GIÁO TRÌNH ỨNG DỤNG CAD/CAM TRONG THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ - Ô TÔ

Đ I H C BÁCH KHOAẠ Ọ

KHOA C KHÍ GIAO THÔNG Ơ

BÔ MÔN MÁY Đ NG L C Ộ Ự

GIÁO TRÌNH

NG D NG CAD/CAM TRONG THI T K Đ NG C - Ô TÔ

ĐÀ N NG 2009 Ẵ

M C L C Ụ Ụ

Ch ươ ng 1 VAI TRÒ C A MÁY TÍNH TRONG QUÁ TRÌNH THI T K VÀ CH T O Ủ Ế Ế Ế Ạ

S N PH M Ả Ẩ

1.1 QUÁ TRÌNH THI T K VÀ CH T O RA S N PH MẾ Ế Ế Ạ Ả Ẩ

1.1.1 Quá trình thi t k và ch t o ra s n ph m ế ế ế ạ ả ẩ truy n th ngề ố

H u h t các công vi c c b n do con ngầ ế ệ ơ ả ườ ựi tr c ti p th c hi n nh :ế ự ệ ư

- Thu th p các thông tin v s n ph mậ ề ả ẩ

- Phác h a các ý tọ ưởng

- Phân tích l a ch n ý tự ọ ưởng hay

- Thi t k t ng th , sau đó thi t k chi ti t s n ph mế ế ổ ể ế ế ế ả ẩ

- Ch t o thế ạ ử

+ Ch th m u b ng v t li u đ n gi nế ử ẩ ằ ậ ệ ơ ả

+Ch th m u b ng v t li u th cế ử ẫ ằ ậ ệ ự

Trên c s m u đã đơ ở ẫ ược ch th , ph i ti n hành vi c phân tích và đánh giá m u, là cế ử ả ế ệ ẫ ơ

s cho vi c s a ch a thi t k thi t k đã đở ệ ử ữ ế ế ế ế ược ch t o l i đế ạ ạ ược đ a vào quá trình ch t oư ế ạ

th Quá trình nh v y nh m ch t o s n ph m phù h p nh t đ i v i nhu c u ngử ư ậ ằ ế ạ ả ẩ ợ ấ ố ớ ầ ườ ử i s

Nh v y quá trình thi t k và ch t o truy n th ng có đ c đi m sau:ư ậ ế ế ế ạ ề ố ặ ể

- H u h t các giai đo n đ u do con ngầ ế ạ ề ườ ựi tr c ti p th c hi n;ế ự ệ

- Quá trình thi t k - ch t o th kéo dài, khó đ t đế ế ế ạ ử ạ ược phương án thi t k t i u;ế ế ố ư

- Quá trình ch t o kéo dài v th i gian, ph i s d ng nhi u thi t b , năng su t th p;ế ạ ề ờ ả ử ụ ề ế ị ấ ấ

- Đ chính xác thi t k ch t o th p, khó đ t độ ế ế ế ạ ấ ạ ược đ chính xác cao;ộ

- Đ u t ban đ u không quá l n, chi phí b o dầ ư ầ ớ ả ưỡng và duy trì không cao

1.1.2 Quá trình thi t k - ch t o v i công ngh cao ế ế ế ạ ớ ệ

Quá trình thi t k -ch t o v i công gh cao th c ch t là dùng máy tính đ tr giúp conế ế ế ạ ớ ệ ự ấ ể ợ

ngườ ầi h u h t trong các bế ước (giai đo n) quan tr ng c a quá trình thi t k - ch t o s nạ ọ ủ ế ế ế ạ ả

ph m.ẩ

Nh v y, đây xu t hi n vai trò quan tr ng c a s tr giúp máy tính (Computer Aidư ậ ở ấ ệ ọ ủ ự ợ-CA) trong thi t k - ch t o.ế ế ế ạ

Quá trình thi t k -ch t o v i công ngh cao liên quan đ n các lĩnh v c sau đây:ế ế ế ạ ớ ệ ế ự

- CAD (Computer Aided Design): Thi t k có s tr giúp c a máy tính M c tiêu c aế ế ự ợ ủ ụ ủ lĩnh v c CAD là t đ ng hóa t ng bự ự ộ ừ ước, ti n t i t đ ng hóa cao trong thi t k s n ph m.ế ớ ự ộ ế ế ả ẩ

- CAE (Computer Adied Engineering): K thu t mô hình hóa và t o m u nhanh trongỹ ậ ạ ẫthi t k ch t o s n ph m M c tiêu c a CAE là t đ ng hóa chu trình thi t k ch t o thế ế ế ạ ả ẩ ụ ủ ự ộ ế ế ế ạ ử

s n ph m.ả ẩ

- CAPP (ho c CAP) (Computer Adied Process Planing ho c Computer Adied Planning):ặ ặ

k ho ch s n xu t có s tr giúp c a máy tính M c tiêu c a CAPP là t đ ng hóa t ng ph nế ạ ả ấ ự ợ ủ ụ ủ ự ộ ừ ầ công tác qu n lý s n xu t trên mang máy tính công ty.ả ả ấ

- CAM (Computer Aided Manufacturing): Ch t o (s n xu t) có s tr giúp c a máyế ạ ả ấ ự ợ ủtính M c tiêu CAM là mô ph ng quá trình ch t o, l p trình ch t o s n ph m trên các máyụ ỏ ế ạ ậ ế ạ ả ẩcông c t đ ng CNC (Computer Numerical Control - đi u khi n s dùng máy tính).ụ ự ộ ề ể ố

T ng quát h n có th dùng khái ni m h th ng CAD/CAM; CAD/CAE/CAM;ổ ơ ể ệ ệ ốCAD/CAPP/CAM

- CAQ (Computer Aided Quality Control): Ki m tra ch t lể ấ ượng s n ph m có s tr giúpả ẩ ự ợ

c a máy tính M c tiêu c a CAQ là t đ ng hóa và nâng cao đ chính xác ki m tra ch t lủ ụ ủ ự ộ ộ ể ấ ượ ng

s n ph m.ả ẩ

- CIM (Computer Integrated Manufacturing): Ch t o(s n xu t) tích h p nh máy tính.ế ạ ả ấ ợ ờ

M c tiêu c a CIM là lien k t toàn b CAD, CAM, CAPP vào m t quá trình hoàn toàn đụ ủ ế ộ ộ ượ c

qu n lý, giám sát và đi u khi n b ng máy tính.ả ề ể ằ

- CNC (Computer Numerical Control): Đi u khi n s dùng máy tính, đ đi u khi n tề ể ố ể ề ể ự

đ ng các máy trong h th ng s n xu t.ộ ệ ố ả ấ

1.2 CAD/CAM- THI T K CH T O V I S TR GIÚP C A MÁY TÍNHẾ Ế Ế Ạ Ớ Ự Ợ Ủ

1.2.1 CAD/CAM trong công nghi p ệ

Công ngh CAD/CAM trong công nghi p hi n nay đệ ệ ệ ượ ức ng d ng ngày càng hi u quụ ệ ả trong các ngành thu c công nghi p nh cũng nh các ngành công nghiêp n ng.ộ ệ ẹ ư ặ

- Trong công nghi p nh : Công ngh CAD/CAM r t hi u qu trong ngành da giày, d t,ệ ẹ ệ ấ ệ ả ệ

s n xu t hàng tiêu dùng thông thả ấ ường (thu c đánh răng, m ph m ), s n xu t th c ph mố ỹ ẩ ả ấ ự ẩ (bia, nước ng t, th c ph m đóng h p, ).ọ ự ẩ ộ

- Trong công nghi p n ng: Công ngh CAD/CAM đ c bi t quan tr ng trong ch t o cệ ặ ệ ặ ệ ọ ế ạ ơ khí nói chung, ch t o máy đ ng l c, ch t o phế ạ ộ ự ế ạ ương ti n giao thông (xe máy, ô tô, máyệbay, ), ch t o khí cu đi n, ch t o máy đi n (đ ng c đi n, máy bi n áp ), ch t o trangế ạ ệ ế ạ ệ ộ ơ ệ ế ế ạthi t b đi n t ế ị ệ ử

Nhu c u phát tri n CAD/CAM là r t c n thi t trong công nghi p n ng nầ ể ấ ầ ế ệ ặ ước ta hi n nay.ệ

1.2.2 Chu trình s n ph m và vai trò c a h th ng CAD/CAM ả ẩ ủ ệ ố

S c n thi t c a khách hàng và nhu c u th trự ầ ế ủ ầ ị ường đ i v i s n ph m d n đ n nhu c uố ớ ả ẩ ẫ ế ầ thi t k s n ph m.ế ế ả ẩ

Quá trình thi t k luôn kèm theo quá trình t ng h p và phân tích t i u hóa thi t k Cácế ế ổ ợ ố ư ế ếquá trình t ng h p và phân tích có vai trò quan tr ng nh nhau Hi n nay thổ ợ ọ ư ệ ường dùng máytính đ phân tích và t ng h p khi thi t k ể ổ ợ ế ế

Quá trình ch t o là quá trình r t ph c tap, g m nhi u công vi c có tính k thu t rõ nétế ạ ấ ứ ồ ề ệ ỹ ậ

nh : Quy ho ch quá trình công ngh , thi t k ch t o các trang b công ngh , cung ng v tư ạ ệ ế ế ế ạ ị ệ ứ ậ

t , l p trình NC-CNC-DNC, ch t o (s n xu t), ki m tra ch t lư ậ ế ạ ả ấ ể ấ ượng, đóng gói

Cung c p s n ph m cho th trấ ả ẩ ị ường là quá trình đ c tr ng b i tính thặ ư ở ương m i r t rõ r t.ạ ấ ệ

Thị trường

Nhu cầu thiết kế

Lựa chọn cá c thông tin thiết kế và nghiên cứ u khả thi

Y Ù tưở ng thiết kế

Mô hình hó a và mô phỏng thiết kế

Thiết kế chi tiết

Phân tích và tối ưu hó a thiết kế

Đánh giá thiết kế

Xây dựng tài liệu thiết kế và truyền đạt thông tin thiết kế

Thiết kế quá trình công nghệ

Thiết kế chế tạo các trang bị công nghệ

Cung ứ ng vật tư

Lập trình NC, CNC, DNC Mô phỏ ng gia công - kiểm tra chương trình

Chế tạo (sả n xuất)

Kiểm tra chất lượng

m i c a th trớ ủ ị ường đ i v i s n ph m, d n đ n nhu c u m i trong thi t k s n ph m.ố ớ ả ẩ ẫ ế ầ ớ ế ế ả ẩ

S d ng CAD có nhi u l i ích, đi n hình là các l i ích sau đây:ử ụ ề ợ ể ợ

- Nâng cao r t nhi u năng su t v và thi t kấ ề ấ ẽ ế ế

- Rút ng n nhi u th i gian k t khi nh n đ n đ t hàng đ n khi giao s n ph m.ắ ề ờ ể ừ ậ ơ ặ ế ả ẩ

- Cho phép phân tích, thi t k m t cách c th và hi u qu h nế ế ộ ụ ể ệ ả ơ

- Gi m r t nhi u sai sót trong thi t kả ấ ề ế ế

- Các tính toán thi t k đ t đ chính xác cao h nế ế ạ ộ ơ

- D hi u tiêu chu n hóa trong công tác thi t kễ ể ẩ ế ế

- B n v rõ ràng đ p, d đ c và d hi uả ẽ ẹ ễ ọ ễ ể

- Nhanh ch ng chuy n đ i các th t c thi t kố ể ổ ủ ụ ế ế

- Đem l i nhi u l i ích trong ch t o nh : Thi t k đ gá, d ng c và khuôn m u,ạ ề ợ ế ạ ư ế ế ồ ụ ụ ẫ

l p trình NC và CNC, l p trình công ngh b ng máy tính, l p k ho ch tay máy và ngậ ậ ệ ằ ậ ế ạ ườ imáy, l p công ngh nhóm và cong ngh đi n hình.ậ ệ ệ ể

- Có ki u giao di n ngề ệ ười dùng t t: t o đi u ki n thu n l i đ i v i ngố ạ ề ệ ậ ợ ố ớ ười m i s d ngớ ử ụ

ho c đã có kinh nghi m đ i v i các giao di n quen thu c khác.ặ ệ ố ớ ệ ộ

- Ngôn ng đ n gi n, ng pháp t nhiênữ ơ ả ữ ự

+ Ngôn ng đ n gi n, ng pháp t nhiên d đào t o và d h c.ữ ơ ả ữ ự ễ ạ ễ ọ

+ Ngườ ử ụi s d ng d t p trung vào v n đ đang c n gi i quy t trên máyễ ậ ấ ề ầ ả ế

+ Cho phép ngườ ử ụi s d ng làm l i các l nh có sai sót (undo)ạ ệ

- Có tài li u hệ ướng d n m t cách khoa h c h p lý, d hi uẫ ộ ọ ợ ễ ể

- Có tính linh ho t: Đ d dàng chuy n đ i các ch c năng v ho c ch đ v ạ ể ễ ể ổ ứ ẽ ặ ế ộ ẽ

- Có tính b n v ng: Các đ i tề ữ ố ượng v không b thay đ i ho c m t đi m t cách d dàngẽ ị ổ ặ ấ ộ ễ

do các y u t khác.ế ố

- Có tính đ n gi n: d hi u, d s d ng cho nhi u đ i tơ ả ễ ể ễ ử ụ ề ố ượng: K s (c khí, xâyỹ ư ơ

d ng, ), ki n trúc s , nhân viên k thu t, ự ế ư ỹ ậ

- Có tính kinh t : đ đ m b o h th p chi phí c a ngế ể ả ả ạ ấ ủ ười dùng khi mua, cài đ t và sặ ử

+ Phân tích các dung sai l p ghép.ắ

+ Mô hình hóa và phân tích ph n t h u h n.ầ ử ữ ạ

+ Mô ph ng và phân tích quá trình gia công.ỏ

+ K thu t hình nh đ ng.ỹ ậ ả ộ

- Mô-đun l p trình: cung c p ngôn ng l p trình tiêu chu n (dùng cho tính toán và phânậ ấ ữ ậ ẩtích) và ngôn ng l p trình ph thu c h th ng (dùng cho các m c đích đ h a).ữ ạ ụ ộ ệ ố ụ ồ ọ

2.3 PH N C NG TRONG CADẦ Ứ

2.3.1 Các ki u h th ng CAD (Phân lo i theo ph n c ng) ể ệ ố ạ ầ ứ

• H th ng trên c s máy tính l n (Mainframe - Based)ệ ố ơ ở ớ

H th ng CAD (hình 1.3) xu t hi n khi máy tính l n là d ng duy nh t có m t trên thệ ố ấ ệ ớ ạ ấ ặ ị

trường (nh ng nam 60 c a th k XX) Có nh ng đ c đi m sau:ữ ủ ế ỷ ữ ặ ể

- Phù h p v i đi u ki n c n tích h p các vùng công tác v i máy tính l n đã có trong côngợ ớ ề ệ ầ ợ ớ ớty.

- Ngườ ử ụi s d ng thường b gi m năng l c t p trung vào công vi c c a h ị ả ự ậ ệ ủ ọ

- Ngườu v n hành h th ng CAD d b nh hậ ệ ố ễ ị ả ưởng b i s bi n đ ng ng u nhieentrongở ự ế ộ ẫdòng thông tin c a h th ng.ủ ệ ố

- N u s lế ố ượng vùng công tác quá nhi u thì nh hề ả ưởng bi n đ ng ng u nhiên s càngế ộ ẫ ẽ

l n.ớ

• H th ng trên c s máy tính nh (Minicomputer-Based)ệ ố ơ ở ỏ

Xu t hi n t nh ng năm 70 c a th k XX, khi máy tính nh xu t hi n nh vi c phátấ ệ ừ ữ ủ ế ỷ ỏ ấ ệ ờ ệtri n nh ng m ch tích h p c ể ữ ạ ợ ỡ l n LSI và r t l n VLSI (Very Large Scale Integrated) Cóớ ấ ớ

nh ng đ c đi m sau:ữ ặ ể

- Chi phí gi mả

- Kh năng l p trình t do (không b nhi u lo n chung).ả ậ ự ị ễ ạ

- Kích thước nh g n.ỏ ọ

C u hình h th ng trên c s máy tính nh tấ ệ ố ơ ở ỏ ương t c u hình h th ng trên c s máyự ấ ệ ố ơ ởtính l n, nh ng máy tính nh g n h n.ớ ư ỏ ọ ơ

• H th ng trên c s máy vi tính (Microcomputer - Based)ệ ố ơ ở

Máy vi tính xu t hi n qu ng đ i b i Apple Computer đã có tác đ ng m nh t i lĩnh v cấ ệ ả ạ ở ộ ạ ớ ự CAD/CAM S ti n b vự ế ộ ượ ộ ủt tr i c a máy vi tính cá nhân (PC) c a hãng IBM đã t o đi u ki nủ ạ ề ệ phát tri n nhi u ph n m m CAD ch y trên PC H th ng này có các đ c đi m sau:ể ề ầ ề ạ ệ ố ặ ể

- Đ t t c đ cao, kích thạ ố ộ ước nh g n, đ chính xác cao.ỏ ọ ộ

- Nhi u chề ương trình ng d ng đứ ụ ược gi i quy t t t trên h th ng này.ả ế ố ệ ố

• H th ng trên c s tr m công tác (Workstation - Based)ệ ố ơ ở ạ

H th ng trên c s tr m công tác đệ ố ơ ở ạ ược thi t l p v i công ngh cao cho các cá nhânế ậ ớ ệ

người dùng Có các đ c đi m sau:ặ ể

- Kh năng s n sàng cao.ả ẵ

- Kh năng di chuy n v trí linh ho t.ả ể ị ạ

- Kh năng đ c l p hoàn toàn v i nh ng ngả ộ ậ ớ ữ ười dùng khác

- Hi u su t cao, th i gian ph n h i ng n.ệ ấ ờ ả ồ ắ

- Năng l c đa d ng (đa năng).ự ạ

- Kh năng d dàn n i m ng v i các h th ng khác.ả ễ ố ạ ớ ệ ố

H th ng trên c s tr m công tác là c s cho các h th ng CAD/CAM trong tệ ố ơ ở ạ ơ ở ệ ố ương lai

2.3.2 Các thi t b đ u vào (Input) ế ị ầ

• Bàn phím đ h a (Key board)ồ ọ

Bàn phím đ h a đồ ọ ược thi t l p trên c s bàn phím c b n (dùng cho so n th o),ế ậ ơ ở ơ ả ạ ả

nh ng có thêm các phím ch c năng riêng và có thêm chu t.ư ứ ộ

• Bút quang đi n (Lightpen)ệ

Bút quang đi n t o kh năng linh ho t l a ch n, đ nh v các đ i tệ ạ ả ạ ự ọ ị ị ố ượng v trên màn hìnhẽ

nh tay ngờ ườ ử ụi s d ng trên màn hình tương tác

Bút quang đi n đệ ược dùng ph bi n trong nh ng năm 60 và 70 c a th k XX, hi n nayổ ế ữ ủ ế ỷ ệ

ít được dùng

• B ng s hóa (Digitizing Tables) kèm bút đi n (Stylus)ả ố ệ

S d ng theo hình tử ụ ượng: Dùng bút chì v lên t gi y tr ng Trong trẽ ờ ấ ắ ường h p này,ợdùng bút đi n đ v lên b ng s hóa Nh đó, d s d ng nh thói quen v và vi t trên gi y.ệ ể ẽ ả ố ờ ễ ử ụ ư ẽ ế ấNguyên lý thường dùng là dùng sensor đi n t : D ch chuy n c a các thành ph n xácệ ừ ị ể ủ ầ

đ nhv trí c a bút đi n s t o nên trị ị ủ ệ ẽ ạ ường đi n l ch pha và đệ ệ ượccác sensor trên b m t b ngề ặ ả thu nh n.ậ

B ng s hóa có hai vùng: Vùng v và vùng Menu l nh.ả ố ẽ ệ

Ngoài lo i b ng dùng sensor đi n t , còn có lo i b ng dùng k thu t tạ ả ệ ừ ạ ả ỹ ậ ương t (analog)ự

và b ng dùng k thu t siêu âm (acoustic).ả ỹ ậ

• Chu t (Mouse)ộ

Được sáng ch cu i nh ng năm 60 th k XX, đ n nay r t ph bi n do s ti n l i trongế ố ữ ế ỷ ế ấ ổ ế ự ệ ợ

s d ng v i các bi u tử ụ ớ ể ượng và các menu kéo xu ng (pull down) và kéo lên (pick up).ố

Có hai ki u chu t: chu t c khí và chu t quang h c.ể ộ ộ ơ ộ ọ

+ Chu t c khí: G m có m t h p, trong có hai bánh xe và con lăn, m t bi c u đáy Nhộ ơ ồ ộ ộ ộ ầ ở ờ

đó, có th xác đ nh v trí c a con tr theo các t a đ X, Y c a nó.ể ị ị ủ ỏ ọ ộ ủ

+ Chu t quang h c: s d ng ki u chu t này b ng cách di chuy n chu t lên bàn c mộ ọ ử ụ ể ộ ằ ể ộ ả quang

• C n g t (Joystick), qu c u đánh d u (Track ball)ầ ạ ả ầ ấ

• Máy quét (Scanner)

Máy quét s d ng ph n x ánh sáng khi chi u m t chùm sáng vào ch hay hình nh đử ụ ả ạ ế ộ ữ ả ể

đ c ch hay hình nh đó Hình dáng và đ đ m nh t c a chùm tia ph n x đọ ữ ả ộ ậ ạ ủ ả ạ ược m t b c mộ ộ ả

bi n quang h c bi n thành tín hi u đi n, qua các b ghép n i bi n đ i tế ọ ế ệ ệ ộ ố ế ổ ương t - s (ADC),ự ốtín hi u đệ ược đ a vào computer.ư

Có hai d ng máy quét thạ ường dùng:

- máy quét dùng b đ c quang và t quang.ộ ọ ừ

- Máy quét dùng b đ c h ng ngo i và laze.ộ ọ ồ ạ

2.3.3 Các thi t b đ u ra (Output) ế ị ầ

• Màn hình đ h a (Graphic Display - Moniter)ồ ọ

Màn hình đ h a là thi t b đ u ra thu n ti n và kinh t nh t.ồ ọ ế ị ầ ậ ệ ế ấ

T h p màn hình và bàn phím đổ ợ ược g i là thi t b đ u cu i đ h a (graphic terminal) t iọ ế ị ầ ố ồ ọ ố thi u c a m t ph n c ng CAD.ể ủ ộ ầ ứ

• Máy v (Plotter)ẽ

Máy v dùng đ xu t các hình đã đẽ ể ấ ược v (trên máy tính) ra gi y theo nguyên lý vẽ ấ ẽ (plot) Thường dùng các máy v có 4 bút v i 4 màu c b n: đ (Rẽ ớ ơ ả ỏ ed), xanh l (Blue), l cơ ụ (Green) và đen (Black) Máy v thẽ ường có các lo i:ạ

+ Lo i v ph ng: Bàn máy thạ ẽ ẳ ường n m ngang, trên đó cho phép đ t gi y Đ u v mangằ ặ ấ ầ ẽcác bút m c khác nhau Đ u v đự ầ ẽ ược đi u khi n đ có th chuy n đ ng theo các phề ể ể ể ể ộ ươ ngngang (X) và d c (Y).ọ

+ Lo i tang cu n: Máy tang cu n (con lăn) đ cu n gi y trong quá trình v , nh đó cóạ ộ ộ ể ộ ấ ẽ ờ

th thay đ i dòng Đ u v chuy n đ ng ngang theo dòng.ể ổ ầ ẽ ể ộ

K t n i máy v v i computer dùng c ng n i ti p không đ ng b (COM1, COM2).ế ố ẽ ớ ổ ố ế ồ ộ

• Máy in

Máy in là thi t b xu t tin và l u tr tin trên gi y theo nguyên lý in (Print)ế ị ấ ư ữ ấ

+ Máy in có b ch đ c s n:ộ ữ ụ ẵ

Khi có l nh in, m t chi c búa gõ vào băng đ ch đè lên gi y và in ch lên gi y.ệ ộ ế ể ữ ấ ữ ấ

Ki u máy in này d in ch , nh ng khó in hình, ho t đ ng gây n Ngoài ra, khi c n đ i phongể ễ ữ ư ạ ộ ồ ầ ổ

ch ph i đ i c b ch đ c s n nên không ti n l i.ữ ả ổ ả ộ ữ ụ ẵ ệ ợ

+ Máy in ma tr n đi m (in kim)ậ ể

Nguyên lý in ma tr n đi m tậ ể ương t nh v ch (coi ch nh là đ i tự ư ẽ ữ ữ ư ố ượng v ) và v vẽ ẽ ẽ hình trên màn hình Các nét v c a hình và ch đẽ ủ ữ ượ ạc t o b i nhi u ch m m c (b trí theo maở ề ấ ự ố

tr n).ậ

Ki u máy này có th thay đ i font ch d dàng, có th in hình v b t ký Tuy nhiên máyể ể ổ ữ ễ ể ẽ ấ

v n hành gây n, hình và ch không nét.ậ ồ ữ

+ Máy in laze (laser)

Ki u máy in laze có m t vài đ c đi m v nguyên lý:ể ộ ặ ể ề

- Chùm tia sáng m ng đi qua b đi u ti t t i m t tang tr ng có ph l p nh y quang, t oỏ ộ ề ế ớ ặ ố ủ ớ ạ ạ nên hình nh b ng đi n tích.ả ằ ệ

- M c d ng b t tích đi n đự ạ ộ ệ ược hút và bám vào m t tr ng.ặ ố

- B t m c bám vào gi y tích đi n v i nh ngộ ự ấ ệ ớ ả ược c a tr ng nh y quang, tan ra và bámủ ố ạtrên m t gi y khi qua m t tang tr ng s y nhi tđ nâng cao.ặ ấ ộ ố ấ ở ệ ộ

Ki u máy in laze có u đi m là d dàng thay đ i font ch , máy ch y êm, hình và chể ư ể ễ ổ ữ ạ ữ khá rõ nét Máy có th đ t t c đ in nâng cao (có th đ t 10ể ạ ố ộ ể ạ ÷22 trang/phút) v i đ phân gi iớ ộ ả 1200÷2400 pixel/inch (nh máy c a hãng Hewlett Packard).ư ủ

2.4 XÂY D NG MÔ HÌNH HÌNH H C TRONG CADỰ Ọ

- Mô t b ng toán h c các đi m, đả ằ ọ ể ường, b m t, kh i c a đ i tề ặ ố ủ ố ượng v ẽ

Nh v y, m c đích bao trùm c a mô hình hình h c là thi t l p c s d li u hình h cư ậ ụ ủ ọ ế ậ ơ ở ữ ệ ọ

c a đ i tủ ố ượng v và thi t k Nh đó có th th c hi n đẽ ế ế ờ ể ự ệ ược quá trình v và thi t k đ iẽ ế ế ố

tượng trên máy tính

2.4.2 Mô hình khung dây (Wireframe Models)

• Đ c đi m trong cách xây d ng mô hìnhặ ể ự

- Mô hình khung dây c a đ i tủ ố ượng t o b i các y u t hình h c c b n là: đi m, đạ ở ế ố ọ ơ ả ể ườ ng

th ng, cung tròn, đẳ ường tròn, đường cong

- Ch th hi n b khung bên ngoài c a đ i tỉ ể ệ ộ ủ ố ượng

- V trí c a đ i tị ủ ố ượng và các y u t c b n nên nó đế ố ơ ả ược xác đ nh nh m t h t a đ ị ờ ộ ệ ọ ộ

- C s d li u xác đ nh mô hình khung dây là: Danh sách t a đ các đ nh (các đi m nút)ơ ở ữ ệ ị ọ ộ ỉ ể

• ng d ng:ứ ụ

- Ph m vi ng d ng h n ch ạ ứ ụ ạ ế

- Thu n l i khi dùng cho b n v phác th o.ậ ợ ả ẽ ả

- Dùng cho phân tích dung sai và mô hình hóa ph n t h u h n.ầ ử ữ ạ

- Là c s cho thi t l p mô hính m t và mô hình kh i đ c.ơ ở ế ậ ặ ố ặ

2.4.3 Mô hình b m t (Surface Models) ề ặ

• Đ c đi m trong cách xây d ng mô hình ặ ể ự

- Dùng l p v m ng đ miêu t đ i tớ ỏ ỏ ể ả ố ượng theo ý tưởng sau: Mô hình khung d y + l pấ ớ

v mỏ ỏng = mô hình m t.ặ

- Mô hình m t t o b i các d ng b m t c b n: M t ph ng, m t nón, m t tr , m tặ ạ ở ạ ề ặ ơ ả ặ ẳ ặ ặ ụ ặ

c u… Các b m t này có th miêu t d dàng b ng các phầ ề ặ ể ả ễ ằ ương trình toán h c.ọ

- Đ i v i các m t cong ph c t p: Tách nó ra b ng vô s các m nh nh và mô ph ng cácố ớ ặ ứ ạ ằ ố ả ỏ ỏ

m nh nh theo các b m t c b n nói trên Nh đó, các m nh nh d mô t b ng toán h cả ỏ ề ặ ơ ả ờ ả ỏ ễ ả ằ ọ

h n và h p chúng thành lơ ợ ưới các m nh m t.ả ặ

Có hai d ng mô hình m t: M t đạ ặ ặ ược quét và lưới m nh đa giác 3D Chúng đả ược x yấ

d ng b i hai phự ở ương pháp khác nhau:

+ M t đặ ược quét:

- T o đ dày cho các đ i tạ ộ ố ượng 2D Đ dày là kho ng cách mà đ i tộ ả ố ượng đượ cnâng lên theo hướng vuông góc v i m t ph ng c a nó.ớ ặ ẳ ủ

- Mô hình m t đặ ược quét là qu tích các v trí c a đ i tỹ ị ủ ố ượng 2D, khi d ch chuy nị ể

nó đi m t đo n b ng đ dày, theo hộ ạ ằ ộ ướng th ng góc v i m t ph ng c a nó Các đ iẳ ớ ặ ẳ ủ ố

tượng này g i là đ i tọ ố ượng 2 ½D.

+ Lưới m nh m t đa giác 3D:ả ặ

- Lưới m nh m t đa giác đả ặ ược xác đ nh b i m t lo t các đ nh, t o thành các đi mị ở ộ ạ ỉ ạ ể góc c a các đa giác có 3 ho c 4 c nh.ủ ặ ạ

- Lưới càng dày thì đ chính xác m t bi u di n càng cao.ộ ặ ể ễ

- Lưới càng th a thì đ chính xác m t bi u di n càng th p.ư ộ ặ ể ễ ấ

• u nh Ư ượ c đi m c a mô hình b măt ể ủ ề

+ u đi m:Ư ể

- Không rườm rà, c ng k nh nh mô hình khung d y;ồ ề ư ấ

- D th c hi n các đễ ự ệ ường n (hide line), nh đó hình v hi n th c h n;ẩ ờ ẽ ệ ự ơ

- Yêu c u ph i có th i gian đào t o nh t đ nh đ i v i ngầ ả ờ ạ ấ ị ố ớ ười dùng.

- Mô hình này ph c t p h n mô hình khung dây, do đó yêu c u dung lứ ạ ơ ầ ượng b nh c aộ ớ ủ máy tính cao h n.ơ

- Trong m t s trộ ố ường h p mô hình b m t v n còn rợ ề ặ ẩ ườm rà

• ng d ng Ứ ụ

- Ph m vi ng d ng r ng h n mô hình khung dây đ v và thi t k ạ ứ ụ ộ ơ ể ẽ ế ế

- Dùng hi u qu trong mô ph ng d ng c gia công khi ch t o c khí ho c s nệ ả ỏ ụ ụ ế ạ ơ ặ ả

xu t công nghi p.ấ ệ

- T o nên tính linh ho t cho h th ng CAD.ạ ạ ệ ố

2.4.4 Mô hình kh i đ c (Solid Models) ố ặ

Có b n phố ương pháp (ho c nhóm phặ ương pháp) thường dùng t o ra mô hình kh i đ c:ạ ố ặ

- Phương pháp hình h c kh i đ c h p thành (Constrctive Solid Geometry -CSG).ọ ố ặ ợ

- Phương pháp quét (Sweeping)

- Phương pháp ph i h p k thu t CSG và k thu t quét.ố ợ ỹ ậ ỹ ậ

- Cây CSG: Ch ra tu n t các bỉ ầ ự ước th c hi n phép toán Boole, đ t các kh i đ cự ệ ể ừ ố ặ ban đ u xây d ng nên kh i đ c h p thành.ầ ự ố ặ ợ

• Phươ ng pháp quét (Sweeping)

Ta có m t ti t di n 2D (profin 2D) dùng đ quét (ti t di n này còn độ ế ệ ể ế ệ ược g i là mi n-ọ ềregion)

- Quét th ng: cho ti t di n 2D nâng lên vuông góc v i m t ph ng c a nó (góc vátẳ ế ệ ớ ặ ả ủ

b ng 0).ằ

- Quét tròn: cho ti t di n 2D quay quanh m t tr c, ta s đế ệ ộ ụ ẽ ược kh i đ c tròn xoay.ố ặ

- Quét nghiêng: Cho ti t di n 2D nâng lên theo hế ệ ường không vuông góc v i m tớ ặ

ph ng c a nó.ả ủ

- Quét theo đường d n: Cho ti t di n 2D chuy n d ch theo m t đẫ ế ệ ể ị ộ ường d n (th ng ho cẫ ẳ ặ cong)

K t qu c a quét th ng s t o ra các kh i đ c đ ng d ng có đ cao khác nhau, k t quế ả ủ ẳ ẽ ạ ố ặ ồ ạ ộ ế ả

c a quét nghiêng s t o ra các kh i đ c có hình d ng khác nhau, k t qu c a quét tròn s t oủ ẽ ạ ố ặ ạ ế ả ủ ẽ ạ

ra các kh i tròn xoay toàn ph n (quay v i góc quay 360ố ầ ớ o) ho c tròn xoay riêng ph n (quay v iặ ầ ớ góc < 360o)

Khi dùng phương pháp quét, đ có đ i tể ố ượng trước khi quét, thường s d ng phép toánử ụBoole đ i v i ti t di n 2D (các mi n) Nh đó, có th t o ra các ti t di n 2D ph c h p.ố ớ ế ệ ề ờ ể ạ ế ệ ứ ợ

• u nh Ư ượ c đi m c a mô hình kh i đ c ể ủ ố ặ

- Hoàn thi n h n mô hình m t và mô hình khung dây Do v y, mô hình kh i đ cệ ơ ặ ậ ố ặ

ch a đ ng không nh ng các thông tin hình h c mà còn ch a đ ng thông tin v c u trúcứ ự ữ ọ ứ ự ề ấ

h p thành (conbinatorial structure) c a đ i tợ ủ ố ượng v ẽ

- D dàng xây d ng mô hình kh i đ c mà không c n ph i xác đ nh nhi u đi m c cễ ự ố ặ ầ ả ị ề ể ụ

b nh mô hình khung dây.ộ ư

- Trong nhi u trề ường h p, xây d ng mô hình kh i đ c d dàng h n so v i xây d ngợ ự ố ặ ễ ơ ớ ự

mô hình m t và mô hình khung dây.ặ

- S d ng thu n l i cho t đ ng hóa thi t k và ch t o trong công nghử ụ ậ ợ ự ộ ế ế ế ạ ệ CAD/CAM/CNC.

- D dàng th c hi n k thu t che khu t và tô bóng, nh đó hình v r t th c.ễ ự ệ ỹ ậ ấ ờ ẽ ấ ự

+ Nhược đi m:ể

- Yêu c u ph i có quá trình đào t o nh t đ nh đ i v i ngầ ả ạ ấ ị ố ớ ười dùng

- Máy c n đ m nh, có dung lầ ủ ạ ượng b nh đ ộ ớ ủ

• ng d ng Ứ ụ

- Trong k thu t đỹ ậ ồ ọ h a: Mô hình kh i đ c đố ặ ượ ử ục s d ng ngày càng ph bi n.ổ ế

-Trong thi t k : R t thu n l i cho vi c tính toán các đ c tính v kh i lế ế ấ ậ ợ ệ ặ ề ố ượng (kh iố

lượng, tr ng tâm, mô-men quán tính ), phân tích giao tuy n, mô hình hóa ph n t h u h n,ọ ế ầ ử ữ ạ phân tích đ ng h c và đ ng l c h c c c u.ộ ọ ộ ự ọ ơ ấ

- Trong ch t o: R t hi u qu trong mô ph ng đế ạ ấ ệ ả ỏ ường ch y dao (ho c d ng c ) trongạ ặ ụ ụgia công c khí, quy ho ch quá trình gia công (quá trình s n xu t), ki m tra kích thơ ạ ả ấ ể ước giacông, bi u di n các đ c tính hình h c nh dung sai và đ nh n b m t.ể ễ ặ ọ ư ộ ẵ ề ặ

-Trong l p ráp: Dùng v i robot và dùng trong h th ng ch t o linh ho t (FMS - Flexibleắ ớ ệ ố ế ạ ạManufacturing System), quy ho ch quá trình l p ráp, phân tích đ ng h c và đ ng l c h cạ ắ ộ ọ ộ ự ọ robot

Ch ươ 3 CAM- M I QUAN H CAD-CAM VÀ T Đ NG HÓA S N XU T ng Ố Ệ Ự Ộ Ả Ấ

CAM (Computer Aided Manufacturing): Ch t o v i s tr giúp c a máy tính Quá trìnhế ạ ớ ự ợ ủCAM được th c hi n trên h th ng máy công c đi u khi n s NC, CNC.ự ệ ệ ố ụ ề ể ố

3.1 CHU TRÌNH S N XU T CAD/CAMẢ Ấ

3.1.1 Chu trình s n xu t CAD/CAM ả ấ

Chu trình s n xu t CAD/CAM đả ấ ược mô t trên hình 1.5.ả

Hình 3.1- S đ chu trình s n xu t CAD/CAMơ ồ ả ấ

3.1.2 Quá trình CAM

Quá trình CAM được mô t c th h n trên s đ hình ả ụ ể ơ ơ ồ 3.2

Hình 3.2- S đ quá trình CAMơ ồ3.2 H TH NG APTỆ Ố