JPH02212042A - 加工機適応制御装置 - 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、各種加工機の適応側＠装置に関し。

特Ｋｔｌｒエノウハウ等、望ましい加工状態を実現する
ための複数の手法を知識ベースとして独立に記述し、こ
れに基づいて制御する事により、容易に常に望ましい加
工状態を保持することができる加工機適応制脚装臂に関
するものである。

〔従来の技術〕

以下、各種加工機として放電加工機を列にとって説明す
る。

第８図は例えば特公昭６２−１０７６９号公報忙示され
た従来の放電加工機の適応制御装置の構成図であり９図
においてｉｌｌけ加工電極、（２）は被加工物、（３）
は加工槽、Ｃ４）は加工液、（５）は主軸、（６）は駆
１１７電動機、（７）は速度あるいけ位置検出器、ＱＤ
は電極位置制匈部、ｔ′ｒ！Ｊは加工電源、（至）は検
出値処理部、０１け適応制伺部である。

次に句作について説明する。加工電源Ｏによって加工１
を極＋１１と被加工物（２）との間にパルス状の電圧が
加えられ、この間の放電により被加工物（２）が加工電
極ｆｌ）の動きに伴なって加工される。電極位置制鴫部
Ｉ２１）け加工電極（１）と被加工物＋２）とを放電に
適正な間隔に保つ九めに検出値処理部（至）より得られ
る平均極間電圧を基準電圧と比較しその差電圧に応じて
加工電１ｉ　１１）の位置あるいは速度の制御を行なう
。

放電加工においては加工電極「１）と波力ａ工物（２）
との間隙は一般に十ミクロン〜数十ミクロン程度と狭く
、特に１工面積が広い時などには加工によって生じたカ
ロエ（ずがこの間隙を通って排出されにくくなっている
。との念め加工間隙に加工くずが滞留し放電がその部分
に集中するなど異常放電が生じやすい。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
生じるのであり、これを防１ヒするためには異常状態を
検知あるいけ予知し加工（ずの発生量を抑える。加工（
ずの排出能力を高めるなどの処置をとれば良い。

第Ｓ図は加工電極（１）の位置の動きを示したものであ
り、（耐は正常な加工が行なわれている場合。

１ｔ））け加工間隙に異常が生じ次場合である。加工に
伴ない加工電極（１）け１０ミクロン〜１００ミクロン
穐度の撮動をしているが、正常な加工が行なわれている
場合には加工電極（１）の降下時から上昇時に移る極下
点（ＩＱＩ）は加工が進行するため次第に降下している
。しかし、加工間隙に異常が生じると第９図＋１））に
見られるように極下点（ＩＱＩ）は上昇する傾向にある
。し念がって、この栖下点（ＩＱＩ）の上昇を検出し加
工くずの発生量を抑えるために加工心源のより供給され
る電流パルスのパルス巾を狭くする。加工くずの排出能
力を高めるために加工電極（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事がわかる。

第８図において検出値処理部（至）は位置検出器（７）
より得られる加工ＴＩＥ極（１）の位置の動きよ＃）極
下点（ＩＱＩ　）を検出し、適応制御部ｅｔａへ極下点
（＋ｏｌ）の上昇あるいは下ｖ４８知らせる。適応制御
部Ｇυはこの上昇が一定のしきい値を超えた際に加工間
隙に異常が生じたと判断し、加工くずの発生量を抑える
ために例えば電流パルスのパルス巾を狭くする。

あるいけ加工くずの排出能力を増大させるために電極引
き上げの量を増大させる等の指令を電極位置制御部ａ！
Ｄおよび加工電源器へ送出する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の加工機適応制御装置は以上のように構成されてい
るので６例えば電極引き上げ量の変更に鳴しては、単に
極下点の上昇が一定のしきい値を超えた際に電極引き上
げ量を増大するという手法を用いて得られる結果だけで
電極引き上げ量の変更を決定しているために、複雑な手
法を用いた制御が実現しにくいという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
友もので、？Ｊ！数の手法に基づいて加工状態を昭繊し
、これに基づいて操作量を決定できるとともに、容易に
手法の追加、変更ができるため。

作業者の持つ複雑な加工ノウハウ等を盛り込んで自動加
工等を実現することができる加工機適応制御装置を得る
ことを目的きする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る加工機適応制御装置は、加工状態あるい
はこれに相当する量を認識する九めの手法を複＠燗記述
した知識記憶部と、加工状態を認識するための噴出値お
よび加工電性等の加工状況を格納し九状況記憶部と、状
況記憶部に格納されたηロエ状況と知識記憶部に格納さ
れたそれらの状況に関連する手法上により得られる複数
個の結果を合成する事釦より加工状態あるいはこれに相
当する量を求める推論部と、少なくともこれを用いて望
ましい加工状態を達成する加工電性を求める操作量決定
部とを備え友ものである。

〔作用〕 この発明においては、推論部が頑数の手法によ抄得られ
る加工状態あるいはこれに相当する量を合成し、これを
用いて操作量を決定する事により複雑な加工ノウハクに
基づいた適応加工を実現するものであり、また知識記憶
部に手法を推論部と独立して記述する事により手法の追
和、変更が容易に行なえるようになる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。ｔ４
Ｅ１ｒｇ！Ｊにおいて、（１）〜Ｇけ従来装置と同−又
は相当する部分でありｌ　　（３１ａ）は適応制御部、
　ＦＡＢは状況記憶部、　（４３は知識記憶部、に３は
推論部、　ｆ４４は操作量決定部であるつ 次に動作について説明するう知識記憶部ｈａにはｔ＠２
図に示すような不安定度を認識する手法が複ａ＠記述さ
れており、手法１は従来と同じ極下点の上昇により不安
定度を認識し、これに応じて電極引き上げ量の増加を判
断するものであるが、従来は単にしきい値により異常あ
るいけ正常を判断していたのに対し、この発明では知識
記憶部１４３に推論部ＩＡ３と独立してソフトウェアに
より記述する念め、より複雑な手法の記述が可能となっ
ている。

手法２け’ｌ極と被加工物に印η口されるパルス電圧識
する手法を示している。なお、知識記憶部Ｃ３への手法
の記述はソフトウェアによる記述の外に。

ハート°φエアであるオペアンプ、スイッチ等ヲ使って
実現することもできる。

第３図は推論部−１により知識記憶部（４ａに記述され
念手法および状況記憶部ｆ４Ｄに記述された加工状態を
認識する念めの検出値および■工条件を用いて不安定の
ｇ識値の増減量を求める手順を示したフローチャートで
ある。まず推論部＠ｊは知識記憶部（ロ）より手法１を
読み込み状況記憶部ｃ４ｒＪに記述された極下点の上昇
の度会いに応じて手法１による不安定の認識値の増減量
、　　Ｚｌ　　を得る（ステップ８３１〜５３４）。同
様にして手法２および無負荷時間の分布密度変化率の値
により手法２による不安定の認識値の増減量、　　ｚ２
　　を得る（ステップ８３５．８３２〜５３４）。

次に、この実施例の場合Ｎ＝２であるから、ステップ８
３５がＹＫＥＩとなり、二つの手法により得られた二つ
の結果を合成する事により不安定の認識値の増減ｔＺｔ
　が決定され、操作量決定部Ｉへ出力される（ステップ
８３６〜８３７）。上記の合成は例えば次の（１）式の
ように各々の結果の平均をとる事が考えられる。

８　　　ｋ−＋ Ｎ＝千手法数 ここで手法２を用いる際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Ｇにおいである
一定の区間の無負荷時間を計測し。

これを第２図に示され之（５）式に従って分布密度変化
率を演算し状況記憶部ｆ４Ｄに記述すれば良い。ま九９
手法１において啄下点の上昇の値が必要となるが、これ
も検出値処理部（至）において求め、状況記憶部帽）に
記述すれば良い。

第４図は求められた不安定度に基づいて、電極引き上げ
の増減量を決定する手順を示したフローチャートである
。まず不安定度ｄに応じて電極引き上げの増減量及び安
定状態持続カウンタＮの値を決定する（ステップ８５１
〜８５６）。例エバ。

くｄ〈４の場合には、電極引き上げ量を１ステツプ増加
させ（ステップ８５３）、安定状態持続カウンタＮをリ
セットする（ステップ８５４）。

次に、安定状態持続カウンタの値がｔｏｏｏを超えてい
れば、ステップＳ５ＴがＹＦ３となす、電極引き上げ借
を１ステツプ減少させ（ステップ５ｓ８）、安定状態持
続カウンタをリセットする（ステップ８５９）。このよ
うにして電極引き上げの増減量が決定され、電極位置制
御部ｒ２１）へ出力される（ステップ５ＳＯ）。

このようにａ数の結果を合成して加工状態（不安定の認
識値の増減量）を求める事によ９複数個の手法に基づい
次加工状態の＃Ｉｉ識を行ない、これに基づいて加工東
件（電極引き上げの増減ｆ）を決定する事により、複雑
な適応制鍔を実現する事ができるようになる。

なお、上記実施例では知識記憶部ｉ４３には、極下点の
上昇、無負荷時間の分布密度変化率を用いて不安定の認
識値の増減量を決定する手法が二つ記述されていたが、
加工中に発生する音、加工電極１１１の撮動状態、■１
液（４）中の泡の出方等を用いて。

不安定度、加工の良否等の加工状態をＩｉ！！！識する
二つ以上の手法を知識記憶部的に記述し、これにより加
工状態を認識すれば、より高度で複雑な適応制御を実現
できる事はもちろんである。

ま几、上記実施例では推論部Ｃ３における結果の合成手
法として（１）式を用いたが９重み付は平均。

和、最大値あるいは畢小値等各穫の手法を用いて合成す
る事ももちろん可能である。

さらに１．上記実施例では知識記憶部（４邊に記述され
る手法は第２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」というルールの形式
を用いて記述する事もできる。

例えば手法２をこの形式を用いて記述すると第５図のよ
うになる。同様に手法１についてもｒもし〜ならば〜を
〜せよ」きいうルールの形式を用いて表現すると、記述
の形式が統一され、知識記憶部働の記述が容易になり、
推論部（４Ｓの処理が単純になるといった効果がある。

さらに、上記実権例では知識記憶部りに記述される手法
は例えば＠Ｓ図の手法（２ａ）　においては。

「もし０．８以下ならば」のよう忙定量的な値で示され
ているが１作業者の加工ノウ／−ウは「大きい」。

「小さい」といった定性的な言葉で表現される事も多（
、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事も可能である。第５図
に示すような手法をこのファジィ集合を用いて記述する
と第６図のようになる。

この際、「大きい」、「小さい」きいり比定性的な表現
を増扱うｔめに第７図に示すメンバーシップ関数が用い
られる。

例えば手法２人において「無負荷時間の分布密度変化率
が小さければ」と表現されているが、こＯ「小さい」に
対するファジィ集合は第７図の無負荷時間の分布密度変
化率を示す図において「小さい」に対するメンバーシッ
プ関数によって表わされる。例えば変化率の値がＯｌＴ
であればメンバーシップ関数の壇は１であり、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。

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
に属するという事であり、まな０とはその集合に全（属
さない事を示す。

ｓｓ喝のように手法がファジィ集合を用いたルールによ
り記述される場合には、ファジィ合成（ファジィ推論と
も呼ばれる）により加工条件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１例えば
次のような方法がある。

今、ルールが次のように表現されてい九とする。

ルール１：もしｘｌ　　がム１　でかつｙｌ　がＢ１　
　ならばＵを０１　　とせよ。

ここで＃　　ｘｉ、ｙｌ　は極下点の上昇等、状況記憶
部Ｉに記述された加工状態を認識するための噴出値ある
いは加工条件、Ｕは操作量決定部＋４４へ出力される加
工状轢あるいはこれに相当するｔ、ａｔ。

Ｂｉ、Ｃｉ　は「大きい」、「小さい」といつ九ファジ
ィ集合、添字１は１番目のルールに対応する事を示す。

さらに、ムｉ、Ｂｉ、ｏｉ　　に対するメンバーシップ
関数をｆＡｉ　、　ｆＢｉ　、　ｆｏｉで示すと、決定
される加工条件ｕｔ　け（２）式〜（４）式で求められ
る。

ｆａｌ（ｕ）　＊　（ｆＡｉ　（Ｉｔ）ΔｆＢｉ　（７
１）　）　　　　　　・−（２）ｆｃ　（ｕ）　−Ｖ　
ｆｏｌ　（ｕ） ・・・（３） ｆｆｃ　（ｕ）（Ｌｕ ことで△、■はそれぞれ最小値、最大値をとる演算子、
傘は積あるいは最小値をとる演算子である。このように
ファジィ合成により、（２）式において各ルールにおけ
る結果を求め、この複数の結果を１３１．１４１式によ
り合成して加工状態あるいはこれに相当する量ｕｔ　を
求め、これに基づいて７１０工条件を変化させる事によ
り、複数の手法に基づいた複雑な遺応制御を容易に実現
できるようになる。

さらに、上記実施例では■１機が放電加工機であるとし
九が、加工中の加工状態に応じて加工条件を調節する事
により適応制伺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。

Ｎｏ研削盤等においても複数の手法により得られる結果
を合成して加工状態あるいはこれに相当する量をｇＲＬ
これに基づいて加工条件を決定する事により容易に複雑
な適応制御を実現できるようになる事は明らかである。

上記実施例で述べ次ように、この発明では推論部器と′
″醜立て１手法を知識記憶部１４ａに記述しているから
２手法の追加・変更を行なう際には。

知識記憶部１４３に記憶されている手法のデータを追加
・変更するだけでよい。実際にある手法を実行する手順
、あるいけ複数の手法を合成する手順は。

第２図あるいは（２）〜（４）式で記述されるファジィ
推論等であり（推論部０ｊにある）、これを変更する必
要はない。

例えば、′１を極の撮動により不安定度が決定する手法
を、手法３として追加する場合を考えると。

「独立して記述し九場合」には単にこの手法を知識記憶
部ｆ４３に追加記述するだけで済むが（データベースの
変更のみ）、「独立して記述しない場合」には、この手
法をどのように実行し、他の手法とどのように合成し最
終的に不安定度を決定するのかといった手順を考え、適
応制御部０１１のプログラムを含めて変更が必要となる
。

〔発明の効果〕

以上のように、従来の手法では単純な手法に基づいて加
工を実現するか、あるいけ複雑な手法を実現しようさす
ると非常に複雑な手法を記述する必要があったが、この
発明によればワロエノウハウ等の手法を知識記憶部に推
論部き独立して記述する事により手法の追カロ・変更が
容易になるときもに、推論機構によ抄？１！数の手法よ
り得られる加工状ｖＭを会成し、これを用いて操作量を
決定する結果０種々の要因を考慮し念複雑な適応制拝が
容易に実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

、１図はこの発明の一実施例による６０１機適応制御装
置の構成図、第２図は不安定の認識値の増減量を変化さ
せる手法を記述し九説明図、第３図は不安定の認Ｒ値の
増減ｉを求めるフローチャート、第４図は’ｌ極引き上
げの増減量を求めるフローチャート、第５１は不安定の
認識値の増減量を変化させる手法をルールを用いて記述
した。１５２明図。 第６図は不安定の認Ｒ晴の増減量を変化させる手法をフ
ァジィ集合で表現されたルールを用いて記述し念税明図
、第Ｔ図はファジィ集合に対するメンバーシップ関数を
記述し之噌明図、ｊ’ｇａ図は従来の加工機適応制御装
置の構成図、第９図はクロエ電極の効きを示し九税明図
である。 図において、　１２ｎは電唖位電制御部、Ｉ２３は加工
電源、（至）は検出確処叩部、　　（３１８）ａ適応側
■部、−〇は状況記憶部、（４３は知識記憶部、　１４
１は推論部、ｕ４は操作量決定部である。 なお、層中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工中に加工条件を変化させる事が出来る加工機におい
   て、加工状態あるいはこれに相当する量を認識するため
   の手法を複数個記述した知識記憶部と、加工状態を認識
   するための検出値および加工条件等の加工状況を格納し
   た状況記憶部と、状況記憶部に格納された加工状況と知
   識記憶部に格納されたそれらの状況に関連する手法とに
   より得られる複数個の結果を合成する事により加工状態
   あるいはこれに相当する量を求める推論部と、少なくと
   もこれを用いて望ましい加工状態を達成する加工条件を
   求める操作量決定部とを備え、この求められた加工条件
   に基づいて加工機の加工条件を変化させる事を特徴とす
   る加工機適応制御装置。