TWI823664B - 自動化竹杯之生產方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係包括準備步驟、量測步驟、外表面輪廓量測步驟、厚度量測步驟、設定切削路徑步驟及進行切削加工步驟。復依前述步驟,對一待加工竹杯進行夾持、轉動、外表面輪廓量測及厚度量測,進而分別取得外表面輪廓值及厚度值。再依外表面輪廓值及厚度值設定至少一切削路徑,並可預測切削路徑產生之成品的優劣。接著,即可依選擇之切削路徑進行切削加工,最後完成一成品竹杯,然後結束。本案兼具以外表面輪廓值及厚度值設定切削路徑大幅提高良率,及自動化切削大幅減少成本等優點。
Description
本發明係有關一種自動化竹杯之生產方法,尤指一種兼具以外表面輪廓值及厚度值設定切削路徑大幅提高良率,及自動化切削大幅減少成本之自動化竹杯之生產方法。
現今市面上的竹杯,原則上都是以人工使用電動工具對待加工之竹件進行打磨加工而成。進而產生下列缺點:
[1]人工成本過高。每個竹杯都是一個加工者以電動工具對竹件進行加工打磨而成,換言之,上百、上千個竹杯便須要上百、上千個加工人次。故,人工成本過高。
[2]成品良率差。天然竹件並非直筒狀,實際上其外表面與內表面均為不規則表面(微觀之內外徑的真圓度不一),進而造成打磨過程中,易因人工參差不齊無法準確判斷竹件之厚薄,以致打磨破損,或是為防止打磨過度而造成竹杯打磨不如預期設計(亦為成品不良)。故,成品良率差。
[3]成品不良造成使用時不易就口。當因人工無法判別竹件之內外徑的厚薄、以致打磨後形成杯口厚薄度不一時,便可能在使用上造成怪異口感,因而不易就口,造成使用意願低。故,成品不良造成使用時不易就口。
有鑑於此,必須研發出可解決上述習用缺點之技術。
本發明之目的,在於提供一種自動化竹杯之生產方法,其兼具以外表面輪廓值及厚度值設定切削路徑大幅提高良率,及自動化切削大幅減少成本等優點
。特別是,本發明所欲解決之問題係在於人工成本過高、成品良率差,及成品不良造成使用時不易就口等問題。
解決上述問題之技術手段係提供一種自動化竹杯之生產方法,其包括:一、準備步驟;二、量測步驟:外表面輪廓量測步驟;及厚度量測步驟;三、設定切削路徑步驟;及四、進行切削加工步驟。
本發明之上述目的與優點,不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中,獲得深入瞭解。
茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後:
10:機台
11:X軸滑動座
12:Y軸滑動座
20:旋轉夾頭
30:竹杯輪廓量測組件
31:伸縮量測單元
40:切削加工組件
50:頂針組件
60:量測工具
91:待加工竹杯
92:成品竹杯
S1:準備步驟
S2:量測步驟
S21:外表面輪廓量測步驟
S22:厚度量測步驟
S3:設定切削路徑步驟
S4:進行切削加工步驟
D:厚度值
L1:階級路徑
L2:直線路徑
L3:波浪路徑
第1圖係本發明之生產方法之流程圖。
第2圖係第1圖之生產裝置之示意圖。
第3圖係第2圖之部分裝置之示意圖。
第4圖係第2圖之夾持應用例之其他角度之示意圖。
第5圖係本發明之外表面輪廓量測過程之一之示意圖。
第6圖係本發明之外表面輪廓量測過程之二之示意圖。
第7圖係本發明之外表面輪廓量測過程之三之示意圖。
第8圖係本發明之厚度量測之示意圖。
第9圖係本發明之設定切削路徑之示意圖。
第10圖係本發明之進行切削加工之示意圖。
第11圖係本發明之成品竹杯之示意圖。
第A圖係本發明之外表面輪廓量測之實體照片。
第B圖係本發明之外表面輪廓量測之人機介面之參考圖。
第C圖係本發明之設定第一種切削路徑之人機介面之參考圖。
第D圖係第C圖之切削路徑之切削後之成品之參考照片(照片有兩個成品,用來舉例說明,實際上只會有一個成品!)。
第E圖係本發明之設定第二種切削路徑之人機介面之參考圖。
第F圖係第E圖之切削路徑(厚度值不足)之切削後產生不良品之實體照片。
參閱第1、第2、第3、第4、第5及第6圖,本發明係為一種自動化竹杯之生產方法,其包括:
一、準備步驟S1:準備一自動化竹杯生產裝置,其係包括一機台10、一旋轉夾頭20、一竹杯輪廓量測組件30及一切削加工組件40;其中,該機台10係具有一X軸滑動座11及一Y軸滑動座12;該X軸滑動座11係可沿該機台10之X軸,與該機台10相對往復滑動;該Y軸滑動座12係設於該X軸滑動座11上,並可沿該機台10之Y軸,而與該X軸滑動座11相對往復滑動。該旋轉夾頭20係設於該機台10上,並與該機台10之X軸同軸。該竹杯輪廓量測組件30係沿該機台10之Y軸,設於該Y軸滑動座12上;且該竹杯輪廓量測組件30係設一對伸縮量測單元31,該對伸縮量測單元31互呈平行且彼此間隔開。該切削加工組件40係沿該機台10之X軸,設於該Y軸滑動座12上。
二、量測步驟S2:此步驟再分別進行下列兩種量測:
[A]外表面輪廓量測步驟S21:控制該旋轉夾頭20用以夾持一待加工竹杯91(如第4圖所示),並傳動該待加工竹杯91與該機台10之X軸同軸轉動,透過該X軸滑動座11及該Y軸滑動座12,連動該對伸縮量測單元31分別對該待加
工竹杯91之外表面,進行至少轉動一圈(360度)之接觸量測(參閱第7圖,以及附件第A及第B圖),而分別取得該待加工竹杯91之一外表面輪廓值。
[B]厚度量測步驟S22:參閱第8圖,對該待加工竹杯91進行厚度量測而取得一厚度值D。
三、設定切削路徑步驟S3:依前述該待加工竹杯91之該外表面輪廓值及該厚度值D,設定至少一切削路徑(參閱第9圖,例如可為一階級路徑L1、一直線路徑L2、一波浪路徑L3其中一者,亦可參考附件第B、第C或是第E圖)。
四、進行切削加工步驟S4:依選擇之該至少一切削路徑,控制該切削加工組件40對該待加工竹杯91執行切削加工(參考第10圖),最後完成一成品竹杯92(如第11圖及附件第D圖所示);然後結束。
實務上,該對伸縮量測單元31,可為線性可變差動變壓器(Linear Variable Differential Transformer,簡稱LVDT),至少可用以量測相關物件之長度、…、及厚薄度。
參閱第4圖,該自動化竹杯生產裝置可再包括:
一頂針組件50,係設於該機台10上,並與該待加工竹杯91、該成品竹杯92其中至少一者同軸;該頂針組件50可用以抵住該待加工竹杯91、該成品竹杯92其中至少一者之未夾持端(亦即被該旋轉夾頭20夾住的另端)。
一量測工具60,係用以量測該待加工竹杯91之該厚度值D。
該量測工具60可為游標測徑器(如第8圖所示)、直尺其中至少一者。
在此要特別說明的部分是,每根竹子乍看之下是直的,但是,實際上除可能略有弧度外,每個部位的"厚度"都可能有些微差異。本案針對前述問題,設計下列方法提高該成品竹杯92之良率:
[A]量測該待加工竹杯91之外表面輪廓值:參閱第5、第6及第7圖(以及附件第A圖),先控制該X軸滑動座11於該機台10上,朝該待加工竹杯91的
方向移動,接著,一則控制該旋轉夾頭20傳動該待加工竹杯91(如第4圖所示)轉動,二則控制該Y軸滑動座12於該X軸滑動座11上,連動該對伸縮量測單元31朝該待加工竹杯91移動,並當接觸後至少相對轉動一圈,達成以接觸量測(參閱第7圖,以及附件第A及第B圖)取得該待加工竹杯91之外表面輪廓值。
而接觸量測過程中,該對伸縮量測單元31分別依該待加工竹杯91之外表面弧度之高低起伏,而可被推頂後縮或接觸前伸,唯伸縮過程均保持接觸量測之功效者。
[B]量測該待加工竹杯91之厚度值D:此時可控制該旋轉夾頭20停止傳動該待加工竹杯91,以便透過該量測工具60取得該厚度值D(如第8圖所示)。
進而以該待加工竹杯91之該外表面輪廓值及該厚度值D,設定出至少一切削路徑,首先,參閱第9圖(或是參考附件第B圖、第C圖或是第E圖),假設該至少一切削路徑可為一階級路徑L1(附件第C及第E圖之選項A)、一直線路徑L2(附件第C及第E圖之選項B)、一波浪路徑L3(附件第C及第E圖之選項C)其中一者。
茲舉兩例說明如下:
第一例:當(例如依成品需求)選擇該階級路徑L1(附件第C之選項A)時,可能被判別為加工後剩餘厚度為2.120mm,並可進行切削加工。切削加工後之該成品竹杯92具有極佳之良率(附件第D圖有兩個成品,用來舉例說明,實際上只會有一個成品)。
第二例:當選擇直線路徑L2(附件第E圖之選項B)時,可能被判別為加工後剩餘厚度為0.9100mm,結果是「竹杯剩餘壁厚不足」。不建議進行切削加工,若仍進行切削加工,則可能產生不良品(如附件第F圖所示,杯口破裂不齊,完全無法使用)。
本發明之優點及功效可歸納如下:
[1]以外表面輪廓值及厚度值設定切削路徑大幅提高良率。本發明對待加工竹杯預先量測外表面輪廓值及厚度值,進而得到切削路徑之選項,並可預測切削路徑產生之結果,如此可選擇較優之切削路徑而提高良率。故,以外表面輪廓值及厚度值設定切削路徑大幅提高良率。
[2]自動化切削大幅減少成本。本發明從量測到切削,幾乎可為自動化生產線進行,除大幅減少人力打磨之人工成本外,亦革除因人工參差不齊而打磨出不良成品的損耗。故,自動化切削大幅減少成本。
以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明,對於該實施例所做的任何簡單修改與變化,皆不脫離本發明之精神與範圍。
S1:準備步驟
S2:量測步驟
S21:外表面輪廓量測步驟
S22:厚度量測步驟
S3:設定切削路徑步驟
S4:進行切削加工步驟
Claims (4)
- 一種自動化竹杯之生產方法,係包括下列步驟:一、準備步驟:準備一自動化竹杯生產裝置,其係包括一機台、一旋轉夾頭、一竹杯輪廓量測組件及一切削加工組件;該機台係具有一X軸滑動座及一Y軸滑動座;該X軸滑動座係可沿該機台之X軸,與該機台相對往復滑動;該Y軸滑動座係設於該X軸滑動座上,並可沿該機台之Y軸,而與該X軸滑動座相對往復滑動;該旋轉夾頭係設於該機台上,並與該機台之X軸同軸;該竹杯輪廓量測組件係沿該機台之Y軸,設於該Y軸滑動座上;且該竹杯輪廓量測組件係設一對伸縮量測單元,該對伸縮量測單元互呈平行且彼此間隔開;該切削加工組件係沿該機台之X軸,設於該Y軸滑動座上;二、量測步驟:此步驟再分別進行下列兩種量測:[A]外表面輪廓量測步驟:控制該旋轉夾頭用以夾持一待加工竹杯,並傳動該待加工竹杯與該機台之X軸同軸轉動,透過該X軸滑動座及該Y軸滑動座,連動該對伸縮量測單元分別對該待加工竹杯之外表面,進行至少轉動一圈之接觸量測,而分別取得該待加工竹杯之一外表面輪廓值;[B]厚度量測步驟:對該待加工竹杯進行厚度量測而取得一厚度值;其中,該自動化竹杯生產裝置又包括一量測工具,係用以量測該待加工竹杯之該厚度值;三、設定切削路徑步驟:依前述該待加工竹杯之該外表面輪廓值及該厚度值,設定至少一切削路徑;其中,該至少一切削路徑係包括一階級路徑、一直線路徑及一波浪路徑其中一者;及四、進行切削加工步驟:依選擇之該至少一切削路徑,控制該切削加工組件對該待加工竹杯執行切削加工,最後完成一成品竹杯;然後結束。
- 如請求項1所述之自動化竹杯之生產方法,其中,該對伸縮量測單元係為線性可變差動變壓器。
- 如請求項1所述之自動化竹杯之生產方法,其又包括:一頂針組件,係設於該機台上,並與該待加工竹杯、該成品竹杯其中至少一者同軸;及該頂針組件係用以抵住該待加工竹杯、該成品竹杯其中至少一者之未夾持端。
- 如請求項1所述之自動化竹杯之生產方法,其中,該量測工具係為游標測徑器、直尺其中至少一者。
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