Bài giảng CAD/CAM/CNC - Phần 6: Cấu trúc dữ liệu và tiêu chuẩn đồ hoạ

Nội dung text: Bài giảng CAD/CAM/CNC - Phần 6: Cấu trúc dữ liệu và tiêu chuẩn đồ hoạ

1. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC VÀ TIÊU CHUẨN ĐỒ HOẠ 5. CẤU TRÚC DỮ LIỆU
2. 5.1 CẤU TRÚC DỮ LIỆU • Cấu trúc dữ liệu là một tập các dữ liệu cĩ mối quan hệ với nhau theo một quy luật nhất định Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • Theo quan điểm CAD/CAM cấu trúc dữ liệu là một sơ đồ logic hay tuần tự các bước lưu trữ các dữ liệu • Chức năng chính của cấu trúc dữ liệu là cho phép xử lý Khoa Khoa Khí Cơ – dữ liệu trên màn hình như zoom, pan, giao tiếp với người dùng, đặc biệt là những chức năng chỉnh lý như trim, fillet, stretch, đánh giá các tính chất như diện tích, khối lượng, thể tích, , đảm bảo những thơng tin phụ cho sản xuất. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
3. Hệ thống quản lý dữ liệu (DBMS-DataBase Management System) • Là phần mềm cho phép truy xuất để sử dụng và biến đổi dữ liệu trong database Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • DBMS tạo ra một lớp giữa cơ sở dữ liệu vật lý và người sử dụng Khoa Khoa Khí Cơ – user CPU DBMS Database disk Trường Trường ĐHBK TP.HCM
4. Đặc điểm dữ liệu CAD/CAM • Sản phẩm thiết kế cĩ thể rất lớn với hàng triệu chi tiết và các cụm lắp phụ thuộc lẫn nhau Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • Thiết kế cĩ thể thay đổi theo thời gian • Mỗi chi tiết cĩ thể thay đổi Khoa Khoa Khí Cơ – • Hàng trăm người cĩ thể làm việc trong cùng một thiết kế • Do đĩ phải hỗ trợ làm việc tập thể • Cĩ hai loại dữ liệu là tổ chức và cơng nghệ Trường Trường ĐHBK TP.HCM
5. Dữ liệu Dữ liệu tổ chức cơng nghệ • Số nhận dạng • Hình học Môn Môn học: CAD/CAM/CNC • Số của bản vẽ • Kích thước – • Chuẩn thiết kế • Dung sai • Tình trạng hiện tại • Độ nhám bề mặt Khoa Khoa Khí Cơ • Tên người thiết kế • Vật liệu – • Ngày thiết kế • Trình tự cơng nghệ • Tỉ lệ • Trình tự kiểm tra • Kiểu hình chiếu • Tên cơng ty Trường Trường ĐHBK TP.HCM
6. Lưu trữ và truy xuất dữ liệu • Dạng tuần tự: năng suất thấp • Ngẫu nhiên: năng suất cao Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • Do đĩ các file chứa dữ liệu đồ hoạ được lưu dưới dạng truy xuất ngẫu nhiên và tất cả các file liên kết với nhau bằng mũi tên. Khoa Khoa Khí Cơ – • Bản ghi chính cĩ tên là "Head record", từ đây các mũi tên chỉa đến tất cả các dữ liệu khác theo một trật tự chặt chẽ Trường Trường ĐHBK TP.HCM
7. Cơ sở dữ liệu - Database • Mục đích của database là thu thập và lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ trung tâm để dễ truy xuất và xử lý Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • Ưu điểm của việc quản lý tập trung dữ liệu là: – Hạn chế sự trùng lặp – Tăng cường tiêu chuẩn Khoa Khoa Khí Cơ – – Bảo mật – Duy trì tính thống nhất – Loại trừ mâu thuẫn Trường Trường ĐHBK TP.HCM
8. Cơ sở dữ liệu - Database • Hạn chế trùng lặp – Rất quan trọng trong việc tích hợp CAD/CAM Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – Dữ liệu phải đủ phong phú để hỗ trợ thiết kế và chế tạo sản – phẩm. – Hạn chế những mâu thuẫn hay khơng phù hợp khi truy xuất cho các ứng dụng khác nhau Khoa Khoa Khí Cơ – • Tăng cường tiêu chuẩn – Việc kiểm sốt tập trung tăng cường được tiêu chuẩn cấu trúc dữ liệu – Các tiêu chuẩn cần cho việc trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
9. Cơ sở dữ liệu - Database • Bảo mật – Việc truy xuất dữ liệu phải được kiểm tra và kiểm Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – sốt bằng mã đăng ký sử dụng các vùng khác nhau của database • Duy trì tính thống nhất Khoa Khoa Khí Cơ – – Tính thống nhất đảm bảo tính chính xác của dữ liệu – Thiếu tính thống nhất cĩ thể dẫn đến việc nhập dữ liệu khơng phù hợp. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
10. CAD/CAM Database • CAD/CAM database phải cĩ khả năng lưu dữ liệu ảnh, dữ liệu chữ và số. Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • Những mơ hình database thơng dụng là: – hierarchical database = cơ sở dữ liệu thứ bậc – network database = cơ sở dữ liệu mạng Khoa Khoa Khí Cơ – – relational database = cơ sở dữ liệu quan hệ – object-oriented database = cơ sở dữ liệu hướng đối tượng Trường Trường ĐHBK TP.HCM
11. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Quá trìnhphát triển của cơ sở dữ liệu
12. Cơ sở dữ liệu thứ bậc Hierarchical database • Hierarchical database (1950-1975) – Dữ liệu cĩ cấu trúc cây Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – – Đỉnh của cây thường gọi là root = gốc, cĩ thứ bậc cao nhất trong số các cấp bậc • Là một giải pháp đặc biệt cần ngay cho các ứng dụng thực tế Khoa Khoa Khí Cơ – • Già cỗi nhất trong các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu là IMS của IBM dùng để tổ chức và lưu trữ thơng tin cho dự án nghiên cứu việc hạ cánh của phi thuyền Apollo, ra đời năm 1968 Trường Trường ĐHBK TP.HCM
13. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Hierarchical database Cơ sở dữ liệu thứbậc Cơ dữliệu sở
14. Cơ sở dữ liệu thứ bậc Hierarchical database Ưu điểm: Xử lý dữ liệu hiệu quả, cấu trúc quen thuộc Môn Môn học: CAD/CAM/CNC cho việc lập trình, đảm bảo dự đốn cơng việc vì – biết trước tất cả đường dẫn. Nhược điểm: Khoa Khoa Khí Cơ – • Khơng mềm dẻo. • Mạng như rừng (tập hợp các cây - Trees) • Các kết nối là từ cha đến con: kiểu quan hệ một tới nhiều (One to many), khơng cĩ kiểu kết nối từ con đến cha. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
15. Cơ sở dữ liệu thứ bậc Hierarchical database Thí dụ: Một ơ tơ cĩ một khung và trên Môn Môn học: CAD/CAM/CNC khung cĩ 4 bánh xe – giống nhau nhưng đặt ở 4 vị trí khác nhau là một biểu hiện cấu trúc Khoa Khoa Khí Cơ – cĩ thứ bậc. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
16. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC
17. Cơ sở dữ liệu kiểu mạng Network database • Network database (1960-1990). Điển hình là hệ thống CODASYL Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – – Cho phép mơ hình hố nhiều đối tượng tương tự trực tiếp hơn so với kiểu thứ bậc – Dữ liệu là tập hợp các bản ghi Khoa Khoa Khí Cơ – – Quan hệ giữa các dữ liệu được thể hiện bằng những kết nối (link) • Giống như cấu trúc nhị phân • Phạm vi kết nối tuỳ thuộc vào mối quan hệ Many - to many, many - to - one, hay one - to - one. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
18. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Sơ đồcấutrúc dữ liệu (ERD:EntityRelationship Diagram)
19. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC
20. Nhược điểm của cơ sở dữ liệu thứ bậc và mạng • Cần các chương trình phức tạp cho một cơng Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – việc đơn giản • Tính độc lập của dữ liệu là rất thấp (nghĩa là chương trình ứng dụng bị ảnh hưởng lớn bởi sự thay Khoa Khoa Khí Cơ – đổi cách biểu diễn dữ liệu bên trong). → Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ giúp vượt qua được những vấn đề trên Trường Trường ĐHBK TP.HCM
21. Mơ hình cơ sở dữ liệu quan hệ Lịch sử của mơ hình quan hệ • Mơ hình đầu tiên do E. F. Codd đề nghị năm 1970, Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – dựa trên khái niệm tốn học quan hệ. . • Hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ đầu tiên , hệ thống R, là do IBM thực hiện Khoa Khoa Khí Cơ – • Ứng dụng thương mại xuất hiện vào cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980. • Ngày nay mơ hình quan hệ là nền tảng cho phần lớn các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu thương mại. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
22. Đặc điểm của mơ hình cơ sở dữ liệu quan hệ • Dữ liệu được lưu trong các bảng cĩ mối quan hệ với nhau, gọi là bảng quan hệ Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • Dữ liệu cĩ tính độc lập cao, nghĩa là chương trình ứng dụng khơng bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi cách biểu diễn dữ liệu bên trong. Khoa Khoa Khí Cơ – • Các quan hệ cĩ thể được truy xuất tuần tự hay ngẫu nhiên • Đảm bảo các kỹ thuật giải quyết các vấn đề liên quan đến ngơn ngữ, tính phù hợp, Trường Trường ĐHBK TP.HCM
23. bảng cột Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – hàng Khoa Khoa Khí Cơ – Bậc Tổng = hàng x cột Trường Trường ĐHBK TP.HCM
24. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Pno = project Pno =project number Ename =employee name Eno = employee number
25. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC dùng trong dữliệuquanhệ Các phép tốn đại số
26. Nhược điểm của cơ sở dữ liệu quan hệ • Các bảng cĩ cấu trúc quá tải về ngơn ngữ: do một kiểu cấu trúc dùng để mơ tả đủ loại thơng tin (các phần tử, các mối Môn Môn học: CAD/CAM/CNC quan hệ, các đặc thù), một bảng khơng thể đủ để diễn tả dữ – liệu và các quan hệ • Được thiết kế cho dữ liệu đồng nhất: cho rằng tất cả các dữ liệu cĩ cùng cấu trúc. Khoa Khoa Khí Cơ – • Khơng cĩ kiểu dữ liệu mới được thêm vào sau khi bảng đã hình thành • Số phép tốn hạn chế, khơng thể thêm sau khi dựng bảng • Những cấu trúc dữ liệu phức tạp của ứng dụng khơng phù hợp với dạng dữ liệu của hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
27. Mơ hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng (ODBMS) • Object-oriented database Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – Dữ liệu được lưu và truy xuất dưới dạng các đối – tượng thiết kế – Các đối tượng thiết kế là cơ sở đảm bảo tính thống Khoa Khoa Khí Cơ nhất để chèn, xố, sửa chữa đối tượng thành viên. – – Mơ hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng phải cĩ tính trọn vẹn và thống nhất tốt để truy xuất cho các ứng dụng Trường Trường ĐHBK TP.HCM
28. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Lịch sử phát triển
29. Ưu điểm của ODBMS • Khả năng mơ hình hố phong phú Môn Môn học: CAD/CAM/CNC • Cĩ tính mở rộng – • Loại trừ được sự khơng phù hợp • Ngơn ngữ tham vấn dễ hiểu hơn Khoa Khoa Khí Cơ – • Dễ ứng dụng cho các cơ sở dữ liệu nâng cao • Tính thực thi tốt hơn Trường Trường ĐHBK TP.HCM
30. Nhược điểm của ODBMS • Thiếu mơ hình dữ liệu vạn năng Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • Thiếu tiêu chuẩn • Phức tạp Khoa Khoa Khí Cơ – Trường Trường ĐHBK TP.HCM
31. So sánh mơ hình hướng đối tượng và mơ hình quan hệ Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – Khoa Khoa Khí Cơ – Class giống như Relation nhưng cĩ thêm tính kế thừa Object Instance giống như Tuple (hàng) nhưng cĩ thể mang bất kỳ cấu trúc dữ liệu nào hỗ trợ bởi ngơn ngữ định hướng đối tượng như Java, C++ Attribute giống như Column nhưng cĩ thể mang bất kỳ dạng dữ liệu nào như Java hay C++, kể cả việc tham chiếu tới các đối tượng khác. Method thì khác nhiều so với Procedure vì được viết bằng ngơn ngữ lập Trường Trường ĐHBK TP.HCM trình cấp cao như Java và C++, nên cĩ khả năng tính tốn hồn thiện hơn
32. So sánh thị trường của các dạng cơ sở dữ liệu Môn Môn học: CAD/CAM/CNC Object-Oriented Database – Pre & Post relational Database Khoa Khoa Khí Cơ Relational Database – Thị trường của cơ sở dữ liệu quan hệ là thống trị Trong tương lai cơ sở dữ liệu định hướng đối tượng Trường Trường ĐHBK TP.HCM sẽ phát triển
33. Tĩm lược • Cấu trúc dữ liệu là tập hợp các dữ liệu được sắp xếp theo một quy luất nhất định. • DBMS là phần mềm cho phép truy xuất để sử dụng và biến đổi dữ liệu trong database Môn Môn học: CAD/CAM/CNC • Cĩ 4 dạng cơ sở dữ liệu thơng dụng là – – Cơ sở dữ liệu thứ bậc – Cơ sở dữ liệu mạng – Cơ sở dữ liệu quan hệ Khoa Khoa Khí Cơ – – Cơ sở dữ liệu hướng đối tượng • Các hệ thống CAD/CAM hiện tại chủ yếu sử dụng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ. • Hiểu được nguyên tắc của việc tổ chức quản lý dữ liệu trong các phần mềm CAD/CAM sẽ giúp người dùng sử dụng phần mềm CAD/CAM tốt hơn. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
34. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 5.2 TIÊU CHUẨN ĐỒ HỌA
35. SỰ CẦN THIẾT PHẢI CÓ TIÊU CHUẨN ĐỒ HOẠ Vào những năm đầu của đồ họa máy tính Môn Môn học: CAD/CAM/CNC (1963-1974), phần mềm đồ họa được thiết – kế phải phụ thuộc vào phần cứng được sử dụng. Việc này gây khó khăn cho cả Khoa Khoa Khí Cơ – người dùng lẫn người bán. Do đó cần thiết phải có các chuẩn đồ họa Trường Trường ĐHBK TP.HCM
36. Yêu cầu đối với các tiêu chuẩn đồ hoạ • .Dễ lưu động (portable): Có thể dùng cho nhiều loại màn hình (thí dụ viết cho màn hình kiểu ống lưu ảnh trực tiếp - DVST (Direct-view storage tube) nhưng có thể dùng được với loại Môn Môn học: CAD/CAM/CNC quét mành - Raster). – →việc mô tả và lưu trữ hình ảnh phải không phụ thuộc màn hình. • .Văn bản phải dễ lưu động: văn bản (text) phải không phụ Khoa Khoa Khí Cơ – thuộc phần cứng. .Cơ sở dữ liệu của đối tượng phải dễ chuyển đổi. Người dùng hệ thống CAD/CAM phải truyền được dữ liệu từ hệ thống CAD/CAM này sang một hệ thống CAD/CAM khác khi cần thiết. Với những nhu cầu trên, từ 1974, đã có những cố gắng trong Trường Trường ĐHBK TP.HCM việc tìm kiếm và xây dựng những tiêu chuẩn đồ hoạ.
37. Để phát triển các tiêu chuẩn đồ họa đã có những hoạt động sau • .Ủy ban kế hoạch phát triển đồ họa (GSPC) Graphic Standards Planning Comitee được thành lập năm 1974 bởi ACM – SIGGRAPH. Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • .Ủy ban phát triển tiêu chuẩn đồ họa được thành lập 1975 bởi DIN. • .IFIP đã tổ chức một hội thảo (workshop) về Khoa Khoa Khí Cơ – Methodology in Computer Graphics năm 1976 • .Tiêu chuẩn CAD của Graphic Kernel System (GKS) được công bố năm 1982. Kết quả của những cố gắng trên đã dẫn đến việc ra đời của các tiêu chuẩn đồ họa khác nhau. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
38. Một số tiêu chuẩn đồ họa điển hình 1.Tiêu chuẩn SIGGraph Core: (Special Interest Group on Graphics (SIGGraph) of the Association for Computing Machinary ( ACM)) Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – Đưa ra năm 1977 và được sửa lại năm 1979, đảm bảo một hệ thống lệnh chuẩn hóa. • Điều khiển cấu trúc Khoa Khoa Khí Cơ – • Hiển thị gốc đồ họa • Tùy theo phần cứng và ngôn ngữ • Lúc đầu dùng để phát triển đồ họa 2D và 3D sau đó có thêm phần thao tác raster (digital). Trường Trường ĐHBK TP.HCM
39. 2.Tiêu chuẩn GKS (Graphic Kernel System) Đặc điểm của GKS: (Do DIN - Deutsches Institut fur Normung - phát triển và công nhận là chuẩn mực đồ họa của ANSI- American National Standards Institute và ISO – Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – International Organization for Standardization): * Device independente: Không phụ thuộc thiết bị: Tiêu chuẩn không yêu cầu thiết bị xuất nhập có gì đặc biệt. Khoa Khoa Khí Cơ * Text/ Annotation: Toàn bộ text/annotation là viết bằng ngôn – ngữ tự nhiên như tiếng Anh. * Display management: Các chức năng quản lý màn hình, điều khiển chuột và các yếu tố khác hoàn toàn được đảm bảo. * Graphics Function: Các chức năng đồ họa 2D và 3D được xác định. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
40. 2.Tiêu chuẩn GKS (Graphic Kernel System) GKS đề nghị 2 chương trình để xác định hình Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – ảnh do người dùng dựng nên: • Các chương trình vẽ hình học cơ sở (primitives), • Các chương trình tạo đặc tính (attribute) Khoa Khoa Khí Cơ – Trường Trường ĐHBK TP.HCM
41. Các chức năng hình học cơ sở ▪ Polyline: Để vẽ các đoạn thẳng nối tiếp Môn Môn học: CAD/CAM/CNC nhau. – ▪ Polymarker: Để vẽ một tập các dấu hiệu hoặc hình thể. Khoa Khoa Khí Cơ ▪ Fill Area: Để vẽ Polygon và miền bao kín – ▪ Text: Để tạo các chữ ▪ GDP ( Generized Drawing Primitives): Để xác định các đối tượng tiêu chuẩn như vòng tròn, ellipse, Trường Trường ĐHBK TP.HCM
42. Các chức năng tạo đặc tính Xác định sự thể hiện màu hoặc dạng đường của hình ảnh. Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – Mặc dù sự phát triển của GKS bị ảnh hưởng bởi hệ thống CORE, hai hệ thống này có những điểm khác nhau và do hệ Khoa Khoa Khí Cơ – thống CORE còn tồn tại nhiều nhược điểm nên dựa trên quan điểm công nghệ, hệ thống CORE bị lu mờ bởi sự phát triển của GKS. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
43. 3. Tiêu chuẩn PHIGS (Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics Standard) (Tiêu chuẩn đồ họa tương tác có thứ bậc của người lập trình). Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – Gồm các chức năng đồ họa 3D và di chuyển. Nó có thể kiểm soát động (dynamic) tính chất của vật thể nguyên thủy ở dạng được phân đoạn (Segment). Khoa Khoa Khí Cơ – Tiêu chuẩn PHIGS xác định một tập hợp các khái niệm logic độc lập đối với thiết bị. Các nhà lập trình ứng dụng có thể sử dụng các khái niệm này theo các nguyên tắc của PHIGS. . Trường Trường ĐHBK TP.HCM
44. 4. GM solid: – Do General Motors đề nghị để dùng máy tính trong việc thiết kế, phân tích và chế tạo các thành phần của ô tô và dụng cụ. Các phương Môn Môn học: CAD/CAM/CNC trình cơ bản gồm block, cylinder, Phụ thuộc – vào đặc điểm của GKS. 5. CGM - Computer Graphis Metafile: Khoa Khoa Khí Cơ – Có nguồn gốc từ VDM (Virtual device metafile): xác định các chức năng cần thiết để mô tả hình ảnh. Những mô tả này có thể lưu trữ và truyền từ thiết bị đồ họa này đến thiết bị khác. VDM bây giờ được gọi là CGM (Computer Graphics Metafile). Trường Trường ĐHBK TP.HCM
45. 6.VDI - Virtual Device Interface : – VDI được thiết kế để giao diện máy in với GKS hay PHICS. Nó không thể giao diện được với những trạm thiết kế thông minh hoặc môi trường nối mạng. VDI giờ được gọi là CGI (Computer Graphics Interface). Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – 7. IGES (initial graphics exchange specification) Khoa Khoa Khí Cơ – Được công nhận là tiêu chuẩn Mỹ vào tháng 9- 1981. Nó có khả năng chuyển đổi dữ liệu của mô hình giữa các hệ thống CAD/CAM. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
46. 8. NAPLPS (North American presentation-level protocol syntax) Được công nhận là tiêu chuẩn CANADA và Môn Môn học: CAD/CAM/CNC ANSYS năm 1983. Nó mô tả text và hình ảnh – dưới dạng trình tự các byte trong bộ mã ASCII. Việc hiểu biết các tiêu chuẩn này có thể được Khoa Khoa Khí Cơ – dùng để phát triển những hệ thống CAD/CAM khác nhau. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
47. TIÊU CHUẨN CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU - Nhiều khi cần phải chuyển các bản vẽ được vẽ trong một hệ thống này sang một hệ thống khác. Thí dụ: từ CADKEY sang AutoCAD hay từ AutoCAD sang ANSYS, v.v Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – - Việc này yêu cầu phải viết các chương trình biên dịch giữa các phần mềm với nhau. Thí dụ nếu có 5 hệ thống thì cần phải có 10 trình biên dịch. Khoa Khoa Khí Cơ – - Để giải quyết vấn đề hóc búa này cần phải tạo ra các neutral files (các file trung hòa). Các file này có dạng chuẩn và vì thế các hệ thống CAD có thể có các chương trình tiền xử lý (Preprosessors) để chuyển các bản vẽ của mình sang neutral file và có các chương trình hậu xử lý (Postprocessors) để chuyển các neutral Trường Trường ĐHBK TP.HCM file sang bản vẽ của mình.
48. Biên dịch dữ liệu trực tiếp Hê thống A Hê thống B Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – Hê thống C Khoa Khoa Khí Cơ – Hê thống D Hê thống E Trường Trường ĐHBK TP.HCM
49. Sự cần thiết trao đổi dữ liệu giữa các phần mềm CAD dẫn đến nhiều tổ chức và nhóm tiêu chuẩn hóa trên thế giới phải tạo ra các tiêu chuẩn. Sự phát triển các tiêu chuẩn này có 2 giai đoạn. Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – • .Shape based format (tiêu chuẩn định dạng dựa vào hình dạng sản phẩm) Khoa Khoa Khí Cơ • .Product data based format (tiêu chuẩn định – dạng dựa trên dữ liệu sản phẩm) Trường Trường ĐHBK TP.HCM
50. Shape based format Các file chuyển đổi là các file trung hòa Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – được định dạng dựa trên hình dạng sản phẩm. Chúng có thể dùng chung cho bất cứ phần mềm nào. Thuộc loại này có Khoa Khoa Khí Cơ – – IGES – DXF Trường Trường ĐHBK TP.HCM
51. Tiêu chuẩn IGES (Initial Graphics Exchange Specification) Quá trình phát triển của IGES – Ủy ban IGES được thành lập 1979. Cơ sở đầu tiên của IGES là CAD/CAM Integrated Information Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – Network (CIIN) của hãng Boeing. – V. 1.0 ra đời năm 1980. V.1.0 –Mechanical 2D và 3D drawings – V.2.0 – 1983 – Sculpture surface. Khoa Khoa Khí Cơ – – V.3.0 – 1986 – AEC, Piping, v.v. – V.4.0 - 1988 – Constructive Solid Geometry – V.5.0 – 1990 – Rationalisation of existing formats – V.6.0 – 1991 – B – REP solids. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
52. Tiêu chuẩn IGES (Initial Graphics Exchange Specification) IGES cho phép chuyển dữ liệu từ 1 hệ thống CAD này sang 1 hệ thống CAD khác CAD CAD Môn Môn học: CAD/CAM/CNC IGES – system Preprocessor Postprocessor system 1 files 2 Phần mềm chuyển đổi dữ liệu từ một hệ thống CAD sang Khoa Khoa Khí Cơ – IGES gọi là Preprocessor, còn phần mềm chuyển đổi dữ liệu từ IGES sang một hệ thống CAD khác gọi là Postprocessor. Cũng như phần lớn các hệ thống CAD khác IGES dựa trên các khái niệm về đối tượng từ đơn giản như điểm, đường, đường tròn, v.v. đến phức tạp như kích thước, mặt cong, Trường Trường ĐHBK TP.HCM
53. Các đối tượng trong IGES: được chia làm 3 loại. a/ Hình học: Đường, đường cong, mặt v.v xác định một đối tượng. b/ Ghi chú: (Annotation): Dimention, notes, title block. Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – c/ Structure: Phương pháp mà hệ thống CAD dùng để phối hợp các đối tượng khác nhau để mô tả vật thể một cách dễ dàng hơn (block, v.v. trong CAD systems). Khoa Khoa Khí Cơ – Tiêu chuẩn IGES chủ yếu là một bảng liệt kê cấu trúc và cú pháp của file trung hoà dưới dạng mã nhị phân ASCII. Các bản ghi của IGES gồm có 80 cột trong đó 72 cột đầu chứa dữ liệu, 8 cột còn lại là số thứ tự của bản ghi và được dùng để định vị các bộ phận. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
54. Một file IGES gồm có 5 phần 1. Phần mở đầu: Chứa thông tin về đặc tính của hệ thống gốc 2. Phần tổng quát: Gồm có 24 trường cần thiết cho việc chuyển đổi file. Các trường này ghi các đặc tính của đối tượng cần chuyển đổi như tên file, tên người gửi, trên người nhận, tỉ lệ, đơn vị, giá trị toạ độ lớn nhất, Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – 3. Phần chứa các đối tượng: Là danh sách của tất cả các đối tượng được xác định trong IGES file cùng với các đặc tính gắn liền với đối tượng như màu sắc, kiểu đường, chiều dày Khoa Khoa Khí Cơ nét vẽ, v.v. – 4. Phần dữ liệu các tham số: chứa các đặc tính của đối tượng như giá trị các tọa độ, ghi chú, số lượng điểm dữ liệu của đường spline, Tham số đầu tiên là kiểu đối tượng, các tham số sau là dựa trên đối tượng này. Mỗi đối tượng có mũi tên chỉ thư mục chứa nó, nằm trong cột từ 66 đến 72. 5. Phần kết: Ghi dấu chấm hết cho file và chứa tổng số bản ghi Trường Trường ĐHBK TP.HCM cho mục đích kiểm tra dữ liệu.
55. Nhược điểm của IGES – Phức tạp và cồng kềnh – Một file IGES lớn gấp 5 lần một file đồ họa Môn Môn học: CAD/CAM/CNC tương đương. – – Một số đối tượng mà các ứng dụng CAD chuyển hay yêu cầu còn chưa thể được tạo Khoa Khoa Khí Cơ nên. – – Vì IGES được xem xét lại thường xuyên, nhiều nhược điểm có thể được khắc phục trong tương lai. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
56. Tiêu chuẩn DXF (Data Exchange File) – Là một dạng file trung hoà được hãng Autodesk phát triển để dùng với phần mềm Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – AutoCAD của họ. File này cho phép truyền dữ liệu giữa các sản phẩm của Autodesk hoặc chuyển đổi dữ liệu giữa những hệ thống CAD Khoa Khoa Khí Cơ – khác hỗ trợ file trung hoà này. Nó được dùng rộng rãi giữa các hệ thống CAD trên cơ sở máy tính cá nhân làm công cụ lưu dữ liệu ở dạng chuyển đổi. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
57. Product data-based format (Định dạng file trung hoà dựa trên dữ liệu sản phẩm) Kinh nghiệm đạt được từ các tiêu chuẩn Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – dựa trên việc chuyển đổi dữ liệu shape cùng với sự cần thiết phải tự động hóa các chức năng CAD/CAM dẫn đến việc phát Khoa Khoa Khí Cơ – triển các tiêu chuẩn chuyển đổi dựa trên dữ liệu thiết kế và chế tạo. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
58. ▪ Tiêu chuẩn thứ nhất được phân tích là Product Data Definition Interface (PDDI) của US AIR FORCE. ▪ Ủy ban kỹ thuật của ISO có tên là TCI 84 (Industrial Automation Systems) đã đưa ra tiêu chuẩn STEP (Standard For Transfer and Exchange of Product Model Data) vào năm 1984 Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – ▪ Họ đã xem xét các tiêu chuẩn IGES, SET, PDDI, và VDAFS và gần nhất là PDES và CAD-1. Ủy ban có tên là TCI 84/SC4. Nhiệm vụ của họ là phát triển 3 Khoa Khoa Khí Cơ – tiêu chuẩn quốc tế: ▪ ISO 10303. ▪ PART - LIB (Product Data Representation and Exchange ) -ISO – 13584 ▪ Manufacturing management data. Khởi đầu Trường Trường ĐHBK TP.HCM năm 1991.
59. Tiêu chuẩn PDES (Product Data Exchange using STEP) Khởi đầu vào năm 1985 Tiêu chuẩn này được thiết kế để hỗ trợ bất kỳ một Môn Môn học: CAD/CAM/CNC ứng dụng công nghiệp nào (cơ khí, điện, thiết kế – nhà máy, kiến trúc, kỹ thuật (Engineering) và kết cấu v.v). Khoa Khoa Khí Cơ Bao hàm các chức năng thiết kế, phân tích, chế – tạo, đảm bảo chất lượng, thử và những hỗ trợ khác. Để hỗ trợ tự động hóa công nghiệp, tiêu chuẩn PDES mã hóa các thông tin ở dạng mà máy tính có thể biên dịch trực tiếp được. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
60. Các tiêu chuẩn đồ họa khác. SET- (Standard d’Exchange et de Môn Môn học: CAD/CAM/CNC Transfert) – PDDI- ( Product Data Definition Interface) Khoa Khoa Khí Cơ – VDA/FS ( Verband der Deutschen Automobil Industrie – Flachen – Schnittsteile) Trường Trường ĐHBK TP.HCM
61. Tiêu chuẩn SET (Standard d’Exchange et de Transfert). Do Airospatiale ở Pháp đưa ra trên cơ sở IGES data Model nhưng ở dạng gọn hơn nhiều. Vì IGES có kích thước file quá lớn và không thể chuyển dữ liệu CAD của họ thông Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – qua IGES được, do đó họ đã phát triển phần mềm của họ thành SET. Các dạng File của họ cho phép chia sẻ data giữa các record (bản ghi) nên giảm đáng kể kích thước file Khoa Khoa Khí Cơ so với IGES. – Lần đầu tiên SET được công bố vào năm 1983 và sau đó vào năm 1984 với nhiều cải tiến hơn. So với IGES 2.0, file của SET giảm đến 80 lần, thời gian truy xuất nhanh hơn gấp 3 lần. SET được ứng dụng trong kỹ thuật hàng không Châu Âu. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
62. Tiêu chuẩn PDDI (Product Data Definition Interface): Phát triển bởi US Air Force dùng để xác Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – định và trình bày giao diện hoàn thiện giữa thiết kế và chế tạo. Công ty Mcdonnell là khách hàng đầu tiên vào năm 1982. Khoa Khoa Khí Cơ – Trường Trường ĐHBK TP.HCM
63. Tiêu chuẩn VDA/FS ( Verband der Deutschen Automobil Industrie – Flachen – Schnittsteile) – Là dạng file cho phép chuyển đổi tự do dữ liệu bề mặt giữa các nhà sản xuất ô tô Đức và Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – các nhà cung cấp vì IGES được xem là không thích ứng với nhu cầu của họ. – Không giống như các tiêu chuẩn khác, Khoa Khoa Khí Cơ – VDA/FS chỉ dùng được trong phạm vi nhỏ hẹp của CAD. Tuy nhiên nó vẫn rất hữu ích. VDA/FS được công nhận như là một tiêu chuẩn đồ họa của DIN. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
64. DMIS (Dimensional Measurement Interface Specification) – Là một tiêu chuẩn mới về truyền thông do Môn Môn học: CAD/CAM/CNC CAM-I thiết lập cho chế tạo. – – Mục tiêu của DMIS là truyền thông hai chiều dữ liệu kiểm tra giữa máy tính và thiết bị đo Khoa Khoa Khí Cơ – – Dữ liệu hình học và thông tin gia công được dùng để tạo chương trình NC và chương trình kiểm tra trên máy CMM. Trường Trường ĐHBK TP.HCM
65. Tĩm lược • Tiêu chuẩn hố trong đồ hoạ máy tính và chuyển đổi dữ liệu là một sự cần thiết để dễ chuyển đổi dữ liệu đồ hoạ và văn bản, khơng phụ thuộc phần cứng • Đã cĩ nhiều cố gắng trên thế giới để tạo ra những tiêu chuẩn đồ Môn Môn học: CAD/CAM/CNC – hoạ như GKS, GKS 3D, PHIGS, GM Solid, CGM, NAPLPS, STEP, PDES, • Việc chuyển đổi dữ liệu gữa các phần mềm CAD/CAM địi hỏi Khoa Khoa Khí Cơ phải cĩ những tiêu chuẩn. Quá trình phát triển của các phần – mềm CAD/CAM đã cho ra đời những tiêu chuẩn chuyển đổi dữ liệu sau: IGES, STEP, DXF, SET, PDDI, VDA/FS, DMIS. • Nắm được ý nghĩa và bản chất của việc tiêu chuẩn hố trong đồ hoạ máy tính, sẽ giúp cho người dùng hiểu được quá trình hình thành và phát triển của các hệ thống CAD/CAM và sử dụng tốt hơn phần mềm CAD/CAM. Trường Trường ĐHBK TP.HCM