国科会工程处「工具机控制系统自主化前瞻技术与加值软体研.PDF

102 Call for Proposal 國科會工程處 「工具機控制系統自主化前瞻技術與加值軟體研發」專案計畫 徵求計畫書公告 壹、緣起 工具機是現代工業生產製造必備之工作機台，從早期之單一功能 機台到多軸複合式機台，工具機由直接操控演化至數值控制之精密機 械，其所需之控制單元—控制器決定機台之等級。目前國內工具機業 界之大部份零組件皆可自製，大部分技術也已可掌握，惟獨控制器幾 乎皆採用日本與德國的產品，關鍵控制系統技術也掌握在他們手中。 在我國工具機生產製造中，佔整機成本比重最大的就是控制系統部 份，約佔工具機成本超過 20% 以上；而且工具機的控制器與控制系統 技術，亦是決定工具機等級與售價的關鍵。從近年來國際工具機展趨 勢來看，智能化加值軟體模組的開發，將成為 工具機產業下一波的競 爭重點。另外，依兩岸 ECFA ，2014 年至2016 年數控系統若 非百分 之百台灣自製，將無法享有輸陸免關稅；雖然國內開發數控系統技術 已行之多年，但為免工具機被剔除在 ECFA免稅範圍外，控制器國產 自主化仍是最緊迫的研發項目之一。因此，我國工具機業界轉型的核 心技術就是控制系統自主化的軟硬體技術。 本 「工具機控制系統自主化前瞻技術與加值軟體研發」專案計 畫，主要目的是鼓勵國內公私立大專校院， 以學術界之力量與國內工 具機業界、國內研發及產製控制器之廠商和法人研究機構等，共同長 期合作及投入不同的豐富資源，就控制器及控制系統技術的性能提 昇、與智能化加值軟體等核心技術，進行工具機 控制系統「自主化」 前瞻軟硬體 技術的研發，協助國內工具機業界跨越升級之門檻、提昇 其國際競爭力，以及解決國內工具機 業界之優質人力的需求，締造國 內工具機 業界之新世代的產業價值。 貳、計畫範疇 本專案計畫研發的工具機控制系統「自主化」前瞻軟硬體 技術包含： 1 102 Call for Proposal (一)工具機控制器及控制系統的智能化機能技術 (二)工具機智能化加值軟體模組技術 (三) 多軸運動控制系統的軟硬體技術 參、規劃研究項目 （一）工具機控制器及控制系統的智能化機能技術： 由於電子、感測器、無線通訊、網路和軟體技術的快速發展， 智能化技術在近幾年已經在工具機加強應用，智能化的技術 中，以線上熱誤差補償與線上刀具監控是所有廠商技術的共 同焦點需求，其他需求的智能化技術項目包括：學習控制、 自適應控制、模糊控制、神經網路控制、切削震動監控、切 削條件最佳化、加工最佳參數自動生成、主軸軸承健康監控、 主軸與工件的主動式動平衡、多軸與車銑複合加工機的防碰 撞、多軸同動誤差校正機能、3D 刀具補償、運動參數動態補 償、智能化的友好人機介面、故障監控與自診斷、及自動化 生產排程管理等。 （二）工具機智能化加值軟體模組技術： 在國內廠商和法人研究機構的控制器架構下開發附加軟體功 能，將國內廠商和法人研究機構的控制器當成開放平台，整 合學術界開發特殊智能化軟體，以 APP的方式讓工具機業界 自由選購，目前工具機業界的需求大致為：多軸複合化工具 機控制軟體、複雜曲面加工軟體、多軸高剛性同動的電子齒 輪箱、高速攻牙、直覺的客製化人機介面、多軸防撞與防干 涉、溫度補償、顫震控制、適應性切削、線上量測與補償、 自動化調機參數設定、調機與診斷輔助軟體、工具 機線上加 工模擬、線上工件加工品質估測與預警、遠端機台診斷維修、 及智慧型學習控制等。 （三）多軸運動控制系統的