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作者:廖建智、何筱晨、林政傑、王仁傑工具機機電整合設計分析模擬技術

工具機終端應用大致上可分為高移除量的粗加工製程與要求精度與表面粗糙度的精加工製程，機台本質即為一機電整合系統，包含了機台結構與伺服驅動控制模組，因此要藉由CAE分析技術來模擬機台動態特性，就需整合機台結構與伺服驅動控制模組，建構完整機電整合多體動力學數位模型，其中每一個子系統模型的正確性，均會影響到整機動態模擬分析的結果。本文將針對精加工問題進行探討，首先鑑別伺服馬達的控制迴路模型，並建立機台結構動態響應特性，最終將控制與機構進行整合來進行路徑軌跡的模擬。

作者:洪人爵、葉賜旭、林孟輝、李建毅五軸電腦數控工具機治具誤差預測與傾斜面機能補正

本文分析治具誤差之主要來源，並且針對五軸電腦數控工具機提出一種有效的治具定位流程，可改善傳統治具定位方式。結合五軸電腦數控工具機的傾斜面機能補正設定與齊次轉換矩陣可計算治具定位器的位置，導入工具機檢測探頭系統擷取定位器之點資料，預測加工件擺放到治具上的位置及方位，可使加工之參考座標旋轉偏移至理想之參考座標，降低治具定位誤差。

作者:劉仁傑後EFCA時代的台日工具機策略聯盟

2011年兩岸簽署的ECFA （Economic Cooperation Framework Agreement）生效，後ECFA的台日商策略聯盟已成為產官學界一致關注的議題。基於ECFA具備扶植兩岸具競爭力產業，促進相互間強勢互補意義，對面臨國際間不同層次激烈競爭的台日工具機企業合作，提供了宏觀的條件。其中，著眼於大陸內需市場潛力，更提供了台灣企業與日本企業攜手突破各自困境、共創新局的重要契機。

本研究首先分析ECFA與台日商合作的關聯。其次聚焦於工具機產業，分析2000年代台日工具機產業的發展與問題，並對2010-11年工具機產業的動向與企業案例，進行深入探討。本研究發現，ECFA牽動的區域發展優勢，有效促進了台日商企業的合作，帶動資金、人才與技術的板塊移動。台日商工具機策略聯盟的案例顯示，台灣企業的體系創造能力與大陸市場開拓能力、日本企業的品牌形象與技術能力，正進行有機的結合，瞄準全球最大的中國大陸生產財市場。

作者:許原昇2011台灣工具機關鍵零組件產業鏈研究

台灣工具機產業已有良好的發展基礎，近三、四年來在政府積極導入研發法人資源與業界共同開發新機種，及協助業界取得擴廠土地帶動一波波新投資下，產業實力不斷精進，其中立式與龍門加工機產量，在全球的銷售量也名列前茅，對高品級工具機或新機種開發仍有很大的努力空間。在關鍵零組件如CNC控制器、主軸、伺服系統等仍依賴進口相對降低我國產品之競爭力，對產業長期發展會產生不良之影響。

2010年台灣工具機出口金額達29億6,197萬美元，較2009年同期成長70.0%，而2011年1~9月台灣工具機累計出口總金額為29億4,608萬美元，較去年同期成長40.5%。另外，2011年1~9月工具機零組件累計出口金額總值為10億2,910萬美元，相較於2010年同期的出口總額6億5,679萬美元，成長56.7%。

然而在這亮麗成績下，同時亦代表在全球國際間工具機產業競爭已進入關鍵零組件資源爭奪戰中，為求確保我國工具機暨零組件產業競爭力，本研究將藉由分析近三年（2008至2010）工具機暨零組件產業在關鍵零組件之供給，以提供我國工具機產業未來發展之參考。

作者:葉立綸中國大陸工具機產業現況與商機之分析

金屬雙極板具有低成本與高機械強度的特性，但是質子交換膜燃料電池的金屬雙極板因為操作在溫度較高的硫酸環境中，所以金屬板會遇到腐蝕的問題。透過雷射披覆碳膜於金屬雙極板上可提供抗腐蝕之保護。

作者:王建彬面對中國大陸高端裝備自主化政策探討臺灣精密機械產業因應策略

作者:廖運炫、李忠玲、楊益群CNC工具機之顫振抑制策略

顫振（chatter）為一自激式振動，是影響工具機材料移除率與加工成本的一重要因素，其發生為動態的切削過程，可視為一結合了工具機動態結構特性與切削過程的閉迴路系統。本文針對影響最大的再生式效應導致的顫振，提出一線上顫振抑制的策略。依據再生式效應的概念，因為振動會使得未變形切屑厚度改變，因此工件表面的同一位置，在前後兩次切削間的波紋間存在著相位差，特定的相位差會導致系統的不穩定，即再生式顫振。文中以理論推導出在振動週期中能消耗最多能量的相位差，再依據主軸轉速與顫振頻率及相位差的關係，計算出最適當的主軸轉速。以電腦模擬一個二階振動系統，發現最佳相位確能使得發散的振動在最短的時間內收斂。文中並在一CNC銑床上進行實際切削測試，以動力計量取進給方向的切削力，做快速傅立葉轉換，得到頻率域的能量頻譜，在判斷出發生顫振時，依據求得的顫振頻率，即時將主軸調整至適當的轉速，經溝槽端銑削不同的材料，顯示出經由本文提出的策略，顫振的振幅可以急速的衰減，回復到穩定的切削狀態，驗證了文中提出之策略確實可行。本文提出之顫振抑制策略簡單，不必做系統識別，且不必更動機械結構，容易在一般的工具機上實現，非常具實用的潛力。

作者:黃華志多軸CNC工具機的誤差來源與分析

本文嚐試針對影響多軸數值控制工具機加工精度的各項因素及誤差來源作確認與解析。發生在加工程製的運動誤差其來源可分為四大類：（a）切削過程的影響，例如，刀具彎曲變形，顫振，製程引起的刀具與工件熱變形，工件內應力引起的變形，夾具夾持力引起的變形；（b）機械性缺失，例如，軸的不直度、背隙、黏滯運動；(c)伺服控制與運動軸的動態特性；伺服控制迴路參數的配合不良，將引起定位誤差；(d)刀具幾何不準確性的影響，如刀具磨損、刀具安裝精度等。所有的這些誤差來源皆會以複雜的方式來影響刀具加工點的定位精度。運動誤差的總和則是前述誤差來源的組合。本文目的是期望能對各個關鍵因素提出有效的改善方案，提升工藝水平，以建造出高精度的精密工具機為最終目標。

作者:覺文郁工具機軌跡精度提升

動態循跡誤差（輪廓誤差）方面為影響工具機精密度的一項重要因素，此誤差主要是機器受到進給系統的指令下，循著一個2D或3D的指令曲線移動加工，在加工時實際切削路徑和指令路徑之間有著差異存在。動態循跡誤差主要是由機器的外界負載、摩擦力、慣性矩及CNC控制器的指令執行速度、加減速度控制、伺服控制特性等因素所造成。因此，為提升工具機之循跡精度，本計畫所提出2D與3D工具機軌跡精度補償系統，其主要由雷射二極體及位置感測器所設計組合而成，軌跡精度補償系統主要利用所量測之軌跡誤差，針對N/C code指令進行修改，與以往補償方式最大的不同在於無須考慮機台加減速的問題，預計將可補償工具機之軌跡精度至次微米等級。

作者:范光照、王志雄、王綜漢內藏式阿貝誤差補償系統：誤差補償器研製

數控工具機的位置回授控制均是採用位移感測器（光學尺或編碼器）的單感測系統，但是其位移感測器所裝置處的量測軸線永遠無法和切削刀具在加工空間的運動軸線同軸。眾所周知，各軸移動時具有基本的六自由度幾何誤差（三線性及三角度），其中偏角誤差更會因阿貝原理而放大，因此阿貝誤差是工具機定位誤差來源中主要的成因。

本研究利用微型自動視準儀偵測運動平台的俯仰度（pitch）、偏搖度（yaw）。另外，利用兩個四象限感測器配合角藕稜鏡，製作可量測兩維直線度及滾動度（roll）誤差之感測器，上述可整合成一套同時量測三角度（pitch、yaw、roll）量測系統。

因此本研究的阿貝誤差補償系統將結合現有NC控制器的單感測系統以及自製的多角度感測器組成多感測回饋補償系統（Multi-sensor feed-back compensation system），即時量測運動平台之偏角誤差與阿貝偏位量，從而可動態補償工具機的阿貝誤差。本研究以立式三軸工具機為對象，依此結構配置、位置回授方式（光學尺）、阿貝誤差，推導體積誤差公式，針對PC-based控制器發展阿貝誤差補償器，透過原點漂移的方式補償阿貝誤差。本系統可建立於PC-based控制器內，使得數控工具機具有內藏式阿貝誤差補償系統的功能。

實驗結果可知，以光學尺作位置回授，其定位誤差主要是阿貝誤差造成，經過阿貝誤差補償器的補償後，其定位誤差可有效提升80%以上，工具機的精度可大幅改善。

作者:蔡孟勳、林明宗、吳仕凱五軸工具機靜動態誤差分析與路徑規劃演算法之實現

本文針對五軸工具機之靜動態誤差進行誤差模型建立與分析，藉以提升五軸工具機之加工精度。首先，藉由齊次座標矩陣建立五軸工具機的順向與逆向運動學方程式並推導幾何誤差模型，再利用五軸工具機動態模型推導動態誤差模型。隨後，NC路徑（如:CK1,CK2和CK4）則可透過逆向運動方程式進行路徑規畫。本文亦同時介紹兩種路徑規劃方法：包含量測用路徑規劃與FANUC刀具中心點控制方法。最後，採用一即時刀具中心點插補演算法針對NC路徑進行平滑進給率之規劃與插補，並透過模擬驗證本研究所提出五軸工具機誤差模型之正確性與路徑規劃演算法之可行性。

作者:葉錦清、羅一中2012機械產業回顧與展望

機械產業是工業之母，其涵蓋範圍相當廣泛，從食、衣、住、行、育、樂、工作等等幾乎都離不開機械設備。限於篇幅，無法一一論述所有機械次產業，本文焦距在三項次產業，分別為工具機、高科技設備、工業機器人，以此三項次產業分析國內外產業發展趨勢與展望。

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