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作者:馬寧元、李新中精微壓力感測器之工業應用與市場發展與趨勢

作者:許耿禎、蔡易霖、謝明哲、郭榮浩、周哲宇、陳翰霖智慧型LCD面板傳輸機構自動化診斷系統

智慧型感測器隨著政府推動「兩兆雙星」及「機器人產業」的發展，成為政府急欲發展的關鍵零組件之一，但多數感測技術設計概念及其製造程序都是受到國外廠商專利的保護，造成了感測器市場的高門檻，成為國內產業界難以跨入的產業之一。面對國內多數自動化感測技術受到國外大廠專利保護及主導之困局，本文突破過去主要透過磁通量感應及光學接收技術的瓶頸，應用相關巨磁阻效應（GMR）、撓性磁帶、單晶片及無線傳輸等技術，設計一創新性非接觸式智慧型感測器，其具有構造簡單及成本低廉的優點，可達到具有微型化、低功率、不受雜訊干擾、靈敏度高、易安裝、不佔空間、低成本、可攜性（portable）、可即貼即量（plug-and-play）及可彈性安裝（flexible installing function）等優點，並初步應用至國內具高經濟價值的智慧型LCD面板傳輸機構自動化診斷系統上，當玻璃基板傳送過程發生異常偏移狀況，本系統可立即自動做出斷電停機的處置，並將異常訊號回報現場操作人員，避免生產線發生進一步破片需停機清理的危機，達到智慧型自動化故障監測與預警的目標，有效提升現場人力資源的運用，提升生產品質良率及設備稼動率。

作者:覺文郁工具機軌跡精度提升

動態循跡誤差（輪廓誤差）方面為影響工具機精密度的一項重要因素，此誤差主要是機器受到進給系統的指令下，循著一個2D或3D的指令曲線移動加工，在加工時實際切削路徑和指令路徑之間有著差異存在。動態循跡誤差主要是由機器的外界負載、摩擦力、慣性矩及CNC控制器的指令執行速度、加減速度控制、伺服控制特性等因素所造成。因此，為提升工具機之循跡精度，本計畫所提出2D與3D工具機軌跡精度補償系統，其主要由雷射二極體及位置感測器所設計組合而成，軌跡精度補償系統主要利用所量測之軌跡誤差，針對N/C code指令進行修改，與以往補償方式最大的不同在於無須考慮機台加減速的問題，預計將可補償工具機之軌跡精度至次微米等級。

作者:范光照、王志雄、王綜漢內藏式阿貝誤差補償系統：誤差補償器研製

數控工具機的位置回授控制均是採用位移感測器（光學尺或編碼器）的單感測系統，但是其位移感測器所裝置處的量測軸線永遠無法和切削刀具在加工空間的運動軸線同軸。眾所周知，各軸移動時具有基本的六自由度幾何誤差（三線性及三角度），其中偏角誤差更會因阿貝原理而放大，因此阿貝誤差是工具機定位誤差來源中主要的成因。

本研究利用微型自動視準儀偵測運動平台的俯仰度（pitch）、偏搖度（yaw）。另外，利用兩個四象限感測器配合角藕稜鏡，製作可量測兩維直線度及滾動度（roll）誤差之感測器，上述可整合成一套同時量測三角度（pitch、yaw、roll）量測系統。

因此本研究的阿貝誤差補償系統將結合現有NC控制器的單感測系統以及自製的多角度感測器組成多感測回饋補償系統（Multi-sensor feed-back compensation system），即時量測運動平台之偏角誤差與阿貝偏位量，從而可動態補償工具機的阿貝誤差。本研究以立式三軸工具機為對象，依此結構配置、位置回授方式（光學尺）、阿貝誤差，推導體積誤差公式，針對PC-based控制器發展阿貝誤差補償器，透過原點漂移的方式補償阿貝誤差。本系統可建立於PC-based控制器內，使得數控工具機具有內藏式阿貝誤差補償系統的功能。

實驗結果可知，以光學尺作位置回授，其定位誤差主要是阿貝誤差造成，經過阿貝誤差補償器的補償後，其定位誤差可有效提升80%以上，工具機的精度可大幅改善。

作者:黃緒哲、張巍瀚、林正彥嵌入式夾爪力量感測與即時控制技術

工業用機械手臂已廣泛應用於生產線上，夾爪需要夾持不同的物件，而不同的物件都有一定的受力容忍度，若不給予適當之力量監控，工件可能會被夾壞，或是無法正常夾起，因此如何控制手臂夾爪之夾持力量大小是一項很重要之主題。本文主要探討使用嵌入式微控制器作為核心之力量感測控制架構，配合自行設計的電路板與驅動電路，以及壓電感測材料，裝置於機器手臂之手爪上，達成以嵌入式晶片結合力量感測器之機械手臂力量控制。並建立機械手臂控制器與夾爪微控制器溝通之二位元通訊橋樑，使此系統可達成機械手臂具備挾持力量監控之物體夾取、搬運、放置自動化操作能力。

作者:張津魁、江博通、黃國唐、呂尚杰、張俊隆基於雷射之非接觸式平整度量測系統

一般塑膠成形等製程中，經常需對處理後之工件進行表面平整度的檢測，因此本論文發展出一種利用雷射所進行的非接觸式量測系統。其可避免傳統利用塞尺之接觸式量測方式所造成平台長時間頻繁接觸而導致精度的下降，以及檢測工件在檢測過程中發生碰撞與摩擦而產生工件刮痕的機會。同時也避免了人工介入判斷精度的問題，不會再有標準不一致的問題產生，可協助業者更準確的判斷工件的平整與否，進而提高產品的品質與良率。

作者:潘韋龍、彭彥嘉六軸機器人搭配力感測器的軸孔組裝工作

本文討論使用六軸機器人進行軸孔組裝的方法，使用標準的位置系統控制器搭配力感測器進行插件。在機器人進行插件過程中，將軸孔的相對位置誤差分成兩種等級，計算軸孔之間的摩擦力大小與方向，分析兩種誤差等級該有的應對方式。在過去的文獻資料中提到的作法效率不高，因為當機器人插件過程出現較大位置誤差時，必須回到初始位置重新插件，使得機器人工作效率低；本文提出一種更有效率的方法，可以連續修正機器人的位置誤差，甚至不需要中斷機器人正在進行的插件工作。

作者:柯文清、蘇瑞堯、劉彥辰、劉昌和陣列式壓力感測器設計與夾爪應用

隨著自動化產業的智慧化轉型，機械設備也需要通過觸覺感知周圍的環境，因此如何將觸覺轉化成機器可以識別的信號為現今自動化關鍵模組的研究課題之一。本文針對軟性壓阻式陣列壓力感測器做一詳細介紹，並介紹目前工研院發展中的智慧觸覺爪片的設計、實驗、結果與後續研究需持續改進之方向，希望能就機器觸覺領域研究達拋磚引玉之效。

作者:何世湧觸控材料發展與趨勢分析

作者:莊坤倫、林俊辰、簡士翔、宋柏嶒提升永磁馬達效能之雙模式控制技術

本文針對只採用霍爾感測器作為馬達轉子位置感測的永磁同步馬達提出ㄧ雙模式控制策略以提昇馬達輸出性能。此雙模式控制策略，其主要關鍵在於馬達啟動時利用六步方波控制，以減少啟動困難度，同時可藉由轉子位置估測器獲得精準之馬達轉子位置，並且當馬達啟動後再利用磁滯切換機制切入弦波向量控制，以使馬達輸出性能大幅提昇。因此，馬達可不用加裝解角器而降低成本。最後由實驗結果可以驗證本文所提出的雙模式控制策略之可行性。

作者:劉彥辰、蘇瑞堯、古宏麒、陳昌毅、劉昌和、柯文清機器觸覺技術應用於智慧自動化之探討

機械設備需要能具備感知力量或相對接觸位置的變化才能完成自動排線插件、線材點焊與線材整列等工作。本研究將透過機器觸覺技術解決線材夾持組裝或是插銷等作業應用上同時夾取多線的訊號干涉問題，在不需視覺二次定位的情形下即可完成工件位置補償，並在實驗上針對不同線徑線材與接頭的多種擺放姿態均可順利補正。

作者:邱國育、洪裕筆、蔡昌裕智慧自動化 ─視覺整合在雷射切割機台的應用

隨著少子化、工資昂貴的趨勢，工業的智慧自動化成為越來越重要的一個課題。配合著智慧感測器及機械手臂，達成原本人類完成的事情，這樣的【智慧製造】將是下一波工業革命的核心。在本文中，我們將以雷射切割機為例，首先介紹目前雷射切割機的一些限制。接著，說明如何配合視覺的智慧感測器後，達成雷射切割機應用的智慧自動化的方法。最後，透過國產控制器品牌的平台，最終完成整合的目標。

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