Abstract
產業自動化是工業發展必然的趨勢；但是以往的切削加工技術卻因為無法有效地完成線上（On Line） 切削異常狀況之偵測與處理，而阻礙了切削加工技術自動化的發展。切削異常狀況中振動問題的發生是取令人頭痛的；振動導致加工機具壽命的減短，產品加工品質的低劣，產量的下降等；而如何有效地降低切削振動問題是大家所關切的。故本方之研究乃在建立線上自動偵測車削振動狀況的準則與減振策略，進而設計一低振動車削控制系統。本實驗系統所使用之設備計有執行車削任務的CNC 車床，負責線上監測任務的感測器：動力計、位移計、加速度計，從事線上分析與策略決定工作的PC/AT 個電腦主控制體及AD/DA 介面卡，另外輔助設備有FFT 分析儀、應變放大器、電耦器、表面粗度儀等。研究過程為(1) 探討車削振動現象、感測訊號特性與系統動態特性，以提供振動監測準則建立的參考，(2) 以實際車削建立顫動判斷準則及表面粗度判斷準則，由準則求得訊號變動量的基準值作為判斷線上振動狀錶及啟動減振系統的指標。(3) 減振策略的建立，主要是以實際車削來建立改變切削速度、進給量對振動狀況的影響情形。(4) 分別以切削力、位移、加速度等訊號作振動鑑別器，以車削已具有錐度及無錐度的工件，就減振成功率、工件表面粗度的改善及切削率的提升項目等作系統性能及實用性的評估。由實驗獲知下列結果為(1) 將加速度計安裝在尾座來量取加工時之振動訊號，是最佳的振動鑑別器選擇。(2) 以表面粗度判斷準則來判斷線上振動狀況，監測振動的成功率很高，尤其是以加速度訊號作振動的監測，幾乎可達到100%。(3) 減振系統的減振成功率可達到80% 以上；而工件表面粗度的改善方面亦有很好的成果，表面粗度可由減振前Ra=10?20μm降至減振後 Ra=3?6μm ，同時材料切除率亦提高了17%?44%。