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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:李坤穎、魏士傑冷卻熱抑制於工具機精度提昇之研究

工具機精度影響的因素最大誤差來源主要為熱誤差，為了降低工具機的熱誤差，目前學界與業界作法主要分為熱補償及熱抑制，熱補償的補償精度取決於熱誤差模型精度及環境溫度變化的影響；而熱抑制主要利用冷卻或環境控制對工具機的熱源進行熱交換，以降低熱誤差。國內對於環境控制、冷卻條件及主軸冷卻水套設計對於工具機精度的影響，尚無相對應的研究及應用。故本文主要以熱抑制的角度進行探討，主要以環境溫度、冷卻條件及控制，到主軸冷卻水套設計進行一系列的研究，並以實際加工進行驗證，以期結果及應用能符合工具機精度提昇的需求。

作者:李坤穎、駱文傑、魏士傑、羅世杰、廖彥欣智能化適應性冷卻控制於工具機加工精度之提昇

本研究主要是針對工具機主軸冷卻機進行適應性冷卻控制，針對工具機加工過程中不同的負載所產生的熱量進行熱交換冷卻的動作。從散熱量實驗方面可以發現，冷卻流體適應性控制，能帶走將近148.66 W的熱量；另外，主軸在變負載的情況下，適應性冷卻控制能有效抑制主軸的軸向熱變形30 %以上。在實際的加工應用上，進行工件的加工，長時間精加工下，其平行度、平面度及尺寸的加工精度可以提升40%以上。由研究的結果中，可以說明主軸透過適應性冷卻控制方法進行熱抑制，除了可有效降低熱變形外，更可使加工的精度提昇，為提昇工具機精度的有效方法。

作者:黃成凱、魏士傑、羅世杰、林思嘉工具機狀態自主檢測與優化調變模組

工具機產業不斷朝智慧化與加工效能提升的大方向前進，智慧化技術與物聯網無疑是工具機發展主流。本文建立設備狀態自主照護與冷卻機調變優化模組：在工具機傳動軸方面，透過工具機控制器迴授估測馬達、軸承與螺帽狀態，提供加工之最大切深建議，並於異常發生時發出警示，進而提高生產效率。旋轉軸方面，可預測旋轉軸受熱變位影響之伸長量，協助加工者快速進行刀長補正提高加工精度，並優化冷卻機控制降低能耗。

作者:黃成凱、李坤穎、魏士傑基於伺服感測訊號的工具機狀態估測技術

隨著消費習慣的改變，製造行為由以往的大量生產逐漸轉向小批量生產，使加工行為變複雜，且精度與穩定度要求也越來越高。然而，工具機受溫度、切削負載等影響，不易維持穩定的加工精度，而現有的線上估測技術大多需要在指定位置額外安裝感測器，所衍生之成本與系統可靠度問題使產業接受度不高，因此大多仍以停機方式檢測，使得加工精度偏移時無法即時判別。本研究致力於開發工具機狀態檢測技術，透過伺服感測訊號，實現無額外安裝感測器情況下的精度估測、故障診斷與切深參數建議，提出之方法透過少量實驗搭配大量有限元素分析法建立大數據資料庫與估測模型，使該模型可藉由伺服迴授訊號評估工具機狀態，以提高加工業者的生產效益、加工精度並預防臨時故障發生。

作者:李坤穎、魏士傑、羅世杰、陳志明工業基礎專欄｜機台精度維持及診斷技術

台灣人口結構老化、勞動人力縮減與產業競爭優勢流失等已成為急需解決的課題，反觀各國政府無不積極擬定產業結構轉型對策。台灣工具機業者目前在智能化工具機技術雖較薄弱，但因具備雄厚的資通訊產業技術底子，如果能善用並與工具機技術結合，智能化工具機技術及其服務平台或許反而可以成為台灣工具機業者在國際市場的競爭利器。

工具機進給軸在運轉中，會因為馬達、軸承及螺帽的發熱，導致螺桿進給系統的溫升及伴隨生成的熱變形，使其定位精度劣化造成熱誤差，利用工具機進給軸數位分身技術建立機台精度長時間維持及精度診斷技術，能預測進給軸的溫度分佈，並補償至控制器。除此之外，進給軸定位精度取決於剛性及背隙，進給軸剛性包含馬達剛性、軸承和螺帽，利用進給軸數位分身技術能有效預測剛性並降低熱變位對剛性影響，且即時調整至控制器提升精度達到最大目標。進給軸零件在正常磨耗下，會導致預壓力減小而造成剛性降低和背隙劣化，這時就需要雲端自動調整參數，方能兼顧效率與品質。預計此系統可以簡化該生產過程以優化維護活動和調度，支持製造人員進行更智能的決策以及開發自我照護的智能機床，減少每年至少花費營運成本的20%進行設備停機保養與維修，以及讓各個環節的效率均達最佳化，設備使用效率、勞動生產力提高30%。

作者:魏士傑、林思嘉工業基礎專欄 | 工具機主軸冷卻控制技術

作者:李坤穎、駱文傑、魏士傑、洪祥豪冷卻流體適應性控制於工具機主軸精度之提昇

工具機加工過程中，主軸的高速旋轉會產生大量的摩擦熱，此些熱量會使得主軸於運轉過程中產生熱偏移的狀況，從而對於加工工件的準確度產生很大的影響。因此，於運轉過程中所產生的熱量，必須透過冷卻系統即時將熱量由運轉中的主軸排除。本研究中，我們針對工具機使用的直結式主軸做熱變位分析，並使用自適應性冷卻控制系統，針對工具機加工過程中不同的負載及轉速所產生的熱量進行熱交換冷卻的動作，來達到熱誤差抑制的效果。從散熱量實驗方面可以發現，冷卻流體適應性控制可隨著工具機加工時的負載狀態進行冷卻流體的調變，最多能帶走將近148.66 W的熱量，並做出更有效且立即性的熱抑制，降低熱變形量。