應用C語言開發彎管機運動模擬軟體

Software Development by C Language in Motion Simulation of Tube Bender

李友明(Yu-Ming Lee)

指導教授 ： 孫書煌

崑山科技大學/工程學院/機械工程研究所/碩士(2004年)

https://doi.org/10.6828/KSU.2004.00039

摘要

本研究的主旨是建立一套3D動態CNC彎管機運動模擬軟體，目的要讓使用者可在實際加工管件之前先在電腦上進行模擬，並可藉由模擬過程即時讓使用者了解到管件整體的加工情況，有助於使用者在實際加工管件之前可以有機會去修正彎管機的參數設定，使彎管機在進行管件加工時能夠更有效率。
在本文軟體中，虛擬管件與彎管機機台模組之運動模擬是藉由內部之C語言程式承接使用者所輸入之彎管加工參數，並經由運算後將管件與彎管機機台模組的連續作動位置轉換成顯示器上的座標點，並顯示於螢幕上。空間座標的平移旋轉因此成為本系統的主要運算核心，而系統程式乃是利用高階的C語言與高效能的OpenGL 3D繪圖程式庫所編輯而成，並且將彎管機的機台與管件都建立在本系統中。同時為了日後系統可以逐漸擴充內部所使用之機台，因此系統中機台各個零組件的建立方式是採用讀取外部文字檔的方式進行，如此可以讓其他系統維護者可以很容易地擴充系統內部所含有之機台。
在本系統中使用者可透過顯示器觀察虛擬彎管機運動，並利用輸入裝置，如鍵盤、滑鼠等方式，透過操作介面與系統進行互動。希望藉由本系統的開發，可以能讓彎管機使用廠商避免因為管件在加工過程中造成人力與物力的損失以降低成本，提高國內彎管機廠商在市場上的競爭力。

關鍵字

運動模擬 ； C語言 ； CNC彎管機

並列摘要

The objective of this research is to create a dynamic 3D motion simulation software for tube bending. By this developed software, tube designer can preview the tube bending simulation on a computer monitor before the actual tube is bended. Unreasonable parameters setting then can be found in early time and the process performance can be improved.
This software is constructed by Borland C++ Builder and OpenGL. Receiving the input parameters from users, this software makes a complicated calculation on the tube motion and displays the bending animation on the screen. Coordinate transformations are used in this calculation and OpenGL is also used to simplify the objects display and animation. Not only the tube virtual model but the machine virtual model is also included in this software. Users can, therefore, feel a very smooth tube bending machining on the screen. Expansion capability is also considered in this software. Different type machines can be imported by a formatted ASCⅡ file.
While animation is running, users can interact with the software and change the view port by mouse or keyboard. By the help of this simulation software, underlying mistakes can be avoid and time and material wastes can be decreased. Product is consequently improved.

並列關鍵字

Tube Bender ； OpenGL ； C Language ； Motion Simulation

參考文獻

[1] BLM-Adige Led, BLM Group, ”Highly Innovative 3D Graphic Programming Software”, Tube &Pipe Technology Journal,Vol.16，No.3，May/June 2003，pp.92

[2] Ushustech, http://www.ushustech.com/，2003年十月

[3] 林朝興、王仁宗、陳億銘、張櫻英、王雅蘭，“CNC彎管機3D繪圖預覽系統之設計與實作”，第十七屆全國技術及職業教育研討會，屏東，中華民國，2002年4月

[4] 張加欣，“電腦輔助彎管機的運動模擬與碰撞偵測分析”，碩士論文，國立中正大學機械工程學系，2003年七月

[5] 中村 正信，管件加工法，徐景福，復文書局，台南，1984初版