一种ATC换刀速度智能化系统的制作方法

本发明涉及检测系统的技术领域，具体为一种ATC换刀速度智能化系统。

背景技术：

工具机系为目前机械加工业重要的加工机具之一，而CNC工具机则是由可程控器(PLC)执行控制自动换刀机构的马达，以控制刀库作储刀及换刀的动作，并通过PLC的控制，以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、搪孔、攻牙等，藉此，大幅缩短加工时程，降低生产成本。然而，PLC控制换刀机构作换刀时，换刀臂于扣完刀后，若刀具重量越重则惯性越大，换刀过程中，换刀速度过快就容易发生甩刀的情形，若要避免此情形发生，工作人员需在加工前，先于PLC设定符合刀具重量的换刀速度，且若是更换不同刀具，需再由工作人员依照更换后的刀具重量，再次对PLC进行设定，造成加工程序的耗时、且没有效率；又或者是统一用最重的刀具来设定全部刀具的换刀速度，浪费许多作业效率。另外，为避免不同刀具就需重新设定不同PLC控制，也有将刀具的重量分为一般重量或较重的两种重量区间，PLC依据重量区间控制换刀速度，无论刀具落于一般重量或较重区间中，皆以该区间的最低换刀速度进行换刀，以免发生甩刀情形，其可省去不同刀具就需设定不同速度的步骤程序，但是，仅以两种换刀速度进行换刀，且以最低转速进行换刀，还是无法有效提高加工效率。因此，如何改善上述换刀步骤及换刀速度的缺点，以提升换刀速度及加工效率，有待相关业者解决。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种ATC换刀速度智能化系统，其通过影像捕获设备获得刀具的影像，由处理装置的计算模块计算出刀具重心及重量、进而驱动ATC伺服马达进行适应输出，以达到不同的刀重及刀重心就可自动转化出不同的ATC旋转换刀速度，达到智能化的功能，其省去工作人员设定操作步骤、提高换刀效率，且可依照不同刀具提供适当的换刀速度，提升加工效率、避免甩刀情形。

一种ATC换刀速度智能化系统，其特征在于，其包括：

一影像捕获设备，所述影像捕获设备用以获取待装配/或拆卸刀具的外观影像；

以及一处理装置，所述处理装置与一影像捕获设备信号连接，处理装置具有一接收模块、一计算模块及一信号传输模块，所述接收模块用以接收影像捕获设备所述获得的待装配/或拆卸刀具的外观影像，所述计算模块根据所述外观影像计算待装配/或拆卸刀具的体积重心及重量，所述信号传输模块的输出端连接换刀臂的控制器，所述信号传输模块用以传送体积重心及重量的数据至换刀臂控制器，所述换刀臂控制器用于控制换刀臂的换刀速度。

其进一步特征在于：

所述外观影像包含刀具的深度、宽度及长度；

所述计算模块可由所述外观影像以及刀具的预设密度计算刀具的重量；

所述计算模块由刀具的重量和所述外观影像计算出刀具的体积重心；

所述影像捕获装置架设于刀库与换刀臂之间，所述影像捕获装置具体为摄影装置或照相装置中的至少一种；

所述处理装置与所述影像捕获装置的输出端通过信号连接，所述处理装置具体为计算机终端机；

所述处理装置和所述影像捕获装置的信号连接具体为有线信号连接或无线信号连接中的至少一种；

所述信号传输模块和所述换刀臂控制器的数据连接具体为有线信号连接或无线信号连接中的至少一种；

所述换刀臂控制器具体为可编程控制器，所述信号传输模块将体积、重心及重量的数据传送至可编程控制器的参数输入端，可编程控制器根据编程的预定程序算出对应的换刀臂的换刀速度后输出给换刀臂，换刀臂执行对应的速度进行换刀动作；

优选地，所述计算模块将获得的刀具的体积重心及重量相乘、获得的乘积数值，信号传输模块将从计算模块所获得刀具的体积重心及重量相乘的乘积数值直接传送至换刀臂控制器的参数输入项，可编程控制器根据编程的预定程序算出对应的换刀臂的换刀速度后输出给换刀臂，换刀臂执行对应的速度进行换刀动作。

采用本发明的技术后，将该系统设置刀库与换刀臂之间，其中，刀库设有至少两把刀具，由影像捕获设备获得待装配/或拆卸的外观影像，由计算模块根据外观影像计算出体积重心，并由信号传输模块将刀具的体积重心传送置换刀臂控制器，以输出符合此刀具的换刀速度进行换刀；以精确的刀具体积重心、重量，提供适当的换刀速度进行换刀，可改善过去仅以两种换刀速度的换刀效率问题，也可避免发生甩刀情形，以提高安全的工作环境；再者，通过影像捕获设备自动侦测计算不同刀具的体积重心及重量，省去工作人员操控设定的程序与时间及刀具重心、重量的量测，可提高加工效率。

附图说明

图1为本发明的架构示意图；

图2为本发明的流程结构示意图；

图3为本发明的实施例示意图(表示影像捕获设备架设于刀库与换刀臂间)；

图4为刀具的换刀时间与体积重心与重量的乘积之间的关系曲线图；

图中序号所对应的名称如下：

刀库1、换刀臂2、刀具3、换刀臂控制器4

ATC换刀速度智能化系统100

影像捕获设备10、外观影像11、处理装置20、接收模块21、计算模块22、信号传输模块23。

具体实施方式

见图1～图4：一种ATC换刀速度智能化系统100，设置于一刀库1与一换刀臂2之间，其中，刀库1设有至少两把刀具3，ATC换刀速度智能化系统100包含：

一影像捕获设备10，其架设于刀库1与换刀臂2间，用以获取待装配/或拆卸刀具3的外观影像11，外观影像11包含刀具3的深度、宽度及长度。具体实施例中，影像捕获设备10具体为摄影装置或照相装置中的至少一种；

一处理装置20，其与影像捕获设备10信号连接，其中，处理装置20系计算机终端机，而处理装置20与影像捕获设备10具体为有线信号连接或无线信号连接中的至少一种，具体实施例中，处理装置20与影像捕获设备10是有线信号连接；

处理装置20具有一接收模块21、一计算模块22及一信号传输模块23，而信号传输模块23连接换刀臂控制器4，其中，信号传输模块23与换刀臂控制器4具体为有线信号连接或无线信号连接中的至少一种，具体实施例中，换刀臂控制器4是可编程控制器，所述信号传输模块将体积、重心及重量的数据传送至可编程控制器的参数输入端，可编程控制器根据编程的预定程序算出对应的换刀臂的换刀速度后输出给换刀臂，换刀臂执行对应的速度进行换刀动作；

接收模块21用以接收影像捕获设备10获取的外观影像11；

而计算模块22根据外观影像11所包含刀具3的深度、宽度与长度及刀具3的预设密度，判断并计算出刀具3的重量及体积重心的乘积数值，由于本实施例中刀具3材质皆相同，故可默认刀具3的密度。而刀具3的体积重心与重量的乘积数值可经由信号传输模块23传输至换刀臂控制器4，以控制换刀臂2的换刀速度，因此，

本发明可依照不同重量及重心的刀具，提供不同的换刀速度，例如：有A刀具与B刀具，当计算模块22计算出A刀具的重量及体积重心的乘积数值大于B刀具的重量及体积重心的乘积数值时，表示A刀具需以较低的换刀速度进行换刀，而B刀具可以较高的换刀速度进行换刀，藉此，依据刀具3的重量及重心提供适当的换刀速度，可提升换刀效率。

其工作原理如下：

换刀前，由影像捕获设备10获取刀具3的外观影像11，将外观影像11传送至接收模块21，由计算模块22根据外观影像11计算出体积重心及重量，并由信号传输模块23将刀具3的体积重心及重量的乘积数值传送置换刀臂控制器4的参数输入项，换刀臂控制器4根据编程的预定程序算出对应的换刀臂的换刀速度后输出给换刀臂，换刀臂以符合对应刀具3的换刀速度进行换刀。见图4，当体积重心及重量的乘积数值越大时，刀具3所需要的换刀时间则越多，直到上限值时，换刀时间维持固定在4秒，而不再增加换刀时间。

由此，以智能型侦测方式，精确计算出刀具3的体积重心及重量，并自动以适当的换刀速度进行换刀，可减少甩刀情形，以提高安全的工作环境，也可以提高换刀的效率，省去工作人员操作时间，提高加工效率。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。