1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh

69 489 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 69
Dung lượng 1,46 MB

Nội dung

C1 CAD-CAM> TONGQUAN 1 GVC NGUYỄN THẾ TRANH Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM 1.1 VAI TRÒ CHỨC NĂNG CỦA CAD/CAM TRONG NỀN SX HIỆN ĐẠI. 1.1.1 Giới thiệu về CAD/CAM hay CAO/FAO. Thiết kế chế tạo có sự tham gia của máy vi tính (CAD/CAM hay CAO/FAO) thường được trình bày gắn liền với nhau. Thật vậy, hai lĩnh vực ứng dụng tin học trong ngành cơ khí chế tạo này có nhiều điểm giống nhau bởi chúng đều dựa trên cùng các chi tiết cơ khí sử dụng dữ liệu tin h ọc chung: đó là các nguồn đồ thị hiển thị dữ liệu quản lý. Thực tế, CAD CAM tương ứng với các hoạt động của hai quá trình hỗ trợ cho phép biến một ý tưởng trừu tượng thành một vật thể thật. Hai quá trình này thể hiện rõ trong công việc nghiên cứu (bureau d’étude) triển khai chế tạo (bureau des méthodes). Xuất phát từ nhu cầu cho trước, việc nghiên cứu đảm nhận thi ết kế một mô hình mẫu cho đến khi thể hiện trên bản vẽ biễu diễn chi tiết. Từ bản vẽ chi tiết, việc triển khai chế tạo đảm nhận lập ra quá trình chế tạo các chi tiết cùng các vấn đề liên quan đến dụng cụ phương pháp thực hiện. Hai lĩnh vực hoạt động lớn này trong ngành chế tạo máy được thực hiện liên tiếp nhau được phân biệt bở i kết quả của nó. * Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học chức năng. Các phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu được chia thành hai loại: Các phần mềm thiết kế các phần mềm vẽ. * Kết quả củ a CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí. Trong CAM không truyền đạt một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc. Việc chế tạo bao gồm các vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu, công suất của trang thiết bị, các điều kiện sản xuất khác nhau có giá thành nhỏ nhất, với việc tối ưu hoá đồ gá dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí. Nhằm khai thác các công cụ hữu ích, những ứng dụng tin học trong chế tạo không chỉ hạn chế trong các phần mềm đồ hoạ hiển thị quản mà còn sử dụng việc lập trình điều khiển các máy công cụ điều khiển số, do vậy đòi hỏi khi thự c hiện phải nắm vững các kiến thức về kỹ thuật gia công. C1 CAD-CAM> TONGQUAN 2 GVC NGUYỄN THẾ TRANH Trong chế tạo, việc sử dụng các dữ liệu tin học phải lưu ý đến nhiều mối quan hệ ràng buộc. Các ràng buộc này nhiều hơn trong thiết kế. Việc cắt gọt vật liệu trên một máy công cụ điều khiển số hay một máy công cụ vạn năng thông thường là như nhau, trong hai trường hợp vật liệu không thay đổi về tính chất. Trong khi đó các dữ liệu tin họ c có trong môi trường công nghiệp cũng có trong các xưởng gia công. Các nguồn dữ liệu này cải thiện kỹ thuật chế tạo, chuyển đổi phương pháp dẫn đến thay đổi quan trọng trong các công việc hoàn thành khi lập qui trình công nghệ cũng như trên vị trí làm việc. Ngoài công việc cho phép điều khiển số các nguyên công gia công, việc thiết lập các dữ liệu tin học mang lại nhiều sự cải thiện về kết cấu liên quan đến cấ u trúc máy đồ gá, các phương pháp chế tạo kiểm tra sản phẩm, thiết kế dụng cụ cắt các cơ cấu tự động khác. Mặt khác, các ứng dụng tin học này cũng cho phép khai thác tốt hơn các khả năng mới của máy dụng cụ. Ngày nay việc chuyển biến từ một ý tưởng trừu tượng thành một sản phẩm thực tế có thể theo một quá trình hoàn toàn được chi phối bởi máy tính điện tử, như sơ đồ hình 1.1 đã chỉ rõ. BUREAUTIQUE ET COMMUNICATION CONCEPTION, MODELISATION, ANALYSE ET INGENIERIE ASSISTE PAR ORDINATEUR (CAO - IAO) DESSIN ASSISTE PAR ORDINATEUR ( DAO ) PROCEDES, SIMULATION, PROGRAMMATION MOCN ROBOTAUTOMATMOCN CAO FA O CONTRÔLE DE QUALITÉ INVENTAIRE ET MANUTENTION FABRICATION INTEGREE SUR ORDINATEUR (FIO) ADMINISTRATION ET GESTION BUREAU D ’ETUDE BUREAU DE METHODES ADMINISTRATION ET GESTION Hình 1.1 - Sơ đồ CAO - FAO - FIO C1 CAD-CAM> TONGQUAN 3 GVC NGUYỄN THẾ TRANH Ta phân biệt hai loại dụng cụ tin học trong nghiên cứu thiết kế: - Các phần mềm vẽ có sự tham gia của máy tính điện tử (Dessin Assisté par Ordinateur-DAO hay Computer Aided Drawing - CAD). - Các phần mềm thiết kế có sự tham gia của máy tính điện tử (Conception Assistée par Ordinateur-CAO hay Computer Aided Design-CAD). Trong tiếng Anh ta sử dụng từ CAD chung cho cả hai phần mềm này. Trong triển khai chế tạo ra sản phẩm từ bản vẽ thiết kế, ngày nay có các phần mềm ứng dụng đó là các phần mềm chế tạo có sự tham gia của máy tính điện tử ( Fabrication Assistée par Ordinateur - FAO hay Computer Aided Manufacturing - CAM) Khi sự tích hợp trên máy tính điện tử cho các hoạt động thiết kế chế tạo được thực hiện, tức là khi việc thực hiện có thể trực tiếp dựa vào các dữ liệu số được t ạo ra bởi việc thiết kế, tập hợp các hoạt động đặc trưng của CAD/CAM được mô tả dưới khái niệm chế tạo được tích hợp bởi máy tính điện tử ( Fabrication Intégrée par Ordinateur - FIO hay Computer integrated Manufacturing - CIM). Do vậy CIM biểu diễn các hoạt động tương ứng với thiết kế, vẽ, chế tạo và kiểm tra chất lượng của một sản phẩm cơ khí. 1.1.2 Đối tượng phục vụ của CAD/CAM. Xu thế phát triển chung của các ngành công nghiệp chế tạo theo công nghệ tiên tiến là liên kết các thành phần của qui trình sản xuất trong một hệ thống tích hợp điều khiển bởi máy tính điện tử (Computer Integrated Manufacturing - CIM). Các thành phần của hệ thống CIM được quản điều hành dựa trên cơ sở dữ liệu trung tâm với thành phần quan trọng là các dữ liệu từ quá trình CAD. Kết quả của quá trình CAD không chỉ là cơ sở dữ liệu để thực hiện phân tích kỹ thuật, lập qui trình chế tạo, gia công điều khiển số mà chính là dữ liệu điều khiển thiết bị sản xuất điều khiển số như các loại máy công cụ, người máy, tay máy công nghiệp các thiết bị phụ trợ khác. Công việc chuẩn bị sả n xuất có vai trò quan trọng trong việc hình thành bất kỳ một sản phẩm cơ khí nào. C1 CAD-CAM> TONGQUAN 4 GVC NGUYỄN THẾ TRANH Công việc này bao gồm: - Chuẩn bị thiết kế ( thiết kế kết cấu sản phẩm, các bản vẽ lắp chung của sản phẩm, các cụm máy.v.v ) - Chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính năng công nghệ của kết cấu, thiết lập qui trình công nghệ) - Thiết kế chế tạo các trang bị công nghệ dụng cụ phụ v.v - Kế hoạch hoá quá trình s ản xuất chế tạo sản phẩm trong thời gian yêu cầu. Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời lượng thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết mà chỉ có 10% thời gian dành cho lao động sáng tạo quyết định phương án, do vậy các công việc trên có thể thực hiện bằng máy tính điện tử để vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác chất lượng. CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế chế tạo trong đó máy tính điện tử được sử dụng để thực hiện một số chức năng nhất định. CAD/CAM tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động: Thiết kế Chế tạo. Tự động hoá thiết kế là dùng các hệ thống phương tiện tính toán giúp người kỹ sư thiết kế, mô phỏng, phân tích tối ưu hoá các giải pháp thiết kế. Tự động hoá chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hoá, điều khiển kiểm tra các nguyên công gia công. 1.1.3 Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất. Khái niệm SP mới Vẽ chi tiết Lập biểu đồ SX Sản xuất sản phẩm Kiểm tra chất lượng Nhu cầu thị trường Thiết kế sản phẩm Nhu cầu TTB mới Kế hoạch hoá QTSX Hình 1.2- Sơ đồ chu kỳ sản xuất C1 CAD-CAM> TONGQUAN 5 GVC NGUYỄN THẾ TRANH Rõ ràng rằng CAD/CAM chi phối hầu hết các dạng hoạt động chức năng của chu kỳ sản xuất. Ở các nhà máy hiện đại, trong công đoạn thiết kế chế tạo, kỹ thuật tính toán ngày càng phát huy tác dụng là nhu cầu không thể thiếu được. 1.1.4 Chức năng của CAD. Khác biệt cơ bản với qui trình thiế t kế theo công nghệ truyền thống, CAD cho phép quản đối tượng thiết kế dưới dạng mô hình hình học số trong cơ sở dữ liệu trung tâm, do vậy CAD có khả năng hỗ trợ các chức năng kỹ thuật ngay từ giai đoạn phát triển sản phẩm cho đến giai đoạn cuối của quá trình sản xuất, tức là hỗ trợ điều khiển các thiết bị sản xuất bằng điều khiển số. Hệ thống CAD được đánh giá có đủ khả năng để thực hiện chức năng yêu cầu hay không, phụ thuộc chủ yếu vào chức năng xử của các phần mềm thiết kế. Ngày nay những bộ phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế và gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện được các chứ c năng cơ bản sau: TĐH thiết kế Vẽ bằng MTĐT Nhu cầu TTB mới Nhu cầu thị trường Vẽ chi tiết Thiết kế SP Khái niệm SP mới Sản xuất sản phẩm Kiểm tra chất lượng TĐH KHH QTSX KHH QTSX TB ĐK bằng MTĐT TĐH KTCL Lập biểu đồ SX Vẽ BĐ, lập nhu cầu NVL KT Hình 1.3 - Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM C1 CAD-CAM> TONGQUAN 6 GVC NGUYỄN THẾ TRANH - Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) những hình dạng phức tạp. - Giao tiếp với các thiết bị đo, quét toạ độ 3D thực hiện nhanh chóng các chức năng mô phỏng hình học từ dữ liệu số. - Phân tích liên kết dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản kết cấu lắp ghép - Tạo bản vẽ ghi kích thước tự động: có khả năng liên k ết các bản vẽ 2D với mô hình 3D ngược lại. - Liên kết với các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật: tính biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu, trường áp suất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu, - Nội suy hình học, biên dịch các kiểu đường chạy dao chính xác cho công nghệ gia công điều khiển số. - Giao tiếp dữ liệu theo các định d ạng đồ hoạ chuẩn. - Xuất dữ liệu đồ hoạ 3D dưới dạng tập tin STL để giao tiếp với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể. Những ứng dụng của CAD trong ngành chế tạo máy: • Tạo mẫu nhanh thông qua giao tiếp dữ liệu với thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể (đo quét toạ độ) • Giảm đáng kể thời gian mô phỏng hình học bằng cách tạo mô hình hình học theo cấu trúc mặt cong từ dữ liệu số. • Chức năng mô phỏng hình học mạnh, có khả năng mô tả những hình dáng phức tạp nhất. • Khả năng mô hình hoá cao cho các phương pháp phân tích, cho phép lựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu. 1.2 THIẾT KẾ GIA CÔNG TẠO HÌNH. Theo lịch sử hình thành phát triể n ta có thể phân biệt công nghệ thiết kế gia công tạo hình như sau: - Thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. - Thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM - Thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp CIM 1.2.1 Thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. Trong công nghệ truyền thống, các mặt cong 3D phức tạp được gia công trên máy vạn năng theo phương pháp chép hình sử dụng mẫu hoặc dưỡ ng. Do vậy qui trình thiết kế gia công bao gồm có 4 giai đoan phân biệt (Hình 1.4): 1. Tạo mẫu sản phẩm, 2. Lập bản vẽ kỹ thuật, 3. Tạo mẫu chép hình, 4. Gia công chép hình. Qui trình này có những hạn chế: C1 CAD-CAM> TONGQUAN 7 GVC NGUYỄN THẾ TRANH - Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình, - Dễ dàng làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai vì phải xử một số lớn dữ liệu, - Năng suất thấp do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công qui trình được thực hiện tuần tự: tạo mẫu sản phẩm - lập bản vẽ chi tiết - tạo mẫu chép hình - phay chép hình. 1.2.2 Thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM. Sự phát triển của phương pháp mô hình hoá hình học cùng với thanh tựu của công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, kỹ thuật điều khiển số đã có những ảnh hưởng trực tiếp đến công nghệ thiết kế gia công tạo hình (Hình 1.5): - Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ tạ o bản vẽ với sự trợ giúp của máy vi tính. - Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng mô hình hoá hình học trực tiếp từ giá trị lấy mẫu 3D. - Mẫu chép hình được thay thế bằng mô hình toán học - mô hình hình học lưu trữ trong bộ nhớ máy vi tính ánh xạ trên màn hình dưới dạng mô hình khung lưới. - Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM). Về công nghệ, khác biệ t cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống công nghệ CAD/CAM là thay thế tạo hình theo mẫu bằng mô hình hoá hình học. Ý TƯỞNG VẼ & THIẾT KẾ BẢN VẼ KỸ THUẬT TẠO MẪU CHÉP HÌNH GIA CÔNG CHÉP HÌNH MẪU CHÉP HÌNH MẪU S ẢNPHẨM Hình 1.4 - Qui trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống Hiệu chỉnh Lấy mẫu C1 CAD-CAM> TONGQUAN 8 GVC NGUYỄN THẾ TRANH Kết quả là mẫu chép hình công nghệ gia công chép hình được thay thế bằng mô hình hình học số (Computational Geometric Model - CGM) gia công điều khiển số. Mặt khác khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp khả năng lựa chọn chế độ gia công thích hợp (gia công thô, bán tinh tinh). Theo công nghệ CAD/CAM phần lớn các khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được khắc phục vì rằng: • Bề mặ t gia công đạt được chính xác tinh xảo hơn. • Khả năng nhầm lẫn do chủ quan bị hạn chế đáng kể. • Giảm được nhiều tổng thời gian thực hiện qui trình thiết kế gia công tạo hình. 1.2.3 Thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp (CIM). Từ công nghệ CAD/CAM ta dễ dàng thực hiện ý tưởng liên kết mọi thành ph ần trong một hệ thống tích hợp (Hình 1.6). Theo công nghệ tích hợp, công việc mô hình hoá hình học - vẽ - tạo bản vẽ được tích hợp trong CAD; kết quả mọi thông tin về hình dáng được lưu lại dưới dạng CGM, lưu trữ trong cơ sở dữ liệu trung tâm. Công nghệ tiên tiến nhất có khả năng hỗ trợ thực hiện toàn bộ qui trình thiết kế chế tạo theo công nghệ tích hợp: • Cho phép thiết l ập mô hình hình học số CGM trực tiếp từ ý tưởng về hình dáng. • Được trợ giúp bởi thiết bị đồ hoạ mạnh công nghệ tô màu, tạo bóng hiện đại. Ý TƯỞNG VẼ & TẠO BẢN VẼ (CADD) BẢN VẼ KỸ THUẬT MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC GIA CÔNG ĐIỀU KHIỂN SỐ (CAM) MÔ HÌNH HÌNH HỌC SỐ (CGM) MẪU S ẢNPHẨM Hình 1.5 - Qui trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM Lấy mẫu, số hoá Hiệu chỉnh C1 CAD-CAM> TONGQUAN 9 GVC NGUYỄN THẾ TRANH • Có khả năng thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật; liên kết với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể; lập trình chế tạo; điều khiển quá trình gia công điều khiển số; lập qui trình lắp ráp; tạo phôi, 1.3 MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC. Mô hình hoá hình học là mô tả đối tượng hình học bởi mô hình toán học - mô hình hình học số. Khái niệm mô hình hình học được sử dụng cho thực thể hình học có thể mô tả được, đó là những thực thể hình học cơ sở, được sử dụng trên bản vẽ kỹ thuật hay trên màn hình, đó là: - Điểm, - Đường cong, bao gồm cả đoạn thẳng, - Mặt cong, bao gồm cả mặt phẳng, - Khối (cấu trúc đặc). Mô hình hình h ọc được diễn giải bởi con người nhưng hình thức mô tả chúng phải thích hợp, rõ ràng sao cho có thể chuyển đổi thành mô hình hình học số duy nhất. Tức là yêu cầu mô hình hình học phải được mô tả bởi các giá trị số chính xác: BẢN VẼ KỸ THUẬT Ý TƯỞNG CAD CAPP Computer Aided Process Planning MÔ HÌNH HÌNH HỌC SỐ (CGM) MÔ HÌNH FEM MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ MẪU SẢN PHẨM CAM Hình 1. 6 - Qui trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghê tích hợp C1 CAD-CAM> TONGQUAN 10 GVC NGUYỄN THẾ TRANH - Điểm có thể mô tả bởi giá trị toạ độ, - Đường congthể được mô tả bởi chuỗi điểm hoặc phương trình, - Mặt congthể được mô tả bởi tập hợp điểm hoặc lưới đường cong, hoặc phương trình, - Khối có thể được định nghĩa bởi các mặt cong bao quanh nó. 1.3.1 Phương pháp mô tả đường cong. 1. Đườ ng cong 2D được mô tả bởi 2 phương pháp: a. Sử dụng các đường cong 2D cơ sở. b. Như là chuỗi điểm trên mặt phẳng. 2. Đường cong 3D được mô tả bởi một trong các cách sau: a. Chuỗi điểm 3D b. Giao tuyến giữa 2 mặt cong. c. Hình chiếu của đường cong 2D lên mặt cong 3D. d. Tập đường cong 2D trên các mặt phẳng hình chiếu trục đo. 3. Phương pháp đơn giản mô tả đường cong 2D. Ng ười ta sử dụng họ đường cong bậc hai conic, bao gồm: đoạn thẳng, đường tròn, đường êlip, đường Parabol, đường Hyperbol. Chúng được xác định rõ ràng bởi thông số của chúng như: toạ độ tâm, bán kính, tiêu điểm. Ta có thể gọi họ đường cong conic là đường cong cơ sở tạo nên đường cong đa hợp bằng cách nối kết liên tục theo chuỗi, có thể sử dụng góc lượn tại vị trí yêu cầu để đạ t độ trơn láng. 4. Phương pháp phổ biến nhất để mô tả đường cong tự do 2D 3D. Đây là phương pháp xác định chuỗi điểm đường cong đi qua, phương pháp gián tiếp để mô tả đường cong 3D là xác định giao tuyến giữa 2 mặt cong. Trong trường hợp này ta không thể xác định đường cong một cách chính xác. Phương pháp phổ biến xác định dường cong 3D trong vẽ kỹ thuật là xác định hình chiếu 2D của chúng, sau đó xác định hình chiếu trên m ặt cong, đây chính là phép chiếu ngược. 1.3.2 Phương pháp mô tả mặt cong. Ta không thể vẽ mặt cong hình học, nhưng có thể mô tả chúng trên bản vẽ dưới dạng mô hình: - Mặt hình học cơ sở, - Mặt nội suy lưới đường cong, - Mặt quét hình đường mặt cắt, - Mặt nội suy điểm, - Mặt kết nối hình. Tương ứng đó là: • Sử dụng các mặt cong cơ sở. • Mô tả mặt cong bởi mô hình lưới đường cong. [...]... NGUYỄN THẾ TRANH L3i 1[ 2 ] (t ) = (t − ti 1 ) 2 /(∇ i2 1 ∇ i 1 ) − ∇ i3 1 (t − ti ) 2 /(∇ i2∇ i ∇ i 1 ) ∇ i ⎧ ∇ i ∇ i3 1 ⎫ = (∇ i 1 / ∇ i 1 ) + u (∇ i / ∇ i 1 ) + u − ⎬ (3.20b) ⎨ ∇ i 1 ⎩ ∇ i2 1 ∇ i2 ⎭ ≡ N12 (u ) với 0 ≤ u ≤ 1 2 2 2 L3i − [1] (t ) = (t − ti ) 2 /(∇ i2 ∇ i ) = (u∇ i ) 2 /(∇ i2 ∇ i ) ≡ N 22 (u ) với 0 ≤ u ≤ 1 L3i −3] ti-2 L3i −2[ 3] ti -1 (3.20c) L3i 1[ 2 ] ti L3i +1 L3i [1] ti +1 ti+3... sau: C3 CAD-CAM>MHHCACTTHH 7 GVC NGUYỄN THẾ TRANH P0 ≡ r(0) = [4V1+(V0+V2) ]/6 P1 ≡ r (1) = [4V2+(V1+V3) ]/6 & t0 ≡ r (0) = (V2 - V0) /2 & t1 ≡ r (0) = (V3 - V1) /2 hay dưới dạng ma trận: 4 ⎡ P0 ⎤ 1 ⎢P ⎥ ⎢0 11 = 1 ⎢ S≡ ⎢ t 0 ⎥ 6 ⎢− 3 0 ⎢ ⎥ ⎢ ⎣ 0 −3 ⎣ t1 ⎦ 1 4 3 0 (3 .12 a) (3 .12 b) (3 .12 c) (3 .12 d) 0⎤ ⎡V0 ⎤ 1 ⎢V1 ⎥ ⎥ ⎢ ⎥ ≡ KR 0⎥ ⎢V2 ⎥ ⎥⎢ ⎥ 3⎦ ⎣V3 ⎦ Thay kết quả trên vào phương trình đường cong Ferguson... (0) = 2(V1 h − V0h ) w1 ; w0 & r h (1) = 2(V2h − V1 h ) w1 w2 Kết quả trên chứng tỏ rằng tiếp tuyến của đường cong Bezier đồng nhất (3.26) đường cong Bezier chuẩn tắc (3.24) tại các điểm biên có cùng phương với nhau nhưng độ lớn của chúng thay đổi theo tỷ lệ w1/w0 w1/w2 (Hình 3.6) V1 V0 V1 t0=2(w1/w0)(V1-V0) t0=2(V1-V0) V2 r(u) t1=2(V2-V1) r(u) V0 V2 t1=2(w1/w2)((V2-V1) a b Hình 3.6 - Tính chất... thẳng V2M1 : M0= (V0+V2)/2 : M1= (V1+V3)/2 : P0= (2V1+M0)/3 : P1= (2V2+M1)/3 Cần thiết lập đường cong bậc 3 r(u) thoả điều kiện: 1 Đường cong bắt đầu từ điểm P0 kết thúc tại điểm P1, 2 Vectơ tiếp tuyến tại điểm P0 có giá trị bằng (M0-V0), 3 Vectơ tiếp tuyến tại điểm P1 có giá trị bằng (M1-V1) Như vậy ta có thể biểu diễn điểm biên P0, P1 tiếp tuyến t0, t1 theo đỉnh điều khiển như sau: C3 CAD-CAM>MHHCACTTHH... Bezier B-spline đều là trường hợp đặc biệt của NURBS C3 CAD-CAM>MHHCACTTHH 8 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 1 Hàm cơ sở B-spline Xét hàm vô hướng đệ qui {ti}: Lni (t ) = trong đó: Lni (t ) được định nghĩa theo chuỗi điểm không giảm (t − ti ) n 1 (t − t ) n 1 Li (t ) + i +1 Li +1 (t ) (ti + n 1 − ti ) (ti + n − ti +1 ) (3 .15 ) 1, t ∈ [ti , ti +1 ], ti < ti +1 L1i (t ) = ⎨ ⎩0, các t khác Hàm đệ qui (3 .15 ) được... Theo đó đường cong được thiết lập bởi (Hình 3 .1) : a Hai điểm đầu cuối P0 P1 b Tiếp tuyến đầu cuối t0 t1 t0 r(u) P1 P0 Hình 3 .1 - Đường cong Ferguson C3 CAD-CAM>MHHCACTTHH 4 GVC NGUYỄN THẾ TRANH Đường cong bậc 3 (3.2) thoả điều kiện biên P0, P1, t0, t1 chúng phải đảm bảo: P0 = r (0) = a P1 = r (1) = a + b + c + d & t 0 = r (0) = b (3.3) & t1 = r (1) = b + 2c + 3d Sau các phép biến đổi, hệ số PT... như sau: V1 = (V0 + t0/3) ; V2 = (V3 - t1/3) ; V3 = P1 V0 = P0 ; Ngược lại, điều kiện biên Ferguson được biểu diễn theo đỉnh điều khiển Bezier Vi là: P0 = V0 ; hay dưới dạng ma trận: P1 = V3 ; ⎡ P0 ⎤ ⎡ 1 ⎢P ⎥ ⎢ 0 S ≡ ⎢ 1 = ⎢ ⎢ t0 ⎥ ⎢− 3 ⎢ ⎥ ⎢ ⎣ t1 ⎦ ⎣ 0 t0 = 3(V1-V0) ; 0⎤ ⎡V0 ⎤ 0 0 1 ⎢V1 ⎥ ⎥ ⎢ ⎥ ≡ LR 3 0 0⎥ ⎢V2 ⎥ ⎥⎢ ⎥ 0 − 3 3⎦ ⎣V3 ⎦ 0 t1 = 3(V3-V2) 0 (3.7) Cuối cùng ta thay thế kết quả (3.7) vào phương... CAD-CAM>MHHCACTTHH 11 GVC NGUYỄN THẾ TRANH ⎡ ⎤ 2 2 ⎢ (∇ / ∇ ) (∇ i 1 / ∇ i 1 ) 0⎥ i i 1 ⎢ ⎥ N q = ⎢(−2∇ i / ∇ i2 1 ) (2∇ i / ∇ i2 1 ) 0 ⎥: ⎢ ∇ i ⎧ ∇ i ∇ 3 1 ⎫ ∇ i ⎥ 2 i ⎢ (∇ i / ∇ i 1 ) ⎥ ⎨ 2 − 2⎬ ∇ i 1 ⎩ ∇ i 1 ∇ i ⎭ ∇ i2 ⎥ ⎢ ⎣ ⎦ ∇ i = (ti +1 − ti ) ; Ma trận hệ số B-spline không đều bậc 2 ∇ i2 = ∇ i + ∇ i +1 , đường cong (3.22) được gọi là đường cong NUBRS bậc 2 Khảo sát giá trị của hàm kết nối B-spline... đường cong B-spline đều bậc 3 biểu diễn bởi ma trận hệ số B-spline đều N vectơ đỉnh điều khiển R: r(u) = U C S = U C (K R) = U (C K) R = U N R với 0 ≤ u trong đó: C là ma trận Ferguson 4 1 1 ⎢ 3 1 ⎢− 3 0 N= 6⎢ 3 −6 3 ⎢ ⎣ 1 3 − 3 0⎤ 0⎥ ⎥ 0⎥ ⎥ 1 V3 M1 V1 1 t0 V0 r(u) P0 M0 t1 P1 V2 Hình 3.3 - Đường cong B-spline đều bậc 3 Tương tự như đường cong Bezier ta có thể biểu diễn đường cong B-spline đều... thoả điều kiện biên tại u = 0, 1 như sau: trong đó: & & H 03 (0) = H 33 (1) = H 13 (0) = H 23 (1) = 1 & & H 03 (1) = H 33 (0) = H 13 (1) = H 23 (0) = 0 & & H 13 ( j ) = H 23 ( j ) = H 13 ( j ) = H 23 ( j ) = 0 với mọi j = 0 ,1 Dễ dàng xác nhận rằng phương trình (3.6) thoả điều kiện biên (3.3) Phương trình (3.6) là định nghĩa chuẩn về đường cong kết nối Hermite C3 CAD-CAM>MHHCACTTHH 5 GVC NGUYỄN THẾ TRANH . thống. - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp CIM 1. 2 .1 Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. Trong. S ẢNPHẨM Hình 1. 4 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống Hiệu chỉnh Lấy mẫu C1 CAD-CAM> TONGQUAN 8 GVC NGUYỄN THẾ TRANH Kết quả là mẫu chép hình và công nghệ gia công. C1 CAD-CAM> TONGQUAN 1 GVC NGUYỄN THẾ TRANH Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM 1. 1 VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG CỦA CAD/CAM TRONG NỀN SX HIỆN ĐẠI. 1. 1 .1 Giới thiệu về CAD/CAM

Ngày đăng: 30/03/2014, 23:23

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1 - Sơ đồ CAO - FAO - FIO - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 1.1 Sơ đồ CAO - FAO - FIO (Trang 2)
Hình 1.2- Sơ đồ chu kỳ sản xuất - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 1.2 Sơ đồ chu kỳ sản xuất (Trang 4)
Hình 1.3 - Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 1.3 Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM (Trang 5)
Hình 1.4 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình                          theo công nghệ truyền thống - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 1.4 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống (Trang 7)
Hình 1.5 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình                          theo công nghệ CAD/CAM - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 1.5 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM (Trang 8)
Hình 1. 6 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình                                theo công nghê tích hợp - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 1. 6 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghê tích hợp (Trang 9)
Hình 2.1 : Tham số hoá đường tròn đơn vị - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 2.1 Tham số hoá đường tròn đơn vị (Trang 12)
Hình 2.4 - Đường cong trên mặt cong                   và mặt phẳng tiếp tuyến Trường hợp đặc - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 2.4 Đường cong trên mặt cong và mặt phẳng tiếp tuyến Trường hợp đặc (Trang 15)
Hình 2.3 : Hình học mặt cong - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 2.3 Hình học mặt cong (Trang 15)
Hình 2.5 - Phép biến đổi toạ độ 2D - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 2.5 Phép biến đổi toạ độ 2D (Trang 18)
Hình 2.6 - Phép biến đổi toạ độ dưới hình thức                     hệ toạ độ chuyển động - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 2.6 Phép biến đổi toạ độ dưới hình thức hệ toạ độ chuyển động (Trang 21)
Hình 3.3 - Đường cong B-spline đều bậc 3 - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.3 Đường cong B-spline đều bậc 3 (Trang 29)
Hình dáng chức năng của hàm cơ sở B-spline bậc nhỏ hơn 4 được thể hiện trên  hình 3.4 - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình d áng chức năng của hàm cơ sở B-spline bậc nhỏ hơn 4 được thể hiện trên hình 3.4 (Trang 31)
Hình 3.6 - Tính chất của đường cong Bezier hữu tỷ  -  Đường cong Bezier chuẩn tắc. - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.6 Tính chất của đường cong Bezier hữu tỷ - Đường cong Bezier chuẩn tắc (Trang 35)
Hình 3.8 - Chuỗi điểm cần nội suy - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.8 Chuỗi điểm cần nội suy (Trang 38)
Hình 3.10 - Dựng đường cong B-spline đều phức hợprb(u) - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.10 Dựng đường cong B-spline đều phức hợprb(u) (Trang 40)
Hình 3.10-Đường cong cát tuyến  Ví dụ ta dựng đường cong - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.10 Đường cong cát tuyến Ví dụ ta dựng đường cong (Trang 43)
Hình 3.11 -  Mặt lưới đa thức chuẩn tắc bậc 3 kép - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.11 Mặt lưới đa thức chuẩn tắc bậc 3 kép (Trang 47)
Hình 3.12 - Mặt lưới Ferguson Điều kiện biên tại 4 điểm góc lưới - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.12 Mặt lưới Ferguson Điều kiện biên tại 4 điểm góc lưới (Trang 48)
Hình 3.13 - Mặt lưới Bezierbậc 3 képMa trận hệ  số Bezier bậc 3 - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.13 Mặt lưới Bezierbậc 3 képMa trận hệ số Bezier bậc 3 (Trang 49)
Hình 3.15 - a, Mặt kẻ; b, Phép nội suy tuyến tính Taylor - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.15 a, Mặt kẻ; b, Phép nội suy tuyến tính Taylor (Trang 51)
Hình 3.17- Dữ liệu biên của mặt cong tam giác  Có thể tham số hoá cung tròn trên mặt - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.17 Dữ liệu biên của mặt cong tam giác Có thể tham số hoá cung tròn trên mặt (Trang 53)
Hình 3.19- Mặt quét hình song song Có thể  mở  rộng ý tưởng quét - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.19 Mặt quét hình song song Có thể mở rộng ý tưởng quét (Trang 54)
Hình 3.21 - Mặt cong quét hình phi tham số - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.21 Mặt cong quét hình phi tham số (Trang 55)
Hình 3.20 - Mặt quét hình tròn xoay r(u,θ) = (d(u)cosθ, d(u)sinθ, z(u)) - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.20 Mặt quét hình tròn xoay r(u,θ) = (d(u)cosθ, d(u)sinθ, z(u)) (Trang 55)
Hình 3.22 - 6 dạng mặt cong bậc 2 chuẩn tắc - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 3.22 6 dạng mặt cong bậc 2 chuẩn tắc (Trang 56)
Hình 4.1. Quá trình thiết kế - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 4.1. Quá trình thiết kế (Trang 62)
Hình 4.3. Mối liên hệ giữa Cơ sở dữ liệu với CAD/CAM - công nghệ cadcam và nguyên lý điều khiển trong công nghiệp phần 1 - nguyễn thế tranh
Hình 4.3. Mối liên hệ giữa Cơ sở dữ liệu với CAD/CAM (Trang 66)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w