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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。

作者:梁碩芃、許志源、曾郁安、張鈺翎、王國維切削進給率優化技術

隨著航空產業走向節能、省碳的大趨勢，其零組件必須兼具輕量、安全、可靠等嚴苛要求，多數航太零組件廠商會將整塊胚料直接加工，一個工件的切削移除量往往超過九成，且零件形狀極其複雜。

要完成這樣複雜的工件，不僅牽涉到工件切削位置的精準度，刀具的進給速度和負載更是關鍵。在過去，都是仰賴資深工程師、老師傅的經驗，做壞了一件又一件工件，在失敗中找答案，才能完美切削出複雜的曲面結構件。

工研院所開發SpeedPro製程優化軟體，結合切削動力學與最佳化方法，可協助人們更精確地駕馭工具機。SpeedPro會根據不同工件的材質、形狀，計算出加工路徑上每點的刀具與工件受力狀況，規劃出最佳化的製程參數，達到保護高價零組件及發揮製造設備最大產能的目的。

最典型的應用案例，就是航太產業中的金屬渦輪葉片(blade)。只要在工具機導入SpeedPro軟體，便可在葉片首次加工前，完整預測加工路徑之切削力與主軸負載等變化，進而在加工路徑規劃時，藉由調整參數控制切削力道，確保加工過程的效率及穩定性，讓渦輪葉片等複雜工件在首次加工就能完美呈現，進而改善現有製造產業之生產效率。

作者:戴仲裕、黃啟榮、林啟正、彭達仁航太薄件加工虛擬製程預測技術

加工製程虛擬數位化對於製造效率提高而言是個關鍵，主要原因在於製程模擬可減少工件打樣的時間，並且更可降低製造過程開發的成本。為了在加工過程中實現高精度和保持穩定性，工件在每一製程狀態的結構動態特性勢必事先預測出來，且對於加工薄型工件的航太相關製造中是特別有用但比較困難的，例如渦輪葉片，主要原因在於薄壁工件加工過程結構輕薄，容易誘發顫振，且薄壁工件動態特性容易受到虎鉗夾持條件而有所影響，對於動態特性模擬而言，無法使用一般量測方法直接得到夾持條件，最終造成模擬不準確。本技術建構一套薄壁工件加工過程的動態特性與切削穩態預測方法，由模型更新法（model updating method）的虎鉗夾持條件辨識方法，將工件夾持於虎鉗上的系統動態特性進行模擬，將一般手動模擬法造成的模擬誤差14%降透過本技術的科學化調整至剩下1.5%。透過較符合實際的模擬模型可提升切削穩態預測的準確性，進而避免薄壁工件切削過程誘發顫振可能性，更可透過切削穩態預測得到最佳的加工效率。

作者:高永洲聯網切削模擬技術與應用

電腦數值控制（CNC）工具機使用的數值控制（numerical control, NC）程式通常是藉由使用CAD/CAM軟體或由技術熟練人員產生，而該NC程式之正確性驗證則是安全切削的重要一環。就目前之技術現況而言，大多數CAD/CAM軟體均能具備驗證其刀具路徑以及衍生之NC程式之切削正確性，然而，當NC程式上傳到CNC工具機之控制器之後，若因故更改了NC程式，使用CAD/CAM軟體或商用NC程式驗證軟體（例如Vericut）驗證變動過之NC程式的正確性，其流程將變得不順暢，因此，直接驗證即將被使用於實際加工之CNC控制器裡面的NC程式，變成逐漸被重視的實務需求。

隨著資通訊（information and communication technology, ICT）技術環境以及CNC控制器之聯網功能的普及，直接與CNC控制器透過網路連通不再是遙不可及。例如FANUC控制器可以透過FOCAS 2聯網、海得漢控制器可以透過其RemoTools SDK聯網、三菱控制器可以透過其CNC Communication聯網而研華寶元控制器可以透過其ReconLib聯網，因此，本文聚焦於探討整合聯網技術以及切削模擬技術之可行性，並實作聯網NC程式切削模擬技術，期能進一步瞭解此整合技術應用之實務可行性。

作者:許志源、梁碩芃、曾郁安、張鈺翎CNC工具機製程診斷及優化技術

工研院所開發的SpeedPro製程優化軟體，可依照加工機台的動力特性及使用者需求條件，調整製程程式的參數，達到保護高價零組件及發揮製造設備最大產能的目的。

SpeedPro可結合切削動力學與最佳化方法，計算出加工路徑上每點的刀具/工件受力狀況，規劃出加工路徑上每一點的最佳進給率，穩定刀具及主軸之負載；同時，也提供線上加工程式診斷機制，讓工程師不需返回電腦輔助製造（Computer-aided manufacturing, CAM）軟體，即可於現場機台進行製程診斷及優化作業，改善現有製造產業之生產效率。

作者:陳鳴吉、麥朝創雙系統車銑複合加工控制技術

本研究主要針對雙主軸雙刀塔雙系統車銑複合加工控制技術進行探討，以Fanuc車床控制器為例，介紹多系統車銑複合控制加工相關技術，針對等待M碼、平衡切削、同步控制、重疊控制、混合控制與主軸交換控制等功能進行說明，再介紹工研院多系統車銑複合控制器之架構與相關功能，最後再以實際加工結果，進行討論。

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。

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