自動化設備開發學習資源

從有網路開始，學習幾乎可以說是跨國界、無時間限制、無止盡的；
在自動化設備開發上也是，
多了網路，讓資訊的傳遞與分享越來越方便，
接下說明並提供一些個人經常使用的網路學習資源，也會持續更新找到的學習資源。

先前有一篇文章描述有關設備開發機械工程師的訓練。

裡面有提到訓練部份除了公司行政相關以外，
技術的教育訓練可以分成四大類：
設計工具、機構設計與元件、零件材料、表面處理選用與加工、產品製程四個部份。

設計工具

主要就是 CAx、Excel 等軟體需要學，
這一個部份包括軟體原廠、經銷商等會提供基礎、進階的線上學習或實體課程，
熱門的軟體 (Solidworks & Creo/ProE) 也有很多書、手冊可以參考，
網路上也有很多高手分享使用心得。

CAx

我的第一份工作是用AutoCAD R9，DOS環境，用繪圖板，在公司要自己學；
後來負責導入 Inventor 有上過一次 3 天的基礎教育訓練，跟一次 Inventor Studio 教育訓練，聽過一些軟體研討會、發表會；另外學過 3 天的ProE 2000；SWX沒來找我也不理我，所以反而沒學過。

第三份工作進代理商從事技術支援工作，
原廠只會提供一堆學習資料，
軟體幾乎都要自己學，
那一段時間學 Algor、Inventor動力學模擬、Inventor應力分析、CFDesign、Factory Design Utility，Inventor Studio、Inventor Publish、Nastran In CAD、Creo Simulate等等一大堆，
以目前會的內容來說以上的軟體自學比例比較高。

但對自動化設備工程師來說這是不正常的；
強烈建議還是應該上過一次軟體基礎教育訓練，
若是去上課有困難，建議可把自學範例全部作完一次以上，應該對軟體的操作就可以熟悉到一定的程度。

如果要自學，CAD跟其他軟體有三種網路資源可以好好利用：

1. 軟體的內建或線上說明檔，
例如 Inventor 2019 online help ，
不過根據個人經驗，說明檔內容因為撰寫人個人經驗再加上翻譯成繁體中文的關係，有些內容寫得有看沒有懂，但是比沒有好一點。

2. 官網釋出的自學範例跟影音教學範例。

3. 官網討論區跟網友部落格(例如我這一個部落格…)。

以前在軟體代理商工作，
真的就是靠以上這些網路資源學軟體跟解軟體問題後再教客戶/學員。

Solidworks 也都有以上的網路資源，比 Inventor 更多。

Excel

從以前就看到很多工程師坐在電腦前面按計算機，
有的還是按基本功能的計算機，好歹也拿個工程計算機出來用...

但是電腦明明就有一個超強的計算工具：EXCEL！
可以作更多，數值修正又更方便，實在沒有不用的道理！
不過近年來學校資訊教育普及還是有幫助，會用EXCEL的工程師越來越多了，
現在用不好也沒關係，
我看過不知道科學記號表示方式的工程師，
甚至台大機械所碩士班的學生有很多也才剛開始學著用，
只要肯學就好辦，至少比 CAx 工具容易多了。

Excel的 網路分享資料就更多了，
例如：excel.台灣
對工程師來說，我認為至少要會基本上的四則 +-*/、冪次^、三角函數等數學運算，
跟一些基本的折線圖、XY散佈圖製作；
如果有能力當然學越多越好，
例如像：
加總、簡單統計計算等：SUM、SUMPRODUCT、AVERAGE、STDEVP，
三角與反三角函數，SIN、COS、TAN、ASIN、ACOS、ATAN，
角度跟弧度的換算，DEGREE、RADIAN，
邏輯判斷：IF ... THEN ... ELSE IF ... END IF、AND、OR、NOT、TRUE、FALSE，
最大/小值，四捨五入處理：MAX、MIN、CEILING、FLOOR、ROUND，
表格數值搜尋處理：LOOKUP、HLOOKUP、VLOOKUP，
跟進階的圖表與功能，例如曲面圖、XY散佈圖的趨勢線與公式、富立葉轉換等等。

機構設計與元件選用

自動化設備少不了機構，
機構要負責支撐固定、定位、搬送等動作，
說得好聽一點就是物流製程或精密機械設計；
支撐固定、定位就是夾治具，
可以參考另外一篇“夾具、治具、模具”說明，
學習上如果願意花點小錢，工研院有個課程，請業界講師來教概念，我覺得還不錯，參考連結；
不想花錢的話，業界講師有在公司網站上放講義可以參考：竣貿國際。

夾治具固定產品後進行製程的動作要靠機構，
設備機構動作主要有簡單的直線移動、旋轉，
複雜的連桿、凸輪、棘輪、日內瓦機構等等；
機構設計可以參考一些學校用的參考書，
懶得找書、看書，也可以參考Youtune上由台達找學校老師作的教學影片：

機構的組成就是特定功能的市購元件加上自行設計作為連結、支撐的零件所組成，
所以機構設計跟元件選用其實是密不可分的，
必須要認識一堆的元件；
在第一份工作剛進公司時，
主管就指著他身後的型錄櫃，
叫我有空就去翻翻看，多認識一些元件…

這些元件的技術資訊從哪來？
坦白說，作事情(資訊的提供)是需要有動機跟經濟來源支持的，
所以有關元件的資訊提供主要還是以元件供應商提供的資料最多、最詳細。

因此元件的學習資源，大概就三個方向：
1. 元件供應商的技術支援人員、手冊、說明文件、型錄等。
2. 其他公開資訊，例如相關論文、研討會。
3. 找第二、第三來源供應商聊聊供應商自家產品的 SWOT。

要學元件建議要先瞭解分類方式，
但是分類方式可說是見仁見智，
每個產業和專家各有其分類重點。

我個人是將元件分為：

驅動元件：
馬達 (可參考東方馬達)、液氣缸等。

傳動元件：
齒輪(可參考 KHK )、皮帶(可參考台灣時規皮帶)、鏈條(可參考日本 TSUBAKI )、螺桿螺帽(可參考 NSK 型錄的B部份、THK、TBI 型錄)等，
至於像連桿、凸輪等傳動件雖然也有市購件可以買，但是性質比較像是特殊設計零件，
建議可以參考網路分享文，例如學校講義：凸輪，機動學-連桿，
想更深入點可參考原文書如 “Cam Design Handbook”、“Geometric Design of Linkage”、“Design of Special Plannar Linkages” 等，網路上有免費電子書資源可以找，可以試試，找不到再私訊給我。

導引支撐元件：
滑動與滾動軸承(可參考 NSK )、直線軸承/線性襯套(可參考 THK )、線性(直線)滑軌(可參考 THK )、弧形滑軌等；
THK 跟 NSK 相關技術資料提供很多，光是看這兩家公司的資料，可能就要花很多時間，一般來說還是建議要選的時候看，否則就算有辦法看完到最後一頁，大概第一頁的早就忘光了。

控制元件：
電磁閥(可參考 SMC )、氣動閥(可參考 CKD )、變頻器、馬達控制器、PLC(可參考 MITSUBISHI )、IPC( ADVANTECH )、單晶片、按鈕開關( IDEC )、光電/光柵開關(可參考OMRON )、極限開關( OMRON )、繼電器( OMRON )、電磁接觸器等等。

感測器/檢測裝置：
編碼器( Omron、Sick、Renishaw )，光電感測器等(可參考 Keyence )。

其他元件：那就很廣泛了，有找到再陸續補充。

零件材料與表面處理選用與加工

零件在進行設計時有三個大重點：
零件的幾何形狀
零件的材料與表面處理
零件的加工方法與精度要求

老實說這三個部份之前並沒有特別去找有甚麼書可以看，
通常是憑自己對加工設備的粗淺認識(這是靠大學時期學過一年的工廠實習課程)，
還有後來跟加工廠討論的經驗，另外就是上網找資料。

零件的幾何形狀相對單純，就是要配合機構設計上的需求，
但是要注意的試材料取得與加工方法的可行性，
例如設計一個直徑 1000 mm，長度 600 mm 的鋁製滾輪，
素材就出問題，台灣鋁棒只有進直徑 200 mm 的鋁棒，
國外最多有作到 400 mm的鋁棒，所以直徑 1000 的鋁製滾輪設計就會碰到素材選擇的問題，
因為沒有素材，只能開模鑄造直徑 1000 的鋁圓柱，
還要有能夠一次澆鑄這麼多鋁液的工廠，
即使有工廠可以作，費用也不會太便宜；
如果沒有，那就抱歉了，設計的幾何形狀與材料選擇根本不可行！
所以設計時的幾何形狀必須要考慮素材取得跟加工方法的可行性。

設備用零件材料的學習資源非常的多，
教科書有教過非常多的工程材料，實務上卻不是每一種材料想要就有，
真正要使用時必須要透過材料商，
另外有一篇介紹 機械設備上的常用材料，跟一篇介紹設備零件加工用素材選擇可以參考，
其他更多資料可以看國內外的材料商、製造公司網站資料，
例如 中鋼、中鋼鋁業、國內外的材料商等等。

除了不鏽鋼、工程塑膠、少數金屬材料以外，
一般常用的鋼、鋁材料都需要作表面處理，
表面處理的目的就是調整零件材料表面的狀況，
最主要的有三項：防腐蝕、提高硬度、美觀。
表面處理發展最多的就是鋼材，有鍍、浸、塗、噴、珠擊、高週波、滲氮、滲碳、PVD、CVD 等等不同物理、化學方式改變表面的性質，
這些不同方法各有其特殊用途、目的與成本考量，
這個部份的資料很散，原因是不同表面處理方式有其特殊的材料、設備、原理跟處理的目標材料對象，
資料分散在不同公司網頁或技術單位中，而且很多新技術牽涉到商業機密，都是講個大概，
書上會寫到得很多都是老技術，有的書則是彙整多篇論文，看起來都有點辛苦，
重點是在台灣可能根本找不到廠商能作；
所以表面處理的資料，其實還是先找國內廠商的技術服務資料比較保險，
建議以表面處理方法名稱輸入查詢，例如：
無電解鎳(化學鎳)：鎂上美、昇榮、日勝、凱銘、特異、亞金、華上、豪俊
陽極處理：鎂上美、祐鋒、

MISUMI有一個技術文件網頁有列出多種表面處理技術的簡介：Surface Finishing Tutorial


產品製程

附註：台達電結合學校推出自動化線上學程，
也很值得花時間看一下：
http://tech.deltamoocx.net/

未完，會陸續增加...