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研究生:紀志峰
研究生(外文):CHI,CHIH-FENG
論文名稱:應用於工具機熱變形補償之遠距修模技術
論文名稱(外文):Remote mold repair technology applied to machine tool thermal deformation compensation
指導教授:蔡明義蔡明義引用關係
指導教授(外文):TSAI,MING-YI
口試委員:林岳鋒葉立綸
口試委員(外文):LIN,YUEH-FENGYEH,LI-LUN
口試日期:2020-07-31
學位類別:碩士
校院名稱:國立勤益科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:45
中文關鍵詞:熱變形補償雷射精度量測溫度量測
外文關鍵詞:Thermal distortion compensationLaser accuracy measurementTemperature measurement
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現今機械工業已逐漸朝向結合智慧自動化及智慧軟體,產業需求對於精度、速度、穩定度要求越來越高,而CNC加工機影響精度及穩定度原因很多,如熱變形、機械背隙、磨耗…等,然而導入熱變形補償後,雖然精度及穩定度獲得改善,但因CNC加工機建立熱變形模型的環境改變,因此原先建立之熱變形模型已不再適合新環境,必須進行熱變形模形重新量測及修正,而為此增加了售服人員成本及客戶等待時間。
本研究提出一應用於工具機熱變形補償之遠距修模技術,整合物聯網技術、雷射量測技術及一般CNC工具機熱變形補償技術,成功於遠距離透過雲端進行CNC工具機熱變形量測數據演算及補償,補償後驗證符合使用者標準20μm內。本研究克服一般傳統熱變形補償修模所衍生的成本浪費,可即時進行量測及遠距熱變形補償修模,大幅降低售服機會及客戶等待時間,提升臺灣CNC加工機競爭優勢。
Nowadays, the machinery industry has gradually moved towards the combination of smart automation and smart software. The requirements of the industry for precision, speed, and stability are getting higher and higher, and CNC processing machines have many factors that affect precision and stability, such as thermal deformation, mechanical backlash, wear... However, after the introduction of thermal deformation compensation, although the accuracy and stability have been improved, due to the changes in the environment for the CNC processing machine to establish the thermal deformation model, the originally established thermal deformation model is no longer suitable for the new environment and must be thermally deformed. Re-measurement and correction have increased the cost of sales and service personnel and customer waiting time.
This research proposes a remote tooling technology for thermal deformation compensation of machine tools, integrating the Internet of Things technology, laser measurement technology and general CNC machine tool thermal deformation compensation technology to successfully perform thermal deformation of CNC machine tools through the cloud at a long distance Measured data calculation and compensation, after compensation, it is verified that it meets the user's standard within 20μm. This research overcomes the cost waste caused by traditional thermal deformation compensation mold repairs, and can perform immediate measurement and remote thermal deformation compensation mold repairs, which greatly reduces service opportunities and customer waiting time, and enhances the competitive advantage of CNC machining machines in Taiwan.
摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 3
1-3 研究目的 5
1-4 研究方法 7
1-5 論文架構 8
1-6 文獻探討 9
第二章 國內業者熱變形補償技術專利及使用方程式 11
2-1國內業者熱變形補償技術專利 11
2-2 熱變形相關熱膨脹與補償使用之方程式 13
2-2-1 熱膨脹計算方法 13
2-2-2 挑選熱變形補償之溫度位置 14
1. SD(標準差) 14
2. MAD (平均絕對離差) 14
3. RMSE (均方根誤差) 14
2-2-3 熱變形補償方程式 15
第三章 研究設備及方法 16
3-1 使用設備 16
3-2 量測及補償方式 23
第四章 熱變位量測及補償結果 24
4-1 CNC工具機熱變位量測與補償 26
4-1-1 熱變位量測 26
4-1-2 CNC工具機熱變位補償結果 31
4-2 遠距修模熱變位補償 33
4-2-1 通訊熱變位補償方式 33
4-2-2遠距修模熱變位補償結果 37
4-2-3 切削驗證 39
第五章 結論 41
5-1 研究結論 41
5-2 未來展望 43
第六章 參考文獻 44


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