Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

20
TUGAS CAD / CAM RESUME PEMODELAN GEOMETRIK DISUSUN OLEH : DWIKI SAPUTRO WALUYO 061001500556 PROGRAM STUDI EKSTENSI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLGI INDUSTRI UNIVERSITAS TRISAKTI

Transcript of Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

Page 1: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

TUGAS CAD / CAM

RESUME PEMODELAN GEOMETRIK

DISUSUN OLEH :

DWIKI SAPUTRO WALUYO

061001500556

PROGRAM STUDI EKSTENSI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLGI INDUSTRI

UNIVERSITAS TRISAKTI

2015/2016

1. Peranan Model Pada Sistem CAD/CAM/CAE

Page 2: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

Pemodelan pada CAD/CAM/CAE adalah : Suatu proses untuk membuat struktur data yang digunakan untuk merepresentasikan obyek melalui proses solusi matematis, biasanya menggunakan software CAD/CAM/CAE.

1.2 Manfaat Pemodelan Geometrik dalam CAD/CAM menurut Mortenson

1. Part Representation

Representasi Model Lengkap termasuk data geometri dan topologi;

Geometri: bentuk dan dimensi

Topologi: hubungan dan asosiasi dari entiti obyek yang menggambarkan informasi keterkaitan antar entiti obyek

2. Design

Fleksibilitas dan Kemudahan Perubahan Geometris Sesuai dengan Fungsinya atau Estetisnya.

3. Rendering

Data Base yang Ringkas & Kecepatan Akses

Data untuk Waktu tampilan atau simulasi.

1.3Topologi dan Geometri

Page 3: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

Topologi merupakan hubungan dasar dari entitas geometris dalam suatu obyek.Setiap entitasgeometris, seperti titik, garis, permukaan memiliki elemen topologi, sepertivertex, edge,face. Topologi dari objek 3D dibatasi oleh beberapa permukaan.Hubungan topologi yangsama tetap sama untuk setiap tetrahedron, dari berbagai ukuran atau orientasi.

Face = digambarkan dengan persamaan permukaan (e.g. planar, conic, free form, etc). Sebuah permukaan dibatasi oleh sisi.

Edge = diperoleh dari sebuah persamaan (line, circle, curve)

Loop = sekumpulan sisi sebuah elemen topologi antara between face dan edge

Vertex = adalah pasangan geometrik titik

2.1 Teknik Teknik Dasar Pemodelan Geometrik

2.1Pemodelan Wire frame

Pemodelan Wireframe merupakan rangkaian garis yang yang membentuk kerangka kawat 3D,dengan hanya menentukan sisi dan vertice,tidak mempunyai permukaan. Penggambaran relatif mudah seperti pada cara penggambaran 2D.Terjadi batasan permukaan yang ambiguouity, sehingga dapat memberikan menimbulkan pengertian lebih dari 1pengertian ( sebagai contoh tidak ada hitungan volume , tidak ada pembentukan lintasan pahat NC ).

2.1.1 Metode Pendefinisian kurva-kurva Sintesis

1. Analitik

Titik, Garis, Arcus, Lingkaran, Fillet/Chamfer,conus,Ellipse,Parabola,Hiperbola.

Page 4: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

2. Sintetik

Macam-macam spline (Cubic Spline, B Spline, (nu) ,Spline) dan kurva bezier.

Kurva Sintetik

1. Cubic Spline

- Satu set data titik-titik Slope awal & akhir

2. Bezier Curve

-   Satu set data titik-titik

3. B Spline Curve

– Pendekatan sekumpulan data titik-titik

– Interpolasi sekumpulan data titik-titik

4. NURBS

- Nonuniform Rational B-Spline

- Pada dasarnya sebuahB-Spline dengan sekumpulan titik yang tidak seragam

- Pada kenyataannya NURBS ini yang terdapat dalam CAD dan program gambar

Page 5: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

2.2 Pemodelan Surface

Karakteristik Pemodelan Surface :

• Disimpan dalam bentuk persamaan matematik Surface

• Garis-garis dapat disembunyikan

• Kebanyakan libraries 3 D Graphis menggunakan pemodelan surface

• Baik untuk pemvisualisasian permukaan yang kompleks dan pembuatan lintasan pahat pada otomasi NC dari permukaan yang komplek.

2.3 Surface Entities

1. Plane Surfaces

Page 6: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

-  Surface Paling Sederhana

-   Diperlukan 3 titik yang tidak berimpit untuk mendefinisikan sebuah

bidang terbatas

2.Ruled (Lofted) Surfaces

-    Sebuah surface linier

-    Surface ini diinterpolasi secara linier antara 2 curva

pembatas yang mendefinisikan surface (rails)

2. Surface of Revolution

-    Sebuah permukaan asimetrik yang dapat menjadi model simetrik

-    Dibangun dengan merotasi sebuah entity wire frame planar, dalam

suatu ruang simetri terhadap sumbu dengan suatu sumbu yang pasti.

4. Tabulated Cylinder

Page 7: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

-    Surface dibangun dengan mewujudkan sebuah kurva planar

sepanjang jarak yang pasti pada arah yang ditentukan.

5. Bezier Surface

-    Surface yang merupakan hasil pendekatan dari sekumpulan data titik.

-     Hanya dapat dikontrol secara global.

6. B Spline Surface

– Surface merupakan hasil pendekatan atau interpolasi dari sekumpulan data titik.

– Dapat dikontrol secara global maupun local B spline surface 

7. Fillet Surface

Page 8: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

– Sebuah B Spline Surface yang digunakan untuk memadukan dua surface menjadi satu.

– Kedua surface tidak di trimmed

8. Coons Patch

– Surface ini digunakan dengan batas terbuka Coons Patch atau sekumpulan data titik.

– PatchDigunakan untuk membuat surface dengan menggunakan kurva yang membentuk batas tertutup. 

9. Offset Surface

– Surface-surface yang ada dapat di offset untuk membuat suatu bentuk identik tetapi mempunyai dimensi yang berbeda.

3. Pemodelan Solid

Pemodelan Solid merupakan kunci dalam CIM (Computer Integrated Manufacturing), Merupakan solusi teknik dalam pengotomasian dan pengintegrasian

desain dan fungsi manufaktur. Teknik Pemodelan Solid berdasarkan pada penginformasian lengkap, valid dan penggambaran yang pasti dari suatu objek .Proses penggambaran lebih mudah dan menyenangkan.Kelengkapan dan kepastian model serta informasi yang diperoleh (Volume, Momen inersia) dari model lebih baik dari surface dan wire frame model karena solid modelnya menyimpan informasi geometri dan topologinya lebih akurat memerlukan hardware dengan spesifikasi lebih tinggi jika dibandingkan dengan surface dan wire frame.

3.1 Solid Entities

1. Blok

Page 9: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

2. Silinder

3. Kerucut

4. Bola

5. Baji (Wedge)

6. Ring (Torus)

3.1.1Teknik-Teknik Pembuatan Solid Modeling

1. Pure Primitive instancing (PPI)

PPI Melibatkan pemanggilan gambaran-gambaran bentuk primitive solid seperti blok, bola, silinder dan bentuk-bentuk solid primitive yang sudah diskalakan.

2. Spatial Occupancy Enumeration (SOE)

Penggambaran sesuatu dengan mengisi ruangnya, Seumpama sebuah kubus yang dipecah menjadi kubus-kubus kecil, dan kemudian kubus-kubus kecil itu diisi sesuai dengan geometri objek.

Octrees adalah suatu contoh dari sebuah struktur data spatial. Sebuah struktur data secara spesifik didisain untuk menyimpan informasi dari sifat dasar sebuah spatial.Sebagai contoh penyimpanan hidran didalam sebuah kota.

3. Cell Decomposition (CD)

Penggambaran Solid sebagai suatu kombinasi dari sel-sel yang tidak teratur yang digabung bersama.

Contoh :

Page 10: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

4. Sweeping (S)

Lintasan umumnya berbentuk kurva

Poligon yang di sweep (sapu) dapat ditransformasikan bergerak sepanjang

lintasannya. Banyak elemen mesin mempunyai sumbu simetri didefinisikan sebagai obyek 2-1/2 D .Sweep seringkali lebih intuitif untuk digunakan daripada operasi Boolean (CSG).Banyak proses manufaktur (milling, turning) dapat langsung dimodelkan sebagai operasi .Bidang Normal datang dari poligon sweep dan orientasi lintasan.Poligon Sweep mendefinisikan satu texture parameter tekstur, lintasan sweep mendefinisikan yang lainnya sweep

Tipe - tipe: Extrusion, Cutout, Revolve.

Contoh :

5. Constructive Solid Geometric (CSG)

a) Obyek dibuat dari obyek –obyek primitive

b) Mengijinkan beberapa operasi untuk mengkombinasikan obyek-obyek primitive dengan cara

c) Union ( gabungan)

d) Intersection(irisan)

e) Difference(pengurangan)

Page 11: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

f) Diagram pohon CSG sebagai obyek final dicapai oleh operation-operasi primitive

g) Sangat efisien dalam penyimpanan dari informasi

h) Visualisasi diperlukan kurva tersendiri dan permukaan yang dikombinasikan dan dievaluasi.

3.1.2 Keuntungan Constructive Solid Geometric (CSG)

◦ Baik untuk penggambaran banyak hal khususnya obyek komponen mesin

◦ Lebih intuitif dan mudah untuk dimengerti

Kekurangan:

◦ Tidak terlalu baik untuk merender poligon

◦ Beberapa obyek agak sulit untuk digambarkan

Dapat juga diterapkan untuk model dari Boundary (surface representation)

Perhitungan Geometrik kadang mudah,kadang sulit.

6. Boundary Representation

Boundary representation mencatat persamaan dari kurva-kurva dan permukaan-permukaan yang terletak pada batasan antara bagian dalam dan luar dari suatu obyek 3D solid

Contoh : Boundary didefinisikan secara eksak oleh

permukaan matematik dan persamaan sisi

Boundary didefinisikan dengan pendekatan oleh suatu mesh dari segitiga

Page 12: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

4. Pemodelan Geometrik mempunyai kelemahan

1) Data keseluruhan ada pada level yang terendah

- level microskopik

- perlu detail penuh

2) Seringkali dibutuhkan spesifikasi parameter-parameter (e.g. tolerancing)

3) Seringkali tidak mencapai sasaran disain

4) Harus membuat ulang variasi minor dalam pengujian disain

5. Pemodelan berbasis Fitur

• Sistem pemodelan parametrik (parametric modeling system) adalah sistem pemodelan berbasis fitur (feature-based modeler).

• Dalam lingkungan parametric modeling, komponen tersusun dari gabungan fitur-fitur.

• Fitur dengan ruang positif memiliki massa misalnya ekstrusi .

• Fitur dengan ruang negatif adalah fitur yang memotong atau mengurangi massa dari suatu komponen, misalnya hole (lubang).

• Fitur-fitur dalam pemodelan parametrik mirip dengan operasi permesinan, misalnya extrude dengan proses ekstrusi, revolve dengan proses pembubutan/turning, sweep dengan frais/slot milling.

Contoh :

a. Syntactic pattern methods: menggunakan geometrik 2D geometric untuk mencari fitur

Page 13: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

b. Destructive-solid geometry: Fitur-fitur menggambarkan operasi pemesinan (pengurangan material)

c. Constructional design by features: Disainer menggambarkan perakitan dari obyek sebagai sekumpulan fitur dengan menambahkan atau mengurangi fitur dari model.

Page 14: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

6. Perbedaan Fitur dan Geometri

• Perbedaan dasar antara fitur dan geometri dapat dilihat dengan mempertimbangkan counterbore dan melalui lubang.

• Fitur idapat memasukkan fitur counterbore langsung ke model .

• Sebaliknya berbasis geometris modeler harus menghapus dua silinder, dengan berbagai diameter dan panjang berbeda.

• Jika diubah menjadi sekrup, salah satu diameter dan kedalaman harus diubah .

• Pada geometrik dengan desain variational, formula yang menggambarkan ukuran kepala baut dalam kaitannya dengan diameter tidak dapat diperoleh sehingga harus mengubah setiap nilai.

• Sebaliknya dengan fitur dapat mengubah ukuran counterbore untuk baut melalui lubang yang dibuat.

Berdasarkan Prosedur Penyelesaian Constraint ada dua Metode yaitu:

I. Rigid Constraint Satisfaction

(Procedural/Unidirectionally Parametric)

a. Konstrain disimpan dan dipecahkan dalam perintah yang sama

saat diperintahkan

b. Flexibilitas terbatas- sukar untuk mengubah konstrain

II. Flexible Constraint Satisfaction

Algoritma umum konstrain, independen dari perintah yang masuk, digunakan untuk memecahkan sistem

A) Sistem Parametrik

1) Pemecahan secara berturut-turut menerapkan penugasan pada variabel –

variabel model ,setiap nilai yang diberikan dihitung sebagai fungsi dari nilai- nilai yang ditetapkan sebelumnya

Page 15: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

2) Penugasan secara eksplisit mendefinisikan variabel

3) Perintah fleksibel – digambarkan dengan suatu alur algoritma konstrain

B) SistemVariational

1) Memecahkan dengan membangun suatu sistem dari persamaan yang

menggambarkan konstrain dan memecahkannya secara serempak

menggunakan prosedur pemecahan numerik atau metode yang setara

2) Persamaan dapat implisit

User mungkin tidak melihat perbedaan , tapi masing-masing mempunyai kelemahan dan kelebihan

1) Variational- lebih fleksibel, dapat menghandle rangkaian konstrain

2) Parametrik- lebih cepat mengevaluasi & lebih tangguh.

C) Sistem Hybrid

Pendekatannya mencakup:

◦ Variant programming: the generation of programs for parts using macros or API’s

◦ Expert Systems: Knowledge Based Engineering (KBE) that uses repetitive rule-driven design tasks

◦ Constructive Solid Schemes: Use of the sequence or history of operations by the user to build a part to record the object definition

◦ Numerical Constant Solvers: Allow the part to be defined in terms of relationships and constraints, then generate part variants by applying some sort of constraint satisfaction algorithm

7. Disain Parametrik/Variational

Prosedur Disain Parametrik/Variational Design mengijinkan perancang untuk

menggunakan disain lama atau modifikasi disain secara langsung dengan

usaha yang sedikit.

Prosedur Disain Parametrik adalah sbb:

Page 16: Dwiki Saputro Waluyo Tugas Resume CAD CAM

1. Perancang membuat disain nominal (dasar)

2. Perancang menggambarkan properti yang diperlukan dalam bentuk konstrain

a) Contoh Geometry - Garis 1 adalah horizontal dengan panjang a

(y1end-y1start)=0

(x1end-x1start)=a

b) Contoh Geometry – Garis 2 adalah tegak lurus terhadap 1 dengan panjang b

(x2end-x2start)*(x1end-x1start)=-(y1end-y1start)* (y2end-y2start)

(y2end-y2start)2+ (x2end-x2start)2=b2

Sistem pemodelan menerapkan prosedur solusi umum dan mengevaluasi model (sistem akan memberitahukan perancang bila model tidak dapat dipecahkan)

5. User dapat berbagi model dengan mengubah parameter model dan program pemodelan akan mengevaluasi model lagi.

8.Sistem Hybrid

• Hybrid modeling memberikan solusi terhadap kekurangan CAD tradisional untuk merekonstruksi permukaan kompleks.

• Referensi dasar geometri-seperti datums, kurva dan fitur-primitif dapat diukur dan diambil dari scan data 3D