臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要是利用ATOS光學量測儀來建立一套光學掃描檢測之自動化定位系統，此系統能夠為各種擁有造型曲面的零件自動計算出最適當的檢測方位，並且配合五軸位移平台，能夠即時且正確地將待測物移動至最佳的檢測位置，所以可有效及快速地取得待測物完整的點群資料。此外，同時開發一套視覺化軟體，模擬光學檢測系統實際的作動情形，讓使用者透過畫面能夠直接觀察檢測方位及預測最後的結果。
研究中所使用之自動化光學檢測系統主要是利用Pro/Toolkit為核心程式來進行開發，透過系統針對造型曲面進行分析，再取得各個方位的檢測旋轉角，並且經過驗證可知系統所產生的位移數據應用於光學檢測，能以很少的檢測次數就可以獲得最大範圍的點群資料，對於檢測效率的改善上有很大的幫助，之後再將檢測的結果透過Pro/VERIFY與待測物的CAD Model進行比對，用以驗證結果的正確性，並且針對影響結果的主要因素提出具體的改善方法。

This thesis uses ATOS to establish a computer-aided positioning system for optical scanning of 3D objects with free-form surfaces. Based on the 3D CAD model of the object, the system is capable of calculating proper orientations for surface scanning. In conjunction with the use of a 5-axis positioning table, the object can be moved and placed in appropriate positions and orientations so that the point cloud data of the object can be completely scanned using ATOS without any interference. On the other hand, this thesis developed a computerized system which simulates the movement of the positioning table and the object during scanning so that the user can ensure the scanning procedure before real scanning practice.
Pro/Toolkit is used in this research to implement the proposed system. It analyzes the surface geometry of the object to be scanned and find the rotational angles for various orientations to scan the whole surface of the object. Through a number of practical scanning practices, it is found that the number of changing the orientations of the object during scanning can be reduced if compared with the manual operation of scanning. It implies the raise of the scanning efficiency. Beside the practice of scanning, the resultant data points are further analyzed using Pro/VERIFY to compare the obtained data with the original CAD model of the object. It helps verify the applicability of the proposed method and the developed system in real scanning practice.

中文摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖表目錄 VI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法及範圍 2
1.4 文獻探討 4
1.5 論文架構 10
第二章 量測系統簡介與點資料處理方法 11
2.1 量測系統簡介 11
2.1.1 接觸式與非接觸式量測系統之比較 12
2.2 光學量測系統 15
2.2.1 ATOS光學量測系統 19
2.2.2五軸定位床台機構原理 23
2.3 三維曲面點資料擷取原理 26
第三章 光學系統自動化檢測之定位原理 28
3.1 定位參考點 28
3.1.1定位參考點之黏貼原則 28
3.1.2參考點之黏貼位置 30
3.2 系統元件之定位方法 35
3.2.1 五軸定位床台與圓盤之定位 36
3.2.2 圓盤與置物板之定位 37
3.2.3 置物板與待測物之定位 39
第四章 自動化光學檢測系統之理論基礎 49
4.1 系統開發工具－「PRO/TOOLKIT」簡介 49
4.2 自動化光學檢測系統之基本原理 50
4.2.1定位校正值 51
4.2.2量測曲面之判斷 55
4.2.2.1 建立稜線 55
4.2.2.2 量測之順序原則 58
4.2.3量測旋轉角之演算 61
4.2.4量測旋轉角之偏移補正演算 66
4.3系統介面之簡介 73
第五章 電腦輔助光學檢測之實例操作 75
5.1 實例一、行動電話電池蓋的實例與驗證 76
5.1.1 實驗比對後之結果分析 85
5.2 實例二、模型車殼的實作與驗證 88
5.2.1 實驗比對後之結果分析 97
第六章 結論及未來研究方向 100
6.1 結論 100
6.2 未來研究方向 101
參考文獻 103
作者簡介 106

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