Nghiên cứu công nghệ CNC và xây dựng các bài thực hành trên máy tiện CNC phục vụ đào tạo ở trường Cao đẳng nghề Cơ điện xây dựng Tam Điệp

Nghiên cứu công nghệ CNC và xây dựng các bài thực hành trên máy tiện CNC phục vụ đào tạo ở trường Cao đẳng nghề Cơ điện xây dựng Tam Điệp Nghiên cứu công nghệ CNC và xây dựng các bài thực hành trên máy tiện CNC phục vụ đào tạo ở trường Cao đẳng nghề Cơ điện xây dựng Tam Điệp luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

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

-

NGUYỄN MAI KHANG

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CNC VÀ XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN MÁY TIỆN CNC PHỤC VỤ ĐÀO TẠO Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG TAM ĐIỆP

Chuyên ngành: Ch ế tạo máy

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NG ƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

LỜI CAM ĐOAN

nghệ CNC và xây dựng các bài thực hành trên máy tiện CNC phục vụ đào tạo ở Trường Cao đẳng nghề Cơ Điện, Xây Dựng Tam Điệp ” Nay là Trường Cao đẳng

nghề Cơ Điện, Xây Dựng Việt Xô là do bản thân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo GS.TS Trần Văn Địch và sự cộng tác giúp đỡ của các thầy giáo trong khoa

cơ khí Trường Cao đẳng nghề Cơ Điện, Xây Dựng Việt Xô nên đề tài được hoàn thành kịp tiến độ được giao Ngoài phần tài liệu tham khảo đã được liệt kê, các số liệu và kết quả thực nghiệm là trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Hà Nội,ngày 05 tháng 02 năm 2013

Ng ười thực hiện

Nguyễn Mai Khang

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin được bày tỏ sự cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn GS TS Trần Văn Địch Những gợi ý và sự giúp đỡ lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp, sự hướng dẫn tận tình và sự ủng hộ thường xuyên cũng như sự động viên của thầy trong quá trình thực hiện luận văn

thuộc Trung tâm thực hành - Trường Cao đẳng nghề Cơ Điện, Xây Dựng Việt Xô và Phòng thí nghiệm đo lường chính xác thuộc Khoa cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa

Hà Nội

Cuối cùng, tôi gửi lời cảm ơn đặc biệt tới những người than trong gia đình, bạn

bè đồng nghiệp đã quan tâm ủng hộ nhiệt tình để tôi hoàn thành tốt luận văn của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội,ngày 05 tháng 02 năm 2013

Người thực hiện

Nguyễn Mai Khang

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

with planning, design and manufacturing

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1.Bảng giá trị kết quả đo độ chính xác kích thước 15 chi tiết bài thí nghiệm 1 Bảng 3.2.Bảng giá trị kết quả đo độ chính xác kích thước 15 chi tiết bài thí nghiệm 6 Bảng 4.1 Bảng phân phối ni(số sinh viên đạt điểm xi)

Bảng 4.2 Bảng tần suất hội tụ tiến (số % sinh viên đạt điểm xitrở lên): fi(%)

Bảng 4.3 Bảng số liệu để tính phương sai, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên của lớp

Hình 1.1 Hệ trục toạ độ của máy CNC

Hình 1.2 Quy tắc bàn tay phải

Hình 1.3 Hệ toạ độ của máy CNC khi chi tiết chuyển động thay cho dụng cụ cắt

Hình 1.4.Điểm M của máy khoan và phay

Hình 1.5 Điểm M của máy tiện

Hình 1.14 Điều khiển theo contour 2D

2

1

D

Hình 1.19 Ghi kích thước tuyệt đối

Hình 2.2 Các điểm chuẩn của máy

Hình 2.3 Chạy dao nhanh G00

Hình 2.4 Ví dụ quá trình chạy dao nhanh G00

Hình 2.5 Nội suy theo đường thẳng G01

Hình 2.6 Ví dụ quá trình gia công theo G01

Hình 2.7.Nội suy theo G02

Hình 2.8.Nội suy theo G03

Hình 2.9 Cách xác định chiều G02 và G03

Hình 2.11.Nội suy theo cung tròn đi qua 3 điểm G05

Hình 2.12 Nội suy theo đường elip G6.2 và G6.3

Hình 2.13 Cách xác định chiều G6.2 và G6.3

Hình 2.14 Cách xác định góc nghiêng Q theo G6.2 và G6.3

Hình 2.15 Quá trình gia công theo G6.2

Hình 2.16 Nội suy theo đường Parabol theo chiều kim đồng hồ G7.3

Hình 2.17 Nội suy theo đường Parabol theo ngược chiều kim đồng hồ G7.3

Hình 2.19 Ví dụ quá trình gia công theo parabol G7.3

Hình 2.23 Vát mép từ cung tròn đến đường thẳng

Hình 2.25 Bo cung tròn từ đường thẳng tới cung tròn

Hình 2.26 Bo cung từ cung tròn đến cung tròn

Hình 2.29 Chu trình tiện trụ hướng trục

Hình 2.31 Ví dụ quá trình gia công theo G90

Hình 2.32 Chu trình tiện trụ hướng kính

Hình 2.33 Chu trình tiện trụ hướng kính

Hình 2.34 Ví dụ chu trình tiện hướng kính G94

Hình 2.35.Chu trình tiện thô hướng trục G71

Hình 2.37 Chu trình tiện thô hướng kính

Hình 2.38 Ví dụ quá trình gia công sử dụng chu trình tiện thô hướng kính G72 Hình 2.39 Chu trình tiện thô theo biên dạng G73

Hình 2.42 Ví dụ quá trình gia công sử dụng chu trình cắt rãnh hướng trục G74

Hình 2.45 Ví dụ quá trình gia công tiện ren với bước không đổi G32

Hình 2.47 Ví dụ quá trình ta rô ren G33

Hình 2.49 Ví dụ chu trình tiện ren với G92

Hình 3.1 Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 1

Hình 3.2 Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 2

Hình 3.3 Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 3

Hình 3.4 Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 4

Hình 3.5 Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 5

Hình 3.6 Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 6

Hình 3.7 Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 7

Hình 3.9 Mô phỏng quá trình gia công

1.6 Cách ghi kích thước của chi tiết 26

Chương 2 :GIỚI THIỆU VỀ MÁY TIỆN CNC MODEL CK6150B 34 2.1 Giới thiệu đặc điểm chung và các thông số kỹ thuật của máy tiện CNC

CK6150B

34

3.1.1 Giới thiệu chung về trường Cao dẳng nghề Cơ Điện, Xây Dựng Tam

Điệp

76

Chương 4 KIỂM NGHIỆM ĐÁNH GIÁ 109

4.1 Mục đích, nhiệm vụ, phương pháp và đối tượng kiểm nghiệm 109

4.1.1 Mục đích của kiểm nghiệm 109

4.1.2 Nhiệm vụ của kiểm nghiệm 109

4.1.3 Phương pháp kiểm nghiệm 109

a Phương pháp thực nghiệm sư phạm 109

b Phương pháp chuyên gia 110

4.2 Nội dung và tiến hành thực nghiệm 110

4.2.1 Đối tượng thực nghiệm 110

4.2.2 Chuẩn bị thực nghiệm 110

4.3 Đánh giá, xử lý kết quả thực nghiệm 111

4.3.1 Đánh giá định tính 111 4.3.2 Đánh giá định lượng 111 4.4 Phương pháp chuyên gia 116

PHẦN MỞ DẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài

Trong thời đại ngày nay sự phát triển rất mạnh mẽ và không ngừng của khoa học công nghệ trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống Trong những năm của thế kỷ

XX nền công nghiệp của thế giới đã có những bước tiến vĩ đại trong nhiều lĩnh vực

đang được nghiên cứu và phát triển, trong đó có sự tích hợp của nhiều ngành: Cơ khí- Điện tử như các thiết bị cảm biến; điện tử- tin học như các loại băng đĩa; cơ khí – tin học như các loại phần mềm CAD/ CAM ( Mastercam, Pro/E , Catia, Solis Work, Top

khí sản phẩm cơ điện tử không còn xa lạ nữa mà đang phát triển mạnh mẽ, những máy

đến máy CNC, các thiết bị tự động, modul tự động… Cao hơn nữa là sự tổ hợp của nhiều thiết bị máy tự động tạo thành dây truyền sản xuất linh hoạt FMS và tích hợp CIM Chính hệ thống FMS và CIM cũng là sản phẩm của ngành cơ điện tử với tầm cao

và quy mô lớn Trong điều kiện đó tình hình phát triển ngành cơ khí tại Việt Nam và đặc biệt là các trường Đại học, cao đẳng việc hội nhập là tất yếu Việc chuyển giao công nghệ đang diễn ra mạnh mẽ và là vấn đề cấp bách của các trường Đại học và Cao đẳng phải đào tào được sinh viên đáp ứng được nhu cầu đòi hỏi của xã hội

Một trong những vấn đề đào tạo thực tế sinh viên các trường Đại học và cao

Điệp chưa thích nghi được với điều kiện sản xuất thực tế, tiếp cận các công nghệ mới

còn chậm không theo kịp sự phát triển thực tế của xã hội Các trường chủ yếu là đào tạo chuyên về lý thuyết nhiều còn chưa chú trọng trong việc đào tạo thực hành vì vậy

làm giảm đi sự hấp dẫn của thị trường lao động tại Việt Nam

Trước tỡnh hỡnh thực trạng như vậy Trường Cao đẳng nghề Cơ Điện, Xõy Dựng Tam Điệp đó đầu tư một số mỏy CNC để phục vụ cho việc đào tạo chất lượng cao Vỡ vậy việc nghiờn cứu khai thỏc ứng dụng và xõy dựng cỏc bài thực hành phục vụ giảng dạy thực hành cho sinh viờn ngành Cụng nghệ kỹ thuật cơ khớ là một yờu cầu bức thiết

xõy dựng cỏc bài thực hành trờn mỏy tiện CNC phục vụ đào tạo ở Trường Cao đẳng nghề Cơ Điện, Xõy Dựng Tam Điệp” Với mục đớch nhằm phục vụ cụng tỏc

giảng dạy trực tiếp thực hành trờn mỏy tiện CNC và cỏc mụn học liờn quan như cụng nghệ CAD/ CAM/ CNC của ngành Cụng nghệ kỹ thuật cơ khớ tại Trường cao đẳng nghề Cơ Điện, Xõy Dựng Tam Điệp Qua đú trang bị cho sinh viờn cỏc kiến thức cơ bản về cỏc trỡnh tự, thao tỏc, kỹ năng tiến hành và kiểm tra chất lượng sản phẩm cỏc bài thực hành trờn mỏy tiện CNC

2 í nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- ý nghĩa khoa học của đề tài:

Kết quả nghiờn cứu của đề tài sẽ gúp phần bổ sung cho cơ sở lý thuyết về

- ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Kết quả nghiờn cứu của đề tài sẽ ứng dụng vào giảng dạy thực hành trờn mỏy tiện CNC của ngành cụng nghệ kỹ thuật cơ khớ tại Trường Cao đẳng nghề Cơ Điện, Xõy Dựng Tam Điệp

3 Mục đớch nghiờn cứu của đề tài

Mục đớch của đề tài nghiờn cứu xõy dựng cỏc bài thực hành trờn mỏy tiện CNC phục vụ cụng tỏc đào tạo của ngành cụng nghệ kỹ thuật cơ khớ tại Trường Cao đẳng nghề Cơ Điện, Xõy Dựng Tam Điệp

Đối tượng nghiờn cứu của đề tài:

- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước nhằm nâng cao độ năng suất và chất lượng sản phẩm các bài thực hành

thuật cơ khí tại Trường Cao đẳng nghề Cơ Điện, Xây Dựng Tam Điệp

4 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

Mục đích của đề tài nghiên cứu xây dựng các bài thực hành trên máy tiện CNC phục vụ công tác đào tạo của ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí tại Trường Cao đẳng nghề Cơ Điện, Xây Dựng Tam Điệp, tác giả chọn phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm

thực hành trên máy tiện CNC và cách kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm

5 Nội dung nghiên cứu của đề tài

Néi dung nghiªn cøu bao gåm:

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRÊN MÁY CNC 1.1 Giới thiệu về máy công cụ thông thường, NC và CNC

1.1.1 Máy công cụ thông thường

Khi thực hiện gia công trên các máy công cụ thông thường ngườicông nhân

phẩm Trong trường hợp như vậy năng suất và chất lượng sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào người công nhân Mặc dù còn nhiều hạn chế so với máy NC, máy CNC

giá thành thấp và thuận tiện cho công việc sửa chữa và cho nền sản xuất hiện đang còn

ở trình độ thấp Đặc biệt các máy công cụ thông thường hiện nay còn có ý nghĩa rất lớn đối với các trường dạy nghề, cao đẳng và đại học kỹ thuật

1.1.2 Máy công cụ NC

Các máy công cụ NC thì việc điều khiển các chức năng của máy được quyết định bằng các chương trình đã lập sẵn Các máy NC thích hợp với dạng sản xuất hàng loạt nhỏ và trung bình

Hệ thống điều khiển của máy NC là mạch điện tử Thông tin vào chứa trên băng

từ hoặc băng đục lỗ, thực hiện các chức năng theo từng khối, khi khối trước kết thúc,

chỉ thực hiện các chức năng như : nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, chức năng đọc theo băng Các máy NC không có chức năng lưu trữ chương trình

1.1.3 Máy công cụ CNC

Máy công cụ CNC là bước phát triển cao từ máy NC Các máy CNC có một

thực hiện các chức năng nội suy như : nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, mặt xoắn, mặt parabol và bất kỳ các mặt bậc 3 nào Máy CNC cũng có khả năng bù chiều

phần mềm của máy tính Các chương trình lập ra có thể được lưu trữ trên đĩa cứng và đĩa mềm

1.2 Hệ trục toạ độ của máy công cụ CNC

Để tính toán quỹ đạo chuyển động của dụng cụ, cần phải gắn vào chi tiết một hệ trục toạ độ Thông thường trên các máy CNC người ta sử dụng hệ toạ độ Deccard

và Z Chiều dương của các trục X, Y, Z được

Theo quy tắc này thì ngón cái chỉ chiều dương

của trục X, ngón tay giữa chỉ chiều dương của

trục Z, còn ngón tay trỏ chỉ chiều dương của

trục Y Các trục quay tương ứng với trục X,

Y, Z được ký hiệu bằng các chữ A, B, C

Chiều quay dương là chiều quay theo chiều

của kim đồng hồ nếu ta nhìn theo chiều

• Trục Z :

Nhìn chung ở các máy trục Z luôn

- Máy tiện : trục Z song song với trục

chính của máy và có chiều dương chạy từ

mâm cặp tới dụng cụ (chạy xa khỏi chi tiết gia công được cặp trên mâm cặp) Hay nói cách khác chiều dương của trục Z chạy từ trái sang phải

Hình 1.1 Hệ trục toạ độ của máy CNC

+Z

O

+Z' -Y

+Y +C

+B

+A

Hình 1.2 Quy tác bàn tay ph ải

- Máy khoan đứng, máy phay đứng và máy khoan cần: trục Z song song với các trục chính và có chiều dương hướng từ bàn máy lên phía trên trục chính

chính vuông góc với bàn máy (chọn trục chính có đường tâm vuông góc với bàn máy làm trục Z) Chiều dương của trục Z hướng từ bàn máy tới trục chính

phải (ngón cái chỉ chiều dương của trục X)

- Máy phay đứng, máy khoan đứng : nếu đứng ngoài nhìn vào trục chính thì chiều dương của trục X hướng về phía phải

thì ta có chiều dương của trục X hướng sang phải

về phía bàn kẹp dao Như vậy nếu bàn kẹp dao ở phía trước trục chính thì chiều dương của trục X hướng vào người thợ, còn nếu bàn kẹp dao ở phía sau trục chính thì chiều

dương đi ra ngoài người thợ

và chiều dương từ bàn máy đến thân máy

• Trục Y :

phải Ngón tay trỏ chỉ chiều dương của trục X

song song với các trục X,Y,Z)

Các trục này được ký hiệu

được gọi là trục thứ 2, còn trục P, Q, R được gọi là trục thứ 3 (hình 1.3)

Khi chi tiết gia công cùng bàn máy tham gia chuyển động thay cho dụng cụ cắt thì chuyển động ấy (chuyển động tịnh tiến theo ba trục và chuyển động quay theo

ba trục) được ký hiệu bằng các chữ cái X’, Y’, Z’ và A’, B’, C’(hình 1.3) Các

chiều chuyển động này ngược với chiều của dụng cụ

Điểm chuẩn M của máy là điểm gốc của hệ toạ độ máy Điểm M được các nhà chế tạo quy định theo kết cấu của từng loại máy Điểm M là điểm giới hạn của vùng làm việc của máy Điều đó có nghĩa là trong phạm vi vùng làm việc của máy các dịch chuyển của các cơ cấu máy có thể thực hiện theo chiều dương của hệ trục toạ độ

+Y +C

+B

+A

+C' +B'

+A'

w R

U P V

Q

- Ở máy tiện điểm chuẩn của máy M được thể hiện như (hình 1.5)

Khi bắt đầu gia công, cần phải tiến hành xác định toạ độ của điểm gốc chi tiết hoặc điểm gốc của chương trình so với điểm gốc của máy M để xác định và hiệu chỉnh

hệ thống đo lường dịch chuyển

Điểm gốc của chi tiết W xác định hệ toạ độ của chi tiết trong quan hệ với điểm gốc của máy M Điểm W được chọn bởi người lập trình và được đưa vào hệ điều khiển

Điểm gốc của chi tiết W có thể được chọn tùy ý bởi người lập trình trong phạm

vi không gian làm việc của máy và chi tiết Tuy vậy, nên chọn điểm W nằm trên chi tiết để thuận tiện khi xác định các thông số

giữa M và W

Đối các chi tiện thì điểm W của chi tiết

nằm trên đường tâm của chi tiết và ở mặt đầu

bên trái hay bên phải của chi tiết (hình 1.6)

Đối với máy phay ta chọn điểm W tại

điểm góc ngoài đường viền của chi tiết

Điểm chuẩn của dao P là điểm mà từ đó chúng ta lập chương trình chuyển động

Hình 1.6 Điểm gốc của chi tiết W

Z W

với dao phay ngón, mũi khoan thì người ta chọn

điểm P ở tâm trên đỉnh dao, với dao phay cầu

điểm P là tâm mặt cầu (hình 1.7 a,b,c)

Điểm T được dùng để xác định hệ trục toạ độ của dao Điểm T phụ thuộc vào gá

(hình 1.8)

Khi gia công phải sử dụng nhiều dao, như vậy các

chỉnh dao

Mục đích của việc điều chỉnh dao để có thông tin

chính xác cho hệ thống điều khiển về kích thước dao (hình

1.9 )

trùng nhau

Điểm A là điểm gá đặt của bề mặt chi tiết lên đồ định vị của đồ gá Điểm A có

thể trùng với điểm W của chi tiết (hình 1.10) hoặc có thể lựa chọn tuỳ ý trên mặt định

vị của chi tiết gia công

P P

1.3.7 Điểm O của chương trình

Điểm O của chương trình ( là điểm P của dụng cụ cắt) là điểm trước khi gia công dụng cụ cắt nằm ở đó Điểm O của chương trình phải xác định sao cho khi thay

dao không bị ảnh hưởng của chi tiết hoặc của đồ gá (Hình 1.11)

1.4 Các d ạng điều khiển của máy công cụ CNC

Các loại máy CNC khác nhau có khả năng gia công được các bề mặt khác nhau

máy cũng được chia thành nhiều dạng: điều khiển điểm- điểm, điều khiển theo đường thẳng và điều khiển theo biên dạng

Điều khiển điểm- điểm (hay điều khiển theo vị trí) được dùng để gia công các lỗ bằng các phương pháp khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ Ở đây chi tiết gia công được gá

cố định trên bàn máy, dụng cụ cắt thực hiện chạy dao nhanh đến vị trí đã lập trình

Ví dụ: Khi gia công hai lỗ A và B có các toạ độ tương ứng A (XA,YA) và B(XB,

YB) trong hệ toạ độ XOY ta có thể thực hiện như sau:

sau khi gia công xong lỗ A dụng cụ rút ra khỏi lỗ và chạy nhanh đến vị trí B dụng cụ thực hiện gia công lỗ B và gia công xong dụng cụ ra khỏi lỗ B và kết thúc quá trình

1.4.2 Điều khiển theo đường thẳng

Điều khiển đường thẳng là dạng điều khiển mà khi gia công dụng cụ cắt thực hiện lượng chạy dao theo một đường thẳng nào đó

Ví dụ: Quá trình gia công trên máy tiện dụng cụ cắt chuyển động song song

hoặc vuông góc với trục của chi tiết Z (hình 1.13)

Điều khiển theo biên dạng bất kỳ cho phép thực hiện chạy dao trên nhiều trục cùng một lúc Tuỳ theo số trục được điều khiển đồng thời khi gia công, người ta phân biệt: điều khiển contour 2D, điều khiển contour 2,5D, 3D, 4D và 5D

Điều khiển contour 2D cho phép thực hiện chạy dao theo 2 trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công

X

Z O

Vớ dụ trờn mỏy tiện dụng cụ cắt dịch chuyển trong mặt phẳng XOZ để tạo nờn

đường sinh của chi tiết (hỡnh 1.14a) Trờn mỏy phay dụng cụ cắt chuyển động trong mặt phẳng XOY để tạo lờn cỏc rónh, đường cong hay mặt cong bất kỳ (hỡnh 1.14b)

sẽ điều khiển được đồng thời X và Y, X và Z hoặc Y và Z nghĩa là hiều sõu cắt cú thể được thực hiện bất kỳ một trục

nào đú trong 3 trục, cũn 2 trục kia

để phay contour Cỏc đường 1, 2

và 3 là cỏc quỹ đạo chuyển động

của cỏc tõm dao phay Như vậy

thụng qua cỏc chức năng của

chương trỡnh gia cụng ta cú thể

chuyển từ bề mặt gia cụng này

sang bề mặt gia cụng khỏc (hỡnh

1.15)

chuyển dụng cụ theo 3 trục X,Y, Z đồng

thời để tạo nờn một đường cong hay một

mặt cong bất kỳ trong khụng gian

(hỡnh 1.16)

Kích thước: a<b X

Y

O

Z

Điều khiển contour 3D

* Điều khiển contour 4D, 5D

Dựa trên cơ sở điều khiển 3D, người ta bố trí thêm dụng cụ hoặc chi tiết có thêm một, hai chuyển động quay xung quanh một trục nào đó theo quan hệ ràng buộc với các chuyển động trên các trục khác của máy 3D Với khả năng như vậy, các bề mặt phức tạp hay các bề mặt có trục quay có thể được thực hiện dễ dàng hơn so với gia công trên máy 3D

Mặt khác, vì lý do công nghệ nên có những bề mặt không thể thực hiện gia công bằng 3D vì tốc độ cắt có thể khác nhau hoặc có những điểm có tốc độ cắt bằng 0 ( ví

dụ tại đỉnh của dao phay cầu) hoặc lưỡi cắt của dụng cụ không thể thực hiện việc gia công theo mong muốn (ví dụ góc cắt không thuận lợi hay có thể bị vướng thân dao vào các phần khác của chi tiết…)

Tóm lại, tuỳ thuộc vào yêu cầu

của bề mặt gia công cụ thể mà lựa chọn

máy thích hợp vì máy càng phức tạp giá

thành càng cao và phải bổ xung thêm

nhiều công cụ khác Hơn nữa, máy càng

phức tạp thì tính an toàn trong vận hành

và sử dụng càng thấp (dễ bị va chạm

vào phôi và máy) Vì vậy, để sử dụng các

máy nhiều trục người điều khiển cần thành thạo và có kinh nghiệm trong điều khiển

1.5 Quỹ đạo gia công

Khi gia công dao và chi tiết chuyển động tương đối với nhau Tuy nhiên trong khi lập trình người ta quy ước dụng cụ chuyển động tương đối so với hệ thống toạ độ (chuyển

động của tâm dao P) còn chi tiết đứng yên Đối với dao tiện điểm P là tâm mũi dao

(hình 1.18 a)

Hình 1.17 Điều khiển contour 4D và 5D

Dông cô

BÒ mÆt gia c«ng

Các dao phay mặt đầu, dao phay ngón, dao khoan, dao khoét và dao doa có điểm P là tâm mặt đầu, còn dao phay ngón có mặt đầu là chỏm cầu thì tâm dao P là chỏm cầu

a,b,c,d)

gia công (hình 1.18 e)

Hình 1.18 S ơ đồ quỹ đạo của tâm dao 1- Đường contour của chi tiết; 2- Quỹ đạo chuyển động của tâm dao

2

1

a)

P P

Vì vậy, đường cách đều được hiểu là quỹ đạo của tâm dao mà theo đó có thể gia

chuyển động cắt, còn chuyển động dịch chuyển phụ có ý nghĩa khi lập trình Như vậy,

để gia công chi tiết theo chương trình, trước hết phải xác định quỹ đạo của chuyển động cắt và quỹ đạo chuyển động phụ của tâm dao

Qũy đạo chuyển động của tâm dao có thể khác nhau và để gia công toàn bộ các

bề mặt của chi tiết thì quỹ đạo chuyển động của tâm dao phải liên tục Việc xác định quỹ đạo của contour rất phức tạp Vì vậy, trong thực tế khi lập trình quỹ đạo chuyển động của tâm dao được xác định theo từng phần contour riêng biệt hoặc theo từng phần của đường cách đều

1.6 Cách ghi kích th ước của chi tiết

Để lập trình gia công trên máy CNC thì kích thước của chi tiết trên bản vẽ phải được ghi theo toạ độ đề các Có hai cách ghi kích thước theo toạ độ tuyệt đối

và toạ độ tương đối

điểm gốc của chi tiết W Trong chương trình gia công trên máy CNC nó được xác định

bằng G90 (hình 1.19)

Hình 1.19 Ghi kích th ước tuyệt đối

Y

W

X 20

70 100

7 8

20 70 100 15

45

85

+X -X

+Y

-Y

Ghi kích thước theo toạ độ tương đối thì các kích thước sau đều xuất phát từ điểm điểm kết thúc của kích thước trước đó Trong chương trình gia công trên máy

Trong thực tế người ta ít dùng cách ghi kích thước theo tọa độ tương đối vì nó ảnh hưởng nhiều đến kết quả gia công

1.7 Các chức năng G

G (Geometric Function) là ký hiệu chức năng dịch chuyển của dụng cụ cắt và

Y

W

X 1

4 5 6

7 8

+X -X

STT Mã lệnh G Chức năng

19

trí của dao phải được cộng thêm toạ độ lập trình)

20

của dao phải được trừ đi toạ độ lập trình)

22 G54 đển G59 Xê dịch điểm chuẩn của chi tiết so với điểm chuẩn của máy

1.8 Các chức năng phụ M

hành máy trong quá trình gia công

các lệnh của chương trình)

I- toạ độ tâm cung tròn trong toạ độ cực trên trục X

J- toạ độ tâm cung tròn trong toạ độ cực trên trục Y

K- toạ độ tâm cung tròn trong toạ độ cực trên trục Z

khiển một thao tác nào đó của máy Các lệnh này được viết bằng các mã quy định và sắp xếp theo một thứ tự để máy có thể hiểu được khi nó làm việc Trong máy có bộ điều khiển, nó đọc được các lệnh theo thứ tự để thực hiện quá trình gia công Hiện nay

có rất nhiều hệ điều khiển CNC chúng phụ thuộc vào các nhà chế tạo máy CNC

Một câu lệnh theo các hệ thường được viết như sau :

I, J, K- toạ độ tâm cung tròn theo các trục X, Y, Z

F- lượng chạy dao

Khi lập trình bằng tay, người lập trình căn cứ vào bản vẽ của chi tiết để nhập các

dữ liệu theo các từ lệnh từ bàn phím của máy vào bộ nhớ Như vậy việc lập trình bằng tay tốn nhiều thời gian, dễ nhầm lẫn đặc biệt là đối với các chi tiết phức tạp Do những

giản hoặc để hiệu chỉnh những chương trình sẵn có Lập trình bằng tay đòi hỏi người lập trình ngoài việc làm chủ về phương pháp lập trình còn phải có kiến thức toán học

và công nghệ chế tạo máy

1.11.2 Lập trình bằng máy

Lập trình bằng máy người lập trình mô tả hình dáng hình học của chi tiết gia công, các quỹ đạo của dụng cụ cắt và các chức năng của máy theo một ngôn ngữ mà máy có thể hiểu được Lập trình bằng máy có ưu điểm là không cần thực hiện các phép tính bằng tay, chỉ cần truy cập một ít dữ liệu nhưng có thể sản sinh ra một lượng lớn các dữ liệu cho những tính toán cần thiết, đồng thời hạn chế được các lỗi lập trình

Khi lập trình bằng máy thì máy tính phải có hai chương trình tính toán đặc biệt sau :

- Chương trình xử lý (Processor)

nghệ Người ta gọi các dữ liệu của bộ chương trình xử lý (processor) là CLD (Cutter Location Data), các dữ liệu này đưa ra một giải pháp về gia công mà không phụ thuộc vào máy công cụ CNC nào CLD có nghĩa là các dữ liệu xác định vị trí dụng cụ cắt CLD chứa các lệnh ngắn gọn nhất và các mã trong đó không phối hợp với hệ CNC nào

Muốn dùng CLD cho một hệ CNC cụ thể phải dùng một chương trình đặc biệt gọi là Postprocessor (chương trình hậu xử lý) Như vậy Postprocessor có nhiệm vụ dịch

quá trình điều khiển máy gia công

Khi lập trình bằng máy trong phần hình học người lập trình mô tả hình học của chi tiết như : điểm, đường thẳng, cung tròn… còn trong phần công nghệ người lập trình

mô tả quá trình gia công của chi tiết như : khoan, phay, chế độ cắt, dụng cụ cắt, dung dịch trơn nguội… Cả hai việc mô tả trên đây tạo ra một chương trình nguồn Từ

nhờ bộ hậu xử lý (Postprocessor)

1.12 Các hình thức tổ chức lập trình

1.12.1 Lập trình tại phân xưởng

Lập trình tại phân xưởng được thực hiện trực tiếp trên máy thông qua bảng điều khiển Màn hình của hệ điều khiển giúp cho người lập trình quan sát được các dữ liệu đưa vào và tránh được các lỗi củ chương trình Sau khi lập trình xong người ta có thể chạy mô phỏng bằng đồ hoạ trên màn hình Như vậy thông qua màn hình người ta có thể phát xem dụng cụ cắt có và chạm vào chi tiết hoặc chuyển động có sai quỹ đạo hay không Nếu xảy ra lỗi chương trình người lập trình có thể sửa lỗi trực tiếp trên bàn

1.12.2 Lập trình trong chuẩn bị sản xuất

Khi một nhà máy có quy mô sản xuất lớn, tức là có sử dụng nhiều các loại máy CNC khác nhau, gia công nhiều loại chi tiết khác nhau và số lượng chi tiết trong từng loại cũng lớn thì cần lập trình tập trung trong chuẩn bị sản xuất Công việc lập trình

vậy, nhà máy cần có đội ngũ lập trình viên được đào tạo chuyên môn hoá và ứng dụng thành thạo các phương pháp lập trình

Ưu điểm của phương pháp lập trình trong chuẩn bị sản xuất là năng suất lập

gia công cho nhiều loại chi tiết khác nhau Chương trình được lập tại trung tâm được chuyển tới các máy CNC dưới các hình thức sau :i

CNC nhận chương trình trực tiếp thông qua mạng

trình phải được ghi bằng đĩa mềm, hoặc USB hoặc viết bằng băng đục lỗ rồi chuyển tới

C hương 2 GIỚI THIỆU VỀ MÁY TIỆN CNC MODEL CK6150B 2.1 Giới thiệu đặc điểm chung và các thông số kỹ thuật của máy tiện CNC

CK6150B

dư bên trong Băng máy nghiêng 45°có khả năng chịu lực, chống rung, tiếng ồn nhỏ

sử dụng

khách hàng và bộ PLC tích hợp 8 bit, memory 16 MB

2.1.2 Các thông số kỹ thuật của máy tiện CNC CK6150B

2.2 Lập trình với hệ điều khiển fanuc series oi mate -TD

S )

T

= EOB INSERTALTER DELETE CANCEL

I A

J B

K C

R V

jog Stop ccw tool change

manual MPG machine zERO MDI Auto Edit

Y Z X

rapid ovERRIDE

%

+ _

spindle ovERRIDE

%

+ _

cw

fanuc series oi mate -TD

* Bàn phím soạn thảo

Đưa toàn bộ chương trình trở về ban đầu

Các chữ cái đầu vào trên bàn phím

Các số đầu vào trên bàn phím

Xoá câu lệnh về phía trước con trỏ Chèn, sửa câu lệnh

Xoá câu lệnh về phía sau con trỏ Kết thúc một câu lệnh

Di chuyển vị trí con trỏ lên xuống, sang trái phải

Di chuyển, thay đổi trang

Trạng thái hiển thị màn hình chính

Mở chương trình Nhập các thông số của dụng cụ cắt Hiển thị báo lỗi chương trình

Cài đặt máy

Hệ thống điều khiển PLC cho máy Giao diện đồ hoạ của máy

MDI, Machine zero, Manual)

_