臺灣博碩士論文加值系統

在機械製造加工過程中，銑削刀具是不可或缺且為最重要的工具之
一，銑刀的銑削性能和品質的優劣對於銑削加工的精度、效率和產品品質
皆有直接且嚴重的影響，尤其刀具再研磨後品質的控制，不但關係著刀具
的穩定度，與加工產品品質更有密切的關係，刀具的使用壽命更涉及刀具
成本之費用，故刀具的修磨實為一重要之技術。
由於現代切削技術之高速發展，對各種類型之高精度刀具要求相當地
迫切需要，刀具之刀刃研磨是刀具製造最後也最重要過程，也是決定刀具
幾何形狀精度及切削性能之關鍵，刀具刀刃幾何形狀複雜，以傳統刀具磨
床做再研磨，不但調整費時而且困難。
目前再研磨刀具是使用一般手動工具磨床研磨，要有精密的再研磨刀
具，必須完全依賴人的操作技術，即技術人員的刀具磨削知識與技術能力是
相當重要。本計畫開發完成自動且智慧化的 PC-Based 工具磨床做再研磨加
工，便可大幅改善依靠技術人員的技術能力之狀態，使再研磨刀具變得很
簡單。
本文是將鼎維公司生產的一般手動工具磨床 CM2，加上 PC-Based 控
制器後，將再研磨的技術 KNOW-HOW，轉換成程式，放在 PC-Based 控制
器內，開發成自動且智慧化的工具磨床，主要是協助加工業者解決刀具再
研磨的加工技術問題，進而提昇鼎維公司生產的一般手動工具磨床 CM2 的
附加價值，增強公司在市場的競爭力。

The milling cutter play an important role in the mechanical Manufacturing
process. The references show that the accuracy of cutting parts, the efficiency of
process, and the quality of products depend mainly and directly on the
charactences and the quality of cutters. Because the milling cutter cost much in
the Manufacturing process, the tool & cutter grinding machines were applied to
grind used tools much the factories now. Since the quality of used tools affect
the stability of tools, the quality of parts, and the cost of the processing, the
grinding technology of used tools become more and more important in the
factory today.
Due to the fast development in cutting technology these years, the different
types of precision cutting tools raise a lot in the market. Since the grinding of
flutes of tools is the last and the most important processing in tool producing,
the geometry accuracy of tool and the performance of cutting depend mainly on
the grinding method. Yet, the complicated geometry of tool-flute makes it
difficult to reshape and adjust by traditional tool grinder.
The reused tools were grinded by manual-operated tool grinder now in
Taiwan. The accuracy of tools depends mainly on the skill-operator. That is to
say, the technology and knowledge of operators play an important role in
grinding process. That causes the higher labor cost and inefficient in grinding.
The project could develop the automation PC-Based tool grinder with artificial
intelligence (AI) built in the machine. The ability of reshaping operation could
be improved a lot by the developed system and made the grinding task easier
comparing with those operated by a traditional machine.
The main focus of the project was on the PC-Based controller set up on the
CM2 tool grinder produced by the Work-Top Corp. in Taiwan. The relative
cutting parameters with Know-How are also transferred to an useful program
and developed in the machine. It makes the machine run automatic with AI. The
problems in grinding reused tools can be easily solved in the project. Also, the
project can make more profit for Work-Top Corp. and promote its competition in
the world.

中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
符號說明 XI
第一章 序論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究流程及架構 3
1.4 內容大綱 4
第二章 PC-Based 控制器與系統架構簡介 5
2.1 PC-Based 控制技術的緣起 5
2.2 PC-Based 開放式工業控制系統 6
2.3 PC-Based 控制器的優勢 7
2.4 PC-Based 控制系統軟硬體模組 8
2.5 測試環境硬體架構簡介 10
2.5.1 I/O模組 13
2.5.1.1 PIO5 控制卡 14
2.5.2 Motion 模組 15
2.5.2.1 SERVO4 軸卡 16
2.5.2.2 伺服驅動器 17
2.5.2.3 伺服馬達 19
第三章 軟體介紹 23
3.1 作業系統選擇 23
3.2 Embedded Visual Basic 3.0 簡介 24
3.2.1 Embedded VISllal Basic 3.0 基本撰寫步驟 28
3.3 OPENPLC LADDER 編輯程式簡介 32
3.3.1 階梯圖工作原理 32
3.3.2 OPENPLC LADDER 編輯程式 35
第四章 理論分析 38
4.1 端銑刀幾何形狀與各部位名稱 38
4.2 各修磨部位理論分析 41
4.2.1 徑向切削角 43
4.2.2 徑向離隙角 45
4.2.3 刃口寬度控制 50
4.2.4 修磨後尺寸及角度的變化 51
4.3 幾何關係分析 55
4.4 NC 加工程式碼轉出 60
4.5 Abductive 網路 61
第五章 實驗與驗證 63
5.1 機台進給速率測試 60
5.2 刀具幾何角度檢測 66
5.3 刀具磨削實驗 71
5.4 磨削實驗結果 75
5.5 研磨刀具的表面粗糙度預估模式建立 76
第六章 結果與討論 79
6.1 半智慧化工具磨床硬體架構 61
6.2 電腦輔助研磨軟體設計 81
6.2.1 電腦輔助研磨軟體開發流程 82
6.2.2 輔助研磨程式 NC 碼產生流程 84
6.2.3 加工參數設定 89
6.2.4 刀具切刃口的表面粗糙度預測 89
第七章 結論 92
6.1 成果及貢獻 92
6.2 未來研究方向 93
參考文獻 94
附錄 96
簡歷 115

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