2019/11/9

靜電產生與材料性質的關係分享

前面有一篇提到除靜電裝置的簡介,靜電與除靜電裝置摘要分享
裡面有提到靜電產生主要來自於“磨擦”,
對"摩擦'產生靜電的印象來自於:
元件 A 跟 B 在相接觸表面上產生相對運動,
在相對運動發生時,元件 A & B 之間發生材料移轉的現象,
被移除或附著上的材料上可能會帶有些許的電荷,
如材料是絕緣性材質,電荷無法移動,因此就會在元件表面累積電荷而產生靜電。

但是其實若從更小的尺度來說,
當絕緣材料 A & B 從原本的接觸到分離時,
微觀上分子、離子、電子可能從材料 A 移到另外一邊的材料 B 上,此時也會發生電荷累積*1。

所以從國中自然科課程中應該都有學過的化學元素週期表來看:

圖片來源:元素週期表網站

在這個元素週期表中,我印象最深刻的就是:
除了惰性氣體以外,右上角的元素搶電子的能力比左下角強。

雖然在材料中這些元素都已經變成是化合物,
但是還是會影響電子的分布狀態,所以在化學/生物上會有一些氫鍵、凡得瓦力等存在分子之間的偶極力。


圖片來源:台大化學系,分子間作用力
這些力量有可能在當兩個元件互相接觸、分離過程中,造成微量的電子產生轉移,

圖片來源:Wiki,Triboelectric effect

比如一邊是有帶氟化物的聚合物,例如鐵氟龍 ( Teflon ),一邊是聚乙烯 (Polyethylene),
兩個聚合物在接觸、分離之間就會產生微量的材料轉移,造成靜電的產生*2。

最近就碰到一個要解靜電的例子就跟以上的觀念有很大的關係,
機構上原本使用抗靜電氟化橡膠 VITON 跟材料接觸,但是靜電值居高不下,
不管機構接地與否、加大除靜電氣量、調整方向改善效果有限,
拿著靜電量測裝置順著機構走一次,發現靜電就是在材料 A & B分離那一瞬間飆高,
靈機一動,拿一般的 NBR 橡膠(絕緣)材質作測試,分離瞬間產生的靜電值反而很低!!!

抗靜電材料在分離時產生的靜電竟然比絕緣性材料還高,而且還高出很多???

重新檢視材質,猜想應該就是氟化橡膠中"氟"的影響,
搶電子的能力太強了,所以在材料 A&B 分離的瞬間,搶走更多的電子,才會造成靜電值大幅飆高。

這也是一種難得的經驗,原來從接觸、分離的行為就可以產生靜電,根本不需要摩擦,
此時的材料的基本組成成分的分子間作用力會有很大的影響。

真的是活到老學到老...

Ref.
1. Mechanism of Triboelectricfication, Triboelectric effect, Wiki
2. MEURIG W. WILLIAMS, What Creates Static Electricity?, American Scientist.
3. Meurig W. Williams , Triboelectric charging of insulating polymers–some new perspectives,

2019/11/8

模擬分析時的"假設"

長期以來經常碰到朋友問到使用CAE軟體的困難,
心裡其實蠻有感慨很多人在作“假設”上有許多基礎知識不足或想像力不夠豐富的問題;
像 CAE 軟體本身背後使用的理論就有許多“假設”條件,
必須在符合這些假設條件下,
CAE軟體才能模擬出合理的結果。

也可以想見如果真實情況與假設條件偏離越多,結果就會越不準。

以最簡單使用的 Inventor 應力分析或其他簡單的應力分析軟體為例,
先撇開一些艱澀難懂的專有名詞,
軟體最基本的假設就是:

1. 處理均向性、線性材料,只允許在各方向材料性質都是固定的 Young's Moudulus (彈性係數...)、Poisson's ratio、密度(算自重影響才會用到)等等

2. 處理小變形,例如變形值相對原尺寸百分比<5%,或更嚴謹的 <2%以下

3. 不考慮溫度、電、磁等等效應。

所以整個程式的撰寫、開發邏輯會完全依循上述 1&2兩大原則。

因此複合材料、大變形的橡塑膠應用、材料降伏、殘餘應力、熱變形等等在Inventor應力分析功能中全部都不適用!!!

所以從事 CAE 首先第一件事就要先看清楚軟體在功能上的"假設"條件有哪些?

例如最開始要選擇"靜態分析"、"模態分析"還是"造型產生器"?

例如想避免共振的發生,那就要選擇"模態分析"

例如想知道鐵板的自重變形位移,那就要選擇"靜態分析"

想針對零件材料應力分布區域進行最佳化設計省材料或減重,那就可以選擇"造型產生器"

所以必須要先瞭解(假設)自己要模擬分析的主題是甚麼?

選擇好適用的主要功能再來進行設定時,就要開始針對模型狀態作假設,
包括模型的元件組成與幾何、材料、約束、負載、接觸等等進行設定。

例如假設有平面對稱幾何、約束、負載的案例,就可以將模型切成一半,甚至1/4,在對稱面上給法線方向位移限制的條件,這樣可以減少系統計算的負擔跟提高準確性。

一個多重組件要進行變形位移模擬,可以假設基礎高剛性的元件相對變形量很小,把基礎元件忽略,將約束條件設在兩者接觸的範圍上,如此一來就可以減少計算上的負擔,又不至於影響計算上的準確性(近似程度)。

同樣的對未知的力量也不用執著於精確的數值,
例如電梯中的載重,10個人就假設是 10*75= 750公斤重 = 7500 N,
或者是清洗裝置的毛刷作用力,就假設 5N、10N、100N各作 1 次也行,模擬後也許就會發現跟自重相比微不足道可以忽略,
那就不要執著於想要取得所有大大小小的負載資料!

所以在進行 CAE 模擬時,"假設"很重要,合理的假設可以讓結果越趨近於真實狀態。

越複雜的問題需要越多的假設條件來處理,
背後所需要的理論與程式自然就會不同。

延伸到更大範圍的工程上處理問題也是一直在作“假設”,針對各種“假設”條件去設計方法驗證或排除,一開始一定是挑主要的因子作假設,當解決主要因子後再來對應次要因子,一步一步去完善工程。

想要一步“登天”完美解決問題有時反而會大幅度拖長執行的時間與進度,
當然透過龐大資源、腦力激盪、資源分配處理好多個“假設”條件最是理想,可以兼顧時間與完成度,
但是前提條件是要有豐沛的資源跟好的資源整合運作管理能力。

在軍事上以前當兵時聽過另外一個說法:“想定”,
其實目的也是對敵人各種可能作出多重假設,逐一設計出應對措施。

所以“假設”時能夠掌握好越多條件,越能夠在真實執行時取得越接近真實的結果,這種情況在各行各業都是一體適用的。

2019/11/2

有關設備元件採購的點點滴滴

一台設備用到的元件、零件很多,
相對大量生產的消費性產品採購作業瑣碎、繁複又煩人,
高單價的元件花人力、時間處理是應該的,畢竟費用佔整體比例很高;
比較大的問題是出在低單價、品項又多的五金配件類,
買一個 5 塊的盤型彈簧要不要處理?
這就要考驗公司在採購管理上的制度跟購員的EQ管理能力。

以下分享待過的公司有關設備元件採購上碰到的一些趣聞、軼事。

第一家公司規模很大,
雖然設備開發設計製作不是公司的主要業務,
但是因為負責的副總支持設備技術單位,
加上設備、模、夾、治具元件採購發包品項、數量、金額龐大(巔峰時NTD 1B/年),
採購單位安排了好幾個購員協助處理請購與相關程序,
多半時候買設備相關元件都非常方便,
最多就是碰上要求協助評估第二來源、更換供應商技術支援等問題;
坦白說上上下從不把五金件費用放在眼裡,
由製造單位放在年度預算中處理,超方便!
缺點是預算上會有小失真,
不過反正都是內用設備,無所謂。
非常備五金類的小東西在採買上,
直接找了幾家“五金行”,
什麼奇怪又沒量的東西都可以幫忙買,
避開現金交易、月結、廠商資料建立等程序作業,
機構跟電控研發只要開出規格就可以,
連經銷商甚至都可以不用提供給採購,
簡直就像現在的網路代購一樣方便。

第二家公司也是大公司,
設備技術支持的力道直接來自董事長,
自然採購單位也是盡力配合,
不管市購元件採購或零件發包製作只有價格可以砍多少的問題,
採購上碰到的問題也不多。

第三家公司是軟體公司,我只有定期更換買新電腦的需求,
身為技術主管,只要有預算,買電腦這種生財工具基本上沒什麼大問題,
其他採購跟設備元件採購發包製作不相干就不提了。

第四家公司是中型企業,產品單價低,
買設備元件比較大的問題在於價格,貴重的大東西要跟主管講清楚用途、效益,
另外就是自己要從頭包到尾,
不過只要在一定金額以內,副總簽過就可以,
所以買小東西也算方便。

到了第五家公司是設備專業公司,
每一樣元件、零件都要進系統、有品號,
小至空壓接頭跟非常備螺絲五金都要有品號進 BOM,
連一個M8細牙螺帽都要進BOM,所以 BOM 非常可觀,
機械加電控的BOM很容易就破千筆,
這些資料全都要走流程,
從研發、物管品號審查、採購都要過一次,
因此在流程中的物管跟採購人員需承受來自人數多好幾倍的研發人員所提出的採購資料處理工作,工作量還蠻大的,尤其在碰上景氣循環高潮時期,很辛苦,所以我一向很體諒這些配合程序作業人員,只要可行就儘量降低他們的負擔。

很不幸這次碰上一個很難搞的購員,
一切要以她方便為優先(公主病?),
只要請購的元件低價、無量,又是第一次接觸的供應商,
保證被罵到臭頭,
收到請購資料就是電話先過來臭罵一頓,
為什麼要買這種東西?
不知道要有 MOQ ?
要先預估會用到的總量再提採購一次買;心裡OS:開發中的機台,研發怎會知道可以賣幾台,而且開發中搞不好會換,怎麼可能要用4個先買100個…
廠商不收票,公司要月結、開票,怎麼買?
聽訓五分鐘、緩和情緒 n 小時………

搞到最後都想乾脆自己掏錢買算了;
但是就算願意貼錢奉獻給公司,
還是會造成一個很大的問題,
以後這種料我不在就沒人知道要去那買,
所以還是要進系統、有品號、有請、採購、入料程序。
每次為了想用新設計、找新來源,幫公司降一點成本,
都必須跟購員奮戰好幾來回,
消耗掉的腦細胞比設計還多!
花的時間成本遠超過買的東西費用!
難怪一些老設計工程師買小東西除了規格以外,第一個考慮到的是方不方便?
貴沒關係,千萬不可造成家裡偉大購員的麻煩。
難怪MISUMI的東西明明不便宜大家還是狠命用,方便是最大的賣點。


所以在設備元件請採購程序上如何作到有系統、又夠方便有彈性,
其實還真得不容易,
尤其是在標榜“有制度”的公司下。

在第二家公司處理五金件的作法可以值得參考,
低單價、品項多的五金件直接授權製造單位請採購叫貨,也不進 BOM,
在成本上直接以專案預算的一定百分比,例如製程設備3%、物流設備5%作控管;
由製造單位自行抓長補短,
兼顧到成本控管與彈性、方便,
研發(兼專案)也可以直接撥補特殊的五金件需求預算給製造來調整比例,
如此一來大幅降低物管、採購的負擔,
因為五金件金額佔專案比本來就低(5%以下),通常影響很小,
如此彈性卻可以大幅降低相關處理的人力、時間與流程成本。


經手元件採購的好處自然不在話下,
有些購員長期與特定供應商配合下來自然會有很好的默契。
不過廠牌規格畢竟是由研發設計所決定。

在第一家公司供應商很聰明,
會經營好跟採購購員的良好關係,
尤其是一些貿易經銷公司,什麼都賣,歡迎詢比價;
購員作業上難免會使用品名多家詢比價,
這時候這些供應商機會就來了,
研發設計工程師握有決定廠牌、規格的初始權利,
藉由討論、確認規格、提供CP值更高產品的名義,
設法探聽到負責的研發設計工程師,
然後開始拜訪、確認規格、討論規格,甚至說服變更廠牌,
如果再不行找工程師主管...

有一次一個廠商下午 4 點來找我討論元件規格,
討論到下班時間約我一起用晚餐繼續討論,
那時候沒想太多,下班要跟老婆一起開車回家接小孩就拒絕了,後來想想其實沒那麼單純。

那時在研發設計單位每逢端午有吃不完的各地知名肉粽,
每逢中秋有吃不盡的月餅跟柚子,
每逢年底有多到想丟掉的記事本跟餅乾零食禮盒。

有一次銜命辦單位聚餐,
白目的去問主管聚餐經費來源?
一級主管交待可以找單位各級主管贊助;
找到一個二級主管要錢時被白眼罵聚餐還要他出錢?
心不甘情不願的說“好”,
然後補了幾句:
“不會去找供應商一起參加?!”
“不熟供應商?我叫廠商去找你”

自己也聯絡幾個熟悉的供應商,
其中一個很熟的老闆小聲問需要“斗內”多少?
我瞬間理解為何聚餐要找供應商…
回說:老板跟一級主管同等級出5000應該就可以了,
隔天,老板拿著信封袋來找我,確認要聚餐的時間、地點,
然後說 5000 實在不行,太難看了,10000 會不會太少???!!!

另外一個主管聯繫的供應商當天到了餐廳一看有12桌,
馬上找我到一邊,抱怨沒早說有這麼熱鬧?
人這麼多至少也要拿個 20000 贊助,不然他很沒面子。
十二桌賓主盡歡後還剩8萬多入單位聚餐基金!
果然是單純的書獃子,沒社會經驗…

另外有一次是得罪人,
原來常用的抗靜電PVC供應商價格硬、交期長,
找了第二家廠牌跟供應商,確認了規格跟較低的價格,
結果甚麼好處也沒有卻被原廠商、採購、主管海 K 一頓...

對研發設計如此,
對決定金額、下單跟時間的採購當然只會更好!!!
那時公司的方法很簡單,定期輪調購員負責的項目。


到了設備專業公司,嗯!
過年過節要靠購員施捨一些她們不想吃的禮盒、筆記本,
可以想見在這裡研發設計決定廠牌規格跟購員的影響力完全是在不同等級。

有一次我明明給了採購一張新廠商單價8元的五金件,MOQ 100件
最後卻是另外廠商以13元的單價供貨?
中小型公司內的採購、財務單位專員,有時候背後的關係真的不是工程師可以惹得起,所以…
沒事,一切都是作夢!!!


在經手金錢上人心是經不起誘惑的,
因此公司不得不藉由分層負責來避免弊端,
但是往往卻還是免不了產生其他的問題。

找到對的人還是最重要,
任何制度碰到不對的人、有關係、有辦法的人都還是會出現有機可乘的漏洞。

書獃子就是書獃子,
採購流程與制度非我專業可以置喙,
這種牽扯到利益關係的專業還是要留給專家處理。

Inventor表現法:詳細等級表現法

Inventor詳細等級表現法主要用來搭配元件的“抑制”來控制元件的出現與否;
據Autodesk表示,抑制元件可以釋放其所佔用的系統記憶體資源,提升設計時系統的運作效能,
實際上是有改善,但是不如期望中的明顯。

詳細等級預設有“主要”、"所有元件皆抑制"、"所有零件皆抑制"、"所有資源中心皆抑制"四個。



"主要":
其實等於不抑制。

"所有元件皆抑制":
將元件(組合跟零件)全部抑制,幾乎沒用過,全部變成空空的沒東西,好像沒甚麼意義。

"所有零件皆抑制":
保留組合,將所有零件實體抑制,幾乎沒用過,組合中所有的零件都抑制,也幾乎等於把所有實體都抑制掉。

“抑制資源中心”:會抑制所有從資源中心(如螺絲等)置入的元件的詳細等級,可避免從資源中心載入的零件佔用系統資源,如果經常會從資源中信把螺絲置入組合檢查,這其實是一個不錯的功能,可以快速關掉相關的元件。

詳細等級最為人所詬病的一點是不會跟 BOM 關聯,
BOM會將所有元件全部列入,不會受元件"抑制"作用影響,
這個問題在不同詳細等級應用上會有模型與料對不起來的問題,
讓詳細等級少了BOM上管理的功能,有點可惜;
這個問題在 FY21 會有新的 "模型狀態" 功能,據說可以取代 "詳細等級表現法"並與 BOM 連結。

詳細等級表現法會在使用者進行元件抑制時自動建立,
名稱會由 Inventor 自動給一個 "詳細等級1",
如果當下的狀況會經常重複用到,可以存檔並重新命名成不同的名稱;
例如要作應力分析,就可以將一些無關緊要的元件抑制掉,將詳細等級命名為 "FEA-1" 之類的名稱,
如此一來在進入應力分析環境下建立模擬時就可以選擇使用:
在應力分析環境下建立研究時可以從模型狀態頁籤中選擇是現設定好的"FEA-1"
在同一個組合下的次組合中可以設定相同的詳細等級名稱,
如次一來可以利用組合工具中的關聯詳細等級,一次自動切換到需要的模型狀態:


例如可以預先將一些內部元件抑制,建立一個"外觀"的詳細等級,
那在最上層組合中就可以透過"連結詳細等級"將模型狀態切換到所組合的"外觀"詳細等級狀態,
這在一些展示應用上其實還蠻方便快速的。

可惜多數的 Inventor 使用者的純工程師個性喜歡儘量列出所有細節,
因此對這個功能並不孰悉,甚至從來沒用過,
但是對經常需要進行變更展示模型的狀況來說,這個功能可以結合視圖跟位置表現法提高效率。


2019/10/27

Inventor表現法:位置表現法

位置表現法其實對動態機構來說是一個非常好用的功能,
設定的步驟是:

1. 建立位置視圖數個



2. 變更位置視圖名稱以便於識別位置狀態,例如“氣缸1伸出”、“氣缸1縮回”,或“動作1”、“動作2”,或“載入”、“旋轉定位1”、“旋轉定位2”、“掃描起始”、“掃描中止”等等

3. 切換到其中一個位置視圖表現法,點選需要變更的約束條件,滑鼠右鍵選取“取代”指令。



4. 設定不同位置對應的約束值,例如“氣缸1伸出”對應約束值100、“氣缸1縮回”對應約束值0


設計上直接使用時,有以下三種應用:

1. 點選不同"位置n"時,就可以看到元件自動移到不同的位置。




2. 如果是多層組合,在上層處於"主要"位置表現法時,可以在上層組合中點選次一層組合中的位置表現法改變次組合的位置狀態,再往下的次層組合不能選位置表現法。




3. 在上層組合中建立位置表現法(例如"作動1"、"作動2"~"作動10"),啟用"作動1"~"作動10"其中之一,然後點選下層位置表現法的"位置1"或"位置2"等,設定後儲存,就可以將上下層的位置表現作連結使用,如此一來就可以方便的在上層組合中透過位置表現法控制下層次組合的位置,例如點選"作動1"到"作動10"就可以表現機構的不同階段位置狀態,如下:




在應用上,位置表現法我最常用在:

1. 展示不同位置。

2. 工程圖中複疊視圖表現機構在不同位置並可標註尺寸。


在工程圖中表示機構的四個不同位置


其他有用過的:
3. Studio功能中作動畫設定,




但是次組合中的位置表現法有的會被忽略,有的又不會,真是糟糕!Autodesk 做事只作一半...

4. 應力分析中用來計算不同位置狀態的形變與應力分佈。

說實在話,對會動的機械設備來說,在設計上這是一個非常好用的功能,使用 Inventor 作機械設計的工程師應該都要會用。

位置表現法有一些使用限制,
其中一個就是在組合約束條件上如果開啟約束條件的上下限功能,
位置表現就或無法使用。

這也是Autodesk作事作一半的問題,
約束條件同樣有效,只要位置設定值在上下限範圍內,位置表現法沒有道理不能用,
不知道程式開發為什麼會有這種限制?
很有可能是約束的功能跟表現法功能的程式碼是兩組人分開寫沒有整合好,就乾脆限制其同時使用,
但這對使用者來說實在是不太合理XD。

這個問題衍伸出一個大麻煩,
很多使用者喜歡使用約束的上下限功能搭配開啟彈性以方便在組合中拖拉元件位置不會超過滑台、氣缸的行程限制,
結果就是限制到位置表現法,
要使用位置表現法就必須把這些滑台、氣缸的約束條件上下限拿掉。

2019/10/26

產業資訊分享:Samsung QD 設備、零組件、材料供應商

韓國產業在上游的設備、材料方面比台灣發展的好很多,在產業基礎技術上相對很有利。
目前台灣在 IC、FPD等產業上只有台積電有成功突破這種上游產業發展上的限制。


以上是目前看到幾篇資料整理,有新的資料再更新

資料來源:THEELECDigitimes(需要登入會員)、ElecFans



柚子皮再利用 碳化

這十幾年流行竹碳應用在很多地方,
上網查了有關竹碳的資料,
發現其實製作“碳”的原理很簡單:

高溫無氧脫去水份!

不論是各種木炭或是竹碳都一樣,
網路上也有人示範在家裡使用免洗筷當材料,包鋁箔紙,使用瓦斯爐加熱自製竹碳的方法,
也有小朋友拿來當作科學實驗的題材。

每年中秋前後家裡都會產生很多柚子皮,
柚子皮精油的香味其實還蠻好聞的,
也有很多網友示範作蚊香、泡水或酒精當清潔劑、驅蚊等。

家裡有種一些小植物,心理想說可以拿來改良土質,
所以就想把柚子皮碳化後混進土中,
看看會有什麼效果?

步驟如下:

1. 取柚子皮乾燥,我會剪成條狀掛在陽臺曬跟吹乾,以10月份少下雨的情況下,大概2、3天就曬乾。

2. 曬乾後柚子皮剪成顆粒狀或小段。

3. 以鋁箔紙包柚子皮,上方留小縫隙透氣。


4. 以瓦斯爐小火烘烤,期間會有煙飄出:

注意要在通風良好的情況下,以免有一氧化碳中毒的危險,另外煙的味道並不好聞。
烘烤時間要視乾燥跟水份含量而定,基本上等到沒有煙飄出就表示碳化完成,我用的量大概是15~20分鐘。

5. 碳化完成後要等溫度降低才可以打開鋁箔,不然一接觸到大量空氣,高溫的碳會開始燃燒變成灰。

應用上就是直接將這些柚子皮炭跟土混合種植物。

說實在話不是很好玩,只是好奇作給實驗,把原本要丟廚餘的柚子皮曬乾再碳化混在盆栽土中。

相信各種碳水化合物都可以用同樣的方式無氧加熱碳化,至於味道?
完全不像新鮮柚子皮的味道好聞!

而且殘留在家裡碳化的味道被老婆念了好幾天,以後應該不會再作了!

2019/10/19

準確 (Accuracy) & 精確 (Precision)

印象中第一次碰到所有準確跟精確的分別是在剛上大學時物理老師上課時提到,
以當時最熱衷的打籃球為例,
投進籃框內叫做準確,
每次投到距離進籃框都很近叫作精確。

在設備上的運動機構,不論是簡單的直線運動、旋轉運動,
或者是複雜的多連桿機構運動、凸輪機構運動都一樣,
可以抵達準確的位置跟可以走得很精確其實在概念有所不同,
以設備機構運動來說,走得精確最重要,精確代表每次都能走到特定位置附近,
當機構能夠走得精確以後,不管有多少誤差,都可以透過位置補償到儘量接近正確的位置。

理工或非理工領域都經常會聽過"測不準原理",
主要的涵義在於各種量測的方法、手段難免都會影響到被測物,
造成量測值會有不同層度的干擾,
只是這個干擾有多大會受到很多的因素影響。

同樣的如果將機構動作從下指令控制開始到停止會有來自於至少三大類的影響:

訊號(電子)傳輸:
控制裝置指令輸出有其最小的時間解析度能力限制,例如 PLC 上常見的"掃描時間",
另外就是訊號在線路中傳遞所需的時間,
這些都有可能會有不同尺度上的差異,可能是幾個 pico-second 到幾個 micro-second,
接受指令的裝置收到指令到機構開始動又會有不同的時間差,
這些訊息傳遞的時間變異自然會影響到機構的運動精度,
通常這種時間上的差異相對機械精度是可以忽略的,
但如果是對非常精密的設備來說,就是必須謹慎估算其對精確度的影響。

機械元件間隙跟變形:
兩個可以互相滑動的機構元件之間多少會有一點間隙,
可能是幾個微米到幾十個微米的等級,甚至更大,
這些間隙通常是精確度上的主要誤差來源;
一些精密導引元件如線性滑軌就使用預壓來消除間隙,
但是相對就會增加摩擦力,增加摩擦力以後就會產生額外的受力造成結構微變形或提早停止動作;
若使用硬擋,相對元件的接觸受力變型、平衡、回彈又會產生些微的位置改變;
所有這些因素會決定機構的運動主要精確度。

回饋裝置精度:
因為有以上諸多機構上的精度限制以及多個因素的累積誤差,
在機構運動上經常會使用"感測器"偵測機構行走的正確性,
但是這些感測器有一定的精度能力限制,
加上訊息傳送的延遲時間,都會影響到機構停止的位置,
這些對一些高速度運動的精確度會有很大的影響。

在量測上,也有用來評估量測能力的一些"指標",主要包括:

準確度 (Accuracy) 的定義是:
正確量測受測物之值的能力,意指測得之值與實際值的接近程度。

精確度 (Precision) 的定義是:
量測的穩定性,意指個別量測之間的相似度,指一連串量測數據有多集中。
量測在同一條件、用同一方法對同一物件重複量測時,加上統計方法,以其平均值(實際量測值)與該物作真值之間的偏差程度、標準差等來評估精確度。可用來評估量測在同一條件、用同一方法對同一物件重複量測時,其測量結果重複的程度。

重複性 (Repeatability) 的定義是:
同一量測人員使用同一條件、用同一方法對同一物件重複量測時,其結果所獲得量測之變異性。
去除掉不同量測人員與不同條件、方法、物件間的變異性(Gage Variance)。

再現性 (Reproducibility) 的定義是:
不同的量測人員使用同一條件、用同一方法對同一物件重複量測,並比較所得結果之變異(AV)值。
是確認量測人員的變異性(Operator Variance)

其實重複性跟再現性都跟精確度有關,只要精確度夠好,重複性跟再現性應該都會很好,差別在與實施量測條件的不同。

Inventor 表現法:視圖表現法

Inventor的模型顯示狀態可以透過表現法進行快速的切換,
表現法一共有三種:
視圖表現法、位置表現法、詳細等級表現法,


以功能層級來說,應該要先設定“詳細等級”,再設定“位置”,最後設定“視圖”。

但是設定上最簡單的是視圖表現法。

視圖表現法的使用很簡單,
首先視圖表現法有分“主要”跟使用者建立兩種,
其中的“主要”會顯示最完整的狀態,
或者說最後的設計模型狀態。

使用者建立的視圖會自動以“檢視1”、“檢視2”…自動命名產生,




建立視圖的方法很簡單,模型現在看起來是什麼樣子,建立儲存視圖時就是什麼樣子,
所以在儲存視圖的同時模型的位置、詳細等級狀態就會被同時儲存起來。

視圖表現法我最常使用的是:
1. 儲存剖面,1/2或3/4剖面。


2. 控制工作平面、軸、點、草圖,元件顏色、透明等的顯示。


點選"主要"跟"檢視1"就可以快速切換顯示的狀態。

很可惜的是多數設備開發設計工程師很少用,
其實在作機構設計審查、說明、展示上其實是很好用的工具。

也可以用在組合工程圖上,
可以快速插入在組合模型中設定好的模型視圖與狀態。


2019/10/10

設備業相關的 ISO 9001 分享

在第一家公司工作時,雖然所屬單位是公司內的設備單位,但是因為想要爭取外部訂單,高階主管起了申請 ISO 9001 的想法;
當時因為工作上除了設備開發設計專案以外,同時也在處理 3D CAD導入,建立了一些表單給同事參考使用,所以就這樣被拉進去參與 ISO ,
負責有關研發設計端的 ISO 作業流程釐清、確認、表單等作業;
我個人經驗並不算很全面性,
不過應該還是比一般工程師接觸了更多有關 ISO 9000 的知識,
以下就簡單分享一些相關的經驗。


以前 ISO 9000 有分三個等級,ISO 9001~9003,
ISO 9003 主要適用於產品銷售服務的品質保證認證
ISO 9002 主要適用於產品製造與銷售服務的品質保證認證
ISO 9001 主要適用於產品研發設計、製造到銷售服務的品質保證認證

後來 ISO 9001:2000後就取消 9002 與 9003,而是在發證證書上會註記型態。

 首先ISO 9001 的申請與準備過程要注意不可只為了申請 ISO 而作 ISO,那就太可惜了。

作 ISO 的目的是在於改善與確保流程的必須與可執行性,這樣才能真正提高公司的競爭力;
換個角度看,對公司來說,應該就是藉機審視公司的資源投入、程序安排是否有利於提升公司所重視的核心價值上。

不過實務上對多數制度上不是很完善的公司來說,先作還是必須的,至少可以先把標準流程訂出來,往後可以再來刪、增修。

ISO 9000的實施會建立所謂的"四階文件":



一階文件:品質手冊 Quality manual
主要描述的就是品質要求目標跟公司的品質管制架構等等。

二階文件:品質程序書 Quality Procedure
主要描述的是相關組織架構的運作程序,通常會以流程圖表示說明。

三階文件:作業說明書 Work Instruction
主要描述的是進行流程作業的相關說明,就是SOP。

四階文件:品質紀錄/表單 Quality Records or Form
執行流程作業所產生的品質記錄與表單標準格式,往後執行程序作業需要確保表單上的項目必須有被如實執行與確認。

作的過程要注意如何"御繁於簡",才不會大幅增加作業時間(成本),
可以抓到關鍵重點,而且說的、寫的、作要一致,
如此才能確保提供的產品、服務滿足客戶的品質要求。

以設備業來說,以上文件內容大項上應包括有:
品質管理系統、流程與階層的權責
客戶合約、供應品、資料管制
業務與專案管理作業,組織權責、產品識別與追溯性、時效、預算、資料管控
研發設計作業管制
採購發包作業與入料管制
製造流程管制
檢驗與測試:量測方法與試驗設備,檢驗與測試狀況管制
搬運、儲存、包裝、防護與交貨管制
售後服務、保固作業管制

系統執行上需要:
文件等各式資料的電子資料管理系統跟教育訓練來輔助。

這些東西會參雜記錄在各階文件中描述清楚,需要執行與行政、財務、稽核等單位共同參與。

參考資料:
1. ISO 9001品質管理系統介紹,義聯
2. ISO 9001與9002、9003的差別,翰文企管