Giáo trình môđun 05 cắt gọt kim loại cnc i lập trình, điều khiển và bảo dưỡng cho các máy công cụ cnc (ngành cắt gọt kim loại tiêu chuẩn chlb đức)

- Nắm vững hệ thống tọa độ trên máy tiện CNC và máy phay CNC và tính được điểm tham chiếu điểm chuẩn - Biết điều khiển chương trình và các dạng lập trình cũng như các phương pháp lập t

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BẮC NINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH

GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN 05: CẮT GỌT KIM LOẠI CNC I: LẬP TRÌNH, ĐIỀU KHIỂN VÀ

BẢO DƯỠNG CHO CÁC MÁY CÔNG CỤ CNC

NGÀNH/NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số:……/QĐ-CĐCN ngày tháng năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Công nghiệp Bắc Ninh

BẮC NINH, NĂM 2022

LỜI GIỚI THIỆU

Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực

cơ khí chế tạo nói chung và công nghệ CNC ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể

Chương trình khung quốc gia nghề cắt gọt kim loại đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các mô đun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay

Lập trình, điều khiển và bảo dưỡng các máy công cụ CNC là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ CNC trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất

Mặc dù có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Tháng năm 20

Nhóm biên soạn

Bài 4: Lập trình, điều khiển và bảo trì máy phay cnc 92 Bài 5: Lập trình, thao tác sử dụng và bảo trì trên máy tiện cnc 152

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/ MÔ ĐUN MÔĐUN 05: CẮT GỌT KIM LOẠI CNC I: LẬP TRÌNH, ĐIỀU KHIỂN

VÀ BẢO DƯỠNG CHO CÁC MÁY CÔNG CỤ CNC

Mã mô đun: MĐ 5

Vị trí, tính chất của mô đun:

Vị trí: Mô đun dùng cho đào tạo cơ bản - trình độ Cao đẳng Được đào tạo sau khi đã học xong MD 01, MD 02, MD03 và MD 04

Tính chất: Mô đun đào tạo được xây dựng theo định hướng thực hành và bao gồm kiến thức cơ bản về lý thuyết cần thiết để xử lý chuyên nghiệp cho các máy CNC trong gia công cơ khí Người học học theo các đơn đặt hàng đơn giản một cách độc lập và theo nhóm Họ thiết lập các chương trình CNC trên PC và trên máy CNC Họ kiểm tra các chương trình, điều chỉnh máy và chế tạo các chi tiết theo yêu cầu trên máy tiện và máy phay CNC Người học kiểm tra kết quả làm việc của họ Người học biết và thực hiện các quy định về an toàn lao động, bảo vệ sức khỏe và bảo vệ môi trường Các kiến thức đào tạo của các mô đun trước đây sẽ được củng cố và tích hợp đầy đủ

Mục tiêu môđun:

Kiến thức:

- Biết được các quy định về an toàn lao động, bảo vệ sức khỏe và bảo vệ môi trường khi làm việc với các máy công cụ CNC

- Biết cấu tạo, các chức năng và các thiết bị an toàn của các máy công cụ CNC

- Nắm vững các kiến thức cơ bản về lập trình CNC theo DIN 66 2017 cho cấu trúc của chương trình chính

- Nắm vững hệ thống tọa độ trên máy tiện CNC và máy phay CNC và tính được điểm tham chiếu (điểm chuẩn)

- Biết điều khiển chương trình và các dạng lập trình cũng như các phương pháp lập trình

- Giải thích được các chuyển động trong gia công và các biện pháp khắc phục lỗi cho dao tiện và dao phay CNC

- Điều chỉnh, vận hành và bảo dưỡng các máy tiện, máy phay CNC

- Lựa chọn dụng gá kẹp chi tiết, chuẩn bị, lắp ráp và hiệu chỉnh

- Hiệu chỉnh và gá kẹp chi tiết

- Lựa chọn dụng cụ cắt và đồ gá cho dụng cụ cắt, lắp đặt và đo dao bằng phương pháp cho dao chạm nhẹ vào bề mặt chi tiết

- Kiểm soát các bước gia công

6

- Kiểm tra kết quả làm việc, đánh giá và lập tài liệu

- Tuân thủ và áp dụng bảng dữ liệu về an toàn (SDS) đối với các vật liệu và hỗn hợp

- Thực hiện bảo dưỡng và dịch vụ địnhkỳ theo kế hoạch đã lập và lập tài liệu

- Xác định các thiếu sót về an toàn trên các máy và khắc phục chúng

- sử dụng vật liệu một cách tiết kiệm và thân thiện với môi trường cũng như sử dụng các vật liệu và các chất có thể xử lý thân thiện với môi trường

- Xác định lỗi của các cơ cấu an toàn trên máy và sửa chữa

- Kiểm tra, đánh giá và lập tài liệu kết quả làm việc của mình cũng như năng suất của các thành viên trong nhóm

- Giao tiếp và hợp tác trong các nhóm liên ngành

BÀI 1 CHỨC NĂNG CỦA MÁY CÔNG CỤ CNC

Mã bài: MĐ 05-01 Giới thiệu:

Công nghệ ngày càng phát triển, máy CNC ra đời thay thế dần phương thức gia công truyền thống Máy CNC khắc phục được những nhược điểm của phương thức gia công cũ, góp phần không nhỏ trong lĩnh vực công nghiệp cơ khí Vậy máy CNC là gì ? Chức năng của máy CNC như thế nào cùng tìm hiểu bài viết dưới đây nhé

1.1 Cấu tạo của máy công cụ CNC

NC: “Numerical control” (điều khiển với những ký tự số)

Máy công cụ NC: Máy điều khiển số (điều khiển với ký tự con số)

- Những máy này có khả năng thực hiện các công việc gia công theo một chương trình được mã hoá bằng các ký tự con số và chữ cái Các máy NC đầu tiên làm việc bằng phương tiện các đục lỗ hoặc băng đục lỗ, chúng là vật lưu trữ các dữ liệu chương trình (thông tin về quỹ đạo dịch chuyển hoặc về chế độ cắt, các lệnh đóng/ngắt) Bằng cách này ta có thể cấp vào máy một cách trực tiếp các số liệu kích thước đo của chi tiết cần chế tạo Tuy nhiên những số liệu đó sẽ không thay đổi được nữa ở trên máy Trình tự

của các thông tin về đường chạy dao và chế độ cắt, các lệnh đóng/ngắt, viết dưới dạng các chữ cái cũng như những con số được gọi là chương trình NC

CNC: “Computerized Numerical Control” Điều khiển bằng ký tự số nhờ máy tính Máy công cụ CNC: Máy điều khiển số (điều khiển với ký tự con số) nhờ máy tính đặt trong hệ thống điều khiển

- Các dữ liệu chương trình (thông tin về quỹ dạo dịch chuyển hoặc về chế độ cắt, các lệnh đóng/ngắt) sẽ được cấp vào bằng tín hiệu số (Digital) Trong hệ điều khiển CNC (điều khiển NC thông qua máy tính) có thể thay đổi lệnh điều khiển bất cứ lúc nào

và những thay đổi đó được lưu trữ (tối ưu hoá chương trình) Máy công cụ CNC là những máy có khả năng lập trình tự do

DNC: “Direct Numerical Control”; Hệ thống máy công cụ DNC là hệ thống nhiều máy được điều khiển bởi một máy tính chủ

Từ các máy công cụ vạn năng thông thường đến kỹ thuật CNC hiện đại

- Sự cần thiết phải phát triển hệ thống điều khiển số cho máy công cụ đã hình thành trong ngành chế tạo máy bay Các biên dạng của những chi tiết lớn vô cùng phức tạp

và với những kỹ thuật truyền thống (liên kết hàn nhờ các kết cấu hàn và miết ghép) chỉ

có thể làm được với những chi phí lớn và thời gian kéo dài Tuy nhiên những biên dạng này lại có thể mô tả được bằng các hàm số toán học và do đó, có thể thiết kế một

hệ thống điều khiển với những dữ liệu truy nhập (về đường quỹ đạo và mạch đóng/ngắt) cho một máy công cụ (Máy phay)

Các dữ liệu nhập vào phải được thể hiện bằng tín hiệu số nhị phân (Digital - Binery), nhờ đó máy công cụ có thể “hiểu được” và biến đổi thành tác động công nghệ Như vậy ta đã đạt tới những nguyên tắc cơ bản của một hệ điều khiển số cho máy công cụ

Đặc điểm của những máy công cụ NC ban đầu:

- Vật mang tin với những dữ liệu truy nhập về đường dịch chuyển và tín hiệu đóng/ngắt là tấm bìa đục lỗ hoặc băng đục lỗ

Có máy tính trong hệ điều khiển để sử lý các thông tin về đường dịch chuyển và lệnh

chi tiết cần gia công, nâng cao tốc độ cắt gọt của các chuyển động chạy dao và cũng là tăng năng suất gia công Hệ điều khiển CNC hiện đại còn có những đặc tính bổ xung thêm về hiệu quả, ví dụ khả năng lập trình trực tiếp cho toàn bộ kết cấu hình dáng hình học của chi tiết mà không cần đến những hỗ trợ tính toán toán học

- Những phát triển nâng cao cho các máy công cụ CNC hiện tại thể hiện ở nhiều

sự thay đổi

- Từ phía nhà chế tạo máy - Đổi mới các hệ thống chạy dao: Thiết kế và chế tạo các phần tử linh kiện vi điện tử kiểu mới, hệ điều khiển CNC hiện đại, dao cụ và máy hiện đại

- Từ phía nhà ứng dụng - Nâng cao các yêu cầu gia công chi tiết máy :

thường xuyên truyền tải nhanh hơn với một lượng dữ liệu lớn hơn khi gia công chi tiết; các chi tiết gia công có độ chính xác cao nhất

Gia công với tốc độ cắt lớn (Tiện, khoan, phay) với độ chính xác động học cao nhất trên đ ường cắt

- Truyền động vô cấp với nhịp điệu đóng ngắt có thời gian nhỏ hơn khi điều chỉnh kích thước gia công

- Giảm thiểu tiêu hao lập trình cho nhứng nhiệm vụ công nghệ

- Lập trình NC đơn giản hơn, năng suất cao hơn với sự kết nối mô phỏng động học cho quá trình cắt gọt

- Dự báo lỗi có hỗ trợ hiện thị đồ hoạ cho máy công cụ CNC hoặc cho toàn

bộ hệ thống gia công

2.1.1 Cấu tạo của máy tiện CNC

Hình 1-1: Cấu tạo máy tiện CNC

2.1.2 Cấu tạo của máy phay CNC

Hình 1-2: Cấu tạo máy phay CNC

10

Chức năng:

Hình 1-3: Cụm truyền động cho trục chính

- Với máy công cụ CNC, nhờ tốc độ gia công cao hơn cũng như nhờ giảm thiểu

Hình 1-4: Cụm truyền tải năng lượng Hình 1-5: Các cụm chấp hành máy tiện

Hình 1-6: Cụm mang tải và giá đỡ Hình 1-7: Cụm liên kết máy tiện

Hình 1-8: Cụm chức năng điều chỉnh và điều khiển, bảo vệ môi trường thu gom rác

thải và an toàn lao động

12

thời gian cơ bản, thời gian phụ, thời gian chuẩn kết trên máymà ta đạt đượcnăng suất lao động cao hơn Cũng từ đó, các yếu tố ảnh hưởng sau đây có tác dụng đặc biệt:

- Lập trình trực tiếp trên máy công cụ nhờ khă năng truy nhập dữ liệu bằng tay

- Tăng thêm trách nhiệm trong bộ phận chuẩn bị sản xuất đối với việc lập trình, chuẩn bị vật liệu, dao cụ, đảm bảo đúng thời hạn cung ứng cho chỗ làm việc CNC

- Lưu trữ được trong trường hợp gia công lặp lại đối với những chương trình gia công đặc thù dưới dạng chương trình con

- Tối ưu hoá các chương trình NC trên hệ điều khiển

- Mô tả được hình dáng hình học của chi tiết gia công nhờ truy nhập các thông số hình học một cách đơn giản

- Điều chỉnh tự động dao cắt đạt được kích thước yêu cầu

- Phân bổ một cách tự động các chức năng máy và can thiệp trực tiếp khi nhận biết các sai lệch và nhiễu

- Giám sát tự động quá trình gia công thông qua bản thân hệ điều khiển (tự động

đo lường và kiểm định)

- Sử dụng dao cụ một cách vạn năng trong hệ thống kẹp dao

- Có khả năng điều chỉnh trước dao cắt ngoài máy mà không ảnh hưởng đến quá trình chạy máy gia công

- Có chất lượng gia công chi tiết ổn định đồng thời giảm bớt chi phí

- Chi tiết có độ chính xác cao nhờ độ chính xác cơ bản của máy cao (đo chính xác đến 1/1000 mm)

- Giảm thiểu thời gian chu kỳ chạy máy nhờ tổ chức sản xuất tốt hơn và tập trung được các nguyên công gia công bị phân chia

- Nâng cao độ chất tải thông qua kỹ thuật vận hành máy

- Cải thiện tính linh hoạt trong sản xuất thông qua hệ thống công nghệ và qua đó hợp lý hoá việc gia công loạt nhỏ và gia công đơn chiếc với một mức hoàn thiện cao

- Nhờ những ưu điểm nêu trên, các máy công cụ CNC ngày càng được sử dụng phổ biến trong gia công cắt gọt kim loại Đặc điểm hấp dẫn của máy công cụ CNC là có phạm vi ứng dụng rộng lớn

1.2 Cấu tạo của một hệ điều hành CNC

- Trục chính quay và trục chạy dao điều khiển được

- Gia công chi tiết trên máy CNC đòi hỏi phải có các trục chạy dao điều khiển và điều chỉnh được, những trục này được truyền động độc lập, không phụ thuộc nhau Các trục chạy dao trên máy thông thường chỉ được điều khiển bằng tay và do vậy không thể tồn tại ở máy công cụ hiện đại

- Máy tiện CNC (xem hình 1-9) có tối thiểu 2 trục chạy dao điều khiển và điều chỉnh được, chúng được đặt theo trục X và trục Z

Hình 1-9: Những trục NC điều khiển được trên một máy tiện

- Máy phay CNC (xem hình 1-10) có tối thiểu 3 trục chạy dao điều khiển và điều chỉnh được, chúng đặt theo các trục X, Y, Z

Hình 1-10: Các trục NC điều khiển được trên máy phay

Ngoài các chuyển động thẳng dọc theo các trục X, Y và Z còn có thêm các chuyển đông quay điều khiển được, quay xung quanh các trục này Những trục quay này có khả năng điều chỉnh, khiến cho bàn máy, ụ trục chính và giá dao

có thể quay độc lập với các trục chạy dao, chúng được ký hiệu bằng ký tự A, B và C

Hình 1-11: Trục chạy dao và trục quay trong hệ toạ độ Đề các

14

- Bàn phím để nhập dữ liệu chương trình là dấu hiệu bề ngoài của một máy CNC, nhờ nó mà ta phân biệt được một cách căn bản với bất cứ máy công cụ điều khiển tay nào, và đồng thời cũng phân biệt được với cả máy NC Thật ra máy NC cũng làm việc với một hệ điều khiển điện tử, tuy nhiên nó không có bộ nhớ chương trình Do vậy việc nhập dữ liệu chương trình một cách trực tiếp trên máy NC là không thể Việc lập trình phải tách rời máy - ví dụ: trong khu vực chuẩn bị sản xuất - và chương trình được ghi trên một băng đục lỗ Người đứng máy tiếp nhận vật mang tin đã chuẩn bị xong và nạp vào hệ thống điều khiển Ở máy CNC thì một máy tính sẽ lưu nhớ chương trình này, việc nhập dữ liệu hoặc sửa đổi chương trình có thể làm trực tiếp trên máy mà không cần đến vật trung gian là băng đục lỗ

- Bàn phím cũng thường được gọi là bảng điều khiển của máy CNC, trên đó bố trí các phím bấm và công tắc Các phần tử đa dạng để vận hành máy điều khiển bằng tay như tay gạt, cam hoặc tay quay sẽ không còn tìm thấy trên máy CNC

Thường khi còn đòi hỏi các trục chạy dao mở rộng, điều khiển được, trong trường hợp

đó, chúng được ký hiệu bới ký tự U, V và W

Chương trình cho điều khiển CNC được nhập vào từ một bộ nhớ hệ thống hoặc thông qua bàn phím trên bảng điều khiển (Hình 1-12) Bảng này được chia thành nhiều vùng khác nhau

1.3 Điều khiển vị trí

2.3.1 Các bộ phận của hệ thống điều khiển

- Bảng điều khiển CNC

Hình 1-12: Bảng điều khiển của một hệ CNC

- Ta nhận thấy ở nhiều phím bấm có các dấu hiệu khác nhau và những ký hiệu biểu

trưng, ý nghĩa của chúng cũng dễ hiểu, nếu ta làm rõ các chức năng của chúng

- Các phím bấm ghi chữ cái, con số và các dấu - Trên mặt phím thường ghi vào hàng dưới - được dùng chủ yếu cho nhập dữ liệu chương trình Dữ liệu gia công được nhập vào bằng các ký tự số - chữ cái

- Các phím bấm khác với những ký tự hoặc biểu thị khác nhau dùng để gọi nhiều chức năng máy khác nhau

2.3.2 Cấu trúc và nhiệm vụ của hệ điều khiển CNC

- Nhiệm vụ quan trọng nhất của một hệ thống điều khiển CNC là nhập dữ liệu, nhớ, sử lý và xuất dữ liệu cũng như thường xuyên kiểm tra các quá trình điều chỉnh, ví

dụ như đảm bảo giữ ổn định số vòng quay cần thiết hoặc đảm bảo vị trí của bàn trượt 2.3.2.1 Nhập dữ liệu : (Hình 1-14)

Số vòng quay của truyền động trục chính và chuyển động chạy dao có thể điều chỉnh

vô cấp tốc độ

16

Hình 1-14: Các khả năng nhập và xuất dữ liệu

- Việc nhập dữ liệu do người lập trình thực hiện, nhằm tạo lập một chương trình gia công chi tiết hoặc thay đổi chương trình, có thể tiến hành như sau:

Bằng tay thông qua phím bấm trên bảng điều khiển

Thông qua một giao diện kết nối với ổ đĩa, đầu đọc băng đục lỗ, máy đục lỗ hoặc nhờ một đường dẫn dữ liệu từ một PC

Việc nhớ dữ liệu thực hiện bởi một bộ nhớ điện tử

2.3.2.2 Sử lý dữ liệu

Để sử lý dữ liệu, hệ điều khiển có nhiều chíp vi sử lý Microprocessor Nội dung sử lý

ví dụ như việc tính toán quỹ đạo điều khiển dao cũng như tính toán liên tục với các số liệu đo của động cơ chạy dao nhằm điều chỉnh vị trí

2.3.2.3 Xuất dữ liệu chương trình

Xuất dữ liệu sang máy thực hiện nhờ một bộ điều khiển tương thích Nó khuyếch đại hoặc biến đổi các tín hiệu điều khiển sao cho những tín hiệu này có thể điều khiển được động cơ, các van hoặc các khâu chấp hành khác Ngoài ra còn có thể thông qua những giao diện tương thích để xuất dữ liệu (chương trình hoạt động, số liệu kỹ thuật)

-

Để truyền động cho trục chính ta dùng động cơ dòng xoay chiêù (AC) hoặc động cơ một chiều (DC) có điều chỉnh số vòng quay Số vòng quay được đo bởi một máy phát tốc (Tachogenerator) Máy này sản sinh đại lượng đo số vòng quay dưới dạng thế hiệu đầu

ra Số vòng quay thực sẽ được so sánh với số vòng quay cần trong hệ điều khiển và được điều chỉnh để khử sai lệch giữa chúng

2.3.2.4 Truyền động chạy dao

-Truyền động chạy dao cũng do các động cơ xoay chiều hoặc động cơ một chiều có điều

chỉnh số vòng quay thực hiện Một khớp nối bảo vệ quá tải giữa trục động cơ và trục vit

me bi đảm bảo giảm hư hại khi va chạm

-Yêu cầu đối với truyền động chạy dao:

-Tạo ra lực chạy dao lớn trên bàn trượt

-Tạo điều kiện hình thành tốc độ chạy dao rất lớn hoặc rất nhỏ cũng như có gia tốc cao và định vị nhanh chóng đối với bàn trượt

Hình 1-15: Truyền động chạy dao

- Có độ chính xác lặp cao khi chuyển động đến vị trí và độ cứng vững cao để đảm bảo giữ chính xác vị trí trên từng trục

Hình 1-16: Truyền động chạy dao với trục vít me bi

1.4 Dẫn hướng và bộ truyền trục vít đai ốc

• Các bàn trượt mang dao và chi tiết sẽ dịch động khi gia công nhờ truyền động chạy dao

Do độ chính xác tuyệt đối và độ chính xác lặp lại cao mà những yêu cầu đặt ra đối với

hệ truyền động chạy dao cũng rất cao Mỗi trục chạy dao phải thực hiện dịch chuyển với tốc độ chạy dao lớn đồng thời phải có thời gian định vị nhỏ Để thoả mãn được đòi hỏi này, các hệ truyền động chạy dao hiện đại được cấu thành từ những bộ phận sau đây (xem hình 14):Động cơ, khớp nối cơ khí chống quá tải và bộ điều khiển điện tử

• Trục vitme bi truyền lực không có khe hở

18

• Bộ đo hay hệ thống đo đường dịch chuyển, thường lắp trên đầu mút của trục

• Khuyếch đại công suất với các giao diện tương tự (Analog) hoặc giao diện số

(Digital) với hệ điều khiển CNC

- Nhằm đo được vị trí chính xác, các hệ truyền động chạy dao thường được kết nối với thiết bị đo Mỗi trục điều khiển của máy CNC cần có một hệ thống đo đường dịch chuyển có thể sử lý đánh giá tự động các tín hiệu đo lường Độ phân giải thường dùng khi đo chiều dài là 0,001 mm, chỉ riêng trục X máy tiện (đo đường kính) là có độ phân giải 0,0005 và ở máy mài chính xác là cần đên độ phân giải 0,0001

- Chi tiết đại diện thường là trục vitme bi Khi trục vit me quay nhờ động cơ dẫn động thì đai ốc lồng bi không khe hở chuyển động dọc theo trục mang theo bàn kẹp dao hoặc chi tiết chạy trên bệ máy có sống trượt

dẫn hướng (xem hình 15) Những sai số có thể của

bước vít trên trục được hệ thống điều khiển CNC

khắc phục một cách tự động bằng phần bù sai lệch

bước vit Những khả năng kết cấu cơ khí khác có

thể là bộ truyền thanh răng / bánh răng hoặc vitme

đai ốc Đối với độ chính xác thấp hơn ta còn có thể

sử dụng hệ truyền động thuỷ lực

1 Đai ốc của vit me bi 2 Vòng kẹp điều chỉnh 3 Các viên bi

4 Trục truyền động (vit me bi)

Hình 1-18: Truyền động vit me bi với đai ốc hai nửa điều chỉnh không khe hở

1.5 Hệ thống đo dài ( đường)

1.5.1 Nguyên tắc đo đường dịch chuyển

- Các hệ điều khiển máy CNC làm việc với hệ thống đo đường dịch chuyển, nhờ thế vị trí thực thường

xuyên được giám

sát và điều chỉnh

Hình 1-19 Tiện trụ trơn ttrên máy tiện CNC vị trí cần và vị trí thực của dao

- Hệ thống đo gồm thiết bị đo đường dịch chuyển của mỗi trục Về nguyên tắc mỗi thiết

bị đo gồm một thước khắc vạch và một đầu phát giá trị đo đọc trên thước (Hình 49)

Quá trình xảy ra như thế nào?

- Đầu phát giá trị đo khai báo cho hệ điều khiển biết vị trí thực của dao cắt, trong ví dụ

là X40, Z0 Hệ điều khiển so sánh giá trị thức đã báo với giá trị cần đã lập trình, trong

ví dụ là X40 Z-52 Câu hỏi đặt ra: giá trị cần = giá trị thực?

- Chừng nào mà giá trị thực chưa đồng nhất với giá trị cần thì máy còn nhận được lệnh dịch động dao

- Cũng như trên mỗi trục được trang bị một thiết bị đo riêng, máy CNC có truyền động độc lập cho từng trục Theo mỗi phương trục toạ độ lại có một động cơ truyền động cho bàn máy thông qua bộ vit me đai ốc gắn với nó (Hình 1-20)

1.5.2 Hoạt động của hệ thống đo

Hình 1-20: Hệ thống đo và truyền động cho các trục của máy tiện CNC

- Chừng nào mà hệ điều khiển còn xác định: giá trị thực được báo còn chưa ngang bằng với giá trị cần đã lập trình thì nó còn để hệ truyền động làm việc Khi dao đạt tới điểm đích, giá trị thực bằng giá trị cần, nó sẽ dừng động cơ chạy dao

- Trong ví dụ hình 48, vị trí cần X40, Z-52, hệ truyền động cho trục Z sẽ chạy cho đến khi đầu phát giá trị đo trên trục Z báo giá trị thực là Z-52 Như vậy giá trị thực đồng nhất với giá trị cần và truyền động cho trục Z sẽ dừng lại Còn truyền động cho trục X thì như thế nào?

20

Hình 1-20: Hệ thống đo và truyền động cho các trục của máy tiện CNC

- Chừng nào mà hệ điều khiển còn xác định: giá trị thực được báo còn chưa ngang bằng với giá trị cần đã lập trình thì nó còn để hệ truyền động làm việc Khi dao đạt tới điểm đích, giá trị thực bằng giá trị cần, nó sẽ dừng động cơ chạy dao

- Trong ví dụ hình 48, vị trí cần X40, Z-52, hệ truyền động cho trục Z sẽ chạy cho đến khi đầu phát giá trị đo trên trục Z báo giá trị thực là Z-52 Như vậy giá trị thực đồng nhất với giá trị cần và truyền động cho trục Z sẽ dừng lại Còn truyền động cho trục X thì như thế nào?

Hệ thống đo đường dịch chuyển làm việc theo những phương thức khác nhau (Hình 1- 21) Chúng phân biết trước hết là ở độ chính xác, khả năng lắp đặt trên máy và giá thành Giá trị đo chính xác nhất là ở hệ thống đo trực tiếp Hệ thống đo kiểu gia số được sử dụng thường xuyên hơn cả

Các hệ thống đo xuất ra tín hiệu đo ở dạng cảm ứng hoặc quang điện Các tín hiệu này được sử lý trong hệ điều khiển CNC Các hệ thống đo quang điện tử bao gồm một thước khắc vạch chia hoặc một đĩa khắc vạch cùng một thiết bị đếm xung đo (Đầu đo)

Hình 1-21: Các hệ thống đo phổ biến

+ Đo đường dịch chuyển trực tiếp

- Trong phép đo đường dịch chuyển trực tiếp, thiết bị đo gắn trên bàn máy mà vị trí của

nó cần được xác định Thước chia vạch thì được lắp trên bàn máy dịch động, còn đầu

đo thì cố định trên thân máy hoặc ngược lại Thiết bị đo phải được che chắn bảo vệ chống nhiễm bẩn và va chạm gây hư hại

Hình 1-22: Đo đường dịch chuyển trực tiếp + Đo đường dịch chuyển gián tiếp(Hình 1-23)

Đĩa khắc vạch của bộ cấp tín hiệu đo nối cứng với vit me chạy dao Khi động cơ chạy dao quay, đĩa khắc vạch quay theo làm chạy các vạch chia trước đầu đọc và nhờ vậy

nó đếm được số vòng quay Từ số lượng đếm được của số vòng quay và bước vít của vit me chạy dao Hệ điều khiển CNC tính ra vị trí của bàn trượt Các sai lệch hệ thống,

ví dụ do sai lệch bước vit, có thể khắc phục được nhờ phần mềm điều khiển CNC Hệ thống đo không nhậy cảm lắm đối với sự nhiễm bẩn vì nó có thể lắp chìa hẳn ra ngoài

là dấu tham chiếu với vị trí đã biết, nhờ vậy sau khi dòng bị mất hoặc sau khi khởi động máy, vị trí của bàn truợt vẫn có thể xác định được

hệ thống đo kiểu gia số, sau khi đóng mạch cung cấp điện áp, trước hết bàn máy phải được chạy tới dấu tham chiếu

+ Hệ thống đo kiểu tuyệt đối Abssolute (hình 2-24)

hệ thống đo kiểu tuyệt đối, mỗi bước chia được xếp vào một giá trị số chính xác Thiết

bị đếm xung sẽ xác định vị trí cuả bàn trượt thông qua tia sáng lọt qua hay không lọt qua các vạch trên thước đo Sau khi đóng mạch điện áp cung cấp, vị trí của trục máy được xác định mà không cần đi tới một dấu tham chiếu

Hình 2-24: Thước đo gia số và thước đo tuyệt đối

2.6 Các dụng cụ

2.6.1 Gá kẹp chi tiết

- Các thiết bị gá kẹp chi tiết dùng để định vị đúng và kẹp chặt chi tiết chính xác so với trục công tác khi tiện hoặc trên bàn máy khi phay Việc kẹp chặt chi tiết phải thực hiện sao cho tuyệt đối không còn khe hở, có vị trí đúng và được kẹp chặt, đủ chống lại các lực cắt gọt Có rất nhiều loại thiết bị gá kẹp

- Công nghệ tiện, trong tương lai việc đưa vào và lấy ra các chi tiết sẽ được tự động hoá ở mức cao nhờ các Robot nạp phôi Do vậy trên máy tiện thường sử dụng lọai mâm cặp có chấu kẹp điều khiển được với nhiều kiểu khác nhau Các mâm cặp quay được thiết kế với các chấu kẹp có thể dịch chuyển ra / vào một cách tự động bằng điều khiển tác động thuỷ lực hay khí nén Lực kẹp có thể điều chỉnh được Tuỳ theo trọng lượng, vật liệu, tỷ lệ chiều dài / đường kính , chiều sâu cắt hay các điều kiện cắt gọt khác mà lực kẹp được điều chỉnh cao hơn hay thấp hơn

- Mâm cặp có số vòng quay lớn sẽ được cân bằng lực ly tâm, nhờ vậy, lực kẹp thông qua các lực ly tâm đối ngẫu sẽ không bị giảm thiểu Việc cân bằng lực ly tâm có thể được giải quyết, ví dụ như thông qua đối trọng liên kết với chấu kẹp bởi một tay đòn Lực ly tâm của đối trọng có tác dụng đối ngược với lực ly tâm của chấu kẹp Lực kẹp chi tiết sự cân bằng này mà giữ được ổn định Khi gia công giữa các mũi chống tâm thường sử dụng luy nét cố định hay luy nét dịch động và các mũi tâm trên ụ động điều khiển được, cùng quay theo Khi kẹp các chi tiết nhỏ, thường dùng các hệ thống mỏ kẹp điều chỉnh được

- Trên máy phay CNC chức năng chính của thiết bị kẹp chi tiết là định vị chính xác các chi tiết Việc kẹp chi tiết cần phải diễn ra nhanh chóng nhất như có thể, định vị lại cần chính xác và thông thoáng, đảm bảo độ chính xác lặp khi đổi chi tiết Khi gia công phay đơn giản, dùng ê-tô kẹp có mỏ kẹp điều chỉnh được và tác động bằng thuỷ lực là

đủ Khi chi tiết phay phải được gia công trên tất cả các mặt thì việc gia công hoàn thiện cần được tiến hành với số lần gá kẹp ít nhất Khi phay các chi tiết phức tạp phải chế tạo

đồ gá phay - cũng có thể được tự động hoá - hoặc dùng đồ gá tổ hợp từ các bộ phận tiêu chuẩn, sao cho việc gia công hoàn thiện có thể không cần phải đổi gá Việc sử dụng các bàn gá chuẩn (Palette) ngày càng tăng cao, ấy là do các chi tiết được chuẩn bị gá kẹp ngoài vùng làm việc của người vận hành máy trong khi gia công và sau đó được tự động dẫn vào vị trí gia công một cách chính xác

2.6.2 Thiết bị đổi dao

- Các máy công cụ CNC thường được trang bị cơ cấu đổi dao tự động và điều khiển được Tuỳ theo dạng loại và phạm vi ứng dụng, các thiết bị đổi dao này có thể tiếp nhận đồng thời nhiều dao cụ khác nhau và mang đến vị trí làm việc hay vị trí khởi xuất theo lệnh gọi dao phát ra từ chương trình NC Các loại thường dùng là:

•đầu dao revonve,

•ổ chứa dao

ra trong một vài phần của giây

Hình 1-25: Ví dụ về một đầu dao revonve

- Tuỳ theo loại hình và độ lớn, đầu dao revonve cho máy tiện có từ 8 đến 16 vị trí tiếp nhận dao Trên những trung tâm gia công tiện cỡ lớn, người sử dụng đồng thời có tới

ba đầu dao revonve Nếu ở những trung tâm gia công như vậy có nhu cầu tích trữ nhiều hơn 48 dao thì ổ chứa dao với các loại khác nhau sẽ được sử dụng, chúng có thể tiếp nhận tới 100 con dao hay nhiều hơn nữa Ta có các loại ổ chứa cassette theo chiều dài, theo vòng tròn, dạng đĩa hay dạng xích (xem hình 1-26)

Hình 1-26: Ví dụ về một đầu dao revonve

Hình 1-27: Thiết bị đổi dao tự động

Cơ cấu đổi dao dùng cho ổ chứa dao hoạt động với một hệ thống tay kẹp cũng gọi là tay máy đổi dao (xem hình 18) Việc chuyển đổi dao được thực hiện với tay máy hai mỏ kẹp và theo lệnh gọi một con dao mới từ chương trình NC như sau:

• Đưa con dao mong muốn trong ổ chứa vào vị trị đổi dao

• Trục công tác chạy đến vị trí chuyển đổi

• Tay máy đổi dao quay 2 mỏ kẹp đến vị trí của dao cũ trong trục chính và vị trí của dao mới trong ổ chứa

• Rút các dao ra khỏi trục chính và ổ chứa và quay tay máy đổi dao

• Nạp dao vào lỗ côn của nòng trục chính và vào ổ chứa

• Quay tay máy đổi dao về vị trí không làm việc

Thời gian đổi dao nằm trong khoảng từ 6 đến 15 giây, trong đó cơ cấu đổi dao nhanh nhất ngày nay chỉ cần đến 1 giây là đủ

Câu hỏi ôn tập bài 1

Câu 1: Nêu sự khác biệt cơ bản giữa một máy công cụ CNC với một máy công cụ thông thường?

Câu 2: Máy công cụ điều khiển số có những đặc điểm đặc trưng gì ? Câu 3: Máy CNC

có những ưu điểm gì so với máy công cụ thường ?

Câu 4: Tại sao các trục chạy dao trên máy CNC phải có thể điều chỉnh được ? Câu 5: Một hệ truyền động chạy dao hiện đại có những cụm kết cấu nào ?

Câu 6: Một máy tiện CNC tối thiểu phải có bao nhiêu trục chạy dao ? Câu 7: Trục chạy dao được ký hiệu như thế nào ?

26

Câu 8: Một máy phay CNC tối thiểu phải có bao nhiêu trục chạy dao ? Câu 9: Trục chạy dao được ký hiệu thế nào ?

Câu 10: Phân biệt như thế nào giữa phép đo tuyệt đối và phép đo gia số?

Câu 11: Những thiết bị đổi dao tự động nào có trong các máy công cụ CNC ? Câu 12 :

Có những dạng ổ chứa dao nào trên máy phay CNC ?

BÀI 2: THIẾT LẬP CHƯƠNG TRÌNH CNC

Mã bài: MĐ 05-02 Giới thiệu:

Mặc dù có nhiều hệ điều khiển máy CNC được sử dụng trong các xưởng máy CNC như Fanuc, Haas CNC, Siemens Sinumerik, v.v Nhưng đối với những người mới bắt đầu học máy CNC, tốt hơn là nên hiểu và bắt đầu học một hệ điều khiển máy CNC được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất hiện nay, và hầu như mọi hệ điều khiển CNC đều có một

số điểm tương đồng với các hệ điều khiển CNC khác Vì vậy, hệ điều khiển Fanuc CNC được sử dụng phổ biến hiện nay Rất đơn giản để lập trình, học và hiểu

Mục tiêu

- Người học biết lập trình CNC cơ bản theo DIN 66 2017 Họ mô tả các hệ toạ độ và tính toand các điểm tham chiếu cho máy tiện, phay trong công nghệ CNC Họ biết các loại điều khiển và các dạng lập trình, cấu trúc chương chình chính cũng như các phương pháp lập trình và các chuyển động là việc của dao tiện, phay với các biện pháp hiệu chỉnh

Nội dung

1.1 Các hệ toạ độ

1.1.1 Các hệ toạ độ theo DIN 66 217

Hệ thống toạ độ cho phép mô tả một cách chính xác toàn bộ các điểm trên mặt phẳng công tác hay trong không gian làm việc Về cơ bản chúng được chia ra

• hệ toạ độ Đề các

• hệ toạ độ cực

2.1.1.1 Hệ toạ độ Đề các

Một hệ toạ độ Đề các - còn gọi là hệ toạ độ vuông góc, gồm

• hai trục toạ độ (Hệ toạ độ Đề các phẳng) hoặc

• ba trục toạ độ (Hệ toạ độ Đề các không gian)

vuông góc với nhau nhằm mô tả chính xác các điểm hình học

Trong hệ toạ độ Đề các phẳng,

ví dụ hệ toạ độ X, Y - mỗi điểm

thuộc mặt phẳng đều được xác

28

- Nếu đặt bản vẽ chi tiết lên hệ toạ độ này, ta có thể đọc được tất cả mọi điểm công tác quan trọng nhất Tuỳ theo ta đặt điểm “0” của chi tiết ở đâu mà có thể xác định chính xác vị trí của các điểm với các toạ độ có giá trị âm hay dương

- Hệ toạ độ Đề các không gian cần đến khi phải mô tả và xác định vị trí của chi tiết có hình khối, ví dụ chi tiết phay Để mô tả rõ một điểm trong không gian ta cần đến ba trục toạ độ và lần lượt gọi là toạ độ X, Y hoặc Z (Xem hình 2-1)

Hệ toạ độ ba kích thước như vậy, với các vùng dương và âm của mỗi trục toạ độ, tạo điều kiện mô tả chính xác tất cả các vị trí điểm , ví dụ trong không gian làm việc của một máy phay, không phụ thuộc vào việc đặt điểm “0” của chi tiết nằm ở đâu

Hình 2-2: Hệ toạ độ Đề các ba trục (X,Y,Z)

- Việc biểu diễn ba trục và qua đó là ba toạ độ được chọn vuông góc với nhau và tuân theo quy tắc bàn tay phải (Xem hình 3) Các ngón tay của bàn tay phải luôn chỉ theo hướng giá trị dương của các trục

Hệ toạ độ còn được gọi là hệ toạ độ vuông góc

Hình 2-3: Quy tắc bàn tay phải

2.1.1.2 Hệ toạ độ cực

- Trong hệ toạ độ Đề các một điểm được mô tả qua các toạ độ, ví dụ toạ độ X và toạ độ

Y Ở các biên dạng đối xứng tròn xoay, ví dụ như khoan lỗ tròn thì các toạ độ cần thiết

để tính toán là rất tốn phí

- Trong hệ toạ độ cực, một điểm được mô tả qua khoảng cách của nó (bán kính r) so với một điểm gốc và góc (α) tạo bởi tia từ gốc đi qua điểm đó và một trục xác định Góc (α) được đo trong hệ toạ độ XY là đo theo trục X Góc có giá trị dương khi nó được quan sát từ chiều dương của trục X và cho quay ngược chiều kim đồng hồ (Xem hình 2-4) Nếu quay theo chiều ngược lại nó sẽ có giá trị âm (Xem hình 2- 5)

2.1.1.3 Góc quay quanh các trục

- Với mỗi trục cơ bản X, Y và Z còn có các trục quay xung quanh chúng Những góc quay xung quanh trục được ký hiệu là A, B, C trong đó A là góc quay quanh trục X, B quay quanh Y và C quay quanh Z (Xem hình 2-6)

- Chiều quay là dương khi quan sát từ gốc toạ độ ra theo chiều dương của trục toạ độ, cho quay theo chiều kim đồng hồ (Phù hợp với chuyển động của một cái vít có ren phải

Hình 2-4: Hệ toạ độ cực

Hình 2-5: Hệ toạ độ cực góc âm góc

30

hoặc của một cái vặn nút chai)

- Ký hiệu cho các góc A, B và C ở hệ toạ độ cực có thể dẫn ra từ hình 6 Nếu điểm đích nằm trong mặt phẳng XY của hệ toạ độ thì góc quay toạ độ cực là góc quay quanh trục

Z, đó là góc C Trong mặt phẳng YZ thì góc quay toạ độ cực là góc quay quanh trục X,

đó là góc A và trong mặt phẳng XZ thì góc quay toạ độ cực là góc quay quanh Y, đó là góc B

Hình 2-6: Góc quay quanh các trục với chiều quay

1.1.2 Các hệ toạ độ trên máy tiện

Hình2-7: Hệ toạ đọ máy tiện

1.1.3 Các hệ toạ độ trên máy phay

Hình2-8: Hệ toạ đọ máy phay

1.1.4 Các chuyển động của máy và của dụng cụ

1.4.1 Trục chính quay và trục chạy dao điều khiển được

- Gia công chi tiết trên máy CNC đòi hỏi phải có các trục chạy dao điều khiển và điều chỉnh được, những trục này được truyền động độc lập, không phụ thuộc nhau Các trục chạy dao trên máy thông thường chỉ được điều khiển bằng tay và do vậy không thể tồn tại ở máy công cụ hiện đại

- Máy tiện CNC (xem hình 2-9) có tối thiểu 2 trục chạy dao điều khiển và điều chỉnh được, chúng được đặt theo trục X và trục Z

Hình 2-9: Những trục NC điều khiển được trên một máy tiện

- Máy phay CNC (xem hình 12) có tối thiểu 3 trục chạy dao điều khiển và điều chỉnh được, chúng đặt theo các trục X, Y, Z

Hình 2-10 : Các trục NC điều khiển được trên máy phay 1.1.5 Tính toán toạ đọ cho chương trình CNC

1.2 Các điểm tham chiếu

Để xác định rõ ràng các vị trí gia công thì hướng của các trục toạ độ và vị trí của các

32

điểm gốc giữa máy, chi tiết gia công và dao là cần thiết

Điểm “0” của máy Điểm “0” của chi tiết Điểm tham chiếu Điểm gốc dao

Điểm gá dao Điểm lắp gá dao

1.2.1 Điểm ‘0” của máy M

Mỗi máy điều khiển số làm việc với một hệ toạ độ máy Điểm “0” của máy là điểm gốc của hệ thống toạ độ máy Vị trí của nó là không thay đổi và do nhà chế tạo máy xác định Thông thường thì điểm “0” của máy - ký hiệu là M - ở máy tiện CNC nằm trên đường tâm của trục chính công tác còn ở máy phay đứng CNC thì nằm trên cạnh góc trái của bàn máy mang chi tiết

Hình2-11: Điểm chuẩn máy tiện

1.2.2 Điểm tham chiếu R

- Một máy CNC có hệ thống đo kiểu gia số, cần ngoài ra một điểm tham chiếu nhằm đièu khiển đồng thời chuyển động của chi tiết và của dao Điểm chuẩn này được gọi là điểm tham chiếu và được ký hiệu là R Vị trí của nó được xác định chính xác trên từng trục dịch chuyển nhờ các công tắc ngắt giới hạn hành trình Các toạ độ của điểm

tham chiếu tính theo gốc “0” của máy luôn có giá trị số bằng nhau Các giá trị đó được ghi lại cố định trong hệ điều khiển CNC Sau khi đóng mạch khởi động máy, trước hết trên tất cả các trục phải đưa về điểm tham chiếu để chuẩn hoá hệ thống đo đường dịch chuyển

1.2.3 Điểm “0” của chi tiết W=P

- Điểm “0” của chi tiết - ký hiệu là M - là điểm gốc của hệ toạ độ chi tiết Vị trí của nó được người lập trình xác định theo kinh nghiệm thực tế của mình Thuận tiện nhất

là đặt nó sao cho các kích thước ghi trên bản vẽ có thể khai báo được trực tiếp khi lập trình Trên các chi tiết tiện, điểm “0” của chi tiết thường đặt trên đường tâm phía trái hoặc phía phải của chi tiết tuỳ theo phía nào lấy làm chuẩn kích thước

- Điểm “0” của chi tiết cũng có thể dịch chuyển trong chương trình NC, ví dụ khi chi tiết đem tiện cần gia công hoàn thiện cả hai phía giữa các mũi chống tâm Trong trường hợp này, việc dịch chuyển điểm “0” thay đổi về hai đầu bên trái và bên phải của chi tiết gia công là có mục đích nhất thiết

- Trên các chi tiết phay, điểm “0” chi tiết thường được chọn ở điểm góc ngoài, tuỳ theo điểm góc nào được chọn làm chuẩn đo các kích thước trên chi tiết

1.2.4 Điểm E

- Điểm gốc của dao E

- Một điểm qua trọng nữa trong không gian công tác của máy là điểm gốc của dao

E Điểm gốc dao của một máy tiện CNC là một điểm cố định trên bàn dao của nó Ở máy phay CNC thì điểm gốc dao E nằm trên trục chính mang dao

- Hệ điều khiển CNC tính toán các toạ độ điểm đích trước hết theo điểm gốc của dao Tuy nhiên khi lập trình cho các toạ độ đích, người ta lại xuất phát từ điểm mũi dao đối với dao tiện hoặc từ tâm điểm của đầu dao phay Để mũi dao khi tiện hoặc đầu dao khi phay được điều khiển chính xác dọc theo biên dạng mong muốn, chúng phải được đo một cách chính xác

- Các con dao có thể được đo hoặc là từ bên ngoài máy nhờ một dụng cụ đo và hiệu chỉnh trước, hoặc là đo trực tiếp trên máy nhờ một ống kính quang học chuyên dụng lắp trên máy CNC Khi đo trực tiếp bằng ống kính, các giá trị đo được sẽ chuyển ngay vào bộ nhớ của máy Còn nếu đo bằng dụng cụ đo và hiệu chỉnh trước thì các giá

Hình2-12: Điểm 0 của chi tiết phay

34

trị đo được cho mỗi con dao phải đước khai báo bằng tay cho bộ nhớ giá trị hiệu chỉnh của hệ điều khiển một cách phù hợp

1.2.5 gá dao B và điểm lắp gá dao A

2.2.5.1 Vị trí của điểm gá dao B trên một dao tiện

B Điểm gá dao

L Chiều dài = khoảng cách giữa mũi dao tiện đến điểm gá dao theo X

Q Đoạn nhô ra theo chiều ngang = khoảng cách giữa mũi dao đến điểm gá dao theo Z

R bán kính mũi dao

2.2.5.2 Vị trí của điểm gá dao B trên một dao phay

2.2.5.3 Vị trí của điểm lắp gá dao A trên một đầu revonver

- Khi hệ thống dao (bộ gá kẹp và dao) đã được lắp vào ổ chứa dao (ví dụ đầu revonver) thì điểm gá dao và điểm lắp gá dao cùng mất đi và hình thành điểm gốc dao E

Hình 2-13: Điểm gá dao của dao tiện

Hình 2 -14: Điểm gá dao của dao phay

Hình 2 -15: Điểm gá dao trên đầu revonver

1.2.6 Điểm đổi dao N

- Điểm đổi dao N là một điểm nào đó trong không gian làm việc của máy CNC, tại

đó dao có thể đổi mà không có va chạm Trên các máy CNC thông thường vị trí điểm đổi dao là có thể xác định được

1.2.7 Xác định điểm tham chiếu trên máy tiện và phay CNC

2.2.7.1 Trên máy tiện

- Đặt điểm “0” chi tiết W trên một máy tiện CNC

- Thông qua việc đặt điểm “0” chi tiết , ký hiệu là W ở trên máy, ta có được sự phù hợp giữa điểm “0” chi tiết với điểm “0” của nó trên bản vẽ Nhờ vậy các kích thước trên bản vẽ có thể dùng để lập trình trực tiếp

- Việc xác định vị trí của điểm “0” chi tiết được tiến hành dựa theo điểm “0” của máy M trên máy CNC Điểm “0” của máy trên máy tiện nói chung nằm trên đường tâm trục chính và cắt mặt phẳng là mặt đầu của trục chính, trên đó có lắp mâm cặp (Hình 14)

- Nhờ các thao tác điều khiển được mô tả dưới đây mà khoảng cách giưã điểm “0” máy M và điểm “0” chi tiết W được tìm ra Giá trị này zw cũng được gọi là dịch chuyển điểm “0” và được khai báo cho hệ điều khiển CNC

Hình 2 -16: Đặt điểm 0 chi tiết tiện + Các bước thực hiện

+Điều kiện ban đầu:

Tất cả các dao gia công đều đã có trong đầu revonver và được đo Dụng cụ gá lắp đã được chuẩn bị và chi tiết đã được gá kẹp đúng

- Cho đóng mạch trục chính quay (quay trái)

- Dao dùng để xác định điểm “0” chi tiết vào vị trí, nghĩa là xoay đầu revonver đến

- Do có lượng dư đặt sẵn mà mặt đầu phải được tiện phẳng Điều đó cần được quan tâm khi thiết lập chương trình gia công NC

2.2.7.2 Trên máy phay

- Đặt điểm “0” chi tiết W trên máy phay CNC

Cũng như ở máy tiện CNC, trên máy phay CNC cũng phải đặt được điểm “0” chi tiết -

ký hiệu là W - sao cho điểm “0” trên chi tiết phù hợp với điểm “0” trên bản vẽ Nhờ vậy kích thước trên bản vẽ được dùng trực tiếp để lập trình

- Việc xác định vị trí của điểm “0” chi tiết được tính theo điểm “0” của máy M Điểm

“0” máy trên máy phay đứng CNC thường nằm ở cạnh góc trái của bàn máy (Xem hình 2-17)

- Nhờ các thao tác điều khiển mô tả dưới đây ta tìm được khoảng cách giữa điểm

“0” máy M và điểm “0” chi tiết W theo ba trục toạ độ X, Y và Z Các giá trị này sẽ được khai báo sau đó cho hệ điều khiển CNC

- Chi tiết được định vị đúng và kẹp chặt trên bàn máy Tất cả dao cắt đều đã được

đo lường chính xác Mọi giá trị hiệu chỉnh đã được khai báo với hệ điều khiển CNC Con dao để xác định điểm “0” đã được kẹp chặt và trục mang dao quay

Hình 2 -17: Đặt điểm 0 chi tiết phay

- Khi cho dao cà vào mặt cạnh theo phương X, bán kính của con dao phải được chú ý khi nhập giá trị vào phím “Tiếp nhận giá trị THỰC”, vì trong chương trình NC luôn luôn chỉ dùng toạ độ tâm dao

- Nếu dao phay trên hình 219 có bán kính ví dụ là 15mm thì phải khai báo X =

-15 cho hệ điều khiển và sau đó bấm nút “Tiếp nhận giá trị THỰC”

Hình 2 -19: Về “0” theo trục X

Hình 2 -20: xét W cho tiện,phay CNC

38

1.3 Các dạng điều khiển

1.3.1 Điều khiển chung

- Máy NC được trang bị theo theo yêu cầu các hệ điều khiển điểm, đường, đoạn thẳng hoặc điều khiển biên dạng

1.3.2 Điều khiển điểm

Điều khiển CNC đơn giản này được dùng trên máy mà dao cần được định vị ở một vị trí xác định Bàn máy hoặc đầu kẹp dao dịch chuyển đồng thời hoặc theo thứ tự đi tới

vị trí gia công Các chuyển động này thực hiện theo chế độ chạy nhanh không cắt Điều khiển điểm được trang bị cho ví dụ máy khoan NC, máy đột dập hoặc máy hàn điểm

Hình 2 -21: Điều khiển điểm

1.3.3 Điều khiển đoạn

- Điều khiển đoạn thẳng thường chỉ có thể thực hiện được chuyển động chạy dao song song với các trục Điều khiển đoạn thẳng dùng cho các máy vận chuyển, trao đổi chi tiết hoặc để điều khiển các máy công cụ đơn giản

- Với điều khiển biên dạng, bàn máy hoặc xe dao có thể

thực hiện được đồng thời chuyển động chạy dao trên hai hay nhiều trục với lượng chạy dao lập trình Để thực hiện điều đó, các tốc độ cắt của từng trục riêng lẻ phải xác định phối hợp với nhau Bộ nội suy của hệ điều khiển sẽ đảm bảo nhiệm vụ này Đó là một chương trình phần mềm tính toán các vị trí trung gian và quan hệ tốc độ giữa các trục riêng lẻ, sao cho bàn máy có thể chạy theo biên dạng lập trình (Hình 2-22) Khi nội suy theo hai trục (ví dụ X và Y) thì nội suy biên dạng 2D là đủ (hai kích thước - D

= Dimension) Điều khiển biên dạng 2 ½ D dùng khi nội suy theo lựa chọn, gia công biên dang trên hai trong số ba bề mặt chính khác nhau

Hình 2 -22: Điều khiển 2D

Việc lựa chọn mặt gia công được thông qua địa chỉ chương trình G17 đến G19 (Hình 23)

40

Hình 2 -25: Các phần mềm CAM 1.4.2 Lập trình ở xưởng – trên máy CNC

- Lập trình trực tiếp trên máy CNC theo 2 phương pháp chu trình có sẵn

Shopmill và lập trình theo dạng DIN 66 025 để gia mô phỏng và gia công chi tiêt

Hình 2-26 Lập trình gia công trên máy phay CNC DMG có tại xưởng

Hình 2-27 Lập trình gia công trên máy tiện CNC DMG có tại xưởng

1.4.3 Lập trình hướng đối tượng WOP

Các biên dạng tổng hợp - xác lập một cách đơn giản và tiện lợi:

Trong thực tế lập trình hàng ngày ta luôn luôn nhận những nhiệm vụ gia công chế tạo những biên

dạng hoàn thiện của chi tiết rất phức tạp Việc trình bày trên bản vẽ tuy nhiên luôn luôn