Bài giảng CAD/CAM/CNC - Phần 5: Cấu trúc dữ liệu và tiêu chuẩn đồ họa

át caùc chöông trình bieân dòch giöõa caùc phaàn meàm vôùi nhau. Thí duï neáu coù 5 heä thoáng thì caàn phaûi coù 10 trình bieân dòch. - Ñeå giaûi quyeát vaán ñeà hoùc buùa naøy caàn phaûi taïo ra caùc neutral files (caùc file trung hoøa). Caùc file naøy coù daïng chuaån vaø vì theá caùc heä thoáng CAD coù theå coù caùc chöông trình tieàn xöû lyù (Preprosessors) ñeå chuyeån caùc baûn veõ cuûa mình sang neutral file vaø coù caùc chöông trình haäu xöû lyù (Postprocessors) ñeå chuyeån caùc neutral file sang baûn veõ cuûa mình. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Bieân dòch döõ lieäu tröïc tieáp Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Söï caàn thieát trao ñoåi döõ lieäu giöõa caùc phaàn meàm CAD daãn ñeán nhieàu toå chöùc vaø nhoùm tieâu chuaån hoùa treân theá giôùi phaûi taïo ra caùc tieâu chuaån. Söï phaùt trieån caùc tieâu chuaån naøy coù 2 giai ñoaïn. .Shape based format (tieâu chuaån ñònh daïng döïa vaøo hình daïng saûn phaåm) .Product data based format (tieâu chuaån ñònh daïng döïa treân döõ lieäu saûn phaåm) Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Shape based format Caùc file chuyeån ñoåi laø caùc file trung hoøa ñöôïc ñònh daïng döïa treân hình daïng saûn phaåm. Chuùng coù theå duøng chung cho baát cöù phaàn meàm naøo. Thuoäc loaïi naøy coù IGES DXF Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Tieâu chuaån IGES (Initial Graphics Exchange Specification) Quaù trình phaùt trieån cuûa IGES UÛy ban IGES ñöôïc thaønh laäp 1979. Cô sôû ñaàu tieân cuûa IGES laø CAD/CAM Integrated Information Network (CIIN) cuûa haõng Boeing. V. 1.0 ra ñôøi naêm 1980. V.1.0 –Mechanical 2D vaø 3D drawings V.2.0 – 1983 – Sculpture surface. 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. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC IGES cho pheùp chuyeån döõ lieäu töø 1 heä thoáng CAD naøy sang 1 heä thoáng CAD khaùc Phaàn meàm chuyeån ñoåi döõ lieäu töø moät heä thoáng CAD sang IGES goïi laø Preprocessor, coøn phaàn meàm chuyeån ñoåi döõ lieäu töø IGES sang moät heä thoáng CAD khaùc goïi laø Postprocessor. Cuõng nhö phaàn lôùn caùc heä thoáng CAD khaùc IGES döïa treân caùc khaùi nieäm veà ñoái töôïng töø ñôn giaûn nhö ñieåm, ñöôøng, ñöôøng troøn, v.v. ñeán phöùc taïp nhö kích thöôùc, maët cong,… Tieâu chuaån IGES (Initial Graphics Exchange Specification) Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Caùc ñoái töôïng trong IGES: ñöôïc chia laøm 3 loaïi. a/ Hình hoïc: Ñöôøng, ñöôøng cong, maët v.v... xaùc ñònh moät ñoái töôïng. b/ Ghi chuù: (Annotation): Dimention, notes, title block. c/ Structure: Phöông phaùp maø heä thoáng CAD duøng ñeå phoái hôïp caùc ñoái töôïng khaùc nhau ñeå moâ taû vaät theå moät caùch deã daøng hôn (block, v.v. trong CAD systems). Tieâu chuaån IGES chuû yeáu laø moät baûng lieät keâ caáu truùc vaø cuù phaùp cuûa file trung hoaø döôùi daïng maõ nhò phaân ASCII. Caùc baûn ghi cuûa IGES goàm coù 80 coät trong ñoù 72 coät ñaàu chöùa döõ lieäu, 8 coät coøn laïi laø soá thöù töï cuûa baûn ghi vaø ñöôïc duøng ñeå ñònh vò caùc boä phaän. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC 1. Phaàn môû ñaàu: Chöùa thoâng tin veà ñaëc tính cuûa heä thoáng goác 2. Phaàn toång quaùt: Goàm coù 24 tröôøng caàn thieát cho vieäc chuyeån ñoåi file. Caùc tröôøng naøy ghi caùc ñaëc tính cuûa ñoái töôïng caàn chuyeån ñoåi nhö teân file, teân ngöôøi göûi, treân ngöôøi nhaän, tæ leä, ñôn vò, giaù trò toaï ñoä lôùn nhaát,… 3. Phaàn chöùa caùc ñoái töôïng: Laø danh saùch cuûa taát caû caùc ñoái töôïng ñöôïc xaùc ñònh trong IGES file cuøng vôùi caùc ñaëc tính gaén lieàn vôùi ñoái töôïng nhö maøu saéc, kieåu ñöôøng, chieàu daøy neùt veõ, v.v. 4. Phaàn döõ lieäu caùc tham soá: chöùa caùc ñaëc tính cuûa ñoái töôïng nhö giaù trò caùc toïa ñoä, ghi chuù, soá löôïng ñieåm döõ lieäu cuûa ñöôøng spline,… Tham soá ñaàu tieân laø kieåu ñoái töôïng, caùc tham soá sau laø döïa treân ñoái töôïng naøy. Moãi ñoái töôïng coù muõi teân chæ thö muïc chöùa noù, naèm trong coät töø 66 ñeán 72. 5. Phaàn keát: Ghi daáu chaám heát cho file vaø chöùa toång soá baûn ghi cho muïc ñích kieåm tra döõ lieäu. Moät file IGES goàm coù 5 phaàn Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Nhöôïc ñieåm cuûa IGES Phöùc taïp vaø coàng keành Moät file IGES lôùn gaáp 5 laàn moät file ñoà hoïa töông ñöông. Moät soá ñoái töôïng maø caùc öùng duïng CAD chuyeån hay yeâu caàu coøn chöa theå ñöôïc taïo neân. Vì IGES ñöôïc xem xeùt laïi thöôøng xuyeân, nhieàu nhöôïc ñieåm coù theå ñöôïc khaéc phuïc trong töông lai. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Tieâu chuaån DXF (Data Exchange File) Laø moät daïng file trung hoaø ñöôïc haõng Autodesk phaùt trieån ñeå duøng vôùi phaàn meàm AutoCAD cuûa hoï. File naøy cho pheùp truyeàn döõ lieäu giöõa caùc saûn phaåm cuûa Autodesk hoaëc chuyeån ñoåi döõ lieäu giöõa nhöõng heä thoáng CAD khaùc hoã trôï file trung hoaø naøy. Noù ñöôïc duøng roäng raõi giöõa caùc heä thoáng CAD treân cô sôû maùy tính caù nhaân laøm coâng cuï löu döõ lieäu ôû daïng chuyeån ñoåi. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Product data-based format (Ñònh daïng file trung hoaø döïa treân döõ lieäu saûn phaåm) Kinh nghieäm ñaït ñöôïc töø caùc tieâu chuaån döïa treân vieäc chuyeån ñoåi döõ lieäu shape cuøng vôùi söï caàn thieát phaûi töï ñoäng hoùa caùc chöùc naêng CAD/CAM daãn ñeán vieäc phaùt trieån caùc tieâu chuaån chuyeån ñoåi döïa treân döõ lieäu thieát keá vaø cheá taïo. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Tieâu chuaån thöù nhaát ñöôïc phaân tích laø Product Data Definition Interface (PDDI) cuûa US AIR FORCE. UÛy ban kyõ thuaät cuûa ISO coù teân laø TCI 84 (Industrial Automation Systems) ñaõ ñöa ra tieâu chuaån STEP (Standard For Transfer and Exchange of Product Model Data) vaøo naêm 1984 Hoï ñaõ xem xeùt caùc tieâu chuaån IGES, SET, PDDI, vaø VDAFS vaø gaàn nhaát laø PDES vaø CAD-1. UÛy ban coù teân laø TCI 84/SC4. Nhieäm vuï cuûa hoï laø phaùt trieån 3 tieâu chuaån quoác teá: ISO 10303. PART - LIB (Product Data Representation and Exchange ) -ISO – 13584 Manufacturing management data. Khôûi ñaàu naêm 1991. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Tieâu chuaån PDES (Product Data Exchange using STEP) Khôûi ñaàu vaøo naêm 1985 Tieâu chuaån naøy ñöôïc thieát keá ñeå hoã trôï baát kyø moät öùng duïng coâng nghieäp naøo (cô khí, ñieän, thieát keá nhaø maùy, kieán truùc, kyõ thuaät (Engineering) vaø keát caáu v.v). Bao haøm caùc chöùc naêng thieát keá, phaân tích, cheá taïo, ñaûm baûo chaát löôïng, thöû vaø nhöõng hoã trôï khaùc. Ñeå hoã trôï töï ñoäng hoùa coâng nghieäp, tieâu chuaån PDES maõ hoùa caùc thoâng tin ôû daïng maø maùy tính coù theå bieân dòch tröïc tieáp ñöôïc. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Caùc tieâu chuaån ñoà hoïa khaùc. SET- (Standard d’Exchange et de Transfert) PDDI- ( Product Data Definition Interface) VDA/FS ( Verband der Deutschen Automobil Industrie – Flachen – Schnittsteile) Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Tieâu chuaån SET (Standard d’Exchange et de Transfert). Do Airospatiale ôû Phaùp ñöa ra treân cô sôû IGES data Model nhöng ôû daïng goïn hôn nhieàu. Vì IGES coù kích thöôùc file quaù lôùn vaø khoâng theå chuyeån döõ lieäu CAD cuûa hoï thoâng qua IGES ñöôïc, do ñoù hoï ñaõ phaùt trieån phaàn meàm cuûa hoï thaønh SET. Caùc daïng File cuûa hoï cho pheùp chia seû data giöõa caùc record (baûn ghi) neân giaûm ñaùng keå kích thöôùc file so vôùi IGES. Laàn ñaàu tieân SET ñöôïc coâng boá vaøo naêm 1983 vaø sau ñoù vaøo naêm 1984 vôùi nhieàu caûi tieán hôn. So vôùi IGES 2.0, file cuûa SET giaûm ñeán 80 laàn, thôøi gian truy xuaát nhanh hôn gaáp 3 laàn. SET ñöôïc öùng duïng trong kyõ thuaät haøng khoâng Chaâu AÂu. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Tieâu chuaån PDDI (Product Data Definition Interface): Phaùt trieån bôûi US Air Force duøng ñeå xaùc ñònh vaø trình baøy giao dieän hoaøn thieän giöõa thieát keá vaø cheá taïo. Coâng ty Mcdonnell laø khaùch haøng ñaàu tieân vaøo naêm 1982. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Tieâu chuaån VDA/FS ( Verband der Deutschen Automobil Industrie – Flachen – Schnittsteile) Laø daïng file cho pheùp chuyeån ñoåi töï do döõ lieäu beà maët giöõa caùc nhaø saûn xuaát oâ toâ Ñöùc vaø caùc nhaø cung caáp vì IGES ñöôïc xem laø khoâng thích öùng vôùi nhu caàu cuûa hoï. Khoâng gioáng nhö caùc tieâu chuaån khaùc, VDA/FS chæ duøng ñöôïc trong phaïm vi nhoû heïp cuûa CAD. Tuy nhieân noù vaãn raát höõu ích. VDA/FS ñöôïc coâng nhaän nhö laø moät tieâu chuaån ñoà hoïa cuûa DIN. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC DMIS (Dimensional Measurement Interface Specification) Laø moät tieâu chuaån môùi veà truyeàn thoâng do CAM-I thieát laäp cho cheá taïo. Muïc tieâu cuûa DMIS laø truyeàn thoâng hai chieàu döõ lieäu kieåm tra giöõa maùy tính vaø thieát bò ño Döõ lieäu hình hoïc vaø thoâng tin gia coâng ñöôïc duøng ñeå taïo chöông trình NC vaø chöông trình kieåm tra treân maùy CMM. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Tóm lược Tiêu chuẩn hoá 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, không phụ thuộc phần cứng Đã có nhiều cố gắng trên thế giới để tạo ra những tiêu chuẩn đồ hoạ như GKS, GKS 3D, PHIGS, GM Solid, CGM, NAPLPS, STEP, PDES, Việc chuyển đổi dữ liệu gữa các phần mềm CAD/CAM đòi hỏi phải có 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 hoá 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. --- Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC