機械工業網 - 機械產業的入口網站

作者:宋家仲、陳俊皓、陳尚德、朱証裕、吳孟和高荷重工業機器人研發與設計

現近年自動化蓬勃發展，國內業者開始致力於開拓新市場，全球市場隨著3K產業、3C產業、生產製造產業缺工需求擴大，生產線換線快速化、加工自動化、操作安全與節能等要求，在自動化產業市場急迫被需要。其中高荷重工業機器人在汽車、航太、物流上大量被應用，然而低荷重工業機器人隨著協同機器人的發展而部分被取代，使得高荷重工業機器人的市場定位更加穩固，近年來穩定成長；另外，銑削機器人也在金屬加工產業逐漸被重視，藉此來取代工具機的粗加工，進一步降低成本。本文主要探討高荷重高精度銑銷機器人及高荷重上下料機器人的研發與設計。根據市場需求，未來可以導入國內廠商自主生產，作為產業升級。

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:李仲淇、陳子鴻、簡瑞廷鎢合金模造玻璃模具之超精密切削加工技術研究

市面上玻璃模具的材料，大多都是選用碳化鎢（tungsten carbon, WC）或碳化矽（silicon carbon, SiC），由於此兩種材料屬於難切削材，無法使用一般的傳統切削方法來加工，必須使用研磨拋光製程，本文，改用與碳化鎢有相同特性，其含鎢量達98%以上的鎢合金，來當玻璃模具材料，並選用超精密加工製程搭配超音波橢圓震動加工技術來加工模具。

設計一個形狀為Ø3 mm，R值3 mm，深度0.4 mm的玻璃模具透鏡，來當作載具，先車削3顆銅模具來做形狀精度及重現性的印證。再將其加工參數，套用在鎢合金模具上，最後使用UA3P量測儀器，測量其形狀精度及表面粗糙度，其鏡片模具形狀精度可達到0.3 μm以內，表面粗糙度可達Ra 15 nm以內。

作者:王祥賓積層製造複合加減法SLM業界應用案例

複合積層製造技術結合了選擇性雷射熔融（selective laser melting, SLM）（加法）及高速銑削加工（減法）之工法優點，利用高能量雷射熔融金屬粉末成液態，透過急速冷卻將材料融合堆疊成型，但為了克服金屬積層製造之層狀堆積結構所導致的的成品尺寸精度不佳或表面粗糙度不佳等問題，進一步整合高速銑削加工技術進行表面精修，可提高積層製造金屬製品的表面品質與產業應用。

本文將重點介紹利用此項技術在目前業界應用之案例，製作過程（支撐設計、製程參數）與優缺點分析，經後處理精修到最終產品表面品質結果，做一連串的介紹與分享。

作者:梁碩芃、許志源、曾郁安、張鈺翎、王國維、張永聖產線製程診斷及優化技術

工研院所開發SPEEDPro製程優化軟體，結合切削動力學與最佳化方法，可協助人們更精確地駕馭工具機。SPEEDPro會根據不同工件的材質、形狀，計算出加工路徑上每點的刀具與工件受力狀況，規劃出最佳化的製程參數，達到保護高價零組件及發揮製造設備最大產能的目的。關程序與介紹國際標準定義的機器人性能測試準則。並展示工研院絕對精度提升成果與應用相關測試技術之機器人測試實驗室。

作者:簡瑞廷、林惠萍、李仲淇第二代聚光型太陽能電池發展趨勢與聚光片模具技術研究

聚光型太陽能電池是近幾年備受矚目的替代能源方案之一，雖聚光型太陽能電池的市占率仍不及矽晶型與薄膜型，但具有高轉換效率的特性非常適合未來大型電廠的建置，負責將光能集中的聚光片更是扮演關鍵角色。第二代太陽能電池主要是隨著晶片尺寸提升而進行製程的演化，尤其是聚光片模具的開發面臨更嚴苛的挑戰，本文將針對聚光片模具製造上主要影響的因素進行討論，透過在鑽石車削製程中刀具壽命與製程條件的改善，完成新一代的模具開發。

作者:林英傑試作技術及試作中心簡介

近年來日本製造業因成本考量，大量生產紛紛外移，在日本國內則改朝開發試作發展，以協助下游產品/系統廠快速開發高值產品為主，並在各地出現整合型試作團隊，以技術互補的團隊合作方式對外接單，已獲得日本業界的廣大迴響。本文主要介紹各式試作技術及試作中心之運作模式,希望藉此激發各界朝此方向共同努力。

作者:李妍慧日本工具機前三大廠對於新興市場的策略調整

近年來中國大陸市場蓬勃發展，即使在最慘澹的2009年，其工具機總產值仍能逆勢成長，躍升為全球最大的工具機製造國。而且，中國大陸從2003年起就晉升為全球第一大工具機進口國，顯示中國大陸工具機市場的需求龐大，雖然低階工具機需求，日漸由中國大陸本土廠商改善品質及政府大力扶持下，以中國大陸自製工具機取而代之，但是中高階工具機的高精度、高加工效率需求，仍仰賴德、日、台灣、瑞士等國進口，且其進口比重有日益升高的趨勢。因此，面對如此龐大的市場需求，中國大陸市場已是各國推展高階工具機的最佳舞台。

作者:簡瑞廷、林惠萍數值方法於光學模具加工與檢測技術的應用

光學元件廣泛應用於日常生活中，是不可或缺的產品，跟隨著應用廣泛，產品規格要求也越來越高。這些光學元件係由超精密加工製程加工模具後，再經由成型製程（如射出成型、熱壓成型等）而成，因為規格精度要求高，故在模具加工製程階段降低其誤差，對後續成型製程有更大的貢獻，改善方向可從加工路徑、加工參數、檢測補償…等，可透過數值方法來輔助前述之方向，提升精度。

作者:麥朝創、賀陳弘、鄭志平應用奈米碳管於精修放電加工之研究

放電加工已廣泛地應用於加工硬金屬材料，然而，經由放電加工後的表面常有一些缺陷如重鑄層及微裂縫。過去的研究顯示，放電加工中添加導電粉末可以產生放電分散的效果，得到較佳的表面粗糙度及提升修細加工的效率。但以矽、鋁或鉻等粉末添加進行加工時，因比重高，流動性差易沉澱，不易均勻分散至加工液中，造成加工效果有時不如預期。奈米碳管具備比重輕、圓柱狀及奈米尺寸等性質，流動性佳，容易漂浮於加工液中。

本文於混合的介電液中添加界面活性劑，以進一步提升奈米碳管在加工液中分散性。當放電加工液中添加奈米碳管重量濃度為0.4 g/l時，精加工後表面粗度可以達到Ra 0.09 μm，而加工時間僅需1.2小時，同時加工表面的微裂縫及缺陷也大幅減少。採用的修細放電參數為電極接負極性、電流1 A、脈衝時間2 μs、開路電壓280 V、極間電壓70 V。相較於傳統放電加工，本技術在加工表面粗度上改善了70 %，而在加工時間上也縮短了66 %。未來，可以期待奈米碳管將應用於在許多放電加工製程上。

作者:陳尚德、蕭錫鴻由液靜壓專利現況分析液靜壓軸承發展趨勢

液靜壓軸承是目前台灣工具機設備廠最容易踏入頂尖高精度設備最快的捷徑之一，但是液靜壓軸承使用上必須面對油品回收與組裝還有分析設計上的難處。市面上最成熟頂尖的產品首推德國Hyprostatik的液靜壓相關產品，而背後產品的思維為何?而液靜壓軸承發展的這五十年間又有哪些專利產出，方向為何，這是本篇文章探討的主題。

作者:S. Doruk Merdol, MASc, PhD、羅佐良透過高效率加工路徑分析提升生產效率

在現今競爭激烈的市場上，加工面臨了低價但高品質之挑戰，尤其是在中小型產品加工市場上。如何不再做出設備投資而直接提高生產嫁動率為重要之研發策略。瞭解加工標的，認識自己所用之加工機，解析其耦合之切削力學關聯，可以做為科學計算最佳加工條件，成為提高加工效率計算之依據。本文作者為Dr. Merdol為英屬哥倫比亞大學機械博士，專長為切削解析與震動學。文中提供切削解析與切削條件優化之技術輪廓與案例。工研院機械所與Dr. Merdol目前進行多項技術交流與合作計畫，期望透過先進的分析技術提供加工製程優化的技術服務給精密加工與航太代工業者。

歷史雜誌