[發(fā)明專利]工具狀態(tài)推定裝置以及機(jī)床

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810155465.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108500736B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中濱泰廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B23Q17/09
• 分類號(hào): B23Q17/09
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;郝慶芬

本發(fā)明涉及對(duì)在機(jī)床中使用的工具的狀態(tài)進(jìn)行推定的工具狀態(tài)推定裝置以及該機(jī)床。使用拍攝單元取得因加工而產(chǎn)生的切屑的飛散方向或飛散范圍、飛散速度等，并從該取得的動(dòng)態(tài)信息來(lái)推定工具的狀態(tài)(磨損、缺損等)。在該推定中使用機(jī)器學(xué)習(xí)裝置，在該機(jī)器學(xué)習(xí)裝置中對(duì)針對(duì)多個(gè)的工具附近的動(dòng)態(tài)信息的組合的工具狀態(tài)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并基于該學(xué)習(xí)的結(jié)果來(lái)推定工具狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)在機(jī)床中使用的工具的狀態(tài)進(jìn)行推定的工具狀態(tài)推定裝置以及該機(jī)床。

背景技術(shù)

一般在機(jī)床中使用的工具在加工中隨著使用的時(shí)間推移，刀尖磨損，切削阻力增加，加工精度惡化，變得無(wú)法維持工件所要求的預(yù)定的加工精度，一般判斷為在該時(shí)刻為工具的壽命。在判斷工具是否達(dá)到壽命時(shí)，除了直接確認(rèn)工件的加工精度之外，還列舉了確認(rèn)工具刀尖的磨損量，并確認(rèn)該磨損量是否超過(guò)成為大致目標(biāo)的磨損寬度等方法，但是需要另行具備與加工運(yùn)轉(zhuǎn)中不同的判定壽命的工程，由此成為了妨礙加工周期效率化的主要原因之一。因此，預(yù)先推定工具狀態(tài)的技術(shù)對(duì)用于提高加工產(chǎn)率是十分重要的。

作為用于判斷工具的狀態(tài)的現(xiàn)有技術(shù)，例如在日本特開(kāi)2011－45988號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了使用拍攝單元拍攝切削工具，并基于該圖像數(shù)據(jù)來(lái)判斷工具的狀態(tài)的技術(shù)。另外，作為推定工具狀態(tài)所涉及的現(xiàn)有技術(shù)，已知有泰勒壽命方程式(日本特開(kāi)平11－170102號(hào)公報(bào)等)。在使用泰勒壽命方程式推定工具狀態(tài)時(shí)，基于加工中使用的工具或工件的材質(zhì)等加工條件來(lái)確定常數(shù)，將確定好的常數(shù)套用到泰勒壽命方程式，由此能夠在各種各樣的加工條件下推定工具狀態(tài)。另外，還提出了基于加工時(shí)間或加工次數(shù)等來(lái)推定工具狀態(tài)的技術(shù)(日本特開(kāi)2002－224925號(hào)公報(bào)等)。

然而，在直接確認(rèn)工具的磨損狀態(tài)的情況下，需要在加工時(shí)間外使用測(cè)定器等進(jìn)行測(cè)量，從而產(chǎn)生了該時(shí)間使加工周期時(shí)間增加的問(wèn)題。

另外，在使用泰勒壽命方程式預(yù)測(cè)工具的壽命時(shí)，由于需要根據(jù)加工條件來(lái)計(jì)算方程式的常數(shù)，因而在加工條件頻繁變化的機(jī)床中，存在決定常數(shù)復(fù)雜且適用困難的問(wèn)題。

進(jìn)而，當(dāng)基于加工時(shí)間或加工次數(shù)等來(lái)推定工具的壽命時(shí)，需要對(duì)每個(gè)工具記錄加工時(shí)間或加工次數(shù)，另外該推定方法是基于實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)法則而產(chǎn)生的，因而依舊產(chǎn)生了在加工條件頻繁變化的狀況下難以推定工具狀態(tài)的問(wèn)題，并且還存在將仍能使用的工具廢棄、或雖然工具達(dá)到了壽命卻繼續(xù)使用工具來(lái)量產(chǎn)殘次品的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種不會(huì)增加加工的周期時(shí)間并且能夠高精度地推定工具狀態(tài)的工具狀態(tài)推定裝置以及機(jī)床。

在本發(fā)明中，使用拍攝單元，取得加工中的工具附近的動(dòng)態(tài)信息(因加工而產(chǎn)生的切屑的飛散方向或飛散范圍、飛散速度等)，根據(jù)該取得的工具附近的動(dòng)態(tài)信息推定工具的狀態(tài)(磨損、缺損等)，從而解決上述問(wèn)題。在本發(fā)明中，在推定工具狀態(tài)時(shí)，使用機(jī)器學(xué)習(xí)裝置，使該機(jī)器學(xué)習(xí)裝置對(duì)相對(duì)于多個(gè)工具附近的動(dòng)態(tài)信息的組合的工具的狀態(tài)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且基于機(jī)器學(xué)習(xí)到的結(jié)果來(lái)進(jìn)行工具狀態(tài)的推定。

本發(fā)明的工具狀態(tài)推定裝置的第1方式是對(duì)機(jī)床在加工工件中使用的工具狀態(tài)進(jìn)行推定。該工具狀態(tài)推定裝置具備：狀態(tài)觀測(cè)部，其從在所述機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)中取得的日志數(shù)據(jù)中，取得所述工具的附近的動(dòng)態(tài)信息，并基于取得的所述工具的附近的動(dòng)態(tài)信息來(lái)生成輸入數(shù)據(jù)；學(xué)習(xí)部，其通過(guò)使用所述狀態(tài)觀測(cè)部生成的輸入數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)構(gòu)建學(xué)習(xí)模型；以及學(xué)習(xí)模型存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)所述學(xué)習(xí)模型。

所述工具狀態(tài)推定裝置還具備：標(biāo)簽取得部，其從所述機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)中取得的日志數(shù)據(jù)中，取得表示與所述狀態(tài)觀測(cè)部生成的輸入數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的所述工具的狀態(tài)的監(jiān)督數(shù)據(jù)，所述學(xué)習(xí)部可以通過(guò)使用所述狀態(tài)觀測(cè)部生成的輸入數(shù)據(jù)和所述標(biāo)簽取得部取得的監(jiān)督數(shù)據(jù)的監(jiān)督學(xué)習(xí)來(lái)構(gòu)建學(xué)習(xí)模型。

所述學(xué)習(xí)部可以通過(guò)使用所述狀態(tài)觀測(cè)部生成的輸入數(shù)據(jù)的無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)來(lái)構(gòu)建學(xué)習(xí)模型，該學(xué)習(xí)模型生成基于所述工具的附近的動(dòng)態(tài)信息的簇。