intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Tin học kỹ thuật ứng dụng trong CAD/CAM/CAE - TS. Nguyễn Thị Hồng Minh (ĐH Bách khoa HN)

Chia sẻ: Đinh Hồng Bộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

Thêm vào BST
Báo xấu
312
lượt xem 68
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CAD/CAM được viết tắt từ computer aided design / computer aided manufacturing, tức là một kỹ thuật thiết kế và sản xuất thông qua sự trợ giúp máy vi tính. Từ những ngày đầu ra đời, kỹ thuật này đã được sử dụng trong lĩnh vực quân sự. Và hiện nay, nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô để thiết kế và sản xuất những bộ phận động cơ.  Bài giảng Tin học kỹ thuật ứng dụng về ứng dụng CAD/CAM/CAE được sử dụng cho sinh viên hệ kỹ sư, cử nhân kỹ thuật các trường Đại học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Tin học kỹ thuật ứng dụng trong CAD/CAM/CAE - TS. Nguyễn Thị Hồng Minh (ĐH Bách khoa HN)

  1. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chương 1 TỔNG QUAN Tin học VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT Kỹ thuật Ứng dụng TÍCH HỢP MÁY TÍNH Nguyễ Nguyễn Thị Thị Hồng Minh Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 1 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 2 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Nội dung (1) Nội dung (2) 1- Tổng quan về hệ thống sản xuất CK 3- Tích hợp CAD/CAM – Đặc tính – Truyền thống – Phần mềm – Hiện đại – Phần cứng 2- Giới thiệu 2 khối chức năng chính – Lựa chọn hệ thống CAD/CAM – CAD 4- Giới thiệu về ứng dụng công nghệ CA-x Máy tính trong một số thiết bị và hệ thống công – CAM nghiệp Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 3 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 4 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT So sánh 1- Tổng quan HTSX hệ thống sản xuất truyền thống và hiện đại • Chu trình sản xuất cơ khí • HTSX truyền thống • HTSX hiện đại – Thiết kế: ý tưởng, chức năng, chi tiết – Kiểm định thiết kế – Trợ giúp bằng MT – Lập và kiểm định chu trình chế tạo cho từng chi • CA-… tiết – Chế tạo chi tiết – Kiểm định chi tiết – Lập chu trình lắp ráp ? – Máy công cụ điều khiển số – Lập chu trình kiểm định tổng thể. • CNC Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 5 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 6 1
  2. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT So sánh hệ thống sản xuất truyền thống và hiện đại Chu trình sản xuất cơ khí CAD • HTSX truyền thống • HTSX hiện đại Thiết kế CA-Design – Thông tin rời rạc – Thông tin tích hợp Kiểm định CAE • Bản vẽ • File CA-Engineering • Từng bước • MHHH dùng chung Quy trình CAPP Chế tạo CA-Process Planning – Lập trình cứng – Lập trình mềm • Dụng cụ định hình • Dụng cụ đa chức năng Chế tạo CAM • Máy chuyên dùng • Máy đa chức năng CA-Manufacturing CAQ Kiểm tra CA-Quality Control Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 7 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 8 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Hiện đại??? 2- Các khối chức năng chính • Lợi • Hại • CAD – Thông tin thông – Khó khăn khi nắm suốt bắt hệ thống • CAM M« h×nh – Linh hoạt KÕ ho¹ch gia c«ng D÷ liÖu Ph©n tÝch c¬ së LËp tr×nh tõng phÇn DuyÖt l¹i dïng ThiÕt kÕ dông cô chung Tµi liÖu Lo¹i vËt liÖu CAD CAM Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 9 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 10 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CAD = ? CAD = công cụ • Thiết kế • Mô hình hoá hình học – Biểu diễn hình thể: toán học, đồ hoạ – Ý tưởng – Chức năng • Phân tích mô hình hình học – Đặc tính cơ lý – Chi tiết • Hình thể? • Thiết kế thẩm định • Kết quả? – Chức năng, hoạt động tổng thể • Kiểm tra? • Kết xuất tài liệu thiết kế – Lưu trữ, chế tạo: File, bản vẽ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 11 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 12 2
  3. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CAM = ? CAM = Công cụ • Chế tạo: như thế nào? • Cung cấp chiến lược tạo đường dụng cụ chuẩn – Thí dụ… – Thiết bị? – Chế độ gia công? • Nhận dữ liệu đầu vào – Các bước gia công? – Thiết bị, dụng cụ, chế độ cắt • Chương trình CNC? • Tính toán chương trình gia công – G-code • Dịch chương trình gia công – Post-processor Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 13 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 14 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chiến lược gia công CAM: Các thông tin Đầu vào • Mô hình hình học (CAD) • Vị trí gia công • Chiến lược gia công (từng vị trí) • Lựa chọn về dữ liệu gia công – Máy – Chế độ gia công (v, f, T, s,…) MaterCAM Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 15 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 16 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Thí dụ http://www.auton.it/ Thí dụ http://www.auton.it/ • Giao diện • Sử dụng MHHH Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 17 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 18 3
  4. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 3- Tích hợp CAD/CAM Đặc điểm của CAD/CAM • Đặc điểm • Chương trình ứng dụng • Chức năng phần mềm – Tương tác – Ngôn ngữ chuẩn • Các yếu tố phần cứng – Cú pháp • Phân loại HT – Giao diện • Lựa chọn HT – Cơ sở dữ liệu – Phụ thuộc phần cứng – Thời gian đáp ứng – … Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 19 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 20 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Đặc điểm… (tiếp 1) Đặc điểm… (tiếp 2) • Đặc điểm riêng • Đặc tính của tích hợp – Phương pháp mô hình hoá dùng chung – Tính trung ương hoá (centralized): • Công cụ MHHH của CAD CAM • Đảm bảo Dữ liệu thống nhất trên mọi view – Hệ thống cơ sở dữ liệu dùng chung – Tính tích hợp (integrated): • CSDL MHHH của CAD CAM • Mô hình hình học hữu dụng trong mọi giai đoạn phát triển sản phẩm • Lợi ích của sự tích hợp – Tính liên kết (associativity): – Hiệu suất cao (concurrent engineering) – Giảm thất thoát dữ liệu • dữ liệu có thể được nhập vào dưới nhiều hình thức và được lưu ở trung ương – Sự thống nhất trong phương pháp MHH HH Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 21 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 22 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chức năng của phần mềm Chức năng của phần mềm • Sử dụng tương tác cho phép • Nhập dữ liệu: – dữ liệu hình học, • Giữa người – máy – vị trí và thông số gia công. – Để: • Nhập dữ liệu: • Hiệu chỉnh: • Hiệu chỉnh: – sửa chữa và cập nhật dữ liệu • Xử lý: – chỉnh sửa thuộc tính • Điều khiển màn hình: • Tính toán đường dụng cụ • Xử lý: • Kết xuất dữ liệu: – Với cả đối tượng – Thao tác: tịnh tiến, quay, thu phóng,.. Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 23 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 24 4
  5. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chức năng của phần mềm Các yếu tố phần cứng §Çu vµo HiÓn thÞ §Çu ra • Điều khiển màn hình: – Không thay đổi CSDL, chỉ là thao tác góc nhìn Bµn phÝm – Thao tác: ẩn nét khuất, thay đổi góc nhìn, tô bóng.. M¸y in • Tính toán đường dụng cụ Bµn viÕt – Dựa trên các thông số đã nhập – Dịch ra chương trình gia công cho máy CNC §Üa mÒm CÇn ®iÒu khiÓn • Kết xuất dữ liệu: – Trên bộ nhớ hoặc thiết bị ngoại vi M¸y tÝnh – Dạng: bản vẽ, văn bản kỹ thuật B¨ng tõ • vd như định nghĩa các bước gia công,.. Bãng xoay Chuét Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 25 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 26 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Các yếu tố phần cứng Các yếu tố phần cứng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 27 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 28 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phân loại HT CAD/CAM Lựa chọn HT CAD/CAM (1) 1- Yêu cầu về hệ thống • Theo phương pháp • Theo biểu diễn – Phần cứng: • Các hỗ trợ đặc biệt MHHHH MHHHH • Khả năng mở rộng hệ thống – Khung dây – 2D • Server – Phần mềm – Bề mặt – 2D ½ • OS của phần mềm – Khối rắn – 3D • Cú pháp của các lệnh sử dụng • Tài liệu hướng dẫn – Bảo dưỡng • 5-10% chi phí ban đầu của toàn hệ thống/năm • Sửa chữa phần cứng và upgrade phần mềm • Cần có trong hợp đồng mua bán phần mềm /hệ thống – Dịch vụ hỗ trợ • Đào tạo ban đầu, đào tạo trong quá trình sử dụng, hỗ trợ kỹ thuật. • Khoá đào tạo: tại chỗ hay tại địa điểm người sử dụng • Dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật: rất cần thiết nếu phần mềm /hệ thống là mới Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 29 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 30 5
  6. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Lựa chọn HT CAD/CAM (2) Lựa chọn HT CAD/CAM (3) 2- Khả năng mô hình hoá hình học – Kỹ thuật mô tả: 3- Khả năng kết xuất tài liệu • Quan trọng, quyết định các mô-đun ứng dụng có thể của hệ. – Kết xuất các bản vẽ theo chuẩn vẽ kỹ thuật: • Các kỹ thuật: khung dây, bề mặt, khối rắn. • thêm các thông tin cần thiết về kích thước, tạo đường gióng, • Sự liên thông và tích hợp trong hệ thống? chú thích,... – Hệ toạ độ và dữ liệu đầu vào: – Thường mất thời gian 3 lần so với tạo mô hình hình học. • Thay đổi hoặc định nghĩa hệ tọa độ một cách linh hoạt? – Cần chú ý đến độ tiện ích của các công cụ sử dụng cho • Phù hợp với mục tiêu mô hình hoá? việc này: – Các đối tượng mô hình hoá: • layer, dimension,... • Đối tượng cho phép mô tả? • Khả năng tạo, hiệu chỉnh, kiểm tra nhanh chóng? – Hiệu chỉnh và xử lý hình học: • Các công cụ ứng dụng tốt trên mọi hình thức kỹ thuật mô tả? – Hỗ trợ các chuẩn đồ họa: • Cần thiết để chuyển đổi dữ liệu giữa các hệ thống khác nhau, • Rất quan trọng khi có nhiều hệ thống trong một công ty, hoặc trao đổi dữ liệu với các đối tác gia công, theo dõi,.. • Chú ý rằng khi chuyển đổi dữ liệu luôn luôn có mất mát thông tin. Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 31 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 32 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Lựa chọn HT CAD/CAM (4) 4- Ứng dụng CN CA-x 4- Khả năng ứng dụng – Khả năng lắp ráp hoặc nhúng các mô hình: • Máy công cụ NC và CNC • Là một chu trình quan trọng. • Thủ tục tiến hành lắp ráp và dọn rác sau khi lắp ráp? – Độ ứng dụng trong thiết kế: • Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS • Công cụ tính toán V, CAT, FEM, khuôn, cơ cấu và mô phỏng • HT SX tích hợp máy tính CIM • Các tính năng sẵn có của hệ thống? • Tích hợp và giao diện tới CSDL? • Công nghệ tạo mẫu nhanh RP – Các ứng dụng liên quan đến chế tạo: • Tính toán và kiểm tra đường dụng cụ, lập trình chế tạo NC, • Công nghệ ngược RE dịch chương trình,…? • Các mô-đun ứng dụng thực sự tích hợp? – Các ngôn ngữ lập trình hỗ trợ: • Mức độ hỗ trợ đối với ngôn ngữ lâp trình? • Cú pháp đồ hoạ nội trú vs ngoại trú quá lớn? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 33 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 34 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CNC CNC = ? • Máy công cụ điều khiển số “The abbreviation CNC stands for computer numerical control, and refers specifically to a computer "controller" that reads G-code instructions and drives the machine tool, a • Hệ điều khiển: powered mechanical device typically used to fabricate metal – Là một máy tính components by the selective removal of metal. CNC does – Sử dụng lệnh (?/G-code) numerically directed interpolation of a cutting tool in the work Điều khiển envelope of a machine. The operating parameters of the CNC – Điều khiển máy công cụ Thông số gia công can be altered via software load program.” Vị trí gia công • Hệ chấp hành Nội suy liên tục Wikipedia – Động cơ http://en.wikipedia.org/wiki/CNC – Chuyển động gia công – Các hoạt động phụ trợ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 35 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 36 6
  7. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Hệ điều khiển (1) Hệ điều khiển (2) • MCU = machine control unit Các chức năng • Kết cấu: • Phần điều khiển. – Phần xử lý dữ liệu (DPU- data processing unit) – CPU (như PC), ROM, RAM, bộ xử lý số học, xử lý logic • Xử lý dữ liệu mã hóa từ băng từ hay các thiết bị nhớ khác và truyền thông giữa phần nhập và xuất dữ liệu. • Chuyển các thông tin về CLU: vị trí, chuyển động, tín hiệu • Phần nhập dữ liệu. phụ khác – Nhận DL từ người vận hành – Phần điều khiển vòng lặp (CLU-control loops unit). – Nhận các tín hiệu phản hồi từ hệ thông đo lường… • Kích hoạt các cơ cấu điều khiển máy theo TT từ DPU • Nhận tín hiệu phản hồi khi kết thúc các hoạt động. • Phần xuất dữ liệu. – Thực hiện các chỉ thị từ phần điều khiển đến các cơ cấu chấp hành của máy. Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 37 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 38 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mức độ can thiệp Thí dụ • Sử dụng thông thường – Tạo chương trình gia công thông thường • Sử dụng nâng cao – Tạo các lệnh G-code mới theo lập trình macro – Thay đổi thông số gia công – Thay đổi các thông số nội bộ của máy Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 39 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 40 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Thí dụ CNC: ứng dụng đa dạng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 41 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 42 7
  8. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CNC: ứng dụng đa dạng CNC: ứng dụng đa dạng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 43 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 44 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT HTSX linh hoạt FMS (1) HTSX linh hoạt FMS (2) • Đặc trưng • Kết cấu – Thiết bị xử lý: máy công cụ, trạm lắp ráp, rôbốt. – Chấp nhận sự thay đổi trong sản xuất – Thiết bị cấp phát, kiểm tra, phân loại. – Tính đa năng – Thiết bị mang chuyển: rôbốt, băng truyền, xe tự – Tính thích nghi hành. – Thay đổi nhanh chóng – Hệ thống truyền thông. – Hệ thống điều khiển máy tính. – Đảm bảo năng xuất khá cao Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 45 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 46 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT HTSX linh hoạt FMS (3) HTSX linh hoạt FMS (4) • Hoạt động • Mức độ can thiệp – Là một dây chuyền sản xuất gồm nhiều trạm – Sửa chữa bảo trì hệ thống. liên thông, ràng buộc – Thay đổi phần cứng các trạm: dụng cụ và setup – Các trạm có chức năng khác nhau, được điều khiển bằng CT riêng – Khởi động và tắt hệ thống. – Cả hệ thống được điều khiển bằng một chương – Nhập dữ liệu. trình chung nhằm quản lý, kết nối các trạm. – Lập các chương trình gia công cho sản phẩm. Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 47 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 48 8
  9. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT HTSX tích hợp MT – CIM (1) HTSX tích hợp MT – CIM (2) • CIM = khái niệm ThiÕt kÕ LËp quy s¶n phÈm tr×nh s¶n • Sản xuất >< Gia công xuÊt • Sản xuất = mọi hoạt động liên quan T. thô LËp tr×nh cho đến việc tạo ra sản phẩm V. chuyÓn L−u kho CIM c¸c m¸y SX • CIM: tích hợp các hoạt động trên một Tµi chÝnh TiÕp thÞ hệ thống thông tin liên thông KÕ ho¹ch S¶n xuÊt s¶n xuÊt Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 49 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 50 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Các vấn đề cần nắm Chương 2 1. Các chức năng của một phần mềm CAD, CAM 2. Các đặc thù của một hệ CAD/CAM CƠ SỞ TOÁN HỌC 3. Các thuộc tính phân loại của một hệ CAD/CAM 4. Những điều cần lưu ý khi lựa chọn một hệ CAD/CAM CỦA CAD/CAM 5. Những điều cần lưu ý khi đưa một hệ thống CAD/CAM vào ứng dụng 6. Đưa ra ưu nhược điểm của ứng dụng CAD/CAM trong một tình huống cụ thể và các điều cần lưu tâm 7. Thông qua tham khảo các HTSX tích hợp máy tính và cụ thể là hệ CAD/CAM, hãy rút ra kết luận về tính ưu việt và những thách thức khi ứng dụng loại HTSX này 8. Liên hệ điều kiện VN Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 51 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 52 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Nội dung Sự tương đồng? 2.0. Đồ họa máy tính 2.1. Các phép biến đổi hình học 2.2. Các phép chiếu 2.3. Biểu diễn đường cong 2.4. Biểu diễn các bề mặt 2.5. Biểu diễn mô hình khối rắn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 53 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 54 9
  10. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Sự tương đồng? 2.0. Đồ hoạ máy tính • Giống nhau • Khác nhau • Vai trò của đồ họa máy tính? – Sử dụng CG – Chức năng – Hiển thị, tương tác – Hiển thị – Ứng dụng – Hình động – Mức độ tương tác • Các lĩnh vực ứng dụng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 55 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 56 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phân loại các lĩnh vực của Computer Graphics Đồ họa Raster vs. Vector CAD/CAM System • Raster • Vector KiÕn t¹o §å ho¹ minh ho¹ – Hình ảnh và mô hình của – Không thay đổi thuộc tính ®å ho¹ các vật thể được biểu diễn của từng điểm trực tiếp §å ho¹ ho¹t h×nh vµ bởi tập hợp các điểm của – Xử lý với từng thành phần Kü thuËt ®å grid hình học cơ sở của nó và nghÖ thuËt ho¹ – Thay đổi thuộc tính của thực hiện quá trình tô trát các pixel => thay đổi từng và hiển thị lại. Xö lý ¶nh phần và từng vùng của – Quan sát hình ảnh và mô Xö lý ®å hình ảnh. hình của hình ảnh và sự ho¹ – Copy được các pixel từ vật ở nhiều góc độ khác Kü thuËt nhËn d¹ng nhau bằng cách thay đổi một hình ảnh này sang hình ảnh khác. điểm nhìn và góc nhìn. Kü thuËt ph©n tÝch vµ t¹o ¶nh Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 57 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 58 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Đồ họa Raster vs. Vector • Raster • Vector Wireframe Model Skeletal Model Muscle Model © Walt Disney and TSL Skin Hair Render and Touch up Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 59 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 60 10
  11. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mô hình ứng dụng Các loại Cơ sở dữ liệu • Mô hình dữ liệu (data model) – Mảng ghi toạ độ các pixel, danh sách các đối tượng, v.v.. • Relational database – Lưu lại dữ liệu về các đối tượng – Thường lưu trữ trong các cơ sở dữ liệu (database) • Hierachical database • Network database • Thư viện mô tả – Các thủ tục mô tả các đối tượng được xây dựng nên từ • Object-oriented database các thực thể cơ sở (primitive) để có thể mô tả • các thành phần (component) của các đối tượng • các thuộc tính (attribute) của các thành phần này • các phương thức kết nối (connectivity) giữa các thành phần. Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 61 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 62 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Relational database • Dữ liệu lưu trong các bảng • Các bảng có liên quan (relation) • Sự liên quan tạo nên vật thể • Mối liên quan được lưu riêng • Có thể thay đổi các mối liên quan • Tốc độ truy cập, hiển thị vật thể chậm Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 63 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 64 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Hierarchical Database • Dữ liệu mô tả dưới dạng cây • Gốc = vật thể chủ • Các nhánh = vật thể con tạo nên vật thể chủ • Cần nhiều lớp con • Có thể không đối xứng trong cấu trúc Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 65 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 66 11
  12. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Network Database Network Database • Mối liên quan thể hiện trực tiếp mặt S1 S2 • Mối liên quan đa chiều (many-to-many) • Phức tạp: cấu trúc và lập trình đường A B C D E È G điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 67 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 68 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Object-oriented database Các vấn đề cần nắm • Đối tượng 1. Vai trò của đồ hoạ vi tính trong ứng dụng – Dữ liệu riêng CAD/CAM? – Tương tác dữ liệu riêng 2. Các lĩnh vực ứng dụng khác của đồ hoạ vi tính? – Cho phép tạo các đối tượng mẫu 3. Vì sao cần tìm hiểu các loại cấu trúc của cơ sở dữ liệu đồ họa? Các yếu tố nào tạo nên một cơ – Các dữ liệu về semantic sở dữ liệu tốt? • Đặc thù 4. Theo bạn cấu trúc CSDL tốt sẽ ảnh hưởng đến – Không cho phép chỉnh sửa trực tiếp (các) thông số nào của hệ CAD/CAM, vì sao? – Quản lý tốt hơn 5. Hệ CAD/CAM cần sử dụng hệ ĐHVT nào? Vì – Cơ sở dữ liệu sao? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 69 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 70 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Nội dung Biến đổi hình học • Là gì: 2.0. Đồ họa máy tính – Thay đổi kích thước, toạ độ trong không gian của mô hình – Chú ý phân biệt với thao tác thay đổi điểm nhìn hay phép chiếu 2.1. Các phép biến đổi hình học – Là một chức năng không thể thiếu được trong bất kỳ một hệ CAD/CAM nào. 2.2. Các phép chiếu • Ví dụ – Di chuyển, quay, thu phóng, đối xứng, bóp méo trong một hệ 2.3. Biểu diễn đường cong trục toạ độ • Đối tượng của BĐHH 2.4. Biểu diễn các bề mặt – Vật thể – Các điểm đinh nghĩa vật thể 2.5. Biểu diễn mô hình khối rắn • Các quan điểm – biến đổi tọa độ của đối tượng trong một hệ trục tọa độ cố định – biến đổi hệ tọa độ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 71 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 72 12
  13. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Các ký hiệu BĐHH trong phẳng • P(x,y,z) • Điểm ban đầu • 1. Phép di chuyển • P’(x’, y’, z’) • Điểm sau biến đổi • 2. Phép thu phóng so với gốc toạ độ • M • Ma trận BĐ • 3. Phép quay quanh gốc toạ độ P’ = f(P, thông số BĐHH) P’ = M.P Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 73 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 74 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 1. Phép di chuyển TT (1) 1. Phép di chuyển TT (2) y • Di chuyển P’(x’,y’) – Đối tượng: P(x,y) dy ⎡x⎤ ⎡ x'⎤ ⎡d x ⎤ • Lượng di chuyển P = ⎢ ⎥ P' = ⎢ ⎥ T =⎢ ⎥ – theo phương x là dx P(x,y) ⎣ y⎦ ⎣ y '⎦ ⎣d y ⎦ – theo phương y là dy 0 dx x • Tìm kết quả của di chuyển P’ = P + T – điểm P’(x’,y’): x’ = x + dx và y’ = y + dy Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 75 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 76 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 2. Phép thu phóng so với gốc toạ độ (1) 2. Phép thu phóng so với gốc toạ độ (2) • Thu phóng y ⎡x⎤ ⎡ x' ⎤ ⎡s 0⎤ – Đối tượng: P(x,y) P(x,y) P=⎢ ⎥ P' = ⎢ ⎥ S =⎢ x • Hệ số thu phóng ⎣ y⎦ ⎣ y'⎦ ⎣0 s x ⎥⎦ – theo phương x là sx P’(sx.x,sy.y) – theo phương y là sy 0 x ⎡ x'⎤ ⎡ s x 0 ⎤⎡ x⎤ ⎢ y '⎥ = ⎢ 0 s y ⎥⎦ ⎢⎣ y ⎥⎦ • Tìm kết quả của phép thu phóng ⎣ ⎦ ⎣ – điểm P’(x’,y’): x’ = sx.x và y’ = sy.y P’ = S.P Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 77 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 78 13
  14. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 3. Phép quay quanh gốc toạ độ (1) 3. Phép quay quanh gốc toạ độ (2) y • Quay P’(x’,y’) r – Đối tượng: P(x,y) ⎡x⎤ ⎡ x'⎤ ⎡ cos θ − sin θ ⎤ P(x,y) P = ⎢ ⎥ P' = ⎢ ⎥ R =⎢ • Góc quay r ⎣ y⎦ ⎣ y '⎦ ⎣ sin θ cos θ ⎥⎦ –θ θ φ 0 x • Tìm kết quả của phép quay ⎡ x'⎤ ⎡cos θ − sin θ ⎤ ⎡ x ⎤ – điểm P’(x’,y’): x’ = x.cosθ - y.sinθ ⎢ y '⎥ = ⎢ sin θ cos θ ⎥⎦ ⎢⎣ y ⎥⎦ y’ = x.sinθ + y.cosθ ⎣ ⎦ ⎣ P’ = R.P Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 79 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 80 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Hệ toạ độ thuần nhất (1) Hệ toạ độ thuần nhất (2) • Sự cần thiết • Đối tượng: P(x, y) – Sự không đồng nhất trong cách biểu diễn các phép BĐHH • Biểu diễn trong HTĐ thuần nhất: • Tịnh tiến: P’ = P + T P(xh, yh, h) (đk: h≠0 ) • Thu phóng: P’ = S.P • Liên hệ • Quay: P’ = R.P xh y x= ,y= h – Sự không đồng nhất gây khó khăn trong lập h h trình tính toán • Chọn h=1 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 81 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 82 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Hệ toạ độ thuần nhất (3) Phép BĐHH sử dụng HTĐTN • Biểu diễn đối tượng trong HTĐ thuần nhất • Biểu diễn các phép BĐ dưới dạng – Đối tượng 2 chiều: P(x, y, 1) đồng nhất: nhân ma trận – Đối tượng 3 chiều: P(x, y, z, 1) P’ = M.P – Trong đó: • P Toạ độ của đối tượng trước biến đối • P’ Toạ độ của đối tượng sau biến đối • M Ma trận biến đổi Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 83 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 84 14
  15. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép BĐHH sử dụng HTĐTN Phép BĐHH sử dụng HTĐTN ⎡ x ' ⎤ ⎡1 0 d x ⎤ ⎡ x ⎤ ⎡1 0 d x ⎤ ⎢ y '⎥ = ⎢0 1 d ⎥ ⎢ y ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ y ⎥⎢ ⎥ Ma T = ⎢0 1 d y ⎥ ⎣⎢1 ⎦⎥ ⎢⎣0 0 1 ⎥⎦ ⎢⎣1 ⎦⎥ Tịnh tíến ⎢0 0 1 ⎥ Tịnh tíến trận ⎣ ⎦ ⎡ x' ⎤ ⎡ s x 0 0⎤ ⎡ x ⎤ biến ⎡sx 0 0⎤ ⎢ y '⎥ = ⎢ 0 sy 0⎥⎥ ⎢⎢ y ⎥⎥ S = ⎢⎢ 0 sy 0⎥⎥ ⎢ ⎥ ⎢ đổi ⎢⎣1 ⎥⎦ ⎢⎣ 0 0 1⎥⎦ ⎢⎣1 ⎥⎦ Thu phóng ⎢⎣ 0 0 1⎥⎦ Thu phóng HH ⎡cos θ − sin θ 0⎤ ⎡ x' ⎤ ⎡cos θ − sin θ 0⎤ ⎡ x ⎤ ⎢ y '⎥ = ⎢ sin θ Rθ = ⎢⎢ sin θ cos θ 0⎥⎥ ⎢ ⎥ ⎢ cos θ 0⎥⎥ ⎢⎢ y ⎥⎥ Quay ⎢⎣ 0 0 1⎥⎦ Quay ⎢⎣1 ⎥⎦ ⎢⎣ 0 0 1⎥⎦ ⎢⎣1 ⎥⎦ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 85 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 86 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép BĐHH sử dụng HTĐTN Phép BĐHH 3D (1) • Biến đối liên tục = Nhân liên tiếp với ma • Có thể mở rộng các phép BĐHH trong trận biến đối không gian 2D sang không gian 3D • Thứ tự: BĐ trước = viết gần đối tượng • Biểu diễn các BĐHH thông qua phép nhân • VD: ma trận, sử dụng hệ toạ độ thuần nhất – Tịnh tiến >> Quay >> Thu phóng – P’ = S(sx, sy).R(θ). T(dx, dy).P • Biểu diễn toán học: phép nhân 4x4 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 87 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 88 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép BĐHH 3D (2) Quy ước (1) • Ma trận biến đổi • Quy ước hệ toạ độ thuận ⎡a b c p ⎤ y ⎢d e f q ⎥ M =⎢ ⎥ ⎢g i j r ⎥ x ⎢ ⎥ ⎣l m n s⎦ z Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 89 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 90 15
  16. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Quy ước (2) Phép tịnh tiến • Quy ước chiều quay thuận X Y Z ⎡1 0 0 dx ⎤ ⎢0 1 0 dy ⎥⎥ y y y T (dx, dy, dz ) = ⎢ ⎢0 0 1 dz ⎥ ⎢ ⎥ ⎣0 0 0 1⎦ x x x z z z Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 91 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 92 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép thu phóng Phép quay 3 chiều (2) • Quay quanh các trục toạ độ ⎡s x 0 0 0⎤ ⎢0 • Quay quanh trục x sy 0 0⎥⎥ ⎡1 0 0 0⎤ S (s x , s y , s z ) = ⎢ ⎢0 cos θ R x (θ ) = ⎢ − sin θ 0⎥⎥ ⎢0 0 sz 0⎥ ⎢0 sin θ cos θ 0⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣0 0 0 1⎦ ⎣0 0 0 1⎦ • Quay quanh trục z ⎡cos θ − sin θ 0 0⎤ ⎢ sin θ cos θ 0 0⎥⎥ R z (θ ) = ⎢ ⎢ 0 0 1 0⎥ ⎢ ⎥ ⎣ 0 0 0 1⎦ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 93 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 94 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép quay 3 chiều (3) Phép biến dạng (secondary translation) • Quay quanh các trục toạ độ ⎡1 b c 0⎤ ⎧ x' = x + by + cz ⎢d 1 0⎥⎥ • Quay quanh trục y ⎢ f ⎪ ⎢g i ⎨ y ' = dx + y + fz ⎡ cos θ 0 sin θ 0⎤ 1 0⎥ ⎪ z ' = gx + iy + z ⎢ 0 1 0 0⎥⎥ ⎢ ⎥ ⎩ R y (θ ) = ⎢ ⎣0 0 0 1⎦ ⎢− sin θ 0 cos θ 0⎥ ⎢ ⎥ ⎣ 0 0 0 1⎦ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 95 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 96 16
  17. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép biến dạng Phép lấy đối xứng (reflections-secondary translation) (secondary translation) • Chỉ thay đổi Hoành độ Tung độ • Thay đổi dấu – Thành phần x – ĐX qua trục tung ⎡1 b 0⎤ ⎡1 0 0⎤ – Thành phần y – ĐX qua trụng hoành M Hx = ⎢⎢ 0 1 0 ⎥⎥ M Hy = ⎢⎢ d 1 0 ⎥⎥ ⎢⎣ 0 0 1 ⎥⎦ ⎢⎣ 0 0 1 ⎥⎦ – Hoặc cả 2 – ĐX qua gốc TĐ y y y • Chính là phép thu phóng, với 1) sx = -1 x x 2) sy = -1 x O O O 3) sx = -1 và sy = -1 Hình cơ bản Bóp méo theo x Bóp méo theo y Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 97 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 98 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép lấy đối xứng Vai trò của gốc TĐ trong BĐHH (reflections-secondary translation) y y y ⎡1 0 0⎤ P’(x’,y’) y P(x,y) P’(x’,y’) M Rx = ⎢⎢ 0 − 1 0 ⎥⎥ P2 P dy r ⎢⎣ 0 0 1 ⎥⎦ P’(sx.x, P(x,y) ⎡− 1 0 0⎤ x 0 P(x,y) : ; s .y) y ;r θ φ x 0 0 M Ry = ⎢⎢ 0 1 0 ⎥⎥ O dx x x Tịnh tiến ⎣⎢ 0 0 1 ⎦⎥ Thu phóng Quay ⎡− 1 0 0⎤ P3 P1 • Phép Tịnh tiến không phụ thuộc vào vị trí gốc TĐ M Rxy = ⎢⎢ 0 −1 0 ⎥⎥ • Các phép BĐ khác phụ thuộc vào vị trí gốc TĐ ⎢⎣ 0 0 1 ⎥⎦ • Phép BĐ có chuẩn khác gốc TĐ??? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 99 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 100 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT BĐHH có chuẩn khác gốc TĐ BĐHH có chuẩn khác gốc TĐ y P • Bản chất • Phép thu phóng – Đưa chuẩn về gốc TĐ – Vật thể P – Thực hiện phép biến đổi (bình thường!) dy P1 – Gốc P1 x – Tính toán chuyển HTĐ về chuẩn j P (x, y) O – Toạ độ gốc P1 (dx, dy) dx – Chuẩn Gốc TĐ A – Tỷ lệ thu phóng sx, sy Y – Tìm P’ ? i P1 (x1, y1) Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 O trang 101 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 102 X 17
  18. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT BĐHH có chuẩn khác gốc TĐ BĐHH có chuẩn khác gốc TĐ y P y y y y P’ • Phép quay P* dy – Vật thể P dy P1 P** P1 dy P1 – Gốc P1 x x x x x O O – Toạ độ gốc P1 (dx, dy) dx O ≡ P1 O ≡ P1 O dx dx – Góc quay θ • Chuyển chuẩn thu phóng về gốc toạ độ: P → P* – Tìm P’ • Thực hiện phép thu phóng quanh gốc: P *→ P** • Chuyển ngược lại chuẩn thu phóng về P1: P**→ P’ • Biểu diễn toán học của chuỗi thao tác dưới dạng MT: • P’ = T(+dx,+ dy) . S(sx, sy). T(-dx,- dy) . P Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 103 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 104 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT BĐHH có chuẩn khác gốc TĐ Các vấn đề cần nắm (1) P’ y P y y y 1. Vai trò của phép biến đổi hình học trong hệ P** CAD/CAM? θ P* dy 2. Trong thực tế, phép biến đổi hình học đối với các dy P1 P1 vật thể của hệ CAD/CAM xảy ra thế nào? x x θ x x 3. Vẽ sơ đồ nêu lên chu trình của phép biến đổi O hình học. dx O ≡ P1 O ≡ P1 O dx 4. Nêu công thức tổng quát của phép BĐHH? • Chuyển chuẩn quay về gốc toạ độ: P → P* 5. Việc sử dụng hệ toạ độ thuần nhất đem lại ích lợi gì cho việc tính toán biến đổi hình học? Nêu thí • Thực hiện phép quay quanh gốc TĐ : P *→ P** dụ? • Chuyển ngược lại chuẩn quay về P1: P**→ P’ • Biểu diễn toán học của chuỗi thao tác dưới dạng MT: • P’ = T(+dx,+ dy) . R(θ) . T(-dx,- dy) . P Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 105 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 106 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Các vấn đề cần nắm (2) Bài tập (1) 6. Viết ma trận BĐHH của các phép BĐHH đã học 1. Liên hệ các lệnh hiệu chỉnh hình học của sử dụng để tính toán với hệ toạ độ thường và AutoCAD với các phép biến đổi. thuần nhất, nêu ý nghĩa các thông số. 2. Lập trình các hàm thực hiện các chức năng biến 7. Nêu ý nghĩa của các quy ước cần nhớ trong đổi hình học dựa vào các công thức lí thuyết đã phép BĐHH 3D. học. 8. Khi áp dụng liên tục nhiều phép biến đổi hình học đối với một vật thể, phương pháp tính toán kết quả được tổng quát hoá như thế nào? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 107 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 108 18
  19. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT y Bài tập (2) 450 d2 Bài tập (3) y y C 3 C C 3. Cho tam giác ABC d1 A A 2 với toạ độ đỉnh như B hình vẽ. Viết công 1 z x z x A B B thức và tính toạ độ x tam giác ABC sau O 1 2 Trước BĐ Sau BĐ khi thực hiện: 4. Có tam giác ABC trong không gian như trên – Phép phóng to 2 lần so với điểm M(2,3) rồi • Trình bày phương pháp và viết công thức tính toạ độ các đỉnh B và C sau chuỗi phép biến đổi sao cho: quay 1 góc 900 quanh N(6,1). A về gốc >> AB ≡ Oz, AC nằm trong (yoz). – Phép đối xứng qua trục d1 • Sau khi viết công thức thay số để kiểm nghiệm kết quả cụ thể nào đó. – Phép đối xứng qua trục d2 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 109 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 110 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Nội dung Phép chiếu: Vì sao? 2.0. Đồ họa máy tính 2.1. Các phép biến đổi hình học 2.2. Các phép chiếu 2.3. Biểu diễn đường cong 2.4. Biểu diễn các bề mặt 2.5. Biểu diễn mô hình khối rắn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 111 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 112 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép chiếu: Vì sao? Phép chiếu • Để làm gì: • Đặc tính – Biểu diễn vật thể 3D thông qua 2D – Thay đổi trong kích thước – Bị bóp méo • Trên màn hình • Trên bản vẽ • Các kỹ thuật cơ bản – Phép chiếu song song (parallel projection) • Như thế nào – Phép chiếu phối cảnh (perspective projection) – Không gian Đa chiều >>>>> 2 chiều – Rộng >>>> Hẹp • Bảo toàn đường thẳng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 113 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 114 19
  20. Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép chiếu: Khái niệm Phép chiếu: Khái niệm • Tia chiếu: (ray) – các đường thẳng đi qua các đỉnh của đối tượng • Tâm chiếu: (center of projection) – điểm hội tụ của các tia chiếu. • Mặt phẳng chiếu (view plane): – mặt phẳng trên đó vật được quan sát • Điểm chiếu: – Giao điểm của các tia với mặt phẳng chiếu, chính là hình chiếu của các đỉnh • Giả sử: – mặt phẳng chiếu là mặt phẳng z = 0 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 115 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 116 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép chiếu: Các kỹ thuật Phép chiếu: Phương thức • Phép chiếu song song • Phép chiếu phối cảnh – Các tia chiếu song song – Các tia chiếu hội tụ ở – Bảo toàn được mối tâm chiếu quan hệ giữa các chiều – Không bảo toàn được của đối tượng mối liên hệ giữa các – Dùng trong phác thảo chiều. để tạo ra phần khung của đối tượng ba chiều. – Càng xa sẽ có các ảnh – Dùng để quan sát chính chiếu nhỏ hơn. xác ở các mặt khác – Tạo ra được biểu diễn nhau của đối tượng. thực hơn của đối tượng – Không cho một biểu ba chiều • Để vẽ một đường thẳng ba chiều diễn thực của đối tượng ba chiều. – Chiếu mỗi điểm đầu mút thành các điểm hai chiều. – Vẽ đường thẳng nối hai điểm ảnh qua phép chiếu. Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 117 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 118 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phép chiếu song song Phép chiếu trực giao (1) • Phép chiếu trực giao • Phép chiếu xiên • Bỏ bớt thành phần z: view plane = XY – Orthographic projection – Oblique projection P = (Px,Py,Pz) >>> P’=(Px,Py) – Tia chiếu vuông góc với – Tia chiếu xiên góc với mặt phẳng chiếu mặt phẳng chiếu Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 119 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 120 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
6=>0