智慧財產權月刊 247期

84 108.7 智慧財產權月刊 VOL.247 論述 智慧工具機切削精度提升之專利布局分析 影響工具機精度主要可分為三種因素 1 、 2 、 3 ： （一）工具機幾何誤差（ Geometric errors of machine tool ）：主要為工具機機 械結構上的安裝誤差（ misalignments ）、零件長期使用下所產生磨耗、 螺桿（ lead screw ）背隙或是零件本身重量、外來載重（ load ）都會造 成工具機機械結構的偏差、變形。 （二）熱對工具機產生誤差（ Thermally-induced errors of a machine tool ）： 由於機械結構幾何關係，會將來自於驅動馬達（ drive motors ）、主軸 軸承（ spindle bearing ）的熱集中，產生溫度梯度沿著機械結構，造成 螺桿、主軸因熱產生膨脹導致機械結構變形；再者，工具機在切削的 時候，在工件與刀具之間產生摩擦熱造成刀具與工件產生磨耗與熱膨 脹，均會造成誤差產生。 （三）切削加工因素（ Cutting Process ）：銑削刀具之刀刃，因不連續切削， 產生週期性的銑削力，導致主軸、刀具及工件夾具間產生振動，是為 顫振（ chattering ），而顫振的發生跟主軸、切削力大小及工具機之機 械結構剛性有關。 以上三種因素幾乎決定工具機產品在市場上的價格與競爭，也影響工具機對 加工工件表面及尺寸精度，而前述這些因素有可能出現在工具機之工作平台、主 軸、刀具、工具機整體。綜合以上所述，本文將以「智慧工具機切削精度提升」 為主題，討論國內、外專利申請人所欲解決的問題及其所使用之技術手段，以供 我國相關業者做為未來發展重點之參考。 1 M. A. Donmez et. all, A general methodology for machine tool accuracy enhancement by error compensation , Vol.8, Issue 4, P RECISION ENGINEERING , 187-196 (1986). 2 王焜潔等人，灰系統理論及人工智慧在 CNC 立式中心加工機熱誤差補償之應用，計量管理期 刊 2 卷 2 期，頁 207-218 ， 2005 年。 3 陳永潤等人，刀具材質對工具機切削穩定性之影響，技術學刊 30 卷 1 期，頁 33-39 ， 2015 年。