X 軸進給系統設計流程

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他設計完成零組件依序組裝，完成三軸工具機基礎設計。

換刀系統設計: 換刀系統主要依據刀具形式與刀具數量而設計，市場上已有專門開發 刀具庫的廠商，有些許通用的刀具庫型式，如圓盤式刀庫、傘型刀庫、龍門刀庫等，

這些基本刀具庫型式均會收入此系統的型錄庫，方便設計者快速完成刀具庫設計與訂 製。

系統依照其功能目的的不同分成數個子設計系統，為了不硬性規定設計者設計順 序的不同，造成系統間資料出錯與設計者使用系統設計工具機所產生的排斥感，因此 各子系統間功能設計是獨立的，確保設計者在使用系統上的彈性，所以如在進給系統 設計中，線性滑軌設計功能、導螺桿設計功能、伺服馬達設計功能及聯軸器設計功能 等，讓設計者依照各子設計功能的引導輸入相關設計參數，依序步驟完成設計，在未 來如依設計者需求訂製設計流程，可以在功能上建立參數的相依性，減少輸入過程及 次數，方可再降低人為設計的疏失。

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的負載，而預先設定的使用年限、進給速度及使用時間推算出以公尺為單位的預期壽 命，最後求出導軌的動態負載，並且系統會由導軌動態負載對選定型式的型錄庫中自 動篩選出適當型號，其運算結果及型號規格資料將會直接顯示在對話框的列表中，讓 使用者自行選擇並判斷其適當性與正確性，選定型號後可依照設計者所需對零組件進 行尺寸設計變更，運用如圖 4-6 所示的直覺式輸入參數對話框，將所設計的零組件模 型圖與工程圖進行檢視或客製化的設計變更，以達到更完善的零組件設計

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圖 4-3 線性滑軌設計功能流程圖

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圖 4-4 線性滑軌設計功能對話框示意圖

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圖 4-5 滑塊負荷設計公式

圖 4-6 直覺式輸入參數對話框示意圖

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4.4 導螺桿設計功能

進入導螺桿設計功能，其流程圖如圖 4-7 所示而對話框如圖 4-8 所示。導螺桿主 要依照設計者所設定的導螺桿形式、導螺桿安裝方式、螺紋螺旋方向、行程及導螺桿 預留量等，將導螺桿製造公司所製作的導螺桿技術型錄所提供的計算公式導入程式中，

快速地計算出動態負載及臨界轉速。由導螺桿動態負載及臨界轉速對選定型式的型錄 庫中自動篩選出適當導螺桿型號，而軸承由系統依導螺桿型號及安裝方式進行配對，

以決定所需的數量與型號。導螺桿設計的運算結果及型號規格資料將會直接顯示在對 話框上，讓使用者判斷其適當性與正確性，確定設計正確後進行資料儲存，並將透過 直覺式對話框自動尺寸變更後輸出零組件模型圖與工程圖進行檢視。

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圖 4-7 導螺桿設計系統流程圖

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圖 4-8 導螺桿及軸承設計功能對話框示意圖

4.5 伺服馬達設計功能

伺服馬達設計功能其設計流程如圖 4-9 所示，對話框如圖 4-10 所示。功能主要 在於其所輸出的功率，是否能克服馬達在加速時或切削時所承受的扭矩。而在伺服馬 達完成設計時，依馬達慣量佔系統總慣量的比值，來衡量系統的特性。依照使用者需 求輸入導螺桿最高轉速、NUT 預壓力、軸向力及 PITCH 等參數，對設計者所選擇的

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馬達廠商進行一系列的計算，其計算公式如下所示。其計算結果將會顯示在對話框中，

讓設計者馬上衡量所選的馬達適用性，與整體系統的特性。

參數設定：

PRELOAD_NUT：NUT 預壓力 J_MOTOR：馬達慣量

J_OBJ：工件慣量 J_BS：導螺桿慣量 TB_H：頭端軸承扭矩 TB_T：尾端軸承扭矩 J_S：系統總慣量

TB_MOTOR_C：切削時馬達所受扭矩 TB_MOTOR_N：加速時馬達所受扭矩 公式：

J_S = J_BS + J_OBJ + J_MOTOR

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圖 4-9 伺服馬達設計流程圖

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圖 4-10 伺服馬達設計功能對話框示意圖

4.6 聯軸器設計功能

聯軸器設計功能將聯軸器分為三類如圖 4-11 所示，分別為剛性連軸器、撓性連 軸器及扭力連軸器，傳動方式目前均以直覺式設計。使設計者所選用的聯軸器類型及 馬達額定扭矩，設計出所需要的壓板螺絲規格及 TOLLOK 尺寸。在外型尺寸上則要 考慮軸承端的軸徑與馬達端的軸徑，以達到足夠的剛性，在功率或轉矩的傳輸上，減 少傳動時在軸上傳遞的衝擊性負載，保護傳動軸，避免超過轉矩。

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圖 4-11 聯軸器設計功能對話框示意圖