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研究生: 翁偉豪
Weng, Wei-Hao
論文名稱: 虛擬實境技術應用於材質分揀與加工系統
Application of Virtual Reality Technology for the Material Sorting and Processing System
指導教授: 陳金山
Chen, Chin-Shan
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程系所
Department of Mechanical Engineering
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 虛擬實境遠端監控人機介面可程式控制材質分揀與加工系統
外文關鍵詞: Virtual Reality, Remote Monitoring, Human Machine Interface, Programmable Control, Material Sorting and Processing System
DOI URL: http://doi.org/10.6346/NPUST202000148
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  • 以前台灣的工業生產與發展基本是由眾多的人力與勞力來堆積而成,隨著工業時代的進步,現今台灣人口逐年遞減,所以台灣必須發展新型態的工業,而這種新型態也是全世界工業的趨勢,就是人工智慧AI(Artificial Intelligence)與VR(Virtual Reality)技術,本論文利用虛擬畫面來營造現實環境,利用虛擬實境模擬材質分揀與加工系統,並利用虛擬按鍵同時遠端監控實體機台,達到人員不必在機台旁邊控制機台,降低人員在危險的環境中工作造成工安意外的機率。本研究流程,首先將實體機台機構與邏輯控制系統利用SolidWorks繪圖軟體建立機台模型,再匯入美工軟體3Ds MAX 進行區塊分色,使其與機台顏色一致,以免造成實體機台與虛擬建模有落差導致辨識錯誤,分色結束後進行轉檔,以便匯入虛擬實境EON Studio使用,使用EON匯入在3Ds MAX的建模後開始建置機構動作流程,讓在之後的人機介面中一樣可以看到與實體機台一樣的動作流程,藉此達到虛擬實境應用之目的。可以讓原本必須站在機台旁操作的人員能夠遠端操控並同時監測機台,亦可在實機操作前先進行模擬,降低成本與時間,人機介面傳輸的訊號由FX-232AWC傳輸線轉換訊號給可程式控制器(PLC),進行實機控制與虛擬畫面同步進行之目標。

    In the past, Taiwan’s industrial production and development were basically accumulated by a large number of human and labor forces. With the progress of the industrial era, Taiwan’s population is decreasing every year, so Taiwan must develop a new type of industry, and this new state is also The world's industrial trends are artificial intelligence (Artificial Intelligence) and VR (Virtual Reality) technologies. In this paper, virtual screens are used to create a realistic environment, virtual reality is used to simulate material sorting and processing systems, and virtual buttons are used. At the same time, the physical machine is controlled remotely, so that the personnel do not have to control the machine beside the machine, which reduces the probability of accidents caused by work safety in the dangerous environment. In this research process, the physical machine mechanism and logic control system are first built with SolidWorks drawing software to create a machine model, and then imported into the art software 3Ds MAX for block color separation to make it consistent with the machine color, so as not to cause the physical machine and There is a gap in the virtual modeling, which leads to recognition errors. After the color separation is completed, the file is converted for import into the virtual reality EON Studio. Use EON to import and start the process of building the mechanism after modeling in 3Ds MAX. The same action flow as the physical machine can be seen in the human-machine interface, so as to achieve the purpose of virtual reality application. It can allow the personnel who had to stand by the machine to remotely control and monitor the machine at the same time, and can also simulate before the actual machine operation to reduce cost and time. The signal is given to the programmable controller(PLC) for real-machine control and virtual screen synchronization.

    摘要 I
    Abstract III
    致謝 V
    目錄 VI
    表目錄 IX
    圖目錄 X
    第 1 章 緒論 1
    1.1前言 1
    1.2研究動機 1
    1.3研究目的 2
    1.4全文概述 2
    第 2 章 文獻探討 3
    2.1 虛擬實境的發展 3
    2.2 虛擬實境的定義 5
    2.3 虛擬實境的組成 6
    2.4實境技術的差異 7
    2.5虛擬實境的種類 9
    2.6虛擬實境的建構方式 10
    2.7 虛擬實境的應用 11
    第 3 章 系統設計及軟硬體架構介紹 13
    3.1系統設計 13
    3.2硬體架構 14
    3.2.1 個人PC 14
    3.2.2材質分揀與加工機 15
    3.2.3可程式邏輯控制器 17
    3.2.4感測器 19
    3.3軟體架構 24
    3.3.1 SolidWorks 24
    3.3.2 3Ds MAX 25
    3.3.3 EON Studio 25
    3.3.4 Visual Basic 25
    3.3.5 GX Developer 26
    第 4 章 實驗過程與結果討論 27
    4.1實驗過程 28
    4.1.1 建模 28
    4.1.2 材質貼附 30
    4.1.3 虛擬互動撰寫 35
    4.1.4 人機介面架設 44
    4.1.5 可程式控制撰寫 55
    4.1.5計時器建立 60
    4.1.6場景建立 60
    4.2實驗結果與結果討論 61
    4.2.1 實驗結果 61
    4.2.2 結果討論 64
    第 5 章 結論與未來展望 68
    5.1結論 68
    5.2未來展望 69
    參考文獻 70
    作者簡介 73

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    [23] 三菱電機,2006,FX3U用戶型錄,取至網址: https://drive.google.com/file/d/0B4L27uEXRjEONWg1QnBMNUhONk0/view,擷取時間:2020年2月16日。
    [24] 美力谷光電科技企業股份有限公司,JD-1805系列近接開關用戶型錄,取至網址: http://www.tpcprosensor.com.tw/,擷取時間:2020年3月6日。
    [25] Omron,2015,EE-SP系列用戶型錄,取至網址: https://www.omron.com.tw/,擷取時間:2020年3月8日。
    [26] 陽明電機,靜電容式近接開關用戶型錄,取至網址: http://www.fotek.com.tw/index.asp,擷取時間2020年4月12日。
    [27] 宓哲民、劉春山、戴源良,2001,VB圖形監控-F(A)X系列PLC,新文京開發出版股份有限公司,台北,第7-34頁。

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