臺灣博碩士論文加值系統

本論文為田口方法在逆向工程之CAD模型重建及製造時，將各設計參數最佳化的應用。分別在CAD模型重建及製造兩部份給予參數設定，再利用田口方法的實驗設計法則進行實驗規劃，透過直交表配置，配合變異數分析及回應表、回應圖等方法，找出最佳的設計參數，並利用貢獻度的比例，進一步估計出整體品質之最佳化參數組合。最後，使用迴歸分析法，來証明各設計參數的影響程度，並統計各設計參數的值，計算其迴歸方程式。
利用田口實驗法和迴歸分析法，可以讓設計者很明確的瞭解在雷射掃描、模型重建和製造時，如何調整各參數的關係，可以使逆向工程所完成的工件，得到最佳的精確度及最小形狀誤差的產生。並且可以利用迴歸分析法的迴歸方程式，直接由各設計參數的值，去估算完成件的誤差量，來縮短設計的時程，並提高產品的精確度。

The object of this thesis is optimal design l for CAD model reconstruction and
machining of reverse engineering by Taguchi method . Choosing design parameters
for both CAD model and machining , the experimental design of Taguchi method is
conducted to optimal parameter design . Also , the orthogonal array , the analysis of
variance（ANOVA）, and the response table are utilized to choose optimal levels of
design parameters for both CAD model and machining . The percent contribution of
each parameter is evaluated to compare the importance of design parameters for both
CAD model and machining . Furthermore , the regression analysis is applied to corre-
late design parameters into a mathematical equation .
The application of Taguchi method and the regression analysis can help the de-
signers to minimize the shape error in CAD model reconstruction and machining of
reverse engineering using laser scanning , also to obtain the more accurate geometry
shape by adjust proper parameter levels . Besides , the equation by the regression
analysis can be used to estimate the shape error to shorten the design cycles and im-
prove the quality of products .

中文摘要 --------------------------------------------------------------------------- i
英文摘要 --------------------------------------------------------------------------- ii
誌謝 --------------------------------------------------------------------------- iii
目錄 --------------------------------------------------------------------------- iv
表目錄 --------------------------------------------------------------------------- vii
圖目錄 --------------------------------------------------------------------------- viii
符號說明 --------------------------------------------------------------------------- x
一、 緒論--------------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究動機與背景說明------------------------------------------------ 3
1.2 研究目的--------------------------------------------------------------- 4
1.3 研究方法--------------------------------------------------------------- 4
1.4 文獻探討--------------------------------------------------------------- 6
1.4.1 逆向工程文獻探討--------------------------------------------------- 6
1.4.2 曲面文獻探討--------------------------------------------------------- 7
1.4.3 誤差分析文獻探討--------------------------------------------------- 8
二、 逆向工程量測系統介紹--------------------------------------------- 9
2.1 逆向工程的意義------------------------------------------------------ 9
2.2 逆向工程量測系統--------------------------------------------------- 10
2.3 接觸式量測系統------------------------------------------------------ 11
2.4 非接觸式量測系統--------------------------------------------------- 13
2.5 光電量測原理--------------------------------------------------------- 15
2.5.1 取像裝置--------------------------------------------------------------- 17
2.5.2 三角測距原理--------------------------------------------------------- 18
2.6 量測系統架構-------------------------------------------------------- 21
三、 掃描點資料處理------------------------------------------------------ 23
3.1 點資料的前置處理--------------------------------------------------- 24
3.2 點資料前置處理方法------------------------------------------------ 28
3.2.1 掃描點資料重整------------------------------------------------------ 28
3.2.2 資料點重新取點--------------------------------------------------------- 29
3.2.3 點資料之平滑化處理------------------------------------------------ 31
3.2.4 掃描點資料的分隔--------------------------------------------------- 33
3.2.5 掃描點資料的方向重組------------------------------------------------ 33
3.2.6 掃描點資料亂點濾------------------------------------------------------ 34
3.3 掃描點資料邊界特徵萃取--------------------------------------------- 34
四、 逆向工程後處理--------------------------------------------------------- 37
4.1 前言------------------------------------------------------------------------- 38
4.2 Bezier曲線／曲面數學模式------------------------------------------ 38
4.2.1 Bezier曲線數學模式---------------------------------------------------- 38
4.2.2 Bezier曲面數學模式---------------------------------------------------- 40
4.3 B-Spline曲線／曲面之數學模式------------------------------------ 41
4.3.1 B-Spline曲線數學模式------------------------------------------------- 41
4.3.2 B-Spline曲面數學模式------------------------------------------------- 45
4.4 NURBS曲線／曲面之數學模式------------------------------------- 45
4.4.1 NURBS曲線數學模式-------------------------------------------------- 45
4.4.2 NURBS曲面數學模式-------------------------------------------------- 47
4.4 曲面建立------------------------------------------------------------------- 48
4.5 曲面誤差分析------------------------------------------------------------- 49
4.6 誤差比對分析------------------------------------------------------------- 50
五、 品質工程--------------------------------------------------------------- 51
5.1 田口實驗設計法--------------------------------------------------------- 51
5.1.1 參數的種類---------------------------------------------------------------- 51
5.1.2 望小特性的參數設計--------------------------------------------------- 52
5.2 迴歸與相關---------------------------------------------------------------- 54
5.2.1 迴歸、相關的意義------------------------------------------------------- 54
5.2.2 複迴歸與複相關--------------------------------------------------------- 54
六、 實驗設計與實驗數據------------------------------------------------ 61
6.1 CAD模型重建--------------------------------------------------------- 61
6.1.1 實驗設計--------------------------------------------------------------- 61
6.1.2 實驗步驟--------------------------------------------------------------- 63
6.1.3 實驗結果與分析------------------------------------------------------ 64
6.2 CAM切削加工-------------------------------------------------------- 71
6.2.1 實驗設計--------------------------------------------------------------- 71
6.2.2 實驗步驟--------------------------------------------------------------- 73
6.2.3 實驗結果與分析------------------------------------------------------ 84
七、 結論及未來研究方向------------------------------------------------ 85
7.1 結論----------------------------------------------------------------- 85
7.2 未來研究方向--------------------------------------------------------- 86
參考文獻 --------------------------------------------------------------------------- 87
簡歷 --------------------------------------------------------------------------- 90

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