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作者:李建毅、曾郁升、許哲瑋、陳偉生高階五軸控制器介紹與案例說明

本文針對三大商用高階五軸控制器（Fanuc、Siemens、Heidenhain）做一系列功能介紹，首先，針對海德漢TNC640銑車複合控制器介紹，其最大特色在於銑削/車削模式切換與DXF圖型轉換器，再來針對產品線最完整的西門子840D sl進行說明，其先進表面加工、體積空間補償系統等機能為高階機種常用功能；最後再介紹Fanuc 31i-MB5控制器，其刀具中心點控制、傾斜平面命令等機能常用於五軸同動與五面加工案例，期望提供國內五軸加工使用者，對於五軸控制器加工機能有更深入的了解。

作者:蔡孟勳、曾翔駿、洪茂棋CNC智能化人機介面開發

在台灣工業全力邁向智慧機械的過程中，CNC控制器扮演了相當重要的角色，以目前國內在工具機智能化方面的研究來看，理論與實務方面已經有相當不錯的水準，但是將智能化功能真正實現於CNC控制器上，並透過人機畫面的開發來達到友善的操作環境，乃是實現智慧機械一個相當重要的環節。本文主要以國產研華寶元控制器為載具，探討在開發智能化人機介面時所需要的工具，其中包含人機畫面開發軟體QUI Designer、動態連結檔開發與遠端監控程式ReCon的介紹，透過本文，我們期待未來能有更多的產學研的專家投入智能化功能的開發，以協助台灣產業達到智慧機械的目標。

作者:潘正堂、楊育昇、張竣傑、王紹宇、孫培原多軸馬達控制於下肢外骨骼醫療輔具開發

因應臺灣的醫療科技服務的發展，包含運動傷害、疾病復健、身心障礙者及銀髮族等需求，本文介紹馬達設計及控制器之開發應用於下肢外骨骼醫療輔具，其下肢外骨骼機構亦是由本文所設計。馬達設計以醫療輔具應用為目標，使用有限元素分析法進行磁路分析。控制器分為上位控制器及馬達驅動器，上位控制器建立步態時序命令控制多軸馬達；馬達驅動器以磁場導向控制（field-oriented control, FOC）之空間向量脈寬調製（space vector pulse width modulation, SVPWM）法則建構電流、速度、位置控制程式並設計比例、積分、微分（proportion, integral, differential, PID）控制器得到高響應頻寬及高穩定度。最後整合機構、馬達、驅動器及上位控制器開發具有良好適應環境能力之下肢外骨骼醫療輔具。

作者:趙昌博、王懷三、邱康富、黃介一應用於光學穩定化模組之手震抑制系統開發

本研究致力實現相位領先-落後控制器之虛實整合數位控制平台技術，用於增加各式手機相機之新型光學影像穩定器（optical image stabilizer, OIS）模組中鏡片穩定性，改善手部的晃動所造成拍攝相片不清晰之問題。數位控制設計系統為參考單眼數位相機中防手振系統之機構與相關伺服技術，利用軟硬體相互搭配方式開發出模態分析系統與相位領先-落後控制器，搭配後端驅動晶片，實現本研究所提出光學影像穩定器中相位領先─落後控制器之虛實整合數位控制平台，最後利用現場可程式化閘陣列（field-programmable gate array, FPGA）系統實證。本數位控制系統平台主要針對市場上手機照相光學影像穩定器模組進行分析，其系統之鏡片位移與轉動作為系統控制參數，搭配驅動鏡片之音圈馬達磁力控制以達到非線性防手振光學影像器系統開發。主要研究可分為三大部份：（1）光學影像穩定器模組系統模態鑑別程序標準化；（2）光學影像穩定器模組參數變動之相位領先-落後控制器設計與結果模擬驗證；（3）利用FPAG相關技術與Matlab/Simulink/HDLCoder建立即時參數調整光學影像穩定器數位控制平台。首先使用市面上手機照相光學影像穩定器模組系統建立標準化之數學模式，系統經線性化與解耦合分析，在參數變化下進行強健相位領先-落後控制器設計，再由模擬與實驗軟硬體整合方式來驗證控制器之功效後，經實際的電路來建立系統之數位控制平台。

作者:郭俊宏國產CNC控制器自動測試軟體簡介

CNC控制器除了追求功能與效能外，長期穩定運作也是其特性之一，客戶端使用機台的方式幾乎是全年無休，如果使用期間遇到問題而導致停機，將使客戶受到巨大的損失，所以穩定性是不可或缺的一環。因此，為提升CNC控制器的穩定性，本文先介紹CNC控制器手動驗證的流程與方法，接著說明如何透過工研院開發的自動測試軟體GMC Inspector軟體，達到CNC控制器的自動驗證，以簡化手動驗證的流程與時間。

作者:楊宗賢、劉昱顯異質設備多機同動與協作控制技術

在自動化產業中，控制器的功能整合為快速導入產線的關鍵組件之一，一般工廠內包含多種非開放式的異質設備，受限於其中的軟硬體限制，在整合上往往需耗費大量時間和專業人力資源來進行介面設計和程式編寫。本文針對產線的需求，開發一種基於多種通訊技術的介面整合，實現具模組化的軟硬整合技術，此技術完成了設備間的高效同步通訊和協作，並搭配人工智慧演算法的手段解決傳統無法自動化的流程，大幅降低自動化的門檻，同時增加生產效率和整體穩定性。本文透過實際的橡膠產線驗證，建立具自動化的生產流程。

作者:林耿宏電動巴士動力系統驗證技術

因應巴士電動化需求，國內零組件業者迫切需要有一完整車輛動力系統驗證環境，因此工研院近年來致力於建立車輛電動動力系統性能與功能安全之測試驗證技術。目前除已具備馬達性能及環境可靠度驗證能量之外，工研院已建立硬體嵌入式 Hardware in the Loop（HIL）虛擬車輛驗證平台，並協助國內相關廠商以建立之技術進行產品開發驗證。

作者:李日傑、吳柏勳、曾郁升、林子喬、麥朝創CNC控制器慣量估測技術發展與介紹

近年來工具機加工朝向少量多樣的生產趨勢發展，然而當前的伺服參數出廠設定值無法滿足不同類型加工需求，且機台負載工件重量不同影響動態響應，因此如何針對不同的工件品質需求來調整控制器參數變得極為重要。本文針對當前國內外CNC控制器，對於慣量估測技術之發展進行說明與介紹。

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: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。

作者:彭俊穎、王郁仁以控制器伺服馬達電流監測切削力變化及刀具磨耗技術研究

隨著工業 4.0 發展，製造業導入人工智慧與大數據技術，以提升生產效率與競爭力。傳統刀具磨耗監測需拆卸刀具，導致機器停機並增加成本。為克服此限制，本研究探討透過控制器伺服馬達電流監測切削力與刀具磨耗。實驗使用亞崴五軸工具機（FV560），變換切削參數以收集西門子控制器（840D）的主軸馬達電流訊號並建立切削力模型。透過快速傅立葉轉換（Fast Fourier Transform, FFT）與希爾伯特-黃轉換（Hilbert-Huang Transform, HHT）提取刀具磨耗相關特徵。結果顯示，切削力與主軸電流呈線性關係，且電流訊號會隨刀具磨耗變化而改變，FFT 與 HHT 分析結果高度吻合，驗證了電流監測方法的可行性。

作者:何銘浚、張信常、鄭志平、麥朝創智慧化車銑複合加工控制器技術之發展

本研究針對工研院研發的車銑複合控制器的硬體規格以及軟體功能，採用乙太網路工業自動化EtherCAT通訊格式，透過網路線整合多項硬體，包含：控制器、伺服驅動器、主軸驅動器、外接編碼器卡、I/O卡..等，降低控制器偵錯的複雜度並增加功能擴充的彈性。硬體部分，提供多種通訊卡使用並支援多家驅動器，讓使用者有更多的選擇；軟體方面，提供友善的操作介面並建立靈活的客製化軟體、運動控制機能、調機輔助機能與其他附加機能，經由參數設定，即可搭配不同機型使用。

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