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研究生: 洪錦豪
Chin-Hao Hung
論文名稱: 使用Creo進行連續沖模雙排板料佈置材料利用率之優化設計
Using Creo to Find Optimal Raw Material Utilization of Stamping Strip for Paired Parts
指導教授: 林清安
Ching-An Lin
口試委員: 謝文賓
none
陳炤彰
Chao-Chang Chen
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: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 120
中文關鍵詞: 連續沖模板料佈置多目標設計Minkowski Sum
外文關鍵詞: Progressive dies, Strip layout, Multi objective design, Minkowski Sum
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  • 板料佈置為連續沖壓之模具設計程序中非常重要的一環,較佳的板料佈置將大幅節省成本與減少浪費。目前在連續沖壓模具設計過程中,板料佈置大部分仰賴設計人員的實務經驗,鮮少對材料利用率作全面數據分析,往往無法達到優化的利用率配置。有鑑於此,本論文嘗試以Minkowski Sum為學理基礎,在3D CAD系統Creo中建立一套能夠全盤考量各種板料佈置之材料利用率的方法,以針對單排及雙排板料佈置進行材料利用率之優化設計。
    本論文所開發之板料佈置流程是將單位料帶面積作為目標函數,利用Creo的Multi Objective Design作為核心,搭配參數式特性,擷取各種板料佈置之單位料帶面積大小,能夠迅速掌握所有佈置狀態與數據,包含節距、佈置角度、料帶寬度….等,以減少探索設計參數之時間,大幅提昇板金設計之效率。
    論文中以一個金屬彈片零件進行雙排板料佈置,最後求出最小單位料帶面積,該案例中最小化單位料帶面積與最大化單位料帶面積差異近1.75倍,此說明了優化的板料佈置對材料利用率有明顯程度之提昇。


    In the design process for a progressive die, a good strip layout will significantly save costs and reduce waste. Currently, the strip layout mostly depends on the hands-on experience of the designer. Comprehensive data analysis for the materials utilization is rarely conducted. In view of this, this thesis attempts to use the Minkowski Sum as a theoretical basis and establishes a method that provides overall considerations of various strip layouts in Creo’s 3D CAD system in order to develop an optimal design for material utilization of single-part and paired parts in strip layouts.
    The strip layout process developed in this thesis adopts the area of a strip per unit as the objective goal. Using Creo’s Multi Objective Design as the core in tandem with the parametric features, capturing the area of a strip per unit of each strip layout can quickly grasp all the layout states and parameters, including the pitch, angle of placement, width of strip, etc. This will reduce time spent in exploring the design parameters, and dramatically increase the efficiency of sheet metal design.
    In this thesis, a metallic spring is arranged as a strip layout for paired parts, and finally the minimum area of the strip per unit is determined. The difference between the minimum area of the strip per unit and the maximum area of the strip per unit is nearly 1.75-fold. This demonstrates that an optimal strip layout permits a significant level of enhancement in the utilization of materials.

    摘要I AbstractII 致謝III 目錄IV 圖目錄VII 表目錄XIII 第一章 緒論 1 1.1研究動機與目的 1 1.2研究方法 3 1.3文獻探討 5 1.4商業軟體發展現況 6 1.5論文架構 8 第二章 Minkowski Sum介紹 9 2.1 Minkowski Sum相加 10 2.2圖形疊加與Minkowski Sum關係 13 2.3板料佈置與Minkowski Sum之關聯 16 2.4 Minkowski Sum分解 22 2.5圖形空間相對關係 25 第三章 板料佈置與材料利用率 28 3.1板料佈置參數29 3.2材料利用率31 3.3板料佈置與材料利用率關係 32 第四章 系統開發方法與工具介紹 38 4.1陣列產生Minkowski Sum圖形 38 4.2建立參數式節距與料帶寬度 40 4.3單排板料佈置設計流程43 4.4雙排板料佈置設計流程44 4.5 Creo介紹 50 4.6曲線陣列介紹50 4.7多目標設計分析 54 第五章 實例驗證61 5.1實例驗證一 62 5.1.1建立Minkowski Sum圖形 62 5.1.2建立目標函數 72 5.1.3多目標設計分析設定變數求解83 5.2實例驗證二 88 5.2.1建立第一組Minkowski Sum圖形 90 5.2.2建立第二組Minkowski Sum圖形 97 5.2.3建立分析特徵 106 5.2.4多目標設計分析設定雙變數求解 109 5.2.5最大化與最小差異 114 第六章 結論 117 6.1結論117 6.2未來研究方向118 參考文獻119

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    無法下載圖示 全文公開日期 2021/08/09 (校內網路)
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