銑床切削模擬軟體研究

Abstract

摘要 在現有多數的CAD/CAM 系統中，大多採用建構式實體幾何 (Constructive Solid Geometry) 或是邊界表示法(Boundary Representation) 等實 體模型。對於上述兩種模型而言，物件的布林運算或者在去除隱藏面的顯像處理是需 要大量的計算而且非常耗時的，然而在金屬切削模擬的過程中，上述的兩種運算是不 可避免而且一直在重覆地使用。有鑑於此，八元樹的結構便被提出了。它利用空間的 連貫性減少記憶體的需求，並以特定的編碼程序提供消除隱藏面的處理；此外，關於 八元樹的運算皆可藉由遞迴的原則處理且無需用到複雜的計算，不僅有助於編寫程式 碼並可節省許多變數運算的時間。所以，本系統選定此模型作為發展金屬切削模擬的 工具。 另外，本篇論文的另一部份則提出一個演算法─利用CSG 樹所建構的工件資料來產生 銑床加工路徑。關於銑床切削路徑的產生，其基本概念是利用一無限平面對所要產生 的物件層層相切。如此，可得到各層的邊界資料；也就是說，我們已將三維的加工問 題轉化成二維的pocket milling問題，再藉由Perrson 所提出的Voronoi Diagram 概 念即可產生出切削路徑來。不過，Voronoi Diagram 並未能解決非切削區域(island) 的問題。因此，我們提出一簡化模式並建立一套切削路徑之自動產生理論，便將此問 題適切地解決。