Nghiên cứu thuật toán tạo đường dụng cụ khi gia công 2d trên máy đột

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VŨ ĐÌNH MINH NGHIÊN CỨU THUẬT TOÁN TẠO ĐƢỜNG DỤNG CỤ KHI GIA CÔNG 2D TRÊN MÁY ĐỘT CNC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CƠ ĐIỆN TỬ Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VŨ ĐÌNH MINH NGHIÊN CỨU THUẬT TOÁN TẠO ĐƢỜNG DỤNG CỤ KHI GIA CÔNG 2D TRÊN MÁY ĐỘT CNC Chuyên ngành : Cơ điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CƠ ĐIỆN TỬ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS HOÀNG VĨNH SINH Hà Nội – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết đạt đƣợc luận văn sản phẩm riêng cá nhân, không chép lại ngƣời khác Mọi tham khảo dùng luận văn đƣợc trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan Hà Nội, ngày tháng Vũ Đình Minh i năm DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa F Lực đột P Chu vi lỗ t Chiều dày phôi σs Độ bền cắt vật liệu phôi B Hệ số lồi S, f Bƣớc tiến h Chiều cao nhấp nhô r Bán kính dụng cụ R Bán kính biên dạng cong α Góc nghiêng biên dạng thẳng fth Bƣớc tiến gia công biên dạng thẳng ftr Bƣớc tiến gia công biên dạng cung tròn Doffset Khoảng cách offset a, b Độ dài cạnh dụng cụ hình chữ nhật H Chiều cao dụng cụ tam giác β Góc dụng cụ tam giác ii Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt CAD Computer-Aided Design Máy tính hỗ trợ thiết kế CAM Computer-Aided Máy tính hỗ trợ sản xuất Manufacturing NC Numerical Control Điều khiển số CNC Computer Numerical Control Điều khiển số máy tính hóa CNCKAD Tên phần mềm hỗ trợ gia công đột CNC PUNCHCODE Tên phần mềm phát triển AutoCAD dựa thuật toán nghiên cứu luận văn iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2-1: Hình dạng loại dụng cụ tiêu chuẩn .10 Bảng 2-2: Kích thƣớc dụng cụ theo chuẩn Amada 11 Bảng 2-3: Lựa chọn dụng cụ theo chiều dày phôi .12 Bảng 2-4: Bảng lựa chọn khe hở dụng cụ 15 Bảng 3-1: Phân loại biên dạng .23 Bảng 3-2: Thuộc tính đối tƣợng 2D AutoCAD 24 Bảng 4-1: Các phƣơng án lựa chọn hình dạng dụng cụ đột để gia công phần tử 2D 43 Bảng 6-1: Danh sách dụng cụ sử dụng để tạo đƣờng dụng cụ cho sản phẩm gia công mẫu 73 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2-1: Các giai đoạn trình đột Hình 2-2: Trạng thái vật liệu giai đoạn trình đột .6 Hình 2-3: Hình ảnh máy đột CNC Amada Vipros 255 Hình 2-4: Hệ thống thay dụng cụ dạng thẳng Hình 2-5: Hệ thống thay dụng cụ dạng mâm xoay Hình 2-6: Các loại dụng cụ tiêu chuẩn máy đột Amada Hình 2-7: Bố trí dụng cụ số loại mâm xoay máy đột Amada 11 Hình 2-8: Vùng không gian không gia công sử dụng dụng cụ loại C máy đột Amada Vipros 255 13 Hình 2-9: Khe hở dụng cụ 14 Hình 2-10: Mô tả vùng gia công hình dạng phoi trình đột 14 Hình 2-11: Lựa chọn đƣờng kính dụng cụ lớn đột thép 17 Hình 2-12:Đồ thị quan hệ bƣớc tiến chiều cao nhấp nhô cắt biên dạng thẳng dụng cụ tròn 18 Hình 2-13 : Đồ thị quan hệ bƣớc tiến chiều cao nhấp nhô cắt biên dạng cong dụng cụ tròn ф 10 mm 19 Hình 2-14: Minh họa tính thông số đột lỗ chữ nhật dài 20x150 mm 20 Hình 2-15: Minh họa thứ tự trình đột 21 Hình 3-1: Các đối tƣợng gia công 23 Hình 3-2: Mô tả đặc trƣng đƣờng cong thuộc đa tuyến 26 Hình 3-3: Đa tuyến hở đa tuyến kín 27 Hình 3-4: Hình tam giác 27 Hình 3-5: Thuật toán nhận dạng biên dạng hình tam giác 28 v Hình 3-6: Hình chữ nhật 28 Hình 3-7: Thuật toán nhận dạng biên dạng hình chữ nhật 29 Hình 3-8: Hình lỗ dài 29 Hình 3-9: Hình đa giác lồi 30 Hình 3-10: Thuật toán nhận dạng biên dạng đa giác 30 Hình 3-11: Miền gia công đột CNC 31 Hình 3-12: Mô tả phƣơng pháp xác định vị trí điểm nằm nằm đa tuyến phƣơng pháp Ray Casting 32 Hình 3-13: Thuật toán kiểm tra vị trí tƣơng quan hai đa tuyến 33 Hình 3-14: Thuật toán chung phân loại đối tƣợng gia công đột CNC 35 Hình 4-1: Đối tƣợng gia công nghiên cứu F Robert Jacobs, Can Cogun Buddhadev Roychoudhury 36 Hình 4-2: Đối tƣợng gia công nghiên cứu Emad Summad 37 Hình 4-3: Đối tƣợng gia công nghiên cứu N.F Choong .38 Hình 4-4: Tính bƣớc tiến gia công biên dạng thẳng với dụng cụ hình tròn 40 Hình 4-5: Tính bƣớc tiến gia công biên dạng thẳng với dụng cụ có cạnh thẳng 40 Hình 4-6: Tính bƣớc tiến gia công cung tròn lồi cung tròn lõm .42 Hình 4-7: Thuật toán lựa chọn dụng cụ cho đối tƣợng gia công nhóm nhóm 46 Hình 4-8: Thuật toán lựa chọn dụng cụ tự động để đột biên dạng kín 49 Hình 4-9: Thuật toán lựa chọn kích thƣớc dụng cụ để đột biên dạng kín 50 Hình 5-1: Đƣờng dụng cụ gia công đột 53 Hình 5-2: Khoảng cách offset tạo đƣờng dụng cụ dụng cụ hình tròn 54 Hình 5-3: Khoảng cách offset tạo đƣờng dụng cụ dụng cụ hình chữ nhật 54 vi Hình 5-4: Khoảng cách offset tạo đƣờng dụng cụ dụng cụ hình chữ nhật tam giác 55 Hình 5-5: Ảnh hƣởng vị trí biên dạng gia công đến cắt lẹm phần tử liền kề 57 Hình 5-6: Ảnh hƣởng đỉnh tạo thành phần tử phần tử liền kề đến cắt lẹm 58 Hình 5-7: Tinh chỉnh đƣờng dụng cụ với dụng cụ hình tròn để tránh cắt lẹm phần tử liền kề 59 Hình 5-8: Tinh chỉnh đƣờng dụng cụ với dụng cụ hình chữ nhật để tránh cắt lẹm phần tử liền kề 60 Hình 5-9: Tinh chỉnh đƣờng dụng cụ với dụng cụ hình tam giác để tránh cắt lẹm phần tử liền kề 61 Hình 5-10: Thuật toán tinh chỉnh đƣờng dụng cụ để tránh cắt lẹm phần tử liền kề 62 Hình 5-11: Các trƣờng hợp cắt lẹm biên dạng trình đột 63 Hình 5-12: Thuật toán xác định cắt lẹm dụng cụ với phần tử thuộc biên dạng gia công 64 Hình 5-13: Vùng không cắt gia công đột 65 Hình 5-14: Biện pháp xử lý vùng không cắt 65 Hình 5-15: Thuật toán tổng hợp tạo đƣờng dụng cụ tự động cho gia công đột 66 Hình 6-1: Phần mềm PUNCHCODE 68 Hình 6-2: So sánh trƣờng hợp gia công sử dụng dụng cụ không phân độ dụng cụ có phân độ 69 Hình 6-3: So sánh sản phẩm đột với đƣờng dụng cụ không đƣợc tinh chỉnh đƣờng dụng cụ đƣợc tinh chỉnh để tránh tƣợng cắt lẹm phần tử liền kề 70 vii Hình 6-4: So sánh sản phẩm đột trƣớc sau phát cắt lẹm 71 Hình 6-5: Giao diện phần mềm CNCKad 9.0 72 Hình 6-6: Các đƣờng dụng cụ tạo sử dụng dụng cụ không phân độ 73 Hình 6-7: Các đƣờng dụng cụ tạo có sử dụng dụng cụ phân độ .74 viii 5.4.3 Sự cắt lẹm dụng cụ với phần tử thuộc biên dạng gia công Sự cắt lẹm biên dạng gia công đột CNC xảy lựa chọn kích thƣớc dụng cụ không hợp lý Vấn đề cắt lẹm dụng cụ với phần tử biên dạng sở để lựa chọn kích thƣớc dụng cụ nhƣ đƣợc đề cập mục 4.7 Trong số nghiên cứu lựa chọn dụng cụ đột, ngƣời ta thƣờng xét đến cắt lẹm xảy với phần tử liền kề gia công phần tử nhƣ trƣờng hợp (a) , (b) Hình 5.11, tham khảo [6] Tuy nhiên, cắt lẹm xảy phần tử cách xa nhƣ trƣờng hợp (c) (d) phần tử thuộc biên dạng, trƣờng hợp (e) a) b) c) d) e) Hình 5-11: Các trƣờng hợp cắt lẹm biên dạng trình đột Hiện tƣợng cắt lẹm biên dạng gia công đƣợc xem xét nhƣ giao cắt đa tuyến thể dụng cụ đa tuyến thể biên dạng gia công Với trƣờng hợp biên dạng gia công ngoài, điểm thuộc dụng cụ nằm đa tuyến thể biên dạng gia công xảy tƣợng cắt lẹm Ngƣợc lại, với biên dạng gia công trong, điểm thuộc dụng cụ nằm biên dạng gia công xảy tƣợng cắt lẹm Sự phát điểm nằm hay nằm đa tuyến hoàn toàn khả thi nhƣ giới thiệu Mục 3.4.2, kiểm tra điểm nằm đa tuyến Thuật 63 toán kiểm tra cắt lẹm có nhiều điểm tƣơng tự thuật toán kiểm tra vị trí tƣơng quan hai đa tuyến, mục 3.4.3 Bắt đầu A - Đa tuyến đại diện biên dạng dụng cụ B - Đa tuyến đại diện biên dạng gia công Cắt lẹm = NIL n=0 Vị trí biên dạng BIÊN DẠNG NGOÀI n < Số đỉnh đa tuyến A BIÊN DẠNG TRONG - - n < Số đỉnh đa tuyến A + + Gán điểm I = đỉnh thứ n đa tuyến A Gán n = n+1 Gán Cắt lẹm = NIL - Điểm I nằm đa tuyến B + Gán Cắt lẹm = TRUE Gán Cắt lẹm = TRUE - Gán điểm I = đỉnh thứ n đa tuyến A Gán n = n+1 Điểm I nằm đa tuyến B Gán Cắt lẹm = NIL + Kết thúc Hình 5-12: Thuật toán xác định cắt lẹm dụng cụ với phần tử thuộc biên dạng gia công 5.5 Vùng không cắt Quá trình đột ƣu tiên lựa chọn dụng cụ có kích thƣớc lớn mà không gây cắt lẹm biên dạng gia công Kích thƣớc dụng cụ lớn vùng không cắt để lại đỉnh lõm biên dạng đỉnh lồi biên dạng lớn Luận văn xét trƣờng hợp vùng không cắt sử dụng dụng cụ hình tròn dụng cụ hình chữ nhật với cách tinh chỉnh đƣờng dụng cụ nhƣ sử 64 dụng dụng cụ hình tam giác không tồn vùng không cắt Đường dụng Đường dụng cụ cụ Vùng không Vùng không cắt cắt a) Sự không cắt với dụng cụ b) Sự không cắt với dụng cụ hình chữ nhật hình tròn Hình 5-13: Vùng không cắt gia công đột Tạo đƣờng dụng cụ bổ sung biện pháp giảm thiểu diện tích vùng không cắt mà lựa chọn lại dụng cụ Trong trƣờng hợp này, dụng cụ có kích thƣớc nhỏ đƣợc sử dụng để làm vùng không cắt Lƣu ý tạo chƣơng trình gia công đoạn chƣơng trình gia công vùng không cắt trƣớc sau gia công cắt biên dạng để đảm bảo độ cứng vững Đường dụng cụ Đường dụng cụ bổ sung bổ sung a) Biện pháp xử lý vùng không cắt b) Biện pháp xử lý vùng không cắt sử sử dụng dụng cụ hình tròn dụng dụng cụ hình chữ nhật Hình 5-14: Biện pháp xử lý vùng không cắt 5.6 Thuật toán tổng hợp tạo đƣờng dụng cụtự động để đột biên dạng kín Thuật toán tạo đƣờng dụng cụ tự động để đột biên dạng kín tổng hợp từ thuật toán riêng lẻ đề xuất Các thuật toán phân tích theo đỉnh đa tuyến, tạo thành phần tử xét phần tử kế tiếp, phần tử cuối không đƣợc xét đến kết đôi với phần tử Để giải vấn đề này, trƣớc tiên phải chuẩn bị biên dạng kín cách chép phần tử 65 xuống cuối danh sách Tiếp theo, xét với phần tử, thực lần lƣợt công việc: lựa chọn hình dạng dụng cụ phù hợp (nhƣ mục 4.6), tạo đƣờng dụng cụ thô (mục 5.3), tinh chỉnh đƣờng dụng cụ để tránh cắt lẹm phần tử ( mục 5.3.2.6), lựa chọn kích thƣớc dụng cụ phù hợp (mục 4.7) Nếu dụng cụ đƣợc chọn gây cắt lẹm với biên dạng gia công dụng cụ cuối loại bỏ dụng cụ khỏi danh sách tiến hành chọn dụng cụ, tạo đƣờng dụng cụ lại cho biên dạng Nếu dụng cụ không gây cắt lẹm với biên dạng gia công dụng cụ cuối thì xử lý vùng không cắt tiến hành công việc cho phần tử Bắt đầu Tạo đa tuyến kín + n < số phần tử thuộc đa tuyến Kết thúc - Chọn hình dạng dụng cụ Gán n = n +1 Tạo đường dẫn dụng cụ Loại bỏ dụng cụ danh sách Tinh chỉnh đường dẫn dụng cụ Xử lý vùng không cắt Chọn kích thước dụng cụ + Dụng cụ phù hợp OR Dụng cụ cuối Hình 5-15: Thuật toán tổng hợp tạo đƣờng dụng cụ tự động cho gia công đột 5.7 Tóm tắt chƣơng 66 Chƣơng giới thiệu phƣơng pháp tạo đƣờng dụng cụ cho đối tƣợng gia công máy đột CNC Đƣờng dụng cụ để gia công biên dạng kín sẵn, phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ đặc điểm đa tuyến, đặc điểm phần tử, danh sách dụng cụ nên đƣợc ƣu tiên nghiên cứu chƣơng Với phần tử biên dạng kín, đƣờng offset phần tử đƣờng dụng cụ thô Để đƣờng dụng cụ thô không cắt lẹm với phần tử liền kề, phải xây dựng thuật toán tinh chỉnh lại đƣờng dụng cụ hai đầu Cũng giống nhƣ thao tác tạo đƣờng dụng cụ thô, tinh chỉnh đƣờng dụng cụ đƣợc tính toán sở ba loại dụng cụ khác dụng cụ hình tròn, dụng cụ hình chữ nhật dụng cụ hình tam giác Đƣờng dụng cụ có khả phải tạo lại dụng cụ lựa chọn không hợp lý kích thƣớc Kích thƣớc dụng cụ lớn gây cắt lẹm với phần tử thuộc biên dạng để lại vùng không cắt lớn Thuật toán tạo đƣờng dụng cụ cho gia công đột trình lặp lặp lại công việc lựa chọn dụng cụ, tạo đƣờng dụng cụ, tinh chỉnh đƣờng dụng cụ, kiểm tra va chạm không va chạm dụng cụ kiểm tra dụng cụ cuối 67 CHƢƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 6.1 Giới thiệu chung Các thuật toán luận văn phát triển đƣợc ứng dụng để tạo phần mềm CAM tên gọi PUNCHCODE tảng AutoCAD Kết lựa chọn dụng cụ đột đƣờng dụng cụ mà phần mềm đƣa sở để đánh giá tính thực tiễn hiệu thuật toán Hình 6-1: Phần mềm PUNCHCODE Sự so sánh kết nghiên cứu dựa hai mức độ: - Các kết tạo phần mềm PUNCHCODE để đánh giá ảnh hƣởng thuật toán lựa chọn dụng cụ phân độ không phân độ; thuật toán tinh chỉnh đƣờng dụng cụ; thuật toán lựa chọn dụng cụ để tránh cắt lẹm so với trƣờng hợp không sử dụng thuật toán - So sánh kết tạo phần mềm PUNCHCODE phần mềm phổ thông có thị trƣờng phần mềm CNCKad để đánh giá khả xử lý tự động hai phần mềm 68 6.2 Ảnh hƣởng thuật toán lựa chọn dụng cụ tạo đƣờng dụng cụtự động đến kết sản phẩm 6.2.1 Sử dụng dụng cụ không phân độ dụng cụ phân độ Nhƣ giới thiệu, sở lựa chọn dụng cụ luận văn dựa tiêu độ nhấp nhô cho phép Do đó, để gia công đoạn biên dạng thẳng, có góc nghiêng lớn với dụng cụ không phân độ nhƣ hình mô tả dƣới chƣơng trình PUNCHCODE tự động lựa chọn dụng cụ hình tròn Nếu sử dụng thêm dụng cụ có khả phân độ hình chữ nhật, chƣơng trình đƣa kiến nghị sử dụng dụng cụ phân độ hình chữ nhật để gia công biên dạng thẳng Trƣớc gia công, dụng cụ đƣợc quay quay góc góc nghiêng biên dạng để đảm bảo gia công dụng cụ bám theo biên dạng a) Đƣờng với dụng cụ không phân b) Đƣờng với dụng cụ có phân độ độ Hình 6-2: So sánh trƣờng hợp gia công sử dụng dụng cụ không phân độ dụng cụ có phân độ 6.2.2 Phƣơng pháp tinh chỉnh đƣờng dụng cụ để tránh cắt lẹm phần tử liền kề Khi gia công biên dạng phía có đỉnh dạng lõm, đƣờng dụng cụ tạo phƣơng pháp offset có khả cắt lẹm phần tử liền kề Sự cắt lẹm phần tử liền kề khiến sản phẩm không đạt so với thiết kế ban đầu Tinh chỉnh đƣờng dụng cụ cách cắt ngắn hai đầu mút đƣờng dụng cụ theo nhƣ cách luận văn nêu giúp loại bỏ tƣợng cắt lẹm đƣờng dụng cụ phần tử liền kề Tuy nhiên, thuật toán tinh chỉnh đƣờng dụng cụ để tránh cắt lẹm có sử dụng số 69 lƣợng lớn tính toán câu lệnh AutoCAD khiến tốc độ xử lý chƣơng trình chậm so với bình thƣờng a) Đƣờng dụng cụ không đƣợc tinh b) Đƣờng dụng cụ đƣợc tinh chỉnh chỉnh Hình 6-3: So sánh sản phẩm đột với đƣờng dụng cụ không đƣợc tinh chỉnh đƣờng dụng cụ đƣợc tinh chỉnh để tránh tƣợng cắt lẹm phần tử liền kề 6.2.3 Lựa chọn dụng cụ để tránh cắt lẹm phần tử thuộc biên dạng gia công Cơ sở lựa chọn dụng cụ luận văn đảm bảo chiều cao nhấp nhô nằm mức cho phép không gây cắt lẹm với phần sản phẩm Khi phát có cắt lẹm, chƣơng trình loại bỏ dụng cụ khỏi danh sách tiến hành lại thủ tục lựa chọn hình dạng dụng cụ Với biên dạng thẳng, kết lựa chọn dụng cụ dụng cụ hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật, hình tam giác Đƣờng dụng cụ đƣợc tạo có thay đổi lựa chọn dụng cụ Trong trƣờng hợp gia công dƣới đây, gia công hốc sản phẩm, chƣơng trình lựa chọn dụng cụ có hình dạng thích hợp để có đƣợc bƣớc tiến gia công lớn Ban đầu dụng cụ có kích thƣớc lớn đƣợc ƣu tiên lựa chọn để tăng suất gia công Kích thƣớc dụng cụ lớn gây khả cắt lẹm với biên dạng gia công lớn Khi phát cắt lẹm, chƣơng trình tìm kiếm dụng cụ khác hình dạng khác kích thƣớc nhỏ nhƣ hình mô tả dƣới 70 a) Phƣơng án lựa chọn dụng cụ ban đầu b) Phƣơng án lựa chọn dụng cụ sau xảy tƣợng cắt lẹm Hình 6-4: So sánh sản phẩm đột trƣớc sau phát cắt lẹm 6.3 So sánh kết tạo chƣơng trình PUNCHCODE CNCKad 6.3.1 Cơ sở so sánh Mục tiêu phát triển thuật toán luận văn đảm bảo khả xử lý tự động mức cao cho đối tƣợng CAD 2D gia công đột Để đánh giá hiệu khả ứng dụng thực tế thuật toán, luận văn đƣa so sánh kết tạo phần mềm PUNCHCODE, sử dụng thuật toán này, với kết tạo phần mềm có sẵn thị trƣờng phần mềm CNCKad phiên 9.0 Cơ sở so sánh phần mềm PUNCHCODE CNCKad sử dụng yếu tố đầu vào nhƣ biên dạng gia công, dụng cụ gia công để nhận biết khác biệt kết đầu Phần mềm CNCKad cung cấp cho ngƣời dùng nhiều kiểu thiết lập ảnh hƣởng đến kết lựa chọn dụng cụ đột đƣờng dụng cụ Trong phần so sánh này, thiết lập cho chế độ tự động phần mềm CNCKad đƣợc đặt trạng thái mặc định 6.3.2 Giới thiệu phần mềm CNCKad Phầm mềm CNCKad phần mềm CNC phổ biến lĩnh vực gia công kim loại Ngoài khả tạo chƣơng trình CAM để gia công cho 71 máy đột, máy laser, máy cắt plasma, phần mềm cung cấp công cụ thiết kế CAD để ngƣời sử dụng tạo biên dạng sản phẩm 2D Hệ thống cung cấp chu trình vận hành CNC hoàn chỉnh từ giai đoạn phác thảo, chế độ xử lý tự động thủ công, đồ họa mô chƣơng trình NC, bố trí sản phẩm phôi truyền chƣơng trình gia công vào máy CNC Phần mềm CNCKad hỗ trợ nhiều chủng loại máy bao gồm: Amada, Boschert, Bystronic, Daewoo, Euromac, Finn Power, Haco, Komatsu, LFK, LVD, Mazak, Mitsubishi, Mutara, Nisshinbo, NTC, Strippit, Tailift, Toshiba, Trumpf… CNCKad đƣợc đánh giá giải pháp hàng đầu, với thao tác sử dụng đơn giản đƣợc nhiều nhà sản xuất gia công Việt Nam lựa chọn Hình 6-5: Giao diện phần mềm CNCKad 9.0 6.3.3 Kết xử lý đối tƣợng gia công Đối tƣợng gia công lựa chọn để xử lý biên dạng kín ngoài, biên dạng kín 72 trong, biên dạng nhỏ có hình dạng kích thƣớc tƣơng đƣơng với dụng cụ tiêu chuẩn Danh sách dụng cụ đƣợc sử dụng làm đầu vào cho hai phần mềm nhƣ sau: Bảng 6-1: Danh sách dụng cụ sử dụng để tạo đƣờng dụng cụ cho sản phẩm gia công mẫu Loại dụng cụ Kích thƣớc RO R=5mm RO R=10mm RO R=15mm TRI H=20mm, β=60o RE W=40mm, H=10mm RE W=20mm, H=80mm TT Khi sử dụng toàn dụng cụ không phân độ, đƣờng dụng cụ tạo hai phần mềm nhƣ sau: a) Đƣờng dụng cụ tạo chƣơng trình PUNCHCODE b) Đƣờng dụng cụ tạo chƣơng trình CNCKad V9.0 Hình 6-6: Các đƣờng dụng cụ tạo sử dụng dụng cụ không phân độ Đối với gia công biên dạng ngoài, phần mềm PUNCHCODE phối hợp ba loại dụng cụ dụng cụ hình chữ nhật gia công biên dạng thẳng ngang thẳng đứng; dụng cụ hình tam giác dụng cụ hình tròn gia công biên dạng thẳng, nghiêng; 73 dụng cụ hình tròn gia công biên dạng cung tròn Trong đó, chƣơng trình CNC CNCKad V9.0 Kad sử dụng dụng cụ tròn để gia công biên dạng thẳng, nghiêng Khi gia công công biên dạng thẳng ngang biên dạng thẳng đứng, CNCKad V9.0 sử dụng dụng cụ tròn để gia công Số lần đột cần thiết để cắt biên dạng phần mềm PUNCHCODE so với phần mềm CNCKad V9.0 có chiều cao nhấp nhô thấp gia công biên dạng thẳng Đối với biên dạng trong, phần mềm PUNCHCODE phối hợp dụng cụ hình chữ nhật dụng cụ hình tròn để cắt đa tuyến kín phần mềm CNCKad V9.0 không xử lý Cả hai phần mềm có khả nhận biết lỗ định hình hình chữ nhật Với lỗ hình tròn có kích thƣớc nhỏ, phần mềm PUNCHCODE lựa chọn dụng cụ có kích thƣớc gần giống để gia công với lần đột phần mềm CNCKad V9.0 phối hợp dụng cụ tròn nhỏ đột nhiều lần liên tiếp So sánh kết hai phần mềm sử dụng dụng cụ hình chữ nhật RE 40x10 có khả phân độ, kết thay đổi nhƣ sau: a) Đƣờng dụng cụ tạo chƣơng trình PUNCHCODE b) Đƣờng dụng cụ tạo chƣơng trình CNCKad V9.0 Hình 6-7: Các đƣờng dụng cụ tạo có sử dụng dụng cụ phân độ Quan sát kết trên, nhận thấy đỉnh lõm biên dạng ngoài, phần mềm PUNCHCODE lựa chọn sử dụng dụng cụ chữ nhật, phân độ đƣợc thay cho dụng cụ hình tròn dụng cụ hình tam giác tƣơng tự nhƣ lựa chọn phần mềm CNCKad V9.0 Để tránh cắt lẹm phần tử liền kề vùng gia công này, 74 hai phần mềm PUNCHCODE CNCKad V9.0 sử dụng thuật toán tinh chỉnh đƣờng dụng cụ Đối với biên dạng kín phía trong, PUNCHCODE thay đổi lựa chọn dụng cụ hình tròn dụng cụ chữ nhật, phân độ đƣợc Trong đó, CNCKad V9.0 không xử lý đối tƣợng Các kết so sánh nêu thể phần mềm PUNCHCODE, sử dụng thuật toán nghiên cứu từ luận văn này, có ƣu điểm riêng việc phân loại đối tƣợng gia công, lựa chọn dụng cụ phù hợp khả tạo đƣờng tự động Tuy nhiên, kết chƣa đủ sở để đánh giá phần mềm PUNCHCODE có chất lƣợng tốt phần mềm CNCKad hay phần mềm khác hay không phải vào nhiều yếu tố công nghệ khác Để đánh giá cụ thể khả phần mềm nhƣ đóng góp thuật toán cho trình đột, kết tạo từ phần mềm phải kiểm chứng rộng rãi cho nhiều trƣờng hợp gia công thực tế 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Dựa đƣờng dụng cụ tạo từ phần mềm PUNCHCODE, thuật toán đƣợc kiểm chứng khả ứng dụng vào thực tế gia công cho máy đột CNC Các thuật toán có khả nhận diện tốt đối tƣợng gia công để từ đƣa định xác với phần tử biên dạng sử dụng dụng cụ hình chữ nhật, hình tam giác, hình tròn giúp nâng cao chất lƣợng sản phẩm suất gia công cho trình đột Sự thống quan điểm luận văn lựa chọn dụng cụ tạo đƣờng dụng cụ cho đảm bảo sản phẩm sau gia công sai khác so với thiết kế nằm giới hạn cho phép thông qua việc kiểm soát tiêu chiều cao nhấp nhô cho phép kiểm soát va chạm dụng cụ với phần tử thuộc biên dạng gia công Tuy nhiên, thời gian có hạn, luận văn bao quát đƣợc hết trƣờng hợp gia công thực tế công nghệ đột CNC Do đó, thuật toán nghiên cứu cần phải đƣợc kiểm chứng kỹ Chƣơng trình PUNCHCODE mà cần phải đƣợc mở rộng tính kiểm soát yếu tố đầu vào nhƣ lực đột lớn nhất, miền gia công, bề dày phôi… mở rộng hỗ trợ cho nhiều chủng loại máy Thuật toán xử lý vùng không cắt cần đƣa vào chƣơng trình để kiểm chứng phát huy đƣợc điểm mạnh khả lựa chọn dụng cụ tạo đƣờng dụng cụ tự động mà luận văn đề xuất 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO F Robert Jacobs, Kieran Mathieson, John F Muth, Terence M Hancock (1991), A rule-based system to generate NC programs from CAD exchange files, Computers ind Engng, 20, tr 167-176, Pergamon Press plc Can Cogun (1992), NC parts programs generation from CAD exchange files, Computers in Industry 20, tr 193-202, Elsevier Science Publishers Buddhadev Roychoudhury, John F Muth (1995), Tool path optimization procedures for machine tools, Computers ind Engng 28, tr 367.377, Elsevier Science Publishers E Summad, E Appleton (1998), Generic algorithm for sheet metal working tool selection, using curve matching and tree searching, Journal of Materials Processing Technology 80 – 81, tr 501 – 506, Elsevier Science Publishers Emad Summad (2001), A Monte-Carlo approach to tool selection for sheet metal punching and nibbling, Doctoral thesis, Durham University N.F Choong, A.Y.C Nee, H.T Loh (1993), The implementation of an autotatic tool selection system for CNC nibbling, Computers in Industry, 23, tr 205-222, Elsevier Science Publishers H.T Loh, A.Y.C Nee, N.F Choong (1990), A PC-based software package for automated punching selection and tool-path generation for a CNC nibbling machine, Journal of Materials Processing Technology, 23, tr 107–119, Elsevier Science Publishers The NCT handbook, Amada Sheet Metal Working Research Association SINUMERIK 802Dsl nibbling, programming and operating manual, SIEMENS 10 Punching tool handbook, Amada 77 ... Chƣơng 2: Tổng quan công nghệ gia công máy đột CNC Chƣơng 3: Nhận dạng đối tƣợng 2D gia công máy đột CNC Chƣơng 4: Lựa chọn dụng cụ đột tự động Chƣơng 5: Tạo đƣờng dụng cụ gia công đột CNC Chƣơng... Ngoài tác dụng đột lỗ đơn, dụng cụ sử dụng để tạo hình biên dạng 2D cách phối hợp nhiều lần cắt Khi đột biên dạng 2D, ngƣời sử dụng lựa chọn loại dụng cụ cụ thể để cắt nhƣ dụng cụ tròn để đột cung... 120 Đường kính 100 dụng cụ lớn 80 60 40 20 0 Chiều dày phôi Máy đột 20 Máy đột 30 Máy đột 40 Máy đột 50 Hình 2-11: Lựa chọn đƣờng kính dụng cụ lớn đột thép 2.5.3 Lựa chọn thông số đột sử dụng dụng