Luận văn thạc sĩ xây dựng cơ sở dữ liệu cho hệ thống cad cam Ứng dụng trong thiết kế chế tạo khuôn mẫu

Trục lưu thông thông tin cơ ban CAD-CAM-CNC la tién dé dé hình Thành và phát triển CIM- tức kỹ thuật gia công tích hợp diễu khiển bằng các máy c địa chỉ khác kế tiếp được mạng để khai

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC

XAY DUNG CO SO DULIEU CHO HE THONG CAD/CAM

UNG DUNG TRONG THIET KE CHE TAO KHUON MAU

Chương I.Vai trò cla CAD/CAM trong céng gì

1 1.Khal niệm về CADICAM

khuôn mẫu của nước †a và thế giới 13

1.3.1 Thực trạng và nhu câu của nên công nghiệp Việt Nan 13 1.3.2 Công nghiệp khuôn mẫu và tình hình ứng dụng Công nghệ thông tin

"Trong nước hiện nay 15

1.3.2.1 Khảo sát thị trường, khuôn mẫu ở Hà Ni 15

1.3.2.2 Tình hình ứng ứng dụng Công nghệ thông tin tropng sẵn xui cuất

khuôn mẫu trên thế giới 1? 1.3.2.3 Đặc điểm của việc ứng dụng Công nghệ thông tín trong sẵn xuất

khuôn mãi G1 mu hiện Máy 20 T4 KếtLluận chươngT 21

Chương TT Tổng quan về công: nghệ CAD/CAM và cơ sở dữ liệu

phục vụ quá trình CAL/CAM

1I.1.Vai trò chức năng của CAD 21

TI 2.Thiết kế và gìa công tạo 24

TI.2.IThiết à gia công tạo hình: theoe hông nghệ truyền thống 24

11.2.2 Thiết kế và gia công tạo hình bằng công r nghệ CAD/CAM 25

1L-2.3.Thiết kế và gia công tạo hình bằng cóngnghệ CIM 26

11.3 Mê hình hoá hình học trong CAID + + 27

TI.3.3 Phương pháp mô tá khếi hình học 30 TI.3-4 Phương pháp mô hình hoá hình học 30

ChươngIII Lựa chọn mê 'hình FDW đồ hoạ Thuộc tính 45 TIT.1 Luts chon mé hinhy CSDI 45

T1T.2, Lita chon CSDE- dé xdy dưng CSDT đỏ họa thuộc tiuh 50

1V.1.2.3 Các yếu tố ánh hướng tới sự tạo thành sẵn phẩm trong khuôn

TV.1.2.4.Cấu tạo ca bản của một bộ Khuôn cho sẵn phẩm nhựa

1V1.2.5 Tiêu chuẩn hoá thiết kế khuôn mẫu

TV.1.2.6.Tham số của các thành khuôn

TV.2 Kết luận chương TV

Chương V: (ng dụng quan diễm CSDL Tạo lập đối tượng,

gia công trên máy CNC Trong lĩnh vực khuôn mẫu

1 ứng dụng trong khuản sản phẩm nhựa betes

Y2 Ứng dụng trong khuôn sản phẩm kim loại

Với tình cẩm chân thành của mình tôi xin bày tổ lòng biết ơn tới lãnh dạo trường, Trung tâm Đào tạo sau Đại học, Khoa Sự phạm Kỹ thuật, Khoa cơ khí Trường Đại học Bách Khoa là Nội, Trường Đại học Šw pham KF thuật Vinh

và các thẩy cả giáo đã tham gia giảng dạy và hướng dẫn rối trong suốt quá trìnhhọc tập, nghiên cán nhằm nâng cao trùnk độ, Áp ứng ngày càng tốt hơn yêu cấu nhiệm vee

Đặc biệt tôi xin chân thành cẩm ơn thấy giáo PGS 1S Tăng Huy đã tận tình giáp đỡ tôi trong suốt quá irhnh thực hiện để hoàn thành bẵn luận văn này Xin chén thank cam ơn những tình câm của bạn bê, người than ad

động viên, giáp đỡ tạa diễu kiện tất để tôi boàn thành khoá học

Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, bản thân đã thực sự nỗ lực

với sự ghip đỡ tận tình của thầy giáo hướng dân PGS — TS Tăng lĩay nên đã

tổng hạp được những nội dụng cần thiết trong các tài liệu tham hilo, két hop với những kiến thức đủ được học, ứng dụng vào để tài được giao để hoàn thành nội dung đặt ra

Tuy nhiên do trình độ và thời gian có hẹn cho nên nội dưng của bản luận

văn sẽ không tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Rất mong nhận được sự quan tâm, góp ý kiến của quỷ Thây, Có giáo và các bạn đẳng nghiệp để bản luận văn

dược hoàn chỉnh hơn và có hướng khắc phục trong nghiên củu tiếp theo

Xin chân thành cảm em !

Hà Nội, ngày 6 tháng 10 nam 2006

Seta Cia tiang.

2 CAE: (Computer Aided Bugineering) Phân tích kỹ thuật

3, CAEP; (Computer Aided Process Planning) Lap tinh ché tao

4, CAM: (Computer Aided Manufacturing) Lap chương trình gia công điều

khiển số

5 CAO: (Computrr Aided Quality Control) Giám sát chất lượng sản phẩm:

6 CNC:(computer Numerical controllcd) Thiết bị điểu khiển số

7 CNIT: công nghệ thông tin

8 CNH: công nghiệp hoá

9 CSDL: Cơsởdữliệu

10 HDT: Hưởng đối tượng

11 API: Giao diện lập trình

12, MRP (Manufacturing Resources Planning) Hoach dinh nguén Luc san xuat

13 PP: (Production Planning} Lập kế hoạch sản xuất

của xã hội, với mọi quy mô từ xí nghiệp, công ty cho đến quốc gia và cả quốc

tế Sự bùng nổ của công nghệ thông tin mở + nhiều hướng nghiê:

dụng, kinh doanh mới trong tất íng kinh tế — xã hộ

xã hội loài người hiệu dại *“ ứug dụng và phái triểu của công nghệ thông tin & nước ta nhằm góp phần giải phóng sức mạnh vật chất Trí tuệ và tỉnh thần của

đây công cuộc đổi mới, phát trị q

ngành kinh tế đảm bảo am minh, quốc phòng và tạo khả năng di tất đóm dầu để thực hiện thắng lợi công nghiệp hoá, hiện dại hoá” Như nhận định của

bộ chính trị trong chỉ thị 58-CT/TW “Vẽ đẩy mưạnh ứng dụng và phát triển

ng nghệ thông tn phục vụ sự nghiệp công nghiệp, hiện đại hoá” Trong đó, CSDIL luôn đóng vai trò thiết yếu, bởi vì trong cuộc sống loài người luôn có

nhú cầu tích luỹ, tổng hợp dữ liệu (thông tín) một

đích xử lý đữ liêu và đưa ra các quyết định các phương án giả quyết cho mnột bài toáu cụ thể trong thời giau nhanh nhất với hiệu quả cao nhất Khí bùi toán

cổ kích thước lớn Khối lượng đữ l phái xứ lý nh

phức tạp của đữ liệu mà tâm bao quát của một người bình thường khó quản lý đết được, š n nhĩ cầu tự động hoá việc xử lý dữ liệu, ngÌữa là phải xây dựng CSDI và lệ quán trị CSDI để lưu trữ và xử lý các dữ l

CSL

Trục lưu thông thông tin cơ ban CAD-CAM-CNC la tién dé dé hình Thành

và phát triển CIM- tức kỹ thuật gia công tích hợp diễu khiển bằng các máy

c địa chỉ khác kế tiếp được

mạng để khai thác các ngân hồng dữ lệ p trưng xí nghiệp như vậy

sẽ hướng tới kỹ thuật quản lý và khai thác những mảnh dữ liệu có đưng lượng,

Trong khí đồ, công nghệ phát triển phí n những năm ngần đây đã đưa

ra hàng loạt phương án cấu trúc dạng mở, có thể ghép nơi tốt hơn nhiều so với

trước và do vậy có khả năng trợ giúp cho những ứng dụng tổng hợp Dó là những công cụ được phát triển theo các đối tượng chuyên dụng, kèm theo nó

là hệ thống các giao điện tương thích theo tiêu chuẩn quếc tế TSO — STEP)

chỉ khách hàng với định hướng thoả mãn tối đa yêu cẩu cúa họ và cung cấp

hang hoá theo nguyên tác JTT- ngay tức thì (Tust-In-Time) với chất lượng

cao kể cả dịch vụ bảo hành và sửa chữa

e Tang cường trình tổng hợp toàn diện của các sản phẩm, tính toán tuổi

thọ của sản phẩm theo chu kỳ ngắn hơn nhằm luôn luôn đổi mới kết cấu, vật liệu và công nghệ chế tạo chúng Gia công đồng thời nhiều nguyên công trên

một lân gá, tổ hợp khép kín hoặc mở giữa các phân tử trong hệ thống gia công

với công đoạn lắp rấp cũng như các khu vực thiết kế với khu vực nghiên cứu

phát triển và cung ứng thị trường

Trong hối cảnh đó, muốn theo đuổi khuynh hướng công nghệ mới, ngoài việc nghiên cứu các phương tiện phần cứng, một trong những khía cạnh bức xúc nhất là cần phải tiến hành nghiên cứu cơ sở đữ liệu định hướng đổi tượng với kỹ thuật tích hợp và khai thác cá phần mềm chuyên đùng- đổi với chế tạo

cơ khí — trước hết đó chính là kỹ thuật mở rộng trên trục thông tin tích hợp cơ

ban CAD - CAM- CNC

Mặt khác, hiện nay, để đáp ứng nhu cầu ngay càng cao của con người, các mặt hàng công nghiệp cẩn phải được liên tục cải tiến và thay đổi không ngừng

về kỹ thuật và mỹ thuật Không những thể các công ty, xí nghiệp luôn bị sức

ép phải liên tục thay đổi mẫu mã, chủng loại sản phẩm để có thể tồn tại và

phát triển trong môi trường cạnh tranh của cơ chế thị trường Để làm được

điều đó đồi hỗi quá trình sản xuất phải linh hoạt, các thế hệ máy CNC đã ra đời, thay thế từng phản chơ các thế hệ máy chuyên dụng, máy tự động trong các dây chuyển sản xuất cơ khí nhằm linh hoạt hoá day chuyển sẵn xuất Giải phấp công nghệ tiên tiến CAI/CAM/CNC đáp ứng quá trình sản xuất linh hoạt đó, tuy nhiên đồi hồi phải có vốn đầu tư lớn nhưng lại đang được coi là giải pháp hữu hiệu ở các nước có nước cơ khí biện đại

hi đây truyền, tổ hợp đã linh hoạt hoá nhà việc đầu tư các may CNC, van

đề tiếp theo là cân phải rút ngắn giai đoạn chuẩn bị sắn xuất: Dặc biệt là quá trình chuẩn bị cho thiết kế, xây dựng qui trình cổng nghệ và tạo lập chương trình điều khiển cho sản xuất cơ khí Tiiện nay, để rút ngắn được thời gian chuẩn bị công nghệ người 1a đá xây dựng và áp dụng các hệ thếng tự động hoá chuẩn công nghệ với sự trợ giúp của máy tính Trong các hệ thống tự động, hoá chuẩn bị công nghệ đó CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ là

một cấu thành quan trọng, nó góp phần lựa chợn phương án công nghệ tối ưu

Cũng như rút ngắn thời gian của quá trình gia công

trợ giúp của máy tính Cho nên mục dích nghiên cứu của để tài “ Xây đựng

CSDL cho hệ thống CAD/CAM phục vụ chớ chế tạo khuôn mẫu” cũng

không năm ngoài hướng đó bi vì CSDL, là một cẩu thành quan trọng, đối với

chế tạo cơ khí đó chính là kỹ thuật raỡ rộng trên trục thông tin tích hợp cơ bản

CAD- CAM- CNC

Chương: Ï

VAI TRÒ CỦA CAD/CAM TRONG CONG NGHE CHE TẠO KHUÔN

MẪU

1 KHÁI NIỆM CA1⁄CAM

1.1 Định nghĩa về CAD/ CAM

CAD/CAM (computer design/Computer Aided Manufacturing) là thuật ngữ chỉ việc thiết kế và chế tạo được hỗ trợ bằng máy tỉnh Công nghệ CAI/CAM sử dụng máy tỉnh dễ thực hiện một số chức năng nhất định trong thiết kế và chế tạo/ công nghệ này đang được phát triển theo hướng thích hợp thiết kế với sắn xuất, hai hoạt động xưa nay vẫn dược coi là những chức năng

riêng biệt của một dơn vị sẵn xuất Điều cơ bản là, CAI/CAM sẽ tạo ra một

nền tẳng công nghệ cho việc tích hợp máy tính trong sẵn xuất

CAD là việc sử dụng các hệ thống máy tính để bỗ trợ trong xảy dựng, sửa đổi, phân tích hay tối ưu hoá một thiết kế, Hệ thống máy tính bao gồm phần mềm và phẩn cứng được sử dụng để thực thì các chức năng thiết kế chuyên ngành Phần cứng CAI2 gồm có máy tỉnh, cổng đồ hoạ , bàn phím và các thiết

bị ngoại vi khác phần mềm CAD gồm có các chương trình thiết kế dỏ hoạ,

chương trình ửng dụng hỗ trợ các chức näng kỹ thuật cho người sử dụng, ví

dụ như : Phân tích lực ứng suất của các bộ phận, phản ứng động lực học của

các cơ cấu, các tính toáu truyền nhiệt và lập trình bộ điểu khiển sỡ lựa

chọn chương trình ứng dụng thường khác nhau dé dây chuyển sản xuất, quả trình chế tạo và thị trường khác hàng Những yếu tố này thường tạo ra các yêu

cầu khác nhau đối với hệ thống CAD

CAM là việc sử dụng các hệ thống máy tính để lập kế hoạch, quản li và diễu

khiển các hoạt động sản xuất thông qua dao diện trực tiếp hay gián tiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất Theo dịnh nghĩa, các ứug dung CAM

được chia thành hai phạm trù sau:

1- Hiển thị va kiém soát bang m

Máy tính dược kết nối trực tiếp với œ;

khiến quả trình

2- Ue trợ sẵn xuất Day là các ứng dụng gián trực tiếp Máy tính được sử

dụng để hoạt dộng sắn xuất tại nhà máy, nhưng không có gino

điện trực tiếp nào giữa máy tính và quá trình sản xuất

Hiển thị và kiểm soát máy tính

Để hiển thị quá trình sản xuất bằng mấy tính đồi hỏi phải có giao diện trực

tiếp giữa mnáy tính và quá trình sẵn xuất để quan sát quá trình và thiết bị, đồn; thời thu thập dữ liệu vẻ quá trình Quá trình sản xuất không do máy tính diễu

khiến trực tiếp mà do cơn người tuý hiện thông qua các chỉ dân của muấy tính

Hiển thị trong h 1 Hiểu thì bằng máy tính chỉ thấy được sự lưu chuyế

dữ liệu một chiều giữa quá trình sản xuất và máy tính (từ quả trình sản xuất

y tính 3 Còn điều n, thông quá giao điện máy tính và quá trình tho thay đồng dữ Hiệu lưu chuyển 2 chiều Các tíu hiệu được truyền

từ quá trình sản xuất sang máy tính, còn máy tính truyền các tín hiệu lệnh

thẳng tới quá trình sán xuất dựa trên các thuật toán điều khiển có trong phần

Tình 1-1: fiiến tị bằng máy tính khác với điêu khiến bằng máy tink

Ngoài các ứng dụng trực tiếp trong hiển thị và điều khiển quá trình sản

xuâi, phần mém CAM cúng được ứng dựng gián tiếp, với sự hỗ trợ bằng máy

tính irong các hoạt động sẵn xuấi Trang ứng dụng giấn tiếp, máy tính không

được nối trực tiếp với quá trình sản xuất mà được sử dụng ngoại tuyến để lập

kế hoạch, chương trình, các dự báo, khai báo lệnh xà cưng cấp Thông 1in giúp quan lý hiệu quả các ngôn ngữ sản xui Hình vẽ ]- 2 dưới đây mô hình tả

mối quan hệ giữa mấy tính và quá trình sán xuất Các dòng đứt quảng chỉ kết

nối ngoại tuyến gia điều khiển và truyền thêng, trong đó, đòi hổi phải có con

người để tạo thành giao điện Dưới đây là một vài ứng dụng của CAM trong

* Đưa ra các yêu cdu của vật liệu: Máy tính sẽ xác dinh thời diém dat

mua vật liệu, phụ tùng và số lượng đặt mua để đạt kế hoạch sẵn xuất

* Lập kế hoạch sản xuất: Máy tính sẽ quyết định kế hoach hợp lí nhằm đáp ứng các yêu cả

*' Kiểm soái sẵn xuất: Mấy tính tu thập dữ liệu sản xuất để xác được

độ sản xuất

Trong tất cả các ứng dụng nay, cơn người rất cần thiết Irơng việc cung cấp

đầu vào cho các chương trình hay thông dịch đầu ra của máy tính và thực hiện

các hoạt động theo các yêu cầu

Hinh 1-3: Chau kỳ sẵn phẩm (thiết kế và chế rạo)

Hình 1-3 là sơ đồ thể hiện các giai đoạn của một chu kỳ sản phẩm Chu kỳ sẵn phẩm thường chịu tác động của khác hàng và thị trường có nhu cầu về sản phẩm, do đó nó được xây dựng theo từng nhóm khác hàng Thiết kế và sản xuất thường do hãng kinh đoanh thực hiện Trong một số trường hợp, khách

hoạch sắn phẩm thông qua thiết kế kỹ thuật Kế hoạch tiếp lục được bổ sung,

với các bản vẽ phác thảo thể hiện phương thức sẵn xuất và các tính kỹ thuật

ân phẩm đó sẽ hoạt động như thế uào

cho thấy

Ngoại trừ những thay đổi kỹ thuật diễn ra trong, vòng đời, của sản phẩm,

hình 1-3 dưới đây thể hiện đây đú các hoại động thiết kế và sẵn xuất một sán

phẩm Kế hoạch sản xuất thường nêu cụ thể trình tự các hoạt động sản xuất

Dôi khi, phải mua trang thiết bị và công cụ để sẵn xuất sản phẩm mdi Vi

lập kế hoạch sẽ giúp háng chú trạng vào việc sắn xuất một số lượng sẵn phẩm

nhất định trong khoảng thời gian nhất định Khi tất cá các kế hoạch này đã

an xudt, sau dé duck: kiểm tra chất và chuyển

Dat mua thiết bị Quy trình 14; trình

và dụng cụ cất [*— cong nghe |e _| công nghệ trên

Kiểmua May va robot Máy tính hoá việc lập tiến

chất lượng do máy tính độ, kế hoạch cung ứng vật

bằng mấy tính điều khẩn tu, điều khiển phân xuởng,

Link L-4: Chủ trình sẵnphẩm với sụ tham gia của CADICAM

TIỆ thống CAID/CAM tác động đến tất cả các hoạt động trong chu kỳ sản phẩm (xem hình Ï- 4) Việc thiết kế trên máy tính (CAD) và thiết kế phác thảo

sử dụng để kiểm tra và thử nghiệm hoạt động của sản phẩm và các bộ phận

cấu thành sản phẩm

Thư hành T- 4 mình họa, hệ thống CATD/CAM tác động đến mọi chức năng

và hoạt động chủ kỳ sẵn phẩm Trong quá trình thiết kế và sẵn sản xuất của một nhà máy hiện đại, máy tính đã trở thành cơng cụ trợ giúp hiệu hữu khơng

thể thiếu Tam quan trọng cĩ tính chiến lược và ưu thế cạnh tranh mà

CAD/CAM đem lại buộc các nhà sản xuất phải biết hệ thống này

L2 Cơng nghệ cơ khí với sự trợ giúp của máy tính

Mặc dù trên thế giới tất cá các uơng ty lớn đều triểu khai tương đ

rãi hệ thống CAD/CAM nhưng trên thực lế, phần lớn họ vẫu cồn một khoảng cách đáng kể đới với một nền cơng nghệ thiết kế kết cấu và chế tạo tự động

với sự trợ giúp của máy tính Hiệu quả chú yếu của hệ thong CAD hién nay

ầ tiắn vẽ, trong khi các hệ thống CAM cũng chỉ tạm

dừng ở việc thiết lập các chương trình gia cơng CNC mơ phỏng Những cơng đoạn trang quá trình thiết kế khỏi thảo, xử lý các bước thiết kẻ thơ trang đồ cĩ

kỹ thuậi lựa chọn phương án, lỏng ghép những vấn để Katalog ode chỉ tiết hay cụm kết cấu tiêu chuẩn, xử lý kích thước cĩ dung sai lấp ghép Mới chỉ

thực hiện trên một điểm tân mạn thơng qua cắc mắng dữ liệu số cĩ tính đặc

thủ, được tích hợp vào hệ thống CAD Vẻ uấu trúc phần mềm thì cĩ nhiều nét khác biệt đáng kể Trong khi các chuơng trình tính tốn đơn giản và các mơ hình CAD — 2D cĩ mật gần 70% số cơng ty cĩ qui mơ khác, thì những phần

mềm cỏ giá trị cao hơn nhĩ các hệ thống tính toần phân tích, tính tốn tối um,

hệ thống mơ phỏng Simulationn hệ thống CAD - 3D phân tích, thiết kế đổi tượng chỉ cĩ khộnh ⁄I0%- 60% các cơng ty cĩ qui mơ lớn Việc khai thác các ngan hàng dữ liêu ngoại vỉ cồn rất yếu, chỉ cĩ gần 30% các cơng ty cỡ lớn cổ khả năng này Một số vấn để điển hình, dẫn tới khĩ khăn trong quá trình triển khai các hệ thống thiết kế và chế tạo cĩ trợ giúp của máy tính là:

+ Cấu hình tổ chức sản xuất và quản lý cúa các nghiệp đã quá lạc hậu hoặc chỉ cịn phù hợp rất hạn chế với việc lắp đặt và sử dụng các phương tiện

điều khiển kỹ thuật và quả ký điểu hành kiểu mới

+ Những khía cạnh chuyên mơn hẹp như “ vấn đề giao diện” do bán thân các phần cứng hay phần mềm đặt ra chưa được giải quyết một cách hệ thống

+ Thiếu một chiến lược tổng thể cho hạ tầng cơ sổ vẻ thơng tin, về san phẩm, về các vấn để sản xuất, tiếp thị nhân sự

trục thông tin cơ bản

Tại Việt Nam với chương trình KHCN cấp nhà nước giai đoạn 1992 —

1995 (KC — 02.), ching ta da giamh ưu tiên cho các hướng nghiên cứu xây dựng hệ thống CÁD chuyên ngành Trong giai đoạn 1996 — 2000, với chương trình KC- 04 các để tài nghiên cứu tiếp tục tập trung giải quyết nghiên cứu

ứng dụng các hệ thống CAID/CAM cho một số lĩnh vực sẵn xuất quan trọng

Nồ bao gồm việc xây dựng một số hệ cơ sở đữ liệu chuyên ngành ding chong

(vật liệu, dung sai lắp ghép, thư viện các nguyên lý cơ cấu máy), xây dựng

một hệ thống CAD/CAM, chuyên ngành hẹp như chế tạo mạch in phá cất vật

đa hay xây dựng tuyến đồ hình và phóng đạng vỏ tầu biể

§ lã máng để tại tích hợp CAD/CAM, thiết kế và gia công các chỉ Hết có hình đáng phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao trong gia công khuôn mẫu

Chương trình cĩng đã mở rộng đến việc nghiên cứu ứng dụng một số phương, tiện kỹ thuật tao như hệ thống đo hình số hoá

3D-Digitizer (phần cứng 1A dau da TS - 220/ thiét bi Micro Scrreibe - 3D; phần mềm là SỨSA của hãng Haidenhain)

Tuy nhiên, cho đếu nay có thể nói Việt Nam chưa hẻ có một trục thông Tin

cơ bản CAD/CAM/CNC nào mang đây đủ công nghiệp phản lớn các hệ

thống được triển Khai mới chỉ đừng lại ở Khả năng mô phống đừng trong đạy học hay nghiên cứu lý thuyết Phần áp chung vào thự tế sản xuất thì cũng chỉ

đừng lại ở một loại hình sản phẩm có đặc thù riêng mà khả năng mẽ rộng ứng dụng rất hạn chế

1.3 Thực trạng và nhu cầu của nên củng nghiệp và cúng nghiệp chế tạo

chế tạo khuôn mâu của nước La và thế giới

1.3.1 Thực trạng và nhu cầu của nên công nghiệp việt nam

1.3.1.1 Thực trạng của nên công nghiệp việt nara

Ngành cơ khí Việt Nam có bể dày lịch sử trên 40 năm và đã phát triển mạnh vào thời chống mỹ cứu nước theo chính sách trang bị sẩn xuất phan phối kế hoạch hoá, nên nhiều xí nghiệp được khép kín từ khâu tạo phôi đến

gia công cơ khí và lắp rap, dé sin xuất ra các sản phẩm đơn giản nhưng cần

thiết phục vụ công cuộc kháng chiến giải phóng dân tộc và phát triển kinh tế trong nột giai đoạn, hầu hết các ngành và các địa phương đều có cơ khí.

quốc doanh, nhưng chỉ bằng 7% giá trị tài sản toàn ngành công nghiệp

ước có 460 xỉ nghiệp cơ khứ quốc doanh với 50000 máy công cụ giá trị

3500 tý VND trong đó có 10000 máy đã hư hông nặng, khoảng 70% số máy

đã sử dụng từ 25-30 năm,

Den hét nam 1996 có thêm 127 xí nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài với số vốn đã thực hiện gần 364 triệu TISD nhưng chủ yếu cho công nghiệp lấp rấp

ôiô và sắn xuất phụ tùng xe máy, chỉ có một số đự án nhé đầu tư vào ngành

côn nghiệp chế tạo cơ khí, Thiếu hụt nhiều công nghiệp cơ bán : Công nghệ

ạo phôi chính xá tối ưu, công nghệ xử lý bể

ng nghệ nghệ nhiệt luyện , ông nghệ cất gọi dùng công cụ chính xấu ci

và kỹ nghệ High-tech khác như CAD/CAM/CAE- CNC; CAPP; CAQ: Rapid

Prototype

Tỷ số khoảng 2% không được tập trung thành

các điểm cơ khí mạnh mà phân tần ở cấc đự ấn tài trợ nước ngoài đo các cơ

quan nghiên cứu và chế tạo, các doanh nghiệp có vốn đầu tr nước ngoài và

mội vãi xí nghiệp quốc phòng có nhiệm vụ đặc biệt quan trọng

Thai thác máy với hiệu suất thấp khoãng từ 15-20%, thiết bị càng hiện đại

bao nhiêu thì hiện suất khai thác càng thấp bấy nhiên vì 2 nguyên nhân cơ

han:

+ Trình độ chuyên môn hoá của thợ máy

~+ Tình hình thì trường biến động đầu vào , bế tắc đầu ra

1.3.1.2 Nhu cầu che ngành cảng nghiệp Việt Nam

Tai báo cáo chính trị cúa ban chấp hành trung trong Dãng cộng sắn Việt Nam khoá 8 nêu rõ “ Mục tiêu từ nay đến năm 2020 ra sức phấn đấu đưa nước

ta thank một nước công nghiệp” Dể thực hiện mục tiêu đó 12 phải nhanh

chống thúc đấy công cuộc CNH, HDH đất nước

Ngành cơ Khí là nền tắng cúa quá trình CNH, HDH đất nước Khi Việt Nam trở thành mật nước công nghiệp thì cơ khí trong nước phải đủ năng lực sẵn xuất, phần lớn các thiết bị , mmáy móc cung cấp cho nền kinh tế quốc dân,

đũ sức tham gia phục vụ mục tiêu quốc phong và an ninh quốc gia

TIiện nay tình trạng thiết bị và công nghệ của ngành cơ khí hầu hết đã cú, chỉ đáp ứng 10% nhu câu san phẩm cơ khí hàng nảm, Mặt khác năm 2006 AFTA sẽ được áp dụng trông các nước trong khối ASBAN, khi đó sản phẩm

công nghiệp chế tạo cơ khí ở Việt Nam

Hiện may vấn đề măng cấp và hiện đại hoá công nghệ để tạo ra sự cạnh

› các sản phẩm cơ khí là nhu cầu lớn cho các đem vị và doanh nghiệp nước ta với chính sách mở cửa khuyến khích

đầu tư nước ngoài, phát triển kinh tế nhiều thành phần, Kinh rế tư nhãn,

những năm vừa qua đã cố hàng loại taáy móc thiế công nghệ nước ngài

du nhập vào Ty nhiên nếu không có năng lực công nghệ thì sẽ không có khả

nang tiếp thu va phat trién công nghệ

Do đồ cần phải có một chiến lược phù

tiẩn chiếm lĩnh thị trường, tĩng, bước đầu tr nâng cấp: vik

và công nghệ, nâng cao chất lượng sẵn phẩm và năng lực sản xuất phục vu

phat triển các ngành kinh tế quốc đân và tham gia xuất nhập khẩu, đồng thời

phục vụ quốc phòng và an ninh quốc gia Phấn đấu xứng đáng trong công

1.3.2.1 Khảo sát thị trường khuôn màu ở TĨà Nội và trong nước

Từ năm 1996, một số doanh nghiệp đã đầu tư mua sắm các thiết bị điều khiển số Hàng loạt dây chuyển, máy móc hiện đại đã được nhập vào Việt Nam , làm thay đổi các quan điểm vẻ mặt công nghệ chế toạ sản phẩm của các

kỹ sư và và công nhân Việt Nam Nhận thấy được sự phát triển vượt bậc của

CNTT, Đảng và chính phủ đã có hàng loạt các chủ thị , quyết sách và gầu dây nhất là Nghị quyết 8 của TW tạo ra cơ hội và bước ngoặt cho các doanh nghiệp trong nước mạnh dạn ứng dụng CNTT trong sản xuất công nghiệp

Về nhụ cầu khuôn tuấu hiện nay ở Việt Nam có thể tớm tất như vau:

¡ Nhu cầu về khuôn mẫu ngày nay càng tăng Độ phức tạp , độ chính xác, tính đa dạng đối với các sản phẩm tiêu dùng cũng ngày càng được nâng

lên dẫn đến việc thiếu trẩầm trọng các bộ khuôn mẫu Thường, thì hầu hết các:

công tý, doanh nghiệp sâu xuất dều đặt hàng chế tạo khuôn mau ở nước ngoài

au hiện còn rất manh mmún, m

mại khuôn đơn giản (do luạn chế thiết bị

rình độ của ký sư thiết kế) Kết quả là

loại khuôn mẫu phức tạp, giá trị lớu lì vài chục đến văi trăm nghần USD

chưa chế tạo được Theo số liệu thống kê sơ bộ, ở Việt Nam hiện nay số lượng

các Công Ty chuyên sản xuất khuôn mẫu cồn rất ít, và bẩn hết là vốn của

nước ngoài đầu tư :

4 _| Tap doam SCHMIDT TPHCM | Đức

5 |CyLDVINA-SHLROKI [HANG [Nhat 3.824 [300 Bộ

độ phức tạp kỹ thuật trung bình, một phẩi

công ty này chế tạo ra cổ kích cỡ nhỏ về trung bĩnh nhỏ,

ñI khẩu và một phẩn

sit dung cho x

là cho thị trường nội địa Giá thành thường rất rao không

khuôn nhập khẩu Cúc cư sở

chuyên dùng khác Dưới đáy là giá của một số bộ khuôn cối của Nhật Ban:

1 Khuôn ép đựng: bia - 80.000 USI3

+ Khuên ép nắp bàn cầu: 30.000 USD

+ Khuôn ép vỉ thuốc 10.000 ST2

HỆ thống khuôn đập chậu rửa 550.000 ST

+ Khuên đột đập liên hợp sẵn xuất động cơ quạt mấy 320.000 USD

+ Khuôn đúc ấp lực 1 chỉ tiết vỗ nhôm hợp động ca xe may 12.000 USD Trong khi đó nhĩ cầu khuôn cối hàng nấm của máy trên địa bàn Tà Nội rất lớn Dưới đây là thống kê mới nhất cúa một số doanh nghiệp như sau:

- Công ty điện cơ:

- Hợp tác xã công nghiệp Song Long hang nam sắn xuất trên 500 loại sản

phẩm Như vậy lượng khuôn hàng năm là một con số khả lớn, nhiều nhưng hoàn toàn phái mua

- Công Ty kim khí Thăng Long ở thời điểm năm 2002 lượng khuân mẫu

hàng năm cần gần 3.000 bộ

Dể Việt Nam có thể hội nhập với thế giới, ngành cơ khí Việt Nam trong giai

đoạn 2001- 2010 cần đầu tư khoảng 70 tỉ SD (xấp xỉ 7 tỉ USD/ năm)

TĐể hình thành nên nền công nghiệp cơ khí chế tạo tiến và công nghệ cao của công nghiệp khuôn mãn thì cần thiết phải đẩn tư lớn từng bước và ứng

dụng công nghệ thêng tin từng giai đoạn, và liên tục

Theo tính toán của các chuyên gia, hiện tại với LUSD đầu tư cho thiết bị sẽ

tạo ra được giá trị sản phẩm khuôn mẫu 1a 1USD,trong khi đố, thực trạng sán xuất khuôn mẫu hiện nay (nếu tính 100% sản phẩm của các trung tâm khuôn

mẫu tại Việt Nam đều phục vụ cho nhu cầu trong nước) thì chỉ mới đáp ứng

được 10% mà chủ yếu là khuôn mầu đơn giản, kỹ thuật lạc hậu

1.3.2.2 Tình hình ứng dung cong nghé théng tin trong san xuất khuôn

mẫu trên thế giới

Công nghệ thông tin được ứng dụng rộng räi trong các ngành sẵn xuấi, đặc

biệt phát triển công nghệ cao trong công nghiệp chế tạo khuôn mẫu hiện đại

Trình độ thiết kế và chế tạo khuôn mẫu có thể coi là một tiêu chí đánh giá sự

phát triển của ông nghiệp lrêu thế giới, ướo từ: 40— 90% các sản phẩm

trong các ngành công nghiệp được chế tạo ra bảng việc sử dụng các hệ thống khuôn mẫu khác nhau Theo đánh giá của hiệp hội khuôn mẫu Chau A (IADMA), trên phạm vi toàn thế giới thị trường khuôn mẫu vào năm 1993 đã doanh số 65 tỉ USI2 trong dé, quốc gia sản xuất khuôn mẫu lớn nhát là Mỹ (31%) và Nhật Bản (23%) Đặc biệt chỉ riêng với sản phẩm nhựa, Nhật Bản

đã sản xuất trong năm 1995 trên 70.000 bộ khuôn Tai Chau A, có khoáng 21.000 Công ly tham giá vào lĩnh vực này với trên 600.000 công nhân, kỹ

thuật viên lành nghề Chỉ riêng ở Hồng Kông có khoáng 6500 Công ty và

xưởng sản xuất khuên máu ở Singapore có gần S00 Công ty chuyên chế tạo khuôn mẫu Sản phẩm khuôn mẫu thuộc loại gắn phẩm cơ tin điện tir (MECHATRONICS ) kỹ thuật cao, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào công nghiệp khuôn mắn Hiện nay theo các hướng :

1* Tioần thiện và phát triển phầm cứng điều khiển số CNC Hướng phát triển này là sự kết hợp giữa Cơ - Tin — Diện tử và đã kết quả rất tốt Các dây chuyền sản xuất đồng bộ với hành loạt các thiết bị công nghiệp , máy công cụ

có gần hệ điều khiến CNC có độ tin cậy và tốc độ rất cao Hang FANUC va heidenhin 1a hai hang nghiên cứu và chế tạo hệ điều khiển CNC ni tiếng nhất thế giới ( chiếm khoảng 90% thị trường điều khiển CNC ) Phát triển phần mềm điều khiển theo hướng : Dơn giãn trong lập trình, tích hợp nhiều tính năng và gao diện thân thiệu, linh hoạt hơn

2# Xây dựng các hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE trợ giúp trong

thiết kế và chế tạo khuôn mâu Có thể nói CÑTT được ứng dụng triệt để trang hướng phát triển này Có thể kể đến các hé phần mềm nổi tiếng nh catia

(đo đassaul systemse viết, và thường được các hãng Nhật Bản và Mỹ sử dụng), pro/engineer ( do parametric technology corporation xây dựng và phát triển 3, cimalron (do visnatron LTD Nhật bản -ISR AEI hợp tác ), DELCAM

(do DELCAM- virong quéc Anh viét) , mastercam (do CNC softwere inc

Xây dưng ) Các hệ thếng trên được dùng rất phổ biến ở các Công ty qui mô nhỏ , vừa và lớn đem lại hiện quả kinh tế kỹ thuật rất cao Hướng phát triển tiếp của hệ thống tích hợp CAD/CAM sẽ bổ sung các mẻ hình thiết kế, cập nhật thêm các phương pháp gia công chính xác, hiệu quả và hiện đại hơn ( theo kịp hướng phát triển thứ nhất )

3* Phát triển các phẩn mẻm trợ giúp thiết kế, kiểm định và mô phỏng Thướng phát triển này khá mới mễ (xuất hiện khi CNTT đủ đáp ứng yêu cầu về phần cứng và phần mềm ) và đang được đâu tư tru tiên hàng đầu Lại ích đáng

kể nhất của các loại phần mêm này là cho phép người sử dụng thiết kế nhanh hơn, chính xác hơn và đặc biệt có thể giảm thiểu các sai sót trong khâu thiết

lĩnh vực chế tạo nói chung Một ví dụ khác là ứng dụng thiết kế ngược (uverse Engineering): bêu cạnh thiết bị có độ phức tạp rất cao lhä các phần

miễu Hết kế ngượk đã tận dụng được sức mạnh của CNTT đã tạo ruột xu

hướng thiết kế mới: thiết kế theo máu Những ứng dụng cúa chúng đá và đang chứng tỏ những tu việt hon hẳn các phương pháp thiết kế truyền thống: nhanh

„ chính xác và đặc biệt là thích ứng được với các yêu uầu ngày càng cao của

khách hàng (chất lượng và thai gian),

Ngoài 3 hướng ứng dụng trên, một loạt các ứng dụng mới, có tính thời sự cao như : Công nghỉ: ế lạo mẫu nhanh (Rapid prototype) coug ughé uano mél, cong ugh? Laser, cing nghé gia céng & Se dé cao (Ai — specd), cling dang được triển khai với qui m6 quéc té Phin déng gdp cita CNIT trong công nghiệp cũng được chính phú các nước quan tam và đầu tư rất lớn Mô

nay về ứng dụng CNTT trong lĩnh vực công nghiệp uổi chung va cœ khí nói riêng có thể tồm tất như sau:

1 Dao tao ở các trường Dại học : Kỹ sư được đào 140 bai bán cả lý thuyết

và thực hành Cần nhấn tuạnh việc thực hành các trường Dại học Ở các nước phát triển được coi như đào tạo tay nghề nên họ đầu tư rất lớn vào các thiết bị công nghiệp và chúng được thay đổi thường xuyên (45 nam ) một lần Phần lớn vốn tài trợ cho việc trang bị trên đều do các công ty lớn cung cấp (bên cạnh mục đích về thương mại và quảng cáo thiết bị ) Nội dưng học phong phú

và được cập nhập liên tục tuy nhiên hướng đào tạo chủ yếu là thiên về nghiên cửa

2 Đào tạo ở các trường day nghề : Tïạc viên được vị trang bị các kỹ năng vận hành cơ bản và nâng cao đối với hệ thông CNC Singapore là một ví dụ điển hình, vẻ hướng đào tạo này Có thể nói Singapore hiện đang là một trong những nước đầu tư khá lớn và cũng là tâm điểm của hầu hết khoá đào tạo tay nghề về công nghệ CAD/CAM - CNC ở Châu Á Tuy nhiên các

trường dạy nghề hiện nay dang có xu hướng sát nhập với các trung tâm dào

tạo công nghệ cao do các công ty thành lập hay lài trợ Học viên khi m trường

sẽ trở thành các công nhân vận lành trực

3, Xây dựng các trung tâm đào tạo công nghệ cao Các irung tàm này

thường do ông 1y lớn thành lập ra không những để đáp ứng cho nhụ cầu của bản thân mà cồn là nơi dào tạo cho các công ty và các trường dạy nghể

khác Đặc diểm chính của trung tâm công nghệ cao là ngoài việc dào tạo còn

trợ cho nó Tối nghiệp các trưng tâm này học viêu có thể vừa là người thiết kế

vừa là công nhận vận hành có tay nghề tốt

1.3.2.3 Đạc điểm của việc ứng dụng CNTT trong sản xuất khuôn mắn tại

Việt Nam hiện nay

+ Trang bị mấy công cụ gia công điều khiển số CNC để chế tạo khuôn mẫu phục vụ cho cơ sở ngày càng phổ biển ở các doanh nghiệp Dặc biệt ở cáo

doanh nghiệp miền Bắc Mỗi doanh nghiệp chỉ mới được trang bị một vai

trung tâm gia công phay CNC, Tién CNC và một vài thiết bị gia công CNC

khắc (do nguồn vốn cổ hạn ) đều thuộc cỡ trung, šn, không

đồng đến về mặt chất lượng Có thể kể đến công ty và các viện tiếp cận sớm

với máy CNC và chế tạo khuôn mẫu như: IMI, Công ty hameco, vinashiroki,

Song sản phẩm của họ vẫn ở mức đơn giản, chất lượng thấp, tuổi thọ ngắn

Cềm khu vực phía Nam thường mua máy CNC ci của Nhật có giá rất rẻ và thu

hút vốn đầu tư nước ngoài (thông qua con đường gia đình), miền Nam khá

nhạy bén với thị trường khuôn mẫu chơ đồ tiêu dùng hàng ngày Thị trường lớn, nhu cầu lớn tạo ra yêu cầu đầu tư nhiều hơn vẻ thiết bị

¡ ứng dụng các hệ thống phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE: Hiện

nay đang là thị trường mua bán và ng dụng khá sôi dộng Cần phải nhận thấy được sức mạnh của CMTT thông qua các hệ phẩn mềm này Có thể nói rằng: hông có phần mềm CAD/CAM thì không thể thiết kế và chế tạo khuôn mẫu phức tạp và độ chính xác cao Hàng loạt các công ty như Kim khí Thăng Long , nhựa Hà Nội, Hoà Phát, hameco đá đâu tư vào phần mềm cad/CAM

nổi tiếng như catia, cimatron, Pro/fngineer, mastercam, ïKết quả là sản

phẩm của các công ty trên có sự đóng góp rãi lớn của hệ phần mềm tích hợp

CAD/CAM

+ Vấn dễ đào tạo: hiện nay hẩu hết các trường Đại học đã có môu học về CAD/ CAM - CNC với các kiến thức mới, cập nhật khá thường xuyên Tuy nhiên, sinh viên vẫn còn phải hoc “ chay “ Ngoài nguyên nhân không có máy CNC công nghiệp cồn có nguyên nhân về tính thực tiễn (hấu hết mới là các bài học thực hành có tính chất lý thuyết chứ chưa “làm thật") liên cạnh đó, các trường day nghề Các viện nghiên cứu cũng đóng góp một phần đáng kể cho việc đào tạo công nhân và ký sử Song hầu hết các kỹ sư, công nhân khi ra làm việc phải đi đào tạo lại Điều này đã chỉ ra răng chất lượng đào tạo chưa

Sau khi phan tích, đánh giá tình hình phát triển cơ khí và khá nảng ứng

dung Công nghệ Lhông tin trong sẵn xuất khuôn inẫu trong nước và trên thế

giới chúng ta có thể kết luận sau:

e Sản phẩm khuôn mắu công nghệ cao phục vụ cho các công nghệ chế tạo

tiên tiến cúa các gành công nghiệp cơ khí, công nghệ nhựa , công nghiệp tạo phôi chit đang đồng vai trò chủ chối của công,

nghiệp Hà Nội và cấp thiết phải là san phẩm chũ lực của Hà Nội để trong một

thời gian không xa sẽ hình thành ngành công nghiệp khuôn mẫu của Hà Nội

và Việt Nam

s Trong công nghệ chế tạo sẩn phẩm khuởn mẫu công nghệ cao thì công nghệ thông tin được ứng đụng rất eó hiệu quá và đóng vai trò quyết định trong nganh Mechatronics —nganh cơ khí mới của thế kỷ 21

e Việc ứng dựng công nghệ thông tin trong gia công cơ khí bằng các thiết bị điều khiển số là vấn để có ý nghia khoa học và thực tế lớn trong cả công tác

đào tạo cũng như thực tế sản xuất cơ khí

« Tài toán ứng dụng công nghệ thông tin trong gia công cơ khí bằng các thiết bị điểu khiển số là là bài toán lớn và phức tạp, nên trong nội dung chỉ giới hạn trong việc nghiên cứu tổ chức Cơ Sở Dữ Liệu định hướng đổi với khuôn mẫu làm tiển để cho bài toán

Chương Tí

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM, VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU

PHUCVU QUA TRINH CAD/CAM

IL1 Vai tri chite nang cia CAD

ILL.1 Vaitré cia CAD

Xu thế phát triển chung của các ngành công nghiệp chế tạo theo công nghệ

tiên tiến là liên kết các thành phần của qui trình sản xuất trong một hệ thống tích hợp điều khiển bổi hệ thống máy tính ghép mang — CIM

Các thành phần của hệ thống tích hợp CIM được quản lý và diều hành dựa

trên cơ sở dữ liêu trung lâm 1m : thành phẩm quan trọng là ede: dit 1

quá trình CAI Kết quả của quá trình CA) không chỉ là dữ liệu để thực

phân tich k¥ thual — CAR, lap quy trink ché tao — CAPP, lập chương trình gia công điều khiển số ~ CAM, mà chính là đữ liệu điều khiển thiết bị CNC phục

ụ sản xuất, nhaí các; loại mấy công cụ, trung tâm gia công , người máyay

ông nghiệp và các thiết bị phụ trợ kh:

Rộng hơn, dữ liệu từ quy trình CAD lã cơ sở để hoạch định sản xuất

Gnanufaturing resources plaming — MRP) và điều khiển quy trình kiểm soát chất lượng sắn phẩm _ CAO (xem hình II-1)

T.1.2 Chức năng của CAD

Khác biệt cơ bản với quy trình thiết kế theo công nghệ truyền thống, CAI cho phép quần lí đổi tượng thiết kế dưới dạng mô hình hình học số (computer geometric model CGM) Bang cách quản lí CƠM trong cơ sở dữ liệu trung tâm, CAI có khả năng hỗ trợ các chức năng kỹ thuật ngay từ giai đoạn phát triến sản phẩm cho đến giai đoạn cuối của quá trình sản xuất bằng giải pháp

điều khiển số

Hệ thống CAI dược đánh giá có đủ khả năng để thực hiện chức năng, yêu cầu hay không, phụ thuộc chủ yếu vào chức năng xử lí của các phần mềm

thiết kế Ví dụ, tại thời diém nam 2001, những bộ phần mẻm CAD/CAM

chuyên nghiệp phục vụ thiết kế/ gia công khuôn mẫu cỏ khả năng thực hiện

được các chức nãng cơ bản sau:

«Thiết kế mô phỏng ba chiều (3D) những hình dạng phức tạp có khả năng xử lý hình hoc NURBS, Bezier, Gregory, Solids

«Giao tiếp với các thiết bị đo, quét toa độ 312 ( Coordinate Measuring,

Machine — CMM, scancr ) thực hiện nhanh chóng các chức năng mỏ phỏng

tình học 1ừ dữ liệu số ( digjtized data )

«œ_ Phân tích và liên kết dữ liệu : tạo mật phàn khuôn, tách khuôn, quản

u lắp phép

® Tao bản vẽ và ghỉ kích thước tự động: có khả năng liên kết với bản vẽ

2D vái mô hình 3D và ngược lại

® Liên kết các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phản tích

kỹ thuật (CAE): tính biến dạng khuôn , mô phỏng dòng chảy vật liệu,

trường ứng suất, trường nhiệt độ, độ co rút của vật liệu

«_ Nội suy hình học, biên dịch các kiểu đường chạy dao chính xác cho

công nghệ gìa công điều khiển số

«- Giao tiếp dữ liệu theo các định dạng đồ hoạ chuẩu : DXE, IGES, VIA, STEP, PTC, DWG, Parl,

« Xuất dữ liệu đổ hoạ 3D dưới dạng tập tin SLT (Stereolithograph) 4&

giao tiếp với các thiết bị tạo mâu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể ( Slereolithopraplt Appparalus — SĨ.À 3

CAE Computer Aidedlingineering Phân tích kỹ thuật

CAPP — Computer Aided Process Planning Lap trình chế tạo

CAM Computer Aided Manufacturing Lap chương trình gia công điều

khiển số

CNC computer Numerical controlled Thiết bị điều khiển số

CAQ Computer Aided Quality Contral Gidm sét chất lượng sản phẩm

“Thiết kế với sự trợ piúp của máy

MRP Manufacturing Resources Planning Hoạch định nguồn lực sản xuất

PP Production Planning Tập kế hoạch sẵn xuất

Tình II-1: Vai trò của CAD trong hệ thống tích hợp

11.2 THIET KE VA GIA CONG TAO HINH

Theo lịch sử hình thành và phát triển có thể phân biệt các phương pháp công nghệ thiết kế và gia công được hình thành như sau:

«Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống

«Thiết kế và gia công tạo hình theo cống nghệ CAD/CAM

« Thiết kế vũ gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp (CIM )

1I.2.1 Thiết kế và gia công tao hình theo công nghệ truyền thống

Gia công chép

Hình 1-2; quy trình thiết kế và gia công tạo bình theo công nghệ truyền thống

Theo công nghệ truyền thống các mặt cong 3D phức tạp được gia công trên

máy vạn nang theo phương pháp chép hình, sử dụng mẫu hoạc dưỡng

Chính vĩ điều này, quy trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ

truyền thống gồm 4 giai đoạn phân biệt:

a Tao mau sản phẩm

b Lap ban ÿ thuật

c Tao mau chép hình

d Gia công

lai đoạn này có thể được mô hình hoá theo sơ đồ dưới đây:

Có thé dé dang nhận thấy một số vấn đề hạn chế của quy trình nay như:

« Khó đạt độ chính xác gia công (nhất là đối với các bẻ rnạt phức Tạp),

chủ yếu do quá trình chép hình

œ Tế lầm sai do lầm lần hay do hiểu sai, bởi vì phải xử lí một số lượng lớn dữ liệu

e Năng suất thấp, do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và

quy trình được thực hiện tuần tự

11.2.2 Thiét ké va gia cong tạo hình bằng cùng nghệ CAD/ CAM

Su phat triển của phương pháp mở hình hơá cùng với thành tựu của công nghệ thông tin, cèng nghiệp điện tử, kỹ thuật điều khiển số đã có những ảnh hưởng trực tiếp tới công nghệ thiết kế và gia công tạo hình Điều này có thể

mô tả bởi sơ đổ như hình TĨ-3

a Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và tạo bản vẽ dưới sự trợ giúp của máy tính (Computer Aided & Drawing— CADD)

b Tạo mẫu thủ công thay thế bằng mô hình hoá hình học trực tiếp từ giá trị lấy mẫu 3D

c Mẫu chép hình được thay thế bằng mỏ hình hoá học -mô hình học số lưu trữ trong bộ nhớ máy tình và ánh xạ lên mãn hình dưới dạng khung lưới, hoặc solid

d Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điểu khiến số

Về công nghệ, khác biệt cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống và công nghệ CAD/CAM là thay thế tạo hình theo mẫu bang

mô hình hoá học Kết quả là mẫu chếp hình và công nghệ chép hình được thay thể bằng mô hình hình học s6 (Computational Geomertic Model - CGM } Va

gia công bằng điển khiển số Ưu điểm tiếp theo là khả năng kiểm tra kích

thước trực tiếp và khả năng lựa chọn chế độ gia công thích hợp (Gia công thả

về gia công tỉnh}

Theo công nghệ CAD/ CAM (vẽ - mô hình hoá- Gia công điền khiển số), phần lớn các khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được hạn chế, bổi vì :

Al gia cong tro nde tỉnh xảo hơn

- Kha nang hạn chế nhầm lần giảm đi đáng kể

- Toàn bộ thời gian thực hiện quy trình thiết kế và gia công tạo hình giấm đi một cách đáng kể

Tập chương trình gia công

diéu khién s6- CAM

Hink IL,3 Qui trink thiét kế và gia công tao kink theo cong nghé CADICAM

11.2.3 Thiét ké va gia cong theo cong nghé tich hop — CIM

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

không khó khăn để thực hiện ý tưởng kết nối mọi thành phần trong một hệ

thống tích hợp (hình II- 4) Theo công nghệ tích hạp, mô hình hoá hình học (Geometric Modeling ); vẽ và lạo bản về (CADD) đức h hợp trong CAD Kết quả là mọi thông tin về hình dáng được lưu lại đưới dạng CGM, lưu trữ trong cơ sở đữ liệu trung tâm (hình TT- 1) Công nghệ tiên tiến nhất có khả năng

hỗ trợ thực hiện toàn bộ chương trình thiết kế và chế tạo theo công nghệ tích hợp (hình II-4)

a Cho phép thiết lập CGM trực tiếp từ ý tưởng về hình đáng

b Được trợ giúp bởi thiết bị đổ hoạ và công nghệ

(rendering/ shading) hiện đại

Hình 2-4: Quy trình thiết kế tà gia công tạo hành theo công nghệ tích hợip

1L3 MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC TRONG CAD

Tấn chất của mô hình hoá hình học Tà mô tả đối tượng hình học bởi mô hình toán học — mô bình hình học số (CGM) Trong phần nội dung này, sẽ giới

thiệu tổng quất về phương pháp mô 1ả mật cong, đường cong, khối hình học

trên b› vẽ kỹ thuật, phương pháp mô hình h

(Surface Modeling) Phương pháp mô bình hoá hình học theo cấu trúc khối (Solid Modeling)

h lọc theo cấu trú

Vấn đề Thiết lập CGM sẽ được giới hạn cho những hình dạng có thể mô tả

được Như vậy, đối tượng mô hình hoá là mô hình hình hoc (Descriptive —

Shape model — DSM)

Khái niệm * Mô hình hoá hình hoc * (Descriptive Shape model — DSM ) được sử dụng cho thực thế hình hoc (Geometric Entity) 06 thé mo ta dược những thực rhể hình học cơ sở, dước sử dụng trên bản vẽ kỹ thuật hay trên màn hình

a Diểm (point)

b Dường cong (curve) bao gồm cä đoạn thẳng (line)

6 Mại công (surface) báo gồm cả mật (ao)

đ khối (Solid — cấu trúc đặc)

TDAMS được diễn giải bởi cơn người nhưng hình thức mô tá chủng phải thích hợp, rõ rằng sao cho có thể chuyển động được thành CGM duy nhất Diễn này yêu cầu DMS phải mô tả bởi giá trị số chính xác nếu có thể

- Diểm được mô tả bởi giá trị toa dé

- Dường cơng được mô tả bởi chuỗi điểm hoặc phương trình

- Mặt cong được mô tả bởi lập hợp điểm (hoặc dưới dạng đường công)

11.3.1 Phương pháp mô tả đường cong,

Tường công 2D được mô tá bằng 2 phương pháp

a Sứ dụng các đường cùng, 2D cơ sở

b Mô tả như một chuỗi điểm trên mặt phẳng,

Dường công 3D được mô tả bởi một trong bốn cách:

a Bởi một chuỗi diém 3D

b Hồi giao tuyến giữa hai mật cong

e Bởi hình chiếu của đường công 2D lên mặt cong 3D

đ Bối tạp hợp đường công 2D trên các mật phẳng chiếu trục đo

Phương pháp đơn giản để mô tả đường cong 2D là sử dụng hạ đường cong Conic, bao gém đoạn thẳng đường Elip, đường parahol đường hypecbol

Họ đường cong bậc 2 được xác định rõ ràng bởi thông số của chúng (Ví đụ: toa độ tâm, bán kính , tiêu điểm) Có thể gợi đường cong Conic là đường cơng

cơ sở tạo nên đường cong đa hợp (Compound Curve ) bằng cách kết nối liên

tục theo chuỗi Nếu cổ yêu cầu về độ trơn láng, có †hể sứ dụng góc lượn tại vị

trí yêu cầu Phương pháp phổ biến nhất để mô tả đường cong tu do 2D, 3D là

xác định giao tuyến giữa 2 mặt cong Trong trường hợp này không thể xác

định được đường cong một cách chính xác Phuong phấp phổ biến xác định

đường cong 3D trong vẽ kỹ thuật là xác định hình chiếu 2D của chúng, sau đó xác định hình chiếu trên mật cong Thực chất đây là phép chiếu ngược

1I.3.2 Phương pháp mô tả mật cong

Không thể vẽ mặt cong hình học , song có thể mô tả chúng trên bản vẽ dưới

dạng mô hình:

a Mật hình học cơ sở (Surface primitve )

b Mật nội suy lưới đường cong (mesh curve surFace)

c Mat quét hình đường mặt cat (sweeping surface )

đ Mật nội suy điểm (surface interpolating over 3D points)

e Mat ket ndi hinh (blending/ rounding/ filleting surface)

Mit cong

3D cơ sở

Tao fillet Ghép noi |_| Cat xén/ Bien ddi/ Offset

(Blengding/Rounding/ illeting) (Boole) | | (Trim/ Transform/ Offset)

Hình 2-5: Plương pháp mỏ hình hoá hình học theo cấu trúc mặt cong

Sử dụng các mật cong cơ sở — mặt cong bậc 2 là phương pháp đơn giản nhất

để mô tả mật cong để mô tả hình dáng mong muốn , trong nhiều trường hợp

phép kết nối (Compouding) và cất xén trimming) trên các mật

Nói một cách khác, có thể mô tả mặt cong đa hợp (compouding

surface) như là kết quả của cộng logic (boole) trên các mặt cong cơ sở

Mô tả mật cong bởi mô hình lưới đường cong yêu cầu xác định các đường,

cong đặc tính quan trọng như là đường cong trơn láng phủ trên bề mặt nội cong suy

Mô tả mật cong bởi phép quết hình là một phương thức của mô hình lưới đường cong xác định bởi mặt lưới cất (section curve) và đường định hình

(Profin/ spine/ drive curve) theo phương pháp này, mật cong xác định bởi

phép quét hình đường mật cất theo đường định hình

Mật cong nội suy điểm : là mô hình nội suy được xử lí trơn láng từ ma trận

điểm

Mô hình mặt cong kết nối được sử dụng trong thiết kế tạo hình để thiết lập

mặt cong kế cận

1.3.3 Phương pháp mô tả khối hình học

Khác biệt cơ bản với mô hình mặt cong, ngoài dữ liệu hình học thuộc mặt bao, phương pháp mô hình hoá theo cấu trúc khối, cho phép quản lí dữ liệu

thuộc miền không gian bên trong thực thể hình hoc

Vẻ phương pháp tạo hình, phương pháp mô hình boá hình học theo cấu trúc khối sử dụng thuật toán Boole (phép toán về tập hợp ) trên các khối hình học

cơ sở Khối hình học cơ sở có thể là:

e Khối cơ sở bậc 2,

¢ Khoi quét hình: hình thành trên cơ sở quét hình mat (face) gidi han bởi

đường viền 2D khép kín theo đường định hình

1I.3.4 Phương pháp mô hình hoá hình học

Tao filler ‘Ghép ait “Vát mat/ Biểu đối! Tạo vò

(Bleudiag/ Ronading/ Eiledng) (beole) (raft/ Taastoon Stell)

Hình I1-6: Phương pháp mô hình hoá hình học theo cấu trúc khối

Theo phương phấp mô tả điểm, đường cong khối hình học trình bày ở trên

cổ thể xay đựng giải thuạt mô hình hoá hình học Theo cấu trúc mật cong (hình

TI-5), và cấu trúc khối (hình TI-6) theo quy tắc chung như sau:

e Thực thể hình học được mô tả như cấu trúc thể hiện mối Tương quan giữa

các thực thể hình học cơ sở cùng loại hoặc khác loại

© Mat cong được mô tã bối phép nội suy điểm, nội suy dưới dạng đường cong, phép quét hình đường mặt cắt , mặt cong ca sở bậc 2

« Khối hình học được mô tả bởi phép quét hình mặt cắt, khối cơ sở bậc 2

IL4 PHẦN TÍCH KỸ THUẬT TRONG CAD

Khi triển khai một số đồ án thiết kế kỹ thuật thường

tích nào đó tuỳ theo loai công trình Ví dụ Trong các đồ án công nghiệp, sự phản tích liên quan đến các bài toán về ứng suất biến dạng , tính toán truyền nhiệt hoặc vận dụng các phương trình ví phân để mô tả đặc tính động lực học cla hé théng được thiết kế ra Máy tính có thể giúp thực hiện các nhiệm vụ này một cách nhanh chóng và hiệu quả

Déi với những bài toần thiết kế cụ thể, Nhóm phân tích kỹ thuật có thể tự

viết lấy phần mềm chuyên biệt để đùng trong nội bộ, cèn đối với những bài toán phể dụng thì thường được giải quyết bởi các gói phần mềm mua trên thị

trường

Các he CAID/ CAM kiểu chủa khoá trao tay có bán ở thị trường thường bao gồm các phần mềm phân tích kỹ thuật hoặc ít ra cũng có giao diện với phần mềm này Ta xét đến hai ví dụ quan trọng trong các phần mềm phân tích kỹ

thuật:

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

CAD được ứng dụng rộng rãi nhất Nó cung cấp cho ta các thuộc tính của đổi

tượng mà 1a cần phải phân tích như : điện tích bể mật , trọng lượng , thể tích,

trọng tâm , mô men quán tính Đối với các mặt phẳng ( hoặc tiết diện

ngang của vật thể) thì nó còn cho ta biết cá chu vi, điện tích và các thuộc tính

„ quán tính nữa

+ Phân tích phần hữu hạn: là một trong những khả năng mạnh nhất của một

hệ CAD Với kỹ thuật nay, vật thể được chia thành nhiều phần tử với số lượng tuy ý (nhưng không phải là vê hạn ) mỗi phần tử là một ô chư nhật hoặc tam giác , tất cả tạo nên một mạng lưới gồm các nút Bằng cách sử dụng máy tính

có khả năng tính toán mạnh, thông qua tính toán trạng thái tất cả các nút mà

vật thể được phân tích về ứng suất — biển dang, truyền nhiệt hoặc các đặc tính

khác tuỳ từng bài toán cụ thể Nhiều hệ CAD có khả năng tự động phân chia các nút và xác định các cấu trúc mạng của toàn vật thể, người sử dụng chỉ cần

ẩn đến một sự phẩm

đưa ra một số thông số cần thiết cho mô hình phần tử hữu hạn rồi hệ CAI2 sẽ

làm các công việc tính toán tiếp theo

Dau ra của bài toán phân tích phần tử hữu hạn thường được thể hiện dưới dang đồ hoa lên mắn hình máy tính để người sử dụng đễ quan sắt Chẳng hạn

khi phân tích ứng suất biến dạng của một vật thể đầu ra được thể hiện thành

mội vật thể đã hiếu dang chồng lên hình chưa bị biến dạng

ảnh bình

ẩn ra dưới dạng đỏ thị mầu cũng có thể dùng để làm nổi bat dé

dạng trước và sau biến dạng của vật thể Sau khi xem xét nếu thấy trạng thái

của vật thể không đạt yêu cầu thì người thiết kế sẽ sửa đổi một vài đạc tính

nó như Hình đạng hình bọc hay vật liệu chẳng hạn rồi thực hí

(oán phân tích phần tứ hữu hạn, cứ như vậy cho đến khi vừa ý thi théi

ILS CAD VA TIEN TRINH THIET KE SAN PHAM

Trong thực tế, thiết bị máy móc , cụm kết cấu gọi chung là sản phẩm déu

tình thành tit

chỉ tiếi đơn lẻ Tuy thea yêu cần thực sản phẩm

mà ấn tạo từ số lượng và chủng loại các chỉ tiết khác nhan Quá trình hình thành nên sắn phẩm là quá tình lấp ráp từ các chỉ tiết may, trong đó

số những: chỉ tỉ Ân thể n nội thung ky

thuật cia sin nm thì người ta dùng các quy lắc ©

cụ thể với bút , thước y CÓ D8 lrẾN không gi iy

bằng nội dung kỹ thuật mà thôi Ngày nay với những thành tuợu phát triển

iia CNT cả về phần cùng lên phân Tum, cho pdhếp mấy tính PC)

quan điểm ứug dụ CNTT trong mò hình hoá sản phẫu đã thay đổi,

những mong ước của con người lã mong muốn cổ được một quá trình mô hình phông hại quá trình thực, nhằm mô hành hoá và mô phỏng sẵn phẩm trước khi thực hiện quá trình gia công chế tạo thực ,để có thể phát hiện tối da nhữn

NÓI vã vướng mắc ¡ trên sản phẩm mà trong quá Irình tÌ

thuần tuý con người không thể lường hết được, và trợ giúp tốt nhất chủ

người trong công tác thiết kế , trực tiếp chuyển giao dữ liệu thiết kế đồ sang quá quá trình CAPP, CAM, CÁO nhằm nhanh chóng đưa ra sản phẩm như

mong muốn Xuất phát từ những nội dùng trên, ngày nay DCNTT trong thiết

kế (CAD) thực sự đã có phát triển vượt bậc, quan điểm thiết kế hoàn toàn

phỏng lại quá trình thực Quá trình thiết kế bao gồm 3 không gian chính đá là: hông gian mô hành hoá clủ tiết — Part, không gian mô hình hoá sẵn phẩm —

Assombly, không gian giấy — Drafling Với 3 không gian này, trợ giúp của

CNTT bảy giờ là, thực tế con người phải làm như thế nào để hình thành nên

" trình thiết kế làm đúng nhưứ vậy, phải tiếu hành thiết kế củ

tiết thì chuyển giao thực

đó, chỉnh là một quá trình cơn người mong muốn có được trước khi tiến hành

quá trình thực nhằm giăm nhiều sai sót có thể trên sẵn phẩm Và hơn thế nữa,

trợ giúp cho tiến trình thiết kế còn có mô phòng động học và động lực học

giúp con người hoàn toàn tối ưu với thiết kế của rrình Mạt khác dữ liệu Huết

kế bây giờ được thể hiện như vốn băn tính của sẵn phẩm, nên hoàn toàn có thể

trực tiếp chuyển giao cho quá trình EEA, CAPP, CAM; CAO, thực hiện sản

phẩm một cách tối ưu và giảm tối tiểu thời gian hình thành nén san pl

TI.6 LỢI ÍCH CỦA CAD

Lợi ích của CAD có nhiều , song một số có thể định lượng dược Một số

lợi ích khác, khó có thể lường hoá, mà chỉ thể hiện ở chỗ chất lượng công việc

dược nâng cao, thông tin tiệu dụug, điều khiểu tốt hơu các lợi ích dễ thấy

có thể kể ra như sau:

Nâng cao năng suất kỹ thuật

Giảm thời gian chỉ dẫn

Giảm số lượng nhân viên kỹ thuật

Dễ cải tiến cho phù hợp vo2i khách hàng

Phản ứng nhanh với như cầu thị trường

Tránh phải ký những hợp đồng con dể lắp tiến độ

Hạn chế lỗi sao chép ở mức dộ tối thiếu

Độ chính xác thiết kế cao

Ki phân tích dễ nhận ra các tương tác giữa các phầu tử cấu thành

Phan tích chức năng vận hành tốt hơn do đó làm giảm khâu thử nghiệm

Giảm thời gian dào tạo hội hơa viên va lap trình viên cho máy CNC,

it sai s6t trong lập tình cho máy NC

® Tiết kiệm vật liệu vã thời

Nang cao hiệu quả quan lý trong thiết kế

Dé kidm tra chất lượng sẵn phẩm phức

Nâng cao biệu quả gìao diệu thông tin v nhau hơn giữa các

nhám kỹ sư, thiết kế viên , hội hoạ viên quản lí và các nhém khác

Tưới đây ta xét sẽ phản tích kỹ một số lợi ích điển lình

luật toần tối ưu

IL6.L Nang cao năng suất thiết kế

Năng suất cao giúp cho vị thế cạnh tranh của một háng được nâng lên vì

nó sẽ làm giảm yêu cẩu nhân lực của một đề án, dẫn tới hạ giá thành và thời gian xuất xưởng của một sản phẩm Tổng kết một số đơn vị có sử dụng hệ

thếng CAI người ta cho thấy năng suất có thể tang tư ba đến mười lần so với

công nghệ thiết kế cũ, thậm chí còn cao hơn tuỳ theo các yếu tố sau đây:

Độ phức tạp của bản vẽ kỹ thuật

+ Mức độ tỉ mỉ của bản vẽ

+ Mic dé lặp đi lập lại của chỉ tiết hay bộ phạn thiết kế

+ Mức độ đối xứng của bộ phận thiết kế

+ Tĩnh dùng chung của các chỉ tiết để lập thành thư viện

11.6.2 Giam thời gian chỉ dân

Thiết kế với hệ thống CAI) Nhanh hơn theo cách truyên thống Đồng thời

nó cũng đẩy nhanh cấc tác vụ lập bảng biểu và báo cáo (lập các bảng liệt kế cụm lắp ghép chẳng hạn) mã trước dây phải lập bằng tay l2o vậy, một hệ CAD có thể tạo ra một tập bản vẽ cuối cùng vé các chỉ tiết máy và các báo cáo, biểu bắng kèm theo một cách nhanh chóng Thời gian chỉ dẫn trong thiết

kế được rút ngắn đẫn đến kết quả là làm giảm thời gian kể từ khi nhận đơn đặt

hàng đến khi giao nhận sản phẩm

II.6.3 Phân tích thiết kế

Các chương trình phân tích thiết kế có sấn trong một hệ CAD giúp quá trình thiết kế diễn ra theo những khuôn mẫu tác nghiệp có logic hơn, không, cầu phải trao đi đổi lại giữa nhóm thiết kế và nhóm phân tích khi bản vẽ thiết

kế hãy còn nằm trên máy tính của trạm thiết kế Điều dó giúp người kỹ sư tập trung tư tưởng vì hợ đang đối thoại trực tiếp với bảu thiết kế của mình Nhờ khả năng phân tích nay znà bản thiết kế sát với tối ưu hơn Mặt khác thời gian thiết kế sẽ dược rút ngắn di do sự phân tích thiết kế giờ dây ứng xử nhanh hơn

và không còn mất thời gian trao di đổi lại từ bàn vẽ của người thiết kế đến bàn làm việc của người phâu tích

ệ CAD cho phép phân tích la đối bản vẽ thiết kế sơ bộ một cách dé dang và thuận lợi nên người ta có thể đưa ra nhiều phương án để

nghiên cứu so sánh, và vĩ Lhế có thể nói thiết kế trên hệ CAD cho kết quả tốt

hon trước rất nhải

1I.6.4 Giảm sai sót thiết kế

Các bệ CAD vốn cổ khả uäng tránh các sai sót về thiết kế, và lập hồ sơ

đữ liệu thuyết mihh kỹ thuật Da vậy các lỗi vào và đi chuyển đư liệu thường xẩy ra khi lặp liệt kê các chỉ tiết đều bị loại bỏ Sở đĩ có thể chính xác như vậy chủ yếu là do khi có bản vẽ bam đầu thừ các thông tỉu về nỗ Không còn

phải quản lí bằng thủ công nữa Mặt khác, các công việc lặp đi lặp lại tốn

nhiều thời gian sau khi có bản vẽ nối trên như đi chuyển nhiều kí hiệu hay

nhiều bản vẽ, sáp xếp theo khu vực hay theo chỉ tiết cừng loại đều được

thực hiện với kết quả chính xác nhất quần

116.5 Cac phép tính thiết kể có độ chính xác ca?

Đệ chính xắc toán học trong hệ CAI là 14 cơn số có nghĩa sau cấu chấm

thập phân Dặc biệt đỏ chính xác khi thiết kế các đường và các mặt ba chiều cho đến nay chưa phếp tính tay nào sánh được Dộ chính xác do sử dụng các

tiết được đật

hé CAD còn thể hiện rất nhiều phương diện Chẳng hạn các c

tên và đánh số như thế nào fhì chúng vẫn được bảo toàn trong bản vẽ Hoặc

nếu cổ sự thay đổi nàocúa một chỉ tiết thì vân thay đổi ấy vẫn được bảo toàn

bộ gối hồ sơ và lác động tới tất cả các bắn vẽ có sử dụng œ y Dộ chính

xác do hệ CAD mang lại cần làm cho việc lập tiên lượng và dự đoán công

trình được chính xác hơn tiến độ mua sắm vật tư được sít sao hơn

1L7 CSDL PHỤC VỤ QUÁ TRÌNH CAD/ CAM

11.7.1 Vai tro và vị trí của CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ

Theo li liệu [ ] quá trình cluẩn bị nghệ sản xuất được triển khai nhằm

giải quyết các nhiệm vụ sau:

e _ Dảm bảo tính công nghệ trong quá trình thết kế sản phẩm

« Thiết kế quy trình côêngnghẹ

e Thiết kế chế tạo các phương tiện trang bị công nghệ

« _ Tổ chức và điều hành quá trình công nghệ

Hiab Tl - 7: Vai trd cba CSDL phue vụ quá tảnh chuyển bị cũng nghệ

trong quá trình hình thành sản phẩm

“Ta thấy rằng, quã trình chuẩn bị công nghệ được bát đầu từ giai đoạn thiết kết

sẵn phẩm cho đến khi sản phẩm được xuất xưởng Để thực hiện các nhiệm, vụ trên của quá trình công nghệ, CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ đóng một vai trò rất quan trọng Bắt đầu từ khi hình thành ý tưởng về sản

phẩm, trong giai đoạn thiết kế sân phẩm CSDL, giúp người thiết kế lựa chọn

các giải pháp kết cấu và công nghệ phù hp với sản phẩm

Cũng như đắm tính công nghệ của nó ngay rong quá trình thiết kế kỹ thuật Đặc biệt trong quá trình thiết kế qui trình công nghệ với việc sử dụng CSDL, phục vụ quá trình chuẩn bị công nghệ có thể rút ngắn một cách đáng kế về mặt thời gian và giảm chỉ phí cho công tác cho chuẩn bị sản xuất Ngoài ra CSDT, phục vụ cho quá trình chuẩn bị công nghệ còn là cơ sở cúa việc lập kế hoạch sẵn xuất, cung ứng vật liệu 1Ïay nói rộng ra CSDL phục vụ quá trình

chuẩn bị công nghệ tham sia vào toàn bộ quá trình CATD/CAM như được mê

tả trên hình TI-7

Cụ thể qua nghiên cứu phân loại ta thấy rằng CSDL phục vụ chuẩn bị công nghệ bao gồm các nhóm CSDL sau

* CSDI các chỉ tiết tiêu chuẩn phân loại

* CSDL vé tiéu chudn dung sai, sai lệch hình đáng, sai lệch về vị

tri va wham bé mat

* CSDI về tiêu chuẩn xác định lượng thứ

CSDIL, vẻ tiêu chuẩn vật liệu trong chế tạo mấy CSTI v i ou, d6 ga va dung cu do

CSDI về tiêu chuẩn chế độ cái

CSDT, vẻ các qui trình cêng nghệ chuẩn

CSDI, vẻ định mức kinh tế kỹ thuật, đem giá

CSDI về lãi liệu kỹ thuật

®* CSDI, về thông tin thị trường

Trong từng giai đoạn cụ thể của quá trình chuẩn bị công nghệ các nhóm CSN trên có vai trò khác nhau Tuy nhiên , về tổng thể CSDIT, phục vụ quá trình công nghệ là không thể thiếu , nó ốp phẩn nàng cao năng chất lượng, lạ

giá thành sản phẩm và rút ngắn thời gian chuẩn bị sắn xuất

11.7.2 CSDL va quy trinh xif ly hé thong CAD/ CAM

Nhu phan tich trong phan ( 11.7.1), CSDL chudn bi céng nghệ tham gia vào

toàn toàn bộ quả trình CAT2/ CAM, đồng một vai trò quan trong trong toàn bộ

tiến trình, bát đầu từ khi lĩnh thành ý tưởng sẵn phẩm cho đến khi hoàn th

sản phẩm Tuy nhiên nhìn trên góc độ của một hệ thống xử lý , CSDT, CAD/

CAM bao gồm CSDL hình học số đối tượng gia công , CSDL dao cu, dd ga, CRSTI, vật liệu gia công, CSDT, thưnu số xnấy , như hình TI-8

11.7.3 Bai toán xây dựng CSDI phục vụ quá trình CAD/ CAM

1.7.3.1 Phân tích bài toán

Trong toàn bộ CSDL phục quá trình CAD/ CAM đã được liệt kê tại mục

(1.7.1: 11.7.2) néu xét theo khía cạnh đạc điểm đữ liệu được lưu trữ trong

CSDL thi di liệu phục vụ quá trình CAD/ CAM được phân tích thành:

* Dữ liệu thuộc tính như tiêu chuẩn dung sai, tiêu chuẩn vật liệu, chế độ cất

* Dữ liệu đồ hoạ đưới dạng các bản vẽ chỉ tiết Bản vẽ nguyên công, phiếu

nguyên công

* Dữ liệu đò hoạ kể hợp với thuộc tính như là tiêu chuẩn về máy, dung cu ,

đồ gá Nó bao gầm ngoài bắn vẽ chỉ tiết còn kèm theo các giá trị của các

thông số cụ thể

Huhlf9: Søđồtôchúức CTU dục vụ gud tradi CALY CAM

Dữ liệu thuộc tính phục vụ quá trình CAD/ CÁM thường được mô tả đưới dang cat bang gid trị, đung sai ,sai lệnh hình đạng,, vị trí như thể hiện trên hình TT-10

Dấi với dữ liệu dồ hoạ (thể hiện trên hình II-L1) và đẻ hoạ kèm theo thuộc tính (thể hiện trên hình II-12) và loại dữ liệu phức tạp khó cẩn trúc hoá, hơn nữa đữ liệu đỏ hoạ còn phụ thuộc vào dữ liệu uuộc tính đối với dữ liệu đồ huạ kèm thuộc tính

Diển hình như các chỉ tiết hoặc cụm máy tiêu chuẩn khi mà các giá trị thuộc tính là các tham số kích thước và với bộ tham số kích thước khác nhan

đố ta sẽ có bắn vẽ chỉ tiết hoặc cụm máy khác nhau, hay nối cách khác dữ liệu

đồ hoạ phụ thuộc vào giá trị thuộc tính (cụ thể là các tham số kích thước ) Dối với dạng dữ liệu này ta gọi là đữ liệu đỏ hoạ tham số, nếu ta đưa vào CSDL, đữ liện đồ hoạ dưới đạng bản vẽ chí tiết hoặc cụm máy tiêu chuẩn đá được triển khai theo theo các bộ than số kích thước sẻ dẫn tới việc tăng kích

thước của CSDL hoặc ta tiến hành lập trình từng chỉ tiết hoặc cụm máy cụ thể

để nó có thể thay đổi theo từng bộ tham số kích thước phù hợp thì khối lượng lập trình rất lớn bai vì chủng loại các chỉ tiết hoặc cụm máy thuộc CSDL phục

vụ cho quá trình CAD/CAM rát nhiều, lại còn mang tính đặc thù đối với từng công ty, xí nghiệp sắn xuất, đo đồ quá trình xảy dựng CSDL phụ thuộc nhiều vào quá Trình lập trình

Qua phân tích trên, ta thấy rằng để xây dưng CSDT, phục vụ cho qua trình

CAD/ CAM cân tổ chức nó theo hai đạng phụ thuộc vào tính chất của đữ liệu