﹤智慧製造、機械電子﹥研磨機的載台振動構造

國立屏東科技大學/黃惟泰教授級專業技術人員

目前超音波振動輔助技術多集中於切削加工,較少延伸至磨削領域

磨削加工作為製程中的最終精加工環節,能提供優於其他加工方式的表面精度與品質

隨著新材料不斷湧現,以及對產品性能與品質要求的提升,磨削技術已成為精密製造的重要焦點

然而,有關超音波振動輔助磨削(Ultrasonic Vibration Assisted Grinding, UVAG)的研究仍相對稀少

目前國際上僅有少數原型系統,多存在體積龐大、結構複雜、耗能高且振動效率低等問題,實用性與便利性不足,距離實際產業應用仍有落差

本專利研發的核心創新在於:運用智慧化建模優化致振系統,開發出全球首創可於超音波最低頻率 20 kHz 下達成最大振幅的系統,並大幅降低能耗

此設計有別於現有國內外多數需依賴高頻率、高功率驅動的振動系統,成功突破傳統 UVAG 系統在體積龐大、不易架設、頻率不可調整及能耗過高等方面的限制,展現極高的產業應用潛力

 技術簡介 

本專利技術主要針對現有超音波振動輔助磨削系統在實際應用上的不足加以改良。突破了傳統系統體積龐大、安裝不便、頻率無法調整以及能耗過高等問題。本研究所研發之節能高效率超音波振動輔助磨削系統,採用智慧化建模方式優化至振系統幾何結構,使其在超音波最低頻率 20 kHz 下即可達到最大系統振幅量。採用外掛式模組化設計,可單獨推廣與銷售,並能輕易安裝於國內外各類磨削工具機上使用,大幅提升原有磨削工具機加工性能與效益,無需額外投入大量資金重新購置超音波振動輔助磨削專用工具機。
此外,本技術具備完整的理論基礎與實務應用價值,特別適用於加工高硬度合金等特殊材料。其應用可有效提升磨削效率,協助製造業降低碳排放、達成碳中和目標,並對相關產業的綠色製造技術發展作出貢獻。

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▲圖說:系統致振平台與饒性支撐柱系統幾何結構CAE模態最佳化設計與分析

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▲圖說:整體系統量測設備圖

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▲圖說:使用系統磨削節能減碳效益比較圖

 應用案例 

該技術已透過與金屬工業研究中心及多家產業合作(如雙林精機、翔冠企業)驗證,並推廣至航太產業應用,未來可進一步導入國內外磨削工具機廠,作為標準配備,強化工具機產業競爭力。對於航太與半導體等高度依賴硬質合金磨削的產業,本專利技術具高度實用性與迫切應用價值,並可協助產業達成淨零排放目標。

 相關連結 

 專利名稱證號 

黃惟泰,任柏勳,潘易呈,謝凱生,王昱程:研磨機的載台振盪機構,中華民國專利,發明第I893870號,2025/08/11-2044/06/25

 技術產學合作或技轉單位 

 獲獎紀錄 

台灣創新技術博覽會發明競賽 金牌

 技術聯絡人 

國立屏東科技大學 李秀珍專案經理

連絡電話:08-7703202 ext. 6571

聯絡信箱:joanli@mail.npust.edu.tw