Báo cáo thực tập máy phay CNC

Ở Việt Nam trước năm 1990 khi nhắc đến công nghệ NC, CNC quả là rất xa lạ và ít người biết đến nó. Bắt đầu từ năm 1991 , thông qua một số dự án chuyển giao công nghệ thiết kế, phát triển và chế tạo khuôn mẫu. Lúc đó công nghệ CNC như : máy phay CNC, máy tiện CNC… lần đầu tiên được giới thiệu và thu hút quan tâm của nhiều nhà chuyển môn cũng như các doanh nghiệp trong nước, nước ngoài. Hiện nay, nhiều nhà máy cơ khí, trong nước đã và đang có nhiều dây chuyền sản xuất với phần lớn thiết bị trong dây chuyền là máy CNC. Mặc dù, công nghệ CNC du nhập vào Việt Nam trong một thời gian ngắn nhưng có thể nói công nghệ này đã có một chỗ đứng tại Việt Nam và đang được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TRUNG TÂM BK - CNC 3

1.1 Ngày thành lập 3

1.2 Các hướng nghiên cứu 3

1.3 Một số máy phay tại trung tâm 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY CNC 8

2.1 Thực trạng ứng dụng máy CNC tại Việt Nam 8

2.2 Giống và khác nhau giữa máy phay truyền thống và máy phay CNC 8

2.3.1 Một số hệ điều khiển số 8

2.3.2 Các dạng điều khiển 9

2.4 Hệ thống tọa độ và điểm chuẩn của máy phay CNC 10

2.4.1 Hệ thống tọa độ của một số máy phay 10

2.4.2 Một số điểm gốc và điểm chuẩn trên máy phay 11

CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH CHO MÁY PHAY CNC HỆ ĐIỀU KHIỂN FUNUC 13

3.1 Thông số hình học 13

3.2 Thông số công nghệ 13

3.2.1 Tốc độ chạy dao F 13

3.2.2 Tốc độ quay của trục chính S 13

3.3 Chương trình gia công 14

CHƯƠNG 4 LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY CNC 17

4.1 Bản vẽ chi tiết gia công 17

4.2 Gá đặt chi tiết 17

4.3 Kiểm tra dao 19

4.4 Lập trình CNC 20

4.5 Chạy máy và ra sản phẩm 21

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO…… ……… 23

MỞ ĐẦU

Ngày nay, với nhu cầu ngày càng lớn của sản xuất hàng hóa công nghiệp

đã đặt ra yêu cầu tự động hóa trong sản xuất để nâng cao chất lượng và năngsuất Chính vì vậy, các vấn đề tự động hóa trong công nghiệp nói chung vàtrong cơ khí nói riêng ngày càng cấp thiết Theo quan điểm hiện đại, quá trìnhgia công được nhìn nhận theo quan điểm tổng hợp giữa tự động hóa và linhhoạt hóa sản xuất Từ đó dẫn đến vấn đề nghiên cứu, xây dựng và ứng dụng

hệ thống gia công tích hợp và điều khiển máy tính CIM (ComputerIntergrated Manufacturing ) với chất lượng và năng suất gia công cao

Trong những năm gần đây, máy công cụ điều khiển số có sự hỗ trợ củamáy tính CNC ngày càng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp,

đã tạo điều kiện linh hoạt hóa và tự động hóa ngày càng triệt để Đồng thờilàm thay đổi phương pháp và nội dung chuẩn bị cho sản xuất

Thời gian thực tập tại trung tâm BK – CNC, em đã được tìm hiểu về thiết

kế, gia công cũng như trực tiếp vận hành các máy CNC và gia công một sốsản phẩm Sau thời gian thực tập chúng em đã củng cố và bổ sung kiến thức

và bước đầu có kĩ năng sử dụng máy phay CNC

Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong trung tâm BK – CNC đã giúp đỡcũng như trực tiếp giảng dạy cho chúng em rất nhiều trong quá trình thực tậptại trung tâm Em xin cảm ơn các thầy trong bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy vàRobot đã tạo cơ hội cho nhóm chúng em thực tập tại trung tâm, đặc biệt emxin cảm ơn ThS.Nguyễn Quang Huy đã chỉ dẫn tận tình và giúp đỡ nhómchúng em hoàn thành đợt thực tập này

Hà Nội, tháng 5 năm 2013

Nhóm sinh viên

 Nghiên cứu về phay cao tốc.

 Xây dựng mô hình thiết bị tạo mẫu nhanh

 Động lực học và điều khiển các trung tâm gia công phay CNC 5 trục, CNC

5 trục ảo, CNC nhiều trục kiểu lai giữa động học hở và kín

 Sai số gia công, tối ưu chế độ cắt

 Nghiên cứu bản chất quá trình mài Đo Topography của bề mặt đá mài

1.3 Một số máy phay tại trung tâm

Trung tâm phay Mikron UCP 600

Hình 2 Máy CNC Mill 55

Máy phay CNC Mill 55

Thông số công nghệ của máy

Ổ tích dao 8

Trung tâm gia công

Hình 3 Trung tâm gia công Mill 155

Bảng 2 Thông số máy tiện CNC Mill 155

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY CNC

2.1 Thực trạng ứng dụng máy CNC tại Việt Nam

Ở Việt Nam trước năm 1990 khi nhắc đến công nghệ NC, CNCquả là rất xa lạ và ít người biết đến nó Bắt đầu từ năm 1991 , thôngqua một số dự án chuyển giao công nghệ thiết kế, phát triển và chếtạo khuôn mẫu Lúc đó công nghệ CNC như : máy phay CNC, máytiện CNC… lần đầu tiên được giới thiệu và thu hút quan tâm củanhiều nhà chuyển môn cũng như các doanh nghiệp trong nước, nướcngoài

Hiện nay, nhiều nhà máy cơ khí, trong nước đã và đang có nhiềudây chuyền sản xuất với phần lớn thiết bị trong dây chuyền là máyCNC Mặc dù, công nghệ CNC du nhập vào Việt Nam trong một thờigian ngắn nhưng có thể nói công nghệ này đã có một chỗ đứng tạiViệt Nam và đang được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp

2.2 Giống và khác nhau giữa máy phay truyền thống và máy phay CNC

Giống nhau:

Cấu trúc tổng thể: nói chung tương tự nhau là cùng sử dụng bànmáy hình chữ thập, dùng để gia công các bề mặt, mặt phẳng, mặt địnhhình, gia công các rãnh thẳng, rãnh nghiêng, rãnh xoắn, gia công bánhrăng…

Khác nhau:

Máy phay CNC đáp ứng nhanh và ổn định, độ chính xác gia công

cỡ micro, các trục x, y, z có thể dịch chuyển độc lập, tốc độ được điềuchỉnh vô cấp,chuyển động của bàn máy sử dụng vitme đai ốc bi tăng

độ chính xác của máy CNC, tất cả quy trình gia công chi tiết được thựhiện hoàn toàn tự động, chất lượng gia công ổn đinh, tháo kẹp chi tiết

tự động, đem lại hiệu quả kinh tế cao, có thể gia công được những chitiết phức tạp mà máy công cụ thường không gia công được Hệ thông

đo lường khép kín ổn định chính xác

2.3 Một số hệ điều khiển số và dạng điều khiển

2.3.1 Một số hệ điều khiển số

a) Hệ điều khiển NC

Với hệ điều khiển này, các thông số hình học của chi tiết gia công

và các lệnh điều khiển máy được cho dưới dạng dãy các con số Nguyên tắc làm việc của hệ điều khiển NC là sau khi mở máy cáccâu lệnh thứ nhất, thứ hai được đọc Trong quá trình đọc kết thứcthì máy bắt đầu thực hiện lệnh thứ nhất Trong khi đó, thông tincủa lệnh thứ hai nằm trong bộ nhớ điều khiển Sau khi thực hiệnxong thì câu lệnh thứ 2 bắt đầu làm việc và câu lệnh thứ ba đượcđọc và ghi vào bộ nhớ tại vị trí mà lệnh thứ hai vừa được giảiphóng Nhược điểm của hệ điều khiển NC là gia công chi tiết phảiđọc lại tất cả các câu lệnh từ đầu, dễ nhầm lẫn, sai xót của bộ tínhtoán trong hệ điều khiển

b) Hệ điều khiển CNC

Hệ thống có sự tham gia của máy tính Trong hệ điều khiển này,các nhà chế tạo máy cài đặt vào máy tính một chương trình điềukhiển riêng cho từng máy Hệ điều khiển CNC cho phép thay đổi

và hiệu chỉnh chương trình hoạt động của bản thân nó Cácchương trình được nạp vào toàn bộ một lúc hoặc từng câu lệnh,các lệnh điều khiển không chỉ viết cho từng lệnh riêng rẽ mà còncho nhiều chuyển động cùng một lúc Điều này cho phép giảm tối

đa câu lệnh của chương trình nâng cao độ tin cậy và khả năng làmviệc của máy Ngoài ra hệ điều khiển CNC có kích thước nhỏ hơn

và giá thành cũng thấp hơn nhưng hiệu quả thì cao hơn

c) Hệ điều khiển DNC

Là sự kết nối giữa máy CNC riêng rẽ với nhau thành một trung

tâm gia công và chịu sử chỉ huy của máy tính trung tâm Tất cả cácchương trình CNC sẽ được lưu trữ trên đĩa cứng của máy tính và

có thể gọi trực tiếp theo yêu cầu từng máy Trong một số trườnghợp, máy tính đóng vai trò trong việc chỉ đạo lựa chọn những chitiết gia công theo thứ tự ưu tiên

2.3.2 Các dạng điều khiển

a) Điều khiển theo điểm

Được dùng để gia công các lỗ bằng các phương pháp khoan,khoét doa và cắt ren lỗ Trong quá trình gia công, chi tiết được cốđịnh trên bàn máy còn dụng cụ không thực hiện việc cắt gọt Chỉ khinào đạt được tọa độ theo yêu cầu thì nó mới bắt đầu thực hiện cácchuyển động cắt gọt

b) Điều khiển theo đường

Là dạng điều khiển mà khi gia công cắt được thực hiện lượng chạy

dao là một đường thẳng nào đó

c) Điều khiển theo biên dạng (contour)

Là dạng điều khiển cho phép thực hiện chạy dao nhiều trục mộtlúc, nghĩa là nó có thể gia công một đường cong bất kì trên mặtphẳng hay trong không gian Tùy theo số trục được điều khiển đồngthời khi gia công mà người ta chi thành các dạng điều khiển : 2D,2.5D, 3D, 4D,5D …

2.4 Hệ thống tọa độ và điểm chuẩn của máy phay CNC

2.4.1 Hệ thống tọa độ của một số máy phay

Đối với máy phay đứng trục Z song song với trục chính và cóchiều dương hướng lên trên, trục C nằm trên bàn máy, nếu nhìn vàotrục chính thì bàn chiều dương hướng về bên phải, trục Y xác định theoquy tắc bàn tay phải

Đối với máy phay ngang trục Z nằm ngang và có chiều dương hướngvào trục máy, trục X nằm trên bàn máy, chiều dương là chiều mà khinhìn vào trục chính thì có nằm phía bên trái, tương tự muốn xác địnhđược trục Y ta theo quy tắc bàn tay phải

Hệ thống tọa độ của máy phay CNC phải tuân theo quy ước

c) Hình 4 Các dạng điều khiểnĐiều khiển theo điểm

Điều khiển theo đường Điều khiển theo biên dạng contour

2.4.2 Một số điểm gốc và điểm chuẩn trên máy phay

a) Điểm gốc máy M

Là điểm giới hạn vùng làm việc cảu máy, nó được các nhà chếtạo quy định, ở máy phay thường nằm ở điểm giới hạn dịch chuyển củabàn máy

b) Điểm chuẩn máy R

Là điểm mà tọa độ của nó so với điểm gốc của máy M là không đổi,

và do nhà sản xuất quy định, đây là điểm khi khởi động toàn bộ hệthống sẽ dịch chuyển đến điểm này

c) Điểm gốc phôi

Là gốc tọa độ của chi tiết gắn lên bàn máy, nó phụ thuộc vàongười lập trình, đối với chi tiết phay người ta thường chọn điểm W tạiđiểm gốc ngoài của đường viền chi tiết

+

+

Hình 5 Hệ tọa độ của máy phay đứng và máy phay ngang (trái)

Hình 6 Một số điểm chuẩn trong máy phay CNC

e) Điểm chuẩn của gá dao T và điểm gá dao N

Điểm T dùng để xác định hệ trục tọa độ của dao Thường khi dao gá trên máy thì điểm T trùng với điểm N

T

N

Hình 7 Điểm chuẩn gá dao T và điểm gá dao N

CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH CHO MÁY PHAY CNC HỆ ĐIỀU KHIỂN FANUC

Một máy phay thông thường thực hiện các nguyên công kế tiếp nhau dongười vận hành điều khiển bằng tay Còn trên máy CNC thì mọi quá trình giacông được thực hiện một cách tự động, nhờ hệ thống điều khiển theo chươngtrình số điều khiển và theo dõi

Một chương trình CNC phải đảm bảo các thông tin cần thiết là thông tinhình học và thông tin công nghệ Ngoài ra, nó phải được viết bằng loại ngônngữ lập trình máy có thể hiểu được

3.1 Thông số hình học

Tùy theo từng biên dạng cụ thể của chi tiết mà có thể tiến hành lập trìnhquỹ đạo chạy dao cắt gọt Dựa trên các thông số hình học của bản vẽ chếtạo

Để lập trình gia công trên máy CNC thì kích thước trên bản vẽ phải đượcghi theo tọa độ Đề Các Có hai cách ghi kích thước trên bản vẽ: Ghi kíchthước tuyệt đối và ghi kích thước tương đối

3.2 Thông số công nghệ

3.2.1 Tốc độ chạy dao F

Được lập trình với địa chỉ F ( mm/phút hoặc mm/vòng), trong phạm vilượng chạy dao có thể lập trình với bất kì giá trị nào, chuyển động chạy daochỉ có thể thực hiện khi trục chính quay, giá trị dao sẽ hết hiệu lực khi cómột giá trị khác của lượng chạy dao thay thế

3.2.2 Tốc độ quay của trục chính S

6 09 0

Hình 8 Cách ghi kích thước và kiểu gia công biên dạng

Được lập trình với địa chỉ S (vòng/phút hoặc m/phút ) chiều quay đượcxác định theo chiều kim đồng hộ dùng lệnh M03 còn để trục chính quayngược chiều kim đồng hồ dùng lệnh M04 Giá trị vòng quay trục chính hiệulực khi có giá trị thay thế.

3.3 Chương trình gia công

Một chương trình gia công được thiết lập để gia công chi tiết gọi làchương trình chi tiết nó bao gồm nhiều từ lệnh và các từ lệnh này nằm trongcác câu lệnh Chương trình gia công gồm 3 phần :

Tên chương trình :

Tên chương trình bắt đầu bằng kí tự O.Quy định đặt tên chương trình giacông trên máy CNC gồm kí tự Oxxxx.XXXX là các chứ số đằng sau Tênchương trình không được trùng nhau, không có dấu cách

Thân chương trình gồm các lệnh gcode ( lệnh dịch chuyển dao) và câu lệnh

m code ( lệnh thông số công nghệ và lệnh phụ khác)

Kết thúc chương trình M30

Một số lệnh G code trong máy phay Mill 55

G00 Lệnh dịch chuyển nhanh không cắt

G02 Nội suy theo đường tròn cùng chiều

kim đồng hồG03 Nội suy theo đường tròn ngược chiều

kim đồng hồG04 Dừng chuyển động cắt với thời gian

nhất địnhG16, G17, G18 Lựa chọn mặt gia công xy, xz, yz

G27 Kiểm tra thực hiện trở về điểm gốc

G41 Hiệu chỉnh lưỡi cắt về phía bên tráiG42 Hiệu chỉnh lưỡi cắt về phía bên phải

G49 Hủy bỏ hiệu chỉnh chiều dài dao

G67 Hủy bỏ lệnh dùng chu trình chuẩn

Một số lệnh M code trong máy phay Mill 55

Để viết một chương trình gia công cho một biên dạng chi tiết Ta tiếnhành chia các biên dạng đó thành những biên dạng hình học đơn giản.

Nó có thể được điều khiển trong từng bước gia công hay trong một câulệnh của chương trình

Quy trình cơ bản của một tạo lập chương trình gia công gồm:

+ Chia biên dạng thành các yếu tố hình học đơn giản

+ Chia quá trình gia công thành các bước gia công

CHƯƠNG 4 LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY CNC

4.1 Bản vẽ chi tiết gia công

Chi tiết gia công thiết kế trên phần mềm Solidworks 2010

4.2 Gá đặt chi tiết

Như chúng ta đã biết để gia công chính xác được các chi tiết trên máyCNC cũng như trên các máy gia công thông thường thì vấn đề định vị và kẹpchặt chi tiết đóng vai trò rất quan trọng

Để định vị và kẹp chặt được tốt yêu cầu các loại đồ gá phải chính xác, tháo lắp nhanh phù hợp với tốc độ làm việc của máy và đảm bảo tính kinh tế

Một số loại đồ gá chính thường được dùng trên máy phay CNC:

Hình 9 Bản vẽ chi tiết gia công thử

R7 30

 Đồ gá kẹp cơ khí

 Đồ gá kẹp thủy lực-khí nén

 Đồ gá kẹp bằng từ tính

Đối với các loại máy phay hiện đại, nhiều trục thường sử dụng thêm loại đồ

gá có cơ cấu phân độ

Trong báo cáo này sử dụng bàn kẹp, ê-tô để gá chi tiết

4.3 Kiểm tra dao

Kiểm tra dao xem trong ổ tích dao, trong kho dụng cụ có những con dao nào

để tiến hành lập trình CNC

Hình 11 Gá phôi vào ê-tô Hình 10 Đầu phân độ với mâm quay

Hình 12 Thực hiện mô phỏng trên phần mềm Winnc

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN

Sau một thời gian thực tập tại trung tâm BK – CNC nhờ sự hướng dẫn tậntình của các thầy trong trung tâm đến nay quá trình thực tập đã hoàn thànhđúng thời gian quy định Qua đó chúng em đã tích lũy thêm kiến thức cũngnhư kinh nghiệm thực tế khi va chạm với máy CNC cũng như quy trình vậnhành, máy CNC công nghiệp

Trong quá trình làm báo cáo không tránh được sai xót do khả năng còn hạnchế cũng như kinh nghiệm chưa nhiều Rất mong đón nhận sự đóng góp củacủa các quý thầy cô

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong trung tâm cũngnhư trong trường đã tạo điều kiện để em hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệpnày

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Website, http://www.emco-world.com , http://sme.hut.edu.vn/bk - cnc

[2] Manual, EMCO WinNC GE Series Fanu 21M MB software descriptio/

Software version from 13.76

[3] Trần Văn Địch, Công nghệ CNC ; Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà

Nội, 2004

[4] Nguyễn Hồng Thái, Thực hành thiết kế với Solidworks 2005 qua các ví

dụ, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2006