本發(fā)明涉及檢測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種ATC換刀速度智能化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工具機(jī)系為目前機(jī)械加工業(yè)重要的加工機(jī)具之一，而CNC工具機(jī)則是由可程控器(PLC)執(zhí)行控制自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的馬達(dá)，以控制刀庫(kù)作儲(chǔ)刀及換刀的動(dòng)作，并通過(guò)PLC的控制，以完成各種不同的加工需求，如銑削、鉆孔、搪孔、攻牙等，藉此，大幅縮短加工時(shí)程，降低生產(chǎn)成本。然而，PLC控制換刀機(jī)構(gòu)作換刀時(shí)，換刀臂于扣完刀后，若刀具重量越重則慣性越大，換刀過(guò)程中，換刀速度過(guò)快就容易發(fā)生甩刀的情形，若要避免此情形發(fā)生，工作人員需在加工前，先于PLC設(shè)定符合刀具重量的換刀速度，且若是更換不同刀具，需再由工作人員依照更換后的刀具重量，再次對(duì)PLC進(jìn)行設(shè)定，造成加工程序的耗時(shí)、且沒(méi)有效率；又或者是統(tǒng)一用最重的刀具來(lái)設(shè)定全部刀具的換刀速度，浪費(fèi)許多作業(yè)效率。另外，為避免不同刀具就需重新設(shè)定不同PLC控制，也有將刀具的重量分為一般重量或較重的兩種重量區(qū)間，PLC依據(jù)重量區(qū)間控制換刀速度，無(wú)論刀具落于一般重量或較重區(qū)間中，皆以該區(qū)間的最低換刀速度進(jìn)行換刀，以免發(fā)生甩刀情形，其可省去不同刀具就需設(shè)定不同速度的步驟程序，但是，僅以兩種換刀速度進(jìn)行換刀，且以最低轉(zhuǎn)速進(jìn)行換刀，還是無(wú)法有效提高加工效率。因此，如何改善上述換刀步驟及換刀速度的缺點(diǎn)，以提升換刀速度及加工效率，有待相關(guān)業(yè)者解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種ATC換刀速度智能化系統(tǒng)，其通過(guò)影像捕獲設(shè)備獲得刀具的影像，由處理裝置的計(jì)算模塊計(jì)算出刀具重心及重量、進(jìn)而驅(qū)動(dòng)ATC伺服馬達(dá)進(jìn)行適應(yīng)輸出，以達(dá)到不同的刀重及刀重心就可自動(dòng)轉(zhuǎn)化出不同的ATC旋轉(zhuǎn)換刀速度，達(dá)到智能化的功能，其省去工作人員設(shè)定操作步驟、提高換刀效率，且可依照不同刀具提供適當(dāng)?shù)膿Q刀速度，提升加工效率、避免甩刀情形。

一種ATC換刀速度智能化系統(tǒng)，其特征在于，其包括：

一影像捕獲設(shè)備，所述影像捕獲設(shè)備用以獲取待裝配/或拆卸刀具的外觀影像；

以及一處理裝置，所述處理裝置與一影像捕獲設(shè)備信號(hào)連接，處理裝置具有一接收模塊、一計(jì)算模塊及一信號(hào)傳輸模塊，所述接收模塊用以接收影像捕獲設(shè)備所述獲得的待裝配/或拆卸刀具的外觀影像，所述計(jì)算模塊根據(jù)所述外觀影像計(jì)算待裝配/或拆卸刀具的體積重心及重量，所述信號(hào)傳輸模塊的輸出端連接換刀臂的控制器，所述信號(hào)傳輸模塊用以傳送體積重心及重量的數(shù)據(jù)至換刀臂控制器，所述換刀臂控制器用于控制換刀臂的換刀速度。

其進(jìn)一步特征在于：

所述外觀影像包含刀具的深度、寬度及長(zhǎng)度；

所述計(jì)算模塊可由所述外觀影像以及刀具的預(yù)設(shè)密度計(jì)算刀具的重量；

所述計(jì)算模塊由刀具的重量和所述外觀影像計(jì)算出刀具的體積重心；

所述影像捕獲裝置架設(shè)于刀庫(kù)與換刀臂之間，所述影像捕獲裝置具體為攝影裝置或照相裝置中的至少一種；

所述處理裝置與所述影像捕獲裝置的輸出端通過(guò)信號(hào)連接，所述處理裝置具體為計(jì)算機(jī)終端機(jī)；

所述處理裝置和所述影像捕獲裝置的信號(hào)連接具體為有線信號(hào)連接或無(wú)線信號(hào)連接中的至少一種；

所述信號(hào)傳輸模塊和所述換刀臂控制器的數(shù)據(jù)連接具體為有線信號(hào)連接或無(wú)線信號(hào)連接中的至少一種；

所述換刀臂控制器具體為可編程控制器，所述信號(hào)傳輸模塊將體積、重心及重量的數(shù)據(jù)傳送至可編程控制器的參數(shù)輸入端，可編程控制器根據(jù)編程的預(yù)定程序算出對(duì)應(yīng)的換刀臂的換刀速度后輸出給換刀臂，換刀臂執(zhí)行對(duì)應(yīng)的速度進(jìn)行換刀動(dòng)作；

優(yōu)選地，所述計(jì)算模塊將獲得的刀具的體積重心及重量相乘、獲得的乘積數(shù)值，信號(hào)傳輸模塊將從計(jì)算模塊所獲得刀具的體積重心及重量相乘的乘積數(shù)值直接傳送至換刀臂控制器的參數(shù)輸入項(xiàng)，可編程控制器根據(jù)編程的預(yù)定程序算出對(duì)應(yīng)的換刀臂的換刀速度后輸出給換刀臂，換刀臂執(zhí)行對(duì)應(yīng)的速度進(jìn)行換刀動(dòng)作。

采用本發(fā)明的技術(shù)后，將該系統(tǒng)設(shè)置刀庫(kù)與換刀臂之間，其中，刀庫(kù)設(shè)有至少兩把刀具，由影像捕獲設(shè)備獲得待裝配/或拆卸的外觀影像，由計(jì)算模塊根據(jù)外觀影像計(jì)算出體積重心，并由信號(hào)傳輸模塊將刀具的體積重心傳送置換刀臂控制器，以輸出符合此刀具的換刀速度進(jìn)行換刀；以精確的刀具體積重心、重量，提供適當(dāng)?shù)膿Q刀速度進(jìn)行換刀，可改善過(guò)去僅以兩種換刀速度的換刀效率問(wèn)題，也可避免發(fā)生甩刀情形，以提高安全的工作環(huán)境；再者，通過(guò)影像捕獲設(shè)備自動(dòng)偵測(cè)計(jì)算不同刀具的體積重心及重量，省去工作人員操控設(shè)定的程序與時(shí)間及刀具重心、重量的量測(cè)，可提高加工效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的架構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的流程結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例示意圖(表示影像捕獲設(shè)備架設(shè)于刀庫(kù)與換刀臂間)；

圖4為刀具的換刀時(shí)間與體積重心與重量的乘積之間的關(guān)系曲線圖；

圖中序號(hào)所對(duì)應(yīng)的名稱如下：

刀庫(kù)1、換刀臂2、刀具3、換刀臂控制器4

ATC換刀速度智能化系統(tǒng)100

影像捕獲設(shè)備10、外觀影像11、處理裝置20、接收模塊21、計(jì)算模塊22、信號(hào)傳輸模塊23。

具體實(shí)施方式

見(jiàn)圖1～圖4：一種ATC換刀速度智能化系統(tǒng)100，設(shè)置于一刀庫(kù)1與一換刀臂2之間，其中，刀庫(kù)1設(shè)有至少兩把刀具3，ATC換刀速度智能化系統(tǒng)100包含：

一影像捕獲設(shè)備10，其架設(shè)于刀庫(kù)1與換刀臂2間，用以獲取待裝配/或拆卸刀具3的外觀影像11，外觀影像11包含刀具3的深度、寬度及長(zhǎng)度。具體實(shí)施例中，影像捕獲設(shè)備10具體為攝影裝置或照相裝置中的至少一種；

一處理裝置20，其與影像捕獲設(shè)備10信號(hào)連接，其中，處理裝置20系計(jì)算機(jī)終端機(jī)，而處理裝置20與影像捕獲設(shè)備10具體為有線信號(hào)連接或無(wú)線信號(hào)連接中的至少一種，具體實(shí)施例中，處理裝置20與影像捕獲設(shè)備10是有線信號(hào)連接；

處理裝置20具有一接收模塊21、一計(jì)算模塊22及一信號(hào)傳輸模塊23，而信號(hào)傳輸模塊23連接換刀臂控制器4，其中，信號(hào)傳輸模塊23與換刀臂控制器4具體為有線信號(hào)連接或無(wú)線信號(hào)連接中的至少一種，具體實(shí)施例中，換刀臂控制器4是可編程控制器，所述信號(hào)傳輸模塊將體積、重心及重量的數(shù)據(jù)傳送至可編程控制器的參數(shù)輸入端，可編程控制器根據(jù)編程的預(yù)定程序算出對(duì)應(yīng)的換刀臂的換刀速度后輸出給換刀臂，換刀臂執(zhí)行對(duì)應(yīng)的速度進(jìn)行換刀動(dòng)作；

接收模塊21用以接收影像捕獲設(shè)備10獲取的外觀影像11；

而計(jì)算模塊22根據(jù)外觀影像11所包含刀具3的深度、寬度與長(zhǎng)度及刀具3的預(yù)設(shè)密度，判斷并計(jì)算出刀具3的重量及體積重心的乘積數(shù)值，由于本實(shí)施例中刀具3材質(zhì)皆相同，故可默認(rèn)刀具3的密度。而刀具3的體積重心與重量的乘積數(shù)值可經(jīng)由信號(hào)傳輸模塊23傳輸至換刀臂控制器4，以控制換刀臂2的換刀速度，因此，

本發(fā)明可依照不同重量及重心的刀具，提供不同的換刀速度，例如：有A刀具與B刀具，當(dāng)計(jì)算模塊22計(jì)算出A刀具的重量及體積重心的乘積數(shù)值大于B刀具的重量及體積重心的乘積數(shù)值時(shí)，表示A刀具需以較低的換刀速度進(jìn)行換刀，而B刀具可以較高的換刀速度進(jìn)行換刀，藉此，依據(jù)刀具3的重量及重心提供適當(dāng)?shù)膿Q刀速度，可提升換刀效率。

其工作原理如下：

換刀前，由影像捕獲設(shè)備10獲取刀具3的外觀影像11，將外觀影像11傳送至接收模塊21，由計(jì)算模塊22根據(jù)外觀影像11計(jì)算出體積重心及重量，并由信號(hào)傳輸模塊23將刀具3的體積重心及重量的乘積數(shù)值傳送置換刀臂控制器4的參數(shù)輸入項(xiàng)，換刀臂控制器4根據(jù)編程的預(yù)定程序算出對(duì)應(yīng)的換刀臂的換刀速度后輸出給換刀臂，換刀臂以符合對(duì)應(yīng)刀具3的換刀速度進(jìn)行換刀。見(jiàn)圖4，當(dāng)體積重心及重量的乘積數(shù)值越大時(shí)，刀具3所需要的換刀時(shí)間則越多，直到上限值時(shí)，換刀時(shí)間維持固定在4秒，而不再增加換刀時(shí)間。

由此，以智能型偵測(cè)方式，精確計(jì)算出刀具3的體積重心及重量，并自動(dòng)以適當(dāng)?shù)膿Q刀速度進(jìn)行換刀，可減少甩刀情形，以提高安全的工作環(huán)境，也可以提高換刀的效率，省去工作人員操作時(shí)間，提高加工效率。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。