Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/2307
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dc.contributor.advisor范光堯zh_TW
dc.contributor.advisorKuang-Jau Fannen_US
dc.contributor.author蔡兆益zh_TW
dc.contributor.authorTsai, Chao-Yien_US
dc.date2001zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-05T11:42:58Z-
dc.date.available2014-06-05T11:42:58Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/2307-
dc.description.abstract金屬板材的成形極限會隨成形過程的應變路徑而有所變化,然而在量測板件應變時,均需中斷成形過程,而使應變路徑無法確實描述。為正確量測其成形極限與應變路徑,本研究應用電腦視覺法建立金屬薄板成形線上板面應變非接觸式量測系統,主要以電化學蝕刻方式塗敷方形網格於原始金屬平板上,藉架設於成形機台旁的二數位攝影機,擷取金屬成形過程中的影像,由2D平面影像重建3D影像,經計算處理後,取得各網點的空間座標,並藉網格網點間拓樸關係的形成,勾勒出板件的幾何形狀,再依均勻變形的假設,計算各網點的應變量。此線上應變量測技術可即時取得板件於成形過程中的影像,並能直接描繪出成形板件的幾何圖形,與顯示成形板件的應變分佈,同時也可點繪出網點的應變路徑。本文以單軸拉伸、平面應變拉伸及平面應變狀態的張伸成形試驗,展示非接觸式線上應變量測方法在金屬薄板成形應變量測的應用。zh_TW
dc.description.abstractAbstract The strain path of sheet metal influences its forming limit diagram. However, by measuring the strain on the sheet metal, the forming process must be interrupted, then the strain path can not correctly be described and consequently the forming limit can not properly be defined. In order to measure the forming limit and strain path, this study presents apply computer vision to set up On-Line Non-contact measuring the strain on the sheet metal system. The main processing sheet metal is initially printed with square grids pattern by an electrochemical etching method. During the forming process the sheet metal is sequentially photographed with two CCD (Charge Couple Device) cameras mounted on the forming machine. We can use a pair of two-dimensional images to reconstruct a three-dimensional image. When images processed, the coordinates for each node of the grids can be determined, the skeleton of the part can also then be constructed with the topology identification, and then the strain at the node can be calculated under the postulation of homogeneous deformation. The developed on-line measurement technique can catch the sheet metal images during the forming process, which can be used not only to illustrate its geometry but also to display its strain distribution, especially to follow the strain path at the grids. This study presents the Non-contact On-Line strain measuring method applying to sheet metal forming by the following experiments: uniaxial tension sheet metal in tension strain state, uniaxial tension sheet metal in plane strain state, and stretching sheet metal in plane strain state.en_US
dc.description.tableofcontents中文摘要Ⅰ 英文摘要Ⅱ 目錄Ⅲ 圖目錄Ⅴ 表目錄Ⅷ 1前言1 2文獻回顧2 2.1成形極限圖3 2.2成形極限圖的應用8 2.3網格分析法9 2.3.1原理9 2.3.2均勻塗覆網格的方法10 2.3.3網格的形式與大小12 2.4圓形網格應變量測方法14 2.5圓形網格的應變計算17 2.6方形網格應變量測方法18 2.7方形網格的應變計算19 2.8成形應變路徑21 2.9應用影像處理法的3D量測22 3研究目的與方法24 4量測系統的建立25 4.1硬體設備26 4.2軟體工具27 4.3量測流程27 4.4建立3D視覺與網點座標計算29 4.5應變計算31 5實例32 5.1實驗流程32 5.2攝影機的校正33 5.3動態2D應變量測36 5.3.1單軸拉伸實驗37 5.3.2單軸拉伸實驗結果40 5.3.3平面應變拉伸實驗43 5.3.4平面應變拉伸實驗結果45 5.4動態3D應變量測49 5.4.1液壓鼓脹實驗49 5.4.2液壓鼓脹實驗結果51 6結論與未來展望55 7參考文獻56 附錄1 方形網格的應變計算61 附錄2 視覺系統座標轉換66 附錄3 影像處理69 附錄4建立雙CCD的量測系統73 圖目錄 圖2-1大面積不規則板件之沖壓成形2 圖2-2Keeler-Goodwin的成形極限圖4 圖2-3典型的成形極限圖5 圖2-4板件試件幾何與其破裂處6 圖2-5板件試件幾何與成形極限圖6 圖2-6圓形缺口幾何與成形極限圖7 圖2-7 實驗試件型式與成形極限圖7 圖2-8網格形狀及其變形10 圖2-9光化學蝕刻的工作原理11 圖2-10電化學蝕刻的工作原理11 圖2-11結合光化學和電化學蝕刻的工作原理11 圖2-12常用的網格型式13 圖2-13常見的圓形網格14 圖2-14圓規、尺15 圖2-15薄膜應變尺16 圖2-16利用CCD擷取局部網格影像,建立成形極限圖17 圖2-17圓形網格變形前後形狀18 圖2-18三次元平台結合雷射位移計量測網點的空間座標19 圖2-19方形網格變形前後網格與座標軸關係20 圖2-20(a)應變路徑對FLD的影響 (b)兩條不同的應變路徑21 圖4-1金屬薄板成形的非接觸式線上應變量測系統示意圖25 圖4-2非接觸式量測系統控制架構與資料傳遞路徑的方塊圖26 圖4-3本研究非接觸式量測系統所使用的軟體工具27 圖4-4應變量測系統流程圖28 圖4-5立體成像模型29 圖4-6方形網格的拓樸關係31 圖5-1應變量測實驗流程圖33 圖5-2板件的動態2D應變量測實驗的架設圖37 圖5-3單軸拉伸時實驗試片的大小與幾何形狀37 圖5-4單軸拉伸實驗試件網格大小與變形量38 圖5-5單軸拉伸實驗架設之照片39 圖5-6試片在未變形前和即將斷裂前電腦所擷取影像的照片39 圖5-7單軸拉伸實驗板件於各成形階段的網格變形影像40 圖5-8單軸拉伸實驗試片其斷裂部位的網格排列情形40 圖5-9單軸拉伸實驗試片其斷裂部位網格的變形41 圖5-10單軸拉伸實驗試片斷裂部位的網格之等效應變分布圖42 圖5-11單軸拉伸實驗板件沿裂痕方向網點的應變路徑42 圖5-12平面應變實驗試片的大小與幾何形狀43 圖5-13平面應變實驗試件網格大小與變形量43 圖5-14平面應變拉伸實驗架設之照片44 圖5-15利用一校正用模型進行CCD校正時的照片45 圖5-16平面應變拉伸實驗試片於各成形階段的網格變形影像46 圖5-17平面應變拉伸實驗試片其斷裂部位的網格排列情形46 圖5-18平面應變拉伸實驗試片其斷裂部位網格的變形46 圖5-19平面應變拉伸實驗試片斷裂部位的網格之等效應變分布圖47 圖5-20平面應變拉伸實驗試件沿水平裂痕方向網點的應變路徑48 圖5-21液壓鼓漲試驗示意圖49 圖5-22液壓鼓漲實驗架設之照片50 圖5-23液壓鼓漲實驗成形過程中step 8~24及破裂的照片51 圖5-24液壓鼓脹圓薄板件網格變形影像52 圖5-25液壓鼓漲實驗成形破裂部位的之網格等效應變分布圖53 圖5-26液壓鼓漲實驗板件沿裂方向網點的應變路徑53 附錄圖A1-1方形網格的變形前後網格與座標軸關係61 附錄圖A1-2方形網格的拓樸關係64 附錄圖A2-1點對每個座標軸的旋轉67 附錄圖A4-1立體成像模型73 附錄圖A4-2成像過程的基本模型74 附錄圖A4-3兩座標系下的成像幾何76 表目錄 表2-1網格刻印方法的比較12 表2-2圓形網格應變量測方法的比較15 表5-1AL5052的化學成分27 表5-2校正點的已知空間座標與雙平面影像座標34 表5-3CCD攝影機校正參數34 表5-4校正試件的實驗數據與正向誤差評估35 表5-5校正試件的實驗數據與反向誤差評估36 表A1-1附錄圖A1-2之各網點的拓樸關係65zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher機械工程學系zh_TW
dc.subjectComputer Visionen_US
dc.subject電腦視覺zh_TW
dc.subjectStrain Measurementen_US
dc.subjectGrid Analysisen_US
dc.subjectSheet Metal Formingen_US
dc.subject應變量測zh_TW
dc.subject網格分析zh_TW
dc.subject金屬薄板成形zh_TW
dc.title應用電腦視覺於金屬薄板成形的線上應變量測zh_TW
dc.titleOn-Line Strain Measurement by Sheet Metal Forming Using Computer Visionen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.grantfulltextnone-
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