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

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

1. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC VÀ TIÊU CHUẨN ĐỒ HOẠ 5. CẤUTRÚC 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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Theo quan điểm CAD/CAM cấu trúc dữ liệu là một sơ Khí Khí đồ logic hay tuần tự các bước lưu trữ các dữ liệu ơ • Chức năng chính của cấu trúc dữ liệu là cho phép xử lý Khoa C – 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. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – • DBMS tạo ra một lớp giữa cơ sở dữ liệu vật lý và Khí Khí ơ người sử dụng Khoa C – user CPU DBMS Database disk ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Thiết kế cĩ thể thay đổi theo thời gian Khí Khí ơ • Mỗi chi tiết cĩ thể thay đổi Khoa C – • 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
5. Dữ liệu Dữ liệu tổ chức cơng nghệ • Số nhận dạng • Hình học Mơn học: CAD/CAM/CNC • Số của bản vẽ • Kích thước – • Chuẩn thiết kế • Dung sai Khí Khí ơ • Tình trạng hiện tại • Độ nhám bề mặt • Tên người thiết kế • Vật liệu Khoa C – • Ngày thiết kế • Trình tự cơng nghệ • Tỉ lệ • Trình tự kiểm tra • Kiểu hình chiếu • Tên cơng ty ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
6. Lưu trữ và truy xuất dữ liệu • Dạng tuần tự: năng suất thấp • Ngẫu nhiên: năng suất cao Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Do đĩ các file chứa dữ liệu đồ hoạ được lưu dưới Khí Khí ơ dạng truy xuất ngẫu nhiên và tất cả các file liên kết với nhau bằng mũi tên. Khoa C – • 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Ưu điểm của việc quản lý tập trung dữ liệu là: Khí Khí – Hạn chế sự trùng lặp ơ – Tăng cường tiêu chuẩn Khoa C – – Bảo mật – Duy trì tính thống nhất – Loại trừ mâu thuẫn ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
8. Cơ sở dữ liệu - Database • Hạn chế trùng lặp – Rất quan trọng trong việc tích hợp CAD/CAM Mơn học: CAD/CAM/CNC – Dữ liệu phải đủ phong phú để hỗ trợ thiết kế và chế tạo sản – phẩm. Khí Khí ơ – Hạn chế những mâu thuẫn hay khơng phù hợp khi truy xuất cho các ứng dụng khác nhau Khoa C – • 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. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
9. Cơ sở dữ liệu - Database • Bảo mật – Việc truy xuất dữ liệu phải được kiểm tra và kiểm Mơn học: CAD/CAM/CNC – sốt bằng mã đăng ký sử dụng các vùng khác nhau Khí Khí của database ơ • Duy trì tính thống nhất Khoa C – – 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. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
10. CAD/CAM Database • CAD/CAM database phải cĩ khả năng lưu dữ liệu ảnh, dữ liệu chữ và số. Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Những mơ hình database thơng dụng là: Khí Khí ơ – hierarchical database = cơ sở dữ liệu thứ bậc – network database = cơ sở dữ liệu mạng Khoa C – – relational database = cơ sở dữ liệu quan hệ – object-oriented database = cơ sở dữ liệu hướng đối tượng ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
11. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn 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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – – Đỉnh của cây thường gọi là root = gốc, cĩ thứ bậc cao nhất Khí Khí ơ trong số các cấp bậc • Là một giải pháp đặc biệt cần ngay cho các ứng dụng thực tế Khoa C – • 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
13. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn 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 Mơn học: CAD/CAM/CNC cho việc lập trình, đảm bảo dự đốn cơng việc vì – biết trước tất cả đường dẫn. Khí Khí ơ Nhược điểm: Khoa C • 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. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
15. Cơ sở dữ liệu thứ bậc Hierarchical database Thí dụ: Một ơ tơ cĩ một khung và trên Mơn học: CAD/CAM/CNC khung cĩ 4 bánh xe – giống nhau nhưng đặt Khí Khí ơ ở 4 vị trí khác nhau là một biểu hiện cấu trúc Khoa C cĩ thứ bậc. – ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
16. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC
17. Cơ sở dữ liệu kiểu mạng Network database • Network database (1960-1990). Điển hình là hệ thống CODASYL Mơn học: CAD/CAM/CNC – – Cho phép mơ hình hố nhiều đối tượng tương tự trực Khí Khí tiếp hơn so với kiểu thứ bậc ơ – Dữ liệu là tập hợp các bản ghi Khoa C – 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. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
18. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Sơ đồcấutrúc dữ liệu (ERD:EntityRelationship Diagram)
19. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn 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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – việc đơn giản Khí Khí ơ • Tính độc lập của dữ liệu là rất thấp (nghĩa là chương trình ứng dụng bị ảnh hưởng lớn bởi sự thay Khoa C – 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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, Mơn học: CAD/CAM/CNC – dựa trên khái niệm tốn học quan hệ. . Khí Khí • Hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ đầu tiên , hệ thống ơ R, là do IBM thực hiện Khoa C – • 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. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Dữ liệu cĩ tính độc lập cao, nghĩa là chương trình Khí Khí ơ ứng dụng khơng bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi cách biểu diễn dữ liệu bên trong. Khoa C – • 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, ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
23. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Tổng = hàng xcột hàng Bậc bảng cột
24. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Pno = project Pno =project number Ename =employee name Eno = employee number
25. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC dùng trong dữ liệuquanhệ Các phéptốnđạisố
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC quan hệ, các đặc thù), một bảng khơng thể đủ để diễn tả dữ – liệu và các quan hệ Khí Khí ơ • Được thiết kế cho dữ liệu đồng nhất: cho rằng tất cả các dữ liệu cĩ cùng cấu trúc. Khoa C – • 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. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
27. Mơ hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng (ODBMS) • Object-oriented database Mơn học: CAD/CAM/CNC – Dữ liệu được lưu và truy xuất dưới dạng các đối – tượng thiết kế Khí Khí ơ – Các đối tượng thiết kế là cơ sở đảm bảo tính thống Khoa C 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
28. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Lịch sử phát triển
29. Ưu điểm của ODBMS • Khả năng mơ hình hố phong phú Mơn học: CAD/CAM/CNC • Cĩ tính mở rộng – Khí Khí • Loại trừ được sự khơng phù hợp ơ • Ngơn ngữ tham vấn dễ hiểu hơn Khoa C – • Dễ ứng dụng cho các cơ sở dữ liệu nâng cao • Tính thực thi tốt hơn ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
30. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC • • • Phức tạp Thiếutiêuchuẩn Thiếumơ hìnhdữliệunăng vạn Nhược điểm của ODBMS
31. So sánh mơ hình hướng đối tượng và mơ hình quan hệ Mơn học: CAD/CAM/CNC – Khí Khí ơ Khoa C – 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư trình cấp cao như Java và C++, nên cĩ khả năng tính tốn hồn thiện hơn Tr
32. So sánh thị trường của các dạng cơ sở dữ liệu Mơn học: CAD/CAM/CNC Object-Oriented Database – Khí Khí ơ Pre & Post relational Database Khoa C 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư sẽ phát triển Tr
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC • Cĩ 4 dạng cơ sở dữ liệu thơng dụng là – – Cơ sở dữ liệu thứ bậc Khí Khí ơ – Cơ sở dữ liệu mạng – Cơ sở dữ liệu quan hệ Khoa C – – 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK mềm CAD/CAM tốt hơn. ư Tr
34. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC 5.2 TIÊU CHUẨN ĐỒ HỌA
35. SỰ CẦN THIẾT PHẢI CĨ TIÊU CHUẨN ĐỒ HOẠ • Vào những năm đầu của đồ họa máy tính Mơn học: CAD/CAM/CNC (1963-1974), phần mềm đồ họa được thiết – Khí Khí kế phải phụ thuộc vào phần cứng được sử ơ dụng. Việc này gây khĩ khăn cho cả người Khoa C – dùng lẫn người bán. • Do đĩ cần thiết phải cĩ các chuẩn đồ họa ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC quét mành - Raster). – →việc mô tả và lưu trữ hình ảnh phải không phụ thuộc màn Khí Khí ơ hình. • .Văn bản phải dễ lưu động: văn bản (text) phải không phụ Khoa C – 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư việc tìm kiếm và xây dựng những tiêu chuẩn đồ hoạ. Tr
37. Để phát triển các tiêu chuẩn đồ họa đã cĩ 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. Mơn học: CAD/CAM/CNC – • .Ủy ban phát triển tiêu chuẩn đồ họa được thành lập Khí Khí ơ 1975 bởi DIN. • .IFIP đã tổ chức một hội thảo (workshop) về Khoa C – 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. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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)) Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Đưa ra năm 1977 và được sửa lại năm 1979, đảm bảo Khí Khí ơ một hệ thống lệnh chuẩn hĩa. • Điều khiển cấu trúc Khoa C – • Hiển thị gốc đồ họa • Tùy theo phần cứng và ngơn ngữ • Lúc đầu dùng để phát triển đồ họa 2D và 3D sau đĩ cĩ thêm phần thao tác raster (digital). ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
39. 2.Tiêu chuẩn GKS (Graphic Kernel System) • Đặc điểm của GKS: (Do DIN - Deutsches Institut fur Normung - phát triển và cơng nhận là chuẩn mực đồ họa của ANSI- American National Standards Institute và ISO – Mơn học: CAD/CAM/CNC – International Organization for Standardization): Khí Khí * Device independente: Khơng phụ thuộc thiết bị: Tiêu chuẩn ơ khơng yêu cầu thiết bị xuất nhập cĩ gì đặc biệt. * Text/ Annotation: Tồn bộ text/annotation là viết bằng ngơn Khoa C – ngữ tự nhiên như tiếng Anh. * Display management: Các chức năng quản lý màn hình, điều khiển chuột và các yếu tố khác hồn tồn được đảm bảo. * Graphics Function: Các chức năng đồ họa 2D và 3D được xác định. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
40. 2.Tiêu chuẩn GKS (Graphic Kernel System) • GKS đề nghị 2 chương trình để xác định hình Mơn học: CAD/CAM/CNC – ảnh do người dùng dựng nên: Khí Khí ơ • Các chương trình vẽ hình học cơ sở (primitives), • Các chương trình tạo đặc tính (attribute) Khoa C – ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
41. Các chức năng hình học cơ sở ▪ Polyline: Để vẽ các đoạn thẳng nối tiếp Mơn học: CAD/CAM/CNC nhau. – ▪ Polymarker: Để vẽ một tập các dấu hiệu Khí Khí ơ hoặc hình thể. ▪ Fill Area: Để vẽ Polygon và miền bao kín Khoa C – ▪ Text: Để tạo các chữ ▪ GDP ( Generized Drawing Primitives): Để xác định các đối tượng tiêu chuẩn như vịng trịn, ellipse, ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
42. Các chức năng tạo đặc tính • Xác định sự thể hiện màu hoặc dạng đường của hình ảnh. Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Mặc dù sự phát triển của GKS bị ảnh hưởng Khí Khí ơ bởi hệ thống CORE, hai hệ thống này cĩ những điểm khác nhau và do hệ thống Khoa C – CORE cịn tồn tại nhiều nhược điểm nên dựa trên quan điểm cơng nghệ, hệ thống CORE bị lu mờ bởi sự phát triển của GKS. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
43. 3. Tiêu chuẩn PHIGS • (Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics Standard) (Tiêu chuẩn đồ họa tương tác cĩ thứ bậc của người lập trình). Mơn học: CAD/CAM/CNC – • Gồm các chức năng đồ họa 3D và di chuyển. Khí Khí ơ • Nĩ cĩ thể kiểm sốt động (dynamic) tính chất của vật thể nguyên thủy ở dạng được phân đoạn (Segment). Khoa C – • Tiêu chuẩn PHIGS xác định một tập hợp các khái niệm logic độc lập đối với thiết bị. Các nhà lập trình ứng dụng cĩ thể sử dụng các khái niệm này theo các nguyên tắc của PHIGS. . ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 ơ tơ và dụng cụ. Các phương trình cơ Mơn học: CAD/CAM/CNC bản gồm block, cylinder, Phụ thuộc vào đặc – điểm của GKS. Khí Khí ơ 5. CGM - Computer Graphis Metafile: Khoa C – Cĩ nguồn gốc từ VDM (Virtual device metafile): xác định các chức năng cần thiết để mơ tả hình ảnh. Những mơ tả này cĩ 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). ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
45. 6.VDI - Virtual Device Interface : – VDI được thiết kế để giao diện máy in với GKS hay PHICS. Nĩ khơng thể giao diện được với những trạm thiết kế thơng minh hoặc mơi trường nối mạng. VDI giờ được gọi là CGI (Computer Graphics Interface). Mơn học: CAD/CAM/CNC – Khí Khí ơ 7. IGES (initial graphics exchange specification) Khoa C – Được cơng nhận là tiêu chuẩn Mỹ vào tháng 9- 1981. Nĩ cĩ khả năng chuyển đổi dữ liệu của mơ hình giữa các hệ thống CAD/CAM. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
46. 8. NAPLPS (North American presentation-level protocol syntax) • Được cơng nhận là tiêu chuẩn CANADA và Mơn học: CAD/CAM/CNC ANSYS năm 1983. Nĩ mơ tả text và hình ảnh – Khí Khí dưới dạng trình tự các byte trong bộ mã ASCII. ơ • Việc hiểu biết các tiêu chuẩn này cĩ thể được Khoa C dùng để phát triển những hệ thống CAD/CAM – khác nhau. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – • - Việc này yêu cầu phải viết các chương trình biên dịch Khí Khí giữa các phần mềm với nhau. Thí dụ nếu cĩ 5 hệ thống ơ thì cần phải cĩ 10 trình biên dịch. Khoa C • - Để giải quyết vấn đề hĩc búa này cần phải tạo ra các – neutral files (các file trung hịa). Các file này cĩ dạng chuẩn và vì thế các hệ thống CAD cĩ thể cĩ các chương trình tiền xử lý (Preprosessors) để chuyển các bản vẽ của mình sang neutral file và cĩ các chương trình hậu xử lý ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK (Postprocessors) để chuyển các neutral file sang bản vẽ ư Tr của mình.
48. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Mơn học: CAD/CAM/CNC Hê thốngD Hê thống A • Biên dịch dữ liệu trực tiếp Hê thốngC Hê thốngE Hê thốngB
49. • Sự cần thiết trao đổi dữ liệu giữa các phần mềm CAD dẫn đến nhiều tổ chức và nhĩm tiêu chuẩn hĩa trên thế giới phải tạo ra các tiêu chuẩn. Sự phát triển các tiêu chuẩn này cĩ 2 giai đoạn. Mơn học: CAD/CAM/CNC – • .Shape based format (tiêu chuẩn định dạng dựa Khí Khí ơ vào hình dạng sản phẩm) Khoa C • .Product data based format (tiêu chuẩn định – dạng dựa trên dữ liệu sản phẩm) ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
50. Shape based format • Các file chuyển đổi là các file trung hịa Mơn học: CAD/CAM/CNC – được định dạng dựa trên hình dạng sản Khí Khí ơ phẩm. Chúng cĩ thể dùng chung cho bất cứ phần mềm nào. Thuộc loại này cĩ Khoa C – – IGES – DXF ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 Network Mơn học: CAD/CAM/CNC – (CIIN) của hãng Boeing. Khí Khí – V. 1.0 ra đời năm 1980. V.1.0 –Mechanical 2D và 3D ơ drawings – V.2.0 – 1983 – Sculpture surface. Khoa C – – 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. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC IGES – system Preprocessor Postprocessor system 1 files 2 Khí Khí ơ Phần mềm chuyển đổi dữ liệu từ một hệ thống CAD sang Khoa C – IGES gọi là Preprocessor, cịn 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 trịn, v.v. đến phức tạp như kích thước, mặt cong, ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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. Mơn học: CAD/CAM/CNC – • c/ Structure: Phương pháp mà hệ thống CAD dùng để Khí Khí ơ phối hợp các đối tượng khác nhau để mơ tả vật thể một cách dễ dàng hơn (block, v.v. trong CAD systems). Khoa C – • Tiêu chuẩn IGES chủ yếu là một bảng liệt kê cấu trúc và cú pháp của file trung hồ dưới dạng mã nhị phân ASCII. Các bản ghi của IGES gồm cĩ 80 cột trong đĩ 72 cột đầu chứa dữ liệu, 8 cột cịn lại là số thứ tự của bản ghi và được dùng để định vị các bộ phận. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
54. Một file IGES gồm cĩ 5 phần 1. Phần mở đầu: Chứa thơng tin về đặc tính của hệ thống gốc 2. Phần tổng quát: Gồm cĩ 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, Mơn học: CAD/CAM/CNC – 3. Phần chứa các đối tượng: Là danh sách của tất cả các đối Khí Khí tượng được xác định trong IGES file cùng với các đặc tính gắn ơ liền với đối tượng như màu sắc, kiểu đường, chiều dày nét vẽ, v.v. Khoa C – 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 cĩ mũi tên chỉ thư mục chứa nĩ, nằm trong cột từ 66 đến 72. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK 5. Phần kết: Ghi dấu chấm hết cho file và chứa tổng số bản ghi ư Tr 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 Mơn học: CAD/CAM/CNC tương đương. – Khí Khí – Một số đối tượng mà các ứng dụng CAD ơ chuyển hay yêu cầu cịn chưa thể được tạo nên. Khoa C – Vì IGES được xem xét lại thường xuyên, nhiều – nhược điểm cĩ thể được khắc phục trong tương lai. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
56. Tiêu chuẩn DXF (Data Exchange File) – Là một dạng file trung hồ được hãng Autodesk phát triển để dùng với phần mềm AutoCAD của Mơn học: CAD/CAM/CNC – họ. File này cho phép truyền dữ liệu giữa các Khí Khí ơ sản phẩm của Autodesk hoặc chuyển đổi dữ liệu giữa những hệ thống CAD khác hỗ trợ file Khoa C – trung hồ này. Nĩ được dùng rộng rãi giữa các hệ thống CAD trên cơ sở máy tính cá nhân làm cơng cụ lưu dữ liệu ở dạng chuyển đổi. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
57. Product data-based format (Định dạng file trung hồ dựa trên dữ liệu sản phẩm) • Kinh nghiệm đạt được từ các tiêu chuẩn dựa Mơn học: CAD/CAM/CNC – trên việc chuyển đổi dữ liệu shape cùng với Khí Khí ơ sự cần thiết phải tự động hĩa các chức năng CAD/CAM dẫn đến việc phát triển các tiêu Khoa C – chuẩn chuyển đổi dựa trên dữ liệu thiết kế và chế tạo. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
58. ▪ Tiêu chuẩn thứ nhất được phân tích là Product Data Definition Interface (PDDI) của US AIR FORCE. ▪ Ủy ban kỹ thuật của ISO cĩ 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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – ▪ Họ đã xem xét các tiêu chuẩn IGES, SET, PDDI, và Khí Khí ơ VDAFS và gần nhất là PDES và CAD-1. Ủy ban cĩ tên là TCI 84/SC4. Nhiệm vụ của họ là phát triển 3 Khoa C – tiêu chuẩn quốc tế: ▪ ISO 10303. ▪ PART - LIB (Product Data Representation and Exchange ) -ISO – 13584 ▪ Manufacturing management data. Khởi đầu năm ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 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 Mơn học: CAD/CAM/CNC ứng dụng cơng nghiệp nào (cơ khí, điện, thiết kế nhà – máy, kiến trúc, kỹ thuật (Engineering) và kết cấu Khí Khí ơ v.v). • Bao hàm các chức năng thiết kế, phân tích, chế tạo, Khoa C – đảm bảo chất lượng, thử và những hỗ trợ khác. • Để hỗ trợ tự động hĩa cơng nghiệp, tiêu chuẩn PDES mã hĩa các thơng tin ở dạng mà máy tính cĩ thể biên dịch trực tiếp được. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
60. Các tiêu chuẩn đồ họa khác. • SET- (Standard d’Exchange et de Transfert) Mơn học: CAD/CAM/CNC • PDDI- ( Product Data Definition Interface) – Khí Khí • VDA/FS ( Verband der Deutschen ơ Automobil Industrie – Flachen – Khoa C – Schnittsteile) ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 cĩ kích thước file quá lớn và khơng thể chuyển dữ liệu CAD của họ thơng qua IGES Mơn học: CAD/CAM/CNC – được, do đĩ họ đã phát triển phần mềm của họ thành SET. Khí Khí Các dạng File của họ cho phép chia sẻ data giữa các record ơ (bản ghi) nên giảm đáng kể kích thước file so với IGES. Khoa C • Lần đầu tiên SET được cơng bố vào năm 1983 và sau đĩ 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 khơng Châu Âu. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
62. Tiêu chuẩn PDDI (Product Data Definition Interface): • Phát triển bởi US Air Force dùng để xác định Mơn học: CAD/CAM/CNC – và trình bày giao diện hồn thiện giữa thiết kế Khí Khí ơ và chế tạo. Cơng ty Mcdonnell là khách hàng đầu tiên vào năm 1982. Khoa C – ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 ơ tơ Đức và các Mơn học: CAD/CAM/CNC – nhà cung cấp vì IGES được xem là khơng thích Khí Khí ứng với nhu cầu của họ. ơ – Khơng giống như các tiêu chuẩn khác, VDA/FS Khoa C – chỉ dùng được trong phạm vi nhỏ hẹp của CAD. Tuy nhiên nĩ vẫn rất hữu ích. VDA/FS được cơng nhận như là một tiêu chuẩn đồ họa của DIN. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
64. DMIS (Dimensional Measurement Interface Specification) – Là một tiêu chuẩn mới về truyền thơng do Mơn học: CAD/CAM/CNC CAM-I thiết lập cho chế tạo. – Khí Khí – Mục tiêu của DMIS là truyền thơng hai chiều ơ dữ liệu kiểm tra giữa máy tính và thiết bị đo Khoa C – – Dữ liệu hình học và thơng tin gia cơng được dùng để tạo chương trình NC và chương trình kiểm tra trên máy CMM. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr
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 Mơn học: CAD/CAM/CNC – hoạ như GKS, GKS 3D, PHIGS, GM Solid, CGM, NAPLPS, Khí Khí STEP, PDES, ơ • Việc chuyển đổi dữ liệu gữa các phần mềm CAD/CAM địi hỏi Khoa C 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 ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK hơn phần mềm CAD/CAM. ư Tr