Περιεχόμενα. Κεφάλαιο 1. Κεφάλαιο 2. Εισαγωγή... 17

Transcript

1 Περιεχόμενα Εισαγωγή Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στα συστήματα σχεδιομελέτης και παραγωγής με χρήση υπολογιστή - Computer Aided Design and Manufacture (cad/cam) Ορισμός σχεδιομελέτης και παραγωγής με χρήση υπολογιστή Δ μοντέλα προϊόντων και χρήσεις Στάδια ανάπτυξης προϊόντος και χρήση τεχνολογίας σχεδιομελέτης - παραγωγής με υπολογιστή Το στάδιο του προσδιορισμού Το στάδιο της σχεδιομελέτης Το στάδιο του πρωτότυπου Το στάδιο της παραγωγής Παράλληλη μηχανική Εξέλιξη συστημάτων CAD Bιομηχανικοί τομείς χρήσης τεχνολογίας CAD/CAM Βιομηχανικός μηχανολογικός τομέας Ηλεκτρονικός και ηλεκτρολογικός τομέας Κατασκευαστικός τομέας (AEC) Τομέας ένδυσης και υπόδησης Επαναληπτικές ερωτήσεις Κεφάλαιο 2 Σύλληψη προϊόντος Βιομηχανικός σχεδιασμός Μοντέλα επιφανειών και αντίστροφη μηχανική Βιομηχανικός σχεδιασμός Μοντέλα επιφανειών Μοντελοποίηση με συστήματα επιφανειών Καμπύλες Στοιχεία ορισμού σε καμπύλες/επιφάνειες Παραμετρική αναπαράσταση Σημεία ελέγχου Τμήματα και σημεία επεξεργασίας Βαθμός Διάνυσμα κόμβων

2 Βασικές συναρτήσεις Βάρος σημείου ελέγχου Μοντελοποίηση με επιφάνειες Απλά επιφανειακά τμήματα και απλές μέθοδοι δημιουργίας επιφανειών Επιφάνεια από σάρωση (swept surface ή extrusion) Προσαρμογή επιφάνειας σε δύο ή περισσότερες διατομές ή καμπύλες στο χώρο Επιφάνεια από πλέγμα καμπυλών (sculptured ή meshed) Παράγωγα τμήματα επιφανειών Τοπική μεταβολή μοντέλου Ψηφιοποίηση εικόνας - Προσαρμογή επιφάνειας Διαχείριση καμπυλών και επιφανειών Ανάλυση καμπυλών Ανάλυση επιφανειών Μοντέλα με αντίστροφη σχεδίαση Τεχνικές απόκτησης 3Δ δεδομένων Απόκτηση 3Δ δεδομένων με επαφή Απόκτηση 3Δ δεδομένων χωρίς επαφή Προτερήματα - μειονεκτήματα μεθόδων σάρωσης Σάρωση με και χωρίς επαφή Σάρωση με laser και λευκό φως Επεξεργασία δεδομένων σάρωσης Επεξεργασία νέφους σημείων Δημιουργία και επεξεργασία του πολυγωνικού μοντέλου Δημιουργία και επεξεργασία καμπυλών και επιφανειών Επαναληπτικές ερωτήσεις Kεφάλαιο 3 Μελέτη προϊόντος Μοντέλα στερεών Εισαγωγή Στερεά μοντέλα Γεωμετρία - τοπολογία Ιστορικά στοιχεία για τα συστήματα στερεών μοντέλων Παραμετρική μοντελοποίηση με χαρακτηριστικά

3 3.3.1 Σχέσεις (relations) Περιορισμοί (constraints) Μορφολογικά xαρακτηριστικά (features) Αμφίδρομη συσχέτιση Λειτουργίες σε σύστημα παραμετρικής στερεάς μοντελοποίησης με χαρακτηριστικά Στοιχειώδη στερεά και λειτουργίες συνόλων Ανώτερου επιπέδου λειτουργίες Ορισμός διατομής - Σχεδιαστικό Σάρωση Προσαρμογή στερεού σε διατομές στο χώρο (blend ή lofting) Οπές, αυλάκια και εσοχές Άξονες (shafts), νεύρα (ribs), φλάντζα (flange), λαιμός (neck) και κοσμητικά χαρακτηριστικά (cosmetic features) Μετατροπή ενός υπάρχοντος στερεού Διαχείριση μορφολογικών χαρακτηριστικών - features Στερεά μοντέλα ελασμάτων Άμεση δημιουργία ελασμάτων Μετατροπή εξαρτήματος σε έλασμα Δευτερεύοντα ή βοηθητικά τοιχώματα Κάμψεις ελασμάτων Πρόσθετες λειτουργίες Τεκμηρίωση Δημιουργία και διαχείριση συναρμολογήσεων Μεθοδολογίες συναρμολόγησης Μοντέλα σκελετοί Ανάλυση συναρμολογήσεων Επαναληπτικές ερωτήσεις Kεφάλαιο 4 Εργαλεία CAM υποστήριξης παραγωγής Μελέτη και προγραμματισμός κατεργασιών Προγραμματισμός κατεργασιών - Διαδικασία Σχεδίαση κατεργασιών με υπολογιστή Παραγωγή προγράμματος εργαλειομηχανής - CAM Μεθοδολογία Ορισμός μοντέλου κατεργασίας

4 4.2.3 Κέντρα κατεργασιών Είδη κέντρων κατεργασίας Δημιουργία κοπτικών εργαλείων Συσκευές συγκράτησης Συστήματα συντεταγμένων Βασικές ακολουθίες Αριθμητικού Ελέγχου ΑΕ Βασικές ακολουθίες κατεργασιών για φρεζάρισμα Βασικές ακολουθίες κατεργασίας τόρνευσης Έλεγχος κατεργασίας Τελικοί επεξεργαστές Επαναληπτικές ερωτήσεις Κεφάλαιο 5 Πρόσθετες εφαρμογές Ανάλυση Δημιουργία πρωτοτύπων - Ταχεία πρωτοτυποποίηση Ορισμός ταχείας πρωτοτυποίησης Τρόπος λειτουργίας Τεχνολογίες ταχείας πρωτοτυποποίησης Στερεολιθογραφία (stereolithography) Selective Laser Sintering - SLS Laminated Object Manufacturing - LOM Fused Deposition Modeling - FDM Τρισδιάστατη εκτύπωση Κύκλος επεξεργασίας μοντέλου - πρωτοτύπου Αρχείο STL Στηρίγματα Τελική επεξεργασία Εφαρμογές Ταχεία πρωτοτυποποίηση Ταχεία παραγωγή Μαζική εξατομίκευση (mass customization) Μαζική παραγωγή (mass production) Χρήσεις για ιδιωτική παραγωγή και για χομπίστες Πλασματικό πρωτότυπο - Πλασματική παραγωγή Διαστασιολόγηση με ανάλυση ανοχών Επαναληπτικές ερωτήσεις

5 Κεφάλαιο 6 Μοντέλα ακμών Αναπαράσταση καμπυλών Παραμετρική αναπαράσταση Παραμετρική αναπαράσταση κωνικών τομών Ευθύγραμμο τμήμα και γραμμή Κύκλος και τόξα Έλλειψη Παραβολή Υπερβολή Γενική εξίσωση κωνικών τομών Χαρακτηριστικά μεγέθη και έννοιες σε καμπύλες Κανονικά σημεία Χαρακτηριστικά επίπεδα και διανύσματα σε καμπύλη Καμπυλότητα και στρέψη Πλαίσιο Frenet και εξισώσεις Frenet Serret Παραδείγματα Λειτουργίες διαχείρισης καμπυλών Υπολογισμός σημείων στην καμπύλη Σύνθεση τμημάτων καμπυλών Μήκος και εμβαδόν καμπύλης Παραδείγματα Καμπύλες ελεύθερης μορφής Μέθοδοι σχεδίασης καμπυλών ελεύθερης μορφής Πολυωνυμικά τμήματα Καμπύλες Fergusοn Παρεμβολή καμπύλης Ferguson σε σημεία Καμπύλες Hermite Καμπύλες Βézier Ορισμός καμπύλης Βézier Ιδιότητες καμπυλών Βézier Ο αλγόριθμος DeCasteljau Διαίρεση καμπύλης Βézier Ανύψωση βαθμού καμπύλης Βézier Εφαρμογές Καμπύλες Β-splines Μεθοδολογία υπολογισμού καμπυλών Β-splines Διάνυσμα κόμβων

6 Βασικές συναρτήσεις Β-splines Παράδειγμα Προσαρμογή καμπυλών Β-splines σε σημεία ελέγχου Κύριες ιδιότητες βασικών συναρτήσεων Άλλες ιδιότητες βασικών συναρτήσεων Ιδιότητες των καμπυλών Β-splines Μετατροπή καμπύλης Βézier σε Β-splines Παραδείγματα Ρητά τμήματα καμπυλών Γεωμετρική κατασκευή σημείου με βάρος Γεωμετρική κατασκευή ρητής καμπύλης Απεικόνιση κυκλικού τμήματος Γενική εξίσωση ρητής καμπύλης Βézier Ιδιότητες ρητών συναρτήσεων και καμπυλών Βézier Ρητές καμπύλες Β-splines Ιδιότητες ρητών συναρτήσεων και καμπυλών Β-splines Επαναληπτικές ερωτήσεις Kεφάλαιο 7 Μοντέλα επιφανειών Αναπαράσταση επιφανειών Παραμετρική αναπαράσταση επιφανειών Χαρακτηριστικά μεγέθη επιφανειών Ισοπαραμετρικές καμπύλες Εφαπτόμενα διανύσματα Διάνυσμα στρέψης Κάθετο διάνυσμα και εφαπτόμενο επίπεδο Καμπύλες πάνω στην επιφάνεια Μήκος καμπύλης και εμβαδόν επιφανείας Καμπυλότητα επιφάνειας Παραμετρική αναπαράσταση απλών επιφανειών Επίπεδη επιφάνεια Γραμμική επιφάνεια Επιφάνεια εκ περιστροφής Τμηματικός κύλινδρος (tabulated cylinder) Παραμετρική αναπαράσταση επιφανειών ελεύθερης μορφής Hermite δικυβική επιφάνεια Επιφάνεια Βézier

7 7.4.3 Ιδιότητες επιφανειών Βézier Επιφάνειες Β-splines Ρητές επιφάνειες (Βézier και Β-splines) Επιφάνειες Coons Επαναληπτικές ερωτήσεις Κεφάλαιο 8 Μοντέλα στερεών Συνθετικά μοντέλα (constructive models) Κανονικοποιημένες λειτουργίες συνόλων Αλγόριθμοι για συνθετικά μοντέλα Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα συστημάτων σύνθεσης Συνοριακή αναπαράσταση Στοιχεία τοπολογίας Δομές δεδομένων συνοριακής αναπαράστασης Έλεγχος εγκυρότητας μοντέλων συνοριακής απεικόνισης Λειτουργίες Euler Α. Πρωτότυπες στοιχειώδεις λειτουργίες 451 Β. Τοπικές λειτουργίες Γ. Γενικές λειτουργίες τοπολογίας Δ. Παράδειγμα εφαρμογής λειτουργιών Εuler Μοντέλα αποδόμησης Αναπαράσταση με voxel Μέθοδοι διαίρεσης χώρου A. Αναπαράσταση οκταδικού δέντρου (octree representation) B. Κυτταρική αποσύνθεση (cell decomposition) Επαναληπτικές ερωτήσεις Κεφάλαιο 9 Ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ συστημάτων CAD Παρουσίαση του προβλήματος Είδη μεταφραστών IGES Περιγραφή του IGES Στοιχεία STEP (Standard for the Exchange of Product data)

8 9.5 Ειδικοί μεταφραστές Δοκιμή επεξεργαστών Επαναληπτικές ερωτήσεις Κεφάλαιο 10 Συνεργατική σχεδίαση Ορισμός Βασικές έννοιες Τύποι συνεργασίας Συνεργασία βασισμένη στην απεικόνιση Συνεργασία κοινού - σχεδίου Συνεργασία παράλληλης μηχανικής Επαναληπτικές ερωτήσεις Κεφάλαιο 11 Διαχείριση κύκλου ζωής προϊόντος Ορισμός Προτερήματα χρήσης Κύριες λειτουργίες στα συστήματα διαχείρισης κύκλου ζωής προϊόντος Εφαρμογή ενός συστήματος διαχείρισης κύκλου ζωής προϊόντος Διαφορετικά στάδια εφαρμογής Κατανόηση της ανάγκης για αλλαγή Μελέτη των παρόντων και των μελλοντικών διαδικασιών Επιλογή ενός συστήματος Υλοποίηση του έργου εφαρμογής Έναρξη λειτουργίας του συστήματος Η ομάδα καθοδήγησης Η ομάδα έργου Ο διευθυντής έργου Συστήματα ΔΚΖΠ Επαναληπτικές ερωτήσεις Βιβλιογραφία