伺服運動平台效能調校最佳化研究｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	唐肇蔚 Chao-wei Tang
論文名稱：	伺服運動平台效能調校最佳化研究 Table Motion Performance Optimization Driven by Servo Motors
指導教授：	唐永新 Yeong-shin Tarng
口試委員:	蔡明忠 Ming-jong Tsai 李炳寅 Bing-yin Lee
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工程學院 - 機械工程系 Department of Mechanical Engineering
論文出版年：	2007
畢業學年度：	95
語文別：	中文
論文頁數：	98
中文關鍵詞：	運動平台、效能最佳化、田口、灰關聯分析
外文關鍵詞：	Table Motion、Performance Optimization、Taguchi?><
相關次數：	點閱：191 下載：5
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

上一筆

本研究旨在發展一伺服運動平台效能最佳化調校方法，藉此效能最佳化調校方法將伺服系統驅動器的效能發揮到極致。實驗選定定位精度、到位時間準確度、移動全行程扭力標準差3個特性做為評估運動平台效能之性能指標，以兩組不同驅動原理之運動平台進行所提之調校方法的實驗分析與驗證。文中引用田口式直交表進行參數最佳化的實驗配置，縮短參數調整實驗的次數與時間，結合灰關聯分析方法處理多重品質特性之問題。實驗結果顯示，伺服運動平台經由本文發展之效能最佳化調校方法調校後，定位精度、到位時間準確度、全行程扭力標準差3個輸出特性的變異都能明顯的減少，有效地提升伺服運動平台之整體作動效能。

A simply approach of table motion performance optimization driven by servo motor is proposed in this paper. The analysis method of grey relational analysis for optimizing the table motion performance is introduced. Various responses of table motion performance, such as position accuracy, position time accuracy and the standard deviation of torque are considered. A Taguchi orthogonal array is used for the experimental design. Optimal parameters are determined by the grey relational grade obtained from the grey relational analysis for multi-performance characteristics. Experimental results have shown that the position accuracy, position time accuracy and the standard deviation of torque can be improved effectively through this proposed approach in this paper.

摘 要	I
Abstract	II
誌 謝	III
目 錄	IV
圖索引	IX
表索引	XII
第1章 緒論	1
1 研究動機與目的	1
2 文獻探討	2
3 論文架構	3
第2章 研究方法	5
1 田口方法介紹	5
2 現有實驗計劃法比較	6
2.1 試誤法(Trial and Error)	7
2.2 單因子實驗法(One-factor-at-a-time Experiments)	7
2.3 全因子實驗法(Full-factorial Experiments)	8
2.4 田口式實驗法(Taguchi Method)	8
3 參數設計原則	9
3.1 信號因子	10
3.2 誤差因子	10
3.3 控制因子	11
4 直交表	11
4.1 直交表的特性	12
4.2 直交表的選用	12
5 品質損失函數	13
5.1 品質損失函數公式推導	15
6 信號雜訊比(S/N比)	18
6.1  S/N比公式定義	19
6.2  S/N比與品質損失的關係	19
7 變異數分析	21
7.1 平方和	21
7.2 自由度	22
7.3 均方和	22
7.4  F值	22
8 穩健化品質設計	22
9 多重品質分析	25
9.1 灰關聯生成	25
9.2 灰關聯度係數	26
第3章 實驗設備介紹	28
1 軟體介紹	28
2 硬體架構	29
2.1 機構模組	29
2.1.1 運動平台	30
2.1.2 聯軸器	32
2.1.3 導螺桿	33
2.1.4 線軌設計	36
2.2 電控模組	36
2.2.1  PXI儀控平台	37
2.2.2 伺服馬達	38
2.2.3 控制器(運動控制卡NI-7344及UMI-7764轉接盒)	39
2.2.4  UMI-7764轉接盒	40
2.2.5 驅動器	40
2.3 資料擷取模組	42
2.3.1 資料擷取卡(Data Acquisition Card)	42
2.3.2 資料擷取輔助盒(DAQ Signal Accessory)	43
2.3.3 扭力感測器	44
2.3.4 光學旋轉編碼器	45
第4章 實驗規劃與介紹	47
1 控制方式	47
2 脈波命令伺服系統之間的回授LOOP	48
3 實驗規劃	48
3.1 定義系統的品質特性	48
3.1.1 定位精度評估方式	49
3.1.2 到位時間準確度評估方式	49
3.1.3 全行程扭力標準差評估方式	50
3.1.4 選擇控制因子並設定控制因子參數的範圍	51
3.1.5 誤差因子的選擇	53
3.1.6 選取合適的直交表	53
3.1.7 依照直交表進行矩陣實驗	55
4  RS-232聯機	56
4.1  RS-232通訊程式操作說明	58
5 運動平台效能測試軟體操作說明	60
第5章 實驗結果與討論	62
1 滾珠式驅動平台實驗	62
1.1 定位精度實驗	62
1.2 到位時間準確度實驗	63
1.3 全行程扭力標準差實驗	64
1.4 因子主效果分析	65
1.5變異數(ANOVA)分析	68
1.6最佳參數組合驗證實驗	70
1.7多重品質分析	71
1.7.1 灰關聯計算	72
1.7.2 多重品質因子主效果分析	72
1.7.3 多重品質灰關聯度變異數分析	73
1.7.4 多重品質驗證實驗	73
1.8 初始參數組合測試圖	75
1.9 多重品質參數組合測試圖	76
2 摩擦式驅動平台實驗	77
2.1 定位精度實驗	77
2.2 到位時間準確度實驗	78
2.3 全行程扭力標準差實驗	79
2.4 因子主效果分析	80
2.5 變異數(ANOVA)分析	83
2.6 最佳參數驗證實驗	84
2.7多重品質分析	86
2.7.1 灰關聯計算	86
2.7.2 多重品質因子主效果分析	86
2.7.3 多重品質灰關聯度變異數分析	86
2.7.4 多重品質參數組合驗證實驗	87
2.8 初始參數組合測試圖	89
2.9 多重品質參數組合測試圖	90
3 實驗結果與討論	91
第6章 結論與未來展望	92
1 結論	92
2 未來展望	94
第7章 參考文獻	95
作者簡介	98

                                

[1] 鍾清章，「田口式品質工程導論」，中華民國品質學會，台北，民國87年。
[2] 吉澤正校編，「開發設計階段的品質工程」，中國生產力中心，台北，民國73年。
[3] 劉克琪，「實驗設計與田口式品質工程」，華泰書局，民國83年。
[4] 李輝煌，「田口方法品質設計的原理與實務」，高立圖書有限公司，民國89年。
[5] 余志成，「田口品質工程法」，容差設計概論課程上課講義，民國93年。
[6] Ross, P. J., “Taguchi Techniques for Quality Engineering, McGraw-Hill Inc”, NY, 1996.
[7] Alan Wu, “Robust Design Using Taguchi Methods”, Workshop Manual, American Supplier Institute (ASI), Version 3.0, 2001.
[8] 黃瑞嘉，「以基因演算法為基礎之模糊灰色控制器在馬達控制之應用」，私立中華技術學院機電光研究所碩士論文，民國94年6月。
[9] 鄭世傑，「CNC 工具機控制參數最佳化調校之研究」，私立中原大學機械工程學系碩士論文，民國92年7月。
[10] 金繼昌，「CNC 工具機定位精度研究—以田口法設定控制器伺服參數」，國立中興大學機械工程研究所碩士論文，民國84年6月。
[11] 曾奕瑋，「數控工具機精密定位控制參數之研究」，國立中興大學機械工程研究所碩士論文，民國85年6月。
[12] 劉志豪，「應用模擬控制於線型永磁式同步伺服馬達速度及定位控制器參數之調適」，國立台灣科技大學碩士論文，民國90年6月。
[13] C.E. Hunter, T.P. Gardner and C.E. Zakrajsek, “Simultaneous Optimization of Diesel Engine Parameters foe Low Emissions Using Methods”, SAE. Transactions, Vol. 99, 1990.
[14] 林浤偉，王寶鋒，張永華，陳功，「田口法應用於永磁同步馬達之控制器設計」，中正嶺學報，台北，民國93年11月。
[15] 柯俊宏，「灰關聯分析結合田口參數設計運用於逆向工程點群資料處理之研究」，大葉大學自動化工程所碩士論文，民國92年6月。
[16] 曾彥羲，「田口方法應用於高速CNC銑削加工製程之最佳參數設計」，國立高雄第一科技大學機械與自動化研究所碩士論文，民國92年6月。
[17] 張哲維，「模糊多屬性決策方法應用於田口方法多重品質特性問題-以IC 製造為例」，中華大學工業工程與管理研究所碩士論文，民國85年6月。
[18] 徐立章，「電漿電弧焊參數最佳化之研究-田口與類神經網路之應用」，私立義守大學管理科學研究所碩士論文，86年6月。
[19] 張祐騰，「運動平台性能調校最佳化之研究」，國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文，民國95年6月。
[20] 王宗富，「多重品質特性製程參數最佳化研究-以高分子有機電激發光顯示器為例」，國立台灣科技大學碩士論文，民國90年6月。
[21] Tong, L.I and C.T. Su, “Optimizing multi-response problems in the Taguchi method by fuzzy multiple attribute decision making”, Quality and Reliability Engineering International, 13, 25-34, 1997.
[22] Box, G.E.P, Hunter, W.G, and Hunter, J.S., “Statistics for Experimenters”, An Introduction to Design, Data Analysis, and Model Building, John Wiley & Sons, 1978.
[23] 楊文豪，「製程參數最佳化之研究」，國立台灣科技大學機械工程學系碩士論文，民國86年6月。
[24] C. L. Lin, “Use of the Taguchi Method and Grey Relational Analysis to Optimize Turning Operations with Multiple Performance Characteristic,” Materials and Manufacturing Processes, Vol. 19, No. 2, pp.209-220, 2004.
[25] Z. C. Lin, “Analysis and application of grey relation and anova in chemical-mechanical polishing process parameters,” International Journal Advanced Manufacturing Technology, Vol. 21, pp. 10-14, 2003.
[26] C. P. Fung, “Manufacturing process optimization for wear property of fibre-reinforced polybutylene terephthalate composites with grey relational analysis, wear, Vol. 254, pp. 298-306, 2003.

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文