ứng dụng mô phỏng việc dựng và gia công một số chi tiết vũ khí trên hai modul PowerShape và PowerMill

Mở đầu Quá trình công nghiệp hoá đại hoá đất nớc đạt đợc nhiều thành cao nhờ phát triển nhanh chóng sản xuất khí Đặc biệt vòng thập kỷ, máy gia công kỹ thuật cao CNC CAD/CAM trở nên gần gũi đóng vai trò quan trọng tiền đề cho đột phá ngành khí Tại trung tâm khuôn mẫu dụng cụ, kể từ máy tính trở nên phổ biến vấn đề ứng dụng phần mềm CAD/CAM yêu cầu cấp bách Lúc ban đầu ứng dụng phần mềm trợ giúp thiết kế đơn giản dạng 2D nh AutoCard, phần mềm trợ giúp gia công (CAM) có giá thành cao không đáp ứng đợc điều kiện kính tế, kỹ thuật có Càng sau cạnh tranh phát triển liên tục hãng phần mềm CAD/CAM giới giá thành tính phần mềm đáp ứng tốt yêu cầu sở sản xuất Việt nam Nhờ tiến mà việc ứng dụng CAD/CAM trở nên phổ biến trung tâm khuôn mẫu, dụng cụ nớc ta không doanh nghiệp lớn hay vay vốn nớc Thế giới có rât nhiều hãng phần mềm nh: DelCam, Cimatron, Catia, Unigraphics, ProEngineer, Solidwork-Egdecam, Nó chung phần mềm có nhiều đặc điểm tốt làm đơn giản hoá trình sử dụng Năm 2003 môn Chế tạo máy Học viện kỹ thuật Quân nhận chuyển giao phần mềm Delcam Power Solution hãng Delcam nhằm mục đích đào tạo cho đội ngũ tri thức trẻ tơng lai Quân đội Phần mềm Delcam Power Solution môn Chế tạo máy bao gồm hai modul PowerShape PowerMill Trong modul PowerShape dùng cho thiết kế chi tiết khuôn mẫu modul PowerMill phục vụ cho trình gia công Với mục đích tìm hiểu phần mềm Delcam này, nội dung đề tài trọng đến việc tạo tài liệu giúp nắm bắt sử dụng ứng dụng vào thực tế sản xuất khuôn mẫu, đặc biệt phục vụ cho sản xuất chi tiết vũ khí có độ phức tạp cao Do thời gian có hạn, đề tài mang tính khai thác lý thuyết, nhiều hạn chế cụ thể khai thác đợc modul PowerShape PowerMill phơng diện lý thuyết, xây dựng mô số chi tiết vũ khí có kết cấu phức tạp hai modul Điều kiện chế thử cha thực đợc Nội dung đồ án gồm bốn chơng: 1- Tổng quan CAM vấn đề liên quan 2- Nghiên cứu modul PowerShape DELCAM 3- Nghiên cứu modul PowerMill DELCAM 4- ứng dụng mô việc dựng gia công số chi tiết vũ khí hai modul PowerShape PowerMill Để thực đợc đề tài cố gắng thân bớc đầu tìm hiểu ứng dụng nhận đợc giúp đỡ tận tình thầy giáo hớng dẫn - TS Lại Anh Tuấn, thầy môn Chế tạo máy Qua xin cảm ơn thầy bạn tạo điều kiện giúp đỡ thực đề tài Hà nội, tháng 06 năm 2005 Chơng Tổng quan CAM Trong thời gian nay, mà khoa học công nghệ đạt tới đỉnh cao nhu cầu thị trờng chủng loại hàng hoá ngày tăng ngời kỹ s phải có kiến thức thay đổi nhu cầu thị trờng cách mau lẹ xác, đồng thời đáp ứng nhanh chóng đảm bảo yêu cầu cạnh tranh kinh tế thị trờng Với phơng pháp thiết kế truyền thống sử dụng công cụ trợ giúp thô sơ cho trình thiết kế với phơng pháp tính toán bớc ngời kỹ s thay đổi sản phẩm nh gặp nhiều khó khăn Không thế, việc thiết kế đòi hỏi lựa chọn đợc phơng án tối u loạt phơng án thiết kế Mỗi phơng án toán kỹ thuật lớn bao gồm vấn đề toán học, vật lý, , cho phép công nghệ, vấn đề kinh tế, vấn đề mỹ thuật Mặt khác chọn đợc phơng án khả thi nhiều vấn đề để triển khai sản xuất Bởi phải có công cụ trợ giúp cho trình thiết kế gia công Đó máy tính với phần mềm CAD/CAM chuyên dụng Để phục vụ gia công máy CNC làm công việc này, loại máy có nhiều u điểm so với máy gia công vạn - Thời gian chạy không nhỏ - Những mệt mỏi ngời điều khiển hầu nh không tồn tại, từ ngăn ngừa sai lầm có ngời điều khiển - Tất quy trình gia công đợc suy xét kỹ lỡng trớc công việc bắt đầu - Tuổi thọ dụng cụ cắt máy CNC thờng cao tốc độ chiều sâu cắt đợc trì tối u hoá - Mặt cần thiết cho máy nhỏ hơn, hệ thống CAM NC thay cho nhiều máy gia công, thực đựơc nguyên công có độ phức tạp cao - Việc gia công kết hợp với hệ thống CAM thích hợp với loại sản xuất khác Khi gia công máy CNC, chuyển động dụng cụ cắt đợc điều khiển hệ thống điều khiển số điểm ta cần có thông tin toạ độ bề mặt gia công, xuất phần mềm dùng để tạo thông tin bề mặt đợc thiết kế dùng cho việc gia công Các phần mềm thiết kế điều khiển trình gia công tạo nên hệ thống gọi hệ thống CAD/CAM Việc sử dụng hệ thống CAD/CAM làm thay đổi cách quy trình thiết kế gia công Hệ thống CAD/CAM với mô đun CAD cung cấp công cụ để thiết kế mô hình hình học, phân tích tối u hoá Cũng giống nh trình thiết kế, hệ thống CAM trợ giúp phơng diện khác trình gia công Việc kết nối thiết kế gia công đợc thực qua sở liệu dùng chung, theo sơ đồ hình 1.1 Thiết kế Cơ sở liệu Gia công Hình 1.1 1.1 Định nghĩa CAM Thuật ngữ CAM đợc định nghĩa việc sử dụng hệ thống máy tính phần mềm thích hợp để lập kế hoạch, quản lý điều khiển hoạt động nhà máy thông qua giao diện trực tiếp gián tiếp máy tính với tài nguyên sản xuất nhà máy Nh CAM chia làm hai loại sau: Theo dõi điều khiển: Đây ứng dụng trực tiếp CAM Máy tính đợc ghép nối trực tiếp với đối tợng hệ thống sản xuất để theo dõi điều khiển trình Hình vẽ 1.2 mô tả chức theo dõi đợc thể qua việc thu thập liệu từ trình sản xuất Máy tính Dữ liệu Quá trình sản xuất Quá trình sản xuất Hình 1.2 Chức điều khiển dựa vào số liệu thu thập đợc từ trình sản xuất để xử lý đa tín hiệu điều khiển trực tiếp tới trình sở thuật toán điều khiển phần mềm (Hình 1.3) Dữ liệu Máy tính Quá trình sản xuất Các tín hiệu Quá trình sản xuất điều khiển Hình 1.3 Trợ giúp sản xuất: Đây ứng dụng gián tiếp, máy tính đợc dùng để lập kế hoạch, tiến độ, dự báo cung cấp thông tin, đa thị để quản lý điều hành công việc sản xuất (Hình vẽ 1.4) Trong trờng hợp này, máy tính có chức trợ giúp nên nằm hệ thống, ngời thờng xuyên phải có mặt để theo dõi điều khiển trình Dữ liệu Máy tính Quá trình sản xuất Các tín hiệu Quá trình sản xuất điều khiển (Giám tiếp) Hình 1.4 1.2 Quy trình sản xuất CAD/CAM Đây trình thống từ thiết kế tới chế tạo sản phẩm với trợ giúp máy tính phần mềm thích hợp CAD có nghĩa thiết kế có trợ giúp máy tính Khi có vấn đề kỹ thuật đợc đa vấn đề đợc ngời kỹ s định nghĩa cách bao quát Điều lần lợt giúp cho hình thành công thức vấn đề kỹ thuật Kết hình thành công thức vấn đề bắt buộc biên soạn việc thiết kế chi tiết theo đặc điểm kỹ thuật Đặc điểm kỹ thuật bao gồm chức đặc tính vật lý, giá trị chất lợng, sựlàm việc, Đó giai đoạn mà kỹ s sử dụng kinh nghiệm trực quan để đa lời giải đáp sơ cho vấn đề Bớc quan trọng toàn trình kiểm tra kỹ lỡng phân phối biện pháp kỹ thuật sử dụng để giải vấn đề Những vấn đề đợc xem xét với tổng số thời gian mà lời giải đáp phải hoàn thành Kết ban đầu việc thiết kế đặt phân tích cho định thiết kế Nếu thiết kế không phù hợp với mục tiêu đặt ra, phải thiết kế lại sửa chữa sở thông tin thu đợc từ việc phân tích Quá trình thiết kế lặp lặp lại dự án thiết kế đợc định rõ, hay tới ngời thiết kế thấy phù hợp Thiết kế không khả thi nh đặc điểm kỹ thuât bắt buộc Những điều sau đợc tiếp nối đánh giá hoạt động, chất lợng, độ bền, Giai đoạn kết thúc thiết kế thu thập phân loại thông tin thiết kế kiểm tra kỹ thuật, vật liệu chi tiết, bảng kê chi tiết, Thiết kế kỹ thuật đợc trình bày vẽ với đầy đủ thông tin khuôn khổ vẽ Kết thiết kế khí gồm vẽ lắp sản phẩm nh vẽ chi tiết cụm chi tiết phụ, dụng cụ trang bị công nghệ cần thiết cho việc chế tạo Rõ ràng trình thiết kế phụ thuộc toàn vào lặp lặp lại tơng tự Với khả t duy, lặp lặp lại nh cho tiến sản xuất Vấn đề với lặp lặp lại làm nhiều thời gian nhng nhờ có máy tính khắc phục đợc điều Ngày nay, số công việc thiết kế thực đợc nhờ trự giúp máy tính bao gồm: Tạo mô hình có trợ giúp máy tính Sự phân tích có trợ giúp máy tính Vẽ trợ giúp máy tính Tổ hợp chế tạo trợ giúp máy tính Lợi ích việc sử dụng máy tính để trợ giúp trình thiết kế, chế tạo lớn Bao gồm cải thiện hiệu kỹ thuật, nâng cao độ xác thiết kế, tránh lãng phí vật liệu thời gian máy Sự thuyết minh thiết kế trở nên dễ dàng thống công việc ngời thiết kế, kỹ s công nghệ trở nên chặt chẽ ý tởng SP Thiết kế kỹ thuật Đặt mua thiết bị dụng cụ Khách hàng T2 Kiểm tra chất lợng Sản xuất Vẽ kỹ thuật Quy trình công nghệ Kế hoạch sản xuất Hình 1.5 Hình vẽ 1.5 cho thấy, xuất phát từ yêu cầu khách hàng thị trờng để xây dựng khái niệm sản phẩm phù hợp Việc thực bớc chu trình sản phẩm đợc định khách hàng Trong thực tế có hai cách sau: - Sản xuất theo yêu cầu thiết kế khách hàng Nh vậy, giai đoạn thiết kế khách hàng đảm nhận Trong kinh tế thị trờng việc tìm kiếm nhà chế tạo sản phẩm không khó, vấn đề đa yêu cầu cụ thể cho nhà chế tạo - Cả hai giai đoạn thiết kế chế tạo diễn nhà máy Đây hình thức nhà máy sản xuất đợc độc lập hoàn toàn Tất nhiên vấn đề nguyên liệu vào bán hàng phải dựa kênh bán hàng Khái niệm sản phẩm hình thành nghiên cứu kỹ khách hàng thị trờng Có nghĩa sản phẩm phải đáp ứng yêu cầu khách hàng thị trờng cách tốt Sau đó, khái niệm hay t sản phẩm đợc xem xét, sàng lọc phân tích cải tiến để trở thành đề án thiết kế Đây b ớc thiết kế kỹ thuật Các vẽ công nghệ chế tạo, với thuyết minh để làm rõ đặc tính kỹ thuật hoạt động sản phẩm Sản xuất giai đoạn sau giai đoạn thiết kế, bao gồm: - Quy trình công nghệ, trình tự nguyên công sản xuất để chế tạo sản phẩm - Trang thiết bị phục vụ cho công nghệ chế tạo, với quy trình đòi hỏi trang thiết bị hợp lý - Tiến độ thực hiện, có kế hoạch bớc sản xuất, giao nộp sản phẩm theo mốc thời gian cần thiết Quá trình sản xuất đợc tiến hành chơng trình đợc soạn thảo hoàn chỉnh Sản phẩm trớc giao cho khách hàng cần đợc kiểm tra chất lợng lần cuối Tuỳ theo mức độ tiên tiến quy mô sản xuất nhà máy mà CAD/CAM đợc ứng dụng vào khâu khác chu trình sản xuất Đối với nhà máy công nghiệp đại hoá CAD/CAM thâm nhập vào hầu hết khâu chu trình sản phẩm (Hình 1.6) Vì vậy, nói ngày máy tính công cụ phổ biến hiệu thiết kế, chế tạo quản lý điều hành sản xuất Nó công cụ chủ chốt công nghệ CAD/CAM Nó có tầm quan trọng chiến lợc với công ty thiết kế, chế tạo để tồn phát triển xu cạnh tranh phát triển kinh tế thị trờng Thiết kế máy tính Khái niệm sản phẩm Khách hàng thị trờng Kiểm tra chất lợng Kiểm tra chất lợng máy tính Vẽ tự động chế Thiết kế kỹ thuật Vẽ Đặt mua thiết bị dụng cụ Quy trình công nghệ Sản xuất Kế hoạch sản xuất Máy Robot công nghiệp Lập quy trình công nghệ máy tính Máy tính hoá lập kế hoạch, vật t điều khiển sản xuất Hình 1.6 1.3 Mối quan hệ CAD/CAM Tích hợp hệ CAD/CAM đợc định nghĩa nh hệ thống mà liên kết thiết kế chế tạo đợc hoàn thiện việc sử dụng máy tính Khái niệm hệ thống nh đợc dựa sở sử dụng thông tin liệu trình CAD thủ tục CAM Nh tránh đợc hình thành cách độc lập liệu cho chơng trình máy tính lĩnh vực sản xuất Vì thông tin chung cho số lọng lớn chơng trình luôn đợc tích tụ thiết bị tích khối máy tính thờng xuyên đợc quy vào sở liệu Một sở liệu nh cho tổ hợp CAD/CAM đợc thể hình 1.7 Tạo lập liệu từ vẽ Chơng trình NC Hiển thị đồ hoạ Thiết kế dụng cụ Cơ sở liệu chung Kiểm tra Thu thập liệu quản lý Vẽ tự động Lịch trình Thiết kế phân tích Giá thành Hình 1.7 Hệ CAD/CAM kỹ thuật đợc ứng dụng cho khí từ vài năm trớc số ngành công nghiệp đặc biệt nh công nghiệp hàng không, vũ trụ quốc phòng Trong ngành công nghiệp khí, việc thiết kế chế tạo phận tổng hợp ứng dụng nh thích hợp cho việc áp dụng kỹ thuật máy tính 10 Lúc ngời lập trình thờng lấy bớc tiến cắt (Cutting), bớc cắt (Stepover), lợng cắt (stepdown) đủ nhỏ để dung sai bề mặt không vợt yêu cầu nhng tốc độ vòng quay đủ lớn để chi tiết đủ độ bóng Cũng nh phay thô bán tinh việc nhập chế độ cắt cho chiến lợc phay tinh đơn giản nhanh Các chế độ đợc trì cho chiến lợc Sau tạo đợc đờng dao theo chiến lợc hợp lí, lúc ngời lập trình nhập lại đợc chế độ cắt hợp lí cho đờng dao 3.5 Vấn đề tối u hoá trình cắt gọt Trong sản xuất, vấn đề tiết kiệm thời gian, giảm tiêu hao nguyên vật liệu, sản phẩm đạt chất lợng yêu cầu để giảm giá thành vấn đề đợc quan tâm hàng đầu Trong gia công phay, vấn đề tối u hoá đợc thể bằng: - Giảm quãng đờng cắt khoảng không - Giảm số lần quãng đờng nhấc dao - Cắt hết đợc lợng d, đẹp, nhanh Dao tiếp xúc với phôi đợc nhẹ nhàng, không gây tải, tận dụng đợc hết công suất máy Ngời lập trình phải hiểu biết đặc tính thiết bị có công xởng, từ mà lập trình cho phù hợp khai thác hết khả thiết bị Trong PowerMill vấn đề đợc thể nh sau: Trên mặt lựa chọn nhiều chiến lợc cắt khác nhau, thực tế mặt đợc gia công đa dạng, ta phải lựa chọn quan sát, điều chỉnh để chọn đợc chiến lợc hợp lí Trong chiến lợc lại có nhiều lựa chọn để điều chỉnh - Cắt bỏ phần gia công không cần thiết theo hớng định theo đờng biên định - Sắp xếp lại đờng dao theo ý - Nối đờng dao với (Join up) 66 - Chạy theo hớng tiếp kiệm số lần khoảng nhấc dao (any), chạy theo hớng cắt thuận (Clim), chạy theo hớng cắt nghịch (convertation), chạy theo hớng nhấc dao lên (up), theo hớng hạ dao xuống (down) Chạy lần để ăn đờng biên, chạy theo số lần định, chạy kín toàn bề mặt, chạy song song, vuông góc với đờng định trớc - Chạy vào góc lợn tròn tạo thành đờng gấp khúc - Chỉ chạy vào vùng dao trớc để lại Đó số tuỳ chọn chiến lợc chạy dao để có đợc đờng chạy dao tối u Ngoài đờng dao ăn, số lần nhấc dao, khoảng nhấc dao, chiều dài chạy không, đờng dao chạy tiếp cận thoát vùng cắt có ảnh hởng nhiều đến thời gian chạy máy, tuổi thọ dụng cụ, chất lợng bề mặt sản phẩm Ta chọn số sau cho hợp lí : - Z Start: Chiều cao để chạy nhanh chi tiết lấy đủ an toàn, có vật kẹp phôi lấy cao hơn, PowerMill thờng cho khoảng 10 mm - Safe Z: Khoảng cách an toàn để dao chuyển từ chế độ chạy nhanh sang chế độ cắt - Skim: Dao lùi lên khoảng khoảng an toàn tới đờng chạy dao sau - On Surface: Dao bề mặt cắt chuyển từ cuối đờng dao tới đầu đờng dao - Stepdown : Chỉ hạ độ cao tới đờng sau (nếu đờng sau thấp đờng trớc) - Circular Arc: Dao tạo thành đờng cung chuyển tiếp tiếp tuyến hai đờng - Tool Aixis: Nhấc dao theo hớng trục dao (đối với máy 4, trục) - Vertical Arc: Tiếp tuyến với đờng dao cung tiếp tuyến thẳng đứng, góc bán kính tuỳ chọn 67 - Horizontal Arc: Tiếp cận với đờng dao cung tiếp tuyến nằm ngang trái phải, góc bán kính tuỳ chọn - Horizontal Arc left: Tiếp cận với đờng dao cung tiếp tuyến nằm ngang trái, góc bán kính tuỳ chọn - Horizontal Arc right: Tiếp cận với đờng dao cung tiếp tuyến nằm ngang phải, góc bán kính tuỳ chọn - Extended Move: Tiếp cận với đờng dao đờng tiếp tuyến kéo dài, khoảng cách kéo dài tuỳ chọn - Boxed: Tiếp cận với đờng dao đờng kéo dài với độ cao Z không đổi - Straight: Tiếp cận với đờng dao đờng kéo dài với độ cao không đổi nhng góc tuỳ chọn đợc mặc định độ - Ram: Đờng dao chạy zig zắc xuống tới bề mặt gia công góc zíc zắc khoảng cách thay đổi Trên đờng dao lập trình xong ta xem lại trình mô để kiểm tra lại xem đờng dao thực tối u cha Ngoài đờng dao ta xem lại tỉ mỉ số liệu chiều dài thời gian đòng dao, để qua có lựa chọn cuối chiến lợc PowerMill liệt kê rõ hai trạng thái chiều dài thời gian: - Khi chạy không: Chạy nhanh, ăn an toàn vào phôi, ăn zig zăc vào phôi - Khi ăn phôi: Các đờng ăn thành cung cong Các phép cộng trạng thái tổng cộng thời gian chiều dài Số lần nhấc dao Qua tuỳ chọn, quan sát trực quan thông báo chiến lợc chạy dao trên, ngời lập trình nh ngời kiểm tra khẳng định đợc chơng trình đợc lựa chọn tối u cha Đây u điểm lớn Power Mill 3.6 Xuất chơng trình gia công 68 Việc xuất chơng NC kết phần mềm CAM, PowerMill xuất chơng trình NC cho máy phay CNC đơn giản Trớc xuất ta nên kiểm tra lại toàn trình gia công phần mô máy tính Xem đờng dao theo trình tự phay truyền tới máy CNC Để kiểm tra đờng dao có trùng lặp cách xa không, có gây xung đột với dụng cụ cắt với máy, có bị tải không, bề mặt có đạt yêu cầu không, có nhiều đờng thừa không, Điều giúp soát lại lần có tự tin công việc Quá trình tạo chơng trình NC đơn giản: Đầu tiên ta bấm nút tạo chơng trình rỗng chuyển đờng dao vào th mục NC Programs Theo mặc định, chơng trình NC mang tên chơng trình tạo dao Một số máy phay CNC chấp nhận số lợng định câu lệnh, PowerMill hỗ trợ lệnh cắt chơng trình dài Trong nhiều trờng hợp, chơng trình NC ngắn, sử dụng riêng nhiều thời gian dừng máy nạp, khởi động chơng trình Ta gộp đờng dao lại theo thứ tự để máy chạy liên tục, nh dao sử dụng nhiều chơng trình nhiều đờng dao chơng trình NC sử dụng nhiều dao Cũng nh đờng dao, chơng trình NC liệt kê tỉ mỉ thời gian vhiều dài thành phần - Khi chạy không: Chạy nhanh, ăn an toàn vào khối phôi, ăn zig zắc vào khối phôi - Khi ăn phôi: Các đờng ăn thẳng, đờng ăn thành cung cong - Các phép cộng trạng thái tổng cộng thời gian chiều dài - Số lần nhấc dao Trên hộp thoại (Hình 3.26) chơng trình NC có lựa chọn sau: - Có dùng chế độ bù dao không - Kiểu lấy số liệu theo đờng tâm đầu dao - Vị trí th mục máy tính để xuất chơng trình 69 - Gốc toạ độ xuất chơng trình - Chế độ làm mát - Tên đờng dao có chơng trình - Chỗ để ghi lời thích - Loại máy CNC, phần mềm xuất NC Sau phần mềm CNC công ty mà PowerMill hỗ trợ để xuất chơng trình cho hãng sản xuất máy CNC (Bảng 1) : Sau hiệu chỉnh thông số cần thiết (thờng để nguyên theo mặc Hình 3.26 định) bấm vào nút Write Lúc chơng trình viết th mục định Khi viết xong chơng trình PowerMill báo lại cho ta vài thông số Bảng 1 Acramatic 850 Agie Wire Spark Allen Bradley Anilam Crusader Bosch 200 Bostomatic Bridgeport 19 Funuc (General) 20 Funuc 10M 21 Funuc 11M 22 Funuc 15M 23 Funuc 6M 24 Funuc 0M 25 Funuc Wire 37 Incon 38 Japt Wire Spark 39 Kryle 40 Maho 41 Matsura 42 Mitsubishi 43 Mitsubishi Wire Spark Spark 70 Bridgeport R2E3 26 Funuc 10t lathe Chamille Robophil 27 Funuc 6t lathe 44 Num 760F 45 Okuma Wire part 10 Deckel Dialogue 11 28 Fidina 46 Philips 432 11 Deckel Dialogue 29 GE2000 General 47 Posidata 2800 12 Deckel Dialogue 13 Dynamite Electrics 30 Hauser 311,314 48 Roland 31 Heidenhain 49 Selca 14 Dynapath 15 Eberle 150,355 32 Heidenhain 155 50 Servo 33 Heidenhain 400 51 siemens 800, 810, 850 16 Elexa 17 Fadal 18 Fagor series 34 Heidenhain H33 52 Sodick Wire Spark 35 Heidenhain ISO 53 Tcomp 36 Hurco 54 Tiger 55 Yamazaky Machine Tools (Mazak) 3.7 Kết nối với máy điều khiển theo chơng trình CNC Đối với PowerMill, sau xuất chơng trình gia công dới dạng file có đuôi tap, việc kết nối với máy CNC trở nên đơn giản Bản thân PowerMill có sẵn phần mềm hỗ trợ kết nối với máy CNC Duct - post Phần mềm cho phép chuyển liệu vào nội suy máy CNC để xử lí điều khiển trình gia công Tuy nhiên, PowerMill cho phép sử dụng phần mềm khác để gửi liệu cho PowerMill xuất cho máy CNC Đây đặc điểm chung phần mềm tiên tiến việc thích nghi phù hợp với vấn đề sử dụng Các phần mềm khác đợc kiểm tra tính tơng thích nh: Q - Moderrm, DNC, CNC Conection, Mặt khác, file xuất đợc kết nối môi trờng Windows cách trực tiếp hay kết nối môi trờng MS - DOS Do đặc điểm file dạng Text nên chuyển đuôi để phù hợp với phần mềm kết nối phù hợp với máy CNC 71 Trong trình kết nối cần cài đặt thông số cho máy CNC để nhận chuyển sang điều khiển trình gia công Thông qua việc cài đặt thông số máy đa máy sáng chế độ kết nối liệu ngoài, lúc liệu từ máy tính chuyển trực tiếp vào nhớ máy CNC đồng với trình xử lí liệu Khi thực chuyển liệu vào máy thông số chế độ cắt phụ thuộc theo thông số ban đầu thực trình xuất chơng trình gia công Chúng ta điều chỉnh tốc độ tăng giảm theo phần trăm so với giá trị mặc định Ngoài ra, trị số bù lợng chạy dao theo phơng thẳng đứng bù bán kính dao thay đổi đợc Để kết nối với máy CNC đợc, cần cài đặt thông số máy để đảm bảo tính thích ứng cổng chuyển nhận liệu Việc truyền liệu đợc thực thông qua cổng RS - 232C, đòi hỏi máy CNC phải có cổng Tất nhiên, với số kiểu truyền khác không cần dùng đến cổng Tuỳ theo tính năng, kiểu kết nối, dạng lu trữ liệu mà có kiểu kết nối sau: a Kết nối trực tiếp: Sau xuất chơng trình gia công, máy tính có PowerMill kết nối trực tiếp với máy CNC qua cổng RS 232C Tín hiệu điều khiển trực tiếp trình gia công theo dạng Flow in Flow out Đối với kiểu truyền không cho phép xa tợng nhiễu nguy hiểm mặt điện liệu điều khiển tạo tợng không ổn định cho trình gia công Cũng nh nói trên, thông số máy, tốc độ truyền phải tơng thích b Kết nối gián tiếp: liệu điều khiển đợc lu trữ thông qua nhớ đệm, sau đợc truyền tới máy CNC Kiểu kết nối tăng đợc thời gian sử dụng máy có PowerMill cho thiết kế xuất chơng trình gia công Quá trình chuyển liệu từ máy chủ đến máy thành phần đợc thực ổ đĩa di động, mạng internet, mạng nội Kiểu kết nối chia thành kiểu sau : 72 Kết nối gián tiếp với nhớ đệm máy vi tính thông thờng: Máy tính cần có phần mềm để kết nối với máy CNC có dung lợng ổ cứng thích hợp thích hợp để lu trữ liệu tốc độ xử lí máy CNC không cao nên sử dụng máy tính có cấu hình trung bình để thực Ví dụ: CPU 0.4 - 1.9GHz, RAM 64 - 128Mb, không cần yêu cầu Video Card chuyên biệt, Kết nối gián tiếp dùng cho máy CNC có gán Data Serve Khi máy CNC có gắn thiết bị cần copy liệu vào thực gọi file thông qua lệnh máy CNC Quá trình gọi file gần giống nh gọi file lập trình máy CNC Kết nối gián tiếp cho máy DNC (Drect Numerical Control): Do đặc điểm loại máy này, gửi thẳng liệu vào nhớ máy xử lí đồng thời thông qua cáp truyền từ máy tính thờng hay copy vào nhớ máy Chơng ứng dụng PowerShape PowerMill để mô mô hình trình gia công số chi tiết vũ khí 4.1 Giới thiệu sản phẩm đặc điểm sản xuất Trong công nghiệp quốc phòng ngành sản xuất vũ khí yêu cầu quan trọng, Ngành phát triển cho phép tăng mạnh quốc phòng, ngành khí đóng vai trò quan trọng Các chi tiết khí 73 quốc phòng chủ yếu chi tiết vũ khí nằm kết cấu súng, pháo, Các chi tiết đòi hỏi phải xác cao, có tính hệ số an toàn cao Do chúng phải làm việc điều kiện khắc nghiệt: Chịu áp lực thuốc phóng lớn, va chạm mạnh, làm việc môi trờng mà điều khiện bôi trơn hạn chế Một yêu cầu quan trọng loại vũ khí liên quan tới sinh mạng ngời nên loại vũ khí phải có hệ số an toàn cao Các chi tiết vũ khí thờng làm vật liệu chuyên dụng, có độ bền cao, độ cứng tốt nh độ dẻo Để tránh ma sát nhiều điều kiện bôi trơn hạn chế chi tiết có độ cứng cao cần phải có độ bóng đảm bảo yêu cầu cao Từ trớc tới nay, nớc ta chi tiết vũ khí chủ yếu đợc gia công máy vạn có thời gian sử dụng lâu (Hàng vài chục năm) Dó khó đảm bảo đạt yêu cầu cao, nhiều thời gian Hơn chi tiết vũ khí thờng có kết cấu phức tạp, rãnh, khe, hốc nhiều, nên gia công máy vạn nhiều thời gian, khó gia công biên dạng khó gá đặt phức tạp, phải nhiều nguyên công nên sai số tích luỹ nhiều, Các điều đợc giải ứng dụng máy CNC với hệ CAD/ CAM tích hợp 4.2 Lập trình gia công cho hai chi tiết vũ khí Hai chi tiết vũ khí có độ phức tạp cao đợc dựng modul PowerShape (Hình 4.1 4.2) Khi chuyển sang mô trình gia công modul PowerMill ta chuyển trực tiếp từ chức kết nối với PowerMill có PowerShape ghi file riêng sau Import vào PowerMill Quá trình gia công PowerMill, có tính chất lý thuyết nên việc chọn phôi ban đầu cho chi tiết máy tự tính chọn phôi vuông, chế 74 độ cắt để theo chế độ tiêu chuẩn phần mềm quy định Những điều thay đổi dễ dàng ta áp dụng vào điều kiện thực Việc thực gia công hai chi tiết nhiều thời gian thuyết minh Vì ta xét gia công số bề mặt điển hình (các bề mặt khác toàn tiến trình gia công chi tiết đợc thống kê bảng phụ lục 2) Hình 4.1: Thân súng M1 Nato 75 Hình 4.2: Thân tay có súng chống tăng cỡ 40mm + Với thân súng M1 Nato Thực tế với chi tiết nh phôi ban đầu phôi đợc đúc có chất lợng tốt Sau bề mặt quan trọng khó đợc đa đến máy NC để gia công Với việc chọn phôi ban đầu phôi vuông, chi tiết có hai lỗ lớn nên gia công hai bề mặt có bề rộng lớn Ta để lại hai lỗ lớn gia công sau Gia công hai lỗ hai lỗ lớn để định vị, kẹp chặt chi tiết tiến hành gia công hai bề mặt lớn (Hình 4.3) Khi gia công mặt cạnh ta dùng êtô cặp lên bề mặt rộng chi tiết sử dụng thêm lỗ nhỏ để định vị (Hình 4.4) Khi gia công lỗ chi tiết này, số lỗ đợc gia công thuận hơn, số lỗ đợc gia công xen kẽ với gia công bề mặt nhng đảm bảo điều kiện khoan lỗ để không gây cong mũi khoan, nh chệch lỗ 76 Trình tự gia công thân súng M1 Nato: Phụ lục Vị trí tạo lỗ để định vị, kẹp chặt Hình 4.3 Hình 4.4 77 + Với thân tay cò súng chống tăng cỡ 40mm: Các chi tiết dạng thân tay cò thờng có phôi phôi đúc, sau bề mặt quan trọng cần độ xác cao phức tạp ứng dụng máy CNC Nhng với tính chất mô lý thuyết ta chọn phôi vuông cho chi tiết Với hai lỗ 18, ta sử dụng hai lỗ cách cha gia công hai lỗ để lại vùng bao quanh hai lỗ, khoan hai lỗ có đờng kính vừa đủ để định vị chốt trụ, chốt trám kẹp chặt đai ốc (Hình 4.5) Vị trí có hai lỗ dùng để định vị kẹp chặt Hình 4.5 Với chi tiết lỗ mặt phẳng nên ta gia công hết bề mặt sau gia công lỗ sau khoan lỗ trớc ta sử dụng kết hợp gia công lỗ bề mặt xen kẽ, gia công lỗ bề mặt chi tiết ta chi cần sử dụng đồ gá vạn êtô 78 kết luận Công nghệ CAD/CAM thâm nhập mạnh trở nên phổ biến nớc ta Việc nghiên cứu chúng góp phần đáng kể việc phát triển ngày rộng rãi ngành công nghiệp khí nớc ta công nghiệp Quốc phòng Delcam PowerShape PowerMill: Hai modul hãng Delcam, hai phần mềm tích hợp CAD/CAM tiếng giới từ nhiều thập kỷ qua Việt nam cha đợc phổ biến Việc nghiên cứu ứng dụng Việt nam điều cần thiết cho kỹ s thiết kế - công nghệ Qua việc thực đề tài đồ án tốt nghiệp này, đặc biệt qua khai thác hai modul PowerShape PowerMill thân lần trực tiếp nghiên cứu nắm bắt đợc công cụ tiên tiến việc trợ giúp thiết kế gia công Phải khẳng định phần mềm tích hợp mạnh, giao diện dễ sử dụng, cách trình bày thứ tự logic giúp ngời sử dụng dễ nắm bắt để ứng dụng thực tế Mặt khác, với mục đích nghiên cứu, giảng dạy ứng dụng vào thực tế sản xuất, môn Chế tạo máy tiếp cận hai modul PowerShape PowerMill hãng sản xuất phần mềm Delcam Vì vậy, học viên may mắn có hội tiếp xúc nghiên cứu tới Và có kết ban đầu tốt, nắm bắt đợc modul PowerShape PowerMill, dựng đợc mô hình số chi tiết vũ khí có kết cấu phức tạp PowerShape mô trình gia công modul PowerMill Lần nghiên cứu phần mềm này, nhiều hạn chế Nhờ hớng dẫn nhiệt tình Tiến sỹ Lại Anh Tuấn trợ giúp môn Chế tạo máy, với tích cực thân, tôi thực đề tài theo tiến độ Hà nội 06/2005 79 Tài liệu tham khảo Help hớng dẫn sử dụng phần mềm PowerShape Help hớng dẫn sử dụng phần mềm PowerMill CAD/CAM thiết kế chế tạo có máy tính trợ giúp NXB GD 2001 C.B Bensant Computer Aided Disign and Manufacturing New yorkToronto Singapore 1986 Hans B Kief: Computer Numerical Control Singapore 1999 http://www.Delcam.com http://www.Anilam.com 80 [...]... dựng mô hình từ dạng Solid hoặc kết hợp giữa bề mặt và Solid để xây dựng mô hình PowerShape có tính chuyên dụng riêng nổi bật là việc tạo các âm và dơng bản từ mô hình Solid thiết kế Đó là chức năng tạo điện cực và tạo khuôn từ chi tiết đã xây dựng, để từ đó ta có các điện cực các âm bản và các khuôn để chuyển đến modul PowerMill gia công trên mô phỏng Một đặc điểm quan trọng trong PowerShape cũng nh PowerMill. .. đạt chất lợng cao nhất PowerMill Với gia công bằng máy CNC nhiều trục, PowerMill là một chơng trình CAM 3 chi u mạnh mẽ giúp tạo ra các đờng dẫn dao khi gia công thô và tinh, kết hợp tối u hoá năng xuất gia công của máy công cụ CNC Đồng thời bảo đảm rằng chất lợng khi gia công các loại mô hình và dụng cụ là tốt nhất PowerMill điều khiển quá trình gia công giúp làm giảm thời gian và giá thành Hiệu quả... thông tin nhất định trên bản vẽ thiết kế tạo lên một cơ sở dữ liệu Việc sử dụng các hệ CAD/CAM trong khi thiết kế có u điểm là: - CAD cung cấp một cơ sở dữ liệu của chi tiết gia công, bỏ qua đợc bản vẽ thiết kế và chuyển giao dữ liệu bằng tay - Ngời kỹ s công nghệ có thể thử nghiệm trực tiếp bằng đồ hoạ qúa trình gia công bằng việc mô phỏng chúng trên màn hình và hiệu chỉnh nó một cách trực quan để... giới thiệu và một số đã đợc ứng dụng tại Việt nam, và đã mang lại những giá trị thiết thực ban đầu cho ngành công nghiệp còn non trẻ của nớc ta Chơng 2 Modul PowerShape - delcam 14 2.1 Giới thiệu chung Delcam PLC là nhà cung cấp phần mềm CAD/CAM số một về lĩnh vực khuôn và dụng cụ Delcam plc là công ty tiên phong trên thế giới về cung cấp và phát triển các giải pháp CAD/CAM cho thiết kế, gia công, kiểm... liệu PowerMill bao gồm các kỹ thuật phát triển đặc biệt cho việc gia công theo phơng pháp thông thờng và tốc độ cao nh gia công dạng Nurbs cho phép các máy công cụ cắt nhanh hơn Giao diện ngời dùng của PowerMill dạng tiêu chuẩn chạy trên nền Windows với hiển thị đồ hoạ sáng sủa giúp đảm bảo sử dụng đầy đủ các chức năng một cách dễ dàng và nhanh chóng PowerInspect 17 Với quá trình kiểm tra chi tiết ba chi u... các công việc sau: - Xây dựng những bề mặt kỹ thuật từ việc quét những mô hình tổng quan - Tạo ra các đặc tính bằng cách tối u hoá các nội dung chế thử mãu bằng tay - Tạo ra một dụng cụ sao chép từ việc quét thành phần - Những biểu tợng bao phủ mô hình 3 chi u và minh hoạ trên bề mặt và mô hình số hoá - Kiểu tập hợp dữ liệu dạng tam giác giúp tạo mẫu nhanh chóng có thể nhìn thấy trong không gian 3 chi u,... trình gia công để xác định các đặc tính hình học của chi tiết hay của sản phẩm cùng một dụng cụ xác định và hớng chuyển động tơng đối giữa hai đối tợng (Dụng cụ và chi tiết) 12 Bộ xử lý APT là một chơng trình rất lớn, thông thờng nó đợc thờng trú trên bộ nhớ đệm lớn mà phần lớn chạy trên máy tính trung tâm Nó tạo đầu ra để gọi dữ liệu xác định vị trí của dụng cụ cắt Các dữ liệu này đợc chuyển vào bộ... bề mặt thông qua các điểm trên mặt phẳng đó - CopyCAD đơn giản, dễ sử dụng - CopyCAD là một giải pháp công nghệ gia công đơn chi c hoàn chỉnh và là cầu nối giữa lĩnh vực vật lý và số - CopyCAD là một phần của Delcam Power Solution với nhiệm vụ hỗ trợ đi từ vật mẫu ý tởng đến sản xuất ArtCAM Pro Với sự sáng tạo của mô hình hoá 3D và gia công bằng máy CNC thì ArtCAM Pro là một phần mềm chơng trình duy... trung trên một khía cạnh đặc biệt của quá trình thiết kế, sản xuất, kiểm tra và reverse engineering trên mô hình 3 chi u phức tạp Mô hình sản phẩm đã đợc phát triển theo hình thức chuyên môn hoá cao và đi vào giải bài toán của các vấn đề cụ thể đặc biệt Bất kỳ sản phẩm nào của Delcam Power Solution, ví dụ nh PowerShape và PowerMill phục vụ cho chế tạo dụng cụ (toolmaking), ArtCAM Pro cho thiết kế và trang... các thông số điều khiển máy tính và các đặc tính đợc lắp trong bộ điều khiển của máy là các máy tính mini hay vi tính công nghiệp gắn với máy công cụ Điều bất lợi trong việc sử dụng hệ thống APT cho nhiều ứng dụng trong sản xuất công nghiệp là thời gian tham gia tính toán lớn cho những sản phẩm tơng đối đơn giản Việc sử dụng hệ thống APT còn phụ thuộc vào sự tơng thích của bộ hậu xử lý cho máy công cụ, ... thiết - PS-Assemply - PS-Estimator - PS-Mold - PS-Shoemaker - PS-Team Sau trình bày s lựa chọn PowerShape 2.2.1 Surface Đây s để xây dựng m hình Solid Với PowerShape m nh phần m m m m dẻo thiết... triển s n ph m, cho phép gi m bớt thời gian, gi m giá thành tăng chất lợng s n ph m Họ s n ph m phần m m Delcam mang tính việc bao tr m đầy đủ trình gia công M i s n ph m bên Delcam Power Solution... lợng m t ArtCAM Pro l m tăng tốc độ s n xuất 2.2 Modul PowerShape PowerShape phần m m mạnh để tạo bề m t dạng khung dây, s dụng thiết kế cho s n ph m có hình dạng phức tạp PowerShape s dụng để