ứng dụng phần mềm đồ họa 3d vào thiết kế các hoạt cảnh phục vụ ngành công nghệ hàn

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ KỸ THUẬT VINATEX













BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ĐỒ HOẠ 3D VÀO THIẾT
KẾ CÁC HOẠT CẢNH PHỤC VỤ NGÀNH CÔNG NGHỆ HÀN


Mã số đề tài: 102.10 RD/HĐ-KHCN





THS. LƯU VĂN TOÁN






8580

NAM ĐỊNH - 2010







TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ KỸ THUẬT VINATEX

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ


NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ĐỒ HOẠ 3D VÀO THIẾT KẾ
CÁC HOẠT CẢNH PHỤC VỤ NGÀNH CÔNG NGHỆ HÀN

Thực hiện theo Hợp đồng số 102.10 RD/HĐ - KHCN ngày 25 tháng 02 năm 2010
giữa Bộ Công Thương và Trường Cao đẳng nghề Kinh tế Kỹ thuật VINATEX

NAM ĐỊNH - 2010



Nhóm nghiên cứu:
Ths. Lưu Văn Toán
Ths. Nguyễn Quốc Tuấn
Ks. Bùi Minh Thành
Ks.Nguyễn Ngọc Thanh
Ks. Đào Hải Vân
1
MỞ ĐẦU

Phát triển nguồn nhân lực công nghệ cao đang trở thành chiến lược đào tạo
trong nhiều Trường và cơ sở Đào tạo, các chương trình đào tạo không còn mang
tính hàn lâm mà mang tính thực hành cao, trang bị cho người học kỹ năng nghề
nghiệp và khả năng nghiên cứu khoa học gắn với thực tế nghề nghiệp. Để làm được
điều này, cơ bản là xây dựng được khung chương trình trên cơ sở
đào tạo kỹ năng
thực hành. Bên cạnh đó việc kết hợp với các doanh nghiệp sẽ luôn giúp quá trình
đào tạo gắn với thực tế doanh nghiệp. Giúp đào tạo luôn cập nhập được những thay
đổi công nghệ nhanh nhất trong lĩnh vực đào tạo nghề Công nghệ Hàn.
1. Tính cấp thiết của đề tài
Công nghệ Hàn là một ngành mới trong ngành Cơ khí Việt Nam và đặc biệt
là các trường, các doanh nghiệp thuộ

c Bộ công thương. Nhưng giai đoạn gần đây
ngành Công nghệ Hàn đã và đang phát triển mạnh đã cho thấy tầm quan trọng ứng
dụng trong các ngành Cơ khí ô tô, công nghệ đóng tàu, cầu đường, xây dựng…Vì
vậy yêu cầu cấp thiết của giáo dục trong giai đoạn hiện nay là đào tạo được các kỹ
sư, thợ Hàn giỏi đáp ứng nguồn nhân lực mới của Bộ. Các thiết b
ị trong ngành Hàn
tuy không phức tạp nhưng khá đa dạng và phong phú. Đặc biệt các môn học trong
công nghệ Hàn có tính trừu tượng cao. Bên cạnh đó yếu tố chính trong công nghệ
Hàn phức tạp là điều chỉnh góc độ, và độ lớn, dao động que hàn, ngọn lửa Hàn.
Nhưng trong thực tế ngọn lửa Hàn rất khó quan sát và đường đi của ngọn lửa Hàn
rất khó mô phỏng do ảnh hưởng của hồ quang và thể hiện chỉ c
ần thay đổi một
thông số công nghệ nhỏ đã cho ta một phương pháp, một sản phẩm có chất lượng
khác.
Với các phương pháp dạy học truyền thống thông thường của đại đa số
trường nghề cho hiệu quả giảng dạy chưa cao vì chưa tạo tính trực quan cho
người học. Ngoài mặt ưu điểm như:
+ Thiết bị rẻ, dễ kiếm, quá trình vậ
n hành bảo dưỡng, sửa chữa đơn giản ít tốn
kém.
+ Không đòi hỏi cao về kỹ năng công nghệ thông tin
+ Thiết bị dễ vận chuyển tạo sản phẩm trực tiếp từ người học
Bên cạnh đó còn nhiều hạn chế như:
+ Trong quá trình quan sát thao tác thực hành mẫu học viên tiếp xúc trực tiếp với
hồ quang, khí độc gây ra hiện tượng bong da, bỏng mắt, cháy quần áo dụng c
ụ bảo
hộ, tiếng ồn gây mất an toàn giảm hiệu quả học tập.
+ Quá trình thực hành tiêu tốn nhiều vật tư, phôi liệu, hao mòn thiết bị, mất
nhiều không gian diện tích hiệu quả kính tế không cao.
+ Khả năng mất an toàn lao động cao.

2
+ Quá trình quan sát kỹ năng, kỹ thuật khó, nhiều hạn chế do ảnh hưởng của hồ
quang hàn.

- Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật các thiết bị Hàn ảo đã ra đời như:
Thiết bị mô phỏng hàn, Thiết bị giám sát quá trình Hàn cũng có nhiều ưu thế
vượt trội như:
+ Phòng thực hành Hàn nhỏ gọn thông thoáng.
+ Không tiêu tốn que hàn, vật tư, phôi liệu
+ Không tạo ra khí độc làm ảnh hưởng đến sức khỏe của giảng viên và học viên
+ Hình thành thói quen và kỹ năng hàn ngay trong quá trình học lý thuyết
+ Giám sát, kiể
m tra, đánh giá chính xác năng lực, kỹ năng hàn của nhiều học
viên một lúc.
Bên cạnh đó còn một số hạn chế như:
- Thiết bị đầu tư đắt, chủ yếu được đầu tư tại các phòng thí nghiệm, các viện và
các trường đại học lớn, các thiết bị chủ yếu của nước ngoài nên việc làm chủ công
nghệ còn nhiều hạn chế.
- Đòi hỏi gi
ảng viên có trình độ về công nghệ Hàn, và trình độ công nghệ thông
tin cao có kỹ thuật làm chủ công nghệ.
- Quá trình bảo quản, bảo dưỡng phức tạp tốn kém.
Hình 1.1 Giờ
thực hành
hàn hồ quang
với phương
pháp dạy
truyền thống

3

* Trong những năm gần đây cùng với việc bùng nổ của CNTT đặc biệt là sự phát
triển mạnh của ngành công nghệ đồ hoạ 3D. Đã có rất nhiều các phần mềm ứng
dụng trong ngành cơ khí như: Auto CAD, Solidwork, Pro-Engineer, Autodesk
Inventer, Autodesk Mechanical Desktop, SolidWorks Edge, Master CAM, 3D
Studio.Max…Mỗi phần mềm đều có các mặt mạnh, hướng chuyên sâu ứng dụng
khác nhau :
Trong ngành Công nghệ Hàn việc điều khiển ngọn lửa hàn và các thông số công
nghệ là yếu t
ố tiên quyết định chất lượng sản phẩm. Bên cạnh đó ngọn lửa hàn và
các yếu tố công nghệ lại rất khó quan sát, và phức tạp không trực quan với phương
pháp giảng dạy thông thường phần lớn do ảnh hưởng của hồ quang hàn. Việc áp
dụng công nghệ đồ họa 3D xây dựng mô hình không gian 3 chiều của các thiết bị
nghành Hàn cho phép ta quan sát thiết bị ở mọi góc độ quan sát kết cấu bên trong
của thi
ết bị với hình ảnh được phóng to. Mặt khác nhờ các hiệu ứng của phần mềm
ta có thể quan sát được các chuyển động phức tạp, các yếu tố công nghệ chính của
ngọn lửa Hàn nhờ các hoạt cảnh. Từ các mô hình và các hoạt cảnh giáo viên có thể
áp dụng soạn các bài giảng điện tử cho các môn học khác nhau trong trương trình
đào tạo nghề Công nghệ Hàn nói riêng và cơ khí nói chung hỗ trợ lớn cho quá trình
đào tạo t
ại các doanh nghiệp tạo hiệu quả kinh tế cao
 Vậy: Với sự phát triển lớn mạnh của ngành Cơ khí, tầm quan trọng của ngành
Công nghệ Hàn, với mặt thuận lợi và khó khăn của phương pháp đào tạo nghề
Hàn truyền thống hiện đại tại các trường nghề của nước ta hiện nay và ưu việt của
công nghệ đồ hoạ 3D . Cùng với sự phát triển và áp dụng công nghệ
mới trong các
trường nghề. Do đó, việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm đồ
hoạ 3D vào thiết kế các hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn” là yêu cầu

cấp thiết của thực tế của giáo dục Việt Nam trong đổi mới và hội nhập.
2. Mục đích, ý nghĩa nghiên cứu
2.1. Mục đích nghiên cứu:
- Qua quá trình điều tra khảo sát và qua cơ sở lý lu
ận, hiệu quả của đề tài được áp
dụng cho thấy được tầm quan trọng của c«ng nghÖ ®å ho¹ 3D. Cần xây dựng
Hình 1.2
Giờ thực
hành hàn
hồ quang
với thiết bị
mô phỏng
hàn

4
chng trỡnh ng dng cụng ngh 3D phc v cụng tỏc o to ngnh Cụng
ngh Hn núi riờng v cỏc ngnh C khớ khỏc ca B núi riờng.
- Hng dn giỏo viờn, ngi qun lý doanh nghip ng dng mụ hỡnh hot cnh
to hiu qu ging dy cao ti cỏc trng cú o to ngnh Cụng ngh Hn ca B
cụng thng nhm nõng cao cht lng o to, ỏp ng nhu cu hc tp ca h
c
viờn, nhu cu lao ng ca xó hi, tip cn phng thc o to tin b trờn th
gii ng thi nõng cao trỡnh ca ngi dy, ngi hc, tit kim thi gian, kinh
phớ trong o to to hiu qu cao trong sn xut ti cỏc doanh nghip
2.2. í ngha nghiờn cu:
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đồ hoạ 3D vào hỗ trợ giảng dạy ngành Công
nghệ Hàn cú ý ngha ln lao:
- Gúp phn lm sỏng t c s lý thuyt phn m
m 3DS.Max, Solidworks
- Giỳp cụng tỏc ging dy ca giỏo viờn tr lờn n gin, thun tin, chớnh xỏc,

khoa hc, tit kim thi gian, nhõn lc, chi phớ. Ngi hc s hng thỳ tỡm tũi hc
tp.
- Hn ch ti a cỏc sai sút trong quỏ trỡnh mụ phm v trong thc tin
- Nõng cao cht lng ging dy, o to mụn hc trong ngnh Cụng ngh Hn.
- Nõng cao trỡnh tin hc cho i ng giỏo viờn trong cỏc trng ngh, nõng cao
hiu qu tip thu kin thc ca h
c sinh mt cỏch chớnh xỏc v d hiu.
3. Phm vi, nhim v nghiờn cu
ti tp trung nghiờn cu cỏc ni dung sau:
- C s lý lun ca cỏc phn mm 3D nh 3DS.Max, Solidworks
- Thc trng cụng tỏc ging dy ngh Cụng ngh Hn ti Trng Cao ng Ngh
Kinh t K thut Vinatex v cỏc trng cú dy ngh C khớ ca B Cụng Thng
v mt s gii phỏp nhm hon thin, nõng cao hiu qu ng dng
công nghệ đồ
hoạ 3D vào hỗ trợ giảng dạy ngành Công nghệ Hàn
- ng dng công nghệ đồ hoạ 3D xõy dng mụ hỡnh mỏy Hn v cỏc thit b (Hn
h quang, Hn Tig, Hn Mig, Oxy Acetylen, Hn 1G-6G, Mỏy t dp, mỏy
khoan, ) v cỏc hot cnh h tr cụng tỏc ging dy chuyờn ngành Công nghệ
Hàn.
5
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích, ý nghĩa nghiên cứu 3
2.1. Mục đích nghiên cứu: 3
2.2. Ý nghĩa nghiên cứu: 4
3. Phạm vi, nhiệm vụ nghiên cứu 4
MỤC LỤC 5

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ BẢNG BIỂU 9
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 12
TÓM TẮT NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 13
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 14
1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 14
1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước. 14
1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 14
1.2 Cơ sở lý luận của đề tài 15
1.2.1 Công nghệ về phần mềm đồ họa Solidworks 15
1.2.2. Công nghệ về phần mềm đồ họa 3DS.Max 15
1.2.3 Lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn 16
CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 18
2.1. Phân tích thực trạng sử dụng các phần mềm tin học trong ngành Công
nghệ Hàn 18

2.1.1. Tình hình chung 18
2.1.2. Những hướng chính ứng dụng tin học vào phục vụ ngành Công nghệ Hàn
19

2.1.3. Khảo sát lựa chọn các phần mềm đồ hoạ 3D ứng dụng trong xây dựng mô
hình hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn. 19

2.1.3.1 Phần mềm Solidworks 21
2.1.3.2 Phần mềm 3D Studio.Max 23
2.2 Khảo sát thiết bị và dụng cụ tại các trường dạy nghề và doanh nghiệp
phục vụ quá trình nghiên cứu 25

2.2.1 Hàn hồ quang tay 25
2.2.1.1 Hàn hồ quang tay máy hàn xoay chiều 25
2.2.1.2 Hàn hồ quang tay máy hàn một chiều. 26

2.2.2. Hàn MIG - MAG 27
2.2.2.1 Đặc điểm của phương pháp hàn Mig-Mag 27
2.2.2.2 Ưu nhược điểm phương pháp hàn MAG, MIG 27
2.2.3. Máy hàn TIG 27
2.2.3.1 Thực chất 27
2.2.3.2 Đặc điểm : 27
2.2.3.3 Phạm vi sử dụng : 28
6
2.2.4. Hàn khí 28

2.2.4.1. Thực chất 28
2.2.4.2. Đặc điểm. 28
2.2.4.3 Phạm vi sử dụng 28
2.3. Tổng hợp phân tích các kỹ thuật Hàn phục vụ quá trình nghiên cứu 28
2.3.1. Các thao tác kỹ thuật chính trong Công nghệ Hàn 28
2.3.1.1Các chuyển động chính của que hàn trong kỹ thuật Hàn cơ bản 28
2.3.1.2 Chuyển động dọc trục que hàn: (Chuyển động số 1) 29
2.3.1.3 Chuyển động dọc trục mối hàn: (Chuyển động số 2) 29
2.3.1.4 Chuyển động dao động ngang que hàn: (Chuyển động số 3) 29
2.3.1.5 Ảnh huởng của các chuyển động tới việc hình thành mối hàn? 29
2.3.2. Hàn giáp mối không vát cạnh ở vị trí hàn bằng (1G) 29
2.3.2.1 Đính phôi: (Hình 2.2) 29
2.3.2.2 Góc độ que hàn (Hình 2.3) 29
2.3.2.3 Chuyển động cổ tay 30
2.3.2.4 Chuyển động cánh tay 30
2.3.3. Hàn ở vị trí hàn đứng (Hàn leo) (3G) 30
2.3.3.1 Góc độ que hàn (Hình 2.4) 30
2.3.3.2 Chuyển động cổ tay 30
2.3.3.3 Chuyển động cánh tay 31
2.3.4. Hàn ở vị trí hàn ngang (2G) 31

2.3.4.1 Góc độ que hàn (Hình 2.6) 31
3.2.4.2 Chuyển động cổ tay 31
2.3.4.3 Chuyển động cánh tay 32
2.3.5. Hàn ở vị trí hàn trần ( 4G) 32
2.3.5.1 Góc độ que hàn 32
2.3.5.2 Chuyển động cổ tay 32
2.3.5.3 Chuyển động cánh tay 32
2.3.6. Hàn góc ở vị trí hàn bằng (1F) 32
2.3.6.1 Đính phôi: (Hình 2.10) 33
2.3.6.2 Kỹ thuật hàn góc: (Hình 2.11) 33
2.3.6.3 Góc độ que hàn 33
2.3.6.4 Hàn mối hàn chồng, 33
2.3.7. Hàn ở vị trí hàn leo (3F) 33
2.3.7.1 Cách dao động que hàn 33
2.3.7.2 Góc độ que hàn 34
2.3.8. Hàn ở vị trí hàn ngang (2F) 34
2.3.8.1 Góc độ que hàn: (Hình 2.13) 34
Hình 3.100. Góc độ que trong Hàn 3F
2.3.8.2 Phương pháp dao động que hàn: 35
2.3.9 . Hàn ở vị trí hàn trần (4F) 35
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN 36
3.1. Kết quả khảo sát 36
3.2 Sản phẩm của đề tài 37
7
3.2.1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm 3DS max và Solidworks (có sản phẩm kèm
theo - Phụ lục 6) 37

3.2.2 Thư viện mô hình 37
3.2.2.1 Ứng dụng phần mềm 3DS.Max xây dựng mô hình phục vụ ngành Công
nghệ Hàn. 37

A. Xây dựng mô hình thiết bị máy Hàn hồ quang tay xoay chiều 37
B. Xây dựng mô hình máy Hàn Tig 38
C. Xây dựng mô hình máy Hàn khí (Hàn Oxy-Acetylen) 45
D. Xây dựng mô hình máy Hàn Mig – Mag 47
E. Xây dựng mô hình dụng cụ Hàn 52
a. Xây dựng mô hình bàn Hàn 53
b. Xây dựng mô hình giầy bảo hộ lao động 54
c. Xây dựng mô hình găng tay bảo hộ lao động 54
d. Xây dựng mô hình kính bảo hộ lao động 55
e. Xây dựng mô hình mỏ lết 55
g. Xây dựng mô hình Cà lê 55
h. Xây dựng mô hình kìm cắt dây hàn 56
i. Xây dựng mô hình búa gõ xỉ 56
k. Xây dựng mô hình Tuốc nơ vít 57
l. Xây dựng mô hình búa nguội 57
m. Xây dựng mô hình bàn chải đánh gỉ 58
n. Xây dựng mô hình mặt nạ hàn 58
3.2.2.2 Ứng dụng phần mềm Solidworks trong xây dựng mô hình phục vụ
ngành Công nghệ Hàn 61

A. Xây dựng mô hình vật thể máy khoan bàn 61
B.Tạo mô hình máy khoan đứng 63
C.Tạo mô hình máy đột dập 64
3.2.3. Thư viện hoạt cảnh 66
3.2.3.1 Ứng dụng phần mềm 3DS.max tạo hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ
Hàn 66

A.Tạo hoạt cảnh Hàn hồ quang tay 66
a. Tạo hoạt cảnh Hàn giáp mối không vát mép vị trí Hàn bằng 66

b. Tạo hoạt cảnh Hàn góc không vát mép vị trí Hàn bằng 69
B. Hoạt cảnh Hàn Tig 72
+ Tạo hoạt cảnh hàn Tig hàn giáp mối tại vị trí bằng 72
C. Hoạt cảnh Hàn Mig-Mag 75
+ Tạo hoạt cảnh Hàn Mig- Mag Hàn chồng không vát mép tại vị trí bằng
75

D. Tạo hoạt cảnh hàn Tig Hàn 1G - 6G 77
a. Tạo hoạt cảnh Hàn 3G 77
b. Tạo hoạt cảnh Hàn 6G 79
E. Tạo hoạt cảnh thể hiện thông số ngọn lửa Hàn 80
8
a.Tạo hoạt cảnh ngọn lửa Hàn 80

b. Ngọn lửa thường 81
c. Ngọn lửa Oxy hóa 81
d. Ngọn lửa nhiên liệu 82
3.2.3.2 Ứng dụng phần mềm Solidworks trong tạo hoạt cảnh phục vụ ngành
Công nghệ Hàn 83

3.2.3.3 Đánh giá hiệu quả việc ứng dụng phần mềm 3D phục vụ ngành Công
nghệ Hàn tại trường Cao Đẳng Nghề Kinh tế Kỹ thuật Vinatex 89

A: Thực trạng việc ứng dụng công nghệ phần mềm 3D vào hỗ trợ giảng dạy
nghề Công nghệ Hàn tại các trường nghề của tỉnh Nam Định: 89

a. Điều kiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ giảng dạy: 89
Bảng 1: Kết quả khảo sát điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ giảng
dạy ngành Công nghệ Hàn 89

b. Thực trạng ứng dụng công nghệ phần mềm 3D của cán bộ, giáo viên trong
giảng dạy ngành Công nghệ Hàn. 89

c. Đề xuất các biện pháp giải quyết các trở ngại khi sử dụng phần mềm 3DS
.Max vào hỗ trợ giảng dạy trong ngành Công nghệ Hàn: 91

B. Đối với giáo viên: 91
Bảng 2: Kết quả khảo sát áp dụng đối với giáo viên: Hiệu quả chung ứng
dụng công nghệ phần mềm 3D vào giảng dạy mô dun ngành công nghệ Hàn.
91

Bảng 3: Kết quả khảo sát đối với giáo viên: Hiệu quả ứng dụng công nghệ
phần mềm 3D giúp nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ trong giảng dạy
mô dun ngành Công nghệ Hàn 92

C. Đối với học sinh: 92
Bảng 4: Kết quả khảo sát đối với sinh viên: Hiệu quả khi học các bài học mà
giáo viên sử dụng công nghệ phần mềm 3D vào công tác giảng dạy mô dun
ngành Công nghệ Hàn 92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94
I. Kết luận 94
1.1 Những phần đề tài đã hoàn thành 94
1.2 Những định hướng chính và hướng phát triển của đề tài 95
II. Kiến nghị 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO 96
Phụ lục 1: PHIẾU ĐIỀU TRA 97
Phụ lục 2: MẪU PHIẾU TRƯNG CẦU Ý KIẾN VỚI GIÁO VIÊN 99
Phụ lục 3: MẪU PHIẾU TRƯNG CẦU Ý KIẾN VỚI HỌC SINH 100
Phụ lục 4: ĐÁNH GIÁ XẾP HẠNG CÁC PHẦN MỀM 101

CAD/CAM/CAE/CG/RP 101
Phụ lục 5: SO SÁNH CÁC PHẦN MỀM CAD/CAM/CAE THÔNG DỤNG
TẠI VIỆT NAM ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH CƠ KHÍ 104

Phụ lục 6: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM 3DS.MAX VÀ
SOLIDWORKS 106

9
( Có sản phẩm kèm theo) 106

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ BẢNG BIỂU
Hình 1.1 Giờ thực hành hàn hồ quang với phương pháp dạy truyền thống 1

Hình 1.2 Giờ thực hành hàn hồ quang với thiết bị mô phỏng hàn 1
Hình 2.1. Các hướng chuyển 1
Hình 2.2. Vị trí và kích thước khi đính phôi ở vị trí Hàn 1G 1
Hình 2.3. Góc độ que Hàn ở vị trí Hàn 1G 1
Hình 2.4. Góc độ que Hàn ở vị trí Hàn 3G 1
Hình 2.5. Thao tác nối que trong Hàn 3G 1
Hình 2.6. Góc độ que ở Hàn 2G 1
Hình 2.7. Dao động que trong Hàn 2G 1
Hình 2.8. Góc độ que trong Hàn 4G 1
Hình 2.9. Góc độ que trong Hàn 1F 1
Hình 2.10. Vị trí đính phôi que trong Hàn 1F 1
Hình 2.11. Vị trí đính phôi que trong Hàn 1F 1
Hình 2.12. Dao động que hàn trong Hàn 3F 1
Hình 2.13. Góc độ que trong Hàn 2F 1
Hình 2.14. Góc độ que và dao động trong Hàn 4F 1
Hình 3.1 Mô hình máy hàn hồ quang tay 38
Hình 3.2 Tạo mô hình mặt thân trên và bánh xe máy hàn Tig 38

Hình 3.3 Tạo mô hình nắp trên 39
Hình 3.4 Tạo cánh quạt gió 39
Hình 3.5 Tạo máy biến áp hàn 41
Hình 3.6 Tạo khối đế bằng lệnh Etrude 41
Hình 3.7 Tạo dây mát, đầu nối dây hàn 42
Hình 3.8 Tạo mô hình chai khí 43
Hình 3.9 Gắn đồng hồ đo áp vào chai khí 43
Hình 3.10 Tạo cán mỏ hàn Tig 44
Hình 3.11 Tạo chụp điện cực mỏ hàn Tig 44
Hình 3.12 Áp vật liệu cho mô hình máy hàn Tig 45
Hình 3.13 Tạo mô hình trục bánh xe vận chuyển 46
Hình 3.14 Tạo mô hình chai khí Oxy-Acetylen 46
Hình 3.15 Lắp ráp và áp vật liệu cho bộ hàn khí. 47
Hình 3.16 Tạo mô hình thân máy hàn Mig-Mag 48
Hình 3.17 Tạo mô hình nắp trên và bulon vận chuyển 48
Hình 3.18 Tạo mô hình bánh xe vân chuyển 49
Hình 3.19 Áp ảnh máp mặt trước máy hàn Mig 49
Hình 3.20 Lắp ráp và áp vật liệu cho bộ hàn khí. 50
Hình 3.21 Tạo thân bộ cấp dây 50
Hình 3.22 Tạo mô hình cơ cấu căng dây hàn 51
Hình 3.23 Tạo mô hình cuộn dây hàn 51
Hình 3.24 Mô hình máy hàn Mig-Mag 52
Hình 3.25 Tạo mô hình ghế thực hành Hàn 53
Hình 3.26 Tạo mô hình đồ gá kẹp phôi 53
Hình 3.27 Tạo mô hình giầy bảo hộ 54
Hình 3.28 Tạo mô hình găng tay bảo hộ 54
10
Hình 3.29 Tạo mô hình kính bảo hộ 55

Hình 3.30 Tạo mô hình mỏlết 55

Hình 3.31 Tạo mô hình Clê 55
Hình 3.32 Tạo mô hình kìm cặp dây hàn 56
Hình 3.33 Tạo mô hình búa gõ xỉ 56
Hình 3.34 Tạo mô hình Tuốc nơ vít 57
Hình 3.35 Tạo mô hình búa nguội 57
Hình 3.36 Tạo mô hình bàn chải gỉ 58
Hình 3.37 Tạo mô hình mặt nạ hàn 58
Hình 3.38 Tạo mô hình máy mài tay 59
Hình 3.39 Tạo mô hình máy mài để bàn 60
Hình 3.40 Tạo mô hình máy mài hai đá 61
Hình 3.41: Máy khoan bàn 63
Hình 3.42: Máy khoan đứng mặt cạnh 64
Hình 3.43: Mô hình tổng thể máy đột dập 65
Hình 3.44 Tạo hoạt cảnh giới thiệu 66
Hình 3.45 Tạo hoạt cảnh giới thiệu phôi 66
Hình 3.46 Tạo hoạt cảnh xoay phôi 66
Hình 3.47 Tạo hoạt cảnh đính phôi cạnh 1 67
Hình 3.48 Tạo hoạt cảnh đính phôi cạnh 2 67
Hình 3.49 Tạo hoạt cảnh thể hiện góc độ que hàn 68
Hình 3.50 Tạo hoạt cảnh que hàn di chuyển theo hình bán nguyệt 68
Hình 3.51Tạo hoạt cảnh mô phỏng hàn giáp mối 69
Hình 3.52 Tạo hoạt cảnh giới thiệu hàn góc 69
Hình 3.53 Tạo hoạt cảnh đính phôi của hàn góc 70
Hình 3.54 Tạo hoạt cảnh góc độ que hàn với mặt phẳng phôi 70
Hình 3.55 Tạo hoạt cảnh góc độ que hàn với mặt phẳng góc giữa hai phôi 70
Hình 3.56 Dao động que hàn trong hàn góc 71
Hình 3.57 Hoạt cảnh tạo đường hàn 71
Hình 3.58 Ghi hoạt cảnh đuôi Avi 72
Hình 3.59 Tạo hoạt cảnh giới thiệu mô hình hàn Tig 72
Hình 3.60 Tạo hoạt cảnh xoay phôi 73

Hình 3.61 Tạo hoạt cảnh hàn đính cạnh 73
Hình 3.62 Tạo hoạt cảnh hàn đính 73
Hình 3.63 Tạo hoạt cảnh góc độ mỏ hàn tig 74
Hình 3.64 Tạo hoạt cảnh góc độ que hàn phụ 74
Hình 3.65 Tạo hoạt cảnh hình thành đường hàn trong hàn Tig 75
Hình 3.66 Tạo hoạt cảnh giới thiệu phôi và đồ gá kẹp trong hàn Mig 75
Hình 3.67 Tạo hoạt cảnh thể hiện dao động mỏ hàn 76
Hình 3.68 Tạo hoạt cảnh hàn Tig hình thành đường hàn trong hàn góc 76
Hình 3.69 Ghi hoạt cảnh hàn Tig 77
Hình 3.70 Tạo hoạt cảnh lắp phôi 77
Hình 3.71 Tạo hoạt cảnh góc độ mỏ hàn tig 77
Hình 3.72 Tạo hoạt cảnh góc độ que hàn phụ 78
Hình 3.73 Tạo hoạt cảnh hình thành đường hàn trong hàn Tig 78
Hình 3.74 Tạo hoạt cảnh giới thiệu mô hình hàn Tig 79
11
Hình 3.75 Tạo hoạt cảnh xoay phôi 79

Hình 3.76 Tạo hoạt cảnh hàn 79
Hình 3.77 Tạo hoạt cảnh mồi ngọn lửa hàn 80
Hình 3.78 Tạo hoạt cảnh ngọn lửa thường 81
Hình 3.79 Tạo hoạt cảnh ngọn lửa Oxy hóa 81
Hình 3.80 Tạo hoạt cảnh ngọn lửa nhiên liệu 82
Hình 3.81 Khung máy đột dập 83
Hình 3.82 Lắp ráp xi lanh vào khung 84
Hình 3.83: Lắp ráp bàn động 85
Hình 3.84: Lắp ráp đầu đột dập 86
Hình 3.85: Lắp ráp đồ gá cối 87
Hình 3.86: Lắp ráp cối đột lỗ vào đồ gá 88

12
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT




CNH-HĐH :Công nghiệp hoá hiện đại hoá
CNTT :Công nghệ thông tin
PPDH :Phương pháp dạy học
3DS.Max :3D Studio.Max
CAM :Computer Aided Manufacture
CAD :Computer Aided Design
CAE :Computer Aided Engineering
CG :Computer Graphics
PMNM : Phần mềm nguồn mở




13
TÓM TẮT NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Để thực hiện được các mục tiêu đề ra của để tài nhóm nghiên cứu đã triển khai
các nhiệm vụ sau:
- Tìm hiểu thu thập tài liệu, phân tích đánh giá lập bảng so sánh ưu nhược điểm,
khả năng ứng dụng chuyên sâu của các phần mềm 3D lựa chọn các phần mềm 3D
tiêu biểu dựa trên các tiêu chí:
+ Phần mềm 3D được các chuyên gia công nhận và đánh giá cao (phụ lục 4)
+ Phần mềm lựa chọ
n phải thông dụng tại Việt Nam (phụ lục 5)

+ Có nguồn tài liệu phong phú trên mạng Internet, sách báo , phần mềm dễ sử
dụng có khả năng tự học và tự nghiên cứu cho giáo viên, người hướng dẫn
+ Có khả năng mô phỏng được các hoạt cảnh phức tạp của ngành Công nghệ Hàn
như: Dựng được mô hình chi tiết máy, tạo hoạt cảnh liên kết chuyển động trong cơ
cấu máy, có khả nă
ng mô phỏng được hồ quang hàn, khói hàn, ngọn lửa hàn, góc
độ que hàn, biểu diễn được các thông số kỹ thuật trong Công nghệ Hàn
- Khảo sát: được thực hiện theo các hướng
+ Khảo sát tìm hiểu việc ứng dụng Công nghệ phần mềm 3D phục vụ cho ngành
Công nghệ Hàn tại 6 trường TCN, CĐN, ĐH
+ Khảo sát về điều kiện trang thiết bị phục vụ giảng dạy ngành Công nghệ Hàn tại
các trường nghề

+ Khảo sát lấy ý kiến trưng cầu đối với giáo viên và học sinh trong đánh giá hiệu
quả giảng dạy ngành Công nghệ Hàn khi ứng dụng phần mềm 3D trong giảng dạy
Với trên 100 mẫu phiếu khảo sát được thiết kế phù hợp được tổng hợp, phân tích
đánh giá theo hướng ứng dụng của đề tài. Nhóm nghiên cứu đã tập hợp kết quả
khảo sát sau đó lập bảng đánh giá m
ột số tiêu chí quan trọng nhằm tập trung nghiên
cứu ứng dụng có trọng tâm trọng điểm.
- Xây dựng cơ sở lý thuyết: Nhóm đã nghiên cứu phần mềm đồ họa 3D lựa chọn
hai phần mềm chủ yếu là Solidworks và 3DS max kết hợp với lý luận giáo dục
nghề nghiệp và thực tiễn trở thành cơ sở lý thuyết của đề tài.
- Nhằm giúp giáo viên và người quản lý, doanh nghiệp có thể
ứng dụng và sử
dụng được công nghệ phần mềm 3D vào ngành Công nghệ Hàn nhóm đã lựa chọn
phần mềm 3D theo các tiêu chí, nghiên cứu đưa phần hướng dẫn sử dụng
Solidworks và 3DS max (sản phẩm đi kèm đề tài ) chính xác khoa học dễ hiểu có
tính ứng dụng cao.
- Thực nghiệm:

+ Xây dựng thư viện mô hình phục vụ ngành Công nghệ Hàn
+ Xây dựng thư viện hoạt cảnh được trích xuất phân loại theo phương pháp Hàn -
Bài học - Nội dung Hàn, tạo hiệu quả ứng dụng.
Toàn bộ mô hình hoạt cảnh được áp dựng thử nghiệm tại Trường Cao đẳng Nghề
Kinh tế Kỹ thuật Vinatex, Trường Cao đẳng Công nghiệp Nam định, Công ty
TNHH Phú Thịnh
- Hội thảo khoa học đã xin ý kiến đóng góp của các doanh nghiệp, trường có đào
tạo ngành Công nghệ Hàn để bổ sung dự thảo báo cáo tổng kết đề tài.
14
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước.
Đối với các nước phát triển: Lĩnh vực khoa học công nghệ đã và đang đạt được
nhiều thành tựu lớn, giảm nhẹ sức lao động, tăng năng suất lao động. Các nghiên
cứu tập trung chính trong ngành giáo dục và đào tạo được ưu tiên hàng đầu, gắn
hoạt động giáo dục và đào tạo trong nhà trường với thực tế sản xuất. Những phát
minh đổi mới phương pháp giảng dạy và đào tạo đã được áp dụng nhiều, đáp ứng
được nhu cầu về nguồn nhân lực của các doanh nghiệp.
Hiện nay các tổ chức, công ty sản xuất, chế tạo, cung ứng thiết bị của các nước
này khi tiến hành cung cấp sản phẩm vào Việt Nam đều đưa ra các hướng dẫn sử
dụng, bảo dưỡng sửa chữa bằng các hoạ
t cảnh làm trên phần mềm 3DS.Max,
Solidworks. Ví dụ trung tâm đào tạo công nghệ của Italia đăng tải các hoạt cảnh mô
phỏng Hàn 3D tại trang
, www.youtobe.com hoặc của trung
tâm thông tin công nghệ Hàn Nhật Bản tại trang /> …nhận
thấy tại các trang truyền tải trên Intertnet các bài hướng dẫn phục vụ đào tạo ngành
Công nghệ hàn còn rất ít, các hoạt cảnh còn đơn giản chưa xác thực với đào tạo
nghề Hàn và sản xuất của nước ta.
Khoa học công nghệ là nhân tố quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của một quốc

gia. Vì vậy phát triển nghiên cứu khoa học công nghệ là động lực thúc đẩy tăng
n
ăng suất lao động, giảm chi phí sản xuất.
1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Thực trạng việc nghiên cứu khoa học công nghệ của ngành giáo dục nước ta còn
thấp so với các nước trong khu vực và thế giới. Các đề tài nghiên cứu trong đổi mới
giáo dục và đào tạo, công nghệ còn ít và chưa phát huy được hiệu quả. Chưa có đề
tài nào ứng dụng triệt để Công nghệ 3D hỗ trợ đào tạo cho ngành Công nghệ Hàn.
Công tác nghiên cứ
u và phát triển khoa học công nghệ thực sự chưa được các
trường đào tạo nghề quan tâm đúng mức, còn nhiều hạn chế trong ngân sách và con
người .
Các trường đào tạo nghề muốn có sự liên kết và hỗ trợ của các doanh nghiệp
trong đào tạo nhân lực, đáp ứng được yêu cầu lao động việc làm của thị trường.
Hiện nay các trường đại học, cao đẳng, dạy nghề củ
a Bộ công thương đều có đào
tạo nghề cơ khí và đặc biệt là ngành Công nghệ Hàn. Tuy nhiên công nghệ giảng
dạy còn nhiều hạn chế. Hầu hết đều đang sử dụng các bản vẽ, các mô hình cắt bổ từ
các thiết bị cũ, hỏng tận dụng hoặc thiết bị thật làm giáo cụ trực quan gây không ít
khó khăn cho quá trình nhận thức của người học nhất là khi gặp các thiết b
ị có kết
cấu phức tạp, kích thước nhỏ, chuyển động phức tạp hoặc giảng dạy lưu động. Các
mô hình và hoạt cảnh được xây dựng trên công nghệ đồ hoạ 3D sẽ góp phần làm
giảm thiểu những khó khăn này.Tuy nhiên việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ đồ
15
hoạ 3D gặp nhiều khó khăn do điều kiện cơ sở vật chất, trình độ tin học của đội
ngũ giáo viên v.v của các trường không đồng đều.
1.2 Cơ sở lý luận của đề tài
1.2.1 Công nghệ về phần mềm đồ họa Solidworks
- Phần mềm SolidWorks là phần mềm trực quan và cho phép bạn thiết kế các

sản phẩm cơ khí nói riêng và hình khối nói chung tố
t nhất bằng cách cho phép thiết
kế theo nhóm làm việc do đó sẽ nhanh và mạnh hơn.
- Thiết kế phác họa sử dụng các khối cho phép bạn thiết kế nhanh chóng và xử
lý từng phần cơ cấu 2D trước khi tạo thành 3D. Tạo bề mặt (Surfacing), chụp
Capture và hiệu chỉnh với các khả năng phác họa cao cấp 3D.
- Sử dụng công cụ bề mặt dạng tự do Freeform để "kéo và đẩy" - “push and
pull” nh
ằm điều khiển các điểm dễ dàng và tạo kiểu dáng, các bề mặt liên tục. Tạo
các bề mặt phức tạp với công cụ lofts và sweep có hướng dẫn bằng các đường cong
curvers, điều khiển dễ dàng với các điểm tuyến tính và đặc điểm tô sáng tạo. Các
công cụ khác như Trim, extend, fillet, và knit làm việc với cả bề mặt.
1.2.2. Công nghệ về phần mềm đồ họa 3DS.Max
- Là một ứng dụng đồ họa đầy đủ đặc điểm 3D được phát triển bởi Autodesk
Media &Entertainment. Nó chạy trên nền Win32bit và Win64bit. Đến tháng 8 năm
2006, 3DS.Max đã phát triển phiên bản thứ 11. 3DS. Max là một trong những ứng
dụng tạo hoạt hình 3D rộng rãi nhất. Nó có khả năng dựng mô hình mạnh mẽ, một
tập hợp các plugin kiến trúc mềm dẻo và một nền tảng tương thích với Microsoft
Windows. Hầu hết nó
được sử dụng cho việc phát triển game, các chương trình
quảng cáo và các mô hình kiến trúc. Nó cũng được sử dụng để tạo các hiệu ứng
phim và thực tại ảo.
- Ngoài ra, với các công cụ dựng hình và làm hoạt cảnh, phiên bản mới nhất của
3DS.Max cũng có các đặc điểm cao cấp hơn như: Tạo môi trường và phân bổ bề
mặt, mô phỏng động - dynamic simulation, hệ thống hạt - particle system, bản đồ
pháp tuyế
n - normal map. Và các bộ tô bóng, kiết xuất hình ảnh - rendering mạnh
mẽ. Ngoài ra với các thiết kế giao diện không ngừng cải tiến và ngôn ngữ kịch bản
scripting language phục vụ cho việc lập trình Đã có một số bộ plugin để render
được thiết kế có thể nhúng vào phục vụ cho việc kiết xuất ảnh như của VRay,

Brazil r/s và finalRender. Các phiên bản gần đây yêu cầu việc đăng kí và các thỏa
thuận sử dụng với nhà s
ản xuất. Có thể thông qua email hoặc fax.
- Tạo các hình vẽ 3 chiều , các hình vẽ này có thể xuất thành các hình ảnh hai
chiều để sử dụng.
- Tạo các file chuyển động từ đơn giản đến phức tạp, có thể xuất thành các tập tin
video (*avi,*.mpg, wmv) dùng làm các đoạn phim hoạt hình để hỗ trợ cho các
trang web động…
Hai ứng dụng trên là 2 giai đoạn chính của một quy trình làm việc với 3DSmax.
Tạo hình – Gán vật liệu – Diễn hoạ
t – Kết xuất.
16
1.2.3 Lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn
Quá trình nghiên cứu để đưa Công nghệ phần mềm 3D ứng dụng vào việc tạo mô
hình hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn thực chất đã gắn lĩnh vực khoa học
giáo dục kỹ thuật với đào tạo nghề nghiệp. Vận dụng các phương pháp giáo dục
hiện đại khắc phục những ngược
điểm trong giáo dục truyền thống tại các trường
nghề và tại doanh nghiệp, nhóm nghiên cứu đã biến chúng trở thành thực tiễn giáo
dục kỹ năng nghề nghiệp. Để đề tài thành công, nhóm nghiên cứu đề tài đã sử
dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu theo mô hình sau:

Đặc biệt, trong đề tài đã sử dụng phương pháp mô hình hoá. Trong giáo dục kỹ
thuật nghề nghiệp có rất nhiều vấn đề không th
ể trực tiếp nghiên cứu trên các đối
tượng được do đối tượng nghiên cứu quá phức tạp và gặp những khó khăn khách
quan. Thực tế tại các doanh nghiệp Cơ khí do điều kiện sản xuất liên tục nên không
thể lúc nào chúng ta cũng quan sát được quá trình vận hành thiết bị, kỹ thuật Hàn
mà chủ yếu dựa vào kinh nghiệm tích lũy ngay cả với bộ phận kỹ thuật tại doanh
nghiệp. Chỉ khi thi

ết bị vào chu kỳ theo lịch sửa mới có dịp quan sát và có thể có
Các phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu điều tra -
kinh nghiệm
- Quan sát khoa học
+ Nghiên cứu thực tế
(tại các trường nghề và
các doanh nghiệp Cơ khí);
+ Phỏng vấn, điều tra
(Giáo viên, Sinh viên Cán
bộ công nhân viên trong
các trường và doanh
nghiệp);
- Tập hợp các thiết bị
phục vụ ngành Công
nghệ
Hàn

(kinh nghiệm)
Nghiên cứu
lý luận
- Tổng hợp so sánh
ưu nhược điểm của
các phần mềm 3D
nhằm lựa chọn phần
mềm ứng dụng hiệu
quả.
- Phân tích cơ sở lý
luận giáo dục nghề
nghiệp và phần mềm

đồ hoạ 3D(Solidworks
và
3Dsmax)
- Trừu tượng hóa
- Mô hình hóa
So sánh
lịch sử
- So sánh các loại thiết bị
của nhiều hãng sản xuất
thiết bị Hàn trên thế giới;
- Sự kế thừa về lịch sử chế
tạo từ thô sơ đến hiện đại;
- Lựa chọn để mô phỏng
và đưa vào thư viện hình
ảnh.
17
một số thử nghiệm cho phép. Vì vậy sử dụng phương pháp mô hình hoá các thiết bị
điển hình ngành Công nghệ Hàn là hết sức cần thiết trong quá trình nghiên cứu đề
tài. Do độ phức tạp của kết cấu bên trong các thiết bị, chi tiết máy, việc sử dụng mô
hình hoá được chế bản trên phần mềm đồ họa 3D đã tạo ra tính cụ thể, tính chân
thực, tính chính xác cao, tạo điều kiệ
n cho người quan sát phân tích được nguyên
nhân và biện pháp khắc phục các sai hỏng thường gặp trên thiết bị, góp phần nâng
cao năng suất và chất lượng sản phẩm trong sản xuất kinh doanh.
Để kiểm chứng kết quả nghiên cứu đề tài, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một
số mô hình hoạt cảnh trực quan phục vụ công tác đào tạo, sản xuất thực tiễn chuyên
ngành Công nghệ Hàn. Sau đó cung cấp sản phẩm cho các cán bộ
, giáo viên một số
trường, các doanh nghiệp Cơ khí có sử dụng ngành Công nghệ Hàn tham khảo và
ứng dụng

Như vậy khi nghiên cứu các tính năng ưu việt của công nghệ đồ hoạ - 3D và
các yếu tố trong lý luận giáo dục nghề nghiệp kết hợp với thực tiễn, nhóm nghiên
cứu đề tài quyết định lựa chọn hai phạm trù này làm cơ sở lý luận để triển khai
nghiên cứu và xây dựng đề tài. Sự
tổng hoà của một công nghệ phần mềm tin học
với lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn là sự kết hợp khoa học để có thể tạo
ra gói sản phẩm có ý nghĩa trong thực tế giáo dục nghề và công tác sản xuất tại các
doanh nghiệp.

18
CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM

2.1. Phân tích thực trạng sử dụng các phần mềm tin học trong ngành Công
nghệ Hàn
2.1.1. Tình hình chung
Công nghệ Hàn là một trong những bộ phận quan trọng trong các doanh
nghiệp, nhất là doanh nghiệp Cơ khí lắp ráp, chế tạo phục hồi, đồng thời là một bộ
phận nhỏ trong ngành Cơ khí của nước ta. Trong chiến lược phát triển ngành Cơ
khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đế
n năm 2020, quyết định của Thủ tướng
Chính phủ ký ngày 26 tháng 12 năm 2002 đã chỉ rõ: “…. ngành Cơ khí là một
trong những ngành công nghiệp nền tảng, có vai trò quan trọng trong việc phát
triển kinh tế, củng cố an ninh, quốc phòng của đất nước”.
Đồng thời định hướng phát triển như sau:
- Tập trung phát triển ngành cơ khí một cách có hiệu quả, bền vững trên cơ
sở phát huy nội lực trong nước kết hợp v
ới nguồn lực bên ngoài. Khuyến khích các
thành phần kinh tế tham gia phát triển ngành cơ khí một cách có tổ chức, phân công
và hợp tác hợp lý, đồng thời tiếp tục đổi mới, sắp xếp phát triển và củng cố doanh
nghiệp nhà nước về cơ khí đủ mạnh để giữ vai trò nòng cốt, là lực lượng chủ lực

của ngành.
- Tập trung phát triển một số chuyên ngành, sản phẩm cơ khí trọng điểm
nhằm khai thác, phát huy tốt nhất tiềm năng (tài nguyên, nguồn nhân lực) để đáp
ứng các yêu cầu cơ bản của công cuộc phát triển đất nước.
- Tăng cường năng lực tự nghiên cứu, chế tạo, đồng thời đẩy mạnh việc tiếp
thu, ứng dụng khoa học, công nghệ tiên tiến nhằm đạt trình độ công nghệ trung
bình tiên tiến của Châu Á, tạo thêm nhiều sản phẩm cơ khí có khả
năng cạnh tranh
cao.
- Nâng cao khả năng chuyên môn hóa và hợp tác hóa, năng lực của ngành cơ
khí, tạo tiền đề phát triển các ngành công nghiệp khác của đất nước.
- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các mẫu máy hiện đại (ứng dụng công nghệ
PLC, CNC) và các thiết bị gia công đặc biệt.
- Đẩy mạnh chương trình hiện đại hóa theo hướng điện tử - tin học hóa
(CNC) dàn máy công cụ hiện có trong các cơ sở công nghiệ
p.
19
2.1.2. Những hướng chính ứng dụng tin học vào phục vụ ngành Công nghệ
Hàn
- Hướng thứ nhất: Thực hiện chương trình hoá các phương pháp tính toán
kinh điển đang được sử dụng bằng các phần mềm ứng dụng. Khi thiết kế, chạy
chương trình trên máy tính, nhập vào chương trình những số liệu cần thiết đã được
lựa chọn, kết quả tính toán được đưa ra giấ
y và màn hình.
- Hướng thứ hai: Lợi dụng khả năng tính toán nhanh, chính xác của máy
tính, thiết lập các bài toán lắp ráp theo những lý thuyết chính xác, lập chương trình
để giải các bài toán này. Kết quả tính toán thiết kế có độ chính xác cao hơn, tin cậy
hơn so với phương pháp tính toán thiết kế theo truyền thống.
- Hướng thứ ba: Lợi dụng khả năng tính toán nhanh của máy tính, lập
chương trình tính toán tất cả các phương án thiết kế có thể được, sau đó chọ

n ra
phương án tốt nhất theo chỉ tiêu tối ưu của bài toán đặt ra.
- Hướng thứ tư: Giảm nhẹ công sức lập các bản vẽ. Sử dụng các phần mềm
về vẽ, lập chương trình ứng dụng tự động vẽ các chi tiết máy, bộ phận máy. Khi
chạy các chương trình này, chỉ cần nạp số liệu đã được chọn từ bàn phím, hoặc từ
đĩa mềm, máy tính s
ẽ tự động hoàn thành bản vẽ và có thể in ra giấy để sử dụng.
Có thể lập bản vẽ chế tạo chi tiết máy, bản vẽ lắp, bản vẽ chung, thậm chí có thể tự
động lập bản thuyết minh.
- Hướng thứ năm: Tự động hoá quá trình thiết kế. Lập phần mền hoàn chỉnh
giải quyết tất cả các vấn đề liên quan đến một chi tiết máy, m
ột bộ phận máy. Khi
chạy chương trình, chỉ cần nhập những số liệu cần thiết theo yêu cầu của chương
trình. Kết quả nhận được là bản vẽ hoàn chỉnh của chi tiết máy hoặc bộ phận máy.
- Hướng thứ sáu: Kết hợp các chương trình tính toán thiết kế và các chương
trình điều khiển quá trình chế tạo, kiểm tra, tạo thành một hệ thống thiết kế - chế

tạo tự động hoàn chỉnh.
2.1.3. Khảo sát lựa chọn các phần mềm đồ hoạ 3D ứng dụng trong xây dựng
mô hình hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn.
* Trong những năm gần đây cùng với việc bùng nổ của CNTT đặc biệt là sự
phát triển mạnh của ngành công nghệ đồ hoạ 3D. Đã có rất nhiều các phần mềm
ứng dụng trong ngành cơ khí như: Auto CAD, Solidwork, Pro-Engineer, Autodesk
Inventer, Autodesk Mechanical Desktop, SolidWorks Edge, Master CAM, 3D
20
Studio.Max….Mỗi phần mềm đều có các mặt mạnh, hướng chuyên sâu ứng dụng
khác nhau :
- Ứng dụng CNTT trong thiết kế là việc tạo ra và xử lý các mẫu thiết kế trên
máy vi tính lĩnh vực CAD (Computer Aided Design) thiết kế có sự trợ giúp của
máy tính các phần mềm thông dụng AutoCAD, Solidwork, Pro-Engineer, Autodesk

Inventer, Autodesk Mechanical Desktop , SolidWorks Edge, Catia
- Ứng dụng CNTT trong tính toán và phân tích tối ưu: Computer Aided
Engineering (CAE) các phần mềm thông dụng Solidworks, Catia và ANSYS,
Moldex3D, ProCAD
- Với lĩnh vực CAM (Computer Aided Manufacture) gia công có sự trợ giúp
của máy tính Pro/ENGINEER, NX (Unigraphic), Cimatron, MasterCAM,
- Với lĩnh vực CG (Computer Graphics) kỹ thuật đồ họa vi tính có các phần
mềm 3DS.Max, Maya, Light Wave 3D, Blender
Bảng 1: ĐÁNH GIÁ XẾP HẠNG CÁC PHẦN MỀM
CAD/CAM/CAE/CG/RP (phụ lục 4)
Đây là bản đánh giá xếp hạng các phần mềm CAD/CAM/CAE/CG/RP của tạp chí
NIKKEI DESIGN, Japan (một tạp chí nổi tiếng chuyên về đánh giá các phần mềm
3D) trong năm 2006. Bảng đánh giá xếp hạng này được bỏ phiếu bởi 20 chuyên
gia hàng đầu về lãnh vực CAD/CAM/CAE/CG/RP củ
a Nhật để tiện cho chúng ta
có thể tham khảo trong việc chọn phần mềm học tập.
Bảng đánh giá được xếp hạng bằng phiếu dựa trên các tiêu chí như: Số lượng
người sử dụng, số cấp quyền được phát hành trong năm 2005, chức năng cũng
như tính ưu việt của software.
Bảng 2: SO SÁNH CÁC PHẦN MỀM CAD/CAM/CAE THÔNG DỤNG TẠI
VIỆT NAM ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH CƠ KHÍ (ph
ụ lục 5)
Qua hai bảng so sánh với các tiêu chí như
+ Phần mềm 3D được các chuyên gia công nhận và đánh giá cao (phụ lục 4)
+ Phần mềm lựa chọn phải thông dụng tại Việt Nam
+ Có nguồn tài liệu phong phú trên mạng Internet, sách báo , phần mềm dễ sử
dụng có khả năng tự học và nghiên cứu
+ Có khả năng mô phỏng được các hoạt cảnh phức tạp của ngành Công nghệ Hàn
như: Dựng được mô hình chi ti
ết máy, tạo hoạt cảnh liên kết chuyển động trong cơ

cấu máy, có khả năng mô phỏng được hồ quang hàn, khói hàn, ngọn lửa hàn, biểu
diễn được các thông số kỹ thuật trong Công nghệ Hàn
Do tính chất và đặc điểm trong đào tạo ngành Công nghệ Hàn để đảm bảo việc
mô tả những cấu trúc, nguyên lý máy, thao động tác kỹ thuật một các chính xác
nhất cần có sự kết hợp nghiên cứu hỗ tr
ợ của nhiều phần mềm 3D. Qua hai bảng so
21
sánh về các tính năng công dụng, các ưu nhược điểm của các phần mềm 3D thông
dụng tại Việt Nam. Nhận thấy cần nghiên cứu tập trung vào hai phần mềm là đồ
họa CAD/CAM với phần mềm Soliworks và đồ họa CG với phần mềm 3DS max.
2.1.3.1 Phần mềm Solidworks
Đây là một trong những sản phẩm nổi tiếng của hãng Dassault systemn, bên cạnh
một sản phẩm n
ổi tiếng khác của hãng này là Catia.
SolidWorks phần mềm thiết kế ba chiều được sử dụng rất rộng rãi trong các
lĩnh vực khác nhau như xây dựng, kiến trúc, cơ khí… được sử dụng các công nghệ
mới nhất về lĩnh vực đồ họa máy tính. Phần mềm SolidWorks do công ty
SolidWorks phát triển là một trong những phần mềm thiết kế uy tín nhất trên thế
giới. Phần mềm này cho phép người sử dụng xây dựng các mô hình chi ti
ết 3D, lắp
ráp chúng lại với nhau thành một bộ phận máy (máy) hoàn chỉnh, kiểm tra động
học, cung cấp thông tin về vật liệu…
Phần mềm SolidWorks cũng cho phép nhiều phần mềm ứng dụng nổi tiếng
khác chạy trực tiếp trên môi trường của nó. SolidWorks có thể xuất ra các file dữ
liệu định dạng chuẩn để người sử dụng có thể khai thác mô hình trong môi trường
các phần mềm phân tích khác như ANSYS, ADAMS, Pro-Casting…Trước sự
phát
triển lớn mạnh của phần mềm CAD SolidWorks, hiện nay nhiều phần mềm
CAD/CAM đã viết thêm các modul nhận dạng trực tiếp file dữ liệu SolidWorks…
* Chức năng CAD: Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân thiện,

khả năng thiết kế nhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và
bố trí các toolbar một cách có hệ thống và hợp lý. Phần mề
m này không có nhiều
modul như Catia hay unigraphics vốn là những phần mềm lớn thiết kế trong nhiều
lĩnh vực như ôtô, hàng không, điện tử, … Solidworks chủ yếu được dùng trong cơ
khí chính xác, điện tử, ôtô, thiết kế cơ khí, tạo khuôn, thiết kế kim loại tấm… nói
chung, về các chức năng này thì Solidworks tỏ ra có không thua kém Catia,
unigraphics thậm chí còn hay hơn và tốt hơn, bởi lẽ nó chỉ chuyên về những lĩnh
vực đó, cùng v
ới người anh em Catia của mình, Solidworks trở thành một trong
những phần mềm nổi tiếng thế giới của hãng Dassault systemn.
* Chức năng CAM : Để dùng được chức năng này, chúng ta phải sử dụng một
modul nữa của solidworks là SolidCam. Đây là modul Cam của Solid, nó được tách
ra để bán riêng, nếu ai có điều kiện thì tải về dùng thử trên trang web:
www.solidcam.com
nó chạy ngay trên giao diện của solidworks, việc sử dụng của
SolidCam quả thật vô cùng thân thiện, hơn hẳn Mastercam và các phần mềm khác
22
về tính dễ sử dụng. Với các tool của SolidCam khá mạnh và phong phú: Phay
(2,5D, 3D, 5 trục ), Tiện, Turn-Mill
* Chức năng CAE: Có lẽ đây là một ưu điểm của hãng sản xuất, khi mà họ
mua trọn gói bộ phần mềm phân tích cức kì nổi tiếng thế giới là Cosmos để tích
hợp và chạy ngay trong môi trường của solidworks bao gồm: COSMOS Motion
(mô phỏng rất hay ), COSMOSWorks, COSMOSFloworks làm cho chức năng
Phân tích của Solid khó có thể có phần mềm khác so sánh đượ
c được. Với modul
phân tích của Solidworks là cosmos, chúng ta có thể thực hiện được những bài
phân tích vô cùng phức tạp nhưng rất hay, dưới đây là liệt kê một vài bài toán dùng
để tính với cosmos:
- Phân tích tĩnh học.

- Phân tích động học .
- Phân tích động lực học (bài toán phân tích ứng suất khi cơ cấu chuyển động-
con lăn di chuyển trên ray).
- Phân tích dao động.
- Phân tích nhiệt học.
- Phân tích sự va chạm của các chi tiết.
- Phân tích thuỷ khí động học ( thông qua bài toán phân tích lượng nước ch
ảy
qua cái robine và bố trí quạt thông gió cho CPU máy tính nhằm tản nhiệt tốt hơn).
- Phân tích quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn và mức độ gia nhiệt cần thiết
cho quá trình đó.
- Mô phỏng cánh tay Robot
Bên cạnh những modul phân tích này thì Cosmos còn cho phép thực hiện
nhiều bài toán khác nữa. Nói chung là chương trình tính toán nhanh và cho phép
thực hiện phân tích cụm rất nhiều chi tiết, với các thông số kết quả là: Ứng suất,
sức căng, chuyển vị, hệ số an toàn kết cấu …
- Mold tools: Các công cụ giúp công vi
ệc thiết kế khuôn mẫu của bạn dễ dàng
hơn rất nhiều.
- Phần mềm Geaxtra cho phép tính toán bài tóan về bánh răng, sau khi đã tính
toán chúng ta có thể suất sang Solidworks như 1 part, rất thuận thiện cho thiết kế
chế tạo các cặp bánh răng.
Đây là một trong những phần mềm dễ học và trực quan nhất có nhiều tài liệu
hướng dẫn có thể tạo dựng được các mô hình vật thể kết c
ấu và liên kết phức tạp
trừu tượng trong đào tạo ngành Công nghệ Hàn.
23
2.1.3.2 Phần mềm 3D Studio.Max
+ 3D Studio.Max là phần mềm mạnh của hãng Autodesk giúp tạo ra và diễn
hoạt các vật thể 3 chiều, cho phép thiết đặt các khung cảnh mà trong đó ánh sáng,

bóng đổ, sự phản chiếu, hiệu ứng mưa, sương mù, lửa khói,…được thiết kế khi cần
thiết Ngoài ra với các công cụ dựng hình và làm hoạt cảnh, phiên bản mới nhất
của 3DS.Max cũng có các đặc điểm cao cấp hơn như
(tạo môi trường và phân bổ bề
mặt), mô phỏng động học - dynamic simulation, hệ thống hạt - particle system, bản
đồ pháp tuyến - normal map và các bộ tô bóng, kiết xuất hình ảnh - rendering
mạnh mẽ. Ngoài ra với các thiết kế giao diện không ngừng cải tiến và ngôn ngữ
kịch bản - scripting language phục vụ cho việc lập trình Đã có một số bộ plugin
Render (mô đun phần mềm kết xuất ghép thêm) để kết xuất hình ảnh được thi
ết kế
như V-Ray, Brazil r/s và finalRender. Và cuối cùng cho phép xuất ra dưới các dạng
phim ảnh, các mô hình thực tế ảo…rất hữu ích cho việc thiết kế các bài giảng với
các hiệu ứng mô phỏng hiệu ứng hồ quang, ngọn lửa hàn, sự bắn tóe kim loại các
mô hình tĩnh động tạo tính chính xác, trực quan và thẩm mỹ cao trong ngành Công
nghệ Hàn.
 Vậy: Với sự phát triển lớn mạnh của ngành Cơ khí, tầm quan trọng của
ngành Công nghệ Hàn, với thực trạng của nền giáo dục nước ta hiện nay và ưu việt
của công nghệ đồ hoạ 3D đặc biệt là hai phần mềm Solidworks và 3D Studio.max.
Cùng với sự phát triển và áp dụng công nghệ mới trong các trường nghề. Do đó,
việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đồ hoạ 3D vào hỗ trợ
giảng dạy ngành Công nghệ Hàn.” là yêu cầu cấp thiết của thực t
ế của giáo dục
Việt Nam trong đổi mới và hội nhập.
* Kết luận
Ứng dụng tin học vào lĩnh vực Cơ khí giải quyết được rất nhiều vấn đề:
Thiết lập các bản vẽ, thiết lập bản thuyết minh, tính toán thiết kế các chi tiết máy,
bộ phận máy với độ chính xác cao, thiết lập các chương trình điều khiển quá trình
gia công, chế tạo hệ thống gia công tích c
ực, tự động kiểm tra và điều chỉnh chế độ
cắt, thiết kế và sửa chữa thiết bị đảm bảo năng suất cao và độ chính xác gia công rất

cao. Tin học và máy tính đã hỗ trợ phát huy hết khả năng vốn có, để thiết kế và chế
tạo ra những sản phẩm cơ khí có chất lượng cao, giá thành thấp. Muốn tận dụng
được lợi thế này, ngoài kiến th
ức chuyên môn về công nghệ chế tạo máy cần hiểu
biết về tin học và sử dụng thành thạo các thiết bị điện tử trong hệ thống sản xuất cơ
khí hiện đại.