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作者:吳宗亮、廖錦棋、陳慶順、林長民、王俊傑風力機智慧維護系統應用實例

風力發電機在所有再生能源中具有最接近商業化價格的特質，再者所佔用的土地面積小及周遭可利用土地資源大等的特點，更非其他替代能源所能比擬。風力機若要提昇在目前電網中的可用率，首要著重的一定是系統的可靠度的掌握及提昇。ITRI風力機智慧維護系統提供風力機系統可靠度預測、傳動系統重要元件壽命預測、最佳化風力機維護排程規劃等效益。

作者:王俊傑、蘇瑞堯、陳慶順、吳建峰、劉彥辰多晶矽太陽能電池板內裂瑕疵檢測

本文提出一種用於多晶矽產品內裂之自動檢測方法，透過時頻分析方法對多晶矽產品內裂現象進行訊號處理及分析，其檢測方法是令多晶矽基板產生一微振動訊號，以收音裝置接收音頻訊號，利用時頻分析技術解析此訊號之各種頻率能量隨時間變化的情形，顯現瞬間頻率分佈的改變，並結合人工智慧方法，將時頻資訊以電腦辨識方式，提供智慧化決策技術，避免傳統以人耳聽音或視覺之人工辨識模式容易產生誤判。本技術可應用於檢測多晶矽之相關產品上，使多晶矽產品內裂瑕疵檢測更有效率。

作者:仲維德、陳傳生、李政諺、廖錦棋、王俊傑連桿驅動式機械人手掌設計與控制

近年來因工業用機械手臂應用於生產線上的需求增加，在生產線上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大小，工件就會遭到破壞，因此如何控制機械手臂夾爪之夾持力量大小是一項很重要的課題。現有之多自由度力量感測器成本過高，且其控制裝置亦複雜。相較於夾爪式的機械手掌，具有人類手掌結構的機械手掌能夠抓取各種形狀的物件，並且靈活地操縱物件。現存的機械手掌為能達到人手般靈活度的設計，往往在體積與重量超過機械手的負荷。此外，還需要複雜的電腦控制器才能操縱高靈活的動作。複雜的機構與電腦軟硬體對設計機構與嵌入式軟硬體的工程師是個高難度的挑戰。

機械手掌與機械人是結合機械，電子與電腦程式的複雜機電整合系統。開發此複雜系統必須使用現代的電腦輔助工具，才能掌握跨越不同領域的眾多設計參數，我們運用快速成型（Rapid Prototyping）的電腦輔組工具，在短時間內，就完成整個機械手掌系統的開發工作。本文內容將介紹如何結合機械設計與控制系統設計的快速成型開發技術，使心力能夠集中在創新技術，並能在短時間內達成預計的目標。

為達到高靈活度與力量控制的功能，本文的機械手掌以10組線性直流馬達控制14個關節的手掌。所有控制器均鑲嵌於機械手掌結構。

作者:仲維德、陳傳生、湯文頡、王俊傑被動連桿設計與力感測順應控制

近年來因工業用機械手臂應用於生產線上的需求增加，在生產線上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大小，工件就會遭到破壞，因此如何控制機械手臂夾爪之夾持力量大小是一項很重要的課題。現有之多自由度力量感測器成本過高，且其控制裝置亦複雜。相較於一般工業用的客製化夾爪，被動順應的連桿設計具有仿人類手掌結構並能夠抓取各種形狀的物件，並且能靈活地操縱物件。具適應性的機械夾爪是結合機械，電子與電腦程式的複雜機電整合系統。開發此複雜系統必須使用現代的電腦輔助工具，才能掌握跨越不同領域的眾多設計參數，我們運用快速成型（Rapid Prototyping, 簡稱RP）的電腦輔組工具，在短時間內，就完成整個機械夾爪系統的開發工作。

本文內容將介紹如何結合機械設計與控制系統的快速成型開發技術，使心力能夠集中在創新技術，並能在短時間內達成預計的目標，並對產業在高速智慧製造上的需求，建立嵌入式感測與可靠度測試相關技術，加速推動自動化產業的發展，以達縮短設備開發時間為此計畫之主要目的。

作者:仲維德、吳豐泰、陳慶順、劉彥辰、陳玉雲、王俊傑多重感測訊號融合之智慧組裝應用

現今精密機械將朝向高適應性、高速化及高可靠度等技術發展，藉由智慧自動化感測技術，可建構高穩定及系統化的製造系統。在自動化生產過程中，設備經常需要因應不同製程而調整相關製程參數，如何在頻繁轉換製程中，能夠維持設備正常運轉與品質穩定是廠商面對現今藍海時代的重要議題。因此，一個具備快速換線、即時自動檢測與效能監控功能的高品質自動生產系統，可有效改善人力組裝缺口之問題。

作者:劉彥辰、陳慶順、仲維德、王俊傑智慧組裝：演算法與組裝案例應用介紹

如何在組裝與壓合作業過程中同時監測分析加工參數變化並提供加工品質判斷為智慧製造上所關心的一個發展議題。本文將介紹可應用在3C產品壓合組裝作業上的線上即時品質檢測技術，並於金屬屏蔽罩壓合組裝實驗平台上完成實作模擬，實驗顯示此一技術可有效提供加工過程正常與否的判斷依據。

作者:仲維德、陳傳生、王俊勝、王俊傑機器人自動鎖附與力量控制

開發適用於機械人產業進行精密裝配工作時所需的電動螺絲起子及週邊技術為本文探討重點。電動起子的控制技術適用於有刷及無刷馬達，它具有控制螺絲擰緊扭力與控制轉動角度的伺服控制功能，能夠平順停止馬達以保護精密工件並偵測異常狀況。且具有與上游控制器溝通之通訊界面，能夠即時設定工作參數，在同時間內進行不同扭力需求的螺絲擰緊工作，傳輸工作資料，作為品質控制的依據。本文研究高速力回饋控制設計及模擬技術，利用機電整合優勢，嵌入感測模組於鎖附單元。研究成果顯現在組裝策略融入力量估測器，並透過實驗室驗證平台之模擬，可提供國內自動化設備商能快速整合，並擴大產業應用範圍。對於製造廠商可以增加原有產品線的性能，而對於電子裝配業而言可以得到低成本的工作站與更佳的裝配品質。

作者:曾惠君、王俊傑、仲維德、王郁仁多軸力量感測平台設計與驗證

本研究主要目的為開發一套構造簡單且易操作之六軸力量/力矩感測器測試平台，並測試其在各種方向、力量大小之下六軸力量/力矩感測器輸出訊號是否符合精度要求。本設計之校正機構使用音圈馬達為動力源，利用推桿、特殊治具改變力量傳遞方向，並以高精度之荷重元作為力量可靠度的驗證。在控制方面，利用音圈馬達、荷重元及PLC控制器使此平台具備回授控制功能，並採用Labview人機介面控制輸出力量/力矩與荷重元數值顯示，因此，使用者可得知校正機構的力量/力矩輸出狀況，此外，此校正機構亦能延伸應用校正多軸力量/力矩之感測器，對於機器人產業控制技術而言，可以得到多軸力量感測平台穩定且具可靠度的改善。

作者:黃瑞南口述、王俊傑整理工業4.0趨勢下的智動化市場與技術預測

作者:吳鴻材、曾惠君、周永樂、謝其懋、王俊傑基於應變感測的間接式刀具狀態監控

刀具狀態監控（tool condition monitoring, TCM）是機械加工領域中極為重要的一個環節，現行做法多為到達固定切削里程即換刀，或以人工判斷刀具狀態，但此類定期維護模式（time-based maintenance）並無法確保兩次換刀間刀具不會有異常情況發生。本文提出一種基於智慧應變感測螺栓的間接式刀具狀態監控方法，此螺栓經過特殊設計，可鎖附於車床刀具座，並可感測其切削時的應變訊號。實驗以軸承外環加工為例，針對其切削力感測訊號萃取出可呈現統計特性及波形特徵的五項關鍵特徵值，而後運用最近鄰分類器（nearest-neighbor classifier）執行加工中的即時崩刀檢測。實驗結果顯示，本文所呈現的方法於近一萬五千筆軸承外環加工訊號中具有100%的崩刀檢出率（true positive rate, TPR, 又稱hit rate），整體準確率（accuracy）亦有99.92%的水準，有利於協助使用者準確判斷換刀時機，降低不必要的停機與品質損失。

作者:黃家宏、朱繼文、張凱傑、林英傑、王俊傑、魏嘉民輪胎成形模具表面抗沾黏特性研究

砂模鑄造為生產汽車零件與機械零件之主要製程之一，傳統製程以木模生產砂模、金屬模具製作殼模砂心、CNC加工保麗龍模型..等方法來產生砂模或砂心，該製程具有無法生產複雜零件，模具成本較高..等缺點;本研究應用3D列印技術直接列印鑄造用之砂模，再以金屬液澆注於砂模內得到鑄件，在產品開發初期具有快速且節省模具成本等優勢，此流程已廣為歐、美、日汽車或機器大廠所關注與採用。

本研究應用3D列印砂模於鈷合金葉輪產品之開發，由結果顯示:傳統木模生產鑄件約需要14天，應用3D列印技術由CAD圖檔到鑄件生產只需2~3天，單件零件之砂模之製作成本則較傳統模具之開發費用降低很多。3D列印砂模製程對於鑄件創新開發試作可縮短初期開發時間與減少開發初期的模具費用，應用創新產品開發與國際接單有極大之優勢。

作者:吳鴻材、李昆達、施俊名、林中雄、王俊傑應用於高加速壽命試驗的電磁鎚振動試驗技術

振動試驗做為高加速壽命試驗（highly accelerated life test, HALT）最有效的手段之一，主要是使產品經歷一連串可控制的高強度振動測試，希望能以較短的時間引發潛在的問題，以供產品的改良設計。目前市面上常見的振動試驗機，多數使用氣壓鎚來作為激振來源，然而氣壓鎚所能產生的振動訊號有著強度不一的問題，且往復頻率及強度會隨著輸入壓力的增加而同步提高。與氣壓鎚相比，電磁鎚擁有振動訊號再現性高、頻率及強度可控性高等優點。本文除介紹此兩種不同技術外，並會從時域及頻域上加以分析，以數據佐證電磁鎚之優點。

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