●技術簡介:
本系統針對工具機提供系統鑑別、伺服調機、進給軸診斷,並經業者慶鴻機電遠距功能驗證、資料收集與實際加工測試,有效協助使用者或工程師維護調校工具機,使進給軸互相匹配。在此COVID-19疫情嚴峻時刻,提供零接觸遠端診斷功能,並凸顯工程師可零接觸維護加工廠機台的價值與重要性,可有效降低維護人事成本與時間。
●技術之科學突破性:
業者長期使用工具機進行產品加工,隨著工具機使用的累計時間越來越長,個別進給軸因為加工使用狀況不同,硬體零件磨耗程度也不同,造成各軸運動不匹配,為了解決工具機加工上的問題,業者必須聯絡工具機廠商派工程師到場處理,而工程師普遍使用三軸工具機量測儀器Reinshaw雙球桿(Double ball bar, DBB),費耗時間架設儀器到工具機上,透過循圓測試搭配軟體進行工具機之靜態與動態誤差量測,再經由軟體進行分析後,仍需工程師依據經驗調校機台,且DBB儀器價格不斐,還需耗費量測儀器之架設與循圓中心校正的時間成本,而本系統利用光學尺機台數據取代昂貴的DBB完成工具機系統鑑別、伺服調機、進給軸診斷。
本技術透過精準建模與系統鑑別,進給驅動系統模型包含馬達驅動控制系統、前饋控制器系統,與非線性現象;已針對不同馬達(線性馬達、直驅…等)與加工平台進行完整建模,提供使用這針對機台進行選擇。本系統依照擷取訊號之位置不同、有無工作檯與馬達驅動種類分為不同模型。此外,系統考慮到實際進給機構震動模態對於整體系統造成之影響;系統鑑別使用掃頻功能取得系統之光學尺信號,透過轉換取得頻率響應,使用優化演算法進行三步驟系統鑑別,可取得機台之物理參數,如馬達慣量、工作臺質量、黏滯摩擦力、螺桿剛性等物理係數,並同步取得系統頻寬、共振頻等性能指標。緊接著使用優化演算法與虛擬模型進行參數優化,取得建議PID伺服參數及調機後之頻寬與共振頻,透過系統提供使用者進行調機。
本系統具有模塊化的工具機系統,包含各軸迴路增益、線性控制器、前饋控制器,使用者可透過系統選擇機台驅動模式,再經由系統鑑別方法,取得參數進行模擬,實驗結果說明實際機台位置與模擬系統之輸出幾乎沒有誤差,因此可說明虛擬進給軸系統之適用性。成本花費比較:未使用本系統/使用本系統,儀器40 萬/0元,交通500~100000元/0元,時間1~30天/30分鐘。
●技術之產業應用性:
製造業者長期使用工具機進行產品加工,隨著工具機使用時間增長,進給軸因為加工使用狀況不同,硬體零件磨耗程度也不同,導致控制器補償參數不足或各軸運動響應不一致,造成加工品質不佳;為解決該問題,業者向工具機廠商反映問題,再由工具機廠商安排技術人員到場處理,經過道道程序,耗費工具機廠人力、交通成本與業者機台停機期間之損失。
在這疫情嚴峻的時刻,隔離與零接觸為必要措施;此外為避免疫情擴散,須盡量避免人員四處流動;如遇狀況工具機業者必須親臨現場進行維修調校,若為跨國,還需要長達一個月時間進行隔離才能完成。而且工程師在進行工具機的維修調校時,需使用高達四十萬元的循圓測試儀,經由儀器量測出工具機靜態與動態的誤差,依據工程師經驗逐步調教。
後疫情時代我們需要更方便更聰明的選擇,本系統透過工具機現有設備—光學尺取得掃頻訊號,即可進行工具機的系統鑑別與伺服調機,使工程師經由遠端獲取系統鑑別資料,零接觸情況下,快速了解工具機各個進給軸的狀況,避免了長途跋涉的交通費用及時間的浪費,直接遠端調整工具機系統參數處理工具機問題。此外,透過定期診斷紀錄機台物理參數,可維持機台最佳性能,根據機台參數變異可進行預診,達到 “零接觸機台維護與預診”,凸顯遠端維護加工廠機台的價值與重要性。
線上展網址:
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技術成熟度:試量產
展示目的:商機推廣、研發成果展示
流通方式:專利授權/讓與、技術授權/合作、自行洽談
敬請期待!