磨床监测系统及监测方法与流程

1.本发明属于磨床监测技术领域，尤其是一种磨床监测系统及监测方法。


背景技术：

2.磨床(grinder)是工具机的一种。磨床的加工动作即为研磨，利用磨削装置研磨工件之多余量，以获得所需的形状、尺寸及加工面。切削刀具的磨锐及机械零件的精确制造皆有赖于研磨工作；研磨工作也是精密加工的一部份，磨床的作用是进行高度精密和粗糙面相当小的磨削，可进行高效率磨削。高速轮磨是研磨工作中最普遍的磨削加工动作，主要是使用砂轮(grinding wheel)进行，少部分使用砂布、油石等其他磨削装置或磨料进行加工。
3.由于磨削加工属于精密加工之一，由程序化的指令进行一系列加工动作的控制，它的精度及表面质量要求甚高，因此需要一个判断加工质量的法则来衡量此工件的质量是否得宜，过往都需仰赖操作者的加工经验，以眼看加工火花判断工件是否烧伤、耳听切削音频判别切削力是否过大，甚至依据机台振动程度判断出工件有无震痕，这些人为观察方式都需依靠深厚的加工经验才得以做出判断，使得目前磨床在操作上有以下限制，如：(1)加工经验无法被量化/数据化的传承下去，仅能透过操作者口语叙述或纸笔记录才得以保存下来，又每位操作者的判断依据标准不尽相同，缺乏一个共同准则；(2)无法将加工路径、负载率等数据，统整为对齐时序之数据，这意味着操作者无法知道加工问题发生在什么时间点上，仅能用经验来判断，对于排查与解决问题是一大困难。
4.对于上述之情况，现今虽已有音频传感器、加速规等装置辅助操作者判断，但现行市面上辅助装置都是独立的，难以整合到控制单元里，使得这些数据无法立即被分析并辅助控制单元系统做出适当的决策，导致使用者无法判断加工问题在何时何处发生。例如，没有位置信息对照加工区段，使用者拿到成品时只能知道有问题发生，但并不知道问题发生在那个加工区间，造成难以排查问题。亦或是现行的传感器只有提供单纯的i/o信号，仅能判断问题有无发生，难以监看加工过程中数据的变化。
5.另外，磨削加工虽拥有良好的表面粗糙度、工件物尺寸精度高及加工迅速等优势，但必须在已设定好的研磨路径下进行加工。以平面磨床为例，在以下情况中会带来不符合经济效益之事，如：(1)该工件物以不同角度摆放在工作台上，则会显现出研磨路径的行程较长，导致加工耗时且降低生产效率；(2)该工件物的外观轮廓为不规则形状时，容易造成研磨路径较长，浪费许多加工时间。上述情况，一般工序是走到换向开关或行程极限后再自行换向，这种现象使得机台在加工过程中空走的时间过长，导致加工效率变低。
6.以往需通过眼看加工火花、手摸机台振动、耳听切削音频等人为观察方式来判断加工质量的经验法则，如何整合且量化并协助使用者得知加工过程中的数据变化，以确保工件的质量，克服前述缺点便是目前极需努力的目标。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种磨床监测系统及监
测方法，量化工序过程，协助用户得知加工过程中的数据变化，有效减少人为判断的人力耗费，并大幅降低磨床系统的操作门槛。
8.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种磨床监测系统，用于在磨床上使受第一驱动装置与第二驱动装置控制的磨削装置对工件加工进行监测，它包括：
9.第一传感器，所述第一传感器耦接至所述第一驱动装置或所述磨削装置；当所述磨削装置对所述工件加工时，所述第一传感器对应产生第一感测信号；
10.第二传感器，所述第二传感器耦接至所述第二驱动装置或所述磨削装置；当所述磨削装置对所述工件加工时，所述第二传感器对应产生第二感测信号；
11.第三传感器，所述第三传感器耦接至所述磨削装置；当所述磨削装置对所述工件加工时，所述第三传感器对应产生第三感测信号；
12.输入单元，所述输入单元用于设定磨削加工的监控因素；所述监控因素与所述第一感测信号、所述第二感测信号和所述第三感测信号相关联；
13.储存单元，所述储存单元用于储存对所述工件磨削加工的至少一加工模型；
14.控制单元，所述控制单元耦接所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述输入单元与所述储存单元；
15.所述控制单元将所述第一感测信号转换为所述工件的坐标或所述磨削装置轴向位置，所述控制单元将所述第二感测信号转换为所述磨削装置角度位置，所述控制单元将所述第三感测信号转换为所述磨削装置振动信号；
16.所述控制单元根据所述输入单元传来的所述监控因素，将所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置的振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，当所述比对结果与所述加工模型中的默认范围具有差异时，所述控制单元产生第一命令信号与第二命令信号并分别传至所述第一驱动装置与所述第二驱动装置，用于控制所述磨削装置与所述工件进行相对应的动作。
17.优化地，所述控制单元根据所述第二驱动装置的电流计算所述磨削装置的负载率，并将所述磨削装置的负载率、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果；所述控制单元根据所述比对结果判断所述磨削装置是否产生空行程，当所述比对结果与所述加工模型中的默认范围具有差异时，所述控制单元根据所述差异控制所述工件与所述磨削装置进行相对应的动作；或/和，所述控制单元计算所述磨削装置的进刀量，并将所述磨削装置的进刀量、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件烧伤或工件振痕，或判断所述磨削装置是否超过磨耗值，当所述控制单元判断所述工件产生工件烧伤或工件振痕时，所述控制单元对应调整所述磨削装置的进刀量；或/和，所述控制单元计算所述磨削装置的进给率，并将所述磨削装置的进给率、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件烧伤或工件真圆度不佳，当所述控制单元判断所述工件产生工件烧伤或工件真圆度不佳时，所述控制单元对应调整所述磨削装置的进给率；或/和，所述控制单元计算所述磨削装置的砂轮转速，并将所述磨削装置的转速、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述
磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断该工件是否产生工件振痕，当所述控制单元判断所述工件产生工件振痕时，所述控制单元对应调整所述磨削装置的转速；或/和，所述控制单元计算所述工件的转速，并将所述工件的转速、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件振痕，当所述控制单元判断所述工件产生工件振痕时，所述控制单元对应调整该工件的转速；或/和，所述控制单元计算所述工件的横向移动速度，并将所述工件的横向移动速度、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件振痕，当所述控制单元判断所述工件产生工件振痕时，所述控制单元对应调整所述工件的横向移动速度。
18.优化地，它还包括音频传感器，所述音频传感器耦接至所述磨削装置，所述音频传感器用于感测所述磨削装置在加工中所产生的音频信号，所述控制单元根据所述音频信号、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件振痕或磨削装置填塞，当所述控制单元判断所述工件产生工件振痕或磨削装置填塞时，所述控制单元对应调整该磨削装置的进刀量或转速或工件转速或工件横向移动速度。
19.优化地，它还包括流量计，所述流量计装设在机床冷却装置，用以感测在加工中所施加的切削液流量变化而产生流量计信号；所述控制单元根据所述流量计信号、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断该工件是否产生工件烧伤或磨削装置填塞，当所述控制单元判断所述工件产生工件烧伤或磨削装置填塞时，所述控制单元对应调整所述磨削装置的进刀量或进给率或所述机床冷却装置的切削液流量大小。
20.进一步地，它还温度传感器，所述温度传感器用于感测所述工件的温度，所述控制单元根据所述工件温度、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件烧伤，当所述控制单元判断所述工件产生工件烧伤时，所述控制单元对应调整所述磨削装置的进刀量或进给率或所述机床冷却装置的切削液流量大小。
21.优化地，所述控制单元还将所述磨削装置轴向位置转换所述该磨削装置轴向速度、所述磨削装置轴向加速度或所述磨削装置轴向加加速度，且所述控制单元将所述磨削装置角度位置转换为所述磨削装置角速度或所述磨削装置角加速度。
22.优化地，所述控制单元根据所述输入单元传来的所述监控因素，将所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对，当比对结果与所述加工模型中的默认范围具有差异时，所述控制单元发出警示信号、记录当下加工数据或执行一保护机制，其中所述警示信号包括声音、颜色或其他可警示的形式，所述保护机制包括所述磨削装置停止加工或所述磨削装置脱离该工件。
23.优化地，所述第一驱动装置为轴向电机或油压驱动装置，所述第二驱动装置为主轴电机。
24.优化地，所述第一传感器为线性编码器、旋转编码器或光学尺，所述第二传感器为旋转编码器，所述第三传感器为加速规。
25.优化地，所述控制单元还通过网络连接远程储存监测装置，同步磨床监测状况。
26.本发明的又一目的在于提供一种磨床监测方法，基于上述的磨床监测系统，为在磨床上使受第一驱动装置与第二驱动装置控制的磨削装置对工件加工的监测方法，它包含以下步骤：
27.(1)用户通过输入单元设定磨削加工的监控因素至控制单元；
28.(2)所述控制单元通过所述监控因素由储存单元判断选择所需要的至少一加工模型做加工数据比对；
29.(3)开始加工所述工件，当所述磨削装置对所述工件加工时，所述控制单元通过第一传感器耦接至所述第一驱动装置或所述磨削装置产生第一感测信号转换为所述工件的坐标或所述磨削装置的轴向位置；所述控制单元透过第二传感器耦接至所述第二驱动装置或所述磨削装置产生第二感测信号转换为所述磨削装置的角度位置，所述控制单元透过第三传感器耦接至所述磨削装置产生第三感测信号转换为所述磨削装置的振动信号；
30.(4)所述控制单元根据所述输入单元传来的所述监控因素，将所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置的振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，当所述比对结果与所述加工模型中的默认范围具有差异时，所述控制单元产生第一命令信号与第二命令信号分别传至所述第一驱动装置与所述第二驱动装置，用于控制所述磨削装置与所述工件进行相对应的处理方式。
31.优化地，加工模型的建立为当对标准工件进行加工时，所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器将加工过程的感测数据回传至所述控制单元，所述控制单元对各个数据进行处理用以得到较干净且无噪声干扰的数据，利用这些数据描绘出所述工件的所述加工模型。
32.优化地，所述控制单元根据所述第二驱动装置的电流计算所述磨削装置的负载率，并将所述磨削装置的负载率、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述磨削装置是否产生空行程，当比对结果与所述加工模型中的默认范围具有差异时，所述控制单元根据所述差异控制所述工件与所述磨削装置进行相对应的动作；或/和，所述控制单元计算所述磨削装置的进刀量，并将该磨削装置的进刀量、该工件坐标、该磨削装置轴向位置、该磨削装置角度位置、该磨削装置振动信号与该加工模型进行比对并产生一比对结果，该控制单元根据该比对结果判断该工件是否产生工件烧伤或工件振痕，或判断该磨削装置是否超过一磨耗值，当该控制单元判断该工件产生工件烧伤或工件振痕时，该控制单元对应调整该磨削装置的进刀量；或/和，所述控制单元计算所述磨削装置的进给率，并将所述磨削装置的进给率、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件烧伤或工件真圆度不佳，当所述控制单元判断所述工件产生工件烧伤或工件真圆度不佳时，所述控制单元对应调整该磨
削装置的进给率；或/和，所述控制单元计算所述磨削装置的砂轮转速，并将所述磨削装置的转速、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断该工件是否产生工件振痕，当所述控制单元判断所述工件产生工件振痕时，所述控制单元对应调整该磨削装置的转速；或/和，所述控制单元计算所述工件的转速，并将所述工件的转速、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件振痕，所述控制单元判断所述工件产生工件振痕时，所述控制单元对应调整所述工件的转速；或/和，所述控制单元计算该工件的横向移动速度，并将所述工件的横向移动速度、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件振痕，当所述控制单元判断该工件产生工件振痕时，所述控制单元对应调整该工件的横向移动速度。
33.优化地，所述磨削装置利用音频传感器用以感测所述磨削装置在加工中所产生的音频信号，所述控制单元根据所述音频信号、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断该工件是否产生工件振痕或磨削装置填塞，当所述控制单元判断所述工件产生工件振痕或磨削装置填塞时，所述控制单元对应调整所述磨削装置的进刀量、转速、工件转速或工件横向移动速度。
34.优化地，所述磨床的机床冷却装置通过流量计用于感测在加工中所施加的切削液流量变化而产生的流量计信号，所述控制单元根据所述流量计信号、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断该工件是否产生工件烧伤或磨削装置填塞，当所述控制单元判断所述工件产生工件烧伤或磨削装置填塞时，所述控制单元对应调整该磨削装置的进刀量、进给率或所述机床冷却装置的切削液流量大小。
35.进一步地，所述磨床还设有温度传感器用以感测该工件的温度，所述控制单元根据所述工件温度、所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对并产生比对结果，所述控制单元根据所述比对结果判断所述工件是否产生工件烧伤，当所述控制单元判断该工件产生工件烧伤时，所述控制单元对应调整所述磨削装置的进刀量、进给率或所述机床冷却装置的切削液流量大小。
36.优化地，所述控制单元还将所述磨削装置轴向位置转换为所述磨削装置轴向速度、所述磨削装置轴向加速度或所述磨削装置轴向加加速度，且所述控制单元将所述磨削装置角度位置转换为所述磨削装置角速度或所述磨削装置角加速度。
37.优化地，所述控制单元根据所述输入单元传来的所述监控因素，将所述工件坐标、所述磨削装置轴向位置、所述磨削装置角度位置、所述磨削装置振动信号与所述加工模型进行比对，当比对结果与所述加工模型中的默认范围具有差异时，所述控制单元发出警示信号、记录当下加工数据或执行一保护机制，其中所述警示信号包括声音、颜色或其他可警示的形式，所述保护机制包括该磨削装置停止加工或该磨削装置脱离该工件。
38.优化地，所述第一驱动装置为轴向电机或油压驱动装置，所述第二驱动装置为主
轴电机。
39.优化地，所述第一传感器系线性编码器或旋转编码器或光学尺，所述第二传感器系旋转编码器，所述第三传感器系加速规。
40.优化地，所述控制单元还通过网络连接远程储存监测装置，通过所述该远程储存监测装置同步磨床监测状况。
41.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本技术整合多个传感器于磨床系统，在进行加工时能整合负载率、进给率、进刀量、工件转速、砂轮转速、砂轮磨耗值、坐标及加速规振幅、切削液的流量、压力等加工信息，建立对齐时序之加工负载模型，并利用此模型建立一套磨床的智能监测系统；本发明通过建立加工负载模型，让用户能观察加工过程中的数据变化，并拟定当发生加工异常时的处理方式，以确保工件的质量，可有效减少人为判断的人力耗费，并大幅降低磨床系统的操作门槛。
附图说明
42.图1为本发明磨床监测系统的第一方块示意图；
43.图2为本发明磨床监测系统的第二方块示意图；
44.图3为本发明磨床监测系统的第三方块示意图；
45.图4为本发明磨床监测系统的第四方块示意图；
46.图5为本发明磨床监测方法的流程示意图；
47.图6为本发明加工模型的建立流程示意图；
48.图7为本发明磨床监测系统的第五方块示意图；
49.图8为本发明磨床监测系统的第六方块示意图；
50.其中，100、磨床；110、第一驱动装置；120、磨削装置；130、第二驱动装置；140、第一传感器；141、第一感测信号；142、第二感测信号；143、第三感测信号；150、第二传感器；160、第三传感器；200、输入单元；210、监控因素；300、储存单元；310、加工模型；400、控制单元；410、第一命令信号；420、第二命令信号；500、远程储存监测装置；600、音频传感器；610、音频信号；700、机床冷却装置；710、流量计；720、流量计信号；800、温度传感器；810、温度信号。
具体实施方式
51.下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
52.以下各实施例的说明是参考附图，用以例示本发明可据以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本技术，而非用以限制本技术。另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”或“包含”应被理解为意指包括该元件，但是不排除任何其它元件。
53.如图1至图4为磨床监测系统的方块示意图，具体为：本技术磨床监测系统用于磨床100上受第一驱动装置110与第二驱动装置130控制的磨削装置120对工件(图中未显示)加工的监测。在实施应用时，该第一驱动装置110为轴向电机或油压驱动装置，此处轴向代表线性(左右移动或前后移动)；该第二驱动装置130系主轴电机；该磨削装置120包括主轴
和砂轮(图中未显示)。磨床监测系统主要包括第一传感器140、第二传感器150、第三传感器160、输入单元200、储存单元300和控制单元400。
54.其中，第一传感器140耦接至第一驱动装置110(如图1及图3所示)或磨削装置120(如图2及图4所示)。当磨削装置120对工件加工时，第一传感器140对应产生第一感测信号141。在具体实施应用时，第一传感器140为线性编码器、旋转编码器或光学尺，可得知机台目前的位置信息；当第一传感器140耦接至磨削装置120时，第一传感器140是连接在磨削装置120的主轴上。
55.第二传感器150耦接至第二驱动装置130(如图1及图2所示)或磨削装置120(如图3及图4所示)。当磨削装置120对工件加工时，第二传感器150对应产生第二感测信号142。在具体实施应用时，第二传感器150系旋转编码器，可得知主轴目前的旋转角度；当第二传感器150耦接至磨削装置120时，第二传感器150是连接在磨削装置120的主轴上。
56.第三传感器160耦接至磨削装置120。当磨削装置120对工件加工时，第三传感器160对应产生第三感测信号143；在具体实施应用时，第三传感器160为加速规，加速规用于量测物体的加速度(用来判断物体的振动幅度)，第三传感器160(加速规)是测量磨削装置120的加速度，再换算出磨削装置120的振动信号。
57.输入单元200用于设定磨床100磨削加工的监控因素210。该监控因素与第一感测信号141、第二感测信号142和第三感测信号143相关联。输入单元200不限制输入方式，在具体实施应用时，可以是该磨床100上的输入界面或外接的外部装置(例如笔记本电脑)。监控因素210为工件烧伤或工件振痕，例如监测磨削加工中的工件是否烧伤或工件是否产生振痕；工件烧伤是指磨削时的高温使工件表面组织发生变化，并在工件表面出现氧化变色的现象；工件振痕是指磨削时通常由于环境中(机构)或加工中有周期性的变化引发振动，其振动频率与工件的共振频率相吻合，造成工件上产生振痕。另一方面，工件振痕也可能是因加工过程中特殊情况下产生非预期、不规则振动频率所造成的。
58.储存单元300用于储存对工件磨削加工的至少加工模型310。储存单元300可以是外部储存装置或磨床100内建的内存，加工模型310为预先对标准工件进行加工所得的加工负载模型，后续详述。
59.控制单元400耦接第一驱动装置110、第二驱动装置130、第一传感器140、第二传感器150、第三传感器160、输入单元200和储存单元300。该控制单元400将第一感测信号141转换为工件的坐标或磨削装置120的轴向位置其中之一，磨削装置120轴向位置为磨削装置120中的砂轮线性位置(左右移动或前后移动)；控制单元400将该第二感测信号142转换为磨削装置120的角度位置，磨削装置120角度位置为磨削装置120中的砂轮旋转角度；控制单元400将第三感测信号143转换为磨削装置120的振动信号，利用它先得到磨削装置120的加速度，再换算出磨削装置120的振动信号(包括振动频率与振动相位)。
60.控制单元400根据输入单元200传来的监控因素210，将工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120的振动信号以及加工模型310进行比对并产生比对结果，当该比对结果与该加工模型310中的默认范围具有差异时(即比预设范围大或比预设范围小时)，该控制单元400产生第一命令信号410与第二命令信号420分别传至第一驱动装置110与第二驱动装置130，用于控制磨削装置120与工件进行相对应的动作(相对应的动作可以是工件自动换向，或对应调整磨削装置120的动作)。
61.图5为本技术磨床监测方法的流程示意图。基于上述磨床监测系统，本技术磨床监测方法，包含以下步骤：
62.步骤s110：用户通过输入单元200设定磨削加工的监控因素210至控制单元400。
63.步骤s120：控制单元400通过监控因素210由储存单元300判断选择所需要的加工模型310做加工数据比对。
64.步骤s130：开始加工工件，当磨削装置120对工件加工时，控制单元400通过第一传感器140耦接至第一驱动装置110或磨削装置120产生第一感测信号141转换为工件的坐标或磨削装置120的轴向位置；控制单元400通过第二传感器150耦接至第二驱动装置130或磨削装置120产生第二感测信号142转换为磨削装置120的角度位置；控制单元400通过第三传感器160耦接至磨削装置120产生第三感测信号143转换为磨削装置120的振动信号。
65.步骤s140：控制单元400根据输入单元200传来的监控因素210，将工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120的振动信号与加工模型310进行比对并产生比对结果。
66.步骤s150：当比对结果与加工模型310中的默认范围具有差异时，控制单元400产生第一命令信号410与第二命令信号420分别传至第一驱动装置110与第二驱动装置130，用于控制磨削装置120与工件进行相对应的处理方式。
67.图6为本技术磨床监测方法中加工模型的建立流程示意图。该加工模型310的建立通过以下步骤：
68.步骤s210：对标准工件进行加工。
69.步骤s220：加工时将第一传感器140、第二传感器150、第三传感器160加工过程中的感测数据回传至控制单元400。
70.步骤s230：控制单元400对各个数据进行处理用以得到较干净且无噪声干扰的数据，利用这些数据描绘出工件的加工模型310。
71.图7为本技术磨床监测系统的第五方块示意图。在具体实施应用时，控制单元400进一步通过网络连接远程储存监测装置500(以图1所示实施例为基础说明实施方式)，同步磨床监测状况；在具体实施应用时，该远程储存监测装置500可以是伺服主机，用于储存多台磨床的监测数据；也可以是远程的计算机，供非现场操作人员做监控记录，如此远程的使用者或监控者可同步了解加工状况，且在加工过程有异常检知时，予以警示或其余对应的动作。即远程储存监测装置500可以是伺服主机用于储存多台磨床的监测数据，也可以是远程的计算机，供非现场操作人员做监控记录。
72.在具体实施应用时，控制单元400根据第二驱动装置120的电流计算磨削装置120的负载率，负载率是目前主轴电机扭矩命令与额定扭矩的比值，简单来说是目前电机承担的负荷与其容量的比(％)，并将磨削装置120的负载率、工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120振动信号与加工模型310进行比对并产生一比对结果，控制单元400根据该比对结果判断磨削装置是否产生空行程，当比对结果与加工模型310中的默认范围具有差异时，控制单元400根据该差异控制工件与磨削装置120进行相对应的动作，相对应的动作可以是工件自动换向，自动换向所需的参数为负载率、振动信号(第三传感器160对应产生第三感测信号143)，通过计算磨削装置120的负载率可以更精准的监测出磨削装置120或工件是否需要换向动作，以提高工作效率。
73.实施应用时，控制单元400计算磨削装置120的进刀量，进刀量是砂轮对工件磨削的量(mm)，并将该磨削装置120的进刀量、工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120振动信号与加工模型310进行比对并产生比对结果，该控制单元400根据比对结果判断该工件是否产生工件烧伤或工件振痕，或判断磨削装置120是否超过磨耗值(磨耗值是指砂轮是否产生磨耗)；当控制单元400判断工件产生工件烧伤或工件振痕时，控制单元400对应调整磨削装置120的进刀量，或当砂轮超过磨耗值时，发出警告提醒使用者替换砂轮。另一实施应用中，磨耗值可以是指砂轮的磨耗范围。
74.实施应用时，控制单元400计算磨削装置120的进给率，进给率是砂轮单位时间内磨削的量(mm/min)，并将该磨削装置120的进给率、工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120振动信号与加工模型310进行比对并产生比对结果，控制单元400根据比对结果判断该工件是否产生工件烧伤或工件真圆度不佳(工件真圆度不佳是指磨削时工件产生周期性的径向跳动，使得工件产生圆度误差)；当控制单元400判断工件产生工件烧伤或工件真圆度不佳时，控制单元400对应调整磨削装置120的进给率。
75.实施应用时，该控制单元400计算磨削装置120的砂轮转速，砂轮转速是指砂轮每分钟旋转的圈数(rpm)，并将磨削装置120的转速、工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120振动信号与加工模型310进行比对并产生比对结果，控制单元400根据比对结果判断工件是否产生工件振痕，当控制单元400判断工件产生工件振痕时，控制单元400对应调整磨削装置120的转速。
76.实施应用时，在外圆磨床应用时，控制单元400计算工件的转速，并将工件的转速、工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120振动信号与加工模型310进行比对并产生比对结果，控制单元400根据比对结果判断工件是否产生工件振痕，当控制单元400判断工件产生工件振痕时，控制单元400对应调整工件的转速。
77.实施应用时，在平面磨床应用时，控制单元400计算工件的横向移动速度，并将工件的横向移动速度、工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120振动信号与加工模型310进行比对并产生比对结果，控制单元400根据比对结果判断工件是否产生工件振痕，当控制单元400判断工件产生工件振痕时，控制单元400对应调整工件的横向移动速度。
78.图8为本技术磨床监测系统的第六方块示意图(以图1所示实施例为基础说明实施方式)。实施应用时，磨床100的监测系统进一步包括音频传感器600，该音频传感器600耦接至磨削装置120，音频传感器600用于感测磨削装置120在加工中所产生的音频信号610，控制单元400根据音频信号610、工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120振动信号与加工模型310进行比对并产生比对结果，控制单元400根据比对结果判断工件是否产生工件振痕或磨削装置填塞，磨削装置填塞(砂轮填塞)是指磨削时有砂轮碎屑产生，这些碎屑容易填塞在砂轮的气孔中，造成砂轮逐渐成为一个无锯齿的平面，无法有效发挥磨削作用。当该控制单元400判断工件产生工件振痕或磨削装置填塞时，控制单元400对应调整磨削装置120的进刀量、转速、工件转速或工件横向移动速度。
79.实施应用时，磨床100的监测系统进一步包括流量计710，该流量计710装设于机床冷却装置700，用于感测在加工中所施加的切削液流量变化而产生的流量计信号720，控制单元根据流量计信号720、工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装
置120振动信号与加工模型310进行比对并产生比对结果，控制单元400根据比对结果判断该工件是否产生工件烧伤或磨削装置120填塞，该控制单元400判断工件产生工件烧伤或磨削装置120填塞时，控制单元400对应调整磨削装置120的进刀量、进给率或机床冷却装置700的切削液流量大小。
80.在实施应用时，磨床100的监测系统进一步包括温度传感器800，该温度传感器800用于感测该工件的温度，控制单元根据温度传感器800传来的温度信号810、工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120振动信号与加工模型310进行比对并产生比对结果，控制单元400根据比对结果判断工件是否产生工件烧伤，当控制单元400判断工件产生工件烧伤时，控制单元400对应调整磨削装置120的进刀量、进给率或机床冷却装置700的切削液流量大小。
81.在实施应用时，控制单元400进一步将磨削装置120轴向位置转换为磨削装置120轴向速度、磨削装置120轴向加速度或磨削装置120轴向加加速度，且控制单元400将磨削装置120角度位置转换为磨削装置120角速度或磨削装置120角加速度。利用控制单元400的计算功能，进一步将前述所得的位置信息进行微分得到如速度、加速度或加加速度。具体来说，判断自动换向从角度位置的变化(0～360
°
)较难看出砂轮有无磨到工件，但从角速度、角加速度的变化会比较明显看出砂轮是否有磨到工件。磨削装置120角速度为磨削装置中的砂轮的旋转角速度，加速度亦同；而磨削装置120轴向加速度可再转换为磨削装置120轴向加加速度。
82.在实施应用时，控制单元400根据输入单元200传来的监控因素210，将工件坐标、磨削装置120轴向位置、磨削装置120角度位置、磨削装置120振动信号与加工模型进行比对，当比对结果与加工模型310中的默认范围具有差异时，控制单元400发出警示信号、记录当下加工数据或执行保护机制，相同的警示信号可同步到远程储存监测装置500显示与记录，其中警示信号包括声音、颜色或其他可警示的形式；保护机制包括磨削装置120停止加工或磨削装置120脱离工件。
83.实施应用时，本技术磨床监测系统的加工模型310是由各个加工数据整合而成的，当对标准工件进行加工时，加工时第一传感器140、第二传感器150、第三传感器160将加工数据，如负载率、振动值、进给率、进刀量、工件转速、砂轮转速、砂轮磨耗值、坐标、切削液的流量、压力等数据经由驱动器回传至控制单元400，控制单元400将各个数据进行一系列的处理步骤，如滤波、取平均值、平滑化等处理，得到较干净且无噪声干扰的数据，利用这些数据描绘出工件的加工模型310；该加工模型310包括三维或二维的加工路径、通过马达电流分析出的负载率、由加工工件计数与磨粒损耗特性算得出的砂轮磨耗值、各轴向合成的进给率、砂轮及工件的实际转速、流量计量测的切削液流量、压力计量测的切削液压力、加速规量测的机台振幅等对齐时序的数据，即不同的加工位置有不同的负载率、振动值、进给率等数据。
84.随后，后续批量加工一般加工件时，当有加工数据在所设定的默认范围(或阀值)之外，即会根据使用者选择的处理动作做出反应，其处理动作可依照使用者的需求进行选择，包含发出警报、写文件记录(记录当下加工数据)、执行一段保护机制(如主轴停止旋转、刀具抬刀)等对应方式。
85.另外，加工模型310整合了加工过程中的各个数据，利用这些数据可作为判断加工
质量的依据，解决过往磨床在加工过程中，只能仰赖使用者操作经验来判断加工问题的经验法则，如火花的大小可能导致工件烧伤，本技术磨床监测系统及方法可通过观察进给率或进刀量作为工件烧伤的判断依据，当进给率低于或进刀量超出预设范围(或阀值)时，该控制单元400即做出对应的处理动作，如发出警示通知使用者减少进刀量、提升进给率或提升切削液的流量，增加流速加快冷却效率避免烧伤。另一判断依据为磨削声音的刺耳声可能代表工件上产生振痕，可藉由观察砂轮转速、工件转速、机台振幅或进刀量来判断振痕是否发生，此时若砂轮转速过快、进刀量过大或机台振幅太大，该控制单元400亦立即做出处理动作，提示使用者降低砂轮转速、减少进刀量或检查砂轮的平衡、轴承、砂轮座等机构是否牢固。
86.本技术利用模型比对协助用户观察加工过程中发生的变化，将加工过程量化成可视的数据，对于排查问题有明显的帮助。此外，通过加工模型310记录的各个数据可观察出加工参数对加工质量的影响，因此用户可根据需求自行调整加工参数的调用，例如希望得到良好的表面粗糙度，可降低进刀量、提升砂轮转速；或是想提升加工效率，则能加快进给率及增加进刀量；根据使用者的应用情境，此模型可提供多组加工参数的调用，方便使用者应付各种情境。
87.在加工过程中的异常检知应用上，通过建立标准件的加工模型310，当后续进行一般批量加工时，所有的工件根据此模型做实时的比较，当工件的加工数据与标准件的加工模型310有所差异时，该控制单元400即予以警报或其余对应的动作。例如，用户利用此异常检知功能，通过加工信息(如加工路径、加工型号、加工时间)得知发生异常的位置，帮助用户厘清发生异常的原因及时间点；另外可更进一步利用加工信息的变化率，如负载率、机台振幅的变化，得知加工过程中数据变化的趋势，达到预防异常的目的，以维持批量加工的加工质量。
88.此异常检知亦可对控制单元400所接收的加工数据(包含外部的传感器所获取的数据)进行单一的观察；例如，当加工工件时，选择欲观察的数据对象，并对此设定阀值(即加工模型中的默认范围)，数据的变化会在仿真加工路径的窗口(如利用输入单元200的显示屏)中显示出不同的颜色，通过设定的阀值标示出颜色的区段，当有不适当的加工数据传回时，会显现出不同于在阀值内的颜色，代表此段加工路径发生异常现象；该控制单元400可针对此加工异常区段予以警告或引导使用者做出对应的解决方式。值得注意的是，用户可于输入单元200中依照实际需求调整阀值(即加工模型中的默认范围)。
89.在实施例中，当用户于输入单元200设定一或多个磨削加工的功能(例如监控工件烧伤或监测工件振痕)作为监控因素210后，该控制单元400会根据一个或多个磨削加工的功能自动选取对应的加工参数(例如进给率或进刀量)进行监控。在另一实施例中，用户在输入单元200设定一个或多个磨削加工的功能后，也可依照实际需求在输入单元200设定一个或多个加工参数作为监控因素210，该控制单元400会根据一个或多个加工参数进行监控。
90.用户可依据此异常检知功能，得知工件某个位置上出现异常现象，进而检视加工过程中的问题所在，此处理方式提供使用者能得知加工过程中所发生的异常区段，通过量化以往依靠人为判断加工异常的经验方式，将其显示成可视的数据，帮助用户避免错误的加工条件影响工件之加工质量。
91.进一步的应用上，本技术磨床监测系统及方法的异常检知功能可搭配应用于具智能换向功能的磨床，以平面磨床为例，使用者根据欲达到的工件尺寸输入加工程序指令，令该磨床之工作台沿x轴左右移动，此时产生的行程距离为固定的研磨路径，先进行一次标准工件加工，记录该加工数据(负载率、振动值、坐标)建立加工模型，随后在其余的一般加工过程中，砂轮对工件进行磨削时所产生的主轴负载率透过加工模型，判断低于所设定的阀值时(代表砂轮无磨削到工件，产生空行程)，研磨路径会根据此加工模型进行换向动作，也就是往下一段加工道次进行加工，通过缩短工作台沿x轴左右移动时的行程距离，进而产生出最佳的研磨路径供砂轮对工件进行磨削加工，以提升工作效率。
92.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。