應用於橢圓車削之新型快速刀具滑台設計與控制

本論文的主要目的是以軟體控制靠模數控車床為基礎，針對橢圓截面或橢圓軸，設計出創新的機構式快速刀具滑台來對加工件進行車削加工，實現大行程、高精度之橢圓外形。本論文先建構該快速刀具滑台之數學模型而後分析其運動學，包含曲柄旋轉角度(θ_2)、搖桿的擺動角度(θ_4)、刀具的位移(r_6)、速度(〖Vol〗_c)、加速度(〖Acc〗_c)及急跳度(〖Jerk〗_c)，再以粒子群演算法(Particle Swarm Optimization)來得到當急跳度最小時的最適合連桿尺寸。該快速刀具滑台上結合電子凸輪(Electric Cam)來做刀具軌跡規劃，補償車刀因位移所產生的誤差量。最後本論文以試製機台探討該快速刀具滑台對於橢圓車削後的精度，包括刀具空切模擬橢圓車削與工件的實際橢圓車削。從結果顯示，橢圓率為0.0862(切深小)與0.3965(切深大)，兩者皆以120rpm來進行車削，橢圓率小者所得到之橢圓輪廓精度優於橢圓率大者。由此可知，橢圓車削誤差主要和刀具的最大切深有關，而非主軸轉速。車削量愈多，其橢圓輪廓誤差量就愈大。研究結果顯示本論文所提出之快速刀具滑台在橢圓車削之可行性。