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作者:唐永新、李維禎、莊水發、陳庭軒、邱俊嘉工具機機電運動平台之精度及可靠度研究

作者:歐峰銘工具機熱誤差抑制與補償技術

作者:蔡志成‧朱益伸‧陳定宇工具機主軸公差與組裝精度變異分析

作者:梁碩芃微型工廠與微型工具機技術發展現況

作者:林榮信多軸同動動態輪廓誤差電腦模擬分析技術

作者:沈奕均、葉賜旭、孫金柱SSCNET II串列伺服馬達參數調整法設計

作者:梁碩芃、許志源多軸複合化工具機共用人機介面

多軸複合化工具機已成為近年來工具機產業的重要發展趨勢，台灣的工具機廠也已經開發出各種不同構型的多軸複合化工具機。隨著機台軸數與功能增多，操作員需要更強大的人機介面軟體來確保加工的正確性與安全性，本文將探討人機介面軟體開發的困難點以及工研院目前針對此主題所規劃的共用人機介面軟體平台發展現況。

作者:廖運炫、李忠玲、楊益群CNC工具機之顫振抑制策略

顫振（chatter）為一自激式振動，是影響工具機材料移除率與加工成本的一重要因素，其發生為動態的切削過程，可視為一結合了工具機動態結構特性與切削過程的閉迴路系統。本文針對影響最大的再生式效應導致的顫振，提出一線上顫振抑制的策略。依據再生式效應的概念，因為振動會使得未變形切屑厚度改變，因此工件表面的同一位置，在前後兩次切削間的波紋間存在著相位差，特定的相位差會導致系統的不穩定，即再生式顫振。文中以理論推導出在振動週期中能消耗最多能量的相位差，再依據主軸轉速與顫振頻率及相位差的關係，計算出最適當的主軸轉速。以電腦模擬一個二階振動系統，發現最佳相位確能使得發散的振動在最短的時間內收斂。文中並在一CNC銑床上進行實際切削測試，以動力計量取進給方向的切削力，做快速傅立葉轉換，得到頻率域的能量頻譜，在判斷出發生顫振時，依據求得的顫振頻率，即時將主軸調整至適當的轉速，經溝槽端銑削不同的材料，顯示出經由本文提出的策略，顫振的振幅可以急速的衰減，回復到穩定的切削狀態，驗證了文中提出之策略確實可行。本文提出之顫振抑制策略簡單，不必做系統識別，且不必更動機械結構，容易在一般的工具機上實現，非常具實用的潛力。

作者:蔡志成、邱顯俊、吳尚融、黃冠鈞、陳昭亮、謝宏裕龍門加工機主軸之結構與公差設計分析

主軸為工具機中最重要的關鍵組件，故其結構與公差設計配置及分析極為重要。本研究針對龍門型加工機使用之大型主軸頭，分析其結構特性與組裝之精度，進一步調整其結構以及公差配置以滿足設計要求之共振頻以及精度。結構設計分析利用建構的幾何模型以及有限元素法分析其結構共振頻，因結構共振頻過低，經調整主軸懸伸部位輕量化、斷面強化、增加中間支撐以及尺度加大後，提高結構剛性及其共振頻，以達成設計目標。公差設計分析則透過主軸頭系統之產品架構、零件分解與公差網路，分析主軸頭系統組裝所對應之公差累積造成之精度變異，因組裝累積之精度變異過大，經IT6精度等級之公差配置後，組裝累加之精度變異仍超過設計目標，故更進一步以負公差設計來吸收組裝公差累積，使組裝公差滿足設計目標。

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:范光照、王志雄、王綜漢內藏式阿貝誤差補償系統：誤差補償器研製

數控工具機的位置回授控制均是採用位移感測器（光學尺或編碼器）的單感測系統，但是其位移感測器所裝置處的量測軸線永遠無法和切削刀具在加工空間的運動軸線同軸。眾所周知，各軸移動時具有基本的六自由度幾何誤差（三線性及三角度），其中偏角誤差更會因阿貝原理而放大，因此阿貝誤差是工具機定位誤差來源中主要的成因。

本研究利用微型自動視準儀偵測運動平台的俯仰度（pitch）、偏搖度（yaw）。另外，利用兩個四象限感測器配合角藕稜鏡，製作可量測兩維直線度及滾動度（roll）誤差之感測器，上述可整合成一套同時量測三角度（pitch、yaw、roll）量測系統。

因此本研究的阿貝誤差補償系統將結合現有NC控制器的單感測系統以及自製的多角度感測器組成多感測回饋補償系統（Multi-sensor feed-back compensation system），即時量測運動平台之偏角誤差與阿貝偏位量，從而可動態補償工具機的阿貝誤差。本研究以立式三軸工具機為對象，依此結構配置、位置回授方式（光學尺）、阿貝誤差，推導體積誤差公式，針對PC-based控制器發展阿貝誤差補償器，透過原點漂移的方式補償阿貝誤差。本系統可建立於PC-based控制器內，使得數控工具機具有內藏式阿貝誤差補償系統的功能。

實驗結果可知，以光學尺作位置回授，其定位誤差主要是阿貝誤差造成，經過阿貝誤差補償器的補償後，其定位誤差可有效提升80%以上，工具機的精度可大幅改善。

作者:蔡孟勳、林明宗、吳仕凱五軸工具機靜動態誤差分析與路徑規劃演算法之實現

本文針對五軸工具機之靜動態誤差進行誤差模型建立與分析，藉以提升五軸工具機之加工精度。首先，藉由齊次座標矩陣建立五軸工具機的順向與逆向運動學方程式並推導幾何誤差模型，再利用五軸工具機動態模型推導動態誤差模型。隨後，NC路徑（如:CK1,CK2和CK4）則可透過逆向運動方程式進行路徑規畫。本文亦同時介紹兩種路徑規劃方法：包含量測用路徑規劃與FANUC刀具中心點控制方法。最後，採用一即時刀具中心點插補演算法針對NC路徑進行平滑進給率之規劃與插補，並透過模擬驗證本研究所提出五軸工具機誤差模型之正確性與路徑規劃演算法之可行性。

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