[发明专利]机械加工设备的自发电感测装置、监控系统及其操作方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工设备领域，具体涉及机械加工设备的传感器，特别是一种具有自发电功能的感测装置、监控系统及其操作方法。

背景技术

一般在机械加工的过程中，刀具常因承受无法预知的应力而导致加工的质量不佳，甚至可能会造成刀具或工件毁损，因此，目前大多会将一传感器安装于主轴或是机床上，用来实时感测刀具的作动或是工件的加工状况，以便在机械加工过程中获得优化的运作。

然而就传统的传感器的设计来说，线路的排布除了可能会造成主轴或机床的结构设计更为复杂之外，也可能还会造成多个刀把或是机床的导轨之间产生纠缠的状况。为了解决线路的问题，目前的设计是倾向于将传感器以内埋方式或封装方式设置于主轴上、主轴附近或是机床上的适当位置，但是此安装方式在日后进行定期维修保养时，维修人员要更换传感器的电池时会相当的不容易，假如传感器所使用的数量非常庞大，更换电池的过程就会变得更加困难及耗时。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于机械加工设备的自发电感测装置，其能自行产生电力而不需要安装电池，可避免产生更换电池的问题。

为了达成上述主要目的，本发明的自发电感测装置包括一传感器、一无线信号发送器，以及一能量转换器。该传感器设于该机械加工设备，用以感测该机械加工设备的作动而产生一作动信号；该无线信号发送器设于该机械加工设备，并具有一信号处理元件及一无线信号发送元件，该信号处理元件电性连接该传感器，用以接收该作动信号，并将该作动信号转换成一输出信号，该无线信号发送元件电性连接该信号处理元件，用以接收该输出信号，并将该输出信号发送出去；该能量转换器设于该机械加工设备内，并电性连接该传感器及该无线信号发送器，用以将该机械加工设备所产生的作动能量转换成电能，并将该电能传送至该传感器及该无线信号发送器，用以对该传感器及该无线信号发送器进行充电动作。据此，本发明的自发电感测装置将该机械加工设备在机械加工过程中所产生的振动或转动等作动能量拿来利用，并不需要安装电池而能自行发电，可以避免电池更换困难的问题，以达到节能省碳的目的。

在该自发电感测装置中，还可以提供一电能储存器，该电能储存器用以储存该能量转换器所转换的电能，并将所储存的电能输送至该传感器及该无线信号发送器。

本发明的优选设计是将该自发电感测装置安装于该机械加工设备的主轴，而该传感器为一加速度传感器，该能量转换器则可以采用压电材料，或是感应线圈搭配磁铁来构成。

本发明的次要目的在于提供一种用于机械加工设备的监控系统，其能让操作者判断该机械加工设备的作动是否为正常状况。

为了达成上述次要目的，该监控系统包括前述自发电感测装置及一监控装置，该监控装置具有一无线信号接收器及一电性连接该无线信号接收器的计算机，该无线信号接收器接收该输出信号，并将该输出信号还原成该作动信号，该计算机内建有一监控软件及一工艺参数数据库，该监控软件读取该作动信号，并将该作动信号与该工艺参数数据库内的数据进行比对，用以供操作者判断该作动信号是否为正常状况。

在该监控系统中，当该监控软件判断该作动信号为异常时，该监控软件会产生一警告信号，用以提醒操作者修改原本的参数设定。

本发明的又一目的在于提供该监控系统的操作方法，其能方便操作者对该监控系统进行操作。

为了达成上述目的，该监控系统的操作方法包括五个步骤。步骤a、设定一工艺参数，待设定完成之后即可开始进行机械加工；步骤b、该传感器在机械加工过程中会感测该机械加工设备的作动而产生该作动信号，同时该能量转换器会获取该机械加工设备所产生的作动能量，并将所获取到的作动能量转换成电能；步骤c、该能量转换器将步骤b的电能输送至该传感器及该无线信号发送器，用以对该传感器及该无线信号发送器进行充电动作；步骤d、该无线信号发送器的信号处理元件会接收步骤b的作动信号，并将该作动信号转换成该输出信号，再由该无线信号发送器的无线信号发送元件将该输出信号发送出去；步骤e、该监控装置的无线信号接收器会接收步骤c的输出信号，并将该输出信号还原成步骤b的作动信号，再由该计算机的监控软件对该作动信号进行读取，同时与该工艺参数数据库内的数据进行比对。据此，操作者只要依据前述步骤即可快速地对该监控系统进行操作，用以判断该主轴组件所产生的作动信号是否处在正常状态。

附图说明

图1为本发明第一优选实施例所提供的自发电感测装置的平面示意图；

图2为本发明第一优选实施例所提供的自发电感测装置的方块图；