17 吋鍛造鋁圈的 NC 優化：HiNC 的進給優化讓兩次裝夾少 45 %，精修道保留原進給¶
17 吋鍛造鋁圈是一個 AI 代理 (agent) 只用三個公開的安裝尺寸數字自己設計、自己寫程式的一體 6061-T6 輪圈：兩次裝夾、六支 Fanuc G43.4 程式，由 HiNC 從代理的五軸刀位點寫回，重播時和刀位點切得一模一樣。六支程式合計 17 分 25 秒。這一頁，代理把這些通過驗收的程式交給 HiNC 的進給優化，問的是工程師拿到結果之前會問的事：能省多少時間、對精修道做了什麼、有沒有哪一行反而比原程式慢。
三個版本都在 HiNC 3.2.45 上以 0.5 mm 的網格，對整個輪圈優化並重播。V1 每一道都優化：9 分 36 秒，少 44.9 %，主軸最高用到連續額定的 0.925；但在精修側銑上刀具也彎得更多，最大的一步從 94.4 µm 變成 140.2 µm。V2 把最後一圈精修側銑與每個背面減重槽的槽底層保留原進給：10 分 01 秒，少 42.5 %，這些道次一步一步照原程式重播，保護它們只花 25.7 秒，是節省量的 5 %。V3 再加上 HiNC 的原始進給率下限 100 %，沒有任何一步比原程式慢：9 分 40 秒，少 44.5 %，保住 V1 節省量的 99 %，精修完全沒動。精修道用保留原進給，而不是用目標切削力壓住，因為在這個五軸側銑上，HiNC 的目標切削力沒有壓住力。
省下的時間大半來自代理替每把刀訂的每刃進給上限，那是鋁用刀具的常用值，不是刀具廠的資料：粗加工刀有 86 % 的切削步、其他刀具幾乎每一步，決定進給的都是上限，而不是主軸。這裡的一切都是仿真，沒有切過任何輪圈。
V1 優化後的粗加工程式（T1，Ø20 mm 端銑刀，從 85 mm 熱縮刀把伸出 60 mm）切完窗 0，壁面依切出它那一步的主軸功率比上色，0 到 0.7：由黃到紅，轉角到 0.667 的目標。HiNC 3.2.45、0.5 mm 網格；程式播在 72° 扇區的毛胚上，窗 0 的切削與整個輪圈相同（難題 8）。
| 在 HiNC 3.2.45 上量得，整個輪圈 0.5 mm | 原程式 | V1，每一道都優化 | V2，精修道保留原進給 | V3，V2 且不比原程式慢 |
|---|---|---|---|---|
| 加工時間，兩次裝夾 | 17:25.1 | 9:35.5（−44.9 %） | 10:01.1（−42.5 %） | 9:39.7（−44.5 %） |
| T1 粗加工的主軸功率，對短時／連續額定 | 0.650／0.886 | 0.678／0.925 | 0.678／0.925 | 0.678／0.924 |
| 最高的刀具應力，對降伏的比例 | 0.367（T5） | 0.333 | 0.333 | 0.367（T5，被下限撐住） |
| T2 最後一圈精修側銑，XY 刀尖撓曲，最大／第 99 百分位 | 94.4／62.4 µm | 140.2／70.1 µm | 94.4／62.4 µm | 94.4／62.4 µm |
| T6 減重槽槽底層，XY 刀尖撓曲，最大／第 99 百分位 | 65.2／39.9 µm | 82.5／57.9 µm | 65.2／39.9 µm | 65.2／39.9 µm |
| 銑削面落在設計 ±0.3 mm 內，OP30／OP40 | 99.98 %／100 % | 99.98 %／100 % | 99.98 %／100 % | 99.98 %／100 % |
| 伺服器時間，兩次裝夾的優化播放與重播 | — | 821 秒 | 826 秒 | 806 秒 |
| 記憶體峰值，OP30 的優化播放 | — | 24.1 GiB | 23.8 GiB | 22.8 GiB |
案例¶
輪圈本身的案例頁講代理怎麼設計輪圈、寫刀路，並讓兩次裝夾通過驗收；這一頁從那一頁結束的地方開始。代理拿到的是：
- 六支通過驗收的程式：HiNC 由代理的刀位點寫回的 Fanuc 程式，OP30 四支（正面朝上：T1 粗銑五個輻條窗、T2 五軸側銑窗的 7° 拔模壁、T3 鑽螺栓孔、T4 做 60° 錐座），OP40 兩支（翻面：T6 從輪桶內側銑五個背面減重槽、T5 在 B 72.5° 鑽氣嘴孔），分別是 13 分 13.6 秒與 4 分 11.5 秒。驗收時沒有碰撞、主軸在額定內，銑削面落在設計的 −0.178 到 +0.031 mm 之間。
- 那個案例的機台、主軸與刀具：通用的工作台 C 軸／擺頭 B 軸五軸機，合成的 15,000 rpm 主軸（連續 22 kW、短時 30 kW），以及六把裝在真實比例刀把上的通用刀具。
- 要求：以既有案例為基礎，做 HiNC NC 優化的實作案例，由 HiNC 的產品擁有者提出。
沒有任何資料寫明的：
- 這幾把刀能跑多快。 刀具是通用的，所以沒有刀具廠的每刃進給上限。每把刀拿到的上限是代理的選擇，而它決定了大半的結果。
- 哪幾道是精修。 程式裡沒有這種標記。代理從自己的 CAM 知道：T2 在每個窗的第二圈是最後的精修側銑，每個背面減重槽的最後一層把槽底與側壁精修到尺寸。
- 網格讀不讀得到精修留量：側銑留 0.4 mm、槽留 0.3 mm，都在優化所用的 0.5 mm 網格之下。
代理建了什麼¶
每個值都標明是讀取（來自程式或案例）、推得（由它們算出）、自選（代理的選擇）或預設（照留 HiNC 的預設）。
三個版本，每個版本在每次裝夾各有一次優化播放與一次重播。優化播放播的是原程式，每支程式前面放一個 NC 優化設定，播完寫出優化後的檔案，所以它的逐步結果就是「優化前」。重播在同一台機台、同一個網格上播優化後的程式，它的逐步結果就是「優化後」。合計十二次整輪播放。
| 版本 | 改了什麼 | 回答什麼 |
|---|---|---|
| V1 | 每支程式都優化，精修道也包括在內；設定與輪圈案例頁相同 | 在這些上限下，HiNC 的優化能省掉多少時間 |
| V2 | V1，但 T2 的五圈最後精修與 T6 五個槽的槽底層保留原進給 | 保護精修要付出多少 |
| V3 | V2，再加原始進給率下限 100 %：沒有一步比原程式慢 | 在「程式只准變快」的規則下，收益還剩多少 |
放在每支程式前面的 NC 優化設定：
| 設定 | 值 | 來源 |
|---|---|---|
| 進給優化、重新插值 | 開 | 自選 |
| 前進、側向與深度補償 | 關 | 自選：補償不在這次研究內 |
| 主軸功率與扭矩安全係數 | 1.5：目標是短時額定的 67 %，輸入 20 kW，低於 22 kW 的連續額定 | 預設 |
| 刀具應力 | 刀具自己的優化限制，安全係數 3：應力守在降伏的三分之一；執行內容層自己的降伏與熱降伏係數為 0，關不掉刀具那一層 | 預設（刀具）、自選（執行內容） |
| 目標切削力 | 無（Infinity） |
預設 |
| 進給率，最低與最高 | 300 與 20,000 mm/min | 自選：HiNC 預設的最低值 1 mm/min 不是切削進給 |
| 沒有切削的區段所用的進給 | 20,000 mm/min | 自選 |
| 進給變化的加速度 | 1,000 mm/s² | 自選：預設的 10 mm/s² 會把每一次變速攤到幾百毫米上 |
| 切削前後的延伸距離 | 2 mm 與 2 mm | 預設 |
| 進給率指派比例 | 0.01 | 預設 |
| 原始進給率下限 | V1、V2 關；V3 開，比例 100 % | 預設（關）、自選（V3） |
| 每刃進給上限 | 每把刀各自，見下表 | 自選 |
| 網格 | 加工與毛胚都是 0.5 mm | 自選：與輪圈案例頁的優化同一個網格，兩者才能直接比較（難題 3） |
每把刀自己的優化限制，在每次播放前以 PUT api/Cutter/{id}/opt-limit 送出，並讀回記進執行紀錄：開啟優化、降伏安全係數 3、最小切屑厚度與後角限制開啟、不設最小每刃進給，以及下表的上限。這些上限是碳化鎢端銑刀與鑽頭加工鋁的常用值，不是這幾把刀的廠商資料；每一個都和程式本身已經下的每刃進給並列：
| 刀具 | 程式的每刃進給（F ÷ 轉速 ÷ 刃數）——推得 | 上限——自選 | 上限 ÷ 程式值 |
|---|---|---|---|
| T1 Ø20 端銑刀，3 刃，12,000 rpm | 0.119 mm（F4300）；吃刀寬時 0.072 mm（F2600）；螺旋下刀 0.056 mm | 0.18 mm | 1.5 |
| T2 Ø12 端銑刀，3 刃，15,000 rpm | 0.080 mm（F3600）；進刀與退刀 0.022 mm | 0.10 mm | 1.25 |
| T3 Ø15 鑽頭，2 刃，6,000 rpm | 0.125 mm（F1500） | 0.15 mm | 1.2 |
| T4 Ø25 60° 錐座刀，2 刃，4,000 rpm | 錐座 0.050 mm（F400）；穿過孔的段 0.150 mm（F1200） | 0.05 mm | 1.0 |
| T6 Ø12 端銑刀，3 刃，14,000 rpm | 0.060 mm（F2520）；下刀 0.029 mm（F1200） | 0.10 mm | 1.67 |
| T5 Ø11.3 鑽頭，2 刃，7,000 rpm | 0.100 mm（F1400）；以進給退出牆外 0.200 mm（F2800） | 0.14 mm | 1.4 |
T4 的上限等於錐座段的程式值，所以優化器只能把 T4 拉回這個值，不會超過它。
V2 與 V3 保留原進給的精修道——讀取自代理的 CAM。在每支程式的複本裡，T2 在五個窗各自的第二圈（每圈 936 行，從它的第一個 G01 到退刀）與五個背面減重槽各自到槽底的那一層（每層 124 到 128 行，從下刀的第一個 G01 到退刀），前後包上 (@@BeginPreserve();) … (@@^EndPreserve();)；代理的腳本確認了複本其餘每一行都和原程式相同。運動沒有改變，所以 V2 與 V3 的「優化前」和 V1 是同一次播放。
優化器不改的：快移、換刀，以及 G43.4／G49 那幾行。這個輪圈沒有鑽孔循環：鑽頭的程式寫成 G01 移動，所以和其他切削一樣被優化。
代理怎麼管理這件工作¶
- 先寫標準與設定。 九條標準與每個設定的來源，在第一次優化播放之前寫下，試跑也算在內。試跑改變了什麼，在 V2 第一次播放前寫在計畫旁，原文照留。
- 先修剪。 輪圈的 72° 扇區——一個窗、它的螺栓孔、氣嘴孔，以及兩個背面減重槽各半——先以 1 mm 走完整條流程（優化、重播、確認優化器真的改了進給、嵌入的目標確實落在精修道上），再以 0.5 與 0.25 mm 看網格讀不讀得到精修留量。十五次試跑播放，每次 20 到 230 秒、1.7 到 17.8 GiB。
- 每個版本整輪跑一次。 HiNC 3.2.45 的私有複本，跑在一台 32 執行緒、同時服務線上實例與其他代理研究的伺服器上。每次吃重的播放前都重啟實例、從檔案重新載入專案，前一次播放的設定就帶不過來；播放在和其他研究共用的鎖上排隊，伺服器可用記憶體有 40 GB 才開始，播放中每三分鐘做一次唯讀檢查，看警報、播到哪一行、接觸與負荷。檢查沒有發出任何警示。
- 設定讀回。 每次播放後，從實例讀回優化設定與每把刀的限制，和訊息、伺服器時間、記憶體一起保存在結果裡。
- 人在哪裡介入。 HiNC 的產品擁有者要以既有案例為基礎做 NC 優化的實作案例；版本、設定與標準都是代理自己定的。
第一次優化播放前寫下的標準；切削步指的是有接觸、且去料率大於 0.01 mm³/s 的步：
| # | 標準 |
|---|---|
| O1 | 每支優化後的程式都重播到結束，沒有新警報：沒有 Collided、沒有 Play-RapidCut--Detected、沒有行程警報，任何訊息槽都沒有錯誤；重播的每個警告都已出現在優化播放裡；每次優化播放優化的檔案數等於它的程式數 |
| O2 | 重播時每把刀至少 99 % 的切削步在目標內：短時功率比與扭矩比 ≤ 0.667、應力比 ≤ 0.333；而且每一步：功率比與扭矩比 ≤ 1、應力比 < 1、連續功率比 ≤ 1.05。V3 被下限撐在目標之上的步另計 |
| O3 | 形狀不變：HiNC 以 0.5 mm 匯出的零件，銑削面至少 99 % 落在設計的 ±0.3 mm 內，且第 1 與第 99 百分位各和原程式同網格的值相差在 0.05 mm 內 |
| O4 | 時間的預測：V1 −45 % ± 3 個百分點；V2 比 V1 慢，最多 40 秒；V3 不比 V2 慢，最多快 10 秒；時間照實記錄 |
| O5 | V2 與 V3 的精修道：切削步的最大 XY 刀尖撓曲 ≤ 原程式最大值 × 1.02，第 99 百分位 ≤ 原程式的 × 1.02；V1 只記錄；三者都和 0.2 mm 公差並列 |
| O6 | 空切的進給絕不落在料上：重播中指令進給 20,000 mm/min 以上的步沒有一步接觸；每把刀的接觸步數和原程式相差在 1 % 內；優化日誌的未接觸列和原程式的未接觸步相符；以 0.5 mm 優化、在 0.25 mm 重播的扇區程式，空切進給的步也不接觸 |
| O7 | 輸出檔真的被改寫，而且改寫乾淨：每個優化後的檔案都和原檔不同；程式操作的訊息沒有錯誤；記錄行數與進給範圍 |
| O9 | 是誰決定進給：每把刀的切削步依決定它的限制分類；預測 T1 約 86 % 頂到上限、14 % 是主軸功率，T2 與 T6 幾乎全頂到上限 |
計畫裡的第九條標準 O8，預測的是 HiNC 刀具撓曲模型本身的讀數，而不是優化做了什麼，這裡不重述。
難題¶
每一個都寫出情況、若沒發現會有的風險、怎麼發現、怎麼解決，以及證明解法成立的證據。
1. 五軸側銑上，目標切削力沒有壓住力¶
- 情況。 計畫原本用嵌在程式裡的目標切削力保護精修道：在每個精修區塊的第一行加上
(@@OptPreferedForce_N=…;)註解，到退刀再放開，讓優化器只在那裡壓住力，也就壓住撓曲。 - 風險。 照計畫用的話，V2 看起來是保護了精修，實際上精修照樣跑在上限，和 V1 一樣。
- 怎麼發現。 在 72° 扇區以 1 mm 試跑，嵌入的目標正好落在精修步上（T2 有 2,660 步、T6 有 1,954 步帶著它）。代理的檢查腳本接著拿優化前就已超過目標的每一步，比對優化器步級日誌裡力準則允許的每刃進給，和把那一步降到目標所需的值。
- 結果。 在 T2 的五軸側銑上，超過 343 N 目標的 228 步全部被允許到 0.10 mm 的上限（最大力 552 N）；把整支程式設成 300 N，超過的 3,414 步也全部被允許到上限，優化出的側銑程式除了註解之外和 V1 相同。三軸的刀具上，目標只部分有效：粗加工設 700 N，超過的 7,656 步裡仍有 768 步到 0.18 mm 上限；減重槽槽底層設 354 N，超過的 38 步裡有 2 步到上限，扇區重播在這一層的最大力是 399 N，原程式是 667 N，每一道都優化時是 891 N。
- 解決。 在 V2 第一次播放前寫在計畫旁：精修道改以
BeginPreserve()…EndPreserve()保留原進給，也就是計畫原本寫好的備案。 - 證據。 V2 與 V3 的精修道一步一步照原程式重播：T2 最後一圈精修同樣是 13,298 個切削步，最大撓曲 94.4 µm、第 99 百分位 62.4 µm，和優化前相同（標準 O5）。
窗 0 的 T2 最後一圈精修側銑。V1 把這一圈從 3,600 拉到 4,500 mm/min 的上限：6.2 秒而不是 8.2 秒，整圈都彎得比較多，進刀處最多。V2 與 V3 落在原程式的曲線上。
2. 只會壓到一步的目標規則¶
- 情況。 計畫從精修步自己的柔度推出目標切削力：允許撓曲是該道優化前最大的 XY 刀尖撓曲；加速到上限時預測會彎得比它多的每一步，各給出一個值，即允許撓曲除以該步的柔度，目標取其中最小者。
- 風險。 最大撓曲出在精修圈的進刀步，每刃 0.022 mm，於是允許值很高，這條規則只壓到一步。典型的精修步會多彎約 25 %，線性預測下第 99 百分位從 73 變成 92 µm，違反標準 O5。
- 怎麼發現。 代理的探索腳本跑在試跑的資料上。
- 解決。 和難題 1 一起改成保留原進給。這條規則在整輪給出的目標，T2 499 N、T6 562 N，照記而沒有使用。
- 證據。 O5 在第 99 百分位與最大的一步上都成立。
3. 比精修留量還粗的網格¶
- 情況。 研究用 0.5 mm，與輪圈案例頁的優化同一個網格；在扇區上，0.25 mm 的優化播放要 230 秒、17.8 GiB，0.5 mm 是 80 秒、6.5 GiB。精修留量在側銑是 0.4 mm、在槽裡是 0.3 mm。
- 風險。 網格可能把真正的切削讀成空切。優化器就會把那一段寫成給空切用的 20,000 mm/min，重播時以這個速度把刀推進料裡。
- 怎麼發現。 第一次播放前就寫進計畫的風險。
- 解決。 扇區兩種網格都跑：T2 的接觸步在 0.5 mm 是 5,306、在 0.25 mm 也是 5,306；T6 是 15,241 與 15,706，0.5 mm 少 3 %；精修撓曲的第 99 百分位與最大值，T2 是 62.3／87.2 µm 與 59.3／87.3 µm，T6 是 38.5／46.6 µm 與 36.8／44.8 µm。再把以 0.5 mm 優化的扇區程式在 0.25 mm 重播：T1、T2、T3、T4、T6 都沒有任何一步以空切進給碰到毛胚。
- 證據。 在整個輪圈上，以空切進給的步沒有去掉任何料（標準 O6、難題 6）。
4. 減重槽刀具的切削大半在下刀¶
- 情況。 原程式 T6 的 188.9 秒切削裡，有 136.5 秒是每刃 0.029 mm：代理自己的 CAM 寫下的、每一層都以 3° 螺旋下刀的 F1200，多數層深 4 mm、128 行。優化器把這些步提到 0.10 mm 的上限，4,200 mm/min。這就是 V1 裡 T6 −54 % 的大半。
- 風險。 封閉槽裡的下刀是切屑最難出去的地方，而模型看不到排屑。若當成單純的收益，這 54 % 會高估工廠願意接受的程度。
- 怎麼發現。 每把刀依時間加權的每刃進給直方圖。
- 解決。 照實寫出，並附上工廠會採取的做法：給下刀另訂一個上限，或像精修道一樣保留原進給。V2 與 V3 裡，進入槽底層的那一段下刀已經包含在精修區塊中一起保留。
- 證據。 下圖：T6 原程式的時間落在 0.029 mm（下刀）與 0.060 mm（分層切削），V1 的落在 0.10 mm 上限。
切削步的每刃進給，依時間加權，原程式與 V1。點線是每把刀的上限。T1 原程式的時間分散在 0.056、0.072 與 0.119 mm；V1 幾乎全部移到 0.18 mm。T3 在 0.033 mm 的柱，是鑽頭入料時的後角限制。
5. 「只准變快」的下限，省下的時間是預測的兩倍¶
- 情況。 標準 O4 預測 V3 不比 V2 慢、最多快 10 秒。V3 實際快了 21.5 秒。
- 風險。 不看分解的話，會以為這個下限只會讓時間變長，或把這個落差當成雜訊。
- 怎麼發現。 V2 與 V3 逐支程式的時間。
- 解決。 判定照原文：V3 的 O4 沒有過。分解如下：下限拿掉了鑽頭入料時的變慢（T3，−2.3 秒）以及 T4 穿孔段被拉回錐座上限的那幾段（−2.8 秒），也讓平滑化不能把 T1 與 T6 的進給過渡拖到原進給以下（−9.0 秒與 −7.3 秒）。它還讓每一層第一個接觸步的那幾行，不再寫成 300 mm/min 的下限（見下文結果）。
- 證據。 下圖：在 T1、T3 與 T4 上，三個版本中都是 V3 最快。
各程式的時間對原程式。只有 V1 與 V2 讓程式比原程式慢，Ø15 鑽頭慢 9 %；只准加快的 V3 在那裡反而快 11 %。
6. 量錯東西的標準¶
- 情況。 標準 O6 要求每把刀的接觸步數和原程式相差在 1 % 內。一步是主軸轉一圈，所以程式變快，步數就變少：T1 的 129,623 步變成 84,307 步。它的第一條照字面也不成立：每次重播，氣嘴孔鑽頭退出那一行都有一步以空切進給讀到接觸，但沒有去料、也沒有力。
- 風險。 照原文判，這條標準會把一支變快的程式當成切削不見了。
- 解決。 照原文判為沒過，另外以別的方式核對它的本意：每支程式的去料體積（去料率乘以步時，逐步加總），和原程式相差在 −1.5 % 到 +1.1 % 之間；以空切進給的步沒有去掉任何料；而優化日誌的未接觸列加上快移步，六支程式都正好等於原程式的未接觸步。
- 證據。 結果中的去料表。
7. 五次播放共用一次鎖¶
- 情況。 每次吃重的播放都在和其他代理研究共用的鎖上排隊；有一次排在另一個研究的播放後面等了 986 秒。
- 風險。 一次一次排的話，剩下的五次播放要拖上一到兩小時。
- 解決。 五次播放在同一次持鎖中接連跑完，約 16 分鐘。
- 證據。 每次播放的紀錄都保存了排隊時間。
8. 同一個視角的優化前後¶
- 情況。 圖要在優化前後從同一個鏡頭拍同一處，刀把入鏡，刀具停在同一點，而且不想為每張圖都播一次整輪。
- 解決。 把整輪的 T1 程式——原程式與 V1 的——播在 72° 扇區的毛胚上，窗 0 的切削與整輪相同；之後各接上同一段只在空氣中移動、把刀具送到拍攝姿態的短程式。
- 證據。 這裡與本頁開頭的畫面：同一個鏡頭，壁面依切出它的那一步上色。兩次畫面播放分別花了 125 秒與 95 秒。
優化前：原程式在窗 0，依主軸功率比上色，0 到 0.7。壁面大多是綠色，約 0.45；與頁首 V1 優化後的畫面對照。
優化前，依每刃進給上色，0 到 0.18 mm：程式的 0.119 mm，吃刀寬時 0.072 mm。
V1 優化後，同樣的上色：幾乎每一步都在 0.18 mm 上限，只有主軸功率目標壓住進給的那個轉角比較低。
結果與效益¶
在 HiNC 3.2.45 上、整個輪圈以 0.5 mm 量得。標準是第一次優化播放前寫下的那幾條。
| # | 判定 | 量得 |
|---|---|---|
| O1 | 通過 | 十二次播放都跑到結束。六次重播：沒有 Collided、沒有 Play-RapidCut--Detected、沒有行程警報，四個訊息槽都沒有警告或錯誤。每次優化播放寫出的檔案數都等於它的程式數。十二次播放裡唯一的警告在 V3 的 OP40 優化播放：NcOpt-Feed--SourceFloorOverTarget，一步（降伏），是下限預期會有的報告 |
| O2 | 通過 | 超過目標的切削步：T1 在 V1 與 V2 是 0.066 %、V3 是 0.26 %，其他刀具都是 0 %；沒有一步的功率比或扭矩比超過 1，也沒有一步的應力比達到 1；連續功率比最高 0.925。另計：V3 的氣嘴孔鑽頭有 57 步中的 2 步在降伏的 0.367，是原程式自己的值，被下限撐住 |
| O3 | 通過 | 銑削面落在 ±0.3 mm 內：OP30 每個版本都是 99.98 %，和原程式是同樣的五點低於 −0.3 mm（最低 −0.366 mm，在 0.5 mm 網格削圓的稜邊上）；OP40 是 100 %。第 1 與第 99 百分位和原程式相差在 0.0003 mm 內 |
| O4 | V1 通過、V2 通過、V3 沒過 | V1 −44.9 %（預測 −45 ± 3）；V2 比 V1 慢 25.7 秒（預測最多 40 秒）；V3 比 V2 快 21.5 秒（預測最多 10 秒；難題 5） |
| O5 | 通過（V2、V3） | T2 最後一圈精修，最大／第 99 百分位 XY 刀尖撓曲：原程式 94.4／62.4 µm，V1 140.2／70.1 µm，V2 與 V3 94.4／62.4 µm；T6 槽底層：65.2／39.9 µm，V1 82.5／57.9 µm，V2 與 V3 65.2／39.9 µm。全部低於 0.2 mm 公差 |
| O6 | 照原文沒過，本意通過 | 難題 6 |
| O7 | 通過 | 18 個優化後的檔案都和原檔不同；沒有程式操作的訊息；行數與進給範圍見下文 |
| O9 | 通過 | 與預測相同；見下表 |
逐支程式的時間（模擬秒數，不含換刀與上下料；合計取自播放本身的結束時間，所以 V2 各程式四捨五入後加起來比它的合計多 0.1 秒）：
| 程式 | 原程式 | V1 | V2 | V3 |
|---|---|---|---|---|
| T1 Ø20 粗加工 | 685.4 | 369.5（−46 %） | 369.5（−46 %） | 360.5（−47 %） |
| T2 Ø12 側銑 | 86.5 | 66.7（−23 %） | 76.7（−11 %） | 76.7（−11 %） |
| T3 Ø15 鑽頭 | 11.2 | 12.2（+9 %） | 12.2（+9 %） | 9.9（−11 %） |
| T4 60° 錐座刀 | 10.5 | 10.0（−5 %） | 10.0（−5 %） | 7.2（−32 %） |
| T6 Ø12 背面減重槽 | 248.3 | 114.4（−54 %） | 130.1（−48 %） | 122.8（−51 %） |
| T5 Ø11.3 氣嘴孔鑽頭 | 3.2 | 2.7（−16 %） | 2.7（−16 %） | 2.6（−17 %） |
| 兩次裝夾 | 17:25.1 | 9:35.5（−44.9 %） | 10:01.1（−42.5 %） | 9:39.7（−44.5 %） |
整個輪圈，依程式。T1 粗加工佔原程式時間的三分之二，也是大半的節省。
V1 的時間省在哪裡。 V1 省下的 469.6 秒，接觸零件的步佔大半，空中的移動佔其餘；沒有切削的區段，優化器以給空切用的 20,000 mm/min 送出：
| 刀具 | 接觸零件的步 | 空中的步 |
|---|---|---|
| T1 | −244.2 秒 | −71.8 秒 |
| T6 | −112.1 秒 | −21.8 秒 |
| T2 | −14.5 秒 | −5.2 秒 |
| T3 | +0.6 秒 | +0.4 秒 |
| T4 | +1.9 秒 | −2.5 秒 |
| T5 | 0.0 秒 | −0.6 秒 |
V1 對原程式，逐支程式。有三處反而變慢：Ø15 鑽頭入料時，鑽尖剛進入，後角限制把每刃進給壓在 0.033 mm（391 mm/min）；錐座刀以 F1200 穿過孔、已經碰到孔緣的那幾段，被拉回 0.05 mm 的上限，也就是 400 mm/min；以及每個新層的第一個接觸步，寫成 300 mm/min 的下限。
負荷怎麼變。 V1 各程式切削步的峰值，優化前與優化後：
| 程式 | 主軸功率，短時 | 連續，優化後 | 扭矩，優化後 | 應力，對降伏 | 最大力 | XY 刀尖撓曲，第 99 百分位／最大 | 頂到上限的步 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T1 Ø20 粗加工 | 0.650 → 0.678 | 0.925 | 0.378 | 0.150 → 0.207 | 919 → 1,253 N | 47.9／53.6 → 66.6／74.1 µm | 86.4 % |
| T2 Ø12 側銑 | 0.278 → 0.375 | 0.512 | 0.186 | 0.251 → 0.333 | 551 → 715 N | 81.8／101.4 → 94.6／140.2 µm | 99.7 % |
| T3 Ø15 鑽頭 | 0.305 → 0.362 | 0.493 | 0.145 | 0.033 → 0.039 | 456 → 530 N | 0.0／4.5 → 1.0／2.8 µm | 94.5 % |
| T4 60° 錐座刀 | 0.172 → 0.172 | 0.234 | 0.050 | 0.009 → 0.009 | 118 → 59 N | 0.39／0.39 → 0.22／0.22 µm | 100 % |
| T6 Ø12 背面減重槽 | 0.433 → 0.541 | 0.738 | 0.236 | 0.264 → 0.333 | 820 → 1,013 N | 34.3／65.2 → 49.6／82.5 µm | 99.85 % |
| T5 Ø11.3 氣嘴孔鑽頭 | 0.164 → 0.224 | 0.306 | 0.083 | 0.367 → 0.332 | 498 → 451 N | 104.6／111.6 → 107.8／108.4 µm | 76.8 % |
撓曲是 HiNC 刀具樑模型的讀數，不是量測。這一案沒有設目標切削力，所以優化器守的是功率、扭矩與應力，不是力：用功率不多的切削被加速之後，最大力就上升，T1 升了三分之一。V2 與 V3 裡 T6 的峰值維持原程式的值（0.433 與 820 N），因為它最重的幾步在保留原進給的槽底層裡。
整個 OP30，每 0.5 秒的最大主軸輸入功率。V1 把粗加工壓平在 20 kW 的目標上，也就是主軸輸入功率在短時額定的 67 %，這次裝夾在 7:38.4 結束，而不是 13:13.6。
窗 0 的 T1：主軸允許的地方，V1 都跑在 0.18 mm 的上限、6,480 mm/min，功率碰到 20 kW 目標時才減速：74.6 秒而不是 137.7 秒。掉到 300 mm/min 的兩處，是新一層的第一個接觸步。
是誰決定了進給。 優化器會為每一步寫出每個限制各允許多少每刃進給；最低的那一個就是這一步的。這幾次播放都開著平滑化，平滑化會把相鄰的步帶進日誌記下的值，所以下面的比例是日誌記下的限制，而不是關掉平滑化、一步一步單獨測出的。V1 的切削步依決定它的限制分類：
| 刀具 | 切削步 | 每刃進給上限 | 主軸功率 | 刀具應力 | 後角 | 其他 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 129,608 | 86.4 % | 13.6 % | — | — | 最低進給 0.07 % |
| T2 | 26,525 | 99.7 % | — | 0.3 % | — | — |
| T3 | 655 | 94.5 % | — | — | 5.5 % | — |
| T4 | 225 | 100 % | — | — | — | — |
| T6 | 45,520 | 99.85 % | 1 步 | 1 步 | — | 最低進給 0.12 %、主軸扭矩 13 步 |
| T5 | 56 | 76.8 % | — | 21.4 % | 1.8 % | — |
V3 裡，下限決定了 T4 的全部 225 步、T1 的 20 步、T6 的 12 步與 T5 的 1 步，而且沒有任何一行寫成 300 mm/min 的下限。
決定每個切削步進給的限制，取自優化器的步級日誌。V2 與 V3 只計入優化器求解的步：它們保留的精修道不在日誌裡。
每一步離它的目標有多近。只有 T1 是主軸在管；T5 有五分之一的步、T2 有少數幾步是刀具應力在管，到 1；其餘停在上限，遠低於 1。T5 在原程式與 V3 都到 1.10，下限把兩步撐在原進給，應力是降伏的 0.367。
精修道。 精修道切削步的 XY 刀尖撓曲與力：
| 精修道 | 原程式的切削步 | 原程式 | V1 | V2 | V3 |
|---|---|---|---|---|---|
| T2 最後一圈精修側銑，最大／第 99 百分位撓曲 | 13,298 | 94.4／62.4 µm | 140.2／70.1 µm | 94.4／62.4 µm | 94.4／62.4 µm |
| T2 最後一圈精修側銑，最大力 | 512 N | 715 N | 512 N | 512 N | |
| T6 減重槽槽底層，最大／第 99 百分位撓曲 | 6,555 | 65.2／39.9 µm | 82.5／57.9 µm | 65.2／39.9 µm | 65.2／39.9 µm |
| T6 減重槽槽底層，最大力 | 820 N | 1,013 N | 820 N | 820 N |
精修道的撓曲，超過某值的切削步比例。點線是原程式最大的一步；兩把刀的 V1 都超過它，V2 與 V3 落在原程式的曲線上。
形狀。 每次裝夾後 HiNC 匯出的零件對設計，以 0.5 mm：
| 零件，銑削面 | 取樣點 | 最低 | 最高 | 第 1 百分位 | 第 99 百分位 | 落在 ±0.3 mm 內 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OP30，原程式 | 24,643 | −0.3657 mm | +0.0061 mm | −0.0607 mm | +0.0032 mm | 99.98 % |
| OP30，V1 重播 | 24,643 | −0.3657 mm | +0.0073 mm | −0.0608 mm | +0.0035 mm | 99.98 % |
| OP30，V2 與 V3 重播 | 24,643 | −0.3657 mm | +0.0061 mm | −0.0607 mm | +0.0032 mm | 99.98 % |
| OP40，原程式與每一次重播 | 29,515 | −0.2684 mm | +0.0099 mm | −0.0186 mm | +0.0065 mm | 100 % |
車削面在每個版本都讀得一樣：OP30 的 275,357 點中有 10 點低於 −0.3 mm（最低 −0.392 mm）、2 點高於 +0.3 mm，OP40 的 270,485 點中 1 點低於、2 點高於；那是 0.5 mm 網格對車削毛胚的表示，輪圈 0.25 mm 的驗收在這些面上每次裝夾只剩一點超出 ±0.3 mm。
去了多少料。 標準 O6 的本意，逐支程式；去料體積是去料率乘以步時，逐步加總：
| 程式 | 原程式 | V1 | V2 | V3 | 以空切進給接觸的步、去料 |
|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 1,733,353 mm³ | +0.22 % | +0.22 % | +0.22 % | 無 |
| T2 | 65,229 mm³ | +0.60 % | +0.30 % | +0.30 % | 無 |
| T3 | 26,515 mm³ | +0.28 % | +0.28 % | +0.58 % | 無 |
| T4 | 4,036 mm³ | −1.54 % | −1.54 % | 0.00 % | 無 |
| T6 | 67,556 mm³ | +1.07 % | +0.90 % | +0.90 % | 無 |
| T5 | 586.5 mm³ | −0.99 % | −0.99 % | −1.09 % | 每個版本 1 步，0 mm³ |
優化後的檔案。 V1 的六支程式（優化器在重新插值進給的地方會把一行拆成幾行）：
| 程式 | 行數，原程式 → 優化後 | F 字數 | 寫出的進給 | 以空切進給的行 | 寫成 300 mm/min 下限的行 |
|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 30,992 → 38,513 | 10,162 | 300–20,000 mm/min | 106 | 10 |
| T2 | 9,404 → 9,542 | 182 | 1,809–20,000 mm/min | 20 | 0 |
| T3 | 49 → 75 | 36 | 391–20,000 mm/min | 5 | 0 |
| T4 | 39 → 44 | 10 | 400–20,000 mm/min | 5 | 0 |
| T6 | 5,110 → 5,435 | 378 | 300–20,000 mm/min | 59 | 14 |
| T5 | 21 → 29 | 9 | 1,247–20,000 mm/min | 2 | 0 |
V3 寫出的最低進給，就是每支程式自己的最低值——T1 2,000、T3 1,500、T6 1,200 mm/min——沒有任何一行在下限。
執行的代價，在共用的 32 執行緒伺服器上，伺服器時間與記憶體峰值：
| 播放 | V1 | V2 | V3 |
|---|---|---|---|
| OP30 優化播放（播原程式、寫出優化後的檔案） | 390.6 秒、24.13 GiB | 385.5 秒、23.82 GiB | 375.5 秒、22.77 GiB |
| OP30 重播 | 235.3 秒、5.91 GiB | 245.3 秒、6.19 GiB | 240.3 秒、6.06 GiB |
| OP40 優化播放 | 120.2 秒、6.98 GiB | 115.1 秒、6.95 GiB | 115.1 秒、6.11 GiB |
| OP40 重播 | 75.1 秒、5.08 GiB | 80.1 秒、5.33 GiB | 75.1 秒、3.78 GiB |
| 這個版本 | 821 秒 | 826 秒 | 806 秒 |
十二次播放合計 2,453 秒，41 分鐘；十五次扇區試跑每次 20 到 230 秒、1.7 到 17.8 GiB，0.25 mm 那次最大；兩次在扇區上的畫面播放是 125 秒與 95 秒。
對加工工程師。 一支主軸負荷原本就在額定內的五軸輪圈程式，HiNC 的優化在不改變形狀之下，把加工時間減少 44.9 %。在這個輪圈上，給每把刀的上限決定了大半，所以這些上限值得像切削參數一樣用心訂。有兩個設定讓結果可以送上機台：精修道保留原進給，在這裡只從 469.6 秒的節省裡少掉 25.7 秒；以及讓每一步都以原進給為下限，沒有一行變慢，還多省了 21.5 秒。步級日誌說出每一步是哪個限制決定的，依時間加權的直方圖說出時間省在哪裡：減重槽刀具的節省大半在下刀，工廠會另外壓住。
對老師或學生。 一支程式就說明了這次優化守住什麼——主軸功率、扭矩、刀具應力、上限——又沒守什麼：力，這裡沒有設目標切削力；撓曲，優化器本身沒有撓曲的準則；以及它留下的壁面。它也說明了上限、目標與下限怎麼一起決定一步，為什麼要保護精修道，為什麼一步就是一轉、變快的程式步數比較少，以及為什麼兩個模擬時間的比例才是可信的部分。
對評估這種做法的人。 從六支通過驗收的程式，到三個優化版本與它們的重播，用了十二次整輪播放、41 分鐘的伺服器時間、最多 24 GiB，再加十五次扇區試跑。代理先寫下標準，在試跑中發現目標切削力壓不住側銑，於是在那個版本開跑前就改了保護的方法，也照實寫出預測沒有命中的地方。留給工程師的，是上限與下刀。
誠實的限制¶
- 在這個五軸側銑上，目標切削力壓不住力。 優化前就已超過目標的步，仍被允許到完整的上限；在三軸的刀具上只部分有效。所以精修道是保留原進給，而不是用目標切削力壓住；優化器本身沒有撓曲的準則。
- 收益取決於代理的上限，那是碳化鎢端銑刀與鑽頭加工鋁的常用值，不是這幾把刀的廠商資料。
- 撓曲是 HiNC 刀具樑模型的讀數，這裡的去料幾何不包含它。 專案播放時 HiNC 的撓曲變換是關的，所以和設計的比對讀的是程式路徑，彎得更多的精修道在那裡不留痕跡；只有撓曲那幾欄看得到。
- 沒有建模的：排屑、顫振與表面粗糙度。 T6 的節省大半在封閉槽的下刀。
- 每一層的第一個接觸步寫成 300 mm/min 的下限——V1 裡 T1 有 10 行、T6 有 14 行——雖然那一步自己的力近乎零（T6 最多 0.19 N、T1 最多 0.41 N）：三個準則在那裡都停在下限。V3 的下限讓這些行保持原進給。
- 以腳本註解嵌入的優化設定，可能被優化器自己的行註記弄壞。 優化器若把它的
(src(...))註記接在帶有@@腳本的那一行後面，重播時會把註記讀成腳本的一部分，報出Script-Compile--Error。一次嵌入目標切削力的扇區試跑出現了一則與兩則；本頁的程式保留原進給的行是原樣複製，沒有這種註記。 - 時間是 HiNC 依程式進給的理想估計，不含加減速、前瞻與換刀：版本之間的比例可信，絕對時間不是現場的時間——見加工時間估算。
- 形狀以 0.5 mm 讀，稜邊會被削圓：OP30 低於 −0.3 mm 的那五點，在每個版本與原程式裡都一樣。
- 機台、主軸與刀具都是通用的，負荷來自 HiNC 材料庫 6061-T6 的係數；沒有在機台上量測任何東西。
讀者可以帶到自己案例的¶
- 優化前先標出精修道，沒有其他手段能保護它們時，就用
BeginPreserve()…EndPreserve()保留（見NC 優化工作流程的〈排除特定行不予優化〉）；這裡只花了節省量的 5 %。 - 確認上限真的有壓住。 拿步級日誌裡每個準則允許的進給，和那一步優化前的負荷比對；一個從不起作用的目標，看起來和起作用的一模一樣。
EnableDepthSplition開著（預設）時，目標切削力那一列若記的是該步原本的每刃進給，表示那一步被力目標釘在下限上，而不是放行。 - 讀每一步是哪個限制決定的。 若是你訂的上限，結果就只和你的上限一樣好。
- 讓驗證過的程式以自己的進給為下限。 在 100 % 時，原始進給率下限讓沒有一行比原程式慢，在這裡還省了時間，因為它讓平滑化不會低於原進給。
- 在相信精修道的優化之前，先拿網格對照精修留量：比較兩種網格的接觸，並在較細的網格上重播優化後的程式。
- 數標準真正要的東西。 去料體積說得出變快的程式是否還在切；步數說不出來。
- 看節省從哪裡來。 一把刀的時間被下刀進給佔掉大半，那是要回頭檢討的 CAM 決定，不只是可以收下的收益。
- 預留記憶體。 優化播放要的記憶體可能是它重播的好幾倍：OP30 在 0.5 mm 是 24 GiB 對 6 GiB，較短的 OP40 則是 7.0 對 5.1 GiB。
來源與授權¶
- 輪圈尺寸數字：ANKUSI Open Wheel Fitment Dataset: bolt pattern, centre bore and OE wheel specifications for 7,603 vehicle variants，ANKUSI Wheels 工程團隊，figshare，第 4 版，2026-09-20，https://doi.org/10.6084/m9.figshare.33921994。授權：CC BY 4.0。連結失效時的搜尋詞：
ANKUSI Open Wheel Fitment Dataset、figshare 33921994。 - 輪緣高度：德文維基百科，Autofelge，「Form J, entspricht einer Höhe von 17,3 mm」。
- 出處標示：「Wheel size numbers from the ANKUSI Open Wheel Fitment Dataset (ANKUSI Wheels engineering team, figshare, doi:10.6084/m9.figshare.33921994, CC BY 4.0). Wheel design by Tech Coordinate's agent.」資料集依現狀提供，不附任何保證。
- 使用與修改了什麼：只用了三個數字；CSV 本身沒有保留。輪圈設計、毛胚、夾具、機台、主軸、每一條刀路，以及這裡優化的程式都出自代理之手，見輪圈的案例頁。畫面是 HiNC 的仿真，圖表畫的是 HiNC 的逐步結果。本頁的一切都是仿真；沒有切過任何輪圈。