點資料分群法於五軸刀具碰撞偵測之應用｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	洪張傳 Chang-Chuang Hong
論文名稱：	點資料分群法於五軸刀具碰撞偵測之應用
指導教授：	黃衍任 Yean-Ren Hwang
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 機械工程學系 Department of Mechanical Engineering
畢業學年度：	90
語文別：	中文
論文頁數：	64
中文關鍵詞：	電腦輔助設計與製造、五軸、刀具碰撞
外文關鍵詞：	CAD/CAM, 5-axis, cutting tool collision
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五軸向加工機的應用越來越為廣泛，在現今市面上也有許多的電腦輔助設計與製造(CAD/CAM)的軟體可供輔助。而參數曲面的應用在現今則為非常的廣泛，無論在刀具路徑規劃或刀具碰撞偵測上，都可以利用將參數曲面打散成點資料來做應用。但是在現今的加工模型越來越複雜的情形之下，在做刀具碰撞偵測與刀具軸向修正時，為了要滿足近似模型的誤差要求下，往往所需要產生的離散點個數是非常非常多的。也因此當在做刀具碰撞偵測時，所許要花費的運算也是非常耗費時間的。
本文的目的在於減少龐大點資料的問題，利用將點資料分群的方法，有效的減少刀具碰撞偵測次數以減少所需的運算時間。文中提出分群的概念及討論球體、立方體分群法的優缺點，並提出結合兩者的方法來應用。接著利用程式模擬的方法，來比較未分群和分群後花在刀具碰撞偵測與刀具軸向修正的時間。

摘要………………………………………………………………………I
致謝………………………………………………………………………II
目錄………………………………………………………………………III
表目錄……………………………………………………………………VI
圖目錄……………………………………………………………………VI
第1章	緒論……………………………………………………………1
1-1 研究動機與目的…………………………………………………1
1-1.1加工路徑規劃………………………………………………2
1-1.2刀具碰撞問題………………………………………………4
1-2 文獻回顧…………………………………………………………5
1-3 論文架構…………………………………………………………5
第2章	點資料分群法則與論證…………………………………………7
2-1 點資料分群概念…………………………………………………7
2-1.1 球體點資料分群……………………………………………9
2-1.2 立方體點資料分群…………………………………………11
2-1.3 正立方體與球體結合………………………………………13
2-1.4 正立方體大小的選取………………………………………15
2-2 論證………………………………………………………………19
2-2.1 基本定義……………………………………………………19
2-2.2 未分群的刀具碰撞偵測運算量……………………………21
2-2.3 分群後的刀具碰撞偵測運算量……………………………23
2-2.4 比較論證……………………………………………………25
2-3 總結………………………………………………………………28
第3章	刀具碰撞偵測與修正……………………………………….30
3-1 初始刀具軸向的決定……………………………………………31
3-2 刀具碰撞偵測……………………………………………………32
3-2.1 模型資料……………………………………………………34
3-2.2 刀具定義……………………………………………………35
3-2.3 碰撞偵測法則………………………………………………35
3-2.4 分群後之碰撞偵測…………………………………………40
3-3 刀具軸向修正……………………………………………………42
第4章	程式模擬與結果…………………………………………….50
4-1 實驗模擬…………………………………………………………50
4-2 模擬結果…………………………………………………………57
4-3 結果討論…………………………………………………………60
第5章	結論與未來展望…………………………………………….61
5-1 結論………………………………………………………………61
5-2 未來展望…………………………………………………………62
參考文獻…………………………………………………………………63

                                

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