臺灣博碩士論文加值系統

本文旨在探討沖壓加工與檢測技術以提升沖壓加工效率與品質。主要內容包括: (1)沖模電腦輔助設計 (2)沖壓件視覺檢測 (3)沖壓件微細加工。在沖模電腦輔助設計方面，採用沖壓加工理論結合實務經驗建立資料庫，發展沖模設計軟體，可依據設計條件自動完成沖模零組件設計。在沖壓件視覺檢測方面，則採用影像處理技術，可自動檢測沖壓件毛邊、刮痕與幾何距離量測。至於微細加工方面，則包括高速切削與田口方法與應用，前者用於產生精密切削；後者探討高速切削的最佳化加工參數組合(主軸轉速、進給率、刀具直徑與下刀量)，研究結果顯示表面粗糙度可控制在3 μm以內。影響高速切削品質的參數中以切削進給率最顯著。本文除了學理探討之外，更輔以實務驗證系統的可行性。

The paper aims to study the process and inspection of punching, in order to improve the efficient and quality of the punch process. Specific research issues include: (1).CAD/CAE for punch dies, (2).punching products inspection, and (3).punching products micro machining. The CAD/CAE is first integrated the principle and practice of punch dies design to establish the database, and develop a computer aided design soft ware for the punch die, and it is automatically completed to design parts of punch dies. On the other hand, the punching product inspection, there is used the image processing technology, such as bi-level threshold, boundary detection, image filtering etc; and it can inspect the edge bug scrape, and measure the geometry distance. As for the issue of micro machining, this research takes into account the high speed of spindle to finish the punching product, followed by using the Taguch Method that is used to find the optimum cutting parameters. Those parameters are spindle speed, feed speed, tool diameter and cutting depth. The quality characteristic is surface roughness. The result shows the surface roughness 3μm at least, and the most important parameter is feed speed. In addition to discussion the manufacturing system this research also carry out the experiments to verify the effectiveness of the propose algorithms.

論文摘要..........................................................i
ABSTRACT.........................................................ii
誌謝.................................................................iii
目錄.................................................................iv
圖索引............................................................vii
表索引............................................................xii
符號表...........................................................xiv
第一章 緒論....................................................1
1.1 前言...........................................................1
1.2 研究背景與動機.......................................2
1.3 研究目的...................................................3
1.4 研究方法...................................................4
1.5 論文架構...................................................4
第二章 文獻回顧............................................6
2.1 金屬板剪切...............................................6
2.2 沖壓模具設計與精密沖剪.......................7
2.3 模具與程式之應用...................................8
2.4 高速主軸與切削.......................................8
2.5 微細加工.................................................10
2.6 機器視覺.................................................11
第三章 基本理論..........................................13
3.1 軟體系統架構.........................................13
3.1.1 開發環境與軟體功能..........................13
3.1.2 視窗基本架構......................................13
3.2 模具計算模組.........................................15
3.2.1 沖床之應用..........................................15
3.2.2 模座種類與選用..................................16
3.2.3 資料庫管理系統..................................18
3.2.4 沖剪壓力計算模組..............................20
3.2.5 下模厚度計算模組..............................22
3.2.6 沖頭與下模穴之尺寸配合模組..........24
3.2.7 剝(推)料板計算模組...........................25
3.2.8 彈簧計算模組.....................................25
3.2.9 沖頭板計算模組.................................26
3.3 視覺檢測模組........................................26
3.3.1 二值化.................................................27
3.3.2 邊緣偵測.............................................28
3.3.3 影像濾波.............................................31
3.3.4 高低通濾波..........................................32
3.3.5 刮痕檢測..............................................33
3.3.6 距離計算..............................................33
3.3.7 沖壓件毛邊檢測..................................34
3.3.8 影像擷取卡..........................................35
3.3.9 CCD攝影機...........................................35
3.4 機台控制模組.........................................37
3.4.1 EPCIO-6000六軸運動卡與轉接板.......37
3.4.2 功能與視窗簡介..................................38
3.4.3 機台與主軸轉速控制..........................39
3.4.4 加工程式設計......................................40
3.4.5 定位技術..............................................40
3.4.6 光學尺簡介..........................................42
3.4.7 馬達之選用..........................................43
3.5 田口法.....................................................45
3.5.1 田口法之概念......................................45
3.5.2 實驗因子之定義..................................46
3.5.3 直交表的探討......................................47
3.5.4 品質特性..............................................49
3.5.5 變異數分析..........................................50
3.5.6 預測SN比公式....................................52
3.5.7 田口法實驗規畫..................................52
3.6 微細加工.................................................53
3.6.1 高速主軸簡介與原理..........................53
3.6.2 變頻器的原理與應用..........................53
3.6.3 加工機能指令......................................54
3.6.4 金屬銑削..............................................58
3.6.5 表面粗糙度..........................................59
3.6.6 頻譜分析..............................................60
3.6.7 共焦型雷射位移計..............................61
第四章 系統驗證..........................................62
4.1 系統驗證設備.........................................63
4.2模組驗證..................................................76
4.2.1 模具計算模組......................................77
4.2.1.1 模具計算各模組操作流程...............77
4.2.1.2程式計算結果與業界比較................83
4.2.2 視覺檢測模組......................................86
4.2.2.1架構與介紹........................................86
4.2.2.2 沖壓件瑕疵檢測與尺寸量測...........86
4.2.3 微細加工實驗規畫..............................93
4.2.3.1 實驗方法與步驟...............................93
4.2.3.2 高速主軸線路配接與轉速驗證.......95
4.2.3.3 加工機構振幅量測實驗...................98
4.2.3.4 高速切削與路徑規畫.......................99
4.2.3.5 田口實驗與表面粗度量測.............101
第五章 結果與討論....................................104
5.1 模具計算模組比對結果.......................104
5.2 機台振幅量測結果...............................106
5.3 田口實驗之結果與探討.......................109
第六章 結論與建議....................................120
6.1 結論.......................................................120
6.2 建議.......................................................121
參考文獻......................................................123
附錄A...........................................................127
附錄B...........................................................130
附錄C...........................................................134

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