Quảng Ngãi , 12/2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
----- -----
BÀI GIẢNG
CAD/CAM/CNC
Bậc: Cao Đẳng – Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí
GV: ThS. Phạm Trường Tùng (Chủ biên)
GV: KS. Bùi Trung Kiên
i
MỤC LỤC
Lời nói đầu ..........................................................................................................
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM
1.1. Lịch sử phát triển của CAD/CAM .................................................... Trang 01
1.2. Định nghĩa CAD/CAM .............................................................................. 02
1.3. Nội dung và công cụ của CAD/CAM ......................................................... 03
1.4. Qui trình sản xuất và CAD/CAM ............................................................... 07
1.5. Phần cứng của CAD/CAM ......................................................................... 09
1.6. Phần mềm của CAD/CAM ......................................................................... 11
1.7. Lợi ích của CAD/CAM .............................................................................. 14
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT (FMS)
2.1 Cơ sở hình thành FMS03 ...................................................................Trang 16
2.2 Phân tích đối tượng sản xuất linh hoạt ......................................................... 21
2.3 Cấu trúc và các phần tử cơ bản của FMS ..................................................... 21
2.4 Quá trình phát triển các FMS ....................................................................... 22
2.5 Tính kinh tế của FMS .................................................................................. 23
2.6 Các ứng dụng của FMS................................................................................ 23
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG SẢN XUẤT TÍCH HỢP NHỜ MÁY TÍNH (CIM)
3.1 Giới thiệu...........................................................................................Trang 24
3.2 Các loại hệ thống sản xuất ........................................................................... 24
3.3 Quản lý và điều hành sản xuất nhờ máy tính ................................................ 25
3.4 Hệ thống điều khiển nhờ máy tính ............................................................... 28
3.5 Những lợi ích của CIM ................................................................................ 30
3.6 Thực hiện một hệ thống CAD/CAM/CIM .................................................... 31
3.7 Tương lai của CAD/CAM/CIM ................................................................... 32
CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ CNC
4.1. Lịch sử phát triển của máy CNC....................................................... Trang 34
4.2. Đặc trưng cơ bản của máy CNC ................................................................ 36
4.3. Mô hình khái quát của một máy CNC ........................................................ 38
4.4. Các phương pháp điều khiển ...................................................................... 39
4.5. Hệ trục tọa độ trên máy CNC ..................................................................... 43
ii
4.6. Các bước thực hiện gia công trên máy CNC ............................................... 50
4.7. Hình thức tổ chức gia công trên máy CNC ................................................. 55
CHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ LẬP TRÌNH PHAY CNC
5.1. Công nghệ phay CNC ...................................................................... Trang 58
5.2. Cơ sở lập trình phay CNC .......................................................................... 60
5.3. Lệnh bù và dịch chỉnh dao .......................................................................... 66
5.4. Chu trình phay............................................................................................ 69
5.5. Phép lặp ..................................................................................................... 75
5.6. Các ví dụ .................................................................................................... 76
CHƯƠNG 6: CÔNG NGHỆ LẬP TRÌNH TIỆN CNC
6.1. Cơ sở lập trình tiện CNC .................................................................. Trang 80
6.2. Các lệnh di chuyển dao .............................................................................. 88
6.3. Bù trừ và cài đặt thông số dao tiện.............................................................. 91
6.4. Các lệnh về chu trình .................................................................................. 93
6.5. Các ví dụ ...................................................................................................199
Tài liệu tham khảo .........................................................................................103
LỜI NÓI ĐẦU
Những năm cuối thế kỷ 20, công nghệ CAD/CAM/CNC đã trở thành một lĩnh
vực đột phá trong thiết kế, chế tạo và sản xuất sản phẩm công nghiệp. Cùng với sự
phát triển của Cơ khí – Tin học – Điện tử – Tự động hóa, công nghệ CAD/CAM/CNC
đã được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp cơ khí
chế tạo nói riêng để tăng năng xuất lao động, giảm cường độ lao động và tự động hóa
quá trình sản xuất, nâng cao độ chính xác chi tiết và đạt hiệu quả kinh tế cao.
Học phần CAD/CAM/CNC là học phần khối kiến thức ngành, học phần sẽ trang
bị cho sinh viên kiến thức để ứng dụng những thành tựu của công nghệ
CAD/CAM/CNC trong thiết kế, chế tạo, gia công cơ khí.
Cụ thể, học phần sẽ giới thiệu về vị trí, vai trò, tầm quan trọng của công nghệ
CAD/CAM/CNC trong ngành cơ khí. Học phần sẽ cung cấp cho sinh viên những kiến
thức cơ bản về kỹ thuật lập trình CNC để sinh viên có thể viết chương trình điều khiển
máy CNC trong gia công chi tiết.
Quảng Ngãi, tháng 12/2014
Nhóm Biên Soạn
1
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM
1.1. Lịch sử phát triển của CAD/CAM
Nhờ sự phát triển của công nghệ máy tính, các nhà sản xuất muốn tự động quá
trình thiết kế và muốn sử dụng cơ sở dữ liệu này cho quá trình tự động sản xuất. Đây
là ý tưởng cho ngành khoa học CAD/CAM ra đời. CAD/CAM được hiểu là sử dụng
máy tính trong quá trình thiết kế và sản xuất hay theo thuật ngữ tiếng Anh là máy tính
trợ giúp thiết kế và sản xuất. Từ sự ra đời của CAD/CAM các lĩnh vực khác của việc
ứng dụng máy tính cũng đã phát triển theo như: CG, CAE, CAPP,.. Tất cả những lĩnh
vực sinh ra đó đều liên quan tới những nét đặc trưng của quan niệm về CAD/CAM.
CAD/CAM là một lĩnh vực rộng lớn nó là trái tim của nền sản xuất tích hợp và tự
động .
Lịch sử phát triển của CAD/CAM gắn liền với sự phát triển của công nghệ máy
tính và kỹ thuật đồ hoạ tương tác (ICG). Cuối 1950 đầu 1960 CAD/CAM có những
bước phát triển đáng kể, khởi đầu có thể nói là tại Massachusetts Institute of
Technology (MIT) - Mỹ với ngôn ngữ lập trình cho máy tính APT (Automatically
Programmed Tools). Mục đích của APT là để lập trình cho máy điều khiển số, nó
được coi như là một bước đột phá cho tự động hoá quá trình sản xuất.
Những năm 1960 đến 1970 CAD tiếp tục phát triển mạnh, hệ thống turnkey CAD
được thương mại hoá, đây là một hệ thống hoàn chỉnh bao gồm phần cứng, phần mềm,
bảo trì và đào tạo, hệ thống này được thiết kế chạy trên mainframe và minicomputer.
Tuy nhiên khả năng xử lư thông tin, bộ nhớ và ICG của mainframe và minicomputer
hạn chế nên các hệ CAD/CAM thời kỳ này kém hiệu quả, giá thành cao và chỉ được sử
dụng trong một số rất ít lĩnh vực.
Năm 1983 máy tính IBM-PC ra đời, đây là thế hệ máy tính lý tưởng về khả năng
xử lý thông tin, bộ nhớ, đồ hoạ cho CAD/CAM. Điều này tạo điều kiện cho các hệ
CAD/CAM phát triển rất nhanh chóng.