Giáo trình CAD/CAM - Chương 1: Tổng quan về CAD/CAM

C1 CAD-CAM> TONGQUAN 1 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Chương 1. 
TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM 
1.1 VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG CỦA CAD/CAM 
 TRONG NỀN SX HIỆN ĐẠI. 
1.1.1 Giới thiệu về CAD/CAM hay CAO/FAO. 
Thiết kế và chế tạo có sự tham gia của máy vi tính (CAD/CAM hay 
CAO/FAO) thường được trình bày gắn liền với nhau. Thật vậy, hai lĩnh vực ứng 
dụng tin học trong ngành cơ khí chế tạo này có nhiều điểm giống nhau bởi 
chúng đều dựa trên cùng các chi tiết cơ khí và sử dụng dữ liệu tin học chung: đó 
là các nguồn đồ thị hiển thị và dữ liệu quản lý. 
Thực tế, CAD và CAM tương ứng với các hoạt động của hai quá trình hỗ 
trợ cho phép biến một ý tưởng trừu tượng thành một vật thể thật. Hai quá trình 
này thể hiện rõ trong công việc nghiên cứu (bureau d’étude) và triển khai chế 
tạo (bureau des méthodes). 
Xuất phát từ nhu cầu cho trước, việc nghiên cứu đảm nhận thiết kế một 
mô hình mẫu cho đến khi thể hiện trên bản vẽ biễu diễn chi tiết. Từ bản vẽ chi 
tiết, việc triển khai chế tạo đảm nhận lập ra quá trình chế tạo các chi tiết cùng 
các vấn đề liên quan đến dụng cụ và phương pháp thực hiện. 
Hai lĩnh vực hoạt động lớn này trong ngành chế tạo máy được thực hiện 
liên tiếp nhau và được phân biệt bởi kết quả của nó. 
* Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu 
khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng. Các 
phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu và được 
chia thành hai loại: Các phần mềm thiết kế và các phần mềm vẽ. 
* Kết quả của CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí. Trong CAM không truyền đạt 
một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc. Việc chế 
tạo bao gồm các vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu, công suất của 
trang thiết bị, các điều kiện sản xuất khác nhau có giá thành nhỏ nhất, với việc 
tối ưu hoá đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết 
cơ khí. 
Nhằm khai thác các công cụ hữu ích, những ứng dụng tin học trong chế 
tạo không chỉ hạn chế trong các phần mềm đồ hoạ hiển thị và quản lý mà còn sử 
dụng việc lập trình và điều khiển các máy công cụ điều khiển số, do vậy đòi hỏi 
khi thực hiện phải nắm vững các kiến thức về kỹ thuật gia công. 
C1 CAD-CAM> TONGQUAN 2 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Trong chế tạo, việc sử dụng các dữ liệu tin học phải lưu ý đến nhiều mối 
quan hệ ràng buộc. Các ràng buộc này nhiều hơn trong thiết kế. Việc cắt gọt vật 
liệu trên một máy công cụ điều khiển số hay một máy công cụ vạn năng thông 
thường là như nhau, trong hai trường hợp vật liệu không thay đổi về tính chất. 
Trong khi đó các dữ liệu tin học có trong môi trường công nghiệp cũng có 
trong các xưởng gia công. Các nguồn dữ liệu này cải thiện kỹ thuật chế tạo, 
chuyển đổi phương pháp và dẫn đến thay đổi quan trọng trong các công việc 
hoàn thành khi lập qui trình công nghệ cũng như trên vị trí làm việc. Ngoài công 
việc cho phép điều khiển số các nguyên công gia công, việc thiết lập các dữ liệu 
tin học mang lại nhiều sự cải thiện về kết cấu liên quan đến cấu trúc máy và đồ 
gá, các phương pháp chế tạo và kiểm tra sản phẩm, thiết kế dụng cụ cắt và các 
cơ cấu tự động khác. Mặt khác, các ứng dụng tin học này cũng cho phép khai 
thác tốt hơn các khả năng mới của máy và dụng cụ. 
Ngày nay việc chuyển biến từ một ý tưởng trừu tượng thành một sản 
phẩm thực tế có thể theo một quá trình hoàn toàn được chi phối bởi máy tính 
điện tử, như sơ đồ hình 1.1 đã chỉ rõ. 
BUREAUTIQUE 
ET COMMUNICATION
CONCEPTION, MODELISATION, 
ANALYSE ET INGENIERIE ASSISTE PAR 
ORDINATEUR (CAO - IAO) 
DESSIN ASSISTE PAR 
ORDINATEUR (DAO)
PROCEDES, SIMULATION, PROGRAMMATION
MOCN ROBOTAUTOMATMOCN
CAO 
FAO 
CONTRÔLE DE QUALITÉ
INVENTAIRE ET MANUTENTION
FABRICATION 
INTEGREE 
SUR 
ORDINATEUR 
(FIO) 
ADMINISTRATION 
 ET GESTION
BUREAU 
D’ETUDE
BUREAU 
DE 
METHODES
ADMINISTRATION ET 
GESTION
Hình 1.1 - Sơ đồ CAO - FAO - FIO 
C1 CAD-CAM> TONGQUAN 3 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Ta phân biệt hai loại dụng cụ tin học trong nghiên cứu thiết kế: 
- Các phần mềm vẽ có sự tham gia của máy tính điện tử 
(Dessin Assisté par Ordinateur-DAO hay Computer Aided Drawing - CAD). 
- Các phần mềm thiết kế có sự tham gia của máy tính điện tử 
(Conception Assistée par Ordinateur-CAO hay Computer Aided Design-CAD). 
Trong tiếng Anh ta sử dụng từ CAD chung cho cả hai phần mềm này. 
Trong triển khai chế tạo ra sản phẩm từ bản vẽ thiết kế, ngày nay có các phần 
mềm ứng dụng đó là các phần mềm chế tạo có sự tham gia của máy tính điện tử 
( Fabrication Assistée par Ordinateur - FAO 
 hay Computer Aided Manufacturing - CAM) 
 Khi sự tích hợp trên máy tính điện tử cho các hoạt động thiết kế và chế 
tạo được thực hiện, tức là khi việc thực hiện có thể trực tiếp dựa vào các dữ liệu 
số được tạo ra bởi việc thiết kế, tập hợp các hoạt động đặc trưng của CAD/CAM 
được mô tả dưới khái niệm chế tạo được tích hợp bởi máy tính điện tử 
( Fabrication Intégrée par Ordinateur - FIO 
 hay Computer integrated Manufacturing - CIM). 
 Do vậy CIM biểu diễn các hoạt động tương ứng với thiết kế, vẽ, chế tạo 
và kiểm tra chất lượng của một sản phẩm cơ khí. 
1.1.2 Đối tượng phục vụ của CAD/CAM. 
Xu thế phát triển chung của các ngành công nghiệp chế tạo theo công 
nghệ tiên tiến là liên kết các thành phần của qui trình sản xuất trong một hệ 
thống tích hợp điều khiển bởi máy tính điện tử (Computer Integrated 
Manufacturing - CIM). 
Các thành phần của hệ thống CIM được quản lý và điều hành dựa trên cơ 
sở dữ liệu trung tâm với thành phần quan trọng là các dữ liệu từ quá trình CAD. 
 Kết quả của quá trình CAD không chỉ là cơ sở dữ liệu để thực hiện phân 
tích kỹ thuật, lập qui trình chế tạo, gia công điều khiển số mà chính là dữ liệu 
điều khiển thiết bị sản xuất điều khiển số như các loại máy công cụ, người máy, 
tay máy công nghiệp và các thiết bị phụ trợ khác. 
Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò quan trọng trong việc hình thành 
bất kỳ một sản phẩm cơ khí nào. 
C1 CAD-CAM> TONGQUAN 4 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Công việc này bao gồm: 
- Chuẩn bị thiết kế ( thiết kế kết cấu sản phẩm, các bản vẽ lắp chung 
của sản phẩm, các cụm máy.v.v...) 
- Chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính năng công nghệ của kết cấu, 
thiết lập qui trình công nghệ) 
- Thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ và dụng cụ phụ v.v... 
- Kế hoạch hoá quá trình sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời 
gian yêu cầu. 
Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời lượng 
thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết mà chỉ có 10% thời gian dành cho lao động 
sáng tạo và quyết định phương án, do vậy các công việc trên có thể thực hiện 
bằng máy tính điện tử để vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác và 
chất lượng. 
CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết 
kế và chế tạo trong đó máy tính điện tử được sử dụng để thực hiện một số 
chức năng nhất định. 
CAD/CAM tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động: Thiết 
kế và Chế tạo. 
Tự động hoá thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính toán giúp 
người kỹ sư thiết kế, mô phỏng, phân tích và tối ưu hoá các giải pháp thiết kế. 
Tự động hoá chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hoá, điều 
khiển và kiểm tra các nguyên công gia công. 
1.1.3 Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất. 
Khái niệm 
SP mới 
Vẽ 
chi tiết 
Lập 
biểu đồ SX 
Sản xuất 
sản phẩm 
Kiểm tra 
chất lượng 
Nhu cầu 
thị trường 
Thiết kế 
sản phẩm 
Nhu cầu 
TTB mới 
Kế hoạch hoá 
QTSX 
Hình 1.2- Sơ đồ chu kỳ sản xuất 
C1 CAD-CAM> TONGQUAN 5 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Rõ ràng rằng CAD/CAM chi phối hầu hết các dạng hoạt động và chức 
năng của chu kỳ sản xuất. Ở các nhà máy hiện đại, trong công đoạn thiết kế và 
chế tạo, kỹ thuật tính toán ngày càng phát huy tác dụng và là nhu cầu không thể 
thiếu được. 
1.1.4 Chức năng của CAD. 
Khác biệt cơ bản với qui trình thiết kế theo công nghệ truyền thống, CAD 
cho phép quản lý đối tượng thiết kế dưới dạng mô hình hình học số trong cơ sở 
dữ liệu trung tâm, do vậy CAD có khả năng hỗ trợ các chức năng kỹ thuật ngay 
từ giai đoạn phát triển sản phẩm cho đến giai đoạn cuối của quá trình sản xuất, 
tức là hỗ trợ điều khiển các thiết bị sản xuất bằng điều khiển số. 
Hệ thống CAD được đánh giá có đủ khả năng để thực hiện chức năng yêu 
cầu hay không, phụ thuộc chủ yếu vào chức năng xử lý của các phần mềm thiết 
kế. Ngày nay những bộ phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế 
và gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện được các chức năng cơ bản sau: 
TĐH 
thiết kế 
Vẽ bằng 
MTĐT 
Nhu cầu 
TTB mới 
Nhu cầu 
 thị trường 
Vẽ chi tiết Thiết kế 
SP 
Khái niệm 
SP mới 
Sản xuất 
sản phẩm 
Kiểm tra 
chất lượng 
TĐH KHH 
QTSX 
KHH 
QTSX 
TB ĐK bằng 
MTĐT 
TĐH 
KTCL 
Lập biểu đồ 
SX 
Vẽ BĐ, lập nhu cầu 
NVL KT 
Hình 1.3 - Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM 
C1 CAD-CAM> TONGQUAN 6 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
- Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) những hình dạng phức tạp. 
- Giao tiếp với các thiết bị đo, quét toạ độ 3D thực hiện nhanh chóng các 
chức năng mô phỏng hình học từ dữ liệu số. 
- Phân tích và liên kết dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý 
kết cấu lắp ghép... 
- Tạo bản vẽ và ghi kích thước tự động: có khả năng liên kết các bản vẽ 
2D với mô hình 3D và ngược lại. 
- Liên kết với các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phân 
tích kỹ thuật: tính biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu, 
trường áp suất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu,... 
- Nội suy hình học, biên dịch các kiểu đường chạy dao chính xác cho 
công nghệ gia công điều khiển số. 
- Giao tiếp dữ liệu theo các định dạng đồ hoạ chuẩn. 
- Xuất dữ liệu đồ hoạ 3D dưới dạng tập tin STL để giao tiếp với các 
thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể. 
 Những ứng dụng của CAD trong ngành chế tạo máy: 
• Tạo mẫu nhanh thông qua giao tiếp dữ liệu với thiết bị tạo mẫu 
nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể (đo quét toạ độ) 
• Giảm đáng kể thời gian mô phỏng hình học bằng cách tạo mô 
hình hình học theo cấu trúc mặt cong từ dữ liệu số. 
• Chức năng mô phỏng hình học mạnh, có khả năng mô tả những 
hình dáng phức tạp nhất. 
• Khả năng mô hình hoá cao cho các phương pháp phân tích, cho 
phép lựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu. 
1.2 THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG TẠO HÌNH. 
Theo lịch sử hình thành và phát triển ta có thể phân biệt công nghệ thiết kế và 
gia công tạo hình như sau: 
- Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. 
- Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM 
- Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp CIM 
1.2.1 Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. 
Trong công nghệ truyền thống, các mặt cong 3D phức tạp được gia công trên 
máy vạn năng theo phương pháp chép hình sử dụng mẫu hoặc dưỡng. Do vậy 
qui trình thiết kế và gia công bao gồm có 4 giai đoan phân biệt (Hình 1.4): 
1. Tạo mẫu sản phẩm, 
2. Lập bản vẽ kỹ thuật, 
3. Tạo mẫu chép hình, 
4. Gia công chép hình. 
Qui trình này có những hạn chế: 
C1 CAD-CAM> TONGQUAN 7 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
- Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình, 
- Dễ dàng làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai vì phải xử lý một số lớn dữ 
liệu, 
- Năng suất thấp do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và 
qui trình được thực hiện tuần tự: tạo mẫu sản phẩm - lập bản vẽ chi tiết 
- tạo mẫu chép hình - phay chép hình. 
1.2.2 Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM. 
 Sự phát triển của phương pháp mô hình hoá hình học cùng với thanh tựu 
của công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, kỹ thuật điều khiển số đã có những 
ảnh hưởng trực tiếp đến công nghệ thiết kế và gia công tạo hình (Hình 1.5): 
- Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và tạo bản vẽ với sự trợ giúp 
của máy vi tính. 
- Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng mô hình hoá hình học trực tiếp 
từ giá trị lấy mẫu 3D. 
- Mẫu chép hình được thay thế bằng mô hình toán học - mô hình hình 
học lưu trữ trong bộ nhớ máy vi tính và ánh xạ trên màn hình dưới 
dạng mô hình khung lưới. 
- Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM). 
Về công nghệ, khác biệt cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ 
truyền thống và công nghệ CAD/CAM là thay thế tạo hình theo mẫu bằng mô 
hình hoá hình học. 
Ý TƯỞNG 
VẼ & THIẾT KẾ
BẢN VẼ KỸ THUẬT
TẠO MẪU CHÉP HÌNH
GIA CÔNG CHÉP HÌNH
MẪU 
CHÉP HÌNH
MẪU 
SẢN PHẨM
Hình 1.4 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình 
 theo công nghệ truyền thống 
Hiệu chỉnh 
Lấy mẫu 
C1 CAD-CAM> TONGQUAN 8 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Kết quả là mẫu chép hình và công nghệ gia công chép hình được thay thế 
bằng mô hình hình học số (Computational Geometric Model - CGM) và gia 
công điều khiển số. Mặt khác khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp và khả 
năng lựa chọn chế độ gia công thích hợp (gia công thô, bán tinh và tinh). 
Theo công nghệ CAD/CAM phần lớn các khó khăn của quá trình thiết kế 
và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được khắc phục vì rằng: 
• Bề mặt gia công đạt được chính xác và tinh xảo hơn. 
• Khả năng nhầm lẫn do chủ quan bị hạn chế đáng kể. 
• Giảm được nhiều tổng thời gian thực hiện qui trình thiết kế và gia 
công tạo hình. 
1.2.3 Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp (CIM). 
Từ công nghệ CAD/CAM ta dễ dàng thực hiện ý tưởng liên kết mọi thành 
phần trong một hệ thống tích hợp (Hình 1.6). Theo công nghệ tích hợp, công 
việc mô hình hoá hình học - vẽ - tạo bản vẽ được tích hợp trong CAD; kết quả 
mọi thông tin về hình dáng được lưu lại dưới dạng CGM, lưu trữ trong cơ sở dữ 
liệu trung tâm. Công nghệ tiên tiến nhất có khả năng hỗ trợ thực hiện toàn bộ qui 
trình thiết kế và chế tạo theo công nghệ tích hợp: 
• Cho phép thiết lập mô hình hình học số CGM trực tiếp từ ý tưởng 
về hình dáng. 
• Được trợ giúp bởi thiết bị đồ hoạ mạnh và công nghệ tô màu, tạo 
bóng hiện đại. 
Ý TƯỞNG 
VẼ & TẠO BẢN VẼ 
(CADD)
BẢN VẼ KỸ THUẬT
MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC
GIA CÔNG ĐIỀU KHIỂN SỐ 
(CAM) 
MÔ HÌNH 
HÌNH HỌC SỐ (CGM) 
MẪU 
SẢN PHẨM
Hình 1.5 - Qui trình thiết kế và gia công tạo hình 
 theo công nghệ CAD/CAM 
Lấy mẫu, số hoá 
Hiệu chỉnh 
C1 CAD-CAM> TONGQUAN 9 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
• Có khả năng thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật; liên kết 
với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể; lập 
trình chế tạo; điều khiển quá trình gia công điều khiển số; lập qui 
trình lắp ráp; tạo phôi,... 
1.3 MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC. 
Mô hình hoá hình học là mô tả đối tượng hình học bởi 
 mô hình toán học - mô hình hình học số. 
Khái niệm mô hình hình học được sử dụng cho thực thể hình học có 
thể mô tả được, đó là những thực thể hình học cơ sở, được sử dụng trên bản vẽ 
kỹ thuật hay trên màn hình, đó là: 
- Điểm, 
- Đường cong, bao gồm cả đoạn thẳng, 
- Mặt cong, bao gồm cả mặt phẳng, 
- Khối (cấu trúc đặc). 
 Mô hình hình học được diễn giải bởi con người nhưng hình thức mô tả 
chúng phải thích hợp, rõ ràng sao cho có thể chuyển đổi thành mô hình hình 
học số duy nhất. Tức là yêu cầu mô hình hình học phải được mô tả bởi các giá 
trị số chính xác: 
BẢN VẼ 
 KỸ THUẬT 
Ý TƯỞNG ...  vẽ phụ thuộc trực tiếp vào phép chiếu 
được sử dụng trong bản vẽ đó: chiếu phối cảnh dễ hình dung hơn chiếu trực lượng, và chiếu 
trực lượng dễ hình dung hơn chiếu trực giao. 
 Trên thực tế, hầu hết các bản vẽ kết cấu là từ các đường nét kết hợp lại, nếu được 
đánh bóng thêm vào thì chúng càng dễ hiểu hơn, và đánh màu càng làm nổi bật hơn nữa. 
Cuối cùng, phép hoạt hoá hình ảnh trên màn hình CRT càng giúp cho người quan sát dễ 
hiểu thêm một mức nữa. 
 8. Các thủ tục thay đổi kỹ thuật được cải thiện hơn 
 Các bản vẽ và các tư liệu gốc được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của hệ CAD. Điều đó 
cho phép truy nhập dễ hơn là khi chúng được cất trong kho lưu trữ thông thường, cho phép 
kiểm tra lại chúng một cách nhanh chóng dựa theo những thông tin mới. Do việc lưu trữ dữ 
liệu là rất đảm bảo nên các thông tin quá khứ trong các bản vẽ trước kia vẫn rất dễ dàng lưu 
lại trong cơ sở dữ liệu của hệ CAD, thuận tiện cho việc so sánh với những yêu cầu của bản 
vẽ hay bản thiết kế mới. 
 9. Các lợi ích trong giai đoạn chế tạo 
 Cơ sở dữ liệu của hệ CAD/CAM được dùng cho cả giai đoạn thiết kế và việc lập kế 
hoạch và điều khiển sản xuất. Các lợi ích trong giai đoạn chế tạo bao gồm: 
• Thiết kế đồ gá và dụng cụ cắt để chế tạo sản phẩm 
• Lập trình NC 
• Lập quy trình công nghệ bằng máy tính. 
• Liệt kê bản vẽ lắp (do hệ CAD lập) để sản xuất. 
• Dò khuyết tật bằng máy tính 
• Lập kế hoạch tay máy người máy. 
• Lập công nghệ nhóm 
 Tất cả những lợi ích này có được là nhờ cơ sở dữ liệu do hệ CAD/CAM tạo ra mà 
khởi đầu là những dữ liệu được tạo ra từ giai đoạn CAD. 
C6 CAD-CAM> ProEWF 1 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
 Chương 6 
PHẦN MỀM Pro/ENGINEER 
CHỨC NĂNG CƠ BẢN 
- Các mặt phẳng toạ độ cho 
trước. 
- Thực hiện tạo các hệ toạ độ 
cấu trúc và lắp ráp 
CHỨC NĂNG PHÁT 
THẢO 
- revolve, extrude, blend, 
sweep 
CHI TIẾT 
- gồm nhiếu kết cấu 
- đối xứng, quan hệ.. 
PHẦN LẮP RÁP 
- gồm nhiếu chi tiết 
- tạo các chi tiết trong 
phần lắp ráp 
- nghiên cứu sự giao nhau 
- lập thư viên 
TẠO MỘT BẢN VẼ 
- của chi tiết, lắp ráp, có 
kích thước 
- lập danh mục tự động 
- mặt cắt, mặt cắt chi tiết  
 Tham số hoá 
Ý tưởng 
C6 CAD-CAM> ProEWF 2 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
 Parametric Technology Corporation 
6.1. CHỨC NĂNG PHẦN MỀM Pro/ENGINEER. 
• Đây là một trong số các bộ phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp và 
nổi tiếng trên thế giới. 
• Có cấu trúc lệnh đơn giản. 
• Phương thức giao tiếp rõ ràng và dễ sử dụng. 
* Pro/ENGINEER có cả phiên 
bản UNIX lẫn Windows (NT, 
95, 98). Hiện nay, 
Pro/ENGINEER đã giới thiệu 
một giao diện mới. 
* Các verson Pro/E 2000i1, 
Pro/E 2000i2 chạy trên Win 98, 
các verson Pro/E 2001, Pro/E 
Wildfire chạy trên Win XP với 
card mạng. 
 Bộ phần mềm Pro/ENGINEER 
bao gồm có 5 môđun (chế độ) 
chương trình ứng dụng chính: 
a. Sketch : Vẽ phát thảo. 
b. Part : Tạo mẫu thiết kế, 
c. Assembly: Lắp ráp tạo mô hình. 
d. Manufacturing : Chế tạo 
e. Drawing : Tạo hình chiếu và 
bản vẽ kỹ thuật, 
C6 CAD-CAM> ProEWF 3 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
6.2. TẠO MÔ HÌNH THEO THAM SỐ. 
Tạo mô hình theo tham số là một cách lập bản vẽ thiết kế có sự trợ giúp 
của máy vi tính mà Pro/E sử dụng. Các lệnh trong 2D CAD được chuyển sang 
Pro/E như: 
LINE, CIRCLE, ARC, DELETE, OFFSET, TRIM, MIRROR, COPY, 
ARRAY. 
Trên cơ sở đó, Pro/E có khả năng thực hiện các công việc: 
1. Tạo mô hình dựa trên chi tiết (không gian dương hay âm) . 
2. Vẽ phác hoạ (vẽ mặt cắt không cần đúng kích thước). 
3. Tạo mô hình bằng sự cưỡng bức (vuông góc, song song, tiếp xúc, 
trùng khớp, thẳng đứng, nằm ngang). 
4. Mối quan hệ giữa các chiều được thiết lập qua các công thức toán 
học. 
5. Sự tham chiếu giữa các chi tiết (mối quan hệ phả hệ). 
Model TREE với các chức năng: xác định lại một chi tiết, xoá một chi 
tiết, sắp xếp lại trình tự các chi tiết, dựa vào các chi tiết và xoá các chi tiết. 
Các chi tiết chuẩn trong Pro/E: 
Mặt phẳng chuẩn: 
Trục chuẩn: 
Đường cong chuẩn: 
Điểm chuẩn: 
Hệ toạ độ: 
Mục đích của việc thiết kế: Khả năng đưa mục đích của việc thiết kế vào 
một mô hình là một tính năng độc đáo của Pro/E. 
Các chương trình tạo mô hình theo tham số có nhiều công cụ khác nhau để 
kết hợp các mục đích thiết kế, như: 
- Sơ đồ định kích cỡ. 
- Các hình thức cưỡng bức chi tiết. 
- Các hình thức cưỡng bức khối lắp ráp. 
- Các tham chiếu. 
 6.3. MÀN HÌNH LÀM VIỆC CỦA Pro/ENGINEER WILDFIRE. 
6.3.1 Thanh Menu. 
 Trong chế độ Part trong Pro/ENINEER, các tuỳ chọn trên thanh Menu 
gồm: 
1. Menu File. 6. Menu Info: 
2. Menu Edit. 7. Menu Applications: 
3. Menu View. 8. Menu Utilities: 
4. Menu Insert. 9. Menu Window: 
5. Menu Analysis: 10. Menu Help. 
C6 CAD-CAM> ProEWF 4 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
 6.3.2 Thanh công cụ. 
1. Nhóm quản lý file: New, Open, Save, Save A Copy, Print. 
2. Nhóm hiển thị khung xem: Repaint, Zoom in, Zoom Out, Refit, Orient, 
Saved Views. 
3. Nhóm hiển thị mô hình: nhằm thay đổi cách hiển thị các đối tượng trong 
Pro/ENGINEER: Wireframe (theo khung dây), Hidden Line (có nét ẩn), No 
Hidden (không có nét ẩn), Shade (tạo bóng đổ), Model Tree. 
4. Nhóm hiển thị các chi tiết chuẩn: điều chỉnh cách hiển thị các chi tiết chuẩn: 
Datum Planes (tắt mở hiển thị các mặt phẳng chuẩn), Datum Axes (tắt mở 
hiển thị các trục chuẩn), Point Symbold (tắt mở hiển thị các điểm chuẩn), 
Coordinate Systems (tắt mở hiển thị các hệ toạ độ). 
5. Nhóm Context - Sensitive Help: dùng để hiển thị thông tin trợ giúp về các 
menu riêng lẽ hay các tuỳ chọn trong hộp thoại. 
 6.4 CÁC CHỨC NĂNG THÔNG THƯỜNG. 
 6.4.1 Quản lý file. 
 Lệnh mở và lưu file trong Pro/ENGINEER có một số điểm khác biệt quan 
trọng giữa tính năng quản lý file trong trình ứng dụng của Windows: 
• Tên file trong Pro/E đòi hỏi chặt chẽ hơn. 
• Việc lưu một đối tượng trong Pro/E sẽ tạo ra một phiên bản mới. 
• Pro/E không cho phép một đối tượng được lưu với một tên file đã được 
đặt trước đó, tức là không lưu trên một file hiện có. 
C6 CAD-CAM> ProEWF 5 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
1. Tên file. 
 Bảng 5.1; các tên file mở rộng với các chế độ trong Pro/E 
CHẾ ĐỘ PHẦN MỞ RỘNG 
Sketch *.sec* 
Part *.prt* 
Assembly *.asm* 
Manufacturing *.mfg* 
Drawing *.drw* 
Format *.frm* 
 Bảng 5.2: Các tên file không có hiệu lực và có hiệu lực 
Tên file không có 
hiệu lực 
Sự cố Tên file có 
hiệu lực 
Part one Có khoảng trống trong tên file part_one 
Part@ 11 Có ký tự không phải chữ hay số part_11 
Part[1_10] Trong tên file có sử dụng dấu ngoặc part_1_10 
2. Bộ nhớ. 
3. Thư mục hiện hành. 
4. Mở một đối tượng: dùng hộp thoại File Open: 
 bước 1: Chọn FILE>>OPEN để hiển thị hộp thoại File Open. 
 bước 2: Chọn thư mục có chứa đối tượng như minh hoạ 
 bước 3: Chọn đối tượng cần mở. 
 bước 4: Chọn Open trong hộp thoại. 
5. Tạo một đối tượng mới. 
 bước 1: Chọn FILE>>NEW để hiển thị hộp thoại New. 
 bước 2: Chọn một loạt kiểu chế độ và kiểu phụ của Pro/E. 
 bước 3: Nhập vào một tên file. 
 bước 4: Chọn OK từ hộp thoại. 
 6.4.2 Lưu một đối tượng. 
 Có nhiều tuỳ chọn có thể được dùng để lưu các đối tượng: 
 1. Save ; 2. Lưu một bản sao; 3. Backup; 4. Rename; 5. Delete 
 6. Erase; 7. Kích hoạt một đối tượng. 
 5.4.3 Xem các mô hình. 
Có nhiều cách để xem một đối tượng hoặc thay đổi kiểu hiển thị một mô hình. 
7. Xem động, 
8. Dynamic Zoom 
9. Dynamic Rotate 
10. Dynamic Pan 
11. Wireframe Display 
12. Hidden Display 
13. No Hidden Display 
1. Shaded Display 
2. Định hướng hình chiếu 
3. Angle 
4. Dynamic Orientation 
5. Orientation By Reference 
6. Đặt tên và lưu các hình 
chiếu. 
C6 CAD-CAM> ProEWF 6 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
 6.4.4 Thiết lập một mô hình. 
 1. Các đơn vị. 
 Pro/E có 4 loại đơn vị chính: Độ dài, khối lượng, thời gian và nhiệt độ. 
• Thiết lập một hệ thống đơn vị: Từ hộp thoại Unit Manager ta truy cập 
các hệ thống đơn vị: KMS, CGS, mmNS, FPS, IPS, Pro/E default. 
• Tạo một hệ thống đơn vị: 
 2. Chất liệu. 
• Ấn định một chất liệu: 
- Bước 1: Chọn SET UP>>MATERIALS>>DEFINE 
- Bước 2: Nhập vào một tên chất liệu. 
- Bước 3: Nhập vào các tham số có liên quan đến chất liệu. 
• Lưu một chất liệu vào đĩa: 
 Các chất liệu được tạo cho một thành phần không được tự động lưu vào 
đĩa. Để lưu đặc tính của mọt chất liệu để các thành phần khác có thể sử dụng thì 
chất liệu đó phải được lưu ở một vị trí lâu dài. 
- Bước 1: Chọn SET UP>>MATERIALS>>WRITE 
- Bước 2: Chọn đặc tính của một chất liệu cần lưu vào đĩa. 
- Bước 3: Nhập vào một tên cho file lưu chất liệu đó. 
• Gán các chất liệu: 
- Bước 1: Chọn SET UP >> MATERIALS >> ASSIGN 
- Bước 2: Chọn FROM PART hay FROM FILE làm nguồn gán chất liệu. 
 3. Xác lập dung sai kích thước. 
 Dung sai là khoảng dao động cho phép về hình dáng và kích thước của một 
chi tiết. Theo mặc định Pro/E hiển thị các dung sai ở dạng giá trị tiêu chuẩn. Có 4 
dạng hiển thị dung sai: 
 Nominal; Limits; Plusminus; Plusminussym. 
• Tiêu chuẩn dung sai ANSI: được xác lập trước tiên dựa trên các giá trị 
được tìm thấy trong file cấu hình. 
• Tiêu chuẩn dung sai ISO: 
 6.5. TẠO MỘT BẢN PHÁC THẢO (Chế độ Sketch). 
 Phác thảo là một kỹ năng cơ bản của Pro/E. Các chi tiết hình học như 
Protrusion hay Cut yêu cầu sử dụng một bản phác thảo để xác định mặt cắt của 
các chi tiết. 
 6.5.1 Các điểm cơ bản về phác thảo. 
 Các phần phác thảo được kết hợp với các kích thước (DIMENSION), ràng 
buộc (CONSTRAINT) và tham chiếu (REFERENCE) hình thành một mặt cắt. 
Các phần kéo, đùn, phần cắt, trục và gờ là ví dụ về các chi tiết đòi hỏi một mặt 
cắt phát thảo. 
C6 CAD-CAM> ProEWF 7 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
 Mặt phẳng phát thảo có thể là một bề mặt của chi tiết hay mặt phẳng, hay 
có thể là một mặt phẳng số liệu không hiện hữu trên một bộ phận nào, nó được 
tạo ra nhờ tuỳ chọn Make Datum và không được xem là các chi tiết và không 
hiển thị. 
 Thông tin mặt cắt: Menu Sketch cung cấp các tuỳ chọn để nhận được thông 
tin về các thực thể trong môi trường phác thảo hiện hành: 
 Distance, Angle, Entity, Intersection point, Tangency point, 
Curvature. 
 6.5.2 Constraint. 
 Một Constraint là một quan hệ được ấn định hiện hữu giữa 2 thực thể hình 
học ( song song, thẳng góc, bằng nhau...) 
- Các Constraint với Intent Manager: Các Constraint được tạo trong khi 
phác thảo. 
- Các Constraint với Intent Manager được tắt: Không có tuỳ chọn nào 
để người dùng áp dụng một constraint sau khi tạo lại một mặt cắt. 
- Các tuỳ chọn Constraint: Intent Manager cho phép áp dụng động các 
Constraint vào các thực thể được phác thảo thông qua các tuỳ chọn: 
Same points * , Horizontal H , Vertical V , Point on entity, Tangent T , 
Perpendicular, Parallel, Equal Radii R , Equal lengths L , Symetric, Line up 
horizontal, Line up vertical, Collinear, Alignment. 
6.5.3 Các tuỳ chọn hiển thị phác thảo. 
Undo và Redo, Parallel sketch plane (Mặt phẳng phác thảo song song), 
Dimension Display (Hiển thị kích thước), Constraint Display (Hiển thị 
ràng buộc), Grid Display (Hiển thị lưới), Vertex Display (Hiển thị đỉnh). 
6.5.4 Phác thảo với Intent Manager. 
6.5.5 Phác thảo không sử dụng Intent Manager. 
6.6. KÉO, CHỈNH SỬA VÀ ẤN ĐỊNH LẠI CÁC CHI TIẾT. 
Khái niệm các chi tiết kéo đi cùng với các điểm cơ bản về lập mô hình. 
Trong Pro/E, tuỳ chọn Extrude thường được sử dụng giữa các lệnh Protrusion và 
Cut. Lệnh Redefine cung cấp các kỹ thuật chỉnh sửa chi tiết và tạo số liệu. 
6.6.1 Định nghĩa: 
Chi tiết cơ sở: Chi tiết hình đầu tiên được tạo trong một bộ phận, là chi tiết 
bố cho tất cả các chi tiết khác. 
C6 CAD-CAM> ProEWF 8 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Chi tiết con. 
Phần cắt: Một chi tiết khoảng trống âm. 
Phần ấn định: Một tham số của bộ phận, như chiều sâu của lỗ. 
Phần kéo: Một chi tiết khoản trống dương. 
Chi tiết khoảng trống âm: Xoá chất liệu ra khỏi một mô hìnhn như các lỗ, 
phần cắt, khe. 
Chi tiết khoảng trống dương: Thêm chất liệu vào một mô hình như các 
phần kéo, trục, gờ. 
6.6.2. Lập mô hình dựa vào chi tiết. 
Hình học là sự mô hình một chi tiết bằng hình ảnh được xác định bằng 
phác thảo hay được ấn định sẵn. Các gói phần mềm thiết kế thường được xem là 
các bộ lập mô hình dựa trên chi tiết. Một chi tiết là một thành phần con của một 
bộ phận có các tham số, các tham chiếu và hình riêng của nó. 
6.6.3 Quan hệ bố - con. 
Các chi tiết được tạo dựa vào những chi tiết khác theo một cách giống như 
cây gia phả, đó là một cây lịch sử về các mối quan hệ giữa các chi tiết trong một 
mô hình Pro/E giống như một mạng. 
Mối quan hệ này có thể được thiết lập một cách trực tiếp (một chi tiết được 
sử dụng để cấu tạo một chi tiết khác) hay gián tiếp (thông qua việc bổ sung một 
phương trình số bằng cách sử dụng tuỳ chọn Relations). 
6.1 
C6 CAD-CAM> ProEWF 9 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
6.6.4 Chi tiết thứ nhất. 
Việc xác định chi tiết nào là chi tiết thứ nhất hay chi tiết cơ sở của một bộ 
phận sẽ là một quyết định quan trọng và nó sẽ trở thành chi tiết bố trong bọ phận 
đó. Có 3 chi tiết đầu tiên có thể có của một bộ phận: 
1. Mặt phẳng số liệu: Theo mặc định các mặt phẳng số liệu mặc định được 
đặt tên là DTM1, DTM2 và DTM3 dùng làm hệ tham chiếu. 
 2. Phần kéo: Lệnh Protrusion tạo một chi tiết hình học. Ví dụ về các phần 
kéo bao gồm các chi tiết được kéo, được xoay và được quét. 
3. Một chi tiết do người dùng ấn định: Chi tiết đã được lưu sẵn. 
6.6.5 Các bước để tạo một bộ phận mới. 
1. Thiết lập thư mục làm việc chính xác. 
2. Tạo một đối tượng mới với Template mặc định của Pro/E. 
3. Thiết lập mô hình. 
4. Chọn phương pháp tạo chi tiết: Protrusion là công cụ chính có sẵn đối 
với bộ phận đặc. 
 5. Thiết lập mặt phẳng phác thảo 
5. Phác thảo mặt cắt của chi tiết. 
6. Hoàn chỉnh chi tiết. 
7. Thực hiện các yêu cầu quản lý file. 
 6.6.6 Các phần kéo và phần cắt. 
 Các thủ tục để thực hiện một phần kéo (Protrusion) và cắt (Cut) hầu như 
hoàn toàn giống nhau. 
Extrude: Quét một mặt cắt phác thảo dọc theo một quĩ đạo thẳng. 
Revolve: Quét một mặt cắt quanh một đường tâm. 
Sweep: Kéo một mặt cắt dọc theo quỹ đạo nào đó do người dùng phác 
thảo. 
Blend: Nối 2 hay nhiều mặt cắt phác thảo, quỹ đạo có thể thẳng hay được 
xoay. 
Advanced: Gồm các tuỳ chọn: Variable Section Sweep, Swept Blend và 
Helical Sweep. 
C6 CAD-CAM> ProEWF 10 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Hình 6.2 
C6 CAD-CAM> ProEWF 11 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Các tuỳ chọn chiều sâu: 
Blind , Both Side Blind (2 phía), Thru Next , Thru All, Thru Until, 
Pnt/Vtx (kéo một chi tiết sang một điểm hay đỉnh), UpTo Curve (kéo 
một chi tiết đến một cạnh, trục hay đường cong được chọn), UpTo 
Surface 
6.7. CÁC CÔNG CỤ TẠO CHI TIẾT. 
Pro/E cung cấp nhiều công cụ tạo chi tiết như các lỗ, các phần bo và các 
mặt vát. 
Hình 6.3 
Hình 6.4
Hình 6.5 
C6 CAD-CAM> ProEWF 12 GVC NGUYỄN THẾ TRANH 
Chương này được bổ trợ thêm các buổi thực hành trên máy tính với nội 
dung: 
Sử dụng phần mềm Pro/ENGINEER Wildfire V2.0 phiên bản 
Educationnal để rèn luyện các kỹ năng CAD và CAM trên máy tính. 
1. Làm quen với giao diện và các qui định của ProE. 
2. Vẽ , thiết kế các chi tiết đơn giản. 
3. Vẽ, thiết kế các chi tiết phức tạp. 
3. Xuất bản vẽ kỹ thuật. 
4. Lắp ráp các chi tiết.