JP7290564B2 - Shrinkage rate prediction device, shrinkage rate prediction system, shrinkage rate prediction device control method, ceramic product manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックスの製造に係る焼成工程における収縮率を予測する収縮率予測装置、これを含む収縮率予測システム、収縮率予測装置の制御方法、および該収縮率予測装置を用いたセラミックス製品の製造方法に関する。 The present invention provides a shrinkage rate prediction device for predicting the shrinkage rate in the firing process related to the manufacture of ceramics, a shrinkage rate prediction system including the same, a control method for the shrinkage rate prediction device, and a ceramic product using the shrinkage rate prediction device. It relates to a manufacturing method.
セラミックスは、高硬度で、耐熱性、耐食性、電気絶縁性に優れており、様々な場所、分野で用いられている。セラミックスの製造工程には、セラミックスの原料を成形したセラミックス成形体を焼成する工程が含まれており、焼成後は、焼成前と比較してセラミックスが収縮する。よって、セラミックス製品を製造するためには、焼成によりセラミックスが収縮することを前提に、焼成前のセラミックス成形体のサイズを決める必要がある。しかし、どれくらい収縮するのかを前もって認識することは難しい。 Ceramics have high hardness, excellent heat resistance, corrosion resistance, and electrical insulation, and are used in various places and fields. The manufacturing process of ceramics includes a step of firing a ceramic compact obtained by shaping a ceramic raw material, and after firing, the ceramic shrinks compared to before firing. Therefore, in order to manufacture a ceramic product, it is necessary to determine the size of the ceramic compact before firing, on the premise that the ceramic shrinks during firing. However, it is difficult to know in advance how much it will shrink.
また、焼成後のセラミックス焼成体は焼成前のセラミックス成形体と比較してかなり硬くなっており、加工が容易ではないため、焼成によりどれくらい収縮するのかは、できるだけ正確に認識できた方が望ましい。 In addition, the fired ceramics body after firing is much harder than the ceramics molded body before firing, and it is not easy to process.
そこで、対象となるセラミックス成形体のテストピースを実際に焼成して収縮率を算出するということが行われていた。ただし、焼成にはかなりの日数を必要とするため、実際に収縮率を算出できるまでに時間を要し、結局、セラミックス製品の完成まで時間がかかってしまっていた。 Therefore, it has been practiced to actually fire a test piece of the target ceramic molded body to calculate the shrinkage ratio. However, since the firing requires a considerable number of days, it takes time to actually calculate the shrinkage rate, and in the end, it takes time to complete the ceramic product.
また、特許文献1には、セラミックスを実際に焼成するのではなく、シミュレーションによって収縮による形状変化を算出するシミュレーション方法が記載されている。具体的には、焼結前のセラミックス成形体の密度を初期値として用い、熱伝導解析に基づいて焼結過程での雰囲気温度における成形体各部の温度を算出し、成形体各部の密度および温度に基づいて、成形体各部のひずみ速度を算出し、焼結(焼成)収縮による形状変化を算出するセラミックスの製造過程のシミュレーション方法が記載されている。 Moreover, Patent Literature 1 describes a simulation method for calculating a shape change due to shrinkage by simulation instead of actually firing ceramics. Specifically, using the density of the ceramic molded body before sintering as an initial value, the temperature of each part of the molded body at the ambient temperature during the sintering process was calculated based on the heat conduction analysis, and the density and temperature of each part of the molded body were calculated. Based on this, a method of simulating the manufacturing process of ceramics is described, which calculates the strain rate of each part of the molded body and calculates the shape change due to sintering (firing) shrinkage.
上述した特許文献1では、セラミックス成形体の温度および密度より、焼結応力、体積粘性係数、体積ひずみ速度を計算し、収縮速度式を用いて、ひずみ速度(収縮速度)を計算している。しかし、特許文献1に記載されている収縮速度式は、実験結果に基づいた定数を含む式であり、実際にシミュレーションを行うためには、収縮速度式を決定するための実験が必要となる。よって、シミュレーションの準備に労力と時間を要し、シミュレーションを実際に実行するのは容易ではない。 In Patent Document 1 mentioned above, the sintering stress, volume viscosity coefficient, and volume strain rate are calculated from the temperature and density of the ceramic molded body, and the strain rate (shrinkage rate) is calculated using the shrinkage rate formula. However, the contraction rate formula described in Patent Document 1 is a formula containing constants based on experimental results, and in order to actually perform simulations, experiments are required to determine the contraction rate formula. Therefore, it takes labor and time to prepare for the simulation, and it is not easy to actually execute the simulation.
本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、セラミックス成形体の密度を用いて、セラミックス成形体の焼成による収縮率を容易に予測できる収縮率予測装置を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a shrinkage rate prediction apparatus that can easily predict the shrinkage rate due to firing of a ceramic molded body using the density of the ceramic molded body. The purpose is to realize
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る収縮率予測装置は、セラミックスの製造に伴う焼成による収縮率を予測する収縮率予測装置であって、履歴データに基づいて作成した、セラミックス成形体の密度と収縮率との関係を示す予測モデルに、対象となるセラミックス成形体の密度を入力することにより、当該セラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する収縮率算出部を備えることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, a shrinkage rate prediction device according to an aspect of the present invention is a shrinkage rate prediction device that predicts the shrinkage rate due to firing accompanying the production of ceramics, and is created based on historical data, A shrinkage ratio calculation unit that calculates a predicted shrinkage ratio of the ceramic molded body due to firing by inputting the density of the target ceramic molded body into a prediction model showing the relationship between the density and the shrinkage ratio of the ceramic molded body. It is characterized by
前記の構成によれば、セラミックス成形体の密度を、履歴データに基づいて作成した予測モデルに入力するのみで、対象となるセラミックス成形体の予測収縮率を算出できるので、容易かつ短時間で収縮率を予測できる。これにより、従来のように、準備に時間と労力を要するということがなくなり、セラミックス成形体の焼成による収縮率を容易に予測できる。 According to the above configuration, the predicted shrinkage rate of the target ceramic molded body can be calculated simply by inputting the density of the ceramic molded body into the prediction model created based on the historical data. rate can be predicted. As a result, it is possible to easily predict the shrinkage rate of the ceramic molded body due to firing, without requiring much time and labor for preparation as in the conventional art.
本発明の一態様に係る収縮率予測装置では、前記予測モデルは、セラミックス成形体の形状に対応して複数存在し、前記収縮率算出部は、前記対象となるセラミックス成形体の形状に対応する前記予測モデルを用いて前記予測収縮率を算出するものであってもよい。 In the shrinkage rate prediction device according to an aspect of the present invention, a plurality of prediction models exist corresponding to the shape of the ceramic molded body, and the shrinkage rate calculation unit corresponds to the shape of the target ceramic molded body. The prediction model may be used to calculate the predicted shrinkage rate.
前記の構成によれば、セラミックス成形体の形状に応じた適切な予測モデルを用い、セラミックス成形体の形状毎に正確な収縮率を予測することができる。 According to the above configuration, it is possible to accurately predict the shrinkage rate for each shape of the ceramic molded body by using an appropriate prediction model according to the shape of the ceramic molded body.
本発明の一態様に係る収縮率予測装置では、前記収縮率算出部は、前記セラミックス成形体の縦方向、横方向、および高さ方向それぞれの収縮率を算出するものであってもよい。 In the shrinkage rate prediction device according to the aspect of the present invention, the shrinkage rate calculator may calculate the shrinkage rate of each of the vertical direction, the horizontal direction, and the height direction of the ceramic compact.
前記の構成によれば、縦方向、横方向、高さ方向の収縮率を算出するので、3次元の構造体における予測収縮率を算出することができる。 According to the above configuration, since the shrinkage rates in the vertical direction, the horizontal direction, and the height direction are calculated, the predicted shrinkage rate of the three-dimensional structure can be calculated.
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る収縮率予測システムは、前記収縮率予測装置と、セラミックス成形体の重量および体積を用いて前記セラミックス成形体の密度を算出する密度算出部と、を備え、前記収縮率予測装置は、前記密度算出部が算出した前記密度を用いて前記予測収縮率を算出することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a shrinkage rate prediction system according to an aspect of the present invention includes: a shrinkage rate prediction device; and a section, wherein the shrinkage rate prediction device calculates the predicted shrinkage rate using the density calculated by the density calculation section.
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る収縮率予測方法は、セラミックスの製造に伴う焼成による収縮率を予測する収縮率予測方法であって、セラミックス成形体の密度を取得する取得ステップと、履歴データに基づいて作成した、セラミックス成形体の密度と収縮率との関係を示す予測モデルに、前記密度を入力することにより、前記セラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する収縮率算出ステップと、を含むことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a shrinkage rate prediction method according to an aspect of the present invention is a shrinkage rate prediction method for predicting the shrinkage rate due to firing accompanying the production of ceramics, wherein the density of the ceramic molded body is obtained. By inputting the density into a prediction model showing the relationship between the density and the shrinkage rate of the ceramic molded body created based on the acquisition step and history data, the predicted shrinkage rate due to firing of the ceramic molded body is calculated. and a shrinkage ratio calculation step.
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセラミックス製品の製造システムは、同一の原料ロットから生成された複数のセラミックス成形体のうち、一部のセラミックス成形体の密度を算出する密度算出部と、履歴データに基づいて作成した、セラミックス成形体の密度と収縮率との関係を示す予測モデルに、前記密度を入力することにより、前記同一の原料ロットから生成されたセラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する収縮率算出部と、前記予測収縮率を用いて焼成後の所望の形状から収縮率分を拡大した形状を設定し、該形状に従って、前記セラミックス成形体を切削する切削部と、切削された前記セラミックス成形体を焼成する焼成部と、焼成後のセラミックス焼成体を研削してセラミックス製品を生成する研削部と、を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a ceramic product manufacturing system according to an aspect of the present invention calculates the density of some ceramic compacts among a plurality of ceramic compacts produced from the same raw material lot. A ceramic compact produced from the same raw material lot by inputting the density into a prediction model created based on the density calculation unit and history data and showing the relationship between the density and the shrinkage rate of the ceramic compact. A shrinkage rate calculation unit that calculates a predicted shrinkage rate due to firing, and a shape obtained by expanding the desired shape after firing by the shrinkage rate is set using the predicted shrinkage rate, and the ceramic compact is cut according to the shape. a cutting part for cutting, a firing part for firing the cut ceramic molded body, and a grinding part for grinding the fired ceramic fired body to produce a ceramic product.
同じ原料ロットの原料を用いて同じ生成条件で成形されたセラミックス成形体の収縮率は近い可能性が高い。そして、前記の構成によれば、同じ原料ロットから成形された複数のセラミックス成形体のうち、一部のセラミックス成形体の密度を用いて、同じ原料ロットの原料から成形された他のセラミックス成形体の収縮率を算出する。これにより、一部のセラミックス成形体(テストピース)の焼成を待たずに全てのセラミックス成形体の密度を算出することができるので、効率よくセラミックス成形体の収縮率を算出することができる。 It is highly probable that the shrinkage rates of ceramic compacts molded under the same production conditions using raw materials from the same raw material lot are similar. According to the above configuration, among a plurality of ceramic compacts molded from the same raw material lot, the density of some of the ceramic compacts is used to mold other ceramic compacts from the raw material of the same raw material lot. Calculate the shrinkage ratio of As a result, the density of all the ceramic molded bodies can be calculated without waiting for firing of some of the ceramic molded bodies (test pieces), so the shrinkage ratio of the ceramic molded bodies can be calculated efficiently.
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセラミックス製品の製造方法は、 セラミックス成形体の密度を取得する取得ステップと、履歴データに基づいて作成した、セラミックス成形体の密度と収縮率との関係を示す予測モデルに、前記密度を入力することにより、対象となるセラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する収縮率算出ステップと、前記予測収縮率を用いて焼成後の所望の形状から収縮率分を拡大した形状を設定し、該形状に従って、前記セラミックス成形体を切削する切削ステップと、切削された前記セラミックス成形体を焼成する焼成ステップと、焼成後のセラミックス焼成体を研削してセラミックス製品を生成する生成ステップと、を含むことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a ceramic product according to an aspect of the present invention includes: an obtaining step of obtaining the density of the ceramic molded body; A shrinkage rate calculation step of calculating a predicted shrinkage rate due to firing of the target ceramic molded body by inputting the density into a prediction model showing the relationship between the shrinkage rate and the desired shrinkage rate after firing using the predicted shrinkage rate. A shape obtained by enlarging the shrinkage rate from the shape of is set, and according to the shape, a cutting step of cutting the ceramic compact, a firing step of firing the cut ceramic compact, and a fired ceramic fired body and a production step of grinding to produce a ceramic product.
本発明の一態様に係るセラミックス製品の製造方法では、前記取得ステップでは、同一の原料ロットから生成された複数のセラミックス成形体のうち、一部のセラミックス成形体の密度を取得し、前記切削ステップでは、対象となるセラミックス成形体と前記同一の原料ロットの原料から生成されたセラミックス成形体の予測収縮率を用いて切削を行うものであってもよい。 In the method for manufacturing a ceramic product according to an aspect of the present invention, the obtaining step obtains the density of some ceramic molded bodies among a plurality of ceramic molded bodies produced from the same raw material lot, and the cutting step Then, the cutting may be performed using the predicted shrinkage rate of the target ceramic molded body and the ceramic molded body produced from the raw material of the same raw material lot.
前記の構成によれば、一部のセラミックス成形体の密度を用いて、対象となるセラミックス成形体を切削するために用いる収縮率を算出することができるので、セラミックス製品を製造するために必要な処理を削減することができる。 According to the above configuration, it is possible to calculate the shrinkage rate used for cutting the target ceramic molded body using the density of a part of the ceramic molded body, so that the Processing can be reduced.
本発明の一態様に係るセラミックス製品の製造方法では、前記セラミックス成形体は、原料を所定の形状に成形後、切り出されたものであり、同一の原料ロットから成形された複数の前記所定の形状のうち、一部の所定の形状から切り出されたセラミックス成形体について、重量および体積を測定する測定ステップと、前記測定ステップで測定した前記重量および前記体積を用いて前記セラミックス成形体の密度を算出する密度算出ステップと、をさらに含み、前記取得ステップでは、前記密度算出ステップで算出した密度を取得し、前記切削ステップでは、対象となるセラミックス成形体と前記同一の原料ロットの原料から生成されたセラミックス成形体の予測収縮率を用いて切削を行うものであってもよい。 In the method for manufacturing a ceramic product according to an aspect of the present invention, the ceramic molded body is obtained by cutting out a raw material after molding it into a predetermined shape, and a plurality of the predetermined shapes molded from the same raw material lot. A measurement step of measuring the weight and volume of a ceramic molded body cut out from a predetermined shape, and calculating the density of the ceramic molded body using the weight and the volume measured in the measuring step and a density calculation step, wherein the acquisition step acquires the density calculated in the density calculation step, and the cutting step includes the target ceramic molded body and the raw material of the same raw material lot. Cutting may be performed using the predicted shrinkage rate of the ceramic compact.
前記の構成によれば、セラミックス成形体が、原料を成形した所定の形状から切り出したものである場合、切り出し後のセラミックス成形体毎に密度を算出することができる。これによりの所定の形状の部位により密度が異なる場合でも、セラミックス成形体毎に正確に密度を算出することができる。 According to the above configuration, when the ceramic molded body is cut out from a predetermined shape obtained by molding a raw material, the density can be calculated for each ceramic molded body after cutting. Thus, even if the density differs depending on the portion of the predetermined shape, the density can be accurately calculated for each ceramic compact.
本発明の一態様によれば、従来のように、準備に時間と労力を要するということがなくなり、セラミックス成形体の焼成による収縮率を容易かつ短時間に予測できるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to easily and quickly predict the shrinkage rate of a ceramic molded body due to firing without requiring time and labor for preparation as in the conventional art.
〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。まず、図1を参照して本実施形態に係るセラミックス製品製造システム(収縮率予測システム)1について説明する。図1は、セラミックス製品製造システム1の全体概要を示す図である。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described in detail below. First, a ceramic product manufacturing system (shrinkage rate prediction system) 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an overall outline of a ceramic product manufacturing system 1. As shown in FIG.
図1に示すように、セラミックス製品製造システム1では、以下の工程を経てセラミックス製品を製造する。まず、セラミックスの原料があり、当該セラミックスの原料を政経部200により成形することによりセラミックス成形体を形成する(成形工程(成形ステップ):S200)。次に、セラミックス成形体を切削部300により切削し(切削工程(切削ステップ):S300)、切削後のセラミックス成形体を焼成部400により焼成し(焼成工程(焼成ステップ):S400)、焼成後のセラミックス焼成体を研削部500により研削することにより(研削工程(研削ステップ):S500)、セラミックス製品を製造する。
As shown in FIG. 1, the ceramic product manufacturing system 1 manufactures ceramic products through the following steps. First, there is a ceramic raw material, and the government and
本実施形態に係るセラミックス製品製造システム1では、このセラミックス製品の製造における研削工程S500におけるセラミックス焼成体の研削代をなるべく少なくするために、S400の焼成工程においてセラミックスがどれだけ収縮するのかを、予め予測し、予測した収縮率を用いて切削工程S300における切削量を決定する。 In the ceramics product manufacturing system 1 according to the present embodiment, in order to minimize the grinding allowance of the ceramics fired body in the grinding step S500 in the manufacture of this ceramics product, it is determined in advance how much the ceramics will shrink in the firing step S400. The amount of cut in the cutting step S300 is determined using the predicted shrinkage rate.
具体的に、図5および図6を参照して説明する。図5は、最終製品であるセラミックス製品のセラミックス部分の形状を示す実際の製品図を元に、切削後のセラミックス成形体の形状を決定するための図面(切削図面)を決定するまでの流れを示す図である。図5に示すように、製品図31には金属部分201とセラミックス部分202とが示されており、製品図31におけるセラミックス部分202のみ取出して磁器図32として作成し、最終的に当該磁器図32に示すセラミックス部分202となるように、焼成工程S400における収縮を考慮して、磁器図32に示されたセラミックス部分202よりも大きめのセラミックス部分203となるように切削図33を作成する。
Specifically, description will be made with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. Fig. 5 shows the flow of determining the drawing (cutting drawing) for determining the shape of the ceramic molded body after cutting based on the actual product drawing showing the shape of the ceramic part of the ceramic product, which is the final product. FIG. 4 is a diagram showing; As shown in FIG. 5, a
次に、図6を参照して、セラミックス成形体から磁器図に示されたセラミックス部分(セラミックス製品)までの形状の変化を説明する。図6は、セラミックス成形体からセラミックス製品になるまでの形状変化を示す図である。図6に示すように、まず、原料から成形されたセラミックス成形体301が存在する。このセラミックス成形体301に対し、切削図に基づいて斜線部の切削が行われ、切削後のセラミックス成形体302が形成される。切削後のセラミックス成形体302に対し焼成が行われ、セラミックス焼成体303が形成される。セラミックス焼成体303は、焼成により、セラミックス成形体302よりも収縮(収縮率α)している。その後、セラミックス焼成体303に対し研削が行われ、磁器図32に示されるセラミックス部分(セラミックス製品)が生成される。
Next, referring to FIG. 6, the change in shape from the ceramic compact to the ceramic portion (ceramic product) shown in the porcelain drawing will be described. FIG. 6 is a diagram showing a shape change from a ceramic compact to a ceramic product. As shown in FIG. 6, first, there is a ceramic molded
このように、焼成工程S400では、セラミックス成形体302が収縮するため、この収縮を考慮しつつ、すなわち収縮率分、拡大させて、かつ、焼成後のセラミックス焼成体303の研削代を可能な限り小さくできるように、切削後のセラミックス成形体302の形状を決定する必要がある。なお、ここでは、セラミックス成形体の形状として円柱形状を例に挙げて説明したが、セラミックス成形体の形状は円柱形状に限られるものではなく、円錐などの錐形状(例えば、図7の(a))、円盤などの板状(例えば、図7の(b))、角柱形状(例えば、図7の(c))、管形状、およびそれらを組み合わせた形状であってもよい。
As described above, in the firing step S400, since the ceramic molded
次に、図1を参照して、セラミックス製品製造システム1の詳細について説明する。図1に示すように、セラミックス製品製造システム1は、環境センサ40、管理装置10、収縮率予測装置20、および作図装置30を含む。
Next, with reference to FIG. 1, details of the ceramic product manufacturing system 1 will be described. As shown in FIG. 1 , the ceramic product manufacturing system 1 includes an
環境センサ40は、セラミックスの原料(セラミックスの成形に用いる原料)が貯蔵されている原料倉庫、およびセラミックス成形体が保管されている保管場所に設置されたセンサであり、原料倉庫、保管場所の温度および湿度を測定するものである。環境センサ40は、周期的に、例えば10分毎に温度および湿度を測定し、測定した結果を管理装置10に送信する。管理装置10の環境情報管理部11は、環境センサ40の測定結果を、測定時間および測定場所と対応付けて管理する。
The
管理装置10は、セラミックス製品製造システム1におけるセラミックス製品の製造管理を行うものであり、上述した環境情報管理部11に加え、セラミックス成形体管理部12、記憶部13、および収縮率データ管理部14を含む。記憶部13は、セラミックス成形体管理部12が管理する、原料情報131、セラミックス成形体情報132、および収縮率データ管理部14が管理するセラミックス焼成体情報133を格納する。
The
環境情報管理部11は、環境センサ40が測定した原料倉庫、および保管場所の温度および湿度を取得し、管理する。より詳細には、環境情報管理部11は、原料倉庫における温度および湿度を、測定時間および測定場所と対応付けて管理する。なお、本実施形態では、温度および湿度を統合して環境情報とも呼ぶ。すなわち、環境情報とは、セラミックスの成形に用いる原料の元となる元原料から当該原料を製造する場所、原料の保管場所、セラミックス成形体の成形場所、およびセラミックス成形体の保管場所の少なくとも何れかの温度および湿度を含む。
The environment
環境情報管理部11が管理する環境情報の例を図2に示す。図2に示すように、環境情報は、場所ごとに、日時、温度、および湿度が対応付けられて管理されている。図2の(a)では、原料倉庫Xについて日時と温度および湿度とが対応付けられている例が示されており、図2の(b)では、セラミックス成形体の保管場所Pについて日時と温度および湿度とが対応付けられている例が示されている。例えば、図2の(a)に示す例では、原料倉庫Xにおいて、5月1日10時における温度が22度、湿度が50パーセント、同日11時における温度が21度、湿度が45パーセントとなっている。以下、同様である。また、図2の(b)に示す例では、セラミックス成形体の保管場所Pにおいて、5月1日10時における温度が20度、湿度が40パーセント、同日11時における温度が20度、湿度が45パーセントとなっている。以下、同様である。このように、場所、日時、温度、および湿度が対応付けられていることにより、セラミックス成形体、およびセラミックス成形体の元となった原料が、或る時点でどの場所に保管されていたが分かれば、そのときの環境情報(温度、湿度)を取得することができる。
An example of environment information managed by the environment
セラミックス成形体管理部12は、製造対象となるセラミックス成形体(対象セラミックス成形体)に関する情報を管理する。より詳細には、セラミックス成形体管理部12は、対象セラミックス成形体を特定するために用いる成形体収納ID、当該セラミックス成形体の原料の出荷検査データである原料ロット番号、原料の粒度分布に関する情報(平均粒度、分散度等)、安息角(一定の高さから原料を落下させて形成される山の斜面と水平面とのなす角度)、分散度等を管理している。なお、これらの原料に関する情報を纏めて原料情報とよぶ。また、成形体収納IDとは、1または複数のセラミックス成形体が収納された箱の箱番号であり、1または複数のセラミックス成形体を特定することができる。さらに、箱番号には、セラミックス成形体の形状を特定するための情報も含む。
The ceramic molded
原料情報および成形体情報の例を図3に示す。図3の(a)に示すように原料情報には、原料ロット番号、原料名に加え、原料の平均粒度、安息角、および分散度が対応付けられている。なお、これらに加え、品番、原料箱番号が対応付けられていてもよい。例えば、図3の(a)の1行目に示す例では、原料ロット番号「G1」、原料名「A100」、平均粒度「KR1」、安息角「KA1」、および分散度「KB1」が対応付けられている。 Examples of raw material information and compact information are shown in FIG. As shown in (a) of FIG. 3, raw material information is associated with raw material lot number, raw material name, raw material average particle size, angle of repose, and degree of dispersion. In addition to these, the product number and raw material box number may be associated. For example, in the example shown in the first row of (a) of FIG. 3, the raw material lot number "G1", the raw material name "A100", the average particle size "KR1", the repose angle "KA1", and the degree of dispersion "KB1" correspond. attached.
原料情報131は、管理装置10に備えられた受付部(図示せず)を介してユーザによって入力されてもよいし、原料情報131が入力された装置から管理装置10が自動的に取得してもよい。
The
原料情報131は、原料が生成された条件が異なれば値が異なる可能性がある情報である。同じ原料であっても、生成条件が異なることにより、上述した平均粒度、安息角、分散度は異なってくる可能性がある。本実施形態では、予測モデル22に入力する情報として原料情報を用いることにより、上記のように同じ原料であっても原料情報が異なる場合に対応して収縮率を予測できるものである。
The
また、図3の(b)に示すようにセラミックス成形体情報132には、成形体収納ID、原料ロット番号、環境情報、および測定データが対応付けられている。例えば、図3の(b)の1行目に示す例では、成形体収納ID「BS1」、原料ロット番号「G1」、環境情報「原料で保管されていた原料倉庫Xおよびその日時(5月1日10時)、セラミックス成形体で保管されていた保管場所Pおよびそのときの日時(5月10日10時)」、および測定データ「体積、重量」(150g、60cm3)が対応付けられている。以下、同様である。
Further, as shown in FIG. 3B, the ceramic molded
なお、図3の(c)に示すように、セラミックス成形体情報132は、成形体収納ID毎に測定データが対応付けられているものであってもよい。
Incidentally, as shown in (c) of FIG. 3, the ceramic
例えば、図4の(a)に示すように、原料から成形されたセラミックス成形体がそのまま切削工程S300、焼成工程S400に進むのであれば、原料ロット毎に先行部分(一部)のセラミックス成形体の測定を行い、測定データを格納すればよい。しかし、図4の(b)に示すように原料から生成されたセラミックス成形体を切り出し、切り出したセラミックス成形体(切り出し体)を切削工程S300、焼成工程S400へと進める場合、切り出し前のセラミックス成形体の測定データを用いるよりも、切り出し体の測定データを用いた方が密度を正確に算出できる。切り出し前のセラミックス成形体の部位によって密度が若干異なる可能性があるためである。 For example, as shown in FIG. 4(a), if the ceramic molded body formed from the raw material is to proceed to the cutting step S300 and the firing step S400 as it is, the preceding portion (part) of the ceramic molded body for each raw material lot is measured and the measured data is stored. However, as shown in FIG. 4B, when cutting out a ceramic molded body produced from a raw material and proceeding to the cutting step S300 and firing step S400 of the cut ceramic molded body (cut body), the ceramic molding before cutting is performed. The density can be calculated more accurately by using the measurement data of the cut-out body than by using the measurement data of the body. This is because the density may vary slightly depending on the part of the ceramic molded body before cutting.
そこで、切り出し体を用いて切削工程S300、焼成工程S400に進む場合、当該切り出し体毎に測定を行い、測定データを格納する。 Therefore, when proceeding to the cutting step S300 and the firing step S400 using the cut body, each cut body is measured and the measurement data is stored.
図3の(c)に示す例では、成形体収納ID「BS11」、原料ロット番号「G1」、環境情報「原料で保管されていた原料倉庫Xおよびその日時(5月1日10時)、セラミックス成形体で保管されていた保管場所Pおよびそのときの日時(5月10日10時)」、および測定データ「体積、重量」(150g、60cm3)が対応付けられている。 In the example shown in FIG. 3(c), the compact storage ID "BS11", the raw material lot number "G1", the environmental information "raw material warehouse X where raw materials were stored and the date and time (10:00 on May 1), The storage location P where the ceramic compact was stored and the date and time at that time (May 10, 10 o'clock)", and the measurement data "volume, weight" (150 g, 60 cm 3 ) are associated.
成形体収納IDは、セラミックス成形体を収納している箱を特定するものなので、当該箱に切り出し体が1つ格納されている場合、当該切り出し体を特定することができる。よって、図3の(c)に示すセラミックス成形体情報では、切り出し体毎に原料ロット番号、環境情報、測定データが対応付けて格納されていることになる。 Since the compact storage ID identifies the box in which the ceramic compact is stored, when one cut-out object is stored in the box, the cut-out object can be identified. Therefore, in the ceramic compact information shown in FIG. 3(c), raw material lot numbers, environmental information, and measurement data are associated with each cut piece and stored.
そして、セラミックス成形体管理部12は、対象セラミックス成形体に対応する環境情報を環境情報管理部11から取得することにより管理する。対応する環境情報とは、対象セラミックス成形体が成形体になる元の原料の状態であったときの原料倉庫の温度および湿度、ならびに対象セラミックス成形体が保管されている保管場所の温度および湿度である。
Then, the ceramic molded
また、セラミックス成形体管理部12は、対象セラミックス成形体の測定データ(体積、重量)を取得し管理する。測定データは外部の測定装置によって測定される。測定データは、ユーザによって管理装置10に入力されてもよいし、管理装置10が測定装置から自動的に取得するものであってもよい。
In addition, the ceramic molded
なお、セラミックス成形体およびセラミックス焼成体の体積の測定には、3Dスキャナが用いられてもよい。3Dスキャナは、立体物の3次元形状を測定する装置であり、接触式と非接触式とに大別される。接触式は、対象物にセンサを接触させて測定するものである。また、非接触式は、対象物に光を照射して測定するものであり、縞または格子パターンを投影して表面形状を識別するパターン光方式と、レーザー光を照射して対象物までの距離と角度を測定するレーザー光方式がよく知られている。 A 3D scanner may be used to measure the volume of the ceramic molded body and the ceramic sintered body. A 3D scanner is a device that measures the three-dimensional shape of a three-dimensional object, and is broadly classified into a contact type and a non-contact type. The contact type measures by bringing the sensor into contact with the object. The non-contact method measures the object by irradiating it with light. The pattern light method projects a stripe or grid pattern to identify the surface shape, and the method irradiates a laser beam to measure the distance to the object. and laser light methods for measuring angles are well known.
収縮率データ管理部14は、セラミックス成形体の測定データ、セラミックス成形体の焼成したセラミックス焼成体の測定データから収縮率を算出し、算出した収縮率および当該セラミックス成形体に対応する原料情報、環境情報、および密度を収縮率予測装置20の予測モデル更新部24に送信する。また、記憶部13のセラミックス焼成体情報133には、セラミックス成形体を焼成したセラミックス焼成体の測定データが格納されている。
The shrinkage rate
管理装置10は、対象セラミックス成形体に対応する、環境情報、原料情報、および測定データを収縮率予測装置20に送信する。
The
収縮率予測装置20は、対象セラミックス成形体の焼成工程S400における収縮率を、環境情報、原料情報等を用いて予測するものであり、密度算出部21、予測モデル22、収縮率算出部23、および予測モデル更新部24を含む。
The shrinkage
密度算出部21は、管理装置10から取得した測定データを用いて、対象セラミックス成形体の密度を算出する。
The
なお、同一原料ロットから成形されたセラミックス成形体の一部の測定データを用いて密度を算出する場合、当該一部の測定データの平均値を用いて密度を算出してもよいし、特定の測定データを用いて密度を算出してもよい。例えば、同一の原料ロットから成形されたセラミックス成形体のうち、3個のセラミックス成形体の測定データを取得した場合、当該3個の測定データの平均値を用いて密度を算出してもよいし、最大と最小とを取り除いた残りの1個の測定データを用いて密度を算出してもよい。 In addition, when the density is calculated using the measurement data of a part of the ceramic molded body formed from the same raw material lot, the density may be calculated using the average value of the measurement data of the part. Density may be calculated using measured data. For example, when measurement data for three ceramic molded bodies molded from the same raw material lot is obtained, the average value of the three measured data may be used to calculate the density. , the density may be calculated using the remaining one piece of measurement data after removing the maximum and minimum.
予測モデル22は、履歴データに基づいて作成した、セラミックスの焼成前の各種情報と収縮率との関係を示す予測モデルである。各種情報の例としては、原料情報、環境情報、密度、および成形体情報が挙げられる。予測モデル22は、これらの情報をすべて用いるものであってもよいし、何れか1つを用いるものであってよいし、任意の複数を用いるものであってもよい。例えば、予測モデルは、密度と収縮率との関係を示すモデルであってもよいし、環境情報と収縮率との関係を示すモデルであってもよいし、原料情報と収縮率との関係を示すモデルであってもよい。これにより、原料情報から収縮率を予測することができ、簡易な情報で容易に収縮率を予測することができる。
The
予測モデル22としては、例えば近似式を挙げることができる。なお、予測モデル22は、入力された情報に対して収縮率を出力できるものであればよく、式に限られるものではない。例えば、プログラムロジック、AI(Artificial Intelligence)によるディープランニング(深層学習)等であってよい。
As the
収縮率算出部23は、対象セラミックス成形体に対応する各種情報(原料情報、環境情報、密度、成形体情報)を予測モデル22に入力することにより、対象セラミックス成形体の焼成に伴う収縮率を算出する。そして、算出した結果である予測収縮率を作図装置30に送信する。なお、収縮率算出部23は、対象セラミックス成形体の縦、横、高さそれぞれの収縮率を算出する。対象セラミックス成形体の縦、横、高さそれぞれの収縮率を算出すれば、3次元の構造体における収縮率を適切に表現することができる。なお、収縮率は、縦、横、高さそれぞれの収縮率を算出しなければならないものではなく、特定方向の収縮率のみを算出するものであってもよい。
The shrinkage
予測モデル更新部24は、収縮率データ管理部14から取得した収縮率および各種情報(原料情報、環境情報、密度)を用いて予測モデル22を更新する。
The prediction
作図装置30は、収縮率予測装置20から取得した予測収縮率を用いて、セラミックス成形体の切削図面の生成、切削プログラムの生成を行うものであり、生成部35および図面データ36を含む。
The
図面データ36は、上述した磁器図32に対応する図面を含み、生成部35は、磁器図32に対し、収縮率予測装置20から取得した予測収縮率を考慮した切削図面(切削図33に対応)を作成する。また、生成部35は、予測収縮率を考慮して切削前のセラミックス成形体から切削代を切削するための切削プログラムを生成する。なお、切削図面とは切削工程S300で切削機が実行するために用いる図面であり、切削プログラムとは、同様に切削機が切削を実行するためのプログラムである。また、切削図面の作成、および切削プログラムの生成は何れかのみであってもよい。
The drawing
以上のように、本実施形態に係るセラミックス製品製造システム1によれば、原料情報を含む情報を予測モデル22に入力することにより、収縮率を予測するので、最終的な製品に応じて適切な収縮率を用いて、セラミックス製品の製造を行うことができる。
As described above, according to the ceramic product manufacturing system 1 according to the present embodiment, the shrinkage rate is predicted by inputting information including raw material information into the
以上のように本実施形態に係るセラミックス製品製造システム1に含まれる収縮率予測装置20は、セラミックスの製造に伴う焼成による収縮率を予測するものであり、履歴データに基づいて作成した、セラミックスの成形に用いる原料に関する原料情報と収縮率との関係を示す予測モデル22に、焼成前のセラミックス成形体の原料情報を入力することにより、セラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する収縮率算出部23を備えている。これにより、焼成前のセラミックスの原料情報を、履歴データに基づいて作成した予測モデルに入力するのみでセラミックス成形体の予測収縮率を算出できるので、容易かつ短時間で収縮率を予測できる。また、原料情報に応じた予測収縮率を算出するので、原料のバラつきによる収縮率の違いにも対応することができる。すなわち、原料が同じでも原料情報が異なる場合、すなわち、原料を生成する条件が異なる場合に対応して予測収縮率を算出することができる。
As described above, the shrinkage
また、予測モデル22は、原料情報に加え、セラミックス成形体の密度、およびセラミックスを製造する環境を示す環境情報の少なくとも何れかと収縮率との関係を示すものであってもよく、収縮率算出部23は、予測モデル22に、原料情報に加え密度および環境情報の少なくとも何れかを入力することにより、予測収縮率を算出するものであってもよい。
In addition to the raw material information, the
また、複雑な形状の製品や、部分的に成形圧が異なる製品などでは、各部分の収縮率をそれぞれ算出してもよい。 In addition, for a product with a complicated shape or a product with partially different molding pressures, the shrinkage rate of each portion may be calculated.
また、予測モデル22は、原料情報に加え、セラミックス成形体の形状を示す成形体情報と収縮率との関係を示すものであってもよく、収縮率算出部23は、予測モデル22に、原料情報に加え成形体情報を入力することにより、予測収縮率を算出するものであってもよい。成形体情報を用いることにより以下の効果を奏することができる。
In addition to the raw material information, the
従来は、図8の(a)に示すように、原料ロット毎に収縮率を導出し、導出した収縮率を当該原料ロットの原料を用いたセラミックス成形体の収縮率として用い、セラミックス成形体の切削を行っていた。すなわち、異なる製品であっても同じ原料ロットの原料から成形されたセラミックス成形体であれば、収縮率は同じものとして切削(切削図面の生成、切削プログラムの生成)を行っていた。例えば、原料ロットAに係るセラミックス成形体の収縮率が収縮率Aであった場合、原料ロットAの原料から成形されたセラミックス成形体について、製品X、製品Y、製品Zに対応するものがある場合、これらに対応する収縮率を一律に収縮率Aとして切削を行っていた。同様に、原料ロットBに係るセラミックス成形体の収縮率が収縮率Bであった場合、原料ロットBの原料から成形されたセラミックス成形体について、製品α、製品β、製品γに対応するものがある場合、これらに対応する収縮率を一律に収縮率Bとして切削を行っていた。 Conventionally, as shown in FIG. was cutting. That is, even if the products are different, if the ceramic compacts are formed from raw materials of the same raw material lot, they are cut (creation of cutting drawings, creation of cutting programs) assuming that the shrinkage rate is the same. For example, if the shrinkage rate of the ceramic molded body related to the raw material lot A is the shrinkage rate A, there are ceramic molded bodies molded from the raw material of the raw material lot A corresponding to the product X, the product Y, and the product Z. In this case, the shrinkage rate corresponding to these was uniformly set to the shrinkage rate A for cutting. Similarly, when the shrinkage rate of the ceramic molded body related to the raw material lot B is the shrinkage rate B, the ceramic molded bodies molded from the raw material of the raw material lot B correspond to the product α, the product β, and the product γ. In some cases, the shrinkage rate corresponding to these was uniformly set to the shrinkage rate B and cutting was performed.
一方、成形体情報を用いれば、図8の(b)に示すように、原料ロットの違いだけではなく、それぞれの製品に対応するセラミックス成形体毎に収縮率を算出できる。よって、上述した例で言えば、原料ロットAに係るセラミックス成形体であっても、製品X、製品Y、製品Zそれぞれに対応させて収縮率を算出できる。例えば、製品Xについては収縮率X、製品Yについては収縮率Y、製品Zについては収縮率Zであれば、それぞれの収縮率を用いて切削(切削図面の生成、切削プログラムの生成)できる。同様に、原料ロットBに係るセラミックス成形体であっても、製品α、製品β、製品γそれぞれに対応させて収縮率を算出し、製品αについては収縮率α、製品βについては収縮率β、製品γについては収縮率γであれば、それぞれの収縮率を用いて切削できる。 On the other hand, if the compact information is used, as shown in FIG. 8(b), the shrinkage rate can be calculated for each ceramic compact corresponding to each product as well as for differences in raw material lots. Therefore, in the above example, the shrinkage rate can be calculated for each of the products X, Y, and Z even for the ceramic molded body related to the raw material lot A. For example, if the product X has a shrinkage rate of X, the product Y has a shrinkage rate of Y, and the product Z has a shrinkage rate of Z, the respective shrinkage rates can be used for cutting (generation of cutting drawings and cutting programs). Similarly, for the ceramic molded body related to the raw material lot B, the shrinkage rate is calculated corresponding to the product α, the product β, and the product γ, respectively. , for the product γ, if the shrinkage ratio is γ, cutting can be performed using each shrinkage ratio.
このように、成形体情報を用いることにより、製品の形状に応じた適切な収縮率を用いて、セラミックス製品の製造を行うことができる。 In this way, by using compact information, it is possible to manufacture a ceramic product using an appropriate shrinkage rate according to the shape of the product.
〔処理の流れ〕
次に、図9を参照してセラミックス製品製造システム1における切削工程S300までの処理の流れについて説明する。図9は、セラミックス製品製造システム1における切削工程S300までの処理の流れを示すフローチャートである。
[Process flow]
Next, the flow of processing up to the cutting step S300 in the ceramic product manufacturing system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flow chart showing the flow of processing up to the cutting step S300 in the ceramic product manufacturing system 1. As shown in FIG.
図9に示すように、管理装置10は、所定の周期で環境情報を取得する(S401)。上述したように、環境情報とは、対象セラミックス成形体に対応する原料が貯蔵されている貯蔵倉庫の温度および湿度、ならびに対象セラミックス成形体が保管されている保管場所の温度および湿度である。次に、管理装置10において対象セラミックス成形体に対応する原料情報を取得する(S402)。
As shown in FIG. 9, the
その後、成形工程S200により原料からセラミックス成形体が生成されると、管理装置10は、測定ステップで測定された、対象セラミックス成形体の測定データを取得する(S404、取得ステップ)。測定データは、原料ロット番号毎に、先行部分の対象セラミックス成形体の測定データを取得する。先行部分のセラミックス成形体とは、当該原料ロット番号の原料を用いて成形されたセラミックス成形体のうち、最初から所定数個までのセラミックス成形体をいう。
After that, when the ceramic molded body is produced from the raw material in the molding step S200, the
そして、管理装置10は収縮率予測装置20に測定データを送信し、収縮率予測装置20は取得した測定データから対象セラミックス成形体の密度を算出する(S405、密度算出ステップ)。
Then, the
また、管理装置10は収縮率予測装置20に原料情報、環境情報を送信し、収縮率予測装置20は、原料情報、環境情報、および密度を用いて対象セラミックス成形体の収縮率を予測する(S406、収縮率算出ステップ)。そして、収縮率予測装置20は、予測した収縮率を考慮した切削図および切削プログラムの生成を作図装置30に指示する(S407)。
In addition, the
収縮率予測装置20から切削図面、および切削プログラムの生成を指示された作図装置30は、収縮率予測装置20が予測した収縮率を考慮した切削図面を生成し(S408)、また、切削プログラムを生成する(S409)。なお、上述した通り、切削図面および切削プログラムの両方を必ずしも生成する必要はなく、切削図面および切削プログラムの何れかのみを生成するものであってもよい。
The
次に、図10を参照して、収縮率予測装置20が用いる予測モデル22の更新処理の流れについて説明する。図10は、予測モデル22の更新処理の流れを示すフローチャートである。図10に示すように、管理装置10は、対象セラミックス成形体が焼成工程S400において実際に焼成された後のセラミックス焼成体の測定データを取得する(S501)。そして、収縮率データ管理部14は、焼成前のセラミックス成形体の測定データと比較し(S502)、実際の収縮率を算出する(S503)。次に、収縮率データ管理部14は、算出した実際の収縮率と、当該対象セラミックス成形体に対応する環境情報、原料情報、密度とを収縮率データとして収縮率予測装置20に送信する(S504)。収縮率予測装置20の予測モデル更新部24は、対象セラミックス成形体の実際の収縮率、当該対象セラミックス成形体に対応する環境情報、原料情報、密度を学習データとして用いて予測モデル22を更新する(S505)。
Next, with reference to FIG. 10, the flow of update processing of the
これにより、収縮率予測装置20は実際の収縮率に基づいて予測モデル22を更新しつつ、対象セラミックス成形体の収縮率を予測することができる。
As a result, the shrinkage
〔変形例1〕
次に、図11を参照してセラミックス製品製造システム1の変形例について説明する。上述した実施形態では、対象セラミックスの測定データ(体積、重量)から収縮率予測装置20の密度算出部21が対象セラミックスの密度を算出していた。
[Modification 1]
Next, a modification of the ceramic product manufacturing system 1 will be described with reference to FIG. 11 . In the above-described embodiment, the
本変形例では、対象セラミックス成形体の密度を直接、測定可能な密度測定装置25を含み、収縮率予測装置20Aは、密度測定装置25から対象セラミックス成形体の密度を取得する。
This modification includes a
密度測定装置25の例としては、X線などの放射線をセラミックス成形体に照射し、その反射または透過に関する情報から当該セラミックス成形体の密度を求める装置が挙げられる。
An example of the
〔変形例2〕
上述した実施形態では、管理装置10とは異なる収縮率予測装置20において収縮率を予測していた。本発明はこれに限られるものではなく、管理装置10の内部において収縮率予測装置20の機能を実行するものであってもよい。
[Modification 2]
In the embodiment described above, the shrinkage rate is predicted by the shrinkage
〔変形例3〕
予測モデル22に入力する各種情報(原料情報、環境情報、密度、成形体情報)は、上述したように、それぞれの装置がそれぞれ取得し、最終的に、収縮率予測装置20に通知するものであってもよいし、各種情報をシステム的に取得し、取得された情報を収縮率予測装置20が用いて収縮率を予測するものであってもよい。
[Modification 3]
Various types of information (raw material information, environmental information, density, compact information) to be input to the
〔ソフトウェアによる実現例〕
収縮率予測装置20の制御ブロックは、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of realization by software]
The control block of the shrinkage
後者の場合、収縮率予測装置20は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
In the latter case, the shrinkage
本発明の各態様に係る管理装置10、および収縮率予測装置20は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記管理装置10、収縮率予測装置20が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより上記管理装置10、および収縮率予測装置20をコンピュータにて実現させる管理装置10および収縮率予測装置20の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
The
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
例えば、上記の実施形態では、収縮率算出部が、セラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する形態を例に説明しているが、収縮率算出部は、例えば、前記セラミックス成形体の焼成による予測収縮量、焼成後の予測寸法を算出してもよい。 For example, in the above embodiment, the shrinkage rate calculation unit calculates the predicted shrinkage rate due to firing of the ceramic molded body. You may calculate the predicted shrinkage amount by and the predicted dimension after baking.
1 セラミックス製品製造システム
10 管理装置
11 環境情報管理部
12 セラミックス成形体管理部
13 記憶部
14 収縮率データ管理部
20 収縮率予測装置
21 密度算出部
22 予測モデル
23 収縮率算出部
24 予測モデル更新部
25 密度測定装置
30 作図装置
35 生成部
40 環境センサ
301、302 セラミックス成形体
303 セラミックス焼成体
1 Ceramic
Claims (8)
履歴データに基づいて作成した、セラミックス成形体の密度と収縮率との関係を示す予測モデルに、対象となるセラミックス成形体の密度を入力することにより、当該セラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する収縮率算出部を備え、
前記予測モデルは、セラミックス成形体の形状に対応して複数存在し、
前記収縮率算出部は、前記対象となるセラミックス成形体の形状に対応する前記予測モデルを用いて前記予測収縮率を算出することを特徴とする収縮率予測装置。 A shrinkage rate prediction device for predicting the shrinkage rate due to firing accompanying the manufacture of ceramics,
By inputting the density of the target ceramic compact into a prediction model that shows the relationship between the density and shrinkage rate of the ceramic compact created based on historical data, the predicted shrinkage rate due to firing of the ceramic compact is calculated. A shrinkage ratio calculation unit that calculates
A plurality of the prediction models exist corresponding to the shape of the ceramic compact,
The shrinkage rate prediction device, wherein the shrinkage rate calculator calculates the predicted shrinkage rate using the prediction model corresponding to the shape of the target ceramic compact.
セラミックス成形体の重量および体積を用いて前記セラミックス成形体の密度を算出する密度算出部と、を備え、
前記収縮率予測装置は、前記密度算出部が算出した前記密度を用いて前記予測収縮率を算出することを特徴とする収縮率予測システム。 a shrinkage rate prediction device according to claim 1 or 2 ;
a density calculation unit that calculates the density of the ceramic molded body using the weight and volume of the ceramic molded body,
A shrinkage rate prediction system, wherein the shrinkage rate prediction device calculates the predicted shrinkage rate using the density calculated by the density calculation unit.
セラミックス成形体の密度を取得する取得ステップと、
履歴データに基づいて作成した、セラミックス成形体の密度と収縮率との関係を示す予測モデルに、前記密度を入力することにより、前記セラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する収縮率算出ステップと、を含み、
前記予測モデルは、セラミックス成形体の形状に対応して複数存在し、
前記収縮率算出ステップでは、前記セラミックス成形体の形状に対応する前記予測モデルを用いて前記予測収縮率を算出することを特徴とする収縮率予測方法。 A shrinkage rate prediction method for predicting the shrinkage rate due to firing accompanying the manufacture of ceramics,
an obtaining step of obtaining the density of the ceramic molded body;
A shrinkage ratio calculation step of calculating a predicted shrinkage ratio due to firing of the ceramic compact by inputting the density into a prediction model created based on historical data and showing the relationship between the density and the shrinkage ratio of the ceramic compact. and including
A plurality of the prediction models exist corresponding to the shape of the ceramic compact,
The shrinkage rate prediction method, wherein in the shrinkage rate calculation step, the predicted shrinkage rate is calculated using the prediction model corresponding to the shape of the ceramic compact.
履歴データに基づいて作成した、セラミックス成形体の密度とセラミックスの製造に伴う焼成による収縮率との関係を示す予測モデルに、前記密度を入力することにより、前記同一の原料ロットから生成されたセラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する収縮率算出部と、
前記予測収縮率を用いて焼成後の所望の形状から収縮率分を拡大した形状を設定し、該形状に従って、前記セラミックス成形体を切削する切削部と、
切削された前記セラミックス成形体を焼成する焼成部と、
焼成後のセラミックス焼成体を研削してセラミックス製品を生成する研削部と、
を備えていることを特徴とするセラミックス製品の製造システム。 a density calculation unit that calculates the density of some ceramic compacts among a plurality of ceramic compacts produced from the same raw material lot;
Ceramics produced from the same raw material lot by inputting the density into a prediction model created based on historical data and showing the relationship between the density of the ceramic compact and the shrinkage rate due to firing in the production of the ceramics. a shrinkage rate calculation unit that calculates a predicted shrinkage rate due to firing of the molded body;
a cutting unit that uses the predicted shrinkage rate to set a shape obtained by enlarging the desired shape after firing by the shrinkage rate, and cuts the ceramic compact according to the shape;
a firing section that fires the cut ceramic molded body;
a grinding unit that grinds the fired ceramic body to produce a ceramic product;
A manufacturing system for ceramic products, characterized by comprising:
履歴データに基づいて作成した、セラミックス成形体の密度と収縮率との関係を示す予測モデルに、前記密度を入力することにより、対象となるセラミックス成形体の焼成による予測収縮率を算出する収縮率算出ステップと、
前記予測収縮率を用いて焼成後の所望の形状から収縮率分を拡大した形状を設定し、該形状に従って、前記セラミックス成形体を切削する切削ステップと、
切削された前記セラミックス成形体を焼成する焼成ステップと、
焼成後のセラミックス焼成体を研削してセラミックス製品を生成する研削ステップと、を含むことを特徴とするセラミックス製品の製造方法。 an obtaining step of obtaining the density of the ceramic molded body;
Shrinkage rate that calculates the predicted shrinkage rate due to firing of the target ceramic molded body by inputting the density into a prediction model that shows the relationship between the density and the shrinkage rate of the ceramic molded body created based on historical data. a calculation step;
a cutting step of setting a shape obtained by enlarging the desired shape after firing by the shrinkage rate using the predicted shrinkage rate, and cutting the ceramic compact according to the shape;
a firing step of firing the cut ceramic compact;
A method for manufacturing a ceramic product, comprising: a grinding step of grinding a fired ceramic body to produce a ceramic product.
前記切削ステップでは、対象となるセラミックス成形体と前記同一の原料ロットの原料から生成されたセラミックス成形体の予測収縮率を用いて切削を行うことを特徴とする請求項6に記載のセラミックス製品の製造方法。 In the acquiring step, among a plurality of ceramic compacts produced from raw materials of the same raw material lot, densities of some of the ceramic compacts are acquired,
7. The ceramic product according to claim 6 , wherein in the cutting step, cutting is performed using a predicted shrinkage rate of a ceramic compact produced from raw materials of the same raw material lot as the target ceramic compact. Production method.
同一の原料ロットから成形された複数の前記所定の形状のうち、一部の所定の形状から切り出されたセラミックス成形体について、重量および体積を測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定した前記重量および前記体積を用いて前記セラミックス成形体の密度を算出する密度算出ステップと、をさらに含み、
前記取得ステップでは、前記密度算出ステップで算出した密度を取得し、
前記切削ステップでは、対象となるセラミックス成形体と前記同一の原料ロットの原料から生成されたセラミックス成形体の予測収縮率を用いて切削を行うことを特徴とする請求項6に記載のセラミックス製品の製造方法。 The ceramic molded body is obtained by molding a raw material into a predetermined shape and then cutting it out.
a measuring step of measuring the weight and volume of ceramic compacts cut out from a predetermined shape out of the plurality of predetermined shapes formed from the same raw material lot;
a density calculation step of calculating the density of the ceramic molded body using the weight and the volume measured in the measurement step,
The acquisition step acquires the density calculated in the density calculation step,
7. The ceramic product according to claim 6 , wherein in the cutting step, cutting is performed using a predicted shrinkage rate of a ceramic compact produced from raw materials of the same raw material lot as the target ceramic compact. Production method.
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