Cơ khí chế tạo máy - Cấu trúc dữ liệu và tiêu chuẩn đồ hoạ

5. CẤU TRÚC DỮ LIỆUVÀ TIÊU CHUẨN ĐỒ HOẠTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 5.1 CẤU TRÚC DỮ LIỆUCấu trúc dữ liệu là một tập các dữ liệu có mối quan hệ với nhau theo một quy luật nhất địnhTheo 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 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 thông tin phụ cho sản xuất.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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 databaseDBMS tạo ra một lớp giữa cơ sở dữ liệu vật lý và người sử dụnguserCPUDBMSDatabase diskTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Đặc điểm dữ liệu CAD/CAMSản phẩm thiết kế có thể rất lớn với hàng triệu chi tiết và các cụm lắp phụ thuộc lẫn nhauThiết kế có thể thay đổi theo thời gianMỗi chi tiết có thể thay đổiHàng trăm người có thể làm việc trong cùng một thiết kếDo đó phải hỗ trợ làm việc tập thểCó hai loại dữ liệu là tổ chức và công nghệTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Dữ liệu tổ chứcSố nhận dạngSố của bản vẽChuẩn thiết kếTình trạng hiện tạiTên người thiết kếNgày thiết kếTỉ lệKiểu hình chiếuTên công tyDữ liệu công nghệHình họcKích thướcDung saiĐộ nhám bề mặtVật liệuTrình tự công nghệTrình tự kiểm traTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Lưu trữ và truy xuất dữ liệuDạng tuần tự: năng suất thấpNgẫu nhiên: năng suất caoDo đó 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.Bản ghi chính có tên là "Head record", từ đây các mũi tên chỉa đến tất cả các dữ liệu khác theo một trật tự chặt chẽTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Cơ sở dữ liệu - DatabaseMục đích của database là thu thập và lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ trung tâm để dễ truy xuất và xử lýƯu điểm của việc quản lý tập trung dữ liệu là:Hạn chế sự trùng lặpTăng cường tiêu chuẩnBảo mậtDuy trì tính thống nhấtLoại trừ mâu thuẫnTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Hạn chế trùng lặpRất quan trọng trong việc tích hợp CAD/CAMDữ liệu phải đủ phong phú để hỗ trợ thiết kế và chế tạo sản phẩm.Hạn chế những mâu thuẫn hay không phù hợp khi truy xuất cho các ứng dụng khác nhauTăng cường tiêu chuẩnViệc kiểm soát tập trung tăng cường được tiêu chuẩn cấu trúc dữ liệuCác tiêu chuẩn cần cho việc trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Cơ sở dữ liệu - DatabaseBảo mậtViệc truy xuất dữ liệu phải được kiểm tra và kiểm soát bằng mã đăng ký sử dụng các vùng khác nhau của databaseDuy trì tính thống nhấtTính thống nhất đảm bảo tính chính xác của dữ liệuThiếu tính thống nhất có thể dẫn đến việc nhập dữ liệu không phù hợp.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Cơ sở dữ liệu - DatabaseCAD/CAM DatabaseCAD/CAM database phải có khả năng lưu dữ liệu ảnh, dữ liệu chữ và số.Những mô hình database thông dụng là:hierarchical database = cơ sở dữ liệu thứ bậcnetwork database = cơ sở dữ liệu mạngrelational database = cơ sở dữ liệu quan hệobject-oriented database = cơ sở dữ liệu hướng đối tượngTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Quá trình phát triển của cơ sở dữ liệuTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Hierarchical database (1950-1975)Dữ liệu có cấu trúc câyĐỉnh của cây thường gọi là root = gốc, có thứ bậc cao nhất trong số các cấp bậcLà một giải pháp đặc biệt cần ngay cho các ứng dụng thực tếGià cỗi nhất trong các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu là IMS của IBM dùng để tổ chức và lưu trữ thông tin cho dự án nghiên cứu việc hạ cánh của phi thuyền Apollo, ra đời năm 1968Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Cơ sở dữ liệu thứ bậc Hierarchical databaseTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Cơ sở dữ liệu thứ bậc Hierarchical databaseƯu điểm: Xử lý dữ liệu hiệu quả, cấu trúc quen thuộc cho việc lập trình, đảm bảo dự đoán công việc vì biết trước tất cả đường dẫn.Nhược điểm: Không 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), không có kiểu kết nối từ con đến cha.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Cơ sở dữ liệu thứ bậc Hierarchical databaseThí dụ: Một ô tô có một khung và trên khung có 4 bánh xe giống nhau nhưng đặt ở 4 vị trí khác nhau là một biểu hiện cấu trúc có thứ bậc.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Cơ sở dữ liệu thứ bậc Hierarchical databaseTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Cơ sở dữ liệu kiểu mạngNetwork databaseNetwork database (1960-1990). Điển hình là hệ thống CODASYLCho phép mô hình hoá nhiều đối tượng tương tự trực tiếp hơn so với kiểu thứ bậcDữ liệu là tập hợp các bản ghiQuan hệ giữa các dữ liệu được thể hiện bằng những kết nối (link)Giống như cấu trúc nhị phânPhạm vi kết nối tuỳ thuộc vào mối quan hệ Many - to many, many - to - one, hay one - to - one.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Sơ đồ cấu trúc dữ liệuTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC (ERD:Entity Relationship Diagram)Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Nhược điểm của cơ sở dữ liệu thứ bậc và mạngCần các chương trình phức tạp cho một công việc đơn giảnTính độc lập của dữ liệu là rất thấp (nghĩa là chương trình ứng dụng bị ảnh hưởng lớn bởi sự thay 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 trênTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệLịch sử của mô hình quan hệMô hình đầu tiên do E. F. Codd đề nghị năm 1970, dựa trên khái niệm toán học quan hệ. .Hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ đầu tiên , hệ thống R, là do IBM thực hiệnỨng dụng thương mại xuất hiện vào cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980.Ngày nay mô hình quan hệ là nền tảng cho phần lớn các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu thương mại.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Đặc điểm của mô hình cơ sở dữ liệu quan hệDữ liệu được lưu trong các bảng có mối quan hệ với nhau, gọi là bảng quan hệDữ liệu có tính độc lập cao, nghĩa là chương trình ứng dụng không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi cách biểu diễn dữ liệu bên trong.Các quan hệ có thể được truy xuất tuần tự hay ngẫu nhiênĐảm bảo các kỹ thuật giải quyết các vấn đề liên quan đến ngôn ngữ, tính phù hợp,Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC hàngcộtbảngBậcTổng = hàng x cộtTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Eno = employee numberEname = employee namePno = project numberTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Các phép toán đại số dùng trong dữ liệu quan hệNhược điểm của cơ sở dữ liệu quan hệCác bảng có cấu trúc quá tải về ngôn ngữ: do một kiểu cấu trúc dùng để mô tả đủ loại thông tin (các phần tử, các mối quan hệ, các đặc thù), một bảng không thể đủ để diễn tả dữ liệu và các quan hệĐược thiết kế cho dữ liệu đồng nhất: cho rằng tất cả các dữ liệu có cùng cấu trúc.Không có kiểu dữ liệu mới được thêm vào sau khi bảng đã hình thànhSố phép toán hạn chế, không thể thêm sau khi dựng bảngNhững cấu trúc dữ liệu phức tạp của ứng dụng không phù hợp với dạng dữ liệu của hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Mô hình cơ sở dữ liệu  hướng đối tượng (ODBMS)Object-oriented databaseDữ liệu được lưu và truy xuất dưới dạng các đối tượng thiết kếCác đối tượng thiết kế là cơ sở đảm bảo tính thống nhất để chèn, xoá, sửa chữa đối tượng thành viên.Mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng phải có tính trọn vẹn và thống nhất tốt để truy xuất cho các ứng dụngTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Lịch sử phát triểnTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Ưu điểm của ODBMSKhả năng mô hình hoá phong phúCó tính mở rộngLoại trừ được sự không phù hợpNgôn ngữ tham vấn dễ hiểu hơnDễ ứng dụng cho các cơ sở dữ liệu nâng caoTính thực thi tốt hơnTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Nhược điểm của ODBMSThiếu mô hình dữ liệu vạn năngThiếu tiêu chuẩnPhức tạpTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC So sánh mô hình hướng đối tượng và mô hình quan hệClass giống như Relation nhưng có thêm tính kế thừaObject Instance giống như Tuple (hàng) nhưng có thể mang bất kỳ cấu trúc dữ liệu nào hỗ trợ bởi ngôn ngữ định hướng đối tượng như Java, C++Attribute giống như Column nhưng có 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 ngôn ngữ lập trình cấp cao như Java và C++, nên có khả năng tính toán hoàn thiện hơnTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC So sánh thị trường của các dạng cơ sở dữ liệu Relational DatabaseObject-Oriented DatabasePre & Post relational DatabaseThị trường của cơ sở dữ liệu quan hệ là thống trịTrong tương lai cơ sở dữ liệu định hướng đối tượng sẽ phát triểnTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Tóm lượcCấu 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 databaseCó 4 dạng cơ sở dữ liệu thông dụng làCơ sở dữ liệu thứ bậcCơ sở dữ liệu mạngCơ sở dữ liệu quan hệCơ sở dữ liệu hướng đối tượngCác 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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 5.2 TIÊU CHUẨN ĐỒ HỌATrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC SỰ CẦN THIẾT PHẢI CÓ TIÊU CHUẨN ĐỒ HOẠVào những năm đầu của đồ họa máy tính (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 người dùng lẫn người bán. Do đó cần thiết phải có các chuẩn đồ họaTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Yêu cầu đối với các tiêu chuẩn đồ hoạ .Deã löu ñoäng (portable): Coù theå duøng cho nhieàu loaïi maøn hình (thí duï vieát cho maøn hình kieåu oáng löu aûnh tröïc tieáp - DVST (Direct-view storage tube) nhöng coù theå duøng ñöôïc vôùi loaïi queùt maønh - Raster).vieäc moâ taû vaø löu tröõ hình aûnh phaûi khoâng phuï thuoäc maøn hình..Vaên baûn phaûi deã löu ñoäng: vaên baûn (text) phaûi khoâng phuï thuoäc phaàn cöùng..Cô sôû döõ lieäu cuûa ñoái töôïng phaûi deã chuyeån ñoåi. Ngöôøi duøng heä thoáng CAD/CAM phaûi truyeàn ñöôïc döõ lieäu töø heä thoáng CAD/CAM naøy sang moät heä thoáng CAD/CAM khaùc khi caàn thieát.Vôùi nhöõng nhu caàu treân, töø 1974, ñaõ coù nhöõng coá gaéng trong vieäc tìm kieám vaø xaây döïng nhöõng tieâu chuaån ñoà hoaï.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Để phát triển các tiêu chuẩn đồ họa đã có những hoạt động sau.UÛy ban keá hoaïch phaùt trieån ñoà hoïa (GSPC) Graphic Standards Planning Comitee ñöôïc thaønh laäp naêm 1974 bôûi ACM – SIGGRAPH..UÛy ban phaùt trieån tieâu chuaån ñoà hoïa ñöôïc thaønh laäp 1975 bôûi DIN..IFIP ñaõ toå chöùc moät hoäi thaûo (workshop) veà Methodology in Computer Graphics naêm 1976.Tieâu chuaån CAD cuûa Graphic Kernel System (GKS) ñöôïc coâng boá naêm 1982.Keát quaû cuûa nhöõng coá gaéng treân ñaõ daãn ñeán vieäc ra ñôøi cuûa caùc tieâu chuaån ñoà hoïa khaùc nhau. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Một số tiêu chuẩn đồ họa điển hình1.Tiêu chuẩn SIGGraph Core: (Special Interest Group on Graphics (SIGGraph) of the Association for Computing Machinary ( ACM))Đưa ra năm 1977 và được sửa lại năm 1979, đảm bảo một hệ thống lệnh chuẩn hóa.Điều khiển cấu trúcHiển thị gốc đồ họa Tùy theo phần cứng và ngôn ngữLúc đầu dùng để phát triển đồ họa 2D và 3D sau đó có thêm phần thao tác raster (digital).Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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 – International Organization for Standardization):* Device independente: Không phụ thuộc thiết bị: Tiêu chuẩn không yêu cầu thiết bị xuất nhập có gì đặc biệt.* 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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC GKS đề nghị 2 chương trình để xác định hình ảnh do người dùng dựng nên: Các chương trình vẽ hình học cơ sở (primitives), Các chương trình tạo đặc tính (attribute) 2.Tiêu chuẩn GKS (Graphic Kernel System)Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Các chức năng hình học cơ sở Polyline: Để vẽ các đoạn thẳng nối tiếp nhau.Polymarker: Để vẽ một tập các dấu hiệu hoặc hình thể.Fill Area: Để vẽ Polygon và miền bao kínText: Để tạo các chữGDP ( Generized Drawing Primitives): Để xác định các đối tượng tiêu chuẩn như vòng tròn, ellipse, ...Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Các chức năng tạo đặc tính Xác định sự thể hiện màu hoặc dạng đường của hình ảnh. 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 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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 3. Tiêu chuẩn PHIGS(Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics Standard) (Tiêu chuẩn đồ họa tương tác có thứ bậc của người lập trình).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). 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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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 trình cơ bản gồm block, cylinder, ... Phụ thuộc vào đặc điểm của GKS.5. CGM - Computer Graphis Metafile: 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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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). 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. 7. IGES (initial graphics exchange specification) Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 8. NAPLPS (North American presentation-level protocol syntax) Được công nhận là tiêu chuẩn CANADA và 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 dùng để phát triển những hệ thống CAD/CAM khác nhau.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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 - 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. - 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 file sang bản vẽ của mình.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Biên dịch dữ liệu trực tiếpHê thống AHê thống DHê thống CHê thống BHê thống ETrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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..Shape based format (tiêu chuẩn định dạng dựa vào hình dạng sản phẩm).Product data based format (tiêu chuẩn định dạng dựa trên dữ liệu sản phẩm)Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Shape based format Các file chuyển đổi là các file trung hòa được định dạng dựa trên hình dạng sản phẩm. Chúng có thể dùng chung cho bất cứ phần mềm nào. Thuộc loại này có IGES DXF Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Tiêu chuẩn IGES (Initial Graphics Exchange Specification)Quá trình phát triển của IGESỦy ban IGES được thành lập 1979. Cơ sở đầu tiên của IGES là CAD/CAM Integrated Information Network (CIIN) của hãng Boeing.V. 1.0 ra đời năm 1980. V.1.0 –Mechanical 2D và 3D drawingsV.2.0 – 1983 – Sculpture surface.V.3.0 – 1986 – AEC, Piping, v.v.V.4.0 - 1988 – Constructive Solid GeometryV.5.0 – 1990 – Rationalisation of existing formatsV.6.0 – 1991 – B – REP solids.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC IGES cho phép chuyển dữ liệu từ 1 hệ thống CAD này sang 1 hệ thống CAD khácCAD system 1PreprocessorIGES filesPostprocessorCAD system2Phần mềm chuyển đổi dữ liệu từ một hệ thống CAD sang 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,Tiêu chuẩn IGES (Initial Graphics Exchange Specification)Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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.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).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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 1. Phần mở đầu: Chứa thông tin về đặc tính của hệ thống gốc2. 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,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 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 cho mục đích kiểm tra dữ liệu.Một file IGES gồm có 5 phầnTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Nhược điểm của IGESPhức tạp và cồng kềnhMột file IGES lớn gấp 5 lần một file đồ họa tương đương.Một số đối tượng mà các ứng dụng CAD chuyển hay yêu cầu còn chưa thể được tạo nên.Vì IGES được xem xét lại thường xuyên, nhiều nhược điểm có thể được khắc phục trong tương lai.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Tiêu chuẩn DXF (Data Exchange File) Là một dạng file trung hoà được hãng Autodesk phát triển để dùng với phần mềm 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 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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Product data-based format (Định dạng file trung hoà dựa trên dữ liệu sản phẩm)Kinh nghiệm đạt được từ các tiêu chuẩn 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 triển các tiêu chuẩn chuyển đổi dựa trên dữ liệu thiết kế và chế tạo. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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 1984Họ 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 tiêu chuẩn quốc tế:ISO 10303.PART - LIB (Product Data Representation and Exchange ) -ISO – 13584Manufacturing management data. Khởi đầu năm 1991.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Tiêu chuẩn PDES (Product Data Exchange using STEP) Khởi đầu vào năm 1985Tiêu chuẩn này được thiết kế để hỗ trợ bất kỳ một ứng dụng công nghiệp nào (cơ khí, điện, thiết kế nhà máy, kiến trúc, kỹ thuật (Engineering) và kết cấu v.v).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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Các tiêu chuẩn đồ họa khác.SET- (Standard d’Exchange et de Transfert)PDDI- ( Product Data Definition Interface)VDA/FS ( Verband der Deutschen Automobil Industrie – Flachen – Schnittsteile) Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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 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 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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Tiêu chuẩn PDDI (Product Data Definition Interface): Phát triển bởi US Air Force dùng để xác 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.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 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 các nhà cung cấp vì IGES được xem là không thích ứng với nhu cầu của họ.Không giống như các tiêu chuẩn khác, 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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC DMIS (Dimensional Measurement Interface Specification)Là một tiêu chuẩn mới về truyền thông do 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 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 ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Tóm lượcTiêu 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 cứngĐã 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. ---Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC