BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-----------------------

NGUYỄN VĂN BÉ

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUÁ TRÌNH

CHUẨN BỊ CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CƠ KHÍ CHẾ TẠO

Hà Nội – 2004

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-----------------------

NGUYỄN VĂN BÉ

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUÁ TRÌNH

CHUẨN BỊ CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CƠ KHÍ CHẾ TẠO

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. TĂNG HUY

Hà Nội - 2004

LỜI CAM ĐOAN

Với danh dự là một nhà giáo đang công tác và giảng dạy tại trường

chuyên nghiệp . Tôi xin cam đoan các kết quả trình bày trong luận văn là

hoàn toàn do tôi nghiên cứu và thực hiện do sự hướng dẫn của thầy PGS .TS

Tăng Huy và hoàn toàn không có sự sao chép nào.

MỤC LỤC

Trang

Trang bìa 1

Lời cam đoan 2

Mục lục 3

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 7

DANH MỤC CÁC BẢNG 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 9

MỞ ĐẦU 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CSDL PHỤC VỤ QUÁ TRÌNH

CHUẨN BỊ CÔNG NGHỆ ......................................... 15

1.1 QUÁ TRÌNH CHUẨN BỊ CÔNG NGHỆ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA

MÁY TÍNH.......................................................................................................15

1.1.1 Các nhiệm vụ chính của quá trình chuẩn bị công nghệ. ............ 15

1.1.2 Vị trí và vai trò của CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị

công nghệ. ........................................................................................... 17

1.2 TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CSDL PHỤC VỤ QUÁ TRÌNH CHUẨN BỊ CÔNG

NGHỆ ................................................................................................................... 20

1.2.1 CSDL trong các hệ tự động hoá quá trình chuẩn bị công nghệ. 20

1.2.2 CSDL phục vụ quá trình thiết kế cơ khí ................................... 22

1.3 BÀI TOÁN VỀ XÂY DỰNG CSDL PHỤC VỤ QUÁ TRÌNH CHUẨN BỊ CÔNG

NGHỆ ................................................................................................................. 25

1.3.1 Các loại dữ liệu phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ. .......... 25

1.3.2 Vấn đề tham số hoá dữ liệu đồ hoạ. ......................................... 30

1.3.3 Đặc điểm của CSDL đồ hoạ - thuộc tính. ............................... 31

1.3.4 Nội dung bài toán xây dựng CSDL đồ hoạ thuộc tính. ............ 35

1.4 LỰA CHỌN MÔ HÌNH CSDL ĐỒ HOẠ - THUỘC TÍNH ....................................... 38

1.4.1 Xác định CSDL để xây dựng CSDL đồ hoạ - thuộc tính. ....... 38

1.4.2 Xác định CSDL cụ thể để xây dựng CSDL đồ hoạ - thuộc tính.

.................................................................................................... 43

....................................................................................................

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH DỮ LIỆU ĐỒ HOẠ - THUỘC TÍNH ............ 53

2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 53

2.1.1 Tạo chi tiết đại diện cho từng nhóm. ......................................... 54

2.1.2 Tạo chi tiết đại diện cho toàn bộ. .............................................. 55

2.2 MÔ HÌNH ĐỐI TƯỢNG ĐỒ HOẠ THAM SỐ ......................................................... 58

2.2.1 Phân tích mô hình đối tượng đồ hoạ tham số. .......................... 58

2.2.2 Cấu trúc của đối tượng đồ hoạ tham số. ................................. 59

2.2.3 Bậc tự do của đối tượng đồ hoạ tham số. ................................ 63

2.2.4 Các hạn chế và ràng buộc. ...................................................... 65

2.2.5 Kích thước trong đối tượng đồ hoạ tham số. ........................... 70

2.2.6 Nhóm các đối tượng hình học. ................................................. 72

2.3 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TOẠ ĐỘ CỦA ĐỈNH VÀ CÁC ĐỐI TƯỢNG HÌNH HỌC..... 74

2.3.1 Xác định toạ độ của đỉnh. .......................................................... 74

2.3.2 Xác định quỹ đạo của các đối tượng hình học. ........................ 75

2.4 CẤU TRÚC DỮ LIỆU CỦA ĐỐI TƯỢNG ĐỒ HOẠ THAM SỐ. ............. 79

2.4.1 Cấu trúc dữ liệu của đối tượng đồ hoạ tham số. ........................ 79

2.4.2 Cấu trúc dữ liệu của đối tượng đồ hoạ tham số theo góc

độ hướng đối tượng. ............................................................... 81

2.5 KIỂM SOÁT ĐỐI TƯỢNG ĐỒ HOẠ THAM SỐ...................................................... 83

2.5.1 Đồ thị duyệt đỉnh đối tượng đồ hoạ tham số. ........................... 84

2.5.2 Đồ thị kiểm soát các hạn chế và ràng buộc. ............................. 88

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CSDL ĐỒ HOẠ - THUỘC TÍNH ......................... 94

3.1 TRIỂN KHAI ĐỐI TƯỢNG ĐỒ HOẠ THAM SỐ .................................................... 94

3.1.1 Tổ chức dữ liệu đồ hoạ . ............................................................ 95

3.1.2 Tổ chức dữ liệu Công Nghệ. ..................................................... 97

3.2 CÁC BƯỚC XÂY DỰNG CSDL ĐỒ HOẠ - THUỘC TÍNH .................................... 100

3.2.1 Tổ chức dữ liệu. ........................................................................ 100

3.2.2 Đăng kí đối tượng với CSDL . .................................................. 101

3.2.3 Tổ chức CSDL đồ hoạ - thuộc tính. ......................................... 102

3.2.4 Truy cập CSDL. ....................................................................... 105

3.2.5 Truy vấn CSDL. ........................................................................ 106

3.3 CÁC MÔĐUN CHƯƠNG TRÌNH PHỤC VỤ THIẾT LẬP CSDL ĐỒ HOẠ - THUỘC

TÍNH .................................................................................................................. 107

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................ 109.

4.1 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:...............................................................................109

4.2: NHỮNG ĐÓNG GÓP VÀ ĐỀ XUẤT..................................................................110

Tài liệu tham khảo. .................................................................................. 112

Phụ lục. .................................................................................................... 114

Phụ lục A (1) Đối tượng đồ hoạ tham số. ............................................... 114

Phụ lục B (2) Trình quản trị CSDL đồ hoạ - tham số. .......................... 115

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1. AcDB : CSDL của Auto CAD.

2. AcED : Hệ soạn thảo của Auto CAD .

3. AcGI : Giao diện đồ hoạ của Auto CAD .

4. AcGE : thư viện hình học của Auto CAD .

5. AcRx : Auto CAD run - time extention.

6. ADS : Hệ thống phát triển Auto CAD .

7. ADRSX (ARX) : Hệ thống phát triển Auto CAD - Runtime Extention.

8. API : Giao diện lập trình

9.CAD/CAM : Thiết kế / sản xuất với sự trợ giúp của máy tính .

10. CAPP :Tự động hoá quá trình thiết kế công nghệ .

11. CAQ : Kiểm tra chất lượng sản phẩm .

12. CNC : Máy công cụ điều khiển số .

13. CSDL : Cơ sở dữ liệu .

14. CSDL CAD/CAM : CSDL phục vụ quá trình CAD/ CAM.

15. CSDL CBCN: CSDL phục vụ quá trình CAD/CAM .

16. HTQ CSDL : Hệ quản trị cơ sở dữ liệu .

17. HĐT : Hướng đối tượng .

18. LAN : Mạng cục bộ .

19. MDL : Ngôn ngữ phát triển phần mềm trong MicroStation.

20. MFC : Thư viện các lớp cơ sở của Microsoft.

21. OMDG : Object Data Management Group.

22. OOPL: Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng .

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1-1. Lượng chạy dao S khi tiện ngoài thô, mm/vòng ............................. 26

Bảng 1-2. Khối V lắp trên mặt phẳng nằm ngang ........................................... 29

Bảng 1-3. Dữ liệu đối tượng CAD theo mô hình CSDL quan hệ ..................... 40

Bảng 2-1. Các tham số xác định đối tượng hình học ....................................... 62

Bảng 2.2 . Các ràng buộc và số bậc tự do bị hạn chế.........................................67

Bảng 2-3. Bảng ma trận kề bậc 1 của đồ thị hình 2 -17b .................................. 90

Bảng 2-4. Bảng ma trận bao đóng chuyển tiếp của đồ thị hình 2-17 b. ........... 91

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1-1 . Các giai đoạn cơ bản của quá trình xây dựng quy trình công nghệ

với sự trợ giúp của máy tính . ........................................................................... 16

Hình 1-2 . Vai trò của CSDL phục vụ qúa trình chuẩn bị công nghệ trong quá

trình hình thành sản phẩm . ............................................................................... 18

Hình 1-3 . Sơ đồ tổ chức CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ ........ 25

Hình 1-4 . Bản vẽ chi tiết bánh răng ............................................................... 27

Hình 1-5 . Phiếu nguyên công ......................................................................... 28

Hình 1-6 . Sơ đồ nguyên công ........................................................................ 31

Hình 1-7 . Các thành phần kết cấu của chi tiết tròn xoay[38] ......................... 34

Hình 1-8 . Đối tượng CAD được mô tả bằng các dữ liệu khác nhau ............. 38

Hình 1-9 . Cấu trúc của một phần mềm CAD ................................................. 47

Hình 1-10. Vai trò của các API trong CSDL Auto CAD . ............................. 50

Hình 2-1 . Các kiểu biến hình của tứ giác ....................................................... 60

Hình 2-2 . Các phương án định nghĩa đối tượng hình học .............................. 61

Hình 2-3 . Chi tiết và các phương án biểu đồ quan hệ của nó ......................... 62

Hình 2-4 . Các hạn chế của một đỉnh .............................................................. 64

Hình 2-5 . Các đỉnh được liên kết với nhau bởi các đối tượng hình học ......... 65

Hình 2-6 . Các phương án thay đổi tham số ................................................... 68

Hình 2-7 . Đối tượng hình hoc bị hạn chế trùng ............................................. 68

Hình 2-8 . Chuỗi kích thước đường thẳng và mặt phẳng ................................ 71

Hình 2-9 . Chuỗi kích thước góc ..................................................................... 72

Hình 2-10. Dùng phép đối xứng để tạo rãnh thoát dao .................................... 73

Hình 2-11. Ví dụ chi tiết và mô hình lư trữ dữ liệu của nó............................... 79

Hình 2-12. Sơ đồ kế thừa của các lớp trong đối tượng đồ hoạ tham số .......... 82

Hình 2-13. Đồ thị đỉnh và quan hệ hình học của chi tiết hình 2-11 a ............... 83

Hình 2-14. Đồ thị duyệt đỉnh đối tượng đồ hoạ tham số được lưu trữ bằng danh

sách kề ............................................................................................ 85

Hình 2-15. Rừng bao trùm của đồ thị đối tượng đồ hoạ tham số theo chiều

sâu.................................................................................................... 87

Hình 2-16. Rừng bao trùm của đồ thị đối tượng đồ hoạ tham sốtheo chiều

rộng.................................................................................................. 87

Hình 2-17. Các ràng buộc trong chi tiết và đồ thị của chúng ........................... .89

Hình 3-1 . Sơ đồ tham chiếu của thực thể tahm số trong CSDL .................... .96

Hình 3-2 . Dữ liệu công nghệ gắn kết với thực thể tham số ........................... .99

Hình 3-3 . Sơ đồ tham chiếu của CSDL đồ hoạ - thuộc tính .......................... 104

Hình 3-4 . Quá trình truy nhập CSDL đồ hoạ - thuộc tính ............................. 105

MỞ ĐẦU

Trong tình hình hiện nay, để đáp ứng ngày càng cao của con người các

mặt hàng công nghiệp cần phải liên tục được cải tiến và thay đổi không

ngừng về mỹ - kỹ thuật. Không những thế các công ty, xí nghiệp, doanh

nghiệp luôn bị sức ép của thị trường phải liên tục thay đổi mẫu mã, chủng

loại sản phẩm để tồn tại và phát triển trong môi trường cạnh tranh của cơ chế

thị trường. Để làm được điều đó đòi hỏi quá trình sản xuất phải linh hoạt, do

vậy các thế hệ máy NC, CNC đã ra đời để thay thế các loại máy vạn năng.

Giải pháp công nghệ tiên tiến CAD/CAM/CNC đáp ứng quá trình sản xuất

linh hoạt tuy nhiên nó đòi hỏi phải có vốn đầu tư ban đầu lớn, song đó lại

đang được coi là giải pháp hữu hiệu nhất ở các nước có nền công nghiệp

hiện đại.

Khi dây chuyền, tổ hợp đã linh hoạt hoá nhờ việc đầu tư sử dụng các

máy CNC. Vấn đề tiếp theo đó là phải rút ngắn giai đoạn chuẩn bị sản xuất,

đặc biệt là quá trình chuẩn bị công nghệ cho sản xuất cơ khí. Đối với sản xuất

cơ khí khi còn sử dụng khá phổ biến các thiết bị sản xuất thông thường

(không điều khiển NC hoặc CNC [6] ) như ở nước ta thì thời gian chuẩn bị

công nghệ còn rất dài. Do vậy để rút ngắn thời gian chuẩn bị công nghệ, hiện

nay người ta đã xây dựng và áp dụng các hệ thống tự động hoá chuẩn bị công

nghệ với sự trợ giúp của máy tính. Trong các hệ thống tự động hoá chuẩn bị

công nghệ đó CSDL phục vụ cho quá trình chuẩn bị công nghệ là một cấu

thành quan trọng, nó góp phần lựa chọn phương án công nghệ tối ưu cũng

như rút ngắn thời gian của quá trình chuẩn bị công nghệ. Các thông tin trong

CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ về:

• Tiêu chuẩn dung sai, sai lệch hình dáng hình học, sai lệch về vị

trí tương quan và nhám bề mặt.

• Tiêu chuẩn xác định lượng dư.

• Tiêu chuẩn về vật liệu.

• Tiêu chuẩn về máy, dụng cụ cắt, dụng cụ đo, đồ gá.

• Tiêu chuẩn về chế độ cắt.

• Các quy trình công nghệ chuẩn .

• Định mức kinh tế và đơn giá.

• Tài liệu kinh tế.

• Thông tin thị trường.

Là các thông tin quan trọng và cần thiết để phục vụ quá trình chuẩn bị

công nghệ cho nên việc nghiên cứu tìm ra giải pháp xây dựng CSDL phục vụ

cho quá trình chuẩn bị công nghệ phù hợp với trình độ phát triển của