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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeugdiagnosegerät und ein Werkzeugdiagnoseverfahren.
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STAND DER TECHNIK
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Üblicherweise ist in einer Werkzeugmaschine eine Verwendungsbeschränkung einer Werkzeugmaschine für jede Auslegung der Werkzeugmaschine festgelegt. Als eine Verwendungsbeschränkung eines Bohrwerkzeugs zum Beispiel werden eine Höchstbearbeitungszeit, eine Höchstbearbeitungsdistanz oder eine Höchstbearbeitungsmenge, die von einem Werkzeughersteller empfohlen werden, verwendet. Ein Bohrwerkzeug, das eine Verwendungsbeschränkung erreicht, wird mit einem neuen Bohrwerkzeug ausgewechselt.
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Jedoch wird bei einem Verfahren des Festlegens der Verwendungsbeschränkung auf diese Weise keine Verwendungsbedingung, unter der das Bohrwerkzeug verwendet wird, berücksichtigt, wie zum Beispiel eine Bearbeitungsbedingung oder ein Material eines Werkstücks. Deshalb bestehen Bedenken hinsichtlich dessen, dass ein Bohrwerkzeug, das sich nicht verschlechtert hat, mit einem neuen Bohrwerkzeug ausgewechselt werden könnte, oder dass sogar ein stark verschlechtertes Bohrwerkzeug nicht ausgewechselt werden könnte.
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Ferner wird die Verschlechterung des Bohrwerkzeugs durch Erhalten einer Änderungsrate des Störlastmoments diagnostiziert (Patentschrift 1).
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REFERENZLISTE
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PATENTSCHRIFT
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Patentschrift 1:
JP H7-51998 A -
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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PROBLEM, DAS DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL
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Bei der in der Patentschrift 1 beschriebenen Technik bestehen jedoch Bedenken, dass, wenn Detektionsdaten des Störlastmoments durch Störgeräusche beeinträchtigt werden, die Verschlechterung des Bohrwerkzeugs womöglich nicht mit hoher Genauigkeit diagnostiziert wird.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeugdiagnosegerät und ein Werkzeugdiagnoseverfahren zum genauen Diagnostizieren von Verschlechterung des Bohrwerkzeugs bereitzustellen.
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MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
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Ein Werkzeugdiagnosegerät weist eine Datenerfassungseinheit, die dazu ausgelegt ist, bei Bearbeitung eines Lochs Zeitreihendaten bezüglich eines Verschlechterungszustands eines Bohrwerkzeugs zu erfassen, eine Diagnoseabschnittextrahierungseinheit, die dazu ausgelegt ist, Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die beim Durchführen von Bearbeitung in einem Diagnoseabschnitt von einer Mittenposition zu einer Bearbeitungsendposition des Lochs erfasst werden, aus den Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit erfasst werden, zu extrahieren, und eine Verschlechterungsdiagnoseeinheit, die dazu ausgelegt ist, Verschlechterung des Bohrwerkzeugs unter Verwendung der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die durch die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit extrahiert werden, zu diagnostizieren, auf.
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Ein Werkzeugdiagnoseverfahren weist Erfassen von Zeitreihendaten bezüglich eines Verschlechterungszustands eines Bohrwerkzeugs beim Bearbeiten eines Lochs, Extrahieren von Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die bei Durchführung von Bearbeitung in einem Diagnoseabschnitt von einer Mittenposition zu einer Bearbeitungsendposition des Lochs erfasst werden, aus den Zeitreihendaten und Diagnostizieren von Verschlechterung des Bohrwerkzeugs unter Verwendung der extrahierten Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten auf.
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ERGEBNIS DER ERFINDUNG
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Gemäß der Erfindung ist es möglich, ein Werkzeugdiagnosegerät und ein Werkzeugdiagnoseverfahren zum genauen Diagnostizieren von Verschlechterung eines Bohrwerkzeugs bereitzustellen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels einer Hardwarekonfiguration einer Werkzeugmaschine;
- 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Funktion eines Werkzeugdiagnosegeräts einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
- 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Wellenformdaten während Bearbeitung eines Lochs unter Verwendung eines neuen Bohrwerkzeugs veranschaulicht;
- 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Wellenformdaten während Bearbeitung eines Lochs unter Verwendung eines nicht neuen Bohrwerkzeugs veranschaulicht;
- 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Verarbeitens, das durch das Werkzeugdiagnosegerät der ersten Ausführungsform ausgeführt wird, veranschaulicht;
- 6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Funktion eines Werkzeugdiagnosegeräts einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
- 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Bearbeitungshistoriendaten, die in einer Bearbeitungshistorienspeichereinheit gespeichert sind, veranschaulicht;
- 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Differenzwellenformdaten veranschaulicht;
- 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Verarbeitens, das durch das Werkzeugdiagnosegerät der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, veranschaulicht;
- 10 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Funktion eines Werkzeugdiagnosegeräts einer dritten Ausführungsform veranschaulicht;
- 11 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Zeitpunkts, an dem Eigenschaftsdaten extrahiert werden, und einer verbleibenden Lebensdauer;
- 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Verarbeitens, das ausgeführt wird, wenn ein Lernmodell erstellt wird, veranschaulicht; und
- 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Verarbeitens, das ausgeführt wird, wenn eine Lebensdauer eines Werkzeugs diagnostiziert wird, veranschaulicht.
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METHODE(N) ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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[Erste Ausführungsform]
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Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels einer Hardwarekonfiguration einer Werkzeugmaschine.
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Di Werkzeugmaschine 1 weist ein Werkzeugdiagnosegerät 2, eine Anzeigevorrichtung 3, eine Eingabevorrichtung 4, einen Hilfsverstärker 5, einen Hilfsmotor 6, einen Spindelverstärker 7, einen Spindelmotor 8 und ein Peripheriegerät 9 auf.
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 ist ein Gerät zum Diagnostizieren von Verschlechterung, wie zum Beispiel Verschleiß eines Werkzeugs, insbesondere eines Bohrwerkzeugs. Bei dem Bohrwerkzeug handelt es sich zum Beispiel um eine Bohrmaschine. Bei der Bohrmaschine handelt es sich zum Beispiel um einen Vollbohrer, einen Bohrer mit auswechselbarer Schneidkante oder einen Tieflochbohrer.
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 kann in einer numerischen Steuerung der Werkzeugmaschine 1 integriert sein. Ferner kann das Werkzeugdiagnosegerät 2 in einen PC (persönlichen Computer), einen Server usw., die mit der numerische Steuerung der Werkzeugmaschine 1 verbunden sind, integriert sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Werkzeugdiagnosegerät 2 in der numerischen Steuerung der Werkzeugmaschine 1 integriert und das Werkzeugdiagnosegerät 2 wird als jede Funktion der numerischen Steuerung ausführend beschrieben.
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 weist eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 10, einen Bus 11, einen ROM (Nurlesespeicher) 12, einen RAM (Direktzugriffsspeicher) 13 und einen nichtflüchtigen Speicher 14 auf.
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Die CPU 10 ist ein Prozessor, der das gesamte Werkzeugdiagnosegerät 2 gemäß einem Systemprogramm steuert. Die CPU 10 liest ein Systemprogramm, ein Werkzeugdiagnoseprogramm usw., die in dem ROM 12 gespeichert sind, über den Bus 11 aus. Ferner führt die CPU 10 einen Werkzeugdiagnosevorgang gemäß dem Werkzeugdiagnoseprogramm aus. Ferner steuert die CPU 10 den Hilfsmotor 6 und den Spindelmotor 8 usw. gemäß einem Bearbeitungsprogramm und führt Bohren aus.
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Der Bus 11 ist ein Kommunikationspfad, der jeweilige Teile der Hardware in dem Werkzeugdiagnosegerät 2 miteinander verbindet. Jedes Teile der Hardware in dem Werkzeugdiagnosegerät 2 tauscht Daten über den Bus 11 aus.
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Der ROM 12 ist eine Speichervorrichtung, die ein Systemprogramm zum Steuern des gesamten Werkzeugdiagnosegeräts 2, ein Werkzeugdiagnoseprogramm zum Diagnostizieren von Verschlechterung eines Bohrwerkzeugs, ein Analyseprogramm zum Analysieren verschiedener Daten usw. speichert.
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Der RAM 13 ist eine Speichervorrichtung, die verschiedene Daten temporär speichert. Der RAM 13 speichert Daten bezüglich einer Werkzeugbahn, die durch Analysieren eines Bearbeitungsprogramms berechnet wird, Daten zum Anzeigen, Daten, die von außen eingegeben werden, usw. temporär. Der RAM 3 funktioniert als ein Arbeitsbereich für die CPU 10 zum Verarbeiten verschiedener Daten.
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Der nichtflüchtige Speicher 14 ist eine Speichervorrichtung, die Daten selbst dann hält, wenn der Strom der Werkzeugmaschine 1 abgeschaltet wird und dem Werkzeugdiagnosegerät 2 kein Strom zugeführt wird. Der nichtflüchtige Speicher 14 weist zum Beispiel ein SSD (Halbleiterlaufwerk) auf. Der nichtflüchtige Speicher 14 speichert zum Beispiel Werkzeugkorrekturdaten, die von der Eingabevorrichtung 4 eingegeben werden, ein Bearbeitungsprogramm, das über ein Netzwerk (nicht veranschaulicht) eingegeben wird, usw.
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 weist ferner eine erste Schnittstelle 15, eine zweite Schnittstelle 16, eine Achsensteuerschaltung 17, eine Spindelsteuerschaltung 18, eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) 19 und eine E/A-Einheit 20 auf.
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Die erste Schnittstelle 15 ist eine Schnittstelle, die den Bus 11 und die Anzeigevorrichtung 3 miteinander verbindet. Die erste Schnittstelle 15 überträgt zum Beispiel verschiedene Daten, die durch die CPU 10 verarbeitet werden, an die Anzeigevorrichtung 3.
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Die Anzeigevorrichtung 3 ist eine Vorrichtung, die verschiedene Daten über die erste Schnittstelle 15 empfängt und die verschiedenen Daten anzeigt. Die Anzeigevorrichtung 3 zeigt zum Beispiel ein Bearbeitungsprogramm, das in dem nichtflüchtigen Speicher 14 gespeichert ist, Daten bezüglich des Werkzeugkorrekturwerts usw. an. Die Anzeigevorrichtung 3 ist eine Anzeige, wie zum Beispiel eine LCD (Flüssigkristallanzeige).
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Die zweite Schnittstelle 16 ist eine Schnittstelle zum Verbinden des Busses 11 und der Eingabevorrichtung 4 miteinander. Die zweite Schnittstelle 16 überträgt zum Beispiel Daten, die von der Eingabevorrichtung 4 eingegeben werden, über den Bus 11 an die CPU 10.
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Die Eingabevorrichtung 4 ist eine Vorrichtung zum Eingeben verschiedener Daten. Die Eingabevorrichtung 4 empfängt zum Beispiel die Eingabe von Daten bezüglich des Korrekturwerts des Werkzeugs und überträgt die Eingabedaten über die zweite Schnittstelle 16 an den nichtflüchtigen Speicher 14. Bei der Eingabevorrichtung 4 handelt es sich zum Beispiel um eine Tastatur. Es ist anzumerken, dass die Eingabevorrichtung 4 und die Anzeigevorrichtung 3 als eine Vorrichtung, wie zum Beispiel ein Berührungsbildschirm, konfiguriert sein können.
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Die Achsensteuerschaltung 17 ist eine Steuerschaltung, die den Hilfsmotor 6 steuert. Die Achsensteuerschaltung 17 empfängt einen Steuerbefehl von der CPU 10 und gibt einen Befehl zum Antreiben des Hilfsmotors 6 an den Hilfsverstärker 5 aus. Die Achsensteuerschaltung 17 überträgt zum Beispiel einen Drehmomentbefehl zum Steuern des Drehmoments des Hilfsmotors 6 an den Hilfsverstärker 5. Alternativ dazu kann die Achsensteuerschaltung 17 einen Drehzahlbefehl zum Steuern einer Drehzahl des Hilfsmotors 6 an den Hilfsverstärker 5 übertragen.
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Der Hilfsverstärker 5 empfängt einen Befehl von der Achsensteuerschaltung 17 und führt dem Hilfsmotor 6 elektrische Energie zu.
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Bei dem Hilfsmotor 6 handelt es sich um einen Motor, der durch Empfangen elektrischer Energie von dem Hilfsverstärker 5 angetrieben wird. Der Hilfsmotor 6 ist zum Beispiel mit einem Kugelgewinde, das einen Werkzeughalter antreibt, verbunden. Wenn der Hilfsmotor 6 angetrieben wird, bewegen sich Komponenten der Werkzeugmaschine 1, wie zum Beispiel der Werkzeughalter, der Spindelkopf und der Tisch, zum Beispiel in eine X-Achsenrichtung, eine Y-Achsenrichtung oder eine Z-Achsenrichtung. Die Werkzeugmaschine 1 kann einen Detektor (nicht veranschaulicht) aufweisen, der eine Position und eine Bewegungsgeschwindigkeit einer Komponente, wie zum Beispiel eines Werkzeughalters, detektiert. In diesem Fall kann die Achsensteuerschaltung 17 Feedbacksteuerung unter Verwendung von Detektionsdaten, die von dem Detektor ausgegeben werden, durchführen.
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Die Achsensteuerschaltung 18 ist eine Steuerschaltung zum Steuern des Spindelmotors 8. Wenn Lochbearbeitung basierend auf einem Bearbeitungsprogramm durchgeführt wird, empfängt die Spindelsteuerschaltung 18 einen Steuerbefehl von der CPU 10 und gibt einen Befehl zum Antreiben des Spindelmotors 8 an den Spindelverstärker aus. Die Spindelsteuerschaltung 18 überträgt zum Beispiel einen Drehmomentbefehl zum Steuern des Drehmoments des Spindelmotors 8 an den Spindelverstärker 7. Alternativ dazu kann die Spindelsteuerschaltung 18 einen Drehzahlbefehl zum Steuern einer Drehzahl des Spindelmotors 8 an den Spindelverstärker 7 übertragen.
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Der Spindelverstärker 7 empfängt einen Befehl von der Spindelsteuerschaltung 18 und führt dem Spindelmotor 8 elektrische Energie zu.
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Bei dem Spindelmotor 8 handelt es sich um einen Motor, der durch Empfangen elektrischer Energie von dem Spindelverstärker 7 angetrieben wird. Der Spindelmotor 8 ist mit einer Spindel (nicht veranschaulicht) verbunden, um die Spindel zu drehen.
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Der Spindelmotor 8 kann zum Beispiel mit einem Positionscodierer (nicht veranschaulicht), der einen Drehwinkel der Spindel detektiert, verbunden sein. Der Positionscodierer gibt einen Feedbackimpuls gemäß dem Drehwinkel der Spindel aus. Die Spindelsteuerschaltung 18 kann Feedbacksteuerung unter Verwendung eines Feedbackimpulses, der von dem Positionscodierer ausgegeben wird, durchführen. Der Feedbackimpuls, der in die Spindelsteuerschaltung 18 eingegeben wird, kann in die CPU 10 eingegeben werden.
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Der SPS 19 ist eine Steuervorrichtung, die ein Leiterprogramm zum Steuern des Peripheriegeräts 9 ausführt. Die SPS 19 steuert das Peripheriegerät 9 über die E/A-Einheit 20.
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Die E/A-Einheit 20 ist eine Schnittstelle zum Verbinden des SPS 19 und des Peripheriegeräts 9 miteinander. Die E/A-Einheit 20 überträgt einen Befehl, der von der SPS 19 empfangen wird, an das Peripheriegerät 9.
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Bei dem Peripheriegerät 9 handelt es sich um ein Gerät, das zum Durchführen eines Hilfsvorgangs, wenn die Werkzeugmaschine 1 ein Werkstück bearbeitet, in der Werkzeugmaschine 1 installiert ist. Bei dem Peripheriegerät 9 kann es sich um ein Gerät handeln, das um die Werkzeugmaschine 1 installiert ist. Das Peripheriegerät 9 kann zum Beispiel ein Werkzeugwechsler oder ein Roboter, wie zum Beispiel ein Manipulator, sein.
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Als nächstes wird eine Beschreibung einer Funktion des Werkzeugdiagnosegeräts 2 der ersten Ausführungsform angeführt.
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2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Funktion des Werkzeugdiagnosegeräts 2 der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Das Werkzeugdiagnosegerät 2 weist zum Beispiel eine Steuereinheit 21, eine Datenerfassungseinheit 22, eine Wellenformerstellungseinheit 23, eine Zeitreihendaten-Speichereinheit 24, eine Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25, eine Eigenschaftsextrahierungseinheit 26, eine Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 und eine Veranschaulichungseinheit 28 auf. Die Steuereinheit 21, die Datenerfassungseinheit 22, die Wellenformerstellungseinheit 23, die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25, die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26, die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 und die Veranschaulichungseinheit 28 werden zum Beispiel durch Durchführen von arithmetischer Verarbeitung durch die CPU 10 unter Verwendung des RAM 13 als einen Arbeitsbereich unter Verwendung des Systemprogramms und verschiedenen Daten, die in dem ROM 12 gespeichert sind, realisiert. Des Weiteren wird die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 durch Speichern eines Berechnungsergebnisses des arithmetischen Verarbeitens der CPU 10 in dem RAM 13 oder dem nichtflüchtigen Speicher 14 realisiert.
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Die Steuereinheit 21 steuert das gesamte Werkzeugdiagnosegerät 2. Zum Beispiel steuert die Steuereinheit 21 den Hilfsmotor 6 und den Spindelmotor 8 gemäß einem Bearbeitungsprogramm zum Durchführen von Lochbearbeitung eines Werkstücks.
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Die Datenerfassungseinheit 22 erfasst Zeitreihendaten bezüglich eines Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs, wenn Bohren durch das Bohrwerkzeug ausgeführt wird. Der Verschlechterungszustand bezieht sich zum Beispiel auf den Verschleiß oder den Bruch des Werkzeugs. Die Zeitreihendaten bezeichnen einen Satz von Daten, die für jeden Steuerzyklus erfasst werden, zum Beispiel wenn Lochbearbeitung durchgeführt wird. Bei dem Loch, das durch das Bohrwerkzeug bearbeitet wird, handelt es sich zum Beispiel um ein Sackloch.
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Die Datenerfassungseinheit 22 erfasst zum Beispiel Hilfsdaten als Zustandsdaten von der Spindelsteuerschaltung 18.
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Bei den Hilfsdaten handelt es sich zum Beispiel um Befehlsdaten, die einen Befehlswert eines Drehmomentbefehls, der durch die Spindelsteuerschaltung 18 an den Spindelverstärker 7 ausgegeben wird, angeben, oder Feedbackdaten, die das Drehmoment der Spindel angeben und die von dem Spindelmotor 8 an die Spindelsteuerschaltung 18 zurückgeführt werden.
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Bei den Hilfsdaten kann es sich um Befehlsdaten, die einen Befehlswert eines Drehzahlbefehls, der durch die Spindelsteuerschaltung 18 an den Spindelverstärker 7 ausgegeben wird, angeben, oder Feedbackdaten, die eine Drehzahl der Spindel angeben und die von dem Spindelmotor 8 an die Spindelsteuerschaltung 18 zurückgeführt werden, handeln.
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Die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt Wellenformdaten basierend auf Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 22 erfasst werden. Die Wellenformerstellungseinheit 23 stellt zum Beispiel einen Befehlswert eines Drehmomentbefehls, der von jedem Steuerzyklus erfasst wird, graphisch auf einer Kurve dar, wobei eine vertikale Achse den Befehlswert des Drehmoments angibt und eine horizontale Achse die Zeit angibt, und erstellt Wellenformdaten. Das heißt, bei den Wellenformdaten handelt es sich um Daten, die derart verarbeitet werden, dass eine Veränderung in den Zeitreihendaten wahrgenommen wird.
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Die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt Wellenformdaten basierend auf Zeitreihendaten, die während Bearbeitung des ersten Lochs unter Verwendung eines neuen Bohrwerkzeugs durchgeführt wird, erfasst werden. Zusätzlich erstellt die Wellenformerstellungseinheit 23 Wellenformdaten basierend auf Zeitreihendaten, die während Bearbeitung des Lochs unter Verwendung eines nicht neuen Bohrwerkzeugs durchgeführt wird, erfasst werden.
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Das neue Bohrwerkzeug ist ein unbenutztes Bohrwerkzeug, das nicht zur Bearbeitung verwendet wurde. Das nicht neue Bohrwerkzeug ist ein Bohrwerkzeug, das mehrere Male zum Durchführen von Lochbearbeitung verwendet wurde.
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Wie Wellenformerstellungseinheit kann Wellenformdaten zu jedem Zeitpunkt erstellen. Zum Beispiel können Wellenformdaten fortlaufend während Bearbeitung jedes Lochs erstellt werden. Alternativ dazu kann die Wellenformerstellungseinheit 23 Wellenformdaten jedes Mal, wenn eine vorbestimmte Anzahl an Löchern bearbeitet wird, oder jedes Mal, wenn Lochbearbeitung für eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt wird, erstellen.
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3 und 4 veranschaulichen ein Beispiel von Wellenformdaten, die durch die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt werden.
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3 ist ein Diagramm, das Wellenformdaten veranschaulicht, die basierend auf Zeitreihendaten erstellt werden, wenn erste Lochbearbeitung unter Verwendung eines neuen Bohrwerkzeugs durchgeführt wird. In 3 gibt die vertikale Achse den Befehlswert des Drehmomentbefehls an und die horizontale Achse gibt die Zeit an.
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Wellenformdaten, die von t1 bis t2 veranschaulicht sind, werden basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die in einem berührungsfreien Abschnitt erfasst werden, bei dem sich das Bohrwerkzeug und das Werkstück in einem berührungsfreien Zustand befinden. In dem berührungsfreien Abschnitt ändert sich ein Datenwert der Wellenformdaten mit einem niedrigen Wert.
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Wellenformdaten, die von t2 bis t3 veranschaulicht sind, werden basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die in einem Berührungsstartabschnitt erfasst werden, bei dem Berührung zwischen dem Bohrwerkzeug und dem Werkstück beginnt und der Berührungsabschnitt zwischen einer Schneidkante des Bohrwerkzeugs und dem Werkstück zunimmt. In dem Berührungsstartabschnitt erhöht sich ein Datenwert der Wellenformdaten stark.
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Wellenformdaten, die von t3 bis t4 veranschaulicht sind, werden basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die in einem Anfangsabschnitt erfasst werden, bei dem Bearbeitung von einer Position, wo ein Außenumfang des Bohrwerkzeugs in Berührung mit dem Werkstück kommt, zu einer Mittenposition des Lochs durchgeführt wird. Die Mittenposition des Lochs ist eine Position zwischen einer Öffnung des Lochs und einem Boden des Lochs nach Ende der Bearbeitung und ist eine Position an der Öffnungsseite der Mitte des Lochs. Die Mittenposition des Lochs ist zum Beispiel eine Position an einer Tiefe von etwa 1/3 einer Gesamtlänge des Lochs. Das heißt, der Anfangsabschnitt weist eine Länge gleich oder kleiner als die eines Diagnoseabschnitts, der später beschrieben wird, auf und der Diagnoseabschnitt weist eine Länge gleich oder größer der des Anfangsabschnitts auf. Im Folgenden wird die Position des Lochbodens nach Ende der Bearbeitung als eine Bearbeitungsendposition bezeichnet.
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Der Anfangsabschnitt ist ein Abschnitt, bei dem ein Datenwert der Wellenformdaten aufgrund eines Einflusses verschiedener Störgeräusche nicht stabil ist. Das heißt, es ist schwierig, einen Verschlechterungszustand des Bohrwerkzeugs in Zeitreihendaten, die in dem Anfangsabschnitt erfasst werden, zu reflektieren. Im Anfangsabschnitt ist der Bereich einer Außenumfangsfläche des Bohrwerkzeugs, das durch eine Innenumfangsfläche des Lochs geführt wird, klein und deshalb wird angenommen, dass Schwingungen des Bohrwerkzeugs eine Ursache sind.
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In 3 ist der Datenwert der Wellenformdaten im Anfangsabschnitt insgesamt etwas niedriger. Anders ausgedrückt, wenn die Wellenformdaten, die in 3 veranschaulicht sind, geglättet sind, nimmt der Datenwert der Zeitreihendaten im Anfangsabschnitt leicht zu.
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Wellenformdaten, die von t4 bis t5 veranschaulicht sind, werden basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die in dem Diagnoseabschnitt von der Mittenposition zu der Bearbeitungsendposition des Lochs erfasst werden. Bei dem Diagnoseabschnitt handelt es sich um einen Abschnitt, in dem Zeitreihendaten, die den Verschlechterungszustand des Bohrwerkzeugs reflektieren, erfasst werden, wenn sich das Bohrwerkzeug verschlechtert.
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Der Datenwert der Wellenformdaten in dem Diagnoseabschnitt, der in 3 veranschaulicht ist, behält im Durchschnitt einen im Wesentlichen konstanten Wert bei. Anders ausgedrückt, wenn die Wellenformdaten, die in 3 veranschaulicht sind, geglättet sind, behält der Datenwert der Wellenformdaten im Diagnoseabschnitt einen im Wesentlichen konstanten Wert bei.
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t5 ist ein Zeitpunkt, zu dem das Bohrwerkzeug die Bearbeitungsendposition erreicht und das Bohren beendet wird. Bei t5 beginnt das Zurückziehen des Bohrwerkzeugs aus dem Loch. Wenn das Bohrwerkzeug vollständig aus dem Loch gezogen wurde, wird das Bohrwerkzeug in einem anderen Loch positioniert, um ein anderes Loch zu bearbeiten.
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4 ist ein Diagramm, das Wellenformdaten veranschaulicht, die basierend auf Zeitreihendaten erstellt werden, die erfasst werden, wenn Bearbeitung durch ein nicht neues Bohrwerkzeug durchgeführt wird. In 4 gibt eine vertikale Achse den Befehlswert des Drehmomentbefehls an und eine horizontale Achse gibt die Zeit an. Diese Wellenformdaten werden verwendet, um Verschlechterung des Bohrwerkzeugs zu diagnostizieren.
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Wellenformdaten, die von t1 ` bis t2' veranschaulicht sind, werden basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die in einem berührungsfreien Abschnitt erfasst werden. In dem berührungsfreien Abschnitt behält ein Datenwert der Wellenformdaten einen niedrigen Wert bei.
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Wellenformdaten, die von t2' bis t3' veranschaulicht sind, werden basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die in einem Berührungsstartabschnitt erfasst werden. Ähnlich den Wellenformdaten des neuen Bohrwerkzeugs, erhöht sich der Datenwert der Wellenformdaten in dem Berührungsstartabschnitt stark.
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Wellenformdaten, die von t3' bis t4' veranschaulicht sind, werden basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die in einem Anfangsabschnitt erfasst werden. In dem Anfangsabschnitt bewegt sich der Datenwert der Wellenformdaten im Durschnitt nach oben und unten. Anders ausgedrückt, wenn die Wellenformdaten, die in 4 veranschaulicht sind, geglättet sind, nimmt der Datenwert im Anfangsabschnitt einmal zu, dann sinkt er und dann steigt er. Wie oben beschrieben, da der Bereich der Außenumfangsfläche des Bohrwerkzeugs, das durch die Innenumfangsfläche des Lochs geführt wird, im Anfangsabschnitt klein ist, wird angenommen, dass Schwingungen des Bohrwerkzeugs eine Ursache sind.
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Wellenformdaten, die von t4' bis t5' veranschaulicht sind, werden basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die in einem Diagnoseabschnitt erfasst werden. In dem Diagnoseabschnitt steigt der Datenwert der Wellenformdaten im Durschnitt weiter an und behält einen hohen Wert bei. Anders ausgedrückt, wenn die Wellenformdaten, die in 4 veranschaulicht sind, geglättet sind, steigt der Datenwert im Diagnoseabschnitt und behält einen hohen Wert bei. Eine Ursache ist, dass Verschlechterung, wie zum Beispiel Verschleiß, an der Schneidkante des Bohrwerkzeugs auftritt und ein Schneidwiderstand zunimmt.
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t5' ist ein Zeitpunkt, zu dem das Bohrwerkzeug eine Bearbeitungsendposition erreicht und das Bohren beendet wird. Bei t5 beginnt das Zurückziehen des Bohrwerkzeugs. Wenn das Bohrwerkzeug vollständig aus dem Loch gezogen wurde, wird das Bohrwerkzeug in einem anderen Loch positioniert, um ein anderes Loch zu bearbeiten.
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Hier wird unter Rückbezug auf 2 die Beschreibung des Werkzeugdiagnosegeräts 2 fortgeführt.
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Die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 speichert Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 22 erfasst werden. Bei den Zeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind, handelt es sich zum Beispiel um Wellenformdaten, die durch die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt werden. Die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 speichert Zeitreihendaten, die erfasst werden, wenn Bearbeitung unter Verwendung eines neuen Bohrwerkzeugs durchgeführt wird. Ferner speichert die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 Zeitreihendaten, die erfasst werden, wenn Bearbeitung unter Verwendung eines nicht neuen Bohrwerkzeugs durchgeführt wird.
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Die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 extrahiert Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die erfasst werden, wenn Bearbeitung des Diagnoseabschnitts durchgeführt wird, aus Zeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind. Bei den Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten handelt es sich zum Beispiel um Diagnoseabschnitt-Wellenformdaten, die basierend auf Zeitreihendaten erstellt werden, die erfasst werden, wenn Bearbeitung des Diagnoseabschnitts durchgeführt wird.
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Die Menge an Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die extrahiert werden sollen, wird im Voraus durch eine Bedienperson usw. gemäß einem Typ des Bohrwerkzeugs oder einer Kombination des Typs des Bohrwerkzeugs und eines Materials des Werkstücks festgelegt. Zum Beispiel, wenn ein Durchmesser des Bohrwerkzeugs hinsichtlich einer Gesamtlänge des Bohrwerkzeugs groß ist, beruhigt sich die Schwingung, die in einer Anfangsphase des Bohrens erzeugt wird, relativ schnell. In diesem Fall wird eine Länge der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten auf relativ lange eingestellt.
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Auf der anderen Seite, wenn der Durchmesser hinsichtlich der Gesamtlänge des Bohrwerkzeugs klein ist, beruhigt sich die Schwingung erst, wenn eine bestimmte Länge eines Spitzenabschnitts durch die Innenumfangsfläche des Lochs geführt wird. In diesem Fall wird die Länge der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten auf relativ kurz eingestellt. Ein Grund für das Festlegen der Länge der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten auf diese Weise, ist die effiziente Beseitigung eines Einflusses von Störgeräuschen, die in den Zeitreihendaten in dem Anfangsabschnitt auftreten.
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Die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 extrahiert Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten durch Spezifizieren von Zeitreihendaten, die erfasst werden, wenn das Bohrwerkzeug Bearbeitung in dem Diagnoseabschnitt durchführt, zum Beispiel basierend auf einem Bearbeitungsprogramm und Hilfsdaten.
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Die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 extrahiert Eigenschaftsdaten, die eine Eigenschaft von Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die durch die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 extrahiert werden, angeben. Bei den Eigenschaftsdaten handelt es sich zum Beispiel um einen Durchschnitt, eine Varianz, einen Schrägheitsgrad und/oder eine Wölbung der Datenwerte, die durch die Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten angegeben werden. Ferner kann es sich bei den Eigenschaftsdaten um einen Höchstwert der Datenwerte, die durch die Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten angegeben werden, handeln.
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Die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 diagnostiziert Verschlechterung des Bohrwerkzeugs basierend auf Eigenschaftsdaten, die durch die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 extrahiert werden. Die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 bestimmt zum Beispiel, ob ein Datenwert, der durch die Eigenschaftsdaten angegeben wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert oder gleich oder niedriger als der Schwellenwert ist oder nicht, und diagnostiziert, ob sich das Bohrwerkzeug verschlechtert oder nicht.
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Es kann eine Vielzahl an Schwellenwerten festgelegt werden. In diesem Fall bestimmt die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27, dass ein Schwellenwert von dem Eigenschaftsdatenwert überschritten wird, und diagnostiziert ein Verschlechterungsmaß des Bohrwerkzeugs.
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Zum Beispiel werden ein erster Schwellenwert, ein zweiter Schwellenwert und ein dritter Schwellenwert festgelegt. Wenn der Wert der Eigenschaftsdaten niedriger als der erste Schwellenwert ist, bestimmt die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27, dass sich das Bohrwerkzeug nicht verschlechtert hat. Wenn der Wert der Eigenschaftsdaten gleich oder größer als der erste Schwellenwert und niedriger als der zweite Schwellenwert ist, bestimmt die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27, dass das Verschlechterungsmaß des Bohrwerkzeugs gering ist. Wenn der Wert der Eigenschaftsdaten gleich oder größer als der zweite Schwellenwert und niedriger als der dritte Schwellenwert ist, bestimmt die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27, dass die Verschlechterung des Bohrwerkzeugs etwas vorangeschritten ist. Wenn der Wert der Eigenschaftsdaten gleich oder größer als der dritte Schwellenwert ist, bestimmt die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27, dass Verschlechterung des Bohrwerkzeugs erheblich fortgeschritten ist und die Verwendungsbeschränkung erreicht wurde.
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Die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 kann die Lebensdauer des Bohrwerkzeugs gemäß dem Verschlechterungsmaß des Bohrwerkzeugs abschätzen. Die Lebensdauer des Bohrwerkzeugs bezeichnet eine Zeit, bis das Bohrwerkzeug die Verwendungsbeschränkung erreicht.
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Die Veranschaulichungseinheit 28 veranschaulicht ein Diagnoseergebnis des Bohrwerkzeugs durch die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27. Zum Beispiel gibt die Veranschaulichungseinheit 28 Daten, die ein Diagnoseergebnis eines Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs angeben, an die Anzeigevorrichtung 3 aus. Ferner kann die Veranschaulichungseinheit 28 die Eigenschaftsdaten, die die Eigenschaft der Zeitreihendaten angeben, zusammen mit dem Diagnoseergebnis des Bohrwerkzeugs an die Anzeigevorrichtung 3 ausgeben.
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Als nächstes wird eine Beschreibung eines Flusses der Verarbeitung, die durch das Werkzeugdiagnosegerät 2 ausgeführt wird, angeführt.
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5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Flusses der Verarbeitung, die durch das Werkzeugdiagnosegerät 2 ausgeführt wird, veranschaulicht. Das Werkzeugdiagnosegerät 2 kann die Verarbeitung, die unten beschrieben wird, jedes Mal, wenn jedes Loch bearbeitet wird, ausführen. Alternativ dazu kann das Werkzeugdiagnosegerät 2 diese Verarbeitung jedes Mal, wenn eine vorbestimmte Anzahl an Löchern bearbeitet wird, ausführen.
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Bei Durchführung von Lochbearbeitung durch das Bohrwerkzeug erfasst die Datenerfassungseinheit 22 Zeitreihendaten bezüglich eines Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs (Schritt SA01).
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Als nächstes, erstellt die Wellenformerstellungseinheit 23 Wellenformdaten basierend auf den Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 22 erfasst werden (Schritt SA02).
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Als nächstes, speichert die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 22 erfasst werden (Schritt SA03). Bei den Zeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind, handelt es sich zum Beispiel um Wellenformdaten, die durch die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt werden.
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Als nächstes, extrahiert die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, aus den Zeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind (Schritt SA04).
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Als nächstes, extrahiert die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 Eigenschaftsdaten, die eine Eigenschaft der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die durch die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 extrahiert werden, angeben (Schritt SA05).
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Als nächstes, diagnostiziert die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 Verschlechterung des Bohrwerkzeugs basierend auf den Eigenschaftsdaten, die durch die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 extrahiert werden (Schritt SA06).
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Als nächstes, veranschaulicht die Veranschaulichungseinheit 28 ein Diagnoseergebnis der Verschlechterung des Bohrwerkzeugs, die durch die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 diagnostiziert wird (Schritt SA07) und beendet den Vorgang.
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 der vorliegenden Ausführungsform diagnostiziert Verschlechterung des Bohrwerkzeugs unter Verwendung der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten. Somit kann ein Einfluss von Störgeräuschen, die in den Zeitreihendaten des Anfangsabschnitts auftreten, eliminiert werden. In der Folge kann das Werkzeugdiagnosegerät 2 Verschlechterung des Bohrwerkzeugs genau diagnostizieren.
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Ferner ist der Diagnoseabschnitt in dem Werkzeugdiagnosegerät 2 der vorliegenden Ausführungsform auf eine Länge gleich oder größer als die des Anfangsabschnitts von der Öffnung zu der Mittenposition des Lochs festgelegt. Somit kann die Verschlechterung des Bohrwerkzeugs basierend auf Zeitreihendaten, in denen der Verschlechterungszustand des Bohrwerkzeugs zuverlässig reflektiert wird, diagnostiziert werden.
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Ferner werden in dem Werkzeugdiagnosegerät 2 der vorliegenden Ausführungsform Zeitreihendaten von Daten, die das Drehmoment der Spindel der Werkzeugmaschine angeben, und/oder Daten, die eine Drehzahl der Spindel angeben, erfasst. Somit können Zeitreihendaten bezüglich des Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs einfach erfasst werden.
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Ferner werden in dem Werkzeugdiagnosegerät 2 der vorliegenden Ausführungsform Zeitreihendaten von Befehlsdaten zum Durchführen von Lochbearbeitung und/oder Feedbackdaten, die beim Durchführen von Lochbearbeitung zurückgeführt werden, erfasst. Somit können Zeitreihendaten bezüglich des Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs einfach erfasst werden.
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Ferner werden in der vorliegenden Ausführungsform Eigenschaftsdaten, die die Eigenschaft der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten angeben, extrahiert und Verschlechterung des Bohrwerkzeugs wird basierend auf den Eigenschaftsdaten diagnostiziert. Somit kann ein Einfluss von Störgeräuschen eliminiert werden, um Verschlechterung des Bohrwerkzeugs zu diagnostizieren.
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Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform Verschlechterung des Bohrwerkzeugs basierend auf Eigenschaften eines Durchschnitts, einer Varianz, eines Schrägheitsgrads und/oder einer Wölbung der Datenwerte, die durch die Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten angegeben werden, diagnostiziert. Somit können angemessene Eigenschaftsdaten gemäß verschiedenen Bohrwerkzeugen verwendet werden.
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[Zweite Ausführungsform]
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Als nächstes wird die zweite Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist anzumerken, dass die gleiche Konfiguration und Funktion wie die der ersten Ausführungsform ausgelassen werden.
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Ein Werkzeugdiagnosegerät einer zweiten Ausführungsform diagnostiziert Verschlechterung des Bohrwerkzeugs unter Verwendung von Differenzzeitreihendaten, die eine Differenz zwischen Referenzzeitreihendaten, die als Referenzdaten dienen, und Diagnosezeitreihendaten, die als ein Diagnoseziel bei der Werkzeugdiagnose dienen, angeben. Die Referenzzeitreihendaten und die Diagnosezeitreihendaten werden später im Detail beschrieben.
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6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Funktion des Werkzeugdiagnosegeräts 2 der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 der zweiten Ausführungsform weist die Steuereinheit 21, die Datenerfassungseinheit 22, die Wellenformerstellungseinheit 23, die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24, die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25, die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26, die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 und die Veranschaulichungseinheit 28, die im Werkzeugdiagnosegerät 2 der ersten Ausführungsform enthalten sind, auf. Zusätzlich weist das Werkzeugdiagnosegerät 2 ferner eine Bearbeitungshistorienspeichereinheit 31 und eine Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 auf.
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Die Bearbeitungshistorienspeichereinheit 31 wird zum Beispiel durch Speichern eines Berechnungsergebnisses des arithmetischen Verarbeitens der CPU 10 in dem RAM 13 oder dem nichtflüchtigen Speicher 14 realisiert. Ferner wird die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 durch Durchführen von arithmetischen Verarbeiten durch die CPU 10 unter Verwendung des RAM 13 als einen Arbeitsbereich durch Verwenden des Systemprogramms, des Werkzeugdiagnoseprogramms und verschiedener Daten, die in dem ROM 12 gespeichert sind, realisiert.
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Die Bearbeitungshistorienspeichereinheit 31 speichert Bearbeitungshistoriendaten bezüglich einer Bearbeitungshistorie jedes Bohrwerkzeugs.
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7 ist ein Diagramm zum Beschreiben von Bearbeitungshistoriendaten, die in der Bearbeitungshistorienspeichereinheit 31 gespeichert sind. Die Bearbeitungshistorienspeichereinheit 31 speichert eine kumulative Bearbeitungszeit jedes Bohrwerkzeugs, wenn jedes Loch bearbeitet wird, durch die Steuereinheit 21. Die kumulative Bearbeitungszeit ist zum Beispiel eine Gesamtschneidvorschubzeit, wenn jedes Bohrwerkzeug Lochbearbeitung durchführt. Ferner kann die Bearbeitungshistorienspeichereinheit 31 die kumulative Anzahl an Löchern, die durch jedes Bohrwerkzeugs bearbeitet werden, speichern.
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Die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt Wellenformdaten basierend auf Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 22 erfasst werden. Die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt Referenzwellenformdaten basierend auf Zeitreihendaten, die während der Durchführung von Bohren durch ein neues Bohrwerkzeug erfasst werden. Die Referenzwellenformdaten bezeichnen Wellenformdaten, die als Referenzdaten dienen, wenn Verschlechterung des Werkzeugs diagnostiziert wird. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben sind die Wellenformdaten, die in 3 veranschaulicht sind, Wellenformdaten, die basierend auf Zeitreihendaten erstellt werden, die während der Durchführung von Bohren durch ein neues Bohrwerkzeugs erfasst werden. Das heißt, die Wellenformdaten, die in 3 veranschaulicht sind, sind Referenzwellenformdaten.
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Die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt Diagnosewellenformdaten basierend auf Zeitreihendaten, die während der Durchführung von Bohren durch ein nicht neues Bohrwerkzeug erfasst werden. Die Diagnosewellenformdaten bezeichnen Wellenformdaten, die diagnostiziert werden sollen, wenn diagnostiziert wird, ob sich das Bohrwerkzeug verschlechtert oder nicht. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben sind die Wellenformdaten, die in 4 veranschaulicht sind, Wellenformdaten, die basierend auf Zeitreihendaten erstellt werden, die während der Durchführung von Bohren unter Verwendung eines nicht neuen Bohrwerkzeugs erfasst werden. Das heißt, die Wellenformdaten, die in 4 veranschaulicht sind, sind Diagnosewellenformdaten.
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Die Wellenformerstellungseinheit 23 bezieht sich zum Beispiel auf Bearbeitungshistoriendaten, die in der Bearbeitungshistorienspeichereinheit 31 gespeichert sind, und bestimmt, ob Wellenformdaten, die erstellt werden sollen, die Referenzwellenformdaten oder die Diagnosewellenformdaten sind. Wenn die Wellenformerstellungseinheit 23 zum Beispiel Wellenformdaten basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die erfasst werden, wenn Lochbearbeitung durch ein Bohrwerkzeug mit einer Nullzeit als eine kumulative Bearbeitungszeit vor dem Lochbearbeiten durchgeführt wird, werden die erstellten Wellenformdaten als die Referenzwellenformdaten verwendet. Wenn die Wellenformerstellungseinheit 23 Wellenformdaten basierend auf Zeitreihendaten erstellt, die erfasst werden, wenn Lochbearbeitung durch ein Bohrwerkzeug, das keine Nullzeit als eine kumulative Bearbeitungszeit, bevor Bohren durchgeführt wird, aufweist, werden die erstellten Wellenformdaten als die Diagnosewellenformdaten verwendet. Die Wellenformerstellungseinheit 23 kann Kennzeichen an den Referenzwellenformdaten und den Diagnosewellenformdaten anbringen, die angeben, dass die Referenzwellenformdaten und die Diagnosewellenformdaten jeweils die Referenzwellenformdaten und die Diagnosewellenformdaten sind.
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Die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 speichert Referenzzeitreihendaten, die erfasst werden, während Bohren unter Verwendung eines neuen Bohrwerkzeugs durchgeführt wird. Bei den Referenzzeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind, handelt es sich zum Beispiel um Referenzwellenformdaten, die durch die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt werden.
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Die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 speichert Diagnosezeitreihendaten, die erfasst werden, während Bohren unter Verwendung eines nicht neuen Bohrwerkzeugs durchgeführt wird. Bei den Diagnosezeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind, handelt es sich zum Beispiel um Diagnosewellenformdaten, die durch die Wellenformerstellungseinheit 23 erstellt werden.
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Die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 erstellt Differenzzeitreihendaten, die eine Differenz zwischen den Referenzzeitreihendaten und den Diagnosezeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind, angeben. Bei den Differenzzeitreihendaten handelt es sich zum Beispiel um Differenzwellenformdaten, die eine Differenz zwischen den Referenzwellenformdaten und den Diagnosewellenformdaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind, angeben.
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Die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 erstellt Differenzzeitreihendaten durch Berechnen einer Differenz zwischen Zeitreihendaten jeweils eines berührungsfreien Abschnitts, eines Berührungsstartabschnitts, eines Anfangsabschnitts und eines Diagnoseabschnitts in den Diagnosezeitreihendaten und den Zeitreihendaten jeweils eines berührungsfreien Abschnitts, eines Berührungsstartabschnitts, eines Anfangsabschnitts und eines Diagnoseabschnitts in den Referenzzeitreihendaten.
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8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Differenzwellenformdaten veranschaulicht. In 8 gibt eine vertikale Achse den Befehlswert des Drehmomentbefehls an und eine horizontale Achse gibt die Zeit an.
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Differenzwellenformdaten, die eine Differenz zwischen den Referenzwellenformdaten und den Diagnosewellenformdaten in dem berührungsfreien Abschnitt angeben, sind von t1" bis t2" veranschaulicht. Die Differenzwellenformdaten in dem berührungsfreien Abschnitt bleiben im Durchschnitt um Null. Das heißt, es besteht fast keine Differenz zwischen den Referenzwellenformdaten und den Diagnosewellenformdaten in diesem Abschnitt.
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Differenzwellenformdaten, die eine Differenz zwischen den Referenzwellenformdaten und den Diagnosewellenformdaten in dem Berührungsstartabschnitt angeben, sind von t2" bis t3" veranschaulicht. In dem Berührungsstartabschnitt erhöhen sich die Differenzwellenformdaten temporär. Es wird daher als eine Ursache angenommen, dass eine vorübergehende Differenz zwischen einer Anstiegszeit eines Datenwerts in den Referenzwellenformdaten und einer Anstiegszeit eines Datenwerts in den Differenzwellenformdaten besteht.
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Differenzwellenformdaten, die eine Differenz zwischen den Referenzwellenformdaten und den Diagnosewellenformdaten in dem Anfangsabschnitt angeben, sind von t3" bis t4" veranschaulicht. Die Differenzwellenformdaten in dem Anfangsabschnitt sind höher als ein Wert, der durch die Differenzwellenformdaten im berührungsfreien Abschnitt im Durchschnitt angegeben wird. Als eine Ursache dafür wird angenommen, dass eine Differenz zwischen dem Auftreten von Störgeräuschen in den Referenzwellenformdaten und dem Auftreten von Störgeräuschen in den Diagnosewellenformdaten in dem Anfangsabschnitt besteht.
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Differenzwellenformdaten, die eine Differenz zwischen den Referenzwellenformdaten und den Diagnosewellenformdaten in dem Diagnoseabschnitt angeben, sind von t4" bis t5" veranschaulicht. Die Differenzwellenformdaten in dem Diagnoseabschnitt behalten im Durchschnitt einen hohen Wert bei. Anders ausgedrückt, wenn die Differenzwellenformdaten, die in 8 veranschaulicht sind, geglättet sind, behält ein Wert, der durch die Differenzwellenformdaten angegeben wird, im Diagnoseabschnitt einen hohen Wert bei. Eine Grund ist somit, dass Verschlechterung, wie zum Beispiel Verschleiß, an der Schneidkante des Bohrwerkzeugs auftritt und ein Schneidwiderstand zunimmt.
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t5" ist ein Zeitpunkt, zu dem das Bohrwerkzeug die Bearbeitungsendposition erreicht und das Bohren beendet wird. Das heißt, t5" ist ein Zeitpunkt, zu dem das Bohrwerkzeug die Bearbeitungsendposition erreicht. Bei t5" beginnt das Zurückziehen des Bohrwerkzeugs.
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Unter Rückbezug auf 6 wird die Beschreibung jeder Einheit des Werkzeugdiagnosegeräts 2 fortgeführt.
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Die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 extrahiert Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die erfasst werden, wenn Bearbeitung in dem Diagnoseabschnitt von den Differenzzeitreihendaten durchgeführt wird. Die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 extrahiert zum Beispiel Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten durch Spezifizieren von Zeitreihendaten, die erfasst werden, wenn das Bohrwerkzeug Bearbeitung in dem Diagnoseabschnitt basierend auf einem Bearbeitungsprogramm und den Hilfsdaten durchführt.
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Die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 extrahiert Eigenschaftsdaten, die eine Eigenschaft der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die durch die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 extrahiert werden, angeben. Bei den Eigenschaftsdaten handelt es sich zum Beispiel um einen Durchschnitt, eine Varianz, einen Schrägheitsgrad und/oder eine Wölbung der Datenwerte, die durch die Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten angegeben werden.
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Die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 diagnostiziert Verschlechterung des Bohrwerkzeugs basierend auf Eigenschaftsdaten, die durch die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 extrahiert werden. Die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 bestimmt zum Beispiel, ob ein Wert, der durch die Eigenschaftsdaten angegeben wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert oder gleich oder niedriger als der Schwellenwert ist oder nicht, und diagnostiziert, ob sich das Bohrwerkzeug verschlechtert oder nicht.
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Die Veranschaulichungseinheit 28 veranschaulicht ein Diagnoseergebnis des Bohrwerkzeugs durch die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27. Zum Beispiel gibt die Veranschaulichungseinheit 28 Daten, die ein Diagnoseergebnis eines Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs angeben, an die Anzeigevorrichtung 3 aus.
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Als nächstes wird eine Beschreibung der Verarbeitung, die durch das Werkzeugdiagnosegerät 2 ausgeführt wird, angeführt.
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9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung, die durch das Werkzeugdiagnosegerät 2 ausgeführt wird, veranschaulicht. Das Werkzeugdiagnosegerät 2 kann die Verarbeitung, die unten beschrieben wird, jedes Mal, wenn jedes Loch bearbeitet wird, ausführen. Alternativ dazu kann das Werkzeugdiagnosegerät 2 diese Verarbeitung jedes Mal ausführen, wenn eine vorbestimmte Anzahl an Löchern bearbeitet wird, nachdem erste Bearbeitung durch ein neues Bohrwerkzeug durchgeführt wurde.
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Bei Durchführung von Lochbearbeitung durch das Bohrwerkzeug erfasst die Datenerfassungseinheit 22 Zeitreihendaten bezüglich des Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs (Schritt SB01).
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Als nächstes erstellt die Wellenformerstellungseinheit 23 Wellenformdaten basierend auf den Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 22 erfasst werden (Schritt SB02).
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Als nächstes wird bestimmt, ob die erfassten Zeitreihendaten Referenzzeitreihendaten oder Diagnosezeitreihendaten sind (Schritt SB03).
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Wenn die erfassten Zeitreihendaten die Referenzzeitreihendaten sind (Ja bei Schritt SB03), speichert die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Referenzzeitreihendaten (Schritt SB04). Wenn die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Referenzzeitreihendaten speichert, kehrt der Vorgang wieder zu Schritt SB01 zurück.
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Wenn die erfassten Zeitreihendaten die Diagnosezeitreihendaten sind (Nein bei Schritt SB03), speichert die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Diagnosezeitreihendaten (Schritt SB05).
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Als nächstes erstellt die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 Differenzzeitreihendaten basierend auf den Referenzzeitreihendaten und den Diagnosezeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind (Schritt SB06).
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Als nächstes extrahiert die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die Zeitreihendaten angeben, die erfasst werden, während Bearbeitung in dem Diagnoseabschnitt durchgeführt wird, aus den Differenzzeitreihendaten, die durch die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 erstellt werden (Schritt SB07).
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Als nächstes extrahiert die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 Eigenschaftsdaten, die eine Eigenschaft der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten angeben (Schritt SB08).
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Als nächstes diagnostiziert die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 Verschlechterung des Bohrwerkzeugs basierend auf den Eigenschaftsdaten, die durch die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 extrahiert werden (Schritt SB09).
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Schließlich veranschaulicht die Veranschaulichungseinheit 28 ein Diagnoseergebnis des Bohrwerkzeugs, das durch die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 diagnostiziert wird (Schritt SB10).
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 der vorliegenden Ausführungsform diagnostiziert Verschlechterung des Bohrwerkzeugs basierend auf den Differenzzeitreihendaten, die die Differenz zwischen den Referenzzeitreihendaten und den Diagnosezeitreihendaten angeben. Somit ist es nicht notwendig, einen Schwellenwert, der als ein Referenzwert zum Bestimmen, dass sich das Bohrwerkzeug verschlechtert hat, für jedes Bohrwerkzeug festzulegen. Das heißt, Verschlechterung des Bohrwerkzeugs kann einfach diagnostiziert werden.
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[Dritte Ausführungsform]
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Als nächstes wird ein Werkzeugdiagnosegerät 2 einer dritten Ausführungsform beschrieben. Es ist anzumerken, dass die Beschreibung der gleichen Konfiguration und Funktion wie die des Werkzeugdiagnosegeräts 2 der ersten Ausführungsform bzw. der zweiten Ausführungsform ausgelassen werden.
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 der dritten Ausführungsform weist eine Konfiguration zum Diagnostizieren der Lebensdauer des Bohrwerkzeugs unter Verwendung von Maschinenlernen auf.
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10 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Funktion des Werkzeugdiagnosegeräts 2 der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 der dritten Ausführungsform weist die Steuereinheit 21, die Bearbeitungshistorienspeichereinheit 31, die Datenerfassungseinheit 22, die Wellenformerstellungseinheit 23, die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24, die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32, die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25, die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26, die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 und die Veranschaulichungseinheit 28, die im Werkzeugdiagnosegerät 2 der zweiten Ausführungsform enthalten sind, auf. Zusätzlich weist das Werkzeugdiagnosegerät 2 ferner eine Eigenschaftsspeichereinheit 33, eine Berechnungseinheit 34 für die verbleibende Lebensdauer, eine Lerneinheit 35 und eine Lernergebnisspeichereinheit 36 auf.
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Die Eigenschaftsspeichereinheit 33 und die Lernergebnisspeichereinheit 36 werden zum Beispiel durch Speichern eines Berechnungsergebnisses des arithmetischen Verarbeitens der CPU 10 in dem RAM 13 oder dem nichtflüchtigen Speicher 14 realisiert. Ferner werden die Berechnungseinheit 34 für die verbleibende Lebensdauer und die Lerneinheit 35 zum Beispiel durch Durchführen von arithmetischen Verarbeiten durch die CPU 10 unter Verwendung des RAM 13 als einen Arbeitsbereich durch Verwenden des Systemprogramms, des Werkzeugdiagnoseprogramms und verschiedener Daten, die in dem ROM 12 gespeichert sind, realisiert.
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Bis das neue Bohrwerkzeug eine Verwendungsbeschränkung erreicht, speichert die Eigenschaftsspeichereinheit 33 sequenziell jedes Stück der Eigenschaftsdaten, die eine Eigenschaft der erstellten Differenzzeitreihendaten angeben. Die Eigenschaftsspeichereinheit 33 speichert jedes Stück der Eigenschaftsdaten, die eine Eigenschaft der Differenzzeitreihendaten angeben, in Zusammenhang mit einer kumulativen Bearbeitungszeit des Bohrwerkzeugs, wenn Diagnosezeitreihendaten, bei denen es sich um originale Daten der Differenzzeitreihendaten handelt, erfasst werden.
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Wenn das Bohrwerkzeug die Verwendungsbeschränkung erreicht, berechnet die Berechnungseinheit 34 für die verbleibende Lebensdauer eine verbleibende Lebensdauer zu einem Zeitpunkt, wenn jedes Stück der Eigenschaftsdaten extrahiert wird, basierend auf dem Zeitpunkt, wenn das Bohrwerkzeug die Verwendungsbeschränkung erreicht, und dem Zeitpunkt, wenn jedes Stück der Eigenschaftsdaten extrahiert wird. Hier bezieht sich der Zeitpunkt, wenn die Eigenschaftsdaten extrahiert werden, auf den gleichen Zeitpunkt wie den Zeitpunkt, wenn die Diagnosezeitreihendaten, bei denen es sich um die originalen Daten der Differenzzeitreihendaten handelt, erfasst werden.
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11 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Zeitpunkt Ti, wenn Eigenschaftsdaten extrahiert werden, und einer verbleibenden Lebensdauer Si veranschaulicht. Die Berechnungseinheit 34 für die verbleibende Lebensdauer subtrahiert eine kumulative Bearbeitungszeit des Bohrwerkzeugs zum Zeitpunkt Ti, wenn jedes Stück der Eigenschaftsdaten extrahiert wird, von einer kumulativen Berechnungszeit, wenn das Bohrwerkzeug die Verwendungsbeschränkung erreicht, und berechnet die verbleibende Lebensdauer Si zum Zeitpunkt Ti, wenn jedes Stück der Eigenschaftsdaten extrahiert wird.
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Die Eigenschaftsspeichereinheit 33 speichert Eigenschaftsdaten, die zu jedem Zeitpunkt Ti extrahiert werden, in Zusammenhang mit Daten, die die verbleibende Lebensdauer Si angeben.
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Die Lerneinheit 35 führt Maschinenlernen unter Verwendung eines Datensatzes, der Eingabedaten und Ausgabedaten aufweist, durch. Die Lerneinheit führt Maschinenlernen unter Verwendung von Eigenschaftsdaten, die in der Eigenschaftsspeichereinheit 33 gespeichert sind, als Eingabedaten und Daten, die die verbleibende Lebensdauer Si angeben, als Ausgabedaten durch. Die Lerneinheit 35 führt zum Beispiel überwachtes Maschinenlernen unter Verwendung des Datensatzes, der die Eingabedaten und die Ausgabedaten aufweist, als Lehrerdaten durch. Zum überwachten Lernen können zum Beispiel ein neuronales Netzwerk und eine SVM (Support-Vector-Machine) verwendet werden.
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Die Lerneinheit 35 lernt eine Korrelation zwischen den Eigenschaftsdaten und der verbleibenden Lebensdauer Si beim Maschinenlernen. Als ein Ergebnis des Lernens erstellt die Lerneinheit 35 ein Lernmodell, das die Korrelation zwischen den Eigenschaftsdaten und der verbleibenden Lebensdauer Si angibt.
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Die Lernergebnisspeichereinheit 36 speichert das Lernmodell, das durch die Lerneinheit 35, die Maschinenlernen ausführt, erstellt wird.
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Die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 diagnostiziert die verbleibende Lebensdauer Si des Werkzeugs unter Verwendung des Lernmodells, das in der Lernergebnisspeichereinheit 36 gespeichert ist. Die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 gibt Eigenschaftsdaten, die eine Eigenschaft der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten angeben, in das Lernmodell ein und erhält eine Ausgabe bezüglich der verbleibenden Lebensdauer Si des Bohrwerkzeugs. In der Folge kann die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 die verbleibende Lebensdauer Si diagnostizieren, wenn die Diagnosezeitreihendaten, bei denen es sich um die originalen Daten der Differenzzeitreihendaten handelt, erfasst werden.
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Die Veranschaulichungseinheit 28 veranschaulicht ein Diagnoseergebnis des Bohrwerkzeugs, das durch die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 ausgeführt wird. Die Veranschaulichungseinheit 28 gibt zum Beispiel das Diagnoseergebnis an die Anzeigevorrichtung 3 aus.
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Als nächstes wird eine Beschreibung des Verarbeitens, wenn das Werkzeugdiagnosegerät 2 ein Lernmodell erstellt, angeführt.
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12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung, die ausgeführt wird, wenn das Werkzeugdiagnosegerät 2 ein Lernmodell erstellt, veranschaulicht. Das Werkzeugdiagnosegerät 2 kann Verarbeitung, die unten beschrieben wird, jedes Mal, wenn jedes Loch bearbeitet wird, ausführen. Alternativ dazu kann das Werkzeugdiagnosegerät 2 diese Verarbeitung jedes Mal ausführen, wenn eine vorbestimmte Anzahl an Löchern bearbeitet wird, nachdem erste Bearbeitung durch ein neues Bohrwerkzeug durchgeführt wurde.
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Wenn Bohren durch das Bohrwerkzeug durchgeführt wird, erfasst die Datenerfassungseinheit 22 Zeitreihendaten bezüglich des Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs (Schritt SC01).
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Als nächstes erstellt die Wellenformerstellungseinheit 23 Wellenformdaten, die die Zeitreihendaten angeben, die durch die Datenerfassungseinheit 22 erfasst werden (Schritt SC02).
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Als nächstes wird bestimmt, ob die erfassten Zeitreihendaten Referenzzeitreihendaten oder Diagnosezeitreihendaten sind (Schritt SC03).
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Wenn die erfassten Zeitreihendaten die Referenzzeitreihendaten sind (Ja bei Schritt SC03), speichert die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Referenzzeitreihendaten (Schritt SC04). Wenn die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Referenzzeitreihendaten speichert, kehrt der Vorgang wieder zu Schritt SC01 zurück.
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Wenn die erfassten Zeitreihendaten die Diagnosezeitreihendaten sind (Nein bei Schritt SC03), speichert die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Diagnosezeitreihendaten (Schritt SC05).
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Als nächstes erstellt die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 Differenzzeitreihendaten basierend auf den Referenzzeitreihendaten und den Diagnosezeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind (Schritt SC06).
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Als nächstes extrahiert die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die Zeitreihendaten angeben, die erfasst werden, während Bearbeitung in dem Diagnoseabschnitt durchgeführt wird, aus den Differenzzeitreihendaten, die durch die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 erstellt werden (Schritt SC07).
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Als nächstes, extrahiert die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 Eigenschaftsdaten, die eine Eigenschaft der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die durch die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 extrahiert werden, angeben (Schritt SC08).
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Als nächstes speichert die Eigenschaftsspeichereinheit 33 die Eigenschaftsdaten, die durch die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 extrahiert werden (Schritt SC09).
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Als nächstes wird bestimmt, ob das Bohrwerkzeug die Verwendungsbeschränkung erreicht hat oder nicht (Schritt SC10). Zum Beispiel, wenn das Bohrwerkzeug kaputt ist oder wenn die Oberflächenrauheit eines bearbeiteten Lochs einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird dies als die Verwendungsbeschränkung bestimmt. Die Verwendungsbeschränkung kann durch eine Fachperson bestimmt werden.
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Wenn bestimmt wird, dass das Bohrwerkzeug nicht die Verwendungsbeschränkung erreicht hat (Nein bei Schritt SC10), kehrt der Vorgang wieder zu Schritt SC01 zurück.
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Wenn bestimmt wird, dass das Bohrwerkzeug die Verwendungsbeschränkung erreicht hat (Ja bei Schritt SC10), berechnet die Berechnungseinheit 34 für die verbleibende Lebensdauer die verbleibende Lebensdauer Si zum Zeitpunkt Ti, wenn jedes Stück der Eigenschaftsdaten, die in der Eigenschaftsspeichereinheit 33 gespeichert sind, extrahiert wird, und veranlasst die Eigenschaftsspeichereinheit 33, die Eigenschaftsdaten in Zusammenhang mit den Daten, die die verbleibende Lebensdauer Si angeben, zu speichern (Schritt SC11).
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Als nächstes wird bestimmt, ob ausreichend viele Lehrerdaten in der Eigenschaftsspeichereinheit 33 gesammelt wurden oder nicht (Schritt SC12). Die Lehrerdaten, die in der Eigenschaftsspeichereinheit 33 gespeichert sind, beziehen sich auf einen Datensatz der Eigenschaftsdaten und die Daten, die die verbleibende Lebensdauer Si, die den Eigenschaftsdaten zugeordnet ist, angeben. Die Bestimmung wird abhängig davon durchgeführt, ob die Menge an Daten in dem Datensatz, die in der Eigenschaftsspeichereinheit 33 gespeichert sind, eine vorbestimmte Menge an Daten erreicht hat oder nicht.
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Wenn bestimmt wird, dass nicht ausreichend viele Lehrerdaten gesammelt wurden (Nein bei Schritt SC12), wird das Bohrwerkzeug mit einem neuen Bohrwerkzeug ausgewechselt (Schritt SC13) und der Vorgang kehrt wieder zu Schritt SC01 zurück.
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Wenn bestimmt wird, dass ausreichend viele Lehrerdaten gesammelt wurden (Ja bei Schritt SC12), führt die Lerneinheit 35 Lernen aus und erstellt ein Lernmodell (Schritt SC14).
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Als nächstes speichert die Lernergebnisspeichereinheit 36 das Lernmodell, das durch die Lerneinheit 35 erstellt wird (Schritt SC15).
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 erstellt ein Lernmodell durch Ausführen der obigen Verarbeitung.
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Als nächstes wird eine Beschreibung eines Beispiels des Verarbeitens, das beim Diagnostizieren der Lebensdauer des Werkzeugs unter Verwendung eines Lernmodells durch das Werkzeugdiagnosegerät 2 ausgeführt wird, angeführt.
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13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Verarbeitens, das durch das Werkzeugdiagnosegerät 2 beim Diagnostizieren der Lebensdauer des Bohrwerkzeugs ausgeführt wird, veranschaulicht. Das Werkzeugdiagnosegerät 2 kann Verarbeitung, die unten beschrieben wird, jedes Mal, wenn jedes Loch bearbeitet wird, ausführen. Ferner kann das Werkzeugdiagnosegerät 2 diese Verarbeitung jedes Mal, wenn eine vorbestimmte Anzahl an Löchern bearbeitet wird, ausführen.
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Wenn Bohren durch das Bohrwerkzeug durchgeführt wird, erfasst die Datenerfassungseinheit 22 Zeitreihendaten bezüglich des Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs (Schritt SD01).
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Als nächstes, erstellt die Wellenformerstellungseinheit 23 Wellenformdaten, die durch die Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 22 erfasst werden, angeben werden (Schritt SD02).
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Als nächstes wird bestimmt, ob die erfassten Zeitreihendaten Referenzzeitreihendaten oder Diagnosezeitreihendaten sind (Schritt SD03).
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Wenn die erfassten Zeitreihendaten die Referenzzeitreihendaten sind (Ja bei Schritt SD03), speichert die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Referenzzeitreihendaten (Schritt SC04). Wenn die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Referenzzeitreihendaten speichert, kehrt der Vorgang wieder zu Schritt SD01 zurück.
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Wenn die erfassten Zeitreihendaten die Diagnosezeitreihendaten sind (Nein bei Schritt SD03), speichert die Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 die Diagnosezeitreihendaten (Schritt SD05).
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Als nächstes erstellt die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 Differenzzeitreihendaten basierend auf den Referenzzeitreihendaten und den Diagnosezeitreihendaten, die in der Zeitreihendaten-Speichereinheit 24 gespeichert sind (Schritt SD06).
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Als nächstes extrahiert die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die Zeitreihendaten angeben, die erfasst werden, während Bearbeitung in dem Diagnoseabschnitt durchgeführt wird, aus den Differenzzeitreihendaten, die durch die Differenzzeitreihendatenerstellungseinheit 32 erstellt werden (Schritt SD07).
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Als nächstes extrahiert die Eigenschaftsextrahierungseinheit 26 Eigenschaftsdaten, die die Eigenschaft der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die durch die Diagnoseabschnittextrahierungseinheit 25 extrahiert werden, angeben (Schritt SD08).
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Als nächstes gibt die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 die Eigenschaftsdaten in das Lernmodell, das in der Lernergebnisspeichereinheit 36 gespeichert ist, ein und diagnostiziert die verbleibende Lebensdauer Si des Werkzeugs (Schritt SD09).
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Als nächstes veranschaulicht die Veranschaulichungseinheit 28 die verbleibende Lebensdauer Si des Bohrwerkzeugs, die durch die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 diagnostiziert wird (Schritt SD10).
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 kann die verbleibende Lebensdauer Si des Werkzeugs durch Ausführen der obigen Verarbeitung diagnostizieren.
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Das Werkzeugdiagnosegerät 2 der vorliegenden Ausführungsform kann die verbleibende Lebensdauer Si des Bohrwerkzeugs mit hoher Genauigkeit durch Diagnostizieren der verbleibenden Lebensdauer Si des Werkzeugs unter Verwendung des Lernmodells, das durch die Lerneinheit 35, die Maschinenlernen ausführt, erstellt wird, diagnostizieren.
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Auch wenn die erste bis dritte Ausführungsform der Erfindung oben beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht nur auf Beispiele der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen durch Vornehmen angemessener Änderungen implementiert werden.
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Zum Beispiel kann die Datenerfassungseinheit 22 Zeitreihendaten bezüglich des Verschlechterungszustands des Bohrwerkzeugs aus einer Vielzahl an Werkzeugmaschinen 1, die über ein Netzwerk (nicht veranschaulicht) verbunden sind, erfassen. In diesem Fall kann eine große Menge an Lehrerdaten in einer kurzen Zeit in der Eigenschaftsspeichereinheit 33 gesammelt werden. Zusätzlich kann die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 Verschlechterung des Bohrwerkzeugs, das in jeder der Vielzahl an Werkzeugmaschinen verwendet wird, diagnostizieren.
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Ferner kann das Werkzeugdiagnosegerät 2 Verschlechterungsdiagnose des Bohrwerkzeugs unter Verwendung eines Lernmodell, das durch ein anderes Werkzeugdiagnosegerät 2, das über das Netzwerk verbunden ist, erstellt wird, durchführen. In diesem Fall muss das Werkzeugdiagnosegerät 2 kein Maschinenlernen ausführen, um ein Lernmodell zu erstellen.
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Ferner wird in der oben beschriebenen Ausführungsform das Drehmoment der Spindel und/oder die Drehzahl der Spindel der Werkzeugmaschine 1 als die Hilfsdaten verwendet. Die Hilfsdaten sind jedoch nicht darauf beschränkt und können zum Beispiel Feedbackdaten eines Stromwerts eines Stroms, der dem Hilfsmotor 6 zugeführt wird, oder einen Stromwert, der von dem Servomotor 6 erhalten wird, beinhalten.
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Ferner sind die Zeitreihendaten, die durch die Datenerfassungseinheit 22 erfasst werden, nicht auf die Hilfsdaten beschränkt. Es ist zum Beispiel möglich, Zeitreihendaten bezüglich Schwingung, die in dem Bohrwerkzeug erzeugt wird, wenn Bohren durchgeführt wird, unter Verwendung eines Beschleunigungssensors zu erfassen usw. Alternativ dazu ist es möglich, Zeitreihendaten bezüglich elastischen Wellen, die von dem Bohrwerkzeug emittiert werden, unter Verwendung eines Schallemissionssensors (SE-Sensor) zu erfassen. In diesen Fällen kann Verschlechterung des Bohrwerkzeugs durch Durchführen von Frequenzanalyse der Zeitreihendaten, die in dem Diagnoseabschnitt erfasst werden, diagnostiziert werden.
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Ferner ist es in den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht notwendig, Zeitreihendaten auf einer Kurve graphisch darzustellen. Das heißt, das Werkzeugdiagnosegerät 2 kann Eigenschaftsdaten, die eine Eigenschaft von Zeitreihendaten angeben, durch Ausführen von arithmetischer Verarbeitung der Diagnoseabschnitt-Zeitreihendaten, die in dem Diagnoseabschnitt erfasst werden, aus den Zeitreihendaten extrahieren und Verschlechterung des Bohrwerkzeugs basierend auf den Eigenschaftsdaten diagnostizieren.
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Zusätzlich kann die Steuereinheit 21, wenn die Verschlechterungsdiagnoseeinheit 27 bestimmt, dass das Bohrwerkzeug die Verwendungsbeschränkung erreicht hat, einen Befehl zum Auswechseln des Bohrwerkzeugs, das die Verwendungsbeschränkung erreicht, mit einem Ersatzbohrwerkzeug an einen Werkzeugwechsler übertragen.
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Ferner wurde in der dritten Ausführungsform eine Beschreibung eines Beispiels angeführt, bei dem Lernen unter Verwendung der Differenzzeitreihendaten durchgeführt wird. Es ist jedoch nicht notwendig, die Differenzzeitreihendaten zu verwenden. Das heißt, die Lerneinheit 35 kann ein Lernmodell durch Lernen einer Korrelation zwischen Eigenschaftsdaten, die die Eigenschaft des Diagnoseabschnitts der Diagnosezeitreihendaten angeben, und der verbleibenden Lebensdauer, wenn die Diagnosezeitreihendaten erfasst werden, erstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- WERKZEUGMASCHINE
- 2
- WERKZEUGDIAGNOSEGERÄT
- 3
- ANZEIGEVORRICHTUNG
- 4
- EINGABEVORRICHTUNG
- 5
- HILFSVERSTÄRKER
- 6
- HILFSMOTOR
- 7
- SPINDELVERSTÄRKER
- 8
- SPINDELMOTOR
- 9
- PERIPHERIEGERÄT
- 10
- CPU
- 11
- BUS
- 12
- ROM
- 13
- RAM
- 14
- NICHTFLÜCHTIGER SPEICHER
- 15
- ERSTE SCHNITTSTELLE
- 16
- ZWEITE SCHNITTSTELLE
- 17
- ACHSENSTEUERUNGSSCHALTUNG
- 18
- SPINDELSTEUERSCHALTUNG
- 19
- PLC
- 20
- E/A-EINHEIT
- 21
- STEUEREINHEIT
- 22
- DATENERFASSUNGSEINHEIT
- 23
- WELLENFORMERSTELLUNGSEINHEIT
- 24
- ZEITREIHENDATEN-SPEICHEREINHEIT
- 25
- DIAGNOSEABSCHNITTEXTRAHIERUNGSEINHEIT
- 26
- EIGENSCHAFTSEXTRAHIERUNGSEINHEIT
- 27
- VERSCHLECHTERUNGSDIAGNOSEEINHEIT
- 28
- VERANSCHAULICHUNGSEINHEIT
- 31
- BEARBEITUNGSHISTORIENSPEICHEREINHEIT
- 32
- DIFFERENZZEITREIHENDATENERSTELLUNGSEINHEIT
- 33
- EIGENSCHAFTSSPEICHEREINHEIT
- 34
- BERECHNUNGSEINHEIT FÜR DIE VERBLEIBENDE LEBENSDAUER
- 35
- LERNEINHEIT
- 36
- LERNERGEBNISSPEICHEREINHEIT
- Ti
- ZEITPUNKT
- Si
- VERBLEIBENDE LEBENSDAUER
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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