TWM531347U - 加工裝置 - Google Patents

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TWM531347U
TWM531347U TW105206395U TW105206395U TWM531347U TW M531347 U TWM531347 U TW M531347U TW 105206395 U TW105206395 U TW 105206395U TW 105206395 U TW105206395 U TW 105206395U TW M531347 U TWM531347 U TW M531347U
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TW
Taiwan
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workpiece
machining
quality
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TW105206395U
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English (en)
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Po-Cheng Su
Hsin-Hong Hou
Fan-Tien Cheng
Haw-Ching Yang
Hao Tieng
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Factory Automation Technology
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Description

加工裝置
本新型是有關於一種加工裝置，特別是指一種可自動進行刀具補償以改變加工路徑之加工裝置。
為了提升工件加工的效率與品質，業界係以數值控制的加工裝置為加工機具，在工件完成設計後，直接將設計的數據與加工參數轉換成工件的加工路徑，例如電腦輔助設計(CAD)與電腦輔助製造(CAM)的結合裝置，前述CAD CAM的製造裝置雖可達到一定程度穩定的品質與加工效率，但在加工過程並無法有效針對每一工件進行加工品質的預測，加工後的工件僅能另外以量測裝置進行尺寸與其他例如粗糙度等的加工品質量測，不但費時，在檢出工件的尺寸或其他加工品質有問題時，卻已製造出許多不良的工件，增加工件的不良率，為了解決工件加工過程無法立即檢測加工品質的缺失，已有一種工件加工品質預測的方法產生，結合現有的數值加工裝置，能有效改善前述缺失，而工件加工品質的預測方法如中華民國專利證書號TW I481978 B「工具機之加工品質的預測方法」(主張美國專利申請案號61/722,250優先權)，前述加工品質的預測方法雖可在加工的作業線上直接預測加工品質及修正加工路徑，但在加工刀具的補償方面，卻仍須依靠經驗並以手動的方式適時輸入刀具補償數據，以修正工件的加 工路徑，此種以經驗判斷刀具補償的數據並以手動輸入的方式，容易影響工件的加工精度，故本新型主要即在改善手動進行刀具補償之缺失。
因此，本新型之目的即在提供一種可自動進行刀具補償以產生新的加工路徑之加工裝置。
於是，本新型加工裝置具有一中央控制單元，以及分別與該中央控制單元電氣連接之一加工品質預測單元、一加工單元與一刀具補償單元，該加工品質預測單元係可實施一種虛擬預測加工品質方法以預測工件的加工品質，並且輸出精確的品質數據至中央控制單元，以及產生刀具加工路徑以供加工單元對工件進行加工，該中央控制單元係可先行判斷來自加工品質預測單元的數據，再將該等數據由該刀具補償單元計算出刀具補償數據，該刀具補償單元係將刀具補償數據提供給加工品質預測單元形成新的加工路徑，再由該加工單元執行補償後的加工路徑對工件進行加工；由上述可知加工裝置結合加工品質預測單元與刀具補償單元，並以中央控制單元作為各單元的控制介面，可自動且有效地產生刀具補償後的新加工路徑，以取代操作人員憑經驗或人工量測後再進行刀具補償的作業方式，可有效提高加工效率。
1‧‧‧加工裝置
2‧‧‧中央控制單元
3‧‧‧加工品質預測單元
4‧‧‧加工單元
5‧‧‧刀具補償單元
6‧‧‧工件搬運單元
第1圖是本新型加工裝置之方塊圖。
參閱第1圖，本新型之一較佳實施例加工裝置1係用以對工件 進行加工，其具有一中央控制單元2，以及分別與中央控制單元2電氣連接之一加工品質預測單元3、一加工單元4、一刀具補償單元5與一工件搬運單元6，該加工品質預測單元3係運用中華民國專利證書號TW I481978 B「工具機之加工品質的預測方法」之技術，其主要先以電腦輔助設計(CAD)形成工件的輪廓及其尺寸與公差，再利用電腦輔助製造(CAM)將前述之尺寸與公差及加工單元4的特性產生加工路徑，另外，該加工品質預測單元3在建立品質預測模型時，需指定至少一產品準確度項目，前述產品準確度項目係包含粗糙度和/或尺寸偏離等，而尺寸偏離度包含有直線度、稜角度、垂直度、平行度和/或圓度等，同時將產品準確度項目連結至加工路徑，而獲得產品準確度項目與加工路徑間的複數個關係，接著，利用加工單元4對工件依加工路徑來處理複數個工件樣本，並蒐集在加工期間與加工路徑相關的多個工件樣本之複數組樣本偵測資料，在完成樣本操作後，以演算法抑止偵測資料之雜訊，並轉換工件樣本偵測資料為對應特徵型式的樣本特徵資料，完成工件樣本之加工操作後，再量測工件樣本的產品準確度項目，而獲得一組品質樣本資料(準確度值)，進而使用工件樣本的特徵資料與品質樣本資料，以預測演算法和前述之產品準確度項目與加工路徑間之關係，來建立針對產品準確度項目的一預測模型，亦即，藉由加工單元4對工件樣本進行加工時取得的特徵資料、品質樣本資料與工件的準確度值來形成一預測模型，同時輸出精確的品質數據至中央控制單元2。
該中央控制單元2係可先行判斷來自加工品質預測單元3的數據，再將該等數據傳送至刀具補償單元5，該刀具補償單元5計算出刀具補償數據後，傳輸至加工品質預測單元3形成新的加工路徑，再由該加工單 元4執行補償後的加工路徑對工件進行加工，該工件搬運單元6係用以將工件搬至加工單元4或搬離加工單元4，在本實施例中為一機械手臂，並可將搬運哪一種規格工件的特徵資訊傳輸至中央控制單元2，例如搬運的是A區型號的工件，此等特徵資訊係對應刀具補償的數據被儲存在中央控制單元2中，亦即該型號的工件被加工單元4進行加工時，其刀具補償的數據即可被取出參考應用。
本新型加工裝置1係對於欲加工之工件，從設計過程的資訊經由加工品質預測單元3產生加工路徑，並由工件搬運單元6將工件搬運至加工單元4進行加工，同時該工件搬運單元6立即紀錄搬運工件的特徵資訊，工件加工完成後再由該工件搬運單元6搬至儲放位置，在加工的過程利用同步檢測出各種品質的資訊或數據預測工件品質，若工件品質不合格，該加工品質預測單元3立即修正產生新的加工路徑，因此，可大幅降低工件不良率，同時提高工件品質量測的時效性，接著該加工品質預測單元3會將測得工件品質的精確數據提供給中央控制單元2，該中央控制單元2判斷出可信度高的數據後傳輸至刀具補償單元5，該刀具補償單元5再根據工件原始設計的品質或尺寸數據計算出刀具需要補償的數據，再將補償的數據傳輸至加工品質預測單元3產生新的加工路徑，新的工件再依據補償後的加工路徑進行加工，以確保工件加工品質的穩定性。
本新型加工裝置1結合加工品質預測單元3與刀具補償單元5，並以中央控制單元2作為前述兩單元的連接介面，可自動且有效地產生刀具補償後的新加工路徑，以取代操作人員憑經驗或人工量測後再進行刀具補償的作業方式，可有效提高加工效率，同時再配合該工件搬運單元6記 錄搬運的工件特徵資訊，即能結合刀具補償數據與工件特徵資訊，便於往後該特徵資訊工件的加工作業。
1‧‧‧加工裝置
2‧‧‧中央控制單元
3‧‧‧加工品質預測單元
4‧‧‧加工單元
5‧‧‧刀具補償單元
6‧‧‧工件搬運單元

Claims (3)

  1. 一種加工裝置，其具有一中央控制單元，以及分別與該中央控制單元電氣連接之一加工品質預測單元、一加工單元與一刀具補償單元，該加工品質預測單元係可實施一種虛擬預測加工品質方法建立品質預測模型，以預測工件的加工品質，並且輸出精確的品質數據至中央控制單元，以及產生刀具加工路徑以供加工單元對工件進行加工，該中央控制單元係可先行判斷來自加工品質預測單元的數據，再將該等數據由該刀具補償單元計算出刀具補償數據，該刀具補償單元係將刀具補償數據提供給加工品質預測單元形成新的加工路徑，再由該加工單元執行補償後的加工路徑對工件進行加工。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之加工裝置，其中，該加工裝置更包具有一與該中央控制單元電氣連接之工件搬運單元，該工件搬運單元係可將工件搬運至加工單元進行加工，並可將搬運工件的資訊傳輸至中央控制單元。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述之加工裝置，其中，該工件搬運單元係為一機械手臂。
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