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作者:麥朝創、鄭志平智能化工具機之發展

高速高精與多軸複合工具機的市場需求急增，工具機產業競爭重點已由硬體研發朝向智能化軟體加值方向發展。本文先技術特徵之定義說明智能工具機所具備之技術架構，隨之再綜整各別整機廠與控制器廠對於智能化加值的發展重點，並依各別功能性加值項揭示其技術內容護。

作者:管思綺國際工具機發展現況與應用趨勢

根據Gardner Publications統計27個主要生產國家和地區之生產數據，2014年全球工具機產值達813億美元，台灣為全球第七大工具機生產國，2014年產值達49億美元。2015年雖美國景氣持續向上及部分東南亞市場恢復成長，但受到中國大陸結構調整以及歐洲高失業率及通縮風險，全球工具機市場仍然險峻，尤其今年台灣工具機出口金額大幅衰退。而環顧全球的工具機產業發展，目前皆朝向提供符合各行業對優質工藝流程、降低成本與提高效率的需求發展。如工業4.0-智慧製造即未來發展的趨勢之一，利用了感測器技術、控制技術以及電腦技術等，使得加工設備具有資料分析、智慧決策和調節控制等功能，以達到提高生產效率和品質，同時降低製造成本之目的。而在工具機應用市場當中，航太產業之加工技術，往往視為技術領先指標，且其產品附加價值較高，隨著新材料發展對於加工技術也不斷提出新的要求，因此工具機供應商為保持競爭力，除兼顧在傳統領域追求深度的發展外，也需要讓產品能趕上新興領域的步伐。

作者:黃仲宏前瞻2016：智慧機器人產業趨勢

能源、大數據、醫療健康、智慧型機器人、智慧型交通，這五個產業在未來都可能會有長期而穩定的成長，對智慧機器人產業來說，除了人力(成本、缺工)的需求外，機器人也會滲透到醫療、交通等行業，變成自動駕駛機器人、手術機器人、物流機器人……，機器人是未來資料數據化的最後一哩路。從工業機器人先開始，然後到物流、再到電子商務，最後落實陪伴照顧、輔助行動、教育等的消費型機器人。

作者:黃國隆、魏敬易高功率雷射鍍膜技術開發

為提高雷射系統的光學品質，光學薄膜技術普遍應用在其光學元件上，而要達到理想的光學薄膜，一般而言都是在眞空中用物理氣相沉積（physical vapor deposition, PVD）較易完成。其中薄膜的膜質關係到系統的穩定性與可靠性，故本分析報告測試不同之鍍膜參數，藉由原子力顯微鏡（atom force microscope, AFM）與掃描式電子顯微鏡（scanning electron microscope, SEM）等檢測儀器進行比對分析。而將較佳的成膜條件導入光學元件之薄膜設計，製造1. 光入射角0 degee，波長範圍800 ~ 1100 nm，反射率R（%） < 1%；2. 光入射角45 degee，波長範圍1064 ± 10 nm，穿透率T（%） > 99%；波長範圍808 ± 10 nm，反射率R（%） > 99.9%；3. 光入射角45 degee，波長範圍800 ~ 1100 nm，反射率R（%） > 99%的光學薄膜濾光片，並經高功率雷射測試，損害閥值可承受10 kW/cm2的強度。

作者:李坤穎、羅世杰、周美金、蕭錫鴻、黃郁翔從2015EMO工具機展探討智能化及熱平衡技術發展趨勢

2015 EMO國際工具機展中展出主流除了多軸化加工設備的開發、加工精度及速度的呈現外，再者就是智能化工具機技術應用，而在加工應用方面，EMO展主要還是在航太及汽車產業，不外乎為有相關產業支持。另外，在3C、光電、生醫產業應用亦有展出，其實還是說明智能化多軸加工應用的產業可以更廣泛、更多元。而這些技術的提昇除了控制器功能提昇，另外就是整機在剛性及組裝上的嚴格標準。近年來，國際工具機展所出現的機種主要還是以智能化功能搭配多軸化、複合化、精微化（日本）、高速化為主，多軸複合加工機大大提昇了工具機之加工效率。工具機加工時之誤差有40%至70%是由熱變位所造成[1]。觀察先進國家之技術發展趨勢，部分大廠便已將其熱誤差因應技術，視為達到高精度與高穩定度的技術象徵，可見工具機熱誤差問題已是我工具機技術邁向超精密等級，必須解決的重要課題之一。

作者:梁碩芃智能化工具機

近年來工具機產業在受到大陸、韓國低價競爭，與日圓貶值的雙重壓力下，獲利空間不斷被壓縮，甚至已面臨生存危機。為了解決工具機產業面臨的問題，政府已規劃並執行生產力4.0相關計畫，希望能以智能化、製造服務化等策略手段提升工具機產品附加價值，其中智能化技術將會是下一波工具機產業競爭力的關鍵。是本文將介紹工研院工具機中心目前在生產力4.0計畫中與智能化工具機相關的技術項目與業界推廣情形。

作者:林錦德、王仁傑、黃少谷智慧化加工製程優化技術與可靠度

本文將介紹智慧化加工製程優化技術的現況與展望，以及顫振迴避基礎技術的執行情況，包含CNC通訊、訊號收集與處理、軟體可靠度與測試與決策模組的設計，並展示配合廠商的測試成果。

作者:陳文泉、李峰吉、周柏寰、李宛龍、陳金聖、羅淳橋雷射振鏡控制技術於智慧型多運動控制平台

本文開放式多軸多系統控制技術，整合多軸運動控制技術、雷射振鏡控制與多控制信號源同步校正。以智慧型運動控制平台進行開發，平台內建中央處理器並具即時多工作業系統，實現開放式多軸多系統控制技術，達到高速度與高精度的控制能力，以因應日趨複雜的高值化應用需求。開放式多軸多系統控制技術，以多軸運動控制技術為技術核心，開發高值化的雷射振鏡控制技術，提供應用於高精密雷射加工產業需求。多控制信號源同步校正，具備整合運動控制與雷射振鏡控制所需之各項信號源同步功能，以達高精度與高速度加工需求，其中多控制信號源同步，主要包括脈波產生器、脈寬調變產生器、電壓命令產生器與輸出/入訊號介面等。

振鏡馬達增加雷射反射鏡面機構後，雷射加工控制在高速運動時振鏡馬達擺動時扭力共振頻率所產生的振動與噪音，本文使用二階多重迴授陷波濾波器來抑制。本文使用頻率響應分析儀，量測出雷射振鏡馬達共振頻率，建立振鏡馬達扭力共振頻率頻譜圖，進而設計出抑制共振頻率的陷波濾波器電路。最後，將實體電路整合於智慧型運動控制平台實現，驗證所設計出的陷波濾波器能有效抑制振動與噪音。

作者:陳昌毅、王亭允、羅書硯下肢復健機器人技術解析與發展趨勢

面對全球人口老化的趨勢，有復健需求的人數與日俱增，若持續採用傳統的復健方式則復健治療師的人力將不敷應對且先天的勞力限制也使復健效果無法完全發揮。本文闡述復健機器人的優勢與發展的重要性並列舉國內外現行幾款下肢復健機器人，分析其技術規格、應用面向與未來發展方向。

作者:吳柏勳、徐士哲、林孟秋智能CNC控制器技術介紹

文針對三大商用控制器（DMG MORI、OKUMA、FANUC）在智能化CNC控制技術上，分別使用到那些功能進行介紹，並以四大發展項目智能化加工與切削、智能化機器手臂與CNC控制器、智能化操作管理、模擬與調機、智能化監控與安全防護來分別詳細介紹。所謂知己知彼，提供給國內國產控制器廠商參考並配合國產控制器客製化的專業，期望在國際航太、生醫、智慧機械等產業能保持競爭優勢。

作者:潘楷明、郭晨輝、林勇志、蓋震宇、廖述鐘、陳羿銘智慧量測趨勢發展與產業應用

為因應智慧機械產業發展及提升工具機附加價值及智慧自動化之發展，線上量測技術的開發是近年來的趨勢，導入線上量測功能不但可以提升生產效率，也能避免因拆裝工件而產生誤差，目前各家廠商所發展之線上量測技術已趨近成熟，若將其導入智慧機械並開發相關應用軟體，能進一步控管加工精度並減少加工錯誤；因此，本文將進行目前線上量測於工具機之量測測頭與相關應用軟體，並介紹工研院智慧機械科技中心於線上量測之應用發展。

作者:梁碩芃、許志源、曾郁安、張鈺翎、王國維切削進給率優化技術

隨著航空產業走向節能、省碳的大趨勢，其零組件必須兼具輕量、安全、可靠等嚴苛要求，多數航太零組件廠商會將整塊胚料直接加工，一個工件的切削移除量往往超過九成，且零件形狀極其複雜。

要完成這樣複雜的工件，不僅牽涉到工件切削位置的精準度，刀具的進給速度和負載更是關鍵。在過去，都是仰賴資深工程師、老師傅的經驗，做壞了一件又一件工件，在失敗中找答案，才能完美切削出複雜的曲面結構件。

工研院所開發SpeedPro製程優化軟體，結合切削動力學與最佳化方法，可協助人們更精確地駕馭工具機。SpeedPro會根據不同工件的材質、形狀，計算出加工路徑上每點的刀具與工件受力狀況，規劃出最佳化的製程參數，達到保護高價零組件及發揮製造設備最大產能的目的。

最典型的應用案例，就是航太產業中的金屬渦輪葉片(blade)。只要在工具機導入SpeedPro軟體，便可在葉片首次加工前，完整預測加工路徑之切削力與主軸負載等變化，進而在加工路徑規劃時，藉由調整參數控制切削力道，確保加工過程的效率及穩定性，讓渦輪葉片等複雜工件在首次加工就能完美呈現，進而改善現有製造產業之生產效率。

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