Trình bày nội dung chương VI học phần CAD CAM CNC

Mặc dù một số hệ thống thiết kế dựa trên tính năng thành công và thương mạithành công đã được báo cáo, công nghệ CAD hiện tại vẫn không thể cung cấp một giảipháp hiệu quả để xử lý đầy đủ

Mục lục

Chương VI: Tương tác tính năng 2

I TÓM TẮT 2

II MÔI TRƯỜNG TÍNH TƯƠNG TÁC 4

2.1Tính năng bề mặt 4

2.2 Sự tương tác giữa bề mặt của lớp 4

2.2.1 Tính năng tương tác cơ bản 5

2.2.2Tính năng lồng nhau 5

2.3 Tính năng chồng chéo 5

2.3.1 Giao cắt 7

2.3.2 Các tính năng tương tác phức tạp 8

2.3.3 Các ví dụ khác về Tương tác bề mặt 9

2.4 Tầm quan trọng của tương tác bề mặt 12

III Các tương tác thể tích 12

3.1 Tính năng thể tích 13

3.1.1 Tính năng của bản vá 14

3.1.2 Các loại tương tác tính năng 16

3.2 Tầm quan trọng của Tương tác Tính năng 17

IV Tương tác tính năng gián tiếp 18

V MÔT TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU 19

VI KẾT LUẬN 23

VII TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

Chương VI: Tương tác tính năng

I TÓM TẮT

Tương tác tính năng thường có nhiều hệ quả và ảnh hưởng lên mô hình tính năng

và các ứng dụng của nó Mặc dù những điều này có thể thường được dự định, nhưng nóphù hợp với tính hợp lệ của tính năng Có thể bị vi phạm, bằng cách này hay cách khác,bằng các tương tác tính năng (Shah & Mäntylä, 1995, Gao & Shah, 1998, Lee & Kim,1998) Chúng có thể ảnh hưởng đến ngữ nghĩa của một số tính năng, từ thay đổi nhỏtrong giá trị tham số thực tế, với một số thay đổi đáng kể về hình học và topo hoặc thậmchí là ngăn chặn hoàn toàn sự đóng góp của nó vào hình dạng của mô hình

Ở một mức độ nhất định, các ứng dụng thành công của tính năng nhận dạng và dựatrên tính năng kỹ thuật đã bị cản trở bởi sự tương tác giữa các tính năng Tương tác tínhnăng đã được nghiên cứu liên quan đến các hệ thống nhận dạng tính năng Là một tínhnăng thay thế cho tính công nhận, phương pháp thiết kế dựa trên tính năng cũng đã trởnên phổ biến trong những năm gần đây

Mặc dù một số hệ thống thiết kế dựa trên tính năng thành công và thương mạithành công đã được báo cáo, công nghệ CAD hiện tại vẫn không thể cung cấp một giảipháp hiệu quả để xử lý đầy đủ sự phức tạp của các tương tác tính năng Rất thường trongmột tính năng dựa trên thiết kế hệ thống, sự tương tác giữa hai tính năng làm tăng lênmột tính năng không mong đợi,vô hiệu hóa việc lập bản đồ một-từ-một từ các tính năngthiết kế đến các tính năng sản xuất Các đặc điểm sản xuất kết quả thường là một hìnhthức mà hệ thống không thể xử lý hoặc đại diện Do đó độ phân giải tương tác tính năngcũng cần thiết cho một thiết kế dựa trên tính năng hệ thống (Dereli & Baykasoğlu,2004)

Như đã thảo luận trong Chương IV, các tính năng có thể được biểu diễn dưới dạngmột bộ khuôn mặt hoặc như một khối lượng Sự tương tác giữa các tính năng bề mặtkhác với những sự kiện xảy ra giữa các tính năng thể tích Chương này thảo luận về các

loại tương tác khác nhau phát sinh từ hai sơ đồ biểu diễn đặc trưng này và sử dụng cácthực thể tương tác để phân loại chúng Có hai loại tương tác bề mặt, tương tác tính năng

cơ bản và tương tác tính phức tạp Ba loại tương tác cơ bản cơ bản được thảo luận

Chúng được lồng nhau, chồng chéo và các kiểu giao nhau Các miếng vá tương tácđược sử dụng để phân loại tương tác tính thể tích Những miếng vá tương tác này có thể

là của một chất chứa, chứa hoặc chồng chéo Tầm quan trọng của các tương tác tínhnăng nằm ở hiệu ứng của chúng về trình tự gia công của các tính năng liên quan Điềunày cũng được thảo luận trong chương này

Khi các tính năng gần nhau nhưng không chia sẻ bất kỳ thực thể hình học, tương táccũng có thể xảy ra vì lý do cấu trúc Loại tương tác tính năng này có thể được gọi tươngtác theo vùng lân cận Mục đích chính của chương này là tiến hành một cách tiếp cậntoàn diện hướng tới các giải pháp tương tác tính năng Các phần ví dụ được sử dụng là

từ "Catalog của NIST (Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia) Thiết kế, Lập kế hoạch

và Kho Repository "(Regli & Gaines, 1996) Một nghiên cứu trường hợp được cung cấp

ở cuối chương

II MÔI TRƯỜNG TÍNH TƯƠNG TÁC

Các tính năng bề mặt có sẵn trong một mô hình thiết kế và chúng là kiểu nắm taycủa các tính năng xử lý trong việc phát triển của một hệ thống nhận dạng tính năng Bềmặt tương tác tính năng cũng đã được các nhà nghiên cứu nắm tay

Tất cả các khuôn mặt mặt trên một đặc điểm chung hình thành ranh giới của đốitượng địa lý Nếu ranh giới đóng, tính năng là một tính năng đóng; nếu không nó là mộttính năng mở.

2.2 Sự tương tác giữa bề mặt của lớp.

Trong các cuộc thảo luận sau đây, các tương tác giữa các tính năng bề mặt có thểđược thách thức trên cơ sở tương tác, I Một thực thể tương tác là một bộ sưu tập của cácyếu tố hình học được chia sẻ giữa (các) khuôn mặt của hai tính năng bề mặt Về mặttượng trưng, đối tượng tương tác giữa các tính năng F1 và F2 được biểu diễn như, I1-2(hoặc I2-1) Một tương tác thực thể có thể là một dây (tức là một hoặc nhiều cạnh liêntiếp) hoặc một khuôn mặt Hai lớp tương tác trên bề mặt bị thách thức: tương tác tínhnăng cơ bản, qua đó tương tác thực thể là một dây và phức tạp tương tác tính năng màtheo đó các thực thể tương tác là một khuôn mặt

2.2.1 Tính năng tương tác cơ bản

Một dây tương tác có thể được mở hoặc đóng; trong trường hợp thứ hai nó sẽ trởthành một tương tác vòng lặp Có ba loại tương tác cơ bản bề mặt cơ bản, lồng nhau,chồng chéo và giao nhau, một phần phụ thuộc vào tài sản của dây tương tác (Xu, 2005)

2.2.2Tính năng lồng nhau

Một tính năng được cho là được lồng bên trong một tính năng khác, nếu:

(i) dây tương tác bị đóng, nghĩa là thực thể tương tác trở thành một vòng khép kín;

(ii) tất cả các cạnh bao gồm các vòng lặp lồi; và

(iii) tính năng này không phải là thông qua.Theo nghĩa tượng, "⊂" biểu thị "lồng vào"

Do đó, F0 ⊂ F1 đọc "tính năng F0 được lồng vào tính năng F 1 " Ví dụ trong hình 6.1,túi F1 được lồng vào túi F2, đến lượt nó lồng nhau trong túi F3 Điều này có thể đượcthể hiện như,

(F1 ⊂ F2) ∩ (F2⊂ F3) hoặc F1 ⊂ F2 ⊂ F3 nơi mà tôi 1-2 và I2-3 là các vòng tương táctương ứng

2.3 Tính năng chồng chéo

Tính năng chồng chéo chỉ áp dụng cho các tính năng mù Hai tính năng được cho làchồng chéo nhau, nếu:

(i) dây tương tác được mở; và

(ii) hai tính năng không chia sẻ một cơ sở chung.Theo nghĩa tượng, "∩o" biểu thị

"chồng chéo lên nhau" Do đó, F0 ∩o F1 đọc "tính năng F0 và F1trùng lặp " TrongHình 6.2 (Xu, 2005), tính năng chồng chéo F1 với các tính năng F2 và F3 ở cùng thờigian, bởi vì các dây tương tác (I1-2, I1-3) mở và hai tính năng khác nhau cơ sở Điềunày có thể được thể hiện như,

Hình 6.1 Tính năng lồng nhau

Hình 6.2 Tính năng chồng chéo nhau

(F2 ∩o F1) ∧ (F1∩o F3) hoặc F2 ∩o F1 ∩o F3 Tương tự, chúng ta cóF4∩o F1 ∩oF5Trong Hình 6.3, các tương tác giữa F1 và F2, và F1 và F3 cũng có sự chồng chéonhau loại (Xu, 2005), nghĩa là F2∩o F1 ∩o F3

Lưu ý rằng các tính năng F4 và F5 trong Hình 6.2 được coi là hai tính năng riêng biệtđơn giản bởi vì chúng có dây tương tác riêng (I1-4, I1-5) đối với F1 Giống nhau ápdụng cho F2 và F3 trong Hình 6.3 Điều này khác với nhiều định nghĩa khác có khuynhhướng coi những tính năng này là một Sau một phần của chương này cung cấp mộtdefiition chính thức cho như vậy các trường hợp

năng F1 " Trong hình 6.4, ba tính năng tương tác với nhau: bước F1, và hai túi mở (F2

và F3) Các tương tác giữa F1và F 2, và F1 và F3 là loại giao thoa vì các dây tương tác(I1-2, I1-3) được mở và bước này là một tính năng thông qua

thực thể tương tác là hai khuôn mặt, còn được gọi là "mặt cầu nối” Trong phần đượchiển thị trong hình 6.6, các tương tác phức tạp được tìm thấy ở giữa hai cặp tính năng(Xu, 2005) Đó là vật kín (F1) và bước (F4 hoặc F5), và hai vật kín (F1 và F3) Lưu ýrằng các tương tác giữa F1 và F2, F2 và F4 (hoặc F5) là kiểu giao thoa

Hai hình vật (Hình 6.7 và 6.8) từ Catalog của Thiết kế, Lập kế hoạch và ThiếtkếNIST Assembly Repository "(Regli & Gaines, 1996) được sử dụng để minh họa thêmcác khái niệm trình bày ở đây Phần "PolyH_Castle" có bốn khe (F1, F2, F3 và F4) vàmột vật

Hình 6.5 Tương tác tính phức tạp

Hình 6.6 Tương tác phức tạp hơn

(F5) Rõ ràng là túi tương tác với mỗi khe, nhưng nó làm theo hai cách khác nhau Cáckhe F1 và F3 đều giao nhau F5: F1 ∩i F5 ∩i F3 Tuy nhiên, tính năng phức tạp sự tươngtác xảy ra giữa F2, F4 và F5 Điều này là do ba tính năng này tất cả đều chia sẻ hai mặtcầu nối (f1 và f2) Phần trong Hình 6.8 chứa tất cả loại tương tác bề mặt tính năng đãđược thảo luận cho đến nay Tương tác giữa vật F2 và F3 có tính chất kép - chồng chéo(F2∩oF3) và tương tác tính phức tạp (F2∩cF3) vì chúng là những tính năng bị che khuấtvới các cơ sở khác nhau, đồng thời chia sẻ các mặt nối (f4 ~ f7) Pocket F1 cũng tươngtác với F2 một cách phức tạp

Hình 6.7.Tươngtác tínhnăngtrongphần

"PolyH_Castle"

Hình 6.8 Tương tác tính năng trong phần "DEMO05_wcr"

Mặt f1, f2 và f3 là các mặt nối giữa F1 và F2 Bước tính năng F5 giao cắt cả bước F4 vàkhe F9 Ngoài ra còn có hai lỗ lồng nhau F7 và F8 đối với bước F5, tức là F7⊂F5,F8⊂F5 Một tương tác đặc trưng xảy ra giữa bước F5 và túi F6 mở, đó là giao thoa.

2.4 Tầm quan trọng của tương tác bề mặt

Giá trị thật sự của việc phát hiện các tương tác bề mặt là khả năng cung cấp các thôngtin cần thiết cho việc xây dựng khối lượng tính năng của nó mà lần lượt có thể liên quanđến hoạt động gia công và trình tự Do đó, tác động của nó đối với hoạt động gia công làgián tiếp Trong phần này, chỉ tác động trực tiếp của sự tương tác tính năng bề mặt, tức

là sự hình thành của khối lượng tính năng, được thảo luận

Sự tương tác giữa các tính năng bề mặt thường gợi ý thứ tự tính năng khối lượngđược xác định Tính năng lồng nhau và giao thoa thường được đóng trước,nhưng tínhnăng chồng chéo có thể được đóng theo thứ tự bất kỳ Phức tạp tương tác không thểtránh khỏi kết quả là (các) mặt cầu bắc cầu sẽ được phân chia khi khối lượng đặc tínhtương ứng được xây dựng Hơn nữa, các hình dạng của khối lượng tính năng phụ thuộcvào dãy trong đó các tính năng tương tác này đã bị đóng Điều này đặc biệt đúng vớicác tính năng chồng chéo nhau Một khi khối lượng được tạo ra từ các tính năng bề mặt,tương tác không biến mất; nó tự hiện mình theo một cách khác Để liên quan đến hoạtđộng gia công, trình tự các hoạt động gia công thường là sự đảo ngược của việc tạo rakhối lượng tính năng Nhiều thảo luận tiếp theo trong phần tương tác tính năng

III Các tương tác thể tích

Một cách để đối phó với các tương tác giữa các tính năng thể tích là tạo ra một số bộtính năng thay thế, mỗi cái được đánh giá bởi một mô-đun lập kế hoạch hoạt động(Chamberlain, Joneja & Chang, 1993, Shen & Shah, 1994, Tseng & Joshi, 1994) Hiệuquả hơn, giải thích tối ưu có thể được xác định dựa trên các cân nhắc công nghệ(Yellowley & Fisher, 1994 và Li, Ong & Nee, 2002) Cách tiếp cận được mô tả trongchương này nhằm cung cấp một bộ các tính năng thể tích mang lại cho họ thông tin

tương tác đầy đủ về tính năng để có thể dễ dàng lấy được một bộ tính năng khác nếucần.

3.1 Tính năng thể tích

Các tính năng thể tích được xử lý ở đây là các tính năng gia công cơ bản thườngđược định nghĩa là một phần của phôi được tạo ra bởi một chế độ cắt kim loại nhất địnhhoặc khối lượng vật liệu cần được loại bỏ

Một tập các tính năng thể tích được gọi là mô hình tính thể tích thể tích M = {M1,M2, , Mm} nếu nó thỏa mãn ba thuộc tính sau đây, trong đó -, ∪ và ∩ biểu thị sự khácbiệt, liên hiệp,

(i) Sự hoàn chỉnh: một phần P có thể bị phân hủy hoàn toàn khi sự kết hợp của tất

cả các tính năng Mi tương đương với việc loại bỏ chứng khoán S (S là sự khácbiệt chính quy của khoảng trắng, B và một phần),

(ii) Phần không liên tục: Mi ∩P = ∅, (i = 1, 2, , m);

(iii) Tính năng không ngắt quãng: Mi ∩ Mj = ∅, i ≠ j, (i = 1, 2, , m; j = 1, 2, ,

m)

Dựa trên các giới từ trên, người ta có thể xác định rằng chỉ các tính năng thể tíchđược tạo ra từ kiểu trũng của các tính năng bề mặt được xem xét Phát hiện khôngđược tính cho bởi vì điều kiện thứ hai, tức là Phần không liên tục là sự không bắtbuộc, sẽ không được đáp ứng Hai ví dụ như vậy là một phần (F1) trong một vật kín

và một lồi (F2) ở trên mặt (Hình 6.9) Trong những trường hợp này, nó thực sự là vậtliệu xung quanh cấu thành các đặc trưng thể tích hợp lệ, ví dụ: F3 và F4, nhưngkhông phải là các nhô ra (Xu, 2005).Yếu tố cuối cùng là yếu tố cần thiết cho một tínhnăng thể tích là một tính năng gia công tương đương với vật liệu thực tế cần đượcloại bỏ Các tính năng gia công minh họa trong hình 6.10 (b) không hợp lệ như các

tính năng trong hình 6.10 (c) và (d)

3.1.1 Tính năng của bản vá

Vì các tính năng thể tích được xem xét ở đây không có bất kỳ khối lượng chungnào(Yêu cầu tính năng Không bắt buộc), sự tương tác giữa hai tính năng, ví dụ:F1 và F2,chỉ có thể xảy ra giữa các mặt, ví dụ: f1 và f2, một thuộc tính năng Dođó, không giốngnhư các tương tác đặc trưng bề mặt mà các thực thể tương táccó thể là một dây / vònglặp hoặc một mặt được chia sẻ bởi cả hai tính năng tương tác, sự tương tác giữa một cặpcác tính năng thể tích (F1, F2) được xác định bởi một miếng vá, khu vực (bề mặt) chungcho cả hai mặt (f1, f2).Karinthi và Nau (1992) đã sử dụng các bản vá để mô tả khuônmặt của một tính năng và ông đã phân loại các bản vá này là "IN", "OUT", "WITH" và

"ANTI" Ví dụ về những miếng vá này được thể hiện trong hình 6.11 và chúng là tự giảithích Vì các tính năng được xem xét trong nghiên cứu này hoặc không có liên hệ hoặcchỉ liên lạc trên mặt bên ngoài, chỉ có loại miếng dán ANTI là quan tâm Một miếng vá,hoặc là hoàn toàn hoặc một phần chứa trong một mặt, được gọi là miếng dán ANTI với

sự tham khảo của hai cơ quan Trong công trình này, một miếng vá ANTI được phânloại tiếp theo là loại có chứa hoặc bằng Với hai tính năng thể tích, F1 và F2, và các loạikhác nhau của bản vá lỗi, ba tình huống có thể phát sinh,

(i) Nếu vá p được bao bọc hoàn toàn trong mặt (f1) từ tính năng F1, vàchính xác trùng với khuôn mặt (f2) từ tính năng F2, thì vá p được định

nghĩa là có chứa bởi mặt f1 của F1, và bằng với mặt f2 của F2 (Hình 6.12), nghĩa

là f1 ⊇ p: vá p được chứa bởi mặt f1 của F1; f2 ≡ p: vá p bằng mặt f2 của F2

(ii) Nếu p bằng các mặt f1 và f2, thì vá p là miếng vá bình đẳng cho mặt và f2 (Hình 6.10 (d)), nghĩa là

Hình 6.9 Các tính năng thể tích bình thường và không hợp lệ

Hình 6.10 Các tính năng thể tích bình thường và không hợp lệ

⊇ p: patch p được chứa bởi face f2 của F2

3.1.2 Các loại tương tác tính năng

Ba tình huống được mô tả ở trên cho thấy bốn loại hình tương tác tính năng thể tích:chứa, chứa, bằng nhau và chồng chéo nhau Loại tương tác tính năng có thể được lấy từthông tin liên quan đến miếng vá tương tác Với hai tính năng, F1 và F2, và bản vátương tác giữa các khuôn mặt f1 và f2 (f1 ∈ F1, f2 ∈ F2),

(i) tính năng F1 là loại có chứa và F2 là loại chứa, nếu (f1 ⊇ p) ∩ (f2 ≡ p).

Điều này được thể hiện dưới dạng F1 ⊃ * F2;

(ii) các tính năng F1 và F2 có cùng kiểu, nếu (f1 ≡ p) ∩ (f2 ≡ p) Điều này

được thể hiện dưới dạng F1 ≡ * F2;

(iii) các tính năng F1 và F2 có dạng chồng chéo nhau, nếu (f1 ⊃ p) ∩ (f2 ⊃

p) Đây là F1 ∩ * F2

Trong hình 6.12, tính năng F1 là loại có chứa và tính năng F2, đối với F1, là loại

chứa, F1 ⊃ * F2 Tương tự, F1 ⊃ * F3 Trong hình 6.10 (d), cả F1 và F2 are của loạibình đẳng, F1 ≡ * F2 Trong Hình 6.13, F1 và F2 có dạng chồng chéo, F1 ∩ * F2, cũngtương tự đối với các tính năng F2 và F3, F2 ∩ * F3

Hình 6.10 (c) cho thấy một ví dụ khác về chồng chéo tính năng, F1 ∩ * F2

3.2 Tầm quan trọng của Tương tác Tính năng

Từ quan điểm sản xuất, các tính năng tương tác được xem xét ở đây cung cấpmột sốcái nhìn sâu vào ưu tiên gia công Thông tin tương tác liên kết với mỗi tính năng là mộtyếu tố bổ sung cần phải được xem xét khi xác định trình tự gia công Nếu thông tin này

là yếu tố duy nhất được xem xét và xâm lấn là không được phép, thì một tính năng chứaluôn phải được gia công trước khi có các tính năng Cần có thể làm điều này mà khôngcần thâm nhập vào không gian của các tính năng có sẵn

Hình 6.12 Số liệu tương tác tính năng