教學設施-電腦輔助繪圖教室(可容納36位學生)

本教室之教育目標，期使學生能達到：

讓學生瞭解繪圖原理，學習電腦製圖與識圖之基本能力，培養對空間的思考與觀察力。

教學設施-機電整合教室

讓學生於修習液氣壓學、自動控制、機構學等學科理論外，能有實務之實作經驗，乃規劃此 機電整合教室，期使學生能將所學之學科理論，應用於實物之操作設計上。

本教室之教育目標，期使學生能達到：

1.認識液氣壓元件及基本控制迴路設計。

2.認識基本之機構模組單元及控制元件。

3.認識感測器元件及可程式控制器。

4.瞭解機電整合之架構與自動化之涵義。

機電整合設備主要分為五大項，敘述如下：

一、機構模組套件：

1.皮帶式輸送機構：

主要功能：平面式平移方式，具有與各式馬達撘配結合功能，可讓學生了 解物流的各式驅動方式。此為產業中工作流程極重要的一環。

2.鏈條式輸送機構：

主要功能：鏈條式的架構，具有與各式馬達搭配結合功能，可讓學生了解 除皮帶式以外的另類輸送方式。

3.迴轉工作台：

主要功能：專用機械加工機的一個重要的觀念，環形的運送加工過程，在各個停止點上各自做一個〝呈先〞或〝啟後〞的動作，迴轉工作台就是〝呈先〞或〝啟後〞動作的媒介。

4.日內瓦機構：

主要功能：傳統的等份分割機構，此機構雖然簡單但它具有非常準確的等份分割能力，可搭配各式馬達加上感測器得以做良好的分割，開放式的結構，可讓學生很清楚的了解分割器的機械結構。

5.間歇分割機構：

主要功能：另一種的等份分割機構，此機構也是非常的簡單也具有準確的等份分割能力，可搭配各式馬達加上感測器得以做良好的分割，開放式的結構，可讓學生很清楚的比較不同分割器的機械結構。

6.X、Y軸氣壓式手臂：

主要功能：二度空間的夾持機構，具X軸Y軸與夾軸計三軸，主要的驅動能量為壓縮的空氣，配合電磁閥及氣缸可做直線運動，是除了馬達以外的另一種動源。

二、控感測器元件：

感測器是為工業控制中極重要的一環，好比是人体身上的各種的感覺，在此套機電整合系統中，在各機構模組與電控及氣控整合之機械手中皆附與相關之感測元件，包含有磁感、光感、熱感、壓感、色覺感…等。各機構間感測器的迴授應用，使得整個系統控制更為完備。

三、各式單相交流電動機及驅動器元件：

此一單元主要是介紹各式各樣的單相交流電動機及其驅動器的使用方式，且各式電動機皆可配合以上各機構模組做各機構的運動機能。計有下列三種規範：

1.電控感應定速可反轉馬達

2.電控感應定速附煞車可反轉馬達

3.電控感應調速可反轉馬達

四、電控及氣控整合之機械手：

此一單元是以電動機的圓周運動，轉變為直線運動，或以空源動力做迴轉角度移位，配合各式感測器及電磁閥、氣壓缸做一體設計、且將各單元機構之輸出入點，用端子編號整合架設於各機構上，除可做單項實驗外，且可與其他單元配合實習。計有下列二式機構：

1.電控感應器移載式手臂

2.電控感應器迴轉式手臂

五、可程式控制器：

可程式控制器是以上各單元架構的主控中心，藉由以上各機構間可相容組合的特性，加上ＰＬＣ本身具有強大的控制能力，學生除了可學習機構組合與認識，更可由整合中達到控制的理念並且將之落實，若能把此機電整合系統融會貫通，則學生當可於控制領中勝任愉快。

可程式控制器即是控制的心臟，理當非常的重要，以下我們就來瞭解可程式控制器的系統，可程式控制器中有五個組成系統的主要單元分別敘述如下：

1.中央處理單元(Central Processing Unit ; CPU)：此CPU為PLC系統的大腦及心臟，主要功能為讀取輸入單元的訊號與記憶單元之系統程式及應用程式，然後完成程式的邏輯運算，在將結果送至記憶單元或輸出單元，進而控制接於輸出單元之設備。

2.記憶單元：此為儲存系統程式或應用程式之場所，並對程式執行過程中的資料訊息作記憶儲存。

3.輸入/輸出單元：輸入單元是將外部輸入元件，如開關、感測器…等各種輸入訊號送主CPU。而輸出單元是根據CPU執行應用程式之結果，進而控制其外接設備，如電磁閥、馬達…等。

4.電源供應器：此為提供可程式控制器系統之電源。

5.程式輸入器：一般常用程式輸入器大略可分為下列三種，電腦型程式輸入器，圖控型程式輸入器，指令型程式輸入器。其中電腦型程式輸入器需經專用軟體編輯程式或階梯圖使得電腦與PLC連線控制。圖控型程式輸入器也是經由與PLC連線，輸入階梯圖或圖形控制鈕，達到控制PLC的功能。指令型程式輸入器是以鍵盤輸入指令，一般是小型可程式控制器採用之裝置。

PLC是以微處理器機為基礎，應用於複雜控制功能中的一種專業電腦，它易於使用，就連對電腦不熟悉的人都能寫程式，繼而控制操作PLC，一般PLC寫程式的方式有兩種，一種是條例程式化，另一種是藉由呼叫元件及畫的方式建立階梯圖(Ladder)程式，此階梯圖經由電腦連線PLC方式作控制，可以替由各種繼電器及線路組成的控制線路大部分工作。

當今，工廠的生產線每隔一段時間就必須生產順序或類型，此時若要更改由傳統繼電器邏輯電路所組成的控制線路，需費時多日，由PLC來控制僅需藉由案件更改線路、繼電器、技術器或其他元件的值或位置，便可達成更改生產線控制功能的目的，而此方法可節省重新規劃系統的時間與金錢的消耗。

在1980年代，因為CPU價格的降低，使得PLC應用在工廠或是機械內部更普遍，很多大型電子公司及電腦公司發現了PLC的潛力之後，紛紛投入生產的行列，更使得價格大眾化，甚至於工具機、電腦數值加工機(Computer Numerical Controls ; CNC3)，工廠自動化及安全控制系統都大量採用PLC，一直到了1990年代後，一些非傳統的應用領域也加入了PLC控制，例如：家庭自動化及醫學儀器…等。

有鑒於PLC應用的日漸普遍，國際電機技術協會(International Electro technical Commission ; IEC)於1987年公佈了對可程式控制器定義應用領域的草案。定義如下：可程式控制器是特別為工業操作而設計的數位電子設備，它可使用記憶體儲存指令，其資料除了邏輯運算、數學演算、技數、計時及順序控制的功能之外，也可由數位及類比信號轉換模組，以控制各種機械的操作方式。

在一般公司或學校裡，不管你是繼電器邏輯或是數位邏輯的基礎，只要你參考廠商的使用手冊，你便可輕易的進入PLC控制的領域。無論如何，PLC是一種輕便可信度高的設備，對於控制系統邏輯的改變及繼電器盤面須重新更改線路時，PLC只要快速的更改程式即可。

可程式控制器有下列主要優點：

1.具彈性：在以前每台機器有它自己一套控制電路，若是15台機器可能有不同的15套控制電路，但是現今利用一部PLC可在其內輸入15段副程式以控制每台機器，要修改功能時只要利用按鍵改變程式即可，所以更具彈性。

2.接點數多：PLC它的內建功能裡，有許多輔助接點、繼電器、計時、計數器等可供利用，假設控制盤內只有四個繼電器接點，而現今因功能關係要再增加三個接點，你可能要大費周章的去更改盤面設計，而PLC只要在程式中鍵入即可，因PLC在記憶體足夠之下，它的接點可以有數百個可供利用。

3.價格合理：科技的進步，PLC的功能越來越強，而價格越來越合理，現今只須花費少許的經費就可購得眾多繼電器、計時器、計數器及其他功能強大的PLC。

4.可事先模擬運轉：在程式輸入後還沒有裝入機器之前，可單機測試運轉，由觀察I/O模組上燈號的正確與否，修改程式達到要求功能，如此不用如傳統繼電器電路，需消耗時間在工廠地板上偵錯。

5.執行速度快：繼電器執行累計的時間可觀，而PLC程式執行各操作指令往往只要數微秒就夠了，一般執行一個順序指令只要0.65微秒。

6.可利用階梯圖規劃電路：PLC可經由電腦連接使用階梯圖編輯軟體或階梯圖編輯器，直接將繼電器控制電路規劃PLC程式。

7.可靠度高、維修容易：PLC是由數位電子電路所組成，其可靠度相較於機械系統及繼電器微高，而且其維修成本很低。

8.資料易於檔案化：PLC程式、階梯圖或電路可經由PLC或連線電腦外接印表機，便可將所有資料列印歸檔。

9.安全性高：為了防止PLC程式或電路流入他人之手，可以利用PLC系統中的密碼及識別碼來管制人員的使用狀況，故其安全性甚高。

10.容易修改程式：PLC可經由程式書寫器或電腦輕易的改變其內部任何程式。

PLC的發展趨勢－可程式控制器原本的單機模組，已隨著應用領域的廣泛，導致要求的特殊功能越來越多，故已趨向於功能模組化發展，使用者可根據不同需求而選用不同模組，然後經由排線連接，就能組成一具有強大功能的PLC系統，此系統能即時更換故障模組或模組功能，故在功能轉換及擴充時更具彈性。

隨著可程式控制器在工業界中廣泛的使用，以具人性化的人機介面代替生硬條列化程式是非常重要的，通常此人機介面都是使用圖形監控系統，藉由結合電腦適當的規劃圖形監控系統的程式及畫面，就能將現場狀況即可程式控制器內部接點及數值的變化，設計出各種文字、圖形、數字、…等資料顯示於監控畫面上，使操作者能經由此人機介面清楚的知道機械及製程的控制狀況。

教學設施-流體力學專業教室

海軍氅翔於浩瀚汪洋，因此對於海軍，唯有徹底的瞭解海，才能在平時與海和平共存，戰時靠海助一臂之力。

本實驗室設立基於定性為主、定量為輔精神，並預期可達到下列成效：

1.協助學生瞭解流體之靜力特性

2.協助學生瞭解流體之運動特性

3.協助學生瞭解流體之動力特性

• 流體力學教室詳細簡介下載

教學設施-固體力學專業教室

我海軍執行捍衛海疆任務時，軍艦身處複雜之水面或水下動態力學環境，應運而生各種艦船結構靜、動力學反應、材料破壞等課題，係為現代海軍軍官所不可或缺之艦船結構專業知識；有鑑於此，本系特成立「固體力學實驗室」，以建立艦船結構或材料之硬度、拉伸拉伸、衝擊、疲勞、振動及非破壞性檢測等力學實驗能量，俾能符合學生未來任官需求，達成培育「具備船艦基礎知識及操縱船艦能力之海軍軍官」的教育目標，以為我國家海域安全奠定深厚之基石。

固體力學試驗室教學試驗室，針對船舶結構材料進行包括材料試驗、金相試驗、振動試驗、測量實習及非破壞檢測等單元之試驗；其課程目標使同學瞭解船舶領域中固體力學的相關試驗方法及原理，培養試驗系統設計、整合的能力。透過所熟悉的理論基礎，藉各種試驗設備，對金屬材料作各種試驗及觀察，期使學生能將理論與實際做相互之驗證，以瞭解材料組織之變化對機械材料特性之影響經各種材料試驗之設備所做之試驗來判斷材料之特性與機械性質。 可配合之選、必修課程含概：「應用力學」、「動力學」、「振動力學」、「材料力學」、「材料科學」、「機械設計與製造」、「軍艦設計」、「造船原理」、「測量學」等課目。可支援之試驗計有：「機械性質試驗」、「結構振動試驗」、「金相試驗」、「測量實習」、「非破壞檢測」、等五個單元；內含設備內容計有洛克氏硬度試驗機、勃氏硬度試驗機、維氏硬度試驗機、衝擊試驗機、疲勞試驗機、材料萬能試驗機、萬能振動試驗機、切割機、鑲埋機、研磨拋光機、腐蝕設備、光學顯微鏡、全站儀及超音波探傷機等14項設備。

教學設施-艦船材料實驗室(可容納24位學生)

材料高應變率動態性質試驗單元

拉伸式霍普金森桿試驗機

扭轉式霍普金森桿試驗機

MTS高性能動態材料性質試驗系統

我海軍執行捍衛海疆任務時，軍艦身處衝擊力及爆炸衝擊等極端戰場服役環境，將面臨複雜水面或水下動態力學負荷，艦船材料性能要求，高於一般載具結構，海軍軍官學校主要培養海軍之骨幹軍官及未來戰場指揮官，在「培育第一等人才、建設第一等海軍」教育宗旨指導下，特於船舶機械學系成立「艦船材料實驗室」(Naval Structure Material Laboratory)，使官校學生了解艦船或作戰載具結構，如何應對戰場之嚴酷環境。

艦船材料實驗室可針對艦船結構材料如高張力鋼材、鋁合金及複合材料等，在面臨爆震、撞擊或高溫高壓之力學負荷時，進行高應變率及高溫環境下各種靜、動態或高低周疲勞性能研究，了解其材料機械性質、承受負荷時應力與應變的關聯性，並建立應力(變)壽命之S - N曲線，分析材料的疲勞特性，例如彈性模數、降伏強度、極限拉伸強度、波松比等重要參數，並藉由高速攝影系統瞭解結構材料破壞斷裂過程。

課程目標在於使同學瞭解船舶領域，艦船材料於高溫及高應率要求下之試驗方法及原理，並培養系統設計、整合的能力，藉艦船材料實驗室各種試驗設備，對金屬或其他材料進行相關試驗及觀察，印證艦船理論，期使同學成為符合海軍要求並可回應未來科技化戰場需求之指揮官人才。

教學設施-艦船性能計算實驗室(可容納24位學生)

3D船模列印系統

熔融沉積成型(FDM)                  光固化成型(SLA)

逆向掃描系統

船艦性能雲端計算系統

艦船各項性能設計、穩度計算系統

「國防自主」、「國艦國造」乃國軍建軍備戰政策之一，海軍軍官學校主要培養海軍骨幹軍官及戰場指揮官，於「培育第一等人才、建設第一等海軍」教育宗旨指導下，船舶機械學系特成立「艦船性能計算實驗室」，使官校學生了解艦船或作戰載具結構，並運用各種性能計算環境，模擬與計算艦船隻結構與性能。

艦船性能計算實驗室可透過高速運算平台(High Performance Computing ,HPC)，針對艦船結構或部件逆向建構3D模型，進行結構平行運算，並計算分析艦船之初穩度、穩度、破壞穩度性能、船速和動力性能得預測和分析，提供船舶阻力預測及合適推進系統之分析選型，概念化、建模、分析，以提供海上維護和水動力分析的解決方案；船艦概念階段到基礎設計，細部工程和施工、重量估算、追蹤和監控艦船重量和重心，以供船艦性能計算之應用。

本實驗室課程目標使同學了解船舶領域之艦船性能，船殼結構設計、動力性能與聲躁模擬、流力、熱傳等之計算與模擬，印證船舶設計方法與原理，培養系統設計、整合之能力，期使同學符合海軍需求，成為現代化戰場具備船舶專業之一流指揮官。

教學設施-水壓實驗室(可容納24位學生)

水壓測試系統暨其他實驗附屬設備

我海軍執行捍衛海疆任務時，潛戰兵力係不對稱作戰之最有效兵力之一，執行任務時其載具需承受高壓之極端戰場環境，面臨複雜水面或水下動態力學負荷，耐壓結構要求遠高於一般載具。

海軍官校主要培養海軍之骨幹軍官及未來戰場指揮官，在「培養第一等人才、建設第一等海軍」教育宗旨指導下，特於船舶機械學系成立「水壓實驗室」(Hydrostatic Laboratory)，使學生了解艦船或作戰載具結構如何應對戰場之嚴酷環境。

水壓實驗室可針對水下耐壓結構面臨爆震、撞擊或高壓之力學負荷時，進行結構耐壓測試研究。課程目標在於使同學瞭解船舶領域，艦船結構於高壓的環境下之試驗方法及原理，並培養系統設計、整合的能力，藉由水壓實驗室各種試驗設備，對金屬或其他材料進行相關試驗及觀察，印證艦船理論，期使同學成為符合海軍要求並可回應未來科技化戰場需求之指揮官人才。