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近 年來隨著科技技術發展的日新月異，工廠正朝著無人（Unmaned）製造系統方向發展。這類的自動化工廠為了節省成本同時提高產品品質，一方面大量地減少 現場人員需求，另一方面同時增加了許多自動監測設備來取代減少的人力。人有聽覺、嗅覺、視覺、觸覺來監測工廠製程、產品等等的變化；自動監測設備同樣的也 有各式各樣的感測器來感知各個製程的故障，以及產品的缺陷。監測系統能對生產線進行檢測、篩檢不良品，即時告知各類機件故障，還可以將整個加工過程加以記 錄，為研發新的製程提供大量實際記錄數字資料參考，因此現代化的工廠安裝各式監測系統已是普遍的趨勢。

刀具狀態監測(TCM) (Tool Condition Monitoring)近年來在工業自動化的進展下已然成為一門顯學，國內外有許許多多的學術機構、研究團體積極投入研究(例如1993年元月，一群世界 各地研究刀具監測的教授、學者、結合工業界成立了“世界刀具監測研究團隊”)(Working Group For Tool Condition  Monitoring )，原因無他，只因為在競爭激烈的工業社會，誰能搶先一步徹底完成自動化，誰就能在競爭激烈的環境中生存下去。在『製造自動化』發展潮流中，機械加工廠中 加工刀具之崩刀以及磨耗的自動檢測系統是相當重要的一環，其中又以崩刀為最嚴重、最緊急之事件，必須立即檢知加以處理，否則工件不良品大量流入後方生產 線，將造成產品品質低落信譽不良，增加後續品管困難。

而監測系統最重要的一環就是感測器，這關係到監測系統是否能正常運作，選擇正確的 感測器能夠事半功倍。其中最常被用來做刀具監測的感測器有：切削力感測器、切削功率感測器(包括功率計、電流計)、AE(Acoustic Emission)感測器等，這些都是在切削加工過程中擷取欲診斷之物理量。感測器之裝設必須符合下列要求：

1、盡量接近切削點

2、不可減少加工機械原有之靜、動態剛性

3、不會被工件之加工參數所受限

4、價格低廉，更換容易，不影響工作進出

5、對切削液、切削、熱效應、電磁效應、機械動作等都不具影響

6、與刀具、工件的功能各自獨立，不受相互影響

信號傳輸過程不易衰減

.切削監控技術分類

監測所使用的感測器可分為兩大類：直接監測與間接監測，如下表所示。

刀具自動監測之方法一覽表 [1]

量測方式

程    序

量    測

感   測   器

光    學

切削端之形

狀與位置

TV攝影機、

光學換能器

磨耗部份具

有放射性

磨耗尺寸與集中性、放射性

分光光度計、

火花計

直接方式

刀具與工

件之電阻

電阻之變化

瓦  特  計

工件尺

寸大小

工件尺寸

測微計：光學式、氣動式、超音波式、電磁式之換能器

刀具與工

件之距離

工件與刀具或刀架之距離

測微計；

氣動式塊規

位移換能器

切  削  力

切削力之變化

動力計、應變規

聲射（AE）

應力波能

AE換能器

聲    音

聲    波

麥  克  風

震    動

刀具或刀

把之震動

加  速  規

間接方式

溫    度

刀具上切削

時溫度變化

熱電偶、高溫計

功率輸入

主軸或進給馬達的功率或電流之消耗

安培計、動力計

加工面

之粗度

工件表面粗

度之變化

表面粗度儀

（劃針式）

光學換能器

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歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

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ようこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

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豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

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（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

摘 要
　 　由於今日製造加工的要求愈來愈嚴格，工具機逐漸朝高精度、高產能的方向發展，因此對 工具機剛性的問題也日益受到廣泛的注意。在整部機器中，以主軸對加工精度和加工能力 的影響最大，因為加工運作下，絕大部份之切削力均由主軸承擔，主軸本身的迴轉精度和 主軸與軸承的間隙亦影響加工精度，為了提高工具機的切削性能，增加機台穩定性，因此 對主軸靜剛性的分析與測試勢在必行。
　　由於理想之有限 元素模型與實際之實驗靜力變形結果有甚大差異，很難將FEM 模型分析結 果，應用於主軸設計依據，而使有限元素應用發展受限制。本文利用測試與有限元素分析， 同時對主軸靜剛性做分析與實驗比較，並根據比較結果，調整有限元素分析上的界面結構 參數，使其與測試值吻合，其結果將是未來主軸靜剛性設計上預測分析的基準。
導論
　　CNC 車床乃一台機器可行徑向車加及軸向鑽孔、搪孔、攻牙、車加的工具機。其核心組件 頭部，通常是由主軸、馬達、油壓缸、夾頭、軸承和各傳動元件組成(如圖1所示)。當車 床行加工操作時，是由主軸端加裝夾頭來夾持工件直接參與切削作業，所以主軸頭的性能 對加工品質和生產效率有重要的影響。
　　主軸靜剛性 (static rigidity)在主軸性能上扮演著重要角色。而對主軸單元的靜剛性要 求是指在外力作用下，主軸應具有一定的抵抗變形能力。也就是在外力的作用下，主軸應 能保持一定的工作精度。 主軸的靜剛性大小，通常以使主軸產生單位位移時，所需施加 的作用力來表示，此變形為主軸和軸承的變形總和。
　　在已往對於主軸的設計分析， 常根據組立圖主軸的配置，建立分析模型，將主軸的軸承模 擬成一彈簧，並依軸承公司推薦的軸承剛性值，來給予分析模型彈簧剛性。這種忽略軸承 裝配剛性的作法，造成了設計與分析出的主軸剛性與實際的不同。當設計人員制定機械規 格，需要更精確的機械剛性數據；或者客戶要買機器，想知道更明確的切削能力時，分析 所得出的主軸單元理論剛性，只是參考值而很難給予正確答案。須知，CNC 車床面臨的加 工條件各式各樣，所需依附之機械設計規格、裝配限制條件也因此而不同，單純的主軸靜 剛性分析，便會與實際脫節，難達實用目的。
　　基於上述理由，主軸靜剛性分析中之未知數(軸承剛性)調校，便顯得非常重要。本研究將 以實際的靜剛性量測，並配合建立有限元素分析模型，將量測與分析的數據加以比對，以 量測的數據為基準，調整分析模型參數，使理論值與測試值吻合，最後並對相關問題點提出討論。
靜剛性實驗量測
　 　如圖1所示，安裝模擬刀具、模擬工件、出力單元(Load Cell)、渦電流位移計(eddy current)於 CNC 車床的刀架與夾頭間，並把出力單元(Load Cell)與渦電流位移計透過A/ D轉換器連至電腦，在電腦內 LT/CONTROL 軟體所設計的程式抓取出力與變形的數據描繪 於X-Y座標上(參考圖2)。
有限元素分析
根據主軸單元之設計組立圖，利用 MSC/XL 軟體以 BAR 元素模擬主軸、彈簧元素模擬 軸承建立分析模型，其實體與建立之有限元素分析模型分別示於圖3及圖4。
2. 軸承以彈簧元素模擬，其剛性值參照 SKF 公司提供的軸承剛性計算式：
　　　c = k * d 　　　　　(1)
　　　c:軸承剛性(N/um) 
　　　k:剛性係數(視不同之軸承及預壓而定).
　　　d:軸承孔徑(mm).
３. 主軸材料採用 SCM4 材質，其材料性質參數:
　　　E(彈性係數)=21100 Kgf/mm2
　　　n(poisson ratio)=0.29
　　　j(密度)=7.86x10-6 Kgf/mm3
４. 負荷條件與邊界條件:
　為了與測試條件相吻合，施於主軸的負荷除了測試時的100Kgf 外，尚須加上此力對主軸 鼻端所產生的力矩(參考圖4)。模擬軸承的彈簧則採接地處理。
５. MSC/NASTRAN 解法以 SOL101。
　主軸靜剛性量測結果
　 根據本公司所生產之車床，VT-20、 VT-26、VT-36 來做靜剛性實驗量測與分析，圖5.所 示為 VT-20 主軸鼻端變形圖,施與外力 100Kgf 後變形約7.5um。圖所示為 VT-26 主 軸鼻端變形圖,施與外力 100Kgf 後變形約 3.5um。圖7.所示為 VT-36 主軸鼻端變形圖, 施與外力 100Kgf 後變形約 2.0um。
有限元素分析結果
　　負荷、邊界條件與實驗量測幾 乎相同的有限元素分析模型，以 SKF 公司提供之軸承推薦 剛性值，來賦予分析模型上之彈簧剛性，結果得到 VT-20 分析模型主軸鼻端變形量 3.12 um；VT-26 分析模型主軸鼻端變形量 2.14um；VT-36 分析模型主軸鼻端變形 1.48um 。 有限元素分析與實驗量測之數據比較參考表1。

機種/變形
分析主軸鼻端變形(um)
實驗量測主軸鼻端變形(um)
分析/量測(%)

VT-20
3.12
7.5
42

VT-26
2.14
3.5
61

VT-36
1.48
2
74

　　　表1.主軸靜剛性理論分析與實驗量測變形數據比較
分析模型軸承剛性的調校
１.方法
(1)依前述之軸承剛性估算法:
　　 c = k * d 　　　　(1)
　　則 c1 = k * d1 c1 :前軸承剛性
　　 c2 = k * d2 c2 :後軸承剛性
　　 c1/c2= d1/d2 　　 (2)
(2)比對量測與分析結果，根據主軸鼻端的變形(分析與量測)相差倍率來調整軸承剛性， 而前後軸承剛性比維持 d1/d2。
２.結果
　　依據上述方法，調整 VT-20、VT-26、VT-36 的前後軸承剛性，得出軸承理論剛性值與實際軸承裝配剛性比較表，如表2。

機種/主軸 剛性
前軸承理 論剛性值 (Kgf/mm)
後軸承理 論剛性值 (Kgf/mm)
前軸承實際 裝配剛性值(Kgf/mm)
後軸承實際 裝配剛性值(Kgf/mm)

VT-20
300,0
270,000
54,672
49,205

VT-26
390,000
360,000
137,953
127,167

VT-36
480,000
450,000
244,904
229,622

　　　　　　　　表2.主軸軸承理論剛性與實際裝配剛性比較

　　由上表數據計算得知，VT-20 的軸承裝配剛性值約為理論值之五分之一；VT-26 的軸承裝 配剛性值約為理論值之三分之一；VT-36 的軸承裝配剛性值約為理論值之二分之一。
結論與討論
１.分析與實驗數據比較的結果顯示，裝配出來的主軸軸承剛性值都比廠商給的建議值低， 證明要增進主軸剛性，在裝配上仍有改善的空間。而這種改善必須把熱溫升、量具精度、 市場需求與經濟效益與予綜和考量。
2.以表3的機械規格及實際實驗分析成果來看，較小的 VT-20 以高轉速為產品走向，在軸 承的預壓裝配上較保守，實際軸承裝配剛性為推薦值之五分之一；VT-26 與 VT-36 的裝 配剛性較佳，分別為推薦值的三分之一與二分之一。

機種/類別
平均外徑(mm)
內徑
平均面積 慣性矩(mm4)
最高轉速(rpm)
冷卻方式\line

VT-20
104.6
61
6,561,037.7
6,000
空氣冷卻

VT-26
133.6
86
16,021,351.3
3,500
空氣冷卻

VT-36
161.8
103
29,619,288
2,500
空氣冷卻

　　　　　　　　　　表3 實驗車床之主軸機械規格

3.本公司生產的車床雖屬泛用型車床，適用於大部分的加工條件，但如能在裝 配前事先知 道客戶的加工需求，必能生產出更合乎客戶要求的產品，而對於產品的變更，可能只是修 正軸承的裝配預壓而已。
4. 本文所得之主軸軸承裝配剛性值，將提供以後相關之主軸設變分析與設計分析的參考依 據。
5. 應用本文所提之靜剛性軸承調校結果,同樣適用於振動(動剛性)分析。結合此兩種分析， 再與切削實驗結果做比對，可使分析與實際切削得到某種關連，是未來研究重點。
參考資料

（1）p19,1991. SKF."Precision bearing".
（2）VT-20,VT-26與VT-36之頭部組立圖.
（3）台中精機,CNC實驗室技術報告，"VR-137，MA 靜剛性量測", 許台錦、 嚴之揚.
（4）台中精機,CNC實驗室技術報告，"VR-138，MA 靜態分析、計算、 測試之 比較與分析之軸承剛性值調校",許台錦、嚴之揚.
（5）"PERFORMANCE TESTING OF MACHINE TOOL"--AMTRI.
（6）"工具機人才培訓計畫講義--工具機結構設計研討會 ",1994,10,21.
SKF,"工具機精密軸承的配列設計",Lief Lewinschal. 工研院機械研究所,"機電合一工程師精修講義(三)"。 工研院機械研究所,"機電合一工

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一、前言
　 　進給系統的精度往往是決定一部機器好壞的重要因素之一；然而滾珠螺桿的溫升熱變位卻是影響進給精度的重要因子。改善滾珠螺桿溫升熱變位；一般分為兩大部 份解決，一為抑制溫升；一為抑制熱變位。機器運轉難免因摩擦而產生溫升；伴隨而來的就一定會有熱變位問題，最有效且積極的方式即是〝抑制溫升〞但其成本較 高；〝抑制熱變位〞雖然較為消極但其成本較低；因此普遍為工具機廠所採用。
二、抑制熱變位
　　本篇僅就抑制熱變位常用的預拉方式做討論，有關抑制溫升部份則留待以後探討。抑制熱變位可藉由以下方式解決之。
1 藉由暖機﹝warming up﹞使機器溫升達到穩定 以快速進給方式使進給系統溫　升達到早期安定化。
2 閉迴路﹝closed loop﹞控制系統 於進給系統加裝光學尺或磁力尺；將訊號回饋給控制系統達到補償效果。
3 滾珠螺桿預拉﹝pretension﹞ 在考慮滾珠螺桿的溫升熱變位的狀況後；在裝配之初即對滾珠螺桿施予預拉，以便吸收溫升所產生的熱變位。
三、預拉設計
考慮滾珠螺桿預拉時必須先注意滾珠螺桿兩端支持軸承﹝support bearing﹞固定方式，常用的固定方式為：(如圖一)
1 固定─自由 適於低轉速，螺桿短的場合
2 支持─支持 適於一般轉速
3 固定─支持 適於一般轉速，高精度
4 固定─固定 適於高轉速，高精度 以上四種方式只有第四種方式適用於預拉設計。
　　一般考慮預拉力為3℃ 左右之溫升膨脹量；若預測溫升可能超過預拉力相當溫差二倍以上時，必須將支持軸承的支持構造改為〝固定─半固定〞式﹝亦即螺桿軸收縮方向為固定；伸長方向為自由。﹞。如圖二及表一分別為固定─半固定支持構造例與軸承配合方式及推薦配合公差。
四、熱變位量及預拉力計算
1 熱變位量
　計算如下：
△L=ρ．θ．L
△L=熱變位量 (mm)
　ρ：熱膨脹係數 (12*10-6m/m-℃)
　θ：螺桿軸的平均溫升(℃)
L：螺桿軸長 (mm)
2 預拉力
　計算如下：
F=△L．Ks
     F：預拉力(kgf)
Ks：滾珠螺桿剛性 (kgf/μm)
Ks=πdr2E/4L
dr：滾珠螺桿根徑 (mm)
E：剛彈性係數 (2.1*104kgf/mm2)
Example:滾珠螺桿外徑 50mm；根徑 44.4mm；有效螺紋常長1705mm；鎖緊螺紋M40；軸承組合方式：40TAC 90 B DT組合；基本動額定荷重(Ca) 9750kgf:試計算滾珠螺桿預拉力。
Sol：
a). 由有效螺紋長度及支持軸承跨距計算螺桿平均溫升\fs24
△L=ρ*θ*L
0.071=12*10-6*1705*θt
θt=3.47℃
0.071=12*10-6*2130*θd
θd=2.78℃
θave=(3.47+2.78)/2=3.125℃
b). 由螺桿平均溫升計算預拉力 F=△L*ks=(ρ*E*π*θ*dr2)/4
F=(12*10-6*2.1*104*π*3.125*44.42)/4
F=1219kgf 0
　　一般在計算完預拉力後應檢查是否在軸承的承受範圍之內。大致上可以用軸承基本動額定荷重(Ca)與預拉力(F)之比 決定之。
F/Ca= <20%
1219/9750=12.5%<20%
因此預拉力在於承軸的承受範圍之內。
　　現場組力時常用紐力板手鎖緊支持軸承螺帽，藉由下列公式可以求得鎖緊世所需扭矩
T = K*d*F
T：鎖緊扭矩(kgf-cm)
K：扭矩係數0.2
d：螺紋公稱直徑 (cm)
F：鎖緊力(kgf)
T=0.241219
=975kgf-cm
由計算熱變位量及預拉力二式可以發現：
（１）熱變未量與滾珠螺桿軸徑無關
　　　　△L＝ρ．θ．L
（２）預拉力與滾珠螺桿軸長度無關
F=△L*Ks=ρθπ Edr2/4
五、預拉過大可能產生的影響
　　預拉原本在於提高進給系統剛性及抑制熱變位；如果預拉過大亦將帶來負面影響：
1支持軸承燒壞
滾珠螺桿進行預拉一般建議預測升溫值介於3℃ ~ 5℃ 之間；以不超過5℃ 為上限，另外滾珠螺桿桿徑最好不得超過 50mm；因為以上兩種情形容易造成支持軸承預壓過大使軸承溫升增加甚至燒壞。
2軸承座變形加大
軸承座剛性與進給系統經精度及滾珠螺桿預拉有著密切關係，圖三圖四為一般常用的軸承座設計方式；以預拉力作為邊界條件進行有限原素分析 (FEA) 後發現；兩者在應力、應變、變形及應變能有著明顯差異，因此設計軸承座時接合面位置應審慎考慮。
3滾珠螺桿螺帽預壓被釋放掉或預壓增大
此一部份與螺帽預壓方式有關；如以下圖五圖，六為例，若預拉方式，為拉伸預壓，則螺帽預壓可能被釋放，（如圖五）。相反的若預壓方式為壓縮預壓，則螺帽預壓可能增大（如圖六）。
六、結論
　　雖然以球螺桿預拉方式可以改善熱變位問題；但是當溫升超過預測溫生時熱變位問題可能再度浮現，因此最佳的解決方式是配合抑制溫升的方法或加裝必迴路控制系統共同並行。*

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壹、前言 ：

　 　加工生產技術不斷的突破，各種設備的發展應用日新月異，讓生產線的選擇構建更能滿足加工業業者之投資需求。而在勞力短缺及降低成本之壓力下，生產線朝向 省力化及自動化方向發展早已成為老生常彈的話題。而且加工機具之自動化發展，已從單機自動化、專用機生產線、FTL、FMC、FMS等結合了專用及汎用型 設備及控制技術的方向演進，促使生產型態由大量生產、少量多樣等各種產能需求來滿足了人們追求富裕生活的願望。

　　對於不同型態之加工物而言，根據製程的差異如何整合相關設備來達成不同產能需求，並符合最少投資及最大效益之目的，成為生產技術工程人員及投資者必需深入研究思考的課題。

　 　汽機車的需求量不斷的成長是現代化社會人們生活品質提升的一種趨勢，而近年來中國大陸在機車方面需求量的成長最為可期，並且也大筆投資建廠，因此在此領 域之加工設備需求投資吸引了工具機業者不斷的拓展市場，而台中精機也已投入相當多的心力，累積了數百台數控機械之銷售業積，並有不少應用案例。

　 　在機車引擎之CASE鋁鑄件(Al die casting)，如氣缸頭、左右箱體、左右箱蓋、齒輪箱蓋等，此類零件之加工使用大量之綜合加工機及輔助專用設備來完成全部製程，以下將以左、右箱體之 加工線為例介紹相關整合規劃考慮事項，作為相關從事此類加工需求之規劃設計者及投資者參考。

貳、機車引擎左右曲軸箱體加工生產線

　 　左右曲軸箱體是機車引擎之重要零件，曲軸在箱體內高速運轉，因此左右箱體之組合面及軸孔加工需達到高精度要求。本案例規劃之生產線，其佈置圖如圖1.1 所示，是針對100c.c.及125c.c.機車引擎之左右曲軸箱體規劃之加工量產線，全年之產量需求為15萬組及產出率為73 秒/組，廠房面積為53米 X 8.6米，工件材質為鋁壓鑄件，依據加工製程分析，其加工工序包含有：　　a.面銑加工　　b.銑小平面、搪孔、鑽孔、攻牙　　c.側孔加工　　d.雙斜 孔加工　　e.結合後側孔加工　　f.清洗烘乾　　g.工程間進行半成品尺寸檢驗及最終成品檢驗。

　　要完成上述加工工序之主要設備包含有轉盤銑床、綜合加工機、清洗烘乾機、刀具系統、夾治具系統、綜合檢具等，另外為達省力化及自動化之目的所規劃之週邊設備有物流輸送系統、集中排屑冷卻系統及監控系統等。分別說明如下：　　一、轉盤銑床：

　 　曲軸箱體之兩結合面皆為較大之加工面，若使用綜合加工機進行加工時雖可 與搪、鑽孔、攻牙同時加工，不過加工工時較長。而轉盤銑床具備粗加工及精加工之大面銑刀，刀具直徑可達500mm。在轉盤一迴轉即可完成面加工，若轉盤直 徑為1.6 米，可設計多組油壓夾治具，同時夾持多個工件，若選用之機台結構剛性佳，則加工後平面精度可滿足要求。因此對大量切削之面銑加工，一般加工方式可使用傳統 銑床、加工中心機、轉盤銑床等加工設備，然在加工效率考量上，以圓盤銑床加工結合面效率較高，因此在大量生產加工線中採用此型設備加工出基準面後, 再進行下一工序加工是相當普遍而有效之選擇，也可明顯降低加工成本。不過面銑加工產生大量鋁屑及粉塵, 因此在安排生產線時可考慮將圓盤銑床集中於較獨立之生產區。

二、加工中心機：

　 　以曲軸箱體之外型及加工部位分析可知其加工內容為面銑、搪孔、鑽孔、攻牙等工程，針對此項功能採用台中精機之高精度、高剛性之立式加工中心機 Vcenter-80，加工範圍在800mmX420mm內，工件夾持於工作台之夾具上進行切削。加工中心機具備自動換刀系統( ATC)使加工效率大為提高，另外可裝置自動托盤交換系統( APC)、刀具量測、機內工件量測、刀具壽命管理、負載監視系統、主軸中心給水功能、強力沖水裝置、高速主軸等機能，可使加工中心機發揮更大效能。

三、立式鑽床：

　　對於有些工序若使用加工中心機來加工較不符合成本效益，以本案之左箱體為例，因有一雙角度之斜孔，針對此單孔加工只要使用立式鑽床配合簡單之夾具即可完成。

四、清洗烘乾機：

　 　引擎零件在組裝時必須達到極高之清淨度，是加工此類零件重要的工程，因此在切削加工後必須加以清洗烘乾。另外左右箱體必須經結合後加工側孔，所以結合前 必須先經過清洗，針對此項需求規劃使用隧道式連續清洗機，分別作為中間清洗機及最終清洗烘乾機，來清洗結合加工前之半成品及加工完成品，來達到精度之要 求。此清洗烘乾機設計時特別針對零件盲孔加以噴洗使達到要求的清淨度，同時也必需特別考慮對生產線周圍環境影響的問題，並使之降至最小，而使機台操作簡 單、維護容易。

五、刀具系統：

　　採用耐高速切削、長壽命、合理成本及滿足 精度要求之刀具是在製程分析時就必須詳細評估的要項。一般刀具使用高速鋼材質，不過刀具領域技術不斷進步已經為加工工程提供可廣汎應用之選擇，如鎢鋼刀 具、鑽石刀具、CBN刀具、 TiN(TiC、TiC+TiN、AlCN)被覆(Coating)刀具。

　　除了 在材質方面之多樣選擇之外，針對加工部位的特性及精度要求，我們搭配選用組合刀具來提高左右箱體之加工效率，由於使用多階鎢鋼刀具及捨棄式刀片之多階組合 刀具使得不僅加工速度提高且減少換刀次數及時間，這是因刀具上製作加工不同尺寸之刀刃，可以在一次進給將數道工程完成，因此加工工時大幅減短，提高了加工 效率，而機台的數量得以下降至最少，為投資者創造最大之利益。

　　在生產線上設置刀具室使刀具運用及管理得到充分 的支援，使生產稼動率得以發揮，並使加工品質的穩定獲得保證。由於此生產線使用大量刀具，因此刀具的維護及設定需要快速、簡易，因此規劃有刀具預設定機 (tool presetter)。對於刀具預設定機可選擇有以下功能之設備：　　a.可對刀具長、刀具切削直徑進行量測，可迅速穫得刀具資料。　　b.配備有電腦及 刀具管理軟體可與機台直接連線，而另外對於大量備用刀具的存放須有效且妥善的管理，因此在刀具室內設置刀具架使得刀具管理更為嚴謹。

　　由於對刀具進行合理之管理，所以能夠使刀具的使用效率提高，成本降低， 並且使刀具的壽命得到充分的運用，這將對整個生產線之營運更為合理且節省刀 具成本。

六、夾治具系統：

　 　夾治具是加工必備之輔助工具，在自動化之要求下夾治具之設計以採用氣、油壓方式作為夾持動力，操作者只要按啟動鍵即可使夾具夾持工件而進行加工。夾治具 設計時特別對夾持力與夾持支撐點、定位基準點、排屑難易度、油氣管路設計、輔助支撐設計、毛胚基準等諸多因素皆需充份考慮。

　　夾具的種類隨工件加工特性而不同，以本案為例，在加工機加工範圍內同時夾持多個工件，且將不同機型之工件設計在同一組治具，換線時只要將部份零件更換即可，如壓板、定位銷、基準塊、油壓缸等，以達到快速換線之彈性功能。

七、綜合檢具：

　　加工品質為生產線良劣的主要標準，因為在大量生產的狀況下，若品質控制不良勢必造成大量的不良品，造成生產資源之極度浪費，目前作業現場加工品質控制方式有下列幾種供選擇：

　　1.線上量測：

　　加工中心機可以加裝量測頭如同刀具一樣自動交換檢測，此類產品如 Renishaw、Marposs等可對工件進行線上檢測，不過此種應用將因量測複雜程度須佔據相當長的加工工時，對於量產型生產線之產量有一定程度的影響，因此可依需求作彈性應用。

2.線外工件量測：

　 　各工序加工完畢時可使用線外量測設備進行尺寸檢驗，一般使用之量測工具有塞規、牙規、量錶檢具、位置度量測之綜合檢具、孔徑氣壓量具、電子量具、 三次元量床等，選用時需依據工件量測所需之精確度及效率來規劃適當的裝置。 以本案例而言，規劃了綜合檢具在製程的終點進行量測。

八、集中冷卻排屑系統：

　 　產業競爭日益激烈，除了品質要求不斷的改進，製程中降低不良率及生產效率有效的提升，在在的考驗每一個參與生產作業的每一個人。然而當前國際社會在環保 意識上的抬頭，未來投資者不只在經營管理上的努力外，更應重視製造業所造成之污染問題，為地球環境生態盡一份心力，如何在規劃一個生產線時不只要講求品質 效率之外，更應注重在製程中如何作到降低污染物的產生，有效的物質回收再生之使用，減廢的目的不只在於環保上的責任，更重要的是減低不必要的損耗及更高的 回收再生率，如此不僅能藉由生產製造作為成就製造業的目的，亦盡了一份環保公民的世界責任。

　　傳統的機械加工廠 在加工製程中須大量使用切削液 (coolant)，其目的在使加工中之熱量帶走，並鞤助切削之進行，但傳統之coolant 均配合工作機械作單獨之配置，故在大型加工廠就會產生不易管理之困擾。尤其水性 coolant，不論是乳化型或是合成型均含90% 以上之水，在不當的管理之下，將會造成 coolant之品質劣化、細菌快速滋生，進而發臭，故以往之工廠常常須將 coolant抽換原因就在不易管理上。

　　集中排屑冷卻系統，簡言之，就是以預先設置之進水及回水之管線使經過濾處理之coolant 供應工具機加工之使用，經使用過之含切屑之 coolant經管統作不斷的循環運轉作業。左右箱體加工線之排屑冷卻系統工作流程如附圖1.2所示。

　　集中排屑冷卻系統之優缺點：　　優點：

　　 1)coolant的管理容易，只有一主要油槽可由一專責工程人員定期來檢查 coolant之濃度、酸鹼度、細菌數使coolant的品質保持穩定。

　　2)過濾主機過濾精度較高且較無過多之死角，使得沉積之污泥減少、細菌較不易滋生。

　　 3)coolant的壽命可有效延長，減少coolant抽換的環保問題。

　　4)切屑 (鋁合金)之回收率高減少物料之損失。

　　5)切屑連同coolant一併流回過濾主機，不須額外之人力來廠內搬運鋁屑。

　　6)長期運轉成本低且具環保作用之週邊設備。

　　缺點：

　　1)生產線之layout因進回水之管線不可作太大之更動。

　　2)初期設置成本高。

　　3)較適用在新建之生產線，舊生產線導入不易。

　　4)管理及設計不當時易造成全廠生產線停機之問題。

　　 5)coolant只能選用一種無法混用。

　　切削液及排屑使用單機及集中方式處理之效益評比：

形 式 效果 項目 單機式 集中冷卻式使用設備 單機水箱、切屑輸送機 管路、(回流水溝)、集中水槽、過濾機生產效率 100% 約130% 加工品質 提高切削液平均壽命 100% 約300% 切屑處理 各單機水箱必須處理非常費人、時、費用高 由一個地方集中回收，非常輕鬆，費用降低切削液管理 各單機水箱之PH、濃度管理非常麻煩，一般均不作管理，故影響加工品質，需常更換切削油 ，油壽命短，油槽小，易受外界溫度、加工熱影響。 PH、濃度管理可容易判斷切削液狀態，具優越之安定性並可設定最適合之加工條件。因油槽容量大，不易受外界氣溫及加工機械發熱之影響，油溫安定，加工精度 也不受熱影響而變化大。廢水處理 費用降低最初成本 便宜 昂貴佔地面積 增加環境影響 易造成切屑切削液流散 廠區整潔

九、物流系統：

　 　在加工生產線中之物流是針對工件由毛胚至加工完成之一連串活動，依靠著物流系統將各工序機台連接起來及傳送工件。左右箱體加工時是以人工進行上下料，而 前後工程工件之搬運則使用全自動FREE FLOW 輸送機所構成之物流系統。此生產線是將左、右箱體兩種工件合理的配置於同一加工廠區，為易於做監控管理及使工件傳送合理，減少人員的流動，因此將機台以一 字型排開的方式配置。

　　工件由毛胚區→圓盤銑床→綜合加工機區→立式鑽床→鉗工檢測台→中間清洗機→組合台→綜 合加工機區→拆卸台→最終清洗烘乾機→成品區，工件傳送的輸送機是由一雙層自流(Free Flow) 式輸送機所構成，工件以托盤承載，托盤在輸送機上以自流的方式運送。各工序之加工機前設置有暫存台，分為入料暫存站、中間暫存站及出料暫存站。雙層自流式 輸送機之前後端各設有昇降機 (lifter)，而下層為空托盤回收線。托盤進出各機台前之暫存站是以昇降式動力滾筒所構成之移行機(up/down)控制正反轉使托盤移進或移出暫存 站。

十、監控系統

　　生產線之資訊流通及監控功能可依據需求設計成不同程度 之監控能力。本案例所使用之加工設備為 CNC加工中心機、圓盤銑床、立式鑽床、物流輸送機、清洗機、集中冷卻排屑系統等，其中加工中心機本身即為自動化機械具備有完整之控制與監控能力，而其他 機台也使用 PLC作為控制，因此整廠之運作模式是混合了自動物流(輸送機)設備及人工上下料之作業，因此在物流監控作業只要以可程式控制器(ＰＬＣ) 來控制輸送機即可滿足。

　　然若要對整廠之運作資訊集中監管，則可增加監控電腦或適當之人機介面終端機設計規劃圖型監控畫面並透過可程式控制器(ＰＬＣ)及連線分別監控不同加工區之狀態，而監控內容可規劃如下：

　10.1生產線監控劃面：

　　可顯示機台之使用狀態，以現場佈置示意圖中機台之顏色來顯示機械的停機、待料、加工狀態，同時於每台機台上亦有加工數量以及計劃產值之顯示。

　10.2機台生產實績以表列方式說明各機台各班的生產量記錄，由使用者書入各機台之預定生產值，而計算出各機台於各班之達成率，分析日實績、月時績、年實績等三功能。

　10.3稼動率分析：　　以圖表或表列方式記錄，分析各機台之稼動率。

　10.4加工資料：　　可得每一機台加工物件之起始、結束時間以及加工所需時間，並記錄以往之加工資料。

　10.5機台預先保養管理：　　操作者預先設定各機台保養週期與機台實際運轉時間對比，適時提醒操作者進行機台預先保養工作。

　10.6計劃產量輸入：　　可輸入預定產量。

　10.7資料列印：　　可列印生產報表。

　10.8NC 程式傳輸管理: 　　.NC程式儲存 .NC程式傳送　　.NC程式編輯 .NC程式列印　　.NC程式管理 .NC程式模擬

參、結語：

　 　生產線之規劃朝向彈性化之要求，使加工製程相近之不同工件可以在同一量產線中生產，符合最大的投資效益。對於引擎殼類零件如左、右箱體一般僅止於生產排 程合理化專用機型之生產線，然而在使用大量專用機後，造成加工件更換型式(尤其目前在產品生命周期短的狀況下 )時，專用機換線不易，使得相當多的資源浪費，因此目前之規劃方向已朝泛用之CNC 加工中心機發展，所以本案例之左右箱體生產線之構建採用 CNC加工中心機以達到改善上述之問題點，另外對於較適合使用非CNC機床之加工部位則減少高成本加工中心機之使用數量，如圓盤銑床，立式鑽床等設備的運 用。

　　而對於工件之上下料及搬運傳送之工作，並不採用機械手或特殊自動機構去執行工件上下料，而保持傳統人工操 作方式，最主要是考慮左右箱體之工件一次裝夾數個工件、工件定位、變形、夾具固定方式等，使用上述自動上下料設備將需投入大量資金、人員維護，其效果有 限，因此著力於夾治具之規劃以消除上述問題，而搬運傳送之物流規劃，所考慮方向是朝向降低半成品或成品於加工線內交差搬運之工作量，避免工件堆積紊亂之現 象發生，所以各加工工序間採用自流式 FREE FLOW輸送機以托盤承載工件來作為物流傳送系統。

　　刀具運用配合機台之特性及能力，對於加工效率、產品品質、刀具壽命等將有重大影響，因此選用符合成本之刀具，並特別針對適合合併加工之尺寸使用組合刀具來提高加工效率。

　　而在工件量測方面，考慮線外量測功能，配備適當之綜合檢具作為現場之量測，對於精確孔位則配合三次元量床檢驗以確保加工品質。集中冷卻排屑系統可根據效益評比及優缺點比較，作為是否設立之參考。

　　在整廠監控方面，因加工中心機為自動化設備，本案搭配其它專用設備，並以輸送機為物流設備及以人工上下料，一般工廠可只以高功能之可程式控制器 PLC)來作為控制，然若為考慮於監控室作即時掌握加工現場狀況，可考慮加裝監控電腦或人機介面終端機監控線上機台狀態。

　　總之，不盲目追求自動化而朝向追求更合理化之加工流程、選用合適的加工設備，建立具有彈性之加工量產線以得到最大之效益，才是規劃加工生產線時追求之目標。

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歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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ようこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

高精密度的機台，高穩定度的產品,規格完善功能齊全，深受市場肯定的精機產品遍佈全球；感謝各位商業界頭家們的愛護，使得精機出品的機台，陪伴著您日夜為國家創造事業奇蹟。
　　我們這位聰敏伶俐的美驕娘,整天為您無怨無悔的操勞打拼,有時難免會發生一點點身體不適的小問題，當然雖是小問題,也是需要您的關心與愛護。
　　現在我們以FANUC　0系列的控制器來說明，有關機器在操作當中，發生的一些故障信息；要排解這些故障以前，先要了解這些信息的意義及來源。
　　一.首先NC最容易發生的警報是P/S程式錯誤，可從螢光幕上得知警報號碼。
a.ALARM號碼000～299
　　這個錯誤的發生主要是因為操作錯誤或程式錯誤所引起的，如果要消除這個警報，請先查閱操作說明書或維護說明書上的錯誤表說明，了解其故障內容後，按 RESET按鍵即可消除這個警報。
b.ALARM號碼300～399
　　這個錯誤的發生主要是因為脈 波解碼器(APC)故障所產生的警示。
c.ALARM號碼400～499
　　這個錯誤的發生主要是因為伺服部份的警示；此故障點有來自NC本體，伺服放大器，伺服馬達，機械傳動部份，電纜線路導通問題，或者NC參數設定不當及受到外部電源雜訊干擾所致。
　　(1)伺服過熱(OVER HEAT)：馬達故障或者機械太重，傳動卡住所引起過載,使馬達發熱超過120℃以上，或者熱敏開關不良，電纜線斷線，NC檢出不良。此種警示為 ALARM 400 & 402。
　 　(2)伺服信號(NOT READY)：NC與伺服放大器之間傳輸信號不當時，或者伺服放大器本身所產生的警示，如是伺服放大器有問題時,則由DGN 720～721來追蹤故障情況.此種警示為ALARM401，403 & 404 .還有ALARM 414 ~ 444。 OFAL：發生溢量警示;此為位置偏差量過大所產生的，有伺服馬達內部的編碼器故障，線路問題，或機械上的問題。
FBAL：發生斷線警示；伺服馬達內部編碼器的電纜線路斷線。
DCAL：發生再生放電電路警示；伺服馬達煞車時，放電過大，或伺服放大器內部再生電路晶體故障。
HVAL：發生過電壓警示；輸入伺服放大器的電壓過高，或者伺服PC板故障。
HCAL：發生異常電流警示；伺服底座的直流電路產生過大的異常電流。伺服馬達故障，伺服馬達動力線路短路，或底座基板故障
OVC：發生過電流警示；伺服馬達的電流超過額定值，伺服馬達故障或機械部份傳動有問題。
LV：發生電壓不足警示；伺服基板或底座裡面的電壓太低。
OVL：發生過負載警示；機械側工作物太重，傳動機構問題，刀具故障。
(3)當累計指令值與位置回授值之間的差距計數器，誤差過大時，即會發生警報，此種警示為ALARM 410～440 & 411～441
(4)當伺服解碼器(Pulse-coder )故障或斷線時發生警示，此種警示為ALARM 416～446 & 90。
d.ALARM號碼500～599：這個錯誤的發生主要是因為軸向過行程警示，將超出行程的軸向反向回歸行程內，按"RESET"即可消除此警報。
e.ALARM號碼600～699：這個錯誤的發生主要是因為PMC所產生的警示。
f.ALARM號碼700～799：這個錯誤的發生主要是因為基板過熱的警示。
g.ALARM號碼900～999：這個錯誤的發生主要是因為系統故障警示。NC本體內部的資料處理無法正常運作時，或外部雜訊干擾，如RAM PARITY ALARM，可將RAM之內容清除掉，如果一直出現這個警示而無法消除時，一般則需更換NC本體的基板。
二. 也是NC最容易發生的警報是主軸故障，可從操作面板上的ER 1紅色警示燈亮得知；此警報一般皆為入電側電源之品質不良或零件老化所引起的。當此燈亮時，請打開機器後面的強電箱(每天開機時總開關的箱子)，可以從裡 面的主軸驅動器基板上的紅色液晶顯示編號得知，再依號碼對照故障表，即可知道故障原因。建議：非必要時，請少用G96周速一定機能，以免加速晶體老化現 象。
三.當NC發生了警報是操作錯誤時，可從操作面板上的ER 2紅色警示燈亮得知，並可從自我診斷或階梯圖上得知警報情況。
發生ER 2 狀態的有 :
a.程式啟動錯誤
b.未原點復歸
c.夾頭未夾好，即旋轉主軸
d.主軸旋轉中，夾頭打開
e.主軸正轉中，執行逆轉指令
f.主軸逆轉中，執行正轉指令
g.夾頭或門未關好,即旋轉主軸
h.主軸或刀架正旋轉中，執行尾座心軸伸出
i.主軸或刀架正旋轉中,執行尾座心軸縮回
j.門未關好，即執行工件捕捉器伸出
k.門未關好，即執行選刀指令
l.參數未設定
m.自動模式下，校刀器未定位
n.刀架錯誤
o.刀具設定錯誤
p.刀具數目算錯
q.刀盤伸出後，未能轉動選刀
r.選刀時,補正號碼不符合
s.PMC內部資料轉換錯誤
t.開機失敗
u.當螢光幕上出現P/S　ALARM v.BAT ALARM 電池電力不足
w.ER 1 ALARM 主軸故事
x.送料機故障
y.刀具壽命管理到達所設定之值
四.當NC發生了警報是潤滑油錯誤時，可從操作面板上的ER 3紅色警示燈亮得知，並可從自我診斷或階梯圖上得知警報情況　
a.潤滑油油量不足；每天必須要補充潤滑油，通常由每天的補充量,來判斷是否正常工作。
b.潤滑油輸出壓力不足；當啟動潤滑油幫浦工作打油，但經過一段時間後，壓力還無法達到12kg/cm2以上；有潤滑油油管脫落，潤滑油系統內的壓力開關故障，潤滑油馬達幫浦未能正常工作者。
c.潤滑油輸出壓力過高；當停止潤滑油幫浦工作打油，但經過一段時間後，壓力還是12kg/cm2以上；比例分配器阻塞，以致於潤滑油無法順利通過，必須更換比例分配器。

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一.高速主軸:

什麼是高速主軸呢?若以轉速來區分,8000rpm以上即可稱為高速主軸,不過可進一步用下列三個項目來區分。

1.DN值：軸承直徑(mm)*最高轉速(rpm)目前DN值在500,000到1,500,000者即可稱為

高速主軸，詳如表一:

表一.DN值與主軸內孔大小對轉速的關係

Note 1.複雜的潤滑及冷卻系統及陶瓷軸承的開發,使DN值提升超過2,000,000。

Note 2.尚未有主軸實際轉速達到如此高的轉速。

2.切削：刀刃切削頻率在高轉速時達到或接近機台的自然頻率。能達到發生此狀況轉速之主軸亦為高速主軸。
3.動平衡：超過8000rpm以上，動平衡合乎 ISO 1940的規範。

二.高速切削

高速切削有多種不同定義的方式,而最適切的高速切削定義如下:高速切削發生於切削時,刀刃的通過頻率(tooth passing frequency)接近於「機台-刀具-工件」系統的主導自然頻率(dominant natural frequency)的時候。

高速切削與傳統切削特別不同的一點是,「機台-刀具-工件」系統動態特性對切削性能有很強的影響力。此一系統中,刀長設定、主軸拉刀力、刀具扭力設定、刀把形式…等,都是重要因素。

高速切削當中,材料移除率(Metal Removal Rate, MRR)通常受限於「顫振」(chatter)開始產生之時。現階段高速切削之所以能夠成功,很關鍵的一個因素在於對系統動態特性問題掌握與處理能力。

高速切削具有相當多的好處,例如:有大量材料需要移除的工件;具有很細薄結構的工件;傳統上需花相當長的時間在機台上加工的工件;設計變更快速、產品週期短的工件,皆能夠顯示出高速切削所帶來的優點。然而也有其限制因素,分別說明如下:

1.顫振限制：在不斷提升材料移除率的過程中顫振的產生是一個限素,顫振的產生乃

是肇因於動態剛性不足,如細長的刀具、小直徑的主軸、工件…等。

2.刀具、工件材質限制：對鋁材工件而言,刀具材質並非限制因素,切屑黏著於刀具反

而成為另一個限制因素;對於硬鋼材,甚至是鈦合金切削加工,要維持刀具壽命在可

接受的範圍是主要的問題,可用輕微切削來解決此問題。

3.功率限制：若「機台-刀具-工件」系統的動態剛性相當強,此時切削作業就會受限

於機台功率,在未達到系統剛性極限之前就因功率不足無法再增加材料移除率。

4.刀具幾何形狀限制：當「機台-刀具-工件」系統動態特性與機台功率都足夠的情況

下,切削作業有可能受限於刀具的結構(如切刃長或是刀具直徑)。

5.工件幾何形狀限制：在某些場合中,刀具的移動路徑乃依照工件幾何形狀產生,step-

over尺寸受限制,在這種情形下,多數的加工實際情形都在機台可提供的功率以下。

6.控制器或伺服性能限制：在工件幾何形狀相當複雜的情形,控制器處理 NC code的

速率便是限制因素。隨著軸向運動速度的增加,伺服系統的動態表現就愈顯著,因此

,現在發展的趨勢為高加速度、質量輕但強度高之移動元件、前饋或回饋控制。附

帶一提的是,要瞭解控制器的極限可由很簡單的測試來瞭解:由標準的 ball bar,以點

的逼近方式(G01)來取代原先的程式(G02、G03)。然後執行此一程式,並逐漸增加

速率,直到伺服表現或控制器表現不佳影響到移動精度為止。

綜合上述,使用者在操作機台只有下列三種可能性：

a.對機台的表現、性能瞭解的相當透徹,且能夠確實根據這些限制因素撰寫加工程式,因此能將機台的性能發揮到極致。

b.每天受到顫振問題的困擾。

c.對機台性能沒有適切的認知,不敢增加轉速或切削深度,機台性能未發揮到極致。

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

壹、概論

隨 著科技的日新月異，機械的精密度要求也就日趨嚴苛，因此現代的工具機製造廠之加工精度以及裝配精度亦不斷的提高，為的就是能使工具機加工出高精度的零組 件，以符合市場的需求。要達到此一目的，除了提高工具機剛性、抗振性以及熱穩定性之外，首先必須提高工具機的各主要組件，特別是主軸組件的精度。主軸組件 的性能是影響工具機加工品質與生產效率極其重要的關鍵因素。而主軸迴轉精度又是影響主軸組件性能的最基本指標，其具體影響表現在工件的「加工精度」和「表 面粗糙度上」。因此，如何提高主軸迴轉精度是非常重要的一項技術。

貳、貳、提高主軸精度的方法

影響主軸迴轉精度之因素
(一) 軸承精度和間隙的影響：
     1. 滾道的徑向跳動。
     2. 各滾動體直徑不一致和形狀誤差。
     3. 滾道的端面誤差。
     4. 軸承間隙的影響：
       a. 使主軸在外力作用下發生靜位移。
       b. 使主軸旋轉軸線作複雜的週期運動。
       c. 動態特性不佳。
其改善方式為採取預加負荷消除軸承間隙。
(二)主軸本身及配合零件的精度和裝配品質的影響：
   1.影響主軸本身的精度因素有軸頸、內錐孔、裝拆夾頭或刀具

的定位基面、安裝傳動件的定位基面、定位軸肩、鍵槽與花鍵、螺紋等。主軸軸頸的尺寸和形狀誤差必須嚴格控制，其精度不應低於軸承相對應精度。

2. 調整間隙的螺母、過渡套、墊圈和主軸軸肩等的端面不垂直度：將使軸承裝配時因受力不均而造成滾道畸變。實驗證明，調整螺母的端面跳動超過0.05毫米時， 對主軸前端的徑向跳動影響十分顯著。引起調整螺母端面跳動的主要原因是：螺母本身的端面與其軸線不垂直，主軸的螺紋軸線與軸頸線偏斜。

3. 軸承螺帽：軸承內圈通常用螺帽在軸向鎖緊，螺帽端面跳動（端面垂直度不佳），使軸承內圈傾斜，導致滾珠打滑而溫度升高，噪音及磨損增大，軸的徑向跳動增 大。螺帽除了尺寸及形狀公差須加以控制外，也需控制鎖緊力量，SKF建議在內圈最小截面積的最大應力，若是斜角滾珠系列軸承，應力是5N/mm2；滾柱軸 承系列，其應力是15N/mm2，就會使間隔環緊貼在軸承端面，完成預壓。FAG建議其應力是10N/mm2。螺帽鎖緊的多大力矩才會達到軸承於內圈之最 大應力，會因主軸軸頸的粗糙杜、干涉量、螺紋等級極其粗糙度，是否潤滑及其間的預壓大小等因素而改變。 

、參、量測實例介紹

一、測試參考依據
本測試參考ASME B5.54-1992，以主軸最高轉速的10%、50%、 100%為測試轉速，測試主軸在動態迴轉下之徑向與軸向精度，其量測架構分別如圖a及圖b所示。

主軸動態量測實質意義：

•量測工件與刀具之間的切削點

•量測切削點之相對位置變化

•此量測是動態的(於操作轉速下)

•了解造成相對運動的原因,例如結構誤差運動及溫度變化效應

•使用非接觸式動態位移計(頻寬: DC 0 Hz ~ 20KHz, 解析度: 2 nanometer)

為什麼需做主軸動態量測

•當你製作或採購一部新的加工機時

•當你要找加工精度問題或做定期精度檢查保養工作時

•找出加工機最佳精度以改善加工品質

•減少發生問題維修時猜測及試誤的時間

•你所做出來的主軸真的是品質均一,好的沒話說?以目前的主軸品管檢驗方法就足夠,不用再做任何測試? (迴轉精度,熱剛性,自然頻率/運轉振動)

一、分析
根據實機測試，可得

如圖之運動誤差圖

，分析如下：

(LION SEA 實際機台測試應用)

•對一般的工具機,如搪床,銑床,加工中心機,車床等都可使用此儀器來評價其性能及找出相關精度上的問題此設備可以做以下測試 1. 主軸動態迴轉精度測試

   2. 主軸溫昇熱變形測試

其他測試應用

1. 動剛性量測

2. 振動量測

3. 厚度量測(導體與非導體)

4. 伺服定位控制(微進給軸,或主軸熱補償)

5. 圓度與偏心量量測

6. 動態偏擺與迴轉精度量測

圖解說明：

l 平均誤差(Average Error)

是總誤差運動極座標圖的平均輪廓線,代表機台在理想切

削條件下所能加工出零件的最好真圓度.

l 非同步誤差(Asynchronous Error)

是總誤差運動對平均誤差運動的偏離,代表機台在理想削條件下所能穫得的表面精度.

l 基本誤差(Fundamental Error)

平均誤差運動的最密切圓,代表主軸軸心線每轉一次的軸向誤差

l 殘餘誤差(Residual Error)

平均誤差運動對基本誤差圖像的偏離,代表端面加工的平面度.

四、主軸動態迴轉精度分析

徑向迴轉精度與工件精度的關係

• 以單刃切削為例,主軸迴轉精度之平均誤差 (Average Error Motion)和加工孔徑之圓度 (roundness)直接相關。

LOW AVERAGE ERROR = ROUNDER HOLES

主軸迴轉精度之非同步誤差 (Asynchronous Error Motion) 和加工之表面粗度(peak to valley surface finish)直接相關一般情況: 為4到6倍的工件表面粗度(Ra)(4 to 6 times the average surface finish) of a machined part.

LOW ASYNCHRONOUS ERROR = BETTER SURFACE FINISH

造成徑向運動誤差(Radial Error Motion)的原因:

有兩個主要的原因造成工具機上之主迴轉精度誤差 :

  1. 軸承(Bearings), 包含軸承不對心(bearing alignment)

  2. 機台結構變形造成主軸與量測點間的動態位移

造成徑向平均誤差(Average Error)的原因:

1.軸承內(外)環軌道不圓

2.軸承座不圓

3.軸承座不對心

4.主軸動不平衡偶合結構剛性不均勻

5.機台結構與主軸轉速共振

造成徑向非同步誤差(Asynchronous Error)的原因:

1. 軸承預壓不當(Improper preload )

2. 軸承缺陷(Bearing defects)例如:

•滾珠或滾柱尺寸有差異或缺陷

•滾珠或滾柱與軌道面的摩擦

•保持器磨損變形或組裝不良

3. 機台結構變形造成相對振動

4. 由機台外部振動源造成的結構振動變形

5. 機台內部振動源(Self excited motion)引起的:

•液壓系統(Hydraulic system)

•冷卻系統(Coolant system)

•齒輪,皮帶及皮帶輪(Gears, belts, pulleys)

•潤滑系統(Lubrication systems)

6. 機械結構或主軸之共振

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