Hướng dẫn sử dụng phần mềm Catia v5

Phần mềm cho dân cơ khí và kĩ thuật hàng không 

Hướng dẫn sử dụng phần mềm Catia v5, Phần mềm cho dân cơ khí và kĩ thuật hàng không, vẽ catia như thế nào

Mình sưu tầm các bài viết hay về Catia đăng trên các trang web trong và ngoài nước xin lần lượt giới thiệu tới các bạn. Chúc các bạn học tốt Catia.

Catia Sketch

Đối tượng: tất cả các bạn muốn nắm bắt và hiểu được cách vẽ trong phần mềm CATIA

1. Tổng quan về phần mềm

Phần mềm CATIA được viết Computer Aided Three dimensional Interactive Application được phát triển bởi hãng Dessault System của Pháp.

Phần mềm CATIA được phát triển qua nhiều phiên bản V1àV5(hiện nay). Trong đó V1àV4 được viết trên nền UNIX. Kể từ V5 trở đi phần mềm được sử dụng hoàn toàn trên nề n Windows.

Sự chuyển dịch từ V4 lên V5 cũng là một sự đấu tranh hết sức quyết liệt giữa những người sử dụng V4. Tuy nhiên với sự hiệu quả khi làm việc trên nền Win mọi người đã chấp nhận sự thay đổi đó.

Catia là hệ thống phần mềm CAD/CAM bao gồm nhiều modul hỗ trợ thiết kế, chế tạo sản phẩm nhiều nhất hiện nay khoảng gần 170 modul

Catia được chia làm 3 cấp độ:

P1 (Platform 1): bao gồm những modul hỗ trợ thiết kế

P2 (Platform 2): bao gồm modul hỗ trợ thiết kế và phân tích, mô phỏng.

P3 (Platform 3): bao gồm những modul trong P2 và những modul phân tích chính xác trong công nghiệp nặng như hàng không, ôto…

Hiện nay phiên bản mới nhất của Catia V5 là bản V5R20

2. Cấu hình máy tối thiểu để chạy phần mềm catia 

Pentuim IV

CD-ROM

VGA Card 64Mb

RAM 256MB. 512 cho ứng dụng DMU

HDD: còn trống tối thiểu 4GB. 7GB cho phần help

Win XP Professional trở lên

3. Giao diện phần mềm khi khởi động

Khi khởi động phần mềm luôn tự động tạo Product làm chậm quá trình khởi động. Để tránh quá trình tạo sản phẩm trong khi tạo ta thực hiện các bước sau:

Click phải vào computer chọn properties

Chọn thẻ Advanced\chọn nút Enviroment Variables

Xuất hiện hộp thoại. Chọn nút New trong User variables

Nhập CatNoStartDocument trong Variables name

Nhập Yes vào mục value

4. Định nghĩa Sketcher

Sketcher được hiểu nôm na là một dạng vẽ phác các đối tượng 2D trên một mặt phẳng trước khi tạo các đối tượng 3D (SOLID, SURFACE...)

-Sketch giúp ta tạo nhanh chóng các đối tượng 2D như đường tròn, đa giác, biên dạng …

-Từ một sketch ta có thể dựng các đối tượng 3d (solid, surface)

-Ta có thể gán ràng buộc hình học (Geometry Contraints) và ràng buộc kích thước (Dimension Contraints) cho các đối tượng học 

-Ta có hiệu chỉnh các đối tượng trong sketch một cách dễ dàng

Các ràng buộc động (Animation Contraints) giúp ta kiểm tra tính thích hợp của kết cấu chi tiết

-->Như vậy để có thể vẽ được một sketch ta cần một mặt phẳng làm chuẩn gọi là mặt phẳng vẽ phác (sketch plane)

Cách vào môi trường vẽ phác, bao gồm 2 cách sau

Từ menu: Start\Mechanical Design\Sketcher

Từ môi trường Design bất kỳ, chọn biểu tượng Sketch 

Sau đó ta chọn vào mặt phẳng để và môi trường sketch, sau đó ta vào môi trường vẽ phác và có giao diện như sau:

5. Các lệnh trong môi trường sketch

Được chia ra các nhóm như sau:

Exit Sketcher…thoát khỏi sketch

5.1 Nhóm công cụ và các biểu tượng Profiles:

Profile…vẽ biên dạng liên tục

Rectangles, Keyholes, Polygons… tạo đối tượng đa giác

Circles, Arcs...nhóm tạo đường tròn, cung,

Spline…tạo Spline

Ellipse…tạo Elip

Line…tạo đường thẳng

Axis…tạo trục

Points...tạo điểm

5.2 Nhóm công cụ và các biểu tượng Operation: 

Corner…tạo góc bo tròn giữa các đối tượng

Chamfer…tạo góc vát giữa các đối tượng

Trim options...dùng cắt xén các đối tượng hình học

Symmetry…tạo các đối tượng đối xứng

Projection…sao chép đối tượng từ một đối tượng có sẳn không thuộc các đối tượng vừa tạo

5.3 Nhóm công cụ và các biểu tượng Contraints: 

Constraints dialog box…tạo rang buộc hình học thong qua hộp thoại

Constraint…tạo rang buộc kích thước

Auto Constraint…phần mềm sẽ tự động lên rành buộc cho các đối tượng

Animate Constraint…rang buộc kiểm tra tính thích hợp của kết cấu

5. Trình tự vẽ phác trong CATIA

Để thuận tiện cho các bạn vẽ phác một cách nhanh chóng và đơn giản, ta nên vẽ theo trình tự sau:

5.1.Chọn lệnh Sketch hoặc Possistion Sketch

5.2.Chọn mặt phẳng (plane) để vẽ Sketch

5.3.Vẽ phác với biên dạng phù hợp 

-Trọng tâm của vẽ phác thường là điểm (0,0)

-Nếu hình có dạng đối xứng thì vẽ 1 phần và lấy đối xứng qua trục H hoặc V

5.4.Lên ràng buộc hình học

5.5.Lên ràng buộc kích thước

5.6.Tiến hành thay đồi kích thước phù hợp

6. Bài tập áp dụng

Để áp dụng các lệnh trong bài tập, ta thực hiện bài tập sau:

6.1 Bài tập có hướng dẫn

Vẽ sketch có biên dạng sau

Bước 1: Khởi động CATIA, vào môi trường Sketch bằng cách:

Start-->Mechanical Design-->Sketcher 

Bước 2: Chọn mặt phẳng XY làm mặt phẳng Sketch như hình

-->vào môi trường Sketch

Bước 3: Tiến hành vẽ biên dạng như sau:

-Dùng lệnh Circle để vẽ các đường tròn có bán kính bất kỳ tại điểm (0,0) và (200,0) như hình

-Dùng lệnh Line để vẽ đường thẳng đi qua 2 đường tròn, có thể tiếp hoặc không tiếp, sau này ta có thể ràng buộc nó sau này

-Dùng lệnh Trim để xóa bỏ các lệnh thừa

Các phím tắt trong Catia

Cách sử dụng chuột:

- Click chuột trái: Chọn đối tượng

- Giữ chuột trái: Cho phép kéo đối tượng

- Click nút giữa: Chọn tâm quay đối tượng

- Click trái hai lần liên tiếp: Mở hộp thoại điều chỉnh đối tượng

- Nút giữa: Pan

- Click chuột trái + nút giữa: Room

- Ctrl+Click: Chọn nhiều đối tượng cùng lúc

Một số phím tắt thường dùng:

- ESC: Thoát khỏi lệnh đang dùng.

- F1: Mở trợ giúp.

- SHIFT + F1: Mở chức năng trợ giúp cho đối tượng thanh công cụ

- ALT + F4: Thoát CATIA.

- CRTL + C: Sao chép đối tượng.

- ALT + E: Hiệu chỉnh đối tượng.

- ALT + F: Mở menu file từ thanh công cụ chính.

- ALT + H: Mở menu help từ thanh công cụ chính.

- ALT + I: Mở menu insert từ thanh công cụ chính.

- CRTL + N: Mở trang mới.

- CRTL + S: Lưu tập tin.

F1: Mở trợ giúp (nếu được vài đặt)

Shift + F2: Tắt, mở Specification Tree

F3: Hiện, ẩn Specification Tree

Shift + F3: Chuyển đổi kích hoạt cho vùng đồ họa hay Specification Tree

Alt + F8: Chạy file Macro

Ctrl + F:Search (tìm kieám nhanh)

Ctrl + O: Mở một file có sãn

Ctrl + P:In

Alt + Q: Trình đơn Window

Alt + S: Trình đơn Start

Ctrl + U: Update

Ctrl + V: Paste

Alt + V: Trình đơn View

Ctrl + X: Cut

Ctrl + Y: Repeat

Ctrl + Z:Undo

Del: Delete

Alt + Enter: Properties

Home: Hiển thị đầu cây miêu tả Specification Tree nếu được kích hoạt

End: Hiển thị cuối Specification Tree 

Page Up: Di chuyển Specification Tree lên trên một trang

Page Down: Di chuyển Specification Tree xuống dưới một trang

Ctrl + Page Up:Zoom In

Ctrl + Page Down: Zoom Out

Ctrl + Tab: Chuyển đổi hiển thị các tập tin hiện hành trong trình đơn Window 

-Dùng lệnh Offset để tạo 2 cạnh song song với 2 cạnh vừa vẽ ở trên với kích thước là 10mm

-Dùng lệnh Arc để vẽ 2 cung tròn với bán kính bất kỳ

-Dùng lệnh Coner để tạo 4 cung tròn như hình vẽ

-Dùng lệnh Dialog Contraints để tạo ràng buộc hình học cần thiết: tiếp tuyến của 2 đường vẽ đầu tiên với 2 đường tròn

-Dùng lệnh Contraints tạo kích thước cho hình

-Tiến hành cập nhật kích thước như hình cho ban đầu

6.2 Bài tập tự luyện tập

Vẽ các biên dạng sau:

Thiết kế mô hình khối trong Part Design

Trong bài này sẽ giới thiệu các lệnh trong modul Part Design

I. Giới thiệu trình ứng dụng Part Design

Trình ứng dụng Part Design để thiết kế mô hình khối rắn, là trình ứng dụng cơ bản nhất của phần mềm. Nó bao gồm các thuộc tính xây dựng chi tiết cơ bản bằng các kỹ năng dựng khối solid, tạo các tổ hợp lệnh một cách có hệ thống

Trong Part Desgin cho chúng ta nhìn một cách tổng quan trong thiết kế chi tiết, trình tự ứng dụng lệnh, kiểm soát chặt chẽ các mối quan hệ cha con trong Specification Tree.

II. Specification Tree

Trên thanh Specification Tree chứa tất cả các lệnh và thuộc tính của lệnh tạo ra sản phẩm. Tất cả các lệnh được đặt trong một trạm công tác được gọi là PartBody. Thứ tự của các Sketch hay lệnh tạo chi tiết được sắp xếp có trật tự theo thứ tự trong PartBody. Những biểu tượng lệnh trong PartBody tạo nên mối quan hệ được gọi là mối quan hệ “cha – con” (Parents & Children)

Từng thành phần trên Specification có những mối quan hệ khác nhau. Để xem mối quan hệ dùng MB3 vào thành phần đó và chọn Parents and Children để xem mối quan hệ đó.

Giao diện màn hình

Cách sử dụng chuột

Ký hiệu chuột:

MB1: click trái chuột (nhấn rùi thả)

MB2:Click giữa chuột(nhấn rùi thả)

MB3: Click phải chuột(nhấn rùi thả)

Giữ MB2: Di chuyển đối tượng trong vùng đồ họa

Giữ MB2+Giữ MB3: Xoay đối tượng

Giữ MB2+ MB3+di chuyển chuột Phóng to/Thu nhỏ đối tượng

Các lệnh tạo khối cơ bản

Áp dụng 2 lệnh trên ta thực hiện bài tập sau:

Bước 1: Chọn mặt phẳng XY làm mặt phẳng vẽ phác như hình dưới

Bước 2: Dùng lệnh PAD để tạo khối đùn 200mm như hình

Bước 3: Chọn mặt phẳng vẽ phác là mặt YZ và vẽ sketch như hình

Bước 4: Dùng lệnh Poket để cắt phần phía trên như hình

Bài tập tự vẽ

Lệnh SHAFT/GROOVE

Công dụng: Lệnh dùng để tạo khối/bỏ khối bằng cách xoay tiết diện quanh 1 trục 

Thực hiện lệnh:

Có 2 cách: 1.Từ menu Insert\Sketch-Base Feature\Shaft(Groove)

2.Từ toolbar Sketch- Based Features chọn biểu tượng 

Xuất hiện hộp thoại 

Ta có các lựa chọn sau:

First Angle: Góc xoay hướng 1 (max=360-second angle)

Second Angle: Góc xoay hướng 2 (max=360-first angle)

Tổng 2 góc trên luôn luôn nhỏ hơn hoặc bằng 360deg

Mục Sketch: là nơi thể hiện tên sketch mà ta đã chọn

Thick Profile: ta sẽ dùng lựa chọn này khi biên dạng profile của ta là hở

Axis: Ta chọn trục xoay (có thể là trục tọa độ, line, line của profile...)và nguyên tắc chọn trục xoay là biên dạng không được cắt ngang trục xoay

Một số lưu ý với trục tạo trong sketch như sau

Bài Tập:

Bài tập hướng dẫn. Áp dụng lệnh đã học tạo chi tiết có dạng như sau

Bước 1: chọn mặt phẳng XY làm mặt phẳng vẽ phác với biên dạng sau

Thoát Sketch

Bước 2: Dùng lệnh Shaft để tạo khối từ chi sketch có sẵn, vì ta đã vẽ Axis trong Sketch nên lệnh sẽ mặc định lấy axis đó làm trục xoay

Nhấn OK

Bước 3: Chọn mặt phẳng YZ làm mặt phẳng vẽ phác với biên dạng như dưới

Thoát Sketch

Bước 4: Dùng lệnh Groove để cắt chi tiết với các thông số như hình dưới 

Nhấn OK

Bước 5: Chọn một mặt phẳng của hình trụ (ở đây chọn mặt đầu) làm mặt phẳng vẽ phác và ta vẽ sketch như hình

Thoát sketch

Bước 6: Dùng lệnh Poket để tạo then như hình dưới

Nhấn Ok

Bước 7: Chọn mặt phẳng YZ làm mặt phẳng vẽ phác với biên dạng như dưới

Thoát sketch

Bước 8: Dùng lệnh Groove để cắt chi tiết với các thông số như hình dưới

Nhấn Ok

Chi tiết sau khi hoàn thành

Bài tập tự làm: áp dụng các lệnh đã học thực hiện các chi tiết sau

Các lệnh tạo lỗ

1. (Phần cuối cùng)

phần mềm nào cho kĩ sư ..................

Trong thiết kế cơ khí thì có 4 phần mềm chính đáng học đó là :

* CATIA

* Unigraphics

* I-DEAS

* Pro-Engineer

Dân thiết kế chuyên môn gọi là "Tứ Đại CAD".

Đây là 4 phần mềm CAD/CAM/CAE cao cấp nhất mà các tập đoàn thiết kế chế tạo lớn dùng. Nếu học để có thể dễ làm việc và dễ kiếm việc ở nước ngoài hoặc vào các công ti ngoại quốc thì nên học CATIA và Unigraphics . Học Pro-E cũng tốt nhưng mà khả năng tìm được việc làm với Pro-E cũng rất ít .Phần nhiều các hãng lớn chỉ dùng Pro-E để tính CAE . CAD của Pro-E thì thua xa UG và CATIA . CAM thì Pro-E và CATIA thua xa UG. CAE thì Pro-E mạnh hơn CATIA và UG. Tuy nhiên trong các phiên bản mới nhất của UG và CATIA thì có kèm thêm những tính năng mới mạnh nhất của NASTRAN và ANSYS nên có thể nói về CAE hiện tại cả 3 ngang nhau.

Pro-E là phần mềm CAD đầu tiên đưa ra lý luận Parametric và phương pháp dựng hình dựa trên cơ sở " khắc hình " nên rất mạnh về Solid, CATIA và UG là 2 phần mềm thuộc về trường phái "Dán hình" nên rất mạnh về Surface để dựng mặt cong tự do trong thiết kế , design. Do đó trong lĩnh vực thiết kế xe hơi và máy bay, CATIA và Unigraphics được dùng nhiều hơn Pro-E.

Cũng nên biết là trong CAD có 3 trường phái tượng trưng cho kỹ thuật dựng hình 3 chiều, đó là:

* Pro-E, SolidWorks, SolidEdge với trường phái "Khắc hình", tức dựng hình theo nguyên tắc tạo một khối Solid , rồi theo đó khắc , cắt , dán boss v.v.. giống như điêu khắc trên gỗ.

* CATIA, Unigraphics, Rhinoceros , Space-E (Grade-CUBE) với trường phái "Dán hình",từ chuyên môn gọi là thủ pháp LampShade. Tức là giống như công việc dán lồng đèn , tạo hình từ những mặt cong phức tạp trên cơ sở những đường cong biên 3 chiều. Sau đó mới dùng từ mặt phức hợp Surface để tạo khối Solid. Đây là lý do vì sao trong ngành công nghiệp xe hơi người ta dùng nhiều CATIA và UG.

* Latticer Designer, ThinkDesign với trường phái "Nắn hình" ( giống như công việc của những người làm đồ gốm , với các thao tác làm việc nắn, kéo giãn , tạo hình với đất sét vậy) . Đây là kỹ thuật dựng hình CAD 3D dùng trong ngành mỹ thuật công nghiệp là một kỹ thuật dựng hình sẽ rất mạnh trong tương lai .

Ngoài 4 phần mềm trên thì có các phần mềm hạng trung để thiết kế là:

* Solid Works,

* SolidEdge,

* Mechanical Desktop

* CADCEUS

* ThinkDesign

là 5 phần mềm hạng trung nổi tiếng.

Nếu muốn đi chuyên sâu về các lĩnh vực chế tạo khuôn đúc kim loại hoặc nhựa thì nên học các phần mềm chuyên dụng làm khuôn là:

* Space-E

* Cimatron

* MasterCAM

là 3 phần mềm đáng học. Trong đó Space-E của Japan là phần mềm tương đối dễ học nhất. Độ chính xác cao , được dùng rất nhiều trong lĩnh vựa gia công khuôn sắt và khuôn gỗ . Cimatron một phần mềm nổi tiếng của Do thái cũng được dùng rất nhiều , các thư viện khuôn trong Cimatron rất tiện lợi cho việc thiết kế khuôn , tính năng không thua "Mold Tooling Design" của CATIA hay "Mold Wizard" của UG. MasterCAM thì CAM rất tiện lợi , dễ học nhưng độ chính xác không cao, không tiện lợi cho thiết kế khuôn vì không có các phần hỗ trợ thiết kế khuôn tự động như CATIA , không chú ý kỹ phần tolerance trong quá trình chuyển đổi dữ liệu từ CAD sang CAM thì rất nguy hiểm trong quá trình gia công NC. Ba phần mềm trên chỉ mạnh về CAM dùng để gia công chứ không được dùng để thiết kế .

Ngoài ra , nếu không có khả năng tiếp cận các phần mềm lớn ở trên thì có thể học AutoCAD. Đây là phần mềm rẻ tiền , được nhiều người sử dụng. Nhưng các tính năng vê thiết kế thì không bằng các phần mềm cao cấp. Theo tôi thì ở mức độ thiết kế và làm việc ở Việt nam thì không cần đến "Tứ Đại CAD", cỡ AutoCAD hay cao hơn một chút như SolidWorks là có thể làm việc được rồi . Tuy nhiên, muốn nhìn đến tương lai xa hơn một chút thì nên học "Tứ đại CAD". Ở Việt nam CATIA được dùng trong HONDA và Toyota, Ford. UG được dùng trong ISUZU, NISSAN, CITIZEN Machinary các hãng xưởng dính líu đến GMC. I-DEAS được dùng cho các hãng con trực thuộc NISSAN, Mazda.

Trong thời gian còn sinh viên thì nên cố gắng học nhiều về kỹ thuật thiết kế. Thực ra CAD chỉ có ý nghĩa hỗ trợ trong thiết kế mà thôi. Phải luyện tập nhiều về ý tưởng thiết kế. Cùng một sản phẩm nhưng có thể dùng nhiều cách để thiết kế và tìm ra cách tối ưu, dễ gia công nhất.

Tôi có làm việc với một vài kỹ sư trẻ từ Việt nam mới sang tu nghiệp và tôi thấy có một điều mà tôi nghĩ ở Việt nam các kỹ sư cơ khí ít được dạy trong đại học đó là "Thiết kế theo tiêu chuẩn quy cách" . Có thể là ở Việt Nam chưa có một chuẩn mực quy cách chính xác về cơ khí. Ở Nhật, sinh viên cơ khí tối thiểu phải nắm được quy cách JIS trong thiết kế. Ốc vít, ổ bi , đai truyền v.v.. đều có quy cách và không phải tùy ý muốn vẽ kiểu gì vẽ. Trong vùng Á châu, ảnh hưởng cơ khí của Nhật có thể nói rất mạnh và quy cách JIS của Nhật cũng là quy cách thiết kế mà người Hàn và Trung Quốc dựa theo. Do đó, nếu được em nên học thêm về JIS hay ISO là những quy cách mà người thiết kế cơ khí cần biết. Sự khác nhau giữa "Tứ đại CAD " và các phần mềm hạng trung đó chính là sự hỗ trợ thiết kế theo quy cách chuẩn chứ không chỉ thuần dựng hình và quản lý dữ liệu.

mình thấy catia sài sướng hơn.

Unigraphics Siemens NX6 của UGS và sau đó đã bán lại cho Siemens là một phần mềm CAD/CAM rất mạnh được xếp hạng vào danh mục "Tứ Đại CAD/CAM" tức là CATIA, UG,Pro-E,I-DEAS trong nhiều năm. Tuy là một phần mềm sinh sau đẻ muộn so với lão làng CATIA nhưng với những tính năng vượt trội so với các loại phần mềm CAD/CAM trên thị trường ,cộng với sử dụng Parasolid Kernel đã đưa UG nhanh chóng lên hàng Tứ Đại. Sau khi sát nhập , mua luôn I-DEAS, SOLID EDGE cũng như sự chuyển đổi toàn bộ từ I-DEAS sang UG của hãng chế tạo xe hơi lớn thứ nhì của Nhật là NISSAN vào tháng 11 năm 2006 cũng như sự sát nhập của 2 tập đoàn SUZUKI, ISUZU vào GMC của Mỹ đã khiến cho SUZUKI và ISUZU cũng chuyễn đổi từ CATIA sang UG theo tiêu chuẩn của GMC thì hiện tại thị phần của UG đã vượt qua hẳn đối thủ CATIA ở Japan và có thể là cả thế giới. Danh từ Tứ Đại CAD/CAM có lẽ giờ đây chỉ còn là Nhị Đại CAD/CAM vì I-DEAS đã bị xóa tên , Pro-E với 3000 license phát hành ở Japan trong năm 2006 so với con trên 100.000 license được phát hành của UG và CATIA thì gần như đã bị loại khỏi cuộc chơi của các "ông lớn" trong lãnh vực thiết kế.

Những nét nổi bật của Unigraphics NX:

1) Là một phần mềm dựa trên nền kernel Parasolid. Dữ liệu xử lý rất nhẹ nếu so với Kernel chế biến lại từ ACIS của CATIA.

2) Thiết kế trên cơ sở FBD ( Feature base Design) hỗ tương giữa Surface và Solid.

3) Hỗ trợ Direct Modelling: Một điểm khác biệt rất quan trọng khiến UG hơn hẳn CATIA và các phần mềm CAD khác đó là UG hỗ trợ thiết kế trực tiếp (Direct Modeling), người thiết kế không cần phải từng chút từng chút một phải dùng sketch để vẽ, nên quy trình thiết kế bằng UG rất nhanh. Nếu ở CATIA muốn vẽ tiếp sketch từ một cái đã có sẵn thì người thiết kế phải qua quy trình Publication rất mất thời gian , với UG thì người thiết kế có thể tự do tự tại dùng cái đã có sẵn để vẽ tiếp. Ngoài ra Direct Modelling cũng cho phép người thiết sửa chửa lại dữ liệu đã có sẵn từ nguồn file trung gian.

Các bạn muốn học phần mềm Catia thiết kế và lập trình thì liên hệ Sdt/Zalo 0366030217