 |
| Cadcamcnc là gì ? Được Hiểu thế nào cho đúng ? |
Thực tế trong ngành cơ khí và một số nghành liên quan đến cơ khí thì thuật ngữ CADCAMCNC gần như được nhắc đi , nhắc lại nhiều lần , bao trùm như là một yếu tố nhận diện chung . Vậy thực chất CADCAMCNC là gì ? tại sao nó lại được hiểu theo chiều hướng nhận diện ?
Thực tế, CAD và CAM tương ứng với các hoạt động của hai quá trình hỗ trợ cho phép biến một ý tưởng trừu tượng thành một vật thể thật. Hai quá trình này thể hiện rõ trong công việc nghiên cứu (bureau d’étude) và triển khai chế tạo (bureau des méthodes).
Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu ,khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng. Các phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu và được chia thành hai loại: Các phần mềm thiết kế và các phần mềm vẽ.
Kết quả của CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí. Trong CAM không truyền đạt,một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc. Việc chế tạo bao gồm các vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu, công suất của trang thiết bị, các điều kiện sản xuất khác nhau có giá thành nhỏ nhất, với việc tối ưu hoá đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí.
Ta phân biệt hai loại dụng cụ tin học trong nghiên cứu thiết kế.Trong tiếng Anh ta sử dụng từ CAD chung cho cả hai phần mềm này. Hai loại phần mềm này đó là .
- Các phần mềm vẽ có sự tham gia của máy tính điện tử (Dessin Assisté par Ordinateur-DAO hay Computer Aided Drawing - CAD).
- Các phần mềm thiết kế có sự tham gia của máy tính điện tử (Conception Assistée par Ordinateur-CAO hay Computer Aided Design-CAD).
Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời lượng thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết mà chỉ có 10% thời gian dành cho lao động sáng tạo và quyết định phương án, do vậy các công việc trên có thể thực hiện bằng máy tính điện tử để vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác và chất lượng.
CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế và chế tạo trong đó máy tính điện tử được sử dụng để thực hiện một số chức năng nhất định. CAD/CAM tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động: Thiết kế và Chế tạo.
 |
| Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất Hình 1-1 : Sơ Đồ Chu Kỳ Sản Xuất |
Rõ ràng rằng CAD/CAM/CNC chi phối hầu hết các dạng hoạt động và chức năng của chu kỳ sản xuất. Ở các nhà máy hiện đại, trong công đoạn thiết kế và chế tạo, kỹ thuật tính toán ngày càng phát huy tác dụng và là nhu cầu không thể thiếu được. Chúng ta tiếp tục xem tiếp chu kỳ sản xuất khi dùng CADCAM trong hình bên dưới đây.
 |
| Vai trò của CAD/CAM/CNC trong chu kỳ sản xuất Hình 1-2 : Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM |
Hệ thống CAD được đánh giá có đủ khả năng để thực hiện chức năng yêu cầu hay không, phụ thuộc chủ yếu vào chức năng xử lý của các phần mềm thiết kế. Ngày nay những bộ phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế và gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện được các chức năng cơ bản sau:
- Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) những hình dạng phức tạp.
- Giao tiếp với các thiết bị đo, quét toạ độ 3D thực hiện nhanh chóng các chức năng mô phỏng hình học từ dữ liệu số.
- Phân tích và liên kết dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý ,kết cấu lắp ghép...
- Tạo bản vẽ và ghi kích thước tự động: có khả năng liên kết các bản vẽ 2D với mô hình 3D và ngược lại.
- Liên kết với các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật: tính biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu,trường áp suất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu,...
- Nội suy hình học, biên dịch các kiểu đường chạy dao chính xác cho công nghệ gia công điều khiển số. Giao tiếp dữ liệu theo các định dạng đồ hoạ chuẩn.
- Xuất dữ liệu đồ hoạ 3D dưới dạng tập tin STL để giao tiếp với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể.
Những ứng dụng của CAD trong ngành chế tạo máy:
- Tạo mẫu nhanh thông qua giao tiếp dữ liệu với thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể (đo quét toạ độ)
- Giảm đáng kể thời gian mô phỏng hình học bằng cách tạo mô hình hình học theo cấu trúc mặt cong từ dữ liệu số.
- Chức năng mô phỏng hình học mạnh, có khả năng mô tả những hình dáng phức tạp nhất.
- Khả năng mô hình hoá cao cho các phương pháp phân tích, cho phép lựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu.
Bên dưới đây chúng ta sẽ so sánh giữa truyền thống và ứng dụng CADCAM
 |
| Hình 1-3: Qui trình thiết kế và gia công tạo hình, theo công nghệ truyền thống |
Về công nghệ, khác biệt cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống và công nghệ CAD/CAM/CNC là thay thế tạo hình theo mẫu bằng mô hình hoá hình học.
Kết quả là mẫu chép hình và công nghệ gia công chép hình được thay thế bằng mô hình hình học số (Computational Geometric Model - CGM) và gia công điều khiển số. Mặt khác khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp và khả năng lựa chọn chế độ gia công thích hợp (gia công thô, bán tinh và tinh).Theo công nghệ CAD/CAM/CNC phần lớn các khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được khắc phục vì rằng:
- Bề mặt gia công đạt được chính xác và tinh xảo hơn.
- Khả năng nhầm lẫn do chủ quan bị hạn chế đáng kể.
- Giảm được nhiều tổng thời gian thực hiện qui trình thiết kế và gia công tạo hình.
Theo công nghệ CAD/CAM phần lớn các khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được khắc phục vì rằng:
- Bề mặt gia công đạt được chính xác và tinh xảo hơn.
- Khả năng nhầm lẫn do chủ quan bị hạn chế đáng kể.
- Giảm được nhiều tổng thời gian thực hiện qui trình thiết kế và gia công tạo hình.
 |
| Hình 1-4 : Qui trình thiết kế và gia công tạo hình , theo công nghệ CAD/CAM |
Từ công nghệ CAD/CAM ta dễ dàng thực hiện ý tưởng liên kết mọi thành phần trong một hệ thống tích hợp (Hình dưới). Theo công nghệ tích hợp, công việc mô hình hoá hình học - vẽ - tạo bản vẽ được tích hợp trong CAD; kết quả mọi thông tin về hình dáng được lưu lại dưới dạng CGM, lưu trữ trong cơ sở dữ liệu trung tâm. Công nghệ tiên tiến nhất có khả năng hỗ trợ thực hiện toàn bộ qui trình thiết kế và chế tạo theo công nghệ tích hợp:
- Cho phép thiết lập mô hình hình học số CGM trực tiếp từ ý tưởng ,về hình dáng.
- Được trợ giúp bởi thiết bị đồ hoạ mạnh và công nghệ tô màu, tạo bóng hiện đại.
- Có khả năng thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật; liên kết với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể; lập trình chế tạo; điều khiển quá trình gia công điều khiển số; lập qui trình lắp ráp; tạo phôi,...
 |
| Hình 1-5 :Qui trình thiết kế và gia công tạo hình , theo công nghê tích hợp |
Cuối cùng : CNC là gì ? Đó là việc ứng dụng máy tính và quá trình điều khiển máy điều khiển số , nhờ việc ứng dụng máy tính để xuất code và điều khiển máy gia công , thông thường bạn thấy, ứng với mỗi hệ thống máy gia công đều có máy tính đi cùng để điều khiển nó .
