JPH02137684A - 加工システム診断装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、加工システムの故障及びその加工システムに
よる加工不良に対処するための加工システム診断装置で
ある。

（従来の技術） 例えばレーザ加工システムが故障した場合、或はレーザ
加工によって加工不良が発生した場合は、操作者は、レ
ーザ加工システムに発生した故障状況或は加工不良状況
を判断して、レーザ加工システムが正常に動作するよう
に調整したり、加工不良が生じないようにレーザ加圧時
に設定される各種加工パラメータを変更するようにして
いる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、レーザ加工システムの操作者は、レーザ加工
技術及びレーザ加工システムについて熟知している必要
がある。しかしながら、全ての操作者が、レーザ加工シ
ステムを構成する加工器。

発振器、制御装置、電源等の各種装置並びにレーザ加工
技術についての広範囲な知識或は技術を習得することは
困難であり、レーザ加工システムの故障を診断したり、
各種加工パラメータを設定するのに多大な時間を必要と
しているのが現状である。また、操作者ＩＪｔ独ではレ
ーザ加工システムを短時間で故障から復旧させたり、最
適な加工パラメータを設定することは難しく、これがレ
ーザ加工システムの稼働効率の低下の大きな要因となっ
ていた。

そこで、本発明の目的は、加工システムを故障から容易
に復旧させ得ることができると共に、最適な加工パラメ
ータを容易に設定することが可能となる加工システム診
断装置を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の加工システム診断装置は、加工システムに発生
する一般的故障状況とその発生原因となる一般的故障原
因との対応関係を記憶した故障診断用共通データベース
を設け、前記加工システムの使用状況及びシステム固有
の特性に依存して発生する故障状況とその故障原因との
対応関係を更新可能な状態で記憶する故障診断用同右デ
ータベースを設け、前記加工システムによる加工時に必
要とされる一般的加工パラメータを記憶する加工パラメ
ータ用共通データベースを設け、前記加工システムの加
工状況及びシステム固有の特性に応じた最適な固有加工
・パラメータを更新可能な状態で記憶する加工パラメー
タ用固有データベースを設け、故障情報が与えられると
前記故障診断用共通データベース及び前記故障診断用固
有データベースに記憶されている故障状況とその故障原
因との各対応関係に基づいて故障原因を推論すると共に
加工不良情報が与えられると前記加工パラメータ用共通
データベース及び前記加工パラメータ用固有データベー
スに記憶されている各加工パラメータに基づいて最適な
加工パラメータを推論する推論装置を設け、この推論装
置が推論した推論結果に対応した情報を出力する出力装
置を設けたものである。

（作用） 推論装置は、故障情報が与えられると故障診断用共通デ
ータベース及び故障診断用固有データベースに記憶され
ている故障状況とその故障原因との各対応関係に基づい
て故障原因を推論してから、その推論結果に対応した情
報を出力装置に出力する。また、推論装置は、加工不良
情報が与えられると加工パラメータ用共通データベース
及び加工パラメータ用固有データベースに記憶されてい
る各加工パラメータに基づいて最適な加工パラメータを
推論してから、その推論結果に対応した情報を出力する
。

（実施例） 以下、本発明をレーザ加工システム診断装置に適用した
一実施例を図面を参照して説明する。

１は入力装置で、これはレーザ加工システムが故障した
ときの故障状況、或はレーザ加工システムによる加工時
の加工不良状況を例えばキーボードの操作によって人力
することができるようになっており、各状況が入力され
るとそれらに対応した故障情報及び加工不良情報を推論
装置２に出力する。３は出力装置で、これは推論装置２
から各種情報が与えられるとその内容を例えばＣＲＴに
表示する。４は故障診断用共通データベースで、これは
レーザ加工システムにおいて一般的な故障状況とそれの
発生原因となる故障原因との対応関係（第３図及び第４
図参照）が予め記憶されており、推論装置２によってそ
れらの関係が参照されるようになっている。５は故障診
断用固有データベースで、これは推論装置２から与えら
れる故障状況とこれに対応した故障原因との関係が記憶
されるようになっていると共に、推論装置２によってそ
れらの関係が参照されるようになっている。６は加工パ
ラメータ用共通データベースで、これはレザ加工時に一
般的に必要となる各種加工バラメタか記憶されており、
推論装置２によってそれらの加工パラメータが参照され
るようになっている。７は加工パラメータ用固有データ
ベースで、これは推論装置２から与えられる加工パラメ
ータが記憶されるようになっていると共に、推論装置２
によってそれら加工パラメータが参照されるようになっ
ている。

さて、推論装置２はマイクロコンピュータを主体として
なり、入力装置１から故障情報が与えられると、故障診
断用共通データベース４及び故障診断用固有データベー
ス５に記憶された故障状況とその故障原因との対応関係
に基づいて故障原因を推論すると共に、その推論した故
障原因或は故障原因の対策情報を出力装置２に出力する
。また、推論装置２は、入力装置１からレーザ加工時の
初期条件或は加工不良状況が入力されると、加工パラメ
ータ共通データベース６及び加工パラメータ固有データ
ベース７に記憶されている加工パラメータに基づいて最
適な加工パラメータを推論すると共に、推論した加工パ
ラメータを出力装置３に出力する。尚、入力装置１の操
作によって前記各データベースに記憶された各データの
新規登録。

修正及び削除を任意に実行することができる。

次に上記構成の作用を第２図乃至第４図も参照しながら
説明する。尚、第２図のフローチャートでは、推論装置
２の動作に対応したステップを破線で囲って示し、他の
ステップは操作者の作業を示している。

まず、レーザ加工システム起動時に、例えばレーザの出
力が低いという場合のようにレーザ加工システムに何ら
かの故障が発生したことが明らかな場合は、ステップｓ
１からステップｓ２に進んで故障原因を推論し、その対
策を操作者に指示する。即ち、操作者が入力装置１を操
作して「レーザ出力低下」という故障状況を入力すると
、推論装置２は、故障診断用共通データベース４に記憶
された故障原因とその故障状況との関係（第３図及び第
４図参照）に基づいて故障原因を推論する。

この場合、レーザ出力の低下の原因（第３図にＤ４で示
す）としては、共振器ミラーの汚れ或は共振器アライメ
ントの狂い（第３図にＣ１，Ｃ２で示す）が推論される
。そこで、推論装置２は、共振器ミラーが汚れている場
合に同時に発生すると予測される他の故障状況（この場
合は、第３図に示すＤｌ　＋　Ｄ２　、ＤＢ　ｒ　ＤＢ
が相当する）の発生有無を出力装置３を介して操作者に
間合わせる。

つまり、共振器ミラーが汚れているときは、ドライエア
に油分が含入したり、レーザモードが悪化している可能
性が高いから、それらの発生の有無を確認することによ
って故障原因を推論するのである。そして、入力装置１
に入力された故障状況に対応した故障原因が推論された
ならば、推論した故障原因と故障状況との関係を故障診
断用固有データベース５に記憶すると共に、推論した故
障原因の対策情報を出力装置３を介して操作者に指示・
する。従って、操作者は出力装置３に示される対策に基
づいて例えば共振器ミラーの汚れを除去してから（ステ
ップＳ３）、レーザ加工システムが正常に起動するか否
かを再度判断する（ステップＳａ）。しかして、共振器
の汚れを除去しても、レーザ加工システムが正常に起動
しないときは、ステップＳ２に戻って再び故障原因を推
論する。

このとき、故障診断用固有データベース５には前回推論
された故障原因とその故障状況との関係が記憶されてい
るから、推論装置２は、入力装置１から与えられた故障
情報から前回推論した故障原因を再び推論しないように
なっている。つまり、今回入力された例えば「レーザモ
ードが悪い」（第３図にＤＢで示す）という故障状況に
よって前回推論されたのと同様に「共振器ミラーの汚れ
」という故障原因を推論する動作を開始しようとしても
、その故障原因は既に取除かれているから、その故障原
因を再度推論するという無駄な動作を実行しないように
なっているのである。

さて、上述のようにして推論装置２によって推論された
故障原因を取除くことによってレーザ加工システムが正
常に起動したら、被加工物にレザ加工を施すると共に、
そのレーザ加工が正常に施された否かを判定する（ステ
ップＳｓ）。そして、レーザ加工によって被加工物に加
工不良が発生したときは、加工パラメータの設定不良と
して最適な加工パラメータを推論する（ステップＳｓ）
。即ち、入力装置１の操作によって被加工物の材質、板
厚等を入力すると、推論装置２は、加工パラメータ用共
通データベースに６に記憶されている初期加工パラメー
タ（例えば加工速度、レーザ出力、レーザパルス周波数
１允振デユーティ比。

ガス流量、ガス圧力、使用ガスの種類等）に基づいて最
適な加工パラメータを推論して、その加工パラメータを
加工パラメータ用固有データベース７に記憶すると共に
出力装置３に出力する。従って、操作者は、出力装置３
に出力された加工パラメータに基づいてレーザ加工シス
テムを再設定してから（ステップＳ８）、被加工物体に
レーザ加工を施す。そして、加工パラメータの変更にも
かかわらずレーザ加工によって再度加工不良が発生した
ときは、入力装置２を操作してその加工不良状況を入力
する。すると、推論装置２は、入力装置１ 置１から与えられた加工不良情報に基づいて加工パラメ
ータ用固有データベース７に記憶されている加工パラメ
ータから最適な加工パラメータを推論して、その加工パ
ラメータを再び加工バラメタ用固有データーベースに記
憶すると共に出力装置３に出力する。従って、上記のよ
うな推論装置２による加工パラメータの推論とレーザ加
工の繰返しとによって最適な加工パラメータを得ること
ができる。しかして、被加工物体にレーザ加工による加
工不良が発生しなくなった時点では、加工パラメータ用
固有データベース７にはそのときのレーザ加工にとって
最適な加工パラメータが記憶されているから、以後のレ
ーザ加工をその加工パラメータに基づいて実行すること
により、被加工物体に加工不良が発生することを未然に
防止することができる。尚、推論装置２は、推論した加
工パラメータの値が設定値の範囲内を越えたときは、レ
ーザ加工システムの故障と判断してその故障原因を推論
するようになっている（ステップＳ７）。

つまり、レーザ加工システムが故障しているときは、加
工パラメータを通常の設定範囲から越えて設定したとし
てもその加工不良を防止することはできないから、加工
パラメータの推論を途中で中断すると共に、レーザ加工
システムに故障が発生したものとしてその原因を推論す
るのである。この場合、故障原因が取除かれると、それ
に対応した加工パラメータも変更されるようになってお
り、具体的には、例えば故障原因として加工用レンズの
汚れが推論された場合はその対策として加工用レンズを
交換するから、これに応じて加工用レンズの使用日数に
対応した加工パラメータが零に戻される。

要するに、上記実施例のものによれば、推論装置２は、
故障診断用共通データベース４及び故障診断用固有デー
タベース５に記憶されている故障状況とその故障原因と
の対応関係に基づいて、入力装置１から与えられた故障
情報に対応した故障原因を推論してその対策を出力装置
３に出力するので、操作者は出力装置３に出力された対
策を実行することによってレーザ加工システムを容易に
起動することができる。また、推論装置２は、加工パラ
メータ用共通データベース６及び加工パラメータ用固有
データベース７に基づいて、入力装置１から与えられた
初期設定及び加工不良情報に対応した最適な加工パラメ
ータを推論して出力装置３に出力するから、操作者は出
力装置３に出力された最適な加工パラメータを設定する
ことによリレーザ加工による加工不良を極力回避するこ
とができる。しかも、斯様な対策は、入力装置１から故
障状況或は加工不良状況を入力するだけで出力装置３に
示されるから、操作者がレーザ加工技術或はレーザ加工
システムに熟知していなくとも、レーザ加工システムを
短時間で起動できると共に、レーザ加工システムに必要
な加工パラメータを短時間で設定することができる。

さらに、故障診断用固有データベース５には推論装置２
が既に推論した故障状況とその故障原因との対応関係が
記憶されており、入力装置２から与えられた故障情報に
よって故障診断用固有データベース５に記憶されている
故障原因が再度推論されようとする過程が開始されたと
きは、それ以後の推論を実行しないようになっているの
で、故障原因の推論を効率良く実行することができる。

また、加工パラメータ用固有データベース７には被加工
物体に対するレーザ加工にとって最適な加工パラメータ
が記憶されているから、その加工パラメータに基づいて
被加工物体にレーザ加工を施すことにより、それ以後の
加工不良を未然に防１にすることができる。

加えて、推論装置２は、推論した加工パラメタが設定範
囲を越えたときは、レーザ加工システムに故障が発生し
たものと判断して、加工パラメータの推論を中断すると
共に故障原因を推論するようになっているので、レーザ
加工の途中にレザ加工システムに故障が生じることによ
り被加工物体に加工不良が発生した場合であっても、際
限なく加工パラメータを変更し続けるといった不具合を
防止することができる。

尚、推論装置２に演算機能を付加させ、その演算機能に
よって故障診断用共通データベース４に予め記憶された
故障状況とこれに対応する故障原因とを関係付ける初期
確率値を故障原因が推論される毎に変更するようにして
もよい。つまり、推論装置２の演算機能は、故障状況と
その故障原因との対応関係を関係付ける確率値をその対
応関係が推論された度数に応じて変更すると共に、故障
状況とその故障原因との対応関係を変更した確率値で関
係付けた状態で加工パラメータ用固有データベース７に
記憶させるのである。この場合、推論装置２は、故障状
況が入力されるとその故障状況と対応関係にある故障原
因のうちから最も確率度の高い故障原因から推論するよ
うになっている。

具体例として、「レーザ出力低下」という故障状況には
第３図に示すように「共振器ミラーの汚れ」及び「共振
器アライメントの狂い」という故障原因が初期確率値Ｅ
４１及びＥ７１によって関係付けられていると共に、こ
のときの初期確率値Ｅ４１が初期確率値Ｅ７１と等しい
か若しくは大きいとすると、「レーザ出力低下」という
故障状況が入力されたときは、推論装置２は、「共振器
ミラーの汚れ」という故障原因をまず最初に推論するよ
うになっている。しかして推論装置２の演算機能は、故
障原因が推論される毎に推論された故障原因とその故障
状況とを関係付ける確率値を高目に変更するようになっ
ており、０回の推論の結果、各確率値Ｅ４１．　　Ｅ７
１が第３図に示すように夫々Ｅ　４ｎ、　　Ｅ　７ｎに
変更され、しかも確率値Ｅ７ｎの方が確率値Ｅ４ｎより
も大きいとすると、推論装置２は、「レーザ出力低下」
という故障内容に対応する故障原因として「共振器アラ
イメントの狂い」を最初に推論するようになり、これに
より、それまでの推論を踏まえた所謂累計的推論を行な
うことができ、以て、故障原因の推論を効率良く行なう
ことができる。

また、推論された加工パラメータを加工パラメータ用固
有データベース７に順次記憶することにより、その加工
パラメータの変化傾向に基づいてレーザ加工システムに
故障が発生する時期を事前に予測してそれに対応するよ
うにしてもよい。

さらに、故障情報或は加工不良情報を入力装置１を介し
て推論装置２に与えるのに代えて、レザ加工システムの
各装置から得られる装置の異常信号、使用時間、加工設
定パラメータ値２発振器特性（電流、電圧、レーザ出力
、ガス圧等）の情報を直接推論装置２に入力させること
により、レーザ加工システムの故障診断を一層効率良く
行なうように構成してもよい。

その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定
されることなく、例えばロボットシステム、実装システ
ム、溶接システムなどの診断装置に適用してもよい等、
その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる
。

［発明の効果］ 以上の記述から明らかなように、本発明の加工システム
診断装置によれば、推論装置は、故障情報が与えられる
と前記故障診断用共通データベース及び前記故障診断用
固有データベースに記憶されている故障状況とその故障
原因との各対応関係に基づいて故障原因を推論すると共
に加工不良情報が与えられると前記加エパラメータ用共
通デ−タベース及び前記加工パラメータ用固有データベ
ースに記憶されている各加工パラメータに基づいて最適
な加工パラメータを推論し、そして、推論□した推論結
果に対応した情報を出力装置に出力するから、操作者は
、出力装置に出力された故障原因に対応した情報及び加
工パラメータに基づいて対策すればよいから、加工シス
テムを故障から容易に復旧させ得ることができると共に
、最適な加工パラメータを容易に設定することが可能と
なるという優れた効果を奏する。

共通データベース、７加エパラメータ用固有データベー
スである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、加工システムの故障及びその加工システムによる加
   工不良に対処するものであって、前記加工システムに発
   生する一般的故障状況とその発生原因となる一般的故障
   原因との対応関係を記憶した故障診断用共通データベー
   スと、前記加工システムの使用状況及びシステム固有の
   特性に依存して発生する故障状況とその故障原因との対
   応関係を更新可能な状態で記憶する故障診断用固有デー
   タベースと、前記加工システムによる加工時に必要とさ
   れる一般的加工パラメータを記憶する加工パラメータ用
   共通データベースと、前記加工システムの加工状況及び
   システム固有の特性に応じた最適な固有加工パラメータ
   を更新可能な状態で記憶する加工パラメータ用固有デー
   タベースと、故障情報が与えられると前記故障診断用共
   通データベース及び前記故障診断用固有データベースに
   記憶されている故障状況とその故障原因との各対応関係
   に基づいて故障原因を推論すると共に加工不良情報が与
   えられると前記加工パラメータ用共通データベース及び
   前記加工パラメータ用固有データベースに記憶されてい
   る各加工パラメータに基づいて最適な加工パラメータを
   推論する推論装置と、この推論装置が推論した推論結果
   に対応した情報を出力する出力装置とを備えたことを特
   徴とする加工システム診断装置。