Cơ khí chế tạo máy - Cad/cam/cnc

Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCMKhoa Cơ KhíMôn học: Năm học 2009-2010Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC CAD/CAM/CNCMỤC ĐÍCH MÔN HỌCHiểu biết về CAD/CAM/CNC và sự cần thiết của nó trong nền sản xuất hiện đạiNắm được cách xây dựng mô hình nhờ máy tính (CAD)Nắm được cách tạo chương trình NC nhờ hệ thống CAD/CAM (CAM) Nắm được cách lập chương trình NC bằng tay để điều khiển máy CNC (CNC)Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC NỘI DUNGTổng quan về CAD/CAM/CNCPhần 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. Đoàn Thị Minh Trinh: Công nghệ CAD/CAM. NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 19982. Lê Trung Thực: CAD/CAM - Thiết kế và sản xuất nhờ máy tính, 20003. Đoàn Thị Minh Trinh, Nguyễn Ngọc Tâm: Công nghệ - Lập trình gia công 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 đó: - 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 Công nghệ chế tạo máy, biết chọn dụng cụ cắt và xác định chế độ gia côngBiết sử dụng máy tínhHiểu biết về vẽ kỹ thuậtNên tìm hiểu về khuôn nhựa, khuôn 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 có 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, không được đầu tư vì còn mãi mê làm nông nghiệp, thủ công mỹ nghệ, hàng tiêu dùng và xuất khẩu mây, tre, lá.Từ năm 1997 Vịệt nam lần đầu tiên mới có phần mềm CAD/CAM Cimatron 7.0 do hãng Saeilo của Nhật tài trợ và ĐHBK có 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 có yêu cầu cao về độ chính xác, nhưng có ưu điểm là dễ tạo hìnhCần thiết kế sản phẩm & khuôn chính xácCần chế tạo khuôn chính xácMuốn thiết kế khuôn và chế tạo khuôn 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 công nghệ gia công 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 không chính thức.Chỉ có một số ít là dùng phần mềm chính thức, nghĩa là có bản quyền.Ngay cả các xí nghiệp trong khu chế xuất cũng xài phần mềm không 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 mô hình trên máy tínhTối ưu hoá thiết kếThiết kế khuônLập quy trình công nghệ gia công chế tạoChạy mô phỏng trên máy tínhXuất chương trình gia côngTrường 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 mòn tia lửa điện – EDM (Electrical Discharge Machine)Máy cắt bằng gió đáMáy CMM (Coordinate Measuring Machine)Máy quét (Laser Scanner)Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Máy CNC ngoài xí nghiệp90% xí nghiệp là dùng máy Second handCó 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 cũKhông 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, không thể dùng để gia công các chi tiết chính xác đượcCó nơi có máy mới nhưng không biết sử dụng, do không có người được đào tạo từ trước.Người biết sử dụng nhưng số lượng máy hạn chế nên thời gian thực tập cho SV không nhiều.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC Đội ngũ CNCLà những người có khả năng:Sử dụng máy CNCLập trình NCLập quy trình công nghệ gia công trên máy CNC, thiết kế đồ gáChọn dụng cụ cắt và xác định các thông số công 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 có tới hàng trăm doanh nghiệp, nhưng trình độ công nghệ phần lớn chỉ dừng ở mức sản xuất hàng tiêu dùng thông thường. Lý do làMáy móc là Second hand (90 %)Đội ngũ quản lý, kỹ sư, công nhân lành nghề và tay nghề cao của Việt Nam còn 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 hoá sản phẩmTuổi đời sản phẩm ngắnSản xuất theo đơn đặt hàngSản xuất không kho bãiKhông còn thời đại của các dây chuyền tự động cứng nhắc, mặt hàng không 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 toàn cầu.Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC CÔNG CỤ TRONG CUỘC CHIẾN VÌ KHÁCH HÀNG LÀ GÌ?Muốn có chất lượng cao và tin cậy, sản xuất với năng suất cao, phải có máy móc tự động tốt, làm việc liên tục ngày đêm: sử dụng các loại máy CNCMuốn sản xuất tốt phải có cán bộ có năng lực.Muốn có sản phẩm mới phải sáng tạo. Muốn sáng tạo cần phải có 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 không 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 có 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 có công nghệ tiên tiếnPhải có máy móc hiện đạiPhải có nguồn nhân lực có trình độ caoPhải có hệ thống tổ chức sản xuất tiên tiếnPhải có hệ thống phân phối tiên tiến chinh phục khách hàngPhải có đạo đức phục vụ khách hàngPhải đoàn 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 có máy CNC (phay, tiện, cắt dây, bắn điện) nhưng chưa nhiềuĐã có phần mềm CAD/CAMThiếu giáo trình CAD/CAM/CNCDẫn đến có đào tạo, nhưng chưa đến nơi đến chốn, do: nhóm học quá đông, không có 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 công khuôn 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 ngoài (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 công tác sáng tạo ra những sản phẩm mới phức tạp và có độ chính các caoĐào tạo đội ngũ CNCQuản lý CNCLập quy trình công 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 ---