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研究生: 楊人豪
JEN-HAO YANG
論文名稱: 以FreeCAD為基礎的自動組裝離線教導軟體
FreeCAD Based Autonomous Assembly Task Offline Programming
指導教授: 林其禹
Chyi-Yeu Lin
口試委員: 邱士軒
Shih-Hsuan Chiu
郭重顯
Chung-Hsien Kuo
林柏廷
Po-Ting Lin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 35
中文關鍵詞: 離線教導自動化組裝FreeCAD
外文關鍵詞: off-line programming, autonomous assembly, FreeCAD
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  • 本論文致力於開發一套具有擴展性的機械手臂應用於零件組裝的離線教導軟體。機械手臂使用離線教導軟體應用於自動化組裝牽涉到許多技術領域,包含自動規劃組裝順序、機械手臂軌跡規劃、機械手臂避障、力回饋系統與機械手臂的結合等。為了將這些不同技術模組結合並且實際應用,本論文開發一個軟體整合平台,以模組化設計離線教導過程中可能使用到的演算法,讓研究人員或開發者可以自由增減或更換軟體演算法,以提升機械手臂路徑規劃的可選擇性。本研究採用的是開放原始碼的FreeCAD做為開發平台,它以OpenCASCADE為幾何建模核心,使得開發者可以免費使用並且擁有眾多並且強大的幾何建模函式庫可以使用。軟體使用Python開發,讓開發者可以將精力集中在開發軟體,而不是程式語法。


    This thesis focuses on generating an easy-to-extend off-line programming software for autonomous assembly task planning. Off-line programming for autonomous assembly tasks involve various technical disciplines, including autonomous assembly sequence planning, obstacle avoidance, 3D space trajectory planning, and force feedback control for robot arms. The software is designed to comprise modularized algorithms applicable to those topics relating to autonomous assembly tasks, and allow developers or users to add or change algorithms with ease. The software is based on FreeCAD, an open-source CAD software based on OpenCASCADE. This makes developers or users accessible to the powerful functions of OpenCASCADE. The main programming language is Python, which enables developers or users to develop in a relatively easy operation.

    摘要 I Abstract II 目錄 III 圖目錄 V 表目錄 VII 第一章緒論 1 1.1前言 1 1.2研究動機與目的 2 1.3文獻回顧 3 1.4本文架構 5 第二章 機械手臂 6 2.1工業機械手臂 6 2.2座標系統定義 8 2.3正向運動學 11 2.4逆向運動學 11 2.5 機械手臂精度 18 第三章 軟體組成 19 3.1 FreeCAD 19 3.2 Python 20 3.3 OpenCASCADE 21 3.4 CAD數據交換 21 3.5 機械手臂運動模擬 22 第四章 軟體架構 23 4.1軟體運作流程與說明 23 4.2組裝順序 23 4.3定義零件擺放位置及方向 23 4.4軌跡規劃 25 4.5圖形化操作介面說明 25 第五章 實驗結果與分析 29 第六章 結論與未來展望 33 6.1結論 33 6.2未來展望 34 參考文獻 35

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