4. Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
3.3.3. Thiết kế mô hình tiến hóa cụm chi tiết kết cấu khuôn nhựa
Để hoàn thiện toàn bộ kết cấu khuôn, đầu vào của quá trình này là mô hình hình học của cụm chi tiết khuôn như trình bày trong hình 3.48. Với quy trình như trong hình 3.20, sau khi lắp ghép kết cấu bộ khuôn, tiến hành thiết lập các hàm quan hệ và ràng buộc quyết định trong bản thân một chi tiết và giữa các chi tiết với nhau như trong hình 3.52, 3.53. Kết quả ta được mối quan hệ giữa các thông số thiết kế minh họa như hình 3.54, 3.55, 3.56. Sau đó ta tiến hành tạo bảng thông số các quan hệ đó như trong hình 3.57, 3.59 và kích hoạt thiết kế mới theo bảng thông số (hình 3.60) ta thu được mô hình tiến hóa của cả bộ khuôn, minh họa như hình 3.61. Cụ thể hóa các bước được minh họa các bước sau:
- Thiết lập mô hình các chi tiết (hình 3.48) và lắp ghép thành cụm sản phẩm (hình 3.49)
71
Hình 3.48: Mô hình 3D của cụm chi tiết trong bộ khuôn
Hình 3.49: Mô hình lắp ráp bộ khuôn
- Thiết lập hàm quan hệ và ràng buộc trong bản thân một chi tiết và giữa các chi tiết với nhau (minh họa hình 3.50) theo các bước sau:
Chọn lệnh Fomula trên thanh công cụ Knowledge và chọn kích thước tạo hàm quan hệ (hình 3.51) và thiết lập hàm quan hệ (hình 3.52, hình 3.53).
Hình 3.50. Các hàm quan hệ và ràng buộc trong bản thân các chi tiết và giữa các chi tiết với nhau
72
Hình 3.51: Lựa chọn các kích thước tạo hàm
Hàm quan hệ trong bản thân một chi tiết (hình 3.52)
Hình 3.52: Thiết lập hàm quan hệ trong bản thân chi tiết
73
Hình 3.53: Thiết lập hàm quan hệ và ràng buộc giữa các chi tiết với nhau
Sau khi thiết lập ta được các hàm quan hệ như trong hình sau:
74
Hình 3.55: Mối quan hệ giữa các chi tiết với nhau
- Kích hoạt hàm quan hệ ta thu được chi tiết có mối liên hệ kích thước như trong hình sau (hình 3.56):
Hình 3.56: Kích hoạt các hàm quan hệ
Tạo lập bảng thông số cho các quan hệ đó
75
Hình 3.57: Tạo lập bảng thông số thiết kế cho cả bộ khuôn
Lựa chọn các thông số kích thước thiết lập bảng (hình 3.58)
76
Thiết lập bảng, điền các thông số quan hệ cho nhóm kích thước đã chọn lập bảng.
Chọn kích thước cần thiết cho chi tiết theo bảng (hình 3.59) đã lập ta thu được chi tiết có kích thước mới như sau (hình 3.60, 3.61)
Hình 3.59: Bảng các thông số thiết kế
77
Hình 3.61: Mô hình tiến hóa bộ khuôn
Kết luận chương 3
Đã ứng dụng và so sánh hai quy trình thiết kế khuôn theo cách truyền thống và thiết kế khuôn có ứng dụng mô hình tiến hóa cho sản phẩm hộp đựng thực phẩm. Quá trình thiết kế khuôn theo truyền thống sử dụng các giá trị thông số hình học cố định của sản phẩm, kết cấu khuôn để thiết kế. Theo quy trình thiết kế khuôn dựa trên mô hình tiến hóa, ngay từ giai đoạn mô hình hóa đối tượng phải xác định rõ các thuộc tính hình học được di truyền (hình dáng hình học hoặc họ sản phẩm) cũng như các thuộc tính liên kết và các quy tắc phát triển để thực hiện tham số hóa và xây dựng quy luật cho phép tái sử dụng trong các giai đoạn thiết kế phát triển hoặc cập nhật, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa quá trình thiết kế khuôn. So với quá trình thiết kế khuôn theo cách truyền thống, việc ứng dụng mô hình tiến hóa vào trong quá trình thiết kế khuôn cho phép giảm một nửa thời gian thiết kế khuôn lặp lại của đời sản phẩm trước, tăng gấp đôi thời gian thiết kế sáng tạo mới cho sản phẩm.
Việc áp dụng mô hình tiến hóa trong quá trình thiết kế khuôn định hướng thiết kế theo nguyên tắc mô đun hóa. Đồng thời định trước kế hoạch về mặt đặt hàng cho các chi tiết tiêu chuẩn trước giai đoạn chế tạo và định thời gian lắp ráp và hoàn thiện khuôn.
78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Qua việc nghiên cứu và ứng dụng mô hình tiến hóa trong thiết kế khuôn nhựa, đề tài đã thực hiện và đạt được những kết quả sau:
Thiết kế theo nguyên tắc mô hình tiến hóa, cho phép cấu trúc mô hình và những phương án thay đổi của mô hình được thu thập và lưu trữ từ tri thức của các nhà thiết kế và từ đó có thể tạo ra mô hình mới nhờ giải pháp tiến hóa bằng việc sử dụng trực tiếp các công cụ Knowledgeware trong hệ thống CATIA.
Việc ứng dụng nguyên tắc mô hình tiến hóa trong thiết kế giúp cho các doanh nghiệp có thể xây dựng và chuẩn hóa hệ thống các sản phẩm, nhờ đó việc truy xuất để cập nhật và phát triển nhanh chóng, dễ dàng kết cấu khuôn nhằm đáp ứng nhanh nhu cầu của thị trường, làm tăng khả năng cạnh tranh. Phương pháp này làm giảm tổng thời gian của toàn bộ dự án và làm giảm đáng kể thời gian cho những thiết kế lặp lại mang tính chất tra cứu, truy vấn và nhờ đó dành nhiều thời gian hơn cho công việc sáng tạo của đội ngũ thiết kế để có những bước đột phá trong kiểu dáng cũng như kết cấu và tính năng của sản phẩm.
Đã nghiên cứu thành công kết cấu khuôn nhựa và ứng dụng mô hình tiến hóa trong thiết kế khuôn nhựa. Kết quả của nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí khoa học công nghệ – Đại học Công nghiệp Hà Nội
Kết quả đạt được của đề tài đã chỉ ra một phương pháp vận dụng các công cụ hệ chuyên gia trong Catia để thiết kế mô hình tiến hóa. Đồng thời vận dụng trong việc thiết kế khuôn ép phun cho sản phẩm hộp đựng thực phẩm. Ngoài ra, nguyên tắc mô hình tiến hóa có thể ứng dụng cho các thiết kế có tính chất phức tạp trong quá trình phát triển sản phẩm, thiết kế các họ chi tiết.
Kiến nghị
Nghiên cứu xây dựng CSDL dạng mô hình tiến hóa phục vụ cho việc phân tích, lập dự toán các sản phẩm cơ khí, cụm chi tiết máy nhằm đáp ứng nhanh cho quá trình tư vấn thiết kế và lập dự toán giá thành sản phẩm.
79
Nghiên cứu phát triển ứng dụng của kỹ thuật KBE và phương pháp MOKA trong các quá trình của ngành cơ khí chế tạo (quá trình phân tích kỹ thuật, quá trình lập kế hoạch sản xuất, quá trình sản xuất…).
Ứng dụng mô hình tiến hóa trên phần mềm CATIA xây dựng cơ sở dữ liệu cho quá trình thiết kế sản phẩm đặc thù hoặc các sản phẩm thuộc cùng một họ chi tiết trong các các doanh nghiệp sản xuất cơ khí.
80 TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vũ Hoài Ân(1994), Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa, Viện máy và dụng cụ công nghiệp.
2. Huabo He (2011),“Research of conceptual design of electromechanical products based on KBE”.
3. Hopgood, A.A (2001),“ Intelligent Systems for Engineers and Scientists. CRC
Press LLC, Boca Raton, FL.
4. Jian Zhou, Lijun Li, Yihua Hu, Jianguo Yang, Ke Cheng(2001),“. Plastic mold design of top- cover of out – shell of mouse based on CAE, Procedia Engineering,
5. Jonas(2005), “An investigation of the potential in CATIA Knowledgeware”.
6. Kusiak, A(2000), Computational Intelligence in Design and Manufacturing,
Wiley USA.
7. Kunwoo Lee (1999),“.Principles of CAD/CAM/CAE System, Addison Wesley
Longman, Inc.
8. Nguyễn Ngọc Phương (2007),“ Ứng dụng phần mềm Moldex trong thiết kế khuôn nhựa. Tạp chí tự động hóa ngày nay.
9. ReVelle, J.B., Moran, J.W., CoxWiley,C.A (1998),“. The QFD Handbook.
Bk&Disk edition.
10.Sandberg, M (2003),“. Knowledge based engineering – in product development.
Technical Report, Division of Computer Aided Design, Lulea University of Technology, Sweden.
11.Skarka, W., Mazurek, A (2005),“. CATIA: Modeling and Designing. Helion.
Gliwice.
12.Schreiber, G., Akkermans, H., Anjewierden, A., Hoog, R. de, Shadbolt, N. R.
and Wielinga, B (2000), Knowledge Engineering and Managerment. The Common KADS Methology. MIT Press, Cambridge, MA.
81
13.Stokes, M. (Ed.) (2001), Managing Engineering Knowledge; MOKA; Methodology for Knowledge Based Engineering Applications. Profesional
Engineering Publishing, London.
14.Đoàn Thị Minh Trinh (1998),“.Công nghệ CAD/CAM, Nhà xuất bản Khoa học
và kỹ thuật.
15. Lê Giang Nam, Chu Việt Cường, Trịnh Kiều Tuấn (2013), “Nghiên cứu quy trình CAD/CAM/CAE-CNC trên CATIA cho trung tâm gia công nhiều trục điều
khiển số”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam.
16. Lê Giang Nam, Lưu Huy Hạnh, Kiều Xuân Viễn (2013), “CATIA và mô hình tiến hóa ứng dụng trong thiết kế”, Kỷ hiếu hội nghị Khoa học và Công nghệ về
Cơ khí lần thứ III.
17. Wojciech Skarka (2007), Application of MOKA methodology in generative model creation using CATIA, Engineering Applications of Artificial Intelligence, Volume 20 Issue 5, August.
18. Zhou Xing (2012), “Research on Rapid Design System for Semi-trailer Based on KBE”.