國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心
連續輥軋智慧成形技術聯盟
(Alliance for Roll Forming and Smart Manufacturing Technology )
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高雄科技大學 模具工程系 許進忠 教授，在2015年與中鋼成立以鍛造技術研發為主的『鍛造輥軋工程研究中心』後，為提供連續輥軋成形業者更多的技術服務，在2022年成立了由 國科會計畫補助 之『 連續輥軋智慧成形技術聯盟』，結合團隊能量建構技術研發及資源整合服務平台，透過人才培育、技術課程、實務研討會與產學合作，促成產品高值化、生產智慧化、分析可視化，導入研發資源促進產業升級轉型。
# 團隊成員包括：(1) 高雄科技大學/模具、機械、電機系教授群 (2) 中鋼-高科大/鍛造輥軋工程研究中心研究團隊 (3) 跨校金屬成形團隊
# 團隊核心技術：
(1) 連續輥軋產品設計及結構强度CAE分析 (2) 輥軋製程輥花圖及輥輪模具設計 (3) 輥軋成形全製程分析與知識庫系統
(4) 輥輪及輥軋產品 2D/3D 量測與誤差分析 (5) 輥軋成形設備參數化設計與虛實整合系統開發 (6) 專利分析與技術佈局
最新消息
最新消息
2024 扣件產業智慧製造 暨連續輥軋智慧成形研討會，歡迎報名
2024 扣件產業智慧製造 暨連續輥軋智慧成形研討會，歡迎報名
高科大鍛造輥軋工程研究中心將於113年12月26日(星期四)舉辦2024扣件產業智慧製造暨連續輥軋智慧成形研討會，除了教授們的精彩成果發表外，現場還有實體成果展示，歡迎踴躍報名
請點選報名連結，或是來電洽王小姐報名(07)381-4526#15456
2024《協易盃》伺服沖壓製程設計與CAE模擬分析競賽 開放報名
2024《協易盃》伺服沖壓製程設計與CAE模擬分析競賽 開放報名
競賽日期：113年11月29日
獎金：第一名獎金6萬元，第二名獎金4萬元，第三名獎金2萬元，佳作五組各5千元
參賽資訊：1.報名團隊可免費參加競賽舉辦的系列課程，詳情請見官網。
2.報名團隊可申請短期試用軟體，包含Dynaform、Simufact 與 Inspire Form。
聯盟成果：內螺紋瑕疵檢測技術 [TWI8259322023]
聯盟成果：內螺紋瑕疵檢測技術 [TWI8259322023]
余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心
各位【連續輥軋智慧成形技術聯盟】會員先進們大家好，與您分享聯盟成果，由聯盟共同主持人許光城教授在 2023年12月11日，取得之台灣發明專利，專利名稱為【內螺紋瑕疵檢測技術】，證書號為【TWI8259322023】。
以下為成果說明：
#成果名稱 : #內螺紋瑕疵檢測技術
#成果名稱 : #內螺紋瑕疵檢測技術
螺絲、螺栓、螺帽以及螺釘是常見的固定元件，利用螺紋互相結合，當螺紋出現了瑕疵，如斜牙、螺紋不規則等問題時，會導致螺紋螺合不佳、卡住或是失去螺合之功能。因此，當螺絲、螺栓、螺帽以及螺釘等元件在製造完成後，需要經過螺紋檢測程序，以排除具有瑕疵的元件。常見之螺紋檢測為外螺紋瑕疵或外觀缺陷之檢測，對於內螺紋瑕疵檢測技術尚未成熟，較不容易檢測內螺紋的細微瑕疵或分辨瑕疵類型。
許等人[1]提出一種用於內螺紋瑕疵檢測之機構及方法，透過移軸鏡頭的移軸操作來改變焦平面的位置，以對螺帽的內螺紋取得清晰度較高的拍攝影像，以及解決一般鏡頭無法擷取螺帽之完整內螺紋影像之問題以及檢測較小尺寸的瑕疵。透過移軸鏡頭的移軸操作來改變焦平面的位置，以取得高清晰度的內螺紋拍攝影像，使得內螺紋檢測之瑕疵不受限於產生在牙谷或牙峰，而且可解決一般鏡頭無法擷取螺帽之完整內螺紋影像之問題以及檢測較小尺寸的瑕疵。該延伸平台的旋轉軸與該待測件的中軸同軸旋轉，能夠使該待測件被該延伸平台帶動旋轉時不會產生偏移。利用人工智慧深度學習進行瑕疵檢測判斷，例如對螺帽之內螺紋的瑕疵(如毛邊、顆粒及震刀等)進行辨識，檢測完成的待測件被分類收集在檢測合格區域或檢測瑕疵區域。能夠配合實際生產線上進行先進料、後檢測、再出料的一連貫製程，減少檢驗時間以及增加生產效率。
應用該技術，可協助產業透過『內螺紋瑕疵檢測技術』，建立『扣件缺陷檢測技術』之技術能量及相關研究開發之參考資料。
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#參考資料：
[1] 許光城,林冠宏,許源哲,蔡映鑫,20231211,用於內螺紋瑕疵檢測之機構及方法 (MECHANISM AND METHOD FOR DETECTION OF INTERNAL THREAD DEFECTS), TWI825932, 國立高雄科技大學.
[2] 連續輥軋智慧成形技術聯盟, 輥軋知識文章, Vol. 2023-12-No1, https://sites.google.com/view/nkustrollforming/%E8%81%AF%E7%9B%9F%E6%88%90%E6%9E%9C/%E6%88%90%E6%9E%9C%E6%91%98%E8%A6%81/patents/all-twi825932
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Tag: #Fastener, #AOI.
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連續輥軋製程檢測方法(TWI824834B)
連續輥軋製程檢測方法(TWI824834B)
聯盟取得台灣發明專利【連續輥軋製程檢測方法】，專利號【TWI824834B】，本發明係有關於一種連續輥軋製程檢測方法，其主要係能在產線的運作中，進行製品量測及負荷監控，將所量測到的資料經由負荷預估演算法及AI訓練學習得到負荷及產品製程中異常狀態，透過資料庫與知識庫的判別，發現異常問題並提出解決方法(決策)進行調教，以提升產品良率，達到品質控管的成效，提升便利性及工作效率，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。
專利範圍：
專利範圍：
一種連續輥軋製程檢測方法，其主要係包括下列步驟：Ⅰ.安裝壓力感測模組至輥軋成形機上：於該輥軋成形機之各組輥輪皆安裝有該壓力感測模組，以供感測輥輪之壓力值，且經由解析及處理所感測之數據，判斷製程及該輥輪之異常狀態，以作壓力監測；Ⅱ.建立連續輥軋製程及輥輪之正常與異常狀態資料庫(data base)：所建立的資料庫中包含：i.連續輥軋製程特徵資料庫：截取連續輥軋製程成形資料並依該壓力感測模組預先建立連續輥軋製程特徵資料庫，以識別產品製程成形特徵；A.定義各成形站的成形特徵並預設上下限：量測各組輥輪實際成形力，獲取壓力感測資料，透過負荷預估演算法，將獲取到的電壓值轉換為負荷，並繪製負荷-位移圖建立成形特徵曲線，再將特徵曲線上下偏移一定值作為正常狀態的範圍值；B.定義判別成形特徵方法(特徵點)：根據特徵曲線上的切線斜率變化，建立特徵點及數量，利用線段串連的方式建立成形特徵曲線，藉由各特徵點的負荷-位移關係判別成形站數量；C.測試、處理訊號、判別各組輥輪的特徵點、建立製程成形特徵模型：將獲取的壓力感測資料藉由負荷預估演算法形成負荷-位移圖，判別各組輥輪的特徵點，建立製程成形特徵模型；D.開始輥軋、記錄訊號、校正穩定生產中製程成形特徵：開始紀錄穩定生產中的訊號，根據負荷-位移圖中震盪的幅度更新原始成形特徵的上下限；E.即時判斷製程是否發生異常；ii.產品製程下各組輥輪狀態特徵：以特徵點定義各組輥輪狀態特徵，以多個特徵點的xy相對位置關係繪製曲線，定義標準值及偏差值，若製程下各組輥輪狀態特徵超出可容許誤差區間將判別為異常狀態，反之，若製程下各組輥輪狀態特徵落在可容許誤差區間將判別為正常狀態；將製程及各組輥輪異常狀態之標準特徵進行編碼；Ⅲ.建立連續輥軋製程知識庫(knowledge base)：將連續輥軋製程中可能會遇到的製程問題與解決方法，儲存於知識庫，經由AI機器學習將在製程中所得到異常狀態成形資料特徵模型與知識庫進行AI機器訓練，得到連續輥軋製程中異常狀態的解決方案，並更新知識庫，依照不同產線的要求，應用在不同的產業，得到不同的工程意義；Ⅳ.量測各組輥軋實際成形力，獲取壓力感測資料並建立成形資料特徵模型及其編碼：經由各該壓力感測模組量測各組輥軋實際成形力，將獲取的壓力感測資料經由負荷預估演算法以圖表型式建立成形資料特徵模型，並自動生成編碼；Ⅴ.與內建標準連續輥軋製程及各組輥軋狀態資料庫進行分析比對並更新資料庫資料：將成形資料特徵模型與內建標準連續輥軋製程及各組輥軋狀態資料庫進行分析比對，判斷屬於連續輥軋中的何種產品製程，接著判斷是否為正常狀態或異常狀態，並更新資料庫資料；Ⅵ.異常狀態回饋修正並更新知識庫：如判斷為異常狀態，將與內建連續輥軋製程知識庫進行分析比對判斷屬於何種異常問題並更新知識庫；Ⅶ.輸出解決方法(決策)，進行調教，持續檢測：經由與知識庫的判別，發現異常問題並輸出解決方法(決策)進行各組輥軋或機台調教並持續檢測。
如請求項1所述連續輥軋製程檢測方法，其中，該壓力感測模組包括至少一個壓力感測元件、至少一個固定裝置、資料截取器、資料處理器、資料輸出器，該壓力感測元件供感測輥輪之壓力值，該固定裝置供將該壓力感測元件固定於該輥輪上，該資料截取器供來接收該壓力感測元件所感測之數據，該資料處理器供解析及處理經由該資料截取器所截取該壓力感測元件之感測數據，判斷製程及該輥輪之異常狀態，以作壓力監測，且可將資料更新儲存至資料庫，並能建立模型、重新訓練模型，而再做新的預測，該資料輸出器則供用來顯示壓力監測、製程及該輥輪之正常與異常狀態等資訊。
如請求項1所述連續輥軋製程檢測方法，其中，該特徵曲線上下偏移值為3~5%，以作為正常狀態的範圍值。
如請求項1所述連續輥軋製程檢測方法，其中，該產品特徵包括有開放輪廓、封閉輪廓、多個封閉輪廓任一種。
如請求項1所述連續輥軋製程檢測方法，其中，於ii.產品製程下各組輥輪狀態特徵步驟中，正常產品製程下各組輥輪狀態特徵係為讀取最大負荷及負荷發生時間點，比對標準製程參數建立校正參數及模具標準狀態。
如請求項1所述連續輥軋製程檢測方法，其中，於ii.產品製程下各組輥輪狀態特徵步驟中，異常產品製程下各組輥輪狀態特徵係為：(a)輥輪磨耗：輥輪最大負荷逐漸降低達標準值某一比例；(b)輥輪間隙異常：輥輪最大負荷急遽升降達標準值某一比例；(c)輥輪或軸承破損：輥輪最大負荷瞬間異常急遽升降並歸零；(d)料條厚度異常：輥輪最大負荷穩定升降至一定值並維持穩定負荷。
如請求項1所述連續輥軋製程檢測方法，其中，於Ⅲ.建立連續輥軋製程知識庫(knowledge base)步驟中，建立製程問題為：i.輥輪磨耗：輥輪最大負荷逐漸降低達標準值某一比例；ii.輥輪間隙異常：輥輪最大負荷急遽升降達標準值某一比例；iii.輥輪或軸承破損：輥輪最大負荷瞬間異常急遽升降並歸零；iv.料條厚度異常：輥輪最大負荷穩定升降至一定值並維持穩定負荷；而解決方法則為：i.輥輪磨耗：更換輥輪、調整輥輪間隙、修整輥輪；ii.輥輪間隙異常：調整輥輪間隙、修整輥輪；iii.輥輪或軸承破損：立即停機，更換輥輪或軸承；iv.料條厚度異常：檢查板料整平機是否出現異常。
2023-03-產品資料管理及同步工程教育訓練I-電腦輔助設計
2023-03-產品資料管理及同步工程教育訓練I-電腦輔助設計
高科大鍛造輥軋工程研究中心將舉辦三場循序漸進的Onshape教育訓練課程如下：
3月3日(五) 1330-1630：初階-CAD基本
3月17日(五) 1330-1630：進階-協同設計與PDM概念
3月31日(五) 1330-1630：高階–組態與模擬
課程將採線上課程與實體課程同步進行，歡迎各位踴躍報名參加
報名連結：https://forms.gle/eqyAm4sWtLBuYT9p9
Onshape簡介：新世代雲端CAD軟體。唯一將CAD，數據管理，協作工具和實時分析結合在一起的產品開發平台。
初階-CAD基本，課程大綱：
1. ONSHAPE 文件概念
2. 繪製草圖
3. 匯入其他參考圖
4. 實作：設計屬於自己的蛋糕分割器
5. 何謂實體
6. 特徵的父子關係
7. 太極生兩儀 兩儀生四相 的設計方式
8. 實作 : 將概念實現-造型花瓶
9. 組合概念-結合連接器
進階-協同設計與PDM概念，課程大綱：
1. 直覺式組合關係
2. 掌握相對運動關係
3. 實作：蹺蹺板機構設計
4. 何謂曲面，以滑鼠為範例
5. 設置團隊，分享文件給團隊
6. 實作：濾水壺
7. 如何創建自己的工程圖框
8. 建立爆炸圖與耗材表
9. 出工程圖與標註尺寸
高階–組態與模擬，課程大綱：
1. Onshape 設計邏輯演示
2. 版次與歷程應用
3. 如何修改匯入的檔案
4. 板金設計
5. 彩圖設定概論
6. 參數組態設計運用
7. 家俱組態設計 案例
8. 自創特徵使用方式
9. 應力分析實務
金屬材料暨加工設備展 高科大發表創新模具技術
金屬材料暨加工設備展 高科大發表創新模具技術
金屬加工技術是眾多工業製程的基礎關鍵，疫情過後產業展覽逐步回到正常步調，本週在高雄展覽館登場的「IMT台灣金屬材料暨精密加工設備展」，昨(21)日在展覽最後一天，由國立高雄科技大學模具系整合產學資源，辦理協易盃伺服沖壓製程設計與CAE模擬分析競賽頒獎及發表，展現台灣在高端金屬材料成形的技術潛力。
高科大模具系與中鋼公司合作成立鍛造輥軋中心已長達6年時間，高科大也因應成立「連續輥軋智慧成形技術聯盟」，服務將近30家企業會員，協助企業因應高階製程的發展需求。今年與協易機械連續第2年合作舉辦協易盃競賽，由企業提供設備及材料，向下招攬青年學子投入新製程的研發挑戰，除了因應減碳趨勢之外，更放眼未來工法。
連續輥軋智慧成形技術聯盟召集人許進忠說，結合協易機械提供的儀器設備，鼓勵學生投入創新製程的研發，主要鎖定在模具設計上，首獎獎金高達6萬元，企業給獎非常大方。高科大為落實人才培育，在競賽前連續舉辦10場訓練課程，參加對象為全國大學生，不限科大體系或普大體系，包含中興、中山、中正、北科大、虎尾科大等，均有學生報名參加。許進忠表示，材料、設備俱全的情形下，高科大最重要的任務就是在技術研發，今年的協易盃競賽，從初賽20多組參賽，一路篩選下來，最終由高科大機電系、機械系、模具系包辦前三名，均為傳統製造業人才培訓的重要科系。
競賽主要贊助廠商協易機械副總李丞偉表示，在綠能、電動車發展的趨勢下，傳產轉型高階生產的發展後勢值得期待，而且是超越製程減碳的需求，將著眼更多在未來工法的發展。為此，投資在學校爭取頂尖人才進入傳產，也會是未來協易的努力方向。事實上，除了贊助協易盃競賽獎金之外，協易也有捐贈一台伺服沖床設備在高科大，並且正在評估來年增加獎學金、專案獎金等不同計畫，爭取頂尖人才往傳產發展。協易機械執行副總劉國旺呼應，企業的社會責任，除了在減碳、環保、回饋偏鄉弱勢外，對於人才培養的投資，也已經在協易企業內部形成共識。
近期，台灣模具工會也已推動成立台灣先進材料成形技術中心，將鎖定四大重點，包含：金屬成形、高分子成形、減碳工程、材料調質，除了整合工研院與金屬中心之外，也將在高科大成立台灣先進材料成型技術中心。在護國神山台積電之外，未來也可望從傳產培養出國際級的隱形冠軍。
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#參考資料：
[] 金屬材料暨加工設備展 高科大發表創新模具技術, NKUST, 20221022, https://www.nkust.edu.tw/p/406-1000-63005,r1363.php?Lang=zh-tw
[] 金屬材料暨加工設備展 高科大發表創新模具技術, YAM, 20221022, https://n.yam.com/Article/20221022951520
[] 金屬材料暨加工設備展 高科大發表創新模具技術, YAHOO, 20221022, https://ynews.page.link/QfwgP
[] 金屬材料暨加工設備展 高科大發表創新模具技術, FOCUSNEWS, https://focusnews.com.tw/2022/10/463137/
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2022-06-No1-聯盟成果摘要
2022-06-No1-聯盟成果摘要
各位先進 大家好，與您分享輥軋聯盟研發成果：(2022-06-No1)
技術主題：保桿內樑輥軋成形之輥輪設計與CAE分析技術
技術主題：保桿內樑輥軋成形之輥輪設計與CAE分析技術
連續輥軋智慧成形技術聯盟團隊，除了提供產業界（如滑軌、保桿內樑、鋼管等產品）連續輥軋相關的輥軋製程設計、輥花圖設計、輥輪設計、成形CAE分析、輥輪與輥軋產品輪廓掃描等服務外，亦透過參加國内外的技術研討會與各國專家學者進行交流。
此研發成果題目爲『汽車先進高強度鋼保桿內樑輥軋成形之輥輪設計』(Die designs of cold roll forming process for car bumper using advanced high strength steel)是參加2017年在英國劍橋大學所舉辦的國際塑性成形研討會(International Conference on the Technology of Plasticity, ICTP)，以下為成果概述，詳細資料請參閱參考資料。
一、產品特徵：非對稱雙通道封閉型車用保桿內樑、先進高强度鋼 (抗拉强度 1400 MPa)
二、輥花圖展開設計 (COPRA RF)：
(1) 成形順序 : 中央 ⇒ 外側 ⇒ 外側擡升 ⇒ 收攏閉合 ⇒ 銲接。
(2) 20站等角度、水平導引線展開。
(3) 利用幾何應變分析評估輥花設計方案，避免應變不均導致成形缺陷。
三、輥輪設計，避免非對稱保桿反翹與扭轉問題：
(1) 輥輪非成形區，增加2度釋放角降低摩擦。
(2) 局部加壓，增加應變以避免皺褶缺陷。
(3) 銲接閉合，利用鰭片輥加壓與調整鈑端成形角度。
四、CAE 成形分析 (COPRA FEA)：
(1) 透過幾何尺寸、等效應力分佈，預測成形後之彈回變形，以評估是否需要修正輥輪或花圖角度設計。
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#參考資料：
[1] Sheu, J. J., Yu, C. H., & Wang, J. K. (2017). Die designs of cold roll forming process for car bumper using advanced high strength steel. Procedia Engineering, 207, 1308-1313.
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[] 作者 : 余征諴 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心
[] 聯絡：nkust.rollforming@gmail.com / 07-381-4526 # 15456
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#Tag: NKUST, Cold roll forming, Roll forming, Roll flower, Roller, Roll, Process design, Die design, CAE, Simulation, FEM, FEA, Scan, Patent analysis, Project, Smart manufacturing, Conference, Course, Training, Stamping, 國立高雄科技大學, 輥軋, 連續輥軋, 輥花圖, 輥輪, 軋輥, 製程設計, 模具設計, 電腦輔助分析, 分析模擬, 有限元素方法, 有限元素分析, 掃描, 專利分析, 研發補助計畫, 智慧製造, 研討會, 課程, 教育訓練, 沖壓 ..
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