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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:施志軒基於虛實整合機器人系統增強自行車車架零件生產製造

本文強調機器手臂在工廠自動化中的關鍵地位，它們具有無與倫比的靈活性、精確度和自主操作能力，有效地消除對人工勞動的需求。我們已經開發了一個自行車車架製造系統，包括切割、研磨和檢測工藝，相較於傳統手工方法，這象徵一個重大的進步。先進的硬體和軟體架構的整合，以及創新的技術，如基於YOLO的缺陷檢測和AE信號分析，有助於優化自動化製造流程。其中，YOLOv7的缺陷識別準確率更是達到了驚人的98.03%。這項研究不僅展開了對機器人系統有效性的開發，還為各種製造應用中採用先進的機器人系統提供了基礎。

作者:吳祉毅、施志軒基於YOLO演算法實現機器人孔渣移除定位補償與瑕疵檢測系統

機械手臂在工廠自動化中扮演著重要的角色，具有極高的靈活性、精確性和自主操作能力，並且可紓解缺工人力勞動的需求。在本文中，我們開發了一個具有自動位置補償和瑕疵檢測能力的機器人孔渣去除系統，能夠定位工件的特徵，進行孔渣去除和瑕疵檢測，並利用YOLO（You Only Look Once）算法進行物體檢測。本文中的實驗工件是膝關節股骨植入物。首先，我們採用了一種位置補償方法來精確定位工件的夾持孔。然後，EzSim軟件自動生成機器人路徑，用於去除夾持孔孔渣。隨後，系統利用檢測到的瑕疵位置生成重新去渣的路徑，確保所有殘留物被徹底清除。

作者:林錦德探討製造業軟體系統整合難處的可能解決方案

智慧製造的目標是應用或發展軟體來整合企業內部各種資產，達成智慧營運管理或智慧自動化的效益。由於各種因素，目前製造業只能爭取到有限的軟體開發或資料科學之人才或合作夥伴，導致企業的垂直系統整合、產品生命週期推展明顯緩慢。本文將介紹低代碼或無代碼的自動化軟體工具，並且說明這些解決方案在製造業上的應用方式與效益。

作者:黎尚昆、林欣儀、蔡承翰元宇宙虛擬教練：機器人複材繞線應用案例

從原本透過虛擬的三維環境，將真實的場景複製並虛擬化，透過感測器串聯機台，將訊號回饋給模擬器，經由模擬器與真實世界的交互運作，達到數位雙生系統（Digital twin），進一步去串聯人的元素，進而使人類在模擬器世界中具沉浸感與真實感。具協作性的開發與操作，是元宇宙（Metaverse）與數位雙生系統的最大差異。要具備上述的功能，需要高擬真技術（渲染、物理引擎）、感測器融合技術與個別領域的專業知識，高擬真的技術可以使操作者在虛擬的世界中所看到的場景更加地貼近真實。感測器融合技術可以串聯常見的感測器，個別領域的專業知識可使該領域的工程人員更貼近實際的驗證技術在相關的產業當中。如將上述的應用整合在機器人複材繞線領域，將創造出差異化的價值，供使用者事先進行分析與優化，並於模擬世界中進行驗證，以預先的模擬來降低實際導入的成本。本文將會以此應用案例，展示相關技術與成果，期許讀者藉此更加了解元宇宙與機器人的整合案例。

作者:黃瑞宇、蔡承翰機器人多軸馬達系統之週期性自適應參數估測

本研究針對機器人多軸馬達系統中，轉動慣量具週期性變化的情形，提出一套結合複合式自適應控制與重複性控制之參數估測方法。透過對數化參數表示與指數補償形式，可自然維持估測值為正，並導入週期性適應律以補償參數變動。理論分析顯示，該方法可將時變參數問題轉化為線性非時變系統受週期性輸入驅動之形式，並具穩定性與收斂性條件。初步結果顯示此方法具應用潛力，後續將進行模擬與實驗驗證。

作者:羅元玠、薛涵君、賴振豪、吳祉毅、林景翰、施志軒SmithOS：機器人單元的核心軟體

近年製造業客製化與少量多樣的需求日益增長，複雜性與彈性是未來製造業的關鍵特點，傳統自動化系統固有的軟硬體透過規模化與標準化來降低生產成本並提升效率，然其顯而易見的限制亦是無法適應快速變化且小批量的訂單。先進製造自動化系統中，產業期望達到每單件產品的生產成本與其生產數量關聯最小化，因此工業型機器人以彈性化的優點廣泛應用在噴漆、焊接、組裝、搬運與研磨拋光中。在HMS（Holonic Manufacturing System）[1][2]系統架構中，每一個Holon單元具獨立性與協作性，單元可獨立決策、控制與規劃，彼此間亦可互相轉換、溝通與儲存訊息。SmithOS為一套適用於工業機器人單元的核心控制軟體，具備生產工單介面、製程參數調整介面、機器人通訊控制層（Robot Communication Layer, RCL）、感測器通訊層（Hardware Abstraction Layer, HAL）與多執行緒運行功能[3]，其豐富的功能模塊（function block）與資訊流程圖架構（flow chart），提供系統整合商快速整合PLC通訊、力量感測器、雷射感測器與2D/3D視覺感測器的功能，以解決製造業常遇到的工件變異、快速換線需求與操作介面複雜等問題。此系統讓操作員不必再擔心產品換線的耗時耗心力，進料視覺辨識可達成自動換線;其製程參數調整介面提供操作者在不使用機器人複雜的示教器下，就能完成製程參數的調整;而系統性的誤差與變異（如:工件變異與設備定位誤差），可線上透過感測器即時回饋補償，維持生產品質的穩定性。

作者:蔡銘浩、趙正權、溫宏得、楊宗賢工業機器人於焊接加工之輔助技術

在單車產業方面，台灣目前是中階產品以上的世界前三大出口國家。台灣可以在單車市場上一直具備競爭優勢的主要原因來自於自行車架的製程技術，而焊接加工則是車架製程中最重要的一項。焊接品質的好壞取決於產線人員的操作是否熟練、經驗是否豐富。另外，焊接加工亦是一個完全符合3K性質的工作（骯髒、危險、辛苦）。因此，為了兼顧焊接品質、穩定產量、維護工安，機器人技術的應用已導入焊接加工領域，廠商亦期盼藉此解決勞動力短缺與技藝無法傳承的困境，最終確保產線順利運行。在焊接品質維護與執行加工方面，本文提出兩項機器人輔助技術。第一，焊接前間隙偵測功能，其為焊接加工的前置作業，檢測兩個焊接物件的間隙距離，距離符合設定值則通知機器人執行加工，反之則警報告知產線人員進行焊接固定的位置微調，用以維持加工後的焊接品質。另一技術為焊接順應操作模組，其可讓使用者直覺化人工移動焊接機器人至焊接點位，降低機器人程式撰寫的複雜度。如上述，將這兩項技術應用於焊接加工的製程中，便可提高焊接後的產品良率與簡化焊接時的工序。

作者:鄭人豪、葉佳榮、張禎元多機器人系統編隊控制研究

啟發自生物界螞蟻雄兵的協同合作搬運，期望讓工廠用的自動導引載具能夠打破尺寸大小的限制，協同組合工作，提升工廠自動化、產線上的彈性。此研究設計一個主從編隊的控制架構，能夠讓多機器人維持隊形，並同時移動至目的地。最後，以機器人作業系統（Robot Operating System, ROS）與Gazebo平台模擬、驗證其結果。

作者:紀佃昀數位設計與自動化機器人系統模擬器介紹

本文主要介紹工研院目前開發中的機器人系統模擬器與其應用，內容包含其各種功能說明，可以用於什麼樣的應用場合，以及擴展與通訊相關資訊，本技術主要針對以工業機器人為主體之自動化單元模擬，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:陳建良、陳子立、戴天吟、邱冰瑩、林宜靜、王俊勝考量交管邏輯之移載機器人分派研究與數位孿生應用

隨著工業4.0和智慧製造的普及，多移載機器人系統(Multiple Autonomous Mobile Robot System)被廣泛應用於各個場域。另外，在智慧工廠的建設中，數位孿生(Digital Twin)扮演的角色也越來越重要。透過結合數位孿生和移載機器人(Autonomous Mobile Robot, AMR)，可以建立一個虛擬的工廠模型，模擬AMR的運行路徑和行為。本文首先探討了AMRs常見的交通問題和解決方法，以及蒐集數位孿生的應用和方法。接著，以半導體封裝廠為例，使用模擬軟體實現數位孿生，探討不同的分派規則對系統的影響，並針對結果進行分析。

作者:莊柏逸、鄭憲君、沈意傑、林順傑超效率佈署AI-BOT流程自動化機器人技術與製造應用實例

藉由機器人流程自動化的導入，可對企業生產效能與品質有顯著的提升，然而企業實際導入時，除技術問題外亦常因其軟硬體環境的條件而有不同的挑戰。本文以三個結合腳本化智慧代操與視覺檢測技術的導入應用實例，介紹流程自動化部署時的技術要件與實務考量，以及部署後對企業特定流程效能的改善。透過本文所發展的方法及相關案例導入驗證，未來結合機器學習與人工智慧技術將成為機器人流程自動化與智慧化之發展方向。

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