Bài giảng Tin học kỹ thuật ứng dụng - Nguyễn Thị Hồng Minh

1Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 1
C
ode: C
D
T3,4&
N
U
T03 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Tin học 
Kỹ thuật Ứng dụng
Nguyễn Thị Hồng Minh
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 2
Chương 1
TỔNG QUAN 
VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT 
TÍCH HỢP MÁY TÍNH
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 3
Nội dung (1)
1- Tổng quan về hệ thống sản xuất CK
– Truyền thống 
– Hiện đại
2- Giới thiệu 2 khối chức năng chính
– CAD
– CAM
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 4
Nội dung (2)
3- Tích hợp CAD/CAM
– Đặc tính 
– Phần mềm 
– Phần cứng
– Lựa chọn hệ thống CAD/CAM
4- Giới thiệu về ứng dụng công nghệ CA-x
Máy tính trong một số thiết bị và hệ thống công 
nghiệp
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 5
1- Tổng quan HTSX
• Chu trình sản xuất cơ khí
– Thiết kế: ý tưởng, chức năng, chi tiết
– Kiểm định thiết kế
– Lập và kiểm định chu trình chế tạo cho từng chi 
tiết
– Chế tạo chi tiết
– Kiểm định chi tiết
– Lập chu trình lắp ráp
– Lập chu trình kiểm định tổng thể.
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 6
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
?
2C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 7
So sánh 
hệ thống sản xuất truyền thống và hiện đại
• HTSX truyền thống • HTSX hiện đại
– Thông tin rời rạc
• Bản vẽ
• Từng bước
– Thông tin tích hợp
• File
• MHHH dùng chung
– Lập trình cứng 
• Dụng cụ định hình
• Máy chuyên dùng
– Lập trình mềm
• Dụng cụ đa chức năng
• Máy đa chức năng
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 8
Chu trình sản xuất cơ khí
Thiết kế CADCA-Design
Kiểm định CAE
CA-Engineering
Chế tạo CAM
CA-Manufacturing
Kiểm tra CAQCA-Quality Control
Quy trình 
Chế tạo
CAPP
CA-Process Planning
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 9
Hiện đại???
• Lợi
– Thông tin thông 
suốt
– Linh hoạt
• Hại
– Khó khăn khi nắm 
bắt hệ thống
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 10
2- Các khối chức năng chính
• CAD
• CAM
D÷ liÖu 
c¬ së
dïng 
chung
M« h×nh
Ph©n tÝch
DuyÖt l¹i 
Tµi liÖu
KÕ ho¹ch gia c«ng
LËp tr×nh tõng phÇn
ThiÕt kÕ dông cô
Lo¹i vËt liÖu
CAMCAD
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 11
CAD = ?
• Thiết kế
– Ý tưởng
– Chức năng
– Chi tiết
• Hình thể?
• Kết quả?
• Kiểm tra?
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 12
CAD = công cụ
• Mô hình hoá hình học
– Biểu diễn hình thể: toán học, đồ hoạ
• Phân tích mô hình hình học
– Đặc tính cơ lý
• Thiết kế thẩm định
– Chức năng, hoạt động tổng thể
• Kết xuất tài liệu thiết kế
– Lưu trữ, chế tạo: File, bản vẽ
3C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 13
CAM = ?
• Chế tạo: như thế nào?
– Thiết bị?
– Chế độ gia công?
– Các bước gia công?
• Chương trình CNC?
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 14
CAM = Công cụ
• Cung cấp chiến lược tạo đường dụng cụ chuẩn
– Thí dụ
• Nhận dữ liệu đầu vào
– Thiết bị, dụng cụ, chế độ cắt
• Tính toán chương trình gia công
– G-code
• Dịch chương trình gia công
– Post-processor
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 15
Chiến lược gia công
MaterCAM
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
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,)
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 17
Thí dụ 
• Giao diện
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 18
Thí dụ 
• Sử dụng MHHH 
4C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
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
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 20
Đặc điểm của CAD/CAM
• Chương trình ứng dụng
– Tương tác 
– Ngôn ngữ chuẩn
– Cú pháp
– Giao diện
– Cơ sở dữ liệu
– Phụ thuộc phần cứng
– Thời gian đáp ứng
– 
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 21
Đặc điểm (tiếp 1)
• Đặc điểm riêng
– Tính trung ương hoá (centralized): 
• Đảm bảo Dữ liệu thống nhất trên mọi view
– Tính tích hợp (integrated): 
• Mô hình hình học hữu dụng trong mọi giai đoạn phát 
triển sản phẩm
– Tính liên kết (associativity): 
• dữ liệu có thể được nhập vào dưới nhiều hình thức và 
được lưu ở trung ương
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 22
Đặc điểm (tiếp 2)
• Đặc tính của tích hợp
– Phương pháp mô hình hoá dùng chung
• Công cụ MHHH của CAD CAM 
– Hệ thống cơ sở dữ liệu dùng chung
• 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
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
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: 
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
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,..
5C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 25
Chức năng của phần mềm
• Điều khiển màn hình: 
– Không thay đổi CSDL, chỉ là thao tác góc nhìn
– Thao tác: ẩn nét khuất, thay đổi góc nhìn, tô bóng..
• Tính toán đường dụng cụ
– Dựa trên các thông số đã nhập 
– Dịch ra chương trình gia công cho máy CNC
• Kết xuất dữ liệu: 
– Trên bộ nhớ hoặc thiết bị ngoại vi 
– Dạng: bản vẽ, văn bản kỹ thuật 
• vd như định nghĩa các bước gia công,.. 
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 26
Các yếu tố phần cứng
§Çu vµo HiÓn thÞ §Çu ra
Bµn phÝm
Bµn viÕt
CÇn ®iÒu khiÓn
Bãng xoay
M¸y tÝnh
B¨ng tõ
§Üa mÒm
M¸y in
Chuét
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 27
Các yếu tố phần cứng
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 28
Các yếu tố phần cứng
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 29
Phân loại HT CAD/CAM
• Theo phương pháp 
MHHHH
– Khung dây
– Bề mặt
– Khối rắn
• Theo biểu diễn 
MHHHH
– 2D
– 2D ½
– 3D
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 30
Lựa chọn HT CAD/CAM (1)
1- Yêu cầu về hệ thống
– Phần cứng: 
• Các hỗ trợ đặc biệt
• Khả năng mở rộng hệ thống
• Server
– Phần mềm
• OS của phần mềm
• Cú pháp của các lệnh sử dụng
• Tài liệu hướng dẫn
– Bảo dưỡng
• 5-10% chi phí ban đầu của toàn hệ thống/năm
• Sửa chữa phần cứng và upgrade phần mềm
• Cần có trong hợp đồng mua bán phần mềm /hệ thống
– Dịch vụ hỗ trợ
• Đào tạo ban đầu, đào tạo trong quá trình sử dụng, hỗ trợ kỹ thuật.
• Khoá đào tạo: tại chỗ hay tại địa điểm người sử dụng
• Dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật: rất cần thiết nếu phần mềm /hệ thống là mới
6C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 31
Lựa chọn HT CAD/CAM (2)
2- Khả năng mô hình hoá hình học
– Kỹ thuật mô tả: 
• Quan trọng, quyết định các mô-đun ứng dụng có thể của hệ.
• Các kỹ thuật: khung dây, bề mặt, khối rắn. 
• Sự liên thông và tích hợp trong hệ thống?
– Hệ toạ độ và dữ liệu đầu vào: 
• Thay đổi hoặc định nghĩa hệ tọa độ một cách linh hoạt? 
• Phù hợp với mục tiêu mô hình hoá?
– Các đối tượng mô hình hoá: 
• Đối tượng cho phép mô tả? 
• Khả năng tạo, hiệu chỉnh, kiểm tra nhanh chóng?
– Hiệu chỉnh và xử lý hình học: 
• Các công cụ ứng dụng tốt trên mọi hình thức kỹ thuật mô tả? 
– Hỗ trợ các chuẩn đồ họa: 
• Cần thiết để chuyển đổi dữ liệu giữa các hệ thống khác nhau,
• Rất quan trọng khi có nhiều hệ thống trong một công ty, hoặc trao đổi 
dữ liệu với các đối tác gia công, theo dõi,.. 
• Chú ý rằng khi chuyển đổi dữ liệu luôn luôn có mất mát thông tin.
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 32
Lựa chọn HT CAD/CAM (3)
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,...
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
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: 
• Là một 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?
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 34
4- Ứng dụng CN CA-x
• Máy công cụ NC và CNC
• Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS
• HT SX tích hợp máy tính CIM
• Công nghệ tạo mẫu nhanh RP
• Công nghệ ngược RE 
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 35
CNC
“The abbreviation CNC stands for computer numerical 
control, and refers specifically to a computer "controller" that
reads G-code instructions and drives the machine tool, a 
powered mechanical device typically used to fabricate metal 
components by the selective removal of metal. CNC does 
numerically directed interpolation of a cutting tool in the work
envelope of a machine. The operating parameters of the CNC 
can be altered via software load program.”
Wikipedia
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 36
CNC = ?
• Máy công cụ điều khiển số
• Hệ điều khiển: 
– Là một máy tính
– Sử dụng lệnh (?/G-code)
– Điều khiển máy công cụ
• Hệ chấp hành 
– Động cơ
– Chuyển động gia công
– Các hoạt động phụ trợ
Điều khiển
Thông số gia công
Vị trí gia công
Nội suy liên tục 
7C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
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. 
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
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 l ...  nhau tại các đỉnh nút chung, nếu không 
chúng không giao nhau.
5. Tương tự, các mặt chỉ có thể giao nhau tại các cạnh hoặc đỉnh nút 
chung, nếu không chúng không giao nhau.
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 225
B-rep (6)
Định lý Euler
• 70’s: Baumgart, kiểm tra tính hợp lệ về topo của B-rep cho 
các vật thể có topo cầu (không tự giao, kín và có hướng)
• Định lý Euler: 1 khối đóng, kết nối liên kết và có nhiều mặt sẽ
hợp lệ khi thoả mãn phương trình
F - E + V - L= 2(B - G)
– F: Tổng số các mặt (Faces)
– E: Tổng số các cạnh (Edges)
– V: Tổng số các đỉnh nút (Vertices)
– L: Tổng số vòng trong của các bề mặt (Faces inner Loops)
– B: Số khối tạo thành (Bodies)
– G: Số lỗ xuyên (Genus)
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 226
B-rep (7)
Định lý Euler – Ví dụ
F – E + V – L = 2(B - G)
10 – 24 + 16 – 2 = 2(1 - 1) 
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 227
CSG - Constructive Solid Geometry (1)
Hình học cấu trúc đặc 
• Ra đời tại các trường ĐH vào cuối thập kỷ 70s. 
• Là phương pháp định nghĩa các đối tượng bởi 
chuỗi các các phép toán trên đối tượng đó.
• Sử dụng các phép toán tập hợp – Boolean
• Sử dụng các toán tử regularized Boolean như hợp 
union (OR), giao intersect (AND), và trừ difference 
(AND + NOT) trên các đối tượng tượng đặc cơ sở 
primitive solids để tạo thành các đối tượng đặc 
phức tạp hơn.
• Chuỗi các phép toán thường được lưu trữ theo cây 
dữ liệu.
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 228
CSG (2)
Các thực thể cơ sở
• Được xây dựng trên tập nhỏ các 
tham biến do người dùng định 
nghĩa để xác định mô hình hình 
học, vị trí và hướng tạo nên các 
đối tượng cơ sở.
• Tập các thực thể cơ sở bao 
gồm: hình hộp block, hình cầu 
sphere, hình trụ cylinder, nón 
cone, hình nhẫn torus, hình nêm
wedge 
39
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 229
CSG (3)
Các phép toán Boolean (1)
3 phép toán cơ bản
1. Union (Phép hợp)
– Phép hợp - Union của đối 
tượng A và đối tượng B là đối 
tượng được hình thành bởi phần 
không gian hợp thành từ 2 đối 
tượng đó (phép OR).
– X = A + B 
– Tính chất : A + B = B + A 
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 230
2. Intersection (Phép giao)
– Giao - Intersection của đối 
tượng A và đối tượng B là
phần không gian được hình 
thành từ phép toán AND 
giữa 2 đối tượng.
X = A | B 
– Tính chất
A | B = B | A 
CSG (4)
Các phép toán Boolean (2)
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 231
3. Substract
(Phép trừ - Difference)
– Đối tượng X là phần trừ của 
giữa A và B nếu mọi điểm 
của X chứa trong A mà
không chứa trong B 
X = A - B 
– Tính chất
A - B B - A
Phép trừ không giao hoán
CSG (5)
Các phép toán Boolean (3)
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 232
Thí dụ
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 233
Cây cấu trúc trong CSG
• Phép toán Bool trên các đối tượng hình học nhằm
tạo ra các đối tượng mới
• Cấu trúc cây nhị phân có thể được sử dụng như 
ngôn ngữ để biểu diễn hình học cấu trúc đặc.
• Mỗi cây con tại các nút biểu diễn hình đặc là kết 
quả từ các phép toán Boolean và các phép biến 
đổi hình học lớp dưới
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 234
CSG Tree
40
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 235
Biểu diễn quét (1)
Sweep representation
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 236
Biểu diễn quét (2) 
Sweep representation
• Sử dụng chuyển động của một biên kín 
theo một hướng xác định
• Các phương pháp quét
– Quét tuyến tính
– Quét phi tuyến
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 237
Biểu diễn quét (3)
Sweep representation
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 238
Biểu diễn quét (4)
Sweep representation
• Tịnh tiến
Translational sweep
• tập điểm đồng phẳng mô tả
bởi đường biên kín được 
tịnh tiến 1 khoảng cách 
theo phương vuông góc với 
mặt phẳng chứa tập điểm 
đó. 
• Quay
Rotational sweep
• tập điểm đồng phẳng mô tả
bởi đường cong kín quay 
xung quanh 1 trục quay 
một góc nào đó.
X
Y
Z
sweep
X
Y
Z
sweep
Quét tuyến tính
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 239
Biểu diễn quét (5)
Sweep representation
• Tập điểm đồng phẳng mô tả bởi đường biên kín di chuyển 
theo một đường dẫn không tuyến tính (bậc 2, 3)
• Đường dẫn thường là spline
• Phù hợp với mô phỏng cắt gọt trong CAD/CAM
Quét phi tuyến
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 240
Biểu diễn quét (5)
Sweep representation
41
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 241
Bài tập (1)
• Biểu diễn solid sử dụng cây CSG
• Kiểm tra tính hợp lệ của một mô hình 
B-rep sử dụng công thức Euler
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 242
Các vấn đề cần nắm (1)
• Các đặc trưng của phương pháp 
MHH hình đặc đã học.
• Ứng dụng của từng phương pháp mô 
hình hoá solid đã học, nêu ví dụ cụ
thể.
• Ưu nhược điểm của từng phương 
pháp.
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 243
Chương 3
CƠ SỞ TÍNH TOÁN 
ĐƯỜNG DỤNG CỤ
TRONG GIA CÔNG PHAY 
CNC
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 244
Nội dung
3.1. Khái niệm 
3.2. Các loại dụng cụ
3.3. Các thông số đường dụng cụ
3.4. Tính toán đường dụng cụ
- Nguyên tắc chung
- Phương pháp đẳng tham số
- Phương pháp đẳng dốc
- Phay năm trục
3.5. CAM demo
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 245
Chức năng của CAD/CAM (1)
• 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,..
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 246
Chức năng của CAD/CAM (2)
• Điều khiển màn hình: 
– Không thay đổi CSDL, chỉ là thao tác góc nhìn
– Thao tác: ẩn nét khuất, thay đổi góc nhìn, tô bóng..
• Tính toán đường dụng cụ
– Dựa trên các thông số đã nhập 
– Dịch ra chương trình gia công cho máy CNC
• Kết xuất dữ liệu: 
– Trên bộ nhớ hoặc thiết bị ngoại vi 
– Dạng: bản vẽ, văn bản kỹ thuật 
• vd như định nghĩa các bước gia công,.. 
42
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 247
Khái niệm
• Đường dụng cụ là quỹ đạo của 
dụng cụ trong quá trình gia 
công, được tính toán với quy 
ước
– Phôi đứng yên
– Dụng cụ thực hiện toàn bộ dịch 
chuyển
• Quỹ đạo của dụng cụ
– Quỹ đạo của tâm mũi dao
– Định nghĩa thông qua các vị trí
liên tiếp trong toàn bộ quá trình gia 
công
Z
X
Y
O
WCS
phôi
Dụng 
cụ
Đường 
dụng 
cụ
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 248
Chú ý về quy ước
• Chuyển động cắt thực tế phụ thuộc 
kết cấu máy
• Sử dụng hệ toạ độ phôi WCS khi tính 
toán
• CL point: Cutter location point
– xác định vị trí của dụng cụ trong 
WCS
• CL-data file: toàn bộ thông số vị trí
của dụng cụ, là tập hợp các CL-point 
liên tiếp trong quá trình cắt
Workpiece 
Coordinate System
CL point = x, y, z, i, j , k
t
P (x, y, z)
Z
X
Y
O
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 249
Bản chất đường dụng cụ
• Đường dụng cụ
= Tổng hợp các đoạn thẳng xấp xỉ
Điều kiện
• Sai số xấp xỉ < Sai số cho phép
Z
X
Y
O
WCS
UL
LL
Bề mặt lý 
thuyết
Chuyển động 
thực tế
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 250
Dụng cụ và thông số dụng cụ (1)
• Lựa chọn dụng cụ
Thích hợp = Hiệu quả
– Năng suất gia công
– Chất lượng gia công
– Tuổi thọ của dụng cụ
• Thông dụng
– Đầu thẳng
– Đầu cầu
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 251
Dụng cụ và thông số dụng cụ (2)
• Khai báo thông số dụng cụ
– Hình dáng: đầu cầu/đầu phẳng 
Ball mill/End mill
– Đường kính: Diameter D 
– Góc côn: Tapper angle A 
– Bán kính góc lượn: Radius R
– Chiều dài phần me cắt: 
cut length H1 
– Chiều dài an toàn: 
clear length H2 
– Chiều dài từ mũi dao đến 
chuẩn lỗ gá dụng cụ: 
gauge length H3 
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 252
Dụng cụ và thông số dụng cụ (3)
• Gia công thô, lõm: dao cầu
• Gia công tinh và bán tinh, phẳng: dao đầu phẳng
• Yêu cầu cao: dao đầu phẳng có góc lượn
• Mặt dốc, hốc sâu: dao thân côn
43
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 253
Thông số đường dụng cụ (1)
• Hình dáng đường dụng cụ:
– Chiến lược gia công <<< hình dáng bề mặt g/c
spiral radial
parallel
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 254
Thông số đường dụng cụ (2)
• Hướng tiến dao
– Chất lượng gia công >< Tốc độ gia công
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 255
Thông số đường dụng cụ (3)
• Khoảng cách giữa 2 
đường chạy dao liên 
tiếp: 
– side-step/ spacing/ 
stepover
• Khoảng cách giữa các 
điểm liên tiếp trên đường 
dụng cụ: 
– division/ path interval
Chất lượng >< Tốc độ
Quản lý sai số
>< Quản lý thông số
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 256
Thông số đường dụng cụ (4)
• Phay CNC 
= 
– Gia công thô
– Gia công bán tinh
– Gia công tinh
• Yêu cầu
= 
– Độ chính xác kích 
thước
– Lượng dư
– Phân bố lượng dư 
phù hợp cho 
nguyên công kế tiếp
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 257
Tính toán đường dụng cụ
Chọn 
chiến lược 
gia công
Toolpath topology
Hình dáng đường dụng cụ
Tính toán 
điểm CL
Tool path Parameters
Dựa vào các thông số g/c
Nối đường 
dụng cụ
Linear, Circular
Thẳng, Tròn
Kiểm tra Gauge, collisionVa chạm
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 258
Tính toán CL-data file
• Dùng điểm tiếp xúc (CC)
– Định trước đường tiếp xúc
– Tính điểm định vị dựa trên thông số
• Dùng định vị trực tiếp (DP)
– Định trước hình chiếu của đường dụng 
cụ
– Tìm điểm tiếp xúc
44
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 259
Phương pháp đẳng tham số
• Sử dụng đường cong đẳng tham số trên 
mặt cong để làm đường tiếp xúc
• Dụng cụ tiếp xúc theo 
– u = const
– v= const
• Vấn đề
– Sự liên tục của các mảnh
– Vị trí tiếp xúc giữa các mảnh mặt cong
– Năng suất, chất lượng?
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 260
Phương pháp đẳng dốc
• Đẳng dốc = có góc độ tiếp cận dụng 
cụ như nhau
• Chất lượng gia công tốt
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 261
Đường dụng cụ 5 trục
• WCS: 
– x, y, z, I, j, k
• Máy 5 trục 
– Tinh tiến: X, Y, Z, và quay A, B
• Không có nghiệm toán học duy nhất
C
ode: C
D
T3,4&N
U
T03, U
H
G
03, TC
 C
TM
4 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 262
Các vấn đề cần nắm (1)
• Các khái niệm về đường dụng cụ
• Ảnh hưởng của các thông số khi lựa chọn 
tính toán đường dụng cụ đến hiệu quả gia 
công
• Lựa chọn dụng cụ cho vùng gia công đặc 
trưng
• Các bước tính toán đường dụng cụ
Slide - Tin hoc Ky thuat Ung dung - 2007-2008 trang 263
C
ode: C
D
T3,4&
N
U
T03 ©
N
guyen Thi H
ong M
inh, M
C
II, M
E, H
U
T
Hết