Bài giản về CadCamCnc cadcamcnc4 modelling

4 MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC NỘI DUNG Đặt vấn đề Mô hình hoá 2D Mô hình hoá mặt cong Mô hình hoá khối đặc Các kỹ thuật mô hình hoá khác 08/25/17 ĐẶT VẤN ĐỀ Một cảnh chứa vật thể khác nhau: Mây, cây, đá, nhà, nội thất, v.v… Có nhiều cách khác để thể vật thể  Mô hình 2D  Mô hình khung dây 3D  Mô hình mặt 3D  Mô hình khối 3D 08/25/17  Các dạng mô hình2 Mô hình 2D • Trong không gian hai chiều (2D) vật thể biểu diễn điểm, đường thẳng, đường cong thông qua hình chiếu, mặt cắt,… • Việc thực vẽ không gian 2D đơn giản Với 2D phần lớn vẽ thiết kế chi tiết máy sơ đồ điện công nghiệp tạo tay 08/25/17 Thí dụ mô hình 2D 08/25/17 Thí dụ biểu diễn mô hình 2D 3D model 2D model 2D model 08/25/17 3D model • Nhờ có máy tính ứng dụng phần mềm đồ họa, vẽ 2D hình thành với tốc độ nhanh hơn, xác hơn, rõ ràng hơn, đặc biệt dễ chỉnh lý, sửa chữa • Tuy nhiên, so với vẽ không gian 3D, có số nhược điểm sau: • Không thể tự tạo hình chiếu phụ thông qua hình chiếu có hình • Các hình ảnh hình chiếu trụ đo, hình chiếu thẳng giả tạo vẽ liên hệ với 08/25/17 Các công cụ dựng mô hình 2D • Để xây 2D người thiết kế dùng công cụ sau: – vẽ (draw), – chỉnh lý (modify), – tuỳ biến hình (transformation) 08/25/17 Các công cụ vẽ: • Gồm việc sử dụng lệnh để tạo nên phần tử đơn giản đường thẳng (LINE), đường tròn (CIRCLE), cung tròn (ARC), ellipse, spline, point • Việc vẽ thực theo hai cách: • Vẽ phác - vẽ trước cho kích thước • Vẽ xác - vẽ phải tọa độ đối tượng cần vẽ Vẽ phác công cụ vẽ nhanh chóng không yêu cầu độ xác cao • Việc vẽ xác từ đầu có ưu điểm cho vẽ đúng, tốc độ chậm so với vẽ phác 08/25/17 • Thí dụ vẽ đường thẳng thực sau – a)Vẽ phác: • Dùng lệnh Line 30.0 • Pick hai điểm điểm 10 • Cho kích thước – b) Vẽ xác: 50.0 10 • Nhập số tọa độ hai điểm tạo nên đường thẳng (50, 30) • Điểm đầu: X1 , Y1 (10,10) • Điểm sau: X2 , Ỳ (50,30) (10, 10) 08/25/17 Các công cụ chỉnh lý (Modify) • Để chỉnh lý hình ảnh, có nhiều công cụ Các công cụ thông dụng là: Erase, Offset, Copy, Move, Mirror, Array, Lengthen, Break, Chamfer, Fillet, Trim, Extend, Rotate, Thí dụ AutoCAD chỉnh lý gồm công cụ sau 08/25/17 10 • Thí dụ xây dựng khối tứ diện dùng tốn tử Euler (tiếp theo) 08/25/17 57 Boundary Representation (B-rep) • Cơng thức Euler-Poincaré V-E+F-(L-F) - 2(S-G) = • • • • V - số lượng vertices (đỉnh) F - số lượng faces (mặt) E - số lượng edges (cạnh) L - số lượng loops (vòng biên kín ngồi hay mặt) • S - số lượng shell (vỏ thân khối solid vỏ, nên giá trị nhỏ vỏ 1) • G - số lượng genus (lỗ xun qua khối) 08/25/17 58 Boundary Representation (B-rep) Thí dụ 08/25/17 59 B-rep CSG • CSG – Các phần tử cở ngun thuỷ – Phép tốn: dùng tốn tử boolean – Cấu trúc liệu • Cây nhị phân • Khơng • Gọn nhẹ 08/25/17 60 B-rep and CSG • B-rep – Các phần tử bản: đỉnh, mặt, cạnh (vertices, faces, edges) – Tốn tử: tốn tử Euler, Tính tốn Euclid – Cấu trúc liệu: • Cấu trúc cạnh kiểu cánh (Wing edge structure) • Khơng • Khơng gian nhớ lớn – Ưu điểm phương pháp B- rep khả dễ dàng thay đổi hình dạng bề mặt dùng nhiều hệ thống CADCAM 08/25/17 61 B-rep and CSG • Nhưng khác phương pháp không lớn số hệ thống CAD có dùng phương pháp 08/25/17 62 CÁC KỸ THUẬT MÔ HÌNH HOÁ KHÁC • Kỹ thuật Voxel • Kỹ thuật Grammar (nhân mảnh) • Kỹ thuật Particle (tạo hạt) 08/25/17 63 KÝ THUẬT VOXEL • Tạo tập khối lập phương nhỏ – Khơng gian ba chiều chia thành khơi (tế bào) lập phương nhỏ với độ phân giải cho trước khối vật thể mơ hình hố cách liệt kê danh sách tế bào mà chiếm giữ 08/25/17 64 Ưu nhược điểm Voxel Ưu điểm: • Đơn giản • Độ phức tạp cho tất đối tượng • Dùng tóan tử Boolean Nhược điểm: • Chỉ gần • Đòi hỏi nhớ lớn • Màn hình đắt tiền Dùng chủ yếu máy Scanner y học 08/25/17 65 Kỹ thuật Grammars (nhân mảnh)  Kỹ thuật Grammars tạo mô hình cách dùng tập quy tắc nhân rộng hình đơn giản  Chúng dùng để thể cỏ, vỏ ốc hến, mẫu trang trí tường, vải in, Thí dụ hệ thống L-system tạo mô hình cỏ kỹ thuật grammars 08/25/17 66 Kỹ thuật Particles (Tạo hạt)  Dùng để biểu diễn mô hình động tượng mây, khói, lửa, nổ, v.v…  Các phần tử hạt có hình dạng khác hình cầu, hình ellipse, gọt nước  Các hạt phát triển tuỳ theo đặc điểm thời gian, hình thù, quỹ đạo, đặc điểm khác  Đặc tính hạt bò ảnh hưởng lực đặc biệt trọng lực, từ lực, v.v… 08/25/17 67 KỸ THUẬT DROP (TẠO GIỌT)  Chúng hình cầu mềm dẻo với trường lực hấp đãn xô đẩy Khi hai giọt gặp nhau, chúng trộn vào tạo thành giọt  Các model giôùng nhau:  Bi kim loại  Các mặt đồng đẳng  Các vật mềm  Phạm vi ứng dụng:  Tạo mô hình phân tử  Tạo mô hình dòng chảy 08/25/17 68 TĨM LƯỢC • Có nhiều cách tạo mơ hình – 2D – 3D • Khung dây • Mặt • Khối – – – – – – C-rep B-rep Voxel Grammar Particles Drop • Hiểu biết sử dụng chúng cơng tác thiết kế sản phẩm chắn thành cơng 08/25/17 69 5.3 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM KHÁC CỦA CAD VÀ TÍCH HP CAD/CAM – Phần lớn hệ thống CAD có đề nghò khả mở rộng để xây dựng vẽ thiết kế Những khả • 1/ Tự động tạo nét gạch chéo mặt cắt vẽ từ mô hình khung dây 2/ Khả viết chữ vẽ • – – Kích thước kiểu chữ Căn ngang dọc Kích thước đạt tự động từ sở liệu Tự động tạo danh sách vật liệu 08/25/17 70 • Tất đặc điểm hữu ích, giảm thời gian thực in vẽ • Kinh nghiệm cho thấy lợi ích đạt từ sở liệu CAD/CAM thích hợp to lớn nhiều so với hệ CAD CAM riêng rẽ Vì cầu nối CAD CAM mục tiêu đặc biệt CAD/CAM để lấp hố ngăn cách hai công nghệ 08/25/17 71 ... điểm, đường thẳng, đường cong thông qua hình chiếu, mặt cắt,… • Việc thực vẽ không gian 2D đơn giản Với 2D phần lớn vẽ thiết kế chi tiết máy sơ đồ điện công nghiệp tạo tay 08/25/17 Thí dụ mô... biến hình (transformation) 08/25/17 Các công cụ vẽ: • Gồm việc sử dụng lệnh để tạo nên phần tử đơn giản đường thẳng (LINE), đường tròn (CIRCLE), cung tròn (ARC), ellipse, spline, point • Việc vẽ