刀具量测装置、刀具量测方法技术领域
本发明涉及一种电子装置、方法。具体而言，本发明涉及一种刀具量测装
置、刀具量测方法。
背景技术
随着科技的发展，工具机(machine tool)已广泛地应用在人们的生活当中。
典型的工具机包括机头(machine head)与刀具(cutting tool)。刀具设置于机
头上。机头用以接收来自工具机控制器的控制信号，并根据控制信号控制刀具
对目标物进行操作(如切割)。
然而，刀具在使用一段时间后会磨损，导致工具机的加工精密度降低，因
此必须将刀具取下并进行人工检测。但人工检测是由检测人员对刀具来测量刀
径、刀长，凭个人经验来对刀具状态进行判断，过程繁琐、复杂且效率低，并
增加了人力成本和管理成本。
发明内容
本发明一实施方式涉及一种刀具量测装置。根据本发明一实施例，该刀具
量测装置包括一第一通讯元件、一第二通讯元件、以及一处理元件。该处理元
件用以：利用该第一通讯元件，接收来自一刀具感测器的至少一第一感测信号；
利用该第二通讯元件，接收来自一工具机控制器的多笔坐标；根据所述坐标中
相应于该至少一第一感测信号的至少一第一目标坐标，计算一刀具的一量测刀
径；以及利用该第二通讯元件，提供该刀具的该量测刀径至该工具机控制器。
根据本发明一实施例，该处理元件还用以：利用该第一通讯元件，接收来
自该刀具感测器的至少一第二感测信号；根据所述坐标中相应于该至少一第二
感测信号的至少一第二目标坐标，计算该刀具的一量测刀长；以及利用该第二
通讯元件，提供该刀具的该量测刀长至该工具机控制器。
根据本发明一实施例，该处理元件还用以：根据该刀具的该量测刀径及该
量测刀长中的至少一者，计算该刀具的一补偿参数；以及利用该第二通讯元件，
提供该刀具的该补偿参数至该工具机控制器，以令该工具机控制器根据该刀具
的该补偿参数调整该刀具的至少一操作。
根据本发明一实施例，该处理元件还用以：根据该刀具的该量测刀径及该
量测刀长中的至少一者，判断该刀具是否破损；以及在该刀具破损的情况下，
利用该第二通讯元件，提供一警示信号至该工具机控制器，以令该工具机控制
器停止使用该刀具。
根据本发明一实施例，该处理元件还用以：记录侦测到该至少一第一感测
信号的至少一触发时间点；以及在所述坐标中，搜寻对应于该至少一触发时间
点的至少一者，作为该至少一第一目标坐标。
根据本发明一实施例，该处理元件还用以：读取该工具机控制器的一加工
程序，以判断该工具机控制器是否开始进行该刀具的一量测行程；以及在该工
具机控制器开始进行该刀具的该量测行程时，开始侦测该至少一第一感测信
号、以及开始接收所述坐标。
根据本发明一实施例，该处理元件还用以：读取该工具机控制器的一加工
程序，以判断该工具机控制器是否终止该刀具的一量测行程；以及在该工具机
控制器终止该刀具的该量测行程时，停止侦测该至少一第一感测信号、以及停
止接收所述坐标。
本发明另一实施方式涉及一种刀具量测方法。根据本发明一实施例，刀具
量测方法包括：利用一第一通讯元件，侦测来自一刀具感测器的至少一第一感
测信号；利用一第二通讯元件，接收来自一工具机控制器的多笔坐标；根据所
述坐标中相应于该至少一第一感测信号的至少一第一目标坐标，计算一刀具的
一量测刀径；以及利用该第二通讯元件，提供该刀具的该量测刀径至该工具机
控制器。
根据本发明一实施例，刀具量测方法还包括：利用该第一通讯元件，接收
来自该刀具感测器的至少一第二感测信号；根据所述坐标中相应于该至少一第
二感测信号的至少一第二目标坐标，计算该刀具的一量测刀长；以及利用该第
二通讯元件，提供该刀具的该量测刀径至该工具机控制器。
根据本发明一实施例，刀具量测方法还包括：根据该刀具的该量测刀径及
该量测刀长中的至少一者，计算该刀具的一补偿参数；以及利用该第二通讯元
件，提供该刀具的该补偿参数至该工具机控制器，以令该工具机控制器根据该
刀具的该补偿参数调整该刀具的至少一操作。
根据本发明一实施例，刀具量测方法还包括：根据该刀具的该量测刀径及
该量测刀长中的至少一者，判断该刀具是否破损；以及在该刀具破损的情况下，
利用该第二通讯元件，提供一警示信号至该工具机控制器，以令该工具机控制
器停止使用该刀具。
根据本发明一实施例，刀具量测方法还包括：记录侦测到该至少一第一感
测信号的至少一触发时间点；以及在所述坐标中，搜寻对应于该至少一触发时
间点的至少一者，作为该至少一第一目标坐标。
根据本发明一实施例，刀具量测方法还包括：读取该工具机控制器的一加
工程序，以判断该工具机控制器是否开始进行该刀具的一量测行程；以及在该
工具机控制器开始进行该刀具的该量测行程时，开始侦测该至少一第一感测信
号、以及开始接收所述坐标。
根据本发明一实施例，刀具量测方法还包括：读取该工具机控制器的一加
工程序，以判断该工具机控制器是否终止该刀具的一量测行程；以及在该工具
机控制器终止该刀具的该量测行程时，停止侦测该至少一第一感测信号、以及
停止接收所述坐标。
透过应用上述一实施例，即可通过刀具量测装置得到刀具的量测刀径。
附图说明
图1为根据本发明一实施例所绘示的刀具量测系统的示意图；
图2为根据本发明一应用例所绘示的刀具与刀具感测器的示意图；以及
图3为根据本发明一实施例的刀具量测方法的流程图。
具体实施方式
以下将以附图及详细叙述清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具
有通常知识者在了解本发明的实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改
变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺
位的意思，亦非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或
操作。
关于本文中所使用的“电性连接”，可指二或多个元件相互直接作实体或
电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“电性连接”还可指二或多个
元件元件相互操作或动作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均
为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”，是包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是
参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
关于本文中所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用
词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描
述本发明的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有
关本发明的描述上额外的引导。
本发明的一实施方式为一种刀具量测装置。此一刀具量测装置可与刀具感
测器与工具机控制器进行沟通。为使说明清楚，在以下段落中，将以电脑(桌
上型电脑或可携型电脑)为例进行叙述，然而本发明不以此为限。
图1为根据本发明一实施例所绘示的刀具量测系统10的示意图。在本实
施例中，刀具量测系统10包括工具机20、工具机控制器30、刀具感测器40、
以及刀具量测装置100。在本实施例中，工具机控制器30可电性连接工具机
20。在本实施例中，刀具量测装置100可分别电性连接刀具感测器40与工具
机控制器30。在一实施例中，刀具量测装置100可透过通用序列总线
(universal serial bus，USB)或RS-232连接器电性连接刀具感测器40，但其它
连接接口亦在本发明范围之中。在一实施例中，刀具量测装置100可透过RJ-45
连接器电性连接工具机控制器30，但其它连接接口亦在本发明范围之中。
在本实施例中，刀具量测装置100包括第一通讯元件110、第二通讯元件
120、以及处理元件130。在本实施例中，处理元件130可分别电性连接第一
通讯元件110与第二通讯元件120。
在本实施例中，第一通讯元件110可用通讯晶片或其它具通讯功能的元件
实现。第二通讯元件120可用通讯晶片或其它具通讯功能的元件实现。第二通
讯元件120可设计为能与不同规格的工具机控制器30进行沟通。处理元件130
例如可用中央处理器、微处理器或其它适当计算装置实现。
在本实施例中，工具机控制器30用以执行一加工程序，以产生控制信号
CS至工具机20，以令机头24根据控制信号CS进行运作，以进行刀具22的
量测行程。在一些实施例中，可将刀具22的量测行程的相关操作写入加工程
序中，以使控制信号CS中包含有刀具22的量测行程的相关操作的对应信号。
在另一些实施例中，工具机控制器30用可于加工程序产生相应于加工行程(如
切割行程)的控制信号CS的后，再另外加入相应于刀具22的量测行程的控制
信号，以进行刀具22的量测行程。在量测行程中，工具机控制器30会相应于
刀具22(或机头24)的位置，依序产生多笔坐标CR，其中这些坐标CR可相对
于一预设的原点。第二通讯元件120用以接收这些坐标CR，并以处理元件130
可处理的形式提供这些坐标CR至处理元件130。
此外，在量测行程中，刀具感测器40用以产生对应于刀具22的刀径量测
的至少一第一感测信号SE1，及/或对应于刀具22的刀长量测的至少一第二感
测信号SE2。第一通讯元件110用以接收第一感测信号SE1及/或第二感测信
号SE2，并以处理元件130可处理的形式提供第一感测信号SE1及/或第二感
测信号SE2至处理元件130。
处理元件130用以根据这些坐标CR中相应于至少一第一感测信号SE1
的至少一第一目标坐标计算刀具22的量测刀径，及/或根据这些坐标CR中相
应于至少一第二感测信号SE2的至少一第二目标坐标计算刀具22的量测刀长
(例如，处理元件130可用两组第一目标坐标计算刀具22的量测刀径，及/或用
一组第二目标坐标计算刀具22的量测刀长，具体例示将于而后段落描述)。而
后，处理元件130可透过第二通讯元件120，以工具机控制器30可处理的形
式，提供量测刀径及/或量测刀长至工具机控制器30，以令工具机控制器30
得以相应于量测刀径及/或量测刀长进行后续操作。例如，可根据刀具22的量
测刀径及量测刀长中的至少一者，计算刀具22的补偿参数。
在一变化的实施例中，在刀具量测装置100的处理元件130可根据刀具
22的量测刀径及量测刀长中的至少一者，计算刀具22的补偿参数。而后，刀
具量测装置100的处理元件130可利用第二通讯元件120，提供刀具22的补
偿参数至工具机控制器30，以令工具机控制器30根据刀具22的补偿参数调
整刀具22的至少一后续操作。
亦即，在不同的实施例中，刀具量测装置100可提供量测刀径及量测刀长
中的至少一者至工具机控制器30，以令工具机控制器30自行计算补偿参数，
及/或直接提供补偿参数至工具机控制器30，以令工具机控制器30根据刀具
22的补偿参数调整刀具22的至少一操作。
在一实施例中，可根据刀具22的量测刀径与基准刀径之间的误差，及/
或刀具22的量测刀长与基准刀长之间的误差，计算补偿参数。如此一来，工
具机控制器30得以根据补偿参数，调整后续加工行程的相关操作。
通过上述的操作，即可通过刀具量测装置100得到刀具22的量测刀径及/
或补偿参数。
在一些做法中，刀具感测器是直接连接于工具机控制器的快速输入输出接
口，并直接提供第一感测信号与第二感测信号至工具机控制器。在如此的设计
下，在不同的工具机控制器中，开发者需根据不同规格开发不同的用以量测刀
长及/或刀径的加工程序。
相对地，在本发明的实施例中，系利用刀具量测装置100接收坐标CR、
第一感测信号SE1及/或第二感测信号SE2，并相应地计算刀具22的量测刀径
及/或量测刀长。刀具量测装置100系设置为能与不同规格的工具机控制器30
进行沟通。在如此的设计下，即便在使用不同的工具机控制器30时，开发者
仅需于刀具量测装置100上开发用以量测刀长及/或刀径的加工程序，而不需
根据不同的工具机控制器规格，开发不同的加工程序。
此外，在本发明的实施例中，亦可避免使用工具机控制器30的快速输入
输出接口(未绘示)连接刀具感测器40，以节省工具机控制器30的资源。
参照图2，在一实施例中，刀具感测器40可为激光感测器。在此一实施
例中，刀具感测器40可产生激光42，当激光42被刀具22遮蔽时，刀具感测
器40提供第一感测信号SE1或第二感测信号SE2至刀具量测装置100。借此，
刀具量测装置100的处理元件130即可在多笔坐标CR中找出相应于第一感测
信号SE1的第一目标坐标或相应于第二感测信号SE2的第二目标坐标。
例如，在一实施例中，工具机控制器30可控制工具机20，以令刀具22
水平移动。当刀具22的一侧遮蔽激光42时，刀具感测器40提供一笔第一感
测信号SE1至刀具量测装置100，且当刀具22停止遮蔽激光42(刀具22的另
一侧离开激光42)时，刀具感测器40提供另一笔第一感测信号SE1至刀具量
测装置100。刀具量测装置100的处理元件130根据此两笔第一感测信号SE1
在多笔坐标CR中取得两笔第一目标坐标，并进而根据此两笔第一目标坐标计
算刀具22的量测刀径。
在一实施例中，刀具量测装置100的处理元件130是记录侦测到两笔第一
感测信号SE1的两个触发时间点，并在接收到的多笔坐标CR中，搜寻对应于
此两个触发时间点的两笔对应坐标，作为所述两笔第一目标坐标。
在一实施例中，在刀具量测装置100的处理元件130接收到来自工具机控
制器30的坐标CR时，处理元件130可各别给予这些坐标CR时间戳记(time
stamp)，以令处理元件130得以据此找出分别具有最接近此两个触发时间点的
时间戳记的两笔对应坐标，作为所述两笔第一目标坐标。
另一方面，在另一实施例中，工具机控制器30可控制工具机20，以令刀
具22的底侧(相对于连接机头24的刀具22的顶侧)遮蔽激光42。当刀具22的
底侧遮蔽激光42时，刀具感测器40提供第二感测信号SE2至刀具量测装置
100。刀具量测装置100的处理元件130根据此一第二感测信号SE2取得第二
目标坐标，并进而根据此一第二目标坐标与一预存的刀长基准点，计算刀具
22的量测刀径。其中，预存的刀长基准点例如是透过量测已知长度的标准棒
取得。
在一实施例中，刀具量测装置100的处理元件130是记录侦测到第二感测
信号SE2的触发时间点，并在接收到的多笔坐标CR中，搜寻对应于此一触发
时间点的对应坐标，作为所述的第二目标坐标。
在一实施例中，在刀具量测装置100的处理元件130接收到来自工具机控
制器30的坐标CR时，处理元件130可各别给予这些坐标CR时间戳记，以
令处理元件130得以据此找出具有最接近触发时间点的时间戳记的对应坐标，
作为所述第二目标坐标。
应注意到，在一些实施例中，刀具感测器40也可为工具机探头(machine
tool probe)，故不同形式的刀具感测器40亦在本发明范围之中。
以下将通过图3中的刀具量测方法200以提供本发明更具体细节，然本发
明不以下述实施例为限。
应注意到，刀具量测方法200可应用于相同或相似于图1中所示结构的刀
具量测装置。而为使叙述简单，以下将根据本发明一实施例，以图1中的刀具
量测装置100为例进行对刀具量测方法200叙述，然本发明不以此应用为限。
此外，刀具量测方法200亦可实作为一计算机程序，并储存于一非暂态计
算机可读取记录媒体中，而使计算机或电子装置读取此记录媒体后执行刀具量
测方法200。非暂态计算机可读取记录媒体可为只读记忆体、快闪记忆体、软
盘、硬盘、光盘、随身盘、磁带、可由网络存取的数据库或熟悉此技艺者可轻
易思及具有相同功能的非暂态计算机可读取记录媒体。
另外，应了解到，在本实施方式中所提及的刀具量测方法200的步骤，除
特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同
时执行。
再者，在不同实施例中，这些步骤亦可适应性地增加、置换、及/或省略。
在本实施例中，刀具量测方法200包括以下步骤。
在步骤S1中，刀具量测装置100的处理元件130透过第二通讯元件120，
读取工具机控制器30的加工程序，以判断工具机控制器30是否开始进行刀具
22的量测行程。若是，则进行步骤S2。若否，则持续进行步骤S1。
在步骤S2中，在工具机控制器30开始进行刀具22的量测行程后，刀具
量测装置100的处理元件130开始透过第二通讯元件120依序接收来自工具机
控制器30的多笔坐标CR，并透过第一通讯元件110接收来自刀具感测器40
的至少一第一感测信号SE1。
在步骤S3中，刀具量测装置100的处理元件130读取工具机控制器30
的加工程序，以判断工具机控制器30是否终止刀具22的量测行程。若是，则
进行步骤S4。若否，则回到步骤S2。
在步骤S4中，刀具量测装置100的处理元件130根据坐标CR中相应于
第一感测信号SE1的第一目标坐标，计算刀具22的量测刀径。关于第一目标
坐标与计算刀具22的量测刀径的细节可参照前述段落，在此不赘述。
在一实施例中，在工具机控制器30终止刀具22的量测行程后，刀具量测
装置100的处理元件130停止侦测第一感测信号SE1、以及停止接收坐标CR。
在步骤S5中，刀具量测装置100的处理元件130可根据刀具22的量测刀
径，判断刀具22是否破损。若是，则进行步骤S6。若否，则进行步骤S7。
在一实施例中，刀具量测装置100的处理元件130可根据刀具22的量测
刀径是否低于一预设门槛，判断刀具22是否破损。
在步骤S6中，在刀具22破损的情况下，刀具量测装置100的处理元件
130透过第二通讯元件120提供警示信号至工具机控制器30，以令工具机控制
器30停止使用刀具22。
在步骤S7中，在刀具22未破损的情况下，刀具量测装置100的处理元件
130透过第二通讯元件120提供刀具22的量测刀径至工具机控制器30，以令
工具机控制器30据以进行后续操作。
透过应用上述一实施例，即可通过刀具量测装置100得到刀具22的量测
刀径。
在一实施例中，在上述步骤S2中，刀具量测装置100的处理元件130更
可透过第一通讯元件110接收来自刀具感测器40的至少一第二感测信号SE2。
在此一实施例中，在步骤S4中，刀具量测装置100的处理元件130更可根据
坐标CR中相应于第二感测信号SE2的第二目标坐标，计算刀具22的量测刀
长。并且，在此一实施例中，在步骤S5中，刀具量测装置100的处理元件130
可根据刀具22的量测刀径与量测刀长中的至少一者，判断刀具22是否破损。
此外，在此一实施例中，在步骤S7中，刀具量测装置100的处理元件130更
可透过第二通讯元件120提供刀具22的量测刀长至工具机控制器30，以令工
具机控制器30据以进行后续操作。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此
技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本
发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。