JP7708355B2 - Machining condition learning device, machining device with learning device, and machining system with learning device - Google Patents
Machining condition learning device, machining device with learning device, and machining system with learning deviceInfo
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Description
本発明は、加工条件の学習装置、学習装置付き加工装置、および学習装置付き加工システムに関し、より詳しくは、二以上の部品の接合条件の学習装置、学習装置付き接合装置、および学習装置付き接合システム、一以上の部品の溶断条件の学習装置、学習装置付き溶断装置、および学習装置付き溶断システムに関する。 The present invention relates to a learning device for processing conditions, a processing device with a learning device, and a processing system with a learning device, and more specifically to a learning device for joining conditions for two or more parts, a joining device with a learning device, and a joining system with a learning device, a learning device for fusing conditions for one or more parts, a fusing device with a learning device, and a fusing system with a learning device.
従来から、プラスチックや金属等の二以上の部品の接合方法として、(1)二以上の部品に高周波電流を与えて誘電加熱により溶着する高周波溶着方法、(2)二以上の部品の表面に熱板を非接触で近づけて接合する非接触熱板接合方法、(3)二以上の部品を押し付けながら100ヘルツ程度の低周波振動を与えて溶着する振動溶着方法、(4)二以上の部品にレーザ光線を照射して接合するレーザ接合方法、(5)二以上のプラスチック部品を溶着する超音波溶着方法、(6)二以上の金属シートを固相接合する超音波金属接合方法、(7)ガラス板の表面に金属電極を接合する超音波接合方法、等が用いられている。 Conventionally, methods for joining two or more plastic or metal parts include (1) high-frequency welding, in which two or more parts are welded by dielectric heating by applying a high-frequency current to them, (2) non-contact hot plate joining, in which a hot plate is brought close to the surfaces of two or more parts without contact, (3) vibration welding, in which two or more parts are pressed together and welded by applying low-frequency vibrations of about 100 Hz, (4) laser joining, in which two or more parts are joined by irradiating them with a laser beam, (5) ultrasonic welding, in which two or more plastic parts are welded, (6) ultrasonic metal joining, in which two or more metal sheets are solid-state joined, and (7) ultrasonic joining, in which a metal electrode is joined to the surface of a glass plate.
また、プラスチック、食品、ゴムシート等の一以上の部品の溶断方法としては、(イ)レーザ光線を照射して溶断するレーザ溶断方法、(ロ)一以上の部品に超音波振動しているカッターを押し付けて溶断する超音波溶断方法、等が用いられている。 Methods for cutting one or more parts of plastics, food, rubber sheets, etc. include (a) a laser cutting method in which a laser beam is applied to cut the parts, and (b) an ultrasonic cutting method in which an ultrasonically vibrating cutter is pressed against one or more parts to cut them.
上記(1)から(7)、(イ)と(ロ)は、部品に振動エネルギーや熱エネルギーというエネルギーを付与して、部品を発熱、溶融、あるいは固相結合させて接合や溶断の加工をして製品を作っている。そのため、部品に付与するエネルギーの大きさと、エネルギーの供給時間を変えることで、その接合条件や溶断条件を見つけることができる。 In the above (1) to (7), (a) and (b), vibrational energy or thermal energy is applied to the parts to heat them up, melt them, or form solid-state bonds, resulting in the joining or cutting of the parts to create products. Therefore, by changing the amount of energy applied to the parts and the time for which the energy is supplied, it is possible to find the joining or cutting conditions.
しかし、接合条件や溶断条件は、接合対象である部品、あるいは溶断対象である部品の材質、形状、寸法によって異なる。従来、新しい部品を接合したり、溶断したりするときは、接合仕様や溶断仕様を満たす新しい接合条件や新しい溶断条件を、その都度、実験して求めていた。 However, the joining and fusing conditions vary depending on the material, shape, and dimensions of the parts to be joined or fusing. Conventionally, when joining or fusing new parts, new joining and fusing conditions that meet the joining and fusing specifications had to be found through experiments each time.
一方、これらの接合装置や溶断装置等の加工装置は汎用性が求められる。これらの加工装置は、加工対象は広く、加工内容も広範囲で多岐にわたる。そのため、供給できる複数の状態のエネルギーの中から一つの状態を選択し、エネルギーの供給時間を決めていた。 On the other hand, processing equipment such as joining devices and fusing devices must be versatile. These processing devices can process a wide range of objects, and the processing content is wide-ranging and diverse. For this reason, one state is selected from the multiple states of energy that can be supplied, and the energy supply time is determined.
以下従来の接合条件や溶断条件等の加工条件の決め方について、上記(1)の従来の高周波溶着方法とこれを用いた高周波溶着装置を代表例として説明する。なお上記(2)から(7)の従来の接合方法と(イ)と(ロ)の従来の溶断方法では、付与するエネルギーの大きさと供給時間を変えて所望の接合条件や溶断条件等の加工条件の決め方をはじめ、多くの内容が(1)と同じか類似しているため、説明は省略する。 The following describes conventional methods of determining processing conditions such as joining conditions and cutting conditions, using the above-mentioned (1) conventional high-frequency welding method and the high-frequency welding device using this as representative examples. Note that many aspects of the above-mentioned (2) to (7) conventional joining methods and (a) and (b) conventional cutting methods, including the method of determining processing conditions such as the desired joining conditions and cutting conditions by changing the magnitude of the applied energy and the supply time, are the same as or similar to (1), so a description will be omitted.
高周波溶着方法では、プラスチック素材、フィルム、シートなどに高周波の強い電界を与えると、分子レベルで電極の極性が連続的に変化し、分子レベルでの衝突・振動・摩擦が物質の内部で発生し、自己発熱してプラスチック素材、フィルム、シートなどが融合、溶着する。 In high-frequency welding, when a strong high-frequency electric field is applied to plastic materials, films, sheets, etc., the polarity of the electrodes changes continuously at the molecular level, causing collisions, vibrations, and friction at the molecular level inside the material, which then self-heats and fuses and welds the plastic materials, films, sheets, etc.
高周波電流の制御方法としては、被溶着物に供給する高周波電流の供給時間(以下、「溶着時間」という)を所定の値に設定する方法が一般的であるが、被溶着物の寸法や形状が異なる被溶着物に対して一律の溶着時間によって制御すると、溶着し過ぎである溶着過多となったり、スパークが発生したり、溶着不足を生じたりしてしまう。 The most common method of controlling the high-frequency current is to set the time that the high-frequency current is supplied to the workpiece (hereinafter referred to as the "welding time") to a specified value, but if a uniform welding time is used to control the welding time for workpieces with different dimensions and shapes, excessive welding (excessive welding), sparks, or insufficient welding may occur.
図42に、従来の溶着時間のみで高周波溶着を制御して、最適な溶着時間の異なる被溶着物であるプラスチック素材を溶着したときの、溶着時間(S)と電流(A)の関係を示した。図42では、X軸に溶着時間(S)を、Y軸に電流(A)を取っている。 Figure 42 shows the relationship between welding time (S) and current (A) when high-frequency welding is controlled only by the conventional welding time to weld plastic materials that have different optimal welding times. In Figure 42, the X-axis shows welding time (S) and the Y-axis shows current (A).
図42では、最適な溶着時間の異なる3種類の被溶着物であるプラスチック素材(素材A、素材B、素材C)に対して、一律の溶着時間、すなわち、溶着終了時T2まで被溶着物を溶着したときに、(1)素材Aでは被溶着物が溶着過多となること、(2)素材Cでは被溶着物が溶着不足になること、を例示した。なお、図42においては、素材Bは 正常な溶着を例示している。 Figure 42 shows an example of three types of plastic materials (material A, material B, and material C) that have different optimal welding times, and shows that when the materials are welded for a uniform welding time, that is, until the welding end time T2, (1) material A will be over-welded, and (2) material C will be under-welded. Note that in Figure 42, material B is shown as an example of normal welding.
図42では一律、溶着終了時(T2)まで高周波電流を流しているが、素材A(図42の一点鎖線のグラフ)は、溶着開始時(T0)から溶着終了時(T2)より前の溶着時( T1)で既に被溶着物の溶着が完了している。溶着時(T1)から溶着終了時(T2)まで、被溶着物に余計な高周波電流を加えている。その結果、プラスチック素材(素材Aについて溶着過多となっている。これはエネルギーの無駄となるだけでなく、被溶着物に ダメージを与えることになる。 In Figure 42, high-frequency current is applied uniformly until the end of welding (T2), but for material A (graph with dashed dotted line in Figure 42), welding of the workpieces is already completed from the start of welding (T0) to the end of welding (T1), which is before the end of welding (T2). From the start of welding (T1) to the end of welding (T2), an unnecessary high-frequency current is applied to the workpieces. As a result, the plastic material (material A) is over-welded. This is not only a waste of energy, but also damages the workpieces.
逆に素材C(図42の点線のグラフ)では、本来はT3まで溶着時間が必要なところ、 溶着終了時T2では未だ溶着が完了していないにも関わらず高周波電流を停止しているので溶着不足となっている。 Conversely, with material C (dotted line graph in Figure 42), welding time should normally be up to T3, but at the end of welding at T2, welding is not yet complete, but the high-frequency current is stopped, resulting in insufficient welding.
そこで、従来の他の制御方法としては、最適な溶着時間の異なる被溶着物を挟む2枚の金型の間の距離の変化を、高周波溶着装置の高周波溶着処理部に供給される電流値によって検出し、電流値の検出によって高周波溶着処理部に供給する高周波エネルギー量を制御することが知られている(例えば特許文献1を参照)。 Therefore, another conventional control method is known in which the change in the distance between two dies sandwiching the workpieces with different optimal welding times is detected by the current value supplied to the high-frequency welding processing section of the high-frequency welding device, and the amount of high-frequency energy supplied to the high-frequency welding processing section is controlled by detecting the current value (see, for example, Patent Document 1).
この従来の他の制御方法では、被溶着物が両側の金型に当接したときを溶着開始点として溶着を開始し、溶着進行にともない金型間距離が短くなるにつれて高周波溶着処理部に供給される電流値が増加し、電流値が極大を示した後に収束する変曲点を溶着完了点としている。言い換えれば、電流値が溶着開始点の電流値(L基準値)を通過し、極大を示した後に変曲点となる電流値(H基準値)に至ったときを溶着完了点として利用している。 In this other conventional control method, welding begins when the workpiece comes into contact with both dies, and as the welding progresses and the distance between the dies becomes shorter, the current value supplied to the high-frequency welding processing unit increases, and the welding completion point is the inflection point where the current value reaches a maximum and then converges. In other words, the welding completion point is when the current value passes the current value at the welding start point (L reference value), reaches a maximum, and then reaches the current value (H reference value) which becomes the inflection point.
図43に、従来の他の高周波溶着制御方法により、プラスチック素材である被溶着物A、B、Cを溶着したときの、溶着時間(S)と電流(A)の関係を示した。図42と同様に、X軸に溶着時間(S)を、Y軸に電流(A)を取っている。 Figure 43 shows the relationship between welding time (S) and current (A) when plastic materials, A, B, and C, are welded using another conventional high-frequency welding control method. As with Figure 42, the X-axis shows welding time (S) and the Y-axis shows current (A).
図43に示す例では、3種類の被溶着物A、B、Cは溶着開始点は同じTSであるが、溶着完了点はそれぞれT F’、TF''、TF'''と異なり、それぞれ最適な溶着時間TA、TB、TCが割り当てられている。このことで、図42に示した従来例よりは、(1)最適な溶着時間の短い被溶着物の場合に溶着過多となることを少なくし(2)最適な溶着時間の長い被溶着物の場合に溶着不足になることを少なくしている。 In the example shown in Figure 43, the welding start point for three types of workpieces A, B, and C is the same TS, but the welding completion points are different, TF', TF'', and TF''', respectively, and optimal welding times TA, TB, and TC are assigned to each. As a result, compared to the conventional example shown in Figure 42, (1) over-welding is reduced in the case of workpieces with a short optimal welding time, and (2) under-welding is reduced in the case of workpieces with a long optimal welding time.
図43では、予め所定の寸法や形状の被溶着物について、溶着完了点の電流値であるH基準値を測定し調べておいて溶着装置に設定している。作業中は電流の推移を検出して電流がH基準値を一度超えて、極大を示した後に再び、H基準値に到達したときに高周波出力が停止するように制御して、被溶着物を溶着している。 In Figure 43, the H reference value, which is the current value at which welding is completed, is measured and checked for workpieces of predetermined dimensions and shapes in advance, and then set in the welding device. During operation, the current transition is detected, and when the current exceeds the H reference value once, reaches a maximum, and then reaches the H reference value again, the high-frequency output is controlled to stop, and the workpieces are welded.
しかし、予め所定の寸法や形状の被溶着物の溶着条件を測定し調べておく作業は、熟練者でも試行錯誤を繰り返す時間のかかるものであった。新しい被溶着物を溶着するには、その都度、溶着条件を測定して、調べておく作業を必要としていた。 However, the task of measuring and checking the welding conditions for workpieces of specified dimensions and shapes in advance was time-consuming, even for experienced workers, requiring repeated trial and error. Each time a new workpiece was to be welded, the welding conditions had to be measured and checked in advance.
最近、人工知能技術(以下、AI技術と略す)が注目されている。AI技術は、過去に蓄積したデータを学習する。AI技術を用いれば、新しい接合や溶断をする都度、新しい接合条件や溶断条件を見つけなくて済む可能性が期待される。 Recently, artificial intelligence technology (hereafter referred to as AI technology) has been attracting attention. AI technology learns from data accumulated in the past. It is expected that the use of AI technology will eliminate the need to find new joining and cutting conditions every time new joining or cutting is performed.
しかし、従来の二以上の部品の接合方法や一以上の部品の溶断方法では、実際的かつ具体的なAI技術が開示されておらず、示唆もない。AI技術を用いて金属のアーク溶接条件を学習する学習装置が知られているが、当該文献には、Q学習(Q-learning)で公知である、図44に示した行動価値関数Q(a,s)の更新式
Q(s,a)← Q(s,a)+α(r+γmaxQ(Snext、anext)―Q(s,a))
をアーク溶接の一つの状態に当てはめてアーク溶接することを概念的に開示しているだけで、実際的かつ具体的な技術の詳細内容については開示していない(特許文献2を参照)。
However, in the conventional method of joining two or more parts or the conventional method of fusing one or more parts, no practical and specific AI technology is disclosed or suggested. A learning device that uses AI technology to learn the conditions for arc welding of metals is known, but the document does not disclose the update equation Q(s,a)←Q(s,a)+α(r+γmaxQ(Snext,a)-Q(s,a)) of the action value function Q(a,s) shown in FIG. 44, which is known as Q-learning.
It only conceptually discloses applying the above to one state of arc welding and arc welding, but does not disclose any actual or specific technical details (see Patent Document 2).
従来のAIの技術については、図45に示したように、強化学習、Q学習、統計的学習(ニューラルネットワーク)、深層学習(ディープラーニング)、そして深層学習と強化学習を組み合わせた深層強化学習の研究が進んでいる(公知文献1を参照)。 As shown in Figure 45, conventional AI technologies include reinforcement learning, Q-learning, statistical learning (neural networks), deep learning, and deep reinforcement learning, which combines deep learning and reinforcement learning, and research is progressing (see publicly known literature 1).
強化学習は、ある環境における状態Sで、行動aを試行錯誤することにより、どのような行動aを取れば報酬としての行動価値が最も大きくなるかを学習する。簡単な例を、図46を用いて説明する。図46において、状態(St)において、4つの行動(at1)、(at2)、(at3)、(at4)をすると、行動した結果を報酬として評価したQ値(行動価値)として、Q(St,at1)、Q(St,at2)、Q(St,at3)、Q(St,at4)がそれぞれ得られる。強化学習は、報酬の大きさから逆算して、最大の報酬が得られる行動(a)を選択するという考え方である。図46では、4つの報酬の中で、Q(St,at3)が最大値であるので、行動(at3)を用いることで、最大の報酬(Q値)が得られる。 In reinforcement learning, in state S in a certain environment, by trial and error with action a, the system learns which action a will maximize the action value as a reward. A simple example will be explained using FIG. 46. In FIG. 46, when four actions (at1), (at2), (at3), and (at4) are taken in state (St), Q(St, at1), Q(St, at2), Q(St, at3), and Q(St, at4) are obtained as Q values (action values) that evaluate the results of the actions as rewards. The idea behind reinforcement learning is to select the action (a) that will maximize the reward by calculating backwards from the size of the reward. In FIG. 46, Q(St, at3) is the maximum value among the four rewards, so the maximum reward (Q value) can be obtained by using action (at3).
Q学習では、既に図44で示した、行動価値関数Q(a,s)を更新式として、ある環境における状態Sで、新たな行動aをして報酬を得るオンライン学習を続けていくことにより学習経験が増えて行動価値関数Q(a,s)が更新され、大きな報酬が獲得できる行動に迅速に到達する(非特許文献1、2を参照)。 In Q-learning, the action value function Q(a,s) already shown in Figure 44 is used as the update equation, and by continuing online learning to take a new action a in a state S in a certain environment and obtain a reward, the learning experience increases and the action value function Q(a,s) is updated, and an action that can obtain a large reward is quickly reached (see non-patent documents 1 and 2).
深層学習では、図47(a)に示されたパーセプトロンを複数重ねた図47(b)のような多層のニューラルネットワークを作り、多層のニューラルネットワークの入力層に行動を入力すると、各入力に重みづけがされ、隠れ層で学習が行われ、出力層から最大の報酬に確率(採用すべき確率)をかけた方策が出力される。 In deep learning, a multi-layered neural network like that shown in Figure 47(b) is created by stacking multiple perceptrons like those shown in Figure 47(a). When an action is input to the input layer of the multi-layered neural network, each input is weighted, learning takes place in the hidden layer, and a strategy is output from the output layer that is the maximum reward multiplied by a probability (the probability of being adopted).
深層強化学習では、図48に示したように、ある状態において多層のニューラルネットワークの入力層に行動を入力すると、各入力に重みづけがされ、隠れ層を通して、出力層から行動に確率をかけた方策が出力される。その後、高い報酬に繋がった行動の確率を高くして、多層のニューラルネットワークで学習を繰り返し、大きな報酬が獲得できる行動に到達する。そして、行動に確率をかけた方策が変化して、環境が変化したときや状態が変化したときには、それらを加味して学習する。 In deep reinforcement learning, as shown in Figure 48, when an action is input to the input layer of a multi-layered neural network in a certain state, each input is weighted, and a policy multiplying the action by a probability is output from the output layer through the hidden layer. After that, the probability of actions that lead to high rewards is increased, and learning is repeated in the multi-layered neural network until an action that can earn a large reward is reached. Then, the policy multiplying the action by a probability changes, and when the environment or state changes, these are taken into account in learning.
しかし従来のAIの技術では、(1)二以上の部品の接合方法や一以上の部品の溶断方法等の加工方法では、学習装置を用いた実際的かつ具体的なAI技術が開示されていない。また、(2)複数の状態で加工可能な汎用性のある加工装置において加工を始めたときの被加工物に与えるエネルギーの状態を確認して、その状態における最大の報酬が得られる行動、いわゆる加工仕様を満たす行動としての具体的な加工条件を選択して加工を行うAI技術が開示されていない。(3)加工装置の加工中のエネルギー供給の状態を監視して、学習装置を用いて加工している状態が正常または異常であることを判断し、異常である場合に適切な対応をするAI技術が開示されていない。 However, conventional AI technology has not disclosed (1) a practical and specific AI technology using a learning device for processing methods such as a method for joining two or more parts or a method for fusing one or more parts. Also, (2) an AI technology has not been disclosed that checks the state of energy applied to a workpiece when processing begins in a versatile processing device capable of processing in multiple states, and selects specific processing conditions as actions that will provide the maximum reward in that state, i.e., actions that satisfy the processing specifications. (3) An AI technology has not been disclosed that monitors the state of energy supply during processing by a processing device, determines whether the processing state is normal or abnormal using a learning device, and takes appropriate action if an abnormality is detected.
従来の接合方法や溶断方法等の加工方法、特に、二以上の部品の接合方法や一以上の部品の溶断方法では、新しい部品を接合したり、溶断したりするときは、接合仕様や溶断仕様を満たす新しい接合条件や新しい溶断条件を、その都度、実験して求めていた。新しい部品は、材質、寸法や形状等が、従来の接合対象部品あるいは溶断対象部品と同じでなく、過去に求めた接合条件や溶断条件をそのまま利用することは稀であった。その都度、作業員が実験して、望ましい接合条件や溶断条件を求める作業が必要であり、負担になっていた。 In conventional processing methods such as joining and fusing, particularly in methods for joining two or more parts or fusing one or more parts, when joining or fusing a new part, new joining conditions or fusing conditions that meet the joining or fusing specifications were found through experiments each time. Since new parts do not have the same material, dimensions, shape, etc. as the parts to be joined or fusing, it was rare to use the joining or fusing conditions found in the past as they were. Each time, workers were required to conduct experiments to find the desired joining or fusing conditions, which was a burden.
本発明の第一の課題は、部品を加工するときの加工条件を学習する学習装置、学習装置付き加工装置、および学習装置付き加工システムを提供することである。より詳しくは、二以上の部品を接合するときの接合条件を学習する学習装置、学習装置付き接合装置、および学習装置付き接合システム、一以上の部品の溶断条件を学習する学習装置、学習装置付き溶断装置、および学習装置付き溶断システムを提供することである。 The first object of the present invention is to provide a learning device, a processing device with a learning device, and a processing system with a learning device that learn the processing conditions when processing parts. More specifically, the object is to provide a learning device, a joining device with a learning device, and a joining system with a learning device that learn the joining conditions when joining two or more parts, and a learning device, a fusing device with a learning device, and a fusing system with a learning device that learn the fusing conditions for one or more parts.
従来の汎用性のある加工装置は、加工対象と加工内容が広範囲で多岐にわたるため、加工条件が頻繁に変わる。加工条件を学習する学習装置を接続したことで、加工仕様を満たす加工条件で加工することが常時サポートされていると保証されれば便利である。 Conventional general-purpose processing equipment has a wide range of processing objects and processing contents, so the processing conditions change frequently. By connecting a learning device that learns the processing conditions, it is convenient to be guaranteed that processing is always supported under processing conditions that meet the processing specifications.
本発明の第二の課題は、加工仕様を満たす加工条件で加工が始まってから加工中も加工仕様を監視して、加工仕様を満たす加工条件で加工することを常時サポートする学習装置、学習装置付き加工装置、および学習装置付き加工システムを提供することである。例えば、加工仕様が直前の加工作業より更新されたり、加工途中で変更されたりした場合であっても、最新かつ現在の加工仕様を満たす加工条件で加工作業を行うようにすることである。 The second object of the present invention is to provide a learning device, a processing device with a learning device, and a processing system with a learning device that constantly supports processing under processing conditions that satisfy the processing specifications by monitoring the processing specifications even during processing after processing has started under processing conditions that satisfy the processing specifications. For example, even if the processing specifications have been updated from the previous processing operation or have been changed during processing, the object is to perform processing under processing conditions that satisfy the latest and current processing specifications.
また、接合や溶断等の加工をする部品の材質、形状、寸法が同じであっても、公差内のバラツキがあると、部品に加わるエネルギーの供給量が微妙に変化する。そのため、予め実験で求めた最適と思われる接合条件や溶断条件等の加工条件を用いたとしても、一つの加工条件だけで作業すれば、加工する部品の公差内のバラツキによって、溶着力のバラツキや、切断面の美観のバラツキを生じる。加工後の品質が安定しない、という課題があった。 Furthermore, even if the materials, shapes, and dimensions of the parts being joined, cut, or otherwise processed are the same, variations within the tolerances will cause subtle changes in the amount of energy supplied to the parts. Therefore, even if processing conditions such as joining and cutting conditions that are thought to be optimal and determined in advance through experiments are used, if work is done under only one processing condition, variations within the tolerances of the parts being processed will cause variations in the welding force and the aesthetics of the cut surface. This poses the issue of inconsistent quality after processing.
また、従来の接合装置では、誤って被溶着物として公差外の部品がセットされたときでも接合するので、公差外の部品を接合した不良品を作ってしまうことがあった。 In addition, conventional joining devices would join parts that were out of tolerance even when they were mistakenly set as the parts to be welded, which could result in defective products being produced by joining parts that were out of tolerance.
本発明の第三の課題は、接合や溶断等の加工をする部品の材質、形状、寸法がほぼ同じで、公差内のバラツキがあってもエネルギー供給を始めた状態を判断してその状態の接合や溶断等の加工仕様を満たすエネルギー供給時間を接合条件や溶断条件等の加工条件を学習装置から読み出すようにする。そして、公差外の部品がセットされたときには接合を行わず、公差外の部品を接合した不良品を作らないようにすることである。 The third objective of the present invention is to determine the state in which energy supply begins even if the parts to be joined, cut, or otherwise processed are roughly the same in material, shape, and dimensions, and even if there is variation within the tolerances, and to read out processing conditions such as joining conditions and cutting conditions from a learning device to determine the energy supply time that satisfies the joining, cutting, or other processing specifications for that state. And, when a part that is out of tolerance is set, joining is not performed, thereby preventing the production of defective products in which parts that are out of tolerance are joined.
更に、接合条件や溶断条件等の加工条件を学習した学習装置から、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件を見つけられないときには、更新学習する必要性を学習装置自体が提示してくれれば、便利である。 Furthermore, it would be convenient if the learning device itself could indicate the need for updated learning when it is unable to find joining conditions, fusing conditions, and other processing conditions that satisfy the processing specifications from the learning device that has learned the processing conditions.
本発明の第四の課題は、学習した学習装置から加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件が見つかるか否かを判断し、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件が見つからないときは、更新学習が必要であることを提示することである。 The fourth objective of the present invention is to determine whether processing conditions such as joining conditions and fusing conditions that satisfy the processing specifications can be found from the learned learning device, and to indicate that updated learning is necessary when processing conditions such as joining conditions and fusing conditions that satisfy the processing specifications cannot be found.
本発明の第五の課題は、学習した学習装置から加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件が見つからないと判断したときは、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件を更新学習し、更新学習した接合条件や溶断条件等の加工条件で、二以上の部品の接合や一以上の部品の溶断等の加工を行える学習装置付き加工装置を提供することである。 The fifth object of the present invention is to provide a processing device with a learning device that, when it is determined that no processing conditions, such as joining conditions or fusing conditions, that satisfy the processing specifications can be found from the learned learning device, updates and learns processing conditions, such as joining conditions or fusing conditions, that satisfy the processing specifications, and can perform processing such as joining two or more parts or fusing one or more parts under the updated and learned processing conditions, such as joining conditions or fusing conditions.
本発明の第六の課題は、汎用性のある接合装置や溶断装置の加工装置が、接合または溶断等の加工を始めたときに与えるエネルギーの状態を確認して、その状態の接合や溶断等の加工仕様を満たすエネルギー供給時間を接合条件や溶断条件等の加工条件を学習装置から読み出して、接合作業や溶断作業等の加工を行うようにすることである。 The sixth object of the present invention is to have a versatile joining or fusing device that checks the state of energy applied when starting joining, fusing, or other processing, reads out the joining conditions, fusing conditions, and other processing conditions from a learning device to set the energy supply time that satisfies the joining, fusing, or other processing specifications for that state, and then performs joining, fusing, or other processing.
本発明の第七の課題は、加工装置の加工中のエネルギーの状態を監視して、エネルギーの状態が異常な状態に変化したときは、異常な状態に変化したことを提示し、加工を停止して、加工装置としての安全を確保することである。 The seventh objective of the present invention is to monitor the energy state of the processing device during processing, and when the energy state changes to an abnormal state, to indicate this abnormal state and stop processing, thereby ensuring the safety of the processing device.
上記の目的を達成するために本発明の学習装置は、少なくとも(1)加工結果を測定する「加工結果測定手段」と、(2)加工結果を報酬として評価する「加工結果評価手段」と、(3)加工結果と加工結果を評価した報酬を記憶する「学習用記憶手段」と、(4)加工結果を基礎として評価した学習結果を整理して、加工条件を読み出せるようにする「加工条件学習手段」と、(5)加工仕様を監視する「加工仕様監視手段」と、(6)学習用記憶手段から加工条件を読み出す「加工条件読み出し手段」と、を有し、予め、(1)の加工結果測定手段で加工結果を測定し、(2)の加工結果評価手段で加工結果を報酬として評価し、(3)の学習用記憶手段に加工結果と報酬を記憶し、(4)の加工条件学習手段で加工結果を基礎として評価した学習結果を整理して、加工条件を読み出せるようにしておき、上記学習装置に接続される加工手段に加工仕様が入力されたとき、(5)の加工仕様監視手段で加工仕様を監視し、(6)の加工条件読み出し手段により、最新かつ現在の加工仕様を満たす加工条件を、学習用記憶手段から読み出し、読み出した加工条件を加工手段に出力する加工条件の学習装置として構成している。 In order to achieve the above object, the learning device of the present invention has at least (1) a "processing result measurement means" for measuring the processing result, (2) a "processing result evaluation means" for evaluating the processing result as a reward, (3) a "learning storage means" for storing the processing result and the reward obtained by evaluating the processing result, (4) a "processing condition learning means" for organizing the learning results evaluated based on the processing result so that the processing conditions can be read out, (5) a "processing specification monitoring means" for monitoring the processing specifications, and (6) a "processing condition reading means" for reading out the processing conditions from the learning storage means, and the processing result is measured in advance by the processing result measurement means of (1). The processing conditions are measured, the processing result is evaluated as a reward by the processing result evaluation means (2), the processing result and the reward are stored in the learning storage means (3), the learning results evaluated based on the processing result are organized by the processing condition learning means (4) so that the processing conditions can be read out, and when the processing specifications are input to the processing means connected to the learning device, the processing specifications are monitored by the processing specification monitoring means (5), and the processing conditions that satisfy the latest and current processing specifications are read out from the learning storage means by the processing condition reading means (6), and the read out processing conditions are output to the processing means, forming a processing condition learning device.
このことにより、加工仕様入力手段に加工仕様が入力されたとき、加工仕様を満たす接合条件または溶断条件等の加工条件を、学習用記憶手段から読み出し加工手段に出力する。加工手段では「主記憶手段」に加工条件を記憶して、記憶した加工条件を用いて加工する。 As a result, when processing specifications are input to the processing specification input means, processing conditions such as joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications are read from the learning storage means and output to the processing means. The processing means stores the processing conditions in the "main storage means" and performs processing using the stored processing conditions.
また、加工仕様を満たす加工条件で加工が始まってから、加工中も、加工仕様を監視して、加工仕様を満たす加工条件で加工することを常時サポートしている。 In addition, once processing has begun under conditions that satisfy the processing specifications, the processing specifications are monitored even during processing, providing constant support to ensure that processing is carried out under conditions that satisfy the processing specifications.
また、加工する部品の材質、形状、寸法にバラツキがあるとき、バラツキに応じた加工条件を学習し、加工仕様を満たす加工条件を読み出すように構成している。 In addition, when there are variations in the material, shape, or dimensions of the parts being machined, the system is configured to learn the machining conditions that correspond to those variations and read out the machining conditions that satisfy the machining specifications.
更に、学習用記憶手段から加工仕様を満たす加工条件が見つかるか否かを判断し、加工仕様を満たす加工条件が見つからないときは、更新学習の必要であることを提示するように構成している。 Furthermore, it is configured to determine whether machining conditions that satisfy the machining specifications are found from the learning storage means, and if machining conditions that satisfy the machining specifications are not found, to indicate the need for updated learning.
そして、学習用記憶手段から加工仕様を満たす加工条件が見つからないと判断したときは、加工仕様を満たす加工条件を更新学習し、更新学習した加工条件を読み出すように構成している。 When it is determined that machining conditions that satisfy the machining specifications cannot be found from the learning storage means, the system is configured to update and learn machining conditions that satisfy the machining specifications, and to read out the updated and learned machining conditions.
更に、学習装置に接続される加工装置の被加工物に与えるエネルギーの状態を監視する「状態監視手段」を設け、加工装置が加工を始めたときのエネルギーの状態における行動と報酬を学習しておき、加工装置が加工を始めたときの状態を確認して、その状態における加工仕様を満たす加工条件を読み出すように構成している。 Furthermore, a "state monitoring means" is provided that monitors the state of energy applied to the workpiece by the processing device connected to the learning device, and is configured to learn the behavior and reward in the energy state when the processing device starts processing, confirm the state when the processing device starts processing, and read out the processing conditions that satisfy the processing specifications in that state.
そして、上記状態監視手段により、加工が始まってからの加工装置の被加工物に与えるエネルギーの状態を監視して、加工装置の状態が、学習装置が前提としている状態と比べて異常になったときは、そのことを提示し、加工装置の加工を停止しるように構成している。 The status monitoring means monitors the state of energy applied to the workpiece by the processing device after processing has started, and if the state of the processing device becomes abnormal compared to the state assumed by the learning device, this is indicated and processing by the processing device is stopped.
また、学習する加工条件を二以上の部品の接合条件とした学習装置を構成している。 In addition, a learning device has been constructed in which the processing conditions to be learned are the joining conditions for two or more parts.
また、学習する加工条件を一以上の部品の溶断条件とした学習装置を構成している。 The learning device also configures the machining conditions to be learned as the melting conditions for one or more parts.
そして、上記学習装置のいずれか一の学習装置を通信線で接続する学習装置付き加工装置には少なくとも、(イ)加工仕様を入力する「加工仕様入出力手段」と、(ロ)「主記憶手段」と、(ハ)「主制御手段」を設け、接続した学習装置の学習用記憶手段から読み出した加工条件を主記憶手段に記憶し、記憶した加工条件用いた加工作業を、主制御手段により行わせるようにして、学習装置付き加工装置を構成している。 The processing device with a learning device, which is connected to any one of the above learning devices via a communication line, is provided with at least (i) a "processing specification input/output means" for inputting processing specifications, (ii) a "main memory means", and (iii) a "main control means". The processing conditions read from the learning memory means of the connected learning device are stored in the main memory means, and the main control means is used to perform processing work using the stored processing conditions, thereby constituting the processing device with a learning device.
また、加工システムを構成する加工手段には、少なくとも(イ)加工仕様を入力する「加工仕様入出力手段」と、(ロ)「主記憶手段」と、(ハ)「主制御手段」を設け、接続した学習装置の学習用記憶手段から読み出した加工条件を、前記主記憶手段に記憶し、記憶した加工条件を用いた加工作業を、前記主制御手段により行わせるように学習装置付き加工システムを構成している。 The processing means constituting the processing system is provided with at least (a) a "processing specification input/output means" for inputting processing specifications, (b) a "main memory means", and (c) a "main control means". The processing conditions read from the learning memory means of the connected learning device are stored in the main memory means, and the main control means is used to perform processing work using the stored processing conditions, forming a processing system with a learning device.
本発明では、二以上の部品を接合したり、一以上の部品を溶断したり、加工するときの加工条件を学習する方法と学習装置を用いて、二以上の部品を接合や一以上の部品の溶断等の加工を行うことができる。 In the present invention, a method and a learning device for learning the processing conditions for joining two or more parts, melting one or more parts, and processing can be performed, such as joining two or more parts or melting one or more parts.
そして本発明は、加工仕様を満たす加工条件で加工が始まってから加工中も加工仕様を監視して、加工仕様を満たす加工条件で加工することを常時サポートしている。そのため、例えば、加工仕様が直前の加工作業から更新されたり、加工途中で変更されたりした場合であっても、最新かつ現在の加工仕様を満たす加工条件で加工作業を行うことができる。 The present invention constantly supports processing under processing conditions that satisfy the processing specifications by monitoring the processing specifications even during processing, from the time processing begins under the processing conditions that satisfy the processing specifications. Therefore, even if the processing specifications have been updated from the previous processing operation or changed during processing, for example, processing can be performed under processing conditions that satisfy the latest and current processing specifications.
また、本発明は、接合する部品の材質、形状、寸法がほぼ同じで、公差内のバラツキがあるとき、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件を学習する方法と学習装置を用いて、二以上の部品を接合や一以上の部品の溶断等の加工を行うことができる。また、被溶着物として公差外の部品がセットされたときには接合を行わず、公差外の部品を接合した不良品を作らないようにすることができる。 The present invention also uses a method and device for learning processing conditions such as joining conditions and fusing conditions that satisfy processing specifications when the parts to be joined are approximately the same in material, shape, and size, but have variations within the tolerances, and can perform processing such as joining two or more parts or fusing one or more parts. Also, when a part outside the tolerances is set as the object to be welded, joining is not performed, thereby preventing the production of defective products in which parts outside the tolerances are joined.
さらに、本発明は、学習した学習装置から加工仕様を満たす接合条件や溶断条件が見つかるか否かを判断し、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件が見つからないときは、更新学習の必要であることを提示することができる。 Furthermore, the present invention can determine whether joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications can be found from the learned learning device, and if joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications cannot be found, it can indicate the need for updated learning.
そして本発明は、学習した学習装置から加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件が見つからないときは、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件を更新学習し、更新学習した接合条件や溶断条件等の加工条件で、二以上の部品を接合や一以上の部品の溶断等の加工を行うことができる。 And when the present invention cannot find processing conditions such as joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications from the learned learning device, it can update and learn processing conditions such as joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications, and perform processing such as joining two or more parts or fusing one or more parts under the updated and learned processing conditions such as joining conditions or fusing conditions.
また、本発明は、汎用性のある接合装置や溶断装置等の加工装置が、接合または溶断等の加工を始めたときに与えるエネルギーの状態を確認して、その状態における加工仕様を満たす加工条件で、接合作業や溶断作業等の加工作業を行うことができる。 The present invention also enables versatile processing equipment such as joining and cutting devices to check the state of energy applied when starting processing such as joining or cutting, and to perform processing operations such as joining and cutting under processing conditions that satisfy the processing specifications in that state.
更に本発明は加工装置の加工中のエネルギーの状態を監視して、エネルギーの状態が異常な状態に変化したときは、異常な状態に変化したことを提示し、加工を停止して、加工装置としての安全性を確保することができる。 Furthermore, the present invention monitors the energy state of the processing device during processing, and if the energy state changes to an abnormal state, it notifies the user of this abnormal state and stops processing, thereby ensuring the safety of the processing device.
本発明の加工条件の学習装置、学習装置付き加工装置、および学習装置付き加工システムを実施するための形態については、第一の実施形態から第六の実施形態で、二以上の部品の接合条件の学習装置、学習装置付き接合装置、および学習装置付き接合システムを説明した後、第七の実施形態で一以上の部品の溶断条件の学習装置、学習装置付き溶断装置、および学習装置付き溶断システムを実施するための形態を説明する。 Regarding the forms for implementing the processing condition learning device, processing device with learning device, and processing system with learning device of the present invention, in the first to sixth embodiments, a learning device for joining conditions of two or more parts, a joining device with learning device, and a joining system with learning device will be described, and then in the seventh embodiment, a form for implementing a learning device for cutting conditions of one or more parts, a cutting device with learning device, and a cutting system with learning device will be described.
(第一の実施形態)
第一の実施形態では、二以上の部品の接合条件を学習する学習装置を用いた高周波溶着方法と、学習装置付き高周波溶着装置301を説明する。図1に、学習装置付き高周波溶着装置301の外観図を示した。図2に、学習装置付き高周波溶着装置301の内部構成を示した。学習装置付き高周波溶着装置301は、高周波溶着手段1の右横に学習装置100を配置して、両者を通信線120で接続して一体的に制御している。
First Embodiment
In the first embodiment, a high-frequency welding method using a learning device that learns the joining conditions for two or more parts, and a high-frequency welding device 301 with a learning device will be described. Fig. 1 shows an external view of the high-frequency welding device 301 with a learning device. Fig. 2 shows the internal configuration of the high-frequency welding device 301 with a learning device. In the high-frequency welding device 301 with a learning device, the learning device 100 is disposed to the right of the high-frequency welding means 1, and the two are connected by a communication line 120 for integral control.
図1において、高周波溶着手段1には、テーブル70と、被溶着物4を上下方向に挟む上金型2と下金型3を有し、上金型2と下金型3の間に挟まれた被溶着物4に高周波電流を流す高周波電流供給手段6、高周波電流供給手段6でどのような状態で高周波電流を供給しているのかを学習装置100に向けて出力する状態出力手段13、溶着条件等の制御に必要な情報を記憶する主記憶手段11、溶着仕様を入出力する溶着仕様入出力手段12、高周波溶着手段1の全体の制御を行う主制御手段10、エアーシリンダー5、エアーシリンダー5を動作させるレバー71を設けている。 In FIG. 1, the high-frequency welding means 1 has a table 70, an upper die 2 and a lower die 3 that vertically sandwich the workpiece 4, and is provided with a high-frequency current supply means 6 that passes a high-frequency current through the workpiece 4 sandwiched between the upper die 2 and the lower die 3, a status output means 13 that outputs to the learning device 100 the status in which the high-frequency current is being supplied by the high-frequency current supply means 6, a main memory means 11 that stores information necessary for controlling the welding conditions, etc., a welding specification input/output means 12 that inputs and outputs welding specifications, a main control means 10 that controls the entire high-frequency welding means 1, an air cylinder 5, and a lever 71 that operates the air cylinder 5.
高周波溶着手段1において、レバー71を押し下げると、エアーシリンダー5の力で、テーブル70の上の下金型3に載置した被溶着物4の上面を上金型2で押圧する。そして、高周波電流供給手段6により上金型2と下金型3の間に挟まれた被溶着物4に高周波電流を流し、被溶着物4を誘電発熱させて溶着する。 In the high-frequency welding means 1, when the lever 71 is pressed down, the force of the air cylinder 5 causes the upper die 2 to press against the top surface of the workpiece 4 placed on the lower die 3 on the table 70. Then, the high-frequency current supply means 6 applies high-frequency current to the workpiece 4 sandwiched between the upper die 2 and the lower die 3, causing the workpiece 4 to generate dielectric heat and weld.
図2に示したように、学習装置100には、溶着結果測定手段130として、厚さ測定手段101、外観検査手段102、溶着力測定手段103等を設けている。そして、溶着結果測定手段130で測定された値を報酬として評価する溶着結果評価手段104、溶着結果と溶着結果を評価した報酬を記憶する学習用記憶手段105、溶着結果を基礎として評価した学習結果を整理して、溶着条件を読み出せるようにする溶着条件学習手段106、AI技術の学習計画、具体的には学習プログラムのソフトウェアを入出力するI/O手段107、学習用記憶手段105から溶着仕様を満たす溶着条件を読み出す溶着条件読み出し手段108と、仕様監視手段109Aと状態監視手段109Bを設けている。 As shown in FIG. 2, the learning device 100 is provided with a thickness measuring means 101, an appearance inspection means 102, a welding force measuring means 103, etc. as a welding result measuring means 130. It is also provided with a welding result evaluating means 104 that evaluates the value measured by the welding result measuring means 130 as a reward, a learning storage means 105 that stores the welding result and the reward for evaluating the welding result, a welding condition learning means 106 that organizes the learning results evaluated based on the welding result and enables the welding conditions to be read out, an I/O means 107 that inputs and outputs the learning plan of the AI technology, specifically, the software of the learning program, a welding condition reading means 108 that reads out the welding conditions that satisfy the welding specifications from the learning storage means 105, a specification monitoring means 109A, and a status monitoring means 109B.
学習装置100は、図2で二点鎖線の枠で示したように、下部100aと上部100bの2つの部分に分けている。下部100aは、溶着結果測定手段130である厚さ測定手段101、外観検査手段102、溶着力測定手段103等を含めている。上部100bには、溶着結果評価手段104、学習用記憶手段105、溶着条件学習手段106、I/O手段107、溶着条件読み出し手段108と、仕様監視手段109Aと状態監視手段109Bを含めている。図2の各手段を結ぶ通信線120の黒色丸印●で示したところは、コネクタ101a、102a、103a、110a、110bで結合していることを示した。コネクタ101a、102a、103a110a、110bは、着脱可能であり、例えば、溶着結果測定手段130の構成を任意に組み替えることができる。 The learning device 100 is divided into two parts, a lower part 100a and an upper part 100b, as shown by the two-dot chain line frame in Figure 2. The lower part 100a includes a welding result measuring means 130, such as a thickness measuring means 101, an appearance inspection means 102, and a welding strength measuring means 103. The upper part 100b includes a welding result evaluating means 104, a learning memory means 105, a welding condition learning means 106, an I/O means 107, a welding condition reading means 108, a specification monitoring means 109A, and a status monitoring means 109B. The communication lines 120 connecting each means in Figure 2, indicated by black circles ●, are connected by connectors 101a, 102a, 103a, 110a, and 110b. The connectors 101a, 102a, 103a, 110a, and 110b are detachable, and the configuration of the welding result measuring means 130 can be rearranged as desired.
また、コネクタ110bで学習装置100と接続している高周波溶着手段1を、他の加工装置に接続することで、他の学習装置付き加工装置として構成することもできる。なお、後に図24で説明するように、コネクタ101a等の代わりに、無線式の送受信手段601から609を用いて、学習装置と加工手段を空間的に離した構成とすることもできる。 In addition, the high-frequency welding means 1 connected to the learning device 100 by the connector 110b can be connected to another processing device to configure it as a processing device with another learning device. As will be described later in FIG. 24, instead of the connector 101a, etc., wireless transmission/reception means 601 to 609 can be used to configure the learning device and the processing means to be spatially separated.
学習装置100には、I/O手段107から学習計画を入力する。入力する学習計画としては、AI技術である強化学習、Q学習その他の学習方法のソフトウェアを必要により選択して、使用するソフトウェアを学習用記憶手段105に記憶する。第一の実施形態では、発明理解のための一例として、簡単な強化学習方法のソフトウェアを記憶したとして説明する。 A learning plan is input to the learning device 100 via the I/O means 107. For the learning plan to be input, software for reinforcement learning, Q-learning, or other learning methods, which are AI technologies, is selected as necessary, and the software to be used is stored in the learning storage means 105. In the first embodiment, as an example for understanding the invention, a simple reinforcement learning method software is stored.
学習装置100では、溶着結果測定手段130で測定した溶着結果を溶着結果評価手段104で報酬として評価し、学習用記憶手段105に溶着結果を評価した情報を記憶する。溶着条件学習手段106は、学習用記憶手段105において、記憶した情報から溶着条件を学習し、学習結果を学習済みモデルとして生成する。そして、溶着条件読み出し手段108は、学習用記憶手段105の学習済みモデルから溶着仕様を満たす溶着条件を読み出せるようにしておく。 In the learning device 100, the welding result measured by the welding result measuring means 130 is evaluated as a reward by the welding result evaluation means 104, and the information on the evaluation of the welding result is stored in the learning storage means 105. The welding condition learning means 106 learns the welding conditions from the stored information in the learning storage means 105, and generates the learning results as a learned model. Then, the welding condition reading means 108 is made capable of reading out the welding conditions that satisfy the welding specifications from the learned model in the learning storage means 105.
仕様監視手段109Aは、溶着仕様が直前の溶着作業より更新されたり、溶着途中で変更されたりした場合でも、最新かつ現在の溶着仕様を監視することにより、最新かつ現在の溶着仕様を満たす溶着条件を学習用記憶手段105の学習済みモデルから読み出すようにしている。 The specification monitoring means 109A monitors the latest and current welding specifications, even if the welding specifications have been updated since the previous welding operation or have been changed during welding, and reads out welding conditions that satisfy the latest and current welding specifications from the trained model in the learning storage means 105.
状態監視手段109Bは、高周波溶着手段1の状態出力手段13から高周波溶着手段1が流し始めた高周波電流の状態の情報を得て、溶着条件読み出し手段108に伝える。溶着条件読み出し手段108は、流し始めた高周波電流の状態で溶着仕様を満たす溶着条件を学習用記憶手段105の学習済みモデルから読み出すようにしている。また、状態監視手段109Bは、高周波溶着作中の高周波電流の状態が正常か異常かを監視している。 The status monitoring means 109B obtains information on the status of the high-frequency current that the high-frequency welding means 1 has started to flow from the status output means 13 of the high-frequency welding means 1, and transmits this information to the welding condition reading means 108. The welding condition reading means 108 reads out the welding conditions that satisfy the welding specifications in the state of the high-frequency current that has started to flow from the learned model in the learning storage means 105. The status monitoring means 109B also monitors whether the state of the high-frequency current during high-frequency welding is normal or abnormal.
図3に、第一の実施形態にかかる学習装置付き高周波溶着装置301の陽極電流の推移と溶着後の溶着力との関係を示した。図3の左縦軸(左Y軸)は、上金型2と下金型3の間に挟んだ被溶着物4に流れる高周波電流の値、すなわち陽極電流値(A)を示し、右縦軸(右Y軸)は溶着後の溶着力(F)、言い換えれば、被溶着物を引き剥がすのに要する力(引き剥がし力)を示している。高周波電流供給手段6から高周波電流を流し始めると、上金型2と下金型3の間に挟んだ被溶着物4に陽極電流が流れ始める。被溶着物4に陽極電流を流していくと、電流は少しずつ電流値が上昇する。言い換えれば、電流が少しずつ立ち上がる。被溶着物4に陽極電流が流れても、一定の計測基準電流値(It)までは発熱量が足りないので被溶着物4は溶融・融合せず溶着は起きていない。その後、継続して陽極電流を流すと、被溶着物4は溶融・融合し、溶着が始まる。そして、溶着時間が、TA1、TA2、TA3、TA4と推移すれば、被溶着物4が溶着された溶着力は、FA1、FA2、FA3、FA4のようにそれぞれ増加する。 Figure 3 shows the relationship between the transition of the anode current of the high-frequency welding device 301 with a learning device according to the first embodiment and the welding force after welding. The left vertical axis (left Y axis) of Figure 3 shows the value of the high-frequency current flowing through the workpiece 4 sandwiched between the upper die 2 and the lower die 3, i.e., the anode current value (A), and the right vertical axis (right Y axis) shows the welding force after welding (F), in other words, the force required to peel off the workpiece (peeling force). When the high-frequency current starts to flow from the high-frequency current supply means 6, the anode current begins to flow through the workpiece 4 sandwiched between the upper die 2 and the lower die 3. As the anode current flows through the workpiece 4, the current value gradually increases. In other words, the current rises little by little. Even if the anode current flows through the workpiece 4, the heat generation is insufficient until a certain measurement reference current value (It) is reached, so the workpiece 4 does not melt or fuse, and no welding occurs. After that, if the anode current continues to flow, the workpiece 4 melts and fuses, and welding begins. Then, as the welding time progresses from TA1 to TA2, TA3, and TA4, the welding force at which the workpiece 4 is welded increases respectively to FA1, FA2, FA3, and FA4.
図3のように、高周波電流すなわち、陽極電流が立ち上がってから、目標電流値(IWA)に至る高周波電流を供給していく電流の曲線は、一つの状態「状態A」と言える。「状態A」では、エネルギー、いわゆるパワーの小さい電流の曲線「状態A」に沿って溶着が行われる。 As shown in Figure 3, the high-frequency current, that is, the current curve that supplies the high-frequency current from when the anode current rises until it reaches the target current value (IWA), can be considered as one state, "State A." In "State A," welding is performed along the "State A" curve of the current with low energy, or so-called power.
図4には、高周波電流の目標電流値(IWD)を図3より大きくしたときの電流の曲線「状態D」を示した。「状態D」では、エネルギー、いわゆるパワーの大きい「状態D」の電流の曲線に沿って溶着が行われる。「状態D」のときは、「状態A」のときと比べて、立ち上がり時間(tD)は短く、被溶着物4の溶着力は、FD1、FD2、FD3、FD4のように大きい値になる。 Figure 4 shows the current curve "State D" when the high-frequency current target current value (IWD) is made larger than that in Figure 3. In "State D", welding is performed along the current curve of "State D" where the energy, or power, is large. In "State D", the rise time (tD) is shorter than in "State A", and the welding force of the workpiece 4 becomes larger, as shown by FD1, FD2, FD3, and FD4.
本発明は、例えば、「状態A」について、図5(a)から(d)に示したように、溶着時間(TA1、TA2、TA3、TA4)ごとに溶着して、溶着後の溶着力(FA1、FA2、FA3、FA4)を、溶着結果測定手段130を用いて個々に測定して、溶着結果評価手段104で溶着結果を報酬として評価し、学習用記憶手段105に記憶する。そして、溶着条件学習手段106により、報酬として評価した溶着結果から溶着条件を学習して、学習結果を学習済みモデルとして生成する。そして、溶着仕様が入力されたときに、当該学習済みモデルから溶着仕様を満たす溶着条件として溶着時間を読み出せるようにしている。 In the present invention, for example, for "state A," as shown in Figures 5(a) to (d), welding is performed for each welding time (TA1, TA2, TA3, TA4), the welding forces after welding (FA1, FA2, FA3, FA4) are individually measured using the welding result measurement means 130, the welding results are evaluated as rewards by the welding result evaluation means 104, and stored in the learning storage means 105. Then, the welding conditions are learned from the welding results evaluated as rewards by the welding condition learning means 106, and the learning results are generated as a learned model. Then, when the welding specifications are input, the welding times can be read out from the learned model as welding conditions that satisfy the welding specifications.
高周波溶着手段1の溶着仕様入出力手段12に、溶着仕様として溶着力FA1が入力されれば、学習装置100は学習済みモデルの溶着力FA1から逆算して、行動としての溶着時間TA1を読み出す。溶着仕様として溶着力FA2が入力されれば、学習済みモデルの溶着力FA2から逆算して、行動としての溶着時間TA2を読み出す。溶着仕様として溶着力FA3が入力されれば、学習済みモデルの溶着力FA3から逆算して、行動としての溶着時間TA3を読み出す。溶着仕様として溶着力FA4が入力されたときも同様である。 When welding force FA1 is input as the welding specification to the welding specification input/output means 12 of the high-frequency welding means 1, the learning device 100 calculates backwards from the welding force FA1 of the learned model and reads out the welding time TA1 as the action. When welding force FA2 is input as the welding specification, it calculates backwards from the welding force FA2 of the learned model and reads out the welding time TA2 as the action. When welding force FA3 is input as the welding specification, it calculates backwards from the welding force FA3 of the learned model and reads out the welding time TA3 as the action. The same applies when welding force FA4 is input as the welding specification.
なお、溶着仕様として上記4つの溶着力FA1、FA2、FA3、FA4ではなく、それらの間の数値が入力されたときには、溶着時間と溶着力の関係をAI技術で良く用いられている回帰分析をして数式化しておくことで、入力された溶着力に対応する溶着時間を算出して、読み出す。また、学習するデータ数を増やしておくことで、細かい溶着仕様であっても仕様を満たす溶着時間を読み出す。 When the welding specifications are entered as values between the four welding strengths FA1, FA2, FA3, and FA4, the relationship between the welding time and welding strength is mathematically formulated using regression analysis, a method often used in AI technology, to calculate and read out the welding time corresponding to the input welding strength. Also, by increasing the amount of data to be learned, the system can read out a welding time that satisfies even detailed welding specifications.
発明理解のため、簡単な強化学習の例として図6を示した。図6(a)では、第一の実施形態にかかる学習装置付き高周波溶着装置301で流す陽極電流の曲線をそれぞれ一つの「状態」として、溶着時間を「行動」として、得られる溶着力を「報酬」としてのQ値(行動価値)としたときのツリーを示している。 To help understand the invention, Figure 6 is shown as a simple example of reinforcement learning. Figure 6(a) shows a tree in which the curves of the anode current flowing in the high-frequency welding device 301 with a learning device according to the first embodiment are each considered to be a "state," the welding time is considered to be an "action," and the obtained welding force is considered to be a Q value (action value) as a "reward."
図6(a)では、高周波溶着装置の状態は、エネルギー、いわゆるパワーが小さい「状態A」と、パワーが大きい「状態D」がある。「状態A」において、「行動」として溶着時間をTA1、TA2、TA3、TA4とすれば、「報酬」としてQ値、Q(A,TA1)、Q(A,TA2)、Q(A,TA3)、Q(A,TA4)が得られる。ここでQ値をQ(A、TA1)と示した。括弧内のAは、状態が「状態A」であることを示している。TA1は、行動が「溶着時間TA1」であることを示している。 In Figure 6 (a), the state of the high-frequency welding device is "State A" where the energy, or power, is low, and "State D" where the power is high. In "State A," if the welding times TA1, TA2, TA3, and TA4 are taken as "actions," then the Q values Q(A, TA1), Q(A, TA2), Q(A, TA3), and Q(A, TA4) are obtained as "rewards." Here, the Q value is shown as Q(A, TA1). The A in parentheses indicates that the state is "State A." TA1 indicates that the action is "welding time TA1."
同様に、「状態D」において、「行動」として、溶着時間をTD1、TD2、TD3、TD4とすれば、「報酬」としてQ値、Q(D,TD1)、Q(D,TD2)、Q(D,TD3)、Q(D,TD4)が得られることを示している。 Similarly, in "State D", if the "actions" are welding times TD1, TD2, TD3, and TD4, then the "rewards" obtained are Q values Q(D, TD1), Q(D, TD2), Q(D, TD3), and Q(D, TD4).
図6(a)の「状態A」と「状態D」における、それぞれの「行動」としての溶着時間と「報酬」としてQ値を対応して測定しておけば、図6(b)で示したように、ある「状態」におけるある「報酬」を得たいときは、「報酬」から逆算することで「行動」を見つけることができる。 If you measure the welding time as an "action" and the Q value as a "reward" for each of "State A" and "State D" in Figure 6(a), then when you want to obtain a certain "reward" in a certain "state," you can find the "action" by calculating backwards from the "reward," as shown in Figure 6(b).
図7(a)から(d)は、本発明の第一の実施形態にかかる学習装置付き高周波溶着装置301で、4つのサンプルについて、溶着時間(TA1、TA2、TA3、TA4)をランダムに設定して溶着したときの溶着力(FA1、FA2、FA3、FA4)を測定するイメージを示している。 Figures 7(a) to (d) show an image of measuring the welding forces (FA1, FA2, FA3, FA4) when welding four samples with randomly set welding times (TA1, TA2, TA3, TA4) using the high-frequency welding device 301 with learning device according to the first embodiment of the present invention.
図7(a)から(d)では、2枚重ねた塩化ビニールシート等の細長いプラスチックシート4a、4bの上表面に、端面がリング状をした上金型2を押し付け、ランダムな溶着時間でリング状に溶着している。例えば、図7(a)では、溶着時間を右からTA1、TA2、TA3、TA4として4つのリング状の溶着部をそれぞれ形成している。図7(b)では、溶着時間を同じく右からTA4、TA3、TA2、TA1として、図7(c)では、溶着時間を同じく右からTA2、TA4、TA1、TA3として、図7(d)では、溶着時間を同じく右からTA3、TA1、TA4、TA2として4つのリング状の溶着部をそれぞれ溶着している。そして、溶着した後に上方のプラスチックシート4aを垂直に持ち上げて下方のプラスチックシート4bから引き剥がして溶着力を測定する。溶着結果測定データは、学習用記憶手段105に記憶される。 In Fig. 7(a) to (d), an upper die 2 with a ring-shaped end surface is pressed against the upper surface of two overlapping elongated plastic sheets 4a and 4b such as polyvinyl chloride sheets, and the sheets are welded into rings at random welding times. For example, in Fig. 7(a), the welding times are TA1, TA2, TA3, and TA4 from the right to form four ring-shaped welded parts. In Fig. 7(b), the welding times are TA4, TA3, TA2, and TA1 from the right, in Fig. 7(c), the welding times are TA2, TA4, TA1, and TA3 from the right, and in Fig. 7(d), the welding times are TA3, TA1, TA4, and TA2 from the right to weld four ring-shaped welded parts. After welding, the upper plastic sheet 4a is lifted vertically and peeled off from the lower plastic sheet 4b to measure the welding strength. The welding result measurement data is stored in the learning storage means 105.
学習装置100は、図7(a)から(d)で示したように測定した測定結果を、学習用記憶手段105に記憶して、溶着結果評価手段104で報酬として評価して、溶着条件学習手段106で、行動である溶着時間と報酬との関係を学習し、学習結果を表にしてまとめ、学習結果を学習済みモデルとしている。そして、溶着仕様が入力されたら、溶着条件読み出し手段108により溶着仕様を満たす溶着条件が読み出せるようにしている。 The learning device 100 stores the measurement results as shown in Figures 7(a) to (d) in the learning storage means 105, evaluates them as rewards in the welding result evaluation means 104, learns the relationship between the welding time, which is an action, and rewards in the welding condition learning means 106, summarizes the learning results in a table, and treats the learning results as a learned model. Then, when the welding specifications are input, the welding conditions that satisfy the welding specifications can be read out by the welding condition reading means 108.
図8(a)から(c)に、学習用記憶手段105に記憶した記憶内容を示した。図8では、溶着時間と溶着力を一つのペアとして記憶している。また図8(a)(b)では、各ペアが理解しやすいように、台形、丸、四角の枠をつけて示した。 Figures 8(a) to (c) show the memory contents stored in the learning memory means 105. In Figure 8, the welding time and welding force are stored as one pair. In Figures 8(a) and (b), each pair is shown with a trapezoid, circle, or square frame to make it easier to understand.
図8(a)には、測定したデータを測定順に記憶している。例えば、データ1では、右から、溶着力FA11とQ値、Q(A、TA11)のペア、溶着力FA21とQ値、Q(A、TA21)のペア、溶着力FA31とQ値、Q(A、TA31)のペア、溶着力FA41とQ値、Q(A、TA41)のペア、を記憶していることを示している。データ2からデータ4は、測定順に各ペアがランダムに並んでいる。 In Figure 8 (a), the measured data is stored in the order of measurement. For example, data 1 shows that, from the right, the pair of welding force FA11, Q value, and Q(A, TA11), the pair of welding force FA21, Q value, and Q(A, TA21), the pair of welding force FA31, Q value, and Q(A, TA31), and the pair of welding force FA41, Q value, and Q(A, TA41) are stored. Data 2 to Data 4 show that each pair is randomly arranged in the order of measurement.
図8(b)では、溶着条件学習手段106により学習用記憶手段105の記憶内容であるデータを、ランダムな形から溶着力の大きさを小から大へと順に整理した形にしている。例えば、データ1では、図8(a)に比べて並び順が逆転して、左から、溶着力FA11とQ値(A、TA11)のペア、溶着力FA21とQ値(A、TA21)のペア、溶着力FA31とQ値(A、TA31)のペア、溶着力FA41とQ値(A、TA41)のペアが並んでいる。データ2からデータ4については、各ペアがデータ1と同じ並び順に並んでいる。 In FIG. 8(b), the welding condition learning means 106 rearranges the data stored in the learning storage means 105 from a random form into a form in which the magnitude of the welding force is arranged in order from smallest to largest. For example, in data 1, the order is reversed compared to FIG. 8(a), and from the left, there are a pair of welding force FA11 and Q value (A, TA11), a pair of welding force FA21 and Q value (A, TA21), a pair of welding force FA31 and Q value (A, TA31), and a pair of welding force FA41 and Q value (A, TA41). In data 2 to data 4, each pair is arranged in the same order as data 1.
そして図8(c)では、溶着条件学習手段106が、図8(b)で整理したデータについて、溶着時間ごとの溶着力の平均値を求めて、溶着力から逆算して溶着時間が読み出せる表を作っている。本発明では、データ1からデータ4から学習した学習結果である図8(c)の内容を学習済みモデルとしている。そして、溶着仕様の溶着力を満たす溶着条件として溶着時間を読み出せる形にしている。 In FIG. 8(c), the welding condition learning means 106 calculates the average welding force for each welding time for the data organized in FIG. 8(b), and creates a table from which the welding time can be read out by calculating backwards from the welding force. In the present invention, the contents of FIG. 8(c), which are the learning results learned from data 1 to data 4, are used as the learned model. Then, the welding time can be read out as the welding condition that satisfies the welding force of the welding specifications.
図9に、学習装置100での学習手順の詳細をフロー図として示した。図9のフロー図では、学習計画をI/O手段107で入力し、学習用記憶手段105に記憶してから、学習を開始する(ステップST1)。入力した溶着仕様が満たされるように目標電流値を設定する。なお、全く学習していない学習装置は無知なため、溶着仕様を満たすと見込まれる目標電流値を初期値として溶着仕様に含めて入力しておくと良い(ステップST2)。陽極電流を流し始める(ステップST3)。ここで、溶着時に状態を確認するか?を問う(ステップST4)。これは、高周波溶着手段1が、単一のエネルギー供給状態しか持たないときは、エネルギーの状態は一つであるため、溶着時に状態を確認する必要が無い。そのときは、次のステップST5をスキップする(ステップST4のNO)。高周波溶着手段1が汎用性のある加工装置で、複数のエネルギー供給状態の中から一つの状態を選択できるときは、ステップST5を行う。ステップST5では、陽極電流が計測基準電流値に到達するまでの立ち上がり時間を測定し学習用記憶手段105に記憶する。そして、溶着時間ごとの陽極電流を流して溶着する(ステップST6)。行動である溶着時間に対する報酬としての溶着力を測定し、溶着時間と溶着力の対応データを作り、学習用記憶手段105に記憶する(ステップST7)。溶着条件学習手段106は、学習用記憶手段105に記憶した情報から溶着条件を学習し、学習結果を学習済みモデルとして生成し、学習済みモデルから溶着条件を読み出せる形にして、学習用記憶手段105に記憶させる(ステップST8)。 Figure 9 shows the details of the learning procedure in the learning device 100 as a flow diagram. In the flow diagram in Figure 9, the learning plan is input by the I/O means 107 and stored in the learning storage means 105, and then learning is started (step ST1). The target current value is set so that the input welding specifications are satisfied. Since a learning device that has not learned at all is ignorant, it is recommended to input a target current value that is expected to satisfy the welding specifications as an initial value and include it in the welding specifications (step ST2). The anode current begins to flow (step ST3). Here, a question is asked whether the state should be confirmed during welding (step ST4). This is because when the high-frequency welding means 1 has only a single energy supply state, there is only one energy state, so there is no need to confirm the state during welding. In that case, the next step ST5 is skipped (NO in step ST4). When the high-frequency welding means 1 is a versatile processing device and one state can be selected from multiple energy supply states, step ST5 is performed. In step ST5, the rise time until the anode current reaches the measurement reference current value is measured and stored in the learning storage means 105. Then, the anode current is passed for each welding time to perform welding (step ST6). The welding force is measured as a reward for the welding time, which is the action, and corresponding data of the welding time and welding force is created and stored in the learning storage means 105 (step ST7). The welding condition learning means 106 learns the welding conditions from the information stored in the learning storage means 105, generates the learning results as a learned model, and stores the welding conditions in the learning storage means 105 in a form that can be read from the learned model (step ST8).
そして、一つの状態(つまり一つの電流の曲線)について所定数の溶着時間と対応する溶着力のデータが取れたか?を問う(ステップST9)。所定数のデータが取れていなければ、ステップST3に戻る(ステップST9のNO)。所定数のデータが取れていたら(ステップST9のYES)、目標電流値を更新して他の状態について学習するか?を問う(ステップST10)。入力した学習計画に基づいて目標電流値を更新するときはステップST2に戻る(ステップST10のYES)。目標電流値を更新しないときは(ステップST10のNO)、計画通り学習をしたか?を問う(ステップST11)。学習計画通りの学習をしていなければ、ステップST2に戻り(ステップST11のNO)、計画通りの学習が終わっていれば(ステップST11のYES)、ステップST12に進んで、学習を終了する。 Then, a question is asked whether a predetermined number of pieces of data on welding time and corresponding welding force have been obtained for one state (i.e., one current curve) (step ST9). If the predetermined number of pieces of data have not been obtained, the process returns to step ST3 (NO in step ST9). If the predetermined number of pieces of data have been obtained (YES in step ST9), a question is asked whether the target current value should be updated and another state should be learned (step ST10). If the target current value is to be updated based on the input learning plan, the process returns to step ST2 (YES in step ST10). If the target current value is not to be updated (NO in step ST10), a question is asked whether learning has been performed as planned (step ST11). If learning has not been performed as planned, the process returns to step ST2 (NO in step ST11), and if learning has been completed as planned (YES in step ST11), the process proceeds to step ST12 and learning ends.
なお、ステップST8とステップST9を入れ替えて、所定数のデータを取ってから、学習して学習結果を学習用記憶手段105に記憶するようにしても良い。 In addition, steps ST8 and ST9 may be interchanged to acquire a predetermined number of data, and then the learning process may be performed and the learning results may be stored in the learning storage means 105.
更新学習するときは、ステップST34から、ステップST1に入り、ステップST1以下の手順を行う。図9のフロー図の手順を行うことにより、一つまたは複数の状態について、それぞれの行動である溶着時間ごとの溶着力のデータをとり、溶着力のデータを報酬として保存し、保存したデータを学習して、学習結果を溶着条件として読み出せる形にし、学習用記憶手段105に記憶する。 When updating learning, the process goes from step ST34 to step ST1, and the following steps are performed after step ST1. By performing the steps in the flow diagram of FIG. 9, data on the welding force for each welding time, which is each action, is obtained for one or more states, the welding force data is stored as a reward, the stored data is learned, and the learning results are made into a form that can be read out as welding conditions, and are stored in the learning storage means 105.
図10に、溶着作業の手順をフロー図として示した。図10では、まず、溶着仕様を入力し溶着作業を開始する(ステップST20)。被溶着物をセットする(ステップST21)。状態を確認するか?を問う(ステップST22)。これは、図9のフロー図でも説明したが、高周波溶着手段1が単一のエネルギー供給状態しか持たないときは、エネルギーの状態は一つであるため、溶着時に状態を確認する必要が無い。そのときは、次のステップST23とステップST24をスキップするためである(ステップST22のNO)。高周波溶着手段1が、複数のエネルギー供給状態の中から一つの状態を選択できるときは、次のステップST23とステップST24を行う。ステップST23では、陽極電流の立ち上がり時間を測定する。そして、高周波溶着手段1が供給し始めているエネルギーの状態を確認する(ステップST24)。そして、供給し始めているエネルギーの状態で、学習用記憶手段105の学習済みモデルの中に、仕様監視手段109Aにより確認された最新かつ現在の溶着仕様を満たす溶着条件が有るか?を問う(ステップST25)。溶着条件が有れば、学習用記憶手段105から読み出し(ステップST26)、主記憶手段11に記憶して、高周波溶着手段1で溶着する(ステップST27)。状態監視手段109Bは、溶着しているときの状態が異常になっていないか監視する(ステップST28)。状態が正常の時は(ステップST28のYES)、溶着作業終了となる溶着時間に達したことを確認し(ステップST29)、溶着作業を終了する(ステップST31)。なお、ステップST28で状態が異常になっていたときには、異常を提示して溶着を停止する(ステップST30)。そして、溶着作業を終了する(ステップST31)。 Figure 10 shows the procedure of the welding operation as a flow diagram. In Figure 10, the welding specifications are input and the welding operation is started (step ST20). The workpiece is set (step ST21). The question "Confirm the state?" is asked (step ST22). As explained in the flow diagram of Figure 9, when the high-frequency welding means 1 has only a single energy supply state, there is only one energy state, so there is no need to confirm the state during welding. In that case, the next steps ST23 and ST24 are skipped (NO in step ST22). When the high-frequency welding means 1 can select one state from a plurality of energy supply states, the next steps ST23 and ST24 are performed. In step ST23, the rise time of the anode current is measured. Then, the state of the energy that the high-frequency welding means 1 has started to supply is confirmed (step ST24). Then, in the state of the energy that has started to be supplied, are there any welding conditions in the learned model of the learning storage means 105 that satisfy the latest and current welding specifications confirmed by the specification monitoring means 109A? (Step ST25). If the welding conditions are found, they are read from the learning storage means 105 (Step ST26), stored in the main storage means 11, and the high-frequency welding means 1 performs welding (Step ST27). The status monitoring means 109B monitors whether the status during welding is abnormal (Step ST28). If the status is normal (YES in Step ST28), it is confirmed that the welding time for the end of the welding operation has been reached (Step ST29), and the welding operation is terminated (Step ST31). If the status is abnormal in Step ST28, a message indicating the abnormality is displayed and welding is stopped (Step ST30). Then, the welding operation is terminated (Step ST31).
また、ステップST25で学習用記憶手段105の学習済みモデルの中に溶着条件が見つからないときは、(ステップST25のNO)、「更新学習が必要」と提示する。(ステップST32)。そして、更新学習するか?を問い(ステップST33)。更新学習するときは、ステップST34から、図9のフロー図に飛び、図9のステップST1以下の手順で更新学習をする。 In addition, if the welding conditions are not found in the trained model in the learning storage means 105 in step ST25 (NO in step ST25), a message "Update learning is necessary" is displayed (step ST32). Then, a question is asked whether update learning should be performed (step ST33). If update learning is to be performed, the flow jumps from step ST34 to the flow chart in FIG. 9, and update learning is performed in the following procedure from step ST1 in FIG. 9.
ステップST26で溶着条件を読み出したときの学習用記憶手段105の内容を図11に示した。なお図11は、発明理解のためにイメージが掴めるように単純化して示した。 The contents of the learning storage means 105 when the welding conditions are read out in step ST26 are shown in Figure 11. Note that Figure 11 is simplified to allow the reader to get an idea of the invention.
図11(a)の場合を説明する。まず、溶着仕様として溶着力が「FA2」と入力されたとき(ステップST20)。立ち上がり時間を測定すると(ステップST23)、立ち上がり時間が「TA」であるため、状態は「状態A」であると確認される(ステップST24)。「状態A」で溶着仕様を満たす溶着力は表中の「FA2」であるから、溶着力「FA2」とペアになっている溶着時間「TA2」が、溶着仕様の溶着力「FA2」を得るための行動、つまり溶着条件の溶着時間として読み出される。 The case of Figure 11 (a) will be explained. First, when the welding force is input as "FA2" as the welding specification (step ST20). When the rise time is measured (step ST23), the rise time is "TA", and therefore the state is confirmed to be "state A" (step ST24). Since the welding force that satisfies the welding specification in "state A" is "FA2" in the table, the welding time "TA2" paired with the welding force "FA2" is read out as the action to obtain the welding force "FA2" of the welding specification, that is, the welding time of the welding conditions.
同様に、図11(b)の場合、溶着仕様として溶着力が「FD3」と入力されたとき(ステップST20)。立ち上がり時間を測定すると(ステップST23)、立ち上がり時間が「TD」であるため、状態は「状態D」であると確認される(ステップST24)。「状態D」で溶着仕様を満たす溶着力は表中の「FD3」であるから、溶着力「FD3」とペアになっている溶着時間「TD3」が、溶着仕様の溶着力「FD3」を得るための行動、つまり溶着条件の溶着時間として読み出される。 Similarly, in the case of FIG. 11(b), when the welding force is input as "FD3" as the welding specification (step ST20), the rise time is measured (step ST23), and since the rise time is "TD", the state is confirmed to be "state D" (step ST24). Since the welding force that satisfies the welding specification in "state D" is "FD3" in the table, the welding time "TD3" paired with the welding force "FD3" is read out as the action to obtain the welding force "FD3" of the welding specification, that is, the welding time of the welding conditions.
図11(c)の場合、溶着仕様として溶着力が上限値「FA3」と下限値「FA2」と入力さたとき(ステップST20)。立ち上がり時間を測定すると(ステップST23)、立ち上がり時間が「TA」であるため、状態は「状態A」であると確認される(ステップST24)。「状態A」で溶着仕様を満たす溶着力は表中の「FA3」と「FA2」であるから、溶着力「FA3」とペアになっている溶着時間「TA3」と溶着力「FA2」とペアになっている溶着時間「TA2」が、溶着仕様の溶着力「FA3」と「FA2」を得るための行動、つまり溶着条件の上限の溶着時間「TA3」と下限の溶着時間「TA2」として読み出される。上限の溶着時間「TA3」と下限の溶着時間「TA2」が決まると、上限の溶着時間「TA3」と下限の溶着時間「TA2」で挟まれた範囲内の溶着時間を溶着条件として用いることになる。図12は、図11(c)の場合の溶着仕様として、上限の溶着力と下限の溶着力が入力されたときに、溶着条件として特定される溶着時間の範囲(TA2~TA3)を示している。 In the case of FIG. 11(c), when the welding force is input as the welding specification with an upper limit "FA3" and a lower limit "FA2" (step ST20), the rise time is measured (step ST23), and since the rise time is "TA", the state is confirmed to be "State A" (step ST24). Since the welding forces that satisfy the welding specification in "State A" are "FA3" and "FA2" in the table, the welding time "TA3" paired with the welding force "FA3" and the welding time "TA2" paired with the welding force "FA2" are read out as the action to obtain the welding forces "FA3" and "FA2" of the welding specification, that is, the upper limit welding time "TA3" and the lower limit welding time "TA2" of the welding conditions. Once the upper limit welding time "TA3" and the lower limit welding time "TA2" are determined, the welding time within the range between the upper limit welding time "TA3" and the lower limit welding time "TA2" will be used as the welding conditions. Figure 12 shows the range of welding times (TA2 to TA3) that are specified as welding conditions when the upper limit welding force and the lower limit welding force are input as the welding specifications for the case of Figure 11 (c).
更新学習について図13を用いて説明する。例えば既に、溶着力FA1からFA4、FD1からFD4まで学習していたとき、溶着仕様で入力された溶着力がFA1より小さい値のとき、又はFD4より大きい値のときは、学習済みモデルから仕様を満たす溶着条件を読み出せない。溶着仕様として入力された溶着力が図10のステップST25で、溶着条件は学習用記憶手段105にないときは(ステップST25のNO)、ステップST32で「更新学習が必要」と表示される。そして、更新学習するときには(ステップST33のYES)、図10のステップST34から、図9のステップST1にジャンプする。 Update learning will be explained with reference to FIG. 13. For example, when welding forces FA1 to FA4 and FD1 to FD4 have already been learned, if the welding force entered in the welding specifications is smaller than FA1 or larger than FD4, welding conditions that satisfy the specifications cannot be read from the learned model. If the welding force entered as the welding specifications is not in the learning storage means 105 at step ST25 in FIG. 10 (NO at step ST25), "Update learning required" is displayed at step ST32. Then, when update learning is to be performed (YES at step ST33), the process jumps from step ST34 in FIG. 10 to step ST1 in FIG. 9.
図9のステップST1では、既に学習計画は入力済みなので更新学習を始め、ステップST2に進む。このとき、学習装置100としては、溶着仕様に照らして、溶着仕様を満たす溶着力が得られる方向に目的電流値をセットする(ステップST2)。そして、図9のフロー図に従って、ステップST3以下を行い、加工仕様を満たす溶着力が得られる溶着条件を求める学習作業をする。 In step ST1 of FIG. 9, since the learning plan has already been input, update learning begins and the process proceeds to step ST2. At this time, the learning device 100 sets the target current value in the direction that will obtain a welding force that satisfies the welding specifications in light of the welding specifications (step ST2). Then, steps ST3 and onward are carried out according to the flow diagram of FIG. 9, and a learning operation is performed to determine the welding conditions that will obtain a welding force that satisfies the processing specifications.
図13では、FH1からFH4で示したように、FA1より小さい溶着力を得る溶着条件を更新学習した例を示した。図13の更新学習の結果から、FA1より小さい溶着力FH1からFH4を得る溶着条件としての溶着時間が求まる。 Figure 13 shows an example of updating and learning welding conditions that obtain welding forces smaller than FA1, as shown by FH1 to FH4. From the results of the updating and learning in Figure 13, the welding times are obtained as welding conditions that obtain welding forces FH1 to FH4 that are smaller than FA1.
更新学習をしたら、図10のフロー図のステップST20に戻り、溶着作業を再開すれば、ステップST25で、溶着条件が有る(ステップST25のYES)として、学習用記憶手段105の学習済みモデルから更新学習した溶着条件を読み出す(ステップST26)。そして、更新学習する前になかった新しい溶着条件、例えばFH1に対応した溶着時間TH1を読み出して溶着を行い(ステップST27)、溶着作業を終える(ステップST31)。 After the update learning, the process returns to step ST20 in the flow chart of FIG. 10, and when the welding work is resumed, in step ST25, it is determined that the welding conditions exist (YES in step ST25), and the updated and learned welding conditions are read from the learned model in the learning storage means 105 (step ST26). Then, new welding conditions that did not exist before the update learning, for example, the welding time TH1 corresponding to FH1, are read and welding is performed (step ST27), and the welding work is completed (step ST31).
このように、本発明の第一の実施形態では、二以上の部品を接合するときの接合条件について学習装置を用いて学習しておき、溶着仕様が入力されたら、入力された溶着仕様を満たす溶着条件を学習装置の学習済みモデルから読み出し、読み出した溶着条件で二以上の部品を接合する。 In this way, in the first embodiment of the present invention, the joining conditions for joining two or more parts are learned using a learning device, and when welding specifications are input, the welding conditions that satisfy the input welding specifications are read from the learned model of the learning device, and the two or more parts are joined under the read welding conditions.
このことにより、本発明の第一の課題、即ち、二以上の部品を接合したり、一以上の部品を溶断したり、加工するときの加工条件を学習する方法と学習装置を用いて、二以上の部品を接合や一以上の部品の溶断等の加工を行うことを解決している。 This solves the first problem of the present invention, namely, to use a method and a learning device to learn the processing conditions for joining two or more parts, melting one or more parts, or processing the parts by joining two or more parts or melting one or more parts.
そして本発明の第二の課題、即ち、加工仕様を満たす加工条件で加工が始まってから加工中も加工仕様を監視して、加工仕様を満たす加工条件で加工することを常時サポートすることを実現している。 And the second objective of the present invention is realized, that is, to constantly support machining under machining conditions that satisfy the machining specifications by monitoring the machining specifications even during machining once machining has begun under those conditions.
また、本発明の第四の課題、即ち、学習した学習装置から加工仕様を満たす接合条件や溶断条件が見つかるか否かを判断し、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件が見つからないときは、更新学習の必要であることを提示することを解決している。 The fourth problem of the present invention is also solved, namely, to determine whether joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications can be found from the learned learning device, and when joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications cannot be found, to indicate the need for updated learning.
そして、本発明の第五の課題、即ち、学習した学習装置から加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件が見つからないときは、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件等の加工条件を更新学習し、更新学習した接合条件や溶断条件等の加工条件で、二以上の部品を接合や一以上の部品の溶断等の加工を行うことを解決している。 The fifth problem of the present invention is solved by, when processing conditions such as joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications cannot be found from the learned learning device, updating and learning processing conditions such as joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications, and performing processing such as joining two or more parts or fusing one or more parts under the updated and learned processing conditions such as joining conditions or fusing conditions.
そして、本発明の第六の課題、即ち汎用性のある接合装置や溶断装置等の加工装置が、接合または溶断等の加工を始めたときに与えるエネルギーの状態を確認して、その状態における加工仕様を満たす加工条件で、接合作業や溶断作業等の加工作業を行うことを解決している。 The sixth problem of the present invention is solved, namely, that a versatile processing device such as a joining device or a fusing device checks the state of energy applied when starting a process such as joining or fusing, and performs a processing operation such as joining or fusing under processing conditions that satisfy the processing specifications in that state.
更に、本発明の第七の課題、即ち、加工装置の加工中のエネルギーの状態を監視して、エネルギーの状態が異常な状態に変化したときは、異常な状態に変化したことを提示し、加工を停止することを解決している。 Furthermore, the seventh problem of the present invention is solved, namely, by monitoring the energy state of the processing device during processing, and when the energy state changes to an abnormal state, a notification of this abnormal state is displayed and processing is stopped.
なお、本発明の第三の課題を解決していることについては、第二の実施形態と第三の実施形態で説明する。 The solution to the third problem of the present invention will be explained in the second and third embodiments.
(第二の実施形態)
本発明の第二の実施形態では、塩化ビニールシート等の合成樹脂製シートを溶着する学習装置付き高周波溶着装置を説明する。
Second Embodiment
In a second embodiment of the present invention, a high-frequency welding apparatus with a learning device for welding synthetic resin sheets such as polyvinyl chloride sheets will be described.
一般的に、部品4a、4bを溶着して一定厚さの被溶着物4である製品を作る場合、部品4a、4bのそれぞれの厚さには公差が定められる。公差内の部品4a、4bであれば、一つの溶着条件で溶着したときに溶着仕様を満たす製品ができるのが理想的である。 Generally, when parts 4a and 4b are welded together to create a product with a constant thickness as the weld target 4, a tolerance is set for the thickness of each of the parts 4a and 4b. Ideally, if the parts 4a and 4b are within the tolerance, a product that meets the welding specifications will be produced when welded under a single welding condition.
しかし、部品4a、4bのそれぞれの厚さが公差内で最大の厚さの組合せ、あるいは公差内で最小の厚さの組合せとなったときに、厚さの違いにより陽極電流の流れ方が違ってくる。 However, when the thicknesses of parts 4a and 4b are the maximum thickness combination within the tolerance, or the minimum thickness combination within the tolerance, the difference in thickness causes the anode current to flow differently.
発明理解のため、図14に、被溶着物4の部品4a、4bを組み合わせたときの厚さを例示した。図14では、部品4a、4bの公差内の厚みの最小値をD1、最大値をD2とすると、中間である最小値と最大値の組み合わせはDa(=D1+D2)となる。最も薄い最小値どうしの組み合わせはDb(=2×D1)となる。最も厚い最大値のどうしの組み合わせはDc(=2×D2)となる。 To help understand the invention, Figure 14 shows an example of the thickness when parts 4a and 4b of the workpiece 4 are combined. In Figure 14, if the minimum value of the thickness within the tolerance of parts 4a and 4b is D1 and the maximum value is D2, then the intermediate combination of the minimum and maximum values is Da (= D1 + D2). The combination of the thinnest minimum values is Db (= 2 x D1). The combination of the thickest maximum values is Dc (= 2 x D2).
図15に、本発明の第二の実施形態にかかる学習装置付き高周波溶着装置の陽極電流の推移を示した。被溶着物の厚さの公差内の中央値Da(=D1+D2)では、陽極電流が「状態A」のように流れる。厚さの公差内の最小値Db(=D1+D1)の時は、陽極電流が「状態B」として流れる。そして、厚さの公差内の最大値Dc(=D2+D2)の時は、陽極電流が「状態C」として流れる。 Figure 15 shows the progression of the anode current in a high-frequency welding device with a learning device according to the second embodiment of the present invention. When the thickness tolerance of the workpiece is the median value Da (= D1 + D2), the anode current flows in "state A." When the thickness tolerance is the minimum value Db (= D1 + D1), the anode current flows in "state B." And when the thickness tolerance is the maximum value Dc (= D2 + D2), the anode current flows in "state C."
図15で、被溶着物の厚さが公差内の最小値Dbである「状態B」は、公差内の中央値Daである「状態A」より早く立ち上がっている。また、公差内の最大値Dcである「状態C」は、「状態A」より遅く立ち上がっている。 In Figure 15, "State B," in which the thickness of the workpiece is the minimum value Db within the tolerance, rises earlier than "State A," in which the thickness is the median value Da within the tolerance. Also, "State C," in which the thickness is the maximum value Dc within the tolerance, rises later than "State A."
図16に、「状態A」と「状態B」のときの陽極電流の推移と、溶着後の溶着力を対比して示した。図16で、「状態A」のときに、部品4a、4bに流れる陽極電流と溶着力FA1、FA2、FA3、FA4を結ぶ線を実線で示した。また、「状態B」のとき、部品4a、4bに流れる陽極電流と、溶着後の溶着力をFB1、FB2、FB3、FB4を結ぶ線を一点鎖線で示した。図16を見ると、「状態B」のときの溶着力FB1、FB2、FB3、FB4が、「状態A」のときの溶着力より早く増大し、左にずれているのが分かる。 Figure 16 compares the progression of the anode current in "state A" and "state B" and the welding forces after welding. In Figure 16, in "state A", the lines connecting the anode current flowing through parts 4a and 4b and the welding forces FA1, FA2, FA3, and FA4 are shown with solid lines. In "state B", the lines connecting the anode current flowing through parts 4a and 4b and the welding forces FB1, FB2, FB3, and FB4 after welding are shown with dashed dotted lines. Looking at Figure 16, it can be seen that the welding forces FB1, FB2, FB3, and FB4 in "state B" increase faster and are shifted to the left than the welding forces in "state A".
図17に、「状態A」と「状態C」のときの陽極電流の推移と、溶着後の溶着力の関係を対比して示した。図17で、「状態A」のときに、部品4a、4bに流れる陽極電流と溶着力FA1、FA2、FA3、FA4を結ぶ線を実線で示した。また、「「状態C」のとき、部品4a、4bに流れる陽極電流、溶着後の溶着力FC1、FC2、FC3、FC4を結ぶ線を破線で示した。図17を見ると、「状態C」のときの溶着力FC1、FC2、FC3、FC4が、「状態A」のときの溶着力より遅くれて増大し、右にずれているのが分かる。 Figure 17 compares the transition of the anode current in "State A" and "State C" and the relationship with the welding force after welding. In Figure 17, in "State A", the lines connecting the anode current flowing through parts 4a and 4b and the welding forces FA1, FA2, FA3, and FA4 are shown with solid lines. In addition, in "State C", the lines connecting the anode current flowing through parts 4a and 4b and the welding forces FC1, FC2, FC3, and FC4 after welding are shown with dashed lines. Looking at Figure 17, it can be seen that the welding forces FC1, FC2, FC3, and FC4 in "State C" increase more slowly than the welding forces in "State A", and are shifted to the right.
状態Aの溶着時間をそのまま状態Bや状態Cに使えば、図42で示した従来例と同様に溶着過多となったり、溶着不足となったりして、溶着仕様を満たさないという問題が起きる。 If the welding time for condition A is used for conditions B and C as is, there will be excessive or insufficient welding, as in the conventional example shown in Figure 42, and the welding specifications will not be met.
本発明の第二の実施形態では、図18に示したツリーの「状態A」、「状態B」、「状態C」について、それぞれ複数の溶着時間で溶着したときの溶着後の溶着力をQ値として測定して、学習装置で学習する。 In the second embodiment of the present invention, the welding strength after welding for "State A," "State B," and "State C" of the tree shown in Figure 18 is measured as a Q value when welding is performed for each of multiple welding times, and is learned by a learning device.
図18のツリーは、学習装置付き高周波溶着装置で、被溶着物の公差内の中央値Da(=D1+D2)に陽極電流を流す「状態A」と、被溶着物の公差内の最小値Db(=D1+D1)に陽極電流を流す「状態B」と、被溶着物の公差内の最大値Dc(=D2+D2)に陽極電流を流す「状態C」の3つの状態があることを示している。そして図18は、3つの状態にそれぞれ複数の行動と行動に対応する報酬としてのQ値が繋がっていることを示している。 The tree in Figure 18 shows that there are three states in a high-frequency welding device with a learning device: "State A" in which an anode current is passed through the median value Da (= D1 + D2) within the tolerance of the workpiece, "State B" in which an anode current is passed through the minimum value Db (= D1 + D1) within the tolerance of the workpiece, and "State C" in which an anode current is passed through the maximum value Dc (= D2 + D2) within the tolerance of the workpiece. Figure 18 also shows that each of the three states is connected to multiple actions and a Q value that serves as a reward for each action.
学習手順は、第一の実施形態の図9のフロー図に示した手順と同じである。学習手順の説明は重複するので省略するが、図9のフロー図にそって学習を実行すると、図19に示した学習結果が学習済みモデルとして得られる。図19では、部品4a、4bの材質、立ち上がり時間と、目標溶着電流値、溶着力と溶着時間のペアを学習用記憶手段105に記憶している。 The learning procedure is the same as that shown in the flow diagram of FIG. 9 in the first embodiment. A detailed explanation of the learning procedure will be omitted to avoid redundancy, but when learning is performed according to the flow diagram of FIG. 9, the learning result shown in FIG. 19 is obtained as a learned model. In FIG. 19, the material and rise time of parts 4a and 4b, the target welding current value, and pairs of welding force and welding time are stored in the learning storage means 105.
溶着手順は、第一の実施形態の図10のフロー図に示した手順でと同じである。溶着手順の重複する部分の説明は省略するが、図10のフロー図に沿って溶着していくと、主な手順として図10のステップST23で、陽極電流の立ち上がり時間が測定され、ステップST24で「状態A」、「状態B」、「状態C」のいずれであるかが確認される。「状態A」が確認されたとすれば、ステップST25で、状態Aで溶着仕様を満たす溶着条件が有るか?を問う。同様に、ステップST24で、陽極電流の立ち上がり時間により「状態B」が確認されたときには、ステップST25で、状態Bで溶着仕様を満たす溶着条件の有無を問う。ステップST24で、陽極電流の立ち上がり時間により「状態C」が確認されたときには、ステップST25で、状態Cで溶着仕様を満たす溶着条件の有無を問う。そして、学習装置の学習用記憶手段105に記憶された学習済みモデルに溶着条件が有れば、ステップST26で溶着用記憶手段105から読み出して、高周波溶着手段1の主記憶手段11に記憶し、主記憶手段11に記憶した溶着条件で部品4a、4bを溶着して、被溶着物4である製品を作る。 The welding procedure is the same as that shown in the flow chart of FIG. 10 of the first embodiment. Although the overlapping parts of the welding procedure will not be described, welding is performed according to the flow chart of FIG. 10. In the main procedure, in step ST23 of FIG. 10, the rise time of the anode current is measured, and in step ST24, it is confirmed whether the state is "state A," "state B," or "state C." If "state A" is confirmed, in step ST25, it is asked whether there are welding conditions that satisfy the welding specifications in state A. Similarly, when "state B" is confirmed based on the rise time of the anode current in step ST24, it is asked in step ST25 whether there are welding conditions that satisfy the welding specifications in state B. When "state C" is confirmed based on the rise time of the anode current in step ST24, it is asked in step ST25 whether there are welding conditions that satisfy the welding specifications in state C. Then, if there are welding conditions in the learned model stored in the learning storage means 105 of the learning device, in step ST26, they are read from the welding storage means 105 and stored in the main storage means 11 of the high-frequency welding means 1, and the parts 4a and 4b are welded using the welding conditions stored in the main storage means 11 to create the product, which is the welded object 4.
このことで、被溶着物の厚さが公差内で変動しても、陽極電流の流れる状態を、立ち上がり時間から確認した上で、その状態で、溶着仕様を満たす行動としての溶着時間を溶着条件として読み出して、高周波溶着手段1で溶着する。 As a result, even if the thickness of the workpiece fluctuates within the tolerance, the state in which the anode current flows is confirmed from the rise time, and the welding time that satisfies the welding specifications in that state is read out as the welding condition, and welding is performed using the high-frequency welding means 1.
図20を用いて、溶着仕様を満たす溶着条件として溶着時間を読み出す様子を説明する。図20(a)では、立ち上がり時間(TA)により「状態A」が確認されると、溶着仕様の溶着力(FA3)から逆算して、行動、即ち溶着条件として溶着時間(TA3)が学習用記憶手段105の学習済みモデルから読み出される。 Using Figure 20, we will explain how the welding time is read out as a welding condition that satisfies the welding specifications. In Figure 20(a), when "state A" is confirmed based on the rise time (TA), the welding time (TA3) is read out as an action, i.e., a welding condition, from the learned model in the learning storage means 105 by calculating backwards from the welding force (FA3) of the welding specifications.
図20(b)では、立ち上がり時間(TB)により「状態B」が確認されると、溶着仕様の溶着力(FB3)から逆算して、行動、即ち溶着条件として溶着時間(TB3)が学習用記憶手段105の学習済みモデルから読み出される。 In FIG. 20(b), when "State B" is confirmed based on the rise time (TB), the welding time (TB3) is read out as an action, i.e., welding condition, from the learned model in the learning storage means 105 by calculating backwards from the welding force (FB3) of the welding specifications.
図20(c)では、立ち上がり時間(TC)により「状態C」が確認されると、溶着仕様の溶着力(FC3)から逆算して、行動、即ち溶着条件として溶着時間(TC3)が学習用記憶手段105の学習済みモデルから読み出される。 In FIG. 20(c), when "State C" is confirmed based on the rise time (TC), the welding time (TC3) is read out as an action, i.e., welding condition, from the learned model in the learning storage means 105 by calculating backwards from the welding force (FC3) of the welding specifications.
本発明では、陽極電流を流し始めたときの立ち上がり時間を測定して、高周波溶着装置に流れ始めている陽極電流の状態を確認する。そして確認した状態で溶着仕様を満たす溶着力の出る溶着条件としての溶着時間を学習装置100の学習用記憶手段105の学習済みモデルから見つけ出す。見つかれば、その溶着条件を学習装置100の学習用記憶手段105から読み出して、高周波溶着手段1の主記憶手段に記憶し、主制御手段により溶着する。 In the present invention, the rise time when the anode current starts to flow is measured to confirm the state of the anode current that has started to flow in the high frequency welding device. Then, the welding time as the welding condition that produces a welding force that satisfies the welding specifications in the confirmed state is found from the learned model in the learning storage means 105 of the learning device 100. If found, the welding condition is read out from the learning storage means 105 of the learning device 100, stored in the main storage means of the high frequency welding means 1, and welding is performed by the main control means.
このことにより、被溶着物の厚さが公差内で変動したとしても、学習装置で学習した溶着条件の中から、各状態において溶着仕様を満たす溶着条件を読み出して溶着することができる。 As a result, even if the thickness of the workpiece fluctuates within the tolerance, welding conditions that satisfy the welding specifications in each state can be read out from the welding conditions learned by the learning device, and welding can be performed.
第二の実施形態では、本発明が第三の課題の溶着する部品の材質、形状、寸法がほぼ同じで、公差内のバラツキがあるとき、陽極電流を与え始めたときの立ち上がり時間から、陽極電流を流し始めた状態を確認して、確認した状態で溶着仕様を満たす溶着時間を溶着条件として学習して、学習用記憶手段から読み出して溶着することを説明した。 In the second embodiment, it was explained that the present invention, which addresses the third problem, when the parts to be welded are substantially the same in material, shape, and dimensions but have variations within the tolerances, checks the state in which the anode current begins to flow from the rise time when the anode current begins to be applied, learns the welding time that satisfies the welding specifications in the confirmed state as the welding condition, and reads it out from the learning storage means for welding.
なお、本発明の第二の実施形態は、第一の実施形態をベースにしたものであるため、既に第一の実施形態で説明した通り、本発明の第一の課題、第二の課題、第四の課題から第七の課題を解決しているのは勿論である。 The second embodiment of the present invention is based on the first embodiment, and so, as already explained in the first embodiment, it naturally solves the first, second, fourth to seventh problems of the present invention.
(第三の実施形態)
第三の実施形態では、本発明の第三の課題の後半部分、即ち、「公差外の厚さの部品がセットされたときには接合を行わず、公差外の部品を接合した不良品を作らないようにする」ことを説明する。
Third Embodiment
In the third embodiment, the latter half of the third object of the present invention will be described, namely, "when a part having a thickness outside the tolerance is set, no joining is performed, thereby preventing the production of defective products in which parts outside the tolerance are joined."
なお、第三の実施形態の学習装置付き高周波溶着装置301の構成は、第一の実施形態、第二の実施形態と基本的に同じなので説明を省略する。 The configuration of the high-frequency welding device 301 with learning device in the third embodiment is basically the same as in the first and second embodiments, so a description will be omitted.
図21に、第三の実施形態にかかる学習装置付き高周波溶着装置の陽極電流の推移を示した。第三の実施形態では、上金型2と下金型3に挟まれる部品4a、4bに流れる陽極電流が、5つの状態、図21の左から「状態B」、「状態E」、「状態A」、「状態F」、「状態C」で流れる。それぞれの状態で、複数の溶着時間で溶着したときの溶着後の溶着力を測定して、学習装置100の学習用記憶手段105に記憶して、溶着仕様を満たす溶着条件を読み出せるように学習することは、既に説明した第一の実施形態と第二の実施形態と同じである。 Figure 21 shows the transition of the anode current of the high-frequency welding device with a learning device according to the third embodiment. In the third embodiment, the anode current flowing through the parts 4a and 4b sandwiched between the upper die 2 and the lower die 3 flows in five states, from the left in Figure 21, "State B", "State E", "State A", "State F", and "State C". In each state, the welding force after welding when welding is performed for a plurality of welding times is measured, stored in the learning storage means 105 of the learning device 100, and learning is performed so that the welding conditions that satisfy the welding specifications can be read out, which is the same as in the first and second embodiments already described.
第三の実施形態では、陽極電流の通電を開始してから所定の電流値(計測基準電流値)に達するまでの立ち上がり時間の範囲について、立ち上がり時間の範囲(tB~tE)、(tE~tA)、(tA~tF)、(tF~tC)を設定している。溶着作業時の立ち上がり時間(t)がどの立ち上がり時間の範囲に含まれるかにより、陽極電流の状態を求めている。求めた状態から溶着仕様を満たす溶着条件を学習用記憶手段105の学習済みモデルから読み出す。そして、読み出した溶着条件で上金型2と下金型3に挟まれる部品4a、4bを溶着する。 In the third embodiment, the rise time ranges (tB-tE), (tE-tA), (tA-tF), and (tF-tC) are set for the range of the rise time from when the anode current starts to flow until it reaches a predetermined current value (measurement reference current value). The state of the anode current is determined based on which rise time range the rise time (t) during welding operation falls within. The welding conditions that satisfy the welding specifications from the determined state are read from the trained model in the learning storage means 105. Then, the parts 4a and 4b sandwiched between the upper die 2 and the lower die 3 are welded under the read welding conditions.
図22に、第三の実施形態の溶着手順のフロー図を示した。図22では、溶着仕様を入力し溶着作業を開始する(ステップST20)。被溶着物をセットする(ステップST21)。第三の実施形態では状態を必ず確認するので、陽極電流の立ち上がり時間(t)を測定する(ステップST23)。そのため、図10であったステップST22は図22に無い。立ち上がり時間(t)がどの立ち上がり時間の範囲に含まれるかにより状態を確認する(ステップST24)。 Figure 22 shows a flow diagram of the welding procedure of the third embodiment. In Figure 22, the welding specifications are entered and the welding operation is started (step ST20). The workpieces to be welded are set (step ST21). In the third embodiment, the condition must be checked, so the rise time (t) of the anode current is measured (step ST23). For this reason, step ST22 in Figure 10 is not present in Figure 22. The condition is checked based on which rise time range the rise time (t) falls within (step ST24).
第三の実施形態では、ステップST24の中で細かい手順を設けている。図22では、ステップST24の細かい手順を一点鎖線の枠内に示した。 In the third embodiment, detailed steps are provided in step ST24. In FIG. 22, the detailed steps of step ST24 are shown within a dashed line frame.
ステップST24の細かい手順としては、立ち上がり時間(t)が(tB)と等しいか大きく、且つ、(tE)と等しいか小さい範囲にあるかを判定する(ステップST40)。YESであれば(ステップST40のYES)、状態Eであると判定する(ステップST41)。そして、状態Eにおいて溶着仕様を満たす溶着条件としての溶着時間を読み出して(ステップST26)、溶着する(ステップST27)。ステップST40でNOであれば、立ち上がり時間(t)が(tE)より大きく、且つ、(tA)と等しいか小さい範囲にあるかを判定する(ステップST42)。YESであれば(ステップST42のYES)、状態Aであると判定する(ステップST43)。そして、状態Aにおいて溶着仕様を満たす溶着条件としての溶着時間を読み出して(ステップST26)、溶着する(ステップST27)。ステップST42でNOであれば、立ち上がり時間(t)が(tA)より大きく、且つ、(tF)と等しいか小さい範囲にあるかを判定する(ステップST44)。YESであれば(ステップST44のYES)、状態Fであると判定する(ステップST45)。そして、状態Fにおいて溶着仕様を満たす溶着条件としての溶着時間を読み出して(ステップST26)、溶着する(ステップST27)。ステップST44でNOであれば、立ち上がり時間(t)が(tF)より大きく、且つ、(tC)と等しいか小さい範囲にあるかを判定する(ステップST46)。YESであれば(ステップST46のYES)、状態Cであると判定する(ステップST47)。そして、状態Cにおいて溶着仕様を満たす溶着条件としての溶着時間を読み出して(ステップST26)、溶着する(ステップST27)。 The detailed procedure of step ST24 is to determine whether the rise time (t) is equal to or greater than (tB) and is equal to or smaller than (tE) (step ST40). If the answer is YES (YES in step ST40), it is determined that the state is E (step ST41). Then, the welding time is read out as a welding condition that satisfies the welding specification in state E (step ST26), and welding is performed (step ST27). If the answer is NO in step ST40, it is determined whether the rise time (t) is greater than (tE) and is equal to or smaller than (tA) (step ST42). If the answer is YES (YES in step ST42), it is determined that the state is A (step ST43). Then, the welding time is read out as a welding condition that satisfies the welding specification in state A (step ST26), and welding is performed (step ST27). If the answer is NO in step ST42, it is determined whether the rise time (t) is greater than (tA) and is equal to or smaller than (tF) (step ST44). If the answer is YES (YES in step ST44), it is determined that the state is F (step ST45). Then, the welding time is read out as the welding condition that satisfies the welding specification in state F (step ST26), and welding is performed (step ST27). If the answer is NO in step ST44, it is determined whether the rise time (t) is greater than (tF) and is equal to or less than (tC) (step ST46). If the answer is YES (YES in step ST46), it is determined that the state is C (step ST47). Then, the welding time is read out as the welding condition that satisfies the welding specification in state C (step ST26), and welding is performed (step ST27).
ステップST26の次のステップST27からステップST31の溶着作業を終了する手順は、第一の実施形態で説明した図10と同じなので、説明を省略する。 The procedure for completing the welding work from step ST27 after step ST26 to step ST31 is the same as that shown in FIG. 10 described in the first embodiment, so the explanation will be omitted.
ステップST46でNOであるとき、つまり状態が「状態E」、「状態A」、「状態F」、「状態C」でないときは、部品4aと4bを重ねた厚さが公差の範囲に入っていない、公差外ということになる。このときは、ステップST48に進む(ステップST46のNO)。そして、立ち上がり時間(t)が(tB)より小さいかを判定する(ステップST48)。YESであれば(ステップST48のYES)、立ち上がり時間が短すぎることを提示する(ステップST49)。ステップST48でNOであれば、立ち上がり時間(t)が(tC)より大きいかを判定する(ステップST50)。YESであれば(ステップST50のYES)、立ち上がり時間が長すぎることを提示する(ステップST51)。ステップST50でNOであれば、ステップST32に進む。ステップST32から溶着作業を終了する(ステップST31)までの手順は、第一の実施形態で説明した図10と同じなので、説明を省略する。 If the answer is NO in step ST46, that is, if the state is not "state E", "state A", "state F", or "state C", the thickness of the overlapped parts 4a and 4b is not within the tolerance range, that is, it is outside the tolerance range. In this case, proceed to step ST48 (NO in step ST46). Then, determine whether the rise time (t) is smaller than (tB) (step ST48). If the answer is YES (YES in step ST48), it is notified that the rise time is too short (step ST49). If the answer is NO in step ST48, it is determined whether the rise time (t) is larger than (tC) (step ST50). If the answer is YES (YES in step ST50), it is notified that the rise time is too long (step ST51). If the answer is NO in step ST50, proceed to step ST32. The procedure from step ST32 to the end of the welding work (step ST31) is the same as that in FIG. 10 described in the first embodiment, so the description will be omitted.
図22で示した手順を行うことにより、陽極電流を流し始めたときに、陽極電流の立ち上がり時間を測定して、高周波溶着装置がどのような状態で溶着しようとしているかの状態を確認する。そして、確認した状態で溶着仕様を満たす溶着条件を読み出す。 By carrying out the procedure shown in Figure 22, when the anode current starts to flow, the rise time of the anode current is measured to confirm the state in which the high-frequency welding device is attempting to weld. Then, the welding conditions that satisfy the welding specifications in the confirmed state are read out.
上記手順を行うことにより、陽極電流の立ち上がり時間が一定の範囲内のときだけ、つまり部品4a、4bの厚さが共に公差範囲内のときだけ溶着して、一定の範囲外のとき、つまり部品4a、4bの厚さが共に公差範囲外のときは溶着しない。第三の実施形態では、被溶着物の部品の厚さが公差で定まっているときは、公差内の被溶着物だけ溶着して良品を作り、公差外の被溶着物は溶着しない。不良品を作らないことを説明した。 By carrying out the above procedure, welding occurs only when the rise time of the anode current is within a certain range, i.e., when the thicknesses of both parts 4a and 4b are within the tolerance range, and does not occur when it is outside the certain range, i.e., when the thicknesses of both parts 4a and 4b are outside the tolerance range. In the third embodiment, when the thicknesses of the parts to be welded are determined by a tolerance, only parts to be welded that are within the tolerance are welded to produce a good product, and parts to be welded that are outside the tolerance are not welded. It has been explained that no defective products are produced.
なお、本発明の第三の課題の前半部分である、接合する部品の材質、形状、寸法がほぼ同じで、公差内のバラツキがあるとき、そのバラツキに応じたエネルギー供給の状態を決めて、その状態で報酬が最大となるエネルギー供給時間を接合条件や溶断条件として学習する学習装置を提供することは、第二の実施形態で説明した通りである。 As described in the second embodiment, the first half of the third objective of the present invention is to provide a learning device that, when the materials, shapes, and dimensions of the parts to be joined are approximately the same but there is variation within the tolerances, determines the state of energy supply according to the variation, and learns the energy supply time that maximizes the reward under that state as the joining condition or fusing condition.
また、本発明の第三の実施形態が、既に第一の実施形態をベースにしているので、本発明の第一の課題、第二の課題、第四の課題から第七の課題を解決していることは第一の実施形態で説明した通りである。 In addition, since the third embodiment of the present invention is already based on the first embodiment, it solves the first, second, fourth to seventh problems of the present invention as explained in the first embodiment.
(第四の実施形態)
本発明の第四の実施形態では、ニューラルネットワークを利用した学習方法を説明する。ニューラルネットワークを利用した学習方法では、パーセプトロンを複数重ねた多層のニューラルネットワークを作り、多層のニューラルネットワークの入力層に行動を入力すると、各入力に重みづけがされ、隠れ層で学習が行われ、出力層から最大の報酬に確率(採用すべき確率)をかけた方策が出力される。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment of the present invention, a learning method using a neural network will be described. In the learning method using a neural network, a multi-layered neural network is created by stacking multiple perceptrons, and when an action is input to the input layer of the multi-layered neural network, each input is weighted, learning is performed in the hidden layer, and a policy obtained by multiplying the maximum reward by a probability (probability of being adopted) is output from the output layer.
第四の実施形態では、図23のように、「厚さ」「溶着力」に「材質」を加えた形で学習する。入力側に「厚さ」「溶着力」「材質」を入力すると出力側に溶着条件として「陽極電流の状態」と「溶着時間」を出力する。 In the fourth embodiment, as shown in Figure 23, learning is performed by adding "material" to "thickness" and "welding force." When "thickness," "welding force," and "material" are input to the input side, "anode current state" and "welding time" are output as welding conditions to the output side.
本発明の第四の実施形態では、学習装置のI/O手段から、予め、図23に示した多層のニューラルネットワークを用いた学習計画を学習用記憶手段105に入力して記憶しておき、溶着条件学習手段107に「厚さ」、「溶着力」、「材質」を複合的に考慮した学習を行い、「陽極電流の状態」と「溶着時間」を出力して学習済みモデルを生成する。そして、溶着仕様を満たす溶着条件を学習用記憶手段105の学習済みモデルから読み出す。溶着仕様を満たす溶着条件を読み出したら、高周波溶着手段1の主記憶手段11に記憶し、主制御手段10により、被溶着物4を溶着する。 In the fourth embodiment of the present invention, a learning plan using the multi-layered neural network shown in FIG. 23 is input from the I/O means of the learning device and stored in the learning storage means 105 in advance, and learning is performed in the welding condition learning means 107 taking into consideration "thickness," "welding force," and "material" in a composite manner, and the "anode current state" and "welding time" are output to generate a learned model. Then, welding conditions that satisfy the welding specifications are read from the learned model in the learning storage means 105. After the welding conditions that satisfy the welding specifications are read, they are stored in the main storage means 11 of the high-frequency welding means 1, and the workpiece 4 is welded by the main control means 10.
以上、第一の実施形態から第四の実施形態では、二以上の部品を接合条件の学習装置、これを用いた接合装置、およびこれを用いた接合システムを説明した。 In the above, the first to fourth embodiments have described a learning device for joining conditions for two or more parts, a joining device using the same, and a joining system using the same.
(第五の実施形態)
本発明の第五の実施形態では、加工条件の学習装置、これを用いた加工装置、およびこれを用いた加工システムを説明する。なお、本明細書で加工とは、接合、溶断などの上位概念として説明する。
Fifth embodiment
In the fifth embodiment of the present invention, a processing condition learning device, a processing device using the same, and a processing system using the same will be described. Note that in this specification, processing will be described as a higher-level concept including joining, fusing, and the like.
図24に、本発明の第五の実施形態の概略構成図を示した。図24では、3つの加工装置である、第一の加工装置501、第二の加工装置502、第三の加工装置503を配置し、3つの加工装置にそれぞれ送受信手段601、602、603を取り付け、これらの送受信手段と通信する送受信手段604を学習装置200に取り付けて、一つの学習装置200で3つの加工装置を学習装置付き加工装置として動かすシステムを示している。 Figure 24 shows a schematic diagram of the fifth embodiment of the present invention. In Figure 24, three processing devices, a first processing device 501, a second processing device 502, and a third processing device 503, are arranged, and transmitting/receiving means 601, 602, and 603 are attached to the three processing devices, respectively. A transmitting/receiving means 604 that communicates with these transmitting/receiving means is attached to the learning device 200, and a system is shown in which one learning device 200 operates the three processing devices as a processing device with a learning device.
学習装置200の送受信手段605は、厚さ測定手段201、外観検査手段202、溶着力測定手段203、溶断深さ測定手段204をそれぞれ取り付けた送受信手段606、607、608、609と通信することにより加工結果測定データを取り込んで学習している。 The transmission/reception means 605 of the learning device 200 communicates with the transmission/reception means 606, 607, 608, and 609 to which the thickness measurement means 201, the appearance inspection means 202, the welding strength measurement means 203, and the cutting depth measurement means 204 are respectively attached, thereby acquiring and learning from the processing result measurement data.
例えば、一つの工場内に一つの学習装置200を設置して、同じ敷地内で離れた他の工場内に複数の加工装置501、502、503等と学習装置200とそれぞれ個別に通信可能に設置しておいて、学習装置200を共用することができる。学習データは増え、学習も進む接合システムとして稼働させることができる。 For example, one learning device 200 can be installed in one factory, and multiple processing devices 501, 502, 503, etc. can be installed in other factories on the same premises so that they can communicate with the learning device 200 individually, allowing the learning device 200 to be shared. The amount of learning data increases, and the system can be operated as a joint system in which learning progresses.
第一の加工装置501、第二の加工装置502、第三の加工装置503の代わりに、第一の溶着装置371、第二の溶着装置372、第三の溶着装置373それぞれに送受信手段601、602、603を取り付けたシステムにしても良い。また、第一の溶断装置471、第二の溶断装置472、第三の溶断装置473それぞれに送受信手段601、602、603を取り付けたシステムにしても良い。 Instead of the first processing device 501, the second processing device 502, and the third processing device 503, the system may be configured in which the first welding device 371, the second welding device 372, and the third welding device 373 are respectively equipped with the transmitting/receiving means 601, 602, and 603. Also, the system may be configured in which the first fusing device 471, the second fusing device 472, and the third fusing device 473 are respectively equipped with the transmitting/receiving means 601, 602, and 603.
また、通信手段としてインターネットを利用して、IOTの加工システムとして利用しても良い。 It can also be used as an IoT processing system by using the Internet as a means of communication.
(第六の実施形態)
図25を用いて、本発明の学習装置150を取り付けた学習装置付き接合装置300と、学習装置150を取り付けた学習装置付き溶断装置400の例を系統図として示した。なお、一以上の部品の溶断方法の学習装置、これを用いた溶断装置、およびこれを用いた溶断システムについては、本発明の第七の実施形態として後述する。
(Sixth embodiment)
25 shows a system diagram of a joining device 300 equipped with a learning device 150 of the present invention, and a fusing device 400 equipped with a learning device 150. The learning device for a fusing method for one or more components, the fusing device using the same, and the fusing system using the same will be described later as a seventh embodiment of the present invention.
接合装置350には「高周波溶着装置」、「非接触熱板溶着装置」、「振動溶着装置」、「レーザ溶着装置」、「超音波溶着装置」、「超音波金属接合装置」、「超音波接合装置」等がある。これらの接合装置は、部品に振動エネルギーや熱エネルギーというエネルギーを付与して、部品を発熱、溶融、あるいは固相結合させて接合の加工をして製品を作っている。そのため、部品に付与するエネルギーの大きさと、エネルギーの供給時間を変えることで、加工仕様を満たす接合条件を見つけることができる点で共通している。 Examples of joining devices 350 include "high frequency welding devices," "non-contact hot plate welding devices," "vibration welding devices," "laser welding devices," "ultrasonic welding devices," "ultrasonic metal joining devices," and "ultrasonic joining devices." These joining devices apply vibrational or thermal energy to the parts to heat, melt, or solid-state bond the parts and join them to create products. Therefore, they have in common the fact that they can find joining conditions that meet processing specifications by changing the amount of energy applied to the parts and the time for which the energy is supplied.
そのため、これらの接合装置に学習装置を取り付けたものは、それぞれ「学習装置付き高周波溶着装置301」、「学習装置付き非接触熱板溶着装置302」、「学習装置付き振動溶着装置303」、「学習装置付きレーザ溶着装置304」、「学習装置付き超音波溶着装置305」、「学習装置付き超音波金属接合装置306」、「学習装置付き超音波接合装置307」として本発明の学習装置を用いた接合方法を行うことができる。 Therefore, by attaching a learning device to these joining devices, they can be used to perform the joining method using the learning device of the present invention, respectively as "high frequency welding device with learning device 301", "non-contact hot plate welding device with learning device 302", "vibration welding device with learning device 303", "laser welding device with learning device 304", "ultrasonic welding device with learning device 305", "ultrasonic metal joining device with learning device 306", and "ultrasonic joining device with learning device 307".
そして、溶断装置450に学習装置150を取り付けたものは、それぞれ「学習装置付きレーザ溶断装置401」、「学習装置付き超音波溶断装置402」として本発明の学習装置を用いた溶断方法を行うことができる。 Then, by attaching the learning device 150 to the fusing device 450, the fusing method can be performed using the learning device of the present invention as a "laser fusing device with learning device 401" and a "ultrasonic fusing device with learning device 402", respectively.
また、図25には図示していないが、「スピンウェルダー」や「インパルスウェルダー」に適用することができる。これらについては、図30と図31を用いて後述する。 Although not shown in Figure 25, this can also be applied to a "spin welder" or "impulse welder." These will be described later using Figures 30 and 31.
図26に、本発明の学習装置付き非接触熱板溶着装置302の外観図を示した。非接触熱板溶着装置352では、熱板352a、352bの所定温度に加熱した熱エネルギーの大きさと、熱エネルギーを与える時間で溶着条件を定めている。 Figure 26 shows an external view of the non-contact hot plate welding device 302 with a learning device of the present invention. In the non-contact hot plate welding device 352, the welding conditions are determined by the amount of thermal energy used to heat the hot plates 352a and 352b to a specified temperature and the time for which the thermal energy is applied.
例えば、熱板352a、352bを保持する表面温度を装置の「状態」として、被溶着物4W1に近づけて加熱している加熱時間を「行動」として、溶着力あるいは美観レベルを「報酬」として学習することで溶着を行うことができる。 For example, welding can be performed by learning the surface temperature at which the hot plates 352a and 352b are maintained as the "state" of the device, the heating time during which they are brought close to the workpiece 4W1 and heated as the "action," and the welding power or aesthetic level as the "reward."
なお、学習手順と溶着手順は、第一実施形態と同じである。そのため、既に第一実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の接合方法を適用して、学習装置150を取り付けて「学習装置付き非接触熱板溶着装置302」として本発明の学習装置を用いた溶着を行うことができる。 The learning procedure and welding procedure are the same as those in the first embodiment. Therefore, by applying the joining method of the present invention already described in the first to fifth embodiments, the learning device 150 can be attached to the "non-contact hot plate welding device 302 with learning device" to perform welding using the learning device of the present invention.
図27に、本発明の学習装置付き振動溶着装置303の外観図を示した。振動溶着装置353では、100ヘルツ程度の低周波振動を上金型353aで一方の部品4W2aに与え、下金型353bに固定した他方の部品4W2bの表面を擦って摩擦熱を生じさせ、摩擦熱で部品4W2a、4W2bの当接面を溶着する接合装置である。生じさせる摩擦力と、摩擦力を付与する時間により溶着条件を定めている。 Figure 27 shows an external view of the vibration welding device 303 with learning device of the present invention. The vibration welding device 353 is a joining device that applies low-frequency vibration of about 100 Hz to one part 4W2a with an upper die 353a, rubs the surface of the other part 4W2b fixed to a lower die 353b, generates frictional heat, and welds the contact surfaces of the parts 4W2a and 4W2b with the frictional heat. The welding conditions are determined by the frictional force to be generated and the time for which the frictional force is applied.
例えば、被溶着物の部品4W2a、4W2bに与える摩擦力の大きさを「状態」として、被溶着物の部品4W2a、4W2bを摩擦して加熱する加熱時間、すなわち摩擦力を付与する時間を「行動」として、溶着力あるいは美観レベルを「報酬」として学習することで溶着を行うことができる。 For example, welding can be performed by learning the magnitude of the frictional force applied to the workpiece parts 4W2a and 4W2b as the "state," the heating time for rubbing and heating the workpiece parts 4W2a and 4W2b, i.e., the time for applying the frictional force, as the "action," and the welding force or aesthetic level as the "reward."
なお、学習手順と接合・溶着手順は、第一実施形態と同じである。そのため、既に第一実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の接合方法を適用して、学習装置150を取り付けて「学習装置付き振動溶着装置303」として本発明の学習装置を用いた溶着を行うことができる。 The learning procedure and the joining/welding procedure are the same as in the first embodiment. Therefore, by applying the joining method of the present invention already described in the first to fifth embodiments, the learning device 150 can be attached to the "vibration welding device 303 with learning device" to perform welding using the learning device of the present invention.
図28に、本発明の学習装置付きレーザ溶着装置304の外観図を示した。レーザ溶着装置354では、レーザ光線354aのエネルギーの大きさと、エネルギーを与える時間で溶着条件を定めている。 Figure 28 shows an external view of the laser welding device 304 with learning device of the present invention. In the laser welding device 354, the welding conditions are determined by the amount of energy of the laser beam 354a and the time for which the energy is applied.
例えば、レーザ光出力の大きさを「状態」として、一対の被溶着物4W3にレーザ光を照射するレーザ光照射時間を「行動」として、溶着力あるいは美観レベルを「報酬」として学習することで溶着を行うことができる。 For example, welding can be performed by learning the magnitude of the laser light output as the "state," the laser light irradiation time for irradiating the pair of workpieces 4W3 with the laser light as the "action," and the welding force or aesthetic level as the "reward."
なお、学習手順と接合・溶着手順は、第一実施形態と同じである。そのため、既に第一実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の接合方法を適用して、学習装置150を取り付けて「学習装置付きレーザ溶着装置304」として本発明の学習装置を用いた溶着を行うことができる。 The learning procedure and joining/welding procedure are the same as in the first embodiment. Therefore, by applying the joining method of the present invention already described in the first to fifth embodiments, the learning device 150 can be attached to the "laser welding device with learning device 304" to perform welding using the learning device of the present invention.
図29に、学習装置付き超音波溶着装置305の外観図を示した。超音波溶着装置355では、上下方向に超音波振動している工具ホーン355aを一対の被溶着物4W4に押し付けて溶着する。 Figure 29 shows an external view of an ultrasonic welding device 305 with a learning device. In the ultrasonic welding device 355, a tool horn 355a that is ultrasonically vibrating in the vertical direction is pressed against a pair of workpieces 4W4 to weld them.
超音波振動のエネルギーの大きさと、エネルギーを与える時間で溶着条件を定めている。 The welding conditions are determined by the magnitude of the ultrasonic vibration energy and the time the energy is applied.
例えば、超音波振動の振動数と振幅を「状態」として、超音波振動を加える時間を「行動」として、溶着力あるいは美観レベルを「報酬」として学習することで溶着を行うことができる。 For example, welding can be performed by learning the frequency and amplitude of ultrasonic vibrations as the "state," the time it takes to apply ultrasonic vibrations as the "action," and the welding force or aesthetic level as the "reward."
なお、学習手順と接合・溶着手順は、第一実施形態と同じである。そのため、既に第一実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の接合方法を適用して、学習装置150を取り付けて「学習装置付き超音波溶着装置305」として本発明の学習装置を用いた溶着を行うことができる。 The learning procedure and the joining/welding procedure are the same as in the first embodiment. Therefore, by applying the joining method of the present invention already described in the first to fifth embodiments, the learning device 150 can be attached to the "ultrasonic welding device 305 with learning device" to perform welding using the learning device of the present invention.
また、装置の外観を図示していないが、超音波金属接合装置306は、金属同士の当接面と平行に超音波振動を与えて、金属同士の当接面を固相結合させる接合装置である。超音波振動のエネルギーの大きさと、エネルギーを与える時間で溶着条件を定めている。 Although the external appearance of the device is not shown, the ultrasonic metal welding device 306 is a welding device that applies ultrasonic vibrations parallel to the contact surfaces of the metals to solid-phase bond the contact surfaces of the metals. The welding conditions are determined by the magnitude of the energy of the ultrasonic vibrations and the time for which the energy is applied.
なお、学習手順と接合・溶着手順は、第一実施形態と同じである。そのため、既に第一実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の接合方法を適用して、学習装置150を取り付けて「学習装置付き超音波金属接合装置306」として本発明の学習装置を用いた接合を行うことができる。 The learning procedure and the joining/welding procedure are the same as in the first embodiment. Therefore, by applying the joining method of the present invention already described in the first to fifth embodiments, the learning device 150 can be attached to form an "ultrasonic metal joining device 306 with learning device" to perform joining using the learning device of the present invention.
同じく、装置の外観を図示していないが、超音波接合装置307は、ガラスの表面に金属シートを載せ、お互い同士の当接面と平行に超音波振動を与えて、ガラスの表面に金属シートを固相結合させる接合装置である。超音波振動のエネルギーの大きさと、エネルギーを与える時間で溶着条件を定めている。
Similarly, although the external appearance of the device is not shown, the ultrasonic bonding device 307 is a bonding device that places a metal sheet on the surface of glass and applies ultrasonic vibrations parallel to the contact surfaces of the two pieces of glass to solid-phase bond the metal sheet to the surface of the glass. The welding conditions are determined by the magnitude of the energy of the ultrasonic vibrations and the time for which the energy is applied.
なお、学習手順と接合・溶着手順は、第一実施形態と同じである。そのため、既に第一実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の接合方法を適用して、学習装置150を取り付けて「学習装置付き超音波接合装置307」として本発明の学習装置を用いた接合を行うことができる。 The learning procedure and the joining/welding procedure are the same as in the first embodiment. Therefore, by applying the joining method of the present invention already described in the first to fifth embodiments, the learning device 150 can be attached to the "ultrasonic joining device 307 with learning device" to perform joining using the learning device of the present invention.
図30(a)から(c)は、スピンウェルダーの溶着工程を示した断面図である。図30(a)のように、スピンウェルダーは、2つの円筒状のプラスチック部品4W6a、4W6bの端面を向き合わせて当接した状態で、図30(b)のように、下の部品4W6bを固定したまま、上の部品4W6aを高速回転させて、図30(c)のように、摩擦熱で当接面同士を溶着する溶着装置である。上の部品4W6aを高速回転させて運動エネルギーを付与して、下の部品4W6bとの接触面で摩擦熱を発生させて、部品同士を溶融・接合する。そのため、上の部品4W6aに付与する回転運動エネルギーの大きさと、回転運動エネルギーを与える時間で溶着条件を定めている。本発明は、この溶着条件を学習装置で学習して溶着している。 Figures 30(a) to (c) are cross-sectional views showing the welding process of a spin welder. As shown in Figure 30(a), the spin welder is a welding device that holds two cylindrical plastic parts 4W6a and 4W6b in contact with each other with their end faces facing each other, rotates the upper part 4W6a at high speed while keeping the lower part 4W6b fixed as shown in Figure 30(b), and welds the contacting surfaces together with frictional heat as shown in Figure 30(c). The upper part 4W6a is rotated at high speed to impart kinetic energy, which generates frictional heat at the contact surface with the lower part 4W6b, melting and joining the parts together. For this reason, the welding conditions are determined by the magnitude of the rotational kinetic energy imparted to the upper part 4W6a and the time for which the rotational kinetic energy is imparted. In the present invention, the welding conditions are learned by a learning device and then welded.
なお、学習手順と接合・溶着手順は、第一実施形態と同じである。そのため、既に第一実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の接合方法を適用して、学習装置付きスピンウェルダーとして二部品を接合することができる。 The learning procedure and the joining/welding procedure are the same as in the first embodiment. Therefore, the joining method of the present invention already described in the first to fifth embodiments can be applied to join two parts as a spin welder with a learning device.
図31は、インパルスウェルダーで大電流を流したときの被溶着物の温度の推移を示した図である。インパルスウェルダーは、2以上の部品に瞬間的に大電流を流して発熱させて冷却し、部品同士を溶融・接合する溶着装置である。図31に示したように、大電流を流して加熱し冷却する熱量と、加熱・冷却時間で溶着条件を定めている。本発明は、この溶着条件を学習装置で学習して溶着している。 Figure 31 shows the change in temperature of the workpieces when a large current is passed through them with an impulse welder. An impulse welder is a welding device that instantaneously passes a large current through two or more parts to generate heat and cool them, melting and joining the parts together. As shown in Figure 31, the welding conditions are determined by the amount of heat generated by passing a large current to heat and cool the parts, and the heating and cooling times. In the present invention, these welding conditions are learned by a learning device and then welded.
なお、学習手順と接合・溶着手順は、第一実施形態と同じである。そのため、既に第一実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の接合方法を適用して、学習装置付きインパルスウェルダーとして二部品を接合することができる。 The learning procedure and joining/welding procedure are the same as in the first embodiment. Therefore, the joining method of the present invention already described in the first to fifth embodiments can be applied to join two parts as an impulse welder with a learning device.
(第七の実施形態)
本発明の第七の実施形態として、一以上の部品の溶断方法の学習装置、学習装置付き溶断装置、および学習装置付き溶断システムを説明する。
Seventh embodiment
As a seventh embodiment of the present invention, a learning device for a method of fusing one or more components, a fusing device with a learning device, and a fusing system with a learning device will be described.
溶断装置450には「レーザ溶断装置」、「超音波溶断装置」等がある。これらの溶断装置は、被溶断物にレーザ光線を照射したり、超音波振動しているカッターを押し当てたりして、一以上の部品を溶断している。これらの溶断装置は、レーザ光線のエネルギーや超音波振動のエネルギーの大きさと、エネルギーを与える時間で溶断条件を定めている。図25のツリーでは。右下に「学習装置付きレーザ溶断装置401」、「学習装置付き超音波溶断装置402」を示した。 The cutting device 450 includes "laser cutting device" and "ultrasonic cutting device". These cutting devices cut one or more parts by irradiating the workpiece with a laser beam or pressing an ultrasonically vibrating cutter against it. The cutting conditions for these cutting devices are determined by the amount of energy of the laser beam or ultrasonic vibration, and the time for which the energy is applied. In the tree in Figure 25, "laser cutting device with learning device 401" and "ultrasonic cutting device with learning device 402" are shown in the bottom right.
「学習装置付きレーザ溶断装置401」は図示していないが、図28のレーザ溶着装置と類似の姿をしている。「学習装置付きレーザ溶断装置401」のレーザ溶断手段からレーザ光線を被溶断物に照射して、溶断している。溶断条件の学習手順と溶断手順は、第一実施形態とほぼ同じである。そのため、既に第一実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の方法を適用して、学習装置150を取り付けたものは、それぞれ「学習装置付きレーザ溶断装置401」、「学習装置付き超音波溶断装置402」として本発明の学習装置を用いた溶断を行うことができる。 The "laser cutting device with learning device 401" is not shown, but has a similar appearance to the laser welding device in FIG. 28. A laser beam is irradiated from the laser cutting means of the "laser cutting device with learning device 401" to the object to be cut, and cutting is performed. The procedure for learning the cutting conditions and the procedure for cutting are almost the same as in the first embodiment. Therefore, by applying the method of the present invention already described in the first to fifth embodiments and attaching the learning device 150, cutting can be performed using the learning device of the present invention as the "laser cutting device with learning device 401" and the "ultrasonic cutting device with learning device 402", respectively.
学習装置付き超音波溶断装置402について、図32から図41を用いて詳述する。図32は、本発明の一以上の部品を溶断する学習装置付き超音波溶断装置402の外観斜視図を示した。図32に示した超音波溶断手段452は、上下に超音波振動する超音波振動子411の下端に超音波カッター412が取り付けてあり、支柱410に取り付けたエアーシリンダー414により超音波振動している超音波カッター412を、テーブル413上に載置された被溶断物4W5を押圧して、溶断する。 The ultrasonic fusing device 402 with learning device will be described in detail with reference to Figs. 32 to 41. Fig. 32 shows an external perspective view of the ultrasonic fusing device 402 with learning device for fusing one or more parts of the present invention. The ultrasonic fusing means 452 shown in Fig. 32 has an ultrasonic cutter 412 attached to the lower end of an ultrasonic transducer 411 that ultrasonically vibrates up and down, and the ultrasonic cutter 412, which is ultrasonically vibrated by an air cylinder 414 attached to a support 410, is pressed against the workpiece 4W5 placed on a table 413 to fuse it.
被溶断物4W5としては、図33に示したように、比較的柔らかい食品、例えばスポンジケーキ、苺入りケーキ、つきたて餅、そして比較的硬い、のし餅、三色菱餅、ゴムシート、古タイヤなどを被溶断物としている。図33には、被溶断物の種類と、溶断後の美観の要否と押圧力の大きさを示した。被溶断物として溶断後の美観の必要な物もあれば、美観が必要でない物もある。また、溶断するのに小さな押圧力で済む物もあれば、大きな押圧力が必要な物もあることを示した。 As shown in Figure 33, the objects to be cut 4W5 include relatively soft foods such as sponge cake, cake with strawberries, and freshly pounded rice cakes, as well as relatively hard foods such as noshi-mochi (rolled rice cakes), three-colored diamond-shaped rice cakes, rubber sheets, and old tires. Figure 33 shows the type of object to be cut, whether or not it needs to look good after cutting, and the amount of pressure applied. Some objects need to look good after cutting, while others do not. It also shows that some objects only need a small amount of pressure to cut, while others require a large amount of pressure.
図33の中で、食品は、溶断しても形崩れしないことが求められる。他方、ゴムシートや古タイヤなどは切断できればよく、表面状態が変化したり、形崩れたりしても問題になることは少ない。 In Figure 33, food is required to maintain its shape even when cut with a heat source. On the other hand, rubber sheets and old tires only need to be cut, and there are few problems if the surface condition changes or the shape changes.
学習装置付き超音波溶断装置402は、被溶断物の溶断仕様に応じて、超音波エネルギーの大きさと溶断時間により、溶断条件を決めている。このことは、「溶断」と第一の実施形態の「溶着」との違いがあるが、超音波エネルギーの大きさとエネルギーの供給時間を制御する点で共通している。そのため、第一の実施形態から第五の実施形態で説明した本発明の内容を、学習装置付き溶断装置として用いることができる。 The ultrasonic fusing device with learning device 402 determines the fusing conditions based on the magnitude of ultrasonic energy and the fusing time according to the fusing specifications of the object to be fusing. This is different from "fusing" and the "welding" of the first embodiment, but they have in common the point that the magnitude of ultrasonic energy and the energy supply time are controlled. Therefore, the contents of the present invention described in the first to fifth embodiments can be used as a fusing device with learning device.
以下の説明では、既に説明した第一の実施形態から第五の実施形態の説明と重複する部分については説明を省略するが、要点部分を中心に説明する。 In the following explanation, we will omit the parts that overlap with the explanations of the first to fifth embodiments already explained, but will focus on the main points.
図34は、本発明の第七の実施形態にかかる学習装置付き超音波溶断装置402の概略構成図である。内容的には、図2の概略構成図と似ている。高周波溶着手段1の代わりに超音波溶断手段452が、学習装置150に通信線170でつながっていて、一体的に制御される。 Figure 34 is a schematic diagram of an ultrasonic fusing device 402 with a learning device according to a seventh embodiment of the present invention. In terms of content, it is similar to the schematic diagram in Figure 2. Instead of the high-frequency welding means 1, an ultrasonic fusing means 452 is connected to the learning device 150 via a communication line 170 and is controlled integrally.
学習装置150の各手段については、第一の実施形態で説明した学習装置100の各手段と名称が違うが、作用は同じか類似している。すなわち、学習装置150には、溶断結果測定手段180として、厚さ測定手段151、外観検査手段152、溶断深さ測定手段153等を設けている。そして、溶断結果測定手段180で測定された値を報酬として評価する溶断結果評価手段154、溶断結果を評価した情報を記憶する溶断学習用記憶手段155、溶断学習用記憶手段155に記憶した情報から溶断条件を学習する溶断条件学習手段156、AI技術の学習計画を入出力するI/O手段157、溶断学習用記憶手段155から溶断仕様を満たす溶断条件を読み出す溶断条件読み出し手段158と、仕様監視手段159Aと状態監視手段159Bを設けている。 The learning device 150 has different names from the learning device 100 described in the first embodiment, but the functions are the same or similar. That is, the learning device 150 is provided with a thickness measurement means 151, an appearance inspection means 152, a cutting depth measurement means 153, etc. as a cutting result measurement means 180. It also has a cutting result evaluation means 154 that evaluates the value measured by the cutting result measurement means 180 as a reward, a cutting learning storage means 155 that stores information on the evaluation of the cutting result, a cutting condition learning means 156 that learns the cutting conditions from the information stored in the cutting learning storage means 155, an I/O means 157 that inputs and outputs the learning plan of AI technology, a cutting condition reading means 158 that reads out the cutting conditions that satisfy the cutting specifications from the cutting learning storage means 155, a specification monitoring means 159A, and a state monitoring means 159B.
仕様監視手段159Aは、加工仕様が直前の溶断作業より更新されたり、溶断途中で変更されたりした場合でも、最新かつ現在の溶断仕様を監視することにより、最新かつ現在の溶断仕様を満たす溶断条件を溶断学習用記憶手段155の学習済みモデルから読み出すようにしている。 The specification monitoring means 159A monitors the latest and current cutting specifications, even if the processing specifications have been updated since the previous cutting operation or have been changed during cutting, and reads out the cutting conditions that satisfy the latest and current cutting specifications from the learned model in the cutting learning storage means 155.
状態監視手段159Bは、超音波溶断手段452の状態出力手段463から超音波溶断手段452が流し始めた電流の状態の情報を得て、溶断条件読み出し手段158に伝える。溶断条件読み出し手段158は、流し始めた電流の状態で溶断仕様を満たす溶断条件を溶断学習用記憶手段155の学習済みモデルから読み出すようにしている。また、状態監視手段159Bは、超音波溶断作中の電流の状態が正常か異常かを監視している。 The status monitoring means 159B obtains information on the state of the current that the ultrasonic cutting means 452 has started to flow from the status output means 463 of the ultrasonic cutting means 452, and transmits this information to the fusing condition reading means 158. The fusing condition reading means 158 reads out the fusing conditions that satisfy the fusing specifications in the state of the current that has started to flow from the learned model in the fusing learning storage means 155. The status monitoring means 159B also monitors whether the state of the current during ultrasonic fusing is normal or abnormal.
図35に、本発明の第七の実施形態にかかる学習装置付き溶断装置で超音波エネルギーを与えるときの電流値の推移と溶断深さの値を示した。X軸は溶断作業の時間軸であり、左Y軸は、超音波駆動手段に流れる電流値である。右Y軸は、溶断深さの値である。超音波カッターの切れ刃の先端を被溶断物に押し付けて電流を流し始めると、比較的短い立ち上がり時間を経て溶断が始まる。 Figure 35 shows the transition of the current value and the value of the fusion depth when ultrasonic energy is applied by the fusing device with learning device according to the seventh embodiment of the present invention. The X-axis is the time axis of the fusing operation, and the left Y-axis is the value of the current flowing through the ultrasonic driving means. The right Y-axis is the value of the fusion depth. When the tip of the cutting edge of the ultrasonic cutter is pressed against the object to be cut and the current starts to flow, fusing begins after a relatively short rise time.
図36に、本発明の第七の実施形態にかかる溶断装置で、一つの状態(G)で幾つかの行動(TG)としての溶断時間と、その溶断時間で溶断したときの報酬、Q値(Q(G,TG))としての溶断深さを個別に表した。 Figure 36 shows the cutting time for several actions (TG) in one state (G) in a cutting device according to the seventh embodiment of the present invention, the reward when cutting is performed within that cutting time, and the cutting depth as a Q value (Q(G,TG)).
ここで学習装置150は、「状態G」について、図36(a)から(d)に示したように、溶断時間(TG1、TG2、TG3、TG4)ごとに溶断して、溶断後の溶断深さの値(LG1、LG2、LG3、LG4)を、溶断結果測定手段180の溶断深さ測定手段153を用いて個々に測定して、溶断結果評価手段154で溶断結果を報酬として評価し、溶断学習用記憶手段155に記憶する。そして、溶断条件学習手段156により、報酬として評価した溶断結果から溶断条件を学習して、溶断仕様が入力されたときに、溶断仕様を満たす溶断条件として溶断時間を読み出せるようにしている。 Here, the learning device 150 performs melting for each melting time (TG1, TG2, TG3, TG4) for "state G" as shown in Figures 36 (a) to (d), measures the melting depth values after melting (LG1, LG2, LG3, LG4) individually using the melting depth measuring means 153 of the melting result measuring means 180, evaluates the melting results as rewards using the melting result evaluation means 154, and stores them in the melting learning storage means 155. Then, the melting condition learning means 156 learns the melting conditions from the melting results evaluated as rewards, so that when the melting specifications are input, the melting time can be read out as the melting conditions that satisfy the melting specifications.
例えば、超音波溶断手段452の溶断仕様を入力する溶断仕様入出力手段462に、溶断仕様として溶断深さLG1が入力されれば、学習装置150は溶断深さLG1から逆算して、行動としての溶断時間TG1を読み出す。溶断仕様として溶断深さLG2が入力されれば、溶断深さLG2から逆算して、行動としての溶断時間TG2を読み出す。溶断仕様として溶断深さLG3が入力されれば、溶断深さLG3から逆算して、行動としての溶断時間TG3を読み出す。溶断仕様として溶断深さLG4が入力されたときも同様である。 For example, if cutting depth LG1 is input as the cutting specifications to the cutting specifications input/output means 462, which inputs the cutting specifications of the ultrasonic cutting means 452, the learning device 150 calculates backwards from the cutting depth LG1 and reads out the cutting time TG1 as the action. If cutting depth LG2 is input as the cutting specifications, it calculates backwards from the cutting depth LG2 and reads out the cutting time TG2 as the action. If cutting depth LG3 is input as the cutting specifications, it calculates backwards from the cutting depth LG3 and reads out the cutting time TG3 as the action. The same applies when cutting depth LG4 is input as the cutting specifications.
なお、溶断仕様として上記4つの溶断深さLG1、LG2、LG3、LG4ではなく、それらの間の数値が入力されたときには、溶断時間と溶断深さの関係をAI技術で良く用いられている回帰分析をして数式化しておくことで、入力された溶断深さに対応する溶断時間を算出して、読み出す。また、学習するデータ数を増やしておくことで、細かい溶断仕様であっても仕様を満たす溶断時間を読み出す。このことは、第一の実施形態の溶着装置のときと同じである。 When a numerical value between the above four cutting depths LG1, LG2, LG3, and LG4 is input as the cutting specification, the cutting time corresponding to the input cutting depth is calculated and read out by formulating the relationship between the cutting time and the cutting depth using regression analysis, which is often used in AI technology. Also, by increasing the amount of data to be learned, a cutting time that satisfies the specifications can be read out even for detailed cutting specifications. This is the same as with the welding device of the first embodiment.
図37に、本発明の第七の実施形態にかかる学習装置付き超音波溶断装置402で、4つのサンプルについて、溶断時間(TG1、TG2、TG3、TG4)をランダムに設定したときの溶断深さを測定する手順をイメージとして示した。 Figure 37 shows an image of the procedure for measuring the cutting depth of four samples when the cutting times (TG1, TG2, TG3, TG4) are set randomly using an ultrasonic cutting device 402 with a learning device according to the seventh embodiment of the present invention.
図37では、被溶断物4W5としてゴムシートを用いて、ゴムシートの上表面に、図示しない端面が直線刃になった超音波カッター412を押し付け、ランダムな溶断時間で溶断した姿を示している。図37では、溶断深さLが浅くて溶断できていないケースから、溶断深さLが深くなったケース、完全に溶断できたケースを示した。 In Figure 37, a rubber sheet is used as the object to be cut 4W5, and an ultrasonic cutter 412 with a straight edge (not shown) is pressed against the upper surface of the rubber sheet, and the rubber sheet is cut at random cutting times. Figure 37 shows cases where the cutting depth L is shallow and the sheet is not cut, cases where the cutting depth L is deep, and cases where the sheet is completely cut.
図37(a)では、溶断時間を右からTG1、TG2、TG3、TG4として、図37(b)では、溶断時間を同じく右からTG4、TG3、TG2、TG1として、図37(c)では、溶断時間を同じく右からTG2、TG4、TG1、TG3として、図37(d)では、溶断時間を同じく右からTG3、TG1、TG4、TG2として溶断している。溶断深さLの測定は、超音波カッター411の下降量を溶断深さ測定手段153で測定した値を利用している。溶断仕様を満たす溶断時間は、溶断仕様を満たす溶断条件として、溶断学習用記憶手段155に記憶される。 In FIG. 37(a), the cutting times are TG1, TG2, TG3, and TG4 from the right; in FIG. 37(b), the cutting times are TG4, TG3, TG2, and TG1 from the right; in FIG. 37(c), the cutting times are TG2, TG4, TG1, and TG3 from the right; and in FIG. 37(d), the cutting times are TG3, TG1, TG4, and TG2 from the right. The cutting depth L is measured using the value of the descent amount of the ultrasonic cutter 411 measured by the cutting depth measuring means 153. The cutting time that satisfies the cutting specifications is stored in the cutting learning storage means 155 as the cutting condition that satisfies the cutting specifications.
図38に、本発明の第七の実施形態にかかる学習手順をフロー図で示した。図38のフロー図では、強化学習の学習手順を学習計画として、I/O手段157で入力し、溶断学習用記憶手段155に記憶してから、学習を開始する(ステップST51)。溶断仕様を基に、溶断仕様を満たすように目標電流値を設定する。なお、全く学習していない学習装置は無知なため、溶断仕様を満たすと見込まれる目標電流値を初期値として溶着仕様に含めて入力しておくと良い(ステップST52)。超音波駆動手段に電流を流す(ステップST53)。ここで、溶断時に状態を確認するか?を問う(ステップST54)。これは、超音波溶断手段452が、単一のエネルギー供給状態しか持たないときは、エネルギーの状態は一つであるため、溶断時に状態を確認する必要が無い。そのときは、次のステップST55をスキップする(ステップST54のNO)。超音波溶断手段452が汎用性のある加工装置で、複数のエネルギー供給状態の中から一つの状態を選択できるときは、ステップST55を行う。ステップST55では、基準電流値に到達するまでの立ち上がり時間を測定し溶断学習用記憶手段155に記憶する。そして、溶断時間ごとに電流を流して溶断する(ステップST56)。行動に対する報酬としての溶断深さLを測定し、溶断時間との対応データを作り、溶断学習用記憶手段155に記憶する(ステップST57)。溶断条件学習手段156は、溶断学習用記憶手段155に記憶した情報から溶断条件を学習し、学習結果を溶断条件として読み出せる形にして、溶断学習用記憶手段155に学習済みモデルとして記憶させる(ステップST58)。 Figure 38 shows a flow diagram of the learning procedure according to the seventh embodiment of the present invention. In the flow diagram of Figure 38, the learning procedure of reinforcement learning is input as a learning plan by the I/O means 157, stored in the fusing learning storage means 155, and then learning is started (step ST51). Based on the fusing specifications, a target current value is set so as to satisfy the fusing specifications. Since a learning device that has not learned at all is ignorant, it is advisable to input a target current value that is expected to satisfy the fusing specifications as an initial value and include it in the welding specifications (step ST52). A current is passed through the ultrasonic driving means (step ST53). Here, a question is asked whether the state is to be confirmed at the time of fusing (step ST54). This is because when the ultrasonic fusing means 452 has only a single energy supply state, there is only one energy state, so there is no need to confirm the state at the time of fusing. In that case, the next step ST55 is skipped (NO in step ST54). When the ultrasonic fusing means 452 is a versatile processing device and one state can be selected from a plurality of energy supply states, step ST55 is performed. In step ST55, the rise time until the reference current value is reached is measured and stored in the melting learning storage means 155. Then, a current is passed for each melting time to melt the object (step ST56). The melting depth L is measured as a reward for the behavior, and data corresponding to the melting time is created and stored in the melting learning storage means 155 (step ST57). The melting condition learning means 156 learns the melting conditions from the information stored in the melting learning storage means 155, and stores the learning results in a form that can be read out as melting conditions in the melting learning storage means 155 as a learned model (step ST58).
そして、一つの状態(つまり一つの電流の曲線)について所定数の溶断時間と対応するデータが取れたか?を問う(ステップST59)。所定数のデータが取れていなければ、ステップST53に戻る(ステップST59のNO)。所定数のデータが取れていたら(ステップST59のYES)、目標電流値を更新して他の状態について学習するか?を問う(ステップST60)。目標電流値を更新するときはステップST52に戻る(ステップST60のYES)。他の状態について学習しないときは(ステップST60のNO)、計画通り学習をしたか?を問う(ステップST61)。学習計画通りの学習をしていなければ、ステップST52に戻り(ステップST61のNO)、計画通りの学習が終わっていれば(ステップST61のYES)、ステップST62に進んで、学習を終了する。なお、ステップST58とステップST59を入れ替えて、所定数のデータを取ってから、学習して学習結果を溶断学習用記憶手段155に記憶するようにしても良い。 Then, a question is asked whether a predetermined number of pieces of data corresponding to the melting time have been obtained for one state (i.e., one current curve) (step ST59). If the predetermined number of pieces of data have not been obtained, the process returns to step ST53 (NO in step ST59). If the predetermined number of pieces of data have been obtained (YES in step ST59), a question is asked whether the target current value should be updated and other states should be learned (step ST60). If the target current value is to be updated, the process returns to step ST52 (YES in step ST60). If other states are not to be learned (NO in step ST60), a question is asked whether learning has been performed as planned (step ST61). If learning has not been performed as planned, the process returns to step ST52 (NO in step ST61), and if learning has been completed as planned (YES in step ST61), the process proceeds to step ST62 and learning is terminated. Note that steps ST58 and ST59 may be interchanged, and a predetermined number of pieces of data may be obtained before learning and the learning results may be stored in the melting learning storage means 155.
なお、更新学習するときは、ステップST84から、ステップST51に入り、ステップST51以下の手順を行う。図38のフロー図の手順を行うことにより、超音波カッター412を振動させている状態について、それぞれの行動である溶断時間ごとの溶断深さLのデータをとり、データを報酬として保存し、保存したデータを学習して、学習結果を溶断条件として読み出せる形にし、溶断学習用記憶手段155に記憶する。 When updating learning, the process goes from step ST84 to step ST51, and the following steps are performed after step ST51. By performing the steps in the flow diagram of FIG. 38, data on the cutting depth L for each cutting time, which is each action, is obtained for the state in which the ultrasonic cutter 412 is vibrating, the data is stored as a reward, the stored data is learned, and the learning results are made into a form that can be read out as cutting conditions, and are stored in the cutting learning storage means 155.
このことで、溶断仕様で溶断深さLが入力されれば、溶断学習用記憶手段155から溶断仕様を満たす溶断条件としての溶断時間が読み出せる。 As a result, if the cutting depth L is input in the cutting specifications, the cutting time can be read out from the cutting learning storage means 155 as the cutting condition that satisfies the cutting specifications.
溶断作業をするときは、溶断仕様を満たす溶断条件としての溶断時間を学習装置の学習済みモデルから読み出し、超音波溶断手段452の主記憶手段に記憶して溶断する。 When performing the fusing operation, the fusing time as the fusing condition that satisfies the fusing specifications is read from the learned model of the learning device, stored in the main memory means of the ultrasonic fusing means 452, and then fusing is performed.
図39に、本発明の第七の実施形態にかかる記憶手段に記憶した学習結果の内容を示した。図39では、溶断時間と溶断深さLを一つのペアとして記憶している。また、各ペアが理解しやすいように、台形、丸、四角の枠をつけて示した。 Figure 39 shows the contents of the learning results stored in the storage means according to the seventh embodiment of the present invention. In Figure 39, the melting time and melting depth L are stored as one pair. In addition, each pair is shown with a trapezoid, circle, or square frame to make it easier to understand.
図39(a)には、測定したデータを測定した順番に記憶している。例えば、データ1では、右から、溶断深さLG11とQ値(G、TG11)のペア、溶断深さLG21とQ値(G、TG21)のペア、溶断深さLG31とQ値(G、TG31)のペア、溶断深さLG41とQ値(G、TG41)のペア、を記憶していることを示している。データ2からデータ4は、各ペアがランダムに並んでいる。 In FIG. 39(a), the measured data is stored in the order in which it was measured. For example, data 1 shows that, from the right, a pair of melting depth LG11 and Q value (G, TG11), a pair of melting depth LG21 and Q value (G, TG21), a pair of melting depth LG31 and Q value (G, TG31), and a pair of melting depth LG41 and Q value (G, TG41) are stored. In data 2 to data 4, each pair is arranged randomly.
図39(b)では、溶断条件学習手段156により溶断学習用記憶手段155の記憶内容であるデータを溶断深さLごとに整理した形にしている。例えば、データ1では、図39(a)に比べて並び順が逆転して、左から、溶断深さLG11とQ値(G、TG11)のペア、溶断深さLG21とQ値(G、TG21)のペア、溶断深さLG31とQ値(G、TG31)のペア、溶断深さLG41と、Q値(G、TG41)のペアと並んでいる。データ2からデータ4については、各ペアがデータ1と同じ並び順に並んでいる。 In FIG. 39(b), the data stored in the cutting learning storage means 155 is organized by cutting depth L by the cutting condition learning means 156. For example, in data 1, the order is reversed compared to FIG. 39(a), and from the left, there is a pair of cutting depth LG11 and Q value (G, TG11), a pair of cutting depth LG21 and Q value (G, TG21), a pair of cutting depth LG31 and Q value (G, TG31), and a pair of cutting depth LG41 and Q value (G, TG41). For data 2 to data 4, each pair is arranged in the same order as data 1.
そして図39(c)では、溶断条件学習手段156が、図39(b)で整理したデータについて、溶断時間ごとの溶断深さLの平均値を求めて、溶断深さLから逆算して溶断時間が読み出せる表を作っている。そしてこれを学習済みモデルとしている。データ1からデータ4が整理されているので、溶断仕様として溶断深さLが入力されたときに、図39(c)から溶断仕様を満たす溶断条件としての溶断時間が読み出せる形になっている。 In FIG. 39(c), the cutting condition learning means 156 calculates the average cutting depth L for each cutting time for the data organized in FIG. 39(b), and creates a table from which the cutting time can be read out by calculating backwards from the cutting depth L. This is then used as the learned model. Since data 1 to data 4 have been organized, when cutting depth L is input as the cutting specifications, the cutting time can be read out from FIG. 39(c) as the cutting condition that satisfies the cutting specifications.
溶断作業では、図40のフロー図に示した溶断作業手順で溶断作業を行う。図40では、まず、溶断仕様を入力して溶断作業を開始する(ステップST70)。被溶断物をセットする(ステップST71)。状態を確認するか?を問う(ステップST72)。これは、図38のフロー図でも説明したが、超音波溶断手段452が単一のエネルギー供給状態しか持たないときは、エネルギーの状態は一つであるため、溶断時に状態を確認する必要が無い。そのときは、次のステップST73とステップST74をスキップするためである(ステップST72のNO)。超音波溶断手段452が、複数のエネルギー供給状態の中から一つの状態を選択できるときは、次のステップST73とステップST74を行う。ステップST73では、立ち上がり時間を測定する。そして、超音波溶断手段452が供給し始めているエネルギーの状態を確認する(ステップST74)。確認した状態で、最新かつ現在の溶断仕様を満たす溶断条件が有るか?を問う(ステップST75)。溶断条件が有れば、溶断学習用記憶手段155から読み出し(ステップST76)、主記憶手段461に記憶して。超音波溶断手段452で溶断する(ステップST77)。状態監視手段159Bは、溶断しているときの状態が異常になっていないか監視する(ステップST78)。状態が正常の時は(ステップST78のYES)、溶断作業終了となる溶断時間に達したことを確認し(ステップST79)、溶断作業を終了する(ステップST81)。なお、ステップST78で状態が異常になっていたときには、異常を提示して溶断を停止する(ステップST80)。そして、溶断作業を終了する(ステップST81)。 In the fusing operation, the fusing operation is performed according to the fusing operation procedure shown in the flow diagram of FIG. 40. In FIG. 40, the fusing specifications are entered to start the fusing operation (step ST70). The object to be fusing is set (step ST71). A question is asked, "Do you want to confirm the state?" (step ST72). As explained in the flow diagram of FIG. 38, when the ultrasonic fusing means 452 has only a single energy supply state, there is only one energy state, so there is no need to confirm the state at the time of fusing. In that case, the next steps ST73 and ST74 are skipped (NO in step ST72). When the ultrasonic fusing means 452 can select one state from a plurality of energy supply states, the next steps ST73 and ST74 are performed. In step ST73, the rise time is measured. Then, the state of the energy that the ultrasonic fusing means 452 has started to supply is confirmed (step ST74). In the confirmed state, a question is asked, "Are there any fusing conditions that satisfy the latest and current fusing specifications?" (step ST75). If the cutting conditions are found, they are read from the cutting learning storage means 155 (step ST76) and stored in the main storage means 461. Cutting is performed by the ultrasonic cutting means 452 (step ST77). The status monitoring means 159B monitors whether the status during cutting is abnormal (step ST78). If the status is normal (YES in step ST78), it is confirmed that the cutting time that ends the cutting operation has been reached (step ST79), and the cutting operation is terminated (step ST81). If the status is abnormal in step ST78, an abnormality is displayed and the cutting is stopped (step ST80). Then, the cutting operation is terminated (step ST81).
また、ステップST75で溶断学習用記憶手段155に溶断仕様を満たす溶断条件が見つからないときは、(ステップST75のNO)、「更新学習が必要」と提示する。(ステップST82)。そして、更新学習するか?を問い(ステップST83)。更新学習するときは、ステップST84から、図38のフロー図に飛び、図38のステップST50以下の手順で更新学習をする。 In addition, if no fusing conditions that satisfy the fusing specifications are found in the fusing learning storage means 155 in step ST75 (NO in step ST75), a message "Update learning is required" is displayed (step ST82). Then, a question is asked whether update learning should be performed (step ST83). If update learning is to be performed, the flow jumps from step ST84 to the flow chart in FIG. 38, and update learning is performed in the following procedure from step ST50 in FIG. 38.
ステップST76で溶断条件を読み出すときの溶断学習用記憶手段155の内容を図41に示した。図41(a)の場合、溶断仕様の溶断深さLとして「LG2」が入力され、溶断作業を開始する(ステップST70)。立ち上がり時間を測定すると(ステップST73)、立ち上がり時間が「TG」であるため、状態は「状態G」であると確認される(ステップST74)。「状態G」で溶断仕様を満たす溶断深さLは表中の「LG2」であるから、溶断深さ「LG2」とペアになっている溶断時間「TG2」が、溶断仕様の溶断深さ「FD3」を得るための行動、つまり溶断条件としての溶断時間は「TG2」が読み出される。 Figure 41 shows the contents of the cutting learning storage means 155 when the cutting conditions are read out in step ST76. In the case of Figure 41 (a), "LG2" is input as the cutting depth L of the cutting specifications, and the cutting operation is started (step ST70). When the rise time is measured (step ST73), the rise time is "TG", and the state is confirmed to be "state G" (step ST74). Since the cutting depth L that satisfies the cutting specifications in "state G" is "LG2" in the table, the cutting time "TG2" paired with the cutting depth "LG2" is the action to obtain the cutting depth "FD3" of the cutting specifications, in other words, the cutting time "TG2" is read out as the cutting condition.
同様に、図41(b)の場合、溶断仕様の溶断深さLとして「LH3」が入力され、溶断作業を開始する(ステップST70)。立ち上がり時間を測定すると(ステップST73)、立ち上がり時間が「TH」であるため、状態は「状態H」であると確認される(ステップST74)。「状態H」で溶断仕様を満たす溶断深さLは表中の「LH3」であるから、溶断深さ「LH3」とペアになっている溶断時間「TH3」が、溶断仕様の溶断深さ「FD3」を得るための行動、つまり溶断条件としての溶断時間は「TH3」が読み出される。更新学習については、第一の実施形態で説明した内容と同じなので、説明を省略する。 Similarly, in the case of FIG. 41(b), "LH3" is input as the cutting depth L of the cutting specifications, and the cutting operation is started (step ST70). When the rise time is measured (step ST73), the rise time is "TH", and therefore the state is confirmed to be "state H" (step ST74). Since the cutting depth L that satisfies the cutting specifications in "state H" is "LH3" in the table, the cutting time "TH3" paired with the cutting depth "LH3" is read as the action to obtain the cutting depth "FD3" of the cutting specifications, that is, the cutting time as the cutting condition is "TH3". The update learning is the same as that described in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.
以上説明したとおり、本発明では、接合条件、あるいは溶断条件等の加工条件を、AI技術を用いた学習手段で学習し、学習結果の中から加工仕様を満たす溶着仕様や溶断仕様等の加工仕様を実現する溶着条件を抽出し、抽出した溶着条件、溶断条件等の加工条件で被溶着物を溶着、溶断等の加工をしている。 As explained above, in the present invention, processing conditions such as joining conditions or cutting conditions are learned by a learning means using AI technology, and welding conditions that realize processing specifications such as welding specifications and cutting specifications that satisfy the processing specifications are extracted from the learning results, and the workpiece is welded, cut, etc. under the extracted welding conditions, cutting conditions, etc.
本発明の加工方法の学習装置、およびこれを用いた加工装置を用いることで本発明では、二以上の部品を接合したり、一以上の部品を溶断等の加工をしたりするときの接合条件や溶断条件等の加工条件を学習する方法と学習装置を用いて二以上の部品を接合や一以上の部品の溶断等の加工を行うことができる。 By using the processing method learning device of the present invention and the processing device using the same, the present invention makes it possible to use the method and learning device to learn processing conditions such as joining conditions and cutting conditions when joining two or more parts or processing one or more parts such as fusing, to join two or more parts or to fusing one or more parts.
また、本発明は、加工仕様が直前の加工作業より更新されたり、加工途中で変更されたりした場合でも、仕様監視手段で最新かつ現在の加工仕様を監視することにより、最新かつ現在の加工仕様を満たす接合条件または溶断条件等の加工条件を学習用記憶手段から読み出して接合作業や溶断作業等の加工作業を行うことができる。そのため、例えば、鋼線が入っている鋼線入り古タイヤのように途中から被溶断物の硬さが変化する場合や、イチゴいりケーキなどのように柔らかいスポンジケーキの中に硬い果物が入っている場合など、複雑な溶断仕様の溶断作業も学習後モデルを切り替えて対処することができる。 In addition, even if the processing specifications have been updated since the previous processing operation or have been changed during processing, the present invention can monitor the latest and current processing specifications with the specification monitoring means, and can read out processing conditions such as joining conditions or cutting conditions that satisfy the latest and current processing specifications from the learning storage means to perform processing operations such as joining and cutting. Therefore, it is possible to switch models after learning to handle cutting operations with complex cutting specifications, such as when the hardness of the object to be cut changes midway, such as in the case of old tires containing steel wire, or when hard fruit is contained in a soft sponge cake, such as strawberry cake.
そして、本発明は、接合する部品の材質、形状、寸法がほぼ同じで、公差内のバラツキがあるとき、接合条件や溶断条件を学習する方法と学習装置を用いて、安定的に二以上の部品を接合や一以上の部品の溶断を行うことができる。 The present invention uses a method and a learning device for learning joining and fusing conditions to stably join two or more parts or fusing one or more parts when the parts to be joined are approximately the same in material, shape, and dimensions but have variations within the tolerances.
さらに、本発明は、学習用記憶手段から加工仕様を満たす接合条件や溶断条件が見つかるか否か否かを判断し、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件が見つからないときは、更新学習の必要であることを提示する方法と装置を提供することができる。 Furthermore, the present invention can provide a method and device for determining whether joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications can be found from the learning storage means, and when joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications cannot be found, indicating the need for updated learning.
そして本発明は、学習用記憶手段から加工仕様を満たす接合条件や溶断条件が見つからないと判断したときは、加工仕様を満たす接合条件や溶断条件を更新学習し、更新学習した接合条件や溶断条件で、二以上の部品を接合や一以上の部品の溶断を行うことができる。 When the present invention determines that no joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications can be found from the learning storage means, it updates and learns joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications, and can join two or more parts or fusing one or more parts under the updated and learned joining and fusing conditions.
また、本発明は、一台の接合装置や一台の溶断装置が、被加工物に与えるエネルギーレベル付与状態が複数ある場合に、実際に供給を始めたエネルギーの状態を確認して、確認した状態において加工仕様を満たす行動である接合条件や溶断条件を学習装置から読み出して接合作業や溶断作業を行うことができる。 In addition, when a single joining device or a single fusing device has multiple energy level conditions for applying to the workpiece, the present invention can confirm the state of energy that actually begins to be supplied, read from the learning device the joining conditions or fusing conditions that satisfy the processing specifications in the confirmed state, and perform the joining or fusing operation.
更に本発明は、加工が始まってからの加工装置の状態を監視して、加工装置の状態が変化して、異常になっているときは、そのことを提示し、加工装置の加工を停止することができる。 Furthermore, the present invention monitors the state of the processing device after processing has begun, and if the state of the processing device changes and becomes abnormal, this is indicated and processing by the processing device can be stopped.
また、本発明で、実際に供給を始めたエネルギーの状態を確認して、確認した状態において加工仕様を満たす行動である加工条件を学習装置から読み出して加工することと、加工が始まってからの加工装置の状態が正常か異常かを学習装置が監視する構成は、学習装置付き加工方法、これを用いた加工装置、これを用いた加工システムに役立つものである。 In addition, the present invention is configured to check the state of energy when it actually starts to be supplied, read from the learning device the processing conditions that are actions that satisfy the processing specifications in the checked state, and perform processing, and the learning device monitors whether the state of the processing device after processing has started is normal or abnormal. This is useful for a processing method with a learning device, a processing device using the same, and a processing system using the same.
本発明の説明では発明理解のため、AI技術として、簡単な強化学習の例を示した。AI技術は、今後ますます進化する。そのため、本発明の学習装置100では、I/O手段107を使って、複雑な強化学習、Q学習(Q-learning)、統計的学習(ニューラルネットワーク)、深層学習(ディープラーニング)、そして深層学習と強化学習を組み合わせた深層強化学習のいずれかを学習計画(学習アルゴリズム、学習ソフト)として利用することにより、より高度な加工条件の学習装置、これを用いた加工装置、およびこれを用いた加工システムを提供することが可能である。 In the explanation of the present invention, a simple example of reinforcement learning was shown as an AI technology to help understand the invention. AI technology will continue to evolve in the future. Therefore, in the learning device 100 of the present invention, by using the I/O means 107 to use any of complex reinforcement learning, Q-learning, statistical learning (neural network), deep learning, and deep reinforcement learning that combines deep learning and reinforcement learning as a learning plan (learning algorithm, learning software), it is possible to provide a learning device with more advanced processing conditions, a processing device using this, and a processing system using this.
本発明は、塩化ビニールシートなどの高周波溶着装置に広く適用することができることはもちろん、その他の二以上の部品の接合方法の学習装置、これを用いた接合装置、およびこれを用いた接合システム、一以上の部品の溶断方法の学習装置、これを用いた溶断装置、およびこれを用いた溶断システムに広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to high-frequency welding devices for polyvinyl chloride sheets and the like, as well as to other learning devices for joining methods of two or more parts, joining devices using the same, joining systems using the same, learning devices for fusing methods of one or more parts, fusing devices using the same, and fusing systems using the same.
1 高周波溶着手段
2 上金型
3 下金型
4 被溶着物
4a、4b 部品
5 エアーシリンダー
6 高周波電流供給手段
10 主制御手段
11 主記憶手段
12 溶着仕様入出力手段
13 状態出力手段
100 学習装置
101 厚さ測定手段
102 外観検査手段
103 溶着力測定手段
104 溶着結果評価手段
105 学習用記憶手段
106 溶着条件学習手段
107 I/O手段
108 溶着条件読み出し手段
109A 仕様監視手段
109B 状態監視手段
120 通信線
130 溶着結果測定手段
1 High frequency welding means 2 Upper die 3 Lower die 4 Workpieces 4a, 4b Part 5 Air cylinder 6 High frequency current supply means 10 Main control means 11 Main memory means 12 Welding specification input/output means 13 Status output means 100 Learning device 101 Thickness measurement means 102 Appearance inspection means 103 Welding strength measurement means 104 Welding result evaluation means 105 Learning memory means 106 Welding condition learning means 107 I/O means 108 Welding condition reading means 109A Specification monitoring means 109B Status monitoring means 120 Communication line 130 Welding result measurement means
Claims (9)
少なくとも、(1)加工結果を測定する「加工結果測定手段」と、
(2)加工結果を報酬として評価する「加工結果評価手段」と、
(3)加工結果と加工結果を評価した報酬を記憶する「学習用記憶手段」と、
(4)加工結果を基礎として評価した学習結果を整理して、加工条件を読み出せるようにする「加工条件学習手段」と、
(5)加工仕様を監視する「加工仕様監視手段」と、
(6)学習用記憶手段から加工条件を読み出す「加工条件読み出し手段」と、
を有し、
予め、前記(1)の加工結果測定手段で加工結果を測定し、前記(2)の加工結果評価手段で加工結果を報酬として評価し、前記(3)の学習用記憶手段に加工結果と報酬を記憶し、前記(4)の加工条件学習手段で加工結果を基礎として評価した学習結果を整理して、加工条件を読み出せるようにしておき、
上記学習装置に接続される加工手段に加工仕様が入力されたとき、
前記(5)の加工仕様監視手段で加工仕様を監視し、前記(6)の加工条件読み出し手段により、最新かつ現在の加工仕様を満たす加工条件を、学習用記憶手段から読み出し、読み出した加工条件を加工手段に出力するように構成し、
前記(4)の加工条件学習手段は、前記(3)の学習用記憶手段に記憶された情報に基づき、少なくとも所望の加工仕様を入力すると、当該所望の加工仕様を満たす加工条件を出力するよう学習させた学習済みモデルを用いて、当該学習済みモデルの出力から加工条件を読み出せるようにしておき、
前記(4)の加工条件は、二以上の部品に高周波電流を与えて誘電加熱により溶着する高周波溶着装置における加工条件であって、被溶着物に供給する高周波電流の供給時間を含み、
前記(5)の加工仕様は、溶着力を含む、
加工条件の学習装置。 A learning device that learns machining conditions,
At least, (1) a "processing result measuring means" for measuring the processing result;
(2) a "processing result evaluation means" for evaluating the processing result as a reward;
(3) a "learning storage means" for storing the processing result and a reward for evaluating the processing result;
(4) a "machining condition learning means" for organizing the learning results evaluated based on the machining results and enabling the machining conditions to be read out;
(5) a "processing specification monitoring means" for monitoring the processing specifications;
(6) a "machining condition reading means" for reading out the machining conditions from the learning storage means;
having
In advance, the processing result is measured by the processing result measuring means of (1), the processing result is evaluated as a reward by the processing result evaluation means of (2), the processing result and the reward are stored in the learning storage means of (3), and the learning result evaluated based on the processing result is organized by the processing condition learning means of (4), so that the processing conditions can be read out;
When the processing specifications are input to the processing means connected to the learning device,
The machining specifications are monitored by the machining specification monitoring means of (5), the machining conditions that satisfy the latest and current machining specifications are read from the learning storage means by the machining condition reading means of (6), and the read machining conditions are output to the machining means,
The machining condition learning means of (4) is configured to read out the machining conditions from the output of a trained model that has been trained to output machining conditions that satisfy at least a desired machining specification when the desired machining specification is input based on the information stored in the learning storage means of (3),
The processing conditions in (4) are processing conditions in a high-frequency welding device that applies a high-frequency current to two or more parts to weld them by dielectric heating, and include a supply time of the high-frequency current supplied to the workpieces,
The processing specifications of (5) include welding strength,
A device for learning processing conditions.
加工装置が加工を始めたときのエネルギーの状態における行動と報酬を学習しておき、加工装置が加工を始めたときの状態を確認して、その状態における加工仕様を満たす加工条件を読み出すように構成した請求項1に記載の学習装置。 The learning device according to claim 1 further includes a "state monitoring means" for monitoring the state of energy applied to the workpiece by the processing device connected to the learning device,
The learning device of claim 1 is configured to learn the behavior and rewards in the energy state when the processing device starts processing, check the state when the processing device starts processing, and read out processing conditions that satisfy the processing specifications in that state.
少なくとも、(イ)加工仕様を入力する「加工仕様入出力手段」と、
(ロ)「主記憶手段」と、
(ハ)「主制御手段」を有し、
接続した学習装置の学習用記憶手段から読み出した加工条件を前記主記憶手段に記憶し、
記憶した加工条件を用いた加工作業を、前記主制御手段により行わせるよう構成し、
前記加工装置を、「高周波溶着装置」とした学習装置付き加工装置。 A processing device with a learning device, which is connected to any one of the learning devices according to claims 1 to 7 by a communication line and controlled as an integrated unit,
At least, (a) a "processing specification input/output means" for inputting processing specifications;
(b) a "main memory means";
(c) Having a "master control means";
storing the machining conditions read from the learning storage means of the connected learning device in the main storage means;
The main control means is configured to perform a machining operation using the stored machining conditions,
The processing device is a processing device with a learning device, the processing device being a "high frequency welding device."
加工システムを構成する加工手段には、
少なくとも(イ)加工仕様を入力する「加工仕様入出力手段」と、
(ロ)「主記憶手段」と、
(ハ)「主制御手段」を有し、
接続した学習装置の学習用記憶手段から読み出した加工条件を、前記主記憶手段に記憶し、記憶した加工条件を用いた加工作業を、前記主制御手段により行わせるよう構成し、
前記加工システムに用いる加工装置を、「高周波溶着装置」とした学習装置付き加工システム。 A processing system with a learning device, to which any one of the learning devices according to claims 1 to 7 is connected,
The processing means constituting the processing system include:
At least (i) a "processing specification input/output means" for inputting processing specifications;
(b) a "main memory means";
(c) Having a "master control means";
The machining conditions read from the learning storage means of the connected learning device are stored in the main storage means, and a machining operation using the stored machining conditions is performed by the main control means.
A processing system with a learning device, in which the processing device used in the processing system is a "high frequency welding device."
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