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TWI650625B - 刀具磨耗檢測裝置、其檢測方法及刀具磨耗補償方法 - Google Patents

刀具磨耗檢測裝置、其檢測方法及刀具磨耗補償方法 Download PDF

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TWI650625B
TWI650625B TW106139778A TW106139778A TWI650625B TW I650625 B TWI650625 B TW I650625B TW 106139778 A TW106139778 A TW 106139778A TW 106139778 A TW106139778 A TW 106139778A TW I650625 B TWI650625 B TW I650625B
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林孟秋
張仲敏
陳民融
李建毅
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財團法人工業技術研究院
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Abstract

一種刀具磨耗檢測方法，適用於以主軸結合刀具的工具機，所述的方法包括：設置第一參數組至工具機，其中第一參數組包括其值為0的第一切削深度。工具機根據第一參數組執行切削程序並記錄主軸的第一負載率。之後，設置第二參數組至工具機，其中第二參數組包括其值不為0的第二切削深度。工具機根據第二參數組執行切削程序並記錄主軸的第二負載率。運算裝置根據第一負載率、第二負載率及機台效能資料庫計算一估測切削力。模糊邏輯單元根據刀具磨耗資料庫及估測切削力輸出磨耗程度。工具機根據磨耗程度調整刀具的切削軌跡。

Description

刀具磨耗檢測裝置、其檢測方法及刀具磨耗補償方法
本發明係關於一種刀具磨耗檢測裝置及其方法，特別是一種以工具機主軸結合刀具進行銑削加工後的刀具磨耗檢測裝置及其方法。
隨著工業技術提高，以數值控制工具機(Computer Numerical Control，CNC)生產工件已經相當普遍，如何進一步邁向無人加工與自動化生產則是下個階段的發展趨勢。當工廠自動化的程度愈高，愈能節省加工生產中的人力成本。但高度自動化也意味著在製程中需要更多用以檢測生產設備狀態的檢測元件，方可取代原本人力目檢的工作，並確保加工產品的品質，維持產線正常運作。對於各式各樣的機械零件而言，在生產過程中經常使用銑削、鑽削或車削等加工方法。銑削工法係使用銑床將金屬材料固定於床台，根據加工位置使刀具對工件作X軸或Y軸的平移，以Z軸為刀具的旋轉軸，上下進行銑削動作以移除不需要的金屬材料部份。基於產能提升的考量，可透過CNC機台指令控制銑刀長時間地旋轉運動。然而，若加工過程中排屑不良，或是設置了錯誤的加工參數，將導致刀具溫度提升進而增加切削阻力。若此時未能即時偵測出刀具異常的切削狀態，則會縮短加工刀具的使用壽命或導致CNC機台停擺。更甚者，當刀具劇烈磨損或發生斷刀情況時，將使得產品良率下降，影響出貨時程及生產產能。
承上所述，切削刀具的狀態監控在加工過程中扮演舉足輕重的角色。切削刀具的狀態不僅關聯於生產設備成本，同時更影響加工產品的品質。刀具破損或磨耗皆會導致加工生產品質下降。雖然目前已有透過雷射、電阻、 光學及氣壓等直接量測刀具狀態的檢測方法，亦有透過溫度、振動、馬力或熱電效應等間接評估刀具狀態的檢測方法，但前述方法都需要另行加裝感測元件例如雷射收發器、加速規等。而且為滿足感測元件的感測條件，有時可能延長刀具離開加工材料的時間，降低工具機的生產效率。再者，裝設及維護感測元件的過程不僅增加生產成本，裝設於刀具附近的感測元件很容易受到切屑或切削液的影響而故障，如此又必須付出額外的維修時間。此外，現今常見的刀具監控方法，所評估的刀具磨耗狀態往往僅限於兩種狀態：「刀具正常無須更換」或「刀具損耗必須更換」。若缺乏對於刀具狀態更細緻的判斷，則使得輕微磨損的堪用刀具提早被更換，增加生產設備的支出成本。
有鑒於此，本發明提出一種無需額外增設感測元件的刀具磨損檢測裝置、其檢測方法及刀具磨耗補償方法，可判斷出兩種以上的刀具磨耗程度。對於輕微磨耗的刀具施以切削路徑補償，對於嚴重磨耗的刀具發出警訊通知更換。
依據本發明之一實施例所敘述的一種刀具磨耗檢測方法，適用於以主軸結合刀具的工具機，所述的方法包括：以第一參數組設置至工具機，其中第一參數組包括第一切削深度且第一切削深度為0；工具機及刀具根據第一參數組執行切削程序，儲存裝置記錄切削程序執行時主軸的第一負載率；在根據第一參數組執行切削程序之後，以第二參數組設置至工具機，其中第二參數組包括第二切削深度且第二切削深度不為0；工具機及刀具根據第二參數組執行切削程序，儲存裝置記錄切削程序執行時主軸的第二負載率；運算裝置根據第一負載率、第二負載率及機台效能資料庫計算估測切削力；運算裝置的模糊邏輯單元根據刀具磨耗資料庫及估測切削力輸出磨耗程度。
依據本發明之一實施例所敘述的一種刀具磨耗補償方法，適用於以主軸結合刀具的工具機，所述的方法包括：以第一參數組設置至工具機，其中第一參數組包括第一切削深度且第一切削深度為0；工具機及刀具根據第一 參數組執行切削程序，儲存裝置記錄切削程序執行時主軸的第一負載率；在根據第一參數組執行切削程序之後，以第二參數組設置至工具機，其中第二參數組包括第二切削深度且第二切削深度不為0；工具機及刀具根據第二參數組執行切削程序，儲存裝置記錄切削程序執行時主軸的第二負載率；運算裝置根據第一負載率、第二負載率及機台效能資料庫計算估測切削力；運算裝置的模糊邏輯單元根據刀具磨耗資料庫及估測切削力輸出磨耗程度；以及工具機根據磨耗程度調整刀具的切削軌跡。
依據本發明之一實施例所敘述的一種刀具磨耗檢測裝置，適用於以主軸結合刀具的工具機，包括：控制裝置、運算裝置及儲存裝置。控制裝置根據一參數組及另一參數組分別執行切削程序並輸出這些切削程序執行時的一負載率及另一負載率，其中所述的參數組及所述的另一參數組具有不同的加工參數。運算裝置電性連接控制裝置，運算裝置用於根據所述的負載率及所述的另一負載率計算損耗係數組，運算裝置更用於根據負載率及機台效能資料庫計算估測切削力，運算裝置更包括模糊邏輯單元用於根據估測切削力及刀具磨耗資料庫輸出磨耗程度。儲存裝置電性連接控制裝置及運算裝置，儲存裝置包括刀具磨耗資料庫、負載率資料庫及機台效能資料庫。刀具磨耗資料庫用於儲存另一參數組及對應另一參數組的實際切削力。負載率資料庫用於儲存切削程序執行時輸出的負載率。機台效能資料庫用於儲存參數組、另一參數組及損耗係數組。
藉由上述架構，本案所揭露的刀具磨耗檢測裝置、其檢測方法及刀具磨耗補償方法，在銑削過程中即時地取得工具機本身具有的主軸電流負載，進一步推算出主軸的空載功率、總功率及切削功率，配合機台效能資料庫計算出待測刀具之切削力後再以模糊邏輯單元判斷刀具的磨耗程度。同時根據檢測方法的磨耗程度判定，可提前更換已經劇烈磨耗的刀具，亦可控制工具機之主軸調整切削軌跡以補償輕微磨耗的刀具。在達到刀具狀態即時監控的同時，減少不必要的刀具更換次數，而不需增測額外的刀具狀態感測設備。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
1‧‧‧工具機
10‧‧‧主軸
12‧‧‧刀具
14‧‧‧工件
16‧‧‧工作台
30‧‧‧控制裝置
50‧‧‧運算裝置
70‧‧‧儲存裝置
72‧‧‧刀具磨耗資料庫
74‧‧‧負載率資料庫
76‧‧‧機台效能資料庫
90‧‧‧切削動力計
S1~S8、S91、S92‧‧‧執行步驟
D9‧‧‧判斷步驟
圖1係依據本發明一實施例所繪示的刀具磨耗檢測裝置的功能方塊示意圖。
圖2係依據本發明一實施例所繪示的刀具磨耗檢測方法的流程圖。
圖3係依據本發明一實施例所繪示的模糊集合三角隸屬函數示意圖。
圖4係依據本發明一實施例所繪示的刀具補償示意圖。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參考圖1。本發明所揭露的刀具磨耗檢測裝置係適用於工具機1及其主軸10連接的刀具12。工具機1包括前述的主軸10、工作台16及控制裝置30。工件14置於工作台16上。刀具12由主軸10帶動旋轉，主軸10沿著X軸或Y軸方向移動以決定刀具12對工件14的切削位置，主軸10沿Z軸方向移動以決定刀具12對工件14的切削深度。
在本發明之一實施例中，刀具磨耗檢測裝置包括工具機1中的控制裝置30、運算裝置50及儲存裝置70。運算裝置50電性連接控制裝置30，儲存裝置70電性連接控制裝置30及運算裝置50。儲存裝置70包括刀具磨耗資料庫72，負載率資料庫74與機台效能資料庫76。關於 上述裝置的作動方式，將於後文配合本發明所揭露之刀具磨耗檢測方法及刀具磨耗補償方法的步驟一併說明。
請參考圖2，依據本發明一實施例所揭露的刀具磨耗檢測方法及刀具磨耗補償方法，首先必須設定加工條件。具體來說，如步驟S1所示，透過控制裝置30上設置刀具12即將採用的第一參數組及第二參數組。實務上，位於工具機1中的控制裝置30具有顯示器及操作面板。顯示器呈現加工相關資訊，操作面板供使用者輸入加工參數組。加工參數組例如包括：轉速、進給率、切削深度及切削寬度等，本發明並不限制加工參數組的參數種類。
第一參數組及第二參數組是加工參數組的兩種設定態樣，其中第一參數組及第二參數組兩者的轉速、進給率及切削寬度等這些設定值皆相同，不同之處為切削深度的設定值。第一參數組的切削深度為0，代表工具機1以第一參數組執行切削程序時，刀具12並不接觸到工件14而是自行空轉。第二參數組的切削深度不為0，代表工具機1以第二參數組執行切削程序時，刀具12接觸到工件14並以所設定的切削深度值對工件14加工。
請參考圖2的步驟S2。由於在執行所述的刀具磨耗檢測方法時，運算裝置50需要參考刀具磨耗資料庫72與機台效能資料庫76的資訊以計算得出本次檢測的刀具12的磨耗程度。因此若尚未建立上述二資料庫，則必須在刀具12實際進行切削之前建立刀具磨耗資料庫72與機台效能資料庫76。然而，若上述二資料庫在執行切削程序前已存在，則在執行所述的刀具磨耗檢測方法時，可省略步驟S2，直接執行步驟S3。刀具磨耗資料庫72與機台效能資料庫76例如以一表格的形式儲存於例如硬碟、快閃記憶體等屬於非揮發性儲存媒介的儲存裝置70。
請參考圖1，為建立上述兩個資料庫，本發明所揭露的刀具磨耗檢測裝置更包括切削動力計(dynamometer)90，切削動力計90電性 連接主軸10及控制裝置30。切削動力計90用以量測刀具12在切削程序執行時的實際切削力，切削動力計90例如係旋轉式切削動力計，藉由壓電晶體連接至主軸10，隨著主軸旋轉產生電壓訊號，經過一類比/數位轉換器換算為實際切削力或實際切削力矩。
刀具磨耗資料庫72的建立目的在於更精確地呈現刀具12的磨耗程度。因此根據刀具12的磨耗量(單位：公厘mm)區分出：初期磨耗(例如磨耗量為0.1mm)、正常磨耗(例如磨耗量為0.3mm)及劇烈磨耗(例如磨耗量為0.5mm)三種磨耗程度，但本發明並不侷限於上述定義數值或磨耗程度分類數。
為了在刀具12長時間的切削過程中即時且精確地掌握刀具磨耗程度，有必要在實際加工之前，預先取得具有不同磨耗程度的刀具12的多個實際切削力數據，並以此作為實際加工時刀具磨耗程度判定的依據。詳言之，首先取得對應初期磨耗、正常磨耗及劇烈磨耗三種磨耗程度的至少一把刀具。將上述三種不同磨耗程度的刀具的其中一者結合於主軸10。然後工具機1根據第二參數組執行切削程序。請參考圖1，在切削程序執行期間，切削動力計90量測實際切削力，再將量測到的實際切削力儲存至刀具磨耗資料庫72。在蒐集此刀具的實際切削力之後，重複地以相同方式蒐集其他兩種具有不同磨耗程度的刀具的實際切削力。故總共至少量測三次實際切削力且記錄之。下表為一刀具磨耗資料庫72的記錄範例，其中轉速、進給率及切削深度係第二參數組之設定值。實務上，隨著工件14材質或樣式的不同，需視情況設置不同的加工參數組。因此，亦有必要針對這些新的加工參數組以切削動力計90量測出對應的實際切削力並新增至刀具磨耗資料庫72。
機台效能資料庫76的建立目的在於使運算裝置50得以透過損耗係數組計算出切削功率。後文將配合主軸10負載率一併說明機台效能資料庫76所記錄的內容。
請參考圖2的步驟S3-S4。控制裝置30根據第一參數組控制工具機1執行切削程序。在切削程序執行過程中，控制裝置30除了透過顯示器顯示負載率之外，更以每脈波一次的頻率將負載率數據記錄至負載率資料庫74以便運算裝置50即時取用。控制裝置30所輸出的負載率實際上係額定電流除以實際電流。請參考圖2的步驟S5-S6。在工具機1根據第一參數組執行完切削程序後，工具機1根據第二參數組控制工具機1執行切削程序。與前述步驟S3-S4相同的流程，控制裝置30在切削程序執行過程中，透過顯示器顯示負載率並將負載率數據記錄至負載率資料庫74以便運算裝置50即時取用。
請參考圖2的步驟S7。在步驟S4及步驟S6得到的負載率，需透過運算裝置50經由若干次轉換計算得出刀具12的估測切削力。詳言之，負載率與功率具有如下關係。
P=T×ω (公式1)
其中P為功率，T為負載率，ω為角速度，可從加工參數組中的轉速換算得出角速度。
而功率P是一個時間t的函數，在本發明一實施例中，工具機1以第一參數組執行切削程序時所量測到的負載率，經由公式1換算得到空載功率Pu(t)。工具機1以第二參數組執行切削程序時所量測到的負載率，經由公式1換算得到總功率Pi(t)。總功率Pi(t)及空載功率Pu(t)具有如 下關係：P i (t)=P u (t)+P c (t)+P a (t) (公式2)
其中Pc(t)為切削功率，Pa(t)為附加損耗功率。由公式2可知：總功率Pi(t)是空載功率Pu(t)、切削功率Pc(t)及附加損耗功率Pa(t)的總和。其中總功率Pi(t)及空載功率Pu(t)可由運算裝置50根據負載率及轉速換算得出。附加損耗功率Pa(t)係關聯於主軸10的傳動機構例如齒輪、軸承或皮帶等元件損耗。一般而言，附加損耗功率Pa(t)難以直接準確測量。但是附加損耗功率Pa(t)與切削功率Pc(t)具有一正比關係如下：P a (t)=α 1 P c 2(t)+α 2 P c (t) (公式3)
其中，α 1 及α 2 代表損耗係數組。
將公式2中的Pa(t)以公式3代入整理後可得到方程式如下：α 1 P c 2(t)+(1+α 2)P c (t)+(P u (t)-P i (t))=0 (公式4)
為解出損耗係數組的兩個未知數α 1 及α 2 ，除了運算裝置50代入先前得出的一組空載功率Pu(t)和一組總功率Pi(t)之外，當工具機1以切削動力計90量測實際切削力時，運算裝置50亦必須將實際切削力透過例如下列關係式計算得到切削功率Pc(t)。
P c (t)=F c ×V c (公式5)
其中Fc代表切削力，Vc代表切削線速度，而切削線速度可由加工參數組中的轉速換算得出。此外，控制裝置30更必須透過另一加工參數組控制工具機1執行切削程序以取得第二組總功率Pi2(t)以及第二組切削功率Pc2(t)。在取得至少經過兩次切削加工所得到的總功率Pi(t)及Pi2(t)和切削功率Pc(t)及Pc2(t)後，運算裝置50得以解出損耗係數組α 1 及α 2 ，並且將損耗係數組與加工參數組儲存於機台效能資料庫76。實務上，為確保減少人為或隨機因素導致誤差，可於步驟S2預先執行兩次以上基於不同加工參數組的切削程序，再以最小平方法計算得出損耗係數組。機台效能資 料庫76記錄損耗係數組及其對應的加工參數組。在機台效能資料庫76建立之後，運算裝置50可由負載率資料庫76取出步驟S4記錄的空載功率Pu(t)、步驟S6記錄的總功率Pi(t)以及機台效能資料庫76的損耗係數組α 1 及α 2 代入公式6，計算得出本次檢測的刀具12的切削功率Pc(t)
接著，運算裝置50根據公式5將本次檢測的刀具12的切削功率Pc(t)轉換成估測切削力。總括來說，在圖2的步驟S7中，運算裝置50基於提刀空跑與實際切削的兩次切削程序中所產生的負載率，以及第一參數組和第二參數組中包括的轉速資訊，基於公式1到公式6逐步計算，得到本次檢測的刀具12實際切削的估測切削力。而在計算過程中得到的損耗係數組則必須記錄至機台效能資料庫76中，以便後續檢測時使用。
請參考圖2的步驟S8。在本發明一實施例中，運算裝置50更包含一模糊邏輯單元。模糊邏輯單元包括一三角隸屬函數(Triangular-shaped membership function)如下：當(F 1 F c F 2 )時，；當(F c F 1)時，μ 1(F c )=1；當上述情況之外時，μ 1(F c )=0；當(F 1 F c F 2)時，；當(F 2 F c F 3)時，；當上述情況之外時，μ 2(F c )=0；以及當(F 2 F c F 3)時，；當(F c F 3)時，μ 3(F c )=1；當上述情況之外時，μ 3(F c )=0 (公式7)
其中μ1、μ2及μ3各自為初期磨耗、正常磨耗及劇烈磨耗的隸屬函數，其進一步的內容係詳述於後。Fc為步驟S7所計算的估測切削 力。F1、F2及F3各自為初期磨耗切削力、正常磨耗切削力及劇烈磨耗切削力，也就是當建立刀具磨耗資料庫72時，以動力切削計90所量測得到的實際切削力。圖3則係依據公式7及刀具磨耗資料庫記錄範例表中三組實際切削力所繪示的三角隸屬函數示意圖。
模糊邏輯單元中更包括下列五條模糊集合判斷規則用以判斷磨耗程度：
μ1(Fc)>μ2(Fc)且μ1(Fc)>μ3(Fc)：初期磨耗。
μ2(Fc)>μ1(Fc)且μ2(Fc)>μ3(Fc)：正常磨耗。
μ3(Fc)>μ1(Fc)且μ3(Fc)>μ2(Fc)：劇烈磨耗。
μ1(Fc)=μ2(Fc)且μ3(Fc)=0：初期磨耗。
μ2(Fc)=μ3(Fc)且μ1(Fc)=0：正常磨耗。
故在步驟S8中，運算裝置50輸入估測切削力Fc至模糊邏輯單元的三角隸屬函數後，分別得到三組隸屬度數值μ1(Fc)，μ2(Fc)及μ3(Fc)，然後根據上述模糊集合判斷規則，運算裝置50可判斷並輸出本次檢測刀具12的磨耗程度。
請參考圖2的步驟D9。控制裝置30接收運算裝置50輸出的磨耗程度。請一併參考步驟S91以及圖4，其係關聯於本發明所揭露的刀具磨耗補償方法。若本次檢測的刀具12屬於初期磨耗或屬於正常磨耗，則控制裝置30從刀具磨耗資料庫72中根據估測切削力及加工參數組進行比對，得到本次檢測的刀具12的估測磨耗量。然後控制裝置30設置工具機1的數控指令，例如FANUC數控系統中的刀具半徑補償命令G41/G42/G43，控制裝置30藉由數控指令調整主軸10的切削軌跡。例如在圖4中，刀具12的估測磨耗量為d，故控制裝置30調整工具機1之主軸沿Z軸方向朝著工件14下移距離d，使得已磨耗的刀具12接觸工件14進行加工。實務上，控制裝置30利用FANUC數控系統的可程式資料輸入指令，例如G10L13PxRx設定，由刀徑磨耗命令獲得磨耗補償值，其中G10為可 程式資料輸入指令，L13為刀徑磨耗值，Px為刀具12所屬的編號，Rx為本次檢測刀具12的估測磨耗量，如此便可自動將磨耗補償值告知控制裝置30，使其調整主軸10的切削軌跡。
請參考步驟S92，若是本次檢測的刀具12屬於劇烈磨耗，則控制裝置30透過顯示器發出警示，通知使用者及早更換刀具12。
藉由步驟S91的刀具磨耗補償方法，可增加刀具12的使用壽命，使輕微磨耗的刀具與未磨耗的刀具達到相同的切削效果。另一方面，藉由步驟S92的即時警示，可避免受損的刀具12影響後續工件14的切削程序。
下表列出具有不同磨耗程度的刀具12的估算切削力及測量切削力的比對以及切削程序所採用的加工參數組。根據下表得知：在本發明所提出的刀具磨耗檢測方法的一實施例中，對於切削力估測的準確度在96%以上。
綜上所述，本發明所揭露的刀具磨耗檢測裝置、其檢測方法及刀具磨耗補償方法，使用刀具在切削過程中主軸的電流負載率、配合刀具磨耗資料庫及機台效能資料庫中所儲存的加工相關資訊，由運算裝置及模糊邏輯單元判斷出刀具的磨耗程度；進一步地根據磨耗程度決定進行刀 具切削軌跡補償或更換劇烈磨耗的刀具。本發明在刀具切削時可達到即時檢測，其中不需額外增設感測元件。而且，檢測結果更精確反映刀具的各種磨耗狀態，因而提升工具機的生產效能，減少額外的生產設備成本。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

Claims (20)

  1. 一種刀具磨耗檢測方法，適用於以一主軸結合一刀具的工具機，所述的方法包括：以一第一參數組設置至該工具機，其中該第一參數組包括一第一切削深度且該第一切削深度為0；以該工具機及該刀具根據該第一參數組執行一切削程序，以一儲存裝置記錄該切削程序執行時該主軸的一第一負載率；在該工具機及該刀具根據該第一參數組執行該切削程序之後，以一第二參數組設置至該工具機，其中該第二參數組包括一第二切削深度且該第二切削深度不為0；以該工具機及該刀具根據該第二參數組執行該切削程序，以該儲存裝置記錄該切削程序執行時該主軸的一第二負載率；以一運算裝置根據該第一負載率、該第二負載率及一機台效能資料庫計算一估測切削力；以及以該運算裝置的一模糊邏輯單元根據該估測切削力及一刀具磨耗資料庫輸出一磨耗程度。
  2. 如請求項1所述之刀具磨耗檢測方法，其中該第一參數組更包括轉速、進給率及切削寬度，該第二參數組更包括與該第一參數組相同的轉速、進給率及切削寬度。
  3. 如請求項1所述之刀具磨耗檢測方法，其中該磨耗程度至少包括初期磨耗、正常磨耗及劇烈磨耗其中之一者。
  4. 如請求項1所述之刀具磨耗檢測方法，其中在輸出該磨耗程度之前，更包括：取得不同磨耗程度的複數個刀具並量測該些刀具的一磨耗量；以該工具機根據該第二參數組對各該些刀具分別執行該切削程序；以一切削動力計量測各該些切削程序執行時的一實際切削力；以及記錄各該些刀具的該磨耗量及對應的該實際切削力至該刀具磨耗資料庫。
  5. 如請求項1所述之刀具磨耗檢測方法，其中在計算該估測切削力之前，更包括：以一切削動力計量測根據該第二參數組執行該切削程序時的一實際切削力；以該運算裝置根據該實際切削力計算一切削功率；以該運算裝置根據該第一負載率及該第一參數組計算一空載功率；以該運算裝置根據該第二負載率及該第二參數組計算一總功率；以該運算裝置根據該切削功率、該空載功率及該總功率計算一損耗係數組；以及記錄該損耗係數組至該機台效能資料庫。
  6. 如請求項4所述之刀具磨耗檢測方法，其中在記錄該實際切削力至該刀具磨耗資料庫之後，更包括以該運算裝置根據各該些刀具對應的該實際切削力定義一三角隸屬函數；該三角隸屬函數用以產生複數個模糊集合隸屬度。
  7. 如請求項6所述之刀具磨耗檢測方法，其中在輸出該磨耗程度之前，更包括以該模糊邏輯單元輸出該些模糊集合隸屬度至一模糊集合判斷規則。
  8. 如請求項6所述之刀具磨耗檢測方法，其中該三角隸屬函數為：當(F 1 F c F 2)時，，當(F c F 1)時，μ 1(F c )=1；當上述情況之外時，μ 1(F c )=0；當(F 1 F c F 2)時，；當(F 2 F c F 3)時，；當上述情況之外時，μ 2(F c )=0；以及當(F 2 F c F 3)時，；當(F c F 3)時，μ 3(F c )=1；當上述情況之外時，μ 3(F c )=0；其中，Fc代表該估測切削力，F1代表一初期磨耗切削力，F2代表一正常磨耗切削力，F3代表一劇烈磨耗切削力，μ1代表一初期磨耗隸屬函數，μ2代表一正常磨耗隸屬函數，μ3代表一劇烈磨耗隸屬函數。
  9. 如請求項8所述之刀具磨耗檢測方法，其中該模糊邏輯單元更包括複數個模糊集合判斷規則用以決定該磨耗程度為初期磨耗、正常磨耗或劇烈磨耗，其中初期磨耗對應之該些模糊集合判斷規則包括：(μ1(Fc)>μ2(Fc))及(μ1(Fc)>μ3(Fc))以及(μ1(Fc)=μ2(Fc))及(μ3(Fc)=0)；正常磨耗對應之該些模糊集合判斷規則包括：(μ2(Fc)>μ1(Fc))及(μ2(Fc)>μ3(Fc))以及(μ2(Fc)=μ3(Fc))及(μ1(Fc)=0)；以及劇烈磨耗對應之該些模糊集合判斷規則包括：(μ3(Fc)>μ1(Fc))及(μ3(Fc)>μ2(Fc))。
  10. 一種刀具磨耗補償方法，適用於以一主軸結合一刀具的工具機，所述的方法包括：以一第一參數組設置至該工具機，其中該第一參數組包括一第一切削深度且該第一切削深度為0；以該工具機及該刀具根據該第一參數組執行一切削程序，以一儲存裝置記錄該切削程序執行時該主軸的一第一負載率；在該工具機及該刀具根據該第一參數組執行該切削程序之後，以一第二參數組設置至該工具機，其中該第二參數組包括一第二切削深度且該第二切削深度不為0；以該工具機及該刀具根據該第二參數組執行該切削程序，以該儲存裝置記錄該切削程序執行時該主軸的一第二負載率；以一運算裝置根據該第一負載率、該第二負載率及一機台效能資料庫計算一估測切削力；以該運算裝置的一模糊邏輯單元根據該估測切削力及一刀具磨耗資料庫輸出一磨耗程度；以及以該工具機根據該磨耗程度調整該刀具的切削軌跡。
  11. 如請求項10所述之刀具磨耗補償方法，其中該磨耗程度至少包括初期磨耗、正常磨耗及劇烈磨耗其中之一者。
  12. 如請求項10所述之刀具磨耗補償方法，其中以該工具機根據該磨耗程度調整該刀具的切削軌跡包含：以一控制裝置根據該磨耗程度產生一刀具半徑補償命令並設置該工具機的數控指令，以調整該工具機之主軸的切削軌跡。
  13. 如請求項10所述之刀具磨耗補償方法，其中以該工具機根據該磨耗程度調整該刀具的切削軌跡包含：以一控制裝置根據該磨耗程度設定一可程式資料輸入指令，並由一刀徑磨耗命令獲得一磨耗補償值，以調整該工具機之主軸的切削軌跡。
  14. 如請求項10所述之刀具磨耗補償方法，其中該控制裝置係根據一可程式資料輸入指令、一刀徑磨耗值、一刀具編號及該磨耗程度設定該刀徑磨耗命令。
  15. 一種刀具磨耗檢測裝置，適用於以一主軸結合一刀具的工具機，包括：一控制裝置，用於根據一參數組及另一參數組分別執行一切削程序並輸出該些切削程序執行時的一負載率及另一負載率，其中該參數組及該另一參數組具有不同的加工參數；一運算裝置，電性連接該控制裝置，該運算裝置用於根據該負載率及該另一負載率計算一損耗係數組，該運算裝置更用於根據該負載率及一機台效能資料庫計算一估測切削力，該運算裝置更包括一模糊邏輯單元用於根據該估測切削力及一刀具磨耗資料庫輸出一磨耗程度；以及一儲存裝置，電性連接該控制裝置及該運算裝置，該儲存裝置包括該刀具磨耗資料庫、一負載率資料庫及該機台效能資料庫，該刀具磨耗資料庫用於儲存另一參數組及對應該另一參數組的一實際切削力；該負載率資料庫用於儲存該切削程序執行時輸出的該負載率，該機台效能資料庫用於儲存該參數組、該另一參數組及該損耗係數組。
  16. 如請求項15所述之刀具磨耗檢測裝置，其中更包括一切削動力計電性連接至該主軸及該控制裝置，該切削動力計用以量測該主軸結合該刀具執行該切削程序時的該實際切削力，且該控制裝置更用以接收該實際切削力並儲存至該刀具磨耗資料庫。
  17. 如請求項15所述之刀具磨耗檢測裝置，其中各該二參數組的加工參數包括切削深度、轉速、進給率及切削寬度。
  18. 如請求項17所述之刀具磨耗檢測裝置，其中該二參數組之一的切削深度為0，且該二參數組之另一者的切削深度不為0。
  19. 如請求項15所述之刀具磨耗檢測裝置，其中該模糊邏輯單元包括一三角隸屬函數，該三角隸屬函數為：當(F 1 F c F 2)時，；當(F c F 1)時，μ 1(F c )=1；當上述情況之外時，μ 1(F c )=0；當(F 1 F c F 2)時，；當(F 2 F c F 3)時，；當上述情況之外時，μ 2(F c )=0；以及當(F 2 F c F 3)時，；當(F c F 3)時，μ 3(F c )=1；當上述情況之外時，μ 3(F c )=0；其中，Fc代表該估測切削力，F1代表一初期磨耗切削力，F2代表一正常磨耗切削力，F3代表一劇烈磨耗切削力，μ1代表一初期磨耗隸屬函數，μ2代表一正常磨耗隸屬函數，μ3代表一劇烈磨耗隸屬函數。
  20. 如請求項19所述之刀具磨耗檢測裝置，其中該模糊邏輯單元更包括複數個模糊集合判斷規則用以決定該磨耗程度為初期磨耗、正常磨耗或劇烈磨耗，其中初期磨耗對應之該些模糊集合判斷規則包括：(μ1(Fc)>μ2(Fc))及(μ1(Fc)>μ3(Fc))以及(μ1(Fc)=μ2(Fc))及(μ3(Fc)=0)；正常磨耗對應之該些模糊集合判斷規則包括：(μ2(Fc)>μ1(Fc))及(μ2(Fc)>μ3(Fc))以及(μ2(Fc)=μ3(Fc))及(μ1(Fc)=0)；以及劇烈磨耗對應之該些模糊集合判斷規則包括：(μ3(Fc)>μ1(Fc))及(μ3(Fc)>μ2(Fc))。
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