Link xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem phim mới 2023 hay nhất xem phim chiếu rạp mới nhất phim chiếu rạp mới xem phim chiếu rạp xem phim lẻ hay 2022, 2023 xem phim lẻ hay xem phim hay nhất trang xem phim hay xem phim hay nhất phim mới hay xem phim mới link phim mới

Link xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem phim mới 2023 hay nhất xem phim chiếu rạp mới nhất phim chiếu rạp mới xem phim chiếu rạp xem phim lẻ hay 2022, 2023 xem phim lẻ hay xem phim hay nhất trang xem phim hay xem phim hay nhất phim mới hay xem phim mới link phim mới

intTypePromotion=1
ADSENSE

Giáo trình Công nghệ CAD/CAM - Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TP. HCM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:70

4
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Công nghệ CAD/CAM gồm có 7 chương như sau: Chương 1: Tổng quan về CAD/CAM; Chương 2: Thiết kế với hỗ trợ của máy tính - CAD; Chương 3: Phần cứng CAD/CAM; Chương 4: Phần mềm CAD/CAM; Chương 5: Mô hình hóa hình học; Chương 6: Kỹ thuật điều khiển số - NC; Chương 7: Môi trường làm việc của MASTERCAM. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Công nghệ CAD/CAM - Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TP. HCM

  1. TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ CAD CAM Thành phố Hồ Chí Minh Năm 2018
  2. LỜI MỞ ĐẦU Trong chiến lược phát triển và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Đào tạo nguồn nhân lực phục vụ cho công nghiệp hóa nhất là trong lĩnh vực cơ khí – Nghề cắt gọt kim loại là một nghề đào tạo ra nguồn nhân lực tham gia chế tạo các chi tiết máy móc đòi hỏi các sinh viên học trong trường cần được trang bị những kiến thức, kỹ năng cần thiết để làm chủ các công nghệ sau khi ra trường tiếp cận được các điều kiện sản xuất của các doanh nghiệp trong và ngoài nước. Khoa Cơ điện Trường Cao đẳng Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã biên soạn cuốn giáo trình mô đun CAD – CAM – CNC. Nội dung của mô đun để cập đến các công việc, bài tập cụ thể về phương pháp và trình tự gia công các chi tiết. Căn cứ vào trang thiết bị của các trường và khả năng tổ chức học sinh thực tập ở các công ty, doanh nghiệp bên ngoài mà nhà trường xây dựng các bài tập thực hành áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh hiện tại. Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình biên soạn, song không tránh khỏi những sai sót. Người biên soạn rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của các bạn và đồng nghiệp để cuốn giáo trình hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn! i
  3. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................. i MỤC LỤC ...................................................................................................................ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ..................................................................................... iv VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT, MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN .................................................... v NỘI DUNG TỔNG QUÁT VÀ PHÂN BỐ THỜI GIAN............................................ vi Chương 1: Tổng quan về CAD/CAM .......................................................................... 1 1. Vai trò và chức năng của cad/cam trong nền sx hiện đại. .......................................... 1 1.1. Giới thiệu về CAD/CAM hay CAO/FAO. ............................................................. 1 1.2. Đối tượng phục vụ của CAD/CAM. ...................................................................... 3 2. Thiết kế và gia công tạo hình. ................................................................................... 6 2.1. Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. .................................. 6 2.2. Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM..................................... 7 2.3. Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp (CIM). .............................. 8 Chương 2. Thiết kế với hổ trợ của máy tính-CAD ..................................................... 10 2.1. Nội dung của CAD.............................................................................................. 10 2.2. Công cụ của CAD ............................................................................................... 11 Chương 3. PHẦN CỨNG CAD CAM ....................................................................... 12 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG. ....................................................................................... 12 3.2. CẤU HÌNH PHẦN CỨNG CỦA MỘT HỆ CAD ĐIỂN HÌNH. ......................... 12 3.3. TRẠM THIẾT KẾ .............................................................................................. 12 3.4. THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI ĐỒ HỌA ........................................................................ 13 3.5. BẢN MẠCH GHÉP NỐI ĐỒ HOẠ. ................................................................... 14 3.6. CÁC THIẾT BỊ NHẬP (INPUT) ........................................................................ 14 3.7. CÁC THIẾT BỊ XUẤT (OUPUT) ...................................................................... 15 Chương 4. PHẦN MỀM CAD CAM ......................................................................... 16 4.1. Phần mềm đồ hoạ. ............................................................................................... 16 4.2. Phần mềm ứng dụng ........................................................................................... 16 4.3. CẤU HÌNH PHẦN MỀM CỦA MỘT HỆ THỐNG ĐỒ HOẠ TƯƠNG TÁC (ICG) ...................................................................................................................... 16 4.4. CÁC CHỨC NĂNG CỦA MỘT GÓI PHẦN MỀM ĐỒ HOẠ ........................... 18 4.5. XÂY DỰNG HÌNH HỌC ................................................................................... 20 4.6. CÁC PHÉP CHUYỂN ĐỔI. ............................................................................... 22 4.7. TỔ CHỨC VÀ NỘI DUNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỒ HOẠ. .................................. 22 4.8. MÔ HÌNH KHUNG DÂY VÀ MÔ HÌNH ĐẶC. ................................................ 22 Chương 5. MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC. .................................................................. 23 5.1. Phương pháp mô tả đường cong. ......................................................................... 23 5.2. Phương pháp mô tả mặt cong. ............................................................................. 24 5.3. Phương pháp mô tả khối hình học. ...................................................................... 24 5.4 Phương pháp mô hình hoá hình học. ................................................................... 24 5.5. Cơ sở của mô hình hoá hình học ......................................................................... 25 ii
  4. 5.5.1. Hình học đường cong. ...................................................................................... 25 5.5.2. Biểu diễn đường cong. ..................................................................................... 25 5.5.3. Đặc tính của đường cong.................................................................................. 26 5.6. Hình học mặt cong. ........................................................................................... 27 Chương 6. KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN SỐ - NC ....................................................... 31 6.1. Khái niệm ........................................................................................................... 31 6.2. Quá trình hình thành và phát triển ....................................................................... 31 6.3. Điều khiển số trực tiếp (Direct Numerical Control - DNC) ................................. 31 6.4. Điều khiển số bằng máy tính (Computer Numerical Control - CNC) .................. 32 6.5. Điều khiển số phân phối (Distributive Numerical Control) ................................. 32 Chương 7: PHẦN MỀM MASTERCAM .................................................................. 34 7.1. Các lệnh vẽ và lập trình 2D ................................................................................. 34 7.2. Các lệnh hiệu chỉnh............................................................................................. 46 7.3. Mô phỏng ........................................................................................................... 54 iii
  5. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ CAO - FAO - FIO ............................................................................... 2 Hình 1.2 Sơ đồ chu kỳ sản xuất.................................................................................... 4 Hình 1.3 Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM .................................................. 5 Hình 1.4 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống.............. 7 Hình 1.5 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM ............... 8 Hình 1. 6 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghê tích hợp.................... 9 Hình 2.1 Quy trình của CAD ..................................................................................... 10 Hình 3.1 Cấu hình phần cứng một hệ CAD điển hình ............................................ 12 Hình 4.1 Cấu hình của một hệ phần mềm đồ hoạ ................................................... 17 Hình 5.1 Tham số hoá đường tròn đơn vị................................................................ 25 Hình 5.2 Vectơ pháp tuyến chính ............................................................................ 26 Hình 5.3 Hình học mặt cong .................................................................................... 28 Hình 5.4 Đường cong trên mặt cong và mặt phẳng tiếp tuyến ............................... 28 Hình 6.2 Điều khiển số phân phối ............................................................................ 33 iv
  6. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT, MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN: - Vị trí: Trước khi học mô đun này sinh viên phải hoàn thành: Vẽ kỹ thuật; Autocad; ; Dung sai – Đo lường kỹ thuật; An toàn lao động; Phay mặt phẳng ngang, song song, vuông góc, nghiêng. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề thuộc mô đun đào tạo nghề. II. MỤC TIÊU MÔN HỌC - Khái niệm về CAD/CAM. - Các ứng dụng của CAD/CAM trong thực tế sản xuất. - Các phương pháp mô hình hóa hình học. - Thiết kế được các sản phẩm trên máy tính bằng phần mềm CAD/CAM. - Mô phỏng được đường chạy dao trên máy tính bằng phần mềm CAD/CAM v
  7. NỘI DUNG TỔNG QUÁT VÀ PHÂN BỐ THỜI GIAN Phân bố thời gian Số TT Nội dung Lý Thực Tự Ghi chú tiết thuyết hành học 1 Chương 1: Tổng quan về CAD/CAM 1 1 0 2 Chương 2: Thiết kế với hổ trợ của 1 1 0 2 2 máy tính-CAD 3 Chương 3: Phần cứng CAD/CAM 1 1 0 2 4 Chương 4: Phần mềm CAD/CAM 1 1 0 2 5 Chương 5: Mô hình hóa hình học 1 1 0 2 Chương 6: Kỹ thuật điều khiển số - 5 5 0 2 6 NC Chương 7: Môi trường làm việc của 65 15 50 10 7 MASTERCAM Tổng số 75 25 50 vi
  8. Chương 1: Tổng quan về CAD/CAM 1. Vai trò và chức năng của cad/cam trong nền sx hiện đại. 1.1. Giới thiệu về CAD/CAM hay CAO/FAO. Thiết kế và chế tạo có sự tham gia của máy vi tính (CAD/CAM hay CAO/FAO) thường được trình bày gắn liền với nhau. Thật vậy, hai lĩnh vực ứng dụng tin học trong ngành cơ khí chế tạo này có nhiều điểm giống nhau bởi chúng đều dựa trên cùng các chi tiết cơ khí và sử dụng dữ liệu tin học chung: đó là các nguồn đồ thị hiển thị và dữ liệu quản lý. Thực tế, CAD và CAM tương ứng với các hoạt động của hai quá trình hỗ trợ cho phép biến một ý tưởng trừu tượng thành một vật thể thật. Hai quá trình này thể hiện rõ trong công việc nghiên cứu (bureau d’étude) và triển khai chế tạo (bureau des méthodes). Xuất phát từ nhu cầu cho trước, việc nghiên cứu đảm nhận thiết kế một mô hình mẫu cho đến khi thể hiện trên bản vẽ biễu diễn chi tiết. Từ bản vẽ chi tiết, việc triển khai chế tạo đảm nhận lập ra quá trình chế tạo các chi tiết cùng các vấn đề liên quan đến dụng cụ và phương pháp thực hiện. Hai lĩnh vực hoạt động lớn này trong ngành chế tạo máy được thực hiện liên tiếp nhau và được phân biệt bởi kết quả của nó. * Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng. Các phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu và được chia thành hai loại: Các phần mềm thiết kế và các phần mềm vẽ. * Kết quả của CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí. Trong CAM không truyền đạt một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc. Việc chế tạo bao gồm các vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu, công suất của trang thiết bị, các điều kiện sản xuất khác nhau có giá thành nhỏ nhất, với việc tối ưu hoá đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí. Nhằm khai thác các công cụ hữu ích, những ứng dụng tin học trong chế tạo không chỉ hạn chế trong các phần mềm đồ hoạ hiển thị và quản lý mà còn sử dụng việc lập trình và điều khiển các máy công cụ điều khiển số, do vậy đòi hỏi khi thực hiện phải nắm vững các kiến thức về kỹ thuật gia công. 1
  9. Trong chế tạo, việc sử dụng các dữ liệu tin học phải lưu ý đến nhiều mối quan hệ ràng buộc. Các ràng buộc này nhiều hơn trong thiết kế. Việc cắt gọt vật liệu trên một máy công cụ điều khiển số hay một máy công cụ vạn năng thông thường là như nhau, trong hai trường hợp vật liệu không thay đổi về tính chất. Trong khi đó các dữ liệu tin học có trong môi trường công nghiệp cũng có trong các xưởng gia công. Các nguồn dữ liệu này cải thiện kỹ thuật chế tạo, chuyển đổi phương pháp và dẫn đến thay đổi quan trọng trong các công việc hoàn thành khi lập qui trình công nghệ cũng như trên vị trí làm việc. Ngoài công việc cho phép điều khiển số các nguyên công gia công, việc thiết lập các dữ liệu tin học mang lại nhiều sự cải thiện về kết cấu liên quan đến cấu trúc máy và đồ gá, các phương pháp chế tạo và kiểm tra sản phẩm, thiết kế dụng cụ cắt và các cơ cấu tự động khác. Mặt khác, các ứng dụng tin học này cũng cho phép khai thác tốt hơn các khả năng mới của máy và dụng cụ. Ngày nay việc chuyển biến từ một ý tưởng trừu tượng thành một sản phẩm thực tế có thể theo một quá trình hoàn toàn được chi phối bởi máy tính điện tử, như sơ đồ hình 1.1 đã chỉ rõ. BUREAUTIQUE ADMINISTRATION ET COMMUNICATION ET GESTION CONCEPTION, MODELISATION, ANALYSE ET INGENIERIE ASSISTE PAR BUREAU ORDINATEUR (CAO - IAO) D’ETUDE CAO DESSIN ASSISTE PAR FABRICATION ORDINATEUR (DAO) INTEGREE SUR ORDINATEUR (FIO) PROCEDES, SIMULATION, PROGRAMMATION BUREAU DE METHODES FAO MOCN MOCN AUTOMAT ROBOT CONTRÔLE DE QUALITÉ INVENTAIRE ET MANUTENTION ADMINISTRATION ET GESTION Hình 1.1 - Sơ đồ CAO - FAO - FIO 2
  10. Ta phân biệt hai loại dụng cụ tin học trong nghiên cứu thiết kế: - Các phần mềm vẽ có sự tham gia của máy tính điện tử (Dessin Assisté par Ordinateur-DAO hay Computer Aided Drawing - CAD). - Các phần mềm thiết kế có sự tham gia của máy tính điện tử (Conception Assistée par Ordinateur-CAO hay Computer Aided Design-CAD). Trong tiếng Anh ta sử dụng từ CAD chung cho cả hai phần mềm này. Trong triển khai chế tạo ra sản phẩm từ bản vẽ thiết kế, ngày nay có các phần mềm ứng dụng đó là các phần mềm chế tạo có sự tham gia của máy tính điện tử ( Fabrication Assistée par Ordinateur - FAO hay Computer Aided Manufacturing - CAM) Khi sự tích hợp trên máy tính điện tử cho các hoạt động thiết kế và chế tạo được thực hiện, tức là khi việc thực hiện có thể trực tiếp dựa vào các dữ liệu số được tạo ra bởi việc thiết kế, tập hợp các hoạt động đặc trưng của CAD/CAM được mô tả dưới khái niệm chế tạo được tích hợp bởi máy tính điện tử ( Fabrication Intégrée par Ordinateur - FIO hay Computer integrated Manufacturing - CIM). Do vậy CIM biểu diễn các hoạt động tương ứng với thiết kế, vẽ, chế tạo và kiểm tra chất lượng của một sản phẩm cơ khí. 1.2. Đối tượng phục vụ của CAD/CAM. Xu thế phát triển chung của các ngành công nghiệp chế tạo theo công nghệ tiên tiến là liên kết các thành phần của qui trình sản xuất trong một hệ thống tích hợp điều khiển bởi máy tính điện tử (Computer Integrated Manufacturing - CIM). Các thành phần của hệ thống CIM được quản lý và điều hành dựa trên cơ sở dữ liệu trung tâm với thành phần quan trọng là các dữ liệu từ quá trình CAD. Kết quả của quá trình CAD không chỉ là cơ sở dữ liệu để thực hiện phân tích kỹ thuật, lập qui trình chế tạo, gia công điều khiển số mà chính là dữ liệu điều khiển thiết bị sản xuất điều khiển số như các loại máy công cụ, người máy, tay máy công nghiệp và các thiết bị phụ trợ khác. Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò quan trọng trong việc hình thành bất kỳ một sản phẩm cơ khí nào. 3
  11. Công việc này bao gồm: - Chuẩn bị thiết kế ( thiết kế kết cấu sản phẩm, các bản vẽ lắp chung của sản phẩm, các cụm máy.v.v...) - Chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính năng công nghệ của kết cấu, thiết lập qui trình công nghệ) - Thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ và dụng cụ phụ v.v... - Kế hoạch hoá quá trình sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian yêu cầu. Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời lượng thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết mà chỉ có 10% thời gian dành cho lao động sáng tạo và quyết định phương án, do vậy các công việc trên có thể thực hiện bằng máy tính điện tử để vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác và chất lượng. CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế và chế tạo trong đó máy tính điện tử được sử dụng để thực hiện một số chức năng nhất định. CAD/CAM tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động: Thiết kế và Chế tạo. Tự động hoá thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính toán giúp người kỹ sư thiết kế, mô phỏng, phân tích và tối ưu hoá các giải pháp thiết kế. Tự động hoá chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hoá, điều khiển và kiểm tra các nguyên công gia công. 1.2.1. Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất. Khái niệm Thiết kế Vẽ SP mới sản phẩm chi tiết Nhu cầu thị trường Nhu cầu Kế hoạch hoá TTB mới QTSX Kiểm tra Sản xuất Lập chất lượng sản phẩm biểu đồ SX Hình 1.2- Sơ đồ chu kỳ sản xuất 4
  12. TĐH Vẽ bằng thiết kế MTĐT Khái niệm Thiết kế Vẽ chi tiết SP mới SP Nhu cầu Nhu cầu KHH TĐH KHH thị trường TTB mới QTSX QTSX Kiểm tra Sản xuất Lập biểu đồ chất lượng sản phẩm SX TĐH TB ĐK bằng Vẽ BĐ, lập nhu cầu KTC MTĐT NVL KT L Hình 1.3 - Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM Rõ ràng rằng CAD/CAM chi phối hầu hết các dạng hoạt động và chức năng của chu kỳ sản xuất. Ở các nhà máy hiện đại, trong công đoạn thiết kế và chế tạo, kỹ thuật tính toán ngày càng phát huy tác dụng và là nhu cầu không thể thiếu được. 1.2.2. Chức năng của CAD. Khác biệt cơ bản với qui trình thiết kế theo công nghệ truyền thống, CAD cho phép quản lý đối tượng thiết kế dưới dạng mô hình hình học số trong cơ sở dữ liệu trung tâm, do vậy CAD có khả năng hỗ trợ các chức năng kỹ thuật ngay từ giai đoạn phát triển sản phẩm cho đến giai đoạn cuối của quá trình sản xuất, tức là hỗ trợ điều khiển các thiết bị sản xuất bằng điều khiển số. Hệ thống CAD được đánh giá có đủ khả năng để thực hiện chức năng yêu cầu hay không, phụ thuộc chủ yếu vào chức năng xử lý của các phần mềm thiết kế. Ngày nay những bộ phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế và gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện được các chức năng cơ bản sau: 5
  13. - Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) những hình dạng phức tạp. - Giao tiếp với các thiết bị đo, quét toạ độ 3D thực hiện nhanh chóng các chức năng mô phỏng hình học từ dữ liệu số. - Phân tích và liên kết dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý kết cấu lắp ghép... - Tạo bản vẽ và ghi kích thước tự động: có khả năng liên kết các bản vẽ 2D với mô hình 3D và ngược lại. - Liên kết với các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật: tính biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu, trường áp suất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu,... - Nội suy hình học, biên dịch các kiểu đường chạy dao chính xác cho công nghệ gia công điều khiển số. - Giao tiếp dữ liệu theo các định dạng đồ hoạ chuẩn. - Xuất dữ liệu đồ hoạ 3D dưới dạng tập tin STL để giao tiếp với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể. Những ứng dụng của CAD trong ngành chế tạo máy:  Tạo mẫu nhanh thông qua giao tiếp dữ liệu với thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể (đo quét toạ độ)  Giảm đáng kể thời gian mô phỏng hình học bằng cách tạo mô hình hình học theo cấu trúc mặt cong từ dữ liệu số.  Chức năng mô phỏng hình học mạnh, có khả năng mô tả những hình dáng phức tạp nhất.  Khả năng mô hình hoá cao cho các phương pháp phân tích, cho phép lựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu. 2. Thiết kế và gia công tạo hình. Theo lịch sử hình thành và phát triển ta có thể phân biệt công nghệ thiết kế và gia công tạo hình như sau: - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp CIM 2.1. Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. Trong công nghệ truyền thống, các mặt cong 3D phức tạp được gia công trên máy vạn năng theo phương pháp chép hình sử dụng mẫu hoặc dưỡng. Do vậy qui trình thiết kế và gia công bao gồm có 4 giai đoan phân biệt (Hình 1.4): 2.1.1.1. Tạo mẫu sản phẩm, 2.1.1.2. Lập bản vẽ kỹ thuật, 2.1.1.3. Tạo mẫu chép hình, 2.1.1.4. Gia công chép hình. Qui trình này có những hạn chế: 6
  14. 2.1.1.4.1. Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình, 2.1.1.4.2. Dễ dàng làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai vì phải xử lý một số lớn dữ liệu, 2.1.1.4.3. 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. Hình 1.4 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống 2.2. Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM. Sự phát triển của phương pháp mô hình hoá hình học cùng với thanh tựu của công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, kỹ thuật điều khiển số đã có những ảnh hưởng trực tiếp đến công nghệ thiết kế và gia công tạo hình (Hình 1.5): - Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và tạo bản vẽ với sự trợ giúp của máy vi tính. - Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng mô hình hoá hình học trực tiếp từ giá trị lấy mẫu 3D. - Mẫu chép hình được thay thế bằng mô hình toán học - mô hình hình học lưu trữ trong bộ nhớ máy vi tính và ánh xạ trên màn hình dưới dạng mô hình khung lưới. - Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM). Về công nghệ, khác biệt cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống và công nghệ CAD/CAM là thay thế tạo hình theo mẫu bằng mô hình hoá hình học. 7
  15. Kết quả là mẫu chép hình và công nghệ gia công chép hình được thay thế bằng mô hình hình học số (Computational Geometric Model - CGM) và gia công điều khiển số. Mặt khác khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp và khả năng lựa chọn chế độ gia công thích hợp (gia công thô, bán tinh và tinh). Theo công nghệ CAD/CAM phần lớn các khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được khắc phục vì rằng:  Bề mặt gia công đạt được chính xác và tinh xảo hơn.  Khả năng nhầm lẫn do chủ quan bị hạn chế đáng kể.  Giảm được nhiều tổng thời gian thực hiện qui trình thiết kế và gia công tạo hình. Ý TƯỞNG Hiệu chỉnh VẼ & TẠO BẢN VẼ MẪU (CADD) SẢN PHẨM Lấy mẫu, số hoá BẢN VẼ KỸ THUẬT MÔ HÌNH MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC HÌNH HỌC SỐ (CGM) GIA CÔNG ĐIỀU KHIỂN SỐ (CAM) Hình 1.5 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM 2.3. Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp (CIM). Từ công nghệ CAD/CAM ta dễ dàng thực hiện ý tưởng liên kết mọi thành phần trong một hệ thống tích hợp (Hình 1.6). Theo công nghệ tích hợp, công việc mô hình hoá hình học - vẽ - tạo bản vẽ được tích hợp trong CAD; kết quả mọi thông tin về hình dáng được lưu lại dưới dạng CGM, lưu trữ trong cơ sở dữ liệu trung tâm. Công nghệ tiên tiến nhất có khả năng hỗ trợ thực hiện toàn bộ qui trình thiết kế và chế tạo theo công nghệ tích hợp:  Cho phép thiết lập mô hình hình học số CGM trực tiếp từ ý tưởng về hình dáng.  Được trợ giúp bởi thiết bị đồ hoạ mạnh và công nghệ tô màu, tạo bóng hiện đại. 8
  16.  Có khả năng thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật; liên kết với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể; lập trình chế tạo; điều khiển quá trình gia công điều khiển số; lập qui trình lắp ráp; tạo phôi,... Ý TƯỞNG CAD MÔ HÌNH FEM MẪU SẢN PHẨM MÔ HÌNH BẢN VẼ HÌNH HỌC SỐ (CGM) MÀN HÌNH KỸ THUẬT ĐỒ HOẠ CAPP Computer Aided Process Planning CAM Hình 1. 6 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghê tích hợp 9
  17. Chương 2. Thiết kế với hổ trợ của máy tính-CAD 2.1. Nội dung của CAD Thiết kế với sự hổ trợ của máy tính điện tử - CAD là sự ứng dụng có hiệu quả các phương tiện công nghệ của kỹ thuật tin học, điện tử ... để giải quyết các công việc liên quan tới công việc thiết kế. Quá trình thiết kế có thể phân chia làm 6 giai đoạn chính như hình 1.1 Xây dựng nhiệm vụ Thiết kế tổng thể AutoCAD PRO GEOMETRIC engineer Thiết kế chi tiết Unigraphics MODELING Unigraph Tính toán phân tích ANALYSIS ics Nastran Modex Thiết kế tối ưu Sap OPTIMZATION 86 Nast ran DRAFTING) Lập tài liệu thiết kế (VIEWS AND AutoCAD DRAWINGS PRO engineer Hình 2.1: Quy trình của CAD Việc sử dụng công cụ tin học và điện tử trong công việc thiết kế -thiết kế với sự trợ giúp của máy tính điện tử (CAD) có thể chia thành 4 công đoạn chính bao gồm:  Mô hình hóa hình học  Tính toán kỹ thuật  Thiết kế tối ưu  Lập tài liệu kỹ thuật tự động từ mô hình đã được thiết kế.Mô hình hình học: ứng dụng hệ thống CAD để phát triển việc mô tả toán học của các vật thể hình học. Các mô hình hình học này được lưu trữ trong hệ cơ sở dữ liệu (trong bộ nhớ máy tính) cho phép người sử dụng biểu diễn hình ảnh của mô hình trên các thiết bị đồ họa và thực 10
  18. hiện các thao tác dựng hình.  Tính toán phân tích kỹ thuật: sau giai đoạn thiết kế mô phỏng hình học. Mô hình thiết kế cần phải được tính toán phân tích (để đảm bảo các thông số kỹ thuật), ví dụ: kiểm tra độ bền, biến dạng, quá trình trao đổi nhiệt. Quá trình tính toán phân tích kỹ thuật được thực hiện thông qua các phần mềm CAE.  Lập tài liệu thiết kế tự động: đây là công việc thể hiện kết quả thiết kế - tự động tạo các hình chiếu, tạo bản vẽ kỹ thuật bao gồm cả ghi kích thước từ mô hình 3D đã được thiết kế. Tóm lại: vai trò cơ bản nhất của CAD là để xác định hình học của thiết kế như hình dáng hình học của các chi tiết cơ khí, các kết cấu kiến trúc, mạch điện tử, mặt bằng nhà cửa trong xây dựng… Các ứng dụng điển hình của CAD là tạo bản vẽ kỹ thuật với đầy đủ các thông tin kỹ thuật của sản phẩm và mô hình hình học 3D của sản phẩm. Hơn nữa, mô hình CAD này sẽ được dùng cho các ứng dụng CAE và CAM sau này. Đây là lợi ích lớn nhất của CAD vì có thể tiết kiệm thời gian một cách đáng kể và giảm được các sai số gây ra do phải xây dựng lại hình học của thiết kế mỗi khi cần đến nó. 2.2. Công cụ của CAD  Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) những hình dạng phức tạp.  Tạo bản vẽ, in ấn.  Kết xuất dữ liệu cho CAM: nội suy hình học, biên dịch các kiểu đường chạy dao cho công nghệ gia công điều khiển số.  Liên kết với các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật: tính biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu, trường áp suất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu,... - Kết xuất dữ liệu cho theo các định dạng đồ hoạ chuẩn. Giao tiếp với các thiết bị đo, quét toạ độ 3D thực hiện nhanh chóng các chức năng mô phỏng hình học từ dữ liệu số. 11
  19. Chương 3. PHẦN CỨNG CAD CAM 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG. Các bộ phận phần cứng dùng cho một hệ CAD rất đa dạng về kích thước, cấu hình và về mức độ hiện đại, tuỳ theo nhiệm vụ của từng đơn vị mà chọn hệ CAD cho phù hợp. Ta biết rằng nền tảng của một hệ CAD hiện đại là đồ hoạ máy tính tương tác (ICG) cho phép người thiết kế có ngay những ứng xử của hệ thống về dữ liệu đầu vào để có được những tác động thích hợp vì giữa người thiết kế và hệ thống có một mối liên lạc trực tiếp theo cách người sử dụng vào lệnh cho hệ thống và đáp ứng lại những câu hỏi mà hệ thống đưa ra. Ngày nay các phần cứng trong công nghệ thông tin rất phong phú và đa dạng được sử dụng trong hệ CAD. 3.2. CẤU HÌNH PHẦN CỨNG CỦA MỘT HỆ CAD ĐIỂN HÌNH. Một hệ CAD nói chung thường có các thiết bị phần cứng sau đây: Một hoặc một số trạm thiết kế với một đầu cuối đồ hoạ và các thiết bị vào của người thiết kế. Một hoặc một số máy vẽ và các thiết bị ra khác. Một máy tính. Các bộ lưu trữ ngoài (bộ nhớ ngoài). Lưu trữ ngoài Thiết bị Các Máy tính đầu cuối thiết bị đồ hoạ vào Máy vẽ và các thiết bị ra khác Hình 3.1. Cấu hình phần cứng một hệ CAD điển hình Hệ CAD có loại độc lập trong đó chỉ có một máy tính cá nhân điều khiển, có loại nối mạng cuc bộ với nhiều trạm thiết kế do một máy trung tâm điều khiển. 3.3. TRẠM THIẾT KẾ Trạm thiết kế hay còn gọi là trạm công tác của hệ CAD là một hệ thống giao diện với thế giới bên ngoài. Đây là một yếu tố quan trọng tạo nên tính hiệu quả và sự thuận tiện đối 12
  20. với người thiết kế khi làm việc với một hệ CAD. Bao gồm một trạm thiết kế có PC, thiết bi đầu cuối đồ họa (màn hình CRT), thiết bị vào(bàn phím, chuột). * Chức năng của một trạm thiết kế đồ hoạ : Một trạm thiết kế phải đảm trách được năm chức năng sau đây : Giao diện với máy tính. Tạo ra các bản vẽ ổn định cho người thiết kế. Cung cấp các bản mô tả dưới dạng số của các bản vẽ trên. Chuyển các lệnh máy tính thành các chức năng vận hành. Tạo thuận lợi cho việc truyền thông giữa người thiết kế và hệ thống Cách tốt nhất để thực hiện các chức năng trên là sử dụng hệ đồ hoạ tương tác. Một trạm thiết kế dùng cho hệ đồ hoạ tương tác ắt phải có hai bộ phận hợp thành sau : Môt thiết bị đầu cuối đồ hoạ Các thiết bị vào của người thiết kế. 3.4. THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI ĐỒ HỌA 1. Giới thiệu mở đầu : Từ trước đến nay đã có nhiều cách tiếp cận kỹ thuật khác nhau được áp dụng để nghiên cứu cải tiến các thiết bị đầu cuối đồ hoạ, và trong tương lai công nghệ vẫn không ngừng phát triển vì các nhà sản xuất các hệ thống CAD luôn luôn cố gắng nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm của họ. Hiện có 2 loại thiết bị đầu cuối đồ hoạ được sử dụng trong các trạm thiết kế như sau : Thiết bị đầu cuối tối thiểu: màn hình CRT Thiết bị đầu cuối đồ hoạ có vi xử lý riêng: Màn hình CRT có card điều khiển gắn với bộ vi xử lý riêng. Dù là thiết bị đầu cuối đồ họa loại nào thì việc tạo sinh hình ảnh và hiển thị hình ảnh đó lên màn hình đều theo những nguyên tắc giống nhau. 2.Tạo hình ảnh trong đồ hoạ máy tính Chúng ta sẽ xét tới hai kỹ thuật cơ bản để tạo ra các hình ảnh, đó là kỹ thuật quét mành (dòng) và kỹ thuật quét vectơ. Ngoài ra còn có kỹ thuật tạo hình ảnh màu. 1).Cấu tạo và nguyên lý làm việc của CRT Các bộ phận chính của CRT gồm : Cuộn đốt Catôt Lưới điều khiển Anốt Bộ phận hội tụ Bộ phận lái tia 2).Quét dòng (hay quét mành) Nguyên lý chung Quét dòng không đan xen và quét dòng đan xen Quét dòng không đan xen, ưu điểm, nhược điểm 13
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD


ERROR:connection to 10.20.1.100:9312 failed (errno=113, msg=No route to host)
ERROR:connection to 10.20.1.100:9312 failed (errno=113, msg=No route to host)

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2