JPWO2023053400A5 - - Google Patents
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 22
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- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
Description
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の数値制御装置は、加工対象物を加工するための工具または加工対象物を回転させる主軸を駆動する主軸駆動系と、工具および加工対象物の相対位置を変化させる送り軸を駆動する送り駆動系と、を含む駆動系を有する工作機械に運転指令を与えることによって、工作機械を制御する数値制御装置であって、駆動系を制御する制御器の制御特性を表す制御特性パラメータの組であるパラメータセットを生成する制御特性設定部と、パラメータセットが示す制御特性を有する制御器を用いて工作機械を制御した場合の加工をシミュレーションした結果を示すプロセス情報を、駆動系の動作と、工作機械の動作中に振動を生じる構造物のダイナミクスとが、工具による加工対象物の加工プロセスに与える影響を含めて算出する連成シミュレーション部と、複数のパラメータセットのそれぞれを用いたときのプロセス情報を評価し、複数のパラメータセットの中から評価結果に基づいて工作機械の制御に用いるパラメータセットを選択するプロセス評価部と、を備え、プロセス情報は、切り取り厚さ、切削力、および、外乱力のうちの1つ以上であることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the numerical control device of the present disclosure includes a spindle drive system for driving a tool for machining an object to be machined or a spindle for rotating the object to be machined; A numerical controller for controlling a machine tool by giving an operation command to a machine tool having a drive system including a feed drive system for driving a feed shaft that changes the relative position of an object, the drive system being controlled. Machining is simulated when a machine tool is controlled using a control characteristic setting unit that generates a parameter set, which is a set of control characteristic parameters representing the control characteristic of a controller that controls the A coupled simulation unit that calculates the process information indicating the results, including the influence of the operation of the drive system and the dynamics of the structure that causes vibration during the operation of the machine tool on the machining process of the workpiece by the tool. a process evaluation unit that evaluates process information when each of the plurality of parameter sets is used, and selects a parameter set to be used for controlling the machine tool from among the plurality of parameter sets based on the evaluation result ; The information is characterized by one or more of cut thickness, cutting force, and disturbance force .
Claims (20)
前記駆動系を制御する制御器の制御特性を表す制御特性パラメータの組であるパラメータセットを生成する制御特性設定部と、
前記パラメータセットが示す制御特性を有する制御器を用いて前記工作機械を制御した場合の加工をシミュレーションした結果を示すプロセス情報を、前記駆動系の動作と、前記工作機械の動作中に振動を生じる構造物のダイナミクスとが、前記工具による前記加工対象物の加工プロセスに与える影響を含めて算出する連成シミュレーション部と、
複数の前記パラメータセットのそれぞれを用いたときの前記プロセス情報を評価し、複数の前記パラメータセットの中から評価結果に基づいて前記工作機械の制御に用いる前記パラメータセットを選択するプロセス評価部と、
を備え、
前記プロセス情報は、切り取り厚さ、切削力、および、外乱力のうちの1つ以上であることを特徴とする数値制御装置。 a spindle drive system for driving a tool for machining a workpiece or a spindle for rotating the workpiece; and a feed drive system for driving a feed shaft for changing the relative positions of the tool and the workpiece. A numerical controller for controlling a machine tool by giving an operation command to the machine tool having a drive system including
a control characteristic setting unit that generates a parameter set, which is a set of control characteristic parameters representing control characteristics of a controller that controls the drive system;
process information indicating results of simulation of machining when the machine tool is controlled using a controller having the control characteristics indicated by the parameter set; A coupled simulation unit that calculates the dynamics of the structure including the influence of the tool on the machining process of the workpiece;
a process evaluation unit that evaluates the process information when each of the plurality of parameter sets is used, and selects the parameter set to be used for controlling the machine tool from among the plurality of parameter sets based on the evaluation result;
with
A numerical controller , wherein the process information is one or more of cutting thickness, cutting force, and disturbance force .
をさらに備え、
前記連成シミュレーション部は、前記記憶部に記憶された前記加工プロセスモデル、前記ダイナミクスモデル、前記主軸駆動制御モデル、前記送り駆動制御モデル、および、前記加工条件情報を用いて、前記プロセス情報を生成することを特徴とする請求項2に記載の数値制御装置。 a storage unit for storing the machining process model, the dynamics model, the spindle drive control model, the feed drive control model, and machining condition information representing the machining conditions;
further comprising
The coupled simulation unit generates the process information using the machining process model, the dynamics model, the spindle drive control model, the feed drive control model, and the machining condition information stored in the storage unit. 3. The numerical controller according to claim 2, wherein:
前記学習用データを用いて、前記プロセス情報から新たなパラメータセットを推論するための学習済モデルを生成するモデル生成部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の数値制御装置。 a learning data acquisition unit that acquires learning data including the process information and the parameter set corresponding to the process information;
a model generation unit that uses the learning data to generate a trained model for inferring a new parameter set from the process information;
9. The numerical controller according to claim 8, further comprising:
前記プロセス情報から新たなパラメータセットを推論するための学習済モデルを用いて、前記データ取得部で取得した前記プロセス情報から新たなパラメータセットを出力する推論部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項8または9に記載の数値制御装置。 a data acquisition unit that acquires the process information;
an inference unit that outputs a new parameter set from the process information acquired by the data acquisition unit using a trained model for inferring a new parameter set from the process information;
10. The numerical controller according to claim 8 or 9, further comprising:
をさらに備え、
前記制御特性設定部は、前記センサ信号に基づいて、前記パラメータセットを生成することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の数値制御装置。 the machine tool includes a sensor that detects vibration of the structure being processed and outputs a sensor signal;
further comprising
The numerical controller according to any one of claims 1 to 7, wherein the control characteristic setting section generates the parameter set based on the sensor signal.
前記学習用データを用いて、前記センサ信号から新たなパラメータセットを推論するための学習済モデルを生成するモデル生成部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の数値制御装置。 a learning data acquisition unit that acquires learning data including the sensor signal and a parameter set corresponding to the sensor signal;
a model generation unit that generates a trained model for inferring a new parameter set from the sensor signal using the learning data;
12. The numerical controller according to claim 11, further comprising:
前記センサ信号から新たなパラメータセットを推論するための学習済モデルを用いて、前記データ取得部で取得した前記センサ信号から新たなパラメータセットを出力する推論部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項11または12に記載の数値制御装置。 a data acquisition unit that acquires the sensor signal;
an inference unit that outputs a new parameter set from the sensor signal acquired by the data acquisition unit using a trained model for inferring a new parameter set from the sensor signal;
13. The numerical controller according to claim 11 or 12, further comprising:
前記工作機械に運転指令を与えることによって、前記工作機械を制御する数値制御装置と、
を備え、
前記数値制御装置は、
前記駆動系を制御する制御器の制御特性を表す制御特性パラメータの組であるパラメータセットを複数生成する制御特性設定部と、
複数の前記パラメータセットのそれぞれについて、前記パラメータセットが示す制御特性を有する制御器を用いて前記工作機械を制御した場合の加工をシミュレーションした結果を示すプロセス情報を、前記駆動系の動作と、前記工作機械の動作中に振動を生じる構造物のダイナミクスとが、前記工具による前記加工対象物の加工プロセスに与える影響を含めて算出する連成シミュレーション部と、
複数の前記パラメータセットのそれぞれを用いたときの前記プロセス情報を評価し、複数の前記パラメータセットの中から評価結果に基づいて前記工作機械の制御に用いる前記パラメータセットを選択するプロセス評価部と、
を備え、
前記プロセス情報は、切り取り厚さ、切削力、および、外乱力のうちの1つ以上であることを特徴とする加工システム。 a spindle drive system for driving a tool for machining a workpiece or a spindle for rotating the workpiece; and a feed drive system for driving a feed shaft for changing the relative positions of the tool and the workpiece. a machine tool having a drive train including
a numerical controller that controls the machine tool by giving an operation command to the machine tool;
with
The numerical controller is
a control characteristic setting unit that generates a plurality of parameter sets, which are sets of control characteristic parameters representing control characteristics of a controller that controls the drive system;
For each of the plurality of parameter sets, the operation of the drive system and the a coupled simulation unit that calculates including the influence of the dynamics of a structure that causes vibration during operation of the machine tool on the machining process of the object to be machined by the tool;
a process evaluation unit that evaluates the process information when each of the plurality of parameter sets is used, and selects the parameter set to be used for controlling the machine tool from among the plurality of parameter sets based on the evaluation result; ,
with
The processing system , wherein the process information is one or more of cutting thickness, cutting force, and disturbance force .
前記学習用データを用いて、前記プロセス情報から新たなパラメータセットを推論するための学習済モデルを生成するモデル生成部と、
を有する学習装置をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の加工システム。 a learning data acquisition unit that acquires learning data including the parameter set generated by the numerical control device and the process information indicating a simulation result when the machine tool is controlled using the parameter set;
a model generation unit that uses the learning data to generate a trained model for inferring a new parameter set from the process information;
15. The processing system of claim 14, further comprising a learning device having a.
前記プロセス情報から新たなパラメータセットを推論するための学習済モデルを用いて、前記データ取得部で取得した前記プロセス情報から新たなパラメータセットを出力する推論部と、
を有する推論装置をさらに備えることを特徴とする請求項14または15に記載の加工システム。 a data acquisition unit that acquires the process information generated by the numerical controller;
an inference unit that outputs a new parameter set from the process information acquired by the data acquisition unit using a trained model for inferring a new parameter set from the process information;
16. The processing system of claim 14 or 15, further comprising a reasoning device having a .
前記数値制御装置が生成した前記パラメータセットと、前記パラメータセットを用いて前記工作機械を制御しているときの前記センサ信号とを含む学習用データを取得する学習用データ取得部と、
前記学習用データを用いて、前記センサ信号から新たなパラメータセットを推論するための学習済モデルを生成するモデル生成部と、
を有する学習装置をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の加工システム。 The machine tool further has a sensor that detects vibration of the structure during operation and outputs a sensor signal,
a learning data acquisition unit that acquires learning data including the parameter set generated by the numerical control device and the sensor signal when the machine tool is controlled using the parameter set;
a model generation unit that generates a trained model for inferring a new parameter set from the sensor signal using the learning data;
15. The processing system of claim 14, further comprising a learning device having a.
前記工作機械が動作中の前記センサ信号を取得するデータ取得部と、
前記センサ信号から新たなパラメータセットを推論するための学習済モデルを用いて、前記データ取得部が取得する前記センサ信号から新たなパラメータセットを出力する推論部と、
を有する推論装置をさらに備えることを特徴とする請求項14または17に記載の加工システム。 The machine tool further has a sensor that detects vibration of the structure during operation and outputs a sensor signal,
a data acquisition unit that acquires the sensor signal while the machine tool is in operation;
an inference unit that outputs a new parameter set from the sensor signal acquired by the data acquisition unit using a trained model for inferring a new parameter set from the sensor signal;
18. The processing system of claim 14 or 17, further comprising a reasoning device having a .
前記駆動系を制御する制御器の制御特性を表す制御特性パラメータの組であるパラメータセットを複数生成するステップと、
複数の前記パラメータセットのそれぞれについて、前記パラメータセットが示す制御特性を有する制御器を用いて前記工作機械を制御した場合の加工をシミュレーションした結果を示すプロセス情報を、前記駆動系の動作と、前記工作機械の動作中に振動を生じる構造物のダイナミクスとが、前記工具による前記加工対象物の加工プロセスに与える影響を含めて算出するステップと、
複数の前記パラメータセットのそれぞれを用いたときの前記プロセス情報を評価し、複数の前記パラメータセットの中から評価結果に基づいて前記工作機械の制御に用いる前記パラメータセットを選択するステップと、
を含み、
前記プロセス情報は、切り取り厚さ、切削力、および、外乱力のうちの1つ以上であることを特徴とする数値制御方法。 a spindle drive system for driving a tool for machining a workpiece or a spindle for rotating the workpiece; and a feed drive system for driving a feed shaft for changing the relative positions of the tool and the workpiece. A numerical control method for controlling a machine tool having a drive system comprising:
a step of generating a plurality of parameter sets, which are sets of control characteristic parameters representing control characteristics of a controller that controls the drive system;
For each of the plurality of parameter sets, the operation of the drive system and the calculating the dynamics of a structure that causes vibrations during operation of the machine tool, including the impact on the machining process of the workpiece by the tool;
evaluating the process information when using each of the plurality of parameter sets, and selecting the parameter set to be used for controlling the machine tool from among the plurality of parameter sets based on the evaluation result ;
including
The numerical control method , wherein the process information is one or more of cutting thickness, cutting force, and disturbance force .
前記駆動系を制御する制御器の制御特性を表す制御特性パラメータの組であるパラメータセットを複数生成するステップと、
複数の前記パラメータセットのそれぞれについて、前記パラメータセットが示す制御特性を有する制御器を用いて前記工作機械を制御した場合の加工をシミュレーションした結果を示すプロセス情報を、前記駆動系の動作と、前記工作機械の動作中に振動を生じる構造物のダイナミクスとが、前記工具による前記加工対象物の加工プロセスに与える影響を含めて算出するステップと、
複数の前記パラメータセットのそれぞれを用いたときの前記プロセス情報を評価し、複数の前記パラメータセットの中から評価結果に基づいて前記工作機械の制御に用いる前記パラメータセットを選択するステップと、
選択された前記パラメータセットを用いて前記工作機械を制御するステップと、
前記パラメータセットを用いた制御に従って、前記駆動系が動作し、前記工具を用いて前記加工対象物を加工するステップと、
を含み、
前記プロセス情報は、切り取り厚さ、切削力、および、外乱力のうちの1つ以上であることを特徴とする加工方法。 a spindle drive system for driving a tool for machining a workpiece or a spindle for rotating the workpiece; and a feed drive system for driving a feed shaft for changing the relative positions of the tool and the workpiece. A machining method for machining the workpiece by controlling the drive system of a machine tool having a drive system including
a step of generating a plurality of parameter sets, which are sets of control characteristic parameters representing control characteristics of a controller that controls the drive system;
For each of the plurality of parameter sets, the operation of the drive system and the calculating the dynamics of a structure that causes vibrations during operation of the machine tool, including the impact on the machining process of the workpiece by the tool;
evaluating the process information when using each of the plurality of parameter sets, and selecting the parameter set to be used for controlling the machine tool from among the plurality of parameter sets based on the evaluation result ;
controlling the machine tool using the selected set of parameters;
a step of operating the drive system according to the control using the parameter set to machine the workpiece using the tool;
including
The processing method , wherein the process information is one or more of cutting thickness, cutting force, and disturbance force .
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