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機電控制組 (Motion Control)
 

簡介

研究方向 儀器設備 成果介紹 參考資料

簡介(Introduction)

 

隨著時代的不斷進步,工業上的產品,已由單調簡單轉變 為多樣複雜發展,而以製造業起家的台灣,發展高精度、 具多樣性加工能力的製造技術,以達到上述的要求,實為 一個重要的課題,本實驗室就是為了幫助國家產業發展, 提升國家機械工業競爭能力,發展高精密技術加工機而成立。

在基礎的控制理論裡,控制的目的可概括三個字"快","準","穩",而這三個字最可以在本實驗室所發展的工具機技術裡所體現。"快"就是我們所設計的控制器能夠使工具機對下達的命令(command)立刻產生反應,而沒有延遲或所謂伺服延遲(servo lag)之現象,以達成精密度高且高速的切削準"使工具機具有微米不差的精準加工能力,令工具機就像訓練有素的軍隊一樣準確地執行命令,加工出高尺寸精度的工件。而"穩"除了讓工具機能夠穩定的運作外,更還要讓它能夠在外界干擾(disturbance),諸如外力負載、摩擦力….等,和一些不確定因素(uncertainty)下,也能夠保持穩定和應有的性能。

本實驗室經過多位學長不懈的努力,終於解決多項難題,發展了技術實力雄厚的工具機運動控制(motion control)技術,並將其技術應用於不同系統中。目前本實驗室主要朝「雷射積層製造系統之控制技術」與「工具機與機械手臂之運動規劃與控制器設計」發展,將實驗室自主研發之控制技術搭配機器學習理論進行控制器設計,使系統除了俱備上述"快",準","穩"之性能外,還能進一步改善多軸運動之輪廓誤差(contour error)等問題,並將控制系統由簡單的單輸入單輸出(SISO)系統推展至更複雜的多輸入多輸出(MIMO)系統,未來實驗室的研究會朝解決多軸形狀誤差,及以過去的研究為基礎,探索更先進的控制法則(例如:iterative learning control)和運動規劃技術為目標 。

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研究方向(Research)

 

目前實驗室研究方向分為兩大主軸:「雷射積層製造系統之控制技術與設備研發」與「工具機與機械手臂之運動規劃與控制器設計」,對於雷射積層製造系統,本研究室專注於製程模擬、監控、控制與診斷等議題,目的在於改善成品表面精度與緻密度等,藉以提升最終成品之品質;對於工具積與機械手臂而言,本實驗室同時發展運動規劃與控制理論技術,並將機器學習之相關理論導入控制理論中,藉以提昇受控系統之性能表現,最後將本實驗室研發之技術應用於XY平台、Delta機械手臂與三軸雕刻機等系統中。

本實驗室著眼於使學生瞭解系統之機械構成與運作原理、伺服機械與伺服系統的匹配,進而以數位控制的觀念設計伺服系統之運動控制器,並跟隨業界之技術趨勢,導入工業控制自動化乙太工業網路EtherCAT與工業自動化整合開發環境CoDeSys等,使實驗室之技術環境與業界接軌,讓實驗室之學生同時具備紮實的控制理論基礎與廣泛的工程知識與經驗。

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儀器設備(Equipment)

 

 

三軸雕刻機              雷射積層製造系統

 

   

Delta機械手臂               CoDeSys試驗平台

 

   

  馬達實驗裝置

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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成果介紹(Results)
 
 
參考資料(References)
 
 
 
       
       
       

 

(C) 2006 An-Chen Lee's Laboratory,
Department of Mechanical Engineering,
National Chiao Tung University