GIÁO TRÌNH CAD/CAM - PHẦN 8 ỨNG DỤNG CAD/CAM - ỨNG DỤNG CAD

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

80
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

ỨNG DỤNG CAD QÚA TRÌNH THIẾT KẾ Trước khi xem xét một vài khía cạnh của CAD, trước hết chúng ta hãy xét qúa trình thiết kế nói chung. Theo Shigley, qúa trình thiết kế được xem như là một qúa trình lặp lại gồm 6 bước phân biệt: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Nhận biết nhu cầu Xác định nhiệm vụ thiết kế Tổng hợp Phân tích và tối ưu hóa Đánh gía Trình bày Việc nhận biết nhu cầu liên quan đến việc nhận biết vấn đề tồn tại bởi một người nào đó và cần được giải quyết. Việc...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH CAD/CAM - PHẦN 8 ỨNG DỤNG CAD/CAM - ỨNG DỤNG CAD

ÖÙÙNG DUÏNG CAD Ö QUÙA TRÌNH THIEÁT KEÁ QUÙ Tröôùc khi xem xeùt moät vaøi khía caïnh cuûa CAD, tröôùc heát chuùng ta haõy xeùt quùa trình thieát keá noùi chung. Theo Shigley, quùa trình thieát keá ñöôïc xem nhö laø moät quùa trình laëp laïi goàm 6 böôùc phaân bieät: 1. Nhaän bieát nhu caàu 2. Xaùc ñònh nhieäm vuï thieát keá 3. Toång hôïp 4. Phaân tích vaø toái öu hoùa 5. Ñaùnh gía 6. Trình baøy nhaä nhu Vieäc nhaän bieát nhu caàu lieân quan ñeán vieäc nhaän bieát vaán ñeà toàn taïi bôûi moät ngöôøi naøo ñoù vaø caàn ñöôïc giaûi quyeát. Vieäc naøy coù theå laø baûn thieát keá maùy hieän taïi coù khuyeát ñieåm, hay laø moät saûn phaåm môùi coù nhu caàu treân thò tröôøng do khaùch haøng gôïi yù. xaù Vieäc xaùc ñònh nhieäm vuï lieân quan ñeán vieäc chæ ra nhöõng coâng vieäc caàn phaûi laøm khi thieát keá: xaùc ñònh ñaëc tính vaät lyù, chöùc naêng, gía thaønh, chaát löôïng vaø caùch thöùc vaän haønh. Toå Toång hôïp vaø phaân tích coù lieân quan chaët cheõ vôùi nhau vaø raát hay laëp laïi trong quùa trình thieát keá. Ngöôøi thieát keá nghó ra moät boä phaän nhaát ñònh cuûa heä thoáng, ñem ra phaân tích, caûi tieán vaø thieát keá laïi. Quùa trình naøy ñöôïc laëp laïi cho ñeán khi baûn thieát keá ñaït ñöôïc toái öu theo caùc chæ tieâu cuûa ngöôøi thieát keá. Caùc boä phaän naøy ñöôïc toång hôïp laïi thaønh toaøn heä thoáng vaø quùa trình thieát keá laïi ñöôïc thöïc hieän theo caùch laëp laïi töông töï. Vieäc ñaùnh gía baûn thieát keá yeâu caàu vieäc saûn xuaát thöû maãu ñeå ñaùnh giaù tình hình vaän haønh, chaát löôïng, ñoä tin caäy vaø caùc chæ tieâu khaùc. trình Khaâu cuoái cuøng laø trình baày baûn thieát keá: caùc baûn veõ, baûng lieät keâ vaät lieäu, baûng laép raùp,.... chuû yeáu laø taïo ra caùc cô sôû döõ lieäu cuûa thieát keá. Quùa trình thieát keá ñöôïc moâ taû treân hình 4.1 Quaù trình thieát keá truyeàn thoáng ñöôïc thöïc hieän baèng tay treân baûng veõ. Quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän theo caùch thöû vaø sai. Moãi laàn thöû laø moät laàn baûn thieát keá ñöôïc caûi thieän. Nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø maát nhieàu thôøi gian. Phaûi caàn raát nhieàu thôøi giôø cho moät baûn thieát keá. ÖÙÙNG DUÏNG MAÙY TÍNH ÑEÅ THIEÁT KEÁ Ö Coù 4 nhieäm vuï ñöôïc thöïc hieän khi thieát keá nhôø maùy tính 1. Moâ hình hoùa hình hoïc 2. Phaân tích kyõ thuaät 3. Xem xeùt laïi baûn veõ vaø ñaùnh gía Nhaän bieát nhu caàu 4. In baûn veõ töï ñoäng Xaùc ñònh nhieäm vuï Toång hôïp Phaân tích vaø toái öu hoùa Ñaùnh giaù thieát keá Trình baøy
Hình Hình 4.1 Quùa trình thieát keá Nhaän bieát nhu caàu Xaùc ñònh nhieäm vuï Toång hôïp Moâ hình hoùa hình hoïc Phaân tích vaø toái öu hoùa Phaân tích kyõ thuaät Ñaùnh giaù thieát keá Xem laïi baûn veõ vaø ñaùnh giaù Trình baøy In baûn veõ töï ñoäng Hình Hình 4.2: ÖÙng duïng maùy tính trong thieát keá Moâ Moâ hình hoùa hình hoïc
moâ moâ Trong quaù trình thieát keá nhôø maùy tính, moâ hình hoùa hình hoïc lieân quan ñeán vieäc moâ taû toaùn hoïc hình daïng cuûa ñoái töôïng treân maøn hình. Vieäc moâ taû toaùn hoïc cho pheùp hình aûnh cuûa ñoái töôïng xuaát hieän treân maøn hình vaø xöû lyù noù qua caùc tín hieäu ñöôïc truyeàn töø CPU cuûa heä thoáng CAD. Phaàn meàm coù khaû naêng moâ hình hoùa hình hoïc phaûi ñöôïc thieát keá ñeå ñöôïc söû duïng moät caùch coù hieäu quûa bôûi maùy tính vaø ngöôøi söû duïng. Ñeå moâ hình hoùa hình hoïc ngöôøi thieát keá xaây döïng hình aûnh cuûa ñoái töôïng treân maøn hình cuûa heä loaï thoáng ICG baèng caùch nhaäp 3 loaïi leänh cho maùy tính. Leä 1. Leänh veõ caùc phaàn töû hình hoïc cô sôû nhö ñöôøng, ñieåm, hình troøn Leä 2. Leänh bieán ñoåi nhö phoùng ñaïi, xoay vaø thay ñoåi vò trí cuûa caùc phaàn töû treân. Leä 3. Leänh lieân keát caùc phaàn töû treân thaønh hình daïng caàn thieát cuûa ñoái töôïng maù moâ löu Trong quaù trình naøy maùy tính chuyeån ñoåi caùc leänh thaønh caùc moâ hình toùan hoïc, löu tröõ thaønh caùc xuaá xem file döõ lieäu vaø xuaát ra maøn hình CRT. Moâ hình coù theå ñöôïc goïi ra baát cöù luùc naøo ñeå xem xeùt, phaân tích vaø söûa ñoåi. Coù Coù nhieàu phöông phaùp bieåu dieãn ñoái töôïng khi moâ hình hoùa hình hoïc. Daï baû Daïng cô baûn laø söû duïng phöông phaùp khung daây ñeå moâ taû ñoái töôïng: Chi tieát ñöôïc moâ taû baèng daï caùch noái caùc ñöôøng vôùi nhau. Moâ hình hình hoïc ñöôïc phaân thaønh 3 daïng tuøy theo khaû naêng cuûa heä ICG 2D: 1. 2D: Bieåu dieãn ñoà hoïa 2 chieàu, duøng cho caùc chi tieát phaúng. 2. 2,5D : Moâ taû ñoái töôïng kieåu 2D nhöng cho pheùp bieåu dieãn ñoái töôïng ôû daïng 3D chöøng naøo chi tieát coù chieàu daøy khoâng ñoåi. 3D: 3. 3D: Cho pheùp moâ hình hoùa ñoái töôïng phöùc taïp hôn trong khoâng gian 3 chieàu. Moâ taû ñoái töôïng trong khoâng gian 3 chieàu baèng khung daây ñoâi khi cuõng raéc roái ñoái vôùi chi tieát phöùc taïp. Moâ hình khung daây coù theå ñöôïc caûi thieän baèng moät soá caùch: Taïo caùc neùt khuaát sau chi tieát. • Daáu hoaøn toaøn caùc neùt khuaát phía sau chi tieát. Nhö vaäy coù theå töôûng töôïng chi tieát toát hôn. • Moät soá heä thoáng CAD coù theå töï ñoäng giaáu neùt khuaát, nhöng moät soá khaùc laïi yeâu caàu chæ ra neùt naøo caàn giaáu. Laøm cho chi tieát coù caùc beà maët ñeå ta coù theå troâng thaáy chi tieát ôû daïng ñaëc. Tuy nhieân ñoái • töôïng vaãn ñöôïc löu trong maùy tính ôû daïng khung daây. Phöông Phöông phaùp tieán boä nhaát laø taïo moâ hình khoái ñaëc (Solid) trong khoâng gian 3 chieàu. Phöông phaùp naøy thöôøng söû duïng caùc khoái hình hoïc cô sôû vaø caùc pheùp toùan cuûa ñaïi soá Boole ñeå xaây döïng ñoái töôïng (truï, hoäp, coân, caàu, cheâm,...). khaû Moät ñaëc ñieåm nöõa cuûa moät soá heä thoáng CAD laø khaû naêng taïo maøu cho hình veõ. Nhôø maøu saéc ta coù nhieà theå ñöa leân maøn hình nhieàu thoâng tin hôn, phaân bieät caùc ñoái töôïng trong baûn veõ laép hoaëc laøm noåi baät kích thöôùc vaø moät soá muïc ñích khaùc. Phaân tích kyõ thuaät Phaâ Khi thieát keá kyõ thuaät, caàn moät soá phaân tích: Tính öùng suaát - bieân daïng - Tính toaùn truyeàn nhieät - Söû duïng caùc phöông trình vi phaân ñeå moâ taû ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa heä thoáng ñöôïc thieát keá - Maùy tính coù theå ñöôïc söû duïng ñeå laøm caùc coâng vieäc treân. Thoâng thöôøng thì moät soá chöông trình chuyeân duïng phaûi ñöôïc phaùt trieån ñeå giaûi caùc baøi toaùn thieát keá vaø ñöôïc vieát bôûi nhoùm thieát keá. Nhöng trong nhieàu tröôøng hôïp coù theå mua caùc chöông trình coù muïc ñích söû duïng chung ñeå thöïc hieän vieäc phaân tích kyõ thuaät.
Caùc heä thoáng CAD/CAM kieåu chìa khoùa trao tay thöôøng bao goàm caùc phaàn meàm phaân tích kyõ thuaät vaø coù theå duøng cho vieäc thieát keá. Thí duï, phaân tích khoái löôïng, phaân tích phaàn töû höõu haïn. Phaân tích khoái löôïng coù leõ laø öùng duïng roäng raõi nhaát. Noù bao goàm caùc coâng vieäc: • Tính dieän tích beà maët • Tính troïng löôïng • Tính theå tích • Troïng taâm Ñoái vôùi maët phaúng hoaëc tieát dieän cuûa moät vaät ñaëc, vieäc tính toaùn goàm chu vi, dieän tích vaø moâ men quaùn tính cuûa tieát dieän. Nhöng coâng cuï maïnh meõ nhaát cuûa moät heä thoáng CAD laø phöông phaùp phaàn töû höõu haïn. Vôùi kyõ thuaät naøy vaät ñöôïc chia ra thaønh raát nhieàu phaàn töû höõu haïn (coù daïng tam giaùc hoaëc chöõ nhaät) ñöôïc noái vôùi nhau bôûi caùc nuùt löôùi. Baèng caùch söû duïng maùy tính vôùi khaû naêng tính toaùn ñaùng keå, toaøn boä vaät coù theå ñöôïc phaân tích veà öùng suaát-bieán daïng, truyeàn nhieät baèng caùch tính toaùn haønh vi cuûa moãi nuùt. Baèng caùch xaùc ñònh quan heä qua laïi giöõa caùc nuùt trong heä thoáng, ñaëc ñieåm cuûa vaät coù theå ñöôïc xaùc ñònh. Moät soá heä thoáng CAD coù theå töï ñoäng xaùc ñònh caùc nuùt vaø caáu truùc löôùi cuûa vaät cho tröôùc. Ngöôøi söû duïng chæ caàn xaùc ñònh caùc tham soá cuï theå cho moâ hình phaàn töû höõu haïn laø heä thoáng CAD coù theå thöïc hieän vieäc tính toaùn. Maøu saéc uõng coù theå ñöôïc duøng ñeå nhaán maïnh vieäc so saùnh chi tieát tröôùc vaø sau bieán daïng. Neáu keát quûa tính cho thaáy khoâng toát, ngöôøi thieát keá coù theå söûa ñoåi hình daùng cuûa chi tieát vaø thöïc hieän vieäc tính toaùn laïi theo phöông phaùp phaàn töû höõu haïn cho ñeán khi ñaït ñöôïc keát quûa mong muoán. Xem xeùt laïi baûn veõ vaø ñaùnh giaù Vieäc kieåm tra laïi ñoä chính xaùc cuûa baûn thieát keá coù theå ñöôïc thöïc hieän treân maøn hình. Caùc chöông trình con cho pheùp xaùc ñònh moät caùch baùn töïï ñoäng kích thöôùc vaø dung sai kích thöôùc ñaõ giuùp cho ngöôøi duøng traùnh ñöôïc loãi khi leân kích thöôùc - Ngöôøi thieát keá coù theå phoùng to aûnh leân ñeå xaùc ñònh kích thöôùc cho roõ raøng hôn. tuï Khi xem laïi baûn veõ, thuû tuïc goïi lôùp raát höõu ích, thí duï ta coù theå taïo lôùp veõ phoâi ñuùc vaø lôùp veõ chi tieát. Baèng caùch goïi caû 2 lôùp, ta coù theå quan saùt thaáy beà daøy cuûa löôïng dö cho vaät ñuùc ñeå kieåm tra xem coù thieáu choã naøo khoâng. Thuû tuïc naøy coù theå thöïc hieän trong giai ñoaïn kieåm tra töøng böôùc trong quùa trình cheá taïo chi tieát. Moät thuû tuïc lieân quan khi raø laïi baûn veõ laø kieåm tra laïi caùc chi tieát xem coù choã naøo ñeø leân nhau khoâng treân baûn veõ laép. Khi baûn veõ phöùc taïp, vieäc naøy raát hay xaûy ra. Trong moät soá heä thoáng CAD, moät trong nhöõng ñaëc ñieåm quan troïng laø moâ phoûng chuyeån ñoäng (Kinematics). Vôùi ñaëc ñieåm naøy, ngöôøi söû duïng coù theå hoaït hoùa chuyeån ñoäng cuûa caùc cô caáu ñôn giaûn ñöôïc thieát keá, nhôø vaäy coù theå phaùt hieän ra khuyeát ñieåm trong thieát keá, thí duï chi tieát naøy ñuïng vaøo chi tieát kia khi hoaït ñoäng. Töï ñoäng taïo baûn veõ Töï Töï ñoäng taïo baûn veõ laø taïo ra caùc baûn veõ kyõ thuaät tröïc tieáp töø cô sôû döõ lieäu CAD. Trong caùc phoøng CAD tröôùc kia, töï ñoäng hoùa vieäc in baûn veõ chuû yeáu laø ñeå chính lyù heä thoáng CAD. Thöïc söï heä thoáng CAD coù theå taêng naêng suaát nhieäm vuï veõ leân gaáp 5 laàn so vôùi veõ baèng tay. Moät soá ñaëc ñieåm ñoà hoïa trong heä thoáng CAD töï thaân daãn ñeán quùa trình taïo baûn veõ. Nhöõng ñaëc ñieåm naøy goàm coù: Taïo caùc hình chieáu - Töï ñoäng leân kích thöôùc, - Keû cheùo maët caét - Laáy tæ leä -
Xem maët caét, hình chieáu - Phoùng to caùc chi tieát nhoû - Xoay - Chuyeån hình aûnh sang hình chieáu truïc ño (ISO), phoái caûnh (Perspective) - Phaàn lôùn caùc heä thoáng CAD coù khaû naêng taïo ra 6 hình chieáu. tieâ Baèng caùch laäp chöông trình caùc tieâu chuaán thieát keá, caùc baûn veõ kyõ thuaät coù theå ñöôïc taïo ra ñeå gaén caùc tieâu chuaån veõ cuûa coâng ty mình vaøo trong heä thoáng CAD. Phaân loaïi chi tieát vaø maõ hoùa Phaâ Ngoaøi 4 chöùc naêng treân, cô sôû döõ lieäu CAD coøn coù theå ñöôïc duøng ñeå phaùt trieån heä thoáng phaân loaïi chi tieát vaø maõ hoùa, nghóa laø gom caùc chi tieát gioáng nhau thaønh 1 nhoùm vaø hoï caùc chi tieát gioáng nhau thì ñöôïc saép xeáp theo sô ñoà maõ hoùa. Ngöôøi thieát keá theo heä thoáng phaân loaïi vaø maõ hoùa coù theå goïi ra nhöõng baûn veõ thieát keá chi tieát maø khoâng caàn phaûi veõ chi tieát môùi. Hình thaønh cô sôû döõ lieäu cho cheá taïo Hình Moät lyù do quan troïng khaùc ñeå duøng heä thoáng CAD laø noù cho cô hoäi phaùt trieån cô sôû döõ lieäu caàn thieát cho saûn xuaát saûn phaåm. Trong chu kyø saûn xuaát coå ñieån, caùc baûn veõ thieát keá chuaån bò bôûi ngöôøi veõ, vaø sau ñoù ñöôïc caùc kyõ sö coâng ngheä duøng ñeå thieát keá quùa trình gia coâng (nghóa laø taïo ra tôø tieán trình gia coâng). Quùa trình thieát keá taùch rôøi khoûi quùa trình gia coâng. Nhö vaäy maát nhieàu thôøi gian ñeå laäp laïi baûn veõ. Trong heä thoáng saûn xuaát coù tích hôïp CAD/CAM, giöõa cheá taïo vaø thieát keá coù quan heä tröïc tieáp vôùi nhau. Muïc tieâu cuûa CAD/CAM khoâng chæ laø töï ñoäng hoaù moät soá pha thieát keá vaø töï ñoäng hoaù moät soá pha cheá taïo maø coøn laø TÑH vieäc chuyeån döõ lieäu thieát keá cho cheá taïo. Caùc heä thoáng saûn xuaát treân cô sôû maùy tính ñaõ ñöôïc phaùt trieån ñeå taïo ra nhieàu döõ lieäu vaø taøi lieäu caàn thieát cho vieäc vaïch keá hoaïch vaø quaûn lyù saûn xuaát ñoái vôùi saûn phaåm. Cô sôû döõ lieäu cho cheá taïo chính laø cô sôû döõ lieäu CAD/CAM tích hôïp. Noù bao goàm taát caû caùc döõ lieäu ñöôïc taïo ra khi thieát keá (döõ lieäu hình hoïc, danh saùch vaät lieäu, danh saùch chi tieát, phaân loaïi vaät lieäu,.v.v...), keå caû caùc döõ lieäu phuï caàn thieát cho cheá taïo maø phaàn lôùn ñöôïc taïo ra khi
thieát keá saûn phaåm. Hình sau ñaây cho thaáy cô sôû döõ lieäu CAD/CAM coù quan heä nhö theá naøo khi thieát keá vaø cheá taïo trong moät coâng ty saûn xuaát saûn phaåm ñieån hình CAM CAD Thieát keá duïng Moâ hình hoùa cuï vaø ñoà gaù hình hoïc Töông Phaân tích Laäp trình NC taùc ñoà kyõ thuaät C hoïa ô sôû döõ Xem laïi baûn Thieát keá QTCN veõ vaø ñaùnh nhôø maùy tính giaù Taïo baûn veõ Laäp keá töï ñoäng hoaïch vaø lòch trình saûn xuaát Lôï Lôïi ích cuûa CAD Coù nhieàu lôïi ích töø CAD, nhöng chæ moät soá coù theå ño ñöôïc. Moät soá lôïi ích nhö chaát löôïng coâng vieäc toát hôn, coù nhieàu thoâng tin boå ích hôn, ñieàu kieän hieåu bieát nhau giöõa caùc ñoàng nghieäp toát hôn,..... raát khoù ño ñaïc. Moät soá lôïi ích coù theå caûm nhaän ñöôïc nhöng phaûi laâu daøi môùi ñaùnh giaù ñöôïc. Moät soá khaùc coù theå ño tröïc tieáp ñöôïc. Nhöõng lôïi ích maø heä thoáng CAD/CAM coù theå mang laïi cho ngöôøi söû duïng nhö sau: 1. Naêng suaát thieát keá taêng 2. Thôøi gian thieát keá giaûm 3. Giaûm ñöôïc soá ngöôøi thieát keá 4. Deå ñaùp öùng nhu caàu khaùch haøng 5. Ñaùp öùng yeâu caàu nhanh hôn 6. Traùnh ñöôïc ñuïng chaïm sô ñoà 7. Ít loãi hôn 8. Chính xaùc hôn 9. Deã nhaän ra söï ñuïng nhau giöõa caùc boä phaän 10. Phaân tích toát hôn, giaûm ñöôïc vieäc thöû maãu 11. Giuùp chuaån bò hoà sô thieát keá hôïp tieâu chuaån hôn 13. Thieát keá ñaûm baûo toát hôn 14. Thieát keá duïng cuï naêng suaát hôn 15. Bieát giaù thaønh ñaûm baûo hôn
16. Giaûm thôøi gian ñaøo taïo ñeå veõ vaø laäp trình NC 17. Laäp trình NC ít loãi hôn 18. Ñaûm baûo söû duïng chi tieát vaø duïng cuï ñang coù toát hôn 19. Giuùp cho baûn thieát keá ñöôïc tin töôûng ñuùng hôn cho kyõ thuaät cheá taïo hieän haønh 20. Tieát kieäm vaät lieäu vaø thôøi gian maùy nhôø thuaät toaùn toái öu hoùa 21. Ñaûm baûo keát quûa laøm vieäc toát hôn 22. Quaûn lyù ñoäi nguõ thieát keá döï aùn hieäu quûa hôn 23. Giuùp kieåm tra caùc chi tieát phöùc taïp. 24. Giuùp cho kyõ sö coâng ngheä, thieát keá, veõ, quaûn lyù vaø caùc nhoùm khaùc giao löu vaø hieåu bieát nhau hôn Lôïi ích cuûa CAM Nhöõng lôïi ích cuûa CAD cuõng ñöôïc truyeàn sang CAM, theå hieän trong caùc lónh vöïc sau Thieát keá duïng cuï vaø ñoà gaù cho cheá taïo • Laäp trình NC • Laäp keá hoaïch gia coâng • Laäp danh saùch chi tieát gheùp cho saûn xuaát • Kieåm tra nhôø maùy tính • Laäp keá hoaïch Robotics • Coâng ngheä nhoùm • Chu kyø saûn xuaát ngaén hôn nhôø leân lòch trình saûn xuaát toát hôn • Nhöõng lôïi ích aáy ñöôïc taïo ra nhôø cô sôû döõ lieäu CAD/CAM maø söôøn coâng vieäc ñöôïc xaùc ñònh trong quùa trình CAD.