2022-04-主題式專利分析
主題：台灣扣件製程監控專利分析
余征諴 博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心
摘要
扣件 (fastener) 汎指螺絲(screw)、螺栓(bolt)、螺帽(nut)及墊圈(washer)等產品，扣件主要功能為提供鎖固功能，將各種零件結合為各式元件或系統。近年來扣件廠商為提高扣件之附加價值，發展出防盜、防鬆、輕量化等特殊高值化扣件產品，本期專欄著眼於國内『扣件製程監控技術』相關產品之專利分析；專利公告介於2000至2021年間；分別以專利權人及主要專利分類號(MIPC)分析了解各專利權人所投入的技術分類，在本期分析中，包括『財團法人金屬工業研究發展中心、福光企業股份有限公司、首樺實業有限公司、金全益股份有限公司、峻欣企業股份有限公司、創億科研有限公司、上穩機械工業股份有限公司、傑凱國際有限公司、葉川源』等專利權人。再利用技術功效矩陣進行技術功效分析，將『扣件製程監控技術』依照功效分爲『扣件品質檢測、模具調整、模具狀態』等功效，再利用專利摘要説明，讓讀者瞭解國內『扣件製程監控技術』之發展現況。
#參考資料 :
[1] 台灣扣件產業服務雲，主題式專利分析，Vol. 2022-04-Q1，台灣扣件製程監控專利分析-專利清單EXCEL，https://bit.ly/2022-04-Q2-TopicPatentEXCEL
[2] 台灣扣件產業服務雲，主題式專利分析，台灣扣件製程監控專利分析，https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_735518c2-daa8-4af6-b112-7b82a0f20fbc
一、專利檢索
本次專利檢索利用台灣智慧財產局資料庫，於標題、摘要、專利項(title, abstract, claim, TAC)及國際專利分類號(IPC)等欄位搜尋智慧扣件之相關專利，專利檢索條件為：
“TAC:(扣件 螺絲 螺栓 螺絲 螺帽 螺母 螺釘 墊片 緊固件) AND TAC:(鍛造 成形 成型 製造 鍛壓 沖壓 製程 產線 模具 機臺 機台) AND TAC:(感測 感應 監控 監測 監看 監視 測量 量測) AND TAC:(壓力 負荷 電壓 力 扭力) AND IPC:(B G)”
經人工判讀篩選後，契合本次專利分析主題之專利數為14件。
二、專利權人及主要專利分類號(MIPC)分析
主要廠商(專利權人)與專利件數為：財團法人金屬工業研究發展中心(4件)、福光企業股份有限公司(2件)、首樺實業有限公司(1件)、金全益股份有限公司(1件)、峻欣企業股份有限公司(2件)、創億科研有限公司(1件)、上穩機械工業股份有限公司(1件)、傑凱國際有限公司(1件)、葉川源(1件)等專利權人。
從專利權人與IPC分佈圖 (下圖) 可以看到：
1. B23G001 分類號：專利權人有『福光企業股份有限公司、上穩機械工業股份有限公司』，開發『鍛造部品成型機衝頭故障或無胚品故障警示裝置之支撐架、鍛造部品成型機之衝頭損壞檢測裝置、具有全方位動作偵測之搓牙機』等專利。
2. G05B019 分類號：專利權人有『財團法人金屬工業研究發展中心』，開發『扣件成型機之模具狀態診斷方法及其電腦程式產品、扣件成型機之模具異常診斷方法及其電腦程式產品』等專利。
3. B21J007 分類號：專利權人有『福光企業股份有限公司』，開發『鍛造部品成型機衝頭故障或無胚品故障警示裝置之支撐架、鍛造部品成型機之衝頭損壞檢測裝置』等專利。
4. B21K001 分類號：專利權人有『首樺實業有限公司』，開發『螺絲成型機壓力感測裝置』等專利。
5. B23Q017 分類號：專利權人有『傑凱國際有限公司』，開發『輾牙機之檢測裝置』等專利。
6. B21D011分類號：專利權人有『葉川源』，開發『模具調整輔助系統』等專利。
7. B07C005 分類號：專利權人有『創億科研有限公司』，開發『螺絲檢測資料收集器』等專利。
8. G03F030 分類號：專利權人有『財團法人金屬工業研究發展中心』，開發『扣件尺寸的線上預測方法與扣件尺寸的線上預測系統』等專利。
9. B07C003 分類號：專利權人有『金全益股份有限公司』，開發『螺絲加工機台控制系統』等專利。
10. B21H003 分類號：專利權人有『財團法人金屬工業研究發展中心』，開發『扣件成形過程的感測監控方法』等專利。
# 國際專利分類號 (IPC) 說明
三、技術功效分析
利用技術功效矩陣進行分析(如下圖)，可將智慧扣件依照功效分爲『扣件品質檢測、模具調整、模具狀態』等功效。以下為各功效專利之技術摘要説明。
3.1 扣件品質檢測
1. 螺絲加工機台控制系統 [ TWI725760 ] : 一種螺絲加工機台控制系統，包括：一螺絲加工機、一輸送單元、一機台控制箱及一大數據管控系統，該機台控制箱連接該螺絲加工機與該輸送單元，該機台控制箱內部建置有一可程式控制器，且該可程式控制器控制該輸送單元進行螺絲篩檢，又該大數據管控系統整合該機台控制箱及該螺絲加工機之間的大數據資料流，並輸出提供該可程式控制器執行，讓該可程式控制器能自動判斷螺絲為合格物或瑕疵物，俾以有效的兼具自動分類與提升加工品質之功效。
2. 螺絲檢測資料收集器 [ TWM566117 ] : 一種螺絲檢測資料收集器，設置於螺絲生產機台，包括：微控制器；感測單元用以檢測一螺絲之外觀以產生一檢測資訊；計數單元依據檢測資訊以計算螺絲的生產數量及不良品數量；繼電器依據檢測資訊以控制高電壓電磁接觸器以切斷馬達電源；儲存單元用以儲存螺絲之生產數量及不良品數量及螺絲生產機台之數據資訊；傳輸單元透過網路以傳輸螺絲之檢測資訊與生產數量及不良品數量至後端資料庫；以及警示單元依據檢測資訊以發出警示訊號，藉此，用以提升螺絲生產機台的產出良率判斷功能及資料保存能力。
3. 扣件尺寸的線上預測方法與扣件尺寸的線上預測系統 [ TWI729627 ] : 一種扣件尺寸的線上預測方法，包括：在扣件的鍛造過程中線上取得感測參數，且感測參數包括鍛造模具的合模距離、溫度與鍛造力；提供一尺寸預測模型；以及輸入感測參數至預測模型，以藉由尺寸預測模型預測出扣件的尺寸。另提供一種扣件尺寸的線上預測系統。
4. 輾牙機之檢測裝置 [ TW201125676 ] : 本發明係有關於一種輾牙機之檢測裝置，係使輾牙機位於輸送裝置及送料裝置交接處設有檢測裝置，而該檢測裝置係包含有一固接於機台之主體部，並於主體部樞接有組立部，再於該組立部組接有連桿，並於連桿底端組設感測器；藉此，利用檢測裝置上所設感測器，即可偵測螺絲胚料於送料過程中是否發生不當擠料堆疊的現象，以確實防止位置不正之螺絲胚料繼續輸送至搓牙裝置處進行搓牙，而產出有瑕疵之成品者。
⬛ 專利代表圖：
3.2 模具調整
1. 具感測搓牙壓力之螺絲搓牙機 [ TWM373788 ] : 本新型具感測搓牙壓力之螺絲搓牙機，主要在於該螺絲搓牙機之固定牙板上設有一具感應面之壓力感測器，且該感應面並面向胚料行進之搓牙通道，以便該胚料搓牙成型過程中，該胚料經該搓牙通道受到活動牙板作用時，利用該胚料所被擠壓之作用力得以直接被該感應面所承受，藉該感應面所得之數值，所以能精確監測該搓牙板組之搓牙品質，藉以降低不良品之產出，以及有效提高產品搓牙品質外，並且該數值並可做為後續該搓牙板組之調整依據，以便精準調整該搓牙板組設置位置，更增加操作之方便性。
2. 模具調整輔助系統 [ TWI674158 ] : 本發明提供一種模具調整輔助系統，其結構包含：資訊顯示單元、中央訊號處理單元以及多個三軸感測元件，可雙向感測壓力感測值；其中，該些三軸感測元件感測活動端不同調整位置的第一向壓力感測值並傳送至中央訊號處理單元，中央訊號處理單元接收第一向壓力感測值後會經過微積分計算取得多個第一向感測數據，並處理該些第一向感測數據演算為對應於該些調整元件位置的多個待調整數值，並同時進行反向的調整元件壓力感測與運算檢測。
3. 具有全方位動作偵測之搓牙機 [ TWM434641 ] : 本創作係有關於一種具有全方位動作偵測之搓牙機，其主要係對應傳動機構之軸節外設有第一檢測單元，於該搓牙板組之固定牙板與機台間設有第二檢測單元，於該搓牙板組亦設有第三檢測單元，該第三檢測單元前端連接設有撥料桿，該撥料桿底端則延伸至活動牙板及固定牙板之間，於該搓牙板組對應活動牙板另設有第四檢測單元，令第一檢測單元、第二檢測單元、第三檢測單元、第四檢測單元皆連接至控制單元，該控制單元並與傳動機構之離合器的離合器動力源連接；藉此，以能在各檢測單元檢測到異常狀態發生時，能令搓牙機即時停止作動，防止搓牙機發生損壞或產生有瑕疵之螺絲的情況發生，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。
4. 螺絲成型機壓力感測裝置 [ TWI315228 ] : 一種螺絲成型機壓力感測裝置，包括：複數裝設於螺絲成型機之沖壓模具，各沖壓模具包括相對應之一沖頭以及一模座；各沖頭設有一壓力感測元件，各感測元件與至少一處理器電性連接，並將所有感測元件之訊號由經處理器轉換至顯示裝置，而於顯示裝置上各對應之顯示模組同時顯示壓力數值。
5. 具感測衝模壓力之螺絲成型機 [ TWM374927 ] : 本新型具感測衝模壓力之螺絲成型機，主要在於衝模裝置上設有一壓力感測裝置，以及一與該壓力感測裝置連接之運算裝置；其中，該壓力感測裝置至少具有一設於該衝模裝置上且直接面向該衝模裝置之衝頭的感測件，以便利用胚料受到該衝頭作用時，該胚料所受之撞擊作用力經該衝模裝置之調整座傳遞，可直接為該感測件所感測該感測件感測，最後並透過該運算裝置轉化成一數值後，將可依據此數值來監測該衝模裝置之衝壓品質，藉以降低不良品的產出外，並且該數值可作為該衝頭之調整座調整依據，以便精準調整該衝模裝置之衝程距離，更增加操作之方便性。
⬛ 專利代表圖：
3.3 模具狀態
1. 扣件成形過程的感測監控方法 [ TWI718793 ] : 本發明係有關於一種扣件成形過程的感測監控方法，其主要運用於軸對稱或多邊(例如六邊)對稱的扣件。於扣件鍛造成形的過程中，在相對於扣件橫(徑)向方位的模具上設有一或多數個荷重元，以擴增了橫向成形負荷感測，並且可用以預診模穴黏料、模仁破裂、沖頭崩角的變異負荷數據。於扣件搓牙成形的過程中，在相對於牙板的切向方位(扣件的切向方位)設有一或多數個荷重元，亦是擴增了橫向成形負荷的感測，並且可用以判別牙板校正、牙板黏料的變異負荷。藉由上述的橫向成形負荷的感測措施，本發明可彌補傳統縱向負荷感測盲點的不足。
2. 鍛造部品成型機衝頭故障或無胚品故障警示裝置之支撐架 [ TW00400772 ] : 本創作係在提供一種鍛造部品成型機衝頭故障或無胚品故障警示裝置之支撑架，該鍛造部品成型機大體上包含有：一母模機構，設於機台上；一公模機構，對應母模機構進行衝壓動作；一頂托通出機構，設置於該母模機構背後以承托其衝力，其具有一後托主桿；一衝頭故障或無胚品故障警示裝置係裝設在該頂托通出機構的後方，其在該後托主桿上固設一隨擺桿，在隨擺桿旁側設有一橋架，在橋架上位於該隨擺桿後方之預定距離處裝設一可感測預定距離範圍的感應元件；藉該感應元件之感測可於製程中自動偵測衝頭故障或無胚品故障，以發出警示並停機停產；其中，該支撑架具有二平行位於該隨擺桿之作動行程二側的支架部，而該裝設有感應元件之橋架的二端即固定在該二支架部上，以穩固地支撑定位該衝頭故障或無胚品故障警示裝置。
3. 鍛造部品成型機之衝頭損壞檢測裝置 [ TW00383628 ] : 本創作係在提供一種鍛造部品成型機之衝頭損壞檢測裝置，該鍛造部品成型機大體上具有一受動力源驅動而往復對應一母模機構進行衝壓的公模機構，其後端裝設有一針沖頭；其中，在該公模機構旁側開設有一埋置孔，而該衝頭損壞檢測裝置即裝設在埋置孔內，其包含有一裝設在埋置孔內的感應機構，並在該感應機構後方裝設有一彈衝機構，於彈衝機構後方再聯結一具有穿槽的拉持機構，另在該公模機構上樞固有一機出機構，該檢出機構一端係穿伸於該穿槽內，而另端則彎折抵掣在針沖頭底部；藉上述構造可檢測衝頭於製程中是否折斷，俾於損壞時自動啟動發出相關警示訊息並予以停機，以避免流出不良品，故可大量降低產品的不良率、加強品管者。
4. 扣件成型機之模具狀態診斷方法及其電腦程式產品 [ TWI684839 ] : 一種扣件成型機之模具狀態診斷方法，包含：獲取扣件成型機和樣本模具處理樣本工件時之樣本壓力感測資料。進行模具狀態定義步驟，獲得對應至樣本壓力感測資料的複數個模具狀態。使用樣本壓力感測資料並根據自動編碼演算法建立編碼模型，編碼模型壓縮每一組樣本壓力感測資料為數組樣本編碼特徵。使用樣本編碼特徵和其對應之模具狀態建立模具狀態預測模型。使用扣件成型機和標的模具處理標的工件，獲得標的壓力感測資料。輸入標的壓力感測資料至編碼模型，獲得一組標的編碼特徵。輸入標的編碼特徵至預測模型，推估出標的模具之預測模具狀態。
5. 扣件成型機之模具異常診斷方法及其電腦程式產品 [ TWI700566 ] : 一種扣件成型機之模具異常診斷方法及其電腦程式產品，其中模具異常診斷方法是以正常樣本壓力感測資料與異常樣本壓力感測資料為基礎，並使用生成對抗網路模型來生成對應正常模具至異常模具之漸變資料的仿製壓力感測資料。然後再透過這些資料來建立模具異常診斷模型，藉以達到預測標的模具的異常狀態的目的。
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