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2018/03/26 工具機界翹楚 中正大學前瞻中心走在台灣智慧機械前端

    讓機器能說話、會思考,變得更有智慧,是中正大學前瞻製造系統頂尖研究中心多年的目標。近期前瞻中心已通過教育部深耕計畫研究中心的申請,除了執行科技部價創計畫,開發高度客製化的戟齒輪加工機,也推動智慧工具機聯網平台技術,協助國內業者建立智慧工廠整線機聯網相關標準,並與相關單位合作研發智慧型護膝,更計畫把鳳梨葉、稻殼等在地農產應用在強化3D列印複合材料上,創造智慧機械更多可能性。

 「很多人都把智慧機械簡化成自動化,其實智慧機械最重要的是機器開始可以跟人們溝通思考與自我修正。」中正前瞻製造中心主任劉德騏說,智慧機械的下一步就是自我診斷,也是前瞻中心目前研究的重點。機器加工用的刀具使用越久會越鈍,影響產品的品質,而智慧機械能改變機器進刀的角度、深度等參數,讓刀具使用更長久。劉德騏舉例,鄭志鈞教授帶領的智能化滾珠螺桿研究團隊,與上銀科技公司合作研發可監控螺桿預壓與震動量,即時進行控制與熱補償的智慧螺桿系統,使加工時保持高精度,又能增加產量及維持品質。

 早在成立之初,中正大學前瞻製造中心即預料到智慧機械將被普遍接受與應用。在前瞻中心的高端研究計畫中,蔡孟勳教授研究的控制器加值技術最具代表性,因每部機器都有一個控制器,如同大腦依照程式指令操控作業流程,前瞻中心掌握了國內控制器智能化的關鍵技術,加上擁有完整的控制器教學實驗室,也讓該中心成為國產控制器師資培育與技術發展的搖籃。

 在去年,前瞻中心更爭取到科技部價創計畫,開發「五軸數控重切削戟齒輪加工機」,並利用智慧製造虛實系統整合技術,即時同步顯示機器的實際狀況,評估機器磨耗、刀切的精準度。「齒輪機跟一般CNC加工機不同,齒輪間要相互齧合才能運轉,精度和表面光滑度都遠勝於一般加工機。」劉德騏說,戟齒輪應用來傳遞兩軸既不平行且不相交之傳動,應用於汽車、航太、機器人等,可依客戶需求設計各型齒面角度,只是要加工出高度客製化的戟齒輪,機台設計和製造技術的門檻相當高。

 而前瞻中心近期更將使用3D列印技術,把鳳梨葉、稻殼等嘉義農產品的纖維轉化為複合材料的天然強化素材,大幅提升在地農業的循環經濟效應。此外,前瞻中心與中正大學高齡跨領域創新研究中心、慈濟醫院合作,針對引發中老年人慢性膝痛,甚至喪失行動功能的退化性膝關節炎,開發智慧型護膝。劉德騏說:「退化性關節炎患者戴上智慧型護膝,自動記錄膝蓋每天的彎曲角度、受力等資訊,再上傳到雲端,觀察病患每天活動的過程。」由前瞻中心規劃設計智慧型護膝的計算程式,當病患的活動量太多、不足,或膝蓋彎曲角度太大都會發出警示,也能分析資訊供醫師診治參考。

 六年來,中正前瞻中心積極發展精密機械的智慧技術,光是學術著作已發表626篇期刊論文、申請193項國內外發明專利,累積近七千萬元技轉金,更不忘培育智慧機械跨領域人才,相繼開設前瞻製造系統碩博士學位學程。劉德騏指出,前瞻中心未來將強化「平台」的角色,持續朝完整的工業4.0教育體系及AI人工智慧的發展與應用前進,期盼透過自行開發或引進國際技術,成為台灣機械領域的代表性學校,及提升國內精密機械產業整體實力的重鎮。