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作者:呂宥勳、林承楷、張詠棋、鍾允睿差速器技術發展與應用

在汽車產業中，差速器為傳動關鍵零組件之一，透過差速器的應用，得以讓車輛順利過彎以及分配各輪扭矩，增進拖曳力。本文中介紹差速器原理以及技術發展，且由於差速器本身的物理特性，在摩擦力較差之路面（如結冰、泥巴地、青苔、水漂）容易發生打滑、動力耗損的情形，因而發展出進階差速器，例如多樣的限滑差速器，包含離合式限滑差速器、主動式限滑差速器、托森式限滑差速器、差速器鎖、扭矩分配差速器及常見的電控電子差速鎖系統，解說其運作原理以及其在不同路況、車種之應用。

作者:李侃峰、劉東昇、杜誠扭力即時量測技術

從一般製造業至精密機械，軸傳動組件被廣泛的應用，因此，軸傳動組件之扭力監測是重要且必須。隨著量測技術的發展與不同領域應用需求，扭力感測器也具備不同型式，如接觸式、非接觸式、光學式、有線、無線與電磁式。

作者:蕭錫鴻、歐峰銘、許晉謀、刑玉璽、邱建誌多重直驅馬達旋轉軸技術

兩軸旋轉主軸頭是大型五軸曲面加工機之重要關鍵模組，多重驅動兩軸旋轉主軸頭研究是突破歐美專利限制，以複數個扭矩馬達帶動減速齒輪組傳動動力，使其能以較小之馬達實現高轉矩之輸出。多重驅動兩軸旋轉主軸頭以系統化創新方法與專利佈局，突破國外專利技術的箝制，完成高階旋轉主軸頭技術之開發並建立技術障礙，達到高精度、高轉速、高剛性、以及高效能等優點，可協助國內工具機產品由泛用三軸工具機提升至高值化五軸工具機的產品，並導入航太與能源產業等高階應用領域。

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:蕭錫鴻、許晉謀、黃郁翔、邱國麟高響應直驅馬達於多重直驅旋轉技術之應用

為了自行發展高精度五軸工具機，並突破歐美日等先進工具機模組廠在旋轉軸模組的專利箝制，以及解決業者仰賴國外進口與發展成本過高的問題，必須提出高精度穩定性的主軸頭旋轉軸模組之Total Solution，並應用相關技術進行五軸、大型與多軸驅動及相關之高階研究，終而建立高值化工具機。

未來國內高階精密CNC加工機之發展與整體技術以及成本掌控，希望藉由將高剛性多重直驅兩軸主軸頭與直驅馬達模組技術導入國內CNC加工機廠，建立業界系統整合，引導國內工具機進入A+高值化應用領域，提升整體製造業產值，且因產品附加價值提高而增加整體獲利率，在導入國內龍門工具機之後，促使其升級為高階大型五軸產品。

作者:彭俊麒、何明果、谷中昭、潘俊良串聯式機械手臂之計算扭矩法與動態運動分析

本文探討串聯式機械手臂（Serial robot manipulator）的動態（Dynamic）運動學數學模型，以及其在計算扭矩法（Computed Torque Method）的控制方式；傳統的機械手臂多以位置（Pulse mode）控制的方法控制，本文參考Tsai等人的文獻，綜合整理，使用Lagrange’s equations of motion建立機器手臂之Instantaneous Kinematics，並使用計算扭矩法設計比例微分控制器（PD controller）；文末不僅說明如何使用計算扭矩法設計控制器，也建立了機器手臂的控制方塊圖。

作者:江瑞利、謝曜陽、謝旻甫、蔡名曉運用混合設計策略進行切換式磁阻馬達之優化設計

轉矩漣波為衡量切換式磁阻馬達（Switched reluctance motor, SRM）性能之重要指標。而常被用於降低SRM轉矩漣波的策略有：（1）改變定子繞組線圈的激磁角度、（2）延遲繞組激磁截止時間、（3）調整定轉子間之弧角比值與（4）改變轉子幾何結構形狀等。然而，單獨運用上述降低轉矩漣波策略時，SRM之輸出轉矩與效率也會隨之下降的缺點。而本文則根據上述四種策略對轉矩漣波、輸出轉矩與效率間之影響程度，運用田口法（Taguchi method），提出一個最適當的混合設計模式，據以優化SRM馬達。本文是以一部12槽8極SRM為探討對象，並以3D FEM技術進行馬達特性分析與優化程序。研發成果除可提供給產學業界之參考，並可協助廠商提升其研發高效能磁阻馬達之技術能力。

作者:許晉謀、吳進發、東　高仁高精度RV減速機於複合雙驅式旋轉軸平台之應用

國內工具機已超越義大利，成為全球前三大出口國，為了提供國內工具機產業在兩軸頭關鍵模組的廣泛需求，未來將著重於發展高效能複合雙驅式旋轉軸驅動與控制系統平台技術，另一方面則將聚焦於提出能夠全面降低成本和提高效率的解決方案。

作者:蔡明發、曾仲熙、陳俊漢、楊竣翔同步磁阻馬達之單位電流最大轉矩控制器設計

同步磁阻馬達是一種同步機，比感應馬達有較高的能源轉換效率，它的轉子不像一般的永磁同步馬達安裝磁鐵，故不會有馬達因經年累月運轉造成轉子磁鐵磁性減弱的問題，它的轉子材料是如矽鋼片的導磁材料，藉由轉子凸極現象造成磁阻的不均勻，來產生力矩而轉動，故其構造簡單，具有堅固的特性，近年來吸引著工業界的注目。精確的馬達模型及控制器設計，使其性能優化是非常重要的。

本文設計同步磁阻馬達的單位電流最大轉矩（maximum torque per ampere, MTPA）控制器，是向量控制器設計的延伸，得出d軸電流參考命令與q軸電流參考命令的關係，MTPA控制的q軸電流命令是由轉速控制器產生；d軸電流命令是q軸電流命令的負值，如此可得到最佳化的設計，提高效率。模擬結果顯示在相同的轉速命令與負載轉矩之下，在MTPA控制情況下，可得最小定子電流大小的值，因此是最佳化的設計，在加載情況下，對給予的轉速命令有理想的轉速與電流響應。

作者:許晉謀、吳進發、陳正陽、櫻井　和彥五軸加工複合驅動平台技術驗證

為提供工具機產業發展大型五軸工具機所缺乏之高精度模組技術、性能驗證及試量產平台，未來將著重於發展高效能複合雙驅式旋轉軸驅動與控制系統平台技術，大幅提升兩軸主軸頭動力輸出並縮小設計空間，另一方面則將聚焦於補足產業不足，協助開發各型大型加工機。

作者:蔡明發、彭文陽、陳譽元、林正軒、葉信典三相交流感應馬達之建模與線上轉矩速度特性模擬分析

交流感應馬達因比永磁馬達有更強健、低成本的特性，因此廣泛地應用在馬達驅動系統中，尤其在較大功率電動車與牽引車的應用上，感應馬達的重要性將逐年增加。在這些應用中，需要分析馬達的轉矩速度特性，使得在適當的速度範圍內產生足夠的轉矩以驅動馬達帶動車體，因此精確的感應馬達模型與建構，在研究感應馬達轉矩速度特性暨其模擬與分析，是非常有用與重要的。

我們建立了一個三相交流感應馬達之相變數模型，以電磁、機電與機械三部份來推導感應馬達的數學方程式，並利用PSIM模擬軟體工具建立該感應馬達的相變數模型方塊，給予輸入信號的頻率與負載轉矩分析，驗證了該模型轉速穩態響應的正確性。所建模型並和PSIM內建與MATLAB/Simulink內建之感應馬達模型相比較，所得到三者的轉速與電流響應一樣，驗證了所建模型其暫態響應的正確性。所建模型的特色有二：一是三相定子輸入端是採用電路元件建立的，可以和馬達變頻驅動電路連接，以便做馬達驅動控制的整合模擬；二是負載轉矩輸入端是以數學函數元件建立的，可以數學函數的形式加入負載轉矩。

我們並提出一個以線上計算方式得出一個待測感應馬達的轉矩速度曲線。利用所建模型，以傳統的直流測試、無載測試與堵轉測試方法進行該待測馬達的參數量測，用所得參數及感應馬達在穩態的轉矩方程式，以線上計算方式即可得出該待測感應馬達的轉矩速度曲線。並用所建模型，仿照動力計的方法，在馬達模型的轉矩輸入端加一斜坡負載轉矩，得出施加負載後的轉矩速度曲線圖。比較仿照動力計的方法和線上計算方法，兩者所得到的轉矩速度曲線相差不大，說明所提線上計算量測感應馬達轉矩速度曲線方法的可行性。

作者:王騰懋、陳俊皓由JIMTOF工具機展探討旋轉工作台的發展趨勢

目前工具機產業趨勢已朝向多軸複合加工機的型式，不論是提供翻面定位加工的分度盤，亦或是可進行曲面加工的連續式旋轉工作台，都已成為多軸工具機必備的部件之一，本文將會介紹目前市面上旋轉工作台的主要設計，包括傳動系統、剎車機構和防水設計，並由2014日本JIMTOF展來探討旋轉工作台的應用趨勢。

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