CNC伺服沖床之控制系統研發

王文中(Wen-Chung Wang)

指導教授 ： 雷衛台

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2007年)

摘要

本論文之研究目的為研發一套CNC伺服沖床之控制系統，此控制系統包含自行定義之NC控制程式碼、CNC核心控制軟體，以及控制器軟硬體整合。
CNC核心控制軟體以實驗室已有之三軸CNC工具機控制系統為基礎，保留主要之核心運動控制流程與資訊處理架構，另外再針對CNC伺服沖床加入許多新研發之功能，包括NURBS曲線格式之沖頭運動路徑輸入、插補計算，及沖頭下死點即時監控與補償。使用NURBS曲線格式輸入沖頭運動曲線，可提供連續之速度加速度轉換，以降低機台振動力源，並減少伺服馬達之負荷，同時也提高了沖頭運動曲線自由度，提供更多可能的加工方式。本研發之控制系統另外提供一簡單NURBS曲線格式之沖頭運動曲線編輯器，使用者可利用此編輯器編輯所需之沖頭運動路徑，並產生相對應之NC控制程式，提供給CNC控制系統進行加工，而沖頭下死點監控與補償之功能，可確保CNC伺服沖床下死點位置之重複性，提高加工品質。在此功能模組中，系統記錄伺服馬達端編碼器值，及沖頭端光學尺讀值，以曲線擬合之方法計算出下死點精確位置，此方法優點為不會受到機器振動或馬達受干擾所造成的影響。

關鍵字

CNC伺服沖床 ； 控制系統

參考文獻

[1]S. Yossifon and R. Shivpuri, “Analysis and comparison of selected rotary linkage drives for mechanical press”, International journal of machine tools & manufacture, Vol. 33, No. 2, pp. 175-192, 1993。

[2]S. Yossifon and R. Shivpuri, “Optimisation of a double knuckle drive with constant mechanical advantage for mechanical presses”, International journal of machine tools & manufacture, Vol. 33, No. 2, pp. 209-222, 1993。

[3]S. Yossifon and R. Shivpuri, “Design considerations for the electric servo-motor driven 30 ton double knuckle press for precision forming”, International journal of machine tools & manufacture, Vol. 33, No. 2, pp. 193-208, 1993。

[5]K. Mori, K. Akita, Y. Abe, “Springback behavior in bending of ultra-high-strength steel sheets using CNC servo press ”, International journal of machine tools & manufacture, 2006。

[6]林志明, “應用變轉速滾珠螺桿機構於伺服沖床之研究”, 碩士論文, 國立成功大學機械工程研究所, 2003。