2019 年 12 月出版
科儀新知 第 221 期
智慧機械專題
加速規與溫度感測器 [ HTML 全文 ] [ 下載 PDF ]
鄭志鈞, 程文男, 邱昱阩, 陳韋任
隨著科技的進步與發展，人們對於「製造」的需求早已不僅止於自動化生產。然而，無論是設備異常偵測、零組件使用壽命預估甚至是工具機聯網製造，感測器都扮演著不可或缺的腳色，例如：想要知道工具機加工過程中為何有異常振動，就必須仰賴加速規量測振動訊號來進行分析；想要知道溫度變化對於機台熱變形的影響，就必須透過位移感測器與溫度感測器來所量測之數據來建立熱變位誤差模型。本文將介紹兩種常用的感測器－振動、溫度感測器，並敘述其應用於工具機狀態監測之使用情境。
工業 4.0 與智慧製造的關鍵技術：工業物聯網與人工智慧 [ HTML 全文 ] [ 下載 PDF ]
洪哲倫, 張志宏, 林宛儒
工業 4.0 以及智慧製造已經是現代製造產業鏈的發展趨勢，然而這其中有兩個不可以或缺的技術-工業物聯網與大數據分析。經由工業物聯網技術收集在生產環境以及生產機具上各式感測器大量數據，透過人工智慧技術進行大數據分析，貼近生產環境以及生產機具的狀態，藉此可以提高生產效能、降低成本、以及提供更為安全的生產環境。工業物聯網結合人工智慧後所帶來的效益，將造成爆發性的成長。
機械工廠內之異質機臺連網整合與應用 [ HTML 全文 ] [ 下載 PDF ]
李維楨, 鍾俊輝, 劉孟昆, 郭重顯, 項天瑞, 楊朝龍, 羅乃維
在工業 4.0 的推動下，智慧製造及智慧工廠的概念遍植於臺灣的工業界。大家期待智慧工廠對環境的改變能夠自動回應，並收集工廠中生成的大量資訊以進行資料分析。為了實現這一點，如何在工廠內連接各式機臺是當務之急。在本研究中，我們使用了各種通訊的方法來連接各式機臺，並在生產過程中監控機臺，以收集機臺資訊，並將其上傳到雲端伺服器。在應用的部份，本研究中將機臺進行線上量測所取得的量測資料用來進行誤差補償，可降低標準差達 30 % 以上。
強化學習應用於深孔機加工參數優化 [ HTML 全文 ] [ 下載 PDF ]
陳國榕, 張晉蒝, 李慶鴻
加工產品的製程中，加工參數對於產品成品的加工品質有相當大的影響，通常需要選擇一組適合的參數來達到指定的加工品質。這樣的工作往往需要仰賴少數有經驗的老師傅或一份鉅細靡遺的加工操作手冊才能進行，要不然就只能透過反覆的試誤來試出希望的組合。隨著人工智慧時代的來臨，本文介紹透過強化學習 (reinforcement learning) 實現了自動加工參數調整的方法來找到需求的加工品質。此外，本文也採用多目標演算法提供了一個針對多性能指標的性能偏好選擇方式，並將結果實際在深孔放電加工 (hole drilling electric discharge machining, HEDM) 機台上驗證。
工業用機器人控制技術簡介 [ HTML 全文 ] [ 下載 PDF ]
游鴻修, 蕭欽奇
機器人控制器是機器人的大腦，其功能為發布和傳遞動作指令，其核心為控制演算法及應用軟體開發。因此，機器人控制器的發展扮演關鍵核心技術的角色。在本文中，將針對國際上最新的機器人相關資訊與趨勢進行介紹，並且整理工業用機器人控制器之重要功能與相關規格，以及面臨智慧製造發展下，機器人技術的發展趨勢做說明，讓有興趣開發或使用工業機器人控制系統之讀者，可以有一概略性之了解，提供國內相關單位在機器人研發上參考。
工具機主軸熱變位預測技術 [ HTML 全文 ] [ 下載 PDF ]
盧亦軒, 劉德葳, 洪茂棋, 蔡孟勳
一般而言，CNC 工具機以達到高速高精度為目標，影響加工精度方面原因很多，其中熱變位的影響約佔了整體誤差的 50% 以上。因此，預測熱變位以及進行補償就成為工具機達到高精度的重要因素之一。本文首先量測在不同主軸轉速工況下，各鑄件的溫度變化趨勢以及刀尖點與平台之間相對位移量，接著建立一套溫度計的排序與篩選機制，找出關鍵的溫度量測點，最後透過類神經網路建立機台主軸的熱變位補償模型，用於驗證本文建立之溫度計排序與篩選機制，並能提高熱變位補償模型的預測精度。
航太零件難削材之智慧製造技術 [ HTML 全文 ] [ 下載 PDF ]
李政男, 謝旻璋
航空產業向來具備嚴格品質系統認證及高複雜之整合技術，世界各國均以航空產業作為國家產業技術能力指標。依航空器零件組成成本而言，發動機約佔其中 27%，僅低於機身的 38%。波音 757 的發動機以鈦合金 (titanium) 38% 與鎳基合金 (nickel) 37% 為主要材料製成。如無這些材料，噴射引擎將無法操作在所需要的條件。然而，鈦合金、鎳基合金等材料，在高溫時有良好的機械性質，使得該材料在切削加工時，切削力大，散熱速度慢、導致高的刀具溫度、以及材料加工硬化，因而難以有效率的進行切削加工，特別是在具有複雜扭轉曲面且薄板特徵的超合金葉輪，其技術難度更深，因此相關航太業者對其切削製程技術有迫切的需求。基於此，本文以難削材製程技術為主軸，介紹傳統切削加工與非傳統加工之發展，並探討智慧製造技術於航太產業之應用。
應用於晶圓級氣體感測器之高效能點測設備開發 [ HTML 全文 ] [ 下載 PDF ]
陳銘福, 林儀豪, 陳志文, 陳柏睿, 林郁欣, 卓文浩, 陳建霖, 柯志忠
量測設備可提供在晶圓階段的氣體感測器晶粒的高效能電性量測，不需經封裝製程即可得知每顆氣體感測器之性能與品質，可大幅縮短感測器開發的試驗週期及有效提高整體生產效能。系統設備整合 (1) 可導入多種不同氣體成分及提供不同濃度之真空腔供氣系統；(2) 自動光學對位系統；(3)線陣列探針點測裝置；(4) 整合加熱裝置的晶圓吸盤等設計。可提供具有高效能之晶圓級氣體感測器的電性點測與品質分級，以 1 X1 mm 晶粒的 6" 晶圓 (約 17.6 K 顆) 為例，量測設備可在 30 分鐘內完成電性量測 (點測 10 顆／次)，其點測效能為現有市售設備 (點測 1 顆／次) 的 10 倍以上。
