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機械領域

文章日期:2008-12-14 23:27


在傳統上,機械這個科系被機械本體與機電()系統兩大主流分佔,以機械本體言,其涵蓋的層面從實務面的圖學、材料學、氣油壓學、機構學、製造學,到設計面的應力、動力、材力、流力、熱力、塑性力、破壞力學、最佳設計學等,幾乎每個學科都得依靠電腦來輔助設計,電腦輔助的英文是Computer Aided(簡寫成CA),電腦輔助的普及已滲透至各學科,如 : 電腦輔助繪圖(CA Graphing)、電腦輔助設計(CA Design)、電腦輔助機構模擬(CA Mechanism simulating)、電腦輔助製造(CA Manufacturing)、電腦輔助工程(CA Engineering)、電腦輔助模流分析(CA Mold Flowing)、電腦輔助應力應變分析等等,這類的電腦輔助軟體的共同特徵就是皆掛著CA兩字,此種電腦輔助的情況越來越普及,不止機械本體的科系如此,即使機電()系統這個科系也不可或免。

從市面上有越來越多的產品具有人工之智慧,不難發現,這些智慧型的產品所憑借的不只是許多新的感測量器與控制系統問世所致,也有許多是以新型的軟體結合硬體才能呈現出人意表的智能,像早期的Fuzzy control 的洗衣機到目前的PC-basedCNC工具機等等,這些機器都具有較高一層的智慧,及人性化的功能;以機械的長遠發展驅勢言,依靠機構或電控所發展出來的智能常得耗時耗力又不容易更改,故在發展機電硬體之餘,也應考慮如何以軟體的方法來讓機器更具有智慧及親合性。

美國目前已比德、日兩國更積極於CNC工具機軟、硬體的結合,美國發展的控制器已超越了FanucG41G42單純的等補正功能,他們可以輸入DXF圖檔,直接以圖形來銑削,使用者甚至可不接觸NC程式就可以銑出工件,如果這個軟硬體相輔相成的發展趨勢不變,也許未來機械的天下是三分的:機械本體、機械電控、機械軟體;除了現有機械系、機電系之外,未來也應設有機械電腦輔助學系,此學系除了使用的電腦輔助軟體來加強分析、設計、與製造之外,並進一步開發機械用的電腦輔助軟體(CA-D, CA-E,  CA-I, CA-M, CA-...),以市面上商業化的機械用的軟體來說,總括大約有十大類,每大類軟體又各有好幾十家軟體商在發展,這幾百種軟體所獲的商機每年以千億新台幣計,如果說觀光是無煙囪工業,那麼軟體更是無煙囪工業裡的翹楚,臺灣實在不能在這個領域缺席,不能光會使用人家已開發好的軟體,應該還要自行研發軟體讓全世界使用。


使用電腦來做輔助通常分為兩種層次,第一種層次是使用已商業化的電腦軟體來輔助設計與加工,適合高中職及大學及碩一學習;第二種層次是開發電腦軟體來輔助設計與加工,此層次適合研究所學習,我們要搶進機械軟體的市場,必須往CAD內部這方面發展,惟有在能夠與CAD核心溝通與支援之下,才能外延出各種電腦輔助之應用軟體,這種軟體工程絕非資工系可以負擔,因為學資訊工程的人通常不瞭解機械,惟有機械系自己站起來,自行研發軟體才行。

台灣的機械的發展遇到很多瓶頸,但,為甚麼針對這些瓶頸所凝聚的主題常常發生在經濟部工業局每年舉辦的研討會裡,一年又一年,年年都沒有解決? 原因之一是台灣的學界跟不上,沒有足夠的人才,想要做甚麼都不可能,那麼為甚麼沒有足夠的人才呢? 本文希望能籲起臺灣的產官學界三思。

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文章日期:2009-07-12 23:08 本文旨在講解 PT錐度管牙 常見的標準的管牙規範計有:  NPT , NPTF ,NPS , PS ,PF , PT.. ,前3者有N開頭的是美國標準的管牙 ,牙角(又稱螺紋角)60度 ,後面這3者則是英國標準的管牙 ,牙角55度 ,這些代號裡面的T意指Taper ,也就是錐度牙 。 不論是PT還是NPT,他們的錐度值都是1/16, 換算成角度值是 2*tan-1(0.5/16)=3.57982度 = 3度34分47.356秒, 3.57982度為什麼等於3度34分47.356分呢? 這是因為角度的單位換算是六十進位,3.5798212度後面的小數點0.5798212"度"要換算成""分"時,0.5798212度 = 0.57982*60分 = 34.789273分 ,而34.789273分後面的小數點0.789273分要換算成秒, 則0.789273*60秒 = 47.356秒。 此外,切記在車削錐牙時得採半錐角,也就是1度47分23.7秒。 NPT (美制管用推拔螺紋) 制定在 ANSI 規格中,稱為美國標準管用推拔螺紋,有外螺紋與內螺紋。 NPT 外螺紋不但對 NPT 內螺紋配合,有時也配合 NPSC ,這點類似 PT 。螺紋峰與根切成同形,又因公差大,餘隙、緊密兩種配合都可用。如用潤滑劑,則變成耐密用,耐密用者另有稱為乾封閉之如 NPTF,NPSF 等付有 F 之一群。 NPTF (美制管用耐密推拔螺紋) NPTF 外螺紋,像 PT.NPT 有時也配合 NPSF.NPSI (都是內螺紋)。因這種螺紋都是峯尖、根淺,峯不是密接於根就是食進,可防止在此部分變成螺旋狀間隙,這是前述耐密性之理由。 PT( 英制管用推拔螺紋 ) 以前是使用面直角的螺紋峯,現在將規格統一為軸直角者。 JIS 定為耐密用而組合外螺紋和內螺紋。 PT 外螺紋除了配合 PT 內螺紋,有時也配合 PS 。 PS ( 英制管用推拔螺紋用平行內螺紋   ─   耐密用 )     屬於 JIS 內 PT 的規格,舊 JIS 裏 PS 牙的外螺紋已被取消,配合的外螺紋現規定要用 PT 。 PF( 英制管用平行螺紋   ─  

G76車牙

文章日期:2008-10-10 00:02 工具機若使用 Fanuc 控制器,車牙轉速有一個先天上的限制: S × P < 4000 請參考 車牙的 NC 碼計有 G32 、 G92 、 G76 三種 ( 使用方法 這三個指令中,手寫 G92 一般是直進式切削,牙刀的兩刃皆受力,直進式切削 ,每刀吃深不多,以免造成牙面粗糙,反觀 G76 則是斜進式單邊車削 ,可以有較大的進刀深度 , 寫法也簡短方便廣受採用,不論多大的牙, G76 只要兩個單節就可解決了。 由於 G76 有單邊切削的效果,廣受學校或職訓單位的喜愛,如下圖所示。         Fanuc0T系列控制器之G76 格式如下 : 指令說明 (m) : 精車次數。 (r) : 車牙末端 拔刀時留下的不完全牙長度(倍率)。 (a) :牙刀之角度,可選擇 80 °、 60 °、 55 °、 30 °、 29 °、 0 °等角度。 Q( △ dmin) :最小進刀深度。 R(d) :精車預留量。 X(u) :螺紋程式終點的 X 軸方向座標。 Z(w) :螺紋程式終點的 Z 軸方向座標。 R(i) :螺紋部份的半徑差,如果 I=0 可作一般直線螺紋車削。 P(k) :螺紋高度即牙深度, K 為正值在 X 軸方向用半徑值指定。 Q( △ d) :第一次螺紋的切削深度,用半徑值指定。 F(l) :螺紋的導程,與 G32 相同。 以M20X2.5外螺紋為例 , 常見的寫法如下 : G76 P01 00 60 Q40 R0.02 G76 X16.933 Z-10.0  P1533    Q500   F2.5 1. G76第一行的 P01 00 60 ,這01表示最後精車時只車一刀精車, 00 表示車牙最後拔刀時不留倒角 ,此所謂之倒角是 不完全牙之意 ,亦即因拔刀而在工件上留下牙深較淺的牙 ,Fanuc的拔刀精度是0.1倍的導程 , 若是此值改成10,則表示拔刀時在軸向會留下一倍導程長度的不完全牙,這一倍就是指導程2.5的一倍,也就是不完全牙會有2.5mm那麼長, 60 表示要車的牙角是 60 度 , G76 所 適應的刀角範圍不但很大, Fanu

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