作者:陳政雄、邱顯俊、李明蒼、游本豐工具機機電一體化設計與驗證技術
本案以一部國產三軸立式綜合加工機為例,進行機台結構多重物理分析優化設計分析和機電一體化系統設計分析,內容包括:
1. 工具機機電一體化設計模擬技術
建立此立式綜合加工機的機電一體化模擬平台(mechatronic simulation system),此模擬平台整合CNC、伺服控制、機器動力模型與CAM等模組。在此模擬平台上進行此綜合加工機的機械、電氣和軟體的動態特性之匹配優化。也開發出一個CNC加值軟體,此軟體可以讓客戶依照速度、精度、表面粗糙度等三項加工指標需求,來動態調整CNC控制器參數。
2. 工具機多重物理耦合分析優化
在結構力學、振動學與熱流理論等學理基礎下,使用有限元素方法與最佳化方法建立工具機結構的多重物理耦合分析優化技術,以提升工具機的靜動態剛性、動態反應與熱誤差抑制等,並由實驗證實模擬分析所得之溫度場以及熱變形的吻合性。