Tạo mô hình hóa hình học

4. MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC
NỘI DUNG
4.1. Đặt vấn đề
4.2. Mô hình hoá 2D
4.3. Mô hình hoá khung dây 3D
4.4. Mô hình mặt 3D
4.5. Mô hình hoá khối 3D
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Một cảnh có thể chứa các vật
thể khác nhau: Mây, cây, đá,
nhà, nội thất, v.v…
Có nhiều cách khác nhau để
thể hiện các vật thể đó.

Mô hình 2D

Mô hình khung dây 3D

Mô hình mặt 3D

Mô hình khối 3D
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

4.2. Mô hình 2D
•
Trong không gian hai chiều (2D) một vật thể bất kỳ có
thể được biểu diễn bằng điểm, đường thẳng, đường cong
thông qua các hình chiếu, mặt cắt,…

•
Việc thực hiện các bản vẽ trong không gian 2D rất đơn
giản.
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

Thớ duù moọt moõ hỡnh 2D
Trửụứng ẹHBK TP.HCM Khoa Cụ Khớ Moõn hoùc: CAD/CAM/CNC

Thí dụ biểu diễn một mô hình
2D model
2D model
3D model
3D model
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

•
Nhờ có 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 chữa hơn.
•
Tuy nhiên, so với vẽ trong không gian 3D, nó có một số
nhược điểm sau:
•
Không thể tự tạo ra các hình chiếu phụ
thông qua hình chiếu có trên màn hình.
•
Các hình ảnh như hình chiếu trục đo, hình
chiếu thẳng chỉ là giả tạo và khi vẽ thì
không có liên hệ gì với nhau cả.

Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

Các công cụ dựng mô hình 2D
•
Để xây d ng mô hình 2D người thiết kế dùng các công ự
cụ sau (Ví d AutoCAD):ụ
–
vẽ (draw),
–
chỉnh lý (modify),
–
tuỳ biến màn hình (transformation).
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

Các công cụ vẽ
•
Gồm việc sử dụng các lệnh để tạo nên các phần tử đơn giản như
đường thẳng (LINE), đường tròn (CIRCLE), cung tròn (ARC),
ellipse, spline, point.
•
Việc vẽ có thể được thực hiện theo hai cách:
•
Vẽ phác - vẽ trước khi cho kích thước
•
Vẽ chính xác - khi vẽ phải chỉ ra tọa độ của đối tượng cần vẽ
Vẽ phác là một công cụ vẽ nhanh chóng vì không yêu
cầu độ chính xác cao.
•
Việc vẽ chính xác ngay từ đầu có ưu điểm là có thể cho
bản vẽ đúng kích thước, nhưng tốc độ chậm hơn so với

vẽ phác.
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

•
Thí dụ vẽ một đường thẳng được thực hiện như sau
–
a)Vẽ phác:
•
1. Dùng lệnh Line
•
2. Pick hai điểm điểm bất kỳ
•
3. Cho kích thước
–
b) Vẽ chính xác:
•
Nhập số chỉ tọa độ của hai điểm tạo nên đường
thẳng.
•
1. Điểm đầu: X
1
, Y
1.
(10,10)
•
2. Điểm sau: X
2
, Y
Ø 2
(50,30)

(10, 10)
(50, 30)
50.0
30.0
10
10
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

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, Break, Chamfer, Fillet, Trim, Extend, Rotate,
Thí dụ trong AutoCAD chỉnh lý gồm các công cụ sau
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

Công cụ tuỳ biến màn hình
•
Gồm các công cụ phóng to thu nhỏ (Zoom), di chuyển
(Pan) trong không gian 2D.
•
Thí dụ trong AutoCAD có các công cụ Zoom sau:
–
Zoom[All/Center/Dynamic/Extents/Previous/Scale(X/
XP)/Window/<Realtime>:]
•
Với công cụ Zoom, Pan, người dùng có thể phóng
to, thu nhỏ hình ảnh theo tỉ lệ mong muốn, di
chuyển hình ảnh trên màn hình đến vò trí cần thiết
giống như ta đưa tờ giấy vẽ trên mặt bàn khi thực

hiện bản vẽ bằng tay.
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

Tạo lớp
•
Để thực hiện nhiều hình vẽ có những chức năng khác
nhau trên cùng một không gian vẽ, một công cụ rất hữu
ích là tạo lớp.
•
Lớp 1. Bản vẽ chi tiết không kích thước
•
Lớp 2. Bản vẽ phôi
•
Lớp 3. Kích thước
•
Tuỳ theo nhu cầu của người dùng lớp này hay lớp kia có
thể cho th hiện trên bản vẽ. ể
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

Tạo lớp
Thí dụ một danh sách các lớp trong AutoCAD
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

Tạo thư viện các phần tử đồ họa
•
Để thực hiện bản vẽ phức
tạp nhanh chóng, cần phải
tạo ra các thư viện phần tử
đồ họa. Đây là những bản
vẽ chi tiết mẫu mà khi cần,

ta gọi ra để chèn vào các vò
trí cần thiết trên bản vẽ.
Thư viện có thể chứa các
chi tiết chuẩn với kích
thước cố đònh hoặc các
chương trình con (macro).
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

•
Bằng cách dùng macro tham số ta có thể khai báo để
tạo ra những vật thể tương tự với các tham số tùy ý.
•
Các hệ thống CAD còn có những macro modify tổng thể
- thí dụ các macro liên quan đến kích thước của bản vẽ.
Khi ta tay đổi tính chất, thí dụ kiểu chữ, độ lớn của nét
chữ thì sau khi cập nhật, toàn bộ các chữ và số ghi kích
thước trên bản vẽ sẽ thay đổi theo.
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

4.3. MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Mô hình khung dây mô tả một phần tử 3D. Chúng gồm tập hợp
các đỉnh, và các cạnh (đường thẳng, cung tròn, đường tròn và
đường spline,…) nối với nhau, đủ xác đònh một vật thể và có thể
quan sát. Thí dụ một hình tứ diện như trên hình sau
Các đỉnh Các cạnh Dạng cạnh
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Thí dụ một hình côn
Các đỉnh

Các cạnh Dạng cạnh
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Thí dụ một hình cầu
Các đỉnh Các cạnh
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Thí dụ một hình cầu
Các đỉnh Các cạnh
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Các ràng buộc khi xây dựng mô hình
khung dây:
- Mỗi đỉnh phải có 3 giá trò toạ độ X, Y, Z
- Các cạnh phải khép kín
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

MÔ HÌNH KHUNG DÂY

Ưu điểm:
Dễ dựng hình, tốn ít bộ nhớ

Nhược điểm:
1. Không thể hiện được sự ảnh hưởng lẫn
nhau giữa các phần tử.
•
2. Không thể tính toán các tính chất vật lý

•
3. Không có khả năng tô bóng vì thiếu bề
mặt.
•
4. Dễ nhầm lẫn khi xem xét mô hình: Có
nhiều phương án dự đoán vật thể từ một mô
hình khung dây
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

MO HèNH KHUNG DAY
Trửụứng ẹHBK TP.HCM Khoa Cụ Khớ Moõn hoùc: CAD/CAM/CNC

4.4. MÔ HÌNH MẶT 3D
•
Mô hình mặt được xác đònh nhờ điểm, đường, mặt
•
Kỹ thuật này cao hơn so với khung dây, linh hoạt hơn và nhiều
chức năng hơn.
•
Ưu điểm so với khung dây:

Có thể tạo ra các mặt phức tạp

Có thể tô bóng & thu được hình ảnh đ pẹ

Có thể phân biệt các phần tử trên bề mặt như các
lỗ.

Cho phép mô phỏng chuyển động của dụng cụ cắt
trong không gian 3 chiều khi gia công chi tiết với

bề mặt phức tạp.
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

Các dạng bề mặt
•
Các mặt hình học cơ sở gồm:
•
Mặt kẻ –Ruled surface
•
Mặt tròn xoay – Revolved surface
•
Mặt quét - Sweep surface
•
Mặt trùm - Blend surface
Tên g i các cơng c t o m t có th khác nhau ọ ụ ạ ặ ể ở
nh ng ph m m m CAD/CAM khác nhau. Thí d ữ ầ ề ụ
m t k ặ ẻ Ruled trong Pro/E khơng có mà ch có m t ỉ ặ
Boundary.
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC

Mặt kẻ (Ruled) và tròn xoay (Revolved)
Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC