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研究生: 林依晨
Yi-Chen Lin
論文名稱: 膠囊辨識模組機構設計改良、射出成型設計製造及分析
Mechanism Design Improvement, Injection Molding Manufacturing and Analysis of Capsule Recognition Module
指導教授: 柯正浩
Cheng-Hao Ko
口試委員: 李敏凡
Min-Fan Li
沈志霖
Jhih-LinShen
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: 2022
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 182
中文關鍵詞: 機構設計射出成型模流分析模具設計辨識模組
外文關鍵詞: Mechanism design, Injection molding, Molding flow analysis, Molding design, Recognition module
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  • 本研究主要是針對膠囊咖啡機中用來辨識膠囊防偽標籤的膠囊辨識模組做優化設計,因其原設計結構容易有鬆動問題造成光學辨識位置偏移,因此本研究在原設計基礎上做機構改良設計,此外也針對現有咖啡機辨識模組組裝到咖啡機中易發生水蒸氣進入模組中導致電路板發生短路問題及影響辨識膠囊的功能來做密封改善,為了能達到密封要求,進行射出成型設計改善。
    研究使用設計軟體PTC Creo Parametric進行機構設計,設計需要考量組裝件之間的匹配問題,並以卡勾、加強肋及螺絲柱做組裝設計及組裝分析。使用模流分析軟體Moldex3D進行塑膠外殼及支架成型分析,輔助射出成型參數設定及模擬成型情況。藉由模流分析模擬填充情況及結合線位置,分析成品可能出現縮水痕、應力痕及翹曲等問題,避免可明顯看出成型縮水痕及結合線情形,需達到A級1.67>CPK ≥ 1.33量測標準以達到密封需求。最後將膠囊辨識模組組裝於膠囊咖啡機上進行影像驗證來確認是否功能正常。
    綜之,本研究結合機構設計、模具設計、模流分析等過程完成一項產品,並在最後提出外殼肉厚改良設計建議,肉厚設計結果為t≦0.492T符合設計標準t≦0.5T。


    The primary purpose of this study is to optimize the design of the capsule recognition module used to identify anti-forgery capsule labels in the capsule coffee machine. The original design structure is easily prone to loosening problems, resulting in the mispositions of optical recognition. Therefore, this study aims to improve the structural design of the original design. In addition, the recognition module needs to seal when assembly in the coffee machine and prevent circuits and functional interference caused by water vapor entering the module. The injection molding will be improved to meet sealing requirements.
    This research uses Creo Parametric software for mechanism design. The design must consider assembly matching and use hooks, reinforcing ribs, and screw bosses for assembly design and analysis. The molding flow analysis software Moldex3D will analyze the molding of the plastic housing and camera holder assisting in setting injection molding parameters and simulating the molding situation. Molding flow analysis will simulate the material filling situation and the welding line position to analyze possible shrinkage marks, stress marks, and warpage issues in the finished product. To avoid noticeable molding shrinkage marks and wielding lines, and have the A class 1.67>CPK ≥ 1.33 measurement to meet sealing requirements. Ultimately, the recognition module needs to be completed in the coffee machine to confirm that it is functioning via optical verification.
    To sum up, this study product combines the mechanism design, molding design, molding flow analysis, etc. And brings up the housing thickness design improvement, in the end, the thickness result is t≦0.492T which meets the design guide of t≦0.5T.

    致謝 I 摘要 II ABSTRACT III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XVII 第一章 緒論 1 1.1研究背景 1 1.2研究動機與目的 2 1.3研究限制與要求 3 1.4廣泛影響 5 1.5論文架構 6 第二章 研究說明 7 2.1 設計軟體介紹 7 2.2 辨識模組基本結構 8 2.3 認證規範簡介 14 2.4 材料選用 15 第三章 研究方法 20 3.1 外殼機構設計 20 3.2 矽膠窗口機構設計 28 3.3 中芯支架機構設計 33 3.4 偏光片設計與原理 50 3.5 射出成型設計 59 第四章 成果與測試 108 4.1 量測設備介紹 108 4.2 CPK 量測簡介 112 4.3 機構外殼量測結果 114 4.4 成品組裝 129 4.5 成品功能驗證 141 第五章 結論 150 5.1 結果與探討 150 5.2 未來機構改良建議 152 參考文獻 156

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    無法下載圖示 全文公開日期 2025/08/18 (校內網路)
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    全文公開日期 2032/08/18 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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