[发明专利]适用于电脑数值控制工具机的操作训练模拟装置

说明书

技术领域

本发明有关工具机操作训练模拟装置，且特别是有关一种适用于电脑数值控制工具机的操作训练模拟装置。

背景技术

由于工具机零件加工的复杂度，随着信息科技产业的进步，发展出众多电脑辅助设计与制造(computer aid design and computer aid manufacturing；CAD/CAM)软件，例如″Pro-E″、″I-DEAS″或″Gibbs CAM″等等CAD/CAM程序制作加工模拟软件。由于加工模拟软件可预先模拟加工过程，预先模拟材料或结构进行加工的操作以便除错与改善，进而防止实际加工作业中的错误产生，避免造成机台与工件的损害，因此目前广为应用于制造业。

现今的加工模拟软件功能完善强大，但是程序指令操作复杂，模拟人员需先熟悉软件操作后，才能熟悉模拟加工情况。目前多应用于产品设计初期的材料与结构分析。由于模拟加工软件的操作具有一定程度的复杂性，且其着重于产生电脑数值控制(CNC)程序码，加上此种加工模拟软件成本相当高，因此比较不适合于训练第一线的CNC工具机现场操作人员，避免耗费过多人员训练时间而增加人事成本。

使用加工模拟软件来训练初学者虽然可以降低训练操作的危险性以及成本，同时无需实际的加工刀具与工件来作操作练习，对于学习的人员来说是安全的。

然而，这种使用一般加工模拟软件对新进人员(或学员)进行训练的方式，虽然可避免实际操作设备的损害风险与成本(如，实际加工用的材料或人员操作失当对设备产生的损害等等)，而模拟加工软件的皆为图形化操作界面，对无经验的新进人员(或是学生)来说，由于没有接触到实际的CNC工具机的操作界面，因此在实际加工作业前，为使新进人员(或学生)能实际熟悉CNC工具机的操作界面以降低加工操作疏失，往往仍需再另外安排时间施以衔接教育，直接操作实际的CNC工具机 操作面盘以熟悉适应CNC工具机操作。然而，这样一来，不但拉长训练时间，也提高了人事训练成本。一般教育训练单位(如技职学校或职训中心)，受限于经费不足，为节省设备成本，在进行CNC工具机教学时，常常可以看到多位学员挤在一台CNC工具机旁边进行加工教学，轮流练习。这种方式虽然可使学员直接熟悉CNC工具机，但是由于多人共机，在时间的限制下，要使学员对CNC工具机达到一定的加工操作熟悉度的效果仍然有限。

另一种现有的训练方式，是将工具机的控制盒由机台上拆下，可以保留实际的操作感觉。受训学员可以于实体控制盒上输入加工条件指令，然而，机台并不会产生任何实际的加工操作。以这种方式来训练操作，还是缺乏临场感，因而学习效果大打折扣。

还有一种现有的训练方式即是采用工作中学习(on-job-training；OJT)的方式。目前制造业为缩短训练新进CNC工具机操作人员的时间，多半采用工作中学习的方式。OJT的学习方式虽然可使新进操作人员在最短的时间内熟悉操作CNC工具机，并具备实际加工作业能力，但是这种方式的风险与成本相当高。

为求缩短训练时间，业者除了需承担新进操作人员训练消耗的加工材料成本(如刀具磨损、工件损耗等)之外，更要面对新进操作人员因操作失当而造成设备损害的风险，如撞机与刀具损坏，或是新进操作人员因熟悉度不足而产生危险并造成人员的伤害。

因此，目前需要一种工具机的操作训练模拟装置，并使新进操作人员(或受训学员)能在安全无虞的操作下直接且快速的熟悉CNC工具机操作界面。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有实际工具机操作面盘的CNC工具机操作训练模拟装置，利用一实体控制装置与一软件模拟器，提供一真实的操作界面以使受训练的学员可直接由实体控制装置来训练操作工具机的切削加工过程。

本发明的另一目的是提供一种操作简单的工具机的操作训练模拟装置，受训练学员不需记忆复杂的软件程序指令，而可通过直接操作实体控制装置来模拟操控工具机。

本发明的又一目的是提供一种工具机操作训练模拟装置，可提高受训学员 (新进操作人员)的操作熟练度，由于具有实体控制装置，且可直接操作该实体控制装置来完成模拟加工的动作，使学员更容易了解加工过程中机台与加工指令的关系外，还可增加学员操作CNC工具机台的熟练度。

本发明的再一目的是提供一种工具机操作训练模拟装置，其可节省训练成本与降低操作风险。