程泰亞崴工具機(jī)專題實(shí)作獎(jiǎng)斗山

由國(guó)內(nèi)工具機(jī)大廠－程泰亞崴集團(tuán)與中興大學(xué)，共同舉辦的程泰亞崴“精密工具機(jī)與智慧化技術(shù)”專題實(shí)作獎(jiǎng)，今年屆滿十周年。斗山這項(xiàng)競(jìng)賽不僅訓(xùn)練學(xué)生之創(chuàng)意思考、組織設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作、規(guī)劃整合與實(shí)作能力，同時(shí)強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)作并重，藉由競(jìng)賽增加校際間學(xué)習(xí)觀摩的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生具有系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整合及創(chuàng)新之能力。斗山成功協(xié)助產(chǎn)業(yè)界培育人才，對(duì)臺(tái)灣工具機(jī)邁向智慧機(jī)械之路有貢獻(xiàn)，是產(chǎn)學(xué)合作。

這項(xiàng)競(jìng)賽今年邁入0屆，斗山cmv 920，已是國(guó)內(nèi)機(jī)械相關(guān)系所年度一大盛事。程泰機(jī)械總經(jīng)理?xiàng)钍婧跊Q賽開(kāi)幕典禮時(shí)表示，程泰亞崴集團(tuán)在產(chǎn)學(xué)合作上一直不遺馀力，斗山雖然疫情影響，讓決賽行程精簡(jiǎn)，不過(guò)獎(jiǎng)金沒(méi)有縮水，希望能長(zhǎng)期透過(guò)這項(xiàng)工具機(jī)實(shí)作競(jìng)賽，讓更多人才一起為臺(tái)灣工具機(jī)產(chǎn)業(yè)努力，為這個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)揚(yáng)光大，幫助臺(tái)灣研發(fā)制造水平，斗山超越先進(jìn)工業(yè)國(guó)家。

中科管理局施文芳副局長(zhǎng)受邀致詞時(shí)說(shuō)，精密機(jī)械是中科園區(qū)的一大特色，斗山程泰亞崴本來(lái)就是中科園區(qū)內(nèi)的廠商，很高興看到工具機(jī)競(jìng)賽這麼有意義的活動(dòng)，在楊董事長(zhǎng)的堅(jiān)持之下一直舉辦下去。近也拜讀了楊董事長(zhǎng)的“堅(jiān)持”一書(shū)，斗山puma 8305，斗山這是他創(chuàng)業(yè)40多年的智慧結(jié)晶，很值得青年學(xué)子們好好研讀學(xué)習(xí)。

精密機(jī)床精度誤差累積斗山

(6)材料的變形：材料從鑄造出來(lái)，內(nèi)部會(huì)有很大內(nèi)應(yīng)用，完全不調(diào)質(zhì)，其變形量可以大到以mm計(jì)算；經(jīng)過(guò)多道退火、深冷的處理，這個(gè)變形量可以幾乎不計(jì)，前提就是要花大錢(qián)去做多次調(diào)質(zhì)。

(7)夾治具及人為操作誤差：加工時(shí)夾治具是否對(duì)稱、夾持的力量是否均勻、環(huán)境是否有震動(dòng)或其它的干涉?等，都會(huì)影響斗山加工的精度，這就是大家號(hào)稱大立光的競(jìng)爭(zhēng)力在建斗山廠時(shí)就與他人不同的主因了。

學(xué)過(guò)統(tǒng)計(jì)的人都知道，以上的每一項(xiàng)誤差都有一個(gè)變動(dòng)范圍，假如中間值為m，標(biāo)準(zhǔn)偏差為s，則機(jī)器呈現(xiàn)的誤差量E=m1 m2 ?mn ± √[((3s1)2 (3S2)2 ?(3Sn)2)/n]

上述討論到m1 m2 ?mn的誤差，加總即有2 3 3 3 5 ?>15um的誤差，所以整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到中值能夠正負(fù)誤差相抵，如(-2) (-3) (-3) 3 5=0 或者是以補(bǔ)償?shù)姆绞阶稣`差減低，進(jìn)而提升機(jī)器的精度。這在斗山機(jī)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮完整，一臺(tái)機(jī)器有固定的誤差，只要能夠重現(xiàn)就不是問(wèn)題，可以透過(guò)補(bǔ)償方法降低，真正困難的是這些誤差變動(dòng)不一，也就是標(biāo)準(zhǔn)偏差的分布范圍太大無(wú)法控制。在如此眾多的誤差來(lái)源之下，如何做到這幾十個(gè)誤差的變異量加總起來(lái)的總誤差變異量能控制在±3um以內(nèi)，亦即每個(gè)誤差的變異量都需要控制在1um之內(nèi)，否則是無(wú)法達(dá)成斗山機(jī)器精度的總目標(biāo)，這才是真正困難的挑戰(zhàn)。

因此，臺(tái)灣的斗山產(chǎn)業(yè)要整體提升，不單是整機(jī)廠提升即可，供貨商伙伴的零組件、加工精度也要跟著能夠提升起來(lái)，整機(jī)廠對(duì)供貨商的要求不是故意要刁難，只是希望大家能提升擺脫的競(jìng)爭(zhēng)！不過(guò)，以小小的斗山公司要去推動(dòng)這個(gè)事是力有未逮，還是能由或研發(fā)法人出面，從加工開(kāi)始提升大家的水平。

工研院智慧機(jī)械中心根據(jù)多年累積的加工制程經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)及AI數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，發(fā)展一套間接量測(cè)型刀具磨耗監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱本系統(tǒng))，斗山以下將針對(duì)這套程泰數(shù)控車床系統(tǒng)的運(yùn)作方式進(jìn)行說(shuō)明與介紹。

本系統(tǒng)乃藉由同步擷取工具機(jī)加工資訊及程泰數(shù)控車床刀具主軸振動(dòng)感測(cè)訊號(hào)資料，再以統(tǒng)計(jì)與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)監(jiān)控刀具磨耗所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)訊號(hào)變化，斗山nhp 5005，以自動(dòng)化控制技術(shù)採(cǎi)取應(yīng)變措施。斗山許多文獻(xiàn)指出間接量測(cè)(加工振動(dòng)、聲音等)能更經(jīng)濟(jì)且有效刀具磨耗的發(fā)生。間接量測(cè)技術(shù)中，透過(guò)程泰數(shù)控車床加工振動(dòng)時(shí)頻特徵判斷刀具磨耗的方式，有兩個(gè)公認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)，斗山包含該方式能保留較細(xì)節(jié)的加工振動(dòng)表現(xiàn)以及該方式對(duì)人們來(lái)說(shuō)其現(xiàn)象是較直觀且容易解釋的，也是目前許多研究會(huì)採(cǎi)用的熱門(mén)方式之一。然而，只考慮從時(shí)域判斷刀具磨耗的研究中，斗山經(jīng)常容易聚焦于單一特定刀具與工法的加工情境，使得時(shí)頻特徵的高維度特性不至于成為磨耗判斷的障礙。

一旦將技術(shù)導(dǎo)入多種類的刀具與工法的加工場(chǎng)合便成為軟體判斷程泰數(shù)控車床刀具磨耗的瓶頸。斗山例如：在1，000個(gè)時(shí)頻特徵的情境下，將其中每個(gè)時(shí)頻特徵的刀具歷程長(zhǎng)度資料用于配適迴歸線斗山，迴歸線的斜率項(xiàng)便代表了該時(shí)頻特徵在整段程泰數(shù)控車床刀具歷程的變化趨勢(shì)，而該變化趨勢(shì)是人透過(guò)視覺(jué)定位關(guān)鍵時(shí)頻特徵的重要訊息之一，利用該量化指標(biāo)，從千個(gè)特徵挑選出關(guān)鍵少數(shù)便輕而易舉。斗山

即使有了關(guān)鍵少數(shù)個(gè)特徵，如何協(xié)調(diào)跟善用又是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。本系統(tǒng)採(cǎi)取特徵多數(shù)決，即對(duì)關(guān)鍵少數(shù)個(gè)特徵各別建立品質(zhì)管制界限，斗山，于程泰數(shù)控車床加工時(shí)以所有關(guān)鍵少數(shù)特徵超過(guò)管制界限的總量決定。斗山系統(tǒng)將上述流程，彙整成容易操作的資訊圖介面，斗山僅須要求使用者輸入符合特定格式擷取的資料，透過(guò)介面操作便能產(chǎn)生監(jiān)控檔，而該監(jiān)控檔即包含利用關(guān)鍵少數(shù)特徵進(jìn)行多數(shù)決的程泰數(shù)控車床資訊，包含每個(gè)時(shí)頻特徵的品質(zhì)管制界限，以及多數(shù)決總量界限。斗山

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