TWI537090B - 自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統 - Google Patents

自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI537090B
TWI537090B TW102143282A TW102143282A TWI537090B TW I537090 B TWI537090 B TW I537090B TW 102143282 A TW102143282 A TW 102143282A TW 102143282 A TW102143282 A TW 102143282A TW I537090 B TWI537090 B TW I537090B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
tool
actuator
axial direction
information
cutting machine
Prior art date
Application number
TW102143282A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201519989A (zh
Inventor
林志杰
顏均泰
高志強
高虹安
Original Assignee
財團法人資訊工業策進會
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 財團法人資訊工業策進會 filed Critical 財團法人資訊工業策進會
Priority to TW102143282A priority Critical patent/TWI537090B/zh
Priority to CN201310674443.4A priority patent/CN104669044A/zh
Priority to US14/287,177 priority patent/US20150143967A1/en
Priority to GB1411452.4A priority patent/GB2520790B/en
Publication of TW201519989A publication Critical patent/TW201519989A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI537090B publication Critical patent/TWI537090B/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0042Devices for removing chips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B25/00Accessories or auxiliary equipment for turning-machines
    • B23B25/02Arrangements for chip-breaking in turning-machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/22Cutting tools with chip-breaking equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B29/00Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/04Tool holders for a single cutting tool
    • B23B29/12Special arrangements on tool holders
    • B23B29/125Vibratory toolholders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/108Piezoelectric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2270/00Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/30Chip guiding or removal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00Turning
    • Y10T82/10Process of turning
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00Turning
    • Y10T82/25Lathe
    • Y10T82/2502Lathe with program control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統
本發明提供一種適用於切削機台的自動斷屑技術領域,且特別是關於一種適用於切削機台、可進行自動斷屑的自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統。
在機械加工的技術領域中,主要是利用刀具與工件兩者硬度之差異,來達到切削加工之目的。然而,當切削刀具對工件進行車削或切削加工時,由於切削刀具經常於一小段長時間中連續切削工件,經常會產生連續不斷的加工屑(長切屑)。上述加工屑越長,越容易會與刀具、工件糾纏在一起,即為纏屑,造成切削操作時刀具運作困難,或是所完成的工件有誤差、不精準或表面受損。因此當發生纏屑時,操作者必須停機檢查並處理糾纏在一起的加工屑,因而影響了切削加工的效率。甚至,當加工屑纏住刀具或工件時,還有可能會產生切削加工上的危險。
為了解決上述問題,目前市面上已出現多種不同斷屑的方式。舉例來說,目前有切削機台業者在切削刀具旁加裝噴水裝置,並於切削加工的過程中,利用噴水裝置來噴水沖擊加工屑,使加工屑被水沖離工件或刀具,以藉此達到斷屑效果。然而,此種方式必須額外加裝噴水裝置,因此導致切削機台維護成本的提高,當噴水沖擊的壓力過大時也有可能會傷及工件。另外,亦有切削機台業者或研究單位在切削機台上加設斷屑溝槽以容納加工屑, 降低加工屑纏住刀具或工件的機率,或是直接改良刀具材質,來避免加工屑筆直地從刀片刃口排出,以及降低加工屑纏住刀具或工件的機率。然而,加設斷屑溝槽或改良刀具的方式,僅能降低纏屑機率,其效果有限,加工屑纏住刀具或工件仍是會發生,切削加工操作者還是必須定期停止切削機台,手動清理加工屑。若加工屑未清理,則對切削加工操作者將頗具危險性,且可能發生刀具損壞、工件誤差等狀況。再著,由於切削加工操作者必須定期停止加工檢查,並且手動清理加工屑,因此,對於操作者實屬相當不便利,且將造成切削加工的效率下降。
本發明實施例提供一種自動斷屑系統。自動斷屑系統用於切削機台,其中切削機台包括第一刀具和主軸致動器。主軸致動器經由控制資訊以控制第一刀具於第一軸向移動並對工件進行加工,而衍生加工屑。自動斷屑系統包括,訊號擷取裝置、控制器以及第一致動器。訊號擷取裝置電性耦接切削機台,用以擷取控制資訊。控制器電性耦接訊號擷取裝置,用以根據控制資訊產生控制信號。第一致動器掛載於主軸致動器與第一刀具之間,電性耦接控制器,根據控制信號控制第一刀具於第二軸向往覆震動,其中第二軸向與第一軸向之間具有特定夾角。
本發明實施例提供一種自動斷屑刀具組。自動斷屑刀具組掛載於切削機台的主軸致動器,且包括第一刀具以及第一致動器。主軸致動器依據控制資訊控制第一刀具於第一軸向移動並對工件進行加工,而衍生加工屑。第一致動器掛載於主軸致動器與第一刀具之間,受控於控制信號,以控制第一刀具於第二軸向往覆震動,其中第二軸向與第一軸向具有特定夾角,且控制信號係根據切削機台的控制資訊而產生。
本發明實施例提供一種切削機台系統。切削機台系統包括切 削機台、訊號擷取裝置、控制器以及致動器。切削機台包括第一刀具與主軸致動器,其中主軸致動器根據控制資訊控制第一刀具於第一軸向移動並對工件進行加工,而衍生加工屑。訊號擷取裝置電性耦接切削機台,用以擷取控制資訊。控制器電性耦接訊號擷取裝置,用以根據控制資訊產生控制信號。第一致動器掛載於主軸致動器與第一刀具之間,電性耦接控制器,根據控制信號控制第一刀具於第二軸向往覆震動,其中第二軸向與第一軸向具有一特定夾角。
本發明實施例提供一種自動斷屑方法。自動斷屑方法用於切削機台,其中切削機台包括第一刀具和主軸致動器。主軸致動器經由控制資訊控制第一刀具於第一軸向移動並對工件進行加工,而衍生加工屑。自動斷屑方法包括以下步驟。經由電性耦接切削機台的訊號擷取裝置擷取控制資訊。經由電性連接訊號擷取裝置的控制器根據控制資訊產生控制信號。經由掛載於主軸致動器與第一刀具之間且電性耦接控制器的第一致動器控制第一刀具於第二軸向往覆震動移動,其中第二軸向與第一軸向之間具有特定夾角。
綜上所述,本發明實施例所提供的自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統係依據切屑機台的控制資訊來使得刀具可以往覆地震動,以達到自動斷屑效果。換言之,當刀具對工件進行切削加工時,上述自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統可以達到自動斷屑的效果。另外,透過使用上述自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統,切削加工操作者無須停止加工,以手動的方式進行清理纏繞的加工屑,因此,生產效率以及切削加工的稼動率將可以有效地被提升。
為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效,請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式,相信本發明之目的、特徵與特點,當可由此得以深入且具體之瞭解,然 而所附圖式與附件僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
1‧‧‧切削機台系統
10‧‧‧切削機台
12‧‧‧第一致動器
14‧‧‧訊號擷取裝置
16‧‧‧控制器
18‧‧‧工件
101‧‧‧主軸致動器
102‧‧‧第一刀具
103‧‧‧伺服致動器
104‧‧‧工件台
105‧‧‧治具
181‧‧‧加工屑
X‧‧‧第一軸向
Y‧‧‧第二軸向
S400~S420‧‧‧步驟
圖1是本發明實施例提供的一種切削機台系統的示意圖。
圖2是本發明實施例提供的一種自動斷屑方法之流程圖。
在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例,在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而,本發明概念可能以許多不同形式來體現,且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言,提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整,且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中,可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。
應理解,雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件,但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此,下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用,術語「或」視實際情況可能包括相關聯之列出項目中之任一者或者多者之所有組合。
〔切削機台系統之實施例〕
首先,請參照圖1,圖1是本發明實施例提供的一種切削機台系統的示意圖。切削機台系統1包括切削機台10、第一致動器12、訊號擷取裝置14以及控制器16,其中切削機台10包括主軸致動器101、第一刀具102以及伺服致動器103。於此實施例中,訊號擷取裝置14電性耦接切削機台10,且控制器16電性耦接訊號擷取裝置14。第一致動器12掛載於主軸致動器101與第一刀具102之間,並電性耦接控制器16。控制器16電性耦接訊號擷取裝置14。工件台104設置於伺服致動器103與治具105之間,且透 過治具105固定一工件18以進行加工。
訊號擷取裝置14用以擷取控制資訊,其中控制資訊可包括刀具主軸資訊、伺服進給資訊、加工程式資訊與刀具補正資訊等。舉例來說,刀具主軸資訊可以為主軸致動器的移動速度,伺服進給資訊可以為伺服致動器103定位工件18的資訊,刀具補正資訊可以為刀具102的偏移或誤差量,加工程式資訊是用來提供刀具102的路徑資訊。
於實務上,刀具主軸資訊、伺服進給資訊、加工程式資訊或刀具補正資訊可以是由使用者依據實際操作需求透過設置在切削機台10的電腦裝置提供的操作介面所輸入的,或者可由切削機台10的電腦裝置所內定、儲存的相關資料。刀具主軸資訊或伺服進給資訊也可以是利用一些市售的感測器進行感測,取得轉速、位置移動速度等所產生的,此為習知技術,不再贅述。總而言之,本發明並不加以限制控制資訊的類型及其獲取方式。
控制器16用以根據控制資訊產生控制信號。於本實施例中,控制器16可以是具有可程式功能的晶片或是具有硬體邏輯電路的電子電路。然而,本發明並不限制控制器16的類型與實現方式。
值得一提的是,於本實施例中,訊號擷取裝置14與控制器16可以組合成一嵌入式裝置(圖中未顯示,為嵌入式系統Embedded system,如小型工業電腦、專用機上盒、PLC等),其可以設置於切削機台10中,也可以是一獨立裝置並設置在切削機台10旁邊。然而,於其他實施例中,所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況進行設計,故本發明不加以限制。舉例來說,訊號擷取裝置14與控制器16亦可以設置作為切削機台10的一部份,又或是設置作為切削機台10之PLC控制器中的一部份。另外,倘若不想要改變現有切削機台10的架構,則可以選擇讓訊號擷取裝置14與控制器16組合成嵌入式裝置,設置在切削機台10旁邊並經由電性連接於切削機台10。
主軸致動器101經由控制資訊以控制第一刀具102於第一軸向X移動,並對工件18進行加工。在對工件18進行加工時,有可能會衍生加工屑181纏繞於第一刀具102上。舉例來說,主軸致動器101可以根據刀具主軸資訊、伺服進給資訊、加工程式資訊或是刀具補正資訊其中之一來控制第一刀具102於第一軸向X移動的速度或是移動量,使得第一刀具102可對掛載於伺服致動器103的工件18進行加工。由於第一刀具102持續地對工件18進行加工,因此可能會衍生加工屑181纏繞於第一刀具102上。於本實施例中,第一軸向X代表主軸致動器101上下移動的方向。然而,本發明並不限制第一軸向X的方向,所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況進行設計第一軸向X的方向。
第一致動器12根據控制器16產生的控制信號控制第一刀具102於第二軸向Y往覆震動,在不影響工件加工精準度的條件下,使得第一刀具102在加工程序中快速且稍微地顫動,以使得第一刀具102與工件18並非一直持續接觸,使斷屑的長度不會過長而造成纏屑,而加工屑181即能自行脫落,進而達成自動斷屑效果。更進一步地說,控制器16依據控制資訊計算出第一刀具102於第二軸向Y往覆震動的震動頻率,並據此產生控制信號給第一致動器12,以控制第一刀具102於第二軸向Y以特定頻率往覆震動,使加工屑181的長度在一適當範圍之內,來達到自動斷屑效果。於一較佳實施例中,第二軸向Y代表第一致動器12左右移動的方向,且第一軸向X與第二軸向Y可以是90度的特定夾角。然而,本發明並不加以限制第一軸向X與第二軸向Y的方向與其之間的特定角度。也就是說,第二軸向也可以是Z軸、或是YZ平面上的任何一個軸向,又或者第二軸向也可以是並非垂直於第一軸向的特定夾角的軸向,亦即第一軸向和第二軸向之間的特定夾角亦可以為85度、80度或其他角度。
舉例來說,於加工時,訊號擷取裝置14透過擷取到的控制資 訊(例如:刀具主軸資訊、伺服進給資訊、加工程式資訊與刀具補正資訊的至少其中之一),以判斷欲加工的工件18之特性(例如:大小或是尺寸)之後,訊號擷取裝置14會根據判斷結果對應地輸出一震動頻率資訊至控制器16,當控制器16接收到一震動頻率資訊之後,根據震動頻率資訊產生一控制信號並輸出至第一致動器12,而當第一致動器12接收到一控制信號時,控制第一刀具102以固定的震動頻率與工件18持續接觸,使加工屑181能自行脫落。
值得一提的是,震動頻率資訊可以透過巨集(Marco)指令的方式或是插入片段加工程式的方式加入至加工程序中,因此,當控制器16讀取到加工程序中對應的震動頻率資訊時,控制器16輸出一控制信號,以控制第一致動器12根據固定的震動頻率控制第一刀具102往覆震動,用以切斷加工屑181。
另外,控制器16除了可以透過上述的方式以控制第一致動器12根據固定的震動頻率控制第一刀具102往覆震動,用以切斷加工屑181外,控制器16亦可以透過其他方式依據控制資訊的內容來決定震動頻率。舉例來說,控制器16可以將控制資訊的內容輸入至特定的運算公式,以計算出所震動頻率;或者,控制器16透過尋找最佳解或次最佳解的演算法(例如基因演算法或模糊控制演算法)依據控制資訊的內容來決定震動頻率。總而言之,本發明不加以限制如何透過控制資訊來獲得第一刀具102的震動頻率之實現方式,所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況設計獲得第一刀具102的震動頻率之實現方式。
在另一實施例中,第一致動器12、訊號擷取裝置14以及控制器16可組合成自動斷屑系統,自動斷屑系統可鏈結於切削機台10,用以控制第一刀具102於第二軸向Y的往覆震動。換句話說,於本實施例中,主軸致動器101經由控制資訊以控制第一刀具102於第一軸向X移動,並對工件18進行加工。此時,自動斷屑系統也可依據控制資訊獲得對應的震動頻率,且此震動頻率對應的控 制信號被輸出至第一致動器12,以控制第一刀具102於第二軸向Y以特定的頻率往覆地震動。
簡單地說,當主軸致動器101依據控制資訊以控制第一刀具102於第一軸向X移動,並對工件18持續進行加工時,所衍生的加工屑181將纏繞於第一刀具102上,此時,自動斷屑系統(圖未示)可根據控制信號控制第一刀具102根據特定的震動頻率於第二軸向Y往覆震動,使得加工屑181能自行斷屑且脫落,並增加切削加工的效率。再著,自動斷屑系統可嵌入、安裝或掛載於任何會衍生加工屑181的切削機台10,甚至自動斷屑系統本身可以實現於切削機台10中(亦即為切削機台的一部份)。總而言之,本發明不加以限制自動斷屑系統的配置、設置或實現方式,所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況進行設計自動斷屑系統的配置、設置或實現方式。
在又一實施例中,第一刀具102與第一致動器12可組合成自動斷屑刀具組。因此,於本實施例中,切削機台10可以利用掛載自動斷屑刀具組的方式,使得第一刀具102可於第一軸向X與第二軸向Y移動。因此,當主軸致動器101控制第一刀具102對工件18進行加工,從而衍生加工屑181時,第一致動器12會控制第一刀具102以震動頻率於第二軸向Y往覆震動,來使加工屑181自行斷屑且脫落,而不會讓加工屑181纏繞於第一刀具102上,從而提升切削加工的效率。另一方面,自動斷屑刀具組可掛載在任何會產生加工屑的切削機台上。
於本實施例中,第一刀具12可以例如是孔加工刀具、齒輪加工刀具或是切斷刀具。然而,本發明並不加以限制第一刀具12的類型、材料與尺寸,所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況對第一刀具12進行設計。於本實施例中,工件18可以為任何需要被加工的金屬或非金屬元件。然而,本發明並不加以限制工件18的類型、材料與尺寸,所屬技術領域具有通常知識者 可以依據實際使用情況對工件18進行設計。於本實施例中,第一致動器12、主軸致動器101以及伺服致動器103可以為馬達、壓電致動器或是任何可以將電能轉換成物理量之轉能元件。然而,本發明並不加以限制第一致動器12、主軸致動器101以及伺服致動器103的類型、材料與尺寸,所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況對第一致動器12、主軸致動器101以及伺服致動器103進行設計。
簡單地說,當主軸致動器101根據控制資訊以控制第一刀具102於第一軸向X移動並對一工件18持續進行加工時,有可能會衍生加工屑181,使得加工屑181纏繞於第一刀具102或工件18上,而第一致動器12可以根據刀具主軸資訊、伺服進給資訊、加工程式資訊與刀具補正資訊其中之一決定對應的震動頻率,並產生控制信號至第一致動器12,使得第一致動器12控制第一刀具102以震動頻率於第二軸向Y往覆震動,以將加工屑181自動斷屑,從而增加切削機台的切削加工效率,並減少切削加工的危險。
另一方面,本實施例中自動斷屑系統僅包括一組自動斷屑刀具組(第一刀具102與第一致動器12),但於實務上自動斷屑系統可包括兩組或兩組以上的自動斷屑刀具組。
於其他實施方式中,自動斷屑系統或切削機台可包括第一自動斷屑刀具組(第一刀具與第一致動器)以及第二自動斷屑刀具組(第二刀具與第二致動器),其中第二致動器掛載於主軸致動器與第二刀具之間,並電性耦接控制器並可取代第一致動器,且根據控制信號控制第二刀具於第二軸向Y往覆震動。也就是說,第一自動斷屑刀具組和第二自動斷屑刀具組之間是可以互相取代和置換的,第二刀具可用來取代第一刀具,第二致動器可用來取代第一致動器。在實作時,自動斷屑系統或切削機台可以藉由習知的自動更換刀具設備來更換自動斷屑刀具組,如此一來,自動斷屑系統或切削機台可依據加工需求或加工程式,來更換適當的刀具和 致動器。其中第一致動器可以為壓電致動器,第二致動器可以為壓電油壓致動器。
進一步地說,控制器16可以於加工時根據工件的特性(例如:工件的重量或是尺寸)或是伺服致動器的轉速,決定驅動第一自動斷屑刀具組或是第二自動斷屑刀具組來進行自動斷屑的功能。
值得一提的是,第一致動器也可以為壓電油壓致動器,而第二致動器可以為壓電致動器,故不發明不加以限制,所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況進行設計第一致動器與第二致動器的配置、設置的方式。
附帶一提的是,致動器16除了根據工件的特性(例如:工件的重量或是尺寸)或是伺服致動器的轉速之外,也可以根據加工程序中的單節程式,故不發明不加以限制,所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況進行設計。
〔自動斷屑方法之實施例〕
請參照圖2,並配合參照圖1,圖2是本發明實施例提供的一種自動斷屑方法之流程圖。所述自動斷屑方法可以執行於前述的自動斷屑系統或切削機台系統中1,但本發明並不以此為限。圖2的自動斷屑方法之步驟說明如下。
首先,在步驟S400中,訊號擷取裝置14擷取控制資訊。然後,在步驟S410中,控制器16接收控制資訊,並產生控制信號。之後,在步驟S410中,第一致動器12接收控制信號,並控制第一刀具102第二軸向Y往覆震動移動。
更進一步時,於步驟S400中,當切削機台10開始對工件18進行加工時,電性耦接於切削機台10訊號擷取裝置14會擷取來自於切削機台10的控制資訊,其中控制資訊可包括刀具主軸資訊、伺服進給資訊、加工程式資訊與刀具補正資訊的至少其中之一。刀具主軸資訊可以為主軸致動器101的移動速度,伺服進給資訊可以為伺服致動器103定位工件18的資訊,刀具補正資訊可 以為第一刀具102的偏移或誤差量,加工程式資訊是用來提供第一刀具102的路徑資訊。
更進一步時,於步驟S410中,電性耦接訊號擷取裝置14的控制器16接收訊號擷取裝置14所擷取的控制資訊,並根據控制資訊以產生控制信號。更進一步地,控制器16依據控制資訊計算出刀具18於第二軸向Y往覆震動的震動頻率,並據此產生控制信號。控制器16可以藉由查找表的方式來計算出第一刀具102於第二軸向Y往覆震動的震動頻率,其中,查找表中記錄了根據刀具主軸資訊、伺服進給資訊、加工程式資訊或是刀具補正資訊所選擇對應於第一刀具102於第二軸向Y往覆震動的震動頻率範圍。另外,控制器16亦可以透過其他方式依據控制資訊的內容來決定震動頻率。舉例來說,控制器16可以將控制資訊的內容輸入至特定的運算公式,以計算出所震動頻率;或者,控制器16透過尋找最佳解或次最佳解的演算法(例如基因演算法或模糊控制演算法)依據控制資訊的內容來決定震動頻率。
更進一步時,於步驟S420中,掛載於主軸致動器101與第一刀具102之間且電性耦接控制器16的第一致動器12接收控制器16傳送的控制信號,並根據控制信號控制刀具101於第二軸向Y往覆震動。控制信號系有振動頻率的資訊,因此第一致動器12可以根據接收的控制信號控制第一刀具102以對應的震動頻率於第二軸向Y以特定的頻率往覆震動。因此,主軸致動器101控制刀具102於第一軸向X移動,而工件18因進行加工所產生的加工屑181會因為第一刀具102的震動,而自動斷屑且脫落。因此,上述自動斷屑方法可以提升了生產效率以及切削加工的稼動率。
〔本發明可能之功效〕
綜上所述,本發明實施例所提供的自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統係依據切屑機台的控制資訊來使得刀具可以往覆地震動,以達到自動斷屑效果。換言之,於刀具對工件進行 切削加工時,上述自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統並不需額外加裝斷屑裝置(如:噴水裝置、斷屑槽)或搭配特定材質的刀具,就可以達到自動斷屑的效果。另外,透過使用上述自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統,切削加工操作者無須定期停止加工,以手動的方式進行清理纏繞的加工屑,因此,生產效率以及切削加工的稼動率將可以有效地被提升。除此之外,上述自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統的實現複雜度不高,且不會產生過大的成本,甚至還可以減少對切削加工操作者的危險性。總而言之,本發明實施例所提供的自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統還能準確與穩定地使加工屑自動斷屑,生產效率以及切削加工的稼動率都能有有效地被提升。
以上所述,僅為本發明最佳之具體實施例,惟本發明之特徵並不侷限於此,任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內,可輕易思及之變化或修飾,皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
1‧‧‧切削機台系統
10‧‧‧切削機台
12‧‧‧第一致動器
14‧‧‧訊號擷取裝置
16‧‧‧控制器
18‧‧‧工件
101‧‧‧主軸致動器
102‧‧‧第一刀具
103‧‧‧伺服致動器
104‧‧‧工件台
105‧‧‧治具
181‧‧‧加工屑
X‧‧‧第一軸向
Y‧‧‧第二軸向

Claims (20)

  1. 一種自動斷屑系統,用於一切削機台,其中該切削機台包括一第一刀具和一主軸致動器,該主軸致動器經由一控制資訊以控制該第一刀具於一第一軸向移動並對一工件進行加工,而衍生一加工屑,且該自動斷屑系統包括:一訊號擷取裝置,電性耦接該切削機台,用以擷取該控制資訊;一控制器,電性耦接該訊號擷取裝置,用以根據該控制資訊產生一控制信號;以及一第一致動器,掛載於該主軸致動器與該第一刀具之間,電性耦接該控制器,根據該控制信號控制該第一刀具於一第二軸向往覆震動,且該加工屑因該第一刀具的震動自動斷屑且脫落,其中該第二軸向與該第一軸向之間具有一特定夾角。
  2. 如請求項第1項所述之自動斷屑系統,其中該控制資訊包括一刀具主軸資訊、一伺服進給資訊、一加工程式資訊與一刀具補正資訊的至少其中之一。
  3. 如請求項第1項所述之自動斷屑系統,其中該控制器依據該控制資訊計算出該第一刀具於該第二軸向往覆震動的一震動頻率,並據此產生該控制信號給該第一致動器,以控制該第一刀具於該第二軸向以該震動頻率往覆震動。
  4. 如請求項第1項所述之自動斷屑系統,更包括:一第二致動器,掛載於該主軸致動器與一第二刀具之間,電性耦接該控制器並取代該第一致動器及該第一刀具,根據該控制信號控制該第二刀具於該第二軸向往覆震動。
  5. 如請求項第4項所述之自動斷屑系統,其中該第一致動器為一壓電致動器,該第二致動器為一壓電油壓致動器。
  6. 一種自動斷屑刀具組,掛載於一切削機台的一主軸致動器,包括: 一第一刀具,由該主軸致動器依據一控制資訊以控制該第一刀具於一第一軸向移動並對一工件進行加工,而衍生一加工屑;以及一第一致動器,掛載於該主軸致動器與該第一刀具之間,受控一控制信號,以控制該第一刀具於一第二軸向往覆震動,且該加工屑因該第一刀具的震動自動斷屑且-脫落,其中該第二軸向與該第一軸向具有一特定夾角,且該控制信號係根據該切削機台的控制資訊而產生。
  7. 如請求項第6項所述之自動斷屑刀具組,其中該控制資訊包括一刀具主軸資訊、一伺服進給資訊、一加工程式資訊與一刀具補正資訊的至少其中之一。
  8. 如請求項第6項所述之自動斷屑刀具組,更包括一控制器,電性耦接該切削機台,其中該控制器依據該控制資訊計算出該第一刀具於該第二軸向往覆震動的一震動頻率,並據此產生該控制信號給該第一致動器,以控制該第一刀具於該第二軸向以該震動頻率往覆震動。
  9. 如請求項第8項所述之自動斷屑刀具組,更包括:一第二刀具,用以取代該第一刀具,由該主軸致動器依據該控制資訊以控制該第二刀具於該第一軸向移動;及一第二致動器,掛載於該主軸致動器與該第二刀具之間,電性耦接該控制器並用以取代該第一致動器,根據該控制信號控制該第二刀具於該第二軸向往覆震動。
  10. 如請求項第9項所述之自動斷屑刀具組,其中該第一致動器為一壓電致動器,該第二致動器為一壓電油壓致動器。
  11. 一種切削機台系統,包括:一切削機台,包括一第一刀具與一主軸致動器,其中該主軸致動器經由一控制資訊以控制該第一刀具於一第一軸向移動並對一工件進行加工,而衍生一加工屑; 一訊號擷取裝置,電性耦接該切削機台,用以擷取該控制資訊;一控制器,電性耦接該訊號擷取裝置,用以根據該控制資訊產生一控制信號;以及一第一致動器,掛載於該主軸致動器與該第一刀具之間,電性耦接該控制器,以根據該控制信號控制該第一刀具於一第二軸向往覆震動,且該加工屑因該第一刀具的震動自動斷屑且脫落,其中該第二軸向與該第一軸向具有一特定夾角。
  12. 如請求項第11項所述之切削機台系統,其中該刀具控制資訊包括一刀具主軸資訊、一伺服進給資訊、一加工程式資訊與一刀具補正資訊的至少其中之一。
  13. 如請求項第11項所述之切削機台系統,其中該控制器依據該控制資訊計算出該第一刀具於該第二軸向往覆震動的一震動頻率,並據此產生該控制信號給該第一致動器,以控制該第一刀具於該第二軸向以該震動頻率往覆震動。
  14. 如請求項第11項所述之切削機台系統,更包括:一第二刀具,用以取代該第一刀具,由該主軸致動器依據該控制資訊以控制該第二刀具於該第一軸向移動;及一第二致動器,掛載於該主軸致動器與一第二刀具之間,電性耦接該控制器並用以取代該第一致動器,根據該控制信號控制該第二刀具於該第二軸向往覆震動。
  15. 如請求項第14項所述之切削機台系統,其中該第一致動器為一壓電致動器,該第二致動器為一壓電油壓致動器。
  16. 一種自動斷屑方法,用於一切削機台,其中該切削機台,包括一第一刀具和一主軸致動器,該主軸致動器經由一控制資訊以控制該第一刀具於一第一軸向移動並對一工件進行加工,而衍生一加工屑,且該自動斷屑方法包括以下步驟:經由電性耦接該切削機台的一訊號擷取裝置擷取該控制 資訊;經由電性連接該訊號擷取裝置的一控制器根據該控制資訊產生一控制信號;以及經由掛載於該主軸致動器與該第一刀具之間且電性耦接該控制器的一第一致動器控制該第一刀具於一第二軸向往覆震動移動,且該加工屑因該第一刀具的震動自動斷屑且脫落,其中該第二軸向與該第一軸向之間具有一特定夾角。
  17. 如請求項第16項所述之自動斷屑方法,其中該控制資訊包括一刀具主軸資訊、一伺服進給資訊、一加工程式資訊與一刀具補正資訊的至少其中之一。
  18. 如請求項第16項所述之自動斷屑方法,其中該控制器依據該控制資訊計算出該第一刀具於該第二軸向往覆震動的一震動頻率,並據此產生該控制信號給該第一致動器,以控制該第一刀具於該第二軸向以該震動頻率往覆震動。
  19. 如請求項第16項所述之自動斷屑方法,其中該切削機台更包括一第二刀具和一第二致動器,該第二刀具用以取代該第一刀具,由該主軸致動器依據該控制資訊以控制該第二刀具於該第一軸向移動,該第二致動器,掛載於該主軸致動器與該第二刀具之間,電性耦接該控制器並用以取代該第一致動器,根據該控制信號控制該第二刀具於該第二軸向往覆震動。
  20. 如請求項第19項所述之自動斷屑方法,其中該第一致動器為一壓電致動器,該第二致動器為一壓電油壓致動器。
TW102143282A 2013-11-27 2013-11-27 自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統 TWI537090B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102143282A TWI537090B (zh) 2013-11-27 2013-11-27 自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統
CN201310674443.4A CN104669044A (zh) 2013-11-27 2013-12-11 自动断屑系统、刀具组、方法及切削机床系统
US14/287,177 US20150143967A1 (en) 2013-11-27 2014-05-26 System, cutter assembly, and method for automatic chip breaking and cutting machine system
GB1411452.4A GB2520790B (en) 2013-11-27 2014-06-27 Automatic chip breaking in a cutting machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102143282A TWI537090B (zh) 2013-11-27 2013-11-27 自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201519989A TW201519989A (zh) 2015-06-01
TWI537090B true TWI537090B (zh) 2016-06-11

Family

ID=51410228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102143282A TWI537090B (zh) 2013-11-27 2013-11-27 自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150143967A1 (zh)
CN (1) CN104669044A (zh)
GB (1) GB2520790B (zh)
TW (1) TWI537090B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106964794B (zh) * 2017-05-10 2018-08-28 中山宝川机电设备有限公司 一种数控车床自动断屑机器人
JP6748140B2 (ja) * 2018-04-06 2020-08-26 ファナック株式会社 工作機械の制御装置
TWI822541B (zh) * 2022-12-30 2023-11-11 國立虎尾科技大學 單動力源小波低頻軸向波動銑削刀座複合機構

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA661644A (en) * 1963-04-23 J. Findley Howard Lathe with vibrating tool holder
US3754487A (en) * 1972-01-03 1973-08-28 C Nachtigal Method and apparatus for controlling a machine tool
US3807257A (en) * 1972-11-17 1974-04-30 Energy Commission Apparatus and method for delivering vibratory energy
US4409659A (en) * 1980-12-15 1983-10-11 Sonobond Ultrasonics, Inc. Programmable power supply for ultrasonic applications
US5187669A (en) * 1990-07-16 1993-02-16 General Electric Company Programmable surface sensor for machining rough stock
US5291812A (en) * 1992-05-22 1994-03-08 General Motors Corporation Turning apparatus with improved chip handling
CN1087041A (zh) * 1992-11-13 1994-05-25 吴庆隆 断屑及断屑长度控制装置和方法
JPH06328304A (ja) * 1993-03-23 1994-11-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 切屑処理方法
JPH08300207A (ja) * 1995-05-02 1996-11-19 Mitsubishi Materials Corp 振動バイト
US5778745A (en) * 1996-02-21 1998-07-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Chip-broken turning method and apparatus
SE515157C2 (sv) * 1998-10-22 2001-06-18 Ingvar Claesson Metod och anordning för styrning av svarvoperation
US20050028657A1 (en) * 2003-08-04 2005-02-10 Mitro Richard John Tunable cutting device
JP2007237388A (ja) * 2006-02-13 2007-09-20 Kazumasa Onishi 切削装置
US7687975B2 (en) * 2007-03-27 2010-03-30 Panasonic Corporation Vibration assisted machining system with stacked actuators
DE102011077568B4 (de) * 2011-06-15 2023-12-07 Dmg Mori Ultrasonic Lasertec Gmbh Werkzeugmaschine, Werkstückbearbeitungsverfahren
JP5033929B1 (ja) * 2011-11-10 2012-09-26 ハリキ精工株式会社 工作機械
EP2900841B1 (en) * 2012-09-27 2020-02-19 NV Bekaert SA Mass of metal fibers and nonwoven web made thereof and use
JP5308599B1 (ja) * 2013-01-16 2013-10-09 三重電子株式会社 加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB2520790A (en) 2015-06-03
CN104669044A (zh) 2015-06-03
GB201411452D0 (en) 2014-08-13
GB2520790B (en) 2016-03-16
TW201519989A (zh) 2015-06-01
US20150143967A1 (en) 2015-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5258921B2 (ja) 工作機械及びその加工制御装置
JP6257481B2 (ja) 数値制御装置
JP6062915B2 (ja) 工作機械への切削液供給システム
US20120243952A1 (en) On line vibration detected and intelligent control apparatus for cutting process which integrated with machine tool's i/o module and method thereof
CA2863768C (en) Real-time numerical control tool path adaptation using force feedback
JP5710391B2 (ja) 工作機械の加工異常検知装置及び加工異常検知方法
JP6572132B2 (ja) 低剛性ワーク機械加工支援システム
JP6898079B2 (ja) 工作機械およびその制御方法
JP5734387B2 (ja) カバーを持つ工具交換装置
JP6209392B2 (ja) 干渉確認装置
JP2009012092A (ja) 工作機械の制御装置
CN105843172B (zh) 具有自动地变更切削条件的功能的机床
JP2012213830A5 (zh)
JP5902753B2 (ja) 切上げ・切込み運動または円運動挿入機能を有する数値制御装置
TWI537090B (zh) 自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統
JP6442327B2 (ja) 工作機械、及び被加工物の加工方法
JP6407810B2 (ja) 加工ツール回転数とワーク送り速度とを調整する加工システム
JP2009517228A (ja) 機械要素ないし加工物の機械加工処理中に発生する振動の低下方法
US20160346890A1 (en) Machine tool monitoring
JP5734381B2 (ja) カバーを持つ工具交換装置
US9089970B2 (en) Robotic appartus and system for removal of turbine bucket covers
TWI564110B (zh) 回授控制數値加工機及其方法
WO2012056631A1 (ja) 旋削加工装置及び旋削加工方法
WO2019198734A1 (ja) ツールパスの生成方法、ツールパスの生成装置、ツールパスを生成するプログラムおよびプログラムを記録した記録媒体
CN103838177A (zh) 一种数控加工方法