TWI624741B

TWI624741B - 自動化偵測磨削之智慧型磨床設備

Info

Publication number: TWI624741B
Application number: TW106117279A
Authority: TW
Inventors: 張寶銘; 李金鵬; 莊晉維
Original assignee: 福裕事業股份有限公司
Priority date: 2017-05-25
Filing date: 2017-05-25
Publication date: 2018-05-21
Also published as: TW201901327A

Abstract

一種自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其用於加工一工件物，係包括：一平面磨床機；一電控裝置，係設置於該平面磨床機的一預定位置處，用以控制該平面磨床機其整體運作；一砂輪單元，係組裝於該平面磨床機而對該工件物進行研磨作業；及一智慧型加工控制系統，係設於該平面磨床機其中任一預定位置處，與該控制裝置耦接且作電性連結，而該智慧型加工控制系統其主要透過該砂輪單元與該工件物間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數的運用，供該砂輪單元對該工件物進行研磨加工時，藉以縮短該平面磨床機之工作台進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一較佳研磨路徑，以減少研磨加工時間而提升工作效率。

Description

自動化偵測磨削之智慧型磨床設備

本發明係與一種研磨工具有關，尤指一種自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，於進行加工時能達到自動化偵測到各種工件物整體外觀輪廓而進行磨削效果，進而縮短該平面磨床機之工作台進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑；以縮短研磨行程距離而提升工作效率者。

按，工具機(Machine tools)是為製造各種機器及加工設備的機械，工具機依其功能可分為金屬切削工具機及金屬成型工具機兩大類，前者包括有車床、鑽床、銑床、磨床、鉋床等；後者則包括有沖床、剪床等。工具機係由若干零組件所構成，其中採旋轉切削運動的鑽床、銑床、磨床、鉋床等工具機，其中，具備電腦數值控制(Computer Numeric Control，CNC)功能的工具機可運用程式化的指令進行加工動作的控制，從而可實現自動化的加工作業，透過自動化工具機而達到減少人工成本、使操作過程中更加安全以及增加工廠效率等。

現行的機械加工作業中，磨床(Grinding machine)為精密加工常用之工具機，是一種利用磨具研磨工件之多餘餘料，以獲得所需之形狀、尺寸及精密加工面的一種工具機，請參閱第11、12圖所示，係為一般常見的磨床機7，該磨床機7主要係由一底座71，該底座71係設有一呈水平設置於該底座71台面上且沿一Z軸(前後)移動狀態之鞍座711，一直立設置於該底座71台面上的立柱712，一設於該立柱712且沿Y軸(上下)移動狀態之主軸頭座713，一安設於該主軸頭座713而呈轉動狀態之砂輪714；及一工作台72，係沿X軸(左右)移動且用於載置一工件物W，透過該砂輪714可以隨著該立柱712沿Y軸方向相對該工作台72位移，同時搭配該鞍座711相對於該立柱712進行前後位移、及該工作台72相對於該立柱712進行左右位移，以便對該工作台72上的工件物W一表面進行磨削加工。

此外，習用該磨床機7在操作上，其該鞍座711的前後移動(Z軸)係藉馬達(包括伺服馬達)驅動、該砂輪714的上下移動(Y軸)是藉由渦輪渦桿及電磁拉桿等機構來驅動、該工作台72的左右移動(X軸)係由油壓缸驅動，藉由上述結構的組成，使得習用該磨床機7具有手動研磨、連續自動平面研磨及自動切溝研磨等三種操作模式，而其操作模式主要係在一操作面板73上的工作模組選擇鈕731進行切換選擇。

而若要以連續自動平面研磨的操作模式進行研磨加工，除了選在連續自動平面研磨位置之外，更要有後述的設定操作，例如：對設置在該鞍座711與該底座71之間的前後行程設定機構74進行前後行程的寬度設定；對前後進給量機構進行每次前後進給量(值)的設定；對設置在該底座71升降手輪附近的向下進給機構進行每次完成平面研磨後，該砂輪714要向下進給量的設定，除此之外，厚度控制時，要磨多少量也需對該向下進給機構進行設定，且厚度尺寸研磨完成後，也要設定該砂輪714升高量(值)以便使該砂輪714遠離工件而安全取下該工件物W。

然，據上述可得知，習知該磨床機7是使用高速旋轉的砂輪714對該工件物W進行磨削加工，其係將該工件物W設置於該工作台72上，利用自動化而帶動該工作台72沿X軸(左右)往復位移的同時，利用高速旋轉的砂輪714對該工件物W進行磨削加工，令該工件物W可獲得所需之形狀、尺寸，使其具加工迅速、良好的表面粗度及尺寸精確等優點，但由於該工件物W在磨削加工過程中有時會呈不同角度擺設於該工作台72；或者，該工件物W整體外觀輪廓呈不規格形狀呈現時，相對下，在已設定好的一標準研磨路徑P1下，當該工作台72沿X軸(左右)往復位移時，則會顯現出在進行標準研磨路徑P1的行程變長，導致於研磨加工上較耗費時間而降低生產量，而不符合經濟效益，故對於時時求新求變之業界發展而言，如何在自動化電腦控制之應用下使工具機能達到更多元化之使用效能，仍有極大的改善空間。

本發明人有鑑於此，並且依據多年從事此領域的相關經驗，細心觀察及研究，並配合學理運用，進而提出一種合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的係在於：提供一種於進行加工時能達到自動化偵測到各種工件物整體外觀輪廓而進行磨削效果，進而縮短該平面磨床機之工作台進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑；以縮短研磨行程距離而提升工作效率之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備者。

本發明之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其用於加工至少一工件物進行磨削加工作業，係包括：一平面磨床機，包含有一基座單元；一工作台，係設置於該基座單元上方處，該工作台係沿X軸(左右)移動且用於載置該工件物；一磨削單元，具有一主軸座，係設置於該平面磨床機其中任一預定位置處，該主軸座前端係延伸出一砂輪組設端；而該主軸座後端部則設有一主軸馬達，其透過該主軸馬達運轉而帶動該砂輪組設端呈360度旋轉狀態；一電控裝置，係設置於該平面磨床機其中任一預定位置處，該電控裝置內係設有一控制器，其用以控制該平面磨床機其整體運作；一砂輪單元，係組裝於該平面磨床機之磨削單元的主軸座所設的砂輪組設端處，其透過該磨削單元之主軸座整體運作而帶動該砂輪單元呈轉動狀態，進而對該工件物進行研磨作業；及一智慧型加工控制系統，係設於該平面磨床機其中任一預定位置處，並與該電控裝置之控制器耦接且作電性連結，該智慧型加工控制系統具有一智慧編碼器以及一智慧驅動器；其中：該智慧編碼器，係設置於該平面磨床機其中任一預定位置處，其耦接於該磨削單元之主軸馬達且作電性連結，而與該砂輪單元呈同步轉動狀態；該智慧編碼器用以編輯該智慧型加工控制系統整體的加工順序或參數設定程式；以及該智慧驅動器，係設置於該電控裝置內，其耦接於該控制器與該智慧編碼器間且作電性連結，該智慧驅動器用以接收該控制器與該智慧編碼器所傳遞的指令；藉以執行該控制器與該智慧編碼器所傳遞的指令而控制該平面磨床機其整體運作；藉此，將該工件物安裝於該平面磨床機之工作台上，其透過該智慧驅動器用以接收該控制器與該智慧編碼器所傳遞的指令，而驅動該平面磨床機整體運作，令該平面磨床機之工作台沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一標準研磨路徑以供該砂輪單元達到研磨作業，其主要透過該砂輪單元與該工件物間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數的運用，當該砂輪單元對該工件物進行平面研磨加工時所產生的負載力及切削力參數至一預定參數時，則自動開始執行該智慧型加工控制系統之智慧編碼器所編輯的加工順序或參數設定程式，藉以縮短該平面磨床機之工作台進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑以供該砂輪單元達到研磨作業，以縮短研磨行程距離而提升工作效率。

其中該智慧型加工控制系統更進一步設有一研磨檢知單元，係設置於該平面磨床機之磨削單元處，並耦接於該智慧驅動器且作電性連結，其透過該智慧驅動器接收到該智慧編碼器的參數設定指令而傳遞至該研磨檢知單元，令該研磨檢知單元偵測該砂輪單元於磨削時的負載力參數，若有異常發生時，則主動提示警告或通知修理該砂輪單元等事項其檢測；其中該智慧型加工控制系統更進一步設有一碰撞偵測單元，係設置於該平面磨床機之磨削單元處，並耦接於該智慧驅動器且作電性連結，其透過該智慧驅動器接收到該智慧編碼器的參數設定指令而傳遞至該碰撞偵測單元，令該碰撞偵測單元時時偵測負載力參數，設定負載力上限參數，防止該砂輪單元與該工件物非預期碰撞而造成損害其偵測；其中該智慧型加工控制系統更進一步設有一動平衡校正單元，係設置於該平面磨床機之磨削單元處，並耦接於該智慧驅動器且作電性連結，其透過該動平衡校正單元用以整合該智慧編碼器與該電控裝置之控制器的參數設定資訊，而令該動平衡校正單元隨時對該磨削單元與該砂輪單元進行震動測量與動平線上校正等作業；其中該智慧型加工控制系統更進一步設有一砂輪壽命檢知單元，係設置於該平面磨床機之磨削單元處，並耦接於該智慧驅動器且作電性連結，其透過該砂輪壽命檢知單元用以整合該智慧編碼器的參數設定資訊與該動平衡校正單元的震動測量資訊，而令該砂輪壽命檢知單元精確檢知該砂輪單元需修砂時機與破損檢知等作業；其中該動平衡校正單元係選自一頻率係為3KHz以上之加速規者；其中更進一步包括有一操控裝置，其通過一連接桿而固定於該電控裝置一側處；該操控裝置具有一操控介面，係耦接於該電控裝置之控制器且作電性連結狀態，其用以提供該使用者操作而控制該平面磨床機之工作台移動行程的設定與該磨削單元其轉動速率值設定；以及該砂輪單元對該工件物進給量的設定，並於該操控介面其畫面中顯示出一供該使用者切換而執行該最佳研磨路徑的加工程序之智慧換向的啟動指令；與顯示該砂輪單元與該工件物間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數值；其中該平面磨床機之工作台所載置該工件物其數量為複數個時，該智慧型加工控制系統則更進一步包括有一影像感測單元，係設於該平面磨床機其中任一預定位置處，並耦接於該電控裝置之控制器且作電性連結，其透過該影像感測單元用以對該砂輪單元與該些工件物間研磨時而進行攝影，並將攝影獲得其參數資訊回饋至該電控裝置之控制器內進行影像運算處理與傳遞，而透過該智慧驅動器用以接收該控制器與該智慧編碼器所傳遞的指令，藉以輔助該工作台進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出前述最佳研磨路徑者；其中該電控裝置之控制器係搭配外來的雲端伺服器而供使用者於一行動裝置進行操作，該行動裝置係具有一操控介面，其提供該使用者操作而控制該平面磨床機之工作台移動行程的設定與該磨削單元其轉動速率值設定；以及該砂輪單元對該工件物進給量的設定，並於該操控介面其畫面中顯示出一供該使用者切換而執行該最佳研磨路徑的加工程序之智慧換向的啟動指令；與顯示該砂輪單元與該工件物間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數值；其中該行動裝置係選自為智慧型手機、平板電腦、個人電腦或PDA之任一者；而該行動裝置之操控介面係選自APP應用程式，其包括微軟作業系統(Microsoft Windows)、安卓作業系統(Android)及蘋果作業系統(iOS)其中之一者，主要功能在於提供使用者觸控該操控介面之操作、設定功能。

本發明之功效在於：將該工件物安裝於該平面磨床機之工作台上，其透過該智慧驅動器用以接收該控制器與該智慧編碼器所傳遞的指令，而驅動該平面磨床機整體運作，令該平面磨床機之工作台沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一標準研磨路徑以供該砂輪單元達到研磨作業，甚至，搭配該影像感測單元用以對該砂輪單元與該些工件物間研磨時而進行攝影，並將攝影獲得其參數資訊回饋至該電控裝置之控制器內進行影像運算處理，其主要透過該砂輪單元與該工件物間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數的運用，當該砂輪單元對該工件物進行平面研磨加工時所產生的負載力及切削力參數至一預定參數時，則自動開始執行該智慧型加工控制系統之智慧編碼器所編輯的加工順序或參數設定程式，藉以縮短該平面磨床機之工作台進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑以供該砂輪單元達到研磨作業，以縮短研磨行程距離而提升工作效率。

1‧‧‧平面磨床機

11‧‧‧基座單元

12‧‧‧工作台

13‧‧‧磨削單元

131‧‧‧主軸座

1311‧‧‧砂輪組設端

1312‧‧‧主軸馬達

2‧‧‧電控裝置

21‧‧‧控制器

3‧‧‧砂輪單元

4‧‧‧智慧型加工控制系統

41‧‧‧智慧編碼器

42‧‧‧智慧驅動器

43‧‧‧研磨檢知單元

44‧‧‧碰撞偵測單元

45‧‧‧動平衡校正單元

46‧‧‧砂輪壽命檢知單元

47‧‧‧影像感測單元

5‧‧‧操控裝置

50‧‧‧連接桿

51‧‧‧操控介面

511‧‧‧智慧換向

6‧‧‧行動裝置

61‧‧‧操控介面

611‧‧‧智慧換向

P1‧‧‧標準研磨路徑

P2‧‧‧最佳研磨路徑

W‧‧‧工件物

習知：

7‧‧‧磨床機

71‧‧‧底座

711‧‧‧鞍座

712‧‧‧立柱

713‧‧‧主軸頭座

714‧‧‧砂輪

72‧‧‧工作台

73‧‧‧操作面板

731‧‧‧工作模組選擇鈕

74‧‧‧前後行程設定機構

W‧‧‧工件物

P1‧‧‧標準研磨路徑

第1圖係本發明較佳實施例所提供平面磨床機之立體示意圖。

第2圖係本發明較佳實施例所提供平面磨床機之前視示意圖。

第3圖係本發明智慧型磨床設備之第一結構方塊示意圖(一)。

第4圖係本發明智慧型磨床設備之第一結構方塊示意圖(二)。

第5圖係本發明第3、4圖對工件物進行磨削加工之標準研磨路徑示意圖。

第6圖係本發明第3、4圖對工件物進行磨削加工之最佳研磨路徑示意圖。

第7圖係本發明智慧型磨床設備之第二結構方塊示意圖(一)。

第8圖係本發明智慧型磨床設備之第二結構方塊示意圖(二)。

第9圖係本發明第7、8圖對工件物進行磨削加工之標準研磨路徑示意圖。

第10圖係本發明第7、8圖對工件物進行磨削加工之最佳研磨路徑示意圖。

第11圖係習知結構之立體示意圖。

第12圖係習知結構之加工方法示意圖。

為使貴審查委員對本發明目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如后：請參閱第1圖至第6圖所示，為本發明「自動化偵測磨削之智慧型磨床設備」之第一結構型態說明，其用於加工至少一工件物W，係包括：一平面磨床機1、一電控裝置2、一砂輪單元3及一智慧型加工控制系統4；其中：該平面磨床機1，包含有一基座單元11；一工作台12，係設置於該基座單元11上方處，該工作台12係沿X軸(左右)移動且用於載置該工件物W；一磨削單元13，具有一主軸座131，係設置於該平面磨床機1其中任一預定位置處，該主軸座131前端係延伸出一砂輪組設端1311；而該主軸座131後端部則設有一主軸馬達1312，其透過該主軸馬達1312運轉而帶動該砂輪組設端1311呈360度旋轉狀態；由於該平面磨床機1並非本發明重點，故以簡單敘述說明；而該平面磨床機1係選自各種NC平面磨床或自動平面磨床其中任一者，例如：鞍座移動式平面磨床、動柱式平面磨床、二軸式平面磨床、三軸式平面磨床…等；該電控裝置2，係設置於該平面磨床機1其中任一預定位置處，該電控裝置2內係設有一控制器21，該控制器21其用以控制該平面磨床機1其整體運作；該砂輪單元3，係組裝於該平面磨床機1之磨削單元13的主軸座131所設的砂輪組設端1311處，其透過該磨削單元13之主軸座131整體運作而帶動該砂輪單元3呈轉動狀態，進而對該工件物W進行研磨作業；及該智慧型加工控制系統4，係設於該平面磨床機1其中任一預定位置處，並與該電控裝置2之控制器21耦接且作電性連結，該智慧型加工控制系統4具有一智慧編碼器41以及一智慧驅動器42；其中：該智慧編碼器41，係設置於該平面磨床機1其中任一預定位置處，其耦接於該磨削單元13之主軸馬達1312且作電性連結，而與該砂輪單元3呈同步轉動狀態；該智慧編碼器41用以編輯該智慧型加工控制系統4整體的加工順序或參數設定程式；以及該智慧驅動器42，係設置於該電控裝置2內，其耦接於該控制器21與該智慧編碼器41間且作電性連結，該智慧驅動器42用以接收該控制器21與該智慧編碼器41所傳遞的指令；藉以執行該控制器21與該智慧編碼器41所傳遞的指令而控制該平面磨床機1其整體運作；藉由以上結構所述，茲更進一步說明如后：前述該智慧型加工控制系統4更進一步設有一研磨檢知單元43，係設置於該平面磨床機1之磨削單元13處，並耦接於該智慧驅動器42且作電性連結，其透過該智慧驅動器42接收到該智慧編碼器41的參數設定指令而傳遞至該研磨檢知單元43，令該研磨檢知單元43偵測該砂輪單元3於磨削時的負載力參數，若有異常發生時，則主動提示警告或通知修理該砂輪單元3等事項其檢測；前述該智慧型加工控制系統4更進一步設有一碰撞偵測單元44，係設置於該平面磨床機1之磨削單元13處，並耦接於該智慧驅動器42且作電性連結，其透過該智慧驅動器42接收到該智慧編碼器41的參數設定指令而傳遞至該碰撞偵測單元44，令該碰撞偵測單元44時時偵測負載力參數，設定負載力上限參數，防止該砂輪單元3與該工件物W非預期碰撞而造成損害其偵測；前述該智慧型加工控制系統4更進一步設有一動平衡校正單元45，係設置於該平面磨床機1之磨削單元13處，並耦接於該智慧驅動器42且作電性連結，其透過該動平衡校正單元45用以整合該智慧編碼器41與該電控裝置2之控制器21的參數設定資訊，而令該動平衡校正單元45隨時對該磨削單元13與該砂輪單元3進行震動測量與動平線上校正等作業；藉以降低該砂輪單元3之震動，消除該工件物W表面震紋，而提高磨削品質，所述該動平衡校正單元45係選自一頻率係為3KHz以上之加速規者；其中，該智慧型加工控制系統4更進一步設有一砂輪壽命檢知單元46，係設置於該平面磨床機1之磨削單元13處，並耦接於該智慧驅動器42且作電性連結，其透過該砂輪壽命檢知單元46用以整合該智慧編碼器41的參數設定資訊與該動平衡校正單元45的震動測量資訊，而令該砂輪壽命檢知單元46精確檢知該砂輪單元3需修砂時機與破損檢知等作業，而該砂輪單元3的磨損的形式可分為磨耗平面、磨粒脫落、破碎磨粒、磨屑、黏附、堵塞…等，透過該砂輪壽命檢知單元46能夠精準預測該砂輪單元3其壽命，大大提升生產效率；所述該動平衡校正單元45係選自一頻率係為3KHz以上之加速規者；再者，本發明更進一步包括有一操控裝置5，其通過一連接桿50而固定於該電控裝置2一側處；該操控裝置5具有一操控介面51，係耦接於該電控裝置2之控制器21且作電性連結狀態，其用以提供該使用者操作而控制該平面磨床機1之工作台12移動行程的設定與該磨削單元13 其轉動速率值設定；以及該砂輪單元3對該工件物W進給量的設定，並於該操控介面51其畫面中顯示出一供該使用者切換而執行該最佳研磨路徑P2的加工程序之智慧換向511的啟動指令；與顯示該砂輪單元3與該工件物W間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數值(如圖1~3所示)；甚至，該電控裝置2之控制器21係搭配外來的雲端伺服器而供使用者於一行動裝置6進行操作，該行動裝置6係具有一操控介面61，其提供該使用者操作而控制該平面磨床機1之工作台12移動行程的設定與該磨削單元13其轉動速率值設定；以及該砂輪單元3對該工件物W進給量的設定，並於該操控介面61其畫面中顯示出一供該使用者切換而執行該最佳研磨路徑P2的加工程序之智慧換向611的啟動指令；與顯示該砂輪單元3與該工件物W間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數值；其中該行動裝置6係選自為智慧型手機、平板電腦、個人電腦或PDA之任一者；而該行動裝置6之操控介面61係選自APP應用程式，其包括微軟作業系統(Microsoft Windows)、安卓作業系統(Android)及蘋果作業系統(iOS)其中之一者，主要功能在於提供使用者觸控該操控介面61之操作、設定功能(如圖4所示)；經由上述而言，不管係以種方式來進行操作，本發明均在於提供一種用於加工該工件物W進行磨削加工作業，其加工方法包括以下步驟：歩驟S1：將該工件物W安裝於該平面磨床機1之工作台12上；歩驟S2：操作該操控裝置5之操控介面51(或者，操作該行動裝置6之操控介面61)，並透過該電控裝置2之控制器21而啟動控制該平面磨床機1其用以控制該平面磨床機1其整體運作(或者，透過該行動裝置6之操控介面61而啟動控制該平面磨床機1其用以控制該平面磨床機1其整體運作)，例如：該工作台12移動行程的設定與該磨削單元13其轉動速率值設定；以及該砂輪單元3對該工件物W進給量的設定，藉以進行平面研磨加工程序；歩驟S3：當該砂輪單元3對該工件物W進行表面磨削加工，透過該平面磨床機1之工作台12進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一標準研磨路徑P1(如圖5所示)；及歩驟S4：最後，選擇開啟該操控裝置5之操控介面51其畫面中的智慧換向511指令(或者，選擇開啟該行動裝置6之操控介面61其畫面中的智慧換向611指令)，當該砂輪單元3對該工件物W間於進行平面研磨加工時所產生的負載力及切削力參數至一預定參數時，透過該智慧型加工控制系統4之智慧驅動器42用以接收該電控裝置2之控制器21與該智慧編碼器41所傳遞的指令，則開始自動執行該智慧型加工控制系統4之智慧編碼器41所編輯的加工順序或參數設定程式，藉以縮短該平面磨床機1之工作台12進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑P2(如圖6所示)，以供該砂輪單元3達到研磨作業，以縮短研磨行程距離而提升工作效率；再者，其中至歩驟S4時，在執行該最佳研磨路徑P2的加工程序過程中，該研磨檢知單元43同步執行該智慧驅動器42所傳遞該智慧編碼器41的參數設定而偵測該砂輪單元3於磨削時的負載力參數，若有異常發生時，則主動提示警告或通知修理該砂輪單元3等事項其檢測步驟；其中至歩驟S4時，在執行該最佳研磨路徑P2的加工程序過程中，該碰撞偵測單元44同步執行該智慧驅動器42所傳遞該智慧編碼器41的參數設定而時時偵測負載力參數，設定負載力上限參數，防止該砂輪單元3與該工件物W非預期碰撞而造成損害其偵測步驟；其中至歩驟S4時，在執行該最佳研磨路徑P2的加工程序過程中，透過該動平衡校正單元45用以整合該智慧編碼器41與該電控裝置2之控制器21的參數設定資訊，而令該動平衡校正單元45隨時對該磨削單元13與該砂輪單元3進行震動測量與動平線上校正等作業；藉以降低該砂輪單元3震動，消除該工件物W表面震紋，而提高磨削品質；其中至歩驟S4時，在執行該最佳研磨路徑P2的加工程序過程中，透過該砂輪壽命檢知單元46用以整合該智慧編碼器41的參數設定資訊與該動平衡校正單元45的震動測量資訊，令該砂輪壽命檢知單元46精確檢知該砂輪單元3需修砂時機與破損檢知等作業，使該砂輪壽命檢知單元46能夠精準預測該砂輪單元3其壽命，大大提升生產效率；藉此，進而提供一種於進行加工時能達到自動化偵測到該工件物W整體外觀輪廓而進行磨削效果，進而縮短該平面磨床機1之工作台12進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑P2；以縮短研磨行程距離而提升工作效率。

續，請參閱第7圖至第12圖所示，並輔以參閱第1圖及第2圖，為本發明「自動化偵測磨削之智慧型磨床設備」之第二結構型態說明，其用於同時加工複數個工件物W，係包括：一平面磨床機1、一電控裝置2、一砂輪單元3及一智慧型加工控制系統4；而該平面磨床機1之基座單元11、工作台12、磨削單元13的主軸座131、砂輪組設端1311及主軸馬達1312其各個整體結構已於前述敘明，故不再贅述；而該電控裝置2之控制器21、該砂輪單元3與該智慧型加工控制系統4之智慧編碼器41、智慧驅動器42、研磨檢知單元43、碰撞偵測單元44、動平衡校正單元45及砂輪壽命檢知單元46其各個整體結構已於前述敘明，故不再贅述；甚至，更進一步增設有一操控裝置5進行操作(如圖7所示)；或者，該電控裝置2之控制器21係搭配外來的雲端伺服器而供使用者於一行動裝置6進行操作(如圖8所示)，而該操控裝置5與該行動裝置6其各個整體結構已於前述敘明，也故不再贅述；其中該平面磨床機1之工作台12所載置該工件物W其數量為複數個時，該智慧型加工控制系統4則更進一步包括有一影像感測單元47，係設於該平面磨床機1其中任一預定位置處，並耦接於該電控裝置2之控制器21且作電性連結，其透過該影像感測單元47用以對該砂輪單元3與該些工件物W間研磨時而進行攝影，並將攝影獲得其參數資訊回饋至該電控裝置2之控制器21內進行影像運算處理與傳遞，而透過該智慧驅動器42用以接收該控制器21與該智慧編碼器41所傳遞的指令，藉以輔助該工作台12進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出前述最佳研磨路徑P2者；所述該影像感測單元47為感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)；經由上述而言，不管係以種方式來進行操作，本發明均在於提供一種用於加工該些工件物W進行磨削加工作業，其加工方法包括以下步驟：歩驟S1：將該些工件物W安裝於該平面磨床機1之工作台12上；歩驟S2：操作該操控裝置5之操控介面51(或者，操作該行動裝置6之操控介面61)，並透過該電控裝置2之控制器21而啟動控制該平面磨床機1其用以控制該平面磨床機1其整體運作(或者，透過該行動裝置6之操控介面61而啟動控制該平面磨床機1其用以控制該平面磨床機1其整體運作)，例如：該工作台12移動行程的設定與該磨削單元13其轉動速率值設定；以及該砂輪單元3對該工件物W進給量的設定，藉以進行平面研磨加工程序；歩驟S3：當該砂輪單元3對該些工件物W進行表面磨削加工，透過該平面磨床機1之工作台12進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一標準研磨路徑P1(如圖9所示)；及歩驟S4：最後，選擇開啟該操控裝置5之操控介面51其畫面中的智慧換向511指令(或者，選擇開啟該行動裝置6之操控介面61其畫面中的智慧換向611指令)，搭配該影像感測單元47用以對該砂輪單元3與該些工件物W間研磨時而進行攝影，並將攝影獲得其參數資訊回饋至該電控裝置2之控制器21內進行影像運算處理，當該砂輪單元3對該些工件物W間於進行平面研磨加工時所產生的負載力及切削力參數至一預定參數時，透過該智慧型加工控制系統4之智慧驅動器42用以接收該電控裝置2之控制器21與該智慧編碼器41所傳遞的指令，則開始自動執行該智慧型加工控制系統4之智慧編碼器41所編輯的加工順序或參數設定程式，而透過該智慧驅動器42用以接收該控制器21與該智慧編碼器41所傳遞的指令，藉以縮短該平面磨床機1之工作台12進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑P2(如圖10所示)以供該砂輪單元3達到研磨作業，以縮短研磨行程距離而提升工作效率；藉此，進而提供一種於進行加工時能達到自動化偵測到該些工件物W整體外觀輪廓而進行磨削效果，進而縮短該平面磨床機1之工作台12進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑P2；以縮短研磨行程距離而提升工作效率。

藉由以上結構所述，本發明所達到之功效目的如下：將該工件物W安裝於該平面磨床機1之工作台12上，透過該智慧型加工控制系統4之智慧驅動器42用以接收該電控裝置2之控制器21與該智慧編碼器41所傳遞的指令，而驅動該平面磨床機1整體運作，令該平面磨床機1之工作台12沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一標準研磨路徑P1以供該砂輪單元3達到研磨作業，其主要透過該砂輪單元3與該工件物W間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數的運用，當該砂輪單元3對該工件物W進行平面研磨加工時所產生的負載力及切削力參數至一預定參數時，則自動開始執行該智慧型加工控制系統4之智慧編碼器41所編輯的加工順序或參數設定程式，藉以縮短該平面磨床機1之工作台12進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑P2以供該砂輪單元3達到研磨作業，以縮短研磨行程距離而提升工作效率。

綜上所述，當知本發明確實可為相關產業廣為利用，極具有進步性與新穎性，且發明於申請前未見公開，以符合專利法之規定，爰依法提出發明專利申請，懇請鈞局明察，惠准專利，實為感禱。

惟以上所述者，僅為本發明之其中較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍；即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims

一種自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其用於加工至少一工件物進行磨削加工作業，係包括：一平面磨床機，包含有一基座單元；一工作台，係設置於該基座單元上方處，該工作台係沿X軸(左右)移動且用於載置該工件物；一磨削單元，具有一主軸座，係設置於該平面磨床機其中任一預定位置處，該主軸座前端係延伸出一砂輪組設端；而該主軸座後端部則設有一主軸馬達，其透過該主軸馬達運轉而帶動該砂輪組設端呈360度旋轉狀態；一電控裝置，係設置於該平面磨床機其中任一預定位置處，該電控裝置內係設有一控制器，其用以控制該平面磨床機其整體運作；一砂輪單元，係組裝於該平面磨床機之磨削單元的主軸座所設的砂輪組設端處，其透過該磨削單元之主軸座整體運作而帶動該砂輪單元呈轉動狀態，進而對該工件物進行研磨作業；及一智慧型加工控制系統，係設於該平面磨床機其中任一預定位置處，並與該電控裝置之控制器耦接且作電性連結，該智慧型加工控制系統具有一智慧編碼器以及一智慧驅動器；其中：該智慧編碼器，係設置於該平面磨床機其中任一預定位置處，其耦接於該磨削單元之主軸馬達且作電性連結，而與該砂輪單元呈同步轉動狀態；該智慧編碼器用以編輯該智慧型加工控制系統整體的加工順序或參數設定程式；以及該智慧驅動器，係設置於該電控裝置內，其耦接於該控制器與該智慧編碼器間且作電性連結，該智慧驅動器用以接收該控制器與該智慧編碼器所傳遞的指令；藉以執行該控制器與該智慧編碼器所傳遞的指令而控制該平面磨床機其整體運作；藉此，將該工件物安裝於該平面磨床機之工作台上，透過該智慧驅動器用以接收該控制器與該智慧編碼器所傳遞的指令，而驅動該平面磨床機整體運作，令該平面磨床機之工作台沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一標準研磨路徑以供該砂輪單元達到研磨作業，其主要透過該砂輪單元與該工件物間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數的運用，當該砂輪單元對該工件物進行平面研磨加工時所產生的負載力及切削力參數至一預定參數時，則自動開始執行該智慧型加工控制系統之智慧編碼器所編輯的加工順序或參數設定程式，藉以縮短該平面磨床機之工作台進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出一最佳研磨路徑以供該砂輪單元達到研磨作業，以縮短研磨行程距離而提升工作效率。
如請求項1所述之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其中該智慧型加工控制系統更進一步設有一研磨檢知單元，係設置於該平面磨床機之磨削單元處，並耦接於該智慧驅動器且作電性連結，其透過該智慧驅動器接收到該智慧編碼器的參數設定指令而傳遞至該研磨檢知單元，令該研磨檢知單元偵測該砂輪單元於磨削時的負載力參數，若有異常發生時，則主動提示警告或通知修理該砂輪單元等事項其檢測。
如請求項1所述之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其中該智慧型加工控制系統更進一步設有一碰撞偵測單元，係設置於該平面磨床機之磨削單元處，並耦接於該智慧驅動器且作電性連結，其透過該智慧驅動器接收到該智慧編碼器的參數設定指令而傳遞至該碰撞偵測單元，令該碰撞偵測單元時時偵測負載力參數，設定負載力上限參數，防止該砂輪單元與該工件物非預期碰撞而造成損害其偵測。
如請求項1所述之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其中該智慧型加工控制系統更進一步設有一動平衡校正單元，係設置於該平面磨床機之磨削單元處，並耦接於該智慧驅動器且作電性連結，其透過該動平衡校正單元用以整合該智慧編碼器與該電控裝置之控制器的參數設定資訊，而令該動平衡校正單元隨時對該磨削單元與該砂輪單元進行震動測量與動平線上校正等作業。
如請求項4所述之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其中該智慧型加工控制系統更進一步設有一砂輪壽命檢知單元，係設置於該平面磨床機之磨削單元處，並耦接於該智慧驅動器且作電性連結，其透過該砂輪壽命檢知單元用以整合該智慧編碼器的參數設定資訊與該動平衡校正單元的震動測量資訊，而令該砂輪壽命檢知單元精確檢知該砂輪單元需修砂時機與破損檢知等作業。
如請求項4或5所述之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其中該動平衡校正單元係選自一頻率係為3KHz以上之加速規者。
如請求項1所述之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其中更進一步包括有一操控裝置，其通過一連接桿而固定於該電控裝置一側處；該操控裝置具有一操控介面，係耦接於該電控裝置之控制器且作電性連結狀態，其用以提供該使用者操作而控制該平面磨床機之工作台移動行程的設定與該磨削單元其轉動速率值設定；以及該砂輪單元對該工件物進給量的設定，並於該操控介面其畫面中顯示出一供該使用者切換而執行該最佳研磨路徑的加工程序之智慧換向的啟動指令；與顯示該砂輪單元與該工件物間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數值。
如請求項1所述之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其中該平面磨床機之工作台所載置該工件物其數量為複數個時，該智慧型加工控制系統則更進一步包括有一影像感測單元，係設於該平面磨床機其中任一預定位置處，並耦接於該電控裝置之控制器且作電性連結，其透過該影像感測單元用以對該砂輪單元與該些工件物間研磨時而進行攝影，並將攝影獲得其參數資訊回饋至該電控裝置之控制器內進行影像運算處理與傳遞，而透過該智慧驅動器用以接收該控制器與該智慧編碼器所傳遞的指令，藉以輔助該工作台進行沿X軸(左右)移動時的行程距離而產生出前述最佳研磨路徑者。
如請求項1所述之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其中該電控裝置之控制器係搭配外來的雲端伺服器而供使用者於一行動裝置進行操作，該行動裝置係具有一操控介面，其提供該使用者操作而控制該平面磨床機之工作台移動行程的設定與該磨削單元其轉動速率值設定；以及該砂輪單元對該工件物進給量的設定，並於該操控介面其畫面中顯示出一供該使用者切換而執行該最佳研磨路徑的加工程序之智慧換向的啟動指令；與顯示該砂輪單元與該工件物間於進行研磨時所產生的負載力及切削力參數值。
如請求項9所述之自動化偵測磨削之智慧型磨床設備，其中該行動裝置係選自為智慧型手機、平板電腦、個人電腦或PDA之任一者；而該行動裝置之操控介面係選自APP應用程式，其包括微軟作業系統(Microsoft Windows)、安卓作業系統(Android)及蘋果作業系統(iOS)其中之一者，主要功能在於提供使用者觸控該操控介面之操作、設定功能。