機械工業網 - 機械工業雜誌 - 機械產業的入口網站

作者:詹家銘、洪啟銘、許家豪、羅章元模具高效減廢設計整合開發應用技術研究

作者:丁家敏、張雅玲、張正敏、吳昱勳、邱國麟、彭昌明高效率感應馬達智慧化設計

感應馬達應用相當廣泛。本文提出高效率感應馬達設計流程，並結合智慧化方法，完成建構自動化設計架構。首先，討論感應馬達定轉子設計方程式，並說明設計流程，然後引入限制條件，藉由採用交替等區間搜尋法，快速搜尋得到馬達尺寸與匝數，然後結合差分進化方法與有限元素軟體進行馬達效率最佳化。採用的方法為透過Excel試算表建構設計流程與撰寫最佳化程式，並採用腳本語言控制有限元素軟體ANSYS，然後擷取分析資料進行確認規格。

作者:黃光瑤、簡士凱、王雍行高功率雷射擺動式加工技術發展趨勢

近年來，為擴大傳統工業的金屬粗加工應用與產業升級需求，積極開發高階雷射加工技術導入金屬加工產線，其中雷射擺動式銲接技術是重要製程技術之一，其擁有高光強度、低熱變形、高銲道偏差容忍度等特性，可整合智慧銲接輔助模組和CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing)路徑規劃，適用於金屬粗加工之三維自動化生產系統，例如大尺寸管件銲接、熱交換器、車體銲接等應用。本文將針對雷射擺動式銲接技術、技術發展趨勢、產業應用進行介紹。

作者:洪啟銘、馮玉麟、許富淵砂模鑄造設計專家系統

為解決國內砂模鑄造產業砂模設計優化與製程參數優化技術缺口，發展砂模設計專家系統其目的在設計階段到產品鑄造製程工藝過程中，藉由設計專家引導與鑄造製程優化技術整合在設計流程中提供最適化選擇，透過鑄造模擬軟體來驗證；並將砂模鑄造的經驗式設計傳承為習性，強化為數位設計專家系統的傳承技術，藉此提升該產業在國際競爭力和增加鑄件附加價值。。本文將針對專家準則與設計模組來進行介紹。

作者:鄭暉達、李采錞、郭靜男、王雍行複合材料雷射加工發展趨勢

由於複合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP）重量輕、強度大、可設計性好、耐衝擊及耐腐蝕等優勢，使其廣泛被應用於汽車、航空、航太、綠能等領域，且在使用上隨著時代進步、運動器材的輕量化、風力葉片發電效能的提升、交通運輸工具的節能需求與工業生產設備大型化需求 … 等，均使複合材料結構件朝向大型化與輕量化的趨勢。然而複材產業加工應用技術仍以傳統接觸式刀具加工為主，其中刀具嚴重的磨耗問題及加工參數沒有辦法有效調整的情況下，加工品質容易出現問題，使得廠商常面臨高成本、低良率的問題。近年來，雷射的興起帶來非接觸式加工的熱潮，亦同時為複合材料加工帶來新的發展。透過非接觸式雷射加工玻璃纖維複合材料，可避免接觸式鑽削加工對於材料之脫層影響達到降低粉塵之功效。而材料吸收率對於雷射加工的品質具有很關鍵的影響，針對玻璃纖維材料使用波長 10640 nm是較為適合的波段，但其光路傳遞無法像光纖雷射般便捷，需另外加裝導光臂系統才可搭配機器手臂及CAD/CAM （Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing）路徑規劃，進行大尺寸三維切割應用，例如運動器材管件切割、車體殼件切割等應用。本文將針對複合材料雷射切割技術、技術發展趨勢進行介紹。

作者:張朝誠、曾奕祺、王文琦、許家豪、吳國鼎扣件產品製程及模具設計系統開發

扣件產品常以鍛造成形技術進行量產，其成形製程之設計不僅需要考慮材料之成形極限，也需要適當的成形道次數與預成形幾何，才能確保材料充填模穴而完成鍛品製作。本研究針對螺帽類之扣件產品，分析與歸納其形狀複雜度之變化，建立螺帽形狀分類指標，並考慮材料之成形極限，發展螺帽鍛品成形道次數之預估方法與鍛胚幾何設計模型。此外，本研究將應用前述之結果，建構一個可提供螺帽鍛品形狀複雜度、成形道次數、鍛胚幾何、預成形幾何及成形負荷等資訊之預成形設計系統。研究成果不僅有助於螺帽產業之鍛品設計與製程規劃，也可提供其他扣件與金屬成形產業，作為發展智慧設計系統之參考。

作者:黃介一、林正軒、馬碩晟、魏立鼎多軸自由度音圈馬達抑振控制數位設計平台

近年來智慧型手機在照相功能發展上日新月異，影像品質方面的要求除了解析度提升外，因應遠距、低光與動態手持拍攝情境，防手振功能更是高階機種的主要訴求之一，以光學式影像穩定的抑振補償音圈馬達是主要關鍵元件。本文介紹音圈馬達與抑振驅動數位平台設計方法，具有兩大亮點。此外，針對雙鏡頭光學防手振用案例進行說明設計小廻圈流程並驗證虛擬與實體結果比對，本案例同時實現了薄化、多軸自由度與模組化技術特徵，解決了手機相機模組裡難以兼顧薄型多鏡頭與高性能的技術瓶頸。

作者:洪啟銘、許富淵、馮玉麟重力鑄造模具數位輔助設計系統

為解決國內重力鑄造產業模具設計優化與製程參數優化技術缺口，發展重力鑄造模具數位輔助設計專家系統其目的在設計階段到產品鑄造製程工藝過程中，藉由數位設計引導與鑄造製程優化技術整合在設計流程中提供最適化選擇，透過鑄造模擬軟體來驗證；並將重力鑄造的經驗式設計傳承為習性，強化為數位輔助設計系統的傳承技術，藉此提升該產業在國際競爭力和增加鑄件附加價值。本文將針對設計準則與模組來進行介紹。

作者:洪啟銘、馮玉麟、許富淵砂模鑄造之自動生成最佳冒口的系統

在金屬鑄造製程中，鑄件成型時的凝固熱點通常會形成縮孔缺陷，因此在進行鑄造方案設計時，需判斷凝固熱點位置，並在此位置設計冒口(feeder)，以消除縮孔的發生。一般而言，運用鑄造成型模擬軟體，可判讀出鑄件成型的縮孔位置，但模擬軟體價格昂貴，且模擬完成的時間常在數小時以上。本文“自動生成最佳冒口的系統”可幫助鑄造界真正解決複雜鑄件形狀的冒口設計，是屬於專門的電腦輔助應用於鑄造冒口方案設計(Computer-Aid for Feeder Design)的重要軟體。可以讓設計者在第一時間，由軟體計算便可以得到正確的最佳化冒口設計，不需要再使用試誤法。因此，本文所構想的新一代系統，可以提升鑄造界轉型、讓鑄造界可以縮短開發時間，以及節省不必要的成本浪費。

作者:陳鵬宇、吳佩珊、曹嘉、吳孟儒大型運具傳動電動化之國際趨勢與國內定位

2030年公務車輛及公車全面電動化，將是國內大型車輛相關產業發展之機會。然而國內大型車輛之零組件長期仰賴進口，造成產業價值無法提升；本文將研究國際車輛電動化之進程與必要性，再依政策需求找出大型車輛產業升級的突破口，並分析國內大型車輛所需之傳動技術。最後介紹本部門實際輔導國內業者的過程，分享促進產業轉型的實際案例。

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:褚育誠、許修瑋、胡振煇、邱士懿自駕系統大規模情境測試與驗證

工研院機械所開發ITRIMMSL-VT (Verification Toolset) 自駕系統驗證工具，包含臺灣情境資料，可以驗證自駕系統在臺灣運行的安全性。基於硬體設備、成本考量與多次迭代測試經驗，ITRIMMSL-VT使用兩周的時間，完成 1000 萬筆測試案例(Test Case)，並根據測試結果構建自駕系統的操作設計域 (Operational Design Domains, ODDs)，可以識別自駕系統的安全運行條件。為提升ITRIMMSL-VT驗證工具的測試情境覆蓋範圍，我們建置臺灣情境資料庫，涵蓋高密度機車流及汽機車混合交通情境，彌補現有開源資料集的不足。此外，藉由 ISO 34502 安全評估框架，識別安全關鍵情境(Safety Critical Scenarios)，並分析臺灣駕駛行為，生成貼近臺灣道路環境的自駕系統測試情境。我們進一步識別188種 ISO 34502 未涵蓋的安全關鍵情境，提升測試結果對自駕車在臺灣道路環境下運行安全性與測試數據的可靠度。

歷史雜誌