Giáo trình Vẽ thiết kế Cơ điện tử (Nghề Cơ điện tử Trình độ CĐTC)

Ứng dụng trong sinh hoạt, trong công nghiệp, trong lĩnh vực nghiên cứu như; máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, máy chụp hình, modul sản xuất linh hoạt, tự động hóa quá trình sản xuất hoặc các

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG

(Ban hành theo Quyết định số: /QĐ-CĐN ngày tháng năm 20

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang)

An Giang, Năm ban hành: 2020

T UYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Cơ điện tử là một hệ thống cơ cấu máy có thiết bị điều khiển đã được lập trình

và có khả năng hoạt động một cách linh hoạt Ứng dụng trong sinh hoạt, trong công nghiệp, trong lĩnh vực nghiên cứu như; máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, máy chụp hình, modul sản xuất linh hoạt, tự động hóa quá trình sản xuất hoặc các thiết bị hổ trợ nghiên cứu như các thiết bị đo các hệ thống kiễm tra … Một số nhà khoa học nhà nghiên cứu đã định nghĩa cơ điện tử như sau: Khái niệm của cơ điện tử được mở ra

từ định nghĩa ban đầu của công ty Yasakawa Electric: “thuật ngữ Mechantronics (Cơ điện tử) được tạo bởi (Mecha) trong Mechanism (trong Cơ Cấu) và tronics trong electronics (Điện Tử) Nói cách khác, các công nghệ và sản phẩm ngày càng được phát triển sẽ ngày càng được kết hợp chặt chẽ và hữu cơ thành phần điện tử vào trong các cơ cấu và rất khó có thể chỉ ra ranh giới giữa chúng Một định nghĩa khác

về cơ điện tử thường hay nói tới do Harashima, Tomizukava và Fuduka đưa ra năm 1996: “ Cơ điện tử là sự tích hợp chặt chẽ của kỹ thuật cơ khí với điện tử và điều khiển máy tính thông minh trong thiết kế chế tạo các sản phẩm và qui trình công nghiệp

Thiết kế là một phần quan trọng trong quá trình sản xuất đặc biệt đối với lĩnh vực cơ điện tử Giáo trình này sẽ cung cấp các kiến thức cơ bản

để thực hiện thiết kế hệ thống cơ điện tử

Giáo trình bao gồm các phần :

MỞ ĐẦU

Chương 1 Các nhóm lệnh căn bản sử dụng trong Autocad

Chương 2 Ứng dụng nâng cao các phần mềm thiết kế

Chương 3 Trình diễn và xuất bản vẻ

An Giang, ngày 21 tháng 07 năm 2020

Tham gia biên soạn

1 Chủ biên Th.S Nguyễn Đức Tài

MỤC LỤC

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Vẽ thiết kế cơ điện tử

Mã môn học/mô đun: MĐ 16

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun:

-Vị trí: Là môn học kỹ thuật cơ sở Môn học có thể được bố trí học song song với MH10, MH11 và học trước các môn học, mô đun chuyên môn nghề

- Tính chất: Là môn học bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề cơ điện tử.-

Ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun:

Mục tiêu của môn học/mô đun:

Về kiến thức:

- Những kiến thức cơ bản về sử dụng phần mềm trợ giúp thiết kế bằng máy tính nhằm làm cơ sở cho việc nâng cao trình độ chuyên môn và tay nghề của sinh viên

Về kỹ năng:

Đánh giá qua kỹ năng sử dụng máy tính, các phần mềm ứng dụng để vẽ các bản vẽ 2D, 3D phục vụ cho quá trình thiết kế, lắp ráp trong lĩnh vực cơ điện tử

Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

- Chủ động, sáng tạo và an toàn trong quá trình học tập;

- Rèn luyện tính siêng năng trong học tập

Nội dung của môn học/mô đun

Bài tập, thực hành

Kiểm tra

(LT hoặc TH)

MỞ ĐẦU Giới thiệu:

Phần này giới thiệu hệ thống cơ điện tử như thế nào

công nghiệp, trong lĩnh vực nghiên cứu như; máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, máy chụp

hình, modul sản xuất linh hoạt, tự động hóa quá trình sản xuất hoặc các thiết

bị hổ trợ nghiên cứu như các thiết bị đo các hệ thống kiễm tra …

Một số nhà khoa học nhà nghiên cứu đã định nghĩa cơ điện tử như sau:

Khái niệm của cơ điện tử được mở ra từ định nghĩa ban đầu của công ty Yasakawa

Electric: “thuật ngữ Mechantronics (Cơ điện tử) được tạo bởi (Mecha) trong Mechanism (trong Cơ Cấu) và tronics trong electronics (Điện Tử) Nói cách khác,

các công nghệ và sản phẩm ngày càng được phát triển sẽ ngày càng được kết hợp chặt chẽ và hữu cơ thành phần điện tử vào trong các cơ cấu và rất khó có thể chỉ

ra ranh giới giữa chúng

Một định nghĩa khác về cơ điện tử thường hay nói tới do Harashima, Tomizukava và Fuduka đưa ra năm 1996: “ Cơ điện tử là sự tích hợp chặt chẽ của

kỹ thuật cơ khí với điện tử và điều khiển máy tính thông minh trong thiết kế chế tạo các sản phẩm và qui trình công nghiệp.”

Cùng năm đó Auslander và Kempf cũng đưa ra một định nghĩa khác như sau:

“ Cơ điện tử là sự áp dụng tổng hợp các quyết định tạo nên hoạt động của các hệ vật

lý.”

Năm 1997, Shetty lại quan niệm: “ Cơ điện tử là một phương pháp luận được dùng để thiết kế Tối Ưu Hóa các sản phẩm cơ điện.”

Và gần đây, Bolton đề xuất định nghĩa: “ Một hệ cơ điện tử không chỉ là sự kết hợp chặt chẽ các hệ cơ khí điện và nó cũng không chỉ đơn thuần là một hệ điều khiển, nó là sự tích hợp đầy đủ của tất cả các hệ trên.”

Tất cả những định nghĩa và phát biểu trên về Cơ điện tử đều xác đáng và giàu thông tin, tuy nhiên bản thân chúng, nếu đứng riêng lẻ lại không định nghĩa được đầy đủ thuật ngữ Cơ điện tử.”

Cũng giống như cơ điện tử, có khá nhiều khái niệm khác nhau về hệ thống cơ điện tử Chúng ta hãy khảo sát một số quan điểm sau của Bradley, Okyay Kaynak, Bolton, Shetty

Sự thành công của các ngành công nghiệp trong sản xuất và bán hàng trên thị trường thế giới phụ thuộc rất nhiều vào khả năng kết hợp của Điện-Điện Tử và công nghệ tin học vào trong các sản phẩm cơ khí và các phương thức sản xuất cơ khí Đặc tính làm việc của nhiều sản phẩm hiện tại-xe ô tô, máy giặt, robot, máy công cụ… cũng như việc sản xuất chúng phụ thuộc rất nhiều khả năng của ngành công nghiệp

về ứng dụng những kỹ thuật mới vào trong việc sản xuất sản phẩm và các qui trình sản xuất Kết quả đã tạo ra một hệ thống rẻ hơn, đơn giản hơn, đáng tin cậy hơn và linh hoạt hơn so với các hệ thống trước đây Ranh gới giữa điện và điện tử , máy

tính vá cơ khí đã dần dần bị thay thế bởi sự kết hợp giữa chúng Sự kết hợp này đang tiến tới một hệ thống mới đó là : Hệ thống cơ điện tử

Chương I Các nhóm lệnh căn bản sử dụng trong Autocad Giới thiệu:

Hướng dẫn sử dụng các nhóm lệnh căn bản trong sử dụng Autocad

Mục tiêu:

- Hiểu được các lệnh cơ bản sử dụng trong Autocad

- Biết các sử dụng các lệnh cơ bản để vẽ bản vẽ kỹ thuật bằng Autocad

- Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau

1 Các lệnh vẽ cơ bản

a Lệnh vẽ Đường thẳng

Draw\Line Line hoặc L

b Lệnh vẽ hình tròn

Draw\Circle\ … Circle hoặc C

c Lệnh vẽ đường cong

d Các lệnh cơ bản khác

Lệnh vẽ đa tuyến Pline

Draw\PolyLine\… Pline hoặc PL

Lệnh vẽ hình nhữ nhật Rectang

Draw\Rectangle\… Rectangle hoặc REC

Lệnh vẽ đa giác đều Polygon

Draw\Polygon\ … Polygon hoặc POL

2 Các lệnh hiệu chỉnh

a Lệnh cắt đối tượng

Modify \ Trim Trim hoặc TR

b Lệnh vát mép và bo góc

Modify \ Chamfer Chamfer hoặc CHA

c Lệnh vẽ song song Offset

Modify \ Offset Offset hoặc O

d Các lệnh hiệu chỉnh khác

Lệnh xoá đối tượng Erase

Modify\Erase hoặc Edit\Clear Erase hoặc E

Lệnh phục hồi đối tượng vừa bị xoá Oops

Huỷ bỏ lệnh vừa thực hiện Undo

3 Các lệnh sao chép và biến đổi hình

a Lệnh copy

Modify\ Copy Copy, hoặc Co

b Lệnh xoay

c Lệnh đối xứng

d Lệnh sao chép mảng Array

Modify\ Array Array hoặc AR hoặc -AR Modify

e Các lệnh biến đổi hình khác

BÀI TẬP

Bài tập 1

Ø14 Ø20

Bài tập 2

Bài tập 3

Bài tập 4

Bài tập 4

Bài tập 5

Bài tập 6

Bài tập 7

Bài tập 8

Bài tập 9

106

66 85

40 24

Bài tập 10

Bài tập 11

Chương II

Ứng dụng nâng cao các phần mềm thiết kế

Mục tiêu:

- Hiểu được các ứng dụng phần mềm mô phỏng vào thiết kế cơ điện tử

- Thiết kế được chi tiết cơ khí trên phầm mềm

- Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau

1 Làm quen với giao diện

a Các menu cơ bản của phần mềm

B3 Nhấp vào OK để gán mẫu

Chọn mẫu

Để chọn một mẫu để sử dụng làm cơ sở cho một mẫu mới, bạn có thể sử dụng bảng điều khiển Trang chủ của tôi hoặc hộp thoại Tạo tệp mới

Cách làm: Tạo một tệp mới bằng Bảng điều khiển trang chủ của tôi

B1 Trong khu vực Mới , mở rộng các tùy chọn Nâng cao B2 Điều hướng đến khuôn mẫu được yêu cầu trong thư mục

B3 Nhấp đúp vào tên mẫu để tạo file mới

2 Xử lý phác thảo 2D

Các mẫu phần mặc định chứa các tính năng Origin sau:

Ba mặt phẳng trực giao: Mặt phẳng YZ, Mặt phẳng XZ và Mặt phẳng XY

Ba trục: Trục X, Trục Y và Trục Z

Điểm trung tâm tại điểm mặc định (0,0,0)

Các tính năng Origin này không bao giờ có thể được di chuyển hoặc xóa Hình

2 Wap5 hiển thị các tính năng Origin mặc định

Hệ trục tọa độ CÁC BƯỚC CHUNG

Sử dụng các bước chung sau đây để tạo một tính năng cơ bản được phác thảo:

B1 Bắt đầu tạo bản phác thảo

B2 Để máy bay phác họa

B3 Thực thể tham chiếu dự án, nếu cần

B4 Tạo một bản phác thảo 2D của tính năng cơ bản

B5 Chọn loại tính năng cơ bản

B6 Định nghĩa độ sâu và hướng

B7 Hoàn thành tính năng

| | Bước 1 - Bắt đầu tạo bản phác thảo

Để tạo một tính năng cơ bản được phác thảo, bạn phải bắt đầu với một bản phác thảo Một bản phác thảo là một đại diện 2D của phần được sử dụng để tạo ra hình dạng rắn trong mô hình Để bắt đầu tạo một bản phác thảo trong mô hình, sử dụng một trong các phương pháp sau:

Trong tab Mô hình 3D> Bảng phác thảo, nhấp (Bắt đầu Phác thảo 2D) Nhấp chuột phải vào cửa sổ đồ họa và chọn Phác thảo mới

| | Bước 2 - Xác định mặt phẳng phác thảo

Trước khi phác thảo, bạn phải định nghĩa mặt phẳng 2D để phác họa các thực thể Trong quá trình tạo tính năng cơ sở, bất kỳ một trong các mặt phẳng gốc mặc định (YZ, X2 và XY) đều có thể được chọn Khi lệnh phác thảo mới đã được bắt đầu, các mặt phẳng gốc được hiển thị tạm thời trong cửa sổ đồ họa và có thể được chọn Bạn có thể di con trỏ lên bất kỳ mặt phẳng nào được hiển thị để hiển thị tên của mặt phẳng Chọn bất kỳ mặt phẳng nào để xác định mặt phẳng mà bản phác thảo sẽ được tạo

Ngoài ra, trong trình duyệt Mô hình, bên cạnh Nguồn gốc, bấm> để mở rộng

nó và chọn bất kỳ mặt phẳng gốc nào

Các mặt phẳng phác thảo

Bước 3 - Thực thể tham chiếu dự án, nếu cần

Hình học phác thảo nên được định vị đối với các thực thể tham chiếu hiện có Các thực thể tham chiếu cung cấp một tham chiếu cho kích thước và ràng buộc các thực thể được phác thảo để vị trí của chúng được định nghĩa đầy đủ trong mô hình Đối với một tính năng cơ bản, các tính năng Origin tồn tại trong mẫu có thể được sử dụng Theo mặc định, Điểm trung tâm gốc được chiếu lên mặt phẳng phác thảo Bạn phải chiếu rõ ràng bất kỳ mặt phẳng gốc (hoặc trục) nào dưới dạng tham chiếu thêm

Bước 4 - Tạo một bản phác thảo 2D của tính năng cơ bản

Khi các thực thể tham chiếu đã được chiếu, bạn có thể bắt đầu tạo các thực thể được phác thảo 2D bằng cách sử dụng các tùy chọn còn lại trong tab Phác thảo

Tab Sketch

Các công cụ phác thảo

Danh sách thả xuống dòng

(Spline (Control Vertex)) : Cho phép bạn phác thảo 3 đường cong dạng tự

do Chọn nhiều điểm để tạo spline Mỗi điểm được đặt trên các đỉnh của khung điều khiển

(Spline (lnterpolation)) : Cho phép bạn phác thảo một đường cong dạng tự

do Chọn nhiều điểm để tạo spline Các spline được rút ra qua từng điểm

(Đường cong phương trình) : Vẽ đường cong dựa trên mục nhập của phương trình

Danh sách thả xuống Arc

(Tangent Arc) : Vẽ tiếp tuyến hình cung với đường thẳng hoặc cung hiện

có Chọn điểm cuối của đường thẳng hoặc vòng cung làm điểm đầu tiên và di chuyển con trỏ đến điểm cuối của vòng cung

(Three Point Arc) : Vẽ một vòng cung tại ba điểm đã chọn Chọn hai điểm kết thúc, và sau đó chọn một điểm trên vòng cung Điểm cuối cùng xác định tâm và bán kính

(Center Point Arc) : Vẽ một vòng cung tại ba điểm đã chọn Điểm đầu tiên xác định tâm của cung và hai điểm còn lại xác định các đầu của cung

Danh sách thả xuống hình chữ nhật

(Hình chữ nhật ba điểm): Vẽ một hình chữ nhật ở bất kỳ góc nào Chọn ba điểm

để tạo hình chữ nhật Hai điểm đầu tiên nằm ở một phía và điểm thứ ba nằm ở phía đối diện

(Trung tâm hai điểm): Vẽ một hình chữ nhật dọc theo trục X và Y Chọn hai điểm để tạo hình chữ nhật Điểm đầu tiên là trung tâm của hình chữ nhật và điểm thứ hai là một góc bên ngoài

(Trung tâm ba điểm): Vẽ một hình chữ nhật ở bất kỳ góc nào Chọn ba điểm để tạo hình chữ nhật Điểm đầu tiên là trung tâm của hình chữ nhật, điểm thứ hai là cạnh thứ nhất và điểm thứ ba là cạnh thứ hai

(Tổng thể): Vẽ một vị trí bằng cách chọn ba điểm Hai điểm đầu tiên là toàn bộ chiều dài của khe và lựa chọn thứ ba định nghĩa độ dày của khe

(Điểm trung tâm): Vẽ một vị trí bằng cách chọn ba điểm Chọn điểm trung tâm của khe, theo sau là điểm chính giữa của một cung và thường chọn một điểm để xác định độ dày của khe

(Three Point Arc): Vẽ một vị trí bằng cách chọn bốn điểm Ba điểm đầu tiên xác định độ dài cung và bán kính của khe và lựa chọn thứ tư định nghĩa độ dày của khe

(Center Point Arc): Vẽ một vị trí bằng cách chọn bốn điểm Ba điểm đầu tiên

là điểm trung tâm của cung, độ dài cung và bán kính của khe Lựa chọn thứ tư định nghĩa độ dày của các khe

(Đa giác): Cũng như hình chữ nhật, đa giác có thể được vẽ bằng một loạt các đường Tuy nhiên, dễ dàng hơn để sử dụng lệnh này để tất cả các cạnh và góc bằng nhau Bạn có thể vẽ đa giác như:

Bước 2: Trong hộp thoại Extrude

Profile: phần chỉ định Sketch hay vùng bạn muốn tạo lệnh extrude

Type Extrude:

Join: Gộp phần Extrude với khối Solid có sẵn (có thể có hoặc không có khối Solid sẵn)

Cut: Cắt bỏ phần giao của Extrude và khối Solid có sẵn

Intersect: Chọn phần giao giữa phần Extrude và Solid có sẵn

New Solid: tạo một Solid (Khối đặc) mới

-Extents: phần chọn phương thức Extrude

To next: từ mặt phẳng Sketch tới mặt bất kỳ gần đó chứa được hình chiếu của Sketch

To: từ mặt phẳng Sketch tới một mặt được chỉ định

Between: phần Extrude nằm giữa hai mặt phẳng được chỉ định

All: phần Extrude kéo dài từ mặt phẳng Sketch tới biên của Part

Distance from face: phần Extrude có biên dạng Sketch bắt đầu từ một mặt và đùn đến một kích thước được chỉ định

Output: Chọn biên dạng Extrude được xây dựng:

- Lệnh Revolve

Bước 1: Tạo ra một biên dạng 2D Sketch

Bước 2: Tạo đường tâm (trục quay)

Bước 3: Thực hiện lệnh

- Lệnh Sweep

B1: Phác thảo một hồ sơ và đường dẫn trên các mặt phẳng giao nhau Đường dẫn phải xuyên qua mặt phẳng hồ sơ Điểm bắt đầu phải được đặt trên giao điểm của các mặt phẳng cho cấu hình và đường dẫn

B2: Nhấp vào tab Mô hình 3D Tạo bảng điều khiển Quét

Nếu chỉ có một hồ sơ trong bản phác thảo, nó sẽ tự động nổi bật Nếu không, chọn một hồ sơ phác thảo

B3: Trong hộp thoại Quét, bấm Hồ sơ và sau đó chọn hồ sơ để quét

Mẹo: Khi thực hiện nhiều lựa chọn cấu hình, để ngăn tự động chuyển sang bộ chọn tiếp theo, hãy bỏ chọn hộp kiểm Tối ưu hóa cho Lựa chọn đơn

B4: Với công cụ chọn Đường dẫn, chọn bản phác thảo 2D, bản phác thảo 3D hoặc các cạnh của hình học

Lưu ý: Nếu sử dụng các cạnh cho đường dẫn, khi lệnh quét hoàn thành, các cạnh sẽ chuyển sang bản phác thảo 3D mới

B5: Nếu có nhiều vật thể rắn, nhấp vào Chất rắn và sau đó chọn các vật thể tham gia

B6: Chỉ định loại đầu ra: