1. THÔNG BÁO TUYỂN ADMIN DIỄN ĐÀN 2013
    Tìm kiếm nhà trọ - Ở ghép
    THÔNG BÁO BÁN ÁO SPKT.NET CHO THÀNH VIÊN DIỄN ĐÀN


    HÃY TÌM KIẾM Ở ĐÂY TRƯỚC KHI ĐẶT CÂU HỎI
    {xen:phrase loading}

Hiểu đúng về hệ thống CAD/CAM/CNC

Thảo luận trong 'CAD-CAM-CAE' bắt đầu bởi thanghoa, 7 Tháng chín 2011.

  1. thanghoa Member

    Số bài viết: 144
    Đã được thích: 3
    Điểm thành tích: 18
    Ngày nay, trong thời buổi cạnh tranh khốc liệt mang tính toàn cầu, các nhà sản xuất luôn luôn tìm cách giới thiệu các sản phẩm mới với tính năng đa dạng, chất lượng cao, giá thành hạ và thời gian giao hàng ngắn. Để làm được điều này các nhà sản xuất phải cân nhắc kỹ từng giai đoạn trong quá trình sản xuất với những tính toán tối ưu.
    [IMG]

    CAD


    CAD là công nghệ liên quan đến việc sử dụng hệ thống máy tính để giúp đỡ việc tạo, sửa đổi, phân tích và tối ưu hóa thiết kế.


    Theo đó, bất cứ chương trình máy tính nào có tính năng đồ họa và một chương trình ứng dụng với các chức năng kỹ thuật thuận tiện đều được phân loại như là phần mềm CAD. Nói cách khác, các công cụ CAD có nhiều cấp độ khác nhau tùy theo ứng dụng. Có thể chúng chỉ có những công cụ để vẽ hình học nhằm tạo ra hình dạng vật thể, hoặc có thêm các công cụ phân tích dung sai, tính toán một số đại lượng vật lý và mô hình hóa phần tử hữu hạn… Ở mức độ cao là các phần mềm CAD với các chương trình ứng dụng nâng cao cho phân tích và tối ưu hóa.


    Vai trò cơ bản nhất của CAD là để xác định hình học của thiết kế như hình dáng hình học của các chi tiết cơ khí, các kết cấu kiến trúc, mạch điện tử, mặt bằng nhà cửa trong xây dựng… Các ứng dụng điển hình của CAD là tạo bản vẽ kỹ thuật với đầy đủ các thông tin kỹ thuật của sản phẩm và mô hình hình học 3D của sản phẩm. Hơn nữa, mô hình CAD này sẽ được dùng cho các ứng dụng CAE và CAM sau này. Đây là lợi ích lớn nhất của CAD vì có thể tiết kiệm thời gian một cách đáng kể và giảm được các sai số gây ra do phải xây dựng lại hình học của thiết kế mỗi khi cần đến nó.


    Một quá trình CAD tiêu biểu được thực hiện theo các bước sau:

    * Xây dựng mô hình hình học sản phẩm.
    * Phân tích kỹ thuật sản phẩm.
    * Kiểm tra và đánh giá kỹ thuật.
    * Xây dựng bản vẽ kỹ thuật.


    * Đối với pha khái niệm hóa thiết kế các công cụ CAD cần có là các kỹ thuật mô hình hóa hình học, các hỗ trợ đồ họa và các thao tác đồ họa.

    * Pha mô hình hóa và mô phỏng thiết kế cần các công cụ kể trên, công cụ mô phỏng chuyển động, lắp ráp và một số gói mô hình hóa khác.
    * Pha phân tích thiết kế cần các gói về phân tích, các gói và các chương trình tùy biến.
    * Pha thiết kế tối ưu cần các ứng dụng tùy biến và tối ưu hóa kết cấu.
    * Pha đánh giá thiết kế cần các công cụ về dung sai, kích thước và bảng các vật liệu.
    * Pha tạo tài liệu và truyền đạt thông tin thiết kế cần công cụ tạo bản vẽ kỹ thuật và công cụ tạo ảnh tô bóng.

    Ngày nay CAD được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau. Có thể kể tên ra sau đây một số ngành như sau: cơ khí, xây dựng, kiến trúc, điện, điện tử, y học, dệt may, thiết kế sản phẩm, thiết kế công nghiệp, thiết kế nhạc cụ, thiết kế vườn tược, chiếu sáng…



    [IMG]

    Mô phỏng gia công với phần mềm EdgeCAM

    CAM


    CAM là công nghệ liên quan với việc sử dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch, quản lý và điều khiển các quá trình chế tạo.


    Một trong những lĩnh vực hoàn thiện nhất của CAM là điều khiển chương trình số (Numerical Control – NC). Đây là kỹ thuật sử dụng các chỉ dẫn đã được lập trình để điều khiển các máy công cụ như máy mài, máy tiện, máy phay, máy dập… Máy tính có thể sản sinh ra một lượng đáng kể các chỉ dẫn NC dựa trên các dữ liệu hình học từ cơ sở dữ liệu CAD cộng với những thông tin bổ sung được cung cấp bởi người vận hành.


    Một chức năng quan trọng khác của CAM là lập trình robot. Các robot này có thể vận hành trong một tế bào gia công, chọn và định vị dao và chi tiết gia công cho các máy NC. Những robot này cũng có thể thực hiện các nhiệm vụ đơn lẻ như hàn, lắp ráp hoặc vận chuyển thiết bị hoặc chi tiết trong phân xưởng.


    Lập quy trình chế tạo cũng là một mục đích của CAM. Quy trình chế tạo bao gồm các nguyên công chi tiết của các bước sản xuất từ ban đầu đến kết thúc, từ máy này đến máy khác trong phân xưởng.


    Mặc dù việc lập quy trình chế tạo hoàn toàn tự động là điều gần như không thể nhưng quy trình công nghệ chế tạo cho một chi tiết có thể được tạo ra nếu tồn tại một quy trình chế tạo của một chi tiết tương tự. Cho mục đích này, công nghệ nhóm đã được phát triển để tổ chức các chi tiết tương tự nhau thành một họ. Các chi tiết được phân thành cùng một họ nếu chúng có những đối tượng gia công giống nhau như các rãnh, các túi rỗng, các mép vát, các lỗ,… Vì thế để dò tự động sự giống nhau giữa các chi tiết, cơ sở dữ liệu CAD phải chứa các thông tin về những đối tượng như thế. Nhiệm vụ này được thực hiện nhờ công nghệ nhận dạng đối tượng.


    Thêm vào đó, máy tính có thể được sử dụng để xác định khi nào đặt hàng nguyên liệu và mua sắm chi tiết và số lượng hàng hóa cần phải đặt để đáp ứng kế hoạch sản xuất.


    Các công cụ CAM cần có để hỗ trợ cho quá trình sản xuất tùy thuộc vào pha sản xuất, cụ thể như sau:

    * Đối với pha lập quy trình sản xuất, các công cụ CAM sau đây cần phải có: kỹ thuật lập quy trình chế tạo, phân tích chi phí, các đặc điểm kỹ thuật của công cụ và vật liệu.
    * Pha lập trình gia công chi tiết cần có công cụ lập trình NC.
    * Pha kiểm tra cần phần mềm kiểm tra.
    * Pha lắp ráp cần công cụ về lập trình và mô phỏng robot.

    Trên thế giới hiện có rất nhiều phần mềm CAM đơn lẻ hoặc dạng tích hợp CAD/CAM. Giá thành của các gói phần mềm này cũng khác biệt nhiều tùy thuộc tính năng của chúng. Các phần mềm CAM, CAD/CAM phổ biến ở Việt Nam hiện nay là MasterCAM, DelCAM SolidCAM, Pro/Engineer, Catia, Unigraphics, Cimatron, VISI-Series,…


    CAE

    CAE là công nghệ liên quan đến việc sử dụng hệ thống máy tính để phân tích đối tượng hình học CAD, cho phép người thiết kế mô phỏng và nghiên cứu cách ứng xử của sản phẩm từ đó có thể tinh chỉnh và tối ưu hóa sản phẩm. Các công cụ CAE tương đối đa dạng, đáp ứng được cho nhiều nhu cầu phân tích sản phẩm. Ví dụ, các chương trình chuyển động học có thể được sử dụng để xác định các hành trình chuyển động và tốc độ các khâu trong cơ cấu máy. Các chương trình phân tích động học dịch chuyển lớn có thể được dùng để xác định các tải và các dịch chuyển trong một hệ thống lắp ráp phức tạp như trong ô tô..



    [IMG]

    Mô phỏng ứng suất và chuyển vị với Pro/Mechanica

    Trong CAE người ta sử dụng 3 công cụ giải tích chính là phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM), phuơng pháp sai phân hữu hạn (Finite Difference Method - FDM) và phương pháp phần tử biên (Boundary Element Method- BEM).


    Trong đó có lẽ phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng rộng rãi nhất. CAE được áp dụng trong các lĩnh vực sau:


    * Phân tích ứng suất trên các chi tiết và trên các láp ráp bằng cách sử dụng FEM. * Phân tích dòng chảy và truyền nhiệt (CFD).

    * Phân tích động học các cơ cấu.
    * Mô phỏng các trường hợp cơ khí (MES).
    * Mô phỏng các quá trình công nghệ như đúc, dập…
    * Tối ưu hóa sản phẩm hoặc quá trình công nghệ.

    Một quá trình thiết kế tổng hợp với sự có mặt CAD và CAE cho một đối tượng sản phẩm cụ thể bao gồm các bước sau:

    Thu thập và xử lý thông tin: Thu thập các thông tin liên quan đến điều kiện thiết kế sản phẩm rồi xử lý, sàng lọc các thông tin, điều kiện ràng liên quan đến sản phẩm thiết kế để tìm ra hướng giải pháp và mục tiêu thiết kế.
    Đưa ra ý tưởng thiết kế: Đưa ra ý tưởng gần với cấu tạo của sản phẩm nhất. Thời điểm này người thiết kế chỉ cần vẽ khái quát ý tưởng trên giấy.
    Chỉnh lý ý tưởng thiết kế: Lập bảng phân tích và cho điểm về các yếu tố cấu thành sản phẩm thiết kế trong các ý tưởng thiết kế như tính năng, phẩm chất, giá thành, tính công nghệ trong kết cấu...

    Sau đó lọc ra ý tưởng nào điểm cao nhất thì xử lý trước, cái nào điểm ít hơn thì xử lý sau.


    Từ đó có thể dự đoán tìm ra các khuyết điểm của sản phẩm dự định thiết kế.


    Dùng CAD để thiết kế sản phẩm.


    Phân tích, tính toán kỹ thuật với CAE với 3 pha như sau:


    * Tiền xử lý: Dùng bộ tiền xử lý để soạn những thông số cần thiết để giải tích, định nghĩa các phần tử hữu hạn trong model và các thông số vùng biên, các thông số môi trường.

    * Tiến hành thực hiện các giải pháp để mô phỏng.
    * Hậu xử lý: Phân tích hình ảnh hoặc các trị số do kết quả đưa ra từ bộ hậu xử lý. Các lãnh vực ứng dụng của CAE là cơ khí, điện, điện tử, kiến trúc, hóa học...

    Tùy theo mỗi ngành mà ứng dụng của CAE và phần mềm chuyên dụng khác nhau.


    Sau đây một số phần mềm CAE chuyên dụng cho một số ứng dụng:


    * Tính toán phân tích kết cấu: MSC.Nastran, ANSYS, ABAQUS, Amps, Mpact, CATIA Analysis, MSC.SIMDESIGNER, NX, ADVC.


    * Tính toán phân tích ứng lực: MSC.SIMDESIGNER, MSC.Fatigue, ANSYS, CATIA Analysis, Amps, Abaqus.


    * Tính toán phân tích dao động, chấn động: Abaqus, ANSYS, MSC. Nastran, CATIA Analysis, NX. * Tính toán phân tích xung kích, va đập: Pam-Crash, LS-DYNA, ABAQUS, RADIOSS, Amps.


    * Tính toán phân tích dòng chảy: FLUENT, FLOW-3D, FloWizard, STRAEM, PHOENICS, Pam-Flow, DYNAFLOW, ANSYS CFX, NX.


    * Tính toán phân tích điện từ trường: PHOTO-Series, MagNet6, JMAG-Studio, Pam-Cem, ANSYS. * Tính toán phân tích động học cơ cấu: MSC.ADAMS, LMS Virtual.Lab Motion, LMS DADS, FunctionBay RecurDyn, NX.


    Đối với lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu, người ta thường sử dụng các phần mềm sau đây: 3DTIMON, PLANETS, Moldflow, SimpoeMold, ProEngineer (cho khuôn nhựa);

    Pam-Stamp, JSTAMP-Works, Autoform (cho khuôn dập);
    MAGMASOFT, Procast, ConiferCast, JSCAST, ADSTEFAN, CAPCAST, Pam-Cast, AnyCAST ; (cho khuôn đúc),
    ArenaFlow (cho khuôn gỗ tạo hình khuôn cát);
    MSC.SuperForge, DEFORM, FORGE3 (cho khuôn rèn).

    Trong các phần mềm kể trên thì có lẽ các cái tên như ANSYS, CATIA,ProEngineer, MAGMASOFT, Moldflow, Procast tương đối khá quen thuộc với các kỹ sư Việt Nam.

    nguồn: meslab.org (member ME)
  2. zerry92 Member

    Số bài viết: 973
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 16
  3. Arnold New Member

    Số bài viết: 158
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
  4. Khanhtkm New Member

    Số bài viết: 18
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0

Chia sẻ trang này