Xây dựng dữ liệu cadcam trên cơ sở phần mềm catia phục vụ cho trung tâm gia công phay cnc tại trường cao đẳng nghề kỹ thuật công nghệ

Với điều kiện của Trường Cao Đẳng Nghề Kỹ thuật Công nghệ, việc đưa các máy CNC công nghệ cao vào phục vụ quá trình đào tạo kết hợp sản xuất là một mục tiêu quan trọng hàng đầu trong quá

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

-

Lưu Huy Hạnh

XÂY DỰNG DỮ LIỆU CAD/CAM TRÊN CƠ SỞ PHẦN MỀM CATIA PHỤC VỤ CHO TRUNG TÂM GIA CÔNG PHAY CNC TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CHẾ TẠO MÁY

Hà Nội – Năm 2013

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

-

Lưu Huy Hạnh

XÂY DỰNG DỮ LIỆU CAD/CAM TRÊN CƠ SỞ PHẦN MỀM CATIA PHỤC VỤ CHO TRUNG TÂM GIA CÔNG PHAY CNC TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

Chuyên ngành: Chế tạo máy

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CHẾ TẠO MÁY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS LÊ GIANG NAM

Hà Nội – Năm 2013

Chương 1 : Tổng quan về máy gia công điều khiển số và trang

1.2.1 Những nét cơ bản giữa máy công cụ thông thường và máy

1.3 Thực trạng về trang thiết bị và việc sử dụng trang thiết bị tại

1.3.1 Một số nét về sự phát triển của trường Cao đẳng nghề Kỹ

2.2.2 CAM (Computer Aided Manufacturing) – Sản xuất với sự

2.2.3 CAE (Coputer Aided Engineering) – Phân tích, tính toán

2.3.1 Vai trò và vị trí của CSDL phục vụ quá trình chuẩn bị công

Chương 3: Cơ sở dữ liệu thiết kế sản phẩm dạng mô hình tiến hóa

trên phần mềm CATIA cà ứng dụng của nó cho trung tâm gia

công phay CNC SUNMILL

72

3.1 Cơ sở dữ liệu thiết kế các chi tiết dạng mô hình tiến hóa trên

3.1.2 Cơ sở lý thuyết của phương pháp xây dựng mô hình tiến

3.2 Ứng dụng xây dựng cơ sở dữ liệu dạng mô hình tiến hóa trên

3

710

3.2.1 Các công cụ thực hiện việc xây dựng cơ sở dữ liệu dạng

3.2.1.1 Ứng dụng mô-đun Knowledge adivisor trong CATIA 81

3.2.1.2 Các tính năng cơ bản của mô-đun Knowledge adivisor

trong CATIA

82

3.2.2 Ứng dụng phần mềm CATIA xây dựng cơ sở dữ liệu dạng

mô hình tiến hóa cho một số dạng bài tập thực hành trên

trên trung gia công phay SUNMILL – JHV 710 tại trường

Cao Đẳng Nghề Kỹ Thuật Công Nghệ

91

3.2.2.2 Mô hình tiến hóa chi tiết dạng bánh răng 98 3.2.2.3 Lập trình gia công cho chi tiết dạng hộp 101

Kết luận và kiến nghị 110

7

Hình 2.12: Modul thiết kế đường ống và các thiết bị điện, điện tử 66

8

Hình 3.5: Sơ đồ của phương pháp cho mô hình tiến hóa trong hệ thống

9

Hình 3.24: Thiết lập các thông số tạo hàm và tạo bảng cho chi tiết 94

10

4

5

engineering Applications

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn Thạc sĩ “Xây dựng dữ liệu CAD/CAM trên cơ sở phần mềm

CATIA phục vụ cho trung tâm gia công phay CNC tại trường CĐN Kỹ thuật Công Nghệ”

Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Giang Nam

Học viên thực hiện: Lưu Huy Hạnh

Chuyên ngành: Chế tạo máy

Khoá học: 2011 – 2013

Viện Cơ khí - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, không nhờ, thuê, mua hay dowload Luận văn của người khác

Kết quả nghiên cứu trong Luận văn hoàn toàn trung thực và chưa được công

bố trong công trình nghiên cứu nào

Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tôi xin chịu trách nhiệm về những cam đoan trên

Ngày 12 tháng 04 năm 2013

Học viên

Lưu Huy Hạnh

LỜI CẢM ƠN

Với tình cảm chân thành của mình tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới lãnh đạo trường, Viện đào tạo sau đại học, Viện cơ khí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cùng toàn thể các thầy, cô giáo đã tham gia giảng dạy và hướng dẫn tôi trong suốt

quá trình học tập, nghiên cứu nhằm nâng cao trình độ, đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu cầu nhiệm vụ công việc

Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Lê Giang Nam đã tận tình

hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu hoàn thành bản luận văn

này

Cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo khoa Cơ khí chế tạo Trường Cao Đẳng Nghề Kỹ thuật Công Nghệ và các bạn đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp

đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn các thầy phản biện đã đóng góp những ý kiến quí báu

và bổ ích để bản luận văn của tôi được hoàn chỉnh hơn và có hướng khắc phục trong những nghiên cứu tiếp theo

Xin chân thành cảm ơn!

Ngày … tháng 04 năm 2013

Tác giả

Lưu Huy Hạnh

Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật ngày nay đã tạo ra nhiều công cụ

CAD/CAM hỗ trợ cho con người trong quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm, nó cho thấy vai trò quan trọng của máy tính trong quá trình hỗ trợ thiết kế cũng như quá trình sản xuất

Việc sử dụng máy tính hỗ trợ cho quá trình thiết kế đem lại nhiều lợi ích, điển hình là các lợi ích sau đây:

- Nâng cao năng suất quá trình thiết kế

- Rút ngắn thời gian kể từ khi nhận đơn hàng đến khi giao sản phẩm

- Giảm nhiều sai xót trong quá trình thiết kế

- Các tính toán thiết kế đạt độ chính xác cao hơn

- Thuận lợi cho việc tiêu chuẩn hóa trong quá trình thiết kế

Nghiên cứu và ứng dụng các phần mềm hỗ trợ thiết kế này như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất là một câu hỏi lớn đang cần sự giải đáp của những nhà sử dụng phần mềm hỗ trợ trong từng công việc cụ thể

Trong quá trình phát triển hiện nay, nhằm mục đích đào tạo nguồn nhân lực ngành cơ khí có trình độ cao, tiếp cận với trình độ của khu vực và thế giới Trường Cao Đẳng Nghề Kỹ thuật Công Nghệ đã được Đảng và nhà nước ta đã đầu tư nhiều trang thiết bị hiện đại cho khoa cơ khí chế tạo (02 máy phay CNC, 02 máy tiện

CNC, 02 trung tâm gia công CNC, 01 máy cắt dây, 01 máy đo ba chiều)

Tuy nhiên việc khai thác và sử dụng các trang thiết bị này còn gặp nhiều hạn chế, đặc biệt là việc liên kết với các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh để đưa những mặt hàng vào sản xuất, tạo điều kiện cho sinh viên có thể tiếp cận trực tiếp với quá trình sản xuất thực tế bên ngoài, mà nguyên nhân chính ở đây là việc trong

CATIA là một hệ thống CAD/CAM/CAE 3D hoàn chỉnh Nó giải quyết công việc một cách triệt để từ khâu thiết kế mô hình CAD, đến khâu sản xuất dựa trên cơ

sở CAM, khả năng phân tích tính toán, tối ưu hóa lời giải dựa trên chức năng CAE Với điều kiện của Trường Cao Đẳng Nghề Kỹ thuật Công nghệ, việc đưa các

máy CNC công nghệ cao vào phục vụ quá trình đào tạo kết hợp sản xuất là một mục tiêu quan trọng hàng đầu trong quá trình phát triển của nhà trường Cùng với sự lựa chọn phần mềm CATIA yêu cầu đặt ra là làm thế nào để có thể ứng dụng hiệu quả nhất phần mềm CATIA phục vụ cho quá trình thiết kế sản phẩm nhanh chóng và tối

ưu, kết hợp với quá trình gia công tên các máy CNC

Xuất phát từ yêu cầu trên, trong luận văn tác giả tập trung nghiên cứu: “Xây dựng dữ liệu CAD/CAM trên cở sở phần mềm CATIA phục vụ cho trung tâm

2 Lịch sử nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng các phần mềm CAD/CAM hỗ trợ cho quá trình thiết kế và sản xuất trong cơ khí là một trong những yếu tố quan trọng thúc đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa Chính vì vậy, trong các viện nghiên cứu và thiết kế, các doanh nghiệp sản xuất và các cá nhân làm việc trong ngành cơ khí đều hướng tới nghiên cứu các hệ thống CAD/CAM với các mức độ khác nhau

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trong nhà trường tác giả nghiên cứu đề tài với mong muốn sẽ góp phần thực hiện nhiệm vụ phát triển nhà trường, phát triển khả

13

năng ứng dụng công nghệ CAD/CAM của trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật công nghệ, đáp ứng được yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo kết hợp sản xuất phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a Đối tượng : Các dạng bài tập thực hành trên trung tâm phay CNC tại trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật công nghệ

b Phạm vi nghiên cứu:

- Nghiên cứu phương pháp thiết kế sản phẩm trên phần mềm CATIA

- Nghiên cứu thiết kế sản phẩm theo nguyên tắc mô hình tiến hóa trên phần mềm CATIA

5 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về máy gia công điều khiển số và trang thiết bị của trường

Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ

Chương 2: Hệ thống CAD/CAM/CAE và cơ sở dữ liệu CAD/CAM

Chương 3 Cơ sở dữ liệu thiết kế sản phẩm dạng mô hình tiến hóa trên phần mềm

CATIA cà ứng dụng của nó cho trung tâm gia công phay CNC SUNMILL

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tham khảo các tài liệu lý luận khoa học, tạp chí, sách báo, kỷ yếu hội thảo… có liên quan đến đề tài nghiên cứu

- Dựa trên cơ sở các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học đi trước về việc ứng dụng kỹ thuật KBE và phương pháp MOKA cho quá trình thiết kế sản

14

phẩm, từ đó luận văn sẽ đi sâu vào nghiên cứu các ứng dụng của mô-đun

Knowledge adivisor trong CATIA cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu cho quá trình thiết kế sản phẩm

- Phương pháp đánh giá bằng thực nghiệm: Dựa trên việc ứng dụng mô-đun

Knowledge adivisor trong CATIA, xây dựng cơ sở dữ liệu quá trình thiết kế cho một số chi tiết gia công trên máy phay CNC để đánh giá sự phù hợp và tính tối ưu của hướng nghiên cứu

15

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY GIA CÔNG ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ TRANG THIẾT

BỊ CỦA TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

1.1 Tổng quan về điều khiển số

1.1.1 Các khái niệm cơ bản về điều khiển số

• Điều khiển số “ Numenical Control ” là một quá trình tự động điều khiển các

hoạt động của máy công cụ (có thể từng phần hoặc toàn bộ) trên cơ sở các dữ liệu số được mã hóa đặc biệt tạo nên một chương trình làm việc của thiết bị hay hệ thống.[1]

• Máy bao gồm: các máy cắt kim loại, robot, các bang tải vận chuyển phôi liệu hoặc các chi tiết gia công v.v…

• Dữ liệu số được mã hóa bao gồm: các chữ số, số thập phân, các chữ cái và một số các ký tự đặc biệt

• Các chữ số và ký tự đại diện cho các đặc tính gia công như kích thước của chi tiết, dụng cụ, dung dịch trơn nguội, tốc độ vòng qua trục chính được tổ hợp thành câu lệnh

• Các thông tin hình học: là hệ thống thông tin điều khiển các chuyển động

tương đối giữ dao và chi tiết liên quan trực tiếp đến quá trình tạo hình bề mặt

• Các thông tin công nghệ: là hệ thống thông tin điều khiển các chức năng vận hành của máy như đóng mở trục chính, đóng mở dung dịch trơn nguội, đóng

mở hộp chạy dao, hộp trục chính của máy, lựa chọn chiều sâu cắt, tốc độ chạy dao, số vòng quay trục chính

• Các thông tin đầu vào là những thông tin cần thiết để gia công một chi tiết nào đó được tập hợp một cách hệ thống thành chương trình gia công chi tiết

và được truyền vào máy công cụ thông qua:

16

- Các vật mang tin như bang đục lỗ, giấy đục lỗ

- Được soạn thảo và lưu trữ trong vật mang tin (băng từ, đĩa từ, hoặc cổng

USB) và được đưa vào hệ điều khiển số thông qua của nạp tương thích

- Được đưa vào hệ thống điều khiển số thông qua các nút bấm bằng tay trên bảng điều khiển

- Được chuyển trực tiếp từ bộ nhớ của một máy tính điều hành chủ sang hệ diều khiển số của từng trạm gia công

1.1.2 Các hệ điều khiển số

• Đặc tính của bộ điều khiển này là chương trình hóa các mối liên hệ trong đó mỗi mảng điện tử riêng lẻ được xác định một nhiệm vụ nhất định, liên hệ

giữa chúng phải thông qua những dây nối hàn cứng trên các mạch logic điều khiển ( hình 1.1 )

• Chức năng điều khiển được xác định chủ yếu bởi phần cứng

hình 1.1: Sơ đồ hệ điều khiển số NC

17

• Điều khiển CNC là một hệ điều khiển có thể lập trình và ghi nhớ Nó bao gồm một máy tính cấu thành từ các bộ vi xử lý kèm theo các bộ phận ngoại

vi (hình 1.2)

• Các chương trình CNC và các hàm logic được lưu trên các vi mạch máy tính đặc biệt (các thanh ghi bộ nhớ của máy tính) dưới dạng các phần mềm thay

vì được kết nối cứng do đó các chương trình làm việc có thể thiết lập trước

hình 1.2 : Sơ đồ hệ điều khiển số CNC

• Hệ điều khiển trong đó trong đó nhiều máy CNC được nối với một máy vi tính gia công trung tâm qua đường dẫn dữ liệu [2]

18

• Mỗi máy công cụ CNC có một hệ điều khiển CNC mà bộ tính toán của nó có nhiệm vụ chọn lọc và phân phối các thông tin, bộ tính toán được coi là cầu nối giữa máy công cụ và máy tính trung tâm

• Máy tính trung tâm có thể nhận những thông tin từ bộ phận điều khiển CNC

để hiệu chỉnh chương trình hoặc có thể đọc những dữ liệu từ máy công cụ

• Trong một số trường hợp máy tính đóng vai trò chỉ đạo trong việc lựa chọn những chi tiết gia công theo thứ tự ưu tiên để phân chia lượng gia công tới

các máy khac nhau (hình 1.3)

• Các ưu điểm có hệ thống DNC:

- Có một ngân hang dữ liệu trung tâm cho các thông tin của chương trình của chi tiết gia công và dụng cụ trên tất cả các máy công cụ

- Truyền dữ liệu nhanh, tin cậy, phát huy tốt hiệu quả của các máy NC

- Điều khiển và lập kế hoạch gia công dễ dàng

- Có khả năng ghép nối vào các hệ thống gia công linh hoạt

hình 1.3: Sơ đồ hệ điều khiển DNC

19

• Hệ thống điều khiển thích nghi là hệ thống điều khiển có tính đến tác động bên ngoài của hệ thống công nghệ để điều chỉnh quá trình gia công nhằm loại

bỏ ảnh hưởng của các yếu tố đó tới độ chính xác gia công (hình 1.4) [2]

• Hệ thống điều khiển thích nghi có thể ổn định được kích thước gia công, công suất cắt, mô men cắt hay nhiệt độ cắt

• Ưu điểm của hệ thống điều khiển thích nghi AC:

- Tối ưu hóa quá trình gia công

- Nâng cao độ chính xác gia công

- Giảm thiểu các tác động của yếu tố bên ngoài (rung động, nhiệt cắt, sự không đồng đều của phôi liệu…)

hình 1.4: Sơ đồ hệ điều khiển AC

• Là hệ thống sản xuất có mức độ tự động hóa cao bao gồm các máy CNC để gia công tự động, hệ thống cấp và tháo phôi, hệ thống vận chuyển phôi tự động, các máy tính hệ thống cung cấp chương trình điều khiển toàn bộ công việc.[3]

20

• Hệ thống FMS được ứng dụng để gia công các chi tiết có hình dạng khác nhau trong cùng một họ sản phẩm theo thứ tự không lựa chọn với giá thành

hợp lý (hình 1.5)

• Ưu điểm của hệ thống FMS:

- Nâng cao năng suất của máy nhờ gia công đồng thời bằng nhiều dao

- Giảm thời gian phụ nhờ thay dao tự động và sử dụng cơ cấu vệ tinh để gá

phôi

- Tự động hóa dòng di chuyển của phôi nhờ hệ thống vận chuyển điều khiển bằng máy tính

- Giảm chi phí hành chính nhờ điều khiển sản xuất bằng máy tính

- Tối ưu hóa quá trình công nghệ bằng ứng dụng hệ thống kế hoạch khai thác tối ưu

hình 1 5: Hệ thống FMS

• Hệ thống sản xuất tích hợp – CIM (Computer Integrated Manufacturing) là

hệ thống sản xuất tự động hiện đại Hệ thống CIM đang được ứng dụng ngày

- Nhanh chóng cho ra đời sản phẩm mới kể từ lúc nhận đơn đặt hàng

- Giảm 15 — 30% giá thành thiết kế

- Giảm 30 — 60% thời gian chế tạo chi tiết

- Tăng năng suất lao động lên tới 40 — 70%

- Nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm được 20 — 50% phế phẩm

- Quản lý vật tư hàng hóa sát thực tế hơn

- Tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm và đáp ứng nhu cầu của thị trường

- Hoàn thiện được phương pháp thiết kế sản phẩm nhờ ứng dụng các gói

phần mềm CAD, CAM, Cimastron, CATIA, Unigraphic, Proengineer, CAPP, CAE… trong đó các phân hệ này cho phép tính toán rất nhanh nhiều vấn đề cụ thể: giải bài toán thiết kế, thẩm định… trong đó phần tử hữu hạn cho phép tính toán nhanh gấp 30 lần so với tính toán thông thường để xác định ứng xuất tại từng điểm nhờ vậy mà hoàn thiện kết cấu cho sản phẩm nhanh hơn (hình 1.6)

22

hình 1.6: Sơ đồ hệ thống tích hợp CIM

1.2 Máy gia công điều khiển số

1.2.1 Những nét cơ bản giữa máy công cụ thông thường và máy công cụ điều

- Vít me/ đai ốc thường

- Thanh răng/ bánh răng yêu cầu có cơ cấu kẹp khử khe hở

- Vit me/ đai ốc bi

5 Điều khiển - gạt cơ khí ) Bằng tay ( công tắc, tay

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

- Mềm dẻo, linh hoạt

• Những ưu điểm nổi bật của máy công cụ điều khiển số:

- Tự động hóa cao

- Tốc độ dịch chuyển và tốc độ quay lớn ( hơn 1000 vòng/ phút )

24

- Độ chính xác cao ( sai lệch kích thước nhỏ hơn 0,001mm )

- Năng suất gia công cao

- Tính linh hoạt cao ( tính thích nghi nhanh với đối tượng gia công thay đổi, thích hợp với sản xuất lạt nhỏ )

- Tập trung nguyên công cao (Gia công nhiều bề mặt chi tiết trong một lần

gá phôi)

- Gia công được những chi tiết phức tạp

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

1.2.2 Kết cấu cơ bản của máy công cụ điều khiển số

Cấu tạo chung của máy công cụ điều khiển số gồm hai phần chính:

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

 Phần điều khiển: Các loại động cơ, hệ thống điều khiển và máy tính trung

• Thân máy, đế máy:

- Thường được chế tạo bằng gang vì gang có độ bền nén cao gấp 10 lần so với thép và đều được kiểm tra sau khi đúc để đảm bảo không có khuyết tật đúc Bên trong thân máy chứa hệ thống điều khiển, động cơ của trục chính

và rất nhiều hệ thống khác

- Yêu cầu: phải có độ cứng vững cao, phải có các thiết bị chống rung động

và phải có độ ổn định về nhiệt

25

- Mục đích: dùng để đỡ toàn bộ máy tạo sự ổn định, cân bằng cho máy và nhằm đảm bảo độ chính xác khi gia công

• Bàn máy, bàn xoay

- Là nơi để gá đặt chi tiết gia công hay đồ gá

- Nhờ có sự chuyển động linh hoạt và chính xác của bàn máy mà khả năng gia công của máy CNC được tăng lên rất cao, có khả năng gia công được những chi tiết có biên dạng phức tạp Đa số trên các máy CNC hay trung tâm gia công hiện đại thì bàn máy đều là dạng bàn máy xoay được, nó có

ý nghĩa như trục thứ 4, thứ 5 của máy Nó làm tăng tính vạn năng cho máy

CNC

- Yêu cầu: Phải có độ ổn định, cứng vững , được điều khiển chuyển động một cách chính xác

- Một số hình ảnh về bàn xoay trên máy CNC 5 trục

Hình 1.7 – Bàn xoay trên máy CNC 5 trục

- Ứng dụng của bàn xoay: Bàn xoay CNC có tác dụng làm tăng thêm tính vạn năng cho máy CNC Đối với các bàn xoay 2 trục, nhờ khả năng nghiêng bàn xoay đi một góc nào đó, nên cho phép máy CNC 3 trục gia công được các bề mặt phức tạp như cánh tua bin, cánh chân vịt tàu thủy Nói chung chúng có phạm vi sử dụng rất rộng, nhưng chủ yếu là dùng để gia công các chi tiết có các dạng bề mặt sau: mặt phẳng, các bề mặt định hình (bề mặt cam, cối dập, khuôn ép…), cắt ren vít trong và ngoài, gia

- Hệ thống thanh trượt dẫn hướng có

nhiệm vụ dẫn hướng cho các chuyển

động của bàn theo X,Y và chuyển động

lên xuống theo trục Z của trục chính

- Yêu cầu của hệ thống thanh trượt trượt

phải thẳng, có khả năng tải cao độ cứng

vững tốt, không có hiện tượng dính, trơn

- Dùng để tích chứa nhiều dao phục vụ cho quá trình gia công

- Nhờ có ổ tích dao mà máy CNC có thể thực hiện được nhiều nguyên công cắt gọt khác nhau liên tiếp với nhiều loại dao cắt khác nhau Do đó quá

trình gia công nhanh hơn và mang tính tự động hóa cao

Hình 1.11 – Ổ tích dụng cụ

28

- Cùng với ổ tích dao và cơ cấu thay dao tự động giúp cho việc thay dao được chính xác và nhanh gọn, nâng cao tính tự động hóa Trong quá trình gia công khi cần chuyển sang nguyên công cắt gọt khác cần phải thay dao thì ta không phải dừng máy để thay dao bằng tay mà hệ thống sẽ tự động thay dao theo chương trình ta đã lập trình sẵn

• Hệ điều khiển NC (Numerical Control)

- Đặc tính của hệ điều khiển này là “chương trình hoá các mối quan liên hệ” trong đó mỗi mảng linh kiện điện tử riêng lẻ được xác định một nhiệm vụ nhất định, liên hệ giữa chúng phải thông qua dây nối hàn cứng trên các mạch logic điều khiển

- Chức năng điều khiển được xác định chủ yếu bởi phần cứng

• Hệ điều khiển CNC (Computer Numerical Control)

- Điều khiển CNC là một hệ điều khiển có thể lập trình và ghi nhớ Nó bao gồm một máy tính cấu thành từ các bộ vi xử lý (microprocessor) kèm theo các bộ nhớ ngoại vi Đa số các chức năng điều khiển đều được giải quyết thông qua phần mềm nghĩa là các chương trình làm việc có thể được thiết lập trước

- Nhờ các chương trình hệ thống CNC mà các máy tính có thể sử dụng để thực hiện những chức năng điều khiển theo yêu cầu Do các hệ điều khiển hiện đại có nguyên lý cấu trúc và xử lý dữ liệu theo dạng điều khiển CNC

• Đặc trưng cơ bản của điều khiển CNC

- Nâng cao tính tự động: các máy công cụ được trang bị bộ điều khiển CNC

có tốc độ dịch chuyển lớn Do đó tăng được năng suất cắt gọt, giảm tối đa thời gian phụ Khi so sánh một máy công cụ không được trang bị bộ điều khiển CNC với máy được trang bị người ta nhận thấy năng suất tăng gấp 3 lần

- Nâng cao tính linh hoạt: máy CNC có khả năng thích nghi nhanh với chương trình gia công với các chi tiết khác nhau Do nguyên lý hoạt động

- Nâng cao tính chính xác và đảm bảo chất lượng gia công: trong quá trình gia công độ chính xác luôn được đảm bảo ổn định Ngoài ra máy CNC còn

có khả năng mô phỏng quá trình cắt gọt nên người vận hành có thể quan sát tổng thể trực tiếp các giai đoạn gia công, phát hiện kịp thời sai sót

- Nâng cao hiệu quả kinh tế: máy CNC vừa có khả năng điều khiển trực tiếp trên máy vừa có khả năng lập trình trên phần mềm nên máy CNC hữu dụng kinh tế ngay cả với xí nghiệp có quy mô trung bình và nhỏ Ngoài ra CNC có khả năng thay đổi một cách nhanh chóng công nghệ sản xuất nên

nó đáp ứng kịp thởi với nhu cầu của thị trường

Có 2 cách phân loại máy điều khiển số:

Phân loại máy điều khiển số

Kiểu

đứng

Kiểu

ngang

Máy hai

Máy

năm trục

Máy

nhiều trục

30

• Phân loại máy điều khiển số theo hướng trục

- Máy điều khiển số kiểu đứng: Trục chính có phương vuông góc với mặt phẳng bàn máy và có chuyển động lên/xuống Quá trình gia công chủ yếu được thực hiện trên một mặt phẳng chi tiết trong một xác lập máy

- Máy điều khiển số kiểu ngang: Trục chính có phương song song với mặt phẳng bàn máy và có chuyển động vào/ra Hầu hết các quy trình gia công được thực hiện trên nhiều bề mặt trong một xác lập máy

a) Kiểu đứng b) Kiểu ngang

Hình 1.12 – Máy điều khiển số

• Phân loại máy điều khiển số theo số trục điều khiển

Cách phân loại này dựa vào số trục được điều khiển trong quá trình gia công:

- Máy điều khiển số 2 trục: Đây là kiểu máy phổ biến ở máy tiện CNC được điều khiển với 2 trục X và Z

- Máy điều khiển số 3 trục: Được điều khiển với 3 trục chuyển động X, Y,

Z (trên máy phay) hoặc 2 trục X, Z và trục phụ C (trên máy tiện)

31

a) máy tiện CNC 2 trục b) máy phay CNC 3 trục

Hình 1.13 – Máy điều khiển só 2 trục và 3 trục

- Máy điều khiển số 4 trục: Được điều khiển với 3 trục chuyển động X, Y,

Z và 1 trục quay nằm trên đầu trục chính hoặc trên bàn máy (trên máy phay) hoặc 2 cặp trục X, Z có thể điều khiển đồng thời (trên máy tiện)

Hình 1.14 – Máy điều khiển số 4 trục

- Máy điều khiển số 5 trục: 3 trục theo đường thẳng và 2 trục xoay

Dựa vào cấu tạo có thể phân loại máy 5 trục thành:

32

 Máy 5 trục kiểu đầu xoay (2 trục xoay ở đầu)

Hình 1.15 – Máy điều khiển số 5 trục kiểu đầu xoay

 Máy 5 trục kiểu bàn xoay (2 trục xoay ở bàn xoay)

Hình 1.16 – Máy điều khiển số 5 trục kiểu bàn xoay

 Máy 5 trục hỗn hợp (một trục xoay ở đầu và một trục xoay ở bàn xoay)

33

Hình 1.17 – Máy điều khiển số 5 trục kiểu hỗn hợp

1.3 Thực trạng về trang thiết bị và việc sử dụng trang thiết bị tại khoa cơ khí trường Cao Đẳng Nghề Kỹ Thuật Công Nghệ

1.3.1 Một số nét về sự phát triển của trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ

thuật và bồi dưỡng lao động xuất khẩu được thành lập theo quyết định số 434/2000/QĐ-BLĐTBXH ngày 24/4/2000 với nhiệm vụ chính là đào tạo Công nhân kỹ thuậy, nhân viên nghiệp vụ và giáo dục định hướng cho người lao động Việt Nam đi làm việc có thời hạn ở nước ngoài, thực hiện hợp tác quốc tế về dạy nghề Đến năm 2003, Nhà trường được nâng cấp lên thành trường Kỹ thuật công nghệ đánh dấu một tầm cao mới của Nhà trường

Ngày 29/12/2006, Bộ trưởng Bộ Lao động- Thương binh và Xã hội đã ký quyết định số 1983/QĐ-BLĐTBXH thành lập trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật công nghệ trên cơ sở nâng cấp trường Kỹ thuật- Công nghệ

Từ những ngày đầu thành lập, được sự quan tâm của Bộ Lao động- Thương binh và Xã hội, trường được xây dựng trên khuôn viên 2 ha với những công

34

trình được cải tạo, sửa chữa và một phần xây mới Lực lượng cán bộ giáo viên, công nhân viên lúc đó mới có 30 người với trình độ cao đẳng là chủ yếu

Được sự chỉ đạo thường xuyên của Lãnh đạo Bộ Lao động- Thương binh và

Xã hội , Tổng cục dạy nghề, chỉ trong thời gian ngắn Nhà trường đã hoạt động

ổn định, phát triển vững chắc, hình thành môi trường sư phạm chuyên nghiệp với cơ sở vật chất khang trang, sạch đẹp Trường đã xây dựng đồng bộ cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học hiện đại đáp ứng nhiệm vụ đào tạo nghề trình độ cao Hiện trường đang tiếp tục triển khai dự án đầu tư giai đoạn II mở rộng quy mô trường, dự án hoàn thành sẽ đáp ứng qui mô đào tạo 4000 học sinh - sinh viên/ năm

Trong 12 năm qua, Nhà trường luôn chú trọng bổ sung và hoàn thiện cơ sở vật chất Nhà trường luôn ưu tiên việc khai thác và sử dụng trang thiết bị hiện có một cách tối đa vào công tác đào tạo, thực hiện tốt việc sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng Bên cạnh đó, nâng cấp trang thiết bị cũ, đầu tư mua sắm trang thiết bị mới đáp ứng được yêu cầu sản xuất và phát triển công nghệ, tăng cường công tác quản lý, xây dựng ý thức, tác phong công nghiệp cho giáo viên và học sinh

sinh viên

Để nâng cao chất lượng đào tạo, Nhà trường đã trú trọng đến công tác viết giáo trình nội bộ, xây dựng định mức vật tư, điện nước nhằm cung cấp đầy đủ vật tư cho học sinh sinh viên thực hành, gắn thực hành với sản xuất ngoài xã hội

để học sinh làm quen, thực hành tiết kiệm, chống lãng phí trong nhà trường

* Chức năng và nhiệm vụ của Nhà trường:

- Chức năng:

Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật công nghệ là một Trường trọng điểm Quốc gia trong lĩnh vực dạy nghề, nhà trường có một hệ thống tổ chức đào tạo chặt chẽ tuân thủ theo quy chế Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật công nghệ do Bộ Lao động thương binh và xã hội ban hành Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ phấn đấu trở thành cơ sở đào tạo nghề bậc cao, có chất lượng ngang tầm khu vực, tiếp cận với các tiến bộ về kỹ thuật, công nghệ trên thế giới, trở thành

35

hình mẫu trong hệ thống đào tạo nghề Việt Nam Nhà trường có chức năng đào tạo lao động kỹ thuật có trình độ Cao đẳng nghề, trung cấp nghề, sơ cấp nghề và bồi dưỡng lao động xuất khẩu

- Nhiệm vụ:

Cung cấp nguồn nhân lực lao động kỹ thuật cho sản xuất, tư vấn và giới thiệu việc làm sau đào tạo, sản xuất dịch vụ vừa và nhỏ phục vụ đào tạo Nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ về kỹ thuật và công nghệ vào công tác đào tạo

1.3.2 Thực trạng về cơ sở vật chất khoa cơ khí chế tạo

• Trang thiết bị máy móc:

Bảng 1.2 Trang thiết bị máy móc

3 Máy mài phẳng, máy mài tròn Cái 02

36

• Mộ số máy gia công điều khiển số tai trường:

 Máy tiện CNC EMCO Concept Turn 155

EMCO Concept Turn 155

 Máy phay CNC EMCO Concept Mill 155