# 臺灣博碩士論文加值系統

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 後處理程式是將刀具位置資料轉換成加工操作所需資料間的重要界面，對五軸工具機來說是非常複雜的，由於線性軸和旋轉軸是同動的。以前大部份的五軸後處理方法研究只侷限於正交的工具機構型，本論文針對主軸型與工作台型及工作台/主軸型有非正交旋轉軸的五軸工具機開發其後處理演算法，這種構型的工具機具有從立式加工轉換為臥式加工的優點。本文以齊次座標轉換為基礎，利用運動學的前向轉換，求得五軸工具機的形狀創成函數矩陣，再由逆向轉換，解出工具機各軸運動的解析解。後處理程式中的線性演算法是為了保證加工的精確性而開發的。五軸後處理程式介面是利用Borland C++ Builder與OpenGL開發，以產生三種構型的NC碼，經由商業實體切削模擬軟體VERICUT驗證及試加工實驗，證實所提出的後處理方法論的可行性。
 The postprocessor is the important interface that converts cutter location data to machine control data, and is much more complicated in five-axis machine tool due to the simultaneous motion of linear and rotary axes. Since most researches of five-axis postprocessor method only deals with the orthogonal machine tool’s configuration, this paper has developed a postprocessor methodology for three types of five-axis machine tools with a nutating head and table whose rotational axes are in an inclined plane. The advantage of this kind of configuration is to switch from vertical to horizontal machining in one machine. The machine tool’s form-shaping funcation matrix is derived based on the homogeneous coordinate transformation and the forward kinematics . The analytical equation of NC data is obtained by the inverse kinematics and the form-shaping funcation matrix. The linearization algorithm for postprocessor is developed to ensure the machining accuracy. A window-based five-axis postprocessor with nutating axes programmed by Borland C++ Builder and OpenGL has been developed and can generate the NC code of the above three types’ configuration according to the presented algorithm. Through the commercial solid cutting software VERICUT and trial cut experiment, it demonstrated the feasibility of the proposed postprocessor methodology.
 第一章　緒論11.1 前言11.2 論文回顧21.3 研究目的及方法4第二章　多軸工具機座標系統62.1 座標系統定義62.2 齊次座標轉換矩陣72.3 繞任意軸旋轉之轉換矩陣10第三章　五軸後處理程式113.1 後處理程式概述113.2 構型定義133.3 五軸工具機後處理數學模型推導183.3.1 工作台傾斜型183.3.2 主軸傾斜型243.3.3 工作台/主軸傾斜型273.4 線性問題31第四章　虛擬工具機建構344.1 VERICUT 簡介354.2 虛擬工具機建構模式404.3 工具機建構424.3.1 工作台傾斜型建構424.3.2 主軸傾斜型建構444.3.3 工作台/主軸傾斜型建構45第五章　結果與討論475.1 五軸工具機後處理程式驗證475.2 虛擬工具機實體模擬加工試驗之規劃515.2.1 工作台傾斜型模擬加工驗證525.2.2 主軸傾斜型模擬加工驗證565.2.3 工作台/主軸傾斜型模擬加工驗證595.3 實際加工625.4 五軸加工後處理程式設計之討論65第六章　結論與建議696.1 結論696.2 建議70參考文獻71附錄73
 [1] Takeuchi, Y. and T. Watanabe, “Generation of 5-axis Control Collision-Free Tool Path and Postprocessing for NC Data”, Annals of the CIRP, Vol. 41, No. 1, pp. 539-542 (1992).[2] 全榮, “常見五座標聯動數控銑床的結構形式及分析” ,機械工程師,第六期, pp. 34-35 (1994).[3] 佘振華, “特殊構型之五軸工具機後處理演算法之研究”, 大葉學報, Vol. 9, No. 1., pp. 31-40 (2000).[4] 劉日良、張承瑞、宋現春, “五軸數控機床座標系統的ㄧ個特例及其後製處理方法”, 先進製造技術 , pp. 61-62 (2002).[5] 吉成祥, “NTC公司的三維五軸數控激光切割機”, 航空製造技術 , pp. 101-102 (2004).[6] 胡進、鵬飛, “ㄧ種應用於五軸激光加工的新型導向頭”, 機械製造44卷, 第508期, pp. 35-37 (2006).[7] 木工加工機, URL: http://www.scmgroup.com/private/bin/articolo/catalogo;jsessionid=KNOHHNJLFFGC?codice=Tecnologia+a+5+assi&categoria=56&subcategoria=150[8] 葛振紅、姚振強、趙國偉, “非正交五軸聯動數控機床後置處理算法”, 機械設計與研究,第2期, pp. 79-81 (2006).[9] 馮顯英、葛榮雨, “五坐標數控機床後置處理算法的研究”, 工具技術,第4期, pp. 44-45 (2006).[10]Sorby, K, “Inverse kinematics of five-axis machines near singular configurations”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 47, No. 2, pp. 299-306 (2007).[11]EIA Standard RS-267-B, Axis and Motion Nomenclature for Numerical Controlled Machines, Electronic Industries Association, Washington, D.C. (1983).[12]ISO Standard 841-1974, Axis and Motion Nomenclature for Numerical Controlled Machines, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland (1974).[13]Faux, I. D. and M. J. Pratt, Computational Geometry for Design and Manufacture, Ellis Horwood Ltd., Chichester, U.K (1979).[14]VERICUT V5.3 User Manual, URL: http://www.cgtech.com.[15]Delcam, URL: http://www.delcom.com[16]佘振華, “空間凸輪五軸加工數值控制程式設計系統之研究” ,博士論文,國立成功大學機械工程研究所(1997).[17]林星晨, “多軸數控工具機後處理演算法之研究” ,碩士論文,大葉大學機械工程研究所 (2001).[18]She, Chen-Hua and Chun-Cheng Chang , “Design of a Generic Five-axis Postprocessor Based on Generalized Kinematics Model of Machine Tool”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 47, No. 3-4, pp. 537-545 (2007).[19]Basic Issues in 5-Axis Machining,URL:http://www.sme.org/gmn/data/events/000179/papers/2394.doc[20]Alabama LaserTec hnologies,URL:http://www.alspi.com/5axis.htm
 國圖紙本論文
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 1 空間凸輪五軸加工數值控制程式設計系統之研究 2 利用D-H修正標記法於非正交多軸工具機自動化泛用型後處理程式之發展 3 虛擬多軸銑床組裝與後處理程式整合之研究 4 具即時運動學轉換之五軸工具機數值控制系統分析與模擬 5 應用形狀創成函數於多軸工具機構形評估系統之發展 6 五軸工具機加工之非線性誤差刀具路徑規劃 7 橈骨骨板的幾何設計和多軸加工 8 泵浦葉輪複雜曲面之逆向工程與多軸加工 9 船用螺旋槳之曲面重建與五軸加工 10 五軸加工路徑規劃與後處理器開發之研究

 1 何雍慶，范惟翔，陳振燧（2003）。顧客知識管理模式建構與實證。中華管理評論國際學報。Vol.6, No. 5 2 吳行健（2000）。創造企業新價值。管理雜誌，頁85-86。 3 [12] 戴基福，「我國現有重要職業安全衛生制度運作及檢討」，工業安全衛生月刊，第198期，10-20頁，2005年12月。 4 [14] 蘇宜士，「台灣營造業職業災害現象背後結構性因素的探究」，工業安全衛生月刊，第197期，36-63頁，2005年10月。 5 [15] 傅還然，「2005年我國職業災害情勢與對策展望」，工業安全衛生月刊，第202期，7-32頁，2006年04月。 6 [16] 翁仁成，「營造業安全衛生管理與災害防止對策」，工業安全衛生月刊，第193期，36-50頁，2005年07月。 7 [17] 曹常成，「營造業勞工作業安全現況調查」，勞工安全衛生簡訊，第58期，2002年12月。 8 [20] 黃金瑞，「國內主要產業情勢－營造業」，產業經濟，第235期， 86-87頁，2001年。 9 [22] 胡偉良，「當前營造業組織結構剖析」，土木工程技術，第2卷，第1期， 129-130頁，1998年03月。 10 [47] 周有洸，「現場施工安全之動態管理策略-營造施工安全循環之推動」，工業安全衛生月刊，第147期，30-50頁，2001年09月。

 1 空間凸輪五軸加工數值控制程式設計系統之研究 2 利用D-H修正標記法於非正交多軸工具機自動化泛用型後處理程式之發展 3 虛擬多軸銑床組裝與後處理程式整合之研究 4 五軸虛擬工具機模擬系統一般化建構之研究 5 五軸加工路徑規劃與後處理器開發之研究 6 具即時運動學轉換之五軸工具機數值控制系統分析與模擬 7 非正交型車銑複合虛擬工具機運動模擬系統之發展 8 應用虛擬實境技術於多軸工具機切削運動之研究 9 五軸加工斜面特徵路徑規劃及運動模擬之研究 10 五軸工具機牙冠加工之研究 11 車銑複合工具機之數值控制程式開發 12 應用OpenGL於五軸虛擬工具機系統之發展 13 三度空間刀具補償應用於五軸加工數值控制程式設計之研究 14 多軸數控工具機後處理演算法之研究 15 線性軸不正交構型五軸工具機模擬與碰撞偵測之研究

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