TWI637801B

TWI637801B - Smooth detection method for oblique vertical shovel hard track

Info

Publication number: TWI637801B
Application number: TW106104008A
Authority: TW
Inventors: 黃騰毅; 張圳龍
Original assignee: 台中精機廠股份有限公司
Priority date: 2017-02-08
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2018-10-11
Also published as: TW201829103A

Abstract

一種檢測方法，依序執行：儀器及治具架設步驟，將檢測物跨在二硬軌上，這些硬軌相互平行地設在機台的斜面上，每個硬軌與檢測物之一具備鏟花或鏟配處理過的接觸面，用可程式控制器操作液壓單元執行檢測物推出/拉回運動，界定推出並拉回檢測物為單次往返運動，藉由電性連接處理單元的感應器材對檢測物執行定時的測量；檢測流程，選擇既定的模式執行一次或以上的往返運動，透過感應器材測量檢測物的變化量，輸出訊息至處理單元轉換成若干可被儲存、讀取的數位資料，並依邏輯佈置成多個程式化的單點，進而連成包括去程、回程的量測趨勢圖，判斷檢測物在硬軌位移的平順程度。

Description

斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法

本創作涉及工具機的軌道運行領域，特別是指一種斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法。

軌道運行是工具機運用非常廣泛的機械構造，譬如鞍座或尾座搭配軌道之組合。已知的軌道通常是矩形塊，凹凸配合鞍座或尾座的凹槽。該軌道平面接觸鞍座或尾座的槽壁，即使光滑如鏡，仍會形成靜摩擦或動摩擦的物理現象。對於鞍座或尾座的滑動來說，靜、動摩擦的作用力都會嚴重損耗鞍座或尾座的動能。

為了克服這項問題，解決之道在於：鞍座或尾座接觸軌道二面之一充當基準面，另面依鏟配處理構成鏟花面。鏟花面分佈若干高點與低點，高點觸及平的基準面，以致低點配合基準面形成油袋般細微的空間，足以儲存些許的潤滑油。如此，鏟花面結合基準面構成點摩擦的物理現象，降低摩擦作用力對鞍座或尾座在軌道位移的影響程度。

無論是鏟花或鏟配的表面處理，通常是由專業人士憑藉多年累積的經驗，一刀又一刀的鏟在平面上，導致鏟花面的高、低點分佈不均，相對影響到軌道結合鞍座(或尾座)滑動的順暢性，造成工件精密程度不易控制的窘局。所以，鏟配作業完成後，大都會執行每平方英吋高點數(Point Per Inch，縮寫PPI)、每平方英吋接觸率(Percentage Of Point，縮寫POP)與平整度等靜態的精度檢驗。

在摺合過程中，派遣技術員依人力(如手臂)進行鬆緊度(如推動或拉回)的測試。每個人的力量不一致，降低軌道與鞍座(或尾座)的檢測精準度，嚴重影響工具機的準確性。

一種鏟配磨潤特性檢測裝置，取得臺灣第M505366號專利權，企圖解決前述的問題。

但是，第M505366號專利案的測量流程中，只有檢測物組裝完備的單一模式，沒有散裝或無負荷的配套模式。而且，軌道牢固在平面，導致檢測物跨在軌道產生重力，卻沒有其他的分力。檢測物的作用力垂直於軌道的頂面，檢測物不一定會接觸到軌道的側面，有效的測量面僅限於軌道頂面，軌道兩側無數據可供參考。如此，第M505366號專利案測量的深度不足、廣度也不夠。

因此，如何完善鏟花硬軌的檢測方法，就成為本發明亟待解決的課題。

鑒於此，本發明提供新的檢測方法，其主要目的在於：採用斜立式硬軌搭配檢測物的組合，選擇組裝完備、散裝或無負荷等模式之一循環跑合，各模式測量的數據不僅利於讀取，還能連成量測趨勢圖，判斷鏟花面結合基準面是否彈跳、油袋空間含油量是否不足，有助於鏟花面的維修或補強。

緣於上述目的之達成，本發明的檢測方法依序執行儀器及治具架設步驟與檢測流程。

在儀器及治具架設步驟中，將檢測物跨在二硬軌上，這些硬軌相互平行地設在機台的斜面上，每個硬軌與檢測物之一具備鏟花或鏟配處理過的接觸面，用可程式控制器操作液壓單元執行檢測物推出/拉回運動，界定推出並拉回檢測物為單次往返運動，藉由電性連接處理單元的感應器材對檢測物執行定時的測量。

在檢測流程中，選擇無負荷跑合、斜銷跑合、斜銷+下配跑合、斜銷+下配+上配跑合模式之一，執行一次或以上的往返運動，每次往返運動期間，透過感應器材測量檢測物的變化量，輸出訊息至處理單元轉換成若干可被儲存、讀取的數位資料，這些數位資料依邏輯佈置成多個程式化的單點，這些單點連成量測趨勢圖，從量測趨勢圖的去程變化段與回程變化段，判斷檢測物位移的平順程度。

如此，本發明的檢測方法，在組裝完備、散裝或無負荷等模式循環跑合，可精準測量鏟花面結合基準面的變化量。通過資料閱覽或量測趨勢圖，有助於溝通並清楚交代鏟花面需要補強的精確位置，使檢測物在硬軌滑動更加平穩與順暢。

為使本發明之上述和其他目的、特徵、和優點更明顯易懂，下文特舉一個或以上的較佳實施例，配合所附的圖式詳細說明如下。

10‧‧‧開始

11‧‧‧儀器及治具架設

12‧‧‧校對流程

13‧‧‧檢測物試跑合

14‧‧‧試跑合數據收集

15‧‧‧依趨勢圖流暢性判斷

18‧‧‧輸入相關操作數據

19‧‧‧完成

20‧‧‧檢測流程

21‧‧‧依參數執行跑合的循環

22‧‧‧記錄/收集跑合循環數據

23‧‧‧自動計算及指標評估

24‧‧‧產出報表

25‧‧‧無負荷跑合

26‧‧‧斜銷跑合

27‧‧‧斜銷+下配跑合

28‧‧‧斜銷+下配+上配跑合

30‧‧‧機台

31‧‧‧上壓版

32A、32B‧‧‧硬軌

33‧‧‧重力

34‧‧‧檢測物

35‧‧‧斜向分力

36‧‧‧斜銷

37‧‧‧斜面

38‧‧‧下壓板

40‧‧‧液壓單元

41‧‧‧軸

42‧‧‧聯軸器

43‧‧‧雷射測距儀

44‧‧‧荷重量測器

45‧‧‧連接件

46‧‧‧可程式控制器

50‧‧‧畫面

51‧‧‧表格

52‧‧‧設定欄

53‧‧‧項次欄

54‧‧‧數值欄

55‧‧‧按鍵

56‧‧‧選項鍵

60‧‧‧量測趨勢圖

62‧‧‧去程變化段

64‧‧‧回程變化段

第1、2圖是本發明檢測方法的流程圖。

第3圖是本發明一較佳實施例的示意圖。

第4~7圖是多種跑合循環模式的示意圖。

第8圖是測量畫面的示意圖。

第9圖是模擬的量測趨勢圖。

請參閱第1、2圖，闡明本案檢測方法的流程，從開始10到完成19，依序進行儀器及治具架設11步驟與檢測流程20。

如第3、4圖所示，在儀器及治具架設11步驟中，將檢測物34跨在二硬軌32A、32B上。在本實施例，該檢測物34是鞍座，鞍座底面是凹陷的。某些實施例中，該檢測物34是尾座。

圖中，這些硬軌32A、32B相互平行地設在機台30的斜面37上，每個硬軌32A、32B結合檢測物34致生多個接觸面，至少一接觸面是平的，充當基準面來使用。正對基準面的接觸面進行鏟花或鏟配的表面處理，構成鏟花面正對基準面的組合結構。

另外，用可程式控制器46操作液壓單元40執行檢測物34推出/拉回運動。界定推出並拉回檢測物34為單次往返運動，藉由電性連接處理單元的感應器材對檢測物34執行定時的測量。

圖中，該液壓單元40是油壓缸，該油壓缸有一可伸縮的軸41。該油壓缸搭載雷射測距儀43，決定軸41驅使檢測物34的運動行程，適用於不同規格或型號的機台30。該軸41與檢測物34之間銜接聯軸器42和連接件45，在聯軸器42與連接件45的聯結處安裝所需的感應器材。

此處所稱的感應器材，是指荷重量測器44(Load Cell)，根據聯軸器42或連接件45的應力變化產生電壓般訊號。某些實施例中，該感應器材是力量量測裝置。

該處理單元可以是電腦，電腦與可程式控制器46電性相連。該處理單元接收感應器材的訊號，編譯可被儲存、讀取的數位資料。該數位資料與可程式控制器46共享，依邏輯佈置成多個程式化的單點，這些單點連成量測趨勢圖60(見第9圖)，從量測趨勢圖60的去程變化段62與回程變化段64，判斷檢測物34位移的平順程度。

回頭看到第1、2圖，該檢測流程20主要是依參數執行跑合的循環21步驟，配合諸如記錄/收集跑合循環數據22、自動計算及指標評估23 和產出報表24等衍生程序。

在依參數執行跑合的循環21步驟中，選擇無負荷跑合25、斜銷跑合26、斜銷+下配跑合27、斜銷+下配+上配跑合28模式之一，執行一次或以上的往返運動。

如第4圖所示，在“無負荷跑合”模式中，所述的檢測物34接觸上、下排二硬軌32A、32B，會產生順著圖面縱向的重力33，以及從檢測物34右上方往左下方傾斜的斜向分力33。此刻，該檢測物34與硬軌32A、32B未施予載重，二者也沒有任何的限制構造。因此，透過感應器材測量檢測物34沿著硬軌32A、32B長度方向運動的變化量，隸屬於無負荷狀態進行跑合運動的變化量。

如第5圖所示，在“斜銷跑合”模式中，該檢測物34接觸硬軌32A、32B同樣會產生重力33與斜向分力35(見第4圖)。不同的是，用斜銷36迫緊於下排硬軌32B側面與檢測物34之間，連帶下排硬軌32B另一邊緊密接觸檢測物34。當然，上排硬軌32A緊密接觸檢測物34的側面，與下排硬軌32B緊密接觸檢測物34的側面是同一方位。

如第6圖所示，在“斜銷+下配跑合”模式中，該檢測物34接觸上、下排二硬軌32A、32B仍舊會產生重力33與斜向分力35(見第4圖)。除了用斜銷36迫緊於下排硬軌32B側面與檢測物34間以外，同一硬軌32B底面被牢固於檢測物34的下壓板38迫緊。

如第7圖所示，在“斜銷+下配+上配跑合”模式中，該檢測物34接觸上、下排二硬軌32A、32B依然存在重力33與斜向分力35(見第4圖)。不僅斜銷36仍舊迫緊於下排硬軌32B側面與檢測物34之間，同一硬軌32B底面被牢固於檢測物34的下壓板38迫緊，更用牢固於檢測物34的上壓板31迫緊上排硬軌32B底面。

除了「無負荷跑合」模式以外，其他諸如的「斜銷跑合」、「斜銷+下配跑合」、「斜銷+下配+上配跑合」等模式，均可透過感應器材測量檢測物34被限制時，其沿著硬軌32A、32B長度方向運動的變化量。

回頭看到第1圖，在“記錄/收集跑合循環數據22”步驟中，每次往返運動期間，透過感應器材測量檢測物的變化量，輸出訊息至處理單元轉換成若干可被儲存、讀取的數位資料。

在“自動計算及指標評估23”步驟中，這些數位資料按照參數擷取有效取樣數計算出平均值，並依邏輯佈置成多個程式化的單點，這些單點連成量測趨勢圖60(見第9圖)。所述的平均值可由算式M=(X1+X2+…+Xn)/n取得，其中，M表示平均值、X表示每次有效的取樣值、n表示有效取樣的次數總和。

從量測趨勢圖60的去程變化段62與回程變化段64，判斷檢測物位移的平穩或順暢程度。譬如在往返運動期間，去程與回程的時間差，得以判斷上、下壓板的鎖固力量是否平均。甚至於，檢測物前、後兩端的迫緊力量是否一致。

又如，往返運動期間的推力/拉力極限差值，判斷鏟花面結合基準面運動過程是否會彈跳，或者油袋型空間的含油量不足，產生不同的摩擦作用力。

或如，往返運動期間的推力/拉力平均值，判斷推力或拉力是否趨於一致。倘若推力或拉力超出時，可能是模(治)具的固定不良、機台本身過度傾斜、斜銷迫緊不均勻或是潤滑油不足等因素所引起。

在產出報表24步驟中，透過列印手段將數位資料及/或量測趨勢圖60輸出至紙面，攜帶至工作現場、沒有多媒體播放器材或沒有電子設備的地方，方便維修人員進行資料閱覽，兼具溝通簡單、清楚等優點。

想要獲得精確的檢測結果，量測的元件以及結合狀態，自然非常重要。因此，第1圖檢測流程中，添加了「校對流程12」與「檢測前期作業」。

該“校對流程12”在“進行儀器及治具架設11”與“檢測流程20”之間，就“檢測物試跑合13”推出或拉回的單向或雙向運動，執行“試跑合數據收集14”的程序。當然，這些數據會比“檢測流程20”還要簡單化，足夠應付適當的調整工作即可。

接著是“依趨勢圖流暢性判斷15”過程。當判斷為不流暢17(即No)，重回“儀器及治具架設11”步驟進行調整或更換。當判斷為流暢16(即Yes)，可進入「檢測前期作業」，按照單次往返運動的需求“輸入相關操作數據18”。

從第3圖來看，該可程式控制器46具備螢幕，螢幕出現第8圖所示的畫面50。該畫面50顯示表格51，表格51左邊是一排設定欄52，分別是：行程設定、壓力值、往返次數、往返停頓時間、記錄數值、取樣時間、有效的起始點以及有效的平均值等欄位。表格51上面橫列時間、MA等項次欄53，在項次欄53下面是對應的數值欄54，數值欄54通常是可變的阿拉伯數字。表格51底部橫列多個按鍵55與選項鍵56，代表操作、參數與評估等功能頁面的選擇。

此處所稱的行程設定，是指液壓單元(即油壓缸)推出/拉回檢測物的單趟距離。

此處所稱的壓力值，是指液壓單元(即油壓缸)的壓力。

此處所稱的往返次數，是指液壓單元(即油壓缸)推出檢測物且拉回(亦即單次往返運動)的次數。

此處所稱的往返停頓時間，是指液壓單元(即油壓缸)推出 (或拉回)檢測物到達單向行程的終點，準備進行下個動作所需的停留時間。

此處所稱的記錄數值，是指單次往返運動的全部數位化資料，會轉換成單點的數量予以記錄。

此處所稱的取樣時間，是指感應器材測量檢測物位移變化的間隔時間，譬如50毫秒(ms)。

此處所稱有效的起始點，是指液壓單元(即油壓缸)排除啟動的數據，不列入分析計算的行列。因為油品具備黏滯效應，所以排除之。

此處所稱有效的平均值，是指有效的單點數量範圍內進行分析計算。

Claims

一種斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，依序執行儀器及治具架設(11)步驟與檢測流程(20)；在儀器及治具架設(11)步驟中，將檢測物(34)跨在二硬軌(32A、32B)上，這些硬軌(32A、32B)相互平行地設在機台(30)的斜面(37)上，每個硬軌(32A、32B)與檢測物(34)之一具備鏟花或鏟配處理過的接觸面，用可程式控制器(46)操作液壓單元(40)執行檢測物(34)推出/拉回運動，界定推出並拉回檢測物(34)為單次往返運動，藉由電性連接處理單元的感應器材對檢測物(34)執行定時的測量；在檢測流程(20)中，選擇無負荷跑合(25)、斜銷跑合(26)、斜銷+下配跑合(27)、斜銷+下配+上配跑合(28)模式之一，執行一次或以上的往返運動，每次往返運動期間，透過感應器材測量檢測物(34)的變化量，輸出訊息至處理單元轉換成若干可被儲存、讀取的數位資料，這些數位資料依邏輯佈置成多個程式化的單點，這些單點連成量測趨勢圖(60)，從量測趨勢圖(60)的去程變化段(62)與回程變化段(64)，判斷檢測物(34)位移的平順程度。
如申請專利範圍第1項所述的斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，其中，該液壓單元(40)是油壓缸，油壓缸有一可伸縮的軸(41)，該軸(41)與檢測物(34)之間銜接聯軸器(42)和連接件(45)，在聯軸器(42)與連接件(45)的聯結處安裝所需的感應器材。
如申請專利範圍第2項所述的斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，其中，該液壓單元(40)配合雷射測距儀(43)，設定檢測物(34)被軸(41)推出/拉回運動的行程。
如申請專利範圍第2項所述的斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，其中，該感應器材是荷重量測器(44，Load Cell)或力量量測裝置。
如申請專利範圍第1項所述的斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，在無負荷跑合(25)模式中，所述的檢測物(34)接觸硬軌(32A、32B)產生重力(33)與斜向分力(35)，透過感應器材測量檢測物(34)沿著硬軌(32A、32B)長度方向運動的變化量。
如申請專利範圍第1項所述的斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，在斜銷跑合(26)模式中，該檢測物(34)接觸硬軌(32A、32B)產生重力(33)與斜向分力(35)，用斜銷(36)迫緊於下排硬軌(32B)側面與檢測物(34)之間，透過感應器材測量檢測物(34)沿著硬軌(32A、32B)長度方向運動的變化量。
如申請專利範圍第1項所述的斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，在斜銷+下配跑合(27)模式中，該檢測物(34)接觸硬軌(32A、32B)產生重力(33)與斜向分力(35)，用斜銷(36)迫緊於下排硬軌(32B)側面與檢測物(34)之間，同一硬軌(32B)底面被牢固於檢測物(34)的下壓板(38)迫緊，透過感應器材測量檢測物(34)沿著硬軌(32A、32B)長度方向運動的變化量。
如申請專利範圍第1項所述的斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，在斜銷+下配+上配跑合(28)模式中，該檢測物(34)接觸硬軌(32A、32B)產生重力(33)與斜向分力(35)，用斜銷(36)迫緊於下排硬軌(32B)側面與檢測物(34)之間，同一硬軌(32B)底面被牢固於檢測物(34)的下壓板(38)迫緊，並以牢固於檢測物(34)的上壓板(31)迫緊上排硬軌(32B)底面，透過感應器材測量檢測物(34)沿著硬軌(32A、32B)長度方向運動的變化量。
一種斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，依序執行下列步驟與流程：儀器及治具架設(11)步驟：將檢測物(34)跨在二硬軌(32A、32B)上，這些硬軌(32A、32B)相互平行地設在機台(30)的斜面(37)上，每個硬軌(32A、32B)與檢測物(34)之一具備鏟花或鏟配處理過的接觸面，用可程式控制器(46)操作液壓單元(40)執行檢測物(34)推出/拉回運動，界定推出並拉回檢測物(34)為單次往返運動，藉由電性連接處理單元的感應器材對檢測物(34)執行定時的測量；校對流程(12)：檢測物試跑合(13)推出或拉回運動，執行試跑合數據收集(14)的程序；依趨勢圖流暢性判斷(15)程序：根據收集到的試跑合數據，判斷推出或拉回運動超過一定的幅度(No，17)，重回儀器及治具架設(11)步驟進行調整或更換；判斷推出或拉回運動在可接受的幅度內(Yes，16)，可準備下一個程序；檢測前期作業：根據行程、壓力、往返次數、往返停頓時間以及單次往返運動的需求“輸入相關操作數據(18)”；檢測流程(20)，按照順序進行：依參數執行跑合的循環(21)、記錄/收集跑合循環數據(22)、自動計算及指標評估(23)和產出報表(24)步驟；在依參數執行跑合的循環(21)步驟中，根據“輸入相關操作數據(18)”的設定值，選擇無負荷跑合(25)、斜銷跑合(26)、斜銷+下配跑合(27)、斜銷+下配+上配跑合(28)模式之一，執行一次或以上的往返運動；在記錄/收集跑合循環數據(22)步驟中，每次往返運動期間，透過感應器材測量檢測物(34)的變化量，輸出訊息至處理單元轉換成若干可被儲存、讀取的數位資料；在自動計算及指標評估(23)步驟中，這些數位資料按照參數擷取有效取樣數計算出平均值，並依邏輯佈置成多個程式化的單點，這些單點連成量測趨勢圖(60)，從量測趨勢圖(60)的去程變化段(62)與回程變化段(64)，判斷檢測物(34)位移的平順程度；以及在產出報表(24)步驟中，透過列印手段將數位資料及/或量測趨勢圖(60)輸出至紙面，方便資料閱覽與溝通。
如申請專利範圍第9項所述的斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，其中，在無負荷跑合(25)模式中，所述的檢測物(34)接觸硬軌(32A、32B)產生重力(33)與斜向分力(35)；在斜銷跑合(26)模式中，該檢測物(34)接觸硬軌(32A、32B)產生重力(33)與斜向分力(35)，用斜銷(36)迫緊於下排硬軌(32B)側面與檢測物(34)之間；在斜銷+下配跑合(27)模式中，該檢測物(34)接觸硬軌(32A、32B)產生重力(33)與斜向分力(35)，用斜銷(36)迫緊於下排硬軌(32B)側面與檢測物(34)之間，同一硬軌(32B)底面被牢固於檢測物(34)的下壓板(38)迫緊；在斜銷+下配+上配跑合(28)模式中，該檢測物(34)接觸硬軌(32A、32B)產生重力(33)與斜向分力(35)，用斜銷(36)迫緊於下排硬軌(32B)側面與檢測物(34)之間，同一硬軌(32B)底面被牢固於檢測物(34)的下壓板(38)迫緊，並以牢固於檢測物(34)的上壓板(31)迫緊上排硬軌(32B)底面；任一模式均可透過感應器材測量檢測物(34)沿著硬軌(32A、32B)長度方向運動的變化量。
如申請專利範圍第9項所述的斜立式鏟花硬軌之平順檢測方法，所述的平均值可由算式M=(X1+X2+…+Xn)/n取得，其中，M表示平均值、X表示每次有效的取樣值、n表示有效取樣的次數總和。