邁向智慧化生產的全數位化系統
由於超音波應用新技術的不斷挖掘與突破，傳統以類比堆疊
方式產生之超音波在應用演化如此迅速的時代已經顯得吃力。
而新一代數位化超音波模組搭載Altera之FPGA(Field
Programmable Gate Array)，以此為電路基礎，比對回授電路
，用以控制20KHz KWD超音波熔接機中的全橋IGBT
(Insulated Gate Bipolar Transistor)閘極關放頻率，確保其
輸出持續在最佳狀態。以數位控制方式規劃PLL(Phase-
Locked Loop)鎖相電路，不僅節省硬體架構空間，也有更加優
秀的鎖相能力可精確的控制輸出頻率在諧振頻率上，進而達
到出力更強、功耗更低的效果。 在應用控制方面，新一代數
位化超音波模組內建微電腦晶片控制在未來工業4.0的時代可
以無縫接軌，同時採用五吋觸控式大螢幕作為使用者介面，
讓使用者在設定工作參數、查閱輸出數值及操作上更容易上
手，一目了然。
本系統與「淡江大學電機系」機器人研發團隊合作，研發團
隊自 2000 年起便不斷培養機器人研究人才並深耕於機械自動化
領域。參與多項機器人團隊競賽也獲得一些不錯的成果，每年皆
不斷改良新的機器人行為控制技術，並獲得多項冠軍成績。此外
，合作研發的經驗做為「京華超音波」進入先進智慧自動化工業
用超音波生產的基石，因此「京華超音波」希望藉由本系統之數
位化工業用超音波之鎖相控制的關鍵技術提升產品的效能，本系
統將對京華超音波之未來發展將有相當大的幫助。
淡江大學機器人團隊與工業用超音波開發研究具有多年經驗
的「京華超音波股份有限公司」密切的合作，在超音波製造生產
設備與超音波測量儀器方面已有相當不錯的發展經驗，產品的進
步在銷售與擴展上也有極佳的優勢，以京華超音波自行設計生產
的20KHz、2200W 的超音波熔接設備為改良基底，因此雙方的合
作對於本系統的執行具有相當的執行優勢。
本系統實際整合學界與產業界的技術與經驗，使「京華超音
波」能夠有更大的優勢來擴展其工業用超音波產品，未來更有機
會參與先端超音波製造及生產的相關開發，可以在世界競爭的超
音波市場上更加鞏固京華超音波的一席之地，期望為台灣傳統產
業數位化打造一個合作模型，以成為加速整體產業升級的先驅者
。
本系統為「京華超音波股份有限公司」設計改良工業用超音
波熔接系統，藉以提升系統效能。藉由本系統所完成超音波鎖相
控制系統可以精確輸出頻率控制，而穩定輸出的超音波系統將能
夠用於京華超音波的其他工業用超音波設備中，可推廣至不同層
次的應用，亦可進一步研究與開發新的應用功能。此外，藉由本
系統，未來還可以進一步成為有效的發展智慧工業檢知網路或是
其它應用之超音波系統。
宏觀來說，傳統產業及中小型企業轉型早已未來國家產業發
展的重要共識，而工業用設備電子化、智慧化更是其中一個重要
的研究項目，所以本系統做為未來朝向全面自動化產業發展的雛
形，以因應未來智慧工業電網與工業4.0 產業時代的來臨需求。
此外，本系統將為未來研發先進製程之各種製造業需求的多樣性
打下一個扎實的基礎，並提供一個關鍵且堅強的超音波製造基礎
。
