Công nghệ CADCAM và CNC bài giảng dành cho sinh viên Đại học và cao đẳng

Công nghệ CADCAM và CNC bài giảng dành cho sinh viên Đại học và cao đẳng là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)

C L C

L i nói đ u Trang 01

CH NG 1: T NG QUAN V CAD/CA

1.1 L ch s phát tri n c a CAD/CAM Trang 02

1.2 nh ngh a CAD/CAM 03

1.3 N i dung và công c c a CAD/CAM 05

1.3.1 N i dung và công c c a CAD 05

1.2.2 N i dung và công c c a CAM 07

1.4 Qui trình s n xu t và CAD/CAM 09

1.5 Ph n c ng c a CAD/CAM 11

1.5.1 Gi i thi u chung 11

1.5.2 C u hình ph n c ng c a m t h CAD đi n hình 11

1.5.3 Tr m thi t k 12

1.5.4 Thi t b đ u cu i đ h a 12

1.5.5 B n m ch ghép n i đ ho 12

1.5.6 các thi t b nh p 13

1.5.7 Các thi t b xu t 13

1.6 Ph n m m c a CAD/CAM 14

1.6.1 Gi i thi u 14

1.6.2 C u hình ph n m m c a m t h th ng đ ho t ng tác 15

1.6.3 Các ch c n ng c a m t gói ph n m m đ ho 17

1.6.4 Xây d ng hình h c 19

1.6.5 các phép chuy n đ i 20

1.7 L i ích c a CAD/CAM 21

CH NG 2: T NG QUAN V CNC 2.1 L ch s phát tri n c a máy CNC Trang 23 2.2 c tr ng c b n c a máy CNC 25

2.2.1 Tính n ng t đ ng cao 25

2.2.2 Tính n ng linh ho t cao 25

2.2.3 Tính n ng t p trung nguyên công 25

2.2.5 Gia công biên d ng ph c t p 26

2.2.6 Tính n ng hi u qu kinh t và k thu t cao 26

2.3 Mô hình khái quát c a m t máy CNC 27

2.3.1 Ph n đi u khi n 27

2.3.2 Ph n ch p hành 27

2.4 Các ph ng pháp đi u khi n 28

2.4.1 i u khi n đi m – đi m 28

2.4.2 i u khi n đo n th ng 29

2.4.3 i u khi n đ ng 29

2.4.4 i u khi n 3D 31

2.4.5 i u khi n 4D và 5D 31

2.5 H tr c t a đ trên máy CNC 31

2.5.1 H t a đ Descarte 32

2.5.2 H t a đ c c 33

2.5.3 Góc quay c a các tr c 33

2.5.4 Các đi m g c, đi m chu n 34

2.5.5 H t a đ đ i v i m t s máy 37

2.6 Các b c th c hi n gia công trên máy CNC 38

2.6.1 Nghiên c u công ngh gia công chi ti t 38

2.6.2 Thi t k qu đ o c t 38

2.6.3 L p ch ng trình đi u khi n NC 41

2.6.4 Ki m tra ch ng trình đi u khi n NC 42

2.6.5 i u ch nh máy CNC 42

2.6.6 Gia công chi ti t trên máy CNC 44

2.7 Hình th c t ch c gia công trên máy CNC 44

2.7.1 L p trình th công, nh p ch ng trình tr c ti p lên máy CNC 45

2.7.2 L p trình th công, nh p ch ng trình b ng b ng đ c l 45

2.7.3 L p trình t đ ng và đi u khi n s tr c ti p 46

CH NG 3: CÔNG NGH L P TRÌNH PHAY CNC 3.1 Công ngh phay CNC Trang 47 3.1.1 Thông s NC 47

3.2 C s l p trình phay CNC 49

3.2.1 Các l nh di chuy n dao 50

3.2.2 Các l nh t a đ và đ n v 52

3.2.3 Các l nh v m t ph ng gia công 53

3.2.4 L nh t c đ ch y dao 54

3.2.5 L nh t c đ tr c chính 54

3.2.6 L nh ch n và thay dao 54

3.3 L nh bù và d ch ch nh dao 55

3.3.1 Bù bán kính dao 55

3.3.2 Bù tr chi u dài dao 56

3.4 Chu trình phay 57

3.4.1 Chu trình khoan G81 59

3.4.2 Chu trình khoan l có d ng G82 59

3.4.3 Chu trình khoan l sâu G83 60

3.4.4 Chu trình taro G84 61

3.4.5 Chu trình doa tinh l G85 61

3.4.6 Chu trình doa tinh l G85 61

3.5 Phép l p 62

3.6 Các ví d 64

CH NG 4: CÔNG NGH L P TRÌNH TI N CNC 4.1 C s l p trình ti n CNC 67

4.1.1 Công ngh ti n CNC 67

4.1.2 L n ti n CNC 68

4.1.3 Dao ti n 70

4.1.4 T c đ c t 71

4.1.5 T c đ tr c chính 71

4.1.6 i m chu n tham chi u c a máy 73

4.1.7 Tr v đi m chu n tham chi u c a máy 73

4.1.8 Ch ng trình NC 74

4.2 Các l nh di chuy n dao 76

4.2.1 Ch y dao nhanh G00 77

4.2.2 N i suy đ ng th ng G01 77

4.2.3 N i suy cung tròn G02/G03 77

4.2.4 C t ren v i b c ren không đ i 78

4.3 Bù tr và cài đ t thông s dao ti n 78

4.3.1 Offset dao 78

4.3.2 Bù tr bán kính dao 79

4.4 Các l nh v chu trình 80

4.4.1 Chu trình gia công tinh G70 81

4.4.2 Chu trình ti n h ng tr c G71 81

4.4.3 Chu trình ti n h ng kính G72 82

4.4.4 Chu trình ti n chép hình G73 83

4.4.5 Chu trình ti n ren h n h p G76 83

4.4.6 Chu trình ti n rãnh h ng kính G75 84

4.5 Các ví d 85

CH NG 5: L P TRÌNH GIA CÔNG T NG V I ASTERCA 5.1 Gi i thi u ph n m m MasterCam 89

5.2 Các l nh v c b n 89

5.2.1 Công c qu n l 89

5.2.2 Các l nh v 2D 93

5.3 Các l nh hi u ch nh 95

5.4 L p trình phay 96

5.4.1 L a ch n ki u máy 96

5.4.2 M và nh p t p làm vi c 96

5.4.3 Thi t đ t thu c tính máy 97

5.4.4 T o đ ng d ng c c t 98

5.4.5 Xu t ch ng trình đi u khi n máy CNC 101

5.5 L p trình ti n 101

5.5.1 L a ch n ki u máy 102

5.5.2 Thi t l p thu c tính nhóm máy 102

5.5.3 T o đ ng d ng c c t 104

TƠi li u tham h o 107

L I N I U

Nh ng n m cu i th k 20, công ngh CAD/CAM/CNC đã tr thành m t l nh

v c đ t phá trong thi t k , ch t o và s n xu t s n ph m công nghi p Cùng v i s

phát tri n c a C khí – Tin h c – i n t – T đ ng hóa, công ngh CAD/CAM/CNC

đã đ c ng d ng r ng rãi trong công nghi p nói chung và ngành công nghi p c khí

ch t o nói riêng đ t ng n ng xu t lao đ ng, gi m c ng đ lao đ ng và t đ ng hóa

quá trình s n xu t, nâng cao đ chính xác chi ti t và đ t hi u qu kinh t cao

H c ph n công ngh CAD/CAM/CNC là h c ph n kh i ki n th c ngành, h c

ph n s trang b cho sinh viên ki n th c đ ng d ng nh ng thành t u c a công ngh

CAD/CAM/CNC trong thi t k , ch t o, gia công c khí

C th , h c ph n s gi i thi u v v trí, vai trò, t m quan tr ng c a công ngh

CAD/CAM/CNC trong ngành c khí H c ph n s cung c p cho sinh viên nh ng ki n

th c c b n v k thu t l p trình CNC đ sinh viên có th vi t ch ng trình đi u khi n máy CNC trong gia công chi ti t Ngoài ra, h c ph n c ng trình bày v ng d ng ph n

m m CAM trong l p trình gia công t đ ng, h tr gia công nh ng b m t chi ti t

ph c t p

Q ng Ngãi th ng 05/ 014

Nhóm Biên So n

t ng cho ngành khoa h c CAD/CAM ra đ i CAD/CAM đ c hi u là s d ng máy tính

trong quá trình thi t k và s n xu t hay theo thu t ng ti ng Anh là máy tính tr giúp thi t k và s n xu t T s ra đ i c a CAD/CAM các l nh v c khác c a vi c ng d ng máy tính c ng đã phát tri n theo nh : CG, CAE, CAPP, T t c nh ng l nh v c sinh ra

đó đ u liên quan t i nh ng nét đ c tr ng c a quan ni m v CAD/CAM CAD/CAM là

m t l nh v c r ng l n nó là trái tim c a n n s n xu t tích h p và t đ ng

L ch s phát tri n c a CAD/CAM g n li n v i s phát tri n c a công ngh máy tính

và k thu t đ ho t ng tác ICG) Cu i 1950 đ u 1960 CAD/CAM có nh ng b c phát tri n đáng k , kh i đ u có th nói là t i Massachusetts Institute of Technology

(MIT) - M v i ngôn ng l p trình cho máy tính APT (Automatically Programmed Tools) M c đích c a APT là đ l p trình cho máy đi u khi n s , nó đ c coi nh là m t

b c đ t phá cho t đ ng hoá quá trình s n xu t

Nh ng n m 1960 đ n 1970 CAD ti p t c phát tri n m nh, h th ng turnkey CAD

đ c th ng m i hoá, đây là m t h th ng hoàn ch nh bao g m ph n c ng, ph n m m,

b o trì và đào t o, h th ng này đ c thi t k ch y trên mainframe và minicomputer Tuy nhiên kh n ng x l thông tin, b nh và ICG c a mainframe và minicomputer h n ch nên các h CAD/CAM th i k này kém hi u qu , giá thành cao và ch đ c s d ng trong m t s r t ít l nh v c

N m 1983 máy tính IBM-PC ra đ i, đây là th h máy tính l t ng v kh n ng x

lý thông tin, b nh , đ ho cho CAD/CAM i u này t o đi u ki n cho các h

CAD/CAM phát tri n r t nhanh chóng

Cu i nh ng n m 1990 là th i k CAD/CAM đ t đ n nh ng thành t u đáng k , r t nhi u ph n m m đ s đ c tung ra th tr ng và ng d ng r ng rãi trong thi t k và s n

Hi n nay các ph n m m CAD/CAM n i ti ng đang có m t trên th tr ng nh :

Ph n m m CAE xu t hi n sau CAD/CAM, khi mà nh ng đòi h i v ch t l ng c a

s n ph m r t cao Vi c phân tích mô hình sau thi t k đ c th c hi n nh CAE CAE đã

làm cho công vi c phân tích tr nên đ n gi n h n nhi u so v i toán h c thông th ng và cho k t qu đáng tin c y trong m t th i gian nhanh chóng, nh vào k t qu đó mà ng i thi t k s hi u ch nh l i thi t k cho phù h p Tu theo tính n ng và yêu c u c a chi ti t

mà s phân tích có th là nh ng quá trình sau:

 Phân tích nhi t, áp su t, ng su t, bi n d ng, cong vênh, kh n ng đi n đ y khuôn,

quá trình đông đ c

 Ph ng pháp ph n t h u h n FEM) là m t công c toán h c quan trong trong

các bài toán phân tích Ph ng pháp này chia t đ ng chi ti t thành nhi u ph n nh hình

tam giác hay ch nh t n i ti p nhau r i phân tích t ng ph n nh đó K t qu c a quá trình

phân tích có th là m t b ng báo cáo, m t b c tranh đi n đ y hay m t mô hình chi ti t đã

b cong, hay bi n d ng đ c đ t trùng v i mô hình lý thuy t, t đó ng i thi t k s nhìn

th y nh ng v trí bi n d ng c c đ i và đi u ch nh thi t k Ví d : Moldex Taiwan) và

Mold-flow Australia) là các ph n m m CAE chuyên d ng h tr cho tính toán thi t k khuôn nh a Các ph n m m này s d ng đ phân tích quá trình đi n đ y khuôn, cong vênh, nhi t, áp xu t ANSYS là ph n m m CAE chuyên dùng cho phân tích ng su t và

bi n d ng, h tr cho quá trình tính toán thi t k các chi ti t, k t c u c khí,…

Nh ng n m cu i th k 20, công ngh CAD/CAM đã tr thành m t l nh v c đ t phá trong thi t k , ch t o và s n xu t s n ph m công nghi p CAD Computer Aided Design) là thi t k tr giúp b ng máy tính CAM Computer Aided Manufacture) là s n

xu t v i s tr giúp c a máy tính Hai lãnh v c này ghép n i v i nhau đã tr thành m t

lo i hình công ngh cao, m t lãnh v c khoa h c t ng h p c a s liên ngành C khí – Tin

h c – i n t – T đ ng hóa Cùng v i s phát tri n c a khoa h c máy tính, CAD/CAM

đã đ c nh n th c và ch p nh n nhanh chóng trong công nghi p công nghi p d t – may, công nghi p nh a, công nghi p c khí ch t o ) vì nó là h t nhân chính đ sáng t o và

s n xu t s n ph m, đ t ng n ng xu t lao đ ng, gi m c ng đ lao đ ng và t đ ng hóa quá trình s n xu t, nâng cao đ chính xác chi ti t và đ t hi u qu kinh t cao

Công vi c chu n b s n xu t có vai trò vô cùng quan tr ng trong vi c hình thành b t

k m t s n ph m c khí nào Công vi c này bao g m các khâu chu n b thi t k thi t k

k t c u s n ph m, các b n v l p chung c a s n ph m, các c m máy ), chu n b công ngh đ m b o tính n ng công ngh c a k t c u, thi t l p quy trình công ngh ), thi t k

và ch t o các trang b công ngh và d ng c ph k ho ch hóa quá trình s n xu t và

ch t o s n ph m trong th i gian n đ nh

Trong s n xu t hàng lo t nh , do đ c đi m là s l ng chi ti t trong lo t ít , s

ch ng lo i l i nhi u cho nên kh i l ng th i gian chu n b cho s n xu t r t l n, mà d ng

s n xu t này hi n đang chi m u th trong n n kinh t th tr ng hi n nay T t c đi u đó

ph i đòi h i t o ra ph ng pháp thi t k m i nh máy tính đi n t

CAD/CAM là m t l nh v c nghiên c u nh m t o ra các h th ng t đ ng thi t k và

ch t o Nó dùng máy tính đi n t đ th c hi n m t ch c n ng nh t đ nh đ thi t k và

ch t o s n ph m T đ ng hóa ch t o là dùng máy tính đi n t đ k ho ch hóa, đi u khi n quá trình s n xu t, đi u khi n quá trình c t g t kim lo i và ki m tra nguyên công

gia công

CAD/CAM k t n i v i nhau t o ra m i quan h m t thi t gi a hai d ng ho t đ ng là thi t k và ch t o mà lâu nay ng i ta coi là khác nhau và không ph c thu c vào nhau

T đ ng hóa thi t k là dùng các h th ng và ph ng ti n tính toán giúp ng i k s đ

thi t k mô ph ng, phân tích và t i u hóa gi i pháp thi t k Ph ng ti n bao g m máy tính đi n t , các máy v , máy in, thi t b đ c l b ng Ph ng ti n l p trình bao g m

ch ng trình máy, cho phép đ m b o giao ti p v i máy v và các ch ng trình ng d ng

đ th c hi n ch c n ng thi t k

H th ng CAD/CAM là m t s n ph m c a CIM Computer Integrated

Manufacturing) H th ng này đ c qu n l và đi u hành d a trên c s d li u trung

tâm, h th ng còn đ c dùng đ l p k ho ch , bi u đ , đ a ra các ch d n và thông tin

đ m b o m c đích k ho ch s n xu t c a nhà máy

1.3.1 N i ng và công c c CAD

a N i ng c a CAD

Thi t k v i s h tr c a máy tính đi n t - CAD là s ng d ng có hi u qu các

ph ng ti n công ngh c a k thu t tin h c, đi n t đ gi i quy t các công vi c liên quan t i công vi c thi t k Quá trình thi t k có th phân chia làm 6 giai đo n chính nh

Thi t k chi ti t

ANALYSIS Tính toán phân tích

OPTIMZATION

Thi t k t i u

DRAFTING) (VIEWS AND DRAWINGS

L p tài li u thi t k

AutoCAD PRO engineer Unigraphics

Unigraphics Nastran Modex 3D

Sap 86 Nastran

AutoCAD PRO engineer Unigraphics

Hình 1.1: Q trình c a CAD

 Mô hình hình h c: ng d ng h th ng CAD đ phát tri n vi c mô t toán h c c a các v t th hình h c Các mô hình hình h c này đ c l u tr trong h c s d li u trong

b nh máy tính) cho phép ng i s d ng bi u di n hình nh c a mô hình trên các thi t

b đ h a và th c hi n các thao tác d ng hình

 Tính toán phân tích k thu t: sau giai đo n thi t k mô ph ng hình h c Mô hình thi t k c n ph i đ c tính toán phân tích đ đ m b o các thông s k thu t), ví d : ki m tra đ b n, bi n d ng, quá trình trao đ i nhi t Quá trình tính toán phân tích k thu t đ c

th c hi n thông qua các ph n m m CAE

 L p tài li u thi t k t đ ng: đây là công vi c th hi n k t qu thi t k - t đ ng t o các hình chi u, t o b n v k thu t bao g m c ghi kích th c t mô hình 3D đã đ c thi t k

Tóm l i: vai trò c b n nh t c a CAD là đ xác đ nh hình h c c a thi t k nh hình

dáng hình h c c a các chi ti t c khí, các k t c u ki n trúc, m ch đi n t , m t b ng nhà

c a trong xây d ng… Các ng d ng đi n hình c a CAD là t o b n v k thu t v i đ y đ các thông tin k thu t c a s n ph m và mô hình hình h c 3D c a s n ph m H n n a, mô hình CAD này s đ c dùng cho các ng d ng CAE và CAM sau này ây là l i ích l n

nh t c a CAD vì có th ti t ki m th i gian m t cách đáng k và gi m đ c các sai s gây

ra do ph i xây d ng l i hình h c c a thi t k m i khi c n đ n nó

 K t xu t d li u cho theo các đ nh d ng đ ho chu n Giao ti p v i các thi t b

đo, quét to đ 3D th c hi n nhanh chóng các ch c n ng mô ph ng hình h c t d li u

CAM

L P K HO CH

S N XU T

I U KHI N QUÁ TR NH S N

XU T

C s d li u công ngh i u khi n ch t l ng s n

ph m

L p trình gia công i u khi n x ng

Cân b ng dây chuy n Giám sát các quá trình s n xu t

Xây d ng đ nh m c lao đ ng i u khi n quá trình s n xu t

c l ng giá thành s n ph m i u khi n các máy NC và

- L p trình gia công v i s tr giúp c a máy tính: l p trình cho máy công c ho c

l p trình CNC là công vi c khó kh n cho ng i v n hành và gây ra nhi u l i khi các chi

ti t tr nên ph c t p Các b h u x l máy tính đ c s d ng đ thay th vi c l p trình

b ng tay i v i các chi ti t có hình d ng hình h c ph c t p, h th ng CAM có th đ a

ra ch ng trình gia công chi ti t nh ph ng pháp t o ra t p l nh đi u khi n cho máy công c hi u qu h n h n l p trình b ng tay

- Cân b ng dây chuy n v i s tr giúp b ng máy tính: vi c đ nh v các ph n t trong các tr m lên dây chuy n là v n đ l n và khó kh n Các ch ng trình máy tính nh COMSOAL và CALB đ c phát tri n đ tr giúp cân b ng t i u cho các dây chuy n

- Xây d ng các đ nh m c lao đ ng: m t b ph n chuyên trách s có trách nhi m xác

l p chu n th i gian cho các công vi c lao đ ng tr c ti p t i nhà máy Vi c tính toán này khá công phu và ph c t p Hi n đã có m t s ch ng trình ph n m m đ c phát tri n cho công vi c này Các ch ng trình máy tính s d ng d li u v th i gian chu n cho các

ph n t c b n, sau đó c ng t ng th i gian th c hi n c a các ph n t đ n đó và ch ng trình s đ a ra th i gian chu n cho công vi c hoàn ch nh

b i khi n trình s n x t

- i u khi n s n xu t liên quan t i vi c qu n l và đi u khi n các ho t đ ng s n

xu t trong nhà máy i u khi n quá trình, đi u khi n ch t l ng, đi u khi n s n xu t phân x ng và giám sát quá trình đ u n m trong vùng ch c n ng c a đi u khi n s n xu t đây máy tính tham gia tr c ti p on-line) vào các ho t đ ng s n xu t trong nhà máy

th ng s n xu t t đ ng hi n nay Chúng bao g m các dây chuy n v n chuy n, các h

th ng l p ráp, đi u khi n s , k thu t rôb t, v n chuy n nguyên v t li u và h th ng s n

xu t linh ho t

- i u khi n ho t đ ng s n xu t phân x ng liên quan t i vi c thu nh p d li u đó

đ tr giúp đi u khi n s n xu t và l u tr trong nhà máy Các công ngh thu nh p d li u máy tính hóa và giám sát quá trình b ng máy tính đang là ph ng ti n đ c đánh giá cao trong ho t đ ng s n xu t phân x ng hi n t i

 Trong t t c nh ng công vi c áp d ng c a máy tính đi n t trên đây đòi h i có s tham gia c a con ng i ho c đ nh p d li u đ m b o cho ch ng trình làm vi c ho c đ giám sát các k t qu th c hi n

Chu trình s n ph m truy n th ng đ c th hi n qua s đ hình 1.3

Chu k này ho t đ ng theo nhu c u c a khách hàng và th tr ng tiêu th Chu trình

s n ph m có th thay đ i tu theo yêu c u c a khách hàng

Có tr ng h p công vi c thi t k là do khách hàng th c hi n cho nên nhà máy ch

Hình 1.4: Ch trình s n ph th o Công ngh CAD/CA

Tr ng h p th hai là nhà máy đ m nh n luôn c công vi c thi t k và ch t o m i

D a vào đ t o ra s n ph m đó m i thi t k s n ph m, hoàn t t b n v

Trên b n v s n ph m ph i nêu rõ các yêu c u k thu t c n ph i đ m b o trong quá trình ch t o Trên c s các b n v chi ti t ph i l p quy trình công ngh ch t o s n

ph m và l p k ho ch s n xu t ch t o s n ph m ph i l p nhu c u v trang thi t b công ngh và các d ng c c n thi t K ho ch s n xu t ph i ch rõ th i gian và s n l ng

xu t x ng trong th i gian đã đ nh Ti p theo là công đo n đ a vào s n xu t, ch t o xong ph i ti n hành ki m tra và th nghi m s n ph m, cu i cùng là bàn giao cho khách

hàng

Trong giai đo n thi t k s n ph m m i, áp d ng máy tính đi n t cho phép t đ ng hóa thi t k , in các b n v và tài li u k thu t

Giai đo n chu n b công ngh , ngh a là thi t k quy trình công ngh và l p bi u đ

s n xu t v i s tr giúp c a máy tính đi n t Ngoài ra máy tính đi n t còn có th áp

d ng đi u khi n quá trình ch t o chi ti t dùng tay máy, các máy đi u khi n theo ch ng trình s CNC) Công đo n cu i cùng là ki m tra và th nghi m c ng có th t đ ng hóa

m i

L p k ho ch s n

xu t nh máy tính, nhu c u v t t , n m tình hình s n xu t

Robot công

nghi p đi u khi n b ng

 Qua đó ta th y h th ng tích h p CAD/CAM đóng vai trò quan tr ng trong n n

s n xu t hi n đ i, trong các l nh v c chuyên môn hóa cao T hình 1-4 rõ ràng CAD/CAM bao quát xuyên su t trong chu trình s n ph m

1.5.1 Gi i t i c ng

Các b ph n ph n c ng dùng cho m t h CAD r t đa d ng v kích th c, c u hình

và v m c đ hi n đ i, tu theo nhi m v c a t ng đ n v mà ch n h CAD cho phù h p

Ta bi t r ng n n t ng c a m t h CAD hi n đ i là đ ho máy tính t ng tác ICG) cho phép ng i thi t k có ngay nh ng ng x c a h th ng v d li u đ u vào đ có

M t h CAD nói chung th ng có các thi t b ph n c ng sau đây:

- M t ho c m t s tr m thi t k v i m t đ u cu i đ ho và các thi t b vào c a

1.5 3 r t i t

Tr m thi t k hay còn g i là tr m công tác c a h CAD là m t h th ng giao di n

v i th gi i bên ngoài ây là m t y u t quan tr ng t o nên tính hi u qu và s thu n

ti n đ i v i ng i thi t k khi làm vi c v i m t h CAD Bao g m m t tr m thi t k có

PC, thi t b đ u cu i đ h a màn hình CRT), thi t b vào bàn phím, chu t)

Dù là thi t b đ u cu i đ h a lo i nào thì vi c t o sinh hình nh và hi n th hình

nh đó lên màn hình đ u theo nh ng nguyên t c gi ng nhau

1.5 5 B n c g ép n i đ o

M t s b n m ch ghép n i đ ho

- Card màn hình đ ho đen-tr ng

- Card màn hình đ ho có g n vi x l riêng

- các b n m ch ghép n i đ ho hi n đ i

1.5 6 C c t i t b n p (inp t)

Các thi t b input đ c trang b t i m t tr m thi t k là nh m cung c p cho ng i

s d ng nh ng ph ng ti n thu n l i trong vi c giao thông liên l c v i h th ng

Ch ng lo i thi t b Input r t phong phú, ta có th chia các thi t b này thành 4 lo i

c Máy quét (Scanner)

Máy quét là m t thi t b dùng đ đ c b n v hay ch vi t trên gi y, s hoá chúng r i

đ a vào cho máy tính x l

nh trên màn hình CRT, đ đi u khi n các hình nh đó và đ th c hi n các ki u t ng tác khác nhau gi a ICG AutoCAD là ví d đi n hình v m t b ch ng trình nh v y Còn

h ICG là m t h th ng đ ho t ng tác, ngoài ph n m m còn có ph n c ng

• Ph n m m ng d ng k c nh ng ch ng trình b tr đ th c hi n nh ng ch c

n ng đ c bi t có liên quan đ n CAD/CAM):

Bao g m nh ng ph n m m phân tích thi t k ch ng h n nh phân tích ph n t h u

h n, mô ph ng đ ng h c c c u ) và nh ng ph n m m l p k ho ch s n xu t - ch t o

ch ng h n nh l p k ho ch gia công t đ ng, l p trình v t làm đi u khi n s ) Nh ng

ph n m m loa th hai này s đ c đ c p t i các ch ng sau, khi nghiên c v CAM

Ph n m m đ ho dùng cho m t h th ng đ ho máy tính c th có tính đ c thù r t

m nh đ i v i ph n c ng c a h th ng đó - có ngh a là nó đ c vi t ra ch y u là đ ch y trên ph n c ng đó c a h th ng Vì th , ph n m m ph i đ c vi t sao cho phù h p v i

ki u màn hình CRT và ki u thi t b vào đ c dùng trong h th ng Nh ng chi ti t c a

ph n m m đ ch y trên CRT quét vect s ph i có nh ng đi m khác so v i khi vi t cho CRT quét dòng vì c u t o và nguyên t c ho t đ ng c a hai lo i màn hình này không hoàn toàn gi ng nhau

D u r ng nh ng s khác nhau nh th trong ph n m m nhi u khi ng i s d ng không nh n ra, nh ng chúng l i r t quan tr ng đ i v i ng i xây d ng m t h th ng đ

- Tính đ ng b : Không b sót m t ch c n ng nào đáng k trong b ch c n ng đ

- Nh p mô hình vào b nh trong và c b nh ngoài khi c n)

Khi làm vi c v i h th ng đ ho , ng i s d ng th c hi n nh ng công vi c theo cách ph i h p ch không ph i theo cách h t lo i công vi c n đ n công vi c khia Ng i

s d ng ki n t o nên m t mô hình v t l và nh p vào b nh b ng s mô t hình nh c a

mô hình đó cho h th ng bi t theo cách t ng tác mà không c n suy ngh đ ng tác nào thu c vào lo i nào trong ba lo i k trên S d phân ra nh th là đ t ng ng v i c u hình t ng quát c a m t h ph n m m đ ho dùng trong h ICG s nói d i đây

Theo truy n th ng, ng i ta xác đ nh c u hình t ng quát c a m t h ph n m m đ

ho g m có ba môdun sau :

- Gói ph n m m đ ho

- Ch ng trình ng d ng mô hình ng d ng)

- C s d li u đ ho

Hình 1.6: C trúc t ph n đ h a

a Ch ng trình ng ng

ây là môdun trung tâm c a h đ ho Nó là cái mô t mô hình v t l mà ng i s

d ng mu n thi t k ra nên còn có tên là mô hình ng d ng Nó đi u khi n s l u tr d

Nh ng mi n bài toán trong thi t k k thu t bao g m ki n trúc, xây d ng, c khí,

đi n, công nghi p hoá ch t Nh ng mi n bài toán không thu c v thi t k thì có th là các b trình mô ph ng bay, là hi n th d li u d i d ng đ ho , là phân tích toán h c và

th m chí là m ngh Trong m i tr ng h p, ch ng trình ng d ng đ c xây d ng nên

• Các ch ng trình con th ng trình) Output

• Các ch ng trình con th ng trình) Input nh n l nh và d li u do ng i s d ng

đ a vào r i ti p t c đ a chúng t i ch ng trình ng d ng Các ch ng trình Output đi u

khi n màn hình ho c thi t b ra khác) và chuy n đ i các mô hình ng d ng thành nh ng hình nh hai chi u ho c ba chi u

c C s i ng ng

ây là môdun th ba trong c u hình c a h ph n m m đ ho , trong đó ch a nh ng

đ nh ngh a v toán h c, v s và v logic c a các mô hình ng d ng nh các m ch đi n, các chi ti t máy, các b ph n ôtô v.v Nó còn ch a nh ng thông tin d i d ng k t nh

b ng li t kê v t li u, thu c tính hình h c, kh i l ng N i dung c a c s d li u có th

s n sàng hi n th lên màn hình CRT ho c v ra trên gi y

1.6.3 C c c c n ng c t g i p n đ o

đáp ng đ y đ vai trò c a nó trong c u hình h ph n m m nói trên, gói ph n

m m đ ho ph i th c hi n r t nhi u ch c n ng khác nhau Nh ng ch c n ng này có th

g p thành t ng nhóm, m i nhóm th c hi n m t ki u t ng tác nh t đ nh gi a ng i s

d ng và h th ng ICG) Có th nêu lên m t s nhóm thông d ng nh sau:

• T o sinh các y u t hình h c:

• Các phép chuy n đ i quay, d ch chuy n )

• i u khi n hi n th lên màn hình, lên gi y v ) và các ch c n ng c a s

• Các ch c n ng phân đo n

• Các ch c n ng Input

a o sinh c c t đ ho

Trong đ h a, thu t ng “Entity” dùng đ ch m t y u t đ h a hai chi u nh

đi m, đo n th ng, đ ng tròn, v.v Bên c nh đó còn ph i k đ n b ch cái, b ch s cùng các k hi u đ c bi t khác, t o nên b y u t đ h a có trong h th ng Th ng có

m t b ph n ph n c ng đ c bi t m t chip đ c c y thêm vào card màn hình) nh m t ng

t c đ c a quá trình t o sinh các y u t đ h a và cho phép ng i s d ng ki n t o ra mô hình ng d ng t nh ng y u t không thu c vào các y u t có s n trong h th ng

Thu t ng “Primitive” nguyên th ) th ng đ c dùng đ ch m t y u t đ ho ba chi u nh hình c u, hình tr hay l p ph ng Trong mô hình khung dây ba chi u và mô hình đ c, các nguyên th đ c s d ng v i t cách là nh ng kh i c s đ xây d ng nên

m t mô hình ba chi u v đ i t ng c th mà ng i ta s d ng đang quan tâm

b C c phép ch n đ i

Các phép chuy n đ i đ c dùng đ thay đ i hình nh trên màn hình và đ đ nh v

hình ng d ng theo mu n Các phép chuy n đ i nói đây bao g m phép d ch chuy n tái đ nh v ), phép quay, phép t l phóng to ho c thu nh )

c đâu đ nhìn vào đ i t ng đang xét

Bên c nh đó, kh b nét khu t c ng thu c nhóm ch c n ng này Trong đa s h đ

h a, hình nh đ c t o nên b i nh ng đ ng nét th hi n m t đ i t ng c th Kh b nét khu t là m t th t c mà nh đó hình nh đ c chia ra thành nh ng nét th y đ c và không th y đ c hay nh ng nét khu t) m t s h đ ho , ng i thi t k ph i ch ra nét nào hay ph n nào c a nét) không th y đ c đ kh b khi n cho hình v d hi u

h n m t s h khác, gói ph n m m đ m nh đ t đ ng kh b nét khu t

d Ch c n ng ph n đo n

Các ch c n ng thu c nhóm này cho phép ng i s d ng thay th , xoá có l a ch n

ho c s a ch a nh ng ph n hình nh mong mu n Thu t ng “đo n” dùng đ ch m t

ph n c th c a b n v c n ch n ra đ s a ch a Phép phân đo n là phép chia m t đ i

t ng ph c t p thành nh ng b ph n đ n gi n h n có th qu n l đ c

M i b ph n nh th đ c g i là m t đo n o n có th là m t ph n t đ n nh

đo n th ng, đ ng tròn, ho c c ng có th là m t nhóm ph n t đ n nh ng v m t logic thì v n đ c xem nh m t ph n t đ n mà ta có th thao tác trên đó

Màn hình DVST không phù h p v i các ch c n ng phân đo n vì mu n xoá ho c

s a ch a ch m t ph n nh hình nh trên màn hình v n ph i xoá toàn c nh r i v l i Màn hình quét dòng thích h p m t cách l t ng v i các ch c n ng phân đo n vì nó luôn

đ c làm “t i” b ng cách quét 30 l n hay trên 30 l n trong m t giây trong khi DVST không th làm t i nhanh đ c) T m t t p hi n th , hình nh đ c tái sinh qua m i chu

k quét T p hi n th này đ c l u tr trong m t b ph n c ng n m trong CRT quét dòng RAM c a card màn hình) M t đo n có th d dàng xác đ nh nh là m t ph n c a t p

hi n th b ng cách đ t cho nó m t tên N i dung c a ph n đó c a t p nh v y s đ c xoá

e C c ch c n ng Inp t c a ng i s ng

ây là nhóm c c k quan tr ng trong gói ph n m m đ ho vì chúng cho phép

ng i s d ng đ a l nh và d li u vào cho h th ng Nh ng công vi c này đ c th c

hi n nh các thi t b Input Các ch c n ng Input t t nhiên ph i đ c vi t sao cho phù h p

v i các thi t b vào c th có trong h th ng, đ ng th i ph i d nh , d làm quen và ti n

ph n m m m t cách hi u qu cho m c đích chuyên môn c a mình Các ph n m m đ h a

ch y trong DOS g n đây và đ c bi t là ch y trong Windows là nh ng ví d thành công theo h ng y

1.6.4 Xâ ng n c

a S ng c c t đ ho

H th ng đ ho xây d ng các mô hình ph c t p t nh ng y u t đ ho đ n gi n Các y u t này đ c ng i s d ng g i ra, s p x p cái này bên c nh cái kia, th c hi n

m t s s a ch a thích h p đ t o ra mô hình Có m t s v n đ c n quan tâm trong quá

trình xây d ng nh sau :

- Xác đ nh kích th c, v trí và ph ng chi u c a y u t v a m i đ c g i ra tr c khi thêm nó vào mô hình S xác đ nh này làm nh m t o ra cho y u t đó có t l , kích

th c và hình d ng thích h p làm vi c này, ng i s ng c n đ n các phép chuy n

đ i quay, d ch chuy n )

- Các y u t đ ho có th c ng ho c tr v i nhau theo cách t t nh t đ đ a vào mô hình Nh v y, m t mô hình có th t o ra t nh ng y u t d ng cùng các y u t âm

- T o kh i : Khi xây d ng mô hình có th g p nhi u y u t đ h a thành t ng đ n

v g i là kh i hay block Kh i có th đ c g i ra đ x l và xen vào b t k n i nào trên

mô hình Ch ng h n mô hình bulông đ c t o ra t nhi u nét v , đ n l t mô hình

đã đ t r i g i t b nh ra qua tên g i y đ xen vào nh ng n i c n thi t trong b n v l p ghép đang hi n th trên màn hình

b X c đ nh c c t đ h a

Có nhi u cách đ g i m t y u t đ ho c th t c s d li u ra đ đ t nó vào v trí mong mu n trong mô hình Các y u t đ ho thông qua t ng tác v i h ICG, đ c

l u tr trong c s d li u d i d ng toán h c và đ c tham chi u t i m t h to đ ba chi u Ch ng h n m t đi m đ c xác đ nh m t cách đ n gi n b i ba to đ x, y, z c a

đi m đó, ho c m t đa giác đ c xác đ nh b i m t b g m các đ nh liên ti p c a đa giác

y, hay m t đ ng tròn đ c xác đ nh b i tâm và bán kính c a nó, ch ng h n v m t toán h c, m t đ ng tròn trong m t ph ng xOy có th xác đ nh b i ph ng trình :

M t h CAD nào c ng có kh n ng Edit đ tu s a và đi u ch nh trong mô hình hình

h c nh chèn, sao chép, d ch chuy n, quay v.v đ i v i các y u t đ ho t o nên mô hình đó M t s kh n ng Edit thông d ng trong m t h CAD: Move, Copy, Rotate,

Mirror, Delete, Remove, Trim c t b ph n đo n th ng v t ra ngoài m t đi m cho

1.7 L i ích c a CAD/CA

Công ngh CAD/CAM đã đóng vai trò quan trong và mang l i m t s l i ích nh :

 Các h đ h a máy tính công d ng chung Auto CAD, MasterCam, Inventor,…)

 Các ph n m m phân tích k thu t trong thi t k nh ng su t,bi n d ng, mô

 L p quy trình công ngh trên máy tính

 Các d li u gia công c đ c máy tính hóa

 Xây d ng đ nh m c lao đ ng qua máy tính

 L p trình cho h NC trên máy tính

N I DUNG ÔN T P CH NG 1

1 Hãy trình bày ch c n ng c a CAD, CAM

2 H th ng CIM bao g m nh ng thành ph n nào Hãy trình bày rõ vai trò c a các thành ph n đó

3 Hãy nêu nh ng a đi m c a qui trình thi t k và gia công t o hình theo công ngh CAD/CAM so v i qui trình thi t k và gia công t o hình theo công ngh truy n th ng

C h ng 2

T NG QUAN V CNC

các máy c t thông th ng, vi c đi u khi n các chuy n đ ng c ng nh thay đ i

v n t c c a các b ph n máy đ u đ c th c hi n b ng tay V i cách đi u khi n này, th i gian ph khá l n, nên không th nâng cao n ng su t lao đ ng gi m th i gian ph , c n thi t ti n hành t đ ng hóa quá trình đi u khi n Trong s n xu t hàng kh i, hàng lo t l n,

t lâu ng i ta dùng ph ng pháp gia công t đ ng v i vi c t đ ng hóa quá trình đi u khi n B ng các v u t , b ng m u chép hình, b ng cam trên tr c phân ph i c đi m

c a các lo i máy t đ ng này là rút ng n đ c th i gian ph , nh ng th i gian chu n b

s n xu t quá dài nh th i gian thi t k và ch t o cam, th i gian đi u ch nh máy )

Nh c đi m này là không đáng k n u nh s n xu t v i kh i l ng l n Trái l i, v i

l ng s n xu t nh , m t hàng thay đ i th ng xuyên, lo i máy t đ ng này tr nên không kinh t Do đó c n ph i tìm ra ph ng pháp đi u khi n m i Yêu c u này đ c th c hi n

v i vi c đi u khi n theo ch ng trình s

c đi m quan tr ng c a vi c t đ ng hóa quá trình gia công trên các máy CNC là

đ m b o cho máy có tính v n n ng cao i u đó cho phép gia công nhi u lo i chi ti t, phù h p v i d ng s n xu t hàng lo t nh và hàng lo t v a, mà trên 70% s n ph m c a ngành ch t o máy đ c ch t o trong đi u ki n đó

Máy công c đi u khi n b ng ch ng trình s – vi t t t là máy NC Numerical Control) là máy t đ ng đi u khi n vài ho t đ ng ho c toàn b ho t đ ng), trong đó các hành đ ng đi u khi n đ c s n sinh trên c s cung c p các d li u d ng: L NH Các

L NH h p thành ch ng trình làm vi c Ch ng trình làm vi c này đ c ghi lên m t c

c u mang ch ng trình d i d ng MÃ S C c u mang ch ng trình có th là B NG

T

L , B NG T , ho c chính B NH MÁY TệNH Các th h đ u, máy NC còn s

d ng các cáp logic trong h th ng Ph ng pháp đi u khi n theo đi m và đo n th ng

(hình 2.2 và hình 2.3), t c là không có quan h hàm s gi a các chuy n đ ng theo t a đ

Vi c đi u khi n còn mang tính “c ng “ nên ch ng trình đ n gi n và c ng ch gia công

đ c nh ng chi ti t đ n gi n nh gia công l , gia công các đ ng th ng song song v i các chuy n đ ng mà máy có

Các th h sau, trong h th ng đi u khi n c a máy NC đã đ c cài đ t các c m vi

tính, các b vi s l và vi c đi u khi n lúc này ph n l n ho c hoàn toàn “m m” Ph ng

pháp đi u khi n theo đ ng biên, t c là có m i quan h hàm s gi a các chuy n đ ng theo h ng các t a đ Các máy NC này đ c g i là CNC Computer Numerical Control)

Ch ng trình đ c so n th o t m h n và có th gia công đ c nh ng chi ti t có hình dáng r t ph c t p Hi n nay các máy CNC đã đ c dùng ph bi n

N m 1947, John Parsons n y ra t ng áp d ng đi u khi n t đ ng vào quá trình

ch t o cánh qu t máy bay tr c th ng M Tr c đó, vi c gia công và ki m tra biên

d ng c a cánh qu t ph i dùng các m u chép hình, s d ng d ng, do đó r t lâu và không kinh t Ý đ nh dùng bìa xuyên l đ doa các l b ng cách cho tín hi u đ đi u khi n hai bàn dao, đã giúp Parsons phát tri n h th ng Digital c a ông

V i k t qu này, n m 1949, ông k h p đ ng v i USAF US Air Force) nh m ch

t o m t lo i máy c t theo biên d ng t đ ng Parsons yêu c u tr giúp đ s d ng phòng thí nghi m đi u khi n t đ ng c a Vi n Công Ngh Massachusetts M.I.T.) n i đ c chính ph M tài tr đ ch t o m t lo i máy phay 3 t a đ đi u khi n b ng b ng ch ng trình s

Sau 5 n m nghiên c u, J Parsons đã hoàn ch nh h th ng đi u khi n máy phay và

l n đ u tiên trong n m 1954, M.I.T đã s d ng tên g i “Máy NC”

Trong nh ng n m 60, th i gian đã chín mùi cho vi c phát tri n và ng d ng các máy NC R t nhi u thành viên c a ngành công nghi p hàng không M đã nhanh chóng

ng d ng, phát tri n và đã s n sinh ra th h máy m i CNC) cho phép phay các biên

d ng ph c t p, t o hình v i hai, ba ho c b n và n m tr c ba t nh ti n và hai quay) Các n c châu Âu và Nh t B n phát tri n có ch m h n m t vài n m, nh ng c ng

có nh ng đ c đi m riêng, ch ng nh ng v m t k thu t, mà c v k t c u nh k t c u tr c chính, c c u ch a dao, h th ng c p dao v.v

T đó đ n nay, hàng lo t máy CNC ra đ i v i đ ch ng lo i và phát tri n không

ng ng S phát tri n đó d a vào thành t u c a các ngành: máy tính đi n t , đi n t công

nghi p và đi u khi n t đ ng Nh t là trong th p niên 90, máy CNC đã đ i m i nhanh chóng ch a t ng có trong lãnh v c t đ ng

2.2.1 n n ng t đ ng c o

Máy CNC có n ng su t c t g t cao và gi m đ c t i đa th i gian ph , do m c đ

t đ ng đ c nâng cao v t b c Tu t ng m c đ t đ ng, máy CNC có th th c hi n cùng m t lúc nhi u chuy n đ ng khác nhau, có th t đ ng thay dao, hi u ch nh sai s dao c , t đ ng ki m tra kích th c chi ti t và qua đó t đ ng hi u ch nh sai l ch v trí

t ng đ i gi a dao và chi ti t, t đ ng t i ngu i, t đ ng hút phoi ra kh i khu v c c t…

2.2.2 n n ng in o t c o

Ch ng trình có th thay đ i d dàng và nhanh chóng, thích ng v i các lo i chi ti t khác nhau Do đó rút ng n đ c th i gian ph và th i gian chu n b s n xu t, t o đi u

ki n thu n l i cho vi c t đ ng hóa s n xu t hàng lo t nh B t c lúc nào c ng có th

s n xu t nhanh chóng nh ng chi ti t đã có ch ng trình Vì th , không c n ph i s n xu t chi ti t d tr , mà ch gi l y ch ng trình c a chi ti t đó

Máy CNC gia công đ c nh ng chi ti t nh , v a, ph n ng m t cách linh ho t khi nhi m v công ngh thay đ i và đi u quan tr ng nh t là vi c l p trình gia công có th

th c hi n ngoài máy, trong các v n phòng có s h tr c a k thu t tin h c thông qua các thi t b vi tính, vi s l

2.2.3 n n ng t p tr ng ng ên công

a s các máy CNC có th th c hi n s l ng l n các nguyên công khác nhau mà không c n thay đ i v trí gá đ t c a chi ti t T kh n ng t p trung các nguyên công, các máy CNC đã đ c phát tri n thành các trung tâm gia công CNC

2.2.4 n n ng c n x c, đ b o c t ng c o

Gi m đ c h h ng do sai sót c a con ng i ng th i c ng gi m đ c c ng đ chú c a con ng i khi làm vi c

Có kh n ng gia công chính xác hàng lo t chính xác l p l i, đ c tr ng cho m c

đ n đ nh trong su t quá trình gia công là đi m u vi t tuy t đ i c a máy CNC

Máy CNC v i h th ng đi u khi n khép kín có kh n ng gia công đ c nh ng chi

ti t chính xác c v hình dáng đ n kích th c Nh ng đ c đi m này thu n ti n cho vi c

- Ti t ki m ti n thuê m n lao đ ng do không c n yêu c u k n ng ngh nghi p

nh ng n ng su t gia công cao h n

- S d ng l i ch ng trình gia công

- Gi m th i gian s n xu t

- Th i gian s d ng máy nhi u h n nh vào gi m th i gian d ng máy

- Gi m th i gian ki m tra vì máy CNC s n xu t chi ti t ch t l ng đ ng nh t

- CNC có th thay đ i nhanh chóng t vi c gia công lo i chi ti t này sang lo i khác

v i th i gian chu n b th p nh t

Tuy nhiên máy CNC không ph i không có nh ng h n ch D i đây là m t s h n

ch :

- S đ u t ban đ u cao: Nh c đi m l n nh t trong vi c s d ng máy CNC là ti n

v n đ u t ban đ u cao cùng v i chi phí l p đ t

- Yêu c u b o d ng cao: Máy CNC là thi t b k thu t cao và h th ng c khí,

đi n c a nó r t ph c t p máy gia công đ c chính xác c n th ng xuyên b o d ng

Ng i b o d ng ph i tinh thông c v c và đi n

- Hi u qu th p v i nh ng chi ti t đ n gi n

2.3 ô hình hái uát c a m t máy CNC

Hình 2.1: C trúc CNC

Máy g m hai ph n chính:

2.3.1 P n đi i n

G m ch ng trình đi u khi n và các c c u đi u khi n

- Ch ng trình đi u khi n: Là t p h p các tín hi u đ đi u khi n máy, đ c mã hóa

d i d ng ch cái, s và m t s k hi u khác nh d u c ng, tr , d u ch m, g ch nghiêng Ch ng trình này đ c ghi lên c c u mang ch ng trình d i d ng mã s c th là

mã th p - nh phân nh b ng đ c l , mã nh phân nh b nh c a máy tính)

- Các c c u đi u khi n: Nh n tín hi u t c c u đ c ch ng trình, th c hi n các phép bi n đ i c n thi t đ có đ c tín hi u phù h p v i đi u ki n ho t đ ng c a c c u

ch p hành, đ ng th i ki m tra s ho t đ ng c a chúng thông qua các tín hi u đ c g i v

t các c m bi n liên h ng c Bao g m các c c u đ c, c c u gi i mã, c c u chuy n

đ i, b x l tín hi u, c c u n i suy, c c u so sánh, c c u khu ch đ i, c c u đo hành trình, c c u đo v n t c, b nh và các thi t b xu t nh p tín hi u

ây là thi t b đi n – đi n t r t ph c t p, đóng vai trò c t y u trong h th ng đi u khi n c a máy NC Vi c tìm hi u nguyên l c u t o c a các thi t b này đòi h i có ki n

th c t các giáo trình chuyên ngành khác, cho nên đây ch gi i thi u khái quát

- Thân máy c ng v ng, k t c u h p l đ d th i phoi, t i tr n, d thay dao t

đ ng Nhi u máy có ch a dao, tay máy thay dao t đ ng, có thi t b t đ ng hi u ch nh khi dao b mòn

Trong các máy CNC có th s d ng các d ng đi u khi n thích nghi khác nhau b o

đ m m t ho c nhi u thông s t i u nh các thành ph n l c c t, nhi t đ c t, đ bóng b

m t, ch đ c t t i u, đ n, đ rung

2.4 Các ph ng pháp đi u hi n

T ng tr c c a máy công c CNC nh n tín hi u d ch chuy n các l nh) t h đi u khi n CNC Chúng đ c x l b i h đi u khi n và chuy n đ n đ ng c truy n đ ng Hành trình d ch chuy n c a d ng c c t đ c th c hi n m t cách chính xác Tùy theo

Hình 2.3: i khi n đo n th ng

nhanh, t i đây quá trình gia công đ c th c hi n V i cách th c này các đi m đích khác

đ c đi u khi n ti p c n và gia công tu n t

đây chi ti t gia công đ c gá c đ nh trên bàn máy, d ng c c t th c hi n ch y dao nhanh đ n các v trí đã l p trình Khi đ t t i các đi m đích dao b t đ u c t, tuy nhiên

c ng có tr ng h p dao không d ch chuy n mà bàn máy d ch chuy n m c đích chính c n

đ t là các kích th c v trí c a các l ph i chính xác, còn qu đ o chuy n đ ng là c a dao hay c a bàn máy đi u không có ngh a

d ng trong các quá trình gia công nh :

khoan, khoét, doa, tarô ren, hàn đi m, d p

đ t…

2.4.2 i i n đo n t ng

V i đi u khi n đo n, hành trình d ch chuy n v i l ng ti n dao đã l p trình c a

d ng c c t ch có th đ c đi u khi n song song v i các tr c

Biên d ng chi ti t gia công ch có th là các đ ng song song i u khi n đo n có

th đ c ng d ng trong nhi u tr ng h p, ch gia công nh ng b m t song song v i

b ng máy, ví d nh ti n tr ho c ti n m t đ u, phay các m t ph ng song song, phay l

su t… các tr ng h p này vi c gia công ch di n ra theo m t h ng

D ng đi u khi n này đ c dùng cho các máy phay và máy ti n đ n gi n

i u khi n theo đ ng vi n cho th c hi n

ch y dao trên nhi u tr c cùng lúc

V i đi u khi n đ ng, hành trình d ch chuy n

đ ng th ng, đ ng nghiêng, đ ng cong, đ ng

Hình 2.5: i khi n đ ng 2D

phi tuy n) có th đ c đi u khi n trong m t ph ng ho c trong không gian

Các biên d ng b t k có th đ c gia công d i tác đ ng đi u khi n đ ng th i c a 2

ho c nhi u đ ng c b c ti n có th th c hi n chuy n đ ng đ ng th i các tr c máy,

tr c đó các giá tr trung gian ph i đ c tính toán b i h đi u khi n CNC, các giá tr này

ph i n m trên đ ng cong t đi m xu t phát t i đi m đích và đ c xác đ nh b i toán h c Tùy theo s tr c đ c đi u khi n đ ng th i khi gia công ng i ta phân bi t: đi u

khi n đ ng vi n 2D, đi u khi n đ ng vi n 2.5D và đi u khi n đ ng vi n 3D, 4D, 5D

Ví d m t máy phay CNC có 3 tr c, đi u khi n 2D có ngh a là, các biên d ng có

th đ c phay v i hai tr c còn tr c th ba ph i đ c ti n dao đ c bi t đ c l p v i hai tr c

kia

b i khi n đ ng vi n 2½D

i u khi n 2½D t o ra các chuy n đ ng c a d ng c c t trong nhi u m t ph ng,

b ng cách n i suy chuy n đ i gi a m t trong ba m t ph ng chính T t c 3 tr c đ c đi u khi n trong đi u khi n 2½D, tuy nhiên trong m i m t ph ng luôn luôn ch có hai tr c

đ c đi u khi n đ ng th i Tr c th ba đ c g i là tr c ti n dao

2.4.4 i i n 3D

i u khi n đ ng vi n 3D cho phép ba tr c đ c

n i suy đ ng th i, nh đó các chuy n đ ng c a d ng

c c t đ c th c hi n trong không gian theo kích

th c 3 chi u Qua đó có kh n ng gia công đ c các

biên d ng r t ph c t p, ví d nh ch t o dao c t, ch

t o khuôn m u gia công trong m t l n k p

Ngày nay h u h t các máy công c CNC đ c

đi u khi n b ng 3D

Hình 2.8: i khi n 3D

Ngoài các tr c t nh ti n X, Y và Z đây còn các tr c quay c ng đ c đi u khi n s

Nh đi u khi n 4D và 5D ng i ta có th gia công các chi ti t ph c t p nh các khuôn rèn d p, các khuôn đúc áp l c ho c các cánh tuabin

2.5 H tr c t a đ tr n máy CNC

Các h t a đ có kh n ng mô t chính xác t t c các đi m trên b m t làm vi c

ho c trong không gian V c b n các h t a đ đ c chia thành: H t a đ Descarte và

Hình 2.9: i khi n đ ng vi n 4D Hình 2.10: i khi n đ ng vi n 5D

Y Z

P1

P2

Hình 2.12: t a đ D scart không gian

2.5.1 t đ Descarte

Có hai lo i h t a đ Descarte: h t a đ hai tr c h t a đ Descarte ph ng) và h

t a đ ba tr c h t a đ Descarte không gian), chúng đ c đ t th ng góc v i nhau

Trong h t a đ Descarte ph ng, ví d nh h t a đ X,Y M i đi m trong m t

ph ng đ c xác đ nh rõ ràng b i vi c nh p c p t a đ X, Y) Kho ng cách t 1 đi m đ n

các chi ti t trong không gian, ví d nh

nh ng chi ti t gia công phay mô t m t

đi m trong h t a đ không gian ba chi u ta

ch n theo h thông bên ph i và theo quy t c bàn tay

ph i Các ngón tay c a bàn tay ph i luôn luôn ch

theo chi u d ng c a m i tr c Ba chuy n đ ng quay

+X+Y

2.5.2 t đ c c

Trong h t a đ Descarte m t đi m có th đ c mô t theo các t a đ X và Y c a

nó i v i các biên d ng xoay đ i x ng, ví d nh các các hình l d ng tròn thì vi c tính toán các t a đ c n thi t đòi h i ph i đ c m r ng thêm

Trong h t a đ c c m t đi m đ c xác đ nh b ng kho ng cách Bán kính r) c a nó

đ n đi m g c và góc ) c a nó đ n m t tr c xác đ nh Góc ) có liên quan t i tr c X trong h t a đ X,Y N u đo t tr c X theo ng c chi u kim đ ng thì góc ) có giá tr

d ng hình trái) và ng c l i n u t tr c X đo theo chi u kim đ ng h thì góc ) có giá

tr âm hình ph i)

Hình 2.14: t a đ c c

2.5.3 Góc quay c a các tr c

M i tr c chính X,Y,Z đ u có m t tr c quay quanh t ng ng Nh ng góc quay c a

các tr c này đ c bi u di n b ng các ch cái A,B,C A quay quanh tr c X, B quay quanh

th c Y và C quay quanh tr c Z

Chi u quay là chi u d ng n u quay theo

chi u kim đ ng h , khi nhìn t đi m “0“ c a t a

đ ra chi u d ng c a m i tr c t ng ng v i

chi u quay c a m t con vít v i ren ph i ho c

h ng quay m c a nút chai)

Các góc quay A,B,C c a h t a đ c c đ c xác đ nh nh sau: n u m t đi m xem

nh đ c đ t trong m t ph ng X/Y c a h t a đ , thì góc trong t a đ c c t ng ng là

góc C quay quanh tr c Z Trên m t ph ng Y/Z góc trong t a đ c c t ng ng là góc A

quay quanh tr c X Trên m t ph ngX/Z góc t ng ng là góc B quay quanh tr c Y

2.5.4 C c đi m g c, đi m chu n

H tr c t a đ c a máy CNC đ c đ t vào các lo i chu n c b n sau:

a i “0” c a máy – kí hi u M (Machine Point)

Là đi m chu n máy s đo l ng t v trí này đ n các v trí khác khi làm vi c Chu n

này không th thay đ i

YZ

Hình 2.16a: i “0” pha Hình 2.16b: i “0” ti n

M i máy công c đi u khi n s làm vi c v i m t h t a đ máy i m “0” c a máy

là đi m g c c a h t a đ liên quan đ n máy, v trí c a nó đ c xác đ nh b i nhà máy s n

xu t và không thay đ i

Theo nguyên t c đi m “0” M c a máy ti n CNC n m trên tâm c a m t bích đ u tr c chính Trên máy phay đ ng CNC đi m “0” c a máy th ng đ c đ t trên c nh góc trái

c a bàn máy mang chi ti t

b i m tham chi u R (Reference Point)

Là chu n quy chi u c a máy, chu n này không th thay đ i i m R là các v trí mà

W M

+ X

+ Z

rút dao tham chi u Thông th ng đ i v i máy phay đi m không c a máy là đi m tham chi u th nh t i m tham chi u th 2,3,4 đ c ch đ nh b ng vi c cài đ t cho b đi u khi n máy Nó có th đ c đ t t i b t k đi m thu n ti n nào trong vùng làm vi c c a máy V i máy ti n đi m tham chi u là đi m xa nh t trong vùng làm vi c

V trí c a đi m tham chi u th nh t đ c xác đ nh tr c, chính xác so v i đi m không c a máy Do v y nó có th đ c s d ng cho vi c đi u ch nh, ki m tra calibrating

and regulating) h th ng đo l ng c a b ng tr t bàn máy và tr c chính

Hình 2.17a: i tha chi R trên máy phay Hình 2.17b: i tha chi R tr n ti n

i m tham chi u đ c dùng đ c bi t trong tình hu ng sau:

 Máy c n đ a l i v đi m tham chi u đ thi t l p l i t a đ chính xác trong các tình

hu ng nh : m t đi n, va đ p, v n hành không đúng,…

 Khi thay dao

 Khi k t thúc ch ng trình gia công đ Reset l i b đi u khi n

c i “0” c a chi ti t – kí hi u W ( Work Point)

Chu n này chính là chu n công ngh vì v y ph i đ c ch n trong không gian làm

vi c c a máy

i m “0” c a chi ti t W là g c c a h t a đ liên quan đ n chi ti t V trí c a nó do

ng i l p trình xác đ nh và có th thay đ i theo đ c đi m c a quá trình gia công thu n

l i nh t, các kích th c này th ng đ c ti p nh n tr c ti p t b n v cho vi c l p trình