智能化工具机技术
智能化技术在机械工程中的应用研究
智能化技术在机械工程中的应用研究发布时间：2021-11-07T09:28:14.441Z 来源：《中国科技信息》2021年10月下30期作者：常柄政[导读] 目前，随着我国物联网行业的不断发展，智能化技术也有了进一步的提升，在很多领域方面都融入智能化技术进一步提高了企业的生产水平，促进我国人民的生活水平有了进一步提高，为人民的日常生活带来更多的便利。
在制造业当中，由以前传统的生产技术变为现在以数控机床为主的自动生产流水线，可以很大程度减少对操作工人的依赖，将生产环节中重复枯燥的生产流程以机器代替，使得企业将工人分配到其他岗位中，可以让工人从事更有价值的工作，为企业的可持续化发展作出进一步贡献，也可以提升自身的工作品质和生活质量。
广西百矿铝业有限公司常柄政广西百色 533000摘要：目前，随着我国物联网行业的不断发展，智能化技术也有了进一步的提升，在很多领域方面都融入智能化技术进一步提高了企业的生产水平，促进我国人民的生活水平有了进一步提高，为人民的日常生活带来更多的便利。
在制造业当中，由以前传统的生产技术变为现在以数控机床为主的自动生产流水线，可以很大程度减少对操作工人的依赖，将生产环节中重复枯燥的生产流程以机器代替，使得企业将工人分配到其他岗位中，可以让工人从事更有价值的工作，为企业的可持续化发展作出进一步贡献，也可以提升自身的工作品质和生活质量。
关键词：智能化；机械工程；自动化一、开环和闭环反馈控制在机械自动化当中，开环控制和闭环控制是两种主要的智能控制回路。
通过以上两种智能控制回路可以有效减少人工的参与式，使自动化生产线完全实现智能化，进一步解放了看守流水线的人手。
在自动化生产中两种不同的智能控制回路起到的效果以及工作原理也有一定的区别。
在开环控制中，来自控制器的控制动作受控过程变量的影响。
例如，在集中供热锅炉的应用中，启动供热锅炉需要通过定时器来进行控制，保证供热锅炉的温度受控制器的控制。
智能制造中的技术和工具
智能制造中的技术和工具智能制造是一种集成了数字化、网络化和智能化等信息技术的制造模式。
其核心是将传统的人工生产与管理方式转化为数字化的自动化和智能化生产管理模式。
智能制造将涵盖智能化设备、智能化生产和智能化管理等方面。
为了实现智能制造，需要有先进的技术和工具的支持。
本文将围绕智能制造中的技术和工具展开探讨。
一、智能制造中的技术1. 工业互联网技术工业互联网技术是指通过互联网将生产设备、传感器、数据存储等物理设备与企业级应用进行连接，实现生产流程的数字化、网络化和智能化。
工业互联网技术将实现设备之间的连接、设备的数据采集、设备的远程监控、设备之间数据的共享等功能，为企业的生产决策提供数据支持。
工业互联网技术的应用将降低生产成本、提高生产效率、改善产品质量，提高企业的竞争力。
2. 人工智能技术人工智能是智能制造中的重要支撑技术之一。
人工智能技术包括机器学习、深度学习、自然语言处理等技术，通过将训练数据输入到算法中，让计算机自主学习并作出预测和决策。
在智能制造中，人工智能技术可用于预测产品需求、预测设备故障、优化生产计划、改进产品设计等方面，提高生产效率和产品质量，降低企业成本。
3. 大数据技术大数据技术是处理企业海量数据的技术，可以为企业提供数据采集、存储、处理和分析的技术支持。
在智能制造中，大数据技术可应用于生产设备运行数据的采集和分析、产品的质量监控和数据分析、客户需求的分析和产品设计等方面，为企业生产决策提供数据支持，提高企业的生产效率和产品质量。
二、智能制造中的工具1. 工业机器人工业机器人是一种与生产设备进行协同工作的自动化设备。
工业机器人可替代人力完成重复性、繁琐或高危的工作，同时可以提高生产效率和产品质量。
在智能制造中，工业机器人可应用于产品装配、涂装、喷漆等工序，可实现高效、精准和稳定的生产。
2. 智能传感器智能传感器是一种能够实时感知、收集和传输环境信息的设备。
智能传感器可以应用于生产设备的监控和数据采集，可以实现设备之间、设备与人之间的数据交互和共享。
人工智能与教育评估：利用智能化工具改进学生评估和教育质量监控。
人工智能与教育评估：利用智能化工具改进学生评估和教育质量监控引言教育评估是教育领域中至关重要的一环，它用于评估学生的学习成果和教育质量。
然而，传统的教育评估方式面临着一系列的挑战，包括主观性和不一致性等问题。
近年来，随着人工智能技术的不断发展，利用智能化工具改进学生评估和教育质量监控已经成为一个备受关注的研究领域。
本文将探讨人工智能在教育评估中的应用，以及如何利用智能化工具改善学生评估和教育质量监控。
人工智能在教育评估中的应用人工智能技术概述首先，让我们先介绍一下人工智能技术的概念。
人工智能，简称AI，是一项科学和技术领域，旨在开发智能机器来模仿人类的思维和行为。
人工智能技术包括机器学习、深度学习、数据挖掘等多个子领域。
这些技术可以使机器具备自动学习和推理的能力，从而解决复杂问题。
人工智能在学生评估中的应用人工智能在学生评估中的应用可以从不同的角度进行探讨。
以下是人工智能在学生评估中的几个典型应用场景：自动评分人工智能可以通过自动评分系统对学生的作文、答题等文本进行自动评分。
传统的评分方式需要老师花费大量的时间和精力，而且容易受主观因素的影响。
而利用人工智能技术，可以基于大量的学习数据进行模型的训练，从而实现自动评分。
这样不仅可以大大节省时间和精力，还可以提高评分的准确性和一致性。
行为识别人工智能可以通过视觉和语音识别等技术来判断学生的行为。
例如，在在线学习平台上，教育者可以通过人工智能系统监控学生的学习行为，判断学生是否专心学习，是否存在分心或者作弊的情况。
通过实时监控学生的行为，可以更好地帮助学生进行自我管理，提高学习效果。
人工智能在教育质量监控中的应用除了学生评估之外，人工智能还可以在教育质量监控中发挥重要作用。
以下是人工智能在教育质量监控中的几个典型应用场景：教学过程分析人工智能可以通过对教学过程的分析，帮助教师了解自己的教学效果，从而进行改进。
利用人工智能技术，可以对教学过程中的教师讲解、学生反馈等多种数据进行分析，从中发现教学过程中存在的问题，并提出相应的解决方案。
AI智能辅助智能化的辅助工具
AI智能辅助智能化的辅助工具在当今互联网时代的快速发展下，人工智能（AI）的应用已经渗透到各个行业领域。
AI不仅可以提高工作效率，还能够解决复杂的问题，为人们提供更多便利。
其中，AI智能辅助工具作为一种重要的应用形式，不仅在工作场所有很大的发展潜力，还在日常生活中为我们提供了极大的帮助。
一、AI智能辅助工具的定义AI智能辅助工具是指利用人工智能技术开发的各种软件和硬件工具，用于辅助人类完成各种工作和任务。
通过机器学习、自然语言处理、数据挖掘等技术，AI智能辅助工具可以模拟人类的思维能力，帮助人们提高工作效率和决策能力。
二、AI智能辅助工具在工作场所的应用1. 自动化流程：AI智能辅助工具可以自动完成一些重复性、繁琐的工作任务，例如数据录入、文件整理等。
这样，员工可以将更多的时间和精力投入到更有创造性的工作上。
2. 大数据分析：AI智能辅助工具可以帮助企业收集、清洗和分析海量的数据，提供对应的数据报告和洞察，为企业决策提供科学依据。
3. 聊天机器人：AI智能辅助工具可以通过自然语言处理技术和机器学习算法构建智能聊天机器人，能够与客户进行自然、流畅的对话，回答问题、提供服务，提升客户体验。
4. 语音识别和语音合成：AI智能辅助工具可以通过语音识别技术将语音信息转化为文字信息，并通过语音合成技术将文字转化为语音播放。
这样可以方便地进行文本编辑、语音输入和语音交流。
三、AI智能辅助工具在日常生活中的应用1. 智能家居：AI智能辅助工具可以将各种家居设备连接到一个智能系统中，通过语音指令或手机应用实现对家居设备的远程控制和管理。
例如，可以通过语音控制开关灯、调整温度等。
2. 智能导航和交通：AI智能辅助工具可以通过定位、路况和交通数据分析，为我们提供最佳的出行路线和交通方式，减少路途中的时间和能源浪费，提高出行效率。
3. 健康管理：AI智能辅助工具可以监测和分析个人的健康数据，提供个性化的健康建议和管理方案。
机械制造的智能化技术发展趋势（三篇）
机械制造的智能化技术发展趋势智能化技术对机械制造行业的发展具有重要意义。
随着科技的不断进步和人工智能的快速发展，机械制造行业也在不断地向智能化方向发展。
智能化技术可以提高机械制造的效率和精度，降低人力成本，更好地满足市场需求。
本文将探讨机械制造的智能化技术发展趋势。
一、大数据和云计算大数据和云计算技术的兴起为机械制造业带来了巨大的变革。
机械制造企业可以通过收集、分析和利用大数据来优化生产流程、预测需求、改进产品质量等。
同时，云计算技术使得企业可以将数据存储在云端，实现数据的共享和实时交流，提高生产效率和响应能力。
二、物联网技术物联网技术将物理设备和电子设备进行互联，使得机械设备能够进行远程监控和控制。
通过物联网技术，机械制造企业可以实现对生产设备的状态监测和故障预警，并可以进行远程维护，降低停机时间和维修成本。
此外，物联网技术还可以实现设备之间的信息共享和协同工作，提高生产效率。
三、人工智能技术人工智能技术在机械制造行业的应用越来越广泛。
通过机器学习、深度学习等人工智能技术，机械设备可以学习和适应不同的工艺条件，优化参数设置，提高生产效率和产品质量。
同时，人工智能技术还可以实现机器视觉、语音识别等功能，使得机械设备可以进行自动检测和诊断。
四、机器人技术机器人技术在机械制造行业的应用也越来越普遍。
机器人可以代替人工完成繁重、危险和重复性工作，提高生产效率和安全性。
通过与人工智能技术的结合，机器人可以进行自主导航、智能抓取等操作，实现灵活的生产线布局和任务分配。
五、增强现实和虚拟现实技术增强现实和虚拟现实技术可以为机械制造提供更好的设计和培训工具。
通过增强现实技术，设计师可以在实际环境中进行模拟和调整，加快设计和改进过程。
通过虚拟现实技术，培训人员可以进行虚拟培训，降低培训成本和风险。
六、自动化和协作机器人技术自动化和协作机器人技术可以实现机械制造的高度自动化。
通过自动化技术，机械设备可以实现全自动生产和装配，降低劳动力需求和人为错误。
智能制造中的五大智能工具
智能制造中的五大智能工具智能制造作为第四次工业革命的核心概念之一，已经受到越来越多的关注。
它的基本思想是将信息技术与制造技术相结合，实现智能化生产、自动化管理和可持续发展。
在智能制造中，智能工具是至关重要的，它们可以帮助企业实现数字化、智能化转型，提高生产效率和质量。
本文将介绍智能制造中的五大智能工具。
一、工业机器人工业机器人是指可以多次执行相同或类似任务的自动化机械设备，具有高速度、高精度、高效率和高灵活性的特点。
工业机器人是智能制造中最重要的工具之一，它可以用于各种制造领域，如汽车、电子、食品、机械、医疗等。
机器人可以替代人力进行重复、枯燥、繁重的工作，大大提高了效率和质量。
二、传感器与物联网技术传感器和物联网技术是智能制造的核心。
传感器可以用于测量和监测物理量或化学量，如温度、压力、湿度、气体浓度等。
利用物联网技术可以将传感器采集到的数据或信息连接到云端，进行实时监测和分析。
这种方法可以让企业及时了解生产状况、优化生产流程、减少能源损失，进而实现智能化制造和可持续发展。
三、3D打印技术3D打印技术是一种将数字模型转换为实物的技术。
它可以直接把电脑中的设计图纸转化为真实的物体，实现自由设计和快速制造。
3D打印技术可以应用于各种领域，如医疗、航空航天、汽车、机械等。
它可以大大缩短产品开发周期，降低产品开发成本，同时也促进了产品的创新和个性化。
四、人工智能技术人工智能技术可以帮助企业实现自动化、智能化生产，包括自动规划、自动控制、自动监测等方面。
人工智能技术可以帮助企业根据生产数据进行分析和优化，提高生产效率和品质。
同时，人工智能技术还可以用于产品设计、分析和优化，提高生产的个性化和创新性。
五、辅助决策系统智能制造中的辅助决策系统是一种能够根据实时数据和信息进行决策的系统。
辅助决策系统可以根据企业的生产规划和目标，分析生产数据和流程，提出最优解决方案。
这种系统可以帮助企业提高生产效率和产品质量，同时也可以降低成本和风险。
数控机床基于传感器智能化控制技术研究
数控机床基于传感器智能化控制技术研究摘要随着科技的不断进步，数控机床在现代制造业中扮演着重要角色。
为了提高数控机床的智能化水平，传感器技术成为关键。
本文针对数控机床基于传感器智能化控制技术进行了研究，介绍了传感器在数控机床中的应用，探讨了传感器智能化控制技术的发展趋势，并对其所带来的影响进行了分析。
1. 引言数控机床作为现代制造业中的重要设备，具有高精度、高效率、可编程等特点，广泛应用于各个行业。
然而，传统的数控机床存在操作复杂、精度不高等缺点。
为了提高数控机床的性能，智能化控制技术得到了广泛关注。
传感器作为智能化控制的核心技术之一，在数控机床中具有重要作用。
本文将重点研究传感器在数控机床中的应用，并探讨其智能化控制技术的研究进展。
2. 传感器在数控机床中的应用传感器作为一种能够将物理量转化为电信号并传输到处理器的设备，广泛应用于数控机床中。
主要应用于以下几个方面：2.1 位移传感器位移传感器用于检测数控机床中各个部件的位置和移动情况，提供反馈信号给控制系统，以实现精确控制和定位。
2.2 压力传感器压力传感器在数控机床中用于监测液压系统的压力变化，实时控制液压系统的工作状态，从而保证数控机床的正常运行。
2.3 温度传感器温度传感器用于监测数控机床各个部件的温度，实时反馈给控制系统，以保证数控机床在工作过程中不会过热损坏。
2.4 加速度传感器加速度传感器主要用于检测数控机床在工作过程中的振动情况，通过对振动信号的分析，可以确定数控机床的健康状况并进行故障诊断。
3. 传感器智能化控制技术的发展趋势传感器智能化控制技术在数控机床领域的发展呈现以下几个趋势：3.1 精度提升随着传感器技术的不断进步，传感器的精度得到了显著提高。
精确的传感器可以更准确地获取数控机床各个部件的状态，从而实现更精确的控制。
3.2 多传感器融合传感器智能化控制技术越来越多地采用多传感器融合的方式实现。
通过将不同类型的传感器进行组合，可以提供更全面的信息，提高控制系统的可靠性和鲁棒性。
智能化评价工具与方法
智能化评价工具与方法随着科技的发展和智能化时代的到来，传统的评价方式逐渐无法满足人们对高效、准确和全面评价的需求。
而智能化评价工具与方法的出现，为各行各业的评价工作提供了全新的解决方案。
一、智能化评价工具的优势1. 提高评价效率：相比传统的手工评价，智能化评价工具能够快速处理大量的数据，并进行自动化的计算和分析，大大提高了评价的效率。
2. 减少人为误差：智能化评价工具基于先进的算法和模型，能够准确判断和评估各项指标，避免了主观评价的偏差和出错。
3. 精确度高：智能化评价工具不受主观因素的影响，过程中不会出现提前确定的结论，能够客观地评价出各项指标的真实情况。
4. 数据处理和分析能力强：智能化评价工具能够将庞大的数据快速整理和归纳，提供清晰的数据分析图表，让人们更直观地了解评价结果。
二、智能化评价方法的应用领域1. 教育领域：传统的课堂评价方式通常只能观察和评估一小部分学生，而智能化评价方法可以通过对大量学生数据的收集和分析，综合考量他们的学习情况，为教学提供有针对性的改进意见。
2. 绩效评估：企业对员工的绩效评估通常依赖于主管的主观判断，而智能化评价工具可以根据员工的工作情况和任务完成情况，以客观的数据进行评价，更公平、准确地评估员工的绩效。
3. 产品质量评价：智能化评价方法可以通过汇集大量用户对产品的反馈和评价，快速了解产品的质量情况，为产品改进和优化提供依据。
4. 市场竞争评估：通过对市场的数据和趋势进行分析，智能化评价方法可以帮助企业了解竞争对手的状况，并评估自身在市场中的竞争力。
三、未来发展趋势1. 机器学习与人工智能的融合：未来智能化评价工具将更加注重机器学习和人工智能的应用，通过对大量数据的学习和应用，不断提高评价准确性和效率。
2. 多维度评价：随着智能化评价技术的不断发展，评价工具将从单一的指标评价发展为多维度、全面性的评价，更好地满足人们对评价结果的需求。
3. 数据保密与隐私保护：随着智能化评价工具使用范围的扩大，数据的保密和隐私保护将成为一个重要的问题，未来的智能化评价工具需要加强数据的安全性和保护。
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智能化工具機技術目前的領導廠商
文66
機械月刊第三十四卷第三期
如下：三軸鑽孔攻牙加工中心機的領導
中的ISS模組)是必要技術。
廠商為日本Brother與Fanuc公司，五軸 綜合加工機的領導廠商為瑞士Mikron公 司，而車銑複合加工機的領導廠商為日
智能化工具機技術的效益
本Mazak公司，而圖1、圖2和圖3分別為 其智能化程度的整理圖。三軸工具機的 智能化重點在於線上熱誤差補償與刀具
利用智能化工具機技術預期可以改 善工具機的加工效能、精度穩定性與可 靠度，以下是以幾個國外廠商發表的範
監控，和以學習控制技術提升機器的加
例來說明。
工效能。五軸綜合加工機由於加工軸數 複雜且機台結構剛性變化較大，因此除
加工效能提升
了前述的溫度與刀具監控外，必須再加
智能化技術可以在重複性加工製程
入旋轉軸熱變位補償 (例如圖2中的ITC-
最高者應該是車銑複合加工機，由於加
5000rpm，且攻牙精度由第二級提升到
機
工軸數最複雜且具有非圓對稱性的旋轉
第一級(參考圖4)。學習控制也可以使多
專 輯
工件，因此主動式平衡技術 (例如圖3中
軸同動加工速度提升，以圖5的多軸同動
的IBA模組)與防碰撞監控技術(例如圖4
為例，未學習前的加工週期為5.5秒，但
主軸與三軸熱變位補償
智能化振動抑制路徑規劃
刀具斷裂與負載異常線上監控
線上學習控制降低多軸同動誤差與提升加工速度
線上學習控制剛性攻牙的誤差與 提升加工速度
圖1 三軸鑽孔攻牙中心機的智能化程度 (Fanuc RoboDrill)
二○○八年三月號
文67
ITC模組 主軸熱變位補償
SPS 模組 主軸軸承磨耗、潤滑異常監控
的生產線上提升加工效能200%以上，以
5X模組)、切削振動監控(例如圖2中的
FANUC公司[1, 2]公司的學習控制(lea調整策略
control)技術為例，FANUC公司利用學習
(例如圖2中的OSS模組)。智能化程度
控制使剛性攻牙速度由2500rpm提升為
工 具
雖然近幾年來我國工具機業者在高 速主軸、高速進給系統甚至車銑複合加 工技術上已有些突破，但是實際加工效 能還是往往不如國外大廠，經深入探討 與分析原因後，國外大廠已經紛紛利用 控制器與軟體技術來使機器具有智能化 的學習控制(learning control)功能，因為 對於固定製程的重複性加工(repetitive machining) (汽機車零件通常是數十萬件
化工具機技術仍相當陌生與薄弱，但是 台灣具有雄厚的資訊與電子產業技術底 子，如果能善用並結合我國資訊與電子 業的實力，智能化工具機技術或許反而 可以成為我國工具機業者在國際市場的 競爭利器。
參考資料
1. Fanuc公司, “Parts Learning Control to Realize High-speed and High-precision Machining,”網址：www.fanuc.co.jp/ en/product/new_product/2004/0404/ partslearning.html.
機器可靠度提升
日本FANUC與Brother公司都已經 開發出利用主軸馬達電流監控刀具破損 與負載異常的技術，以圖8的FANUC公 司的智能化刀具管理與監控(AI tool life management/AI tool monitoring)為例， 可以線上監控刀具斷裂與刀具負載異常 狀況。而瑞士Mikron公司則利用智能化 主軸(嵌入溫度計與加速度計，如圖9所 示)而開發出主軸軸承異常線上監控的 SPS(Spindle Protection System)與切削振 動監控的APS(Advanced Process System) 模組，前者利用嵌入式溫度計可以監控 主軸軸承磨耗與潤滑異常，而後者則利 用嵌入式加速規可以監控切削振動，並 進行切削條件最佳化調整，由於過度的 切削震動會惡化主軸軸承壽命、刀具磨 耗速度與工件的表面粗糙度，APS可以 利用切削振動信號再兼顧加工效率與機 器的可靠度。
學習控制後降為2.3秒，加工效率的提升 將近220%。
另以瑞士Mikron公司的智能化加工 系統(smart machining system)的操作者支 援模組OSS(Operator Support System)模 組為範例，OSS模組將加工目標分為速
度(time)、精度(accuracy)和表面粗糙度 (surface quality)組成一個三角形目標，加 工技術人員可在這個三角形內任意設定 加工目標並由OSS自動調整最佳加工參 數。以模具粗加工為例，最高的材料去 除率( 亦即最短的加工時間)是最重要加
2. MMS Online, “Repetitive Part Cutting: Improve Productivity by Learning Path Error,”網址：http://www.mmsonline. com/articles/0507ex2.html.
作者簡介 陳政雄現任職國立中正大學機械系 暨國立中正大學先進工具機技術研 究中心主任 專長： •工具機 •光機電整合系統
文68
工件主軸自動平衡系統 機台干涉碰撞監控系統
線上維護 支援系統
警告訊息語音提示系統
圖3 車銑複合加工機的智能化程度(Mazak)
機械月刊第三十四卷第三期
M6×1.0mm攻牙 傳統控制
學習控制
剛性攻牙 同步誤差
90 pulses 主軸速度
JIS 等級2
820ms(減少30％） 同步誤差 15 pulses
二○○八年三月號
文69
工目標，因此設成圖6.a狀態；若是加工 目標是形狀精度為第一優先則設定為圖 6.b狀態，也可同時考量精度與表面粗糙 度，設定為圖6.c狀態，根據Mikron公司 的經驗，OSS模組可以提升機器效能數 十％以上甚至到2倍。
機器精度穩定性提升
以Mikron公司的智能化主軸(嵌入式 熱變位計，如圖7.a)與ITC模組為例(如圖 7.b)，利用熱誤差補償技術可以大幅改 善機器的熱精度，縱然機器加工條件在 作動態變化，例如改變加工條件(鑽孔、 銑削或換刀與更換工作台)，可以將主軸 的動態熱誤差由動態熱誤差補償技術， 動態熱誤差在20微米以內。而國內的法 人單位所開發出來的主軸熱變位補償技 術僅能補償主軸的類靜態熱誤差(quasistatic thermal growth)，尚無動態熱誤差 補償技術。
智能化工具機技術
文/陳政雄
前言
根據美國工具機協會的調查顯示全 球工具機年產值有將近一半是賣到汽機 車零組件生產線，而3C產品生產線則 是工具機產品中成長速度最快的一塊市 場，這種高使用率工具機的市場約佔了 60％的工具機全球總產值。我國工具機 年產值以綜合加工機為最大宗年產量將 近1萬5千台，年產值近300億元，但客戶 仍以單機作業的機械加工廠居多，對於 汽機車零組件與3C產品的金屬機殼加工 生產線所需的量產型高使用率的鑽孔攻 牙中心機與綜合加工機，則仍為日本與 歐洲廠商天下，因為量產型高使用率工 具機最重要的性能指標是高加工效能、 高穩定性與高可靠度，而這正是國內工 具機業者最欠缺的技術環節。
JIS 等級1
主軸速度
2500rpm
5000rpm
圖4 利用學習控制提升剛性攻牙的速度與精度
無學習控制
4工件/23秒
工
加工速度
具
2m/min
機 專
加工週期
輯
=5.5秒
有學習控制
加工速度 6m/min 加工週期 =2.3秒
5um/div
同精度高速加工 10工件/23秒
生產力提升
5um/div 圖5 利用學習控制提升多軸同動加工速度與精度
表面粗糙度
表面粗糙度
表面粗糙度
精度
速度
精度
速度
精度
速度
文70
(a)模具粗加工
(b)精度優先的加工
(c)精度與表面粗糙度兼顧的加工
圖6 Mikron公司的OSS模組
機械月刊第三十四卷第三期
嵌入式熱變位計
(a) 嵌入式熱變位計的智能化主軸
範例： 位移
工作台交換 刀具交換 安裝工件
工
具
(b) ITC模組
文72
機械月刊第三十四卷第三期
ITC-5X 旋轉軸熱變位補償
智能化主軸 嵌入式溫度、振動與熱變位計
SIGMA模組 加工排程管理與監控
RNS 模組 機台遠端診斷與監控
OSS 模組 自動化伺服參數最佳化調整
APS 模組 切削振動線上監控
圖2 五軸CNC綜合加工機的智能化程度 (Mikron）
軸向熱變位補償系統 切削振動抑制系統
主軸振動與熱變位監控系統
結語
隨者電子、感測器、無線通訊、網 路和軟體技術的快速發展，智能化工具 機技術已經在業界實用化了，例如歐洲 的Step-tech、Mikron、日本的Fanuc、 Mazak、Makino、Mori-Seiki，美國的 Drake Manufacturing等紛紛將智能化技 術實現在主軸、磨床、塘孔加工機、鑽 孔攻牙中心機、五軸綜合加工機、車銑 複合加工機等產品上。在這些智能化的 技術中，以線上熱誤差補償與線上刀具 監控是所有廠商技術的共同焦點，其他 次要的智能化技術項目包括學習控制、 切削震動監控、切削條件最佳化、主軸 軸承健康監控、主軸與工件的主動式動 平衡、五軸與車銑複合加工機的防碰 撞、自動化生產排程管理等。由國外 的案例已經證明智能化工具機可以有效 的提升工具機的加工效能、精度穩定性 與可靠度，這對於汽機車零組件與3C 產品的金屬機殼加工生產線所需的量產 型高使用率的綜合加工機是重要的性能 指標。雖然我國工具機業者目前在智能
/年，而3C金屬機殼則可超過百萬件/年 )， 機器可以經由初始的幾個工件的加工資 訊，在CNC控制器上透過學習控制技術 將加工效能逐漸提高，根據國外業者的 經驗(例如FANUC公司[1, 2])經由4到5次 的工件加工學習後，加工效能可以提升 200%以上。