Nghiên cứu, kiểm tra chất lượng máy CNC 3 trục gia công gỗ

Trong luận văn này trình bày nghiên cứu tổng quan về hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam và hệ thống tiêu chuẩn quốc tế ISO về quy tắc kiểm và điều kiện kiểm máy công cụ nói chung cũng như máy

Trang 1

LỜI CÁM ƠN

Dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Thị Ngọc Huyền – PGS.TS Tăng

Huy tôi đã thực hiện xong đề tài: “ Nghiên cứu, kiểm tra chất lượng máy CNC 3

trục gia công gỗ theo ISO ”

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô TS Nguyễn Thị Ngọc

Huyền, PGS.TS Tăng Huy và các thầy, cô trong Bộ môn máy và ma sát đã tận

tình hướng dẫn trong thời gian tôi thực hiện luận văn này

Sau cùng, tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và những người thân đã tận

tình góp ý và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu

Mặc dù đã rất cố gắng, song do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên

luận văn không tránh được thiếu sót Học viên rất mong nhận được những ý kiến

đóng góp của thầy, cô và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện và có ý

nghĩa trong thực tế

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 28 tháng 9 năm 2015

Học viên

Nguyễn Ngọc Hưởng

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ngành cơ khí với đề tài “Nghiên cứu, kiểm tra

chất lượng máy CNC 3 trục gia công gỗ theo ISO” học viên viết dưới sự hướng

dẫn của TS Nguyễn Thị Ngọc Huyền và PGS.TS Tăng Huy Trong luận văn này

trình bày nghiên cứu tổng quan về hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam và hệ thống tiêu

chuẩn quốc tế ISO về quy tắc kiểm và điều kiện kiểm máy công cụ nói chung cũng

như máy CNC và máy gia công gỗ nói riêng, áp dụng vào thực tế theo điều kiện cụ

thể của máy CNC 3 trục gia công gỗ để lựa chọn các phép kiểm phù hợp và đánh

giá chất lượng máy theo điều kiện kiểm nghiệm thu

Khi viết bản luận văn này, học viên có tham khảo một số kết quả nghiên cứu

của các tác giả đi trước và sử dụng những thông tin số liệu từ các tiêu chuẩn Việt

Nam, tiêu chuẩn quốc tế ISO, sách, … theo danh mục tham khảo

Học viên cam đoan không có sự sao chép nguyên văn từ bất kỳ luận văn nào

hay nhờ người khác viết Học viên xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về cam đoan của

mình và chấp nhận mọi hình thức kỷ luật theo quy định của Trường Đại học Bách

khoa Hà Nội

Hà Nội, ngày 28 tháng 9 năm 2015

Học viên

Nguyễn Ngọc Hưởng

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN ……… … 1

LỜI CAM ĐOAN……… ……… 2

DANH MỤC CÁC BẢNG ……… …… 6

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ……… …7

MỞ ĐẦU……… 9

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC….………… …….12

1.1 Tổng quan về máy công cụ CNC ………12

1.1.1 Lịch sử phát triển của kỹ thuật CNC ……… …12

1.1.2 Lịch sử phát triển của máy CNC trên thế giới và ở Việt Nam …………13

1.1.3 So sánh máy công cụ thông thường và máy CNC ……….15

1.1.4 Một số loại máy CNC hiện nay ……… ………18

1.1.5 Đặc điểm của máy công cụ CNC hiện đại ……….……19

1.2 Giới thiệu về công nghệ CAD/CAM/CNC ……….….…25

1.2.1 Giới thiệu chung về CAD/CAM ………25

1.2.2 Các phần mềm CAD/CAM thông dụng ………27

1.3 Giới thiệu về máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014 ………28

1.4 Kết luận ……….29

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TIÊU CHUẨN VIỆT NAM (TCVN) VÀ TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ ISO VỀ MÁY CÔNG CỤ ……… 30

2.1 Hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) về Máy công cụ……… …30

2.1.1 Tổng quan ………30

2.1.2 Các tiêu chuẩn Việt Nam về quy tắc kiểm ……….…30

2.1.3 Các tiêu chuẩn Việt Nam về điều kiện kiểm cho các máy CNC, trung tâm gia công ………31

2.2 Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế ISO về Máy công cụ………33

2.2.1 Tổng quan ……….33

2.2.2 Các tiêu chuẩn ISO về quy tắc kiểm ……… ….34

Trang 4

công ……… 34

2.2.4 Các tiêu chuẩn ISO về điều kiện kiểm cho các máy phay gỗ ………… 36

2.3 Một số nội dung chính tiêu chuẩn quy định các phương pháp kiểm độ chính xác hình học của máy công cụ, TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1997) Qui tắc kiểm máy công cụ - Phần 1 - Độ chính xác hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh ……….36

2.3.1 Phạm vi áp dụng ……….… 37

2.3.2 Qui định chung……….……….….37

2.3.3 Các bước chuẩn bị ……….43

2.3.4 Kiểm gia công……….44

2.3.5 Kiểm hình học………45

2.4 Nghiên cứu các phép kiểm và điều kiện kiểm cho máy gia công gỗ, ISO 7948 Woodworking machines Routing machines Nomenclature and acceptance conditions (Máy gia công gỗ - Máy phay – Thuật ngữ và các điều kiện nghiệm thu)………61

2.4.1 Phạm vi áp dụng ……… 61

2.4.2 Lưu ý ………62

2.4.3 Các phép kiểm hình học – Điều kiện chấp nhận và sai lệch cho phép 62

2.5 Kết luận ………65

CHƯƠNG 3: KIỂM VÀ ĐÁNH GIÁ MÁY CNC 3 TRỤC GIA CÔNG GỖ BKRW 2014 ……….………66

3.1 Lựa chọn các phép kiểm ……… 66

3.2 Tiến hành kiểm trên máy BKRW 2014 ……….… 66

3.2.1 Kiểm độ phẳng của bàn máy……… …66

3.2.2 Kiểm độ vuông góc của trục chính với bề mặt bàn máy……….…69

3.2.3 Kiểm độ đảo trục chính……… 71

3.2.4 Kiểm độ song song chuyển động trục chính với trục quay của nó……72

3.3 Kết quả và đánh giá……… …73

3.3.1 Kết quả kiểm……… … 73

Trang 5

3.3.2 Sai lệch cho phép theo tiêu chuẩn quốc tế ISO……….…74

3.3.3 Đánh giá……… ….74

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….76

Trang 6

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Kết quả đo độ phẳng bàn máy theo phương dọc ……….……68

Bảng 3.2: Kết quả đo độ phẳng bàn máy theo phương ngang……….68

Bảng 3.3: Kết quả đo độ phẳng bàn máy theo đường chéo……… 69

Bảng 3.4: Kết quả đo độ vuông góc của trục chính với bề mặt bàn máy………… 70

Bảng 3.5: Kết quả đo độ đảo trục chính ……… …72

Bảng 3.6: Kết quả đo độ song song chuyển động trục chính 73

Trang 7

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình1.1: Lịch sử phát triển của kỹ thuật CNC………12

Hình 1.2: Máy phay CNC………18

Hình 1.3: Máy tiện CNC……… 19

Hình 1.4: Máy mài và máy khoan CNC………19

Hình 1.5: Các thành phần cơ bản của máy công cụ CNC………20

Hình 1.6: Các trục NC điều khiển được trên máy tiện……… 21

Hình 1.7: Các trục NC có thể điều khiển trên máy phay……… … 21

Hình 1.8: Truyền động bước tiến của bàn máy với vít me bi………22

Hình 1.9: Truyền động vít me bi với đai ốc hai nửa không có khe……… 22

Hình 1.10: Đầu rơvolve chứa dao……… 24

Hình 1.11: Thiết bị thay dao tự động……….24

Hình 1 12: Máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014……….……… ……… 28

Hình 2.1: Phép đo bằng tấm kiểm và đồng hồ so với bộ phận được đo đặt trên bề mặt tấm………47

Hình 2.2: Phép đo bằng tấm kiểm và đồng hồ so với tấm kiểm đặt đối diện bề mặt đo……….………47

Hình 2.3: Đo họ đường thẳng bằng sự dịch chuyển một thước thẳng………48

Hình 2.4: Phép đo bề mặt chữ nhật………49

Hình 2.5: Sơ đồ đo với mặt phẳng nằm trên chính bộ phận ………52

Hình 2.6: Sơ đồ đo với mặt phẳng không nằm trên bộ phận chuyển động …………53

Hình 2.7: Phép đo độ song song của một quĩ đạo đối với một trục ……… 53

Hình 2.8: Phép đo độ song song giữa hai quĩ đạo ………54

Hình 2.9: Phép đo độ vuông góc của đường thẳng và mặt phẳng ……….55

Hình 2.10: Độ lệch tâm………58

Hình 2.11: Độ đảo hướng kính của một trục tại một điểm……… 58

Hình 2.12: Đo độ đảo của bề mặt ngoài……… 59

Hình 2.13: Đo độ đảo của bề mặt trong……….… 60

Trang 8

Hình 2.14:Sơ đồ đo độ phẳng bàn máy……….63

Hình 2.15:Sơ đồ đo độ vuông góc trục chính với bề mặt bàn máy ……….…63

Hình 2.16:Sơ đồ đo độ song song của chuyển động trục chính với trục quay của nó ……… 64

Hình 2.17:Sơ đồ đo khe hở chiều trục của trục chính………64

Hình 2.18:Sơ đồ đo độ đảo trục chính……… 64

Hình 2.19:Sơ đồ đo độ đảo và độ đảo mặt đầu của đường kính ngoài trục chính 65

Hình 2.20:Sơ đồ đo độ thẳng hàng của đường tâm trục chính với chốt dẫn hướng65 Hình 3.1: Kiểm độ phẳng bàn máy theo phương dọc……….66

Hình 3.2: Kiểm độ phẳng bàn máy theo phương ngang………67

Hình 3.3: Kiểm độ phẳng bàn máy theo đường chéo……….67

Hình 3.4: Kiểm độ vuông góc của trục chính với bề mặt bàn máy……….69

Hình 3.5: Kiểm độ đảo trục chính……….71

Hình 3.6: Kiểm độ song song chuyển động trục chính với trục quay của nó………72

Trang 9

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của liên ngành cơ khí, điện tử, công nghệ

thông tin …các máy công cụ gia công gỗ và kim loại đã có những bước tiến vượt

bậc về độ chính xác, chất lượng bề mặt, năng suất, v.v Đặc biệt là khả năng gia

công được những bề mặt có biên dạng phức tạp thông qua giải pháp

CAD/CAM/CNC Với giải pháp công nghệ CAD/CAM/CNC tích hợp trong các

máy gia công gỗ chuyên dùng kỹ thuật cao, có khả năng gia công các sản phẩm mỹ

nghệ tinh vi, chất lượng và năng suất được nâng cao rõ rệt

Nhu cầu của các sản phẩm gỗ mỹ nghệ trong nội ngoại thất, các công trình

văn hóa (đình, đền, chùa, miếu, v.v ) không ngừng tăng về số lượng và chất lượng

cũng như độ phức tạp của các hoa văn, họa tiết, chế tác thủ công không thể đáp ứng

được thị trường trong nước cũng như xuất khẩu, do đó việc sử dụng máy CNC gia

công gỗ đang là sự lựa chọn ưu tiên trong các làng nghề truyền thống ở Việt Nam

Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm gỗ gia công các máy sau khi được chế tạo và

lắp ráp hoàn chỉnh phải được kiểm để đánh giá độ chính xác máy theo các mức qui

định Các nước trên thế giới và tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO đều xây dựng,

ban hành các tiêu chuẩn về quy tắc kiểm và điều kiện nghiệm thu cho máy công cụ,

máy CNC, máy gia công gỗ Trong xu hướng hội nhập quốc tế, Việt Nam với tư

cách là một thành viên của tổ chức ISO cũng chấp nhận các tiêu chuẩn ISO để đánh

giá chất lượng các loại máy đó Tùy theo từng loại máy và kết cấu của từng máy,

nghiên cứu, lựa chọn tiêu chuẩn và các phép kiểm thích hợp để đánh giá độ chính

xác của máy Chính vì vậy đề tài của luận văn đã chọn hướng nghiên cứu là

“Nghiên cứu, kiểm tra chất lượng máy CNC 3 trục gia công gỗ theo ISO”

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu: Xây dựng các phép kiểm để đánh giá chất lượng máy

Trang 10

CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014 theo tiêu chuẩn quốc tế ISO

Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là máy CNC 3 trục

gia công gỗ BKRW 2014 Đây là máy phay gỗ được thiết kế, chế tạo thành công

trong nước

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các phép kiểm độ chính xác hình học theo

tiêu chuẩn phù hợp với kết cấu của máy CNC 3 trục gia công gỗ

3 Phương pháp nghiên cứu

Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm

Lý thuyết: Nghiên cứu hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam và hệ thống tiêu chuẩn

quốc tế ISO về quy tắc kiểm và điều kiện nghiệm thu máy công cụ nói chung và các

máy CNC, máy gia công gỗ nói riêng

Thực nghiệm: Tiến hành các đo kiểm độ chính xác hình học cho máy CNC 3

trục gia công gỗ BKRW 2014 và tổng hợp số liệu, xử lý số liệu để đưa ra các đánh

giá

4 Nội dung chính của luận văn

Nội dung chính của luận văn bao gồm các chương sau:

Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về máy CNC

Trong chương này trình bày tổng quan về máy công cụ CNC, tìm hiểu được sự

phát triển máy CNC trên thế giới và ở Việt Nam, tổng quan về giải pháp công nghệ

CAD/CAM/CNC, giới thiệu về máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014

Chương 2: Nghiên cứu hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và tiêu

chuẩn quốc tế ISO về máy công cụ

Trong chương này nghiên cứu về hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn

quốc tế về máy công cụ (bao gồm cả máy CNC, máy gia công gỗ); Nghiên cứu về một

số quy tắc kiểm cho máy công cụ theo tiêu chuẩn TCVN 7011-1 (ISO 230-1), các

phép kiểm và điều kiện kiểm nghiệm thu theo tiêu chuẩn ISO 7948

Trang 11

Chương 3: Kiểm và đánh giá máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014

Nội dung trong chương này trình bày các phép kiểm độ chính xác áp dụng cụ

thể cho kết cấu máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014; tiến hành đo kiểm xác

định các thông số đó trên máy, từ đó đánh giá chất lượng máy theo chuẩn quy định

của ISO

5 Kết luận

Luận văn trình bày kết quả nghiên cứu, tổng hợp về các quy tắc kiểm và điều

kiện kiểm nghiệm thu cho máy công cụ theo tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế ISO,

tùy theo loại máy và kết cấu máy để lựa chọn các phép kiểm phù hợp và điều kiện

nghiệm thu tương ứng Tổ chức thực nghiệm kiểm độ chính xác máy CNC 3 trục gia

công gỗ BKRW2014

Kết quả thực nghiệm cho các kết quả độ chính xác máy CNC 3 trục gia công

gỗ BKRW2014 nằm trong giới hạn sai lệch cho phép theo tiêu chuẩn quốc tế ISO

Kết quả nghiên cứu của luận văn chắc chắn sẽ được áp dụng có hiệu quả trong

thực tế kiểm tra đánh giá chất lượng máy CNC gia công gỗ ở Việt Nam

Trang 12

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC 1.1 Tổng quan về máy công cụ CNC [2], [3], [4]

1.1.1 Lịch sử phát triển của kỹ thuật CNC

Ý tưởng về sự phát triển của điều khiển số (Numerical Control) cho máy công

cụ được hình thành từ những năm 1949 – 1950 tại viện công nghệ Massachusetts,

Hoa Kỳ

Khi gia công các chi tiết có biên dạng phức tạp với kỹ thuật thông thường thì

thời gian gia công là rất lớn và chi phí sản xuất cao Do vậy, sau một thời gian

nghiên cứu, biên dạng gia công của những chi tiết lớn có thể dễ dàng được thay thế

bởi các chức năng toán học và người ta quyết định chế tạo một bộ điều khiển để

điều khiển một máy phay dựa trên cơ sở này

Hình 1.1: Lịch sử phát triển của kỹ thuật CNC

Về mặt kỹ thuật để thực hiện ý tưởng này cần một bộ điều khiển, nó biên

dịch các đại lượng đầu vào được mô tả dưới dạng nhị phân và dạng số cho các hành

trình chuyển động và các chức năng vận hành máy, qua đó máy phay có thể hiểu

được và xử lý các tín hiệu này Đây là nguyên tắc cơ bản ứng dụng điều khiển số

cho các máy công cụ Với sự phát triển nhanh chóng của xử lý tín hiệu điện tử đã

tạo điều kiện cho ý tưởng trở thành hiện thực

Trang 13

Máy điều khiển số đầu tiên là máy phay đứng Các trục bước tiến làm dịch

chuyển bàn máy được thực hiện bởi từng động cơ riêng biệt Các thông tin hành

trình và chức năng cần thiết cho quá trình gia công được ghi lại trên băng đục lỗ

dưới dạng chuỗi các lệnh đã được mã hóa ở dạng chữ và số, được gọi là một

chương trình NC

Máy công cụ điều khiển số đầu tiên đã chỉ rõ ra đặc điểm của các máy CNC

sau này:

- Toàn bộ chương trình gia công được ghi lại trên băng đục lỗ

- Máy tính điều khiển việc xử lý các thông tin hành trình và chức năng máy

- Truyền động riêng biệt cho từng trục bước tiến và trục chính để điều khiển

chuyển động của dao và bàn máy

- Hệ thống đo và kiểm tra để phản hồi vị trí dụng cụ cắt cho hệ điều khiển trong

máy tính

Sự phát triển nhanh chóng của các linh kiện vi điện tử như các bộ vi xử lý và

máy tính đã tạo điều kiện cho hệ điều khiển NC phát triển thành hệ điều khiển CNC

(Computerized Numerical Control) vào những năm 70

1.1.2 Lịch sử phát triển của máy CNC trên thế giới và ở Việt Nam

Trước đây khoa học còn chưa phát triển, quá trình cắt gọt được điều khiển

theo truyền thống (dùng cam, cữ chặn, chép hình theo mẫu…) Ngày nay, với sự

tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nhất là trong điều khiển số và tin học, cùng với trợ

giúp của máy tính, hệ thống điều khiển tự động phát triển, hàng loạt các ý tưởng ra

đời và hiện thực hóa, điển hình là điều khiển NC và CNC

Xuất phát từ ý tưởng về điều khiển máy bằng các lệnh nhớ ở các máy CNC đã

xuất hiện từ thế kỷ XIV, nó được phát triển và hoàn thiện dần cho đến ngày nay, với

một số mốc lịch sử:

- Năm 1808, Toseph và M Jacquard đã dùng bìa tôn đục lỗ để điều khiển các

Trang 14

máy dệt (bìa đục lỗ là vật mang tin)

- Năm 1938, Claude Shannon bảo vệ luận án tiến sĩ ở Viện công nghệ MIST

Mỹ, với nội dung tính toán chuyển dao dữ liệu dạng nhị phân

- Năm 1946, tiến sĩ John W.Mauchly đã cung cấp máy tính số điện tử đầu tiên

có tên là ENIAC cho quân đội Mỹ

- Năm 1965, giải pháp thay dụng cụ tự động (ATC)

- Năm 1968, kỹ thuật mạch tích hợp IC ra đời cho độ tin cậy cao hơn

- Năm 1972, hệ điều khiển NC đầu tiên có lắp đặt máy tính nhỏ

- Năm 1979, hình thành khối liên hoàn CAD/CAM – CNC

Từ những năm 80 trở đi, sự phát triển của công nghệ truyền số liệu, các máy

CNC riêng lẻ đã được kết nối với nhau thành trung tâm gia công DNC Sau này các

hệ thống sản xuất linh hoạt FMS và sản xuất với sự trợ giúp máy tính CIM lần lượt

ra đời, nâng cao năng suất gia công và tự động hóa quá trình sản xuất

Ở Việt Nam, ngày nay máy CNC đã khá phổ biến Cách đây hơn 20 năm thì

công nghệ CNC ở nước ta vẫn còn rất xa lạ Thông qua dự án chuyển giao công

nghệ từ nước ngoài, lúc đó các máy tiện, máy phay CNC xuất hiện ở Việt Nam và

thu hút sự quan tâm của nhiều nhà chuyên môn cũng như doanh nghiệp trong nước

và liên doanh

Hiện nay, nhiều nhà máy trong nước đã đầu tư nhiều dây chuyền sản xuất tự

động với phần lớn máy CNC, hay các hệ thống sản xuất linh hoạt FMS, các hệ

thống sản xuất tích hợp trợ giúp của máy tính CIM, nhằm nâng cao năng suất gia

công Với mục tiêu năm 2020, mục tiêu cơ bản trở thành nước công nghiệp theo

hướng hiện đại Do đó, việc đẩy mạnh đầu tư, ứng dụng công CNC trong công

nghiệp là rất cần thiết và cấp bách Ứng dụng công nghệ cao và hiện đại cũng như

nâng cao đội ngũ kỹ thuật của nước ta thì nền công nghiệp Việt Nam mới có thể

phát triển và sánh với các nước khác

Trang 15

1.1.3 So sánh máy công cụ thông thường và máy CNC

Về mặt cấu trúc

Cấu hình cơ bản của máy công cụ CNC cũng tương tự như các máy công cụ

thông thường Điểm đặc biệt là chúng có khả năng điều khiển bằng máy tính để

thực hiện những công nghệ cơ bản như tiện và phay một cách có hiệu quả đối với

việc gia công các chi tiết máy

Hướng dịch chuyển của các cụm máy trên máy điều khiển CNC được xác định

theo một hệ toạ độ liên đới giữa chi tiết gia công và các trục máy, đặt song song với

các chuyển động chạy dao chính của máy Những chuyển động cần thiết cho việc

gia công của mỗi cụm máy (ví dụ như bàn máy, xe dao.v.v.) được tính toán, giám

sát và điều khiển bởi các chíp vi sử lý cài đặt trong hệ điều khiển Do vậy, mỗi một

hướng dịch chuyển đều có một hệ thống đo riêng biệt, chúng quản lý vị trí của các

cụm máy và phản hồi cho vi xử lý trong quá trình điều khiển

Về mặt chức năng

Bảng so sánh những chức năng cơ bản giữa máy công cụ thông thường, máy

công cụ NC và máy công cụ CNC

Máy công cụ thông

Nhập dữ liệu:

Chương trình NC có thể được nhập vào hệ điều khiển CNC thông qua bàn phím, đĩa hoặc cổng giao tiếp

Nhiều chương trình NC được lưu trữ trong một bộ nhớ như đĩa cứng

Trang 16

Điều khiển bằng tay:

Người công nhân cài đặt

các thông số công nghệ

(số vòng quay, lượng

chạy dao…) và điều

khiển việc gia công

thông qua các tay quay

Điều khiển NC:

Điều khiển NC xử lý các thông tin về đường dịch chuyển

và các chức năng máy trong chương trình NC và đưa ra các tín hiệu điều khiển tương ứng với từng các bộ phận hình thành máy NC

Điều khiển CNC:

Máy tính và phần mềm tương ứng tích hợp trong hệ điều khiển CNC làm nhiệm

vụ điều khiển và điều chỉnh máy CNC Bộ lưu trữ chương trình, chương trình con, dữ liệu máy, kích thước dụng cụ cắt và các giá trị hiệu chỉnh cũng như các chu trình gia công được sử dụng

Kiểm tra:

Người công nhân đo và

kiểm tra kích thước bằng

tay, nếu cần thiết phải

lập lại tiến trình gia

công

Kiểm tra:

Máy NC đã đảm nhận trong khi gia công đạt các kích thước chi tiết bởi sự phản hồi thường xuyên của hệ thống

đo và của motor vị trí

Kiểm tra:

Máy CNC đảm nhận trong khi gia công đạt các kích thước chi tiết bởi sự phản hồi liên tục của hệ thống đo và các motor vị trí được điều chỉnh số vòng quay Nhờ có các cảm biến đo được tích hợp mà việc kiểm tra các kích thước đạt được ngay trong suốt quá trình gia công

Đồng thời có thể thực hiện tiếp tục việc xử lý trong hệ điều khiển CNC, ví dụ tối ưu hóa, thử nghiệm chương trình NC mới

Trang 17

Tính kinh tế

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

thiểu thời gian cơ bản, thời gian phụ, thời gian chuẩn kết trên máy mà ta đạt được

năng 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 tiêu chuẩn

 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 (kích

thước đo chính xác đến 1/1000 mm)

Trang 18

- 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 hiệu suất 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

1.1.4 Một số loại máy CNC hiện nay

Hiện nay máy CNC có rất nhiều loại: máy phay, máy tiện, máy mài, máy

khoan…Các máy CNC 3, 4 hay 5 trục đã rất phổ biến trên thế giới Tại Việt Nam,

nhiều khu công nghiệp cũng đã trang bị các máy công cụ CNC hiện đại để phục vụ

cho sản xuất, lập các trung tâm gia công CNC, DNC…

- Máy phay CNC:

Hình 1.2: Máy phay CNC

- Máy tiện CNC:

Trang 19

Hình 1.3: Máy tiện CNC

- Máy mài và máy khoan CNC:

Hình 1.4: Máy mài và máy khoan CNC

1.1.5 Đặc điểm của máy công cụ CNC hiện đại

Như đã nêu ở trên, cơ bản máy công cụ CNC có cấu tạo cũng giống với máy

công cụ thông thường Việc hiểu cấu tạo của máy nhằm lựa chọn máy phù với yêu

cầu gia công (độ chính xác chi tiết, kích thước phôi tối đa cho phép, khả năng công

nghệ của máy…), ngoài ra đảm bảo cho việc thực hiện chính xác trong quá trình sản

xuất, khắc phục các trục trặc khi xảy ra sự cố, giải quyết các vấn đề nhanh chóng

Trang 20

Hình 1.5: Các thành phần cơ bản của máy công cụ CNC

Điều khiển trục quay và trục bước tiến

Gia công chi tiết trên máy công cụ CNC đòi hỏi các trục bước tiến có thể

được điều khiển và điều chỉnh, chúng được truyền động bởi các động cơ bước/servo

độc lập Do đó các tay quay chính yếu của máy công cụ thông thường không còn

dùng đến trên máy công cụ CNC hiện đại

Các máy tiện và máy phay CNC

Máy tiện có ít nhất là 2 trục bước tiến có thể điều khiển hay điều chỉnh, được

đánh dấu theo phương X và phương Z Máy phay có ít nhất 3 trục bước tiến có thể

điều khiển hay điều chỉnh, được đánh dấu theo các phương X, Y, Z

máy (trục Y)

Trang 21

Hình 1.6: Các trục NC điều khiển được trên máy tiện

Hình 1.7: Các trục NC có thể điều khiển trên máy phay

Trên máy phay CNC, ngoài chuyển động dọc theo các trục X, Y, Z còn có

thể điều khiển chuyển động quay quanh các trục

Các chuyển động quay này có thể được điều khiển và đánh dấu bằng A, B,

Trang 22

- Vít me bi làm cho quá trình truyền lực không có khe hở

- Cảm biến đo như hệ thống đo hành trình hầu hết được đặt ở cuối mỗi trục

- Khuếch đại công suất với các thiết bị giao tiếp bằng số (digital) hoặc tương

tự (analog) để điều khiển CNC

Hình 1.8: Truyền động bước tiến của bàn máy với vít me bi (1- động cơ bước tiến, 2

– bàn máy, 3 – hệ thống đo, 4 – vít me bi, 5 – đai ốc bi)

Để đạt được độ chính xác trong quá trình dịch chuyển, các cơ cấu truyền

động thường dùng vít me bi Nếu chuyển động của trục chính được thực hiện bởi

động cơ, thì đai ốc bi dịch chuyển hầu như không có khe hở chiều dọc

Hình 1.9: Truyền động vít me bi với đai ốc hai nửa không có khe hở (1 – đai ốc bi,

2 – vòng đệm, 3 – vòng cách điều chỉnh khe hở, 4 – trục truyền động)

Hệ thống đo hành trình

Tùy thuộc vào dạng thiết bị đo được sử dụng hoặc thang đo để phân biệt giữa

đo vị trí trực tiếp và gián tiếp cũng như đo vị trí tương đối và tuyệt đối

Truyền động chính và các trục công tác

Trang 23

Truyền động chính của máy CNC phải truyền công suất cắt cần thiết bởi các

động cơ truyền động tương ứng qua các trục công tác để gia công chi tiết thích hợp

Ngoài ra còn có tổn thất do ma sát thường gặp trong bộ phận cơ khí mà độ tác động

về mặt kích thước của nó phải được xác định cho máy CNC Độ ổn định cao về mặt

truyền động được đặt ra, mặc dù lực gia công cao nhưng momen quay ở mọi vị trí

phải được ổn định Đồng thời phải đảm bảo cho sự thay đổi nhanh chóng về tốc độ

cắt và không bị rung động

Trước kia các trục công tác và trục truyền động đối xứng trên các máy công

cụ CNC được truyền động bằng động cơ một chiều Để giữ cho tốc độ cắt ổn định

cần những yêu cầu về số vòng quay của các motor, ví dụ để tiện các đường kính

khác nhau, tốc độ của các động cơ này được điều chỉnh vô cấp trong một phạm vi

rộng Nhược điểm của động cơ điện một chiều này là các chổi than bị mài mòn, do

đó cần phải kiểm tra thường xuyên chổi than và thay thế kịp thời

Với sự phát triển tiến bộ của linh kiện vi điện tử, ngày nay hầu hết sử dụng

động cơ điện Servo

Hệ thống gá và thay dao tự động

Máy công cụ CNC được trang bị với những thiết bị có thể điều khiển để thay

dao tự động Tùy thuộc vào dạng cấu trúc và phạm vi sử dụng, những thiết bị thay

dao có thể đồng thời chứa được nhiều dao khác nhau và lắp đặt dao vào vị trí công

tác theo chương trình NC Thường có hai loại sau:

- Đầu rơvolve chứa dao

- Ổ chứa dao

Trang 24

Hình 1.10: Đầu rơvolve chứa dao Đầu rơvolve thường dùng cho máy tiện và ổ chứa dao thường dùng cho máy phay

Hình 1.11: Thiết bị thay dao tự động

Tùy thuộc vào kết cấu và kích thước, đầu rơvolve của máy tiện có thể chứa 8

đến 16 dao Trong trung tâm gia công cần nhiều hơn 48 dao, thì ổ chứa dao với các

dạng khác nhau có thể chứa đên 100 dao hoặc nhiều hơn nữa Có các loại ổ chứa

dao dài, ổ chứa dao dạng vòng, ổ chứa dao dạng xích, ổ chứa dao dạng đĩa

Trong ổ chứa dao, việc thay đổi dao diễn ra do một hệ thống cần gạt gọi là cần

thay dao thực hiện Quá trình thay đổi dao với cần gạt kép diễn ra sau khi có một

dao mới được gọi là chương trình NC như sau:

Trang 25

- Định vị dao mong muốn trên ổ chứa dao vào vị trí thay dao

- Trục công tác ở vị trí thay dao

- Quay thiết bị kẹp dao vào vị trí dao cũ trên trục công tác và vào vị trí dao

mới trên ổ chứa dao

- Lấy dao ở trên trục công tác và ổ chứa dao, sau đó quay thiết bị kẹp dao

- Đặt dao mới vào trục công tác và dao cũ vào ổ chứa dao

- Quay thiết bị kẹp dao về vị trí ban đầu

- Kết thúc quá trình thay dao

Nhờ thay dao tự động mà tiến trình thay dao nhanh, nâng cao năng suất gia

công, tăng mức độ tự động hóa trong sản xuất

1.2 Giới thiệu về giải pháp công nghệ CAD/CAM/CNC

1.2.1 Giới thiệu chung về CAD/CAM

 CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided

Manufacturing) là thuật ngữ chỉ việc thiết kế và chế tạo được hổ trợ bởi máy tính

Công nghệ CAD/CAM sử dụng máy tính để thực hiện một số chức năng nhất định

trong thiết kế và chế tạo Công nghệ này đang được phát triển theo hướng tích hợp

thiết kế với sản xuất, CAD/CAM sẽ tạo ra một nền tảng công nghệ cho việc tích

hợp máy tính trong sản xuất

 CAD là việc sử dụng hệ thống máy tính để hổ trợ trong xây dựng, sửa

đổi, phân tích hay tối ưu hoá Hệ thống máy tính bao gồm phần mềm và phần cứng

được sử dụng để thực thi các chức năng thiết kế chuyên ngành Phần cứng CAD

gồm có: máy tính, cổng đồ hoạ, bàn phím và các thiết bị ngoại vi khác Phần mềm

CAD gồm có các chương trình thiết kế đồ hoạ, chương trình ứng dụng hổ trợ cho

chức năng kỹ thuật cho người sử dụng như: phân tích lực ứng suất của các bộ phận,

phản ứng động lực học của các cơ cấu, các tính toán truyền nhiệt và lập trình bộ

điều khiển số

Trang 26

 CAM là việc sử dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch, quản lý về

điều khiển các hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp hay gián tiếp giữa

máy tính và các nguồn lực sản xuất Cho ứng dụng của CAM được chia thành hai

phạm trù:

+ CAD - Computer Aided Design: Thiết kế với sự giúp đỡ của máy tính

+ CAE - Computer Aided Engineering: Phân tích kỹ thuật

+ CAPP - Computer Aided Process Planning: Lập quy trình chế tạo

+ CAM - Computer Aided Manufacturing: Gia công với sự giúp đỡ của máy

tính

+ CNC - Computer Numerical Controlled : Thiết bị điều khiển số

+ CAQ - Computer Aided Quality Control: Giám sát chất lượng sản phẩm

+ MRP II - Manufacturing Resource Planning : Hoạch định nguồn lực sản

xuất

+ PP - Production Planning: Lập kế hoạch sản xuất

Các phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế/ gia công khuôn

mẫu có khả năng thực hiện các chức năng cơ bản sau:

- Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) những hình dạng phức tạp

- Giao tiếp với các thiết bị đo, quét toạ độ 3D (Coordinate Measuring

Machine - CMM) thực hiện nhanh chóng các chức năng mô phỏng hình học từ dữ

liệu số (digitized data)

- Phân tích về liên kết dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý kết

cấu lắp ghép,

- Tạo bản vẽ và ghi kích thước tự động: Có khả năng liên kết các bản vẽ 2D

với mô hình 3D và ngược lại

- Liên kết với các chương trình tính tổng thực hiện cung cấp chức năng phân

Trang 27

tích kỹ thuật (CAE): tính biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu, trường áp

suất, độ co rút vật liệu,…

- Nội suy hình học, biên dịch kiểu đường chạy dao chính xác cho công nghệ

gia công điều khiển số

- Giao tiếp dữ liệu theo các định dạng đồ hoạ chuẩn: DXF, IGES, VDA,

PTC,…

- Xuất dữ liệu đồ hoạ 3D dưới dạng tệp tin STL (Stereolithograth) để giao

tiếp với thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể (Stereolithograth

Pro-E là phần mềm CAD đầu tiên đưa ra lý luận Parametric và phương pháp

dựng hình dựa trên cơ sở “khắc hình” nên rất mạnh về Solid, CATIA và

Unigraphics NX là hai phần mềm thuộc về trường phái “dán hình” nên rất mạnh về

Surface để dựng mặt cong tự do trong thiết kế, design Do đó trong lĩnh vực thiết kế

xe hơi và máy bay, Catia và Unigraphics được dùng nhiều hơn Pro-E

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

Trang 28

1.3 Giới thiệu về máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014 [1]

BKRW2014 là máy CNC 3 trục gia công gỗ với mục tiêu sử dụng trong công

tác để bảo tồn, tôn tạo lại các công trình di tích, lịch sử văn hóa BKRW 2014 được

điều khiển bằng máy tính, thông qua chuyển động các trục X, Y, Z điều khiển trục

chính mang dao tiến hành gia công chi tiết Việc thực hiện gia công trên máy được

thực hiện tự động bởi máy tính điều khiển chứa các dữ liệu chương trình gia công

NC Máy thực hiện gia công được những bề mặt phức tạp với độ ổn định và chính

xác cao, thời gian phụ giảm

Hình 1.12: Máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014

Thông số kỹ thuật của máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014

Trang 29

4 Tốc độ chạy dao tối đa m/ph 4

7 Kích thước phôi gỗ gia công mm 2200x1200

9 Dữ liệu đầu vào gia công: từ máy

ảnh, file ảnh, máy quét

Ảnh được xử lý qua phần mềm trước khi đưa vào gia công

10 Khả năng kết nối Chuẩn USB, Rs 232, mạng Lan

11 Sai số giữa ảnh chụp và gia công 5% Phụ thuộc vào người xử lý ảnh

1.4 Kết luận

Trong chương 1 đã nghiên cứu được tổng quan về máy công cụ CNC, đặc

điểm cấu tạo của máy CNC hiện đại so với máy công cụ thông thường Tìm hiểu sự

phát triển của máy CNC trên thế giới cũng như ở Việt nam, nguyên lý làm việc của

máy CNC, tổng quan về giải pháp công nghệ CAD/CAM/CNC Giới thiệu về máy

CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014

Để đánh giá chất lượng máy công cụ, cụ thể là đánh giá chất lượng máy CNC

3 trục gia công gỗ BKRW 2014, chương 2 trình bày nghiên cứu về các quy tắc kiểm

và điều kiện nghiệm thu theo tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế

ISO

Trang 30

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

(TCVN) VÀ TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ ISO VỀ MÁY CÔNG CỤ

2.1 Hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) về Máy công cụ

2.1.1 Tổng quan

Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (TCVN) do Bộ Khoa học Công nghệ công bố

Hiện có khoảng 10684 TCVN bao gồm hầu hết tất cả các lĩnh vực

Về lĩnh vực máy công cụ hiện có khoảng 141 tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

Trong đó:

- 81 TCVN được xây dựng trên cơ sở chấp nhận các tiêu chuẩn của GOST,

ST.SEV

- 60 TCVN được xây dựng trên cơ sở chấp nhận các tiêu chuẩn quốc tế ISO

2.1.2 Các tiêu chuẩn Việt Nam về quy tắc kiểm

Đối với quy tắc kiểm có các tiêu chuẩn sau:

1) TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1996) Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần

1: Độ chính xác hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc

gia công tinh;

2: Xác định độ chính xác và khả năng lặp lại định vị của trục điều khiển số;

3: Xác định các ảnh hưởng nhiệt;

4: Kiểm độ tròn cho máy công cụ điều khiển số;

5: Xác định tiếng ồn do máy phát ra;

Trang 31

6: Xác định độ chính xác định vị theo các đường chéo khối và đường chéo bề

mặt (Kiểm sự dịch chuyển theo đường chéo);

7: Độ chính xác hình học của các trục tâm của chuyển động quay;

8) TCVN 7011-8:2013 (ISO/TR 230-8:2010) Quy tắc kiểm máy công cụ -

Phần 8: Rung động;

9) TCVN 7011-9:2013 (ISO/TR 230-9:2005) Quy tắc kiểm máy công cụ -

Phần 9: Ước lượng độ không đảm bảo đo cho các phép kiểm máy công cụ theo

bộ TCVN 7011 (ISO 230), công thức cơ bản;

10) TCVN 7011-10:2013 (ISO 230-10:2011) Quy tắc kiểm máy công cụ -

Phần 10: Xác định đặc tính đo các hệ thống dò của máy công cụ điều khiển số

2.1.3 Các tiêu chuẩn Việt Nam về điều kiện kiểm cho các máy CNC,

trung tâm gia công

Đối với điều kiện kiểm cho các máy CNC, trung tâm gia công có các tiêu

chuẩn sau:

1) TCVN 7681-1:2013 (ISO 13041-1:2004) Điều kiện kiểm máy tiện điều

khiển số và trung tâm tiện - Phần 1: Kiểm hình học cho các máy có một trục

chính mang phôi nằm ngang;

khiển số và trung tâm tiện - Phần 2: Kiểm hình học cho các máy có một trục

chính mang phôi thẳng đứng;

khiển số và trung tâm tiện - Phần 3: Kiểm hình học cho các máy có trục chính

mang phôi thẳng đứng đảo nghịch;

khiển số và trung tâm tiện - Phần 4: Độ chính xác và khả năng lặp lại định vị

Trang 32

của các trục tịnh tiến và quay;

khiển số và trung tâm tiện - Phần 5: Độ chính xác của lượng chạy dao, tốc độ

quay và phép nội suy;

khiển số và trung tâm tiện - Phần 6: Độ chính xác của mẫu kiểm được gia công

lần cuối;

khiển số và trung tâm tiện - Phần 7: Đánh giá đặc tính tạo công tua trong các

mặt phẳng tọa độ;

khiển số và trung tâm tiện - Phần 8: Đánh giá các biến dạng nhiệt

9) TCVN 10170-1:2013 (ISO 10791-1:1998) Điều kiện kiểm trung tâm gia

công - Phần 1: Kiểm hình học cho máy có trục chính nằm ngang và các đầu phụ

(trục Z nằm ngang);

công - Phần 2: Kiểm hình học cho máy có trục chính thẳng đứng hoặc các đầu

vạn năng có trục tâm quay chính thẳng đứng (trục Z thẳng đứng);

công - Phần 3: Kiểm hình học cho máy có các đầu phân độ nguyên khối hoặc

vạn năng liên tục (trục Z thẳng đứng);

công - Phần 4: Độ chính xác và khả năng lặp lại định vị của các trục tịnh tiến và

quay;

công - Phần 5: Độ chính xác và khả năng lặp lại định vị của các palét kẹp phôi;

Trang 33

công - Phần 6: Độ chính xác của lượng chạy dao, tốc độ quay và phép nội suy;

công - Phần 7: Độ chính xác của mẫu kiểm hoàn thiện;

công - Phần 8: Đánh giá đặc tính tạo công tua trong ba mặt phẳng tọa độ;

công - Phần 9: Đánh giá thời gian vận hành thay dao và thay palét;

18) TCVN 10170-10:2014 (ISO 10791-10:2007) Điều kiện kiểm trung tâm

gia công - Phần 10: Đánh giá các biến dạng nhiệt

2.2 Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế ISO về Máy công cụ

2.2.1 Tổng quan

Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO chính thức được thành lập năm 1947, là

một tổ chức độc lập, phi chính phủ, có trụ sở chính đặt tại Geneva, Thụy Sỹ Hiện tổ

chức này có 162 quốc gia thành viên (trong đó có Việt Nam) ISO đã xuất bản

khoảng 19500 tiêu chuẩn quốc tế bao gồm hầu hết tất cả các lĩnh vực công nghiệp,

từ công nghệ đến an toàn thực phẩm, đến nông nghiệp và chăm sóc sức khỏe

Các tiêu chuẩn về máy công cụ được các nước trên thế giới và Tổ chức tiêu

chuẩn hoá quốc tế ISO xây dựng và công bố

Các tiêu chuẩn ISO do Ban kỹ thuật ISO/TC 39 xây dựng, hiện có tổng số

167 tiêu chuẩn ISO về máy công cụ, cụ thể:

- 68 ISO về điều kiện kiểm máy cắt kim loại

- 39 ISO về máy gia công gỗ

- 3 ISO về tiếng ồn của máy công cụ

- 11 ISO về trục chính và mâm cặp gia công

Trang 34

- 5 ISO về an toàn

- 41 ISO về các vấn đề chung khác của máy công cụ

2.2.2 Các tiêu chuẩn ISO về quy tắc kiểm

1) ISO 230-1:1996 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 1: Độ chính xác

hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh;

2) ISO 230-2:1997 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 2: Xác định độ

chính xác và khả năng lặp lại định vị của trục điều khiển số;

3) ISO 230-3:2001 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 3: Xác định các

ảnh hưởng nhiệt;

4) ISO 230-4:2005 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 4: Kiểm độ tròn cho

máy công cụ điều khiển số;

5) ISO 230-5:2000 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 5: Xác định tiếng

ồn do máy phát ra;

6) ISO 230-6:2002 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 6: Xác định độ

chính xác định vị theo các đường chéo khối và đường chéo bề mặt (Kiểm sự dịch

chuyển theo đường chéo);

7) ISO 230-7:2006 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 7: Độ chính xác

hình học của các trục tâm của chuyển động quay;

8) ISO/TR 230-8:2010 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 8: Rung động;

9) ISO/TR 230-9:2005 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 9: Ước lượng độ

không đảm bảo đo cho các phép kiểm máy công cụ theo bộ TCVN 7011 (ISO

230), công thức cơ bản;

10) ISO 230-10:2011 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 10: Xác định đặc

tính đo các hệ thống dò của máy công cụ điều khiển số

2.2.3 Các tiêu chuẩn ISO về điều kiện kiểm cho các máy CNC, trung

tâm gia công

Trang 35

1) ISO 13041-1:2004 Điều kiện kiểm máy tiện điều khiển số và trung tâm

tiện - Phần 1: Kiểm hình học cho các máy có một trục chính mang phôi nằm

ngang;

tiện - Phần 2: Kiểm hình học cho các máy có một trục chính mang phôi thẳng

đứng;

tiện - Phần 3: Kiểm hình học cho các máy có trục chính mang phôi thẳng đứng

đảo nghịch;

tiện - Phần 4: Độ chính xác và khả năng lặp lại định vị của các trục tịnh tiến và

quay;

tiện - Phần 5: Độ chính xác của lượng chạy dao, tốc độ quay và phép nội suy;

tiện - Phần 6: Độ chính xác của mẫu kiểm được gia công lần cuối;

tiện - Phần 7: Đánh giá đặc tính tạo công tua trong các mặt phẳng tọa độ;

tiện - Phần 8: Đánh giá các biến dạng nhiệt

9) 10791-1:1998 Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 1: Kiểm hình

học cho máy có trục chính nằm ngang và các đầu phụ (trục Z nằm ngang);

10) ISO 10791-2:2001 Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 2: Kiểm

hình học cho máy có trục chính thẳng đứng hoặc các đầu vạn năng có trục tâm

quay chính thẳng đứng (trục Z thẳng đứng);

11) ISO 10791-3:1998 Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 3: Kiểm

Trang 36

hình học cho máy có các đầu phân độ nguyên khối hoặc vạn năng liên tục (trục

Z thẳng đứng);

12) ISO 10791-4:1998 Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 4: Độ

chính xác và khả năng lặp lại định vị của các trục tịnh tiến và quay;

chính xác và khả năng lặp lại định vị của các palét kẹp phôi;

chính xác của lượng chạy dao, tốc độ quay và phép nội suy;

chính xác của mẫu kiểm hoàn thiện;

16) ISO 10791-8:2001 Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 8: Đánh

giá đặc tính tạo công tua trong ba mặt phẳng tọa độ;

17) ISO 10791-9:2001 Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 9: Đánh

giá thời gian vận hành thay dao và thay palét;

18) ISO 10791-10:2007 Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 10:

Đánh giá các biến dạng nhiệt

2.2.4 Các tiêu chuẩn ISO về điều kiện kiểm cho các máy phay gỗ

1) ISO 7948:1987 Máy gia công gỗ - Máy phay gỗ - Thuật ngữ và điều

kiện kiểm nghiệm thu (Woodworking machines Routing machines

Nomenclature and acceptance conditions)

2.3 Một số nội dung chính tiêu chuẩn quy định các phương

pháp kiểm độ chính xác hình học của máy công cụ, TCVN 7011-1:2007

(ISO 230-1:1997) Qui tắc kiểm máy công cụ - Phần 1 - Độ chính xác

hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công

tinh (Test code for machine tools - Part 1: Geometric accuracy of

machines operating under no-load or finishing conditions) [5], [6]

Trang 37

2.3.1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định các phương pháp kiểm độ chính xác của máy công

cụ khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh bằng kiểm hình học và

kiểm gia công Các phương pháp này cũng được áp dụng đối với các dạng máy

công nghiệp khác khi kiểm hình học và kiểm gia công có liên quan

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các máy công cụ lắp đặt cố định, không xách tay

khi làm việc, được sử dụng để gia công kim loại, gia công gỗ v.v bằng việc tạo cắt

gọt phoi hoặc bằng biến dạng dẻo

2.3.2 Qui định chung

2.3.2.1 Định nghĩa có liên quan đến kiểm hình học

Sự khác nhau giữa các định nghĩa hình học và các định nghĩa trong tiêu

chuẩn này như sau:

Các định nghĩa hình học chỉ là lý thuyết và liên quan đến các đường và mặt

tưởng tượng Vì vậy đôi khi cho phép các định nghĩa hình học không thể áp dụng

được trong thực tế Chúng không tính đến kết cấu thực tế hoặc khả năng thực hành

của việc kiểm tra hình học

Các định nghĩa về đo lường là thực, vì chúng tính đến các bề mặt và đường

thực có thể tiếp cận để đo Chúng bao hàm trong một kết quả duy nhất của toàn bộ

sai lệch hình học vĩ mô và vi mô Chúng cho phép một kết quả có thể ảnh hưởng

đến toàn bộ nguyên nhân, không có sự phân biệt giữa các sai số Nếu có sự phân

biệt thì do nhà chế tạo qui định

Tuy nhiên, trong một vài trường hợp, các định nghĩa hình học (ví dụ định

nghĩa độ đảo), trượt chiều trục chu kỳ, v.v vẫn có trong tiêu chuẩn này để loại trừ

bất kỳ một nhầm lẫn nào và làm rõ ngôn ngữ được sử dụng Khi mô tả phương pháp

kiểm, dụng cụ đo và dung sai, phải dựa trên các định nghĩa về đo lường này

2.3.2.2 Phương pháp kiểm và sử dụng dụng cụ đo

Trang 38

Khi kiểm máy công cụ, nếu phương pháp đo chỉ cho phép kiểm tra dung sai

không được vượt quá (ví dụ các đầu đo giới hạn) hoặc nếu sai lệch thực chỉ được

xác định bằng các phép đo có độ chính xác cao cần nhiều thời gian, thì phương

pháp kiểm chỉ cần đảm bảo được giới hạn của dung sai không bị vượt quá là đủ

Cần phải nhấn mạnh rằng độ chính xác của phép đo do dụng cụ cũng như

phương pháp được sử dụng phải được xem xét trong quá trình kiểm Dụng cụ đo

không được gây ra bất kỳ sai số nào của phép đo vượt quá một phần đã cho của

dung sai được kiểm tra Khi độ chính xác của thiết bị được sử dụng thay đổi từ

phòng thí nghiệm này đến phòng thí nghiệm khác, thì phải hiệu chuẩn dụng cụ tại

mỗi phép đo

Máy được kiểm và các dụng cụ phải được bảo vệ để tránh gió lùa và tránh

ánh sáng nhiễu hoặc bức xạ nhiệt (ánh nắng mặt trời, đèn điện đặt quá gần, v.v ) và

nhiệt độ của dụng cụ đo phải ổn định trước khi đo Máy phải được bảo vệ phù hợp

với sự thay đổi của nhiệt độ bên ngoài

Tốt nhất là các phép đo nên được lặp lại Kết quả kiểm nhận được bằng cách

lấy giá trị trung bình của các kết quả đo Tuy nhiên, các phép đo khác nhau không

được đưa ra các sai lệch quá khác nhau Nếu có kết quả khác nhau phải tìm nguyên

nhân trong phương pháp đo hoặc dụng cụ đo hoặc trong chính máy công cụ

2.3.2.3 Dung sai

2.3.2.3.1 Dung sai phép đo khi kiểm máy công cụ

Dung sai mà các giá trị sai lệch giới hạn không bị vượt quá có liên quan đến

kích thước, hình dạng, vị trí và sự chuyển động, là các yếu tố cần thiết đối với độ

chính xác làm việc và đối với sự lắp ráp dụng cụ, các bộ phận và phụ tùng quan

Định dạng
Số trang	76
Dung lượng	1,4 MB