TWI633953B

TWI633953B - 射蠟機之成品產出量的計算方法

Info

Publication number: TWI633953B
Application number: TW106104903A
Authority: TW
Inventors: 劉東官; 郭獻南; 郭銘弘; 林昱志
Original assignee: 國立高雄科技大學
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-09-01
Also published as: TW201831243A

Abstract

一種射蠟機之成品產出量的計算方法，包含有一上模具以及一下模具，該上模具係受控制而相對該下模具於一閉合位置以及一開啟位置之間移動；該方法係於射蠟機運作的過程中執行，包含有下列步驟：Ａ、取得該上模具每次移動至該閉合位置與該開啟位置之時間點；Ｂ、統計該上模具自該開啟位置下降至該閉合位置的壓模次數；以及Ｃ、依據步驟Ａ所取得之時間點以及步驟Ｂ之壓模次數進行計算，獲得射蠟機於一段時間內之成品總產出量。

Description

射蠟機之成品產出量的計算方法

本發明係與射蠟機有關；特別是指一種應用於射蠟機之成品產出量的計算方法。

已知的精密鑄造為台灣機械領域的根本命脈，應用領域相當廣泛，其中的脫蠟鑄造係採用蠟材作為模型材料，當鑄模材料填充完成後，將鑄模與模型同時加熱，鑄模中的蠟模將因軟化而脫出，完成後的模穴成為相當精密的鑄模。此外，又因模型蠟取得容易，價格合理，製程方便且易控制，在精密鑄造領域中，蠟材鑄造係相當廣泛的鑄造方法之一。

現今之射蠟機台使用的是PLC（programmable logic controller）可程式邏輯控制器做為機台控制，機台注蠟流程大致為，模具擺放、上模具下降、注入蠟液製模具內、上模升起、取出蠟模、精修半成品後完成。

目前廠商對於射蠟機的監管僅取決於已完成的蠟模數量是否符合需求所需的數量，並不監管花費時數或是其他人為因素所造成的生產率降低。

此外，一般而言，大多認為模具的降升次數，等同於射出件的成品完成數量，然而實際上，並非所有模具都適合此常態，部分模具可能須經由多次的注蠟才可完成一批（個）射出件，相關的工作人員會依造模具的不同特性而做出多次注蠟，而在射出件的數量計算上便會出現極大誤差。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種射蠟機之成品產出量的計算方法，係可精準的算出成品的總產出量。

緣以達成上述目的，本發明提供一種射蠟機之成品產出量的計算方法，其中該射蠟機包括有一上模具以及一下模具，該上模具係受控制而相對該下模具於一閉合位置以及一開啟位置之間移動；該方法係於射蠟機運作的過程中執行，包含有下列步驟；Ａ、取得該上模具每次移動至該閉合位置與該開啟位置之時間點；Ｂ、統計該上模具自該開啟位置下降至該閉合位置的壓模次數；以及Ｃ、依據步驟Ａ所取得之時間點以及步驟Ｂ之壓模次數進行計算，獲得射蠟機於一段時間內之成品總產出量。

本發明之效果在於精準的算出成品的總產出量。

為能更清楚地說明本發明，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。本發明較佳實施例的射蠟機之成品產出量的計算方法係應用於一射蠟機100上。

圖１及圖２所示之內容，為射蠟機100的結構示意圖，該射蠟機100係包含有一機座10、一模具組20、一控制器30、一注蠟裝置40、一感測裝置50與一處理單元60。

該模具組20位於該機座10內，且包含有一上模具22與一下模具24；該上模具22位在該下模具24的上方，且電性連接該控制器30，該上模具22係受到該控制器30之操控而相對該下模具24移動，即，進行上升動作或下降動作。該下模具24固定於該機座10上。

該注蠟裝置40位於該機座10內且鄰近該模具組20，該注蠟裝置40與該控制器30電性相連，一當該上模具22受到該控制器30之控制而下降至結合該下模具24的閉合位置P2時，該注蠟裝置40便會受到該控制器30之操控而驅使蠟液注入該模具2組20中。蠟液於該模具組20中進行鑄造程序後便形成為蠟模半成品。

該感測裝置50電性連接一處理單元60，於本實施例中，該處理單元60係為一電腦。該感測裝置50用以偵測該上模具22之位置，係包含有設置在上模具12之移動路徑旁的一第一感測元件52以及一第二感測元件54，其中，該第一感測元件52以及該第二感測元件54分別為一近接開關；近接開關是屬於非接觸式的感測器，原理是利用內部的LC及電晶體電路產生震盪，而使得感測器前端產生高頻電磁場，當上模具22中具有導磁或抗磁的金屬桿接近線圈平面時，會使得感應線圈內的渦流產生變化而產生震盪電路輸出。

於本實施例中，第一感測元件52位於該第二感測元件54之上方，且該第一感測元件52在該上模具22上升至一開啟位置P1時感應到該上模具22，並同時將一電訊號傳遞至該處理單元60；該第二感測元件54在該上模具22下降至閉合位置P2時感應到該上模具22，並同時將另一電訊號傳遞至該處理單元60。該感測裝置50與該處理單元60之間係可設置一分壓電路。感測裝置50發出的電訊號將會透過分壓電路降壓後再傳遞至該處理單元60。

該處理單元60用以接收該感測裝置50所發出之電訊號，當處理單元60收到該電訊號時，將記錄該電訊號之時間點，以作為上模具22位於開啟位置P1或是閉合位置P2的發生時間點。再者，該處理單元60同時會藉由第一感測元件52與該第二感測元件54所發出之訊號次數，判斷上模具22的壓模次數；最後，再將所有數據導入一計算公式中，計算出該射蠟機100的成品產出數量。

以上為該射蠟機100之結構介紹，以下將透過兩組實驗來說明本發明射蠟機100之成品產出量的計算方法。

第一組實驗：

步驟A：取得上模具22的下降時間點與上升時間點。更詳而言之，在該射蠟機100預備脫蠟鑄造時，該上模具22停留於該開啟位置P1；在該射蠟機10進行脫蠟鑄造時，該上模具22將受到該控制器30控制而向下移動至該閉合位置P2。

請配合表一以及圖３、圖４之內容；當該射蠟機10啟動且該上模具22受控制而向下移動至該閉合位置P2後，該第二感測元件54將發出一電訊號至該處理單元60，該處理單元60將記錄該電訊號之時間點，藉以取得第一下降時間值T1（09:50:28）；該上模具22受操控而自該閉合位置P2上升至該開啟位置P1後，該第一感測元件52將發出一電訊號至該處理單元60，該處理單元60將記錄該電訊號之時間點，以取得第一上升時間值t1（09:50:40）。

爾後，上模具22再度自開啟位置P1抵達該閉合位置P2後，該第二感測元件54將再發出一電訊號至該處理單元60，該處理單元60將記錄該電訊號之時間點，並取得第二下降時間值T2（09:50:42）；當上模具22再度受到操控，而自該閉合位置P2上升至該開啟位置P1後，該第一感測元件52將再發出一電訊號至該處理單元60，該處理單元60則再次紀錄該電訊號之時間點，藉以取得第二上升時間值t2（09:50:54）。

接著，當上模具22再度自開啟位置P1抵達該閉合位置P2後，該第二感測元件54將再發出一電訊號至該處理單元60，該處理單元60紀錄該電訊號之時間點，以取得第三下降時間值T3（09:53:06）；上模具22再度受操控而自閉合位置P2上升至該開啟位置P1後，該第一感測元件52將再發出一電訊號至該處理單元60，該處理單元60記錄該電訊號之時間，即可取得第三上升時間值t3（09:53:36）。

於第一組實驗中，上模具22總共下降了三次，上升了三次，故，該處理單元60共取得了6個時間點。表一 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 動作順序 </td><td> 模具位置 </td><td> 升模次數 </td><td> 時間 </td><td> 動作順序 </td><td> 模具位置 </td><td> 降模次數 </td><td> 時間 </td><td> 時間差（S/秒） </td><td> 壓模次數 </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 上 </td><td> 0 </td><td> X </td><td> 1 </td><td> 下 </td><td> 1 </td><td> 09:50:28 </td><td> X </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 上 </td><td> 1 </td><td> 09:50:40 </td><td> 3 </td><td> 下 </td><td> 2 </td><td> 09:50:42 </td><td> 2 </td><td> 2 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 上 </td><td> 2 </td><td> 09:50:54 </td><td> 5 </td><td> 下 </td><td> 3 </td><td> 09:53:06 </td><td> 132 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 上 </td><td> 3 </td><td> 09:53:36 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr></TBODY></TABLE>

步驟B：判斷上模具22的壓模次數。上模具22的壓模次數與上模具22的下降次數相同。於第一組實驗中，上模具22的下降次數為三次，故，該上模具22的壓模次數為3。

步驟C：計算上模具22的升模時間差與成品產出量。

當處理單元60於接收到計算公式所需之數據後，將會帶入升模時間差的計算公式與成品產出量的計算公式進行計算。其中：升模時間差的計算公式為：成品產出量的計算公式為：，，

上述之壓模次數為大於等於2的實數； T為上模具22的下降時間點；t為上模具22的上升時間點，為升模時間差；k為模具拆卸時間，且為大於等於0的實數。

一般而言，模具拆卸時間k大約為4秒，因此於本實驗中，直接設定模具拆卸時間k為4秒。此外，於前述之成品產出量的計算公式可知，若升模時間差（）之數值小於模具拆卸時間k值時，將會獲得1之數值；若升模時間差（）之數值大於或等於模具拆卸時間k值時，將會獲得0之數值。

是以，當i=2時，第一組實驗的第一上升時間值t1為09:50:40；第二下降時間值T2為09:50:42，處理單元60在取得上模具22的下降時間點與上升時間點後，把前述數值帶入升模時間差的公式進行計算，即， =時間值 09:50:42- 時間值 09:50:40=2（秒），藉以取得升模時間差之數值：2秒。

又因升模時間差之數值小於模具拆卸時間k，即，2＜4 ，故，求得

若i=3時，即可取得 = 時間值 09:53:06- 時間值09:50:54=132（秒）,

又因升模時間差之數值大於模具拆卸時間k，即，132＞4 ，故，求得。

爾後，即可藉由上述數值而計算出射出件之產量。 =3-（1+0）=2（射出件數量）。

步驟Ｄ:將步驟C之數據紀錄至一資料庫中。

該處理單元60係連接一資料庫（圖未示），當處理單元60藉由成品產出量的公式計算出射出件之產量數值後，將對該資料庫發出一資訊訊號，藉以儲存歷史資訊，以便於日後分析且精準控制每次製程的產出量。

於本實施例中，資料庫係以雲端資料庫為例。一般而言，雲端資料庫是一種將資料儲存在線上網路的模式，即把資料存放在通常由第三方代管的多台虛擬伺服器。但為了避免第三方干涉公司機密問題，本實施例之處理單元60發出的訊號與工單介面輸入的工單資料，係透過Visual Studio C#將資料傳入公司專屬的伺服器內的資料庫，以便後續處理分析，進入資料庫內的資料將依照所建立的專屬表單儲存，在未來的使用上相當方便，只要透過專屬資料庫的與法配合顯示介面軟體就可將資料庫內的資訊相當詳細的顯示在介面軟體上。

其中，資料庫內的資訊主要顯示操作人員、工單號碼、工單開始時間以及工單結束時間，此內容可便於相關人員快速的瞭解日期內完成的工單數量，以及工單負責人，完成花費時日。亦可進一步瞭解工單的需求量，預測機台產出之數量，以便於瞭解工單總花費的機台作動時間。

以下再提供第二組實驗：

請配合表二內容所提供之數據，第二組實驗係以相同於第一組實驗的步驟Ａ至步驟Ｄ之流程，進行本發明射蠟機100之成品產出量的計算方法。表二 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 動作順序 </td><td> 模具位置 </td><td> 升模次數 </td><td> 時間 </td><td> 動作順序 </td><td> 模具位置 </td><td> 降模次數 </td><td> 時間 </td><td> 時間差（S/秒） </td><td> 壓模次數 </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 上 </td><td> 0 </td><td> X </td><td> 1 </td><td> 下 </td><td> 1 </td><td> 09:50:28 </td><td> X </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 上 </td><td> 1 </td><td> 09:50:40 </td><td> 3 </td><td> 下 </td><td> 2 </td><td> 09:50:42 </td><td> 2 </td><td> 2 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 上 </td><td> 2 </td><td> 09:50:54 </td><td> 5 </td><td> 下 </td><td> 3 </td><td> 09:53:06 </td><td> 132 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 上 </td><td> 3 </td><td> 09:53:36 </td><td> 7 </td><td> 下 </td><td> 4 </td><td> 09:53:37 </td><td> 1 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 上 </td><td> 4 </td><td> 09:53:49 </td><td> 9 </td><td> 下 </td><td> 5 </td><td> 09:55:51 </td><td> 122 </td><td> 5 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 上 </td><td> 5 </td><td> 09:56:21 </td><td> 11 </td><td> 下 </td><td> 6 </td><td> 09:56:22 </td><td> 1 </td><td> 6 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 上 </td><td> 6 </td><td> 09:56:35 </td><td> 13 </td><td> 下 </td><td> 7 </td><td> 09:58:28 </td><td> 113 </td><td> 7 </td></tr><tr><td> 14 </td><td> 上 </td><td> 7 </td><td> 09:58:58 </td><td> 15 </td><td> 下 </td><td> 8 </td><td> 09:58:59 </td><td> 1 </td><td> 8 </td></tr><tr><td> 16 </td><td> 上 </td><td> 8 </td><td> 09:59:10 </td><td> 17 </td><td> 下 </td><td> 9 </td><td> 10:16:24 </td><td> 1034 </td><td> 9 </td></tr><tr><td> 18 </td><td> 上 </td><td> 9 </td><td> 10:16:54 </td><td> 19 </td><td> 下 </td><td> 10 </td><td> 10:16:56 </td><td> 2 </td><td> 10 </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 上 </td><td> 10 </td><td> 10:17:07 </td><td> 21 </td><td> 下 </td><td> 11 </td><td> 10:20:19 </td><td> 192 </td><td> 11 </td></tr><tr><td> 22 </td><td> 上 </td><td> 11 </td><td> 10:20:49 </td><td> 23 </td><td> 下 </td><td> 12 </td><td> 10:20:51 </td><td> 2 </td><td> 12 </td></tr><tr><td> 24 </td><td> 上 </td><td> 12 </td><td> 10:21:04 </td><td> 25 </td><td> 下 </td><td> 13 </td><td> 10:29:38 </td><td> 514 </td><td> 13 </td></tr><tr><td> 26 </td><td> 上 </td><td> 13 </td><td> 10:30:08 </td><td> 27 </td><td> 下 </td><td> 14 </td><td> 10:30:09 </td><td> 1 </td><td> 14 </td></tr><tr><td> 28 </td><td> 上 </td><td> 14 </td><td> 10:30:21 </td><td> 29 </td><td> 下 </td><td> 15 </td><td> 10:32:52 </td><td> 151 </td><td> 15 </td></tr><tr><td> 30 </td><td> 上 </td><td> 15 </td><td> 10:33:22 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr></TBODY></TABLE>

步驟A：取得上模具22的下降時間點與上升時間點。

自上表二之內容，可獲知感測裝置50之第一感測元件52將分別於十五個不同的時間點感應到上模具22，並藉此對該處理單元60發出十五次之電訊號。而感測裝置50之第二感測元件54也將於其他十五個時間點分別感應到上模具22，藉此而對該處理單元60發出十五次之電訊號。是以，該處理單元60將因第一感測元件52與第二感測元件54之電訊號而記錄了30個不同的時間點。

步驟B：判斷上模具22的壓模次數。

上模具22的壓模次數與上模具22的下降次數相同。於第二組實驗中，上模具22的下降次數為十五次，故，該上模具22的壓模次數為15。

步驟C：計算上模具22的升模時間差與成品產出量。

其升模時間差的計算公式與成品產出量的計算公式，分別與上述第一實驗組之步驟C的公式相同，於此便不再重複贅述公式之運算方法。以下為 = 2（秒）。又因升模時間差之數值小於模具拆卸時間k，即，2＜4 ，故，求得。 = 132（秒）。又因升模時間差之數值大於模具拆卸時間k，即，132＞4 ，故，求得。 = 1（秒）。又因升模時間差之數值小於模具拆卸時間k，即，1＜4 ，故，求得。 = 122（秒）。又因升模時間差之數值大於模具拆卸時間k，即，122＞4 ，故，求得。 = 1（秒）。又因升模時間差之數值小於模具拆卸時間k，即，1＜4 ，故，求得。 = 113（秒）。又因升模時間差之數值大於模具拆卸時間k，即，113＞4 ，故，求得 = 1（秒）。又因升模時間差之數值小於模具拆卸時間k，即，1＜4 ，故，求得 =1034（秒）。又因升模時間差之數值大於模具拆卸時間k，即，1034＞4 ，故，求得。 = 2（秒）。又因升模時間差之數值小於模具拆卸時間k，即，2＜4 ，故，求得 =192（秒）。又因升模時間差之數值大於模具拆卸時間k，即，192＞4 ，故，求得。 = 2（秒）。又因升模時間差之數值小於模具拆卸時間k，即，2＜4 ，故，求得 =514（秒）。又因升模時間差之數值大於模具拆卸時間k，即，514＞4 ，故，求得。 =1（秒）。又因升模時間差之數值小於模具拆卸時間k，即，1＜4 ，故，求得 =151（秒）。又因升模時間差之數值大於模具拆卸時間k，即，151＞4 ，故，求得。

爾後，即可藉由上述數值而計算出射出件之產量。 = 15-（1+0+1+0+1+0+1+0+1+0+1+0+1+0）=15-7=8（射出件數量）。

步驟Ｄ:將步驟C之數據紀錄至一資料庫中。

該處理單元60計算出射出件之產量數值後，將對該資料庫發出一資訊訊號，藉以儲存歷史資訊。藉以實現方便日後相關人員調閱資訊以及精準控制每次製程的產出量。更值得一提的是，本發明之公式可以判斷射蠟機100所產出的為一次注蠟的成品或二次注蠟的成品，精準算出成品總產出量。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

［本發明］ 100射蠟機 10機座 20模具組 22上模具 24下模具 30控制器 40注蠟裝置 50感測裝置 52第一感測元件 54第二感測元件 60處理單元 P1開啟位置 P2閉合位置

圖１為應用本發明成品產出量的計算方法的射蠟機之示意圖。圖２為應用本發明成品產出量的計算方法的射蠟機之另一示意圖。圖３為本發明一較佳實施例之射蠟機之成品產出量的計算方法之流程圖。圖４為第一組實驗的上模具移動之時序圖。

Claims

一種射蠟機之成品產出量的計算方法，其中該射蠟機包括有一上模具以及一下模具，該上模具係受控制而相對該下模具於一閉合位置以及一開啟位置之間移動；該方法係於射蠟機運作的過程中執行，包含有下列步驟：A、取得該上模具每次移動至該閉合位置與該開啟位置之時間點；B、統計該上模具自該開啟位置下降至該閉合位置的壓模次數；以及C、依據步驟A所取得之時間點以及步驟B之壓模次數進行計算，獲得射蠟機於一段時間內之成品總產出量。
如請求項1所述之射蠟機之成品產出量的計算方法，其中於步驟A中更包含有判斷該上模具之所在位置。
如請求項2所述之射蠟機之成品產出量的計算方法，其中於步驟A中係透過一感測裝置偵測該上模具之所在位置，且該感測裝置於每次該上模具位於該開啟位置以及該閉合位置時，分別產生一電訊號，並將接收各該電訊號之時間點作為該上模具移動至該閉合位置與該開啟位置時之時間點。
如請求項1所述之射蠟機之成品產出量的計算方法，其中於步驟C更包含有，計算該上模具在閉合位置的時間點與前次開啟位置之時間點的升模時間差，並依據升模時間差與拆除該下模具之時間判斷射蠟機所產出的為一次注蠟的成品或二次注蠟的成品。
如請求項1所述之射蠟機之成品產出量的計算方法，其中C步驟係依據下列公式而得到成品總產出量：其中，n壓模次數，且為大於等於2的實數；T為該上模具的下降至閉合位置時間點；t為該上模具的上升至開啟位置的時間點，T_i-t_i-1為升模時間差；k為模具拆卸時間，且為大於等於0的實數。