Nghiên cứu ứng dụng trung tâm gia công 5 trục UCP600 để gia công khuôn cho sản phẩm có bề mặt phức tạp

5 CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 1 CNC Computer Numerical Control – Điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính 2 ATC Automatic Tool Changer – Giải pháp thay dao tự động 3 CAD Computer Aided

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

ĐOÀN ĐÌNH QUÂN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TRUNG TÂM GIA CÔNG

5 TRỤC UCP600 ĐỂ GIA CÔNG KHUÔN CHO SẢN PHẨM CÓ BỀ MẶT PHỨC TẠP

Chuyên ngành : Chế tạo máy

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

CHẾ TẠO MÁY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN HUY NINH

Hà Nội - Năm 2012

1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Đoàn Đình Quân, học viên lớp thạc sỹ khoa học Chế tạo máy CTM2010B - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Với đề tài luận văn Nghiên cứu ứng dụng trung tâm gia công 5 trục

UCP600 để gia công khuôn cho sản phẩm có bề mặt phức tạp, nay tôi xin cam

2

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành Luận văn đúng nội dung yêu cầu và thời gian cho phép, tác giả xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Huy Ninh, người đã hướng dẫn và giúp

đỡ tận tình từ định hướng đề tài đến quá trình viết và hoàn chỉnh Luận văn

Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban lãnh đạo cùng các thầy cô ở Viện đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành bản Luận văn này

Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp

Xin chân thành cảm ơn!

Đoàn Đình Quân

1.1 Khái quát về máy CNC 13

1.2 Trung tâm gia công Mikron UCP600 16

2.1.2.2 Các chu trình gia công 25

2.1.2.3 Các chu trình sử dụng cho đầu dò 30

2.1.2.4 Các chu trình dịch chuyển tọa độ 35

4

2.1.2.5 Các chức năng phụ M 36 2.2 Giới thiệu chức năng vận hành heidenhain 37

Chương 3 – VẬN HÀNH TRUNG TÂM GIA CÔNG UCP600 44 3.1 Các bước vận hành máy 44 3.2 Các thao tác vận hành 46 3.2.1 Thao tác về Home 46 3.2.2 Thiết lập hệ thống tọa độ cho các trục 46 3.2.3 Các chế độ vận hành 48

Chương 4 - THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG 56 4.1 Thiết kế chi tiết tuabin bằng phần mềm Catia V5 56 4.2 Thiết kế khuôn cho chi tiết tuabin bằng phần mềm Catia V5 64 4.2.1 Thiết kế lòng và lõi khuôn 65 4.2.2 Tách lòng và lõi khuôn 71 4.3 Gia công khuôn cánh tuabin bằng phần mềm Catia V5 74

5

CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

1 CNC Computer Numerical Control – Điều khiển số

có sự trợ giúp của máy tính

2 ATC Automatic Tool Changer – Giải pháp thay dao

tự động

3 CAD Computer Aided Design – Thiết kế có sự trợ

giúp của máy tính

4 CAM Computer Aided Manufacturing – Sản xuất có

sự trợ giúp của máy tính

5 ĐHBKHN Đại học Bách khoa Hà Nội

6 NC Number Control – Điều khiển số

7 LAN Local Area Network – liên kết nội bộ

8 → Bước thực hiện tiếp theo

4 Bảng 3.1 Các lựa chọn chính hiển thị hướng quan

sát mô phỏng gia công 54

13 Hình 2.7 Chiều sâu lớp cắt 28

14 Hình 2.8 Chu trình pocket finishing 29

15 Hình 2.9 Các thông số thiết lập 29

16 Hình 2.10 Chu trình đo điều chỉnh phôi 30

17 Hình 2.11 Các chu trình thiết lập dữ liệu về phôi 32

18 Hình 2.12 Chu trình đo kích thước phôi tự động 33

19 Hình 2.13 Dịch chuyển gốc tọa độ 36

20 Hình 2.14 Màn hình điều khiển Heidenhain 38

21 Hình 2.15 Bảng điều khiển Heidenhain 39

22 Hình 3.1 Màn hình điều khiển Heidenhain 47

24 Hình 3.3 Mô phỏng từng câu lệnh 55

42 Hình 4.18 Tạo thêm các mặt nhờ lệnh Extruded 64

43 Hình 4.19 Tạo thêm các mặt nhờ lệnh Fill 64

44 Hình 4.20 Thiết kế lòng và lõi khuôn 65

45 Hình 4.21 Phân chia bề mặt lòng khuôn 65

46 Hình 4.22 Phân chia bề mặt lõi khuôn 66

59 Hình 4.35 Pad tấm lõi khuôn 72

60 Hình 4.36 Split tấm lõi khuôn 72

61 Hình 4.37 Tấm lòng khuôn hoàn thiện 73

62 Hình 4.38 Tấm lõi khuôn hoàn thiện 73

63 Hình 4.39 Sketch tạo phôi 74

64 Hình 4.40 Phôi gia công 74

65 Hình 4.41 Hộp thoại Part Operation 75

66 Hình 4.42 Khai báo máy 75

67 Hình 4.43 Khai báo gốc tọa độ 76

74 Hình 4.50 Lựa chọn bề mặt gia công 79

75 Hình 4.51 Lựa chọn đường chạy dao 80

76 Hình 4.52 Lựa chọn dao 80

77 Hình 4.53 Mô phỏng gia công 81

78 Hình 4.54 Lệnh sweeping 81

79 Hình 4.55 Lựa chọn bề mặt gia công 82

80 Hình 4.56 Lựa chọn đường chạy dao 82

81 Hình 4.57 Mô phỏng gia công 83

82 Hình 4.58 Mô phỏng gia công chi tiết lòng khuôn 83

Như vậy muốn nâng cao chất lượng bắt buộc phải có những máy móc tốt, thiết bị điều khiển tốt, hệ điều hành tốt Nhưng không thể thiếu đó là những kỹ năng, tư duy của người sử dụng Vì vậy một điều tất yếu là người kỹ sư, kỹ thuật viên phải nắm bắt được thiết bị máy móc mới nhất, phương pháp thiết kế và gia công sản phẩm tối ưu

Việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC vào sản xuất đã giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm rõ rệt Với một người giảng viên, một kỹ sư tôi nhận thấy được tầm quan trọng của việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong công nghiệp Đặc biệt những công nghệ mới

Thấy được điều đó, cộng với quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội, tôi nhận thấy trung tâm gia công Mikron UCP600 là một trong những trung tâm hiện đại bậc nhất hiện có trong nước Vì vậy, tôi mong muốn được tìm hiểu, nghiên cứu trung tâm gia công này để nắm bắt được những công nghệ mới nhất về gia công Bên cạnh đó nghiên cứu về hệ điều hành của máy là Heidenhain Để thiết kế và gia công tôi lựa chọn phần mềm Catia để nghiên cứu, vì Catia là một phần mềm tích hợp rất mạnh trên thế giới

Với những lý do trên tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng trung

tâm gia công 5 trục UCP600 để gia công khuôn cho sản phẩm có bề mặt phức tạp”

2 Lịch sử nghiên cứu

Ngày nay, Việt Nam đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, trong sản xuất công nghiệp sử dụng máy CNC ngày càng nhiều; do yêu cầu cấp thiết của thực tế sản xuất, nên những đề tài nghiên cứu ứng dụng nhằm khai thác hiệu quả máy CNC

V, t, S đến lực cắt trên máy tiện CNC, Luận văn thạc sỹ, ĐHBKHN (2006)

Trong các đề tài trên việc nghiên cứu và ứng dụng các trung tâm gia công hiện đại còn hạn chế Đặc biệt tài liệu tham khảo tiếng Việt về máy CNC của hãng Mikron còn rất hạn chế

Ứng dụng hệ điều hành Heidenhain và các phần mềm CAD/CAM đã có Nhưng để thiết kế và gia công cho các bề mặt khuôn sản phẩm phức tạp chưa đa dạng Do đó, vẫn còn nhiều vấn đề cần khai thác để thấy hết được khả năng của hệ

điều hành Heidenhain và các phần mềm CAD/CAM

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

3.1 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu khai thác sử dụng trung tâm gia công 5 trục UCP600 Nghiên cứu hệ điều hành Heidenhain iTNC 530 Nghiên cứu phần mềm Catia để thiết kế và gia công khuôn cho sản phẩm phức tạp Để từ đó thiết kế và gia công được cho một sản phẩm khuôn có bề mặt phức tạp

Dùng làm tài liệu tham khảo cho sản xuất, giảng dạy và học tập

3.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu, khảo sát từ điều kiện giảng dạy, hoc tập của Viện Cơ khí và Trung tâm Emco – Đại học Bách Khoa Hà Nội; Khoa Cơ khí trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Máy nghiên cứu: trung tâm gia công 5 trục Mikron UCP600

12

Hệ điều hành nghiên cứu: hệ điều hành Heidenhain iTNC530

Phần mềm Catia V5, chi tiết nghiên cứu là tuabin

4 Tóm tắt nội dung thực hiện và đóng góp mới của tác giả

Dựa vào những nguồn tài liệu đã có như các thông số của máy Mikron UCP600, hệ điều hành Heidenhain, tài liệu Catia để xây dựng được:

- Tài liệu sử dụng hệ điều hành Heidenhain iTNC530 đầy đủ, rõ ràng

- Đưa ra tài liệu cơ bản các vấn đề về sử dụng, vận hành trung tâm Mikron UCP600

- Ứng dụng được phần mềm Catia để thiết kế và gia công sản phẩm phức tạp,

mà ở đây tôi xin đưa ra chi tiết tuabin là một chi tiết với nhiều bề mặt phức tạp để thiết kế chi tiết, thiết kế khuôn và gia công lòng khuôn

Với ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tế của luận văn sau khi hoàn thành sẽ

có những đóng góp đáng kể cho các nhà công nghệ, cho các cơ sở giáo dục

Ý nghĩa khoa học: Bằng cơ sở lý thuyết kết hợp với tham khảo thực tế, luận

văn đưa ra được cách sử dụng trung tâm gia công Mikron UCP600, hệ điều hành Heidenhain và cũng làm cơ sở cho các quá trình nghiên cứu khác

Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu trên của tác giả sẽ đóng góp vào quá

trình khai thác và sử dụng máy phay CNC với hiệu quả cao nhất để gia công chi tiết đảm bảo yêu cầu của chất lượng, đặc biệt là những chi tiết có bề mặt phức tạp

Làm cơ sở cho việc nghiên cứu các bề mặt có độ phức tạp cao hơn

5 P hương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thực tiễn thiết bị hiện có

Nghiên cứu lý thuyết về các phương pháp thiết kế, gia công thông qua các tài liệu, các bài báo của các tác giả trong và ngoài nước

Nghiên cứu trung tâm gia công Mikron UCP600, nghiên cứu hệ điều hành Heidenhain iTNC530, nghiên cứu phần mềm thiết kế, gia công Catia

13

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC - TRUNG TÂM GIA CÔNG UCP600 1.1 Khái quát về máy CNC

1.1.1 Lịch sử phát triển của máy CNC

Máy công cụ CNC là bước phát triển cao từ các máy NC Tuy nhiên để có thể chế tạo ra những máy công cụ CNC hiện đại như ngày nay thì máy công cụ CNC đã trải qua những thời gian phát triển lâu dài

Ý tưởng về điều khiển máy bằng các lệnh nhớ, như ngày nay ở các máy CNC

đã xuất hiện từ thế kỷ 14 và nó được phát triển và hoàn thiện dần cho đến ngày nay

- Năm 1808, Tóshep M Jacquard đã dùng bìa tôn đục lỗ để điều khiển các máy dệt (Bìa đục lỗ và vật mang tin)

- Năm 1938, Clause Shannon bảo vệ luận án tiến sỹ ở viện công nghệ MIT nội dung tính toán chuyển giao dữ liệu dạng nhị phân

- Năm 1946, tiến sỹ John W Mauchly đã cung cấp máy tính số điện tử đầu tiên có tên ENIAC cho quân đội Mỹ

- Chế tạo máy công cụ với 4 luận điểm:

+ Lưu trữ các vị trí đã tính toán ở bìa đục lỗ

+ Các bìa đục lỗ đọc tự động trên máy

+ Các vị trí đọc phải thông báo liên tục và các giá trị trung gian bổ xung phải được tính toán

+ Sử dụng các động cơ Servo điều khiển chuyển động cho các trục

- Năm 1954, Bendix đã mua bản quyền của Pasons và chế tạo ra bộ điều khiển NC hoàn chỉnh đầu tiên có sử dụng các bóng điện tử

- Năm 1954, phát triển ngôn ngữ biểu trưng được gọi là ngôn ngữ lập trình tự động ATP

- Năm 1957, Không quân Mỹ trang bị máy CNC đầu tiên ở xưởng chế tạo

- Năm 1960, kỹ thuật bán dẫn thay thế cho hệ thống điều khiển xung rơle, đèn điện tử

14

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

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

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

- Năm1979, hình thành khớp nối liên hoàn CAD/CAM – CNC

Ngày nay các máy công cụ CNC đã hoàn thiện hơn với tính năng vượt trội có thể gia công hoàn chỉnh một chi tiết trên một máy gia công hay trung tâm gia công với số lần gá đặt ít nhất Đặc biệt chúng có thể gia công các chi tiết có bề mặt phức tạp

1.1.2 Đặc điểm của máy CNC

1.1.2.1 Những nét cơ bản về máy công cụ và máy CNC

- Về cơ bản máy công cụ vạn năng và máy công cụ điều khiển số đều có

kết cấu khung giống nhau, đó là:

+ Thân máy

+ Đế máy

+ Bàn trượt

+ Đầu trục chính

Ngoài ra chúng còn có một số điểm khác nhau

Bảng 1.1 So sánh đặc điểm của máy CNC với máy công cụ vạn năng

ST T Nội dung Máy công cụ

vạn năng Máy công cụ CNC

1 Nguồn động

lực

- Động cơ 3 pha

thường

- Động cơ DC điều khiển vô cấp

hoặc AC biến tần điều khiển vô cấp

- Động cơ bước và động cơ thủy

15

4 Bộ truyền dẫn

- Thanh răng, bánh răng

gạt cơ khí)

- Bằng máy tính với hệ điều khiển số (bảng điều khiển và màn hình điều khiển)

cấu

- Cứng, khó thay đổi

- Ngắn hơn rất nhiều do không

phải thông qua nhiều cơ cấu

- Mềm dẻo, linh hoạt cao

- Những ưu điểm nổi bật của máy CNC so với máy thông thường khi sản

xuất loạt vừa và nhỏ:

+ Gia công được những chi tiết phức tạp, độ chính xác gia công ổn định + Thời gian lưu thông ngắn hơn do tập trung nguyên công cao, giảm thời gian phụ và tăng được thời gian sản xuất

+ Tính linh hoạt và quy hoạch thời gian sản xuất cao

+ Chi phí kiểm tra và chi phí cho phế phẩm giảm

+ Hiệu suất cao và tăng năng lực sản xuất

+ Do có khả năng tự động hóa cao nên rất thích hợp trên các dây chuyền

sản xuất linh hoạt

1.1.2.2 Kết cấu của máy CNC

Gồm 2 phần chính đó là:

+ Phần cơ khí: Đế máy, thân máy, bàn máy, bàn xoay, trục vít me bi, ổ tích dụng cụ, cụm trục chính và băng dẫn hướng

nước đứng đầu phải kể đến Đức, Mỹ, Nhật và Trung Quốc…

1.2 Trung tâm gia công Mikron UCP600

Hình 1.1 Trung tâm gia công UCP600

- Công suất 46 kVA

- Thiết kế kiểu công nghiệp

- Ổ chứa dao có 30 vị trí

- Trục chính có khả năng quay thuận và ngược chiều kim đồng hồ

- Trục chính điều khiển tốc độ vô cấp từ 0 đến 12000 vòng/phút

- Các điểm tham chiếu tự động

- Toàn bộ vùng làm việc được che chắn

- Các cơ cấu an toàn theo tiêu chuẩn châu Âu

Các bộ phận cơ bản của trung tâm gia công UCP600

Hình 1.2 Cơ cấu đồ gá

18

Hình 1.3 Màn hình điều khiển

Hình 1.4 Bảng điều khiển

19

Hình 1.5 Ổ chứa dụng cụ cắt

Hình 1.6 Thùng chứa phoi

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Ở chương 1, tác giả trình bày tổng quan về máy công cụ CNC; các thông số

kỹ thuật cơ bản của trung tâm gia công Mikron UCP600; một vài hình ảnh về các

bộ phận, cơ cấu của trung tâm gia công UCP600 (chức năng của một vài bộ phận,

cơ cấu được trình bày trong chương 3)

20

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU HÀNH HEIDENHAIN iTNC530

2.1.1.1 Hệ thống tọa độ trên máy iTNC 530

Trên máy phay, tọa độ các trục của máy được xác định theo quy tắc bàn tay phải: Ngón cái chỉ theo trục +X, ngón trỏ chỉ theo trục +Y và ngón giữa chỉ theo trục +Z

Trục chính mang dao cắt quay tròn và dụng cụ cắt thực hiện chuyển động tịnh tiến theo các hướng X, Y và Z Ngoài ra, còn có thể có các chuyển động quay theo các trục tọa độ, tùy theo kết cấu máy Đối với iTNC 530, có thể điều khiển đến

5 trục tọa độ: 3 chuyển động tịnh tiến và hai chuyển động quay (trục A, B hoặc C)

Hình 2 1 Hệ thống tọa độ

Các kiểu tọa độ trên máy phay :

+ Tọa độ máy : Reference system

+ Tọa độ phôi : Workpiece coordinate system

+ Tọa độ tuyệt đối - tọa độ tương đối: để lập trình tương đối, nhấn phím

mềm I trên bảng điều khiển

+ Tọa độ cực (Polar Coordinate)

+ Góc quét của tọa độ cực đối với mỗi mặt phẳng gia công lại tính theo các hướng khác nhau Cụ thể :

BEGIN PGM …MM Bắt đầu chương trình, đơn vị mm

BLK FORM 0.1 …X…Y…Z Định nghĩa góc dưới của phôi dạng khối hộp

chữ nhật

BLK FORM 0.2 X…Y…Z… Định nghĩa góc trên của phôi dạng khối hộp

chữ nhật TOOL DEF … L…R… Định nghĩa dao số… chiều dài bán kính bù…

TOOL CALL … (Z) S … Gọi dao số… trục chính là trục (Z) , tốc độ

END PGM Đánh dấu kết thúc chương trình

Hình 2 2 Góc quét tọa độ cực

22

Cấu trúc một khối lệnh :

10 L X+10 Y+5 R0 F100 M3

2.1.2.1 Các hàm nội suy

1 Chạy dao nhanh FMAX

Cấu trúc câu lệnh : L X…Y…Z…FMAX;

Lệnh FMAX thực hiện chạy dao không gia công với tốc độ lớn nhất cho phép của máy, tới một vị trí được chỉ định

2 Nội suy tuyến tính L :

Tọa độ điểm, hướng bù dao, tốc độ tiên dao, trục chính quay thuận,…

4 Điều khiển các đường vào/ra của đường chạy dao

 Vào dao/ra dao theo đường thẳng tiếp tuyến

* Vào dao theo đường thẳng tiếp tuyến : Lệnh APPR LT

Nhấn phím mềm , nhập vào tọa độ điểm bắt đầu của biên dạng (điểm PA), nhập vào chiều dài đoạn vào của dao, hướng bù dao

* Ra dao theo đường thẳng tiếp tuyến : Lệnh DEP LT

Nhấn phím mềm , nhập vào chiều dài đoạn thoát ra của dao, hủy

bỏ bù dao

 Vào dao/ra dao theo đường thẳng pháp tuyến

* Vào dao theo đường thẳng pháp tuyến : Lệnh APPR LN

Nhấn phím mềm , nhập vào tọa độ điểm bắt đầu của biên dạng (điểm PA), nhập vào chiều dài đoạn vào của dao, hướng bù dao ( RR/ RL)

* Thoát dao ra theo đường thẳng pháp tuyến : Lệnh DEP LN

24

Nhấn phím mềm , nhập vào chiều dài đoạn thoát ra của dao, hủy

bỏ bù dao

 Vào dao/ra dao theo cung tròn tiếp tuyến

* Vào dao theo cung tròn tiếp tuyến : Lệnh APPR CT

Nhấn phím mềm , nhập vào tọa độ điểm bắt đầu của biên dạng, nhập vào góc quét của cung CCA, nhập vào bán kính cung tiếp tuyến, hướng bù dao ( RR/ RL)

* Thoát dao ra theo cung tròn tiếp tuyến tuyến : Lệnh DEP CT

Nhấn phím mềm , nhập vào góc quét của cung CCA, nhập vào bán kính cung tiếp tuyến, hủy bỏ bù dao

Nếu hướng vào của dao trùng với hướng bù dao trên phôi thì bán kính cong

R là dương, còn đối ngược với hướng bù dao thì là R âm

 Vào dao/thoát dao theo hướng tiếp tuyến với cung và đoạn thẳng nối tiếp

* Vào dao theo hướng tiếp tuyến với cung và đoạn thẳng nối tiếp: Lệnh APPR LCT

Nhấn phím , nhập vào tọa độ điểm bắt đầu của biên dạng, nhập vào bán kính lượn (R luôn dương), nhập hướng bù dao

* Thoát dao theo hướng tiếp tuyến với cung và đoạn thẳng nối tiếp: Lệnh DEP LCT

Nhấn phím , nhập vào tọa độ điểm cuối của biên dạng, nhập vào bán kính lượn (R luôn dương), nhập hướng bù dao

25

2.1.2.2 Các chu trình gia công

1 Định nghĩa một chu trình gia công

Chu trình gia công là thao tác để xác lập các tham số gia công ban đầu cho một chu trình gia công, khi được gọi ra

Tùy theo từng chu trình mà các tham số điều khiển gia công sẽ khác nhau Các chu trình gia công này đều là các chu trình mẫu chuẩn được thiết lập sẵn trong

bộ nhớ của hệ điều khiển TNC

2 Gọi chu trình gia công

Sau khi thiết lập các biến điều khiển của chu trình, việc tiếp theo là gọi các chu trình gia công đó ra Thao tác thực hiện như sau :

Nhấn phím mềm và nhập tên chu trình vừa định nghĩa (Nếu gọi

ngay chu trình vừa định nghĩa ở trên thì không cần nhập tên)

3 Các chu trình phay hốc

iTNC530 cung cấp các chu trình gia công hốc sau :

a Rectangular pocket (cycle 251)

26

Tùy thuộc vào giá trị các tham

số trong chu trình ta có các kiểu phay

hốc dạng chữ nhật sau :

- Gia công hoàn chỉnh bao gồm:

phay thô, phay tinh đáy, phay tinh cạnh

hốc chi tiết

- Chỉ gia công thô

- Chỉ gia công tinh đáy và cạnh

hốc chi tiết

- Chỉ gia công tinh đáy chi tiết

- Chỉ gia công tinh cạnh chi tiết

Giải thích các tham số :

+ Q215 (0/1/2) : định nghĩa chế độ gia công

0 : phay thô và tinh hốc

1 : phay thô hốc

2 : phay tinh hốc Chế độ gia công tinh đáy và cạnh hốc chỉ được thực hiện nếu các tham số Q368, Q369 được định nghĩa

+ Q218: định nghĩa chiều dài hốc, song song với trục X (theo giá trị gia tăng)

+ Q219: định nghĩa chiều dài hốc, song song với trục Y (theo giá trị gia tăng)

+ Q220: định nghĩa bán kính góc lượn của hốc Nếu không nhập giá trị cho Q220, bộ điều khiển TNC sẽ tính toán giá trị Q220 đúng bằng giá trị bán kính dao gia công

+ Q368: lượng dư còn lại của cạnh hốc thực hiện phay tinh (giá trị gia tăng) + Q224 : góc xoay của hốc gia công so với phương X Tâm xoay tính tại vị trí dao mà tại đó chu trình được gọi ra

Hình 2 4 Chu trình phay hốc 1

+ Q309 : lượng dư còn lại của đáy hốc để thực hiện phay tinh

+ Q206 : lượng tiến dao dọc khi thực hiện di chuyển dao tới chiều sâu cắt (mm/phút)

+ Q338 : chiều sâu cắt mỗi lớp cắt để thực hiện phay tinh hốc, Q338 = 0 : thực hiện một lớp phay tinh

Hình 2 5 Chu trình phay hốc 2

Hình 2 6 Kiểu phay

28

+ Q200 : cao độ an toàn (khoảng cách giữa đỉnh luỡi dao cắt tới mặt phẳng gia công), (giá trị gia tăng)

+ Q203 : thiết lập gốc mặt phẳng gia công (giá trị tuyệt đối)

+ Q204 : thiết lập vị trí bắt đầu xuống dao theo phương Z , tại đó tránh va chạm giữa dao và chi tiết (đồ gá) có thể xảy ra trong quá trình dịch chuyển của trục chính

+ Q370 : lượng ăn quá so với đường dẫn gia công:

Q370 x Bán kính dao = k (lượng ăn quá ) + Q336 : kiểu xuống dao

Q336 = 0 : xuống dao theo phương thẳng đứng Góc ANGLE trong bảng định nghĩa dao phải có giá trị bằng 0, nếu không TNC sẽ báo lỗi

Q336 = 1 : xuống dao theo đường xoắn ốc, ANGLE >0

Q336 = 2 : xuống dao theo kiểu reciprocating

+ Q385 : lượng tiến dao thực hiện cho bước phay tinh đáy và cạnh hốc (mm/phút)

b Pocket finishing (cycle 212):

Chuyển động chạy dao: dao sẽ chạy nhanh tới cao độ an toàn, sau đó thực hiện xuống dao theo tốc độ cắt F đến chiều sâu lớp cắt đầu tiên Ở chiều sâu cắt này, dao bắt đầu thực hiện các chuyển động cắt ngang dọc theo biên dạng ngoài của hốc

Hình 2 7 Chiều sâu lớp cắt

29

(dao cắt tiếp tuyến với biên dạng hốc ) Sau đó rút dao lên cao độ an toàn và tiếp tục xuống gia công lớp thứ hai, thứ ba,… cho đến khi gia công hết chiều sâu hốc

Các thông số thiết lập cho gia công tinh hốc vuông :

+ Q200 – Cao độ an toàn (giá trị tương đối)

+ Q201 – Chiều sâu tổng (đơn vị tương đối)

+ Q202 – Chiều sâu một lớp cắt (đơn vị tương đối)

+ Q203 – Cao độ của bề mặt phôi (theo đơn vị tuyệt đối)

+ Q204 – Cao độ an toàn thứ hai sau khi gia công xong một lỗ

+ Q206 – Tốc độ xuống dao (mm/ph)

+ Q207 – Tốc độ tiến dao ngang

+ Q216, Q217 – Tọa độ tâm hốc theo giá trị tuyệt đối

+ Q218, Q219 – Kích thước ngoài của hốc theo giá trị tương đối

Hình 2.8 Chu trình pocket finishing

Hình 2 9 Các thông số thiết lập

2.1.2.3 Các chu trình sử dụng cho đầu dò

Trong chế độ Programming and Editing, người dùng có thể sử dụng các chu trình cho đầu dò để kiểm tra phôi, thiết lập dữ liệu phôi tự động Sử dụng các chu trình này, nó có thể thực hiện việc bù trong quá trình gia công một cách dễ dàng

1 Các chu trình đo điều chỉnh phôi : nhấn phím

: BASIC ROTATION : chu trình Cycle 400 xác định độ không song song của biên dạng phôi so với các trục của bàn máy bởi 2 điểm và bù giá trị sai lệch đo được

: BASIC ROTATION from two holes Chu trình Cycle 401 đo theo tâm của 2 lỗ Sau đó, bộ điều khiển TNC sẽ tính toán góc giữa trục tham chiếu trong mặt phẳng làm việc và đường thẳng nối tâm hai

lỗ và đưa ra bù giá trị

Hình 2.10 Chu trình đo điều chỉnh phôi

31

: BASIC ROTATION over two studs

: BASIC ROTATION compensation via rotary axis : sử dụng chu trình này để bù sai số qua các trục quay

: Bù độ không song song của phôi bằng trục C

Với Cycle 405 , người dùng có thể đo :

 Góc bù giữa trục +Y của hệ tọa độ gốc và tâm của lỗ

 Góc bù giữa một vị trí thông thường và vị trí làm việc của tâm

lỗ

TNC sẽ bù một góc bù được xác định bởi trục C Phôi có thể được kẹp trên bàn xoay ở một vài vị trí nào đó trên đó nhưng gốc trục Y của lỗ phải mang giá trị dương

: Set BASIC ROTATION

Sử dụng Cycle 404, ta có thể thiết lập góc xoay cơ sở một cách tự động trong quá trình chạy chương trình Chu trình này được gán đầu tiên để thiết lập lại trước góc xoay cơ bản

Nhấn phím : nhập giá trị góc xoay cần thiết lập

2 Các chu trình thiết lập dữ liệu về phôi :

Nhấn phím mềm

TNC đưa ra 12 chu trình để xác định các dữ liệu tự động và chúng được sử dụng cho các mục đích sau:

32

 Thiết lập các giá trị xác định một cách trực tiếp như giá trị hiển thị trên màn hình

 Nhập vào các giá trị xác định trong bảng Preset Table

 Nhập vào các giá trị xác định trong bảng Datum Table

: SLOT CENTER REFERENCE POINT Chu trình Cycle 408 được sử dụng để tìm tâm của rãnh và định nghĩa tọa độ tâm của nó Nếu muốn TNC có thể nhập các tọa độ vào trong bảng Datum table hoặc bảng Preset table

Trước khi lập trình, cần chú ý: Để ngăn chặn va chạm giữa đầu dò và chi

tiết gia công, cần nhập vào một khoảng định lượng nhỏ hơn chiều rộng của rãnh Nếu chiều rộng của rãnh và khoảng an toàn không cho phép để thiết lập trước vị trí ban đầu của đầu dò gần với cạnh của rãnh, TNC sẽ bắt đầu dò từ tâm của rãnh Trong trường hợp này, đầu dò không quay trở về cao độ an toàn giữa hai vị trí đo

: RIDGE CENTER REFERENCE POINT Xác định tâm của chi tiết bằng cách chạm từ bên ngoài

: DATUM FROM INSIDE OF RECTANGLE

Hình 2.11 Các chu trình thiết lập dữ liệu về phôi

33

Chu trình này tìm tâm của hốc hình chữ nhật và định nghĩa tâm tìm được đó Nếu muốn, TNC có thể nhập các tọa độ vào trong bảng Datum Table hoặc bảng Preset table

3 Các chu trình đo kích thước phôi tự động

TNC sẽ chuyển tất cả các kết quả đo về kích thước thành kết quả các của các tham biến và tạo thành một file giao thức trong hệ tọa độ làm việc, hoặc trong nhiều trường hợp có thể hiển thị hệ tọa độ

Nhấn phím mềm , TNC đưa ra các chu trình sau :

: REFERENCE PLANE + Đầu dò dịch chuyển nhanh (giá trị từ MP 6150 hoặc MP 6361) tới vị trí ban đầu (1) được lập trình trong chu

trình

+ Sau đó, đầu dò chạm vào bề

mặt phôi với lượng tiến dao được quy

cho trong tham số MP6120 hoặc MP

6360 Hướng dò được định nghĩa ở

trong chu trình

+ Sau khi TNC lưu vị trí được dò, đầu dò dịch nhanh tới vị trí bắt đầu và lưu

vị trí tọa độ đo được vào một tham số Q TNC chứa tọa độ vị trí của đầu dò vào lúc

có tín hiệu Trigger (đầu dò chạm vào phôi) ở các tham số từ Q115 tới Q119 Những giá trị trong các tham số này, TNC không tính tới chiều dài và bán kính của đầu dò

Trước khi lập trình, chú ý : Thiết lập trước vị trí đầu dò để tránh va chạm khi đầu dò chạm vào phôi

Hình 2.12 Chu trình đo kích thước

phôi tự động

34

4 Các chu trình sử dụng đầu dò để đo dao tự động

Nhấn phím TNC đưa ra các chu trình sau :

+ Chu trình đo chiều dài dao : cycle 31 hoặc cycle 481

:

Trước khi thực hiện đo một dao cho lần đầu tiên, nhập các dữ liệu sau của dao vào trong bảng Tool Table TOOL.T : Bán kính gần đúng, chiều dài gần đúng,

số răng của dao và hướng cắt

Phụ thuộc vào các tham số nhập vào, người dùng có thể đo chiều dài của dao theo một trong các cách sau :

+ Nếu đường kính của dao lớn hơn đường kích mặt đo của TT, ta có thể đo dao trong khi nó đang quay

+ Nếu đường kính dao nhỏ hơn đường kính mặt đo của TT, hoặc người sử dụng đang đo chiều dài của dao khoan hoặc dao cầu, có thể đo chiều dài dao khi nó đứng yên

+ Nếu đường kính dao lớn hơn đường kính mặt đo của TT, ta có thể

đo riêng từng răng của dao khi nó đứng yên

+ Chu trình đo bán kính dao: cycle 32 hoặc cycle 482

:

Trước khi thực hiện đo một dao cho lần đầu tiên, nhập các dữ liệu sau của dao vào trong bảng Tool Table TOOL.T: Bán kính gần đúng, chiều dài gần đúng, số răng của dao và hướng cắt

Phụ thuộc vào các tham số đầu vào, có thể đo bán kính của dao theo các cách sau :

 Đo bán kính dao trong khi nó đang quay

số răng của dao và hướng cắt

Chu trình này thì đặc biệt phù hợp cho lần đo đầu tiên của các dao Phụ thuộc vào các tham số đầu vào, có thể đo bán kính của dao theo các cách sau :

 Đo bán kính dao trong khi nó đang quay

 Đo bán kính dao trong khi nó đang quay và sau đó đo riêng từng răng

2.1.2.4 Các chu trình dịch chuyển tọa độ

Nhấn phím mềm iTNC 530 cung cấp các chu trình sau :

+ Datum Shift (CYCLE 7) : Dịch chuyển gốc tọa độ

+ Datum Setting (CYCLE 247) : Định nghĩa hệ tọa độ làm việc bàn máy + Mirror Image (CYCLE 8) : Lấy đối xứng đường chạy dao

+ Rotation (CYCLE 10 ) : Xoay biên dạng gia công

+ Scalling Factor (CYCLE 11) : Tăng hoặc giảm kích thước đường biên dạng theo tỉ lệ xác định

+ Axis- Specific Scalling (CYCLE 26) : Tăng hoặc giảm kích thước biên dạng theo từng trục riêng biết

* Dịch chuyển gốc tọa độ - Datum Shift (CYCLE 7) :

36

Dịch chuyển gốc tọa độ phôi cho phép thao tác gia công lặp lại tại một gốc tọa độ mới trên phôi với các giá trị tọa độ tương ứng với gốc tọa độ mới này (giá trị giống như tọa độ ban gốc đầu)

bơm nước làm mát Cuối khối lệnh

M01 Tạm dừng chạy chương trình gia công Cuối khối lệnh

M02 Dừng toàn bộ hoạt động của chương trình

gia công, nhảy tới khối lệnh số 1 Cuối khối lệnh

M03 Trục chính quay thuận chiều kim đồng hồ Đầu khối lệnh

M04 Trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ Đầu khối lệnh

Hình 2.13 Dịch chuyển gốc tọa độ

37

M05 Dừng trục chính Cuối khối lệnh

M06 Thay dao, dừng trục chính Cuối khối lệnh

M08 Bật dung dịch làm mát Đầu khối lệnh

M09 Tắt dung dịch làm mát Cuối khối lệnh

M13 Trục chính quay thuận, đồng thời bật dung

dịch làm mát Đầu khối lệnh

M14 Trục chính quay ngược, đồng thời bật

dung dịch làm mát Đầu khối lệnh

M30 Kết thúc chương trình gia công và quay

trở về đầu chương trình Cuối khối lệnh

M90 Tạo góc lượn tại các cạnh góc (làm trơn

các cạnh góc)

Ảnh hưởng trong khối

M91 Chuyển tọa độ tại vị trí khối sang tọa độ

máy tham chiếu Đầu khối lệnh

M92 Thêm vào tọa độ tham chiếu của máy Đầu khối lệnh

M97 Tạo các chuyển động cung lượn tại các

góc bánh trưng, bên ngoài hoặc bên trong Trong khối lệnh

M98 Gia công các biên dạng hở tại các góc

bánh trưng Trong khối lệnh

M99 Gọi chương trình con vào trong thân một

chương trình khác Cuối khối lệnh

Ý nghĩa của các phím chức năng trên Panel điều khiển

* Các vùng chế độ hiển thị

38

Hình 2.14 Màn hình điều khiển Heidenhain

1 : Phần hiển thị chế độ làm việc chính của chương trình

2 : Phím mềm lựa chọn tùy theo các lệnh điều khiển khác nhau

3 : Các phím dùng để lựa chọn các phím mềm

4 : Các phím chuyển tới chức năng khác của phím mềm

5 : Phím thiết lập màn hình hiển thị

6 : Phím chuyển giữa hai chế độ lập trình và gia công

7 : Các phím mềm dùng để lựa chọn các chức năng của máy

8 : Phím chuyển tới chức năng khác của phím mềm

39

Hình 2.15 Bảng điều khiển Heidenhain

1 : Các phím kí tự dùng để đặt tên chương trình, và dùng để lập trình mã ISO

2 : Các phím trợ giúp : PGM MGT quản lý các chương trình, CACL tính toán, MOD hiển thị cấu hình bộ điều khiển, HELP phím trợ giúp

3 : Phím soạn thảo và chạy kiểm tra chương trình

4 : Các chế độ làm việc của bộ điều khiển

5 : Các phím sử dụng trong lập trình

6 : Các phím mũi tên và phím GOTO

7 : Phím lựa chọn các trục và phím số

8 : Màn hình phụ

* Ý nghĩa các phím chức năng điều khiển trên Control Panel

Lựa chọn hoặc xóa một chương trình hoặc file