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作者:李坤穎、駱文傑、魏士傑、羅世杰、廖彥欣智能化適應性冷卻控制於工具機加工精度之提昇

本研究主要是針對工具機主軸冷卻機進行適應性冷卻控制，針對工具機加工過程中不同的負載所產生的熱量進行熱交換冷卻的動作。從散熱量實驗方面可以發現，冷卻流體適應性控制，能帶走將近148.66 W的熱量；另外，主軸在變負載的情況下，適應性冷卻控制能有效抑制主軸的軸向熱變形30 %以上。在實際的加工應用上，進行工件的加工，長時間精加工下，其平行度、平面度及尺寸的加工精度可以提升40%以上。由研究的結果中，可以說明主軸透過適應性冷卻控制方法進行熱抑制，除了可有效降低熱變形外，更可使加工的精度提昇，為提昇工具機精度的有效方法。

作者:周信宏、沈文哲、林俊安、林冠融機器人關節模組設計

本文為發展機器人關節模組設計，主要以DSP作為基礎開發關節模組的驅動控制系統，搭配EtherCAT（工業乙太網路）作為機械手臂各軸之間的通訊方式以及與上位控制器的連接，達到六軸之間的調控。DSP為德州儀器公司所出產的微處理器，可處理大量的數位資料，能滿足各種工業自動化驅動器產品之間不同的需求。EtherCAT的開發目的主要是讓乙太網路能夠靈活運用於工業自動化系統當中，並且能同時達到快速的資料更新速度與低成本的優點。本文一開始先介紹永磁馬達的控制架構，接著再介紹EtherCAT與功率級的特色，最後將其模組化，並且應用在六軸與四軸機械手臂上。

作者:邱昱銘、陳慶霖、陳垣圻、涂凱翔、呂百修應用模型化設計於車用電機驅動控制

有鑒於近年來新能源動力車輛的崛起，車用電機控制器的需求量大增，為對應不同車輛的需求，軟體演算法勢必得面臨重新開發與設計的窘境。為了加強系統的安全性與可靠度，本文將遵循ISO 26262的建議，針對車用電機控制器提出一套完整的軟體開發設計流程，並以Model-in-the-Loop、Software-in-the-Loop與Hardware-in-the-Loop三種軟體驗證方式，分別對各功能模塊進行驗證，搭配自主設計的控制器雛型機與現行開發之一體式啟動馬達發電機進行轉矩-轉速曲線實現，以驗證軟體模型化設計的開發設計方式能夠有效並快速達到車用電機控制器的軟體需求。

作者:黃瑞宇、蔡承翰機器人多軸馬達系統之週期性自適應參數估測

本研究針對機器人多軸馬達系統中，轉動慣量具週期性變化的情形，提出一套結合複合式自適應控制與重複性控制之參數估測方法。透過對數化參數表示與指數補償形式，可自然維持估測值為正，並導入週期性適應律以補償參數變動。理論分析顯示，該方法可將時變參數問題轉化為線性非時變系統受週期性輸入驅動之形式，並具穩定性與收斂性條件。初步結果顯示此方法具應用潛力，後續將進行模擬與實驗驗證。

作者:陳靜波、陳羿銘、林怡瑾、解明潔、吳順福、李偉瀚、余允誌智慧製造軟體發展及應用

作者:陳以恩、楊士進、葉信典、林正軒無人機永磁同步電機之無感測器磁場導向控制高速改善及測試

本文目標為使用無感測器之磁場導向控制(Field-oriented Control, FOC)演算法驅動無人機用之3 kw表面貼磁式永磁同步馬達，並應用磁場導向控制取代目前較普遍應用於無人機馬達之六步方波驅動演算法，以提升能源效率、降低噪音及提升動態響應。然而，無人機馬達的高極對數特性使得馬達會在高電器轉速下運轉，而在高電器轉速的狀況下，電壓耦合現象及運算延遲的問題會較顯著的對馬達運轉造成負面影響。因此，本文將針對此問題進行改善，並進行實驗測試，比較其改善效果。本文將分為以下四個部分介紹：(1)磁場導向控制原理與方波驅動比較。(2)無感測器位置估測原理介紹。(3)高速問題及其改善方法。(4)實驗及結果分析。最後，將針對整體提升效果進行評估及總結。

作者:羅元玠、薛涵君、賴振豪、吳祉毅、林景翰、施志軒SmithOS：機器人單元的核心軟體

近年製造業客製化與少量多樣的需求日益增長，複雜性與彈性是未來製造業的關鍵特點，傳統自動化系統固有的軟硬體透過規模化與標準化來降低生產成本並提升效率，然其顯而易見的限制亦是無法適應快速變化且小批量的訂單。先進製造自動化系統中，產業期望達到每單件產品的生產成本與其生產數量關聯最小化，因此工業型機器人以彈性化的優點廣泛應用在噴漆、焊接、組裝、搬運與研磨拋光中。在HMS（Holonic Manufacturing System）[1][2]系統架構中，每一個Holon單元具獨立性與協作性，單元可獨立決策、控制與規劃，彼此間亦可互相轉換、溝通與儲存訊息。SmithOS為一套適用於工業機器人單元的核心控制軟體，具備生產工單介面、製程參數調整介面、機器人通訊控制層（Robot Communication Layer, RCL）、感測器通訊層（Hardware Abstraction Layer, HAL）與多執行緒運行功能[3]，其豐富的功能模塊（function block）與資訊流程圖架構（flow chart），提供系統整合商快速整合PLC通訊、力量感測器、雷射感測器與2D/3D視覺感測器的功能，以解決製造業常遇到的工件變異、快速換線需求與操作介面複雜等問題。此系統讓操作員不必再擔心產品換線的耗時耗心力，進料視覺辨識可達成自動換線;其製程參數調整介面提供操作者在不使用機器人複雜的示教器下，就能完成製程參數的調整;而系統性的誤差與變異（如:工件變異與設備定位誤差），可線上透過感測器即時回饋補償，維持生產品質的穩定性。

作者:林奕任、楊士進、周柏寰極精密雷射振鏡馬達運動控制系統設計

本文針對雷射振鏡馬達驅動系統提出極精密速度與加速度雙估測回授運動控制設計，旨在提升印刷電路板製造精度與擾動抑制性能。該設計以永磁電機搭配高解析脈衝插值正餘弦編碼器為基礎，提出一種僅透過位置回授的速度與加速度雙估測器。第一個速度估測器設計可提升系統穩定性並消除差分雜訊。此外，因加速度與負載力矩成正比，藉由第二個加速度估測器設計進行加速度回授控制，可改善反射鏡片在高速偏擺下不平衡的力矩擾動問題。最後，本文將整合雙估測器與運動控制器於振鏡馬達驅動系統中進行性能實測，期望能改善雷射加工精度。

作者:吳柏勳、李日傑、楊宗育、鄭志平、李建毅虛擬公差比對插補命令學習技術

工具機於加工不同的工件時，伺服與控制器參數並不一定適合每一種工件，且機台長時間加工也有零件磨耗及老化的情況，造成生產的品質不佳，需要耗費更多的金錢與時間才能將問題收斂。對廠商而言，商品生產過程中如何提高效能降低消耗便是重要的議題。虛擬比對量測技術可應用於工具機加工控制品質與整機壽命維護，透過實體機台與虛擬模型之動態行為精準映射對應，輔助使用者即時修正切削命令與同步修正預測保養模型。本文將針對可改善機台生產品質之虛擬公差比對插補命令學習技術進行介紹。

作者:李敏豪、Denis Xynkin嵌入式工業物聯網與XBee無線模組之整合應用

Digi International XBee是一種可透過協調器（Coordinator）、路由器（Router）及端點（Endpoint），進行從屬設備無線數據交換的網路模塊，市場上已有眾多與其相容的設備販售，使用者可以靈活地選擇進行無線系統建構。本文將介紹工研院機械所發展的無線裝置應用，透過低功耗的微控制器（MCU），經過自訂的通訊協議，並以實現雙向控制，避免封包漏失及確保重送機制，完成高強度的雙向控制遠距離節點控制器。含底層負責採擷數據的感測層端點盒（Endpoint Box），以及透過Digi-Mesh無線傳輸數據的通訊層，中層提供工業物聯網通訊標準閘道器的雙向轉換協作器（Gateway Coordinator），以及上層後台生管製造或雲端系統。

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:李建毅、梁世璋、許哲瑋、吳柏勳、曾郁升國產高階五軸控制器技術回顧與案列說明

本文針對國產高階五軸控制器近年開發功能進行相關技術介紹，由五軸加工控制技術、機台幾何誤差補償、雙系統同動控制技術到3D切削模擬驗證，以及常用於五軸同動之刀具中心點控制、傾斜平面命令等機能，並對應支援機台構型由五軸正交構型到五軸非正交構型。針對產業面應用，分別介紹於航太、汽車、生醫等加工應用案例，提供給國內五軸加工使用者，對於國產高階五軸控制器加工機能有更深入的了解。

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