[發明專利]刀具壽命預測系統及其方法

在審

• 申請號: 201910057435.2
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN111390647A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 陳羿銘;林啟正;廖述鐘;蓋震宇;彭達仁
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種刀具壽命預測系統及其方法，其中該刀具壽命預測方法包括以下步驟：在機械加工端的刀具提取多個測量數據；轉換各測量數據為制作工藝能力指數數據；運算已訓練的類神經網絡，使制作工藝能力指數數據產生刀具壽命預測數據；以及依據刀具壽命預測數據判斷刀具的刀具壽命。

技術領域

本發明涉及利用制作工藝能力分析的一種刀具壽命預測系統及其方法。

背景技術

在生產制造過程中，刀具扮演著極其重要的角色，刀具的使用與管理，甚或是刀具壽命預測等相關技術，成為降低產線成本與縮短產線時間的重要因素。

現有的工具機包括有多種傳感器，如溫度、振動、位移，由此監控工具機的機臺運作的狀況，而如何將傳感器測量到的數據運用在機臺以改善切削效果、提高加工效率、改善切削紋路以及提高工件的幾何精度，是亟待研究與解決的問題。

現有技術中，有通過監測高頻振動范圍或振動頻帶中的總能量與低頻范圍或振動頻帶中的總能量之比來確定切削刀具的磨損；或者，有將加工狀態期間主軸的實際負載扭矩與刀具磨損檢測來檢測刀具當前的使用狀況。然而上述現有技術僅收集工具機加工刀具的尺寸變異、主軸負載變異或扭力等數據，一旦出現刀具尺寸異常、主軸扭力異常時才通知使用者，僅具有達到通知效果，無法有依據預測該刀具是否還能使用多少次，換言之，無法達到預測刀具壽命的目的；又或者，有通過監控切削實驗中的扭矩負載變化再經由公式計算出該刀具可用壽命，但此現有技術需要建立長期切削測試，由測試中提取扭矩負載再利用其負載的變化趨勢進行刀具壽命預測，故無法達到即時預測刀具壽命的目的，并且，此種現有技術首先需要大量切削測試后才能針對客制化的加工事件進行刀具壽命預測，而負載扭力監控對于一些輕切削等無顯著的負載差異的加工狀況可能會失效，故在作法上有其限制性。

發明內容

本發明提供一種刀具壽命預測系統及其方法，由每次加工的線上測量裝置的測量數據，轉換成制作工藝能力指數(Cpk)數據，將制作工藝能力指數(Cpk)數據進行類神經網絡訓練，由此能預測制作工藝能力指數(Cpk)數據在每次加工后的偏移量，獲得相對應的刀具壽命預測數據，達成預測刀具壽命的目的。

本發明的一實施例提供一種刀具壽命預測方法，適于連接一工具機，工具機連接一機械加工端，刀具壽命預測方法包括以下步驟：在一機械加工端的一刀具提取多個測量數據；轉換各測量數據為一制作工藝能力指數數據；運算已訓練的一類神經網絡，使各制作工藝能力指數數據產生相應的一刀具壽命預測數據；以及依據刀具壽命預測數據判斷該刀具的刀具壽命。

本發明的一實施例另提出一種刀具壽命預測系統，適于連接一工具機，該工具機并連接一機械加工端，刀具壽命預測系統包括一線上測量裝置以及一刀具壽命預測裝置。線上測量裝置連接工具機，線上測量裝置用以對機械加工端的一刀具提取多個測量數據。工具機連接線上測量裝置與機械加工端，工具機接收線上測量裝置傳輸的各測量數據，并將各測量數據轉換為一制作工藝能力指數數據。刀具壽命預測裝置連接工具機，刀具壽命預測裝置接收工具機傳輸的各制作工藝能力指數數據，利用運算已訓練的一類神經網絡，使各制作工藝能力指數數據產生相應的一刀具壽命預測數據，且刀具壽命預測裝置依據刀具壽命預測數據判斷刀具的刀具壽命。

基于上述，在本發明的刀具壽命預測系統及其方法中，可由線上測量的測量數據轉換的制作工藝能力指數(Cpk)數據，來推估刀具的刀具壽命及擁有通報刀具壽命的功能，再利用刀具的刀具壽命提供預防性的換刀機制，將可解決加工上造成精度誤差的刀具磨耗問題，并維持加工精度，并能提升產線品質的穩定度。

為讓本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附的附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為本發明的刀具壽命預測系統一實施例的示意圖；

圖2為本發明的刀具壽命預測方法一實施例的流程圖；