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歷史雜誌

依專輯名稱關鍵字搜尋或依年份搜尋，年份輸入範例202406

作者:鄔詩賢、徐淑玲、邱顯宗、廖建智、羅佐良拓樸結構生成技術於高性能工具機設計

2011年台灣為全球工具機出口國第4名，產值為42億美元，然而在產品等級上，由於控制器、結構穩定度、剛性/精度問題，仍落居日本、德國，因此不易導入高階市場，因此單機價格亦無法大幅提升。過去工具機結構設計承襲與累積了前人智慧經驗的傳承，師徒制與經驗法則為工程結構設計之主力方法。然而台灣工具機欲邁向A+等級追德趕日，則設計理念必然需要有一個徹底的改變。科學導入設計已是必然的趨勢。2012年工研院機械所執行之工業基礎技術~虛擬工具機技術即整合虛擬切削、拓樸結構生成技術、機電整合多體動力模擬形成一個完整之工具機科學設計法則。本文即在此基礎下建立工具機專屬拓樸分析與自動生成技術之理論與軟體研析。預計2013年整體虛擬工具機技術完成後，可以大幅提升國內工具機設計技術與質量的整體改變，期將台灣工具機設計水準提升至國際一級水準。

作者:廖建智、羅佐良、陳佩吟新世代質變工具機設計-虛擬工具機分析技術執行現況

過去工具機結構設計承襲與累積了前人智慧經驗的傳承，師徒制與經驗法則為工程結構設計之主力方法。然而工具機欲邁向A+等級，則設計理念必然需要有一個徹底的改變。科學導入設計已是必然的趨勢。工研院智慧化工具機技術中心近年來致力於開發虛擬工具機技術與雲端設計平台，即整合虛擬切削技術、拓樸結構生成技術、機電整合多體動力模擬技術，建立一個完整之工具機科學設計法則。本文即在此基礎下建立工具機專屬設計開發流程，預計整體虛擬工具機技術完成後，可以大幅提升工具機設計技術與質量的整體改變，建立質變之高品質工具機設計流程。

作者:蕭錫鴻、吳進發、廖彥欣工業基礎技術發展現況

我國為全球工具機重要生產供應國之一，但產品精度等級及穩定性較國外先進大廠有一定差距。我國工具機主要是集中在三軸以下加工機的一般等級產品，此部份的市場技術門檻較低，所以競爭非常激烈；台灣工具機產業的品級分佈在國外的評價，屬於中低階價位產品。台灣工具機長久以來就在這塊市場做價格上的競爭，因此獲利及附加價值相當低。中國大陸及韓國等國家這幾年工具機技術發展快速竄起，其目標市場也鎖定在這塊市場，所以台灣工具機未來發展的隱憂，不只在於獲利的高低，甚至面臨著能否繼續生存的問題。反觀日本及歐洲等先進大廠這幾年工具機產值不斷上揚，他們的主要獲利產品皆來自於高品級工具機，其中高精度高性能等級的多軸高精度工具機技術門檻高，附加價值亦高，正是所謂的藍海市場。

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:陳政雄、邱顯俊、李明蒼、游本豐工具機機電一體化設計與驗證技術

本案以一部國產三軸立式綜合加工機為例，進行機台結構多重物理分析優化設計分析和機電一體化系統設計分析，內容包括：

1. 工具機機電一體化設計模擬技術
建立此立式綜合加工機的機電一體化模擬平台（mechatronic simulation system），此模擬平台整合CNC、伺服控制、機器動力模型與CAM等模組。在此模擬平台上進行此綜合加工機的機械、電氣和軟體的動態特性之匹配優化。也開發出一個CNC加值軟體，此軟體可以讓客戶依照速度、精度、表面粗糙度等三項加工指標需求，來動態調整CNC控制器參數。

2. 工具機多重物理耦合分析優化
在結構力學、振動學與熱流理論等學理基礎下，使用有限元素方法與最佳化方法建立工具機結構的多重物理耦合分析優化技術，以提升工具機的靜動態剛性、動態反應與熱誤差抑制等，並由實驗證實模擬分析所得之溫度場以及熱變形的吻合性。

作者:何筱晨、廖建智、王嘉霈工具機結合面剛度對切削性能可靠度之影響

虛擬工具機技術的目標為結合切削過程的導向式設計，在工具機設計初期先分析目標製程定義一合理的切削性能接著導入虛擬工具機技術，以目標切削能力判定結構是否為最佳化設計，若要於設計階段就能預測機台之切削能力，必須具備高準確性的分析技術。工具機整機有限元素動態特性分析之準確性，不僅受每個鑄件的材料特性與機台地腳特性之影響，更受到鑄件與鑄件間及機台進給系統組裝結合介面之接觸行為的影響，故在模擬時必須準確地掌握組裝結合介面剛性之特性，但在傳統的設計過程中，大多將剛性或強度視為常數，然而，零件或結構本身的固有強度是受許多隨機性因素影響，本文在進行工具機整機有限元素動態特性分析時將考慮組裝結合介面剛度及其隨機性，模擬考慮接觸效應下切削能力的表現以及因組裝結合介面剛度隨機性之變化對整機切削性能失效機率的預估。