Nghiên cứu xây dựng phần mềm chuyển đổi dữ liệu đo của máy đo toạ độ 3D QM333 MitutUyo thành các dữ liệu thiết kế tự động phục vụ thiết kế các chi tiết 3D

B CễNG THNG VIN NGHIấN CU C KH BO CO TNG KT TI NGHIấN CU KHOA HC CễNG NGH CP B NM 2007 Tờn ti: Nghiên cứu xây dựng phần mềm chuyển đổi liệu đo máy đo toạ độ 3D QM333 MitutUyo thành liệu thiết kế tự động phục vụ thiết kế chi tiết 3D Ký hiu : 05.07.RD.BS/H-KHCN C quan ch qun : C quan ch trỡ ti : Ch nhim ti : B Cụng Thng Vin Nghiờn cu C khớ Nguyn ng Hiu 6822 28/4/2008 H Ni - 2007 B CễNG THNG VIN NGHIấN CU C KH BO CO TNG KT TI NGHIấN CU KHOA HC CễNG NGH CP B NM 2007 Tờn ti: Nghiên cứu xây dựng phần mềm chuyển đổi liệu đo máy đo toạ độ 3D QM333 MitutUyo thành liệu thiết kế tự động phục vụ thiết kế chi tiết 3D Ký hiu : 05.07.RD.BS/H-KHCN Th trng n v (Ký tờn, úng du) Ch nhim ti (Ký, ghi rừ h tờn) Nguyn ng Hiu H Ni - 2007 MC LC MC LC DANH SCH CC THNH VIấN THAM GIA LI NểI U Chng I TNG QUAN 1.1 Tỡnh hỡnh nghiờn cu v h thng thit b o nc ngoi 1.2.Tỡnh hỡnh nghiờn cu v h thng thit b o nc 1.3 Mc tiờu ca ti 1.4 Gii hn ca ti Chng II C S Lí THUYT 10 2.1 Gii thiu chung v mỏy o 3D QM333 Mitutoyo 10 2.1.1 Cu to: 10 2.1.2 Mt s hỡnh nh v tớnh nng tin hnh o trờn mỏy 3D: 11 2.2 Phn mm CAD/CAM v cỏc ngụn ng lp trỡnh 11 Chng III PHNG PHP THC HIN 13 3.1 Thu thp d liu 13 3.2 Chuyn i d liu v thc hin gia cụng 13 Chng IV KT QU 15 4.1 Thu thp d liu 15 4.2 Chuyn i d liu v lm trn mụ hỡnh 15 4.2.1 Chuyn i d liu 15 4.2.2 Lm trn mụ hỡnh 21 4.3 Thc hin gia cụng 22 4.4 Nhn xột, ỏnh giỏ 35 Chng V KT LUN V XUT 37 TI LIU THAM KHO 38 PH LC 39 P.1 Kt qu o 39 P.2 Chng trỡnh mỏy tớnh 48 P.3 Bn v 03 chi tit o th 51 LI CM N 52 DANH SCH CC THNH VIấN THAM GIA Hc hm, hc v, TT H v tờn Nguyn ng Hiu K s C Tin Vin NARIME Lờ Quc Hng Thc s k thut Vin NARIME Nguyn Vn Miờn Tin s k thut Vin NARIME Nguyn Lõm Tun Anh Thc s k thut Vin NARIME Nguyn Khc Truyn K s ng lc Vin NARIME chuyờn mụn C quan cụng tỏc LI NểI U Ngy vi s hi nhp ca nn kinh t quc t nc ta ang cú nhiu c hi c tip cn vi nhiu cụng ngh mỏy múc hin i ca th gii Chỳng ta ang quỏ trỡnh cụng nghip hoỏ hin i hoỏ t nc, cỏc ngnh cụng nghip thit k ch to sn xut sn phm ang ngy cng phỏt trin Tuy nhiờn vic nghiờn cu thit k ca nc ta hin ch yu l lm theo mu ca cỏc nc phỏt trin, ũi hi nm bt c cụng ngh thit k ch to ú Trong quỏ trỡnh thit k theo mu, vic ly mu cỏc chi tit cú hỡnh dng phc ang l c nhiu doanh nghip, vin nghiờn cu quan tõm Hin trng kinh t ca nc ta cũn nghốo nờn vic u t mua cỏc mỏy múc ly mu cỏc chi tit 3D hin i cũn nhiu hn ch, ch yu cỏc n v nghiờn cu ch yu u t cỏc mỏy múc ly mu cú giỏ tr nh, n gin nh mỏy 3D QM333 phm vi nghiờn cu ca ti Vic nghiờn cu ci thin tớnh nng ca dũng mỏy ny ang l rt cn thit nõng cao tớnh nng ca mỏy v ci thin, nõng cao quỏ trỡnh thit k ch to gia cụng chi tit Nhúm nghiờn cu vin nghiờn cu c khớ ó xõy dng, hon thin b phn mm chuyn i d liu o ca mỏy o to 3D QM333 Mitutuyo thnh cỏc d liu thit k t ng phc v thit k cỏc chi tit 3D CHNG I TNG QUAN 1.1 Tỡnh hỡnh nghiờn cu v h thng thit b o nc ngoi cỏc nc cụng nghip phỏt trin, cỏc mỏy o 3D v cụng ngh to mu nhanh (t ng thit k) ó tr thnh ph bin v ng dng nhiu lnh vc cụng nghip khuụn mu, to hỡnh nh vic ly mu sn xut ễtụ, xe mỏy, cỏnh Tuabin Trờn th gii ó cú nhiu hóng quan tõm v cho i nhiu th h mỏy o 3D v t ng thit k chi tit o v gia cụng trờn trung tõm gia cụng CNC Di õy cú th k mt s hóng ni ting chuyờn cung cp thit b o ng b nh: Mitutoyo, CAT3D Ta cú th lit kờ di õy mt s thit b o theo th t cỏc phiờn bn mi nht ca hóng Mitutoyo-Nht Bn 1.1.1 Mỏy o to 3D QM333 Mitutoyo õy l mỏy o phm vi nghiờn cu ca ti Mỏy o cú mt s tớnh nng c im: n gin, d s dng, chớnh xỏc cao ti 3àm, cú th kt ni PC, khụng cú tớch hp phn mm 1.1.2 Mỏy o to 3D Crysta-Plus M Ngoi cỏc tớnh nng c bn nh mỏy QM333 mỏy o 3D Crysta-Plus M cũn cú mt s tớnh nng nh: Cú th cp nht ti mỏy CNC cú th kt ni PC v tớch hp phn mm MCOSMOS, ngc li mỏy khú s dng v chớnh xỏc t 3,5-4,5àm 1.1.3 Mỏy o to CNC Crysta-Apex C Cú kh nng tớch hp cao v di o rng, nhanh, chớnh xỏc cao 1,7àm, tớch hp PC, CNC v phn mm MCOSMOS 1.1.4 Mỏy o to CNC 3D LEGEX Ngoi cỏc tớnh nng nh mỏy CNC Crysta-Apex C, mỏy o cú chớnh xỏc cao ti 0,35m, cú kh nng o nhanh ti 200mm/s nhiờn cú nhc im l mm khụng cao Tớch hp PC v phn mm MCOSMOS 1.1.5 Mỏy o to 3D CNC CARBapex v CARBstrato a Hỡnh nh v dũng mỏy CNC CARBapex b Hỡnh nh v dũng mỏy CARBstrato Loi mỏy CARBapex v CARBstrato l dũng mỏy c chng chuyờn dng dựng ly mu cỏc chi tit cú kớch thc ln, nh ly mu v xe ễt, xe mỏyH thng cú 02 cỏnh tay o (u o) iu khin ng b, chớnh xỏc cao Phn mm iu khin hin i, nhiu hm chc nng thớch hp cỏc v trớ ca u rũ, thớch ng cho vic o cnh gúc, l hng khụng tip xỳc vt mu (CAD_compare) h tr cụng ngh camera CCDTuy nhiờn kớch thc ln nờn chớnh xỏc khụng cao t 25-50àm Tớch hp cựng PC v phn mm MCOSMOS Cỏc mỏy o cú tớch hp phn mm MOSMOS l cỏc mỏy o cụng ngh cao, rt t tin, ch cú cỏc nc tiờn tin trờn th gii mi cú iu kin khai thỏc s dng 1.2.Tỡnh hỡnh nghiờn cu v h thng thit b o nc Trong nhng nm gn õy nc ta ang y mnh tin trỡnh cụng nghip hoỏ hin i hoỏ t nc Vic thit k, ly mu cỏc chi tit 3D tr nờn rt cn thit nh ngnh khuụn muPhn ln cỏc n v sn xut cỏc chi tit 3D thc hin vic ly mu cỏc chi tit 3D theo phng phỏp th cụng (ly mu bng tay) Mt s ớt cỏc n v tiờn phong nghiờn cu thit k, ch to nh Vin NARIME, on Ho Phỏt ó trang b cho mỡnh mỏy o ly mu 3D QM333 Mitutoyo phc v cho vic nghiờn cu thit k, ch to ca mỡnh Trong cỏc thit b o ca hóng Mitutoyo thỡ mỏy o QM333 l mỏy n gin v cú ớt tớnh nng nht Hin trng ca mỏy o ch l thc hin c vic o d liu dng text c in t mỏy di dng to c in trờn giy Nu gi nguyờn dng d liu ny, vic gia cụng chi tit trờn trung tõm gia cụng CNC da trờn cỏc d liu o l rt khú khn gn nh khụng th thc hin c c bit l cỏc chi tit cú hỡnh dng phc Do ú mun tn dng cỏc kt qu o trờn mỏy o lp chng trỡnh gia cụng cỏc chi tit trờn trung tõm gia cụng CNC cn thit phi xõy dng mt h thng CAD/CAM tớch hp cú th chuyn i d liu t mỏy o QM333 thnh cỏc chng trỡnh gia cụng trờn cỏc trung tõm gia cụng CNC ú chớnh l tớnh mi ca ti 1.3 Mc tiờu ca ti Vi cỏc phõn tớch trờn, khai thỏc mt cỏch cú hiu qu mỏy o QM333 quỏ trỡnh thit k v ch to cỏc chi tit c khớ, ti c thc hin vi cỏc mc tiờu sau: - Nghiờn cu quy trỡnh chuyn i d liu mỏy o - Xõy dng phn mm chuyn i d liu mỏy o sang dng c s d liu thit k - Xõy dng chng trỡnh thit k t ng da trờn c s d liu ó chuyn i - ng dng cỏc kt qu nghiờn cu vo thc t thit k ca Vin NARIME C th thc hin cỏc mc tiờu trờn ti thc hin vic: Thit lp cỏc phn mm chuyờn dng chuyn i cỏc d liu o t mỏy o thnh cỏc d liu ca bn v CAD S dng cỏc phn mm sn cú chuyn i cỏc d liu CAD thnh cỏc d liu ca cỏc phn mm CAM thc hin gia cụng trờn cỏc mỏy gia cụng CNC o th v gia cụng ch th cỏc chi tit theo phng phỏp trờn a Giao din chớnh ca chng trỡnh - Chc nng Open Data File: M hp thoi c - Chc nng Read Data: M hp thoi c d liu v hin th d liu t c chn - Chc nng Draw: V biờn dng - Chc nng Exit: Thoỏt chng trỡnh b Form Chn d liu Chc nng: La chn d liu cha cỏc d liu o 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 23 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 24 d V Biờn dng Biờn dng chi tit c v bi chng trỡnh 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 25 4.2.2 Lm trn mụ hỡnh Nu cỏc s lng im o ln, vic la chn cỏc cụng thc thc nghim l rt khú khn Nu ớt im o thỡ cú th dn n sai lch mụ hỡnh ln Vic thc hin quỏ nhiu im o trờn mụ hỡnh s khụng thun li cho vic phõn tớch x lý s liu phõn tớch l cn x lý kh cỏc nhiu lon, m bo tớnh chõn thc ca vt mu Vic ly mu c thc hin theo trỡnh t ln lt tng mt ct ca chi tit mu Lm trn d liu c thc hin trờn bng d liu file *.txt phm vi mt bin to im khụng thay i V biờn dng mụ hỡnh c thc hin bng lnh polyline ca ACAD, lm trn mụ hỡnh c thc hin bng lnh pedit-> spline, l mt lnh cú sn thut toỏn chng trỡnh ca Autocad 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 26 4.3 Thc hin gia cụng cú c mụ hỡnh hỡnh hc s dng phn mm MasterCAM 8.0 ta phi chuyn cỏc d liu ó v phn CAD sang Do phn mm MasterCAM 8.0 khụng c c cỏc d liu ó v t CAD di dng *.DWG nờn ta phi dựng dng trung gian chuyn i d liu m bo cht lng chuyn i d liu t phn mm CAD sang phn mm CAM, ta d liu chuyn i trung gian cú dng *.IGS (iges file) Cỏc d liu hỡnh hc c v trờn ACAD s c ct gi di dng *.IGS Xõy dng chng trỡnh gia cụng trờn phn mm MasterCAM Phn mm MasterCAM cho phộp ta to cỏc chng trỡnh gia cụng trờn cỏc trung tõm gia cụng CNC cho cỏc mụ hỡnh hỡnh hc c v hoc nhp vo t cỏc phn mm CAD khỏc 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 27 Nhp *.igs vo MasterCAM - Khi ng MasterCAM - Truy nhp vo Main menu > File > Converters > IGES > Read file - Chn *.igs cha thụng tin v mụ hỡnh gia cụng 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 28 b nh ng chy dao v ch ct Phn mm MasterCAM cho phộp ta thc hin gia cụng cỏc ng biờn dng (contour) 2D v 3D Phn mm cng cung cp y cỏc cụng c cho phộp nh ngha cỏc ch ct tng ng vi phụi v mụ hỡnh cn gia cụng Bc 1: Gia cụng thụ Phụi s c gia cụng theo hỡnh dng biờn dng ca bỏnh rng cycloid nhng lng d gia cụng li l 0.5mm Dao ct: dựng dao phay ngún cú ng kớnh 10mm Bc 2: Gia cụng tinh Sau gia cụng thụ, Phụi s tip tc c gia cụng theo biờn dng chớnh xỏc ca bỏnh rng cycloid, lng d gia cụng li l mm 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 29 i La chn dng c ct * Ct thụ: - Truy nhp vo Main menu > Toolpaths > Contour > Chain Chn ng profile ca biờn dng cycloid (chỳ ý n hng ca mi tờn ch phng) 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 30 ii t cỏc thụng s gia cụng khỏc Cỏc thụng s chớnh c t bao gm: - Giỏ tr bự ca ng kớnh dao: Dia offset = 0mm - Giỏ tr bự ca chiu di dao: Len offset = 0mm - Tc ct ngang: Feed rate = 30 mm/ph - Tc ct dc: 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 31 ii Mụ phng quỏ trỡnh ct 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 32 Sau kim tra ng chy dao, m bo c yờu cu ca sn phm tin hnh xut chng trỡnh gia cụng gia cụng trờn trung tõm gia cụng CNC d Hu x lý (Postproccesor) To chng trỡnh gia cụng trờn trung tõm gia cụng FANUC * Chn chc nng hu x lý cho trung tõm gia cụng CNC tng ng - Trung tõm gia cụng CNC c dựng gia cụng bỏnh rng Cycloid s dng b iu khin ca hóng FANUC ca Nht o ta phi chn b hu x lý tng ng cho trung tõm gia cụng ny - Truy nhp vo Main menu > NC utils > Post proc > Change 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 33 e Chng trỡnh gia cụng (theo G code) Cỏc chng trỡnh gia cụng thụ v gia cụng tinh c xut m bo gia cụng t ng chi tit trờn cỏc trung tõm gia cụng CNC Mó ca cỏc chng trỡnh gia cụng c to theo chun ISO (G code) phự hp vi hu ht cỏc trung tõm gia cụng hin ang s dng Tuy nhiờn, cn thit phi chuyn sang cỏc dng mó khỏc (vớ d TNC Heidenhein) thỡ chng trỡnh cng hon ton ỏp ng c 4/28/2008 VI VIN NGHIấN C CU C KH KH (NARIME) 34 4.4 Nhn xột, ỏnh giỏ Quỏ trỡnh thu thp d liu l quỏ trỡnh dựng cỏc u dũ ca mỏy o thu nhn cỏc giỏ tr to ca im o Cỏc giỏ tr o s c lu li v s dng quỏ trỡnh chuyn i Quỏ trỡnh chuyn i l quỏ trỡnh c d liu t v gỏn cỏc giỏ tr c vo cỏc lnh ca AutoCAD ú hon ton khụng cú sai s cụng on ny Tuy nhiờn, quỏ trỡnh o, cỏc im to l giỏn on, vỡ vy chớnh xỏc ca b mt nhn c s ph thuc vo khong cỏch gia cỏc im ly mu B mt chi tit c o cng nhiu im s m bo cng chớnh xỏc Hn na chớnh xỏc ó c xỏc nh theo thut toỏn ni suy ca phn mm Do ú i vi cỏc chi tit cú phc cng cao, s lng im o s phi thc hin l cng ln Quỏ trỡnh chuyn i t CAD sang CAM v CNC cú cỏc sai s thut toỏn rt nh