A Study of the parameter identification by Machine Tool Foot and its influence

以往工具機業者往往使用經驗法則來開發機台，此方法耗時且花費成本高。為了增加開發效率且降低研發成本，開始有了虛擬工具機的概念誕生。其概念為藉由在電腦中建立虛擬的控制器與多體動力學模型來模擬機台實際的特性，使機台在製造出來之前就可以進行改良設計，而其中機台模型的準確度大部份歸於介面參數設定的精準度。本研究做了一系列實驗，並使用最佳化的方法去鑑別介面參數，且針對工具機腳座的部分進行探討。實驗分為單鑄件敲擊實驗與組合件敲擊實驗兩大部份，單鑄件部份的目的為針對實際材料參數進行修正；組合件的部份，先將底座鎖上腳座並置於地上進行實驗。接著，將鞍座組裝於底座上，改變鞍座位置，鑑別並觀察負載於不同位置下腳座參數的變化情形。For increasing the developed efficiency and lowering the cost, the concept of virtual machine tool had been created. It is by establishing virtual controller and multi-dimensional dynamic model to simulate the practical characteristics to make the machine tool to be modified before produced. The accuracy of dynamic model is mostly tribute to the joint parameter.The research do whole series of experiment to identify the joint parameter of machine tool by an optimization methods, and especially focus on the machine tool foot. The experiment have two parts: only casting and the assembly. The purpose of only-casting experiment is to update the material parameter. The purpose of the assembly experiment is to identify the joint parameter and analyze the variety of joint parameter of machine tool foot by set the saddle on different position.第一章 緒論 P1 1.1 研究背景與目的 P1 1.2 文獻回顧 P2 1.3 研究方法流程 P5 1.4 本文架構 P7 第二章 實驗機台架構 P8 2.1實驗機台組成架構 P8 2.1.1整體架構 P8 2.1.2進給系統 P9 2.1.3 腳座形式 P11 2.2 工具機座標軸建立 P12 2.3 機台組成材料 P12 第三章 研究理論 P14 3.1 模態基本理論 P14 3.2 材料阻尼比模型 P15 3.3 衝擊錘訊號分析 P16 3.4 最佳化方法 P20 3.5模態實驗模型建立 P21 3.5.1硬軌滑動面接觸建立 P21 3.5.2 軸承建立 P22 3.5.3 腳座建立 P23 第四章 實驗規劃與流程 P24 4.1模態實驗 P24 4.1.1實驗器材 P25 4.1.2實驗架設 P27 4.2.單鑄件敲擊實驗 P27 4.3組合件敲擊實驗 P28 第五章 實驗與模擬驗證 P30 5.1 單鑄件材料修正 P30 5.1.1 底座 P31 5.1.2 鞍座 P37 5.1.3 工作台 P44 5.1.4 立柱 P46 5.1.5 頭座 P47 5.2 結合面參數修正 P49 5.2.1 底座+腳座 P49 5.2.2 腳座+底座+鞍座(前) P56 5.2.3腳座+底座+鞍座(中) P61 5.2.4腳座+底座+鞍座(後) P66 5.3 結果分析 P71 5.3.1 滑動面剛性變化 P71 5.3.2 腳座剛性變化 P72 5.3.3 頻率響應函數回推腳座剛性值 P75 第六章 結論與未來展望 P79 6.1 結論 P79 6.2 未來展望 P80 參考文獻 p8