TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 12, No. 12, Decembe r   2014, pp. 82 0 0  ~ 820 4   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i12.49 59          8200     Re cei v ed Ma y 23, 201 4; Revi sed O c tob e r 15, 201 4; Acce pted No vem ber 7, 20 14   CNC Pa rametric Optimization for Exercise Equipment  Parts Surface Roughness Using TRIZ      Han - Ch en H u ang 1 , Cheng-I Hou 2 , Tian-Sy ung Lan 3 *  1 Chun g Hua U n iversit y , T a i w an   2,3 Yu Da Unive r sit y  of Scie nce  and T e chnol o g y , T a i w a n   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : tslan@ yd u.e du.t w       A b st r a ct   Product qu ality   is  th e most i m p o rtant issue   in   the  Co mpu t er Nu merica l  Contro l (C NC)  proc ess.   Henc e, w i th exercise e qui p m e n t parts Surface Rou g h ne ss a s  the target, this study selecte d  Spin dle s pee d ,   Cutting depth,  F eeding,  and  Tool r unoff, as  cont rol parameters in CNC  paramet ric optim i z a t i on of tar g et   qua lity. By us ing t he T h eor y of Inve ntive  Probl e m   S o l v ing (T RIZ )  to  defi ne th e C ause  an d Effec t   re l a tio n s hi p   a n d  co n f li cti n g   p o i n ts, th i s  stu d y   q u i ckl y i d e n t i f ie d  an  op tim a l   so l u tio n ,  a c co rd i n g  to  TR IZ, and  deter mi ned  fa ctor rel e vanc e  by c u tting  c ontrol  par a m et ers. By the  4 0  Inve ntive  Pr incip l es  of T R IZ  corresp ond in g  to Contra dictio n Matrix, w e  obtai ne d the  Surface R o u g hness  opti m i z ation strate gy. T h e   empiric a l rese arch results su ggest that Surface Ro ugh nes s can actual ly be i m prov ed u nder the o p ti m a l   para m eter co mbin ation. T he e ffectiveness a n d  pr actica lity of the propos ed  meth od ar e ver i fied.     Ke y w ords : T R IZ , surface roughn ess, compu t er nu meric a l c ontrol     Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  The tu rning  p r ocess i s   a widely used  cu tting pro c e s si ng meth od. I n  turni ng p r o c e ssi ng,  in addition to  the dimensi o ns an d sh ap e of the  work piece, the surfac e ro ugh ness of the work  piece  sho u ld  also  be  con s idere d  [1]. Sin c e tu rnin g i s   cutting  by a  single-point  cu tting tool, it can   easily result in tool marks on the su rf ace [2], and  surfa c e  sm oothne ss level can  affect  the   appe ara n ce  of the wo rk p i ece [3], coo r dination  fu nct i onality, and f a tigue  servi c e life. The  si z e   and n u mb er  of tool ma rks ca n cau s e  Surface  Rou ghne ss, whi c h furthe r affe cts  su bsequ e n t  pro c e ssi ng a nd the m e ch anical prope rt ies of the  wo rk  piec e [4]. Major fac t ors  affec t ing Surfac e  Rou ghn ess i n clu de tool  sha pe, tool l i fe, cutti ng d r ive, vibratio ns, feedi ng  spe ed, mate rial   prop ertie s , spindle  rotatio n  error, a n d  cutting chat ter [5]. In the pro c e s s, 4  cutting fact ors  (Spindl e spee d, Cutting  de pth, Feedi ng,  and  Tool  ru n o ff) are often  use d  a s  the  control fa cto r s  of  Surface Ro ug hne ss.   Gha s san et al. [6] used two differe nt met hod s to measure Surface Roug hn ess. Two   light refle c tio n  model s, na mely, the Intensit y-T opo graphy Compat ible (IT C ) m odel a nd Li g h t- Diffuse  mod e l  we re a dopt ed an d a ppli ed to inte rp re t acq u ire d  vision data  an d  enabl e suitab le   comp utation  of ro ughn ess pa ramete rs.  Roq ue  et al. [ 7 ] found  the   wea k   point s  of CNC from   the   perspe c tive  of CAD/CAM ,  namely, the lack  of an  advanced  mathemati c al  algorithm.  The  addition of a d vanced alg o rithm s  ca n signifi cant ly redu ce the computation o f  the machin e  algorith m . This study ap pli ed TRIZ [8] to devel op  CNC  cutting te chn o logy. TRIZ is put forward  by G.S. Altshuler a nd othe r re sea r che r s of Ru ssia, a nd ba sed o n   analysi s  of 2,500,00 0 wo rl d- wide patent s.  G.S.  Altshull e r  h a s dra w n three axio ms,  whi c h  con s titute the  scie n tific ba ckgrou nd   for the Clas s i c  TRIZ [8].  At prese n t, there a r e ma ny indust r ie s ap plying TRIZ.  For exam ple,  Samsun g an d LG of  South Kore a use the T R IZ  method to i m prove thei r  prod uct s  an d  redu ce  co sts. With Surfa c e  Rou ghn ess a s  the re se arch subj ect, this study in trod uce d  TRIZ in  the CNC pro c e ss to de sig n   Turni ng Pa ra meters. By u s ing  the  Con t radictio n M a trix [9], this  study d e term ined th e cutting  factors (Spin d le spe ed, Cutting  de pth, and  F eedi ng  and T ool  ru n o ff) and  Surf ace  Roug hne ss  relation shi p , and e s tabli s h ed quality ch ara c teri st ic a nalysi s  of Su rface  Ro ugh ness. Using t he  Fuzzy Lin gui stic m e thod,  without exp e rimental eq uip m ent or  mate rials, thi s   stu d y fuzzifie d  the  target setting  rule s to sav e  experim ent al ti me and  costs to  comp ute and impl ement num erical  pro c e ssi ng of  the rel a tionships  between  turning   pa ra meters an d target s. The  rese arch findi ng s  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     CNC Param e tric Optim i zati on for Exe r cise Equipm ent Parts Surfa c e …  (Ha n -Ch e n  Hua ng)  8201 can b e  a refe ren c e for the  sub s e que nt surface ro ugh ness de sig n .      2. Qualit y  Discussio n   2.1. CNC Tur ning Qualit y   In the m easurem ent of  CNC  Com p u t er  Nu me rica l Co ntrol tu rning  quality, Surfa c e   Rou ghn ess i s  on e of the  most imp o rt ant items.  T h is  study sel e cted  “Spin d l e  sp eed,  Cut t in g   depth, Fe edi ng, and  Tool  run o ff” a s  th e co ntrol fa ct ors [10] to a nalyze th e ef fects of va rio u s  cutting facto r s on Surfa c e  Rou ghn ess q uality [11].  Surface Ro u ghne ss ca n  be re pre s e n ted by  many  method s, a nd the mo st  comm on   rep r e s entatio n meth od s i n clu de th e  Cente r  lin e  averag e  rou ghne ss  (Ra ) ,  Maximum  h e ight  roug hne ss (Rmax), and  Ten point he ight of irregu larities (Rz);  this study ap plied Ra a s   the   method to  re pre s ent Su rfa c e  Rou ghn ess. Ra is  defin ed by  cutting  a se ction  of t he roug h curve  of the pro c e ssi ng  surfa c e  for the me a s ureme n t le n g th of L. By usin g the  ce ntral line  of the  averag e h e ig hts of the  len g th a s  the X  axis an d th e  li nes vertical t o  the  cent ral l i ne a s  the  Y a x is,  the roug hne ss cu rve can b e  rep r e s ente d  by y= f( x ).    2.2. TRIZ Th eor y   TRIZ (Th e o r y of Inventive Problem S o lving)  is  a term in Russi an for the th eory of  inventive pro b lem  solving.  The th eo ry  wa s p r op ose d  by a  Ru ssi an n a med  Altshulle r a nd t h e   resea r ch g r o up le d by  hi m; they u s e d  20 0 tho u sand s p a tents of a te ch no logical n a ture to  perfo rm anal ysis and  stud y, and found that co mmo n  and basi c  problem s, and probl em s sol v ing  techni que s, exist in the innovation an d inventi on probl em s of different field s . Hen c e, th ey  prop osed th e  sam e   soluti on for u s e in  pro b lem s  of  different fiel ds  and  occu rring i n  different  times; thus, the model fo r solving a  probl em  mig h t already e x ist. Altshuller analyzed a nd  summ ed 39  t e ch nical cont radi ctory syst em cha r a c te ri stics  that are freque nt ly en cou n tere d [1 2],  and a rra nge d  the corre s p o nding  solving  rule s into a  matrix in ord e r to provide  desi gne rs  with a   fas t  method to find mos t  fitting s o lutions. This   mat r ix use s  a  39x39  techni cal  system to help fi nd  the rul e s to  solve te chni cal co ntra dicti ons, fo r  a tot a l of 126 3 el ements,  with  numb e rs in  the  medium  col u mn mea n ing  the numb e rs  of the co rrespondi ng n e w  rule s. Thi s  is  a wid e ly kn o w n   contradi ction  matrix tab l e u s ing  te chni cal   cont radi ction s  [1 3], whi c h  d e termin es the  cha r a c teri stics of five p e rspe ctives,  and it s o w n  cha r a c te ristic i s  d e termin ed through   corre s p ond en ce to 39 e ngi neeri ng pa ra meters. In the cont radi ctio n matrix, first sele ct and li st  all  items that n e ed to b e  imp r oved. In   the contradi ction  matrix,  39 ch ara c teri stics i n  the verti c al  axis   are  the  ch aracteri stics to  be  imp r ove d , whil e 3 9   cha r a c teri stics in  the  ho ri zontal  axis  are  cha r a c teri stics that are ab out to deterio rate;  after ort hogo nal ope ration, the req u ired inve ntive  prin ciple can be  obtain ed.                         Figure 1. TRI Z  resea r ch p r oce ss      3. Rese arch  Metho d s   3.1. Qualit y   Char acteristi cs   In ord e r to  u nderstan d th e focu s  of q uality  cha r a c t e risti cs, th e  quality ch ara c teri stics   perfo rmed  by  two  resea r ch ers [5, 14] o n  cutting  noi se  is u s e d  first, then fuzzy  se mantics [5] a n d   experim ental  data [14, 15] will be further used to defi ne TRIZ issues; in this arti cl e, cutting noi se   will be studied first.    Questi o n   C ontr adi cti o n   T e c hni cal   C ontr a di cti o n   39   Eng i neer i ng   P a ra me t e rs   40   Inv enti v e  Pr i n ci pl es   C ontr a di cti o n  Ma t r ix  40   Inv e nti v e  Pr i n ci pl es   Anal y s i s   and   Str a teg y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 12, Decem ber 20 14 :  8200 – 82 04   8202 3.2. TRIZ Process Flo w   By  following  the  research  sug g e s tion s of  We ng [5]   and  Ch an [1 5], this  study  used  4   cutting p a ra meters (Spi n d le speed,  Cutting depth,  Feedin g , an d Tool  runoff )  to analy z e  the   quality  chara c teri stics of Surf ace  Rou ghne ss, an d  used  TRIZ   to dete r mine  the  confli cts of  Surface  Rou ghne ss. Th ro ugh the   39  Engine erin g P a ram e ters,  4 0  Inventive P r inci ple s , an d  the   Contradi ction  Matrix, we can o b tain a  cutting  strat egy that can  optimize surface ro ugh ne ss  quality.    3.3. TRIZ of Innov ation Strategy   First, we con necte d the re lationship s  of  the four cutting paramete r s an d sel e ct ed   the  Enginee ring Param e ters  b y  Surface  Ro ughn ess in o r der to d e term ine the imp r o v ing Param e ters  and worseni n g  para m eters of Surface Rough ne ss.  Th e step s of TRIZ are, as foll ows:  a)  Attempt to determine the  a ttributes that  cau s e  confli cts from the te xtual descri p tion  of  the pro b le m to be addressed, and  convert  the textual descri p tions into an item of  the 39 Engin eerin g Para m e ters ;   b)  Determine  th e  traditio nal method or rul e  of thum b t o  propo se  a  possibl e p r ob lem- solving di re ction;  c)  Improving: to determi ne "im p roving featu r es " from the  hori z ontal axi s  of the matri x ;  d)  worse n ing: to  determine t h e "wo r senin g  par amete r s"  from th e vertical axi s  of t he  matrix;  e)  Use the Inte ractive T R IZ  Matrix to det ermin e  the  grid s of pai rwi s e  confli cting   attributes;   f)  Reg a rdi ng th e 40 Inventi v e Princi ple s  in the gri d , determi ne  and eval uate  the   con c e p ts fro m  the inventive princi ple s .    3.3.1. TRIZ Definition   First, ba sed  on the four  cutting para m eters, th i s  stu d y implement ed the TRIZ  definition,  according to the literatu r e o f  Weng [5] an d Cha n  [15]:  a)  Spindle  sp ee d: exce ssivel y fast an d  slo w  fee d ing  sp eed  will  re sul t  in better surface  roug hne ss,  b)  Cutting dept h: when cutting circul ar  material, the  addition of lathe cent er  can  stabili ze the o b ject an d imp r ove su rfa c e rough ne ss.   c)  Feedin g : tool pre s sure affects surfa c e ro ughn ess.   d)  Tool  runoff: ac cording to the 81 groups  of the Taguchi meth od propos ed  by Weng  [5], the medi an values of  the manufact uring  process will  result in the m o st  stable  c u tting.     3.3.2. Engineering Param e ter s    By using the  TRIZ  39 E ngine erin g Param e ters , this stu d y propo sed the i m provin g  feature s  and  worse n ing p a r amete r s fe ature s , and li sted the facto r s to be improv ed on the left of  Table 1, an d  the worse n i ng pa ramete rs in the  up pe r part of Ta bl e 1. The imp r oving featu r es   inclu de: #9  speed, # 13 obj ect sta b ility, #11 pressu re o r  stress,  an d #29  ma nufa c turing preci s io n,  while worsen ing paramete r s in clud e: #10 forc e, #2 5 time waste ,  #39 produ ctivity, and #31  hazard o u s  factors.     3.3.3. Contr a diction Matrix  or Interacti v e  TRIZ Matrix  Acco rdi ng to  the co nditio nal eq uation s  of  the T R I Z  definition,  this stu d y arrang ed a  contradi ction  matrix a nd  applie d 4 0  I n ventive Pr inc i p l es  in  th e ta b l e  in  or de r  to fo r m  th e  Interactive T R IZ Matrix, as sh own in Table 1.       Table 1. Interactive TRIZ  Matrix   Worsening  featur es  Improving featur es    #10 #25 #39 #31  #9 13.28.15.19   -  -  2.24.35.21   #13 10.35.21.16   35.27   23.35.40.3   35.40.27.39   #11 36.35.21   37.36.4   10.14.35.37   2.33.27.18   #29 28.19.34.36  32.26.28.18  10.18.32.39   4.17.34.26     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     CNC Parametric  Optimiz a tion for Ex erc i se E q u i p m e n t  Pa r t s  Su r f ac e…  ( H an -C hen  H u an g )   8203 4. Results a nd Discu ssi ons   4.1. Experiment Tool   In this  study,  the exp e rim ental e quipm ent ad opted  the ECO C A  PC-3 807  mo del PC- Based CNC Lathe,  as  m a nufactu red b y   the  ECOC A Industrial  Co., Ltd. Wh ere S45 C  me dium  carbon  ste e l i s  a dopte d  a s   the  expe rime ntal processi ng mate rial,  whi c h i s   a p r oce s sing  mat e rial   comm only ad opted by the i ndu stry; the l a thing mate ri al sp ec i s  a  h o lding l e ngth  of 100mm S 4 5C  medium  carb on steel. Th e cutter a dopte d  is a re ady-t o-u s e di spo s able cutter, with the handle  of  model No. TJNR2 020K1 6  manufact u re d by Toshib a ;  the cutter u s ed i s  of mo del No. NX2 525  manufa c tured  by Mitsubi sh i. The MITSUTOYO SURF TEST SV400  su rface an al yzer i s  u s e d  i n   this study  to analyze  the surfa c e   ro ug hne ss of  the  cutting  re sult s, and  the m easure d   surf ace   roug hne ss value is sele cte d  as Ra.     4.2. Cutting Parameters   Reg a rdi ng th e four cutting  paramete r s  of C NC, in clu d ing Spi ndle  spe ed, Cutting depth,   Feeding, and Tool runoff, this  study listed the thre e levels, as  shown in Tabl e 2.  In the process  of cutting by CNC, the me dian value s  o f  the  cutting param eters are gene rally u s ed (Tabl e  3):      Table 2. Leve l s of cutting p a ram e ters  Tabl e 3. Medi an value s  of cutting pa ram e ters    Level  1  Level  2  Level  3  A: Spindle  speed  v(m/min)  150 200 250  B: Cutting  depth d(mm )  0.5 1  1.5  C: Feeding  f(mm/rev)  0.02 0.06  0.1  D: Tool run off  runoff(mm )  -0.1  ±0.03   0.1    A2 B2  C2  D2  Spindle speed (m/mi n )   Cutting depth (mm)  Feeding   (mm/rev)  Tool runoff (mm)  200 1  0.06  ±0.03         4.3. TRIZ An aly s is Verification   The TRIZ cu tting paramet ers of the o n -site  cutting  are, as sh o w n in Table  4. As   comp ared wit h  the research findings of  Wen g  [5 ] (Table 5), the propo sed optim ization st rate gy  to improve surface  roug h ness th rou g h  TRIZ  ha s  su rpri sin g  effect . The Su rface Rough ne ss is  0.783 μ m, whi c h i s  improve d  by 0.1403 μ m, as compa r ed  with the f i nding s  of Weng [5] (Fig u r e  2).       Table 4. TRIZ  param eters  Table 5. TRIZ  solution resu lts  A3 B1  C3  D1  Spindle  speed  (m/mi n )   Cutting  depth   (mm)  Feeding   (mm/rev )  Tool  runoff   (mm)  250 0.5  0.1  -0.1       Spindle  speed  (m/mi n )   Cutting  depth   (mm)  Feeding   (mm/rev )  Tool  runoff   (mm)  Weng[5] 200 1  0.06  ±0.03   The  propose d  method 250 0.5  0.1  -0.1         Figure 2. Re search result  0. 9233 μ m 0. 783 μ m 0. 7 0. 75 0. 8 0. 85 0. 9 0. 95 Weng[5] T he proposed m e thod Surface roughness( μ m) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 12, Decem ber 20 14 :  8200 – 82 04   8204 5. Conclusio n   The  bottlene ck of  CNC t u rnin g m a ke s it ex tremely  diffic u lt  to s e t c u tting parameter  con d ition s , which  sho u ld b e  very rigo ro us an d rigi d in ord e r to prevent red u ce d quality due  to   para m eters. Therefore,  m o st cutting p e rsonn el of the indu st ry u s e the medi a n  values a s  the   stand ard. Sin c e processin g  pra c titioners can not defi n itely select   the numeri c a l  condition s to  optimize tu rn ing qu ality, this  study u s ed TRIZ i n   setting p a ra metric  co ndit i ons fo r surf ace  roug hne ss in CNC turning.  The method  can  rapidly d e termin e a solution an d the best st rate gy.  As the re sult s su gge st, Surface Roug hne ss  can  si gnifica ntly improve t he eff e ct to achi eve   satisfying qu ality chara c te ristics, thus,  helpin g  to lower  co sts, e nhan ce p r ofits, and impro v e   prod uct qu ality.      Referen ces   [1]  Patrikar RM.  Mode lin g a nd  simulati on  of s u rface ro ug hn e ss.  Appli ed Su rface  Scie nce.  200 4;  22 8(1- 4): 213-2 20.   [2]  Kumar S, N a s s ehi A, N e w m an ST , Allen R D , T i w a ri MK.  Process co ntro l in  CNC m a n u f acturing f o r   discrete c o mp one nts: A ST EP- NC complia nt frame w ork.  Rob o tics  and  Co mpu t er-Integrat e d   Manufactur i ng .  2007; 2 3 (6): 6 67-6 76.   [3]  Sun Y, W ang J, Guo D.  Guide curve b a se d interp olati on  scheme of par ametri c curves  for precisio n   CNC mach ini n g.  Internatio nal  Journa l of Machin e T ools a n d  Manufactur e .  2006; 4 6 : 235- 242.   [4]  He H, Wu  Y. Web-b a sed  virtu a l o per atin g of  CNC m ill ing  m a chi ne to ols.  C o mputers  in  In dustry.  20 09 ;   60(9): 68 6-6 9 7 .   [5]  W eng YC. A  stud y  of the  opti m izatio n of m u l t i-goa ls n u meri cal co ntrol  lath i n  thro ugh  the  a pplic atio n o f   fuzz y   lin gu istic .  Master thes i s  of the  de par tment  of mec h anic a l  eng in ee ring  at T a tung  Univ ersit y ,   T a i w a n . 200 7.  [6 ]  Gh a ssa n AK,  Sh i r i n za de h B. An   e v al u a t io n o f  surf ace r o ugh ness  par a m eters me asu r ement  usin g   vision- bas ed d a ta.  Internatio n a l Jour nal of M a chi ne T ools  a nd Man u factur e . 2007; 4 7 : 69 7-70 8.  [7]  Roq ue  AOR,  Ren e  JRT ,  Gilberto  HR, R o d r igo  CM . C o m putatio na ll y  efficient  par ametri c an al ysis  o f   discrete-tim e  p o l y n o mia l  bas e d  accel e ratio n – dece l er ati on pr ofile g e n e ratio n  for industri a l  robotics a n d   CNC mach in er y.  Mech atronic s .  2007; 17( 9): 511- 523.   [8]  Baj w a PS, Ma hto D. Conce p t s,  T ools and T e chni ques  of Probl em Solvi ng T h rough T r iz: A Revie w .   Internatio na l Journ a l of Inn o v ative Res ear c h  in Sci enc e, Engi neer in g a nd T e ch nol ogy . 2013; 2( 7) :   306 1-30 73.   [9]  Rosli M U , Arif fin MKA, Sap uan SM, S u la iman  S. Inte g r ated AHP-T R IZ  Innovatio n  Method f o r   Automotive  D oor P ane l D e sign.  Inter nati ona l Jo urn a l  of Eng i n eeri n g a nd T e c h n o lo gy . 20 13 ;   5(3):31 58-3 1 6 7 .  [10]  Suh SH, Chu n g  DH, Lee BE, Shin S, Cho i  I,  Kim  KM. ST EP-compli ant CN C s y stem for turnin g: Da t a   mode l, architec ture, and imp l e m entatio n.  Co mp uter-Ai ded Desig n .  20 06; 38(6): 67 7-6 8 8 .   [11]  Xu   XW, Ne w m an ST . Making  CNC mac h i ne  tools mor e  o p e n , intero per abl e an d i n tell ige n t  – a revi e w   of the techno lo gies.  Co mputer  in Industry . 20 06; 57(2): 1 41- 152.   [12]  Li T .  Appl y i ng  T R IZ  and AHP to Dev e lo p I nnov ative  Desig n  for Au tomated Asse mbl y  S y stem s .   Internatio na l Journ a l of Adva nced Ma nufact u rin g  T e chn o lo gy.  2010; 4 6 : 301-3 13.   [13]  Yeh  CH, Ja y  CY, Hua n g  C.  In tegratio n  of F our-Phas e Q F D and  T R IZ  in Pro duct R& D: A Note bo ok   Case Study .   R e searc h  in En g i ne erin g Desi g n . 2011; 2 2 : 12 5-14 1.  [14]  Hua ng T C . An  optimiz atio n s t ud y of mu lti-g oals  num erica l  cont rol  lath in g par ameters  throug h th e   associ ation  of gre y  rel a tio n  a nal ysis m e tho d  and T aguch i   method. Maste r  thes is of the  dep artment of   mecha n ica l  en gin eeri ng at T a tung Un iversit y ,  T a i w a n . 200 7 .   [15]  Cha n  CK. A  st ud y  of the  com pet itive  t y pe  m u lti-g oal  o p timi zed  lath i n g  par ameter. Master  thesis  of th e   dep artment of mecha n ica l  en gin eeri ng at T a tung Un iversit y ,  T a i w a n . 200 4 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.