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電動運具

在113年計畫執行成果部分,依電動運具、數位醫材、半導體製造、以及低碳綠色四大領域研究 技術子計畫說明如下:

enlightened電動運具

電動運具產業的蓬勃發展,帶動對高效率、低噪音齒輪傳動系統的需求。然而,國內齒輪製造業多數仍採用傳統加工方式,與國際先進水平存在差距。為此,本中心團隊積極投入技術升級,研發乾式切削、強力刮齒等先進齒輪加工技術 ,並導入閉迴路製造技術,提升齒輪設計和分析能力,開發 高效低噪音的齒輪傳動系統,致力於縮短與國際的技術差距。
同時,本中心也著重於國產設備的研發,透過自製先進加工機,以高效率低碳製造為目標,並引進先進的 齒輪量測和檢測設備,提升產品品質。也積極推動產業合作,促進國內齒輪製造廠商之間之 合作,共同開發高性能齒輪傳動系統,整合資源創造更大的產業價值。本中心目前已與多家工具機業者洽談合作,期盼透過緊密的產學合作,加速技術研發與產業應用,帶動臺灣電動運具產業的蓬勃發展,提升 臺灣 電動運具齒輪的國際競爭力。
113年度本中心團隊在與工研院技術合作計劃項目中共同完成研發新式重型車輛中的差速器齒輪,並以自製機台進行生產製造,當中戟傘齒輪模數達到9.5mm,切齒精度達到DIN 6等級,超過國際大廠同規格設備的模數7mm和DIN 6標準。並以高效且低污染的乾式切削方法進行測試,加工時間縮短至原本的1/3,切削力由150Nm上升至250Nm,展現了自製齒輪機的技術實力和綠色製造方法。研究齒輪箱設計、咬合齒印規劃及多軸製造路徑編程等,並使用西門子原廠控制器建立數據追蹤流程,將切削數據記錄並儲存為CSV檔案,記錄了加工同時間的10種數據,未來可供AI學習之用。此外,強力刮齒加工技術中,測試了電動車、機器人、行星齒輪系中使用的各式齒輪,包含外圓柱、內齒輪、面齒輪等4種齒輪形式,並產出相關的測量及齒面痕跡分析報告。以下為113年度的亮點技術:

  1. 亮點技術一:低碳高效率齒輪製造方法與靜音齒輪對設計
    針對電動運具的減速機齒輪設計具高轉、高扭力與靜音特點之齒輪,可使用加法加工齒輪齒胚,然後以高效率的齒輪加工技術,實現智慧製造,提升製造效率和技術創新能力(詳如圖16)。本技術已開發相關齒輪計算、設計與製造方法,以及高效率的強力刮齒加工技術,並已產出數篇SCI期刊與國際研討會報告。
  2. 亮點技術二:自製加工機與智慧製造應用 (已完成 4台 )
    利用自主開發的自製齒輪機,開發多軸同動智慧加工技術,藉由設計和製造低噪音高精度的傳動元件,廣泛與產業合作。採用高效齒輪加工法,縮短產品加工時間並降低成本。目前本中心已完成自行研發 並在 國內自製的 4台 齒輪機,並已安排製作後續 2台低汙染高效率製造機種。
  3. 亮點技術三:齒輪對檢測與終端產品驗證
    使用高精密齒輪專用量測儀對齒面拓樸幾何測量,並將誤差數據回饋至製造端補正加工路徑,形成閉迴路製造,確保靜音齒輪設計的實現。隨後進行齒輪對咬合、運轉噪音分析,以及組裝後的減速齒輪箱噪音、振動、溫度分析。最終,根據實際應用場景修改減速機設計,建立完善的檢驗流程,確保產品質量和性能。
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