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作者:劉信宏台灣發展工具機控制器的契機與挑戰

作者:沈万凱新一代智慧型運動控制平台現況與趨勢

為了讓自動化控制設備的製造技術推向A+關鍵技術，工研院機械所開發新一代智慧型運動控制平台，發展出智慧型多軸運動控制技術，運用其精密軌跡控制技術進而讓國內機械設備業及精密機械產品達A+級水準。另外在產業用機械手臂設計系統目前仍以歐美日等國發展較完整，台灣的機械手臂設計局限於幾種簡單型應用，希望藉由多軸運動控制技術可帶動現有產業機器人跨入關節型、高軸數市場領域。

作者:李建毅、高永銘智慧化自適應控制技術

數控工具機在加工生產過程中是根據事先撰寫好的加工程式碼（NC Part Program）來進行工件的切削，一些加工參數如：進給軸速度、主軸轉速、切削深度等都是由加工手冊和操作者的經驗來決定相關參數設定，然而在撰寫加工程式碼時往往無法預先考慮實際加工過程可能會出現的一些狀況如：刀具的磨耗、工件材料的不均勻、加工餘量的不一致等對加工品質的不良影響，而將加工參數設置較為保守，因而降低了工具機和控制器的效能。為了提高加工效率，操作者在加工過程中只能根據實際切削狀況而不斷地調整操作面板上的主軸轉速和進給速率這兩個參數的調整旋鈕，使加工機能在較理想的工作狀態。

本文在於調查國內外工具機在智能調速技術面的研究概況和發展動態，提供工研院在發展智慧化控制系統時的對應關鍵核心技術，以充分發揮工具機與控制器的加工潛力，在維持加工精度的條件下，提高切削效率以降低工件的製造成本，進而提升國產控制器的軟實力。

作者:李漢州、林洋鑫線切割放電加工控制技術

線切割放電加工（WEDM, Wire Electrical Discharge Machining）為超高硬度金屬切削之主要加工方法之一，主要之應用領域為模具加工產業。由於目前製造產業持續朝向精微化發展，並導入多種新興材料應用，因此各國製造商針對這樣的轉變紛紛提出對應方案，重新定義產品分類以區隔市場。在技術發展方面，除了強化原有的機台性能表現（速度、粗度、精度）之外，亦針對特殊材料提出因應方式，特別是適用於PCD切削之油加工系統。另外，為滿足加工自動化之發展趨勢，除了強化原有自動穿線性能表現外，還針對WEDM結合Robot發展出全自動化加工系統，滿足不間斷零件加工之無人化需求。本文將針對當前WEDM放電加工機產業現況與油加工技術及自動化技術進行介紹。

作者:周信宏、丁家敏、田秋寶、林振志永磁同步馬達無感測控制技術

本文中主要探討伺服驅動技術的無感測控制技術（Sensorless Control）。介紹目前已被發展出的無感測控制驅動技術的方法，如Ortega’s方式[8]與Matsui方式[9]。Ortega’s方法是藉由使估測器的輸出與真實系統輸出近似，反推出當時馬達角度。Matsui方法是藉由估測器輸出與真實系統輸出之間的差異值，以反推修正的方式計算出馬達角度。另外一方面也簡介了關於高頻注入控制方法的概念與原理。在文章的另一個重點部份為順滑模態估測器（sliding mode observer）的方法與原理，確保估測器高穩定度與信賴度，在文章的最後也針對順滑模態估測器所需的啟動方法也做了說明，同時也比較了三種不同的啟動方法的優缺點。

作者:陳金聖、李峰吉、陳建旭應用IP-PI之馬達系統參數鑑別與速度迴路控制器技術介紹

運動系統之參數對控制性能有極大的影響，必須能準確鑑別出包含機構之系統參數，才能有效設計控器提升運動系統之性能。本文提出ㄧ實現的演算法結合控制器架構進行系統參數鑑別，此方法乃基於干擾觀測器（Disturbance observer, DOB）之原理，針對受控場中對影響速度迴路最甚的系統慣量（System inertia）及黏滯係數（Viscous coefficient）進行鑑別。參數鑑別完成後，本文進一步提出ㄧ泛用型速度控制器，其速度迴路為比例積分與積分比例控制器整合架構。

作者:楊宜學智慧運動控制平台網路通訊及遠端控制技術

TCP/IP協定是目前使用最廣泛的協定，可用來實現具可靠性和高效率的網路傳輸，因此許多網路應用協定皆是採用TCP/IP來實現，如：Telnet、FTP...。本文會先簡介OSI模式及TCP/IP模式的各層工作內容，讓大家對網路通訊協定有基本概念，並使用socket實現TCP/IP傳輸層及網際網路層的工作，進而架構智慧運動控制平台網路通訊及遠端控制技術。

作者:李昇亮電漿輔助原子層鍍膜設備電控系統介紹

本文以本所研發PEALD設備之電控系統當範例作說明，內容包含有周邊元件選用、電控系統軟體及硬體規劃等，最後將會介紹本系統所規劃之人機介面及操作方法。

作者:林冠宇、杜陳忠矽薄膜太陽電池鍍膜設備之電漿放射光譜分析儀監控簡介

本研究發展一種用於微晶矽薄膜之調控電漿技術，並運用此技術輔助薄膜的沉積，且突破微晶矽薄膜不易於高沉積速率成長的瓶頸；此技術主要具有電漿製程監控的裝置，係應用光學放射光譜儀（OES）偵測電漿的成分，並即時偵測影響微晶矽薄膜沉積製程的H2與SiH4被電漿解離之光譜比值，且由比例積分控制器（PI Controller）法則即時回授控制被電漿解離的活性物種Hα及SiH*電漿光譜比值，且在高的沉積速率下，仍可即時掌控最佳微晶矽薄膜沉積的品質，進而提高微晶矽薄膜製程於長時間大量生產的穩定性。

作者:劉冠志、張浩禎、林輝鴻主動式張力控制於捲式網印之應用

目前已有相當多的捲式（Roll to Roll）製程考量到精確張力控制的重要性，所以在製程中採用張力擺動輪（Dancer Roller）來進行張力的控制，以最近的發展來說，多數的製程仍應用被動的張力擺動輪方式，來抑制傳送過程中所產生的振動與張力的變化。本研究透過主動張力控制的方法並以主動張力擺動輪為控制手段的調整後，將傳輸過程即時張力最大變化值由被動狀態之±50%經主動控制可降至±5%，因主動張力控制後之數值與目標值差異可控制在±5%以內，故主動式張力控制系統是一個實現定張力的理想控制系統。

作者:陳長泰、曾介亭、李閔凱、鄭銘揚、黃柏堯基於數位控制應用於雷射振鏡定位技術介紹

現今電子產品之發展趨勢不僅須提供強大功能，其外型亦要求輕小。為了滿足此需求，於許多電子產品之製造上，雷射加工技術已逐漸取代傳統機械加工方式。在眾多雷射系統中，振鏡式雷射加工系統於近年來備受注目，其原因在於該系統之掃描元件－振鏡馬達具有高轉矩-轉動慣量比、時間常數小和響應速度快等優點。而目前市售雷射振鏡系統大多搭配類比式控制器，雖然類比系統擁有高解析度與取樣速率無限制等優點，但類比式控制架構卻有控制參數調整不易、控制策略之挑選受限制和參數容易受外在環境影響等缺點。為解決上述問題，本文將發展一應用於雷射振鏡系統之數位控制器。

在雷射振鏡系統之定位控制問題上，本文選用擁有線上運算容易和控制效果良好等優點之模型預測控制法則，再藉由田口方法尋求其最佳控制參數組合，並與基於基因演算法之比例積分微分控制器和本文所改良之虛擬微分回授前饋控制器進行性能比較，最後以實驗驗證本文所提方法之可行性。實驗結果顯示，模型預測控制法對於不同振幅之步階命令，均能有效地同時降低振鏡定位系統的安定時間、最大超越量與穩態誤差。

作者:Julio ZurbituCNC工具機的新挑戰

自動化數值控制器已廣泛應用於工具機領域數十年，然而隨著工業4.0革命來臨，自動化數值控制器的挑戰時刻也隨之到來。

今日的數值控制器已可取得大量過去未曾取得的訊息。雖然工具機製造商不斷增加機台上的感測器，但是單純整合感測器本身，並不會增加機台與製程的附加價值。因為有了自動化數值控制器的協助，所有的新信息才可用於提高加工過程的質量和效率。除此之外，工業4.0革命已為開發CNC整合服務應用的第三方公司開闢大門。

在本文中，我們將解釋在Fagor Automation中所做的一些發展，以及第三方在實施CNC先進發展的所有可能性，克服等待著我們的新挑戰。

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