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歷史雜誌

依專輯名稱關鍵字搜尋或依年份搜尋，年份輸入範例202406

作者:謝伯璜、吳宗亮、李柏毅、林依禾輕量化轉軸模組簡介

近年來智慧型機器人逐漸發展成熟，機械手臂的研究也越來越受重視。在許多的工業與醫療應用中，其輕量化機械手臂因為其安全性、靈活性與易於安裝等特性，逐漸被廣泛使用。因此本文將介紹其輕量化機械手臂中的核心技術：整合型轉軸模組，並且針對目前國際上相關產品進行比較其優劣。

作者:谷中昭、謝賢波、蔡宗廷伺服器機殼鎖固自動化之應用案例

適合多樣少量生產的生產智動化，是自動化發展的趨勢。因此自動化除了要生產效率高外，亦需具有能快速換線的高彈性能力。本篇以一典型的多樣少量生產產品–資料儲存伺服器機殼的鎖固組合為例，探討一高彈性的板金自動鎖固生產線之自動化規劃與建置。

作者:紀佃昀、汪彥瀚機械手臂自動化插件技術應用

本文討論使用機器人進行3C零件插件組裝的方法，使用工研院自行開發的機器手臂與控制器進行零件的組裝。在自動化生產線上最常見的問題即是專用的機台缺乏多工性，無法符合多樣化的生產需求，機械手臂具有多自由度的優勢，可依照產線製程需求進行調適，本文首先介紹機械手臂夾爪，接著介紹機器視覺辨識技術與步驟，最後說明實際的插件應用。

作者:胡竹生、張永融、陳祖興機械手臂絕對精度量測與校正

隨著自動化產業的蓬勃發展，高精度的機器人在工業產線上的運用逐漸變多變廣，例如電子元件製造業和航太製造業，為確保機器人在運行時有高精確度和重複性，機器人精度定位方法顯得格外重要。本文將針對絕對精度的定義、國際規範標準（ISO）和國際知名機器人廠商ABB的作法、量測運用到的座標轉換關係、精度校正使用的儀器與校正方法分別做探討。

作者:彭彥嘉工業級機械手臂研磨拋光應用簡介

近年來由於工業自動化的突飛猛進，使得工業機器人自動化顯得日益重要，因此各式各樣的工業機器人，漸漸的被應用在各個不同的領域之中，尤其在金屬加工製造領域上，需求量非常的大，例如硬脆工件的研磨作業，或是對於表面特性、尺寸及精度有要求的拋光作業等等，來提升工件平行度、尺寸精密度。本文內容主要是對於工業級機器人在研磨拋光應用上做一概略性的介紹。

作者:Mario Tapilouw Abraham、張奕威、王浩偉彩色共焦顯微術於機械元件量測之應用

金屬雙極板具有低成本與高機械強度的特性，但是質子交換膜燃料電池的金屬雙極板因為操作在溫度較高的硫酸環境中，所以金屬板會遇到腐蝕的問題。透過雷射披覆碳膜於金屬雙極板上可提供抗腐蝕之保護。

作者:蕭欽奇模組化手臂簡介

工業用的機器人有一個明顯特色，設計上都是為了解決所面臨的特定問題。換言之，這些機器人都是專用機器人，即便軟體功能可以日益進步，但硬體上的功能限制，如臂長、負載，確是很難透過更新方式讓機器人面對不同的環境或作業需求時能更有彈性。為了讓機器人能符合各種環境或作業需求，有些研究單位及機器人公司便針對上述之需求，提出其解決之道-模組化手臂。藉由發展數種規格的手臂關節模組，組合後的模組化手臂，可依照機器人使用環境與需求提供不同輸出扭力。此類型的手臂產品除了應用在工業生產外，同樣也非常適合應用在工業以外的領域，如機器人的教育訓練、DIY市場、手臂技術驗證用途、特定應用領域的手臂及分散式控制系統。

作者:周信宏、龔應時多軸伺服驅動器設計

多軸機械手臂為目前伺服控制系統較為熱門的發展目標與趨勢，因此本文主要介紹多軸伺服驅動器設計，並利用一顆晶片整合。本架構主要以Altera FPGA晶片為基礎建構之系統整合晶片(SoPC)來發展多軸伺服驅動技術，此系統整合晶片以數位硬體方式實現並以Verilog描述其電路，其功能主要為多軸馬達之位置/速度/電流迴路控制器實現，也就是多顆永磁同步馬達之電流向量控制器、空間向量脈波寬度調變產生、速度PI控制器與位置P控制器等，全部由硬體數位電路實現。由於FPGA的快速計算、並行處理、軟硬體共同設計等優點，將能提升多軸控制器之運動性能。最後，為了驗證多軸伺服驅動器之有效性，利用市售的六軸關節型機械手臂作為本文的驗證載體，驗證本多軸伺服驅動器之正確性。

作者:周信宏、龔應時FPGA-Based多軸伺服驅動設計

本文主要發展以FPGA為基礎之多軸伺服驅動系統。首先，將推導多軸伺服系統之數學模式及其控制器設計。其次，以Altera公司發展具有可嵌入一顆軟核心Nios II處理器之FPGA晶片來開發多軸伺服控制晶片。此晶片內含有兩個模組。第一個模組為Nios II處理器，以軟體方式來發展點對點運動軌跡規劃，而第二個模組，以數位硬體方式來實現多軸位置/速度/電流控制器。後者採用兩種設計方法。一種方法為各軸獨立設計，另一種方法為多軸共同模組設計。後者將多軸的電流控制器與座標轉換電路及多軸的位置/速度控制器電路，各自以一個共同模組實現，以達到節省硬體資源的目的。接著，VHDL將用來描述多軸伺服控制器的行為。最後，為了驗證多軸伺服驅動器之有效性，利用六軸關節型機械手臂及晶圓移載用機械手臂作為驗證載體，證實多軸伺服驅動器之正確性。

作者:紀佃昀ITRI機器人模擬器介紹

本文主要介紹工研院目前開發中的機器人模擬器，內容包含模擬器的功能介紹、架構分析以及所能應用對應的場域，本軟體主要針對以工業機器人為主之自動化單元進行模擬，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:杜彥頤工研院機器手臂動態控制器：使用者自訂函數介紹

國外工業機器手臂控制器，雖然性能好且穩定性高，但大多屬於封閉控制系統。使用者欲進一步提升自訂性能時，往往受限於製造商的介面規範。在此，基於工研院eMIO控制平台，本文介紹一種擴充控制模組：使用者自訂函數的架構與使用方法，使用者可藉由自訂函數模組，針對多軸關節手臂，開發運動控制相關的扭矩型控制演算法。為了進一步描述自訂函數的應用，提供Sigmoid軌跡規劃與計算扭矩型控制演算法輔助解說。

作者:周信宏、吳永靖、臧錫智、田秋寶六軸關節型機械手臂伺服驅動控制系統設計與性能量測

本文主要發展以FPGA為基礎之六軸關節型機械手臂伺服驅動控制系統。首先，將推導具有以永磁同步馬達為致動器之機械手臂數學模式。其次，在位置控制器採用模糊控制器以提高位置控制的穩健性。接著，以Altera公司發展具有可嵌入一顆軟核心Nios II處理器之FPGA晶片來開發六軸關節型機械手臂伺服驅動控制晶片。此晶片內含有兩個模組。第一個模組為Nios II處理器，以軟體方式來發展點對點運動軌跡規劃，而第二個模組，以數位硬體方式來實現六軸位置/速度/電流控制器。FPGA晶片由於具有快速的硬體運算能力、平行處理能力及軟硬體共同設計能力，因此極適合用來發展此六軸關節型機械手臂伺服驅動控制系統。最後，位置步級響應測試與點對點位置重現性測試，將用來評估所提控制系統的性能。