thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012thuyết minh đề tài năm 2012
THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ I THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI Tên đề tài Giải pháp mở rộng nâng cao phạm vi khai thác sử dụng thiết bị tự động hóa CNC dùng chương trình điều khiển CAD-CAM Mã số: Thời gian thực ……… tháng (Từ tháng… /201…đến tháng………/201…) Cấp quản lý Kinh phí……………triệu đồng, đó: Nguồn Tổng số - Từ ngân sách nghiệp khoa học - Từ nguồn tự có từ tổ chức - Từ nguồn khác Đề tài độc lập: Lĩnh vực khoa học Kỹ thuật công nghệ Chủ nhiệm đề tài Họ tên: Trương Thanh Thủy Ngày, tháng, năm sinh: 12-9-1979 Giới tính: Nam Học hàm, học vị: Thạc sĩ kỹ thuật: Chức danh khoa học: Giảng viên cao đẳng nghề Điện thoại: 01684979026 Tên tổ chức công tác: Trường Cao Đẳng nghề kỹ thuật công nghệ Tuyên Quang Địa tổ chức: Tổ 7, Phường Ỷ la, TP Tuyên Quang Địa nhà riêng: Tiến Vũ 8, An Tường, TP Tuyên Quang Thư ký đề tài Họ tên: Ngày, tháng, năm sinh: Chức danh khoa học: Điện thoại: Tổ chức công tác: Địa tổ chức: Địa nhà riêng: 10 Tổ chức chủ trì đề tài Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Cao Đẳng Nghề kỹ thuật công nghệ Tuyên Quang Điện thoại: Fax: Website: Địa chỉ: Họ tên thủ trưởng tổ chức: Nguyễn Quốc Quân Tên quan chủ quản đề tài: Trường Cao Đẳng Nghề kỹ thuật công nghệ Tuyên Quang 11 Các tổ chức phối hợp thực đề tài Tên quan chủ quản: Công Ty TNHH sản xuất Thương mại Trí Phát Điện thoại: Địa chỉ: Số 60, Châu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội Họ tên thủ trưởng tổ chức: 12 Cán thực đề tài II MỤC TIÊU, NỘI DUNG KH&CN VÀ PHƯƠNG ÁN TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 13 Mục tiêu đề tài - Nâng cấp máy phay CNC Hitachi có nhớ thấp thông qua nhớ đệm từ máy vi tính nhằm thực kết nối thành công phục vụ cho gia công sản phẩm có chương trình gia công lớn - Đưa ứng dụng phần mềm CAD- CAM vào tập thực hành công tác đào tạo nghề cách hoàn thiện - Có thể áp dụng cho số doanh nghiệp địa bàn tỉnh cải tiến máy phay CNC có nhớ thấp 14 Tình trạng đề tài Đề tài 15 Tổng quan tình hình nghiên cứu, luận giải mục tiêu nội dung nghiên cứu Đề tài 15.1 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực Đề tài Ngoài nước: Công nghệ điều khiển số xuất vào kỷ 20, tức vào khoảng năm 1952, đầu năm 1960 chưa áp dụng sản xuất hàng loạt Sự bùng nổ thực tế dạng CNC năm 1972, thập kỷ với xuất máy tính Đến năm 1979 hình thành khớp nối liên hoàn CAD/CAM-CNC dừng lại mức độ thấp Bước sang kỷ 21 máy công cụ CNC hoàn thiện với tính vượt trội gia công hoàn chỉnh chi tiết máy gia công, với số lần gá đặt Đặc biệt chúng gia công chi tiết có bề mặt phức tạp chuỗi kết nối liên hoàn CAD/CAM-CNC mức độ kết nối cao Trong nước: Máy CNC ứng dụng nước ta từ năm cuối kỷ 20, thường dùng để sản xuất hàng loạt Do máy CNC chi phí đầu tư tốn việc áp dụng dừng lại máy đời đầu máy cũ Tính linh hoạt chưa cao khả kết nối với máy tính có lại hạn chế mặt dung lượng Nhất máy sản xuất năm cuối kỷ 20 Chính việc lập trình ứng dụng để dạy nghề dừng lại mức độ lý thuyết lập trình tay khó khăn cho việc tiếp cận công nghệ thông tin vào gia công khí, suất thấp, tốn công lao động Không nâng cao chất lượng nguồn nhân lực thời đại công nghiệp hóa 15.2 Luận giải việc đặt mục tiêu nội dung cần nghiên cứu Đề tài Chính hạn chế máy CNC hệ năm cuối kỷ 20 cần nghiên cứu đưa giải pháp khắc phục hạn chế đó: Máy CNC sản xuất năm có đầy đủ tính máy năm đầu kỷ 21 khả kết nối với máy tính thông qua cổng kết nối RS 232 hạn chế mặt dung lượng rơi vào khoảng 64KB sản phẩm thiết kế cần nhiều bước công nghệ số câu lệnh lập trình nhiều lập trình tay đủ thời gian dễ nhầm lẫn, lập trình phần mềm CAD-CAM kết nối với máy CNC từ máy tính dung lượng lại không đủ chương trình phải cắt làm nhiều lần tính tự động hóa không Do “Giải pháp mở rộng nâng cao phạm vi khai thác sử dụng thiết bị tự động hóa CNC dùng chương trình điều khiển CAD-CAM” cần thiết 16 Danh mục công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài 17 Nội dung nghiên cứu khoa học, triển khai thực nghiệm Đề tài phương án thực I Đặt vấn đề cho việc nghiên cứu Tuyên Quang tỉnh chậm phát triển, công nghiệp hóa đại hóa, việc tiếp cận tiến khoa học công nghệ tụt hậu so với nhiều địa phương phát triển nước Việc đào tạo nghề trường Cao đẳng nghề kỹ thuật công nghệ Tuyên Quang chủ yếu tập trung vào nghề cắt gọt kim loại, hàn cắt kim loại, sửa chữa ô tô, sửa chữa xe máy, điện, điện tử vấn đề cấp thiết nâng cao lực đào tạo nghề nâng cao chất lượng nguồn nhân lực trường Một vấn đề cần nâng cao chất lượng làm đưa ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật tiên tiến vào lĩnh vực đào tạo nghề cắt gọt kim loại Có thể nói gia công khí nhờ trợ giúp máy vi tính không xa lạ kỹ sư nhà quản lý lĩnh vực công nghiệp Hơn nữa, nhiều doanh nghiệp bắt đầu ứng dụng có hiệu nhờ góp phần quan trọng nâng cao sức cạnh tranh doanh nghiệp lên nhiều Tại trường cao đẳng nghề Tuyên Quang nôi đào tạo nghề tỉnh Tỉnh chương trình mục tiêu quốc gia đầu tư sở vật chất ngày đại Một số có thiết bị gia công khí thuộc lĩnh vực đào tạo nghề cắt gọt kim loại có trợ giúp máy vi tính máy Phay CNC Máy phay CNC trường có xuất xứ Nhật Bản sản xuất năm 1990 thiết bị gia công khí đại, hệ điều khiển FANUC ứng dụng phần mềm CAD/CAM để phục vụ gia công chi tiết, có khả kết nối với máy tính thông qua cổng giao diện RS-232 máy thiết bị phục vụ đắc lực cho công tác đào tạo nghề Sau hai năm đào tạo nhận thấy máy trường ứng dụng phần mềm CAD/CAM, có kết nối với máy tính gia công chi tiết có chương trình gia công ngắn, sản phẩm phức tạp có chương trình gia công lớn đáp ứng phải cắt chương trình làm nhiều đoạn khó khăn cho công tác đào tạo nghề Do cần phải cải tiến nhằm nâng cấp nhớ đệm cho máy khắc phục hạn chế II CAD/CAM phần mềm thiết kế gia công khí đại CAD (Computer –Aided Design) định nghĩa là: “Sử dụng hệ thống máy tính với phần mềm thích hợp để hỗ trợ giúp việc thiết lập, sửa đổi, phân tích tối ưu hóa tập thiết kế” Trong CAD, mô hình hình học tương ứng với giai đoạn tổng hợp Nó đòi hỏi mô tả hình dáng hình học đối tượng dạng toán học theo cách máy tính xử lý Mô hình toán học cho phép hình ảnh đối tượng hiển thị thao tác hình máy tính thông qua tín hiệu lấy từ CPU hệ CAD Phần mềm đồ họa phải thiết kế cho thuận tiện có hiệu với máy tính với người sử dụng Khi triển khai sản phẩm thiết kế kỹ thuật thường cần đến phân tích tùy theo loại sản phẩm Ví dụ sản phẩm khí, phân tích thường liên quan đến toán ứng suất- biến dạng, tính toán truyền nhiệt vận dụng phương trình vi phân để mô tả ứng dụng động lực học hệ thống thiết kế Máy giúp thực nhiệm vụ cách nhanh chóng có hiệu Phần mềm CAD có khả cho khâu xuất vẽ lên gấp năm đến mười lần so với vẽ thủ công Hơn nữa, có nhiều ưu điểm xử lý đồ họa tự động ghi kích thước mặt cắt, thu phóng vẽ, mô tả phần hình vẽ quay vật thể theo góc tùy chọn Nó cho phép chuyển đổi hình chiếu, chẳng hạn từ hình chiếu song song sang hình chiếu phối cảnh Trong phép chiếu trực giao, hầu hết hệ CAD có khả tạo sáu hình chiếu tương ứng với sáu mặt phẳng chiếu cần Ngoài hệ CAD cho phép người thiết kế lập trình bổ sung để đưa tiêu chuẩn riêng hãng vào CAM (Computer-Aided Manufacturing) định nghĩa là: “Sử dụng hệ thống máy tính với 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 đó” Như vậy, CAM phân thành loại sau: *Theo dõi điều khiển: Đây ứng dụng trực tiếp CAM Máy tính ghép nối trực tiếp với đối tượng hệ thống sản xuất để theo dõi điều khiển trình Chức theo dõi thể qua việc thu thập số liệu từ trình sản xuất Chức điều khiển dựa vào số liệu thu thập từ trình sản xuất để xử lý đưa tín hiệu điều khiển trực tiếp tới trình sở thuật toán điều khiển phần mềm *Trợ giúp sản xuất: Đây ứng dụng gián tiếp, máy tính dùng để lập kế hoạch, tiến độ, dự báo, cung cấp thông tin, đưa thị để quản lý điều hành công việc sản xuất Trong trường hợp này, máy tính có chức trợ giúp nên nằm hệ thống, người thường xuyên có mặt để thực công việc theo dõi điều khiển trình Đối tượng phục vụ CAD/CAM Xu phát triển chung ngành công nghiệp chế tạo theo công nghệ tiên tiến liên kết thành phần qui trình sản xuất hệ thống tích hợp điều khiển máy tính điện tử Computer Intergrated Manufacturing (CIM) Kết trình CAD không sở liệu để thực phân tích kỹ thuật, lập qui trình chế tạo, gia công điều khiển số mà liệu điều khiển thiết bị sản xuất điều khiển số loại máy công cụ, người máy, tay máy công nghiệp thiết bị phụ trợ khác Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò quan trọng việc hình thành sản phẩm khí nào.Công việc bao gồm: - Chuẩn bị thiết kế (thiết kế kết cấu sản phẩm, vẽ lắp chung sản phẩm, cụm máy ) - Chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính công nghệ kết cấu, thiết lập qui trình công nghệ) - Thiết kế chế tạo trang thiết bị công nghệ dụng cụ phụ - Kế hoạch hóa trình sản xuất chế tạo sản phẩm thời gian yêu cầu Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy 90% thời lượng thiết kế để tra cứu số liệu cần thiết mà có 10% thời gian dành cho lao động sáng tạo định phương án, công việc thực máy tính điện tử để vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo độ xác chất lượng CAD/CAM lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo hệ thống tự động thiết kế chế tạo máy tính điện tử sử dụng để thực số chức định CAD/CAM tạo mối quan hệ mật thiết hai dạng hoạt động: Thiết kế chế tạo *Thiết kế tạo hình theo công nghệ truyền thống: Theo phương pháp mặt cong 3D phức tạp gia công máy vạn theo phương pháp ché hình sử dụng mẫu dưỡng - Quy trình có hạn chế: Khó đạt độ xác gia công, dễ làm sai nhầm lẫn hay hiểu sai phải xử lý số lớn liệu, suất thấp mẫu thiết kế theo phương pháp thủ công * Thiết kế gia công theo công nghệ CAD/CAM: Khác với công nghệ truyền thống thay mô hình hóa hình học số Computational Geometric Model (CGM) gia công điều khiển số, theo công nghệ CAD/CAM hầu hết khó khăn quy trình thiết kế theo phương pháp truyền thống khắc phục vì: Bề mặt gia công xác hơn, Khả nhầm lẫn chủ quan bị hạn chế đáng kể, giảm nhiều thời gian thực III Máy phay CNC trường cao đẳng nghề Tuyên Quang tính ưu việt mang lại Máy phay CNC sản xuất hãng Hitachi Seiko Nhật Bản Năm 1990 Bộ điều khiển : FANUC OM Có khả giao tiếp với máy tính thông qua cổng RS232 Số trục điều khiển: trục DiÖn tÝch lµm viÖc : 900x410 Được trường đưa vào hoạt động cuối năm 2008 trải qua gần năm đào tạo nghề cho thấy hệ máy đào tạo nguồn nhân lực mang tính tự động hóa cao, gia công sản phẩm xác, độ bóng cao, không tốn công sức trình gia công Hơn hết máy phay CNC trường mang đầy đủ tính mà máy CNC đại có là: Có khả vận hành tay Có khả vận hành nút ấn Có khả lập trình câu lệnh đơn chế độ MDI Có khả lập trình soạn thảo trực tiếp thông qua bàn phím máy chế độ Edit Có khả kết nối máy tính thông qua phần mềm CAD/CAM truyền liệu vào máy qua cổng RS232 khả ưu việt mà máy phay CNC đại cần có Trong năm đào tạo máy đáp ứng mục tiêu đào tạo đề chương trình khung lao động thương binh xã hội ban hành, thiết bị định hướng thay cho công nghệ gia công vạn truyền thống IV Sự cần thiết phải nâng cấp máy phay CNC trường cao đẳng nghề kỹ thuật công nghệ Tuyên Quang Để vận hành làm chủ máy phay CNC người học phải có kiến thức máy vi tính, phần mềm cad, cam Việc học sinh sử dụng phần mềm vẽ autocad, phần mềm Mastecam kết hợp với máy phay CNC cho sản phẩm nhanh Các tính ưu việt máy Phay CNC trường thể đầy đủ ta cần nghiên cứu cải tiến hạn chế máy hạn chế quan trọng khả lưu trữ số lượng câu lệnh gia công Một sản phẩm có bề mặt phức tạp, quy trình gia công phức tạp số lệnh chương trình gia công lớn 64KB đáp ứng đưa chương trình vào máy phải cắt chương trình làm nhiều phần thời gian dễ gây sai số lập trình, Hơn trình lập trình tay diễn chi tiết đơn giản số lượng câu lệnh Phương pháp nhằm cải tiến hạn chế mở rộng dung lượng nhớ cho máy phay CNC Ở ta không kết nối trực tiếp nhớ vào máy mà sử dụng thêm nhớ đệm máy cách sử dụng 01 máy tính để bàn thông qua cổng kết nối RS232 truyền liệu máy phay CNC ta hỗ trợ thêm khe cắm ram mở rộng điều hoàn toàn thực được, liệu để gia công lưu ổ cứng máy tính thuận tiện sửa đổi dễ dàng Sau nâng cấp máy phay CNC dùng để dạy học lập trình tay kết hợp với lập trình máy tính thông qua phần mềm CAD/CAM hiệu V Áp dụng phương pháp nâng cấp máy phay CNC trường tới số doanh nghiệp có sử dụng loại máy CNC đời thấp địa bàn tỉnh Tuyên Quang Hiện số doanh nghiệp sử dụng máy phay CNC có cấu hình tương tự máy trường, máy hạn chế mặt dung lượng tính linh hoạt cao sản xuất không tiết kiệm thời gian gia công phải có can thiệp bàn tay người Các sản phẩm đơn vị sản xuất phải cho thời gian dừng máy nhất, mà chương trình gia công sản phẩm lại phải cắt thành nhiều đoạn đoạn chương trình gia công lại phải khai báo lại đồng thời phải khai báo lại gốc chi tiết Chính việc áp dụng để cải tiến máy phay CNC có dung lượng thấp phương pháp mang lại hiệu cao, nâng cao suất lao động 18 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng Để triển khai có hiệu đề tài, việc cần đặt phải tìm hiểu kỹ thực trạng máy, tìm giải pháp để cải tiến, mặt tham quan tìm hiểu, học tập để cải tiến thành công, 19 Phương án phối hợp với tổ chức nghiên cứu sở sản xuất nước 20 Tiến độ thực TT 1 Các nội dung, công Kết việc chủ yếu cần phải đạt thực hiện, mốc đánh giá chủ yếu - Viết thuyết minh Thời gian (bắt đầu, kết thúc) 1/8/2011 đến Cá nhân, tổ Dự kiến chức thực kinh phí 3000.000 - Làm dự toán - Thẩm định - Lắp đặt chạy thiết bị 30/10/2011 1/8/2011 đến 30/10/2011 1/11/2011 đến 5/11/2011 1/12/2011 đến 31/12/2011 500.000 2000.000 25.000.000 ... thấp 14 Tình trạng đề tài Đề tài 15 Tổng quan tình hình nghiên cứu, luận giải mục tiêu nội dung nghiên cứu Đề tài 15.1 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực Đề tài Ngoài nước: Công... trì đề tài Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Cao Đẳng Nghề kỹ thuật công nghệ Tuyên Quang Điện thoại: Fax: Website: Địa chỉ: Họ tên thủ trưởng tổ chức: Nguyễn Quốc Quân Tên quan chủ quản đề tài: ... 16 Danh mục công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài 17 Nội dung nghiên cứu khoa học, triển khai thực nghiệm Đề tài phương án thực I Đặt vấn đề cho việc nghiên cứu Tuyên Quang