JP7790301B2 - Processing condition setting support system - Google Patents
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Description
本発明は、加工条件設定支援システムに関する。 The present invention relates to a processing condition setting support system.
特許文献1,2には、切削加工において、びびり(びびり振動とも称する)が発生することを抑制するために、工具または工作物の回転速度とびびりが発生しない最大切込量との関係を定義した安定限界線図を用いて、加工条件を決定することが記載されている。特許文献1,2において、安定限界線図は、工具や工作物などの質量(M)、減衰係数(C)、剛性(K)により表される動特性と、比切削抵抗とを用いて生成される。比切削抵抗とは、切削抵抗を切削断面積で除した値、すなわち、単位断面積当たりの切削抵抗である。 Patent Documents 1 and 2 describe determining machining conditions using a stability limit diagram that defines the relationship between the rotational speed of the tool or workpiece and the maximum depth of cut at which chatter does not occur, in order to suppress chatter (also known as chatter vibration) during cutting. In Patent Documents 1 and 2, the stability limit diagram is generated using the dynamic characteristics of the tool or workpiece, represented by the mass (M), damping coefficient (C), and rigidity (K), as well as the specific cutting resistance. The specific cutting resistance is the value obtained by dividing the cutting resistance by the cutting cross-sectional area, i.e., the cutting resistance per unit cross-sectional area.
また、加工装置における加工条件を決定するために、熟練者の知識をデータベース化し、当該データベースを活用することが知られている。例えば、特許文献3には、データベース化された知識モデルについて記載されている。知識モデルは、種々の技術用語により定義された複数の因子と、因子同士の関係とにより構成されたモデルである。そして、知識モデルを用いて、加工条件の最適化を図ることができるとされている。 It is also known that the knowledge of experts is compiled into a database and used to determine processing conditions for processing equipment. For example, Patent Document 3 describes a knowledge model compiled into a database. The knowledge model is a model composed of multiple factors defined using various technical terms and the relationships between the factors. It is said that the knowledge model can be used to optimize processing conditions.
特許文献4には、知識モデルにおける因子同士の関係を定義する際に、機械学習を適用することが記載されている。特に、因子同士の関係を定義する手段として、基準因子のランク値と接続対象の因子のランク値との対応関係(ランク-ランク関係)を定義する手段や、基準因子のランク値と接続対象の因子のレンジ値との対応関係(ランク-レンジ関係)を定義する手段が記載されている。さらに、基準因子が複数の因子と関係性を有する場合には、寄与度を設定することにより、複数の因子が基準因子に及ぼす影響度を決定することができる。 Patent Document 4 describes the application of machine learning when defining the relationships between factors in a knowledge model. In particular, as means for defining the relationships between factors, it describes a means for defining the correspondence relationship between the rank value of a reference factor and the rank value of a factor to be connected (rank-rank relationship), and a means for defining the correspondence relationship between the rank value of a reference factor and the range value of a factor to be connected (rank-range relationship). Furthermore, when a reference factor has a relationship with multiple factors, the degree of influence of multiple factors on the reference factor can be determined by setting contribution levels.
安定限界線図は、工具または工作物の回転速度とびびりが発生しない最大切込量との関係を表している。安定限界線図を用いた加工条件の決定は、例えば、以下のように行われる。切削効率を高めるための加工条件を決定する場合には、切込量を大きくすることが1つの手段である。この場合、安定限界線図における最大切込量が大きな値を示す回転速度を選定し、安定限界線図において当該回転速度に対応する最大切込量よりも小さな切込量を設定する。このようにすることで、決定された加工条件としての回転速度および切込量が、安定限界線図における安定領域での加工となり、びびりが発生することを抑制できる。 A stability limit diagram shows the relationship between the rotational speed of the tool or workpiece and the maximum depth of cut at which chatter does not occur. Machining conditions are determined using a stability limit diagram, for example, as follows. When determining machining conditions to improve cutting efficiency, one method is to increase the depth of cut. In this case, a rotational speed at which the maximum depth of cut on the stability limit diagram shows a large value is selected, and a depth of cut smaller than the maximum depth of cut corresponding to that rotational speed on the stability limit diagram is set. In this way, the determined rotational speed and depth of cut as machining conditions result in machining in the stable region on the stability limit diagram, and chatter can be suppressed.
しかし、安定限界線図は、回転速度と、びびりが発生しない最大切込量との関係を表しているが、その最大切込量の値そのものは、ばらつきを含んでいることが知られている。そのため、加工条件としての切込量を決定する際には、安定限界線図における最大切込量よりも十分に小さな切込量とすることが一般的であった。つまり、安定限界線図は、切込量の決定に際して、定性的に利用することができても、定量的に利用することは困難であった。このように、これまで生成していた安定限界線図を用いたびびりの発生判定は、改善の余地があった。 However, while the stability limit diagram shows the relationship between rotational speed and the maximum depth of cut at which chatter does not occur, it is known that the value of that maximum depth of cut itself contains variations. For this reason, when determining the depth of cut as a machining condition, it was common to set the depth of cut to a value significantly smaller than the maximum depth of cut in the stability limit diagram. In other words, while the stability limit diagram can be used qualitatively when determining the depth of cut, it has been difficult to use it quantitatively. As such, there was room for improvement in the chatter occurrence determination using the stability limit diagram that had been generated up to now.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、安定限界線図をより高精度に表すことができるようにすることで、より適切な加工条件を決定できるようにするための加工条件設定支援システムを提供しようとするものである。 The present invention was made in consideration of these issues, and aims to provide a machining condition setting support system that enables more accurate representation of stability limit diagrams, thereby enabling more appropriate machining conditions to be determined.
本発明の一態様は、プロセッサを備え、工具および工作物の少なくとも一方を回転させながら切削加工を行う場合において、少なくとも切込量および回転速度を含む加工条件の評価または設定を行う加工条件設定支援システムであって、
前記プロセッサは、
前記加工条件として取り得る前記切込量が複数の区間に分割されており、分割されたそれぞれの切込量区間に対応する安定限界線図であって、前記工具または前記工作物の回転速度とびびりが発生しない最大切込量との関係を定義したそれぞれの前記安定限界線図を生成可能に構成された安定限界線図生成部と、
生成され得る複数の前記安定限界線図のうち、前記加工条件としての評価対象切込量に対応する対象の前記安定限界線図を用いて、前記評価対象切込量、および、前記加工条件に含まれる評価対象回転速度の場合に、びびりが発生するか否かを判定するように構成されたびびり発生判定部と、
を備える、加工条件設定支援システムにある。
One aspect of the present invention is a machining condition setting support system that includes a processor and evaluates or sets machining conditions including at least a cutting amount and a rotation speed when performing cutting while rotating at least one of a tool and a workpiece,
The processor:
a stability limit diagram generating unit configured to be able to generate stability limit diagrams in which the depth of cut that can be taken as the machining condition is divided into a plurality of sections, the stability limit diagrams corresponding to the divided depth of cut sections each defining a relationship between a rotation speed of the tool or the workpiece and a maximum depth of cut that does not cause chatter;
a chatter occurrence determination unit configured to determine whether chatter occurs in the case of an evaluation target cutting-in amount and an evaluation target rotation speed included in the machining conditions, using a target stability limit diagram corresponding to an evaluation target cutting-in amount among the plurality of stability limit diagrams that can be generated;
The present invention relates to a processing condition setting support system comprising:
上記態様によれば、安定限界線図生成部において、安定限界線図は、加工条件として取り得る切込量を複数に分割した場合のそれぞれの切込量区間に対応して生成可能とされている。つまり、安定限界線図は、1種ではなく、それぞれの切込量区間に対応した複数種存在することとなる。 In the above aspect, the stability limit diagram generation unit can generate stability limit diagrams corresponding to each of the cutting depth intervals when the cutting depths that can be obtained as machining conditions are divided into multiple intervals. In other words, there is not just one type of stability limit diagram, but multiple types corresponding to each cutting depth interval.
安定限界線図が切込量に応じて異なる態様になることを発見し、切込量と安定限界線図との関係性を見出すことにより、上記のように、安定限界線図を、分割されたそれぞれの切込量区間に対応して生成することができるようにした。従って、安定限界線図を、従来よりも高精度に表すことができる。 We discovered that the stability limit diagram changes depending on the cutting depth, and by identifying the relationship between the cutting depth and the stability limit diagram, we were able to generate a stability limit diagram corresponding to each divided cutting depth interval, as described above. Therefore, the stability limit diagram can be displayed with higher accuracy than before.
そして、びびり発生判定部は、加工条件としての評価対象切込量および評価対象回転速度において、びびりが発生するか否かを判定するように構成されている。この判定には、評価対象切込量に対応する対象の安定限界線図を用いる。上述したように、安定限界線図は、分割されたそれぞれの切込量区間に対応して複数種存在する。そこで、判定には、評価対象切込量が含まれる切込量区間に対応する安定限界線図を用いる。そして、当該安定限界線図を用いて、評価対象切込量および評価対象回転速度の場合に、びびりが発生するか否かを判定する。このように、評価対象切込量に応じた安定限界線図を用いたびびり判定が行われる。従って、より適切な加工条件を決定することができるようになる。 The chatter occurrence determination unit is configured to determine whether chatter will occur for the cutting depth to be evaluated and the rotational speed to be evaluated as machining conditions. This determination uses a target stability limit diagram corresponding to the cutting depth to be evaluated. As described above, there are multiple types of stability limit diagrams corresponding to each of the divided cutting depth sections. Therefore, for the determination, a stability limit diagram corresponding to the cutting depth section that includes the cutting depth to be evaluated is used. This stability limit diagram is then used to determine whether chatter will occur for the cutting depth to be evaluated and the rotational speed to be evaluated. In this way, chatter determination is made using a stability limit diagram corresponding to the cutting depth to be evaluated. This makes it possible to determine more appropriate machining conditions.
以上のごとく、上記態様によれば、安定限界線図をより高精度に表すことができるようにすることで、より適切な加工条件を決定できるようにするための加工条件設定支援システムを提供することができる。 As described above, the above aspect makes it possible to provide a machining condition setting support system that enables more accurate representation of the stability limit diagram, thereby enabling more appropriate machining conditions to be determined.
(実施形態1)
1.加工条件設定支援システム1の構成
実施形態1の加工条件設定支援システム1の構成について図1を参照して説明する。加工条件設定支援システム1は、工具Tおよび工作物Wの少なくとも一方を回転させながら工具Tにより工作物Wの切削加工を行う場合を対象として、当該切削加工に関する安定限界線図を用いて、切込量や回転速度などの加工条件の評価または設定を行う。
(Embodiment 1)
1. Configuration of Machining Condition Setting Support System 1 The configuration of the machining condition setting support system 1 of the first embodiment will be described with reference to Fig. 1. The machining condition setting support system 1 targets a case where cutting of a workpiece W is performed by a tool T while rotating at least one of the tool T and the workpiece W, and evaluates or sets machining conditions such as the cutting depth and rotation speed using a stability limit diagram related to the cutting.
特に、本形態においては、加工条件設定支援システム1は、切削加工における比切削抵抗を用いて、安定限界線図を生成する。さらに、加工条件設定支援システム1は、切削加工における比切削抵抗を推定するための知識モデルMを活用する。つまり、加工条件設定支援システム1は、切削加工の加工条件、工具Tの諸元、工作物Wの諸元に基づいて、知識モデルMを用いることにより、比切削抵抗を推定する。 In particular, in this embodiment, the machining condition setting support system 1 generates a stability limit diagram using the specific cutting resistance in cutting. Furthermore, the machining condition setting support system 1 utilizes a knowledge model M for estimating the specific cutting resistance in cutting. In other words, the machining condition setting support system 1 estimates the specific cutting resistance by using the knowledge model M based on the machining conditions of the cutting, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W.
加工条件設定支援システム1は、図1に示すように、主に管理者が操作するための管理装置2、管理者および作業者が保持する表示装置3、切削加工を行うための複数の加工装置4,5とを備えて構成される。管理装置2、表示装置3、加工装置4,5は、ネットワークを構成し、相互に通信可能に構成されている。つまり、管理装置2、表示装置3、加工装置4,5は、ネットワークを構成する機器となる。 As shown in Figure 1, the machining condition setting support system 1 is composed of a management device 2 that is mainly operated by an administrator, a display device 3 that is held by the administrator and workers, and multiple machining devices 4 and 5 that perform cutting. The management device 2, display device 3, and machining devices 4 and 5 form a network and are configured to be able to communicate with each other. In other words, the management device 2, display device 3, and machining devices 4 and 5 are devices that make up the network.
管理装置2は、プロセッサ2a、記憶装置2b、表示装置2c、入力装置2dを備えて構成される。プロセッサ2aは、安定限界線図の生成やびびり判定などの演算処理を行い、記憶装置2bは、機械的コンプライアンス伝達関数(以下、「コンプライアンス伝達関数」と称する)や知識モデルMなどを格納する。また、管理装置2は、加工装置4,5を管理するサーバとして機能させることもできる。加工装置4,5は、例えば、旋盤、マシニングセンタ、フライス盤、歯車加工機、ボーリング加工機などである。 The management device 2 is configured with a processor 2a, a storage device 2b, a display device 2c, and an input device 2d. The processor 2a performs calculations such as generating stability limit diagrams and determining chatter, while the storage device 2b stores the mechanical compliance transfer function (hereinafter referred to as the "compliance transfer function") and the knowledge model M. The management device 2 can also function as a server that manages the processing devices 4 and 5. The processing devices 4 and 5 are, for example, lathes, machining centers, milling machines, gear cutting machines, boring machines, etc.
2.切削加工モデル
切削加工モデルについて図2を参照して説明する。図2は、旋削を例に挙げたモデルを示しており、工作物Wが中心軸Lを中心に回転し、工具Tを工作物Wの軸方向に送り操作する場合を示す。ただし、図2に示す切削加工モデルは、切削加工一般に適用可能なモデルであって、工具Tを回転させて切削加工を行う場合にも同様に適用されるモデルである。
2. Cutting Model The cutting model will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 shows a model using turning as an example, in which a workpiece W rotates about a central axis L and a tool T is fed in the axial direction of the workpiece W. However, the cutting model shown in Fig. 2 is a model that can be applied to cutting in general, and is also a model that can be applied in the same way when cutting is performed by rotating the tool T.
図2に示すように、工具Tにより工作物Wを切削する際に、切削点Pにおいて、切削抵抗Fが生じる。切削抵抗Fは、主分力F1、背分力F2、送り分力F3により表される。図2においては、主分力F1は、工作物Wの中心軸Lを中心とした円の接線方向の成分に相当し、背分力F2は、切削点Pの法線方向の成分に相当し、送り分力F3は、工具Tの送り方向(工作物Wの軸方向)の成分に相当する。主分力F1、背分力F2、および、送り分力F3は、相互に直交する。なお、切削抵抗Fは、旋盤以外の切削加工においても、主分力F1、背分力F2、送り分力F3に分解することができる。 As shown in Figure 2, when a workpiece W is cut with a tool T, cutting resistance F occurs at a cutting point P. The cutting resistance F is represented by a principal force F1, a thrust force F2, and a feed force F3. In Figure 2, the principal force F1 corresponds to the component tangential to a circle centered on the central axis L of the workpiece W, the thrust force F2 corresponds to the component normal to the cutting point P, and the feed force F3 corresponds to the component in the feed direction of the tool T (the axial direction of the workpiece W). The principal force F1, thrust force F2, and feed force F3 are mutually orthogonal. Note that cutting resistance F can also be broken down into the principal force F1, thrust force F2, and feed force F3 in cutting processes other than those using a lathe.
3.管理装置2の構成
管理装置2の構成について図3を参照して説明する。図3に示すように、管理装置2は、プロセッサ2aおよび記憶装置2bとして、少なくとも、コンプライアンス伝達関数格納部11、比切削抵抗生成部12、安定限界線図生成部13、びびり発生判定部14、推奨条件決定部15、教示部16を備える。また、管理装置2は、図3に示すように、上記各部11~16に加えて、表示装置2cを備える。
3. Configuration of Management Device 2 The configuration of the management device 2 will be described with reference to Fig. 3. As shown in Fig. 3, the management device 2 includes, as a processor 2a and a storage device 2b, at least a compliance transfer function storage unit 11, a specific cutting resistance generation unit 12, a stability limit diagram generation unit 13, a chatter occurrence determination unit 14, a recommended condition determination unit 15, and a teaching unit 16. Furthermore, as shown in Fig. 3, in addition to the above units 11 to 16, the management device 2 also includes a display device 2c.
コンプライアンス伝達関数格納部11は、工具Tおよび工作物Wの少なくとも一方のコンプライアンス伝達関数を格納する。コンプライアンス伝達関数は、工具Tおよび工作物Wの少なくとも一方の動特性に相当する。つまり、コンプライアンス伝達関数は、工具Tや工作物Wの質量(M)、減衰係数(C)、剛性(K)により表される動特性に相当する。 The compliance transfer function storage unit 11 stores the compliance transfer function of at least one of the tool T and the workpiece W. The compliance transfer function corresponds to the dynamic characteristics of at least one of the tool T and the workpiece W. In other words, the compliance transfer function corresponds to the dynamic characteristics expressed by the mass (M), damping coefficient (C), and stiffness (K) of the tool T or the workpiece W.
より詳細には、コンプライアンス伝達関数は、工具Tにおいて加振力を付与した場合の工具Tの応答変位の伝達関数、工作物Wにおいて加振力を付与した場合の工作物Wの応答変位の伝達関数、および、工具Tおよび工作物Wの両方に関する伝達関数である。コンプライアンス伝達関数は、周波数応答関数を適用する。つまり、コンプライアンス伝達関数は、工具Tおよび工作物Wの少なくとも一方の回転周波数に対する、工具Tおよび工作物Wの少なくとも一方の応答変位に関する関数を表す。コンプライアンス伝達関数は、例えば、ハンマリング試験、シミュレーション、理論演算などにより得ることができる。なお、コンプライアンス伝達関数の生成方法は、公知であるため詳細な説明を省略する。コンプライアンス伝達関数格納部11は、記憶装置2bにより構成される。 More specifically, the compliance transfer function is a transfer function of the response displacement of the tool T when an excitation force is applied to the tool T, a transfer function of the response displacement of the workpiece W when an excitation force is applied to the workpiece W, and a transfer function related to both the tool T and the workpiece W. The compliance transfer function applies a frequency response function. In other words, the compliance transfer function represents a function related to the response displacement of at least one of the tool T and the workpiece W relative to the rotation frequency of at least one of the tool T and the workpiece W. The compliance transfer function can be obtained, for example, by hammering tests, simulations, theoretical calculations, etc. Note that the method of generating the compliance transfer function is well known, so a detailed explanation will be omitted. The compliance transfer function storage unit 11 is configured by the memory device 2b.
比切削抵抗生成部12は、加工条件、工具Tの諸元、工作物Wの諸元に基づいて、比切削抵抗を生成する。比切削抵抗は、切削抵抗Fを切削断面積で除した値に相当する。ただし、切削抵抗Fのうち背分力F2が、びびりに対して大きく影響を及ぼすことが分かった。そこで、本形態においては、比切削抵抗は、切削抵抗Fを構成する背分力F2(図2に示す)を切削断面積で除した値とする。 The specific cutting resistance generator 12 generates the specific cutting resistance based on the machining conditions, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W. The specific cutting resistance corresponds to the value obtained by dividing the cutting resistance F by the cutting cross-sectional area. However, it has been found that the thrust force F2 of the cutting resistance F has a significant effect on chatter. Therefore, in this embodiment, the specific cutting resistance is the value obtained by dividing the thrust force F2 (shown in Figure 2) that constitutes the cutting resistance F by the cutting cross-sectional area.
比切削抵抗生成部12は、後述するが、知識モデルMを構成する条件付確率表M1を用いて順方向の確率推論を行うことにより、比切削抵抗の推定値を生成するように構成されている。また、比切削抵抗生成部12は、逆方向の確率推論を行うことにより、切削加工の加工条件、工具Tの諸元、工作物Wの諸元を求めることもできる。比切削抵抗生成部12は、プロセッサ2aおよび記憶装置2bにより構成される。 As will be described later, the specific cutting resistance generator 12 is configured to generate an estimated value of the specific cutting resistance by performing forward probabilistic inference using the conditional probability table M1 that constitutes the knowledge model M. The specific cutting resistance generator 12 can also determine the cutting conditions, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W by performing backward probabilistic inference. The specific cutting resistance generator 12 is composed of a processor 2a and a storage device 2b.
安定限界線図生成部13は、切削加工における安定限界線図を生成するように構成されている。安定限界線図は、工具Tまたは工作物Wの回転速度とびびりが発生しない最大切込量との関係を定義した図である。安定限界線図の下側領域が、びびりが発生しない安定領域に相当し、上側領域が、びびりが発生し得る不安定領域に相当する。安定限界線図生成部13は、プロセッサ2aにより構成される。 The stability limit diagram generator 13 is configured to generate a stability limit diagram for cutting. The stability limit diagram defines the relationship between the rotational speed of the tool T or workpiece W and the maximum cutting depth at which chatter does not occur. The lower region of the stability limit diagram corresponds to the stable region where chatter does not occur, and the upper region corresponds to the unstable region where chatter may occur. The stability limit diagram generator 13 is configured by the processor 2a.
安定限界線図生成部13は、安定限界線図の生成に際して、コンプライアンス伝達関数格納部11により格納されたコンプライアンス伝達関数、および、比切削抵抗生成部12により生成された比切削抵抗の推定値を用いる。ここで用いられる比切削抵抗は、加工条件としての評価対象切込量に対応する比切削抵抗である。 When generating the stability limit diagram, the stability limit diagram generator 13 uses the compliance transfer function stored in the compliance transfer function storage unit 11 and the estimated value of the specific cutting resistance generated by the specific cutting resistance generator 12. The specific cutting resistance used here is the specific cutting resistance corresponding to the depth of cut to be evaluated as a machining condition.
本形態において、安定限界線図生成部13は、加工条件として取り得る切込量が複数の区間に分割されており、分割されたそれぞれの切込量区間に対応する安定限界線図SD1,SD2,SD3,SD4を生成可能に構成されている。つまり、安定限界線図生成部13は、1種の安定限界線図を生成するのではなく、複数種の安定限界線図SD1,SD2,SD3,SD4を生成可能に構成されている。そして、安定限界線図生成部13は、生成可能な複数種の安定限界線図SD1,SD2,SD3,SD4のうち、加工条件としての評価対象切込量に対応する1つの対象の安定限界線図を生成する。 In this embodiment, the stability limit diagram generator 13 divides the depth of cut that can be obtained as a machining condition into multiple sections, and is configured to be able to generate stability limit diagrams SD1, SD2, SD3, and SD4 that correspond to each of the divided depth of cut sections. In other words, the stability limit diagram generator 13 is configured to be able to generate multiple types of stability limit diagrams SD1, SD2, SD3, and SD4, rather than just one type of stability limit diagram. Then, from the multiple types of stability limit diagrams SD1, SD2, SD3, and SD4 that can be generated, the stability limit diagram generator 13 generates one target stability limit diagram that corresponds to the depth of cut that is being evaluated as a machining condition.
例えば、加工条件として取り得る切込量が、0.30mm~0.9mmである場合とする。この場合、分割された切込量区間は、例えば、0.30~0.50mm、0.50~0.67mm、0.67~0.80mm、0.80~0.90mmなどとする。なお、切込量区間は、不等間隔としているが、等間隔としても良い。取り得る切込量、および、切込量区間の数値は、一例にすぎず、例えば、荒加工工程、中仕上加工工程、仕上加工工程などの加工工程や、旋削加工、ドリル加工、フライス加工、歯車加工などの加工種類などによって、適宜変更される。複数種の安定限界線図SD1,SD2,SD3,SD4の詳細については、後述する。 For example, suppose the cutting depth available as a machining condition is 0.30 mm to 0.9 mm. In this case, the divided cutting depth intervals are, for example, 0.30 to 0.50 mm, 0.50 to 0.67 mm, 0.67 to 0.80 mm, 0.80 to 0.90 mm, etc. Note that the cutting depth intervals are unevenly spaced, but they can also be equally spaced. The available cutting depths and the numerical values of the cutting depth intervals are merely examples and can be changed as appropriate depending on the machining process (e.g., rough machining, semi-finishing, finishing), or the type of machining (e.g., turning, drilling, milling, gear cutting, etc.). Details of the multiple types of stability limit diagrams SD1, SD2, SD3, and SD4 will be described later.
びびり発生判定部14は、安定限界線図生成部13により生成され得る複数の安定限界線図SD1,SD2,SD3,SD4のうち、加工条件としての評価対象切込量に対応する対象の安定限界線図(SD1,SD2,SD3,SD4の1つ)を用いて、評価対象切込量、および、加工条件に含まれる評価対象回転速度の場合に、びびりが発生するか否かを判定するように構成されている。びびり発生判定部14は、プロセッサ2aにより構成される。 The chatter occurrence determination unit 14 is configured to use a target stability limit diagram (one of SD1, SD2, SD3, SD4) that corresponds to the target cutting depth as a machining condition, out of multiple stability limit diagrams SD1, SD2, SD3, SD4 that can be generated by the stability limit diagram generation unit 13, to determine whether chatter will occur for the target cutting depth and the target rotational speed included in the machining conditions. The chatter occurrence determination unit 14 is configured by the processor 2a.
推奨条件決定部15は、安定限界線図生成部13により生成された安定限界線図SD1,SD2,SD3,SD4を用いて加工条件の推奨値を決定する。このとき、推奨条件決定部15は、びびり発生判定部14による判定結果を考慮して、加工条件の推奨値を決定することができる。詳細には、推奨条件決定部15は、安定限界線図SD1,SD2,SD3,SD4における下側領域に位置するような加工条件を推奨値とする。推奨条件決定部15は、プロセッサ2aにより構成される。 The recommended condition determination unit 15 determines recommended values for machining conditions using the stability limit diagrams SD1, SD2, SD3, and SD4 generated by the stability limit diagram generation unit 13. At this time, the recommended condition determination unit 15 can determine recommended values for machining conditions taking into account the judgment results by the chatter occurrence judgment unit 14. In detail, the recommended condition determination unit 15 sets recommended values as machining conditions that are located in the lower region of the stability limit diagrams SD1, SD2, SD3, and SD4. The recommended condition determination unit 15 is configured by the processor 2a.
教示部16は、推奨条件決定部15により決定された加工条件の推奨値を教示する。教示部16は、加工条件の推奨値を教示する手段として、管理装置2を構成する表示装置2cに表示したり、表示装置3に表示したりする。表示装置3は、通信により教示部16から取得した加工条件の推奨値を表示する。 The teaching unit 16 teaches the recommended values of the machining conditions determined by the recommended condition determination unit 15. As a means for teaching the recommended values of the machining conditions, the teaching unit 16 displays them on the display device 2c that constitutes the management device 2, or on the display device 3. The display device 3 displays the recommended values of the machining conditions obtained from the teaching unit 16 via communication.
また、教示部16は、通信により、加工条件の推奨値を加工装置4,5に送信する。この場合、加工装置4,5は、教示部16により教示された加工条件の推奨値を取得し、取得した加工条件の推奨値を適用した切削加工を行うことができる。つまり、加工装置4,5は、加工条件を自律的に変更して、変更された加工条件に基づいて切削加工を行う。加工装置4,5により切削加工が行われた場合における加工結果は、観測データとして比切削抵抗生成部12に送信される。比切削抵抗生成部12は、加工装置4,5における観測データを用いて、知識モデルMを生成したり、更新したりすることができる。教示部16は、プロセッサ2aにより構成される。 The teaching unit 16 also transmits recommended values for the machining conditions to the machining devices 4 and 5 via communication. In this case, the machining devices 4 and 5 can acquire the recommended values for the machining conditions taught by the teaching unit 16 and perform cutting using the acquired recommended values for the machining conditions. In other words, the machining devices 4 and 5 autonomously change the machining conditions and perform cutting based on the changed machining conditions. The machining results when cutting is performed by the machining devices 4 and 5 are transmitted as observation data to the specific cutting resistance generation unit 12. The specific cutting resistance generation unit 12 can generate and update the knowledge model M using the observation data from the machining devices 4 and 5. The teaching unit 16 is composed of the processor 2a.
4.複数種の安定限界線図SD1~SD4の詳細
安定限界線図生成部13により生成可能な複数種の安定限界線図SD1,SD2,SD3,SD4について、図4を参照して説明する。本形態では、加工条件として取り得る切込量が、0.30mm~0.9mmである場合とする。当該取り得る切込量を分割した切込量区間Aa1,Aa2,Aa3,Aa4のそれぞれは、0.30~0.50mm、0.50~0.67mm、0.67~0.80mm、0.80~0.90mmである場合とする。
4. Details of Multiple Types of Stability Limit Diagrams SD1 to SD4 The multiple types of stability limit diagrams SD1, SD2, SD3, and SD4 that can be generated by the stability limit diagram generating unit 13 will be described with reference to Fig. 4. In this embodiment, the cutting depth that can be obtained as a machining condition is assumed to be 0.30 mm to 0.9 mm. The cutting depth ranges Aa1, Aa2, Aa3, and Aa4 into which the cutting depth is divided are assumed to be 0.30 to 0.50 mm, 0.50 to 0.67 mm, 0.67 to 0.80 mm, and 0.80 to 0.90 mm, respectively.
図4(a)に示す安定限界線図SD1は、切込量区間Aa1である0.30~0.50mmに対応する。図4(b)に示す安定限界線図SD2は、切込量区間Aa2である0.50~0.67mmに対応する。図4(c)に示す安定限界線図SD3は、切込量区間Aa3である0.67~0.80mmに対応する。図4(d)に示す安定限界線図SD4は、切込量区間Aa4である0.80~0.90mmに対応する。 The stability limit diagram SD1 shown in Figure 4(a) corresponds to the cutting depth range Aa1, which is 0.30 to 0.50 mm. The stability limit diagram SD2 shown in Figure 4(b) corresponds to the cutting depth range Aa2, which is 0.50 to 0.67 mm. The stability limit diagram SD3 shown in Figure 4(c) corresponds to the cutting depth range Aa3, which is 0.67 to 0.80 mm. The stability limit diagram SD4 shown in Figure 4(d) corresponds to the cutting depth range Aa4, which is 0.80 to 0.90 mm.
ここで、本来であれば、安定限界線図SD1~SD4のそれぞれは、特定の切込量に対応するものが生成されると考えられる。ただし、本形態においては、安定限界線図SD1~SD4は、特定の切込量ではなく、分割された切込量区間Aa1~Aa4のそれぞれに対応するものが生成される。この理由は、以下の通りである。 In general, each of the stability limit diagrams SD1 to SD4 would be generated to correspond to a specific cutting depth. However, in this embodiment, the stability limit diagrams SD1 to SD4 are generated to correspond to each of the divided cutting depth intervals Aa1 to Aa4, rather than to a specific cutting depth. The reason for this is as follows.
上述したように、安定限界線図SD1~SD4は、コンプライアンス伝達関数および比切削抵抗の推定値を用いて生成される。そして、比切削抵抗の推定値が、切込量に基づいて生成されており、上述した切込量区間Aa1~Aa4のいずれかに対応した値とされている。従って、比切削抵抗の推定値の算出の元になる切込量区間Aa1~Aa4が、安定限界線図SD1~SD4の切込量区間Aa1~Aa4に対応している。図4の(a)(b)(c)(d)に示すように、安定限界線図SD1~SD4のそれぞれが、切込量区間Aa1~Aa4のそれぞれに対応する。そこで、安定限界線図SD1~SD4は、分割された切込量区間Aa1~Aa4のそれぞれに対応するものが生成されるようにしている。 As described above, the stability limit diagrams SD1 to SD4 are generated using the compliance transfer function and the estimated value of the specific cutting resistance. The estimated value of the specific cutting resistance is generated based on the cutting depth and is set to a value corresponding to one of the cutting depth intervals Aa1 to Aa4 described above. Therefore, the cutting depth intervals Aa1 to Aa4, which are the basis for calculating the estimated value of the specific cutting resistance, correspond to the cutting depth intervals Aa1 to Aa4 on the stability limit diagrams SD1 to SD4. As shown in Figure 4(a), (b), (c), and (d), each of the stability limit diagrams SD1 to SD4 corresponds to a respective cutting depth interval Aa1 to Aa4. Therefore, stability limit diagrams SD1 to SD4 are generated to correspond to each of the divided cutting depth intervals Aa1 to Aa4.
また、本形態においては、切込量区間Aa1~Aa4は、不等間隔としている。この理由は、以下のとおりである。後述するが、比切削抵抗の変化は、切込量が小さいほど大きくなり、切込量が大きいほど小さくなることが分かった。そこで、比切削抵抗の推定値の算出の元になる切込量区間Aa1~Aa4は、切込量に対する比切削抵抗の変化が小さい範囲において広く設定され、切込量に対する比切削抵抗の変化が大きい範囲において狭く設定している。つまり、それぞれの切込量区間Aa1~Aa4は、切込量が小さいほど広く設定され、切込量が大きいほど狭く設定されている。 In addition, in this embodiment, the cutting depth intervals Aa1 to Aa4 are unequally spaced. The reason for this is as follows. As will be explained later, it has been found that the change in specific cutting resistance increases as the cutting depth decreases and decreases as the cutting depth increases. Therefore, the cutting depth intervals Aa1 to Aa4, which are the basis for calculating the estimated value of specific cutting resistance, are set wide in the range where the change in specific cutting resistance relative to the cutting depth is small, and narrow in the range where the change in specific cutting resistance relative to the cutting depth is large. In other words, the cutting depth intervals Aa1 to Aa4 are set wider as the cutting depth decreases and narrower as the cutting depth increases.
5.比切削抵抗生成部12の構成
比切削抵抗生成部12の構成について図5~図7を参照して説明する。図5に示すように、比切削抵抗生成部12は、知識モデル生成部21、知識モデル格納部22、比切削抵抗出力部23を備えて構成される。知識モデル生成部21は、プロセッサ2aおよび記憶装置2bにより構成され、比切削抵抗出力部23は、プロセッサ2aにより構成され、知識モデル格納部22は、記憶装置2bにより構成される。
5. Configuration of Specific Cutting Resistance Generator 12 The configuration of the specific cutting resistance generator 12 will be described with reference to Figures 5 to 7. As shown in Figure 5, the specific cutting resistance generator 12 is configured with a knowledge model generator 21, a knowledge model storage unit 22, and a specific cutting resistance output unit 23. The knowledge model generator 21 is configured with a processor 2a and a storage device 2b, the specific cutting resistance output unit 23 is configured with the processor 2a, and the knowledge model storage unit 22 is configured with the storage device 2b.
知識モデル生成部21は、知識モデルMを生成する。知識モデル格納部22は、知識モデル生成部21により生成された知識モデルMを格納する。 The knowledge model generation unit 21 generates the knowledge model M. The knowledge model storage unit 22 stores the knowledge model M generated by the knowledge model generation unit 21.
知識モデルMは、図6に示すように、条件付確率表M1、および、因子A,B,Cの確率表M2,M3,M4を含む。条件付確率表M1は、比切削抵抗を推定するためのモデルである。上述したように、びびりは、図2において、切削抵抗Fのうち背分力F2の影響を大きく受ける。そこで、推定対象である比切削抵抗は、切削抵抗Fのうち背分力F2を切削断面積で除した値とする。 As shown in Figure 6, knowledge model M includes conditional probability table M1 and probability tables M2, M3, and M4 for factors A, B, and C. Conditional probability table M1 is a model for estimating specific cutting resistance. As mentioned above, chatter is significantly affected by thrust force F2 of cutting resistance F in Figure 2. Therefore, the specific cutting resistance to be estimated is the value obtained by dividing thrust force F2 of cutting resistance F by the cutting cross-sectional area.
条件付確率表M1は、少なくとも親因子A,B,Cの因子値を条件とした場合に、子因子Dの因子値に該当する確率が定義されている。ここで、比切削抵抗は、切削加工の加工条件、工具Tの諸元、工作物Wの諸元などに影響を受ける。換言すると、比切削抵抗は、切削加工の加工条件、工具Tの諸元、工作物Wの諸元によって異なる値となる。 Conditional probability table M1 defines the probability of a factor value for child factor D occurring when the factor values for at least parent factors A, B, and C are set as conditions. Here, the specific cutting resistance is affected by the cutting conditions, the specifications of tool T, and the specifications of workpiece W. In other words, the specific cutting resistance takes on different values depending on the cutting conditions, the specifications of tool T, and the specifications of workpiece W.
そこで、条件付確率表M1において、親因子A,B,Cは、切削加工の加工条件についての因子、工具Tの諸元についての因子、工作物Wの諸元についての因子とする。条件付確率表M1は、上記の因子A,B,C以外の因子を親因子としてさらに含むようにしても良い。子因子Dは、比切削抵抗である。 Therefore, in the conditional probability table M1, parent factors A, B, and C are factors related to the cutting conditions, factors related to the specifications of the tool T, and factors related to the specifications of the workpiece W. The conditional probability table M1 may also include factors other than the above factors A, B, and C as parent factors. The child factor D is the specific cutting resistance.
つまり、知識モデルMの1つを構成する条件付確率表M1は、少なくとも、切削加工の加工条件、工具Tの諸元および工作物Wの諸元を親因子A,B,Cとし、比切削抵抗を子因子Dとする。そして、条件付確率表M1は、切削加工の加工条件、工具Tの諸元、工作物Wの諸元に基づいて、比切削抵抗を推定するためのモデルである。 In other words, the conditional probability table M1, which constitutes one of the knowledge models M, has at least the cutting conditions, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W as parent factors A, B, and C, and the specific cutting resistance as child factor D. The conditional probability table M1 is a model for estimating the specific cutting resistance based on the cutting conditions, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W.
図7に示すように、親因子Aとしての加工条件には、例えば、切込量、切削速度、送り速度などを含む。図7において、Aaは、切込量を表す符号とし、Abは、切削速度および送り速度を総称する符号とする。親因子Bとしての工具Tの諸元には、例えば、工具Tの材料(材質)、工具Tの形状(刃先角など)、コーティングの有無、種類などを含む。親因子Cとしての工作物Wの諸元には、例えば、工作物Wの材料(材質)、工作物Wの形状、熱処理の有無、種類などを含む。 As shown in Figure 7, machining conditions as parent factors A include, for example, the depth of cut, cutting speed, and feed rate. In Figure 7, Aa is a symbol representing the depth of cut, and Ab is a symbol collectively referring to the cutting speed and feed rate. Specifications of tool T as parent factors B include, for example, the material (substance) of tool T, the shape of tool T (cutting edge angle, etc.), the presence or absence of coating and the type of coating, etc. Specifications of workpiece W as parent factors C include, for example, the material (substance) of workpiece W, the shape of workpiece W, the presence or absence of heat treatment and the type of heat treatment, etc.
さらに、親因子A,B,Cとしての加工条件、工具Tの諸元および工作物Wの諸元のそれぞれは、数値としての因子値により表される。親因子Aとしての加工条件の場合には、切込量(Aa)、切削速度(Ab)、送り速度(Ab)などを表す数値のそれぞれが親因子Aの因子値となる。親因子Bとしての工具Tの諸元の場合には、工具Tの材料を表す物性値、工具Tの形状を表す刃先角など、コーティングの種類を表す物性値などのそれぞれが親因子Bの因子値となる。親因子Cとしての工作物Wの諸元の場合には、工具Tの諸元の場合と同様である。 Furthermore, the machining conditions, tool T specifications, and workpiece W specifications as parent factors A, B, and C are each represented by a numerical factor value. In the case of machining conditions as parent factor A, the numerical values representing the cutting depth (Aa), cutting speed (Ab), feed rate (Ab), etc. are each the factor values of parent factor A. In the case of tool T specifications as parent factor B, the physical property values representing the material of tool T, the cutting edge angle representing the shape of tool T, and physical property values representing the type of coating are each the factor values of parent factor B. In the case of workpiece W specifications as parent factor C, the same is true for tool T specifications.
条件付確率表M1は、概念的には、表1のように表される。 Conditional probability table M1 is conceptually represented as shown in Table 1.
条件付確率表M1は、例えば、親因子Aのうちの切込量Aaの因子値としての切込量区間Aa1,Aa2、親因子Aのうちの送り速度および切削速度を表す因子値Ab1,Ab2、親因子Bの因子値B1,B2、親因子Cの因子値C1,C2を条件とした場合に、子因子Dとしての比切削抵抗の因子値D1,D2,D3に該当する確率P1(1)~P1(8)、P1(11)~P1(18)、P2(1)~P2(8)、P2(11)~P2(18)、P3(1)~P3(8)、P3(11)~P3(18)が定義されている。表1に示す条件付確率表M1において、縦欄の確率の合計値は1となる。例えば、確率P1(1),P2(1),P3(1)の合計は、1となる。 The conditional probability table M1 defines probabilities P1(1) to P1(8), P1(11) to P1(18), P2(1) to P2(8), P2(11) to P2(18), P3(1) to P3(8), and P3(11) to P3(18) that correspond to factor values D1, D2, and D3 of specific cutting resistance as child factor D, when conditions are set as follows: cutting depth intervals Aa1 and Aa2 as the factor value of cutting depth Aa of parent factor A; factor values Ab1 and Ab2 representing feed rate and cutting speed of parent factor A; factor values B1 and B2 of parent factor B; and factor values C1 and C2 of parent factor C. In the conditional probability table M1 shown in Table 1, the sum of the probabilities in the vertical columns is 1. For example, the sum of the probabilities P1(1), P2(1), and P3(1) is 1.
表1において、親因子Aの切込量Aaの因子値である切込量区間Aa1,Aa2は、上述した、安定限界線図生成部13において、加工条件として取り得る切込量を分割した切込量区間Aa1,Aa2に一致する。また、他の各因子Ab,C,Dの因子値Ab1~Ab2,B1~B2,C1~C2,D1~D3のそれぞれは、1つの値としても良いし、値の範囲としても良い。例えば、親因子Abの因子値Ab1,Ab2は、例えば、切削速度の値などであり、親因子Bの因子値B1,B2は、工具Tの刃先角の値などであり、親因子Cの因子値C1,C2は、工作物Wの材料を表す物性値などである。 In Table 1, the cutting depth intervals Aa1 and Aa2, which are the factor values of the cutting depth Aa of parent factor A, correspond to the cutting depth intervals Aa1 and Aa2 into which the cutting depths that can be taken as machining conditions are divided in the stability limit diagram generator 13, as described above. Furthermore, the factor values Ab1-Ab2, B1-B2, C1-C2, and D1-D3 of the other factors Ab, C, and D may each be a single value or a range of values. For example, the factor values Ab1 and Ab2 of parent factor Ab may be, for example, the cutting speed value; the factor values B1 and B2 of parent factor B may be, for example, the cutting edge angle value of tool T; and the factor values C1 and C2 of parent factor C may be, for example, a physical property value representing the material of workpiece W.
例えば、親因子Aa,Ab,B,Cの因子値がAa1,Ab1,B1,C1の場合には、子因子Dである比切削抵抗の因子値D1に該当する確率がP1(1)となり、因子値D2に該当する確率がP2(1)となり、因子値D3に該当する確率がP3(1)となる。例えば、P1(1)が、0.667であり、P2(1)が、0.333であり、P3(1)が、0である。 For example, if the factor values of parent factors Aa, Ab, B, and C are Aa1, Ab1, B1, and C1, the probability that the factor value D1 of the specific cutting resistance, which is child factor D, corresponds to is P1(1), the probability that the factor value D2 corresponds to is P2(1), and the probability that the factor value D3 corresponds to is P3(1). For example, P1(1) is 0.667, P2(1) is 0.333, and P3(1) is 0.
知識モデルMは、上述したように、表1に示す条件付確率表M1に加えて、表2~表4に示す因子A,B,Cの確率表M2,M3,M4を含む。表2は、因子Aに関する確率表M2であり、表3は、因子Bに関する確率表M3であり、表4は、因子Cに関する確率表M4である。 As described above, knowledge model M includes the conditional probability table M1 shown in Table 1, as well as probability tables M2, M3, and M4 for factors A, B, and C shown in Tables 2 to 4. Table 2 is probability table M2 for factor A, Table 3 is probability table M3 for factor B, and Table 4 is probability table M4 for factor C.
例えば、因子Aの確率表M2は、表2に示すように、因子Aの因子値A1,A2に該当する確率Pa1,Pa2が定義されている。確率Pa1,Pa2の合計値は、1となる。因子Bの確率表M3は、表3に示すように、因子Bの因子値B1,B2に該当する確率Pb1,Pb2が定義されている。確率Pb1,Pb2の合計値は、1となる。因子Cの確率表M4は、表4に示すように、因子Cの因子値C1,C2に該当する確率Pc1,Pc2が定義されている。確率Pc1,Pc2の合計値は、1となる。 For example, probability table M2 for factor A defines probabilities Pa1 and Pa2 corresponding to factor values A1 and A2 of factor A, as shown in Table 2. The sum of probabilities Pa1 and Pa2 is 1. Probability table M3 for factor B defines probabilities Pb1 and Pb2 corresponding to factor values B1 and B2 of factor B, as shown in Table 3. The sum of probabilities Pb1 and Pb2 is 1. Probability table M4 for factor C defines probabilities Pc1 and Pc2 corresponding to factor values C1 and C2 of factor C, as shown in Table 4. The sum of probabilities Pc1 and Pc2 is 1.
比切削抵抗出力部23は、図5に示すように、知識モデル格納部22に格納されている知識モデルMを用いて、比切削抵抗の推定値を出力する。詳細には、比切削抵抗出力部23は、親因子A,B,Cの因子値を取得した場合に、知識モデルMを構成する条件付確率表M1を用いて順方向の確率推論を行う。順方向の確率推論は、条件として定義された親因子A,B,Cに基づいて、子因子Dである比切削抵抗を推定することである。 As shown in FIG. 5, the specific cutting resistance output unit 23 outputs an estimated value of the specific cutting resistance using the knowledge model M stored in the knowledge model storage unit 22. In detail, when the specific cutting resistance output unit 23 obtains the factor values of parent factors A, B, and C, it performs forward probabilistic inference using the conditional probability table M1 that constitutes the knowledge model M. Forward probabilistic inference involves estimating the specific cutting resistance, which is child factor D, based on parent factors A, B, and C that are defined as conditions.
このようにして、比切削抵抗出力部23は、子因子Dとしての比切削抵抗の推定値を出力する。例えば、比切削抵抗出力部23は、期待値を出力値とすることができる。つまり、子因子Dの因子値D1,D2,D3のそれぞれに、対応する確率P1(1),P2(1),P3(1)を乗算して、得られた各値の総和を比切削抵抗として出力する。この場合、比切削抵抗は、「D1×P1(1)+D2×P2(1)+D3×P3(1)」となる。 In this way, the specific cutting resistance output unit 23 outputs an estimated value of the specific cutting resistance as child factor D. For example, the specific cutting resistance output unit 23 can output an expected value. That is, it multiplies each of the factor values D1, D2, and D3 of child factor D by the corresponding probabilities P1(1), P2(1), and P3(1), and outputs the sum of the obtained values as the specific cutting resistance. In this case, the specific cutting resistance is "D1 x P1(1) + D2 x P2(1) + D3 x P3(1)."
なお、比切削抵抗出力部23は、比切削抵抗の目標値である子因子Dの目標因子値を取得した場合に、知識モデルMを構成する条件付確率表M1を用いて逆方向の確率推論を行うこともできる。逆方向の確率推論は、子因子Dの因子値に基づいて、条件として定義された親因子A,B,Cを推定することである。この場合、比切削抵抗出力部23は、各因子A,B,Cの確率表M2,M3,M4をさらに用いて、親因子としての切削加工の加工条件、工具Tの諸元および工作物Wの諸元についての因子値を出力することができる。 When the specific cutting resistance output unit 23 obtains the target factor value of child factor D, which is the target value of the specific cutting resistance, it can also perform backward probabilistic inference using the conditional probability table M1 that constitutes the knowledge model M. Backward probabilistic inference involves estimating parent factors A, B, and C, which are defined as conditions, based on the factor value of child factor D. In this case, the specific cutting resistance output unit 23 can further use the probability tables M2, M3, and M4 for each factor A, B, and C to output factor values for the cutting conditions, tool T specifications, and workpiece W specifications as parent factors.
6.知識モデル生成部21の構成
知識モデル生成部21は、図5に示すように、知識モデルMを生成する。特に、知識モデル生成部21は、知識モデルMを構成する条件付確率表M1を生成する。ここで、条件付確率表M1は、確率P1(1)~P1(8)、P1(11)~P1(18)、P2(1)~P2(8)、P2(11)~P2(18)、P3(1)~P3(8)、P3(11)~P3(18)の値を直接入力することにより設定しても良い。また、条件付確率表M1は、以下に説明するように、ベイズ推定を用いて生成しても良い。さらに、条件付確率表M1は、ベイズ推定を用いて更新しても良い。
6. Configuration of the Knowledge Model Generation Unit 21 The knowledge model generation unit 21 generates a knowledge model M as shown in FIG. 5. In particular, the knowledge model generation unit 21 generates a conditional probability table M1 that constitutes the knowledge model M. Here, the conditional probability table M1 may be set by directly inputting the values of probabilities P1(1) to P1(8), P1(11) to P1(18), P2(1) to P2(8), P2(11) to P2(18), P3(1) to P3(8), and P3(11) to P3(18). Alternatively, the conditional probability table M1 may be generated using Bayesian estimation, as described below. Furthermore, the conditional probability table M1 may be updated using Bayesian estimation.
知識モデル生成部21の構成について図8~図13を参照して説明する。図8に示すように、知識モデル生成部21は、観測データ取得部41、区間決定部42、区間編集処理部43、事前分布格納部44、条件付確率表生成部45、重み格納部46、モデル編集処理部47を備える。観測データ取得部41、区間決定部42、区間編集処理部43、条件付確率表生成部45、モデル編集処理部47は、プロセッサ2aにより構成されており、事前分布格納部44、重み格納部46は、記憶装置2bにより構成されている。 The configuration of the knowledge model generation unit 21 will be described with reference to Figures 8 to 13. As shown in Figure 8, the knowledge model generation unit 21 includes an observation data acquisition unit 41, an interval determination unit 42, an interval editing processing unit 43, a prior distribution storage unit 44, a conditional probability table generation unit 45, a weight storage unit 46, and a model editing processing unit 47. The observation data acquisition unit 41, the interval determination unit 42, the interval editing processing unit 43, the conditional probability table generation unit 45, and the model editing processing unit 47 are configured by the processor 2a, and the prior distribution storage unit 44 and the weight storage unit 46 are configured by the storage device 2b.
観測データ取得部41は、親因子A,B,Cの因子値および子因子Dの因子値についての観測データ41aを取得する。観測データ41aは、実際の切削加工が実施されることにより得られるデータとしても良いし、切削加工のシミュレーションが実施されることにより得られるデータとしても良い。また、観測データ41aは、実際の切削加工が実施されることにより得られるデータ、および、切削加工のシミュレーションが実施されることにより得られるデータとしても良い。 The observation data acquisition unit 41 acquires observation data 41a regarding the factor values of parent factors A, B, and C and the factor value of child factor D. The observation data 41a may be data obtained by performing actual cutting work, or may be data obtained by performing a cutting work simulation. The observation data 41a may also be data obtained by performing actual cutting work, or data obtained by performing a cutting work simulation.
観測データ取得部41は、加工装置4,5と通信可能に構成されているため、加工装置4,5において実際の切削加工が実施された場合の観測データ41aを取得することができる。観測データ取得部41は、リアルタイムに加工装置4,5における観測データ41aを取得することができるし、リアルタイムではなく所定期間分のまとまりの観測データ41aを取得することもできる。さらに、観測データ取得部41は、複数台の加工装置4,5における観測データ41aを、一元的に取得することができる。 The observation data acquisition unit 41 is configured to be able to communicate with the processing devices 4, 5, and is therefore able to acquire observation data 41a when actual cutting is performed by the processing devices 4, 5. The observation data acquisition unit 41 can acquire observation data 41a from the processing devices 4, 5 in real time, or it can acquire a collection of observation data 41a over a predetermined period of time rather than in real time. Furthermore, the observation data acquisition unit 41 can centrally acquire observation data 41a from multiple processing devices 4, 5.
観測データ取得部41は、実際の切削加工が実施されることにより得られるデータとして、実際の切削加工に用いた加工条件、工具Tの諸元、工作物Wの諸元を取得する。さらに、実際の切削加工が実施された場合において、加工装置4,5に設置された切削動力計などのセンサにより切削抵抗データを検出し、切削抵抗データを切削断面積で除した値を比切削抵抗として算出する。そして、観測データ取得部41は、算出された比切削抵抗を取得する。 The observation data acquisition unit 41 acquires data obtained by performing actual cutting, such as the machining conditions used in the actual cutting, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W. Furthermore, when actual cutting is performed, cutting resistance data is detected using a sensor such as a cutting dynamometer installed on the processing device 4, 5, and the cutting resistance data is divided by the cutting cross-sectional area to calculate the specific cutting resistance. The observation data acquisition unit 41 then acquires the calculated specific cutting resistance.
このように、実際の切削加工が実施される場合に、観測データ取得部41は、親因子A,B,Cの因子値および子因子Dの因子値についての観測データ41aを取得することができる。なお、加工装置4,5に設置されるセンサは、切削動力計の他に、各駆動モータの動力値(電流値など)を取得することにより、比切削抵抗を算出することもできる。 In this way, when actual cutting processing is performed, the observation data acquisition unit 41 can acquire observation data 41a regarding the factor values of parent factors A, B, and C and the factor value of child factor D. In addition to the cutting dynamometer, the sensors installed on the processing devices 4 and 5 can also acquire the power values (current values, etc.) of each drive motor to calculate the specific cutting resistance.
また、切削加工のシミュレーションが実施される場合には、観測データ取得部41は、シミュレーションの入力情報としての加工条件、工具Tの諸元、工作物Wの諸元を取得すると共に、シミュレーションの結果として比切削抵抗を取得することができる。このように、切削加工のシミュレーションが実施される場合に、観測データ取得部41は、親因子A,B,Cの因子値および子因子Dの因子値についての観測データ41aを取得することができる。 Furthermore, when a cutting simulation is performed, the observation data acquisition unit 41 acquires the machining conditions, specifications of the tool T, and specifications of the workpiece W as input information for the simulation, and can also acquire the specific cutting resistance as a result of the simulation. In this way, when a cutting simulation is performed, the observation data acquisition unit 41 can acquire observation data 41a regarding the factor values of parent factors A, B, and C and the factor value of child factor D.
区間決定部42は、表1に示す条件付確率表M1において、親因子A,B,Cの因子値および子因子Dの因子値のそれぞれを離散化することにより、離散区間を決定する。区間決定部42は、複数の離散区間決定方法の中から1つ選択することができる。例えば、区間決定部42は、各因子A,B,C,Dの因子値を均等に離散化した区間を決定することができる。 The interval determination unit 42 determines discrete intervals by discretizing the factor values of parent factors A, B, and C and the factor value of child factor D in the conditional probability table M1 shown in Table 1. The interval determination unit 42 can select one of multiple discrete interval determination methods. For example, the interval determination unit 42 can determine intervals in which the factor values of each of factors A, B, C, and D are evenly discretized.
また、区間決定部42は、各因子A,B、C,Dのそれぞれの因子値を不均等に離散化した区間を決定することができる。親因子Aaとしての切込量の因子値を不均等に離散化した切込量区間Aa1,Aa2,Aa3,Aa4は、図4を参照して説明したように、0.30~0.50mm、0.50~0.67mm、0.67~0.80mm、0.80~0.90mmなどと設定することができる。 The interval determination unit 42 can also determine intervals in which the factor values of each of the factors A, B, C, and D are unevenly discretized. The cutting depth intervals Aa1, Aa2, Aa3, and Aa4, in which the cutting depth factor value of the parent factor Aa is unevenly discretized, can be set to 0.30 to 0.50 mm, 0.50 to 0.67 mm, 0.67 to 0.80 mm, 0.80 to 0.90 mm, etc., as described with reference to Figure 4.
また、区間決定部42は、不均等な離散化の例として、各因子A,B,C,Dの中の各確率変数間の相互情報量I(X;Y)に基づいて、離散区間を決定することもできる。相互情報量I(X;Y)とは、2つの確率変数の相互依存の尺度を表す量である。相互情報量I(X;Y)は、一方の変数を把握することで、他方をどれだけ推測できるようになるかを表す。また、区間決定部42は、不均等な離散化の他の例として、等頻度に離散化した区間を決定することができる。 As an example of unequal discretization, the interval determination unit 42 can also determine discrete intervals based on the mutual information I(X;Y) between each random variable in each of the factors A, B, C, and D. Mutual information I(X;Y) is a quantity that represents a measure of the interdependence of two random variables. Mutual information I(X;Y) indicates how much one variable can be predicted by understanding the other. As another example of unequal discretization, the interval determination unit 42 can also determine intervals that are discretized at equal frequency.
例えば、切込量と比切削抵抗との間の相互情報量I(X;Y)に基づいて、切込量区間を決定することができる。比切削抵抗の変化は、切込量が小さいほど大きくなり、切込量が大きいほど小さくなる関係を有する。従って、相互情報量I(X;Y)に基づいて決定される切込量区間は、切込量が小さいほど広く設定され、切込量が大きいほど狭く設定されることになる。 For example, the depth of cut interval can be determined based on the mutual information I(X;Y) between the depth of cut and the specific cutting resistance. The change in specific cutting resistance increases as the depth of cut decreases and decreases as the depth of cut increases. Therefore, the depth of cut interval determined based on the mutual information I(X;Y) is set wider as the depth of cut decreases and narrower as the depth of cut increases.
区間編集処理部43は、操作者の入力を受け付け、かつ、操作者の入力に応じて、離散区間を編集可能に構成されている。区間編集処理部43は、区間決定部42にて決定された離散区間を、操作者の入力により調整可能とする。なお、区間編集処理部43は、操作者の入力により、離散区間をゼロから作成することも可能である。 The section edit processing unit 43 is configured to accept input from the operator and edit discrete sections in accordance with the operator's input. The section edit processing unit 43 allows the discrete sections determined by the section determination unit 42 to be adjusted based on the operator's input. The section edit processing unit 43 can also create discrete sections from scratch based on the operator's input.
事前分布格納部44は、条件付確率表M1を決定するために、予め設定された事前分布44aのパラメータαjkを格納する。以下において、説明を容易にするために、親因子Aと子因子Dとの関係について説明する。事前分布44aは、式(1)にて表されるように、ディリクレ分布を用いる。式(1)において、jは、親因子Aの離散区間であり、kは、子因子Dの離散区間である。 The prior distribution storage unit 44 stores parameters α jk of a preset prior distribution 44a in order to determine the conditional probability table M1. For ease of explanation, the relationship between the parent factor A and the child factor D will be described below. The prior distribution 44a uses a Dirichlet distribution, as expressed in equation (1). In equation (1), j is a discrete interval of the parent factor A, and k is a discrete interval of the child factor D.
さらに、事前分布格納部44は、図9に示すように、事前分布44aのパラメータαjkに基づいて生成された事前分布44aの期待値θajkを各要素値とする条件付確率表44bを格納する。ここで、事前分布格納部44に格納される条件付確率表44bは、区間決定部42により決定された離散区間に基づいて生成されている。 9, the prior distribution storage unit 44 stores a conditional probability table 44b in which the expected value θa jk of the prior distribution 44a generated based on the parameter α jk of the prior distribution 44a is used as each element value. Here, the conditional probability table 44b stored in the prior distribution storage unit 44 is generated based on the discrete interval determined by the interval determination unit 42.
事前分布44aの期待値θajkは、式(2)にて表される。式(2)において、Najは、離散区間jにおける事前分布44aのパラメータαjkの総和であり、Najkは、離散区間j,kにおける事前分布44aのパラメータαjkである。 The expected value θa jk of the prior distribution 44a is expressed by equation (2): In equation (2), Na j is the sum of the parameters α jk of the prior distribution 44a in the discrete interval j, and Na jk is the parameter α jk of the prior distribution 44a in the discrete intervals j and k.
そして、図9に示す条件付確率表44bは、各離散区間において、対応する期待値θajkが入力された条件付確率表となる。ここで、事前分布44aのパラメータαjkは、例えば、作業者の経験や類似分野の情報などに基づいて設定される。この場合、事前分布44aに基づく条件付確率表44bは、作業者の経験や類似分野の情報などに基づいて生成された条件付確率表となる。 9 is a conditional probability table into which the corresponding expected value θa jk is input for each discrete interval. Here, the parameter α jk of the prior distribution 44a is set based on, for example, the worker's experience, information in a similar field, etc. In this case, the conditional probability table 44b based on the prior distribution 44a is a conditional probability table generated based on the worker's experience, information in a similar field, etc.
図8において、条件付確率表生成部45は、観測データ取得部41により取得された観測データ41aを取得する。観測データ41aのデータ頻度βjkは、式(3)にて表される。観測データ41aのデータ頻度βjkは、多項分布により表される。観測データ41aのデータ頻度βjkについての最尤推定量φjkは、式(4)にて表される。Njは、離散区間jにおける観測データ41aのデータ総数であり、Njkは、離散区間j,kにおける観測データ41aのデータ頻度βjkである。 8, the conditional probability table generation unit 45 acquires the observed data 41a acquired by the observed data acquisition unit 41. The data frequency β jk of the observed data 41a is expressed by equation (3). The data frequency β jk of the observed data 41a is expressed by a multinomial distribution. The maximum likelihood estimator φ jk for the data frequency β jk of the observed data 41a is expressed by equation (4). N j is the total number of data points of the observed data 41a in the discrete interval j, and N jk is the data frequency β jk of the observed data 41a in the discrete intervals j and k.
条件付確率表生成部45は、観測データ取得部41により取得された観測データ41a、および、事前分布格納部44に格納されている事前分布44aのパラメータαjkに基づいて、ベイズ推定を用いて、事後分布45aを算出する。事後分布45aは、事前分布44aと同様の離散区間により構成されたディリクレ分布である。 The conditional probability table generation unit 45 calculates a posterior distribution 45a using Bayesian estimation based on the observation data 41a acquired by the observation data acquisition unit 41 and the parameters α jk of the prior distribution 44a stored in the prior distribution storage unit 44. The posterior distribution 45a is a Dirichlet distribution configured with the same discrete intervals as the prior distribution 44a.
さらに、条件付確率表生成部45は、算出した事後分布45aに基づいて、事後分布45aの期待値θbjkを各要素値とする条件付確率表M1を生成する。ここで、区間決定部42により決定された離散区間に基づいて、条件付確率表M1が生成される。つまり、条件付確率表生成部45が生成する条件付確率表M1は、事前分布44aに基づき生成された条件付確率表44bと同様の離散区間により構成されている。生成される条件付確率表M1は、図10の上段に示す。条件付確率表M1は、各離散区間の要素値に、値θbjkが格納されている。 Furthermore, based on the calculated posterior distribution 45a, the conditional probability table generation unit 45 generates a conditional probability table M1 in which the expected value θb jk of the posterior distribution 45a is used as each element value. Here, the conditional probability table M1 is generated based on the discrete intervals determined by the interval determination unit 42. In other words, the conditional probability table M1 generated by the conditional probability table generation unit 45 is composed of the same discrete intervals as the conditional probability table 44b generated based on the prior distribution 44a. The generated conditional probability table M1 is shown in the upper part of Figure 10. In the conditional probability table M1, the value θb jk is stored as the element value of each discrete interval.
図10の下段には、図10の上段における親因子Aの離散区間jを詳細に説明するための図が示されている。図10の上段における条件付確率表M1の各要素値θbjkは、図10の下段における事後分布45aの期待値θbjkに一致する。 The lower part of Fig. 10 shows a diagram for explaining in detail the discrete interval j of the parent factor A in the upper part of Fig. 10. Each element value θb jk of the conditional probability table M1 in the upper part of Fig. 10 coincides with the expected value θb jk of the posterior distribution 45a in the lower part of Fig. 10.
事後分布45aの期待値θbjkは、式(5)により表される。式(5)において、Wjは、重みである。Najkは、事前分布44aのパラメータαjkにおいて、離散区間jの値である。Najは、離散区間jにおける事前分布44aのパラメータαjkの総和である。Njkは、観測データ41aのデータ頻度βjkにおいて、離散区間jの値である。Njは、離散区間jにおける観測データ41aのデータ総数である。 The expected value θb jk of the posterior distribution 45a is expressed by equation (5). In equation (5), W j is a weight. Na jk is the value of the parameter α jk of the prior distribution 44a in the discrete interval j. Na j is the sum of the parameters α jk of the prior distribution 44a in the discrete interval j. N jk is the value of the data frequency β jk of the observed data 41a in the discrete interval j. N j is the total number of data pieces of the observed data 41a in the discrete interval j.
つまり、条件付確率表生成部45は、観測データ41aおよび事前分布44aのパラメータαjkに基づいて、ベイズ推定を用いて事後分布45aを算出し、事後分布45aの期待値θbjkを各要素値とする条件付確率表M1を生成する。 That is, the conditional probability table generation unit 45 calculates the posterior distribution 45a using Bayesian estimation based on the observed data 41a and the parameters α jk of the prior distribution 44a, and generates a conditional probability table M1 in which the expected values θb jk of the posterior distribution 45a are the element values.
ここで、条件付確率表生成部45は、式(5)に示すように、単なるベイズ推定ではなく、重みWjを加味している。つまり、事後分布45aは、観測データ41a、および、重みWjを加味した事前分布44aのパラメータαjkに基づいて、ベイズ推定を用いて、算出される。さらに、条件付確率表生成部45による事後分布45aの生成過程にて得られた各要素値Nbjkは、式(6)にて表される。当該要素値Nbjkは、式(5)の分子に一致する。 Here, as shown in equation (5), the conditional probability table generation unit 45 does not simply perform Bayesian estimation but also takes into account the weight Wj . In other words, the posterior distribution 45a is calculated using Bayesian estimation based on the observed data 41a and the parameter αjk of the prior distribution 44a that takes into account the weight Wj . Furthermore, each element value Nbjk obtained in the process of generating the posterior distribution 45a by the conditional probability table generation unit 45 is expressed by equation (6). The element value Nbjk corresponds to the numerator of equation (5).
比較として、重みWjを適用しない場合の事後分布45aの期待値θbjkは、式(7)により表される。 For comparison, the expected value θb jk of the posterior distribution 45a when the weight W j is not applied is expressed by equation (7).
本形態では、式(5)に示すように、重みWjを用いて、事後分布45aの期待値θbjkを算出している。本形態における事後分布45aの期待値θbjkは、事前分布44aを表すNajk、Najに対して重みWjを乗算している。つまり、重みWjは、観測データ41aに対する事前分布44aのパラメータαjkの影響割合を表す。式(5)より、重みWjが大きいほど、観測データ41aに対する事前分布44aのパラメータαjkの影響割合が高くなり、重みWjが小さいほど、観測データ41aに対する事前分布44aのパラメータαjkの影響割合が低くなる。 In this embodiment, as shown in equation (5), the expected value θb jk of the posterior distribution 45a is calculated using the weight W j . The expected value θb jk of the posterior distribution 45a in this embodiment is calculated by multiplying Na jk and Na j , which represent the prior distribution 44a, by the weight W j . In other words, the weight W j represents the influence rate of the parameter α jk of the prior distribution 44a on the observed data 41a. According to equation (5), the larger the weight W j , the higher the influence rate of the parameter α jk of the prior distribution 44a on the observed data 41a, and the smaller the weight W j , the lower the influence rate of the parameter α jk of the prior distribution 44a on the observed data 41a.
重みWjは、式(8)により表される。式(8)において、Kjは、重みWjを表すための係数である。Najは、離散区間jにおける事前分布44aのパラメータαjkの総和である。Njは、離散区間jにおける観測データ41aのデータ総数である。つまり、重みWjは、Naj、Njにより表される。 The weight Wj is expressed by equation (8). In equation (8), Kj is a coefficient for expressing the weight Wj . Naj is the sum of the parameters αjk of the prior distribution 44a in the discrete interval j. Nj is the total number of data in the observed data 41a in the discrete interval j. In other words, the weight Wj is expressed by Naj and Nj .
なお、条件付確率表生成部45は、観測データ41aが少量の場合には、観測データ41aおよび事前分布44aのパラメータαjkに基づいて、ベイズ推定を用いて、事後分布45aの期待値θbjkを各要素値とする条件付確率表M1を生成するのが好適である。仮に、観測データ41aが多量に取得できている場合には、条件付確率表生成部45は、観測データ41aのみに基づいて条件付確率表M1を生成するようにしても良い。そこで、条件付確率表生成部45は、ベイズ推定を用いて条件付確率表M1を生成することと、観測データ41aに基づいて最尤推定を用いて条件付確率表M1を生成することが選択可能に構成されている。 In addition, when the amount of observation data 41a is small, it is preferable that the conditional probability table generation unit 45 uses Bayesian estimation based on the observation data 41a and the parameter α jk of the prior distribution 44a to generate the conditional probability table M1, with the expected value θb jk of the posterior distribution 45a as each element value. If a large amount of observation data 41a is obtained, the conditional probability table generation unit 45 may generate the conditional probability table M1 based only on the observation data 41a. Therefore, the conditional probability table generation unit 45 is configured to be able to select between generating the conditional probability table M1 using Bayesian estimation and generating the conditional probability table M1 using maximum likelihood estimation based on the observation data 41a.
図8において、重み格納部46は、上述した重みWjを格納する。重みWjは、親因子Aの因子値の離散区間毎に異なる値に設定することもできるし、同値に設定することもできる。上述したように、式(5)より、重みWjが大きいほど、観測データ41aに対する事前分布44aのパラメータαjkの影響割合が高くなり、重みWjが小さいほど、観測データ41aに対する事前分布44aのパラメータαjkの影響割合が低くなる。例えば、重み格納部46は、式(9)に示すように、複数種類の重みWj_L,Wj_M,Wj_Sを格納する。 8, the weight storage unit 46 stores the weights Wj described above. The weights Wj can be set to different values for each discrete interval of the factor value of the parent factor A, or can be set to the same value. As described above, according to equation (5), the larger the weight Wj , the higher the influence rate of the parameter αjk of the prior distribution 44a on the observed data 41a, and the smaller the weight Wj , the lower the influence rate of the parameter αjk of the prior distribution 44a on the observed data 41a. For example, the weight storage unit 46 stores multiple types of weights Wj_L , Wj_M , and Wj_S as shown in equation (9).
重みWjの意味について、具体的な数値を挙げて詳細に説明する。上述の式(7)に示すように、重みWjを用いない事後分布45aの期待値θbjkを用いて説明する。ここで、Nj4が「80」で、Najが「100」の場合において、事前分布44aのパラメータαjkが、{1,2,2,5}の場合と、{100,200,200,500}の場合とを比較する。事前分布44aのパラメータαjkの比率は、いずれも、{1:2:2:5)である。 The meaning of the weight Wj will be explained in detail using specific numerical values. As shown in the above formula (7), the explanation will be given using the expected value θbjk of the posterior distribution 45a that does not use the weight Wj . Here, when Nj4 is "80" and Naj is "100", a comparison will be made between the case where the parameters αjk of the prior distribution 44a are {1, 2, 2, 5} and the case where they are {100, 200, 200, 500}. The ratio of the parameters αjk of the prior distribution 44a is {1:2:2:5} in both cases.
事前分布44aのパラメータαjkが{1,2,2,5}の場合(αj4=5の場合)における事後分布45aの期待値θbj4は、式(10)に示すように、「0.7727」となる。算出式は、「(5+80)/(10+100)」である。事前分布44aのパラメータαjkが{100,200,200,500}の場合(αj4=500の場合)における事後分布45aの期待値θbj4は、式(11)に示すように、「0.5272」となる。算出式は、「(500+80)/(1000+100)」である。 When the parameter α jk of the prior distribution 44a is {1, 2, 2, 5} (when α j4 = 5), the expected value θb j4 of the posterior distribution 45a is "0.7727" as shown in formula (10). The calculation formula is "(5 + 80) / (10 + 100)". When the parameter α jk of the prior distribution 44a is {100, 200, 200, 500} (when α j4 = 500), the expected value θb j4 of the posterior distribution 45a is "0.5272" as shown in formula (11). The calculation formula is "(500 + 80) / (1000 + 100)".
このように、事前分布44aのパラメータαjkの比率が同一の{1:2:2:5}であったとしても、事前分布44aのパラメータαjkの絶対値の大きさによって、事後分布45aの期待値θbj4が異なる値となる。式(10)に示すように、事前分布44aのパラメータαjkの絶対値が小さいほど、事後分布45aの期待値θbj4は、観測データ41aのデータ頻度βjkについての最尤推定量φj4である「0.8(=80/100)」に近い値となる。一方、式(11)に示すように、事前分布44aのパラメータαjkの絶対値が大きいほど、事後分布45aの期待値θbj4は、事前分布44aの期待値θaj4である「0.5(=5/10)」に近い値となる。 Thus, even if the ratio of the parameters α jk of the prior distribution 44a is the same {1:2:2:5}, the expected value θb j4 of the posterior distribution 45a will be different depending on the magnitude of the absolute value of the parameter α jk of the prior distribution 44a. As shown in equation (10), the smaller the absolute value of the parameter α jk of the prior distribution 44a, the closer the expected value θb j4 of the posterior distribution 45a is to "0.8 (= 80/100)," which is the maximum likelihood estimator φ j4 for the data frequency β jk of the observed data 41a. On the other hand, as shown in equation (11), the larger the absolute value of the parameter α jk of the prior distribution 44a, the closer the expected value θb j4 of the posterior distribution 45a is to "0.5 (= 5/10)," which is the expected value θa j4 of the prior distribution 44a.
そして、重みWjを事前分布44aの確信度として捉えることができる。つまり、事前分布44aの確信度が高い場合には、重みWjを大きな値とすると良い。この場合、事後分布45aの期待値θbj4は、事前分布44aの期待値θaj4に近い値となる。一方、事前分布44aの確信度が低い場合には、重みWjを小さな値とすると良い。この場合、事後分布45aの期待値θbj4は、観測データ41aのデータ頻度βjkについての最尤推定量φj4に近い値となる。このように、事前分布44aの確信度に応じて重みWjを調整することにより、事後分布45aの期待値θbj4を所望の値とすることができる。 The weight W j can be regarded as the confidence level of the prior distribution 44a. In other words, if the confidence level of the prior distribution 44a is high, it is advisable to set the weight W j to a large value. In this case, the expected value θb j4 of the posterior distribution 45a will be close to the expected value θa j4 of the prior distribution 44a. On the other hand, if the confidence level of the prior distribution 44a is low, it is advisable to set the weight W j to a small value. In this case, the expected value θb j4 of the posterior distribution 45a will be close to the maximum likelihood estimator φ j4 for the data frequency β jk of the observed data 41a. In this way, by adjusting the weight W j according to the confidence level of the prior distribution 44a, it is possible to set the expected value θb j4 of the posterior distribution 45a to a desired value.
図8において、知識モデル格納部22は、条件付確率表生成部45により生成された条件付確率表M1を、親因子Aと子因子Dとの関係性を表す知識モデルMとして格納する。 In Figure 8, the knowledge model storage unit 22 stores the conditional probability table M1 generated by the conditional probability table generation unit 45 as a knowledge model M representing the relationship between parent factor A and child factor D.
モデル編集処理部47は、操作者の入力を受け付け、かつ、操作者の入力に応じて、知識モデル格納部22に格納されている知識モデルMを構成する条件付確率表M1を編集可能に構成されている。モデル編集処理部47は、図10の上段に示す条件付確率表M1の各要素値を、操作者の入力により調整可能とする。なお、モデル編集処理部47は、操作者の入力により、条件付確率表M1をゼロから作成することも可能である。 The model editing processing unit 47 is configured to accept input from the operator and to be able to edit the conditional probability table M1 that constitutes the knowledge model M stored in the knowledge model storage unit 22 in accordance with the operator's input. The model editing processing unit 47 makes it possible to adjust each element value of the conditional probability table M1 shown in the upper part of Figure 10 based on operator input. Note that the model editing processing unit 47 can also create the conditional probability table M1 from scratch based on operator input.
ここで、条件付確率表生成部45は、上記の処理に加えて、観測データ取得部41が新たな観測データ41aを取得した場合に、新たな条件付確率表M1を生成し、知識モデル格納部22に格納されている知識モデルMを更新することができる。 Here, in addition to the above processing, when the observation data acquisition unit 41 acquires new observation data 41a, the conditional probability table generation unit 45 can generate a new conditional probability table M1 and update the knowledge model M stored in the knowledge model storage unit 22.
この場合、事前分布格納部44は、条件付確率表生成部45による事後分布45aの生成過程にて得られた各要素値Nbjk(式(6)にて表される)を、次の事前分布44aのパラメータαjkとして格納することができる。そして、条件付確率表生成部45は、事前分布格納部44に新たに格納された事前分布44aのパラメータαjkおよび観測データ取得部41により新たに取得された観測データ41aに基づいて、新たな事後分布45aを算出することができる。条件付確率表生成部45は、新たに算出した事後分布45aに基づいて、事後分布45aの期待値θbjkを各要素値とする条件付確率表M1を生成することができる。 In this case, the prior distribution storage unit 44 can store each element value Nb jk (expressed by equation (6)) obtained in the process of generating the posterior distribution 45a by the conditional probability table generation unit 45 as the parameter α jk of the next prior distribution 44a. Then, the conditional probability table generation unit 45 can calculate a new posterior distribution 45a based on the parameter α jk of the prior distribution 44a newly stored in the prior distribution storage unit 44 and the observation data 41a newly acquired by the observation data acquisition unit 41. Based on the newly calculated posterior distribution 45a, the conditional probability table generation unit 45 can generate a conditional probability table M1 in which the expected value θb jk of the posterior distribution 45a is used as each element value.
図11~図13を参照して、知識モデルMを構成する条件付確率表M1の更新の手順について詳細に説明する。図11に示すように、観測データ41aが全く存在しない場合には、事前分布44aのパラメータαjkのみにより、条件付確率表M1が生成される。つまり、ここでの条件付確率表M1の各要素値は、事前分布44aの期待値θajkそのものである。この時点では、知識モデル格納部22に格納されている知識モデルMを構成する条件付確率表M1は、事前分布44aのパラメータαjkのみにより表された条件付確率表M1(44b)により定義されている。 11 to 13, the procedure for updating the conditional probability table M1 constituting the knowledge model M will be described in detail. As shown in FIG. 11, when no observed data 41a exists, the conditional probability table M1 is generated only by the parameters α jk of the prior distribution 44a. In other words, each element value of the conditional probability table M1 here is the expected value θa jk of the prior distribution 44a itself. At this point, the conditional probability table M1 constituting the knowledge model M stored in the knowledge model storage unit 22 is defined by the conditional probability table M1 (44b) expressed only by the parameters α jk of the prior distribution 44a.
続いて、観測データ41aが取得されたとする。図12に示すように、条件付確率表生成部45は、事前分布44aのパラメータαjkと観測データ41aとに基づいて、ベイズ推定を用いて事後分布45aのパラメータγjkを算出し、事後分布45aの期待値θbjkを生成する。そして、条件付確率表生成部45は、事後分布45aの期待値θbjkを各要素値とする条件付確率表M1を生成する。そうすると、条件付確率表生成部45は、知識モデル格納部22に格納されている知識モデルMを構成する条件付確率表M1を更新する。 Next, assume that observed data 41a is acquired. As shown in FIG. 12 , the conditional probability table generation unit 45 calculates the parameter γ jk of the posterior distribution 45a using Bayesian estimation based on the parameter α jk of the prior distribution 44a and the observed data 41a, and generates the expected value θb jk of the posterior distribution 45a. Then, the conditional probability table generation unit 45 generates a conditional probability table M1 in which the expected value θb jk of the posterior distribution 45a is used as each element value. Then, the conditional probability table generation unit 45 updates the conditional probability table M1 constituting the knowledge model M stored in the knowledge model storage unit 22.
さらに続いて、条件付確率表生成部45が事後分布45aの生成過程にて得られた各要素値Nbjkが、事前分布格納部44に新たな事前分布44aのパラメータαjkとして格納される。つまり、図13に示すように、新たな事前分布44aのパラメータαjkが、先回の事後分布45aの生成過程にて得られた各要素値Nbjkとなる。そして、新たな観測データ41aが取得されたとする。条件付確率表生成部45は、更新された新たな事前分布44aのパラメータαjkと新たな観測データ41aとに基づいて、新たな事後分布45aを算出し、新たな事後分布45aの期待値θb’jkを生成する。そして、条件付確率表生成部45は、新たな事後分布45aの期待値θb’jkを各要素値とする条件付確率表M1を生成する。そうすると、条件付確率表生成部45は、知識モデル格納部22に格納されている知識モデルMを構成する条件付確率表M1を再び更新する。 Next, the conditional probability table generation unit 45 stores each element value Nb jk obtained in the process of generating the posterior distribution 45a in the prior distribution storage unit 44 as the parameter α jk of the new prior distribution 44a. That is, as shown in FIG. 13 , the parameter α jk of the new prior distribution 44a becomes each element value Nb jk obtained in the process of generating the previous posterior distribution 45a. Then, assume that new observed data 41a is acquired. The conditional probability table generation unit 45 calculates a new posterior distribution 45a based on the parameter α jk of the updated new prior distribution 44a and the new observed data 41a, and generates an expected value θb' jk of the new posterior distribution 45a. Then, the conditional probability table generation unit 45 generates a conditional probability table M1 in which the expected value θb' jk of the new posterior distribution 45a is used as each element value. Then, the conditional probability table generating unit 45 updates again the conditional probability table M1 constituting the knowledge model M stored in the knowledge model storage unit 22.
7.比切削抵抗出力部23の構成
比切削抵抗出力部23は、図5に示すように、知識モデルMを構成する条件付確率表M1を用いて順方向の確率推論を行うことにより、比切削抵抗の推定値を出力する。また、比切削抵抗出力部23は、知識モデルMを用いて逆方向の確率推論を行うことにより、切削加工の加工条件、工具Tの諸元および工作物Wの諸元についての因子値を出力する。以下に、比切削抵抗出力部23による各処理について、詳細に説明する。
7. Configuration of Specific Cutting Resistance Output Unit 23 As shown in Fig. 5, the specific cutting resistance output unit 23 performs forward probabilistic inference using the conditional probability table M1 that constitutes the knowledge model M, thereby outputting an estimated value of the specific cutting resistance. The specific cutting resistance output unit 23 also performs backward probabilistic inference using the knowledge model M, thereby outputting factor values for the machining conditions of the cutting work, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W. Each process performed by the specific cutting resistance output unit 23 will be described in detail below.
比切削抵抗出力部23による順方向の確率推論を行う場合の処理について、図14を参照して説明する。比切削抵抗出力部23は、親因子A,B,Cの因子値を取得する(因子値取得工程S1)。 The processing performed by the specific cutting resistance output unit 23 when performing forward probabilistic inference will be described with reference to Figure 14. The specific cutting resistance output unit 23 acquires factor values for parent factors A, B, and C (factor value acquisition step S1).
続いて、比切削抵抗出力部23は、知識モデルMを構成する条件付確率表M1を用いて順方向の確率推論を行うことにより、取得した親因子A,B,Cの因子値に該当する子因子Dの各因子値の確率P1(1)~P1(8)、P1(11)~P1(18)、P2(1)~P2(8)、P2(11)~P2(18)、P3(1)~P3(8)、P3(11)~P3(18)(表1に示す)を取得する(確率取得工程S2)。例えば、親因子A,B,Cの因子値が、Aa1,Ab1,B1,C1の場合には、子因子Dの因子値D1の確率P1(1)、子因子Dの因子値D2の確率P2(1)、子因子Dの因子値D3の確率P3(1)を取得する。 The specific cutting resistance output unit 23 then performs forward probabilistic inference using the conditional probability table M1 constituting the knowledge model M to obtain the probabilities P1(1) to P1(8), P1(11) to P1(18), P2(1) to P2(8), P2(11) to P2(18), P3(1) to P3(8), and P3(11) to P3(18) (shown in Table 1) of the factor values of child factor D corresponding to the obtained factor values of parent factors A, B, and C (probability acquisition step S2). For example, if the factor values of parent factors A, B, and C are Aa1, Ab1, B1, and C1, the probability P1(1) of factor value D1 of child factor D, the probability P2(1) of factor value D2 of child factor D, and the probability P3(1) of factor value D3 of child factor D are obtained.
続いて、比切削抵抗出力部23は、取得した確率P1(1),P2(1),P3(1)に基づいて、比切削抵抗の推定値を生成し、出力する(出力工程S3)。例えば、比切削抵抗出力部23は、子因子Dの各因子値D1,D2,D3の確率P1(1),P2(1),P3(1)から得られる期待値を、比切削抵抗の推定値とすることができる。また、比切削抵抗出力部23は、確率の最大となる子因子Dの因子値を、比切削抵抗の推定値とすることもできる。また、比切削抵抗出力部23は、確率の高い方から所定個数の子因子Dの因子値に基づいて、比切削抵抗の推定値を算出することもできる。 The specific cutting resistance output unit 23 then generates and outputs an estimate of the specific cutting resistance based on the acquired probabilities P1(1), P2(1), and P3(1) (output step S3). For example, the specific cutting resistance output unit 23 can use the expected value obtained from the probabilities P1(1), P2(1), and P3(1) of the factor values D1, D2, and D3 of child factor D as the estimate of the specific cutting resistance. The specific cutting resistance output unit 23 can also use the factor value of child factor D with the highest probability as the estimate of the specific cutting resistance. The specific cutting resistance output unit 23 can also calculate the estimate of the specific cutting resistance based on the factor values of a predetermined number of child factors D in descending order of probability.
このように、比切削抵抗出力部23は、入力された親因子A,B,Cとしての加工条件(切込量、切削速度、送り速度など)、工具Tの諸元および工作物Wの諸元に対応した比切削抵抗の推定値を出力することができる。 In this way, the specific cutting resistance output unit 23 can output an estimated value of the specific cutting resistance corresponding to the machining conditions (cutting depth, cutting speed, feed rate, etc.) as the input parent factors A, B, and C, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W.
また、比切削抵抗出力部23による逆方向の確率推論を行う場合の処理について、図15を参照して説明する。比切削抵抗出力部23は、比切削抵抗の目標値である子因子Dの目標因子値を取得する(因子値取得工程S11)。 Furthermore, the processing performed by the specific cutting resistance output unit 23 when performing backward probabilistic inference will be described with reference to Figure 15. The specific cutting resistance output unit 23 acquires the target factor value of the child factor D, which is the target value of the specific cutting resistance (factor value acquisition step S11).
続いて、比切削抵抗出力部23は、知識モデルMを構成する条件付確率表M1を用いて逆方向の確率推論を行う(確率取得工程S12)。比切削抵抗出力部23は、逆方向の確率推論において、各因子A,B,Cの確率表M2,M3,M4をさらに用いる。そして、比切削抵抗出力部23は、条件付確率表M1および各確率表M2,M3,M4を用いて、比切削抵抗の目標因子値に対応する親因子A,B,Cの各因子値の確率を得ることができる。 The specific cutting resistance output unit 23 then performs backward probabilistic inference using the conditional probability table M1 that constitutes the knowledge model M (probability acquisition process S12). In the backward probabilistic inference, the specific cutting resistance output unit 23 further uses the probability tables M2, M3, and M4 for each of the factors A, B, and C. Then, using the conditional probability table M1 and each of the probability tables M2, M3, and M4, the specific cutting resistance output unit 23 can obtain the probability of each factor value of the parent factors A, B, and C that correspond to the target factor value of the specific cutting resistance.
続いて、比切削抵抗出力部23は、算出した親因子A,B,Cの各因子値の確率に基づいて、親因子A,B,Cの各因子値、すなわち、切削加工の加工条件、工具Tの諸元および工作物Wの諸元についての因子値を生成し、出力する(出力工程S13)。このように、比切削抵抗出力部23は、入力された比切削抵抗の目標因子値に対応した親因子A,B,Cの因子値、すなわち、切削加工の加工条件、工具Tの諸元および工作物Wの諸元についての因子値を出力することができる。 The specific cutting resistance output unit 23 then generates and outputs the factor values of the parent factors A, B, and C, i.e., the factor values for the cutting conditions, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W, based on the calculated probability of each factor value of the parent factors A, B, and C (output step S13). In this way, the specific cutting resistance output unit 23 can output the factor values of the parent factors A, B, and C that correspond to the input target factor value of the specific cutting resistance, i.e., the factor values for the cutting conditions, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W.
8.評価対象切込量に着目した場合の管理装置2の処理
図3に示す管理装置2、特に、比切削抵抗生成部12、安定限界線図生成部13、および、びびり発生判定部14の処理について、評価対象切込量に着目した説明を行う。評価対象切込量は、評価対象としたい切込量である。以下には、評価対象切込量が、例えば、0.55mmである場合を例にあげて説明する。
8. Processing of the management device 2 when focusing on the evaluation target cutting depth The processing of the management device 2 shown in Figure 3, particularly the specific cutting resistance generating unit 12, the stability limit diagram generating unit 13, and the chatter occurrence determining unit 14, will be explained with a focus on the evaluation target cutting depth. The evaluation target cutting depth is the cutting depth that is to be evaluated. In the following, an example will be explained in which the evaluation target cutting depth is, for example, 0.55 mm.
比切削抵抗生成部12は、表1に示す条件付確率表M1を用いて、比切削抵抗の推定値を生成する。ここで、評価対象切込量0.55mmは、切込量区間Aa2である0.5~0.67mmに含まれる。従って、表1に示す条件付確率表M1において、親因子Aの切込量Aaの因子値である切込量区間Aa2が対応する。そして、比切削抵抗生成部12は、条件付確率表M1を用いて、親因子Aaである切込量の切込量区間Aa2、および、他の親因子Ab,B,Cの因子値に対応する、子因子である比切削抵抗Dの推定値を生成する。 The specific cutting resistance generator 12 generates an estimated value of the specific cutting resistance using the conditional probability table M1 shown in Table 1. Here, the evaluation target cutting depth of 0.55 mm is included in the cutting depth range Aa2, which is 0.5 to 0.67 mm. Therefore, in the conditional probability table M1 shown in Table 1, it corresponds to the cutting depth range Aa2, which is the factor value of the cutting depth Aa of the parent factor A. Then, using the conditional probability table M1, the specific cutting resistance generator 12 generates an estimated value of the specific cutting resistance D, which is a child factor, corresponding to the cutting depth range Aa2 of the cutting depth, which is the parent factor Aa, and the factor values of the other parent factors Ab, B, and C.
続いて、安定限界線図生成部13は、コンプライアンス伝達関数格納部11に格納されているコンプライアンス伝達関数、および、比切削抵抗生成部12により生成された比切削抵抗を用いて、安定限界線図を生成する。安定限界線図生成部13は、切込量区間Aa1~Aa4に対応する安定限界線図SD1~SD4を生成する。ここでは、評価対象切込量0.55mmであるため、切込量区間Aa2に対応する安定限界線図SD2を生成する。 Next, the stability limit diagram generator 13 generates a stability limit diagram using the compliance transfer function stored in the compliance transfer function storage unit 11 and the specific cutting resistance generated by the specific cutting resistance generator 12. The stability limit diagram generator 13 generates stability limit diagrams SD1 to SD4 corresponding to the cutting depth intervals Aa1 to Aa4. In this example, the cutting depth to be evaluated is 0.55 mm, so the stability limit diagram SD2 corresponding to the cutting depth interval Aa2 is generated.
続いて、びびり発生判定部14は、安定限界線図生成部13により生成された安定限界線図SD2を用いて、評価対象切込量および評価対象回転速度の場合に、びびりが発生するか否かを判定する。つまり、びびり発生判定部14は、評価対象切込量および評価対象回転速度に対応する位置が、生成された安定限界線図SD2の下側領域である場合には、びびりが発生しないと判定する。 The chatter occurrence determination unit 14 then uses the stability limit diagram SD2 generated by the stability limit diagram generation unit 13 to determine whether chatter will occur for the evaluation target cutting amount and evaluation target rotational speed. In other words, the chatter occurrence determination unit 14 determines that chatter will not occur if the position corresponding to the evaluation target cutting amount and evaluation target rotational speed is in the lower region of the generated stability limit diagram SD2.
9.効果
上述した加工条件設定支援システム1によれば、安定限界線図生成部13において、安定限界線図SD1~SD4は、加工条件として取り得る切込量を複数に分割した場合のそれぞれの切込量区間Aa1~Aa4に対応して生成可能とされている。つまり、安定限界線図SD1~SD4は、1種ではなく、それぞれの切込量区間Aa1~Aa4に対応した複数種存在することとなる。
9. Effects According to the above-described machining condition setting support system 1, the stability limit diagram generating unit 13 can generate the stability limit diagrams SD1 to SD4 corresponding to each of the cutting-in amount sections Aa1 to Aa4 when the cutting-in amount that can be taken as a machining condition is divided into a plurality of sections. In other words, there is not one type of stability limit diagram SD1 to SD4, but multiple types corresponding to each of the cutting-in amount sections Aa1 to Aa4.
安定限界線図SD1~SD4が切込量に応じて異なる態様になることを発見し、切込量と安定限界線図SD1~SD4との関係性を見出すことにより、上記のように、安定限界線図SD1~SD4を、分割されたそれぞれの切込量区間Aa1~Aa4に対応して生成することができるようにした。従って、安定限界線図SD1~SD4を、従来よりも高精度に表すことができる。 We discovered that the stability limit diagrams SD1 to SD4 behave differently depending on the cutting depth, and by identifying the relationship between the cutting depth and the stability limit diagrams SD1 to SD4, we were able to generate the stability limit diagrams SD1 to SD4 for each of the divided cutting depth intervals Aa1 to Aa4, as described above. Therefore, the stability limit diagrams SD1 to SD4 can be displayed with greater accuracy than previously possible.
そして、びびり発生判定部14は、加工条件としての評価対象切込量および評価対象回転速度において、びびりが発生するか否かを判定するように構成されている。この判定には、評価対象切込量に対応する対象の安定限界線図SD1~SD4を用いる。上述したように、安定限界線図SD1~SD4は、分割されたそれぞれの切込量区間Aa1~Aa4に対応して複数種存在する。そこで、判定には、評価対象切込量が含まれる切込量区間Aa1~Aa4に対応する安定限界線図SD1~SD4を用いる。そして、当該安定限界線図SD1~SD4を用いて、評価対象切込量および評価対象回転速度の場合に、びびりが発生するか否かを判定する。このように、評価対象切込量に応じた安定限界線図SD1~SD4を用いたびびり判定が行われる。従って、より適切な加工条件を決定することができるようになる。 The chatter occurrence determination unit 14 is configured to determine whether chatter will occur for the evaluation target depth of cut and evaluation target rotational speed as machining conditions. This determination uses the target stability limit diagram SD1-SD4 corresponding to the evaluation target depth of cut. As described above, there are multiple types of stability limit diagrams SD1-SD4 corresponding to each of the divided depth of cut intervals Aa1-Aa4. Therefore, the determination uses the stability limit diagram SD1-SD4 corresponding to the depth of cut interval Aa1-Aa4 that includes the evaluation target depth of cut. The stability limit diagram SD1-SD4 is then used to determine whether chatter will occur for the evaluation target depth of cut and evaluation target rotational speed. In this way, chatter determination is performed using the stability limit diagram SD1-SD4 corresponding to the evaluation target depth of cut. This makes it possible to determine more appropriate machining conditions.
また、加工条件設定支援システム1は、プロセッサ2aおよび記憶装置2bを備える。記憶装置2bは、工具Tおよび工作物Wの少なくとも一方において加振力を付与した場合における応答変位の伝達関数であるコンプライアンス伝達関数を格納するコンプライアンス伝達関数格納部11を備える。プロセッサ2aは、さらに、切削抵抗を切削断面積で除した値である比切削抵抗であって、分割されたそれぞれの切込量区間Aa1~Aa4に対応する比切削抵抗であって、少なくとも切込量に基づいてそれぞれの比切削抵抗の推定値を出力するように構成された比切削抵抗出力部23を備える。 The machining condition setting support system 1 also includes a processor 2a and a storage device 2b. The storage device 2b includes a compliance transfer function storage unit 11 that stores a compliance transfer function, which is a transfer function of the response displacement when an excitation force is applied to at least one of the tool T and the workpiece W. The processor 2a also includes a specific cutting resistance output unit 23 that is configured to output an estimated value of the specific cutting resistance, which is the value obtained by dividing the cutting resistance by the cutting cross-sectional area, and which corresponds to each of the divided cutting depth intervals Aa1 to Aa4, based at least on the cutting depth.
そして、安定限界線図生成部13は、コンプライアンス伝達関数、および、加工条件としての評価対象切込量に対応する対象の比切削抵抗の推定値に基づいて、評価対象切込量を含む切込量区間Aa1~Aa4に対応する対象の安定限界線図SD1~SD4を生成するように構成されている。また、びびり発生判定部14は、安定限界線図生成部13により生成された対象の安定限界線図SD1~SD4を用いて、びびりが発生するか否かを判定するように構成されている。 The stability limit diagram generator 13 is configured to generate target stability limit diagrams SD1 to SD4 corresponding to the depth of cut intervals Aa1 to Aa4 that include the target depth of cut, based on the compliance transfer function and an estimated value of the target specific cutting resistance corresponding to the target depth of cut as a machining condition. The chatter occurrence determiner 14 is configured to determine whether chatter will occur using the target stability limit diagrams SD1 to SD4 generated by the stability limit diagram generator 13.
このように、安定限界線図SD1~SD4を、コンプライアンス伝達関数および比切削抵抗の推定値を用いて生成している。そして、比切削抵抗の推定値は、評価対象切込量に対応する。従って、生成される安定限界線図SD1~SD4は、より高精度なものとなる。 In this way, the stability limit diagrams SD1 to SD4 are generated using the compliance transfer function and the estimated value of the specific cutting resistance. The estimated value of the specific cutting resistance corresponds to the depth of cut to be evaluated. Therefore, the generated stability limit diagrams SD1 to SD4 are more accurate.
また、加工条件設定支援システム1を構成する記憶装置2bは、さらに、知識モデルMを格納する知識モデル格納部22を備える。知識モデルMは、少なくとも加工条件のうちの切込量、工具Tの諸元および工作物Wの諸元を親因子A,B,Cとし、比切削抵抗を子因子Dとし、親因子A,B,Cの因子値を条件とした場合に子因子Dの因子値に該当する確率P1(1)~P1(8)、P1(11)~P1(18)、P2(1)~P2(8)、P2(11)~P2(18)、P3(1)~P3(8)、P3(11)~P3(18)が定義された条件付確率表M1を含んで構成されている。 The storage device 2b constituting the machining condition setting support system 1 further includes a knowledge model storage unit 22 that stores the knowledge model M. The knowledge model M is configured to include a conditional probability table M1 in which the parent factors A, B, and C are at least the cutting depth, the specifications of the tool T, and the specifications of the workpiece W among the machining conditions, and the specific cutting resistance is the child factor D, and in which the probabilities P1(1) to P1(8), P1(11) to P1(18), P2(1) to P2(8), P2(11) to P2(18), P3(1) to P3(8), and P3(11) to P3(18) that correspond to the factor value of the child factor D when the factor values of the parent factors A, B, and C are used as conditions are defined.
そして、比切削抵抗出力部23は、親因子A,B,Cの因子値を取得した場合に、条件付確率表M1を用いて順方向の確率推論を行うことにより、子因子Dとしての比切削抵抗の推定値を出力するように構成されている。 The specific cutting resistance output unit 23 is configured to output an estimated value of the specific cutting resistance as child factor D by performing forward probabilistic inference using the conditional probability table M1 when it obtains the factor values of parent factors A, B, and C.
このように、加工条件設定支援システム1において、条件付確率表M1を、知識モデルMとして構成している。そして、条件付確率表M1は、親因子A,B,Cの因子値を条件とした場合に、子因子Dの因子値に該当する確率により定義される。つまり、条件付確率表M1は、親因子A,B,Cおよび子因子Dの因子値同士を直接関係付けるのではなく、確率P1(1)~P1(8)、P1(11)~P1(18)、P2(1)~P2(8)、P2(11)~P2(18)、P3(1)~P3(8)、P3(11)~P3(18)を用いて表している。従って、因子同士の関係性を柔軟に定義することができる。 In this way, in the machining condition setting support system 1, the conditional probability table M1 is configured as the knowledge model M. The conditional probability table M1 is defined by the probability of the factor value of child factor D occurring when the factor values of parent factors A, B, and C are used as conditions. In other words, the conditional probability table M1 does not directly relate the factor values of parent factors A, B, and C and child factor D, but rather represents them using probabilities P1(1) to P1(8), P1(11) to P1(18), P2(1) to P2(8), P2(11) to P2(18), P3(1) to P3(8), and P3(11) to P3(18). This allows for flexible definition of the relationships between factors.
親因子A,B,Cは、切削加工の加工条件、工具Tの諸元および工作物Wの諸元を含む。子因子Dは、比切削抵抗である。知識モデルMを条件付確率表M1とすることにより、親因子A,B,Cの種類が多種存在するとしても、これら複数の親因子A,B,Cの因子値を条件とした場合において、比切削抵抗である子因子Dの因子値に該当する確率P1(1)~P1(8)、P1(11)~P1(18)、P2(1)~P2(8)、P2(11)~P2(18)、P3(1)~P3(8)、P3(11)~P3(18)を定義することが容易となる。 Parent factors A, B, and C include the cutting conditions, the specifications of tool T, and the specifications of workpiece W. Child factor D is the specific cutting resistance. By using conditional probability table M1 as knowledge model M, even if there are many different types of parent factors A, B, and C, it becomes easy to define the probabilities P1(1) to P1(8), P1(11) to P1(18), P2(1) to P2(8), P2(11) to P2(18), P3(1) to P3(8), and P3(11) to P3(18) that correspond to the factor value of child factor D, which is the specific cutting resistance, when the factor values of these multiple parent factors A, B, and C are used as conditions.
そして、比切削抵抗出力部23は、親因子A,B,Cとしての加工条件、工具Tの諸元、工作物Wの諸元に関する因子値を取得すると、知識モデルMを構成する条件付確率表M1を用いて順方向の確率推論を行うことにより、子因子Dとしての比切削抵抗の推定値を得ることができる。 Then, when the specific cutting resistance output unit 23 acquires factor values related to the machining conditions, tool T specifications, and workpiece W specifications as parent factors A, B, and C, it can perform forward probabilistic inference using the conditional probability table M1 that constitutes the knowledge model M to obtain an estimated value of the specific cutting resistance as child factor D.
従って、加工条件設定支援システム1によれば、比切削抵抗に関する知識モデルMを構築して活用することにより、比切削抵抗を高精度に推定することができる。 Therefore, the machining condition setting support system 1 makes it possible to estimate specific cutting resistance with high accuracy by constructing and utilizing a knowledge model M related to specific cutting resistance.
また、条件付確率表M1は、親因子Aとしての切込量を、分割されたそれぞれの切込量区間Aa1~Aa4に離散化されている。それぞれの切込量区間Aa1~Aa4は、切込量に対する比切削抵抗の変化が小さい範囲において広く設定され、切込量に対する比切削抵抗の変化が大きい範囲において狭く設定されている。 In addition, the conditional probability table M1 discretizes the cutting depth as the parent factor A into each of the divided cutting depth intervals Aa1 to Aa4. Each cutting depth interval Aa1 to Aa4 is set wide in the range where the change in specific cutting resistance relative to the cutting depth is small, and narrow in the range where the change in specific cutting resistance relative to the cutting depth is large.
特に、比切削抵抗の変化は、切込量が小さいほど大きくなり、切込量が大きいほど小さくなる。そして、それぞれの切込量区間Aa1~Aa4は、切込量が小さいほど広く設定され、切込量が大きいほど狭く設定されている。従って、安定限界線図SD1~SD4を高精度に生成することができる。 In particular, the change in specific cutting resistance increases as the cutting depth decreases and decreases as the cutting depth increases. Each cutting depth interval Aa1-Aa4 is set wider as the cutting depth decreases and narrower as the cutting depth increases. Therefore, stability limit diagrams SD1-SD4 can be generated with high accuracy.
また、切削加工において生じる切削抵抗Fは、主分力F1、背分力F2、および、送り分力F3により表される。そして、加工条件設定支援システム1において、比切削抵抗は、切削抵抗Fを構成する背分力F2を切削断面積で除した値に相当する。このように、比切削抵抗を、びびりに大きな影響を及ぼす背分力F2に関する値とすることで、びびりに関する比切削抵抗を高精度に導出することができる。 The cutting resistance F that occurs during cutting is expressed by the principal force F1, the thrust force F2, and the feed force F3. In the machining condition setting support system 1, the specific cutting resistance corresponds to the value obtained by dividing the thrust force F2 that constitutes the cutting resistance F by the cutting cross-sectional area. In this way, by setting the specific cutting resistance to a value related to the thrust force F2, which has a significant effect on chatter, the specific cutting resistance related to chatter can be derived with high accuracy.
また、知識モデルMを構成する条件付確率表M1は、ベイズ推定を用いて生成されるようにしている。つまり、加工条件設定支援システム1を構成する記憶装置2bは、条件付確率表M1を決定するために予め設定された事前分布44aのパラメータαjkを格納する事前分布格納部44を備える。さらに、加工条件設定支援システム1を構成するプロセッサ2aは、実際の切削加工または切削加工のシミュレーションが実施されることにより得られる観測データ41aであって、親因子A,B,Cの因子値および子因子Dの因子値についての観測データ41aを取得する観測データ取得部41と、事前分布44aのパラメータαjkおよび観測データ41aに基づいてベイズ推定を用いて事後分布45aを算出し、事後分布45aの期待値θbjkを各要素値とする条件付確率表M1を生成する条件付確率表生成部45とを備える。そして、知識モデル格納部22は、条件付確率表生成部45により生成された条件付確率表M1により構成された知識モデルMを格納する。 The conditional probability table M1 constituting the knowledge model M is generated using Bayesian estimation. That is, the storage device 2b constituting the machining condition setting support system 1 includes a prior distribution storage unit 44 that stores parameters α jk of a prior distribution 44a that are preset to determine the conditional probability table M1. The processor 2a constituting the machining condition setting support system 1 also includes an observation data acquisition unit 41 that acquires observation data 41a obtained by performing actual cutting or a cutting simulation, the observation data 41a being about the factor values of parent factors A, B, and C and the factor value of child factor D, and a conditional probability table generation unit 45 that calculates a posterior distribution 45a using Bayesian estimation based on the parameters α jk of the prior distribution 44a and the observation data 41a, and generates a conditional probability table M1 whose element values are the expected values θb jk of the posterior distribution 45a. The knowledge model storage unit 22 stores the knowledge model M configured using the conditional probability table M1 generated by the conditional probability table generation unit 45.
このように、条件付確率表M1の生成において、ベイズ推定を用いることにより、事前分布44aと観測データ41aとを効果的に利用することができる。つまり、事前に設定した知識としての事前分布44aと観測データ41aとを融合させることにより、条件付確率表M1を高精度にすることができる。 In this way, by using Bayesian estimation in generating the conditional probability table M1, the prior distribution 44a and the observed data 41a can be effectively utilized. In other words, by combining the prior distribution 44a, which serves as pre-established knowledge, with the observed data 41a, the accuracy of the conditional probability table M1 can be improved.
また、加工条件設定支援システム1を構成する記憶装置2bは、ベイズ推定において観測データ41aに対する事前分布44aのパラメータαjkの影響割合を表す重みWjを格納する重み格納部46を備えている。また、条件付確率表生成部45は、観測データ41aおよび重みWjを加味した事前分布44aのパラメータαjkに基づいてベイズ推定を用いて事後分布45aを算出し、事後分布45aの期待値θbjkを各要素値とする条件付確率表M1を生成する。 The storage device 2b constituting the machining condition setting support system 1 also includes a weight storage unit 46 for storing weights Wj representing the influence ratio of the parameter αjk of the prior distribution 44a on the observed data 41a in Bayesian estimation. The conditional probability table generation unit 45 calculates a posterior distribution 45a using Bayesian estimation based on the observed data 41a and the parameter αjk of the prior distribution 44a taking the weights Wj into account, and generates a conditional probability table M1 in which the expected value θbjk of the posterior distribution 45a is used as each element value.
ベイズ推定を用いて条件付確率表M1を生成する場合において、事前分布44aの精度によっては、条件付確率表M1を高精度にすることができない可能性がある。そこで、条件付確率表生成部45は、重みWjを用いて事後分布45aの期待値θbjkを求めることにより、事前分布44aの確信度に応じた条件付確率表M1を生成することができる。 When generating the conditional probability table M1 using Bayesian estimation, it may not be possible to obtain a high accuracy of the conditional probability table M1 depending on the accuracy of the prior distribution 44 a. Therefore, the conditional probability table generation unit 45 can generate the conditional probability table M1 according to the confidence level of the prior distribution 44 a by calculating the expected value θb jk of the posterior distribution 45 a using the weight W j .
そして、条件付確率表生成部45がベイズ推定を用いて条件付確率表M1を生成することにより、観測データ41aが多く確保できた場合には、事後分布45aの期待値θbjkにおいて観測データ41aの影響割合を高くすることができる。また、条件付確率表生成部45がベイズ推定を用いて条件付確率表M1を逐次更新する場合には、観測データ41aが多く確保できるようになることで、事後分布45aの期待値θbjkにおいて観測データ41aの影響割合が高くなっていく。従って、観測データ41aが多数確保できた場合には、確実性の高い観測データ41aの影響割合を高くすることにより、高精度な条件付確率表M1を生成することができる。 Then, when a large amount of observation data 41a is secured by the conditional probability table generation unit 45 using Bayesian estimation to generate the conditional probability table M1, it is possible to increase the influence ratio of the observation data 41a in the expected value θb jk of the posterior distribution 45a. Furthermore, when the conditional probability table generation unit 45 uses Bayesian estimation to sequentially update the conditional probability table M1, it becomes possible to secure a large amount of observation data 41a, and as a result, the influence ratio of the observation data 41a in the expected value θb jk of the posterior distribution 45a increases. Therefore, when a large amount of observation data 41a is secured, it is possible to generate a highly accurate conditional probability table M1 by increasing the influence ratio of highly reliable observation data 41a.
そして、上述した重みWjは、親因子A,B,Cの因子値毎、すなわち、親因子A,B,Cの離散区間j毎に、異なる値に設定することができる。重みWjは、事前分布44aの確信度を表す。親因子A,B,Cの離散区間jに応じて、確信度が異なることがある。例えば、作業者がこれまで多く経験したことのある離散区間jにおいては、高い確信度を持って事前分布44aを決定することができる。しかし、そうでない場合には、高い確信度を持って事前分布44aを決定することができない場合がある。このような場合に、重みWjを離散区間j毎に設定することで、適切な条件付確率表M1を生成することができる。 The weight Wj can be set to a different value for each factor value of the parent factors A, B, and C, i.e., for each discrete interval j of the parent factors A, B, and C. The weight Wj represents the confidence of the prior distribution 44a. The confidence may differ depending on the discrete interval j of the parent factors A, B, and C. For example, in a discrete interval j that the operator has had many experiences with, the prior distribution 44a can be determined with a high confidence. However, in other cases, the prior distribution 44a may not be determined with a high confidence. In such cases, by setting the weight Wj for each discrete interval j, an appropriate conditional probability table M1 can be generated.
さらに、加工条件設定支援システム1を構成するプロセッサ2aは、安定限界線図を用いて加工条件の推奨値を決定する推奨条件決定部15と、推奨条件決定部15により決定された加工条件の推奨値を教示する教示部16とを備える。このように、加工条件の推奨値を教示することにより、作業者や管理者は、適切な加工条件を把握することができる。 Furthermore, the processor 2a constituting the machining condition setting support system 1 includes a recommended condition determination unit 15 that determines recommended values for machining conditions using a stability limit diagram, and an instruction unit 16 that instructs the recommended values for machining conditions determined by the recommended condition determination unit 15. In this way, by instructing the recommended values for machining conditions, workers and managers can grasp the appropriate machining conditions.
さらには、加工装置4,5が、プロセッサ2aと通信可能に構成され、教示部16により教示された加工条件の推奨値を取得し、取得した加工条件の推奨値を適用した切削加工を行うようにすることもできる。このように、加工装置4,5が自律的に教示された加工条件を用いて切削加工を行うことで、人手を介することなく、所望の切削加工を実現することができる。 Furthermore, the processing devices 4 and 5 can be configured to be able to communicate with the processor 2a, acquire recommended values for the processing conditions taught by the teaching unit 16, and perform cutting processing using the acquired recommended values for the processing conditions. In this way, the processing devices 4 and 5 can autonomously perform cutting processing using the taught processing conditions, thereby achieving the desired cutting processing without human intervention.
(実施形態2)
実施形態2の加工条件設定支援システム100の構成について図16を参照して説明する。図16において、実施形態1と同一構成については同一符号を付す。
(Embodiment 2)
The configuration of a machining condition setting support system 100 according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 16. In Fig. 16, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
図16に示すように、加工条件設定支援システム100は、加工装置4,5のそれぞれに、実施形態1における管理装置2を構成するプロセッサ2aおよび記憶装置2bを組み込んで構成されている。つまり、加工装置4,5のそれぞれは、単体として、実施形態1におけるプロセッサ2aおよび記憶装置2bによる機能を有する。そして、加工装置4,5は、プロセッサ2aの教示部16により教示された加工条件の推奨値を取得し、取得した加工条件の推奨値を適用した切削加工を行うように構成される。 As shown in FIG. 16, the machining condition setting support system 100 is configured by incorporating the processor 2a and storage device 2b that constitute the management device 2 in embodiment 1 into each of the machining devices 4 and 5. In other words, each of the machining devices 4 and 5 has the functions of the processor 2a and storage device 2b in embodiment 1 as a standalone unit. The machining devices 4 and 5 are configured to acquire recommended values for the machining conditions taught by the teaching unit 16 of the processor 2a, and perform cutting using the acquired recommended values for the machining conditions.
本形態において適用可能な加工装置4,5は、切削加工を行う種々の加工装置であって、例えば、旋盤、マシニングセンタ、フライス盤、歯車加工機、ボーリング加工機などである。 The processing devices 4 and 5 applicable to this embodiment are various processing devices that perform cutting processes, such as lathes, machining centers, milling machines, gear cutting machines, and boring machines.
(その他)
実施形態2の加工条件設定支援システム100は、加工装置4,5に、実施形態1におけるプロセッサ2aおよび記憶装置2bの全ての機能を組み込むようにしたが、プロセッサ2aおよび記憶装置2bの一部の機能を組み込むようにしても良い。この場合、ネットワークを構成する管理装置2および加工装置4,5を備えて構成し、管理装置2がプロセッサ2aおよび記憶装置2bの一部の機能を有し、かつ、加工装置4,5に残りの一部の機能を組み込むようにすれば良い。
(others)
In the machining condition setting support system 100 of the second embodiment, all of the functions of the processor 2a and the storage device 2b of the first embodiment are incorporated into the machining devices 4 and 5, but some of the functions of the processor 2a and the storage device 2b may also be incorporated into the machining devices 4 and 5. In this case, the system may be configured to include a management device 2 and the machining devices 4 and 5 that form a network, with the management device 2 having some of the functions of the processor 2a and the storage device 2b, and the machining devices 4 and 5 incorporating the remaining functions.
1,100 加工条件設定支援システム
2a プロセッサ
2b 記憶装置
13 安定限界線図生成部
14 びびり発生判定部
Aa1~Aa4 切込量区間
SD1~SD4 安定限界線図
T 工具
W 工作物
1,100 Machining condition setting support system 2a Processor 2b Storage device 13 Stability limit diagram generation unit 14 Chatter occurrence determination unit Aa1 to Aa4 Cutting depth range SD1 to SD4 Stability limit diagram T Tool W Workpiece
Claims (9)
前記プロセッサは、
前記加工条件として取り得る前記切込量が複数の区間に分割されており、分割されたそれぞれの切込量区間に対応する安定限界線図であって、前記工具または前記工作物の回転速度とびびりが発生しない最大切込量との関係を定義したそれぞれの前記安定限界線図を生成可能に安定限界線図生成部と、
生成され得る複数の前記安定限界線図のうち、前記加工条件としての評価対象切込量に対応する対象の前記安定限界線図を用いて、前記評価対象切込量、および、前記加工条件に含まれる評価対象回転速度の場合に、びびりが発生するか否かを判定するように構成されたびびり発生判定部と、
を備える、加工条件設定支援システム。 A machining condition setting support system including a processor, which evaluates or sets machining conditions including at least a cutting depth and a rotation speed when performing cutting while rotating at least one of a tool and a workpiece,
The processor:
a stability limit diagram generating unit that divides the depth of cut that can be taken as the machining condition into a plurality of sections, and that is capable of generating each stability limit diagram corresponding to each divided depth of cut section, the stability limit diagram defining the relationship between the rotation speed of the tool or the workpiece and the maximum depth of cut that does not cause chatter;
a chatter occurrence determination unit configured to determine whether chatter occurs in the case of an evaluation target cutting-in amount and an evaluation target rotation speed included in the machining conditions, using a target stability limit diagram corresponding to an evaluation target cutting-in amount among the plurality of stability limit diagrams that can be generated;
A processing condition setting support system equipped with the above.
前記記憶装置は、
前記工具および前記工作物の少なくとも一方において加振力を付与した場合における応答変位の伝達関数であるコンプライアンス伝達関数を格納するコンプライアンス伝達関数格納部、を備え、
前記プロセッサは、さらに、
切削抵抗を切削断面積で除した値である比切削抵抗であって、分割されたそれぞれの前記切込量区間に対応する前記比切削抵抗であって、少なくとも前記切込量に基づいてそれぞれの前記比切削抵抗の推定値を出力するように構成された比切削抵抗出力部、を備え、
前記安定限界線図生成部は、前記コンプライアンス伝達関数、および、前記加工条件としての前記評価対象切込量に対応する対象の前記比切削抵抗の推定値に基づいて、前記評価対象切込量を含む前記切込量区間に対応する対象の前記安定限界線図を生成するように構成され、
前記びびり発生判定部は、前記安定限界線図生成部により生成された対象の前記安定限界線図を用いて、びびりが発生するか否かを判定するように構成された、請求項1に記載の加工条件設定支援システム。 the processor and a storage device;
The storage device includes:
a compliance transfer function storage unit that stores a compliance transfer function that is a transfer function of a response displacement when an excitation force is applied to at least one of the tool and the workpiece,
The processor further comprises:
a specific cutting resistance output unit configured to output an estimated value of each specific cutting resistance, the specific cutting resistance being a value obtained by dividing the cutting resistance by the cutting cross-sectional area, the specific cutting resistance corresponding to each of the divided cutting depth sections, based on at least the cutting depth;
the stability limit diagram generating unit is configured to generate the stability limit diagram of an object corresponding to the cutting-in amount section including the cutting-in amount to be evaluated, based on the compliance transfer function and an estimated value of the specific cutting resistance of an object corresponding to the cutting-in amount to be evaluated as the machining condition,
2. The machining condition setting support system according to claim 1, wherein the chatter occurrence determination unit is configured to determine whether chatter occurs or not, using the stability limit diagram of the target generated by the stability limit diagram generation unit.
知識モデルを格納する知識モデル格納部、を備え、
前記知識モデルは、少なくとも前記加工条件のうちの前記切込量、前記工具の諸元および前記工作物の諸元を親因子とし、比切削抵抗を子因子とし、前記親因子の因子値を条件とした場合に前記子因子の因子値に該当する確率が定義された条件付確率表を含んで構成されており、
前記比切削抵抗出力部は、前記親因子の因子値を取得した場合に、前記条件付確率表を用いて順方向の確率推論を行うことにより、前記子因子としての前記比切削抵抗の推定値を出力するように構成された、請求項2に記載の加工条件設定支援システム。 The storage device further comprises:
a knowledge model storage unit for storing a knowledge model,
the knowledge model is configured to include a conditional probability table in which at least the cutting depth, the tool specifications, and the workpiece specifications among the machining conditions are parent factors, specific cutting resistance is a child factor, and a probability that the factor value of the child factor corresponds to a conditional factor value of the parent factor is defined;
3. The machining condition setting support system according to claim 2, wherein the specific cutting resistance output unit is configured to, when acquiring the factor value of the parent factor, output an estimated value of the specific cutting resistance as the child factor by performing forward probabilistic inference using the conditional probability table.
それぞれの前記切込量区間は、前記切込量に対する前記比切削抵抗の変化が小さい範囲において広く設定され、前記切込量に対する前記比切削抵抗の変化が大きい範囲において狭く設定される、請求項3に記載の加工条件設定支援システム。 In the conditional probability table, the cutting amount as the parent factor is discretized into each of the divided cutting amount intervals,
4. The machining condition setting support system according to claim 3, wherein each of the cutting depth ranges is set wide in a range where the change in the specific cutting resistance relative to the cutting depth is small, and is set narrow in a range where the change in the specific cutting resistance relative to the cutting depth is large.
前記比切削抵抗は、前記切削抵抗を構成する前記背分力を切削断面積で除した値に相当する、請求項3に記載の加工条件設定支援システム。 The cutting resistance generated in the cutting process is represented by a principal force, a thrust force, and a feed force,
4. The machining condition setting support system according to claim 3, wherein the specific cutting resistance corresponds to a value obtained by dividing the thrust force constituting the cutting resistance by a cutting cross-sectional area.
前記プロセッサは、さらに、
実際の前記切削加工または前記切削加工のシミュレーションが実施されることにより得られる観測データであって、前記親因子の因子値および前記子因子の因子値についての前記観測データを取得するように構成された観測データ取得部と、
前記事前分布のパラメータおよび前記観測データに基づいてベイズ推定を用いて事後分布を算出し、前記事後分布の期待値を各要素値とする前記条件付確率表を生成するように構成された条件付確率表生成部と、
を備え、
前記知識モデル格納部は、前記条件付確率表生成部により生成された前記条件付確率表により構成された前記知識モデルを格納する、請求項3に記載の加工条件設定支援システム。 the storage device further includes a prior distribution storage unit that stores parameters of a prior distribution that is preset to determine the conditional probability table;
The processor further comprises:
an observation data acquisition unit configured to acquire observation data obtained by performing the actual cutting process or a simulation of the cutting process, the observation data being about factor values of the parent factors and factor values of the child factors;
a conditional probability table generation unit configured to calculate a posterior distribution using Bayesian estimation based on the parameters of the prior distribution and the observation data, and to generate the conditional probability table in which each element value is an expected value of the posterior distribution;
Equipped with
4. The machining condition setting support system according to claim 3, wherein the knowledge model storage unit stores the knowledge model configured by the conditional probability table generated by the conditional probability table generation unit.
前記条件付確率表生成部は、前記観測データおよび前記重みを加味した前記事前分布のパラメータに基づいて前記ベイズ推定を用いて前記事後分布を算出し、前記事後分布の期待値を各要素値とする前記条件付確率表を生成するように構成された、請求項6に記載の加工条件設定支援システム。 the storage device further includes a weight storage unit configured to store weights representing influence ratios of parameters of the prior distribution to the observation data in the Bayesian estimation;
7. The machining condition setting support system according to claim 6, wherein the conditional probability table generation unit is configured to calculate the posterior distribution using the Bayesian estimation based on the observation data and parameters of the prior distribution taking into account the weights, and to generate the conditional probability table in which each element value is an expected value of the posterior distribution.
前記安定限界線図を用いて前記加工条件の推奨値を決定する推奨条件決定部と、
前記推奨条件決定部により決定された前記加工条件の前記推奨値を教示する教示部と、
を備える、請求項1~7のいずれか1項に記載の加工条件設定支援システム。 The processor further comprises:
a recommended condition determination unit that determines recommended values of the machining conditions using the stability limit diagram;
an instruction unit that instructs the recommended values of the machining conditions determined by the recommended condition determination unit;
The processing condition setting support system according to any one of claims 1 to 7 , comprising:
前記加工装置は、前記教示部により教示された前記加工条件の前記推奨値を取得し、取得した前記加工条件の前記推奨値を適用した前記切削加工を行うように構成される、請求項8に記載の加工条件設定支援システム。 Further, a processing device configured to be able to communicate with the processor or configured with the processor incorporated therein is provided,
9. The machining condition setting support system according to claim 8 , wherein the machining device is configured to acquire the recommended values of the machining conditions taught by the teaching unit, and to perform the cutting processing by applying the acquired recommended values of the machining conditions.
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