何謂數(shù)值控制課件

第七章

自動化系統(tǒng)7工業(yè)工程與管理第2版第七章

自動化系統(tǒng)7大綱7-1自動化的意義7-2自動化的演進7-3自動化元件與控制器7-4自動化的設施7-5電腦整合製造7-6習題Copyright?2008PearsonEducationTaiwan大綱7-1自動化的意義Copyright?2008P7-1自動化的意義(1/4)

自動化是以機械、水力、電力等來替代人力執(zhí)行工作，自動化可定義如下：自動化所使用的技術包括：1.處理工件的自動化工具機2.自動化裝配機器3.工業(yè)機器人4.自動化物料搬運及儲存系統(tǒng)5.自動化品質(zhì)控制檢驗系統(tǒng)6.自動化製程控制7.用於規(guī)劃、收集資料、作決策等支援製造活動所需。7-1自動化的意義(1/4)自動化應用在生產(chǎn)系統(tǒng)上又可分成兩種類型:1.固定式自動化2.彈性自動化

7-1自動化的意義(2/4)7-1自動化的意義(2/4)

固定式自動化是以一連串的加工或裝配作業(yè)來處理工件，例如早期美國底特律汽車工作以固定式自動化生產(chǎn)線來大量加工生產(chǎn)汽車用零件。固定式自動化所用的大都是硬體式自動化(hardwareautomation)設備，其設備結構成固定不變的型式，一但機具設備設定後，便很難再更改其功能，因此這類自動化較適用於大量生產(chǎn)型的工廠；其優(yōu)點為生產(chǎn)率高，如果大量生產(chǎn)產(chǎn)品可減少單位成本；而其缺點則為缺乏彈性，如果產(chǎn)品改變，便必須停線、停機、重新?lián)Q裝模具、夾具、刀具等，甚至須換成不同機具，十分耗時費事。7-1自動化的意義(3/4) 固定式自動化是以一連串的加工或裝配作業(yè)來處理工件，

彈性自動化是由電腦來控制生產(chǎn)設備，可彈性地改變作業(yè)順序，以配合不同的產(chǎn)品結構之需求。這種作業(yè)順序是以電腦軟體程式來控制，而電腦程式乃是一連串的指令碼，可使系統(tǒng)依照指令的指示來運作；若要改變生產(chǎn)流程，則只需將新的程式輸入設備內(nèi)，便可製造出新的產(chǎn)品。這種自動化非常具有彈性，因此有時稱為軟體式自動化(softwareautomation)。7-1自動化的意義(4/4) 彈性自動化是由電腦來控制生產(chǎn)設備，可彈性地改變作業(yè)順序，7-2自動化的演進(1/2)

自動化的發(fā)展則始於1909年，美國的福特汽車公司設立了第一條自動化生產(chǎn)線，用來大量生產(chǎn)汽車。這時的自動化乃是利用凸輪、曲柄、螺桿等傳統(tǒng)機械來運送加工物件為主，以達到省力化為目的。 二次大戰(zhàn)後，液壓、氣壓等被大量應用，自動化便由省力化發(fā)展到低成本自動化，使自動化更廣泛被應用到各種產(chǎn)業(yè)。1952年數(shù)值控制問世，加工作業(yè)得以數(shù)值控制的方式，經(jīng)由程式指令來引導切削刀具的行進位置，因而達到可以自動化的方式生產(chǎn)出高精密度的產(chǎn)品。7-2自動化的演進(1/2) 自動化的發(fā)展則始於1自動化的演進(2/2)

數(shù)位電腦的出現(xiàn)，不只影響到工業(yè)的製造過程，而且也對產(chǎn)品的設計提供了有利的工具，因此乃有「電腦輔助設計與製造」(computeraideddesign/computeraidedmanufacturing,CAD/CAM)的技術出現(xiàn)，使工程師在設計與製造時更能得心應用，生產(chǎn)技術得以大為提高。 到了1980年代之後，自動化已發(fā)展到將各種自動化的設備組成一個生產(chǎn)系統(tǒng)來同時生產(chǎn)多種樣式的產(chǎn)品群。這些生產(chǎn)設備包含了電腦、機器人、檢驗設備，與電腦數(shù)值控制工具機，而且用自動化的搬運設備使工件能以任何順序在機器群中被運送，如此構成了所謂「彈性製造系統(tǒng)」。自動化的演進(2/2) 數(shù)位電腦的出現(xiàn)，不只影響到工7-3自動化元件與控制器

在自動化設施中，常需檢測工件是否送達加工機臺的位置，有時則是需檢測物體的位置移動量，以供控制器決定序列動作，其被用來檢測的元件稱之為感測器。常見的感測器有極限開關、光電開關、近接開關、電位計，與溫度開關等。7-3-1感測元件(1/8)7-3自動化元件與控制器 7-3-1感測元件(1

極限開關(limitswitch)是藉外界物體的接觸，來改變內(nèi)部接點的狀態(tài)；由接點的變化可以檢測物體的存在與否，或機器工作臺的位置。如圖7.1。

常開常開常閉常閉圖7.1極限開關的接點

7-3-1感測元件(2/8) 極限開關(limitswitch)是藉外界物體的接觸， 當極限開關被檢測物體接觸時，接點會由常閉點跳到常開點，或由常開點跳到常閉點；常開點意表電路平時處於無接通的狀態(tài)，而常閉點則表示迴路平時處於接通的狀態(tài)。7-3-1感測元件(3/8)7-3-1感測元件(3/8) 光電開關(photoelectricsensors)是泛指用各種可見光、不可見光及雷射光控制電器信號的檢測器，其基本原理是以發(fā)光二極體或燈泡發(fā)射光源，經(jīng)由被檢測物體的遮光、透光或反射，以控制光電晶體的電流電壓，在經(jīng)過放大處理，最後以ON或OFF或類比信號輸出，如圖7.2所示。投光器受光器檢出物體圖7.2

光電開關7-3-1感測元件(4/8) 光電開關(photoelectricsensors)是

近接開關(proximityswitch)不需接觸即能感測出物體，依動作原理分為：電感型(Inductive)：當金屬材質(zhì)物體進入感測範圍，金屬物體內(nèi)因感應而產(chǎn)生渦流，同時高頻震盪線圈也因電組便大而停止擺盪，並獲得ON或OFF的輸出。其檢出電路如圖7.3所示。高頻振盪電路M金屬的接近體檢出線圈圖7.3

電感型近接開關7-3-1感測元件(5/8) 近接開關(proximityswitch)不需接觸即能電容型(Capacitive)：高頻震盪電路接至電極板檢測頭，若有金屬或非金屬物體接近，其電容會增大，使振盪的振幅增加而獲得輸出。其檢測電路如圖7.4所示。高頻振盪電路檢出物體電極板(檢測頭)圖7.4

電容型近接開關7-3-1感測元件(6/8)電容型(Capacitive)：高頻震盪電路接至電極板檢測頭 電位計是利用電組與長度成正比的原理做成，於電阻兩端加入電壓，然後由被測物體帶動電組之滑動臂，求得相對應位移大小的電壓，如圖7.5所示。檢出電壓E圖7.5

電位計7-3-1感測元件(7/8) 電位計是利用電組與長度成正比的原理做成，於電阻兩端加入電 溫度開關可以感知溫度變化，是由物體感知器與開關所組成而成，當溫度變化時，雙金屬片會受熱彎曲，使接點移動，達到開關的功能，如圖7.6所示。接點熱雙金屬片a.

接點地線b.

接點圖7.6

溫度開關7-3-1感測元件(8/8) 溫度開關可以感知溫度變化，是由物體感知器與開關所組成而成

自動化設備的原動件一般可分成三種：(1)電動式(electronic)：如電動馬達(2)液壓式(hydraulic)：如油壓幫浦(3)氣壓式(pneumatic)：如空氣壓縮機7-3-2致動元件7-3-2致動元件7-3-3控制器(1/2)

自動化設備可用的控制器甚多，其中最常被使用的是可程式邏輯控制器(programmablelogiccontroller,PLC)。 可程式邏輯控制器是藉數(shù)位或類比輸出入裝置，用特定的命令語言，將邏輯運算、順序控制、定時器、計數(shù)器，與算術演算等作成程式，存入記憶裝置中，以控制機器或程序的電子裝置。7-3-3控制器(1/2)7-3-3控制器(2/2) 可程式邏輯控制器在使用時，隨時感知輸入信號，經(jīng)邏輯判斷後，將結果輸出，以控制外界機器；其系統(tǒng)組合包括：中央處理單元(CPU)、記憶體(ROM與RAM)、輸入與輸出模組、電源供應器、及程式書寫器，如圖7.7所示。輸入模組程式書寫器輸出模組CPUROMRAM電源供應器圖7.7

可程式邏輯控制器系統(tǒng)組合7-3-3控制器(2/2) 可程式邏輯控制器在使用時，7-4-1數(shù)值控制工具機(1/5)何謂數(shù)值控制

所謂數(shù)值控制，意指利用數(shù)值、字母與其他符號等來控制機器設備。這些數(shù)值、字母與符號係以一適當?shù)母袷絹砭幋a，並構成對工件加工的指令與程式。數(shù)值控制的應用範圍很廣，適用於很多種類的製程，諸如鑽孔(drilling)、車削(turning)、銑切(milling)、搪孔(boring)，與其他金屬品製造之工具機。此外諸如裝配、繪圖，與檢驗等作業(yè)的非工具機也會應用到數(shù)值控制。7-4自動化的設施7-4-1數(shù)值控制工具機(1/5)何謂數(shù)值控制 7-NC的基本組成要件(1/2):數(shù)值控制工具機系統(tǒng)包含下列三個基本組成要件：

1.指令程式

2.機器控制單元

3.製程處理設備7-4-1數(shù)值控制工具機(2/5)NC的基本組成要件(1/2):7-4-1數(shù)值控制工具機(NC的基本組成要件(2/2):

此三基本組成要件的關係，如圖7.8所示。首先，將程式輸入控制單元，然後控制單元便指揮製程處理設備依程式的指令運作。圖7.8

數(shù)值控制工具機組成要件程式機器控制單元製程設備7-4-1數(shù)值控制工具機(3/5)NC的基本組成要件(2/2): 圖7.8數(shù)值控制工NC工具機的應用

每一種機製作業(yè)都可在某一種工具機上執(zhí)行，例如車削在車床執(zhí)行，鑽孔在鑽床執(zhí)行，銑床可在銑床上完成，研磨也可利用研磨機器來執(zhí)行。數(shù)值控制工具機即是針對需要而設計的，其種類包括：

7-4-1數(shù)值控制工具機(4/5)1.鑽床2.銑切機器3.車削機器4.搪孔機器5.研磨機器NC工具機的應用 7-4-1數(shù)值控制工具機(4/5)NC的利益 : NC工具機被金屬加工工業(yè)廣泛採用，採用數(shù)值控制的利益有： 1.減少生產(chǎn)時間。 2.簡化裝置夾具的動作。 3.減少整備時間。 4.較具製造彈性，容易適應工程設計的改變。 5.改進工件的精確度。7-4-1數(shù)值控制工具機(5/5)NC的利益 : 7-4-1數(shù)值控制工具機(5/5)機器人的定義(1/2):所謂工業(yè)機器人是指具有一般用途，擁有類似人類特性的可程式化控制機器。機器人類似人類的特性最明顯的是其機器機器手臂，它可以做各種不同的生產(chǎn)工作。典型的機器人之工作包括點焊、物料輸送、噴漆，以及裝配等。

7-4-2機器人(1/16)機器人的定義(1/2):7-4-2機器人(1/16)機器人的定義(2/2)

: 機器人工業(yè)協(xié)會(roboticsindustriesassociation)對工業(yè)機器人(industrialrobot)的定義如下：

機器人是一種可以程式化，具有多種功能的操作器，可經(jīng)由事先設計好的各種可變動作，來搬運物料、零件、機具、或其他特殊裝置，並執(zhí)行各種不同的工作。7-4-2機器人(2/16)機器人的定義(2/2): 7-4-2機器人(2/16機器人的實體組件(1/2):

工業(yè)機器人的基本組件包括：1.操縱器(manipulator)：通常包含手臂(arm)、手腕(wrist)、及末端器(endeffectors)。

2.致動器(actuator)：一般有電動式驅(qū)動、液壓式驅(qū)動，與氣壓式驅(qū)動三種方式，提供動力以驅(qū)動操縱器。

3.控制單元：控制機器人運動的單元。7-4-2機器人(3/16)機器人的實體組件(1/2):7-4-2機器人(3/16)機器人的實體組件(2/2):

工業(yè)機器人的操縱器的手臂部份係由一串的關節(jié)與環(huán)節(jié)所構成。工業(yè)機器人的關節(jié)很類似人類的關節(jié)，它可連結兩個環(huán)節(jié)，並提供其相對運動，每一關節(jié)可提供一個運動自由度(degreeoffreedom)。連結關節(jié)的兩個環(huán)節(jié)，其中一個稱為輸入環(huán)節(jié)(inputlink)，另一個稱為輸出環(huán)節(jié)(outputlink)。關節(jié)的主要作用乃在提供輸入關節(jié)與輸出關節(jié)間相對移動的功能。7-4-2機器人(4/16)機器人的實體組件(2/2):7-4-2機器人(4/16)工業(yè)機器人的類型工業(yè)機器人的關節(jié)可分為五種類型：1.線性關節(jié)(linearjoint)。2.正交關節(jié)(orthogonaljoint)。3.旋轉關節(jié)(rotationaljoint)。4.扭轉關節(jié)(twistingjoint)。5.迴轉關節(jié)(revolvingjoint)。7-4-2機器人(5/16)工業(yè)機器人的類型7-4-2機器人(5/16)1.線性關節(jié)

輸入環(huán)節(jié)與輸出環(huán)節(jié)之間的相對移動，是一種線性的滑動，而且此二環(huán)節(jié)的軸是相互平行的。此種關節(jié)又稱為L型關節(jié)，如圖7.9所示。輸入輸出輸入輸出圖7.9

線性關節(jié)7-4-2機器人(6/16)1.線性關節(jié) 輸入輸出輸入輸出圖7.9線性關節(jié)7-4-22.正交關節(jié)

這也是一種線性的滑動關節(jié)，但輸入環(huán)節(jié)與輸出環(huán)節(jié)在運動過程中是相互垂直的。此關節(jié)又稱為O型關節(jié)，如圖7.10所示。輸入輸出輸入輸出圖7.10

正交關節(jié)7-4-2機器人(7/16)2.正交關節(jié) 輸入輸出輸入輸出圖7.10正交關節(jié)7-43.旋轉關節(jié)

此類型關節(jié)可提供關節(jié)的旋轉相對運動，而轉動軸與輸入和輸出環(huán)節(jié)的軸相互垂直。此關節(jié)又稱為R型關節(jié)，如圖7.11所示。輸出輸入圖7.11

旋轉關節(jié)7-4-2機器人(8/16)3.旋轉關節(jié) 輸出輸入圖7.11旋轉關節(jié)7-4-2機4.扭轉關節(jié) 這也是一種旋轉運動的關節(jié)，但轉動軸係與兩個環(huán)節(jié)的軸相互平行。此關節(jié)又稱為T型關節(jié)，如圖7.12所示。輸出輸入圖7.12

扭轉關節(jié)7-4-2機器人(9/16)4.扭轉關節(jié)輸出輸入圖7.12扭轉關節(jié)7-4-2機器人5.迴轉關節(jié) 此種關節(jié)的輸入環(huán)節(jié)的軸與關節(jié)的旋轉軸相互平行，而輸出環(huán)節(jié)的軸則與關節(jié)的旋轉軸垂直。此關節(jié)又稱為V型關節(jié)，如圖7.13所示。輸出輸入圖7.13

迴轉關節(jié)7-4-2機器人(10/16)5.迴轉關節(jié)輸出輸入圖7.13迴轉關節(jié)7-4-2機器人機器人結構: 大部分的機器人皆安裝在一個固定基底上，由此基座在聯(lián)結各環(huán)節(jié)與關節(jié)，如圖7.14所示。基座環(huán)節(jié)0環(huán)節(jié)1環(huán)節(jié)2關節(jié)2(R)關節(jié)1(R)圖7.14

機器人結構圖例7-4-2機器人(11/16)機器人結構:基座環(huán)節(jié)0環(huán)節(jié)1環(huán)節(jié)2關節(jié)2關節(jié)1圖7.14機器人的手臂: 工業(yè)機器人的手臂是用來對物體作定位，而其手腕則可用來調(diào)整物體方向。手腕一般需三個自由度，這三個自由度的架構是：

7-4-2機器人(12/16)1.轉動(roll)：可用T型關節(jié)來完成，使物體對手臂軸旋轉。2.上下投物動作(pitch)：類似投球的上下轉動，通常以R型關節(jié)來執(zhí)行3.左右偏移動作(yaw)：手腕向左向右轉動，也是以R型關節(jié)來執(zhí)行。機器人的手臂:7-4-2機器人(12/16)1.轉手腕自由度:圖7.15說明手腕三個自由度的動作手腕上視圖yaw手腕前視圖pitchroll圖7.15

機器人手腕的三個動作7-4-2機器人(13/16)手腕自由度:手腕上視圖yaw手腕前視圖pitchroll圖7末端器的定義:

工業(yè)機器人通常使用工具或夾具，將其附著於腕部來進行工作。此一附著於腕部的工具與夾具，稱為末端器。

7-4-2機器人(14/16)末端器的定義: 7-4-2機器人(14/16)末端器的應用(1/2): 當使用工具為末端器，是使機器人能夠執(zhí)行一些製程作業(yè)。機器人必須能夠操縱工具，穩(wěn)定的或緩慢的沿著行進路徑移動，這種應用的例子包括：

7-4-2機器人(15/16)1.點焊槍。2.噴漆槍。3.鑽孔與挖掘等旋轉刀具。4.裝配工具。5.加熱槍。6.噴水切削器。末端器的應用(1/2):7-4-2機器人(15/16)1末端器的應用(2/2)

: 當使用夾具為末端器，主要是用來抓取和操縱物體，此時的物體通常是從某一位置移動至另一位置的工件；用機器人來裝卸工件，即是屬於這類的例子。應用於工業(yè)機器人上的夾具類型例子包括：機械式夾具：藉由摩擦力或物理結構來抓住物體。真空夾具：可夾住平板物體的吸杯。磁力夾具：以磁力吸住含鐵的工件。7-4-2機器人(16/16)末端器的應用(2/2): 7-4-2機器人(16/17-4-3自動檢驗設備(1/9)檢驗的目的與自動檢驗效能

檢驗意指檢查產(chǎn)品，以判定其是否符合產(chǎn)品設計者設計的標準，例如尺寸大小與表面光滑等。檢驗之目的有量測某特定產(chǎn)品的實際值，與只簡單地檢查某特定特徵是否符合設計標準。

7-4-3自動檢驗設備(1/9)檢驗的目的與自動檢驗效能自動化檢驗感測器 自動化檢驗設備通常會使用感測器，而這些感測器受電腦控制，並將資料傳輸至電腦。 感測器可分成兩大類： 1.接觸式檢驗 2.非接觸式檢驗

7-4-3自動檢驗設備(2/9)自動化檢驗感測器7-4-3自動檢驗設備(2/9)接觸式檢驗 接觸式檢驗係使用機械探針或其他儀器，來與受檢的產(chǎn)品相接觸。接觸式方法常用來檢查零件之物理量度，因此接觸式檢驗乃是較早廣泛被使用於機械製造業(yè)的方法，最常見的自動化檢驗設備是座標測量機。7-4-3自動檢驗設備(3/9)7-4-3自動檢驗設備(3/9)非接觸式檢驗 非接觸檢驗方式並不直接與產(chǎn)品接觸，其感測器係置於距物體某一距離的地方，而仍可測得所要的特性。非接觸式檢驗之潛在的優(yōu)點包括：

1.減少檢驗時間並可避免由於零件之接觸而破壞零件或感測器。

2.不需對零件作特別的搬運與定位，因此檢驗的過程較為迅速。7-4-3自動檢驗設備(4/9)非接觸式檢驗7-4-3自動檢驗設備(4/9)座標量測機(1/3) 座標量測機(coordinatemeasuringmachine,CMM)係由一接觸式探測針與其所需之機構組成。 在座標測量機的架構中，探針係固定在某種結構體上，允許探針相對於零件做相對移動，此一零件則置放於與結構體相連結的工作平臺上。

7-4-3自動檢驗設備(5/9)座標量測機(1/3)7-4-3自動檢驗設備(5/9)座標量測機(2/3)圖7.16顯示橋樑式構造的座標量測機XYZ圖7.16

橋樑式構造的座標量測機7-4-3自動檢驗設備(6/9)座標量測機(2/3)XYZ圖7.16橋樑式構造的座標量座標量測機(3/3) 座標測量機可執(zhí)行的測量工作類型有：1.尺寸大小。6.平坦度。

2.孔的位置與直徑。7.兩平面間的夾角。3.圓柱軸與直徑。8.兩平面間的平行程度。4.球體中心與直徑。9.兩直線相交的點與夾角。5.定義出平面。

7-4-3自動檢驗設備(7/9)座標量測機(3/3)7-4-3自動檢驗設備(7/9)機器視覺(1/2) 機器視覺(machinevision)是獲取物體影像資料，並以電腦來處理和解讀這些資料，以供某些用途的應用。機器視覺的作業(yè)可區(qū)分為下列三種功能：

1.影像獲取與數(shù)位化。

2.影像處理與分析。

3.解讀。7-4-3自動檢驗設備(8/9)機器視覺(1/2)7-4-3自動檢驗設備(8/9)機器視覺(2/2) 典型的機器視覺之工業(yè)檢驗工作包括： 1.尺寸大小量測。 2.尺寸大小量規(guī)。 3.查驗某組合產(chǎn)品是否裝有某零組件。 4.零件或原料表面上瑕疵之辨識。 5.印刷標籤上瑕疵的辨識。7-4-3自動檢驗設備(9/9)機器視覺(2/2)7-4-3自動檢驗設備(9/9)7-4-4自動搬運(1/4)定義(1/2)

自動搬運是指使用自動控制、機械，與動力等裝置取代人力的搬運系統(tǒng)，而搬運系統(tǒng)最常採用的搬運設備為自動導引車(automatedguidedvehicle,AGV)，亦即所謂的無人搬運車。無人搬運車乃利用聲光、電磁、紅外線、…等自動導引設備的無人駕駛搬運車。7-4-4自動搬運(1/4)定義(1/2)定義(2/2) 美國物料搬運學會(MaterialHandlingInstitute,MHI)對無人搬運車所下的定義為： 一種有電磁的或光學的自動導引系統(tǒng)搬運車輛，此種車輛可按照程式所下的命令導引路線行進、停止、轉彎，並具有一些能夠與搬運系統(tǒng)連結工作的特殊功能。7-4-4自動搬運(2/4)定義(2/2)7-4-4自動搬運(2/4)自動搬運車系統(tǒng)的組成(1/2)

自動搬運車的主要組成有無人搬運車、導引系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、週邊設備，與安全裝置。 導引系統(tǒng)能自動導引無人搬運車到達其所欲前往的目標。 搬運車的通訊系統(tǒng)可分為固定地點通訊與任意地點通訊方式兩種：

1.固定地點通訊多半在引導路線開溝埋入導引線。

2.任意地點通訊以採用無線電為主。7-4-4自動搬運(3/4)自動搬運車系統(tǒng)的組成(1/2) 7-4-4自動搬運(自動搬運車系統(tǒng)的組成(2/2) 搬運車的週邊設備就是搬運系統(tǒng)中的輔助設施，包括裝卸裝置、暫存站，與充電設備等。 搬運車的安全裝置可分為機械式與電子式兩種，機械式裝置如裝於車體前端的檔板或檔桿，當碰到人或物體時，傳送信號給控制器，可立即停止車輛行進；而電子式採用超音波，當車子發(fā)出超音波後，利用反射音波之間所需之時間，求出障礙物和搬運車的距離長短，以控制搬運車減速或緊急停止等動作。7-4-4自動搬運(4/4)自動搬運車系統(tǒng)的組成(2/2)7-4-4自動搬運(4/47-4-5自動倉儲系統(tǒng)(1/4)定義 根據(jù)美國物料搬運學會(MaterialHandlingInstitute,MHI)對自動化儲存/檢索系統(tǒng)(automatedstorage/retrievalsystem,AS/RS)所下的定義為： 在一界定的自動化程度下，準確、正確，與快速地搬運、儲存、檢索物料，所需的設備與控制的組合。7-4-5自動倉儲系統(tǒng)(1/4)定義AS/RS圖7.17繪示一典型的AS/RS通道1通道2通道3界面輸送帶S/R機器P&D工作站高度,Hs長度,Ls圖7.17

一典型AS/RS之佈置與正面圖7-4-5自動倉儲系統(tǒng)(2/4)AS/RS通道1通道2通道3界面輸送帶S/R機器P&D工作站AS/RS之基本元件(1/2)

所有的自動化儲存/檢索系統(tǒng)皆由某些基本元件所組成，這些元件包括：

1.儲存結構

2.S/R機器

3.儲存模組

4.夾取/存放工作站7-4-5自動倉儲系統(tǒng)(3/4)AS/RS之基本元件(1/2)7-4-5自動倉儲系統(tǒng)(3AS/RS之基本元件(2/2) 儲存結構是由鋼筋鐵架所構成，可承受存放在AS/RS內(nèi)的重物。

S/R機器用來做儲存的處理，自輸入站載送負荷物至儲存站，或自儲存站檢索負荷物，將之載送至輸出站。 儲存模組是儲存物料的容器，例如托板、鋼線圍繞所成的籃子、托盤、儲存箱，以及特殊的抽屜等。 夾取/存放工作站是用來傳送負荷物至AS/RS，並自AS/RS載送負荷物。它們通常是位於通道的末端，便利於S/R機器與外部搬運系統(tǒng)的作業(yè)，因此其設計必須考慮能與S/R機器和外部搬運系統(tǒng)相容。7-4-5自動倉儲系統(tǒng)(4/4)AS/RS之基本元件(2/2)7-4-5自動倉儲系統(tǒng)(47-5電腦整合製造(1/6) 電腦整合製造(computerintegratedmanufacturing,CIM)意指利用電腦來設計產(chǎn)品、計劃生產(chǎn)流程、控制生產(chǎn)作業(yè)、執(zhí)行與製造公司有關的一切企業(yè)功能。7-5電腦整合製造(1/6) 電腦整合製造(computeCAD/CAM 電腦輔助設計(computeraideddesign,CAD)可定義為任何與電腦之有效運用有關的設計活動，此時電腦用來產(chǎn)生、修正，或註解工程設計。 電腦輔助製造(computeraidedmanufacturing,CAM)定義為有效地運用電腦科技於製造功能中的規(guī)劃、管理，與控制上。7-5電腦整合製造(2/6)CAD/CAM7-5電腦整合製造(2/6)電腦整合製造(1/4) 電腦整合製造不但包括了CAD/CAM之所有的工程功能，而且也包含了公司的企業(yè)功能。理想的CIM系統(tǒng)將電腦科技應用到製造產(chǎn)品所需的生產(chǎn)作業(yè)功能與資訊處理功能上，包括自訂單的接收，產(chǎn)品設計與生產(chǎn)，到產(chǎn)品的送貨的一序列過程。7-5電腦整合製造(3/6)電腦整合製造(1/4)7-5電腦整合製造(3/6)電腦整合製造(2/4)圖7.18表示出整合的電腦系統(tǒng)的組成元件與它們在製造模式中的相對關係。CAD幾何造型工程分析設計審核與評估自動繪圖CAM成本估計、CAPPNC工件程式規(guī)劃電腦化的工作標準MRP、產(chǎn)能規(guī)劃CAM製程控制製程監(jiān)控工廠現(xiàn)場控制電腦輔助檢驗電腦化企業(yè)系統(tǒng)訂單輸入會計帳單顧客訂單設計製造規(guī)劃企業(yè)製造功能控制工廠作業(yè)圖7.18CIM系統(tǒng)之電腦化的各單元7-5電腦整合製造(4/6)電腦整合製造(2/4)CADCAMCAM電腦化企業(yè)系統(tǒng)設電腦整合製造(3/4) 起初由銷售部門將顧客訂單輸入到電腦化的訂單輸入系統(tǒng)。訂單內(nèi)容包括描述產(chǎn)品的產(chǎn)品規(guī)格，這些規(guī)格乃輸入給產(chǎn)品設計部門當成設計產(chǎn)品的依據(jù)。接著設計部門利用CAD系統(tǒng)來設計新產(chǎn)品，設計部門須設計出組成產(chǎn)品的各別組件、編譯出構成產(chǎn)品的材料清單，與繪製出組裝產(chǎn)品的組裝圖。設計部門的輸出又供應給製造部門當輸入，製造部門須完成製程規(guī)劃、工具設計，以及其他相關工作以供生產(chǎn)所需。7-5電腦整合製造(5/6)電腦整合製造(3/4)7-5電腦整合製造(5/6)電腦整合製造(4/4)

製造工程部門的許多工作需要CIM電腦系統(tǒng)的支援，例如利用電腦輔助製程規(guī)劃執(zhí)行製程規(guī)劃、使用CAD系統(tǒng)來設計工具、使用由產(chǎn)品設計時所產(chǎn)生出來的產(chǎn)品模型於製程規(guī)劃。製造工程部門的輸出又提供給生產(chǎn)規(guī)劃與控制部門當成輸入，此部門也使用電腦系統(tǒng)來執(zhí)行物料需求規(guī)劃與排程。依上述程序進行下去，經(jīng)過製造週期中的每一步驟，CIM被完整地實施，其結果為，使資訊自動化可流通於公司組織內(nèi)的每一個層面。7-5電腦整合製造(6/6)電腦整合製造(4/4)7-5電腦整合製造(6/6)

第七章

自動化系統(tǒng)7工業(yè)工程與管理第2版第七章

自動化系統(tǒng)7大綱7-1自動化的意義7-2自動化的演進7-3自動化元件與控制器7-4自動化的設施7-5電腦整合製造7-6習題Copyright?2008PearsonEducationTaiwan大綱7-1自動化的意義Copyright?2008P7-1自動化的意義(1/4)

自動化是以機械、水力、電力等來替代人力執(zhí)行工作，自動化可定義如下：自動化所使用的技術包括：1.處理工件的自動化工具機2.自動化裝配機器3.工業(yè)機器人4.自動化物料搬運及儲存系統(tǒng)5.自動化品質(zhì)控制檢驗系統(tǒng)6.自動化製程控制7.用於規(guī)劃、收集資料、作決策等支援製造活動所需。7-1自動化的意義(1/4)自動化應用在生產(chǎn)系統(tǒng)上又可分成兩種類型:1.固定式自動化2.彈性自動化

7-1自動化的意義(2/4)7-1自動化的意義(2/4)

固定式自動化是以一連串的加工或裝配作業(yè)來處理工件，例如早期美國底特律汽車工作以固定式自動化生產(chǎn)線來大量加工生產(chǎn)汽車用零件。固定式自動化所用的大都是硬體式自動化(hardwareautomation)設備，其設備結構成固定不變的型式，一但機具設備設定後，便很難再更改其功能，因此這類自動化較適用於大量生產(chǎn)型的工廠；其優(yōu)點為生產(chǎn)率高，如果大量生產(chǎn)產(chǎn)品可減少單位成本；而其缺點則為缺乏彈性，如果產(chǎn)品改變，便必須停線、停機、重新?lián)Q裝模具、夾具、刀具等，甚至須換成不同機具，十分耗時費事。7-1自動化的意義(3/4) 固定式自動化是以一連串的加工或裝配作業(yè)來處理工件，

彈性自動化是由電腦來控制生產(chǎn)設備，可彈性地改變作業(yè)順序，以配合不同的產(chǎn)品結構之需求。這種作業(yè)順序是以電腦軟體程式來控制，而電腦程式乃是一連串的指令碼，可使系統(tǒng)依照指令的指示來運作；若要改變生產(chǎn)流程，則只需將新的程式輸入設備內(nèi)，便可製造出新的產(chǎn)品。這種自動化非常具有彈性，因此有時稱為軟體式自動化(softwareautomation)。7-1自動化的意義(4/4) 彈性自動化是由電腦來控制生產(chǎn)設備，可彈性地改變作業(yè)順序，7-2自動化的演進(1/2)

自動化的發(fā)展則始於1909年，美國的福特汽車公司設立了第一條自動化生產(chǎn)線，用來大量生產(chǎn)汽車。這時的自動化乃是利用凸輪、曲柄、螺桿等傳統(tǒng)機械來運送加工物件為主，以達到省力化為目的。 二次大戰(zhàn)後，液壓、氣壓等被大量應用，自動化便由省力化發(fā)展到低成本自動化，使自動化更廣泛被應用到各種產(chǎn)業(yè)。1952年數(shù)值控制問世，加工作業(yè)得以數(shù)值控制的方式，經(jīng)由程式指令來引導切削刀具的行進位置，因而達到可以自動化的方式生產(chǎn)出高精密度的產(chǎn)品。7-2自動化的演進(1/2) 自動化的發(fā)展則始於1自動化的演進(2/2)

數(shù)位電腦的出現(xiàn)，不只影響到工業(yè)的製造過程，而且也對產(chǎn)品的設計提供了有利的工具，因此乃有「電腦輔助設計與製造」(computeraideddesign/computeraidedmanufacturing,CAD/CAM)的技術出現(xiàn)，使工程師在設計與製造時更能得心應用，生產(chǎn)技術得以大為提高。 到了1980年代之後，自動化已發(fā)展到將各種自動化的設備組成一個生產(chǎn)系統(tǒng)來同時生產(chǎn)多種樣式的產(chǎn)品群。這些生產(chǎn)設備包含了電腦、機器人、檢驗設備，與電腦數(shù)值控制工具機，而且用自動化的搬運設備使工件能以任何順序在機器群中被運送，如此構成了所謂「彈性製造系統(tǒng)」。自動化的演進(2/2) 數(shù)位電腦的出現(xiàn)，不只影響到工7-3自動化元件與控制器

在自動化設施中，常需檢測工件是否送達加工機臺的位置，有時則是需檢測物體的位置移動量，以供控制器決定序列動作，其被用來檢測的元件稱之為感測器。常見的感測器有極限開關、光電開關、近接開關、電位計，與溫度開關等。7-3-1感測元件(1/8)7-3自動化元件與控制器 7-3-1感測元件(1

極限開關(limitswitch)是藉外界物體的接觸，來改變內(nèi)部接點的狀態(tài)；由接點的變化可以檢測物體的存在與否，或機器工作臺的位置。如圖7.1。

常開常開常閉常閉圖7.1極限開關的接點

7-3-1感測元件(2/8) 極限開關(limitswitch)是藉外界物體的接觸， 當極限開關被檢測物體接觸時，接點會由常閉點跳到常開點，或由常開點跳到常閉點；常開點意表電路平時處於無接通的狀態(tài)，而常閉點則表示迴路平時處於接通的狀態(tài)。7-3-1感測元件(3/8)7-3-1感測元件(3/8) 光電開關(photoelectricsensors)是泛指用各種可見光、不可見光及雷射光控制電器信號的檢測器，其基本原理是以發(fā)光二極體或燈泡發(fā)射光源，經(jīng)由被檢測物體的遮光、透光或反射，以控制光電晶體的電流電壓，在經(jīng)過放大處理，最後以ON或OFF或類比信號輸出，如圖7.2所示。投光器受光器檢出物體圖7.2

光電開關7-3-1感測元件(4/8) 光電開關(photoelectricsensors)是

近接開關(proximityswitch)不需接觸即能感測出物體，依動作原理分為：電感型(Inductive)：當金屬材質(zhì)物體進入感測範圍，金屬物體內(nèi)因感應而產(chǎn)生渦流，同時高頻震盪線圈也因電組便大而停止擺盪，並獲得ON或OFF的輸出。其檢出電路如圖7.3所示。高頻振盪電路M金屬的接近體檢出線圈圖7.3

電感型近接開關7-3-1感測元件(5/8) 近接開關(proximityswitch)不需接觸即能電容型(Capacitive)：高頻震盪電路接至電極板檢測頭，若有金屬或非金屬物體接近，其電容會增大，使振盪的振幅增加而獲得輸出。其檢測電路如圖7.4所示。高頻振盪電路檢出物體電極板(檢測頭)圖7.4

電容型近接開關7-3-1感測元件(6/8)電容型(Capacitive)：高頻震盪電路接至電極板檢測頭 電位計是利用電組與長度成正比的原理做成，於電阻兩端加入電壓，然後由被測物體帶動電組之滑動臂，求得相對應位移大小的電壓，如圖7.5所示。檢出電壓E圖7.5

電位計7-3-1感測元件(7/8) 電位計是利用電組與長度成正比的原理做成，於電阻兩端加入電 溫度開關可以感知溫度變化，是由物體感知器與開關所組成而成，當溫度變化時，雙金屬片會受熱彎曲，使接點移動，達到開關的功能，如圖7.6所示。接點熱雙金屬片a.

接點地線b.

接點圖7.6

溫度開關7-3-1感測元件(8/8) 溫度開關可以感知溫度變化，是由物體感知器與開關所組成而成

自動化設備的原動件一般可分成三種：(1)電動式(electronic)：如電動馬達(2)液壓式(hydraulic)：如油壓幫浦(3)氣壓式(pneumatic)：如空氣壓縮機7-3-2致動元件7-3-2致動元件7-3-3控制器(1/2)

自動化設備可用的控制器甚多，其中最常被使用的是可程式邏輯控制器(programmablelogiccontroller,PLC)。 可程式邏輯控制器是藉數(shù)位或類比輸出入裝置，用特定的命令語言，將邏輯運算、順序控制、定時器、計數(shù)器，與算術演算等作成程式，存入記憶裝置中，以控制機器或程序的電子裝置。7-3-3控制器(1/2)7-3-3控制器(2/2) 可程式邏輯控制器在使用時，隨時感知輸入信號，經(jīng)邏輯判斷後，將結果輸出，以控制外界機器；其系統(tǒng)組合包括：中央處理單元(CPU)、記憶體(ROM與RAM)、輸入與輸出模組、電源供應器、及程式書寫器，如圖7.7所示。輸入模組程式書寫器輸出模組CPUROMRAM電源供應器圖7.7

可程式邏輯控制器系統(tǒng)組合7-3-3控制器(2/2) 可程式邏輯控制器在使用時，7-4-1數(shù)值控制工具機(1/5)何謂數(shù)值控制

所謂數(shù)值控制，意指利用數(shù)值、字母與其他符號等來控制機器設備。這些數(shù)值、字母與符號係以一適當?shù)母袷絹砭幋a，並構成對工件加工的指令與程式。數(shù)值控制的應用範圍很廣，適用於很多種類的製程，諸如鑽孔(drilling)、車削(turning)、銑切(milling)、搪孔(boring)，與其他金屬品製造之工具機。此外諸如裝配、繪圖，與檢驗等作業(yè)的非工具機也會應用到數(shù)值控制。7-4自動化的設施7-4-1數(shù)值控制工具機(1/5)何謂數(shù)值控制 7-NC的基本組成要件(1/2):數(shù)值控制工具機系統(tǒng)包含下列三個基本組成要件：

1.指令程式

2.機器控制單元

3.製程處理設備7-4-1數(shù)值控制工具機(2/5)NC的基本組成要件(1/2):7-4-1數(shù)值控制工具機(NC的基本組成要件(2/2):

此三基本組成要件的關係，如圖7.8所示。首先，將程式輸入控制單元，然後控制單元便指揮製程處理設備依程式的指令運作。圖7.8

數(shù)值控制工具機組成要件程式機器控制單元製程設備7-4-1數(shù)值控制工具機(3/5)NC的基本組成要件(2/2): 圖7.8數(shù)值控制工NC工具機的應用

每一種機製作業(yè)都可在某一種工具機上執(zhí)行，例如車削在車床執(zhí)行，鑽孔在鑽床執(zhí)行，銑床可在銑床上完成，研磨也可利用研磨機器來執(zhí)行。數(shù)值控制工具機即是針對需要而設計的，其種類包括：

7-4-1數(shù)值控制工具機(4/5)1.鑽床2.銑切機器3.車削機器4.搪孔機器5.研磨機器NC工具機的應用 7-4-1數(shù)值控制工具機(4/5)NC的利益 : NC工具機被金屬加工工業(yè)廣泛採用，採用數(shù)值控制的利益有： 1.減少生產(chǎn)時間。 2.簡化裝置夾具的動作。 3.減少整備時間。 4.較具製造彈性，容易適應工程設計的改變。 5.改進工件的精確度。7-4-1數(shù)值控制工具機(5/5)NC的利益 : 7-4-1數(shù)值控制工具機(5/5)機器人的定義(1/2):所謂工業(yè)機器人是指具有一般用途，擁有類似人類特性的可程式化控制機器。機器人類似人類的特性最明顯的是其機器機器手臂，它可以做各種不同的生產(chǎn)工作。典型的機器人之工作包括點焊、物料輸送、噴漆，以及裝配等。

7-4-2機器人(1/16)機器人的定義(1/2):7-4-2機器人(1/16)機器人的定義(2/2)

: 機器人工業(yè)協(xié)會(roboticsindustriesassociation)對工業(yè)機器人(industrialrobot)的定義如下：

機器人是一種可以程式化，具有多種功能的操作器，可經(jīng)由事先設計好的各種可變動作，來搬運物料、零件、機具、或其他特殊裝置，並執(zhí)行各種不同的工作。7-4-2機器人(2/16)機器人的定義(2/2): 7-4-2機器人(2/16機器人的實體組件(1/2):

工業(yè)機器人的基本組件包括：1.操縱器(manipulator)：通常包含手臂(arm)、手腕(wrist)、及末端器(endeffectors)。

2.致動器(actuator)：一般有電動式驅(qū)動、液壓式驅(qū)動，與氣壓式驅(qū)動三種方式，提供動力以驅(qū)動操縱器。

3.控制單元：控制機器人運動的單元。7-4-2機器人(3/16)機器人的實體組件(1/2):7-4-2機器人(3/16)機器人的實體組件(2/2):

工業(yè)機器人的操縱器的手臂部份係由一串的關節(jié)與環(huán)節(jié)所構成。工業(yè)機器人的關節(jié)很類似人類的關節(jié)，它可連結兩個環(huán)節(jié)，並提供其相對運動，每一關節(jié)可提供一個運動自由度(degreeoffreedom)。連結關節(jié)的兩個環(huán)節(jié)，其中一個稱為輸入環(huán)節(jié)(inputlink)，另一個稱為輸出環(huán)節(jié)(outputlink)。關節(jié)的主要作用乃在提供輸入關節(jié)與輸出關節(jié)間相對移動的功能。7-4-2機器人(4/16)機器人的實體組件(2/2):7-4-2機器人(4/16)工業(yè)機器人的類型工業(yè)機器人的關節(jié)可分為五種類型：1.線性關節(jié)(linearjoint)。2.正交關節(jié)(orthogonaljoint)。3.旋轉關節(jié)(rotationaljoint)。4.扭轉關節(jié)(twistingjoint)。5.迴轉關節(jié)(revolvingjoint)。7-4-2機器人(5/16)工業(yè)機器人的類型7-4-2機器人(5/16)1.線性關節(jié)

輸入環(huán)節(jié)與輸出環(huán)節(jié)之間的相對移動，是一種線性的滑動，而且此二環(huán)節(jié)的軸是相互平行的。此種關節(jié)又稱為L型關節(jié)，如圖7.9所示。輸入輸出輸入輸出圖7.9

線性關節(jié)7-4-2機器人(6/16)1.線性關節(jié) 輸入輸出輸入輸出圖7.9線性關節(jié)7-4-22.正交關節(jié)

這也是一種線性的滑動關節(jié)，但輸入環(huán)節(jié)與輸出環(huán)節(jié)在運動過程中是相互垂直的。此關節(jié)又稱為O型關節(jié)，如圖7.10所示。輸入輸出輸入輸出圖7.10

正交關節(jié)7-4-2機器人(7/16)2.正交關節(jié) 輸入輸出輸入輸出圖7.10正交關節(jié)7-43.旋轉關節(jié)

此類型關節(jié)可提供關節(jié)的旋轉相對運動，而轉動軸與輸入和輸出環(huán)節(jié)的軸相互垂直。此關節(jié)又稱為R型關節(jié)，如圖7.11所示。輸出輸入圖7.11

旋轉關節(jié)7-4-2機器人(8/16)3.旋轉關節(jié) 輸出輸入圖7.11旋轉關節(jié)7-4-2機4.扭轉關節(jié) 這也是一種旋轉運動的關節(jié)，但轉動軸係與兩個環(huán)節(jié)的軸相互平行。此關節(jié)又稱為T型關節(jié)，如圖7.12所示。輸出輸入圖7.12

扭轉關節(jié)7-4-2機器人(9/16)4.扭轉關節(jié)輸出輸入圖7.12扭轉關節(jié)7-4-2機器人5.迴轉關節(jié) 此種關節(jié)的輸入環(huán)節(jié)的軸與關節(jié)的旋轉軸相互平行，而輸出環(huán)節(jié)的軸則與關節(jié)的旋轉軸垂直。此關節(jié)又稱為V型關節(jié)，如圖7.13所示。輸出輸入圖7.13

迴轉關節(jié)7-4-2機器人(10/16)5.迴轉關節(jié)輸出輸入圖7.13迴轉關節(jié)7-4-2機器人機器人結構: 大部分的機器人皆安裝在一個固定基底上，由此基座在聯(lián)結各環(huán)節(jié)與關節(jié)，如圖7.14所示?；h(huán)節(jié)0環(huán)節(jié)1環(huán)節(jié)2關節(jié)2(R)關節(jié)1(R)圖7.14

機器人結構圖例7-4-2機器人(11/16)機器人結構:基座環(huán)節(jié)0環(huán)節(jié)1環(huán)節(jié)2關節(jié)2關節(jié)1圖7.14機器人的手臂: 工業(yè)機器人的手臂是用來對物體作定位，而其手腕則可用來調(diào)整物體方向。手腕一般需三個自由度，這三個自由度的架構是：

7-4-2機器人(12/16)1.轉動(roll)：可用T型關節(jié)來完成，使物體對手臂軸旋轉。2.上下投物動作(pitch)：類似投球的上下轉動，通常以R型關節(jié)來執(zhí)行3.左右偏移動作(yaw)：手腕向左向右轉動，也是以R型關節(jié)來執(zhí)行。機器人的手臂:7-4-2機器人(12/16)1.轉手腕自由度:圖7.15說明手腕三個自由度的動作手腕上視圖yaw手腕前視圖pitchroll圖7.15

機器人手腕的三個動作7-4-2機器人(13/16)手腕自由度:手腕上視圖yaw手腕前視圖pitchroll圖7末端器的定義:

工業(yè)機器人通常使用工具或夾具，將其附著於腕部來進行工作。此一附著於腕部的工具與夾具，稱為末端器。

7-4-2機器人(14/16)末端器的定義: 7-4-2機器人(14/16)末端器的應用(1/2): 當使用工具為末端器，是使機器人能夠執(zhí)行一些製程作業(yè)。機器人必須能夠操縱工具，穩(wěn)定的或緩慢的沿著行進路徑移動，這種應用的例子包括：

7-4-2機器人(15/16)1.點焊槍。2.噴漆槍。3.鑽孔與挖掘等旋轉刀具。4.裝配工具。5.加熱槍。6.噴水切削器。末端器的應用(1/2):7-4-2機器人(15/16)1末端器的應用(2/2)

: 當使用夾具為末端器，主要是用來抓取和操縱物體，此時的物體通常是從某一位置移動至另一位置的工件；用機器人來裝卸工件，即是屬於這類的例子。應用於工業(yè)機器人上的夾具類型例子包括：機械式夾具：藉由摩擦力或物理結構來抓住物體。真空夾具：可夾住平板物體的吸杯。磁力夾具：以磁力吸住含鐵的工件。7-4-2機器人(16/16)末端器的應用(2/2): 7-4-2機器人(16/17-4-3自動檢驗設備(1/9)檢驗的目的與自動檢驗效能

檢驗意指檢查產(chǎn)品，以判定其是否符合產(chǎn)品設計者設計的標準，例如尺寸大小與表面光滑等。檢驗之目的有量測某特定產(chǎn)品的實際值，與只簡單地檢查某特定特徵是否符合設計標準。

7-4-3自動檢驗設備(1/9)檢驗的目的與自動檢驗效能自動化檢驗感測器 自動化檢驗設備通常會使用感測器，而這些感測器受電腦控制，並將資料傳輸至電腦。 感測器可分成兩大類： 1.接觸式檢驗 2.非接觸式檢驗

7-4-3自動檢驗設備(2/9)自動化檢驗感測器7-4-3自動檢驗設備(2/9)接觸式檢驗 接觸式檢驗係使用機械探針或其他儀器，來與受檢的產(chǎn)品相接觸。接觸式方法常用來檢查零件之物理量度，因此接觸式檢驗乃是較早廣泛被使用於機械製造業(yè)的方法，最常見的自動化檢驗設備是座標測量機。7-4-3自動檢驗設備(3/9)7-4-3自動檢驗設備(3/9)非接觸式檢驗 非接觸檢驗方式並不直接與產(chǎn)品接觸，其感測器係置於距物體某一距離的地方，而仍可測得所要的特性。非接觸式檢驗之潛在的優(yōu)點包括：

1.減少檢驗時間並可避免由於零件之接觸而破壞零件或感測器。

2.不需對零件作特別的搬運與定位，因此檢驗的過程較為迅速。7-4-3自動檢驗設備(4/9)非接觸式檢驗7-4-3自動檢驗設備(4/9)座標量測機(1/3) 座標量測機(coordinatemeasuringmachine,CMM)係由一接觸式探測針與其所需之機構組成。 在座標測量機的架構中，探針係固定在某種結構體上，允許探針相對於零件做相對移動，此一零件則置放於與結構體相連結的工作平臺上。

7-4-3自動檢驗設備(5/9)座標量測機(1/3)7-4-3自動檢驗設備(5/9)座標量測機(2/3)圖7.16顯示橋樑式構造的座標量測機XYZ圖7.16

橋樑式構造的座標量測機7-4-3自動檢驗設備(6/9)座標量測機(2/3)XYZ圖7.16橋樑式構造的座標量座標量測機(3/3) 座標測量機可執(zhí)行的測量工作類型有：1.尺寸大小。6.平坦度。

2.孔的位置與直徑。7.兩平面間的夾角。3.圓柱軸與直徑。8.兩平面間的平行程度。4.球體中心與直徑。9.兩直線相交的點與夾角。5.定義出平面。

7-4-3自動檢驗設備(7/9)座標量測機(3/3)7-4-3自動檢驗設備(7/9)機器視覺(1/2) 機器視覺(machinevision)是獲取物體影像資料，並以電腦來處理和解讀這些資料，以供某些用途的應用。機器視覺的作業(yè)可區(qū)分為下列三種功能：

1.影像獲取與數(shù)位化。

2.影像處理與分析。

3.解讀。7-4-3自動檢驗設備(8/9)機器視覺(1/2)7-4-3自動檢驗設備(8/9)機器視覺(2/2) 典型的機器視覺之工業(yè)檢驗工作包括： 1.尺寸大小量測。 2.尺寸大小量規(guī)。 3.查驗某組合產(chǎn)品是否裝有某零組件。 4.零件或原料表面上瑕疵之辨識。 5.印刷標籤上瑕疵的辨識。7-4-3自動檢驗設備(9/9)機器視覺(2/2)7-4-3自動檢驗設備(9/9)7-4-4自動搬運(1/4)定義(1/2)

自動搬運是指使用自動控制、機械，與動力等裝置取代人力的搬運系統(tǒng)，而搬運系統(tǒng)最常採用的搬運設備為自動導引車(automatedguidedvehicle,AGV)，亦即所謂的無人搬運車。無人搬運車乃利用聲光、電磁、紅外線、…等自動導引設備的無人駕駛搬運車。7-4-4自動搬運(1/4)定義(1/2)定義(2/2) 美國物料搬運學會(MaterialHandlingInstitute,MHI)對無人搬運車所下的定義為： 一種有電磁的或光學的自動導引系統(tǒng)搬運車輛，此種車輛可按照程式所下的命令導引路線行進、停止、轉彎，並具有一些能夠與搬運系統(tǒng)連結工作的特殊功能。7-4-4自動搬運(2/4)定義(2/2)7-4-4自動搬運(2/4)自動搬運車系統(tǒng)的組成(1/2)

自動搬運車的主要組成有無人搬運車、導引系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、週邊設備，與安全裝置。 導引系統(tǒng)能自動導引無人搬運車到達其所欲前往的目標。 搬運車的通訊系統(tǒng)可分為固定地點通訊與任意地點通訊方式兩種：

1.固定地點通訊多半在引導路線開溝埋入導引線。

2.任意地點通訊以採用無線電為主。7-4-4自動搬運(3/4)自動搬運車系統(tǒng)的組成(1/2) 7-4-4自動搬運(自動搬運車系統(tǒng)的組成(2/2) 搬運車的週邊設