GOOD 科技誌

2019年台北國際工具機展（TIMTOS)  集結展示了最新機種與技術，展場規模創新高。因應全球推動工業4.0，工具機展也以智慧製造為主軸，推動智慧機械、智慧生產線及數位化解決方案。 但是，你的工具機，跟上智慧製造的腳步了嗎？   主軸是工具機的心臟，大多數使用者了解其重要性都會加上監測設備，但市面上的監測模組有的監測數據沒有經過運算太過於複雜，導致後端工程師的負擔。或是費用過於昂貴，許多原始數據又無法靈活運用。你還在使用沒有效益的監測模組嗎？固德全新推出智能型數據擷取運算模組，讓您輕鬆監測主軸品質。 ＃工具機主軸 ＃智能化 ＃工業4.0 ＃智慧製造 智能型數據擷取運算模組  專用於工具機主軸品質檢測，提供智能運算後的結果幫助使用者了解主軸品質，並可作更靈活的運用。透過固德推出的智能型數據擷取運算模組專用於工具機主軸品質檢測，幫助使用者了解主軸品質。架設方式簡單輕鬆，經過智能化運算過後的數據再傳至使用者的PLC或PC base控制器，可供使用者作更靈活的運用。 功能包含：ISO第一類管理、ISO第二類管理、頻譜特徵管理、RMS加速度管理、RMS速度管理、RMS位移管理、撞機次數累積等，提供給使用者數據分析管理。 功能介紹： ISO第一類管理 主軸品質檢測規範使用 ISO-10816規範 主軸類型：直結式主軸、齒輪式主軸、皮帶式主軸等。 轉速區間：120-15000RPM 測試條件：無負載條件下測試 分類原則：功率、軸高、結構（饒性or剛性） 利用量測機械非轉動部位的振動量測訊號，來評鑑主軸的健康狀態，以達到預知保養、提前維護、避免無預警停機的情況發生。根據ISO10816規範了解主軸品質。 功能介紹： 頻譜特徵管理 有別於其他一般搜集傳輸的模組，智能型數據擷取運算模組蒐集完數據並運算出結果，使用者可透過數據了解頻譜特徵知道主軸異常的原因。包含主軸平衡不良、軸彎曲、對心不良、機械內外鬆動、軸輪摩擦等異常特徵。 功能介紹： 撞機次數累積 此功能專為製造供應商設計，主軸常因人為撞機或操作不當導致主軸損壞，主軸製造商在出貨前可由此看出主軸撞擊次數，或是提供維修責任歸屬的依據。 了解更多智能型數據擷取運算模組功能

隨著工業4.0的發展，再加上國際市場的削價競爭，台商紛紛都外移設置工廠，台灣已逐漸失去競爭優勢，各中小企業引頸期盼能有新的解決方案來加速升級轉型。不管是汽車工業、航太工業、光學面板、醫療、紡織等製造領域中，都需要工具機設備。要提升產業升級，對於主要工具機設備智能化的提升是首要工作。 （見Newsletter 18001期：如何幫工具機智能化的提升） ＃工具機 ＃智能化 ＃工業4.0  機床的心臟：工具機主軸  工具機俗稱工具母機，負責切削、加工各式金屬零組件等，由主軸、CNC控制器、感測器、螺桿、驅動馬達等元件所構成。因此如何將這些重點部件智能化將決定工具機整體的智能化程度。而工具機其中主軸，被譽為『機床的心臟』，屬於設備的核心配件，對於主軸的要求也就更加嚴格。那麼，又該如何有效精準地檢測主軸品質？ 藉由振動量測了解主軸品質 大部分的設備及結構都會有振動的產生，因此振動量測技術不再只是基本的量測振動，更可以積極地藉由感測器所蒐集來的振動數據，了解主軸品質並藉此提早進行管理維護，延長主軸使用壽命並避免在使用時停機維修、損壞的問題發生。 主軸品質檢測規範使用 ISO-10816規範 主軸類型：直結式主軸、齒輪式主軸、皮帶式主軸等。 轉速區間：120-15000RPM 測試條件：無負載條件下測試 分類原則：功率、軸高、結構（饒性or剛性） 利用量測機械非轉動部位的振動量測訊號，來評鑑主軸的健康狀態，以達到預知保養、提前維護、避免無預警停機的情況發生。 ISO-17243 主軸類型：內藏式主軸 軸承種類限制：滾動軸承 轉速區間：600-30000RPM 測試條件：無負載條件下測試（無切割、無金先削、無研磨） 分類原則：功率、最高轉速、培林型式（滾珠式、滾柱式） 感測器安裝於工具機內藏式主軸，經由主軸殼體振動所得到的訊號來評鑑品質方式。 Zone A 優良新機械  :新機械，振動品質優良，沒有特定期限。 Zone B 正常機械  :可接受的振動值，機械可長時間使用，沒有特定期限。 Zone C 警告狀態  :不可長時間使用，必須找適當的時間進行保養修復。 Zone D 危險狀態  :異常的振動值，足以造成機械損壞，建議即刻修復。 ISO-1940 主軸震動不平衡，容易造成...

上一期有提到溫度與水溶氧的關係，水體的好壞除了看Do溶氧量外，另外一個影響水體重要因素就是pH值。兩者關係很密切，彼此互相影響，不難發現要養出好水體，保持水體各種營養素的平衡重要性。 （見上期：水中溶氧量不足嗎？水產養殖解決方案） ＃水產養殖 ＃DO溶氧量 ＃pH值  適合魚蝦生長的重要指標：PH酸鹼值  水產養殖環境，適合魚蝦生長的pH值約為6.5~8.5，其中，魚蝦對於偏酸的環境比偏鹼的環境存活率還高一點。長期水質pH值太高或太低，都會讓魚蝦生病、中毒、成長停滯、大量死亡的可能。 雨水經過空氣中的二氧化碳等物質後，便呈現弱酸性。所以，當遇到陰雨連綿的天氣時，池水由於注入太多雨水，pH值也會逐漸下降，此時水體呈現偏酸。如遇長期的陰雨天或暴雨又會因為光照度不足，造成有益藻類大量死亡，藍藻迅速繁殖。水中藻類植物密度影響著pH值，因為植物白天行光合作用水中含氧量上升pH值也慢慢上升，到了晚上行呼吸作用pH值又慢慢下降。所以如果密度過高或過低都會造成水中溶氧量不足，藻類死亡產生大量的藻毒素等等。（藻類植物密度正時pH值的變化範圍約為0.5~1。） 其次，魚蝦的排泄物堆積過多或餵食量過多造成池底的廢物堆積過多，無法有效分解，氧化狀態效能明顯下降，持續無氧發酵造成大量的厭氧細菌繁殖、有毒的物質增多。如甲烷、硫化氫、氨氮、亞硝酸鹽等。另外還有可能是過多化學藥劑或肥料造成水質的改變，例如為了調整水質，常常使用檸檬酸、石灰、磷酸等，或是在飼料中添加多醣體、乳酸菌、蝦紅素等等添加物。其他如聚維酮碘、二溴海因、亞硝酸鹽、化肥肥水、硫酸銅、殺蟲殺藻劑等。 調整酸鹼值的第一步 首先如果要調整水體，當然需要時時監測水體！當有了充分的數據，便可以有效率地進行管理。科技進步不單單是指製造工業，現在也造福了漁、農友們，隨著iot的發展，漁友們可以輕鬆掌控各式水質數據。當有了準確的數據後，也才有了解決酸鹼值失衡的對應方案。  水產養殖24小時監測管家 試想當在陰雨連綿的雨季時，漁友們需要更密切的巡塘。大氣壓力大，魚兒們不吃餌，擔心投餌過多沈積在池底、另外還有水中溶氧是否足夠等等。天這麼黑，風這麼大，孩子們真的要問爸爸怎麼還不回家？ WMS養殖水域環境監測系統，利用簡易傳輸方式與各式感測系統組合而成的解決方案...

水中的溶氧量對許多漁友來說，一定不陌生。沒錯，要了解培養好的水體，必然是以溶氧量作為依據。但你以為一直開著水車增氧機，水中的溶氧就是足夠的嗎？水產的養殖率真的就能有效提升嗎？ ＃水產養殖 ＃水車增氧機 ＃溶氧量  溫度影響水中溶氧量  台灣的氣候逐年升溫，水質也會因為溫度的影響而朝夕不同。在氣壓低或下雨前後的兩天，如果水質耗氧量大、溶氧量沒有低於6mg/L以下時就開啟增氧機，有可能只是浪費電費更甚至反而加速減少溶解氧的現象。開水車增氧機的作用主要是要讓水體上下對流，讓水溶解分佈均勻氧量。如若不清楚水質，只是單純依靠水車增氧機，無法準確達成增氧的效果。另外高溫也容易導致藻類容易老化，造成白天產氧能力差，夜間耗氧多。 因為氣候氣溫影響，開啟時間也會不同。例如：晴天時午後開機；陰天時次日清晨開機等，又加上養殖條件不盡相同，漁民更需要隨時監測、監控水質，防止因為氣溫驟變或藻類耗氧在夜間過大。 水產養殖24小時監測管家 養殖業不再擔驚受怕，半夜調鬧鐘起來開水車又怕睡過頭，現在就能輕鬆升級成為科技漁夫。固德推出WMS養殖水域環境監測系統，為符合漁友的需求，以親民平價精神開發，使漁民們可以普及架設，當水中溶氧有了準確的數據，再搭配手機推播通知、遠端遙控開關水車，漁友們一手掌握水質能夠更輕鬆。 不只是水中溶氧量，還有酸鹼度、電導度、溫度、濁度等數值可依照需求提供。  無預警跳電影響水車 大部分漁友的魚池由於地點偏遠，供電不足常常造成跳電的困擾，WMS更進一步提供電源監控系統，無預警跳電可立即發送警報並顯示配電盤位置，亦可搭配遠端遙控開關水車與噴料桶，減少人力與時間成本。 WMS智慧魚塭 無線可能 WMS養殖水域環境監測系統，提供有效大幅降低成本的IOT方案，利用簡易傳輸方式與各式感測系統組合而成的解決方案讓漁友能隨時監控魚塭狀態並適時調整魚池環境。專為漁友自建系統基地，利用IOT物聯網，無線傳輸養殖水域之監控數據，並可自行設定門檻與超標警報。透過長期監測的趨勢圖來判別外在環境影響魚體的因素有哪些，將環境對於魚體的不良影響降低。 了解更多WMS智慧魚塭解決方案

隨著半導體代工與LCD面板製造業等市場需求提升，真空設備Drypump真空泵浦被大量運用於醫療、化工、機械、半導體製造業等。使用者常常困擾泵浦發生的培林端漏油、泵浦卡粉等問題，導致泵浦提前損壞。所以使用者會將到達運轉預定時數的真空泵浦一律通通送交保養，其中可能也因此為了保養良品造成了不必要的浪費。 ＃Drypump真空泵浦 ＃半導體製造業  以半導體製造為例，真空泵浦為爐管的重要元件，內含轉子電機、魯氏泵浦等。雖然原廠會提供相關的監測系統，但功能僅涵蓋壓力、流量、溫度及電流，無法真正瞭解泵浦健康狀況。即便使用者將設備送交保養，設備回廠後也僅以電流作為驗收依據，無法切確了解保養成效。 了解真空泵浦的健康狀態  固德推出真空泵浦品質檢測解決方案，幫助使用者了解真空泵浦的健康狀態。監測目的在於1.預防真空泵浦在預定保養時間前提前老化，造成運作效率不良的問題。2.預防因為泵浦卡粉，造成機械損壞造成卡死甚至無預警停機。3.預防培林端漏油、劣化，導致泵浦提前損壞。4.運轉中的良品延長工作時數，拉長定期保養時間，有數據化的降低運轉維護成本。5.送交保養的回廠設備是否有達到保養需求規格，確保委外的保養效益。 機械異常頻譜特徵-檢出實績Ⅰ:機械鬆動特徵 機械異常頻譜特徵-檢出實績Ⅰ:角度式不對心特徵 機械異常頻譜特徵-檢出實績II:孔蝕現象 機械異常頻譜特徵-檢出實績III:機械摩擦＋鬆動特徵 三種規範同步監測 ISO、BROAD BAND、SOA（Spectrum Overall Value）三種規範同步監測，內建ISO規範，利用ISO10816管理轉子機械振動品質評估，並將結果判定分為優良、正常、警告、危險。讓使用者可藉此評鑑轉子部件健康狀態，來提升維護以及預知保養的工作。BROAD BAND數值管理確認設備振動基準值，根據不同機械種類分類（馬力、馬達與負載連接形式、轉子種類、剛性或饒性結構，使用該種類指定之特定頻寬，並濾除頻寬內特定頻段，依需求將規定振動物理量之振幅以0-PEAK、Peak to Peak、RMS值呈現，SOA振動量超過基準值判定設備狀態，還可藉由FFT振動頻譜特徵了解各種損壞部位與機械異常原因。 泵浦檢出狀態:利用FFT振動頻譜特徵，找出各種損壞部位與原因 ...

智能化正快速滲透在生活中，從居住環境到工業製造，而AI人工智慧的技術透過海量的大數據經由深度學習後，正開始幫助人類加速翻轉生活態度與營運模式。但對於製造業，仍然是有一定的困難度。雖然業者都知道要順應數位轉型，引進自動化系統結合AI運算，但是由於IT資訊科技與OT開發安全標準持相反立場，所以就往往導致製造業的升級停滯。 要導入自動化刺激產業進步，要因應不同製造商的各種廠牌製造設備而作的品質提升，又要加上智慧化系統功能，再加上可以遠端控制，一層又一層的程序運算模式，已經讓業者消耗荷包和心力，所以也都抱著觀望的態度，並不是因為缺乏整合和方向，而是製造業環境比你想像的更複雜繁瑣。當遇到機台設備發生錯誤，業者只能被動的叫修，或是依靠定期保養合約作無所謂的浪費維護。 固德所提供的IIOT，以LORA傳輸方式及MQTT通訊協定，將資訊完整保留於本地主機，由企業內部自行管理。也可選擇上傳至私有雲或雲端主機，依照企業需求自由搭配。藉由運算完感測器資料傳回主機端並搭配自動判別技術，即時顯示環境或設備狀態，並視環境因素如遇障礙物或延長傳輸距離可另外增設中繼站，確保資料續傳不掉點。即時發現與糾正問題，更可藉此省下時間與金錢。 ＃智能化加工生產線 ＃物聯網  有效的保養是預知機台老化趨勢及掌握健康狀態  設備如何判斷正常或異常，目前仍是透過振動檢測判別機台設備各部件狀態。如若能更清楚機台設備的健康狀態，就能有效預防停機的狀況及延長機台設備的壽命。就像與其生病才看醫生，不如提早預防增強抵抗力。現在只要搭配感測技術，安裝在各部件上，透過振動檢測分析即可判別機台設備零件是否異常，更可以進一步知道設備老化磨損的趨勢。唯有透過長期監測、了解設備狀態，才能夠全面檢視首要問題與規劃解決方案。 身為使用者我們絕對無法防止機台損壞的發生，但如何透過提前的檢知量測，來延長機台的壽命與維持機台運轉品質，並在適當的時間提出維修保養計畫都是我們身為製造端機台使用者必須嚴肅面對並且學習的課題。因為唯有對製造工具有十足的掌握度，才會更有餘力設計更精良的製造流程與參數，因而持續提供品質優良且穩定的產品。 ＃監測 ＃預知機台老化趨勢 ＃延長機台的壽命 技術變化太快，以人為本的策略是唯一途徑 不要認為花大錢作全廠智能化規劃，就能達到好的效果。特別是中...

勤益科大 台灣正處於製造升級轉型時機點，為幫助國家競爭力、產業及管理水準提高，關注於製造業與農業的智能管理系統，許多企業也紛紛祭出解決方案。產業若要持續進步，必定要將智能管理導入智慧生產線。 勤益科技大學將於10月底啟用新落成的工具機學院大樓，在新教學大樓內除了規劃智慧加工示範生產線外，也整合智慧感測器示範場域，導入國產化技術。該智慧加工生產線聚焦四大方向，包括機聯網、大數據蒐集、單機智能化、感測器應用機台診斷等。 ＃智能化加工生產線 ＃機器學習 ＃機台診斷  圖片： 勤益科大建置智慧加工示範產線，並著重智慧感測技術應用。廖家宜 機器學習結合製造加工生產線  此次示範勤益科大規劃智慧加工示範產線，該產線在製造端模擬從倉儲區機械手臂進料到加工區，再透過加工區機械手臂於各工站包括立式銑床加工機、鑽孔攻牙中心機等機台進行加工，最後送到自動化光學量測系統直接在產線就進行品管作業。智慧感測器示範場域的建置，將在加工示範產線中導入九種感測器模組，包括常見的加速度計、影像感測器、電流感測器與力覺感測器等，將其運用在機械手臂與加工機台中，幫助學生在進入產業前就能了解機器學習如何應用在生產線機台及了解產線如何運作。 勤益科大機械系副主任黃智勇表示，大數據資料庫加上智慧感測器的應用對於智慧機械發展來說非常重要，機械設備是製造業者的生財工具，業者往往希望設備最好能維持高稼動率，獲得理想的投資報酬率。 固德在此次展覽示範中，將機器學習智能監測系統應用於機械手臂，針對判別重複行為、即時偵測動態機械動作訊號，建立設備健康規範。 ＃監測 ＃機械重複行為 ＃智慧感測 工具產線設備與機器學習 聰明的機器智能學習系統能夠學習紀錄複雜的機械動作，進而預知可能發生的機械故障、老化、偏移的異常狀況。固德的機器智能學習系統擁有快速學習、隨架即量、自動判別、多工檢測、自訂門檻、智能運算、動作記憶等等多種智慧功能。並提供AI運算參數，使用者可藉此開發設計優化產線的良策。 所謂的智能生產線，就是要讓使用者更輕鬆、即時掌握生產線設備的健康狀態，也是固德一直在傳達的預知保養的理念，進而幫助使用者偵測設備問題、產線提升效能、降低維護成本、確保生產機台品質的一致性、延長機台的壽命等。 固德科技也提供客製化服務，為您尋找...