本篇技術報告是我於新日興股份有限公司擔任為期1年的實習生並參與刀具量測專案所撰寫，該專案目的是為了量測刀具的外徑以及旋轉時因偏擺而產生的銑削徑，善用實習中學到的知識與技術整合 Optex TD1對照式雷射、三菱FX5U PLC(可程式邏輯控制器)、基恩士VT5 HMI(人機介面)…等元件完成設備的自動化和量測功能的撰寫，並測試該設備於量測過程中發生的問題。
	前半部介紹該專案於自動化開發過程中線路配置、通信設定以及程式編寫上遇到的問題和解決的方法，比如不同廠牌的PLC和HMI是如何透過IP設定去解決適配問題、PLC是如何設定RS-485串口實現與雷射的通信、雷射的指令又是以哪種格式與PLC之間溝通、量測的模式於雷射或待測物不可移動的情況下又該如何切換…等等。
	後半部為設備的量測功能測試，說明刀具的外徑以及銑削直徑具體的量測方法，接著以游標卡尺和分厘卡量測標準件為設備進行校正，記錄校正試驗的過程以及數據並解釋數據為何與標準件間存在差距，藉由觀察量測數據的變化去分析是哪些因素造成量測不準確，最後對該專案做出結論與提出改善方案。

This technical report documents my one-year internship at SZS company, where I participated in a tool measurement project. The purpose of this project was to measure the outer diameter of tools and the milling path generated due to deflection during rotation. Leveraging the knowledge and skills acquired during the internship, I integrated components such as Optex TD1 laser sensor, Mitsubishi FX5U PLC (Programmable Logic Controller), Keyence VT5 HMI (Human Machine Interface), etc., to develop an automated equipment for measurement.

The first part of the report introduces the challenges encountered during the automation development process, including issues related to wiring configuration, communication settings, and programming. It explains how compatibility issues between PLC and HMI from different brands were addressed through IP configuration, how RS-485 communication was established between PLC and laser, the format of communication commands between laser and PLC, and how measurement modes were switched when the laser or the test object was immovable.

The second part focuses on the functional testing of the equipment, detailing the specific measurement methods for the outer diameter and milling diameter of the tools. Calibration of the equipment was performed using micrometers and vernier calipers on standard specimens. The report records the calibration process, explains any discrepancies between the calibration data and standard specimens, and analyzes factors contributing to measurement inaccuracies by observing changes in measurement data.

In conclusion, the report summarizes the findings of the project and proposes improvement strategies to enhance the accuracy and efficiency of the tool measurement system.

目錄
誌謝	I
目錄	V
圖目錄	VIII
表目錄	XI
第一章 緒論	1
1.1 前言	1
1.2 實習機構簡介	2
1.2.1 公司簡介	2
1.2.2 產品簡介	3
1.3 實習內容	5
1.4 實習心得	5
1.5 第一章總結	6
第二章 專案介紹	7
2.1 開發背景	7
2.2 開發動機	7
2.3 開發目的	8
2.4 專案元件介紹	9
2.4.1 三菱FX5U-64MT/ES  (PLC可程式邏輯控制器)	9
2.4.2 KEYENCE VT5-W10 (人機介面)	10
2.4.3 FASTUS TD1-010M8 (雷射感測器)	11
2.4.4 設備本體(含電源供應器24V和直流減速馬達)	13
2.4.5 D-Link DGS-105網路交換器	14
2.4.6 SG90伺服馬達	14
2.5 第二章總結	15
第三章 開發過程	16
3.1 電路配線	16
3.1.1 傳統電路	16
3.1.2 區域網路	20
3.2 通信設置	20
3.2.1 IP位置	20
3.2.2 RS-485	27
3.3 程式及功能編寫	29
3.3.1 通信確認	30
3.3.2 TD1公開格式及指令	32
3.3.3 模式切換	37
3.3.4 SG90伺服馬達控制	38
3.4 第三章總結	39
第四章 雷射量測試驗	40
4.1 量測方式	40
4.1.1 刀具外徑	40
4.1.2 銑削直徑	40
4.2 校正	42
4.2.1 校正原理	42
4.2.2 校正儀器	43
4.2.3 校正紀錄	45
4.3 分析	47
4.4 第四章總結	52
第五章 結論與未來改善方向	53
5.1 結論	53
5.2 未來改善方向	53
參考文獻	54

圖目錄
圖1-1 新日興股份有限公司-新樹廠[1]	2
圖1-2 彈簧產品[2]	3
圖1-3 沖壓產品[2]	3
圖1-4 樞紐產品[2]	4
圖1-5 金屬射出成型產品[2]	4
圖1-6 車銑產品[2]	5
圖2-1 FX5U-64MT/ES[3]	9
圖2-2 VT5-W10正面[4]	10
圖2-3 VT5-W10背面通訊埠[4]	10
圖2-4 TD1-010M8對射式邊緣雷射感測器[5]	11
圖2-5 TD1應用實例[6]	12
圖2-6 設備本體3D示意圖	13
圖2-7 D-Link DGS-105網路交換器[7]	14
圖2-8 SG90微型伺服馬達[8]	14
圖3-1 電路全圖	16
圖3-2 電源端至直流電源供應器	16
圖3-3 直流電源供應器至人機介面	16
圖3-4 電源供應器至直流馬達調速器和馬達	17
圖3-5 PLC至繼電器	17
圖3-6 PLC及DC24V直流電源至TD1雷射感測器	18
圖3-7 TD1接腳圖[9]	18
圖3-8 PLC與其他設備間之RS485接線圖[10]	19
圖3-9 PLC與SG90間之接線方式	19
圖3-10 區域網路接線圖	20
圖3-11 人機介面-外部設備連接設定路徑	21
圖3-12 人機介面-PLC通信條件設定路徑	22
圖3-13 人機介面-PLC通信條件設定頁面	22
圖3-14 人機介面-VT設定路徑	23
圖3-15 人機介面-VT之以太網/語言/視頻設定頁面	23
圖3-16 PLC-以太網端口路徑	24
圖3-17 PLC-以太網端口設定頁面	25
圖3-18 PLC-以太網配置-對象設備連接配置設置1	25
圖3-19 PLC-以太網配置-對象設備連接配置設置2	26
圖3-20 PLC-以太網配置-對象設備連接配置設置3	26
圖3-21 PLC-RS485串口路徑	27
圖3-22 PLC-RS485串口設定1	28
圖3-23 PLC-RS485串口設定2	28
圖3-24 程式流程圖	29
圖3-25 連線逾時檢查	30
圖3-26 開機讀取狀態階段中檢查連線及逾時警報	31
圖3-27 人機介面於連線逾時顯示畫面與警報消息	31
圖3-28 TD1數據傳輸格式及代號意義[11]	32
圖3-29 TD1公開指令-C指令目標地址[11]	32
圖3-30 TD1公開指令-數值量測[11]	33
圖3-31 TD1公開指令-讀取[11]	34
圖3-32 TD1公開指令-寫入[11]	35
圖3-33 TD1公開指令-功能地址與設定值[11]	35
圖3-34 邊緣模式下量測待測物方式[9]	37
圖3-35 寬度模式下量測待測物方式[9]	37
圖3-36 SG90遮擋部分雷射接收	38
圖3-37 PWM指令	38
圖3-38 於不同測定模式下發送不同位置脈波給SG90	39
圖4-1 刀具外徑量測方式	40
圖4-2 刀具銑削徑量測方式	41
圖4-3 邊緣模式量測數值示意圖	41
圖4-4 游標卡尺	43
圖4-5 分厘卡	44
圖4-6 刀把放置於鎖刀座	45
圖4-7 待測物於光帶內	45
圖4-8 設備左右水平	48
圖4-9 設備前後水平	48
圖4-10 轉軸傾斜(a)	49
圖4-11 轉軸傾斜(b)	49
圖4-12 轉軸傾斜(c)	49
圖4-13 刀把與鎖刀座間隙(a)	50
圖4-14 刀把與鎖刀座間隙(b)	50
圖4-15 雷射安裝基準面[4]	50
圖4-16 鈑金水平度	51


表目錄
表2-1 FX5U系列命名規則	9
表3-1 TD1命令	33
表3-2 TD1讀取	34
表3-3 TD1寫入	36
表4-1 游標卡尺量測直徑4mm定位銷數據	43
表4-2 分厘卡量測直徑4mm定位銷數據	44
表4-3 校正測試條件	45
表4-4 靜態量測	46
表4-5 動態量測	46
表4-6 5M1E分析法	47

[1]	新日興股份有限公司-新樹廠:
https://www.szs-group.com/global-location
[2]	新日興股份有限公司-產品:
https://www.szs-group.com/products
[3]	MITSUBISHI ELECTRIC. MELSEC IQ-F Series FX5U-64MT/ES.
https://gb.mitsubishielectric.com/fa/products/cnt/plc/plcf/cpu-module/fx5u-64mt-es.html
[4]	KEYENEC.VT5-W10.
https://www.keyence.com.tw/products/controls/hmi/vt5/models/vt5-w10/
[5]	Optex-fa. Through-Beam Edge Laser Sensors TD1 Series. 
https://www.optex-fa.com/products/dsp_sensor/td1/
[6]	Optex TD1型錄 取自:
http://www.ffuba.com/front/bin/ptdetail.phtml?Part=TD1-010M8&Rcg=28868
[7]	D-link.5埠Gigabit 桌上型交換器 (金屬外殼). 
https://www.dlinktw.com.tw/business/product?id=905&hid=1
[8]	Tower pro.SG90 Servo伺服馬達9克扭力1.8Kg. 
https://ricelee.com/product/sg90-micro-servo
[9]	奥泰斯工業自動化 - TD1系列操作說明書-中文版
[10]	MITSUBISHI ELECTRIC MELSEC iQ-F FX5用戶手册(串行通信篇) 取自:
http://www.phelipu.com.tw/download/MELSEC%20iQ-F%20FX5%20User's%20Manual(Serial%20Communction)_chs.pdf
[11]	奥泰斯工業自動化 - TD1公開指令
[12]	MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION - MELSEC iQ-F FX5編程手册(指令/通用FUN/FB篇) 取自:
http://www.phelipu.com.tw/download/MELSEC%20iQ-F%20FX5%20Programming%20Manual(Instruction_Standard%20FUN_Function%20Blocks)_chs.pdf
[13]	Abbe E (1890) „Messapparate für Physiker [Measuring Instruments for Physicists].” Zeitschrift fur Instrumentenkunde [Journal of Scientific Instruments] 10:446-448 (in German)