Abstract
工業界中，某些特殊的產品其設計的過程迴異於傳統的方式，常常必須先製造一個木質的或是粘土的實體模型，這些模型可能出自於藝術家的想像，或是依據實驗室的數據，而在某些特定的目的下，接受諸如振動或應力的有限單元分析。在這些完整的工程分析之前，模型的幾何外形必需精確地被描述，以便產生有限單元法所需的四方形網路小元素。針對這樣的實體模型，需要一套電腦輔助設計系統（CAD ），不只能夠重建模型外形，並且能提供修飾更改的功能。更進一步地，也需要發展一套電腦輔助製造系統（CAM ），能夠自動產生數值工具機（NC）的刀具路徑，以達到製造的目的。本文提供一個CAD/CAM 系充的系列流程與方法，以達成上述的要求。文中包括量測，外形重建與製造三個部份。第一部份的目的是建立完整的資料庫。該資料庫係由三次元量床以水平橫切面（等高線）方式依序量得大量數據後，經過等角取樣法（Angular sampling）所取得的點所構成。資料庫事實上是一個四方形網狀結構（Rectangular Topology Mesh ），每一點與四個鄰點相接。四方形小塊的邊界條件提供了Hermite曲面所需的數學條件。本文第二部份使用中央差分理論（Central Difference Approxi mation ）計算邊界條件並重建出Hermite曲面。這些小綴片緊鄰構建成整個實體模型。然後，將Hermite曲面轉換為對應的Bezier 曲面以進行細切工作。完成了Bezier曲面的細切工作後，由此得到的物體表面的輪廓線，提供了NC刀具路徑的最初形成。經過刀具半徑補償以及資料簡化處理，即可產生NC工作碼進三實例切削。龐大的資料量所引致的記憶體需求問題，可由於動態記憶體配置…二維串列資料結構（2D link list dtaa structure ）…的使用而獲得解決，並使本系統在個人電腦上得以實際運用。本文最後並以高爾夫球桿頭及茶壺的製作為例來驗證系統功能。