逢甲大學產學合作 – 推動人才培育,為產業注入新活力。

Evangeline Lin | 2021 年 7 月 21 日

青年學子 YES program 案例分享 –  igus® 易格斯機械手臂應用,邁向工業 4.0 智慧製造的重要驅動

(以下分享心得來自學生陳立紘和徐子軒)

計畫緣起

製造業全面自動化與智慧化來臨,許多企業開始導入高效、耐用及精密的機械手臂,未來機械手臂的數量及角色勘比其他機台,突發故障可能成為影響產能的一大隱憂,尤其是邁向關燈工廠的企業而言,任何一條產線的停擺都將造成難以預估的損失。國際機器人聯合會(IFR)於2021年公布的報告中顯示台灣的機器人密度排名全球第八,而全球製造業機器平均密度為每1萬名員工中有113台機器人。因此,透過採集機器的振動、電流、溫度等運作資訊,從訊號擷取、資料前處理、特徵提取、模型訓練、預測與診斷以及資料可視化完整流程,可提前發現潛在問題,維持產線穩定運行。逢甲大學航太系張淵仁教授自去(2020)年起,欲將目前大多應用於工具機的《故障預測與健康管理(PHM)技術》應用於機械手臂,帶入軟硬體系統並結合學術單位培育人才與研究開發,做為整合服務平台因應各產業需求,因此找上台灣易格斯公司(igus® Taiwan Company Ltd.)合作。

igus® 易格斯機械手臂安裝實驗設備

合作過程與成果

因為航太系上並沒有相關知識的課程,剛開始接觸 igus® 易格斯 robolink® 模組化機械手臂時,對於操控及做動方式等還有很多的不熟悉,不過很幸運遇到業務工程師 Jason Lin,他提供充分的協助,幫助我們在短時間內瞭解操作的相關知識。在這之後,陳立紘專責將 PHM 技術導入機械手臂,在動作設計上花了很多時間測試,測試什麼樣的動作、受力方式會比較方便後續的資料處理以及建立模型。將收集好的資料經過數據處理、特徵提取、特徵篩選、建模等步驟,對現在友達光電實習最大的幫助就是在做特徵提取的時候,會試著去思考提取哪些特徵,或是考量機台零件的不同組合而有不同的特徵值變化。徐子軒接續進行樹莓派實驗,結果為我們所期待,以 NI 和樹莓派所分析出來的模型,趨勢幾乎一致,並且發現特徵-Rms幾乎為各軸的前幾名,所以可以大膽假設因為齒輪發生了磨損,導致密合的程度下降,進而影響到動能和峰值。近期逢甲大學也將繼續與 igus® 易格斯公司合作滑軌測試,也希望有令人期待的成果,跨大產學合作。

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