用於五軸同動加工之即時曲面曲線插補器

Real-Time Surface Curve Interpolator for Five-Axis Machining

王嘉源(Jia-Yuan Wang)

指導教授 ： 雷衛台

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2008年)

摘要

本論文針對五軸曲面加工，為改善傳統資訊處理流程所產生NC碼之問題，導入了STEP-NC參數化輸入之概念，以完整定義之加工參數以及曲面、曲面曲線描述做為五軸曲面加工輸入檔，並在CNC系統內部規劃、實現了相對應的展開模組，使CNC系統具有智慧型規劃五軸曲面加工之能力。 此外，為提高即時插補之計算效率，本論文提出了快速即時NURBS曲面曲線插補方法，先於線上非即時環境下計算曲面曲線長度，以及建立描述路徑長度與曲線參數關係之路徑長反函式，然後便可以在線上即時環境利用路徑長反函式進行高效率之曲面曲線插補計算。另外插補器還提供了即時刀具指向計算以及三維刀具半徑補正之功能，增加了五軸曲面加工刀具使用之彈性，並且針對不同工件外型以及加工條件，賦予使用者選擇自由刀具指向或是限定刀具指向等不同刀具指向方法之自由，從而使五軸曲面加工可以達到最佳之加工品質。 最後，以VC++ 6實現快速即時曲面曲線插補器相關模組於五軸CNC控制系統之中，透過模擬之方式驗證了此曲面曲線插補器有良好之計算效率以及極高之進給精度，並藉由此五軸CNC系統控制五軸機器進行曲面加工之實驗，可以成功加工出自行設計之自由曲面以及凸面、凹面等不同類型之曲面，而證實了本論文提出之研究方法以及相關軟體實現之正確性。

關鍵字

即時插補 ； 五軸加工 ； NURBS ； CNC ； 曲面曲線

並列摘要

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並列關鍵字

real-time interpolation ； five-axis machining ； NURBS ； CNC ； surface curve

參考文獻

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