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1 技術創新服務貼心 採購合約 - 合約內容規格建立 壹 CNC 車銑複合機 出版日期 :2016/04/ PMC ( 財 ) 精密機械研究發展中心

2 講師簡介 姓名 : 潘再書 現職 : 機械檢測部工程師 專長 : 工具機精度量測及檢驗 工具機組裝與設計 相關經歷 : 精密機械研究發展中心 台灣麗偉機械股份有限公司 福聯機械股份有限公司

3 課程目標 課程宗旨 : 了解 CNC 車銑複合機採購規格之內容及 如何建立採購規格 衡量指標 : 可迅速建立採購規格

4 車銑複合機型式 ( 外型 )

5 複合加工機一覽 2012~ INTEGREX e-670Ⅱ ø1070mm 2012~ 2012~ INTEGREX i-100st ø500mm 2012~ 2016/8/26 4

6 複合加工機一覽 2012 年日本展出系列 2010 年日本展出系列 2016/8/26 5

7 功能 : 複合化車床 ( 車銑複合加工機 ) 及複合加工機 ( 銑車複合加工機 ) 的區別 複合化車床 刀具旋轉 (M) 刀盤分度 4 軸控制 (X Y Z C) 車銑進階機 銑削轉速 :3,000rpm 軸 徑向銑削加工 複合加工機 刀具旋轉 (M) 主軸分度 5 軸控制 (X Y Z B C) (X2 Z2 C2 ZS) 車銑高階機 銑削轉速 :12,000rpm 軸 徑向 斜面 曲面銑削加工

8 Y 軸 : 虛擬 / 正交 Y 軸 虛擬 Y 軸 : 特點 : 立注重心大為降低, 達到輕量化, 適用於中小 型車銑複合加工機為主 正交 Y 軸 : 特點 : 排屑好 剛性好 加工精度易掌控 精度穩 定, 適用於大型長行程工件加工

9 構思 機械 電器規格 標準規範 技術規格 其他

10 採購合約 - 合約內容規格建立車銑 / 銑車複合機虛擬 / 正交 Y 軸基本規格機械規格電氣規格技術規格選用標準 IS 不足說明機能主架構決定, 結構展開硬 / 線軌循圓最小移動定位精度重切削 N A S A 表粗伺服 : α 與 β 有何不同多邊形加工適確性切削功能急停 / 斷電下滑量剛性攻牙平衡切削上滑板 尾座 鞍座 底座 ( 進給軸 ) 主軸頭動力刀塔板金全密式板金伸縮覆蓋主軸型式主軸軸承主軸馬達防塵裝置動力系統驅動系統進給速度潤滑系統回饋系統軸承極限裝置進給軸熱抑其他主架構

11 壹 主架構 線軌 / 硬軌選定 鑄件指定米漢納鑄件

12 線性滑軌 壹 主架構 硬軌

13 線軌 v.s. 硬軌 軌道剛性與阻尼滾珠線軌 滾柱線軌 硬軌 剛性 50~70 % 70~90 % 100 % 阻尼 5~20 % 10~30 % 100 % 速度 100m/min 100m/min 20m/min 微進給 0.1μm 0.1μm 1μm 滑軌精度比較 P 級線軌 UP 級線軌 Turcite 硬軌 直度 5μm/300mm 2μm/300mm 2~3μm/300mm 剛性 30~80 kgf/μm 30~80 kgf/μm 100 kgf/μm 微小進給 0.5μm 0.05~0.1μm 2~3μm 進給速度 100m/min 30m/min < 20m/min

14 線軌與硬軌比較表

15 滑動摩擦導軌 硬軌 滑動摩擦導軌是指支撐件和運動件間相互運動時, 兩接觸面是直接接觸, 呈滑動摩擦狀態 優點 : 1. 結構簡單 2. 製造容易 3. 接觸剛性好 4. 成本低 缺點 : 1. 摩擦阻力大 2. 磨損速度快 3. 動靜摩擦係數大, 低速易產生爬行 (stick-slip)

16 定位精度高 低磨耗 適用高速運動 可同時拘束多方向運動 組裝容易及互換性高 潤滑構造簡單 滾動摩擦 線性滑軌之優點 ( 滾柱 )

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18 CNC 車床 - 結構展開 2016/8/26 17

19 一 主軸頭 : 貳 車銑複合機 - 五大結構件 1. 主軸軸承 : 軸承內徑, 軸承等級 (P4 含以上 ) 2. 主軸馬達 :1): 2): 3):BiI 內藏式主軸馬達 轉速 XXXRPM, 連續出力 :XXKW, 30 分鐘定額輸出 / S3 25 %輸出:XXKW 3. 旋徑 : 主軸中心線到底座之最短距離 XXXmm 鞍座旋徑 : 主軸中心線到鞍座之最短距離 XXXmm 4. 兩心間距離 : 主軸鼻端到尾座心軸端面之距離 XXXmm 5.Cs 與 Cf 軸之分別

20 5.Cs 與 Cf 軸之分別 Cf 軸控制 (Cf Axis Control) 車床系統中, 主軸的回轉位置 ( 轉角 ) 控制和其它進給軸一樣由進給伺服電動機實現 該軸與其它進給軸联動進行插補, 加工任意曲線 Cs 輪廓控制 (Cs contouring control) 車床系統中, 主軸的回轉位置 ( 轉角 ) 控制不是用進給伺服電動機而由 FANUC 主軸電動機實現 主軸的位置 ( 角度 ) 由裝於主軸 ( 不是主軸電動機 ) 上的高分辨率編碼器檢測, 此时主軸是作為進給伺服軸工作, 轉動速度為 : 度 / 分, 並可與其它進給軸一起插補, 加工出輪廓曲線

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22 5.Cs 軸 : 內藏式 皮帶式主軸

23 5. Cf 軸 極致性能 C 轴 以 Cf 軸結合碟式煞車系统提供市面上刚性最强的 C 轴功能 結合動力刀塔,Cf 轴及碟式煞車系统可提供鑽 銑 攻牙等複合功能, 包括圓柱及極座标插補之輪廓加工, 類同加工中心機第 4 軸旋轉台功能 利用 FANUC 伺服馬達擁有每轉 100 萬脈波的超高解析度信号及高输出扭矩的特性, 工件表面加工精度較 Cs 轴 ( 由主軸驅動 ) 車床優異甚多, 即使在重切削下動態精度也可达 ± 0.02mm

24 二 鞍座 滑座 底座 ( 進給軸 ) 典型進給系統

25 二 鞍座 滑座 底座 ( 進給軸 ) 1. 動力系統 :αis/βis 伺服, 馬達 xxkw(xxhp), 扭力 xxxkgf, 轉速, 絕對式 / 增量式編碼器 2. 驅動系統 : 直接 / 間接傳動, 導螺桿 : 廠牌,φxxmm, 節距 xxmm, 精度等級 (C3 含以上 ) 需 / 不需要預拉線性滑軌 : 廠牌, 滑軌寬度 :XXmm, 單軌 X 個滑座, 滑軌跨距 :XXmm( 最好符合貝塞爾點 ), 精度等級 (P 含以上 ) 3. 進給速度 :10~48m/min TERCITE 硬軌最好不超過 20m/min 時, 超過時宜採用線軌設計 須注意迴轉危險速度 DmN 值宜 180,000

26 二 鞍座 滑座 底座 ( 進給軸 ) 4. 潤滑系統 : 自動潤滑系統 ( 抵抗式 / 脫壓式 ) 定量容積式分配器 止逆閥 壓力開關 自動壓力檢知系統 5. 回饋系統 : 半閉迴路 ( 絕對式 / 增量式 ) 全閉迴路 : 光學尺廠牌, 固定之承靠面需加工, 讀寫頭固定座自然頻率 >1000Hz 6. 軸承 : 滾珠導螺桿支承採用最多的是 60 接觸角的單列推力角接觸球軸承, 精度等級也是以 P4 及其以上級為主, 需 / 不需要預拉

27 二 鞍座 滑座 底座 ( 進給軸 ) 7. 極限裝置 : 不管是否為絕對式, 希望至少有一道機械 硬體的保護 ( 碰塊座, 防撞膠 ) 8. 防塵裝置 : 型式, 材質 : 不锈鋼 鍍鋅鋼板 超過 24m/min 時, 宜採用特殊機構支撐設計 ( 同動式 ) 之伸縮護蓋 9. 進給軸熱抑制 : 有無需要? 10. 研磨面 :1) 表面硬度 :HRC49±3 度 ( 高週波調質 ) 2) 硬化深度 :1~4mm

28 1. 動力系統 : 伺服馬達 1). 轉速 :2000/3000/4000/5000rpm ( 與快速移動速度有關 :Nrpm x PITCH) 2). 編碼器 : 分為絕對式與增量式 3). 有無煞車 ( 重力軸 ) 4). αis/βis αi 是全功能型电机,βi 为經濟型电机 αis 電機 : 就是通常所用的伺服, 軸性能好, 但是價格高 βis 電機 : 正常用途是用 β 放大器控制的 I/O LINK 軸, 其實就是用 X,Y 控制的軸價格低廉, 一般用在定位精度不是很高的加工中心的刀庫和機械手上面

29 2. 驅動系統 : 傳動方式 - 間接傳動 1). 齒輪式 : 經過減速齒輪箱, 將轉速降低 扭矩放大, 用於扭矩需求較大, 或空間限制而不能以直結方式連接時 齒輪減速式間接傳動 2). 皮帶式 : 以時規皮帶代替齒輪, 成本低 噪音小 設計 製造簡單, 在裝配時須特別注意皮帶輪的平行度, 才 不致發生精度和使用壽命的問題 時規皮帶式間接傳動

30 2. 驅動系統 : 傳動方式 - 直接傳動 3). 直結式 : 使馬達和導螺桿之間可直接以聯軸器相接, 簡化進給系統的設計, 有成本低 負載慣性變小 背隙減少 噪音降低 以及力流線變短的好處 ( 可搭配扭力限制器 ) 聯軸器直結傳動

31 2. 驅動系統 : 線性滑軌 廠牌, 精度等級 (P 含以上 ) 國外主要廠商 THK NSK( 日 ) STAR INA( 德 ) SCHNEEBERGER ( 瑞士 ) 國內主要廠商 上銀 銀泰 國際直線 直得科技 各種設備使用的線性滑軌精度選用基準參考 : 如右圖各型號的精度等級分為 : 普通級 (N) 高級 (H) 精密級 (P) 超精密級 (SP) 與超高精密級 (UP) 五個等級

32 2. 驅動系統 : 滾珠導螺桿 ( 廠牌, 精度等級 C3 含以上 ) 國外主要廠商 THK NSK STAR SCHNEEBERGER ( 瑞 ) 國內主要廠商 上銀 銀泰 律庭 台灣 滾珠 螺桿螺帽種類 : 單螺帽 雙螺帽 內循環 外循環 一般國內業者較常採用雙螺帽外循環之螺帽, 反 觀歐系機台大多採用單螺帽內循環

33 構成元件 - 滾珠導螺桿 1. 滾珠導螺桿是將圓周運動轉換成直線運動之重要組件 依用途可分成精密級導螺桿及產業級導螺桿, 依精度等級可分細分成 C0,C1,C2,C3,C5,C6 C7,C10 等級 ( 工具機等級 C3 以上 ) 2. 依導螺桿軸向背隙可分成 0.2mm, 0.05mm,0.02mm,0.005mm, 等規格 3. 滾珠導螺桿如同其他桿件旋轉體一樣, 有旋轉危險速度, 旋轉速度限制 DmN 值 (180,000/40=4,500)

34 3. 進給速度 : 快速進給速率 螺桿導程 x 馬達最高轉速進給速度 :10~48m/min( 硬軌 20m/min, 線軌 120m/min, 導螺桿 60m/min) 超過 24m/min 時 : 1) 宜採用特殊機構支撐設計 ( 同動式 ) 之伸縮覆蓋 2) 宜使用防爆安全玻璃 ( 高速加工 )

35 4. 潤滑系統 ( 選抵抗式注油機 ) SHOWA 永鈿 振榮 抵抗式注油機 : 邦浦採高速運轉, 壓力流量穩定, 能有效的將油輸送到每一個潤滑點 配合定量容積式分配器 : 能有效的達到定時 定壓 定量的潤滑效果 設有油位檢知及壓力檢出 : 能適時偵測油量及異常警報 脫壓式注油機 : 採用蔽極式馬達, 請勿持續按強制給油鍵超 過 3 分鐘, 若當溫升達 100, 馬達將啟動保護裝置, 暫時 停機約 5 分鐘 脫壓式注油機 抵抗式注油機 定量容積式分配器 +

36 止回閥 4. 潤滑系統 壓力開關

37 5. 回饋系統 : 1) 開迴路 : 工具機無使用此系統 2) 半閉迴路 : 由編碼器作回饋 編碼器分為 : 絕對式 ( 需載明 ) 與增量型 3) 全閉迴路 : 由光學尺作回饋 光學尺 : 廠牌 型式 (LC LF LS) 解析度 (0.1μ) IP 等級 (54/ 有吹氣 63) 最大速度 (180m/min) 精度等級 (±3μ/ ±5μ)

38 6. 構成元件 - 推力軸承 ( 精度等級 P4)

39 6. 構成元件 - 推力軸承 ( 需 / 不需要預拉 )

40 7. 極限裝置 : 軟 / 硬體極限 防撞機構

41 7. 極限裝置 : 行程配置 ( 不含安全極限 ) DOG 位置及行程之設定 軟體 OT 1~5mm 機械行程 1~5mm 軟體 OT 硬體 OT OT+ 機械原點 (HOME) 1/2 螺桿導程以內 硬體 OT OT- 原點減速 DOG 4~6mm( 安全距離 ) 原點輔助 DOG 4~6mm 日系之行程規劃配置

42 7. 極限裝置 : 安全位置確認 ( 需含安全極限 )

43 8. 防塵裝置 : 伸縮覆蓋 ( 指定型式 ) 主要功能 : 防止切削液 加工屑及灰塵掉落至加工台下, 以保護軌道 馬達 導螺桿及光學尺等機械元件, 而不影響加工機的性能與品質, 並可保護操作人員的安全 ( 適用速度, 應用場合 ) 型式 : 1. 風箱式 2. 捲筒式 3. 滑動式 4. 同動式小量切削 60m/min, 小空間 5. 鱗片式 100m/min 120m/min/2G 100m/min, 空間小

44 9. 進給軸熱抑制 ( 一般不加裝 ) 於熱源產生處利用冷卻將熱帶走, 使系統穩定 : 進給軸熱元產生處 : 在熱源與其他結構結合處增加冷卻元件 導螺桿螺帽 : 於螺帽外加水套冷卻 進給軸軸承 : 利用軸承水套冷卻 進給軸馬達 : 增加冷卻隔板 線性滑軌 : 於滑塊與結構件結合面增加冷卻片

45 10. 研磨面之表面硬度 ( 需要求 ) 底座 鞍座 立柱之軌道研磨面 工作台工作台面 熱處理硬化後硬度硬化深度 (mm) 特徵 1. 加熱溫度無法正確掌握為本處理法最大之缺點 高週波硬化 火焰硬化 H R C 49± 3 H S 70± 5 H R C 49± 熱處理應力 ( 因急熱 急冷而發生之拉伸應力 ) 會發生, 因此較易出現硬化裂痕, 特別是有銳角, 鍵槽油孔等處不宜使用 3. 硬化部位較少之部品及床身 立柱等大型部品採用此方式較為有利 4. 線圈之製作費用較高, 工作數量少時不宜採用 1. 工作肉厚差異極大之部品不宜採用此方法 2. 與高週波硬化有相同之缺點 3. 硬化部位及數量少時採用此方法比較經濟, 但要注意其再觀性較高週波硬化法更差

46 三 ATC- 車床 - 動力刀塔 廠牌 : 國外 : Sauter ( 德國 ) Duplomatic ( 義大利 ) Baruffaldi ( 義大利 ) 台製 : 亙陽 六鑫 德士凸輪 文心機電 旭陽 動力源 : 油壓分度馬達 伺服馬達 ( 單馬達, 雙馬達 ) 刀盤型式 : 圓型軸向刀盤 多角型徑向刀盤 梅花型軸向刀盤 軸連結器 ( Coupling ): 兩片式 三片式 動力刀座系統 : 分為 VDI 及 BMT 兩種系統 動力刀座介面 : Duplomatic: 一字型的 DIN1809 齒型的 IT 這兩種型式 Sauter: 依據 DIN 5480, 驅動齒為零點定位型, 可供剛性攻 牙, 以及脫離 - 咬合較轻易, 逐漸廣泛被使用 依據 DIN 5482, 驅動齒為齒型 Baruffaldi: 依據 DIN 69880, MT: 驅動齒為梅花型

47 三 ATC- 車床 - 動力刀塔 - 動力源 軸連結器

48 刀座固定界面 : 分為 VDI 及 BMT 兩種

49 三 ATC- 車床 - 動力刀塔 - 刀盤型式 圖 4 圓型軸向刀盤 圖 5 多角型徑向刀盤 圖 6 梅花型軸向刀盤

50 三 ATC- 車床 - 動力刀塔 - 軸連結器 軸連結器直接影響到刀塔的精度以及切削時的剛性, 可分為兩片式與三片式兩種, 目前 C 軸動力刀塔皆屬三片式的結構, 如圖 ( 七 ) 所示, 雖然三片式的剛性較兩片式略差, 但是三片式構造的防水性與防屑性均佳, 且刀盤只需作旋轉而不需作推出的動作, 有利於換刀時間的縮短與伺服動力刀塔之設計 圖 ( 七 ): 三片式軸連結器 兩片式軸連結器

51 動力刀座傳動介面 : DIN 圖 Sauter VDI 系統之動力刀座內部結構 ( 資料來源 :Sauter 網站 )

52 四 板金 - 全密式板金 全密式板金 : 搭配油霧回收機

53 五 功能 1. 剛性攻牙 :M6*P1.0*50 孔 *3,000RPM 測試 *S45C( 二級牙 ) 2. 適應性進給控制功能 : (AFC Adaptive Feedrate Control) 3. 控制器 : Oi( 全功能型 ) 與 Oi mate( 經濟型 )(FANUC- Oi 系列不 包括 Oi mate) 4. 伺服 :α 與 β 是不同系統 : αi 是全功能型电机, βi 为經濟型电机 ( 一般用在定位精度不是很高的加工中心的刀庫和機械手上面 ) 5. 急停下滑量 :0.005mm/5mins( 確認定位, 不再下滑 ), 但上拉也 有限制 (0.02mm)( 刀具 工件保護 ) 6. 平衡切削 7. 多邊形加工 8. 異常負載檢知 9.NCGuide&NCGuidePro

54 1. 剛性攻牙 1). 標準剛性攻牙 2). 三菱 OMR-DD 高速同步攻牙 : 使用高速伺服網路 連線, 可直接檢知伺服軸和主軸的追從延遲, 並且馬上加以補正, 使同期誤差最小化 3).FANUC FSSB 高速攻牙 : 有效利用 FSSB 通信, 實 現高速剛性攻牙 4) 智慧型剛攻 : 主軸 HRV 控制下執行剛性攻牙 5).FANUC 利用學習控制提升剛性攻牙的速度與精度 6).FANUC 高加速主軸 (α-if) 利用學習控制大大提升剛性 攻牙的速度與精度 7). 剛性攻牙回退功能 : 當急停或 RST 時通過 PLC 信號可將牙攻拉 出 ( 停電備份模塊 ) 註 : 1) CMD 中品級 :M6*P1.0*D20*3,000RPM*50 孔 *S45C- 二級牙驗收 2) 3) 新型剛攻 : 可達 M6*P1.0*4,000RPM*50 孔 *S45C- 二級牙驗收 4) 5) FANUC 一般主軸 :M6*P1.0*5,000RPM*50 孔 *S45C- 一級牙驗收 6) FANUC 高加速主軸 :M6*P1.0*8,000RPM*50 孔 *S45C- 一級牙驗收 (α-if)

55 三菱 OMR-DD 高速同步攻牙

56 FANUC FSSB 高速攻牙 有效利用 FSSB 通信 實現高速剛性攻牙 αisp-b 系列與 NC 間的通信使用 FSSB 利用高速的 FSSB 通信 將主軸的位置數據直接傳給伺服軸 極大地改善了同步性能 最大限度地發揮主軸電機的加速能力 可在同等精度下縮短加工時間 EX: M6L20S3000

57 智慧型剛攻

58 FANUC 利用學習控制提升剛性攻牙的速度與精度

59 FANUC α-if 高速高精度 - 剛性攻牙學習控制 ( 高加速主軸 ) 大幅度的抵減同步誤差 實現攻牙加工的高精度化可以設定更高速的加減速度 實現循環時間的短

60 2. 適應性進給控制功能 (AFC Adaptive Feedrate Control)

61 2. 適應性進給控制功能 (AFC Adaptive Feedrate Control) 1)AFC 搭配主軸功率及進給率參數控制進給率 2)AFC+ 學習控制 : 使主軸維持最佳功率加工 3)AFC+ 刀具壽命管理 : 刀具變鈍, 主軸負載達最大功率時, 執行自動換刀

62 3. 控制器 : FANUC 控制系統 : Oi 系列 ( 全功能型 ) 與 Oi mate 系列 ( 經濟型 ) 是不同的 Oi mate 是普及型系統, 因此只配 βis 伺服電機和 βi 主軸電機, 控制軸數為三軸, 可連一個 I/O Link βi 伺服軸以控制外部電機, 主要功能見下列功能表

63 (9 軸 ) Oi Mate-TD (7 軸 )

64 3. 控制器 :Oi 與 Oi mate FANUC 控制系統性能比較 :Oi 系列與 Oi mate 系列不同

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66 4. 伺服 :α 與 β 不同, 必須載明使用那型電機 αi 是全功能型电机,βi 为經濟型电机 αis 電機 : 就是通常所用的伺服軸性能好, 但是價格高 具有 3200 萬 /rev 高分辨率的脈衝編碼器 βis 電機 : 正常用途是用 β 放大器控制的 I/O LINK 軸, 其實就是用 X,Y 控制的軸價格低廉, 一般用在定位精度不是很高的加工中心的刀庫和機械手上面 具有分辨率為 100 萬 /rev 的脈衝編碼器 αis αii βis βii

67 5. 急停下滑量控制 ( 制動控制功能 ) 急停下滑量 :0.005mm/5mins( 最好不下滑 ), 但上拉也有限制 (0.02mm) 1) 停止延遲時間 ( 防下滑 ) 2) 停止距離縮短功能 ( 防下滑 ) 3) 重力軸提升量 ( 提升 ) 4) 停電時備份機能 ( 提升 & 防下滑 ) ( 停電備份模塊 )

68 6. 多邊型加工功能 1). 使用工件轉數與刀具轉數比例控制原則 ( 如 8 說明 ) 2). 不使用極座標 C 與 X 同動加工 3). 使用 1) 速度快 4). 多角螺絲可一次加工完成 5). 指令格式 : G51.2(G251)P_Q_ P:Q 定義 : 主軸與刀具軸轉速比例 Q: 正負代表刀具正反轉 6).G50.2: 代表多邊形加工指令結束 G51.2 及 G50.2 均需單獨的程式段指令

69 6. 多邊型加工功能 7).EX

70 7. 平衡切削 :(G68 P_) 精密薄件切削可藉由雙刀塔兩邊同步加工達成, 如此可避免單邊切削造成的損壞. 當在加工時宜使兩刀具在同一相位的兩側加工, 若非如此易造成工件振動, 導致加工面不佳. 應用此機能可容易使兩刀具在不同刀具側具有同部的效果. G68 P_ _: (1) 兩切削深度的總合用於需平衡切削路徑時 (2) 所有路徑的結合都適用於兩側的結合成果 (3) 當沒有指定時,(1) 和 (2) 都同時執行 G69 : 平衡切削解除

71 平衡切削 : 薄片切削應用 平衡切削指令 (G68/G69) CNC 車床在雙刀架進行細長工件車削外徑時, 為了避免工件彎曲變形, 可利用雙刀架的外徑刀進行同步切削, 藉由上下兩側的切削力相互抵消, 減少震動的產生

72 8. 異常負載檢知 通過檢測機床因碰撞而發生的負載扭矩異常, 並緊急停止該故障軸的動作或使其回退, 從而減輕機床所受損傷

73 8. 異常負載檢知

74 9.NCGuide&NCGuidePro NCGuide 是一款在電腦上模擬 CNC 動作的軟體 用途 : 1.CNC/MANUAL Guidei 的操作訓練 ( 對象用戶 ) 加工程式的編輯操作 利用加工模擬檢查加工程式 2.NCGuidePro 為 PMC 梯形圖及自定義軟體的開發提 供支援 ( 對象 MTB) 可執行 PMC 梯形圖程式 C 語言執行器 巨集執行器 FANUC PICTURE FOCAS2

75 9.NCGuide&NCGuidePro FANUC NCGuidePro 是在 NCGuide 的基礎上增加了 PMC 的模擬功能, 可在電腦上運行梯形圖程序的開發支援工具 另外, 由於也運行 C 語言執行器和巨集程序執行器, 從而可以用來調試機床製造商創建的自定義畫面

76 選用標準 IS 不足說明 爬行 (stick-slip)

77 項目 1. 無負荷運轉試驗 ( 主軸溫升測試 ) 選用 ISO13041 標準不足說明 2. 負荷運轉試驗 ( 重切削 ) PMC 中品級標準 3. 連續無負荷運轉試驗 PMC 中品級標準 4. 外觀 功能 規格及製程精度確認 建議選用方式 PMC 中品級數值控制車床之試驗及檢查標準 ( 以下簡稱 PMC 中品級標準 ) PMC 中品級標準 ( 製程精度包括刀塔 油壓缸 導螺桿 接觸面精度 等 ) 5. 靜態精度檢查 CNS15660 ISO 標準 (2004 年版 ) 6. 線性和旋轉軸定位之精確度與再現性與最小移動單位進給試驗 車銑複合機建議測試方式 : PMC 中品級標準 ( 依 VDI3441 統計方式訂定允差 ) 或 ISO 標準 (2001 年版 ) 7. 輪廓特性之評估 ( 循圓測試 ) ISO 標準 (2001 年版 ) 8. 實作測試 a.iso 標準 (2001 年版 ):M1~M4 ( 追加表面粗度 Rmax 4S) b.pmc 中品級標準錐度實作精度檢查 c. 兩頂心工件切削 9. 熱變形之評估 ISO 標準 (2001 年版 )/ 中品級熱變位測試

78 六 技術規格 : 1. 重切削 ( 主軸 機台剛性表現 ) 2. 定位精度 ( 機台精度表現 ) 3. 最小移動 ( 摩擦力表現 ) 4. 循圓 ( 加工精度及表粗表現 )( 增加 XC,XYC 循圓 ) 5. 實作要求 : 1) NASA 銑削面表粗要求 2) 兩頂心精度要求 2016/8/26 77

79 1. 負荷試驗 - 重切削 M/C 1). 以扭力切削方式進行負荷切削試驗 ( 正常重切削刀切削速度, 不超過 30 分鐘定額, 扭力曲線下降 時之轉數 ) V 150~260,N 1,500RPM 2). 去除率需達 25CC/KW 以上且馬達負載為 120% 以上不跳機, 切削紋路不得有扭曲現象, 表面粗度須達 Rmax 25S 以內 3). 此測試以主軸馬達之 30 分鐘定額功率計算 測試時需達 到此額定功率 ( 以功率計量測 )

80 1. 負荷試驗 - 重切削 M/C

81 1. 負荷試驗 - 重切削 - 車床 (3) 切削條件範例 : A. 扭力型重切削 ( 轉數需在全扭力輸出範圍內 ): 切削速率 :V=150~260(m/min) (150,480rpm) 切削深度 : 原則上依表 Ⅲ 之值 :2mm (3.5) 每刀之進給量 :S=0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5( mm ) 依上列進給逐漸增加至所定電功率為止, 進結量增至最高仍未達所定電功率時, 切削深度一次增加 1 mm再進行之 雖未達所定功率, 但因顫刀關係無法切削時在該條件下終止本項試驗 去除率需達 25CC/KW 以上且馬達負載為 120% 以上不跳機, 切削紋路不得有扭曲現象, 表面粗度須達 Rmax25S 以內 備註 : 此測試以主軸馬達之 30 分鐘定額功率計算 測試時需 達到此額定功率 ( 以功率計量測 )

82 負荷試驗 - 切削深度

83 3). 負荷試驗 - 重切削 - 車床 依下述條件進行圓棒切削加工 記錄表 編號 工件 切削條件 所需功率 備 註 直徑 材質 主軸轉速 rpm 切削速率 m /mim 切削深度 mm S45C : 2mm (1/1 20D) 進給量 mm /rev 電壓 (V) 電流 (A) 輸入功率 (kw) 負載功率 (%) 材料切除量 CC /KW 25 CC/ KW ( 顫動 )

84 3). 負荷試驗 - 鑽孔切削之動力試驗 依下述條件鑽孔測定記錄表所定之各項 此測試以主軸馬達之 30 分鐘定額功率計算 刀具 : 鑽頭之直徑取廠商機器型錄所規定工作為鋼材時之 最大直徑, 形狀原則上按 JIS-B4302 之規定 工件 : 原則上使用 JIS-G4051 所規定之 S45C 切削條件 : 按機器規格書之規定之 記錄表 4 編號 鑽頭直徑 (mm) 單位 :mm 切削條件所需功率備註 : 主軸切削進給電壓電流輸入無負荷切削 1. 主軸轉速速率量負載 (V) (A) W 輸入 W 0 功率 (rpm) (m (mm (kw) (kw) W-W 2. Z 軸 0 /min) /min) (kw) 負載 50 %

85 3). 負荷試驗 - 車床槽切顫動試驗 工件夾持 : 允許等徑較長棒材 ( 1/2L) 鎖入夾頭內 材料 : 原則上使用 JIS-G4051 所規定之 S45C 直徑 :d=d/5 D: 床台上之旋徑 長度 :L D/5X3.5( 即 0.7D, 從夾爪底面開始計 ) 切削條件 切削速率 :V 100mm/min 進給率 :S 0.1mm/min 停止時間 :2 迴轉以上

86 3). 負荷試驗 - 車床槽切顫動試驗 判定結果 : L( 於 D/5X3.5 內 ) 不得有振紋發生

87 2. 定位精度 行程在 1,200mm 以內 1. 定位精度 : 以雷射檢驗設備, 來回至少各五趟, 每趟至少 30 點, 依 VDI3441 標準分析其數值需如下 : 未補正之位置精度 ( 單位 :mm): 需為負向誤差 P:0.030 Pa:0.020 Ps:0.020 Umax:0.010 已補正之位置精度 ( 單位 :mm): 非整數量測, 全行程至少需繞圓周 X(1~2) 圈 (P:10, =39.667)- 導螺桿偏擺值 P:0.010 Pa:0.008 Ps:0.008 Umax:0.006

88 3. 最小移動 檢驗方式 : 以程式執行最小移動, 每次移動 1μm, 來回各 20 次 硬軌系列 ( 中 小型機 1,200mm): 編號 檢驗事項 1 每單位進給之移動量 單位 :mm 測定方法測定方法圖許可差實測值 預先向正或負方向快速進給, 以其停止位置為準, 向同方向給最小移動單位之指令, 移動約 20 單位次, 每單位次測定其停止位置 再自上述最終停止位置, 向反方向給最小單位指令移動 ; 同樣回復至原基準位置, 測定各停止位置 測定必須在運動全程之兩端及中央之處進行 求相鄰兩停止位置間之距離與最小移動單位之最大差, 以其最大值為測定值 最小移動單位進給在 X 軸方向,Z 軸方向等, 個別測定 相鄰格 X 軸方向 2 Pulse Y 軸方向 2 Pulse Z 軸方向 3 Pulse 反向歸零 8Pulse X 軸方向 2Pulse Y 軸方向 1Pulse Z 軸方向 1Pulse

89 3. 最小移動單位測試 檢驗方式 : 以程式 /MPG 執行最小移動, 每次移動 1μm, 來回各 20 次 允收範圍 : 硬軌 : 1) 相鄰格 :2/3 PULSE 2) 反向歸零 :8 PULSE 線軌 : 1)1μm 移動能力 :18 次 2) 歩進 2μm 內 3) 反向背隙 :3μm ( 含 ) 以內 : 4) 定位誤差 :2μm ( 含 ) 以內

90 4. 循圓 1)XZ 循圓 2)XC 循圓 3)XYC 循圓

91 4. 循圓 :1).XZ/XY( 正交軸 )

92 4. 循圓 :1).XZ/XY( 正交軸 )

93 4. 循圓 : 1).XZ 項 量測方向 量測速率 允差 實測 說明 次 mm/min 值 值 1 G (CCW) 300/ 真圓度誤差 2 G (CW) 300/ 真圓度誤差 3 G(CCW/CW) 300/ /25 10 正反轉真圓度 4 顫動值 300/ 粗造度 (4S)

94 4. 循圓 :2). 虛擬 XC,YC(XYC) 及正交 XC, YC 量測 : 以極座標方式量測 許可差 :0.03mm ( 國內大廠水平 ) ISO K6 允差只要求真圓度 (R30 無效正塊, 若行程允許, 可以試作半徑偏差值量測 ), 允差值為 :0.08mm, 日本宣稱可達 0.015mm 內, 國內水平約為 0.03mm, 但無作 C 軸與伺服軸同步補償 ( 希望補償後可達 0.02mm 內 )

95 4. 循圓 :3). 正交 XYC 量測 虛擬軸 : YC/XYC 量測以極座標方式量測 (YC 即 XYC) 正交軸 : A.YC 量測以極座標方式量 測 B.XYC 量測以點對點方式量 測 : 需搭配 AICC II( 高速 高精度 ) 及下列功能

96 4. 循圓 :3).YC/XYC 量測 (Ballbar 半徑是 100mm. 中心座 (G54 位置 ) 設定於機械座標 (X-100, Y0, C0), Tool cup 開始點於 (X-100,Y100, C0), C 軸是一度一轉.

97 XC 量測案例

98 XC 量測案例

99 5. 實作要求 : 1) NASA 銑削面表粗要求 2) 兩頂心精度要求

100 七 其他 1. 時間因素 :( 複驗次數, 總檢驗時間 XX 天 ) 複驗只允許 X 次, 最長時間從檢驗開始計 XX 天為限 ( 或扣款達 X %時 ), 若不合格者直接解約並沒收壓標金, 廠商不得有異議 Ex: 如檢驗不合格, 賣方可申請再驗或複驗 ( 退貨換貨 ), 惟檢驗總次數以不超過三次為限 2. 同等品 ( 功能 效益 標準或特性 ) 招標階段 : 履約階段 : 業主於招標文件敘明可使用 決標後廠商開始施作 廠商提出比較表 廠商提出比較表 公告廠商名單 不合格廠商 機關審查 不得使用 機關審查 參與投標 採納施作

101 3. 臭氧油水分離機 切削液清淨機 (Oil Coolant Clarified Equipment) 能有效將切削油與水分離並過濾雜質, 再利用分子還原原理把切削油與水質淨化 ; 此外, 切削液清淨機 (Oil Coolant Clarified Equipment) 同時具有臭氧殺菌除臭功能, 不需使用任何耗材, 經濟效益高,XXX 切削液清淨機 (Oil Coolant Clarified Equipment) 適用於各類工具機

102 4. 安全設備 1). 工作區照明度 A) 工作區 : 加工區, 維修區 ( 主軸室 電氣箱 中繼箱 ) B) 照明要求 :500Lux 2). 漏電斷路器 3). 緊急開關 4).EMC FILTER( 濾波器 ) :PLC 電源入電建議加裝適當容 量之 EMC FILTER( 濾波器 ) 以避免產生電磁干擾 以及加 上接地線到接地銅排上 5). 連鎖式安全門鎖 ( 工作區 : 防屑門 主軸室 電氣箱 ) 6). 電氣箱防水防塵 7). 護罩式腳踏開關 8). 傳動機構安全防護 ( 排屑機 ) 9). 噪音測試 :80DBA 10). 雙重安全檢查

103 工作區照明度 4. 安全設備 傳動機構安全防護 ( 排屑機 )

104 4. 安全設備 安全模組 EMC 三相濾波器

105 漏電斷路器 根據 EN13850 指令急停開關需表示 Emergency Stop, 並且使用黃底, 急停啟動時, 所有開關無效 所有控制面板皆需有一顆紅色緊急停止鈕 緊急停止裝置或安全開關急停命令不可單獨透過 PLC 控制 ( 需有硬體迴路控制 ), 且緊急停止命令高於任何命令 機台長度間隔約 3 M 以內, 其各區段應有急停開關盒, 或使用拉繩式急停裝置 護罩式腳踏開關 連鎖式安全門鎖

106 電氣箱防水防塵 : 一般工業用電氣箱,IP32 IP43 或 IP54, 其出入口須可防止水 油污或灰塵等外物的侵入電氣箱 IP 防護需求 1. 電箱需密閉並達到 IP54 要求 2. 電箱上緣加排水溝槽並於四周邊緣加貼防塵膠條 3. 如果有風扇需加防水措施以及防塵棉 4. 電氣設備元件如馬達 電熱器 電源供應器 人機須加過電流保護 ( 斷路器 / 或保險絲 )

107 雙檢安全功能 雙檢安全功能是內置於 CNC, 符合國際安全標準 ISO pld 的安全功能 ( 權限 Oi 系列 ) 採用多個處理器 雙重監視伺服電機 主軸電機的實時位置 速度, 以及緊急停止等的安全 I/O 信號, 並備有雙重路徑來切斷動力源, 從而確保了高度安全

108 雙檢安全功能 主軸 進給軸之轉數 速度 位置以及緊急停止等的安全 I/O 信號一發現有誤差立即關閉電源 門一打開 : 主軸 進給軸之轉數 速度立即變為參數設定的低轉數 低速度

109 5.TAF 工具機檢測實驗室

110 謝謝聆聽 講師聯絡方式

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