Bài giảng CAD ứng dụng trong thiết kế ô tô - Chương 1: Vai trò máy tính trong thiết kế và chế tạo sản phẩm - Nguyễn Lê Duy

 CHƯƠNG 1
 Vai trò máy tính 
trong thiết kế và chế tạo sản phẩm
 TS. Nguyễn Lê Duy Khải
 nldkhai@yahoo.com
 0168.960.8039
 ĐH BÁCH KHOA TPHCM
 - 2017 - 1
 Nội dung
1. QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO RA SẢN PHẨM
 1.1 Quá trình thiết kế - chế tạo sản phẩm truyền thống
 1.2 Quá trình thiết kế - chế tạo với công nghệ cao
2. CAD/CAM- THIẾT KẾ CHẾ TẠO VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH
 2.1 CAD/CAM trong công nghiệp
 2.2 Chu trình sản phẩm và vai trò của hệ thống CAD/CAM
3. MỘT SỐ PHẦN MỀM CAD/CAM HIỆN NAY
 2
 1.1 Quá trình thiết kế truyền thống
 Thiết kế
 Nhu cầu Ý tưởng Thiết kế 
 Chế thử hệ thống Sản xuất
thị trường nhà thiết kế sản phẩm
 sản xuất
 Sửa đổi thiết kế
 Kiểm tra Kiểm tra
 Nhập kho chất lượng Lắp ráp chất lượng
 sản phẩm từng chi tiết
 3
 1.1 Quá trình thiết kế truyền thống
Hầu hết công việc cơ bản do con người thực hiện:
 - Thu thập các thông tin về sản phẩm;
 - Phác họa các ý tưởng;
 - Phân tích lựa chọn ý tưởng hay;
 - Thiết kế tổng thể, sau đó thiết kế chi tiết sản phẩm;
 - Chế tạo thử:
 + Chế thử mẫu bằng vật liệu đơn giản.
 + Chế thử mẫu bằng vật liệu thực.
 - Phân tích, đánh giá, hiệu chỉnh mẫu;
 - Sản xuất;
 - Kiểm tra chất lượng;
 - Đóng gói.
 4
 1.1 Quá trình thiết kế truyền thống
Đặc điểm:
 - Hầu hết các giai đoạn đều do con người trực tiếp thực hiện;
 - Quá trình thiết kế - chế tạo thử kéo dài, khó đạt được phương án thiết kế 
 tối ưu;
 - Quá trình chế tạo kéo dài về thời gian, phải sử dụng nhiều thiết bị, năng 
 suất thấp;
 - Độ chính xác thiết kế chế tạo thấp, khó đạt được độ chính xác cao;
 + Đầu tư ban đầu không quá lớn, chi phí bảo dưỡng và duy trì không cao.
 5
 1.2 Quá trình thiết kế công nghệ cao
Quá trình thiết kế - chế tạo với công nghệ cao thực chất là dùng máy tính để 
trợ giúp con người trong hầu hết các bước quan trọng của quá trình thiết 
kế - chế tạo sản phẩm. 
 6
1.2 Quá trình thiết kế công nghệ cao
 7
 1.2 Quá trình thiết kế công nghệ cao
Liên quan đến các lĩnh vực sau đây:
 1. CAD (Computer-Aided Design): Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính.
 Mục tiêu của lĩnh vực CAD là tự động hóa từng bước, tiến tới tự động hóa
 cao trong thiết kế sản phẩm.
 2. CAE (Computer-Aided Engineering): Kỹ thuật mô hình hóa và tạo mẫu
 nhanh trong thiết kế chế tạo sản phẩm. Mục tiêu của CAE là tự động hóa
 chu trình thiết kế chế tạo thử sản phẩm.
 3. CAPP (Computer-Aided Process Planing) hoặc CAP (Computer Aided
 Planning): Kế hoạch sản xuất có sự trợ giúp của máy tính. Mục tiêu của
 CAPP là tự động hóa từng phần công tác quản lý sản xuất trên mang máy
 tính công ty.
 8
 1.2 Quá trình thiết kế công nghệ cao
4. CAM (Computer-Aided Manufacturing): Chế tạo (sản xuất) có sự trợ giúp
của máy tính. Mục tiêu CAM là mô phỏng quá trình chế tạo, lập trình chế tạo
sản phẩm trên các máy công cụ tự động CNC (Computer Numerical Control -
điều khiển số dùng máy tính).
5. CAQ (Computer-Aided Quality Assurance): Kiểm tra chất lượng sản phẩm có 
sự trợ giúp của máy tính. Mục tiêu của CAQ là tự động hóa và nâng cao độ 
chính xác kiểm tra chất lượng sản phẩm.
6. CIM (Computer-Integrated Manufacturing): Chế tạo (sản xuất) tích hợp nhờ 
máy tính. Mục tiêu của CIM là liên kết toàn bộ CAD, CAM, CAPP vào một quá 
trình hoàn toàn được quản lý, giám sát và điều khiển bằng máy tính. 
7. CNC (Computer Numerical Control): Điều khiển số dùng máy tính, để điều 
khiển tự động các máy trong hệ thống sản xuất.
 9
1.2 Quá trình thiết kế công nghệ cao
 10
1.2 Quá trình thiết kế công nghệ cao
 11
1.2 Quá trình thiết kế công nghệ cao
 12
1.2 Quá trình thiết kế công nghệ cao
 13
1.2 Quá trình thiết kế công nghệ cao
 14
 2.1 CAD/CAM trong công nghiệp
Công nghệ CAD/CAM trong công nghiệp hiện nay được ứng dụng ngày càng hiệu
quả trong các ngành thuộc công nghiệp nhẹ cũng như các ngành công nghiêp
nặng.
- Trong công nghiệp nhẹ: Công nghệ CAD/CAM rất hiệu quả trong ngành da
giày, dệt, sản xuất hàng tiêu dùng thông thường (thuốc đánh răng, mỹ phẩm...),
sản xuất thực phẩm (bia, nước ngọt, thực phẩm đóng hộp,...).
 - Trong công nghiệp nặng: Công nghệ CAD/CAM đặc biệt quan trọng trong
 chế tạo cơ khí nói chung, chế tạo máy động lực, chế tạo phương tiện giao
 thông (xe máy, ô tô, máy bay,...), chế tạo khí cụ điện, chế tạo máy điện (động
 cơ điện, máy biến áp...), chế tạo trang thiết bị điện tử.
 15
2.2 Chu trình sản phẩm
 16
 2.2 Chu trình sản phẩm
Sự cần thiết của khách hàng và nhu cầu thị trường đối với sản phẩm dẫn
đến nhu cầu thiết kế sản phẩm.
Quá trình thiết kế luôn kèm theo quá trình tổng hợp và phân tích tối ưu hóa
thiết kế. Các quá trình tổng hợp và phân tích có vai trò quan trọng như nhau.
Hiện nay thường dùng máy tính để phân tích và tổng hợp khi thiết kế.
Quá trình chế tạo là quá trình rất phức tạp, gồm nhiều công việc có tính kỹ
thuật rõ nét như: Quy hoạch quá trình công nghệ, thiết kế chế tạo các trang bị
công nghệ, cung ứng vật tư, lập trình NC-CNC-DNC, chế tạo (sản xuất), kiểm
tra chất lượng, đóng gói.
Cung cấp sản phẩm cho thị trường là quá trình đặc trưng bởi tính thương
mại rất rõ rệt.
 17
 2.2 Chu trình sản phẩm
Quá trình sử dụng sản phẩm lại nảy sinh sự cần thiết khác của khách hàng
và nhu cầu mới của thị trường đối với sản phẩm, dẫn đến nhu cầu mới trong
thiết kế sản phẩm.
Và như vậy, đã hình thành một chu trình sản phẩm.
 18
 Thò tröôøng
 Nhu caàu thieát keá
Löïa choïn caùc thoâng tin thieát keá vaø nghieân cöùu khaû thi
 YÙ töôûng thieát keá Quaù trình thieát keá
 Moâ hình hoùa vaø moâ phoûng thieát keá
 Thieát keá chi tieát
 Quaù trình CAD
 Phaân tích vaø toái öu hoùa thieát keá
 Ñaùnh giaù thieát keá
 Xaây döïng taøi lieäu thieát keá vaø truyeàn ñaït thoâng tin thieát keá
 Thieát keá quaù trình coâng ngheä
 Thieát keá cheá taïo caùc trang bò coâng ngheä
 Quaù trình cheá taïo
 Cung öùng vaät tö
 Laäp trình NC, CNC, DNC
 Moâ phoûng gia coâng - kieåm tra chöông trình Quaù trình CAM
 Cheá taïo (saûn xuaát)
 Kieåm tra chaát löôïng
 Ñoùng goùi Sơ đồ chu trình sản phẩm
 Nhaäp kho - giao haøng
 Thò tröôøng 19
2.2 Chu trình sản phẩm
 20
 2.2 Chu trình sản phẩm
Sơ đồ chu trình sản phẩm cho thấy vai trò của hệ thống CAD/CAM là rất quan
trọng, quyết định hiệu quả của của quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm.
Trong hệ thống CAD/CAM, quá trình CAD đóng vai trò cơ sở, tạo tiền đề kỹ
thuật cho quá trình CAM tiếp sau.
 21
 3. Một số phần mềm CAD/CAM
AutoCAD 
CATIA 
Pro/ENGINEER 
SolidWorks 
Inventor 
UniGraphics 
 22
23