臺灣博碩士論文加值系統

工具機的發展已經由五軸加工逐漸步入車銑複合工具機，本研究的目的在於發展一套車銑複合工具機的模擬系統，包括NC碼解析，機台運動及模擬切削功能，本文並以非正交型機台作為機台模擬之構型。
本研究利用商用軟體VERICUT所建立的機台檔與刀具檔格式，透過Borland C++ Builder建立程式介面來解析，並以OpenGL函式庫顯示機台與刀具，使用者可讀入NC碼進行工具機運動與實體切削模擬。機台之間的運動係運用插補的原理來計算每次運動的移動量；實體切削部分使用三角網格的碰撞判斷，找出要移除的面與要保留的面，然後將網格移除後所產生的破洞進行網格重建，最後將保留的面與重建的面儲存，建立出切削後的模型之STL格式圖檔。透過加工件範例之驗證，證實本文所提出的演算法可實際應用於車銑複合加工之切削模擬。

The development of machine tool has gradually transferred from five-axis to turn/mill machining. The purpose of this research is to develop a simulation system for turn/mill machine tool, including NC code decoding, machine tool’s motion and cutting simulation function. Furthermore, a machine tool with non-orthogonal configuration is used as an implementation example.
Machine tool and tool file format created by commercial software VERICUT can be analyzed by the developed interface written in Borland C++ Builder, and displayed in 3D model with OpenGL graphics library. The user can input the NC code to perform realistic 3D simulation of entire machine. The interpolation principle is employed to calculate the motion amount for each step during machine motion. In addition, the algorithm of solid cutting simulation is first determined by judging the collision of triangular mesh and finding the removed and retained faces. Then the hole can be rebuilt by the removed mesh. Finally, the retained and rebuilt faces are saved to create the machined model in STL format. Through the implementation example, it demonstrated that the proposed algorithm can be practically used to simulate turn/mill machining.

第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 相關文獻 2
1.2.1 虛擬工具機 2
1.2.2 實體切削 3
1.2.3 包覆球 3
1.3 論文架構 4
第二章 相關技術 5
2.1 OpenGL介紹 5
2.1.1 OpenGL繪圖函式庫 6
2.1.2 OpenGL常用函式 7
2.2 STL格式介紹 10
2.3 VERICUT介紹 14
2.4 工具機座標系統介紹 16
2.4.1 座標系定義 16
2.4.2 座標轉換矩陣 17
第三章 程式相關技術 21
3.1 車床模擬方法 21
3.2 銑床模擬方法 23
3.2.1 網格保留面 23
3.2.2 三角網格碰撞判斷 25
3.2.3 三角網格交點計算 28
3.2.4 網格重建 32
3.3 工具機運動 37
3.4 座標系統轉換矩陣 44
第四章 結果與討論 53
4.1 程式介紹 53
4.2 模擬資料 56
4.3 模擬驗證 62
第五章 結論與展望 71
5.1結論 71
5.2未來展望 72
參考文獻 73

參考文獻
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