本发明涉及一种降低CNC(数控机床)加工含凹槽蓝宝石产品的报废率的方法。
背景技术：
含凹槽蓝宝石产品是指其板面上含有凹槽的蓝宝石面板，所述凹槽通过CNC结合砂轮棒的磨削来加工。砂轮棒的长度大致为30～40mm，其形状近似为卷笔刀削后的铅笔造型，其中锥形尖头部分为砂轮棒的棒尖，用于直接与蓝宝石磨削接触。现有技术中，均采用人工监控砂轮棒磨损的方法来发现和及时更换砂轮，但每台数控机床上有多个工位(例如8个)，且每个工人需要同时监控数台(例如10～20台)机器，而且每根砂轮棒可以加工的蓝宝石面板的片数有限(例如为十几片)，因人工管控缺乏及时性和有效性，每加工一片蓝宝石产品后砂轮会出现不同程度的磨损，因而很容易造成过渡磨损的砂轮棒(刀具)加工蓝宝石面板时加工中的关键性尺寸得不到保证，所得的蓝宝石产品只能报废处理。这也是人工监控砂轮棒磨损的蓝宝石面板的报废率高达10～20％的原因。这势必造成人工的浪费和机器工时的浪费，且增加了原材料(蓝宝石材料价格昂贵)的成本投入。此外，该方法不仅是导致蓝宝石产品报废率高，且工人的劳动强度高，用工成本大。
因此，本领域需要提供一种解决加工含凹槽蓝宝石产品高报废率问题的方法。
技术实现要素：
本发明提供一种解决加工含凹槽蓝宝石产品高报废率问题的方法，具体是一种使得蓝宝石产品因砂轮棒不良的问题而导致的报废率可以降至最低的方法。
因此，本发明提供一种降低加工蓝宝石产品报废率的方法，包括在数控机床上采用砂轮棒的棒尖对蓝宝石上的凹槽进行磨削加工，所述方法包括每加工一片蓝宝石产品后均通过比对刀长数据的方法实现对砂轮棒的磨损监测。
在一种具体的实施方式中，所述刀长为80～200mm。优选所述刀长为100～150mm。本发明中，刀长是指砂轮棒在数控机床上Z轴方向的运动距离。当砂轮棒未加工任何一块蓝宝石产品时，其初始刀长数据为最小，当使用其加工蓝宝石产品后，因砂轮棒的磨削因而每加工一块蓝宝石后的刀长逐步变长。因此，本发明中，使用过的砂轮棒的刀长数据均大于原始刀长数据。
在一种具体的实施方式中，所述方法包括录入磨损允许数值；记录未加工蓝宝石时的初始刀长，再记录加工每片蓝宝石后的刀长，比对后者与前者的差值与所述磨损允许数值之间的大小；若该差值大于磨损允许数值则停止使用该砂轮棒，若该差值小于磨损允许数值则继续使用该砂轮棒加工下一片蓝宝石。
本发明的发明人首先考虑到通过自动监控砂轮棒的磨损情况来解决该问题，但砂轮棒棒尖的长度却不方便直接测出，而且加工每片蓝宝石的砂轮棒的磨损程度并不相同，因而即使直接监控加工每一片蓝宝石的当次磨损量，也不能断定该砂轮棒是否还能继续使用。发明人进而考虑到通过测量刀长(它是与砂轮棒的长度和砂轮棒磨损相关的一个转化后的数据)以及比较每次磨削后的刀长与初始刀长的差值与“磨损允许数值”之间的大小关系，通过每片蓝宝石加工后的比对和判断来决定该砂轮棒是否应该继续使用，从而完全解决了因砂轮棒磨耗过大而导致其加工的蓝宝石产品报废的技术问题。
在一种具体的实施方式中，所述磨损允许数值为0.03～0.08mm。优选地，所述磨损允许数值为0.05mm。
在一种具体的实施方式中，该差值大于磨损允许数值时，停止使用该砂轮棒且警示提醒操作员更换砂轮棒。如此，可对CNC上砂轮棒起到及时监控的作用，也防止CNC上某个工位因为砂轮未得到及时更换而长时间无法工作。
在一种具体的实施方式中，通过机床对刀仪检测刀长数据。
在一种具体的实施方式中，所述方法还包括记录每根砂轮棒的蓝宝石产品加工寿命，同一根砂轮棒每加工一块蓝宝石后其寿命值增加1片。
本发明方法中涉及的具体步骤包括：通过机床对刀仪检查初始刀长数据自动保存在设定变量下，系统中设定砂轮棒使用寿命、刀长初始值与磨损值计算方式、磨损量监控数值(磨损允许数值)，砂轮棒寿命计数方式。每生产一片产品使用对刀仪检测砂轮磨损值，磨损值与初始值进行比对，当磨损值＞磨损量监控数据，系统提示砂轮棒磨损严重请更换砂轮棒，避免因砂轮磨损造成的工件报废与不良。
通过以上变量值和计算方式，每加工一个产品对刀一次判定砂轮的磨损量是否在正常范围以内，小于设定的磨损允许数值则正常加工，大于设定值则机床停止加工、并报警提示需更换砂轮。
本发明砂轮磨损量监控在一次设定后即可有效的监控砂轮磨损量，其中包括：
1：初始刀长记录(#551)
2：每加工一片产品后更新磨损后的刀长数值(#552)
3：计算磨损刀长与初始刀长的差值(#552-#551＝#553)
4：数值判断计算(＝IF(ABS#553GE0.04))GOTO66，其中0.04为某个具体实施方式中设定的磨损允许数值
5：提示方式#553LT 0.04，砂轮棒磨损正常继续用其加工蓝宝石产品
N66#553 GE 0.04，砂轮棒磨损超标，提示更换砂轮棒
通过以上变量值和计算方式，每加工一个产品对刀一次判定砂轮的磨损量是否在正常范围以内，小于设定磨损值则正常加工，大于设定值则机床停止加工、并报警提示更换砂轮。
采用本发明中的方法，蓝宝石产品因砂轮棒不良的问题而导致的报废率可以低至0。
具体实施方式
本发明通过以下实施例具体说明，但本发明的保护范围并不仅限于下述实施例，其保护范围以权利要求书为准。
实施例1
本实施例中，所加工的蓝宝石晶片尺寸为20×20×1.5mm，其一个板面为平面，但平面的四条周边临近位置均开有内凹的U型槽，这些顶部宽度为2mm、底部宽度为0.4mm的U型槽就是使用CNC和砂轮棒磨削加工得到的。本发明中砂轮棒的形状为使用卷笔刀削过后的铅笔型，其处于最下端的尖端位置为金刚石砂，用于与蓝宝石晶片直接接触，而砂轮棒的上端固定在CNC上。
本实施例中机器判别结果为砂轮棒“正常磨损”，可使用该砂轮棒加工下一片蓝宝石。
具体的步骤如下：
1、新砂轮棒装在机床上，其使用寿命值归零，基准刀长磨损、磨损对比值均归零
例：砂轮使用寿命记录：#601＝0；基准刀长/加工刀长：#551＝0，#552＝0；磨损对比值，#553＝0；
2、对刀仪记录初始刀长和磨损刀长
例：#551＝Z126.68，#552＝Z126.68
3、加工1片产品后对刀，更新磨损刀长，并记录砂轮使用次数
例：#552＝Z126.695，#601＝1；
4、磨损数值判断计算
例：#553＝#552-#551，计算结果：0.015＝126.695-126.68；
5、判断加工后磨损数值
例：IF[ABS#553＞0.05]GOTO 66；
6、提示方式
例：磨损值在允许范围内，可以继续加工。
实施例2
本实施例中，所加工的蓝宝石晶片尺寸以及加工方法均与实施例1相同。本实施例中机器判别结果为砂轮棒“磨损超标”，机床停止使用该砂轮棒加工蓝宝石。
具体的步骤如下：
1、新砂轮棒装在机床上，其使用寿命值归零，基准刀长磨损、磨损对比值均归零
例：砂轮使用寿命记录：#601＝0；基准刀长/加工刀长：#551＝0，#552＝0；磨损对比值，#553＝0；
2、对刀仪记录初始刀长和磨损刀长
例：#551＝Z126.68，#552＝Z126.68
3、加工1片产品后对刀，更新磨损刀长，并记录砂轮使用次数
例：#552＝Z126.79，#601＝1；
4、磨损数值判断计算
例：#553＝#552-#551，计算结果：0.11＝126.79-126.68；
5、判断加工后磨损数值
例：IF[ABS#553＞0.05]GOTO 66；
6、提示方式
例：磨损超标，提示砂轮使用寿命已到，蜂鸣器报警，请更换砂轮。
本领域技术人员可知，上述实施例1和实施例2中的判断结果均为示意性结果，现实情况下，加工本发明中上述尺寸的蓝宝石产品，一根砂轮棒的使用寿命约为10～20块蓝宝石产品。当然，也不排除在非正常情况下，砂轮棒磨削数块蓝宝石产品后其已经处于非正常磨损状态，这在本发明中都不受限制，只要做到监控每块蓝宝石加工后的砂轮棒的刀长，即可将因砂轮棒过度磨损而导致的蓝宝石报废的概率降至最低甚至为零。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。