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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:楊可農、郭儒璋、張柏峰使用CarSim進行ISO 17361與ISO 15623相關測試情境模擬之流程與方法

作者:田春林、賴識翔、林士欽、王慶鈞複合光學薄膜應力分析技術

本文探討濺鍍製程中高品質多層薄膜的應力問題，以硬性玻璃基板的薄膜應力理論為基礎，輔以薄膜鍍膜的技術及應力量測實驗來尋找最佳的製程參數，使單層高、低折射率薄膜為設計基礎之多層膜殘留應力能有效降低，進而探討多層膜疊加後的應力行為。主題為多層膜應力的物理模型建置、量測與模擬分析，根據彈性力學與應變不匹配等原理，從理論上建立一個包含薄膜本徵應力的薄膜殘留應力分配預測模型，分析薄膜殘留應力以提供一個輔助設計的工具，期使對薄膜製程及應用具有實際的助益。

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:蔡宗廷基於機器人作業系統之移動機器人應用介紹

機器人發展與應用越來越廣泛，除了工廠所使用的工業手臂機器人的應用外一般服務型機器人與專業服務型機器人的應用也逐步受到大眾的接受。但往往廠商研發出新款的感測器與致動器時無法有效與快速地打入機器人供應鏈市場。於是標準快速的通訊平台需求變成機器人整合上的重要指標，ROS平台推出使得各家的周邊元件與機器人演算法相關人員可以更快速地整合讓機器人。

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。

作者:薛毓弘、胡振煇、林敬智、吳明軒自駕車系統安全設計驗證與診斷系統

一般民眾對於自駕車最大的疑問就是自駕車的安全性，這也是自駕車要落地營運的最大挑戰。工研院機械所作為全台最早進行自駕車開放道路實車運行的團隊，自駕車的安全性一直都是我們致力發展與確保的議題。為此，我們發展了三套自駕安全驗證與監控系統，包含(1)虛實整合模擬架構、(2)即時自駕系統診斷、(3)實車運行安全監控，分別在實車上路前與實車道路運行中進行全面性的自駕系統安全確保。

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