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作者:李日傑、吳柏勳、曾郁升、林子喬、麥朝創CNC 控制器慣量估測技術發展與介紹

近年來工具機加工朝向少量多樣的生產趨勢發展，然而當前的伺服參數出廠設定值無法滿足不同類型加工需求，且機台負載工件重量不同影響動態響應，因此如何針對不同的工件品質需求來調整控制器參數變得極為重要。本文針對當前國內外CNC控制器，對於慣量估測技術之發展進行說明與介紹。

作者:蔡孟勳、莊健平、麥朝創應用AI 影像技術於刀具紋路之分類

工具機加工時，工件表面產生的紋路一般而言可區分為過切、振紋、斜陡坡紋、刀圈紋、拉絲等。在解析紋路時，通常需要有經驗的師傅來加以判讀，而且工件在不同光線、不同角度下所判讀的結果也不盡相同，本文結合AI (Faster RCNN)與影像技術來自動分類加工紋路，使用者只要將加工好的標準模具放置於我們所設計的拍攝模組中即能自動標示紋路的類型，未來將結合專家與IoT系統，達到自動判讀紋路成因的目標。

作者:莊易霖、許登傑、陳文瑞、麥朝創全數位高響應主軸馬達驅動技術

本研究主要針對全數位高響應主軸馬達驅動技術進行探討，工具機的主軸馬達大多以感應馬達為主，使用向量控制可使馬達之轉矩能力完全輸出，讓主軸具有高轉矩、高響應的輸出能力。為使驅動器之性能完全發揮，精準的位置回授系統及與控制器間的全數位通訊也是必須的，本研究亦將EtherCAT通訊技術與編碼器回授介面納入討論。

作者:蔡孟勳、林俊佑、連震杰、麥朝創應用影像疊圖技術之刀具磨耗檢測

現今工業都朝向自動化與智能化發展，各家工具機廠商亦致力於提升產品的品質及自動化生產的目標，刀具磨耗的情況常常會對產品的品質、自動化生產的效率產生重大影響。本研究以機械視覺為基礎開發線上刀具磨耗檢測方法。由於端銑刀的複數刀刃與螺旋形刀具形狀不同於一般車刀，加上金屬的反光的效應，增加的端銑刀在影像拍攝困難，本研究利用刀具影像疊圖技術將立體的端銑刀展開成平面圖面，並使用影像處理的方法對展開後的刀具圖片進行磨耗檢測。實際以工具機機台進行切削加工，定時進行刀具影像疊圖並檢測刀具磨耗狀態。機械視覺系統被驗證可實際應用於刀具磨耗檢測。

作者:何銘浚、張信常、鄭志平、麥朝創智慧化車銑複合加工控制器技術之發展

本研究針對工研院研發的車銑複合控制器的硬體規格以及軟體功能，採用乙太網路工業自動化EtherCAT通訊格式，透過網路線整合多項硬體，包含：控制器、伺服驅動器、主軸驅動器、外接編碼器卡、I/O卡..等，降低控制器偵錯的複雜度並增加功能擴充的彈性。硬體部分，提供多種通訊卡使用並支援多家驅動器，讓使用者有更多的選擇；軟體方面，提供友善的操作介面並建立靈活的客製化軟體、運動控制機能、調機輔助機能與其他附加機能，經由參數設定，即可搭配不同機型使用。

作者:許東亞、麥朝創、郭晨暉應用單發放電加工製作微球形探針之技術

作者:陳鳴吉、麥朝創、李坤穎、顏炳華、游博淮太陽能矽晶圓放電切割加工研究

高油價時代來臨使太陽能電池成為最火紅的商品，太陽能電池市場八成的產品均使用矽晶圓再加上半導體製程製造。目前太陽能電池矽晶圓大多數是使用刀鋸或鋼線配合磨粒的方式進行切割，本文先介紹這類切割設備，再提出創新之製程方法－利用放電原理進行多晶矽晶圓材料之切削。在多晶矽放電切割研究中，首先分析多晶矽材料特性，區分P型與Ｎ型的不同，必須應用不同放電極性，才能正常進行放電加工，接著進行實驗探討不同放電條件對加工速度與加工溝槽寬的影響，最後，建構多道次多晶矽放電切割設備，進行同時六線多晶矽晶棒之放電切割。結果，在單線切割時之材料移除率可達324mm2/min以上；六線同時切割時之切割材料移除率可達243mm2/min×6線以上，整體移除率為1458mm2/min，該切割效率為單線切割的4.5倍。期許本研究能開啟國內產、學、研界之矽晶圓半導體材料放電切割的研究開發風氣，未來能建立全新的矽晶圓放電加工控制技術與設備。

作者:鄭志平、麥朝創、顏炳華、許玉山非導電硬脆材料微電化學放電加工應用研究

電化學放電加工為近年較受矚目的非傳統製程技術之一，由於不受限於加工材料的導電性，因此極有潛力應用於非導電硬脆材料上。一般而言，電化學放電的產生是在劇烈的電解過程中，由於刀具電極（陰極）受到電解氣泡聚集而成的氣膜所包覆，造成電極表面的電流密度激增引發放電火花。放電能量與產生頻率將直接取決於氣膜的結構特徵與包覆穩定性，同時也被視為影響製程精度、表面品質與材料移除率的主要關鍵因子。然而在實際加工系統內，刀具電極所處之環境界面更為複雜，導致氣膜結構控制不易及加工區內電解液循環困難。故對於的應用上，實為一必需審慎正視及克服的研究課題。本研究中擬導入磁流體對流技術，藉以維持整體電極表面上氣膜結構之穩定性與增進電解液在加工區之循環效能，使放電能量釋放均一與加工效率提昇。

作者:鄭志平、麥朝創、蒲宏彥、蔡坤龍、陳宗明國產全數位智慧化車銑複合加工中心機開發

本開發以全數位通訊界面及高階多軸控制之國產個人電腦控制器（PC-based controller）為基礎，搭配具備振動偵測及多位點溫度監控之內藏式智能主軸與高解析度回授之CS （C-axis control by spindle motor）主軸驅動器，進行國產全數位智慧化車銑複合加工機之整合開發，期能符合工業4.0 整合式系統架構，以因應國內工具機高速性能及多樣性之需求。同時亦利用個人電腦控制器開放式平台之特性，整合其他加值智能模組，將對話式加工程式編輯、遠端監控、加工時間預估及快速加工擬等加值智能模組，補足高階車銑複合加工機智能化輔助功能之缺口。透過本開發之成功案例建構國內同業於全數位系統應用信心。進一步可協助扎根中高等級工具機之全國產化之供應鏈與國際產業技術水準銜接。

作者:許登傑、陳文瑞、麥朝創、蔡孟勳系統頻譜分析於工具機上的應用

對於工具機的選擇與比較，一般而言多半以系統內各個主軸/伺服驅動器的額定轉速與額定扭力、加工空間、加工精度等等靜態指標做為比較依據，另一方面，若要描述工具機的動態加工能力，也通常會使用特徵工件的加工時間做為比較依據，然而因為不同加工機機構設計的差異，特徵工件的加工時間也未必能將不同工具機的動態行為一概而論，因此本文將傅立葉分析與頻譜分析等技術導入工具機，做為協助評測工具機能力、衡量工具機驅動器設定是否妥當之工具，並為工具機提供一個較為公正的動態指標，協助評估與比較工具機間的動態能力。

作者:蔡孟勳、黃泓緯、麥朝創應用強健性進給率控制於高效率加工

本文利用量化回授控制理論（quantitatively feedback theory, QFT）設計一強健控制器，並應用於適應性切削進給速度控制。所提出的演算法可以根據主軸電流動態地改變進給速度。利用QFT所設計的控制器即使在不同的切削條件下也能保持固定的切削力大小，進而提高加工效率。本文除了進行數值模擬外，也透過實際切削實驗驗證此強健性進給速度控制法則之性能。

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。

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