｃにおいて、各異常領域はハッチングが施された部分である。

類似判断部１１８は、第１の異常領域を含む加工面データ、第２の異常領域を含む加工面データ、および第３の異常領域を含む加工面データをそれぞれ比較して類似度を判断する。

類似判断部１１８は、例えば、CBIR（Content Based Information Retrieval）を用いて類似度を判断する。類似判断部１１８は、例えば、各加工面データに含まれる異常領域の分布の類似度を判断する。言い換えれば、類似判断部１１８は、加工面データに含まれる異常領域の位置を比較して類似度を判断する。

類似判断部１１８は、CBIRを用いて、各異常領域の加工面データが示す特徴量を互いに比較することにより、類似度を判断してもよい。

類似判断部１１８によって比較される各領域は、互いに対応する位置にある領域である。例えば、図１２Ａおよび図１２Ｃに示す異常領域のうち太線で囲われた領域が、互いに対応する位置にある第１の異常領域および第３の異常領域である。

特徴量は、例えば、Histogram、Average Hash、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)である。類似判断部１１８は、特徴量の種類に応じた評価方式を用いて類似度を判断すればよい。評価方式は、例えば、ハミング距離、コサイン類似度などを用いた評価方式である。

異常特定部１１９は、類似判断部１１８の判断結果に基づいて、異常部分の異常の原因を特定する。例えば、加工面データに含まれる第１の異常領域の位置と第３の異常領域の位置とが類似する場合、第１の異常領域における凹凸の異常は、バックラッシュ補正量の異常が原因である可能性が高い。この場合、異常特定部１１９は、異常部分の原因がバックラッシュ補正量であると判断する。つまり、異常特定部１１９は、異常の原因を特定する。

また、第１の異常領域が示す特徴と第３の異常領域が示す特徴とが類似している場合、第１の異常領域における凹凸の異常は、バックラッシュ補正量の異常が原因である可能性が高い。この場合、異常特定部１１９は、異常部分の原因がバックラッシュ補正量であると判断する。

出力部は１１７、異常特定部１１９によって特定された異常の原因を示すデータを出力する。出力部１１７は、例えば、入出力装置１０６のディスプレイに異常の原因を示すデータを出力する。これにより、オペレータは、加工面の異常の原因を確認することができる。

図１３は、異常領域特定装置１で実行される処理の一例を示すフローチャートである。異常領域特定装置１は、まず、異常領域を特定する処理を行う（ステップSA1）。ステップSA1の処理は、図８に示すフローチャートのステップS1～ステップS6までの処理と同じである。異常領域特定装置１は、例えば、第１の情報を示す加工面データ、第２の情報を示す加工面データ、および第３の情報を示す加工面データを取得し、それぞれの加工面データにおける異常領域を特定する。

次に、類似判断部１１８が、各異常領域の類似度を判断する（ステップSA2）。次に、異常特定部１１９が、異常の原因を特定する（ステップSA3）。最後に、出力部１１７が、加工面データおよび異常の原因を示すデータを出力し（ステップSA4）、当該処理が終了する。

以上説明したように、異常領域特定装置１は、加工面データの判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断する第１の判断部１１２と、第１の判断部１１２によって判断対象領域に異常部分が含まれると判断された場合、第１の判断部１１２によって異常部分が含まれると判断された判断対象領域を複数の領域に分割する分割部１１３と、分割部１１３によって分割された複数の領域に異常部分が含まれるか否かを判断する第２の判断部１１４と、第２の判断部１１４によって複数の領域に異常部分が含まれないと判断された場合、複数の領域を異常領域として特定する異常領域特定部１１６と、を備える。したがって、異常領域特定装置１は、加工面に形成された異常部分の位置を精度よく特定することができる。

また、異常領域特定装置１は、第２の判断部１１４によって複数の領域のうちのいずれかの領域に異常部分が含まれると判断された場合、異常部分が含まれると判断されたいずれかの領域を判断対象領域に設定する領域設定部１１５をさらに備え、分割部１１３は、領域設定部１１５によって判断対象領域に設定されたいずれかの領域を複数の領域に分割する。すなわち、異常領域特定装置１は、判断対象領域の分割と、分割して生成された領域に異常部分が含まれるか否かの判断を繰り返し実行する場合がある。そのため、異常領域特定装置１は、異常部分の位置を精度よく特定することができる。

また、異常部分は、加工面データが示す数値の算術平均値、および数値の最大値から最小値を減算することによって得られる値の少なくともいずれかがあらかじめ定められたしきい値以上となる部分である。したがって、異常領域特定装置１は、例えば、加工面上の面粗さＳａが粗い部分、および加工面上の最大高さＳｚが高い部分の位置を精度よく特定することができる。あるいは、異常領域特定装置１は、加工面上の工具の移動速度の変動が大きい位置などを精度よく特定することができる。

また、異常領域特定装置１は、加工面データが第１の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域と、加工面データが第２の情報を示すデータである場合に異常領域特定部１１６によって特定された異常領域との類似度を判断する類似判断部１１８と、類似判断部１１８の判断結果に基づいて、異常部分の異常の原因を特定する異常特定部１１９と、をさらに備える。したがって、異常領域特定装置１は、異常部分の異常の原因を特定することができる。

本開示について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、または、請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。また、これらの実施形態は、組み合わせて実施することもできる。

以下に、本開示の実施形態に係る付記を示す。
付記［１］
加工面データの判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断する第１の判断部と、前記第１の判断部によって前記判断対象領域に前記異常部分が含まれると判断された場合、前記第１の判断部によって前記異常部分が含まれると判断された前記判断対象領域を複数の領域に分割する分割部と、前記分割部によって分割して生成された前記複数の領域に前記異常部分が含まれるか否かを判断する第２の判断部と、前記第２の判断部によって前記複数の領域に前記異常部分が含まれないと判断された場合、前記複数の領域を異常領域として特定する異常領域特定部と、を備える異常領域特定装置。
付記［２］
前記第２の判断部によって前記複数の領域のうちのいずれかの領域に前記異常部分が含まれると判断された場合、前記異常部分が含まれると判断された前記いずれかの領域を前記判断対象領域に設定する領域設定部をさらに備え、前記分割部は、前記領域設定部によって前記判断対象領域に設定された前記いずれかの領域を複数の領域に分割する付記［１］に記載の異常領域特定装置。
付記［３］
前記異常部分は、加工面データが示す数値の算術平均値、および前記数値の最大値から最小値を減算することによって得られる値の少なくともいずれかがあらかじめ定められたしきい値以上となる部分である付記［２］に記載の異常領域特定装置。
付記［４］
前記加工面データが第１の情報を示すデータである場合に前記異常領域特定部によって特定された前記異常領域と、前記加工面データが第２の情報を示すデータである場合に前記異常領域特定部によって特定された前記異常領域との類似度を判断する類似判断部と、前記類似判断部の判断結果に基づいて、前記異常部分の異常の原因を特定する異常特定部と、をさらに備える付記［１］に記載の異常領域特定装置。
付記［５］
加工面データの判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断することと、前記判断対象領域に前記異常部分が含まれると判断された場合、前記異常部分が含まれると判断された前記判断対象領域を複数の領域に分割することと、分割された前記複数の領域に前記異常部分が含まれるか否かを判断することと、前記複数の領域に前記異常部分が含まれないと判断された場合、前記複数の領域を異常領域として特定することと、をコンピュータに実行させる命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

１異常領域特定装置
１０１ハードウェアプロセッサ
１０２バス
１０３ ROM
１０４ RAM
１０５不揮発性メモリ
１０６入出力装置
１１１加工面データ取得部
１１２第１の判断部
１１３分割部
１１４第２の判断部
１１５領域設定部
１１６異常領域特定部
１１７出力部
１１８類似判断部
１１９異常特定部

Claims

加工面データの判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断する第１の判断部と、
前記第１の判断部によって前記判断対象領域に前記異常部分が含まれると判断された場合、前記第１の判断部によって前記異常部分が含まれると判断された前記判断対象領域を複数の領域に分割する分割部と、
前記分割部によって分割して生成された前記複数の領域毎にそれぞれ異常部分が含まれるか否かを判断する第２の判断部と、
前記第２の判断部によって各領域に異常部分が含まれないとの判断が前記複数の領域の全てにおいてされた場合、前記複数の領域全てを異常領域として特定する異常領域特定部と、
を備える異常領域特定装置。
前記第２の判断部によって前記複数の領域のうちのいずれかの領域に前記異常部分が含まれると判断された場合、前記異常部分が含まれると判断された前記いずれかの領域を前記判断対象領域に設定する領域設定部をさらに備え、前記分割部は、前記領域設定部によって前記判断対象領域に設定された前記いずれかの領域を複数の領域に分割する請求項１に記載の異常領域特定装置。
前記異常部分は、加工面データが示す数値の算術平均値、および前記数値の最大値から最小値を減算することによって得られる値の少なくともいずれかがあらかじめ定められたしきい値以上となる部分である請求項２に記載の異常領域特定装置。
前記加工面データが第１の情報を示すデータである場合に前記異常領域特定部によって特定された前記異常領域と、前記加工面データが第２の情報を示すデータである場合に前記異常領域特定部によって特定された前記異常領域との類似度を判断する類似判断部と、
前記類似判断部の判断結果に基づいて、前記異常部分の異常の原因を特定する異常特定部と、
をさらに備える請求項１に記載の異常領域特定装置。
加工面データの判断対象領域に異常部分が含まれるか否かを判断することと、
前記判断対象領域に前記異常部分が含まれると判断された場合、前記異常部分が含まれると判断された前記判断対象領域を複数の領域に分割することと、
分割された前記複数の領域毎にそれぞれ異常部分が含まれるか否かを判断することと、
各領域に異常部分が含まれないとの判断が前記複数の領域の全てにおいてされた場合、前記複数の領域の全てを異常領域として特定することと、
をコンピュータに実行させる命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。