ĐẶT VẤN ĐỀ Trong lĩnh vực gia công, một phần lớn các thông số kỹ thuật cơ bản đƣợc tích hợp vào ArtCAM từ hệ thống kỹ thuật CAM hàng đầu của DelCam, PowerMill. Điều này đã cho phép sự bao gồm những kỹ thuật đa luồng mới nhất và vì vậy cung cấp sự tính toán nhanh hơn. Nó cũng cung cấp cho những ngƣời sử dụng sự linh hoạt lớn hơn để chỉnh sửa toolpaths, đặc biệt để tối ƣu hóa sự dẫn dắt và liên kết. Với ArtCAM Insignia và ArtCAM Pro, thêm phần tự động hóa đã đƣợc giới thiệu khi thiết kế gia công nhập nhƣ lớp DXF hay các file PDF từ hệ thống CAD khác.
Sử dụng mẫu Toolpath, trƣớc đây quy định chiến lƣợc gia công, những dụng cụ cắt và các thông số gia công có thể đƣợc áp dụng cho các lớp có tên trong tập tin đƣợc nhập vào, sử dụng nhấp chuột đơn giản. Cấu trúc của lớp cũng đƣợc lƣu trữ khi một thiết kế đƣợc copy hoặc ngay cả khi nó tự động lồng vào nhau để giảm tối thiểu lãng phí vật liệu. Điều này có nghĩa là với cùng một mẫu Toolpath có thể đƣợc áp dụng cho tất cả các bản sao đồng thời, làm giảm đánh kể thời gian cần thiết để gia công nhiều lớp phức tạp, tối ƣu hóa và chiến lƣợc Toolpath. ARTCAM Pro cung cấp các công cụ mô hình 3D tiên tiến và chiến lƣợc gia công linh hoạt để cho ra các giải pháp hoàn chỉnh cho mọi nhu cầu gia công CNC nhƣ: làm huy hiệu nổi, chế biến đồ gỗ, khắc và làm khuôn 3D để sản xuất thiệp cƣới, sản xuất khuôn bánh kẹo, đúc tiền, đóng gói… Với máy điêu khắc CNC, những công việc mất nhiều thời gian ngày xƣa bây giờ có thể thực hiện một cách nhanh chóng và hiệu quả.
7 Luan van Chƣơng 1: Tổng quan ArtCAM Express dành cho những ngƣời mới sử dụng công cụ CNC, ArtCAM Insignia cho gia công sản xuất và ArtCAM Pro với những thiết kế phức tạp hơn và sản xuất, cộng với phiên bản ArtCAM Jewel Smith dành cho ngành công nghiệp đồ trang sức. Tất cả các ứng dụng ArtCAM sẽ có một giao diện mới, có thể đƣợc tùy chỉnh bởi ngƣời sử dụng để có hiệu quả tối ƣu. Trong phiên bản phát hành mới, giao diện hoàn toàn tùy biến, nghĩa là mỗi ngƣời sử dụng có thể cài đặt phần mềm để truy cập nhanh hơn đến các lệnh mà họ sử dụng thƣờng xuyên. Tƣơng tự, các lệnh hiếm khi đƣợc sử dụng có thể đƣợc ẩn từ các lựa chọn menu ban đầu.
Điều này giúp chúng ta hình dung mô hình thiết kế tốt hơn. TÍNH CẤP THIẾT ArtCAM Pro cho phép sản xuất các chi tiết có chất lƣợng cao, chi tiết và phức tạp trong thiết kế và cho phép có thời gian gia công ngắn hơn với ƣu điểm về chi phí sản xuất. Một số trong những lợi thế của ArtCAM bao gồm: Nâng cao hiệu quả của thiết kế hiện tại và quá trình sản xuất, do đó tăng năng suất, cắt giảm chi phí và tăng lợi nhuận. Mở rộng phạm vi sản phẩm và dịch vụ cung cấp cho hiện tại và tƣơng lai.
Nâng cao hiệu quả của quá trình gia công hiện có cũng nhƣ khai thác tính năng mới. Đƣợc nhiều lợi thế kinh doanh từ các đối thủ cạnh tranh về mặt công nghệ. An toàn, dễ sử dụng quy trình sản xuất trong thời gian nhanh nhất từ trên màn hình thiết kế để hoàn thành quy trình gia công. ArtCAM sử dụng của một chiếc thiết bị tích hợp cho sản xuất thiết kế trên nhiều loại máy công cụ CNC hoặc router, hoặc tập tin đầu ra cho prototyping nhanh chóng.
Trợ giúp quá trình thiết kế sản phẩm mới và phát triển hệ thống sản phẩm hiện có. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 8 Luan van Chƣơng 1: Tổng quan Đề tài định hƣớng nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn nhằm xây dựng một quy trình công nghệ phân tích, thiết kế và chế tạo sản phẩm điêu khắc bằng chƣơng trình ArtCAM Pro. Đây là một đề tài mang tính thực tiễn cao vì sản phẩm nghiên cứu của đề tài là một hệ thống quy trình gia công sản phẩm mang tính thẩm mỹ. Các mục tiêu chính của đề tài hƣớng đến các vấn đề sau: Thiết kế từ bitmap và vector, so sánh ƣu nhƣợc điểm của từng phƣơng pháp.
Khởi tạo bản thiết kế từ hình chụp hoặc hình quét. Gia công hình nổi 3D, tạo text và hiệu ứng. Thiết kế những mẫu điêu khắc thực tế. Hƣớng dẫn tạo hình nổi chi tiết với Relief.
Các phƣơng pháp ăn dao và xuất chƣơng trình gia công 2D. Lập trình gia công CNC – 2D/3D Toolspaths. CÁCH TIẾP CẬN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5. Cách tiếp cận - Tìm hiểu các thiết bị, máy móc CNC sẵn có tại Trung tâm CNC, trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật.
- Sử dụng các tài liệu (sách, báo, tạp chí…) có liên quan để giới thiệu về ArtCAM Pro. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp điều tra, khảo sát. - Phƣơng pháp phân tích lý thuyết. - Phƣơng pháp chế tạo thực nghiệm.
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 6. Đối tƣợng nghiên cứu - Các quy trình thiết kế gia công chi tiết bằng ArtCAM Pro. 9 Luan van Chƣơng 1: Tổng quan 6. Phạm vi nghiên cứu - Phần mềm ArtCAM Pro.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu ứng dụng của ArtCAM. - Tìm hiểu giao diện của ArtCAM. - Nghiên cứu quy trình phân tích, thiết kế bằng ArtCAM Pro. - Nghiên cứu quy trình gia công CNC bằng ArtCAM Pro.
10 Luan van Chƣơng 2: Nội dung CHƢƠNG 2: NỘI DUNG 1. BẮT ĐẦU SỬ DỤNG ARTCAM PRO Double click chuột trái vào biểu tƣợng ArtCAM trên màn hình desktop. Cửa sổ bắt đầu làm việc của ArtCAM sẽ xuất hiện nhƣ hình trên. Để bắt đầu làm việc với ArtCAM ngƣời sử dụng phải tạo New Model hoặc New Project (cho sản phẩm cần có độ phức tạp nhất định hoặc cần lắp ráp).
Chọn Create New Model. Một cửa sổ nhỏ sẽ xuất hiện để cài đặt các thông số ban đầu của New Model. 11 Luan van Chƣơng 2: Nội dung Điều chỉnh kích thƣớc của New Model với hai thông số kích thƣớc X và Y. Vị trí của gốc tọa độ.
Resolution: độ phân giải của New Model. Có thể hiểu là mật độ điểm ảnh trên diện tích đã đƣợc xác định từ 2 thông số X và Y phía trên (mật độ điểm ảnh càng lớn thì Model càng chi tiết và dung lƣợng sẽ lớn hơn). Cần chú ý khi sử dụng bitmap thì độ phân giải của chi tiết sẽ lấy từ hình ảnh gốc, đó là lý do cần chọn độ phân giải tối thiểu là độ phân giải của bitmap gốc. Hình con rồng đƣợc thể hiện trong môi trƣờng 2D đã đƣợc chia thành một số lƣợng nhất định ô vuông (pixels).
Mỗi ô vuông sẽ có một chiều cao nhất định trong ArtCAM dựa vào lệnh đã đƣợc sử dụng để tạo relief. Ở relief đầu tiên có độ phân giải thấp nên mức độ chi tiết và độ mịn giảm rất nhiều. Relief thứ hai đƣợc điều chỉnh với độ phân giải cao hơn nên chất lƣợng cải thiện hơn. Chọn kích thƣớc dài và rộng 100mm với gốc tọa độ ở tâm.
Chắc rằng đơn vị đã chọn là mm và thông số Resolution là 796 x 796. 12 Luan van Chƣơng 2: Nội dung ArtCAM sẽ bắt đầu với giao diện 2D View, Relief đƣợc thể hiện trong giao diện 3D View. Có thể luân chuyển giữa 2 giao diện bằng cách chọn thẻ 2D View hoặc 3D View (hoặc có thể sử dụng phím tắt F2 hoặc F3). Giao diện 2D View thƣờng đƣợc sử dụng để thiết kế vector và bitmap.
Các relief đƣợc tạo ra và tùy chỉnh trực quan trong giao diện 3D View. Nhằm có một phƣơng pháp thiết kế hiệu quả hơn, ArtCAM Pro còn cho phép tạo mô hình một cách trực tiếp từ vector hay bitmap ngay trong môi trƣờng 3D sẽ đƣợc minh họa trong các bài tập kèm theo sắp tới. 13 Luan van Chƣơng 2: Nội dung Tổng kết về 2D View: Zoom In: phóng to trong giao diện 2D View Zoom Out: thu nhỏ trong giao diện 2D View Zoom Previous: thu phòng è kích hƣớc trƣớc Zoom 1:1 : phòng to theo tỷ lệ pixel của model Window Fit: cho model vừa màn hình Zoom Objects Preview Relief Layer Bitmap Transparency 14 Luan van Chƣơng 2: Nội dung Tổng kết về 3D View Isometric View xem với giao diện 3D View along the X axis xem chi tiết theo phƣơng trục X View along the Y axis xem chi tiết theo phƣơng trục Y View along the Z axis xem chi tiết theo phƣơng trục Z Zoom In phóng to Zoom Out thu nhỏ Zoom to Previous View 15 Luan van Chƣơng 2: Nội dung Scale View to fit Objects to Draw (view) Dialogue Box Control Various 3D Graphic Options: Toggle Z zero plane: Toggle drawing of the origin: Toggle visibility of root assembly (in project) Toggle between displaying flat and rotary reliefs Toggle visibility of the defined material block Toggle visibility of simulation block (from machining) Toggle colour shading (bitmap) Toggle display of the front relief Toggle display of the back relief Toggle relief gradient analysis tool 16 Luan van Chƣơng 2: Nội dung Main Menu Bar Phía trên cùng về bên trái của giao diện phần mềm ArtCAM là thanh Menu Bar. Ở mỗi mục khi rê chuốt tới vị trí menu thì với mỗi mục sẽ cho ra nhiều lựa chọn của các lệnh và thao tác phụ.
Nếu có một mục nào đó không thể ứng dụng cho thao tác bạn đang thực hiện thì sẽ bị làm mờ đi. Để mở các thao tác phụ có thể click vào mũi tên ở phía phải của thao tác. Ví dụ: khi chọn Menu File thì sẽ sổ ra các lựa chọn nhƣ hình dƣới Ứng với thao tác mà con trỏ chuột đang ở trên sẽ đƣợc tô màu vàng, click trái chuột để thực hiện thao tác cần thực hiện. Ngay cùng hàng với thao tác cần thực hiện sẽ hiện thị tổ hợp phím tắc cho thao tác đó (Ví du: Ctrl+N để tạo New Model).
17 Luan van Chƣơng 2: Nội dung Toolbars Selection Tools: gồm các công cụ để tùy chỉnh vector nhƣ là Select Function, Node Editing, Transform Function. Các công cụ tùy chỉnh bitmap: gồm các công cụ cơ bản để vẽ và tùy chỉnh màu sắc nhƣ Paint Brush, Flood Fill và Pick Colour. Các công cụ tùy chỉnh vector: gồm các lệnh vẽ vector cơ bàn nhƣ Polylines, Squares, Circles,Ellipses, Stars, Polygons, Arcs và Text. Sculpting Tools: gồm các lệnh tạo hình nổi tự do nhƣ Smoothing, Smudging, Depositing, Carving, Erasing và Transferring.
18 Luan van Chƣơng 2: Nội dung File Toolbar Trên thanh này bao gồm các lệnh cơ bản tùy chọn bao gồm Help Reference và Options Settings.