Bài giảng Hệ thống cơ điện tử - Chương 5: Thiết kế và công cụ thiết kế sản phẩm của cơ điện tử

THIẾT KẾ CÔNG CỤ & THIẾT KẾ SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ GV: TS Ngô Hà Quang Thịnh Khoa: Cơ-Điện-Điện Tử TỔNG QUAN TỔNG QUAN Hệ Điều Khiển Cơ Hệ Điều Khiển Vi Xử Lý THIẾT KẾ & CHẾ TẠO SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ Phát triển & đánh giá sản phẩm cơ điện tử: Nguyên tắc phát triển sản phẩm: • Xác định chiến lược sản phẩm • Xác định loại sản phẩm cơ điện tử • Tính khác biệt so • Tích hợp công nghệ mới  Xác định công nghệ trọng tâm  Phương pháp quản lý công nghệ  Phát triển công nghệ hiệu quả đúng lúc đối với thị trường có ảnh hưởng to lớn THIẾT KẾ & CHẾ TẠO SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ Phát triển & đánh giá sản phẩm cơ điện tử: Nguyên lý đánh giá: • Cơ hội thị trường • Tính thích hợp của chiến lược • Xác định mâu thuẫn giữa phát triển sản phẩm & chức năng kinh doanh khác để có những giải pháp trước đầu tư Kế hoạch sản phẩm & đặc điểm kỹ thuật: • Xác định rõ sản phẩm cơ điện tử • Nhận dạng các lợi thế cạnh tranh • Làm rõ các khả năng về chức năng • Xác định tính khả thi phát triển sản phẩm • Kiểm thử ở mức cao hơn độ chính xác dự đoán được thực hiện khi đánh giá nguyên lí • Lập kế hoạch cho sự nỗ lực phát triển THIẾT KẾ & CHẾ TẠO SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ Thiết kế sản phẩm & quá trình phát triển: Sự cần thiết Phân tích vấn đề Chuẩn bị đặc điểm kỹ thuật Tạo ra giải pháp khả thi Lựa chọn các giải pháp phù hợp Lựa chọn các giải pháp phù hợp Thiết kế chi tiết Thiết kế gia công THIẾT KẾ & CHẾ TẠO SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ Thiết kế sản phẩm & quá trình phát triển: Khả năng lắp ráp: • Tránh lắp ráp chặt • Thiết kế các chi tiết định hướng để tối thiểu hóa các động tác thủ công • Tránh sử dụng các chi tiết làm rối, nêm cứng • Kết hợp chặt chẽ đối xứng, trọng tâm thấp, các bề mặt dẫn hướng • Xem xét các loại chuyển động của người và thiết bị lắp sản phẩm • Thiết kế đồng thời sản phẩm và quy trình • Cố gắng đưa sản phẩm về dạng lắp ráp trục • Tạo khả năng điều chỉnh dễ dàng THIẾT KẾ & CHẾ TẠO SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ Thiết kế sản phẩm & quá trình phát triển: Khả năng chế tạo: • Giảm sai sót lắp ráp • Nâng cao chất lượng sản phẩm • Độ tin cậy cao • Chi phí tuổi thọ thấp • Tiết kiệm sức lao động • Giảm khâu mua bán, vận chuyển, lưu kho THIẾT KẾ & CHẾ TẠO SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ Thiết kế sản phẩm & quá trình phát triển: Khả năng kiểm: • Tính toán độ phủ thử nghiệm và các yêu cầu về thời gian • Sử dụng các thành phần kiểm gắn liền vào sản phẩm • Phân chia, ngăn mạch để đạt được hiệu quả kiểm cao nhất • Thiết kế điểm truy cập kiểm • Thiết kế thành phần truy cập • Thiết kế mạch và phần cứng • Thiết kế phần hiển thị nếu có sự cố • Cân đối thiết bị kiểm hiện có với khả năng kiểm các thiết kế • Nắm vững khả năng xảy ra sai sót có thể chấp nhận và thời gian để sửa chữa • Thiết kế các công cụ có thể kết hợp trợ giúp kiểm nghiệm THIẾT KẾ & CHẾ TẠO SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ Thiết kế sản phẩm & quá trình phát triển: Khả năng dịch vụ: • Thiết kế hiển thị sự cố • Thiết kế chẩn đoán từ xa • Xét độ phủ chuẩn đoán và khả năng thực hiện, làm báo cáo • Xác định các yêu cầu về khả năng cụm thay thế • Tối thiểu hóa thời gian sửa chữa • Tăng thời gian trung bình của các cuộc gọi vì sự cố • Thiết kế phục vụ cho khả năng kết nối trong trường hợp khẩn • Thiết kế dễ tháo rời THIẾT KẾ & CHẾ TẠO SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ Thiết kế sản phẩm & quá trình phát triển: Thiết kế quốc tế: • Tiêu chuẩn khác nhau giữa các nước • Các yêu cầu khác nhau về năng lượng • Các vấn đề bản quyền. Các tiêu chuẩn đa dạng về an toàn và môi trường • Giao diện với người sử dụng đối với các chuẩn văn hóa khác nhau • Rào cản ngôn ngữ và các khó khan giao tiếp khác MỘT SỐ CÔNG CỤ CHỦ YẾU THIẾT KẾ SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ CÔNG CỤ THIẾT KẾ CƠ KHÍ Vòng đời sản phẩm: Module Cơ sở dữ liệu Khuôn mẫuTrang bị điện tử TẠO MẪU NHANH CÔNG CỤ THIẾT KẾ ĐIỆN Phân tích lựa chọn chi tiết Lập các sơ đồ Mô phỏng thiết kế Phát triển danh sách các mạch Lập danh sách chi tiết CÔNG CỤ PHÁT TRIỂN CÁC MẠCH IN CÔNG CỤ MÔ PHỎNG Hệ thống cơ khí: Hệ thống điện: KỸ THUẬT PHẦN MỀM Chuyển giao & phản hồi Kiểm thử Xây dựng Thiết kế Yêu cầu A PC-BASED COMPUTER NUMERICALLY CONTROLLED (CNC) DRILLING MACHINE PC-BASED CNC MACHINE PC-BASED CNC MACHINE (a) Feature of conventional MCU (b) The MCU used in CNC Machine PC-BASED CNC MACHINE The advantages of the PC-based system are: Simplification of the MCU Flexibility to execute a variety of software (solid modeling, cutting tool management and other CAM software) Ease of use compared with conventional CNC No need for operating system software and machine interface software Reduced costs Simplified application software (only drilling coordinates are entered) Updating machine interface software is easier PC-BASED CNC MACHINE Graphical User Interface (GUI): GUI is the communication tool between the operator and the computer controlling the system It is displayed on the computer screen It allows control parameters to be entered and measured system parameters to be displayed GUI is written in C++ PC-BASED CNC MACHINE PC-based drilling machine layout PC-based drilling machine architecture A ROBOTICS ARM A ROBOTICS ARM Pick-and-place robot was designed around the PIC16F877 When AGV arrived at the arm’s workstation, robot pick up and drop off parts A ROBOTICS ARM Robot configuration A ROBOTICS ARM Base configuration A ROBOTICS ARM Arm Links A ROBOTICS ARM A ROBOTICS ARM A ROBOTICS ARM Specified angles of the robot arm for home, pick and place positions MATLAB plot of arm simulation CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5 1. Trình bày quy trình thiết kế sản phẩm cơ điện tử 2. Trình bày chức năng của công cụ thiết kế cơ khí 3. Trình bày chức năng của công cụ thiết kế điện, điện tử 4. Trình bày chức năng của công cụ mô phỏng