TWI768892B

TWI768892B - 刀徑量測與校正系統及其方法

Info

Publication number: TWI768892B
Application number: TW110117036A
Authority: TW
Inventors: 邱顯勝; 邱家鋒; 李允善; 王博瀚
Original assignee: 和椿科技股份有限公司
Priority date: 2021-05-12
Filing date: 2021-05-12
Publication date: 2022-06-21
Also published as: TW202243792A

Abstract

一種刀徑量測與校正方法包括：透過旋轉設備夾持並旋轉第一銑刀；透過位移設備帶動旋轉設備沿著一方向及一反方向水平移動；以及透過量測設備偵測第一銑刀沿著上述方向水平移動時初始觸發量測設備的第一座標、偵測第一銑刀沿著反方向水平移動時初始觸發量測設備的第二座標、計算第一座標及第二座標的差值以作為第一銑刀的量測刀徑、以及計算第一銑刀的量測刀徑與真實刀徑的差值以作為校正值；其中，當量測設備獲得第二銑刀的量測刀徑時，量測設備相加第二銑刀的量測刀徑與校正值以獲得第二銑刀的真實刀徑。

Description

刀徑量測與校正系統及其方法

本發明是有關一種刀徑量測與校正技術，尤其是一種刀徑量測與校正系統及其方法。

一般市面上的刀徑量測儀器/裝置大部分都是以視覺辨識或是遮蔽雷射寬度來判斷銑刀的直徑，這樣的刀徑量測儀器/設備的體積大且成本高，同時由於銑刀表面呈現鋸齒狀而並非是完整的圓柱狀，使得在量測刀具時會發生精度不足的問題，量測出來的數值都會有0.1~0.3mm的誤差而超出可容許的範圍內，並且隨著銑刀的尺寸及形式不同，會造成這種刀徑量測儀器/裝置在量測上的誤差。因此，發展一種精準度高、體積小、成本低的刀徑量測儀器/裝置是必要的。

本發明提供的刀徑量測與校正系統及其方法，是具有體積小、低成本、高精度的優點。

本發明所提供的刀徑量測與校正方法包括：透過旋轉設備夾持並旋轉第一銑刀、透過位移設備帶動旋轉設備沿著一方向水平移動、透過量測設備偵測第一銑刀沿著所述方向水平移動時初始觸發量測設備的第一座標、透過位移設備帶動旋轉設備沿著所述方向的一反方向水平移動、透過量測設備偵測第一銑刀沿著反方向水平移動時初始觸發量測設備的第二座標、透過量測設備計算第一座標及第二座標的差值以作為第一銑刀的量測刀徑、以及透過量測設備計算第一銑刀的量測刀徑與其真實刀徑的差值以作為一校正值。其中，當量測設備獲得一第二銑刀的一量測刀徑時，量測設備相加第二銑刀的量測刀徑與校正值以獲得第二銑刀的真實刀徑。

本發明所提供的刀徑量測與校正系統包括：旋轉設備、位移設備、以及量測設備。其中旋轉設備用以夾持並旋轉一第一銑刀。位移設備連接旋轉設備並用以帶動旋轉設備沿著一方向及所述方向的一反方向水平移動。量測設備連接位移設備並用以偵測第一銑刀沿著所述方向水平移動時初始觸發量測設備的一第一座標、偵測第一銑刀沿著所述反方向水平移動時初始觸發量測設備的一第二座標、計算第一座標及第二座標的差值以作為第一銑刀的一量測刀徑、以及計算第一銑刀的量測刀徑與其真實刀徑的差值以作為一校正值。其中，當量測設備獲得一第二銑刀的一量測刀徑時，量測設備相加第二銑刀的量測刀徑與校正值以獲得第二銑刀的真實刀徑。

在本發明的一實施例中，上述旋轉設備包括一PCB分板機主軸、以及連接PCB分板機主軸並用以夾持並旋轉第一銑刀的一夾頭。

在本發明的一實施例中，上述位移設備包括一伺服馬達、連接伺服馬達的一螺桿、以及連接螺桿及PCB分板機主軸的一線軌。其中，伺服馬達帶動螺桿轉動以推動線軌，以使線軌帶動PCB分板機主軸以沿著所述方向及所述反方向水平移動。

在本發明的一實施例中，上述量測設備包括用以偵測第一座標及第二座標的一傳感器、以及連接傳感器並用以計算第一銑刀的量測刀徑、校正值、及第二銑刀的量測刀徑的一運動控制裝置。

在本發明的一實施例中，上述獲得第二銑刀的量測刀徑包括：透過旋轉設備夾持並旋轉第二銑刀、透過位移設備帶動旋轉設備沿著所述方向水平移動、透過量測設備偵測第二銑刀沿著所述方向水平移動時初始觸發量測設備的第三座標、透過位移設備帶動旋轉設備沿著所述反方向水平移動、透過量測設備偵測第二銑刀沿著所述反方向水平移動時初始觸發量測設備的第四座標、以及透過量測設備計算第三座標及第四座標的差值以作為第二銑刀的量測刀徑。

本發明因採用刀徑量測與校正方法，因此可獲得刀徑量測儀器/裝置的誤差值以作為校正值。藉此，補償刀徑量測儀器/裝置的誤差，而更準確獲取刀具的真實刀徑，以提高刀徑量測儀器/裝置量測的精準度。並且，本發明因採用傳感器來進行量測銑刀的刀徑，有遠小於一般視覺辨識或是遮蔽雷射寬度來判斷銑刀直徑的儀器/裝置的體積及成本。因此，本發明提供的刀徑量測與校正系統及其方法，是具有體積小、低成本、高精度的優點。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

在下文中，將藉由圖式說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。此外，在圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。

參照圖1-5所示，本發明一實施例所提供的刀徑量測與校正系統1包括一旋轉設備2、一位移設備3、以及一量測設備4，其中旋轉設備2及量測設備4連接位移設備3。旋轉設備2用以夾持並旋轉銑刀5，位移設備3用以帶動旋轉設備2沿著一方向A及方向A的一反方向B水平移動，以及量測設備4用以偵測銑刀5沿著方向A水平移動時初始觸發量測設備4的一座標C1、偵測銑刀5沿著反方向B水平移動時初始觸發量測設備4的一座標C2、計算座標C1及座標C2的差值以作為銑刀5的一量測刀徑、以及計算銑刀5的量測刀徑與其真實刀徑的差值以作為一校正值。

詳細地說，旋轉設備2包括一PCB分板機主軸21以及一夾頭22，其中夾頭22連接PCB分板機主軸21並用以夾持並旋轉銑刀5，PCB分板機主軸21及夾頭22屬於PCB分板機內的組件，但這些組件僅是示例，本領域技術人員可依據實際需求選用不同的旋轉設備，因此本發明不以此為限。此外，夾頭22可為氣動、手動或其他方式夾持銑刀5，本發明亦不以此為限。位移設備3包括一伺服馬達31、一螺桿32、以及一線軌33，其中螺桿32連接伺服馬達31，線軌33連接螺桿32以及PCB分板機主軸21，伺服馬達31用以帶動螺桿32轉動以推動線軌33，以使線軌33帶動PCB分板機主軸21以沿著方向A及方向A的反方向B水平移動，伺服馬達31、螺桿32、及線軌33屬於PCB分板機內的組件，但這些組件僅是示例，本領域技術人員可依據實際需求選用不同的位移設備，因此本發明不以此為限。量測設備4包括一傳感器41以及一運動控制裝置42，其中傳感器41用以偵測座標C1及C2，運動控制裝置42連接傳感器41並用以計算銑刀5的量測刀徑及校正值，傳感器41及運動控制裝置42屬於PCB分板機內的組件，但這些組件僅是示例，本領域技術人員可依據實際需求選用不同的量測設備，因此本發明不以此為限。另外，可以注意的是，本發明所提供的刀徑量測與校正系統1應用在PCB分板機僅為示例，本領域技術人員可將本發明所提供的刀徑量測與校正系統1及方法應用於其他刀徑量測範圍。

在本實施例中，本發明所提供的刀徑量測與校正系統1執行刀徑量測與校正方法包括步驟S1：透過旋轉設備2夾持並旋轉銑刀5；步驟S3：透過位移設備3帶動旋轉設備2沿著方向A水平移動；步驟S5：透過量測設備4偵測銑刀5沿著方向A水平移動時初始觸發量測設備4的座標C1；步驟S7：透過位移設備3帶動旋轉設備2沿著方向A的反方向B水平移動；步驟S9：透過量測設備4偵測銑刀5沿著反方向B水平移動時初始觸發量測設備4的座標C2；步驟S11：透過量測設備4計算座標C1及座標C2的差值以作為銑刀5的一量測刀徑；以及步驟S13：透過量測設備4計算銑刀5的量測刀徑與其真實刀徑的差值以作為一校正值，如圖6所示。

確切地說，本發明所執行的刀徑量測與校正方法是在旋轉設備2夾持銑刀5並持續地使銑刀5旋轉C下進行。當位移設備3帶動旋轉設備2沿著方向A水平移動時，銑刀5初始接觸到量測設備4中的傳感器41的感測點P以觸發傳感器41偵測感測點P的座標C1，以及運動控制裝置42接收並記錄感測點P的座標C1。然後，銑刀5持續地沿著方向A水平移動直到通過量測設備4中的傳感器41的感測點P。接著，當位移設備3帶動旋轉設備2沿著方向A的反方向B水平移動時，銑刀5初始接觸到量測設備4中的傳感器41的感測點P以觸發傳感器41偵測感測點P的座標C2，以及運動控制裝置42接收並記錄感測點P的座標C2。然後，銑刀5持續地沿著反方向B水平移動直到通過量測設備4中的傳感器41的感測點P。在運動控制裝置42接收到傳感器41被觸發的感測點P的座標C1及C2之後，運動控制裝置42計算感測點P的座標C1與座標C2之間的差值(距離)並當作銑刀5的量測刀徑，並且計算銑刀5的量測刀徑與其真實刀徑的差值以作為刀徑量測與校正系統1的校正值。

也就是說，當量測設備4獲得另一銑刀5的量測刀徑時，量測設備4可相加另一銑刀5的量測刀徑與校正值以獲得另一銑刀5的真實刀徑。而量測設備4獲得另一銑刀5的量測刀徑的步驟如本發明所執行的刀徑量測與校正方法中的步驟S1-S11，故不在贅述。

綜上所述，本發明因採用刀徑量測與校正方法，因此可獲得刀徑量測儀器/裝置的誤差值以作為校正值。藉此，補償刀徑量測儀器/裝置的誤差，而更準確獲取刀具的真實刀徑，以提高刀徑量測儀器/裝置量測的精準度。並且，本發明因採用傳感器來進行量測銑刀的刀徑，有遠小於一般視覺辨識或是遮蔽雷射寬度來判斷銑刀直徑的儀器/裝置的體積及成本。因此，本發明提供的刀徑量測與校正系統及其方法，是具有體積小、低成本、高精度的優點。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:刀徑量測與校正系統 2:旋轉設備 3:位移設備 4:量測設備 5:銑刀 21:PCB分板機主軸 22:夾頭 31:伺服馬達 32:螺桿 33:線軌 41:傳感器 42:運動控制裝置 A:方向 B:反方向 C:旋轉 C1,C2:座標 P:感測點 S1,S3,S5,S7,S9,S11,S13:步驟

圖1為本發明一實施例所提供的刀徑量測與校正系統的方塊圖；圖2-5為本發明一實施例所提供的刀徑量測與校正的示意圖；以及圖6為本發明一實施例所提供的刀徑量測與校正方法的流程圖。

S1,S3,S5,S7,S9,S11,S13:步驟

Claims

一種刀徑量測與校正方法，包括：透過一旋轉設備，夾持並旋轉一第一銑刀；透過一位移設備，帶動該旋轉設備沿著一方向水平移動；透過一量測設備，偵測該第一銑刀沿著該方向水平移動時初始觸發該量測設備的一第一座標；透過該位移設備，帶動該旋轉設備沿著該方向的一反方向水平移動；透過該量測設備，偵測該第一銑刀沿著該反方向水平移動時初始觸發該量測設備的一第二座標；透過該量測設備，計算該第一座標及該第二座標的差值以作為該第一銑刀的一量測刀徑；以及透過該量測設備，計算該第一銑刀的該量測刀徑與一真實刀徑的差值以作為一校正值；其中，當該量測設備獲得一第二銑刀的一量測刀徑時，該量測設備相加該第二銑刀的該量測刀徑與該校正值以獲得該第二銑刀的一真實刀徑。
如請求項1所述之刀徑量測與校正方法，其中該旋轉設備包括：一PCB分板機主軸；以及一夾頭，連接該PCB分板機主軸，用以夾持並旋轉該第一銑刀。
如請求項2所述之刀徑量測與校正方法，其中該位移設備包括：一伺服馬達；一螺桿，連接該伺服馬達；以及一線軌，連接該螺桿及該PCB分板機主軸；其中，該伺服馬達帶動該螺桿轉動以推動該線軌，以使該線軌帶動該PCB分板機主軸以沿著該方向及該反方向水平移動。
如請求項1所述之刀徑量測與校正方法，其中該量測設備包括：一傳感器，用以偵測該第一座標及該第二座標；以及一運動控制裝置，連接該傳感器並用以計算該第一銑刀的該量測刀徑、該校正值、以及該第二銑刀的該量測刀徑。
如請求項1所述之刀徑量測與校正方法，其中獲得該第二銑刀的該量測刀徑包括：透過該旋轉設備，夾持並旋轉該第二銑刀；透過該位移設備，帶動該旋轉設備沿著該方向水平移動；透過該量測設備，偵測該第二銑刀沿著該方向水平移動時初始觸發該量測設備的一第三座標；透過該位移設備，帶動該旋轉設備沿著該反方向水平移動；透過該量測設備，偵測該第二銑刀沿著該反方向水平移動時初始觸發該量測設備的一第四座標；以及透過該量測設備，計算該第三座標及該第四座標的差值以作為該第二銑刀的該量測刀徑。
一種刀徑量測與校正系統，包括：一旋轉設備，用以夾持並旋轉一第一銑刀；一位移設備，連接該旋轉設備，並用以帶動該旋轉設備沿著一方向及該方向的一反方向水平移動；以及一量測設備，連接該位移設備，並用以偵測該第一銑刀沿著該方向水平移動時初始觸發該量測設備的一第一座標、偵測該第一銑刀沿著該反方向水平移動時初始觸發該量測設備的一第二座標、計算該第一座標及該第二座標的差值以作為該第一銑刀的一量測刀徑、以及計算該第一銑刀的該量測刀徑與一真實刀徑的差值以作為一校正值；其中，當該量測設備獲得一第二銑刀的一量測刀徑時，該量測設備相加該第二銑刀的該量測刀徑與該校正值以獲得該第二銑刀的一真實刀徑。
如請求項6所述之刀徑量測與校正系統，其中該旋轉設備包括：一PCB分板機主軸；以及一夾頭，連接該PCB分板機主軸，用以夾持並旋轉該第一銑刀。
如請求項7所述之刀徑量測與校正系統，其中該位移設備包括：一伺服馬達；一螺桿，連接該伺服馬達；以及一線軌，連接該螺桿及該PCB分板機主軸；其中，該伺服馬達帶動該螺桿轉動以推動該線軌，以使該線軌帶動該PCB分板機主軸以沿著該方向及該反方向水平移動。
如請求項6所述之刀徑量測與校正系統，其中該量測設備包括：一傳感器，用以偵測該第一座標及該第二座標；以及一運動控制裝置，連接該傳感器並用以計算該第一銑刀的該量測刀徑、該校正值、以及該第二銑刀的該量測刀徑。
如請求項6所述之刀徑量測與校正系統，其中獲得該第二銑刀的該量測刀徑包括：該旋轉設備夾持並旋轉該第二銑刀；該位移設備帶動該旋轉設備沿著該方向水平移動；該量測設備偵測該第二銑刀沿著該方向水平移動時初始觸發該量測設備的一第三座標；該位移設備帶動該旋轉設備沿著該反方向水平移動；該量測設備偵測該第二銑刀沿著該反方向水平移動時初始觸發該量測設備的一第四座標；以及該量測設備計算該第三座標及該第四座標的差值以作為該第二銑刀的該量測刀徑。