Ứng dụng phần mềm mastercam tạo lập chương trình gia công chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay cnc – armoni

Song cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và yêu cầu ngày càng cao của công tác đào tạo công nghệ và tay nghề thì việc xây dựng môđun đào tạo và ứng dụng các công nghệ CAD/CAM [

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

THÁI NGUYÊN, NĂM 2010

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Mã số:

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS TRẦN VĂN ĐỊCH

THÁI NGUYÊN, NĂM 2010

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH 3

MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC 6

1.1 Khái quát máy công cụ thông thường và máy công cụ CNC 6

1.1.1 Đặc điểm máy cắt kim loại CNC 6

1.1.2 Cấu tạo của máy công cụ CNC 9

1.2 Hệ thống điều khiển CNC 19

1.2.1 Kết cấu và chức năng điều khiển CNC 19

1.2.2 Phần cứng – Máy tính 20

1.2.3 Các dạng điều khiển hình học trên máy công cụ CNC 20

1.3 Dụng cụ cắt trên máy phay CNC 25

1.3.1 Dao phay ngón 25

1.3.2.Dao phay mặt đầu 27

1.4 Khái quát về phương pháp lập trình gia công trên máy công cụ CNC 28

1.4.1 Ngôn ngữ lập trình CNC 28

1.4.2 Cơ sở hình học của lập trình 32

1.5 Các hình thức tổ chức lập trình gia công CNC 41

1.5.1 Lập trình bằng tay trực tiếp trên máy CNC 42

1.5.2 Lập trình bằng tay trên cụm CNC khác 42

1.5.3 Lập trình bằng tay trong chuẩn bị sản xuất 42

1.5.4 Lập trình với sự trợ giúp của máy tính 42

CHƯƠNG 2 MÁY PHAY CNC - ARMONI VÀ PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH GIA CÔNG 43

2.1 Giới thiệu chung về máy phay CNC – ARMONI 43

2.2 Đặc tính kỹ thuật máy phay CNC – ARMONI 45

2.3 Phần mềm điều khiển và tập lệnh gia công trên máy 45

2.3.1 Các chuyển động chạy dao 45

2.3.2 Các lệnh gia công dịch chuyển ( mã G) 46

2.3.3 Các lệnh gia công theo chu trình (từ G81 đến G89) 48

2.3.4 Các lệnh phụ trợ (M) 48

2.3.5 Cấu trúc của các lệnh gia công 49

2.4 Quy trình thao tác máy 68

2.5 Các chương trình làm việc trong hệ điều khiển 68

2.5.1 Chức năng của các menu chính 68

2.5.2 Thao tác sử dụng các menu chính 70

CHƯƠNG 3 PHẦN MỀM MASTERCAM VÀ KHẢ NĂNG TỰ ĐỘNG TẠO LẬP CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG 86

3.1 phần mềm Master CAM 86

3.1.1 MasterCAM Design 86

3.1.2 MasterCAM Mill 99

3.2 phương pháp Lập trình gia công và khả năng tự động tạo lập chương trình gia công trong MasterCAM 105

3.2.1 Thiết kế bản vẽ chi tiết gia công 105

3.2.2 Chọn phôi 106

3.2.3 Chọn dụng cụ cắt 106

3.2.4 Tự động tạo lập chương trình gia công trong MasterCAM 106

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM TẠO LẬP CHƯƠNG TRÌNH NC ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT PHỨC TẠP TRÊN MÁY PHAY CNC - ARMONI 109

4.1 Chi tiết gia công 109

4.2 Trình tự các bước gia công chi tiết 110

4.2.1 Thiết đặt các tham số phôi 110

4.2.2 lập các bước để gia công chi tiết 111

4.3 Chương trình gia công 115

4.3.1 Chương trình gia công phay hạ bậc đường tròn ngoài 116

4.3.2 Chương trình gia công phay thô hạ bậc mặt trên 117

4.3.3 Chương trình gia công phay tinh hạ bậc mặt trên 119

4.3.4 Chương trình gia công phay chữ và hình các hình elips 120

KẾT LUẬN 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cấu tạo máy phay thông thường và máy phay CNC 8

Hình1.2: Bộ truyền chạy dao với trục vít me - đai ốc - bi 10

Hình 1.3: Kết cấu chính khe hở vít me đai ốc bi 11

Hình 1.4: Rãnh dẫn hướng 12

Hình 1.5: Các phương thức đo 14

Hình 1.6: Đài dao 16

Hình 1.7: Magazin dụng cụ 17

Hình 1.8: Sơ đồ thay thế dao động 18

Hình 1.9: Hệ thống điều khiển CNC 19

Hình 1.11: Các dạng chạy dao trong điều kiện điểm - điểm 21

Hình 1.12: Điều khiển đường thẳng 22

Hình 1.13: Điều khiển theo contour 23

Hình 1.14: Điều khiển contour 24

Hình 1.16: Dao phay ngón chuôi trụ và dao phay ngón chuôi côn 26

Hình 1.17: Một số kết cấu đặc biệt của dao phay ngón 27

Hình 1.18: Một số loại dao phay mặt đầu 28

Hình 1.19a: Hệ 2 trục ( phẳng ) 32

Hình 1.20: Hệ toạ độ cực 33

Hình 1.21: Hệ trục toạ độ của máy CNC 34

Hình 1.23: Hệ toạ độ của máy CNC khi chi tiết chuyển động thay cho dụng cụ cắt 36

Hình 1.24: Điểm M của máy khoan cần (a) và của máy phay đứng (b) 36

Hình 1.25: Một điểm W (a) và nhiều điểm W (b) 37

Hình 1.27: Điểm chuẩn của dao 39

Hình 1.28: Điểm của giá dao T 39

Hình 2.1: Dịch chuyển dao theo lệnh G01 49

Hình 2.2: Dịch chuyển dao theo lệnh G02 50

Hình 2.3: Dịch chuyển dao theo lệnh G03 51

Hình 2.4: Dịch chuyển dao theo lệnh G08 51

Hình 2.5: Dịch chuyển dao theo lệnh G09 52

Hình2.6: Dịch chuyển dao theo lệnh G11, G12, G13 1

Hình 2.7: Lựa chọn mặt phẳng làm việc theo G17, G18, G19 53

Hình 2.8: Dịch chuyển dao theo lệnh G33 54

Hình 2.9:Dịch chuyển dao theo lệnh G36 55

Hình 2.11: Dịch chuyển dao theo lệnh G38 1

Hình 2.12: Dịch chuyển dao theo lệnh G39 56

Hình 2.13: Lệnh bù trái G41 1

Hình 2.14: Dịch chuyển dao theo lệnh G41 57

Hình 2.15: Lệnh bù phải G42 1

Hình 2.16: Dịch chuyển dao theo lệnh G42 58

Hình 2.17: Toạ độ zê rô của các điểm offset 58

Hình 2.18: Dịch chuyển dao theo lệnh G73 59

Hình 2.19: Chu trình khoan lỗ - lệnh G81 60

Hình 2.20: Chu trình khoan lỗ G81 kết hợp với lệnh G93 60

Hình 2.21: Chu trình khoan lỗ sâu G83 61

Hình 2.23: Chu trình ta rô với lệnh G84 63

Hình 2.24: Chu trình khoét lỗ với lệnh G85 63

Hình 2.25: Chu trình doa với lệnh G86 64

Hình 2.26: Chu trình doa với lệnh G86 64

Hình 2.29: Các chức năng sử dụng phần mềm 68

Hình 2.30: Lựa chọn chương trình đã có sẵn hoặc tạo file mới 70

Hình 2.31: Soạn thảo hoặc sửa đổi chương trình 72

Hình 2.32: Các thông tin trợ giúp 73

Hình 2.33: Cấu trúc câu lệnh phay hốc hình chữ nhật 1

Hình 2.34: Đặt giá trị giữa các câu lệnh 75

Hình 2.35: Các chức năng trong chương trình mô phỏng 77

Hình 2.36: Hộp hội thoại khai báo kích thước phôi 78

Hình 2.37: Các chức năng của chế độ gia công trên máy công cụ 79

Hình 2.38: Lựa chọn chiều quay của trục chính 80

Hình 2.39: Chọn % lượng chạy dao 80

Hình 2.40 : Các chức năng điều khiển theo chế độ bằng tay 81

Hình 2.41: Các chức năng dịch chuyển 81

Hình 2.41: Các chức năng thay đổi lượng chạy dao 82

Hình 2.42: Các chức năng thay đổi trục chính 82

Hình 2.43: Bảng ghi giá trị toạ độ các trục X,Y,X sau khi rà 84

Hình 3.1: Giao diện của MasterCAM 86

Hình 4.1: Mô hình lô gô trường Đại học sư phạm kỹ thuật Nam Định 109

Hình 4.2: Bước phay hạ bậc đường bao ngoài 113

Hình 4.3: Bước phay thô hạ bậc mặt trên 114

Hình 4.4: Bước phay tinh hạ bậc mặt trên 115

Hình 4.5: Bước phay chữ và các hình elip 115

MỞ ĐẦU

Công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước đang đặt ra yêu cầu hết sức cấp thiết đối với ngành cơ khí chế tạo máy Đó là phải xây dựng cho được nền công nghiệp cơ khí chế tạo máy hiện đại đủ khả năng chế tạo ra các thiết bị máy móc cho các ngành kinh

tế khác [1], [3], [8] đáp ứng yêu cầu công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

Bên cạnh việc đầu tư các thiết bị máy móc hiện đại, ứng dụng công nghệ cao cho ngành cơ khí chế tạo máy thì một vấn đề vô cùng quan trọng là đầu tư khai thác có hiệu quả hệ thống máy móc hiện đại và công nghệ cao đó [3], [7] , [8]

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định là một trung tâm đào tạo cán bộ kỹ thuật và giáo viên dạy nghề, đáp ứng yêu cầu sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước Trong những năm qua Nhà trường luôn quan tâm chú trọng đầu tư hệ thống thiết bị máy móc hiện đại cho các phòng thí nghiệm, xưởng thực tập nhằm đáp ứng ngày càng cao yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo - nghiên cứu khoa học - chuyển giao công nghệ của trường trong giai đoạn đổi mới giáo dục

Xưởng Cơ khí thuộc Bộ môn Cơ khí Chế tạo máy có nhiệm vụ thực hiện đào tạo công nghệ và tay nghề cho các sinh viên trong những năm qua được sự quan tâm của Nhà trường đầu tư nhiều thiết bị máy móc hiện đại Xưởng Cơ khí đã được nhà trường trang bị một máy phay CNC - ARMONI [12] nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo công nghệ và tay nghề cho sinh viên trong giai đoạn mới

Máy phay CNC - ARMONI đã được xưởng cơ khí khai thác rất có hiệu quả trong những năm vừa qua Song cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và yêu cầu ngày càng cao của công tác đào tạo công nghệ và tay nghề thì việc xây dựng môđun đào tạo và ứng dụng các công nghệ CAD/CAM [4], [10], [11] tiên tiến để gia công các chi tiết trên máy phay CNC – ARMONI là một vấn đề rất khoa học và thiết thực để mở rộng khả năng công nghệ của máy, nâng cao hiệu quả khai thác máy Ngoài ra, đây còn là kênh thông tin hữu ích cho các sinh viên là các giáo viên tương lai trong việc tìm hiểu, thực hành về công nghệ CNC cũng như xây dựng môđun đào tạo cho các đối tượng khác nhau khi ra trường [2], [10] Nhưng cho đến nay chưa có một đề tài nào nghiên cứu về vấn đề trên Nhận thức được điều đó, tôi đã mạnh dạn đặt vấn đề " Ứng dụng phần mềm Mastercam tạo lập chương trình gia công chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay CNC – ARMONI ".

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC 1.1 Khái quát máy công cụ thông thường và máy công cụ CNC

1.1.1 Đặc điểm máy cắt kim loại CNC

Máy cắt kim loại CNC cho phép tập trung nguyên công ở mức độ cao nhất, do máy

có khả năng công nghệ cao, trên máy có thể thực hiện các nguyên công như: Tiện, Phay, Khoan, Doa, Ta rô

Quá trình thay dao thực hiện tự động nhờ vào cơ cấu thay dao

Tốc độ trục chính và tốc độ chạy dao được điều chỉnh vô cấp do vậy việc lựa chọn chế độ cắt rất hợp lý

Kết cấu cơ khí máy CNC gọn nhẹ hơn máy vạn năng cùng loại,

Máy CNC cho độ chính xác gia công cao, nó thực hiện lượng dịch chuyển chính

xác tới 0,001 mm

Đối với các máy công cụ thông thường để thực hiện gia công chi tiết người công nhân thường dùng tay để điều khiển máy (có một số chuyển động cắt và chuyển động chạy dao do máy thực hiện) Người công nhân căn cứ vào phiếu công nghệ để thực hiện gia công chi tiết đạt các yêu cầu kỹ thuật đặt ra Đối với máy công cụ thông thường năng suất và chất lượng sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề của công nhân Mặc dù còn nhiều hạn chế nhưng các máy công cụ thông thường hiện nay vẫn còn được sử dụng rất rộng rãi với lý do là vốn đầu tư thấp và phù hợp với nền sản xuất cơ khí nhỏ

Đối với các máy công cụ NC thì việc điều khiển các chức năng của máy được quyết định bằng các chương trình đã lập sẵn

Hệ thống điều khiển của máy NC là mạch điện tử Thông tin vào chứa trên băng từ hoặc băng đục lỗ, thực hiện chức năng theo từng khối, khi khối chưa kết thúc, máy đọc tiếp các khối lệnh tiếp theo để thực hiện các dịch chuyển cần thiết Các máy NC chỉ thực hiện các chức năng như: nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, chức năng dọc theo băng Các máy NC không có chức năng lưu trữ chương trình

Máy công cụ CNC là bước phát triển cao từ máy NC Các máy CNC có một máy tính để thiết lập phần mềm điều khiển các chức năng dịch chuyển của máy Các chương trình gia công được đọc cùng một lúc và được lưu trữ vào bộ nhớ Khi gia công máy tính đưa các lệnh điều khiển máy Máy công cụ CNC có khả năng thực hiện các chức năng như: nội suy đường thẳng, cung tròn, mặt xoắn, mặt parabol và bất kỳ mặt bậc ba nào Máy CNC cũng có khả năng bù chiều dài và đường kính dụng cụ Tất cả các chức năng trên đều được thực hiện nhờ một phần mềm của máy tính Các chương trình lập ra có thể được lưu trữ trong đĩa cứng hoặc đĩa mềm

Hình 1.1 cho thấy sự khác nhau về mặt cấu tạo giữa máy công cụ thông thường và máy công cụ CNC

Hình 1.1 Cấu tạo máy phay thông thường và máy phay CNC

- Những đặc trưng khác nhau về mặt cấu tạo như bảng sau:

Máy công cụ truyền thống Máy công cụ CNC Truyền động

chính

Động cơ AC Động cơ AC hoặc DC, động cơ

servo Truyền động

Dữ liệu vào: Chương trình NC nhập vào bộ điều khiển qua bàn phím, đĩa hoặc giao diện dữ liệu ( Serial, bus) Một số chương trình NC được lưu ở bộ nhớ trong

Điều khiển thủ công:

Công nhân đặt thủ công

các giá trị công nghệ

(số vòng quay, lượng ăn

dao, lượng chạy dao),

điều khiển bằng các vô

Điều khiển CNC: Cụm vi tính

tích hợp trong bộ điều khiển CNC và phần mềm tương ứng quản lý tất cả các chức năng điều khiển của máy CNC Các

bộ nhớ trong được sử dụng để lưu chương trình, dữ liệu về thiết bị, dụng cụ; số liệu bù dao; chu kỳ tự do và chu kỳ cố định Phần mềm kiểm lỗi được tích hợp trong bộ điều khiển

CNC

Kiểm tra kích thước :

Công nhân thỉnh thoảng

đo kiểm tra kích thước

của chi tiết, trong trường

hợp cần thiết chi tiết

được gia công lại

Kiểm tra kích thước: Máy

NC đảm bảo độ ổn định kích thước chi tiết gia công nhờ có sự phản hồi liên tục của hệ thống đo

và các động cơ servo trong quá trình gia công

Kiểm tra kích thước: Máy CNC đảm bảo độ ổn định kích thước chi tiết gia công nhờ có sự phản hồi liên tục của hệ thống đo và các động cơ servo Các cảm biến tích hợp, tạo khả năng kiểm soát kích thước trong quá trình gia công Song song với gia công, bộ điều khiển CNC có khả năng hoạt động liên tục kiểm nghiệm và tối ưu chương trình NC mới

1.1.2 Cấu tạo của máy công cụ CNC

Các thành phần chủ yếu của máy công cụ CNC bao gồm:

- Trục chính của máy CNC cần để truyền công suất cần thiết gia công chi tiết, tạo

ra chuyển động quay chi tiết trên máy tiện và quay dao trên máy phay Máy CNC cần có một bộ truyền có tính ổn định cao để định vị gia công không bị thay đổi khi tải gia công lớn và phải có tính động lực học đủ làm chủ sự thay đổi tốc độ nhanh mà không bị quá đích Để hiệu quả, động cơ cần phải đạt được momen max trên toàn bộ khoảng thay đổi tốc độ Điều này khó đạt vì thường momen của động cơ giảm tại tốc độ cao ( động cơ không đồng bộ), một số động cơ không có khả năng cho momen cực đại tại điểm có tốc

độ thấp ( động cơ một chiều)

- Nhờ tiến bộ của công nghiệp vi điện tử ngày nay động cơ điện xoay chiều (AC) 3 pha thường được sử dụng để chạy trục chính máy CNC Nhược điểm điều khiển phức tạp,

số vòng quay của AC trở nên không đáng kể do sự giảm giá nhanh chóng các bộ điều khiển điện tử (điều khiển tốc độ nhờ bộ chuyển đổi – convertor ) Lợi thế đáng kể của AC

so với động cơ DC như: cùng kích thước nhưng số vòng quay cao hơn tới 3 lần và công suất đầu ra tốt hơn Động cơ này hoạt động không có chổi than, vòng góp nên không cần những bảo dưỡng tương ứng

1.1.2.2 Các trục chạy dao

Các trục chạy dao thường đặt với kí tự X, Y, Z

Máy tiện CNC có ít nhất 2 trục chạy dao X, Z có thể điều khiển, đó là chuyển động kết hợp của bàn trượt Máy phay CNC có 3 trục X,Y,Z, có thể điều khiển CNC, hai trong

số đó là chuyển động của bàn máy và trục thứ 3 là chuyển động trục chính

* Truyền động chạy dao

- Các truyền động chạy dao tạo nên các chuyển động bàn trượt dao (máy tiện) và bàn (máy phay) Bộ truyền chạy dao yêu cầu phải cung cấp một tốc độ thay đổi liên tục (0

100m/phút) với độ chính xác lặp lại (chuyển động êm, phản ứng nhanh với sự thay đổi tốc độ) Các chuyển động của từng trục phải được thực hiện với tốc độ ăn dao lớn nhất và thời gian định vị bé nhất (tính động ) Để thoả mãn những điều kiện này, một bộ truyền động chạy dao CNC gồm những thành phần sau:

1-Động cơ 2-Bàn máy 3-Hệ thống đo 4-Vít me bi

5-Đai ốc bi

Hình1.2 – Bộ truyền chạy dao với trục vít me - đai ốc - bi

+ Động cơ và các bánh răng chống lại quá tải nhờ điều khiển điện tử

+ Bộ truyền vít me bi truyền lực không khe hở

+ Hệ thống đo đường dịch chuyển và sensor thường được lắp tại các mút còn lại của trục

Động cơ cho truyền động chạy dao có thể là : động cơ servo thuỷ lực ( Cho các máy to), động cơ bước, động cơ một chiều hoặc xoay chiều điều khiển điện tử Truyền động từ động cơ (1) qua hệ thống truyền động vít me - đai ốc - bi Để định vị chính xác bộ chạy dao (2) phải được nối với hệ thống đo (3) Mỗi trục điều khiển của máy CNC có một

hệ thống đo tự động hiểu các tín hiệu đo để định vị chính xác bộ truyền chạy dao Thường

độ phân giải được sử dụng để đo chiều dài là 0,01 mm

* Hệ truyền động vít me- đai ốc – bi: là hệ truyền động chạy dao Khi động cơ

quay trục các viên bi nằm trong rãnh giữa vít me- đai ốc ren cầu đảm bảo truyền lực với

ma sát thấp từ trục vít me qua đai ốc vào bàn máy Để đảm bảo ren khớp bi không rơ, hai nửa đai ốc được kẹp chặt đối với nhau qua vòng cách căng trước khử khe hở Sự truyền động không rơ đảm bảo truyền động êm và di chuyển với độ chính xác cao Bi tuần hoàn đến rãnh nhờ các rãnh hồi dẫn hướng nằm bên trong hoặc ngoài đai ốc

Trôc vÝtme cã r·nh bi xo¾n vÝt

Hình 1.3: Kết cấu chính khe hở vít me đai ốc bi

Hình 1.4: Rãnh dẫn h-ớng

Rãnh đổi h-ớng bi (bên trong) Rãnh hồi bi (bên ngoài)

Hỡnh 1.4: Rónh dẫn hướng

* Hệ thống đo

Phương thức đo

Gồm đo trực tiếp hoặc đo gián tiếp

+ Đo vị trí trực tiếp: Thang đo được gắn trực tiếp trên bàn máy/ bàn chạy dao Mọi

sự thiếu chính xác liên quan tới trục chính và bộ truyền không ảnh hưởng tới giá trị đo được Các giá trị đo được xác định bởi bộ thu nhận thông qua sự quét quang học trên thang đo Bộ thu nhận chuyển các giá trị này thành tín hiệu điện và đưa vào bộ điều khiển – Phương pháp đo chính xác

+ Quãng đường dịch chuyển được xác định bởi sự quay của vít me bi được gắn với một đĩa xung đóng vai trò thang đo Một bộ sinh tín hiệu ghi số vòng quay của đĩa xung

và truyền chúng vào bộ điều khiển Khi đó bộ điều khiển sẽ tính chính xác chuyển động của bàn trượt hoặc vị trí hiện thời của nó dựa vào nhịp quay tròn

a-Đo trực tiếp 1-Thước đo 2- Hệ thống đo vị trí

b-Đo vị trí gián tiếp thông qua trục vít me chạy dao

3-Cảm biến góc quay 4- Vít me đai ốc bi

c-Đo vị trí gián tiếp thông qua bộ bánh răng thanh răng 5-Cảm biến góc quay 6- Thanh răng

+ Đo theo vị trí gia số:

Thang đo với một lưới chia đơn giản gồm các vùng tối sáng Khi chuyển động chạy dao đi qua cảm biến, cảm biến đếm số lượng vùng sáng tối và tính ra vị trí hiện thời của bàn trượt dựa vào sự chênh lệch kể từ vị trí trước đó của bàn máy

Để đảm bảo phép đo gia số đúng, vị trí của bàn trượt phải được so ngay với một điểm khi bộ điều khiển được bật – gọi là điểm tham chiếu máy (R), điểm đó có khoảng

cách cố định tới điểm ZERO máy Điểm R là chuẩn khi tính vị trí hiện thời của bàn theo phương pháp đo vị trí gia số

Khi tắt máy bộ điều khiển mất thông tin điều khiển về các chuyển động cơ khí Vị trí điểm gốc phải được khôi phục khi mỗi lần bật lại bộ điều khiển

1.1.2.3 Các trục quay và trục chạy dao phụ

Bên cạnh các chuyển động thẳng dọc trục X, Y, Z máy CNC còn có thể thực hiện điều khiển chuyển động quay quanh các trục Các trục quay này được ký hiệu là A, B, C Một số máy CNC có bàn máy hoặc đầu trục quay Trên đó phôi có thể được gia công theo một số góc nghiêng phù hợp Các trục này được điều khiển như các trục quay độc lập hoặc như các trục quay phối hợp tạo nên những điều khiển 4,5 hoặc 6 trục Các trung tâm gia công ngoài các trục quay cơ bản cho bàn máy và đầu các trục chính, còn có các trục chạy dao bổ xung Các trục chạy dao bổ xung chỉ có thể được điều khiển khi các

bộ truyền động của trục X, Y, Z ở trạng thái tĩnh Chuyển động trục W chỉ có thể được sử dụng để gia công lỗ khoan theo mọi hướng Các trục chạy dao bổ xung cho các trục X, Y,

Z được đặt là U, V, W

* Thiết bị kẹp phôi

Thiết bị kẹp phôi giữ chi tiết gia công ở vị trí đúng và chính xác trên trục chính công tác để tiện hoặc trên bàn công tác để phay Chi tiết phải được kẹp sao cho không có độ rơ, định vị đúng và chính xác, bền đối với ứng suất động Số lượng chức năng có thể điều khiển được trong mối quan hệ đến thiết bị kẹp phôi phụ thuộc vào phôi được đưa vào trong máy như thế nào (thủ công hoặc tự động) và vào độ phức tạp của sự bố trí cặp phôi

Trên máy tiện CNC, chấu cặp được điều khiển (đóng mở bằng chương trình NC), thiết lập với một số áp lực kẹp Trong tương lai, kẹp và rút phôi trên máy tiện sẽ được thực hiện bằng robot Đa số các chấu cặp được thiết kế cho phép nạp liệu tự đông, được

điều khiển thuỷ lực hoặc khí nén Lực kẹp có thể điều chỉnh (phụ thuộc vào trọng lượng, vật liệu, quan hệ chiều dài / đường kính, chiều sâu kẹp và các điều kiện gia công khác)

Chức năng chính của dụng cụ kẹp phôi trên máy phay CNC là định vị chính xác, tạo khả năng thay phôi nhanh Đối với các gia công đơn giản, có thể sử dụng gá kẹp thủ công, bàn từ hoặc mâm cặp điều khiển thuỷ lực Đối với gia công đa mặt, có thể cần loại dụng cụ cho phép một số lần kẹp lại Đối với chi tiết phay phức tạp, định vị phay cố định

có thể sử dụng một gá quay tự động, tích hợp hoặc lắp ngoài các hệ thống sẵn có, cho phép phay không cần kẹp lại Các bàn nâng chi tiết tiếp theo, được lắp ngoài khu vực gia công để đưa chi tiết tự động vào vị trí gia công ngày càng được sử dụng nhiều

1.1.2.4 Các phương tiện thay dao cụ

Máy công cụ CNC thường được trang bị với bộ thay đổi tự động Tuỳ theo phạm

vi áp dụng và kiểu mà các bộ dụng cụ này có thể đồng thời lấy một số dao cụ khác nhau

và việc đặt dao cụ vào vị trí làm việc được gọi bởi câu lệnh của chương trình NC Bộ thay đổi dụng cụ có thể ở dạng đài dao (như hình 1.5) hoặc magazin dụng cụ (như hình 1.6)

Hình 1.6- Đài dao

Hình 1.7 - Magazin dụng cụ

Đài dao được sử dụng cho máy tiện CNC còn magzin cho máy phay CNC Khi chương trình NC gọi một dụng cụ mới, đài dao quay cho tới khi con dao đó đến được vị trí làm việc Kiểu thay dao như vậy hiện nay thực hiện rất nhanh, hàng phân số của giây

Phụ thuộc vào kiểu và kích thước, đài dao của máy CNC có 8 hoặc 16 ổ để dao Trong một trung tâm phay lớn có thể đến 3 đài dao được sử dụng đồng thời và các magazine của các trung tâm này cho phép chứa 100 hoặc nhiều hơn các loại dụng cụ khác nhau Đó có thể là loại magazine dọc, vòng tấm hoặc magazin băng truyền

* Hệ thống thay dao tự động

Hình 1.7: Sơ đồ thay thế dao tự động Hỡnh 1.8: Sơ đồ thay thế dao động

Thay thế dụng cụ nhờ một hệ thống tay túm Việc thay đổi dụng cụ được thực hiện với dụng cụ cỏnh tay kẹp khi một dụng cụ mới được gọi trong chương trỡnh NC như sau:

- Dụng cụ mong muốn trong Magazin được định vị vào vị trớ thay đổi

Trục cụng tỏc về vị trớ thay đổi

- Tay túm xoay đến dụng cụ cũ trờn trục và dụng cụ mới trong Magazin lấy dụng

cụ tương ứng trờn đầu trục chớnh và hốc dụng cụ Xoay tay túm đưa dụng cụ mới vào đầu trục chớnh và dụng cụ cũ vào magazine, quay tay túm về vị trớ ban đầu Quỏ trỡnh thay đổi dụng cụ chỉ kộo dài trong 6  10s, cú hệ thống chỉ trong vũng 1s

1.2 Hệ thống điều khiển CNC

1.2.1 Kết cấu và chức năng điều khiển CNC

Các chức năng của hệ CNC có thể được phân thành : + Nhập dữ liệu vào

+ Xử lý dữ liệu

+ Xuất dữ liệu

Hệ thống điều khiển có thể chia thành 3 phần sau:

Nhập dữ liệu Xử lý dữ liệu Xuất dữ liệu

1- CNC 2- Xử lý công nghệ 3- Xử lý hình học 4- Điều chỉnh dịch chỉnh 5- Điều khiển các trục X,Y,Z 6- Giá trị hiện thời

Hình 1.9 Hệ thống điều khiển CNC

Nhập dữ liệu liên quan đến giao diện: Hệ điều khiển – người điều khiển Hệ điều khiển gồm : bảng điều khiển và một số nối kết với các bộ lưu trữ tin ngoài ( đĩa mềm, băng từ, máy in )

- Xử lý: máy tính là trái tim của hệ điều khiển CNC, xử lý dữ liệu, thực hiện tất cả các phần tính toán và những liên quan logic

Ngưòi

điều

khiển

Bảng điều khiển Các kết nối để đọc vật mang tin (Băng đục lỗ, Casset, đĩa mềm)

Máy tính

Giao diện điều khiển trục

Cung cấp nguồn

Máy công

cụ

- Xuất dữ liệu: liên quan đến giao diện hệ điều khiển máy công cụ, xuất tín hiệu điều khiển trục và nguồn cung cấp năng lượng

Các thông tin hình học của chương trình NC được truyền từ bộ điều khiển CNC vào trong các giá trị thiết lập cho các bộ truyền động trục tịnh tiến ( X,Y,Z) có xem xét các giá trị chạy dao hiện thời Các chuyển dịch được tạo ra như vậy được kiểm tra liên tục bởi vòng điều khiển kín vị trí trục

Ví dụ chương trình NC gồm các chỉ lệnh tác động để máy phay dịch chuyển dụng

cụ một khoảng ( VD : 100 mm ), máy tính sẽ thực hiện như sau:

1- Bộ vi xử lý đọc được chỉ thị này, tính vị trí đích và khởi động bộ truyền động chạy dao tương ứng

2 - Hệ thống đo di chuyển luôn phản hồi vị trí của dụng cụ tại thời điểm bất kỳ về

bộ điều khiển Bộ vi xử lý so sánh vị trí đó với vị trí đích Nếu chưa đạt, truyền động chạy dao tiếp tục chạy Nếu đã đạt, truyền động chạy dao dừng và câu lệnh tiếp theo của chương trình NC được đọc

3- Lặp lại các bước 1 và 2

Việc xử lý dữ liệu trong bộ vi xử lý có thể được người điều hành thay đổi tại bất cứ thời điểm nào thông qua bảng điều khiển ( Tác động một chức năng cụ thể nào đó) Có một

số hệ điều khiển CNC được kết hợp với PLC ( xử lý các mạng logic)

1.2.3 Các dạng điều khiển hình học trên máy công cụ CNC

Các máy CNC khác nhau có khả năng gia công được các bề mặt khác nhau như các lỗ, mặt phẳng, các mặt định hình Do đó các dạng điều khiển của máy cũng được chia ra thành: Điều khiển điểm - điểm, điều khiển theo đường thẳng và điều khiển theo contour (điều khiển biên)

1.2.3.1 Điều khiển điểm - điểm

Điều khiển điểm - điểm (hay điều khiển theo vị trí) được dùng để gia công các lỗ bằng 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 các vị trí đã lập trình Khi đạt tới điểm đích dao bắt đầu cắt Tuy nhiên cũng có trường hợp dao không dịch chuyển mà bàn máy dịch chuyển Mục đích cần đạt là các kích thước a, b, c, d, đ e phải chính xác, còn quỹ đạo chuyển động là của dao hay của bàn máy đều không có ý nghĩa (hình 1.9)

Vị trí của các lỗ có thể được điều khiển

đồng thời theo hai trục (hình 1.10a) hoặc điều

khiển kế tiếp nhau (hình 1.10b) Trong trường

hợp chạy dao đồng thời theo hai trục X, Y thì

quỹ đạo chuyển động tạo thành một góc  so

với một trục nào đó (ví dụ trên hình 1.9 góc

hợp thành giữa quỹ đạo chuyển động của dao

và trục X là )

H×nh 1.10 : C¸c d¹ng ch¹y dao trong ®iÒu kiÖn ®iÓm - ®iÓm

b) ®iÒu khiÓn kÕ tiÕp

o

Hình 1.11: Các dạng chạy dao trong điều kiện điểm - điểm

a) Điều khiển đồng thời theo hai trục b) Điều khiển kế tiếp

Trong trường hợp chạy dao độc lập thì trước hết dao chạy song song với trục Y tới điểm 1’ (lúc này toạ độ của X không thay đổi) sau đó dao chạy theo trục X để tới điểm

đích 2 Như vậy các chuyển động của dao theo các trục hoàn toàn độc lập với nhau

1.2.3.2 Điều khiển đường thẳng

Hình 1.10: Điều khiển điểm - điểm

H×nh 1.11: §iÒu khiÓn ®-êng th¼ng

cụ cắt chuyển động song song với trục Y hoặc song song với trục X ( quỹ đạo được xác định theo chiều mũi tên) Ta thấy trong cả hai trường hợp trên đây dụng cụ cắt chuyển động độc lập theo từng trục một (không có quan hệ ràng buộc với trục khác) Dạng điều khiển này được dùng cho các máy phay và máy tiện đơn giản

Hình 1.12: Điều khiển đường thẳng 1.2.3.2 Điều khiển biên dạng (điều khiển contour)

Điều khiển theo biên dạng (theo contour) cho phép chạy dao trên nhiều trục cùng lúc Ví dụ, trên hình 1.12 cho thấy điểu khiển theo contour trên máy tiện (hình 1.12a) và trên máy phay (hình1.12b)

Trong cả hai trường hợp trên dụng cụ cắt chuyển động đồng thời theo cả hai trục để tạo ra một biên vừa có phần thẳng, vừa có phần cong ở đây, các chuyển động theo các trục có mối liên hệ hàm số ràng buộc với nhau Dạng điều khiển này được ứng dụng trên các máy tiện, máy phay và các trung tâm gia công Tuỳ theo số trục được điều khiển đồng thời khi gia công người ta phân biệt: điều khiển contour 2D, điều khiển contour D

a Điều khiển contour 2D

Điều khiển contour 2D cho phép thực hiện chạy dao theo hai trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công, ví dụ, trong mặt phẳng XZ hoặc XY trên hình 1.12 Trục thứ ba được điều khiển hoàn toàn độc lập với hai trục kia Có thể hiểu rõ hơn khi trên máy phay CNC có 3 trục: 2 trục được sử dụng để phay contour (hình 1.12b), còn trục thứ 3 (trục Z) thực hiện ăn dao theo chiều sâu cắt và được điều khiển không phụ thuộc vào hai trục kia

b Điều khiển contour D

z

2

1 2

c Điều khiển contour 3D

Điều khiển contour 3D cho phép đồng thời chạy dao theo 3 trục X, Y, Z (Cả ba trục chuyển động hoà hợp với nhau hay có quan hệ ràng buộc hàm số, hình1.14)

Ta thấy contour được gia công do cả 3 lượng chạy dao theo 3 trục X, Y, Z tạo thành Điều khiển contour 3D được ứng dụng để gia công các khuôn mẫu, gia công các chi tiết có bề mặt không gian phức tạp

1.3 Dụng cụ cắt trên máy phay CNC

1.3.1 Dao phay ngón

Năng xuất và độ chính xác trên máy gia công CNC phụ thuộc rất nhiều vào dụng cụ cắt Do đó dụng cụ trên máy CNC phải đáp ứng được những yêu cầu sau đây:

- Có tính cắt gọt ổn định

- Có khả năng tạo phoi và thoát phoi tốt

- Có tính vạn năng cao để có thể gia công được những bề mặt điển hình của nhiều chi tiết khác nhau trên các máy khác nhau

H×nh 1.14: §iÒu khiÓn contour 3D

zyz

a

b

Contour ®-îc gia c«ng cã kÝch th-íc a<b

Hình 1.15: Điều khiển contour 3D

contour được gia công có kích thước a<b

- Có khả năng thay đổi nhanh khi cần gá dao khác để gia công chi tiết khác loại hoặc khi dao bị mòn

- Có khả năng điều chỉnh kích thước ở ngoài vùng gia công khi sử dụng những dụng cụ phụ

Như vậy, trong nhiều trường hợp không thể dùng những dụng cụ thường để gia công trên các máy điều khiển số CNC Hiện nay để gia công trên các máy CNC người ta thiết kế những loại dao đặc biệt và một số loại dao tiêu chuẩn

Dao phay thông dụng trên máy phay CNC là dao phay ngón Vật liệu phần cắt là các loại thép gió như P6M5, P6M5K5, P5X10, P18 và các loại hợp kim cứng BK, TK Các dao phay ngón có đường kính đến 12mm được chế tạo từ thép gió liền khối, còn các dao phay có đường kính > 12mm thì phần cắt là thép gió có phần thân là thép cacbon Hình 1.15 là loại dao phay ngón chuôi côn và dao phay ngón chuôi trụ

Dao phay ngón dùng trên máy CNC có hai loại: loại tiêu chuẩn và loại chuyên dùng

Một số kết cấu đặc biệt của dao phay ngón được trình bày trên hình 1.16

Hình 1.16: Dao phay ngón chuôi trụ và dao phay ngón chuôi côn

Hình 1.17: Một số kết cấu đặc biệt của dao phay ngón

1.3.2.Dao phay mặt đầu

Dao phay mặt đầu cũng được sử dụng trên máy phay CNC và phần lớn chúng được tiêu chuẩn hóa Các dao phay mặt đầu là những dao có răng chắp với lưỡi cắt bằng hợp kim cứng hoặc gốm

Hình 1.18: Một số loại dao phay mặt đầu

1.4 Khái quát về phương pháp lập trình gia công trên máy công cụ CNC

1.4.1 Ngôn ngữ lập trình CNC

Một chương trình NC bao gồm một loạt các lệnh chỉ thị cho máy công cụ CNC thực hiện gia công Các khối định vị của chương trình NC tương ứng với thứ tự các bước gia công với mã lệnh kèm những thông tin thích hợp Các lệnh này có thể là các mã theo chữ cái, con số Các yếu tố cơ bản cho ngôn ngữ lập trình sử dụng cho hệ thống điều

khiển CNC được tiêu chuẩn hoá Ngôn ngữ lập trình có thể là:

71.4.1.1 Ngôn ngữ ISO( G- code)

Tiêu chuẩn iso 6983 cố gắng tiêu chuẩn hoá ngôn ngữ lập trình của các máy trong lĩnh vực chế tạo theo nguyên tắc xây dựng khối block chương trình theo điểm Đây là cơ

sở để các nhà sản xuất hệ thống điểu khiển thừa hưởng và phát triển ngôn ngữ G- code cho hệ điều khiển của mình

* ý nghĩa các chữ cái từ A  Z theo tiêu chuẩn ISO 6983:

C Quay quanh trục Z P Dịch chuyển lần 3 song song X

D Nhớ bù hiệu chỉnh dao Q Dịch chuyển lần 3 song song Y

E Lượng chạy dao hai lần R Dịch chuyển nhanh theo hướng Z

hoặc dịch chuyển lần 3 song song Z

F Lượng chạy dao S Tốc độ trục chính

G Chức năng dịch chuyển T Dụng cụ

I Tham số nội suy hoặc bước ren

song song trục X V Dịch chuyển lần 2 song song Y

J Tham số nội suy hoặc bước ren

song song trục Y W Dịch chuyển lần 2 song song Z

K Tham số nội suy hoặc bước ren

song song trục Z X Dịch chuyển theo hướng trục X

M Chức năng bổ xung Y Dịch chuyển theo hướng trục Y

Z Dịch chuyển theo hướng trục Z

* Các lệnh G theo ISO

G01 Chạy dao nội suy theo đường thẳng

G02 Chạy dao nội suy theo đường cung tròn cùng chiều kim đồng hồ G03 Chạy dao nội suy theo đường tròn ngược chiều kim đồng hồ

G04 Dừng máy có thời gian

G09 Dừng kiểm tra chính xác

G10 Chương trình tham số

G11 Hủy lệnh trương trình tham số

G12 Kết thúc chạy dao theo cung tròn cùng chiều kim đồng hồ

G13 Kết thúc chạy dao theo cung tròn ngược chiều kim đồng hồ

G17/ G18/ G19 Chọn mặt phẳng làm việclà mặt X-Y, Z-X, Z-Y

G20/G21 Đơn vị đo theo hệ inch/ mét

G22 Gọi chương trình con

G23 Lặp lại phần chương trình

G25 Nhảy tới điểm gốc ( điểm R)

G26 Chạy tới điểm thay dao

G40 Kết thúc hiệu chỉnh bán kính dao

G41 Hiệu chỉnh bán kính dao phía bên trái

G42 Hiệu chỉnh bán kính dao phía bên phải

G53 Chọn hệ thống toạ độ máy

G54-G59 Chọn hệ toạ độ làm việc

G90 Hệ toạ độ tuyệt đối

G91 Hệ toạ độ tương đối

G94 Lượng chạy dao phút (mm / ph)

G95 Lượng chạy dao vòng (mm / vg)

1.4.1.2 Ngôn ngữ APT (Automaticcally Programed Toosl)

APT là ngôn ngữ bậc cao có khoảng 3000 từ cho phép thiết lập phần tạo hình của quá trình gia công trên máy CNC ( Ví dụ máy phay 5 trục) Do máy CNC không hiểu trực

tiếp ngôn ngữ APT nên hệ điều khiển CNC phải có một chương trình dịch APT thành ngôn ngữ G

Tập kí tự dùng trong ngôn ngữ APT :

+ 26 chữ cái hoa la tinh A  Z

+ 26 chữ cái thường la tinh a  z

+ 10 chữ số thập phân 0  9

+ Các toán tử +; - ; *; : ; = ; ( ) và các kí tự đặc biệt khác

Một số quy tắc lập trình với APT

- Câu lệnh: Có 6 loại câu lệnh

+ Các lệnh định nghĩa ban đầu: Hình dáng hình học của phôi, của chi tiết gia công, đặc tính và các thông số hình học của dụng cụ cắt

+ Các lệnh dịch chuyển : Định vị dụng cụ và mô tả quỹ đạo chuyển động của dụng

cụ

+ Các lệnh mô tả nguyên công: Chế độ gia công; chọn dao; bật/ tắt dung dịch bôi trơn

+ Các lệnh phụ trợ cho công nghệ: Định nghĩa dung sai; Chế độ dừng máy

+ Các cấu trúc điều khiển : Vòng lặp, chương trình con

+ Các lệnh tính toán: các phép toán thông thường, tham số toán học, lượng giác

Kết thúc lệnh bằng dấu chấm phẩy(;)

- Tên: Tên hằng, tên biến, tên mảng, tên nhãn, tên phần tử hình học, được đặt theo

quy tắc là dẫy không quá 8 ký tự và số, bắt đầu bằng một chữ cái và không được phép trùng với từ khoá

Từ khoá: được sử dụng để khai báo các kiểu dữ liệu, để viết các câu lệnh

Ví dụ : POINT, LINE, CIRCLE

1.4.1.3 Ngôn ngữ đối thoại trực tiếp

Là dạng điều khiển theo hình tượng Nhiều hệ điều khiển (ví dụ HEIDENHAIN) trên bản điều khiển thường có các phím trên đó thể hiện biểu tượng tương đương với các lệnh

cụ thể nào đó

1.4.2 Cơ sở hình học của lập trình

1.4.2.1 Hệ toạ độ hình học

Mọi điểm trong không gian đều có thể xác định thông qua toạ độ của nó trong một

hệ toạ độ nào đó, thường có hai hệ toạ độ được độ được sử dụng :

Hệ toạ độ đề các 3 trục thường để miêu tả hoặc định vị rõ những phôi không gian như phôi phay Để xác định một điểm trong không gian cần 3 toạ độ (X, Y, Z ) tương đương với các trục

Hình 1.19a -Hệ 2 trục ( phẳng ) Hình 1.19b-Hệ 3 trục (Không gian)

Một hệ toạ độ bao giờ cũng có vùng âm, dương để có thể miêu tả chính xác tất cả các điểm, chú ý vị trí của toạ độ gốc

a Hệ toạ độ trên máy công cụ CNC

Dụng cụ của máy CNC thưc hiện những di chuyển cụ thể phụ thuộc vào loại máy Trên máy tiện đó là chuyển động dọc trục (Z) và chuyển động ăn dao (X) Trên máy phay còn thêm một chuyển động ngang (Y)

Để điều khiển dụng cụ được chính xác, tất cả các điểm trên vùng gia công phải được xác định rõ nhờ hệ thống toạ độ Việc xác định 3 trục và hướng của nó dựa vào quy tắc bàn tay phải Theo nguyên tắc này thì ngón tay 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 cái A, B, C Chiều quay dương là chiều quay theo chiều kim đồng hồ nếu ta nhìn theo chiều dương của các trục X,Y, Z

+ Trục Z

Nhìn chung ở các máy trục Z luôn song song với trục chính của máy

- Mỏy tiện: trục Z song song với trục chớnh của mỏy cú chiều dương chạy từ mõm cặp tới dụng cụ (chạy xa khỏi chi tiết gia cụng được cặp trờn mõm cặp) Hay núi cỏch khỏc thỡ chiều dương của trục Z chạy từ trỏi sang phải

- Mỏy khoan đứng, mỏy phay đứng, mỏy khoan cần: Trục Z song song với trục chớnh

và cú chiều dương hướng từ bàn mỏy lờn phớa trục chớnh

- Mỏy bào, mỏy xung điện: Trục Z vuụng gúc với bàn mỏy và cú chiều dương hướng

từ bàn mỏy lờn phớa trờn

- Cỏc mỏy phay cú nhiều trục chớnh: Trục Z song song với đường tõm trục chớnh vuụng gúc với bàn mỏy (chọn trục chớnh cú đường tõm vuụng gúc với bàn mỏy làm trục Z) Chiều dương của trục Z trong trường hợp này hướng từ bàn mỏy tới trục

chớnh

Hình 1.19: Hệ trục toạ độ của máy CNC Hình 1.20: Quy tắc bàn tay phải

Hỡnh 1.21: Hệ trục toạ độ của mỏy CNC Hỡnh 1.22: Quy tắc bàn tay phải + Trục X

Trục X là trục nằm trờn bàn mỏy và thụng thường nú được xỏc định theo phương nằm ngang Chiều của trục X được xỏc định theo quy tắc bàn tay phải (ngún tay cỏi chỉ chiều dương của trục X)

- Mỏy phay đứng: Nếu đứng ngoài nhỡn vào trục chớnh thỡ chiều dương của trục X hướng về bờn phải

- Mỏy khoan cần: Nếu đứng ở vị trớ điều khiển mỏy ta cú chiều dương của trục X hướng vào trụ mỏy

- Máy phay ngang: Nếu đứng ngoài nhìn thẳng vào trục chính thì ta có chiều dương của trục X hướng về bên trái, còn nếu đứng ở phía trục chính để nhìn vào chi tiết thì ta có chiều dương của trục X hướng về bên phải

- Máy tiện: trục X vuông góc với trục máy và có chiều dương hướng về phía bàn kẹp dao (hướng về phía dụng cụ cắt) Như vậy nếu bàn kẹp dao ở phía trước trục chính thì chiều dương của X hướng vào người thợ, còn nếu bàn kẹp dao ở phía sau trục chính thì chiều dương đi xa khỏi người thợ

- Máy bào: trục X nằm song song với mặt định vị chi tiết trên bàn máy và chiều dương hướng từ bàn máy tới thân máy

Khi chi tiết gia công cùng bàn máy tham gia chuyển động thay cho dụng cụ cắt thì các chuyển động ấy (chuyển động tịnh tiến theo ba trục và chuyển động quay quanh ba trục) được ký hiệu bằng các chữ X’, Y’, Z’ và A’, B’, C’ (Hình 1.21) Các chiều chuyển động này ngược với chiều chuyển động của dụng cụ

Hình 1 21: Hệ toạ độ của máy CNC khi chi tiết

chuyển động thay cho dụng cụ cắt

Hỡnh 1.23: Hệ toạ độ của mỏy CNC khi chi tiết chuyển động thay cho dụng cụ cắt

b Xỏc định hệ toạ độ với chuẩn mỏy hoặc phụi

Cỏc điểm chuẩn cần được xỏc định chớnh trong vựng làm việc của mỏy

+ Điểm chuẩn của mỏy M (điểm gốc 0 của mỏy)

Hình 1 22: Điểm M của máy khoan cần (a) và của máy phay

đứng (b)

Hỡnh 1.24: Điểm M của mỏy khoan cần (a) và của mỏy phay đứng (b)

Điểm gốc O của máy (điểm chuẩn M của máy) là điểm gốc của hệ toạ độ của máy

Điểm M được các nhà chế tạo quy định theo kết cấu của từng loại máy Điểm M là điểm giới hạn 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 các toạ độ ở các máy phay điểm thường nằm ở điểm giới hạn dịch chuyển của bàn máy Điểm chuẩn M (điểm 0 của máy) của máy khoan cần và máy phay đứng được thể hiện trên (hình 1.22)

+ Điểm 0 của chi tiết W

Điểm W của chi tiết là gốc toạ độ của chi tiết Vị trí điểm W phụ thuộc vào sự lựa chọn của người lập trình

Đối với chi tiết phay ta chọn điểm W tại điểm góc ngoài của đường viền chi tiết (hình 1.23a)

Khi gia công các bề mặt đối xứng ta có thể chọn nhiều hệ toạ độ khác nhau với các điểm gốc W1 và các hệ toạ độ W2 ,W3 ,W4 và W5 (hình 1.23b)

H×nh 1.23: Mét ®iÓm W (a) vµ nhiÒu ®iÓm

Hình 1.24: Hệ toạ độ và các điểm chuẩn

a)

b)

Hỡnh 1.26: Hệ toạ độ và cỏc điểm chuẩn

Đối với cỏc chi tiết tiện ta chọn điểm W của chi tiết nằm trờn đường tõm của chi

tiết hoặc ở mặt đầu bờn trỏi hoặc mặt đầu bờn phải (Hỡnh 1.24) cho thấy điểm W nằm ở mặt đầu bờn trỏi của chi tiết

+ Điểm chuẩn của dao (p)

Cỏc dao tiện, dao khoan cú điểm chuẩn là đỉnh dao (hỡnh 1.25 a, b) Cỏc dao khoột, dao doa hoặc dao phay thỡ điểm P là tõm của mặt đầu của dao Điểm P được dựng khi tớnh

toỏn cỏc quỹ đạo chuyển động của dao