本研究主要目的為設計一桌上型數值控制工具機。X-Z運動平台的回授裝置採用霍爾元件作為位置感測器，由於滾珠螺桿的導程精度之影響，位置感測器所讀取的數值並非刀具實際位置，因此以程式作線性補償。工具機的主軸運動誤差與加工精度有極大關係，故校正影響加工精度較大的三個運動誤差：徑向誤差、軸向誤差與傾角誤差。
使用簡易的dsPIC微處理機，作為桌上型工具機之控制器與直譯器，且使用個人電腦作為工具機的控制端與通訊介面，並以PC鍵盤代替CNC控制面板。可使用的操作按鍵包含主軸轉速控制、原點復歸與鍵盤式轉輪操作模式…等。使用工具機時，可輸入已定義之NC程式碼並儲存於dsPIC的記憶體。dsPIC控制器將每個機能的運動模式分開編輯，即每個機能指令都是一個副程式，如此方便機能指令的修改與擴增指令。

The purpose of this research is to design a desktop computerized numerical control machine tool. The designed X-Z motion table is actuated by position feedback drives with Hall components as displacement sensors. Having the ball screw lead the position sensor is not the actual position of the tool, thus a linear position compensator is added in the control program. The spindle motion errors of machine tool have a great relationship with the machining accuracy; therefore, we have calibrated three motion errors that affect the machining accuracy greater: axial shifting, radial runout and angular swing.
The microprocessor dsPIC is used as a controller and interpreter for the desktop machine tool, and PC is used as a tool machine control terminal and the communication interface, and with a keyboard instead of the CNC control panel. Operation buttons that can be used include spindle speed adjust, zero return, keyboard-style Manual Pulse Generator (MPG), etc. To operate the machine tool, one can input the NC codes that has been defined and stored the code in the dsPIC memory. Each NC function is an independent function in the dsPIC, hence one can easily modify and augument new functions.

[1] H. Hong, D. Yu, X. Zhang and L. Chen, “Research on a new model of numerical control program interpreter,” Advanced Computer Control (ICACC), 2010 2nd International Conference, pp. 467-472, 2010.
[2] Z. Shu, D. Li, F. Ye, S. Xiao, ”Model-based development architecture for embedded CNC System,” Proc. IEEE Int. Conf. on Automation and logistics, pp. 154-158, 2008.
[3] T. kurite, M. Hattori, ”Development of of new-concept desk top size machine tool,” International Journal of Machine Tools & Manufacture, pp. 959-965, 2005.
[4] L. Zhang, ”A research on the spindle turning accuracy of NC lathe,” 2007.
[5] J. Lee, W. Gao, Y. Shimizu, J Hwang, J. S. Oh, C. H. Park, ”Spindle error motion measurement of a large precision roll lathe,” International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 13, pp. 861-867, 2012.
[6] 林鴻熙，”點接觸二足機器人系統建立與步態規劃”，國立臺灣科技大學碩士論文，2008。
[7] 廖英超，”基於MATLAB軟體之機械臂影像伺服控制及應用”，國立臺灣科技大學碩士論文，2008。
[8] 李志鴻、康淵等人，”氣靜壓主軸旋轉精度量測方法”，中國機械工程學會研討會，2007。
[9] 黃堂維，”利用幾何圖形推估真圓度演算法之探討”，國立臺灣科技大學碩士論文，2006。
[10] 金屬工業研究發展中心，”工具機靜態空間誤差與動態循圓量測之應用研究”，工程科技與教育學刊第六卷第三期，pp. 295-308，2007。
[11] 吳政堯，”數值控制機械”，全華1988。
[12] 李顯榮，鄭新有，于劍平，”數值控制機械”，三民1991。
[13] 陳進郎，陳正瑄，”數值控制機械實習II”，全華科技圖書，2006。
[14] 曾百由，”dsPIC數位訊號控制器原理與應用”，宏友圖書，2009。
[15] 洪維恩，”C語言教學手冊”，旗標，2007。
[16] 陳亮嘉，”真圓度之精密量測”。
[17] 千島精密工業(股)公司，”SC普通型操作說明書”，2011。
[18] TBI MOTION，”滾珠螺桿中文目錄”。
[19] 范光照，”精密機械誤差因素及精度檢測”，國立臺灣大學機械系，2012。
[20] Microchip dsPI33FJ128MC804 data sheet。