臺灣博碩士論文加值系統

近年來因為各人力資源取之不易，加上各公司漸漸朝向商品多樣化生產，廠商面對快速發展的趨勢，必須讓人力資源發揮最大功效，能單一加工的產品則交由機器代勞。以過去來說研磨玻璃鏡片這項技術都是以人力親自去研磨和補充研磨液，導致人力需求很大也費時，現階段有許多廠商研發出各種機器來研磨玻璃鏡片，但這些研磨機大多是用在研磨小鏡片，例如眼鏡鏡片、手機鏡片等，而能研磨面積較大光學鏡片的機台開發較少。
本論文旨在改良南通斯密特森公司(SCHMIDT)所自行生產的望遠鏡鏡片原型研磨機，原型機初期有進行電控箱配電並與CNC控制器連線，試運轉期間發現研磨時機構的研磨頭施力調整僅用一支螺絲進行鬆緊，所以無法準確得知此施力大小，此外發現機構在研磨過程中雖然已經能像CNC機台利用NC程式碼進行控制，但原機構唯獨缺少自動升降功能，故先進行玻璃研磨機構改良，再利用可程式化控制器並搭配類比數位轉換模組連接氣壓電控比例閥控制空氣壓力，以達到較精準的研磨施力，最後裝設人機介面以方便操作者使用，從實驗結果顯示改良過後研磨機施壓穩定度與精確度有顯著提升。

In recent years, because of the difficulty in obtaining human resources, and the gradual diversification of products in production by each company, manufactures are facing the trend of rapid development and have to maximize the effectiveness of human resources. The products that can be processed in a single process are handled by machines. In the past, the technology of grinding glass lenses was done by manpower to grind and replenish the grinding fluid, resulting in a high demand for manpower and time-consuming. Many manufacturers have developed a variety of machines to grind glass lenses at the current stage, but most of these grinding machines are used to grind small lenses such as eyeglass lenses, mobile phone lenses, etc., while machines that can grind larger optical lenses are less developed.
The purpose of this thesis is to improve the prototype of the telescope lens grinding machine produced by SCHMIDT. At first, we had connected the control cabinet with the CNC controller. During the test operation, it was found that the grinding force of this mechanism only employed a screw to adjust it, but it was impossible to know exact amount of the force. Although the mechanism can be controlled by NC code like a CNC machine during the grinding process, the original mechanism lacks automatic for lifting function. Therefore, the glass grinding mechanism is improved, then the programmable logic controller (PLC) and analog-digital conversion modules are used to connect the electro-pneumatic regulator to control the air pressure to achieve a more precise grinding force. Finally, the human-machine interface is installed for the convenience of operators. The experimental results show that the stability and precision of the force applied by the grinding machine have been significantly improved.

摘 要..........i
Abstract........ii
誌謝...........iii
目錄...........iv
表目錄..........vi
圖目錄........viii
第 一 章 緒論..........1
1.1 研究動機與目的......1
1.2 文獻回顧............1
1.3 研究流程............2
1.4 論文大綱............3
第 二 章 基本原理.........4
2.1 研磨之簡介............4
2.2 四連桿機構原理........5
2.3 公差配合與原理.........6
2.3.1 公差...............6
2.3.2 偏差..............6
2.3.3 公差與配合.........7
2.4 氣壓原理.............8
2.5 氣壓元件.............10
2.5.1執行元件............10
2.5.2控制元件............11
2.5.3輔助元件.............13
2.6 PLC原理與歷史..........14
第 三 章 研磨機構設計........15
3.1 軟體介紹................15
3.1.1 SolidWorks繪圖軟體..........15
3.1.2 AutoCAD繪圖軟體.............15
3.1.3 Festo FluidSIM迴路模擬軟體..........15
3.1.4 GX Developer編輯軟體..............15
3.1.5 Beijer ADP人機介面設計軟體..........15
3.2研磨機構設計流程......................16
3.2.1 尚未更改設計之原機構.................16
3.2.2 設計研磨機延伸臂結構.................17
3.3特殊聯結件之設計........................20
3.4直結式主軸連接件之設計...................21
3.5垂直滑軌機構之設計........................23
第 四 章 實驗設備與氣壓施壓控制系統...........26
4.1 實驗設備................................26
4.1.1 可程式化控制器.......................26
4.1.2 類比數位轉換模組.....................26
4.1.3 電控比例閥..........................27
4.1.4 調壓閥................................28
4.1.5 氣壓缸.................................28
4.1.6 人機介面................................29
4.1.7 精密電子秤.............................30
4.2氣壓與電控迴路流程設計.....................31
4.2.1 氣壓迴路設計...........................31
4.2.2 Festo FluidSIM 迴路模擬系統.............32
4.2.3實際接管配線..............................35
4.3 PLC與人機介面程式撰寫........................37
4.3.1 PLC程式設計...............................37
4.3.2 人機介面設計...............................45
第 五 章 實驗規劃與結果分析.......................47
5.1 實驗規劃....................................47
5.2 實驗結果與分析................................48
5.2.1 原研磨機施力量測結果.......................48
5.2.2 改良後的研磨機施力量測結果......................51
5.3 實驗結論......................................64
第 六 章 結論與未來展望.........................67
6.1 結論.......................................67
6.2 未來展望...................................67
參考文獻.......................................68
Extended Abstract...................................69

[1]陳美惠，「運用化學拋光法於玻璃基板表面拋光之研究」，國立中央大學機械工程研究所，碩士學位論文，2008。
[2]黃國政、莊賀喬、左培倫、郭慶祥，「加工參數對非球面鏡片形狀品質的影響」，科儀新知，第二十四卷，第三期，第71-80頁，2002。
[3]邱煐杰，「玻璃面板加工設備拋光之設計與製造」，南台科技大學電子工程研究所，碩士學位論文，2011。
[4]劉金昇，「機械研磨對光學鏡片透光率之研究」，國立中興大學機械工程研究所，碩士學位論文，2002。
[5]江友良，「長行程微米精度之氣壓缸-氣壓肌肉致動器精密伺服定位控制之研究」，國立台灣科技大學自動化及控制研究所，碩士學位論文，2008。
[6]劉恩智，「氣壓比例閥的動態分析」，淡江大學機械工程研究所，碩士學位論文，1989。
[7]許進順，「氣壓系統之快速定位控制」，國立清華大學動力機械工程研究所，碩士學位論文，1994。
[8]薛主廉，「鑽孔機之自動化設計及產能提升分析」，國立高雄第一科技大學機械與自動化工程研究所，碩士學位論文，2010。
[9]林信國，「工件篩選之機電整合系統研究」，遠東科技大學工程科技研究所，碩士學位論文，2020。
[10]Kunbo Zhang, “Fault Detection and Diagnosis for Multi-Actuator Pneumatic Systems,” Department of Mechanical Engineering, Stony Brook University, the degree of Doctor of Philosophy, 2011.
[11]Emmanuel Mudaheranwa, “Programmable Logic Controller (PLC) Based Pressure Behaviors and Biogas Plant Parameters Automatic Control,” Department of School of Engineering and Technology, Sharda University, the degree of Master of Technology, 2015.
[12]財團法人工業技術研究院機電整合暨可程式化控制器(PLC)培訓班，2021。