Báo cáo thí nghiệm công nghệ CNC BKHN

Báo cáo thí nghiệm môn công nghệ CNC tại trường đại học bách khoa hà nội giúp các bạn hoàn thành học phần này một cách nhanh chóng và chuẩn xác Báo cáo thí nghiệm môn công nghệ CNC tại trường đại học bách khoa hà nội giúp các bạn hoàn thành học phần này một cách nhanh chóng và chuẩn xác Báo cáo thí nghiệm môn công nghệ CNC tại trường đại học bách khoa hà nội giúp các bạn hoàn thành học phần này một cách nhanh chóng và chuẩn xác

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Bộ môn Công nghệ chế tạo máy

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ

CNC

Họ và tên: Hoàng Thế Cường Lớp: CNCTM K59

MSSV: 20146101

Mã lớp thí nghiệm: 672824

LỜI NÓI ĐẦU

Đóng góp vào sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ trong thời gian gần đây, tự động hóa sản xuất có một vai trò quan trọng Nhận thức được điều này, trong chiến lược công nghiệp hóa và hiện đại hóa nền kinh tế đất nước, công nghiệp tự động được ưu tiên đầu tư và phát triển

Ở các nước có nền công nghiệp phát triển, việc tự động hóa các ngành kinh tế-kỹ thuật trong đó có cơ khí đã được thực hiện từ nhiều thập kỷ trước Một trong những vấn đề quyết định của việc tự động hóa ngành cơ khí chế tạo là kỹ thuật điều khiển số và công nghệ trên các máy điều khiển số

Các máy công cụ điều khiển số ( NC và CNC ) đã được dùng phổ biến ở các nước phát triển Trong những năm gần đây máy NC và CNC đã được nhập vào Việt Nam và được sử dụng rộng rãi tại các viện nghiên cứu và các công ty liên doanh Máy công cụ điều khiển số hiện đại (Các máy CNC) là các thiết bị điển hình cho sản xuất tự động, đặc trưng cho ngành cơ khí tự động

Trong quá trình thí nghiệm, em đã được tiếp xúc với máy phay và máy tiện CNC Nhờ có sự chỉ bảo, hướng dẫn của các thầy tại phòng thí nghiệm cũng như trên lớpmà em đã nắm bắt được những kiến thức bổ ích về máy CNC Do thời gian và hiểu biết có sự hạn chế nên báo cáo em làm không tránh được thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý từ các thầy để báo cáo được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU TỔNG QUAN HỆ THỐNG

1.Khái quát chung

1.1 Lịch sử hình thành

Khái niệm: CNC viết tắt cho Computer(ized) Numerical(ly)

Control(led) (điều khiển bằng máy tính) – đề cập đến việc điều

khiển bằng máy tính các máy móc khác với mục đích sản xuất( có tính lặp lại) các bộ phận kim khí( hay các vật liệu khác) phức tạp, bằng cách sử dụng các chương trình viết bằng ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi mã G CNC được phát triển cuối thập niên 1940 đầu thập niên 1950 ở trong phòng thí nghiệm Servomechanism của trường Massachusetts Institute of Technology( MIT)

Năm 1947, không lực Hoa Kì cho rằng sự phức tạp trong thiết kế và hình dạng của các chi tiết máy bay, như cánh quạt trực thăng hay các chi tiết của đầu phóng tên lửa chính là nguyên nhân khiến cho các nhà sản xuất giao hàng không đúng hẹn Khi đó John Parsons, Parsons Corporation đã bắt đầu nghiên cứu với ý tưởng về 1 chiếc máy công cụ có thể thao tác

ở mọi góc độ, sử dụng dữ liệu số để điều khiển chuyển động của máy Năm 1949, USAMC đã giao cho Parsons 1 hợp đồng phát triển NC và phương pháp tăng tốc trong sản xuất Parsons sau đó đã chuyển lại cho phòng thí nghiệm Servomechanism – trường MIT Năm 1952, họ thành công với chiếc máy có đầu cắt chuyển động 3 chiều Rất nhanh sau đó hầu hết các nhà sản xuất máy công cụ đều cho ra máy NC Hầu hết các máy này đều có điểm giống hau ở nguyên tắc điều khiển vị trí điểm – điểm Nguyên lý của máy NC được thiết lập một cách vững chãi

Từ đây máy NC được cải tiến nhanh chóng trong công nghiệp điện tử để phát triển các sản phẩm mới Các bộ điều khiển trở nên nhỏ hơn, đáng tin cậy và rẻ hơn Sự phát triển của các máy công cụ, các bộ điều khiển cho chúng được sử dụng nhiều hơn

Đến năm 1976, những máy NC điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình mà các thông tin viết dưới dạng số đã được sử dụng rộng rãi.cũng vào năm đó, người ta đưa 1 máy

tính nhỏ vào hệ thống điều khiển máy NC nhằm mở rộng đặc tính điều khiển và mở rộng bộ nhớ của máy, các máy này được gọi là máy CNC (Computer Numerical Control) Và sau đó, các chức năng trợ giúp cho quá trình gia công ngày càng phát triển Vào năm 1965, hệ thống chạy dao tự động được đưa vào sử dụng, năm 1975 thì hệ thống CAD – CAM – CNC ra đời Năm

1984, đồ họa máy tính phát triển, được ứng dụng để mô phỏng quá trình gia công trên máy công cụ điều khiển số

Năm 1994, Hệ NURBS giao diện phần mềm CAD cho phép

mô phỏng được xác bề mặt nội suy phức tạp trên màn hình, đồng thời nó cho phép tính toán và đưa ra các phương trình toán học mô phỏng các bề mặt phức tạp, từ đó tính toán chính xác đường nội suy với độ mịn, độ sắc nét cao

Các máy CNC hiện đại hoạt động bằng cách đọc hàng nghìn bit thông tin được lưu trữ trong bộ nhớ máy tính chương trình Để đặt thông tin này vào bộ nhớ, nhân viên lập trình tạo

ra một loạt lệnh mà máy có thể hiểu được Chương trình có thể bao gồm các lệnh “mã hóa”, như “M03” – hướng dẫn bộ điều khiển chuyển trục chính tới một vị trí mới hay “G99” – hướng dẫn bộ điều khiển đọc một đầu vào phụ từ một quá trình nào đó trong máy Các lệnh mã hóa là phương thức phổ biến nhất để lập trình một công cụ máy CNC Tuy nhiên, sự tiến bộ trong máy tính đã cho phép các nhà sản xuất công cụ máy tạo ra “lập trình hội thoại” Trong lập trình hội thoại, lệnh “M03” được nhập đơn giản như “MOVE” và “G99” là “READ” Kiểu lập trình này cho phép đào tạo nhanh hơn và nhân viên lập trình không phải nhớ nhiều ý nghĩa của mật mã Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng hầu hết các máy sử dụng lập trình hội thoại vẫn đọc các chương trình mã hóa, do đó ngành công nghiệp vẫn đặt nhiều niềm tin vào dạng lập trình này

Bộ điều khiển cũng giúp nhân viên lập trình tăng tốc độ sử dụng máy Ví dụ, trong một số máy, nhân viên lập trình có thể đơn giản chỉ cần nhập dữ liệu về vị trí, đường kính và chiều sâu của một chi tiết và máy tính sẽ lựa chọn phương pháp gia công tốt nhất để sản xuất chi tiết đó dưới dạng phôi Thiết bị mới nhất có thể chọn một mẫu kỹ thuật được tạo ra từ máy tính, tính toán tốc độ dao cụ, đường vận chuyển vật liệu vào máy và sản xuất chi tiết mà không cần bản vẽ hay một chương trình

Cho đến ngày nay, người ta còn ứng dụng công nghệ nano vào hệ thống điều khiển cho máy CNC Năm 2001, hãng FANUC

đã chế tạo hệ điều khiển nano cho máy CNC, mở ra một trang mới về công nghệ chế tạo máy công cụ

1.2.Ứng dụng

Sự xuất hiện của các máy CNC đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp Các đường cong được thực hiện dễ dàng như đường thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một lượng lớn các thao tác do con người thực hiện được giảm thiểu Việc gia tăng tự động hóa trong quá trình sản xuất với máy CNC tạo nên sự phát triển đáng kể về chính xác và chất lượng Kĩ thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai sót và giúp người thao tác có thời gian cho các công việc khác Ngoài ra còn cho phép linh hoạt trong thao tác các sản phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản xuất các linh kiện khác Trong môi trường sản xuất, một loạt các máy CNC kết hợp thành một tổ hợp, gọi là cell, để có thể làm nhiều thao tác trên một bộ phận Máy CNC ngày nay được điều khiển trực tiếp từ các bản vẽ do phần mềm CAM, vì thế một bộ phận hay lắp ráp có thể trực tiếp từ thiết kế sang sản xuất mà không cần các bản vẽ in của từng chi tiết Có thể nói CNC là các phân đoạn của các hệ thống robot công nghiệp, tức

là chúng được thiết kế để thực hiện nhiều thao tác sản xuất (trong tầm giới hạn)

Ngày nay các máy sử dụng kỹ thuật CNC được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau Được ứng dụng rộng rãi đặc biệt là trong gia công kim loại:

 Phay

 Khoan và các nguyên công tương tự

 Tiện trong

 Tiện

 Mài

 Cắt dây

Một vài ví dụ về ứng dụng của máy CNC:

Hình 1.1: Ứng dụng máy phay CNC

1.3 Phân loại

Các loại máy CNC phổ biến hiện nay gồm có:

Hình 1.2: Máy tiện CNC Hình 1.3: Máy

khoan CNC

Hình 1.4: Máy phay CNC Hình 1.5: Máy cắt CNC

Hình 1.6: Trung tâm gia công CNC

CHƯƠNG 2: TRÌNH TỰ SETUP DAO TRÊN MÁY TIỆN CNC

VÀ CHẠY CHƯƠNG TRÌNH

1 Chuẩn bị

Bước 1: Gá chặt phôi lên mâm cặp

Bước 2: Gá dao ngang tâm phôi

Bước 3: Khởi động máy, chuyển về chế độ JOG để điều khiển bằng tay

2 Đo thông số dao

a Đo X

Cho phôi quay, đưa dao vào tiện một đường kính bất kỳ với chiều sâu sắt nhỏ rồi dừng lại Đặt tọa độ tương đối tại đây là X=0

Lấy thước kẹp đo đường kính phôi vừa cắt Sau đó lấy tọa độ

X của máy trừ đi đường kính đoạn phôi này ta được thông số trục X của dao

b Đo Z

Tiện mặt đầu để tạo mặt phẳng song song với đài gá dao, lấy tọa độ tương đối của Z=0

Gọi con dao cần xét rồi di chuyển cho mũi dao chạm vào mặt phôi ( sử dụng một tờ giấy mỏng đặt giữa dao và phôi, tiến dao tới cham mặt phôi cho đến khi ko rút được tờ giấy ra thì dừng lại )  Thông số Z hiển thị trên màn hình là thông số Z của dao tiện

Cho dao tiến vào phôi ta được giá trị Z, lấy giá trị Z này trừ giá trị Z trên rồi nhập vào Work Shift

Lưu ý: Khi gọi dao phải phải đưa máy về vị trí an toàn

3 Chạy chương trình

Sau khi đã có thông số dao thì ta chuyển máy về chế độ EDIT

và gọi chương trình gia công Sau đó chuyển về chế độ MEM và chạy chương trình vừa gọi

X

CHƯƠNG 3: TRÌNH TỰ SETUP DAO TRÊN MÁY PHAY CNC

VÀ CHẠY CHƯƠNG TRÌNH

1 Chuẩn bị

Kiểm tra ê tô khi gá lên bàn máy có đảm bảo các cạnh song song với trục X và Y của máy hay không Sau đó gá chặt phôi lên ê tô rồi đóng cửa máy, bật cho trục chính quay

2 Đo gốc phôi

Khi bật máy lên gốc tọa độ của máy do nhà sản xuất quy định sẽ hiện lên màn hình và gốc này sẽ không trùng với gốc gia công nên ta cần tìm gốc phôi

Vì phôi hình vuông nên ta chọn gốc phôi trùng với tâm phôi Tìm gốc phôi theo các bước sau:

 Bước 1: Tìm điểm O trục X

Hạ dao xuống sâu hơn mặt phôi nhưng cách xa về bên phải, chuyển máy sang chế độ JOG rồi đưa dao tiến đến gần cạnh phôi cho đến khi chạm phôi (nghe thấy tiếng phoi thoát ra) thì dừng lại, lấy điểm đó là điểm X=0 theo tọa độ tương đối

Sau đó đưa dao lên rồi dịch sang trái và lại hạ dao xuống, thực hiện đưa dao vào cho đến khi chạm phôi thì dừng lại ta thu được tọa độ tương đối X1

Dao Phôi

X=

0

Dao

Điểm O của trục X = X máy -

1 2

X

 Bước 2: Tìm điểm O trục Y

Ta làm tương tự như tìm điểm O của trục X Nhưng ta đưa dao

ra sau và ra trước phôi

Điểm O trục Y = Y máy -

1 2

Y

 Bước 3 : Tìm điểm O trục Z

Cho trục chính dừng quay, đặt tờ giấy mỏng lên mặt phôi rồi hạ trục chính xuống từ từ đến lúc chạm mặt tờ giấy và không rút được tờ giấy ra thì dừng lại và lấy số liệu trục Z của máy mà màn hình đang hiển thị

3 Chạy chương trình

Sau khi đã có được tọa độ gốc phôi, chuyển máy về chế độ EDIT và gọi chương trình gia công Sau đó chuyển về chế độ MEM và chạy chương trình vừa gọi

Khả năng công nghệ của phay

Khả năng công nghệ của Phay rất rộng và hơn thế chúng ra còn

có thể mở rộng khả năng công nghệ của máy Phay bằng nhiều cách khác nhau như chế tạo thêm đồ gá,…

hoặc phay CNC

Khả năng công nghệ của tiện

Gia công tiện phổ biến được điều khiển bằng hệ thông CNC sử dụng các máy trong công nghiệp được gọi là trung tâm tiện CNC hoặc đơn giản là máy tiện CNC

Thuật ngữ “trung tâm tiện CNC” ít được sử dụng nhưng có ý nghĩa chính xác hơn, được hiểu là máy tiện máy tính hóa (máy tiện CNC) có thể được dùng cho nhiều nguyên công chỉ với một xác lập máy Ví dụ, ngoài các nguyên công tiện tiêu chuẩn, như

tiện mặt ngoài, tiện lỗ, máy tiện CNC còn có thể được dùng đế’ khoan, cắt rãnh, cắt ren, chà gai nhám, đánh bóng Máy có thể được dùng trong các chế độ khác nhau, chẳng hạn gia công với mâm cặp, ống kẹp, cấp phôi thanh, hoặc giữa các tâm, ngoài ra còn có nhiều tổ hợp khác Máy tiện CNC được thiết kế để lắp nhiều dụng cụ cắt trong giá xoay, chúng có thể có đồ gá phay, mâm cặp phân độ, trục phụ, ụ động, gối tựa và nhiều tính năng khác, có thể không có trong máy tiện truyền thống Máy tiện với hơn bôi trục bắt đầu trở nên phổ biến Với các tiến bộ liên tục trong công nghệ máy công cụ, ngày càng nhiều máy tiện CNC trên thị trường được thiết kế để thực hiện nhiều nguyên công trong một chế độ xác lập máy, đa số các nguyên công đó trước đây chỉ thực hiện trên máy phay hoặc trung tâm gia cồng