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科技專案成果
自主開發控制系統技術 提升精密機械產業實力
發佈日期：2016-05-16
單位：財團法人工業技術研究院機械與系統研究所
案例年度：2015
簡介：
由工業技術研究院所執行的「新世代智能工廠控制系統發展計畫」，主要是投入開放式加值控制系統，包括智慧製程加值軟體、多軸精密控制平及全數位整合性伺服等三項關鍵模組的開發。控制器與軟體是精密機械的核心，也是當前產業迫切的技術需求，透過此計畫的研發成果，可協助灣精密機械產業由硬體優勢轉型質變為創新加值的軟實力。
特色：
計畫名稱：工研院中分院區域研發計畫-新世代智能工廠控制系統發展計畫(4/4)
獎項：優良計畫獎
控制器與軟體是精密機械關鍵的價值核心，然而過去臺灣生產的高階工具機均搭配進口的CNC控制器，國內生產的PC Based控制器只能搭配國產中/低階機種，其中主要因為國產控制器於高階運動控制關鍵模組功能遠不如國際大廠。
針對此障礙，目前計畫團隊已將相關技術移轉給國內馬達大廠達電子，協助快速建立高階的控制器技術。此外結合程泰、奕達、中精機和上銀的機或是加工工件實機驗證，可達國際大廠水準。未來將可協助國內控制器廠商突破歐日等國長期在高階控制器的壟斷，達到提升整體技術水準與產值的目標。
成果累積迄今，本計畫已完成三大關鍵機型控制器研發、11家關鍵廠商參與開放式中高階控制器開發及應用搭配研究，並完成300套控制器示範運行與驗證。另外，此計畫支援國產智慧控制器整體軟硬體技術升級自主，導入應用達1.5萬套；且協助亞崴、程泰、中精機、大立、協鴻、喬崴進、友嘉等工具機廠建構智能化軟體特色，設立高階應用中心，並已推動成立「高值化航太級加工設備整合性計畫研發聯盟」。
再者，在關鍵驅動器方面，此計畫藉由高速伺服控制專用晶片的技術開發及關鍵專利佈局，建構高階馬達驅動器的關鍵晶片設計與開發能力，並將技術擴散至國內伺服驅動器製造廠商，突破國外大廠壟斷。由於技術自主掌控，可依需求進行客製化調整與開發，因此能有效協助國產精密工具機廠商建立差異化競爭力。
針對高響應與高速度的全數位主軸驅動模組部分，目前國內所使用的主軸驅動模組多仰賴國外進口，且國外的鑽孔中心機(Tapping Center)伺服驅動系統皆以全數位的方式傳送命令，因而在使用國外的高速主軸驅動模組時，也必須使用該廠商的控制器，使得國內的高速主軸驅動無法切入Tapping center的系統。
因此，此計畫將完成的高速主軸驅動模組與上位控制器備受期待。透過高速串列通訊連結，國產高階全數位伺服控制系統將能成型，再透過工具機業者驗證與應用，國產全數位伺服控制系統的穩定度可望提升。如此一來，未來國內工具機業者的主軸驅動模組來源可避免國外業者的壟斷，取得成本得以降低，臺灣將能實現高穩定度與高性價比的全數位伺服控制系統工具機，整體產業競爭力可望提升。
另外值得一提的是，建立國產化機械手臂一直為國內扶植的重點產業，而本計畫所發展的國產化高階全數位伺服控制器已技術授權友萊電子公司，未來以此技術為根基，將進一步凝聚國內研究動能，開發國產化的多軸工業機械手臂。
雙主軸車銑複合加工中心控制器
全數位主軸驅動器
線上防碰撞系統
五軸控制器
數位伺服驅動控制
〈專家推薦〉
控制器與軟體是精密機械關鍵的價值核心，也是當前產業迫切的技術需求。過去臺灣生產的高階工具機均搭配進口的CNC控制器。本計畫研發新世代智能工廠所需的開放式加值控制系統，包括智慧製程加值軟體、多軸精密控制平及全數位整合性伺服等三項關鍵模組，協助精密機械產業由硬體優勢轉型質變為創新加值的軟實力。
本計畫已完成三大關鍵機型控制器研發，11家關鍵廠商參與開放式中高階控制器開發及應用搭配研究，完成300套控制器示範運行與驗證，讓廠商從硬體製造的優勢，轉化為製程加值的軟實力。另外支援國產智慧控制器整體軟硬體技術升級自主，FY103導入應用達1.5萬套；且協助亞崴、程泰、中精機、大立、協鴻、喬崴進、友嘉等工具機廠建構智能化軟體特色，設立高階應用中心，提升研發能量 ，並推動成立”高值化航太級加工設備整合性計畫”研發聯盟。
團體合照
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