TWI599867B - 具有對話式控制系統的研磨工具機 - Google Patents

Description

具有對話式控制系統的研磨工具機

本發明提供一種具有對話式控制系統的研磨工具機，其是與用於磨削或拋光之機床有關。

按，隨著電腦控制技術進步，各種電腦數值控制加工機被廣泛地使用。然而一般的電腦數值控制加工機之操作方式，主要係必須先熟悉各種不同的加工指令，並進一步地學習加工指令的編寫邏輯以撰寫出所需的加工程式，縱使是簡單的外型加工，仍需耗費許多時間完備加工的前置作業，除了耗時之外也具有相當的專業難度，而無法在短時間內提供一般使用者上手使用。

因此，如圖1所示為一種內外圓磨機的對話視窗介面系統10，其主要係與內外圓磨機伺服控制系統搭載於電腦數值控制加工機中，該對話視窗介面系統10內建各種常用的工件型態A’，使用者透過該對話視窗介面系統10選擇所需工件型態A’及加工型態B，選擇完成後輸入參數C編輯成加工程式，即可以該加工程式命令內外圓磨機伺服控制系統，依其編輯完成的加工程式對工件進行加工，操作者可藉由內外圓磨機對話視窗介面系統10，選擇執行項目及所需要的加工型態B如(直進、橫移、直進橫移、斜橫移、肩部、斜進、直進擺動)後輸入參數，編輯成多種加工程式串聯使用並加以儲存，用於加工大量相同工件時，因不需重覆操作對話視窗介面的流程步驟，進而達到節省工時之目的。

然而，該對話視窗介面系統10係內建固定數量的常用工件型態A’，則該加工機的加工便被侷限於內建的工件型態A’之加工，一旦所欲加工的工件型態A’並未被內建於該對話視窗介面系統10內時便無法進行加工，於此狀況下可能就必須請工具機的原廠維護人員增建或更新資料庫才能適用，使用者並無法自由地使用，因而有使用自由度的限制。

有鑑於此，本發明人潛心研究並更深入構思，歷經多次研發試作後，終於發明出一種具有對話式控制系統的研磨工具機。

本發明提供一種具有對話式控制系統的研磨工具機，其主要目的是改善一般工具機的對話視窗介面僅能針對內建的工件型態進行加工而有使用自由度受限的缺失。

為達前述目的，本發明提供一種具有對話式控制系統的研磨工具機，包含：一工具機本體內搭載一對話式控制系統及一伺服控制系統，且該工具機本體具有一顯示螢幕及一控制台，該顯示螢幕顯示該對話式控制系統的控制操作選項或結果，該控制台供操作控制該對話式控制系統，該伺服控制系統受該對話式控制系統控制驅動該工具機本體進行工作，其中：該對話式控制系統包含一監控預覽介面，該監控預覽介面又包含一順序設定介面、一工件建構介面以及一加工條件設定介面，其中：該工件建構介面包含複數工件組成單元，各該工件組成單元為構成工件的單元型態；該工件建構介面供以複數工件組成單元建構一工件型態，該對話式控制系統並依建構順序依序定義出加工段落之次序，而該工件型態包含複數加工段落；

該加工條件設定介面為表格型式並供輸入設定該工件型態的各該加工段落之加工條件；

該監控預覽介面顯示該工件建構介面建構出的工件型態圖形；以及

該順序設定介面以表格型態顯示設定加工順序與加工段落次序的關係。

本發明主要透過於對話式控制系統內配置監控預覽介面，透過監控預覽介面中的工件建構介面能提供使用者以工件組成單元組合搭配建構出所需的工件型態進行後續加工，據此使得加工型態不限於內建型式，而能大幅提高加工的自由度，且建構工件的介面由圖形顯示而能提供使用者直覺建構而不需學習專業難度高的程式語言建構或邏輯，而能大幅降低加工前的前置作業，提高整體附加價值。

本發明提供一種具有對話式控制系統的研磨工具機，包含：

一工具機本體內搭載一對話式控制系統20及一伺服控制系統，且該工具機本體具有一顯示螢幕30及一控制台，該顯示螢幕30區分為一控制顯示區31及一跳選區32，該控制顯示區31顯示該對話式控制系統20的控制操作選項或結果，而該跳選區32包含複數功能跳選部S，該控制台供操作控制該對話式控制系統20並至少包含有一輸入鍵及一加工鍵，而該伺服控制系統受該對話式控制系統20控制驅動該工具機本體進行工作，其中：

該功能跳選部S包含一第一跳選區S1、一第二跳選區S2、一第三跳選區S3一第四跳選區S4及一第五跳選區S5；

而該對話式控制系統20包含一監控預覽介面20A、一工件原點設定介面、一修砂設定介面、一砂輪程式介面以及一加工參數介面，各該功能跳選部S供跳選顯示上述各介面；其中：

該監控預覽介面20A又包含一順序設定介面21、一工件建構介面22以及一加工條件設定介面23，且該監控預覽介面20A能顯示該工件建構介面22建構出的工件型態圖形；其中：

該順序設定介面21以表格型態顯示加工順序與加工段落次序的關係(如圖20)，而本實施例對話式控制系統20內建定義之加工段落是由左至右分別為由開始而依序遞增之順序關係；

該工件建構介面22又包含複數工件組成單元221， 各該工件組成單元為構成工件的單元型態，該工件建構介面22供以複數工件組成單元221建構一工件型態，該對話式控制系統20並依建構順序依序定義出加工段落之次序，而該工件型態包含複數加工段落，本發明實施例之工件建構介面22包含八個工件組成單元221，且各該工件組成單元221之定義分別為：

外徑部(直進式)221A：建構具有外徑的加工段落並以直進式加工進行研磨；

外徑銜接右端部(斜進式)221B：建構具有端面銜接於外徑的加工段落並以斜進式加工研磨右端部的方式進行研磨；

外徑銜接右端部(直進式)221C：建構具有端面銜接於外徑的加工段落並以直進式加工研磨右端部的方式進行研磨；

橫移部221D：建構以刀具橫移研磨成形之加工段落；

端面部221E：建構具有端面的加工段落並研磨端面部；

錐度部221F：建構具有錐度的加工段落並研磨錐度部；

外徑銜接左端部(直進式)221G ：建構具有端面銜接於外徑的加工段落並以直進式加工研磨左端部的方式進行研磨；

長端面部221H：建構具有長端面的加工段落並研磨長端面。

該加工條件設定介面23為表格型式並供輸入設定各種加工條件(如：與工件有關的研磨長度、最大直徑、直徑前置、完成直徑、公差上限、公差下限；與加工有關的空研削量、粗研削量、精研削量、微研削量、空研削研磨速率、精研削研磨速率、微研削研磨速率、肩部直徑或空段長度)；

該工件原點設定介面供以設定工件原點位置；

該修砂設定介面供以設定砂輪修整的修砂次數及修砂量；

該砂輪程式介面，設定砂輪修整路徑的設定；

該加工參數介面供以設定監控預覽介面顯示之圖形與工件的比例關係、設定系統密碼、設定所使用之砂輪條件、設定目前使用之機械型式(直進斜頭、直進式或斜進式)、設定系統語言及系統顯示之尺寸單位。

以上為本發明實施例具有對話式控制系統的研磨工具機之系統組態，而其使用運作時，開啟載入系統後顯示一主頁面P1，該主頁面P1於該控制顯示區31顯示登入畫面，且該主頁面P1顯示該功能跳選部S，而點選該主頁面P1上的各該跳選區(S1、S2、S3、S4、S5)即可進入該監控預覽介面20A、該工件原點設定介面、該修砂設定介面、該砂輪程式介面以及該加工參數介面，且在該監控預覽介面、該工件原點設定介面、該修砂設定介面、該砂輪程式介面以及該加工參數介面下的各該跳選區(S1、S2、S3、S4、S5)則可分別進入各介面下的進一步設定介面。

而本案主要著重在於監控預覽介面20A下的控制介面，以下即針對該監控預覽介面20A的運作進一步說明。且值得說明的是，上述主頁面P1及各跳選區(S1、S2、S3、S4、S5)的型式均屬程式控制常見的控制介面，因此其位置的變化是可以預期的，也不應限制在本實施例之圖式。

在進行加工之前，可先由主頁面P1點選該第三跳選區S3、該第四跳選區S4或該第五跳選區S5以分別進入該修砂設定介面、該砂輪程式介面以及該加工參數介面進行加工的初始設定或修砂的條件，以上加工參數設定後即能自行建構所欲加工的工件型態進行加工：而以下將以建構出如圖4所示之工件W態樣進行說明：首先由該主頁面P1點選該第一跳選區S1進入該監控預覽介面20A如圖6，於該監控預覽介面20A上點選第二跳選區S2進入該工件建構介面22(如圖7)，本實施例的第一加工段落為為直徑為95mm的圓柱體，此時透過顯示螢幕(觸控式螢幕)上的游標指向外徑部(直進式)22A的工件組成單元221選項，接著由該控制台按下輸入鍵，鍵入後該對話式控制系統20於該工件建構介面22上顯示提 示訊息，本實施例之提示訊息為「輸入工件長度」(如圖8)，當提示訊息出現後即能接續由控制台輸入工件長度尺寸，本實施例係輸入20，據此建構出20mm的第一加工段落，輸入20後接續按下輸入鍵，按下輸入鍵後則進入該加工條件設定介面23(如圖9)，則於該加工條件設定介面23中即能設定該第一加工段段之完成直徑為95，並能同時設定所需之加工條件(如圖9、10均為加工條件的設定介面)；接著，在該加工條件設定介面23下的第五跳選區S5為返回該監控預覽介面20A的選項，而由於如上段說明已於該工件建構介面22及加工條件設定介面23設定工件的加工段落之條件，因此於此狀況下按下該第五跳選區S5後便能返回該監控預覽介面20A，並於該監控預覽介面20A中顯示出上段內容所建構出的外徑95mm且長度20mm的第一加工段落(如圖11)；而在本實施例所欲建構的整體工件W為具有四段外徑的階層柱形體，而必須進行加工的加工段落G則只有由左至右算起的第二至第四段，因此整體工件的第二段W2為第一加工段落G1，整體工件的第三段W3為第二加工段落G2，整體工件的第四段W4為第三加工段落G3，而上述說明中所建構的即為第一加工段落G1，且為整體工件由左至右算起的第二段W2，而該工件W由左至右算起的第一段W1為不進行加工的段落，因此定義為空段A，雖然該空段A不進行加工，但為完整呈現真實工件W圖形，因此仍可由該工件建構介面22建構出，而其建構的方式是在該監控預覽介面20A時點選該第三跳選區S3進入該加工條件設定介面23(如圖12)，並可於該加工條件設定介面23設定空段A長度及肩部直徑，據此建構出該整體工件W由左至右算起的第一段W1(空段A)的直徑35mm、長度25mm的區段；接著，同樣在該加工條件設定介面23下的第五跳選區S5為返回該監控預覽介面20A的選項，並能於該監控預覽介面20A中顯示出上段說明書所建構出的空段A及第一加工段落G1(如圖13)；

接著建構整體工件W的第三段W3(第二加工段落G2)，在該監控預覽介面20A中預覽過建構出的空段A及第一加工段落G1後按下第二跳選區S2進入該工件建構介面22，此時在該工件建構介面22選擇外徑銜接右端部(斜進式)221B的工件組成單元221選項，接著由該控制台按下輸入鍵，鍵入後該對話式控制系統20於該工件建構介面22上顯示提示訊息，本實施例之提示訊息為「輸入工件長度」(如圖14)，當提示訊息出現後即能接續由控制台輸入工件長度尺寸，本實施例係輸入40，據此建構出40mm的第二加工段落G2，輸入40後接續按下輸入鍵，按下輸入鍵後則進入該加工條件設定介面23(如圖15)，則於該加工條件設定介面23中即能設定該第二加工段落之完成直徑為55，並能同時設定所需之加工條件；

接著，在該加工條件設定介面23下的第五跳選區S5為返回該監控預覽介面20A的選項，而由於如上段說明已於該工件建構介面22及加工條件設定介面23設定整體工件W條件，因此於此狀況下按下該第五跳選區S5後便能返回該監控預覽介面20A，並於該監控預覽介面20A中再增加顯示出上段說明書所建構出的外徑55mm且長度40mm的第二加工段落G2(如圖16)；

接著建構整體工件W的第三加工段落G3，在該監控預覽介面20A中預覽過建構完成的空段A、第一加工段落G1及第二加工段落G2後按下第二跳選區S2進入該工件建構介面22，此時在該工件建構介面22選擇外徑銜接右端部(斜進式)221B的工件組成單元221選項，接著由該控制台按下輸入鍵，鍵入後該對話式控制系統20於該工件建構介面22上顯示提示訊息，本實施例之提示訊息為「輸入工件長度」(如圖17)，當提示訊息出現後即能接續由控制台輸入工件長度尺寸，本實施例係輸入70，據此建構出70mm的第三段加工段落，輸入70後接續按下輸入鍵，按下輸入鍵後則進入該加工條件設定介面23(如圖18)，則於該加工條件設定介面23中即能設定該第三加工段落之完成直徑為55，並能同時設定所需之加工條件；設定完成後按下該第五跳選區S5即能返回該監控預覽介面20A並預覽所建構完成之整體工件W(如圖19)。

而當所欲加工的整體工件W建構完成後，接著就能設定加工順序，在該監控預覽介面20A下按下第一跳選區S1即能進入該順序設定介面21(如圖20)，在每一個加工序號旁輸入工件W的加工段落數就能設定出加工順序，以圖20來看，即是設定為第一個加工序進行第一加工段落G1的加工，第二個加工序進行第二加工段落G2的加工，第三個加工序進行第三加工段落G3的加工。當然，在真實加工時並不一定需要按照加工段落的順序進行加工，也可在第一個加工序填寫上第三加工段落G3，則就能由所設定的加工段落位置開始進行加工，使用自由度極高。

而在建構完成所欲加工的工件W態樣後，再點選該第五跳選區S5返回主頁面P1後點選第二跳選區S2，即能進入該工件原點設定介面以設定所欲加工的工件W之原點位置，而設定完後即能由該控制台的加工鍵控制開始進行加工。

由上述說明可知，本案主要係於工具機內配置包含有監控預覽介面20A的對話式控制系統20，而該監控預覽介面20A提供使用者能以工件組成單元221建構出所需工件態樣以進行後續加工，而本案之工件組成單元221又能以圖形化顯示，因此在操作上不須具備程式編輯能力、不須學習程式編輯邏輯，只要經由圖示就能快速架構出所需真實工件態樣，在使用上能大幅縮減程式編碼所耗費的時間，也能降低操作上手的門檻及難度，而能提高一般傳統產業的使用慾望。

此外，本案相較於習知技術而言，使用者能視所需加工工件自行建構工件型態，因而不受到內建工件型態的限制，因此具有極高的加工自由度，提高使用的適用性。且也由於工件型態是由多個工件組成單元221所搭配組合，因此變化性高，而能適配加工更為複雜型態的工件，提高使用變化性及整體附加價值。

<先前技術>

10‧‧‧對話視窗介面系統

A’‧‧‧工件型態

B‧‧‧加工型態

C‧‧‧參數

<本發明>

20‧‧‧對話式控制系統

20A‧‧‧監控預覽介面

21‧‧‧順序設定介面

22‧‧‧工件建構介面

221‧‧‧工件組成單元

221A‧‧‧外徑部(直進式)

221B‧‧‧外徑銜接右端部(斜進式)

221C‧‧‧外徑銜接右端部(直進式)

221D‧‧‧橫移部

221E‧‧‧端面部

221F‧‧‧錐度部

221G‧‧‧外徑銜接左端部(直進式)

221H‧‧‧長端面部

23‧‧‧加工條件設定介面

30‧‧‧顯示螢幕

31‧‧‧控制顯示區

32‧‧‧跳選區

S‧‧‧功能跳選部

S1‧‧‧第一跳選區

S2‧‧‧第二跳選區

S3‧‧‧第三跳選區

S4‧‧‧第四跳選區

S5‧‧‧第五跳選區

P1‧‧‧主頁面

W‧‧‧工件

W1‧‧‧第一段

W2‧‧‧第二段

W3‧‧‧第三段

W4‧‧‧第四段

G1‧‧‧第一加工段落

G2‧‧‧第二加工段落

G3‧‧‧第三加工段落

A‧‧‧空段

圖1        為習知工具機的對話視窗介面系統的介面示意圖。 圖2        為習知工具機的對話視窗介面系統顯示另一工件型態的介面示意圖。 圖3        為本發明具有對話式控制系統的研磨工具機的對話式控制系統之系統 架構圖。 圖4        為本發明實施例說明建構之工件態樣。 圖5        為本發明具有對話式控制系統的研磨工具機的對話式控制系統的主頁面。 圖6        為本發明具有對話式控制系統的研磨工具機的對話式控制系統的監控 預覽介面。 圖7        為以本發明中對話式控制系統建構工件的第一步序。 圖8        為以本發明中對話式控制系統建構工件的第二步序。 圖9        為以本發明中對話式控制系統建構工件的第三步序。 圖10      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第四步序。 圖11      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第五步序。 圖12      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第六步序。 圖13      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第七步序。 圖14      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第八步序。 圖15      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第九步序。 圖16      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第十步序。 圖17      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第十一一步序。 圖18      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第十二步序。 圖19      為以本發明中對話式控制系統建構工件的第十三步序。 圖20      為以本發明中對話式控制系統建構工件後進入順序設定介面設定加工 順序之示意。

20‧‧‧對話式控制系統

20A‧‧‧監控預覽介面

21‧‧‧順序設定介面

22‧‧‧工件建構介面

23‧‧‧加工條件設定介面

P1‧‧‧主頁面

S1‧‧‧第一跳選區

S2‧‧‧第二跳選區

S3‧‧‧第三跳選區

S4‧‧‧第四跳選區

S5‧‧‧第五跳選區

Claims (8)

1. 一種具有對話式控制系統的研磨工具機，包含：一工具機本體內搭載一對話式控制系統及一伺服控制系統，且該工具機本體具有一顯示螢幕及一控制台，該顯示螢幕顯示該對話式控制系統的控制操作選項或結果，該控制台供操作控制該對話式控制系統，該伺服控制系統受該對話式控制系統控制驅動該工具機本體進行工作，其中：該對話式控制系統包含一監控預覽介面，該監控預覽介面又包含一順序設定介面、一工件建構介面以及一加工條件設定介面，其中：該工件建構介面包含複數工件組成單元，各該工件組成單元為構成工件的單元型態；該工件建構介面供以複數工件組成單元建構一工件型態，該對話式控制系統並依建構順序依序定義出加工段落之次序，而該工件型態包含複數加工段落；各該工件組成單元為外徑部、外徑銜接右端部、外徑銜接右端部、橫移部、端面部、錐度部、外徑銜接左端部或長端面部，其中，該外徑部為建構具有外徑的加工段落並以直進式加工進行研磨；該外徑銜接右端部為建構具有端面銜接於外徑的加工段落並以斜進式加工研磨右端部的方式進行研磨；該外徑銜接右端部為建構具有端面銜接於外徑的加工段落並以直進式加工研磨右端部的方式進行研磨；該橫移部為建構以刀具橫移研磨成形之加工段落；該端面部為建構具有端面的加工段落並研磨端面部；該錐度部為建構具有錐度的加工段落並研磨錐度部；該外徑銜接左端部為建構具有端面銜接於外徑的加工段落並以直進式加工研磨左端部的方式進行研磨；該長端面部為建構具有長端面的加工段落並研磨長端面； 該加工條件設定介面為表格型式並供輸入設定該工件型態的各該加工段落之加工條件；該監控預覽介面顯示該工件建構介面建構出的工件型態圖形；以及該順序設定介面以表格型態顯示設定加工順序與加工段落次序的關係。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具有對話式控制系統的研磨工具機，其中，該加工條件設定介面供設定之加工條件為與工件有關的研磨長度、最大直徑、直徑前置、完成直徑、公差上限、公差下限；與加工有關的空研削量、粗研削量、精研削量、微研削量、空研削研磨速率、精研削研磨速率、微研削研磨速率、肩部直徑或空段長度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具有對話式控制系統的研磨工具機，其中，該對話式控制系統更包含一工件原點設定介面供以設定工件原點位置。
4. 如申請專利範圍第1項所述的具有對話式控制系統的研磨工具機，其中，該對話式控制系統更包含一修砂設定介面供以設定砂輪修整的修砂次數及修砂量。
5. 如申請專利範圍第1項所述的具有對話式控制系統的研磨工具機，其中，該對話式控制系統更包含一砂輪程式介面供以設定砂輪修整路徑的設定。
6. 如申請專利範圍第1項所述的具有對話式控制系統的研磨工具機，其中，該對話式控制系統更包含一加工參數介面供以設定監控預覽介面顯示之圖形與工件的比例關係、設定系統密碼、設定所使用之砂輪條件、設定目前使用之機械型式、設定系統語言及系統顯示之尺寸單位。
7. 如申請專利範圍第1項所述的具有對話式控制系統的研磨工具機，其中，該顯示螢幕區分為一控制顯示區及一跳選區，該控制顯示區顯示該對話式控制系統的控制操作選項或結果，而該跳選區包含複數功能跳選部，該功能跳選部包含一第一跳選區、一第二跳選區、一第三跳選區一第四跳選區及一第五跳選區，該對話式控制系統更包含一工件原點設定介面、一修砂設定介面、一砂輪程式介面及一加工參數介面，各該功能跳選部供跳選顯示該監控預覽介面、該工件原點設定介面、該修砂設定介面、該砂輪程式介面或該加工參數介面。
8. 如申請專利範圍第1項所述的具有對話式控制系統的研磨工具機，其中，該對話式控制系統定義之加工段落次序是由左至右分別為由開始而依序遞增之順序關係。