104年度機械振動噪音之分析與設計實務研討會活動報導

【振動噪音產學技術聯盟】於2015年10月23日假彰化縣國立彰化師範大學辦理「104年度機械振動噪音之分析與設計實務研討會」，首先由聯盟中部據點召集人黃宜正教授開幕致詞，感謝產學研先進參加研討會，本研討會邀請6位專家學者發表演說，演講者發表完演說後則安排技術諮詢晤談暨綜合座談會，讓與會人士與振動噪音專業設備廠商及應用製造廠商等等，可針對主講者分享的內容提問題進行諮詢與技術交流，共同對振動噪音之實驗、分析與設計技術做深入探討，底下為當天6大演講主題：

1. 主講者：國立彰化師範大學 黃宜正教授

題目：振噪訊號分析工具機螺帽預壓與牙科手機軸承

2. 主講者：國立中興大學 吳天堯教授

題目：振動訊號之時頻分析於機器故障診斷應用

3. 主講者：喬崴進科技股份有限公司 陳卓昌工程師

題目：工具機顫振信號分析與監控

4. 主講者：國立彰化師範大學 吳建達教授

題目：主動式噪音控制之原理與應用

5. 主講者：金屬工業研究發展中心區域研發服務處 黃仁龍專案經理

題目：夜深人靜 惱人的水龍頭噪音

6. 主講者：國立台北科技大學 李春穎教授

題目：使用智慧型材料之半主動式吸振器的設計與應用

黃宜正教授指出，機器在零件損壞時會產生與平時不同的特徵如振動與聲音，若透過分析來判讀這些振動與聲音，可以達到提早預先診段零件的壽命及其安全性。以工具機的螺桿為例，影響進給螺桿系統的自然頻率之因素有支稱軸程的剛性、螺桿軸向與螺帽之剛性等等。螺帽預壓的損失將導致螺桿系統特徵頻率(Eigen-frequency)降低。因此未磨耗的滾珠螺桿具「近線性」的彈簧常數特徵改變。當滾珠磨損後，螺桿間隙變大，使得螺桿系統有較低的剛性，並將造成定位誤差。由此可知，監測可靠的螺桿健康狀態極度重要。除可避免刀具使用者額外的成本支出，螺桿壽命的預測更可免去無預警的停工期。另一個例子為「利用振動與聲紋訊號診斷醫療用牙科手機氣動轉子之健康狀態」。診斷牙科手機的好壞可使用麥克風、加速規甚至以手機MEMS麥克風即可進行量測；重要的選擇是撈到的訊號要利用那一種工具來判斷與進行預測最為關鍵。即量測結果要如何解數據的重要性與準確性。

本聯盟學術會員-吳天堯教授以IMF、EMD、Hilber轉換手法將數據抽絲剝繭，利用Sampled ACF IMFs、Autoregressive Modeling、Characteristic Vector、Similarity Classification等數學分析工具，利用加速規進行不同狀態之mechanical bearing與mechanical gear之診斷與比對，並一步步找出這些實驗應該例子中的特徵，執行數學資料統計，達到有效的診斷分析。

陳卓昌工程師介紹喬崴進科技股份有限公司多年來的研究過程與結果，結合經驗累積下的調整與工程手法進行產品之驗證，期望能做出機台在結構剛性調整與控制器使用之SOP。同時配合軟體模擬機台的自然頻率與模態，並使用衝擊錘敲擊實機取得之實驗模態，再參閱實際切削加工紋路解釋機台振動之現象，最後做出改善。

本聯盟學術會員-吳建達教授講解主動控制:FXLMS Adaptive Control與Braodband Active Noise Control。隨後介紹以FXLMS適應性控制器知應用實例，並以隨機合成噪音、風扇噪音、引擎排氣噪音來做為噪音源。而吳教授也在演說中強調，一個答案所需的角度不同，呈現的方式也會不同。舉例來說，不同角度就如傅立葉轉換、Time Domain等不同的面向去看一個同樣的答案，會因不同的面向而呈現出想得到的資訊。

黃仁龍專案經理對於「衛浴產品噪音性要求」及「一般居家常出現的水龍頭噪音」進行探討。首先介紹水龍頭的構造、溫控水元件、性能法規等，接著說明如何利用實驗室裡的試驗設備進行噪音聲學探討。簡報中詳細分項列出量測方法，將水龍頭與混合閥安裝、線上閥安裝、特殊器具安裝等操作條件，有條理的在殘響室裡執行。

本聯盟北部據點召集人-李春穎教授則介紹吸振器原理與半主動式吸振器。首先介紹智慧型材料，此材料能以外加訊號控制材料性質（剛性、阻尼、黏度等），也可產生作動(actuating)材料或材料系統。吸振器原理是在主要的物件上加上一彈簧，並連結一質量，讓兩物件有相同頻率，使加上的物件可吸收振動，達到減振的效果，如台北101的阻尼器。而半主動式吸振器，採多自由度的設計，可以吸收多方向的振動，且「智慧型材料半主動式吸振器」設計機構簡單、控制穩定性高，較一般被動式吸振器有更大操作頻寬，更具有應用之潛力。

「振動噪音產學技術聯盟」專員於現場與該聯盟E類設備端會員【山衛科技股份有限公司】、【虎門科技股份有限公司】、【皮托科技股份有限公司】互動、交流，並邀請會場有興趣的各界先進加入「振動噪音產學技術聯盟」，期盼透過聯盟橋接、媒合、擴散運作機制，推廣各界技術研發能量，使國內產、官、學界共享共榮。聯盟辦理此次辦理【機械振動噪音之分析與設計實務研討會】研討會圓滿閉幕。

活動照片：

黃宜正教授主講振噪訊號分析工具機螺帽預壓與牙科手機軸承

吳天堯教授主講【振動訊號之時頻分析於機器故障診斷應用】

吳建達教授主講【主動式噪音控制之原理與應用】

李春穎教授主講【使用智慧型材料之半主動式吸振器的設計與應用】

黃仁龍工程師【夜深人靜 惱人的水龍頭噪音】

2015機械振動噪音之分析與設計實務研討會現場