Thuyết minh bài tập CAD/CAM phần mềm CIMETRON

Thuyết minh bài tập CAD/CAM phần mềm CIMETRON

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI THUYẾT MINH BÀI TẬP CAD/CAM PHẦN MỀM CIMETRON GV hướng dẫn : Lớp : Sinh viên Cơ khí - K11 Hà Nội, 2/2019 PHẦN 1: CÔNG NGHỆ CAD/ CAM - CNC I Tổng quan công nghệ CAD/ CAM Những năm cuối kỷ 20, công nghệ CAD /CAM trở thành lĩnh vực đột phá thiết kế chế tạo sản xuất sản phẩm công nghiệp CAD (Computer Aided Design)là thiết kế trợ giúp máy tính CAM (Comptuter Aided Manufactuer) sản xuất với trợ giúp máy tính Hai loại hình nối ghép với trở thành loại hình cơng nghệ cao, lãnh vực tổng hợp liên nghành Cơ Khí-Tin Học- Điện Tử- Tự Động Hố Cùng với phát triển khoa học máy tính CAD/CAM nhận thức chấp nhận nhanh chóng cơng nghiệp hạt nhân để sáng tạo sản xuất sản phẩm, để tăng suất lao động, giảm cường độ lao động, tự động hoá trình sản xuất, nâng cao độ xác chi tiết đạt hiệu cao Computer–Aided–Design (CAD) Computer–Aided–Manufacturing (CAM) làm cách mạng thiết kế phương pháp sản xuất Người thiết kế không cần phải tính tốn phương trình tốn học phức tạp vấn đề tiếp tuyến, giao tuyến, vị trí tâm bề mặt phức tạp Việc sử dụng máy vi tính để thiết kế hình dáng hình học phát sinh chương trình điều khiển số (NC) với công cụ mô cho ta nhìn trước kết gia cơng Cơng nghệ CAD/CAM tiết kiệm thời gian giá thành sản phẩm nhờ vào hiệu xác Cơng việc chuẩn bị sản xuất có vai trò vơ quan trọng việc hình thành sản phẩm khí Cơng việc bao gồm khâu chuẩn bị thiết kế, chuẩn bị công nghệ thiết kế chế tạo trang bị công nghệ dụng cụ phụ … kế hoạch hố q trình sản xuất chế tạo sản phẩm thời gian ấn định Ngày khoa học kỹ thuật phát triển vũ bão đòi hỏi người kỹ sư phải khơng ngừng nâng cao lượng công nghệ thông tin tất khâu trình sản xuất Theo nhà khoa học phân tích tình hình thiết kế cho thấy 90% khối lượng thời gian thiết kế để tra cứu số liệu cần thiết cho việc tính tốn, có 10% lao động sáng tạo định Cho nên khoảng 90% khối lượng công việc thực máy tính điện tử máy vẽ tự động Việc vừa xác hơn, vừa chất lượng CAD/CAM lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo hệ thống tự động thiết kế chế tạo Nó dùng máy tính điện tử để thực chức định để thiết kế chế tạo sản phẩm Tự động hoá dùng máy tính điện tử để kế hoạch hố, điều khiển trình sản xuất, điều khiển trình cắt gọt kim loại kiểm tra nguyên công gia công CAD/CAM kết nối với tạo mối quan hệ mật thiết hai dạng hoạt động thiết kế chế tạo mà lâu người ta coi khác không phụ thuộc vào Tự động hoá thiết kế dùng hệ thống phương tiện tính tốn giúp người kỹ sư để thiết kế mơ phỏng, phân tích tối ưu hố giải pháp thiết kế Phương tiện bao gồm máy tính điện tử máy vẽ,máy in thiết bị đục lỗ băng … phương tiện lập trình bao gồm chương trình máy cho phép đảm bảo giao tiếp với máy vẽ chương trình ứng dụng để thực chức thiết kế Mỗi hãng, viện nghiên cứu sở sản xuất có tập hợp chương trình ứng dụng khác tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất… Hệ thống CAD/CAM sản phẩm CIM (Computer Integrated Enufacturing) Hệ thống quản lý điều hành dựa sở liệu trung tâm, hệ thống dùng để lập kế hoạch, biểu đồ, đưa dẫn thông tin đảm bảo mục đích kế hoạch sản xuất nhà máy … Mơ hình hệ thống sau:  NC (Numerical Control): Điều khiển số  CNC (Numerical Control with integrated computer): Điều khiển số với tích hợp máy tính  FFS (Flexible manufacturing system): Hệ thống sản xuất linh hoạt  CAD (Computer Aided Design): Thiết kế với trợ giúp máy tính điện tử  CIM (Computer Intergnated Manufacturing): Sản xuất với trợ giúp máy tính với chức lập kế hoạch, thiết kế tự động sản xuất Định nghĩa công cụ CAD/CAM a Định nghĩa công cụ CAD Để tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh cần thực hai cơng đoạn là: thiết kế chế tạo Ơ công đoạn thiết kế sở thu thập thông tin, xử lý kết hợp với khả sáng tạo người thiết kế phân tích tồn tập hợp phương án chọn phương án tối ưu Đối với sản phẩm có cấu trúc phức tạp, đòi hỏi tiêu cao thông số kỹ thuật kinh tế, để đạt giải pháp tối ưu, nhiều trường hợp công việc thiết kếvà chế tạo thực cách hồn chỉnh phương pháp cơng cụ thông thường Thiết kế với hỗ trợ máy tính điện tử - CAD ứng dụng có hiệu phương tiện cơng nghệ kỹ thuật tin học , điện tử…để giải công việc liên quan tới cơng việc thiết kế Q trình thiết kế nói chung bao gồm việc xác định mô tảcác giải pháp kỹ thuật cụ thể thỏa mãn tất yêu cầu kỹ thuật tin học Chỉ tiêu kinh tế phân chia làm giai đoạn Việc sử dụng cơng cụ tin học điện tử việc thết kế với trợ giúp máy tính điện tử ( CAD ) chia thành bốn cơng đoạn bao gồm:  Mơ hình hố học  Tính tốn kỹ thuật  Thiết kế tối ưu  Lập tài liệu kỹ thuật tự động từ mơ hình thiết kế Giai đoạn chuẩn bị công nghệ, nghĩa thiết kế quy trình cơng nghệ lập biểu đồ sản xuất với trợ giúp máy tính điện tử Ngồi máy tính điện tử áp dụng điều khiển trình chế tạo chi tiết dùng tay máy, máy điều khiển theo chương trình số (CNC) Công đoạn cuối kiểm tra thử nghiệm tự động hố nhờ máy tính điện tử Qua ta thấy hệ thống CAD/CAM đóng vai trò quan trọng sản xuất đại tương lai, đặc biệt lĩnh vực chuyên môn hoá cao, chẳng hạn việc thiết kế chế tạo mạch in kiểu liên kết sử dụng ngày mạnh Từ hình rõ ràng CAD/CAM bao hầu hết dạng hoạt động chức q trình sản xuất Trong cơng đoạn thiết kế chế tạo nhà máy đại, kỹ thuật tính tóan phải phát huy tác dụng nhu cầu thiếu đựơc Tổng quan máy cơng cụ điều khiển chương trình số (máy CNC) Ơ máy cắt thông thường, việc điều khiển chuyển động thay đổi vận tốc phận máy thực tay Với cách điều khiển này, thời gian phụ lớn, nên nâng cao suất lao động Để giảm thời gian phụ, cần thiết tiến hành tự động hồ q trình điều khiển Trong sản xuất hàng khối, hàng loạt lớn, từ xưa ngưới ta dùng phương pháp gia công tự động với phương pháp gia công tự độngvới việc tự động hố q trình khiển vấu tỳ, mẫu chép hình, cam trục phân phối… Đặc điểm loại máy tự động rút ngắn thời gian phụ , thời gian chuẩn bị sản xuất dài (như thời gian thiết kế chế tạo cam, thời gian điều chỉnh máy…).Nhược điểm phương pháp không đáng kể sản xuất với khối lượng lớn Trái lại, với sản xuất nhỏ, mặt hàng thay đổi thường xuyên, loại máy tự động trở nên khơng kinh tế Do cần phải tìm phương pháp điều khiển Yêu cầu thực với việc điều khiển theo chương trình số Đặc điểm quan trọng việc tự động hố q trình gia cơng máy CNC đảm bảo cho máy có tính vạn cao Điều cho phép gia cơng nhiều loại chi tiết, phù hợp với dàng sản xuất hàng loạt nhỏ hàng loạt vừa, mà 70% sản phẩm ngành chế tạo máy chế tạo điều kiện Máy cơng cụ điều khiển chương trình số viết tắt máy NC (Numerical Control) máy tự động điều khiển (vài hoạt động tồn hoạt động), hành động điều khiển sản sinh sở cung cấp liệu dạng: LỆNH, lệnh hợp thành chương trình làm việc Chương trình làm việc ghi lên cấu mang chương trình dạng mã số Cơ cấu mang chương trình la: băng đột lỗ, băng từ, nhớ máy tính Các hệ đầu, máy NC sử dụng cáp logic hệ thống Phương pháp điều khiển theo điểm đoạn thẳng , tức khơng có quan hệ hàm số chuyển động theo toạ độ Việc điều khiển mang tính “cứng” nên chương trình đơn giản gia cơng lỗ, gia cơng đường thẳng song song với chuyển động mà máy có Các hệ sau, hệ thống điều khiển máy NC cài đặt cụm vi tính, vi sử lý việc điều khiển lúc phần lớn hoàn toàn “mềm” Phương pháp điều khiển theo đường biên, tức có mối quan hệ hàm số chuyển động theo hướng toạ độ Các máy NC gọi CNC (Computer Numerical Control) Chương trình soạn tỷ mỉ gia cơng chi tiết có hình dáng phức tạp Hiện máy CNC dùng phổ biến Lịch sử phát triển máy CNC Năm 1947, John Parsons nảy ý tưởng áp dụng điều khiển tự động vào trình chế tạo cánh quạt máy bay trực thăng Mỹ Trước đó, việc gia cơng kiểm tra biên dạng cánh quạt phải dùng mẫu chép hình, sử dụng dưỡng, lâu khơng kinh tế Y định dùng bìa xuyên lỗ để doa lỗ cách cho tính hiệu để điều khiển hai bàn dao, giúp Pasons phát triển hệ thống Digital ông Với kết , năm 1949 ông ký hợp đồng với USAF (US air Force) nhằm chế tạo loại máy cắt theo biên dạng tự động Pasons u cầu trợ giúp để sử dụng phòng thí nghiệm điều khiển tự động viện Công nghệ Massachusetts (M.I.T) nơi phủ Mỹ tài trợ để chế tạo loại máy phay toạ độ điều khiển chương trình số Trong năm 60, thời gian chín mùi cho việc phát triển sản sinh hệ máy (CNC) cho phép phay biên dạng phức tạp, tạo hình với hai, ba bốn năm trục (ba tịnh tiến hai quay) Các nước Châu Âu Nhật phát triển có chậm vài năm, có đặc điểm riêng, mặt kỹ thuật, mà kết cấu kết cấu trục chính, cấu chứa dao, hệ thống cấp dao v.v… Từ đến nay, hàng loạt máy CNC đời với đủ chủng loại phát triển khơng ngừng Sự phát triển dựa vào thành tựu ngành: máy tính điện tử, điện tử công nghiệp điều khiển tự động … Nhất thập niên 90, máy CNC đổi nhanh chóng chưa có lĩnh vực tự động Đặc trưng máy CNC a Tính tự động cao Máy CNC có suất cắt gọt cao giảm tối đa thời gian phụ, mức độ tự động nâng cao vượt bậc Tuỳ mức độ tự động, máy CNC thực lúc nhiều chuyển động khác nhau, tự động thay dao, hiệu chỉnh sai số dao cụ, tự động kiểm tra kích thước chi tiết qua tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối dao chi tiết, tự động tưới nguội, tự động rút phôi khỏi khu vực cắt… b, Tính linh hoạt cao Chương trình thay đổi dễ dàng nhanh chóng, thích ứng với loại chi tiết khác Do rút ngắn thời gian phụ thời gian chuẩn bị sản xuất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hoá sản xuất hàng loạt nhỏ Bất lúc sản xuất nhanh chóng chi tiết có chương trình Vì không cần phải sản xuất chi tiết dự trữ, mà giữ lấy chương trình chi tiết Máy CNC gia công chi tiết nhỏ, vừa phản ứng cách linh hoạt nhiệm vụ công nghệ thay đổi điều quan trọng việc lập trình gia cơng thực ngồi máy, văn phòng có hỗ trợ tin học thơng qua thiết bị vi tính, vi xử lý… c, Tính tập trung ngun cơng Đa số máy CNC thực số lượng lớn nguyên công khác mà không cần thay đổi vị trí gá đặt chi tiết Từ khả tập trung nguyên công, máy CNC phát triển thành trung tâm gia công CNC d, Tính xác, đảm bảo chất lượng Giảm hư hỏng người Đồng thời giảm cường độ ý người làm việc Có khả gia cơng xác hàng loạt Độ xác lặp lại, đặc trưng cho mức độ ổn định suốt q trình gia cơng điểm ưu việt tuyệt đối máy CNC Máy CNC với hệ thống điều khiển khép kín có khả gia cơng chi tiết xác hình dáng lẫn kích thước Những đặc điểm thuận tiện cho việc lắp lẫn, giảm khả tổn thất phôi liệu mức thấp Gia công biên dạng phức tạp Máy CNC máy gia cơng xác nhanh chi tiết có hình dáng phức tạp bề mặt chiều e, Tính hiệu kinh tế kỹ thuật cao Cải thiện tuổi bền dao nhờ điều kiện cắt tối ưu Tiết kiệm dụng cụ cắt gọt, đồ gá phụ tùng khác Giảm phế phẩm Tiết kiệm tiền thuê mướn lao động không cần yêu cầu kỹ nghề nghiệp suất gia công cao Sử dụng lại chương trình gia cơng 10 Kích chọn Draft Angle Nhập giá trị góc Angle - To Reference : Đùn biên dạng tới mặt tham chiếu Chọn đốii tượng : Kích chuột vào Delta chọn To reference Chọn hướng mũi tên chọn bề mặt : Kích chuột chọn Extension On thành Extension Off Chọn OK 38 Đùn tới mặt tham chiếu Chọn đối tượng chọn hộp thoại To Reference : Chọn hướng mặt phẳng Kích chuột để chấp nhận lựa chọn Sau chọn As Object As Plane 39 CHƯƠNG IV: VÍ DỤ VỀ GIA CƠNG CIMETRON Thí dụ 1: Tạo chương trình gia cơng NC dơn giản: Tạo chương trình NC gia cơng chi tiết sau: Bước 1: Mở đối tượng từ Document NC Từ File menu, chọn Export/To NC Chọn gốc tọa độ , sau chọn OK 40 Bước : Nhập thông số cắt Chọn biểu tượng dao cắt : Cutter Kích chuột vào nút Cutter library Chọn Ball 10, sau kích chuột vào mũi tên Add cutter to selected cutters list Lặp lại bước vơi dao cắtt Flat 16 41 Chọn OK để kết thúc Cutter library Chọn OK để kết thúc hộp thoại Cutter & Holder Bước 3: Tạo đường chạy dao Chọn biểu tượnng New TP folder Chấp nhận thông số chọn OK Bước 4: Tạo khối Chọn biểu tượng Creat Stock 42 Chọn Boundery Box, chọn OK Bước 5: Tạo Volumn mill procedure Chọn biểu tượng Creat procedure Chấp nhận Main Selection Volumn Milling thay đổi Sub Selection thành Rough Spiral Kích chuột vào mũi tên quay phải màu xanh để tiếp tục Chọn dao Flat 16 43 Để tiếp tục kích chuột vào mũi tên Next Step Bước 6: Lựa chọn đốii tượng hình học Kích chuột vào Geometry, chọn Part Surface Kích chuột phải vào chi tiết chọn All Display 44 Để tiếp tục kích chuột vào nút Next Step phía hộp thoại Bước 7: Load Preferred Value and Lock Trong hộp thoại Motion Parametters kích chuột vào nút Load preferred value and lock Chọn Yes Chọn nút Next Step Chấp nhận giá trị mặt định máy, kích chuột chọn biểu tượng Save & Caculate 45 Thay đổi màu đường chạy dao màu xanh: tích chuột vào vng màu đen vào chọn màu để thay đổi Bước 8: tạo Surface Milling Procedure Tạo mặt Procedure Tạo thông sô sau: Trong hộp thoại Main Selection chọn Surface Milling Trong hộp thoại Subselection chọn Finish Mill by limit angle Chọn nút Next step để tiếp tục Chọn dao cắt Ball 10, chọn nút Next step Kích vào nút Boundary (optional) chọn bề mặt hình dây 46 Kích chuột để chấp nhận đối tượng hình học, chọn nút Next Step Trong hộp thoại Motion Parametter, chọn biểu tượng Load preferred values and lock Kích chọn Stock management, thơng sơ Consider Remain Stock chọn Yes 47 Chọn biểu tượng Save & Caculate để tiến hành thủ tục Ấn thủ tục Volumn Milling Ân thủ tục Surface Milling Bước 9: Tạo thủ tục Remachine Tạo thủ tục (procedure) mới, chọn thông số chọn nút Next Step Trong hộp thoại Cutters & Holder chọn dao cắt Ball 10, sau chọn biểu tượng New Cutter 48 Trong phần Cutter properties vào thông số cho dao cắt Chọn Apply, chọn nút Next step Chấp nhận lựa chọn hình học Lựa chọn thông số bảng sau: Chọn Save & Caculate 10 Bước 10: Mơ Phỏng Chọn biểu tượng Simulation Kích chuột vào mũi tên kép để chọn mô hết thủ tục Tích vào hộp thoại Simulate, chọn OK Chọn biểu tượng Simulation Chọn biểu tượng Solid mode tool chọn biểu tượng Start ... độ phát triển khu vực giới Phần mềm Cimatron hãng CIMATRON CO, LTD đánh giá phần mềm tích hợp CAD/CAM dùng cho lĩnh vực thiết kế gia cơng Cơ khí hàng đầu giới Phần mềm Cimatron nhóm chuyên gia... hợp, liệu vào phần mềm không cần thiết phải khối rắn Phần mềm xử lý với đối tượng mặt phẳng thời điểm cho dù mô hình hành có khối rắn hay khơng Đây xem ưu điểm lớn Cimatron so với phần mềm khác Giúp... khu vực giới Hiện chưa đủ kinh phí nhân lực để đầu tư nghiên cứu phát triển phần mềm thiết kế lớn, việc nghiên cứu phần mềm thiết kế sẵn có để ứng dụng cần thiết Do vậy, phải biết ứng dụng thành