臺大創自動生成設計圖檔 解模具加工人力問題
【記者吳姿芳綜合報導】放電加工(註一)能將模具塑造成使用者所需的任何形狀,事前設定卻耗時且耗人力。對此,國立臺灣大學機械工程學系研究團隊「福利熊水果探測隊-蘋狗、香蕉狗、奇異狗」研發雕模放電加工自動電極生成軟體。此研發成果榮獲2021大專校院機電暨智慧創意實作競賽冠軍。註一:放電加工(electrical discharge machining, EDM)透過放電產生火花,加工工件表面。放電加工除了可以加工高硬度鋼材,還能加工一般刀具難以處理的尖角。 國立臺灣大學機械工程學系研究團隊研榮獲2021大專校院機電暨智慧創意實作競賽冠軍。 圖/研究團隊提供團隊成員、臺大機械系研究所碩士生盧俊瑋之前到模具工廠實習時,發現即使放電加工前置作業人員的操作速度快,手動繪製電極圖檔仍相當耗時,因此他設計系統化的雕模放電加工自動電極生成軟體,他說:「我希望藉軟體減輕他們的負擔。」放電加工是利用電極之間的電位差將工件加工出幾何形狀,而操作人員在電腦上繪製的電極圖檔則能決定加工後的形狀。一般市售的商用工程繪圖軟體需先規劃刀具路徑,模擬切削的過程,才能取得未切削區域(註二),而此軟體省略這些步驟,也減少圖檔的電極數量,解決耗時問題,盧俊瑋解釋道:「如果電極數量過多,也會增加人員操作的失誤率。」同為臺大機械系研究所碩士生黃顯雄表示,「此發明讓原本繁瑣的操作流程達到完全自動化,讓整體加工更有效率。」註二:未切削區域是指刀具無法完整切削的加工區域。若將刀具比擬為湯匙、加工區域為果凍,湯匙因具有特定形狀,無法挖取模具內的所有果凍,未被挖取的果凍則稱為未切削區域。 雕模放電加工自動電極生成軟體結合「特徵辨識演算法」與「開放邊提示法」,為放電加工提供新的方法。 圖/研究團隊提供模具加工產業目前面臨經驗豐富的操作員與師傅短缺的困境,黃顯雄認為此軟體可減緩人力需求,他說:「完全不懂放電加工的人,只要按下滑鼠就能產生工件所需要加工的電極。」而客服設備工程師李祐昌則表示此研發可降低製造時間,也給予產業更充裕的時間設計產品,他補充道:「產業有更多時間可以用來精修電極位置及形狀,以改善加工表面不平滑的程度。」 模具驗證結果顯示,最後整體運算時間僅9分32秒,若操作者以手動方式規劃該模具,至少需要2~3小時。 圖/研究團隊提供此項研發正處於申請專利的階段,未來團隊將會優化軟體的程式碼,加快運算的速度,盧俊瑋說:「畢竟我是機械系,寫出來的軟體不一定像資工系那麼精簡。」面對現在已有的加工陶瓷材料技術,李祐昌希望放電加工未來能不只應用於工業,還有望將更多材料導入此技術。