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文、圖◎碩二 龔瑞清
一個月內三個競賽 南征北討 在2016年的10月份,短短一個月內三個競賽依序展開,而這些競賽的內容皆與我的研究息息相關,故我也需肩負實驗室參與競賽的重責大任。首先為自動光學檢測設備聯盟(AOIEA)的論文發表,為了凝聚產業發展力量,每年固定舉辦AOI論文展覽,進行產經與技術交流,並提供產業上、中、下游的社群互動機會,今年更首次設置「AOI創新獎」,徵求各界發表前瞻設備產業最新之技術與方法,其評選過程中參賽競賽者完全匿名,地點在新竹交通大學舉行。緊接著為旭泰精密機械股份有限公司舉辦的「旭泰科技論文獎」,為了鼓勵優秀人才積極投入精密工程研發工作,該公司提供高速主軸免費供參賽者借用,並需使用借用之主軸參與競賽,以期提升產學合作與創新研究之風氣,使理論與實務間有效結合互動,期盼能藉此活動交流精進參賽者的研發能力,並同時達到業界舉才之目的,進而促成產學研三方進一步的交流與合作,競賽地點在墾丁福華飯店舉行。最後登場的為中興大學與程泰集團共同舉辦的「精密工具機與智慧化技術專題實作獎」,期望強化工具機系統之創新設計分析能力,保持台灣工具機產業在世界的競爭力,藉此專題實作競賽訓練學生之創意思考、組織設計、團隊合作、規劃整合與實作能力,強調理論與實作並重,藉由競賽增加校際間學習觀摩的機會,培養學生具有系統設計、整合及創新之能力,在實作參展現場口頭報告過程中,參加競賽的單位與人員都完全匿名參與審查,實作成果的競賽地點在程泰/亞崴公司中科廠進行現場決賽的評比。
三個競賽一個目標 完全達標 2016的10月是個瘋狂的一個月,一個月內必須滿足三個競賽不同的要求,實驗分析、報告統整、呈現演練也必須各自分配好時間,極具挑戰,但團隊的目標只有一個,就是拿下最好的成績。正因為如此,直到比賽的幾天前依舊繼續實驗,勇敢嘗試新的構想,希望競賽當天能給評審量與質的完美呈現。在願景的支撐下,最後團隊頂住壓力,三個比賽都順利拿下冠軍,為實驗室及台大機械系爭光,累積獎金45萬元,更獲得機會在國際工具機展呈現研究成果,我們將實作的光纖光柵量測系統在台中高鐵旁的展覽館展覽五天(自2016年11月23日至11月27日),並獲得工商時報於11月24日的大幅報導,此歷程至今仍是團隊共同的美好回憶。而有如此輝煌的成績一切都要感謝我們的指導教授馬劍清老師,在如此緊湊的步調中依然耐心的與我們討論並給予建議。此外亦感謝廖運炫老師的研究生劉宗昇同學在工具機的操作及顫振的量測上予以協助,使成果更為廣泛而深入。
一種技術多種應用 無窮商機 一般的光纖已廣泛應用於資訊的傳輸,應用光罩配合準分子雷射的製程技術在光纖的纖核中製作光柵,則這條細長的光纖光柵搭配光波長解調系統便成為高精度且穩定的感測器。團隊的競賽主題「應用光纖光柵於高速內藏式主軸及工具機的動態特性、溫升以及變形之精密量測」,團隊成員為龔瑞清、許詠荏、李冠德,指導教授為馬劍清教授。布拉格光纖光柵(FiberBraggGrating, FBG)具有徑細質輕、高靈敏度、多點的量測能力以及不受電磁波干擾等優勢,應用範圍極為廣泛。利用光纖光柵量測高速內藏式主軸、高精度磨床與銑床之訊號,提出同時將裸光纖與套管光纖黏貼在待測物表面,透過理論計算將溫升及熱應變解耦合,可直接獲得主軸在運轉過程中的溫升及熱變形歷程,再由頻域分析量測主軸轉速以監測長時間主軸之作動情況,並將光纖光柵埋入主軸內部進行量測以達到將光纖光柵感測器埋於主軸內部並長期監測主軸內部溫升及熱變形之目的,也可針對工具機在銑削時產生的顫振現象作深入的分析探討。研究中進一步以超光二極體(Superluminescentdiode,SLD)當寬頻光源客制化設計出一價格低廉、體積小之光路及量測系統。未來也將確實發揮光纖光柵感測器的優勢,將光纖埋入內部量測主軸、馬達,同時量測溫升、應變與振動情況,也已規畫將光纖光柵埋入銑削工件、銲接材料內部等做即時量測。我們也會嘗試與不同實驗室或業界進行合作,讓各方的優點發揮到極限,而由各方面的智慧衝擊也期望激盪出更多更新穎的技術與結果來提升國內工具機產業的品質與水準。
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Department of Mechanical Engineering, National Taiwan University