Thiết Kế Top Down Ứng Dụng Trong Cơ Khí Thiết kế trong môi trường Lắp ráp

 Top-Down là phương pháp thiết kế có tính lý tưởng nhất trong tất cả các hướng tiếp cận trong thiết kế công nghệ. Về mặt lý thuyết, phương pháp Top-Down cho năng suất cao nhất, chất lượng ổn định và cao nhất.  Ý tưởng của phương pháp Top-down là đi từ thiết kế từ tầm hệ thống xuống cấp cụm, xuống cấp chi tiết.

Top-down là phương pháp tiếp cận logic cho phép đi từ nhu cầu và giới hạn của nhu cầu đặt ra mà thiết kế nên hệ thống, máy móc giải quyết chính xác nhu cầu đặt ra. Với ý tưởng như vậy nên Top-down là phương pháp thiết kế thoả mãn nhu cầu cao nhất mà thị trường, xã hội đặt ra, sản phẩm được thiết kế ra không chỉ giải quyết triệt để nhu cầu, mục tiêu đặt ra mà còn không có các dư thừa và rất kinh tế. Phương pháp Top-down cho phép hợp tác lao động với chất lượng tương tác cao khi thiết kế một hệ thống phức tạp, nhiều đơn vị, nhiều lĩnh vực tham gia cùng lức.

Một khái niệm quan trọng trong phương pháp thiết kế Top-down là mô hình khung xương - Skeletal model- là một mô hình CAD dạng đơn giản chứa các giới hạn yêu cầu của thiết kế đang tiến hành. Từ các giới hạn như không gian, vị trí và kích thước lắp ráp, các cụm máy và chi tiết máy sẽ được thiết kế tạo thành hệ thống hoàn hảo.

Phương pháp Top-down về mặt lý thuyết thì rất hoàn hảo tuy nhiên, trong thực tế nó cũng có nhiều khó khăn khi thực hiện như yêu cầu thiết kế đặt ra phải được xác định rõ ràng và chính xác về mặt giới hạn, người kiến trúc hệ thống phải có trình độ hiểu biết rất cao và khả năng điều phối tốt, hệ thống công nghệ thiết kế hoàn thiện và chỉ áp dụng tốt cho các dự án mà hệ thống cùng loại đã được thiết kế nhiều lần, trong các dự án thiết kế mới hoàn toàn, phương pháp này có thể là bất khả thi.

Khi thiết kế một cụm chi tiết máy với phần mềm 3D, cách thông thường mà người mới dùng hay áp dụng là thiết kế riêng từng chi tiết máy trong môi trường (còn gọi là cửa sổ) Part, sau đó đưa chúng vào môi trường Assembly, gán các tương quan và khống chế bậc tự do cần thiết để lắp ráp chúng lại. Phương pháp này được gọi là kiểu thiết kế từ dưới lên (Bottom-up Design).

 Phương pháp này nói chung là đơn giản nên dễ thực hiện, tuy nhiên, nó lại có những hạn chế nhất định. Một trong những bất cập hay gặp nhất, đó là giữa các chi tiết máy lắp ráp với nhau lại có những sai lệch về kích thước, khiến cho việc kiểm tra để phát hiện và hiệu chỉnh rất mất thời gian, nhưng ta vẫn không chắc rằng chúng đã hoàn toàn tương hợp với nhau. Ví dụ một cổ trục đường kính 450 lắp vào một chiếc bạc có đường kính lỗ 452, không dễ gì ta phát hiện ngay ra sai lệch này; rồi khi đã phát hiện được thì liệu rằng ta sẽ có cách hiệu chỉnh thích hợp cho chi tiết nào (trục hay bạc?), những thay đổi đó có ảnh hưởng tới các kích thước khác và các chi tiết khác hay không?... 

 Bất cập nữa là việc thiết kế đòi hỏi ta rất thường xuyên phải thay đổi kích thước một số chi tiết máy ứng với các phương án khác nhau, lấy gì đảm bảo rằng sau khi thay đổi một chi tiết thì ta vẫn còn nhớ là phải thay đổi tương ứng đối với các chi tiết khác có liên quan với nó? 

 Tóm lại là phương pháp dưới lên tưởng rằng đơn giản lại hóa ra rất rắc rối nếu chiếc máy ta thiết kế lại có rất nhiều chi tiết thành phần và có nhiều phương án lựa chọn. Kỹ thuật thiết kế từ trên xuống (Top-down Design) là cách thiết kế các chi tiết máy ngay trong cửa sổ Assembly. Với cách này, người ta thiết kế chi tiết máy chủ đạo trong Part, sau đó đưa nó vào Assembly và thiết kế những chi tiết còn lại trong môi trường này. Cách thiết kế này luôn luôn đảm bảo các tham chiếu và tương quan hình học giữa các chi tiết máy. Ví dụ, bạn thiết kế bạc trong Part rồi đưa nó vào Assembly, tại đây bạn thiết kế trục lắp vào bạc với tương quan Coradial giữa đường kính lỗ bạc và cổ trục thì sau này, khi bạn thay đổi đường kính bạc, đường kính trục cũng tự động thay đổi phù hợp. Khi thiết kế chi tiết trong môi trường Assembly, Phần mềm 3D sẽ tự động tạo ra tập tin Part cho các chi tiết này và ta có thể mở các part đó ra để thao tác hoặc tạo Drawing cho chúng như bình thường. Tuy thế, phải thừa nhận rằng phương pháp này hơi rắc rối kể cả với người thành thạo và lại còn lạ lẫm với người mới dùng phần mềm.

 Với người có kinh nghiệm, họ thường thiết kế theo kiểu hỗn hợp, nghĩa là có một số chi tiết vẫn được thiết kế trong Part và số còn lại thì trong Assembly. Ngay cả với những chi tiết thiết kế trong Assembly thì họ cũng chỉ làm những feature nào đó có liên quan trực tiếp đến các chi tiết khác trong môi trường này, rồi lại dùng cửa sổ Part để hoàn tất những lệnh còn lại. Như vậy, quá trình thiết kế sẽ tương đối đơn giản và có tính tham chiếu cao, chúng trở nên rất linh hoạt và dễ hiệu chỉnh.

Trong thiết kế máy móc và sản phẩm nói riêng và trong thiết kế các hệ thống khác nói chung, có ba hướng tiếp cận trong quy trình tiến hành các công việc gọi là Top-Down (trên xuống), Bottom-Up (dưới lên), Middle-Out (Giữa ra). Ngày nay, các dự án thiết kế ngày càng phức tạp hơn nên việc cân nhắc, lựa chon một phương pháp hợp lý là điều tiên quyết quyết định sự năng suất thiết kế và sự thành công của dự án thiết kế. Sau đây, từng phương pháp sẽ được trình bày cụ thể và ưu nhược điểm của chúng.

Phương pháp Midle-Out là một phương pháp tiếp cận trong thiết kế khi thiết kế mới phải dự trên một bộ phận, cơ cấu có sẵn để phát triển thành hệ thống hoàn thiện. Phương pháp Midle-out về mặt lý thuyết cũng giống như phương pháp Top-down, điểm khác biệt lớn nhất giữa phương pháp Midle-out và phương pháp Top-down là phương pháp Midle-out có một giới hạn là cơ cấu có sẵn được đưa ra trước khi thiết kế toán bộ hệ thống. Cơ cấu có sẵn đó có thể là các cơ cấu công tác được nghiên cứu thiết kế từ trước hay kế thừa từ các dự án thiết kế trước đó. Các cơ cấu máy có sẵn đó thường là các cơ cấu chính trung tâm, thực hiện các chức năng quan trọng nhất của hệ thống.

Phương pháp Midle-out cũng xây dựng mô hình khung xương giống như phương pháp Top-down, nhưng mô hình khung xương được xây xung quanh các ràng buộc của cơ cấu có sẵn. Và quá trình sau đó cũng được bắt đầu từ trên xuống giống như phương pháp Top-down.

Là 1 kỹ sư chúng ta cần phải học những công nghệ mới để đáp ứng được yêu cầu việc làm ngày càng cao như hiện nay. Đối với kỹ sư Cơ khí cũng vậy, ngoài việc học kiến thức chuyên môn thì còn 1 việc vô cùng quan trọng đó là phải thành thạo phần mềm Cad Cam Cae. Các bạn đọc bài Tuyển dụng của các công ty, doanh nghiệp Cơ khí... đều yêu cầu phải thành thạo ít nhất 1 phần mềm như Autocad, solidworks, nx, catia, mastercam... Vậy thì tại sao ngay từ hôm nay chúng ta không tìm kiếm 1 nơi chất lượng để học 1 cách bài bản nhất nhỉ? 

Câu lạc bộ phần mềm đã thành lập từ năm 2016 đến nay đã trải qua 5 năm kinh nghiệm làm thiết kế và lập trình cùng với rất nhiều anh em tham gia đồng hàng cũng như giao lưu, chia sẻ và học tập Cad Cam Cae.

Dưới đây là các dịch vụ mà tôi cùng với Câu lạc bộ Phần mềm đang làm cho các cá nhân, tổ chức, công ty và doanh nghiệp Việt Nam.

🧰 DỊCH VỤ ✅

💎 - Vẽ 2D 3D theo yêu cầu, vẽ mẫu 3D, thiết kế chi tiết, Sản phẩm, thiết kế Máy...

🧲 - Dạy phần mềm offline, online và Đào tạo theo yêu cầu cho cá nhân, doanh nghiệp.

💎 - Bán video khoá học phần mềm Cad Cam Cae.

🧲 - Lập trình và tạo chương trình gia công cho máy CNC. Làm Gia công CNC Phay Tiện và In 3D.

💎 - Thiết kế Khuôn nhựa, khuôn dập... Thiết kế Tủ Inox...

🧲 - Làm cầu nối Việc làm và Tuyển dụng nhân sự cho công ty.

💎 - Làm Mô phỏng 3D. Bóc tách, Xuất bản vẽ 2D...

🧲 - Bán Máy tính, Ổ cứng SSD, Máy Cơ khí và Thiết bị... 

Nếu bạn là cá nhân hay tổ chức, công ty đang cần làm Dịch vụ nào đó có trong danh sách trên thì Liên hệ tôi qua sdt:zalo 0366030217 (Tôi là Lê Văn Đức chủ nhiệm Câu lạc bộ phần mềm).