Luận án Nghiên cứu xây dựng hệ thống trợ giúp thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trên máy phay CNC - Phùng Xuân Lan
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Phùng Xuân Lan
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỢ GIÚP
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG
CHI TIẾT TRÊN MÁY PHAY CNC
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Hà Nội - 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Phùng Xuân Lan
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỢ GIÚP
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG
CHI TIẾT TRÊN MÁY PHAY CNC
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
Mã số: 62520103
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TS. Trần Văn Địch
2. PGS. TS. Hoàng Vĩnh Sinh
Hà Nội - 2017
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Tất cả các số liệu và kết quả
nghiên cứu trong luận án là trung thực, chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công
trình nghiên cứu nào khác.
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
GS. TS. Trần Văn Địch
Nghiên cứu sinh
Phùng Xuân Lan
PGS. TS. Hoàng Vĩnh Sinh
LỜI CÁM ƠN
Luận án đƣợc hoàn thành dƣới sự hƣớng dẫn của GS. TS. Trần Văn Địch
và PGS. TS. Hoàng Vĩnh Sinh. NCS xin gửi lời cám ơn chân thành tới
GS. TS. Trần Văn Địch đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và động viên NCS những lúc
NCS gặp khó khăn và hỗ trợ NCS những điều kiện tốt nhất trong nghiên cứu. NCS
xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới sự hƣớng dẫn tận tình của PGS. TS. Hoàng Vĩnh
Sinh. Thầy đã có nhiều định hƣớng đúng đắn cho NCS ngay từ những ngày đầu để
giúp cho NCS có kết quả ngày hôm nay.
NCS cũng bày tỏ lời cám ơn chân thành tới tập thể các thầy/cô giáo và các bạn
đồng nghiệp tại Bộ môn Công nghệ chế tạo máy đã luôn cổ vũ, chỉ bảo và góp
nhiều ý kiến chân thành và khách quan giúp đỡ NCS trên chặng đƣờng nghiên cứu.
Tôi xin bày tỏ lời cám ơn chân thành tới Viện Đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí
đã luôn tạo điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện đề tài nghiên cứu của mình.
Tôi xin cám ơn tới gia đình, bố, mẹ, chồng, anh chị em và các con tôi đã luôn tạo
mọi điều kiện và cổ vũ tinh thần tôi trong suốt thời gian qua.
thống.
Tôi chân thành cám ơn tất cả!
MỤC LỤC
i
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN ........................................................................................................ 4
MỤC LỤC............................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................vii
MỞ ĐẦU................................................................................................................ 1
CỦA MÁY TÍNH....................................................................................................... 5
1.2 Các phƣơng pháp CAPP............................................................................ 7
1.2.1 CAPP khả biến.................................................................................... 8
1.2.2 CAPP khả sinh.................................................................................... 9
1.2.3 CAPP phối hợp ................................................................................... 9
1.4 Lựa chọn dụng cụ cắt............................................................................... 14
1.5 Thiết lập thứ tự nguyên công................................................................... 18
Kết luận chƣơng 1 ............................................................................................ 20
2.1 Sơ đồ thực hiện........................................................................................ 21
2.2 Phân loại các đối tƣợng gia công............................................................. 22
vẽ phác .......................................................................................................... 25
MỤC
LỤC
ii
dạng vẽ phác...................................................................................................... 32
tính và vị trí........................................................................................................... 33
Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................ 39
THỨ TỰ NGUYÊN CÔNG..................................................................................... 40
3.1.4 Xác định chế độ cắt........................................................................... 55
3.2 Lựa chọn máy công cụ............................................................................. 57
3.3.3 Chi phí gia công................................................................................ 64
Kết luận chƣơng 3 ............................................................................................ 77
MỤC LỤC
iii
4.2.1 CSDL vật liệu gia công..................................................................... 81
4.2.2 CSDL máy gia công.......................................................................... 83
4.2.3 CSDL dụng cụ cắt............................................................................. 83
4.3 CSDL chi tiết gia công ............................................................................ 85
4.4 CSDL mã hoá .......................................................................................... 89
Kết luận chƣơng 4 ............................................................................................ 98
5.2 Thử nghiệm 01....................................................................................... 104
5.2.1 Đặc điểm......................................................................................... 104
5.2.3 Đánh giá kết quả ............................................................................. 109
5.3 Thử nghiệm 02....................................................................................... 110
5.3.1 Đặc điểm......................................................................................... 110
5.3.4 Đánh giá kết quả ............................................................................. 114
5.4 Thử nghiệm 03....................................................................................... 117
5.4.1 Đặc điểm......................................................................................... 117
5.4.3 Đánh giá kết quả ............................................................................. 121
5.5 Các thử nghiệm khác ............................................................................. 121
5.5.1 Đặc điểm......................................................................................... 122
MỤC
LỤC
iv
Kết luận .......................................................................................................... 124
Kiến nghị ........................................................................................................ 125
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 126
PHỤ LỤC............................................................................................................... 1
A.1 Tab Đối tƣợng gia công ........................................................................... 1
A.2 Tab Dụng cụ cắt....................................................................................... 1
Â.4 Tab Phƣơng pháp gia công ...................................................................... 6
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
: Computer Numerical Control (Điều khiển số sử dụng máy tính)
CNC
: Computer Aided Process Planning (Thiết kế QTCN có sự trợ giúp
CAPP
của máy tính)
: Computer Aided Design (Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính)
: Computer Aided Manufacturing (Gia công có sự trợ giúp của máy
tính)
CAD
CAM
: Thiết kế quy trình công nghệ
: Visual Basic for Application (Ngôn ngữ lập trình VB cho ứng dụng)
: Điều kiển số
QTCN
VBA
NC
: Bƣớc gia công
AHP
MO
MF
GF
: Đối tƣợng gia công
: Đối tƣợng hình học
: Chi phí sử dụng máy
MC
SC
: Chi phí sử dụng đồ gá
: Chi phí sử dụng dụng cụ cắt
: Chi phí thay đổi máy
TC
MCC
SCC
TCC
TAD
AI
: Chi phí thay đổi phƣơng án gá đặt
: Chi phí thay đổi dụng cụ cắt
: Hƣớng tiếp cận của dụng cụ cắt
: Trí tuệ nhân tạo
: Cơ sở dữ liệu
CSDL
FT
: Loại đối tƣợng
: Dạng vẽ phác (sketch)
ST
: Hƣớng vẽ phác (sketch)
: Điều kiện bao
SD
CT
: Dạng vát
DT
: Dạng đảo
IT
: Hƣớng mở của đối tƣợng
: Dạng giao nhau
DM
CI
: Đặc điểm gia công
LE
: Sai lệch vị trí tƣơng quan
: Đặc tính hình học
IGTOL
SC
: Chất lƣợng gia công
Qa
DANH
vi
MỤC
CÁC
KÍ
HIỆU
VÀ
CHỮ
VIẾT
TẮT
: Khả năng bóc tách
: Công suất yêu cầu
: Giá thành dụng cụ
: Các chi phí khác
: Tỷ lệ dài/rộng
MRC
PR
TC
CR
AR
Wi
De
: Bề rộng/Chiểu rộng
: Chiều sâu
: Độ cứng vững
SD
Cx
: Khoảng công xon
: Hình dáng
Te
: Tốc độ cắt tính toán
: Tốc độ cắt (catalog)
: Hệ số điều chỉnh vật liệu gia công
: Số vòng quay trục chính
: Đƣờng kính dụng cụ cắt
: Lƣợng chạy dao phút
: Lƣợng chạy dao răng
: Số răng
: Hệ số điều chỉnh bề rộng cắt
: Tỷ lệ trích xuất vật liệu
: Chiều sâu cắt
: Chiều rộng cắt
: Công suất cắt
: Hệ số lực cắt đơn vị điều chỉnh trong công suất cắt
: Hệ số điều chỉnh góc trƣớc
: Hệ số lực cắt đơn vị
: Chiều dày lớp phoi trung bình
: Hệ số mũ trong công thức tính chế độ cắt
DANH MỤC CÁC BẢNG
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Thông tin mã hóa dữ liệu hình học ...................................................... 26
cấp chính xác gia công ............................................................................................. 37
Bảng 3.1 Thang đo mức độ quan trọng ............................................................... 41
Bảng 3.2 Giá trị RI............................................................................................... 42
nhỏ)........................................................................................................................... 48
Bảng 3.6 Các loại kích thƣớc cơ bản của hốc...................................................... 52
Bảng 3.8 Luật nhận dạng ràng buộc thứ tự ......................................................... 62
Bảng 3.12. Thông tin về chi phí gia công............................................................ 74
ứng............................................................................................................................ 75
ứng............................................................................................................................ 76
Bảng 4.2 Mã hoá loại dụng cụ cắt ....................................................................... 89
Bảng 4.3 Mã hoá đối tƣợng gia công................................................................... 90
Bảng 4.4 Mã hoá phƣơng pháp gia công............................................................. 90
Bảng 4.5 Mã hoá đặc điểm gia công ................................................................... 91
DANH
viii
MỤC
CÁC
HÌNH
ẢNH
ĐỒ
THỊ
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
ix
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Lập quy trình công nghệ thủ công......................................................... 5
Hình 1.2 Mô hình chung của CAPP...................................................................... 6
Hình 1.3 Các phƣơng pháp CAPP......................................................................... 8
Hình 1.6 Đối tƣợng gia công 2.5D cơ bản .......................................................... 14
Hình 2.3 Các loại đối tƣợng gia công.................................................................. 23
Hình 2.5 Phân loại các đối tƣợng tạo hình .......................................................... 24
Hình 2.7 Phân loại các dạng điều kiện bao ......................................................... 28
Hình 2.9 Đặc tính giao của đối tƣợng ................................................................. 29
Hình 2.11 Định nghĩa một số dạng vát................................................................ 31
Hình 2.12 Hƣớng mở của đối tƣợng.................................................................... 32
Hình 3.1 Cấu trúc thứ bậc.................................................................................... 41
Hình 3.7 Gia công mặt bậc thành mỏng.............................................................. 49
Hình 3.11 Sơ đồ khối lựa chọn dụng cụ cắt ........................................................ 54
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ĐỒ THỊ
x
Hình 3.20 So sánh với các thuật toán khác ......................................................... 76
Hình 5.5 Định nghĩa phôi .................................................................................. 102
02)........................................................................................................................... 113
Tính cấp thiết của đề tài
1
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Lập quy trình công nghệ (QTCN) là một khâu kết nối quan trọng giữa hai nhiệm
vụ then chốt của quá trình sản xuất là thiết kế và gia công. Lập QTCN giải quyết
vấn đề lựa chọn các quá trình sản xuất cần thiết, lựa chọn thiết bị gia công và dụng
cụ cắt hợp lý, thiết lập thứ tự gia công để biến ý tƣởng của nhà thiết kế thành những
sản phẩm hiện hữu một cách kinh tế và có hiệu quả. Trong các nhà máy gia công cơ
khí ở Việt Nam hiện nay, đa phần các công việc này đều đƣợc tiến hành thủ công.
Khi lập QTCN thủ công, ngƣời kỹ sƣ phải mất nhiều thời gian để tra cứu sổ tay,
tính toán, lựa chọn và ra quyết định cũng nhƣ chuẩn bị các tài liệu thiết kế. Công
việc này càng khó khăn, tốn nhiều thời gian và công sức khi mà số lƣợng và
chủng loại của các trang thiết bị đặc biệt là dụng cụ cắt ngày càng lớn và thƣờng
xuyên có sự biến động về số lƣợng. Hơn nữa, trong lập QTCN thủ công thì chất
lƣợng thiết kế phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm của ngƣời thiết kế. Chính sự
khác nhau giữa các thế hệ kỹ sƣ với các kinh nghiệm không đồng đều cũng làm cho
chất lượng của QTCN không ổn định. Mặt khác, trong thiết kế QTCN bên cạnh
những công việc đòi hỏi tƣ duy và tri thức của con ngƣời còn có những công việc
nhàm chán mất nhiều thời gian. Chính vì vậy, nhu cầu có một hệ thống hỗ trợ
thiết kế QTCN có sự trợ giúp của máy tính (CAPP) là hết sức cần thiết để có thể tận
dụng khả năng tính toán, xử lý và truy xuất nhanh của máy tính với tƣ duy và tri
thức của con ngƣời cho phép rút ngắn thời gian thiết lập QTCN. Kết quả của CAPP
không chỉ dừng lại ở việc cung cấp một tài liệu thiết kế hƣớng dẫn gia công mà còn
được dùng trong nhiều giai đoạn khác nhau của quá trình sản xuất từ lập kế
hoạch sản xuất, quản lý nguồn nhân lực sản xuất, điều hành sản xuất, hạch toán kinh
tế.
Trong nền sản xuất hiện đại, máy tính đã hỗ trợ ngƣời kỹ sƣ rất nhiều trong thiết
kế mô hình sản phẩm (CAD) và hình thành đƣờng chạy dao cùng file gia công NC
(CAM) nhƣng những hỗ trợ trong thiết kế quy trình công nghệ (CAPP) còn nhiều
hạn chế và chưa bắt kịp được sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ CAD/CAM.
Mặc dù đƣợc coi là cầu nối giữa CAD và CAM nhƣng CAPP phức tạp và khó khăn
hơn nhiều. Thực tế cho thấy rằng, hiện nay các phần mềm thƣơng mại CAD/CAM
đƣợc phát triển rất mạnh bởi nhiều hãng nhƣ Autodesk, Dassault System, Siemens
v.v. nhƣng chƣa phát triển đƣợc một mô-đun phần mềm CAPP thƣơng mại thực sự
do tính chất đa dạng và phức tạp của CAPP. Một số hệ CAD/CAM nhƣ NX-
Siemens, CATIA cũng có phát triển mô-đun nhận dạng đối tƣợng gia công là dữ
2
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
liệu đầu vào của CAPP. Tuy nhiên, nó mới chỉ dừng lại ở mức sơ khai là nhận dạng
ra các đối tƣợng gia công 2.5D đơn giản còn toàn bộ quá trình lựa chọn dụng cụ cắt
cũng nhƣ hình thành phƣơng án gia công cho các đối tƣợng này một cách chi tiết và
cụ thể thì chƣa có. Khi nền sản xuất ngày càng phát triển, thì nhu cầu hình thành
một QTCN nhanh, chính xác, tự động và ổn định là hết sức cần thiết. Trong bối
cảnh nhƣ vậy, nghiên cứu phát triển hệ thống hỗ trợ thiết kế QTCN bằng máy
tính có một ý nghĩa khoa học và thực tiễn rất lớn. Đó cũng chính là lý do cơ bản
mà nghiên cứu sinh (NCS) cùng tập thể hƣớng dẫn đã lựa chọn đề tài của luận án là:
“Nghiên cứu xây dựng hệ thống trợ giúp thiết kế quy trình công nghệ gia công
chi tiết trên máy phay CNC’’
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu cuối cùng của đề tài là xây dựng một hệ thống trợ giúp thiết lập quy
trình công nghệ gia công chi tiết trên máy phay CNC bằng máy tính, cho phép hình
thành các phiếu công nghệ chỉ dẫn gia công trực tiếp từ mô hình vật thể rắn 3D thiết
kế trong phần mềm CAD thƣơng mại.
Nội dung của luận án
(1) Xây dựng phƣơng pháp nhận dạng các đối tƣợng gia công trên cơ sở các đối
tƣợng tạo hình trực tiếp trong phần mềm CAD thƣơng mại.
(2) Xây dựng phƣơng pháp lựa chọn trang bị công nghệ bao gồm máy, dụng cụ
cắt và phƣơng pháp thiết lập thứ tự gia công trên cơ sở dữ liệu (CSDL) thay đổi linh
hoạt.
(3) Xây dựng giao diện tích hợp CAD-CAPP thử nghiệm với nhiều chi tiết và
cho phép ứng dụng trong thực tế sản xuất.
Đối tƣợng và phạm vi và phƣơng pháp nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
Các chi tiết gia công trên máy phay/khoan CNC
Phạm vi nghiên cứu:
Giới hạn ở các chi tiết gia công trên máy phay/khoan CNC 3D. Chi tiết gia công
đƣợc thiết kế trong phần mềm SolidWorks với đầy đủ yêu cầu kỹ thuật.
Trợ giúp thiết kế QTCN trong một số khâu cơ bản để hình thành phiếu công nghệ
chỉ dẫn gia công, chỉ rõ các lựa chọn máy, dụng cụ cắt, hƣớng tiếp cận dụng cụ, chế
độ cắt và trình tự gia công một cách tự động.
Phương pháp nghiên cứu:
Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết chủ yếu đƣợc sử dụng để xây dựng phƣơng
pháp trợ giúp thiết lập QTCN gia công các chi tiết bằng máy tính.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3
Giao diện tích hợp CAD-CAPP đƣợc xây dựng để kiểm nghiệm phƣơng pháp và
thuật toán. CSDL thực tế đã đƣợc thu thập từ nhà máy sản xuất và tiến hành thử
nghiệm với một số chi tiết gia công để kiểm chứng và hiệu chỉnh phƣơng pháp.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học
Xây dựng đƣợc phƣơng pháp nhận dạng đối tƣợng gia công mới, cho phép
mở rộng phạm vi nhận dạng ra nhiều loại đối tƣợng khác nhau, trực tiếp trong
phần mềm CAD thƣơng mại.
Xây dựng đƣợc phƣơng pháp lựa chọn trang bị công nghệ theo thứ tự ƣu tiên
trên cơ sở đánh giá đa tiêu chí, gắn kết với những thay đổi linh hoạt của
CSDL và phƣơng pháp hình thành thứ tự gia công cho phép rút ngắn thời gian
xử lý.
Xây dựng đƣợc bộ luật nhận dạng đối tƣợng gia công, phƣơng pháp gia công
và lựa chọn dụng cụ cắt làm cơ sở cho việc thiết kế QTCN.
Thiết kế đƣợc một hệ CSDL cho phép mở rộng và quản lý hiệu quả dữ liệu
của quá trình thiết kế QTCN
Ý nghĩa thực tiễn
Giao diện CAD-CAPP (BKCAPP) đƣợc viết trên cơ sở kết quả nghiên cứu
của luận án có khả năng ứng dụng trong đào tạo, nghiên cứu và thực tế sản
xuất.
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã đƣợc kiểm nghiệm trong thực tế để gia
công chi tiết tại Công ty MEKAMIC cho phép giảm thời gian chuẩn bị sản
xuất và thời gian gia công, nâng cao khả năng tự động hoá trong nhà máy.
Đóng góp mới của đề tài nghiên cứu
Là đề tài nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu về phƣơng pháp thiết lập
QTCN bằng phƣơng pháp khả sinh cho phép mở rộng tƣơng tác của ngƣời sử dụng.
Xây dựng đƣợc phƣơng pháp mới trên cơ sở thiết lập bộ nhận dạng gồm bảy yếu tố
cho phép nhận dạng nhiều loại đối tƣợng gia công từ thông tin hình học đến các yêu
cầu kỹ thuật.
Xây dựng đƣợc phƣơng pháp mới để lựa chọn dụng cụ cắt theo thứ tự ƣu tiên
trên cơ sở đánh giá đa tiêu chí, thích hợp với sự đa dạng và linh hoạt của CSDL
Xây dựng đƣợc phƣơng pháp chọn lọc ghép nhóm để thiết lập thứ tự gia công với
thời gian xử lý rút ngắn so với các phƣơng pháp trƣớc.
Xây dựng đƣợc giao diện CAD-CAPP (BKCAPP) trợ giúp thiết kế QTCN trực
tiếp từ mô hình CAD 3D thiết kế từ phần mềm CAD thƣơng mại
4
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Cấu trúc của luận án
Luận án gồm 5 chƣơng, nội dung chính của từng chƣơng đƣợc tóm tắt nhƣ sau:
Chương 1 - Trình bày các lý thuyết tổng quan về thiết kế QTCN có sự trợ giúp
của máy tính (CAPP). Kết luận của chƣơng chỉ ra các tồn tại của các nghiên cứu
hiện tại và hƣớng nghiên cứu của luận án.
Chương 2 - Trình bày phƣơng pháp mới để nhận dạng đối tƣợng gia công trực
tiếp từ mô hình vật thể rắn 3D về cả hai mặt thông số hình học và yêu cầu kỹ thuật.
Kết quả là giải quyết về cơ bản nút thắt quan trọng giữa CAD và CAPP tạo ra dòng
tích hợp giữa CAD/CAPP.
Chương 3 - Trình bày các phƣơng pháp lựa chọn trang bị công nghệ bao gồm
máy, dụng cụ cắt, chế độ cắt và thiết lập thứ tự gia công. Kết quả của phƣơng pháp
lựa chọn cho ra thứ tự ƣu tiên của các phƣơng án.
Chương 4 - Trình bày cách thức xây dựng CSDL phục vụ thiết kế QTCN. CSDL
không chỉ lƣu trữ thông tin mô tả mà còn lƣu trữ các luật nhận dạng và lựa chọn, tạo
cơ sở cho việc cập nhật và hiệu chỉnh các thông tin của toàn hệ thống một cách độc
lập và dễ dàng.
Chương 5 - Xây dựng giao diện CAD/CAPP (BKCAPP) để thiết kế QTCN gia
công chi tiết trên máy phay CNC. Chƣơng trình máy tính đã đƣợc thiết lập để kiểm
nghiệm phƣơng pháp và thuật toán. Một số chi tiết điển hình đƣợc thiết kế để thử
nghiệm tính hiệu quả của phần mềm.
Phần cuối cùng là kết luận và đề xuất hƣớng nghiên cứu tiếp theo của đề tài. Tài
liệu tham khảo và danh mục các công trình đã công bố.
Thiết kế QTCN có sự trợ giúp của máy tính (CAPP)
5
1 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ QTCN CÓ SỰ
TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH
1.1 Thiết kế QTCN có sự trợ giúp của máy tính (CAPP)
Lập QTCN là bài toán kỹ thuật, kinh tế và tổ chức có nhiệm vụ biến tài liệu thiết
kế thành các tài liệu hƣớng dẫn (quy trình) thực thi quá trình gia công. Để có thể
thiết lập đƣợc một QTCN, bên cạnh những kiến thức về lập QTCN vững vàng,
ngƣời kỹ sƣ cần có các kỹ năng thiết lập QTCN cùng các kinh nghiệm tích lũy của
bản thân về nhiều lĩnh vực nhƣ mô tả trong Hình 1.1. Trong lập QTCN, có những
việc đơn giản, rất tẻ nhạt nhƣng cũng có những việc có tính trí tuệ cao, đòi hỏi tính
toán phức tạp, lựa chọn và ra quyết định chính xác. Ngƣời ta thấy rằng chỉ có
khoảng 15% thời gian của ngƣời lập QTCN dành cho việc ra các quyết định kỹ
thuật, 40% thời gian dành cho việc tra cứu, tìm kiếm dữ liệu và tính toán, toàn bộ
thời gian còn lại dành cho việc chuẩn bị các tài liệu thiết kế [26].
Kiến thức về lập QTCN
Kỹ năng, kinh nghiệm về lập QTCN
Sử dụng sách tham khảo
Giá thành tƣơng đối của
các quá trình gia công,
dụng cụ và vật liệu
Sổ tay công nghệ
Kinh nghiệm sản xuất
thực tế
Kiến thức về
sản xuất
Nguồn lực có sẵn của
nơi sản xuất
Kinh nghiệm về phôi,
vật liệu thô
Kiến thức về mô
hình chi tiết
Đọc và hiểu bản vẽ cơ khí
Khả năng tính toán
giá thành và thời gian
Kiến thức về ra
quyết định
Hình 1.1 Lập quy trình công nghệ thủ công
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và sự ra đời của máy tính, ngƣời ta
đang có xu hƣớng đƣa máy tính vào trợ giúp các khâu trong quá trình sản xuất tiến
6
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
tới xây dựng một nền sản xuất hiện đại và CAPP cũng không nằm ngoài xu hƣớng
đó. Máy tính cho phép lƣu trữ một lƣợng dữ liệu lớn, khả năng truy xuất, tính toán
chính xác và nhanh chóng. Sự hỗ trợ của máy tính vào việc thiết kế QTCN có nhiều
cấp độ khác nhau [26].
Ở cấp độ thấp, máy tính và con ngƣời cùng tham gia vào việc thiết lập
QTCN theo nguyên tắc để cho ngƣời và máy thực thi những công việc tốt
nhất mà từng đối tƣợng có thể thực hiện. Lúc này, máy tính chỉ đóng vai
trò lƣu trữ và truy xuất dữ liệu sử dụng cho quá trình thiết lập QTCN còn
con ngƣời vẫn thực thi những công việc mang tính chất trí tuệ.
Ở cấp độ cao hơn, máy tính có thể tự động hình thành các QTCN cho một
vài chi tiết có hình dáng đơn giản. QTCN này có thể đƣợc hiệu chỉnh cho
phù hợp với yêu cầu cụ thể.
Ở cấp độ cao nhất, là mục tiêu cuối cùng của CAPP, cho phép hình thành
QTCN hoàn toàn bằng máy tính. Khi đó toàn bộ giữa tri thức và kinh
nghiệm thiết kế công nghệ cùng với toán tối ƣu đều đƣợc tích hợp vào
trong chƣơng trình máy tính. CSDL của hệ thống CAPP ở mức độ này cần
có khả năng kết nối trực tiếp với các hệ thống khác ví dụ nhƣ CAD và
CAM.
Triết xuất và nhận dạng
Hệ thống CAD
đối tƣợng gia công
Dữ liệu đầu vào
(Đối tƣợng gia công)
Hệ thống CAPP
Dữ liệu về kiến thức công nghệ
(máy, dao, đồ gá, chế độ cắt...)
Các quy tắc và
ràng buộc công nghệ
Các mô hình toán
Các phƣơng pháp lựa chọn, tối ƣu
...
Dữ liệu đầu ra
Hệ thống CAM
(Quy trình công nghệ)
Chi tiết
Máy CNC
Hình 1.2 Mô hình chung của CAPP
Tải về để xem bản đầy đủ
166 trang
19080
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu xây dựng hệ thống trợ giúp thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trên máy phay CNC - Phùng Xuân Lan", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_an_nghien_cuu_xay_dung_he_thong_tro_giup_thiet_ke_quy_t.pdf
