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工具機國產控制器智能化前瞻技術之研發成果
中正大學機械系蔡孟勳教授、鄭志鈞教授、謝文馨教授與虎尾科技大學林明宗教授等人在科技部長期之研究支持下，以國產工具機控制器為載具，針對台灣工具機與零組件業者開發了一連串智能化前瞻技術。所謂的智能化技術乃是將工具機等精密機械賦予一些自我診斷與學習的能力。例如透過監控進給系統導螺桿的溫度、預壓與摩擦等特性來進一步了解工具機的健康狀態，並能進行即時的健診。而經由智能化學習控制，則可以讓工具機具有錯誤學習以及修正下一次加工精度的能力。為了在工具機上實現這些技術，除了感測器研發外，還必須透過加值軟體的方式內嵌於國產CNC控制器中。本研究團隊透過與研華寶元數控公司合作，成功將溫升熱變位與補償技術、進給系統預壓偵測技術與智能化學習控制技術內嵌於控制器中。此一前瞻技術將有效提升工具機及國產控制器的性能，讓國內工具機、零組件以及控制器業者未來在國際上更具有競爭力。
工具機控制器的背景介紹
CNC控制器乃是工具機中最核心的技術之一，整體而言，在我國工具機生產製造中，佔整機成本比重最大的就是CNC控制器，約佔工具機成本超過25%以上。如果把工具機當成一個人來看，電腦數值(CNC)控制器的角色就是人的頭腦，如何讓工具機的頭腦更聰明，工具機就更能適應外界的變化，相對地此工具機就會有更高的價值。如何使工具機的頭腦變聰明，就必須透過感知與學習的智能化技術，如何研發先進之智能化技術乃是中正大學研究團隊努力的目標。
一直以來，機械業乃是台灣相當重要的「兆元產業」，其中工具機相關產值佔了相當大的部分。與電子業相近的是，工具機相關產業在國內有非常完整的供應鏈，而且大部份零組件皆可自製，也掌握了大部份的製造技術，惟獨控制器幾乎皆採用日本與德國的產品，關鍵控制系統技術也掌握在他們手中，因此必須極力開發國產控制器。尤其是在海峽兩岸經濟合作架構協議(ECFA)簽訂後，對於工具機產業有相當大的幫助，然而ECFA條文增列自2015 年後工具機之數控系統須在一方或雙方加工生產者，才能享有免關稅優惠，因此控制器國產化與高階化變成更為重要的一環，如何與國產控制器廠商合作開發高階數值控制系統，乃是目前機械業最迫切的需求。由控制器開發的技術歷程來看，智能化加值軟體模組的開發，乃是工具機產業下一波的競爭重點，而本計畫所研發的智能化前瞻技術與世界一流的技術相比，毫不遜色。
重要成就
中正大學工具機研究團隊在科技部的計畫資助與產學合作下，這幾年與台灣各法人、零組件廠與工具機廠如機械所、精密機械發展研究中心、上銀、研華寶元、友嘉、東台、台中精機、協鴻、程泰與發得等公司建立了非常緊密的合作關係，也因此所建立的創新技術，很快地能與業界無縫接軌。除了上述的智能化技術外，本計畫的執行成果包含控制器高速高精度參數調校、切削顫振偵測等技術，這些前瞻技術都非常符合業界的需求，因此計畫在本年度也獲得科技部頒發"績效與成果傑出獎"。本研究團隊所開發的技術除了發表超過10篇期刊論文、衍生出6個產學合作計畫、8個專利申請案，並獲得相關廠商一千多萬的技轉金，此技術能有效地縮短加工時間與提升加工精度，使得廠商獲利增加30%以上，大幅提高產品競爭力。未來我們希望能夠成立控制器應用研究中心，將我們所發展的技術透過教育訓練的方式給所有工具機相關的技術人員，以工具機控制器技術普及化為目標。
結論暨未來發展
工具機控制器國產化乃是國內工具業者必須正視以及投入的課題，國外控制器一方面除了價格高昂外，另一方面國外控制器的系統大都較為封閉，因此不容易將所開發的智能化技術內嵌於其中。本計畫的研究團隊與國產控制器廠商合作成功將幾個非常獨特的技術如進給軸向溫升補償、學習控制與預壓偵測等應用於國產控制器中，而且經由實驗驗證其成效相當卓著。相信透過控制器智能化加值軟體的技術開發，將可以有效地提高工具機的附加價值，增加台灣機械產業的競爭力。展望未來，我們將與工具機業界更加緊密合作，並透過控制、感測以及雲端技術以進一步提升工具機的性能，並進一步將開發的智能化技術擴散到工具機以外的產業，最後希望能達到工業智動化以及製造智能化的目標。
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