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結論

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經由一系列的推導計算與實驗操作,針對五軸工具機之幾何誤差即可 正確的掌控並補償。因此建立五軸工具機誤差補償機制之後處理器,藉由 誤差模型的推導估算工件座標系上刀具端點位置與刀具指向的誤差量,如 此所需補償的誤差量即可清楚得知。再透過誤差補償方法,將工件座標系 上 刀 具 端 點 位 置 與 刀 具 指 向 的 誤 差 量 轉 換 至 機 器 座 標 系 上 各 伺 服 控 制 運 動軸所需驅動的定位位置誤差補償量,藉由轉動運動軸之旋轉,補償刀具 指向的軸向誤差,以及藉由線性運動軸之平移,補償刀具端點位置的定位 誤差。所以於五軸工具機後處理器中,透過依序的計算即可利用 NC 程式 碼修正所需補償的幾何誤差補償量。

建立此誤差補償機制之後處理器,將 NC 程式碼的誤差補償進行孔銑 削加工,經由量測取得誤差補償前與誤差補償後,工件座標系上刀具端點 位置與刀具指向的誤差補償量。由數據結果顯示,誤差補償前刀具端點位 置 與 理 想 刀 具 端 點 位 置 之 間 的 差 異 量 介 於−250 mμ 至250 mμ 內 , 以 及 誤 差 補 償 前 刀 具 指 向 向 量 與 理 想 刀 具 指 向 向 量 之 間 的 差 異 量 介 於-0.08 度 至 0.04 度間。而透過補償機制的誤差補償,經由量測刀具端點位置與指向,

數 據 結 果 顯 示 誤 差 補 償 後 刀 具 端 點 位 置 與 理 想 刀 具 端 點 位 置 之 間 的 差 異 量降低至−45 mμ 與25 mμ 內,以及誤差補償後刀具指向向量與理想刀具指 向向量之間的差異量降低至-0.018 度至 0.005 度間。工件座標系上的位置 與指向差異量,明顯的透過誤差補償機制後處理器,降低刀具端點位置與 刀具指向的誤差量,而誤差補償確實有改善的效果。所以經由誤差補償機 制後處理器,產生補償後的誤差補償 NC 程式碼,確實有效的補償五軸工 具機之幾何誤差。

利用此誤差補償方式將誤差模型與補償機制建立於後處理器中,除了 將刀具路徑轉換成 NC 程式碼,也同時利用誤差模型來描述此五軸工具機 的加工特性,並且經由誤差模型估算之誤差量,直接運用誤差補償機制將 補償量加入程式碼中以獲得適當的誤差改善。也因離線誤差的補償方式可

適用於工業界之各式五軸工具機類型的誤差補償,並且只需經由程式碼的 修改即可使工具機精度獲得很大的提升,亦是將誤差補償機制直接整合於 五軸工具機後處理器中。

於本研究中誤差補償機制後處理器,除了說明五軸工具機誤差模型的 建立,也提供一誤差補償方式將工件座標系上刀具端點位置與刀具指向的 誤差量,經由推導運算至機器座標系上各伺服控制運動軸所應補償的總成 誤差量,如此 NC 程式碼的轉換修正再經由此誤差量的補償,即可獲得適 當的精度改善。

藉由此誤差補償機制後處理器的研究成果,對於五軸工具機之誤差補 償的探討更有進一步的貢獻,同時也針對工業界的實際應用提出具體可行 的誤差補償方案,而無須使用繁複的操作步驟即可獲得五軸工具機適當的 誤差補償。因此對於未來研究發展的思考方向,可針對其他各式類型之多 軸工具機,推導適用於各式不同機型的工具機後處理器之誤差補償機制。

也可整合 CAM 系統之後處理器模組,加入各項參數的功能設定以適用各 式類型工具機之誤差模型與補償機制,將工具機的加工特性直接呈現於後 處理器中。

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