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當期雜誌

作者:李坤穎、魏士傑、羅世杰、廖彥欣工業基礎專欄 │ 內藏式主軸冷卻流道設計研究

作者:李坤穎、魏士傑、羅世杰、廖彥欣工具機熱抑制最佳化技術

作者:李坤穎、駱文傑、魏士傑、羅世杰、廖彥欣智能化適應性冷卻控制於工具機加工精度之提昇

本研究主要是針對工具機主軸冷卻機進行適應性冷卻控制，針對工具機加工過程中不同的負載所產生的熱量進行熱交換冷卻的動作。從散熱量實驗方面可以發現，冷卻流體適應性控制，能帶走將近148.66 W的熱量；另外，主軸在變負載的情況下，適應性冷卻控制能有效抑制主軸的軸向熱變形30 %以上。在實際的加工應用上，進行工件的加工，長時間精加工下，其平行度、平面度及尺寸的加工精度可以提升40%以上。由研究的結果中，可以說明主軸透過適應性冷卻控制方法進行熱抑制，除了可有效降低熱變形外，更可使加工的精度提昇，為提昇工具機精度的有效方法。

作者:廖彥欣、李坤穎、羅世杰、魏士傑工具機熱流固耦合分析基礎技術

作者:魏士傑、李坤穎、羅世杰、廖彥欣液靜壓軌道直度對於溫度和流量參數最佳化

作者:李坤穎、魏士傑、羅世杰、廖彥欣、陳冠文工具機熱穩定核心基礎技術

作者:羅世杰、蕭錫鴻、李坤穎、魏士傑、廖彥欣工具機可靠度分析技術

工具機的可靠度必然重要，但往往在開發新產品的時候總是不被放在首要的考慮重點，主要因為工具機系統是由多個次系統組合而成的一個複雜系統，其系統結構複雜、功能多樣性及應用範圍廣，整機系統的可靠度不僅須考慮各次系統的問題，還須考慮次系統間的匹配問題，這些問題都會影響整機系統的可靠度，也因此發展工具機可靠度的技術，已是成為主要課題。本文將探討及發展工具機系統於設計階段導入可靠度工程技術的方法。

作者:李坤穎、蕭錫鴻、羅世杰、魏士傑、廖彥欣工具機結構熱平衡基礎技術

作者:陳尚德、廖彥欣、蕭錫鴻具有研磨功能的複合化加工技術研究

本篇文章探討將研磨加工技術與車床或銑床加工複合化的可能性，由切削狀態行為出發，到整機的結構設計進行分析與討論。在節省能源與加工工件輕量化複雜化的趨勢的考量下，工具機設備有可能朝向多工多軸高度複合化與客製化的方向前進，而台灣的設計成本相較與德日低上很多，朝向客製化的工具機前進可以有效使用較低成本的設計經費，拉大與競爭者（中、韓）的差異性。而近年台灣對於車銑複合加工設備的開發已經有相當程度的進步，但是車銑複合的設備在近期的工具機展已經變成各工具機廠共有的技術。與國外工具機大廠相較除了價格差異以外，實難找到技術的差異化。而研磨加工在工件的加工製程是屬於加工的最後一道製程，如果可以跟其他加工做技術整合成複合加工技術，將可以大幅縮短加工上下料的時程。但由於研磨本身產生的切屑與切削特性的不同，大大地增加複合化的難度。本篇由切屑、構型、切削特性、機械特徵與國內外案例探討研磨複合化的可能性。

作者:陳尚德、廖彥欣伸縮軸進給結構設計與應用研究

未來工具機可能會朝向加工技術高度整合的服務業方向升級，有部分工具機廠已經開始進行整合與技術深化，而為了快速整合與應用，工具機設備廠會開發出最便利的應用結構模組與形式，伸縮軸結構的進給模組是其中的一種基礎結構形式，伸縮軸結構可以節省空間並盡可能地降低進給施力點與加工施力點間的力矩，相較於傳統的C type加工設備頭部有較高的加工剛性。此結構重量輕，具有可在最省能源的狀態做高速切削，減少加工元件數量，降低熱變位等優勢，卻也有伸長時主軸前端的變位量難以控制的缺點。本文探討伸縮軸結構在位移變位發生的原因，以及各廠設計應用的方式和其應用在工具機設備上可能的優勢作一研究，可作為未來工具機設計的參考。

作者:蕭錫鴻、吳進發、廖彥欣工業基礎技術發展現況

我國為全球工具機重要生產供應國之一，但產品精度等級及穩定性較國外先進大廠有一定差距。我國工具機主要是集中在三軸以下加工機的一般等級產品，此部份的市場技術門檻較低，所以競爭非常激烈；台灣工具機產業的品級分佈在國外的評價，屬於中低階價位產品。台灣工具機長久以來就在這塊市場做價格上的競爭，因此獲利及附加價值相當低。中國大陸及韓國等國家這幾年工具機技術發展快速竄起，其目標市場也鎖定在這塊市場，所以台灣工具機未來發展的隱憂，不只在於獲利的高低，甚至面臨著能否繼續生存的問題。反觀日本及歐洲等先進大廠這幾年工具機產值不斷上揚，他們的主要獲利產品皆來自於高品級工具機，其中高精度高性能等級的多軸高精度工具機技術門檻高，附加價值亦高，正是所謂的藍海市場。

作者:李坤穎、許芳勳、盛其安、詹詠超、陳冠文、廖彥欣品質工具應用於結構熱平衡之研究

研究中，採用「六標準差」（Six Sigma）方法的DMAIC管理步驟流程作為研究執行的依據，藉由市場調查、狩野（Kano）二維問卷[1]、品質機能展開（quality function deployment, QFD）[2]、競爭對手分析及專利佈局來分析現有技術並擬定研發方向，來開發結構熱平衡相關技術。在技術研發過程中，在機體同溫技術的冷卻模組開發，應用可靠度工程[3]手法導入設計來提昇冷卻模組的平均失效時間（mean time between failures, MTBF）；在載具開發上，利用田口實驗方法的直交表配合[4]有限元素法及多變數迴歸分析找出最佳的冷卻流道及冷卻條件並在載具產出後的相關實驗解析；經由品質工具的導入，將機體同溫技術由技術指標±0.5℃增進至±0.36℃，效能提昇23%。