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    公开号:WO1992005005A1
    申请号:PCT/JP1991/001215
    申请日:1991-09-12
    公开日:1992-04-02
    发明作者:Tomonobu Sakuragawa；Toshiyuki Aso
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 害
    [0002] 放電加工機における加工条件自動検索方法 技 術 分 野
    [0003] 本発明は、 放電加工機における加工条件設定方法に関 し、 特に、 専門家シス テ ム に基づく加工条件自動検索方 法に関する。
    [0004] 背 景 技 術
    [0005] ワ イ ヤカ ツ ト放電加工機は、 典型的には、 ワー クを装 着したワ ー ク テー ブル及びワ イ ャ電極を送るためのワイ ャ駆動部を含む加工機本体と、 ワーク と ワイ ヤ電極間の 絶縁性保持， ヮィ ャ電極の冷却及び加工屑の除去を行う 加工液を供給するための装置と、 ワ ー ク と ワ イ ヤ電極間 に放電パルス を発生させるための電頹装置と、 これらの 作動部を制御するための制御装置とを備えている。 そし て、 上記放電加工機の、 加工速度， 加工精度及び面粗度 によって主に特徴づけられる加工特性は、 使用するワイ ャの性質と使用する ワ ー クの性質と放電加工機の各種作 動部の運転条件とを含む多数の加工条件に応じて変化す る。 換言すれば、 良好な加工特性を得るべく最適加工条 件を設定する こ と には困難がある。
    [0006] そこで、 一般には、 熟練度の高いオペ レータが、 放電 加工プロセス についての知識と経験とに基づいて、 多数 の加工条件の夫々を最適値に設定している。
    [0007] その一方で、 加工条件設定に熟練度を要する と云う上 記不都合を解消するため、 制御装置内に予め格納した多 数組の加工条件の中から、 使用する ワ イ ヤ及びワ ーク に 適合する一組の加工条件を自動的に検索して、 加工条件 設定に供する こ とが知られている。 こ の加工条件検索方 法を実施するために用いる制御装置は、 長年にわたって 蓄積された放電加工機運転データに基づいて決定されか つ種々のワイ ャ及びワ ーク を用いた放電加工に適合する 多数組の加工条件を格納してお り、 オペ レータが制御装 置の手動デー タ入力装置を操作して例えばワ イ ヤ径， ヮ ーク材質及びワーク板厚を特定する と、 多数組の加工条 件の中から、 これらの入力デー タに適合する一組の加工 条件を自動的に検索するよ う になっている。
    [0008] 上記従来法によれば、 検索された加工条件に従って未 熟練者によ っ て も加工条件設定が可能である。 しかしな がら、 ワ イ ヤ径， ワ ー ク材質及びワ ー ク扳厚が同一であ つても、 所要加工特性例えば所要加工精度に応じて最適 加工条件は変化し、 従って、 最適加工条件の設定に困難 を来すこ とがある。
    [0009] 発 明 の 開 示
    [0010] 本発明の目的は、 専門家シ ス テ ム に基づいて構築され かつ未熟練者によつても放電加工機での最適加工条件を 設定可能とする、 放電加工機における加工条件自動検索 方法を提供する こ と にある。
    [0011] 上述の目的を達成するため、 本発明の、 放電加工機に おける加工条件自動検索方法は、 （ a ) 加工条件データ 及びプロダク シ ョ ンルー ルを含む知識ベー ス と、 推論ェ ン ジ ン とを、 放電加工機に装備 した制御装置内に予め格 納し、 （ b ) —組の所要加工特性パラ メ ータを含む検索 条件を制御装置に手動入力し、 （ c ) 知識ベー ス に基づ いて、 手動入力された検索条件に適合する加工条件を推 論エ ン ジンによ り 自動検索する工程を備える。
    [0012] 好ま し く は、 一組の所要加工特性パラ メ ー タは、 所要 平均加工速度， 所要面粗度及び所要加工精度を含み、 更 に好ま し く は、 検索条件は、 所要平均加工速度， 所要面 粗度及び所要加工精度の夫々の優先度を含む。 又、 工程 ( c ) において、 （ c 1 ) 検索条件に夫々適合する複数 組の予測加工特性パラ メ ータを知識ベー スに基づいて推 論エ ン ジ ンによ り 自動検索し、 （ c 2 ) 複数組の予測加 ェ特性パラ メ ータをオペレータ との対話形式で作動する 制御装置の表示画面上に表示し、 （ c 3 ) 表示された複 数組の予測パ ラ メ ー タ の中から一組のパラ メ ータ を手動 選択し、 （ c 4 ) 知識ベー スに基づいて推論ヱ ン ジンに よ り一組の予測加工特性パラ メ ータ に対応する加工条件 を自動検索し、 （ c 5 〉 自動検索した加工条件を表示画 面上に表示する。 更に好ま し く は、 工程 （ c 2 ) におい て、 各組の予測加工特性パラメ ータの所要加工特性パラ メ ー タ に対する合致度が表示される。 又、 各組の予測加 ェ特性パラ メ ータ は、 予測平均加工速度， 予測面粗度及 び予測加工精度を含む。 好ま し く は、 加工条件自動検索 方法は、 ワ イ ヤカ ッ ト放電加工機に適用される。
    [0013] 上述のよ う に、 本発明によれば、 手動設定した検索条 件に従ってかつ制御装置内に格納した知識ベー ス に基づ いて、 制御装置内に格納した推論エ ン ジ ンによ り、 検索 条件に適合する加工条件が自動検索される。 このため、 単に検索条件を手動設定する こ とによ り、 非熟練者によ つても適正な加工条件を求められる。 しかも、 検索条件 が所要加工特性パラ メ ータを含むので、 所要の加工特性 を達成可能な加工条件が求められる。
    [0014] 好ま し く は、 一組の所要加工特性パラ メ ータに所要平 均加工速度， 所要面粗度， 所要加工精度を含める と共に 検索条件にこれらの優先度を含めたので、 より適正な加 ェ特性を達成可能な加工条件を求めるこ とができ る。 又、 検索条件に夫々適合しかつ予測平均加工速度， 予測面粗 度， 予測加工精度を各々含む複数組の予測加工特性パラ メ ータが自動検索されて、 予測加工特性パラ メ ー タの所 要加工特性パラ メ ータ に対する合致度と共に、 手動選択 に供すべく表示画面上に表示され、 次いで、 手動選択し た一組の予測加工特性パラ メ ー タ に対応する加工条件が 自動検索されて表示画面上に表示される。 このため、 よ り好ま しい加工特性を達成可能な加工条件を容易に求め られる o
    [0015] 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0016] 第 1 図は、 本発明による加工条件自動検索方法を示す 概念図、
    [0017] 第 2 図は、 本発明の一実施例による加工条件自動検索 方法を実施するためのワイ ヤ力 ッ ト放電加工機の要部を 示すブロ ッ ク 図、
    [0018] 第 3 図は、 検索条件を設定するための設定画面を例示 する図、
    [0019] 第 4図は、 予測加工特性パラ メ ータ の検索結果を表示 した検索結果画面を例示する図、 および
    [0020] 第 5 図は、 加工条件の検索結果を表示した加工条件表 示画面を例示する図である。
    [0021] 発明を実施するための最良の形態
    [0022] 第 1 図を参照して、 本発明の加工条件自動検索方法の 作動原理を説明する。
    [0023] 熟練度の高い専門家 5 が長年の間に得た放電加工プロ セスについての知識及び経験に基づいて、 専門家 5 によ り、 或は、 専門家 5 と知識工学者とによ り、 ソ ー スの知 識ベー ス 6 が例えば A I (人工知能） 向き言語で作成さ れる。 知識ベー ス 6 は、 放電加工プロセスに関する宣言 的知識と しての加工条件デー タ と、 放電加工プロ セスに 関する手続き的知識と しての I F— T H E N形式で記述 されるプロダク ショ ンルールとを含んでいる。 ソ ースの 知識ベー ス 6 は、 コ ン ノ、'イ ラ 4 によ り、 コ ン ピュ ータが 実行可能なォ ブジュ ク ト の知識ベー ス 3 に変換され、 次 いで、 放電加工機に装備された例えばコ ン ピュー タを内 蔵した対話式数値制御装置 1 0 内に格納される。 推論ェ ン ジン 2 は、 知識ベー ス 3 を効率的に処理して種々の問 題解決を行う ための推論機構 （推論プロ グラ ム） であり、 例えば A I 向き言語で作成され、 或は、 専門家シ ステム 構築ツ ー ルで構成される。 そ して、 知識ベー ス 3 と共に ルー ルベー ス シス テム （よ り一般的には知識べ一ス シス テム或は専門家シス テ ム） を構成する推論エ ン ジ ン 2は、 制御装置内に格納される。
    [0024] 加工条件自動検索を行う場合、 オペ レー タ 1 は、 放電 加工に使用.する ワ イ ヤ電極及びワークの種別を特定する データ （例えばワ イ ヤ径， ワ ー ク材質及びワ ー ク板厚） と所望加工特性パラ メ ー タ （例えば所望平均加工速度， 所望面粗度及び所望加工精度） とからなる検索条件を、 数値制御装置の表示装置付き手動入力データ装置 （ C R T / M D I ) 2 5 を介して手動入力する。
    [0025] 検索条件の入力に応じて、 数値制御装置のコ ン ビユー 夕 は推論プロ グラ ムを実行する。 即ち、 コ ン ピュ ータは 推論ェ ン ジ ン 2 と して機能する。 推論ェ ン ジ ン 2 は、 知 識ベー ス 3 に含まれかつ検索条件に関連するルー ルを順 次処理する。 ルー ルの処理中、 知識ベー ス 3 に含まれル ー ルに関連する加工条件デー夕が抽出されて利用される。 そして、 検索条件に適合する加工条件が推論エ ン ジン 2 によ り検索される と、 検索した加工条件が C R T / M D I 2 5 の表示画面上に表示される。
    [0026] 以下、 第 2 図を参照して、 本発明の一実施例による加 ェ条件自動検索方法を実施する ための ワ イ ヤカ ツ ト放電 加工機を説明する。
    [0027] ワ イ ヤカ ッ ト放電加工機は、 ワーク 7 5 を装着した図 示しないワ ー ク テー ブルと、 ワ イ ヤ電極 7 3 を送るため のワ イ ヤ駆動部 （ リ ールのみを参照符号 7 4で示す） と、 ワーク 7 5 の上方において水平移動自在に Eされた U V ュニ ッ ト （図示略） とを含む加工機本体を備えている。 加工機本体は、 U Vュニ ッ ト及びワーク テーブルを夫々 水平移動させるための U軸， V軸， X軸及び Y軸サーポ モータ 6 1 6 4 を有 している。 サー ボモー タ の各々は、 位置検出用パルス コーダ （図示略） を内蔵している。 放 電加工機は、 コ ンデンサ 7 1 及び給電子 7 2 を介 してヮ ィ ャ電極 7 3 に高周波加工電流を供給するための加工電 源 7 0 と、 図示しない加工液供給装置と、 加工機本体の 作動部， 加工電源 7 0及び加工液供給装置を制御するた めの対話式数値制御装置 （ C N C装置） 1 0 とを更に備 えている 0
    [0028] C N C装置 1 0 は、 プロセ ッ サ 1 1 と、 C N C装置全 体の制御に用いる シス テムプロ グラ ム， 第 1 図の知識べ ー ス 3 , 第 1 図の推論エ ン ジン 2 に対応する推論プログ ラ ム等を格納 した リ ー ドオ ン リ メ モ リ （ R O M) 1 2 と、 例えば S R A Mからな り各種データ の一時記憶等に用い る ラ ンダムア ク セス メ モ リ 1 3 と、 例えば 'ッ テ
    [0029] ク ア ッ プされた C M 0 Sからなる不揮発性メ モ リ 1 4 と を備え、 メ モ リ 1 2 1 4 は 'ス 2 1 を介してプロセッ サ 1 1 に接続されている。 不揮発性メ モ リ 1 4 には、 加 エブロ グラ ム， 各種パラ メ ータ等が格納されている。
    [0030] そ して、 C N C装置 1 0 は、 イ ンター フ ェ イ ス 1 5を 介して、 例えば紙テープリ ーダ及び紙テープパンチ ヤを 含む外部機器 3 1 に接続され、 紙テープリ ーダか ら C N C装置 1 0 へ加エブロ グラ ムを読み込み自在かつ C N C 装置 1 0 で編集した加工プロ グラ ムを紙テープパ ンチヤ に出力自在になっている。 又、 C N C装置 1 0 のイ ンタ ーフ -イ ス 1 6 は、 加工電源 7 0及び加工機本体の各種 作動部と C P U 1 1 との間に介在し、 C P U 1 1 からの 制御出力及び加工電源 7 0等からの加工状態検出信号を イ ンターフ ェ イ ス 1 6 を介して C P U と加工電源等との 間で授受可能になっている。 更に、 じ 1^ 0：装置 1 0は、 C P U 1 1 か ら送出される画像データ等のデジタ ルデー 夕を画像信号に変換するためのグラフ ィ ッ ク制御回路 1 8 と、 イ ン タ ーフ ユイ ス 1 9， 2 0 と、 手動デー 夕入力 装置 2 5 とを有している。 データ入力装置 2 5 は、 C R T画面を有し グラ フ ィ ッ ク制御回路 1 8 からの画像信号 に基づいて表示動作を行うための表示装置 2 6 と、 オペ レー夕 によるデータ入力のためのキーボー ド 2 7 とを含 み、 キーボー ド 2 7 を介して入力されたデータをイ ンタ 一フ ユ イ ス 1 9 を介して C P U 1 1 に送出するよ う し ている。 イ ンタ ー フ ェ イ ス 2 0 には、 C N C装置 1 0の 機械操作盤 （図示略） に設けられ例えばワ ー ク テ ーブル を手動で精密に位置決めするための手動パルス発生器 3 2 が接続され、 パル ス発生器 3 2からのパル ス信号を入 力する よ う に している。 機械操作盤には、 例えばワイヤ 送り速度を手動で増减させるための図示しないオーバラ イ ドス ィ ッ チが設けられている n そ して、 C N C装置 1 0 は、 C P U 1 1 から各軸移動 指令を入力するための軸制御回路 4 1〜 4 4 と、 軸制御 回路 4 1〜4 4からの各軸移動指令に従ってサー ボモー 夕 6 1〜 6 4 を駆動制御するためのサーボア ンブ 5 1〜 5 4 とを有している。 図示を省略するが、 サーボモー夕 6 1〜 6 4 に装着したパルス コ ーダからパル ス列が位置 信号と してフ ィ ー ドバッ ク され、 パル ス列を周波数 z速 度変換して速度信号が生成されるよ う になっている。
    [0031] 以下、 オペ レータ との対話形式で行われる C N C装置 1 0 の加工条件自動検索動作を説明する。
    [0032] 加工条件自動検索動作を開始させるベく オペ レータが キーボー ド 2 7 の所定のキーを操作する と、 キー操作に 応動する C P U l 1 の制御下で表示装置 2 6 の C R T画 面上に検索条件を手動設定するための設定画面 8 0 (第 3 図） が表示される。 設定画面 8 0 は、 ワ イ ヤ径， ワイ ャ材質及びワ イ ヤ板厚 （一般的には使用する ワイ ヤ電極 7 3及びヮー ク 7 5 の夫々の性質を特定する一組のデー 夕、 よ り一般的には特定の一組の加工条件） を設定する ための第 1 設定欄 8 1 と、 所望平均加工速度， 所望面粗 度及び所望加工精度 （一般的には一組の所要加工特性パ ラ メ ータ） を数値設定するための第 2設定欄 8 2 と、 所 望平均加工速度を定性的に設定するための第 3設定欄 8 3 とを含む。
    [0033] オペ レー タ は、 ワ イ ヤ怪及びワ イ ヤ板厚の数値と、 ヮ ィ ャ材質を表す文字データ と、 所望平均加工速度， 所望 面粗度及び加工精度の数値とを検索条件と してキーボー ド 2 7 を介して手動入力する。 このとき、 オペ レータは、 所望平均加工速度， 面粗度及び加工精度の夫々の重要度 を設定可能で、 例えば、 所望平均加工速度， 面粗度及び 加工精度の夫々を 1 0 % , 6 0 %及び 3 0 %と設定する。 更に、 所望平均加工速度を数値設定する代わり に、 第 3 設定欄 8 3 に数値 「 1 」 〜 「 5 」 のいずれか一つを選択 的に設定して も良く、 これによ り所望平均加工速度が定 性的に設定される。 数値 「 1 」 は所望平均加工速度が速 いこ とを表し、 数値 「 2」 〜 「 5」 は所望平均加工速度 がやや速いこ と， 中程度である こ と， やや遅いこ と及び 遅いこ とを夫々表す。
    [0034] 検索条件の入力に応じて、 C P U 1 1 は、 推論ェンジ ン 2 と して機能すべく推論プロ グラ ムを実行する。 この 結果、 知識ベー ス 3 に含まれかつ検索条件に関連するブ ロダク ショ ン ルー ルが、 知識ベー ス 3 に含まれかつルー ルに関連する加工条件データを利用しつつ、 順次処理さ れる。 そ して、 推論エ ン ジ ン 2 により、 検索条件に夫々 適合する複数組の予測加工特性パラ メ ータを検索するた めの第 1 次検索と、 最適加工条件を検索するための第 2 次検索とがこ の順序で実行される。
    [0035] 第 1 次検索が終了する と、 C P U 1 1 の制御下で第 4 図に示す検索結果画面 9 0 が C R T画面上に表示される。 詳し く は、 検索条件 （ ワ イ ヤ径， ワ ー ク材質， ワ ーク板 厚， 所望平均加工速度， 所望面粗度及び所望加工精度等) に夫々適合し各々予測平均加工速度 9 1 , 予測面粗度 9 2及び予測加工精度 9 3 からなる例えば 5組の予測加工 特性パラ メ ー タ と、 各組の予測パラ メ ータに対応する予 測放電加工回数 9 4 と、 各組の予測パラ メ ー タの所望パ ラ メ ータに対する合致度 9 4 とが表示される。
    [0036] オペ レータ は 5組の予測加工特性パラ メ ータを比較検 討して、 望ま しい一組のパラ メ ータを選択する。 ォペレ 一夕がキーボー ド 2 7 を操作して、 例えば第 5組の予測 加工特性パラ メ ータを選択する と、 推論エ ン ジン 2 とし ての C P U 1 1 は第 2次検索を実行する。
    [0037] そ して、 第 2次検索を終了すると、 C P U 1 1 の制御 下で第 5 図に示す加工条件表示画面 1 0 0が C R T画面 上に表示される。 こ こでは、 放電加工を 4回行う第 5組 の予測加工特性パラ メ ータが第 1 次検索終了時に選択さ れているので、 第 1 〜第 4回目の放電加工の夫々での加 ェ条件が詳細に表示される。 参照符号 1 0 1 及び 1 0 4 は、 第 1 回目及び第 4回目の放電加工での加工条件を夫 々表す。 第 5 図に示す例では、 加工電源 7 0 に関連する 加工条件と しての無負荷電圧， オ ンタ イ ム， オフ タイム 及び逆電圧と、 加工機本体に関連する加工条件と しての サーボ霪圧， ワ イ ヤ張力， ワ イ ヤ送り， オ フセ ッ ト童， 加工溝幅及びワ イ ヤたわみ量と、 加工液供給装置に関連 する加工条件と しての加工水量， 比抵抗及び加工水吐出 量と、 その他の加工条件と してのセカ ン ドカ ッ ト， ォー バライ ド及び自動オー バラ イ ドとが表示される。 オペレータ は、 画面 1 0 0上に表示された加工条件を 確認後、 この加工条件を登録すべく キーボー ド 2 7の所 定のキーを操作する。 キー操作に応じて、 C P U 1 1 の 制御下で加工条件が例えば不揮発性メ モ リ 1 4 に格納さ れ、 実際に放電加工を行う際に参照される。
    [0038] 本発明は上記実施例に限定されず、 種々の変形が可能 である。
    [0039] 例えば、 上記実施例では本発明をヮィ ャカ ツ ト放電加 ェ機に適用したが、 本発明は型彫り放電加工機に も適用 可能である。
    [0040] また、 第 3 図〜第 5 図に示す画面の構成は単なる例で あり、 画面構成は必要に応じて変更可能である。 例えば、 設定画面 8 0 に、 検索条件と しての所望放電加工回数を 設定するための設定欄を設けても良い。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . ( a ) 加工条件データ及びプロダク シ ョ ンル ールを 含む知識ベー ス と、 推論ヱ ン ジ ン とを、 放電加工機に 装備した制御装置内に予め格納し、 （ b〉 一組の所要 加工特性パラ メ ータを含む検索条件を前記制御装置に 手動入力し、 （ c ) 前記知識ベー ス に基づいて、 手動 入力された前記検索条件に適合する加工条件を前記推 論エ ン ジ ンによ り 自動検索する、 放電加工機における 加工条件自動検索方法。
    2 . 前記一組の所要加工特性パ ラ メ ー タ は、 所要平均加 ェ速度， 所要面粗度及び所要加工精度を含む請求の範 囲第 1 項記載の加工条件自動検索方法。
    3 . 前記検索条件は、 前記所要平均加工速度， 前記所要 面粗度及び前記所要加工精度の夫々の優先度を含む請 求の範囲第 2項記載の加工条件自動検索方法。
    . 前記工程 （ c ) において、 （ c 1 ) 前記検索条件に 夫々適合する複数組の予測加工特性パラ メ ータ を前記 知識べ一ス に基づいて前記推論ヱ ン ジ ンによ り 自動検 索し、 （ c 2 ) 前記複数組の予測加工特性パラ メ一夕 をオペレー タ との対話形式で作動する前記制御装置の 表示画面上に表示し、 （ c 3 ) 前記表示された複数組 の予測パラ メ ータの中から一組のパラ メ ータを手動選 択し、 （ c 4 ) 前記知識ベー ス に基づいて前記推論ェ ン ジ ンによ り一組の予測加工特性パラ メ 一 夕 に対応す る加工条件を自動検索し、 （ c 5 ) 前記自動検索した 加工条件を前記表示画面上に表示する請求の範囲第 1 項記載の加工条件自動検索方法。
    5 . 前記工程 （ c 2 ) において、 前記各組の予測加工特 性パラ メ ー タの所要加工特性パラ メ ー タ に対する合致 度を表示する請求の範囲第 4項記載の加工条件自動検 索方法。
    6 . 前記各組の予測加工特性パ ラ メ ー タは、 予測平均加 ェ速度， 予測面粗度及び予測加工精度を含む請求の範 囲第 4項記載の加工条件自動検索方法。
    7 . ワイ ヤカ ツ ト放電加工機に適用される請求の範囲第
    1 項記載の加工条件自動検索方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    引用文献:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2243131A|JPH04122524A|1990-09-13|1990-09-13|Method for controlling automatic retrieval of processing condition|
    JP2/243131||1990-09-13||EP91915992A| EP0505570B1|1990-09-13|1991-09-12|Method of automatically retrieving working conditions in electric discharge|
    DE69109466T| DE69109466T2|1990-09-13|1991-09-12|Verfahren zum selbsttägigen abruf von bearbeitungsbedingungen für eine elektroerosionsmaschine.|
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