JP7481112B2 - 熱変位補正装置 - Google Patents
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Description
本発明は、熱変位補正装置に関し、特に放電加工機における熱変位補正装置に関する。
図４は、放電加工機の一種であるワイヤ放電加工機の概略構成図である。ワイヤ放電加工機３００は、機台３０１の上の加工槽３０２内に載置された図示しないワークを、ワイヤ電極３０４により加工する。機台３０１の奥端に立てられたコラム３０３の上部には、ワイヤ電極３０４が巻かれたワイヤボビン３１１が取り付けられている。ワイヤボビン３１１は、送り出し部トルクモータ３１０により、ワイヤ電極３０４の引き出し方向とは逆方向に指令された所定低トルクが付与される。ワイヤボビン３１１から繰り出されたワイヤ電極３０４は、ブレーキモータ３１２により駆動されるブレーキシュー３１３、上ガイドローラ３１４、上ガイド３１５に備えられた上ワイヤ支持ガイド３１６、下ガイド３１７に備えられた下ワイヤ支持ガイド３１８、下ガイドローラ３１９を経由して、フィードローラ３２２に掛け回される。ブレーキモータ３１２により駆動されるブレーキシュー３１３とワイヤ電極送りモータ（図示せず）で駆動されるフィードローラ３２２の間の張力が調節される。ワイヤ電極３０４は、ピンチローラ３２１とワイヤ電極送りモータ（図示せず）で駆動されるフィードローラ３２２で挟まれ、ワイヤ電極回収箱３２０に回収される。機台３０１上の加工槽３０２内にはワークを載置するテーブルが取り付けられている。上ガイド３１５と下ガイド３１７の間の放電加工領域には放電加工対象となる図示しないワークが図示しないテーブルに載置され、ワイヤ電極３０４に加工用電源から高周波電圧が印加され放電加工がなされる。
このように、放電加工機は、様々な機械要素が組み合わされて構成されている。これら機械要素は、それぞれ熱膨張率が異なっている。そのため、周囲の気温の変化や、図示しない放電電源装置の発熱、放電加工時のアーク放電による発熱、加工液を循環させるための図示しないポンプの発熱等により機械要素の温度が上昇して熱変形すると、機械要素間の相対的な位置・姿勢にずれが生じる。このずれは電極とワークとの間の位置関係に影響を及ぼし、加工精度の低下の原因となる。
加工精度の低下を防止するために、放電加工機の各部の温度を測定し、測定された温度に基づいて熱変位量を補正することが行われている。図４に例示されるワイヤ放電加工機３００では、例えばコラム３０３の上部の温度や加工槽３０２内の加工液の水温、機械周辺の室温を測定する。そして、測定された温度に基づいて上ガイド３１５、下ガイド３１７の熱変位量を予測し、上ガイド３１５の位置と下ガイド３１７の位置を補正する。
熱変位量の予測を行う方法の一つとして、機械学習を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１等）。機械学習を用いて熱変位量の予測を行う場合、例えば熱変位補正モデルを作成し、該モデルのパラメータを機械学習で学習する方法がある。上記のワイヤ放電加工機の例では、例えば以下の数１式を熱変位補正モデルとして用いることができる。数１式において、Ｄu及びＤlはそれぞれ上ガイド、下ガイドの変位量、Ｃu、Ｃw、Ｃlはそれぞれコラム３０３の上部の温度、加工槽３０２内の加工液の水温、機械周辺の室温、ａ１u～ａ３u、ａ１l～ａ３lはワイヤ放電加工機の種類や動作環境によって定まる係数である。
機械学習においては、部屋の温度を変化させたり、ワイヤ放電加工機を運転しながら、各部の温度と熱変位量を測定する。そして、測定した変位量と、測定した温度を数１式に当てはめた場合に算出される変位量との差が最小となるように（例えば、最小二乗法等で）係数を決定する。係数が決定された数１式を用いることで、所定の温度が測定されたときの補正量を推定できるので、推定された補正量に基づいて上ガイド位置、下ガイド位置を補正できるようになる。
機械学習の技術を用いて放電加工機の熱変位補正を行う場合、様々な環境の状態に適応できる熱変位補正モデルを作成し、様々な環境の状態を考慮したデータを測定した上で、それらを教師データとした学習を行う必要がある。しかしながら、放電加工機の環境を定める条件は様々であり、すべての環境に適応できるように機械学習を行うには大きな労力が掛かる。
例えば、放電加工機による加工では、ワークを切断する場合には、放電に掛けるパワーを強く設定した荒加工を行う。この場合、加工液ポンプや放電により発生する発熱は大きくなるため、加工液の水温が大きく上昇する。また、切断したワークの切断面をならす加工をする場合には、放電に掛けるパワーを抑え目に設定した仕上げ加工を行う。この場合、加工液ポンプや放電により発生する発熱は荒加工よりも小さくなり、加工液の水温の上昇も小さくなる。また、加工をしていない非加工時の場合は加工による水温上昇は殆ど見られない。
一方で、ワイヤ放電加工機３００の加工槽３０２に供給される加工液は、図示しない加工液冷却装置により水温管理されている。この加工液冷却装置は、加工液の水温を機械周辺の室温と同値となるように水温管理する。図５は、部屋の空調の設定を変化させた場合の、機械周辺の室温と加工液の水温の変化をグラフとして示したものである。図５に例示されるように、室温が低下する時（図中Ａ）は、加工液の水温は加工液冷却装置により機械周辺の室温に追従するように冷やされる。しかしながら、室温が上昇する時（図中Ｂ）は、加工液冷却装置は加工液を温める機能を備えていないので、加工液の水温は機械周辺の室温に追従できない。つまり、室温が上昇する時に、加工液の水温を機械周辺の室温に追従させるには、加工液冷却装置以外の効果により加工液を暖める必要がある。
この加工液冷却装置による水温管理の性質により、発熱が大きい荒加工をしている場合と、発熱が小さい仕上げ加工をしている場合や加工をしていない場合とで、放電加工機の環境が異なってくる場合がある。即ち、荒加工をしている場合には発熱により加工液が温められるため、機械周辺の室温が上昇した場合に加工液の水温を追従させることができる。しかしながら、仕上げ加工をしている場合や加工をしていない場合には、発熱が小さく加工液が十分に温められていないため、機械周辺の室温に加工液の水温が追従しにくくなる。
そのため、機械学習を行う際には、荒加工をしている場合と、仕上げ加工をしている場合や非加工時の場合とで、それぞれ各部の温度と熱変位量の測定を行い、それぞれの教師データを作成して学習に用いる必要がある。一方の環境において測定して得られた教師データだけでは、他方の環境において精度良く熱変位量を推定するモデルが作成できないためである。しかしながら、このようなデータ測定の作業は作業者に多大な負担をかけることとなる。
そこで、上記したような機械学習の技術を用いて放電加工機における熱変位補正を行う際に、学習作業に掛ける労力を軽減することを可能とする技術が望まれている。
そこで、上記したような機械学習の技術を用いて放電加工機における熱変位補正を行う際に、学習作業に掛ける労力を軽減することを可能とする技術が望まれている。
本発明の熱変位補正装置は、熱変位補正量の学習及び推定を行うデータとして、所定の部分間の温度の差を用いることで上記課題を解決する。例えば、数１式に例示されるような熱変位補正モデルの式に対して、更に機械周辺の室温とその追従先の温度（上記例では水温）との差に係数を掛けた項を設ける。
そして、本発明の一態様は、複数の機械要素が組み合わされて構成されるワイヤ放電加工機の熱変位を補正する熱変位補正に係る機能を有する熱変位補正に係る装置であって、前記ワイヤ放電加工機が設置された環境の温度及び前記ワイヤ放電加工機の各部の温度を測定する温度取得部と、前記ワイヤ放電加工機の熱変位量を取得する熱変位量取得部と、前記温度取得部が測定した温度の内で、少なくとも２つの温度の温度差を算出する温度差算出部と、前記温度取得部が測定した温度と、前記温度差算出部が算出した温度差とを入力データとし、前記熱変位量取得部が取得した熱変位量を出力データとする教師データに基づいて、前記入力データから前記出力データを推定する熱変位補正モデルを機械学習により作成する学習部と、を備え、前記温度差算出部が算出する温度差は、少なくとも前記ワイヤ放電加工機の加工槽の加工液の温度とその他のいずれかの温度との差を含む、熱変位補正に係る装置である。
本発明の他の態様は、複数の機械要素が組み合わされて構成されるワイヤ放電加工機の熱変位を補正する熱変位補正機能を有する熱変位補正装置であって、前記ワイヤ放電加工機が設置された環境の温度及び前記ワイヤ放電加工機の各部の温度を測定する温度取得部と、を取得する熱変位量取得部と、前記温度取得部が測定した温度の内で少なくとも２つの温度の温度差を算出する温度差算出部と、前記ワイヤ放電加工機が設置された環境の温度及び前記ワイヤ放電加工機の各部の温度と、前記環境の温度及び前記ワイヤ放電加工機の各部の温度の内で少なくとも２つの温度から算出された温度差とを入力データとし、前記ワイヤ放電加工機の熱変位量を出力データとする教師データに基づいて機械学習をすることで作成された熱変位補正モデルを記憶する学習モデル記憶部と、前記温度取得部が測定した温度と、前記温度差算出部が算出した温度差とに基づいて、前記学習モデル記憶部に記憶される熱変位補正モデルを用いた前記ワイヤ放電加工機の熱変位量の推定をする推定部と、前記推定部の推定結果に基づいて、前記ワイヤ放電加工機の熱変位を補正する補正部と、を備え、前記温度差算出部が算出する温度差は、少なくとも前記ワイヤ放電加工機の加工槽の加工液の温度とその他のいずれかの温度との差を含む、熱変位補正装置である。
本発明の一態様により、機械学習の技術を用いて放電加工機における熱変位補正を行う際に、学習作業に掛ける労力を軽減することが可能となる。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の一実施形態による熱変位補正装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本発明の熱変位補正装置１は、例えば制御用プログラムに基づいて放電加工機などの産業機械を制御する制御装置として実装することができる。また、本発明の熱変位補正装置１は、制御用プログラムに基づいて産業機械を制御する制御装置に併設されたパソコンや、有線／無線のネットワークを介して制御装置と接続されたパソコン、セルコンピュータ、フォグコンピュータ、クラウドサーバの上に実装することができる。本実施形態では、熱変位補正装置１を、制御用プログラムに基づいてワイヤ放電加工機を制御する制御装置として実装した例を示す。
図１は本発明の一実施形態による熱変位補正装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本発明の熱変位補正装置１は、例えば制御用プログラムに基づいて放電加工機などの産業機械を制御する制御装置として実装することができる。また、本発明の熱変位補正装置１は、制御用プログラムに基づいて産業機械を制御する制御装置に併設されたパソコンや、有線／無線のネットワークを介して制御装置と接続されたパソコン、セルコンピュータ、フォグコンピュータ、クラウドサーバの上に実装することができる。本実施形態では、熱変位補正装置１を、制御用プログラムに基づいてワイヤ放電加工機を制御する制御装置として実装した例を示す。
本実施形態による熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１は、熱変位補正装置１を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、バス２２を介してＲＯＭ１２に格納されたシステム・プログラムを読み出し、該システム・プログラムに従って熱変位補正装置１全体を制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データ、及び外部から入力された各種データ等が一時的に格納される。
不揮発性メモリ１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等で構成され、熱変位補正装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される。不揮発性メモリ１４には、インタフェース１５を介して外部機器７２から読み込まれた制御用プログラムやデータ、入力装置７１を介して入力された制御用プログラムやデータ、図示しないネットワークを介して他の装置から取得された制御用プログラムやデータ等が記憶される。不揮発性メモリ１４に記憶された制御用プログラムやデータは、実行時／利用時にはＲＡＭ１３に展開されても良い。また、ＲＯＭ１２には、公知の解析プログラムなどの各種システム・プログラムがあらかじめ書き込まれている。
インタフェース１５は、熱変位補正装置１のＣＰＵ１１とＵＳＢ装置等の外部機器７２と接続するためのインタフェースである。外部機器７２側からは、例えばワイヤ放電加工機の制御に用いられる制御用プログラムや設定データ等が読み込まれる。また、熱変位補正装置１内で編集した制御用プログラムや設定データ等は、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）１６は、ラダープログラムを実行してワイヤ放電加工機及び該ワイヤ放電加工機の周辺装置（例えば、ワイヤ放電加工機の環境の温度や各部の温度を測定するために取付けられている温度センサ等のセンサ３）にＩ／Ｏユニット１９を介して信号を出力し制御する。また、ワイヤ放電加工機の本体に配備された操作盤の各種スイッチや周辺装置等の信号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。
表示装置７０には、メモリ上に読み込まれた各データ、プログラム等が実行された結果として得られたデータ等がインタフェース１７を介して出力されて表示される。また、キーボードやポインティングデバイス等から構成される入力装置７１は、作業者による操作に基づく指令，データ等をインタフェース１８を介してＣＰＵ１１に渡す。
ワイヤ放電加工機が備える軸を制御するための軸制御回路３０はＣＰＵ１１からの軸の移動指令量を受けて、軸の指令をサーボアンプ４０に出力する。サーボアンプ４０はこの指令を受けて、工作機械が備える軸を移動させるサーボモータ５０を駆動する。軸のサーボモータ５０は位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を軸制御回路３０にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、図１のハードウェア構成図では軸制御回路３０、サーボアンプ４０、サーボモータ５０は１つずつしか示されていないが、実際には制御対象となるワイヤ放電加工機に備えられた軸の数（例えば、Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ，Ｖの５軸）だけ用意される。
図２は、本発明の第１実施形態による熱変位補正装置１が備える機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態による熱変位補正装置１が備える各機能は、図１に示した熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１がシステム・プログラムを実行し、熱変位補正装置１の各部の動作を制御することにより実現される。
本実施形態の熱変位補正装置１は、制御部１００、温度取得部１１０、温度差算出部１２０、熱変位量取得部１３０、学習部１４０を備える。また、熱変位補正装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、予めワイヤ放電加工機を制御するための制御用プログラム２００が記憶されており、また、学習部１４０による学習に用いる学習データを記憶するための領域としての学習データ記憶部２１０、学習部１４０が作成した学習モデルを記憶するための領域としての学習モデル記憶部２２０がそれぞれ設けられている。
制御部１００は、図１に示した熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、軸制御回路３０、ＰＬＣ１６を用いたワイヤ放電加工機の各部の制御処理、インタフェース１８を介した入出力処理が行われることで実現される。制御部１００は、制御用プログラム２００のブロックを解析し、その解析結果に基づいてワイヤ放電加工機及びその周辺装置を制御する。制御部１００は、例えば制御用プログラム２００のブロックがワイヤ放電加工機の各軸を駆動させるように指令している場合には、ブロックによる指令に従って移動指令データを生成してサーボモータ５０に対して出力する。制御部１００は、例えば制御用プログラム２００のブロックがワイヤ電極に対して電圧を印加する指令や、加工液を循環させる指令をしている場合には、ブロックによる指令に従って放電電源装置やポンプに対して指令データを出力する。また、制御部１００は、例えば制御用プログラム２００のブロックがワイヤ放電加工機に取り付けられたセンサ３等の周辺装置を動作させるように指令している場合には、該周辺装置を動作させる所定の信号を生成してＰＬＣ１６に出力する。一方で、制御部１００は、サーボモータ５０の速度フィードバックや、温度センサ等のセンサ３で測定された温度データを取得する。
温度取得部１１０は、図１に示した熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１が、それぞれＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、ＰＬＣ１６を用いた制御処理が行われることで実現される。温度取得部１１０は、センサ３により測定されたワイヤ放電加工機の環境の温度や各部の温度の温度データを取得する。温度取得部１１０が取得する温度データは、例えば機械周辺の室温や、コラム３０３の上部の温度や加工槽３０２内の加工液の水温を測定したものを含む。温度取得部１１０が取得した温度データは、測定された時刻と関連付けて学習データ記憶部２１０に記憶される。
温度差算出部１２０は、図１に示した熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１が、それぞれＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。温度差算出部１２０は、温度取得部１１０が取得した温度データの内で、予め設定された所定の温度データの間の差を算出する。温度差算出部１２０は、例えば、加工液の水温の温度データと、機械周辺の室温の温度データとの差を算出し、算出した温度データの差を算出元の温度データと関連付けて学習データ記憶部２１０に記憶する。温度差算出部１２０が差を算出する温度データは、ワイヤ放電加工機の所定の部分で測定された温度の温度データと、該温度を調整する際に参照する先の温度の温度データとの差であることが望ましい。ワイヤ放電加工機の場合、上記で説明したように、加工液の水温は加工液冷却装置により機械周辺の室温に追従させるように調整される。そのため、このような構成を備えたワイヤ放電加工機において機械学習による熱変位補正をする場合には、温度差算出部１２０により加工液の水温の温度データと、機械周辺の室温の温度データとの差を算出すると良い。ワイヤ放電加工機の複数の部分で温度の調整が行われる場合には、温度差算出部１２０は、複数の部分の温度データの差を算出するようにしても良い。
熱変位量取得部１３０は、図１に示した熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１が、それぞれＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、ＰＬＣ１６、インタフェース１８等を用いた制御処理が行われることで実現される。熱変位量取得部１３０は、所定のタイミングにおいて測定されたワイヤ放電加工機の熱変位量を取得する。熱変位量取得部１３０は、上ガイド３１５及び下ガイド３１７（熱で変異する部分）と、加工槽３０２（熱で変異しない部分）との距離を測定するセンサ等を利用して、熱変位量を取得するようにしても良い。熱変位量と時刻との関係は、制御用プログラム２００の各ブロックが実行されていた時刻を参照することで容易に取得することができる。熱変位量取得部１３０が取得した熱変位量は、時刻と関連付けて学習データ記憶部２１０に記憶される。
学習部１４０は、図１に示した熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１が、それぞれＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。学習部１４０は、温度取得部１１０が取得した温度データ及び温度差算出部１２０が算出した温度差を入力データとし、熱変位量取得部１３０が取得した熱変位量を出力データとした教師データに基づいて機械学習の処理を行う。そして、学習部１４０は、ワイヤ放電加工機の環境や各部から取得された温度データ及び該温度データから算出される温度差から、ワイヤ放電加工機の熱変位量を推定するための熱変位補正モデル（学習モデル）を作成する。学習部１４０が作成する熱変位補正モデルは、例えば以下の数２式を用いても良い。数２式において、Ｄu及びＤylそれぞれ上ガイド、下ガイドの変位量、Ｃu、Ｃw、Ｃlはそれぞれコラム３０３の上部の温度、加工槽３０２内の加工液の水温、機械周辺の室温、ａ１u～ａ４u、ａ１l～ａ４lはワイヤ放電加工機の種類や動作環境によって定まる係数である。
また、学習部１４０が作成する熱変位補正モデルは、例えば多層構造のニューラルネットワークなどを用いても良い。この場合においても、入力データとして各部の温度に加えて、所定の温度間の温度差を用いることで、同様の効果が期待できる。この時、例えば図６に示されるように、入力層に近い位置に配置されるノードのパラメータを調整して、入力された所定の温度の差を演算する差分演算器を構築しても良い。このようにした上で、差分演算器として働くノード以外のノードで構成されるニューラルネットワークの学習を行わせることで、やはり同様の効果が期待できる。学習部１４０が作成した学習モデルは、学習モデル記憶部２２０に記憶される。
上記構成を備えた本実施形態による熱変位補正装置１は、ワイヤ放電加工機の環境の温度や各部の温度の温度データ及び所定の温度データの差と、ワイヤ放電加工機の熱変位量との相関性を学習した学習モデルを生成することができる。ここで生成された学習モデルは、ワイヤ放電加工機の環境の温度や各部の温度の温度データ及び所定の温度データの差から、ワイヤ放電加工機の熱変位量を推定するために用いることができる。
本実施形態による熱変位補正装置１を用いて機械学習をする際には、所定の温度データの差のバリエーションを含んだデータを取得することで、様々な温度パターンにおいて精度良く熱変位量を推定できる学習モデルを作成できる。そのため、荒加工をしている場合と、仕上げ加工をしている場合や非加工時の場合との両方の場合の温度状態を測定する必要はなく、どちらか一方のデータを取得するだけで、精度良く熱変位量を推定することができる学習モデルを構築できる。これにより、機械学習時の作業者の労力を軽減できることが期待される。
図３は、本発明の第２実施形態による熱変位補正装置１が備える機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態による熱変位補正装置１が備える各機能は、図１に示した熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１がシステム・プログラムを実行し、熱変位補正装置１の各部の動作を制御することにより実現される。
本実施形態の熱変位補正装置１は、制御部１００、温度取得部１１０、温度差算出部１２０、推定部１５０、補正部１６０を備える。また、熱変位補正装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、予めワイヤ放電加工機を制御するための制御用プログラム２００が記憶されており、また、第１実施形態による学習部１４０が作成した学習モデルを記憶した学習モデル記憶部２２０が設けられている。
本実施形態による制御部１００は、機能は第１実施形態による制御部１００と同様の機能を備える。
本実施形態による温度取得部１１０は、第１実施形態による温度取得部１１０と同様に、センサ３により測定されたワイヤ放電加工機の環境の温度や各部の温度の温度データを取得する。本実施形態による温度取得部１１０が取得した温度データは、温度差算出部１２０及び推定部１５０に出力される。
本実施形態による温度差算出部１２０は、第１実施形態による温度差算出部１２０と同様に、温度取得部１１０が取得した温度データの内で、予め設定された所定の温度データの間の差を算出する。本実施形態による温度差算出部１２０が算出した温度データの差は、算出元の温度データと関連付けて推定部１５０に出力される。
推定部１５０は、図１に示した熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１が、それぞれＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。推定部１５０は、温度取得部１１０が取得した温度データ及び温度差算出部１２０が算出した温度差に基づいて、学習モデル記憶部２２０に記憶される学習モデルを用いた機械学習の推定処理を行う。そして、推定部１５０は、温度取得部１１０が取得した温度データ及び温度差算出部１２０が算出した温度差に基づいて、ワイヤ放電加工機の熱変位量を算出する。推定部１５０は、例えば学習モデルが数２式に例示される式である場合には、各変数に対して温度取得部１１０が取得した温度データ及び温度差算出部１２０が算出した温度差を代入することで、上ガイド及び下ガイドの熱変位量を算出する。推定部１５０は、例えば学習モデルがニューラルネットワーク等である場合には、該ニューラルネットワークに対して温度取得部１１０が取得した温度データ及び温度差算出部１２０が算出した温度差を入力し、上ガイド及び下ガイドの熱変位量を出力値として得る。そして、得られた熱変位量から補正するべき熱変位補正量を推定する。推定部１５０が推定した熱変位補正量は補正部１６０に出力される。
補正部１６０は、図１に示した熱変位補正装置１が備えるＣＰＵ１１が、それぞれＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。補正部１６０は、推定部１５０が推定したワイヤ放電加工機の熱変位補正量に基づいて、ワイヤ放電加工機の各軸の位置を補正するように制御部１００に指令する。
上記構成を備えた本実施形態による熱変位補正装置１は、ワイヤ放電加工機の環境の温度や各部の温度の温度データ及び所定の温度データの差に基づいて、学習モデルを用いた熱変位補正量の推定を行う。そして、推定された熱変位補正量に基づいて、ワイヤ放電加工機の各軸の位置を補正することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
上記した実施形態では、ワイヤ放電加工機の熱変位補正量を推定しているが、本願発明による熱変位補正装置は、放電加工機や、他の熱変位補正を必要とする産業機械に対して広く用いることができる。特に、産業機械の所定の部分で測定された温度の温度データが、環境温度や他の所定の部分で測定された温度を参考にして調整される構成を備えた産業機械において好適に利用することができる。
上記した実施形態では、ワイヤ放電加工機の熱変位補正量を推定しているが、本願発明による熱変位補正装置は、放電加工機や、他の熱変位補正を必要とする産業機械に対して広く用いることができる。特に、産業機械の所定の部分で測定された温度の温度データが、環境温度や他の所定の部分で測定された温度を参考にして調整される構成を備えた産業機械において好適に利用することができる。
１ 熱変位補正装置
３ センサ
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 不揮発性メモリ
１５，１７，１８ インタフェース
１６ ＰＬＣ
１９ Ｉ／Ｏユニット
２２ バス
３０ 軸制御回路
４０ サーボアンプ
５０ サーボモータ
７０ 表示装置
７１ 入力装置
７２ 外部機器
１００ 制御部
１１０ 温度取得部
１２０ 温度差算出部
１３０ 熱変位量取得部
１４０ 学習部
１５０ 推定部
２００ 制御用プログラム
２１０ 学習データ記憶部
２２０ 学習モデル記憶部
３ センサ
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 不揮発性メモリ
１５，１７，１８ インタフェース
１６ ＰＬＣ
１９ Ｉ／Ｏユニット
２２ バス
３０ 軸制御回路
４０ サーボアンプ
５０ サーボモータ
７０ 表示装置
７１ 入力装置
７２ 外部機器
１００ 制御部
１１０ 温度取得部
１２０ 温度差算出部
１３０ 熱変位量取得部
１４０ 学習部
１５０ 推定部
２００ 制御用プログラム
２１０ 学習データ記憶部
２２０ 学習モデル記憶部
Claims (3)
- 複数の機械要素が組み合わされて構成されるワイヤ放電加工機の熱変位を補正する熱変位補正に係る機能を有する熱変位補正装置であって、
前記ワイヤ放電加工機が設置された環境の温度及び前記ワイヤ放電加工機の各部の温度を測定する温度取得部と、
前記ワイヤ放電加工機の熱変位量を取得する熱変位量取得部と、
前記温度取得部が測定した温度の内で、少なくとも２つの温度の温度差を算出する温度差算出部と、
前記温度取得部が測定した温度と、前記温度差算出部が算出した温度差とを入力データとし、前記熱変位量取得部が取得した熱変位量を出力データとする教師データに基づいて、前記入力データから前記出力データを推定する熱変位補正モデルを機械学習により作成する学習部と、
を備え、
前記温度差算出部が算出する温度差は、少なくとも前記ワイヤ放電加工機の加工槽の加工液の温度とその他のいずれかの温度との差を含む、
熱変位補正装置。 - 複数の機械要素が組み合わされて構成されるワイヤ放電加工機の熱変位を補正する熱変位補正機能を有する熱変位補正装置であって、
前記ワイヤ放電加工機が設置された環境の温度及び前記ワイヤ放電加工機の各部の温度を測定する温度取得部と、
を取得する熱変位量取得部と、
前記温度取得部が測定した温度の内で少なくとも２つの温度の温度差を算出する温度差算出部と、
前記ワイヤ放電加工機が設置された環境の温度及び前記ワイヤ放電加工機の各部の温度と、前記環境の温度及び前記ワイヤ放電加工機の各部の温度の内で少なくとも２つの温度から算出された温度差とを入力データとし、前記ワイヤ放電加工機の熱変位量を出力データとする教師データに基づいて機械学習をすることで作成された熱変位補正モデルを記憶する学習モデル記憶部と、
前記温度取得部が測定した温度と、前記温度差算出部が算出した温度差とに基づいて、前記学習モデル記憶部に記憶される熱変位補正モデルを用いた前記ワイヤ放電加工機の熱変位量の推定をする推定部と、
前記推定部の推定結果に基づいて、前記ワイヤ放電加工機の熱変位を補正する補正部と、
を備え、
前記温度差算出部が算出する温度差は、少なくとも前記ワイヤ放電加工機の加工槽の加工液の温度とその他のいずれかの温度との差を含む、
熱変位補正装置。 - 前記その他のいずれかの温度は、前記加工液の温度を調整する際に参照する先の温度である、
請求項１または２に記載の熱変位補正装置。
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