CN111045388A - 切削刀具的匹配辨识方法与*** - Google Patents

切削刀具的匹配辨识方法与*** Download PDF

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Abstract

一种切削刀具的匹配辨识方法与***，该方法包括：利用图像拍摄装置获取加工设备上各刀号位置上所装配的刀具的二维图像；根据所获取的二维图像，解析刀具轮廓特征点与刀具装配姿态，并将解析结果转换成刀具装配状态数据串；获取加工程序中每一个工序所对应的刀具需求，并将刀具需求转换成工序刀具需求数据串；将刀具装配状态数据串与工序刀具需求数据串进行匹配，并将结果以程序与刀具匹配数据串输出。

Description

切削刀具的匹配辨识方法与***
技术领域
本发明涉及加工技术，尤其涉及一种加工程序与其所对应的切削刀具的匹配辨识方法与***。
背景技术
通常在CNC工具机加工中采用自动化控制，在CNC工具机装设切削刀具后，CNC控制器读取刀具的加工路线和加工量(加工路线与加工量的结合通称为加工程序)之后，刀具按照既定的加工程序执行零件的加工程序。然而，在实际进行加工时，由于工件外形复杂因此整体加工规划上，将视加工外形需求采用不同的加工路径并搭配特定的切削刀具，以达成复杂外型的零件的加工。
以车铣复合加工为例，一个完整的加工过程中是由不同的工序搭配相对应的切削刀具所组成。例如，车铣复合工具机将执行一个外轮廓车削加工，其工序的规划需采用外径车刀并搭配外轮廓车削的加工程序；执行一个外轮廓车槽加工，其工序的规划需采用外径车槽刀并搭配外径车槽的加工程序；执行一个内轮廓车牙加工，其工序的规划需采用内径车牙并搭配内径车牙的加工程序；执行一个端面钻孔加工，其工序的规划需采用钻削刀具并搭配端面钻削的加工程序。因此，面对一个复杂外型的加工需求，产业所采用的方法大多以商用CAD/CAM软件进行加工程序的编辑。该编辑完成的加工程序包含有完成该零件加工所需具备的所有工序，并可依使用需求利用软件功能，可产出一加工工序单。该加工工序单内容包括各工序所需对应刀具类型与规格及其装配于工具机上的刀具姿态。使用者可依加工工序单的内容，选用规定的具类型与规格并按工序单的指示以特定姿态安装于工具机上(以车铣复合加工机为例，其刀具安装于旋转式刀塔上，可依加工需求安装为特定姿态，如轴向或是径向安装)。然后执行零件的加工程序，即可完成一零件的切削加工。
然而，依加工工序单上的规划，操作者需于工具机上进行各工序所定义的切削刀具的装设，并进行相关的安装确认，诸如刀具的类型，装设的位置(加工工序单所定义的刀具安装于特定刀座位置，通称之为刀号位置)，装设的姿态(刀具安装方向为轴向或是径向)及刀尖点指向等。此一安装与确认程序常需人力进行，如此将存在着人为不确定性的问题，诸如刀具类型及规格选用错误，刀具安装的刀号位置、刀具姿态及刀尖指向等等安装程序上的错误，导致进入加工程序后，由于刀具与加工程序的不匹配(例如刀具类型错误，用钻削刀具进行车削加工；例如刀具姿态错误，用径向装配的钻削刀具进行轴向钻孔加工。诸如此类加工程序与刀具不匹配的错误)，造成加工零件全部变成废品或不合格品，甚至撞机造成安全危害，如此将产生了大量资源的浪费，增加了生产成本。
据此，有必要提供一种加工程序与所对应的切削刀具的匹配辨识方法与***，可协助用户于进入实际切削加工程序前，根据零件加工程序的内容，针对程序内各别工序的加工程序与其对应于工具机上所安装的切削刀具，执行两者之间是否匹配的辨识***及方法。该***与方法可排除人为的不确定因素，从而使得零件的切削加工程序得以正确执行，实现高质量及高安全度的产品加工，是相关技术领域人士亟待解决的课题。
发明内容
在一实施例中，本发明提出一种切削刀具的匹配辨识方法，此方法包括：利用图像拍摄装置获取加工设备上各刀号位置上所装配的刀具的二维图像；根据所获取的二维图像，解析刀具轮廓特征点与刀具装配姿态，并转换成刀具装配状态数据串；获取加工程序中每一个工序所对应的刀具需求，并换成工序刀具需求数据串；将刀具装配状态数据串与工序刀具需求数据串进行匹配对应，并将结果以程序与刀具匹配数据串输出。
在另一实施例中，本发明提出一种切削刀具的匹配辨识***，此***包括：图像拍摄装置，获取加工设备各刀号位置上的刀具的二维图像；图像处理模块，根据二维图像解析的刀具轮廓特征点与刀具装配姿态，并转换成刀具装配状态数据串；工序解译模块，读取加工程序并解析每一个工序的刀具需求，并换成工序刀具需求数据串；匹配比对模块，将刀具装配状态数据串与工序刀具需求数据串进行匹配对应，并将结果以程序与刀具匹配数据串输出。
附图说明
图1为本发明一实施例的架构图。
图2为图1架构应用于车铣复合加工设备的示意图。
图3A为刀具二维图像示意图。
图3B为刀具轮廓特征点与刀具装配姿态示意图。
图3C为刀具装配状态数据串。
图4A为图像拍摄装置拍摄的刀具的图片。
图4B为图像处理模块滤出目标图像的示意图。
图4C为图像处理模块换算出刀具真实尺寸的示意图。
图4D为刀尖指向定义示意图。
图5A为加工程序的工序程序代码。
图5B为根据图5A的工序程序代码解析转换成的工序刀具需求数据串。
图6A为工序刀具需求数据串。
图6B为根据图6A所搜寻出的刀具装配状态数据串。
图6C为将图6A及图6B两数据串正确匹配的程序与刀具匹配数据串。
图7A为本发明另一工序刀具需求数据串。
图7B为根据图7A为搜寻依据所搜寻出的刀具装配状态数据串。
图7C为将图7A及图7B两数据串错误匹配的程序与刀具匹配数据串。
图8为图2架构应用于车铣复合加工设备另一实施例架构图。
图9A为加工程序的工序程序代码。
图9B为根据图9A的工序程序代码解析转换成的工序刀具需求数据串。
图10A为工序刀具需求数据串。
图10B为根据图10A为搜寻依据所搜寻出的刀具装配状态数据串。
图10C为图10A及图10B两数据串正确匹配的程序与刀具匹配数据串。
图11A为工序刀具需求数据串。
图11B为根据图11A为搜寻依据所搜寻出的刀具装配状态数据串。
图11C为图11A及图11B两数据串错误匹配的程序与刀具匹配数据串。
附图标记列表
1：计算机
11、51：处理器
12、52：储存装置
12A、52A、52B：加工程序
2：加工设备
3：图像拍摄装置
5：控制器
6：CCD图像拍摄装置
7：车铣复合加工设备
10：切削刀具的匹配辨识***
101：图像处理模块
102：工序解译模块
102A、102B：工序刀具需求数据串
103：匹配比对模块
60：刀具二维图像
具体实施方式
以下藉由特定的具体实施形态说明本发明的技术内容，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本发明的优点与效果。然本发明亦可藉由其他不同的具体实施形态加以施行或应用。
请参阅图1所示，本发明提供的加工程序与其对应于工具机上所安装的切削刀具的匹配辨识***(以下又简称“匹配辨识***”)10，是应用于计算机1中，计算机1与具备刀具的加工设备2相连接。匹配辨识***10举例包括图像拍摄装置3、图像处理模块101、工序解译模块102、匹配比对模块103；以上计算机1可以是一控制器，而加工设备2可以是与该控制器相连接的工具机。
图像拍摄装置3与计算机1相连接，用于获取加工设备2上各刀号位置上所装配的刀具的二维图像，其中刀号位置即是指具有编号的刀套而言。
图像处理模块101装设于计算机1内，用于从图像拍摄装置3获取加工设备2上各刀号位置上所装配的刀具的二维图像，根据所获取的二维图像解析刀具轮廓特征点与刀具装配姿态，其解析结果包含刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态，并将解析结果转换成一数据串，称之为刀具装配状态数据串。
工序解译模块102装设于计算机1内，用于读取欲执行的加工程序12A并解析加工程序12A中每一个工序所需对应的刀具需求，该刀具需求包含有刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态，并将刀具需求换成一数据串，称之为工序刀具需求数据串。
匹配比对模块103装设于计算机1内，利用数学方法将刀具装配状态数据串与工序刀具需求数据串，进行匹配对应并计算两数据串的差值，将结果以一数据串输出，称之为程序与刀具匹配数据串，并呈现于计算机1上。
在本较佳实施方式中，计算机1与加工设备2及图像拍摄装置3相连接。计算机1可以是服务器、主机或其他装置。计算机1包括处理器11以及储存装置12。处理器11用于执行切削刀具的匹配辨识***10以及在计算机1内安装的各类软件，例如操作***等。储存装置12可以是硬盘，或者其他类型的储存卡或储存设备。储存装置12用于储存各类数据，例如，视频、音频、图像、数据串、加工程序12A，以及用于储存利用加工程序12A与其对应于工具机上所安装的切削刀具的匹配辨识***10所接收的数据。
加工设备2可以是各类型具备刀具的设备，例如，铣床、车铣复合加工机等设备。图像拍摄装置3可以是与计算机1连接的一个单独的装置，也可是安装在加工设备2上的电荷耦合组件(CCD，Charge-coupled Device)图像传感器。图像拍摄装置3可用于拍摄安装于加工设备2上各刀号位置所装配的刀具的刀具图像，并将所拍摄的图像传送到计算机1以便进行后续的处理。
请参阅图2所示，说明本发明的切削刀具的匹配辨识***10用于车铣复合加工设备7上的另一实施例，本实施例用以说明解析工序批注。
图2的切削刀具的匹配辨识***10是应用于车铣复合工具机的控制器5中(相当于图1所示计算机1)，控制器5与车铣复合加工设备7(相当于图1所示加工设备2)及CCD图像拍摄装置6(相当于图1所示图像拍摄装置3)相连接。本实施例中的车铣复合加工设备7举例为具有12个刀号位置的加工设备，意指加工设备可装配12把刀具于其设备的旋转刀塔上(刀塔具有12个刀座位置)，以供不同加工工序的运用。CCD图像拍摄装置6可以是与控制器5连接的一个单独的装置。
请参阅图2及图3A所示，CCD图像拍摄装置6可用于拍摄安装于车铣复合加工设备7上12个刀号位置所装配的刀具的刀具二维图像60，并将所拍摄的12个刀具二维图像6001-6012传送到控制器5以便进行后续的处理。其中6005及6009为空白，意指该刀号位置没有装配任何的刀具。
请参阅图2及图3A至3C所示，透过控制器5内的数据传输，利用装设于控制器5内的图像处理模块101，读取CCD图像拍摄装置6所获取的车铣复合加工设备7上12个刀号位置所装配的刀具的12个刀具二维图像6001-6012(如图3A所示)，并根据所读取的12个刀具二维图像6001-6012，解析各图像的刀具轮廓特征点与刀具装配姿态6001A-6012A(如图3B所示)，其解析结果举例包含有刀号位置、刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态(如图3C所示)，并将12个刀具轮廓特征点与刀具装配姿态6001A-6012A的解析结果转换成12个数据串，称之为刀具装配状态数据串101A01-101A12(如图3C所示)，并将刀具装配状态数据串传送到控制器5以便进行后续的处理。
请参阅图3C及图4A至4D所示，以第1刀号位置所对应的刀具装配状态数据串101A01说明为例。将CCD图像拍摄装置6于第1刀号位置所拍摄之刀具的图片(如图4A所示)，经由图像处理模块101进行影像前处理(例如滤掉容易被判断成边缘的高频噪声)，再边缘检测(edge detection or contours detection)将其变成黑白边缘图，接着举例采用霍夫变换(Hough transform)进行特征检测(feature extraction)与图像分析(imageanalysis)，图像处理模块101再采用限定条件，滤出目标图像(如图4B所示)的线条或图形(例如直线长度、圆尺寸、三角形状、方形比例)，最终***将根据拍摄装置、镜头、工作距离搭配出来的分辨率(例如：μm/pixel)，计算图像中特征轮廓的图素数，即可换算出刀具的真实尺寸，如图4C所示，此时图像处理模块101可进行数据归类如下：由第1刀号位置所拍摄的图片，刀号位置可归类为01；图像中为刀具轮廓可辨识为车刀刀具且其刀片夹角为35度，故可依图像处理模块101内部的刀具编码分类定义，将刀具类型归类为3101；于图4C中，刀片的刀刃长度为16公厘(mm)，故可定义刀具规格为16；依照ISO定义之刀尖指向规范，可将图4D中的刀尖指向定义为03；最后，刀具的装配姿态相对于车床工件，可将其定义为径向装配，依刀具装配姿态分类定义，将刀具姿态归类为0。请参阅图3C及图4A至4D所示，以第5刀号位置所对应的刀具装配状态数据串101A05说明为例。由于该刀号位置无装配任合的刀具，故无二维图像。
请参阅图3C所示，以101A01数据串为说明例，由图像处理模块101将上述编码进行整合，第一区码为01，意指刀号位置为01；第二区码为3101，意指刀具类型为V型刀片的外径车刀；第三区码为16，意指刀具规格为16公厘；第四区码为03，意指刀尖指向为ISO定义的左下方向；第五区码为0，意指刀具姿态相对于车铣复合的工件为径向。请参阅图3C所示，以101A05数据串为说明例，由于无刀具装配于刀号位置上，故101A05数据串，除第一区码为05外，各区码的数值皆为0。
请参阅图2及图5A、5B所示，利用工序解译模块102透过控制器5内的数据传输，读取储存装置52内的加工程序52A(如图5A所示实施例)，并解析加工程序52A中每一个工序52A01-52A05所需对应的刀具需求，该刀具需求包含有刀号位置、刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态，并将刀具需求换成一数据串，称之为工序刀具需求数据串102A(如图5B所示)。加工程序52A内各工序52A01-52A05所对应的工序刀具需求数据串102A的解析方式，乃为读取加工程序52A并解析各工序的批注及刀具码，并将之转换为该工序的工序刀具需求数据串102A。
请参阅图5A、图5B所示实施例，加工程序52A为一具有五种工序52A01～52A05所组成的程序代码。例如，第一工序52A01的批注为，S1_Outside_Transverse_V insert_16，其中，S1意指于车床的第一主轴的XZ平面进行加工，故其对应的加工刀具姿态为径向装配；Outside意指外轮廓车削，故其对应的加工刀具为外轮廓车削刀具；Transverse意指采用横向循环车削工法，故其对应的加工刀具的刀尖指向为左下方；V insert意指于采用V型刀刃的刀具，故其对应的加工刀具类型为V型刀刃的外轮廓车削刀具。16意指于采用16公厘的刀刃长度，故其对应的加工刀具规格为具有16公厘刀刃长度的外径车刀。于工序刀具码的解析，其刀具码为T0101，意指采用刀号位置为01上的刀具并采用第1号刀具补正数值进行切削加工。
于工序号的解析，其工序号为N1，意指本工序为第一工序。再将该第一工序52A01解析的结果转换成该第一工序刀具需求数据串102A01(如图5B所示)。该第一工序刀具需求数据串102A01：第一区码为N1，意指本工序为第一工序；第二区码为01，意指本工序采用01刀号位置上的刀具进行加工；第三区码为3101，意指本工序采用刀具类型为V型刀片的外轮廓车削刀具进行加工；第四区码为16，意指本工序采用的刀具规格为具由16公厘刀刃长度的外轮廓车刀进行加工；第五区码为03，意指本工序于加工程序中的刀尖指向为左下方向；第六区码为0，意指本工序于加工程序中其刀具姿态为径向。
请参阅图5A、图5B所示实施例，再如第三工序52A03，其批注为S1_Inside_Thread_16_Straight，其中，S1意指于车床的第一主轴的XZ平面进行加工，故其对应的加工刀具姿态为轴向装配；Inside意指内轮廓车削，故其对应的加工刀具为内轮廓车削刀具；Thread意指采用车牙循环车削工法，故其对应的加工刀具的刀尖指向为上方向；Straight意指于采用60度牙型刀刃的刀具，故其对应的加工刀具类型为60度牙型刀刃的内轮廓车削刀具；16意指于采用16公厘的刀刃内接圆尺寸，故其对应的加工刀具规格为具有16公厘刀刃内接圆尺寸的车牙刀具。于工序刀具码的解析其刀具码为T0403，意指采用刀号位置为04上的刀具并采用第3号刀具补正数值进行切削加工。
于工序号的解析，其工序号为N3，意指本工序为第三工序。再将该第三工序52A03解析的结果转换成该第三工序刀具需求数据串102A03。该第三工序刀具需求数据串102A03：第一区码为N3，意指本工序为第三工序；第二区码为04，意指本工序采用04刀号位置上的刀具进行加工；第三区码为6201，意指本工序采用刀具类型为60度牙型刀片的内轮廓车牙刀具进行加工；第四区码为16，意指本工序采用的刀具规格为具由16公厘刀刃内接圆尺寸的内轮廓车牙刀具进行加工；第五区码为06，意指本工序于加工程序中的刀尖指向为上方向；第六区码为1，意指本工序于加工程序中其刀具姿态为轴向。
请参阅图2及图5A、5B所示，依上述工序解译模块102的处理方法，将加工程序52A内五种工序52A01-52A05依序进行工序解析，并将五个工序52A01-52A05的工序刀具需求数据串102A01-102A05传送到控制器5以便进行后续的处理。
请参阅图2及图6A～6C所示，透过控制器5内部的数据传输，利用匹配比对模块103读取刀具装配状态数据串101A01-101A12(如图3C所示)及工序刀具需求数据串102A01-102A05(如图5B所示)，利用数学方法将刀具装配状态数据串101A01-101A12与工序刀具需求数据串102A01-102A05，两者进行匹配并计算二数据串间的差值，将结果以一数据串输出，称之为程序与刀具匹配数据串103A01-103A05，并呈现于控制器5上。
其匹配方法为，读取第一工序刀具需求数据串102A01，以第一工序刀具需求数据串102A01的第二区码数据01(刀号位置)为搜寻依据，以该依据搜寻各刀号位置所对应的刀具装配状态数据串101A01-101A12内所有数据串的第一区码(刀号位置)的数值，若符合，则视为匹配。本实施例搜寻的结果以刀具装配状态数据串101A01(意指第一刀号位置的刀具装配状态数据串)的数据串符合匹配结果。后续将第一工序刀具需求数据串102A01与第一刀号位置的刀具装配状态数据串101A01，利用数学方法将两数据串具相同意涵区码字段内的数值进行差值计算，并将计算结果，称之为程序与刀具匹配数据串103A01，呈现于控制器5上。
依上述方式执行图5A所示加工程序52A内所有工序52A01-52A05的匹配比对，若所有程序与刀具匹配数据串103A01-103A05的结果都为0，则意指加工程序52A与其对应于工具机上所安装的切削刀具为正确匹配，可安全地执行切削加工。如图6C所示，刀具匹配数据串103A01-103A05的数值皆为0。
请参阅图7A至7C所示，若其中有任一工序的数据串差值计算结果不为0，则意指图5A所示加工程序52A无法安全执行切削加工。例如，加工程序52A中第三工序52A03的工序刀具需求数据串102A03经匹配计算后，其程序与刀具匹配数据串103A03的第四区码及第六区码不为0；刀具规格选用错误，数值为7，及刀具装配姿态错误，数值为1；则意指该加工程序52A中第三工序52A03其于车铣复合工具机上所装配的刀具无法与该工序有所对应，将出现不安全的加工结果。
请参阅图8所示，说明本发明的切削刀具的匹配辨识***10于车铣复合工具机上的具体实施例，本实施例用以说明解析G码与运动路径。
本实施例的架构与图2实施例的架构基本相同，切削刀具的匹配辨识***10应用于车铣复合工具机的控制器5中，控制器5与车铣复合加工设备7及CCD图像拍摄装置6相连接。车铣复合加工设备7举例具有12个刀号位置的加工设备。CCD图像拍摄装置6用于拍摄12个刀号位置所装配的刀具的二维图像60，并将所拍摄的12个刀具二维图像6001-6012传送到控制器5以便进行后续的处理。
关于上述刀具二维图像实施例、刀具轮廓特征点与刀具装配姿态实施例、刀具装配状态数据串实施例可参阅图3A至图3C所示。而后将图3C所示刀具装配状态数据串101A01-101A12传送到图8所示控制器5以便进行后续的处理。
请参阅图8、图9A及图9B所示，本实施例与图2实施例的差异在于本实施例的加工程序52B与图2实施例的加工程序52A不同。利用工序解译模块102透过控制器5内部的数据传输，读取储存装置52内的加工程序52B并解析加工程序52B中每一个工序所需对应的刀具需求，该刀具需求包含有刀号位置、刀具类型、刀尖指向及刀具姿态，并将刀具需求换成一数据串，称之为工序刀具需求数据串102B。加工程序52B内各工序所对应的工序刀具需求数据串102B的解析方式，乃为读取加工程序52B并解析各工序的刀具码、G码与刀具路径，并将之转换为该工序的工序刀具需求数据串102B。加工程序52B为一具有五种工序所组成的程序代码。
例如，于图9A所示第一工序52B01内，其中，G71乃为横向循环车削工法的G码；U0.3意指具有正向切削预留量，意指外轮廓车削横向循环切削法，故其对应的加工刀具为刀尖指向左下方的外轮廓车削刀具且其装配姿态为径向。于工序刀具码的解析，其刀具码为T0101，意指采用刀号位置为01上的刀具并采用第1号刀具补正数值进行切削加工。于工序号的解析，其工序号为N1，意指本工序为第一工序。再将该第一工序52B01解析的结果转换成该第一工序刀具需求数据串102A01。
请参阅图9B所示，该第一工序刀具需求数据串102A01：第一区码为N1，意指本工序为第一工序；第二区码为01，意指本工序采用01刀号位置上的刀具进行加工；第三区码为3999，意指本工序采用刀具类型为外轮廓车削刀具进行加工；第四区码为**，意指本实施例的工序解译模块102不对工序需求的刀具规格进行解析；第五区码为03，意指本工序于加工程序中刀尖的指向为左下方向；第六区码为0，意指本工序于加工程序中其刀具姿态为径向。
请参阅图9A所示，再以第五工序52B05为说明例，其中G87乃为径向啄式钻孔加工的G码及X轴数值有递减趋势，意指径向啄式钻孔加工切削法，故其对应的加工刀具为刀尖指向下方的钻削刀具且其装配姿态为径向。于工序刀具码的解析，其刀具码为T1005，意指采用刀号位置为10上的刀具并采用第5号刀具补正数值进行钻削加工。于工序号的解析，其工序号为N5，意指本工序为第五工序。再将该第五工序52B05解析的结果转换成图9B所示该第五工序刀具需求数据串102A05。
请参阅图9B所示，该第五工序刀具需求数据串102A05：第一区码为N5，意指本工序为第五工序；第二区码为10，意指本工序采用10刀号位置上的刀具进行加工；第三区码为1101，意指本工序采用刀具类型为钻削刀具进行加工；第四区码为**，意指本实施例的工序解译模块102不对工序需求的刀具规格进行解析；第五区码为08，意指本工序于加工程序中刀尖的指向为下方向；第六区码为0，意指本工序于加工程序中其刀具姿态为径向。
请参阅图9A所示，再例如第三工序52B03，其中G92乃为车牙循环加工的G码及X轴数值有递增趋势，意指内径车牙切削加工法，故其对应的加工刀具为刀尖指向上方的内径车牙刀具且其装配姿态为轴向。于工序刀具码的解析，其刀具码为T0403，意指采用刀号位置为4上的刀具并采用第3号刀具补正数值进行车削加工。于工序号的解析，其工序号为N3，意指本工序为第三工序。再将该第三工序52B03解析的结果转换成图9B所示该第三工序刀具需求数据串102A03。
请参阅图9B所示，该第三工序刀具需求数据串102A03：第一区码为N3，意指本工序为第三工序；第二区码为04，意指本工序采用04刀号位置上的刀具进行加工；第三区码为6201，意指本工序采用刀具类型为内径车牙刀具进行加工；第四区码为**，意指本实施例的工序解译模块102不对工序需求的刀具规格进行解析；第五区码为06，意指本工序于加工程序中刀尖的指向为上方向；第六区码为1，意指本工序于加工程序中其刀具姿态为轴向。
请参阅图9A及9B所示，依上述工序解译模块102的处理方法，将加工程序52B内五种工序52B01-52B05依序进行工序解析，并将五个工序52B01-52B05的工序刀具需求数据串102A01-102A05传送到图8所示控制器5以便进行后续的处理。
请参阅图8及图10A至图10C所示，利用匹配比对模块103透过控制器5内部的数据传输，读取刀具装配状态数据串101A01-101A12及工序刀具需求数据串102A01-102A05，利用数学方法将刀具装配状态数据串6001B-6012B与工序刀具需求数据串102A01-102A05两者，进行匹配对应并计算数据串的差值，并将结果呈现于控制器5上。
请参阅图10A至图10C所示，匹配方法为，读取第一工序刀具需求数据串102A01，以第一工序刀具需求数据串102A01的第二区码数据01(刀号位置)为搜寻依据，以该依据搜寻各刀号位置所对应的刀具装配状态数据串101A01-101A12内所有数据串的第一区码(刀号位置)的数值，若有符合则视之为匹配。本实施例搜寻的结果以刀具装配状态数据串101A01(意指第一刀号位置的刀具装配状态数据串)的数据串符合匹配结果。后续将第一工序刀具需求数据串102A01与第一刀号位置的刀具装配状态数据串101A01，利用数学方法将两数据串具相同意涵区码字段内的数值进行差值计算，并将计算结果的程序与刀具匹配数据串103A01呈现于图8所示控制器5上。
本实施例中，由于工序解译模块102不对工序需求的刀具规格进行解析，故于匹配比对模块103执行过程中，不针对刀具规格栏为进行字段差值计算亦不纳入匹配结果。
请参阅图10C所示，依上述方式执行图9A所示的加工程序52B内所有工序52B01-52B05的匹配比对，若所有程序与刀具匹配数据串103A01-103A05的结果都为0，则意指加工程序52B与其对应于工具机上所安装的切削刀为正确匹配，可安全地执行切削加工。如图10C所示，刀具匹配数据串103A01-103A05的数值皆为0。
请参阅图11A至图11C所示，若其中有任一工序的差值计算结果不为0，则意指图9A该加工程序52B无法安全执行切削加工。例如，图9A所示的加工程序52B中第三工序52B03经匹配计算后其程序与刀具匹配数据串103A03的第六区码不为0；刀具装配姿态错误，数值为1，则意指该加工程序52A中第三工序52A03其于车铣复合工具机上所装配的刀具无法与该工序有所对应，将出现不安全的加工结果。
本发明以上实施例所述的各数据串虽皆以数值所组成，而且以数学方式的差值计算以进行匹配对应，但亦可改为组合其他文字或符号，再以逻辑方式进行匹配对应，本发明不对此加以限制。
根据上述本发明的切削刀具的匹配辨识***10的***架构及不同实施例，可归纳出本发明的一种切削刀具的匹配辨识方法，其包括以下步骤：
(A)利用图像处理模块101读取图像拍摄装置3获取加工设备2各刀号位置上所装配的刀具的二维图像；
(B)根据图像拍摄装置3所获取的二维图像，解析二维图像中的刀具轮廓特征点与刀具装配姿态，其解析结果包含有刀号位置、刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态，并将解析结果转换成一刀具装配状态数据串；
(C)利用工序解译模块102读取储存装置内12的加工程序，并解析加工程序中每一个工序所需对应的刀具需求，该刀具需求包含有刀号位置、刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态，并将刀具需求换成一工序刀具需求数据串；
(D)利用匹配比对模块103读取刀具装配状态数据串及工序刀具需求数据串，利用数学方法将刀具装配状态数据串与工序刀具需求数据串两者进行匹配对应并计算二数据串的差值，将结果以一程序与刀具匹配数据串输出，例如，呈现于计算机1上。
综上所述，本发明提供的切削刀具的辨识***及方法，可协助使用者于进入实际切削加工程序前，根据零件加工程序的内容，针对程序内各别工序的加工程序与其对应于工具机上所安装的切削刀具，自动执行两者之间是否匹配，并将匹配辨识的结果呈现于工具机控制器上。本发明所提供的***与方法可排除人为的不确定因素，从而使得零件的切削加工程序得以正确执行，实现高质量及高安全度的产品加工。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，故本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种切削刀具的匹配辨识方法，应用于计算机，该计算机储存加工程序，该加工程序包括多个工序，该计算机并连接加工设备及图像拍摄装置，该加工设备包括多个刀号位置，每一该刀号位置装配一刀具，该方法包括：
利用该图像拍摄装置获取所述刀具的二维图像；
根据所述二维图像，解析刀具轮廓特征点与刀具装配姿态以取得多个解析结果，并将所述解析结果转换成多个对应的刀具装配状态数据串；
获取各所述工序的刀具需求，并将所述刀具需求转换成多个对应的工序刀具需求数据串；
将所述刀具装配状态数据串与所述工序刀具需求数据串进行匹配对应，并将结果以多个对应的程序与刀具匹配数据串输出。
2.如权利要求1所述的切削刀具的匹配辨识方法，其中所述解析结果包括刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态。
3.如权利要求1所述的切削刀具的匹配辨识方法，其中所述刀具需求包括刀号位置、刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态。
4.如权利要求1所述的切削刀具的匹配辨识方法，其中所述刀具装配状态数据串与所述工序刀具需求数据串均为数值所组成。
5.如权利要求4所述的切削刀具的匹配辨识方法，其中以数学方法将所述刀具装配状态数据串与所述工序刀具需求数据串进行差值计算以取得该结果。
6.如权利要求1所述的切削刀具的匹配辨识方法，其中所述二维图像是经二值化处理以取得所述解析结果。
7.如权利要求1所述的切削刀具的匹配辨识方法，其中该计算机为控制器，该加工设备为工具机。
8.一种切削刀具的匹配辨识***，应用于计算机，该计算机储存加工程序，该加工程序包括多个工序，该计算机并连接加工设备，该加工设备包括多个刀号位置，每一所述刀号位置装配一刀具，该***包括：
图像拍摄装置，与该计算机相连接，用于获取所述刀具的二维图像；
图像处理模块，装设于该计算机内，用于根据所述二维图像解析刀具轮廓特征点与刀具装配姿态以取得多个解析结果，并将所述解析结果转换成多个对应的刀具装配状态数据串；
工序解译模块，装设于该计算机内，用于读取该加工程序并获取各所述工序的刀具需求，并将所述刀具需求转换成多个对应的工序刀具需求数据串；以及
匹配比对模块，装设于该计算机内，用于将该刀具装配状态数据串与该工序刀具需求数据串进行匹配对应，并将结果以多个对应的程序与刀具匹配数据串输出。
9.如权利要求8所述的切削刀具的匹配辨识***，其中所述解析结果包括刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态。
10.如权利要求8所述的切削刀具的匹配辨识***，其中所述刀具需求包括刀号位置、刀具类型、刀具规格、刀尖指向及刀具姿态。
11.如权利要求8所述的切削刀具的匹配辨识***，其中所述刀具装配状态数据串与所述工序刀具需求数据串均为数值所组成。
12.如权利要求11所述的切削刀具的匹配辨识***，其中以数学方法将所述刀具装配状态数据串与所述工序刀具需求数据串进行差值计算以取得该结果。
13.如权利要求8所述的切削刀具的匹配辨识***，其中所述二维图像是经二值化处理以取得所述解析结果。
14.如权利要求8所述的切削刀具的匹配辨识***，其中该计算机为控制器，该加工设备为工具机。
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