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標題: Optimization of Inclined Surface Die Grinding Parameters Assisted with Robotic Machining
以機械手臂輔助具斜面之模具研磨參數最佳化研究
作者: 王志遠
Chih-Yuan Wang
關鍵字: Robotic arm;SKD61;Grinding;Taguchi method;Surface roughness;機械手臂;SKD61;研磨加工;田口法;表面粗糙度
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摘要: 
Dies are widely used in recent years in terms of mechanical, electronic and optical components. Two solutions can be applied to grind the surface smoothly:Using of conventional grinding machine with professional operation or using on expert machine. The former requires high technology and quite time-consuming, and it is difficult to pass on operate technology and the talents are difficult to cultivate rapidly. The latter is difficult to use for complex shapes and the machines are expensive.

This research studies the optimization of parameters of inclined surface grinding for a die steel SKD61 material using the hand-held grinding machine assisted with robotic arm. Use Taguchi method to sort feed rate, grain size of mounted points, grinding pressure and machining passes. And process parameters by influence of surface roughness. Experimental data was analyzed by ANOVA and confirmed test to get the best parameter combinations.

The results of the experiment are calculated through ANOVA to obtain the influence of the following parameters on surface roughness: grain size of mounted points, machining passes, feed rate and grinding pressure. The surface roughness of the optimal parameter combination (grain size of mounted points-#800、feed rate-10me/sec、 grinding pressure - 0.5N and machining passes - 6) is Ra: 0.111μm. Finally, the confirmation experiments obtained the predicted value and the actual value of the error is 8.1%, and the use of confidence intervals to prove these are close enough.

模具近年來廣泛應用在機械、電子和光學元件等方面。通常由專業人員手工操作或使用專用機進行研磨使加工使表面平滑,兩者都有存在許多技術上的問題,前者需求技術層次高且費時費力;後者對於形狀複雜的工件難以進行加工。

為了解決上述問題,本研究使用六軸垂直關節型機械手臂對具斜面之 SKD61模具鋼進行研磨參數最佳化研究。透過田口實驗法進行實驗規劃,並將實驗結果分別代入望小與望目特性公式、變異數分析和信心區間計算,得到以進給率、磨棒粒度、研磨壓力和加工道次等加工參數對表面粗糙度的影響程度排序及最佳化參數組合,實現模具精密研磨。

本研究起始工件表面粗糙度為 Ra:1.6μm,經研磨之後所得到的最佳表面粗糙度為 Ra:0.111μm,透過品質特性公式與變異數分析的計算可得知表面粗糙度的影響排序為:磨棒粒度>加工道次>進給率>研磨壓力,其最佳化參數水準組合為 磨棒粒度-#800 進給率-10mm/sec 研磨壓力-0.5N 和加工道次-6 次:最後進行驗證實驗,得出預測值與實際值誤差為 8.1%,並利用信心區間來證明兩者足夠接近,來證明本實驗的合理性。
URI: http://hdl.handle.net/11455/91350
Rights: 同意授權瀏覽/列印電子全文服務,2016-07-15起公開。
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