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作者:潘正堂、孫培原、李浩然、劉昭志、王紹宇、顏仲崑、孫榮宏、邱日清、何正宇多軸同步體感平台結合虛擬實境之控制

本研究開發一多軸同步（Synchronized) 體感平台結合虛擬實境（Virtual Reality, VR)，其主要透過互動科技、空間定位、觸覺模擬與情境感測等技術來建立出完整的VR多軸體感系統。此多軸同步體感平台具備雙軸腳控器及單軸轉向桿，平台由三組曲柄連桿來支撐平台機構。使用Visual Studio C# 語言建立運動系統的控制機制，經由EtherCAT （Ethernet control automation technology) 的通訊傳輸配合多組伺服電動機與運動控制卡來驅動平台，而針對運動平台控系統響應的優化部分，導入Cascade法則設計了控制器PI參數，與Auto-tuning計算參數做響應比較，在時域系統中做速度環與位置環的步階響應模擬以及實驗；在頻域系統中模擬電動機頻寬，驗證本研究設計參數對響應的提升，使曲柄連桿機構可以實現多軸同步體感平台複合運動之控制。

作者:楊俊彬、張燦勳多軸複動化閉塞鍛造模組開發與應用

隨著產業之競爭，鍛造技術發展趨勢為下料省料化，尺寸精密化與生產高速化，其目的為降低生產成本，提升產品競爭力，其中以下料省料化為降低成本最直接之方法。而要達到下料省料化，即需導入多軸複動化閉塞鍛造模組技術，使鍛件無毛邊化。本研究以五塊楔塊組設計可達到Z軸雙向複動化之效果，比其國外之雙油壓模墊系統具有合模高度低，所需能力發生點低之優點，可配合一般規格鍛機使用，不需使用特殊規格與高能力發生點之鍛機;其模組化設計方式配合快速換模系統，換模容易，提升設備稼動率。本研究以轉向用十字軸鍛件為載具進行冷間鍛造製程之驗證，其從實驗結果顯示所開發之鍛件尺寸符合要求，鍛件無毛邊且其鍛流線分佈均勻且為連續，顯示本研究所開發之Z軸雙向複動化閉塞鍛造模組為可行，此外，應用本技術已開發出各式無毛邊鍛件，比其原先之傳統鍛造製程可節省15~40 %的材料。

作者:陳世樂、周長彥整合插補之多軸同動循跡控制技術

作者:陳品均、林志浩、林奕成多軸驅動伺服沖床之應用與發展現況

多軸驅動伺服沖床除了可提高伺服沖床的最大出力極限，另外對於沖鍛零件的成品品質、與模具的使用壽命，具有關鍵性的影響。本文一開始先簡略介紹伺服沖床之發展背景，並於之後的章節介紹了台灣尚未投入研發的多軸驅動伺服沖床之國際產業發展現況。期望藉由分享本文由多方蒐集、彙整之內容資料，增加國內相關產業對於多軸驅動伺服沖床之認識，並促進相關單位與廠商加速投入其研究與開發之腳步。

作者:陳世樂、鄭志鈞、陳政雄工具機關鍵技術發展趨勢分析與未來策略

作者:黃華志多軸CNC工具機的誤差來源與分析

本文嚐試針對影響多軸數值控制工具機加工精度的各項因素及誤差來源作確認與解析。發生在加工程製的運動誤差其來源可分為四大類：（a）切削過程的影響，例如，刀具彎曲變形，顫振，製程引起的刀具與工件熱變形，工件內應力引起的變形，夾具夾持力引起的變形；（b）機械性缺失，例如，軸的不直度、背隙、黏滯運動；(c)伺服控制與運動軸的動態特性；伺服控制迴路參數的配合不良，將引起定位誤差；(d)刀具幾何不準確性的影響，如刀具磨損、刀具安裝精度等。所有的這些誤差來源皆會以複雜的方式來影響刀具加工點的定位精度。運動誤差的總和則是前述誤差來源的組合。本文目的是期望能對各個關鍵因素提出有效的改善方案，提升工藝水平，以建造出高精度的精密工具機為最終目標。

作者:李坤穎、陳冠文從2012 JIMTOF工具機展探討車銑複合加工機及高速鑽孔攻牙中心機發展趨勢

日本工具機展在今年2012年已經邁入第26屆，日本工具機展往往吸引著台灣工具機業者前往考察及學習。日本工具機廠商都各專注在自家核心技術的發展及創新，發展主流還是聚焦在多軸化加工設備的開發及加工精度的呈現。

日本工具機發展已領先台灣5~10年，而未來又有中國大陸及韓國追趕，台灣工具機產業發展必須持續朝向高品級工具機的目標邁進，才能使台灣工具機產業與日本、歐洲拉近距離。

作者:龔應時、林進木、陳裕仁、周信宏以FPGA為基礎多軸伺服及運動控制器研製

本文旨在將多軸伺服控制器及運動軌跡規劃整合在一顆FPGA晶片內實現。首先，以Altera FPGA晶片及內含一顆Nios嵌入式軟核心處理器為基礎建構之系統整合晶片（SoPC）來發展多軸伺服控制及運動軌跡技術。此系統整合晶片內主要包括兩個模組，第一個模組在Nios II處理器內以軟體程式實現並以C語言撰寫程式，其功能為多軸平台運動軌跡之計算。第二個模組在FPGA晶片內以數位硬體方式實現並以VHDL描述其電路，其功能主要為多軸馬達之位置/速度/電流迴路控制器實現，也就是多顆永磁同步馬達之電流向量控制器、空間向量脈波寬度調變產生、速度P控制器與位置模糊控制器等，全部由硬體數位電路實現。由於FPGA的快速計算、並行處理、軟硬體共同設計等優點，將能提升多軸控制器之運動性能。最後，為了驗證所提多軸伺服及運動控制IP （智材）之可行性及正確性，將以三軸伺服控制之XYZ平台為實驗載具，並以實驗結果來證實之。

作者:陳宛竺、葉賜旭、麥朝創應用多軸工具機於切削NURBS曲面之操作切換模擬研究

由於科技的進步與成長，多軸工具機近年來在製造業界受到極高度的重視。多軸工具機被運用在複雜的零件加工，主要使用於複雜的曲面，尤其是精度高或曲面變化大的加工件。因此，本研究針對NURBS曲面依三個機型的五軸加工機進行切削路徑模擬，判斷可行的五軸工具機，並且討論六軸工具機與五軸工具機的操作切換條件。本研究以NURBS曲面為討論標的是因為它能以通用的數學特性表示自由曲面而廣泛地應用於工件建模。

作者:周信宏、龔應時多軸伺服驅動器設計

作者:陳文泉、李峰吉、周柏寰、李宛龍、陳金聖、羅淳橋雷射振鏡控制技術於智慧型多運動控制平台

本文開放式多軸多系統控制技術，整合多軸運動控制技術、雷射振鏡控制與多控制信號源同步校正。以智慧型運動控制平台進行開發，平台內建中央處理器並具即時多工作業系統，實現開放式多軸多系統控制技術，達到高速度與高精度的控制能力，以因應日趨複雜的高值化應用需求。開放式多軸多系統控制技術，以多軸運動控制技術為技術核心，開發高值化的雷射振鏡控制技術，提供應用於高精密雷射加工產業需求。多控制信號源同步校正，具備整合運動控制與雷射振鏡控制所需之各項信號源同步功能，以達高精度與高速度加工需求，其中多控制信號源同步，主要包括脈波產生器、脈寬調變產生器、電壓命令產生器與輸出/入訊號介面等。

振鏡馬達增加雷射反射鏡面機構後，雷射加工控制在高速運動時振鏡馬達擺動時扭力共振頻率所產生的振動與噪音，本文使用二階多重迴授陷波濾波器來抑制。本文使用頻率響應分析儀，量測出雷射振鏡馬達共振頻率，建立振鏡馬達扭力共振頻率頻譜圖，進而設計出抑制共振頻率的陷波濾波器電路。最後，將實體電路整合於智慧型運動控制平台實現，驗證所設計出的陷波濾波器能有效抑制振動與噪音。

作者:周信宏、龔應時FPGA-Based多軸伺服驅動設計

本文主要發展以FPGA為基礎之多軸伺服驅動系統。首先，將推導多軸伺服系統之數學模式及其控制器設計。其次，以Altera公司發展具有可嵌入一顆軟核心Nios II處理器之FPGA晶片來開發多軸伺服控制晶片。此晶片內含有兩個模組。第一個模組為Nios II處理器，以軟體方式來發展點對點運動軌跡規劃，而第二個模組，以數位硬體方式來實現多軸位置/速度/電流控制器。後者採用兩種設計方法。一種方法為各軸獨立設計，另一種方法為多軸共同模組設計。後者將多軸的電流控制器與座標轉換電路及多軸的位置/速度控制器電路，各自以一個共同模組實現，以達到節省硬體資源的目的。接著，VHDL將用來描述多軸伺服控制器的行為。最後，為了驗證多軸伺服驅動器之有效性，利用六軸關節型機械手臂及晶圓移載用機械手臂作為驗證載體，證實多軸伺服驅動器之正確性。

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