CHƯƠNG II PHẦN mềm THIẾT kế CATIA

 Bằng động tác nhấp nút phải chuột vào bất kỳ một biểu tượng nào trên Specification Tree thì nó cùng thể hiện đầy đủ các tính năng như Windows: Cắt, Dán, Copy, Delete, Property…  Bằng

CHƯƠNG II: PHẦN MỀM THIẾT KẾ CATIA

1 Giới thiệu CATIA

Những năm gần đây, công nghệ CAD/CAM được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực từ cơ khí, nhựa, may mặc, giày da… Điều đó nói lên rằngvai trò của nó trong công cuộc cách mạng công nghiệp ngày càng có ý nghĩa

trọng yếu

Hiện nay trên toàn thế giới có đến hàng trăm loại sản phẩm phần mềmCAD/CAM, tùy theo từng lĩnh vực nghiên cứu, ngành nghề cụ thể mà các nhàthiết kế và chế tạo sẽ có những đầu tư riêng biệt nhằm nâng cao tính khả thicho từng loại

Phần mềm CATIA là một dạng phần mềm CAD/CAM tiêu biểu và điđầu trong lĩnh vực cơ khí chính xác và tự động, với sự xuất hiện và được ứngdụng rất sớm của phần mềm này vào năm 1981, ngành công nghiệp hàngkhông, tàu thủy và ô tô đã phát triển vượt bậc Cho đến nay, có rất nhiều tậpđoàn sản xuất lớn đều ứng dụng phần mềm này, trong đó đáng chú ý là hãnghàng không Airbus hoặc tập đoàn TOYOTA của Nhật

Tuy vậy, phần mềm CATIA cũng được sử dụng rộng rãi ở các nướcphát triển như Mỹ, Nhật, Canada… Ở Việt Nam ta hiện nay, cùng với sựphát triển kinh tế và thị trường mở nên có rất nhiều tập đoàn và công ty lớnđầu tư và từ đó những phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp được ứng dụng

và phổ biến rộng rãi trong vài năm gần đây Đặc biệt là tập đoàn Intel, mộttrong những tập đoàn lớn đang sử dụng phần mềm CATIA này

CATIA là một phần mềm hổ trợ cho công việc thiết kế các chi tiết máycủa người kỹ sư thiết kế Ngoài ra CATIA còn cung cấp chức năng lắp ghépcác chi tiết rời rạc thành một cụm chi tiết, một cơ cấu máy bay hay một máy

cơ khí hoàn chỉnh Và sau đó, người sử dụng phần mềm CATIA có thể môphỏng chuyển động của cụm chi tiết, cơ cấu hay máy lắp ráp ở trên một cơcấu sinh động Sự chuyển đổi giữa các môi trường làm việc trong CATIA hếtsức linh hoạt bằng cách sử dụng thanh công cụ Start giúp người thiết kế cảmthấy thoải mái và tiết kiệm được nhiều thời gian

Với những phần thiết kế cơ khí khác nhau như Pro/E, Solid Edge, Soild Word… Để bắt đầu lắp ráp các chi tiết máy đã thiết kế các bạn cần thực hiện cácthao tác như thoát file của chi tiết bạn đang thiết kế và tạo 1 file lắp ráp mới rấtmất thời gian Đối với CATIA, ngay khi bạn làm việc trong môi trường thiết kế chitiết mà bạn muốn chuyển sang môi trường lắp ráp thì bạn chỉ cần chọn thanh công

cụ Start và sau đó chọn môi trường lắp ráp chi tiết là bạn đã thực hiện bước tạo filelắp ráp rất nhanh chóng và linh hoạt Hoặc khi muốn mô phỏng chuyển động của

cơ cấu đã lắp ráp bạn cũng chỉ việc thực hiện thao tác tưởng tượng ở trên để vàomôi trường mô phỏng chuyển động

Ngoài ra các bạn có thể cảm thấy được những chức năng, tính năng thiết kế

và

2. Giao diện phần mềm và các thao tác hỗ trợ

mô phỏng CATIA khi các bạn sử dụng nó

Hình 1.1: Khung xường xe ô tô ứng dụng catia shape

Giao diện phần mềm CATIA được chia làm 2 thành phần chính:

2.1.1 Cây cấu trúc giữ liệu (Specification): (số 1 trên hình 1.2)

Cấu trúc hình cây mô tả các thông tin của quá trình thiết kế, đây là mộtcông cụ rất quan trọng để quản lý các cấu trúc của sản phẩm

 Cây cấu trúc dữ liệu nằm phía bên rái của mànghình phần mềm CATIA

 Giống như một trình duyệt cửa sổ của WindowsExplorer, có thể mở rộng trình duyệt hoặc đóng trình duyệt bằng

cách nhấp trỏ chuột vào các ký hiệu + hoặc -

2.1 Giao diện

Hình 1.2: Giao diện phần mềm CATIA

 Nó chứa tất cả các dữ liệu, trình tự thực hiện lệnhtrong suốt quá trình thiết kế Những bước thực hiện này có thể hủy

bỏ dễ dàng vì nó được hiển thị từng biểu tượng riêng biệt Bước vẽtrước được định ở vị trí cao hơn bước thực hiện sau trên sơ đồ.Chế độ phân cấp cũng giống như trong trình duyệt WindowsExplorer Chỉ cần xóa bất kỳ một bước ở trên thì các bước phíadưới sơ đồ hiển nhiên sẽ bị xóa theo

 Điều quan trọng là luôn chú ý đến sơ đồ dữ liệu

Specification Tree vì nó xuất hiện bất kỳ một ký hiệu nhỏ đặc

biệt nào trên một biểu tượng lệnh thì lệnh đó cần được cập nhật lạihoặc nhánh sơ đồ dữ liệu đã bị gãy hay không được kích hoạt

 Mỗi Work-bench của CATIA đều có kiểu thể hiện

Specfication Tree theo một kiểu riêng biệt Khi thể hiện

Worrk-bench vào trên Specification Tree thì chúng ta biết rằng chúng ta đang ứng dụng Work-bench ấy

 Bằng động tác nhấp nút phải chuột vào bất kỳ một

biểu tượng nào trên Specification Tree thì nó cùng thể hiện đầy

đủ các tính năng như Windows: Cắt, Dán,

Copy, Delete, Property…

 Bằng cách nhấp nút trái chuột vào nhánh màu trắng

trên Specification Tree ta sẽ làm mất hoạt tính của vùng đồ họa,

lúc này ta có thể phóng to, thu nhỏ hay di chuyển trên cây

Specification Tree bất kỳ trên vùng đồ họa Cũng nhấp nút trái chuột vào nhánh màu trắng trên Specification Tree ta sẽ kích hoạt

vùng đồ họa trở lại

2.1.2 Vùng đồ họa (Geometric Area): (số 2 trên hình 1.2)

Đây là vùng để vẽ và thao tác các bước thiết kế, thể hiện và điều chỉnh các

mô hình vẽ Vùng này luôn nằm phía sau cây cấu trúc giữ liệu và chiếm toàn bộ

màn hình

 Vùng này dung để vẽ, thiết kế và phân tích sản phẩm nóbao hàm tất cả các vùng trên màn hình kể cả vùng phía sau câuSpecification Tree

 Nhấp nút trái chuột: Dùng để lựa chọn các đối tượngtrên màn hình

 Nhấp giữ nút trái chuột: Cho phép di chuyển những đốitượng đã được chọn hoặc tạo tính năng chọn nhiều đối tượng trên mànhình

 Nhấp nút trái chuột: nhấp đôi nút trái chuột vào đốitượng, xuất hiện hộp thoại lệnh đã tạo ra đối tượng đó và dùng nó trongtrường hợp hiệu chỉnh lệnh

2.2. Thao tác chuột

 Nút giữa chuột: nhấn giữ nút giữa chuột có thể xoay

mô hình chi tiết trên vùng đồ họa

 Nút giữa chuột + nhấp nút phải chuột: nhấn giữ nút

giữa chuột và đồng thời nhấp vào nút phải chuột dùng để phóng to hay

thu nhỏ mô hình chi tiết trên vùng đồ họa

 Nút giữa chuột + nút phải chuột: nhấn giữ đồng thời

nút giữa chuột và nút phải chuột dùng để di chuyển mô hình chi tiết

trên đồ họa

 Các thao tác này có thể ứng dụng tương tự cho câySpecification Tree nếu nhấp trái chuột vào thanh màu trắng trên cây

miêu tả Specification Tree

 Trình đơn View: Trình đơn quan trọng này chứa

tất cả các tính năng hiển thị của các thanh công cụ (Toolbar), vàcác tính năng thao tác như Pan, Zoom, Rotate và các tính năng họa

đồ Render

 Trình đơn insert: Trình đơn này chứa hầu hết các

lệnh tạo hình có giá trị, được gắn kết với từng lệnh là một biểutượng lệnh, dễ dàng hình dung từ trong các thanh công cụ lệnh Từtrình đơn này có thể dễ dàng chèn thêm bất kỳ một lệnh nào trong

mô hình cũng như chèn thêm một chi tiết hay một vật thể trong môhình sản phẩm

 Trình đơn Tools: Rất quan trọng trong việc thiết

lập môi trường làm việc của CATIA Trình đơn này chứa tất cả

các lệnh thiết lập tính năng và các lệnh tùy biến hay các lệnhMacro

 Trình đơn Window: cho phép chuyển đổi tới lui

các file đang hiện hành hoặc xem nhiều file cùng lúc bằng cácchọn split màn hình

 Trình đơn Help: Gọi trình ứng dụng tài liệu hướng

dẫn sử dụng nếu được cài đặt trước

2.4. COMPASS (số 3 trên hình 1.2)

Đối tượng COMPASS là một tính năng nằm trên phía phải của mànhình vùng đồ họa, là một công cụ 3D ảo để cho việc thao tác các kiểu nhìnmột cách tốt hơn cho việt thiết kế, lắp ráp hoặc phân tích chi tiết sản phẩm

Để di chuyển một chi tiết bất kỳ, ta chỉ việc dời Compass đến chi tiết đó (Chitiết cần dời sẽ có hiển thị màu cam khi dời

 Free Rotation Handle: Sau khi chọn vào điểm điều

khiển Handle và giữ nút trái chuột, chúng ta dễ dàng quay vật thể trênvùng đồ họa để xem được nhiều hướng

 Compass Manipulation Handle: Đây là bề mặt và

cạnh của hộp điều khiển Compass có chức năng như là các thao táccủa chuột, có thể di chuyển vật thể để thay đổi góc nhìn từ hộp điềukhiển này mà không cần đến sự kết hợp của thao tác chuột

 Privileged Plane: Dùng để hỗ trợ các thao tác nhìn vật

thể trong vùng đồ họa

2.5. Các phím tắt thông dụng

Có rất nhiều phím tắt được dùng trong phần mềm CATIA.Tuy nhiênđây là các phím tắt được dùng trong môi rường WINDOWS nên sẽ có một

vài phím tắt không có tác dụng trong môi trường UNIX

 ESC: hủy bỏ lệnh hiện hành

 F1: mở trình ứng dụng tài liệu tham khảo (Nếu đã được cài đặt trước)

 Shift +F1: Chọn hướng dẫn trên biểu tượng lệnh

 Shift + F2: Tắt /Mở cây miêu tả Specification Tree

 F3: Hiện / ẩn cây miêu tả Specification Tree

 Shift +F3: Chuyển đổi kích hoạt cho vùng đồ họa hay specification Tree

 Alt + F4: Thoát trình ứng dụng CATIA

 Alt + F8: Chạy file Macro

 Ctrl + C: Copy

 Alt + E: Trình đơn Edit

 Ctrl + N: Search (tìm kiếm nhanh)

 Alt + F: Trình đơn file

 Alt + H: Trình đơn Help

 Alt + I: Trình đơn Insert

 Ctrl + N: Tạo mới một file

 Home: Hiển thị đầu cây miêu tả Specification Tree nếu được kích hoạt

 End: Hiển thị cuối cây miêu tả Specification Tree nếu được kích hoạt

 Page Up: Di chuyển cây miêu tả lên trên môt trang

 Page Down: Di chuyển cây miêu tả xuống một trang

 Ctrl + Page Up: Zoom In

 Ctrl + Page Down: Zoom out

 Ctrl + Tab: Chuyển đổi hiển thị các tập tin hiện hành trong trình đơn

Windown

2.6. Các định dạng file mở rộng

Khi làm việc với từng loại trình ứng dụng trong CATIA mà chúng ta sẽ

có các định dạng File mở rộng khác nhau tương ứng Dưới đây là cách giải

quyết ngắn gọn một số định dạng file mở rộng thông dụng

 CATPart: Đây là định dạng file mở rộng cho tập tin trong trình ứng

dụng thiết kế chi tiết đơn (Part Design)

 CATProduct: Là định dạng file mở rộng cho cho trình ứng dụng thiết

kế lắp ráp với nhiều chi tiết có định dạng file mở rộng là CATPart

 CATDrawing: Là định dạng file mở rộng cho trình thiết kế bản vẽ 2D

hoặc các file bản vẽ 2D được trích xuất từ file 3D

 CATAnalysis: Là một định dạng file mở rộng cho một chi tiết đơn hay

lắp ráp có thể là trong trình Part design hoặc Assembly design nhưng cóchứa tất cả các thông số phân tích của sản phẩm sau khi hoàn tất côngviệc phân tích

 CATMaterial: Là một định dạng file mở rộng cho tập tin vật liệu mà

trong thư viện tiêu chuẩn của phần mềm CATIA không có sẵn

 Catalog: Là định dạng file mở rộng chứa tất cả các chi tiết tiêu chuẩn

như bulong, đai ốc… mà về sau đó được dùng trong trình lắp ráp Dùng

để tải nhóm các chi tiết cũng hệ thống

2.7. TOOLBAR & ICON (Thanh công cụ và biểu tượng lệnh)

 Để hiểu được biểu tượng ta chỉ việc đưa con trỏ chuột vào biểu tượnglệnh đó và chờ trong giây lát sẽ xuất hiện tên của lệnh đó

 Mỗi một trình ứng dụng trong CATIA sở hữu những thanh công cụ vàcác biểu tượng lệnh tương ứng Những thanh công cụ có thể đặt ở bất

kỳ đâu chúng ta muốn, bên trái, bên phải, phía dưới hoặc ngay cả trongmàn hình của phần mềm

 Mỗi biểu tượng lệnh nhìn thấy trong vùng đồ họa có thể tìm thấy trongtrình đơn Insert

 Bạn có thể tạo riêng biểu tượng lệnh ứng với một tập tin bất kỳ do bạntạo ra

 Nếu một thanh công cụ không được thể hiện trên màn hình, bạn có thểvào trong trình đơn View Toolbar để lựa chọn hiển thị

 Nếu một lệnh bất kỳ không thể thực hiện được, phải bảo đảm là mộttrong những tính năng liên kết có được lựa chọn trên cây miêu tảSpecification Tree hay không, một vài lệnh chỉ thực hiện được khi mộttrong những Body hay Partbody được hiện hành kích hoạt (có dấuđường underline) Nếu muốn nó thực hiện được thì bạn phải kích hoạt

vào đối tượng body hay Partbody bằng cách nhấp phím phải vào trong

Body hay Partbody ấy chọn vào Define in Work Object

 Khi thực hiện bất kì một lệnh nào hãy luôn chú ý đến vùng phía dướibên phải màn hình, ở đấy là dòng nhắc các thông tin của lệnh và bạn cóthể dễ dàng thực hiện theo trình tự của các lệnh ấy

2.8. Thiết lập hệ thống cài đặt Catia

Nhằm giúp cho các bạn có thể hiệu chỉnh hay thiết lập một cài đặt riêng

lẻ tùy theo ý đồ của người sử dụng, công cụ Option Setting cho phép bạn thựchiện điều này một cách dễ dàng Bạn có thể tùy biến trong thiết lập cho từngtính năng trình ứng dụng, từ thiết lập chung, tính năng màn hình, độ phângiải, tính năng tự động cập nhật chi tiết sau khi hiệu chỉnh kích thước… Vớiđầy đủ các tính năng như vậy, bạn sẽ linh hoạt hơn trong việc lựa chọn cácdạng tùy biến khi sử dụng phần mềm CATIA Bằng cách vào trong Tools Option bạn sẽ nhận được một hộp thoại thiết kế hệ thống như sau:

Các thiết lập này cho phép bạn thay đổi liên tục trong quá trình thiết kế,tùy theo từng ứng dụng bạn đang sử dụng mà thiết lập riêng biệt Ví dụ như

để thiết lập trong ứng dụng thiết kế thì bạn nên vào trong mục MechanicalDesign trong hộp thoại trên

Hình 1.4: Hộp thoại thiết kế hệ thống

Hình 1.5: Mô tả thư mục Mechanical Design

2.9. Trình ứng dụng Sketcher

Tổng quan về Sketcher

Nhằm thực hiện tốt và nhanh chóng công việc hiệu chỉnh hay thiết kếmột chi tiết hay một phần của các lệnh tạo mặt hay khối, công việc đầu tiênphải thuần thục các kỹ năng dựng hình 2D, hay nói cách khác là kỹ năng 2D

Profile

Với tính năng Sketch, bạn có thể dễ dàng tạo ra các biên dạng 2D từ đó

để dựng các bề mặt 3D hay khối Một sketch thông thường bao gồm các thànhphần sau: Absolute Axis, Geometry và Constraint Và nó được hiển thị trêncây miêu tả Specification Tree bằng cách nhấn vào dấu + trước biên dạngSketch đó

2.10. Thay đổi tên một đối tượng trên Specification Tree

Hình 1.6: Một Sketch

Bạn có thể thay đổi bất kì một tên của các đối tượng trên câySpecification Tree một cách dễ dàng bằng cách nhấp nút phải chuột vào đối

tượng đó, sau đó chọn thuộc tính Properties

Trong thuộc tính Properties, chúng ta chọn vào thẻ Feature Properties đểhiệu chỉnh lại tên hiển thị của đối tượng trên Specification Tree theo mong muốn

Truy cập vào trình đơn start chọn Mechanical Design Chọn vào trình ứng dụngsketcher trên màn hình Mechanical Design

Bạn có thể chọn vào biểu tượng Sketcher trong bất kỳ trình ứng dụng nào cócho phép các ứng dụng vẽ khác

Nếu trình ứng dụng CATPart không được kích hoạt thì khi chọn ứng dụngSketcher sẽ hiển thị hộp thoại Part name và bạn sẽ phải đặt tên cho sản phẩmcủa mình hoặc chọn mặt định trong hộp thoại là Part1:

Để đăng nhập vào trong môi trường vẽ phác Sketcher, chọn bất kỳ một mặt phẳngnào trong hệ tọa độ hay trên thanh Specification Tree hoặc trên bất kỳ mặt phẳngnào của

2.11 Đăng nhập vào trình Sketcher

Hình 1.9: Mô tả đăng nhập vào Sketcher

Hoặc chọn vào biểu tượng lệnh Sketch trong thanh công cụ Sketcher Saukhi chọn xong lệnh Sketch đăng nhập vào trong môi trường vẽ phác có dao diệnnhư

một chi tiết, sau đó ta chọn lệnh Sketcher trong trình đơn Insert Sketcher Sketch.

Khi đăng nhập vào trong cửa sổ đồ họa Sketcher, một hệ trục tọa độ 2D

màu vàng xuất hiện và trong đó nó chỉ rỏ 2 phương ngang H (Horizontal) và

phương dọc V (Vertical) cùng gốc tọa độ, đây là hệ trục tọa độ tuyệt đối của

Sketch dùng để ràng

sau:

Hình 1.12: Giao diện vẽ phác Sketcher

buộc các đối tượng của Sketch

Hình 1.13: Hệ trục tọa độ

Vùng đồ họa trong Sketch ta có thể thiết lập kiểu hiển thị đường kẻ ô (Grid) hoặctắt

Grid hay những thuộc tính của tính năng Sketch bạn có thể thiết lập mặc định trong

Trong thuộc tính này cho phép bạn thiết lập các mặc định trong môi trường Sketch

 Grid: Thuộc tính này bạn có thể thiết lập khoảng cách các đường kẻ ôhay ẩn/hiện vùng kẻ ô và bạn có thể thiết lập diện tích vùng kẻ ô trongmôi trường Sketch

 Sketch Plane: Thiết lập các mặc định của góc nhìn trong môi trườngSketch

trình đơn Tools Option của phần mềm

Hình 1.14: Bảng thiết lập vùng đồ họa