JPH02124248A - 加工機の適応制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、放電加工機、レーザ加工機、ビーム加工機
、ＮＣ旋盤等の各種加工機の適応制御装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 第１８図は、例えば特公昭６２−１０７６９号公報に示
された従来の放電加工機のｉ勇応制御装置の構成図であ
る。

図において、１は加工電極、２は被加工物、３は加工槽
、４は加工槽３内に充填した加工液、５は加工電極１を
支持する主軸ヘッド、６は加工電極１に送りを与える電
動機、７は加工電極１の位置（又は速度）を検出する位
置検出器、２１は電動機６に駆動指令を与えて加工電極
１の位置を制御する電極位置側ｊｌ１１部、２２は電極
ｌと被加工物２間に加工電圧を供給する加工電源、２３
は位置検出器７からの検出信号及び加工電圧を取り込み
演算処理して電極位置制御部２１及び加工電源２２に対
しフィードバック指令を与え、かつ適応制御部２４に対
し極上点の上昇あるいは下降指令を与える検出値処理部
である。適応制御部２４は検出値処理部２３からの指令
信号に基づいて電極位置制御部２１．加工電＃２２に対
し適応制御のための加工指令を送出するものである。

次に、上記構成の適応制御装置の動作について説明する
。

加工電極１と被加工物２間に加工電源２２からパルス状
の電圧が加えられると、両者間に加工液中で放電が発生
し、この放電現象と加工電極１の送り動作によって被加
工物２を加工する。

電極位置制御部２１では、加工電極１と被加工物間を放
電に適正な間隔に保つために検出値処理部２３から得ら
れる平均極間電圧を基準電圧と比較し、その差電圧に応
じ電動機６を制御して加工電極１の位置あるいは送り速
度を制御する。

放電加工において、加工電極１と被加工物２との間隙は
、一般に１００ミフロン〜１０ミクロン程度と狭く、特
に加工面積が広い場合には、加工によって生じた加工く
ずが上記間隙を通して排出されにくくなっている。この
ため、加工間隙内に加工くずが滞留し、この部分が放電
が集中するなどの異常放電が生じ易くなる。このような
状況は、加工くずの発生量が排出能力を上まわっている
ために生じるものであり、これを防止するためには、異
常状態を検知あるいは予知して、加工くずの発生量を抑
えるか、又は加工（ずの排出能力を高めるなどの処置を
取れば良い。

第１９図は加工電極１の位置の動きを示したもので、同
図（ａ）は正常な加工が行われている場合であり、同図
（ｂ）は加工間隙に異常が生じた場合である。

同図から明かなように加工の進行に伴い加工電極１は１
０ミクロン〜１００ミクロン程度の振動をしているが、
正常な加工が行われている時、加工電極１の下降端から
上昇に移る種下点１０１は、加工の進行に伴って次第に
降下している。これに対し、加工間隙に異常が生じると
、第１９図（ｂ）に見られるように種下点１０１は上昇
する傾向にある。従って加工くずの発生量を抑えるため
には、種下点１０１の上昇を検出値処理部２３で検出し
、これにより下降型ｔＡ２２から供給される電圧パルス
の休止時間を長くすれば良い。また、下降くずの排出能
力を高めるためには、加工電極１の定時引き上げ量を増
大させるなどの処置をとれば良い。

そこで、従来にあっては、検出値処理部２３により、位
置検出器７から得られる加工電極１の位置の動きから種
下点１０１を検出し、これに基づいて適応制御部２４に
対し種下点１０１の上昇あるいは下降を知らせる。これ
を受けた適応制御部２４は、種下点１０１の上昇が一定
の闇値を越えた時に加工間隙に異常が生じたと判断し、
加工くずの発生量を抑えるために、例えば電圧パルスの
休止時間を長くする指令を加工電源２２に与え、あるい
は加工くずの排出能力を増大させるために電極引き上げ
量を増大させる指令を電極位置制御部２１に送出する。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のような従来の加工機適応制御装置では、単に種下
点の上昇が一定闇値を越えた時に電極引き上げ量を増大
、あるいは電圧パルスの休止時間を長くするという手法
を用いて得られる結果だけで電極引き上げ量、あるいは
電圧パルス休止時間の変更を決定しているため、複数の
手法に基づいて操作量を決定するような複雑な手法を用
いた適応制御が実現しにくいほか、その手法は電極面積
。

電極材質等の変化に対して自動的に変化できないという
問題がある。

また、加工状態は種々の加工条件によって大きく変化す
るので、加工状態の精度を認識するのが非常に複雑とな
る問題があった。

この発明は、上述のような問題点を解決するだめになさ
れたもので、複数の手法に基づいて操作量を決定できる
と共に、手法の追加、変更を容易にして種々の要因を考
慮した複雑できめ細かな適応制御を可能にした加工機の
適応制御装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明の加工機の適応制御装置は、加工機からの加工
状態及び加工条件の少なくとも一方と加工状態を変化さ
せるための複数の手法とにより望ましい加工状態を達成
する加工条件を推論して決定し、これにより加工機の加
工状態を変化させる加工条件制御手段と、前記加工条件
制御手段に用いられる加工状態変化用手法を電極条件等
の加工機の状態変化に対して望ましい加工状態を得る手
法に変更する変更手段とを備えてなるものである。

また、この発明は、加工機からの加工状態及び加工条件
の少なくとも一方と加工状態を変化させるだめの複数の
手法とにより望ましい加工状態を達成する加工条イ′１
を推論して決定し、これにより加工機の加工状態を変化
させる加工条件制御手段と、加工機からの加工状態及び
加工条件の少なくとも一方とこれらに関連する手法とに
より電極、加工液などのような加工機の状態を推論して
認識する条件認識手段と、前記加工条件制御手段に用い
られる加工状態変化用の手法全前記条件認識手段から得
られる推論結果に基づいて望ましい加工状態を得る手法
に変更する変更手段とを備えてなるものである。

さらに、この発明は加工機からの加工状態及び加工条件
の少なくとも一方と加工機の加工状態を認識するだめの
複数の手法とにより加工状態の程度を推論し判別する加
工状態判別手段と、前記加工状態判別手段で推論し判別
した結果と加工状態を変化させるための複数の手法とに
より望まし２い加工状態を達成する加工条件を推論し２
て決定し１、これにより加工機の加工状態を変化させる
加工条件制御手段とを備えてなるものである。

また、この発明は、加工機からの加工状態及び加工条件
の少なくとも一方と加工機の加工状態を認識するだめの
複数の手法とにより加工状態の程度を推論し判別する加
工状態判別手段と、前記加工状態判別手段で推論し判別
した結果と力旧工状態を変化させるための複数の手法と
により望ましい加工状態を達成する加工条件を推論して
決定し、これにより加工機の加工状態を変化させる加工
条件制御手段と、前記加工状態判別手段の加工状態を認
識させるための手法を加工機の状態変化に対し望ましい
加工状態を得る手法に変更する手段とを備えてなるもの
である。

［作　用］ この発明においては、加工条件制御手段が加工状態を変
化させるための複数の手法と加工機からの加工状態及び
加工条件とにより得られる複数の結果を合成して望まし
い加工状態を達成する加工条件を求める構成になってい
るから、複雑な加工ノウハウに基づいた適応制御を実現
でき、また、手法を独立して記述することにより手法の
追加。

変更が容易になる。

また、変更手段が加工条件制御手段もしくは加工状態判
別手段の手法を自動的に変更制御するから、より広範囲
で種々の要因を考慮した複雑な適応加工が可能になる。

さらにまた、加工状態判別手段により複雑な加工状態の
程度を推論により判別することで、より細かい適正な加
工状態判定が可能となって、より複雑な適応制御を可能
とする。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面について詳細に説明する
。

尖栴■土 第１図は、この発明による加工機適応制御装置を放電加
工機に適用した場合の一実施例を示す全体の構成図であ
る。

図において、１は加工電極、２は被加工物、３は加工槽
、４は加工槽３内に充填した加工液、５は加工電極Ｉを
支持する主軸ヘッド、６は加工電極１に送りを与える電
動機、７は電動機６の回転から加工電極１の位は（又は
速度）を検出する位置検出器である。

電極位置制御部２１は、電動機６に駆動指令を与えて加
工電極１の位置を制御する。加工電源２２は加工電極１
と被加工物２間に加工電圧を供給する。

検出値処理部２３は、位置検出器７からの検出信号及び
加工電圧を取り込んで演算処理し、これから得られる平
均極間電圧を電極位置制御部２１及び加工型′ｒＡ２２
にフィードバックし、これにより加工電源２２から電極
１及び被加工物２に印加されるパルス電圧を指令値に制
御し、また、電極位置制御部２１では、加工電極と被加
工物間を放電に適正な間隔を保つために平均極間電圧と
基準電圧との差電圧に応じて加工電極１の位置または速
度を制御する。

適応制御部３０は、加工条件及び加工状態が変化した時
、これに応じて放電加工機が最適な加工状態となるよう
に制御指令を変化させるためのもので、電極位置制御部
２１及び加工電源２２に対し加工条件を指令する加工条
件制御手段４０と、この加工条件制御手段４０に格納さ
れている加工状態変化のための手法を変更する変更手段
５０とから構成されている。

前記加工条件制御手段４０は、検出値処理部２３で処理
された現在もしくは過去の少なくとも一方の加工状態及
び加工条件（ＮＣ装置から入力されるもの）（極上点の
上昇あるいは下降度合など）を格納する状況記憶部４０
１と、加工状態を変化するための複数の手法（第２図参
照）を格納した知識記憶部４０２と、状況記憶部４０１
に格納されている加工状態及び加工条件と、これらに関
連して知識記憶部４０２に格納されている手法とにより
得られる複数の結果を合成して望ましい加工状態を達成
する加工条件を求める推論部４０３とからなり、推論部
４０３で求められた加工条件を指令値として電極位置制
御部２１．及び加工電源２２に出力し、加工機の加工状
態が最適となるように制御する。

また、変更手段５０は、前記知識記憶部４０２に格納さ
れた第１手法を変化させるための複数の第２手法を格納
した知識記憶部５０１と、検出値処理部２３で処理され
出力される現在もしくは過去の少なくとも一方の加工状
態及び加工条件を格納する状況記憶部５０２と、この状
況記憶部５０２に格納されている加工状態及び加工条件
と、これらに関連して知識記憶部５０１に格納されてい
る第２手法とにより得られる複数個の結果を合成して望
ましい第１手法を達成する補正値を求める推論部５０３
とから構成され、推論部５０３で求められた補正値は加
工条件制御手段４０の知識記憶部４０２に出力され、こ
れに格納されている第１手法を補正する。

次に、上記のように構成された本実施例の動作について
説明する。

加工条件制御手段４０の知識記憶部４０２には、例えば
第２図に示すように電極引き上げ量の変化を決定する第
１の手法が複数記述されている。この第２図における第
１の手法Ｂは、極下点の上昇が０．５ｓｅｃ以上続いた
場合、その極下点の上昇量に応じて電極引き上げ量の増
加を複数段階に分けて判断できるように記述されている
。また、第１の手法Ｂは、加工電源２２から電極１と被
加工物２に印加されるパルス電圧の印加時から放電開始
までの時間（以下無負荷時間と云う）の分布密度変化率
により電極引き上げ量を増減させる方法を示している。

ここで、第１の手法Ｂを用いる場合には、無負荷時間の
分布密度変化率が必要となるが、これは検出値処理部２
３において、ある一定の区間の無負荷時間を計測し、こ
れを次の（１）式に従って演算することにより分布密度
変化率を求め、これを加工条件制御手段４０の状況記憶
部Ｉｆ、　０１に格納すれば良い。

但し、Ｄｌ　：適正な値よりも小さい無負荷時間の度数 ＤＩ　：適正な無負荷時間の度数 （）。二区間ｎにおける値 また、第１の手法Ａにおいては、極下点の上昇の値が必
要となるが、これも検出値処理部２３において求め、こ
れを状況記憶部４０１に格納すれば良い。

第３図は、加工条件制御手段４０のＨｌ、輪部４０３で
の処理手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、手法ｉ＝１に設定し、次
のステップＳ２で手法ｉを知識記憶部４０２から読みだ
し、これを推論部４０３に取り込む。次のステップＳ３
でば、手法ｉに必要な加工条件及び加工状態を状況記憶
部４０１から読み込み、この読み込んだ加工条件及び加
工状態に応じて手法ｉによる電極引き上げ量を決定する
（ステップＳ４）。

次のステップＳ５では、手法ｉをｉ＋１にして、これが
、手法の総数Ｎより大きいかを判定し、ｉ←ｉ＋１＜Ｈ
の時は、再びステップＳ２に戻ってｉ　−＋−１の手法
による電極引き上げ量の決定をｉ←ｉ＋１＞Ｎになるま
で実行する。そして、ｉ　４−　ｉ＋１〉Ｎと判定され
た場合は、ステップＳ６に進み、Ｎ個の結果を（２）弐
に従って合成し１、電極引き上げの増減’ＥＪ　Ｚ　ｔ
、を求める。

但し、Ｚ、ニステップＳ４で決定した電極引き上げ増減
量 Ｎ：手法の数 ステップＳ６で求められた増Ｎ　量ｚｔは、電極引き上
げ量として電極位置制御部２１に出力される（ステップ
Ｓ７）。

上述の推論による電極引き上げ量の決定方式を第２図に
示す第１の手法により実施した場合について述べる。

まず、推論部４０３は、知識記憶部４０２から第１の手
法Ａを読み込み、状況記憶部４０１に記述された極下点
の上昇の度合に応じて第１の手法による電極引き上げの
増減量ＺＩを得る。

同様にして、第１の手法Ｂ及び無負荷時間の分布密度変
化率の値を推論部４０３に取り込んで第１の手法Ｂによ
る電極引き上げの増減量Ｚ２を得る。次に、この２つの
手法Ａ、Ｂにより得られた２つの結果を合成゛すること
により、電極引き上げの増ｘｑｚｔを決定する。この合
成は、Ｅ記（２）式によって、各々の結果の平均をとる
ことになる。

このようにして、複数の結果を合成して電極引き上げの
増減量（加工条件）を求めることにより、複数の手法に
基づいた複雑な適応制御を容易に実現することができる
。

上記実施例では、知識記憶部４０２に、種下点の上昇、
無負荷時間の分布密度変化率を用いて電極引き上げの増
減足を決定する第１の手法Ａ、　Ｂが記述されている場
合について述べたが、加工中に発生ずる音、加工電極１
の振動状態、加工液４中の泡の出方等を用いて電圧パル
スのパルス幅。

電圧パルスの休止時間、電圧パルスのピーク値。

電極引き上げの周期等の加工条件を決定する２つ以上の
第１の手法を知識記憶部４０２に記述して、これにより
加工条件を決定すれば、より高度で複雑な適応制御を実
現できる。

また、上記実施例では、推論部４０３における結果の合
成手法として、（２）式を用いたが、重み付は平均、和
、最大値あるいは最小値などの各種手法を用いて合成す
ることも可能である。

次に、変更手段５０の動作について説明する。

例えば第２図に示す第１の手法Ａを使用する時、これは
ある電極面積で、ある加工深さの放電加工には適切であ
るかも知れないが、電極面積が非常に大きくなり、また
加工深さが深くなると、第２図に示すような手法の電極
引き上げ量では、加工くずの排出能力に不足が生じるこ
とになる。

そこでこのような場合、ＮＣ装置（図示せず）からの入
力情報（電極面積、電極材質など）や検出器７からの加
工深さ情報は検出値処理部２３から得られるので、これ
らの情報を変更手段５０の状況記憶部５０２に記憶し、
知識記憶部５０１には、第１の手法を補正する第２の手
法、例えば、電極面積と電極引き上げ量の補正の手法、
または加工深さと電極引き上げ量の補正の手法を記述し
ておき、そして、推論部５０３では、知識記ｔｌＹ部５
０１からの第２の手法により得られる複数個の結果（こ
の実施例では２個）を合成し、これにより適切な第１の
手法の補正量を決定する。

このように知識記憶部５０１．状況記憶部５０２及び推
論部５０３からなる変更手段５０では、加工条件制御手
段４０の知識記憶部４０２に記述された第１の手法が適
切な加工が不可能なものであっても、該第１の手法に対
し自動的に補正をかけて適切な加工が可能な手法にする
から、広範囲な加工が可能となる。

なお、変更手段５０の知識記憶部５０１には、上述のよ
うな２つの手法に限らず、また、変更手段５０の推論部
５０３の結果の合成手法も加工条件制御手段４０の推論
部４０３と同様に種々のものが考えられる。

ところで、上記第１図の実施例では、加工条件制御手段
４０及び変更手段５０の各知識記憶部４０２．５０１に
記述される手法は第３図に示すように自由な形式で記述
されていたが、「もし〜ならば〜を〜せよ」というルー
ル形式を用いて記述することもできる。

例えば、第１の手法Ｂを上記ルール形式を用いて記述す
ると、第４図に示すようになる。この結果、記述の形式
が統一され、知識記憶部４０２５０１への記述が容易に
なり、これに伴い推論部での処理が単純化される。

また、知識記憶部４０２，５０１に記述される第４図に
示す手法では、例えば手法Ｂ１の場合、［もし無負荷時
間の分布密度変化率が一］ならば」のように定量的な値
で示されているが、作業者の加工ノウハウは、「大きい
」、「小さい」といった定性的な言葉で表現されること
も多い。

このよ・うな定性的な表現が可能なファジィ集合を用い
たルールにより手法を記述することも可能である。

第４図に示した手法８１〜Ｂ３をファジィ集合を用いて
記述すると、第５図の手法Ｂｌａ、Ｂ２ａ、Ｂ３ａに示
すようになる。ここで「大きい」。

「小さい」という定性的な表現を取り扱うために相６図
に示すメンバーシップ関数が用いられている。

例えば、第４図の手法Ｂｌａにおいて、「無負荷時間の
分布密度変化上が小さければ」と表現されている、「小
さい」に対するファジィ集合は、第６図（Ａ）に示すよ
うに「小さい」というメンバーシップ関数によって表わ
される。例えば、分布密度変化率の値が０．７であれば
メンバーシップ関数の値は１であり、また変化率の値が
０．９であれば、メンバーシップ関数の値は１／３とな
る。同様にして、手法Ｂ２ａの「１付近」に対するメン
バーシップ関数、手法Ｂ３ａの「大きい」に対するメン
バーシップ関数はそれぞれ第６図（Ａ）に示すようにな
る。

ここで、メンバーシップ関数の値が１とは、その集合に
完全に属することであり、また、０とは、その集合に全
く属さないことを表わす。

また、第６図（Ｂ）は、無負荷時間の分布密度変化率が
「小さい」、「１付近」、「大きい」時ので引き上げの
増減量に対するメンバーシップ関数である。

第５図に示す手法がファジィ集合を用いたルールにより
記述される場合、ファジィ合成くファジィ推論とも云う
）により操作量を決定することになる。ファジィ合成に
は種々の方法が提案されているが、例えば次に述べるよ
うな方法がある。

いま、ルールが次のように表現されていたとする。

ルールｉ：もしＸ、がＡｉで、か−っｙ、がＢ１ならば
、ＵをＣｉとせよ。

ここで、ｘ、、、ｙ、は状況記憶部４０１に記述された
極下点の上昇などの加工状態あるいは加工条件、Ｕは電
極位置制御部２１あるいは加工電源へ出力される加工条
件、Ａ、、Ｂｉ　、Ｃ，は「大きい」、「小さい」とい
ったファジィ集合、添字ｉば１番目のルールに対をする
ことを示している。

さらにＡ、、Ｂ、、Ｃ，に対するメンバーシンフ。

関数をｆ　Ａｉ＋　　ｆ　ＢＬ　　ｆ　ＣＬで示すと、
決定される加工条件Ｕ、は、（３）〜（５）弐で求めら
れる。

ｒ　ｃ、＝（ｕ）＝　ｆ　ｃｉ（ｕ）＊　（ｆ　Ａ；（
ｘ　＝）△ｒ　５ｉ（ｙ　；）・・・・・・・・・（３
） ｆｃ（ｕＬ−ｆ　ｃｉ”（ｕ）　　　　　　　＋＋＋＋
＋＋＋＋　（４）ここで、△、■はそれぞれ最小値、最
大値をとる演算子、＊は積あるいはα−カット演算子で
ある。

このようにファジィ合成により、　（３）式を用いて各
ルールにおける結果を求め、この複数の結果を（４）式
、（５）弐により合成して加工条件ｕｔを求めることで
、複数の手法に基づいた複雑な適応制御を容易に実現で
きる。

上述の実施例にあっては、加工状態を変化させる第１の
手法を知識記憶部に記述しておくことにより、手法の追
加、変更が容易になると共に、類輪部において、複数の
第１の手法から得られる操作量を合成する結果、種々の
変更要因を考慮し７た複雑な適応制御が容易になる。

また、変更手段５０は、電極面積、電極材質。

加工深さ等の条件に応じて知識記憶部４０２にある第１
の手法を自動的に補正するから、第１の手法では適切な
加工が不可能な場合でも適切な加工が可能となり、広範
囲な加工が可能になる。

犬嵐健工 第７図は、第１図に対応するこの発明の第２の実施例を
示す全体の構成図である。

同図において、第１図と同一符号は同一部分を表わして
おり、第１図と異なる点は変更手段５０Ａが切換装置５
０４と情報デークヘース５０５とから構成されていると
ころにある。

前記切換装置５０４は、加工条件制御手段４゜の知識記
憶部４０２の手法を変更するものであり１、情報データ
ベース５０５は、知識記憶１部４０２の手法を変更する
だめの手法を記憶するものである。

上記構成の装置において、検出値処理部２３は、ＩｑＣ
装置（図示せず）等の入力装置から入力された電極材質
、電極面積等の情報を貯えており、この情報が切換装置
５０４に入力され変更されると、該切換袋ＦＷ：５０４
は知識記憶部４０２及び情報データベース５０５に手法
変更指令を出力し、ごれにより変更入力情報に応じて知
識記憶部４０２にある手法を情報データベース５０５に
ある手法と入れ換える。例えば、電極材質がＣ１」から
Ｇｒに変われば、それに合せて知識記憶部４０２の手法
もＣｕ用の手法からＧｒ用の手法に変更される。

この第２の実施例においても第１の実施例と同様な効果
が得られる。

実施■貫 第８図は、この発明の第３の実施例を示す加工機適応制
御装置の全体の構成図である。

図において、第１図と同一符号は同一部分を表わしてい
る。適応制御≠雰３０Ａは、電極位置制御部２１及び加
工電源２２に対し加工条件を指令する加工条件制御手段
４０と、加工条件制御手段４０に対し加工状態変化のた
めの手法を変更する変更手段５０Ａと、電極等の条件を
推論により認識し、その推論結果を変更手段５０Ａに出
力する条件認識手段６０とから構成されている。

前記加工条件制御手段４０は、第１図と同様に状況記憶
部４０１と、知識記憶部４０２及び推論部４０３から構
成されている。

また、前記変更手段５０Ａは、知識記憶部４０２の手法
を条件認識手段６０からの推論結果に応じて変更する切
換装置５０４と、知識記憶部４０２の手法を変更するた
めの手法を格納する情報データベース５０５とから構成
されている。

前記条件認識手段６０は、電極形状、電極面積。

電極材質、被加工物材質、加工液種類、加工液７７；Ｅ
ｉ度、加工液噴射又は吸引状況等の条件を認識するため
の手法を複数記述した知識記憶部６０１と、検出値処理
部２３で処理され出力される現在もしくは過去の少なく
とも一方の加工状態及び加工条件を格納する状況記憶部
６０２と、この状況記憶部６０２に格納されている加工
状態及び加工条件と、これらに関連して知識記憶部６０
１に格納されている手法とにより得られる複数個の結果
を合成することで電極条件等を推論により認識する推論
部６０３とから構成されている。そして、推論部６０３
に得られた推論結果は変更手段５０Ａに出力される。

次に、動作について述べる。

第８図において、加工条件制御手段４０及び電極位置制
御部２１、加工電源２２の動作は、第１図に示す場合と
同様であるので、その説明は省略し、条件認識手段６０
及び変更手段５０Ａの動作について詳述する。

まず、推論部６０３は、状況記憶部６０２に格納されて
いる加工状態及び加工条件と知識記憶部６０１に格納さ
れている手法とから電極形４火、電極面積、電極材質、
被加工物材質、加工液種類。

加工液汚濁度等の条件（以下、電極等条件と云う）を推
論により認識する。

このような電極等条件認識手段６ｏは、複雑３次元形状
電極の加工面積の変化や、電極材質が多種の混合によ−
２てなっている場合の混合比の変化または加工液の劣下
環を認識する。

ところで、加工条件制御手段４０の知識記憶部４０２の
手法には、当然のことながら電極材質電極面積、加工液
種類等の種々の前提条件があるが、この前提条件が悪化
した場合、知識記憶部４０２の手法では適切な加工がで
きない。

そこで、前提条件＝電極等条件が条件認識手段６０の推
論部６０３で認識されたならば、その推論結果に合せて
変更手段５０Ａが知識記憶部４０２の手法を変更する。

即ち、切換装置５０４が推論部からの推論結果に基づい
て知識記憶部４０２の手法に代わるべき情報データベー
ス５０５内の手法に切り換える。

これに伴い加工条件制御手段４０は、変更された手法に
従って電極位置制御部２１及び加工電源２２への指令加
工条件を設定することになる。

従って、第３の実施例にあっては、電極等条件を推論し
、この推論結果に基づいて加工条件側？ｆｆ１１手段の
知識記憶部の手法を変更するから、電極等条件が変化し
てもこれに適合する加工を容易に実現することができる
。

ｎ−他 第９図は、第８図に対応するこの発明の第４の実施例を
示す全体の構成図である。

同図において第８図と同一符号は同一部分を表わしてお
り、第８図と異なる点は、変更手段５０Ｂが状況記憶部
５０６．知識記憶部５０７及び推論部５０８から構成さ
れているところにある。

前記状況記憶部５０６は、条件認識手段６０の推論部６
０３からの現在あるいは過去の推論結果を格納するもの
であり、知識記憶部５０７は、電極等条件に変化があっ
た場合の加工条件制御手段４０における知識記憶部４０
２の手法を変更する手法を格納している。また、推論部
５０８は、条件認識手段６０の推論部６０３で認識した
電極等条件と知識記憶部５０６に格納されている手法と
により、知識記憶部４０２の手法の補正量を決定するも
のである。

この実施例においても、上記第８図の実施例と同様な効
果が得られる。

夫施開■ 第１０図は、この発明の第５の実施例を示す加工機適応
制御装置の全体構成図である。

図において、第１図と同一符号は同一・部分を表わして
いる。放電加工機を適応制御する適応制御部３０は、検
出値処理部２３からの加工状態情報から加工状態の程度
を判別する加工状態判別手段７０と、加工状態判別手段
７０で求めた加工状態に基づいて電極位置制御部２１及
び加工電源２２に加工条件を指令する加工条件制御手段
４０Ａとから構成されている。

前記加工状態判別手段７０は、検出値処理部２３で処理
された現在もしくは過去の少な（とも−方の加工状態を
格納する状況記憶部７０１と、加工状態の程度を認識す
るための手法（第１１図参照）を複数記述した知識記憶
部７０２と、″状況記憶部７０１に格納されている加工
状態及びこれに関連した知識記憶部７０２に記述されて
いる手法とにより得られる複数の加工状態の結果を合成
して加工状態の程度を推論し決定する推論部７０３とか
ら構成されている。

また、加工条件制御手段４０Ａは、加工状態判別手段７
０の推論部７０３で得られる現在もしくは過去の加工状
態の程度結果を記憶する状況記憶部４０４と、加工状態
の程度と加工条件の関係手法を複数格納する知識記憶部
４０５、状況記憶部４０４に格納されている加工状態の
程度と知識記憶部４０５に格納されている手法とから得
られる複数の加工条件に関する結果を総合して加工条件
を推論し決定する推論部４０６とがら構成されている。

そして、推論部４０６で決定された加工茶汁は電極位置
制御部２１及び加工電源２２に出力される。

次に、上記のように構成された本実施例の動作について
説明する。

加工状態判別手段７０の知識記憶部７０１には、例えば
第１１図に示すように加工状態の程度を決定する手法Ｃ
Ｉ、Ｃ２が記述されている。この第１１図における手法
ＣＩは極下点の上昇による加工状態の程度を判別するも
のであり、手法ｃ２は加工電極と被加工物に印加される
パルス電圧の印加時から放電開始までの時間、即ち無負
荷時間の分布密度変化率により加工状態の程度を判別さ
せる方法を示している。

ここで、手法Ｃ２を用いる場合は、無負荷時間の分布密
度変化率が必要になるが、これを検出値処理部２３にお
いである一定区間の無負荷時間を計測し、これを前記（
１）弐に従って演算することにより分布密度変化率を求
め、これを加工状態判別手段７０の状況記憶部７０１に
格納すれば良い。

また、手法Ｃ１においては、極下点の上昇値が必要とな
るが、これも検出値処理部２３において求め、これを状
況記憶部７０１に格納すれば良い。

第１２図は加工状態判別手段７ｏの推論部７゜３での処
理手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳｌｌにおいて、手法ｉ＝ｌに設定と７
、次のステップＳ１２で手法ｉを知識記憶部７０２から
読み出し、これを推論部７０３に取り込む。次のステッ
プＳ１３では、手法ｉに必要な加工状態を状況記憶部７
０１がら読み込み、この読み込んだ加工状態に応じて手
法ｉにより加工状態の程度を決定する（ステップ５１４
）。

次のステップＳ１５では、手法ｉをｉ＋ｌにして、これ
が、手法の総数Ｎより太きいがを判定し、１　”　ｉ　
＋ｌ　＜　ｉ’Ｊの時は、再びステップ３１２に戻って
ｉ−！−１の手法による加工状態の程度の決定をｉ←−
１−＋１＞Ｎになるまで実行する。そして、←ｔ＋１＞
Ｎと判定された場合は、ステップｓ１６に進み、Ｎ個の
結果を前記（２）式に従って合成し、加工状態の程度を
求める。

ステップ３１６で求められた加工状態の程度は、加工条
件の操作量として電極位置制御部２１及び加工電源２２
に出力される（ステップ５１７）。

上述の推論による加工状態の程度の決定方式を第１１図
に示す手法により実施した場合について述べる。

まず、推論部７０３は知識記憶部７０２から手法Ｃ１を
読み込み、状況記憶部７０１に格納された極下点の上昇
の度合に応じて手法Ｃ１による加工状態の程度Ｚ、を得
る。

同様にして、手法Ｃ２及び無負荷時間の分布密度変化率
の値を推論部７０３に取り込み、手法ＣＩによる加工状
態の程度Ｚ２を得る。次に、この２つの手段Ｃ１，Ｃ２
により得られた２つの結果を合成することにより、加工
状態の程度Ｚｔを決定する。

このように複数の結果を合成して加工状態を求めること
により、複数個の手法に基づいた複雑な加工状態判別を
実現することができる。

上記の実施例では、知識記憶部７０２に極下点の上昇、
無負荷時間の分布密度変化率を用いて加工状態の程度を
決定する手法Ｃ１，Ｃ２が格納されている場合について
述べたが、加工中に発生する音、加工電極の振動状態、
加工液中の泡の出方等を用いて加工状態の程度を決定す
る２つ以上の手法を知識記憶部７０２に格納し、これに
より加工状態を決定すれば、より高度で複雑な加工状態
判別を実現できる。

また、上記実施例では、推論部７０３における結果の合
成手法として、（２）式を用いたが、重み付は平均、和
、最大値あるいは最小値などの各種手法を用いて合成す
ることも可能である。

次に、加工条件制御手段４０Ａの動作について述べる。

加工条件制御手段４０Ａにおいて、状況記憶部４０４は
、加工状態判定手段７０の推論部７０３からの現在もし
くは過去の推論結果を記憶し、そして、知識記憶部４０
５は、加工状態の程度と加工条件の関係手法、例えば、
「加工状態の程度が０．５以上になったら定時電極引き
上げ量を増やせ」とか、［加工状態の程度の変化率が大
きければ、休止時間をのばせ」という手法が格納されて
いる。

また、推論部４０６は、状況記憶部４０４にある加工状
態の程度と、知識記憶部にある上記手法とから得られる
複数の加工条件を結果と総合して加工条件を決め、これ
を電極位置制御部２１及び加工電源２２に出力する。　
従って、この実施例にあっては、複雑な加工状態の程度
を加工状態判別手段７０により判別するから、よりきめ
細かい適正な加工状態判別が可能になる。

上記第１０図の実施例では、加工条件制御手段４０Ａ及
び加工状態判別手段７０の各知識記憶部４０５．７０２
に記述される手法は、第１１図に示すように自由な形式
で記述されていたが１．「もし〜ならば〜を〜せよ」と
いうルール形式を用いて記述することもできる。

例えば、第１１図に示す手法Ｃ２を上記ルール形式を用
いて記述すると、第１３図に示すようになる。この結果
、記述の形式が統一され、知識記憶部４０５，７０２へ
の記述が容易になり、これに伴い推論部での処理が単純
化される。

また、知識記憶部４０５，７０２に記述される第１３図
に示す手法では、例えば手法Ｃ，２ａの場合、「もし無
負荷時間の分布密度変化率が」」共上ならば」のように
定量的な値で示されているが、作業者の加工ノウハウは
、「大きい」、「小さい」といった定性的な言葉で表現
されることも多い。

このような定性的な表現が可能なファジィ集合を用いた
ルールにより手法を記述することも可能である。

第１３図に示した手法Ｃ２ａ−Ｃ２ｃをファジィ集合を
用いて記述すると、第１４図の手法Ｃ２Ａ、Ｃ２Ｂ、Ｃ
２Ｃに示すようになる。ここで、［′大きい」、「小さ
い」という定性的な表現を取り扱うために第１５図に示
すメンバーシップ関数が用いられている。

例えば、第１４図の手法Ｃ２Ａおいて、「無負荷時間の
分布密度変化率が小さければ」と表現されている、「小
さい」に対するファジィ集合は、第１５図（Ａ）に示す
ように「小さい」というメンバーシップ関数によって表
わされる。例えば、分布密度変化率の値が０．７であれ
ばメンバーシップ関数の値は１であり、また変化率の値
が０．９であれば、メンバーシップ関数の値は１／３と
なる。同様にＬ７て、手法Ｃ２Ｂの「１付近」に対する
メンバーシップ関数７．手法Ｃ２Ｃの「大きい」に対す
るメンバーシップ関数はそれぞれ第１５図（Ａ）に示す
よう番こなる。

第１５図（Ｂ）は、第１４図に示す無負荷時間の分布密
度変化率が「小さい」、「１付近」、「大きい」と推論
された時の加工状態の程度を表わすメンバーシップ関数
である。

第１４図に示１手法がファジィ集合を用いたルールによ
り記述される場合、ファジィ合成（ファジィ推論とも云
う）により操作量を決定することになる。ファジィ合成
には種々の方法が提案されているが、例えば次に述べる
ような方法がある。

いま、ルールが次のように表現されていたとする。

ルールｉ：もしＸ、がＡ、で、か・つｙｉがＢ。

ならば、ＵをＣ８とせよ。

ここで、Ｘｉ、ｙ（は状況記憶部７０２に記述された極
下点の上昇等の加工状態、Ｕは加工条件制御手段）ＩＯ
Ａの状況記憶部４０４に出力される加工状態の程度、Ａ
、、Ｂｉ　、Ｃｉば「大きい」。

「小さい」といったファジィ集合、添字ｉはｉ番目のル
ールに対をすることを示している。さらにＡ＋、Ｂ＝、
Ｃ４に対するメンバーシップ関数をｆ　Ａｆ＋　　’　
ｌ＋ｌ　　ｆ　ｃｉで示ｒと、決定される加工状態の程
度Ｕｔは、−上記（３）弐〜（５）式で求められる。

このように、ファジィ合成により、　（３）式を用いて
各ルールにおける結果を求め、この複数の結果を（４）
式、（５）式により合成して加工（欠態の程度Ｕ、を求
めることで、枚数の手法に基づいた複雑な加工状態判別
を容易に実現できる。

実施例■ 第１６図は、この発明の第６の実施例を示す加工機適応
制御装置の全体構成図である。

図において、第１０図と同一符号は同一部分を表わして
わ゛す、第１０図と異なる点は、電極等条件が変更され
た場合に加工状態判別手段７０及び加工条件制御手段４
０Ａにある知識記憶部７０２゜４０５の手法を変更する
変更手段８０を備えているところにある。

前記変更手段８０は、加工状態判別手段７０の知識記憶
部７０２にある手法及び加工条件制御手段４０Ａの知識
記憶部４０５にある手法を変更する切換装置８０１と、
前記知識記憶部７０２の手法を変更するだめの手法を記
憶した第１の情報データベース８０２と、前記知識記憶
部４０５の手法を変更するための手法を記憶した第２の
情報データヘース８０３とから構成されている。

上記構成の装置において、検出値処理部２３から切換装
置８０１に出力される電極面積、電極形状、電極材質、
被加工物材質、加工液種類、加工液汚濁度などの電極等
条件が変更されると、切換装置８０１は知識記憶部７０
２，４０５及び第１第２情報データベース８０２，８０
３に手法変更指令を送出し、これにより知識記憶部７０
２の手法を電極等条件の変更に応じた情報データベース
８０２内の手法と入れ換え、または、知識記憶部４０５
の手法を電極等条件の変更に応じた情報データベース内
の手法と入れ換える。

従って、知識記憶部７０２，４０５に格納されていた手
法では適切な加工が不可能であった加工状態判別及び加
工条件の決定が手法の変更によって可能になり、種々の
変更要因を考慮した複雑な放電加工の適応制御が容易に
実現Ｃきることになる。

人施炎■ 第１７図は、第１６図に対応するこの発明の第７の実施
例を示す加工機適応制御装置の全体構成図である。

図において、第１６図と同一符号は同一部分を表わして
おり、第１６図と異なる点は、手法変更７０の知識記憶
部７０２に格納された手法の操作量である加工状、態の
程度を補正するための手法を格納した第１の知識記憶部
８０４と、加工条件制御手段４０Ａの知識記憶部４０５
に格納された加工状Ｑの程度と加工条件の関係の手法を
補正するための手法を格納した第２の知識記憶部８０５
と、検出値処理部２３で処理され出力される現在もしく
は過去の少な（とも一方の電極等条件を格納する状況記
憶部８０６と、状況記憶部８０６に格納されている電極
等条件と知識記憶部８０４に格納されている手法とによ
り得られる複数の結果を合成して知識記憶部７０２の手
法へ、の補正量を決める第１の推論部８０７と、状況記
憶部８０６に格納されている電極等条件と知識記憶部８
０５に格納されている手法とにより得られる複数の結果
を合成して知識記憶部４０５の手法への補正量を決める
第２の推論部８０８とから構成されている。

即ち、本実施例では、推論により補正量を決定し、これ
により、知識記憶部７０２，４０５にある手法を電極等
条件の変化に応じて適切な加工となる手法に変更するも
のであり、上記第６の実施例と同様な効果が得られる。

なお、上記各実施例では、加工機が放電加工機である場
合について述べたが、加工中の加工状態に応じて加工条
件を調節することにより適応制御が実現できるレーザ加
工機、ビーム加工機、電解加工機、ＮＣ旋盤、ＮＣ研削
盤等においても本発明方式を適用できる。例えば、レー
ザ加工機において、コーナ部におけるダレを防ぐために
光源の出力を調節する手法と、板厚の変化に対し光源の
出力を調節する手法とにより得られる結果を合成して光
源の出力を決定する適応制御装置を実現できる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、望ましい加工状態を
実現するだめの加工ノウハウ等の複数の手法を知識記憶
部に記述する方式としたので、手法の追加、変更が容易
になると共に、推論部により複数の手法により得られる
操作量を合成することで望ましい加工状態を達成する加
工条件を決定するから、種々の要因を考慮した複雑な適
応制御が容易に実現できる。

また、電極面積、電極材質などの電極等条件を推論によ
り認識し、その推論結果により加工条件決定に供される
知識記憶部の手法を自動的に切換え又は補正するように
したから、電極等条件が変化しても、これに適合した望
ましい加工状態を実現できる。

さらにまた、加工状態判別と加工条件制御を分離して行
うことにより、複雑な加工状態の判別が容易に、かつ１
、きめ細かに行うことができ、これに伴い加工状態の程
度の認識がより正確となって１、より適正な適応制御が
可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明による加工機適応制御装置の第１の実
施例を示す全体の構成図である。 第２図は本実施例における電極引き上げの増減量を変化
させる手法を記述した回である。 第３図は本実施例における電極引き上げの増減量を求め
る処理手順を示すフローチャートである。 第４図は本実施例における電極引き上げの増減量を変化
させる手法をルールを用いて記述した図である。 第５図は本実施例における電極引き上げの増減量を変化
させる手法をファジィ集合で表現されるルールを用いて
記述した図である。 第６図（Ａ）、　（Ｂ）はファジィ集合に対するメンバ
ーシップ関数を記述した図である。 第７図はこの発明の第２の実施例を示す加工機適応制御
装置の構成図である。 第８図はこの発明の第３の実施例を示す加工機適応制御
装置の構成図である。 第９図はこの発明の第４の実施例を示す加工機適応制御
装置の構成図である。 第１０図はこの発明の第５の実施例を示す加工機適応制
御■装置の構成図である。 第１１図は第５の実施側番コおける加工状態の程度を判
別する手法を記述した図である。 第１２図は第５の実施例における加工状態の程度を求め
る処理手順を示すフローチャートである。 第１３図は第５の実施例における加工状態の程度を判別
する手法をルールを用いて記述した図である。 第１４図は第５の実施例における加工状態の程度を判別
する手法をファジィ集合で表現されたル−ルを用いて記
述した図である。 第１５図（Ａ）、　（Ｂ）は第５の実施例におけるファ
ジィ集合に対するメンバーシップ関数を記述した図であ
る。 第１６図はこの発明の第６の実施例を示す加工機適応制
御装置の構成図である。 第１７図はこの発明の第７の実施例を示す加工機適応制
御装置の構成図である。 第１８図は従来の加工機適応制御装置の構成図である。 第１９図（ａ）、（ｂ）は従来における加工電極の動き
を示す説明図である。 １・・・加工電極、２・・・被加工物、５・・・主軸ヘ
ッド、７・・・位置検出器、２１・・・電極位置制御部
、２２・・・加工電源、２３・・・検出値処理部、３０
・・・適応制御部、４０．４０Ａ・・・加工条件制御手
段、５０．５０Ａ、５０Ｂ、８０．８０Ａ・・・変更手
段、６０・・・条件認識手段、７０・・・加工状態判別
手段、４０１゜４．０４，５０２，５０６，６０２，７
０１・・・状況記憶部、４０２，４０５，６０１．．７
０２．８０４．８０５・・・知識記憶部、４０３．　４
０６．　５０３．７０３，８０７，８０８・・・推論部
。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工中に加工条件を変化させることができる加工
   機の適応制御装置において、加工機からの加工状態及び
   加工条件の少なくとも一方と加工状態を変化させるため
   の複数の手法とにより望ましい加工状態を達成する加工
   条件を推論して決定し、これにより加工機の加工状態を
   変化させる加工条件制御手段と、前記加工条件制御手段
   に用いられる加工状態変化用手法を電極条件等の加工機
   の状態変化に対して望ましい加工状態を得る手法に変更
   する変更手段とを備えてなる加工機の適応制御装置。
2. （２）加工中に加工条件を変化させることができる加工
   機の適応制御装置において、加工機からの加工状態及び
   加工条件の少なくとも一方と加工状態を変化させるため
   の複数の手法とにより望ましい加工状態を達成する加工
   条件を推論して決定し、これにより加工機の加工状態を
   変化させる加工条件制御手段と、加工機からの加工状態
   及び加工条件の少なくとも一方とこれらに関連する手法
   とにより電極、加工液などのような加工機の状態を推論
   して認識する条件認識手段と、前記加工条件制御手段に
   用いられる加工状態変化用の手法を前記条件認識手段か
   ら得られる推論結果に基づいて望ましい加工状態を得る
   手法に変更する変更手段とを備えてなる加工機の適応制
   御装置。
3. （３）加工中に加工条件を変化させることができる加工
   機の適応制御装置において、加工機からの加工状態及び
   加工条件の少なくとも一方と加工機の加工状態を認識す
   るための複数の手法とにより加工状態の程度を推論し判
   別する加工状態判別手段と、前記加工状態判別手段で推
   論し判別した結果と加工状態を変化させるための複数の
   手法とにより望ましい加工状態を達成する加工条件を推
   論して決定し、これにより加工機の加工状態を変化させ
   る加工条件制御手段とを備えてなる加工機の適応制御装
   置。
4. （４）加工中に加工条件を変化させることができる加工
   機の適応制御装置において、加工機からの加工状態及び
   加工条件の少なくとも一方と加工機の加工状態を認識す
   るための複数の手法とにより加工状態の程度を推論し判
   別する加工状態判別手段と、前記加工状態判別手段で推
   論し判別した結果と加工状態を変化させるための複数の
   手法とにより望ましい加工状態を達成する加工条件を推
   論して決定し、これにより加工機の加工状態を変化させ
   る加工条件制御手段と、前記加工状態判別手段の加工状
   態を認識させるための手法を加工機の状態変化に対し望
   ましい加工状態を得る手法に変更する手段とを備えてな
   る加工機の適応制御装置。
5. （５）請求項１乃至４のいずれかに記載の各手法が、判
   定すべき条件を記した前件部とその条件が満足もしくは
   満足されなかった場合に実行される内容を記した後件部
   とからなるルールにより記述されていることを特徴とす
   る加工機の適応制御装置。
6. （６）請求項５において、一部あるいは全部のルールの
   前件部及び後件部をファジィ集合により表現し、この表
   現とそのファジィ集合に対するメンバーシップ関数ある
   いはメンバーシップ関数とその関数間の関係を記憶し、
   ファジィ合成により加工機からの加工応件及び加工状態
   とこれに関連する手法とで得られるようになっているこ
   とを特徴とする加工機の適応制御装置。