캐드/CAD/CAM 시스템 좌표계

★ 캐드/CAD/ CAM 시스템 좌표계 ★

 

1. 좌표계의 종류 

CAD/CAM 시스템을 이용하여 형상을 정의하기 위해서는 형상을 정의 하는데 가장 기

본적인 공간상의 점을 정의하는 방법이 필요하다.

ㄱ. 직교 좌표계(cartesian coordinate system) : 공간상 교차하는 지점인 P(x₁, y₁, z₁)

ㄴ. 극 좌표계(polar coordinate system) : 평면상의 한 점 P(거리, 각도)

ㄷ. 원통 좌표계(cylindrical doordinate system) : 점 P(r, θ, z₁)를 직교 좌표

ㄹ. 구면 좌표계(spherical coordinate system) : 공간상에 점 P(p,Ø, θ)

 

(1) 구면 좌표계를 원통 좌표계로 변환

r = p . sinØ,  θ = θ, z = p . cosØ

(2) 원통 좌표계를 직교 좌표계로 변환

x = r . cosθ,  y = r . sinθ,  z = z

(3) 구면 좌표계를 직교 좌표계로 변환

x = p . sinØ . cosθ,  y = p . sinØ . sinθ,  z = p . cosØ

 

▶ 도형정의 

1. 2차원 기본 도형 정의

 

2차원 형상은 도형의 기본요소인 점(Point), 선(Line), 원(Circle), 원호(Arc)로 구성

 

구분	기준점	입력방법	해설
절대좌표	X, Y, Z축이 만나는 곳 (원점=0, 0)	X, Y	원점에서 해당 축 방향으로 이동한 거리
상대극좌표	먼저 지정된 좌표	＠거리<방향	먼저 지정된 점과 지정된 점까지의 직선 거리 방향은 가도계와 일치
상대좌표	먼저 지정된 좌표	＠X, Y	먼저 지정된 점으로부터 해당 축 방향으 로 이동한 거리
최종좌표	마지막으로 지정된 좌표	＠	지정될 점 이전의 마지막으로 지정된 점

 

 

2. 3차원 도형의 정의

 

(1) 비매개변수식의 장. 단점 

특별한 경우 직관적 해석이 편리한 장점이 있으며, 단점으로는

ㄱ. 하나의 형상식의 좌표계의 의하여 변환되거나 표현할 수 없는 경우가 생긴다.

ㄴ. 좌표계가 달라지면 형상 표현에 현실적인 어려움이 있다.

ㄷ. 곡선 또는 곡면이 평면에 있지 않고나 경계가 주어진 경우에는 그 표현이 어렵

거나 불가능하다

 

(2) 매개변수식의 장점 

ㄱ. 순차적으로 표현하기 쉽다

ㄴ. 2D/3D 곡선, 곡면의 표현 형태가 비슷하다

ㄷ. 자유곡선/곡면의 표현이 용이하다

ㄹ. 이동, 회전, Scaling과 같은 변환이 쉽다

ㅁ. 형상을 벡터와 행렬에 의하여 쉽게 표현할 수 있다

이와 같은 장. 단점으로 인하여 대부분의 모델링 시스템에서는 매개변수식을 사용

하고 있다

 

▶ CAD/CAM 인터페이스

 

1. 소프트웨어 인터페이스

 

(1) GKS 

GKS(Graphical Kernal system)은 2차원 그래픽 시스템을 위한 표준 규격

ㄱ. GKS-3D : 3차원 기능을 부여한 것으로 3D 요소의 입력과 디스플레이 등을 추가

ㄴ. PHIGS : 3차원의 움직이는 물체를 실제와 같이(realtime)화면에 나타나게 하며

주로 이용

 

(2) IGES 

서로 다른 CAD/CAM시스템 사이에서 도형정보를 옮기거나 공동사용 할 수 있도록

하기 위한 데이터베이스의 표준 표시방식이다.(미국에서 시작하여 ISO의 표준규격

으로 제정)

ㄱ. preprocessor : 자체 데이터를 IGES로 바꾸는 프로그램

ㄴ. postprocessor : preprocessor에 반대

ㄷ. IGES 파일의 구조

a. 개시 섹션(start section) : IGES 파일에 대한 임의의 주석을 기록하는 부분이다.

b. 글로벌 섹션(grobal aecion) : IGES 파일을 만든 시스템 환경에 대한 정보를

기록하는 부분이다.

c. 디렉토리 섹션(directory sestion) : 파일에 기록되어 있는 모든 형상/비형상

개체(Entity)에 대한 속성 정보를 기록하는 부분이다.

d. 파라미터 섹션(parameter section) : 디렉토리 섹션에서 정의된 개체들에 대

한 실제 데이터를 기록하는 부분이다.

e. 종결 섹션terminate section) : 5개 구성섹션에 사용된 줄 수 를 기록한다.

 

(3) DXF(Data Exchanage File) 

DXF 파일은 Auto CAD 데이터와의 호환성을 위해 제정한 자료 공유 파일은 아스

키(ASC∥)텍스트 파일로 구성

ㄱ. DXF파일의 구성

a. 헤더 섹션(header section) : 도면에 대한 일반적인 자료와 자 변수명(Variable

Name)과 사용된 값을 수록

b.테이블 센션(table setion) : L type, Layer, Style, View, HCS, Vport, Dimstyle,

Appid(응용부분 테이블)이 수록

c. 블록(block) 섹션 : 도면에서 사용된 블록에 대한 자료를 수록한 블록정의 부

분을 수록

d. 엔티티(entitiy) 섹션 : 도면을 구성하는 도형요소 및 불록의 참고사항 등을 수록

e. END OF FILE : 파일의 끝을 표시

 

(4) STEP(STandard for the Exchange of Product model data)

개별적인 생산 및 설계 시스템 간에 데이터 공유를 통한 유기적 연결을 위해 국제

표준기구에서 정한 " 생산 정보 모델에 대한 자료의 교환을 위한 표준" 이다

 

(5) STL(Stereo Lithography)

이 규격은 쾌속조형의 표준입력파일 포맷으로 많이 사용되고 있으며, STL 파일은

내부처리 구조가 다른 CAD/CAM 시스템에서 쉽게 정보를 교환할 수 있는 장점을

가지고 있으나, 모델링 된 곡면을 정확히 삼각형 다면체로 옮길 수 없는 점과 이

를 정확히 변환시키려면 용량이 많이 차지하는 단점도 있다.

 

(6) CGI(Computer Graphic Intergace)

그래픽 기능과 Hardware driver간에 공유되어 각종 하드웨어를 Control할 수 있

도록 하는 표준 규격

 

(7) CGM(Computer Graphic Metafile)

다른 시스템에서 바로 이 파일을 이용하여 수정. 편집이 가능하도록 한 표준

 

(8) NAPLPS(North American Presentation Level Protocol Syntax)

미국의 AT & T가 채택한 하드웨어기준의 표준규격으로 문자와 도형으로 나타난

영상자료를 전송할 때 필요한 코드 체계를 제정한 것

 

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