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作者:李綱、周芳杰、陽毅平電動車輛動力系統HIL測試技術與應用

近一、二十年來，硬體迴路（hardware-in- the-loop, HIL）測試技術被廣泛運用於開發複雜性高且要求即時（real-time）運算之嵌入式系統，此測試技術不僅可大幅降低系統開發之時間與成本，亦可代替風險性高之真實系統測試且有利於測得系統性能邊界，藉以提升系統之安全性與可靠度，故HIL測試技術最先被應用於開發航太與車輛控制系統。本文介紹電動車輛動力系統之HIL測試技術與相關應用，包含結合車載資通訊技術與複式電力驅動系統之智慧電動車研發以及馬達驅動控制器之失效模式分析。

作者:傅武雄、鄭泗東、王威翔、許智勝、陳柏霖MOCVD噴灑頭式反應腔性能與氮化鎵薄膜沉積化學反應場之數值模擬

本文利用計算流體力學（Computational Fluid Dynamics）數值方法來分析一垂直噴灑頭式反應器內金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）之熱流場與化學反應變化。參考模型由經濟部”氮化鎵矽基磊晶MOCVD設備之工業基礎技術之研究”科專計畫與工研院機械所共同開發之噴灑頭反應器。藉由改變腔體的操作壓力以及轉盤速度，可發現內流場隨著壓力的上升而變得越加紊亂，當轉盤速提高時會消除反應腔體內渦流現象，其模擬的目在於建立一方便調整製程各項參數之型，提供驗證以及最佳化設計，幫助半導體產業研究分析來改良薄膜沉積均勻度並降低工業化生產製造之成本。本研究以ANSYS-FLUENT模擬反應器腔體內溫度場分布、流場分布以及氮化鎵（u-GaN）或 p型氮化鎵（p-GaN）沉積情形。利用熱流場分析腔體內是否有渦流產生造成薄膜沉積不均，再加入化學場反應式推導，以了解各階段化學反應，分析各項製程控制因素對薄膜成長速度及均勻性之影響。

作者:蘇濬賢、楊國煇、蔡陳德、張瀛方、翁志強大氣電漿大面積薄膜沉積技術

電漿技術發展至今已廣泛應用於各產業，特別於光電產業之製程應用為最；然而，習知的電漿技術需於真空環境下進行，對於欲處理之工件會受限於真空腔體之尺寸大小。本文乃介紹工研院機械所於大氣壓電漿（Atmospheric Pressure Plasma，APP）製程設備技術之開發及其應用，內容包括大氣壓電漿技術之特色與比較、電漿機構設計與分析模擬及針對大面積薄膜沉積於光電產業之應用。

作者:陳羿銘、廖述鐘、彭達仁虛擬切削技術的發展與應用

針對虛擬切削技術的發展進行詳細說明，並輔以加工優化技術的實例來闡述高效率加工的應用方式。從1960年代電腦輔助設計和電腦輔助製造的技術開始提出後，搭配日趨成熟的有限元素分析（FEA）技術，工程師開始利用電腦來解決許多加工模擬等需大量運算的工程問題，本文會詳述目前最新的虛擬切削技術發展情形，並示範在3C電子產品如何應用虛擬切削技術達到高效率的薄壁加工效果。

作者:吳晉嘉、張彥中三維工件堆疊資料庫之建構與應用

方本文介紹了一個三維工件堆疊資料庫的建構方法。藉由整合3D繪圖引擎和物理模擬的Gazebo模擬平台，我們能建立隨機堆疊物件的場景，並實現一個虛擬的3D感測器，取得堆疊工件的點雲資料。同時，每個堆疊工件的真實姿態，也很容易地從模擬平台中取得，建立完整的測試資料集。最後，我們利用這些資料，進行3D姿態估測演算法的量化評估。這些評估結果，對於3D姿態估測演算法應用於隨機容器物件夾取上，除了讓人清楚使用上的優點和限制，也可作為進一步改善演算法的方向。

作者:蘇濬賢、楊國煇、林冠廷、黃萌祺噴霧技術發展及其應用

噴霧技術可以透過多種方法來達成。最常見的方法是透過噴嘴的流道將液體以不同機械力加壓後氣化，形成非常細微的液滴。噴霧技術廣泛的應用於環境降溫加濕除臭、農業噴灑、包裝工業、印刷電路板製程等等。本文介紹幾種常見的噴霧技術：包括壓力式噴霧、超音波霧化技術及靜電噴塗及其應用。

作者:駱文傑、李坤穎、黃鈞政、廖彥欣、詹詠超工具機恆溫流場模擬分析

熱誤差是超精密加工機最主要的誤差來源，而在切削加工過程中所產生的溫昇造成的熱變位往往使得加工精度降低及品質不佳。工具機加工時之誤差有40~70%是由熱變位所造成[1]。由於在工具機的運轉或切削加工過程中很難避免熱的產生，如何預測工具機的溫度變化，進而設計有效的熱管理措施，便是發展超高精度工具機的一項重要任務。

本研究針對工具機外部環境區域的溫度分佈進行計算流體力學的模擬分析，透過溫度場的模擬結果與實驗相比對，計算出工件加工的運轉因子對於加工區域流場與溫度場的影響，並找出較佳的風道設計，以確保加工區域氣流與溫度分佈的平穩性，以利提升加工的精度。

作者:徐鼎翔、謝章嘉、李志中擺線減速機力量分析與有限元素模擬

擺線齒輪減速機使用在精密機械的傳動上已有一段很長的時間，此類減速機與傳統行星式減速機相比，具有：高承載力、低背隙、較大的減速比、較小的體積及較高的傳動效率等優點。近年來，擺線齒輪減速機朝向高扭力密度之方向發展，故對於擺線減速機元件之受力分析，需要有更深入的探討。本研究先建立擺線減速機的力量分析模型，求解一外擺線減速機之受力，並與軟體模擬的結果做比較。本研究亦藉由CAD與有限元素模擬軟體，建立模擬的流程，提供模擬時須注意之模擬細節，以得到較佳之收斂模擬結果。

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:高永洲聯網切削模擬技術與應用

電腦數值控制（CNC）工具機使用的數值控制（numerical control, NC）程式通常是藉由使用CAD/CAM軟體或由技術熟練人員產生，而該NC程式之正確性驗證則是安全切削的重要一環。就目前之技術現況而言，大多數CAD/CAM軟體均能具備驗證其刀具路徑以及衍生之NC程式之切削正確性，然而，當NC程式上傳到CNC工具機之控制器之後，若因故更改了NC程式，使用CAD/CAM軟體或商用NC程式驗證軟體（例如Vericut）驗證變動過之NC程式的正確性，其流程將變得不順暢，因此，直接驗證即將被使用於實際加工之CNC控制器裡面的NC程式，變成逐漸被重視的實務需求。

隨著資通訊（information and communication technology, ICT）技術環境以及CNC控制器之聯網功能的普及，直接與CNC控制器透過網路連通不再是遙不可及。例如FANUC控制器可以透過FOCAS 2聯網、海得漢控制器可以透過其RemoTools SDK聯網、三菱控制器可以透過其CNC Communication聯網而研華寶元控制器可以透過其ReconLib聯網，因此，本文聚焦於探討整合聯網技術以及切削模擬技術之可行性，並實作聯網NC程式切削模擬技術，期能進一步瞭解此整合技術應用之實務可行性。

作者:紀佃昀、林欣儀工研院機器人模擬器介紹

本文介紹工研院目前開發中的機器人模擬器與其應用，內容包含模擬器的功能與架構，以及模擬器應用案例的說明，而本軟體功能涵蓋模型建置、虛實模擬、控制器開發、演算法開發、雛形驗證以及流程規劃等功能，應用則提到影像視覺用於隨機取物、無人搬運車尋軌控制開發、以及力量感測開發等，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:張家喜、陳金聖六軸工業機器手臂避障路徑規劃模擬平臺建置

隨著工業4.0的時代來臨，機器人在許多產業應用上是不可或缺的。然而在自動化生產線環境，機器人運動過程中，難免會有障礙物，傳統為了避免碰撞發生，會將每樣作動元件彼此拉開安全距離或是以人工教導作為機械手臂移動時之路徑規劃。這兩種的作法雖可確保環境安全，但卻消耗掉大量工廠空間，間接地提高了建置產線所需要的成本。

為了解決上述問題，本文旨在建立六軸工業機器手臂避障路徑模擬平台，此平台可以藉由電腦模擬規劃出避障路徑，內容包含：（1）平臺建置、（2）避障路徑規劃與（3）干涉檢查。首先在虛擬平台建置六軸機器手臂與障礙物配置，根據所建立的模型進行干涉檢查，並搭配採樣式演算法進行路徑規劃。在靜態環境中，RRT（rapidly-exploring random trees）演算法可以快速規劃出一組可行的避障路徑，不過會產生出多餘的頂點，本文考量其上述演算法優缺點，提出新的演算法RVRRT（reduce vertex rapidly-exploring random trees）演算法，實驗結果顯示，本文所提出的演算法與RRT演算法相比，可以在相同時間下，規劃出較好的避障路徑。

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