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作者:羅佐良、廖建智、陳佩吟、彭達仁、黃少谷虛擬工具機分析技術於機台設計端及實務加工端之應用現況

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:陳念舜突破瓶頸-機械所跨平台軟體助工具機業者提昇技術能力

台灣工具機產業電腦數位控制（CNC）機種早已蔚為主流，工研院更積極透過開放式平台優勢，輔導製造廠商能融入使用者經驗，開發新的加值軟體，在未來銷售前/後服務體系逐步完善下，將硬體價值質變為軟體Software、系統System、服務Service的3S創新價值。

目前全球智慧型手機市場3大陣營之一的Android系統因為採開放式架構，不僅吸引較多手機品牌業者如HTC、Sony、三星、LG等，紛紛攜供應鏈投入之下，市場占有率遙遙領先相對封閉的蘋果iOS系統。並隨著中國大陸逐漸轉型為世界市場，與當地供應鏈佈局越來越完整，就連中興、華為、小米等品牌與白牌業者也獲得上下游硬體廠商奧援，陸續發表多款平價高規機種，而這種情況也發生在其它產業。

作者:麥朝創、鄭志平智能化工具機之發展

高速高精與多軸複合工具機的市場需求急增，工具機產業競爭重點已由硬體研發朝向智能化軟體加值方向發展。本文先技術特徵之定義說明智能工具機所具備之技術架構，隨之再綜整各別整機廠與控制器廠對於智能化加值的發展重點，並依各別功能性加值項揭示其技術內容護。

作者:陳宛竺、葉賜旭、麥朝創應用多軸工具機於切削NURBS曲面之操作切換模擬研究

由於科技的進步與成長，多軸工具機近年來在製造業界受到極高度的重視。多軸工具機被運用在複雜的零件加工，主要使用於複雜的曲面，尤其是精度高或曲面變化大的加工件。因此，本研究針對NURBS曲面依三個機型的五軸加工機進行切削路徑模擬，判斷可行的五軸工具機，並且討論六軸工具機與五軸工具機的操作切換條件。本研究以NURBS曲面為討論標的是因為它能以通用的數學特性表示自由曲面而廣泛地應用於工件建模。

作者:陳政雄、游本豐、邱仕津工具機主軸質量偏心偵測與平衡技術

傳統CNC車床加工主要加工對象是圓柱型和軸對稱外型的工件，然而隨著工具機在高速高精度的多軸複合加工技術的進步，現代的車銑複合機的加工的料件不再侷限在圓柱型的對稱物料，尤其在生醫領域與汽車零件有許多形狀複雜與不對稱性的精密零件的應用愈來愈多。另外，現代的CNC車床加工廠商爲了提高加工速度與降低製造成本，CNC車削加工的轉速也愈來愈高，因此若要同時提高加工速度與更高的加工精度、但是又必須考量機台的安全性，國外工具機大廠開始針對車床的工件主軸上開發動平衡的自動偵測與主動補償技術，本計畫主要在開發一個工具機主軸動平衡之系統，目前研究果已經開發出一個單晶片的主軸質量偏心自動偵測技術以協助技術人員進行主軸平衡之調整。

作者:李建毅、楊善荏、莊佳瑾、林上鈞、黃元亨、黃鵬續、黃少谷五軸工具機數位雙生平台技術

作者:陳昱達、陳廷翰、黃宇陽五軸工具機旋轉軸幾何誤差補償與切削驗證

本文探討了五軸工具機旋轉軸幾何誤差量測補償在現代製造業中的重要性，並透過實際切削的方式驗證量測系統的準確性。然而，五軸工具機的旋轉軸由於結構複雜，容易產生各種幾何誤差，這些誤差會影響加工精度和表面品質。為解決這一問題，幾何誤差量測補償技術應運而生，通過測量旋轉軸幾何誤差並建立數學模型，實現誤差補償，提高加工精度。然而，幾何誤差補償的有效性需要通過切削驗證來確認，實際切削為確保補償效果的重要步驟。本文參考ISO10791-7 相關ISO 國際標準，實際執行切削驗證，並驗證補償後的工具機能否達到預期的加工精度，本文的研究將有助於推動五軸工具機在製造業的應用水平，推進製造技術的進步與創新。

作者:解明潔工具機數位雙生模組協作體系

本文以工具機數位雙生模組協作體系的發展進行探討，其主要於工具機的製造業中，使用數位雙生技術來建立虛擬模型，用以模擬和監控實際工具機的運作狀態和效能。這種系統的目的是透過數位化的方式來提升生產效率、降低成本以及改善製造過程的可控性與可預測性。數位雙生模組為系統核心，建立了實際工具機的虛擬模組，包括其幾何結構、機械特性、電氣系統、控制系統等。這個虛擬模組會不斷地從實際工具機中獲取數據，用來模擬和預測其運行狀態。基於數位雙生模型的模擬，系統可以優化工具機的運行參數，以實現更高的生產效率和品質。同時，自動化的控制策略也可以基於模型的分析結果來實現。

作者:陳進輝、徐士哲、陳文瑞、林佳慶、林孟秋、張仲敏、孫金柱高階工具機智能加值軟體發展與應用

回顧近年來國際工具機展，EMO MILANO 2021(歐洲工具機展European Machine Tool Show)訴求「智慧化生產製造願景」，JIMTOF 2022(日本國際工作機械展Japan International Machine Tool Fair)的展覽主題為「尖端製造的現在和未來：工具機與智慧工廠」，說明智慧製造和工具機智能化是未來的趨勢。然而臺灣在工具機應用與調機，現今還是非常仰賴有經驗的老師傅，以試誤法進行設定與調整。這也導致機台的加工效率與生產受到操作者經驗的影響與限制，無法發揮機台的最佳效率。而依賴經驗傳承，也讓人才培訓需花費較多的時間。因此如何將老師傅的經驗轉變成智能加值軟體，來協助業者補足經驗不足的問題，並提升加工生產效率就極為重要，本文將針對工具機智能加值軟體之發展與應用進行說明與介紹。

作者:林煒祥、徐士哲、林子喬、何銘浚、陳文瑞、陳進輝、孫金柱高階工具機智能加值軟體發展與應用

工具機是衡量一個國家精密機械製造業水準的重要標誌，而工具機控制器為工具機的大腦，更是其關鍵核心技術，其中五軸同動控制器並具有國防戰略價值。任何精密製造業都能在生產流程中，發現工具機的存在。但是在工具機應用與調整，現今還是非常仰賴有經驗的老師傅，以試誤法進行設定與調整。這也導致機台的加工效率與生產受到操作者經驗的影響與限制，無法發揮機台的最佳效率。而依賴經驗傳承，也讓人才培訓須花費較多的時間。因此如何將老師傅的經驗轉變成智能加值軟體，來協助業者補足經驗不足的問題，並提升加工生產效率就極為重要。本文將針對工具機智能加值軟體之發展與應用進行說明與介紹。

作者:李日傑、林煒祥、吳柏勳、麥朝創國產大型龍門五軸同動智能控制解決方案

航空產業逐年成長，放眼未來20年飛機需求量提高，預估會帶給市場6.3兆美元的商機，也帶動市場對大型龍門五軸工具機的需求，但對於龍門型五軸同動控制技術國內業者還是仰賴國外商用控制器，由於購買高階控制器功能導致整體成本提高讓市場競爭力下降，因此如何針對大型龍門五軸同動控制技術與加值軟體開發極為重要。本文針對大型龍門五軸同動控制技術與加值軟體之發展進行說明與介紹。

作者:陳嗚吉、何銘浚、林書字五軸工具機之動態同步響應分析及誤差肇因分析及性能監管

五軸工具機是滿足加工生醫、航太、電動車、風力發電等高值化產業零組件不可或缺之利器。然而，目前市面上五軸工具機配套方案不盡完善，缺乏快速且量化之分析工具，無法快速評價設備穩定性優劣。此外，設備使用歷程狀態難以追溯，不易溯源追査肇因而縮短售服時間。五軸動態同步響應分析技術，滿足工具機五軸動態同步響應之調整需求。透過軟體模組自主擷取各軸向之動態迴授速度數據，導入自動參考軸搜尋功能搜尋五軸中動態響應最差之軸向定義為參考軸，並自動產生其他4個軸向之4組對比於參考軸之迴授速度對比圖譜，提供五軸動態同步響應特性可視化工具。五軸設備性能監管技術，透過週期性暖機流程來收集機台設備之動態響應數據，經由數值統計分析與可視化方法顯示軸向伺服動態響應之變異趨勢，能警示機台是否發生動態響應變異，提醒使用者進行檢修，避免不良品的生成，並提供不同時間戳記之數據進行分析比對，來查找影響加工精度與機台動態響應的問題主因。

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