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研究生: 李惟聖
Wei-Sheng Li
論文名稱: DLP式液態快速原型系統之模糊控制研究
Research of Fuzzy Control for DLP-Based Liquid Rapid Prototyping System
指導教授: 蔡明忠
Ming-Jong Tsai
口試委員: 黃緒哲
sjhuang
汪家昌
jcw
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 自動化及控制研究所
Graduate Institute of Automation and Control
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 116
中文關鍵詞: 快速原形系統混合控制模糊控制
外文關鍵詞: NAF202, RP(rapid prototyping)
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應用下照式快速原形機製作工件,其中重要的關鍵就是如何能控制拉拔應力大小即可以防止工件製作失敗。本研究採用模糊控制方式並應用混合控制模式來進行加工。首先利用位置模式進行每層定位控制,在拉拔分離過程利用荷重計迴授拉拔力與拉拔力變化率作為輸入參數,經過系統判定每層光罩面積大小後伺服拉拔軸選擇改變扭力控制或拉拔速度作為輸出參數。在拉拔過程中應用模糊控制理論配合荷重計形成一閉回路的控制,針對不同的拉拔力進行調節出適當扭力輸出或拉拔速度輸出,可防止工件在製作中由於拉拔力過大或震盪,造成工件龜裂或變形的情況,本研究加入了拉拔力判斷分離與時間判斷分離機制,當每層加工結束後成型的工件能夠迅速且穩定進行分離動作,並達到最少的成型時間。模糊混合控制運用於台科大校徽與三角錐工件製作上,拉拔過程比位置模式拉拔、設定扭力輸出拉拔方法比較,整個拉拔過程能夠節省下約9%左右的時間。


During the fabrication by utilizing liquid type Rapid prototyping system, an important problem is how to control the extracting stress to prevent the fabrication part from being broken. The fuzzy theory and hybrid control technique are used to control the extracted process of a RP system. At first, we use the position control in the layer thickness control process. During the separating process for each layer fabrication, the system will be changed into torque control mode or speed control mode by identifying the area of each layer mask. According to the different force feedback, the system will adjust the suitable torque force or speed to prevent the work piece from being broken. This research also integrates the separation-judging mechanism and the time-judging mechanism in order to achieve the shortest manufacturing time for a bottom lighting RP system. The fuzzy hybrid control method is applied to the fabrication of a NTUST logo and a triangle cone. From the experimental results, the overall fabrication time for a RP part can be saved about 9 percent.

摘要...I ABSTRACT……II 誌謝…III 目錄…IV 圖目錄……VIII 表目錄……XII 第一章 緒論……1 1.1 研究動機與目的………1 1.2 研究方法與步驟………2 1.3 本文架構………3 第二章 文獻回顧與探討……4 2.1快速原型技術原理…………4 2.2快速原型前置處理..……4 2.2.1 STL檔案格式……6 2.2.2 STL格式的優缺點說明……6 2.3切層文獻探討………9 2.4快速原型製程………10 2.4.1 CAD模型建立……… 10 2.4.2 資料格式的轉換………11 2.4.3 成型加工檔資料的建立…… 11 2.4.4 快速成型與後處理………12 2.5力控制文獻探討…………18 第三章 液態式快速成形系統架構與設計……20 3.1系統控制架構…………20 3.1.1伺服馬達控制介面………21 3.1.2力感測單元………22 3.1.3步進馬達與光閘模組機構………23 3.1.4成型軸運動控制介面………25 3.1.5成型版與成型槽………26 3.2光源控制模組……………27 3.2.1光源控制模組…………………………………………………………27 3.2.2光源強度分析…………………………………………………………28 3.2.3投影狀態分析…………………………………………………………29 3.3光罩圖層輪廓資料…………………………………………………………32 3.3.1光罩產生之演算法……………………………………………………33 3.3.2光罩尺寸校正…………………………………………………………34 3.3.3 數位光罩………………………………………………………………35 3.3.4 光罩校正模組…………………………………………………………35 3.3.5 校正流程………………………………………………………………37 3.3.6光硬化樹脂分析………………………………………………………38 3.4切層軟體的架構……………………………………………………………39 3.4.1 STL格式…………………………………………………………………40 3.4.2切層平面與三角網格交集各種況……………………………………41 3.4.3切層原理………………………………………………………………43 3.4.4切層方向選擇 ………………………………………………………47 3.4.5輸出格式 ………………………………………………………………49 第四章 模糊控制理應用與控制器設計………………………………………53 4.1模糊控制原理與架構………………………………………………………53 4.1.1 模糊關係的運算………………………………………………………53 4.1.2 映模糊控制器架構 …………………………………………………54 4.2模糊化介面…………………………………………………………………55 4.2.1控制器變數模糊化條件的決定………………………………………56 4.2.2歸屬函數………………………………………………………………57 4.2.3模糊控制器的控制規則庫……………………………………………61 4.2.4模糊推論………………………………………………………………62 4.2.5解模糊化………………………………………………………………63 4.3控制器設計…………………………………………………………………65 4.3.1模糊混合控制…………………………………………………………65 4.3.2混合控制與系統控制參數設定………………………………………66 4.4模糊控制器設計流程………………………………………………………70 4.4.1扭力與拉拔力關係……………………………………………………71 4.4.2不同拉拔速度下面積與拉拔力關係…………………………………71 4.5判斷拉拔分離機制…………………………………………………………77 4.5.1拉拔力判斷分離………………………………………………………78 4.5.2 時間判斷分離…………………………………………………………79 第五章 人機介面與實驗結果討論………………………………………………81 5.1人機介面……………………………………………………………………81 5.1.1 切層模組功能………………………………………………………82 5.1.2 切層操作方法………………………………………………………83 5.1.3 光罩顯示模組………………………………………………………84 5.1.4 機構控制模組………………………………………………………85 5.1.5 光罩製作模組………………………………………………………86 5.1.6參數控組……………………………………………………………87 5.2模糊控制系統操作流程………………………………………………87 5.3實驗分析與討論……………………………………………………………90 5.3.1不同模式拉拔力分析………………………………………………90 5.3.2工件製作……………………………………………………………98 5.3.3時間分析…………………………………………………………104 第六章 結論及未來發展方向……………………………………………………110 6.1 結論………………………………………………………………………110 6.2 未來發展方向……………………………………………………………111 參考文獻…………………………………………………………………………112 作者介紹…………………………………………………………………………115

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無法下載圖示 全文公開日期 2006/07/16 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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