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作者:蔡淳宇、林豈臣、莊佳瑾、戴仲裕、彭達仁工具機主軸狀態監控與數位模型應用

隨著新冠肺炎疫情趨緩，2021年工具機累計出口金額較2020年同期成長29.5%，在製造業生產能量增加及全球工具機需求量提升的同時，氣候危機也隨之而來，又因隨著2021年格拉斯哥氣候公約的建立，工具機需透過智能化軟體協助，朝著綠色能源的方向拓展，對於整個製造加工業而言，主軸加工時的振動穩定度、發熱導致的精度誤差及主軸長期運轉影響主軸健康等問題，若能透過有效數據分析，實時掌握機台主軸及加工件材質等資訊，則可以避免工件損壞及設備停機導致的維修時間增加。有鑑於此，透過工具機主軸狀態監控與數位模型應用，有效地蒐集數據並透過數據AI技術分析，解決工具機主軸迴轉精度偏移及主軸振動穩定等問題，提早預測工具機主軸健康狀態，降低機台設備損耗的維修頻率，將成為製造加工產業轉型的關鍵要素，藉由此技術協助國內業者掌握數據處理的核心能力，透過實際應用協助工具機產業進行的智慧轉型，提升國內業者在全球工具機市場的競爭力。

作者:郭晨暉、廖益昌、林啟正、蓋震宇智慧製造執行系統與應用技術

現今的工廠自動化產線，對品質要求嚴苛，且訂單少量多樣、交貨時間緊迫，製造業管理者需快速提升工廠產品品質與良率、準時交貨、維持高生產效率，同時保有適當庫存的水平，才能延續企業競爭力。因此製造執行系統(MES)的整合與效果更顯重要。本文針對智慧製造執行系統的可能架構，與搭配的製程優化技術在加工產線中的效益，作一深入而完整的介紹。

作者:林政傑、廖建智、何筱晨、周國華、王仁傑智慧化加工參數調整模組整合工具機刀尖點預測技術應用實務切削

在工具機產業中，加工件品質好壞關鍵由表面粗糙度、精度及速度決定，加工參數調整成為品質關鍵因素，可避免結構振動且提高輪廓精度，問題點在於如何依據成品標準設定加工參數決定表面粗糙度、精度及速度？工研院研發智慧化加工參數調整模組，此模組應用機台實際加工，依據不同的加工產品需求決定加工參數，模組特色一為加工參數全由電腦運算最佳值，取代人為試誤法的缺陷，可提升調整參數效率。實際切削行為是主軸刀具與工作台工件的相對關係，模組特色二為納入主軸刀尖點(TCP)動態響應，依據主軸刀尖點(TCP)特徵進行加工參數調整。

作者:戴仲裕、蔡淳宇、吳偉任、彭達仁切削製程優化與加工輔助應用系統

隨著工業4.0與智慧製造發展趨勢，以及消費者追求物以稀為貴的消費型態，單一產品多樣化的行銷模式成為市場主流，間接影響製造產業的生產模式，因此，製造產業逐步轉型少量多樣與混線生產模式，加工效率與製造品質的要求漸漸提高，導致傳統倚靠人工打樣、監控與除錯的效率不足以應付客戶需求。本文將提出一套針對打樣與生產效率的製程優化輔助應用系統，透過解析及應用刀具與設備的最大動態容許負荷，以及製程減振夾治具的輔助加工功能，協助加工業者快速得到最佳的加工參數，並降低除錯與試誤的時間，且提升打樣效率與生產效率。

作者:羅宇然工具機智慧監測技術之發展與應用

隨著智慧製造與工業4.0 發展，工具機及其關鍵零組件之健康管理，已成為提升加工品質、降低設
備停機風險與維護成本的重要課題。傳統工具機維護多依據固定時間或累積運轉時數進行預防性保養，
較難即時反映主軸與軸承之實際劣化狀態。近年來，感測器、資料分析與人工智慧技術快速進步，使工
具機狀態監測逐漸由定期維護，轉向以即時量測與資料驅動分析為基礎之智慧化預知保養。本文首先介
紹兩種工具機主軸與軸承狀態監測技術，包含以加工製程監測資料結合非監督式機器學習，用於分析主
軸故障與製程事件關聯之方法，以及以數位－實體雙驅動多尺度轉移技術，解決軸承故障樣本不足問題
之診斷方法。接著，本文以多物理量智慧化量測模組為案例，說明預壓、振動與溫度等訊號之整合方式，
以及主軸軸承健康度分級模型之建立方法，並探討其於主軸跑合、軸承狀態辨識與早期異常預警之應用。
透過上述內容，本文期望提供工具機主軸狀態監測技術開發與產業導入之參考。

作者:羅宇然工具機線上力量量測技術介紹

隨著智慧製造與自動化技術的持續進展，工具機機上之力量量測技術已成為提升加工品質與系統穩定性之關鍵要素。切削力不僅是判斷刀具磨耗與分析加工力學的重要依據，亦廣泛應用於顫振抑制、表面品質控制及製程參數最佳化。另一方面，預壓力（如主軸軸承預壓與工件夾持力）的精確控制，對於維持機構剛性、延長零組件壽命與確保加工穩定性，亦具關鍵性影響。本文將分析各類力量量測技術之性能特性與機上整合所面臨之挑戰，並探討量測數據於工具機動態行為分析與製程監控中的應用潛力，進而提出未來技術發展趨勢與研究方向。

作者:陳佳盟蟄伏後奮起-2024臺灣工具機展望與契機

延續2022年下半年市況，包括俄烏戰爭長期化、通貨膨脹帶動貨幣緊縮化、與中國大陸需求走弱化等因素，2023年仍持續影響全球各行各業；其中，製造業的不景氣深深影響以出口為主的臺灣工具機產業，2023年1~8月，臺灣出口工具機金額為17.5億美元，年增率衰退12.2%。面對國際政經情勢動盪，造成工具機市場的萎縮，臺灣工具機廠商無不積極升級轉型、拓展應用藍海、布局尋找出路。本文首先回顧2022年臺灣工具機市場狀況與出口統計，接著針對臺灣工具機的三大新興應用領域(電動車、新能源、航太)與重要新興出口市場(印度)進行研析，並進一步提出看法與策略。

作者:李灃峻、高永洲銑削工具機3D數位操作模擬孿生系統之研究

在銑削加工操作流程中，經常會使用模擬軟體輔助加工，常見的加工模擬軟體功能有：產生數值控制程式碼（NC codes）、進行整機干涉檢查、輔助規劃製程等。然而一般的銑削加工模擬軟體幾乎都是獨立存在，幾乎沒有和實體工具機的CNC連線以及與實體手搖輪整合。本文聚焦在開發一般銑削加工模擬軟體較少見的功能，包括：整合實體手輪進行程式零點量測（透過尋邊和刀長量測）、整合機聯網於程式啟動（Cycle Start）時進行整機碰撞偵測、整合實體手輪建構教導式切削作動之操作模擬（可以沿刀具路徑往前或往後即時移動）、並進一步結合切削力學開發NC程式優化功能。本文將說明這些功能研究的雛型系統，建構一銑削工具機3D數位操作模擬的數位孿生系統並探討其實際之應用。

作者:莊瀅芯台灣工具機揮軍東南亞的近況與展望

美中貿易戰由2018下半年開始，造成全球供應鏈加速轉變的腳步，對於鄰近中國的東南亞地區，本來就以便宜的生產成本逐漸崛起，本文透過觀察台灣工具機出口至東南亞的主要國家的數據和近期各個國家在製造業相關的情形，來了解目前各個國家對於台灣工具機目前及未來的需求。在金屬加工製造業的應用產業逐漸飽和的情況下，僅有供應鏈的轉移或重組，才能帶動資本財的需求，因此掌握製造業的脈動對於工具機的發展顯得格外重要。

作者:葉立綸中國工具機市場需求的新趨勢

中國大陸在調整產業結構以及政府投資基礎建設，與大陸汽車廠商和智慧型手機廠商積極進行投資硬體設備，創造出工具機消費金額成長的結果，成為2017年全球最大的工具機消費市場。雖然中國本地製造的工具機金額比重已超過中國工具機消費金額的70%以上，但短期內於中國外資的工具機企業與中國大陸本地工具機企業無法於當地組裝與製造，以及即使中國大陸企業可以自主化製造但精度與可靠度仍無法滿足終端應用市場需求。因此臺灣的工具機企業應進一步觀察這些工具機產品的特性與加工能力，以持續鞏固現有市場的競爭優勢。

作者:陳佩吟、廖建智金屬異質材料結構輕量化設計新技術

現今工具機的應用範圍很廣，包括:金屬加工產業、PCB產業、半導體產業、汽車產業、航空產業、超精密加工產業等，在現代精密製造扮演了重要角色，工具機結構主要包含底座、橫樑、鞍座、主軸頭等結構件，而這些結構件則代表機台剛性與產品精度呈現的基礎條件，因此工具機結構件材料的選用取決於機台對性能的要求，本文藉由金屬與熱塑性複合材料結構設計技術開發，建立結構製程新技術，最終成品具備高剛性、高強度、低重量、低熱傳導性需求，進而達到降低工具機金屬件重量、高熱阻絕特性，降階進給驅動馬達功耗規格，最終達到降低電力能源消耗與對應碳排目標。

作者:羅世杰、許晉謀、林思嘉工具機主系統及周邊系統節能技術發展趨勢

全球暖化是現今世界面臨的一個重要環境議題，本文將探索了解工具機的節能技術發展情況，包含主系統及周邊系統模組的節能技術，以掌握現有相關技術與未來的發展趨勢，提供產業的技術發展方向。

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