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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:周信宏、吳永靖、臧錫智、田秋寶六軸關節型機械手臂伺服驅動控制系統設計與性能量測

本文主要發展以FPGA為基礎之六軸關節型機械手臂伺服驅動控制系統。首先，將推導具有以永磁同步馬達為致動器之機械手臂數學模式。其次，在位置控制器採用模糊控制器以提高位置控制的穩健性。接著，以Altera公司發展具有可嵌入一顆軟核心Nios II處理器之FPGA晶片來開發六軸關節型機械手臂伺服驅動控制晶片。此晶片內含有兩個模組。第一個模組為Nios II處理器，以軟體方式來發展點對點運動軌跡規劃，而第二個模組，以數位硬體方式來實現六軸位置/速度/電流控制器。FPGA晶片由於具有快速的硬體運算能力、平行處理能力及軟硬體共同設計能力，因此極適合用來發展此六軸關節型機械手臂伺服驅動控制系統。最後，位置步級響應測試與點對點位置重現性測試，將用來評估所提控制系統的性能。

作者:黃冠賓、許晉謀推動國內鋁輪圈高效加工五軸應用技術與關鍵機型

全球氣候異常且持續惡化，空氣污染問題日益嚴重，節能減碳及降低環境污染的需求愈加迫切。汽車廢氣排放是空氣污染與氣候暖化的主要因素之一，世界各主要汽車製造與使用大國對油耗與廢氣排放的法規日趨嚴格，而輕量化成為重要的解決途徑之一。隨著新能源車（電動車）市場需求不斷增長，輕量化零件的應用日益廣泛。為此，特別邀請巧新科技工業股份有限公司副總經理黃冠賓分享高階鋁輪圈加工效率的提升及能耗的降低策略，為臺灣在全球鋁輪圈市場奠定關鍵利基。

作者:陳世剛、許瑋恩、李宜靜、李峰吉、連豊力多軸精密控制系統參數鑑別與同動控制技術

在半導體產業中，精密、快速及穩定的設備對於曝光或晶片封裝等製程至關重要，在定位平台部分通常使用一種在兩個平行的軌道上，使用兩個馬達來驅動的架構，稱為龍門系統，受益於在兩邊都安裝了馬達，平台具有更高的速度、推力；但也因此系統整體較為複雜，在兩側的馬達需要進行精準的同動控制，否則將會出現相互拉扯、震動等等情況。本文以干擾觀測器(Disturbance Observer, DOB)來觀測馬達輸入訊號以及響應之誤差，藉此透過推導模型計算系統參數對其之影響，並且估測系統參數值。此方法可以減少傳統掃頻鑑別方法對半導體之精密機台的損耗，並使用雙軸強健式同動控制器進行控制，降低精密定位平台對環境溫度、外部干擾等變因的控制要求。本文亦提出線性馬達相位角最佳化的方法，降低因為相位角的偏移導致底層換相控制之誤差，進而使控制性能下降。本文成果可以用於如半導體製程中所使用的定位平台，完整的流程包含系統鑑別開始到控制器的設計，實現將待加工物快速且精準的移動到指定位置。

作者:楊俊彬、李乘清、林明煌、洪銘澤、李俊霖、陳涵鏞、劉志雄、楊政諱、陳柏均、楊承儒戰機起落架鍛件之鍛造製程研究開發

外套筒與活塞為戰機起落架關鍵零件，材料分別為AL7050與300M，因具鍛造製程之難度與無大型鍛壓設備，國內尚未有實際鍛製成功之案例。本文依中科院設計之零件建立鍛造圖面，若傳統閉模鍛造，負荷最大為約25,000 ton。但國內最大鍛機只有12,000 ton，根本無法鍛造。且傳統鍛造在毛邊剪斷處有鍛流線外露現象，為疲勞破壞起源點，造成耐疲勞性不佳。因此為降低鍛造負荷，避免因毛邊的生成，擬設計多軸複動化閉塞鍛造模具，進行無毛邊鍛造成形。首先以DEFORM進行鍛造製程模擬，其成形負荷，活塞鍛造為2100 ton，外套筒鍛造為4500 ton左右，鍛件沒有缺陷。經實際開模鍛造，成形負荷分別為2500 ton與4000 ton左右，與模擬結果接近。鍛件經過量測與機械性質測試，均符合產品設計要求。顯示多軸複動化閉塞鍛造模具可降低鍛造負荷，克服國內鍛機能力不足之問題點，鍛造出起落架鍛件，也是國內首次自主開發成功之案例。

作者:楊俊彬、黃凱威、劉志雄、張燦勳、王文彥四通銅質接頭之省料化水平多軸複動化鍛造模組開發研究

中空鍛造製程即使用水平多軸複動化鍛造成形模組，鍛製出具有中空孔之無毛邊鍛品，達到精密、省料及省機械加工之目的，其製程主要用於銅質多軸中空孔管件接頭之產品，具有極大之經濟效益。然而水平多軸複動化鍛造模組結構複雜，設計不易，該技術在業界並不廣泛。本文以衛浴用四通銅質管件接頭為載具，進行水平分割多軸複動化模組技術之探討與研究。首先收集國內外文獻，加以分析複動化鍛造模組與成形機構設計，結合連桿機構與油壓式閉模鍛造機構，開發水平複動化鍛造模組；並使用DEFORM模擬軟體分析成形中材料流動之情形，設計具四軸之水平複動化鍛造模組。最後進行C2680黃銅材料之熱間鍛造實驗，探討模組之可行性。結果顯示，經DEFORM模擬分析顯示四軸向水平複動化鍛造成形為可行方式，本文所開發之水平複動化模組可成功地將目標載具鍛造成形，且鍛件之流線顯示均勻無切斷，尺寸合格。在鍛造實驗中，合模力約為150噸，鍛造成形所需之負荷約300噸，模組運作順暢，顯示本文之空心鍛造製程與水平多軸複動化鍛造成形模組為可行。此一四軸向水平複動化鍛造成形方式，所需材料為1.51 kg，比較傳統有毛邊方式之下料重為2.36 kg，可節省約0.85 kg材料重，約為原下料的36%。

作者:覺文郁、謝東賢、許家銘、張祐維、曾政中、陸品威、邱瀞瀅、黃森億高階工具機精度量測與補償技術

隨著科技與生產技術的進步，工具機逐漸由傳統三軸加工機發展為具備多軸同動的高階工具機種，例如五軸加工中心機、車銑複合加工機等。伴隨而來的是，如何提升高階工具機的產品精度。因此，工具機的精度量測與補償技術成為一項課題。本文將透過光學非接觸式五軸量測系統LASER R-TEST，搭配商用CNC控制器(HEIDENHAIN、SIEMENS、FANUC)，在高階五軸工具機工作空間中進行國際標準組織(International Organization for Standardization, ISO)規範之K1、K2、K4動／靜態檢測路徑，進行工具機精度量測與誤差補償。其包括旋轉軸角度定位誤差補償、旋轉軸偏心誤差補償、旋轉軸空間誤差補償。最後進行K4路徑檢測，其總成誤差補償至約5 μm。

作者:林思嘉、許晉謀、羅世杰多軸複合化加工機之體積空間精度應用分析

多軸複合化加工機因控制難度高且構型複雜，尚未普及被製造業所採用，以往均適用於航太、生醫等高值化產業應用。以五軸工具機為例雖是由三軸綜合加工機疊加兩旋轉軸，透過運動軌跡的規劃大幅擴充應用領域，創造更多複雜的工藝。然而，正因為複雜度的提升，業者對於五軸綜合加工機的掌握度遠不及三軸綜合加工機，無論是專業人才培育、加工精度控管、切削特性監控、機台性能評估...等，均是目前五軸工具機應用所面臨之難題。因此本文透過五軸體積空間精度校正及補償軟硬體整合模組，整機體積空間精度提升至國際頂規標竿，同時提供體積空間精度異常預警，大幅提升加工品質與機台壽命。