BÀI THUYẾT TRÌNH CAM TRONG NHA KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC TPHCM KHOA RĂNG HÀM MẶT BỘ MÔN KỸ THUẬT PHỤC HÌNH RĂNG BÀI THUYẾT TRÌNH CAM TRONG NHA KHOA GVHD: Đào Ngọc Lâm Thành viên: Đỗ Tuấn Vũ Đinh Thành Trung Nguyễn Xuân An A. TỔNG QUAN Công nghệ CAD/CAM/CNC ngày nay đã rất quen thuộc với những người làm việc trong nghành cơ khí. Kiến thức về mảng công nghệ này đã trở thành bắt buộc với các kỷ sư ngành chế tạo máy giai đoạn hiện nay và trong tương lai. Thực chất, mục đích cuối cùng của công nghệ CAD/CAM/CNC trong chế tạo máy là thực hiện quá trình cắt gọt kim loại, tuy nhiên thay vì sữ dụng các máy công cụ truyền thống, ta sữ dụng các máy công cụ điều khiển số (CNC) với khả năng thực hiện chuyển động cắt gọt một cách tự động bằng chương trình được lập trình trước. Đi đôi với việc này, các phần mềm CAD/CAM/CAE ra đời, đáp ứng nhanh yêu cầu của quá trình thiết kế và lập quy trình công nghệ sản xuất. CAD/CAM kết nối với nhau tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động là thiết kế và chế tạo mà lâu nay người ta coi là khác nhau và không phục thuộc vào nhau. Tự động hóa thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính toán giúp người kỹ sư để thiết kế mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa giải pháp thiết kế. Phương tiện bao gồm máy tính điện tử, các máy vẽ, máy in, thiết bị đục lỗ băng phương tiện lập trình bao gồm chương trình máy, cho phép đảm bảo giao tiếp với máy vẽ và các chương trình ứng dụng để thực hiện chức năng thiết kế. Hiện nay có rất nhiều phần mềm CAD/CAM/CAE lớn được sữ dụng trên thế giới.Có thể kể tên ra như PROE, CATIA, SOLID WORK, UNIGRAPHIC Bên cạnh các phần mềm thiết kế 2D. Các phần mềm này ngoài khả năng thiết kế 3D khá mạnh còn cho phép chúng ta mô phỏng chuyển động của máy, cơ cấu, phân tích động học, động lực học chuyển các bản vẽ sang 2D, lập quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm và xuất mã gia công sang mã NC để thực hiện việc gia công thực trên máy CNC. Mỗi một hãng, viện nghiên cứu hoặc cơ sở sản xuất có những tập hợp chương trình ứng dụng khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất Hệ thống CAD/CAM là một sản phẩm của CIM (Computer Integrated Manufacturing). Hệ thống này được quản lý và điều hành dựa trên cơ sở dữ liệu trung tâm, hệ thống còn được dùng để lập kế hoạch , biểu đồ , đưa ra các chỉ dẫn và thông tin đảm bảo kế hoạch sản xuất của nhà máy… Mô hình hệ thống như sau: ♦ CAD (Computer Aided Design) :Thiết kế với sự trợ giúp của MTĐT ♦ CAE (Computer Aided Engineering) :Phân tích kỹ thuật với sự trợ giúp của MTĐT ♦ CAPP (Computer Aided Process Planning) :Lập phương án chế tạo với sự trợ giúp của MTĐT ♦ CAM (Computer Aided Manufacturing) :Chế tạo với sự trợ giúp của MTĐT ♦ CNC (Computer Numerical Control) :Máy công cụ điều khiển bằng chương trình số ♦ CAQ (Computer Aided Quality Control) :Kiểm tra chất lượng với sự trợ giúp của MTĐT ♦ MRP II (Manufacturing Resources Planning) :Hoạch định nguồn lực sản xuất ♦ PP (Production Planning) :Lập kế hoạch sản xuất Trước đây CAM được coi như 1 công cụ lập trình điều khiển số (Numerial Control), điều khiển máy CNC tạo ra những mô hình 2D hay 3D được thiết kế trong CAD. Giống với những công nghệ máy tính hỗ trợ (Computer-Aided) khác, CAM không thay thế được cho những chuyên gia trình độ cao như kĩ sư sản xuất, lập trình viên NC hay thợ máy. Trên thực tế, CAM nâng cao tay nghề của họ thông qua các công cụ sản xuất tiên tiến, đồng thời xây dựng thêm kĩ năng mới thông qua những công cụ mô phỏng, trực quan và tối ưu hóa. 1. Lịch sử Lúc đầu CAD/CAM là hai ngành phát triển tách biệt nhau, độc lập với nhau trong khoảng 30 năm. Hiện nay chúng được tích hợp thành một hệ, trong đó thiết kế có thể lựa chọn phương án tối ưu và quá trình sản xuất có thể được giám sát và điều khiển từ khâu đầu đến khâu cuối. Phần mềm CAD đầu tiên là SKETCHPAD xuất hiện vào năm 1962 được viết bởi Ivan Sutherland thuộc trường kỹ thuật Massachusetts (MIT) Cũng như hệ CAD, hệ CAM được phát triển ứng dụng đầu tiên tại MIT cho các máy gia công điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) bằng máy vi tính vào đầu những năm 70. 2. Định nghĩa a. CAM Phần mềm máy tính hỗ trợ sản xuất Computer- aided manufacturing (CAM) để chỉ những phần mềm dùng để sinh ra những đoạn mã (code) hợp lệ cho máy CNC và được máy CNC cắt theo một hình dạng đã được thiết kế trước bởi hệ thống computer- aided design (CAD). Một định nghĩa rộng hơn của CAM là bao gồm việc sử dụng các ứng dụng máy tính để xác định một quá trình sản xuất cho các công cụ thiết kế, mô hình CAD, lập trình NC, phối hợp máy đo (CMM) kiểm tra chương trình, máy công cụ mô phỏng hoặc khâu xử lý cuối cùng. Sau đó kế hoạch này được thực hiện trong một môi trường sản xuất, chẳng hạn như: kiểm soát trực tiếp số (DNC), công cụ quản lý, gia công CNC, hoặc thực hiện CMM. Đôi khi, phần mềm CAM tích hợp chung với hệ thống CAD, nhưng không luôn luôn như vậy, Mỗi phần mềm CAM phải giải quyết vấn đề đầu tiên là trao đổi dữ liệu với CAD. Thường CAD xuất dữ liệu ra một trong những kiểu định dạng chung, như là IGES hoặc STL và không cần thiết phải hiệu chỉnh chúng. Định dạng mà phần mềm CAM xuất ra thường là tập tin dạng văn bản G-code và được chương trình Direct Numerical Control (DNC) chuyển đến máy công cụ. Cần có nhiều thời gian để có thể làm chủ được công nghệ CAM, chúng yêu cầu người vận hành có sự hiểu biết kỹ năng máy móc như chọn dao cắt, xác định các thông số cần thiết và vạch ra kế hoạch chạy dao phù hợp. Trong một máy CAM có nhiều chế độ cho việc sản xuất được tối ưu nhất, bằng cách cập nhật phần mềm mới đầy đủ cho máy, những chế độ phù hợp với mỗi ngành sản xuất riêng như: công nghiệp vũ trụ, ô tô, thiết bị y tế, sản xuất khuôn mẫu và các ngành công nghiệp máy móc. Ta có một số chế độ như: Phay 2.5 trục, Phay 3 trục, Máy tốc độ cao, Phay 5 trục. b. Mối quan hệ giữa CAD và CAM Khi lập trình bằng máy (lập trình có sự giúp đỡ của máy tính) người lập trình mô tả hình dang hình học của chi tiết gia công, các quỹ đạo của dụng cụ cắt và các chức năng của máy theo một ngôn ngữ mà máy có thể hiểu đựơc. Lập trình bằng máy có ưu điểm là không cần thực hiện các phép tính bằng tay, chỉ cần truy nhập một ít dữ liệu nhưng có thể sản sinh ra một lượng lớn các dữ liệu cho các tính toán cần thiết, đồng thời hạn chế được các lỗi lập trình. Mô tả hình dáng hình học của chi tiết, quỹ đạo của dụng cụ, các chức năng của máy theo một ngôn ngữ lập trình định hướng bằng các ký hiệu: - Thực hiện nhiệm vụ gia công đơn giản, không cần các tính toán bằng tay. - Dữ liệu truy cập nhanh, tạo ra số liệu gia công lớn (1:100). - Hạn chế các lỗi khi lập trình. - Tiết kiệm thời gian về mụ tả chi tiết, chu kỳ gia cụng. - Các ngôn ngữ dễ học. Mối quan hệ CAD/CAM và tự động hóa sản xuất thể hiện trên hình sau là phần giao giữa 5 phần: Trong đó: - Mạng làm việc là các hệ thống tổ chức sản xuất, hệ thống cung cấp vật liệu và những công việc thực hiện trên sàn máy, xí nghiệp. - Công cụ sản xuất như máy CNC, robot công nghiệp. - Công cụ thiết kế như máy tính, máy vẽ và các phần mềm ứng dụng. - Mô hình hình học là những thực thể hình học cơ sở, được sử dụng trên bản vẽ kỹ thuật hay trên màn hình máy tính như: o Điểm ( Point)- được mô tả bởi giá trị tọa độ o Đường cong (Curve), bao gồm cả đoạn thẳng (Line) – được mô tả bằng chuỗi điểm hoặc phương trình. o Mặt cong (Surface), bao gồm cả mặt (Face)- được mô tả bởi tập hợp điểm (hoặc lưới đường cong), hoặc phương trình. o Khối (Solid) – được định nghĩa bởi các mặt cong bao quanh. c. CAD/CAM trong nha khoa [...]... scan hay từ phần mềm CAD thì máy CAM sẽ lập kế hoạch để tiện và cắt từ một phôi trong vòng vài phút Bộ phận tiện và cắt có độ chính xác cao và bụi xả ra sẽ được hút vào máy hút tích hợp sẵn Để tạo ra sản phẩm thì có 2 quá trình trong máy CAM là quá trình cắt gọt và quá trình nung thiêu kết được lập trình Phần mềm trong máy CAM sẽ điều hành đúng với quy trình được lập trình sẵn từ cắt tiện, điều chỉnh... toán Những hệ thống CAD /CAM có thể chia làm 2 loại lớn: một là hệ thống ở phòng nha, và 2 là hệ thống đặt ở Labo Cho đến hiện nay thì trong tất cả những hệ thống CAD /CAM nha khoa, CEREC là nhà sản xuất duy nhất cung cấp hệ thống CAD /CAM trong labo và cả phòng nha Những hệ thống CAD /CAM đặt trong labo thì có thể kể đến:DCS Precident, Procera, CEREC InLab và Lava Cercon là hệ thống trong labo nhưng không... Quá trình xử lý kết thúc $$ Quy trình ♦ 1 quy trình CAM về cơ bản sẽ gồm : • Lập kế hoạch sản xuất • Điều khiển quá trình sản xuất ♦ Cụ thể hơn như sơ đồ dưới đây Quy hoạch quá trình công nghệ Thiết kế chế tạo các trang bị công nghệ Cung ứng vật tư Lập trình NC, CNC, DNC Mô phỏng gia công, kiểm tra quá trình gia công Chế tạo (sản xuất) Kiểm tra chất lượng Đóng gói ♦ Để thực hiện được hệ thống CAM, ... thể được thiết kế và chế tạo ngay bên cạnh ghế nha khoa Và bệnh nhân sau một lần hẹn có thể ra về với một phục hình hoàn tất Chairside CAD /CAM của CEREC Hệ thống CAD /CAM của Procera.(Nobel Biocare) B CHI TIẾT 1 Hoạt động a Ngôn ngữ lập trình: Như chúng ta đã biết để sử dụng các máy NC thì chúng ta phải lập trình phần mềm cho cả CAD và CAM, có thể lập trình bằng máy tính hoặc bằng tay Với xu thế công... xử lý file CLDATA và tạo ra chương trình NC thích ứng với máy kèm theo nó APT là hệ thống lập trình không gian 3 chiều, cùng một lúc có thể điều khiển tới 5 trục Để lập trình APT điều tiên người lập trình phải tìm hình dáng hình học của chương trình gia công tiếp theo là định hướng chuyển động của dụng cụ cắt Trong khi lập trình, điểm nhìn (VIEW POINT) của người lập trình luôn cố định Và như vậy chi... trong labo nhưng không bao gồm phần CAD mà chỉ là CAM Có một hệ thống CAD /CAM mà người ta gọi là Chairside CAD /CAM Lướt một vòng qua mạng, tôi có thể thấy được ChairsideCAD /CAM hiện nay đang là một vấn đề rất nóng bỏng Có thể hiểu một cách nôm na đây là một thiết bị để nha sĩ ứng dụng kĩ thuật CAD /CAM, và thiết bị này được đặt ngay bên cạnh ghế nha khoa Với hệ thống này, thì tất cả những loại phục... Và có thể làm mềm hóa chương trình gia công bởi Macro… Là ngôn ngữ lập trình bằng máy, APT cũng có 2 chương trình tính toán đặc biệt đó là: Bộ xử lý và bộ hậu xử lý Bộ xử lý APT là chương trình máy tính phục vụ cho việc xử lý chương trình nguồn Từ đó đưa ra một file dữ liệu (CL) bao gồm dữ liệu vị trí dao và các thông tin điều khiển máy Bộ hậu xử lý cũng là một chương trình máy tính, xây dựng nhằm... được điều khiển bởi các phần mềm khác nhau, mà nền tảng là ngôn ngữ APT Cốt lõi của APT là bộ xử lý chương trình Bộ xử lý chương trình là chương trình máy tính được xây dựng nhằm xử lý chương trình nguồn APT để tạo ra tệp dữ liệu gia công NC, gọi là CLDATA-file, gồm : • • ♦ Dữ liệu về vị trí dụng cụ gia công trên quỹ đạo của nó Thông tin về điều khiển máy gia công Quá trình xử lý dữ liệu gia công trên... Thời gian và chi phí duy trì phần mềm và phần cứng ♦ Quá trình thiết kế trên máy tính tốn thời gian và đòi hỏi độ chính xác cao ♦ Chiếm dung lượng lưu trữ lớn C KẾT LUẬN 1 2 Tình hình, mục tiêu CAD /CAM lâu dài ♦ Tình hình CAD /CAM trong nước • Đã có máy CNC (phay, tiện, cắt dây, bắn điện) nhưng chưa nhiều • Đã có phần mềm CAD /CAM tuy nhiên thiếu giáo trình và phương pháp giảng dạy • Dẫn đến có đào tạo nhưng... CAD /CAM và CNC là chủ yếu Mục tiêu lâu dài: Đào tạo để biết sử dụng các phần mềm CAD /CAM phục vụ cho công tác sáng tạo ra những sản phẩm mới phức tạp và có độ chính xác cao Nhiệm vụ trước mắt ♦ Bổ sung giáo trình hướng dẫn học các phần mềm CAD /CAM và sử dụng máy CNC ♦ Dạy sử dụng phần mềm CNC ♦ Dạy sử dụng và bảo trì máy CNC ♦ Thành lập các trung tâm tư vấn khách hàng trong việc mua bán phần mềm CAD/CAM . sản phẩm thì có 2 quá trình trong máy CAM là quá trình cắt gọt và quá trình nung thiêu kết được lập trình. Phần mềm trong máy CAM sẽ điều hành đúng với quy trình được lập trình sẵn từ cắt tiện,. TPHCM KHOA RĂNG HÀM MẶT BỘ MÔN KỸ THUẬT PHỤC HÌNH RĂNG BÀI THUYẾT TRÌNH CAM TRONG NHA KHOA GVHD: Đào Ngọc Lâm Thành viên: Đỗ Tuấn Vũ Đinh Thành Trung Nguyễn Xuân An A. TỔNG QUAN Công nghệ CAD /CAM/ CNC. trình. o Khối (Solid) – được định nghĩa bởi các mặt cong bao quanh. c. CAD /CAM trong nha khoa Trong Nha khoa nói riêng, CAD /CAM đã được phát triển bởi hệ thống SIRONA, của Đức. Kỹ thuật này được