軸件量測矯直自動化系統的製作方法

2023-06-10 07:28:56

專利名稱：：軸件量測矯直自動化系統的製作方法
技術領域：
：本發明有關於一種軸件量測矯直自動化系統，特別是一種具有自動量測矯直功能的機構以及自我學習模態功能的系統。軸件在經過熱處理或抽制加工後會產生偏擺，為能達到設計要求的真直度，必需進行矯直，而目前習用技術是採用人工作業，藉由人工將軸件放置在承料架上，並利用定位機構將軸件定位，然後再以人工旋轉該軸件360°，以千分表量測其偏擺量，並由目視記憶所量測的最高與最低偏擺角度，以決定該軸件合格與否，並據以判定其矯直量；經此判定矯直量後，再以手動方式驅動矯直杆進行矯直動作，由於以人工矯直方式無法精確控制矯直位置及矯直量，因此易因誤差不易控制而造成不良品，增加成本，且由偏擺量決定矯直量，完全依賴人工技術，耗費人力，效率無法提高，而且軸件量測矯直工作為動作單純而重複性高的作業，採用人工經久操作，必會產生不勝負荷之感，易造成職業倦怠而影響工作。本發明的主要目的在於提供一種由電腦控制的軸件量測矯直系統。本發明的次一目的在於公開一種由垂直與水平雙軸控制的軸件量測矯直系統，以使矯直杆得以曲線方式進行軸件矯直。本發明的再一目的在於提供一種利用軸件偏擺量精確得出偏擺的高低點的軸件量測矯直系統。本發明的目的之四在於提供一種量測速度快的軸件量測矯直系統，於系統中的軸件量測矯直軟體具有自我學習功能，將矯直經驗數學模式化，可大幅提高軸件矯直速度，可在最短時間完成換線工件。為達到上述目的本發明採取如下技術方案本發明的軸件量測矯直自動化系統，包括一進料機構、一量測與矯直機構、一收料機構及一具有自我學習模態功能的軟硬體系統進料機構，為一具凹槽的進料片，並與整機控制系統連線做順序控制，以依序進料至承料架定位；量測與矯直機構，其中量測機構包括有偏擺量測元件及角度量測元件，藉由兩者配合以搜尋軸件的偏擺值及其偏擺角度，經電腦記錄分析後，得到最大偏擺值及其角度，使軸件旋轉以其最高點定位於最上方；矯直機構設於軸件定位處的上方以垂直方式進行矯直，經軟體分析判定矯直量後即驅動伺服電動機進行矯直；收料機構，設有一分離機構以將量測矯直完成的軸件頂出承料架，並將良品與不良品放置於不同收料筒內；具有自我學習模態功能的軟體，將軸件偏擺量區分為幾等範圍，每一範圍先定一初始矯直量，依矯直前軸件的偏擺量、矯直機構矯直量及矯直後軸件的偏擺量等三者關係，表示成數學式，藉由不斷的修正矯直量，以使軸件得以經一次量測與矯直即可達到所要求的真直度。配合附圖及實施例對本發明的結構特徵詳細說明如下圖1本發明實施例的立體示意圖。圖2、3分別為圖1的機械本體的頂視圖及正視圖；圖4為本發明實施例的系統流程圖；如圖1所示，圖1為本發明實施例的外觀示意圖，其中機械本體包括有一進料機構10、量測與矯直機構11、收料機構12及控制系統13，請再對照圖2，其為圖1的機械本體的頂視圖，首先藉由人工方式將軸件放置在機體的進料筒101內，當系統啟動後，進料電動機102即帶動進料機構10動作，以將軸件20逐一勾起，經由一進料滑板103而掉落至一承料架104上，其中為使軸件20能呈一支一支的依序進料，進料機構10採用兩片具凹槽的進料片，藉由進料電動機102帶動其旋轉，並與整機控制系統連線做順序控制；待軸件20於料架104上定位後，對置於承料架104上方的件旋轉壓輪105即壓下，同時軸件旋轉電動機106啟動以帶動旋轉壓輪105旋轉，藉由摩擦力的作用以使軸件20隨之旋轉；於承料架104的下方適當處設有數組軸件偏擺量測元件(LVDT)111，且使其對置於預設的軸件20矯直點處(通常為兩點)，另於軸件旋轉電動機106處如裝有一角度量測元件(Encoder)112，藉由軸件偏擺量測元件111配合角度量測元件112，可精確的找出軸件的偏擺值及其偏擺的高、低點，並將所測得的數據傳訊予控制系統記錄，經電腦分析後，得到最大偏擺值與其角度，並旋轉軸件20，使其高點能定位於最上方，對置於矯直進給機構114，以利進行軸件矯直動作；控制系統13在取得偏擺值與偏擺角度後，經軟體分析，傳訊驅動位於承料架104上方的矯直伺服電動機113動作，推動矯直進給機構114的矯直杆115下壓以對軸件進行矯直動作；由於本系統的矯直方式採用電動伺服配合偏擺量測元件的回授信號，因此其矯直量進給定位能更為精確，且操作環境較容易保持清潔。另外，為了防止軸件於量測時產生打滑狀況，影響矯直高點的搜尋，帶動軸件20旋轉的旋轉壓輪105需採用銅質輥花輪。當矯直動作完成後，需要做一次量測，以確定軸件的偏擺值是否已在設定的標準內，若未達到預設的標準，則重複進行矯直與量測的動作，重複的次數可由使用者的需求而設定。待軸件20完成設定的矯直次數後，軸件20即欲排放至收料機構12處，此時設於承料架104下方的退料機構121即動作，將量測矯直完成的軸件20頂出承料架104，以使其得以順著退料滑板122滑下，且於其一退料滑板122的底側設有一分離機構123，藉由分離機構123以將良品與不良品分別放置於良品收料筒124與不良品收料筒125內，藉此即完成軸件量測矯直自動化系統。圖4為本發明實施例的系統流程圖，軸件進入承料架上定位後，即進行軸件偏擺的自動量測，並搜尋其最高偏擺點的角度位置，依據所得的偏擺量經軟體分析後，以決定矯直機構所需進行的矯直量，而在矯直動作後，量測機構再一次量測出其最高偏擺量及偏擺角度，其重複的次數可由使用者依需求來設定，經由矯直經驗數學模式化，以建立一自我學習模態。為了達到上述的軸件偏擺矯直自我學習的功能，軟體功能處理原理是將軸件偏擺量區分為幾等範圍，每一範圍先設定一初始矯直量(依使用者經驗先行設定)，依矯直前軸件的偏擺量、矯直機構矯直量及矯直後軸件的偏擺量等三者關係，建立一數學關係式，藉由不斷的修正矯直量，縮短矯直時間，最後使軸件直度達到所要求的真直度，以提高軸件矯直速率。其所建立的數學關係式如下所示矯直量S＝X+KnYS矯直量X初始設定量(依使用者經驗先行設定)Y矯直前軸件的偏擺量Yf矯直後輛件的偏擺量KN(S-X)/yyY-Yf(矯直前後軸件偏擺量的差量)KnKN/n(取最新n次KN值的平均值)n取值的次數其參考數據如下若第n+1次量測取得Y＝0.1時，則經自我學習後其矯直量為S＝X+KnY＝2.5+(3.5×0.1)＝2.85mm由上述的關係式說明例中，為使自我學習更具智慧性，可再多加幾項參數，以使此關係式能夠更為完整，在經由不斷的修正矯直量，可使軸件得以只經由一次量測與矯直即可達到所要求的標準，藉以大幅提高軸件矯直速率以及精確度。另外，本發明實施例中的矯直方式是採用垂直方式的電動伺服控制，除此之外，亦可擴展在水平方向加上一伺服控制軸，形成垂直與水平雙軸伺服控制，如此可使矯直杆可走曲線方式進行軸件矯直，以使其適用於更寬廣的範圍；而在偏擺量測元件的選擇方面，除了前述的LVDT外，亦可採用非接觸式元件，如雷射、光電元件等，以使此系統使用在工件表面有特別要求的軸件矯直。綜合以上所述，本發明具有如下效果本發明的軸件量測矯直系統由於是由電腦控制，並將矯直數學式模式化，因此可以大大提高量測速度及精度，測量方式靈活，偏擺量測元件可採用接觸式，也可採用非接觸式元件。以上所述，僅為本創作的較佳實施例而已，不能以此限定本創作的保護範圍。權利要求1.一種軸件量測矯直自動化系統，包括一進料機構、一量測與矯直機構、一收料機構及一具有自我學習模態功能的軟硬體系統進料機構，為一具凹槽的進料片，並與整機控制系統連線做順序控制，以依序進料至承料架定位；量測與矯直機構，其中量測機構包括有偏擺量測元件及角度量測元件，藉由兩者配合以搜尋軸件的偏擺值及其偏擺角度，經電腦記錄分析後，得到最大偏擺值及其角度，使軸件旋轉以其最高點定位於最上方；矯直機構設於軸件定位處的上方以垂直方式進行矯直，經軟體分析判定矯直量後即驅動伺服電動機進行矯直；收料機構，設有一分離機構以將量測矯直完成的軸件頂出承料架，並將良品與不良品放置於不同收料筒內；具有自我學習模態功能的軟體，將軸件偏擺量區分為幾等範圍，每一範圍先定一初始矯直量，依矯直前軸件的偏擺量、矯直機構矯直量及矯直後軸件的偏擺量等三者關係，表示成數學式，藉由不斷的修正矯直量，以使軸件得以經一次量測與矯直即可達到所要求的真直度。2.根據權利要求1所述的軸件量測矯直自動化系統，其特徵在於，所述矯直點下方設有偏擺量測元件，依靠偏擺量測元件取得矯直量同授信號。3.根據權利要求1所述的軸件量測矯直自動化系統，其特徵在於，所述矯直機構採用垂直與水平雙軸伺服控制，以實現走曲線方式進行矯直。4.根據權利要求1所述的軸件量測矯直自動化系統，其特徵在於，所述偏擺量測元件採用非接觸式元件。全文摘要一種軸件量測矯直自動化系統,包括一進料機構、一量測與矯直機構及一收料機構,藉由進料機構將軸件依序進料,再以該量測機構搜尋出軸件的最高偏擺量及其角度位置,並依據所得的偏擺量決定矯直機構所需進行的矯直量,於矯直後,量測機構再一次量測出軸件最高偏擺量及偏擺角度,由此以建立自我學習模態,藉由不斷修正矯直量,以縮短矯直時間。文檔編號B21D3/00GK1195586SQ9710375公開日1998年10月14日申請日期1997年4月4日優先權日1997年4月4日發明者張雲輝,劉貴爐,吳進發,張福隆申請人:財團法人工業技術研究院