Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng hệ thống trợ giúp thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trên máy phay CNC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
Phùng Xuân Lan 
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỢ GIÚP 
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG 
CHI TIẾT TRÊN MÁY PHAY CNC 
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí 
Mã số: 62520103 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ 
 Hà Nội - 2017 
Công trình được hoàn thành tại: 
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 
 Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Trần Văn Địch 
 PGS. TS. Hoàng Vĩnh Sinh 
Phản biện 1: GS. TSKH. Phạm Văn Lang 
Phản biện 2: GS. TS. Đào Văn Hiệp 
Phản biện 3: PGS. TS. Hà Minh Hùng 
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ 
cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 
 Vào hồi .. giờ, ngày .. tháng .. năm  
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 
 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 
 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 
1 
MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết của đề tài 
Lập quy trình công nghệ (QTCN) là một khâu kết nối quan trọng 
giữa hai nhiệm vụ then chốt của quá trình sản xuất là thiết kế và gia 
công. Lập QTCN giải quyết vấn đề lựa chọn các quá trình sản xuất 
cần thiết, lựa chọn thiết bị gia công và dụng cụ cắt hợp lý, thiết lập 
thứ tự gia công để biến ý tưởng của nhà thiết kế thành những sản 
phẩm hiện hữu một cách kinh tế và có hiệu quả. Trong các nhà máy 
gia công cơ khí ở Việt Nam hiện nay, đa phần các công việc này 
đều được tiến hành thủ công. Khi lập QTCN thủ công, người kỹ sư 
phải mất nhiều thời gian để tra cứu sổ tay, tính toán, lựa chọn và ra 
quyết định cũng như chuẩn bị các tài liệu thiết kế. Công việc này 
càng khó khăn, tốn nhiều thời gian và công sức khi mà số lượng 
và chủng loại của các trang thiết bị đặc biệt là dụng cụ cắt ngày 
càng lớn và thường xuyên có sự biến động về số lượng. Hơn nữa, 
trong lập QTCN thủ công thì chất lượng thiết kế phụ thuộc rất nhiều 
vào kinh nghiệm của người thiết kế. Chính sự khác nhau giữa các 
thế hệ kỹ sư với các kinh nghiệm không đồng đều cũng làm cho 
chất lượng của QTCN không ổn định. Mặt khác, trong thiết kế 
QTCN bên cạnh những công việc đòi hỏi tư duy và tri thức của con 
người còn có những công việc nhàm chán mất nhiều thời gian. 
Chính vì vậy, nhu cầu có một hệ thống hỗ trợ thiết kế QTCN có sự 
trợ giúp của máy tính (CAPP) là hết sức cần thiết để có thể tận dụng 
khả năng tính toán, xử lý và truy xuất nhanh của máy tính với tư 
duy và tri thức của con người cho phép rút ngắn thời gian thiết lập 
QTCN. 
Trong nền sản xuất hiện đại, mặc dù được coi là cầu nối giữa CAD 
và CAM nhưng CAPP phức tạp và khó khăn hơn nhiều và chưa 
bắt kịp được sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ CAD/CAM. 
Thực tế cho thấy rằng, hiện nay các phần mềm thương mại 
CAD/CAM được phát triển rất mạnh bởi nhiều hãng như Autodesk, 
Dassault System, Siemens v.v. nhưng chưa phát triển được một 
mô-đun phần mềm CAPP thương mại thực sự do tính chất đa dạng 
và phức tạp của CAPP. Trong bối cảnh như vậy, nghiên cứu phát 
triển hệ thống hỗ trợ thiết kế QTCN bằng máy tính có một ý nghĩa 
khoa học và thực tiễn rất lớn. Đó cũng chính là lý do cơ bản mà 
nghiên cứu sinh (NCS) cùng tập thể hướng dẫn đã lựa chọn đề tài 
2 
của luận án là: “Nghiên cứu xây dựng hệ thống trợ giúp thiết kế 
quy trình công nghệ gia công chi tiết trên máy phay CNC’’ 
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 
Mục tiêu cuối cùng của đề tài là xây dựng một hệ thống trợ giúp 
thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trên máy phay CNC 
bằng máy tính, cho phép hình thành các phiếu công nghệ chỉ dẫn 
gia công trực tiếp từ mô hình vật thể rắn 3D thiết kế trong phần 
mềm CAD thương mại. 
3. Nội dung của luận án 
(1) Xây dựng phương pháp nhận dạng các đối tượng gia công 
trên cơ sở các đối tượng tạo hình trực tiếp trong phần mềm CAD 
thương mại. 
(2) Xây dựng phương pháp lựa chọn trang bị công nghệ bao gồm 
máy, dụng cụ cắt và phương pháp thiết lập thứ tự gia công trên cơ 
sở dữ liệu (CSDL) thay đổi linh hoạt. 
(3) Xây dựng giao diện tích hợp CAD-CAPP thử nghiệm với 
nhiều chi tiết và cho phép ứng dụng trong thực tế sản xuất. 
4. Đối tượng và phạm vi và phương pháp nghiên cứu 
Đối tượng nghiên cứu: Các chi tiết gia công trên máy 
phay/khoan CNC. 
Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn ở các chi tiết gia công trên máy 
phay/khoan CNC 3D. Chi tiết gia công được thiết kế trong phần 
mềm SolidWorks với đầy đủ yêu cầu kỹ thuật. Trợ giúp thiết kế 
QTCN trong một số khâu cơ bản để hình thành phiếu công nghệ 
chỉ dẫn gia công chỉ rõ các lựa chọn máy, dụng cụ cắt, hướng tiếp 
cận dụng cụ, chế độ cắt và trình tự gia công. 
Phương pháp nghiên cứu: 
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết chủ yếu được sử dụng để xây 
dựng phương pháp trợ giúp thiết lập QTCN gia công các chi tiết 
bằng máy tính. Giao diện tích hợp CAD-CAPP được xây dựng để 
kiểm nghiệm phương pháp và thuật toán. Một số thử nghiệm thực 
tế được tiến hành để thu thập CSDL, kiểm chứng và hiệu chỉnh 
phương pháp. 
3 
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 
 Ý nghĩa khoa học 
Xây dựng được phương pháp nhận dạng đối tượng gia công mới, 
cho phép mở rộng ra nhiều loại khác nhau, trực tiếp trong phần 
mềm CAD thương mại. 
Xây dựng được phương pháp lựa chọn trang bị công nghệ theo 
thứ tự ưu tiên trên cơ sở đánh giá đa tiêu chí, gắn kết với những 
thay đổi linh hoạt của CSDL và phương pháp hình thành thứ tự gia 
công cho phép rút ngắn thời gian xử lý. 
Xây dựng được bộ luật nhận dạng đối tượng gia công, phương 
pháp gia công và lựa chọn dụng cụ cắt làm cơ sở cho việc thiết kế 
QTCN. 
Thiết kế được một hệ CSDL cho phép mở rộng và quản lý hiệu 
quả dữ liệu của quá trình thiết kế QTCN 
 Ý nghĩa thực tiễn 
Giao diện CAD-CAPP (BKCAPP) được viết trên cơ sở kết quả 
nghiên cứu của luận án có khả năng ứng dụng trong đào tạo, nghiên 
cứu và thực tế sản xuất. 
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được kiểm nghiệm trong thực 
tế để gia công chi tiết tại Công ty MEKAMIC cho phép giảm thời 
gian chuẩn bị sản xuất và thời gian gia công, nâng cao khả năng tự 
động hoá trong nhà máy. 
6. Cấu trúc của luận án 
Luận án gồm 5 chương cơ bản sau: Chương 1 - Tổng quan về 
thiết kế QTCN có sự trợ giúp của máy tính (CAPP); Chương 2 - 
Phương pháp nhận diện đối tượng gia công; Chương 3 - Phương 
pháp lựa chọn trang bị công nghệ và thứ tự nguyên công; Chương 
4 - Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ thiết kế QTCN; Chương 5 - 
Xây dựng phần mềm BKCAPP để thiết kế QTCN gia công các chi 
tiết trên máy phay CNC; Phần cuối cùng là kết luận và đề xuất 
hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài; Tài liệu tham khảo và danh 
mục các công trình đã công bố. 
4 
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ QTCN CÓ SỰ 
TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH 
1.1 Thiết kế quy trình công nghệ có sự trợ giúp của 
máy tính (CAPP) 
1.2 Các phương pháp CAPP 
1.2.1 CAPP khả biến 
1.2.2 CAPP khả sinh 
1.2.3 CAPP phối hợp 
1.3 Các hướng tiếp cận để nhận dạng đối tượng gia 
công 
1.4 Lựa chọn dụng cụ cắt 
1.4.1 Lựa chọn chủng loại dụng cụ cắt 
1.4.2 Lựa chọn kích thước dụng cụ cắt 
1.5 Thiết lập thứ tự nguyên công 
Kết luận chương 1 
Các phương pháp nhận dạng đối tượng gia công mới chỉ dừng 
lại ở những thông tin hình học cơ bản chứ chưa bao gồm đầy đủ 
các yêu cầu kỹ thuật và các mối quan hệ giao nhau là cơ sở quan 
trọng của việc thiết lập QTCN. 
Các phương pháp nhận dạng đối tượng chỉ chủ yếu giới hạn ở 
các đối tượng dạng cắt 2.5D với khả năng mở rộng sang các dạng 
đối tượng khác bị hạn chế. 
Các phương pháp lựa chọn dụng cụ cắt chưa được đánh giá toàn 
diện nhiều tiêu chí và không phù hợp với một hệ CSDL lớn bao 
gồm nhiều chủng loại và kích thước dụng cụ cắt. 
Các phương pháp thiết lập thứ tự nguyên công còn hạn chế về 
tính phức tạp của phương pháp và thời gian xử lý. 
Phương pháp khả sinh kết hợp với khả năng tương tác của con 
người là xu hướng phát triển của CAPP hiện nay. 
Những kết luận trên đây là cơ sở khoa học cho việc xác định 
mục đích, nội dung, đối tượng và phương pháp nghiên cứu của luận 
án “Nghiên cứu xây dựng hệ thống trợ giúp thiết kế quy trình 
công nghệ gia công chi tiết trên máy phay CNC” 
5 
2 CHƯƠNG 2 - PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG ĐỐI 
TƯỢNG GIA CÔNG 
2.1 Sơ đồ thực hiện 
Xuất phát từ dữ liệu đầu vào gồm bốn yếu tố: (1) mô hình vật 
thể rắn 3D cùng các yêu cầu kỹ thuật cơ bản; (2) thông tin về vật 
liệu gia công; (3) dạng sản xuất; (4) phương pháp chế tạo phôi và 
xử lý nhiệt, thông qua hệ thống thiết lập QTCN sẽ hình thành nên 
kết quả đầu ra gồm hai phiếu cơ bản là phiếu dụng cụ cắt và phiếu 
công nghệ chỉ dẫn gia công. Trong sơ đồ tổng thể của hệ thống 
(Hình 2.1), quá trình trích xuất và nhận dạng gồm ba bước cơ bản: 
tách biệt, trích xuất và nhận dạng. 
Bước 3
Nhận dạng các đối tượng gia công 
bằng các luật nhận dạng
Bước 5
Lựa chọn máy/dao cho từng đối 
tượng gia công
Bước 5
Lựa chọn máy/dao cho từng đối 
tượng gia công
Bước 2b
Trích xuất các thông 
tin thiết kế cho mỗi 
đối tượng tạo hình
Bước 2a
Trích xuất các 
yêu cầu kỹ 
thuật
Bước 1
Tách biệt thành các đối tượng đơn lẻ
Độ nhám bề mặt
Độ chính xác gia công
Các mặt chuẩn
Máy (Tương ứng với 
thư viện máy)
Dụng cụ cắt (Tương 
ứng với thư viện dao)
Chế độ cắt
Bước 6
Nhận dạng chính xác 
phương pháp gia công
Bước 6
Nhận dạng chính xác 
phương pháp gia công
Kích thước cơ bản
Mức độ thô/tinh
Phương thức gia 
công
Bước 7
Thiết lập thứ tự nguyên công
Bước 7
Thiết lập thứ tự nguyên công
Bước 4
Nhận dạng sơ bộ 
phương pháp gia công
Bước 4
Nhận dạng sơ bộ 
phương pháp gia công
Bước 2d
Trích xuất các 
đặc tính giao 
nhau của đối 
tượng
ĐẦU VÀO
Bước 2c
Trích xuất các 
kích thước cơ 
bản của đối 
tượng
Mô hình CAD 3D trong 
SolidWorks với đầy đủ yêu 
cầu kỹ thuật
Vật liệu gia công
Dạng sản xuất
Phương pháp chế tạo 
phôi và xử lý nhiệt
ĐẦU RA
Phiếu công nghệ chỉ 
dẫn gia công
Phiếu dụng cụ cắt
ĐẦU VÀO
Hình 2.1 Sơ đồ các bước thiết lập quy trình gia công 
6 
2.2 Phân loại các đối tượng gia công 
Trong các nghiên cứu trước đây, nhiều dạng đối tượng tạo hình 
dạng cắt 2.5D [49] đã được xây dựng nhưng chưa nhiều nghiên cứu 
nào tập trung phân loại các đối tượng tạo hình dạng khối. NCS đã 
phát triển thêm một số dạng đối tượng gia công dạng khối và dạng 
đảo. 
2.3 Quá trình trích xuất và nhận dạng đối tượng tạo 
hình dạng vẽ phác 
2.3.1 Quá trình trích xuất dữ liệu với trường hợp đối 
tượng tạo hình dạng vẽ phác 
Quá trình trích xuất và nhận dạng với đối tượng tạo hình dạng 
vẽ phác có thể mô tả như Hình 2.2 
1. QUÁ TRÌNH TRÍCH XUẤT DỮ LIỆU TỪ MỖI ĐỐI TƯỢNG 
TẠO HÌNH DẠNG VẼ PHÁC (SOLIDWORKS)
2. QUÁ TRÌNH NHẬN DẠNG ĐỐI TƯỢNG GIA CÔNG 
TRÊN CƠ SỞ CÁC LUẬT
3. LƯU DỮ LIỆU VÀO SQL SERVER CHO 
BƯỚC XỬ LÝ TRONG BKCAPP
Loại đối 
tượng (FT)
Dạng vẽ phác
(ST)
Hướng vẽ phác 
(SM)
Dạng điều kiện 
bao (CT)
Dạng vát 
(DT)
Dạng đảo (IT)
Hướng mở của 
đối tượng (DM)
+ Phương thức gia 
công 2.5D, 3D hay 
4D/5D
+ Hốc
+ Bậc
+ Rãnh
+ Khối
+ Đảo
+ Khối cơ sở
+ Lỗ
+ Đối tượng chuyển 
tiếp
Đóng/Mở
Thông/Kín
Hình chữ nhật/Hình tròn/Biên dạng tự do
Vê tròn/Vát mép
Ren/Không ren
Hình 2.2 Lược đồ mô tả quá trình nhận dạng đối tượng tạo hình dạng 
vẽ phác 
Loại đối tượng (FT): Định dạng thực tế của từng đối tượng đơn. 
 Loại vẽ phác (ST): Hình dáng của hình vẽ phác 
Hướng vẽ phác (SD): Hướng tạo hình của đối tượng từ hình vẽ 
phác 
 Dạng điều kiện bao (CT): Trên cơ sở những đối tượng gia công 
dạng cắt (nét nghiêng - Hình 2.7) đã được đề cập đến trong các 
nghiên cứu trước đây [49], NCS xây dựng thêm một số đối tượng 
thuộc dạng khối và dạng đảo hay dạng khối và đảo kết hợp như mô 
7 
tả ở Hình 2.7. Vấn đề mấu chốt trong việc xác định điều kiện bao 
là việc xác định đặc tính đóng hay mở của các phần tiếp giáp giữa 
đối tượng đang xét và đối tượng giao với nó. Đặc tính mở của đối 
tượng là thông tin quan trọng để xác định các hướng tiếp cận dụng 
cụ (pTAD). 
Kín 
không 
thông
Kín 
thông
Không thông 
- hở nhiều 
hướng
Thông hở 
1 hướng
Thông hở 2 
hướng
Tự do 
theo 4 
hướng
Tiếp giáp 1 
hướng
Tiếp giáp 2 
hướng
Không 
thông - hở 1 
hướng 
Không 
thông - hở 
2 hướng 
Cao hơn tự 
do theo 4 
hướng
Thấp hơn 
tự do theo 4 
hướng
Cao hơn tiếp 
giáp 1 hướng
Bằng tiếp 
giáp 1 
hướng
Thấp hơn 
tiếp giáp 1 
hướng
Khối cơ sở
Bằng tự 
do theo 4 
hướng
Cao hơn tiếp 
giáp 2 hướng
Thấp hơn 
tiếp giáp 2 
hướng
Bằng tiếp giáp 
2 hướng
Dạng cắt (Cut)
Dạng khối (Boss)
Dạng đảo
Dạng khối & 
đảo kết hợp
Khối cơ sở
Hình 2.7 Phân loại các dạng điều kiện bao 
Dạng vát (DT): Một đối tượng có thể không bị vát, vát âm, vát 
dương hay vát đa cạnh. 
Dạng đảo (IT): Một đối tượng có thể có hoặc không có đảo. Sự 
xuất hiện của các đảo sẽ làm thay đổi đặc tính gia công của đối 
tượng đó 
Hướng mở của đối tượng (DM): Hướng mở của đối tượng có 
hai dạng là cùng hướng và khác hướng. 
2.3.2 Quá trình nhận dạng đối tượng gia công từ các đối 
tượng tạo hình dạng vẽ phác 
Các luật nhận dạng được xây dựng trong Microsoft SQL server 
dựa trên bảy dữ liệu đã được trích xuất từ các thông tin hình học 
của đối tượng gia công. Hình 2.13 là ví dụ luật nhận dạng đối tượng 
gia công dạng bậc kín 2.5D từ bảy dữ liệu trích xuất. 
8 
2. Loại vẽ phác 
(hình chữ nhật)
7. Hướng mở đối tượng 
(cùng hướng)
1. ExtrudeCut 
(dạng cắt kéo)
5. Không vát
6. Không đảo
4. Điều kiện bao 
(không thông, 
hở hai hướng)
Hướng hở 1
Hướng hở 2
Bậc kín 2.5D chữ nhật 
3. Hướng vẽ phác
(đường thẳng vuông góc)
Hình 2.13 Nhận dạng đối tượng gia công là bậc kín 2.5D chữ nhật 
2.4 Quá trình trích xuất và nhận dạng đối tượng tạo 
hình dạng thiết lập đặc tính và vị trí 
2.4.1 Quá trình trích xuất đối tượng tạo hình dạng lỗ 
 Mỗi lỗ (HoleWzd) có một đặc trưng cho kiểu lỗ khác nhau và 
25 kích thước khác nhau liên quan đến thông số hình học của lỗ. 
Số lượng và đặc điểm của các kích thước khác 0 sẽ là cơ sở để nhận 
dạng các đối tượng gia công. 
2.4.2 Quá trình nhận dạng đối tượng tạo hình HoleWzd 
2.4.3 Quá trình nhận dạng đối tượng tạo hình dạng 
chuyển tiếp 
2.5 Quá trình trích xuất và nhận dạng yêu cầu kỹ thuật 
2.6 Quá trình nhận dạng các mối quan hệ giữa các đối 
tượng tạo hình 
Kết luận chương 2 
Không chỉ trích xuất được các thông tin hình học mà còn cho 
phép trích xuất các yêu cầu kỹ thuật và các đặc điểm giao nhau giữa 
các đối tượng. 
Đã mở rộng việc nhận dạng từ các đối tượng gia công dạng cắt 
sang dạng khối, dạng đảo và dạng khối đảo kết hợp 
Bộ luật nhận dạng được thiết lập và quản lý trong CSDL nên tạo 
điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng, hiệu chỉnh do đó tăng khả 
năng tương tác và mở rộng với người sử dụng. 
Phương pháp nhận dạng theo đối tượng này được tiến hành hoàn 
toàn tự động tích hợp trong môi trường thiết kế 3D của SolidWorks 
nên giải quyết được nút thắt cơ bản trong CAPP là dòng tích hợp 
CAD/CAPP. 
9 
3 CHƯƠNG 3 - PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN TRANG BỊ 
CÔNG NGHỆ VÀ THỨ TỰ NGUYÊN CÔNG 
3.1 Phương pháp lựa chọn dụng cụ cắt 
3.1.1 Phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) để lựa chọn 
loại dụng cụ cắt 
3.1.1.1 Phương pháp p ... APP 
19 
(1) Nhận dạng đối tượng gia công phát triển trong phần mềm 
SolidWorks 2013 bằng ngôn ngữ VB 7.0 (Hình 5.3); (2) Mô-đun 
thiết kế QTCN tự động phát triển trong phần mềm Visual C# 2012 
(Hình 5.4). CSDL được quản lý trong phần mềm chuyên dụng SQL 
Server 2012. 
Hình 5.3 Giao diện kết quả nhận dạng đối tượng gia công trong SolidWorks 
Hình 5.4 Giao diện lựa chọn đầu vào trong BKCAPP 
20 
5.2 Thử nghiệm 1 
5.3 Thử nghiệm 2 
5.3.1 Đặc điểm mô hình 
Chi tiết là đế gá được sản xuất với dạng sản xuất đơn chiếc, vật 
liệu S45C, phôi dạng khối/tấm (Hình 5.13) 
Boss-Extrude1_2
Chamfer2
f4.0 (4) Diameter Hole2
M3 Tapped Hole 1
f4.0 (4) Diameter Hole1
Cut-Extrude1
Boss-Extrude1_5
Cut-Extrude2
Hole1
Boss-Extrude1_4
Chamfer1
Boss-Extrude1_3
f4.0 (4) Diameter Hole1
Boss-Extrude1_0
Boss-Extrude1_1
Đối tượng bị khuất Đối tượng không bị khuất
Boss-Extrude: Đối tượng tạo hình dạng khối kéo (Khối cơ sở)
Cut-Extrude: Đối tượng tạo hình dạng cắt kéo
Diameter Hole: Đối tượng tạo hình lỗ cơ bản Hole: Đối tượng tạo hình lỗ tự tạo
Tapped Hole: Đối tượng tạo hình lỗ taro
Fillet: Đối tượng tạo hình dạng vê tròn Chamfer: Đối tượng tạo hình dạng vát mép
Hình 5.13 Mô hình vật thể rắn 3D trong SolidWorks (Thử nghiệm 02) 
5.3.2 Kết quả thiết kế quy trình công nghệ 
QTCN được xuất tự động từ hệ thống BKCAPP và mô tả như 
Hình 5.14 
5.3.3 Kết quả gia công từ thực tế 
Chi tiết được gia công theo QTCN đã thiết lập tại Công ty 
Mekamic. Hình 5.16 thể hiện một số bước gia công thực tế và sản 
phẩm. 
5.3.4 Đánh giá kết quả 
Chi tiết được gia công đã được đo kiểm đạt yêu cầu kỹ thuật. Hệ 
thống BKCAPP áp dụng để gia công chi tiết cho phép giảm thời 
gian chuẩn bị sản xuất lên tới 10 lần, thời gian gá đặt giảm 30%, 
thời gian gia công giảm 15% (Bảng 5.1, Bảng 5.3). 
21 
M
F
0
1
 -
 M
ặ
t 
đ
á
y
 -
 B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
0
M
F
0
2
 -
 M
ặ
t 
tr
ê
n
 -
 B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
1
M
F
0
3
 -
 M
ặ
t 
c
ạ
n
h
 -
 B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
2
M
F
0
4
 -
 M
ặ
t 
b
ê
n
 t
rê
n
 -
 B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
3
M
F
0
5
 -
 M
ặ
t 
c
ạ
n
h
 -
 B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
4
M
F
0
6
 -
 M
ặ
t 
c
ạ
n
h
 -
B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
5
M
F
0
7
 -
 H
ố
c
 h
ở
 k
h
ô
n
g
 t
h
ô
n
g
 -
 C
u
t-
E
x
tr
u
d
e
1
M
F
0
8
 -
 R
ã
n
h
 t
h
ô
n
g
 -
 C
u
t-
E
x
tr
u
d
e
2
M
F
0
9
 -
 L
ỗ
 k
h
o
a
n
 -
 f
4
 D
ia
m
e
te
r 
H
o
le
1
M
F
1
0
 -
 L
ỗ
 k
h
o
a
n
 -
 M
4
 T
a
p
p
e
d
 H
o
le
1
M
F
1
1
 -
 L
ỗ
 r
e
n
 -
 M
4
 T
a
p
p
e
d
 H
o
le
1
M
F
1
2
 -
 L
ỗ
 k
h
o
a
n
 -
 M
3
 T
a
p
p
e
d
 H
o
le
1
M
F
1
3
 -
 L
ỗ
 r
e
n
 -
 M
3
 T
a
p
p
e
d
 H
o
le
1
M
F
1
4
 -
 L
ỗ
 t
h
ô
n
g
 -
 H
o
le
1
M
F
1
5
 -
 L
ỗ
 k
h
o
é
t 
m
iệ
n
g
 l
o
e
 -
 H
o
le
1
M
F
1
6
 -
 L
ỗ
 k
h
o
a
n
 -
 f
4
 D
ia
m
e
te
r 
H
o
le
2
M
F
1
7
 -
 V
á
t 
c
ạ
n
h
 n
g
o
à
i 
- 
C
h
a
m
fe
r1
M
F
1
8
 -
 V
á
t 
c
ạ
n
h
 n
g
o
à
i 
- 
C
h
a
m
fe
r2
N
h
ậ
n
 d
ạ
n
g
 đ
ố
i 
tư
ợ
n
g
 g
ia
 c
ô
n
g
T
0
1
 -
 W
E
X
2
0
5
0
F
 -
 A
C
P
3
0
0
T
0
2
 -
 G
M
F
8
6
1
2
0
 -
 M
G
H
M
T
0
3
 -
 W
E
X
2
0
2
0
E
L
 -
 A
C
P
3
0
0
T
0
4
 -
 C
E
S
4
0
6
0
0
A
 -
 S
2
2
0
T
0
5
 -
 C
E
S
M
2
0
2
0
0
A
 -
 S
2
2
0
T
0
6
 -
 L
IS
T
5
0
0
-4
0
H
S
S
 -
 H
S
S
T
0
7
 -
 L
IS
T
5
0
0
-3
3
H
S
S
 -
 H
S
S
T
0
8
 -
 T
G
N
-M
4
-7
0
-G
T
5
 -
 H
S
S
-E
T
0
9
 -
 L
IS
T
5
0
0
-2
5
H
S
S
 -
 H
S
S
T
1
0
 -
 T
G
N
-M
3
-5
0
-G
T
5
 -
 H
S
S
-E
T
1
1
 -
 L
IS
T
5
0
0
-1
2
5
H
S
S
 -
 H
S
S
T
1
2
 -
 E
H
E
1
8
0
4
0
 -
 E
H
E
-N
S
P
h
iế
u
 d
ụ
n
g
 c
ụ
 c
ắ
t 
M
O
0
1
 -
 P
h
a
y
 m
ặ
t 
đ
ầ
u
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
2
, 
T
0
1
) 
- 
B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
0
M
O
0
2
 -
 P
h
a
y
 m
ặ
t 
đ
ầ
u
, 
ti
n
h
 -
 (
M
0
9
, 
2
, 
T
0
1
) 
- 
B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
0
M
O
0
7
 -
 P
h
a
y
 m
ặ
t 
c
ạ
n
h
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
2
, 
T
0
2
) 
- 
B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
5
M
O
0
4
 -
 P
h
a
y
 m
ặ
t 
c
ạ
n
h
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
2
, 
T
0
2
) 
- 
B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
2
M
O
0
6
 -
 P
h
a
y
 m
ặ
t 
c
ạ
n
h
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
2
, 
T
0
2
) 
- 
B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
4
M
O
1
4
 -
 K
h
o
a
n
, 
tạ
o
 l
ỗ
 -
 (
M
0
9
, 
2
, 
T
0
7
) 
- 
M
4
 T
a
p
p
e
d
 H
o
le
1
M
O
1
5
 -
 T
a
ro
 -
 (
M
0
9
, 
2
, 
T
0
8
) 
- 
M
4
 T
a
p
p
e
d
 H
o
le
1
M
O
1
2
 -
 P
h
a
y
 r
ã
n
h
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
3
, 
T
0
3
) 
- 
C
u
t-
E
x
tr
u
d
e
2
M
O
0
5
 -
 P
h
a
y
 m
ặ
t 
đ
ầ
u
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
3
, 
T
0
9
) 
- 
B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
3
M
O
1
6
 -
 K
h
o
a
n
, 
tạ
o
 l
ỗ
 -
 (
M
0
9
, 
3
, 
T
1
0
) 
- 
M
3
 T
a
p
p
e
d
 H
o
le
1
M
O
1
7
 -
 T
a
ro
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
9
) 
- 
M
3
 T
a
p
p
e
d
 H
o
le
1
M
O
0
3
 -
 P
h
a
y
 m
ặ
t 
đ
ầ
u
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
1
) 
- 
B
o
s
s
-E
x
tr
u
d
e
1
_
1
M
O
2
3
 -
 K
h
o
a
n
, 
tạ
o
 l
ỗ
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
6
) 
- 
f
4
 D
ia
m
e
te
r 
H
o
le
2
M
O
0
8
 -
 P
h
a
y
 h
ố
c
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
3
) 
- 
C
u
t-
E
x
tr
u
d
e
1
M
O
0
9
 -
 P
h
a
y
 h
ố
c
, 
ti
n
h
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
2
) 
- 
C
u
t-
E
x
tr
u
d
e
1
M
O
1
0
 -
 P
h
a
y
 p
h
ầ
n
 t
h
ừ
a
, 
g
ó
c
 c
ạ
n
h
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
4
) 
- 
C
u
t-
E
x
tr
u
d
e
1
M
O
1
1
 -
 P
h
a
y
 p
h
ầ
n
 t
h
ừ
a
, 
g
ó
c
 c
ạ
n
h
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
5
) 
- 
C
u
t-
E
x
tr
u
d
e
1
M
O
1
3
 -
 K
h
o
a
n
, 
tạ
o
 l
ỗ
- 
(M
0
9
, 
5
, 
T
0
6
) 
- 
Ø
4
.0
 (
4
) 
D
ia
m
e
te
r 
H
o
le
1
M
O
1
8
 -
 K
h
o
a
n
, 
tạ
o
 l
ỗ
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
6
) 
- 
H
o
le
1
M
O
1
9
 -
 K
h
o
a
n
, 
m
ở
 r
ộ
n
g
 l
ỗ
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
1
1
) 
- 
H
o
le
1
M
O
2
0
 -
 P
h
a
y
 h
ố
c
 t
rò
n
, 
m
ở
 r
ộ
n
g
 l
ỗ
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
2
) 
- 
H
o
le
1
M
O
2
1
 -
 P
h
a
y
 h
ố
c
 t
rò
n
, 
ti
n
h
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
0
2
) 
- 
H
o
le
1
M
O
2
2
 -
 P
h
a
y
 v
á
t 
c
ạ
n
h
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
1
2
) 
- 
H
o
le
1
M
O
2
4
 -
 P
h
a
y
 v
á
t 
c
ạ
n
h
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
1
2
) 
- 
C
h
a
m
fe
r1
M
O
2
5
 -
 P
h
a
y
 v
á
t 
c
ạ
n
h
, 
th
ô
 -
 (
M
0
9
, 
5
, 
T
1
2
) 
- 
C
h
a
m
fe
r2
P
h
iế
u
 c
ô
n
g
 n
g
h
ệ
 c
h
ỉ 
d
ẫ
n
 g
ia
 c
ô
n
g
 -
 K
è
m
 t
h
ô
n
g
 s
ố
 c
h
ế
 đ
ộ
 c
ắ
t
M
ô
 h
ìn
h
 C
A
D
 3
D
 -
 S
o
lid
W
o
rk
s
 (
.s
ld
p
rt
)
V
ậ
t 
liệ
u
 g
ia
 c
ô
n
g
: 
S
4
5
C
P
h
ư
ơ
n
g
 p
h
á
p
 c
h
ế
 t
ạ
o
 p
h
ô
i:
 D
ạ
n
g
 t
ấ
m
P
h
ư
ơ
n
g
 p
h
á
p
 x
ử
 l
ý
 n
h
iệ
t:
 K
h
ô
n
g
D
ạ
n
g
 s
ả
n
 x
u
ấ
t:
 Đ
ơ
n
 c
h
iế
c
T
h
ư
 v
iệ
n
 d
ụ
n
g
 c
ụ
 c
ắ
t:
 M
E
K
A
M
IC
T
h
ư
 v
iệ
n
 m
á
y
 g
ia
 c
ô
n
g
: 
M
E
K
A
M
IC
D
ữ
 l
iệ
u
 đ
ầ
u
 v
à
o
B
K
C
A
P
P
 -
S
O
L
ID
W
O
R
K
S
B
K
C
A
P
P
B
K
C
A
P
P
Đ
ộ
 n
h
á
m
 -
 R
a
, 
R
z
S
a
i 
lệ
c
h
 k
íc
h
 t
h
ư
ớ
c
 l
ỗ
 -
 D
im
_
D
ia
m
e
te
r
Đ
ộ
 k
h
ô
n
g
 s
o
n
g
 s
o
n
g
 -
 I
G
T
O
L
-P
A
R
A
Đ
ộ
 p
h
ẳ
n
g
 -
 I
G
T
O
L
-F
L
A
T
M
ặ
t 
c
h
u
ẩ
n
 g
ố
c
 -
 D
a
tu
m
N
h
ậ
n
 d
ạ
n
g
 y
ê
u
 c
ầ
u
 k
ỹ
 t
h
u
ậ
t
C
0
 -
 B
a
o
 t
o
à
n
 b
ộ
 (
d
ạ
n
g
 c
ắ
t)
C
2
 -
 B
a
o
 t
h
e
o
 h
a
i 
h
ư
ớ
n
g
 (
d
ạ
n
g
 c
ắ
t)
C
3
 -
 B
ị 
b
a
o
 t
h
e
o
 h
a
i 
h
ư
ớ
n
g
 (
d
ạ
n
g
 c
ắ
t)
C
5
 -
 B
a
o
 t
h
e
o
 m
ộ
t 
h
ư
ớ
n
g
 l
ẫ
n
 (
d
ạ
n
g
 c
ắ
t)
T
0
 -
 G
ia
o
 m
ặ
t 
c
h
u
y
ể
n
 t
iế
p
Đ
ặ
c
 đ
iể
m
 g
ia
o
 n
h
a
u
M
0
9
 -
 M
a
k
in
o
M
S
A
4
0
D
a
n
h
 s
á
c
h
 m
á
y
M
O
2
 s
a
u
 M
O
1
M
O
1
6
 s
a
u
 M
O
5
M
O
1
9
 s
a
u
 M
O
1
8
M
O
2
3
 s
a
u
 M
O
0
3
..
.
R
à
n
g
 b
u
ộ
c
 t
h
ứ
 t
ự
Hình 5.14 Dữ liệu đầu vào, đầu ra của quá trình thiết lập QTCN 
22 
MO17 – T11MO3 – T01
Hoàn thành
Sản phẩm
MO21 – T12
Hình 5.16 Quá trình gia công và sản phẩm hoàn thiện 
Bảng 5.1 So sánh thời gian chuẩn bị sản xuất của hai PP 
Bảng 5.2 Thời gian gia công và gá đặt giữa hai PA thiết kế QTCN 
23 
5.4 Thử nghiệm 3 
5.5 Các thử nghiệm khác 
Kết luận chương 5 
Với dữ liệu đầu vào là mô hình CAD 3D với đầy đủ yêu cầu kỹ 
thuật và đầu ra là phiếu công nghệ chỉ dẫn gia công, giao diện 
CAD/CAPP (BKCAPP) cho phép giảm thời gian chuẩn bị sản xuất 
tới hơn 10 lần khi thiết kế quy trình công nghệ gia công các chi tiết 
đồng thời cho phép giảm thời gian gia công. 
Hệ thống BKCAPP xây dựng là một hệ thống khả sinh nhưng 
cho phép tăng cường khả năng tương tác. 
Hệ thống BKCAPP được xây dựng độc lập với CSDL nên cho 
phép thay đổi linh hoạt với các CSDL khác nhau và cụ thể của từng 
nhà máy sản xuất. 
Thực nghiệm ứng dụng hệ thống BKCAPP đã mở ra hướng ứng 
dụng hiệu quả trong lĩnh vực gia công cơ khí của đề tài. 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Kết luận 
Từ những kết quả nghiên cứu của luận án có thể rút ra các kết 
luận như sau: 
Những điểm mới trong nghiên cứu của luận án 
Đã xây dựng được một phương pháp nhận dạng đối tượng gia 
công mới cho phép mở rộng phạm vi nhận dạng sang nhiều loại đối 
tượng gia công trực tiếp từ mô hình vật thể rắn 3D trong phần mềm 
CAD thương mại. 
Phương pháp phân tích thứ bậc AHP đã được phát triển ở mức 
cao hơn bằng cách xây dựng thêm hai tiêu chí lựa chọn cho phép 
lựa chọn loại dụng cụ cắt nhằm thỏa mãn đa tiêu chí, phù hợp sự 
thay đổi linh hoạt của dữ liệu đầu vào. 
Phương pháp ghép nhóm được tích hợp thêm thủ tục sàng lọc 
các phương án trước khi ghép nhóm nên đảm bảo rút ngắn thời gian 
xử lý, cho phép thiết lập được thứ tự gia công với mục tiêu tối ưu 
hóa chi phí gia công nhưng vẫn đảm bảo được các ràng buộc thứ 
tự. 
Đã thiết kế được hệ CSDL trợ giúp cho việc quản lý hệ thống 
dữ liệu trong thiết kế QTCN, từ đó đảm bảo hệ thống có thể cập 
24 
nhật dễ dàng độc lập với các chương trình máy tính, tăng khả năng 
tương tác với người sử dụng. 
Đã xây dựng được một số bộ luật nhận dạng và lựa chọn trợ giúp 
trong việc ra quyết định khi thiết kế QTCN, góp phần hướng tới 
xây dựng một hệ thống thiết kế QTCN tự động toàn diện. 
Tính khoa học và hiệu quả của nghiên cứu được kiểm chứng 
thông qua hệ thống BKCAPP, một giao diện CAD/CAPP với thời 
gian xử lý nhanh ngay cả với khối lượng CSDL lớn. 
Hệ thống BKCAPP có độ tin cậy và tính ứng dụng trong môi 
trường sản xuất thực tiễn, mẫu thử nghiệm thực tế cho phép giảm 
thời gian chuẩn bị sản xuất lên tới hơn 10 lần, giảm thời gian gá đặt 
tới 30%, thời gian gia công giảm 15%. 
Ý nghĩa thực tiễn của luận án: 
Thiết lập nhanh chóng phiếu công nghệ chỉ dẫn gia công một 
cách tự động, trực tiếp từ mô hình vật thể rắn 3D trên cơ sở dữ liệu 
đa dạng của nhà máy. 
Có ý nghĩa lớn khi gia công các chi tiết trong một cụm máy đã 
được thiết kế 3D. 
Làm cơ sở để phát triển dòng tích hợp CAD/CAPP/CAM và 
CNC. 
Được sử dụng để hỗ trợ trong đào tạo và thực tế sản xuất 
Kiến nghị 
Kết quả của luận án đã trợ giúp một số khâu cơ bản trong thiết 
lập QTCN trên máy CNC nhờ máy tính. Tuy nhiên, luận án vẫn tồn 
tại một số vấn đề cần phát triển trong các nghiên cứu tiếp theo 
Xây dựng mô-đun cho phép tự động hình thành kích thước phôi 
và phương pháp chế tạo phôi trên cơ sở chi tiết gia công. 
Cần mở rộng nhận dạng các đối tượng gia công 2.5D và 3D sang 
các đối tượng nhiều trục ở mức chi tiết và cụ thể hơn 
Phát triển thêm mô-đun tích hợp với phần mềm CAM để tạo ra 
dòng tích hợp CAD/CAPP/CAM 
Phát triển mô-đun cho phép hình thành phương án gá đặt chi tiết 
trên cơ sở các hướng gá đặt sơ bộ đã thiết lập để đưa ra các ràng 
buộc và QTCN phù hợp. 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
CỦA LUẬN ÁN 
[1] Phung Xuan Lan, Hoang Vinh Sinh (2014). An improved method 
of automatic machining feature recognition from 3D solid model. 
Tạp chí khoa học & công nghệ các trường đại học kỹ thuật (Số 
100). 
[2] Phung Xuan Lan, Hoang Vinh Sinh (2015). Automatic 
Recognition of Multi-axis Machining Features based on 
Machining Process from 3D Solid Model. 6th International 
Conference on Mechanical, Industrial and Manufacturing 
Techonologies (MIMT2015), published in Applied Mechanics and 
Materials Journal Vol 789-790 
[3] Phung Xuan Lan, Hoang Vinh Sinh, Truong Hoanh Son (2015). 
An expert system based on analytical hierarchy process for 
automatic cutting tool selection. Tạp chí khoa học & công nghệ 
các trường đại học kỹ thuật (Số 108). 
[4] Phùng Xuân Lan, Hoàng Vĩnh Sinh, Trương Hoành Sơn, Trần 
Văn Địch (2015). Nghiên cứu và xây dựng hệ thống tự động nhận 
dạng phương pháp gia công từ mô hình vật thể rắn 3D. Hội nghị 
khoa học công nghệ toàn quốc về cơ khí lần thứ IV, 10/2015, 
TP.HCM 
[5] Phùng Xuân Lan, Hoàng Vĩnh Sinh, Trần Văn Địch (2016). Xây 
dựng phương pháp thiết lập thứ tự gia công trong thiết kế QTCN 
linh hoạt. Hội nghị KH & CN toàn quốc về cơ khí - động lực lần 
thứ V, 10/2016 
[6] Bùi Ngọc Tâm, Phùng Xuân Lan (2016). Sử dụng giải thuật tối ưu 
để dạy học (training) mạng Nơ-ron và ứng dụng để lựa chọn dụng 
cụ cắt trên máy phay CNC. Hội nghị KH & CN toàn quốc về cơ 
khí - động lực lần thứ V 10/2016. 
[7] Lan Xuan Phung, Dich Van Tran, Sinh Vinh Hoang, Son Hoanh 
Truong (2017). Effective method of operation sequencing in 
CAPP based on clustering algorithm. Journal of Advanced 
Mechanical Design, Systems, and Manufacturing. Vol 11, No 1 
(SCIE).