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作者:李敏豪、王郁喬、李雅萍微軟DTDL應用介紹與案例

透過微軟Azure Digital Twins (ADT)技術，工研院機械所與臺灣微軟合作開發的ITRI-ADX專案，為工業界提供了一套DTDL (Digital Twins Definition Language) 管理工具。此專案採納了容器化技術和微服務架構，並且整合了OPC UA、Modbus、AMQP等多種通訊協定，示範DTDL在塑橡膠射出機(Injection Molding Machines, IMM)及工具機(Universal Machine Technology Interface, Umati)的應用落地。ITRI-ADX不僅提高了開發效率，其無代碼及低代碼彈性擴展的設計，加上直觀的可視化操作介面，大幅提升了產業導入的效率和效益。

作者:許勝傑、紀佃昀、洪國峰機械手臂加工路徑修正技術

工廠大量使用機械手臂來加工生產已是近年來的發展趨勢，雖然市售主流的機械手臂可搭配對應的離線編程模擬軟體來產生加工路徑，但需具備精準的設備定位與工具校正精度之前提，才能達成自動化加工生產的功效，這對於生產少量多樣產品的工廠來說是非常大的挑戰，因此大部分的產線仍以教點的方式產生加工路徑。教點式加工路徑最大的缺點是撞機即失效，因此本文介紹一種透過十字雷射感測器修正撞機路徑的方法，達成產線快速復原生產的功效。

作者:熊治民臺灣工具機產業發展挑戰與契機

COVID-19肺炎疫情對全球經濟發展與產業運作均造成重大影響。包括市場需求、供應鏈運作、消費與工作模式，都引發顯著變化，並逐漸形成後疫時期新常態。面對後疫新常態下的全球經濟與產業發展環境變化，臺灣機械產業也需要透過多元化策略，突破發展障礙，持續提升競爭力。本文重點在說明疫情對臺灣機械產業出口金額與產值影響。並探討在疫後新常態，機械產業發展面臨的重要議題；以及加速機械產品與智慧科技融合，透過智慧化、數位化產品、服務與創新商業模式，提升產業與企業競爭力的途徑。

作者:蔡銘浩、范姜士嘉、連豊力驅控整合模組機械手臂與機械視覺整合技術開發

為了降低機械手臂電控箱的設計難度與縮小電控箱的佔有體積，將機械手臂每一軸的馬達與驅動器整合成一驅控模組是一項極佳的解決方案。本文討論的驅控模組是採用工業乙太網路通訊協定（EtherCAT）當作模組之間以及與控制器之間的連線。驅控模組化的優點，在於可依不同的應用情境決定模組的數目，並將其組成串連型關節式的機械手臂，以符合實際應用之需求。此外，為了提昇機械手臂的高定位精度與高重複性，本文將另述工研院機器人控制器提昇機械手臂的精度流程。最後，以一個常見的工業應用情境（機械手臂與機械視覺整合），展現驅控整合模組機械手臂的可行性與高精度表現。

作者:陳柏志、楊竣翔、鄭詠仁量子機械於能源領域最新研發技術現況

在能源領域中，古典的熱機(如引擎)因受熱力學循環(如卡諾循環、奧圖循環)的限制，其工作效率面臨熱力學極限，因此須尋求突破此一困境的解決方法。隨著量子力學的發展，使得量子與古典熱力學結合，成為全新的量子熱力學。因此，量子熱力學的發展與應用將是解決古典熱力學中熱力學極限的重要途徑。本文將針對量子機械於能源領域最新研發技術現況，包括量子熱引擎、冷凍機與熱泵等進行介紹，使讀者瞭解目前量子熱機的發展趨勢。未來可以透過量子技術研發更高效率的熱機，突破傳統熱機的瓶頸，建立量子熱機工程，開發全新的量子熱機產品。

作者:蔡銘浩、楊皓翔、連豊力機械手臂空間感知技術開發策略

執行固定空間軌跡的機械手臂已經不足以解決工件尺寸偏差在產線上造成的問題，因此開發具備空間感知的機械手臂已是業界刻不容緩的要務之一。為了使機械手臂可以接收到空間資訊，必需整合相關空間資訊感測裝置，例如：可取得轉軸位置的旋轉編碼器、可量測接觸力道的力量傳感器、可擷取空間影像的影像感應器與可精密測距的雷射追蹤儀等感測器。本文將分別敘述機械手臂加裝不同感測裝置所能產生的功用與效能。

作者:唐振哲、莊水旺金屬積層製造參數對麻時效鋼機械性能影響

作者:蔡孟勳、林俊佑、連震杰、麥朝創應用影像疊圖技術之刀具磨耗檢測

現今工業都朝向自動化與智能化發展，各家工具機廠商亦致力於提升產品的品質及自動化生產的目標，刀具磨耗的情況常常會對產品的品質、自動化生產的效率產生重大影響。本研究以機械視覺為基礎開發線上刀具磨耗檢測方法。由於端銑刀的複數刀刃與螺旋形刀具形狀不同於一般車刀，加上金屬的反光的效應，增加的端銑刀在影像拍攝困難，本研究利用刀具影像疊圖技術將立體的端銑刀展開成平面圖面，並使用影像處理的方法對展開後的刀具圖片進行磨耗檢測。實際以工具機機台進行切削加工，定時進行刀具影像疊圖並檢測刀具磨耗狀態。機械視覺系統被驗證可實際應用於刀具磨耗檢測。

作者:陳俊漢、沈宗福、楊竣翔空壓系統開放式能效分析平台

本文以節能為目標，針對工廠運轉中動力機械設備，例如空氣壓縮機組，發展空壓的開放式能效分析平台，來提高能源使用效率。該平台的主要功能是接收使用者上傳的監測空壓系統的參數值，並透過雲端平台進行相關參數的運算和分析。這些分析結果可以為管理和節能診斷提供決策依據。

作者:張澤祥智慧製造聯網數據加值聯盟 - 推動台灣設備業聯網通訊與資訊模型標準

2017年成立的智慧製造聯網數據加值聯盟，以推動設備共通性聯網標準及設備數據加值服務為宗旨，最終目在加速國內產業智慧製造的發展。本文旨在說明本聯盟在策略上，如何選定國際主流的設備通訊協定和通訊模型；以及在執行面上，如何成立以業者主導之數個工作團隊，共同合作制定並推動台灣設備業聯網通訊與資訊模型標準，以提升台灣設備產業的國際競爭力。

作者:周揚登、馬淮龍、劉又齊、李明蒼高速主軸適應式熱平衡冷卻系統設計分析

本文以模擬與實驗解析一國產高速主軸的熱變位特性，並將「適應式熱平衡」＋（　Adaptive Thermal Balance®）技術概念應用於冷卻水套設計及控制。由於主軸不對稱的溫度分佈，導致主軸產生熱彎曲，從而對加工精度產生顯著的影響。為改善此熱誤差，我們藉由模擬瞭解主軸在穩定運轉下的溫度分佈以及熱變形，接著設計一個主軸溫度調控水套，調節控制主軸的徑向均溫性。實驗證實，此技術能有效地將主軸前後溫度差控制在±0.5℃內，不僅改善了主軸溫度均勻性及對稱性，同時減輕主軸內部預壓環及軸承的溫升以及不對稱的結構熱膨脹，進而能夠降低熱變形所造成的主軸軸承損耗。

作者:陳傳生、蕭擎宇、仲維德機械臂即時軌跡產生-以Delta Robot為例

本文開發一種即時軌跡產生演算法，能讓機械手臂動態狀態下，隨時接收新的目標命令，即時產生具有連續加速度的三階多項式運動軌跡。演算法可用於配備3D，視覺感測器的智慧機械人系統，上層控制器偵測到外部環境變化，而可立刻改變路徑，即時產生新軌跡。軌跡產生適用於任意初始速度與加速度狀態，並且可指定運動的最大速度，加速度與Jerk值，但目標狀態是靜止。運用本產生器於多自由度機械臂的運動控制時，可使各軸軌跡同時抵達目標點。新創的軌跡演算法，軌跡更新可在一個控制周期完成，達到即時反應。本演算法在自製的Delta機械臂，以虛擬模型模擬及實驗驗證其性能。透過model-based design，以電腦模型完成:開發演算法，模擬驗證，產生控制軟體和實驗測試的工作階段。

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