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研究生:鄭文森
研究生(外文):Wen-sen Cheng
論文名稱:線性馬達工具機設計與切削測試
論文名稱(外文):Design and Cutting Test of Machine Tool with Linear Motors
指導教授:陳響亮陳響亮引用關係
指導教授(外文):Shang-liang Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:製造工程研究所碩博士班
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:UG切削測試機構設計機構分析線型馬達工具機
外文關鍵詞:mechanism analysismechanism designlinear motor machine toolUGcutting test
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本文針對三軸線性馬達工具機進行研究,以設計一線性馬達工具機為主要研究目標,此機台由四組線性馬達構成,並以龍門型之概念設計。首先利用商用軟體(Pro/E)繪製整機3D構型,再進行機台之結構設計。本機之結構由工作台、支撐座、軌道及底座構成。最後,將結構組合成整機,再做整機剛性變形分析。使用的分析軟體是ANSYS Workbench。針對弱結構,改變其設計使結構輕量化且剛性強化。本研究亦以UG建模,再以UG/CAM進行後處理,以獲得加工路徑。將獲得之後處理程式放入一PC-based開放式CNC控制器,進行實作切削。本研究並針對銑削物件之精度來進行一系列之探討。
This thesis investigates the design theory of a gantry type 3-axis linear motor machine tool. The major purpose is to apply a linear motor machine tool into practical machining applications. The developed linear motor machine tool is composed of 4 sets of linear motors. First, the commercial software Pro/E is used to configure and draw the 3D diagram of the structure of the developed machine tool. This structure is composed of working table, base structure, sliding rails and z-axis. The rigidity analysis is performed by using ANASYS Workbench software. For enhancing the strength of the components, the analysis results are very helpful for improving and reducing their weight and increase rigidity. Several CAD models are built by UG in this research, and UG/CAM post processor is also used to generate the cutting path of the created CAD model. The obtained cutting path is then input into a PC-based CNC controller for practical machining tests. A series of discussions about the precision of cutting results are also given in this research.
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究動機與目的 3
1-4 論文架構 5
第二章 理論基礎 6
2-1 Pro/E 之特性 6
2-2 有限元素分析軟體ANSYS 7
2-2-1 ANSYS軟體功能模塊 7
2-2-2 ANSYS軟體的主要特點 7
2-2-3 ANSYS結構分析過程 8
2-2-4 ANSYS Workbench 10
2-3 UG/CAM 11
2-3-1 UG/CAM介紹 11
2-3-2 UG/CAD 與CAM 的關係 12
2-3-3 UG/CAM數控加工流程 14
2-4 表面粗度及其量測 15
2-4-1 表面粗糙度的量測方法 17
第三章 機台構型設計與分析 18
3-1 X軸零件及整體構圖 18
3-2 Y軸零件及整體構圖 19
3-3 Z軸零件及整體構圖 20
3-4 底座及整體構型 22
3-5 機台分析 23
3-5-1 模型分析流程及材料設定 23
3-5-2 設定邊界條件 25
3-5-3 靜態分析 25
3-5-4 動態分析 31
第四章 零件繪製與後處理 36
4-1 參數模型的建立 36
4-2 刀具軌跡的建立 37
4-2-1 加工座標系的設定 38
4-2-2 加工操作類型的確定 38
4-2-3 刀具的選擇 39
4-2-4 切削方式選擇 40
4-2-5 加工參數的確定 40
4-2-6 刀具軌跡的生成 42
4-3 後處理 44
4-4 加工物件CAM步驟流程 44
第五章 機台實際組裝整體構件與切削實務 49
5-1 整體構型與組裝實務 49
5-1-1 線性馬達與滑軌組裝 49
5-1-2 光學尺安裝 50
5-1-3 底座與支撐座組裝 51
5-1-4 三軸構件組裝 51
5-1-5 頭座自動補償平衡系統與三軸線軌煞車輔助器 52
5-1-6 硬體架構與主軸挑選安裝 52
5-1-7 機台靜態精度量測 53
5-2 人機介面與程式導入切削 55
5-3 切削結果驗證 56
5-3-1 矩形切削測試 58
5-3-2 三角形切削測試 59
5-3-3 圓形切削測試 60
5-3-4 最小進給與最小切深測試 60
5-3-5 文字凹槽切削測試 62
5-3-6 星形切削測試 63
5-3-7 曲面滑鼠實體切削 64
5-4 切削測試探討 65
第六章 結果與討論 68
6-1 結論 68
6-2 未來展望 69
參考文獻 70
自述 72
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[4] 張兆豐, “多功能子母床連結機構之研究,” 碩士論文, 國立成功大學工程科學研究所, 2004.
[5] 劉懿漢, “自行車避震氣墊之分析與製作,” 碩士論文, 國立成功大學工程科學研究所, 2000.
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