Đề tài Nghiên cứu ứng dụng hệ thống tính toán song song hiệu năng cao để lập trình gia công các bề mặt khuôn mẫu trên máy công cụ CNC

BKHVCN T§HBKHN Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc vµ kü thuËt §Ò tµi: Nghiªn cøu øng dông hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao ®Ó lËp tr×nh gia c«ng c¸c bÒ mÆt khu«n mÉu trªn m¸y c«ng cô CNC M· sè KC.05.11 GS. TSKH. Bµnh TiÕn Long 5700 21/03/2006 Hµ Néi, 11/2003 B¶n quyÒn 2003 thuéc T§HBKHN §¬n xin sao chÐp toµn bé hoÆc tõng phÇn tµi liÖu nµy ph¶i göi ®Õn HiÖu tr−ëng T§HBKHN, trõ tr−êng hîp sö dông víi môc ®Ých nghiªn cøu. Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc vµ kü thuËt §Ò tµi: Nghiªn cøu øng dông hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao ®Ó lËp tr×nh gia c«ng c¸c bÒ mÆt khu«n mÉu trªn m¸y c«ng cô CNC M· sè KC.05.11 GS. TSKH. Bµnh TiÕn Long Hµ Néi, 11/2003 B¶n th¶o viÕt xong th¸ng 10/2003 Tµi liÖu nµy ®−îc chuÈn bÞ trªn c¬ së kÕt qu¶ thùc hiÖn §Ò tµi cÊp Nhµ N−íc, m· sè KC.05.11. Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài 2. Danh s¸ch nh÷ng ng−êi thùc hiÖn ®Ò tµi TT Hä vµ tªn C¬ quan c«ng t¸c Tham gia vµo môc A Chñ nhiÖm ®Ò tµi GS. TSKH. Bµnh TiÕn Long Tr−êng §HBK Hµ Néi 4.2.1 4.2.2 4.2.4 B C¸c c¸n bé tham gia nghiªn cøu 1 TS. TrÇn ViÖt Hïng Phã Chñ nhiÖm uû ban KH vµ CN Quèc héi 4.2.1 4.2.2 2 GS.TSKH. NguyÔn Anh TuÊn Tr−êng §HBK Hµ Néi Ch−¬ng 1 3 TS. Hoµng VÜnh Sinh Tr−êng §HBK Hµ Néi Ch−¬ng 3 4 NCS. ThS. TrÇn Xu©n Th¸i Tr−êng §HBK Hµ Néi Ch−¬ng 5 5 NCS. ThS. NguyÔn ChÝ Quang Tr−êng §HBK Hµ Néi Ch−¬ng 1 6 ThS. §µo B¸ Phong Tr−êng §HBK Hµ Néi Ch−¬ng 4 7 NCS. ThS. NguyÔn Hång Minh Tr−êng §HBK Hµ Néi Ch−¬ng 3 8 KS. NguyÔn H÷u V¹n C«ng ty Nhùa Hµ Néi Ch−¬ng 1 9 NguyÔn Trung HiÕu C«ng ty C¬ khÝ Hµ Néi Ch−¬ng 5 10 KS. NguyÔn Träng H¶i Tr−êng §HBK Hµ Néi Ch−¬ng 2 11 Prof. PhD. B. Lauwers Tr−êng §¹i häc Katholieke Leuven, V−¬ng Quèc BØ Ch−¬ng 4 Đề tài cấp Nhà nước KC.05.11 Trang 1 Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài 3. phÇn ®Çu b¸o c¸o 3.1. Bµi tãm t¾t Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi xin tr©n träng c¸m ¬n Bé Khoa häc vµ C«ng nghÖ ®· t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó Tr−êng chóng t«i ®−îc thùc hiÖn §Ò tµi nµy. B¶n b¸o c¸o nµy tr×nh bµy mét c¸ch hÖ thèng qu¸ tr×nh nghiªn cøu vµ øng dông hÖ thèng m¸y tÝnh song song hiÖu n¨ng cao ®Ó lËp tr×nh gia c«ng c¸c bÒ mÆt khu«n mÉu phøc t¹p trªn m¸y phay CNC 5 trôc. NhiÖm vô ®Æt ra lµ khi gia c«ng khu«n trªn m¸y phay CNC 3 trôc hay 5 trôc lµ cÇn ph¶i tÝnh ®−îc ®−êng dông cô hay ®−êng ch¹y dao trªn c¬ së b¶n vÏ thiÕt kÕ CAD. Khèi l−îng c«ng viÖc tÝnh to¸n nµy lµ rÊt lín ®Æc biÖt trong tr−êng hîp cÇn gia c«ng c¸c bé khu«n mÉu cã bÒ mÆt phøc t¹p cao. NÕu chØ sö dông mét m¸y tÝnh PC th«ng th−êng th× thêi gian tÝnh to¸n sÏ bÞ kÐo dµi. Mét gi¶i ph¸p ®Ó kh¾c phôc vÊn ®Ò nµy lµ sö dông siªu m¸y tÝnh. Siêu máy tính là loại máy tính có tốc độ xử lý và tính toán rất cao nhờ sử dụng cùng một lúc nhiều bộ vi xử lý. Các siêu máy tính thông thường có khoảng từ 4 đến 10 bộ vi xử lý. Các siêu máy tính đặc biệt có tới trên 100 bộ vi xử lý. Một vấn đề đặt ra khi sử dụng các siêu máy tính là giá thành, một siêu máy tính đặc biệt có thể lên tới hàng trục triệu USD. §Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n kinh tÕ, gi¶i ph¸p sö dông m¹ng m¸y tÝnh song song ®−îc ®−a ra. Hệ thống song song hiệu năng cao là một hệ thống các máy tính PC thông thường cài đặt hệ điều hành Linux được kết nối thông qua mạng LAN. Một số ưu điểm chính của hệ thống máy tính song song hiệu năng cao so với hệ thống siêu máy tính nhiều vi xử lý là: Rẻ tiền nhờ chỉ sử dụng những máy tính thông thường; Có tốc độ tính toán đủ nhanh để giải các bài toán lớn, phức tạp; Khả năng lập trình dễ dàng, linh hoạt; Cung cấp đầy đủ các công cụ lập trình để cho phép người sử dụng có thể lập trình tính toán từ xa qua Internet. Các kết quả kiểm chứng của đề tài trong thực tế đã chứng tỏ rằng, khi sử dụng hệ thống song song hiệu năng cao gồm 4 máy tính (nút) để tính toán đường dụng cụ gia công các bộ khuôn, thời gian tính toán đã giảm từ 90 đến 100 lần so với khi chỉ sử dụng một máy tính. Đề tài cấp Nhà nước KC.05.11 Trang 2 Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu chÝnh cña ®Ò tµi gåm cã c¸c phÇn sau ®©y: Ch−¬ng1: tr×nh bµy viÖc x©y dùng c¸c bé hå s¬ c«ng nghÖ: hå s¬ c«ng nghÖ thiÕt kÕ bÒ mÆt trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao; hå s¬ c«ng nghÖ thiÕt kÕ theo m« h×nh 3 chiÒu (bÒ mÆt Surface vµ khèi r¾n Solid) trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao; hå s¬ c«ng nghÖ øng dông hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao trong tÝnh to¸n ®−êng dông cô vµ ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô CNC; hå s¬ c«ng nghÖ t¹o ®−êng dông cô ®Ó gia c«ng khu«n mÉu cã bÒ mÆt phøc t¹p trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao. Ch−¬ng 2: tr×nh bµy viÖc x©y dùng th− viÖn tÝnh to¸n ®−êng dông cô trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao. Ch−¬ng 3: tr×nh bµy viÖc x©y dùng c¸c phÇn mÒm: phÇn mÒm thùc hiÖn c¸c nhiÖm vô tÝnh to¸n, ph©n chia vµ truyÒn/nhËn d÷ liÖu cho hÖ thèng m¸y tÝnh song song hiÖu n¨ng cao; phÇn mÒm tÝnh ®−êng dông cô ch¹y trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao ®Ó sinh ra ®−êng ch¹y dao ®iÒu khiÓn m¸y phay CNC 3 trôc vµ 5 trôc; phÇn mÒm điều khiển máy phay CNC 5 trục theo phương pháp DNC (Direct Numerical Control) trên cơ sở đo rung động phản hồi của máy. Ch−¬ng 4: tr×nh bµy viÖc x©y dùng hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao cã kÕt nèi víi m¸y phay CNC 5 trôc. Ch−¬ng 5: tr×nh bµy viÖc thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o mét sè bé khu«n mÉu cã bÒ mÆt phøc t¹p trªn m¸y phay CNC 5 trôc víi sù trî gióp cña hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao ®Ó kiÓm chøng kÕt qu¶ nghiªn cøu lý thuyÕt. Sau 24 tháng triển khai nghiên cứu và tổ chức thực hiện, trên cơ sở những kết quả đã đạt được, đề tài KC.05.11 xin được tự nhận xét như sau: ™ H−íng nghiªn cøu mµ ®Ò tµi ®· chän lµ ®óng ®¾n. ™ §Ò tµi ®· ®−îc triÓn khai thùc hiÖn theo ®óng tiÕn ®é ®· ®Ò ra. ™ §Ò tµi ®· hoµn thµnh c¸c môc tiªu ®· ®Ò ra theo ®óng nh− b¶n ThuyÕt minh ®Ò tµi vµ hîp ®ång ®· ký víi Bé Khoa häc vµ C«ng nghÖ. ™ C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu cña ®Ò tµi cã ý nghÜa khoa häc vµ gi¸ trÞ kinh tÕ ®èi víi §Êt n−íc. ™ C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu cña ®Ò tµi cã kh¶ n¨ng øng dông rÊt cao trong thùc tiÔn. Đề tài cấp Nhà nước KC.05.11 Trang 3 Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài 3.2. môc lôc 1. Trang nhan ®Ò........................................................................................................... i 2. Danh s¸ch nh÷ng ng−êi thùc hiÖn ®Ò tµi ................................................................ 1 3. PhÇn ®Çu b¸o c¸o...................................................................................................... 2 3.1. Bµi tãm t¾t................................................................................................................ 2 3.2. Môc lôc .................................................................................................................... 4 4. PhÇn chÝnh b¸o c¸o................................................................................................... 5 4.1. Lêi më ®Çu.......................................................................................................... 5 4.2. Néi dung chÝnh b¸o c¸o..................................................................................... 7 4.2.1. Tæng quan t×nh h×nh nghiªn cøu ngoµi n−íc vµ trong n−íc .............................. 7 1. Ngoµi n−íc....................................................................................................... 7 2. Trong n−íc......................................................................................................10 4.2.2. Lùa chän ®èi t−îng nghiªn cøu........................................................................13 4.2.3. Nh÷ng néi dung ®· thùc hiÖn ...........................................................................17 Ch−¬ng 1. X©y dùng c¸c bé hå s¬ c«ng nghÖ ....................................................17 Ch−¬ng 2. X©y dùng th− viÖn tÝnh to¸n ®−êng dông cô trªn............................106 hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao Ch−¬ng 3. X©y dùng c¸c phÇn mÒm.................................................................107 Ch−¬ng 4. X©y dùng hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng .........................125 cao cã kÕt nèi víi m¸y phay CNC 5 trôc Ch−¬ng 5. ThiÕt kÕ vµ chÕ t¹o c¸c bé khu«n mÉu trªn m¸y phay ....................127 CNC 5 trôc víi sù trî gióp cña hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao ®Ó kiÓm chøng kÕt qu¶ nghiªn cøu lý thuyÕt 4.2.4. Tæng qu¸t ho¸ vµ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ thu ®−îc..................................................136 4.3. KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ .....................................................................................138 4.4. Lêi c¸m ¬n.......................................................................................................139 4.5. Tµi liÖu tham kh¶o..........................................................................................140 5. PhÇn phô lôc b¸o c¸o ............................................................................................142 5.1. Phô lôc 1: Th− viÖn tÝnh ®−êng dông cô ch¹y trªn hÖ thèng................................. song song hiÖu n¨ng cao 5.2. Phô lôc 2: M· nguån ch−¬ng tr×nh phÇn mÒm tÝnh to¸n ph©n chia....................... vµ truyÒn/nhËn d÷ liÖu cho hÖ thèng m¸y tÝnh song song hiÖu n¨ng cao vµ m¸y phay CNC 5 trôc 5.3. Phô lôc 3: B¶n vÏ thiÕt kÕ c¸c bé khu«n................................................................ 5.4. Phô lôc 4: Hå s¬ ®o kiÓm th«ng sè h×nh häc c¸c bé khu«n .................................. do ®Ò tµi chÕ t¹o Đề tài cấp Nhà nước KC.05.11 Trang 4 Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài 4. PhÇn chÝnh b¸o c¸o 4.1. lêi më ®Çu øng dông hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao trong viÖc lËp tr×nh gia c«ng c¸c bÒ mÆt khu«n mÉu trªn m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè (CNC) hiÖn ®ang lµ h−íng nghiªn cøu ®−îc coi lµ mòi nhän nhê nh÷ng −u ®iÓm mµ hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao mang l¹i cho qu¸ tr×nh gia c«ng chÕ t¹o c¸c chi tiÕt c¬ khÝ. Nh÷ng chi tiÕt tr−íc ®©y ph¶i gia c«ng trªn c¸c hÖ thèng m¸y chuyªn dông th× nay ®· cã thÓ gia c«ng trªn hÖ thèng CNC th«ng th−êng nhê øng dông hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao. V× vËy Bé Khoa häc vµ C«ng nghÖ ®· giao cho Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi thùc hiÖn §Ò tµi: “Nghiªn cøu øng dông hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao ®Ó lËp tr×nh gia c«ng c¸c bÒ mÆt khu«n mÉu trªn m¸y c«ng cô CNC”, m· sè KC.05.11 víi nh÷ng môc tiªu c¬ b¶n sau: - Lµm chñ c¸c m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn CNC, ®Æc biÖt lµ c¸c m¸y c«ng cô ®−îc thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o t¹i ViÖt Nam. C¸c kÕt qu¶ cña ®Ò tµi còng lµ nh÷ng sè liÖu rÊt tèt kh«ng nh÷ng nh»m gióp Ých cho c¸c nhµ s¶n xuÊt m¸y c«ng cô cã thÓ c¶i tiÕn hÖ thèng ®iÒu khiÓn ngµy cµng tèi −u trong ®iÒu kiÖn hiÖn cã t¹i ViÖt Nam mµ cßn lµ tµi liÖu dïng cho gi¶ng d¹y t¹i c¸c tr−êng thuéc khèi kü thuËt. - ThiÕt lËp ®−îc nh÷ng bé hå s¬ vÒ c«ng nghÖ gia c«ng c¸c bÒ mÆt phøc t¹p trªn m¸y CNC. Môc tiªu nµy nh»m gi¶m thêi gian thiÕt kÕ, t¨ng tÝnh c¹nh tranh s¶n phÈm cho c¸c doanh nghiÖp cã sö dông m¸y c«ng cô CNC. - ThiÕt lËp ®−îc c¸c th− viÖn tÝnh to¸n ®−êng dông cô, th− viÖn d÷ liÖu cña hÖ chuyªn gia ch¹y trªn m¹ng m¸y tÝnh hiÖu n¨ng cao. ThiÕt lËp tr¹m dÞch vô tÝnh to¸n vµ t− vÊn trªn m¹ng song song, tõ ®ã cã thÓ gióp c¸c doanh nghiÖp cã thÓ sö dông m¸y c«ng cô CNC mét c¸ch hiÖu qu¶ nhÊt: n¨ng suÊt, chÊt l−îng n©ng cao vµ chi phÝ thiÕt kÕ, lËp quy tr×nh c«ng nghÖ trung gian gi¶m, tèi −u ho¸ c¸c b−íc quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng vµ ®Æc biÖt lµ cã nh÷ng lêi khuyªn cña hÖ chuyªn gia nh»m gi¶m c¸c sai sãt trong khi thiÕt kÕ vµ gia c«ng. Đề tài cấp Nhà nước KC.05.11 Trang 5 Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài - Hå s¬ ®iÒu khiÓn thÝch nghi m¸y c«ng cô CNC b»ng hÖ thèng m¸y tÝnh song song, gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n tèi −u ®a môc tiªu trong qu¸ tr×nh gia c«ng c¸c bÒ mÆt cã h×nh d¹ng phøc t¹p (®Æc biÖt lµ ®é chÝnh x¸c qu¸ tr×nh t¹o h×nh khi gia c«ng khu«n mÉu). XuÊt ph¸t tõ c¸c môc tiªu ®· ®Ò ra, ®Ò tµi sÏ tËp trung nghiªn cøu vµo c¸c néi dung cã tÝnh thùc tiÔn cao sau ®©y: 1. X©y dùng c¸c bé hå s¬ c«ng nghÖ vÒ thiÕt kÕ bÒ mÆt trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao; thiÕt kÕ theo m« h×nh 3 chiÒu (bÒ mÆt Surface vµ khèi r¾n Solid) trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao; øng dông hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao trong tÝnh to¸n ®−êng dông cô vµ ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô CNC; t¹o ®−êng dông cô ®Ó gia c«ng khu«n mÉu cã bÒ mÆt phøc t¹p trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao. 2. X©y dùng th− viÖn tÝnh to¸n ®−êng dông cô trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao. 3. X©y dùng c¸c phÇn mÒm thùc hiÖn c¸c nhiÖm vô tÝnh to¸n, ph©n chia vµ truyÒn/nhËn d÷ liÖu cho hÖ thèng m¸y tÝnh song song hiÖu n¨ng cao; tÝnh ®−êng dông cô ch¹y trªn hÖ thèng song song hiÖu n¨ng cao ®Ó sinh ra ®−êng ch¹y dao ®iÒu khiÓn m¸y phay CNC 3 trôc vµ 5 trôc; điều khiển máy phay CNC 5 trục theo phương pháp DNC (Direct Numerical Control) trên cơ sở đo rung động phản hồi của máy. 4. X©y dùng hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao cã kÕt nèi víi m¸y phay CNC 5 trôc. 5. ThiÕt kÕ vµ chÕ t¹o mét sè bé khu«n mÉu trªn m¸y phay CNC 5 trôc víi sù trî gióp cña hÖ thèng tÝnh to¸n song song hiÖu n¨ng cao ®Ó kiÓm chøng kÕt qu¶ nghiªn cøu lý thuyÕt. 6. §µo t¹o, chuyÓn giao c«ng nghÖ vµ triÓn khai øng dông c¸c kÕt qu¶ cña ®Ò tµi trong c«ng nghiÖp. Đề tài cấp Nhà nước KC.05.11 Trang 6 Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài 4.2. néi dung chÝnh b¸o c¸o 4.2.1. Tæng quan t×nh h×nh nghiªn cøu ngoµi n−íc vµ trong n−íc 1. Ngoµi n−íc C¸c øng dông cña m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè ngµy cµng nhiÒu vµ nã thùc sù lµ mét c«ng cô rÊt h÷u hiÖu ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt phøc t¹p. HiÖn t¹i, c¸c ViÖn nghiªn cøu, c¸c tr−êng §¹i häc vµ c¸c c«ng ty ë n−íc ngoµi ®ang tiÕn hµnh nghiªn cøu theo 4 h−íng sau: • Nghiªn cøu hoµn chØnh m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè. Tõ viÖc sö dông hÖ thèng CNC, PLC ®Õn viÖc sö dông PC-Base, tõ 2 trôc ®Õn 5 trôc cïng gia c«ng. C¸c nghiªn cøu chñ yÕu ë h−íng nµy lµ tËp trung n©ng cao ®é chÝnh x¸c, ®é cøng v÷ng vµ ®é tin cËy cña hÖ thèng. Nh÷ng thiÕt bÞ tiªu biÓu cã thÓ kÓ ®Õn nh− MAHO, BridePort, Mishubishi,... • Nghiªn cøu vµ hoµn chØnh ng«n ng÷ ®iÒu khiÓn. Thùc chÊt lµ t¹o cho m¸y c«ng cô mét giao diÖn th©n thiÖn, linh ho¹t vµ ®Æc biÖt lµ cã kh¶ n¨ng më réng phï hîp víi mäi nhu cÇu. HiÖn t¹i cã rÊt nhiÒu h·ng ®· ®−a ra nhiÒu ng«n ng÷ ®iÒu khiÓn rÊt hiÖn ®¹i, dÔ häc vµ hoµn toµn lµ hÖ më (cho phÐp ng−êi sö dông cã thÓ x©m nhËp s©u vµo hÖ thèng). Cã thÓ kÓ ®Õn hÖ ®iÒu khiÓn næi tiÕng nh− Fanuc, Heidenhein. • Nghiªn cøu vÒ mÆt c«ng nghÖ gia c«ng trªn hÖ thèng ®iÒu khiÓn sè. H−íng nghiªn cøu nµy hiÖn t¹i ®ang ®−îc nghiªn cøu vµ ®−îc coi lµ mòi nhän bëi v× h−íng nµy chÝnh lµ viÖc ¸p dông c¸c nghiªn cøu vµo thùc tiÔn, ®em l¹i lîi nhuËn cho c¸c nhµ nghiªn cøu. Nh÷ng chi tiÕt tr−íc ®©y ph¶i gia c«ng trªn c¸c hÖ thèng m¸y chuyªn dông, cùc kú ®¾t tiÒn th× nay ®· cã thÓ gia c«ng trªn hÖ thèng CNC th«ng th−êng, vÝ dô nh− b¸nh r¨ng c«n xo¾n, c¸c d¹ng cam ®Æc biÖt hay c¸c chi tiÕt ®Þnh h×nh lín. Mét trong nh÷ng môc tiªu quan träng n÷a cña h−íng nghiªn cøu c«ng nghÖ chÝnh lµ nghiªn cøu c¸c ph−¬ng ph¸p gia c«ng cao tèc, tèc ®é c¾t cã thÓ tõ vµi tr¨m ®Õn ngµn mÐt/gi©y. Nh÷ng trung t©m nghiªn cøu næi tiÕng vÒ lÜnh vùc c«ng nghÖ lµ viÖn KIST (Hµn quèc), tr−êng Leuven (BØ), viÖn MIT (Mü),... • Nghiªn cøu phÇn mÒm tÝch hîp CAD/CAM. Cã thÓ kÕ ®Õn nh÷ng s¶n phÈm næi tiÕng nh− Cimatron, UniGraphics, ProEngineer,... Nh÷ng s¶n phÈm cña h−íng nµy Đề tài cấp Nhà nước KC.05.11 Trang 7 Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài lµ nh÷ng c«ng cô kh«ng thÓ thiÕu ®−îc do chóng cã tÝnh linh ho¹t, mÒm dÎo vµ ®Æc biÖt lµ cã thÓ sinh ra m· ®iÒu khiÓn mét c¸ch nhanh chãng. HiÖn nay, c«ng nghÖ th«ng tin ®· cã nh÷ng ph¸t triÓn nh¶y vät, c¸c hÖ thèng tÝnh to¸n vµ ®iÒu khiÓn cã d¹ng ®a xö lý (Multi Proccessing) ®−îc ®−a vµo ¸p dông cho m¸y c«ng cô CNC. C¸c øng dông cña m¹ng m¸y tÝnh hiÖu n¨ng cao ®· vµ ®ang b¾t ®Çu ®−îc nghiªn cøu vµ ®−a vµo khai th¸c nhê nh÷ng −u ®iÓm v−ît tréi: chi phÝ thiÕt bÞ kh«ng cao, cã thÓ tiÕn hµnh tÝnh to¸n vµ ®iÒu khiÓn trªn m¹ng vµ ®Æc biÖt lµ kh¶ n¨ng xö lý d÷ liÖu rÊt lín trong thêi gian ng¾n rÊt thÝch hîp cho viÖc ®iÒu khiÓn thÝch nghi. HiÖn t¹i, trong dù ¸n hîp t¸c víi VLIR (V−¬ng quèc BØ) cña tr−êng §HBK Hµ néi, nhãm ph¸t triÓn phÇn mÒm cho Unigraphics (thuéc hÖ tÝch hîp KATIA) cña tr−êng §H Katholieke Leuven sÏ hîp t¸c víi §HBK Hµ néi x©y dùng mét hÖ thèng bao gåm ph¸t triÓn phÇn mÒm vµ phßng thÝ nghiÖm tÝch hîp CAD/CAM. §©y lµ mét thuËn lîi lín cho §HBK Hµ néi trong khi thùc hiÖn ®Ò tµi nµy. Mét sè c«ng tr×nh cã liªn quan ®Õn ®Ò tµi: 1. SmartCAM Advanced 3D Machining V3.5, Point Control Co, USA 1993. 2. Cimatron manual & software V10, Cimatron Ltd 1999. 3. Iso-phote Based tool-path generation for machining Free-form surfaces, CAD/CAM Labolatory, Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Univesity of California, Los Angeles. 4. C-Space approach to tool-path generation for die and mould machining, Byoung K Choi, CAM Lab, IE Dept, Taejon Korea. 5. CAD/CAM theory and practice, Ibrahim Zeid, Department of Mechanical engineering Northeatern University. 6. Computer Aided Manufactering, TIEN-CHIEN-CHANG Purdue University, RICHARD A. WYSK Texas A & M University. 7. Computer Numerical Control, Hans B.Kief University of Mannheim . 8. Computer graphics principles and practice, James D. Foley Georgia Institute of Technology. Đề tài cấp Nhà nước KC.05.11 Trang 8 Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài 9. Curves and Surfaces for Computer Aided Geometric Design, Gegald Farin, London,USA 1990. 10. Computer Graphics and Geometric Modeling for Engineers, New York 1993. 11. Revue internationalle de CAO, Chantal Menasce, Hemes 1994. 12. Computer Numerical Control Operation and Programming, Jonh Stenerson, New Jersey, Prentice Hall 1997. 13. Computer Integrated Manufacturing, James A.Rehg, London, Printice Hall 1994. 14. Automatic Generation of NC Cutter path from massive data point, Alan C. Lin and Hai-Terng Liu, Computer Aided Design Vol 30, Elsevier Science 1998. Tuy nhiªn, hÇu hÕt c¸c nghiªn cøu trªn míi chØ dõng ë mét kÕt qu¶ cô thÓ nµo ®ã mµ ch−a cã mét nghiªn cøu nh»m tæng hîp c¸c kÕt qu¶ trªn. Cã thÓ nªu ra mét sè vÝ dô: • VÒ mÆt c«ng nghÖ: víi c¸c c«ng nghÖ phæ biÕn ®Òu ch−a cã nh÷ng hÖ chuyªn gia nh»m tËp hîp nh÷ng kinh nghiÖm còng nh− c¸c kÕt qu¶ ®· ®¹t ®−îc. Th«ng th−êng, víi c¸c h·ng rÊt lín nh− BMW hay Airbus, Boeing,... hä cã nh÷ng bé hå s¬ c«ng nghÖ rÊt tèi −u cho c¸c s¶n phÈm cña hä. Song chóng lµ nh÷ng bÝ mËt c«ng nghÖ (know-how) kh«ng phæ biÕn. • VÒ c¸c phÇn mÒm tÝch hîp: hiÖn t¹i chóng chØ dõng l¹i ë møc ®é cung cÊp c«ng cô ®Ó ng−êi dïng cã thÓ thiÕt kÕ (CAD) vµ tÝnh to¸n ®−êng dông cô (CAM) mµ ch−a cã bÊt kú mét lêi khuyªn hay h−íng dÉn viÖc chän dông cô, chÕ ®é c¾t hay nªu lªn sù bÊt hîp lý trong kÕt cÊu chi tiÕt. Víi c¸c chi tiÕt phøc t¹p, ®Æc biÖt lµ víi c¸c chi tiÕt ®−îc t¹o bëi thiÕt bÞ dß to¹ ®é 3 chiÒu, th× viÖc tÝnh to¸n rÊt l©u vµ ®«i khi kh«ng ra ®−îc kÕt qu¶. Ngoµi ra, c¸c phÇn mÒm tÝch hîp kiÓu nh− ProEngineer, KATIA (Unigraphics) hay CIMATRON ®Òu cã gi¸ rÊt cao (cì tõ 20000 ®Õn 100000 USD cho mét b¶n cµi ®Æt trªn mét m¸y tÝnh). • HÇu hÕt c¸c m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè hiÖn nay ®Òu míi chØ dõng ë møc ®é ®iÒu khiÓn quü ®¹o dông cô c¾t mµ ch−a cã hÖ thèng ph¶n håi ®Ó ®iÒu khiÓn thÝch nghi víi qu¸ tr×nh gia c«ng. Đề tài cấp Nhà nước KC.05.11 Trang 9 Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật Đề tài 2. Trong n−íc H−íng nghiªn cøu vÒ chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè ®−îc triÓn khai t¹i ViÖn M¸y vµ Dông cô (IMI) tr−íc ®©y vµ t¹i C«ng ty C¬ khÝ Hµ Néi (HAMECO) hiÖn nay víi quy m« kh¸ lín vµ ®· ®em l¹i mét hiÖu qu¶