TWM550193U - 智能感應刀具結構 - Google Patents

Description

智能感應刀具結構

本創作係有關於一種智能感應刀具結構，尤指一種安裝於加工機而進行加工作業時，其透過該感測裝置對正在運作之刀具進行感測作業，並產生訊號發送至操作人員的行動裝置處，藉以提醒操作人員得知該刀具其現況而進行更換或校正等動作通知之目的。

按，當進入二十一世紀，人類生活已經進入了數位時代的領域中，現今許多人類生活周遭的物品、用具均以數位化高科技產品取而代之，不僅帶給人們許多便利，也同時得以享受高科技的文明進步成果，而高科技產品在生產過程中常需要進行大量的切削或鑽孔作業，而一般切削或鑽孔用之刀具係以高硬度之材質所製成，而刀具之刀刃部末端的刀刃角度會影響到切削或鑽孔作業的精準度，且於高科技產品朝向輕薄短小之趨向發展時，切削或鑽孔作業也相對的需要更加精準，所以刀具之品質要求也相對提高。

習知對於安裝在一工具機上對一工件進行加工作業的一刀具，通常以操作人員的經驗、或是該刀具的累積操作時數來判斷該刀具的磨耗程度是否已經達到不適合繼續用來加工的程度，以免因為該刀具的劣化而影響了 該工件的加工精度。

然，就上述習知而言，以人工的方式來判斷該刀具是否已達磨耗上限而決定是否該更換該刀具為另一新品，其判斷的準則容易因人而異：過於保守的判斷造成該刀具在未達磨耗上限前被更換下來，造成不必要的浪費；過於樂觀的判斷則造成該刀具已超過磨耗上限卻仍繼續被用來進行加工作業，造成工件的加工品質不佳。而以該刀具的累積加工時數作為判斷標準，也會因為不同的加工條件(例如不同的工件材質、或是不同的連續加工時間)而有所失準，實為一大弊端問題，而有待改善者，而亟待加以改良。

本創作提供一種智能感應刀具結構，係包括：一第一段棒材，其為呈預定形狀，該第一段棒材係供加工機夾持用；一第二段棒材，其為呈預定形狀，該第二段棒材與該第一段棒材呈連接狀態，並於該第二段棒材其外表面設有至少一刀刃部，其供進行切削加工用；及一感測裝置，係設置於該第一段棒材的一預定位置處，該感測裝置係用以感測該第二段棒材之刀刃部於進行加工作業所產生異常狀況時，並產生訊號發送至操作人員的行動裝置處，藉以提醒操作人員得知該刀具其現況而進行更換或校正等動作通知。

其中更進一步包括有一中繼站，係具有一處理器，其以無線傳輸方式 而與該感測裝置連接，令該中繼站得以接收該感測裝置所傳遞的資訊進行儲存，並重新經由該處理器重發送至該操作人員的行動裝置而進行通知；其中該感測裝置係具有一電源供應模組，其用以提供該感測裝置內部所有元件所需之電力；一電路板，係耦接於該電源供應模組處且作電性連結，該電路板係設有一控制單元，其用以控制該感測裝置整體之運作；一感測元件，係耦接於該電路板處且作電性連結，其用以感測該第二段棒材之刀刃部於進行加工作業所產生的切削溫度、切削聲音與切削震動等異常狀況發生時，再將偵測資料傳遞至該電路板之控制單元處；及一傳輸模組，係耦接於該電路板之控制單元處且作電性連結，其用以接收該控制單元所傳遞的訊息與發送訊息；其中該感測裝置之傳輸模組與該行動裝置間係以藍芽或Wi-Fi之任一者或其組合而進行無線傳輸方式；其中該感測裝置之傳輸模組、該中繼站與該行動裝置間係以藍芽或Wi-Fi之任一者或其組合而進行無線傳輸方式；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；其中該第一段棒材與該第二段棒材間係以組合式結構型態或一體式結構型態之任一者所呈現；其中該第一段棒材與該第二段棒材間係為組合式結構型態所呈現時，則以銲接固定、螺鎖固定或嵌接組裝之任一者結構型態； 其中該第一段棒材頂端面係設有一呈凹陷延伸至適當長度之容置空間，其用以供該感測裝置予以置入而呈固定狀態；其中該第一段棒材外緣面係設有一呈凹陷之容置孔，其用以供該感測裝置予以嵌設而呈固定狀態。

本創作之主要目的係在於：提供一種安裝於加工機而進行加工作業時，其透過該感測裝置對正在運作之刀具進行感測作業，並產生訊號發送至操作人員的行動裝置處，藉以提醒操作人員得知該刀具其現況而進行更換或校正等動作通知之目的。

由於本創作之智能感應刀具結構，其功效在於：係適用於安裝在一可驅動該刀具旋轉的加工機上，藉由該刀具之第一段棒材而供加工機夾持固定，令該刀具受到該加工機驅動而沿一旋轉軸線旋轉，至使該第二段棒材之刀刃部對一待加工物件進行表面切削研磨或鑿孔；於使用過程中，其透過該感測裝置之感測元件而用以感測該第二段棒材之刀刃部於進行加工作業時，是否有產生切削溫度、切削聲音與切削震動等異常狀況現象，當該感測元件只要感測到上述其中一項異常狀況時，則將訊息傳遞至該電路板之控制單元處，並藉由該控制單元傳遞至該傳輸模組；最後，再經由該傳輸模組傳遞至操作人員的行動裝置而進行通知，以供操作人員能隨時得知該刀具的使用狀態；甚至，為了讓該傳輸模組所傳遞的訊息距離更加遠，而搭配該中繼站連接，透過該傳輸模組將訊息傳遞該中繼站之處理器；最後，再透過該處理器傳遞至操作人員的行動裝置而進行通知，以 供操作人員能隨時得知該刀具的使用狀態，進而提供一種安裝於加工機而進行加工作業時，其透過該感測裝置對正在運作之刀具進行感測作業，並產生訊號發送至操作人員的行動裝置處，藉以提醒操作人員得知該刀具其現況而進行更換或校正等動作通知之目的。

本創作：

1‧‧‧刀具

11‧‧‧第一段棒材

111‧‧‧容置空間

112‧‧‧容置孔

12‧‧‧第二段棒材

121‧‧‧刀刃部

13‧‧‧感測裝置

131‧‧‧電源供應模組

132‧‧‧電路板

1321‧‧‧控制單元

133‧‧‧感測元件

134‧‧‧傳輸模組

2‧‧‧中繼站

21‧‧‧處理器

3‧‧‧行動裝置

L‧‧‧旋轉軸線

第1圖係本創作第一較佳實施例之示意圖。

第2圖係本創作第二較佳實施例之示意圖。

第3圖係本創作第2圖之俯視圖。

第4圖係本創作第三較佳實施例之示意圖。

第5圖係本創作第四較佳實施例之示意圖。

第6圖係本創作該第一段棒材之另一結構型態示意圖。

第7圖係本創作該感測裝置之方塊圖。

第8圖係本創作第一較佳實施例之使用狀態示意圖(一)。

第9圖係本創作第一較佳實施例之使用狀態方塊圖(一)。

第10圖係本創作第一較佳實施例之使用狀態示意圖(二)。

第11圖係本創作第一較佳實施例之使用狀態方塊圖(二)。

首先，請參閱第1圖至第9圖所示，為本創作之「智能感應刀具結構」第一實施例結構說明；本創作該刀具1係包括：一第一段棒材 11、一第二段棒材12及一感測裝置13；其中：該第一段棒材11，係選自鋼材或鐵材之任一者金屬材質，其為呈預定形狀，該第一段棒材11係供加工機夾持用；該第二段棒材12，係選自鋼材或鐵材之任一者金屬材質，其為呈預定形狀，該第二段棒材12與該第一段棒材11呈連接狀態，並於該第二段棒材12其外表面設有至少一刀刃部121，其供進行切削加工用；其透過該第二段棒材12與該第一段棒材11間連結搭配，而令該刀具1形成各種型態，例如：銑刀(如圖1至圖3所示)、鑽刀(如圖4所示)、車刀(如圖5所示)或其它切削刀(圖中未顯示)…等；及該感測裝置13，係設置於該第一段棒材11的一預定位置處，該感測裝置13係用以感測該第二段棒材12之刀刃部121於進行加工作業所產生異常狀況時，並產生訊號發送至操作人員的行動裝置3處，藉以提醒操作人員得知該刀具1其現況而進行更換或校正等動作通知；藉由以上結構所述，茲更進一步說明如后：前述該感測裝置13係具有一電源供應模組131，其用以提供該感測裝置13內部所有元件所需之電力；一電路板132，係耦接於該電源供應模組131處且作電性連結，該電路板132係設有一控制單元1321，其用以控制該感測裝置13整體之運作；一感測元件133，係耦接於該電路板132處且作電性連結，其用以感測該第二段棒材12之刀刃部121於進行加工作業所產生的切削溫度、切削聲音與切削震動等異 常狀況發生時，再將感測資料傳遞至該電路板132之控制單元1321處；以及一傳輸模組134，係耦接於該電路板132之控制單元1321處且作電性連結，其用以接收該控制單元1321所傳遞的訊息與發送訊息；其中該感測裝置13之傳輸模組134與該行動裝置3間係以藍芽或Wi-Fi之任一者或其組合而進行無線傳輸方式；前述該行動裝置3係選自為智慧型手機、平板電腦、個人電腦或PDA之任一者；再者，前述該第一段棒材11與該第二段棒材12間係以組合式結構型態或一體式結構型態之任一者所呈現；其中該第一段棒材11與該第二段棒材12間係為組合式結構型態所呈現時，則以銲接固定、螺鎖固定或嵌接組裝之任一者結構型態；而該第一段棒材11頂端面係設有一呈凹陷延伸至適當長度之容置空間111，其用以供該感測裝置13予以置入而呈固定狀態；甚至，該第一段棒材11外緣面係設有一呈凹陷之容置孔112，其用以供該感測裝置13予以嵌設而呈固定狀態(如圖6所示)；藉此，經由以上結構所述，於使用時，就以第1圖的刀具1為例而說明，本創作適用於安裝在一可驅動該刀具1旋轉的加工機上(圖中未顯示)，藉由該刀具1之第一段棒材11而供加工機夾持固定，令該刀具1受到該加工機驅動而沿一旋轉軸線L旋轉，至使該第二段棒材12之刀刃部12 1對一待加工物件(圖中未顯示)進行表面切削研磨或鑿孔；於使用過程中，其透過該感測裝置13之感測元件133而用以感測該第二段棒材12之刀刃部121於進行加工作業時，是否有產生切削溫度、切削聲音與切削震動等異常狀況現象，而針對切削溫度、切削聲音與切削震動等異常狀況現象，其以簡單說明如下：1、切削溫度：於加工過程中，當切削溫度過高時，容易造成該刀具1之第二段棒材12的刀刃部121磨損的主要原因，它將限制生產率的提高；甚至，切削溫度還會使加工精度降低，使已加工表面產生殘餘應力以及其它缺陷；2、切削聲音：於加工過程中，一般開始切削時，該刀具1之第二段棒材12的刀刃部121於切削待加工物件的聲音是穩定的、連續的、輕快的，此時加工機的運動是平穩的；隨著切削過程的進行，當待加工物件上有硬質點或該刀具1之第二段棒材12的刀刃部121磨損或該刀具1之第一段棒材11夾持等原因後，令切削過程出現不穩定，不穩定的表現是切削聲音發生變化，該刀具1之第二段棒材12的刀刃部121與待加工物件之間會出現相互撞擊聲；3、切削震動：由於該刀具1之第一段棒材11與加工機夾持間存在微小間隙，所以在加工過程中該刀具1有可能出現震動現象；震動會使該刀具1之第二段棒材12的刀刃部121的吃刀量不均勻，且切擴量比原定值增大，影響加工精度和刀具使用壽命； 然而，當該感測元件133只要感測到上述其中一項異常狀況時，則將訊息傳遞至該電路板132之控制單元1321處，並藉由該控制單元1321傳遞至該傳輸模組134；最後，再經由該傳輸模組134傳遞至操作人員的行動裝置3而進行通知，以供操作人員能隨時得知該刀具1的使用狀態，進而提供一種安裝於加工機而進行加工作業時，其透過該感測裝置13對正在運作之刀具1進行感測作業，並產生訊號發送至操作人員的行動裝置3處，藉以供操作人員得知該刀具1其現況而進行更換或校正等動作通知之目的。

續，請參閱第1圖至第7圖與第10、11圖所示，係為本創作「智能感應刀具結構」第二實施例結構說明，本創作該刀具1係包括：一第一段棒材11、一第二段棒材12及一感測裝置13；其中：該第一段棒材11，係選自鋼材或鐵材之任一者金屬材質，其為呈預定形狀，該第一段棒材11係供加工機夾持用；該第二段棒材12，係選自鋼材或鐵材之任一者金屬材質，其為呈預定形狀，該第二段棒材12與該第一段棒材11呈連接狀態，並於該第二段棒材12其外表面設有至少一刀刃部121，其供進行切削加工用；其透過該第二段棒材12與該第一段棒材11間連結搭配，而令該刀具1形成各種型態，例如：銑刀(如圖1至圖3所示)、鑽刀(如圖4所示)、車刀(如圖5所示)或其它切削刀(圖中未顯示)…等；及該感測裝置13，係設置於該第一段棒材11的一預定位置處，該感 測裝置13係用以感測該第二段棒材12之刀刃部121於進行加工作業所產生異常狀況時，並產生訊號發送至操作人員的行動裝置3處，藉以提醒操作人員得知該刀具1其現況而進行更換或校正等動作通知；其中更進一步包括有一中繼站2，係具有一處理器21，其以無線傳輸方式而與該感測裝置13連接，令該中繼站2得以接收該感測裝置13所傳遞的資訊進行儲存，並重新經由該處理器21重發送至該操作人員的行動裝置3而進行通知；藉由以上結構所述，茲更進一步說明如后：前述該感測裝置13係具有一電源供應模組131，其用以提供該感測裝置13內部所有元件所需之電力；一電路板132，係耦接於該電源供應模組131處且作電性連結，該電路板132係設有一控制單元1321，其用以控制該感測裝置13整體之運作；一感測元件133，係耦接於該電路板132處且作電性連結，其用以感測該第二段棒材12之刀刃部121於進行加工作業所產生的切削溫度、切削聲音與切削震動等異常狀況發生時，再將感測資料傳遞至該電路板132之控制單元1321處；以及一傳輸模組134，係耦接於該電路板132之控制單元1321處且作電性連結，其用以接收該控制單元1321所傳遞的訊息與發送訊息；其中該感測裝置13之傳輸模組134與該行動裝置3間係以藍芽或Wi-Fi之任一者或其組合而進行無線傳輸方式； 前述該行動裝置3係選自為智慧型手機、平板電腦、個人電腦或PDA之任一者；再者，前述該第一段棒材11與該第二段棒材12間係以組合式結構型態或一體式結構型態之任一者所呈現；其中該第一段棒材11與該第二段棒材12間係為組合式結構型態所呈現時，則以銲接固定、螺鎖固定或嵌接組裝之任一者結構型態；而該第一段棒材11頂端面係設有一呈凹陷延伸至適當長度之容置空間111，其用以供該感測裝置13予以置入而呈固定狀態；甚至，該第一段棒材11外緣面係設有一呈凹陷之容置孔112，其用以供該感測裝置13予以嵌設而呈固定狀態(如圖6所示)；藉此，經由以上結構所述，於使用時，就以第1圖的刀具1為例而說明，本創作適用於安裝在一可驅動該刀具1旋轉的加工機上(圖中未顯示)，藉由該刀具1之第一段棒材11而供加工機夾持固定，令該刀具1受到該加工機驅動而沿一旋轉軸線L旋轉，至使該第二段棒材12之刀刃部121對一待加工物件(圖中未顯示)進行表面切削研磨或鑿孔；於使用過程中，其透過該感測裝置13之感測元件133而用以感測該第二段棒材12之刀刃部121於進行加工作業時，是否有產生切削溫度、切削聲音與切削震動等異常狀況現象，而針對切削溫度、切削聲音與切削震動等異常狀況現象，其以簡單說明如下：1、切削溫度：於加工過程中，當切削溫度過高時，容易造成該刀具 1之第二段棒材12的刀刃部121磨損的主要原因，它將限制生產率的提高；甚至，切削溫度還會使加工精度降低，使已加工表面產生殘餘應力以及其它缺陷；2、切削聲音：於加工過程中，一般開始切削時，該刀具1之第二段棒材12的刀刃部121於切削待加工物件的聲音是穩定的、連續的、輕快的，此時加工機的運動是平穩的；隨著切削過程的進行，當待加工物件上有硬質點或該刀具1之第二段棒材12的刀刃部121磨損或該刀具1之第一段棒材11夾持等原因後，令切削過程出現不穩定，不穩定的表現是切削聲音發生變化，該刀具1之第二段棒材12的刀刃部121與待加工物件之間會出現相互撞擊聲；3、切削震動：由於該刀具1之第一段棒材11與加工機夾持間存在微小間隙，所以在加工過程中該刀具1有可能出現震動現象；震動會使該刀具1之第二段棒材12的刀刃部121的吃刀量不均勻，且切擴量比原定值增大，影響加工精度和刀具使用壽命；然而，當該感測元件133只要感測到上述其中一項異常狀況時，則將訊息傳遞至該電路板132之控制單元1321處，並藉由該控制單元1321傳遞至該傳輸模組134，而為了讓該傳輸模組134所傳遞的訊息距離更加遠，故可視所需而搭配該中繼站2連接，先透過該傳輸模組134將訊息傳遞該中繼站2之處理器21；最後，再透過該處理器21傳遞至操作人員的行動裝置3而進行通知，以供操作人員能隨時得知該刀 具1的使用狀態，進而提供一種安裝於加工機而進行加工作業時，其透過該感測裝置13對正在運作之刀具1進行感測作業，並產生訊號發送至操作人員的行動裝置3處，藉以提醒操作人員得知該刀具1其現況而進行更換或校正等動作通知之目的。

綜合以上所述，一種智能感應刀具結構又未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合新型專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。需陳明者，以上所述乃是本創作之具體實施例及所運用之技術原理，若依本創作之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本創作之範圍內，合予陳明。

1‧‧‧刀具

11‧‧‧第一段棒材

111‧‧‧容置空間

12‧‧‧第二段棒材

121‧‧‧刀刃部

13‧‧‧感測裝置

L‧‧‧旋轉軸線

Claims (10)

1. 一種智能感應刀具結構，係包括：一第一段棒材，其為呈預定形狀，該第一段棒材係供加工機夾持用；一第二段棒材，其為呈預定形狀，該第二段棒材與該第一段棒材呈連接狀態，並於該第二段棒材其外表面設有至少一刀刃部，其供進行切削加工用；及一感測裝置，係設置於該第一段棒材的一預定位置處，該感測裝置係用以感測該第二段棒材之刀刃部於進行加工作業所產生異常狀況時，並產生訊號發送至操作人員的行動裝置處，藉以提醒操作人員得知該刀具其現況而進行更換或校正等動作通知。
2. 如請求項1所述之智能感應刀具結構，其中更進一步包括有一中繼站，係具有一處理器，其以無線傳輸方式而與該感測裝置連接，令該中繼站得以接收該感測裝置所傳遞的資訊進行儲存，並重新經由該處理器重發送至該操作人員的行動裝置而進行通知。
3. 如請求項1或2所述之智能感應刀具結構，其中該感測裝置係具有一電源供應模組，其用以提供該感測裝置內部所有元件所需之電力；一電路板，係耦接於該電源供應模組處且作電性連結，該電路板係設有一控制單元，其用以控制該感測裝置整體之運作；一感測元件，係耦接於該電路板處且作電性連結，其用以感測該第二段棒材之刀刃部於進行加工作業所產生的切削溫度、切削聲音與切削震動等異常狀況發生時，再將偵 測資料傳遞至該電路板之控制單元處；及一傳輸模組，係耦接於該電路板之控制單元處且作電性連結，其用以接收該控制單元所傳遞的訊息與發送訊息。
4. 如請求項3所述之智能感應刀具結構，其中該感測裝置之傳輸模組與該行動裝置間係以藍芽或Wi-Fi之任一者或其組合而進行無線傳輸方式。
5. 如請求項3所述之智能感應刀具結構，其中該感測裝置之傳輸模組、該中繼站與該行動裝置間係以藍芽或Wi-Fi之任一者或其組合而進行無線傳輸方式。
6. 如請求項1所述之智能感應刀具結構，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。
7. 如請求項1所述之智能感應刀具結構，其中該第一段棒材與該第二段棒材間係以組合式結構型態或一體式結構型態之任一者所呈現。
8. 如請求項7所述之智能感應刀具結構，其中該第一段棒材與該第二段棒材間係為組合式結構型態所呈現時，則以銲接固定、螺鎖固定或嵌接組裝之任一者結構型態。
9. 如請求項7所述之智能感應刀具結構，其中該第一段棒材頂端面係設有一呈凹陷延伸至適當長度之容置空間，其用以供該感測裝置予以置入而呈固定狀態。
10. 如請求項7所述之智能感應刀具結構，其中該第一段棒材外緣面係設有一呈凹陷之容置孔，其用以供該感測裝置予以嵌設而呈固定狀態。