Bài giảng CAD/CAM/CNC - Phần 4: Mô hình hoá hình học

Nội dung text: Bài giảng CAD/CAM/CNC - Phần 4: Mô hình hoá hình học

1. 4. MƠ HÌNH HỐ HÌNH HỌC NỘI DUNG 4.1. Đặt vấn đề Mơn học: CAD/CAM/CNC – Khí Khí 4.2. Mơ hình hố 2D ơ 4.3. Mơ hình hố khung dây 3D Khoa C – 4.4. Mơ hình mặt 3D 4.5. Mơ hình hố khối 3D ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
2. 4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Một cảnh cĩ thể chứa các vật thể khác nhau: Mây, cây, đá, nhà, nội thất, v.v Cĩ nhiều cách khác nhau để thể Mơn học: CAD/CAM/CNC – hiện các vật thể đĩ. Khí Khí ơ Khoa C – ❖ Mơ hình 2D ❖ Mơ hình khung dây 3D ❖ Mơ hình mặt 3D ❖ Mơ hình khối 3D ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
3. 4.2. Mơ hình 2D • Trong khơng gian hai chiều (2D) một vật thể bất kỳ cĩ thể được biểu diễn bằng điểm, Mơn học: CAD/CAM/CNC – đường thẳng, đường cong thơng qua các Khí Khí ơ hình chiếu, mặt cắt, Khoa C • Việc thực hiện các bản vẽ trong khơng gian – 2D rất đơn giản. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
4. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Thí dụmộtmơ hình 2D
5. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC 2D model2D Thí dụbiểu diễnmộtmơhình 2D 2D model 3D model3D 3D 3D model
6. • Nhờ cĩ máy tính và ứng dụng các phần mềm đồ họa, các bản vẽ 2D được hình thành với tốc độ nhanh hơn, chính xác hơn, rõ ràng hơn, và đặc biệt là dễ chỉnh lý, sửa Mơn học: CAD/CAM/CNC chữa hơn. – Khí Khí • Tuy nhiên, so với vẽ trong khơng gian 3D, ơ nĩ cĩ một số nhược điểm sau: Khoa C • Khơng thể tự tạo ra các hình chiếu phụ thơng – qua hình chiếu cĩ trên màn hình. • Các hình ảnh như hình chiếu trục đo, hình chiếu thẳng chỉ là giả tạo và khi vẽ thì khơng cĩ liên hệ gì với nhau cả. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
7. Các cơng cụ dựng mơ hình 2D • Để xây dựng mơ hình 2D người thiết kế dùng các cơng cụ sau (Ví dụ AutoCAD): Mơn học: CAD/CAM/CNC – vẽ (draw), – Khí Khí ơ – chỉnh lý (modify), Khoa C – – tuỳ biến màn hình (transformation). ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
8. Các cơng cụ vẽ • Gồm việc sử dụng các lệnh để tạo nên các phần tử đơn giản như đường thẳng (LINE), đường trịn (CIRCLE), cung trịn (ARC), ellipse, spline, point. Mơn học: CAD/CAM/CNC – Khí Khí • Việc vẽ cĩ thể được thực hiện theo hai cách: ơ • Vẽ phác - vẽ trước khi cho kích thước Khoa C • Vẽ chính xác - khi vẽ phải chỉ ra tọa độ của đối – tượng cần vẽ Vẽ phác là một cơng cụ vẽ nhanh chĩng vì khơng yêu cầu độ chính xác cao. • Việc vẽ chính xác ngay từ đầu cĩ ưu điểm là cĩ thể cho ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư bản vẽ đúng kích thước, nhưng tốc độ chậm hơn so với vẽ Tr phác.
9. • Thí dụ vẽ một đường thẳng được thực hiện như sau – a)Vẽ phác: • 1. Dùng lệnh Line 30.0 Mơn học: CAD/CAM/CNC – • 2. Pick hai điểm điểm bất kỳ 50.0 10 Khí Khí • 3. Cho kích thước ơ – b) Vẽ chính xác: 10 Khoa C – • Nhập số chỉ tọa độ của hai điểm tạo nên đường thẳng. (50, 30) • 1. Điểm đầu: X1 , Y1. (10,10) • 2. Điểm sau: X2 , Ỳ 2 (50,30) ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK (10, 10) ư Tr
10. Các cơng cụ chỉnh lý (Modify) • Để chỉnh lý hình ảnh, cĩ nhiều cơng cụ. Các cơng cụ thơng dụng là: Erase, Offset, Copy, Mơn học: CAD/CAM/CNC – Move, Mirror, Array, Break, Chamfer, Khí Khí ơ Fillet, Trim, Extend, Rotate, Thí dụ trong AutoCAD chỉnh lý gồm các cơng cụ sau Khoa C – ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
11. Cơng cụ tuỳ biến màn hình • Gồm các cơng cụ phĩng to thu nhỏ (Zoom), di chuyển (Pan) trong khơng gian 2D. • Thí dụ trong AutoCAD cĩ các cơng cụ Zoom sau: Mơn học: CAD/CAM/CNC – – Zoom[All/Center/Dynamic/Extents/Previous/Scale(X/X P)/Window/ :] Khí Khí ơ Khoa C – • Với cơng cụ Zoom, Pan, người dùng cĩ thể phĩng to, thu nhỏ hình ảnh theo tỉ lệ mong muốn, di chuyển hình ảnh trên màn hình đến vị trí cần thiết giống như ta đưa tờ giấy vẽ trên mặt bàn khi thực hiện bản vẽ bằng tay. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
12. Tạo lớp • Để thực hiện nhiều hình vẽ cĩ những chức năng khác nhau trên cùng một khơng gian Mơn học: CAD/CAM/CNC – vẽ, một cơng cụ rất hữu ích là tạo lớp. Khí Khí • Lớp 1. Bản vẽ chi tiết khơng kích thước ơ • Lớp 2. Bản vẽ phơi Khoa C • Lớp 3. Kích thước – • Tuỳ theo nhu cầu của người dùng lớp này hay lớp kia cĩ thể cho thể hiện trên bản vẽ. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
13. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Thí Thí dụ một danh sách các lớp trong AutoCAD Tạo lớp
14. Tạo thư viện các phần tử đồ họa • Để thực hiện bản vẽ phức tạp nhanh chĩng, cần phải Mơn học: CAD/CAM/CNC – tạo ra các thư viện phần tử Khí Khí đồ họa. Đây là những bản vẽ ơ chi tiết mẫu mà khi cần, ta gọi ra để chèn vào các vị trí Khoa C – cần thiết trên bản vẽ. Thư viện cĩ thể chứa các chi tiết chuẩn với kích thước cố định hoặc các chương trình con (macro). ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
15. • Bằng cách dùng macro tham số ta cĩ thể khai báo để tạo ra những vật thể tương tự với các tham số tùy ý. Mơn học: CAD/CAM/CNC • Các hệ thống CAD cịn cĩ những macro – modify tổng thể - thí dụ các macro liên quan Khí Khí ơ đến kích thước của bản vẽ. Khi ta tay đổi Khoa C tính chất, thí dụ kiểu chữ, độ lớn của nét – chữ thì sau khi cập nhật, tồn bộ các chữ và số ghi kích thước trên bản vẽ sẽ thay đổi theo. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
16. 4.3. MƠ HÌNH KHUNG DÂY Mơ hình khung dây mơ tả một phần tử 3D. Chúng gồm tập hợp các đỉnh, và các cạnh (đường thẳng, cung trịn, đường trịn và đường spline, ) nối với nhau, đủ xác định một vật thể và cĩ thể quan sát. Thí dụ một hình tứ Mơn học: CAD/CAM/CNC – diện như trên hình sau Khí Khí ơ Khoa C – Các đỉnh Các cạnh Dạng cạnh ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
17. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Thí dụ một cơn hình MƠ HÌNHKHUNGDÂY Các đ ỉnh Các cạnh Dạng Dạng cạnh
18. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Thí dụ một cầu hình MƠ HÌNH KHUNGDÂY MƠ HÌNH Các đ ỉnh Các cạnh
19. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Thí dụ một cầu hình MƠHÌNH KHUNG DÂY Các đ ỉnh Các cạnh
20. MƠ HÌNH KHUNG DÂY Các ràng buộc khi xây dựng mơ hình khung dây: Mơn học: CAD/CAM/CNC – - Mỗi đỉnh phải cĩ 3 giá trị toạ độ X, Y, Z Khí Khí ơ - Các cạnh phải khép kín Khoa C – ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
21. MƠ HÌNH KHUNG DÂY ▪ Ưu điểm: Dễ dựng hình, tốn ít bộ nhớ ▪ Nhược điểm: Mơn học: CAD/CAM/CNC – 1. Khơng thể hiện được sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa Khí Khí ơ các phần tử. Khoa C •2. Khơng thể tính tốn các tính chất vật lý – •3. Khơng cĩ khả năng tơ bĩng vì thiếu bề mặt. •4. Dễ nhầm lẫn khi xem xét mơ hình: Cĩ nhiều phương án dự đốn vật thể từ một mơ hình khung dây ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
22. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC MƠ HÌNHKHUNGDÂY
23. 4.4. MƠ HÌNH MẶT 3D • Mơ hình mặt được xác định nhờ điểm, đường, mặt • Kỹ thuật này cao hơn so với khung dây, linh hoạt hơn và nhiều chức năng hơn. Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Ưu điểm so với khung dây: Khí Khí ▪ Cĩ thể tạo ra các mặt phức tạp ơ ▪ Cĩ thể tơ bĩng & thu được hình ảnh đẹp Khoa C – ▪ Cĩ thể phân biệt các phần tử trên bề mặt như các lỗ. ▪ Cho phép mơ phỏng chuyển động của dụng cụ cắt trong khơng gian 3 chiều khi gia cơng chi tiết với bề mặt phức tạp. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
24. Các dạng bề mặt • Các mặt hình học cơ sở gồm: • Mặt kẻ –Ruled surface Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Mặt trịn xoay – Revolved surface Khí Khí ơ • Mặt quét - Sweep surface • Mặt trùm - Blend surface Khoa C – Tên gọi các cơng cụ tạo mặt cĩ thể khác nhau ở những phầm mềm CAD/CAM khác nhau. Thí dụ mặt kẻ Ruled trong Pro/E khơng cĩ mà chỉ cĩ mặt Boundary. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
25. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Mặt kẻ(Ruled)vàtrịnxoay(Revolved)
26. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC M ặt quét (Sweep) và trùm (Blend) và trùm (Sweep) quétặt
27. Các lệnh Modify mặt • Lệnh Merge Mơn học: CAD/CAM/CNC • Lệnh Trim – Khí Khí • Lệnh Fillet ơ • Lệnh Extend Khoa C – • Lệnh Mirror • Lệnh Offset ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
28. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Lệnh Merge Các lệnh Modify mặt Lệnh Fillet
29. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Lệnh Trim Các lệnh Modify mặt Lệnh Lệnh Extend
30. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Lệnh Mirror Các lệnh Modify mặt Lệnh Offset
31. Nhược điểm của phương pháp tạo mơ hình mặt –Khơng đủ độ chính xác để mơ tả Mơn học: CAD/CAM/CNC – một số bề mặt nhằm cĩ những thơng Khí Khí ơ số tin cậy về vật thể 3 chiều. –Thủ tục dấu các đường khuất phức Khoa C – tạp và khĩ mơ tả các vùng bên trong mơ hình ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
32. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Khung dây Khung dây 3D Hình chiếu Hình chiếu 2D Suy biến thành đường thẳng Tĩm tắt Khối 3D Khối Mặt Mặt 3D