加工机及其加工异常判断方法技术

技术编号:37678037 阅读:27 留言:0更新日期:2023-05-26 04:44
一种加工机的加工异常判断方法,应用于一加工机,包括步骤:由设置在工具端上的加速规取得可对应至工具末端的加速度值的加速度信号;对加速度信号进行积分以产生位移信息;取得带动工具端移动的马达的马达位置信息;对位移信息与马达位置信息分别进行坐标对齐处理,以产生基于工件端使用的工件端坐标系进行描述的转换后位移信息以及位置向量;结合转换后位移信息及位置向量,以产生工具末端与工件端间的相对位移量;及,基于相对位移量判断加工机是否出现加工异常。机是否出现加工异常。机是否出现加工异常。

【技术实现步骤摘要】
加工机及其加工异常判断方法


[0001]本专利技术涉及一种加工机,尤其涉及一种可用于判断加工异常的加工机,以及其所使用的加工异常判断方法。

技术介绍

[0002]一般生产线都是通过加工机(例如CNC工具机、机械手臂等)来对目标工件进行加工。具体地,所述加工机通过内部马达的转动来带动工具端上的工具(例如切削刀、抓具等)进行动作,以进行加工。通过对马达编码器的反馈信号进行计算,加工机即可判断工具末端的位置。
[0003]目前加工机所面临的问题,是马达编码器检测不到工具末端的振动,故所述反馈信号(通常代表马达角度)不能直接等于工具末端的确切位置。具体地,所述加工机会基于本身的运动而产生振动,亦可能是加工机的机座受到外力造成振动,若加工机在加工过程中因为振动而造成工件的加工异常,加工机并无法立即察觉。
[0004]于相关技术中,加工机的振动将会影响到工件的加工品质,但所述振动无法被加工机立即检测到,因此只能等待工件加工完成后,再由品管人员过滤瑕疪品。因此,现有的加工机制实不具备效率,且加工品质也有待改善。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的,在于提供一种加工机及其加工异常判断方法,系可即时感测振动并计算工具末端与工件端间的相对位移量,并且通过监测相对位移量来判断加工机是否有加工异常的情形。
[0006]为了达成上述的目的,本专利技术的加工异常判断方法应用于一加工机,该加工机具有一工具端及相对的一工件端,该工具端设置一工具,该工件端放置一工件,该工具具有用以对该工件进行加工的一工具末端,该方法包括:
[0007]a)由一加速规取得一加速度信号,其中该加速规设置于该工具端上并使用一加速规坐标系,该加速度信号对应至该工具末端的一真实加速度值;
[0008]b)对该加速度信号进行一二次积分程序以产生一位移信息;
[0009]c)执行一加速规坐标对齐处理以将该位移信息从该加速规坐标系转换至该工件端使用的一工件端坐标系上,并产生一转换后位移信息;
[0010]d)取得一马达位置信息,其中该马达位置信息与用来控制该工具端的至少一马达相关,并且对应至该工具末端于一工具端坐标系上的一坐标值;
[0011]e)对该马达位置信息进行一顺向运动学处理,以获得该工具末端相对于该工件端坐标系的一位置向量;
[0012]f)结合该转换后位移信息及该位置向量,以产生该工具末端与该工件端间的一相对位移量;及
[0013]g)基于该相对位移量判断该加工机是否出现加工异常。
[0014]为了达成上述的目的,本专利技术的加工机包括:
[0015]一工件端,用以放置一工件,并且使用一工件端坐标系;
[0016]一工具端,用以设置一工具,该工具具有用来对该工件进行加工的一工具末端,并且使用一工具端坐标系;
[0017]至少一马达,连接该工具端,受控制进行转动以带动该工具移动,并产生一马达位置信息,其中该马达位置信息对应至该工具末端于该工具端坐标系上的一坐标值;
[0018]一加速规,设置于该工具端上,使用一加速规坐标系,检测该工具末端的一真实加速度值并产生一加速度信号;
[0019]一驱动单元,连接该至少一马达及该加速规,用以控制该至少一马达,并接收该马达位置信息及该加速度信号;及
[0020]一控制单元,连接该驱动单元,该控制单元被配置为对该加速度信号进行一二次积分程序以产生一位移信息,并执行一加速规坐标对齐处理以将该位移信息从该加速规坐标系转换至该工件端坐标系上,以产生一转换后位移信息,并且该控制单元被配置为对该马达位置信息进行一顺向运动学处理,以获得该工具末端相对于该工件端坐标系的一位置向量;
[0021]其中,该控制单元被配置为结合该转换后位移信息及该位置向量,以产生该工具末端与该工件端间的一相对位移量,并且基于该相对位移量判断该加工机是否出现加工异常。
[0022]本专利技术相对于相关技术所能达成的技术功效在于,可以有效检测加工机的振动信息,进而准确地计算工具末端与工件端间的相对位移量。通过持续计算相对位移量,本专利技术可以达到线上即时监控加工状态以及线下追踪加工品质的有益功效。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的加工机的示意图的第一具体实施例;
[0024]图2为本专利技术的加工机的方块图的第一具体实施例;
[0025]图3A为相对位移量的示意图的第一具体实施例;
[0026]图3B为相对位移量的示意图的第二具体实施例;
[0027]图4为本专利技术的判断方法的流程图的第一具体实施例;
[0028]图5为本专利技术的坐标对齐示意图的第一具体实施例;
[0029]图6为本专利技术的坐标对齐示意图的第二具体实施例;
[0030]图7为本专利技术的信号混合流程图的第一具体实施例;
[0031]图8为本专利技术的信号混合流程图的第一具体实施例;
[0032]图9为本专利技术的信号混合流程图的第二具体实施例;
[0033]图10为本专利技术的信号混合流程图的第三具体实施例。
[0034]附图标记说明
[0035]1…
加工机
[0036]10

控制单元
[0037]101

时间对齐模块
[0038]102

加速规坐标对齐模块
[0039]103

机构坐标对齐模块
[0040]104

信号混合模块
[0041]11

驱动单元
[0042]12、13

马达
[0043]2…
工具端
[0044]3…
工件端
[0045]4…
工具
[0046]41

工具末端
[0047]5…
加速规
[0048]6…
工件
[0049]71、81

机构坐标对齐程序
[0050]72

低通滤波器
[0051]73、82

二次积分程序
[0052]74、83

加速规坐标对齐程序
[0053]75、84

高通滤波器
[0054]91

工具端坐标系
[0055]92

工件端坐标系
[0056]93

加速规坐标系
[0057]94

大地坐标系
[0058]95

第二加速规坐标系
[0059]M1、M2

相对位移量
[0060]V1

第一向量
[0061]V2

第二向量
[0062]V3

第三向量
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加工机的加工异常判断方法,应用于加工机,所述加工机具有工具端及相对的工件端,所述工具端设置工具,所述工件端放置工件,所述工具具有用以对所述工件进行加工的工具末端,所述方法包括:a)由加速规取得加速度信号,其中所述加速规设置于所述工具端上并使用加速规坐标系,所述加速度信号对应至所述工具末端的真实加速度值;b)对所述加速度信号进行二次积分程序以产生位移信息;c)执行加速规坐标对齐处理以将所述位移信息从所述加速规坐标系转换至所述工件端使用的工件端坐标系上,并产生转换后位移信息;d)取得马达位置信息,其中所述马达位置信息与用来控制所述工具端的至少一马达相关,并且对应至所述工具末端于工具端坐标系上的坐标值;e)对所述马达位置信息进行顺向运动学处理,以获得所述工具末端相对于所述工件端坐标系的位置向量;f)结合所述转换后位移信息及所述位置向量,以产生所述工具末端与所述工件端间的相对位移量;及g)基于所述相对位移量判断所述加工机是否出现加工异常。2.根据权利要求1所述的加工异常判断方法,其中所述步骤f)包括:f11)取得所述转换后位移信息;f12)取得所述位置向量;f13)基于第一权重值对所述转换后位移信息进行处理,并基于第二权重值对所述位置向量进行处理,其中所述第一权重值的高频部分大于低频部分,所述第二权重值的低频部分大于高频部分;及f14)结合处理后的所述转换后位移信息及处理后的所述位置向量,以产生所述相对位移量。3.根据权利要求1所述的加工异常判断方法,其中所述步骤f)包括:f21)取得所述转换后位移信息,并通过高通滤波器对所述转换后位移信息进行过滤,以产生高频位移信息;f22)取得所述位置向量,并通过低通滤波器对所述位置向量进行过滤,以产生低频位置向量;及f23)结合所述高频位移信息及所述低频位置向量以产生所述相对位移量。4.根据权利要求1所述的加工异常判断方法,其中所述步骤f)包括:f31)取得所述转换后位移信息及所述位置向量f32)将所述转换后位移信息与所述位置向量进行相减,以产生混合向量;f33)通过高通滤波器对所述混合向量进行过滤,以产生高频混合向量;及f34)结合所述高频混合向量及所述位置向量以产生所述相对位移量。5.根据权利要求1所述的加工异常判断方法,其中所述加工机包括设置于所述工件端上的第二加速规,所述第二加速规使用第二加速规坐标系,并且所述步骤f)之前还包括:f01)由所述第二加速规取得第二加速度信号,所述第二加速度信号对应至所述工件端的真实加速度值;f02)对所述第二加速度信号进行所述二次积分程序以产生第二位移信息;及
f03)执行所述加速规坐标对齐处理以将所述第二位移信息从所述第二加速规坐标系转换至所述工件端坐标系上,并产生第二转换后位...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴家明许忠湛
申请(专利权)人:台达电子工业股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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