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TW202129610A - Cnc數控操作模擬工作裝置與教學方法 - Google Patents

Cnc數控操作模擬工作裝置與教學方法 Download PDF

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TW202129610A
TW202129610A TW109101987A TW109101987A TW202129610A TW 202129610 A TW202129610 A TW 202129610A TW 109101987 A TW109101987 A TW 109101987A TW 109101987 A TW109101987 A TW 109101987A TW 202129610 A TW202129610 A TW 202129610A
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陳清安
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仁安資訊科技股份有限公司
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Abstract

一種CNC數控操作模擬工作裝置，包含一操作面盤單元、一顯示螢幕，及一運算處理單元。該操作面盤單元包括一底座、一固定按鈕盤，及一可拆換地設置於該底座的可換式按鈕盤。該顯示螢幕包括一用以顯示模擬加工畫面的加工動作模擬區域，及一用以顯示控制指令畫面的控制模擬區域。該運算處理單元於電連接不同的該可換式按鈕盤時，控制該顯示螢幕顯示畫面不同的該控制模擬區域，且根據該操作信號控制該顯示螢幕於該加工動作模擬區域顯示對應的模擬加工畫面。藉此，不僅便於訓練提高操作人員的技能，也大幅降低了訓練所需的設備成本。

Description

CNC數控操作模擬工作裝置與教學方法
本發明是有關於一種模擬工作裝置與教學方法，特別是指一種CNC數控操作模擬工作裝置與教學方法。
為提高工件的加工精確度，大多數製造公司皆倚重電腦數值控制工具機(Computer Numerical Control，縮寫為CNC)進行加工，然而，每一家工具機廠商所出產的工具機搭配的控制器如Fanuc、Siemens、Heidenhain、Mitsubishi等無論在操作面板、顯示畫面、輸入方式等都具有差異，但由於工具機價格高昂，導致在實務上，要同時備齊各種工具機供操作人員進行訓練，其成本過高而難以實行。
因此，本發明的目的，即在提供一種能便於訓練操作人員能夠熟習操作各家工具機的CNC數控操作模擬工作裝置。
於是，本發明CNC數控操作模擬工作裝置，包含一操作面盤單元、一顯示螢幕，及一運算處理單元。
該操作面盤單元受操作而輸出一操作信號，包括一底座、一設置於該底座的固定按鈕盤，及一可拆換地設置於該底座的可換式按鈕盤。
該顯示螢幕包括一用以顯示模擬加工畫面的加工動作模擬區域，及一用以顯示控制指令畫面的控制模擬區域。
該運算處理單元電連接該固定按鈕盤與該顯示螢幕，且可拆組地電連接該可換式按鈕盤，該運算處理單元於電連接不同的該可換式按鈕盤時，控制該顯示螢幕顯示畫面不同的該控制模擬區域，且根據該操作信號控制該顯示螢幕於該加工動作模擬區域顯示對應的模擬加工畫面。
因此，本發明的目的，即在提供一種能便於訓練操作人員能夠熟習操作各家工具機的CNC數控操作模擬工作教學方法。
於是，本發明CNC數控操作模擬工作教學方法，適用於運用於如請求項1所述的CNC數控操作模擬工作裝置，包含以下步驟：
(A)依需求裝設所需的該可換式按鈕盤於該底座並電連接至該運算處理單元。
(B)該運算處理單元於電連接不同的該可換式按鈕盤時，控制該顯示螢幕於該控制模擬區域顯示不同的控制指令畫面。
(C)該操作面盤單元受操作而輸出相關於控制指令的該操作信號，該運算處理單元根據該操作信號控制該顯示螢幕於該加工動作模擬區域顯示對應的模擬加工畫面。
本發明之功效在於：藉由設置可拆換地設置於該底座的可換式按鈕盤，並搭配該運算處理單元根據不同的該可換式按鈕盤控制該顯示螢幕顯示不同的畫面，可以在使用相同的基本架構的情況下，僅藉由更換該可換式按鈕盤而能達到變換為不同控制器廠商之工具機模擬裝置的功效，如此，不僅便於訓練提高操作人員的技能，也大幅降低了訓練所需的設備成本。
參閱圖1、圖2及圖3，本發明CNC數控操作模擬工作裝置之一實施例，包含一操作面盤單元2、一顯示螢幕3，及一運算處理單元4。
該操作面盤單元2受操作而輸出一操作信號，包括一底座21、一設置於該底座21的固定按鈕盤22，及一可拆換地設置於該底座21的可換式按鈕盤23。該可換式按鈕盤23可使用螺鎖、嵌合、卡扣等方式而可拆換地設置於該底座21。
該固定按鈕盤22可以設計具有各廠商通用的控制按鈕，該可換式按鈕盤23則設計為具有各廠商特有的控制按鈕，例如，該固定按鈕盤22較佳是具有一電源開關組221、一緊急停止按紐222、一程式保護鎖223、一手輪224、一手輪進給率旋鈕225及一手輪軸方向旋鈕226，該電源開關組221具有一電源開啟按鈕227及一電源關閉按鈕228。其中，本技術領域中具有通常知識者可依本說明書之敘述而自行變化該固定按鈕盤22所具有的控制按鈕種類，不以此為限。
該可換式按鈕盤23具有一加工動作控制按鈕組230，以圖1與圖3中搭配可支援Fanuc控制器的該可換式按鈕盤23作為說明，該加工動作控制按鈕組230具有一快速移動倍率旋鈕231(rapid override)、一切削進給率旋鈕232(feedrate override)、一模式選擇旋鈕233(mode select)、一主軸倍率旋鈕234(spindle override)、一主軸控制按鈕區235(spindle control)、一nc控制按鈕區236(nc function)、一軸向控制按鈕區237(axis control)、及一機械控制按鈕區238(machine control)。以圖4中搭配可支援Heidenhain控制器的該可換式按鈕盤23作為說明，該加工動作控制按鈕組230具有一切削進給率旋鈕241(feed override)、一快速移動倍率旋鈕242(rapid override)，及複數對話程式編輯按鍵243。本技術領域中具有通常知識者可依本說明書之敘述而根據各廠商之工具機面盤規格而調整該可換式按鈕盤23所具有的控制按鈕。
參閱圖1、圖2及圖3，該顯示螢幕3包括一用以顯示模擬加工畫面的加工動作模擬區域31，及一用以顯示控制指令畫面的控制模擬區域32。
該顯示螢幕3還較佳是還包括一具有複數視角圖標的視角區域，該等視角圖標用以切換視角。其中，該視角區域較佳是區分為一指定視角區域33及一自由視角區域34，該指定視角區域33具有一材料範圍視角圖標331、一切削範圍視角圖標332，及一機器範圍視角圖標333，該自由視角區域34具有一自由旋轉圖標341、複數平移圖標342，及複數縮放圖標343。其中，該自由視角區域34所具有的平移圖標342、縮放圖標343數量可為一或任意複數，不以圖2中所繪為限。
其中，該顯示螢幕3較佳為觸控螢幕，使用者可以直接觸碰該顯示螢幕3而點選上述視角圖標，但該顯示螢幕3亦可為一般的螢幕，使用者藉由操作滑鼠(圖未示)以點選上述視角圖標。
該運算處理單元4電連接該固定按鈕盤22與該顯示螢幕3，且可拆組地電連接該可換式按鈕盤23，該運算處理單元4於電連接不同的該可換式按鈕盤23時，控制該顯示螢幕3顯示畫面不同的該控制模擬區域32，且根據該操作信號控制該顯示螢幕3於該加工動作模擬區域31顯示對應的模擬加工畫面。其中，該運算處理單元4可使用一般的電腦主機、工作站(Workstation)、伺服器(Server)等實施，並可另外信號連接至一滑鼠或一鍵盤(圖未示)供使用者操作。
參閱圖1、圖2、圖3及圖5，本發明CNC數控操作模擬工作教學方法之一實施例適用於運用於該CNC數控操作模擬工作裝置，包含以下步驟：
步驟51：依需求裝設所需的該可換式按鈕盤23於該底座21並電連接至該運算處理單元4。
其中，使用者可於分別對應不同廠商(例如：Fanuc、Siemens、Heidenhain、Mitsubishi等)的該可換式按鈕盤23中，選擇對應所需廠商的型號(例如：選擇對應Fanuc的型號)進行安裝。
步驟52：該運算處理單元4於電連接不同的該可換式按鈕盤23時，控制該顯示螢幕3於該控制模擬區域32顯示不同的控制指令畫面。
其中，該運算處理單元4預先儲存對應不同廠商的不同控制指令畫面，當該運算處理單元4與該可換式按鈕盤23電連接後，使用者先操作滑鼠或鍵盤選擇所需廠商，接著操作滑鼠或鍵盤使該運算處理單元4偵測該可換式按鈕盤23的型號是否對應該廠商，若對應正確，則控制該顯示螢幕3於該控制模擬區域32顯示對應該廠商的控制指令畫面。例如，使用者先選擇Fanuc，接著使該運算處理單元4偵測該可換式按鈕盤23是否為對應Fanuc的型號，若對應正確，則該運算處理單元4控制該顯示螢幕3於該控制模擬區域32顯示對應Fanuc的控制指令畫面，使用者即可操作該操作面盤單元2進行模擬，若是對應錯誤，該運算處理單元4可控制該顯示螢幕3顯示異常以告知使用者。
步驟53：該操作面盤單元2受操作而輸出相關於控制指令的該操作信號，該運算處理單元4根據該操作信號控制該顯示螢幕3於該加工動作模擬區域31顯示對應的模擬加工畫面。
其中，使用者可操作該固定按鈕盤22或該可換式按鈕盤23以輸出該操作信號，藉此，可以輸入控制指令，並於該控制模擬區域32顯示所輸入的控制指令(例如：程式碼)，或是輸入相關於進行模擬的控制指令，而使該加工動作模擬區域31顯示對應的模擬加工畫面。
步驟54：該操作面盤單元2受操作而輸出相關於視角變化的該操作信號，該運算處理單元4根據該操作信號控制該顯示螢幕3於該加工動作模擬區域31顯示對應視角變化的模擬加工畫面。
其中，該CNC數控操作模擬工作教學方法較佳是還包含步驟54，使用者可以根據需求而選擇切換視角，例如，當點選該材料範圍視角圖標331，是切換至以材料大小為範圍之視景觀看，當點選該切削範圍視角圖標332時，是切換至以材料與刀具位置為範圍之視景觀看，當點選該機器範圍視角圖標333時，是切換至整個工具機大小為可視範圍之視景觀看。而當點選該自由視角區域34的圖標時，則是可以自由調整所需的視角，例如，當點選該自由旋轉圖標341，可以360度旋轉座標而以任何角度觀看，點選該等平移圖標342時，可以上下左右平移畫面，點選該縮放圖標343時，可以自由放大縮小。
經由以上的說明，本實施例的功效如下：
一、藉由設置可拆換地設置於該底座21的可換式按鈕盤23，並搭配該運算處理單元4根據不同的該可換式按鈕盤23控制該顯示螢幕3顯示不同的畫面，可以在使用相同的基本架構的情況下，僅藉由更換該可換式按鈕盤23而能達到變換為不同廠商之工具機模擬裝置的功效，如此，對於學校或是一般中小型工廠而言，可以在不需備有多家廠商之工具機的情況下，即能訓練操作人員熟習操作各家的工具機，因此，不僅便於訓練提高操作人員的技能，也大幅降低了訓練所需的設備成本。
二、藉由設置該指定視角區域33與該自由視角區域34，並搭配設置複數視角圖標，可以供操作人員選擇所需視角的模擬加工畫面，如此，方便操作人員能更加清楚全方位的加工情況，避免因畫面具有死角而導致錯誤認知，因此，能提供操作人員更完整的模擬訓練。
綜上所述，本發明CNC數控操作模擬工作裝置與教學方法，確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2:操作面盤單元 21:底座 22:固定按鈕盤 221:電源開關組 222:緊急停止按紐 223:程式保護鎖 224:手輪 225:手輪進給率旋鈕 226:手輪軸方向旋鈕 227:電源開啟按鈕 228:電源關閉按鈕 23:可換式按鈕盤 230:加工動作控制按鈕組 231:快速移動倍率旋鈕 232:切削進給率旋鈕 233:模式選擇旋鈕 234:主軸倍率旋鈕 235:主軸控制按鈕區 236:nc控制按鈕區 237:軸向控制按鈕區 238:機械控制按鈕區 241:切削進給率旋鈕 242:快速移動倍率旋鈕 243:對話程式編輯按鍵 3:顯示螢幕 31:加工動作模擬區域 32:控制模擬區域 33:指定視角區域 331:材料範圍視角圖標 332:切削範圍視角圖標 333:機器範圍視角圖標 34:自由視角區域 341:自由旋轉圖標 342:平移圖標 343:縮放圖標 4:運算處理單元 51~54:步驟
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明CNC數控操作模擬工作裝置的一實施例的一示意圖； 圖2是該實施例的一顯示螢幕的一局部放大圖； 圖3是該實施例的一操作面盤單元的一俯視圖； 圖4是該實施例的該操作面盤單元的另一樣態的一俯視圖；及 圖5是本發明CNC數控操作模擬工作教學方法的一實施例的一流程圖。
2:操作面盤單元
21:底座
22:固定按鈕盤
23:可換式按鈕盤
3:顯示螢幕
31:加工動作模擬區域
32:控制模擬區域
33:指定視角區域
34:自由視角區域
4:運算處理單元

Claims (10)

  1. 一種CNC數控操作模擬工作裝置，包含： 一操作面盤單元，受操作而輸出一操作信號，包括一底座、一設置於該底座的固定按鈕盤，及一可拆換地設置於該底座的可換式按鈕盤； 一顯示螢幕，包括一用以顯示模擬加工畫面的加工動作模擬區域，及一用以顯示控制指令畫面的控制模擬區域；及 一運算處理單元，電連接該固定按鈕盤與該顯示螢幕，且可拆組地電連接該可換式按鈕盤，該運算處理單元於電連接不同的該可換式按鈕盤時，控制該顯示螢幕顯示畫面不同的該控制模擬區域，且根據該操作信號控制該顯示螢幕於該加工動作模擬區域顯示對應的模擬加工畫面。
  2. 如請求項1所述的CNC數控操作模擬工作裝置，其中，該顯示螢幕還包括一具有複數視角圖標的視角區域，該等視角圖標用以切換視角。
  3. 如請求項1所述的CNC數控操作模擬工作裝置，其中，該顯示螢幕還包括一指定視角區域，該指定視角區域具有一材料範圍視角圖標、一切削範圍視角圖標，及一機器範圍視角圖標。
  4. 如請求項1所述的CNC數控操作模擬工作裝置，其中，該顯示螢幕還包括一自由視角區域，該自由視角區域具有一自由旋轉圖標、至少一平移圖標，及至少一縮放圖標。
  5. 如請求項1所述的CNC數控操作模擬工作裝置，其中，該顯示螢幕為觸控螢幕。
  6. 如請求項1所述的CNC數控操作模擬工作裝置，其中，該固定按鈕盤具有一電源開關組、一緊急停止按紐、一程式保護鎖至少其中之一。
  7. 如請求項1所述的CNC數控操作模擬工作裝置，其中，該固定按鈕盤具有一手輪、一手輪進給率旋鈕、一手輪軸方向旋鈕至少其中之一。
  8. 如請求項1所述的CNC數控操作模擬工作裝置，其中，該可換式按鈕盤具有一加工動作控制按鈕組。
  9. 一種CNC數控操作模擬工作教學方法，適用於運用於如請求項1所述的CNC數控操作模擬工作裝置，包含以下步驟： (A)   依需求裝設所需的該可換式按鈕盤於該底座並電連接至該運算處理單元； (B)   該運算處理單元於電連接不同的該可換式按鈕盤時，控制該顯示螢幕於該控制模擬區域顯示不同的控制指令畫面；及 (C)   該操作面盤單元受操作而輸出相關於控制指令的該操作信號，該運算處理單元根據該操作信號控制該顯示螢幕於該加工動作模擬區域顯示對應的模擬加工畫面。
  10. 如請求項9所述的CNC數控操作模擬工作教學方法，其中，還包含以下步驟： (D)           該操作面盤單元受操作而輸出相關於視角變化的該操作信號，該運算處理單元根據該操作信號控制該顯示螢幕於該加工動作模擬區域顯示對應視角變化的模擬加工畫面。
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