Bài giản gia công cơ khí bằng cad cam cnc phần 4

4. MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC
NỘI DUNG
1. Đặt vấn đề
2. Mô hình hoá 2D
3. Mô hình hoá mặt cong
4. Mô hình hoá khối đặc
5. Các kỹ thuật mô hình hoá khác
8/25/2017

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
8/25/2017

 Các dạng mô hình khác2


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 là đơn giản. Với 2D phần lớn
các bản vẽ thiết kế chi tiết máy và sơ đồ
điện trong công nghiệp đã được tạo ra
bằng tay.
8/25/2017

3


Thí duï moät moâ hình 2D

8/25/2017

4


Thớ duù bieồu dieón moọt moõ hỡnh 2D

3D model

2D model

2D model
8/25/2017

3D model
5

• 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 trụ đo, hình chiếu
thẳng chỉ là giả tạo và khi vẽ thì không có liên hệ
gì với nhau cả.
8/25/2017

6


Các công cụ dựng mô hình 2D
• Để xây 2D người thiết kế dùng các công
cụ sau:
– vẽ (draw),
– chỉnh lý (modify),
– tuỳ biến màn hình (transformation).

8/25/2017

7

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, nhưng tốc độ chậm hơn so với vẽ phác.
8/25/2017

8


• 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:

30.0
50.0

10
10

• 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)
(10, 10)
8/25/2017

9


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 trong AutoCAD chỉnh lý gồm các công
cụ sau

8/25/2017

10


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.
8/25/2017

11


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 hiện trên bản vẽ.

8/25/2017

12


Taùo lụựp

Thớ duù moọt danh saựch caực lụựp trong AutoCAD

8/25/2017

13


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).
8/25/2017

14


• Trong các hệ thống CAD, có các macro hệ
thống, thí dụ làm tròn, vát mép là những
macro hệ thống. Có thể tạo ra các macro
ở dạng tham số để tạo ra các phần tử đồ
họa theo ý muốn như bulong, đai ốc, vòng
đệm, bánh răng, bánh đai, vòng bi,…

• Thí dụ: Một lò xo gồm các tham số:
đường kính dây lò xo, , đường kính trung
bình, chiều dài, bước xoắc của lò xo,

8/25/2017

15


• 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.
8/25/2017

16


MÔ HÌNH KHUNG DÂY 3D
Mô hình khung dây mô tả một phần tử 3D. Chúng gồm tập hợp
các điểm đỉnh, và các cạnh (đường thẳng, cung tròn và đường
tròn, đường conic, 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

8/25/2017

Các cạnh

Dạng cạnh

17


MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Thí dụ một hình côn

Các đỉnh

8/25/2017

Các cạnh

Dạng cạnh

18


MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Thí dụ một hình cầu

Các đỉnh

8/25/2017

Các cạnh

19


MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Thí dụ một hình cầu

Các đỉnh

8/25/2017

Các cạnh

20


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
- Mỗi cạnh chỉ nối với hai đỉnh duy nhất
có trong danh sách đỉnh
- Các cạnh phải khép kín
- Các cạnh không được tự cắt nhau
8/25/2017

21

MÔ HÌNH KHUNG DÂY
 Ưu điểm: Dễ dựng hình, tốn ít bộ nhớ
 Nhược điểm:
1. Không nhất quán,
2. Không có đường bóng.
•3. Không thể thấy được ảnh hưởng lẫn nhau giữa
các phần tử.
•4.Khó khăn xuất hiện khi tính toán các tính chất
vật lý
•5. Không có khả năng tô bóng vì thiếu bề mặt.

8/25/2017

22


MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Nhần lẫn khi xem xét mô hình: Có nhiều
phương án dự đoán vật thể tư một mô hình
khung dây

8/25/2017

23


MÔ HÌNH KHUNG DÂY
Không thấy các đường bóng

Wireframe
cylinder
8/25/2017

Silhouette

Wireframe cylinder
(different view angle)

Silhouette
24


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
 Có thể phân biệt các phần tử đặc biệt trên mặt như
các lỗ.
 Có thể thu được hình ảnh chất lượng và đảm bảo
giao diện thuận tiện với máy CNC khi mô phỏng
chuyển động của công cụ trong không gian 3 chiều
khi gia công chi tiết với bề mặt phức tạp theo
nhiều trục.
 Đảm bảo công cụ hiệu qủa hơn khi mô phỏng

chuyển động của robot.
8/25/2017

25