Abstract
對於高速高精度的工具機系統而言，進給系統的加速度提升後，慣性力所產生的振動量也隨之增加，因此為了維持機台的精度，必須對進給系統的動態及剛性弱點進行分析研究，確認需加強的元件部位並建立設計的規範。本研究建立了完整的進給系統動態模型，考慮滾珠螺桿螺帽、止推軸承、聯軸器及螺栓等元件對於進給系統動態的影響，以模擬方式確認進給系統的剛性弱點，作為設計進給驅動系統的參考。 進給系統在加速與減速時因受力的方向不同，其力流線也不相同，當系統設計不佳而造成較弱的剛性集中加速或減速的力流線上時，會使整體進給系統的振動量增加，影響機台的精度。本研究依加速及減速的力流線建立相對應的模型及參數資料，利用模擬方式瞭解進給系統受到的影響。 當進給系統有複數以上的驅動軸且其驅動軸以分離方式配置時，分離的驅動軸間會產生驅動軸方向感測器無法量測到的誤差，例如X軸在刀具端而Y軸在工件端，當X軸的Y方向有足以影響精度的振動量時，此誤差不僅會反應在最後的加工結果，也無法由Y軸的感測器量測並進行補償。本研究以典型的高速鑽孔機為例，建立合理的動態模型並配合前述之進給系統模型進行模擬分析，以瞭解此誤差產生的影響。 綜合以上所述，本研究提供了一套完整的進給系統動態模型，除了可幫助系統設計者找出進給系統的剛性弱點，也讓設計者於設計之初有所依據，減少設計原型機的測試與修改時間。