臺灣博碩士論文加值系統

連續沖模的板料佈置傳統上是以設計人員的經驗為導向，在2D CAD的設計環境下進行板料佈置之圖面繪製，無法考量到真實3D空間的問題，常使設計人員花費大量時間在繪圖工作上，因此無法設計出材料利用率較佳的連續沖模。有鑑於此，本論文嘗試利用Creo的3D CAD系統與Microsoft Excel試算表，建立一套計算材料利用率與進行板料佈置的方法，此設計方法所建立的板料具有快速設計變更的功能，當設計者於Excel試算表中選取佈置模式後，系統可自動化將板料佈置參數傳回Creo，以產生板料的3D CAD模型。
本論文所開發之連續沖模板料佈置設計流程是以Creo的Excel Analysis為核心，將板料佈置的運算公式輸入Excel試算表的儲存格，具有操作簡易的優點，無需以二次開發工具或撰寫其它程式語言來計算佈置參數及材料利用率，設計人員以此設計流程配合Creo的參數式設計來佈置板料，即能達到提昇材料利用率與設計效率之目的。

The strip layout of a progressive die traditionally relies on the experience of the designer to draw and draft the strip under a 2D CAD design environment. However, this approach fails to consider the problems of real 3D space. Often, designers spend much time on the drawing work and cannot therefore design the progressive die with better material utilization. In view of this, we attempted to use Creo’s 3D CAD system and Microsoft Excel spreadsheets to calculate material utilization and conduct the strip layout by establishing correlating formulas. The strip established by this design approach possesses the feature of a rapid design change. When a designer has selected the layout mode in the Excel spreadsheet, the system automates the transfer of the strip layout parameters back to Creo to produce a 3D CAD model of the strip.
The design procedure proposed in this thesis for strip layout of progressive die takes the function of Excel Analysis in Creo as the core. It has the advantage of providing a simple operation by simply entering the calculation formula of strip layout into the cells of Excel spreadsheet. There is no need to use an application programming interface or write any programming codes to calculate the layout parameters and material utilization. A designer who uses this design procedure in coordination with Creo’s parametric design to layout the strips can achieve the aims of enhancing material utilization and design efficiency.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1研究動機與目的 1
1.2研究方法 2
1.3文獻探討 3
1.4商業軟體發展現況 4
1.5論文架構 6
第二章 系統開發工具之簡介 8
2.1 Creo簡介 8
2.2 Family Table簡介 9
2.3參數與關係式簡介 11
2.4 Excel Analysis簡介 13
第三章 建立板料製程 22
3.1板金零件之設計流程 22
3.2沖壓板金件之特徵及尺寸管理 24
3.3板料製程設計 25
第四章 板料佈置之運算機制 32
4.1板料佈置參數 32
4.2材料利用率定義 33
4.3不同之板料佈置對材料利用率之影響 34
4.4 Minkowski Sum圖形演算法 36
4.5運用Minkowski Sum進行板料佈置 38
4.6板料佈置參數之運算機制 42
第五章 建立板料佈置模型 45
5.1建立Minkowski Sum圖形 46
5.2取得佈置參數 53
5.3 Excel Analysis計算佈置參數與材料利用率 56
5.4 Excel選取佈置模式產生Creo佈置模型 61
第六章 實例驗證 64
6.1板料佈置流程 64
6.2實例驗證 66
6.3設計變更 75
第七章 結論 79
7.1結論 79
7.2未來研究方向 80
參考文獻 81

[1]T. J. Nye, (2000), “Stamping strip layout for optimal raw material utilization,” Journal of Manufacturing Systems, Vol. 19, pp. 239-248.
[2]郭漢斌，「連續沖模之2D參數化設計」（2000），碩士論文，國立台灣科技大學機械工程系研究所，台北市。
[3]莊博文，「連續沖模之3D電腦輔助沖程佈置」（2003），碩士論文，國立台灣科技大學機械工程系研究所，台北市。
[4]戴偉翰，「彎形板金展開之3D CAD系統開發」（2003），碩士論文，國立台灣科技大學機械工程系研究所，台北市。
[5]劉國彬，「連續沖模之3D電腦輔助板料與沖程佈置」（2004），碩士論文，國立台灣科技大學機械工程系研究所，台北市。
[6]邱贊源，「連續沖模板料設計之Pro/TOOLKIT程式開發」（2006），碩士論文，國立台灣科技大學機械工程系研究所，台北市。
[7]林健安，「使用Creo進行連續沖模之板料設計」（2013），碩士論文，國立台灣科技大學機械工程系研究所，台北市。
[8]范盛涵，「使用Creo進行連續沖模設計之板標準作業流程」（2014），碩士論文，國立台灣大學機械工程系研究所，台北市。
[9]R. Venkata Rao, (2004), “Evaluation of metal stamping layouts using an analytic hierarchy process method,” Journal of Material Processing Technology, Vol. 152, pp. 71-76.
[10]R. L. Kamalapurka and P. P. Date, (2006), “Minimizing wastage of sheet metal for economical manufacturing,” Journal of Material Processing Technology, Vol. 177, pp. 81-83.
[11]T. F. Lam, W. S. Sze, S. T. Tan (2007), “Nesting of complex sheet metal parts,” Computer-Aided Design & Applications, Vol. 4, pp. 169-179.
[12]Rafael Mulero and Bradley Layton, (2007), “Two-dimensional Minkowski sum optimization of ganged stamping blank layouts for use on pre-cut sheet metal for convex and concave parts,” Journal of Manufacturing Systems, Vol. 26, pp. 44-52.
[13]S Kumar and R Singh, (2011), “An automated design system for progressive die,” Expert Systems with Applications, Vol. 38, pp. 4482-4489.
[14]NX Progressive Die Wizard (2005), Siemens Corporation, Texas, USA.
[15]Progressive Die Extension Reference Guide (2005), Release 2.2, Parametric Technology Corporation, Waltham, MA , USA.
[16]3D QuickPress (2003), 3D QuickTools Inc., Hong Kong.