课程名称︰工具机
课程性质︰选修
课程教师︰蔡曜阳
开课学院：工
开课系所︰机械系
考试日期（年月日）︰2015/6/26
考试时限（分钟）：100 min
试题 :
一、选择题(34%)
1.在工具机精度设计时当考虑制成误差预算(Process Error Budget)时，
元件公差裕度(Part Tolerance Ratio, PTR)之安全设计上，一般均考
虑必须至少大于几倍以上:
(a) 10; (b) 5; (c) 4; (d) 20; (e) 以上皆非;
2.在工具机精度设计时当考虑制成误差预算(Process Error Budget)时，
PTR之定义为何?
(a) Total volumetric error/FTB; (b) FTB/Total volumetric error;
(c) Part tolerance/FTB; (d) FTB/Part tolerance; (e) 以上皆非;
3.下列何者可用于整合与分析CAD/CAM5之元件在设计与制造之间容差大小
，以利产生制造加工工具机之制造能力规格需求?
(a) LOCUSw; (b) Part Feature Assessment; (c) Process Error Budget;
(d) Computer Aided Process Specification (CAPS); (e) 以上皆非;
4.雷射干涉仪可运用于工具机下列何种的量测或系统校准工程上?
(a) 轴向线性位移之定位精度: (b) Yaw偏角误差校正;
(c) Pitch偏角误差校正; (d) 导螺杆之背隙大小; (e)以上皆是;
5.在工具机轴向线性位移之定位测量时，因量测轴与被测量轴两者之间
相互无法重合时，定位量测所产生的误差，一般被定义为何:
(a) 线性定位误差; (b) 余弦误差; (c) Pitch误差;
(d) Roll误差; (e) 以上皆非;
6.Precision对精密测量仪器很重要，若以射箭来比喻，下列何者之形容
较为正确:
(a) 箭著点与靶心的距离大小; (b) 多个射箭点之平均位置与靶心的距离;
(c) 多个箭著点偏离靶心的距离平均值; (d) 多个箭著点之间的散乱程度;
(e) 以上皆是;
7.量测精度要求在10-0.1um之量测仪器目前尚在发展中，以致迄今可获应用的
量测仪器仍然较少，此范围之量测可称为:
(a) 巨观等级(Macro scale); (b) 奈米等级(Nano scale);
(c) 微米等级(Micro scale); (d) 介观(Meso scale); (e) 以上皆是;
8.一般定义的Nanometrology之量测范围应该在:
(a) 0.1-10nm; (b) 10-100nm; (c) 100um以下; (d) 100um-1mm; (e) 0.1-100nm
9.对一个具有三轴正交座标系之工具机而言，其体积误差之项目一共有多少项?
(a) 12; (b) 21; (c) 9; (d) 26; (e) 以上皆非;
10.目前工具机在定位传感上，大部分乃利用何种传感器来进行传感:
(a) 电容式: (b) 线性可变位移传感器(LVDT);
(c) 雷射聚焦量测原理; (d) 光学尺; (e) 以上皆非;
二、简答题(66%)
1.有关工具机之液静压轴承:
(a)为何液静压轴承在精密工具机中扮演了一个重要角色(亦即，相对滚珠轴承，
液静压具有的特点)，请简述之。 (8%)
(b)简述液静压轴承中之节流器(orifice)的功能为何。 (8%)
2.有关CNC工具机之控制器:
(a)控制器的功能为何? 请列举其中的三个功能。 (9%)
(b)何谓编码器? 请简述之。 (5%)
3.有关工具机之动态特性与控制:
(a)若在切削时发生振动，请问要如何判断该振动是强制式振动(forced vibration)
或者是自激式振动(self-excited vibration)? (6%)
(b)精密的工具机需要良好的地基，请问地基的目的为何? 又，请简述地基的原理
与实务上的做法。 (8%)
(c)在分析工具机切削的稳定性时有所谓的"方向因子"(directional factor)，
(i)请问何谓方向因子(亦即，其目的为何?)
(ii)请指出一个方向因子应用的实例。 (8%)
(d)工具机于切削时发生的颤振(chatter)最有可能是因为再生式的效应
(regenerative effect)导致的自激式振动，
(i)请简述何谓再生式效应的颤振，
(ii)从再生式效应的观点，请指出一种可以抑制颤振的方法。 (8%)
(e)以冲击锤与传感器(hammer kit)求取工具机的结构之动态特性，于冲击锤的前端
会锁上不同的冲击头(cap)。请简述为何有时我们会用比较软如塑胶的冲击头，有
时则用比较硬如硬钢的冲击头。 (6%)