TW201902614A - 刀具檢測裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種刀具檢測裝置,其連結於工具機,工具機訊號連結可程式邏輯控制器,其中,工具機設有加工用之刀具,刀具檢測裝置包含:一傳感器,其設於工具機,其中,刀具接觸傳感器時,令傳感器產生一接觸訊號;以及一控制器,其訊號連結傳感器與可程式邏輯控制器間,控制器設有一檢測時間,於檢測時間,控制器接收接觸訊號,控制器根據接觸訊號判斷刀具狀態。藉此,藉由控制器判斷結果得知刀具狀態,避免刀具因斷刀或突刀狀態,影響加工品質。
Description
本發明係關於一種檢測裝置,尤指一種工具機之刀具檢測裝置。
於機械加工過程中,由於刀具老化、殘留切屑干擾、切削強度過高等因素之影響,可能會導致刀具斷裂,倘若不能及時發現刀具受損並進行更換,會影響物件加工精度,因此,需要由現場工作人員經常檢查並作更換,所以加工現場都需有工作人員一直待在現場,導致高人事成本之支出。
若物件需高精度加工時,由於已斷刀之刀具難以用肉眼判斷,又未即時作刀具更換,便進行加工,導致加工後之物件不符精度需求,而需重新加工或淘汰情形,進而造成加工成本之增加。
另外,刀具於加工過程中,可能因為切削阻力,使刀具被夾持之力量減弱,導致刀具之突出量過多,因此,於再次加工時,突出之刀具會影響加工精度,或是導致物件、刀具損害,造成加工成本之增加。
再者,中華民國專利第I567515號,揭示一種刀具磨損率監控系統,其利用影像方式判斷刀具是否有斷刀情形,但是,利用影像方式,需架設過多攝影裝置及判斷機台,造成檢測成本過高,而且需佔據過多使用空間,於使用上較不便利;而且,大多工具機於加工過程中,需使用切削液做為潤滑作用,為防止切削液噴濺損壞攝影裝置,需於攝影裝置增加防水措施,造成檢測使用上之諸多不便。
因此,如何改善前述之缺點,提供一種能夠檢測刀具斷刀或突刀情形之裝置,有待相關業者解決之。
為解決上述課題,本發明提供一種刀具檢測裝置,能夠檢測刀具是否有斷刀或突出量過多之情形,以防止物件及刀具損傷,進而提升加工精度。
本發明之一項實施例提供一種刀具檢測裝置,其連結於工具機,工具機訊號連結可程式邏輯控制器,其中,工具機設有加工用之刀具,刀具檢測裝置包含:一傳感器,其設於工具機,其中,刀具接觸該傳感器時,令該傳感器產生一接觸訊號;以及一控制器,其訊號連結傳感器與可程式邏輯控制器間,控制器設有一檢測時間,於檢測時間,控制器接收接觸訊號,控制器根據接觸訊號判斷刀具狀態。
經由前述,本發明能夠達成之功效,藉由刀具與傳感器接觸與否以及接觸訊號,判斷刀具為正常狀態、突刀狀態或斷刀狀態,若為突刀或斷刀狀態,便停止工具機作動,由工作人員進行換刀作業,防止異常刀具繼續加工,造成物件或刀具損壞,以確保加工品質。
於本發明再一實施例中,傳感器設有一電氣元件,電氣元件根據刀具接觸時之力量,產生接觸訊號,控制器根據接觸訊號分為一正常訊號值及一異常訊號值,正常訊號值係刀具呈正常狀態,異常訊號值係刀具呈突刀狀態。
經由前述,本發明能夠達成之再一功效,藉由電氣元件將刀具與傳感器接觸時之力量傳送至控制器,控制器根據接觸訊號之大小,判斷為正常訊號值或異常訊號值,藉此,能夠精確判斷出,刀具是否為突刀狀態,以防止刀具繼續進行加工,造成刀具或物件之損壞,以確保加工品質。
於本發明又一實施例中,控制器具有一接收單元及一時間單元,接收單元於檢測時間接收接觸訊號,時間單元用以設定一檢測次數及對應檢測次數之檢測時間,接收單元根據檢測次數於檢測時間接收接觸訊號。
經由前述,本發明能夠達成之又一功效,藉由時間單元設定檢測次數與檢測時間,以配合工具機之加工流程,於加工前或結束後搭配檢測,以確保每次加工前後之刀具品質,防止以不良刀具進行加工,導致物件或刀具損傷。
於本發明另一實施例中,傳感器相對垂直於刀具之加工方向設有一抗變結構,抗變結構抵抗刀具加工方向之力量。
經由前述,本發明能夠達成之另一功效,於刀具檢測時,若刀具呈突刀狀態,刀具之過多突出量與傳感器接觸時,會造成傳感器損傷,因此,藉由抗變結構抵抗刀具加工方向之力量,防止刀具呈突刀狀態時,造成傳感器損傷,進而達到保護傳感器之效果。
為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想,茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪,而非按實際元件的比例予以繪製,合先敘明。
請參閱圖1至圖6所示,本發明提供一種刀具檢測裝置100,其連結於工具機1,工具機1訊號連結可程式邏輯控制器2,其中,工具機1設有加工用之刀具3,工具機1設有供物件放置之移動平台4,可程式邏輯控制器2能夠依據所需控制移動平台4之作動方向,於本發明實施例中,工具機1係立式工具機,刀具3能夠相對於工具機1之垂直方向作動,移動平台4相對於工具機1之徑向平面作動;再者,根據所需加工物件之數量及需求,藉由可程式邏輯控制器2設定刀具3所需加工之次數,以及對應各加工次數所需之間隔時間,以配合物件之加工流程。刀具檢測裝置100包含:
一傳感器10,其設於工具機1,於本發明實施例中,傳感器10鎖固於一基座20之一第一側面21,基座20異於第一側面21之一第二側面22與移動平台4鎖固,移動平台4能夠帶動傳感器10及基座20移動。當移動平台4帶動傳感器10移動至刀具3之加工端3a下方,而工具機1之主軸驅動刀具3之加工端3a朝控觸件12方向移動,並且接觸抵壓控觸件12時,刀具3接觸傳感器10之力量令傳感器10產生一接觸訊號。傳感器10設有一電氣元件11及一控觸件12,控觸件12對應朝向刀具3之加工端3a,當刀具3之加工端3a接觸控觸件12時,控觸件12對應抵壓電氣元件11,而電氣元件11根據刀具3接觸時之力量,令電氣元件11產生接觸訊號。其中,電氣元件11係壓力感測元件,接觸訊號係電壓值,而刀具3接觸傳感器10之力量,決定接觸訊號之大小。
於本發明實施例中,傳感器10係限位開關,電氣元件11設於限位開關之元件結構中,傳感器10設有一活動片13及一接點件14,活動片13與控觸件12連結,接點件14與電氣元件11連結,電氣元件11相對設於活動片13與接點件14之間。當移動平台4帶動傳感器10移動至刀具3之加工端3a下方,而工具機1之主軸驅動刀具3之加工端3a朝控觸件12方向移動,並且接觸抵壓控觸件12時,控觸件12連動活動片13朝電氣元件11移動,令活動片13抵壓於電氣元件11上,並與接點件14間產生電流導通,以產生接觸訊號,如圖1、圖2及圖4所示。
傳感器10具有一外殼15,電氣元件11、活動片13、接點件14及部分控觸件12設於外殼15內部,控觸件12設於外殼15頂部,控觸件12之另一部分凸出外殼15,以供刀具3之加工端3a接觸。再者,傳感器10相對垂直於刀具3之加工方向設有一抗變結構16,抗變結構16用以抵抗刀具3相對於工具機1垂直方向之力量。於本發明實施例中,如圖2、圖4及圖6所示,抗變結構16係兩塑膠螺件161,兩塑膠螺件161分別間隔鎖固設於外殼15,將傳感器10鎖固於基座20,當移動平台4帶動傳感器10移動至刀具3之加工端3a下方,而工具機1之主軸驅動刀具3之加工端3a朝控觸件12方向移動,並且接觸抵壓控觸件12時,若刀具3抵壓之力量過大,兩塑膠螺件161會因剪力而斷裂,使傳感器10脫離基座20,防止傳感器10被刀具3之加工力量抵壓損傷。
一控制器30,其訊號連結傳感器10與可程式邏輯控制器2間,於本發明實施例中,控制器30設於可程式邏輯控制器2內部,且控制器30與傳感器10及可程式邏輯控制器2係有線訊號連結。控制器30設有一檢測時間,於檢測時間,控制器30用以接收接觸訊號,而控制器30根據接觸訊號判斷刀具3呈正常狀態、突刀狀態或斷刀狀態,其中,控制器30根據接觸訊號分為一正常訊號值及一異常訊號值,正常訊號值小於異常訊號值,正常訊號值係刀具3呈正常狀態,異常訊號值係刀具3呈突刀狀態,表示刀具3之突出量過多;於檢測時間,控制器30未接收到接觸訊號,控制器30則判斷刀具3呈斷刀狀態。
控制器30具有一時間單元31及一接收單元32,時間單元31對應連結可程式邏輯控制器2,時間單元31用以設定一檢測次數及對應該檢測次數之檢測時間,其中,檢測次數及檢測時間係對應可程式邏輯控制器2根據所需加工物件之數量及流程所作設定,而接收單元32根據時間單元31設定之檢測次數,於設定之檢測時間接收接觸訊號,例如:所需加工之物件為10件,刀具3所需加工之次數為10次,每次加工之時間為2秒,於刀具3加工後,需檢測刀具3狀態,每次檢測所需花費時間為1秒,因此,對應前述加工檢測流程,時間單元31設定檢測次數為10次,時間單元31設定檢測時間為開始加工後之第2秒、第5秒、第8秒、……至第30秒,接收單元32於檢測時間各接收接觸訊號一次。
控制器30設有一判斷單元33,用以根據接收單元32是否傳送之接觸訊號判斷刀具3為正常狀態、突刀狀態或斷刀狀態。判斷單元33設有一基礎值,當接收單元32於檢測時間接收到接觸訊號,並將接觸訊號傳送至判斷單元33,而判斷單元33將接觸訊號與基礎值比較,當接觸訊號小於基礎值時,則判斷單元33將接觸訊號分為正常訊號值,並表示刀具3呈正常狀態;當接觸訊號大於基礎值時,則判斷單元33將接觸訊號分為異常訊號值,並表示刀具3呈突刀狀態。另外,於本發明另一實施例中,若是接觸訊號過小於基礎值時,判斷單元33將接觸訊號分為異常訊號值,並表示刀具3呈斷刀狀態,換言之,刀具3之斷刀狀態僅磨損,於刀具3朝控觸件12方向移動並接觸時,依然能夠接觸控觸件12,但接觸力量過小,因此,接觸訊號會過小於基礎值。此外,如圖1及圖5,若是於檢測時間,接收單元32未接收到接觸訊號,表示刀具3之加工端3a未抵壓控觸件12,電氣元件11便無法產生接觸訊號,而接收單元32傳送一斷刀訊號至判斷單元33,判斷單元33根據斷刀訊號判斷刀具3為斷刀狀態。
控制器30具有一警示單元34,當判斷單元33判斷刀具3係斷刀狀態或突刀狀態時,警示單元34發出一警示訊號,而警示訊號同時送至可程式邏輯控制器2,當可程式邏輯控制器2接收到警示訊號,便立即停止工具機1加工作業,並提醒現場工作人員,目前刀具3為斷刀狀態或突刀狀態,需進行刀具3更換,以確保損壞刀具3不再繼續作業加工。
因此,藉由刀具3之加工端3a與傳感器10接觸與否以及接觸訊號,判斷刀具3為正常狀態、突刀狀態或斷刀狀態,藉此,以機械作動方式搭配控制器30作為刀具3狀態之檢測手段,能夠減少降低設置檢測裝置之成本費用,且體積小不佔空間;另外以機械作動方式不易損壞,使用壽命長。
再者,若是判斷單元33判斷刀具3為突刀或斷刀狀態,警示單元34便傳送警示訊號至可程式邏輯控制器2,而可程式邏輯控制器2便立即停止工具機1作動,由工作人員進行換刀作業,防止異常刀具3繼續加工,造成物件或刀具3損壞,以確保加工品質。
另外,藉由電氣元件11將刀具3之加工端3a與傳感器10接觸時之力量傳送至控制器30,由判斷單元33根據接觸訊號之大小,判斷接觸訊號為正常訊號值或異常訊號值,便能夠精確判斷出刀具3是否為突刀狀態或斷刀狀態,若為突刀狀態或斷刀狀態便能藉由警示單元34發送警示訊號,停止工具機1作動,藉此,以防止刀具3繼續進行加工,避免刀具3或物件之損壞,以確保加工品質。
以上所舉實施例僅用以說明本發明而已,非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化,俱屬本發明意欲保護之範疇。
1‧‧‧工具機
15‧‧‧外殼
2‧‧‧可程式邏輯控制器
16‧‧‧抗變結構
3‧‧‧刀具
161‧‧‧塑膠螺件
3a‧‧‧加工端
20‧‧‧基座
4‧‧‧移動平台
21‧‧‧第一側面
100‧‧‧刀具檢測裝置
22‧‧‧第二側面
10‧‧‧傳感器
30‧‧‧控制器
11‧‧‧電氣元件
31‧‧‧時間單元
12‧‧‧控觸件
32‧‧‧接收單元
13‧‧‧活動片
33‧‧‧判斷單元
14‧‧‧接點件
34‧‧‧警示單元
圖1係本發明架構圖。 圖2係本發明設置於工具機示意圖。 圖3係本發明傳感器局部放大示意圖。 圖4係本發明傳感器作動示意圖(一),表示刀具與傳感器接觸。 圖5係本發明傳感器作動示意圖(二),表示刀具無與傳感器接觸,刀具呈斷刀狀態。 圖6係本發明抗變結構示意圖,表示刀具呈突刀狀態,抗變結構抵抗刀具力量造成變形。
Claims (10)
- 一種刀具檢測裝置,其連結於工具機,工具機訊號連結可程式邏輯控制器,其中,工具機設有加工用之刀具,刀具檢測裝置包含: 一傳感器,其設於工具機,其中,刀具接觸該傳感器時,令該傳感器產生一接觸訊號;以及 一控制器,其訊號連結該傳感器與可程式邏輯控制器間,該控制器設有一檢測時間,於該檢測時間,該控制器接收該接觸訊號,該控制器根據該接觸訊號判斷刀具狀態。
- 如請求項1所述之刀具檢測裝置,其中,該傳感器設有一電氣元件,該電氣元件根據刀具接觸時之力量,產生該接觸訊號,該控制器根據該接觸訊號分為一正常訊號值及一異常訊號值,該正常訊號值係刀具呈正常狀態,該異常訊號值係刀具呈突刀狀態。
- 如請求項2所述之刀具檢測裝置,其中,該控制器設有一判斷單元,該判斷單元設有一基礎值,該判斷單元將該接觸訊號與該基礎值比較,該接觸訊號小於該基礎值為該正常訊號值,該接觸訊號大於該基礎值為該異常訊號值。
- 如請求項1所述之刀具檢測裝置,其中,該控制器設有一判斷單元,於該檢測時間,該控制器未接收到該接觸訊號,該控制器傳送一斷刀訊號至該判斷單元,該判斷單元根據該斷刀訊號判斷刀具呈斷刀狀態。
- 如請求項3或4所述之刀具檢測裝置,其中,該控制器具有一警示單元,該判斷單元判斷刀具係斷刀狀態或突刀狀態,該警示單元發出一警示訊號。
- 如請求項2所述之刀具檢測裝置,其中,該電氣元件係壓力感測元件,該接觸訊號係電壓值,該正常訊號值小於該異常訊號值。
- 如請求項2所述之刀具檢測裝置,其中,該傳感器具有一控觸件,該控觸件對應朝向刀具之加工端,刀具接觸該控觸件,該控觸件對應抵壓該電氣元件,令該電氣元件產生該接觸訊號。
- 如請求項1或2所述之刀具檢測裝置,其中,該控制器具有一接收單元,該接收單元於該檢測時間接收該接觸訊號。
- 如請求項8所述之刀具檢測裝置,其中,該控制器具有一時間單元,該時間單元用以設定一檢測次數及對應該檢測次數之該檢測時間,該接收單元根據該檢測次數於該檢測時間接收該接觸訊號。
- 如請求項1所述之刀具檢測裝置,其中,該傳感器相對垂直於刀具之加工方向設有一抗變結構,該抗變結構抵抗刀具加工方向之力量。
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