自序:
在台灣機械業裡、工具機的產值是少數有進入世界排名,從去年開始韓國追上台灣,大家都警覺到中國與韓國不僅在產值、甚至技術將會超越台灣。德國與日本工具機價位高、產值也高,而且不是特殊幾家、是普遍產業皆是如此。為何他們國家人民的技術水準之高?曾經上網查日本教授的論文,因為個人不懂日文,所以搜尋美國期刊論文,竟然沒有、但是在日文網站卻發現許多與工具機相關的論文。原來在日本國家裡到處都有日文的技術報告,相信德國也是如此,國民到處都有專業書籍可進修與學習,所以技術水準普遍提高。進入台灣書店、每家都有賣電腦語言書籍,所以台灣的電腦軟體人才普遍,但工具機專業書不多,大都是加工指令編程,使得投入的人才有限、培訓不易。觀察各國產業有數十家企業互相競爭時,從未發現一家獨強、其他都弱的例子,只有普遍水準相差不多、少數幾家稍強。在歷史上也是如此,例如春秋戰國諸子百家齊鳴,例如歐洲文藝復興人才輩出,都是奠定未來發展的基石。因此台灣工業也是需要眾人互相技術交流,激發的火花照亮別人、也照亮自己,整體的提升帶動自身更上一層樓。
台灣公司都知道技術要提升,但常心有餘而力不逮。研發工程師整天忙著生產問題處理與訂單規格開發,就已經精疲力盡,哪有心思學習新知、摸索未知領域。因此公司必須先要有足夠人才處理生產與訂單開發,讓資深工程師專心研究基礎、開發新技術,使其沒有退路、沒有藉口、激發淺能,最後必有成果。最好的人才培訓方式是有與工作相關的教科書,可以邊看邊學邊做,能將理論與實務整合,未來才能有進一步的獨創與發展。
本書是以龍門銑床搭配FANUC控制器為載具,詳述工具機主要功能與應用設計,假設讀者對控制器與工具機有基本認識。第一章是伺服控制,伺服控制是機電設備常見的功能與性能指標,而工具機的軌跡控制是伺服控制領域的頂尖技術的代表。本章以數位控制理論為基礎,解說伺服參數的意義,藉著MATLAB模擬控制器功能與機器動作,分析預測機器動態行為。第二章是進給機構設計,進給機構與主軸是工具機的關鍵性能指標,針對較複雜的設計做分析說明,使讀者明瞭進給性能優劣的原因。第三章是溫升熱變位,解釋如何從機械設計抑制熱變位,如何建立熱補償模型,對於精密機械必備功能做詳盡解說。第四章是臥式搪孔機的設計,與龍門銑床相比、搪孔機的主軸與旋轉工作台是主要的差異,解析常見問題、並提出解決方案。第五章是軟體補償,以最低的成本提升機器精度,不乏高階工具機才有的特殊功能,例如幾何補誤差償與動態碰撞監控等。第六章是問題的解決,根據個人自學經驗,將問題解決分為三階段,問題的思考、理論與定量分析、實驗量測等。本章內容看似一般讀書做學問的方法,其實是作者多年從事研究的心得,建議讀完前面五章之後,一定要再回頭看第六章,更能體會作者學習歷程。
學校學生偶爾聽說業界大都採經驗法則、不需要高深理論,使許多學生對學校的課本抱著懷疑。作者以自身經驗告訴莘莘學子,書到用時方恨少,若能學得更複雜的理論,或許個人對工具機的難題會有更明確的判斷。書中內容蠻多是普遍的知識,文中的敘述稍微多些註解,對作者而言、些微的差異就是不同的認知,甚至是領悟的程度。或許是敝帚自珍的心態,很想強調自己的心得,卻把書本弄得花臉、到處都是重點標記。即使是世界名著也沒有這麼誇張,最後作罷、結束鬧劇。
我的老爸老媽讀書不多,雖然看不懂本書內容,相信此書必不負期望。寫書一年,沒有假日與日夜,甚至放棄每年旅行,只要踏出辦公室,我心中只有此念。努力研究多年,寫書算是我對人生的紀錄,為此、我也付出代價。這一年、全家都成為宅人,寫書是我唯一的家事,感謝家人諒解。每次看稿,都很想修改、補充內容,但出書期限將至,不願延後自己承諾,索性時間到就關閉檔案。愈到後面、壓力愈大,校稿已經是心神恍惚,推託之詞並非我願,但也只能陳述事實,請讀者見諒。第一本書”工具機PLC程式設計”也是如此,若有幸能再版,必將補充未完章節。