Ứng dụng phần mềm proengineer vào việc thiết kế và lập trình gia công khuôn trên máy phay CNC

Thiết kế và chế tạo khuôn nhựa không phải là một đề tài mới, tuy nhiên cùng với sự phát triển của các phần mềm CAD/CAM, công nghệ làm khuôn đã có những thay đổi rõ rệt.. Mục đích nghiên

tr-ờng đại học bách khoa hà nội

VŨ MẠNH HÙNG

ỨNG DỤNG PHẦM MỀM PRO/ENGINEER VÀO VIỆC THIẾT KẾ VÀ LẬP TRèNH GIA CễNG KHUễN TRấN MÁY PHAY CNC

Chuyên ngành: CễNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CễNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Hà Nội – Năm 2012

VŨ MẠNH HÙNG

ỨNG DỤNG PHẦM MỀM PRO/ENGINEER VÀO VIỆC THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH

GIA CÔNG KHUÔN TRÊN MÁY PHAY CNC

Chuyªn ngµnh: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS: NGUYỄN VIẾT TIẾP

Hà Nội – Năm 2012

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác Trừ các phần tham khảo đã được nêu rõ trong Luận văn

Tác giả

Vũ Mạnh Hùng

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp, người đã hướng dẫn

và giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến quá trình viết và hoàn chỉnh Luận văn

Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban lãnh đạo và khoa Sau đại học của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành bản Luận văn này

Tác giả cũng chân thành cảm ơn ban lãnh đạo nhà trường và các thầy cô khoa Cơ

khí, Trung tâm Đào tạo và Thực hành Công nghệ Cơ khí Trường Đại học sư phạm

Kỹ thuật Nam Định, ban lãnh đạo Công ty TNHH Đức Thông đã tạo điều kiện giúp

đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn này

Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy (cô) giáo, các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp

Tác giả

Vũ Mạnh Hùng

CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

NC (Number Control) – Điều khiển số

CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính MCU (Machine Control Unit) – Hệ điều khiển máy

CAD (Computer Aided Design) – Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính

CAM (Computer Aided Manufacturing) - Chế tạo có sự trợ giúp của máy tính CAE (Computer Aided Enginering) - Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính

CIM (Computer Intergrated Manufacturing) - Hệ thống sản xuất tích hợp

CAPP - Computer Aided Process Planning

PHICS – Programers Hierarchica Graphic System

GKS-3D – Graphic Kernel System

CGI – Computer Graphic Interface

CGM – Computer Graphic Metafile

IGES – Initial Graphic Exchange Specification

SET – Standard Exchange transport

VDAFS-VAD – Flachenschnitt

PDES – Produce Data Exchange Specification

STEP – Standard for Exchange of Product Model Data

CAD-NT-CAD – Normteile

APT – Automatically Programmed Tools

MAP – Manufacturing Automation Protocol

TOP – Technical and Office Protocol

DNC – Direct Numerical Control

PPC – Production Planning Control

MỤC LỤC

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Các ký hiệu và chữ viết tắt

Mục lục

Danh mục các hình vẽ

PHẦN MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC 3

1.1 Tình hình trong nước và quốc tế 3

1.2 Giới thiệu về CAD/CAM – CNC 5

1.2.1 Các thuật ngữ 6

1.2.2 Tích hợp CAD và CAM 7

1.2.3 Các phương án triển khai kết nối liên thông CAD – NC 14

1.2.4 CAD/CAM thông minh 15

1.3 Kết luận 16

Chương 2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CAD/CAM – PRO/ENGINEER 17

2.1 Khởi động Pro/Engineer 18

2.2 Bắt đầu một thiết kế mới 19

2.2.1 Đặt tên và thiết lập đơn vị đo: 19

2.2.2 Thiết lập đơn vị đo 20

2.2.3 Các mặt phẳng chuẩn 21

2.2.4 Model Tree 21

2.2.5 Các lệnh xử lý file, điều khiển màn hình và màu 21

2.2.6 Thay đổi màu cho mẫu vẽ 23

2.2.7 Các lệnh thể hiện đối tượng trên Pro/Engineer Wildfire 23

2.2.8 Kiểm tra kích thước, diện tích và thể tích của mẫu vẽ 24

2.2.9 Một số lệnh phụ trợ: 25

2.2.10 Xuất file chuyển đổi dữ liệu để giao tiếp với các phần mềm khác: 26

2.3 Hình ảnh một số sản phẩm được thiết kế trên Pro/Engineer 26

2.4 PTC - Assembly 26

2.5 PTC - Mold Design 27

2.6 PTC- Electrode 28

2.7 PTC - Drawing 29

2.8 PTC - Manufacturing 30

Chương 3 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PRO/ENGINEER VÀO THIẾT KẾ LÒNG, LÕI KHUÔN CHO SẢN PHẨM “ĐẾ” 32

3.1 Tổng quan về ngành công nghiệp nhựa 32

3.1.1 Tổng quan về ngành nhựa thế giới trong những năm gần đây 32

3.1.2 Xu hướng phát triển của ngành nhựa tới năm 2012 33

3.2 Máy đúc áp lực 34

3.2.1 Phân loại 34

3.2.2 Cấu tạo 35

3.2.3 Chu trình đúc phun 37

3.3 Khuôn ép nhựa 39

3.3.1 Khái quát về khuôn 39

3.3.2 Cấu tạo chung của khuôn 40

3.3.3 Các yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn ép nhựa 41

3.3.4 Các cơ sở dữ liệu cần thiết khi thiết kế khuôn 42

3.3.5 Các loại khuôn phổ biến 42

3.3.6 Số lượng sản phẩm trên một khuôn 44

3.3.7 Các hệ thống của khuôn 45

3.3.8 Trình tự thiết kế và bảo quản khuôn 54

3.3.9 Vật liệu làm khuôn 55

3.3.10 Các chi tiết tiêu chuẩn của khuôn 58

3.4 Thiết kế khuôn “đế” trên phần mềm Pro/Engineer 58

3.4.1 Quy trình thiết kế khuôn 58

3.4.2 Phân tích và thiết kế sản phẩm 59

3.4.3 Phân tích chi tiết trên phần mềm Moldflow 69

3.4.4 Thiết kế khuôn trên phần mềm PTC – Mold Design 71

Chương 4 LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO LÒNG VÀ LÕI

KHUÔN 77

4.1 Một số lưu ý trước khi lập quy trình công nghệ 77

4.2 Một số trang thiết bị được sử dụng khi gia công 77

4.2.1 Máy công cụ 77

4.2.2 Dụng cụ cầm tay các loại 78

4.2.3 Dụng cụ đo 78

4.3 Lập quy trình công nghệ gia công 78

4.3.1 Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn 79

4.3.2 Quy trình công nghệ gia công lõi khuôn 92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108

PHỤ LỤC 110

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Chương 1:

Hình 1.1 Quá trình chế tạo sản phẩm 4

Hình 1.2 Quy trình xử lý thông tin trong kỹ thuật CAD/CAM-CNC 6

Hình 1.3 Sơ đồ CIM 7

Hình 1.4 Mức tiếp cận CAD/CAM với hệ phần cứng và phần mềm 7

Hình 1.5 Nguyên lý kỹ thuật CAD/ CAM-CNC 8

Hình 1.6 Hệ chuyển giao dữ liệu gián tiếp thông qua tệp trung gian 10

Hình 1.7 Các giao diện dùng trong lĩnh vực Cơ khí 10

Hình 1.8 Quá trình truyền dữ liệu qua hai hệ CAD/CAM A và B 12

Hình 1.9 Các phương án triển khai kết nối CAD - NC 14

Hình 1.10 Sơ đồ chế tạo Socket 15

Hình 1.11 Nguyên lý tạo mẫu nhanh 15

Hình 1.12 Nguyên lý kỹ thuật ngược 16

Chương 2: Hình 2.1 Khởi động phần mềm Pro/Engineer 19

Hình 2.2 Đặt tên cho sản phẩm thiết kế 19

Hình 2.3 Giao diện thiết kế của phần mềm Pro/Engineer 20

Hình 2.4 Đổi đơn vị cho bản thiết kế 20

Hình 2.5 Các mặt phẳng chuẩn của phần mềm Pro/Engineer 21

Hình 2.6 Model tree 21

Hình 2.7 Các nút biểu tượng của phần mềm Pro/Engineer 22

Hình 2.8 Bảng màu cho sản phẩm thiết kế 23

Hình 2.9 Thay đổi màu cho thiết kế và màu nền màn hình 23

Hình 2.10 Đo kích thước của mẫu thiết kế 24

Hình 2.11 Phân tích mẫu thiết kế 25

Hình 2.13 Một số sản phẩm được lắp ghép trên PS – Assembly 27

Hình 2.14 Bộ khuôn tiêu chuẩn được thiết kế trên PTC-Mold design 27

Hình 2.15 Tạo xung điện cực cho mẫu 28

Hình 2.16 Bản vẽ 2D được xuất ra từ 3D trên mô đun PTC Drawing 29

Hình 2.17 Màn hình làm việc của PTC- Manufacturing 30

Chương 3: Hình 3.1 Mô hình máy ép phun 35

Hình 3.2 Hệ thống kẹp 35

Hình 3.3 Mô hình khuôn nhựa 36

Hình 3.4 Mô hình trục vít 36

Hình 3.5 Quá trình nhựa hóa 38

Hình 3.6 Giai đoạn bơm nhựa 38

Hình 3.7 Giai đoạn làm nguội 38

Hình 3.8 Giai đoạn lấy sản phẩm 39

Hình 3.9 Cấu tạo chung của khuôn 40

Hình 3.10 Khuôn 2 tấm 42

Hình 3.11 Khuôn 3 tấm 43

Hình 3.12: Khuôn nhiều tầng 43

Hình 3.13 Khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng 43

Hình 3.14 Khuôn có chốt tháo ngang 44

Hình 3.15: Môt số loại chốt đẩy 45

Hình 3.16: Hệ thống cấp nhựa 46

Hình 3.17 Kênh dẫn nhựa cho bố trí lòng khuôn dạng hình chữ nhật 48

Hình 3.18 Kênh dẫn nhựa cho bố trí lòng khuôn dạng vòng tròn 48

Hình 3.19 Một số dạng miệng phun thường dùng: 49

Hình 3.20 Hệ thống làm nguội khuôn bằng nước 50

Hình 3.21: Tháo lõi mặt bên bằng cam chốt xiên 51

Hình 3.22 Tháo lõi mặt bên bằng cam chân chó 51

Hình 3.23 Tháo lõi mặt bên bằng hệ thống thủy lực 51

Hình 3.24: Tháo lõi mặt bên bằng hệ thống thanh đẩy xiên 52

Hình 3.25: Tháo lõi mặt bên bằng hệ thống đường dẫn cam 52

Hình 3.26 Hình ảnh một số lòng và lõi khuôn thông dụng 52

Hình 3.27 Hệ thống dẫn hướng khuôn 53

Hình 3.28 Một số thép dùng làm thân khuôn 55

Hình 3.29: Một số thép làm lòng khuôn và lõi khuôn 57

Hình 3.30 Quy trình thiết kế khuôn 59

Hình 3.31 Bản vẽ CAD 2D 59

Hình 3.32 Vẽ phác tiết diện bao bên ngoài 60

Hình 3.33 Extrude vật mẫu với chiều cao 16 mm 60

Hình 3.34 Vát nghiêng mặt bên với góc 3o 61

Hình 3.36 Extrude phần bên trên của mẫu 62

Hình 3.37 Vẽ phác tiết diện đảo thứ nhất 62

Hình 3.38 Extrude đảo thứ nhất của mẫu 62

Hình 3.39 Bo tròn cung R3 các góc của đảo 63

Hình 3.40 Vẽ phác tiết diện đảo thứ hai 63

Hình 3.41 Extrude đảo thứ hai của mẫu 63

Hình 3.42 Vẽ phác tiết diện đảo thứ ba 64

Hình 3.43 Extrude đảo thứ ba của mẫu 64

Hình 3.44 Tạo thành mỏng cho vật mẫu 64

Hình 3.45 Vẽ phác tiết diện 2 l 65

Hình 3.46 Hai l ở mặt trên sau khi hoàn thành 65

Hình 3.47 Vẽ phác tiết diện l 13 65

Hình 3.48 Extrude chiều cao của khối trụ 13 66

Hình 3.49 Vẽ phác tiết diện 9 66

Hình 3.50 Extrude chiều cao của khối trụ 19 66

Hình 3.51 Vẽ phác tiết diện 9 67

Hình 3.52 Extrude cắt tiết diện 9 67

Hình 3.53 Vẽ phác tiết diện 5 67

Hình 3.52 Extrude cắt tiết diện 5 68

Hình 3.54 Tạo hai vị trí để bắt sản phẩm vào tường 68

Hình 3.55 Bo tròn bán kính R1 tại các góc 68

Hình 3.56 Sản phẩm hoàn thiện sau thiết kế 69

Hình 3.57 Mô hình chi tiết đế trên Pro/Engineer 69

Hình 3.58 Đưa sản phẩm lên phần mềm Moldflow 70

Hình 3.59 Phân tích vị trí đặt cổng rót 70

Hình 3.60 Vị trí đặt cổng rót 71

Hình 3.61 Thiết kế mặt phân khuôn cho mẫu 72

Hình 3.62 Tạo phôi cho mẫu thiết kế 72

Hình 3.63 Khai độ co ngót của vật liệu 72

Hình 3.64 Tách khuôn 73

Hình 3.65 Mở khuôn 73

Hình 3.66 Khuôn trên và khuôn dưới của mẫu 74

Hình 3.67 Thiết kế hoàn chỉnh bộ khuôn 75

Hình 3.68 Bộ khuôn được thiết kế hoàn chỉnh 75

Hình 3.69 Khuôn trên và khuôn dưới 76

Chương 4: Hình 4.2 Gá đặt phôi, tạo phôi và khai báo thông số máy, gốc Wo và mặt lùi dao 82 Hình 4.3 Khai báo dụng cụ cắt 83

Hình 4.4 Khai báo các tham số công nghệ 83

Hình 4.5 Khai báo vùng gia công 83

Hình 4.6 Mô phỏng quá trình phay lòng khuôn 84

Hình 4.7 Khai báo dụng cụ cắt 84

Hình 4.9 Khai báo vùng gia công 85

Hình 4.10 Mô phỏng đường chạy dao 85

Hình 4.11 Khai báo dụng cụ cắt 86

Hình 4.12 Khai báo tham số công nghệ 86

Hình 4.13 Mô phỏng đường chạy dao 87

Hình 4.14 Khai báo dụng cụ cắt 87

Hình 4.15 Khai báo các tham số công nghệ 88

Hình 4.16 Chọn bề mặt gia công 88

Hình 4.17 Mô phỏng đường chạy dao 89

Hình 4.18 Khai báo dụng cụ cắt 89

Hình 4.19 Khai báo tham số công nghệ 90

Hình 4.20 Mô phỏng đường chạy dao 90

Hình 4.21 Hình ảnh lõi khuôn sau khi thiết kế 92

Hình 4.22 Gá đặt phôi, tạo phôi và khai báo thông số máy, gốc Wo mặt lùi dao 93

Hình 4.23 Khai báo dụng cụ cắt 93

Hình 4.24 Khai báo tham số công nghệ 94

Hình 4.25 Khai báo vùng gia công 94

Hình 4.26 Mô phỏng đường chạy dao 95

Hình 4.27 Khai báo dụng cụ cắt 95

Hình 4.28 Khai báo tham số công nghệ 96

Hình 4 29 Khai báo vùng gia công 96

Hình 4.31 Khai báo dụng cụ cắt 97

Hình 4.32 Khai báo các tham số công nghệ 98

Hình 4.33 Khai báo vùng gia công 98

Hình 4.34 Mô phỏng đường chạy dao 99

Hình 4.35 Khai báo dụng cụ cắt 99

Hình 4.36 Khai báo tham số công nghệ 100

Hình 4.37 Khai báo biên dạng gia công 100

Hình 4.38 Mô phỏng đường chạy dao 101

Hình 4.39 Khai báo dụng cụ cắt 101

Hình 4.40 Khai báo tham số công nghệ 102

Hình 4.41 Khai báo vùng gia công 102

Hình 4.42 Mô phỏng đường chạy dao 103

Hình 4.43 Khai báo dụng cụ cắt 103

Hình 4.44 Khai báo tham số công nghệ 104

Hình 4.45 Khai báo vùng gia công 104

Hình 4.46 Mô phỏng đường chạy dao 105

Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật ngày nay, các máy công

cụ điều khiển số (NC và CNC) tự động và bán tự động hiện đang được sử dụng phổ biến tại hầu hết các nước Trong những năm gần đây các máy CNC được nhập vào Việt Nam với số lượng ngày càng nhiều Việc tìm hiểu khai thác khả năng công nghệ gia công trên máy CNC cũng như trên trung tâm gia công nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao đang là nhiệm vụ cấp bách

Việc sử dụng các phần mềm CAD/CAM để khai thác tính ưu việt của các máy CNC là hết sức cần thiết Máy CNC giúp cho con người có thể gia công được những sản phẩm theo mong muốn mặc dù là rất phức tạp mà trước đây con người chưa thể gia công được Một trong những ứng dụng gia công trên máy CNC đó là gia công khuôn mẫu

Thiết kế và chế tạo khuôn nhựa không phải là một đề tài mới, tuy nhiên cùng với sự phát triển của các phần mềm CAD/CAM, công nghệ làm khuôn đã có những thay đổi rõ rệt Độ chính xác của khuôn ngày được nâng cao để đáp ứng yêu cầu của thị trường Hiện nay có rất nhiều phần mềm có modul thiết kế, gia công khuôn như Catia, Solid Edge, Cadmeister, Delcam, Pro/Engineer, Mastercam, Camtool… m i phần mềm đều có những thế mạnh riêng Phần mềm CAD/CAM tích hợp Pro/Engineer là phần mềm rất mạnh trên thế giới về thiết kế và lập trình gia công nhưng ở Việt Nam thì còn khá mới lạ và chưa nhiều doanh nghiệp đưa vào sử dụng

để sản xuất Do đó dẫn đến việc tác giả quyết định chọn đề tài: “Ứng dụng phần

mềm Pro/Egineer vào việc thiết kế và lập trình gia công khuôn trên máy phay CNC”

Trong đề tài luận văn tốt nghiệp này tác giả sẽ tiến hành thiết kế khuôn trên phần mềm Pro/Engineer và lập trình gia công lòng, lõi khuôn trên phần mềm Pro/Engineer

Lịch sử nghiên cứu: Nghiên cứu về ứng dụng phần mềm tích hợp CAD/CAM

(Delcam) trong thiết kế, chế tạo và gia công khuôn mẫu còn khá mới ở Việt Nam

Có rất ít doanh nghiệp doanh nghiệp đang sử dụng phần mềm này, chưa có tác giả nào xuất bản tài liệu sử dụng phần mềm này bằng tiếng Việt

Mục đích nghiên cứu: Đưa ra những được những kiến thức cơ bản về: Hệ

thống CAD/CAM, công nghệ chất dẻo, khuôn ép nhựa, sơ lược về công nghệ phun

ép và các loại máy phun ép nhựa, ứng dụng được phần mềm Pro/Engineer vào thiết

kế và gia công khuôn nhựa trên các máy CNC, mở rộng thị trường các doanh nghiệp sử dụng phần mềm Pro/Engineer vào thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa

Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là máy công cụ

CNC, lập trình gia công khuôn trên các máy CNC, phần mềm tích hợp CAD/CAM (Pro/Engineer ) cho thiết kế và gia công khuôn mẫu trên máy tính

Phương pháp nghiên cứu:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về công nghệ chất dẻo, công nghệ ép phun, máy ép phun, các bộ phận cơ bản của khuôn nhựa, tiếp cận phần mềm Pro/Engineer

- Thiết kế hoàn chỉnh bộ khuôn, lập trình gia công tấm lòng khuôn, lõi khuôn trên phần mềm Pro/Engineer

- Gia công hoàn thiện hai tấm lòng khuôn và lõi khuôn trên máy phay CNC

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC

1.1 Tình hình trong nước và quốc tế

Vào giữa thế kỷ XX, nền kinh tế thế giới đã có những bước tiến lớn mang tính toàn cầu Các hệ thống máy móc, thiết bị cũ không thể đáp ứng được nhu cầu của con người trong việc phát triển kinh tế cũng như chinh phục tự nhiên Ý tưởng chế tạo ra một máy gia công tự động thực hiện quá trình cắt gọt đã được manh nha từ đầu thế kỷ trở nên cần thiết hơn bao giờ hết Đặc biệt sau đại chiến thế giới lần thứ hai (1945), để dành được ưu thế thì việc thiết kế, chế tạo ra các loại máy móc, thiết

bị, vũ khí mới đã trở nên cấp bách hơn bao giờ hết Chính vì lẽ đó, việc nghiên cứu, chế tạo máy gia công tự động đã có kết quả bước đầu ngay từ những năm 50 Nhưng phải đến những năm 70, sự bùng nổ của công nghệ thông tin đã thúc đẩy và đưa kỹ thuật CAD/CAM – CNC lên một tầm cao mới mà đỉnh cao là năm 1979, khớp nối liên hoàn kỹ thuật CAD/CAM – CNC đã được khai thông Quá trình từ khi có ý tưởng về sản phẩm hay vật mẫu đến khi chế tạo ra sản phẩm được rút ngắn, sản phẩm đa dạng và phong phú hơn bao giờ hết, đáp ứng nền kinh tế thị trường Quá trình chế tạo sản phẩm nói chung có thể khái quát qua hồ sơ (hình 1.1) Quá trình thiết kế sản phẩm trước đây thường rất dài vì thiếu công cụ thiết kế Quá trình chế tạo sản phẩm gặp khó khăn vì thiết bị không đáp ứng được, có những công đoạn phải làm thủ công nên mất thời gian Quá trình marketing thường diễn ra chậm Như vậy quá trình chế tạo sản phẩm từ khi có ý tưởng đến khi đưa được sản phẩm đến với tay người tiêu dùng là cả một chặng đường dài Chính vì lẽ đó nó không thể đáp ứng được với cơ chế thị trường

Quá trình chế tạo sản phẩm hiện nay có bước đột phá Ý tưởng về sản phẩm được thiết kế ngay trên máy tính bằng phần mềm Autocad hay các phần mềm thiết kế khác như SolidWork, Inventor và phần mềm h trợ kiểm tra phù hợp Việc thiết kế sản phẩm còn được h trợ bởi thiết bị dò hình số hoá hay thiết bị tạo mẫu nhanh Sau khi

có thiết kế, chu i liên hoàn CAD/CAM đã cho phép chuyển đổi bản vẽ sang chương trình gia công tự động Quá trình chế tạo sản phẩm (CAM) đã được tự động hoá cao,

Ý tưởng về sản phẩm

hoặc sản phẩm mẫu

Thu thập thông tin liên quan

để nghiên cứu thiết kế

Thiết kế sản phẩm

Hiệu chỉnh thiết kế

hoặc đổi mới thiết kế

Kiểm tra đánh giá chất

lượng

Chế tạo thử

Hoạch định quy

trình công nghệ

Chuẩn bị máy móc thiết bị, dụng cụ, vật tư

Chế tạo chi tiết

Đóng gói

dán nhãn

Kiểm tra chất lượng sản phẩm

Thu thập thông tin về sản phẩm

QUÁ TRÌNH THIẾT

KẾ

QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO

QUÁ TRÌNH MARKETTING

Đường đi của quá trình Đường đi của quá trình

gia công được các bề mặt phức tạp nhờ kỹ thuật CNC, hệ thống thông tin cập nhật nhanh Chính vì lẽ đó quá trình chế tạo sản phẩm trở nên ngắn hơn bao giờ hết

ình 1.1 uá trình chế t o sản ph m

Để việc ứng dụng kỹ thuật CAD/CAM-CNC đạt được kết quả tốt thì việc hoạch định quy trình công nghệ có sự trợ giúp của máy tính CAPP (Computer Aided Process Planning) đóng một vai trò quan trọng bởi nó là cầu nối giữa thiết kế

và chế tạo, là một liên kết trong các hoạt động tổ hợp của hệ thống chế tạo Hơn nữa việc hoạch định đó còn có lợi ích sau:

- Năng suất tăng, tổ hợp nhanh các năng lực sản xuất

- Chi phí sản xuất giảm vì giảm bớt được công chuẩn bị sản xuất Sử dụng có hiệu quả hơn về máy, về nguyên liệu

- Tiết kiệm được thời gian, tăng cường tính linh hoạt do khả năng đáp ứng nhanh các đòi hỏi thay thế về cấu hình sản phẩm

- Thể hiện tính nhất quán

Ngày nay, giải pháp lập trình CAD/CAM-CNC đã được nghiên cứu, tạo lập

và ứng dụng trong đào tạo, sản xuất, với ý tưởng ẩn sâu là sử dụng duy nhất một hệ

cơ sở dữ liệu kỹ thuật (a single technical database) cho cả hai khâu thiết kế và chế

tạo chi tiết trong quá trình nghiên cứu, thiết kế phát triển sản phẩm cũng như trong quá trình sản xuất chế tạo sản phẩm

1.2 Giới thiệu về CAD/CAM – CNC

Các thủ tục xử lý trong kỹ thuật CAD/CAM-CNC có thể khái quát qua sơ đồ hình 1.2

Xu hướng hiện nay, việc hoạch định quy trình công nghệ thường được định hướng linh hoạt hoá Trong ngành Cơ khí đã có sự dịch chuyển từ tự động hoá các doanh nghiệp có quy mô sản xuất lớn sang quy mô vừa và nhỏ, điều đó đã cho phép

dễ dàng thực hiện linh hoạt hoá Với định hướng này, dây chuyền gia công chi tiết

cơ khí có thể thực hiện theo một trong các phương án sau:

+ Phương án 1: Dùng máy vạn năng kết hợp gá lắp, điều chỉnh theo nhóm chi tiết + Phương án 2: Dùng máy chuyên dùng đơn giản có khả năng điều chỉnh theo nhóm chi tiết gia công

+ Phương án 3: Dùng các máy hay trung tâm gia công CNC theo giải pháp tập trung nguyên công, tự động hoá việc điều khiển theo hướng linh hoạt hoá và tự động hoá

Quá trình từ thiết kế đến chế tạo ra sản phẩm có sự đóng góp đắc lực của kỹ thuật CAD/CAM-CNC nhưng vai trò của con người trong đó có ý nghĩa quyết định Chương trình gia công NC, CNC dù có được xây dựng từ chu i liên thông thì cũng không thể đáp ứng với mọi loại máy, mọi loại vật liệu, mọi phương thức gia công

mà thể hiện rõ nhất là việc sử dụng chế độ cắt trên máy

Bắt đầu hệ thống CAD/CAM

Gia công chi tiết trên

máy CNC

Xuất băng l NC (ghi

chương trình gia công

Hình 1.2 uy trình xử lý thông tin trong kỹ thuật CAD/CAM-CNC

1.2.1 Các thuật ngữ

CIM (Computer Intergrated Manufacturing): Công nghệ chế tạo phối hợp với máy tính CIM nghĩa là sự kết hợp tất cả các bộ phận phòng ban từ phong Kế hoạch, phòng thiết kế, phòng Marketting đến phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm thông qua mạng máy tính

P Kế hoạch P.Thiết kế P.Marketting P KCS

 Các mức tiếp cận của kỹ thuật CAD/CAM-CNC:

CAD/CAM với hệ phần cứng và phần mềm được kết nối theo sơ đồ sau:

Hình 1.4 Mức tiếp cận CAD/CAM với hệ phần cứng và phần mềm

Máy công cụ CNC Robot (IR)

Trung tâm tế bào gia công CNC

FMS DESK…)

+ Cimatron + TRAUB + DENFORD + Master CAM + Heidenhain + Boxfort MTS, v.v…

Giao diện dữ liệu (tiêu chuẩn/chuyên dụng)

Giao diện dữ liệu (tiêu chuẩn/chuyên dụng)

Hình 1.5 Nguyên lý kỹ thuật CAD/ CAM-CNC

 Giao diện CAD/CAM:

Để đảm bảo tính chất tương thích, tích hợp liên thông, linh hoạt của các hệ CAD/CAM phải có giải pháp chuyển tiếp giữa các phân hệ trong phạm vi của từng hệ và giữa các hệ CAD/CAM được kết nối với nhau thông qua giao diện CAD/CAM Giao diện xét theo hai phần là phần cứng và phần mềm có những chức năng: Giao diện quá trình, giao diện hệ thống, giao diện nối tiếp với các thiết

bị dữ liệu ngoài, giao diện với người vận hành

Giao diện xét về chức năng trao đổi dữ liệu gọi là giao diện dữ liệu, để chuyển đổi dạng dữ liệu của một hệ CAD/CAM này sang dạng dữ liệu của một hệ CAD/CAM khác khi tích hợp hai hệ CAD/CAM với nhau Các hệ CAD/CAM khác nhau có các cấu trúc dữ liệu khác nhau về đối tượng xử lý (chi tiết, sản phẩm) Chuyển giao dữ liệu có nghĩa là dịch dữ liệu theo hai cách: Dịch trực tiếp

và dịch gián tiếp thông qua quy cách trung gian tiêu chuẩn như IGES, DXF, STEP, PDES…

Các thành phần của CIM có mục đích cơ bản là tạo lập mối quan hệ tích hợp giữa các hệ thống có máy tính trợ giúp khác nhau trong nội bộ hãng Mục đích đó được quán triệt ngay từ khâu trao đổi dữ liệu nhờ các chương trình chuyển đổi cho tới khâu tạo lập các ngân hàng dữ liệu sản phẩm chung

Ở cách dịch trực tiếp cần có hai bộ phận dịch trực tiếp cho từng cặp hệ thống

có quan hệ giao tiếp dữ liệu với nhau theo hai chiều Như vậy khi có n hệ thống khác nhau thì phải có (n-1) bộ dịch, bởi vì có n/2 cặp hệ thống

Ví dụ: có 5 hệ thống (n=10) thì cần phải có 5(5-1) = 20 bộ dịch trực tiếp để chuyển giao dữ liệu khi chúng tích hợp với nhau Nếu ghép thêm chỉ một hệ dữ liệu vào n hệ có sẵn thì phải có thêm 2n bộ dịch trực tiếp khác nhau để chuyển giao dữ liệu

Ở cách dịch gián tiếp người ta sử dụng hệ chuyển giao dữ liệu gián tiếp thông qua tệp trung gian Tệp trung gian có cấu trúc cơ sở dữ liệu trung gian, không phụ thuộc vào hệ thống nào riêng biệt Hiện tại có nhiều tệp trung gian khác nhau được dùng, mà điển hình là: IGES, DXF, STEP Tệp trung gian còn được gọi là giao diện dữ liệu tiêu chuẩn, đây là cách chuyển giao dữ liệu gián tiếp giữa các hệ

cơ sở dữ liệu khác nhau Tuy vậy ở cách này, từng hệ thống phải có một cặp bộ xử

lý để chuyển đổi dữ liệu riêng của nó thành quy cách tệp trung gian và ngược lại

từ quy cách tệp trung gian thành quy cách tệp gốc của nó Bộ dịch có chức năng chuyển giao dữ liệu từ quy cách cơ sở dữ liệu gốc của một hệ thống thành một quy cách trung gian được gọi là bộ tiền xử lý (pre – processor) Ngược lại bộ dịch

có chức năng chuyển giao dữ liệu từ quy cách trung gian thành quy cách cơ sở dữ liệu của một hệ thống nào đó được gọi là bộ hậu xử lý (post – processor) Như vậy cần có 2n bộ xử lý cho n hệ thống được nối ghép với nhau và nếu thêm một hệ thống mới thì chỉ cần có thêm 2 bộ xử lý nữa

Khâu trao đổi thông tin giữa các phòng kỹ thuật hiện tại còn phổ biến dưới phương thức chuyển giao các bản vẽ kỹ thuật đã được xây dựng theo quy chuẩn Với việc ứng dụng giải pháp dùng máy tính trong nội bộ để diễn tả các sản phẩm

kỹ thuật, điều cần hướng tới là trao đổi các mô hình có máy tính trợ giúp giữa các

hệ thống CAD và các hệ thống khác nối tiếp sau chúng (CAM/CAE…)

Việc triển khai các mô hình kỹ thuật đối với các quá trình nối tiếp trong hệ CAD có những ưu điểm như: tránh được công việc trùng lặp nhờ khâu nạp dữ liệu, loại trừ nguồn gốc phát sinh sai số, sử dụng nhiều lần dữ liệu, tăng tốc trao đổi dữ liệu, tích hợp hoá các thành phần có ứng dụng máy tính…

Các cơ sở

dữ liệu gốc

(A)

Bộ tiền xử lý (pro-processor)

Tệp trung gian tiêu chuẩn

Bộ hậu xử lý post- processor

Cơ sở dữ liệu riêng (B)

…

Mô hình sp:

PDES, STEP, CAD - NT

…

Điều khiển máy:

IRDATA, APT, CLDATA

…

Hệ thống tự động:

MAP, TOP,

…

Hình 1.6 ệ chuyển giao dữ liệu gián tiếp thông qua tệp trung gian

Trong phạm vi chuyển giao dữ liệu giữa hai hệ thống CAD/CAM, khâu trao đổi dữ liệu chỉ có thể thông qua cách diễn tả dữ liệu trung gian Công cụ để thực hiện trao đổi hiện nay đối với các dữ liệu kỹ thuật và các bản vẽ CAD trong lĩnh vực Cơ khí trước hết phải kể đến các giao diện VDAFS và IGES Những thông tin

dữ liệu sản phẩm được tập hợp thành nhiều giao diện khác nhau Những giao diện này được quy chuẩn hoá theo quốc gia, cũng như do các hãng tạo lập CAD/CAM cung cấp thông qua các chương trình chuyển đổi dữ liệu Các hãng sẽ cung cấp cho nơi sử dụng, ứng với hệ thống CAD/CAM của từng hãng hai loại chương trình chuyển đổi ở dạng hai hệ vi xử lý là tiền xử lý và hậu xử lý

+ Hệ tiền xử lý có chức năng là trợ giúp chuyển đổi các dạng dữ liệu chuyên dụng và đặc trưng của hệ thống thành dạng trung gian, sau đó hệ hậu xử lý sẽ chuyển đổi tiếp dạng trung gian thành dạng phù hợp, có giá trị phù hợp với hệ thống nhập vào Mô hình tổng quan về truyền dẫn dữ liệu giữa các hệ CAD/CAM được thể hiện như sau (hình 1.7)

Hình 1.7 Các giao diện dùng trong lĩnh vực Cơ khí

PHICS – Programers Hierarchica Graphic System

GKS-3D – Graphic Kernel System

CGI – Computer Graphic Interface

CGM – Computer Graphic Metafile

IGES – Initial Graphic Exchange Specification

SET – Standard Exchange transport

VDAFS-VAD – Flachenschnitt

PDES – Produce Data Exchange Specification

STEP – Standard for Exchange of Product Model Data

CAD-NT-CAD – Normteile

APT – Automatically Programmed Tools

MAP – Manufacturing Automation Protocol

TOP – Technical and Office Protocol

Khi thực hiện giải pháp này cần có sự thoả thuận giữa các đối tác về thể thức cung cấp các dữ liệu CAD/CAM, cụ thể là hình thức diễn đạt và mô hình gốc nhằm đảm bảo tính ổn định của dữ liệu, cũng như đảm bảo tuỳ chọn tại mọi thời điểm , nghĩa là không phụ thuộc vào sự lựa chọn hệ thống và cấu trúc hệ thống Ngày nay dạng trung gian của dữ liệu được tạo lập theo nhiều hướng khác nhau và

có hàm lượng thông tin khác nhau Ngoài ra dạng giao diện dữ liệu trung gian có

có giao diện dữ liệu trực tiếp ở dạng các hệ chuyển đổi chuyên dụng - phụ thuộc

hệ thống để h trợ quá trình trao đổi dữ liệu giữa hai hệ thống CAD/CAM

Dưới đây là sơ đồ về quá trình chuyển đổi dữ liệu giữa hai hệ thống CAD/CAM A và B (hình1.8)

Hệ

CAD/CAM

A

Hệ CAD/CAM

B

Tiền xử lý 1 (preprocessor)

Hậu xử lý 2 (postprocessor)

Tiền xử lý 2 (preprocessor

)

Hậu xử lý 1 (postprocessor)

Dữ liệu chuyển tiếp ở dạng tiêu chuẩn DWG, PDES, STEP, IGES…

Hình 1.8 uá trình truyền dữ liệu qua hai hệ CAD/CAM A và B

Khái niệm giao diện bao hàm những điều kiện, quy tắc và những thoả thuận

về sự nối ghép các phân hệ với nhau, phần nhiều là sự trao đổi thông tin nghĩa là các giao diện dữ liệu và giao diện Cơ khí Khả năng hoạt động của một hệ thống

tự động hoá chỉ có thể đảm bảo nếu thông tin chung giữa các đơn vị cấu trúc, các đơn vị dữ liệu và các tín hiệu được tạo lập và đảm bảo Những vị trí chuyển tiếp

từ một đơn vị sang một đơn vị khác phải được thiết lập phù hợp, nghĩa là phải tương thích hoặc tương đồng với nhau Những vị trí chuyển tiếp đảm bảo phù hợp gọi là giao diện Trong thực tế có các lọai giao diện: giao diện quá trình, giao diện

hệ thống, giao diện nối tiếp với các thiết bị dữ liệu bên ngoài, giao diện với người vận hành…

Các hệ CAD/CAM khác nhau có cấu trúc khác nhau về hệ dữ liệu xác định đối tượng xử lý, vì vậy khi các hệ CAD/CAM cần tích hợp với nhau người ta phải

chuyển đổi dữ liệu xác định sản phẩm của hệ CAD/CAM này sang cấu trúc của hệ CAD/CAM khác nhằm chuyển giao dữ liệu, có nghĩa là cần phải có một bộ dịch xuôi dùng cho việc chuyển đổi dữ liệu Theo chiều ngược lại thì cần phải có bộ dịch ngược Nghĩa là cần phải có hai bộ dịch cho từng cặp hệ CAD/CAM khác nhau cần đựơc ghép nối với nhau và được gọi là bộ dịch trực tiếp Người ta gọi hệ chuyển giao dữ liệu như trên là hệ chuyển giao trực tiếp

Ngoài ra người ta còn có thể chuyển giao dữ liệu giữa hai hệ CAD/CAM khác nhau bằng một cách gọn gàng hơn, đó là chuyển giao dữ liệu bằng cách dùng cấu trúc cơ sở dữ liệu trung gian gọi là tệp trung gian không phụ thuộc hệ CAD/CAM hiện có hoặc sẽ có trong tương lai Người ta gọi cách đó là cách chuyển giao dữ liệu gián tiếp giữa các hệ cơ sở dữ liệu khác nhau Với cách này từng cặp CAD/CAM cần có một cặp bộ xử lý của nó để chuyển đổi dữ liệu thành quy cách tệp trung gian và ngược lại từ quy cách tệp trung gian thành quy cách tệp gốc của

nó Chức năng của từng bộ xử lý được phân chia như sau:

+ Bộ dịch có chức năng chuyển giao dữ liệu từ quy cách cơ sở dữ liệu gốc của một hệ thành quy cách trung gian, được gọi là bộ tiền xử lý (Pre – processor) + Bộ dịch có chức năng chuyển giao dữ liệu từ quy cách trung gian thanh quy cách cơ sở dữ liệu riêng của một hệ thống nào đó, được gọi là bộ hậu xử lý (Posprocessor)

Các quy cách điển hình về tệp trung gian hiện nay đang được sử dụng là : IGES, DXF, STEP Trong đó IGES hiện nay được dùng phổ biến là tệp trung gian DXF là tệp trung gian dùng cho dữ liệu bản vẽ kỹ thuật STEP là quy cách

dữ liệu tiêu chuẩn dùng lưu trữ dữ liệu trong phạm vi chu kỳ sản xuất bao gồm: Thiết kế, phân tích, chế tạo, đảm bảo chất lượng sản phẩm, kiểm tra và bảo dưỡng cùng với dữ liệu xác định sản phẩm Các hệ CAD dùng IGES đang có định hướng chuyển sang dùng STEP STEP khác với IGES và DXF ở ch là các tệp IGES và DXF được tạo lập chỉ để chuyển đổi dữ liệu sản phẩm, còn STEP xử lý dữ liệu sản phẩm là dữ liệu toàn diện về chu kỳ sản phẩm

Giao diện Người – Máy tính Giao diện nội bộ máy tính

Chương trình NC Hồ sơ gia công CNC Sơ đồ gá đặt,

Phiếu dụng cụ, gá lắp sơ đồ toạ độ

Môdun CAD - CAM

hệ thống lập trình NC

Phương án 3 Tích hợp CAD và lập trình NC

Ý TƯỞNG THIẾT KẾ

1.2.3 Các phương án triển khai kết nối liên thông CAD – NC

Hình 1.9 Các phương án triển khai kết nối CAD - NC

Các phương án triển khai thiết kế kết nối liên thông CAD – NC được thực hiện theo sơ đồ ý tưởng sau:

Ứng dụng kỹ thuật CAD/CAM:

CAD/CAM là thiết kế và gia công có sự trợ giúp của máy tính, điều này đã được thực hiện làm chân tay giả từ những năm 80 của thế kỷ trước ở các nước trên thế giới

 Ưu điểm của việc dùng CAD/CAM trong chế tạo dụng cụ chỉnh hình chân tay giả: CAD/CAM trong chế tạo chân tay giả là một phương pháp thiết kế mẫu

Tạo mẫu cốt âm (bó bột mảng cụt)

Quét biên dạng mẫu cốt

âm ( số hóa mô hình) Chỉnh sửa mô hình (trên phần mềm) Gia công mẫu cốt dương Chế tạo Socket

Mẫu vật thể 3D ( pattern)

socket chính xác về sinh học và nhanh về thời gian trên màn hình máy tính thay vì phải bó bột thủ công và sửa cốt bột

1) Giúp cho quá trình diễn ra nhanh hơn và có thể làm lại bất cứ lúc nào 2) Lưu các mẫu mà không cần bất cứ phòng ốc nào

3) Giúp cho quá trình dóng, dựng chân tay giả được thuận lợi và chính xác

 Phương pháp chế tạo Socket dùng công nghệ CAD/CAM được làm theo các bước:

Hình 1.10 Sơ đồ chế t o Socket

1.2.4 CAD/CAM thông minh

 Tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping):

Nguyên lý tạo mẫu nhanh được thực hiện theo sơ đồ sau:

Hình 1.11 Nguyên lý t o mẫu nhanh

bộ 3D Digitizer

Lập mô hình 3D của vật thể mẫu (3D-Modeling

Tạo lập tệp STL

Quá trình tạo mẫu nhanh (RP-process)

Bản sao

từ vật mẫu (Replica)

 Kỹ thuật ngược (Reverse Engineering):

Nguyên lý kỹ thuật ngược được thực hiện theo sơ đồ sau:

Chương 2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CAD/CAM – PRO/ENGINEER

Cùng với sự phát triển không ngừng của các phần mềm CAD/CAM, công nghệ làm khuôn đã có những thay đổi rõ rệt Độ chính xác của khuôn ngày càng được nâng cao để đáp ứng yêu cầu của thị trường Hiện nay có rất nhiều phần mềm có modul thiết kế và gia công khuôn như Catia, Solid Edge, Cadmeister, Delcam, Mastercam,…m i phần mềm đều có những thế mạnh riêng Trong đề tài luận văn tốt nghiệp này tôi xin được trình bày sơ lược về phần mềm Pro/Engineer

Pro/Engineer là phần mềm CAD/CAM giúp ta giải quyết từ đầu đến cuối công việc thiết kế và chế tạo ra một sản phẩm công nghiệp hoặc tiêu dùng một cách chính xác và hiệu quả

Đầu tiên, Pro/Engineer h trợ cho người kỹ sư thiết kế ra mẫu của sản phẩm

từ trong ý tưởng của anh ta Trong quá trình thiết kế, Pro/Engineer rất linh động cho phép sửa chữa những mẫu thiết kế dễ dàng và nhanh chóng

Tiếp theo, sau khi đã hoàn chỉnh xong mẫu thiết kế, mẫu sản phẩm có thể là chi tiết nhựa, kim loại, thuỷ tinh hoặc chi tiết dạng tấm để gia công dập hay uốn… Trong khấu này, người kỹ sư sẽ hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ thiết kế khuân của mình một cách dễ dàng, đơn giản và có độ chính xác cao

Cuối cùng, sau khi đã hoàn tất toàn bộ phần thiết kế cho bộ khuân để chế tạo ra sản phẩm, nó phải được đưa đi chế tạo Pro/Engineer lại giúp ta thực hiện việc gia công này bằng cách h trợ người chế tạo, lập trình gia công tự động trên máy CNC

Ngoài ra, Pro/Engineer còn trợ giúp người thiết kế, thiết kế rồi lắp ráp các chi tiết với nhau và qua đó thấy được sự khớp hay không khớp của các chi tiết trong cụm chi tiết, một sản phẩm hay một máy móc nào đó để có thể hiệu chỉnh kích thước của các chi tiết một cách chính xác và nhanh chóng

Ngày nay, trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, số lượng các máy gia công dạng CNC rất phát triển và đang gia tăng về số lượng và đang gia tăng về số lượng với khuynh hướng nói chung là các công ty, cơ sở trong ngành cơ khí đều đang đổi mới công nghệ gia công để nâng cao độ chính xác và đẩy chất lượng sản phẩm

lên bền hơn, đẹp hơn Vì thế, những người làm việc trong ngành thiết kế và chế tạo sản phẩm, đặc biệt là ngành cơ khí phải tìm cơ hội để nắm bắt phần mềm này

Phần mềm Pro/Engineer gồm các module chính như sau:

Module 1: Thiết kế sản phẩm (Fundamention Design)

Bạn sẽ làm quen với Pro/Engineer và tìm hiểu các chức năng vẽ, thiết kế, lắp ráp, tạo khuôn, lập trình gia công cùng nhiều các lệnh vẽ thiết kế cơ bản và nâng cao Bạn sẽ thực hiện công việc thiết kế toàn bộ các chi tiết để lắp ghép thành một sản phẩm có hình dạng phức tạp và chúng có mặt xung quanh chúng ta và bạn sẽ hiểu sâu các tiện ích của Pro/E

Module 2: Thiết kế khuôn (Mold design)

Hướng dẫn đi sâu vào các kỹ thuật thiết kế hoàn chỉnh một bộ khuân ép nhựa, với một hoặc nhiều mặt phân khuân có hình dáng phức tạp

Module 3: Lập trình gia công khuôn (Manufacturing)

Bạn sẽ nghiên cứu cách thiết kế các sản phẩm, lập trình gia công, mô phỏng, sửa

l i chương trình, tối ưu hóa quá trình gia công và xuất file gia công (Post Processer) cho máy CNC

2.1 Khởi động Pro/Engineer

Có hai cách khởi động Pro/Engineer

+ Nhấp đúp vào biểu tượng Pro/Engineertrên màn hình destop

+ Nhấp Start  Programs  PTC  Pro/Engineer  Pro/Engineer Wildfire

Khi đó Pro/Engineer khởi động, màn hình có dạng như sau:

ình 2.1 hởi động phần mềm Pro/Engineer

2.2 Bắt đầu một thiết kế mới

2.2.1 Đặt tên và thiết lập đơn vị đo:

Từ menu File chọn New hoặc nhấp trái chuột

vào nút Creat a new object ( ) trên thanh

công cụ chuẩn Xuất hiện hộp thoại New với

phần mặc định Type là Part, Sub-type là

Solid và tên của thiết kế mới được

Pro/Engineergợi ý là prt0001

ình 2.2 t tên cho sản ph m thiết kế

Ta đổi tên nó thành BAIMODAU rồi click vào OK

Màn hình khi đó có dạng:

ình 2.3 iao diện thiết kế c a phần mềm Pro/Engineer

2.2.2 Thiết lập đơn vị đo

Vào Edit  Setup Trên menu dọc PART SETUP chọn Unit Hộp thoại

Unit Manager xuất hiện, chọn Milimetter Newton Second (mmNs) Chọn Set  Convert Existing Number (Same Size)  OK  Close  Done

ình 2.4 i đơn v cho bản thiết kế

2.2.3 Các mặt phẳng chuẩn

Ba mặt phẳng chuẩn Front, Top, Right giao nhau tại một điểm là tâm của hệ trục toạ độ Decater 3 chiều Các mối quan hệ và vị trí tương đối của các đối tượng được xác lập chủ yếu trên 3 mặt phẳng này

2.2.5 Các lệnh xử lý file, điều khiển màn hình và màu

Ta tìm hiểu các lệnh này thông qua các nút nhấn trên thanh toolbar như các hình sau:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ình 2.7 Các n t biểu tượng c a phần mềm Pro/Engineer

1 Creat a new object: Tạo một file mới

2 Open Object : Mở bản thiết kế có sẵn

3 Save Object: Lưu trữ bản thiết kế hiện hành

4 Print Object: In ấn

5 Spin Center on/off: Bật/ tắt trục tâm

6 Orient Mode on/off: Bật/ tắt hiệu ứng quay

7 Zoon in: Phóng to mẫu vẽ 8: Zoom out: Thu nhỏ mẫu vẽ

9 Refit Object: Cho nhìn lại toàn bộ vùng vẽ 10: Reorient Model : Định hướng lại vùng nhìn

11 Save view list : Điều chỉnh lại hướng nhìn theo các hướng:

Top, Ritght hoặc Front

12 Set layer: Tạo các lớp cho sản phẩm

13: Undo:

14: Redo 15: Copy: Copy một phần nào đó 16: Paste: Dán một phần nào đó 17: Paste Special: Dán ở chế độ đặc biệt 18: Wire frame: Cho mẫu vẽ thể hiện theo dạng khung dây 19: Hidden line: Thể hiện mẫu vẽ theo đường khuất

20: No hidden: Che khuất toàn bộ nét khuất của mẫu vẽ 21: Shading: Thể hiện mẫu vẽ theo cách tô bóng

22: Model tree on/off: Bật hoặc tắt model tree 23: Datum Planes on/off: Bật hay tắt các mặt phẳng chuẩn 24: Datum axes on/off : Bật hoặc tắt trục chuẩn

25: Datum point on/off: Bật hoặc tắt các điểm chuẩn

26: Help: Hiện trợ giúp

Ngoài các nút lệnh trên ta còn có các lệnh điều khiển màn hình bằng các tổ hợp phím như sau:

- Lệnh Zoom: Phóng to hay thu nhỏ bản vẽ bằng xoay chuột giữa

- Lệnh Rotation: Cho phép xoay vật thể trên màn hình, ấn nút giữa chuột

+ di chuyển chuột

- Đưa mẫu vẽ về mặt phẳng chuẩn, ấn Ctrl + D

2.2.6 Thay đổi màu cho mẫu vẽ

Pro/Engineercho phép thay đổi màu mẫu vẽ hoặc từng

mặt theo cách sau:

Từ menu bar chọn View  Color and Appearace, xuất

hiện hộp thoại Appearace Editor

Quan sát, ta thấy trên vùng Palette có một ô màu, đó là

ô màu của mẫu vẽ hiện tại

ình 2.8 Bảng màu cho sản ph m thiết kế

Từ đây, muốn chọn màu cho cả mẫu vẽ ta chọn

Surface hoặc All Surfaces trong thẻ Assignment, rồi

chọn vào mẫu vẽ OK Phần Ref-color ta chọn một

màu bất kỳ cho mẫu vẽ  Apply ta sẽ thấy mẫu chuyển

sang màu vừa chọn

2.2.7 Các lệnh thể hiện đối tượng trên

Pro/Engineer Wildfire

+ Thay đổi màu của hệ thống:

Ta có thể thay đổi màu của vùng vẽ hay bất cứ màu của

các Datum Planes cho phù hợp với mắt của mình Chọn

View  Display Setting  System Colors Xuất hiện

hộp thoại System Colors

Bây giờ, ta sẽ đổi màu của vùng vẽ bằng cách

nhấp chuột vào ô vuông bên trái Background Xuất

hiện hộp thoại Color Editor

ình 2.9 Thay đ i màu cho thiết kế và màu nền màn hình

Hãy sửa tất cả các giá trị của 3 thanh R, G, B bằng 0 rồi chọn OK để trở về hộp thoại System Colors Sau đó nhấp bỏ phần chọn ở ô Blended Background phía dưới

Bây giờ, vùng vẽ đã chuyển sang màu đen

Ta có thể chuyển màu nền và màu chứ của các menu và Toolbars trên màn

hình bằng cách tương tự với lựa chọn UI Background và UI Text

+ Thay đổi màu của các thực thể:

Để thay đổi màu của các thực thể ta làm: Chọn View  Display Settings 

System Color

- Datum: Cho phép thay đổi màu của các hệ trục toạ độ, đường tâm hay đổi màu

của mặt phẳng chuẩn

- Geometry: Cho phép đặt lại màu của các nét vẽ

Chú ý: Sau khi thay đổi màu của các thực thể và đường nét, nếu muốn chọn lại màu

mặt định của hệ thống thì nhấp vào nút Set to Initial

+ Điều khiển Display Model:

Từ menu  View  Display Settings  Model Display Xuất hiện hộp thoại

Model Display

Hộp này cho phép thay đổi tốc độ phóng to hay thủ nhỏ hình ảnh khi Zoom

Hãy sửa giá trị ô Minimum frame của vùng Animation while ReOrienting thành

25  OK và dùng thử các lệnh Zoom, tốc độ hình ảnh sẽ tăng lên rõ rệt

2.2.8 Kiểm tra kích thước, diện tích và thể tích của mẫu vẽ

+ Kiểm tra kích thước

Từ Menu  Analysis  Measure Xuất

hiện hộp thoại Measure, ở phần type chọn Curve

Length và Definitinon chọn Cuver/Edge

Tiếp theo, chọn một cạnh nào đó của mẫu vẽ và quan

sát kết quả ở ô Result trong hộp thoại

Muốn đo tổng chiều dài một chu i các

- Đo đường kính chọn Diameter

- Đo diện tích Area trong phần Type

+ Kiểm tra thể tích của mẫu thiết kế

Muốn xem thể tích của mẫu thiết kế ta

chọn Analysis  Model Analysis

Chọn phần Type là Model Mass

Properties, sau đó nhấp nút Computer  nhập

số đằng sau dấy phảy và xem kết quả ở ô Result

ình 2.11 Ph n tích mẫu thiết kế

2.2.9 Một số lệnh phụ trợ:

+ Xem thông tin của một số đôi tượng hình học:

Từ menu bar Infor  Feature Xuất hiện dòng nhắc “ Select Feature

or Component”

Hãy chọn một số đối tượng hình học, sẽ thấy hộp thoại Information

Window kèm theo các thông tin về đối tượng đó bên trong Nhấp Close sau khi

xem xong thông tin

+ Xem toàn bộ thông tin về mẫu vẽ:

Từ menubar  Infor  Model Xuất hiện hộp thoại Information

Window kèm theo các thông tin về toàn bộ mẫu vẽ

+ Liệt kê danh sách toàn bộ các phần tử hình học

Từ menubar Infor  Feature List Xuất hiện hộp thoại Information

Window cùng danh sách của các phần tử đã được tạo ra cho mẫu thiết kế

2.2.10 Xuất file chuyển đổi dữ liệu để giao tiếp với các phần mềm khác:

Muốn các phần mềm khác đọc được các mẫu thiết kế trên Pro/Engineer Wildfire, ở hộp thoại Save a Copy hạy chọn đuôi là *IEGS hoặc các phần định dạng

thích hợp khác trong danh sách

2.3 Hình ảnh một số sản phẩm đƣợc thiết kế trên Pro/Engineer

Hình 2.12 Một số sản ph m được thiết kế trên Pro/Engineer

(a) Quạt cây 400 của hãng Sunlux, (b) Bình lọc nước, (c) bộ khuôn hoàn chỉnh, (d)

Khuôn mắc áo, (e) Mặt nạ xe Wave, (f) Hộp đựng bánh kẹo

2.4 PTC - Assembly

PTC – Assembly cho phép người sử dụng phần mềm có thể lắp ghép hoàn chỉnh một bản vẽ lắp của cụm chi tiết, các thiết bị máy móc dưới dạng 3D từ những bản vẽ thiết kế từng chi tiết Từ bản vẽ lắp này giúp cho người thiết kế có thể kiểm tra được quan hệ lắp ghép của các chi tiết trong cả cụm chi tiết đã được hay chưa, xấu hay đẹp Dưới đây là một số sản phẩm được lắp ghép trên PTC - Assembly từ những chi tiết riêng lẻ đã được thiết kế từ trước:

(b) (a)

(c)

(e) (d)

(f)