機床狀態(tài)判斷方法以及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種機床狀態(tài)判斷方法以及系統(tǒng)。應(yīng)用于至少一機床的機床狀態(tài)判斷方法包含以下步驟：通過一處理元件接收并記錄機床的主軸于一時間區(qū)段內(nèi)數(shù)個主軸電流負載值，產(chǎn)生主軸的一主軸電流負載變化記錄，并根據(jù)主軸電流負載變化記錄，判斷是否符合一預(yù)設(shè)條件。在判斷符合預(yù)設(shè)條件時，通過處理元件根據(jù)主軸電流負載變化記錄，決定主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的一當前分類，以及對應(yīng)當前分類的一擷取參數(shù)信息。通過處理元件依據(jù)擷取參數(shù)信息，取得機床的至少一擷取參數(shù)的數(shù)值，并依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值，判斷機床的一狀態(tài)。
【專利說明】機床狀態(tài)判斷方法以及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種機床狀態(tài)判斷方法以及系統(tǒng)，尤其是有關(guān)于一種根據(jù)機床的主軸電流負載變化記錄，決定對應(yīng)的分類，然后依據(jù)分類取得機床參數(shù)以判斷機床狀態(tài)的機床狀態(tài)判斷方法以及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的不斷進步，發(fā)展出各式各樣的自動化機床，執(zhí)行各類自動化程序。因此，越來越多復雜的人工程序可由機床完成。
[0003]隨著機床所執(zhí)行的功能越加復雜，機床可能的故障原因也越多。尤其在加工或測試用的機床上，由于其需要相當高精密的加工，機床本身包含有相當多的組件，可能發(fā)生故障的原因也非常多，因此所需要收集其相關(guān)的參數(shù)才能讓機床維護人員來判斷機床的目前狀態(tài)。機床往往設(shè)置在不同地點，為了節(jié)省維護人員的人力成本，目前多采用遠距離的機床監(jiān)控的方式來進行維護。也就是說，一般狀況下，在遠程建置一監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)由通訊網(wǎng)絡(luò)讓機床將不斷回傳其可偵測到的所有參數(shù)并予以記錄，當機床出現(xiàn)有一些狀態(tài)或發(fā)生異常時，維護人員即可從所記錄的參數(shù)數(shù)據(jù)中找出其可能所需要的數(shù)據(jù)，檢視和判斷機床是否異常，并判斷其異常原因。然而，由于目前的機床其可回傳的參數(shù)種類和數(shù)量過多，而在一般工廠或場所，往往也同時安裝有多部機床，因此若要將所有機床的所有參數(shù)全部傳送到遠程的系統(tǒng)，無論是機床本身或是遠程系統(tǒng)，都需使用運算能力較強的裝置，且必須有相當大的頻寬，才能將所有參數(shù)數(shù)據(jù)進行傳送和儲存，建置成本極高。
[0004]因此，如何在較低的硬件成本下，仍能夠在遠距離的系統(tǒng)中，來收集機床的參數(shù)數(shù)據(jù)以及進行狀態(tài)判斷，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前相關(guān)領(lǐng)域亟需改進的目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的一方面是在提供一種機床狀態(tài)判斷方法。在機床狀態(tài)判斷方法中，通過機床的主軸的負載電流，判斷是否符合預(yù)設(shè)條件，并在符合預(yù)設(shè)條件時，進一步依據(jù)當前分類，取得對應(yīng)的參數(shù)，以作為機床狀態(tài)的判斷依據(jù)。機床狀態(tài)判斷方法應(yīng)用于至少一機床，且機床包含一主軸。機床狀態(tài)判斷方法包含以下步驟:通過一處理元件接收并記錄主軸于一時間區(qū)段內(nèi)數(shù)個主軸電流負載值,產(chǎn)生主軸的一主軸電流負載變化記錄,并根據(jù)主軸電流負載變化記錄，判斷是否符合一預(yù)設(shè)條件。在判斷符合預(yù)設(shè)條件時，通過處理元件根據(jù)主軸電流負載變化記錄，決定主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的一當前分類，以及對應(yīng)當前分類的一擷取參數(shù)信息。通過處理元件依據(jù)擷取參數(shù)信息，取得機床的至少一擷取參數(shù)的數(shù)值，并依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值，判斷機床的一狀態(tài)。
[0006]本發(fā)明的另一方面是在提供一種計算機可讀取記錄媒體，儲存一計算機程序，用以執(zhí)行上述機床狀態(tài)判斷方法。方法步驟流程如上所述，在此不再重復贅述。
[0007]本發(fā)明的另一方面是在提供一種機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)。機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)包含一數(shù)據(jù)傳輸接口以及一處理元件。數(shù)據(jù)傳輸接口與至少一機床建立連結(jié)。機床包含一主軸。處1床狀態(tài)判斷系統(tǒng)的功能方塊圖；襯幾床狀態(tài)判斷系統(tǒng)的功能方塊圖。機(包括一般服務(wù)器、個人電腦、工業(yè)電腦、嵌入式系統(tǒng)等)讀取此記錄媒體后執(zhí)行此機床狀態(tài)判斷方法。計算機可讀取記錄媒體可為只讀記憶體、快閃記憶體、軟盤、硬盤、光盤、隨身盤、磁帶、可由網(wǎng)絡(luò)存取的數(shù)據(jù)庫或熟悉此技藝者可輕易思及具有相同功能的計算機可讀取記錄媒體。
[0030]機床狀態(tài)判斷方法100可應(yīng)用于至少一機床，機床包含有一主軸，包含以下步驟:
[0031]在步驟110中，通過一處理元件接收并記錄主軸于一時間區(qū)段內(nèi)數(shù)個主軸電流負載值。在一些實施例中，主軸電流負載變化記錄，主要是將主軸在于此時間區(qū)段內(nèi)的多個且連續(xù)的主軸電流負載值，其對應(yīng)此時間區(qū)段所呈現(xiàn)出來的波形圖。例如以時間軸作為橫軸，以主軸電流負載值作為縱軸所畫出來的波形圖。在另一些實施例中，時間區(qū)段可以是10秒鐘、I分鐘、I小時或一天，可依具體實作需要來決定。
[0032]于是，在步驟120中，依據(jù)所記錄的主軸電流負載值，產(chǎn)生主軸的一主軸電流負載變化記錄。
[0033]在步驟130中，根據(jù)主軸電流負載變化記錄，判斷是否符合一預(yù)設(shè)條件。在一些實施例中，預(yù)設(shè)條件可以是一預(yù)設(shè)峰值數(shù)量、一預(yù)設(shè)峰值位置以及一預(yù)設(shè)峰值大小的其中一種，或是其中任兩種以上的組合。因此，在步驟130的一些實施例中，可通過處理元件分析主軸電流負載變化記錄的一峰值數(shù)量、一峰值位置以及一峰值大小的其中一種，或是其中任兩種以上的組合。于是，處理元件可根據(jù)比對上述峰值數(shù)量和上述預(yù)設(shè)峰值數(shù)量、比對上述峰值位置和上述預(yù)設(shè)峰值數(shù)、以及比對量上述峰值大小和上述預(yù)設(shè)峰值大小三者其中之一的比對結(jié)果，判斷是否符合該預(yù)設(shè)條件，判斷是否符合預(yù)設(shè)條件。舉例來說，上述判斷可根據(jù)下面其中任一種或任兩種以上的方式:比對在一段時間(如I分鐘)內(nèi)預(yù)設(shè)上述的峰值數(shù)量以及預(yù)設(shè)峰值數(shù)量兩者的差值是否在一預(yù)設(shè)值之內(nèi)，比對在一段時間峰值位置(如波形圖中相鄰二個波形的高峰點的距離)以及預(yù)設(shè)峰值位置(其預(yù)設(shè)二個波形的高峰點的距離)兩者的差值是否在一預(yù)設(shè)值之內(nèi)，比對峰值大小(如波形圖中任一波形的高峰點的數(shù)值)以及預(yù)設(shè)峰值大小(其預(yù)設(shè)波形的高峰點的數(shù)值)兩者的差值是否在一預(yù)設(shè)值之內(nèi)
坐寸ο
[0034]在判斷不符合預(yù)設(shè)條件時，則可持續(xù)接收并記錄主軸的主軸電流負載值(步驟110)。
[0035]在步驟140中，在判斷符合預(yù)設(shè)條件時，通過處理元件根據(jù)主軸電流負載變化記錄，決定主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的一當前分類，以及對應(yīng)當前分類的一擷取參數(shù)信息。在本發(fā)明的一些實施例中，可事先建立多種分類數(shù)據(jù)，并儲存在一儲存單元中。舉例來說，可通過儲存單元記錄數(shù)筆分類記錄數(shù)據(jù)。每一分類記錄數(shù)據(jù)包含一分類名稱及其對應(yīng)的主軸電流負載變化的數(shù)據(jù)和擷取參數(shù)信息。因此在此實施例中，處理元件是根據(jù)主軸電流負載變化記錄中的主軸電流負載變化數(shù)據(jù)和儲存單元中每一分類名稱所對應(yīng)的主軸電流負載變化數(shù)據(jù)來進行比對，以從分類記錄數(shù)據(jù)中決定其中一分類名稱，作為主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的當前分類。
[0036]在一些特定實施例中，處理元件可以將判斷是否符合預(yù)設(shè)條件和決定主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的當前分類相關(guān)程序，進行合并處理。例如，主軸電流負載變化記錄中的主軸電流負載變化數(shù)據(jù)，可以是前面所述的峰值數(shù)量、峰值位置以及峰值大小，而每一分類名稱所對應(yīng)的主軸電流負載變化數(shù)據(jù)可以是前面所述的預(yù)設(shè)條件，如分類名稱可以是顫振、崩裂、刀具損耗、過負載和刀具異常等類別，而對應(yīng)的主軸電流負載變化數(shù)據(jù)可以是大于一峰值數(shù)量上限值、小于一峰值數(shù)量下限值、未在一峰值位置區(qū)間、大于一峰值上限值、小于一峰值下限值等。在一特定實施例中，處理元件在判斷是否符合預(yù)設(shè)條件的步驟時，是依據(jù)峰值數(shù)量是否大于上述預(yù)設(shè)峰值數(shù)量上限值來進行判斷，而當判斷符合時，即可從儲存單元中所儲存的眾多分類及其對應(yīng)數(shù)據(jù)，找出主軸電流負載變化數(shù)據(jù)(即預(yù)設(shè)條件)為“大于上述預(yù)設(shè)峰值數(shù)量上限值”其所對應(yīng)的分類名稱，以作為當前分類。
[0037]在另一些實施例中，分類名稱所對應(yīng)的主軸電流負載變化的數(shù)據(jù)也可以和前述的預(yù)設(shè)條件部分相同或都不相同。例如，預(yù)設(shè)條件可以是一預(yù)設(shè)峰值數(shù)量，而主軸電流負載變化數(shù)據(jù)可以是和預(yù)設(shè)峰值數(shù)量不同的另一峰值數(shù)量設(shè)定數(shù)值或設(shè)定一區(qū)間，或可以是前述的未在一峰值位置區(qū)間內(nèi)、大于一峰值上限值、小于一峰值下限值等。
[0038]在步驟160中，通過處理元件依據(jù)擷取參數(shù)信息，取得機床的至少一擷取參數(shù)的數(shù)值。
[0039]在步驟170中，依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值，判斷機床的一狀態(tài)。更進一步時，每一分類記錄數(shù)據(jù)還包含各分類名稱所對應(yīng)的擷取參數(shù)歷史數(shù)值。于是，在此步驟中處理元件判斷機床的狀態(tài)，可以依據(jù)所取得機床的該擷取參數(shù)的數(shù)值以及分類記錄數(shù)據(jù)中對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)歷史數(shù)值，判斷是否相符。若相符，則判斷機床的狀態(tài)確實屬當前分類。若不相符，則處理元件還根據(jù)主軸電流負載變化記錄及分類記錄數(shù)據(jù)，從分類記錄數(shù)據(jù)中當前分類以外的其他分類名稱決定其中之一，作為更新后的當前分類，并依據(jù)更新后的當前分類，重新取得機床的擷取參數(shù)的數(shù)值，再和對應(yīng)更新后的當前分類的擷取參數(shù)歷史數(shù)值進行比對，判斷是否相符。若仍不相符，重復上述步驟，再更換當前分類，直到確認相符為止，或所有分類都比對過為止。
[0040]如此一來，初步僅需接收并處理主軸電流負載值，作為判斷機床狀態(tài)的依據(jù)。因此，可大幅降低進行機床狀態(tài)判斷所需的硬件規(guī)格的要求，而節(jié)省硬件成本。此外，在初步判斷符合預(yù)設(shè)條件而欲進一步了解當前機床狀態(tài)時，亦僅需先依據(jù)主軸電流負載值所判斷出的當前分類，擷取機床上較為少量參數(shù)的數(shù)值，即可進行機床狀態(tài)判斷。由于不需取得機床的所有參數(shù)的數(shù)值，因此亦不需太多運算資源，且可縮短判斷所需時間，也不需太強大的硬件規(guī)格。
[0041]在本發(fā)明的一些實施例中，機床狀態(tài)判斷方法100可進一步包含以下步驟:當處理元件依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值，無法判斷機床的狀態(tài)時，處理元件可另決定機床的擷取參數(shù)信息以外的一機床參數(shù)信息，根據(jù)此機床參數(shù)信息，另行再取得機床的至少一機床參數(shù)的數(shù)值。于是，可依據(jù)所取得擷取參數(shù)的數(shù)值和機床參數(shù)的數(shù)值，判斷機床的狀態(tài)。也就是說，當擷取參數(shù)仍不足以判斷機床狀態(tài)時，可另外再增加除了擷取參數(shù)之外的其他參數(shù)，再進行判斷。當增加機床參數(shù)時，為了取得同一時段的參數(shù)數(shù)值以進行更準確的判斷，處理元件可依據(jù)擷取參數(shù)信息和機床參數(shù)信息，重新取得機床的擷取參數(shù)和機床參數(shù)的數(shù)值，再進行機床的狀態(tài)判斷。
[0042]在本發(fā)明的一些特定實施例中，處理元件在判斷是否符合預(yù)設(shè)條件、決定主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的當前分類時，可以有下面的多種實施方式。例如，步驟130中，可根據(jù)峰值數(shù)量判斷是否大于一峰值數(shù)量上限值或小于一峰值數(shù)量下限值進行判斷。當判斷符合預(yù)設(shè)條件時，再于步驟140中依據(jù)峰值數(shù)量來決定當前分類及其對應(yīng)的擷取參數(shù)信息，例如，可通過處理元件判斷峰值數(shù)量是否大于一峰值數(shù)量上限值或小于一峰值數(shù)量下限值。當處理元件判斷峰值數(shù)量大于峰值數(shù)量上限值時，通過處理元件判斷當前分類為一顫振類別，以及決定對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)信息為顫振檢測參數(shù)，其可包含機床的一主軸溫度、一主軸轉(zhuǎn)速以及一節(jié)距補正。當處理元件判斷峰值數(shù)量小于該峰值數(shù)量下限值時，處理元件判斷當前分類為一崩裂類別，以及決定對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)信息為至少一崩裂檢測參數(shù)。
[0043]又例如，步驟130中可依據(jù)主軸電流負載變化記錄的峰值位置，判斷符合預(yù)設(shè)條件時，亦即通過處理元件判斷峰值位置是否位于一峰值位置區(qū)間。當峰值位置未在峰值位置區(qū)間時，步驟140中處理元件判斷當前分類為一刀具損耗類別，以及決定對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)信息為刀具損耗檢測參數(shù)(如主軸振動頻率)。更進一步時，處理元件還可于步驟170中，當根據(jù)依據(jù)所擷取參數(shù)的數(shù)值，即主軸振動頻率，未落于正常頻率時，可判斷機床的狀態(tài)為刀具損壞。
[0044]又例如，步驟130中可依據(jù)主軸電流負載變化記錄的峰值大小，判斷是否符合預(yù)設(shè)條件，亦即通過處理元件判斷峰值大小是否大于一峰值上限值或小于一峰值下限值。當處理元件判斷峰值大小為大于峰值上限值時，步驟140中處理元件可判斷當前分類為一過負載類別，以及決定對應(yīng)當前分類的待擷取參數(shù)信息為至少一過負載檢測參數(shù)。當處理元件判斷峰值大小為小于峰值下限值時，步驟140中處理元件判斷當前分類為一刀具異常類另IJ，以及決定對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)信息為至少一刀具檢測參數(shù)，用以檢測機床的刀具是否異常。
[0045]請參照圖2，其繪示依照本發(fā)明一實施例的一種機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)的功能方塊圖。機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)200包含一數(shù)據(jù)傳輸接口 210以及一處理元件220。數(shù)據(jù)傳輸接口透過有線或無線的數(shù)據(jù)傳輸通訊協(xié)定，與至少一機床300建立連結(jié)。機床300包含一主軸310。
[0046]處理元件220與數(shù)據(jù)傳輸接口 210建立連結(jié)。在本發(fā)明的一些實施例中，數(shù)據(jù)傳輸接口 210和處理元件220可應(yīng)用機床300本身的處理元件實作。在本發(fā)明的另一些實施例中，數(shù)據(jù)傳輸接口 210和處理元件220可由與機床300相連結(jié)的另一電子裝置的處理元件而實作，例如與機床300近端連接的一機上盒(或稱智慧服務(wù)盒、控制盒)。在本發(fā)明的又一些實施例中，處理元件220可分散式的實作于機床300以及與機床300有連結(jié)關(guān)系的多臺電子裝置，并不限于本揭露。
[0047]處理兀件220包含一電流負載信息處理模塊221、一分類模塊222以及一判斷模塊223。電流負載信息處理模塊221接收并記錄機床300的主軸310于一時間區(qū)段內(nèi)數(shù)個主軸電流負載值，以產(chǎn)生主軸310的一主軸電流負載變化記錄。其中，在本發(fā)明的一些實施例中，可將主軸310的一切削電流，視為主軸電流負載值。在本發(fā)明的其他實施例中，可將自主軸310偵測到的其他類型的電流負載值，視為主軸電流負載值。此外，電流負載信息處理模塊221可持續(xù)傳送指令，要求機床300回傳其主軸電流負載值。
[0048]接下來，電流負載信息處理模塊221根據(jù)主軸電流負載變化記錄，判斷是否符合一預(yù)設(shè)條件。在電流負載信息處理模塊221判斷不符合預(yù)設(shè)條件時，則可持續(xù)接收主軸的數(shù)個主軸電流負載值。
[0049]在判斷符合預(yù)設(shè)條件時，分類模塊222根據(jù)主軸電流負載變化記錄，決定主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的一當前分類，以及對應(yīng)該當前分類的一擷取參數(shù)信息。[0050]判斷模塊223依據(jù)擷取參數(shù)信息，取得機床的至少一擷取參數(shù)的數(shù)值，并依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值，判斷機床的一狀態(tài)。如此一來，機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)200初步僅需接收并處理主軸電流負載值，作為判斷是否符合預(yù)設(shè)條件的依據(jù)。因此，可大幅降低機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)200所需的硬件規(guī)格的要求，而節(jié)省硬件成本。此外，在初步判斷是否符合預(yù)設(shè)條件時，亦僅需依據(jù)主軸電流負載值所判斷出的分類，針對機床上少數(shù)的參數(shù)，進行機床狀態(tài)判斷。由于在此階段仍不需取得機床的所有參數(shù)，因此機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)200亦不需太多運算資源進行機床狀態(tài)判斷。換言之，機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)200可輕易的同時處理多臺機床的機床狀態(tài)判斷。此外，亦可縮短判斷所需時間。
[0051]另外，當判斷模塊223依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值無法判斷機床300的狀態(tài)時，判斷模塊223可另決定機床300的擷取參數(shù)信息以外的一機床參數(shù)信息。判斷模塊223根據(jù)此機床參數(shù)信息，另行再取得機床300的至少一機床參數(shù)的數(shù)值，并依據(jù)所取得擷取參數(shù)的數(shù)值和機床參數(shù)的數(shù)值，判斷機床300的狀態(tài)。
[0052]請參照圖3，其繪示依照本發(fā)明另一實施例的一種機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)的功能方塊圖。應(yīng)了解到，在以下敘述中，已經(jīng)在上述實施方式中敘述過的內(nèi)容將不再重復贅述。
[0053]機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)200還可包含一儲存單元230。儲存單元230記錄數(shù)筆分類記錄數(shù)據(jù)。每一分類記錄數(shù)據(jù)包含一分類名稱及其對應(yīng)的主軸電流負載變化的數(shù)據(jù)和擷取參數(shù)信息。分類模塊222是根據(jù)主軸電流負載變化記錄及儲存單元230中的分類記錄數(shù)據(jù)，從分類記錄數(shù)據(jù)中決定其中一分類名稱，作為主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的當前分類。此夕卜，各分類記錄數(shù)據(jù)還包含各分類名稱所對應(yīng)的擷取參數(shù)歷史數(shù)值。判斷模塊223判斷機床300的狀態(tài)，是依據(jù)所取得機床的擷取參數(shù)的數(shù)值以及分類記錄數(shù)據(jù)中對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)歷史數(shù)值，判斷是否相符。若是相符，判斷模塊223判斷機床300的狀態(tài)是屬于當前分類。若否，則分類模塊222還根據(jù)主軸電流負載變化記錄及分類記錄數(shù)據(jù)，從分類記錄數(shù)據(jù)中當前分類以外的其他分類名稱決定其中之一，作為更新后的當前分類。
[0054]主軸電流負載變化記錄可為主軸電流負載對應(yīng)時間區(qū)段所呈現(xiàn)的波形圖。預(yù)設(shè)條件可包含一預(yù)設(shè)峰值數(shù)量、一預(yù)設(shè)峰值位置以及一預(yù)設(shè)峰值大小。于是，電流負載信息處理模塊221可根據(jù)主軸電流負載變化記錄與預(yù)設(shè)條件間的關(guān)系，判斷是否符合預(yù)設(shè)條件。
[0055]在一些特定實施例中，處理元件可以將判斷是否符合預(yù)設(shè)條件和決定主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的當前分類相關(guān)程序，進行合并處理。例如，主軸電流負載變化記錄中的主軸電流負載變化數(shù)據(jù)，可以是前面所述的峰值數(shù)量、峰值位置以及峰值大小，而每一分類名稱所對應(yīng)的主軸電流負載變化數(shù)據(jù)可以是前面所述的預(yù)設(shè)條件，如分類名稱可以是顫振、崩裂、刀具損耗、過負載和刀具異常等類別，而對應(yīng)的主軸電流負載變化數(shù)據(jù)可以是大于一峰值數(shù)量上限值、小于一峰值數(shù)量下限值、未在一峰值位置區(qū)間、大于一峰值上限值、小于一峰值下限值等。
[0056]在另一些實施例中，分類名稱所對應(yīng)的主軸電流負載變化的數(shù)據(jù)也可以和前述的預(yù)設(shè)條件部分相同或都不相同。例如，預(yù)設(shè)條件可以是一預(yù)設(shè)峰值數(shù)量，而主軸電流負載變化數(shù)據(jù)可以是和預(yù)設(shè)峰值數(shù)量不同的另一峰值數(shù)量設(shè)定數(shù)值或設(shè)定一區(qū)間值，或可以是前述的未在一峰值位置區(qū)間內(nèi)、大于一峰值上限值、小于一峰值下限值等。
[0057]電流負載信息處理模塊221的一分析器221a可分析主軸電流負載變化記錄的一峰值數(shù)量、一峰值位置以及一峰值大小的其中一種，或是其中任兩種以上的組合。于是，電流負載信息處理模塊221可根據(jù)比對上述峰值數(shù)量和上述預(yù)設(shè)峰值數(shù)量、比對上述峰值位置和上述預(yù)設(shè)峰值數(shù)、以及比對量上述峰值大小和上述預(yù)設(shè)峰值大小三者其中之一的比對結(jié)果，判斷是否符合預(yù)設(shè)條件。
[0058]電流負載信息處理模塊221可根據(jù)峰值數(shù)量判斷是否大于一峰值數(shù)量上限值或小于一峰值數(shù)量下限值，進行條件判斷。當判斷符合預(yù)設(shè)條件時，分類模塊222的一峰值數(shù)量判斷器222a判斷峰值數(shù)量是否大于一峰值數(shù)量上限值或小于一峰值數(shù)量下限值。當峰值數(shù)量判斷器222a判斷峰值數(shù)量大于峰值數(shù)量上限值時，分類模塊222判斷當前分類為一顫振類別，以及決定對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)信息包含機床的一主軸溫度、一主軸轉(zhuǎn)速以及一節(jié)距補正。當峰值數(shù)量判斷器222a判斷峰值數(shù)量小于峰值數(shù)量下限值時，分類模塊222判斷當前分類為一崩裂類別，以及決定對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)信息為崩裂檢測參數(shù)。
[0059]又例如，電流負載信息處理模塊221可依據(jù)主軸電流負載變化記錄的峰值位置，判斷是否符合預(yù)設(shè)條件時，亦即分類模塊222的一峰值位置判斷器222b判斷峰值位置是否位于一峰值位置區(qū)間。當峰值位置未在峰值位置區(qū)間時，分類模塊222判斷當前分類為一刀具損耗類別，以及決定對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)信息為刀具損耗檢測參數(shù)(如主軸振動頻率)。
[0060]又例如，電流負載信息處理模塊221可依據(jù)主軸電流負載變化記錄的峰值大小，判斷是否符合預(yù)設(shè)條件，亦即分類模塊222的一峰值大小判斷器222c判斷峰值大小是否大于一峰值上限值或小于一峰值下限值。當峰值大小判斷器222c判斷峰值大小為大于峰值上限值時，分類模塊222可判斷當前分類為一過負載類別，以及決定對應(yīng)當前分類的待擷取參數(shù)信息為至少一過負載檢測參數(shù)。當峰值大小判斷器222c判斷峰值大小為小于峰值下限值時，分類模塊222判斷當前分類為一刀具異常類別，以及決定對應(yīng)當前分類的擷取參數(shù)信息為至少一刀具檢測參數(shù)，用以檢測機床的刀具是否異常。
[0061]本發(fā)明的方法可經(jīng)由本發(fā)明機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)來進行實作，本發(fā)明系統(tǒng)中各元件，可應(yīng)用具特定邏輯電路的獨特硬件裝置或具特定功能的設(shè)備來實作，如將程序碼和處理器/芯片整合成獨特硬件或?qū)⒊绦虼a和市售可得的特定設(shè)備整合。更進一步者，本發(fā)明的方法亦可經(jīng)由一般用途處理器/計算器/服務(wù)器與其它硬件(如數(shù)據(jù)傳輸接口)來進行實作，部份元件(如處理元件)可使一般用途處理器/計算器/服務(wù)器讀取儲存程序碼的記錄媒體后執(zhí)行。當程序碼被一般用途處理器/計算器/服務(wù)器載入且執(zhí)行時，此一般用途處理器/計算器/服務(wù)器成為用以參與本發(fā)明系統(tǒng)的元件，類似于應(yīng)用具特定邏輯電路的獨特硬件裝置，以執(zhí)行本發(fā)明方法的操作步驟。
[0062]雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種機床狀態(tài)判斷方法，應(yīng)用于至少一機床，其特征在于，該機床包含一主軸，該機床狀態(tài)判斷方法包含: 通過一處理元件接收并記錄該主軸于一時間區(qū)段內(nèi)多個主軸電流負載值,產(chǎn)生該主軸的一主軸電流負載變化記錄，并根據(jù)該主軸電流負載變化記錄，判斷是否符合一預(yù)設(shè)條件； 在判斷符合該預(yù)設(shè)條件時，通過該處理元件根據(jù)該主軸電流負載變化記錄，決定該主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的一當前分類，以及對應(yīng)該當前分類的一擷取參數(shù)信息；以及 通過該處理元件依據(jù)該擷取參數(shù)信息，取得該機床的至少一擷取參數(shù)的數(shù)值，并依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值，判斷該機床的一狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床狀態(tài)判斷方法，其特征在于，還包含: 通過儲存單元記錄多筆分類記錄數(shù)據(jù)，其中每一所述分類記錄數(shù)據(jù)是包含一分類名稱及其對應(yīng)的主軸電流負載變化的數(shù)據(jù)和擷取參數(shù)信息；且 其中該處理元件是根據(jù)該主軸電流負載變化記錄及該多筆分類記錄數(shù)據(jù)，從該多筆分類記錄數(shù)據(jù)中決定其中一分類名稱，作為該主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的當前分類。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機床狀態(tài)判斷方法，其特征在于: 每一所述分類記錄數(shù)據(jù)還包含每一所述分類名稱所對應(yīng)的擷取參數(shù)歷史數(shù)值；且 該處理元件判斷該 機床的狀態(tài)，是依據(jù)所取得該機床的該擷取參數(shù)的數(shù)值以及該多筆分類記錄數(shù)據(jù)中對應(yīng)該當前分類的擷取參數(shù)歷史數(shù)值，判斷是否相符； 若相符，則判斷該機床的狀態(tài)是屬于該當前分類； 若不相符，則該處理元件還根據(jù)該主軸電流負載變化記錄及該多筆分類記錄數(shù)據(jù)，從該多筆分類記錄數(shù)據(jù)中該當前分類以外的其他分類名稱決定其中之一，作為更新后的當前分類。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床狀態(tài)判斷方法，其特征在于，該主軸電流負載變化記錄是指該主軸電流負載對應(yīng)該時間區(qū)段所呈現(xiàn)的波形圖，該預(yù)設(shè)條件包含一預(yù)設(shè)峰值數(shù)量、一預(yù)設(shè)峰值位置以及一預(yù)設(shè)峰值大小至少其一，且其中根據(jù)該主軸電流負載變化記錄，判斷是否符合該預(yù)設(shè)條件的步驟包含: 通過該處理元件分析該主軸電流負載變化記錄的一峰值數(shù)量、一峰值位置以及一峰值大小至少其一；且 其中該處理元件是根據(jù)比對該峰值數(shù)量和該預(yù)設(shè)峰值數(shù)量、比對該峰值位置和該預(yù)設(shè)峰值數(shù)以及比對量該峰值大小和該預(yù)設(shè)峰值大小三者其中之一的比對結(jié)果，判斷是否符合該預(yù)設(shè)條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床狀態(tài)判斷方法，其特征在于，該主軸電流負載變化記錄中包含至少一峰值數(shù)量，且根據(jù)該主軸電流負載變化記錄，決定該主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的該當前分類，以及對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息的步驟包含: 通過該處理元件判斷該峰值數(shù)量是否大于一峰值數(shù)量上限值或小于一峰值數(shù)量下限值； 當該處理元件判斷該峰值數(shù)量大于該峰值數(shù)量上限值時，通過該處理元件判斷該當前分類為一顫振類別，以及決定對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息為顫振檢測參數(shù)；以及 當該處理元件判斷該峰值數(shù)量小于該峰值數(shù)量下限值時，該處理元件判斷該當前分類為一崩裂類別，以及決定對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息為崩裂檢測參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床狀態(tài)判斷方法，其特征在于，該主軸電流負載變化記錄中包含至少一峰值位置，且根據(jù)該主軸電流負載變化記錄，決定該主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的該當前分類，以及對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息的步驟包含: 通過該處理元件判斷該峰值位置是否位于一峰值位置區(qū)間； 當該峰值位置未在該峰值位置區(qū)間時，該處理元件判斷該當前分類為一刀具損耗類另O，以及決定對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息為刀具損耗檢測參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床狀態(tài)判斷方法，其特征在于，該主軸電流負載變化記錄中包含至少一峰值大小，根據(jù)該主軸電流負載變化記錄，決定該主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的該當前分類，以及對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息的步驟包含: 通過該處理元件判斷該峰值大小是否大于一峰值上限值或小于一峰值下限值； 當該處理元件判斷該峰值大小為大于該峰值上限值時，該處理元件判斷該當前分類為一過負載類別，以及決定對應(yīng)該當前分類的該待擷取參數(shù)信息為過負載檢測參數(shù)；以及 當該處理元件判斷該峰值大小為小于該峰值下限值時，該處理元件判斷該當前分類為一刀具異常類別，以及決定對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息為刀具檢測參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的機床狀態(tài)判斷方法，其特征在于，還包含: 當該處理元件依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值，無法判斷該機床的狀態(tài)時，該處理元件決定該機床的該擷取參數(shù)信息以外的一機床參數(shù)信息，根據(jù)該機床參數(shù)信息，取得該機床的至少一機床參數(shù)的數(shù)值，并依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值和機床參數(shù)的數(shù)值，判斷該機床的該狀態(tài)。
9.一種機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)，其特征在于，包含: 一數(shù)據(jù)傳輸接口，與至少一機床建立連結(jié)，其中該機床包含一主軸；以及 一處理元件，與該數(shù)據(jù)傳輸接口建立連結(jié)，其中該處理元件包含: 一電流負載信息處理模塊，接收并記錄該主軸于一時間區(qū)段內(nèi)多個主軸電流負載值，產(chǎn)生該主軸的一主軸電流負載變化記錄，并根據(jù)該主軸電流負載變化記錄，判斷是否符合一預(yù)設(shè)條件； 一分類模塊，在判斷符合該預(yù)設(shè)條件時，根據(jù)該主軸電流負載變化記錄，決定該主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的一當前分類，以及對應(yīng)該當前分類的一擷取參數(shù)信息；以及 一判斷模塊，依據(jù)該擷取參數(shù)信息，取得該機床的至少一擷取參數(shù)的數(shù)值，并依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值，判斷該機床的一狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)，其特征在于，還包含: 一儲存單元，記錄多筆分類記錄數(shù)據(jù)，其中每一所述分類記錄數(shù)據(jù)包含一分類名稱及其對應(yīng)的主軸電流負載變化的數(shù)據(jù)和擷取參數(shù)信息；且 其中該分類模塊是根據(jù)該主軸電流負載變化記錄及該多筆分類記錄數(shù)據(jù)，從該多筆分類記錄數(shù)據(jù)中決定其中一分類名稱，作為該主軸電流負載變化記錄所對應(yīng)的當前分類。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)，其特征在于，每一所述分類記錄數(shù)據(jù)還包含每一所述分類名稱所對應(yīng)的擷取參數(shù)歷史數(shù)值；該判斷模塊判斷該機床的狀態(tài)，是依據(jù)所取得該機床的該擷取參數(shù)的數(shù)值以及該多筆分類記錄數(shù)據(jù)中對應(yīng)該當前分類的擷取參數(shù)歷史數(shù)值，判斷是否相符，若是，則判斷該機床的狀態(tài)是屬于該當前分類，若否，則該分類模塊還根據(jù)該主軸電流負載變化記錄及該多筆分類記錄數(shù)據(jù)，從該多筆分類記錄數(shù)據(jù)中該當前分類以外的其他分類名稱決定其中之一，作為更新后的當前分類。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)，其特征在于，該主軸電流負載變化記錄是指該主軸電流負載對應(yīng)該時間區(qū)段所呈現(xiàn)的波形圖，該預(yù)設(shè)條件包含一預(yù)設(shè)峰值數(shù)量、一預(yù)設(shè)峰值位置以及一預(yù)設(shè)峰值大小至少其一，且該電流負載信息處理模塊還包含: 一分析器，分析該主軸電流負載變化記錄的一峰值數(shù)量、一峰值位置以及一峰值大小至少其一；且 其中該電流負載信息處理模塊是根據(jù)比對該峰值數(shù)量和該預(yù)設(shè)峰值數(shù)量、比對該峰值位置和該預(yù)設(shè)峰值數(shù)以及比對量該峰值大小和該預(yù)設(shè)峰值大小三者其中之一的比對結(jié)果，判斷是否符合該預(yù)設(shè)條件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)，其特征在于，該主軸電流負載變化記錄中包含至少一峰值數(shù)量，且該分類模塊還包含: 一峰值數(shù)量判斷器，判斷該峰值數(shù)量是否大于一峰值數(shù)量上限值或小于一峰值數(shù)量下限值，且 其中當該峰值數(shù)量判斷器判斷該峰值數(shù)量大于該峰值數(shù)量上限值時，該分類模塊判斷該當前分類為一顫振類別，以及決定對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息為顫振檢測參數(shù)；以及 其中當該峰值數(shù)量判斷器判斷該峰值數(shù)量小于該峰值數(shù)量下限值時，該分類模塊判斷該當前分類為一崩裂類別，以及決定對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息為崩裂檢測參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)，其特征在于，該主軸電流負載變化記錄中包含至少一峰值位置，且該分類模塊還包含: 一峰值位置判斷器，判斷該峰值位置是否位于一峰值位置區(qū)間，當該峰值位置未在該峰值位置區(qū)間時，該分類模塊判斷該當前分類為一刀具損耗類別，以及決定對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息為刀具損耗檢測參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)，其特征在于，該主軸電流負載變化記錄中包含至少一峰值大小，該分類模塊包含: 一峰值大小判斷器，判斷該峰值大小是否大于一峰值上限值或小于一峰值下限值，且 其中當該峰值大小判斷器判斷該峰值大小為大于該峰值上限值時，該分類模塊判斷該當前分類為一過負載類別，以及決定對應(yīng)該當前分類的該待擷取參數(shù)信息為過負載檢測參數(shù)；以及 其中當該峰值大小判斷器判斷該峰值大小為小于該峰值下限值時，該分類模塊判斷該當前分類為一刀具異常類別，以及決定對應(yīng)該當前分類的該擷取參數(shù)信息為刀具檢測參數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機床狀態(tài)判斷系統(tǒng)，其特征在于: 當該判斷模塊依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值，無法判斷該機床的狀態(tài)時，該判斷模塊決定該機床的該擷取參數(shù)信息以外的一機床參數(shù)信息，根據(jù)該機床參數(shù)信息，取得該機床的至少一機床參數(shù)的數(shù)值，并依據(jù)所取得的擷取參數(shù)的數(shù)值和機床參數(shù)的數(shù)值，判斷該機床的該狀態(tài)。
【文檔編號】G05B19/406GK103838181SQ201210513034
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月22日
【發(fā)明者】顏均泰, 高志強, 劉奕麟, 楊仁達, 邱宏升 申請人:財團法人資訊工業(yè)策進會