Công nghệ gia công CNC phay tiện - Chương 4

Trong nửa thập kỷ qua, thế giới đã chứng kiến sự ra đời và phát triển như vũ bão của KTĐK tự động. Và nhanh chóng KTĐK tự động đã được ứng dụng vào công nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí. Sự

CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ PHAY NC

a Máy phay CNC (CNC Milling machine)

Máy phay CNC thường dùng để chỉ các máy phay có 1 hoặc một vài dao trong ổ tích dao, thông thường ổ tích dao không chứa qúa 12 dao và có dạng mâm xoay (Turet) Dựa vào cấu trúc máy

ta phân máy phay loại này làm 2 loại

Loại thứ 1: spindle thẳng đứng (vertical CNC milling machine), Hình 4.1.a.

Loại thứ 2: spindle ngang (Horizontal CNC milling machine), Hình 4.1b.

Hình 4.1a máy phay CNC đứng Hình 4.1b Máy phay CNC ngang

b Trung tâm phay CNC (CNC Milling Center)

Là loại máy phay CNC có tính vạn năng cao hơn, thông thường số dao có thể tích trong ổ tích dao từ 12 đến hàng trăm dao Ổ tích dao (Tool Magazine) thường có dạng xích quay, dao được thay tự động hoặc dùng Robot cấp dao.Hình 4.2

Hình 4.2 Bộ tích dao trong trung tâm phay CNC

Tương tự máy phay CNC, trung tâm phay có thể là trung tâm phay đứng (vertical Milling

Center) hoặc trung tâm phay ngang (Horizontal Milling Center)

c Trung tâm phay-tiện CNC (Milling-Turning Center)

Là trung tâm phay CNC tích hợp và có khả năng làm việc như máy tiện CNC Loại máy này có tính vạn năng rất cao Tuy nhiên kết cấu rất phức tạp, đắt tiền

 Ngoài ra tuỳ vào khả năng điều khiển theo các trục ta còn chia ra máy phay CNC 2 trục, 2.1/2 trục, 3 trục, 4 trục và 5 trục

4.1 2 Quy định các trục trên máy phay CNC

Những máy công cụ thông thường có 3 trục chính X,Y, Z có chiều nhất định.Tuy nhiên có máy 4,5 trục Thêm 3 trục quay xung quanh các trục tương ứng ký hiệu là A, B hoặc C Tùy theo loạimáy mà các trục bố trí khác nhau và do đó có chiều khác nhau Phương chiều của các trục máy được xác định theo quy tắc bàn tay phải Hình 4.3a mô tả phương pháp xác định phương chiều của các trục X,Y, Z Hình 4.3b mô tả cách xác định chiều quay dương quanh các trục tương ứng

 Lưu ý: lập trình, vận hành tuân theo nguyên tắc chỉ có dao di chuyển, còn phôi (bàn

máy) cố định Mặc dù thực tế có thể dao cố định còn bàn máy chuyển động

Ngón cái chỉ chiều dương trục X, ngón trỏ chỉ chiều dương trục và ngón giữa chỉ chiều dương trục Z

Hình 4.3 Quy tắc bàn tay phải

4.1.3 Các điểm tham chiếu trên máy phay CNC ( Reference Zero Points )

Các điểm tham chiếu trên máy là các điểm cơ sở hoặc điểm bắt đầu được sử dụng để tính toạ độ

các điểm khác Ta còn gọi là điểm không (zero points) Hệ điều khiển CNC dùng 4 loại điểm

tham chiếu sau:

•Điểm không(zero) của máy (Machine zero point )

•Điểm rút dao tham chiếu (Reference return point )

•Điểm không (zero) của chi tiết (Work zero point )

•Điểm không(zero) khi lập trình (Program zero point )

 Machine Zero Point

Là gốc tọa độ máy Được cài đặt bởi nhà chế tạo và không thể sữa đổi Điểm không của máy được đặt tên M và ký hiệu như hình 4.4õ Với máy tiện, điểm không của máy thường đặt tại tâm mặt đầu của trục chính Với máy pháy nó thường đặt tại điểm giới hạn của các trục

Thông thường điểm Zero của máy không dùng làm điểm tham chiếu để lập trình Điểm này thường được dùng vào các mục đích sau

 Cài đặt ban đầu cho máy (Initial setup of the machine)

 Làm tham chiếu cho các điểm tham chiếu khác như: reference return points, work zeros, và program zeros

 Làm vị trí an toàn để thay dao

Hình 4.4 điểm không của máy

 Reference Return Point

Reference return points là các vị trí mà bàn máy hoặc trục chính sẽ trở về đó nhằm thực hiện một tác vụ nào đó Điểm này được đặt tên R và được ký hiệu như Hình 4.5 Một số hệ điều hànhcho phép chỉ định 4 điểm rút dao tham chiếu Thông thường đối với máy phay điểm không của máy là điểm tham chiếu thứ nhất Điểm tham chiếu thứ 2,3,4 được chỉ định bằng việc cài đặt cho bộ điều khiển máy Nó có thể được đặt tại bất kỳ điểm thuận tiện nào trong vùng làm việc của máy Với máy tiện điểm tham chiếu là điểm xa nhất trong vùng làm việc

Hình 4.5 Điểm tham chiếu của máy ( Reference return point)

Vị trí của điểm tham chiếu thứ nhất được xác định trước, chính xác so với điểm không của máy

Do vậy nó có thể được sử dụng cho việc điều chỉnh, kiểm tra(calibrating and regulating) hệ

thống đo lường của băng trượt bàn máy và trục chính

Điểm tham chiếu được dùng đặc biệt trong 4 tình huống sau:

 Khi khởi động máy, tất cả các trục nên luôn được đưa về điểm tham chiếu để

kiểm tra hệ thống đo lường

 Máy cần đưa lại về điểm tham chiếu để thiết lập lại tọa độ chính xác trong các

tình huống như: mất điện, vận hành không đúng… làm mất đi dự liệu hiện tại

 Khi thay dao

 Khí kết thúc chương trình gia công để Reset lại bộ điều khiển

 Work Zero Point

Là gốc tọa độ của hệ toạ độ gắn liền với phôi Vị trí này được cài đặt bởi người vận hành máy và được đặt tại bất kỳ vị trí thuận lợi nào đó trên phôi Work Zero Point được đặt tên là W và kí hiệu như hình 4.6

a đặt tại bề mặt mâm cặp b đặt tại mặt đấu chi tiê’t tiện

c đặt tại góc chi tiết d đặt tại tâm chi tiết

Hình 4.6 Điểm không của chi tiết.

 Program Zero Points

Là gốc tọa độ của chương trình gia công Nó dùng để xác định các vị trí trong chương trình gia

công Do vậy phải được chỉ định trước khi thực thi chương trình Program Zero point được đặt tên P và được ký hiệu như hình vẽ Program Zero point thường trùng với Work Zero point

Tuy nhiên nó có thể được đặt tại bất kỳ vị trí thuận lợi nào khác như Hình 4.7

Hình 4-7 Điểm Zero lập trình

Ta có thể định nghĩa nhiều Program Zeros nhằm thuận lợi khi lập trình gia công các chi tiết phức tạp Trong trường hợp này điểm không đầu tiên được gọi là program zero tất cả các điểm không sau đó (được xác định so với Program Zeros) gọi là điểm không cục bộ (local zero point).

Hình 4.7 Local Zero Point

4.2 Dụng cụ phay CNC

Hệ thống dụng cụ dùng cho máy CNC nói chung, cho máy phay CNC nó riêng bao gồm các thành phần sau: Hệ thống thay dao tự động (Automatic Tool Changer: ATC), ổ gá dao (Tool Holder), dụng cụ (cutting tool)ï nhằm đảm bảo các yêu cầu sau:

- Gá được nhiều dao với độ chính xác cao

- Thay dao tự động, nhanh

- Có thể hoán đổi giữa các dao

4.2.1 Hệ thống thay dao tự động.

Có nhiệm vụ lấy dao từ ổ chứa dao, gá vào trục chính và lấy dao từ trục chính cất vào ổ chứa dao một cách nhanh chóng Ổ chứa dao (Tool magazine) là hệ thống lưu trữ dao có thể nhận biếtđược các vị trí và truy xuất tự động Xem lại hình 4.2

4.2.2 Ổ gá dao.

Ổ gá dao sẽ giúp thuận lợi cho việc thay đổi nhiều dao vào chục chính máy một cách nhanh chóng, chính xác Cấu tạo ổ gá dao như hình 4.8

Hình 4.8 Ổ gá dao (Tool Holder)

 Đầu gá côn (Tapered Shank )

Đầu gá côn dùng lăùp Ổ gá dao lên trục chính Theo tiêu chuẩn ANSI có 6 cở ổ gá dao côn cơ bản sau: #30, #35, #40, #45, #50, và #60 máy càng lớn dùng đầu gá côn có số hiệu càng lớn Độ côn tiêu chuẩn là 3.5 in./ft ( hệ số 7:24)

Taper Shank No Type of Machine

#60 Máy rất lớn (Very large machines )

#50 Máy cở trung (Medium size machines) (20 to 50 HPs)

#40 Máy cở nhỏ (Small size machines )

#30 Máy cở rất nhỏ (Very small machines)

 Vành ổ gá dao (Flange )

Dùng để ổ gá dao có thể được gắp giử bởi tay gắp thay dao Có 2loại cơ bản là V-flange and

BT-flange V-falnges thường dùng đối với các dao kích thước hệ inch, BT-flanges Thường

dùng gá dao kích thước hệ mét BT-Flank được dùng nhiều ở nhật và châu âu

BT-Flange

 Núm cố định ổ dao (Retention

Knob )

Núm cố định ổ dao dùng để thanh khóa

của trục chính (locking drawbar ) kéo ổ gá dao cho siết chặt vào trục chính và thả nó ra tự động.Xem hình 4.9

Hình 4.9 Kết cấu bộ phận gá dao lên trục chính

 Adaptors (bộ gá thân dao)

SHA NK SIZE [ in.]

A GAG E LINE

B C D

V30 1.250 1.812 1.875 1/2-13V40 1.750 2.500 2.687 5/8-11V45 2.250 3.250 3.250 3/4-10V50 2.750 3.875 4.000 1-8

MO DE L

D

1 D 2 t 1 t 2 L 1 L 2 L 3 L d 1 d 2 G BT

BT

30 46 38 20 2

4 8.

4

3

4 24

7 0.

4

3 1.

7 5

1 2 5

M 1 2

BT

40 63 53 25 2

6 5.

4

7

0 30

9 2.

4

4 4.

4

5

1 7

M 1 6

BT 50

1 0 0

8 5

3

5 3

1 0 1.

8

9

0 45

1 3 9.

8

6 9.

8 5

2 5

M 2 4

Bộ gá thân dao được thiết kế với nhiều kiểu khác nhau nhằm gá được nhiều loại và nhiều cở dao khác nhau Thông thường ổ gá dao được đặt tên theo bộ gá thân dao tương ứng Thường gặp

là: end mill holders (ổ gá dao phay ngón), face mill holders (ổ gá dao mặt đầu), tap holders

(ổ gá tarô), collet holders (ổ gá dùng ống đàn hồi), boring bar holders (ổ gá thanh doa), Morse taper holders, Jacob taper holders, và straight shank holders (ổ gá thân dao trụ)

Hình 4.10 là sơ đồ phân chia các loại ổ gá dao khác nhau theo bộ gá thân dao

Hình 4.10 Các loại ổ gá dao

4.2.3 Dụng cụ phay

Là bộ phận trực tiếp làm nhiệm vụ cắt gọt Dụng cụ dùng trong công nghệ phay CNC nói chung

đa dạng hơn so với máy công cụ truyền thống Tùy thuộc vào từng yêu cầu cụ thể ta sử dụng các loại dụng cụ khác nhau Về cơ bản dụng cụ dùng trong công nghệ phay CNC bao gồm các loại sau

a Dụng cụ gia công lỗ: Khoan, khoét, doa, ta rô

b Dao phay ngón (End mill): dao phay ngón đầu phẳng (flat End Mill), đầu chỏm cầu (Ball End Mill), vát mép (Chamfer End Mill), Dao phay côn (Tapper End Mill), Dao cung luợn (Corner End Mill), Dao qủa cầu (Dove Mill)…

c Dao phay mặt đầu (Face Mill)

Trên hình 4.11 là một số loại dao thường gặp Để hiểu rõ hơn về các loại dao này, xem lại môn công nghệ chế tạo máy, nguyên lý cắt

Hình 4.11 Một số dụng cụ dùng trong công nghệ phay

4.3 Các quy trình phay CNC ( CNC Milling Process).

Trên máy phay CNC ta có thể thực hiện các quy trình sau:•Phay khỏa mặt (Facing ), phaybiên dạng bao quanh ( Profiling ), phay hớt phần vật liệu bên trong, phay hóc

(Pocketing ), phay rãnh (Slot cutting ), gia công lỗ (Hole machining ), gia công mặt 3D

(3-D surface machining) Các Quy trình nay được mô tả củ thể ở các bảng4.1

Bảng 4.1 Milling Processes

4.4 Vận hành máy phay CNC.

Các máy CNC khác nhau, thao tác vận hành sẽ khác nhau Muốn hiểu cụ thể và có thể vận hànhthành thạo nguời vận hành (operator) cần phải tham khảo các tài liệu hướng dẫn sử dụng vận hành (Operator’s Manual) và phải có kinh nghiệm Trong phần này, chỉ giới thiệu chung về các chức năng vận hành trên các máy CNC Từ các kiến thức chung này sẽ giúp bạn dễ dàng hơn khi đọc tác tài liệu hướng dẫn vận hành máy phay CNC

4.4.1 Vận hành thủ công (manual operation)

a Trở về điểm tham chiếu (reference position return, Zero return, Home Return)

Như trên đã giới thiệu về khái niệm và công dụng của điểm tham chiếu Ở chế độ vận hành

bằng tay, để trở về điểm tham chiếu ta nhấn nút <Home Return> sau đó chọn từng trục để đưa

dao di chuyển nhanh về điểm tham chiếu theo từng trục xác định hoặc có thể di chuyển 3 trụcđồng thời (ALL) Tốc độ di chuyển đã được cài đặt trước ở phần tham số Khi trở về điểm tham

chiếu, đèn LED bật sáng Có thể thay đổi tốc độ di chuyển bằng cách sử dụng chức năng Rapid

b Jog feed:

Là phương pháp vận hành bằng tay nhằm di chuyển dao theo trục và chiều tự chọn Để thực

hiện, ta chọn chức năng <Jog feed> rồi giữ liên tục phím trục muốn di chuyển để di chuyển

dao đến điểm mong muốn.Tương tự, có thể điều chỉnh tốc độ di chuyển bằng cách sử dụng chức

năng Feed Rate Override Chức năng Jog feed thường dùng cho các mục đích sau: canh chỉnh

dao, phôi, cài đặt toạ độ gia công, di chuyển dao xa khỏi phôi để thực hiện một tác vụ nào đó, gia công bằng tay

c Incremental feed (Rapid move):

Khi ở chế độ này, dao sẽ di chuyển theo trục, chiều và khoảng cách chọn trước Thực hiện bằng cách chọn chức năng Incremental Feed (Rapid move), nồi chọn phiếm chỉ trục và chiều tương ứng, nhập vào khoảng cách muốn di chuyển

d Manual handle feed:

Chức năng này dùng để di chuyển dao theo trục và chiều tự chọn bằng việc quay tay xoay trên bộ phận tạo xung bằng tay (Manual pulse generator) Lúc này xung tạo ra được đưa trực tiếp vào động cơ làm di chuyển các trục máy theo chiều mong muốn Ta có thể điều chỉnh việc tiến nhanh hay chậm của các trục bằng việc điều chỉnh chế độ di chuyển trên bộ phận này Chọn chức năng này thường để set tọa độ gia công, canh chỉnh dao, đưa dao vào lại vùng làm việc khi vựơt cử

 Chức năng này không thông qua bộ điều khiễn của máy nên rất an toàn khi vận hành

4.4.2 Vận hành tự động

a Memory operation:

Chương trình được lưu trong bộ nhớ khi một chương trình bất kì được chọn Khi nhấn nút <cycle

start> trên bảng điều khiển, máy sẽ tự động chạy gia công chi tiết theo chương trình được chọn.

Lúc này đèn cycle bật sáng Một khi quá trình memory operation được thực hiện, các quá trình

sau đây sẽ được thực thi:

Một block từ chương trình được đọc

Block được giải mã

Lệnh tương ứng được thực thi

Lệnh trong block kế tiếp được đọc

…

Để thực hiện ta chọn chế độ <Auto> trên bảng điều khiển, chọn nút Program > Load (select)

program rồi chọn chương trình muốn chạy để nạp vào bộ nhớ máy CNC

Lưu ý: khi vì lý do nào đó phải thoát khỏi chương trình dang gia công như: dao gãy phải thay

dao mới, dừng khẩn cấp…Sau khi đã khắc phục sự cố ta muốn tiếp tục gia công phần còn lại thì

làm tương tự như trên, nhưng nhấn nút <Cycle Restart> , lúc này hệ điều hành yêu cầu nhập

vào số của khối lệnh mà ta muốn tiếp tục Lúc này dao sẽ di chuyển nhanh đến vị trí trong khối lệnh trên, các lệnh tốc độ trục chính, thay dao… vẫn thực hiện bình thường

b MDI operation (manual data input)

Là chế độ điều khiển máy bằng các lệnh NC trong MDI mode, chương trình được thực hiện cũng

cùng định dạng như ở memory operation nhưng được thực hiện ở bảng MDI panel (chọn nút

MDI trên bảng điều khiển máy) Chương trình ở chế độ MDI không dược lưu vào máy và sẽ mất

đi khi tắt nguồn hoặc khi chuyển qua chế độ khác MDI operation chỉ sử dụng cho những

chương trình đơn giản và không cần lưu trữ hoặc dùng chạy thử máy, kiểm tra toạ độ cài đặt, thay dao, cài tọa độ G92…

c DNC Operation:

Khi ở chế độ này,máy không vận hành theo chương trình trong bộ nhớ mà đọc trực tiếp chương trình (thường từ một máy tính khác kết nối với máy CNC) thông qua bộ nhập-xuất Chế độ này sử dụng khi chương trình quá lớn không thể chứa trong bộ nhớ máy CNC

4.4.3 Vận hành kiểm tra (test operation)

a Feedrate Overirde:

Đại lượng tiến dao (feedrate) trong chương trình sẽ được hiệu chỉnh tăng hoặc giảm theo phần

trăm được lựa chọn trên nút Jog feed rate override Thường sử dụng để chạy kiểm tra chương

trình Đôi khi trong chương trình ta dùng lượng tiến dao bé để đảm bảo an toàn, khi gia công ta thấy có thể tăng lượng tiến dao mà vẫn đảm bảo các yêu cầu thì ta dùng chức năng này để tăng tốc độ tiến dao

Vd: khi F=100mm/min được xác định trong chương trình, nếu ta chỉnh nút Jog feed rate

override đến số 50% thì dao sẽ di chuyển với tốc độ 50mm/min

 Chức năng này còn dùng để thay tốc độ tiến dao ở chế độ Jogfeed

b Rapid Traverse Overirde:

Cũng tương tự như chức năng Jog feed rate override nhưng thường chỉ có 4 bước ( 0, 25%, 50%, 100%) Dùng để giảm tốc độ chạy dao nhanh Rapid traver se Overide sử dụng cho:

- G00

- Trở về điểm tham chiếu tự động: G27, G28, G30

- Trở về điểm tham chiếu bằng tay (Manual Home Return)

- Chế độ Dry run

Nhấn nút <Single Block> để bắt đầu chế độ này (đèn single block bật sáng) và nhấn lại nút

single block (nhả ra) để bỏ chế độ này Ở chế độ này khi chương trình được thực thi, dao sẽ dừng sau mỗi block Chức năng này giúp ta kiểm tra từng khối lệnh

Dùng kết hợp với lệnh M01 trong chương trình để dừng chương trình có chọn lựa Khi nút

Optional Stop được chọn, chương trình sẽ dừng khi gặp câu lệnh M01, nếu Optional Stop không

được chọn, cho dù có gặp M01 chương trình vẫn không dừng Để tiếp tục chương gia công ta

chọn nút <Cycle Start>

4.4 4 chức năng an toàn (safety functions)

a Emergency Stop:

Nếu bạn nhấn Emergency Stop, máy sẽ lập tức ngừng hoạt động Emergency Stop ngắt tức thì

hoạt động của tất cả các motor Chương trình được reset lại từ đầu Emergency Stop chỉ nên

dùng khi gặp các sự cố rất nguy hiểm cần dừng ngay mọi họat động của máy như: chập mạch,

va đập nguy hiểm… Sau khi dùng Emergency Stop cần phải đưa máy về điểm tham chiếu

b Feed Hold :

Khi sử dụng nút này, dao sẽ ngưng di chuyển (nhưng spindle vẫn quay), khi nhả nút, dao tiếp tục di chuyển và mọi hoạt động của máy sẽ tiếp tục Nút feed hold dùng khi gặp các sự cố cần phải dừng di chuyển trục chính như: có nguy cơ va chạm giữa dao và phôi, gãy dao…

c Over Travel:

Khi dao di chuyển vượt qua cữ hành trình (stroke end) được xác định bởi nút giới hạn phạm vi (limit switch), dao sẽ giảm tốc và ngừng Lúc này thông báo Over Travel hiển thị Nguồn điện cung câp cho các động cơ truyền động bi ngắt

Khắc phục: nhấn nút Reset sau khi di chuyển về lại phạm vi an toàn bằng Manual Handle

Feed

4.5 Thông số NC

Bao gồm các thông số về dụng cụ (tool parameters) và các thông số gia công (machining

parameters):

4.5.1 Thông số dụng cụ:

a Số hiệu dao:

Là thông số chỉ thị vị trí chứa dao trên bộ phận trữ dao Vd: khối lệnh M06 T05: sẽ thực hiện lấy dao ở vị trí số 5 trên bộ phận trữ dao gắn vào trục chính và gắn dao hiện tại trên trục chính vào vị trí số 5 trên bộ tích dao

b Thông số hình học của dao

Là các thông số về kích thước dao cắt như: đường kính dao D, bán kính mũi dao R, Chiều dài dao, góc mũi dao…

c Thông số bù trừ dao

Để thuận tiện cho việc lập trình cũng như hiệu chỉnh chương trình, các hệ điều khiển CNC có chức năng lưu trữ giá trị bù trừ chiều dài dao ( tool length offset), tức là khác biệt giữa chiều dài dao giả định khi lập trình và chiều dài dao khi gia công thực tế và bù trừ bán kính (radius

Compensation) Các thông số này được cài đặt vào trong vùng Offset của máy CNC Ta sẽ nói

rõ vấn đề này ở phần bù trừ dao

4.5.2 Thông số gia công:

Thông số gia công bao gồm các thông số cơ bản sau

a Tốc độ trục chính ( spindle speed):

Xác lập tốc độ quay trục chính theo số nguyên vòng/phút, trong chương trình thông số này được chỉ định bởi lệnh S ta phải dùng lệnh M03, hoặc M04 để kích hoạt trục chính trước khi dùng lệnh S Vd: M03 S1200: quay trục chính thuận chiều kim đồng hồ 1200 vòng/phút Ta đã biết

trong gia công cơ khí tốc độ cắt được xác định theo đơn vị m/ph Để tính tốc độ quay trục chính từ tốc độ cắt ta dùng công thức sau: n D V



1000



 Để dừng trục chính ta dùng lệnh M05 Ta có thể thay đổi tốc độ trục chính đã chỉ dịnh

trong chương trình bằng Spindle Overide

b Tốc độ chạy dao( Feedrate):

Xác lập tốc độ di chuyển dao khi gia công Có 2 loại chạy dao:

- Chạy dao trong mặt phẳng ngang xy ( cutting feed rate)

- Tốc độ ăn dao theo phưong z (plunge feed rate)

Trong chương trình, tốc độ tiến dao được chỉ định bởi lệnh F

Ví dụ: trong hệ mét, câu lệnh F100 có nghĩa là tiến dao 100mm/ph

c Lượng dư gia công (Stock to leave):

Xác lập bề dày vật liệu được để lại cho các bước gia công tiếp theo Giá trị lượng dư khác nhau, phạm vi chạy dao sẽ khác nhau

d Mặt phẳng tiến dao ( rapid depth, feed plane) :

Thông số này xác lập cao độ Z dao cần di chuyển tới với tốc độ chạy dao nhanh, trước khi bắt đầu gia công Cao độ này cũng là chuẩn thoát dao sau khi gia công(clearance plane)

e Bước chạy dao ngang ( stepover distance):

Là khoảng cách đường tâm dao giữa hai đường chạy dao kế cận Bước chạy dao ngang phải nhỏ hơn đường kính dao (40-75% đường kính dao)

f Chiều sâu cắt ( Depth cut)

Là chiều dày lớp kim loại được hớt di sau mỗi đường chạy dao

g Mặt phẳng gia công (tool plane):

Xác lập mặt phẳng chạy dao Mặt phẳng chạy dao có thể là: XY, XZ, YZ tương ứng mã lệnh G17, G18, G19

h Dịch chỉnh dao (cutter compensation):

Là sự dịch chỉnh tâm dao so với đường chạy dao lập trình Xác lập dịch chỉnh dao theo hai phương thức:

- Dịch chỉnh theo bộ điều khiển CNC: được xác lập bởi các từ lệnh G41, G42, G40

- Dịch chỉnh bằng cách tính lại đường chạy dao: Chương trình gia công không bao hàm các từ lệnh dịch chỉnh G41, G42, G40

i Tưới nguội

Xác lập chế độ làm nguội bằng phun sương (M07), bằng dung dịch (M08),tắt chế độ làm nguội (M09).

Việc xác định chế độ cắt gọt hợp lý là công việc rất phức tạp và đòi hỏi rất nhiều kiến thực về lý thuyết và kinh nghiệm Các kiến thức này được trang bị trong các môn:CNCT máy, Nguyên lý cắt…Sau đây là bảng chế độ cắt trung bình khi gia công thô một số vật liệu dùng dao thép gió (HSS)

Lượng tiến dao (mm/ph)

Tốc độ cắt (m/ph)/ tốc độ trục chính

Lượng tiến dao (mm/ph)

Tốc độ cắt (m/ph)/ tốc độ trục chính

Lượng tiến dao (mm/ph)

- Khi gia công bằng dao hợp kim tốc độ cắt có thể chọn cao hơn gấp 2-3 lần

- Gia công tinh ta thường chọn tốc độ cắt cao hơn, còn lượng tiến dao chọn nhỏ hơn

4.6 Các lệnh lập trình cơ bản

4.6.1 Các lệnh di chuyển dao

Trong Công Nghệ phay CNC, thông thường có 3 phương thức di chuyển dao sau: chạy dao nhanh(G00), nội suy đường thẳng (G01), nội suy cung tròn (G02ø,G03)

a Chạy dao nhanh (G00) :

- Là lệnh Hình thức (Modal)

- Lệnh G00 chỉ thị di chuyển dao theo hành trình thẳng, với tốc độ chạy dao nhanh

- Cấu trúc G00 x_y_z_; Vd: G00 X100.Y100

- Có 2 hình thức chạy dao nhanh: Chuyển động trong mặt phẳng XY và chuyển động tiến dao theo phương Z, trong đó lưu ý vấn đề tiến dao và thoát dao

- Hành trình chạy dao nhanh được thực hiện trực tiếp theo đường thẳng tới điểm chỉ thị

- Lệnh G00 dụng để dịnh vị nhanh dao cắt đến vị trí cần thiết để thực hiện gia công tại đó

* Lưu ý: Không sử dụng feedrate F khi chạy dao nhanh.

Aùp dụng G00 : lập trình chạy dao nhanh trong không gian XYZ:

Từ điểm (-1.,-1.,0.5) tới điểm (4.5,3.,2.)

Từ điểm (20.,20.,50.) tới điểm (67.,15.,4.5)

b Chạïy dao nội suy đường thẳng (G01):

- G01 được dùng để gia công theo các đường thẳng

- Cấu trúc: G01 X_ Y_Z_ F_;

vd: G01 X100.Y100.F200.;

X12.Y2.5 ;

Aùp dụng G00,G01 : lập trình chạy dao

Từ gốc tọa độ đến điểm A (2.,2.,0.5) -chạy dao nhanh

Tới điểm B(2.,10.,0.5); Tới điểm C(14.0,10.0,0.5); Trở về A Chạy dao tốc độ 200mm/phút

c Chạy dao nội suy cung tròn (G02,G03):

- Lệnh hình thức (Modal)

- Lệnh G02,G03 chỉ thị di chuyển dao theo biên dạng cung tròn với tốc độ f được định nghĩa bởi

lệnh F G02 đường di chuyển thuận chiều kim đồng hồ, G03: ngược chiều kim đồng hồ

Có thể lập trình nội suy cung tròn theo 2 phương pháp: phương pháp I-J-K và Phương pháp R

Hình 4.12 Nội suy cung tròn Câu lệnh nội suy cung tròn gồm 4 thành phần dữ liệu và có cấu trúc như sau:

Bảng tóm tắt:

1 Mặt phẳng gia công G17

G18G19

Cung song song với mp XYCung song song với mp ZXCung song song với mp YZ

2 Chiều chuyển động G02

G03 Cùng chiều kim đồng hồ CWNgược chiều kim đồng hồ CCW

3 Tọa độ điểm cuối XP; YP;

ZP

-Tọa độ điểm cuối theo hệ tọa độ gia công (G90)

- Khoảng cách điểm cuối so với điểm đầu (G91)

4 Tọa độ tâm hoặc bán

kính

Ii,Jj,KkRr

- Khoảng cách tâm so với điểm đầu

- Bán kính cung tròn

X

Y

ZG19G02

G17G02G18G02

X

Y

ZG19G03

G17G03G18G03

+ Phương pháp IJK:

Tâm cung tròn được xác định bởi véc tơ (I,j,k) so với điểm đầu cung tròn.Hình 4.13

Hình 4.13 Phương pháp I,J,KAùp dụng : Sử dụng phương pháp IJK lập quỹ đạo chạy dao theo hình vẽ sau:

+ Phương pháp R:

Lập trình theo bán kính cung tròn, Bài toán xác định tâm có 2 nghiệm:

Nghiệm 1: (a<1800) sử dụng R>0

Nghiệm 2: (a>1800) sử dụng R<0

Hình 4.14 Phương pháp RLưu ý: - không thể dùng phương pháp R để nội suy toàn bộ đường tròn

Thí dụ: sử dụng phương pháp R lập trình đường chạy dao theo cung tròn.

Chương trình gia công có nội dung như sau:

d Nội suy đường xoắn ốc:

Để thực hiện đường xoắn ốc, ta khai báo đầy đủ từ kích thước IP : XxYyZz trong lệnh nội suy cung tròn Dao thực hiện chuyển động nội suy trên mặt phẳng chỉ thị và nội suy đường thẳng theo trục thứ 3

Bài tập về các lệnh di chuyển dao

4.6.2 Lệnh tọa độ và kích thước

a Khai báo lệnh kích thước sử dụng từ kích thước (IP): X_; Y_; Z_, là lệnh hình thức.

b Toạ độ tuyệt đối và tọa độ tương đối (G90,G91):

Là lệnh hình thức (modal)

Điều khiển số sử dụng hai phương pháp đo tọa độ:

- Tuyệt đối G90:(ABS: absolute)

Dao chuyển động tới điểm chỉ thị xác định bằng giá trị tuyệt đối so với điểm chuẩn

- Tương đối G91: (INC: incremental)

Vị trí hiện tại của dao được xem là điểm chuẩn cho chuyển động kế tiếp Tọa độ điểm tới tínhtừ khoảng cách điểm trước đó

Ví dụ sử dụng ABS và INC:

Di chuyển từ A đến B: ABS G90G00 X60.0 Y60.0;

INC G91G00 X40.0 Y40.0;

Di chuyển từ B đến A: ABS G90 X20.0 Y20.0;

INC G91 X-40.0 Y-40.0;

Khi ta sử dụng cùng lúc 2 lệnh G90 và G91, sự khác biệt thể hiện ở hình 4.15:

Hình 4.15 Sư khác nhau giửa G91 và G90

* Bạn chọn ABS mode hay INC mode là phụ thuộc vào sự thuận tiện khi lập trình cho chính bạn

c Hệ Inch và hệ Mét (G20, G21):

Lệnh hình thức (modal)

- G20: Chon hệ inch Cũng cần nhắc lại là trong hệ inch dùng các đơn vị sau đây:

+ đơn vị dài inch

+ lượng tiến dao: inch/vòng hoặc inch/phút

+ Tốc độ cắt: feet/phút

- G21: đưa đơn vị hệ mét

+ đơn vị dài mm

+ lượng tiến dao: mm/vòng hoặc mm/phút

+ Tốc độ cắt: m/phút

Mỗi hệ điều khiển có hệ đơn vị mặc định Một số hệ điều khiển sử dụng hệ mặc định là hệ sử dụng trước đó

Lưu ý:

 Khai báo lệnh này ở phần đầu chương trình

 Không nên sử dụng cả hai lệnh trên trong cùng một chương trình

d Lệnh hệ trục tọa độ

Vị trí của dao sẽ được xác định dựa trên hệ tọa độ Có 3 loại hệ tọa độ được sử dụng trên máy CNC khi lập trình:

(1) Hệ tọa độ máy (Machine coordinate system)

(2) Hệ tọa độ gia công (Workpiece coordinate system)

(3) Hệ tọa độ cục bộ ( Local coordinate system)

+ Hệ tọa độ máy (Machine coordinate system)

- Như ta đã biết trong phần trước, mỗi máy có một điểm xác định là điểm không (zero point), thường nó là điểm tham chiếu thứ nhất Cài đặt điểm không của máy được thực hiện bởi nhà sảnxuất Hệ tọa độ lấy điểm không làm gốc được gọi là hệ tọa độ máy

- Hệ tọa độ máy được thiết lập khi trở về điểm tham chiếu, giữ cho đến khi tắt máy Khi lập trình muốn sử dụng hệ tọa độ máy ta dùng lệnh (G53):

- Là lệnh một lần (one shot, non-modal): chỉ tác dụng trên câu lệnh.Lệnh G53 không ảnh hưởng hệ toạ độ gia công đã được thiết lập

- Cấu trúc G53 x_y_z_; với: x_y_z_; tính theo tọa độ tuyệt đối

- Trước khi sử dụng G53, mọi phép bù phải bị hủy bỏ,

- G53 chỉ sử dụng với G90

Ví dụ về hệ tọa độ máy