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章節大綱

章節大綱. 自動化的歷史演進 使用自動化的原因 自動控制 自動化系統的組成要素 工業用機器人 未來趨勢. 自動化的歷史演進 ( 以日本為例 ). 1945-1960 間的 低勞工成本 策略 1960-1965 間的規模經濟策略 。 資本密集 的產業開始佔據重要地位，資本的投資也導致生產力的提升。 1965-1970 間的集中式工廠。生產線趨於密集，市場需求量大增， 大量生產 時代來臨。 1970-present 間的 彈性工廠 。 多樣少量 的產品策略產生，使產品具有世界級的競爭價格優勢。. 使用自動化的原因. 增加人工生產力 減少人工 成本

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Presentation Transcript

  1. 章節大綱 • 自動化的歷史演進 • 使用自動化的原因 • 自動控制 • 自動化系統的組成要素 • 工業用機器人 • 未來趨勢

  2. 自動化的歷史演進 (以日本為例) • 1945-1960間的低勞工成本策略 • 1960-1965間的規模經濟策略。資本密集的產業開始佔據重要地位，資本的投資也導致生產力的提升。 • 1965-1970間的集中式工廠。生產線趨於密集，市場需求量大增，大量生產時代來臨。 • 1970-present間的彈性工廠。多樣少量的產品策略產生，使產品具有世界級的競爭價格優勢。

  3. 使用自動化的原因 • 增加人工生產力 • 減少人工成本 • 減輕人力短缺的影響 • 減少或排除例行公事的干擾 • 確保勞工安全 • 改善生產品質 • 縮減製造前置時間 • 執行無法以人力完成的工作 • 避免無自動化所造成的成本

  4. 自動控制 • 開迴路控制 • 閉迴路控制: 恆溫冷氣機 • 感測器: 用來計測各種物理量的信號 • 氣壓式感測器 • 磁簧式感測器 • 電感式感測器 • 光電式感測器 • 溫度感測器 • 壓力感測器

  5. 致動器（actuator）: 將控制器的命令訊號轉換成實體參數。這些實體參數通常是與力學相關，例如位置或速度。 • 根據使用放大器（amplifier）的型態，致動器可分成三大類 • 電力型: 馬達、繼電器開關 • 液壓型: 液壓活塞 • 氣動型: 氣動汽缸

  6. 可程式化邏輯控制器 (PLC) • PLC的結構 圖 4-1

  7. 自動化系統的組成要素 • 自動化製造系統包含許多元件 • 加工設備 • 手動式 (manually operated) • 半自動式 (semi-automated) • 全自動式 (fully automated) • 搬運設備 • 儲存設備 • 工業機器人 • 整合與控制以上元件的電腦系統

  8. 搬運設備-無人搬運車 （Automated Guided Vehicle；簡稱AGV） • 搬運重量與搬移方式－搬運重量通常大都為100KG至2000KG • 無塵室的應用－最受矚目的是半導體工業無塵室所使用的AGV，常利用影像識別，或超音波的感應識別用在AGV定位控制上 • 在服務業之應用－目前有醫院、飯店、超市等的病歷卡或藥品、配膳、商品展示、廣告以及自倉庫搬運物品等各種不同的應用。

  9. AGV的誘導方式 • 引導式AGV: 使用纜線或磁帶等誘導體構成行走路徑，藉著AGV的誘導感測器，檢測出行走路徑。 • 電磁誘導式、磁力、磁體誘導式與光學式 • 無引導式AGV • 地上輔助器、自律行走

  10. 半導體產業物料搬運系統 圖 4-3

  11. 半導體自動化搬運系統構成 • 晶舟為物料搬運的最小單位 • 灣內的搬運工作是從機台到機台、機台到儲存設備、儲存設備到機台 • 灣間自動化搬運是從一個隧道搬至另一隧道 • 物料控制系統（material-control system）: 其主要的工作就是接收由主控端傳來的搬運訊息，確認協調下層的搬運系統作搬運工作 • 協調各處理系統的主要工作 • 判斷哪個製程要被執行 • 提供保養及報告

  12. 儲存設備 • 與產品相關的物料 • 原物料, 採購零件, 在製品（WIP）, 最終產品, 廢料（scrap） • 與製程相關的物料 • 渣滓（refuse）, 工具（tooling）, 備料（spare part） • 與所有的工廠營運有關的物料 • 辦公室日用品 • 自動儲存／取回系統（Automated Storage/Retrieval Systems，簡稱AS/RS )

  13. 工業用機器人 • 機器人的組成元件 • 手臂本體（manipulator） • 手部（End Effectors） • 控制器（controller） • 動力供給裝置（power supply） • 自由度:能沿著一線性軸或一轉軸運動的機能 • 機器人的類型 • 直角座標型（rectangular） • 圓柱座標型（cylindrical） • 極座標型（spherical） • 關節型（jointed-arm） • SCARA

  14. 6個自由度 圖 4-6 機器人幾何形態 圖 4-7

  15. 未來趨勢 • PC-based Control • 網路應用 • 電子自動化控制器（IP-Embedded Controller） • 設備及系統應匹配電子自動化控制器 • ERP, Fieldbus, etc. • 內容供應業：提供專業知識、資料庫、專家系統等內容 • 服務供應業

  16. 電子自動化與原有自動化的不同點 • 速度：即數據、影音資訊均以近光速傳遞。 • 廣度：網際網路使全球合而為一，地理的距離為之消除。 • 深度：知識與資訊均可隨時擷取

  17. 分散式控制 圖 4-8

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