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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:洪張傳
研究生(外文):Chang-Chuang Hong
論文名稱:點資料分群法於五軸刀具碰撞偵測之應用
指導教授:黃衍任
指導教授(外文):Yean-Ren Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:電腦輔助設計與製造五軸刀具碰撞
外文關鍵詞:CAD/CAM5-axiscutting tool collision
相關次數:
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五軸向加工機的應用越來越為廣泛,在現今市面上也有許多的電腦輔助設計與製造(CAD/CAM)的軟體可供輔助。而參數曲面的應用在現今則為非常的廣泛,無論在刀具路徑規劃或刀具碰撞偵測上,都可以利用將參數曲面打散成點資料來做應用。但是在現今的加工模型越來越複雜的情形之下,在做刀具碰撞偵測與刀具軸向修正時,為了要滿足近似模型的誤差要求下,往往所需要產生的離散點個數是非常非常多的。也因此當在做刀具碰撞偵測時,所許要花費的運算也是非常耗費時間的。
本文的目的在於減少龐大點資料的問題,利用將點資料分群的方法,有效的減少刀具碰撞偵測次數以減少所需的運算時間。文中提出分群的概念及討論球體、立方體分群法的優缺點,並提出結合兩者的方法來應用。接著利用程式模擬的方法,來比較未分群和分群後花在刀具碰撞偵測與刀具軸向修正的時間。


摘要………………………………………………………………………I
致謝………………………………………………………………………II
目錄………………………………………………………………………III
表目錄……………………………………………………………………VI
圖目錄……………………………………………………………………VI
第1章緒論……………………………………………………………1
1-1 研究動機與目的…………………………………………………1
1-1.1加工路徑規劃………………………………………………2
1-1.2刀具碰撞問題………………………………………………4
1-2 文獻回顧…………………………………………………………5
1-3 論文架構…………………………………………………………5
第2章點資料分群法則與論證…………………………………………7
2-1 點資料分群概念…………………………………………………7
2-1.1 球體點資料分群……………………………………………9
2-1.2 立方體點資料分群…………………………………………11
2-1.3 正立方體與球體結合………………………………………13
2-1.4 正立方體大小的選取………………………………………15
2-2 論證………………………………………………………………19
2-2.1 基本定義……………………………………………………19
2-2.2 未分群的刀具碰撞偵測運算量……………………………21
2-2.3 分群後的刀具碰撞偵測運算量……………………………23
2-2.4 比較論證……………………………………………………25
2-3 總結………………………………………………………………28
第3章刀具碰撞偵測與修正……………………………………….30
3-1 初始刀具軸向的決定……………………………………………31
3-2 刀具碰撞偵測……………………………………………………32
3-2.1 模型資料……………………………………………………34
3-2.2 刀具定義……………………………………………………35
3-2.3 碰撞偵測法則………………………………………………35
3-2.4 分群後之碰撞偵測…………………………………………40
3-3 刀具軸向修正……………………………………………………42
第4章程式模擬與結果…………………………………………….50
4-1 實驗模擬…………………………………………………………50
4-2 模擬結果…………………………………………………………57
4-3 結果討論…………………………………………………………60
第5章結論與未來展望…………………………………………….61
5-1 結論………………………………………………………………61
5-2 未來展望…………………………………………………………62
參考文獻…………………………………………………………………63


[1]Bobrow, J.E.,”NC machine tool path generation from CSG part representations,”, Computer Aided Design, Vol. 17, No 2, pp.125-133,Mar. 1985[2]Faux, I. D. and Pratt, M. J. Computational geometry for design and manufacture, Ellis Horwood,1979.[3]Duncan, J.P. and Mair, S.G., “Sculptured Surfaces in Engineering and Machine”, Cambridge University Press,1983.[4]Loney, G. C., and Ozsoy, T. M., “NC machining of free form surfaces,” Computer-aided Design, Vol. 19, No. 2, pp.85-90,1987.[5]Yuan-Shin Lee, “Admissible tool orientation control of gouging avoidance for 5-axis complex surface machining”, Computer Aided Design, Vol. 29, No. 7, pp.507-521,1997.[6]Cho, H. D., Jun, Y. T. and Yang, M. Y., “Five-axis CNC milling for effective machining of sculptured surfaces,” International Journal of Production Research, Vol. 31, No. 11,pp.2559-2573,1993.[7]Chu, C.H., and You, C.F., “A method for interference detection of NC tool path in five-axis machining of sculptured surfaces,”第八屆全國自動化科技研討會,Vol. 1, pp.220-227,1996[8]Koichi Morishige, Kiwamu Kase, Yoshimi Takeuchi, “Collision-Free Path Generation Using 2-Dimensional C-Space for 5-Axis Control Machining”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 13, pp.393-400,1997.[9]陳文翔,”五軸加工規劃之整合研究”,碩士論文,台灣大學機械工程研究所,2000.[10]汪昭宏,”離心式渦輪葉片加工規劃”,碩士論文,台灣大學機械工程研究所,1999.

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