Bài giảng Hệ thống sản xuất linh hoạt - Chương 5 Chuẩn bị công nghệ có trợ giúp của MT

1HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA HÀNG KHễNG VŨ TRỤ BÀI GiẢNG MễN HỌC HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT TS. Trần ðức Tăng Bộ mụn CNTB & HKVT ðiện thoại: 0973 991486 Email: tranductang@yahoo.com TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 3. Cụng nghệ nhúm Nội dung 4. Chuẩn bị CN cú trợ giỳp của MT 2. Tổng quan về chuẩn bị cụng nghệ Chương 5: Chuẩn bị cụng nghệ cú trợ giỳp của MT 1. Giới thiệu 2TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 1. Giới thiệu
Chuẩn bị cụng nghệ (Process Planning -PP) là một bộ phận của hoạt ủộng sản xuất, nú xỏc ủịnh trỡnh tự, nội dung, phương phỏp, phương tiện, thụng số của cả quỏ trỡnh cụng nghệ và của cỏc nguyờn cụng cụng nghệ,nhằm biến nguyờn vật liệu ban ủầu thành sản phẩm hoàn chỉnh.
Sản phẩm của PP là quy trỡnh cụng nghệ (Process Plan)
Phần tiếp theo là bản kế hoạch về thời gian ủể thực hiện quỏ trỡnh cụng nghệ, gọi là biểu tiến ủộ sản xuất (Manufacturing Scheduling). TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Dựa vào PP người ta tổ chức quỏ trỡnh sản xuất, tớnh toỏn cỏc ủịnh mức tiờu hao ủể lập kế hoạch ủảm bảo (thiết bị, năng lượng, vật liệu, dụng cụ, lao ủộng,), tớnh giỏ thành sản phẩm và lập ra biểu tiến ủộ sản xuất.
Biểu tiến ủộ sản xuất cho phộp lập cỏc kế hoạch thời gian khỏc nhau, như thời ủiểm nhập vật tư, thời gian giao hàng,
Khi ứng dụng CIM cỏc khõu trờn ủều ủược tự ủộng húa và ủiều khiển bằng mỏy tớnh. Chuẩn bị cụng nghệ cú trợ giỳp của mỏy tớnh gọi là CAPP (Computer-Aided Process Planning) 3TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 2. Tổng quan về chuẩn bị cụng nghệ 2.1 Khỏi niệm về chuẩn bị cụng nghệ
Cho ủến nay hầu hết cỏc cụng việc chuẩn bị cụng nghệ ủều ủược làm bằng tay. Tự ủộng húa chuẩn bị cụng nghệ ủó ủược ủề xuất từ hàng nửa thế kỷ nay nhưng mới chỉ thực hiện từng phần. Mặt khỏc tự ủộng húa cũng phải dựa trờn nền cụng nghệ truyền thống.
Chuẩn bị cụng nghệ là biến cỏc dữ liệu thiết kế sản phẩm thành hướng dẫn cụng nghệ ủể làm ra sản phẩm thực, ủạt cỏc chỉ tiờu chất lượng, số lượng và kinh tế mong muốn.
Trong cụng nghệ truyền thống chỳng ta quen gọi ủú là thiết kế quy trỡnh cụng nghệ, và sản phẩm của nú gọi là quy trỡnh cụng nghệ. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Thuật ngữ chuẩn bị cụng nghệ hàm nghĩa rộng hơn, bao gồm cả thiết kế quy trỡnh cụng nghệ và thiết kế trang bị cụng nghệ, thậm chớ cả tổ chức sản xuất.
Cỏc dữ liệu thiết kế thường nằm trong cỏc tài liệu thiết kế, gồm cỏc bản vẽ kỹ thuật, thuyết minh, danh mục chi tiết (Bill of Materials-BOM). 4TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Tựy theo yờu cầu mà quy trỡnh cụng nghệ cú thể ủơn giản hay phức tạp, nhưng chuẩn bị cụng nghệ phải dựa vào cỏc kiến thức sau: - Kiến thức về sản phẩm, chứa trong cỏc tài liệu thiết kế - Kiến thức về vật liệu ủể chế tạo ra sản phẩm - Kiến thức về cỏc lĩnh vực cụng nghệ liờn quan - Kiến thức về thiết bị cụng nghệ (trong sổ tay, catalog) - Kiến thức về dụng cụ (khả năng cắt, tuổi bền,) và ủồ gỏ - Kiến thức về nguồn lực của cơ sở sản xuất (thiết bị, lao ủộng) - Kiến thức về ủịnh mức thời gian và chi phớ. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Trỡnh tự chuẩn bị cụng nghệ thường gồm cỏc bước sau: - Phõn tớch tài liệu thiết kế (phõn tớch cỏc bề mặt gia cụng, yờu cầu kỹ thuật, tớnh cụng nghệ của thiết kế, .) - Chọn phụi (vật liệu, dạng, kớch thước, khối lượng) - Thiết kế tiến trỡnh cụng nghệ (nội dung thứ tự cỏc nguyờn cụng và vị trớ thực hiện cỏc nguyờn cụng) - Thiết kế cỏc nguyờn cụng cụng nghệ (chọn mỏy, gỏ dụng cụ cắt, dụng cụ ủo) - Xỏc ủịnh chế ủộ cụng nghệ (lượng dư gia cụng, chế ủộ cắt, trơn nguội, kiểm nghiệm lực cắt, ủộ chớnh xỏc, chất lượng bề mặt, ) - Lập tài liệu cụng nghệ (phiếu quy trỡnh cụng nghệ, cỏc ủịnh mức tiờu hao, chi phớ,) 5TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Phương phỏp kế thừa - Phương phỏp này dựa vào cỏc quy trỡnh chuẩn, ủược tạo ra từ trước cho từng nhúm chi tiết. Khi cú chi tiết mới, người ta căn cứ vào ủặc ủiểm kết cấu mà gỏn nú vào một nhúm nhất ủịnh, sau ủú lấy quy trỡnh chuẩn tương ứng, hiệu chỉnh cỏc thụng số cho phự hợp. - Vỡ phải dựa vào phõn nhúm và mó húa chi tiết, phương phỏp kế thừa gắn liền với cụng nghệ nhúm (Group Technology) 2.2 Cỏc phương phỏp chuẩn bị cụng nghệ TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Cỏc bước ỏp dụng phương phỏp kế thừa: - Xõy dựng hệ thống mó húa chi tiết - Thiết lập nhúm chi tiết (Part Family) - Xõy dựng quy trỡnh cụng nghệ chuẩn cho nhúm - Truy cập và biến ủổi quy trỡnh cụng nghệ chuẩn theo yờu cầu của chi tiết mới. 6TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Trỡnh tự thiết kế quy trỡnh cụng nghệ theo phương phỏp kế thừa TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Phương phỏp sản sinh - Theo phương phỏp này người ta tạo mới cỏc quy trỡnh cụng nghệ trờn cơ sở cỏc module (gồm cỏc nguyờn cụng hay tập hợp cỏc nguyờn cụng) chuẩn, ủược xõy dựng cho từng loại bề mặt - Cỏc bước thiết lập quy trỡnh cụng nghệ theo phương phỏp sản sinh: - Từ bản vẽ chi tiết chọn cỏc bề mặt cần gia cụng - Với từng bề mặt gia cụng, chọn nguyờn cụng thớch hợp - Thực hiện cỏc cụng việc theo thủ tục thụng thường: chọn mỏy, gỏ ủặt, dụng cụ, chế ủộ cụng nghệ, - Xuất tài liệu cụng nghệ. 7TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - ðể gia cụng một bề mặt thường tồn tại nhiều phương ỏn cụng nghệ. Cỏi khú của phương phỏp này là chọn phương ỏn. Khi lập quy trỡnh cụng nghệ bằng tay, nhà cụng nghệ thường dựa vào một vài hướng dẫn, theo kinh nghiệm hoặc thúi quen. ðiều này ủơn giản nhưng khụng ủảm bảo tớnh khả thi và hiệu quả. - CAPP ủũi hỏi cỏc cụng cụ toỏn học trợ giỳp phõn tớch và ra quyết ủịnh. Quỏ trỡnh này liờn quan ủến cơ sở dữ liệu cụng nghệ (phương phỏp gia cụng, mỏy cắt, dụng cụ,) và phương phỏp suy lý ủể lựa chọn. Do ủú người ta tỡm ủến trớ tuệ nhõn tạo TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Thiết kế quy trỡnh cụng nghệ theo phương phỏp sản sinh 8TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 3. Cụng nghệ nhúm 3.1 Khỏi niệm
Trong thiết kế, chúng ta đã quen với nguyên tắc thống nhất hoá và tiêu chuẩn hoá kết cấu. Bằng cách quy các cơ cấu, chi tiết máy có chức năng và kết cấu t−ơng tự nhau về một số hữu hạn các nhóm điển hình mà ng−ời ta đã hạn chế đ−ợc sự đa dạng về kết cấu của các cơ cấu và chi tiết máy. - Ví dụ, thay vì làm ra các vít có đ−ờng kính, chiều dài, b−ớc ren, dạng ren,... tuỳ ý, ng−ời ta đã quy −ớc với nhau chỉ chế tạo các vít với kích th−ớc và hình dạng nhất định. Điều đó làm tăng số l−ợng chi tiết cùng loại, khiến cho chi phí sản xuất giảm, tạo thuận lợi cho phân phối và sử dụng. - Chúng ta có thể tìm ví dụ về thống nhất hoá và tiêu chuẩn hoá trong mọi lĩnh vực của đời sống, nh− thống nhất cỡ giày, cỡ quần áo, số nốt nhạc, cấu trúc văn bản, thống nhất con số và chữ viết, thống nhất quy tắc ứng xử trong xã hội,... TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Từ giữa thế kỷ tr−ớc, ng−ời ta đã đ−a ra khái niệm "thống nhất hoá", "điển hình hoá" quá trình công nghệ. Đó là xu h−ớng gộp các chi tiết máy có đặc điểm kết cấu và công nghệ t−ơng tự nhau thành từng nhóm để có thể áp dụng chung một quy trình công nghệ, gia công trên cùng một dây chuyền, sử dụng chung thiết bị, dụng cụ, đồ gá.
Bằng cách đó, có thể tăng tính loạt của sản phẩm, cho phép sử dụng các trang thiết bị chuyên dùng, tự động hoá, đồng thời cũng cũng chuyên môn hoá cả công nhân,... Kết quả là một mặt, giảm đáng kể thời gian và chi phí chuẩn bị công nghệ, mặt khác là nâng cao năng suất, nâng cao chất l−ợng và giảm chi phí sản xuất. 9TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Tr−ớc khi có CNN, nguyên tắc thống nhất hoá quá trình công nghệ, do đòi hỏi sự thống nhất về quy trình công nghệ, nên chỉ áp dụng đ−ợc cho dạng sản xuất loạt lớn và hàng khối, trong đó số loại sản phẩm rất ít, còn số l−ợng sản phẩm cùng loại rất lớn, tạo tiền đề về kinh tế cho việc tạo ra các dây chuyền sản xuất chuyên dùng, chỉ để sản xuất một vài loại sản phẩm cố định (dây chuyền sản xuất cứng).
Nếu số loại sản phẩm lớn, số sản phẩm cùng loại nhỏ thì phải dùng các công đoạn, phân x−ởng với các máy vạn năng, trình độ cơ khí hoá và tự động hoá thấp, dễ thích ứng với sự thay đổi th−ờng xuyên về chủng loại sản phẩm, nh−ng năng suất thấp, chất l−ợng không ổn định. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Nh− vậy, muốn sử dụng các thiết bị chuyên dùng, đ−ợc tự động hoá thì phải nâng cao tính loạt của sản phẩm. CNN xuất phát từ thực tế là có nhiều chi tiết không thể dùng chung một quy trình công nghệ, nh−ng lại qua những nguyên công giống nhau và có thể dùng chung một hay một số trang, thiết bị công nghệ nào đó. 10 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Cỏc vớ dụ: (b) Họ chi tiết dạng hộp yờu cầu cỏc nguyờn cụng phay tương tự nhau TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 11 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
CNN là biện pháp nâng cao tính loạt trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ bằng cách gộp các chi tiết t−ơng tự nhau về kết cấu và công nghệ, sao cho trong quy trình công nghệ gia công có các nguyên công giống nhau.
Nguyên công giống nhau đồng nghĩa với dùng chung trang, thiết bị công nghệ. Ưu điểm của CNN là ở chỗ, nó không đòi hỏi tất cả hoặc đa số nguyên công trùng nhau. Tuỳ theo số nguyên công trùng nhau trong quy trình công nghệ của các thành viên trong nhóm mà ng−ời ta tổ chức ra nguyên công nhóm, dây chuyền nhóm. Nguyên công nhóm là tiền đề về công nghệ để thiết lập ra tế bào sản xuất. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Do tăng đ−ợc số chi tiết cùng đ−ợc gia công trên một loại thiết bị mà tần suất sử dụng thiết bị tăng, có điều kiện để sử dụng thiết bị tự động hoá có năng suất cao. Nói cách khác, CNN cho phép áp dụng công nghệ tiên tiến, TĐH ngay cả trong điều kiện sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.
Tuy nhiên, dù các chi tiết ở trong cùng một nhóm thì chúng cũng không thể hoàn toàn giống nhau về kết cấu (hình dáng, kích th−ớc, vật liệu, yêu cầu kỹ thuật,...).
Vì vậy, mặc dù cùng đ−ợc gia công trên một máy, dùng chung đồ gá,... thì cách gá kẹp, sử dụng dụng cụ, chế độ gia công,... cũng phải khác nhau. 12 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Để đáp ứng yêu cầu gia công tất cả các chi tiết trong nhóm, trang thiết bị công nghệ lại phải có kết cấu đặc biệt, phức tạp hơn, gây nên những khó khăn mới trong thiết kế, chế tạo trang thiết bị công nghệ và thiết kế quy trình công nghệ.
Từ đó sinh ra các khái niệm "đồ gá nhóm", "quy trình CNN", "dây chuyền CNN". Chúng có đặc điểm chung là phức tạp, đắt tiền, khó sử dụng, khó tổ chức. Đó chính là rào cản, đã từng hạn chế ứng dụng CNN trong công nghiệp. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
CNN mở đ−ờng áp dụng công nghệ TĐH vào sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ. Về phần mình, TĐH lại giúp tháo gỡ những vật cản trên con đ−ờng phát triển và ứng dụng CNN. Công nghệ tham số và công nghệ thích nghi trong các phần mềm CAD hiện đại là công cụ trợ giúp tuyệt vời cho CNN.
Nhờ tính linh hoạt cao của bộ điều khiển contour mà trên các máy và trung tâm gia công CNC có thể tạo hình các bề mặt rất phức tạp, đạt độ chính xác vị trí và hình dáng cao mà không cần các đồ gá, các xích truyền động phụ, các dao định hình,... nh− tr−ớc đây. Nói cách khác, nhiều chức năng định vị, tạo hình của các đồ gá, dụng cụ tr−ớc đây đã đ−ợc chuyển cho ch−ơng trình NC, mà ch−ơng trình NC thì dễ tạo, dễ quản lý, dễ sửa đổi hơn (nghĩa là linh hoạt hơn) rất nhiều so với các tiền nhiệm của nó. 13 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Ví dụ: Cả 3 chi tiết đều có dạng tròn xoay, nh−ng có biên dạng rất phức tạp (gồm các mặt trụ, côn, có l−ợn tròn hoặc mặt cầu với các đ−ờng kính khác nhau), tr−ớc đây phải đ−ợc gia công trên máy tiện chép hình và mỗi chi tiết phải có d−ỡng riêng. Hơn nữa, chi tiết (a) lại có các rãnh h−ớng kính, phải gia công trên máy phay. Vì vậy không thể gộp chúng vào một nhóm đ−ợc. Song nếu dùng máy CNC thì vấn đề lại khác: cả 3 chi tiết đều có thể gia công trọn vẹn trong 1 lần gá trên máy tiện 3 trục (X, Z, C) với dao có dẫn động (Driven Tool). (a) (c) (b) TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Các chi tiết đ−ợc gia công trên trung tâm phay CNC 5 trục. Nếu theo công nghệ truyền thống thì mỗi chi tiết phải trải qua nhiều nguyên công, dùng nhiều loại đồ gá và dụng cụ cắt khác nhau. 14 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Ta thấy, khi sử dụng máy CNC thì nhóm chi tiết gia công đ−ợc mở rộng rất nhiều, số chủng loại đ−ợc gia công tăng và mỗi loại không cần có số l−ợng lớn.
CNN tạo tiền đề về kinh tế để sử dụng các máy CNC hiện đại, đắt tiền trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ. Ng−ợc lại, máy CNC tạo thuận lợi cho việc áp dụng CNN. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 3.2 Chi tiết tổng hợp trong CNN
Công việc quan trọng bậc nhất khi ứng dụng CNN là phân nhóm chi tiết gia công. Đó là gộp các chi tiết t−ơng tự nhau về kết cấu và công nghệ vào một nhóm. Mỗi nhóm đ−ợc đại diện bằng một chi tiết tổng hợp. Đó là chi tiết thực hoặc giả định.
Trong thiết kế, chi tiết tổng hợp phải có tất cả các bề mặt mà các chi tiết trong nhóm có. Bản thiết kế của chi tiết tổng hợp đ−ợc coi là thiết kế chuẩn. Khi thiết kế một chi tiết cụ thể trong nhóm, chỉ cần lấy và sửa đổi bản thiết kế chuẩn này. 15 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Theo quan điểm công nghệ thì chi tiết tổng hợp phải trải qua tất cả các khâu công nghệ mà các chi tiết trong nhóm trải qua.
Trong chuẩn bị công nghệ, quy trình gia công chi tiết tổng hợp đ−ợc coi là quy trình chuẩn. Quy trình của một chi tiết trong nhóm nhận đ−ợc bằng cách bỏ bớt các khâu không có và chỉnh sửa các thông số, nếu cần.
Nh− vậy, thay vì phải thực hiện tỉ mỉ mọi công việc thiết kế, chuẩn bị công nghệ, quản lý sản xuất,... cho tất cả các chi tiết, thì CNN chỉ đòi hỏi thực hiện các công việc trên cho chi tiết tổng hợp. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Sự hình thành chi tiết tổng hợp khi thiết kế 16 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Sự hình thành chi tiết tổng hợp khi CBCN TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 3.3 M hoá chi tiết
Việc phân nhóm các chi tiết và truy cập thông tin về kết cấu, công nghệ tiêu chuẩn của mỗi nhóm đều phải thông qua mã chi tiết (Part Code).
Quá trình tạo ra mã đ−ợc gọi là mã hoá.
Mã phải đáp ứng những yêu cầu nhất định, nh− phải rõ ràng, không gây sự nhập nhằng, dễ sử dụng, dễ quản lý bằng máy tính,... Do đó việc mã hoá phải tuân theo những quy tắc.
Hệ thống những quy tắc, dựa vào đó để mã hoá chi tiết đ−ợc gọi là hệ mã (Coding System).
Có nhiều hệ mã khác nhau đã đ−ợc sử dụng, nh−ng chúng đều có chung những đặc điểm về cấu trúc. 17 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Mã chi tiết là một chuỗi các ký tự (chữ cái hoặc chữ số), đ−ợc sắp xếp theo quy tắc nhất định để thể hiện những đặc điểm kết cấu và công nghệ của chi tiết. Cấu trúc của mã quy định số l−ợng và thứ tự của các ký tự trong đó.
Có 3 kiểu cấu trúc cơ bản của mã: - Cấu trúc kiểu chuỗi (Chain-type Structure) - Cấu trúc mã kiểu thứ bậc (Hierarchical Structure) - Cấu trúc lai (Hybrid Structure) 3.3.1 Cấu trúc của mã TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Cấu trúc kiểu chuỗi (Chain-type Structure), trong đó ý nghĩa của mỗi ký tự trong chuỗi là cố định, không phụ thuộc vào ký tự đứng tr−ớc nó. Kiểu cấu trúc này còn có tên là Polycode (mã phức). Mã kiểu này dễ hiểu đối với ng−ời nh−ng dài và lãng phí bộ nhớ của máy tính. Cấu trúc mã kiểu chuỗi 18 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Cấu trúc mã kiểu thứ bậc (Hierarchical Structure), ý nghĩa của mỗi ký tự phụ thuộc vào ý nghĩa ký tự tr−ớc nó. Kiểu cấu trúc này còn có tên là Monocode (mã đơn) hay Tree Structure (nhánh cây). Mã kiểu này gọn, dễ xử lý bằng máy tính, nh−ng khó hiểu đối với ng−ời khi xử lý thủ công. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Cấu trúc lai (Hybrid Structure) sử dụng cả 2 loại trên. Hầu hết các hệ mã sử dụng trong công nghiệp đều dùng cấu trúc lai. Cấu trúc mã kiểu hỗn hợp (lai) 19 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 3.3.2 Một số hệ m thông dụng
Có nhiều hệ mã th−ơng mại, trong đó th−ờng đ−ợc nói đến là các hệ Opitz, KK-3, MICLASS, DCLASS, COFORM. Có hệ thuộc loại định h−ớng thiết kế, có loại định h−ớng sản xuất.  Hệ mã Opitz có thể đ−ợc biết đến nhiều nhất, đ−ợc H. Opitz ở tr−ờng Tổng hợp Aachen - Đức thiết lập. Cấu trúc của hệ có 5 ký tự chính và 4 ký tự bổ trợ (hình bên). - Các ký tự đầu chứa thông tin hình học ảnh h−ởng đến chọn ph−ơng pháp, thiết bị và dụng cụ cắt: tròn xoay hay không tròn xoay, biên dạng chính, gia công tròn xoay, gia công phẳng, các bề mặt phụ (lỗ, răng,...). TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Các ký tự bổ trợ chứa thông tin về kích th−ớc, vật liệu, dạng phôi, cấp chính xác. Các thông tin này ảnh h−ởng đến việc chọn chế độ công nghệ. Ngoài ra, hệ này còn cho phép mở rộng thêm 4 ký tự nữa để tích ứng với đặc điểm riêng của mỗi doanh nghiệp. 20 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Cấu trúc của hệ m Opitz TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT  Hệ mã KK-3 do Hội xúc tiến công nghiệp máy móc (Nhật) xây dựng. Hệ này có tới 21 ký tự (Hình bên). - Đặc điểm chung của chi tiết đ−ợc mô tả bởi 2 ký tự đầu: ký tự thứ nhất mô tả chức năng (răng, trục, dẫn động, kẹp,...), ký tự thứ hai mô tả các đặc điểm bổ sung. - Nhóm 2 ký tự tiếp theo chứa thông tin về vật liệu: loại vật liệu và dạng phôi. 21 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT  Hệ MICLASS (Metal Institute Classification System) đ−ợc thiết lập tại Hà Lan, đ−ợc dùng nhiều ở Mỹ và Châu Âu. - Hệ này đ−ợc sử dụng trong thiết kế, sản xuất và quản lý sản xuất. Nó chứa thông tin về hình dạng, vị trí của các bề mặt, kích th−ớc chủ yếu, tỷ lệ giữa các kích th−ớc bổ trợ, tính gia công của vật liệu (Hình bên). - Hệ đ−ợc biểu diễn bằng 12 ký tự chính và có thể mở rộng đến 18 ký tự để mô tả chức năng của chi tiết, tính loạt sản xuất, nguyên công công nghệ chủ yếu. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 3.4 Thiết kế và chuẩn bị công nghệ theo CNN
Với CNN, quá trình thiết kế chi tiết đ−ợc tiến hành theo các b−ớc sau: 1. Hình dung hoặc phác họa sơ bộ chi tiết cần thiết kế. 2. Căn cứ mô tả về chi tiết để mã hoá, phân nhóm chi tiết. 3. Truy cập đến chi tiết điển hình của nhóm trong th− viện chi tiết điển hình. 4. Sửa đổi kết cấu chi tiết bằng cách thêm, bớt (th−ờng là bớt) các bề mặt và thay đổi kích th−ớc của chúng để có chi tiết theo yêu cầu. Trong quá trình thiết kế, hai b−ớc đầu có thể thực hiện theo các ph−ơng thức khác nhau, có thể dùng CAD hoặc không. Hai b−ớc sau đ−ợc thực hiện trong CAD. 22 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Quá trình thiết kế theo CNN Mã hoá, phân nhóm Nhóm Tìm chi tiết tổng hợp Nhóm Tìm thấy? Thiết kế mới Nhóm Truy cập và sửa đổi Nhóm Tài liệu thiết kế Bổ sung Th− viện chi tiết tổng hợp Không Thấy Kết thúc Có Không Bắt đầu Phác thảo Nhóm TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Trong CAD truyền thống, chúng ta có thể l−u trữ, truy cập các bản vẽ kỹ thuật in ấn và sửa chữa chúng. Nếu lập thêm các ch−ơng trình hỗ trợ thì công việc sẽ nhẹ nhàng hơn nhiều so với sử dụng tài liệu giấy.
Thiết kế theo tham số và thiết kế h−ớng đối t−ợng là công cụ thật sự thích hợp với CNN. Nhờ Feature-based CAD chúng ta dễ dàng cho ẩn (Suppression) các bề mặt (Feature) của chi tiết tổng hợp, để lại các Feature cần thiết cho chi tiết cần thiết kế. Nhờ khả năng tham số hoá các thông số kết cấu của các Feature, chúng ta có thể thay đổi kích th−ớc của chi tiết. 23 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Chi tiết tổng hợp của nhóm chuôi côn và một chi tiết trong nhóm, nhận đ−ợc bằng cách làm ẩn các rãnh định hình trên mặt trụ ngoài và thay đổi một số kích th−ớc. Chi tiết tổng hợp và chi tiết cần thiết kế TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Sự trùng hợp về ý t−ởng giữa CNN với thiết kế theo tham số và thiết kế h−ớng đối t−ợng khiến chúng ta có thể vận dụng các chức năng trên của CAD làm các công cụ đắc lực cho CNN. Nhờ có chúng mà công việc xây dựng chi tiết tổng hợp và ng−ợc lại, sửa đổi chi tiết tổng hợp để tạo ra chi tiết cần thiết, không còn là gánh nặng cho ng−ời sử dụng CNN.
Do CAD là công cụ đa năng nên khi áp dụng vào một mục tiêu cụ thể (ở đây là CNN) thì không thể tránh khỏi các hạn chế, nh−: - Mọi công việc thực hiện vẫn là thủ công. - Việc truy cập, sửa đổi kết cấu tốn thời gian và đòi hỏi ng−ời dùng phải thành thạo về CAD. - Mỗi chi tiết trong nhóm đ−ợc l−u ở file riêng, nên quản lý chúng khó khăn và tốn không gian đĩa. 24 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
CNN dựa trên sự t−ơng tự nhau về kết cấu và công nghệ giữa các đối t−ợng trong nhóm. Nếu quản lý các thông số t−ơng tự đó vào một CSDL, sử dụng chúng cho nhiều tr−ờng hợp khác nhau thì có khả năng khắc phục các hạn chế nêu trên. Có thể thực hiện điều này bằng 2 cách: - Lập ch−ơng trình, để mỗi khi cần thì đọc các thông số từ một file dữ liệu và vẽ ra chi tiết. Ph−ơng pháp này đã đ−ợc dùng phổ biến với CAD truyền thống, nh−ng có nh−ợc điểm là kém linh hoạt và đòi hỏi ng−ời dùng phải biết lập trình. - Tạo CSDL, liên kết với mô hình trong CAD. Ph−ơng pháp này có −u thế về tính linh hoạt, dễ sửa đổi, đơn giản, dễ dùng. Có thể dùng một số công cụ của Windows để thực hiện sự liên kết này, ví dụ DDE (Dynamic Data Exchange), ODBC (Open Database Connectivity). TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT AutoCAD cung cấp một công cụ chuyên dùng, gọi là ASE (AutoCAD SQL Enviroment), cho phép liên kết đối t−ợng của nó với CSDL của dBase, Oracle, Access, Foxpro,... DDE là công cụ đơn giản và sẵn dùng của Windows. Một nhóm chỉ cần một File bản vẽ của CAD (cho chi tiết tổng hợp) và một hay nhiều bảng tính của Excel, trong đó bảng tính đóng vai trò File dữ liệu. Một "liên kết nóng" (Hot link) đ−ợc tạo ra để duy trì mối quan hệ giữa tham số của các Feature với các tr−ờng (field) dữ liệu. Mỗi chi tiết trong nhóm t−ơng ứng một Record. Ph−ơng pháp này đạt trình độ tự động hoá cao, đồng thời đơn giản, dễ dùng, tiết kiệm không gian đĩa. 25 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Hình minh hoạ về một trong những th− viện (nhóm) đ−ợc xây dựng. Đó là bản vẽ và dữ liệu thiết kế một nhóm bánh răng trụ răng thẳng khác nhau về số răng và modul. Công cụ này rất thích hợp cho CNN, kể cả xây dựng th− viện các chi tiết tiêu chuẩn. Sử dụng công cụ DDE cho CNN TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Quá trình chuẩn bị công nghệ theo CNN đ−ợc thể hiện trên hình bên.
Để việc thiết kế và chuẩn bị công nghệ đ−ợc thuận lợi và có hiệu quả, phải thực hiện các công tác chuẩn bị tr−ớc, gồm: - Phân nhóm tr−ớc các sản phẩm chủ yếu và lập các quy trình công nghệ tiêu chuẩn cho từng nhóm. - Xây dựng các chi tiết tổng hợp cho các nhóm để phục vụ thiết kế. 26 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Quá trình thiết kế theo CNN Nhập bản vẽ Mã hoá, phân nhóm Nhóm Tìm quy trình chuẩn Nhóm Tìm thấy? Thiết kế mới Nhóm Truy cập và sửa đổi Nhóm Tài liệu công nghệ Bổ sung Th− viện QTCN chuẩn Không Thấy Kết thúc Có Không Bắt đầu TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4. Chuẩn bị cụng nghệ cú trợ giỳp của mỏy tớnh (CAPP) 4.1 Khái niệm chung về CAPP
Trong vài thập kỷ gần đây, CAPP ngày càng thu hút mạnh mẽ sự quan tâm của các nhà công nghệ. Điều đó có thể xuất phát từ một số thực tế: - Chất l−ợng chuẩn bị công nghệ phụ thuộc rất nhiều vào trình độ chuyên môn (kiến thức và kinh nghiệm) của nhà công nghệ. - Ngay cả với các nhà công nghệ có trách nhiệm và trình độ nghề nghiệp cao thì cũng không thể đảm bảo chắc chắn về chất l−ợng của quy trình công nghệ, vì đây là việc tốn thời gian, nhàm chán, dễ gây lỗi. 27 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Tình trạng th−ờng gặp là họ dựa vào khuôn mẫu, kinh nghiệm hơn là tính toán kỹ l−ỡng và đ−a ra những phát hiện mới mẻ để nâng cao hiệu quả của quá trình. - Theo đánh giá của các nhà phân tích thì một số l−ợng lớn các sản phẩm công nghiệp đ−ợc sản xuất với quy trình công nghệ chất l−ợng thấp. - Tồn tại qúa nhiều ph−ơng án công nghệ khác nhau cho các sản phẩm t−ơng tự nhau, khiến có tổ chức sản xuất của một cơ sở trở nên phức tạp và sự hợp tác giữa họ gặp khó khăn. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Do kiến thức và kinh nghiệm của cá nhân nhà công nghệ đóng vai trò quyết định về chất l−ợng chuẩn bị công nghệ, nên việc đào tạo và sử dụng họ rất tốn kém, lâu dài và khó khăn. - Nền công nghiệp đang chuyển mạnh lên sản xuất tự động hoá hoàn toàn. Tính năng động và sự cạnh tranh trên thị tr−ờng gây áp lực rất lớn, buộc các nhà sản xuất ứng dụng công nghệ sản xuất linh hoạt (FMS) và tích hợp (CIM). Tr−ớc sự phát triển mạnh mẽ của CAD và CAM thì CAPP buộc phải phát triển để hoàn thành chức năng cầu nối của mình. 28 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - CAPP là lĩnh vực khoa học, nghiên cứu và triển khai việc ứng dụng máy tính để trợ giúp cho quá trình chuẩn bị công nghệ. Mức độ thấp của CAPP là dùng máy tính để trợ giúp các công việc đơn lẻ, nh− l−u trữ và tra thông số công nghệ, xuất tài liệu công nghệ,... Chức năng đầy đủ của CAPP là giao diện tự động giữa CAD và CAM, đảm bảo sự tích hợp trong toàn bộ quá trình sản xuất tự động hoá. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Tuy mới xuất hiện, và dù mới chỉ từng phần của việc chuẩn bị công nghệ đ−ợc tự động hoá, song CAPP đã mang lại những lợi ích đáng kể: - Giảm thời gian tiêu tốn cho chuẩn bị công nghệ. - Giảm chi phí và sử dụng hợp lý hơn năng lực sản xuất. - Giảm đòi hỏi về tay nghề, kinh nghiệm của nhà công nghệ. - Hạn chế tính chủ quan, sự phụ thuộc vào cá nhân, đảm bảo tính khoa học thực sự cho quy trình công nghệ đ−ợc tạo ra. - Tăng khả năng t−ơng tác và tích hợp với hệ thống sản xuất TĐH. 29 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Những ứng dụng của CAPP ở mức độ thấp là tạo lập và sử dụng các cơ sở dữ liệu công nghệ (máy, dao, vật liệu, chế độ cắt) thay cho hệ thống sổ tay và công thức tính truyền thống, cho phép tra cứu nhanh và chính xác các thông số.  Nhờ biện pháp này, thời gian chuẩn bị công nghệ giảm đáng kể, nh−ng quy trình vẫn phụ thuộc cách suy lý và kinh nghiệm chủ quan của nhà công nghệ. Máy tính cũng dễ dàng giúp "cơ giới hoá" xuất các tài liệu công nghệ. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Mức độ cao hơn của CAPP là ứng dụng trí tuệ nhân tạo, nh− hệ thống tri thức (Knowledge-Based System), hệ chuyên gia (Expert System), lý thuyết tập mờ (Fuzzy Set Theory) để thay hệ thống suy lý của con ng−ời. Trình độ mô hình hoá hình học cao của các hệ CAD hiện đại cũng mở đ−ờng cho CAPP phát triển. Từ mô hình của CAD, có thể lấy các thông số hình học, phục vụ nhận dạng và phân loại đối t−ợng hoặc tính toán các thông số công nghệ.
Có thể liên kết các dữ liệu phi hình học, nh− vật liệu, thuộc tính bề mặt, ph−ơng pháp gia công,... vào dữ liệu hình học của CAD, phục vụ đắc lực cho CAPP. Hầu hết các hệ CAD hiện đại còn hỗ trợ tạo và truy cập nhóm chi tiết (Part Family), đáp ứng nhu cầu của CNN. 30 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
TĐH chuẩn bị công nghệ là công việc hết sức phức tạp, vì giải pháp công nghệ không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố kỹ thuật và định l−ợng mà còn phụ thuộc cả những yếu tố khó định l−ợng, nh− năng lực sản xuất, tay nghề của công nhân, truyền thống công nghệ,... Điều đó lý giải, vì sao CAD, CAM, CAE phát triển và đ−ợc th−ơng mại hoá rất nhanh, trong khi CAPP xuất hiện rất sớm nh−ng lại ch−a đ−ợc th−ơng mại rộng rãi.
Thực tế là giữa CAD và CAM vẫn tồn tại một khoảng trống ch−a thể lấp đ−ợc, các nhà công nghệ mong muốn phát triển CAPP để nó đảm nhiệm đ−ợc vai trò cầu nối giữa CAD và CAM, nh− chức năng vốn có của công tác chuẩn bị công nghệ: nối giữa thiết kế và sản xuất. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4.2 Giới thiệu một số hệ thống CAPP Các hệ CAPP có thể đ−ợc phân thành 2 dòng, dựa vào ph−ơng pháp kế thừa hoặc dựa vào ph−ơng pháp sản sinh. 4.2.1 Hệ CAPP (đây là tên riêng của một hệ mã cụ thể)
CAPP (Computer Automated Process Planning System) đ−ợc phát triển trên nền hệ CAM-I, d−ới sự tài trợ của hãng McDonnell Douglas Automation (McAuto).
Nó đ−ợc coi là hệ đ−ợc sử dụng rộng rãi nhất. Mặc dù thiết lập một hệ CAPP vạn năng, dùng đ−ợc cho chi tiết bất kỳ là rất khó khăn, nh−ng CAPP đã cung cấp cho ng−ời dùng một cái s−ờn để thiết kế quy trình công nghệ. 31 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hệ CAPP đ−ợc xây dựng theo nguyên tắc kế thừa, có cấu trúc nh− một hệ quản trị dữ liệu: cung cấp cấu trúc dữ liệu, cơ chế truy cập dữ liệu và bộ soạn thảo kiểu t−ơng tác. Ng−ời dùng phải đ−a vào sơ đồ phân loại d−ới dạng chuỗi 36 ký tự. Ngoài ra, cũng phải tạo ra file định nghĩa tiến trình công nghệ và nội dung nguyên công.
Hệ CAPP đ−ợc dùng cho các chi tiết dạng tròn xoay, lăng trụ và kim loại tấm. Mã để định nghĩa và truy cập quy trình chuẩn có 5 ký tự. Các nguyên công cũng đ−ợc mã hoá, chứa thông tin về các b−ớc nguyên công, máy, đồ gá, thời gian nguyên công,...
Hệ CAPP có thể đ−ợc dùng với các hệ mã đã có trong CNN. Loại chi tiết phụ thuộc dung l−ợng của hệ mã. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Trong số các hệ CAPP hiện có, AUTAP là hệ hoàn thiện nhất, đ−ợc dùng phổ biến ở Đức.
Đây là một trong số ít hệ CAPP đ−ợc tích hợp với CAD. Nó trợ giúp cho việc chọn vật liệu, xác định tiến trình công nghệ, chọn máy, chọn dụng cụ cắt, dụng cụ gá và cả xuất ch−ơng trình NC.
AUTAP dựa trên ph−ơng pháp sản sinh, dùng mô hình Solid (Constructive Solid Geometry - CSG) và toán tử Boolean để mô tả và hiển thị chi tiết. Các thông tin công nghệ có thể đ−ợc liên kết với các đối t−ợng hình học. 4.2.2 Hệ AUTAP 32 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
AUTAP có một modul mở rộng, là AUTAP-NC để trợ giúp sản sinh ch−ơng trình cho máy NC, gồm chức năng chọn dụng cụ, đồ gá và xuất ch−ơng trình NC.
Nếu tích hợp AUTAP với hệ lập trình EXAPT thì có thể tạo ra file quỹ đạo dao (Cutter Location Data File - CLDATA) và mô phỏng ch−ơng trình. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Quá trình sản sinh quy trình công nghệ trong AUTAP 33 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Turo-CAP đ−ợc viết bằng ngôn ngữ PROLOG, thuộc loại Knowledge-Based, có các khả năng: - Trích và dịch các feature từ dữ liệu của CAD 2 &1/2-D. - Suy lý thông minh để lập tiến trình công nghệ. - Học quá trình mới. - Sản sinh quy trình thay thế (dựa trên hiện trạng và kho tri thức). - Tạo ch−ơng trình NC. 4.2.3 Hệ Turo-CAP TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Turbo-CAP có các modul chính sau: - Bộ dịch dữ liệu CAD (CAD Data Interpreter). - Bộ tạo quy trình thông minh (Intelligent Process Planner). - Bộ tạo ch−ơng trình NC (NC Code Generator). - Các cơ chế thu thập tri thức (Knowledge Acquisition Mechanisms). - Cơ sở dữ liệu về máy và dụng cụ cắt,... 34 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hệ CAPP thông minh gồm 2 bộ phận: Kho tri thức (Knowledge hay Fact) và bộ máy suy luận (Inference Engine hay Rule). Các Fact trong Turo-CAP có thể chia thành 4 loại: Fact về chi tiết và các bề mặt gia công, về máy, về nguyên công, về dụng cụ. Các Rule gồm có: xác định bề mặt gia công trên chi tiết, kiểm tra dung sai, chọn nguyên công, chọn thứ tự nguyên công, chọn máy, chọn dụng cụ, chọn thông số công nghệ, thêm rule mới vào kho tri thức.
Cơ chế suy luận của Turo-CAP chủ yếu là suy luận ngựơc, xuất phát từ nguyên công cuối cùng, lần ng−ợc trở lại để chọn các nguyên công tr−ớc cho đến phôi ban đầu. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4.3 Vai trò của CAD trong CAPP
Chúng ta đã nói về sự cần thiết phải liên kết CAD với CAM và mong muốn CAPP thực hiện đ−ợc chức năng của nó, là cầu nối giữa CAD và CAM.
Thực tế, CAPP ch−a tận dụng đ−ợc dữ liệu của CAD nh− CAM đã làm. Cho đến nay ch−a có phần mềm nào cho phép "Convert" thẳng dữ liệu của CAD sang quy trình công nghệ theo kiểu nh− các phần mềm CAM tự động tạo ra ch−ơng trình NC.
Lý do chính là dữ liệu dùng cho CAPP rất phức tạp, trong đó có rất nhiều loại không thể biểu diễn trực tiếp thông qua các đối t−ợng hình học của CAD. Đó là các dữ liệu về máy, về tiến trình công nghệ, về vật liệu gia công, về vật liệu dao,... 35 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Xét về tổng thể thì các dữ liệu hình học (hình dáng, kích th−ớc) của chi tiết vẫn là yếu tố cơ bản nhất, quyết định đến quy trình công nghệ. Dựa vào dữ liệu hình học, ng−ời ta xác định nội dung của các nguyên công và trình tự thực hiện chúng, chọn ph−ơng pháp và đồ gá,...
Vì vậy nếu sử dụng đ−ợc dữ liệu thiết kế trong CAD vào chuẩn bị công nghệ thì hiệu quả đạt đ−ợc sẽ rất lớn. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Có thể chia các phần mềm CAD hiện nay làm 2 loại: non- feature-based và feature-based (không h−ớng đối t−ợng và h−ớng đối t−ợng).
Đối t−ợng (Feature) ở đây đ−ợc hiểu là phần tử cơ sở của chi tiết máy, đ−ợc hình thành từ các đ−ờng, điểm, bề mặt thông qua các ràng buộc hình học. Khi sử dụng CAD không h−ớng đối t−ợng thì ng−ời dùng phải tự định nghĩa các feature để mô tả bề mặt gia công, sau đó mới tách các feature để thiết lập các nguyên công công nghệ. Nếu dùng CAD h−ớng đối t−ợng thì không cần các b−ớc định nghĩa feature. 36 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Sử dụng đối t−ợng hình học của CAD TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4.3.1 Sử dụng CAD truyền thống
Phần mềm CAD thông dụng nhất hiện nay thuộc loại không h−ớng đối t−ợng là AutoCAD. Nó không chỉ quản lý các đối t−ợng hình học mà cả các đối t−ợng phi hình học, trong đó có các Symbol, Attribute mà chúng ta có thể gửi các thuộc tính (ví dụ độ nhám bề mặt) hoặc các chú giải về công nghệ.
AutoCAD còn có CSDL suy rộng (AutoCAD Data Extension - ADE), cho phép gán các dữ liệu phi hình học vào đối t−ợng hình học. Nhờ vậy, chúng ta có thể định nghĩa các bề mặt gia công, ph−ơng pháp gia công, mã hoá các bề mặt phục vụ CNN. 37 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
AutoCAD có thể làm việc với các dữ liệu bên ngoài với AutoCAD SQL Environments (ASE). Nhờ đó, có thể liên kết các đối t−ợng của AutoCAD với các CSDL không bị hạn chế về dung l−ợng và loại dữ liệu, có thể dùng các hệ thống quản trị dữ liệu (Database Management System - DBMS) thông dụng, nh− dBase, Microsoft Access để truy vấn, xử lý dữ liệu theo mục đích riêng. Khi sử dụng các ngôn ngữ lập trình và th− viện chuyên dùng của CAD, ta có thể tạo ra môi tr−ờng CAD/CAPP nh− kiểu CAD/CAM.
Tuy nhiên, trong môi tr−ờng CAD không h−ớng đối t−ợng, việc mô tả các bề mặt gia công rất khó khăn, phải thông qua nhiều xử lý thủ công. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vai trò của CAD đ−ợc sử dụng chủ yếu trong việc lập các phiếu công nghệ. Để làm việc này, các kỹ s− phải mất rất nhiều thời gian để vẽ các sơ đồ nguyên công, trong đó cần thể hiện hình dạng của phôi và chi tiết gia công, các bề mặt gia công, mặt chuẩn, các dụng cụ gá kẹp và dụng cụ cắt,...  Đây là một việc làm buồn tẻ và th−ờng phải lặp đi lặp lại nhiều lần.  Nếu tạo ra tr−ớc trong CAD một th− viện các dụng cụ cắt và đồ gá thì khi cần có thể chọn và chèn chúng rất nhanh vào sơ đồ nguyên công (Hình bên). 38 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Hộp thoại chọn và chèn dụng cụ vào phiếu nguyên công TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Hộp thoại phục vụ tra và điền các thông số công nghệ 39 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4.3.2 Sử dụng CAD h−ớng đối t−ợng
CAD truyền thống, kể cả Solid Modeling, sử dụng các nguyên tố cơ bản trong hình học (điểm, đ−ờng, mặt, khối,... ) làm đối t−ợng cơ sở, gọi chung là Entity. CAD l−u trữ thông số của các Entity một cách vô tri vô giác. Vật thể mà con ng−ời "đọc thấy" trong bản vẽ là do họ tự hình dung ra theo quy −ớc. Chính hạn chế đó của CAD truyền thống làm cho nó chỉ đ−ợc coi là "công cụ thủ công" chứ ch−a phải là "công cụ tự động hoá".
CAD h−ớng đối t−ợng (Feature-based CAD) gần hơn với t− duy thực của con ng−ời. Mỗi Feature có một tên nhất định, đ−ợc ghi nhớ trong CSDL của CAD.
Đối t−ợng cơ sở dùng trong CAD hiện đại là Feature. Đó là tập hợp các bề mặt, đ−ợc liên kết với nhau bằng các ràng buộc (Constraints) và các kích th−ớc, thể hiện một chức năng nhất định của chi tiết. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Feature-based CAD quản lý các đối t−ợng theo thứ bậc. Tính từ d−ới lên thì đó là Feature→ Part → Subassembly → Assembly (bề mặt → chi tiết → đơn vị lắp → cụm lắp). Thay cho các điểm, đ−ờng, mặt,... trong CAD truyền thống, chúng ta luôn luôn làm việc với các chi tiết, nh− "trục", "then", "chốt" hoặc các Feature của chúng, nh− "rãnh then", "lỗ moay ơ",...
Lợi ích lớn nhất mà Feature-based CAD mang lại là sự thuận tiện trong việc lấy dữ liệu từ các feature để mô tả bề mặt gia công. Chúng ta có thể trích thẳng dữ liệu hình học từ các feature mà không phải qua các b−ớc trung gian. Quá trình Việc gắn kết dữ liệu công nghệ với các feature vẫn đ−ợc thực hiện t−ơng tự nh− với CAD truyền thống. 40 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4.4 Các nội dung tiếp theo của CAPP
Các nội dung tiếp theo của CAPP gồm: - Chọn máy - Chọn đồ gá - Chọn dụng cụ - Tính chế độ cắt - Xuất tài liệu (hoặc dữ liệu) công nghệ.
Cơ sở khoa học của các nội dung này không có gì khác với ph−ơng pháp truyền thống. Điều khác cơ bản khi dùng CAPP là sử dụng các CSDL hay Knowledge-Basde t−ơng ứng trong máy tính và hệ quản trị dữ liệu để quản lý và truy cập chúng. Công cụ đó cho phép nâng cao năng suất và độ chuẩn xác của quy trình. Ngoài ra khi gia công trên máy CNC thì ng−ời ta quan tâm đến tối −u hoá chế độ công nghệ.