TWI681856B - 可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法 - Google Patents

可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法 Download PDF

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Abstract

本發明關於一種可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，由一控制裝置電連接一澆鑄爐裝置及一自動機械裝置，該控制裝置令該自動機械裝置夾取一模具移動至一作業位置，該控制裝置令該澆鑄爐裝置對該模具進行一澆鑄作業，並接收該自動機械裝置回饋的一組澆鑄受力資訊，再將該組澆鑄受力資訊與一組斷損檢測資訊比對，以產生一模具狀態結果資訊，該控制裝置根據該模具狀態結果資訊令該自動機械裝置夾取該模具移動至一下料區，藉由該自動機械裝置檢測澆鑄時的受力狀況以得知模具狀況，避免需人工檢視在該澆鑄作業中的模具破損狀況而受傷，藉此提升作業安全性及便利性。

Description

可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法
本發明係關於一種自動澆鑄檢測方法，尤指一種可不需要人為檢測而可降低作業危險的可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法。
隨著冶金、塑料加工的快速發展，為了因應不同零組件的需求，也因此冶金、塑料加工的各種工藝隨之蓬勃發展。其中，針對部分零件會採用一種澆鑄(casting)工藝進行製造，以方便且大批量生產相同形狀的零件，藉此提升生產效率。
該澆鑄工藝由一澆鑄爐裝置、一控制裝置及一自動機械裝置協同運作所完成，將物料放入該澆鑄爐裝置內，並對物料進行加熱使其因高溫融化而形成一物料溶液，該控制裝置控制該自動機械裝置夾取一模具，並移動至對應該澆鑄爐裝置的一作業位置後，該控制裝置控制該澆鑄爐裝置對該模具進行一澆鑄作業，以將高溫的該物料溶液倒入該組模具內，並且對該模具進行冷卻使該物料溶液在該模具內固化成型，該控制裝置控制該自動機械裝置夾取該組模具移動至對應的一下料區，該模具後續經脫模、切割、研磨、拋光等工藝後，即可取得多個零件，藉此大批量生產相同形狀的零件。
然而，當該澆鑄爐裝置對該模具進行該澆鑄作業時，會根據不同模具設定注入該模具內的物料溶液的容量，但是該模具可能因高溫、物料溶液衝擊等影響，導致該模具損壞造成該物料溶液洩漏，造成生產零件失敗；所以，傳統係透過人工方式直接檢視該澆鑄作業時的模具狀態，當該模具損壞時 可立即處理，但是此種方式易導致人員因處在高溫環境、物料溶液噴濺等問題而受傷，不僅可能因釀成工安意外、亦會造成生產受到影響。
有鑑於上述現有技術所存在的問題，本發明係提供一種可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，透過自動分析受到澆鑄時的受力狀況即可檢知模具是否損壞，而不須以人工檢視的方式直視模具在澆鑄作業的狀況，藉此可降低危險。
為了達成上述目的所採取的技術手段，係令前述可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，由一控制裝置電連接一自動機械裝置及一澆鑄爐裝置，該方法由該控制裝置執行以下步驟：令該自動機械裝置夾取一模具移動至對應該澆鑄爐裝置的一作業位置；令該澆鑄爐裝置對該模具進行一澆鑄作業，並且接收該自動機械裝置在該澆鑄作業回饋的一組澆鑄受力資訊；將該組澆鑄受力資訊與一組斷損檢測資訊比對，以產生一模具狀態結果資訊，並且根據該模具狀態結果資訊令該自動機械裝置夾取該模具移動至一下料區；該組澆鑄受力資訊包括持續量測的多個負載電流值及多個負載扭力值；該斷損檢測資訊包括多個基準電流範圍值及多個基準扭力範圍值；當該等負載電流值分別落在對應的一基準電流範圍值內，以及該等負載扭力值分別落在對應的一基準扭力範圍值內，則產生一模具正常結果資訊。
根據上述方法可知，由於該澆鑄爐裝置對該模具進行澆鑄時，因物料溶液注入該模具內，會對該模具施加力量，藉由該自動機械裝置上所設多個感測器，持續感測該自動機械裝置在該澆鑄作業過程中的負載電流變化、 負載扭力變化等受澆鑄受力資訊，並回饋該組澆鑄受力資訊給該控制裝置，並且由該控制裝置根據所接收到的該組澆鑄受力資訊與該組斷損檢測資訊比對，以產生該模具狀態結果資訊，該控制裝置根據該模具狀態結果資訊即可得知該模具狀態，並且根據該模具狀態結果資訊令該自動機械裝置該模具移動至對應的下料區，藉此不需要再透過人工方式直視該澆鑄作業中的模具狀態，可避免人員因處在高溫環境、物料溶液噴濺等問題而受傷，藉此提升作業安全性及便利性。
10‧‧‧控制裝置
20‧‧‧自動機械裝置
31‧‧‧澆鑄爐裝置
32‧‧‧模具
圖1 係本發明較佳實施例的系統架構方塊圖。
圖2 係本發明較佳實施例的第一流程圖。
圖3 係本發明較佳實施例的第二流程圖。
圖4 係本發明較佳實施例的第三流程圖。
圖5 係本發明較佳實施例的第四流程圖。
關於本發明可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法的較佳實施例，請參考圖1所示，係由一控制裝置10電連接一自動機械裝置20及一澆鑄爐裝置31，透過該控制裝置10發送一夾取控制訊號給該自動機械裝置31，以令該自動機械裝置31夾取一模具32，該控制裝置10再發送一移動控制訊號給該自動機械裝置20，以令該自動機械裝置20移動該模具32至對應該澆鑄爐裝置31的一作業位置，該控制裝置10發送一第一澆鑄控制訊號給該澆鑄爐裝置31，以控制該澆鑄爐裝置31對該模具32進行一澆鑄作業，以及發送一第二澆鑄控制訊號給 該自動機械裝置20，以令該自動機械裝置20夾取該模具32配合該澆鑄作業進行移動、翻轉等，當完成後，該控制裝置10發送另一移動控制訊號給該自動機械裝置20，以令該自動機械裝置20移動該模具32至一下料區，在該自動機械裝置20上設有多個感測器，持續感測該自動機械裝置20在澆鑄作業過程中、移動中等運作過程中的負載電流變化、負載扭力變化等受澆鑄受力資訊。在本實施例中，該控制裝置10可包括一電腦裝置；該自動機械裝置30包括一自動機械手臂，該自動機械手臂包括六軸自動機械手臂。
進一步的，根據上述該控制裝置10對該自動機械裝置20、該澆鑄爐裝置31的控制，請參考圖1、2所示，為了能夠在該澆鑄爐裝置31對該模具32進行澆鑄時，檢測該模具32是否斷損，故本發明可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，由該控制裝置10執行以下步驟：令該自動機械裝置20夾取該模具32移動至對應該澆鑄爐裝置31的該作業位置(S40)；令該澆鑄爐裝置31對該模具32進行該澆鑄作業，並且接收該自動機械裝置20在該澆鑄作業回饋的一組澆鑄受力資訊(S50)；將該組澆鑄受力資訊與一組斷損檢測資訊比對，以產生一模具狀態結果資訊，並且根據該模具狀態結果資訊令該自動機械裝置20夾取該模具32移動至該下料區(S60)。
在本實施例中，該控制裝置10內預存一組以上位置資訊及對應該組位置資訊的一組以上移動軌跡資訊，該組位置資訊包含對應放置該模具32的一上料區位置、該澆鑄爐裝置31進行該澆鑄作業的作業位置，以及對應放置不同狀態的模具32的數個下料區位置，該移動軌跡資訊包含自動機械裝置10移動至該上料區位置的移動軌跡、對應該上料區位置移動至該作業位置的移動軌 跡、進行該澆鑄作業的移動軌跡、對應從該作業位置移動至不同下料區的數個移動軌跡，藉此令該控制裝置10準確控制該自動機械裝置移動至對應的位置。
在本實施例中，該自動機械裝置20上設有數個馬達並且分別對應電連接一驅動器，該等驅動器分別接收來自該控制裝置10的訊號，以分別控制對應的馬達，而令該自動機械裝置20進行夾取、移動、轉動、放置等動作，該自動機械裝置20上還設有多個感測器，該等感測器用以持續感測該自動機械裝置20在運作過程中的負載電流變化、負載扭力變化等受澆鑄受力資訊，並且回饋一個以上負載電流值及一個以上負載扭力值回饋給該控制裝置10進行分析，該控制裝置10可根據接收到的負載電流值、負載扭力值進行處理，進而得知該自動機械裝置20在該澆鑄作業中，因該澆鑄爐裝置31將一物料溶液注入該模具32時的受力狀況，進而分析得知該模具32在該澆鑄作業中的重量變化，其中，該等感測器會將該自動機械裝置20在移動、下料、澆鑄等運作過程中所量測到的負載電流變化、負載扭力變化傳送給該控制裝置10進行分析、處理，以供確認該自動機械裝置20夾持該模具32所受到的受力狀況。
其中，該組澆鑄受力資訊包括持續量測的多個負載電流值及多個負載扭力值，該等負載電流值包括該自動機械裝置10夾取該模具32從開始進行該澆鑄作業，到完成該澆鑄作業的多個時間點的電流值變化，也就是說，從該自動機械裝置10夾取該模具32從開始進行該澆鑄作業，到完成該澆鑄作業的多個量測的時間點所分別量測到的負載電流值，該等負載扭力值包括該自動機械裝置10夾取該模具32從開始進行該澆鑄作業，到完成該澆鑄作業的多個時間點的扭力值變化，也就是說，從該自動機械裝置10夾取該模具32從開始進行該澆鑄作業，到完成該澆鑄作業的多個量測的時間點所分別量測到的負載扭力值，因此，藉由分析該自動機械裝置20的受力變化，可以得知該模具32的重量 變化，其中，在每一個量測的時間點分別會同時量測對應的一負載電流值及一負載扭力值。
請參考圖2、3所示，當上述執行到「將該組澆鑄受力資訊與一組斷損檢測資訊比對，以產生一模具狀態結果資訊，並且根據該模具狀態結果資訊令該自動機械裝置20夾取該模具32移動至該下料區(S60)」的步驟時，進一步包括以下次步驟：判斷該組澆鑄受力資訊是否小於該組斷損檢測資訊(S61)；若否，產生一模具正常結果資訊(S62)；根據該模具正常結果資訊令該自動機械裝置20夾取該模具32至一正常下料區進行下料(S63)；其中，當上述執行「判斷該組澆鑄受力資訊是否小於該組斷損檢測資訊(S61)」的步驟時，若是，則產生一模具異常結果資訊(S64)；根據該模具異常結果資訊令該自動機械裝置20夾取該模具32至一異常下料區進行下料(S65)，並且回到前述「令該自動機械裝置20夾取該模具32移動至對應該澆鑄爐裝置31的該作業位置(S40)」步驟。
在本實施例中，該斷損檢測資訊係根據從該澆鑄作業到完成該澆鑄作業之正常的模具32，所預先建立並儲存在該控制裝置10內的基準資訊，該斷損檢測資訊包括基準電流範圍值及多個基準扭力範圍值，該等基準電流範圍值包括該自動機械裝置20夾取該模具32從開始進行該澆鑄作業，到完成該澆鑄作業的多個時間點的電流值變化，也就是說，從該自動機械裝置10夾取該模具32從開始進行該澆鑄作業，到完成該澆鑄作業的過程中，會設定多個量測的時間點，並且分別在量測的時間點量測對應的一負載電流值，並且對每一負載電流值進行一容許比例處理，以分別得到具有一上限值與一下限值的一基準電流範圍值；該等基準扭力範圍值包括該自動機械裝置20夾取該模具32從開始進 行該澆鑄作業，到完成該澆鑄作業的多個時間點的扭力值變化，也就是說，從該自動機械裝置10夾取該模具32從開始進行該澆鑄作業，到完成該澆鑄作業的過程中，會設定多個量測的時間點，並且分別在量測的時間點量測對應的一負載扭力值，並且對每一負載扭力值進行一容許比例處理，以分別得到具有一上限值與一下限值的一基準扭力範圍值。
進一步的，為了確認該模具32是否在該澆鑄作業中發生斷損的狀況，會將該組澆鑄受力資訊的每一負載電流值分別與該組斷損檢測資訊中對應的基準電流範圍值進行比較，以及將該組澆鑄受力資訊的每一負載扭力值分別與該組斷損檢測資訊中對應的基準扭力範圍值進行比較，當該模具32在該澆鑄作業中發生斷損時，因注入該模具32內的物料溶液外漏，使得該自動機械裝置20的受力降低，故在發生斷損後所量測到的負載電流值會小於對應的基準電流範圍值、負載扭力值會小於對應的基準扭力範圍值，藉此得知該模具32已斷損；反之，當該模具32正常時，因注入該模具32內的物料溶液沒有外露，故該組澆鑄受力資訊的負載電流值均會落在對應的基準電流範圍值，以及負載扭力值均會落在對應的基準扭力範圍值內，藉由將每一負載電流值與對應的基準電流範圍值進行比較，以及將對應的負載扭力值與對應的基準扭力範圍值進行比較，以當該模具32斷損時，即可即時發現並盡速處理，其中，需要說明的是，當該模具32發生斷損後的負載電流值及負載扭力值均會同時小於所對應的基準電流範圍值及基準扭力範圍值。
在本實施例中，請參考圖4、5所示，當該自動機械裝置20夾取該模具32至該正常下料區的過程中，該模具32有可能因冷卻時所造成的應力變化、晃動等原因而斷損，因此，該方法進一步提供一下料破損檢測程序(S70)，並且執行該下料破損檢測程序時，該方法更包括以下次步驟： 接收該自動機械裝置20在夾取該模具32移動至該正常下料區所回饋的一組移動受力資訊(S71)；判斷該組移動受力資訊是否小於一組移動斷損檢測資訊(S72)；若否，產生一模具移動正常結果資訊，且令該自動機械裝置20根據該模具移動正常結果資訊夾取該模具32在該正常下料區進行下料(S73)；其中，當上述執行「判斷該組移動受力資訊是否小於一移動斷損檢測資訊(S72)」的步驟時，若是，則產生一模具移動異常結果資訊，且令該自動機械裝置20根據該模具移動異常結果資訊夾取該模具32至該異常下料區進行下料(S74)，並且回到前述「令該自動機械裝置20夾取該模具32移動至對應該澆鑄爐裝置31的該作業位置(S40)」步驟。
在本實施例中，該組移動受力資訊包括持續量測的多個移動負載電流值及多個移動負載扭力值，該等移動負載電流值包括該自動機械裝置10夾取該模具32於完成該澆鑄作業後，移動至該正常下料區的多個時間點的電流值變化，也就是說，從該自動機械裝置10夾取該模具32從完成該澆鑄作業後，並移動至該正常下料區進行下料的過程中，會設定多個量測的時間點，並且分別在量測的時間點量測對應的一移動負載電流值；該等移動負載扭力值包括該自動機械裝置10夾取該模具32於完成該澆鑄作業後，移動至該正常下料區的多個時間點的扭力值變化，也就是說，從該自動機械裝置10夾取該模具32從完成該澆鑄作業後，並移動至該正常下料區進行下料的過程中，會設定多個量測的時間點，並且分別在量測的時間點量測對應的一移動負載扭力值，其中，每一個量測的時間點均會分別量測到對應的一移動負載電流值與一移動負載扭力值。
在本實施例中，該組移動斷損檢測資訊係根據該自動機械裝置20夾取正常的該模具32從完成該澆鑄作業後，到移動至該正常下料區進行下料 過程中，所預先建立並儲存在該控制裝置10內的基準資訊，該移動斷損檢測資訊包括多個移動基準電流範圍值及多個移動基準扭力範圍值，該等移動基準電流範圍值包括該自動機械裝置20夾取正常的模具32，於完成該澆鑄作業後移動至該正常下料區的多個時間點的電流變化值，也就是說，從該自動機械裝置10夾取該模具32從完成該澆鑄作業後，並移動至該正常下料區進行下料的過程中，會設定多個量測的時間點，並且分別在量測的時間點量測對應的一移動負載電流值，並且對每一移動負載電流值進行一容許比例處理，以分別得到具有一上限值與一下限值的一移動基準電流範圍值，該等移動基準扭力範圍值包括該自動機械裝置20夾取正常的模具32，於完成該澆鑄作業後移動至該正常下料區的多個時間點的扭力變化值，也就是說，從該自動機械裝置10夾取該模具32從完成該澆鑄作業後，並移動至該正常下料區進行下料的過程中，會設定多個量測的時間點，並且分別在量測的時間點量測對應的一移動負載扭力值，並且對每一移動負載扭力值進行一容許比例處理，以分別得到具有一上限值與一下限值的一移動基準扭力範圍值。
進一步的，為了判斷該模具32於移動至該正常下料區進行下料過程中是否發生斷損，會將該組移動受力資訊的移動負載電流值與對應的移動基準電流範圍值進行比較，以及將該組移動受力資訊的移動負載扭力值與對應的移動基準扭力範圍值進行比較，當該模具32於移動過程中發生斷損時，會使得該自動機械裝置20的受力降低，故在發生斷損後所量測到的移動負載電流值、移動負載扭力值分別會小於對應的移動基準電流範圍值、移動基準扭力範圍值，藉此得知該模具32已發生斷損；反之，當該模具32於移動置該正常下料區的過程中沒有斷損，則該自動機械裝置20受力正常，故該組移動受力資訊的移動負載電流值分別會落在對應的移動基準電流範圍值內、移動負載扭力值分別會落在對應的移動基準扭力範圍值內，藉由將每一移動負載電流值與對應的 移動基準電流範圍值進行比較，以及將對應的移動負載扭力值與對應的移動基準扭力範圍值進行比較，以當該模具32斷損時，即可即時發現並盡速將其移動置異常下料區供處理，其中，需要說明的是，當該模具32發生斷損後的移動負載電流值及移動負載扭力值均會同時小於所對應的移動基準電流範圍值及移動基準扭力範圍值。
透過上述內容可知，藉由本發明所提供可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，可在該模具32於該澆鑄作業的過程中、移動至該正常下料區的過程中，透過該自動機械裝置20回饋資訊給該控制裝置10進行處理、分析，以判斷該自動機械裝置20的澆鑄受力資訊是否小於該組斷損檢測資訊，即時得知該模具32是否在該澆鑄作業的過程中斷損，以及透過判斷該組移動受力資訊是否小於該組移動斷損檢測資訊，即時得知該模具32是否從完成該澆鑄作業到移動至該正常下料區進行下料的過程中發生斷損，藉此不僅可避免因需人工檢視澆鑄作業過程中的模具狀況，可避免人員因處在高溫環境、物料溶液噴濺等問題而受傷，也可不需再透過後續人工品檢擺放在該正常下料區的模具是否有斷損，而造成生產時間拉長等問題，藉此提升作業安全性及便利性。
S40、S50、S60‧‧‧步驟

Claims (9)

  1. 一種可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，由一控制裝置電連接一自動機械裝置及一澆鑄爐裝置，該方法由該控制裝置執行以下步驟：令該自動機械裝置夾取一模具移動至對應該澆鑄爐裝置的一作業位置；令該澆鑄爐裝置對該模具進行一澆鑄作業，並且接收該自動機械裝置在該澆鑄作業回饋的一組澆鑄受力資訊；將該組澆鑄受力資訊與一組斷損檢測資訊比對，以產生一模具狀態結果資訊，並且根據該模具狀態結果資訊令該自動機械裝置夾取該模具移動至一下料區；該組澆鑄受力資訊包括持續量測的多個負載電流值及多個負載扭力值；該斷損檢測資訊包括多個基準電流範圍值及多個基準扭力範圍值；當該等負載電流值分別落在對應的一基準電流範圍值內，以及該等負載扭力值分別落在對應的一基準扭力範圍值內，則產生一模具正常結果資訊。
  2. 如請求項1所述之可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，其中，當上述執行到「將該組澆鑄受力資訊與一組斷損檢測資訊比對，以產生一模具狀態結果資訊，並且根據該模具狀態結果資訊令該自動機械裝置夾取該模具移動至一下料區」的步驟時，該方法更包括以下次步驟：判斷該組澆鑄受力資訊是否小於該組斷損檢測資訊；若否，產生該模具正常結果資訊；根據該模具正常結果資訊令該自動機械裝置夾取該模具至一正常下料區進行下料。
  3. 如請求項2所述之可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，其中，當上述執行「判斷該組澆鑄受力資訊是否小於該組斷損檢測資訊」的步驟時，若是，則產生一模具異常結果資訊； 根據該模具異常結果資訊令該自動機械裝置夾取該模具至一異常下料區進行下料，並且回到前述「令該自動機械裝置夾取一模具移動至對應該澆鑄爐裝置的一作業位置」步驟。
  4. 如請求項3所述之可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，其中，當任一負載電流值與對應該負載電流值的一負載扭力值，分別小於所對應的基準電流範圍值及基準扭力範圍值，則產生該模具異常結果資訊。
  5. 如請求項4所述之可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，其中，當前述執行「將該組澆鑄受力資訊與一組斷損檢測資訊比對，以產生一模具狀態結果資訊，並且根據該模具狀態結果資訊令該自動機械裝置夾取該模具移動至一下料區」的步驟後，該方法進一步提供一下料破損檢測程序，並且執行該下料破損檢測程序時，該方法更包括以下次步驟：接收該自動機械裝置在夾取該模具移動至該正常下料區所回饋的一組移動受力資訊；判斷該組移動受力資訊是否小於一組移動斷損檢測資訊；若否，產生一模具移動正常結果資訊，且令該自動機械裝置根據該模具移動正常結果資訊夾取該模具在該正常下料區進行下料。
  6. 如請求項5所述之可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，其中，當上述執行「判斷該組移動受力資訊是否小於一組移動斷損檢測資訊」的步驟時，若是，則產生一模具移動異常結果資訊，且令該自動機械裝置根據該模具移動異常結果資訊夾取該模具至該異常下料區進行下料，並且回到前述「令該自動機械裝置夾取一模具移動至對應該澆鑄爐裝置的一作業位置」步驟。
  7. 如請求項6所述之可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，其中，該組移動受力資訊包括持續量測的多個移動負載電流值及多個移動負載扭力 值；該移動斷損檢測資訊包括多個移動基準電流範圍值及多個移動基準扭力範圍值，當該等移動負載電流值分別落在對應的移動基準電流範圍值內，以及該等移動負載扭力值分別落在對應的移動基準扭力範圍值內，則產生該模具移動正常結果資訊。
  8. 如請求項7所述之可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，其中，當任一移動負載電流值與對應該移動負載電流值的一移動負載扭力值，分別小於所對應的移動基準電流範圍值及移動基準扭力範圍值，則產生該模具移動異常結果資訊。
  9. 如請求項2所述之可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法，其中，該自動機械裝置包括一自動機械手臂；該控制裝置包括一電腦裝置。
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