Thông thường, phần mềm đồ họa trong các hoạt động của hệ thống CAD/CAM đóng vai trò trung gian giữa người dùng và máy tính. Phần mềm định dạng tất cả các dữ liệu nhập/xuất như hình vẽ và đưa chúng cho người dùng và chuyển đổi dữ liệu nhập/xuất hoặc hình vẽ thành các số (tín hiệu điện) để xử lý.
Phần mềm đồ họa trong hệ thống CAD/CAM là tập hợp các ứng dụng các chương trình đặc biệt và mỗi một ứng dụng lại chạy như một lệnh để tạo hình ảnh màn hình bằng cách chạy các chức năng phần mềm đồ họa trong hệ thống CAD/CAM.
Phầm mềm đồ họa trong hệ thống CAD/CAM đưa người dùng đến cách lệnh được đưa ra bởi hệ thống phần mềm đồ họa để tạo các lệnh do người dùng quy định trong CAD/CAM để thực hiện từng lệnh có chủ đích nếu như người dùng thấy bất tiện và các chức năng còn thiếu được viết bởi các chuyên gia lập trình.
Nó được gọi là chương trình lập trình CAD/CAM và được kích hoạt bởi hệ thống ngôn ngữ đồ họa (ngôn ngữ đồ họa CAD/CAM hay ngôn ngữ CAM).
Như đã nói ở trên, công việc chính được thực hiện bởi phần mềm hệ thống CAD/CAM là giữ vai trò trung gian giữa nhà thiết kế hay con người với máy tính.
Phần mềm CAD/CAM chuyển đổi dữ liệu hình vẽ thành ý nghĩa số (tín hiệu điện) để máy tính nhận dạng khi con người đưa dữ liệu hình như hình vẽ vào máy tính. Ở chiều ngược lại, số hoặc kết quả của quá trình máy tính sẽ được hiển như dạng hình vẽ để dễ hiểu.
Ở đây, thiết bị vận hành phần mềm cho mỗi thiết bị phần cứng đồ họa có vai trò quan trọng trong phần mềm CAD/CAM và chương trình đưa ra các thông tin liên quan (kỹ thuật lập trình) tới người dùng để trực tiếp tạo chương trình và vận hành thiết bị đồ họa. Chương trình cho người dùng vận hành thiết bị đồ họa được gọi là chương trình ổ cứng đồ họa.
Hệ thống CAD/CAM bao gồm 6 mô đun quan trọng ứng dụng hệ thống để thiết kế và sản xuất:
- Mô đun đồ họa - Mô đun dữ liệu - Mô đun hình học - Mô đun điều khiển số - Mô đun giao diện
Hình 1.38: Cấu trúc cơ bản của hệ thống CAD/CAM
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) có thể được thêm vào để quản lý các dữ liệu được xuất ra từ hệ thống CAD/CAM với những modules này. Chức năng tiên quyết là kết nối hệ thống CAD/CAM tới DBMS để quản lý năng suất một cách có hệ thống. Đó là lý do tại sao ngành quản trị dữ liệu sản phẩm (PDM) và quản trị vòng đời sản phẩm (PLM) nổi lên PDM bao gồm các vấn đề quản lý trong lĩnh vực thiết kế và sản xuất, PLM bao gồm toàn bộ quá trình sản xuất như lập kế hoạch sản phẩm, nghiên cứu trước, thiết kế, sản xuất, chất lượng, bán hàng và thanh lý.
a. Mô đun đồ họa
Mô đun đồ họa cung cấp mọi chức năng cho dữ liệu đầu vào và đầu ra tạo hình ảnh trên màn hình và bao gồm 2 phần chính
Phần xử lý dữ liệu nhập/ xuất để tạo đồ họa Phần hiển thị kết quả nhập/xuất
Đầu tiên là để người dùng vận hành mà không cần quan tâm đến thiết bị, có nghĩa rằng người dùng xử lý các dữ liệu và gửi kết quả đến phần cứng dù rằng họ không biết các lệnh phần cứng và sau đó là để hiển thị các dữ liệu đã được tính toán và xử lý với các dạng ở chỗ cần thiết để hiểu người dùng rõ hơn. Cả hai điều trên đều nhằm mục tích có thể xem kết quả dù cho người dùng không quan tâm đến thiết bị.
Các lệnh xử lý đồ họa được cung cấp bởi phần mềm CAD/CAM như sau: - Lệnh tạo các yếu tố đồ họa
Đó là lệnh được dùng để hiển thị hình dáng trên màn hình và được gọi là lệnh tạo hoặc lệnh phát. Nó có nghĩa là lệnh cho các dạng hình học như điểm, đường, đường cong và vòng tròn chỉ để tạo thành các hình dạng.
- Lệnh kiểm soát tầm nhìn
Lệnh phóng đại phần lớn hay một phần của hình vẽ trên màn hình và bao gồm chỉnh tăng và chỉnh giảm tỷ lệ. Tính năng này thể hiện sự khác biệt giữa khoảng cách xa và gần và những thay để làm thế nào để nhìn mà không cần thay đổi dữ liệu nhập vào và kích thước của vật thể.
- Lệnh chuyển đổi dữ liệu
Lệnh được dùng để tạo dữ liệu mới với các nội dung hiện có như tịnh tiến hình trên màn hình đến vị trí khác, quay ngược trục và điểm đối xứng, trục hay mặt phẳng và sao chép các hình dạng hiện có. Nó thay đổi tọa độ. Ví dụ bao gồm phép tịnh tiến, phép quay, sao chép, đối xứng và gương.
- Lệnh sửa đổi
Lệnh được dùng để tạo điểm mới bằng cách sửa đổi dữ liệu hình dạng hiện có và bao gồm cắt, phá vỡ, chia nhỏ và dung sai.
b. Mô đun tài liệu
Module tài liệu cung cấp các ký tự để sửa đổi và mô đun đồ họa cung cấp đồ họa để viết một bản vẽ hoặc tài liệu với phương pháp tương tác và sự chia tách là để phân biệt chức năng và phương pháp từ bản vẽ.
Các tài liệu trong thiết kế bao gồm phần bản vẽ và phần không vẽ. Bản vẽ kỹ thuật như các phần hoặc tập hợp bản vẽ yêu cầu các ký tự tiêu chuẩn và chức năng đồ họa để có thể đưa toàn bộ kích thước vào và viết các bản vẽ.
a) Mô hình lắp ráp b) Mô hình gốc để gia công
Đặc biệt, phương pháp đo để hoàn toàn tạo ra một hình ảnh bao gồm tọa độ và các phương pháp đo thuần túy và CAD/CAM chỉ được sử dụng về sau. Hiện nay, có nhiều hệ thống đưa ra các phương pháp nhập kích thước bán tự động. Nó yêu cầu sự nhận dạng hình để nhập các kích thước thông qua bàn phím cho độ dài tương ứng dạng chữ (số) và lưu giữ các ký tự, mũi tên, đường dẫn và độ dung sai. Tất cả các ký tự sử dụng để nhập kích thước được lưu trong thư viện biểu tượng.
Các phần không vẽ bao gồm thời gian biểu thiết kế hoặc tài liệu thiết kế được ghi lại, kế hoạch phát triển và quá trình và các đặc điểm trong các phần và vật liệu sử dụng. Hoặc là chức năng bộ xử lý chữ hoặc bộ xử lý từ sẽ được thêm vào. Nó bao gồm chức năng tạo, sửa đổi và dùng các ký tự và lựa chọn fonts như Gothic, Italic hay Myeongjo.
c. Mô đun hình học
Mô đun hình học định dạng 2D hoặc mô hình 3D khối rắn/ bề mặt bởi người dùng và thu thập các chức năng để dùng mô đun điều khiển bằng số. Mô hình này được tạo như sau:
- Chức năng thiết lập hình dạng
- Chức năng sửa đổi hình đã được dựng
- Chức năng phụ trợ cần thiết để biểu diễn hình dạng - Chức năng để xác định tính chính xác của hình dạng - Chức năng để lắp ráp và kiểm tra hình dạng sản phẩm - Chức năng để kiểm tra và xuất hình
d. Mô đun điều khiển số
(a) Gia công thô
b) Gia công tinh
Như đã nói ở trên, mô đun điều khiển bằng số sử dụng mô hình 3D khối rắn/bề mặt tạo bởi module hình học, tìm kiếm các cơ sở dữ liệu CL và tính năng của công cụ xử lý trong chương trình gia công từ cơ sở dữ liệu và đạt chương trình gia công để thực hiện. Chương trình gia công được thực hiện một cách tự động mà không có sự tác động của con người vào trong khi thực hiện.
e. Mô đun phân tích
Điều quan trọng nhất là sắp xếp và chuẩn bị dữ liệu xuất/nhập để đưa hình dạng để phân tích vào gói phân tích và tạo ra kết quả ở dạng gói. Ví dụ, khi dữ liệu thiết kế CAD/CAM được dùng để tự động tách dự liệu đầu vào cho gói phân tích và sử dụng, nó có thể loại bỏ các lỗi trong việc phân loại giữ liệu và nhập giữ liệu cho các gói phân tích bởi con người và cung cấp một các hiệu quả thiết kế bằng các đưa ra thiết kế sửa đổi từ thay đổi thiết kế bởi các lỗi phân tích và kiểm các thay đổi bởi gói phân tích.
Hình 1.41: Vai trò của module phân tích trong hệ thống CAD/CAM
Gói phân tích được thực hiện bởi phương pháp phần tử hữu hạn, sẽ có máy phát lưới tự động hay yếu tố cơ bản của phân tích, sử dụng một lượng lớn dữ liệu số hay kết quả phân tích, định dạng hình ảnh hoặc kết quả với lưới và sử dụng các màu khác nhau cho lỗi để cung cấp một các hiệu quả dữ liệu cho nhà thiết kế.
Trước gia công nghĩa là xác định việc lấy dữ liệu trước cho gói phân tích và sau gia công thể hiện kết quả phân tích bằng hình xác nhận bởi hệ thống CAD/CAM.
f. Mô đun giao diện
Mô đun giao diện sẽ xử lý 2 vấn đề sau: Người dùng và hệ thống CAD/CAM
Dữ liệu giao đổi giữa các hệ thống CAD/CAM khác nhau *Người dùng và phần mềm CAD/CAM
Phần mềm CAD/CAM sẽ đưa ra tính toàn vẹn (thống nhất) để hoạt động mà không có lỗi bất kể hành vi của người dùng, bảo mật để giữ bí mật và độc lập cho dữ liệu.
Đặc biêt, các dạng dữ liệu khác nhau, dữ liệu dư thừa và phân biệt các dữ liệu được sao nhiều lần đã nổi lên là một vấn đề lớn trong hệ thống giữ liệu thiết kế ở khía cạnh toàn vẹn.
*Trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống CAD/CAM khác nhau
Nó bao gồm mô đun cung cấp chức năng để giữ dữ liệu CAD/CAM khác nhau trong các hệ thống CAD/CAM khác nhau mà không cần cấu hình mới các hệ thống dữ liệu khác nhau. Dạng dữ liệu trao đổi gữa các hệ thống CAD/CAM khác nhau bao gồm IGES, STEP và DXF. Chương tiếp theo sẽ trình bày chi tiết về các định dạng này.
Bài 2
Giao diện phần mềm CAD/CAM Mục tiêu:
- Nhận biết được màn hình giao diện đồ họa của phần mềm CAD/CAM. - Sử dụng thành thạo chuột, bàn phím.
- Nắm được các phương thức ra lệnh cho phần mềm. - Nắm được phương pháp quản lý đối tượng.
- Giải thích được các mặt phẳng làm việc và mặt phẳng quan sát đối tượng.
Nội dung: