工作母机加工信息即时呈现方法与工作母机即时呈现系统与流程

本发明涉及一种加工可视化方法与加工可视化系统，尤其涉及一种工作母机加工信息即时呈现方法与工作母机即时呈现系统。

背景技术：

目前工作母机的主要功能包括高速与高精度的切削，而随着控制器发展的日新月异，调整轴向加工参数可使工作母机达到高速与高精度的要求。然而，一般工作母机厂商于厂内初始调校的参数，在实际运用上会因加工条件、加工环境、工件等的不同而改变，以致于影响工作母机所呈现出来的速度与精度。

此外，在加工过程中，为了对其进行监控，因此需将各式感测装置配置于工作母机，然而以现有技术，多通过实验参数管理比对加工的工件品质，亦或经由感测装置获知相关感测参数，利用收集的参数来对工件进行比对评价，但是收集的参数量不足时或无法收敛时，工件也已经被加工完成。换言之，现有感测装置能达到的仅是事后的成果检讨，以作为下一次加工的参考。

基于上述，鉴于现有感测装置会受限于工作母机的机台空间、设置成本等因素，以及其仅能达到事后检讨的效果，故如何突破工作母机的加工现况而进一步改善其加工制程，实为相关技术人员所需思考的课题。

技术实现要素：

本发明提供一种工作母机加工信息即时呈现方法以及加工母机即时呈现系统，以在加工过程中提供即时监控与即时反馈的指标，提高加工效能。

本发明的工作母机加工信息即时呈现方法，包括：在工作母机对工件的加工过程中，即时且逐次取得工作母机的至少一设备参数；提供数值模型；以及输入至少一设备参数至数值模型，以通过数值模型运算取得工作母机或工件的至少一标的参数。

本发明的工作母机即时呈现系统，包括控制单元、运算单元以及至少一感测单元。运算单元电性连接控制单元，且运算单元具有数值模型。感测单元设置于工作母机的机体且电性连接控制单元，感测单元即时且逐次测量出工作母机的至少一设备参数，控制单元将至少一设备参数传送至运算单元，以通过数值模型运算出工作母机或工件的至少一标的参数。

在本发明的一实施例中，上述的工作母机是应用于切削制程的工具机。

在本发明的一实施例中，上述的即时呈现方法还包括：提供切削制程的第一阶段以取得上述的至少一设备参数；依据标的参数而调整至少一设备参数；以及将调整后的至少一设备参数提供至切削制程的一第二阶段。

在本发明的一实施例中，上述的即时呈现方法还包括：依据标的参数而调整至少一设备参数。

在本发明的一实施例中，上述调整至少一设备参数包括：即时调整至少一设备参数。

在本发明的一实施例中，上述的调整至少一设备参数包括：经过预设时序或搜集预设数量的标的参数后调整至少一设备参数。

在本发明的一实施例中，上述的调整至少一设备参数包括：判断是否超出预设值，若是，调整至少一设备参数。

在本发明的一实施例中，上述的标的参数以加工目标视觉化信息显示。

在本发明的一实施例中，上述的至少一设备参数包括加工区温度、环境温度、加工工具的主轴转速、加工工具的进给速率、加工工具的切深、加工工具的切宽、加工工具的接触角、加工工具的几何尺寸，以及加工工具的机械坐标的至少其中之一。

在本发明的一实施例中，上述的至少一标的参数包括加工能力、所述工件的表面粗糙度、温度场、所述工件的峰值残留应力分布以及加工工具的寿命的至少其中之一。

在本发明的一实施例中，上述的数值模型是解析解模型。

在本发明的一实施例中，上述的即时呈现方法还包括：依据切削制程的估测目的而选择对应的解析解模型。

在本发明的一实施例中，上述的控制单元从运算单元取得标的参数后，依据至少一标的参数调整至少一设备参数。

在本发明的一实施例中，上述的即时呈现系统还包括显示单元，电性连接控制单元，控制单元将至少一标的参数通过显示单元提供加工目标视觉化信息。

基于上述对工作母机提供了所述即时呈现方法与即时呈现系统，以在工作母机对工件的加工过程中，先行即时且逐次取得工作母机的至少一设备参数，接着便能将所述设备参数输入数值模型，以通过数值模型即时取得工作母机或工件的至少一标的参数，以让标的参数作为当下加工的参考。

如此一来，工作母机改以其自身在加工时的即时设备参数，并以对应的数值模型计算出当下的标的参数，以在加工过程中提供即时反馈，并进而得以对加工制程参数提供优化，让加工过程能即时对应当下的加工条件或加工环境进行对应，而有效地提高加工效能。

附图说明

图1是依据本发明一实施例的即时呈现方法的流程图；

图2是依据本发明一实施例的工作母机的元件方块图；

图3是图1的即时呈现方法的细部流程图。

附图标记说明

50：即时呈现系统

51：控制单元

52：加工工具

53：显示单元

54：运算单元

55：感测单元

56：机体

60：工件

s100、s200、s300、s400、s410、s420、s430：步骤

具体实施方式

图1是依据本发明一实施例的即时呈现方法的流程图。图2是依据本发明一实施例的工作母机的元件方块图。请同时参考图1与图2，在本实施例中，即时呈现系统50例如是应用于切削制程的工具机，其包括工作母机的机体56、控制单元51、加工工具52、运算单元54、至少一感测单元55(在此仅示出一感测单元55作为例示，但不因此设限)以及显示单元53，其中控制单元51电性连接加工工具52、显示单元53、运算单元54与感测单元55，并据以控制加工工具52对工件60进行相关加工制程。

正如前述，对于现有技术仅能通过额外加装的感测装置，以将其所取得的感测数值与加工后的工件进行比对一事，本实施例的即时加工呈现50依据后续所述即能有效突破现有困境。如图1所示步骤s100，在控制单元51控制且驱动加工工具52以对工件60进行加工制程的过程中，控制单元51同时也驱动感测单元55即时且逐次测量工作母机的至少一设备参数。在此所述设备参数包括加工区温度、环境温度、加工工具52的主轴转速、加工工具52的进给速率、加工工具52的切深、加工工具52的切宽、加工工具52的接触角、加工工具52的几何尺寸以及加工工具52的机械坐标的至少其中之一。换句话说，这些设备参数便是当下的工作母机所能反映出加工制程之即时状态的实质内容。

接着，在步骤s200中，运算单元54提供对应上述加工制程的数值模型，且特别是解析解模型，对应用于切削制程的工具机而言，所述解析解模型是以切削力学模型为基础，而因应不同的制程参数与切削条件，以估算加工制程目标，或优化出较佳的制程参数与切削条件者。再者，数值模型的选择需视制程型式而定。举例来说，微量润滑(minimumquantitylubrication,mql)加工制程与激光辅助切削(laserassistantmilling,lam)所对应选择的解析解模型即彼此不同。

接着，在步骤s300中，控制单元51将感测单元55所取得的设备参数输入运算单元54，以通过运算单元54所提供对应的解析解模型进行运算，进而取得至少一标的参数。在此所述标的参数包括加工能力、所述工件60的表面粗糙度、温度场、所述工件的峰值残留应力分布以及加工工具52的寿命的至少其中之一。换句话说，相较于现有需以额外加装的感测装置所测量者，本实施例改以从即时设备参数经由数值模型所计算得出预测值，因此毋须再行于工作母机的机台56上加装成本较高的感测装置，主因即在于，上述取得的标的参数实能更接近工作母机的加工现况且以更多样化的方式呈现。

需先提及的是，控制单元51进一步地将取得的标的参数通过显示单元53而以加工目标示决化信息予以显示，也能有助于使用者即时掌握加工制程现况。更进一步地，也能通过存储单元(未示出)将这些标的参数予以存储备查。

此举即是让本实施例的工作母机及其加工制程能体现即时反馈的效果，进而在本实施例的步骤s400中，控制单元51能依据从运算单元54所取得的标的参数而对应调整设备参数。举例来说，在所述切削制程中，加工工具52(例如，铣刀)对工件60的加工能力实质上会因加工工具52自身的磨耗以及工件60的表面轮廓与材质状态而随时改变，然在现有技术中，工作母机仅能在尚未加工时将所需的加工条件或预设状态输入工作母机，之后并无法在加工过程中依据当下加工状态而因应。反观本实施例，通过即时取得的设备参数并以数值模型运算出标的参数后，便能即时地据以调整工作母机的设备参数，而获得即时反馈的效果。

图3是图1的即时加工方法的细部流程图。请参考图3，在此进一步地详述上述步骤s400所示的反馈动作。在步骤s410中，一旦控制单元51接收到运算单元54计算出的标的参数后，便立即(即时)调整工作母机的设备参数，而让加工制程随时能因应设备参数的改变并采取对应动作。

在步骤s420中，经过预设时序或搜集预设数量的标的参数后调整设备参数，亦即在本实施例中，控制单元51能驱动感测单元55进行一段时间(时序)或一定数量的数据搜集，而后对这段时序所取得的标的参数或一定数量的标的参数予以统计及判别，并以其作为后续调整设备参数的依据。

在步骤s430中，则是先行提供预设值，而后判断是否超出预设值，若是，调整所述至少一设备参数。简单地说，先行提供预设值以作为判别标准，而当所取得的标的参数超出预设值，方才据以调整设备参数。

需说明的是，上述步骤s400可从步骤s410至步骤s430之中选择至少之一作为后续动作，在此并不限定。

举例来说，以切削制程为例，在此将其区分为不同的切削阶段，第一阶段例如是对工件60进行粗切。如前述步骤s100，以初步设定的设备参数加工工件60，并在加工过程中取得能反映现况的设备参数，而后，在步骤s300将取得的设备参数输入数值模型，藉以计算出标的参数。接着，如步骤s400所示，依据标的参数而对应调整设备参数，以取代初步设定的设备参数，并将其提供至第二阶段，也就是对工件60进行细切。据此，便能有效地对工件60完成精细加工的目的。还需说明的是，所述数值模型同时还能依据取得的标的参数以及整合设备参数加以修正，进而了解工件60的被加工特性，并据以优化参数而提高第二阶段的加工效率。

综上所述，在本发明的上述实施例中，工作母机在其即时呈现系统与即时呈现方法中，对加工制程提供了分阶段的对应手段，也就是先阶段取得加工制程中的设备参数，而后将设备参数输入数据模型并取得标的参数，进而便能在后阶段的加工制程中，依据标的参数而对应调整设备参数，以让工作母机能据以反应现况而调整对工件的加工手段。此举一旦衍生至多阶段的加工制程，便能达到即时反应加工现况并加以学习、优化以利后续阶段加工的制程逻辑。

如此一来，工作母机改以其自身在加工时的即时设备参数，并以对应的数值模型计算出当下的标的参数，以在加工过程中提供即时反馈，并进而得以对加工制程参数提供优化，让加工过程能即时对应当下的加工条件或加工环境进行对应，而有效地提高加工效能。