Bài giảng Hệ thống sản xuất linh hoạt: Chương 4 - TS. Trần Đức Tăng

Chia sẻ: Manh Manh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:41

Thêm vào BST

Báo xấu

131
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống sản xuất linh hoạt - Chương 4: CAD/CAM/CAE trong CIM có nội dung giới thiệu đến người học các kiến thức về vai trò của máy tính trong sản xuất hiện đại, các chức năng của CAD/CAM/CAE, những công nghệ mới trong CAD, giải pháp công nghệ mới trong CAD/CAM/CAE. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống sản xuất linh hoạt: Chương 4 - TS. Trần Đức Tăng

H C VI N K THU T QUÂN S KHOA HÀNG KHÔNG VŨ TR BÀI Gi NG MÔN H C H TH NG S N XU T LINH HO T TS. Tr n ð c Tăng B môn CNTB & HKVT ði n tho i: 0973 991486 Email: tranductang@yahoo.com Chương 4: CAD/CAM/CAE trong CIM 1. Vai trò c a máy tính trong SX hi n ñ i 2. Các ch c năng c a CAD/CAM/CAE N i dung 3. Nh ng công ngh m i trong CAD 4. Gi i pháp CN m i trong CAD/CAM/CAE TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 1
1. Vai trß cña m¸y tÝnh trong s¶n xuÊt hiÖn ®¹i 1.1 C¸c c«ng cô thiÕt kÕ v s¶n xuÊt cã trî gióp cña m¸y tÝnh ThiÕt kÕ l qu¸ tr×nh h×nh dung, tÝnh to¸n, t¹o dùng m« h×nh, thö nghiÖm,... ®Ó cuèi cïng ®−a ra mét ®Æc t¶ vÒ s¶n phÈm x¸c ®Þnh. Dùa v o b¶n ®Æc t¶ ®ã, ng−êi ta cã thÓ chÕ t¹o ra s¶n phÈm theo ®óng yªu cÇu ®Æt ra. Néi dung v tr×nh tù cña qu¸ tr×nh thiÕt kÕ kh«ng cã g× thay ®æi so víi tr−íc ®©y, nh−ng viÖc øng dông m¸y tÝnh nh− mét c«ng cô ®· l m nªn mét cuéc c¸ch m¹ng vÒ ph−¬ng ph¸p tiÕn h nh v mang l¹i hiÖu qu¶ to lín kh«ng chØ cho b¶n th©n qu¸ tr×nh thiÕt kÕ m cßn cho c¶ c¸c giai ®o¹n tiÕp theo. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT ThiÕt kÕ mét s¶n phÈm nh»m tho¶ m·n nhu cÇu cña mét c¸ nh©n, mét nhãm ng−êi hay cña céng ®ång. V× vËy ng−êi thiÕt kÕ ph¶i biÕt râ nh÷ng yªu cÇu ®èi víi s¶n phÈm t−¬ng lai. Trong kü thuËt, th−êng c¸c yªu cÇu ®ã ®−îc thÓ hiÖn mét c¸ch ®Þnh l−îng b»ng mét bé c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt b¾t buéc, v c¸c th«ng sè t−¬ng øng cña s¶n phÈm thiÕt kÕ ph¶i tho¶ m·n (b»ng hoÆc tèt h¬n) c¸c ®iÒu kiÖn ®ã. Trªn thùc tÕ th−êng tån t¹i kh«ng chØ mét m mét sè ph−¬ng ¸n cã thÓ tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt ®Æt ra. V× vËy, ng−êi thiÕt kÕ ph¶i c©n nh¾c c¸c yÕu tè kü thuËt, kinh tÕ, x· héi liªn quan ®Õn mua s¾m v sö dông s¶n phÈm ®Ó chän ph−¬ng ¸n tèt nhÊt. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 2
Chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ l mét b i to¸n phøc t¹p, kh«ng ph¶i lóc n o còng t−êng minh. V× vËy, ng−êi thiÕt kÕ ph¶i cã ®ñ kinh nghiÖm ®Ó cã thÓ ®−a ra quyÕt ®Þnh chÝnh x¸c. Theo truyÒn thèng, qu¸ tr×nh thiÕt kÕ ®−îc b¾t ®Çu v ®−îc thùc hiÖn chñ yÕu nhê c¸c kü s− thiÕt kÕ cïng c¸c nh©n viªn can vÏ. Hä cã nhiÖm vô ®−a ra t i liÖu thiÕt kÕ (gåm thuyÕt minh, m« t¶, b¶n vÏ, m« h×nh,...) cña s¶n phÈm. C¸c kü s− s¶n xuÊt c¨n cø v o c¸c t i liÖu thiÕt kÕ ®Ó chÕ t¹o ra s¶n phÈm. Mét sè ®iÒu kiÖn kü thuËt, nh− kÝch th−íc v dung sai kÝch th−íc, ®iÒu kiÖn l¾p r¸p, vËt liÖu,... cã thÓ ®−îc bæ sung hoÆc hiÖu chØnh trong giai ®o¹n s¶n xuÊt n y. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT Sau mçi lÇn hiÖu chØnh, cÇn tiÕn h nh ph©n tÝch, kiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn l m viÖc cña s¶n phÈm, vÝ dô c«ng suÊt, ®é bÒn v ®é æn ®Þnh,... Cã tr−êng hîp thËm chÝ ph¶i xem xÐt l¹i c¶ tÝnh hîp lý cña c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt ®Æt ra ban ®Çu. ThiÕt kÕ lµ mét qu¸ tr×nh t−¬ng t¸c gi÷a c¸c bé phËn: tiÕp thÞ, thiÕt kÕ, s¶n xuÊt TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 3
C¸c b−íc cña qu¸ tr×nh thiÕt kÕ v kh¶ n¨ng trî gióp cña m¸y tÝnh TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT Ph©n tÝch nhiÖm vô thiÕt kÕ §©y l b−íc rÊt quan träng: ng−êi thiÕt kÕ tiÕp cËn ®èi t−îng thiÕt kÕ, tiÕp nhËn c¸c th«ng tin thÞ tr−êng, ph©n tÝch c¸c khÝa c¹nh kinh tÕ, kü thuËt cña s¶n phÈm, ph¶n biÖn tÝnh hîp lý trong yªu cÇu cña kh¸ch h ng,.. lùa chän v tËp trung v o nh÷ng th«ng sè quan träng nhÊt. Khi ph©n tÝch nhiÖm vô thiÕt kÕ, ng−êi thiÕt kÕ ph¶i l m râ nh÷ng vÊn ®Ò sau: - Môc tiªu chÝnh cña s¶n phÈm, ®èi t−îng v ph¹m vi phôc vô. - C¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt cÇn ®¹t ®−îc. - C¸c chØ tiªu kiÓm tra, ®¸nh gi¸ s¶n phÈm. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 4
ThiÕt kÕ s¬ bé Trªn c¬ së nhiÖm vô thiÕt kÕ, th«ng tin vÒ c¸c s¶n phÈm t−¬ng tù v b»ng kinh nghiÖm, kiÕn thøc cña m×nh, ng−êi thiÕt kÕ h×nh dung ra diÖn m¹o ban ®Çu cña s¶n phÈm. §Ó kiÓm tra kh¶ n¨ng ®¸p øng c¸c yªu cÇu chÝnh cña s¶n phÈm, ng−êi thiÕt kÕ cã thÓ t¹o ra m« h×nh thö nghiÖm. Th−êng th× c¸c s¶n phÈm hoÆc c¸c b¶n thiÕt kÕ ®· cã l nh÷ng t− liÖu tham kh¶o rÊt tèt cho thiÕt kÕ s¬ bé. C¸c nh s¶n xuÊt cã truyÒn thèng l©u ®êi th−êng cã s½n d÷ liÖu d−íi d¹ng c¸c cataloge, th− viÖn, tiªu chuÈn ®Ó mét mÆt ®¶m b¶o tÝnh thèng nhÊt gi÷a c¸c s¶n phÈm cña cïng h·ng, mÆt kh¸c gióp cho ng−êi thiÕt kÕ tr¶i qua giai ®o¹n n y mét c¸ch nhanh chãng v cã chÊt l−îng. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT C¸c s¶n phÈm phøc t¹p th−êng ®−îc chia th nh c¸c m« ®un. NÕu cã nhiÒu m« ®un ®· ®−îc tiªu chuÈn ho¸ th× qu¸ tr×nh thiÕt kÕ s¬ bé sÏ rÊt ®¬n gi¶n, chØ l chän v tÝch hîp c¸c m« ®un TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 5
ThiÕt kÕ kü thuËt B−íc n y cßn ®−îc gäi l tæng hîp, trong ®ã c¸c khÝa c¹nh kü thuËt, c¸c c¬ cÊu,... ®−îc tÝnh to¸n, s¾p xÕp, nèi ghÐp th nh hÖ thèng. Néi dung cña b−íc n y gåm: - TÝnh to¸n, thiÕt kÕ c¸c côm chÝnh. - TÝnh to¸n l¹i c¸c th«ng sè kü thuËt. - TÝnh to¸n c¸c yÕu tè kinh tÕ, m«i tr−êng, x· héi cña s¶n phÈm,... §©y l giai ®o¹n phøc t¹p, tèn c«ng nhÊt cña qu¸ tr×nh thiÕt kÕ v th−êng do nhiÒu nhãm kü s− thuéc c¸c chuyªn ng nh kh¸c nhau thùc hiÖn. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT Ph©n tÝch, thö nghiÖm B−íc n y cã nhiÖm vô thö nghiÖm c¸c th«ng sè kü thuËt cña s¶n phÈm theo ®iÒu kiÖn ®Çu v o. C¸c c«ng cô ph©n tÝch (øng suÊt, dao ®éng, nhiÖt,...) ®−îc sö dông chñ yÕu v o giai ®o¹n n y, ®Ó kiÓm tra to n bé thiÕt bÞ hay tõng côm, tõng chi tiÕt,... Mét sè néi dung ph©n tÝch cã thÓ ®−îc thùc hiÖn ngay trong khi thiÕt kÕ kü thuËt. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 6
Ho n thiÖn thiÕt kÕ NÕu mäi viÖc kiÓm tra, ph©n tÝch, thö nghiÖm ®· ®−îc ho n th nh v chøng tá s¶n phÈm ®· tho¶ m·n c¸c yªu cÇu ®Æt ra th× tiÕn h nh c¸c néi dung ho n thiÖn thiÕt kÕ: - Ho n thiÖn vÒ kiÓu d¸ng, kÝch th−íc, m u s¾c, giao diÖn ®iÒu khiÓn, tiÖn nghi sö dông, tÝnh ergonomics (nh©n tr¾c häc), m«i tr−êng,... - T¹o ra c¸c t i liÖu thiÕt kÕ. §èi víi c¸c s¶n phÈm quan träng hoÆc míi thiÕt kÕ lÇn ®Çu, ng−êi ta cã thÓ t¹o ra c¸c m« h×nh thùc hoÆc chÕ t¹o mét hoÆc nhiÒu lÇn c¸c mÉu thö. Bé t i liÖu, m« h×nh, s¶n phÈm chÕ thö,... chÝnh l s¶n phÈm cuèi cïng cña qu¸ tr×nh thiÕt kÕ. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT Sau b−íc n y, mäi viÖc thiÕt kÕ vÒ c¬ b¶n ®· ho n tÊt, cã thÓ chuyÓn giao s¶n phÈm thiÕt kÕ cho s¶n xuÊt. M¸y tÝnh, víi kh¶ n¨ng tÝnh to¸n, hiÓn thÞ ®å ho¹, ho¹t h×nh v c¸c c«ng cô ®a ph−¬ng tiÖn cã thÓ trî gióp mäi giai ®o¹n thiÕt kÕ. TËp hîp c¸c c«ng cô trî gióp thiÕt kÕ nhê m¸y tÝnh v sù t−¬ng t¸c gi÷a chóng ®−îc gäi chung l CAD. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 7
2. C¸c chøc n¨ng cña CAD/CAM/CAE 2.1 Chøc n¨ng vÏ T¹o b¶n vÏ kü thuËt vÉn l chøc n¨ng kh«ng thÓ thiÕu ®−îc cña CAD. C¸c phÇn mÒm CAD hiÖn ®¹i cã 2 c«ng cô gióp t¹o ra c¸c b¶n vÏ kü thuËt. 2.1.1 Dïng chøc n¨ng Draft - Draft l chøc n¨ng c¬ b¶n cña c¸c phÇn mÒm vÏ (nh− AutoCAD v c¸c phÇn mÒm CAD 2D). - §èi t−îng c¬ b¶n dïng trong c¸c phÇn mÒm n y l c¸c ®èi t−îng h×nh häc ®¬n (®iÓm, ®−êng th¼ng, cung trßn, ®−êng trßn, elip,...) v c¸c ®èi t−îng phøc hîp (®a tuyÕn, ®a gi¸c,...), c¸c ®−êng kÝch th−íc, c¸c ký hiÖu (®é nh¸m, mèi h n,...), ch÷ (text), mÉu t« (Hatch),... TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT - Tõ c¸c ®èi t−îng c¬ b¶n n y, ng−êi ta t¹o ra c¸c b¶n vÏ (Drawing) t−¬ng tù nh− dïng bót ch×, th−íc kÎ. Kh¸c víi c«ng cô vÏ thñ c«ng, c¸c phÇn mÒm Draft cã c¸c tiÖn Ých, gióp cho viÖc vÏ ®−îc nhanh chãng, chÝnh x¸c h¬n: - HÖ thèng l−íi v c¸c c«ng cô truy b¾t ®iÓm, gióp t¹o lËp c¸c quan hÖ h×nh häc (song song, vu«ng gãc, c¾t nhau, qua t©m,...) ®−îc dÔ d ng. - Chøc n¨ng copy, xo¸, di chuyÓn, phãng to, thu nhá c¸c ®èi t−îng, trî gióp viÖc chØnh söa b¶n vÏ. - Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn m n h×nh (thu phãng, xª dÞch, quay,...) phôc vô viÖc quan s¸t c¸c ®èi t−îng. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 8
- Th− viÖn c¸c ®èi t−îng (c¸c ký hiÖu ®Æc biÖt, c¸c chi tiÕt dïng chung (æ l¨n, chèt, chi tiÕt kÑp,...). - C¸c macro ®Ó vÏ nhanh c¸c ®èi t−îng th«ng dông (chi tiÕt kÑp, trôc, b¸nh r¨ng,...) hoÆc ghi kÝch th−íc tù ®éng, tra v ®iÒn dung sai v o b¶n vÏ. PhÇn lín c¸c phÇn mÒm draft cung cÊp giao diÖn lËp tr×nh v m«i tr−êng më, cho phÐp lËp tr×nh b»ng c¸c ng«n ng÷ bËc cao ®Ó tù ®éng qu¸ tr×nh vÏ hoÆc më réng chøc n¨ng theo ý muèn cña ng−êi dïng. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT Ho n to n t−¬ng tù chøc n¨ng vÏ trong c¸c phÇn mÒm draft, c«ng cô sketch (Sketcher) cña c¸c phÇn mÒm CAD 3D cã thÓ ®−îc dïng ®Ó trùc tiÕp t¹o lËp b¶n vÏ. - Sketcher l c«ng cô ph¸c th¶o, cã nhiÖm vô chÝnh l t¹o ra c¸c Profile 2D hoÆc 3D ®Ó tõ ®ã h×nh th nh c¸c m« h×nh vËt ®Æc (Solid) hoÆc bÒ mÆt (Surface). - Do kÕ thõa ®−îc c«ng cô vÏ cña c¸c phÇn mÒm Draft, ®−îc bæ sung c«ng cô tham sè ho¸, Sketcher cña CAD hiÖn ®¹i trë th nh c«ng cô vÏ m¹nh v linh ho¹t ®Ó t¹o ra c¸c b¶n vÏ kü thuËt. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 9
2.1.2 T¹o b¶n vÏ tõ m« h×nh Trong CAD hiÖn ®¹i, b¶n vÏ l sù biÓu hiÖn b»ng ng«n ng÷ kü thuËt cña m« h×nh. V× vËy, c¸ch th«ng th−êng nhÊt ®Ó t¹o b¶n vÏ l xuÊt trùc tiÕp c¸c h×nh chiÕu, h×nh c¾t tõ m« h×nh. M« h×nh v b¶n vÏ trong CAD TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT V× vËy, ngo i c¸ch gäi th«ng th−êng (Draw), b¶n vÏ cßn cã tªn kh¸c, l "Lay-Out". Tõ mét m« h×nh cã thÓ t¹o nhanh chãng mét hay nhiÒu b¶n vÏ, nhiÒu h×nh chiÕu kh¸c nhau. Gi÷a m« h×nh v c¸c b¶n vÏ ®−îc t¹o tõ ®ã cã mèi liªn hÖ qua l¹i. Mçi thay ®æi tõ m« h×nh sÏ ®−îc tù ®éng cËp nhËt sang b¶n vÏ v ng−îc l¹i. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 10
2.2 Chøc n¨ng t¹o m« h×nh Víi c¸c hÖ CAD hiÖn ®¹i, m«i tr−êng l m viÖc chñ yÕu cña kü s− thiÕt kÕ kh«ng ph¶i b¶n vÏ (Drawing) m l m« h×nh (Model) B¶n vÏ ®óng l ng«n ng÷ cña ng−êi kü s−, nh−ng nã chøa c¸c h×nh chiÕu, h×nh c¾t, kÝch th−íc, c¸c chó gi¶i víi nh÷ng quy −íc m chØ ng−êi kü s− míi hiÓu ®−îc v chØ dïng ®Ó cho con ng−êi l−u tr÷ hoÆc trao ®æi th«ng tin víi nhau. B¶n vÏ l mét t i liÖu "chÕt". Cßn víi m« h×nh, chóng ta cã thÓ "th¸o", "l¾p", "quan s¸t" tõ c¸c gãc ®é, cù ly kh¸c nhau; cã thÓ tra khèi l−îng, thÓ tÝch cña c¸c chi tiÕt hoÆc côm chi tiÕt; cã thÓ "vËn h nh" nã ®Ó kh¶o s¸t ®éng häc, ®éng lùc häc cña c¸c c¬ cÊu; cã thÓ tÝnh øng suÊt v biÕn d¹ng cña c¸c chi tiÕt,... TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT M« h×nh ®−îc dïng nh− ®èi t−îng chÝnh v chøc n¨ng t¹o m« h×nh l chøc n¨ng chÝnh trong c¸c phÇn mÒm CAD hiÖn ®¹i. C¸c phÇn mÒm CAD hiÖn ®¹i dïng 3 lo¹i m« h×nh: - M« h×nh khung d©y (Wireframe model) dïng l−íi c¸c ®−êng th¼ng v ®−êng cong ®Ó m« t¶ vËt thÓ 3D. + §©y l d¹ng m« h×nh ®¬n gi¶n nhÊt, ®ßi hái dung l−îng m¸y tÝnh nhá, hiÓn thÞ nhanh. + Nh−îc ®iÓm cña m« h×nh khung d©y l kh«ng thÓ hiÖn râ c¸c bÒ mÆt nªn khã h×nh dung vËt thÓ. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 11
- M« h×nh bÒ mÆt (Surface Model), vËt thÓ ®−îc biÓu diÔn b»ng tËp hîp c¸c bÒ mÆt (ph¼ng hay kh«ng gian) cã m u s¾c. Mét vËt ®Æc ®−îc biÓu diÔn b»ng mét kh«ng gian rçng, kÝn, bÞ giíi h¹n bëi c¸c bÒ mÆt. + M« h×nh bÒ mÆt cã thÓ ®−îc t¹o ra b»ng hai c¸ch: cho mét ®−êng cong "quÐt" theo mét ®−êng cong kh¸c hoÆc ®−îc ghÐp tõ c¸c bÒ mÆt c¬ b¶n. + Do dÔ t¹o, dÔ hiÖu chØnh, m« h×nh bÒ mÆt cho phÐp t¹o ra c¸c mÆt cong phøc t¹p. Tõ m« h×nh bÒ mÆt dÔ d ng t¹o ra quü ®¹o gia c«ng cho c¸c m¸y CNC. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT - M« h×nh vËt thÓ ®Æc (Solid Model) l d¹ng m« h×nh ho n chØnh nhÊt, kh«ng chØ cho phÐp h×nh dung vËt thÓ trong kh«ng gian thùc m cßn cã thÓ biÓu diÔn c¸c tÝnh chÊt vËt lý, nh− khèi l−îng, to¹ ®é träng t©m, momen qu¸n tÝnh,... + M« h×nh solid cã thÓ ®−îc c¾t, bæ ®Ó thÓ hiÖn vËt liÖu bªn trong. + Cã thÓ t¹o m« h×nh solid b»ng 2 c¸ch: ghÐp tõ c¸c khèi c¬ së b»ng phÐp hîp (Union), trõ (Subtraction) v giao (Intersection) hoÆc cho mét bÒ mÆt chuyÓn ®éng trong kh«ng gian. Ba d¹ng m« h×nh trªn cã thÓ t−¬ng t¸c, trao ®æi cho nhau. V× vËy, trong thiÕt kÕ th−êng kÕt hîp c¶ 3 d¹ng m« h×nh trªn. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 12
2.3 Chøc n¨ng ph©n tÝch L chøc n¨ng tÝnh to¸n ®éng häc, ®éng lùc häc, nhiÖt, øng suÊt, biÕn d¹ng,... cña c¸c chi tiÕt, c¬ cÊu, thiÕt bÞ v hÖ thèng. C¸c c«ng cô tÝnh to¸n, ph©n tÝch trªn xuÊt hiÖn ®éc lËp víi CAD, nh−ng ®· ®−îc tÝch hîp v o CAD ®Ó tËn dông kh¶ n¨ng ®å ho¹ kü thuËt ng y c ng m¹nh cña nã. Sù tÝch hîp c¸c chøc n¨ng ph©n tÝch v o CAD l m xuÊt hiÖn mét thuËt ng÷ míi: CAE (Computer Aided Engineering) Nhê CAE, chóng ta cã thÓ t¹o v kh¶o s¸t c¸c ®èi t−îng v qu¸ tr×nh mét c¸ch trùc quan. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT M« pháng ®éng lùc häc TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 13
Chøc n¨ng n÷a cã trong hÇu hÕt c¸c phÇn mÒm CAD l tÝnh to¸n c¬ häc v nhiÖt nhê ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n (Finite- Element Analysis - FEA). ViÖc tÝch hîp FEA v o CAD cho phÐp t¹o m« h×nh ®èi t−îng, ®Æt t¶i träng, ®Æt c¸c ®iÒu kiÖn r ng buéc mét c¸ch trùc quan ngay trªn m« h×nh. Mäi viÖc chia l−íi, tÝnh to¸n, hiÓn thÞ do phÇn mÒm thùc hiÖn tù ®éng. KÕt qu¶ ph©n tÝch ®−îc xuÊt ra, hiÓn thÞ ngay trªn m« h×nh gèc, cho biÕt sù ph©n bè t¶i träng, biÕn d¹ng v vÞ trÝ nguy hiÓm. §ã l m«i tr−êng t−¬ng t¸c, cho phÐp söa ®æi - tÝnh to¸n - tèi −u c¸c th«ng sè kü thuËt. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT C¶i tiÕn kÕt cÊu nhê FEA TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 14
PhÇn lín hÖ CAD cã chøc n¨ng tÝnh to¸n c¸c bé truyÒn c¬ khÝ th«ng dông, nh− b¸nh r¨ng, xÝch, ®ai, cam,... kÌm theo th− viÖn chi tiÕt tiªu chuÈn, nh− æ l¨n, vßng bÝt, trôc, chi tiÕt kÑp chÆt,.. Th− viÖn c¸c chi tiÕt tiªu chuÈn ®−îc tÝch hîp trong Inventor TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT C¸c chi tiÕt víi kÝch th−íc x¸c ®Þnh ®−îc chän tõ th− viÖn, sau ®ã ®Æt v o m« h×nh l¾p r¸p. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 15
Sù kÕt hîp gi÷a c¬ së d÷ liÖu víi m« h×nh tham sè cña CAD t¹o ra mét th− viÖn th«ng minh (Knowledge), cho phÐp thiÕt kÕ "tõ trªn xuèng (Top Down), phï hîp víi ph−¬ng ph¸p t− duy cña kü s− thiÕt kÕ. KÕt cÊu l¾p r¸p ®−îc ph¸c th¶o d¹ng s¬ ®å, sau ®ã qu¸ tr×nh ®−îc hiÖn thùc ho¸ trong m«i tr−êng solid 3D. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT ThiÕt kÕ côm truyÒn ®éng trªn c¬ së th− viÖn th«ng minh TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 16
KÕt hîp c«ng cô ph©n tÝch ®éng lùc häc víi FEA cho phÐp x¸c ®Þnh kh«ng chØ sù biÕn thiªn cña lùc, momen, c«ng suÊt,... m c¶ øng suÊt ngay trªn m« h×nh ®éng. Dùa v o ®ã, cã thÓ x¸c ®Þnh nhanh chãng vÞ trÝ c«ng t¸c ë tr¹ng th¸i nguy hiÓm. Ph©n tÝch ®éng lùc häc kÕt hîp víi FEA TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT Trong CAD cã thÓ tÝch hîp c¸c m« ®un thiÕt kÕ chuyªn dïng, nh− thiÕt kÕ khu«n, thiÕt kÕ ®−êng èng, thiÕt kÕ chi tiÕt vá máng,... CAD ®ang ph¸t triÓn nhanh chãng v× vËy cÇn kh«ng ngõng cËp nhËt th«ng tin míi. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 17
2.4 Chøc n¨ng CAM CAM xuÊt hiÖn mét c¸ch ®éc lËp víi CAD, nh»m môc ®Ých riªng ban ®Çu l trî gióp lËp tr×nh cho c¸c m¸y CNC. Xu h−íng tÝch hîp CAD/CAM n¶y sinh tõ nh÷ng n¨m 70 cña thÕ kû tr−íc ®Ó tËn dông m«i tr−êng ®å ho¹ cña CAD. HiÖn nay phÇn lín c¸c hÖ CAD hiÖn ®¹i ®Òu cã chøc n¨ng CAM v trë th nh c¸c hÖ CAD/CAM. Chøc n¨ng CAM ®−îc h×nh th nh trong CAD theo 2 h−íng: - H−íng thø nhÊt, c¸c nh s¶n xuÊt phÇn mÒm CAD bæ sung thªm chøc n¨ng CAM v o s¶n phÈm CAD cña hä ®Ó t¹o ra c¸c phÇn mÒm CAD/CAM thèng nhÊt (Pro/Engineer, Cimatron, CATIA) TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT - H−íng thø hai, c¸c nh chuyªn viÕt phÇn mÒm CAM ph¸t triÓn c¸c modul CAM trªn nÒn c¸c phÇn mÒm CAD cña h·ng kh¸c. B»ng c¸ch n y, c¸c s¶n phÈm CAD/CAM kÕ thõa ®−îc tinh hoa cña c¸c h·ng s¶n xuÊt h ng ®Çu thÕ giíi trong c¶ 2 lÜnh vùc. VÝ dô, h·ng Pathrace ®· chän c¸c phÇn mÒm CAD ®−îc −a chuéng nhÊt thÕ giíi, nh− Mechanical Desktop, Inventor, Solid Work ®Ó ph¸t triÓn phÇn mÒm EdgeCAM cña hä. KÕt qu¶ l sinh ra c¸c tæ hîp CAD/CAM lai (EdgeCAM for Mechanical Desktop, EdgeCAM for Inventor, EdgeCAM for Solid Work). TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 18
3. Nh÷ng c«ng nghÖ míi trong CAD C¸c phÇn mÒm CAD 2D (VD. AutoCAD) buéc ng−êi dïng ph¶i nhËp chÝnh x¸c c¸c kÝch th−íc v c¸c quan hÖ h×nh häc gi÷a c¸c ®èi t−îng v o b¶n vÏ. §iÒu ®ã kh«ng thÓ thùc hiÖn ®−îc khi ch−a cã b¶n thiÕt kÕ ho n chØnh. V× vËy, chøc n¨ng vÏ dï tèt ®Õn ®©u th× còng kh«ng thÓ ®¶m b¶o cho CAD th nh c«ng cô trî gióp thiÕt kÕ thùc sù. Muèn cã m«i tr−êng thiÕt kÕ ph¶i cã CAD 3D víi chøc n¨ng m« h×nh ho¸ v ph©n tÝch m¹nh víi c¸c c«ng nghÖ thiÕt kÕ míi. C¸c c«ng nghÖ n y ®¶m b¶o cho ng−êi kü s− thiÕt kÕ theo "quy tr×nh thuËn" TÝnh Ph¸c LËp m« to¸n, KiÓm ChØnh KÕt qu¶ th¶o h×nh ph©n tÝch nghiÖm söa TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 3.1 ThiÕt kÕ theo tham sè (Parametric Design) Víi c«ng nghÖ n y, thay v× ph¶i vÏ chÝnh x¸c ngay tõ ®Çu, chóng ta b¾t ®Çu b»ng ph¸c th¶o, sau ®ã míi chÝnh x¸c ho¸ b»ng c¸ch g¸n kÝch th−íc v c¸c liªn kÕt h×nh häc cho ®èi t−îng. Chóng ta còng cã thÓ g¸n mèi quan hÖ gi÷a c¸c kÝch th−íc (vÝ dô sù phô thuéc cña ®−êng kÝnh lç v o chiÒu d y moay ¬) ®Ó mçi khi thay ®æi chiÒu d y moay ¬ th× ®−êng kÝnh tù ®éng thay ®æi theo. C«ng nghÖ tham sè t¹o cho CAD c¸c −u ®iÓm sau: - Gióp ng−êi kü s− h×nh th nh v thÓ hiÖn ý t−ëng thiÕt kÕ ®óng theo quy luËt tù nhiªn cña qu¸ tr×nh t− duy: ®i tõ ph¸c th¶o ý ®å ®Õn chÝnh x¸c ho¸ m« h×nh råi míi xuÊt t i liÖu thiÕt kÕ. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 19
- L m cho qu¸ tr×nh thiÕt kÕ ®−îc mÒm dÎo, linh ho¹t. C¸c s¶n phÈm thiÕt kÕ cã thÓ ®−îc söa ®æi mét c¸ch dÔ d ng, trong bÊt cø giai ®o¹n n o. - DÔ kÕ thõa c¸c kÕt qu¶ thiÕt kÕ ®· cã. Nhê c«ng nghÖ n y m ng−êi dïng cã thÓ tù t¹o c¸c th− viÖn c¸c chi tiÕt hoÆc kÕt cÊu m¸y cho riªng m×nh v sö dông chóng mét c¸ch hiÖu qu¶. - Gi÷ mèi liªn kÕt gi÷a m« h×nh v t i liÖu thiÕt kÕ. TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 3.2 ThiÕt kÕ h−íng ®èi t−îng (Feature Based Design) C«ng nghÖ n y ®¸nh dÊu mét b−íc tiÕn lín trong c«ng nghÖ CAD. Thay v× l m viÖc víi c¸c ®èi t−îng ®¬n gi¶n, nh− ®−êng th¼ng, cung trßn, kÝch th−íc,... rêi r¹c, ng−êi dïng l m viÖc trùc tiÕp víi c¸c bÒ mÆt (trô, ren, r·nh then), víi c¸c chi tiÕt v côm l¾p r¸p. Nhê vËy cã thÓ t¹o c¸c mèi ghÐp, c¸c khíp, cÆp truyÒn ®éng nh− trong thÕ giíi thùc. Qu¶n lý m« h×nh theo ®èi t−îng TS. Tr n ð c Tăng – Khoa HKVT 20