CHƯƠNG 1. TONG QUAN VE CONG NGHE CAD/CAM 1. Lịch sử phát triển của CAD/CAM Nhờ sự phát triển của công nghệ máy tính, các nhà sản xuất muốn tự động quả trình thiết kế và muốn sử dụng cơ sở đữ liệu này cho qủa trình tự déng sẵn xuất. Đây là ý tưởng cho ngành khoa học CAD/CAM ra đời CAD/CAM duoc hiéu la sit dung may tinh trong quá trình thiết kế và sản xuất hay theo thuật ngữ tiếng Anh là máy tỉnh trợ giúp thiết kế và sản xuất.
Từ sự ra đời của CAI3/CAM các lĩnh vực khác của việc ứng dụng máy tính cũng đã phát triển theo như: « Bd hoa may tính: CG * Công nghệ trợ giúp bằng máy tinh: CAE ®_ Thiết kế và phác hoa trợ giúp bằng máy tính: CADD ®- Quá trình sẵn xuất trợ giúp bằng máy tính: CAPP. ‘Tat cả những lĩnh vực sinh ra dó đều liên quan tới những nét dặc trưng, của quan niệm về CAD/CAM. CAD/CAM là một lĩnh vực Tông lớn nó lả trái tìm của nền sán xuất tích hợp vá tự động Lịch sử phát triển của CAT/CAM gắn liền với sự phảt triển của công nghệ máy tính và kỹ thuật đề hoạ tương tac (ICG). Vào cuỗi những năm 1950 đầu những năm 1960 CAD/CAM có những bước phát triển đáng kể, khởi đầu có thể nói là tại Massachusetts Tnstrtzte of Technology (MIT) - Mỹ với ngôn ngữ lập trỉnh cho máy tính APT (Automatically Programmmed Tools).
Mục + _ Thâm dinh thiét ké (design review) s Kết xuất ai ligu thiét ké (design documentation) 1,1.Thiết kế mỏ hành hình học 'Thiết kế mô hình hình học của một chỉ tiết là quá trình xây đựng mô hình toán học của chỉ tiết đó trên máy tính Mô hình toán học nây được chuyển sang dạng dỗ hoa và hiển thị trên màn hình. Quá trình bất dầu khi người thiết kế tạo các hình ảnh đồ hoa bằng các tiện ích của ICG, các hình Ảnh được tạo bởi các điểm, đường thẳng, đường tròn và đường cong. Các hình ảnh xuất hiện trên man hình được máy tính lưu trữ bằng các toa độ của mô hình toán học Khi hiệu chỉnh các đối tượng thiết kế thì trước tiên máy tính tính toán lại mô hinh hình học thông qua mé hinh loan học sau đó thay đối sự hiển thị trên mản hình. Mô hình hình học có thế biểu diễn 1 trong 3 dang: 2D, 2.
M6 hình 3D có thể là khung day (wire-frame) hay khdi rin (solid). Kỹ thuật đề hoạ cho phép quan sát mô hình thiết kế một cách tốt nhất thông qua việc biểu diễn các dối tượng vẽ bằng màu và kỹ thuật tô bóng (render).Phân tích mô hình hình học Việc phần tích mô hình sau thiết kế dược thực hiện nhờ phần mềm CATD/CAM. Điều này làm cho công việc phân tích trở nên đơn giản hơn nhiều so với toán hạo thông thường và cho kết quá đáng tìn cây trong một thời gian nhanh chóng. nhờ vào kết quả đó mà người thiết kế sẽ hiện chỉnh lại thiết kế cha phủ hợp.
Tuy theo tỉnh năng và yêu cầu của chỉ tiết ma sy phân tích có thể là những quá trình sau DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1; Lhông tin dữ liệu trong CAD/CAM Hình 1-2: Phần cứng trong CAD/CAM. 13 Hình 1-3: Các dạng đường dụng 17 Hình 1-4: Các loại dao phay phổ biến. 18 Hình 1-5: Các thông số của dụng cụ. ¬ seo, 1B Hình 1-6: Hiện lượng va chạm khi tính đường dụng eụ.
se, 2Ô Hình 1-7: Các phương pháp sinh đường định vị định cụ CL. 21 Hinh 1-8: Phuong pháp CC với dao đầu phing. 22 Hình 1-9: Các dạng đường tiếp xúc theo các phương pháp khác nhau 23 Hình 1-10: Hình dáng các đường dụng cụ 2D Hình 2-1; Cấu trúc một khối chương trình 8 Hình 2-3: Chiểu dài đao và đường kính dao.32 Hình 2-3: Cách xác dịnh chiêu đài dao.33 Hình 2-4: Chênh lệch chiều đài và bán kính đao.34 Hình 2-5: Nội suy thẳng theo rnột trục. ma Ifinh 2-6: Nội suy thẳng theo bai Iryc.
¬ se, 36 Hình 2-7: Nội suy thẳng theo 3 trục. seo TỂ Hình 2-8: Nội suy thẳng theo 5 trục. 37 Hình 2-9: Nội suy đường thẳng từ vị trí hiện thời tới vị trí khai báo. 37 Hình 2-10: Vát mép giữa hai đường thẳng dao nhau.
38 Hình 2-11: Vê trồn một gốc " 38 Hình 2-12: Nội suy theo cung trồn. 39 Hình 2-13: Chiêu gia công "— "— seo. đỘ Hình 2-14: Tâm đường tròn ŒC. AO Hình 2-15: Chạy dao theo cung tròn tâm CC 41 Hình 2-16: Chạy dao theo đường trồn kín.
42 dich cla APT 1a dé lập trình cho máy điều khiển số, nó được cơi như là một bước đột phá cho tự động hoá quá trình sẵn 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 gỗm. phần cứng, phần mềm, bảo tri va đào tạo, hệ thống này được thiết kế chạy trên mainframe và minicomputor. Tuy nhiên khả năng xử lý thông tin, bộ nhớ và ICG của mainframe và minicomputer hạn chế nên các hệ CAD/CAM thời kỷ nảy kém hiệu quả, giá thành cao va chỉ dược sử dụng trong một số rất it lĩnh vực. Năm 1983 máy tính IBM-PC ra đời, đây là thể hệ máy tính lý tưởng về khả năng xử lý thông tin, bộ nhớ, để hoạ cho ŒAD/CAML Diễu nay tạo điều kiên cho các hệ CAI/CAM phát triển rất nhanh chong Cuối những năm 1990 là thời kỳ CATD/CAM dạt đến những thành tựu đáng kế, rất nhiều phần mêm đề sộ được tung ra thị trường và ứng dụng rộng Tãi trong thiết kế và sán xuất của nhiều ngành công nghiệp.
liên nay các phần mềm CAD/CAM nỗi tiếng đang có mặt trên thị trưởng như: CIMATRON-Israel; DELCAM-Anh, Pro-Engineer-M¥, Uni-Graphies- My, SURFCAM- M¥, MasterCAM-M¥. Phan mém CAE xuất hiện sau CAD/CAM, khi mã những đòi hỏi về chất lượng của sản phẩm rất cao. Moldflow (Australia) va Moldex (Taiwan) là 2 phần mềm điển hình 1,1. Các quá trình trong thiết kế trợ giúp bằng máy tính + _ Thiết kê mô hình hình học (design modeling) Phan tich mé hinh (design analysis) ngôn ngữ của chương trình hậu sử lý của thiết bị điều khiến máy công cụ đó.
Chương trình hậu xử lý sẽ xem xết mẫu đầu vào, được yêu cầu bởi đơn vị điều khiển riêng và gần các mã xác định cho các tốc độ riêng biệt, các lỉ số tiến dao, các thông tin điều khiển theo các đặc tính riêng của máy Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, đến nay em đã hoàn thành nội đụng của bản luận văn. Vì hiện nay ở Việt Nam những vấn đề tự động hoá lập trình ở mức độ cao còn là khá mới mẻ, đồng thời do khả năng và kinh nghiệm bản thân còn hạn chế nên chắc rằng trong luận văn còn có những thiếu sớt, tổn tại. Em mong được sự chỉ bảo của mọi người để kết quả tìm hiểu, nghiên cứu của luận văn được hoàn thiện hơn. Nhân địp này cm xin chân thành cảm ơn GS-TSKH.
Banh Tiến Long, TS. Hoàng Vĩnh Sinh dã tận tình tướng đẫn và giúp đỡ cm hoàn thành bản luận văn này. Em cũng xin gửi lời cắm ơn các thầy cô trong Bộ môn Gia công vật liệu và dụng cụ công nghiện thuộc Khoa Cơ khí Trường Đại học Bách khoa Iià Nội đã giúp đỡ em hoàn thành bản luận văn này. MO DAU ‘lrong thdi dai ngay nay loai ngudi dang chimg kién rit nhiéu nhimg tiến bộ của khoa học kỹ thuật.
Một trong những thành tựu quan trọng nhất của khoa học kỹ thuật đó chính là tự động hoá quá trình sản xuất, tự động hoá sản xuất dã dưa đến hình thức sân xuất linh hoạt. ở các nước công nghiệp phát triển sản xuất linh hoạt có thể thay thế có hiệu quả lao động dắt giá, diễu này có thể có quan hệ rất nhiều đối với nhiều nước đang phát triển, đang dựa vào chí phí lao động thấp để cạnh Iranh giá cá trên thị Irường, "Trong dây chuyển sẵn xuất linh hoạt thì máy công cụ điều khiển số CNC đóng một vai trò rất quan trọng. Sử dụng máy công cụ điều khiển số cho phép giảm khối lượng gia công chỉ tiết, năng cao độ chính xác gia công và hiệu quả kinh tế, đồng thời rút ngắn được chu kỳ sản xuất. Chính vì vậy hiện nay nhiều nước trên thế giới đã và đang ứng dụng rộng rãi các máy điều khiển số vào lĩnh vực cơ khí chế tạo.
Ở Việt Nam hiện nay các máy CNC đang được nhập khẩu và sử dụng rộng rấi để chế tạo za các chỉ tiết cơ khí, đặc biệt là chế lạo các khuôn rnẫu chính xác, các chỉ tiết phục vụ công nghiệp quốc phòng. Chúng a cũng đang có những mục tiêu quốc gia nhằm mục đích tự chế tạo máy công cụ điểu khiển số CNC. Để đạt được mục tiêu sản xuất được máy CNC đồi hỏi phải cố nhiều bước đi, một trong những bước đó là đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ hiểu biết về máy công cụ và điều khiển máy cong cu CNC. "Irong luận văn tốt nghiệp ngành công nghệ cơ khí.
em đã chọn để tài “Nghiên cứu xây đựng bộ hậu xử lý cho bộ diều khiển ¡TNCS30 dang cho trung tim phay CNC”. Post processor là một chương trình hậu sử lý, nố xử lý tiếp dữ liệu đường tâm dao từ chương trình xử lý (processor) thành tập hợp các lệnh được thiết kế cho một hệ thống mấy công cụ NC cụ thể. Những đặc điểm của máy. công cụ này sẽ được xem xét bởi chương trình hậu xử lý và chuyển thành Hình 2-17: Chạy dao theo đường trồn kín bán kính R.
42 Hình 2-18: Chạy đao theo cùng nhỏ lồi-lõm 43 Hinh 2-19: Chay dao (heo cùng lớn lồi-lõm. 43 Hinh 2-20: Chạy đao (heo đường thẳng và vát mép. 4 Hình 2-21: Chạy đao theo cung trờn. + 44 Hình 3-1: Qui trình tạo ra và biên dịch một bộ hậu xử lý.
48 DANH MỤC CÁC BẰNG Bảng 1-I: Bảng so sánh, đánh giá các phương pháp sinh đường dụng cụ. 25 Bảng 2- |: Một số chức năng vận hành máy Bang 2-2: Mặt phẳng chứa cung tròn cẩn gia công khi đặt trục chính. Bang 3-1: Chiéu dài tối đa của xâu ký tự ngôn ngữ của chương trình hậu sử lý của thiết bị điều khiến máy công cụ đó. Chương trình hậu xử lý sẽ xem xết mẫu đầu vào, được yêu cầu bởi đơn vị điều khiển riêng và gần các mã xác định cho các tốc độ riêng biệt, các lỉ số tiến dao, các thông tin điều khiển theo các đặc tính riêng của máy Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, đến nay em đã hoàn thành nội đụng của bản luận văn.