自動(dòng)化系統(tǒng)詳解

自動(dòng)化系統(tǒng)詳解大綱1-1自動(dòng)化的意義1-2自動(dòng)化的演進(jìn)1-3自動(dòng)化元件與控制器1-4自動(dòng)化的設(shè)施1-5計(jì)算機(jī)整合制造1-6習(xí)題1-1自動(dòng)化的意義(1/4)

自動(dòng)化是以機(jī)械、水力、電力等來(lái)替代人力執(zhí)行工作，自動(dòng)化可定義如下：自動(dòng)化所使用的技術(shù)包括：1.處理工件的自動(dòng)化工具機(jī)2.自動(dòng)化裝配機(jī)器3.工業(yè)機(jī)器人4.自動(dòng)化物料搬運(yùn)及儲(chǔ)存系統(tǒng)5.自動(dòng)化質(zhì)量控制檢驗(yàn)系統(tǒng)6.自動(dòng)化制程控制7.用于規(guī)劃、收集資料、作決策等支援制造活動(dòng)所需。自動(dòng)化應(yīng)用在生產(chǎn)系統(tǒng)上又可分成兩種類型:1.固定式自動(dòng)化2.彈性自動(dòng)化

1-1自動(dòng)化的意義(2/4)

固定式自動(dòng)化是以一連串的加工或裝配作業(yè)來(lái)處理工件，例如早期美國(guó)底特律汽車工作以固定式自動(dòng)化生產(chǎn)線來(lái)大量加工生產(chǎn)汽車用零件。固定式自動(dòng)化所用的大都是硬件式自動(dòng)化(hardwareautomation)設(shè)備，其設(shè)備結(jié)構(gòu)成固定不變的型式，一但機(jī)具設(shè)備設(shè)定后，便很難再更改其功能，因此這類自動(dòng)化較適用于大量生產(chǎn)型的工廠；其優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)則為缺乏彈性，如果產(chǎn)品改變，便必須停線、停機(jī)、重新?lián)Q裝模具、夾具、刀具等，甚至須換成不同機(jī)具，十分耗時(shí)費(fèi)事。1-1自動(dòng)化的意義(3/4)

彈性自動(dòng)化是由計(jì)算機(jī)來(lái)控制生產(chǎn)設(shè)備，可彈性地改變作業(yè)順序，以配合不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之需求。這種作業(yè)順序是以計(jì)算機(jī)軟件程序來(lái)控制，而計(jì)算機(jī)程序乃是一連串的指令碼，可使系統(tǒng)依照指令的指示來(lái)運(yùn)作；若要改變生產(chǎn)流程，則只需將新的程序輸入設(shè)備內(nèi)，便可制造出新的產(chǎn)品。這種自動(dòng)化非常具有彈性，因此有時(shí)稱為軟件式自動(dòng)化(softwareautomation)。1-1自動(dòng)化的意義(4/4)1-2自動(dòng)化的演進(jìn)(1/2)

自動(dòng)化的發(fā)展則始于1909年，美國(guó)的福特汽車公司設(shè)立了第一條自動(dòng)化生產(chǎn)線，用來(lái)大量生產(chǎn)汽車。這時(shí)的自動(dòng)化乃是利用凸輪、曲柄、螺桿等傳統(tǒng)機(jī)械來(lái)運(yùn)送加工物件為主，以達(dá)到省力化為目的。 二次大戰(zhàn)后，液壓、氣壓等被大量應(yīng)用，自動(dòng)化便由省力化發(fā)展到低成本自動(dòng)化，使自動(dòng)化更廣泛被應(yīng)用到各種產(chǎn)業(yè)。1952年數(shù)值控制問(wèn)世，加工作業(yè)得以數(shù)值控制的方式，經(jīng)由程序指令來(lái)引導(dǎo)切削刀具的行進(jìn)位置，因而達(dá)到可以自動(dòng)化的方式生產(chǎn)出高精密度的產(chǎn)品。自動(dòng)化的演進(jìn)(2/2)

數(shù)位計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，不只影響到工業(yè)的制造過(guò)程，而且也對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了有利的工具，因此乃有「計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造」(computeraideddesign/computeraidedmanufacturing,CAD/CAM)的技術(shù)出現(xiàn)，使工程師在設(shè)計(jì)與制造時(shí)更能得心應(yīng)用，生產(chǎn)技術(shù)得以大為提高。 到了1980年代之后，自動(dòng)化已發(fā)展到將各種自動(dòng)化的設(shè)備組成一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)同時(shí)生產(chǎn)多種樣式的產(chǎn)品群。這些生產(chǎn)設(shè)備包含了計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、檢驗(yàn)設(shè)備，與計(jì)算機(jī)數(shù)值控制工具機(jī)，而且用自動(dòng)化的搬運(yùn)設(shè)備使工件能以任何順序在機(jī)器群中被運(yùn)送，如此構(gòu)成了所謂「彈性制造系統(tǒng)」。1-3自動(dòng)化元件與控制器

在自動(dòng)化設(shè)施中，常需檢測(cè)工件是否送達(dá)加工機(jī)臺(tái)的位置，有時(shí)則是需檢測(cè)物體的位置移動(dòng)量，以供控制器決定序列動(dòng)作，其被用來(lái)檢測(cè)的元件稱之為傳感器。常見的傳感器有極限開關(guān)、光電開關(guān)、近接開關(guān)、電位計(jì)，與溫度開關(guān)等。1-3-1感測(cè)元件(1/8)

極限開關(guān)(limitswitch)是藉外界物體的接觸，來(lái)改變內(nèi)部接點(diǎn)的狀態(tài)；由接點(diǎn)的變化可以檢測(cè)物體的存在與否，或機(jī)器工作臺(tái)的位置。如圖7.1。

常開常開常閉常閉圖7.1極限開關(guān)的接點(diǎn)

1-3-1感測(cè)元件(2/8) 當(dāng)極限開關(guān)被檢測(cè)物體接觸時(shí)，接點(diǎn)會(huì)由常閉點(diǎn)跳到常開點(diǎn)，或由常開點(diǎn)跳到常閉點(diǎn)；常開點(diǎn)意表電路平時(shí)處于無(wú)接通的狀態(tài)，而常閉點(diǎn)則表示回路平時(shí)處于接通的狀態(tài)。1-3-1感測(cè)元件(3/8) 光電開關(guān)(photoelectricsensors)是泛指用各種可見光、不可見光及雷射光控制電器信號(hào)的檢測(cè)器，其基本原理是以發(fā)光二極管或燈泡發(fā)射光源，經(jīng)由被檢測(cè)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(guò)放大處理，最后以O(shè)N或OFF或類比信號(hào)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(guān)1-3-1感測(cè)元件(4/8)

近接開關(guān)(proximityswitch)不需接觸即能感測(cè)出物體，依動(dòng)作原理分為：電感型(Inductive)：當(dāng)金屬材質(zhì)物體進(jìn)入感測(cè)范圍，金屬物體內(nèi)因感應(yīng)而產(chǎn)生渦流，同時(shí)高頻震蕩線圈也因電組便大而停止擺蕩，并獲得ON或OFF的輸出。其檢出電路如圖7.3所示。高頻振蕩電路M金屬的接近體檢出線圈圖7.3

電感型近接開關(guān)1-3-1感測(cè)元件(5/8)電容型(Capacitive)：高頻震蕩電路接至電極板檢測(cè)頭，若有金屬或非金屬物體接近，其電容會(huì)增大，使振蕩的振幅增加而獲得輸出。其檢測(cè)電路如圖7.4所示。高頻振蕩電路檢出物體電極板(檢測(cè)頭)圖7.4

電容型近接開關(guān)1-3-1感測(cè)元件(6/8) 電位計(jì)是利用電組與長(zhǎng)度成正比的原理做成，于電阻兩端加入電壓，然后由被測(cè)物體帶動(dòng)電組之滑動(dòng)臂，求得相對(duì)應(yīng)位移大小的電壓，如圖7.5所示。檢出電壓E圖7.5

電位計(jì)1-3-1感測(cè)元件(7/8) 溫度開關(guān)可以感知溫度變化，是由物體感知器與開關(guān)所組成而成，當(dāng)溫度變化時(shí)，雙金屬片會(huì)受熱彎曲，使接點(diǎn)移動(dòng)，達(dá)到開關(guān)的功能，如圖7.6所示。接點(diǎn)熱雙金屬片a.

接點(diǎn)地線b.

接點(diǎn)圖7.6

溫度開關(guān)1-3-1感測(cè)元件(8/8)

自動(dòng)化設(shè)備的原動(dòng)件一般可分成三種：(1)電動(dòng)式(electronic)：如電動(dòng)馬達(dá)(2)液壓式(hydraulic)：如油壓幫浦(3)氣壓式(pneumatic)：如空氣壓縮機(jī)1-3-2致動(dòng)元件1-3-3控制器(1/2)

自動(dòng)化設(shè)備可用的控制器甚多，其中最常被使用的是可程序邏輯控制器(programmablelogiccontroller,PLC)。 可程序邏輯控制器是藉數(shù)位或類比輸出入裝置，用特定的命令語(yǔ)言，將邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，與算術(shù)演算等作成程序，存入記憶裝置中，以控制機(jī)器或程序的電子裝置。1-3-3控制器(2/2) 可程序邏輯控制器在使用時(shí)，隨時(shí)感知輸入信號(hào)，經(jīng)邏輯判斷后，將結(jié)果輸出，以控制外界機(jī)器；其系統(tǒng)組合包括：中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器(ROM與RAM)、輸入與輸出模塊、電源供應(yīng)器、及程序書寫器，如圖7.7所示。輸入模組程序書寫器輸出模組CPUROMRAM電源供應(yīng)器圖7.7

可程序邏輯控制器系統(tǒng)組合1-4-1數(shù)值控制工具機(jī)(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(hào)等來(lái)控制機(jī)器設(shè)備。這些數(shù)值、字母與符號(hào)系以一適當(dāng)?shù)母袷絹?lái)編碼，并構(gòu)成對(duì)工件加工的指令與程序。數(shù)值控制的應(yīng)用范圍很廣，適用于很多種類的制程，諸如鉆孔(drilling)、車削(turning)、銑切(milling)、搪孔(boring)，與其他金屬品制造之工具機(jī)。此外諸如裝配、繪圖，與檢驗(yàn)等作業(yè)的非工具機(jī)也會(huì)應(yīng)用到數(shù)值控制。1-4自動(dòng)化的設(shè)施NC的基本組成要件(1/2):數(shù)值控制工具機(jī)系統(tǒng)包含下列三個(gè)基本組成要件：

1.指令程序

2.機(jī)器控制單元

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

此三基本組成要件的關(guān)系，如圖7.8所示。首先，將程序輸入控制單元，然后控制單元便指揮制程處理設(shè)備依程序的指令運(yùn)作。圖7.8

數(shù)值控制工具機(jī)組成要件程序機(jī)器控制單元制程設(shè)備1-4-1數(shù)值控制工具機(jī)(3/5)NC工具機(jī)的應(yīng)用

每一種機(jī)制作業(yè)都可在某一種工具機(jī)上執(zhí)行，例如車削在車床執(zhí)行，鉆孔在鉆床執(zhí)行，銑床可在銑床上完成，研磨也可利用研磨機(jī)器來(lái)執(zhí)行。數(shù)值控制工具機(jī)即是針對(duì)需要而設(shè)計(jì)的，其種類包括：

1-4-1數(shù)值控制工具機(jī)(4/5)1.鉆床2.銑切機(jī)器3.車削機(jī)器4.搪孔機(jī)器5.研磨機(jī)器NC的利益 : NC工具機(jī)被金屬加工工業(yè)廣泛采用，采用數(shù)值控制的利益有： 1.減少生產(chǎn)時(shí)間。 2.簡(jiǎn)化裝置夾具的動(dòng)作。 3.減少整備時(shí)間。 4.較具制造彈性，容易適應(yīng)工程設(shè)計(jì)的改變。 5.改進(jìn)工件的精確度。1-4-1數(shù)值控制工具機(jī)(5/5)機(jī)器人的定義(1/2):所謂工業(yè)機(jī)器人是指具有一般用途，擁有類似人類特性的可程序化控制機(jī)器。機(jī)器人類似人類的特性最明顯的是其機(jī)器機(jī)器手臂，它可以做各種不同的生產(chǎn)工作。典型的機(jī)器人之工作包括點(diǎn)焊、物料輸送、噴漆，以及裝配等。

1-4-2機(jī)器人(1/16)機(jī)器人的定義(2/2)

: 機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)(roboticsindustriesassociation)對(duì)工業(yè)機(jī)器人(industrialrobot)的定義如下：

機(jī)器人是一種可以程序化，具有多種功能的操作器，可經(jīng)由事先設(shè)計(jì)好的各種可變動(dòng)作，來(lái)搬運(yùn)物料、零件、機(jī)具、或其他特殊裝置，并執(zhí)行各種不同的工作。1-4-2機(jī)器人(2/16)機(jī)器人的實(shí)體組件(1/2):

工業(yè)機(jī)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(dòng)器(actuator)：一般有電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)、液壓式驅(qū)動(dòng)，與氣壓式驅(qū)動(dòng)三種方式，提供動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)操縱器。

3.控制單元：控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的單元。1-4-2機(jī)器人(3/16)機(jī)器人的實(shí)體組件(2/2):

工業(yè)機(jī)器人的操縱器的手臂部份系由一串的關(guān)節(jié)與環(huán)節(jié)所構(gòu)成。工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)很類似人類的關(guān)節(jié)，它可連結(jié)兩個(gè)環(huán)節(jié)，并提供其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，每一關(guān)節(jié)可提供一個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度(degreeoffreedom)。連結(jié)關(guān)節(jié)的兩個(gè)環(huán)節(jié)，其中一個(gè)稱為輸入環(huán)節(jié)(inputlink)，另一個(gè)稱為輸出環(huán)節(jié)(outputlink)。關(guān)節(jié)的主要作用乃在提供輸入關(guān)節(jié)與輸出關(guān)節(jié)間相對(duì)移動(dòng)的功能。1-4-2機(jī)器人(4/16)工業(yè)機(jī)器人的類型工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)可分為五種類型：1.線性關(guān)節(jié)(linearjoint)。2.正交關(guān)節(jié)(orthogonaljoint)。3.旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(rotationaljoint)。4.扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(twistingjoint)。5.回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(revolvingjoint)。1-4-2機(jī)器人(5/16)1.線性關(guān)節(jié)

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

線性關(guān)節(jié)1-4-2機(jī)器人(6/16)2.正交關(guān)節(jié)

這也是一種線性的滑動(dòng)關(guān)節(jié)，但輸入環(huán)節(jié)與輸出環(huán)節(jié)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是相互垂直的。此關(guān)節(jié)又稱為O型關(guān)節(jié)，如圖7.10所示。輸入輸出輸入輸出圖7.10

正交關(guān)節(jié)1-4-2機(jī)器人(7/16)3.旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

此類型關(guān)節(jié)可提供關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)動(dòng)軸與輸入和輸出環(huán)節(jié)的軸相互垂直。此關(guān)節(jié)又稱為R型關(guān)節(jié)，如圖7.11所示。輸出輸入圖7.11

旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1-4-2機(jī)器人(8/16)4.扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 這也是一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)，但轉(zhuǎn)動(dòng)軸系與兩個(gè)環(huán)節(jié)的軸相互平行。此關(guān)節(jié)又稱為T型關(guān)節(jié)，如圖7.12所示。輸出輸入圖7.12

扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1-4-2機(jī)器人(9/16)5.回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 此種關(guān)節(jié)的輸入環(huán)節(jié)的軸與關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸相互平行，而輸出環(huán)節(jié)的軸則與關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸垂直。此關(guān)節(jié)又稱為V型關(guān)節(jié)，如圖7.13所示。輸出輸入圖7.13

回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1-4-2機(jī)器人(10/16)機(jī)器人結(jié)構(gòu): 大部分的機(jī)器人皆安裝在一個(gè)固定基底上，由此基座在聯(lián)結(jié)各環(huán)節(jié)與關(guān)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(guān)節(jié)2(R)關(guān)節(jié)1(R)圖7.14

機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖例1-4-2機(jī)器人(11/16)機(jī)器人的手臂: 工業(yè)機(jī)器人的手臂是用來(lái)對(duì)物體作定位，而其手腕則可用來(lái)調(diào)整物體方向。手腕一般需三個(gè)自由度，這三個(gè)自由度的架構(gòu)是：

1-4-2機(jī)器人(12/16)1.轉(zhuǎn)動(dòng)(roll)：可用T型關(guān)節(jié)來(lái)完成，使物體對(duì)手臂軸旋轉(zhuǎn)。2.上下投物動(dòng)作(pitch)：類似投球的上下轉(zhuǎn)動(dòng)，通常以R型關(guān)節(jié)來(lái)執(zhí)行3.左右偏移動(dòng)作(yaw)：手腕向左向右轉(zhuǎn)動(dòng)，也是以R型關(guān)節(jié)來(lái)執(zhí)行。手腕自由度:圖7.15說(shuō)明手腕三個(gè)自由度的動(dòng)作手腕上視圖yaw手腕前視圖pitchroll圖7.15

機(jī)器人手腕的三個(gè)動(dòng)作1-4-2機(jī)器人(13/16)末端器的定義:

工業(yè)機(jī)器人通常使用工具或夾具，將其附著于腕部來(lái)進(jìn)行工作。此一附著于腕部的工具與夾具，稱為末端器。

1-4-2機(jī)器人(14/16)末端器的應(yīng)用(1/2): 當(dāng)使用工具為末端器，是使機(jī)器人能夠執(zhí)行一些制程作業(yè)。機(jī)器人必須能夠操縱工具，穩(wěn)定的或緩慢的沿著行進(jìn)路徑移動(dòng)，這種應(yīng)用的例子包括：

1-4-2機(jī)器人(15/16)1.點(diǎn)焊槍。2.噴漆槍。3.鉆孔與挖掘等旋轉(zhuǎn)刀具。4.裝配工具。5.加熱槍。6.噴水切削器。末端器的應(yīng)用(2/2)

: 當(dāng)使用夾具為末端器，主要是用來(lái)抓取和操縱物體，此時(shí)的物體通常是從某一位置移動(dòng)至另一位置的工件；用機(jī)器人來(lái)裝卸工件，即是屬于這類的例子。應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人上的夾具類型例子包括：機(jī)械式夾具：藉由摩擦力或物理結(jié)構(gòu)來(lái)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。1-4-2機(jī)器人(16/16)1-4-3自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備(1/9)檢驗(yàn)的目的與自動(dòng)檢驗(yàn)效能

檢驗(yàn)意指檢查產(chǎn)品，以判定其是否符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，例如尺寸大小與表面光滑等。檢驗(yàn)之目的有量測(cè)某特定產(chǎn)品的實(shí)際值，與只簡(jiǎn)單地檢查某特定特征是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

自動(dòng)化檢驗(yàn)傳感器 自動(dòng)化檢驗(yàn)設(shè)備通常會(huì)使用傳感器，而這些傳感器受計(jì)算機(jī)控制，并將資料傳輸至計(jì)算機(jī)。 傳感器可分成兩大類： 1.接觸式檢驗(yàn) 2.非接觸式檢驗(yàn)

1-4-3自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備(2/9)接觸式檢驗(yàn) 接觸式檢驗(yàn)系使用機(jī)械探針或其他儀器，來(lái)與受檢的產(chǎn)品相接觸。接觸式方法常用來(lái)檢查零件之物理量度，因此接觸式檢驗(yàn)?zāi)耸禽^早廣泛被使用于機(jī)械制造業(yè)的方法，最常見的自動(dòng)化檢驗(yàn)設(shè)備是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。1-4-3自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備(3/9)非接觸式檢驗(yàn) 非接觸檢驗(yàn)方式并不直接與產(chǎn)品接觸，其傳感器系置于距物體某一距離的地方，而仍可測(cè)得所要的特性。非接觸式檢驗(yàn)之潛在的優(yōu)點(diǎn)包括：

1.減少檢驗(yàn)時(shí)間并可避免由于零件之接觸而破壞零件或傳感器。

2.不需對(duì)零件作特別的搬運(yùn)與定位，因此檢驗(yàn)的過(guò)程較為迅速。1-4-3自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備(4/9)坐標(biāo)量測(cè)機(jī)(1/3) 坐標(biāo)量測(cè)機(jī)(coordinatemeasuringmachine,CMM)系由一接觸式探測(cè)針與其所需之機(jī)構(gòu)組成。 在座標(biāo)測(cè)量機(jī)的架構(gòu)中，探針系固定在某種結(jié)構(gòu)體上，允許探針相對(duì)于零件做相對(duì)移動(dòng)，此一零件則置放于與結(jié)構(gòu)體相連結(jié)的工作平臺(tái)上。

1-4-3自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備(5/9)坐標(biāo)量測(cè)機(jī)(2/3)圖7.16顯示橋梁式構(gòu)造的坐標(biāo)量測(cè)機(jī)XYZ圖7.16

橋梁式構(gòu)造的坐標(biāo)量測(cè)機(jī)1-4-3自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備(6/9)坐標(biāo)量測(cè)機(jī)(3/3) 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可執(zhí)行的測(cè)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(diǎn)與夾角。5.定義出平面。

1-4-3自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備(7/9)機(jī)器視覺(jué)(1/2) 機(jī)器視覺(jué)(machinevision)是獲取物體影像資料，并以計(jì)算機(jī)來(lái)處理和解讀這些資料，以供某些用途的應(yīng)用。機(jī)器視覺(jué)的作業(yè)可區(qū)分為下列三種功能：

1.影像獲取與數(shù)字化。

2.影像處理與分析。

3.解讀。1-4-3自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備(8/9)機(jī)器視覺(jué)(2/2) 典型的機(jī)器視覺(jué)之工業(yè)檢驗(yàn)工作包括： 1.尺寸大小量測(cè)。 2.尺寸大小量規(guī)。 3.查驗(yàn)?zāi)辰M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(shí)。 5.印刷標(biāo)簽上瑕疵的辨識(shí)。1-4-3自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備(9/9)1-4-4自動(dòng)搬運(yùn)(1/4)定義(1/2)

自動(dòng)搬運(yùn)是指使用自動(dòng)控制、機(jī)械，與動(dòng)力等裝置取代人力的搬運(yùn)系統(tǒng)，而搬運(yùn)系統(tǒng)最常采用的搬運(yùn)設(shè)備為自動(dòng)導(dǎo)引車(automatedguidedvehicle,AGV)，亦即所謂的無(wú)人搬運(yùn)車。無(wú)人搬運(yùn)車乃利用聲光、電磁、紅外線、…等自動(dòng)導(dǎo)引設(shè)備的無(wú)人駕駛搬運(yùn)車。定義(2/2) 美國(guó)物料搬運(yùn)學(xué)會(huì)(MaterialHandlingInstitute,MHI)對(duì)無(wú)人搬運(yùn)車所下的定義為： 一種有電磁的或光學(xué)的自動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)搬運(yùn)車輛，此種車輛可按照程序所下的命令導(dǎo)引路線行進(jìn)、停止、轉(zhuǎn)彎，并具有一些能夠與搬運(yùn)系統(tǒng)連結(jié)工作的特殊功能。1-4-4自動(dòng)搬運(yùn)(2/4)自動(dòng)搬運(yùn)車系統(tǒng)的組成(1/2)

自動(dòng)搬運(yùn)車的主要組成有無(wú)人搬運(yùn)車、導(dǎo)引系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、外圍設(shè)備，與安全裝置。 導(dǎo)引系統(tǒng)能自動(dòng)導(dǎo)引無(wú)人搬運(yùn)車到達(dá)其所欲前往的目標(biāo)。 搬運(yùn)車的通訊系統(tǒng)可分為固定地點(diǎn)通訊與任意地點(diǎn)通訊方式兩種：

1.固定地點(diǎn)通訊多半在引導(dǎo)路線開溝埋入導(dǎo)引線。

2.任意地點(diǎn)通訊以采用無(wú)線電為主。1-4-4自動(dòng)搬運(yùn)(3/4)自動(dòng)搬運(yùn)車系統(tǒng)的組成(2/2) 搬運(yùn)車的外圍設(shè)備就是搬運(yùn)系統(tǒng)中的輔助設(shè)施，包括裝卸裝置、暫存站，與充電設(shè)備等。 搬運(yùn)車的安全裝置可分為機(jī)械式與電子式兩種，機(jī)械式裝置如裝于車體前端的檔板或檔桿，當(dāng)碰到人或物體時(shí)，傳送信號(hào)給控制器，可立即停止車輛行進(jìn)；而電子式采用超音波，當(dāng)車子發(fā)出超音波后，利用反射音波之間所需之時(shí)間，求出障礙物和搬運(yùn)車的距離長(zhǎng)短，以控制搬運(yùn)車減速或緊急停止等動(dòng)作。1-4-4自動(dòng)搬運(yùn)(4/4)1-4-5自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(1/4)定義 根據(jù)美國(guó)物料搬運(yùn)學(xué)會(huì)(MaterialHandlingInstitute,MHI)對(duì)自動(dòng)化儲(chǔ)存/檢索系統(tǒng)(automatedstorage/retrievalsystem,AS/RS)所下的定義為： 在一界定的自動(dòng)化程度下，準(zhǔn)確、正確，與快速地搬運(yùn)、儲(chǔ)存、檢索物料，所需的設(shè)備與控制的組合。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(jī)器P&D工作站高度,Hs長(zhǎng)度,Ls圖7.17

一典型AS/RS之布置與正面圖1-4-5自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(2/4)AS/RS之基本元件(1/2)

所有的自動(dòng)化儲(chǔ)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(chǔ)存結(jié)構(gòu)

2.S/R機(jī)器

3.儲(chǔ)存模塊

4.夾取/存放工作站1-4-5自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(3/4)AS/RS之基本元件(2/2) 儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)是由鋼筋鐵架所構(gòu)成，可承受存放在AS/RS內(nèi)的重物。

S/R機(jī)器用來(lái)做儲(chǔ)存的處理，自輸入站載送負(fù)荷物至儲(chǔ)存站，或自儲(chǔ)存站檢索負(fù)荷物，將之載送至輸出站。 儲(chǔ)存模塊是儲(chǔ)存物料的容器，例如托板、鋼線圍繞所成的籃子、托盤、儲(chǔ)存箱，以及特殊的抽屜等。 夾取/存放工作站是用來(lái)傳送負(fù)荷物至AS/RS，并自AS/RS載送負(fù)荷物。它們通常是位于通道的末端，便利于S/R機(jī)器與外部搬運(yùn)系統(tǒng)的作業(yè)，因此其設(shè)計(jì)必須考慮能與S/R機(jī)器和外部搬運(yùn)系統(tǒng)兼容。1-4-5自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(4/4)1-5計(jì)算機(jī)整合制造(1/6) 計(jì)算機(jī)整合制造(computerintegratedmanufacturing,CIM)意指利用計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品、計(jì)劃生產(chǎn)流程、控制生產(chǎn)作業(yè)、執(zhí)行與制造公司有關(guān)的一切企業(yè)功能。CAD/CAM 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computeraideddesign,CAD)可定義為任何與計(jì)算機(jī)之有效運(yùn)用有