1
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 1
Code: CDT3,4&NUT03 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Tin học
Kỹ thuật Ứng dụng
Tin học
Kỹ thuật Ứng dụng
Nguy
Nguy
ễ
ễ
n Th
n Th
ị
ị
H
H
ồ
ồ
ng Minh
ng Minh
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 2
Chương 1
TỔNG QUAN
VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT
TÍCH HỢP MÁY TÍNH
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 3
Nội dung (1)
1- Tổng quan về hệ thống sản xuất CK

So sánh
hệ thống sản xuất truyền thống và hiện đại
•HTSX truyền thống • HTSX hiện đại
–Trợ giúp bằng MT
•CA-…
– Máy công cụ điều
khiển số
• CNC
?
2
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 7
So sỏnh
h thng sn xut truyn thng v hin i
HTSX truyn thng HTSX hin i
Thụng tin ri rc
Bn v
Tng bc
Thụng tin tớch hp
File
MHHH dựng chung
Lp trỡnh cng
Dng c nh hỡnh
Mỏy chuyờn dựng
Lp trỡnh mm
Dng c a chc nng
Mỏy a chc nng
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 8
Chu trỡnh sn xut c khớ

bt h thng
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 10
2- Cỏc khi chc nng chớnh
CAD
CAM
Dữ liệu
cơ sở
dùng
chung
Mô hình
Phân tích
Duyệt lại
Tài liệu
Kế hoạch gia công
Lập trình từng phần
Thiết kế dụng cụ
Loại vật liệu
CAM
CAD
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 11
CAD = ?
Thit k
í tng
Chc nng
Chi tit
Hỡnh th?
Kt qu?
Kim tra?

– Post-processor
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 15
Chiến lược gia công
MaterCAM
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 16
CAM: Các thông tin Đầu vào
• Mô hình hình học (CAD)
•Vị trí gia công
•Chiến lược gia công (từng vị trí)
•Lựa chọn về dữ liệu gia công
–Máy
–Chế độ gia công (v, f, T, s,…)
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 17
Thí dụ />• Giao diện
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 18
Thí dụ />•Sử dụng MHHH
4
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 19
3- Tích hợp CAD/CAM
• Đặc điểm
•Chức năng phần mềm
•Các yếu tố phần cứng
• Phân loại HT
•Lựa chọn HT
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT

• CSDL MHHH của CAD <-> CAM
•Lợi ích của sự tích hợp
–Hiệu suất cao (concurrent engineering)
–Giảm thất thoát dữ liệu
–Sự thống nhất trong phương pháp MHH HH
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 23
Chức năng của phần mềm
•Sử dụng tương tác cho phép
•Giữa người – máy
– Để:
•Nhập dữ liệu:
•Hiệu chỉnh:
•Xử lý:
• Điều khiển màn hình:
• Tính toán đường dụng cụ
•Kết xuất dữ liệu:
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 24
Chức năng của phần mềm
•Nhập dữ liệu:
–dữ liệu hình học,
–vị trí và thông số gia công.
•Hiệu chỉnh:
–sửa chữa và cập nhật dữ liệu
–chỉnh sửa thuộc tính
•Xử lý:
–Với cả đối tượng
– Thao tác: tịnh tiến, quay, thu phóng,
5

Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 28
Cỏc yu t phn cng
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 29
Phõn loi HT CAD/CAM
Theo phng phỏp
MHHHH
Khung dõy
B mt
Khi rn
Theo biu din
MHHHH
2D
2D ẵ
3D
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 30
La chn HT CAD/CAM (1)
1- Yờu cu v h thng
Phn cng:
Cỏc h tr c bit
Kh nng m rng h thng
Server
Phn mm
OS ca phn mm
Cỳ phỏp ca cỏc lnh s dng
Ti liu hng dn
Bo dng
5-10% chi phớ ban u ca ton h thng/nm
Sa cha phn cng v upgrade phn mm

3- Khả năng kết xuất tài liệu
–Kết xuất các bản vẽ theo chuẩn vẽ kỹ thuật:
• thêm các thông tin cần thiết về kích thước, tạo đường gióng,
chú thích,
–Thường mất thời gian 3 lần so với tạo mô hình hình học.
–Cần chú ý đến độ tiện ích của các công cụ sử dụng cho
việc này:
• layer, dimension,
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 33
Lựa chọn HT CAD/CAM (4)
4- Khả năng ứng dụng
–Khả năng lắp ráp hoặc nhúng các mô hình:
•Làmột chu trình quan trọng.
•Thủ tục tiến hành lắp ráp và dọn rác sau khi lắp ráp?
– Độ ứng dụng trong thiết kế:
• Công cụ tính toán V, CAT, FEM, khuôn, cơ cấu và mô
phỏng
• Các tính năng sẵn có của hệ thống?
• Tích hợp và giao diện tới CSDL?
–Các ứng dụng liên quan đến chế tạo:
• Tính toán và kiểm tra đường dụng cụ, lập trình chế tạo NC,
dịch chương trình,…?
•Các mô-đun ứng dụng thực sự tích hợp?
– Các ngôn ngữ lập trình hỗ trợ:
•Mức độ hỗ trợ đối với ngôn ngữ lâp trình?
• Cú pháp đồ hoạ nội trú vs ngoại trú quá lớn?
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 34
4- Ứng dụng CN CA-x

Thông số gia công
Vị trí gia công
Nội suy liên tục
7
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 37
Hệ điều khiển (1)
• MCU = machine control unit
•Kết cấu:
–Phần xử lý dữ liệu (DPU- data processing unit)
•Xử lý dữ liệu mã hóa từ băng từ hay các thiết bị nhớ khác
•Chuyển các thông tin về CLU: vị trí, chuyển động, tín hiệu
phụ khác
–Phần điều khiển vòng lặp (CLU-control loops unit).
• Kích hoạt các cơ cấu điều khiển máy theo TT từ DPU
•Nhận tín hiệu phản hồi khi kết thúc các hoạt động.
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 38
Hệ điều khiển (2)
Các chức năng
•Phần điều khiển.
–CPU (như PC), ROM, RAM, bộ xử lý số học, xử lý logic
và truyền thông giữa phần nhập và xuất dữ liệu.
•Phần nhập dữ liệu.
–Nhận DL từ người vận hành
–Nhận các tín hiệu phản hồi từ hệ thông đo lường…
•Phần xuất dữ liệu.
–Thực hiện các chỉ thị từ phần điều khiển đến các cơ cấu
chấp hành của máy.
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT

– Tính thích nghi
–Thay đổi nhanh chóng
– Đảm bảo năng xuất khá cao
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 46
HTSX linh hoạt FMS (2)
•Kết cấu
–Thiết bị xử lý: máy công cụ, trạm lắp ráp, rôbốt.
–Thiết bị cấp phát, kiểm tra, phân loại.
–Thiết bị mang chuyển: rôbốt, băng truyền, xe tự
hành.
–Hệ thống truyền thông.
–Hệ thống điều khiển máy tính.
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 47
HTSX linh hoạt FMS (3)
•Hoạt động
–Làmột dây chuyền sản xuất gồm nhiều trạm
liên thông, ràng buộc
– Các trạm có chức năng khác nhau, được điều
khiển bằng CT riêng
–Cả hệ thống được điều khiển bằng một chương
trình chung nhằm quản lý, kết nối các trạm.
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 48
HTSX linh hoạt FMS (4)
•Mức độ can thiệp
–Sửa chữa bảo trì hệ thống.
–Thay đổi phần cứng các trạm: dụng cụ và setup
–Khởi động và tắt hệ thống.

CIM
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 51
Cỏc vn cn nm
1. Cỏc chc nng ca mt phn mm CAD, CAM
2. Cỏc c thự ca mt h CAD/CAM
3. Cỏc thuc tớnh phõn loi ca mt h CAD/CAM
4. Nhng iu cn lu ý khi la chn mt h CAD/CAM
5. Nhng iu cn lu ý khi a mt h thng CAD/CAM vo
ng dng
6. a ra u nhc im ca ng dng CAD/CAM trong mt
tỡnh hung c th v cỏc
iu cn lu tõm
7. Thụng qua tham kho cỏc HTSX tớch hp mỏy tớnh v c th
l h CAD/CAM, hóy rỳt ra kt lun v tớnh u vit v nhng
thỏch thc khi ng dng loi HTSX ny
8. Liờn h iu kin VN
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 52
Chng 2
C S TON HC
CA CAD/CAM
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 â Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 53
Ni dung
2.0. ha mỏy tớnh
2.1. Cỏc phộp bin i hỡnh hc
2.2. Cỏc phộp chiu
2.3. Biu din ng cong
2.4. Biu din cỏc b mt

Kü thuËt nhËn d¹ng
Xö lý ¶nh
§å ho¹ minh ho¹
CAD/CAM System
Kü thuËt ®å
ho¹
KiÕn t¹o
®å ho¹
Xö lý ®å
ho¹
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 58
Đồ họa Raster vs. Vector
• Raster
– Hình ảnh và mô hình của
các vật thể được biểu diễn
bởi tập hợp các điểm của
grid
– Thay đổi thuộc tính của
các pixel => thay đổi từng
phần và từng vùng của
hình ảnh.
–Copy được các pixel từ
một hình ảnh này sang
hình ảnh khác.
• Vector
– Không thay đổithuộctính
củatừng điểmtrựctiếp
–Xử lý vớitừng thành phần
hình họccơ sở củanóvà

• các thành phần (component) củacácđốitượng
•cácthuộc tính (attribute) của các thành phầnnày
• các phương thứckếtnối (connectivity) giữa các thành phần.
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 62
Các loại Cơ sở dữ liệu
• Relational database
• Hierachical database
• Network database
• Object-oriented database
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 63
Relational database
•Dữ liệu lưu trong các bảng
•Các bảng có liên quan (relation)
•Sự liên quan tạo nên vật thể
•Mối liên quan được lưu riêng
•Cóthể thay đổi các mối liên quan
•Tốc độ truy cập, hiển thị vật thể chậm
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 64
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 65
Hierarchical Database
•Dữ liệu mô tả dưới dạng cây
•Gốc = vật thể chủ
• Các nhánh = vật thể con tạo nên vật thể
chủ
•Cần nhiều lớp con
•Cóthể không đối xứng trong cấu trúc

Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 70
Các vấn đề cần nắm
1. Vai trò của đồ hoạ vi tính trong ứng dụng
CAD/CAM?
2. Các lĩnh vực ứng dụng khác của đồ hoạ vi tính?
3. Vì sao cần tìm hiểu các loại cấu trúc của cơ sở
dữ liệu đồ họa? Các yếu tố nào tạo nên một cơ
sở dữ liệu tốt?
4. Theo bạn cấu trúc CSDL tốt sẽảnh hưởng đến
(các) thông số nào của hệ CAD/CAM, vì sao?
5. Hệ CAD/CAM cần sử dụng hệ Đ
HVT nào? Vì
sao?
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 71
Nội dung
2.0. Đồ họa máy tính
2.1. Các phép biến đổi hình học
2.2. Các phép chiếu
2.3. Biểu diễn đường cong
2.4. Biểu diễn các bề mặt
2.5. Biểu diễn mô hình khối rắn
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 72
Biến đổi hình học
•Làgì:
– Thay đổi kích thước, toạ độ trong không gian của mô hình
– Chú ý phân biệt với thao tác thay đổi điểm nhìn hay phép chiếu
–Làmột chức năng không thể thiếu được trong bất kỳ một hệ

1. Phép di chuyển TT (1)
• Di chuyển
– Đối tượng: P(x,y)
•Lượng di chuyển
– theo phương x là dx
– theo phương y là dy
• Tìm kết quả của di chuyển
– điểm P’(x’,y’): x’ = x + dx và y’ = y + dy
y
x
d
y
d
x
P’(x’,y’)
P(x,y)
0
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 76
1. Phép di chuyển TT (2)
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
=
y
x
P

– Đối tượng: P(x,y)
•Hệ số thu phóng
– theo phương x là s
x
– theo phương y là s
y
• Tìm kết quả của phép thu phóng
– điểm P’(x’,y’): x’ = s
x
.x và y’ = s
y
.y
y
x
P(x,y)
0
P’(s
x
.x,s
y
.y)
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 78
2. Phép thu phóng so với gốc toạ độ (2)
P’ = S.P
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣

0
0
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
y
x
s
s
y
x
y
x
0

⎣
⎡
=
y
x
P
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
=
'
'
'
y
x
P
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
=
θθ
θθ
cossin

sincos
'
'
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 81
Hệ toạ độ thuần nhất (1)
•Sự cần thiết
–Sự không đồng nhất trong cách biểu diễn các
phép BĐHH
•Tịnh tiến: P’ = P + T
• Thu phóng: P’ = S.P
• Quay: P’ = R.P
–Sự không đồng nhất gây khó khăn trong lập
trình tính toán
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 82
Hệ toạ độ thuần nhất (2)
• Đối tượng: P(x, y)
•Biểu diễn trong HTĐ thu
ần nhất:
P(x
h
, y
h
, h) (đk: h
≠
0 )
• Liên hệ
•Chọnh = 1
h

⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
=
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
1

⎢
⎢
⎣
⎡
=
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
1100
00
00
1
'
'
y
x
s
s
y
x
y
x
⎥

⎡
1100
0cossin
0sincos
1
'
'
y
x
y
x
θθ
θθ
Tịnh tíến
Thu phóng
Quay
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 86
Phép BĐHH sử dụng HTĐTN
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
=

⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
=
100
0cossin
0sincos
θθ
θθ
θ
R
Tịnh tíến
Thu phóng
Quay
Ma
tr
ận
biến
đổi
HH
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 87
Phép BĐHH sử dụng HTĐTN
•Biến đối liên tục = Nhân liên tiếp với ma
trận biến đối

=
snml
rjig
qfed
pcba
M
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 90
Quy ước (1)
•Quy ước hệ toạ độ thuận
y
x
z
16
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 91
Quy ước (2)
•Quy ước chiều quay thuận
XYZ
x
y
z
x
y
z
x
y
z
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 92

⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
=
1000
000
000
000
),,(
z
y
x
zyx
s
s
s
sssS
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 94
Phép quay 3 chiều (2)
• Quay quanh các trụctoạđộ
• Quay quanh trụcx
• Quay quanh trụcz
⎥
⎥

⎢
⎢
⎣
⎡
−
=
1000
0cossin0
0sincos0
0001
)(
θθ
θθ
θ
x
R
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 95
Phép quay 3 chiều (3)
• Quay quanh các trụctoạđộ
• Quay quanh trụcy
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢

⎡
1000
01
01
01
ig
fd
cb
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
++=
++=
++=
ziygxz
fzydxy
czbyxx
'
'
'
17
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 97
Phép biếndạng
(secondary translation)
⎥
⎥
⎥

y
x
O
Bóp méo theo x
y
x
O
y
x
O
Bóp méo theo y
•Chỉ thay đổi Hoành độ Tung độ
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 98
Phép lấy đốixứng
(reflections-secondary translation)
• Thay đổi dấu
– Thành phần x
– Thành phần y
–Hoặc cả 2
– ĐX qua trục tung
– ĐX qua trụng hoành
– ĐX qua gốc TĐ
• Chính là phép thu
phóng, với
1) s
x
= -1
2) s
y

⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
=
100
010
001
Ry
M
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
=
100
010
001
Rxy

y
.y)
y
x
P’(x’,y’)
0
r
r
θ
φ
P(x,y)
:; ;
Tịnh tiến
Thu phóng Quay
• Phép Tịnh tiến không phụ thuộc vào vị trí gốc TĐ
• Các phép BĐ khác phụ thuộc vào vị trí gốc TĐ
• Phép BĐ có chuẩn khác gốc TĐ???
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 101
BĐHH có chuẩn khác gốc TĐ
•Bản chất
– Đưa chuẩn về gốc TĐ
–Thực hiện phép biến đổi (bình thường!
)
– Tính toán chuyển HTĐ về chuẩn
–Chuẩn <-> Gốc TĐ
X
Y
O
i

P
x
P
1
y
d
y
d
x
O
18
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 103
BĐHH có chuẩn khác gốc TĐ
•Chuyển chuẩn thu phóng về gốc toạ độ: P → P*
•Thực hiện phép thu phóng quanh gốc: P *→ P**
•Chuyển ngược lại chuẩn thu phóng về P
1
: P**→ P’
•Biểu diễn toán học của chuỗi thao tác dưới dạng MT:
• P’ = T(+d
x
,+ d
y
) . S(s
x
, s
y
). T(-d
x

d
x
O
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 104
BĐHH có chuẩn khác gốc TĐ
• Phép quay
–Vật thể P
–Gốc P
1
–Toạ độ gốcP
1
(d
x
, d
y
)
– Góc quay θ
–Tìm P’
x
P
1
y
d
y
d
x
O
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 105

θ
P’
x
y
O
θ
d
y
d
x
P
1
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 106
Các vấn đề cần nắm (1)
1. Vai trò của phép biến đổi hình học trong hệ
CAD/CAM?
2. Trong thực tế, phép biến đổi hình học đối với các
vật thể của hệ CAD/CAM xảy ra thế nào?
3. Vẽ sơ đồ nêu lên chu trình của phép biến đổi
hình học.
4. Nêu công thức tổng quát của phép BĐHH?
5. Việc sử dụng hệ toạ độ thuần nhất đem lại ích lợi
gì cho việc tính toán biến đổi hình học? Nêu thí
dụ?
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 107
Các vấn đề cần nắm (2)
6. Viết ma trận BĐHH của các phép BĐHH đã học
sử dụng để tính toán với hệ toạ độ thường và

1
45
0
y
d
2
BA
– Phép phóng to 2 lần so với điểm M(2,3) rồi
quay 1 góc 90
0
quanh N(6,1).
– Phép đối xứng qua trục d
1
– Phép đối xứng qua trục d
2
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 110
Bài tập (3)
4. Có tam giác ABC trong không gian như trên
• Trình bày phương pháp và viết công thức tính toạ độ
các đỉnh B và C sau chuỗi phép biến đổi sao cho:
A về gốc >> AB
≡
Oz, AC nằm trong (yoz).
• Sau khi viết công thức thay số để kiểm nghiệm kết quả
cụ thể nào đó.
y
z
x
Trước BĐ

– Không gian Đa chiều >>>>> 2 chiều
–Rộng >>>> Hẹp
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 114
Phép chiếu
• Đặc tính
–Thay đổi trong kích thước
–Bị bóp méo
•Các kỹ thuật cơ bản
– Phép chiếu song song (parallel projection)
– Phép chiếu phối cảnh (perspective projection)
•Bảo toàn đường thẳng
20
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 115
Phép chiếu: Khái niệm
•Tia chiếu: (ray)
–các đường thẳng đi qua các đỉnh của đối tượng
•Tâm chiếu: (center of projection)
– điểm hội tụ của các tia chiếu.
•Mặt phẳng chiếu (view plane):
–mặt phẳng trên đóvật được quan sát
• Điểm chiếu:
– Giao điểm của các tia với mặt phẳng chiếu, chính là hình
chiếu của các đỉnh
•Giả sử:
–mặt phẳng chiếu là mặt phẳng z = 0
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 116
Phép chiếu: Khái niệm

Phép chiếu: Phương thức
• Để vẽ một đường thẳng ba chiều
–Chiếu mỗi điểm đầu mút thành các điểm hai chiều.
–Vẽ đường thẳng nối hai điểm ảnh qua phép chiếu.
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 119
Phép chiếu song song
• Phép chiếu trực giao
– Orthographic projection
– Tia chiếu vuông góc với
mặt phẳng chiếu
• Phép chiếu xiên
– Oblique projection
– Tia chiếu xiên góc với
mặt phẳng chiếu
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 120
Phép chiếu trực giao (1)
• Bỏ bớt thành phần z: view plane = XY
P = (P
x
,P
y
,P
z
) >>> P’=(P
x
,P
y
)

Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 122
Phép chiếu phối cảnh (1)
• Phụ thuộc: vị trí tương đối của hai đối tượng đólà
mắt nhìn và mặt phẳng quan sát.
•Mặt phẳng quan sát yz
•Mắt nhìn E(E,0,0) đặt dọc theo trục x.
•VậtP
• Tia nhìn PE
•Tầm nhìn E -> yz
• Tìm P’
• P’ = PE cắt yz
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 123
Phép chiếu phối cảnh (2)
•Phương trình tia nhìn P->E (đk: E > x)
r(t)=(E,0,0)(1-t)+(x,y,z)t
•Mặt phẳng chiếu: x= 0, nên tìm được toạ độ của P
E
x
y
y
/1
'
−
=
Ex
z
z
/1

1
'
−
=
Ex
z
z
/1
'
−
=
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 125
Các vấn đề cần nắm (1)
1. Vai trò của phép chiếu trong
CAD/CAM
2. Các khái niệm cơ bản trong phép
chiếu
3. Các đặc trưng của phép chiếu trực
giao và phối cảnh, phạm vi sử dụng
4. Các bài toán tính toán ảnh chiếu
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 126
Nội dung
2.0. Đồ họa máy tính
2.1. Các phép biến đổi hình học
2.2. Các phép chiếu
2.3. Biểu diễn đường cong
2.4. Biểu diễn các bề mặt
2.5. Biểu diễn mô hình khối rắn

– P = [x y(x) z(x)]
T
– Không biểu diễn được các đường khép kín
hoặc không đơn tr
ị (one to many)
• Không tường minh
– Giao của hai mặt: F(x, y, z) = 0 và G(x, y, z) = 0
–Giải hệ phương trình để tìm nghiệm
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 130
Các cách biểu diễn đường (3)
•Bất lợi của dạng không tham số
– Khó tính toán biểu diễn với các điểm có trị số
tiếp tuyến đặc biệt: 0 hoặc ∞
–Sự phụ thuộc vào hệ toạ độ trong việc biểu diễn
đường, vốn là tương quan giữa các điểm thuộc
đường
–Việc hiển thị sử dụng tập hợp điểm không đem
lại hiệu suất hiển thị tốt
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 131
Các cách biểu diễn đường (4)
Dạng tham số (1)
• Đặc trưng
– Cho phép các hàm đa nghiệm
–Biểu diễn thông qua dạng đa thức
– Hình dáng không phụ thuộc hệ toạ độ
– Liên quan thông qua tham số tạo nên hình dáng
đường cong
–Giảm khối lượng tính toán, dễ dàng hiển thị

• P’(u) = [x’(u) y’(u) z’(u)]
T
P
P
n =
222
zyx
PPPP ++=
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 134
Các đường trong CAD (1)
•Các đường cơ bản
– Đường thẳng
– Đường tròn
– Đường Ellipse
•Các đường cong tổng hợp
– Đường cong Hermite
– Đường cong Bezier
– Đường cong B-Spline
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 135
Các đường trong CAD (2)
•Thiết lập phương trình đường cong tham
số
–Vector vị trí của điểm P trên đường cong
–Làhàm của đối số u
–Với các điều kiện biên cho trước
• Cách sử dụng PTĐC dạng tham số để tính toán
•Phạm vi sử dụng của từng PTĐC
Quan trọng!!!

Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 137
Đường thẳng (2)
•Thiết lập phương trình tham số
• Xét tam giác OP
u
P
1
•Biểu diễn dưới dạng vector
• Trong đó,
•Tương đương
P
P
2
P1
u=0
u=1
P
1
Pu P2
X
uu
PPPP
11
+=
)(
11
PPPP
uu
−+=

1
Pu P2
X
Z
Y
⎩
⎨
⎧
≤≤
−+=
10
)(
121
u
PPuPP
u
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
−+=
−+=
−+=
)(
)(
)(
121)(
121)(
121)(

⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
−=
−=
−=
12
12
12
'
'
'
zzz
yyy
xxx
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 140
Đường thẳng (5)
•Các đặc trưng cơ bản
–Véc-tơ đơn vị
P
P
2
P1
u=0
u=1
O
P

P
P
2
P1
u=0
u=1
O
P
1
Pu P2
X
Z
Y
n
1
P
L
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
∞≤≤∞−
+=
L
nLPP .
1
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 142
Đường tròn (1)

c
c
c
zz
uRyy
uRxx
sin
cos
C
P
Tốc độ tính toán hiển thị ?
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 143
Đường tròn (2)
• Công thức đệ quy
u
u
R
P(x,y,z)
P
n(xn,yn,zn)
P
n+1(
x
n+1,
y
n+1,zn+1)
P
c(xc,yc,zc)
C

∆−−∆−+=
+
+
+
nn
cncncn
cncncn
zz
uxxuyyyy
uyyuxxxx
1
1
1
sin)(cos)(
sin)(cos)(
),,,(
1 nucn
PRPfP ∆=
+
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
+=
+=
cn
cn
cn

⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
+=
+=
c
c
c
zz
uRyy
uRxx
sin
cos
cs
uuu ≤≤
25
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 145
Ellipse (1)
B.sin(u)
u
P
P
2
1
P
P

Ellipse (2)
•PT hiển thị
Với: n = 0, nằm trên điểm cuối bán trục lớn
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
⎨
⎧
=
∆−+∆−+=
∆−−∆−+=
+
+
+
nn
cncncn
cncncn
zz
uxx
B
A
uyyyy
uyy
B
A
uxxxx

ó
–
–
Lưu d
Lưu d
ữ
ữ
li
li
ệ
ệ
u cho c
u cho c
á
á
c bư
c bư
ớ
ớ
c ti
c ti
ế
ế
p theo
p theo
/> />Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 148
Gia công
Gia công
Đường cong tổng hợp (2)

–Mức độ dễ dàng của việc định nghĩa và hiệu chỉnh
Code: CDT3,4&NUT03, UHG03, TC CTM4 © Nguyen Thi Hong Minh, MCII, ME, HUT
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 150
Đường cong tổng hợp (4)
–Sự liên tục của đường cong
•C
0
: sự liên tục về vị trí (Poisition)
•C
1
: sự liên tục về độ dốc (Slope)
•C
2
: sự liên tục về độ cong (Curvature)