Bài giảng CAD/CAM/CNC - Bài 4.1: Mô hình hóa hình học

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng CAD/CAM/CNC - Bài 4.1: Mô hình hóa hình học cung cấp cho sinh viên những nội dung gồm: đặt vấn đề; mô hình 2D; mô hình khung dây 3D; mô hình mặt 3D; mô hình khối 3D;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng CAD/CAM/CNC - Bài 4.1: Mô hình hóa hình học

Bài 1 Mở đầu về CAD/CAM 2 Phần cứng về CAD/CAM 3 Đồ họa máy tính 4 Mô hình hóa hình học 5 Hệ thống CAD 6 Mở đầu về CNC 7 Công nghệ và lập trình phay CNC 8 Công nghệ và lập trình tiện CNC 9 Vai trò của các hệ thống thông tin 10 FMS và CIM 1 CAD/CAM/CNC Mô hình hóa hình học - Geometric modeling By Ton, Thien-Phuong 1
• Đặt vấn đề • Mô hình 2D • Mô hình khung dây 3D • Mô hình mặt 3D • Mô hình khối 3D 3 ĐẶT VẤN ĐỀ 2
• Phân tích thiết kế (Design analysis) – Tính toán diện tích và khối – Tính toán khối lượng và quán tính – Kiểm tra khả năng lắp rắp – Phân tích để xây dựng dung sai trong lắp rắp – Phân tích động học (máy móc, robot …) – Tự động tạo lưới cho quá trình phân tích phần tử hữu hạn (FEM) • Soạn thảo (Drafting) – Tự động xuất mặt cắt (cross‐sectioning) – Tự động ẩn đường và mặt phẳng – Tự động tạo hình ảnh bóng (shaded image) – Tự động xuất kích thước – Tự động xuất các hình góc nhìn và hình chiếu kỹ thuật 5 • Gia công (Manufacturing) – Phân loại chi tiết – Tạo kế hoạch gia công – Tạo và kiểm tra dữ liệu số (Numerical control data) – Tạo chương trình gia công tự động • Công nghệ sản xuất (Production engineering) – Chi phí vật liệu (bill of materials) – Yêu cầu về vật liệu (material requirement) – Yêu cầu về nguồn gia công (manufacturing resource requirement) – Lập kế hoạch • Kiểm tra và điều khiển chất lượng – Xuất chương trình cho máy kiểm tra (inspection machines) – So sách chi tiết đã gia công với thiết kế 6 3
• 2 loại mô hình hình học (geometric modeling) cơ bản: – Mô hình 2D – Mô hình 3D • 3 cách thể hiện mô hình 3D (Three dimensional) – Mô hình khung dây (Wire‐frame modeling) – Mô hình mặt (Surface modeling) – Mô hình khối (Solid modeling) 7 MÔ HÌNH 2D 4
• Trong khoâng gian hai chieàu (2D) moät vaät theå baát kyø coù theå ñöôïc bieåu dieãn baèng ñieåm, ñöôøng thaúng, ñöôøng cong thoâng qua caùc hình chieáu, maët caét,… • Vieäc thöïc hieän caùc baûn veõ trong khoâng gian 2D raát ñôn giaûn. • Tuy nhieân, so vôùi veõ trong khoâng gian 3D, noù coù moät soá nhöôïc ñieåm sau:  Khoâng theå töï taïo ra caùc hình chieáu phuï thoâng qua hình chieáu coù treân maøn hình.  Caùc hình aûnh nhö hình chieáu truïc ño, hình chieáu thaúng chæ laø giaû taïo vaø khi veõ thì khoâng coù lieân heä gì vôùi nhau caû. 9 10 5
• Công cụ vẽ (drawing) • Công cụ chỉnh sửa (modify) • Công cụ thể hiện chi tiết (transformation) 11 • Goàm vieäc söû duïng caùc leänh ñeå taïo neân caùc phaàn töû ñôn giaûn nhö ñöôøng thaúng (LINE), ñöôøng troøn (CIRCLE), cung troøn (ARC), ellipse, spline, point. • Vieäc veõ coù theå ñöôïc thöïc hieän theo hai caùch:  Veõ phaùc - veõ tröôùc khi cho kích thöôùc  Veõ chính xaùc - khi veõ phaûi chæ ra toïa ñoä cuûa ñoái töôïng caàn veõ • Veõ phaùc laø moät coâng cuï veõ nhanh choùng vì khoâng yeâu caàu ñoä chính xaùc cao. • Veõ chính xaùc ngay töø ñaàu coù öu ñieåm laø coù theå cho baûn veõ ñuùng kích thöôùc, nhöng toác ñoä chaäm hôn so vôùi veõ phaùc 12 6
• Thí duï veõ moät ñöôøng thaúng ñöôïc thöïc hieän nhö sau – Veõ phaùc: • 1. Duøng leänh Line 30.0 • 2. Pick hai ñieåm ñieåm baát kyø • 3. Cho kích thöôùc 50.0 10 – Veõ chính xaùc: 10 • Nhaäp soá chæ toïa ñoä cuûa hai ñieåm taïo neân ñöôøng thaúng. • 1. Ñieåm ñaàu: X1 , Y1. (10,10) • 2. Ñieåm sau: X2 , YØ 2 (50,30) (50, 30) (10, 10) 13 • Ñeå chænh lyù hình aûnh, coù nhieàu coâng cuï thoâng duïng laø: – Erase – Offset – Copy – Move – Mirror – Array – Break – Chamfer – Fillet – Trim – Extend – Rotate • Thí duï trong AutoCAD chænh lyù goàm caùc coâng cuï sau: 14 7
• Goàm caùc coâng cuï phoùng to thu nhoû (Zoom), di chuyeån (Pan) trong khoâng gian 2D. • Thí duï trong AutoCAD coù caùc coâng cuï Zoom sau:  Zoom[All/Center/Dynamic/Extents/Previous/Scale(X/X P)/Window/:]  Vôùi coâng cuï Zoom, Pan, ngöôøi duøng coù theå phoùng to, thu nhoû hình aûnh theo tæ leä mong muoán, di chuyeån hình aûnh treân maøn hình ñeán vò trí caàn thieát gioáng nhö ta ñöa tôø giaáy veõ treân maët baøn khi thöïc hieän baûn veõ baèng tay. 15 • Ñeå thöïc hieän nhieàu hình veõ coù nhöõng chöùc naêng khaùc nhau treân cuøng moät khoâng gian veõ, moät coâng cuï raát höõu ích laø taïo lôùp. • Lôùp 1. Baûn veõ chi tieát khoâng kích thöôùc • Lôùp 2. Baûn veõ phoâi • Lôùp 3. Kích thöôùc • Tuyø theo nhu caàu cuûa ngöôøi duøng lôùp naøy hay lôùp kia coù theå cho thể hieän treân baûn veõ. 16 8
• Ñeå thöïc hieän baûn veõ phöùc taïp nhanh choùng, caàn phaûi taïo ra caùc thö vieän phaàn töû ñoà hoïa. • Ñaây laø nhöõng baûn veõ chi tieát maãu maø khi caàn, ta goïi ra ñeå cheøn vaøo caùc vò trí caàn thieát treân baûn veõ. • Thö vieän coù theå chöùa caùc chi tieát chuaån vôùi kích thöôùc coá ñònh hoaëc caùc chöông trình con (macro). 17 MÔ HÌNH KHUNG DÂY 3D 9
Moâ hình khung daây moâ taû moät phaàn töû 3D. Chuùng goàm taäp hôïp caùc ñænh, vaø caùc caïnh (ñöôøng thaúng, cung troøn, ñöôøng troøn vaø ñöôøng spline,…) noái vôùi nhau, ñuû xaùc ñònh moät vaät theå vaø coù theå quan saùt. Thí duï moät hình töù dieän nhö treân hình sau: Caùc ñænh Caùc caïnh Daïng caïnh 19 20 10
21 • Öu ñieåm:  Deã döïng hình, toán ít boä nhôù • Nhöôïc ñieåm:  Khoâng theå hieän ñöôïc söï aûnh höôûng laãn nhau giöõa caùc phaàn töû.  Khoâng theå tính toaùn caùc tính chaát vaät lyù  Khoâng coù khaû naêng toâ boùng vì thieáu beà maët.  Deã nhaàm laãn khi xem xeùt moâ hình: Coù nhieàu phöông aùn döï ñoaùn vaät theå töø moät moâ hình khung daây • Caùc raøng buoäc khi xaây döïng moâ hình khung daây:  Moãi ñænh phaûi coù 3 giaù trò toaï ñoä X, Y, Z  Caùc caïnh phaûi kheùp kín 22 11
23 MÔ HÌNH MẶT 3D ‐ Surface modeling 12
Similar to wireframe entities, existing CAD/CAM systems provide designers with both analytic and synthetic surface entities. Analytic entities include : • Plane surface, • Ruled surface, • Surface of revolution, and • Tabulated cylinder. Synthetic entities include • The bicubic Hermite spline surface, • B-spline surface, • Rectangular and triangular Bezier patches, • Rectangular and triangular Coons patches, and • Gordon surface. 25 • This is the simplest surface. It requires three non‐ coincident points to define an infinite plane 26 13
• This is a linear surface. It interpolates linearly between two boundary curves that define the surface (rails). Rails can be any wireframe entity. This entity is ideal to represent surfaces that do not have any twists or kinks. 27 • This is an axisymmetric surface that can model axisymmetric objects. It is generated by rotating a planar wireframe entity in space about the axis of symmetry a certain angle 28 14
• This is a surface generated by translating a planar curve a certain distance along a specified direction (axis of the cylinder). 29 • This is a surface that approximates given input data. It is different from the previous surfaces in that it is a synthetic surface. • Similarly to the Bezier curve, it does not pass through all given data points. It is a general surface that permits, twists, and kinks. • The Bezier surface allows only global control of the surface. 30 15
• This is a surface that can approximate or interpolate given input data. It is a synthetic surface. • It is a general surface like the Bezier surface but with the advantage of permitting local control of the surface. 31 • Moâ hình maët ñöôïc xaùc ñònh nhôø ñieåm, ñöôøng, maët • Kyõ thuaät naøy cao hôn so vôùi khung daây, linh hoaït hôn vaø nhieàu chöùc naêng hôn. • Öu ñieåm so vôùi khung daây:  Coù theå taïo ra caùc maët phöùc taïp  Coù theå toâ boùng & thu ñöôïc hình aûnh đẹp  Coù theå phaân bieät caùc phaàn töû treân beà maët nhö caùc loã.  Cho pheùp moâ phoûng chuyeån ñoäng cuûa duïng cuï caét trong khoâng gian 3 chieàu khi gia coâng chi tieát vôùi beà maët phöùc taïp. 32 16
MÔ HÌNH KHỐI 3D • Solid models give designers a complete descriptions of constructs, shape, surface, volume, and density 34 17
18