Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm catia trong thiết kế và lập trình gia công trục động cơ trên máy tiện CNC

LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển không ngừng của các thành tựu khoa học – công nghệ, thì công nghệ CAD/CAM cũng đã và đang đi sâu vào trong rất nhiều lĩnh vực sản xuất cơ khí chế tạo m

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-NGUYỄN THỊ HẢI

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRỤC ĐỘNG CƠ

TRÊN MÁY TIỆN CNC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN VIẾT TIẾP

HÀ NỘI 2010

Trang

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

LỜI NÓI ĐẦU

Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM 3

1.1 Giới thiệu về CAD/CAM 3

1.2 Lịch sử phát triển của CAD/CAM 4

1.3 Chu trình sản phẩm và vai trò của hệ thống CAD/CAM trong sản xuất 5

1.4 Đối tượng phục vụ của CAD/CAM 7

1.5.Tình hình ứng dụng công nghệ CAD/CAM tại Việt nam 8

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ CÔNG NGHỆ CNC

10 2.1.Giới thiệu điều khiển số truyền thống 10

2.1.1 Khái niệm điều khiển số 10

2.1.2 Lịch sử phát triển điều khiển số 10

2.2 Các dạng điều khiến số 11

2.2.1 Dạng điều khiển theo điểm 11

2.2.3 Dạng điều khiển đương theo contou 12

2.3 Các thành phần cơ bản của một hệ NC 14

2.3.1 Chương trình 14

2.3.2 Bộ điều khiển CU 15

2.3.3 Máy công cụ hoặc quá trình khác được điều khiển 16

2.4 Trình tự NC 17

2.4.1 Lập trình công nghệ 17

2.4.2 Lập trình gia công 17

2.4.3 Chuẩn bị băng 17

2.4.4 Thẩm thấu băng 17

2.4.5 Sản xuất 18

2.5 lập trình gia công cho máy NC 18

2.6 Các phương pháp lập trình gia công chi tiết 18

2.6.1 Lập trình theo lối thủ công 18

2.6.2.Lập trình chi tiết gia công dưới sự trợ giúp của máy tính 19

2.6.3 Đồ họa tương tác với việc lập trình trên hệ CAD/CAM 21

2.7 Điều khiển số hiện đại bằng máy tính 24

2.7.1 Giới thiệu về công nghệ CNC 25

2.7.2 Các chức năng của CNC 25

2.7.3 Các ưu điểm của CNC 28

2.7.5 Các điểm gốc, điểm chuẩn 36

2.8 Các phương pháp nhập dư liệu 40

2.8.1.Nhập dữ liệu theo lối thủ công (MDI) 40

2.8.2 DNC- điều khiển số trực tiếp 41

Chương 3 - GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CATIA 43

3.1 Giới thiệu phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAFCATIA 43

3.2 Lịch sử phát triển phần mềm 43

3.3 Tổng quan về các phần mềnCAD/CAM hiện đại 44

3.3.1 Các chức năng cơ bản của hệ CAD hiện đại 46

3.3.2 Những công nghệ mới trong CAD 48

3.3.3 Những phương thức chuyển đổi dữ liệu giữa các hệ phần mềm 49

3.4 Tình hình ứng dụng CATIA trên thế giới 53

3.5 Tình hình ứng dụng CATIA tại Việt Nam 54

Chương 4 - ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG THIẾT KẾ TRỤC ĐỘNG CƠ (MÁY PHÁT ĐIỆN 3 KW) 57

4.1 Giới thiệu trục động cơ 57

4.2 Truy cập chương trình CATIA 57

4.3 Quá trình thiết kế chi tiết trục động cơ 60

4.4 Quá trình thiết kế phôi trục động cơ 65

Chương 5: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRỤC ĐỘNG CƠ TRÊN MÁY TIỆN CNC

68

5.2 Lập trình gia công chi tiết trục động cơ 69

5.2.1 Chuyển phần thiết kế chi tiết trong môi trường past Desing (gồm cả past và stock) sang môi trường gia công

69 5.2.2 Chọn máy gia công, hệ tọa độ, phôi, chi tiết 71

5.2.3 Tiến hành gia công chi tiết trục động cơ 74

5.2.3.1 Tiện mặt đầu, đầu A 75

5.2.3.2 Khoan tâm đầu A 79

5.2.3.3 Tiện thô, đầu A 81

5.2.3.4 Tiện mặt đầu, đầu B 83

5.2.3.5 Khoan tâm đầu B 85

5.2.3.6 Tiện tinh đầu, đầu A 87

5.2.3.7 Tiện thô đầu, đầu B 89

5.2.3.8 Tiện tinh đầu, đầu B 91

5.2.3.9 Tiện các cắt rãnh (rộng 3 sâu 1.5) 92

5.2.3.10 Tiện ren 95

5.2.4 Chạy chương trình mô phỏng gia công 96

5.2.5 Xuất chương trình gia công NC 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

TÓM TẮT

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CAD Computer Aided Design CNC Computer Numerical Control

CAM Computer Aided Manufacturing CIM Computer Intergrated Manufacturing CAE Computer Aided Engineering

DXF Data Xtrange Format DPU Data Processing Unit CLU Control Loop Unit

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

9 Hình 2.6 Tạo lập mô hình hình học chi tiết thông qua chức năng CAD 22

18 Hình 2.15 Hệ tọa độ máy tiện với bàn dao sau có có bố chí trục C (3D) 34

22 Hình 2.19 Điểm Zero của phôi w 38

23 Hình 2.20 Chọn điểm gốc của chi tiết và điểm gốc của chương trình khi khoan các lỗ phân bố trên đường tròn 38

30 Hình 4.5 Thiết kế pháp thảo chi tiết trục động cơ máy phát 3kw 61

42 Hình 5.2 Chuyển phần thiết kế chi tiết từ môi trường part design sang môi trườn gia công 69

42 Hình 5.5 Màn hình giao diện môi trường tiện chi tiêt trục động cơ 3kw 71

43 Hình 5.6 Hộp thoại Part operation 71

67 Hình 5.30 Tiện mặt đầu, đầu B 85

91 Hình 5.54 Hoạt động chạy mô phỏng gia công chi tiết trục động cơ, đầu A 97

92 Hình 5.55 trục động cơ 98

1 Tiếng việt

[1] GS.TS Trần Văn Địch: Công nghệ CNC

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Ha Nội - 2004

[2] GS.TS Trần Văn Địch: Sổ tay thép thế giới

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội

[3] GS.TS Trần Văn Địch, PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp, PGS.TS Trần Xuân Việt, PGS.TS Nguyễn Trọng Bình, PGS.TS Nguyễn Thế Đạt: Công nghệ chế tạo máy

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội - 2006

[4].Nguyễn Quang Huy: Thiết kế cơ khí và mô phỏng 3D với CATIA

Nhà xuất bản thống kê - tháng 01 -2007

[5] Nguyễn Trọng Hữu: Thiết kế sản phẩm với CATIA P3V5

Nhà xuất bản giao thông vận tải - Tháng 9 - 2007

[6] PGS.TS Tạ Duy Liêm: Kỹ thuật điều khiển, điều chỉnh và lập trình khai thác máy

công cụ CNC

[7] GS.TS Nguyễn Đắc lộc, PGS.TS Trần Xuân Việt, PGS.TS Ninh Đức Tôn, PGS.TS Lê Đức Tiến

2 Tiếng anh

[8] Carl Machover (1995), the CAD/CAM Handbook, McGraw-Hill, New York

[9].Dassault Systems, IBM (2006), CATIA V5R17 Material

[10] Mike Lyunch, Mc Graw (2000), Computer Numerical Control for Machinning, Hill Book Publishing Company CAD/CAM - Implementation, Oganization and Intergration, Mc Graw - Hill Book Company Ltd, New Dehli

[11] William D.Engelke (1987), How to integrrate CAD/CAM System, Marcel Dekker Publisher, USA

PHỤ LỤC

Phụ lục chủ yếu là những thông tin, tài liệu, phim tư liệu, hình ảnh chụp mô phỏng quá trình gia công chi tiết trục động cơ máy phat 3kw bằng ứng dụng CAD/CAM tại xưởng cơ khí - Trường CĐCN Việt Đức mà học viên ghi lại được trong quá trình thực tập phần phụ lục này sẽ làm phong phú thêm luận văn và giúp quý đọc giả hiểu rõ hơn về mục đích nghiên cứu của đề tài

1 Địa điểm gia công: Tại tổ CNC - khoa cơ khí- Trường CĐCN Việt Đức

Hình: 2 2.3 Dụng cụ cắt:

Sử dụng các loại dụng cụ cắt là dao vai tiện thô tiện tinh trai, phải, dao cắt rãnh, dao cắt rãnh, dao tiện ren

Hình:3 Dao tiện ngoài

Hình: 4 Dao tiện ren, dao cắt rãnh

Hình: 5 Dụng cụ đo 2.4 Bản vẽ CAD trục động cơ máy phát điện 3kw Hình:6 trang bên

3 Các bươc tiến hành gia công:

-Tiện mặt đầu khoan tâm đầu A

- Tiện thô đầu A

-Tiện mặt đầu khoan tâm đầu B

-Tiện tinh đầu A

-Tiện thô tiện tinh đầu B

-Tiện các cắt rãnh rộng 3 sâu 1.5

-Tiện ren

Hình:6

Hình:7 cắt rãnh

Hình:8 Sản phẩm

Tôi xin cam đoan, những thiết kế, mô phỏng, và quá trình gia công chi tiết nêu trong luận văn là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà nội, tháng 10 năm 2010

Tác giả

Nguyễn Thị Hải

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển không ngừng của các thành tựu khoa học – công nghệ, thì công nghệ CAD/CAM cũng đã và đang đi sâu vào trong rất nhiều lĩnh vực sản xuất

cơ khí chế tạo máy, có ý nghĩa hàng đầu nhằm thiết kế, hoàn thiện và vận dụng các phương pháp chế tạo nhằm đạt được năng xuất cao nhất, giảm giá thành sản phẩm, giải phóng sức lao động chân tay cho người lao động Với , những ưu điểm trên công nghệ CAD/CAM ngày càng được các ngành công nghệ trọng điểm của quốc gia như: Chế tạo máy bay ôtô, chế tạo khuôn mẫu, thiết kế các sản phẩm dân dụng Áp dụng một cách triệt để

Trong các nhà máy, xí nghiệp, các trường Đại học, Cao đẳng, Trung cấp nghề

đã và đang sử dụng một số phần mền nổi tiểng trên thị trường như CATIA, UNI GRAPHIC, PRO ENGINEER, CAD IDES, CIMATRON…v.v Trong đó được xây

dựng và phát triển bởi một công ty của Pháp tên là Dassault Systems và được độc

quyền phân phối, khai thác thị trường bởi tập đoàn máy tính lớn nhất thê giới IBM, CATIA là phần mềm thương mại đa ứng dụng rất nổi tiếng tích hợp CAD/CAM/CAE Trải qua gần 30 năm xây dựng, nâng cấp và phát triển, CATIA dần dần trở thành phần mềm CAD/CAM được ưa chuộng nhất trên toàn thế giới và được sử dụng trong rất nhiều các tập đoàn hàng đầu trên thế giới như: các hãng máy bay Boeing, Airbus…; các hãng sản xuất ô tô Toyota, Honda, Ford…; xét thấy ưu điểm của phần mềm và điều kiện sản xuất tại xưởng trường học viên đã lựa chọn phần mềm này để làm đề tài luận văn cho bản thân

Việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC cùng các phần mềm CAD/CAM trong sản xuất tại Việt Nam cũng như đào tạo nguồn nhân lực ứng dụng công nghệ CAD/CAM ngày càng phát triển rộng rãi và được coi như chìa khoá để nền sản xuất cơ khí nói chung cũng như công nghệ chế tạo máy nói riêng đón đầu và tiếp cận với trình

độ sản xuất tiên tiến trên thế giới Là một học viên cao học lớp Công nghệ chế tạo máy

niên khoá 2008 – 2010 trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên lựa chọn đề tài

luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu và Ứng dụng phần mềm CATIA trong thiết kế và lập

trình gia công trục động cơ trên máy tiện CNC” nhằm mục đích tiếp cận, tìm hiểu,

ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong gia công chế tạo chi tiết dạng trục thông qua phần mềm CATIA Luận văn được chia thành 5 chương, với nội dung các như sau:

- Chương 1: Tổng quan về công nghệ CAD/CAM

- Chương 2: Tổng quan về điều khiển số và công nghệ CNC

- Chương 3: Giới thiệu phần mềm CATIA

- Chương 4: Ứng dụng phần mềm CATIA trong thiết kế mô hình trục động cơ

- Chương 5: Ứng dụng phần mềm CATIA trong lập trình gia công trục động cơ trên máy tiện CNC

Công nghệ CAD/CAM đã và đang thay đổi nhanh chóng và phát triển vượt bậc

mà với kiến thức và khả năng hạn hẹp còn hạn hẹp, để có thể thực hiện được đề tài và hoàn thành trong thời gian cho phép, học viên xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ

bảo và đóng góp nhiệt tình từ Thày PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp cùng đội ngũ cán bộ

khoa Cơ khí - Trường cao đẳng công nghiệp Việt - Đức Thái Nguyên, đã hết sức giúp

đỡ, tạo điều kiện để học viên có thể thực tập, thiết lập, và chạy thử chương trình

Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn luận văn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót Do vậy học viên mong nhận được sự đóng góp chân thành và quý báu

từ quý thầy cô, các nhà chuyên môn cùng quý đồng nghiệp đang công tác và hoạt động trong lĩnh vực CAD/CAM

Xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày tháng 10 năm 2010

Học viên

Nguyễn Thị Hải

CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM 1.1 Giới thiệu chung về CAD/CAM

Công nghệ CAD/CAM trong công nghiệp hiện nay được ứng dụng ngày càng hiệu quả trong các ngành thuộc công nghiệp nhẹ cũng như công nghiệp nặng

Trong công nghiệp nhẹ: Công nghệ CAD/CAM rất hiệu quả trong ngành da giầy (sản xuất giầy dép ), ngành dệt, sản suất hàng tiêu dùng thông thường (thuốc đánh răng, mỹ phẩm ), sản xuất thực phẩm (bia, nước ngọt, thực phẩm đóng hộp )

Trong công nghiệp nặng: Công nghệ CAD/CAM đặc biệt quan trọng trong chế tạo cơ khí nói chung, chế tạo máy động lực, chế tạo phương tiện giao thông (xe máy, ôtô, máy bay…), chế tạo khí cụ điện, chế tạo máy điện (động cơ điện, máy biến áp….), chế tạo trang thiết bị điện tử…

CAD/CAM là Thiết kế và chế tạo có sự tham gia của máy vi tính Chúng thường gắn liền với nhau hỗ trợ cho nhau Thật vậy, hai lĩnh vực ứng dụng tin học trong ngành cơ khí chế tạo này có nhiều điểm giống nhau bởi chúng đều dựa trên cùng các chi tiết cơ khí và sử dụng dữ liệu tin học chung: đó là các nguồn đồ thị hiển thị và dữ liệu quản lý

Xuất phát từ nhu cầu cho trước của thị trường, việc nghiên cứu đảm nhận thiết kế một mô hình mẫu cho đến khi thể hiện trên bản vẽ biễu diễn chi tiết Từ bản vẽ chi tiết, việc triển khai chế tạo đảm nhận lập ra quá trình chế tạo các chi tiết cùng các vấn đề liên quan đến dụng cụ và phương pháp thực hiện

- Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng Các phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu và được chia thành hai loại: Các phần mềm thiết kế và các phần mềm vẽ

- Kết quả của CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí Trong CAM không truyền đạt một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc Việc chế tạo

bao gồm các vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu, công suất của trang thiết bị, các điều kiện sản xuất khác nhau có giá thành nhỏ nhất, với việc tối ưu hoá đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí

1.2 Lịch sử phát triển của CAD/CAM

Năm 1808, Joseph M Jacqurd điều khiển tự động máy dệt bằng những tấm tôn đục lỗ Đánh dấu sự ra đời của vật mang thông tin thay đổi được

Năm 1863 M Fourneaux đăng ký phát minh đài dương cầm tự động Pianola, trong đó các phím bấm được điều khiển bằng băng giấy đục lỗ Băng giấy đục lỗ dùng làm vật mang thông tin được phát kiến

Năm 1938 Claud E Shannon tại MIT (Massachusetts Intitue of Technology) đã chứng minh răng việc tính toán và truyền tải nhanh dữ liệu chỉ có thể duy nhất thực hiện nhờ mã nhị phân Cơ sở khoa học cho máy tính và điều khiển số được hoàn thiện Năm 1946, máy tính kỹ thuật số đầu tiên “ENIAC” ra đời, dự trên công nghệ đèn điện tử

Năm 1949- 1952, John Parsons và MIT Phối hợp chế tạo thành công máy phay điều khiển số dầu tiên có tên là Cincinati Hydrotel, có trục đứng Tủ điều khiển dùng đèn điện tử, có thể dịch chuyển dồng thời 3 trục (3D Linear Interpolation), tiếp nhận dữ liệu qua băng đục lỗ mã nhị phân

Năm 1954, thiết bị điều khiển NC công nghệ đầu ra đời bởi Bendix

Năm 1957, máy phay NC đầu tiên được trang bị trong các xưởng chế tạo máy bay của không lực hoa kỳ

Năm 1958, ngôn ngữ lập trình FPT được ra đời

Năm 1960, các nhà chế tạo đức trình bầy những máy NC đầu tiên của mình tại hội chợ Hannover

Năm 1968, kỹ thuật mạch tích hợp IC (Intergrated Circuits) làm cho các tủ điều

khiển nhỏ hơn và có độ tin cậy cao hơn

Năm 1972, thế hệ các thiết bị NC kết nối với máy tinh – có công năng mạnh

mãe hơn (CNC) Thế hệ này nhanh chóng được thay thế bởi các cụm điều khiển dùng

Microprocessor (µp)

Năm 1986, chuẩn hoá giao diện và truyền thông: Làm cơ sở cho hệ thống CIM

(Computer Intergrated Manufacturing) phát triển

Năm 1990, hình thành và phát triển các hệ thống CIM

H 1.1: Lịch sử phát triển CAD/CAM

NC (Numerical Control): Điều khiển số CAD (Compurter Aided Design): Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính

CNC (Compurter Numerical Control): Điều khiển số bằng máy tính

CAD/CAM (Compurter Aided Manufacturing System)

FMS (Flexible Manufacturing Syste Hệ thống sản xuất linh hoạt

CIM (Compurter Intergrated Manufacturing): Hệ thống sản xuất với sự trợ giúp của

MT

1.3 Chu trình sản phẩm và vai trò của hệ thống CAD/ CAM trong sản xuất

Sự cần thiết của khách hàng và nhu cầu của thị trường đối với sản phẩm dẫn đến

nhu cầu thiết kế sản phẩm

Quá trình thiết kế luôn kèm theo quá trình tổng hợp và phân tích để tối ưu hoá

thiết kế Các quá trình tổng hợp và phân tích vai trò quan trọng như nhau Hiện nay

thường dùng máy tính để phân tích và tổng hợp thiết kế

Quá trình chế tạo là quá trình rất phức tạp, gồm nhiều công việc có tính kỹ thuật rất rõ nét như: Quy hoạch quá trình công nghệ, thiết kế chế tạo các trang thiết bị công nghệ, cung ứng vật tư, lập trình NC – CNC – DNC, chế tạo (sản xuất), kiểm tra chất lượng, đóng gói

Hình 1.2 – Sơ đồ chu kỳ sản xuất

Hình 1.3 - Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM

Quá trình sử dụng sản phẩm lại nảy sinh từ sự cần thiết khác của khách hàng và nhu

cầu mới của thị trường đối với sản phẩm, dẫn đến nhu cầu mới trong thiết kế sản phẩm

Và như vậy, đã hình thành một chu trình sản phẩm Chu trình sản phẩm thể hiện

cụ thể hơn trong sơ đồ hình trên

Sơ đồ chu trình sản phẩm cho thấy vai trò của hệ hống CAD/CAM là quan trọng nhất, quyết định hiệu quả của quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm

CAD/CAM chi phối hầu hết các dạng hoạt động và chức năng của chu kỳ sản xuất Ở các nhà máy hiện đại, trong công đoạn thiết kế và chế tạo, kỹ thuật tính toán ngày càng phát huy tác dụng và là nhu cầu không thể thiếu được

1.4 Đối tượng phục vụ của CAD/CAM

Cơ sở dữ liệu của CIM phải toàn diện và đồng bộ, nghĩa là phải có toàn bộ dữ liệu liên quan đến quá trình sản xuất, từ khi chuẩn bị, bắt đầu, đến khi kết thúc sản xuất

Các thành phần của hệ thống CIM được quản lý và điều hành dựa trên cơ sở dữ liệu trung tâm với thành phần quan trọng là các dữ liệu từ quá trình CAD Kết quả của quá trình CAD không chỉ là cơ sở dữ liệu để thực hiện phân tích kỹ thuật, lập qui trình chế tạo, gia công điều khiển số mà chính là dữ liệu điều khiển thiết bị sản xuất điều khiển số như các loại máy công cụ, người máy, tay máy công nghiệp và các thiết bị phụ trợ khác

Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò quan trọng trong việc hình thành bất kỳ một sản phẩm cơ khí nào

Công việc này bao gồm:

- Chuẩn bị thiết kế (thiết kế kết cấu sản phẩm, các bản vẽ lắp chung của sản phẩm, các cụm máy.v.v )

- Chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính năng công nghệ của kết cấu, thiết lập qui trình công nghệ)

- Thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ và dụng cụ phụ v.v

- Kế hoạch hoá quá trình sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian yêu cầu

Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời lượng thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết mà chỉ có 10% thời gian dành cho lao động sáng tạo và quyết định phương án, do vậy các công việc trên có thể thực hiện bằng máy tính điện tử để vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác và chất lượng

CAD/CAM tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động: Thiết kế và Chế tạo

Tự động hoá thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính toán giúp người kỹ

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

1.5 Tình hình ứng dụng và phát triển công nghệ CAD/CAM tại Việt Nam

Một đất nước phát triển phải được dựa trên nền tảng của một nền công nghiệp phát triển, với vai trò tiên phong, chủ chốt và mũi nhọn của nghành cơ khí Nhận thức được xu hướng phát triển và tầm quan trọng của công nghệ hiện đại, mà cụ thể là ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong sản xuất, Đảng và nhà nước ta từ những năm

90 của thế kỷ trước đã có những hành động cụ thể nhằm tiếp cận và dần đưa công nghệ CAD/CAM/CNC vào trong sản xuất Trải qua hơn một thập niên xây dựng và phát triển, có thể nói công nghệ CAD/CAM/CNC đã dần phát triển, đi vào thực tế sản xuất mang lại hiệu quả và những lợi ích vốn có của nó Góp phần nâng cao năng xuất, tạo ra những sản phẩm chất lượng, đạt độ chính xác cao, thỏa mãn yêu cầu người sử dụng Có tác động tích cực trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, thúc đẩy cho nền công nghiệp nói chung và sản xuất cơ khí nói riêng phát triển sau một thời gian dài khó khăn bởi các nguyên nhân chủ quan và khách quan

Các doanh nghiệp nhà nước và tư nhân cũng đã mạnh dạn đầu tư các trang thiết bị máy móc đắt tiền phục vụ sản xuất

Không tách rời với xu hướng phát triển đó, lĩnh vực CAD/CAM cũng đi vào công tác đào tào như là một nhu cầu tất yếu Các trung tâm đào tạo CAD/CAM/CNC được

mở ra ngày càng nhiều nhằm đạo tạo ra đội ngũ nhân lực kỹ thuật chất lượng đáp ứng nhu cầu nghiên cứu, thiết kế và sản xuất các sản phẩm cơ khí Sự quan tâm của lớp trẻ đối với lĩnh vực mới, công nghệ cao ngày càng gia tăng Hình thành nên các nhóm diễn đàn, trao đổi, tranh luận sôi nổi về lĩnh vực CAD/CAM/CNC trong các trường đại học, cao đẳng,

Các thành tựu đạt được sau hơn một thập niên xây dựng và phát triển là không thể phủ nhận Tuy nhiên cũng phải thừa nhận một điều là công nghệ CAD/CAM trong nước mới đang ở những bước đầu tiên, tiếp cận dần với trình độ phát triển mạnh mẽ của công nghệ CAD/CAM trên thế giới Trên thực tế thì lĩnh vực CAD/CAM/CNC cũng đang gặp phải những khó khăn đến từ cả những nguyên nhân chủ quan và khách quan

Nguyên nhân khách quan thể hiện trước hết ở vấn đề chi phí Công nghệ càng hiện đại bao nhiêu thì cũng đồng nghĩa với việc phải bỏ ra một chi phí lớn để có thể sở hữu được nó Đi kèm với nó là những chi phí về vận hành, bảo dưỡng thiết bị Và các

cơ sở vật chất khác như phòng máy, nhà xưởng… cũng phải đạt tiêu chuẩn để có thể phục vụ tốt nhất cho quá trình khai thác trang thiết bị Đây là vấn đề mà đại đa số các doanh nghiệp nhà nước và tư nhân đang gặp phải

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ CÔNG

NGHỆ CNC 2.1 Giới thiệu điều khiển số truyền thống

2.1.1 Khái niệm điều khiển số

Là hệ thống hệ thống điều khiển đặc trưng bởi các đại lượng đầu vào là những tín hiệu số nhị phân, chúng được đưa vào hệ hống điều khiển dưới dạng một chương trình điều khiển có hệ thống Trong hệ điều khiển số ứng ứng dụng cho điều khiển máy công

cụ, các đại lượng đầu vào là những thông tin, dữ liệu, hay số liệu đầu vào

2.1.2 Lịch sử phát triển điều khiển số

NC truyền thống gắn liền với một công trình có tính chất mở đường của John T.Parson Vào cuối những năm 40 của thế kỷ XX, Parson đã nghĩ đến phương pháp sử dụng bìa có đục lỗ chứa thông tin về tọa độ để điều khiển một máy công cụ Cỗ máy này được điều khiển chuyển động tịnh tiến từng bước nhỏ, nhờ vậy tạo nên bề mặt mong muốn của chi tiết cần gia công Năm 1948, Parsons đã trình diễn ý tưởng của mình trước cơ quan không lực Hoa Kỳ rồi sau đó ông đã được một loạt dự án tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đỡ đầu

Công trình mở đầu tại MIT liên quan tới việc triển khai một máy phay NC ở giai đoạn chế thử, và năm 1952 mẫu thử này đã đuợc thực hiện thành công Điều này đã chứng tỏ tính hiệu quả cao của khái niệm điều khiển số NC

Ngay sau đó, các nhà thiết kế chế tạo máy công cụ bắt đầu triển khai các dự án riêng của mình tập chung cho ra đời những cỗ máy NC trên thị trường Một số ngành công nghiệp khác cũng không bỏ lỡ cơ hội nghiên cứu các máy điều khiển số nhằm đáp ứng nhu cầu riêng của ngành mình Không lực Hoa Kỳ tiếp tục hưởng ứng cho việc phát triển NC bằng cách tài trợ cho việc nghiên cứu bổ xung tại MIT để phát triển một dạng ngôn ngữ lập trình chi tiết gia công có thể dùng để điều khiển máy NC Kết quả chính là sự ra đời của ngôn ngữ lập trình APT (Automatically Programmed Tools) vào

năm 1956 Mục tiêu nghiên cứu ban đầu của APT là cung cấp một phương tiện để người lập trình vật làm có thể thông báo các lệnh cắt gọt cho máy công cụ bằng những lệnh đơn giản gần giống như ngôn ngữ tiếng Anh Được đánh giá là công kềnh đối với nhiều loại máy tính, tuy nhiên APT cũng đã mang lại những khả năng và hiệu quả to lớn Cho đến bây giờ, APT vẫn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, và hầu hết các ngôn ngữ lập trình vật làm được dựa trên các khái niệm của APT, đồng thời các nhược điểm của nó cũng đựợc khắc phúc với sự phát triển của nghành công nghiệp máy tính hiện đại

2.2 Các dạng điều khiển số

2.2.1 Dạng điều khiển theo điểm

Ở máy khoan, khoét, doa, cắt lỗ ren thì chi tiết gia công phải được định vị tại một điểm cố định trên bàn máy Trong quá trình định vị, dao không vào cắt mà chuyển động trên các trục riêng lẻ lúc này đều không ràng buộc bởi các quan hệ hàm số, tốc độ của các chuyển động định vị không phụ thuộc vào các yếu tố công nghệ

Điều khiển số thự hiện quá trình chuyển động này thuộc dạng điều khiển điểm

2.2.2 Dạng điều khiển theo đường

Điều khiển theo đường là tạo ra các đường chạy dao song song vơí trục của máy Trong khi đó dao chạy liên tục tạo nên bề mặt gia công.Trong trường hợp điều khiểm đường mở rộng trên hai trục của máy chuyển động với tốc độ như nhau, đồng thời ta có thể gia công được bề mặt côn có góc 450

Hình: 2.1: Điều khiển theo đường

2.2.3 dạng điều khển theo đường contou

Ngoài chức năng điều khiển theo điểm và đoạn thẳng, người ta có thể điều khiển dụng cụ cắt chạy theo các đường bất kỳ trong mặt phẳng hoặc không gian có thực hiện gia công cắt gọt

Điều khiển contour ta có thể tạo ra các đường contour hoặc đường thẳng tuỳ ý trong không gian

a Điều khiển 2D

Cho phép dịch chuyển dụng cụ cắt trong một mặt phẳng nhất định nào đó (2 trục được điều khiển đồng thời) Thí dụ, trên máy tiện, dụng cụ sẽ dịch chuyển trong mặt phẳng XOZ để tạo nên đường sinh khi tiện các bề mặt, trên các máy phay 2D, dụng cụ

sẽ thực hiện các chuyển động trong mặt phẳng xoy để tạo nên các đường rãnh hay các mặt bậc có biên dạng bất kỳ

Hình 2.2 - Điều khiển 2D trên máy phay

b Điều khiển 2D ½

Cho phép dịch chuyển dụng cụ theo 2 trục đồng thời để tạo nên một đường cong phẳng, còn trục thứ 3 được điều khiển chuyển động độc lập Điều khác biệt của phương pháp điều khiển này so với điều khiển 2D là ở chỗ 2 trục được điều khiển đồng thời có thể được đổi chỗ cho nhau: có nghĩa là hoặc trong mặt phẳng XOY hoặc trong mặt phẳng YOZ

Hình 2.3 - Điều khiển 2D ½

c Điều khiển 3D

Cho phép dịch chuyển dụng cụ theo 3 mặt phẳng đồng thời để tạo nên một đương cong hay một mặt cong trong không gian bất kỳ Điều này cũng tương ứng với quá trình điều khiển đồng thời cả 3 trục của máy theo một quan hệ ràng buộc nào đó tại từng thời điểm để tạo nên quỹ đạo của dụng cụ theo yêu cầu

Hình 2.4 - Phay rãnh trên máy 3D

d Điều khiển 4D, 5D

Trên cơ sở của điều khiển 3D, người ta còn bố trí cho dụng cụ hoặc chi tiết có thêm 1 chuyển động quay (4D) hoặc hai chuyển động quay(5D) xung quanh một hay 2 trục nào đó theo một quan hệ rằng buộc với các chuyển động trên các

- Máy công cụ ( hoặc quá trình được điều khiển khác )

Chương trình làm nhiệm vụ đầu vào cho các bộ phận điều khiển để bộ phận này

ra các mệnh lệnh cho máy công cụ hoặc một quá trình cần được điều khiển nào đó

– Manual Data Input) Phương pháp này chỉ thích hợp với những việc làm khá đơn giản, trong đó trình tự các thao tác không được lặp lại

Phương pháp thứ hai là thông qua đường truyền trực tiếp với máy tính, gọi là điều khiển số trực tiếp, hay DNC (Direct Numerical Control)

Chương trình trong đó chứa tất cả các lệnh do người lập trình vật làm soạn thảo Công việc của người lập trình là đưa ra một bộ lệnh tỉ mỉ để dựa vào đó mà các bước gia công được thực hiện Đối với một nguyên công cắt gọt, các bước gia công này có liên quan tới chuyển động tương đối giữa dao và vật làm

2.3.2 Bộ điều khiển CU

CU gồm các bộ phận điện tử và phi điện tử, có nhiệm vụ đọc và diễn giải các lệnh trong chương tình rồi chuyển đổi chúng thành các hoạt động cơ học của máy công cụ Các thành phần điển hình của một bộ phận điều khiên trong NC truyền thống gồm có đầu đọc băng, bộ đệm dữ liệu (buffer), các kênh xuất tín hiệu cho máy công cụ, các kênh phản hồi từ máy công cụ và các cơ cấu (mạch) điều khiển tuần tự để điều phối toàn bộ hoạt động của các thành phần nói trên Cũng cần lưu ý rằng ngày nay hầu hết các hệ NC hiện đại đều dùng máy vi tính để làm bộ phận điều khiển CU Loại NC này được gọi là điều khiển số bằng máy tính (CNC)

Đầu đọc băng là một thiết bị cơ điện dùng để cuộn băng có đục lỗ và đọc thông tin (chương trình) chứa trên đó Thông tin được đọc từ băng vào bộ đệm dữ liệu (buffer) Mục đích của thiết bị này là lưu trữ các lệnh đầu vào dưới dạng các khối (block) logic về thông tin

Các kênh xuất tín hiệu được nối với các động cơ servo (động cơ có trợ động) và các cơ cấu mạch điều khiển khác trong máy công cụ Thông qua các kênh này, các lệnh được gửi từ CU cho máy công cụ Để đảm bảo chắc chắn rằng những lệnh đó sẽ được gửi trở lại CU thông qua các kênh phản hồi Chức năng quan trọng nhất của vòng phản hồi là để đảm bảo rằng bàn máy và vật làm được định vị đúng so với dụng cụ cắt

Các cơ cấu (mạch) điều khiển tuần tự có tác dụng điều phối toàn bộ hoạt động của các thành phần khác của CU

Đầu đọc băng được kích hoạt để đọc dữ liệu từ băng từ vào buffer, các tín hiệu được gửi tới máy công cụ và từ máy công cụ gửi về, vv

Bàn điều khiển (control panel) cũng là một thành phần của CU, mà về mặt vật lý thì nó có thể là một bộ phận của CU hoặc của máy công cụ Bàn điều khiển chứa đĩa số hoặc núm vặn để người vận hành máy điều khiển hệ NC, đồng thời còn có thể có bộ phận hiển thị dữ liệu (màn hình) để cung cấp thông tin cho nó

2.3.3 Máy công cụ hoặc quá trình khác được điều khiển

Đây là thành phần thứ ba trong một hệ NC Trong hầu hết các ví dụ thông thường

về hệ thống NC được thiết kế để thực hiện các nguyên công cắt gọt thì máy công cụ bao gồm bàn máy và trục chính, cùng các động cơ và các cơ cấu điều khiển cần thiết để vận hành chúng Ngoài ra còn phải kể đến dụng cụ cắt, dụng cụ gá kẹp và các thiết bị phụ trợ khác cần thiết cho nguyên công cắt gọt tương ứng

Trước hết, một tổ hợp cắt có khả năng thực hiện rất nhiều nguyên công khác nhau: khoan, khoét, doa, phay và doa ngang

Thứ hai, nó có khả năng tự động thay đổi dụng cụ cắt theo lệnh của băng từ (hay băng đục lỗ)

Thứ ba, một tổ hợp cắt gọt có khả năng định vị vật làm Bàn máy có thể định hướng vật làm sao cho có thể gia công một số mặt của nó như mong muốn

Cuối cùng, đặc điểm thứ tư là một tổ hợp cắt gọt cần phải có hai bàn (tấm đỡ) để kẹp chặt vật làm lên trên đó Khi vật làm trên bàn thứ nhất đang được gia công thì trên bàn thứ hai vật làm được tháo ra (nếu gia công xong rồi) hoặc được kẹp vào để chuẩn

bị đưa vào cắt gọt (nếu chưa được gia công) Như vậy sẽ tiết kiệm được thời gian chờ đợi đồng thời nâng cao được năng suất cho máy

2.4 Trình tự NC

2.4.1 Lập trình công nghệ:

Bản vẽ kỹ thuật (còn gọi là bản vẽ chế tạo) của chi tiết gia công phải được diễn giải thành bản quy trình công nghệ Đây là một bản liệt kê trình tự các nguyên công phải được thực hiện trên chi tiết

2.4.2 Lập trình gia công

a) lập trình theo lối thủ công: theo cách này, các lệnh gia công trên máy được

chuẩn bị dưới dạng bản thảo của chương trình gia công chi tiết Bản thảo này là một danh sách các vị trí tương đối của dao cắt hay vật làm cần tuân thủ để gia công máy cho chi tiết

b) lập trình dưới dự trợ giúp của máy tính: Đa số phần việc tính toán tẻ nhạt và

tốn công sức phải làm trong phương pháp lập trình theo lối thủ công thì ở đây được chuyển cho máy tính đảm nhiệm Điều này đặc biệt thích hợp với những chi tiết gia công có hình dạng phức tạp, những công việc cần nhiều bước gia công Trong những trường hợp như vậy, máy tính sẽ giúp tiết kiệm rất lớn thời gian lập trình

2.4.3 Chuẩn bị băng

Một băng đục lỗ được tạo ra căn cứ vào bản quy trình công nghệ (do người lập trình gia công chi tiết soạn thảo trước đó) Trong lập trình thủ công, căn cứ trực tiếp từ bản thảo chương trình vật làm, băng được đục lỗ trên bàn phím chuyên dụng có bộ phận đục lỗ trên băng Còn trong lập trình do máy tính trợ giúp thì máy tính tự diễn dịch danh sách sang các lệnh trong chương trình, thực hiện các phép tính toán cần thiết

để chuyển đổi các lệnh đó thành các lệnh di chuyển máy công cụ rồi điều khiển thiết bị đục lỗ tạo ra các lỗ đục trên băng Đó là công việc chuẩn bị băng để đưa vào máy NC

2.4.4 Thẩm tra băng

Sau công việc đục lỗ, băng được chuẩn bị xong Tiếp theo sẽ là công việc thẩm tra xem băng có được đục lỗ chính xác không? Để làm việc này, đôi khi người ta cho

băng chạy thử, thông qua một chương trình máy tính để có thể vẽ ra chuyển động khác nhau của dụng cụ cắt (hoặc của bàn máy) lên giấy Theo cách này những lỗi mắc phải trên băng sẽ được phát hiện Một cách thẩm tra triệt để hơn là cho chạy băng để máy công cụ cắt gọt trên vật mẫu dạng bọt biển hoặc chất dẻo

2.5 Lập trình gia công cho máy NC

Lập trình gia công cho máy điều khiển số là một thủ tục (hay quy trình ) mà qua

đó trình tự các bước gia công trên máy NC sẽ được thiết kế ra và lập thành tư liệu theo một quy cách riêng Nó bao hàm cả việc chuẩn bị băng (băng có đục lỗ hoặc băng từ hay môi trường chứa tin nào đó) dùng để truyền các lệnh gia công cho máy công cụ Như đã nói ở trên, có hai phương pháp để để lập trình gia công, đó là lập trình bằng tay

và lập trình dưới sự trợ giúp của máy tính Ta sẽ đi sâu vào vấn đề này để có thể hiểu

rõ hơn

2.6 Các phương pháp lập trình gia công chi tiết

2.6.1 Lập trình theo lối thủ công

Để chuẩn bị một chương trình gia công viết theo lối thủ công, người lập trình viết các lệnh chạy máy (cắt gọt) theo một dạng đặc biệt, gọi là bản thảo lập trình vật làm Các lệnh đó phải được chuẩn bị rất chính xác vì người gõ chương trình chỉ đơn giản đánh máy trực tiếp những gì có trong bản thảo vào máy đục lỗ mà thôi

Có thể chia các công việc lập trình thủ công thành hai loại:

- Lập trình điểm tới điểm (P – T - P)

- Lập trình theo đường bao vòng

2.6.2 Lập trình chi tiết gia công dưới sự trợ giúp của máy tính

a Nhiệm vụ của người lập trình:

- Xác định hình học của vật làm

- Xác định trình tự các nguyên công và đường đi của dụng cụ cắt

Nhiệm vụ của lập trình là liệt kê ra những yếu tố hình học tạo nên hình dạng vật làm, ngoài ra còn phải xác định kích thước và vị trí tương đối của chúng

Sau khi xác định các yếu tố hình học của vật làm, công việc tiếp theo của người lập trình là phải xây dựng quy trình công nghệ để có thể gia công chi tiết Việc xác định quy trình công nghệ thực chất là công việc xác định các trình tự nguyên công, chọn dụng cụ gia công, chọn chế độ cắt, và đường đi của dụng cụ cắt so với chi tiết tương ứng với các dữ liệu hình học chi tiết, yêu cầu công nghệ bề mặt chi tiết đã được đặt ra

b Nhiệm vụ của máy tính:

- Dịch thông tin đầu vào

Bộ phận tính toán số học của máy tính gồm có một bộ chương trình (chương trình con) sẽ có nhiệm vụ giải những bài toán cần thiết nhằm tạo bề mặt mong muốn Bộ phận số học thực sự là thành phần quan trọng nhất

Xác định đường đi của dao cắt là nhiệm vụ thứ hai của người lập trình Tuy nhiên đường đi thực tế của dao khác với đường viền của vật làm một khoảng bán kính dao, vì đường đi đó được xác định bởi quỹ đạo của tâm dao còn đường viền chi tiết gia công được tạo ra bởi mặt ngoài của dao khi dao di chuyển Ta gọi khoảng cách giữa đường

đi của dao so với đường viền của chi tiết gia công là lượng bù dao Mục đích tính toán lượng bù dao là nhằm bù cho đường đi một lượng bằng bán kính dao để tạo ra đường viền của vật làm

Hậu xử lý là một chương trình máy tính riêng biệt, được viết để chuẩn bị băng cho một máy công cụ riêng biệt Đầu vào (Input) của chương trình hậu xử lý là đầu ra của dãy các vị trí dao cắt và các lệnh khác Đầu ra (Output) của chương trình hậu xử lý

là băng NC được viết theo một khuôn dạng băng đúng cho máy công cụ mà băng đó phục vụ

c Các ngôn ngữ lập trình gia công điều khiển số:

- APT (Automatically Programmed Tools) là sản phẩm của công trình nghiên cứu triển khai của MIT về các hệ lập trình APT

- ADAPT (Adaption of APT: bản điều chỉnh của APT) là một số ngôn ngữ lập trình gia công NC dựa trên cơ sở ngôn ngữ APT, trong số đó có ADAPT do IBM triển khai theo hợp đồng ký với không lực Hoa Kỳ

- EXAPT (Extended subset of APT : tập con mở rộng của APT)

- NELAPT (Nation Engineering labaratory of APT) ra đời tại Anh, là một tập con của APT nhưng có những đặc điểm tiến bộ mà APT không có, đặc biệt thích hợp cho công việc chế tạo khuôn

- UNIAPT (United Computing Corp of Carson, California) phiên bản ở mức độ hạn chế của APT nhưng chạy được trên máy tính, phù hợp với khả năng của các xí nghiệp vừa và nhỏ vào nửa sau thế kỷ 20

- SPLIT (Sundstrand Processing Language Internally Translated) là hệ ngôn ngữ dành riêng cho các máy công cụ hiệu “Sundstrand” Nó có thể điều khiển tới 5 trục trong các thao tác định vị (khoan lỗ và phay thẳng), kể cả khả năng điều khiển cắt bao vòng

- COMPACT II Với nhiều đặc điểm giống như SPLIT, hiện có ở MDSI (Manufacturing Data System, Inc), một hãng có trụ sở tại Ann Arbor, Michigan MDSI cho khách hàng thuê COMPACT II trên mạng theo chế độ chia sẻ thời gian

- PROM là ngôn ngữ lập trình vật làm theo lối tương tác, do Weber N/C System, Inc., một hãng thuộc Milwaukee, Winsconsin

- CINTURN II là ngôn ngữ bậc cao do Cicinati Milacron thiết kế để tạo thuận tiện cho lập trình các nguyên công tiện

2.6.3 Đồ họa tương tác với việc lập trình trên hệ CAD/CAM

a Các bước khởi đầu của thủ tục:

Thủ tục CAD/CAM dùng cho lập trình NC bắt đầu bằng việc xác định dữ liệu hình học của chi tiết Một thuận lợi rất lớn của việc sử dụng hệ thống CAD/CAM là có thể tạo ra những dữ liệu hình học thông qua quá trình thiết kế CAD Nếu mô hình hình học của chi tiết chưa được tạo ra trong giai đoạn CAD thì nhất định nó phải đựơc xây dựng trên màn hình đồ họa trước khi có thể lập trình

Hình 2.6- Tạo lập mô hình hình học chi tiết thông qua chức năng CAD

Với chi tiết gia công được thể hiện trên màn hình máy tính, người lập trình tiến hành ghi nhãn cho các bề mặt, các yếu tố hình học khác nhau tạo nên hình dáng hình học của chi tiết Công việc này được thực hiện thông qua sự hỗ trợ của các công cụ thích hợp được xây dựng trong hệ CAD/CAM Sau khi ghi nhãn xong, hệ CAD/CAM

sẽ tạo ra các lệnh hình học cần thiết của ngôn ngữ APT

Lựa chọn dụng cụ cắt gọt là bước tiếp theo trong thủ tục này Một hệ CAD/CAM thường có thư viện dụng cụ cắt, chứa nhiều danh mục dụng cụ thông dụng ở phân xưởng và đã được phân loại

b Tạo đường sinh của dụng cụ

Khi thực hiện đến bước này, người lập trình đã có một mô hình hình học của vật làm cùng các dụng cụ cắt cần thiết để gia công cắt gọt Bước tiếp theo sẽ là xây dựng đường đi của dao cắt Khi sử dụng đồ họa tương tác, ta có được, ta có được phương pháp thực hiện nhiệm vụ đó tùy theo từng loại nguyên công (phay cạnh, tiện, đột, dập,…) và độ phức tạp của chi tiết gia công

Cách tiếp cận tương tác cho phép người lập trình tạo nên đường đi của dụng cụ cắt theo lối bước nọ nối tiếp bước kia và có thể theo dõi trên màn hình để có thể kiểm

tra bằng mắt Thủ tục bắt đầu bằng việc xác định vị trí xuất phát của dao cắt Sau đó người lập trình ra lệnh cho dao cắt di chuyển dọc theo các bề mặt hình học đã xác định của chi tiết gia công

Đồ họa rất có lợi cho người dùng khi tạo đường sinh của dụng cụ thông qua hệ CAD/CAM Ta có thể hiển thị hóa quá trình cắt gọt chi tiết thông qua việc mô phỏng quá trình chuyển động của dụng cụ cắt trên màn hình đồ họa Các phần mềm đồ họa CAD/CAM cung cấp cho người thiết kế công cụ mô phỏng với các tùy biến khác nhau như:

Hình 2.7- Mô phỏng quá trình chuyển động của dụng cụ cắt

c Ưu điểm của CAD/CAM trong lập trình NC gia công chi tiết

- Tiết kiệm thời gian xác định hình học:

- Thẩm định cụ thể, trực quan: Nhờ có màn hình máy tính và kỹ thuật đồ họa, đường đi của dao cắt được hiển thị lên màn hình bằng hình ảnh nên người lập trình có thể kiểm tra rất cụ thể, sinh động và trực quan

- Sử dụng các chường trình cắt gọt tự động

- Có lợi cho sản xuất đơn chiếc: Do thời gian lập trình gia công chi tiết giảm rất nhiều nhờ việc sử dụng hệ thống CAD/CAM,