Bài giảng CADCAM CNC

MỞ ĐẦU1- Vị trí vai trò của CAD/CAM-CNC Nằm trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy, nó thực hiện nhiệm vụ thiết kế mô hình hình học của sản phẩm, lập chương trình gia công, quy trình côn

Trang 1

BÀI GiẢNG

CAD/CAM-CNC

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

TS Nguyễn Huy Ninh Email: cam@mail.hut.edu.vn

cuu duong than cong com

Trang 2

MỞ ĐẦU

1- Vị trí vai trò của CAD/CAM-CNC

Nằm trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy, nó thực hiện nhiệm vụ thiết kế mô hình hình học của sản phẩm, lập

chương trình gia công, quy trình công nghệ nhờ sự trợ giúp của điều khiển số, kỹ thuật máy tính

2- Đối tượng nghiên cứu của môn học:

Liên quan đến các dữ liệu hình học của quá trình thiết kế và các đặc trưng hình học của bề mặt gia công Nghiên cứu

ứng dụng kỹ thuật số và máy tính vào việc thực hiện quá trình công nghệ gia công cơ.

3- Nội dung nghiên cứu của môn học:

PHẦN I: Thiết kế và gia công sản phẩm với sự trợ giúp cuu duong than cong com

Trang 3

I Giới thiệu phần mềm MasterCam X5.

II Giới thiệu phần mềm SolidWorks 2012 III Giới thiệu phần mềm NX-8.5.

IV Giới thiệu phần mềm Catia V5R21.

Trang 4

 1.3 Các hệ thống gia công linh hoạt

 Chương 2: Một số đặc trưng của máy CNC

 2.1 Các trục toạ độ và chiều các chuyển động

 2.2 Qui định các trục toạ độ trên máy

 2.3 Độ chính xác gia công trên máy CNC (đảm bảo thông qua các hệ thống đo dịch chuyển và đo góc)

 Chương 3 Các dạng điều khiển số

 3.1 Điều khiển theo điểm

 3.2 Điều khiển theo đường thẳng

 3.3 Điều khiển theo công tua (2D, D, 3D, 4D, 5D)

 Chương 4 Những khái niệm cơ bản về lập trìmh gia công trên máy cuu duong than cong com

Trang 5

MỞ ĐẦU

 41 Các khái niệm cơ bản

 4.2 Quỹ đạo gia công

 4.3 Cách ghi kích thước tuyệt đối và tương đối

 4.4 Các câu lệnh G _code

 Chương 5: Kỹ thuật lập trình CNC

 5.1 Cấu trúc chương trình.

 5.2 Lập chương trình NC trên hệ điều hành FANUC series 21:

 - EMCO win NC GE series Fanuc TB 21

 - EMCO win NC GE series Fanuc MB 21

 5.3 EMCO win NC Heidenhain TNC 426

 5.4 Lập chương trình NC trên hệ điều hành Heidenhain TNC 530:

 Chương 6: Ứng dụng các phần mềm thiết kế và gia công tiên tiến

 6.1 Giới thiệu phần mềm MasterCam và MCU.

 6.2 Giới thiệu phần mềm SolidWorks để thiết kế và gia công khuôn.

Trang 6

MỞ ĐẦU

 PHẦN III THỰC HÀNH:

 Cho bản vẽ thiết kế chi tiết, yêu cầu:

 +Lập quy trình công nghệ để gia công chi tiết trên máy C

 + Ứng dụng một phần mềm điều khiển trên máy CNC để lập trình và mô phỏng quá trình gia công chi tiết.

 TÀI LIỆU THAM KHẢO:

 1 Các tài liệu về CAD/CAM-CNC

 2 Các tài liệu được cung cấp từ chương trình đào tạo trong

dự án EMCO:

 + EMCO win NC GE series Fanuc TB 21

 + EMCO win NC GE series Fanuc MB 21 cuu duong than cong com

Trang 7

PHẦN I: Thiết kế sản phẩm với sự trợ giúp của máy tính-CAD

1.1 Thiết kế các mô hình hình học(mô hình khung

dây, bề mặt, solid, lắp ráp sản phẩm)

1.2 Thiết kế khuôn

II Giới thiệu phần mềm MasterCam X15.

2.1 Thiết kế các mô hình hình học học(mô hình

khung dây, bề mặt, solid).

2.2 Lập chương trình gia công các chi tiết cuu duong than cong com

Trang 8

III Giới thiệu phần mềm NX 8.5.

3.1 Thiết kế các mô hình hình học (mô hình khung

dây, bề mặt, solid,)

3.3 Lập chương trình gia công các chi tiết.

VI Giới thiệu phần mềm Catia V5R21.

4.1 Thiết kế các mô hình hình học(mô hình khung

dây, bề mặt, solid,)

4.3 Lập chương trình gia công các chi tiết cuu duong than cong com

Trang 9

Giới thiệu phần mềm MasterCam X15.

3-filetblend

Trang 10

Bài tập thiết kế sản phẩm nhựa

Trang 11

Giới thiệu phần mềm SolidWorks 2012

3-filetblend-SolidWorks

Trang 12

Bài tập lớn

Trang 13

Bài tập lớn

Trang 14

Tách khuôn

Trang 15

Giới thiệu phần mềm NX8.5

CAD: Mô hình khung

Trang 16

Giới thiệu phần mềm NX8.5

Tạo bề mặt

Trang 17

Trang 18

Lẵng hoa

Trang 19

Trang 20

Trang 21

Trang 22

 Cánh Turbo tăng áp

Trang 23

Giới thiệu phần mềm CatiaV518

 Thiết kế khuôn

Trang 24

Giới thiệu phần mềm CatiaV5.R21

Bài tập lớn:

Trang 25

Kích thước BTL

Trang 26

CAM: MasterCam

Bài tập tiện

Trang 27

Trang 28

Gia công cánh tourbin

Trang 29

CAM: Catia

Phay hốc

Trang 30

Phần II : Công nghệ CNC

Chương 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ CNC

1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CÔNG CỤ CNC.

 1938 Claude Shannon bảo vệ luận án tiến sỹ ở viện công nghệ MIT nội dung tính toán chuyển giao dữ liệu dạng nhị phân - nền tảng cơ sở của máy tính ngày nay.

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

1952 Viện MIT cho ra đời máy công cụ điều khiển số đầu tiên

(CINCINNATI HYDROTEL) gồm nhiều đèn điện tử với chức năng nội suy đường thẳng cuu duong than cong com

Trang 31

- 1957 Không quân Mỹ đã trang bị những máy NC đầu tiên ở xưởng.

- 1958 Ngôn ngữ lập trình tự động hoá đầu tiên (APT) được giới thiệu trong quan hệliên kết với máy tính IBM 704

- 1960 Kỹ thuật bán dẫn thay thế cho hệ thống điều khiển xung rơle, đèn điện tử.

- 1965 Giải pháp thay dụng cụ tự động ATC ( Automatic Tool Changer).

- 1968 Kỹ thuật mạch tích hợp IC ra đời có độ tin cậy cao hơn.

- 1972 Hệ điều khiển NC đầu tiên có lắp đặt máy tính nhỏ…

- 1976 Hệ vi xử lý tạo ra một cuộc cách mạng trong kỹ thuật

CNC

Trang 32

 - 1978 Các hệ thống gia công linh hoạt (FMS) đƣợc tạo lập

 - 1979 Những giải pháp kết nối liên hoàn CAD/CAM đầu tiên xuất hiện

 - 1985 Trung tâm gia công (MC) cơ khí đầu tiên là Máy có

tên"Milwaukee Magic" Công ty Carney & Treker (Mỹ) sản xuất.

 - 1986/1987 Giải pháp tích hợp và tự động hoá sản xuất (CIM)

 - 1994 Khép kín chuỗi quá trình CAD/CAM-CNC

 Ngày nay các máy công cụ CNC đã hoàn thiện hơn với tính năng vƣợt trội có thể gia công hoàn chỉnh chi tiết trên một máy gia công, với số lần gá đặt ít nhất Đặc biệt chúng có thể gia công các chi tiết có bề mặt phức tạp cuu duong than cong com

Trang 33

2 KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ.

2.1 Điều khiển theo phương pháp truyền thống:

+ Điều khiển bằng cam

+ Điều khiển theo cữ hành trình

+ Điều khiển theo thời gian (tang trống quay theo t) + Điều khiển theo chu kỳ, kêt hợp cả theo quãng

đường và thời gian (Máy giặt ĐK cơ) cuu duong than cong com

Trang 34

2.1 Các hệ điều khiển số.

Trên máy điều khiển số thì quá trình gia công thực hiện một cách tự động Trước khi gia công người ta phải đưa vào hệ thống điều khiển một chương trình gia công dưới dạng một chuỗi các câu lệnh điều khiển Hệ thống điều khiển số có khả năng thực hiện các lệnh điều khiển này và kiểm tra chúng nhờ một hệ thống đo lượng dịch chuyển bàn máy.

Trang 35

Hệ điều khiển số NC (Numerical Control)

Hệ thống NC đầu tiên ra đời do sự cần thiết chế tạo các chi tiết phức tạp của máy bay với số lượng ít Ngày nay các máy trang bị hệ điều khiển NC vẫn còn sử dụng Đây là hệ điều khiển đơn giản với số lượng hạn chế các kênh thông tin Trong hệ điều khiển NC các thông số hình học của chi tiết gia

công và các lệnh điều khiển được cho dưới dạng dãy các con số.

Trang 36

* Nguyên tắc làm việc của hệ điều khiển NC.

 Sau khi mở máy các lệnh thứ nhất và thứ hai đƣợc đọc Chỉ sau khi quá trình đọc kết thúc máy mới

thực hiện lệnh thứ nhất Trong thời gian này thông tin của lệnh thứ hai nằm trong bộ nhớ của hệ thống điều khiển Sau khi hoàn thành việc thực hiện lệnh thứ nhất máy bắt đầu thực hiện lệnh thứ hai lấy từ

bộ nhớ ra Trong khi thực hiện lệnh thứ hai, hệ điều khiển đọc lệnh thứ ba và đƣa vào chỗ của bộ nhớ

mà lệnh thứ hai vừa đƣợc giải phóng ra cuu duong than cong com

Trang 37

Nhược điểm chính của hệ điều khiển NC là khi gia công chi tiết tiếp theo trong loạt hệ điều khiển lại phải đọc tất cả các lệnh từ đầu và như vậy không

tránh khỏi những sai sót của bộ tính toán trong hệ điều khiển Do đó chi tiết gia công có thể bị phế

phẩm Một nhược điểm nữa là do cần rất nhiều lệnh chứa trong băng đục lỗ hoặc băng từ nên khả năng

mà chương trình bị dừng lại có thể xảy ra Ngoài ra với chế độ làm như vậy băng dục lỗ hoặc băng từ sẽ nhanh chóng bị bẩn và mòn gây lỗi cho chương

trình

Trang 38

Cấu trúc của hệ NC:

Trang 39

1- Dữ liệu vào: Còn gọi là chương trình lệnh, được ghi lại và lưu trữ bằng nhiều cách nhờ phần tử

mang chương trình (băng, thẻ, đĩa, bộ nhớ…)

Trang 40

 2- Bộ điều khiển (MCU): ….

 3- Máy công cụ( thiết bị đƣợc điều khiển)…

Trang 41

 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CHÍNH MÁY CÔNG CỤ NC.

Trang 42

 Hệ điều khiển Direct Numerical Control (DNC)

Vào cuối những năm 60, sự phát triển của kỹ thuật time-sharing trên các máy tính lớn đã mở ra hướng điều khiển một loạt máy NC bằng một máy tính lớn.

Trang 43

 Hệ điều khiển số CNC (Computer Numerical Control)

Đến 1970 máy PC trở thành phổ biến và rẻ, không cần phải sử dụng chung máy tính nữa Mỗi máy NC được trang bị một máy PC.

 Hệ điều khiển CNC cho phép thay đổi và hiệu chỉnh các

chương trình gia công chi tiết và cả chương trình hoạt động của bản thân nó Trong hệ CNC các chương trình gia công có thể

được ghi nhớ lại Trong hệ điều khiển CNC chương trình có thể được nạp vào bộ nhớ toàn bộ một lúc hoặc từng lệnh Các lệnh điều khiển được viết không chỉ cho từng chuyển động riêng lẻ

mà còn cho nhiều chuyển động cùng một lúc Điều này cho phép giảm số câu lệnh của chương trình và như vậy có thể nâng cao

Trang 44

 Hệ điều khiển Distributed Numerical control (DNC).

Ngày nay khái niệm ban đầu của DNC đã đƣợc thay đổi bởi

sự phát triển của hệ điều khiển CNC.

Việc bổ xung các máy tính thứ cấp giữa máy công cụ và máy chủ nhằm:

- Tăng tốc độ toàn hệ thống

- ….

* Ƣu điểm của các hệ thống DNC:

Trang 45

 - Hệ điều khiển thích nghi(Adaptive control):

Trang 46

 Tế bào gia công.

Trang 47

 - Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS

Trang 48

 Hệ thống tích hợp CIM (Computer Integrated Manufacturing)

Trang 49

Ñònh nghóa veà CIM (tieáp)

Trang 50

Chương 2 MÁY CÔNG CỤ CNC

- Máy Công cụ thông thường:

 Thao tác gia công bằng tay

· Thao tác máy phải có tay nghề phù hợp

· Lỗi của người vận hành và đọc sai số kích thước có thể xuất hiện

· Khó khăn trong việc duy tri độ chính xác, và chất lượng thay đổi nhiều

· Người điều khiển luôn phải theo sát máy Không thể gia công được hình dạng phức tạp

· Cần sử dụng nhiều đồ gá

· Sản xuất đa dạng.cuu duong than cong com

Trang 51

Trang 52

 - Máy CNC.

· Các thao tác phải làm chỉ là quan sát quá trình gia công bởi vì quá trình gia công được thực hiện tự động bởi số liệu NC

· Không có sai số do đọc kích thước sai

· Khi sản phẩm đầu tiên đã đạt yêu cầu, việc kiểm tra đối với những chi tiết kế tiếp nhiều khi không cần thiết

· Độ chính xác gia công cao có ổn định, chất lượng của sản phẩm có thể luôn được đảm bảo, ít phụ thuộc tay nghề của công nhân

· Tự động hoá cao Một người có thể vận hành được nhiều máy vì

có hệ điều khiển máy tiên tiến

· Chi phí cho trang bị công nghệ thấp hơn vì không cần nhiều đồ gá nhất là khi bàn máy có thể quay được

· Có thể dự đoán chính xác thời gian gia công cuu duong than cong com

Trang 53

Trang 54

 · Quá trình gia công cũng có thể lặp lại với các số liệu NC được lưu giữ.

 · Tính linh hoạt cao (tính thích nghi nhanh với sự thay đổi đối

tượng gia công, thích hợp với sản xuất loạt nhỏ)

 · Khả năng tập trung nguyên công cao (gia công nhiều bề mặt trên chi tiết trong một lần gá phôi)

 · Tốc độ chạy dao và tốc độ cắt lớn Năng suất gia công cao

 · Chuẩn bị công nghệ để gia công khác với máy thường là phải lập trình NC để điều khiển máy theo ngôn ngữ mà hãng chế tạo máy đã đặt trong hệ điều hành của máy

 · Máy CNC đắt tiền Không thể loại trừ hoàn toàn các lỗi Người vận hành có thể vẫn bấm nhầm nút điều khiển hoặc gá đặt chi tiết không hợp lý

 · Chi phí chọn lựa và đào tạo những ngư-ời lập trình và bảo trì cuu duong than cong com

Trang 55

 2.2 HỆ TRỤC TOẠ ĐỘ TRÊN MÁY CÔNG CỤ CNC

Khi lập trình người ta quy ước rằng dụng cụ chuyển động

tương đối so với hệ thống tọa độ, còn chi tiết đứng yên cuu duong than cong com

Trang 56

 Trên các máy công cụ điều khiển theo chương trình số còn có các trục quay như: trục của bàn quay, ụ quay Các trục này được ký hiệu bằng các chữ A, B và C, và có số thứ tự tương ứng với các trục tịnh tiến X, Y và Z Chiều quay dương của cuu duong than cong com

Trang 57

 2.2.2 Quy định các tọa độ trên máy

 2.2.2.1 Máy phay.

Trang 58

 2.2.2.2 Máy tiện.

Trang 59

2.2.2.3 Trung tâm gia công

Trang 60

 2.3 CÁC ĐIỂM CHUẨN.

 2.3.1 Điểm chuẩn của máy (kí hiệu M).

 Các điểm 0 của máy M là điểm gốc của các hệ trục tọa độ trên máy và do nhà chế tạo ra các máy đó xác định theo kết cấu của máy

 Trên các máy phay, điểm 0 của máy thường nằm trên điểm giới hạn dịch chuyển của bàn máy (hình 2.5)

 Trên máy tiện điểm O của máy thường đặt tại tâm mặt đầu của trục chính (hình 2.6)

Trang 61

Trang 62

 2.3.2 Điểm 0 của chi tiết (kí hiệu W)

Trang 63

 2.3.3 Điểm tham chiếu của máy (R)

Trong các máy có hệ thống đo dịch chuyển, các giá trị thực đo được khi bị mất nguồn điện do sự cố sẽ mất theo Trong những trường hợp này để đưa hệ thống đo trở lại trạng thái đã có trước

đó thì ta phải đưa máy về điểm 0 của máy Trong nhiều trường hợp, không thực hiện được điều này vì vướng vào các chi tiết đã kẹp chặt trên máy hoặc đồ gá Do vậy cần thiết xác lập một điểm chuẩn thứ hai trên các trục, đó là điểm chuẩn của máy R (hình 3.39) Điểm chuẩn này có một khoảng cách xác định so với điểm

0 của máy và đã được định vị trên các bàn trượt của máy

 2.3.4 Điểm thay dao ( Ww), thường trùng với điểm R

Trang 64

 2.3.5 Điểm điều chỉnh dao E.

Khi sử dụng nhiều dao, các

kích thước của dao phải

được xác định trước trên

thiết bị điều chỉnh dao để có

thông tin đưa vào trong hệ

thống điều chỉnh nhằm hiệu

chỉnh tự động kích thước

dao Các kích thước hiệu

chỉnh này (Q và L) gắn với

điểm điều chỉnh dao E nằm

trên đuôi dao (hình 2.11) cuu duong than cong com

Trang 65

 2.3.6 Điểm gá dao N.

Trang 66

 2.4 CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN MÁY CÔNG CỤ CNC.

- Điều khiển điểm - điểm - Điều khiển theo đường

Trang 67

- Điều khiển theo đường biên - Điều khiển 2D.

Trang 68

- Điều khiển 2-1/2D

- Điều khiển 3D.

Trang 69

- Điều khiển 4D - Điều khiển 5D

Trang 70

 2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY TRONG CÁC MÁY CÔNG CỤ NC, CNC

 2.5.2 Các phép nội suy cơ bản.

- Nội suy đường thẳng - Nội suy cung tròn

Trang 71

Chương 3 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHƯƠNG

TRÌNH NC VÀ LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC

3.1 KHÁI NIỆM VÀ CÁC NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC

 Vị trí vai trò của lập trình gia công CNC:

Từ bản vẽ thiết kế- Chuẩn bị công nghệ(bản vẽ công nghệ, máy, dao, gá, QTCN…)- Lập trình CNC- NC file- Máy CNC….

* Chương trình NC là tập hợp những chỉ dẫn cần thiết cho quá trình gia công một chi tiết cơ khí trên máy công cụ điều khiển NC, CNC mà

không có sự trợ giúp của con người Và ngôn ngữ lập trình NC cho máy công cụ NC và CNC sử dụng gồm 2 cấp:

 + Cấp thấp: Lập trình cơ sở bằng ngôn ngữ điều khiển số (ISO - code).

Ví dụ: ISO 6983, DIN 66025

 + Cấp cao: Lập trình nâng cao bằng ngôn ngữ cấp cao

Ví dụ:: APT (Automatically Programed Tool) cuu duong than cong com

Định dạng
Số trang	137
Dung lượng	6,93 MB