Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại

iv



TÓM TT

Ngày này nhng sn phẩm kim loi tấm đã đưc s dng rất rộng rãi trong các
ngành công nghip. Trong đó, chi tit đưc to thành bằng cách uốn theo nhng
đưng uốn thẳng trên tấm kim loi phẳng đã đưc tri mẫu theo bn v thit k
tương ng. Thit k quy trình công ngh cho chi tit uốn bao gm các nhim v có
mối quan h mt thit vi nhau, như tri mẫu, tính toán các thông số gia công và lựa
chn dng c, lp th tự uốn và xác đnh dung sai. Trong lun văn này, vấn đề về
lựa chn dng c s đưc đề cp đn.
Vi sự phát triển nhanh chóng ca các ngành công nghip, độ phc tp ca chi
tit cũng như sự đa dng ca dng c uốn cũng gia tăng đáng kể. Thực t này đã
gây khó khăn trong vic lựa chn nhng dng c thích hp và không gây va đp
cho các đưng uốn dựa trên quá trình mô t về chi tit. Trong khi đó, mối quan h
qua li gia lựa chn dng c và th tự uốn đã làm cho vic lựa chn dng c tự
động tr thành một bài toán không d dàng.
Lun văn đưa ra một hưng gii quyt nhằm làm gim sự phc tp ca vấn đề
như sau : lựa chn dng c s đưc tin hành theo hai bưc, đó là tiền lựa chn và
lựa chn tinh. Trong bưc tiền lựa chn, nhng dng c s đưc lựa chn trưc dựa
trên vic phân tích hình dáng chi tit cũng như hình dáng dng c. Bằng cách phát
hin ra các đặc trưng hình hc đa phương tn ti trong chi tit uốn, lưng hóa các
đặc trưng hình hc đa phương này để tìm ra nhng dng c thích hp, loi bỏ đưc
nhng dng c có thể gây ra va đp khi gia công nhng đặc trưng hình hc đa
phương đó. Mặc dù nhng dng c đưc lựa chn trưc theo các trên cho phép
tránh đưc hầu ht các va đp, nhưng nhng va đp ph có thể xuất hin vì dng c

đưc lựa chn dựa trên các đặc trưng hình hc đa phương chưa lưng trưc đưc
nhng va đp gây ra dựa trên hình dng tng thể ca chi tit một cách tc thi trong
suốt quá trình uốn. Vì th bưc lựa chn tinh s lc li các dng c đã đưc lựa
chn trưc bằng cách xem xét các thông tin phn hi từ mỗi bưc ca th tự uốn.
Trong suốt giai đon này, d liu va đp gia dng c và chi tit s đưc ghi nhn



v



li và đưc x lý để đưa ra thêm các yêu cầu b sung về thông số dng c cho quá
trình lựa chn. Vì vy sau bưc này, nhng dng c đưc lựa chn s tương thích
vi hình dng tng thể ca chi tit trong toàn bộ quá trình uốn.
Trong lun văn, nhng thut toán s đưc đề xuất nhằm giúp phát hin nhanh
các đặc trưng hình hc đa phương cũng như cách thc lưng hóa chúng. Đng thi
lun văn cũng s dng phần mềm MATLAB làm công c cho quá trình lựa chn
dng c tự động. Chương trình MATLAB đưc thực hin qua bốn bưc : bưc đầu
tiên s tìm ra các đặc trưng hình hc đa phương tn ti trong chi tit; bưc th hai
s lưng hóa các đặc trưng hình hc đa phương đã đưc tìm ra  bưc th nhất, kt
qu đưa ra là các dng c thỏa mãn vi từng loi đặc trưng hình hc đa phương,
giúp loi bỏ đi các dng c không phù hp, đây cũng là bưc tiền lựa chn; bưc
th ba s tìm ta độ các điểm d xy ra va đp vi một th tự uốn nhất đnh đã đưc
lựa chn trưc; bưc th tư s lấy kt qu từ bưc th hai và bưc th ba để tin
hành lựa chn tinh lần cuối, kt qu đưa ra là các dng c thỏa mãn vi tất c các
đưng uốn và phù hp vi quá trình uốn đưc lựa chn.

vi



ABSTRACT

Sheet metal products are widely used in various industries nowadays. Among
those, bent parts are made by performing linear bends on the sheet metal blanks
prepared arccording to the unfolding of the corresponding designs. Process planning
for bent parts consists of closely related tasks, such as unfolding generation,
operation parameters and tool selection, bend sequencing and tolerance verification.
Aiming at an automated process planning (CAPP) for bent parts, the aspects of tool
selection has been tackled in this study.
Regarding the aspect of tool selection, due to the requirements in the industry,
both part complexity and tool variety for bending have increased. This fact hinders a
simple mapping between compatible and collision-free tools to bend lines merely
based on part descriptions. Meanwhile, the interrelation between tool selection and
bend sequencing makes automated tool selection a combinatorial problem.
This research will give a strategy to downscale the problem complexity : tool
selection will be executed by two steps : preselection and refined selection. In the
first step, tools will be selected based on analyzing the part geometry and tool
geometry. By detecting local details, and evaluating them to find the suitable tools,
eliminate the tools can make collision. Even though the preselected tools allow
avoiding most collisions, additional collisions often happen since the tools selected
based on the local details cannot take into account the global geometry of the
intermediate part during processing. The second step thus refines the preselected set
by the data feedback from the bend sequencing module. During this procedure, the
collision data between the tool and the part are recorded and processed to derive

additional requirements for the tools. The tools used are therefore adjusted based on
the global geometry of the part during bending.
In this research, algorithms will be presented to help finding the local details
quickly and evaluating them. In addition, this research uses MATLAB software for
automated tool seletion. The MATLAB programs have four steps : in step one, local



vii



details residing in the part will be detected; in step two, these local details are
evaluated to find the suitable tools with each local detail; in step three, the
coordinate of collision points between part and tool will be calculated based on a
certain bending sequence; step four is the refined selection step and the selected tool
will adjust with global geometry of the part.





viii



MC LC
LÝ LCH KHOA HC i
LI CAM ĐOAN ii
CM T iii

TÓM TT iv
ABSTRACT vi
MC LC viii
DANH SÁCH CÁC CH VIT TT xi
DANH SÁCH CÁC HÌNH xii
DANH SÁCH CÁC BNG xiv
CHNG 1 1
TNG QUAN 1
1.1. Tng quan chung v lĩnhăvc nghiên cu, các kt qu nghiên cu trong và
ngoài ncăđƣăcôngăb. 1
1.1.1. Nguyên công uốn kim loi tấm 1
1.1.2. Lp k hoch sn xuất vi sự tr giúp ca máy tính trong nguyên công uốn
kim loi tấm 4
1.2. Mc tiêu ca lunăvĕn 15
1.3. Gii hn lunăvĕn 16
1.4. Phng pháp nghiên cu 17
1.5. Kt cu ca lunăvĕn 17
1.6. Tiu kt chng 1 18
CHNG 2 19
C S LÝ THUYT 19
2.1.ăĐiu kin cng trong vic la chn dng c. 19
β.1.1. Điều kin công ngh 19
2.1.2. Điều kin hình hc 25
2.2.ăĐiu kin mm trong la chn dng c. 26
2.3. Vnăđ vaăđp trong nguyên công un kim loi tm. 27
2.4. Các bc chin lc trong vic la chn dng c. 28
2.5. Tiu kt chng 2. 29
CHNG 3 31

ix



KH NĔNGăTRÁNHăVAăĐP CA DNG C TRONG NGUYÊN CÔNG UN
KIM LOI TM 31
3.1. Các phng thcăxácăđnh dng c kh thi. 31
3.2. Không gian tip cn ca dng c. 36
3.3. Biên dng dng c tng quát. 38
3.4. Các thông s ca biên dng C. 39
3.5. Tiu kt chng 3. 40
CHNG 4 41
ĐC TRNG HÌNH HCăĐA PHNGăVÀăCÁCHăXÁCăĐNHăCÁCăĐC
TRNG HÌNH HCăĐA PHNG 41
4.1.ăĐnhănghĩaăđc trng hình hcăđa phng. 41
4.2. Mô t và phân loiăcácăđc trng hình hcăđa phng. 42
4.3.ăCácăvaăđp tim tàng. 43
4.4. Xácăđnhăcácăđc trng hình hcăđa phng. 44
δ.δ.1. Xác đnh đặc trưng hình hc đa phương U và Z 44
δ.δ.β. Xác đnh đặc trưng hình hc đa phương Ω . 48
4.5. Tiu kt chng 4 49
CHNG 5 50
LA CHN DNG C DA TRÊN VICăĐÁNHăGIÁăCÁCăGIÁăTR CA CÁC
ĐC TRNG HÌNH HCăĐA PHNG 50
5.1. Các kiuăvaăđp 50
5.1.1. Đnh nghĩa 50
5.1.2. Cơ s cho vic nhn dng kiểu va đp trong các giai đon khác nhau ca vic
lựa chn dng c 51
5.1.γ. Xác đnh hưng va đp 51

5.1.4. Các kiểu va đp cho các đặc trưng hình hc đa phương 54
5.2.ăQuáătrìnhăđánhăgiá 55
5.2.1. Các yu tố đầu vào cho quá trình đánh giá 55
5.β.β. Quy trình đánh giá 57
5.2.3. Lưu đ biểu din quá trình lựa chn dng c tng quát 64
5.3. Tiu kt chng 5. 65
CHNG 6 66
TRIN KHAI THUT TOÁN 66



x



6.1. Mô hình hóa các bc trong chng trình MATLAB 66
6.1.1. Xác đnh các đặc trưng hình hc đa phương 66
6.1.2. Lưng hóa các đặc trưng hình hc đa phương 70
6.1.3. Lựa chn dng c dựa vào th tự uốn đã đưc lựa chn trưc 75
6.2. Áp dng phần mm MATLAB gii các bài toán c th 76
CHNG 7 127
KT LUN 128
7.1. Kt lun 128
7.2.ăĐ xut 129
TÀI LIU THAM KHO 131
PH LC 138
Ph lc 1 : Xác đnh các đặc trưng hình hc đa phương U, Z, Ω 138
Ph lc 2 : Lưng hóa các đặc trưng hình hc đa phương tn ti trong chi tit 140
Ph lc 3 : Xác đnh ta độ các điểm va đp thực t theo th tự uốn đã chn 184
Ph lc 4 : Lựa chn dng c theo th tự uốn đã chn 191

Ph lc 5 : Hình dng và thông số các loi chày 281
Ph lc 6 289







xi



DANH SÁCH CÁC CH VIT TT

Chăvitătt Đnhănghĩa
2D Hai chiều
3D Ba chiều
CAPP Lp k hoch sn xuất vi sự tr giúp ca máy tính
CAD Thit k vi sự tr giúp ca máy tính
CAM Gia công vi sự tr giúp ca máy tính
CNC Điều khiển theo chương trình số




xii

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG
Hình 1.1: Phân loi các nguyên công trong dp tấm 1
Hình 1.2: Công dng ca các sn phẩm uốn kim loi tấm trong đi sống 2
Hình 1.3: Các giai đon uốn trên máy ép 4
Hình 1.4: Quy trình uốn và các bộ phn ca máy uốn 4
Hình 1.5: Mô t về dng c theo [γ] 10
Hình 1.6: H thống lựa chn dng c theo [γ] 12
Hình 1.7: Thông số dng c theo [1β] 14
Hình 2.1: Dng c cơ bn ca kỹ thut to hình trên máy ép 22
Hình 2.2: Các thông số dng c 24
Hình 2.3: Sự bin đi ca chi tit trong quá trình uốn 29
Hình 3.1: Các biên dng đặc bit yêu cầu kỹ thut uốn đáy 33
Hình 3.2: Các yêu cầu hình dng cho vic lựa chn chày 34
Hình 3.3: Các yêu cầu hình dng cho vic lựa chn cối 35
Hình 3.4: Không gian tip cn dng c đơn lẻ 39
Hình 3.5: Biên dng C ca dng c 40
Hình 3.6: Các thông số biên dng C và cách phân tích 41
Hình 4.1: Các đặc trưng hình hc đa phương cơ bn 45
Hình 5.1: Xác đnh hưng va đp 54
Hình 5.2: Chia mặt uốn thành các mặt ph 54
Hình 5.3: Xác đnh hưng va đp 56
Hình 6.1: Nhp các thông số đầu vào cho bưc xác đnh các đặc trưng hình hc đa
phương 91
Hình 6.2: Nhp các thông số đầu vào cho bưc β 92
Hình 6.3: Nhp các thông số đầu vào theo th tự uốn đã chn trưc 94
Hình 6.4: Các thông số đầu vào cho bưc lựa chn tinh 95

xiii



Hình 6.5: Nhp các thông số đầu vào cho bưc xác đnh các đặc trưng hình hc đa
phương 107
Hình 6.6: Nhp các thông số đầu vào cho bưc β 108
Hình 6.7: Nhp các thông số đầu vào theo th tự uốn đã chn trưc 109
Hình 6.8: Các thông số đầu vào cho bưc lựa chn tinh 110
Hình 6.9: Nhp các thông số đầu vào cho bưc xác đnh các đặc trưng hình hc đa
phương 120
Hình 6.10: Nhp các thông số đầu vào cho bưc β 123
Hình 6.11: Nhp các thông số đầu vào theo th tự uốn đã chn trưc 128
Hình 6.12: Các thông số đầu vào cho bưc lựa chn tinh 129







xiv



DANH SÁCH CÁC BNG

BNG TRANG
Bngă3.1:ăCấu trúc ca các quy tc đưc s dng trong phương thc lựa chn dng c 36

Bngă5.1: Các kiểu va đp cho các đặc trưng hình hc đa phương 57





1



CHNGă1
TNG QUAN

1.1. Tng quan chung v lĩnhăvc nghiên cu, các kt qu nghiên cu
trongăvƠăngoƠiăncăđƣăcôngăb.
1.1.1. Nguyên công uốn kim loi tấm :
Công ngh gia công kim loi tấm hin nay rất đa dng, bao gm nhiều hưng
khác nhau như : gò, dp nguội, uốn


Hình 1.1. Phân loi các nguyên công trong dp tấm.
Trong số đó, Uốn kim loi tấm là một quá trình đnh hình kim loi, trong đó
nhng tấm kim loi phẳng đưc uốn dc theo nhng đưng uốn để to thành nhng
chi tit ba chiều. Quá trình phc tp này có thể to ra nhng biên dng uốn đa dng
c về hình dáng cũng như khối lưng chi tit từ các mẫu nguyên đưc ct ra từ tấm
kim loi phẳng.Phôi dùng trong nguyên công uốn có thể là phôi thanh, phôi hình,
nhưng phôi tấm và di là ph bin hơn c. Các sn phẩm to thành từ uốn tấm ngày
càng ln và phc tp đưc s dng rộng rãi trong các ngành công nghip như: hàng
không, đin, máy công c, đin lnh, ôtô, … Các chi tit to thành từ kim loi tấm
không nhng quan trng về kt cấu mà còn nh hưng đn độ thẩm mĩ ca sn phẩm.

2








Hình 1.2. ng dng ca các sn phẩm uốn kim loi tấm trong đi sống.
Quá trình chuẩn b phôi cho nguyên công uốn bao gm vic tính toán tri mẫu từ
chi tit ban đầu và ct mẫu đã đưc tri ra khỏi tấm kim loi phẳng. Dng c đưc
dùng trong nguyên công uốn bao gm nhng cặp dng c đực và cái thưng đưc
gi là bộ dng c (tool sets) : dng c đực đưc gi là chày, và dng c cái đưc
gi là cối (khuôn). Tất c nhng đưng uốn trên phôi đưc uốn s dng các bộ
dng c theo một trt tự đưc gi là th tự uốn. Kt qu, phôi s dần dần chuyển
thành hình dng đã đưc thit k theo th tự uốn đưc áp dng.
Ngày nay, nguyên công uốn đưc thực hin trên nhng máy móc chuyên dùng
như máy ép trc khuỷu, máy ép thy lực, máy uốn tấm nhiều trc, máy uốn profin
chuyên dùng , s dng các kỹ thut uốn khác nhau, như uốn ba điểm(air
bending),uốn đáy(bottoming), uốn xoay (swivel bending) Trong đó, kỹ thut uốn
ba điểm và uốn đáy đưc tin hành trên máy ép (press brakes) để to ra biên dng
ca chi tit. Máy ép thông thưng có công suất từ β0 ậ β00 tấn dùng cho phôi có bề
dày từ 1 ậ δ.5m. Nhng máy ép ln hơn hoặc nhỏ hơn s đưc dùng cho nhng sn

3



phẩm đặc trưng riêng bit. Khi s dng máy ép, thông thưng chày đưc gn trên
phần chuyển động ca máy, và cối (khuôn) đưc đặt trên bàn máy. Quá trình to
hình bao gm hai giai đon. Giai đon đầu tiên, các dng c đưc thit lp riêng
bit và phôi đưc đnh v gia dng c và c chặn để đm bo đưng uốn đưc
chính xác. Giai đon th hai, chuyển động ca tấm đ chày s nhấn sâu chày vào
cối. Chuyển động này s to ra các đưng uốn trên phôi. Các giai đon khác nhau
ca quá trình uốn thực hin trên máy ép đưc minh ha như hình 1.γ.
Mặc dù lch s ca ngành gia công kim loi tấm đã ra đi từ thi kỳ đ Đng
[2], nhưng vi sự ra đi ca các máy CNC đã to ra một sự thay đi đáng kể về kh
năng công ngh. So vi phương pháp uốn truyền thống, quy trình uốn kim loi tấm
s dng máy ép CNC đưc trang b nhiều loi dng c cho phép gia công đưc các
chi tit phc tp và nhỏ hơn vi độ chính xác và năng suất cao hơn.
Tuy nhiên, đối tưng ca vic làm gim thi gian gia công uốn cho các chi tit
kim loi tấm chính là vic làm gim thi gian lp k hoch sn xuất. Vì độ phc tp
ca các chi tit ngày càng tăng và kích thưc ca đưng uốn ngày càng nhỏ nên
nhim v phi xây dựng đưc một quy trình gia công hp lý đã to nên một áp lực
không nhỏ đối vi các nhà lp k hoch sn xuất. Do đó, thi gian cho bưc lp k
hoch sn xuất đã tr thành một thông số quan trng trong vic tính toán thi gian
gia công ti các nhà máy sn xuất. Vì vy, nhng nỗ lực nhằm tự động hóa quá trình
sn xuất đã đưc bt đầu từ hàng thp kỷ trưc. Nhng phần tip theo s cung cấp
một cái nhìn tng quan về các thành tựu đt đưc trong vic lp k hoch gia công
vi sự tr giúp ca máy tính (CAPP) ca nguyên công uốn kim loi tấm.



4

Hình 1.3. Các giai đon uốn trên máy ép.


Hình 1.4. Qui trình uốn và các bộ phn ca máy uốn.
1.1.2. Lp k hoch sn xuất vi sự tr giúp ca máy tính trong nguyên công
uốn kim loi tấm :
Cũng như nhng quá trình khác, lp k hoch sn xuất trong nguyên công uốn
bao gm bốn nhim v chính. Nhim v đầu tiên là chuẩn b phôi liu, bao gm
(a) Đnh v trí ca phôi
trên khuôn
(b) Đnh v trí ca chày
trên chi tit
(c) Uốn
(d) Lấy chi tit



5



vic tính toán kích thưc phôi tri và ct phôi. Nhim v th hai là lên k hoch
nguyên công, trong đó các thông số quá trình sn xuất và dng c cho mỗi nguyên
công uốn đưc xác đnh. Nhim v th ba là lp th tự các bưc vn hành ậ thưng

đưc gi là lp th tự uốn. Nhim v th tư là đánh giá chất lưng, gm vic kiểm
tra độ chính xác về kích thưc ca chi tit đưc ch to ra so vi các thông số kỹ
thut ca chi tit.
Mặc dù nhng nhim v khác nhau ca quá trình lp k hoch sn xuất cho
nguyên công uốn đã đưc xác đnh như trên, nhưng để nhn thc rõ đưc mỗi
nhim v cũng như mối quan h gia nhng phần tương ng trong cấu trúc ca
CAPP là không hề d dàng .

1.1.2.1. Nhng nghiên cu đã thực hin về CAPP cho nguyên công uốn
kim loi tấm :
Lp k hoch sn xuất cho nguyên công uốn bao gm một số nhng nhim v
có quan h mt thit vi nhau, như đưc phát biểu trong [γ], [δ], [5] và [6]. Mối
quan h qua li gia nhng khía cnh này có thể đưc tóm lưc như sau :
- Lựa chọn dụng cụ và các thông số quá trình sản xuất : tính toán khong
dch chuyển ca chày, lực uốn và cách ng x lúc tip xúc trong suốt quá
trình uốn ph thuộc vào bộ dng c đưc lựa chn và độ chính xác đối
vi giá tr khe h khuôn.
Phần cng
IBW

Qun lý
k hoch
Bộ sp
xp th
tự và
điều
khiển
cm bin
CAD
Quy trình gia

Lp k hoch
(dò tìm mc cao)
Lp
k
hoch
phôi
và
dng
c
Gấp
chi
tit
K
hoc
hchu
yển
độn
g
Qui trình lp k hoch



6



- Lựa chọn dụng cụ và tính toán trải mẫu : gii hn uốn đưc dùng để tính
toán nhng kích thưc tri ca phôi từ chi tit riêng bit, ph thuộc vào bộ
dng c đưc s dng cho nguyên công uốn.
- Lựa chọn dụng cụ và lập thứ tự uốn : vic xác đnh th tự uốn ph thuộc

vào hình dng ca dng c đưc s dng. Một khi th tự uốn đã đưc xác
đnh, nhng hình dng dng c nên đưc chn dựa trên khong thuộc tính
đưc thit lp bi th tự uốn nhằm tránh va đp.
- Lập thứ tự uốn và dung sai : th tự uốn và v trí c chặn nh hưng đn
cách to ra nhng loi lan truyền sai số khác nhau và sau đó các sai số này
s đưc cộng dn trong suốt quá trình hình thành kích thưc gia công.
Hai vấn đề đầu tiên trong chuỗi khép kín này có thể đưc gii quyt bằng cách
chia nhim v lựa chn dng c vào vic lựa chn các thông số công ngh, như khe
h khuôn V, và lựa chn về hình dng dng c. Trong trưng hp này, vấn đề đầu
tiên là lựa chn dng c và các thông số công ngh đưc tính toán trực tip từ các
thông số chi tit và sau đó đưc dùng để suy ra các thông số quá trình sn xuất và
tri mẫu. Tuy nhiên, nhng vấn đề phc tp nhất li nằm  mối liên h th hai là lựa
chn dng c và tính toán tri mẫu.
Xem xét mối quan h gia lựa chn dng c và lp th tự gia công :
Một mặt, trong suốt toàn bộ quá trình gia công, mỗi lần uốn s đưa đn một kt
qu là có sự thay đi đáng kể về hình dng ca chi tit. Vì vy, lp k hoch dng
c đưc xác đnh dựa trên một giai đon tc thi ca chi tit thưng không phù hp
vi nhng giai đon khác, nơi yêu cầu uốn nhiều hơn hay ít hơn. Hình dáng có đưc
ti một giai đon mi có thể nh hưng đn các k hoch lựa chn dng c đã đưc
xác đnh trưc. Ngoài ra, nu vic lựa chn dng c bt buộc phi đưc xem xét
trưc khi lp th tự uốn, thì nhng thay đi liên tc về hình dng ca chi tit s gây
nên khó khăn trong vic dự đoán trưc hình dng ca chi tit ti nhng v trí tc
thi để lựa chn dng c mà không gây va đp chi tit.
Mặt khác, vấn đề s không d gii quyt hơn nu nhìn theo hưng khác : nu
một bưc uốn phi đưc xác đnh mà không có thông số về hình dng nào ca



7

nhng dng c đưc dùng thì tính đúng đn ca mỗi bưc uốn cần phi xem xét li.
Thêm vào đó, vic xác đnh dng c đặc trưng tùy thuộc vào hình dng chi tit tc
thi đưc xác đnh từ một th tự uốn có thể b thừa ràng buộc. Điều này có thể gi
ý đn một k hoch lựa chn m, trong đó nhng dng c đưc lựa chn một cách
thích hp vi mỗi bưc đưc thêm vào th tự uốn. Theo [3], vi mỗi chi tit có n
chỗ uốn thì tng số th tự uốn có thể có là n!. Nu vic lựa chn dng c đưc xem
xét một cách tương thích thì tng số quá trình lưng hóa s tăng lên theo h số t
n
,
vi t là số dng c có sẵn. Vi một vấn đề có độ khó trung bình, ví d như n = 10 và
t = 10 thì tng số nhng lưng hóa lên đn O(n!t
n
= γ.6γE+16). Vì vy, tng thi
gian gii quyt vấn đề cho một k hoch lựa chn m là không kh thi, thm chí
nu dùng nhng máy tính rất mnh [γ].
Để gii quyt vấn đề này, các nhà nghiên cu đã mô t vấn đề kép ca vic lựa
chn dng c và vic lp th tự uốn theo nhng cách khác nhau. Các hưng nghiên
cu chính như sau :
Hưng nghiên cu 1 : Dụng cụ được lựa chọn trước làm thông số đầu vào cho
việc lập thứ tự uốn. Nhng kt qu nghiên cu đưc ch ra trong [6] và [7] phù hp
vi hưng nghiên cu này đã đề xuất nhng thut toán giúp cho vic lên k hoch
th tự uốn dựa trên nhng dng c đưc lựa chn trưc bi các chuyên gia. Theo
[8], nhng dng c đưc lựa chn trưc dựa trên biên dng đưc trích ra từ chi tit
để làm tiền đề cho vic thành lp th tự uốn.
Hưng nghiên cu β : Thứ tự uốn được xác định trước nhằm cung cấp những
điều kiện tiên quyết cho việc lựa chọn dụng cụ. Trong [9] và [3], hình dng ca
dng c phi đưc lựa chn phù hp vi hình dng tc thi ca chi tit đưc tính
toán dựa trên th tự uốn đã có trưc. Nu không có dng c nào phù hp vi biên

dng tc thi ca chi tit nào đó thì một dng c mi phi đưc to ra.
Hưng nghiên cu γ : Sơ đồ hoán vị. Nhng nghiên cu ti [10] đã ch ra một
phương pháp dựa trên mô phỏng để xác đnh một th tự uốn không xy ra va đp.
Nhng dng c đưc lựa chn một cách lặp đi lặp li từ danh sách các dng c kh
thi về tính công ngh cho mỗi bưc gia công.



8



Xem xét về mối liên h gia vic lp k hoch th tự uốn và giá tr dung sai có
thể đt đưc :
Hưng nghiên cu 1 : Dung sai bị phụ thuộc vào thứ tự uốn. Theo nghiên cu
[11], nhng sai số quan trng phi đưc s dng để hưng ti vic tìm kim một
dung sai phù hp vi th tự uốn.
Hưng nghiên cu β : Kiểm tra dung sai cho một quy trình gia công được tạo
ra. Theo [12], [13], [14], [10] và [15], một phương pháp truyền thống đưc dùng để
tính toán các sai số có thể xy ra nhằm kiểm tra tính kh thi ca th tự uốn đưc to
ra. Theo [16], tác gi đã dùng phương pháp mô phỏng Monte ậ Carlo để đánh giá sự
chính xác ca một th tự uốn.
1.1.2.2. Lựa chn dng c và cách xây dựng :
Tầm quan trng ca lựa chn dng c trong vic lp k hoch gia công cho
nguyên công uốn kim loi tấm đưc xem xét dưi nhiều khía cnh. Đầu tiên, nó
cung cấp nhng thông số công ngh cần thit cho nhng nhim v khác, bao gm
vic tri mẫu, tính toán lực, lựa chn kỹ thut uốn, máy uốn và loi dng c uốn.
Bên cnh đó, tùy theo nhng tip xúc hp lý, vic lựa chn biên dng dng c thích
hp cũng là điều cần thit cho tính kh thi ca k hoch gia công. Quyt đnh dng
c hp lý có nh hưng đn các ngun sn xuất khác như thi gian cho vic chuẩn

b các thit lp về chày và nhng thit lp gia nhng lần đi chày. Ngoài ra, cách
thc lựa chn dng c cũng nh hưng đn vic đầu tư nhng dng c cần thit.
Hơn na, vic lựa chn kỹ thut uốn cũng như loi máy uốn cũng có tác động đn
độ chính xác ca nhng chi tit.
Mặc dù về nguyên lý to hình có thể đưc xem xét một cách đơn gin hơn,
nhưng nhng dng c đưc dùng trong máy uốn vẫn rất đa dng về hình dng cũng
như kh năng công ngh. Xem xét các loi chày, một nghiên cu [17] đã ch ra rằng
nhng loi dng c điển hình, đưc cung cấp trong bng kê ca nhng nhà sn xuất,
cũng ch chim khong 80% nhng loi dng c đưc s dng. Một phần nhỏ còn
li bao gm nhng dng c vi mc đích đặc bit, thưng đưc điều chnh theo yêu
cầu về hình dng đặc trưng. Sự đa dng về dng c dẫn đn sự linh hot trong vic



9



lựa chn thuộc tính dng c để phù hp vi yêu cầu sn xuất. Hơn na, sự linh hot
trong quy trình uốn s đem li cho ngưi thit k nhiều công c để có thể cho ra đi
nhng chi tit phc tp và nhỏ gn hơn na. Vì vy, nhng nỗ lực để xác đnh
nhng dng c theo sự phân loi đơn gin ca các chi tit có thể tr nên vô ích.
Nhng phần tip theo s cung cấp một cách tng quan về nỗ lực để gii quyt các
vấn đề về lựa chn dng c.
1.1.2.2.1. Mô t dng c :
Trong hầu ht nhng h thống CAPP dùng cho uốn kim loi tấm, các dng c
đưc mô t bi nhng khối đặc như trong [γ], [8], [10], [7], [18] và [6]. Vic s
dng đa dng các phương pháp để mô t hình dáng ca biên dng dng c dựa trên
sự thit lp các thông số đưc dùng ph bin hơn trong [γ], [8], [6]. Nhng đóng
góp đưc trình bày ti [γ] và [6] thể hin biên dng ca dng c dựa trên nhng

khối đa giác đưc đùn lên. Một dng c uốn hoàn chnh đưc thể hin bi sự kt
hp ca các bộ phn nối cơ bn, các trc cũng như các mũi dng c. Vì vy, một
dng c đưc đnh nghĩa bi nhng đa giác đưc đùn lên dựa trên loi dng c,
biên dng cơ bn ca thân dng c, đặc điểm mũi dng c và nhng đặc điểm ph
về thân và mũi, như hình 1.5. Ti [6], một dng c đưc xác đnh bi chiều dài,
hình dng mặt trưc và sau.




10




Hình 1.5.Mô t về dng c theo [3].

1.1.2.2.2. Lựa chn dng c :
Theo [10], nhng dng c có kh năng đưc dùng đưc xác đnh dựa trên nhng
điều kin uốn, ví d góc uốn, bán kính, chiều dài và vt liu ca chi tit. Vic kiểm
tra va đp gia mô hình khối ca chày và chi tit đưc tin hành trong trng thái



11



uốn , trong khi vic va đp này gia cối (khuôn) và chi tit li đưc kiểm tra trong
trng thái không uốn. Quá trình c tip tc cho đn khi một gii pháp không va đp

(collision-free) đưc tìm thấy từ nhng dng c có kh năng đưc s dng.
Theo [3], gi s ưu tiên cho một chuỗi nguyên công uốn để lựa chn dng c.
Nhng dng c đưc xác đnh dựa trên hình dng ca chi tit ti nhng trng thái
uốn khác nhau đưc đnh nghĩa bi một th tự uốn đặc trưng. Nu không có một
gii pháp gần đúng nào đưc tìm thấy thì chuỗi nguyên công cần đưc hiu chnh
li hoặc một dng c mi s đưc xây dựng. Số lưng dng c đã đưc lựa chn
trưc s b gim đi dựa vào sự thích ng ca dng c đối vi từngbưc uốn. Sự
thích ng này đưc tính toán bằng phương pháp điều khiển m (fuzzy logic) dựa
trên nhng điều kin ràng buộc về công ngh đối vi nhng thông số như chiều
rộng, chiều cao và bán kính khuôn V. Nhng giá tr tương thích này giúp cho vic
xác đnh dng c ban đầu cho tất c các bưc. Vic kiểm tra va đp dựa trên khối
mẫu đưc thực hin cho dng d ban đầu này. Nu dng c ban đầu này không thỏa
mãn các yêu cầu về va đp  tất c các trng thái thì dng c th hai s đưc lựa
chn v.v Sau đó, chiều dài ti các điểm ca dng c s đưc xác đnh và đưc
ghép vi các công đon uốn khác nhau. Cách tip cn này đưc thể hin trên hình 1.6.



Hình 1.6.H thống lựa chn dng c theo [3].



12



Xem xét về nhng khía cnh công ngh ln, một h chuyên gia đã đưc xây
dựng, đưc mô t trong [19] và [20], s dng ngôn ng LISP để tương tác tr giúp
ngưi lp k hoch sn xuất trong vic lựa chn đúng quy trình cũng như loi dng c.
Theo h thống CAPP đưc đề cp trong [8], vic lựa chn nhng thông số công

ngh dng c như chiều rộng khuôn V, chiều dài uốn ln nhất và nhỏ nhất, lực tối
đa, góc độ ca chày và bán kính mũi chày đưc dựa trên các thông số đầu vào ca
chi tit . Trong h thống này, vic chn chày dựa theo biên dng là tp hp các đon
uốn song song có nhng kiểu góc uốn đặc trưng.
1.1.2.2.3. Xây dựng dng c :
Theo kt qu ca vic lựa chn dng c căn c vào các nguyên công uốn đã có,
nhng phương pháp xây dựng dng c nhanh đưc đề cp ti bi một số nhà nghiên cu.
Theo [21], sự phân loi các va đp nhằm dùng để sp xp chúng li theo th tự,
từ đó giúp cho vic phát triển biên dng dng c. Sau khi đnh hình biên dng, dng
c đưc sn xuất bằng cách lp ghép nhng tấm kim loi mỏng có mặt ct theo hình
dng ca dng c. Phương pháp này cũng đưc dùng để sn xuất trc dng c, bộ
phn nối và các bộ phn riêng r, sau đó chúng đưc lp lẫn để to thành các dng
c khác nhau.
Nghiên cu sau này ca cùng tác gi trong [17], một phương pháp to hình biên
dng dng c tự động đưc đề xuất dựa trên một phương pháp chuẩn. Một biên
dng dng c hoàn chnh đưc kt hp từ bộ phn nối, trc và mũi dng c. Hình
dng tng quát ca trc đưc xác đnh dựa trên nhng bin thể cơ bn, trong khi
hình dng chính xác li ph thuộc vào nhng va đp đưc xác đnh ti từng giai
đon uốn.
Trong [9] đã đề cp đn một phương pháp xây dựng dng c mi căn c vào tp
hp nhng nguyên công uốn đã có. Phương pháp này dùng một tp hp các thông
số để mô t dng c, như hình 1.7. Nhng ràng buộc đưc to thành từ nguyên công
uốn xác đnh đưc x lý để đnh ra nhng thông số hình dáng dng c có thể thích
ng vi tất c các nguyên công uốn. Vì vy, nu một gii pháp đưc xác đnh, tất c
các nguyên công uốn có thể đưc thực hin vi một thit lp đơn.



13

Hình 1.7. Thông số dng c theo [1β].
1.1.3. Nhng tn ti trong h thống CAPP cho nguyên công uốn kim loi tấm
Các phần trưc đã trình bày một cách ngn gn nhng thành tựu đã đt đưc
trong h thống CAPP cho nguyên công uốn kim loi tấm. Tuy nhiên vẫn còn tn ti
nhng khó khăn nhằm xây dựng một h thống lp k hoch sn xuất tự động và
hiu qu.
1.1.3.1. Mối quan h gia các thành phần trong h thống CAPP
Từ nhng nghiên cu trên, ta nhn thấy rằng mối quan h gia vic lựa chn
dng c và lp th tự uốn là phc tp hơn c. Gi s ta ưu tiên cho vic lp th tự
uốn trưc thì s dẫn đn vấn đề sau :
 Sn xuất nhng dng c mi : nhng phương pháp xây dựng dng c nhanh
đưc thể hin chi tit trong [γ] và [17] đưc xem như là một gii pháp khi không
thể tìm ra đưc dng c thích hp. Tuy nhiên, chi phí để to ra dng c mi có thể
không thích hp cho quá trình sn xuất đơn chic.
Mặt khác, nu lựa chn dng c trưc mà ch dựa vào các xem xét về mặt công
ngh hoặc ý kin ca các chuyên gia thì s đưa đn nhng vấn đề sau :



14



 Ph thuộc vào trình độ ca ngưi lp k hoch sn xuất : lp k hoch sn
xuất đòi hỏi phi là ngưi có nhiều kinh nghim, tuy nhiên sự chính xác vẫn ph
thuộc rất nhiều vào kh năng ca con ngưi. Đối vi nhng chi tit phc tp, tính
kh thi ca mỗi k hoch s không thể đưc đm bo vì một ngưi không thể lưng

trưc ht đưc tất c nhng vấn đề phát sinh ti một bưc uốn nhất đnh.
 Hn ch kh năng tối ưu hoặc phn ng chm đối vi nhng thay đi về thit
k chi tit và ngun dng c máy móc : vì nhng chuyên gia thưng đưa ra nhng
quyt đnh dựa trên kinh nghim ca h, do đó sự thay đi nhanh chóng trong thit
k chi tit cũng như máy móc dng c có thể làm cho quyt đnh này không hiu
qu. Hơn na, vì các quyt đnh đưa ra là riêng lẻ nên vấn đề tối ưu hóa cũng s b
hn ch.
1.1.3.2. Áp dng nhng kin thc đã bit vào quá trình lựa chn dng c
Lp k hoch gia công là một hot động kt hp nhng hiểu bit từ các khía
cnh công ngh khác nhau. Nhng thut toán về lp th tự uốn đã đưc thực hin
thành công dựa trên kin thc chuyên môn đưc thể hin dưi dng các điều kin
cng và điều kin mềm. Các kin thc tương tự có thể đưc tìm thấy ti [3], [6], [8]
và [13] cho quá trình lựa chn dng c cũng như vấn đề tối ưu dng c. Tuy nhiên,
vẫn còn nhng vấn đề như sau :
 Công thc thit lp các quy tc cho một quá trình lựa chn dng c ắtốt”.
Cho đn tn bây gi, nhng hiểu bit về vic lựa chn dng c vẫn chưa thể đưc
chuyển hóa thành tp hp các quy tc, đưc s dng để đưa ra nhng quyt đnh
chính xác trong các h thống CAPP.
 S dng hiu qu nhng kin thc về lựa chn dng c. Mặc dù tp hp các
quy tc có thể đưc to ra, nhưng vic thay đi một cách nhanh chóng các ngun
dng c máy móc trong công nghip đòi hỏi phi áp dng nhng quy tc chung nhất.
 Sự thể hin tng quan về hình dáng dng c. Ngày này vi sự tiêu chuẩn hóa
các bộ phn nối ca dng c cho phép dng c có thể đưc s dng  nhiều loi
máy khác nhau. Do đó, số lưng dng c thích hp cho mỗi loi máy đưc gia tăng
đáng kể. Tuy nhiên, sự khác nhau trong vic thể hin hình dáng dng c ca các nhà