Luận văn thạc sĩ xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ

Do là những công cụ được phát triển định hướng theo các đối tượng chuyên dựng, kèm theo nó là hệ thông các giao diện tương thích theo tiêu chuẩn quế Mặt khác, những khuynh hướng công n

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG ĐẠI HỌC BÁCH KHIOA IIÀ NỌI

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu vả kết quả trên trong Luan Văn là trung thực và chưa từng được ai công bó trong bat ky một công trinh nảo khác Trừ các phản tham

khảo đã được nêu rõ trong Luận Văn

Tác giả

Nguyễn Chí Hoan

LOI CAM ON

‘Tac gia xin chan thành cảm ơn TS.Tăng Huy người đã hưởng dan vả giúp đỡ tận tỉnh từ định hưởng đẻ tải, tổ chức thực nghiệm đến quá trình viết và hoàn chỉnh

luận văn

Tác giả bảy tỏ lòng biết ơn đổi với ban lãnh đạo và khoa đảo tạo Sau đại học

Viên Cơ khi , Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản luận văn này

Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên luận văn không tránh khỏi sai sót,

tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiển của các thầy , cô giáo, các nhả khoa hoe va các bạn đồng nghiệp

Tác giả

Nguyễn Chí Hoan

LOI CAM BOAN

LOI CAM ON

DANH MUC CAC TU VIET TAT

DANH MUC HINH VE

CHUONG | : TONG QUAN VE CONG NGHE CADICAM

1.1 Téng quan ve ky thuat cad/cam/cne

1.1.1 _ Giới thiêu vẻ công nghệ CAD/CAM

1.1.2 Đối tượng phục vụ của CAD/CAM

1.1.3 Vai trò của CAD/CAM trong chu ky san xuất

1.1.4 Chức năng của CAD

1.2 THIET KÉ VÀ GIA CÔNG TẠO HỈNH

1.2.1 Thiết kế và gia công theo phương pháp truyền thống

1.2,2 Thiết kế vả gia công tạo hinh theo công nghệ Cad/Cam

1.2.3 Thiết kế và gia công tạo hinh theo công nghệ tich hợp (CIM)

4.3 MO HINH HOA HINH HOC TRONG CAD

1.3.1 Phương pháp mô tả đường cong

1.3.2 Phương pháp mô tà mặt cong

1.3.3 Phương pháp mô tả khối hỉnh học

1.3.4 Phương pháp mô hinh hóa hinh hoc

1.4 PHÂN TÍCH KỸ THUẬT TRONG CAD

1.5 CAD VA TIEN TRINH THIET KE SAN PHAM

1.6 LỢI ÍCH CÙA CAD Buôn ensstoOsfDÐ 1.7 Kết luận

CHƯƠNG II

2.1 Vai trò và vị tri của CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ

2.2 CSDL VÀ QUY TRÌNH XỬ LÝ TRONG HỆ THÓNG CAD/CAM

2.1.1 Cơ sở dữ liệu và quy trinh xử lý

2.1.2 BÀI TOÁN XÂY DỰNG CSDL PHỤC VỤ QUÁ TRÌNH CAD/CAM

2.1.2.1 Phân tích bài toán ¿8oliis100900ãslseagmsavbbedi &

2.1.2.2 Nội dung bải toán xây dựng CSDL đồ họa — thuộc tính và giới hạn nội dung 33

2.2 LỰA CHỌN MÔ HỈÌNH CSDL ĐỒ HỌA - THUỘC TÍNH

2.3 kết luận chương lÍ

CHƯƠNG III

3.1 Thiết kế chỉ tiết coc.~.~e~ _ nhe 60

3.2 Quy trình thiết kế khuôn chỉ tiết

3.3 Lập trình gia cong khuôn trên nắp ö cắm điện sessions

3.3.1 Lập phiểu gia công phần khuôn trên của chỉ tiết nhựa BB,

3.3.2 Thực hiện gia công khuôn trên phẫn mễm pro-enggineer 5.0 B 3.3.3 Xuất file Nc điều khiển máy phay CNC gia công tự động - B8

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT

CAD- Computer Aided design- Thiết kể có sự trợ giúp của máy tính

CAM- Computer Aided Manufacturing- Sản xuất có sự trợ giúp máy tỉnh

API- Giao diện lập trình

CAD/CAM- thiết kế/sản xuất với sự trợ giúp của may tinh

CAPP-Tự động hóa quá trình thiết kể công nghệ

CAQ- Tự động hỏa quá trình kiển tra chất lượng sản phẩm

€NG- Điều khiển số với sự trợ giúp của máy tính

CSDL- Cơ sở dữ liệu

CNTT- Công nghệ thông tin

CAE- Computer Aided Engineering- Phân tỉch kỹ thuật

MRP- Manufacturing Resources Planning- Hoach dinh nguồn lực sản xuất

PP- Production Planning-Lap kẻ hoạch sản xuất

DLTT- Dữ liệu thuộc tỉnh

C§DL DDH-TT- Cơ sở dữ liệu đỏ họa-thuộc tinh

1Iỉnh 1.6 Phương pháp mô hình hỏa hình học theo cấu trúc khdi 24

Tình 1.7 Sơ đồ tổ chức CSDT, phục vụ quá trình chuẩn bị CAT/CAM 30

Hinh 1.9 Béi trong CAD được mô tá bằng các dữ liệu khác nhau 35 Hình 1.11 Vai trò của các API trong CRDL Solidwoks a -

Hình 3.3 Dùng lệnh Extrude dé tao hinh dang san pham ban dau 51 Tlinh 3.4 Sản phẩm sau khi tạo đặc tính vỏ bằng lệnh Shell -Ö52

Hình 3.7 Sản phẩm nắp ô cắm điện được hoàn thiện 34 Hinh 3.8 Đường phân khuôu với lệnh Paring line " SA

1Hình 3.9 làn kín những lỗ trồng bằng lệnh Shut-off- Swface ,Š5

Tĩinh 3.10 Tạo mặt phân khuón bằng lậnh Parting-Surfaee c 58

1Iình 3.14 Phần khuôn trên cần lập trình gia công _ Tĩnh 3.15 Giao diện chuẩn bị gia công chỉ tiết trên pro-engineer SD

Tình 3.17 Thiết lập tọa độ tâm và tọa độ phôi - - 60

Tình 3.18 Chợn thông số gia công đao TÌ phay phẳng 61

[lin 3.19 M6 phéng gia công phay phẳng đưới dạng khung dây -eeeouỔl

Hình 3.20 Chơn thông 36 dao-02 dé phay thé bién dang san pham

Tlinh 3.21 Chon dudng chuẩn biên đạng lên kích thước cho chỉ tiết

Tlinh 3.22 Tình gia công biên đạng thở của sản phảm

Tình 3.23 Quá trình gia công phá với đao 03

"Hình 3.24 Gia công, bể mặt khuôn với dao 04

Hình 3.25 Hoàn thành gia công bể mặt khuốn sàn ecseiee

63

63

64

65 66

MO PAU

-AM/CNG là tiền đề để hình thành va

'Trục lưu thông thông tin cơ bản CAD/

phát triển CIM- kỹ thuật gia ông tích hợp điểu khiến bằng máy tinh ghép mạng,

Trong dỏ CIA4 dược nhữn nhận như một hình ảnh của xí nghiệp cơ khí tương lai, ở

liệu Xử lý số trong các xí nghiệp như vậy sẽ hướng tới kỹ thuật quản lý và khai

thác những mâng dữ liêu có dung lượng lớn liên quan dến sản xuất , quản lý kinh tể,

kế hoạch hóa vả bao quát trọn gói quả trình điều hành tổng thể của cả công ty

Trong khi đỏ, công nghệ phát triển phần mềm những năm gắn đây đã đưa ra

hàng loại phương án cấu trúc đạng mở, có thế ghép nối tối hơn nhiều so với trước

và đo vậy có khả năng trợ giúp cho những ứng đụng tổng hợp Do là những công cụ

được phát triển định hướng theo các đối tượng chuyên dựng, kèm theo nó là hệ

thông các giao diện tương thích theo tiêu chuẩn quế

Mặt khác, những khuynh hướng công nghệ cuối thẻ kỹ 20 và đâu thể kỷ 21 chỉ rõ

« Thương mại hỏa trong thị trường toàn cầu, chế tạo sản phẩm theo địa chí khách

tàng với định hướng thỏa mãn tối đa yêu câu của họ và cung cấp hoàng hóa theo tiêu

chuẩn HT- ngay tức thi với chất lượng cao kẻ cả dịch vụ bảo hành và sửa chữa,

# Tăng cường tính tổng hợp toàn điện của sẵn phẩm, tính toán tuổi thọ của sân phẩm theo chu kỳ ngắn hơn nhằm hiên luôn đổi mới kết cấu, vật liệu và công nghệ chế tạo chứng Gia công đồng thời nhiều nguyên công trên một lần gá, tổ hợp khép kín hoặc mở giữa các phân tử trong hệ thống gia công với công đoạn lấp ráp cũng, như giữa khu vực thiết kế với khu vực nghiên cửu phát triển vả cung ứng thị trường,

“Trong bôi cảnh đó, muốn theo đuôi khuynh hướng công nghệ mới , ngoài việc nghiên cứu các phương Liên phần cứng, một trong những khia cạnh bức xúc nhất là phải tiễn hành nghiên cửu cơ sở dữ liệu với kỹ thuật tích: hợp vả khai thác phân

xnẻm chuyên đựng- đối với chế tạo máy- trước hết đó chính là kỹ thuật mở rộng trục

thong lin tích hợp cơ bản CAD/CAMƯƠNG

Mặt khác, hiện nay dễ đáp ứng nhụ câu ngảy cảng cao của con người, các mặt

tàng công nghiệp cân phải liên tục cải tiễn vả thay đổi không ngừng về kỹ thuật và

mỹ thuật Không những thể các công ly xỉ nghiệp luôn bị súc ứp phải liên tục thay

đổi mẫu rnã, chúng loại săn phẩm dễ có thẻ tôn tại và phat triển trong mỗi trường, cạnh tranh của cơ chế thị trường Dễ lâm được điều đó đòi hỏi quá trinh sản xuất phải linh hoạt, các thế hệ máy ƠNG đã ra đời và thay thể từng phần cha các thế hệ máy chuyên dụng, máy tự động trong các dây truyền sẵn xuất cơ khí nhằm linh hoạt

hóa đây truyền sản xuất giải pháp công nghệ tiên tiên CAD/CAMƯCNG đáp ứng quá trình sản xuất lmh hoạt đó Tuy nhiên đòi hỏi phải có vốn dẫu tư lớn nhưng lại đang được coi là giải pháp hữu hiệu ở các nước có nên cơ khí hiện đại

Khi đây truyền tổ hợp đã linh hoạt hóa nhờ việc đâu tư sử đụng các máy CNC

vấn đề tiếp theo là cân phâi rất ngắn giai đoạn chuẩn bị sản xuất: đặc biệt là quá

trình chuẩn bị cho thiết kế,

y dựng quy trình công nghệ và tạo lập chương trinh

điêu khiến cho sản xuất cơ khí Hiện nay, để rút ngắn thời gian chuẩn bị công nghệ Trgười ta đã xảy dựng và áp dụng các hệ thống tự động hỏa chuẩn bị công nghệ dé

vơi sự trợ giúp của máy tính

Trong các hệ thông tự động lóa chuẩn bị công nghệ đó, CSDL phục vụ quá

trình chuân bị công nghệ là một cấu thành quan trọng, nó góp phản lựa chon

phương ản công nghệ tối ưu Cũng như rút ngắn thời gian của quả trình gia công

Cho nên, việc nghiên cửu lim ra giỗi pháp tổ chức, xây dựng ỞSDI, phục vụ

quá trinh chuẩn bị công nghệ phú hợp với trình độ phát triển khoa học công nghệ dang là nhu cầu cấp thiết Sự bùng nỗ của công nghệ thông tin đã mỏïra nhiều hướng thưởng nghiên cứu ứng dụng, kinhidoanh mới trong tất cả các lĩnh vực của đời sống, kinh tế xã hội.Đặc biệt trong lĩnh vực xây đựng, tổ chức CSDL Sự phát triển của

công nghệ thông tin lại càng có thế mạnh, nhất là khí mà khối lượng dũ liện cần

phải được xử lý nhiều va đo tính chất nhức tạp của dữ liệu riên tâm bao quật của rộtngười bình thường khỏquän lý hết được như trong quá trình chuẩn bị công nghệ sản xuất cơ khí

Vậy mục dích nghiên cửu của luận văn là: Đưa ra phương ản xây đựng, cơ sở

đữ liệu để họa- thuộc tính và đữ liệu công nghệ phục vụ quá trinh chuẩn bị công,

nghệ trong tự động hóa thiết kế và gia công có sự trợ giúp của máy tính nhằm đạt được giải pháp xây dựng CSDL một cách khoa học hiệu qua phủ hợp với thực tế sản xuất cơ khí, Dồng thời có thể để dàng đua vào áp dụng và mang hiệu quả kinh

tế cao Ngoài ra, việc lễ chức CSDIL dịnh hướng phục vụ quá trình gia công cơ khí Đằng cáo thiết bị điều khiến số cũng là bước đâu tiên để tiền tới quả trình xây dựng

hệ tự động hóa quá trình chuẩn bị công nghệ phủ hợp với trình độ phát triển sản

xuất ở việt nam Vì thể, việc xây dựng CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ

la dé tai rất thiết thực với thực tế sản xuất của nghành cơ khi chế tạo máy hiện nay

Tuy nhiên, do tính phúc tạp cũng như quy mô lớn của bài toán nên nội dung của

tuận văn chỉ tập trung giải quyết vẫn để tổ chức CSDT, phục vụ quá trình tiết kế với dit ligu la dé hea va 46 hoa kèm thuộc tỉnh( đỏ họa -thuộc tính) Dặc biết chú trong tới vẫn để tế chức đữ liệu đỗ họa khi xây đựng CSDL các chỉ tiết, cụm kết cầu tiêu chuần nhằm rúi ngắn thời giám thiết kế, nhanh chóng dưa ra đối tượng gia công, đúng

Mục dich kỹ thuật của để tải là nhằm kết nổi và khai tháo có hiệu quả hơn,

nhưng phần mễm chuyên dụng đã có hoặc sẽ phát triển theo định hướng đối tượng

của nghành cơ khú, tạo ra tiền dễ ứng dụng kỹ thuật CTM và chiến lược công nghệ khác của nên sán xuất cơ khí

Côn đối với khái miêm” phát triển bền vững” nội dung nghiên cứu nói trên còn phúc vụ dào tạo nguồn nhân lực đủ khả năng tiếp cận công nghệ cao nhằm dưa sụ công nghiệp hóa, biện đại hóa của đất nước trở thành hiện thực

Với thực tế dỏ chắc chấn để tài này nghiên cửu đang và sẽ được thực hiệu trên lĩnh vực này luôn là bức thiết Mặt khác sẽ luôn luôn là quả rauộn nếu chủng ta không quan tâm đây đủ đến khuynh hướng phát triển của công nghệ hiện đại

Mục tiêu nghiên cứu của đề tải:

Về mặt lý thuyết: Dưa ra phương pháp xây dụng cơ sở dữ liệu đỗ họa- thuộc

tính và đữ liệu công nghệ phục vụ chuẩn bị công nghệ trong tự đônghóa thiết kế và gin ông có sự trợ giúp của máy linh:

10

Vẻ mặt thực tiễn: Tổ chức, tạo lập được môi trường dữ liệu phủ hợp với dữ

liệu là để họa và đả họa- thuộc tính trong môi trường CAD cũng như lựa chọn hệ

quân trị CSDL phủ hợp, đồng thời ứng dụng cụ thể vào việc triển khai xây đựng

C8DL phục vụ quả trình thiết kế các chỉ tiết cơ khi, chỉ tiết khuôn

Dễ tài tập trung nghiên cứn và giải quyết các vẫn để sau:

- Phân tích, đánh giá tỉnh hình xây đựng CSDT phục vụ quá trình chuẩn bị

công nghệ qua đó giới hạn phạm vị cần nghiên cứu

- Nghiên cứu, lựa chọn mô hình CSDI và môi trường CAD thích hợp đề triển

khai việc xây dựng CSDL đỏ họa — thuộc tính

- Xây dựng cơ sở lý thuyết cho việc xây dựng mô hinh đổi tượng đữ liệu để

họa và đồ họa thuộc tính ở mức độ sát với thực tiễn của quá trình thiết kế các chi

tiết cơ khi, chỉ tiết khuôn nhìya của chỉ tiết đó

Nội dung dược trình bảy trong luận văn gồm:

«Chương I: Tông quan vé Cong nghé CAD/CAM/CNC

® Chương II: Cơ Sỡ Đữ Liệu phục vụ quá trình quá trình chuẩn bị công nghệ

® Chương TỊT Ứng dụng Lễ chức CSDI, trong tự động hỏa thiết kế có sự trợ

giup eda may tính

11

CHUONG I: TONG QUAN VE CONG NGHE CAD/CAM

1.1 Téng quan về kỹ thuật cad/cam/cnc

1.1.1 Giới thiệu về công nghệ CAD/CAM

Thiết kế và chế tạo có sự tham gia của máy vi tinh (cad/cam) thường được

trình bày gắn liên với nhau Thật vậy, hai lĩnh vực ứng dụng tin học trong nghành

cơ khi chế tạo này có nhiều điểm gidng nhau bởi chúng đều dựa trên củng các chỉ

tiết cơ khi và sử dụng đữ liệu tin học chung : đó là các nguồn đồ thị hiện thị và dữ

liệu quan lý

Thực tế, CAD vả CAM tương tự với các hoạt động của hai quá trình hỗ trợ

cho phép biên 1 ỷ tưởng trừu tượng thành một vật thẻ thật hai quá trình này thê hiện

rõ trong công việc nghiên cửu vả triển khai chế tạo!

Xuất phát từ nhụ câu cho trước việc nghiên cứu đảm nhận thết kế một mô hình

mẫu cho đền khi thẻ hiện trên bản vẽ biểu diễn chỉ tiết.Từ bản vẽ chỉ tiết, việc triển

khai chế tạo đảm nhận lập ra quá trình chế tạo các chỉ tiết củng các vẫn đề liên quan

đến dụng cụ vả phương pháp thực hiện

Hai lĩnh vực hoạt động lớn này trong nghành chế tạo được thực hiện liên tiếp

nhau và được phân biệt bởi kết quả của nó,

~ Kết quả của CAD lả một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu

khác nhau của một chỉ tiết cơ khi với cá đặc trưng hình học vả chức năng Các phân

mềm CAD là dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu và chia thành 2 loại các

phần mềm thiết kẻ ; các phan mềm vẽ

~ Kết quả của CAM là cụ thể, đó lả ch tiết cơ khí Trong Cam không truyền đạt một sự biểu điền của thực thể mà thực hiện một cách cụ thẻ công việc việc chế

tạo gồm các vẫn đẻ liên quan đền vật thể, cắt gọt vật liệu, công xuất đỏ gá và dung

cụ cắt nhằm đâm bảo yêu câu kỹ thật của chỉ tiết cơ khi

Nhằm khai thác các công cụ hữu ích, những ứng dụng tin học trong chế tạo

không chỉ hạn chế trong cac phan mem d6 hoa hién thi va quan ly ma con sử dụng,

viée lap trinh va diéu khién cac may công cụ điều khiên số đo vậy đòi hỏi khi thực

12

hiện phải nắm vững các kiến thức về kỹ thuật gia công,

Trong chẻ tạo, việc sử đụng cáo đữ liệu tin học phải lưu ý đến nhiều mối quan

hé rang buộc gác răng buộc này nhiều hơn trong thiết kế việc cắt gọt vật liệu trên một máy công, cụ diễu khiến số hay một máy công cụ vạn năng thông thưởng như nhau, trong hai trường hợp vật liệu không thay đổi vẻ tính chất

Trong khi đó các đữ liệu lin học có trong môi Irường công nghiệp cũng có

trong các xưởng gia công Cúc nguồn dự liệu nảy cãi thiện kỹ thuật chế tạo, cluyển

đổi phương pháp vả đẫn đến thay đổi quan trọng trong cổng việc cho phép điều

khiển số các nguyên công gia công, việc thiết kế các đư liệu tiì học raang lại nhiều

sự cải thiện về kết cấu liên quan đến cầu tric may vẻ đỗ gá, các phuong pháp chế

tạo và kiểm tra sản phẩm, thiệt kể dung cu cắt và các cơ cầu tự động khác Mặt

khác, các ứng dụng Lin hoe nay cary cho phép khai thúc tốt hơn các khả nũng mời của máy vả đụng cụ

Cuỗi thập niên 50, ý tưởng” bút quang” ra đời Ý tưởng này xuất biện khi

nghiên cứu cách xử lý đữ liệu rada của dự án quốc phòng goi la SAGE( Sami- automatic Ground environment system)

Nim 1963 Ivan Sutherland céng bố một số kết quả đầu tiên về đỗ họa máy

tinh, cho phép tạo ra và làm chủ các hình ảnh trong thời gian thực hiện mán hình

Trong thập niên 60 nhiều tập đoàn công nghiệp như General motos , [3M Dã

bắt đầu thực tuện những dự án về đỗ họa máy tỉnh Đến cuối thập riễn 6Ó, một số nhà cung cấp hệ thống CAD/CAM da dược thành lập, trong do phai ké đến hang,

Calma ( 1968), Applicon va computervision (1969)

C6 thé néi trên đây là một số trong những người mở đường tiêu biếu ngày nay CAD/CAM thực sự trở thánh công nghệ có tắc độ phát triển cực kỷ nhanh chỏng,

Tại Việt Nam, rhững năm gần đây việc ứng dụng công nghệ CAD/Cam trong

thiết kế „ chế lạo các sâm phẩmcông nghệ thuộc lính vực như khuôn mẫu hàng tiêu dùng, linh kiện điện tứ, công nghệ cao, cơ khí chính xác ngày cảng phổ biến xu

thể ngày nay các nha kỹ thuật phát triển chủ yêu la hệ thống CAD/CAM thích hợp

Những phần mềm CAD/CAM: tích hợp đang sử dụng phổ biển hiện may như

13

Catia/autoNC, Mastercam, Solidwwoks/solideam, Delcam, Surfcam, vercut,

Cimatron, Pro/Engenieer,

1.1.2 Đối tượng phục vụ của CAD/CAM

Xu thể phát triển chung của nghành công nghiệp che tao theo cong nghệ tiên

tiên là liên kết các thảnh phần của quy trinh sản xuất trong hệ thông tich hợp điều

khiển bởi may tinh dién ti( computer integrated manufacturing—CIM)

Các thành phân của hệ thông CIM duge quan ly va diéu hanh dura trén co sé

dữ liêu trung tâm với các thành phan quan trọng là các đữ liệu từ quá trình CAD

Kết quả của quả trình CAD không chỉ là cơ sở dữ liệu đề thực hiện phân tích

kỹ thuật lập quy trình chế tạo gia công điều khiên số mà chính lả dữ liêu điều khiển

thiết bị sản điều khiển số như các loại máy công cụ, người máy tay mảy công nghệ

và các thiết bị phụ trợ khác

Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò quan trong trong việc hinh thành bất kỳ:

một sản phẩm cơ khi nảo

Thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ vả dụng cụ phụ

Kế hoạch hóa sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian yêu cầu

Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thây rằng 90% thời lượng thiết kế

là đếtra cứu số liệu cân thiết mả chỉ có 10% thời gian đảnh cho lao động sảng tạo và

quyết định phương án , do vậy các công việc trên có thể thực hiện bằng my tinh

điện tử đề vừa tiết kiếm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác và chất lượng

CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cửu nhằm tạo ra các hệ thông tự động thiết kẻ

va che tao trong đó máy tính điện tử được sử dụng đẻ thực hiện một số chức năng

nhất định

CAD/CAM tạo ra mỗi quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động : thiết kể và

14

chế tạo

Tự động hóa thiết kế là dụng các hè thông và phương tiện tỉnh toán giúp người

kỹ sư thiết kế , mô phỏng , phân tích và tối ưu hỏa các giải pháp thiết kế

Tu động hóa chế tạo là dung máy tỉnh điện tử để kế họach hỏa, điều khiển vả

kiểm tra các nguyên công gia công

1.1.3 Vai trỏ của CAD/CAM trong chủ kỳ sản xuất

Xu thể phát triển chung của nghành công nghiệp chế tạo theo công nghệ tiên tiền là liên kết các thành phần của quy trình sản xuất trong một hệ thông tích hợp điều khiển bởi hệ thông máy tỉnh ghép mang — CIM

Các thành phân của hệ thống tích hợp CIM được quản lý và điều hành dựa trên cơ sở dữ liệu CAD Kết quả của quá trình CAD không chỉ là dữ liêu được thực

hiện phân tích kỹ thuật CAE, lập quy trình chế tạo -CAPP,, lập chương trình gia

công điều khiển số _CAM mà chỉnh là đữ liệu điều khiển thiết bị CNC phục vu san xuất, như các loại máy công cụ, trung tâm gia công, người máy/tay máy công nghiệp vả thiết bị phụ trợ khác Rộng hơn , dữ liêu từ quy trình CAD là cơ sở đề

hoạch dinh san xuat ( manufacturing resources planning—MRP) va điều khiến quy trình kiểm soát chất lượng sản phẩm ~CAQ ( như hình 1.1)

Ý TƯỞNG

` 4 L

CAD CAE

aS HỆ CƠ SỞ DỮ

NHU CÀU CAM LIEU TRUNG TAM

MRR II PP CNC,ROBOTS LEU TRY

BỊ" PHAN PHO!

CAO

Hình 1.1 Vai trò của CAD trong hệ thóng sản xuát tích hợp

15

1.1.4 Chức năng của CAD

Khác biệt cơ bản với quy trình thiết kế theo công nghệ truyền thong, CAD cho phép quan ly đối tượng thiết kế dưới dạng mô hình hình học số trong cơ sở dữ

liệu trung tâm, do vậy CAD có khả năng hỗ trợ các chức năng kỹ thuật ngay từ giai

đoạn phát triển sản phẩm cho đến giai đoạn cuỏi của quá trình sản xuất, tức 1a hỗ trợ

điều khiển các thiết bị sản xuất bằng điều khiển số

Hệ thông CAD được đánh giá có đủ khả năng yêu câu hay không, phụ thuộc chủ yếu vảo chức năng xử lý của các phần mềm thiết kể Ví dụ, tại thời điểm năng

2001, những bộ phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế/ gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện các chức năng cơ bản sau:

«e Thiết kế mô phỏng ba chiêu (3D) những hình dạng phức tạp, có khả năng xử

lý hình học NURBS, BEZIER, GREGORY, SOLIDS

«Giao tiếp với các thiết bị đô, quét tọa độ 3D (coordinate measuring machine-

CMM, scanner) thue hién nhanh chồng các chức năng mô phỏng hình học từ đữ liệu

số( digitized data)

e Phân tích vả liên kết dữ liệu : tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý kết

cau lap ghép

Tao ban vé va ghi kich tước tự động: cỏ khả năng liên kết cả chức năng liên

kết bản vẽ 2D với mô hình 3D và ngược lại

eLiên kết các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phân tích kỹ

thuat (CAB): tinh bién dang khuôn, mô phỏng dong chảy của vật liệu, trường áp

xuất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu,

eNội suy hình học „ biên dịch các kiểu đường chạy dao, chính xác cho công

nghệ gia công điều khiển só

e Giao tiếp dữ liệu theo cá định dạng đồ họa chuẩn : DXF, IGES, VDA, STEP,

1.2 THIET KE VA GIA CONG TẠO HÌNH

Theo lịch sử hình thành vả phát triển cỏ thể phân biệt các phương pháp công

nghệ thiết kế và gia công tạo hình như sau:

e_ Thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống

e Thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM

e Thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp (CIM),

1⁄21 Ti

Theo công nghệ truyền thông các mặt gia công 3D phức tạp được gia công

trên máy vạn năng theo phương pháp chép hình, sử dụng mẫu hoặc đường Chính vi điều này , quy trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghề truyền thống gồm

kế và gia công theo phương pháp truyền thống

4 giai đoạn:

a) _ Tạo mâu sản phẩm

b) Tao lap ban vẽ kỹ thuật

e)_ Tao mẫu chép hình

Han chế của quy trình:

Kho dat duoc chính xác gia công ( Đặc biệt là gia công bé mặt phức tạp), chủ

1.2,2 Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ Cad/Cam

Sự phát triển của phương pháp mô hình hóa hình học củng với thành tựu của

công nghệ thông tin, công nghiệp điện tử, kỹ thuật điều khiển số đã có ảnh hưởng

trực tiếp tới công nghệ thiết kế vả gia công tạo hình, điều nảy có thể mô tả bởi sơ

đỏ sau

Hình 1.3 Quy trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM

O day các quy trình được hình thành như sau:

a) Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ vả tạo bản đưởi sự trợ giúp của

máy tính ( computer aided và Drawing-CAD)

b) Tạo mâu thủ công được thay thể bằng mô hình hóa hình học hình học trực tiếp từ giá trị 3D

18

e) Các mẫu chép hình được thay thế bằng mô hình hỏa hình hoc — mé hinh

hình học số lưu trữ trong bộ nhớ của máy tỉnh và ảnh xa lên mản hình dưới dạng

khung lưới, hoặc solid

đ) Gia công chép hình được thay thẻ bằng gia công điều khiên số

Về công nghệ, khác biết cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền

thống và công nghệ CAD/Cam là thay thẻ tạo hình theo mau bing mô hình hóa hinh

học kết quả lả chép hình và công nghệ gia công chép hinh được thay thẻ bằng mô hình hóa hình học số ( computer geometic model-CGM) và gia công bằng năng

lượng Ưu điểm tiếp theo là khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp và khả năng lựa

chọn chẻ độ gia công thích hợp( gia công thô, bản tỉnh vả tỉnh )

Theo công nghệ CAD/CAM ( vẽvả mô hình hỏa — gia công điều khiển số)

phân lớn các khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được hạn chế bởi vì:

~ Bề mặt gia công trở nên chỉnh xác, tỉnh xảo hơn

~ Khả năng hạn chế nhằm lần giảm đi đáng kẻ

~ Toàn bộ thời gian thực hiên quy trình thiết kế vả gia công tạo hình giảm di

một cách đảng kẻ

1.2.3 Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hyp (CIM)

Từ quy trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM, không

khó khăn đề thực hiện ý tưởng kết nói mọi thanh phân trong hệ thông tích hợp ( hình 1.4) theo công nghệ tích hợp trong CAD Kết qua lả mọi thông tin về hình

đáng được lưu lại dưới dạng CGM, lưu trữ trong dữ liệu trung tâm 9 hình 1.10

Công nghệ tiên tiền nhất có khả năng hỗ trợ thực hiện toản bộ vả chẻ tạo công nghệ

tích hợp (hình 1.4)

19

Môhinh J€———T liinhhimhhọc |———>| Mẫu sản phẩm

[no Bản vẽ kỹ K—— sổ ca 6 } Mản Hình đỗ họa nano |

CAPP

Ỷ CAM

Hinh 1.4: Quy trinh thiét kế và gia công tạo hình theo công nghệ thích lợp CIM

a) Cho phép thiết lập CGF trực tiếp về ý tưởng hình dáng

b) Được trợ giúp bởi thiết bị đồ họa mạnh và công nghệ tô mảu, tạo bóng hiện

đại ( rendering/ shading)

©) Có khả năng thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật (CAE); liên kết với

cả thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể ( stereolithograph

apparatus- SLA); lập quy trinh lắp ráp; tạo phôi

1.3 MÔ HÌNH HÓA HÌNH HỌC TRONG CAD

Bản chất của mô hình hóa hình học là mô tả đổi tượng hình học bởi mô hình

toán học — mô hình học só( CGM) Trong phân nội dung nảy sẽ giới thiệu tổng quát

vẻ phương pháp mo tả mặt cong, đường cong, khối hình học trên bản vẽ kỹ thuật,

phương pháp mô hình hóa hình học theo câu trúc mặt cong (surfaceModeling)

phương pháp mô hình hóa hình học theo câu trúc khỏi(solidModeling)

Vấn đẻ thiết lập CGM sẽ được giới hạn cho những hình đạng cỏ thê mô tả

được Như vậy, đối tượng mô hình hóa hình học ( deseriptvi Shapel- DSM)

Khái niệm M6 hinh hoc(descriptvi Shapel- DSM) Được sủ dụng cho thực

thể hình học trên bản vẽ kỹ thuật hay trên mản hình

a) Diem (point)

b) Đường cong (curve) bao gồm cả đoạn thẳng (line)

c) Mặt cong (surface) bao gồm cả mặt (face)

d) Khéi (solid- cau trúc đặc)

DSM được diễn giải bởi con người nhưng hình thức mô tả chúng phải thích hợp, rõ rang sao cho cỏ thẻ chuyên đổi được thành CGM duy nhất Điểm này yêu câu DSM phải được mô tả bởi giả trị số chính có thể

e Điểm được mô tả bởi giả trị tọa độ

e Đường cong được mỏ tả bởi chuỗi điểm hoặc phương trình

e Mặt cong được mô tả bởi tập hợp điểm (hoặc lưới đường cong) hoặc phương trình

e Khôi được định nghĩa bởi các mặt cong bao quanh

1.3.1 Phương pháp mô tả đường cong

Đường cong 2D được mô tả bởi 2 phương pháp:

a) Sử dụng các đường cong 2D cơ sở

b) Mô tả như một chuỗi điểm trên mặt phẳng

Đường cong 3D được mô tả bởi một trong bón cách

a) Bởi một chuối điểm 3D

b) Bởi giao tuyên giữa 2 mặt cong

©) Bởi hình chiều của đường cong 2D lên mặt cong 3D

d) Bởi tập hợp đường cong 2D trên các mặt phẳng hình chiêu trục đo

Phương pháp đơn giản dé mô tả đường cong 2d lả sử dụng họ đường cong

conic, bao gom doan thẳng đường elip, đường parabol, hypecbol Họ đường cong

bậc 2 được xác định rõ ràng bởi thông số của chúng

Vị dụ

Toa dé tâm, bản kính, tiêu điểm

Co thể gọi họ đường cong Conie là đường cong cơ sở tạo nên đường cong đa

hợp ( compound cuver) bằng cách kết nói liên tục theo chuôi Nêu cỏ yêu câu vẻ độ trơn láng „ có thể sử dụng góc lượn vị trí yéu cau Phuong pháp pho bien nhất mô ta đường cong 2D,3D trong vẽ kỹ thuật là xác định hình chiêu 2D của chúng, sau đỏ

xác định hình chiêu trên mặt cong Thực chất đây chỉnh là phép chiều ngược

1.3.2 Phương pháp mö tả mặt cong

Không thể vẽ cong hinh học xong có thể mô tả chúng trên bản vẽ dưới dạng

mô hình

21

a) Mat hinh hoe co s6 (sunface primitive)

b) Mặt nội suy lưới đường cong ( mesh cuyer sunface)

e) Mặt quyết hình đường mặt cắt (sweeping sunface)

đ) Mặt nội suy điểm ( sunface interpolating over 3D point)

e) Mặt kết nói hình ( blending/ rounding/ filleting sunface)

Sử dụng mặt cong cơ sở- mặt cong bậc 2 lả phương pháp đơn giản nhất để mô

ta mặt cong Để mô tả hình đáng mong muôn đa hợp ( compounding) và cắt xén

(trimming) trén cac mat cong cơ sở Nói cách khác „ có thẻ mô tả mặt cong đa hợp(

compounding surfaee) như là kết quả của phép cộng logic( boole) trên các mặt cơ sở

Mô tả mặt cong bởi mô hình lưới đường cong yêu câu xác định các đường cong đặc tính quan trọng nhất là đường cong trơn láng phủ trên mặt cong nội suy

Mô tả mặt cong bởi phép quyết hình là nột phương thức của mô hình lưới đường cong xác định bởi lưới mặt cắt ( section curve) và đường, định hình (profin/ sine/driver.) theo phương pháp này, mặt cong xác định bởi phép quét hình đường

mặt cắt theo đường định hình

Mặt cong nội suy điểm: là mô hình nội suy được xử lý trơn láng từ ma trận điểm

Mô hình mặt cong kết nổi được sử dụng trong thiết kế tạo hình đề thiết lập mặt

cong ghép nồi trơn láng giữa các mặt cong kẻ cận

1.3.3 Phương pháp mỏ tả khói hình học

Khác biệt cơ bản với mô hình mặt cong, ngoài dữ liệu hình học thuộc mặt bao,

phương pháp mô hình hóa theo kết câu khỏi, cho phép quản lý dữ liêu thuộc miền

không gian bên trong thực thê hình học

'Vẻ phương pháp tạo hình , phương pháp mỏ hình hỏa hình học theo câu trúc khôi

sử dụng thuật toán Boole ( phép toán vẻ tập hợp ) trên các khối hình học cơ sở

Khối hình học cơ sở có thẻ lả:

a) Khôi cơ sở bậc 2

b) Khôi quét hình : hình thành trên cơ sở quét hình mặt (face) giới hạn bởi

đường viên 2D khép kin theo đường định hình

1.3.4 Phương pháp mô hình hóa hình học

Theo phương pháp mô tả điểm „ đường cong khỏi hình học trình bảy ở trên

cỏ thể xây dựng giải thuật mô hình hỏa hình học theo câu trúc mặt cong 9 hình 2.5)

và câu trúc khối ( hình 1.6) theo quy tắc chung như sau:

- Thực thẻ hình học cơ sở được mô tả như cau trúc thể hiện mỗi prong quan

giữa các thực thế hình học cỏ cùng loại hoặc khác loại

- Mit cong được mô tả bởi phép nội suy điểm: nội suy đường cong: phép quét

hình dường mặt cắt, mặt cong cơ sở bậc 2

- Khôi hình học được mô tả bởi phép quét hình mặt cắt: khối cơ sở bậc 2

1.4 PHẦN TÍCH KỸ THUẬT TRONG CAD

Khi khai triển một đỗ án thiết kế kỳ thuật thường cản đến một sự phản tích

tảo đó tủy theo loại công trình Ví dụ các để án công nghiệp, sự phân tích thưởng

liên quan đến các loại bài loán về ứng suất biến dạng, tính toán truyền nhiệt hoặc vận dụng các phương trình vi phân để mô tá đặc tính động lực học của hệ thông,

được thiết kế ra Máy tính có thế giúp thực hiện cá nhiệm vụ này một cách nhanh

chóng và ó hiệu quả

Đôi vơi những bài toán thiết kế cụ thể , nhom phân tích kỳ thuật cỏ thể tự viết lây phân mềm chuyên biệt đề sử đụng trong nội bộ, côn đôi với những bài toản phổ dụng thì thường được giải quyết bởi nhóm phần mềm mua trên thị trường

Các hệ CAID/CAM kiểu chia khỏa trao tay có bản trên thị trưởng bao gồm các phản mềm phân tích kỹ thuật hoặc íLra cũng có giao điện với phần mềm này Ta

xét dến hai ví dụ quan trọng trong các phản mễm phân tích kỹ thuật,

Phân tích thuộc tính khối lượng : Dây là nét đặc điểm của một hệ thống

CAD được ứng dụng rộng rãi nhất Nó cũng cấp cho các thuộc tỉnh đổi trong ma ta

can phên tich như: Diện tích bé ặt , trọng lượng, thẻ tích, trọng tâm, momen quán tính Đối với mặt phẳng ( hoặc tiết điện ngang của vật thể) thi nó còn cho ta biết cả

chủ vi và các thuộc tính quán tính nữa

Phân tích phân lử hữu hạn : là mội trong những khả năng mạnh nhất của một

hệ CAD Với kỹ thuật này, vật thế được chỉa thành nhiều phản tử với số lượng tủy ý

(những không phải là vô hạn) Mỗi phân tử là một ô chữ nhật hoặc tam giác, tất cả

tạo nên một mang lưởi gồm các nút.Đằng cách sử đụng máy tỉnh có khả năng tỉnh

toán mạnh, thông qua tính toán trạng thải tật cA cae mit mà vật thé được phân tích

về ứng suất — biến dạng, truyền nhiệt hoặc các đặe tính khảe thy timg bai loan cụ

24

thé Nhiễu hệ CAD có khả năng tự dòng phân chia cáo nút và xác dịnh câu trúc

nạng lưới của toán vật thể, người sử dựng chỉ cần đưa ra một vài thông số cân thiết

cho mỗ hình phân từ hữu bạn rồi hệ CAD sẽ làm các công việc tiếp theo

Đầu ra của bài toán phân tích phan tứ hữu hạn thường dược thực hiện dưới dang 46 hoa lên màn hình máy tính để người sử dụng dé quan sát Chẳng hạn khi phân tích ứng suất biển dụng của mội vật thể ra được thực hiện thành tuột vật thế đã biển dạng chồng lên một hình chưa biển dạng

Dâu ra đưới đạng đồ thị màu cũng có thể đùng làm nổi bật đối ảnh hình đạng

trước và sau biên đang của vật thể,Sau khi xem xét nếu thấy trạng thái của vật thể không đạt yêu cầu thì người thiết kẻ sẽ Sửa đổi một vải đặc tỉnh của nó như hình

đạng hình học hay vật liệu chẳng bạn rồi thực hiện lại bài toán phân tích phân tử

hữu hạn, cứ rửuy vậy cho đến khi đạt yêu cầu thí Duối

1.5 CAD VÀ TIÚN TRÌNH THIẾT KẺ SẢN PHẨM

Trong thực tế, máy móc, cụm kết cầu gọi chung là sản phảm đến được hình thành từ các clu Hiết đơn lễ Tùy theo yêu câu thực thể của sân phẩm mà chúng có

câu tạo từ số lượng sản phẩm ca chủng loại các chỉ tiết khác nhau Quá trình hình

thành nên sân phẩm là quả trình lắp ráp từ các chủ tiết này, trong đó có những chỉ

tiết tiêu chuẩn và phủ tiêu chuẩn, khi cản thể hiện nội dung kỹ tật của sản phẩm

thi người ta dùng các quy tắc vẽ kỹ thuật, thẻ hiện chúng trong không gian bản vẽ với các hình chiếu, raặt cất khác nhau Lũy theo tiêu chuẩn áp dung, va như vậy ứng, dụng công nghệ thông tin trong công tác thiết kế (CAD) tiểu chỉ quan niệm như trên thi CAD mdi chi thay thé con người trong thao táo cụ thẻ với bút, thước, compa

Trên không gian giấy để thể hiện nội dung kỹ tuật mà thôi Ngày may với nhưng, thành tựu phát triển vượt bậc của công nghệ thông tin cả về phần cứng lẫn phân

xnẻm, chưng cho phép máy tính (PC) làm việc và xử lý với chế độ đồ họa cao và

nhanh hơn rất nhiều , Cũng từ dây quan điểm ứng dụng công nghệ thông tin trong, znồ hình hóa thay đổi Từ những mong ước con người là mong muốn có được một

quả trình mô phỏng lại quá trình thực, nhằm mỏ hình hóa và mô phỏng sản phẩm

trước khi thực hiện quả trình gia công chế tạo thục, dễ có thé phat hiện tối da

những sai sót và vướng mắc có thẻ tổn tại trên sản phẩm mả trong quả trình thiết kế

thuần túy kháng lường hết được , và sự trợ giúp tết nhất cho con người trong công

tác Huết kế , rực tiếp chuyển giao đữ liệu thiết kế cho quá trình CAPP,, CAM, CAO

nhằm nhanh chóng dưa săn phẩm như mong muốn Xuất phát từ những nội dung trên , ngày nay ứng dựng công nghệ thông tin trong thiết kế CAD thực sự đã có những sự phát triển vượt bậc „ quan điểm thiết kế hoàn toàn mô phỏng lại quá trinh thực Quả trình thiết kế bao gồm ba không gian chỉnh đỏ là :

~ Không gian mô hình hóa chỉ tiết (Part)

- Không gian mô hình hỏa sẵn phẩm( Assembly)

- Không gian giấy (Drafting)

Với ba không gian này trợ giúp của cõng nghệ thông tin bây giờ là con người

phải làm thế náo để hình thành nên sẵn phẩm thì tiến trình thiết kế làmđứng như

vậy Phải tiên hành thiết kể thì củn ổn giao thực hiện trong không gian Part, sau do

lắp ráp sản phẩm trong khéng gian Assembly, va can thế hiện nói dung kỹ thuật của

ết thì chuyển giao tực liện trong không gian

sản phẩm , cụm kết cấu hay chỉ

Drafing Toàn bộ quả trình đó , chính là một quá trính con người mong, muốn cỏ được trước khi tiến hành quá trình thực hiện nhằm giảm thiểu nhưng sai sol cd thé

trên sản phẩm , Xgoải ra trợ giúp cho tiến trình thiết kế còn có mô phông động học và

động lạc học giúp cho cơn người hoàn toản tốt tru hỏa với thiết kế của mình, MặI

khác đữ liệu thiệt kế bây giờ được thể hiện như vốn bản tính của sản phẩm , nên hoàn toàn cỏ thể trực tiếp chuyển giao quá trình FEA, CAPP, CAM, CAO thực hiện trên

sản phẩm một cách tôi ưu và giảm thiểu thời gian hình thành nên sản phim

1.6 LOLICH CUA CAD

Loi ich của CAI có nhiều , song một số có thể định lượng được , một số

lợi ích khác khó có thê lượng hỏa mà chỉ thẻ hiện ở chỗ chất lượng cóng việc được

pang cao , thông tin tên dụng, điều kiện tốt hơn Các lợi ích để thây có thể kế ra

như sau:

- Nâng cao năng suất kỹ thuật

~ Giảm thời gian chỉ din.

- Giảm số lượng nhân viên kỹ thuật

- Để dải tiến cho phủ hợp khách hang

~ Phản ứng nhanh với nhu câu thị trường,

~ Tránh phải ký các hợp đẳng con dé kip tién dé

~ Hạn chê lỗi sao chép ở mức tôi thiểu

~ Đô chính xác thiết kế cao

- Khi phân tích để nhận ra các tương tác giữa các phân tử câu thành

- Khi phân tích các chức năng vận hảnh tốt hơn do đỏ làm giảm khâu thử

nghiém trên mẫn

~ Thuận lợi cho việc lặp hồ sơ tài liệu

- Ban thiét ké cé tính tiên chuẩn cao

- Nâng, cao năng suất thiết kế dụng cy cat

~ Để tiên liệu chả phí giả thánh

- Giảm thời gian đảo tạo hội họa viên và lip wink cho may CNC

- Ít sai sót trong lập trinh cho may ne

~ Giúp tăng cường sử đụng các chỉ tiết máy vả dụng cụ cắt cso sấn

~ Tiết kiệm vật liệu và thời gian máy nhờ các thuật toán tối ưu

- Nâng cao hiệu quả quân lý trong thiết kế

- Để kiểm tra chất lượng sản phẩm phức tạp

- Nang cao hiệu quả giao diện thông tin và dễ hiểu nhau hơn giữa các nhóm kỹ

sư , thiết kẻ, hội họa viên, quán lý và các nhóm khác

1.7 Kết lận

Sau khú tìm hiểu lỗng quan về công nghệ CAD/CAMƯCNG, chúng ta có các kết luận sau

sCông nghệ CAD/CAM/CNC có vai trò vô cùng quan trọng trong nén sin

xuất hiện đại, đáp ứng quá trình sản xuất lĩnh hoại 3o với công nghệ truyền thống: „ công nghệ hiện dại có lợi thể rất lớn về mặt thời gian, độ chỉnh xác của sản phim, tinh thẩm mỹ, tình kinh

«Quá trình chuẩn bị công nghệ là một cầu thành quan trong, quyét dink hiệu quả

đặc biết là đổi với những sản phẩm có độ phúc tạp cao

của cả quá trình sẵn xuất vì vậy việc tổ clưức, xây dựng CSDIL phục vụ quá trình chuản

bị công nghệ có ý nghĩa to lớn, góp phân lựa chọn phương ản công nghệ tôi tru

CHUONG IL

CSDL PHỤC VỤ QUÁ TRÌNH CHUẨN BỊ CÔNG NGI

2.1 Vai trò và vị trí của CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ

Quá trình chuẩn bị công nghệ sân xuât được triển khai nhằm giải quyết các

nhiệm vụ sau

- Đảm bảo tính công nghệ trang quá trình thiết kẻ săn phẩm

~ Thiết kế quy trình công nghệ

-_ Thiết kế và ché tạo các phương tiện trang bị công nghệ

-_ Tẻ chức và điều hành quá trình công nghệ

Ta thấy rằng, quá trình chuẩn bị công nghệ dược bắt dẫu từ giai đoạn thiết kế

sản phẩm cho đến khi sắn phẩm được xuất xướng Đề thực hiện các nhiệm vụ trên của quá trình chuẩn bị công nghệ, CSDL phục vụ quá trình công nghệ đóng vai trò rất quan trọng Bắt đầu từ khi hình thành ý tưởng về sản phẩm , trong giai doan thiết kế hợp với sắn phẩm , cũng như đám bảo tính công nghệ của nó ngay trong,

quả trình thiết kê kỹ thuật Đặc biệt trong quá trình thiết kế quy trình công nghệ với

việc sử dụng CSDI, phục vụ quá Hình công nghệ có thể rút ngắn một cách đáng kế

về mặt thời gian và chỉ phí cho công tác chuẩn bị sắn xuất Ngoài ra CSĐL, phục vụ quả trình chuẩn bị công nghệ còn là co sở của việc lập kế hoạch sản xuất, cung ứng

vật liệu Nội rộng ra CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ tham gia vàu toàn bộ quá trình CAD/CAM như được mồ tả

Cụ thể qua nghiên cứuphân loại ta thấy CSDI, phục vụ quá trình chuấn bị công nghệ bao gồm các nhóm CSDL sau:

- CSDI, các chỉ tiết tiêu chuẩn phân loại

~ C§DT, về liêu chuẩn dụng sai, sai lệch hình đáng, sai lệch vị trí và nhám bê mặt

- CSDL về tiêu chuẩn xác định lượng dư

-_ C§DI vẻ tiêu chuẩn vật liệu trang chế tạo máy

~_ C§ĐI, về liêu chuẩn máy , dụng cụ, đồ gá và dụng cụ đo kiểm

-_ C§DL về tiêu chuẩn chế độ cất

28

- CSDL ve quy trinh công nghệ chuẩn

- CSDL vé dinh mt kinh te, ky thuat , đơn giá

~_C§DI về tài liệu kỹ thuật

~ C§DL vẻ thông tin thị trường

Trong từng giai đoạn cự thẻ của quá trình chuẩn bị công nghệ, các nhóm

CS§DL trên đóng vai trò, vị trí khác nhau.Tuy nhiên, vẻ tông thẻ CSDL phục vụ quá

trình chuẩn bị công nghệ lả không thẻ thiểu.Nó góp phần nàng cao chất lượng, hạ giả thành sản phẩm và rút ngắn thời gian sản xuất

22 CSDIL VẢ QUY TRÌNH XỬ LÝ TRONG HỆ THÓNG CAD/CAM

2.1.1 Cơ sở đữ liệu và quy trình xử lý

Như phân tích trong phân [1.1.2], CSDL chuẩn bị công nghệ tham gia vào

toàn bộ quá trình CAD/CAM, đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ tiền trinh , bắt đầu từ khi hình thành ỷ tưởng sản phẩm cho đến khi hoan thiện sản phẩm Tuy

nhiên nhìn trên góc đô của hệ thông xử lý, CSDL CAD/CAM bao gồm: CSDL hình

học số đổi tượng gia công, CSDL dao cụ, dé ga, CSDL vật liệu gia công, CSDL

dữ liệu phục vụ quả trình công nghệ CAD/CAM được phân thảnh:

~ Dữ liệu thuộc tính : Tiêu chuẩn dung sai, tiêu chuẩn vật liệu, chế độ cắt

~ Dữ liệu đô họa: đữ liệu đưởi dạng các bản vẽ như bản vẽ chỉ tiết, khung tên,

bản vẽ nguyên công, phiêu nguyên công

~ Dữ liệu kết hợp với thuộc tính như là tiêu chuẩn vẻ máy, dung cu, dé ga No

bao gồm ngoải bản vẽ chỉ tiết còn kèm theo các giá trị của các thông số cụ thể

CSDL dé hoa thuộc tính

Hình 1.7 Sơ đồ tô chức CSDL phục vụ quả trình chuẩn bi CAD/CAM

a) Dữ liệu thuộc tính phục vụ quá trình chuẩn bị CAD/CAM thường được mô

tả dưới dạng các bản giả trị chế độ cắt, dung sai, sai lệch hình dáng vị trí Thể hiện ( bảng 1.1)

gia lién Gnm)| Gnm) Chiều sâu cất Lôi 1, mm tới

Bảng 1.1 lượng chạy dao S khi tiện thê ngoài mmvông

bì Dữ liện đồ họa (hỉnh 2.9) và đỗ họa kèm theo thuộc tính ( hình 2.10) là

loại dữ liệu phức tạp khó cầu trúc hỏa, hơn nữa dữ liệu đã hợa còn phụ thuộc vào đữ liệu thuộc tính trong trường hợp đữ liệu đỗ họa kém theo thuộc tính Diễn hình như

các chỉ tiết hoặc cụm rnáy tiêu chuẩn khi mà các giá trị thuộc tỉnh là các tham số

kích thước và với các bộ tham số kích thước khác nhau đó có bản vẽ chỉ tiết hoặc

cum may khác nhau, hay nói cách khác dữ liệu đồ họa phụ thuộc vào giá trị thuộc

tính ( cụ thể là các tham số kích thước ) Dạng dữ liệu này ta gọi là đữ liệu tham số Đối với đữ liệu đỗ họa tham số , nêu ta dua vào CSDL đỏ hợa đưới dang bản vẽ chỉ tiết hoặc cụm máy tiêu chuẩn đã được triển khai theo các bộ tham số sế đẫn tỏi việc tăng khối luợng nhập liệu ( tạo bản vẽ) , đẳng thời làm tăng kích thước cla CSDL hoặc nếu ta tiên hành lập trình cho từng chi tiết hoặc cum may cụ thể để có thể thay

đổi theo từng bộ tham số kích thước phù hợp khi khỏi lượng lập trình rất lớn vì

chúng loại các chỉ tiết hoặc cụm máy thuộc CSDL phục vụ quá trình CAD/CAM rất nhiều, lại còn trang tính đặc thù đối với từng công ty, xi nghiệp sản xuất , do đó quả trình xây dụng CSDL sẽ phụ thuộc nhiều vào quá trình lập trình

31

Qua những phân tích trên, ta thây đẻ xây dựng CSDL phục vụ qua trinh chuan

bị công nghệ phục vụ cad/CADM cân tổ chức nó theo hai dạng phụ thuộc vào tỉnh

chất của dữ liệu đó lả: CSDL thuộc tính và CSDL đề họa kèm thuộc tỉnh ( gọi tắt là

CSDL dé hoa- thuộc tỉnh ) như được mô tả trên hỉnh 2.8

Đối với CSDL thuộc tính, việc xây dựng CSDL hiện thường được triển khai

theo mô hình CSDL quan hệ Mô hình CSDL quan hệ là dạng mô hình CSDL đã

được nghiên cứu kỹ và được thương mai hóa như các CSDL ORACLE, Microsoft

Acceess, SQL Server Cho nên trong nội dung của đẻ tải sẽ không trình bay cu the

vẻ phương pháp xây dựng mả chỉ ứng dụng các CSDL quan hệ có sẵn vảo việc xây

dựng CSDL thuộc tính phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ như CSDL tiêu chuân

vật liệu, dung sai, sai lệch hình đạng, vị trí và nhám bề mặt

32

9ziuioysn2

Bảng 1.10 Ví dụ dữ liệu đỏ họa thuộc tính

Còn đổi với CSDL đồ họa thuộc tính , phương pháp xây dựng hiện nay còn

chưa được nghiên cứu đầy đủ và đưa vào áp dụng một cách rộng rãi Cho nên trong nội dung của đề tài sẽ tập trung chỉnh vào việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết và

phương pháp xây dựng CSDL đồ họa thuộc tính

Cu thể, nội dung đẻ tải sẽ tập trung giải quyết hai vẫn đề chỉnh đỏ là

A)Phương pháp xây dựng CSDL đồ họa- thuộc tính phục vụ quả trình

Đồng thời có thể áp dụng đề triển khai cho các CSDL phục vụ quả trình CAD/CAM

nói chung khi mà chủng có đặc điểm chung vẻ mặt với CSDL phục vụ quá trình

chuẩn bị công nghệ như trong nội dung của luận văn đề cập tới

211.22 Nội dung bải toán xây dựng CSDL đỏ họa — thuộc tinh va giới hạn nội dung

Từ nhưng xđặc điểm dữ liệu và những yêu cầu đổi với CSDI- thuée tinh, bai toán xây dựng C§DI đỏ họa- thuộc tỉnh phục vụ quá trình chuân bị công nghệ cân tập trung giải quyết những nội dung sau đây:

a) Nghiên cứu đặc điểm dữ liệu và những yêu cau đổi với CSDL đồ họa —

thuộc tính

b) Nghiên cứu chọn lựa dạng CSDL theo mô hình đã chọn vả môi trường

CAD thích hợp đề triển khai việc xây dựng CSDL đỏ họa- thuộc tỉnh

e)_ Nghiên cứu đẻ xuất mô hình dữ liệu đỏ họa tham số ở mức độ sát với thực

thể của quá trình công nghệ nhằm mục đính đơn giản hóa quá trình nhập liệu và

quan tri ve mat ly thuyết Đồng thời đưa ra phương pháp triển khai mô hình đối tượng dữ liệu đỏ họa tham số đó trong thực tiễn

đ)_ Nghiên cứu để xuất mô hình xây dựng CSDL đỏ họa - thuộc tính phục vụ

quả trình chuẩn bị công nghệ vẻ mặt lý thuyết cũng như triển khai trong thực tế

e)_ Nghiên cứu phương pháp xây dựng hệ quản trị CSDL thích hợp với CSDL

đỏ họa- thuộc tỉnh

f) Ung dụng cụ thể vào thực tiễn việc xây dựng CSDL đồ họa- thuộc tính

Giới hạn nội dung của bài toán

-Không đi sâu nghiên cứu khía cạnh tin học của bài toán xây dựng CSDL noi chung

-Không đặt vấn đề mô hình hỏa dữ liệu đồ họa ba chiêu các bẻ mặt phức tạp

của chỉ tiết hoặc cụm máy

Với việc giải quyết các vẫn đẻ nêu trên trong nội dung của luận văn sé gop phần vào việc tạo ra phương pháp xây dựng CSDL phục vụ quả trinh chuẩn bị công,

nghệ và đặc biết là CSDL các chỉ tiết vả cụm máy tiêu chuẩn đẻ có thể áp dụng vào thực tế quá trình sản xuất cơ khí Đồng thời có thể áp dụng đẻ triển khai cho các

CSDL phục vụ quá trình CSD/CAM nói chung khi mả chúng có đặc điểm như trong

nội dung luận văn đề cập đến Cụ thẻ , co the ap dụng CSDL đã được xây dựng nhằm quản lý hảng triệu chỉ tiết, cụm máy và hỏ sơ kỹ thuật dưới dạng bản vẽ điện

tử tại các công ty xí nghiệp thuộc nghành cơ khí cũng như các nghành kinh tế khác

2.2 LUA CHON MO HINH CSDL DO HOA — THUOC TINH

2.2.1, Lua chon mé hinh CSDL

Trước khi xây dựng CSDL nảo đó việc đầu tiên cần phải tiên hành đó là lựa

chọn mô hình CSDL phủ hợp với dữ liệu cân lưu trữ đề dữ liệu trong CSDL được tổ

chức chặt chế , khoa học sao cho có thể cập nhật và truy tìm một cách đễ dàng vả

nhanh chóng nhằm đáp ứng như câu vẻ xử lý, khai thác dữ liệu Việc xây dung,