The Development of an Integrated Innovation Design of Servo-Controlled Hybrid Small-Pres and the Matched Pressing Techniques

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Project title

Code/計畫編號

NSC99-2622-E019-003-CC3

Translated Name/計畫中文名

整合創新小型伺服沖床設計與沖壓技術之應用研發

Project Coordinator/計畫主持人

Chang-Pin Lin

Funding Organization/主管機關

National Science and Technology Council

Co-Investigator(s)/共同執行人

傅光華

Department/Unit

Department of Mechanical and Mechatronic Engineering

Website

https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=2134541

Year

2010

Start date/計畫起

01-06-2010

Expected Completion/計畫迄

01-05-2011

Bugetid/研究經費

486千元

ResearchField/研究領域

機械工程

"因應多數產品朝向微薄型化、多功能化發展，相關零組件也隨之趨向微小、微細化，全球市場對於微型零組件的需求急速增加，如何尋發展快速、大量、良率高、低成本之製造技術來滿足市場需求為努力課題。而且沖壓微細工件時，如電子和其他精微元件之板金加工應用，面臨所使用之沖床大小常超出實際所需甚多，且沖壓成形曲線亦無法彈性化等問題。應用合適之伺服沖床是其中一種解決方案，且正在蓬勃發展中之製造機具。本計畫之目標為規劃由市場分析到研發設計與製造具整合節能與能源輔助沖壓技術之小型伺服沖床，包括伺服沖床改善對策、模具製造改善策略、沖壓技術改善策略與超音波輔助與壓電發電方案等方面進行研發，以利有效達成(1).瞬間高出力(2).節能化(3).輕量化(4).滑塊運動曲線彈性化(5).低振動低噪音(6).高精度等優勢特性需求之沖床，以滿足相關產業之加工需求。本計畫在執行過程中亦將針對伺服式直驅沖床，規劃易製性(design for manufacturing,DFM)、易裝配性 (design for assembly, DFA)、以及易檢測性(design for inspecting,DFI)等兼顧品質與效率之製程技術，包括硬體與軟體。沖床產業中，甚多比例屬於客製化；亦即根據使用者依其實際用途而設計符合其需求的沖床。更由於前置設計的時間均甚短，因而需要較系統化之設計與製造之能力。亦即需要及早規劃適用於各類型數控沖床之系統設計與製造方法，掌控其中之關鍵開發製造技術。研發如何設定滑塊之運動曲線與對應之沖程，以適用於製造各種形狀與材質的衝製產品。訂定可行之控制策略而可將下死點精度控制所需精度，如在10μm 以內或更佳精度，以提高產品的品質、減少尺寸的誤差暨減少檢查的作業程序等亦均是尚待克服之目標。由於工件較小，需要較有效率之精確定位與運送系統與裝置。推導相關數學方程式以得知更精確之運動軌跡，藉此研發設計製造快速且高精度定位與傳送裝置之技術，以吻合設定之功能。同時適當設定沖壓參數是可大幅延長模具壽命，訂出選取適當沖壓參數之策略以獲取前述效益之沖壓技術。另一方面，亦擬將前述加工策略延伸至沖床可隨著製品的改變而改變其作動曲線。譬如在加工過程中沖壓滑塊可以停止以提高生產效率以及下降減緩而提升沖壓製品之良率，且能令其可上下擺動以減少設施費用等提高沖壓效率之可行策略。如何結合輔助能源與節能設計以達成輕量化、節能與綠色環保等需求，同時又能兼顧沖壓性能與沖壓件品質製程之創新沖床，勢必為目前核心研發重心。引進適當輔助能源，如利用負壓電特性之二維之橢圓超音波輔助沖壓系統設計等機械能在內之伺服微型沖床，讓其達成整體目標之相關技術之研發，也是核心開發重點。因之能源再生之應用研究將依據利用振動與流體流動與各類型機構驅動正向壓電元件等方式，以將機械能再利用，而轉換成電能等發電裝置，同時配合研發利用負壓電特性之二維之橢圓超音波輔助沖壓系統設計，藉此達到節約能源目標。本計畫研發之核心重點即是研發可解決上述問題點之系統設計製造技術，製造出直驅式伺服微型沖床，並試驗驗證其性能，累積厚實之核心技術與培育出具專技之研發人才。"

Keyword(s)

引伸成形
振動輔助
Drawing process
Vibration-assisted

DSpace CRIS

The Development of an Integrated Innovation Design of Servo-Controlled Hybrid Small-Pres and the Matched Pressing Techniques

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