MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR PROF.: Dalberto Dias da Costa

Apresentação em tema: "MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR PROF.: Dalberto Dias da Costa"— Transcrição da apresentação:

1 MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR PROF.: Dalberto Dias da Costa
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ – PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA PRODUÇÃO (PPGEP) MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR PROF.: Dalberto Dias da Costa Lab. Usinagem – Departamento de Engenharia Mecânica

2 Ementa: (Unidades didáticas): Modelagem de sólidos e superfícies
Ementa: (Unidades didáticas): Modelagem de sólidos e superfícies. Modelagem por B-rep, triângulos e nuvem de pontos. Formatos abertos para representação e transferência de modelos geométricos (STEP e STL). Sistemas CAD. Sistemas CAM (fabricação e inspeção). Prototipagem rápida (manufatura por camadas).   BIBLIOGRAFIA Chang, TC, Wysk, Wang, HP. Computer-Aided manufacturing. Prentice Hall, Lee, K. Principles of CAD/CAM/CAE systems. Addison-Wesley, Groover, M. P. CAD/CAM : computer-aided design and manufacturing. Englewood Cliffs : Prentice, Zeid, I. Mastering CAD/CAM. McGraw-Hill Science/Engineering/Math Mäntylä, M. An Introduction to Solid Modeling. Computer Science Press Revistas especializadas: Computer Integrated and Robotics in Manufacturing; Computer-Aided Design; Computers in Industry; International Journal of Advanced Manufacturing Technology Rapid Prototyping Journal.  

3 PROGRAMA Forma de Avaliação: três trabalhos (T1,T2 e T3)
Semana Data Assunto 1 11/jun Apresentação da disciplina – ementa, bibliografia, forma de avaliação e infraestrutura 2 18/jun Modelagem geométrica em sistemas CAD 3 25/jun Análise dos formatos DXF; STEP e STL utilizados na modelagem 2D e 3D. Primeiro Trabalho (T1): Desenvolvimento de uma interface em MS-Visual Basic para recuperação de informações geométricas. Inicio do primeiro trabalho (T1) 4 2/jul Continuação do primeiro trabalho (formato STL) 5 9/jul Continuação do primeiro trabalho (formato DXF) 6 16/jul Recesso 7 23/jul 8 30/jul Continuação do primeiro trabalho (formato STEP) 9 6/ago Finalização do primeiro trabalho (T1) 10 13/ago Apresentação e avaliação do primeiro trabalho (T1). Entrega de artigo sobre tema escolhido (T2). Sistemas CAD/CAM comerciais: exercício sobre modelagem e simulação da usinagem de um dado componente 11 20/ago Modelagem geométrica por digitalização de superfícies: introdução à máquina de medir por coordenadas e ao software PC-Dmis 12 27/ago Adaptação de modelos digitalizados, planejamento e simulação da sua usinagem (T3) 13 3/set Continuação tópico anterior Forma de Avaliação: três trabalhos (T1,T2 e T3) T1: Interface em MS Visual Basic para extração de informações geométricas nos formatos STEP, STL e DXF. T2: Preparar artigo sobre tema selecionado (veja os temas sugeridos abaixo). T3: Engenharia reversa de um componente a ser definido em aula: modelagem, planejamento, simulação e usinagem. [1] Artigo deverá ser enviado por

4 MODELAGEM DOS PRODUTOS
PRODUTO X COMPONENTE Fonte: Fonte:

5 MODELAGEM DE UM COMPONENTE
INFORMAÇÕES TECNOLÓGICAS GEOMETRIA Forma Dimensões Material Tratamento das superfícies Textura Propriedades mecânicas/elétricas Tolerâncias geométricas e dimensionais Quantidade ...

6 MODELAGEM GEOMÉTRICA MODELOS FÍSICOS (JÁ EXISTENTES) CRIAÇÃO
Desenho e dimensionamento em sistemas CAD/CAE Desenho e dimensionamento manuais Modelos físicos (Esculturas) Engenharia reversa (digitalização e adaptação) Modelagem Digital Geometria Computacional Entidades Geométricas Estrutura de dados e Formatações Representações

7 recortes, splines, offsets
MODELAGEM DIGITAL ELEMENTOS GEOMÉTRICOS BÁSICOS (ponto, linha, círculo, cônicas, arcos e polígonos simples) Imagens ou nuvem de pontos Transformações 2D (rotação, translação, escala espelhamento, cisalhamento) Interseções, arredondamentos, recortes, splines, offsets Entidades 2D complexas (polígonos complexos; contornos; curvas de forma livre,..) Extrusão  Rotação Varredura  Loft Analíticas e/ou Polinominas (NURBS) superfícies sólidos Básicos e/ou poliedros Espessamento; offset; arredondamentos; ... União, interseção, subtração, features, cascas arredondamentos, ... Sólidos complexos ou montagens

8 REPRESENTAÇÕES Decomposição – um conjunto de pontos é representado como uma coleção de objetos simples combinados por uma operação de “colagem”. Construção – um conjunto de pontos é representado por uma combinação de conjuntos primitivos de pontos. Cada primitivo é representado como uma instância de um tipo de sólido primitivo. Fronteiras – um conjunto de pontos é representado por meio de sua fronteira. A fronteira de um conjunto tridimensional de pontos é uma superfície bidimensional que usualmente é representada como uma coleção de faces.  Martti Mäntylä – An introduction to solid modelling

9 DECOMPOSIÇÃO EM CÉLULAS
DECOMPOSIÇÕES ENUMERAÇÃO ESPACIAL DECOMPOSIÇÃO EM CÉLULAS O espaço ocupado pelo sólido é preenchido por pequenos cubos (voxels) O espaço ocupado pelo sólido é definido pela colagem de pequenas células (formas diferentes)

10 Construtive Solid Geometry (CSG)
diferença cilindro união cubo esfera Árvore CSG

11 Boundary representation (B-rep)
Fonte: T-C Cahng & Wysk

12 ENTIDADES GEOMÉTRICAS
MODELO MATEMÁTICO PONTO R3 - (x,y,z) Linha (reta) R3 - Círculo Cruvas (Bezier cúbica) Representação computacional ???

13 ESTRUTURA DE DADOS E FORMATOS
ACIS B-rep CAD-kernel PARASOLID FORMATOS *Proprietários fechados (ex: sldprt, dwg) *Proprietários abertos (ex: dxf, stl) *Neutros (ex: IGES, STEP)

14 B-rep – arquivo em formato STEP
(Standard for the Exchange of Product model data)

15 STL (Standard Tessellation Language)

16 X Y Z ENGENHARIA REVERSA (DIGITALIZAÇÃO POR CONTATO) Nuvem de pontos
Coordenadas cartesianas X Y Z 125,123 129,851 15,85 124,355 145,135 123,665 151,857 122,324 158,458 121,785 164,477

17 (DIGITALIZAÇÃO SEM CONTATO)
ENGENHARIA REVERSA (DIGITALIZAÇÃO SEM CONTATO)

18 (NUVEM DE PONTOS E MODELAGEM 3D)
ENGENHARIA REVERSA (NUVEM DE PONTOS E MODELAGEM 3D)

19 Processamento de imagens
Pré-processamento Detecção de bordas Segmentação Vetorização Segmentação de imagens médicas utilizando o software Mimics – Fonte: Bazan, 2004