TWI823664B - 自動化竹杯之生產方法 - Google Patents

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

自動化竹杯之生產方法

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。

「附件」

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。