工具机的多通道信号撷取装置的制作方法

本实用新型关于一种工具机的多通道信号撷取装置，尤指一种应用于数控工具机的多通道信号撷取装置。

背景技术：

近几年来，工具机产业都朝向智慧化与自动化的领域迈进，其中智慧型工具机，需具有智慧型监控功能，可优化制造工艺，减少生产成本，增进加工效率与加工品质，使操作者心思与劳力需求大大降低。因此各产业纷纷针对工具机发展远端监控功能，以缩短客户端与加工端的距离，降低工具机问题处理时间。目前传统工具机监控管理上，采取的应对之策有：

(一)采用人工监控管理：通过人力安排的方法，使工具机以人工方式进行监控与纪录。但此种方式，仍将因人为作业产生误差，且人力成本上甚为可观。

(二)单一通道信号撷取技术：这项技术，通过单一通道传送数据，利用单芯线传输。这种技术是将不同种类的感测器，直接传送到各个撷取装置，虽可达成工具机的状态即时监控，但需要设置多台撷取装置，这个因素将导致设备安装维护与成本增加，亦未考量多台工具机的等比例扩张，造成维护不易。足见已知工具机的单一通道信号撷取技术，仍亟待多方研发与改进。

技术实现要素：

为解决现有工具机监控管理采用单一通道信号撷取技术时，多种类感测器需搭配等数量的信号撷取装置，增加设备安装维护与成本，本实用新型主要目的将研发出一台可以储存加工机于加工过程中，安装于机台各个位置的感测器信息及记录CNC机台信息，并且能够通过RS232将记录在黑盒子当中的信息读取至电脑中，以缩短维修时间及额外的开销，同时也让维修人员能够迅速地分析机台故障原因。此外，能于检测到机台异常时，自动发报以信息通知作业人员发生异常，有效提高作业效率及品质。

本实用新型所运用的技术手段在于提供一种工具机的多通道信号撷取装置，包含：一信号收集单元、多个感测装置及一数控工具机；该信号收集单元具有一主电路板，一电连接该主电路板的处理器，及分别电连接该主电路板与该处理器的一感测器撷取装置、一储存装置与一第一I/O模组；该多个感测装置包含设置在该数控工具机上的一振动感测器、一温度感测器与一音频感测器，并分别电连接于该感测器撷取装置；该数控工具机包含一控制器，该控制器包含一可程式逻辑单元与一第二I/O模组，该可程式逻辑单元能够检测该数控工具机的状态，该第二I/O模组电连接至该可程式逻辑单元，并与该第一I/O模组电连接。

上述工具机的多通道信号撷取装置中，该信号收集单元于检测到数控工具机异常时，能发出一异常警告信号显示于该数控工具机的使用者操作界面。

上述工具机的多通道信号撷取装置中，该第一I/O模组通过一多芯线与该第二I/O模组电连接。

上述工具机的多通道信号撷取装置中，该信号收集单元嵌入该数控工具机。

上述工具机的多通道信号撷取装置中，该振动感测器安装于该数控工具机的主轴。

上述工具机的多通道信号撷取装置中，该温度感测器安装于该数控工具机的主轴轴承及主轴电机。

上述工具机的多通道信号撷取装置中，该音频感测器安装于该数控工具机的控制器的外钣金。

上述工具机的多通道信号撷取装置中，更包含一用于连接该数控工具机的控制器或该信号收集单元的个人电脑。

本实用新型工具机的多通道信号撷取装置，可以获得的具体效益为：应用安装于数控工具机各个位置的感测装置，能够感测该数控工具机运作时的震动及温度等信息，统一由该感测器撷取装置取得各该感测装置所感测到的数据，并纪录于该信号收集单元的储存装置，因此能够降低设备安装维护与成本。该数控工具机的控制器的可程式逻辑单元能够检测该数控工具机的状态。本实用新型能够通过RS232将记录在信号收集单元(黑盒子)当中的信息读取至个人电脑中，以缩短维修时间及额外的开销，同时也让维修人员能够迅速地分析机台故障原因。此外，本实用新型能够于检测到机台异常时，自动发报以信息通知作业人员发生异常，有效提高作业效率及品质。

附图说明

以下配合附图详细说明本实用新型的特征及优点：

图1为本实用新型工具机的多通道信号撷取装置的方块示意图。

图2为本实用新型信号收集单元与数控工具机的方块示意图。

图3为本实用新型执行异常状态监控程序的流程示意图。

图4为本实用新型执行异常状态警报程序的流程示意图。

附图标号

10 信号收集单元

11 主电路板

12 处理器

13 感测器撷取装置

14 储存装置

15 第一I/O模组

20 感测装置

21 振动感测器

22 温度感测器

23 音频感测器

30 数控工具机

301 主轴

302 主轴轴承及主轴电机

303 外钣金

31 控制器

32 可程式逻辑单元

33 第二I/O模组

40 多芯线

50 个人电脑

100 监控纪录/单机分析平台

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参阅图1及图2所示，本实用新型工具机的多通道信号撷取装置，应用在数控工具机的多通道信号撷取装置，其较佳的具体实施例包含一信号收集单元10、多个感测装置20及一数控工具机30，其中：

该信号收集单元10较佳的实施有一主电路板11(PCB板)，一电连接该主电路板11的处理器12，及分别电连接该主电路板11与该处理器12的一感测器撷取装置13、一储存装置14与一第一I/O模组15，藉此能够应用该感测器撷取装置13连接于多个感测装置20，可以同步通多道控制及接收多个感测装置20的感测信号，并经由处理器12而将感测的信息纪录在该储存装置14；

该多个感测装置20较佳的实施例包含设置在该数控工具机30上的一振动感测器21(加速规)、一温度感测器22与一音频感测器23及其他感测器，各该振动感测器21、温度感测器22与音频感测器23并分别电连接于该信号收集单元10的感测器撷取装置13，用以将感测信号回馈至该感测器撷取装置13；

该数控工具机30为现有的CNC立式综合加工机、CNC卧式综合加工机、龙门型综合加工机、CNC车床等，其内嵌一控制器31，该控制器31包含一可程式逻辑单元32与一第二I/O模组33，该可程式逻辑单元32能够检测该数控工具机30的状态，该第二I/O模组33电连接至该可程式逻辑单元32，并与该信号收集单元10的第一I/O模组电15连接。

再参阅图2所示，上述该信号收集单元10的第一I/O模组较佳的通过一多芯线40与该数控工具机30的第二I/O模组33电连接，用于互联传递信息。再参阅图1所示，上述该振动感测器21较佳的安装于该数控工具机30的主轴301，用以感测该主轴301的振动状态；上述该温度感测器22较佳的安装于该数控工具机30的主轴轴承及主轴电机302，用以感测该主轴轴承及主轴电机302运转中的温度变化。而上述该音频感测器23较佳的安装于该数控工具机30的控制器31的外钣金303。

参阅图3所示，本实用新型该数控工具机30的控制器31的可程式逻辑单元32执行异常状态监控程序的流程，包含有以下步骤：

(a)检测工具机及感测器状态：该可程式逻辑单元32周期性地检测该数控工具机30的运转状态；

(b)判断是否异常：该可程式逻辑单元32检测到该数控工具机30运转状态后，通过该多芯线40回传给该信号收集单元10，进而判断该数控工具机30运作是否发生异常，若否，则回到前述检测工具机状态步骤，若是，则进行下一步骤；

(c)异常状态回报：当发生异常时，该信号收集单元10能发出一异常警告信号，而通过该第一I/O模组15送出，该异常警告信号包含工具机识别数据与异常状态内容，该异常状态内容可为如主轴转速、主轴负载、电机温度、振动异常值等。

参阅图4所示，本实用新型该信号收集单元10执行异常状态警报程序的流程包含有以下步骤：

(a)接收及处理异常警告：该信号收集单元10的第一I/O模组15通过该多芯线40送出该异常警告信号至该数控工具机30，该数控工具机30依该控制器31产生一警报信息内容，警报简讯内容包含发生异常的状态，以及发生何种异常等信息；

(b)发送警报信息：反应异常状态予数控工具机的操作界面通知作业人员发生异常。

本实用新型工具机的多通道信号撷取装置，应用时能够同时监控多种感应器20，并判断发生异常的感测值，此外，能于检测到机台异常时，自动发报以使用者操作界面通知作业人员发生异常，让相关作业人员能快速排除异常状态，因而有效提高作业效率及品质。

另外，再参阅图1所示，本实用新型该信号收集单元10更能够用于连接一个人电脑50，该个人电脑50也能够连接于该数控工具机30的控制器31，进而利用该个人电脑50与该控制器31组成一监控纪录/单机分析平台100。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。