BÀI tập nộp học PHẦN CADCAMCNC – 101454 bài dịch chương i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ - - BÀI TẬP NỘP HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC – 101454 Bài dịch: Chương I Giáo viên giảng dạy: TS Trần Vũ Minh Hà Nội, 2018 Phần 1: Ngun tắc tảng Chương 1: Mơ hình hình học thiết kế trợ giúp máy tính Giới thiệu mơ hình hình học Các thơng tin hình học đối tượng chủ yếu bao gồm loại bề mặt, cạnh kích thước dung sai chúng Trước sẵn có hệ thống CAD thương mại, điều thơng tin trình bày thiết kế người soạn thảo, mơ hình hai chiều (2D) Hình thức đại diện có ba vấn đề hạn chế Trước hết, khó để hiểu hình học phức tạp thơng qua hình thức mơ tả 2D Điều đặc biệt với cụm lắp ráp có nhiều thành phần, ví dụ: động lắp ráp với nhiều chi tiết Thứ hai, thông tin thiết kế mẫu khó để lưu trữ thời gian dài rườm rà để tìm kiếm Thứ ba, coi khơng phù hợp với sản xuất đại ngành công nghiệp quản lý liệu chủ yếu dạng điện tử Như sản xuất nhanh chóng bước vào kỷ nguyên số, nhấn mạnh hội nhập không cần giấy tờ tổng thể Đó là, phương tiện tìm kiếm cho thơng tin hình học chuyển trực tiếp từ sở liệu CAD tới sở liệu CAPP / CAM (đôi luồng liệu hai chiều sử dụng lại) phép sản xuất phần Bằng cách này, thời gian phát triển sản phẩm thời gian sản xuất rút ngắn đáng kể Để đáp ứng ý tưởng nhu cầu, thể xác, hiệu biểu diễn thông tin đầy đủ thiết kế trở thành điều kiện tiên cho nhiều ứng dụng Phần lại chương cung cấp cách chi tiết phương pháp mơ hình hóa mơ hình khác cách mà hệ thống CAD ngày sử dụng cách tiếp cận mơ hình hóa Phương pháp tiếp cận mơ hình Sự phát triển mơ hình hình học kết hợp khoa khoa học cơng nghệ Đó kỹ thuật đồ họa máy tính, hình học ba chiều (3D)chương trình đại diện phát triển phần cứng máy tính Nghiên cứu bắt đầu từnhững năm 1960 Các phương pháp mơ hình hoá sử dụng hệ thống CAD / CAM ngày mơ hình dây, bề mặt mơ hình rắn Trong phần sau, khái niệm phương pháp tiếp cận mơ hình hình học trình bày Mơ hình dây-khung Trong lộ trình lịch sử mơ hình hình học, dây-khung lần phát triển vàcũng phương pháp kỹ thuật mơ hình hóa hình học Các kỹ thuật ban đầu phát triển đặc biệt cho phiên máy tính đối tượng 3D Các thực thể mơ hình khung dây bao gồm điểm, đường kẻ, vòng cung vòng tròn, hình nón, loại đường cong khác Hình 1.1 cho thấy biểu diễn khung dây chi tiết Hình 1.1 Biểu diễn khung dây xem phần mở rộng vào chiều thứ ba kỹ thuật sử dụng cho soạn thảo 2D Các kỹ thuật xây dựng sử dụng cho định nghĩa hình học khung dây điện trở lại cách rộng rãi tương tự hình vẽ 2D Vì vậy, sơ đồ khung dây tương đối đơn giản để sử dụng, cách tiết kiệm Các đề án 3D tính tốn thời gian u cầu nhớ Đây lý dây khung kết hợp tốt cho mơ hình đầu phần cứng máy tính mà có lẽ đủ khả để xử lý phận Giải pháp tìm thấy, khung dây đặc biệt hữu ích ứng dụng định liên quan đến hình dung chuyển động cho hình dạng đơn giản (ví dụ mơ tả chuyển động chế) Tuy nhiên, thể số lượng khiếm khuyết nghiêm trọng sử dụng để mô hình cấu kỹ thuật phức tạp (Singh, 1996) Bao gồm các: • Sự trừu tượng việc biểu diễn đối tượng vơ nghĩa (Hình 1.2); • Sự thiếu hụt hình ảnh đại diện; • Hạn chế khả tính tốn tính chất học giao cắt hình học; • Hạn chế giá trị làm sở để sản xuất phân tích 3.Các thực thể khung dây Các đỉnh (điểm) cạnh (đường) thực thể mơ hình khung dây Khi thực thể đại diện máy tính, cấu trúc liệu sử dụng để quản lý thực thể (ví dụ: sửa đổi, lưu tải) thực dễ dàng Thông thường, thực thể khung dây chia thành hai loại: thực thể phân tích tổng hợp Sự lựa chọn đường cong hệ thống CAD phụ thuộc vào hiệu đường cong điều khiển phức tạp biên dạng phức tạp, cắt giao điểm 4.Các thực thể phân tích Các thực thể phân tích bao gồm điểm, đường thẳng, vòng cung, vòng tròn, hình elip, parabolas,perbolas Các thuộc tính thực thể kỹ thuật để thao tác chúng nghiên cứu kỹ lưỡng tính tốn cách dễ hiểu Tương tự, phương pháp để đại diện cho thực thể máy tính tương đối ró ràng Các hệ thống CAD khác cung cấp phương pháp khác Ví dụ, đường thẳng xác định hai điểm 3D, đường có song song kẻ đến đường xác định Phương pháp thứ hai phù hợp với phương án mô hình hóa xác định dòng với tham chiếu imbedded đến có, đơn giản để hỗ trợ "sao chép dán" tùy chọn để tạo đường Hình 1.2 Mơ hình khung dây khơng rõ ràng Sơ đồ biểu diễn đường cong hệ thống CAD cách hàng ngàn đường cong đường thẳng (bao gồm đường thẳng, trường hợp đặc biệt đường cong) lưu giữ thao tác Điều quan trọng phải thể hiên cho chúng hiệu hiệu để tính tốn u cầu lưu trữ giảm thiểu Tốn học, có hai cách mô tả đường cong, sử dụng phương trình phi tham số tham số Cả hai phương pháp dung để để biểu diễn đường cong Khó khăn việc giải vấn đề cụ thể cần thời gian lớn nhiều với phương pháp khác 5.Phiparametric đại diện đường cong Trong trường hợp đường thẳng 2D ví dụ, đại diện phiparametric định nghĩa y = x + Phương trình xác định tọa độ x y điểm mà khơng có trợ giúp thơng số bổ sung Do đó, gọi phương trình phiparametric đường thẳng Cùng đường thẳng nhiên mơ tả cách xác định tọa độ điểm cách sử dụng phương trình, L = [x, y] T = [x = t, y = t + 1] T (1,1) nơi mà T đại diện cho transpose Trong phương trình này, tọa độ điểm xác định với trợ giúp việc "thêm" tham số t, gọi phương trình tham số Hình thức đại diện tiếp tục thảo luận phần Các phương trình phi tuyến tính đường cong chia thành rõ ràng chứa phương trình phiparametric Biểu diễn khơng tham số rõ ràng đường cong 3D chung có hình thức, L = [x, y, z] T = [x, f (x), g (x)] T (1,2) L vector vị trí điểm L khơng gian 3D Phương trình cho phép có tọa độ y z điểm đường cong trực tiếp thay giá trị x Điều phù hợp với mục đích hiển thị máy tính loạt điểm phân đoạn đường thẳng thường sử dụng Sự đại diện khơng tham số ngầm đường cong 3D nói chung có dạng: Phương trình (1.3) thể mối quan hệ tọa độ x y, x z điểm khơng gian 3D Do đó, mối quan hệ y z ẩn Tuy nhiên, phương trình phải giải để phân tích cách rõ ràng Trong giải nó, xác liệu khơng phải lúc đảm bảo Điều giới hạn việc sử dụng hệ thống CAD 6.Đại diện Tham số đường cong Mặt khác, đại diện tham số đường cong có đặc tính phù hợp để sử dụng hệ thống CAD Trong dạng tham số, điểm đường cong biểu diễn dạng tham số func-(t), y = Y (t), z = Z (t) Các cơng thức mẫu gọi phương trình tham số tự cho x, y, z Giá trị tham sốt giới hạn mức tối thiểu (t min) tối đa (t max) chuẩn hóa khoảng từ đến Phương trình tham số cho đường cong 3D có dạng, L (t) = = [X (t), Y (t), Z (t)]T, t