tong quan ve cadcamcnc 2014 [Compatibility Mode]

1.1 Ứng dụng máy tính trong SX công nghiệp Lịch sử phát triển của máy tính điện tử + Thế hệ 4 thập niên 80 dùng công nghệ vi mạch tích hợp IC nhưng nhỏ gọn hơn mà tốc độ tính toán lại c

Trang 1

CAD/CAM/CNC

Người trình bày: HUỲNH HỮU NGHỊ

Bộ môn: Chế Tạo Máy – Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG Tp.HCM

Bài giảng môn học

MỤC ĐÍCH MÔN HỌC

1 Hiểu biết về sự cần thiết của CAD/CAM/CNC

trong nền sản xuất hiện đại

2 Nắm được cách tạo mô hình nhờ máy tính

3 Nắm được phương pháp lập chương trình NC

bằng tay để điều khiển máy CNC

4 Nắm được cách tạo chương trình NC nhờ hệ

thống CAD/CAM

NỘI DUNG MÔN HỌC

1 Tổng quan về CAD/CAM/CNC

2 CAD - Thiết kế nhờ máy tính

3 CAM - Sản xuất nhờ máy tính

4 CNC - Điều khiển số nhờ máy tính

5 Lập trình cho Máy Phay, Máy Tiện CNC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Huỳnh Hữu Nghị Bài giảng CAD/CAM/CNC

Lê Trung Thực Bài giảng CAD/CAM/CNC

Đoàn Thị Minh Trinh Công nghệ CAD/CAM

Đoàn Thị Minh Trinh Công nghệ - Lập trình gia công điều khiển số

Groover Mikel CAD/CAM - Computer Aided Design and Manufacturing 1989.

Ibrahim Zeite CAD/CAM - Theory and Practice

Rao P Nageswara CAD/CAM Principles and Applications 2002

THỜI GIAN HỌC

1 Tổng cộng 56 tiết bao gồm :

+ 42 tiết lý thuyết (11 buổi) + 14 tiết thực hành (3 hoặc 5 buổi)

2 Thi kiểm tra:

+ Kiểm tra giữa kỳ VIẾT: 60 – 65 phút, thi viết.

+ Kiểm tra cuối kỳ VIẾT: 75- 90 phút, thi viết.

YÊU CẦU ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC

1 Hiểu biết về Công nghệ Chế Tạo Máy: biết lập Quy trình Công nghệ, biết chọn dụng cụ cắt và xác định chế độ gia công

2 Biết sử dụng máy tính

3 Hiểu biết về vẽ kỹ thuật và thiết kế máy

4 Hiểu biết về khuôn nhựa, khuôn dập, khuôn cắt, khuôn đùn

Trang 2

Tổng quan về công nghệ

CAD/CAM/CNC

NỘI DUNG MÔN HỌC

• Định nghĩa CAD/CAM/CNC.

• Mối quan hệ giữa CAD/CAM và CNC.

• Quá trình sản xuất và CAD/CAM.

• Tình hình CAD/CAM-CNC ở Việt Nam.

• Xu hướng phát triển sản xuất trên thế giới.

• Tương lai ngành cơ khí chính xác trên thế giới.

• Nhiệm vụ trước mắt và lâu dài.

Ứng dụng máy tính trong SX công nghiệp

Lịch sử phát triển của máy tính điện tử

Máy tính điện tử ra đời vào năm 1946 tại Hoa Kì từ đó đã phát

triển rất mạnh và đến nay đã trải qua các thế hệ máy.

+ Thế hệ 1 (thập niên 50) dùng bóng điện tử chân không, tiêu

thụ năng lượng rất lớn kích thước máy rất lớn (khoảng 250 m 2 )

nhưng tốc độ xử lý chậm chỉ đạt khoảng vài ngàn phép tính

trên giây.

+ Thế hệ 2 (thập niên 60 ): các bóng điện tử đã được thay bằng

chất bán dẫn (Transistors lưỡng cực) nên năng lượng tiêu thụ

giảm, kích thước nhỏ hơn.

1.1 Ứng dụng máy tính trong SX công nghiệp Lịch sử phát triển của máy tính điện tử

+ Thế hệ 4 (thập niên 80 ) dùng công nghệ vi mạch tích hợp IC nhưng nhỏ gọn hơn mà tốc độ tính toán lại cao hơn nhờ các công nghệ in vi mạch tiên tiến Có nhiều loại máy để phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng, trong đó chia ra làm 3 loại chính:

- Siêu máy tính ( Main Frame Conputer ): kích thước rất lớn và có nhiều tính năng đặc biệt, thường được dùng trong các viện nghiên cứu, quân sự, chính phủ ,

- Máy Mini (Mini Computer ): Máy Mini ở đây hiện tại

là các loại máy server sử dụng trong các doanh nghiệp.

- Máy vi tính (Micro Computer): ra đời vào năm 1982.

Chúng có ưu điểm là giá rẻ, nhỏ gọn, dễ di chuyển, tiêu thụ năng lượng ít, ít hỏng hóc

Lịch sử máy tính điện tử

ENIAC filled a 20 by 40 foot room, weighed 30 tons, and used more than 18,000 vacuum tubes., 174,000 watts of heat, IBM

The IBM PC was introduced in 1981

Hãng công nghệ NEC (Nhật Bản) đang xây dựng siêu máy tính 10 PetaFlop 1 Petaflop=10 15 phép tính.

XT5 Jaguar là 2,3 PetaFlop một giây,

Ứng dụng máy tính trong sản xuất công nghiệp

Thiết kế chi tiết, cụm chi tiết, sản phẩm hoàn chỉnh,…

Trang 3

Tạo bản vẽ chi tiết, bảng vẽ lắp,…

Tính toán, phân tích kỹ thuật bằng máy tính,…

Mô phỏng động lực học

Lập trình gia công điều khiển số, mô phỏng gia công

Ứng dụng máy tính trong công nghiệp điện ảnh

Định nghĩa CAD/CAM/CNC

• CAD: viết tắt của chữ Computer Aided Design

-Thiết kế nhờ máy tính

• CAM: viết tắt của chữ Computer Aided

Manufacturing - Sản xuất nhờ máy tính

• CNC: viết tắt của chữ Computer Numerical

Control - Điều khiển số nhờ máy tính

Trang 4

Đối tượng

hình học trình NCChương

Mối quan hệ giữa CAD/CAM và CNC

CAD

CAM

CNC

Mối quan hệ giữa CAD/CAM và CNC

Qui trình sản xuất (QTSX) truyền thống

Nhược điểm

- Khó đạt độ chính xác gia công chủ yếu do sai số của mẫu dùng cho quá trình chép hình được phóng đại.

- Dễ làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai.

- Năng suất thấp do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và qui trình được thực hiện tuần tự (Tạo mẫu sản phẩm Lập bản vẽ chi tiết Tạo mẫu chép hình Gia công chép hình).

Qui trình sản xuất (QTSX) truyền thống

QTSX cĩ ứng dụng CAD/CAM

Ưu điểm của qui trình có CAD/CAM

- Thiết kế các sản phẩm có hình dạng phức tạp trong không gian 3D.

Trang 5

Liên kết với các Modun khác để thực hiện quá trình tính

toán phân tích kỹ thuật, mô phỏng gia công thử để kịp thời

sữa chữa trước khi tiến hành quá trình sản xuất.

Biên dịch các đường chạy dao chính xác dùng cho công nghệ

gia công trên các máy CNC và truyền chương trình gia công

qua các máy gia công CNC qua mạng máy tính.

– Các hệ thống đồ hoạ tương tác máy tính

– Thiết lập được các hệ thống thiết kế truy

tìm nhờ máy tính

– Tạo bản vẽ bằng các phương pháp hiện đại

như phương pháp quét toạ độ theo không

gian 2D và tiến bộ nhất là phương pháp quét

theo không gian 3D tạo ra bản vẽ giống như

hình dạng chi tiết

Các thành tựu đạt được của CAD/CAM

–Tạo cơ sở dữ liệu cho quá trình thiết kế và chế tạo

– Lập qui trình công nghệ nhờ sự trợ giúp của máy tính

– Định mức thời gian gia công nhờ máy tính và các chương trình CAD/CAM

– Lập trình gia công NC, CNC trên máy tính

– Lập kế hoạch đầu tư, nắm tình hình sản xuất

- Công nghệ tạo mẫu nhanh từ dữ liệu CAD/CAM cho ra chi tiết mẫu giống như chi tiết thật, công nghệ này là một bước đột phá của công nghệ CAD/CAM đem lại những ứng dụng to lớn trong sản xuất

• Bối cảnh nền kinh tế Việt nam

• Xu hướng phát triển sản xuất trên thế giới

• Tình hình CAD/CAM/CNC ở thành phố

Hồ Chí Minh và các thành phố khác

Tình hình CAD/CAM/CNC ở Việt Nam

Trang 6

Bối cảnh nền kinh tế Việt nam

a Mới thốt khỏi chiến tranh 30 năm, trong đĩ mất

20 năm liên tục tụt dốc, chỉ 10 năm trở lại đây (từ

1995 đến 2005) mới bắt đầu đi lên.

b Ngành cơ khí bị bỏ quên 20 năm, khơng được đầu

tư vì cịn mãi mê làm nơng nghiệp, thủ cơng mỹ

nghệ, hàng tiêu dùng và xuất khẩu mây tre lá.

c Chỉ từ năm 1997 Việt nam lần đầu tiên mới cĩ

phần mềm CAD/CAM CIMATRON 7.0 do hãng

Saello của Nhật tài trợ và ĐHKB cĩ máy phay

CNC đầu tiên.

d CAD/CAM/CNC chậm 50 năm so với thế giới

Nhu cầu về sản phẩm từ nhựa

Những sản phẩm từ nhựa chiếm một tỉ trọng

ngày càng lớn, sản phẩm nhựa được sử dụng

trong hầu hết ở tất cả các lĩnh vực trong công

nghiệp cũng như trong dân dụng, từ những vật

liệu thông dụng trong cuộc sống cho đến những

chi tiết máy đòi hỏi những yêu cầu cao

Với ưu điểm lý hoá tính như nhẹ, dẻo dai,

đàn hồi tương đối tốt, bền, không bị ăn mòn

hoá học và đặc biệt dễ tạo hình phức tạp và có

khả năng tái sinh

Nhu cầu về sản phẩm từ nhựa

Ngày nay, vật liêu nhựa đã tạo ra được những

sản phẩm đáp ứng được những yêu cầu cao, các

chi tiết máy dần dần được thay thế bằng nhựa

làm cho giá thành chế tạo giảm xuống đáng kể,

tiết kiệm công sức chế tạo và vật liệu quí, trong

khi khả năng làm việc của các chi tiết đó vẫn

đảm bảo như bánh răng, vỏ máy, vỏ xe…

Tình hình ngành nhựa ở Việt Nam

– Trước năm 1975, nước ta cũng có một số nhà máy sản xuất nhựa thông dụng

– Trong những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam nói chung và ngành công nghiệp nhựa Việt Nam có những khởi sắc tốt đẹp

– Trong 14 năm qua (1988-2002) ngành nhựa Việt Nam đã tăng 24 lần, từ 50.000 tấn tổng sản lượng năm 1988, nay đã tăng 1.2 triệu tấn

Tình hình ngành nhựa ở Việt Nam –Ngành nhựa kinh tế kỹ thuật đã được hình thành phát triển, trong đó hàng nhựa dân dụng, giày dép nhựa, bao bì nhựa đã được đóng dấu chất lượng của các nước gia công –Vật liệu xây dựng bằng nhựa thay thế sắt, thép, gỗ và đặc biệt nhựa công nghiệp kỹ thuật cao đã phục vụ được các ngành công nghiệp khác mà không cần phải nhập khẩu như ngành xe hơi, xe máy, điện tử, điện máy

Tổng sản lượng sản phẩm nhựa – cao su chế biến, chỉ số chất dẻo bình quân đầu người Việt Nam

Trang 7

Muốn sản xuất hàng nhựa cần gì?

• Cần thiết kế khuơn chính xác

• Cần chế tạo khuơn chính xác

• Nhựa là một mặt hàng phức tạp về hình dạng

cĩ yêu cầu cao về độ chính xác, nhưng cĩ ưu

điểm là để tạo hình

• Muốn thiết kế khuơn và chế tạo khuơn chính

xác cần gì?

Cần phần mềm CAD/CAM và máy CNC

Nhựa-cao su: 130

Bao bì in ấn: 150

Điện-điện tử: 300

Đồ chơi trẻ em: 45

Gốm sứ thuỷ tinh: 55

Tổng số các xí nghiệp sản xuất sản

phẩm cần CAD/CAM/CNC

Ô tô - xe máy: 80 Vàng bạc: 25 Trang trí nội thất: 130 Thủ công mỹ nghệ: 320 Hàng gia dụng: 100 Kim khí điện máy: 280 Nguồn: Niên Giám

thống kê 2003-2004

Quan hệ giữa CAD/CAM/CNC và sản phẩm nhựa

• Nhựa phát triển thì ngành cơng nghệ gia cơng

chính xác và CAD/CAM/CNC cũng phát triển

theo

Phần mềm CAD/CAM?

Máy CNC?

Nhân lực CAD/CAM/CNC?

Phần mềm CAD/CAM

• AutoCAD

• Pro/ENGINEER

• CIMATRON

• Mastercam

• SolidWorks

• Catia

• Unigraphics

• SolidEdge

• EdgeCAM

• SolidCAM

• PowerMill

• FeatureCAM

• AlphaCAM

• CAM Works

• …………

Các phần mềm CAD/CAM

Phần mềm CAD:

AutoCAD Mechanical Desktop, Inventor Solid Work

Solid Edge Rhino

…

Phần mềm CAD/CAM:

CATIA Unigraphics NX Pro/ENGINEER MasterCAM Cimatron

Phần mềm CAD/CAE/CAM:

CATIA Unigraphics NX Pro/ENGINEER Cimatron

…

Phần mềm CAE:

ANSYS Moldflow, Moldex3D FieldView

Nastran, Pastran (NX)

….

Trang 8

Phần mềm CAM:

DelCAM

Solid CAM

FeatureCAM

MagicCAM

…

Phần mềm mơ phỏng lập trình gia cơng CNC:

VeriCut

SSCNC

CimcoEdit

Cutviwer

….

Phần mềm CAD/CAM

• Tình hình sử dụng phần mềm CAD/CAM: Các

xí nghiệp trong nước gần như sử dụng phần

mềm miễn phí vì xài các phần mềm bẻ khố

• Chỉ cĩ một số ít là dùng phần mềm chính thức,

nghĩa là cĩ giấy phép

• Ngay cả các xí nghiệp trong khu chế xuất cũng

xài phần mềm bẻ khố

Đội ngũ CAD/CAM

• Là những người biết sử dụng phần mềm

CAD/CAM vào các mục đích sau:

– Xây dựng mơ hình trên máy tính

– Tối ưu hố thiết kế

– Thiết kế khuơn

– Lập quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết máy

Đội ngũ CAD/CAM?

Ai đào tạo đội ngũ CAD/CAM?

• Các trường Đại học

• Các trường Cao đảng

• Các trung tâm đào tạo nghề Chất lượng đào tạo:

Nói chung là thấp Chỉ biết đại khái

Không thể có kỹ năng làm việc ngay mà phải qua đào tại lại.

Đội ngũ CNC?

• Là những người biết sử dụng máy CNC

• Là những người biết lập trình CNC

• Là những người biết lập quy trình cơng nghệ gia cơng trên máy CNC, thiết kế đồ gá

• Là những người biết chọn dụng cụ cắt và xác định các thơng số cơng nghệ

• Là những người biết bảo trì máy CNC

Đội ngũ CNC

• Đội ngũ CNC đđược đào tạo ở đâu?

–Trong các trường Đại học, Cao đẳng, trung cấp và dạy nghề

–Trong các trung tâm dạy nghề –Các xí nghiệp tự đào tạo Chất lượng đào tạo

Trang 9

Máy CNC?

• Máy phay CNC

• Máy tiện CNC

• Máy cắt dây CNC WEDM

• Máy ăn mòn tia lửa điện EDM

• Máy cắt tôn bằng gió đá

• Máy CMM

• Máy quét Laser Scanner

Máy CNC ngoài xí nghiệp?

• 90% xí nghiệp là dùng máy Second hand

• Có rất nhiều máy NC sản xuất trước năm

1970

• Phần lớn là các máy ra đời vào những năm

1970 –1990

• Chất lượng máy kém, dễ hư hỏng vì được

mua từ bãi rác

• Không thể đáp ứng về độ chính xác cao

Máy CNC trong trường học?

• 90% trường học là mua máy mới từ vốn ngân

sách

• Tuy nhiên do kích thước nhỏ, độ chính xác thấp,

không thể dùng để gia công các chi tiết chính

xác được

• Có nơi có máy mới nhưng không biết sử dụng,

do không có người được đào tạo từ trước

• Người biết sử dụng nhưng trả lương thấp, không

ai muốn làm!

Hiện trạng ngành nhựa

• Trong sản xuất nhựa, tuy nước ta có tới hàng trăm doanh nghiệp, nhưng trình độ công nghệ phần lớn chỉ dừng ở mức sản xuất hàng tiêu dùng thông thường Lý do là – Máy móc là Second hand (90 %)

– Đội ngũ quản lý, kỹ sư, công nhân lành

nghề và tay nghề cao của Việt Nam còn thiếu và chất lượng chưa cao.

– Ứng dụng CAD/CAM chưa tốt

1 Sản xuất nhanh, nhiều.

2 Đa dạng hoá sản phẩm.

3 Tuổi đời sản phẩm ngắn.

4 Sản xuất theo đơn đặt hàng.

5 Sản xuất không kho bãi, không giấy má.

6 Đã qua rồi thời đại của các đường dây

tự động cứng nhắc, mặt hàng không đổi.

XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN XUẤT TRÊN

THẾ GIỚI

- Cuộc chiến khốc liệt của các nhà sản xuất trong việc chinh phục khách hàng bằng việc cung cấp:

- Sản phẩm tốt nhất

- Giá thành hạ nhất

- Dịch vụ hậu mãi tốt nhất

- Khách hàng thực sự là “ Thượng đế” của các nhà phân phối sản phẩm trên toàn cầu

THẾ GIỚI

Trang 10

CÔNG CỤ TRONG CUỘC CHIẾN LÀ GÌ?

• Muốn có chất lượng cao và tin cậy, sản xuất

với năng suất cao, phải có máy móc tự động

tốt, làm việc liên tục ngày đêm: sử dụng các

loại máy CNC

• Muốn sản xuất tốt phải có cán bộ có năng lực

• Muốn có sản phẩm hay phải sáng tạo Muốn

sáng tạo cần phải có CAD/CAM

• Chính sách hậu mãi uy tín đối với khách hàng

THẾ GIỚI

• Việt nam không thể tách rời xu hướng phát

triển của thế giới khi hội nhập với công

đồng quốc tế

• Cuộc chiến vào AFTA và WTO để thành

thành viên chính thức, vừa hưởng ưu đãi

vừa phải nhượng bộ

• Đứng bên cạnh người sản xuất khổng lồ

Trung quốc, Thái land, … mà sản phẩm giá

rất cạnh tranh

• Mong muốn tồn tại vinh quang trong cuộc

chiến

VIỆT NAM - Những thách thức

Doanh nghiệp Việt nam cần phải làm gi?

• Phải có công nghệ tiên tiến

• Phải có máy móc tiên tiến

• Phải có nguồn nhân lực tiên tiến

• Phải có hệ thống tổ chức sản xuất tiên tiến

• Phải có hệ thống phân phối tiên tiến chinh

phục khách hàng

• Phải có đạo đức phục vụ khách hàng

Các trường Đại học, Cao đẳng, dạy nghề cần phải làm gì?

• Nhiệm vụ 1: Đào tạo nguồn nhân lực để cung cấp

cho thị trường lao động Theo kinh nghiệm của Nhật Bản, muốn phát triển sản xuất, điều đầu tiên

phải quan tâm là phát triển nguồn nhân lực.

• Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu khoa học phục vụ sản

xuất

• Nhiệm vụ 3: Tư vấn cho các doanh nghiệp

• Nhiệm vụ 4: Hợp tác đào tạo nghiên cứu với

quốc tế

Các trường Đại học, Cao đẳng, dạy nghề đã làm được gì trong việc đào tạo nhân lực

CAD/CAM/CNC?

• Đã có máy CNC (phay, tiện, cắt dây)

• Đã có phần mềm CAD/CAM

• Thiếu giáo viên CAD/CAM/CNC

• Thiếu giáo trình CAD/CAM/CNC

• Đào tạo, nhưng không đến nơi đến chốn: Nhóm học quá đông, không có thời gian thực hành trên máy Tham quan cho biết thế nào là CAD/CAM

và CNC là chủ yếu

Nhu cầu nhân lực

1 Nhu cầu về nhân lực trong lĩnh vực CAD/CAM/CNC của các xí nghiệp cơ khí chế tạo máy, thiết kế và gia công khuôn mẫu ở Việt nam

2 Nhu cầu của các khu chế xuất về CAD/CAM/CNC

3 Nhu cầu đáp ứng nhân lực cho các xí nghiệp của Nhật Đại hàn, Mỹ trong tương lai Từ năm 2006 sẽ

có một làm sóng đầu tư của Nhật và Đại hàn vào Việt Nam!

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	7,9 MB