課程名稱︰工具機
課程性質︰選修
課程教師︰蔡曜陽
開課學院：工
開課系所︰機械系
考試日期（年月日）︰2015/6/26
考試時限（分鐘）：100 min
試題 :
一、選擇題(34%)
1.在工具機精度設計時當考慮製成誤差預算(Process Error Budget)時，
元件公差裕度(Part Tolerance Ratio, PTR)之安全設計上，一般均考
慮必須至少大於幾倍以上:
(a) 10; (b) 5; (c) 4; (d) 20; (e) 以上皆非;
2.在工具機精度設計時當考慮製成誤差預算(Process Error Budget)時，
PTR之定義為何?
(a) Total volumetric error/FTB; (b) FTB/Total volumetric error;
(c) Part tolerance/FTB; (d) FTB/Part tolerance; (e) 以上皆非;
3.下列何者可用於整合與分析CAD/CAM5之元件在設計與製造之間容差大小
，以利產生製造加工工具機之製造能力規格需求?
(a) LOCUSw; (b) Part Feature Assessment; (c) Process Error Budget;
(d) Computer Aided Process Specification (CAPS); (e) 以上皆非;
4.雷射干涉儀可運用於工具機下列何種的量測或系統校準工程上?
(a) 軸向線性位移之定位精度: (b) Yaw偏角誤差校正;
(c) Pitch偏角誤差校正; (d) 導螺桿之背隙大小; (e)以上皆是;
5.在工具機軸向線性位移之定位測量時，因量測軸與被測量軸兩者之間
相互無法重合時，定位量測所產生的誤差，一般被定義為何:
(a) 線性定位誤差; (b) 餘弦誤差; (c) Pitch誤差;
(d) Roll誤差; (e) 以上皆非;
6.Precision對精密測量儀器很重要，若以射箭來比喻，下列何者之形容
較為正確:
(a) 箭著點與靶心的距離大小; (b) 多個射箭點之平均位置與靶心的距離;
(c) 多個箭著點偏離靶心的距離平均值; (d) 多個箭著點之間的散亂程度;
(e) 以上皆是;
7.量測精度要求在10-0.1um之量測儀器目前尚在發展中，以致迄今可獲應用的
量測儀器仍然較少，此範圍之量測可稱為:
(a) 巨觀等級(Macro scale); (b) 奈米等級(Nano scale);
(c) 微米等級(Micro scale); (d) 介觀(Meso scale); (e) 以上皆是;
8.一般定義的Nanometrology之量測範圍應該在:
(a) 0.1-10nm; (b) 10-100nm; (c) 100um以下; (d) 100um-1mm; (e) 0.1-100nm
9.對一個具有三軸正交座標系之工具機而言，其體積誤差之項目一共有多少項?
(a) 12; (b) 21; (c) 9; (d) 26; (e) 以上皆非;
10.目前工具機在定位感測上，大部分乃利用何種感測器來進行感測:
(a) 電容式: (b) 線性可變位移感測器(LVDT);
(c) 雷射聚焦量測原理; (d) 光學尺; (e) 以上皆非;
二、簡答題(66%)
1.有關工具機之液靜壓軸承:
(a)為何液靜壓軸承在精密工具機中扮演了一個重要角色(亦即，相對滾珠軸承，
液靜壓具有的特點)，請簡述之。 (8%)
(b)簡述液靜壓軸承中之節流器(orifice)的功能為何。 (8%)
2.有關CNC工具機之控制器:
(a)控制器的功能為何? 請列舉其中的三個功能。 (9%)
(b)何謂編碼器? 請簡述之。 (5%)
3.有關工具機之動態特性與控制:
(a)若在切削時發生振動，請問要如何判斷該振動是強制式振動(forced vibration)
或者是自激式振動(self-excited vibration)? (6%)
(b)精密的工具機需要良好的地基，請問地基的目的為何? 又，請簡述地基的原理
與實務上的做法。 (8%)
(c)在分析工具機切削的穩定性時有所謂的"方向因子"(directional factor)，
(i)請問何謂方向因子(亦即，其目的為何?)
(ii)請指出一個方向因子應用的實例。 (8%)
(d)工具機於切削時發生的顫振(chatter)最有可能是因為再生式的效應
(regenerative effect)導致的自激式振動，
(i)請簡述何謂再生式效應的顫振，
(ii)從再生式效應的觀點，請指出一種可以抑制顫振的方法。 (8%)
(e)以衝擊鎚與感測器(hammer kit)求取工具機的結構之動態特性，於衝擊鎚的前端
會鎖上不同的衝擊頭(cap)。請簡述為何有時我們會用比較軟如塑膠的衝擊頭，有
時則用比較硬如硬鋼的衝擊頭。 (6%)