CNC 型保麗龍雕刻機之設計與規劃

The Development of a Multi-Purpose CNC Machine for Press Die Full Mold Forms

王良育(Liang-Yuh Wang)

指導教授 ： 李碩仁

元智大學/工程學院/機械工程學系/碩士(1992年)

摘要

本文主要目的於研究探討 CNC 保麗龍雕刻機之系統架構與設計規劃。深
究目前的汽車鈑金模具製造業，對於消散模（保麗龍模）的製造，依然是
使用傳統的人工操作。不僅製造效率差，而且精度控制不易。因此，一套
真正 CNC 型、且具量測與雕刻功能的保麗龍製造系統，正是目前工業界
所迫切需要的。文內首先對系統之架構作詳細之設計與規劃，其中共含括
有四大技術要項，分別為機械結構、 CNC 控制器、機台檢驗與誤差量測
補正、及逆向工程型 CAD/CAM 系統等。文中對機械運動機構之設計原理
及精度控制方法等作詳細之論述，並利用有限元素分析法（使用 SDRC 公
司的 I-DEAS CAD/CAE ），來作組合干涉、機構模擬、結構應力應變、及
自然振頻等分析，以檢驗並確保機構設計之正確性。對於 CNC 控制器、
機台檢驗與誤差量測補正、及逆向工程型 CAD/CAM 系統等技術要項亦將
在本文中論述、並將其應用導入本保麗龍雕刻機中，以期系統之實用性及
適用性能達到最高之層次。

關鍵字

消散模型鑄造法 ； 電腦數值控制 ； 電腦輔助設計/製造 ； 電腦輔助工程分析 ； 量測 ； 逆向工程

並列摘要

The design of a CNC full-mold casting model machine was
presented. The full-mold model is an essential intermediate
process for making automotive press dies. To date, it is still
rely on manual operation which results in low efficie- ncy and
accuracy. Therefore, a CNC type full-mold model making machine
with multi-functions of measurement and mach- ining is of great
demand to the automotive die industry. System design of the
machine includes four major subsys- tems. They are mechanical
and mechanism design, PC-based CNC controller, static and
dynamics precision verification and error compensation, and
reverse-type CAD/CAM system. The mechanical and mechanism
design was analyzed by the I-DEAS CAD/CAE package for its
assembly interference check, mechan- ism simulation, static
stresses and deformation, and natural frequency modes.
Potential design defects were identified and were improved
through parameters studies. Major functio- nal requirements and
design specification of CNC controller, error compensation and
CAD/CAM subsystems were also surveyed and presented in detail.
It is believed that the machine can fulfill its original design
purposes.

並列關鍵字

Full Mold Forms ； CNC ； CAD/CAM ； CAE ； Metrology ； Reverse Engineering