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作者:蕭欽奇、蔡銘浩工業機器人於加工應用之探討

在節能趨勢與成品輕量化的訴求下，使得產品原材料由鋼材逐漸轉為鋁材及複合材料，其中以汽車產業與航太產業最為顯著。另外，水五金、手工具、模具等屬勞力密集型產業，因少子化、高齡化的社會趨勢，皆面臨勞動力不足、勞力成本提高外，更有老師傅退休後，技藝無法傳承的困境。種種在生產製程上的轉變，都讓機器人的應用，從過去的上下料、分類、搬運、檢測、整列等製程，開始導入至加工階段，如鑽孔、繞切、研磨、拋光等製程。此外，工業機器人是適合開發具靈活和可重新彈性配置的製造系統，有助於執行各種多樣化製程。與傳統的數控機床相比，機器人加工系統為節省成本和靈活的替代解決方案。隨著工業機器人技術的不斷精進，正逐步應用於各種加工製造領域。

作者:廖建智、王承緯、何筱晨、林政傑、周國華、王仁傑智慧化機電分析模組技術於工具機實務應用

在高效率航太加工與高精度需求的模具加工中，過切一直是關鍵的問題點，造成過切的因素可分為CAM工法規劃與機械振動兩大類，針對過切問題，使用者常在機台調機與加工刀法規劃上尋求解決，但業界目前仍無明確的科學化模型。

本文整合CAM路徑規劃模組與工具機機電系統，首先對CAM的品質進行確認，包含極短反向背隙與減速率及減速數量…等指標，接續整合機電分析模組進行刀尖點誤差分析，並將其三軸向動態誤差轉換為模面法向誤差，最終在模面上以色點後處理方式呈現誤差分佈，使用者即可以快速進行切削模擬預測加工狀況，並透過調整CAM工法規劃或重新設計機台動態響應…等方式進行加工模面的誤差狀況修正，有效連結CAM路徑規劃與機台動態響應之間的關係，建立相對應的科學化模型。

作者:徐立宇、張瑞旻、黃啟榮、林偉宸、梁碩芃超音波輔助蜂巢結構切割及刀具壽命預測系統

全球航空業正面臨一波換機潮，燃油效率、低排放、輕量化設計成為次世代商用客機的設計趨勢。蜂巢結構是航太產業中質輕、高強度的代表性材料而超音波輔助加工是目前國內業者主要的蜂巢結構加工方法，但由於進口機台昂貴、刀具壽命短且刀具磨耗後無法透過研磨、鍍膜重新使用等問題導致生產成本居高不下。

本文將介紹利用工研院研發團隊現有的工具機設計與智能化軟體開發能力整合學術界在複合材料性質與超音波加工方面之研究成果，發展超音波輔助蜂巢結構加工刀具壽命預測技術，並可技術移轉給國內工具機產業，以打入國際航太供應鏈。

作者:陳羿銘、廖述鐘、林啟正、彭達仁、蓋震宇遠端切削優化與管理平台技術

近年工業產品多為高單價客製化產品，產品特性少量多樣，且高階產品需全檢，耗費人力，並其產品有加工移除率高與製程時間長等加工特性，本中心建置遠端加工優化平台搭配虛實整合切削診斷技術，可於遠端在切削前藉由擷取製程參數技術，進行包含加工路徑、負載等加工資料解析為其進行加工優化，並進一步利用遠端管理平台技術，引進自動化生產設備、導入智慧製造產線與線上量測系統，除了可即時監測加工品質建立產品履歷，亦可回饋參數進行優化補償，同時將產線數據上傳雲端，進行跨廠區整合以降低生產成本並提高產能。

作者:黃光瑤、陳坤坐、李炫璋雷射長距切割技術探討與應用

雷射製造具備效率高、品質優良、加工範圍廣、加工細緻、高度自動化等優點，可解決傳統加工製程無法解決的難題，甚至改變製程工序促使產業製程的改變。應用於薄鈑金屬加工方面，因應許多產業往輕薄短小方向發展而日顯重要，薄化金屬的用量也隨之大幅上升，在追求產能最大化及產品品質最佳化的前提下，薄鈑金屬的加工與應用成為近年熱門議題。本文將針對雷射長距切割技術進行介紹，說明長距切割技術原理、切割理論分析、製程模擬研究成果，並針對長距切割製程優勢及其應用作說明。

作者:陳園迪、蔡武融、劉松河超快雷射多層複合基板切割技術

多層複合基板切割技術廣泛的被使用於面板製程之玻璃切割與半導體製程之晶圓切割。行動穿戴式裝置的需求，使得高強度之多層複合基板成為未來的發展趨勢，為了建置此類新基板，更先進的切割技術之導入是勢在必行。雷射運用於多層複合基板切割其長時加工之穩定性高，由於切割道寬度很小，因此單片晶圓可切割出更多顆晶粒，因此提高生產效率。本文介紹雷射切割技術、雷射隱形切割技術，內容包含硬脆材料與多層複合基板之加工成果。最後，並介紹工研院投入超快雷射多層複合基板切割技術之開發成果。

作者:洪瑞斌、林清源、羅佐良應用振動聲紋特徵於切削穩定性之檢測分析

本研究旨在探討線性滑軌預壓對工具機進給系統的結構動態特性之影響。線性滑軌已廣泛應用在各式各樣工具機之進給導軌系統中，其內部滾動鋼珠與滑槽之間的接觸力與接觸點之變形量為非線性關係，將導致鋼珠接觸剛性隨其預壓之不同而改變，並因此影響主軸頭部系統結構之動態特性與切削穩定性。由有限元素分析證實預壓等級較高的滑塊，因具有較大的接觸剛性，可提升進給機構結構的靜剛性以及自然振動頻率，並有效增強機柱主軸頭部之動態剛性及切削穩定性。機械切削加工時產生之震動與噪音量值大小與切削穩定性亦有極大的關連，本研究利用聲紋展開判斷是否有加工顫振的現象發生，藉此未來如果在加工過程未產生顫振則可適當的加快切削加工速度，若產生顫振則自動加（減）切削條件用以避開顫振點，如此可以致使切削條件保持再最佳的狀況，提昇切削效率，並避免因人而異的切削條件導致加工效率降低的現象。

作者:張京軒、葉賜旭、高永銘考量切削扭矩之銑削進給調變方法

電腦數值控制（CNC）工具機的加工參數設定通常是由工具機操作人員直接設定或使用CAD/CAM軟體藉由諸多加工結果統計數據庫進行參數設定；其結果往往是以較為保守的加工設定參數進行切削，雖可防止切削時因參數設定不佳而影響刀具的完整性並避免刀具損傷，但是該參數設定應用於CNC工具機卻會造成較低效率切削加工與較長的加工時間。近年來，由於自適應限制控制方法（ACC）可以在加工過程中界定加工變量的最大加工條件限度，所以在本研究中主要採用ACC方法進行加工參數設定，且操作加工參數的應用主要包含切削進給率和主軸轉速等。本研究發展具有單節預讀功能的在線自適應限制控制方法；儘管在實際加工過程中切削環境為多變，仍可在線調整原來的進給速率命令，以保持切削扭矩於先前所界定的範圍內。最後，應用於桌上型三軸電腦數值控制銑床工具機的實驗結果可證明本研究所發展的銑削進給調變方法在CNC銑床工具機應用的可行性。

作者:劉俊麟、詹啟鋒、沈威志、吳建霖雷射掃描技術於手機PET保護膜切割的應用

雷射加工之應用非常廣，除了在高科技的應用液晶螢幕（LCD, Liquid Crystal Display）修補、太陽能板劃線還有半導體封裝打印（IC Packing Marking）應用之外，也可以應用在傳統鋼板切割、塑膠切割；本研究是把雷射切割應用在智慧型手機（Smart Phone）螢幕保護膜的切割上，取代傳統刀模（knife mold）製作；使用雷射可切割任意的幾何形狀，不受傳統的單一刀膜只能切割單一形狀；在智慧型手機百發齊放的時代，雷射切割的應用不僅可以高效率的產出各式各樣的智慧型手機保護膜，並且可以省下不少的模具費用。

作者:陳翹湘、何天佐、謝一志、張書樺、陳映全擺動式光纖雷射切割加工頭開發研究

本文針對市售主要廠商之雷射切割加工頭之光學部件進行研究，主要結論有：（1) 鏡片材質為耐熱石英（fused silica)；（2) 在波長1064 ± 10 nm，鏡片穿透率> 99 %，表面粗糙度< 5 nm；（3) 機構件主要選用AISI 304，內部鏡筒選用鋁合金如AA-2014、AA-5083或AA-6014並於表面進行電鍍鎳來提升表面強度及耐蝕性；（4) 針對現有調焦方式，可透過倍率為X之光學槓桿模組，減少鏡片移動產生的偏差；（5) 經由旋轉軸之聯結，可使加工頭擺動角度達到± 45°，擺動精度可達± 0.0125°。

作者:陳羿銘、廖述鐘、彭達仁虛擬切削技術的發展與應用

針對虛擬切削技術的發展進行詳細說明，並輔以加工優化技術的實例來闡述高效率加工的應用方式。從1960年代電腦輔助設計和電腦輔助製造的技術開始提出後，搭配日趨成熟的有限元素分析（FEA）技術，工程師開始利用電腦來解決許多加工模擬等需大量運算的工程問題，本文會詳述目前最新的虛擬切削技術發展情形，並示範在3C電子產品如何應用虛擬切削技術達到高效率的薄壁加工效果。

作者:陳智禮、曹宏熙光纖雷射切割技術原理與薄鋼板切割應用簡介

本文將介紹雷射切割技術原理，說明影響雷射切割品質之主要因素如雷射光源特性（功率、波長、輸出模式）、聚焦方式、輔助氣體種類與氣體壓力等，其次說明500W CW光纖雷射在薄碳鋼板與薄不鏽鋼板之應用實例與切割參數。

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