Giáo trình môn CAD/CAM/CNC

Phần cứng của CAD/CAM/CNCCAD - Thiết kế nhờ máy tínhCAM - Sản xuất nhờ máy tínhCNC - Điều khiển số nhờ máy tínhTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC TÀI LIỆU THAM KHẢOTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 1. Đồn Thị Minh Trinh: Cơng nghệ CAD/CAM. NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 19982. Lê Trung Thực: CAD/CAM - Thiết kế và sản xuất nhờ máy tính, 20003. Đồn Thị Minh Trinh, Nguyễn Ngọc Tâm: Cơng nghệ - Lập trình gia cơng điều khiển số, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2002.4. P N Rao: CAD/CAM Principles and Applications. McGraw-Hill, 2002.PHÂN BỐ THỜI GIANTổng cộng 60 tiết, trong đĩ: - Học lý thuyết: 46 tiết (23 buổi) - Thực hành: 14 tiết (3 buổi 5 tiết)2. Thi kiểm tra: - Kiểm tra giữa kỳ: 65 phút, thi trắc nghiệm, tuần thứ 8 - Kiểm tra cuối kỳ: 90 phút, thi trắc nghiệm, tuần thứ 17Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC YÊU CẦU ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌCHiểu biết về Cơng nghệ chế tạo máy, biết chọn dụng cụ cắt và xác định chế độ gia cơngBiết sử dụng máy tínhHiểu biết về vẽ kỹ thuậtNên tìm hiểu về khuơn nhựa, khuơn thổi v.v5. Phải tìm hiểu ít nhất một phần mềm CAD/CAM (Ví dụ: Pro/ENGINEER, Cimatron, SolidWorks-SolidCAM, Mastercam,v.v)Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Khái niệm về CAD/CAM/CNC Mối quan hệ giữa CAD/CAM và CNC Quá trình sản xuất và CAD/CAMNhững thành tựu CAD/CAM trên thế giớiTình hình CAD/CAM/CNC ở Việt namXu hướng phát triển sản xuất trên thế giớiTương lai của ngành Cơ khí chính xácNhiệm vụ lâu dài và trước mắtTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Phần 1: Tổng quan về CAD/CAM/CNCĐịnh nghĩa CAD/CAM/CNCCAD: Computer Aided Design = Thiết kế nhờ máy tính CAM: Computer Aided Manufacturing = Sản xuất nhờ máy tính CNC : Computer Numerical Control = Điều khiển số nhờ náy tính Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC CADCAMCNCMối quan hệ giữa CAD/CAM và CNCTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC QTSX truyền thống Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Nhược điểmKhó đạt độ chính xác gia công chủ yếu do sai số của mẫu dùng cho quá trình chép hình được phóng đại.Dễ làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai.Năng suất thấp do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và qui trình được thực hiện tuần tự (Tạo mẫu sản phẩm  Lập bản vẽ chi tiết  tạo mẫu chép hình  Gia công chép hình). Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC QTSX cĩ CAD/CAM Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC (CAM)Ưu điểm của qui trình có CAD/CAMThiết kế các sản phẩm có hình dạng phức tạp trong không gian 3D.Liên kết với các Môđun khác để thực hiện quá trình tính toán phân tích kỹ thuật, mô phỏng gia công thử để kịp thời sửa chữa trước khi tiến hành quá trình sản xuất.Biên dịch các đường chạy dao chính xác dùng cho công nghệ gia công trên các máy CNC và truyền chương trình gia công qua các máy gia công CNC.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Lịch sử phát triển của CAD/CAM/CNC1NC1960950197019801990CNCFMSSCADCAD/CAMCIMTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Các phần mềm CAD/CAMNgày nay, các phần mềm CAD/CAM rất phong phú và đa dạng, Trên thị trường hiện nay thông dụng là AutoCAD, Mechanical Desktop, Pro/ENGINEER, Catia, Unigraphics-NX, Cimatron, Mastercam, SolidWorks CAD/CAM đang chiếm một vai trò hết sức to lớn trong nền kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Các thành tựu đạt được của CAD/CAM Các hệ thống đồ hoạ tương tác máy tính.Tạo bản vẽ bằng các phương pháp hiện đại như phương pháp quét toạ độ theo không gian 2D Tiến bộ nhất là phương pháp quét theo không gian 3D tạo ra mô hình giống như hình dạng chi tiết.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Các thành tựu đạt được của CAD/CAM Tạo cơ sở dữ liệu cho quá trình thiết kế và chế tạo.Lập qui trình công nghệ nhờ sự trợ giúp của máy tính.Định mức thời gian gia công nhờ máy tính và các chương trình CAD/CAM.Lập chương trình gia công trên máy tính.Lập kế hoạch đầu tư, nắm tình hình sản xuất.Công nghệ tạo mẫu nhanh từ dữ liệu CAD/CAM cho ra chi tiết mẫu giống như chi tiết thật, công nghệ này là một bước đột phá của công nghệ CAD/CAM đem lại những ứng dụng to lớn trong sản xuất.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Bối cảnh nền kinh tế Việt namKhoảng hơn 10 năm trở lại đây (từ 1995 đến nay) ngành cơ khí mới bắt đầu đi lên.Ngành cơ khí bị bỏ quên nhiều năm liền, khơng được đầu tư vì cịn mãi mê làm nơng nghiệp, thủ cơng mỹ nghệ, hàng tiêu dùng và xuất khẩu mây, tre, lá.Từ năm 1997 Vịệt nam lần đầu tiên mới cĩ phần mềm CAD/CAM Cimatron 7.0 do hãng Saeilo của Nhật tài trợ và ĐHBK cĩ máy phay CNC đầu tiên.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Nhu cầu về sản phẩm từ nhựa - Những sản phẩm từ nhựa chiếm một tỉ trọng ngày càng lớn, sản phẩm nhựa được sử dụng trong hầu hết ở tất cả các lĩnh vực trong công nghiệp cũng như trong dân dụng. Từ những vật liệu thông dụng trong cuộc sống cho đến những chi tiết máy đòi hỏi những yêu cầu cao. - Với ưu điểm về lý hoá tính như nhẹ, dẻo dai, đàn hồi tương đối tốt, bền, không bị ăn mòn hoá học và đặc biệt dễ tạo hình phức tạp và có khả năng tái sinh. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Nhu cầu về sản phẩm từ nhựa - Ngày nay, vật liệu nhựa đã tạo ra được những sản phẩm đáp ứng được những yêu cầu cao. - Các chi tiết máy dần dần được thay thế bằng nhựa làm cho giá thành chế tạo giảm xuống đáng kể. - Tiết kiệm công sức chế tạo và vật liệu quí, trong khi khả năng làm việc của các chi tiết đó vẫn đảm bảo như bánh răng, vỏ máy, vỏ xe Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Tình hình ngành nhựa ở Việt Nam Trước năm 1975, nước ta có rất ít các nhà máy sản xuất nhựa. Trong những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam nói chung và ngành công nghiệp nhựa Việt Nam có những khởi sắc tốt đẹp.Trong 14 năm qua (1988-2002) ngành nhựa Việt Nam đã tăng 24 lần, từ 50.000 tấn tổng sản lượng năm 1988, nay đã tăng 1.2 triệu tấn. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Tình hình ngành nhựa ở Việt Nam Vật liệu xây dựng bằng nhựa thay thế sắt, thép, gỗ.Đặc biệt nhựa công nghiệp kỹ thuật cao đã phục vụ được các ngành công nghiệp khác và giảm tỉ lệ nhập khẩu như ngành xe hơi, xe máy, Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Mục tiêu phát triển ngành nhựaCác doanh nghiệp nhựa Việt Nam đang tích cực đầu tư, đổi mới công nghệ để nâng cao chất lượng sản phẩm và năng lực sản xuất.Việt Nam tiếp tục kêu gọi đầu tư hơn 2 tỷ USD cho ngành nhựa đến năm 2010 Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Muốn sản xuất hàng nhựa cần gì?Nhựa là một mặt hàng phức tạp về hình dạng cĩ yêu cầu cao về độ chính xác, nhưng cĩ ưu điểm là dễ tạo hìnhCần thiết kế sản phẩm & khuơn chính xácCần chế tạo khuơn chính xácMuốn thiết kế khuơn và chế tạo khuơn chính xác cần gì? Cần phần mềm CAD/CAM và máy CNCTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Quan hệ giữa CAD/CAM/CNC và sản phẩm nhựaNhựa phát triển thì ngành cơng nghệ gia cơng chính xác và CAD/CAM/CNC cũng phát triển theo.Để phát triển CAD/CAM/CNC cần những gì? + Phần mềm CAD/CAM + Máy CNC + Nhân lực CAD/CAM/CNCTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Phần mềm CAD/CAMAutoCADPro/ENGINEERCimatronMastercamSolidWorksCatiaUnigraphics-NXSolidEdgeEdgeCAMSolidCAMPowerMillFeatureCAMAlphaCAMCAM WorksTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Phần mềm CAD/CAMTình hình sử dụng phần mềm CAD/CAM: Các xí nghiệp trong nước gần như sử dụng phần mềm miễn phí vì xài các phần mềm khơng chính thức.Chỉ cĩ một số ít là dùng phần mềm chính thức, nghĩa là cĩ bản quyền.Ngay cả các xí nghiệp trong khu chế xuất cũng xài phần mềm khơng chính thức. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Đội ngũ CAD/CAMLà những người biết sử dụng phần mềm CAD/CAM vào các mục đích sau:Xây dựng mơ hình trên máy tínhTối ưu hố thiết kếThiết kế khuơnLập quy trình cơng nghệ gia cơng chế tạoChạy mơ phỏng trên máy tínhXuất chương trình gia cơngTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Đội ngũ CAD/CAMAi đào tạo đội ngũ CAD/CAM? Các trường Đại học Các trường Cao đẳng Các trung tâm đào tạo nghềChất lượng đào tạo: Nói chung là thấp, chỉ biết chung chung Không thể có kỹ năng làm việc ngay mà phải qua đào tạo lại. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Máy CNCMáy phay CNCMáy tiện CNCMáy cắt dây CNC – WEDM (Wire EDM)Máy ăn mịn tia lửa điện – EDM (Electrical Discharge Machine)Máy cắt bằng giĩ đáMáy CMM (Coordinate Measuring Machine)Máy quét (Laser Scanner)Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Máy CNC ngồi xí nghiệp90% xí nghiệp là dùng máy Second handCĩ rất nhiều máy NC sản xuất trước năm 1970.Phần lớn là các máy ra đời vào những năm 1970 –1990Chất lượng máy kém, dễ hư hỏng vì được mua từ bãi máy cũKhơng thể đáp ứng về độ chính xác cao.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Máy CNC trong trường học90% trường học là mua máy mới từ vốn ngân sách Tuy nhiên do kích thước nhỏ, độ chính xác thấp, khơng thể dùng để gia cơng các chi tiết chính xác đượcCĩ nơi cĩ máy mới nhưng khơng biết sử dụng, do khơng cĩ người được đào tạo từ trước.Người biết sử dụng nhưng số lượng máy hạn chế nên thời gian thực tập cho SV khơng nhiều.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Đội ngũ CNCLà những người cĩ khả năng:Sử dụng máy CNCLập trình NCLập quy trình cơng nghệ gia cơng trên máy CNC, thiết kế đồ gáChọn dụng cụ cắt và xác định các thơng số cơng nghệBảo trì máy CNCTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Đội ngũ CNCĐội ngũ CNC được đào tạo ở đâu?Như đội ngũ CAD/CAM, đội ngũ CNC được đào cũng tạo trong các trường Đại học, Cao đẳng, Trung cấp Trong các trung tâm dạy nghềCác xí nghiệp tự đào tạoChất lượng đào tạo:Nói chung là đào tạo xong, chưa thể dùng được ngay mà phải qua một thời gian tập sự hay đào tạo lạiTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Hiện trạng ngành nhựaTrong sản xuất nhựa, tuy nước ta cĩ tới hàng trăm doanh nghiệp, nhưng trình độ cơng nghệ phần lớn chỉ dừng ở mức sản xuất hàng tiêu dùng thơng thường. Lý do làMáy mĩc là Second hand (90 %)Đội ngũ quản lý, kỹ sư, cơng nhân lành nghề và tay nghề cao của Việt Nam cịn thiếu. Ứng dụng CAD/CAM chưa tốt Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN XUẤT TRÊN THẾ GIỚISản xuất nhanh, nhiềuĐa dạng hố sản phẩmTuổi đời sản phẩm ngắnSản xuất theo đơn đặt hàngSản xuất khơng kho bãiKhơng cịn thời đại của các dây chuyền tự động cứng nhắc, mặt hàng khơng đổiTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN XUẤT TRÊN THẾ GIỚICuộc chiến khốc liệt của các nhà sản xuất trong việc chinh phục khách hàng bằng việc cung cấp:Sản phẩm tốt nhấtGiá thành thấp nhấtDịch vụ hậu mãi hấp dẫn nhấtKhách hàng thực sự là “Thượng đế” của các nhà phân phối sản phẩm trên tồn cầu.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC CƠNG CỤ TRONG CUỘC CHIẾN VÌ KHÁCH HÀNG LÀ GÌ?Muốn cĩ chất lượng cao và tin cậy, sản xuất với năng suất cao, phải cĩ máy mĩc tự động tốt, làm việc liên tục ngày đêm: sử dụng các loại máy CNCMuốn sản xuất tốt phải cĩ cán bộ cĩ năng lực.Muốn cĩ sản phẩm mới phải sáng tạo. Muốn sáng tạo cần phải cĩ CAD/CAM.Chính sách hậu mãi uy tín đối với khách hàngTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC VIỆT NAM - Những thách thứcViệt nam khơng thể tách rời xu hướng phát triển của thế giới khi hội nhập với cộng đồng quốc tếCuộc chiến vào AFTA và WTO để trở thành thành viên chính thức, vừa hưởng ưu đãi nhưng cũng cĩ nhiều thách thức.Đứng bên cạnh người sản xuất khổng lồ Trung quốc, Thái lan, mà sản phẩm giá rất cạnh tranh.Mong muốn tồn tại và vươn lên trong cuộc chiếnTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Doanh nghiệp Việt nam cần phải làm gì?Phải cĩ cơng nghệ tiên tiếnPhải cĩ máy mĩc hiện đạiPhải cĩ nguồn nhân lực cĩ trình độ caoPhải cĩ hệ thống tổ chức sản xuất tiên tiếnPhải cĩ hệ thống phân phối tiên tiến chinh phục khách hàngPhải cĩ đạo đức phục vụ khách hàngPhải đồn kết, liên kết, hợp tác với nhau để cùng phấn đấu vì lợi ích chung của quốc gia và doanh nghiệp. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Các trường Đại học, Cao đẳng, dạy nghề cần phải làm gì?Nhiệm vụ 1: Đào tạo nguồn nhân lực để cung cấp cho thị trường lao động. Theo kinh nghiệm của Nhật Bản, muốn phát triển sản xuất, điều đầu tiên phải quan tâm là phát triển nguồn nhân lực.Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu khoa học phục vụ sản xuấtNhiệm vụ 3: Tư vấn cho các doanh nghiệpNhiệm vụ 4: Hợp tác đào tạo nghiên cứu với quốc tếTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Các trường Đại học, Cao đẳng, dạy nghề đã làm được gì trong việc đào tạo nhân lực CAD/CAM/CNC?Đã cĩ máy CNC (phay, tiện, cắt dây, bắn điện) nhưng chưa nhiềuĐã cĩ phần mềm CAD/CAMThiếu giáo trình CAD/CAM/CNCDẫn đến cĩ đào tạo, nhưng chưa đến nơi đến chốn, do: nhĩm học quá đơng, khơng cĩ nhiều thời gian thực hành trên máy. Tham quan cho biết thế nào là CAD/CAM và CNC là chủ yếuTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Nhu cầu nhân lực trong lĩnh vực CAD/CAM/CNCNhu cầu về nhân lực trong lĩnh vực CAD/CAM/CNC của các xí nghiệp cơ khí chế tạo máy, thiết kế và gia cơng khuơn mẫu ở Việt NamNhu cầu của các khu chế xuất về CAD/CAM/CNCNhu cầu đáp ứng nhân lực cho các xí nghiệp của Nhật, Đại hàn, Mỹ trong tương lai. Nhu cầu xuất khẩu lao động kỹ thuật cao về CAD/CAM/CNC ra nước ngồi (Nhật, Đại Hàn)Nhu cầu hợp tác quốc tế trong lĩnh vực CAD/CAM/CNCTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Mục tiêu lâu dài Đào tạo để biết sử dụng các phần mềm CAD/CAM phục vụ cho cơng tác sáng tạo ra những sản phẩm mới phức tạp và cĩ độ chính các caoĐào tạo đội ngũ CNCQuản lý CNCLập quy trình cơng nghệLập trình CNCThiết kế đồ gá CNCSử dụng máy CNCPhát triển các phần mềm CAD/CAM của Việt namHợp tác với các nước trong khu vực và thế giới trong việc phát triển phần mềm.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Nhiệm vụ trước mắtBổ sung giáo trình hướng dẫn học các phần mềm CAD/CAM và sử dụng máy CNCDạy sử dụng phần mềm CAD/CAMDạy sử dụng và bảo trì máy CNCThành lập các trung tâm tư vấn khách hàng trong việc mua bán phần mềm CAD/CAM và máy CNCThành lập các trung tâm đào tạo chuyên về CAD/CAM/CNCThành lập các trung tâm bảo dưỡng máy CNCTrường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC ---