張榮森

1980年後在美國支持下韓國、中國大陸、台灣在IC晶片產品引領下，創造了三星、海力士、台積電；時至2019台灣IC產業已佔GDP超過15%；高精密工具機的發展及輔助的機械手臂是最大的功臣，製造業已漸漸普及；滾珠螺桿為其核心機構，隨著不同材料的剛性、行程長短和轉速高低，都造成不同程度的震動，影響加工精度及傳送定位的精準度，而現有精密加工中，對尺寸公差量測已相當足夠；唯獨對動態的量測仍相當缺乏。 本論文提出利用二維感應電場，以非接觸性快速計算表面動態電場對應到表面公差，或轉動中震動的偏差量，作為材料設計機構設計或轉速(使用條件)的重要依據；由量測實驗結果顯示: (1)滾珠軸承在Y軸震動偏差量大於X軸。 (2)二維電場球形感應探針，可有效量測到滾珠螺桿槽面在動態模擬時的震動偏差量，且不需特殊環境，即可量測到奈米等級尺寸，成本低可靠度高。 (3)二維電場感測裝置確實可以記錄連續位置之電場差及高度差，由於探針不需與工件表面接觸，可避因摩擦衍伸的誤差，或破壞的風險；對工具機性能及可靠度的了解有很大的幫助。 (4)量測到的精度達到奈米級，大大提升量測水準，對未來機構設計以及製程有很大的幫助。