远端加工优化系统与方法与流程

本公开主要涉及一种加工优化系统与方法，特别是指以远端的网络服务平台方式实施的工具机加工优化系统与方法。

背景技术：

一般工具机的加工参数，如刀具的主轴转速、切削深度或进给速度等，通常依靠人工经验或试误(trialanderror)方式来设定，不仅无法发挥设备应有的最大效能，一旦发生异常或不明振动，可能需要工具机的维修或测试人员多次到厂检修或测试，直至找出较佳的设定，但如此将造成往返费时及徒劳无功，成效甚低且严重延误工期。

因此，一种可藉由远端的网络服务平台进行工具机加工参数的优化系统与方法便显得格外重要与迫切。

技术实现要素：

本公开提供一种远端加工优化系统与方法，不仅能避免重复购置系统设备，而且还能充分发挥远端调校一或多部工具机的效益。

本公开提供一种远端加工优化系统，适用于工具机，该系统包括：输入单元，用以输入加工参数，此加工参数包括进给速度、转速与切深；接收单元，用以接收工具机的音频信号与振动信号；运算单元，包括程序产生模块、转速优化模块与切深优化模块，程序产生模块根据输入单元所输入的加工参数产生加工程序，而转速优化模块与切深优化模块根据接收单元所接收的音频信号分别修改加工程序的转速与切深；通信单元，用以发送程序产生模块所产生的加工程序至工具机；以及存储单元，用以记录由转速优化模块与切深优化模块分别修改后的转速与切深。

本公开提供另一种远端加工优化系统，适用于工具机，该系统包括：输入单元，用以输入加工参数，此参数包括进给速度、转速与切深；网络接口，用以接收工具机的音频信号与振动信号；运算单元，包括程序产生模块、转速优化模块与切深优化模块，程序产生模块根据输入单元所输入的加工参数产生加工程序以经由网络接口发送加工程序至工具机，而转速优化模块与切深优化模块根据网络接口所接收的音频信号分别修改加工程序的转速与切深；以及存储单元，用以记录由转速优化模块与切深优化模块分别修改后的加工程序的转速与切深。

本公开再提供一种远端加工优化方法，适用于工具机，该方法包括下列步骤：接收加工参数并根据加工参数产生加工程序，加工程序包括进给速度、转速与切深；发送加工程序至工具机并执行加工程序；接收工具机的音频信号与振动信号，执行一转速优化以判断是否发生颤振，若是则修改加工程序的转速并回到执行加工程序步骤，若否则判断是否继续进行一切深优化，若是则修改加工程序的切深并回到执行加工程序步骤，若否则存储加工程序的转速与切深。

附图说明

图1为本公开的远端加工优化系统的系统架构图。

图2为本公开的远端加工优化系统的实施布置图。

图3为本公开的远端加工优化方法的实施流程图。

符号说明

1控制器

2远端主机

3工具机

4刀具

5终端机

10(20)远端加工优化系统

11(21)运算单元

12(22)输入单元

13接收单元

14(24)存储单元

15通信单元

16(26)网络接口

s1-s9步骤。

具体实施方式

以下的说明提供许多不同的实施例或是例子，用来实施本公开的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本公开，其仅作为例子，而并非用以限制本公开。

可理解的是，在下列各实施例的方法中的各步骤中，可在各步骤之前、之后以及其间增加额外的步骤，且在前述的一些步骤可被置换、删除或是移动。

图1为本公开的一种远端加工优化系统10的系统架构图。远端加工优化系统10适用于一或多部(如二、三或四部以上)工具机，并举例包括互相连接的运算单元11、输入单元12、接收单元13、存储单元14、通信单元15及网络接口16；其中，运算单元11例如是具备数学运算与逻辑判断能力的处理器，输入单元12例如是具备输入指令、程序码或数据的设备或接口，接收单元13例如是接收各式感测信号的设备或接口，存储单元14例如是存储数据的固定或移动的介质或电路，通信单元15例如是发送或接收驱动设备控制信号的电路，网络接口16则例如是各式网络通信的接口电路。

图1中还显示本公开另一种远端加工优化系统20，适用于一或多部工具机3，并举例包括互相连接的运算单元21、输入单元22、存储单元24与网络接口26；其中，运算单元21、输入单元22、存储单元24及网络接口26的类别与功能都可选择性地相同或相近于上述运算单元11、输入单元12、存储单元14与网络接口16。

图2为本公开的一种远端加工优化系统10的实施布置图，举例将远端加工优化系统10装设或整合于一或多部工具机3的控制器1中，并与控制器1中既有的部件，例如处理器、通信模块、存储模块、输出入模块与显示器等，都可以选择性地协同实施或沿用。控制器1连接并控制工具机3的所有运作，因此远端加工优化系统10也即具备对工具机3相同的控制能力。维修或测试人员可藉由终端机5于远端连线登入到远端加工优化系统10的网络接口16以操作加工优化作业，如图2的虚线所示；本远端加工优化系统10也可选择性地整合于终端机5中。

图2中也显示一种远端加工优化系统20装设或整合于远端主机2中，同理与远端主机2中既有的部件也得以协同实施或沿用。远端主机2可与单一或多数的控制器1以网络接口16(26)进行连接，如图2的虚线所示，以集中实施各式数据接收、发送、运算与管理的远端作业。维修或测试人员也可藉由终端机5在远端连线登入到远端加工优化系统20的网络接口26以操作加工优化作业，如图2的虚线所示。

图3为本公开的一种远端加工优化方法的实施流程图，请配合图1及图2，其中实施情境为：当刀具4被装设于工具机3上预备进行加工时，维修或测试人员先将测试切削的加工参数，如刀具4的主轴转速或转速、切削深度或切深、进给速度、测试循环次数、切削力的容许值等，经由输入单元12(22)或网络接口16(26)输入至存储单元14(24)中存储，如步骤s1所示。运算单元11(21)内藉由固件或软件所建立的程序产生模块，则在读取输入单元12(22)或网络接口16(26)所输入的加工参数后将其转换成加工程序，例如是数值控制码，并经由通信单元15或网络接口26发送程序产生模块所转换或产生的加工程序到工具机3的控制器1，同时也存储加工程序于存储单元14(24)中。

当控制器1接收了加工程序，便根据加工程序中的指令对相同材质的非正式料件或正式工件(未图示)，进行可移除部位的测试切削，如步骤s2所示。同时，接收单元13或网络接口26便随切削开始接收对刀具4所感测到的信号，此信号举例是由装设于刀具4周边或工具机3上适当位置的各式感测设备(未图示)所感测与发送的信号，例如是音频信号与振动信号，如步骤s3所示。

在接收单元13或网络接口26开始接收并发送感测信号的音频信号至运算单元11(21)时，运算单元11(21)内藉由固件或软件所建立的转速优化模块，此时举例先以快速傅立叶变换(fft)将音频信号转换成频域信号，并分析出发生颤振(chatter)的频率，当发生颤振时，如步骤s4所示，便再计算其中离当前转速最为接近且可避开该颤振频率的转速，并选择作为最佳转速或目标转速以进行调整或变更，如步骤s5所示。变更后的转速可交由程序产生模块重新产生新加工程序，或由原加工程序中修改，如步骤s1所示，完成后再继续进行测试切削，如步骤s2所示，此变更转速的循环次数可预先设定直至找出最佳转速。

但当测试切削并未发生颤振或已变更至不发生颤振时，举例可选择地接着进行切削力是否过大的计算与判断，如步骤s6所示，此计算是由运算单元11(21)内藉由固件或软件所建立的切削力计算模块根据感测信号的振动信号所执行，切削力即表示刀具4所受到的推力，振动信号的强弱与推力的大小有关，因此可计算出刀具4的切削力的值，当切削力的值大于一预设值时，远端加工优化系统10(20)便发出讯息建议或强制停止执行测试切削以免发生断刀，如步骤s7所示。

若切削力的值仍低于预设的容许值时，接着再进行切深优化，如步骤s8所示。所谓切深优化可以是指逐次加大或变更切削的深度，此是由运算单元11(21)内藉由固件或软件所建立的切深优化模块所执行，每次所加大或变更的深度可预先设定，变更后的切深再交由程序产生模块产生新加工程序，或自原加工程序中修改，如步骤s1所示，并继续步骤s2及以下的循环测试与判断，直至找出在不发生颤振的最佳转速下的最大或最佳切深为止，此转速与对应的切深二值并将被记录或存储于存储单元14(24)中以作为下次加工参数的初始设定值或参考值，如步骤s9所示。

在终于找出最佳转速与关联的切深后，本远端加工优化系统或方法则可结束测试切削，此时的新加工参数将被使用以对正式工件进行正式切削。

综上所述，本公开的远端加工优化系统与方法能供维修或测试人员以远端主机或终端机，对一或多部工具机进行转速与切深的优化、切削力的大小判断等的测试，不仅能避免重复购置系统设备，而且也能充分发挥远端调校一或多部工具机的效益，完善地解决当前加工优化管理的缺失。

本公开虽以各种实施例公开如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本公开的范围，本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本公开的范围，本公开的保护范围当视权利要求书所界定者为准。