ÖÙNG DUÏNG CAD
ÖÙNG DUÏNG CADÖÙNG DUÏNG CAD
ÖÙNG DUÏNG CAD
QUÙA TRÌNH THIEÁT KEÁ
QUÙA TRÌNH THIEÁT KEÁQUÙA TRÌNH THIEÁT KEÁ
QUÙA TRÌNH THIEÁT KEÁ
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
Vieäc
nhaän bieát
nhaän bieátnhaän bieát
nhaän bieát
nhu caàu
nhu caàunhu caàu
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.
Vieäc
xaùc ñònh nhieäm vuï
xaùc ñònh nhieäm vuïxaùc ñònh nhieäm vuï
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.
Toång hôïp vaø phaân tích
Toång hôïp vaø phaân tíchToång hôïp vaø phaân tích
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 ñaùn
h gía baûn thieát keá
h gía baûn thieát keá h gía baûn thieát keá
h 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.
Khaâu cuoái cuøng laø
trình baày baûn thieát keá
trình baày baûn thieát keátrình baày baûn thieát keá
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.
ÖÙNG DUÏNG MAÙY TÍNH ÑEÅ THIEÁT KEÁ
ÖÙNG DUÏNG MAÙY TÍNH ÑEÅ THIEÁT KEÁÖÙNG DUÏNG MAÙY TÍNH ÑEÅ THIEÁT KEÁ
ÖÙNG DUÏNG MAÙY TÍNH ÑEÅ THIEÁT KEÁ
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
4. In baûn veõ töï ñoäng
Nhaän bieát nhu caàu
Xaùc ñònh nhieäm vuï
Toång hôïp
Phaân tích vaø toái öu hoùa
Ñaùnh giaù thieát keá
Trình baøy
Hình 4.1 Quùa trình thieát keá
Hình 4.1 Quùa trình thieát keáHình 4.1 Quùa trình thieát keá
Hình 4.1 Quùa trình thieát keá
Hình 4.2:
Hình 4.2:Hình 4.2:
Hình 4.2:
ÖÙng duïng maùy tính trong thieát keá
Moâ hình hoùa hình hoïc
Moâ hình hoùa hình hoïc Moâ hình hoùa hình hoïc
Moâ hình hoùa hình hoïc
Nhaän bieát nhu caàu
Xaùc ñònh nhieäm vuï
Toång hôïp
Phaân tích vaø toái öu hoùa
Ñaùnh giaù thieát keá
Trình baøy
Moâ hình hoùa hình hoïc
Phaân tích kyõ thuaät
Xem laïi baûn veõ vaø ñaùnh giaù
In baûn veõ töï ñoäng
Trong quaù trình thieát keá nhôø maùy tính,
moâ hình hoùa hình hoïc
moâ hình hoùa hình hoïcmoâ hình hoùa hình hoïc
moâ hình hoùa hình hoïc
lieân quan ñeán vieäc
moâ
moâ moâ
moâ taû toaùn hoïc
taû toaùn hoïc taû toaùn hoïc
taû toaùn hoïc
hình daïng
hình daïnghình daïng
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
thoáng ICG baèng caùch nhaäp
3 loaïi leänh
3 loaïi leänh3 loaïi leänh
3 loaïi leänh
cho maùy tính.
1.
Leänh veõ
Leänh veõLeänh veõ
Leänh veõ
caùc phaàn töû hình hoïc cô sôû nhö ñöôøng, ñieåm, hình troøn
2.
Leänh bieán ñoåi
Leänh bieán ñoåiLeänh bieán ñoåi
Leänh bieán ñoåi
nhö phoùng ñaïi, xoay vaø thay ñoåi vò trí cuûa caùc phaàn töû treân.
3.
Leänh lieân keát
Leänh lieân keát Leänh lieân keát
Leänh lieân keát
caùc phaàn töû treân thaønh hình daïng caàn thieát cuûa ñoái töôïng
Trong quaù trình naøy
maùy tính chuyeån ñoåi caùc leänh
maùy tính chuyeån ñoåi caùc leänhmaùy tính chuyeån ñoåi caùc leänh
maùy tính chuyeån ñoåi caùc leänh
thaønh caùc
moâ hình toùan
moâ hình toùanmoâ hình toùan
moâ hình toùan
hoïc,
löu tröõ
löu tröõlöu tröõ
löu tröõ
thaønh caùc
file döõ lieäu vaø
xuaát ra maøn hình
xuaát ra maøn hìnhxuaát ra maøn hình
xuaát ra maøn hình
CRT. Moâ hình coù theå ñöôïc goïi ra baát cöù luùc naøo ñeå
xem xeùt,
xem xeùt, xem xeùt,
xem xeùt, phaân tích
phaân tích phaân tích
phaân tích
vaø söûa ñoåi
vaø söûa ñoåivaø söûa ñoåi
vaø söûa ñoåi
.
Coù nhieàu phöông phaùp
Coù nhieàu phöông phaùpCoù nhieàu phöông phaùp
Coù nhieàu phöông phaùp
bieåu dieãn ñoái töôïng khi moâ hình hoùa hình hoïc.
Daïng cô
Daïng côDaïng cô
Daïng cô
baûn laø söû duïng phöông phaùp khung daây
baûn laø söû duïng phöông phaùp khung daâybaûn laø söû duïng phöông phaùp khung daây
baûn laø söû duïng phöông phaùp khung daây
ñeå moâ taû ñoái töôïng: Chi tieát ñöôïc moâ taû baèng
caùch noái caùc ñöôøng vôùi nhau. Moâ hình hình hoïc ñöôïc phaân thaønh
3 daïng
3 daïng3 daïng
3 daïng
tuøy theo khaû naêng cuûa heä ICG
1.
2D:
2D:2D:
2D:
Bieåu dieãn ñoà hoïa 2 chieàu, duøng cho caùc chi tieát phaúng.
2
. 2,5D
. 2,5D. 2,5D
. 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.
3.
3D:
3D:3D:
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 phaùp tieán boä
Phöông phaùp tieán boä Phöông phaùp tieán boä
Phöông phaùp tieán boä nhaát laø taïo moâ hình khoái ñaëc
nhaát laø taïo moâ hình khoái ñaëcnhaát laø taïo moâ hình khoái ñaëc
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,...).
Moät ñaëc ñieåm nöõa cuûa moät soá heä thoáng CAD laø
khaû naêng taïo maøu
khaû naêng taïo maøukhaû naêng taïo maøu
khaû naêng taïo maøu
cho hình veõ. Nhôø maøu saéc ta coù
theå ñöa leân maøn hình
nhieàu thoâng tin
nhieàu thoâng tinnhieàu thoâng tin
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
Phaân tích kyõ thuaätPhaân tích kyõ thuaät
Phaân tích kyõ thuaät
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.
X
XX
Xem xeùt laïi baûn veõ vaø ñaùnh giaù
em xeùt laïi baûn veõ vaø ñaùnh giaùem xeùt laïi baûn veõ vaø ñaùnh giaù
em 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.
Khi xem laïi baûn veõ, thuû
tuïc goïi lôùp
tuïc goïi lôùptuïc goïi lôùp
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 ñoäng taïo baûn veõTöï ñoäng taïo baûn veõ
Töï ñoäng taïo baûn veõ
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
.
..
.
Baèng caùch laäp chöông trình caùc
tieâu chuaán thieát keá
tieâu chuaán thieát keátieâu chuaán thieát keá
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
Phaân loaïi chi tieát vaø maõ hoùaPhaân loaïi chi tieát vaø maõ hoùa
Phaân loaïi chi tieát vaø maõ hoùa
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 taï
Hình thaønh cô sôû döõ lieäu cho cheá taïHình thaønh cô sôû döõ lieäu cho cheá taï
Hình thaønh cô sôû döõ lieäu cho cheá taïo
oo
o
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