Nguyễn Thị Hồng Minh Nguyễ Thị Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang – Truyền thống – Hiện đại 2- Giới thiệu khối chức – CAD – CAM Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang – Thiết kế: ý tưởng, chức năng, chi tiết – Kiểm định thiết kế – Lập kiểm định chu trình chế tạo cho chi tiết – Chế tạo chi tiết – Kiểm định chi tiết – Lập chu trình lắp ráp – Lập chu trình kiểm định tổng thể Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang Nội dung (2) 3- Tích hợp CAD/CAM – – – – Đặc tính Phần mềm Phần cứng Lựa chọn hệ thống CAD/CAM 4- Giới thiệu ứng dụng công nghệ CA-x Máy tính số thiết bị hệ thống công nghiệp Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang So sánh hệ thống sản xuất truyền thống đại • HTSX truyền thống • HTSX đại – Trợ giúp MT ? • CA-… – Máy cơng cụ điều khiển số • CNC Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Chu trình sản xuất khí Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 1- Tổng quan HTSX trang Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 1- Tổng quan hệ thống sản xuất CK Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Nội dung (1) TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT TÍCH HỢP MÁY TÍNH 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 Tin học Kỹ thuật Ứng dụng Chương 1 • HTSX truyền thống • HTSX đại – Thơng tin rời rạc • Bản vẽ • Từng bước – Lập trình cứng • Dụng cụ định hình • Máy chun dùng – Thơng tin tích hợp • File • MHHH dùng chung – Lập trình mềm • Dụng cụ đa chức • Máy đa chức Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang • Hại – Thơng tin thơng suốt – Linh hoạt Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 – Khó khăn nắm bắt hệ thống trang – Ý tưởng – Chức – Chi tiết • Hình thể? • Kết quả? • Kiểm tra? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 11 CAD CA-Design Kiểm định CAE CA-Engineering Quy trình Chế tạo CAPP CA-Process Planning Chế tạo CAM CA-Manufacturing Kiểm tra CAQ CA-Quality Control Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 2- Các chc nng chớnh ã CAD ã CAM Mô hình Phân tích Duyệt lại Dữ liệu sở dùng chung Kế hoạch gia công Lập trình phần Thiết kế dơng Tµi liƯu CAD Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Lo¹i vËt liƯu CAM trang 10 CAD = cơng cụ • Mơ hình hố hình học – Biểu diễn hình thể: tốn học, đồ hoạ • Phân tích mơ hình hình học – Đặc tính lý • Thiết kế thẩm định – Chức năng, hoạt động tổng thể • Kết xuất tài liệu thiết kế – Lưu trữ, chế tạo: File, vẽ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 12 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Thiết kế Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CAD = ? Thiết kế Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Lợi Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Hiện đại??? Chu trình sản xuất khí Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT hệ thống sản xuất truyền thống đại Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT So sánh – Thiết bị? – Chế độ gia công? – Các bước gia cơng? • Chương trình CNC? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 13 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 • Giao diện Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 17 – Thí dụ… • Nhận liệu đầu vào – Thiết bị, dụng cụ, chế độ cắt • Tính tốn chương trình gia cơng – G-code • Dịch chương trình gia cơng – Post-processor Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 14 CAM: Các thơng tin Đầu vào • • • • Mơ hình hình học (CAD) Vị trí gia cơng Chiến lược gia cơng (từng vị trí) Lựa chọn liệu gia công – Máy – Chế độ gia công (v, f, T, s,…) Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Thí dụ trang 16 http://www.auton.it/ • Sử dụng MHHH Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 18 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT http://www.auton.it/ Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Thí dụ trang 15 • Cung cấp chiến lược tạo đường dụng cụ chuẩn Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT MaterCAM Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chiến lược gia công CAM = Công cụ Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Chế tạo: nào? Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CAM = ? Đặc điểm Chức phần mềm Các yếu tố phần cứng Phân loại HT Lựa chọn HT Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 19 – Tính trung ương hố (centralized): • Đảm bảo Dữ liệu thống view – Tính tích hợp (integrated): • Mơ hình hình học hữu dụng giai đoạn phát triển sản phẩm – Tính liên kết (associativity): • liệu nhập vào nhiều hình thức lưu trung ương Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 21 • Giữa người – máy – Để: • • • • • • Nhập liệu: Hiệu chỉnh: Xử lý: Điều khiển hình: Tính tốn đường dụng cụ Kết xuất liệu: Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 23 – – – – – – – – Tương tác Ngôn ngữ chuẩn Cú pháp Giao diện Cơ sở liệu Phụ thuộc phần cứng Thời gian đáp ứng … Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 20 Đặc điểm… (tiếp 2) • Đặc tính tích hợp – Phương pháp mơ hình hố dùng chung • Cơng cụ MHHH CAD CAM – Hệ thống sở liệu dùng chung • CSDL MHHH CAD CAM • Lợi ích tích hợp – Hiệu suất cao (concurrent engineering) – Giảm thất thoát liệu – Sự thống phương pháp MHH HH Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 22 Chức phần mềm • Nhập liệu: – liệu hình học, – vị trí thơng số gia cơng • Hiệu chỉnh: – sửa chữa cập nhật liệu – chỉnh sửa thuộc tính • Xử lý: – Với đối tượng – Thao tác: tịnh tiến, quay, thu phóng, Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 24 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Sử dụng tương tác cho phép Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chức phần mềm • Chương trình ứng dụng Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Đặc điểm riêng Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Đặc điểm… (tiếp 1) Đặc điểm CAD/CAM 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 – Khơng thay đổi CSDL, thao tác góc nhìn – Thao tác: ẩn nét khuất, thay đổi góc nhìn, tơ bóng • Tính tốn đường dụng cụ – Dựa thơng số nhập – Dịch chương trình gia cơng cho máy CNC • Kết xuất liệu: – Trên nhớ thiết bị ngoại vi – Dạng: vẽ, văn kỹ thuật • vd định nghĩa bước gia công, Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 25 trang 27 – Khung dây – Bề mặt – Khối rắn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 • Theo biểu diễn MHHHH – 2D – 2D ½ – 3D trang 29 Hiển thị Đầu Bàn phím Máy in Bàn viết Đĩa mềm Cần điều khiển Máy tính Băng từ Bóng xoay Chuột Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 26 Các yếu tố phần cứng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 28 Lựa chọn HT CAD/CAM (1) 1- Yêu cầu hệ thống – Phần cứng: • Các hỗ trợ đặc biệt • Khả mở rộng hệ thống • Server – Phần mềm • OS phần mềm • Cú pháp lệnh sử dụng • Tài liệu hướng dẫn – Bảo dưỡng • 5-10% chi phí ban đầu tồn hệ thống/năm • Sửa chữa phần cứng upgrade phần mềm • Cần có hợp đồng mua bán phần mềm /hệ thống – Dịch vụ hỗ trợ • Đào tạo ban đầu, đào tạo q trình sử dụng, hỗ trợ kỹ thuật • Khoá đào tạo: chỗ hay địa điểm người sử dụng • Dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật: cần thiết phần mềm /hệ thống Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 30 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Theo phương pháp MHHHH Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phõn loi HT CAD/CAM Đầu vào Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Các yếu tố phần cứng Các yếu tố phần cứng Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Điều khiển hình: Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chức phần mềm – Kỹ thuật mơ tả: • Quan trọng, định mơ-đun ứng dụng hệ • Các kỹ thuật: khung dây, bề mặt, khối rắn • Sự liên thơng tích hợp hệ thống? – Hệ toạ độ liệu đầu vào: • Thay đổi định nghĩa hệ tọa độ cách linh hoạt? • Phù hợp với mục tiêu mơ hình hố? – Các đối tượng mơ hình hố: • Đối tượng cho phép mơ tả? • Khả tạo, hiệu chỉnh, kiểm tra nhanh chóng? – Hiệu chỉnh xử lý hình học: • Các cơng cụ ứng dụng tốt hình thức kỹ thuật mơ tả? – Hỗ trợ chuẩn đồ họa: • Cần thiết để chuyển đổi liệu hệ thống khác nhau, • Rất quan trọng có nhiều hệ thống cơng ty, trao đổi liệu với đối tác gia cơng, theo dõi, • Chú ý chuyển đổi liệu ln ln có mát thơng tin Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 31 – Khả lắp ráp nhúng mơ hình: • Là chu trình quan trọng • Thủ tục tiến hành lắp ráp dọn rác sau lắp ráp? – Độ ứng dụng thiết kế: • Cơng cụ tính tốn V, CAT, FEM, khn, cấu mơ • Các tính sẵn có hệ thống? • Tích hợp giao diện tới CSDL? – Các ứng dụng liên quan đến chế tạo: • Tính tốn kiểm tra đường dụng cụ, lập trình chế tạo NC, dịch chương trình,…? • Các mơ-đun ứng dụng thực tích hợp? – Các ngơn ngữ lập trình hỗ trợ: • Mức độ hỗ trợ ngơn ngữ lâp trình? • Cú pháp đồ hoạ nội trú vs ngoại trú lớn? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 33 Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/CNC Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 35 – Kết xuất vẽ theo chuẩn vẽ kỹ thuật: • thêm thơng tin cần thiết kích thước, tạo đường gióng, thích, – Thường thời gian lần so với tạo mơ hình hình học – Cần ý đến độ tiện ích cơng cụ sử dụng cho việc này: • layer, dimension, Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 32 4- Ứng dụng CN CA-x • • • • • Máy cơng cụ NC CNC Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS HT SX tích hợp máy tính CIM Cơng nghệ tạo mẫu nhanh RP Công nghệ ngược RE Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 34 CNC = ? • Máy cơng cụ điều khiển số • Hệ điều khiển: – Là máy tính – Sử dụng lệnh (?/G-code) – Điều khiển máy cơng cụ • Hệ chấp hành Điều khiển Thông số gia công Vị trí gia cơng Nội suy liên tục – Động – Chuyển động gia công – Các hoạt động phụ trợ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 36 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT “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 powered mechanical device typically used to fabricate metal components by the selective removal of metal CNC does numerically directed interpolation of a cutting tool in the work envelope of a machine The operating parameters of the CNC can be altered via software load program.” Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CNC 3- Khả kết xuất tài liệu Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 4- Khả ứng dụng Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Lựa chọn HT CAD/CAM (4) Lựa chọn HT CAD/CAM (3) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 2- Khả mơ hình hố hình học Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Lựa chọn HT CAD/CAM (2) – Phần xử lý liệu (DPU- data processing unit) • Xử lý liệu mã hóa từ băng từ hay thiết bị nhớ khác • Chuyển thơng tin CLU: vị trí, chuyển động, tín hiệu phụ khác – Phần điều khiển vịng lặp (CLU-control loops unit) • Kích hoạt cấu điều khiển máy theo TT từ DPU • Nhận tín hiệu phản hồi kết thúc hoạt động Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 37 – Tạo chương trình gia cơng thơng thường • Sử dụng nâng cao – Tạo lệnh G-code theo lập trình macro – Thay đổi thông số gia công – Thay đổi thông số nội máy Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 39 trang 41 – CPU (như PC), ROM, RAM, xử lý số học, xử lý logic truyền thông phần nhập xuất liệu • Phần nhập liệu – Nhận DL từ người vận hành – Nhận tín hiệu phản hồi từ hệ thơng đo lường… • Phần xuất liệu – Thực thị từ phần điều khiển đến cấu chấp hành máy Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 38 Thí dụ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 40 CNC: ứng dụng đa dạng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 42 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Thí dụ Các chức • Phần điều khiển Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Sử dụng thông thường Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mức độ can thiệp Hệ điều khiển (2) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT ã MCU = machine control unit • Kết cấu: Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Hệ điều khiển (1) trang 43 – – – – – Chấp nhận thay đổi sản xuất Tính đa Tính thích nghi Thay đổi nhanh chóng Đảm bảo xuất cao Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 45 – Là dây chuyền sản xuất gồm nhiều trạm liên thơng, ràng buộc – Các trạm có chức khác nhau, điều khiển CT riêng – Cả hệ thống điều khiển chương trình chung nhằm quản lý, kết nối trạm Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 47 trang 44 HTSX linh hoạt FMS (2) • Kết cấu – Thiết bị xử lý: máy công cụ, trạm lắp ráp, rôbốt – Thiết bị cấp phát, kiểm tra, phân loại – Thiết bị mang chuyển: rôbốt, băng truyền, xe tự hành – Hệ thống truyền thông – Hệ thống điều khiển máy tính Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 46 HTSX linh hoạt FMS (4) • Mức độ can thiệp – – – – – Sửa chữa bảo trì hệ thống Thay đổi phần cứng trạm: dụng cụ setup Khởi động tắt hệ thống Nhập liệu Lập chương trình gia cơng cho sản phẩm Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 48 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Hoạt động Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT HTSX linh hoạt FMS (3) Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Đặc trưng Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT HTSX linh hoạt FMS (1) CNC: ứng dụng đa dạng Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CNC: ứng dụng đa dạng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 49 Các chức phần mềm CAD, CAM Các đặc thù hệ CAD/CAM Các thuộc tính phân loại hệ CAD/CAM Những điều cần lưu ý lựa chọn hệ CAD/CAM Những điều cần lưu ý đưa hệ thống CAD/CAM vào ứng dụng Đưa ưu nhược điểm ứng dụng CAD/CAM tình cụ thể điều cần lưu tâm Thông qua tham khảo HTSX tích hợp máy tính cụ thể hệ CAD/CAM, rút kết luận tính ưu việt thách thức ứng dụng loại HTSX Liên hệ điều kiện VN Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 51 2.1 Các phép biến đổi hình học 2.2 Các phép chiếu 2.3 Biểu diễn đường cong 2.4 Biểu diễn bề mặt 2.5 Biểu diễn mơ hình khối rắn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 53 T thụ V chuyển Lu kho Tài Tiếp thị Lập quy trình sản xuất Lập trình cho máy SX CIM Sản xuất Kế hoạch sản xuất Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 50 Chương CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA CAD/CAM Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 52 Sự tương đồng? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 54 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 2.0 Đồ họa máy tính Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Nội dung ThiÕt kÕ s¶n phÈm 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 HTSX tích hợp MT – CIM (2) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • CIM = khái niệm • Sản xuất >< Gia cơng • Sản xuất = hoạt động liên quan đến việc tạo sản phẩm • CIM: tích hợp hoạt động hệ thống thông tin liên thông Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT HTSX tích hợp MT – CIM (1) • Khác – Sử dụng CG – Hiển thị – Hình động – Chức – Ứng dụng – Mức độ tương tác Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 55 Đồ hoạ minh hoạ Đồ hoạ hoạt hình nghệ thuật Kỹ thuật đồ hoạ Xử lý ảnh Xử lý đồ hoạ Kỹ thuật nhận dạng Kỹ thuật phân tích tạo ảnh Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 57 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 • Vector trang 59 – Hiển thị, tương tác • Các lĩnh vực ứng dụng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 56 Đồ họa Raster vs Vector • Vector • Raster – Hình ảnh mơ hình vật thể biểu diễn tập hợp điểm grid – Thay đổi thuộc tính pixel => thay đổi phần vùng hình ảnh – Copy pixel từ hình ảnh sang hình ảnh khác – Khơng thay đổi thuộc tính điểm trực tiếp – Xử lý với thành phần hình học sở thực q trình tơ trát hiển thị lại – Quan sát hình ảnh mơ hình hình ảnh vật nhiều góc độ khác cách thay đổi điểm nhìn góc nhìn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Wireframe Model Skeletal Model trang 58 Muscle Model © Walt Disney and TSL Skin Hair Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Render and Touch up trang 60 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Raster Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Đồ họa Raster vs Vector • Vai trị đồ họa máy tính? Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CAD/CAM System Kiến tạo đồ hoạ Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phân loại lĩnh vực Computer Graphics 2.0 Đồ hoạ máy tính Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Giống Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Sự tương đồng? 10 • Nội suy • Qua điểm đầu điểm cuối đa giác điều khiển • Tiếp tuyến • Với đoạn (P1-P0) (Pn+1-Pn) Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 175 Tìm phương trình đường cong biết điểm điều khiển Tính toán điểm đường cong ứng với giá trị cho tham số a) Hermite spline bậc b) Bezier bậc c) B-spline Tìm điểm điều khiển biết PTTS đường cong a) Hermite spline bậc b) Bezier bậc c) B-spline Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 177 2.1 Các phép biến đổi hình học 2.2 Các phép chiếu 2.3 Biểu diễn đường cong 2.4 Biểu diễn bề mặt 2.5 Biểu diễn mơ hình khối rắn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 179 Tìm tâm PCcủa đường trịn ngoại tiếp tam giác P1P2P3 biết toạ độ đỉnh Sử dụng phương trình tham số Tìm phương trình hiển thị dạng đệ quy cho ellipse (có bán trục lớn) nghiêng góc alpha với trục hồnh Viết phương trình ellipse định nghĩa hình chữ nhật a) Hình chữ nhật ABCD Nội tiếp ellipse b) Hình chữ nhật ABCD Ngoại tiếp ellipse Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 176 Các vấn đề cần nắm Những đặc tính loại đường cong tổng hợp học sử dụng tiêu chí lựa chọn việc áp dụng chúng mơ hình hố? Viết phương trình vector tổng quát đường cong tổng hợp dạng tham số, sử dụng ma trận đặc trưng Nêu rõ ý nghĩa cách xác định đại lượng phương trình Để xác định phương trình đường cong tổng hợp, thông thường người ta sử dụng điều kiện gì? Xác định phương trình vector đường cong tổng hợp Hermite Bezier B-spline Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 178 Bề mặt CAD/CAM (1) • Mặt cong – Là quỹ đạo chuyển động đườngng cong tạo nên – Là thành tố cần thiết để • Xây dựng mơ hình hình học CAD/CAM • Biểu diễn tính tốn đặc tính mơ hình • Tạo đường dụng cụ gia cơng bề mặt • Biểu diễn mặt cong – – – – Xây dựng mặt cong dựa điểm liệu Dựa sở đường cong Thay đổi bề mặt thơng qua tương tác đồ hoạ Các dạng • Dạng 1) Một cơng thức cho tồn liệu • Dạng 2) Ghép nhiều mảnh mặt cong với điều kiện C0 C1 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 180 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT 2.0 Đồ họa máy tính Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Nội dung 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 Bài tập (2) Bài tập (1) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • S-pline mở Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Đường cong B-spline (6) 30 – Dễ dàng chế tạo – Dễ dàng tính tốn: tiếp tuyến, pháp tuyến, độ cong, – Dễ dàng biểu diễn • Phương trình mặt cong – Sử dụng PTTS đem lại tiện lợi tính tốn biểu diễn – Sử dụng PT dạng đa thức bậc thấp: dễ dàng tính tốn – Thơng thường: PT Đa thức bậc • Các đặc trưng – – – – Bậc Độ trơn, tính liên tục Phương trình tổng hợp Mức độ điều khiển Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 181 P( u ,v ) – P(u,v) ∂ Pv ( u , v ) = P( u , v ) ∂v • PT vector tiếp tuyến vị trí – Pu(u,v) – Pv(u,v) theo u theo v Pu ( u , v ) = • PT vector xoắn vị trí – Puv(u,v) • PT vector pháp tuyến vị trí ∂ P( u , v ) ∂u ∂2 Puv ( u , v ) = P( u , v ) ∂u∂v – n(u,v) Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 183 Mặt phẳng qua điểm P0, P1, P2 • P2 (v =1) Y Giả sử – – – – u = P0 v = P0 Vector P1-P0 xác định hướng tham số u Vector P2-P0 xác định hướng tham số v v O u P1(u = 1) P0 (u = 0, v = 0) X Z Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 185 v=vmax v=const vmax u=umin vmin O umin umax u=const P(x,y,z) v u=umax y u u v=vmin Không gian tham số O z đường cong u x Không gian đề-các Không gian tham số không gian đề-các Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 182 Bề mặt CAD/CAM (2) • Bề mặt – – – – Mặt phẳng Mặt kẻ Mặt trịn xoay Mặt trụ • Bề mặt từ đường cong tổng hợp • Hình thành sở đường cong tổng hợp • Thừa kế đặc tính điều khiển từ đường cong – Hermite Spline – Bezier Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 184 Mặt phẳng (1) – cách xác định Vector vị trí điểm P mặt phẳng = P(u,v) Y = P0 + u(P1 - P0) + v(P2 - P0) Vector tiếp tuyến Pu(u,v) = P1 - P0 Pv(u,v) = P2 - P0 (tại P theo u) (tại P theo v) Vector pháp tuyến bề mặt ( P − P0 ) × ( P2 − P0 ) n(u , v) = ( P1 − P0 ) × ( P2 − P0 ) O n u=0 v =1 P2 Pv Pu P v (u,v) u P0 u=1 P1 v=0 X Z Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 186 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT a) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mặt phẳng (1) – cách xác định đường cong v v Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • PT vector vị trí điểm Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Các đặc trưng bề mặt Bề mặt CAD/CAM (2) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Lựa chọn mơ hình mặt cong Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt CAD/CAM (1) 31 P2 Y v u=1 u=0 P(u,v) a P0 u b P1 v=0 O X Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 187 Mặt phẳng qua điểm P0 vng góc với vector n n Y Với P P0 P(u,v) ( P − P0 ).n = Từ đó, có P1, P2 để xác định mặt phẳng O X Z Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 189 – Qua P(u, v) thuộc bề mặt tồn đường thẳng nằm toàn bề mặt – Bề mặt cơn, trụ, mặt phẳng trường hợp đặc biệt bề mặt kẻ – Đường cong v • v -> 0: giống G(u) • v -> 1: giống Q(u) – Độ cong bề mặt theo hướng v Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 191 Mặt phẳng qua điểm P0 chứa vector đơn vị r s v = Lv P( u ,v ) = P0 + uLu r + vLv s Y ≤ u ,v ≤ v Kích thước mảnh mặt phẳng phụ thuộc vào Lu, Lv u = Lu P(u,v) u=0 u P0 v=0 Thông thường: Lu = Lv = X O Z Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Q(u) v = Qi Mặt kẻ (1) Đường cong v u Y • Cho u=0 – Đường cong G(u) Q(u) – Nối tương ứng đường cong • Tại u = ui trang 188 u = ui P(ui,v) v P(u,v) Gi u – P(ui,v) = Gi + + v(Qi - Gi) u=1 v=0 O X G(u) Đường kẻ u Z • Tại u – P(u,v) = G(u) + v[Q(u) - G(u)] PT mặt kẻ P(u,v) = (1 - v)G(u) + vQ(u), với ≤ u ≤ 1, ≤ v ≤ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 190 Mặt trịn xoay (1) v • Cho – Đường cong phẳng G(u) - (profile) – Đường thẳng đồng phẳng ZL(u) - (trục quay) – Quay G(u) quanh ZL(u) • Qua điểm P(u,0) – P(u,0) = G(u) – Góc quay v – Tìm P(u, v) P(u,v) u rz(u) Y u=0 XL – Kinh tuyến – Vĩ tuyến • Quay u=1 G(u) O Z PL YL X PT mặt quay P(u,v) = rz(u)cos(v).i + rz(u)sin(v).j + zL(u).k với ≤ u ≤ 1, ≤ v ≤ 2π Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 ZL zL(u) k i j Chuyển hệ TĐ trang 192 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT ã c im Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mặt kẻ (2) b) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT c) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mặt phẳng (4) – cách xác định Mặt phẳng (3) – cách xác định Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT v =1 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mặt phẳng (2’) – cách xác định 32 – – – – nv đường sinh Đường cong phẳng G(u) Đường sinh thẳng L // nv Trượt G theo L Trượt L theo G v P(u,v) Y • Tìm P(u, v) u – P(u, v) = G(u) +v.nv – với ≤ u ≤ umax, ≤ v ≤ vmax G(u) O X Z Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 đường chuẩn trang 193 Pv 00 Pv10 ∂ ∂ = P (0,0); Pu 00 = P (0,0); ∂v ∂u ∂ ∂ = P (1,0); Pu10 = P(1,0); ∂v ∂u Pv 01 Pv11 ∂ ∂ = P (0,1); Pu 01 = P (0,1); ∂v ∂u ∂ ∂ P (1,1); Pu11 = P (1,1); = ∂v ∂u • vector xoắn góc ∂2 ∂2 P(0,0); Puv10 = P(1,0); ∂u∂v ∂u∂v 2 ∂ ∂ = P(1,1); Puv 01 = P(0,1); ∂u∂v ∂u∂v Puv 00 = Puv11 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 195 – [C] = [MH] [B] • P(u,v)=UT [M [MH]T H] ]T [B] [MH V • Với [MH] MT đặc trưng đường Hermite 1⎤ ⎡ −2 ⎢− 3 − − 1⎥ ⎢ ⎥ [M H ] = ⎢0 0⎥ ⎢ ⎥ 0 0⎦ ⎣1 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 197 – Xác định 16 vector điều kiện Pv01 – Tương đương 48 đại lượng vô hướng Puv01 P01 u=0 – toạ độ điểm góc: P00, P10, P01, P11 – vector tiếp tuyến góc (1 hướng có TT theo hướng u v) – vector xoắn góc v Puv00 P00 Pu00 Pu11 P11 Pu01 • 16 đ/k vector Pv11 Puv11 v=1 u=1 P10 Pu10 v=0 u Pv00 Pv10 Y Puv10 O X Z Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 194 Bề mặt Hermite bậc (3) • Phương trình tổng qt 3 P( u , v ) = ∑∑ Cij u i v j ≤ u ,v ≤ i =0 j =0 • Dạng ma trận P( u ,v ) = U T [ C ]V u = [u v = [v u v2 u v T 1] T 1] 16 đ/k Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 ≤ u ,v ≤ ⎡C33 ⎢C C = ⎢ 23 ⎢C13 ⎢ ⎣C03 C32 C22 C12 C02 C31 C30 ⎤ C21 C20 ⎥ ⎥ C11 C10 ⎥ ⎥ C01 C00 ⎦ trang 196 Bề mặt Hermite bậc (5) • [B] ma trận 16 vector điều kiện biên ⎡ P00 ⎢P [ B] = ⎢ 10 ⎢ Pu 00 ⎢ ⎣ Pu10 • • • • [P] [Pu] [Pv] [Puv] P01 P11 Pv 00 Pv10 Pu 01 Puv 00 Pu11 Puv10 Pv 01 ⎤ Pv11 ⎥ ⎥ Puv 01 ⎥ ⎥ Puv11 ⎦ ⎡ [ P] [ Pv ] ⎤ [ B] = ⎢ ⎥ ⎣[ Pu ] [ Puv ]⎦ Điểm điều khiển Vector tiếp tuyến theo u Vector tiếp tuyến theo v Vector xoắn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 198 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Ma trận C Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt Hermite bậc (4) • Nội suy điểm góc Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • vector tiếp tuyến, điểm, theo u v Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt Hermite bậc (2) Bề mặt Hermite bậc (1) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT L • Cho Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mặt trụ (1) 33 ∂ Pu (u , v) = P (u, v ) = U T [ M H ]u [ B ][ M H ]T V ∂u Pu (u, v ) = ∂ P (u , v) = U T [ M H ][ B ][ M H ]vT V ∂v ∂2 Puv ( u , v ) = P( u , v ) = U T [ M H ] u [ B ][ M H ] vT V ∂u∂v 0 0⎤ ⎡0 ⎢ −6 3⎥ u v ⎢ ⎥ [M H ] = [M H ] = ⎢ − 6 − − 2⎥ ⎢ ⎥ 0⎦ ⎣0 Với Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 199 – Liên tục C0 – Liên tục C1 [P(0,v)]patch2 = [P(1,v)]pachth1 [Pu(0,v)]patch2 = K[Pu(1,v)]pachth1 • Bề mặt Ferguson – Các vector xoắn = – Được sử dụng nhiều tiện lợi – MT Hình học ⎡ P00 ⎢P [ B ] = ⎢ 10 ⎢ Pu 00 ⎢ ⎣ Pu10 P01 P11 Pu 01 Pu11 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Pv 00 Pv10 0 Pv 01 ⎤ Pv11 ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ trang 201 P(u,v)/x = x(u,v) = [F1(u) [F1(v) F2(u) F2(v) F3(u) F3(v) F4(u)] [B]x F4(v)]T Tương tự cho Y, Z Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 203 – Pu(u,v) = [G1(u) G2(u) G3(u) G4(u)] [F1(v) F2(v) F3(v) F4(v)]T [B] – Pv(u,v)= [F1(u) F2(u) F3(u) F4(u)] [B] [G1(v) G2(v) G3(v) G4(v)]T – Puv(u,v) =[G1(u) G2(u) G3(u) G4(u)] [B] [G1(v) G2(v) G3(v) G4(v)]T • Trong – – – – F1(t) = 2t3 F2(t) = -2t3 F3(t) = t3 F4(t) = t3 -3t2 +1 +3t2 + t -2t -t2 G1(t) = G2(t) = G3(t) = G4(t) = 6t2 -6t2 3t2 3t2 -6t +6t -4t -2t Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 +1 trang 200 Bề mặt Hermite bậc (7) • Tính tốn MT hình học ⎡ P00 ⎢P [ B ] = ⎢ 10 ⎢ Pu 00 ⎢ ⎣ Pu10 P01 Pv 00 P11 Pv10 Pu 01 Puv 00 Pu11 Puv10 Pv 01 ⎤ Pv11 ⎥ ⎥ Puv 01 ⎥ ⎥ Puv11 ⎦ Tương tự cho Y, Z ⎡ X P00 ⎢X P [ B]x = ⎢ 10 ⎢ X Pu 00 ⎢ ⎢ X Pu10 ⎣ X P01 X P11 X Pu 01 X Pv 00 X Pv10 XP X Pu11 X Puv 00 uv 00 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 X Pv 01 ⎤ X Pv11 ⎥ ⎥ XP ⎥ uv 01 ⎥ X Puv11 ⎥ ⎦ trang 202 Bề mặt Bezier (1) • Hình thành sở đường cong Bezier Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 204 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Tính toán thành phần P(u,v) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt Hermite bậc (8) • Tính tốn khai triển Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Điều kiện liên tục nối ghép mảnh Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt Hermite bậc (7) Bề mặt Hermite bậc (6) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Vector tiếp tuyến vector xoắn Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt Hermite bậc (5) 34 m ≤ u ,v ≤ i =0 j =0 Pij (n+1) (m+1) Bi,n(u) Bj,m(v) điểm điều khiển xếp thành ma trận (n+1)x(m+1) số điểm ĐK theo hàng u số điểm ĐK theo hàng v hàm trộn Bernstein theo hàng u hàm trộn Bernstein theo hàng v Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 205 P(u,v) = UT [MB] [B] [MB]T V U = [u3 u2 u 1]T V = [v3 v2 v 1]T [B] [MB] MT tham số u MT tham số v MT hình học MT đặc trưng Bezier Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 207 – Với mảnh đơn đa diện ĐK góc – Vector tiếp tuyến góc bề mặt sau: • Dọc theo cạnh v = Pu(0,0) = n(P10 – P00); • Dọc theo cạnh v = Pu(0,m)= n(P1m– P0m); • Dọc theo cạnh u = Pv(0,0) = m(P01– P00); • Dọc theo cạnh u = Pv(m,0) = m(Pn1 – Pn0); Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Pu(n,0) = n(Pn0 – P(n-1)0) Pu(nm)= n(Pnm– P(n-1)m Pv(0,m)=m(P0m – P0(m-1)) Pv(n,m) = m(Pnm – Pn(m-1)) trang 209 P01 K P0 m ⎤ ⎡ B0 ,m ( v )⎤ ⎥ ⎢ P11 K P1m ⎥ ⎢ B1,m ( v ) ⎥ ⎥ ⎥ M M M ⎥ ⎢M ⎥ ⎥⎢ Pn1 K Pnm ⎦ ⎢ Bn ,m ( v )⎥ ⎦ ⎣ ⎡ P00 ⎢P P( u , v ) = [B0 ,n ( u ) B1,n ( u ) Bn ,n ( u )] ⎢ 10 ⎢ M ⎢ ⎣ Pn0 Hàm trộn theo u Hàm trộn theo v Điều kiện biên: MT hình học [B] Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 206 Bề mặt Bezier (5) Tính tốn sử dụng MT tổng qt • Riêng cho thành phần X, Y, Z • Riêng cho biến số u, v P(u,v) = UT [MB] [B] [MB]T V x(u,v) = UT [MB] [B]x [MB]T V … Pu(u,v) = UT [MB]u [B] [MB]T V xu(u,v) = UT [MB]u [B]x [MB]T V … Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 208 Bề mặt Bezier (7) Pháp tuyến n m N (u , v) = ∑∑ Pij ∂Bi ,n (u ) ∂u i =0 j =0 n m n m = ∑∑∑∑ i =0 j =0 k = l = ∂Bi ,n (u ) ∂u n m B j ,m (v) ×∑∑ Pkl Bk ,l (u ) k =0 l =0 B j ,m (v) Bk ,l (u ) ∂Bl ,m (v) ∂v ∂Bl ,m (v) ∂v Pij × Pkl Pij x Pbl = i = b j = l Pij x Pbl = - Pbl x Pij Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 210 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Tiếp tuyến Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt Bezier (6) Dạng ma trận Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Dạng ma trận tổng quát với MT đặc trưng Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt Bezier (4) Bề mặt Bezier (3) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT n P( u , v ) = ∑∑ Pij Bi ,n ( u )B j ,m ( v ) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt Bezier (2) 35 ⎡ P00 ⎢P P( u ,v ) = [B0 ,3 ( u ) B1,3 ( u ) B2 ,3 ( u ) B3 ,3 ( u )] ⎢ 10 ⎢ P20 ⎢ ⎣ P30 P( u , v ) = [( − u )3 3u( − u )2 P01 P11 P02 P11 P21 P31 P22 P32 P03 ⎤ ⎡ B0 ,3 ( v )⎤ ⎥ ⎢ P13 ⎥ ⎢ B1,3 ( v ) ⎥ ⎥ ⎢ B2 ,3 ( v )⎥ P23 ⎥ ⎥ ⎥⎢ P33 ⎦ ⎢ B3 ,3 ( v )⎥ ⎦ ⎣ ⎡( − v )3 ⎤ ⎢3v( − v )2 ⎥ ⎥ 3u ( − u ) u ][P ] ⎢ ⎢3v ( − v )⎥ ⎢ ⎥ ⎣v ⎦ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 211 • Bề mặt tổng hợp – – – – Đặc tính điều khiển bề mặt tổng hợp: Hermite Bezier Điều kiện biên cho bề mặt tổng hợp học Chứng minh phương trình bề mặt tổng hợp Viết PT bề mặt tổng hợp sử dụng MT đặc trưng, nêu ý nghĩa đại lượng • PT bề mặt tổng hợp bậc – Viết phương trình bề mặt tổng hợp với điều kiện biên cụ thể cho trước – Các tập ứng dụng phương trình bề mặt tổng hợp bậc với điều kiện biên cụ thể cho trước Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 213 – Cho phép kiểm tra điểm thuộc đường, mặt – Khơng cho phép xét vị trí tương quan – ngoài, kết nối vật thể (topology) – Tự động hố tính tốn phụ thuộc vào tương tác người – máy ? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 • Mơ hình khối rắn (solid modelling) – Mô tả đầy đủ không nhập nhằng CSDL bao gồm liệu hình học topology – Biểu diễn đầy đủ cho phép tự động hố chức tích hợp cho CAD/CAM – Cho phép xác định đầy đủ thuộc tính khối vật thể trang 215 P(u,v) = UT [MB] [B] [MB]T V ⎡ P00 ⎢P [B] = ⎢ 10 ⎢ M ⎢ ⎣ Pn0 P01 K P0 m ⎤ P11 K P1m ⎥ ⎥ M M M ⎥ ⎥ Pn1 K Pnm ⎦ ⎡−1 − ⎢ −6 [M B ] = ⎢ ⎢− 3 ⎢ 0 ⎣ 1⎤ 0⎥ ⎥ 0⎥ ⎥ 0⎦ m=n=3 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 212 Nội dung 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 bề mặt 2.5 Biểu diễn mơ hình khối rắn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 214 Các tính chất (1) • Tính cứng (Rigidity) – Mối tương quan (khoảng cách góc) điểm khơng gian Euclidean cố định, không đổi chuyển động cứng • Tính hữu hạn (Finiteness) – Tính hữu hạn đối tượng vật lý biểu diễn thông qua đường biên xác định cho không gian đối tượng • Tính đặc (Solidity) – Mơ hình đặc đồng nhất, khơng có mặt hay cạnh rời Đây tính hợp lệ khơng gian 3D Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 216 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Mơ hình đường, mặt (curve, surface modelling) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mơ hình hoá sử dụng khối rắn CAD/CAM Bezier bậc Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT – Điều kiện biên để xác định phương trình bề mặt học – Chứng minh phương trình tham số bề mặt học, nêu đặc điểm đặc tính điều khiển bề mặt – Bài tập lý thuyết: viết phương trình tham số bề mặt với điều kiện biên cho trước Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Ơn tập • Làm Giáo trình, đối chiếu với lời giải • Cách tính đặc trưng bề mặt: tiếp tuyến, pháp tuyến Nêu ý nghĩa đặc trưng CAD/CAM? • Bề mặt Bề mặt Bezier (9) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bezier bậc Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bề mặt Bezier (8) 36 – Phép toán Boolean áp dụng lên solid phải tạo solid -> Áp dụng liên tục phép tốn Boolean lên solid để tạo solid • Mơ tả hữu hạn (Finite describability) – Sử dụng liệu hữu hạn để mơ hình hố solid, đảm bảo chúng biểu diễn với nhớ hữu hạn • Biên xác định (Boundary determinism) – Các biên để mô hình hố rõ ràng xác định Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 217 – Half-spaces • Phương pháp mơ tả biên – B-rep - Boundary representation • Phương pháp hình học cấu trúc – CSG – Constructive Solid Geometry • Phương pháp biểu diễn qt – Sweep representation • Phương pháp mơ hình hố phân tích – AMS – Analytic Solid modelling • Các phương pháp khác Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 219 – Thơng tin hình học • Vector vị trí • Phép BĐHH • Các liệu đo đếm – Thơng tin liên kết • Các nút liên kết mặt, cạnh đỉnh hình solid • Mũi tên nút thông tin mô tả kết nối Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 221 • Các mơ hình tốn học • Các ký hiệu, sơ đồ • Phân loại biểu diễn cho MHH hình đặc: • phương pháp tảng – Phương pháp mơ tả biên • Boundary Representations (B-reps) • Mơ tả đối tượng tập bề mặt phân cách hình đặc với mơi trường chúng – Phương pháp liệt kê khơng gian • Space Partitioning representations • Mô tả đối tượng dạng tập khối nhỏ đơn vị liên tiếp không chồng tạo nên Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 218 B-rep (1) Phương pháp mơ tả biên • Biểu diễn đối tượng vật lý thông qua không gian bao mặt kín có hướng – Kín = liên tục khơng bị đứt, hở – Có định hướng = phân biệt phía trong/ngồi cách sử dụng pháp tuyến – Các mặt vùng tập mặt hình học (surface) – Mỗi bề mặt (face) giới hạn cạnh(edges) cạnh xác định đỉnh (vertices) • Đặc tính sử dụng – Thích hợp cho xây dựng mơ hình solid có dạng tự khó xác định nhờ primitive – Cho phép biến đổi sang dạng wireframe Nhược điểm địi hỏi nhớ lớn, biểu diễn dài dòng Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 220 B-rep (3) Các khái niệm • Đỉnh – Vertex: điểm tương ứng với số liệu hệ toạ độ khơng gian • Mặt – Face: vùng bề mặt có định hướng, kín, khơng tự giao, giới hạn hay nhiều vịng kín • Cạnh – Edge: đường cong khơng gian có giới hạn đỉnh (có thể trùng nhau) • Lỗ xun - Handle: xun hoàn toàn qua vật thể Số lương handle vật thể gọi genus • Vịng kín – Loop: đường cong khơng gian kín gồm đỉnh cạnh Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 • Khối - Body (shell): tập hợp bề mặt (face) bao kín thể tích kín có hình khối đơn giản, thực thể gốm faces, edges vertices Body nhỏ nhát point (chỉ gồm face, vertex) trang 222 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT MHH sử dụng thông tin Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT B-rep (2) Phương pháp mơ tả biên • MHH hình đặc thực thể vật lý sử dụng Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Phương pháp bán không gian Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phân loại PP MHH khối rắn Mơ hình hóa hình đặc Solid modelling Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Hoạt động với phép toán Boolean (Closure under Boolean operations) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Các tính chất (2) 37 Mỗi mặt tập biên topo hình đặc Tập kết hợp tất mặt tạo thành biên cho hình đặc Mỗi mặt tập bề mặt sở Mỗi mặt phải có tính đồng 2D, khơng có cạnh hay đỉnh rời Các mặt phải kết nối cạnh hay đỉnh nút Cạnh (Edge) Cạnh tập tập biên mặt Tập tất cạnh có liên quan đến mặt tạo thành biên mặt Mỗi cạnh tập giao hai đối tượng mặt sở Mỗi cạnh đối tượng liên kết chiều Mỗi cạnh liên kết với các cạnh khác đỉnh nút Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 223 • Định lý Euler: khối đóng, kết nối liên kết có nhiều mặt hợp lệ thoả mãn phương trình F - E + V - L= 2(B - G) – – – – – – F: Tổng số mặt (Faces) E: Tổng số cạnh (Edges) V: Tổng số đỉnh nút (Vertices) L: Tổng số vòng bề mặt (Faces inner Loops) B: Số khối tạo thành (Bodies) G: Số lỗ xuyên (Genus) Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 225 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 227 Các cạnh phải tạo thành nhiều mặt, đảm bảo chúng bao thành không gian 3D Điều thoả mãn cạnh thuộc số chẵn mặt (= 2) Mỗi (3) trị số hệ toạ độ tạo nên điểm khơng gian Các cạnh giao đỉnh nút chung, không chúng không giao Tương tự, mặt giao cạnh đỉnh nút chung, không chúng không giao Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 224 B-rep (7) Định lý Euler – Ví dụ F –E +V –L 10 – 24 + 16 – = 2(B - G) = 2(1 - 1) Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 226 CSG (2) Các thực thể sở • Được xây dựng tập nhỏ tham biến người dùng định nghĩa để xác định mơ hình hình học, vị trí hướng tạo nên đối tượng sở • Tập thực thể sở bao gồm: hình hộp block, hình cầu sphere, hình trụ cylinder, nón cone, hình nhẫn torus, hình nêm wedge Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 228 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Ra đời trường ĐH vào cuối thập kỷ 70s • Là phương pháp định nghĩa đối tượng chuỗi các phép tốn đối tượng • Sử dụng phép tốn tập hợp – Boolean • Sử dụng toán tử regularized Boolean hợp union (OR), giao intersect (AND), trừ difference (AND + NOT) đối tượng tượng đặc sở primitive solids để tạo thành đối tượng đặc phức tạp • Chuỗi phép toán thường lưu trữ theo liệu Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CSG - Constructive Solid Geometry (1) Hình học cấu trúc đặc Các cạnh mặt phải tạo nên vịng kín, đảm bảo chúng giới hạn thành vùng 2D Điều thoả mãn đỉnh nút mặt thuộc cạnh mặt Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • 70’s: Baumgart, kiểm tra tính hợp lệ topo B-rep cho vật thể có topo cầu (khơng tự giao, kín có hướng) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT B-rep (6) Định lý Euler B-rep (5) Tính hợp lệ B-Reps Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Mặt (Face) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT B-rep (4) Các thành phần Face - Edge 38 phép toán Union (Phép hợp) – Phép hợp - Union đối tượng A đối tượng B đối tượng hình thành phần khơng gian hợp thành từ đối tượng (phép OR) – X=A+B – Tính chất : A + B = B + A Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 229 – – Đối tượng X phần trừ A B điểm X chứa A mà không chứa B X=A-B Tính chất A - B B - A Phép trừ khơng giao hốn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 231 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 233 – – Giao - Intersection đối tượng A đối tượng B phần khơng gian hình thành từ phép tốn AND đối tượng X=A|B Tính chất A|B=B|A Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 230 Thí dụ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 232 CSG Tree Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 234 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Phép tốn Bool đối tượng hình học nhằm tạo đối tượng • Cấu trúc nhị phân sử dụng ngơn ngữ để biểu diễn hình học cấu trúc đặc • Mỗi nút biểu diễn hình đặc kết từ phép tốn Boolean phép biến đổi hình học lớp Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Cây cấu trúc CSG Intersection (Phép giao) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Substract (Phép trừ - Difference) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CSG (5) Các phép toán Boolean (3) CSG (4) Các phép toán Boolean (2) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Các phép toán Boolean (1) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CSG (3) 39 trang 235 trang 237 • Tập điểm đồng phẳng mơ tả đường biên kín di chuyển theo đường dẫn khơng tuyến tính (bậc 2, 3) • Đường dẫn thường spline • Phù hợp với mô cắt gọt CAD/CAM Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 239 theo hướng xác định • Các phương pháp quét – Quét tuyến tính – Quét phi tuyến Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 236 Biểu diễn qt (4) Sweep representation Qt tuyến tính • Tịnh tiến Translational sweep • tập điểm đồng phẳng mơ tả đường biên kín tịnh tiến khoảng cách theo phương vng góc với mặt phẳng chứa tập điểm Z • Quay Rotational sweep • tập điểm đồng phẳng mơ tả đường cong kín quay xung quanh trục quay góc Z sweep sweep X Y Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Y X trang 238 Biểu diễn quét (5) Sweep representation Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 240 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Quét phi tuyến Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Biểu diễn quét (5) Sweep representation • Sử dụng chuyển động biên kín Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Biểu diễn quét (3) Sweep representation Biểu diễn quét (2) Sweep representation Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Biểu diễn quét (1) Sweep representation 40 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 241 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 243 – liệu hình học, – vị trí thơng số gia cơng • Hiệu chỉnh: – sửa chữa cập nhật liệu – chỉnh sửa thuộc tính • Xử lý: – Với đối tượng – Thao tác: tịnh tiến, quay, thu phóng, Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 245 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 242 Nội dung 3.1 Khái niệm 3.2 Các loại dụng cụ 3.3 Các thông số đường dụng cụ 3.4 Tính tốn đường dụng cụ - Ngun tắc chung - Phương pháp đẳng tham số - Phương pháp đẳng dốc - Phay năm trục 3.5 CAM demo Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 244 Chức CAD/CAM (2) • Điều khiển hình: – Khơng thay đổi CSDL, thao tác góc nhìn – Thao tác: ẩn nét khuất, thay đổi góc nhìn, tơ bóng • Tính tốn đường dụng cụ – Dựa thông số nhập – Dịch chương trình gia cơng cho máy CNC • Kết xuất liệu: – Trên nhớ thiết bị ngoại vi – Dạng: vẽ, văn kỹ thuật • vd định nghĩa bước gia công, Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 246 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Nhập liệu: Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chức CAD/CAM (1) • Các đặc trưng phương pháp MHH hình đặc học • Ứng dụng phương pháp mơ hình hố solid học, nêu ví dụ cụ thể • Ưu nhược điểm phương pháp Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT CƠ SỞ TÍNH TỐN ĐƯỜNG DỤNG CỤ TRONG GIA CÔNG PHAY CNC Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chương Các vấn đề cần nắm (1) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Biểu diễn solid sử dụng CSG • Kiểm tra tính hợp lệ mơ hình B-rep sử dụng công thức Euler Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bài tập (1) 41 – Phôi đứng yên – Dụng cụ thực tồn dịch chuyển Z • Quỹ đạo dụng cụ – Quỹ đạo tâm mũi dao – Định nghĩa thơng qua vị trí liên tiếp tồn q trình gia cơng Đường dụng cụ Y O X phôi WCS Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 247 = Tổng hợp đoạn thẳng xấp xỉ Điều kiện • Sai số xấp xỉ < Sai số cho phép Bề mặt lý thuyết Z Y O X UL LL Chuyển động Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 thực tế WCS trang 249 – Hình dáng: đầu cầu/đầu phẳng Ball mill/End mill – Đường kính: Diameter D – Góc cơn: Tapper angle A – Bán kính góc lượn: Radius R – Chiều dài phần me cắt: cut length H1 – Chiều dài an toàn: clear length H2 – Chiều dài từ mũi dao đến chuẩn lỗ gá dụng cụ: gauge length H3 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 251 Chuyển động cắt thực tế phụ thuộc kết cấu máy • Sử dụng hệ toạ độ phơi WCS tính tốn • CL point: Cutter location point – xác định vị trí dụng cụ WCS Z • CL-data file: tồn thơng số vị trí dụng cụ, tập hợp CL-point liên tiếp trình cắt O CL point = x, y, z, i, j , k Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 t P (x, y, z) Y X Workpiece Coordinate System trang 248 Dụng cụ thơng số dụng cụ (1) • Lựa chọn dụng cụ Thích hợp = Hiệu – Năng suất gia công – Chất lượng gia công – Tuổi thọ dụng cụ • Thơng dụng – Đầu thẳng – Đầu cầu Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 250 Dụng cụ thông số dụng cụ (3) • • • • Gia cơng thơ, lõm: dao cầu Gia công tinh bán tinh, phẳng: dao đầu phẳng Yêu cầu cao: dao đầu phẳng có góc lượn Mặt dốc, hốc sâu: dao thân côn Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 252 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Khai báo thơng số dụng cụ Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Dụng cụ thông số dụng cụ (2) • Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Đường dụng cụ Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Bản chất đường dụng cụ Chú ý quy ước Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Dụng cụ • Đường dụng cụ quỹ đạo dụng cụ trình gia cơng, tính tốn với quy ước Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Khái niệm 42 – Chiến lược gia cơng < Quản lý thông số Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 255 Toolpath topology Hình dáng đường dụng cụ Tính tốn điểm CL Tool path Parameters Dựa vào thông số g/c Nối đường dụng cụ Linear, Circular Thẳng, Tròn Kiểm tra Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 Gauge, collision Va chạm trang 257 – Chất lượng gia công >< Tốc độ gia công Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 254 Thơng số đường dụng cụ (4) • Phay CNC = – Gia công thô – Gia công bán tinh – Gia cơng tinh • u cầu = – Độ xác kích thước – Lượng dư – Phân bố lượng dư phù hợp cho nguyên công Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 256 Tính tốn CL-data file • Dùng điểm tiếp xúc (CC) – Định trước đường tiếp xúc – Tính điểm định vị dựa thơng số • Dùng định vị trực tiếp (DP) – Định trước hình chiếu đường dụng cụ – Tìm điểm tiếp xúc Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 258 Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Chọn chiến lược gia công Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Tính tốn đường dụng cụ • Hướng tiến dao Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Khoảng cách đường chạy dao liên tiếp: Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Thông số đường dụng cụ (3) Thông số đường dụng cụ (2) Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Hình dáng đường dụng cụ: Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Thông số đường dụng cụ (1) 43 – u = const – v= const • Vấn đề – Sự liên tục mảnh – Vị trí tiếp xúc mảnh mặt cong – Năng suất, chất lượng? Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 259 – x, y, z, I, j, k • Máy trục – Tinh tiến: X, Y, Z, quay A, B • Khơng có nghiệm tốn học Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 261 Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 260 Các vấn đề cần nắm (1) • Các khái niệm đường dụng cụ • Ảnh hưởng thơng số lựa chọn tính tốn đường dụng cụ đến hiệu gia cơng • Lựa chọn dụng cụ cho vùng gia công đặc trưng • Các bước tính tốn đường dụng cụ Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 262 Code: CDT3,4&NUT03 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Hết Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 • Đẳng dốc = có góc độ tiếp cận dụng cụ • Chất lượng gia cơng tốt Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • WCS: Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Đường dụng cụ trục Phương pháp đẳng dốc Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT • Sử dụng đường cong đẳng tham số mặt cong để làm đường tiếp xúc • Dụng cụ tiếp xúc theo Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT Phương pháp đẳng tham số trang 263 44 ... Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 55 Đồ hoạ minh hoạ Đồ hoạ hoạt hình nghệ thuật Kỹ thuật đồ hoạ Xử lý ảnh Xử lý đồ hoạ Kỹ thuật nhận dạng Kỹ thuật phân tích tạo ảnh Slide - Tin. .. vào ứng dụng Đưa ưu nhược điểm ứng dụng CAD/CAM tình cụ thể điều cần lưu tâm Thơng qua tham khảo HTSX tích hợp máy tính cụ thể hệ CAD/CAM, rút kết luận tính ưu việt thách thức ứng dụng loại HTSX...• HTSX truyền thống • HTSX đại – Thông tin rời rạc • Bản vẽ • Từng bước – Lập trình cứng • Dụng cụ định hình • Máy chun dùng – Thơng tin tích hợp • File • MHHH dùng chung – Lập trình mềm • Dụng