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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:陳世昌半導體研磨設備之大尺寸氣靜壓主軸技術

藉由研磨用氣靜壓主軸與氣靜壓旋轉工作台之互動機械特性分析，說明氣靜壓主軸無論是採用小孔節流器或是採用多孔性材質節流器，氣浮剛性的差異不如氣靜壓主軸與氣靜壓旋轉工作台相對剛性的百倍差異來得重要。在研磨過程中，磨削力的大小，作用到氣靜壓主軸與氣靜壓旋轉工作台會直接影響到加工的精度如厚度變異量（TTV）、厚度公差及表面粗度等等。研磨應力集中於主軸頸部問題應該是高剛性氣靜壓主軸研磨難削材必須面對的。

作者:莊易霖、許登傑、陳文瑞、麥朝創全數位高響應主軸馬達驅動技術

本研究主要針對全數位高響應主軸馬達驅動技術進行探討，工具機的主軸馬達大多以感應馬達為主，使用向量控制可使馬達之轉矩能力完全輸出，讓主軸具有高轉矩、高響應的輸出能力。為使驅動器之性能完全發揮，精準的位置回授系統及與控制器間的全數位通訊也是必須的，本研究亦將EtherCAT通訊技術與編碼器回授介面納入討論。

作者:蔡淳宇、戴仲裕、林豈臣、馬勝銘數位主軸動態建模技術及其應用

主軸是工具機的關鍵零組件，其性能決定加工的品質與產能。在全球疫情影響下，製造業開始朝向遠端或無人產線進行發展，以降低生產風險及節省成本。為此，本技術開發一數位主軸動態建模技術，建立能夠即時同步主軸動態特性與機台狀態之數位模型，將產線進行數位化及智能化。此模型可應用於主軸之損壞檢測、精度確認及預測產能。本文將透過探討先進科技與研究，展現數位孿生應用於基於物理模型之主軸動態精度預測技術的優勢。

作者:葉峻賓、李曉暉、張文穎、陳漢強、張怡萍、梁儷齡、夏啟峻主軸健康智慧化監診實測

工具母機的主軸被譽為機床的心臟，不僅影響加工精度，保養不當甚至會降低設備稼動。最常採用的主軸檢測規範是ISO-10816，在無負載條件下，利用量測機械非轉動部位的振動量測訊號，來評鑑主軸的健康狀態。然每台設備的使用與維護多少有所差異，當主軸有異常徵兆時，會在某些特定的頻帶或振動特徵上才觀察得到；此外感測器的安裝在主軸頭，常遇到繞線不易與成本過高的問題；透過可攜式無線振動感測模組，可方便安裝並快速檢測。雖然異常的訊號資料不容易收集，然透過正常振動資料的頻譜特徵建模，可以對每一台機台建立各自的健康監診模型，例如機器學習方法GMM （Gaussian Mixture Model）或SOM （Self-Organizing Map）；不僅在有異常的特徵發生時偵測得到，更可在每次維修保養確認後自動更新模型，監測往後的使用是否偏離保養後的狀態。

作者:周揚登、馬淮龍、劉又齊、李明蒼高速主軸適應式熱平衡冷卻系統設計分析

本文以模擬與實驗解析一國產高速主軸的熱變位特性，並將「適應式熱平衡」＋（　Adaptive Thermal Balance®）技術概念應用於冷卻水套設計及控制。由於主軸不對稱的溫度分佈，導致主軸產生熱彎曲，從而對加工精度產生顯著的影響。為改善此熱誤差，我們藉由模擬瞭解主軸在穩定運轉下的溫度分佈以及熱變形，接著設計一個主軸溫度調控水套，調節控制主軸的徑向均溫性。實驗證實，此技術能有效地將主軸前後溫度差控制在±0.5℃內，不僅改善了主軸溫度均勻性及對稱性，同時減輕主軸內部預壓環及軸承的溫升以及不對稱的結構熱膨脹，進而能夠降低熱變形所造成的主軸軸承損耗。

作者:張家耀、邱國麟、吳昱勳高速主軸馬達驅動技術

隨著工具機產業的蓬勃發展，其核心的機電模組至關重要，對於加工精度以及加工能力的影響最大，基於高速應用的需求，本文介紹了高速主軸馬達的驅動技術，包含如何設計與分析高速內藏式永磁主軸馬達之參數規格與特性以及適用於高速馬達驅動器之升壓轉換器架構，並且討論用於高速驅動之弱磁控制策略以及功率開關調變方式。

作者:陳建文主軸熱伸長即時檢測模組技術

隨著全球疫情缺工、高人力成本及高效高品質生產管理的需求，智慧製造與數位轉型已經是現代製造產業鏈的發展趨勢。其不可或缺的便是感測層的導入，以及結合數位智慧化分析技術來了解機台狀態，並進行適當的補償或發出即時預警資訊，藉此提昇設備加工品質及運轉能力。CNC加工機以高速高精度為發展目標，影響加工精度的因素很多，而熱變位佔了整體誤差50%以上，其中又以主軸軸向熱變形為最大。為發展CNC加工設備智慧化，本文介紹主軸軸向熱伸長即時檢測為應用之位移感側器(Gap Sensor)最新發展。

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。