Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH TRONG LĨNH VỰC THIẾT KẾ,CHẾ TẠO MÁY

15 473 1
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH TRONG LĨNH VỰC THIẾT KẾ,CHẾ TẠO MÁY

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Chương TỔNG QUAN VỀ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH TRONG LĨNH VỰC THIẾT KẾ,CHẾ TẠO MÁY Trong năm gần đây, máy tính trở thành cơng cụ thiếu ngành kinh tế khác Đặc biệt lĩnh vực thiết kế hỗ trợ máy tính hàng loạt vấn đề mà trước giải phải đưa vào giả thiết để đơn giản hóa Với trợ giúp máy tính nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành Cho phép rút ngắn thời gian tạo ra, thay đổi kiểu dáng sản phẩm Tất yếu tố tạo cho sản phẩm có khả cạnh tranh cao kinh tế thị trường Các trợ giúp máy tính ngành khí tập trung vào ba lĩnh vực : • Thiết kế : Computer Aided Designing (CAD) • Phân tích, tốn : Compuer Aided Engineering (CAE) • Điều khiển q trình gia cơng : Compuer Aided Manufacturing (CAM) I TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH TRONG THIẾT KẾ Sự trợ giúp máy tính thiết kế (CAD ) việc tạo xử lí ảnh ( mẫu thiết kế) máy để giúp đỡ người kĩ sư trình thiết kế CAD liên tục phát triển phần tư kỉ vừa qua trở thành công cụ thiếu việc thiết kế gia công CAD xoay quanh việc liên kết thuộc tính tốt nhát ba phần : Phần cứng CAD, Phần mềm CAD người dùng Sự phối hơp khả người máy tính để sử lí vấn đề đặt thiết kế tạo tối ưu hệ thống CAD Cho dù nhiều người nghĩ CAD giống bàn vẽ điện tử, chức vượt ngo việc vẽ vẽ Các cơng việc tính tốn, phân tích khác : phân tích phần tử hữu hạn, tính tốn truyền nhiệt,tính tốn ứng suất, mơ động lực học cấu,tính tốn động lực học chất lỏng , thực hệ CAD,ở sử dụng mơ hình tạo cách trực quan hình, nơi mà ta dễ dàng gán cho thuộc tính vật lí khác vật liệu,các lực tác dụng lên chi tiết Các tiện ích thiết kế mà CAD cung cấp gộp lại lĩnh vực: ► Phác họa vẽ ► Mơ hình khung dây ► Mơ hình hình học 1 VẼ VÀ THIẾT KẾ Ngày việc phác họa vẽ người kĩ sư thực máy tính cá nhân trạm làm việc Tất phần mềm vẽ hoạt động phương thức Các đường điểm cấu thành vẽ nhập vào máy thiết bị nhập khác Nói chung cặp sợi tóc vng góc hình (Crosshair ) thường dùng để xác định điểm vẽ Quá trình vẽ thường trợ giúp bảng Menu lệnh giúp cho việc tạo dựng chi tiết sở với tốc độ nhanh Nhiều phần mềm cung cấp cho loạt phương thức để thay đổi vẽ sau đưa vào máy tính ví dụ : xoay (Rotate ) ,phóng to – thu nhỏ(Scale) Nhiều chức khác phần mềm vẽ cung cấp để công việc vẽ thực dễ dàng Ví dụ : • Một vùng xác định phóng to để bộc lộ rõ ràng chi tiết (chức ZOOM) • Một vẽ dịch chuyển theo phương thẳng đứng nằm ngang cách sử dụng chức PAN • Một lưới chuỗi điểm cách hiển thị hình để trợ giúp cho trình vẽ Lưới trợ giúp cho người vẽ vẽ đường thẳng cảm giác tỷ lệ • Một chức khác gọi SNAP đảm bảo cho việc bắt điểm trùng với mắt lưới gần Công cụ truy bắt phần mềm CAD cho phép bắt xác vào điểm đặc biệt đối tượng vẽ tồn ví dụ : * Điểm cuối cung trịn, đoạn thẳng * Điểm cung tròn, đoạn thẳng * Điểm tâm cung tròn, đường tròn * Các điểm đặc biệt đường tròn (90,180,270,360) * Điểm giao đối tượng vẽ * Tạo tiếp tuyến pháp tuyến • Chức COPY cho phép chép đối tượng vẽ sang vị trí khác • Chức ROTATE cho phép xoay đối tượng vẽ, • Chức MIRROR tạo các câu đối xứng quanh trục Một nguồn trợ giúp khác máy tính việc vẽ thư viện chi tiết mà phát triển cho ứng dụng xác định, ví dụ đường ống, bu lông, bánh Các thư viện chứa hàng trăm đối tượng định nghĩa từ trước chúng gọi định vị vào vẽ Thêm vào ta thêm vào bớt chi tiết thư viện tùy thuộc vào cơng việc thiết kế Các trợ giúp khác bao gồm tự động ghi kích thước, tự động bỏ nét khuất, việc kiểm tra vị trí vẽ cách thuận tiện cách dùng bàn phím Lớp vẽ ( Layer, Level ) chức quan trọng mà nhờ vẽ chia thành lớp riêng biệt Chức giúp đơn giản hóa việc tạo vẽ làm cho việc in dấu dễ dàng lớp khác in màu khác Và quan trọng thiết kế lưu trữ máy tính chuyển trực tiếp đến công đoạn gia công mà in giấy MƠ HÌNH KHUNG DÂY ( WIRE FRAME) Rất nhiều phần mềm vẽ thị trường cho phép người dùng phát triển mơ hình khung dây, sử dụng đường thẳng nối liền để mô tả cách đơn giản hình dáng hình học chi tiết khơng gian ba chiều Mơ hình khung dây yêu cầu thời gian máy nhớ cung cấp chút thông tin bề mặt không liên tục chi tiết Chúng tạo việc xác định điểm đường không gian Vùng hoạt động hình thường xuyên chia vùng thể hình chiếu khác mơ hình Hệ thống CAD xây dựng mơ hình sở điểm xác định người dùng lệnh chọn từ menu lệnh Người thiết kế tạm thời dấu đối tượng vẽ lưu chọn khỏi hình mà khơng xóa chúng khỏi mơ hình để nhận hình vẽ rõ nét Sau vẽ xong người thiết kế loại bỏ nét khuất để mơ hình có dáng vẻ thực tế MƠ HÌNH BỀ MẶT (SURAFACES) Mơ hình khung dây khơng chứa thông tin bề mặt khác biệt bên bên ngồi đối tượng Nhiều không rõ ràng mô hình khung dây khắc phục mơ hình bề mặt Mơ hình định nghĩa chi tiết hình học cách xác cung cấp sở liệu đầy đủ cho việc gia công máy CNC Mơ hình bề mặt tạo việc nối kết nhiều dạng bề mặt thành đối tượng tạo việc nối kết nhiều dạng bề mặt thành đối tượng định nghĩa người dùng Trình tự xây dựng mơ hình bề mặt Để đảm bảo chất lượng tốc độ tạo dựng mơ hình tránh sai sót tránh phải thực công việc vô ích Sau nhận nhiệm vụ thiết kế phải tiến hành thực theo bước sau: • Phân tích kết cấu thiết kế, xác định bề mặt cần tạo dựng thông số yêu cầu chất lượng bề mặt ; • Lựa chọn kiểu bề mặt, lệnh phần mềm CAD tùy chọn dùng để tạo dựng bề mặt cần thiết kế; • Phân lớp vẽ; • Dựng khung vẽ, hệ quy chiếu đường sở; • Tiến hành tạo dựng mặt sở; • Tiến hành hiệu chỉnh, sửa đổi cần thiết; • Kiểm tra chất lượng bề mặt kiểm tra tổng thể thiết kế Sử dụng kĩ thuật phân lớp việc xây dựng mơ hình Lớp vẽ tập hợp đối tượng vẽ vẽ có thuộc tính Việc phân lớp kĩ thuật độc đáo phần mềm CAD Một vẽ phức tạp thường phân thành nhiều lớp riêng biệt chứa phần đơn giản vẽ việc vẽ lớp thực đơn giản Sau có tất lớp vẽ cần xếp chồng khít chúng lên ta nhận vẽ yêu cầu, công việc vẽ trở nên đơn giản Ngồi lớp vẽ cịn tạo điều kiện cho dễ dàng hiệu chỉnh, in ấn Khi bắt tay vào xây dựng vẽ phức tạp phải tiến hành phân lớp đối tượng vẽ vẽ Một vẽ có nhiều cách phân lớp khác nhau, tùy thuộc vào kinh nghiệm thói quen người vẽ Tuy nhiên để sử dụng hiệu lớp việc phân lớp phải đựa nguyên tắc sau: - Đơn giản hóa : có nghĩa nét vẽ lớp phải khơng q chồng chéo, đảm bảo vẽ chúng dễ dàng - Tính đặc trưng : nét vẽ phải đặc trưng cho phần định vẽ, không nên chia vẽ nhiều lớp - Tính thống xác : lớp phân cho vẽ riêng lớp đảm bảo vị trí tương đối vẽ tổng thể Đối với mơ hình với bề mặt phức tạp cần phải tạo lớp sau : • Một lớp tham chiếu để định vị bề mặt ; • Mỗi bề mặt nên đặt lớp riêng rẽ ; • Các đường thẳng, cong dùng để định nghĩa bề mặt (các đường sở) nên vẽ lớp riêng Thông thường làm việc với lớp vẽ phải thực thao tác sau: • Tạo lớp vẽ ; • Gán, thay đổi thuộc tính lớp vẽ ; • Đưa lớp vẽ trở thành thời ; • Đổi tên lớp vẽ ; • Chuyển đối tượng vẽ từ lớp sang lớp vẽ 3 Các bề mặt thường gặp phần mềm CAD Sức mạnh phần mềm CAD số lượng bề mặt mà cung cấp Một số phần mềm tích hợp Cimatron,Parametric cung cấp cho số lượng bề cho giới thiệu cách tổng quan loại bề mặt mà phần mềm cung cấp phương thức tạo chúng : 3 Bề mặt kẻ (RULED SURAFACE) Đây loại bề mặt tạo việc cuộn đường thẳng cách trơn tru dọc theo hai đường cong Section tương điểm nối Kết bề mặt nhận có đường Cross-Section đường thẳng Hướng U dọc theo Section, hướng V dọc theo Cross - Section (là đường thẳng) Hình dạng đường Section thay đổi cách tuyến tính từ đường biên thứ sang đường biên thứ hai, đường sở thứ hai biến thành điểm ta có mặt nón mặt trụ, mặt nón cụt trường hợp riêng mặt kẻ Để tạo bề mặt ta phải đựng hai đường sở ( Section ) sau dùng lệnh RULED đường sở (hình1 1) Hình1 1:Các phương thức xây dựng bề mặt kẻ a bề mặt tạo từ hai đương ; b bề mặt tạo cách chiếu đường cong xuống mặt khác Trong Cimatron ta cịn dựng mặt kẻ nằm đường sở mặt cong cách định nghĩa đường sở, hướng chiếu xuống mặt cong, đường sở hướng mà đường sinh hợp với mặt cong, tình thường xảy tạo dựng bề mặt có quan hệ tương Tùy chọn TRIM ON/OFF cho phép xén bỏ không phần thừa bề mặt, làm tăng tốc độ tạo dựng mơ hình 3 Các bề mặt tròn xoay (REVOLUTE SURAFACE) Đây bề mặt tạo việc xoay đường cong (hoặc đường chu tuyến) góc định quanh trục xoay Các đường cong Section (hướng V )của bề mặt Cross- Section ( hướng U) cung trịn có tâm nằm trục quay Để tạo bề mặt ta cần sử dụng lệnh ( REVSURF Trong Autocad Hoặc REVOL TrongCIMATRON ) sau đường sở trục quay góc quay: 3 Các bề mặt cuộn ( DRIVE-SURFACES) Đây bề mặt tạo việc dịch trượt đường cong (hoặc chu tuyến )dọc theo đường cong khác dọc theo hướng quy định đường cong khác Hướng U bề mặt hướng dọc theo đường cong trượt ( Section )và hướng V bề mặt hướng đường định hướng (Cross-section) Trong AUTOCAD mặt tạo lệnh EDGSURF sau ta phải đường biên Trong CIMATRON phần mềm tích hợp khác, yêu cầu thực tế thiết kế người ta phân bề mặt nhiều trường hợp cụ thể Các tùy chọn phân làm hai nhóm theo định nghĩa toán học bề mặt tạo : • Sử dụng tùy chọn PARALLEL SEC ( đường section song song với )ta nhận DRIVE SURFACE • Nếu sử dụng ccas tùy chọn khác ta nhận bề mặt kiểu BEZIER ( xem giải thích phần sau) Dưới số phương pháp khác để dựng mặt Cuộn CIMATRON: Hình 3: Các phương thức xây dựng mặt cuộn 3 Các bề mặt kiểu BEZIER Các bề mặt BEZIER GREGORY cho phép mô tả kết cấu phức tạp ngành công nghiệp ô tô công nghiệp hàng khơng Các bề mặt có nhiều ưu điểm, đặc biệt chúng dễ dàng hiệu chỉnh dễ dàng thực thay đổi cục Rất nhiều lệnh tạo dựng hiệu chỉnh Cimatrpon tạo bề mặt Mặt BEZIER bao gồm chuỗi mảnh nối với mảnh định nghĩa 16 điểm điều khiển Hình dạng mảnh phụ thuộc vào vị trí điểm 12 điểm định nghĩa cạnh biên mảnh, có điểm nằm góc nằm bề mặt cịn điểm khác khơng nằm bề mặt mà gây ảnh hưởng đến hình dạng mảnh Trong bề mặt BEZIER nối kết mảnh không thiết phải trơn tru có góc nhọn bên bề mặt Điều kiện trơn tru hai mảnh kề điểm điều khiển sau thẳng hàng điểm bên trong, điểm nằm cạnh biên điểm thứ ba nằm bên mảnh kế cạnh ba điểm phải nằm hướng đường thông số Kết cấu mảnh định nghĩa điểm điều khiển cho phép dễ dàng thực thay đổi cục bề mặt Cấu trúc mảnh tất nhiên bề mặt thay đổi việc sử dụng lệnh MODIFY sau: Dời chuyển điểm điều khiển(ngoại trừ điểm nằm góc) lệnh MODIFY POINTS Định nghĩa lại độ dốc đường bao bề mặt ( MODIFY SLOPES) Các độ dốc định nghĩa sau: - Độ dốc dọc theo đường biên số ( CONSTANT) - Độ dốc dọc theo đường biên thay đổi tuyến tính từ đầu sang đầu (LINEAR) - Độ dốc dọc theo đường biên định bề mặt tiếp tuyến với độ dốc cạnh bề mặt thứ hai(SURRFACE) - Độ dốc điểm nút ( điểm nằm góc mảnh )dọc theo đường biên bề mặt xác định ( GENERAL ) Tất dạng bề mặt khác chuyển thành mặt BEZIER lệnh MODIFY/ APPROX TO BEZIER (trong CIMATRON) Bằng lệnh với việc sử dụng hợp lý giá trị độ xác chuyển đổi ta giảm bớt mức gợn sóng bề mặt nguyên thủy 3 Bề mặt GREGORY Bề mặt GREGORY mở rộng nâng bề mặt BEZIER, có tất đặc tính mặt BEZIER nhiên khác với bề mặt BEZIER ln ln trơn tru Mỗi mảnh bề mặt định nghĩa 20 điểm điều khiển, 12 điểm định nghĩa cạnh điểm bên Hình dạng mảnh phụ thuộc hoàn toàn vào điểm điều khiển điểm điều khiển bên đảm bảo trơn tru mảnh Bằng việc sử dụng MODIFY/SMOOTH, ta chuyển bề mặt không trơn tru thành bề mặt GREGORY trơn tru, nhiên điều không thực bề mặt nguyên thủy có điểm bất thường chuyển đổi tạo thay đổi rõ nét bề mặt nguyên thủy Trong CIMATRON,các lệnh tạo bề mặt khác DRIVE, BLEND,RULED,và COMSRF bề mặt tạo không trơn tru tự động chuyển sang mặt GREGORY 3 Bề mặt pha trộn (BLEND SURFACE ) Đây bề mặt tạo chuỗi liên tiếp đường cong, (hoặc) điểm (hoặc) đường bao bề mặt Kết nhận mặt BEZIER, bề mặt liên tục trơn tru Khi chọn đường biên bề mặt, đường cong ngầm định tạo xóa sau bề mặt BLEND tạo (hình 1-4) Hình1-4 Tạo mặt blend nối hai mặt sở khép kín góc a Mặt blend nối mặt sở; b Mặt blend góc 3 Mặt lưới –MESH SURFACE Đây bề mặt định nghĩa chuỗi đường Section Crosssection Bề mặt tạo lưới mảnh nhỏ, qua cách trơn tru chuỗi đường Section (hướng U)và đường Cross-Section (hướng V ) Mỗi cặp đường Section đường Cross-Section kề tạo mảnh bề mặt tiếp nối hai mảnh kề liên tục trơn tru Bên mảnh, hình dạng bề mặt định nghĩa hàm số tùy thuộc vào hình dạng đường cong tạo mảnh khoảng cách từ điểm xét tới đường biên mảnh Trong CIMATRON để tạo bề mặt lưới ta dùng lệnh MESH sau hai nhóm đường cong cắt nhau: đường cong chọn tạo nên đường Section, cịn nhóm đường cong chọn thứ hai tạo đường CrossSection Thuật toán tạo mặt lưới cho phép tạo bề mặt có hình dạng tương đối phức tạp có quy luật (hình 1-5) Hình 1-5: Các phương thức tạo mặt lưới a tạo mặt lưới từ cạnh biên: b tạo mặt lưới từ nhiều mặt cắt ngang 3 Bề mặt NURB SURFACE Đây bề mặt có cấu trúc phức tạp, đươc tạo từ ma trận điểm nằm hướng Section Cross section Các điểm có vai trị điểm điều khiển để tạo nên đường section Cross-section Bề mặt NURB(Non – Uniform Rational B-Spline) cho phép định nghĩa mức độ ảnh hưởng tương đối cho điểm điều khiển bề mặt tạo ta cập nhật sau cần hiệu chỉnh Các đường Section Cross – Section định nghĩa điểm điều khiển đường cong dạng NURB (Non – Uniform Rational B-Spline) Bậc ngoại suy đường cong này thay đổi Ưu điểm bật mặt cong dễ dàng thay đổi hình dạng bề mặt kể thay đổi cục nhờ việc thay đổi vị trí mức độ ảnh hưởng điểm điều khiển (dùng lệnh MODIFY/POINTS) Để tạo bề mặt dùng lệnh NURB sau điểm điều khiển với lưu ý : Số lượng điểm điều khiển phía phải lớn số bậc đa thức ngoại suy Các nguyên tắc chung chọn lựa bề mặt Thông thường phần mềm CAD cung cấp cho số lượng lớn loại bề mặt khác nhau, bước chuẩn bị, trước bắt tay vào vẽ phải tự đặt câu hỏi: • Loại bề mặt dùng để xây dựng mơ hình ? • Lệnh tùy chọn sử dụng ? Ở khơng có câu trả lời cho câu hỏi này, việc lựa chọn hồn tồn tùy thuộc thói quen kinh nghiệm người thiết kế Tuy nhiên tồn số nguyên tắc sau định hướng cho việc lựa chọn : • Tùy thuộc vào thơng số mà bạn có, bạn xác định lệnh tùy chọn phù hợp với vấn đề mà bạn cần giải • Sau chọn sơ (ở bước trên), bạn nghiên cứu tính chất bề mặt xác định xem bề mặt thích hợp tạo bề mặt thích hợp tạo bề mặt • Kiểm tra xem liệu có cần phải thực thao tác bổ trợ với lệnh cắt xén ? • Nếu tồn nhiều giải pháp cho vấn đề đặt ra, bạn xem xét giải pháp khác, so sánh chúng hình trước định cuối • Nếu bạn tìm lúc nhiều giải pháp cho kết tốt không giải pháp tỏ trội hơn, dùng giải pháp đơn giản MƠ HÌNH THỂ ĐẶC SOLID Mơ hình thể đặc thường dùng để định nghĩa mơ hình hình học cách rõ ràng thể tích Nó cung cấp phương pháp để mô tả chi tiết khí máy tính Khác với mơ hình khung dây mơ hình bề mặt, mơ hình thể đặc cung cấp xác cần thiết cho thiết kế khí xác Nó có khả tiềm tàng để tạo sở liệu mà cung cấp mơ tả hồn chỉnh chi tiết Mơ hình thể đặc xây dựng hai cách: với khối sở việc định nghĩa đương biên Cả hai phương pháp phát triển mơ hình phức tạp từ chuỗi liên tiếp phối hợp thao tác vẽ đơn giản Tiến trình xây dựng mơ hình khối sở cho phép hình sở khối trụ phối hợp lại với kiểu cơng trình kiến trúc Người thiết kế định vị khối sở vị trí cần thiết sau tạo dạng với lệnh lơgic tương ứng (hướng 1-6) Hình1-6:Các phép tốn lơgic dùng mơ hình solid Theo tiến trình xây dựng mơ hình cách định nghĩa đường biên, bề mặt hai chiều kéo dài theo phương thứ để tạo khối không gian Sự kéo dài tuyến tính dịch chuyển bề mặt theo đường thẳng để tạo khối không gian Sự kéo dãn phương pháp xoay tạo khối đối xứng quanh trục phương thức kéo dãn phức hợp dịch chuyển bề mặt theo đường cong xác định tạo khối solid phức tạp Việc sử dụng phương pháp thiết kế tùy thuộc vào hình dạng cụ thể sản phẩm: nhiều sản phẩm cơng nghiệp có bề mặt dạng phẳng, hình trụ dạng đơn giản khác xây dựng mơ hình khối sở, cịn chi tiết có hình bao phức tạp thích hợp với mơ hình sử dụng việc định nghĩa đường biên: Hình1-7:Một số phương pháp tạo solid trừu đường bao a Phương pháp xoay ;b Phương pháp kéo dãn Hình1-8 :Dựng khối solid cách trượt đường cong dọc theo hướng quỹ đạo Với mơ hình xây dựng solid sau gán cho thuộc tính vật liệu mơ đun đàn hồi, khối lượng riêng, ta nhận thuộc tính quan trọng phục vụ cho thiết kế khối lượng,mơmen qn tính sử dụng cho cơng việc phân tích khác như: tính bền, tính nhiệt II TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH TRONG ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH GIA CƠNG VIỆC GIA CÔNG BẰNG MÁY ĐIỀU KHIỂN SỐ Để nâng cao khả cạnh tranh thị trường, công nghiệp chế tạo liên tục phát triển nâng cấp tự động hóa q trình sản xuất Cuộc cách mạng lĩnh vực gia công sau chiến thứ hai, vào năm 1952 viện công nghệ Massachusetts lần giới thiệu máy với điều khiển số dự án tài trợ khơng lực Hoa Kỳ mà biết đến máy NC Ý tưởng dựa sở máy đọc mã số hóa Các ưu điểm máy NC khả lưu trữ chuỗi phức tạp thao tác máy tìm lại chúng để sử dụng Sau bốn thập kỉ phát triển, ngày máy điều khiển số trở thành nhân tố thiếu ngành cơng nghiệp chế tạo Mặc dù máy NC có giá cao máy gia cơng thơng thường có kích cỡ từ 1,5 đến lần thêm vào bảo trì chúng u cầu tới người đào tạo có kĩ cao u cầu phải có nhà lập trình cho máy NC, máy NC có hàng loạt ưu điểm sau : • Thời gian chạy khơng máy nhỏ ; • Những mệt mỏi người điều khiển khơng tồn tại, từ ngăn ngừa sai lầm phát sinh người điều khiển ; • Tất quy trình gia công suy xét kĩ lưỡng trước công việc bắt đầu ; • Tuổi thọ dao dùng máy NC thường lớn tốc độ chiều sâu cắt trì khơng đổi cách liên tục ; • Mặt cần thiết cho máy NC nhỏ hơn: máy NC thay cho nhiều máy gia cơng thơng thường, nhiều ngun cơng phức hợp khác thực máy NC Việc sử dụng máy NC có hiệu thực cao dây chuyền có khối lượng sản phẩm lớn thực chất chi phí tập trung nhiều vào sản phẩm cịn chi phí cho sản phẩm giảm nhiều Việc nghiên cứu xí nghiệp dùng máy NC : • Thời gian cần phải sản xuất chi tiết máyNC 40% thời gian yêu cầu gia công tên máy thường • Giảm 20-25% khối lượng vật liệu; • Giảm 30-40%thời gian giám sát kiểm tra chất lượng sản phẩm Trường tổng hợp Michigan chịu trách nhiệm nghiên cứu đào tạo cho 356 công ty có sử dụng 4648 máy NC [1], điều sản lượng mức độ tiết kiệm mà máy NC mang lại so với máy gia công thông thường ỨNG DỤNG CỦA CÁC HỆ CAD – CAM TRONG Q TRÌNH GIA CƠNG Khi gia cơng máy CNC, chuyển động dụng cụ cắt chi phối điều khiển số thời điểm ta cần có thơng tin tọa độ bề mặt gia cơng, xuất phần mềm dùng để tạo thông tin bề mặt thiết kế dùng cho việc gia công Các phần mềm thiết kế điều khiển trình gia cơng tạo nên hệ thống mà ta thường gọi CAD-CAM Việc sử dụng hệ thống CAD –CAM làm thay đổi cách quy trình thiết kế - gia cơng Trong q khứ, hoàn thành thiết kế chi tiết khí, vẽ tương ứng đưa cho kĩ sư công nghệ, người kĩ sư đưa quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết bước cuối Các thông tin định vẽ thiết kế tạo nên sở liệu Với việc sử dụng hệ CAD-CAM, thiết kế hệ thống CAD cung cấp cơng cụ để thiết kế mơ hình hình học, phân tích tối ưa hóa Cũng giống q trình thiết kế hệ thống CAM trợ giúp người kĩ sư phương diện khác trình gia cơng Các ưu điểm cơng nghệ là: CAD cung cấp sở liệu chi tiết sản xuất, bỏ qua vẽ thiết kế chuyển giao liệu tay Người kĩ sư cơng nghệ thử trực tiếp đồ họa q trình gia cơng việc mơ chúng hình hiệu chỉnh cách trực quan để nhận q trình gia cơng tối ưu Trong hệ CAD-CAM, với máy tính đồ họa máy tính thực từ bước thiết kế bước cuối hệ thống tích hợp Việc nối kết việc thiết kế gia công thực thông qua việc tiếp cận tới sở liệu dùng chung sơ đồ mô tả (hình 1-12) Hình 1-12:Sự liên kết trình thiết kế gia cơng với trợ giúp máy tính Nhờ có nối kết mà thay đổi thiết kế nhanh chóng cập nhật vào sở dự liệu truyền tới trình gia công ngược lại người thiết kế dễ dàng nhận thông tin phản hồi từ trình gia cơng III SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ CAD – CAM CIMATRON Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng lĩnh vực thiết kế gia công Nhiều công ty phát triển phần mềm viện nghiên cứu giới đưa hàng loạt phần mềm trợ giúp lĩnh vực không ngừng phát triển chúng để tăng cường thêm chức cho chúng làm cho việc sử dụng chúng trở nên thuận tiện Các hệ thống phần mềm trợ giúp việc thiết kế gia công phát triển theo hai hướng chính: • Các phần mềm thuộc nhóm “Best in Class” • Các phần mềm tích hợp “Integrated System” CÁC PHẦN MỀM “BEST IN CLASS” Các phần mềm thuộc nhóm thường thực chức trợ giúp cụ thể ví dụ như: Thiết kế mơ hình hình học,phân tích phần tử hữu hạn Tính tốn động học động lực học cấu Các phần mềm có hàng loạt ưu điểm sau: • Giá thành rẻ nhiều so với hệ tích hợp; • Việc khai thác tính chúng tương đối đơn giản; • Khơng địi hỏi cấu hình máy tính cao Chính lý chúng đưa vào sử dụng rộng rãi Tuy nhiên,các phần mềm loại có số hạn chế sau: • Do phần mềm thực chức trợ giúp, nên để thực hoàn toàn quy trình từ thiết chết tạo sản phẩm ta phải sử dụng nhiều phần mềm khác u cầu phần mềm phải có tính tương thích cao để trao đổi liệu cách dễ dàng; • Do khơng dùng chung sở liệu nên việc cập nhật thay đổi khâu trình tạo sản phẩm tương đối khó khăn Các hạn chế hệ phần mềm “Best in Class” giải hệ thống tích hợp CÁC PHẦN MỀM TÍCH HỢP Các phần mềm tích hợp hình thành việc liên kết nhiều mơ đul khác hệ thống thống Mỗi mơ đul thực cơng đoạn q trình thiết kế - chế tạo Trong năm gần hệ thống tích hượp nhiều nhà thiết kế- chế tạo hàng đầu giới quan tâm đưa vào sử dụng nhờ lí sau: • Các hệ thống tích hợp dùng chung sở dự liệu tạo điều kiện cho việc nhanh chóng cập nhật thay đổi • Một ưu điểm bật hệ thống tích hợp khả kiểm tra độ tương thích chi tiết thiết kế khối lắp ráp tổng thể thực hiệu chỉnh cần thiết Ở Việt Nam, năm gần phần mềm trợ giúp thiết kế - chế tạo biết đến đưa vào áp dụng mức dộ khác nhiên phần mềm chủ yếu thuộc nhóm “Best in Class” với tính tương đối hạn chế, ví dụ như: • Trong lĩnh vực thiết kế hình học Autocad Autodesk đưa vào sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác chế tạo máy, Xây dựng,Kiến trúc Tuy nhiên Autocad hạn chế mức độ đưa vẽ phẳng in ấn chúng, cịn khả xây dựng mơ hình khơng gian cịn nhiều hạn chế • Trong lĩnh vực phân tích phần tử hữu hạn,các phần mềm khác SAP,ANSYS,NASTRAN nhiều người biết tới • Phần mềm ALASKA Đức đưa vào sử dụng rộng rãi viện nghiên cứu trường đại học nước, đặc biệt lĩnh vực phân tích động học động lực học hệ nhiều vật Các hệ tích hượp có tính mạnh mẽ mẻ Trong số hệ thống tích hợp khác giới CIMATRON biết đến hệ thống thành công nhất: CIMATRON hệ thống tích hợp đặc sắc dùng lĩnh vực thiết kế gia cơng khí nhóm chun gia Nhật Israel hợp tác xây dựng từ năm 1990 Nó nối kết CAD-CAM thành hệ thống hồn chỉnh, ngồi CIMATRON cịn cho phép tạo mơ hình phần tử hữu hạn từ mơ hình hình học dựng CAD dùng việc tính tốn trạng thái vật lí chi tiết, ví dụ như:tính nhiệt (tính tốn q trình truyền nhiệt,ứng suất nhiệt), tính bền Tồn hệ thống Cimatron bao gồm mơ đun: • CIMATRON – MODELING • CIMATRON – DRAFTING • CIMATRON – FEM • CIMATRON – NC Tạo chu kì tích hợp khép kín trợ giúp bước khác q trình Thiết kế - Gia cơng ... tính đồ họa máy tính thực từ bước thiết kế bước cuối hệ thống tích hợp Việc nối kết việc thiết kế gia công thực thông qua việc tiếp cận tới sở liệu dùng chung sơ đồ mơ tả (hình 1- 12) Hình 1- 12:Sự... cong chọn thứ hai tạo đường CrossSection Thuật toán tạo mặt lưới cho phép tạo bề mặt có hình dạng tương đối phức tạp có quy luật (hình 1- 5) Hình 1- 5: Các phương thức tạo mặt lưới a tạo mặt lưới từ... q trình thiết kế - chế tạo Trong năm gần hệ thống tích hượp nhiều nhà thiết k? ?- chế tạo hàng đầu giới quan tâm đưa vào sử dụng nhờ lí sau: • Các hệ thống tích hợp dùng chung sở dự liệu tạo điều

Ngày đăng: 20/12/2016, 21:13

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan