機械工業網

作者:羅書硯、潘俊良、張禎元仿生電子手發展與趨勢

具有動力的擬人義肢手是解決上肢截肢族群痛點的主要技術趨勢，本文將概略說明肌電訊號控制的義肢手系統與介紹目前市面上的仿生電子手產品，並從各規格項目說明仿生電子手的特性和進行各產品的比較。最後，本文將從使用者角度指出目前仿生電子手未能滿足使用者需求的地方，並說明此領域技術開發的瓶頸與需要繼續投入更多研究的方向。

作者:蕭欽奇、蔡銘浩工業機器人於加工應用之探討

在節能趨勢與成品輕量化的訴求下，使得產品原材料由鋼材逐漸轉為鋁材及複合材料，其中以汽車產業與航太產業最為顯著。另外，水五金、手工具、模具等屬勞力密集型產業，因少子化、高齡化的社會趨勢，皆面臨勞動力不足、勞力成本提高外，更有老師傅退休後，技藝無法傳承的困境。種種在生產製程上的轉變，都讓機器人的應用，從過去的上下料、分類、搬運、檢測、整列等製程，開始導入至加工階段，如鑽孔、繞切、研磨、拋光等製程。此外，工業機器人是適合開發具靈活和可重新彈性配置的製造系統，有助於執行各種多樣化製程。與傳統的數控機床相比，機器人加工系統為節省成本和靈活的替代解決方案。隨著工業機器人技術的不斷精進，正逐步應用於各種加工製造領域。

作者:鄭人豪、葉佳榮、張禎元多機器人系統編隊控制研究

啟發自生物界螞蟻雄兵的協同合作搬運，期望讓工廠用的自動導引載具能夠打破尺寸大小的限制，協同組合工作，提升工廠自動化、產線上的彈性。此研究設計一個主從編隊的控制架構，能夠讓多機器人維持隊形，並同時移動至目的地。最後，以機器人作業系統（Robot Operating System, ROS）與Gazebo平台模擬、驗證其結果。

作者:蔡銘浩、范姜士嘉、連豊力驅控整合模組機械手臂與機械視覺整合技術開發

為了降低機械手臂電控箱的設計難度與縮小電控箱的佔有體積，將機械手臂每一軸的馬達與驅動器整合成一驅控模組是一項極佳的解決方案。本文討論的驅控模組是採用工業乙太網路通訊協定（EtherCAT）當作模組之間以及與控制器之間的連線。驅控模組化的優點，在於可依不同的應用情境決定模組的數目，並將其組成串連型關節式的機械手臂，以符合實際應用之需求。此外，為了提昇機械手臂的高定位精度與高重複性，本文將另述工研院機器人控制器提昇機械手臂的精度流程。最後，以一個常見的工業應用情境（機械手臂與機械視覺整合），展現驅控整合模組機械手臂的可行性與高精度表現。

作者:蕭欽奇機器人應用於航太加工產業之探討

工業機器人是適合開發具靈活和可重新配置的製造系統，其有助於執行自動操作，例如切削、鑽孔、研磨、拋光、銑削、去毛邊。與傳統的數控機床相比，機器人加工系統象徵著節省成本和靈活的替代方案。隨著工業機器人技術的不斷精進，正逐步應用在航空製造領域，但一些問題也隨之暴露出來，如機器人精度不足、加工點位太多等問題。因此，工業機器人需要更加智慧化才能滿足航空製造領域生產的要求。本文旨在說明有關機器人加工的技術限制及當前技術解決方案，透過分析各別組成的技術障礙及對應的解決技術（機器人運動學模型修正技術、末端精度補償技術、離線編程技術），進而提供一個對於系統的完整改善。

作者:張俊隆、張津魁從國際自動化展看智慧製造趨勢

智慧製造已是全球趨勢，包含德國Industrie 4.0、美國先進製造夥伴（Advanced Manufacturing Partnership, AMP）、中國製造2025、日本的日本製造業白皮書等。本文從國際智動化展覽：日本國際機器人展（iREX 2017），借此觀察國際的智慧製造全球趨勢。

作者:黎尚昆六軸機器手臂應用於複合材料纏繞製程

複合材料具有高強度、高勁度、質量輕、耐腐蝕以及抗磨損等特性，近年來廣泛應用於航太工業、汽車工業、船舶工業、醫療、運動器材與石化產業上，其中以纖維與高分子材料所組成的纖維強化高分子複合材料最為常見應用於諸多領域中。本文將介紹複合材料應用於液化石油氣容器製程，傳統液化石油氣鋼瓶重量重，瓶身也會因時間與環境影響產生鏽蝕問題，造成使用上安全疑慮與增加後續維護成本。挪威Hexagon Ragasco公司最早以複合材料製作液化石油氣容器，解決上述傳統鋼瓶問題。後續將介紹複合材料液化石油氣容器纏繞設備與路徑生成模擬軟體，亦將說明工研院機械所在七軸纏繞製程目前成果。

作者:施志軒機器人複合製程模擬與智慧製造應用介紹

近年來人工智慧與物聯網(AIOT)的快速發展，網宇實體系統（Cyber-Physical System, CPS）已被廣泛應用於各領域中，並將生產線與虛擬環境間之資料進行緊密的連結與同步。為了改善台灣傳統產業缺工問題與產品少量多樣化的挑戰，必須透過發展智慧製造的生產模式，因此網宇實體機器人系統（Cyber-Physical Robot Cell, CPRC）在智慧加工製程中扮演著非常重要的角色，透過機器人模擬軟體可建立出數位分身與模擬環境，並用來模擬執行任務、學習策略與視覺辨識等。本文將針對網宇實體機器人系統的擬真環境建置、路徑生成、物體辨識做詳細的介紹。

作者:紀佃昀數位設計與自動化機器人系統模擬器介紹

本文主要介紹工研院目前開發中的機器人系統模擬器與其應用，內容包含其各種功能說明，可以用於什麼樣的應用場合，以及擴展與通訊相關資訊，本技術主要針對以工業機器人為主體之自動化單元模擬，透過機器人單元的模擬，能事先得知作業的生產情形，並針對可能的問題進行模擬與解決，而能有效地提升生產效率。

作者:蔡銘浩、楊皓翔、連豊力機械手臂空間感知技術開發策略

執行固定空間軌跡的機械手臂已經不足以解決工件尺寸偏差在產線上造成的問題，因此開發具備空間感知的機械手臂已是業界刻不容緩的要務之一。為了使機械手臂可以接收到空間資訊，必需整合相關空間資訊感測裝置，例如：可取得轉軸位置的旋轉編碼器、可量測接觸力道的力量傳感器、可擷取空間影像的影像感應器與可精密測距的雷射追蹤儀等感測器。本文將分別敘述機械手臂加裝不同感測裝置所能產生的功用與效能。

作者:林浩鋕、蔡宗廷開源機器人作業系統第二代的介紹與未來應用

ROS 1.0 已經有10多年的發展，早已成為機器人研究領域不可或缺的開發環境。然而其中心化的架構，缺乏QoS的通訊方式以及穩健網路假設等缺點，造成研究開發成果難以直接商品化或導入工業應用。因此，OSRF於2014年起開始投入ROS 2.0的開發，採用已在國防軍工業以及大型工業應用中有諸多實戰經歷的DDS作為ROS 2.0的middleware。本篇文章將大致描述ROS 2.0的源起與設計理念，DDS的發展與相關概念，ROS 2.0與DDS的整合架構到ROS 2.0目前的發展與未來可能的應用。

作者:陳傳生、蕭擎宇、仲維德機械臂即時軌跡產生-以Delta Robot為例

本文開發一種即時軌跡產生演算法，能讓機械手臂動態狀態下，隨時接收新的目標命令，即時產生具有連續加速度的三階多項式運動軌跡。演算法可用於配備3D，視覺感測器的智慧機械人系統，上層控制器偵測到外部環境變化，而可立刻改變路徑，即時產生新軌跡。軌跡產生適用於任意初始速度與加速度狀態，並且可指定運動的最大速度，加速度與Jerk值，但目標狀態是靜止。運用本產生器於多自由度機械臂的運動控制時，可使各軸軌跡同時抵達目標點。新創的軌跡演算法，軌跡更新可在一個控制周期完成，達到即時反應。本演算法在自製的Delta機械臂，以虛擬模型模擬及實驗驗證其性能。透過model-based design，以電腦模型完成:開發演算法，模擬驗證，產生控制軟體和實驗測試的工作階段。

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