Bài giảng CAD/CAM-CNC Week02

CNC Lecture 11 ĐĐẶẶC TRƯNG VC TRƯNG VỀỀ MMÁÁY ĐIY ĐIỀỀU U KHIKHIỂỂN SN SỐỐ Ths Phùng Xuân Lan Bộ môn CNCTM Khoa Cơ Khí 22 NNộội dung ci dung củủa ba bàài gii giảảngng Đặc trưng của máy điều khiển số C[.]

Nội dung của bài giảng

„ Đặc trưng của máy điều khiển số

„ Các trục toạ độ và các chiều chuyển động

„ Các điểm 0 và các điểm chuẩn

„ Các dạng điều khiển

„ Ưu điểm cơ bản của máy điều khiển số so với điều khiển thường

z So với máy công cụ điều khiển bằng tay, kết quả làm việc của CNC không phụ thuộc vào tay nghề thuần thục của người điều khiển Người điều khiển máy chủ yếu đóng vai trò theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt động của máy

M-z So với các máy điều khiển tự động theo chương trình cứng (dùng cam, cữ chặn, công tắc hành trình…), M-CNC có tính linh hoạt cao trong công việc lập trình, đặc biệt khi có trợ giúp của máy tính, tiếc kiệm thời gian chỉnh máy, đạt được tính kinh tế cao ngay cả với sản xuất loạt nhỏ

z Phương thức làm việc với hệ thống xử lý thông tin “điện tử-số hoá”cho phép nối ghép với hệ thống xử lý số trong phạm vi toàn xínghiệp, tạo điều kiện mở rộng tự động hoá toàn bộ quá trình sản xuất ứng dụng kỹ thuật quản lý hiện đại thông qua mạng liên thông

cụ bộ hay toàn cầu

Đặc trưng của máy điều khiển số

Đặc trưng của máy điều khiển số

„ Đặc trưng cơ bản của máy điều khiển số (NC, CNC)

z Tự động hoá cao

z Tốc độ dịch chuyển và tốc độ quay lớn (hơn 1000 vòng/phút)

z Độ chính xác cao (sai lệch kích thước <0,001mm)

z Năng suất gia công cao (gấp 3 lần máy thường)

z Tính linh hoạt cao (tính thích nghi nhanh với đối tượng gia công thay đổi, thích hợp với sản xuất loạt nhỏ)

z Tập trung nguyên công cao (gia công nhiều bề mặt trên chi tiết trong một lần gá phôi)

z Chuẩn bị công nghệ để gia công khác với máy thường là phải lập trình NC để điều khiển máy theo ngôn ngữ mà hãng chế tạo máy đã cài đặt cho hệ điều khiển NC, CNC

z Máy gia công CNC có giá trị kinh tế lớn (giá đắt)

CHUYỂN ĐỘNG

Các trục toạ độ và các chiều chuyển động

„ Hệ trục toạ độ

z Hệ thống các trục toạ độ xác định theo nguyên tắc bàn tay phải

„ Ngón tay cái là trục X, ngón tay trỏ là trục Y và ngón tay giữa là trục Z

Các trục toạ độ và các chiều chuyển động

„ Hệ trục toạ độ - Một số quy định chung - TC DIN 66217

„ Nếu trục chính xoay nghiêng được song song với nhiều trục toạ độ khác nhau thì trục Z là trục vuông góc với bàn kẹp chi tiết chính của máy

„ Nếu máy có nhiều trục chính công tác, ta sẽ chọn một trong số đó là trục chính theo cách ưu tiên trục nào có đường tâm vuông góc với bàn kẹp chi tiết

„ Nếu máy không có trục chính công tác (ví dụ máy bào…) thì trục Z cũng là trục vuông góc với bàn kẹp chi tiết

Các trục toạ độ và các chiều chuyển động

„ Hệ trục toạ độ - Một số quy định chung - TC DIN 66217

z Trục X là trục toạ độ nằm trên mặt định vị hay song song với bềmặt kẹp chi tiết, thường ưu tiên theo phương nằm ngang

„ Trên các máy có dao quay tròn

z Nếu trục Z đã nằm ngang thì chiều dương của trục X hướng về bên phải nếu ta nhìn từ trục chính hướng vào chi tiết

z Nếu trục Z thẳng đứng và máy chỉ có một thân máy thì chiều dương của trục X hướng về bên phải khi ta nhìn từ trục chính hướng vào chi tiết

z Nếu máy có hai thân máy thì chiều dương trục X hướng về bên phải nếu ta nhìn từ trục chính hướng vào thân máy bên trái.

„ Trên các máy có chi tiết quay tròn

z Trục X nằm theo phương hướng kính đi từ trục chi tiết đến bàn kẹp

dao chính

„ Trên các máy không có trục chính công tác

z Trục X chạy song song theo hướng gia công chính

Các trục toạ độ và các chiều chuyển động

„ Hệ trục toạ độ - Một số quy định chung - TC DIN 66217

„ Nếu ta nhìn theo hướng dương của một trục thì chuyển động quay theo chiều kim đồng hồ là chiều quay dương

Quy ước dụng cụchuyển động tương đối so với hệ thống toạ độ còn chi tiết thì đứng yên

„ Các chuyển động của máy

z Chuyển động thẳng của dụng cụ song song với trục hệ tọa độ gắn với máy được gọi là trục thẳng của máy

z Chuyển động của dụng cụ quay xung quanh trục hệ tọa độ gắn với máy được gọi là trục quay của máy

„ Qua những nghiên cứu cho thấy , chỉ cần tối đa 14 trục ( trục chuyển động ) để mô tả bất kỳ một máy CNC phức tạp nào

Các trục toạ độ và các chiều chuyển động

Quy định toạ độ trên các máy

„ Trên máy tiện

z Trục chính mang chi tiết tròn xoay, dụng cụ cắt chuyển động tịnh tiến theo các hướng X và Z

Quy định toạ độ trên các máy

„ Trên máy tiện

z Trục Z chạy song song với trục chính của máy với quy ước chiều dương chạy từ chi tiết đến dụng cụ

z Trục X chạy vuông góc với trục chính với quy ước chiều dương chạy từ tâm chi tiết đến tâm giá dao

Quy định toạ độ trên các máy

„ Trên máy phay

z Trục chính mang dụng cụ cắt quay,

z Chuyển động chạy dao là các chuyển động tịnh tiến theo các trục

X, Y và Z

z Trục Z chạy song song với trục chính của máy, chiều dương hướng

từ chi tiết tới dụng cụ cắt

z Trục X, Y thường nằm trong mặt phẳng định vị

n

Quy định toạ độ trên các máy

„ Trên máy phay ngang

z Chiều dương của trục X quy ước

chạy sang phải khi ta nhìn theo

hướng từ trục chính đến chi tiết

gia công

„ Trên máy phay đứng

z Chiều dương của trục X quy ước chạy sang phải khi ta đứng ngoài nhìn vào.

Quy định toạ độ trên các máy

„ Trên máy phay

z Ngoài các trục toạ độ X, Y, Z còn có các trục toạ độ khác song song với chúng

z Các trục này được ký hiệu là

„ U – song song với trục X

„ V – song song với trục Y

„ W – song song với trục Z

Các trục toạ độ trên

trung tâm gia công

Quy định toạ độ trên các máy

Máy tiện 2 trục toạ độ

„ Trục toạ độ trên một số máy công cụ

Máy tiện ngang 2x2 trục toạ độ

Quy định toạ độ trên các máy

„ Trục toạ độ trên một số máy công cụ

Quy định toạ độ trên các máy

„ Trục toạ độ trên một số máy công cụ

Quy định toạ độ trên các máy

„ Trục toạ độ trên một số máy công cụ

CÁC ĐIỂM 0 VÀ ĐIỂM CHUẨN

Các điểm 0

„ Điểm 0 của máy (M)

z Là điểm gốc của các hệ thống toạ độ máy

z Điểm M được các nhà chế tạo quy định theo kết cấu động học của từng loại máy

Máy tiện

Điểm 0: Là giao điểm của trục quay với mặt tỳ của mâm cặp trên mặt bích trục chính

Các điểm 0

„ Điểm 0 của máy (M)

Các điểm 0

„ Điểm 0 của chi tiết (W)

z Là điểm gốc của hệ tọa độ chi tiết

z Điểm W do người lập trình tự lựa chọn sao cho

„ Quy đổi thuận tiện các kích thước ghi trên bản vẽ thành các giá trị toạ

độ trong phạm vi không gian làm việc của máy

„ Định hướng kẹp chặt, điều chỉnh, kiểm tra hệ thống đo lường dich chuyển thuận tiện

„ Với các chi tiết đối xứng nên chọn điểm W tại trục đối xứng

„ Với các chi tiết phay nên chọn điểm W tại điểm góc ngoài đường viền của chi tiết

z Nếu hệ thống toạ độ của chi tiết và hệ thống toạ độ của máy khác loại thì các toạ độ của chi tiết phải chuyển sang hệ thoạ độ của máy

Các điểm 0

„ Điểm 0 của chi tiết (W)

z Chi tiết tiện

„ Điểm W nằm trên đường tâm của chi tiết hoặc ở đầu bên trái hoặc ở đầu bên phải

z Chi tiết phay

„ Điểm W thường nằm tại điểm góc phía dưới bên trái của chi tiết (chi tiết không đối xứng)

„ Điểm W thường nằm trên đường tâm của chi tiết (chi tiết đối xứng)

Các điểm 0

„ Điểm 0 của chi tiết (W)

z Nhiều điểm W trên một chi tiết

„ Khi gia công chi tiết có nhiều hình dáng giống nhau và đối xứng với nhau thì người ta thường xác định trên chi tiết nhiều hệ tọa độ khác nhau có các điểm 0 tương ứng của chi tiết là W1, W2, W3….

„ Đơn giản hoá được khâu lập trình

Các điểm 0

„ Điểm 0 của chương trình (P0)

z Là điểm dụng cụ cắt sẽ ở đó trước khi gia công

z Nên chọn điểm 0 của chương trính sao cho chi tiết gia công hoặc dụng cụ có thể thay đổi một cách dễ dàng mà không ảnh hưởng đến chi tiết hoặc đồ gá

Các điểm chuẩn

„ Điểm chuẩn của máy (R)

z Là một điểm xác định trong hệ thống toạ độ máy dùng để xác định

vị trí của hệ toạ độ máy trong một số trường hợp nhất định

z Điểm chuẩn này có một khoảng cách xác định so với điểm 0 của máy và đã được đánh dấu trên bàn trượt của máy

Các điểm chuẩn

„ Điểm chuẩn của dao (P)

z Điểm này là điểm đỉnh dao thực hoặc lý thuyết

z Điểm P dùng để tính các quỹ đạo chuyển động của dao

z Điểm P với một số loại dao

„ Với dao tiện, mũi khoan điểm chuẩn là đỉnh dao

„ Với mũi khoét, mũi doa, dao phay thì điểm chuẩn P là tâm của mặt đầu của dao

Các điểm chuẩn

„ Điểm tỳ (A) - điểm gá đặt

z Là giao điểm của các đường trục và mặt phẳng tỳ hay nói cách khác

là điểm tỳ của bề mặt chi tiết trên đồ gá

z Điểm tỳ A có thể trùng với điểm W của chi tiết hoặc có thể chọn tuỳ ý trên mặt phẳng định vị của chi tiết gia công

Điểm thay dao Ww

„ Điểm thay dao (Ww)

z Là điểm dao phải chạy đến khi cần thay

dao tự động để tránh va đập vào chi tiết

gia công hay đồ định vị

Các điểm chuẩn

„ Điểm điều chỉnh dao (E)

z Là điểm được dùng để điều chỉnh kích thước dao khi sử dụng nhiều dao với các kích thước khác nhau

Điểm điều chỉnh dao E

Các điểm chuẩn

Điểm điều chỉnh dao E và điểm gá dao N

„ Điểm chuẩn của giá dao (T)

z Được dùng để xác định hệ trục toạ độ của dao

z Điểm T phụ thuộc vào việc gá dao trên máy

„ Điểm gá dao (N)

z Là điểm dùng để gá dao trên máy

z Khi gá dao trên máy thì điểm T trùng với điểm gá dao N

Các điểm 0 và điểm chuẩn

„ Một số ví dụ

CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN

Điều khiển theo điểm

„ Được ứng dụng khi gia công theo các toạ độ xác định đơn giản.

z Chi tiết được gá cố định trên bàn máy, dụng cụ cắt thực hiện chạy dao nhanh không cắt đến điểm theo toạ độ xác định đã được lập trình

z Chỉ khi đạt tới điểm đích, quá trình gia công mới được thực hiện với lượng chạy dao xác định đã được lập trình

„ Khi dịch chuyển các trục có thể

z Chuyển động kế tiếp nhau

z Chuyển động đồng thời song song không có quan hệ hàm số giữa các trục

„ Được ứng dụng trên các máy khoan toạ độ và trên các thiết bị hàn điểm

Điều khiển theo điểm

Điều khiển điểm trong quá trình khoan

Điều khiển theo đường

„ Điều khiển đường tạo ra các đường chạy song song với các trục của máy Trong khi chạy dao cắt gọt liên tục tạo nên bề mặt gia công

„ Yêu cầu chỉ thực hiện trên từng trục mộy (không có ràng buộc bởi các quan hệ hàm số)

„ Phạm vi ứng dụng trên các máy phay và máy tiện

Tiện

Phay

Điều khiển theo đường viền

„ Điều khiển này đạt được nhờ thực hiện chạy dao đồng thời trên nhiều trục và giữa các trục này có mối quan hệ hàm số với nhau (tuyến tính hoặc phi tuyến)

„ Tạo ra các đường viền hoặc đường thẳng tuỳ ý trong một mặt phẳng hoặc trong không gian

„ Thường ứng dụng trong các máy phay, máy tiện, các trung tâm gia công…

„ Tuỳ theo số lượng các trục được điểu khiển đồng thời mà có

z Điều khiển 2D

z Điều khiển 2,5D

z Điều khiển 3D

z Điều khiển 4D, 5D

Điều khiển theo đường viền

„ Điều khiển đường viền 2D

z Cho phép thực hiện chuyển động chạy dao theo hai trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công

z Trục thứ ba được điều khiển hoàn toàn độc lập với hai trục kia

Điều khiển theo đường viền

„ Điều khiển đường viền 2,5D

z Cho phép thực hiện chuyển động chạy dao theo hai trục nào đó

z Thông qua chức năng G trong chương trình có thể chuyển từ mặt phẳng này sang mặt phẳng kia (ví dụ từ XY sang YZ)

Gia công trong mặt

phẳng XY

Gia công trong mặt

phẳng YZ

Điều khiển theo đường viền

„ Điều khiển đường viền 3D

z Cho phép thực hiện chuyển động chạy dao theo ba trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công

z Các trục này có mối quan hệ ràng buộc hàm số

z Ứng dụng trong gia công khuôn mẫu, các bề mặt phức tạp

„ Điều khiển đường viền 4D, 5D

z Ngoài các trục tịnh tiến X, Y, Z còn có các trục quay chuyển động trong quá trình gia công theo một quan hệ ràng buộc nào đó tạo ra các bề mặt phức tạp 4D, 5D