intTypePromotion=1

Bài giảng CAD/CAM/CNC: Bài 5 - ĐH Bách khoa TP. HCM

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:37

0
75
lượt xem
13
download

Bài giảng CAD/CAM/CNC: Bài 5 - ĐH Bách khoa TP. HCM

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài 5 của bài giảng CAD/CAM/CNC giới thiệu về mô hình hóa khối đặc (Solid modelling). Thông qua bài học này người học có thể biết được khái quát về mô hình khối rắn; biết được phương pháp kết cấu (Constructive Representation), phương pháp biên (Boundary Representation) và các phương pháp khác. Mời tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng CAD/CAM/CNC: Bài 5 - ĐH Bách khoa TP. HCM

  1. 4.5. MÔ HÌNH HÓA KHỐI ĐẶC (SOLID MODELLING) • Khái quát • Phương pháp kết cấu (Constructive Representation)   –  í hơ K • Phương pháp biên (Boundary    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M Representation) • Các phương pháp khác Đ KrBTHư
  2. Khái quát • Mô  hình  khối  rắn  được  bao  bởi  thể  tích  3  chiều mà vật đó chiếm.  • Như  vậy  mô  hình  khối  rắn  là  phương  tiện    –  í hơ K duy nhất  đảm bảo hình dung  đầy  đủ về vật     gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M thể trong không gian 3 chiều.  • Đây  là  phương  pháp  hiện  đại  nhất và  mạnh  nhất trong tất cả các phương pháp hiện có.  Đ KrBTHư
  3. Ưu điểm của mô hình khối rắn: – a)  Xác  định  đầy  đủ  hình  khối,  phân  biệt  rõ  vùng  trong  và  vùng  ngoài  vật  thể,  dễ  phát  hiện  ra  sự  cố  khi  các  thành  phần tương tác với nhau – b) Đảm bảo tự động xóa các đường khuất – c) Tự động xây dựng các mặt cắt ba chiều, rất cần khi phân  tích các đơn vị lắp ráp phức tạp    –  í hơ K – d)  Sử  dụng  các  phương  pháp  phân  tích  tự  động  xác  định     gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M chính xác trọng lượng và kết cấu một cách hiệu qủa bằng  phương pháp phần tử hữu hạn  – e) Tạo ra những hình  ảnh có chất lượng trên màn hình nhờ  sử dụng nhiều màu sắc – f)  Nâng  cao  hiệu  quả  khi  mô  phỏng  chuyển  động  của  các  cơ  cấu,  tạo  ra  các  quĩ  đạo  chuyển  động  của  dụng  cụ  và  Đ KrBTHư người máy.
  4. • Có  2  phương  pháp  tạo  mô  hình  khối đặc được ứng dụng: ­ Phương pháp kết cấu  – Constructive  representation (C ­ rep) ­ Phương  pháp    biên  –  Boundary    –  í hơ K representation (B ­ rep).    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M Đ KrBTHư
  5. Constructive Solid Geometry (CSG) KHỐI HÌNH  XÂY DỰNG  • Vật thể khối được xây dựng từ những khối nguyên thuỷ theo quy tắc toán học Boole. • Các khối nguyên thuỷ thường là những khối đơn giản với ít tham số. cylinder cone   –  í hơ K parameter:  parameter:  radius, height radius, height    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M block parameter:  length, width,height Torus wedge parameter:  Sphere parameter:  two radii Đ KrBTHư parameter: radius length, width, height
  6. • Mỗi khối nguyên thuỷ được xác định bằng phương trình toán học: – Block: {(x, y, z): 0
  7. • Các khối nguyên thuỷ được xử lý bằng các toán tử Boolean: – Hội = Union ( *) – Giao = intersection ( *) – Khử = difference (-*) Đ KrBTHư   –  í hơ K    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M
  8. Cấu trúc của các khốâi xây dựng được  thể hiện dưới dạng cây nhi phân Hội   –  í hơ K Giao Khử    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M Đ KrBTHư
  9. Constructive Solid Geometry (CSG) • Thí dụ y y z ­ y   –  í hơ K z z x x    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M Rigid motion  transformation y y z Rigid motion  z parameters z x x y Configuration  Configuration  x Configuration  Đ KrBTHư parameters parameters parameters
  10. Các bước tạo vật thể  C ­ rep – Tạo các vật cơ bản: trụ, hộp, …  – Dùng  các  phép  toán  Boole  để  cộng,  trừ  hoặc  giao  các  vật  với  nhau  để  tạo  nên  phần  tử  phức tạp hơn.   –  í hơ K – Dùng các lệnh bo tròn, vát mép để tạo nên các     gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M mặt chuyển tiếp giữa các mặt giao nhau. – Sau khi tạo  được toàn bộ khối vật thể có thể  dùng  các  mặt  cắt,  hình  chiếu  để  rạo  ra  các  hình vẽ 2D. – Lên kích thước cho các hình chiếu 2D Đ KrBTHư
  11. Constructive Solid Geometry (CSG) Ưu điểm của CSG: ­ Dễ xây dựng khối vật thể    –  í hơ K ­ Dữ liệu lưu trữ chỉ là cấu trúc nhị phân của  các toán tử và kích thước của các khối nguyên     gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M thuỷ. ­ Dễ sửa chữa khi thay đổi kết cấu ­ Các toán tử Boolean luôn luôn đảm bảo để  vật thể được xây dựng  Đ KrBTHư
  12. Constructive Solid Geometry (CSG) Nhược điểm: ­ Cấu trúc cây CSG làm cho khi thực hiện các chức  năng khác với mô hình hoá thì phải tính toán rất lớn.    –  í hơ K ­ Các vật thể nguyên thuỷ được lưu dưới dạng phân     gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M tích. Tuy nhiên các mặt không phải là các mặt phân tích  như mặt Bezier thì không thể dùng CSG để biểu diễn  được. ­ Công cụ nối mặt lập thể với các khối solid nguyên  Đ KrBTHư thuỷ còn phải phát triển.
  13. Constructive Solid Geometry (CSG) ­ Do vậy trong phần lớn các hệ thống mô hình hoá,  song song với việc lưu cấu trúc CSG, còn lưu cấu  trúc hình học biên, gọi là boundary representation    –  í hơ K (B­rep) mà trong đó biên của các khối hình học được     gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M lưu dưới dạng tham số. Phương pháp lưu thường  dùng nhất là dưới dạng NURBS (Non­Uniform  Rational B­spline) và các card graphic hiện đại đều  có thể đáp ứng được. Đ KrBTHư
  14. Boundary Representation (B-rep) Khối hình học biên • Một mô hình B-rep là mô hình được bao bởi các mặt biên. Các mặt này: – Kín và liên tục   –  í hơ K – Có thể định hướng, nghĩa là có thể phân    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M biệt hai phía. Đ KrBTHư
  15. Boundary Representation (B-rep) Các phần mềm CAD/CAM thương mại thường có thể biểu diễn vật thể 3D ở 2 dạng:   –  í hơ K    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M Chính xác Gần đúng Đ KrBTHư
  16. Boundary Representation (B-rep) • Các phần tử hình học – Điểm = points – Đường = curves   –  í hơ K – Mặt = surfaces    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M • Chúng được tạo ra, hiệu chỉnh và xử lý theo phép toán của hình học Euclid Đ KrBTHư
  17. Boundary Representation (B-rep) • Cấu trúc dữ liệu của một cạnh : – Một cạnh • Được bao bởi hai đỉnh • Tiếp giáp chính xác với hai mặt   –  í hơ K • Mỗi một cạnh tham gia hai vòng lặp,.    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M • Các vòng lặp được định hướng – Trước – Sau Đ KrBTHư
  18. Boundary Representation (B-rep) Predecessor1 Predecessor2 v1   –  í hơ K Predecessor2 e Predecessor1 v2    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M fcw fccw fccw fcw e Successor1 Successor2 v2 v2 Successor1 Successor2 Đ KrBTHư
  19. Boundary Representation (B-rep) v8 e8 e12 v7 v4 f3 e11 e4 v3 e7 e1 f1 e3 f2 solid Winged edge structure e10 v6 v1 e2 v2 f1 f2 f3 f4 f5 f6 Face level   –  í hơ K    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 e10 e11 e12 Edge level v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 v8 Vertex level Đ KrBTHư
  20. Boundary Representation (B-rep) • Các phần tử hình học là – đỉnh = vertices – cạnh = edges   –  í hơ K – mặt = faces    gCnNờC/ MAC/ DAC  : c ọh  nô M – Vòng lặp = loops Đ KrBTHư
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2