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迎戰市場競爭第一步建立五軸加工機檢測共識
 
 
經濟日報2009/06/24

    國內工具機產業面對大陸、南韓業者以價格戰、集團化的作戰,五軸、車銑複合加工機等高階機種的開發,已經逐漸成為市場競爭的重要標的。

    然而國內廠商在設計開發五軸工具機時,首要面對的難題就是機台的精度檢測,就現有的國際規範,目前為止雖已有相關的草案醞釀規劃中,然而對於國內廠商來說卻是緩不濟急,面對設備使用端提出的要求或疑慮,遲遲無法提出令人信服的檢測結果,因此精密機械研發中心(PMC)最初計畫成立「五軸加工機產業服務社群」之前,即有邀請國內整機大廠如百德、永進等廠商舉辦一場五軸加工機產業需求座談會,會中各家廠商也是提到相同的問題,因此PMC今年度推動五軸社群的首要任務,就是希望能夠整理歸納目前五軸機台量測方法,除了到廠商現場進行實機測試,並藉由與社群廠商持續不斷的討論,期望能夠建立起國內五軸工具機台的檢測共識。

    為了能夠完成上述任務,PMC將推動方式分為三大部分進行:首先將焦點聚焦在各個軸向的幾何精度,除了先檢測確定三個直線軸的精度,五軸加工機最大的誤差來源還是由旋轉軸產生,且旋轉軸角度的誤差再搭配上旋轉半徑的長短,會使得誤差量產生放大的現象,不過這類的單軸誤差量,如直線軸的pitch、roll、yow、定位精度,旋轉軸的定位精度與重複定位精度等,都已是PMC現有制式的檢測服務。

    但是在軸與軸之間的幾何精度,如C軸與Z軸的平行度、A軸與X軸的平行度、A軸與C軸的高度差等,如何藉由現有的量測工具得到該數據,就需要經過多方的討論才能確定現有的量測方式是否值得信服。

     其次就是機台進行五軸同動時各軸運動軌跡的相對誤差,這類的誤差可能來自於伺服控制訊號、進給黏滯現象、換向跳動等所引起,PMC今年所購置的五軸誤差量測儀器,搭配控制器中五軸同動的功能,可規劃出A軸轉動,X、Z軸跟隨運動;或是C軸轉動,X、Y軸跟隨運動;以及A、C軸同動,同時X、Y、Z軸也能同時跟隨的多軸同動路徑,用以量測五軸機台運動的總成誤差。

    使用這樣的測試方式,初步可用來判斷機台的產品等級,未來結合國內學術專家,藉由齊次座標轉換理論,推導出各單軸無法直接量測的誤差量,進而提供相關補償數據到控制器,提升機台的精度。在掌握各個單軸的精度,以及透過補償改善總成誤差後,設備使用端最重視的還是機台進行實際切削的最終成果,此時標準工件的切削結果就扮演著把關者的角色。因此PMC就必須從標準工件的外觀設計、加工路徑規劃、工件檢測方法以及機台特性的回饋等方向著手,提供給整機廠商最終的檢測內容。

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