Xem thêm

Computer-Aided Manufacturing: Tận Dụng Công Nghệ Để Gia Cường Sản Xuất

CEO Hùng PV
Chụp màn hình mô phỏng từ hệ thống CAM Kể từ khi công nghệ tiến bộ, công nghiệp sản xuất đã trở nên phức tạp hơn bao giờ hết. Vì vậy, việc sử dụng công...

Computer-aided manufacturing Chụp màn hình mô phỏng từ hệ thống CAM

Kể từ khi công nghệ tiến bộ, công nghiệp sản xuất đã trở nên phức tạp hơn bao giờ hết. Vì vậy, việc sử dụng công nghệ để nâng cao hiệu suất và chất lượng là điều không thể thiếu. Trong lĩnh vực này, Computer-Aided Manufacturing (CAM) đã trở thành một công cụ quan trọng để tối ưu hóa quá trình sản xuất.

Định nghĩa và Ý nghĩa của CAM

CAM (rechnerunterstützte Fertigung) là việc sử dụng phần mềm không phụ thuộc vào máy CNC để tạo mã NC, đồng thời là một phần quan trọng của kỹ thuật sản xuất và chuẩn bị công việc (trong các doanh nghiệp). Mã NC được sử dụng để điều khiển các máy cắt hoặc máy in 3D chẳng hạn. Khác biệt so với việc tạo mã NC trong xưởng (WOP), CAM cho phép tạo mã NC từ bước chuẩn bị công việc. CAM là một phần quan trọng của hệ thống sản xuất tích hợp máy vi tính (CIM - Computer-integrated manufacturing).

Ý tưởng Ban Đầu

Thay vì vẽ bản vẽ truyền thống, mã NC cho chi tiết cần tạo được tạo trực tiếp từ dữ liệu CAD đã được tạo trên máy tính. Điều này giúp loại bỏ sự rườm rà trong việc chuyển đổi dữ liệu từ bản vẽ sang mã NC và giảm khả năng xảy ra lỗi. Với CAM, việc lập trình mã NC có thể được thực hiện trong văn phòng ngồi trước máy tính, thay vì phải đứng bên máy CNC như trong lập trình NC truyền thống. Bất kể máy CNC nào sử dụng, phần mềm CAM luôn có giao diện và cách sử dụng tương tự. Hệ thống CAM có thể lưu trữ các chức năng và kinh nghiệm riêng, giúp hoàn thành các tác vụ tái lập nhanh hơn và an toàn hơn. Nếu có lỗi trong mã NC, không cần quay trở lại hệ thống CAM trong bước chuẩn bị công việc, bạn có thể sử dụng một Editor trên Shopfloor để khắc phục lỗi mà không ảnh hưởng đến sản xuất trong các ca làm việc tiếp theo. CAM có thể trao đổi thông tin với các ứng dụng khác ngoài hệ thống CAD (ví dụ: quản lý công cụ và hệ thống PPS). CAM giúp tạo mã NC cho các bề mặt tự do (ví dụ: nắp cốp), sử dụng phần mềm CAM để kiểm tra tự động lỗi va chạm và lỗi khác trước khi chạy mã NC. Có thể tạo danh sách các công cụ cần thiết trước. Khi sử dụng hệ thống quản lý công cụ, các giá trị mục tiêu có thể được truyền trực tiếp đến thiết bị đo công cụ. Các thay đổi sau trong thiết kế có thể được phát hiện nhanh chóng và được chuyển vào từ hệ thống CAD. Hệ thống CAM cũng có thể tạo ra các kế hoạch công việc, kèm theo hình ảnh hoặc đoạn video, cùng với cấu hình công cụ, thời gian mỗi chu kỳ, và tình huống kẹp, tất cả đều giúp đơn giản hóa và tăng tốc quá trình thiết lập và hoàn tất công việc.

Lợi ích của CAM

Kollision in der Simulation des CAM-Systems Lỗi va chạm trong mô phỏng từ hệ thống CAM

CAM mang lại nhiều lợi ích cho quá trình sản xuất. Việc loại bỏ các lỗi xuất phát từ việc sao chép dữ liệu hình học từ bản vẽ giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm. Trong quá trình làm việc với hệ thống CAM, máy CNC vẫn hoạt động. Lập trình CAM có thể thực hiện trong văn phòng ngồi trước máy tính, thay vì đứng bên máy CNC như lập trình NC truyền thống. Phần mềm CAM có thể được sử dụng cho bất kỳ loại máy CNC nào và cách sử dụng phần mềm luôn giống nhau. Hệ thống CAM có thể lưu trữ các chức năng và kinh nghiệm riêng, giúp hoàn thành các tác vụ tái lập nhanh hơn và an toàn hơn. Trong trường hợp phát hiện lỗi trong mã NC, không cần quay trở lại hệ thống CAM, bạn có thể sử dụng một công cụ Editor trên Shopfloor để khắc phục lỗi mà không ảnh hưởng đến sản xuất trong các ca làm việc tiếp theo. CAM có thể trao đổi thông tin với các ứng dụng khác ngoài hệ thống CAD, ví dụ: quản lý công cụ và hệ thống PPS. CAM có thể tạo mã NC cho các bề mặt tự do (ví dụ: nắp cốp). Mã NC có thể được kiểm tra tự động trước khi chạy để phát hiện lỗi va chạm và lỗi khác. Có thể tạo danh sách các công cụ cần thiết trước. Khi sử dụng hệ thống quản lý công cụ, các giá trị mục tiêu có thể được truyền trực tiếp đến thiết bị đo công cụ. Các thay đổi trong thiết kế có thể được phát hiện nhanh chóng và được chuyển vào từ hệ thống CAD. Hệ thống CAM cũng có thể tạo kế hoạch công việc kèm theo hình ảnh hoặc video, cùng với cấu hình công cụ, thời gian mỗi chu kỳ và tình huống kẹp, tất cả giúp đơn giản hóa và tăng tốc quá trình thiết lập và hoàn tất công việc.

Những Điều Cần Lưu Ý

Hệ thống CAM yêu cầu một bộ xử lý đặc biệt cho từng máy CNC. Khi không có dữ liệu CAD có sẵn, người dùng phải tự nhập các hình học cho chi tiết muốn tạo. Sự hiệu suất của máy CNC có thể tăng đáng kể bằng các mã NC được tạo bởi hệ thống CAM, khi nó tính toán được lộ trình công cụ tối ưu, tránh các cắt không cần thiết và tùy chỉnh hình dạng công cụ sao cho phù hợp với quá trình gia công dự kiến (ví dụ: gia công theo hình sóng). Bằng các mô phỏng liên quan đến môi trường máy, một giá trị an toàn lớn được đảm bảo. Công việc trong xưởng ít phức tạp hơn, do đó cũng ít thú vị hơn. Với các máy CNC cũ hơn không có kết nối mạng, các mã NC được tạo bởi máy tính cần được chuyển đến điều khiển máy bằng phần mềm DNC đặc biệt.

Một hệ thống CAM tốn tiền và yêu cầu đào tạo, nhưng nó sẽ tiết kiệm rất nhiều thời gian trong quá trình vận hành, khi không cần gõ từng câu lệnh trong tiếng ồn máy, gây ra những sai sót. Một nhược điểm lớn có thể kể đến là hệ thống CAM chỉ mô phỏng mã NC trước khi xử lý bởi bộ phân giải mã NC, không mô phỏng mã NC sau khi đã qua xử lý. Do đó, để đảm bảo tính an toàn, cần phải chạy mô phỏng bằng một hệ thống mô phỏng đặc biệt.

Lợi ích từ hệ thống CAM bao gồm cả việc trực quan hóa, trên màn hình máy tính hoặc chiếu hình cho nhiều người cùng nhìn. Có thể hiển thị số lượt cắt hoặc nhích, các chuyển động khác nhau với hướng và tốc độ xác định hoặc chuyển đổi ưu tiên.

Quá Trình Thực Hiện với CAM

Trong hệ thống CAM, thông tin hình học cho phần nguyên liệu, phần hoàn thiện, và kẹp được nhập từ CAD. Đôi khi, có thể cần thay đổi hình học hoặc tạo ra các hình học mới (mô hình). Chọn vật liệu và máy CNC từ các bảng để CAM có thể đề xuất các chuyển động và giá trị cắt phù hợp.

Các công cụ cần thiết để thực hiện công việc được nhập từ quản lý công cụ hoặc được thiết lập trong CAM.

Các hoạt động cần thiết để hoàn thành công việc được xác định theo thứ tự. Đồ họa hiển thị hình học cần gia công và công cụ mong muốn. Thứ tự và thông số gia công do CAM đề xuất có thể được điều chỉnh thủ công khi cần thiết. Các hoạt động đã xác định có thể được mô phỏng để kiểm tra.

Khi tất cả các hoạt động cần thiết đã được định rõ, chương trình NC đa dạng được tạo ra và lưu trữ bởi bộ phân giải mã phù hợp. Hướng dẫn cho nhân viên và danh sách công cụ có thể được in hoặc lưu trữ. Các hoạt động đã xác định trong CAM cùng với các thông số được lưu trữ dưới dạng "mã nguồn" trong định dạng của CAM.

Ngoài việc xử lý dữ liệu liên quan đến các công việc cụ thể, CAM cũng thực hiện vai trò lưu trữ và chuẩn hóa.

Các Sản Phẩm Thương Mại (Lựa Chọn)

  • Autodesk: HSM (Works, Express, Inventor), PowerMill, FeatureCAM, PartMaker, ArtCAM, Delcam Robot, Fusion 360
  • CATIA
  • CEREC
  • Cimatron
  • Delcam
  • Esprit
  • EXAPT: EXAPTplus và EXAPTsolid
  • Hypermill
  • Mastercam
  • MazaCAM
  • NX (Siemens)
  • OPUS
  • SurfCAM
  • Tebis
  • TopSolid
  • vectorcam
  • WorkNC

Tham Khảo

  • Thường thì trong hệ thống CAM sẽ sử dụng các ngôn ngữ lập trình. Xem CNC-Programming, APT
  • Wikipedia
1