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研究生:吳奕龍
研究生(外文):Wu Yi-Long
論文名稱:PCB鑽靶機結構設計改善之研究
論文名稱(外文):The research that to improve structural design of PCB Target drilling machine tool
指導教授:簡萬菘林仲廉林仲廉引用關係
指導教授(外文):Chien Wan-SungLin Jonq-Lan
學位類別:碩士
校院名稱:清雲科技大學
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:並聯式工具機工具機
外文關鍵詞:Machine toolParallel kinematic machine tool
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本文的研究目的在於改善PCB鑽靶機(PCB Target Drilling Machine tool)結構,藉由平行並聯空間結構的概念,描述該結構其剛性及強度等特性;在分析工具機的誤差將其誤差因素分為:結構誤差、動態誤差、靜態誤差。其中靜態誤差中的幾何誤差主要是工具機在製造及組裝時所產生,例如軸的垂直度、平面度及裝配公差等可能性,而結構誤差必須可藉由良好的結構設計來改善,但是對於鑽靶機之工件精度之提升僅靠結構設計來改良剛性是不夠的,對於鑽靶機所配備相關定位裝備之量測亦相當重要。
針對鑽靶機之定位裝置所產生之動態誤差可由調整控制系統或驅動器並配合正確的加工條件設定等來改善,又因焊接組裝運用在工具機台組裝上已很多年,所以本文針對鑽靶機靜態誤差中幾何誤差部分,提出利用螺絲組裝等方式,先以Solidworks軟體繪製3D模組,再利用有限元素軟體COSMOS來做為分析的工具,對鑽靶機3D模組進行靜態分析,來驗證鑽靶機在結構剛性上有著顯著提升。
The main objectives of thesis are to improve the mechanical structure of the PCB Target Drilling Machine. The characteristics of the stiffness and strength for such structure are using in parallel link mechanism concept. Generally、the error of the tool machine can be divided into three type: structure error、dynamic error、and static error. The manufacturing and assembling of the tool machine induce the geometric error of the static error. Therefore、the structure error can be improved the stiffness of the Target Drilling Machine only by using structure design to improve the stiffness of the machine. It is also very important to improve the measurement and positioning to upgrade the precision of such machine.

Moreover、the dynamic error can be enhanced by the active controller and advanced manufacture skills. Hence、the goal of this thesis is concentrated on the improvement of the geometric error of the static errors. The thesis proposes a new screw assembly design instead of traditional welding assembly model for PCB Target Drilling Machine. First of all、a new 3D Solidworks model for such machine has been propose. Furthermore、the finite element analysis is presented by using COSMOS software. Finally、the static and dynamic module of the 3D model for PCB Target Drilling Machine has been analyzed. Consequently、the structure stiffness owns a great improvement by using the proposed design methodology. It indicates the new design scheme play a better performance than traditional design in structure stiffness.
目 錄
中文摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
表目錄 vii
圖目錄 vi
第 一 章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機 2
1.3文獻回顧 3
1.3.1平行機構工具機文獻回顧 3
1.3.2工具機定位誤差之相關文獻 5
1.3.3工具機剛性與模態分析之相關文獻 10
第 二 章 研究方法 13
2.1有限元素法 13
2.2模態分析〔20〕 13
2.2.1結構模態分析 14
2.2.2結構頻率響應分析 15
2.3工具機剛性設計〔5〕 16
第 三 章工具機構設計理念 18
3.1平行並聯空間機構之特色 18
3.1.1 鑽靶機之相關介紹: 19
3.2工具機結構組裝方式之差異 32
3.3工程設計流程 35
第 四 章 鑽靶機之定位及量測 38
4.1精密定位之意義 38
4.1.1工具機精度誤差來源 38
4.1.2定位系統之構造及相關原理 40
4.1.3鑽靶機定位裝置之剛性 44
4.2 PCB鑽靶機之量測與校正 46
第 五 章 有限元素模型建立 47
5.1有限元素軟體介紹 47
5.1.1模型建立 49
5.1.2材料及剛性定義 52
5.1.3元素與網格設定 53
5.2分析條件設定 54
5.2.1靜態分析條件設定 54
5.2.2模型網格化 55
5.3模擬分析 56
5.3.1分析資料表 64
第 六 章 結論及未來展望 66
6.1結論 66
6.2未來展望 68
附錄 P方法介紹〔3〕 69
參考文獻 71
簡歷 75
參考文獻
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