Giáo trình CAD – CAM CNC căn bản

96 trang phuongnguyen 130

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình CAD – CAM CNC căn bản", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_cad_cam_cnc_can_ban.pdf

Nội dung text: Giáo trình CAD – CAM CNC căn bản

NGUYỄN NGỌC ĐÀO GIAÙO TRÌNH CAD – CAM CNC CĂN BẢN TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP HOÀ CHÍ MINH 2004
Truong DH SPKT TP. HCM MUÏC LUÏC MUÏC LUÏC Chöông 1: TOÅNG VEÀ COÂNG NGHEÄ CAD/CAM -CNC 1 I. Toång quan veà CAD/CAM 2 1. Lòch söû phaùt trieån cuûa CAD/CAM 4 2. Ñònh nghóa coâng cuï CAD/CAM 4 II. Toång quan veà maùy coâng cuï ñieàu khieån baèng chöông trình soá (CNC) 10 1. Lòch söû phaùt trieån cuûa maùy CNC 11 2. Ñaëc tröng cô baûn cuûa maùy CNC 12 3. Moâ hình khaùi quaùt uûua moät maùy CNC 13 4. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån 14 5. Heä truïc toïa ñoä treân maùy CNC 16 6. Caùc böôùc thöïc hieän gia coâng treân maùy CNC 17 7. Hình thöùc toåCopyright chöùc gia coâng © Truong treân DHmaùy Su CNC pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh 22 Chöông 2: LAÄP TRÌNH THUÛ COÂNG 25 I. Caáu truùc chöông trình NC 26 1. Ñòa chæ leänh (Address) 27 2. Leänh (Word) 28 3. Khoái leänh (Block) 29 II. Phöông thöùc laäp trình NC 30 1. Laäp trình tuyeät ñoái (Absolute dimensions) 2. Laäp trình töông ñoái (Relative or Incremental dimensions) III. Coâng ngheä laäp trình phay NC 31 1. Cô sôû laäp trình phay NC 31 2. Coâng ngheä laäp trình phay NC 36 3. Laäp trình phay NC vôùi phaàn meàm phay moâ phoûng 37 4. Ví duï laäp trình phay NC vôùi phaàn meàm phay moâ phoûng 46 IV. Coâng ngheä laäp trình tieän NC 1. Cô sôû laäp trình tieän NC 48 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM 2. Coâng ngheä laäp trình tieän NC 51 3. Laäp trình tieän NC vôùi phaàn meàm tieän moâ phoûng 56 chöông 3: LAÄP TRÌNH TÖÏ ÑOÄNG 60 I. Coâng ngheä laäp trình töï ñoäng 61 1. Heä thoáng CAD 62 2. Heä thoáng CAM 62 3. Trình haäu xöû lyù POSTPROCESSOR 65 II. Giôùi thieäu phaàn meàm MiilCAM- Designer2 66 1. Khôûi ñoäng phaàn meàm 66 2. Thieát keá quyõ ñaïo caét vaø taïo chöông trình NC 67 3. ÖÙng duïng AutoCAD trong thieát keá quyõ ñaïo caét 72 4. Caùc böôùc thöïc hieän phaàn meàm MiilCam-Designer2 73 Chöông 4: VAÄN HAØNH MAÙY CNC 74 I. Vaän haønh maùy phay CNC DENFORD-NOVAMILL 75 1. Giôùi thieäu chung veà maùy phay CNC Novamill 75 2. Vaän haønhCopyright maùy © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh 76 3. Laäp trình NC vôùi heä ñieàu khieån FANUC-OM 80 II. Vaän haønh maùy tieän CNC MAGNUM 85 1. Giôùi thieäu chung veà maùy tieän Magnum 85 2. Vaän haønh maùy 86 3. Laäp trình NC vôùi heä ñieàu khieån FAGOR 88 PHUÏ LUÏC 1 92 PHUÏ LUÏC 2 106 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM CHÖÔNG 1 TOÅNG QUAN VEÀ COÂNG NGHEÄ CAD/CAM - CNC I. Toång quan veà CAD/CAM 1. Lòch söû phaùt trieån cuûa CAD/CAM 2. Ñinh nghóa coâng cuï CAD/CAM II. Toång quan veà maùy coâng cuï ñieàu khieån baèng chöông trình soá (CNC) 1. Lòch söû phaùtCopyright trieån cuûa maùy© Truong CNC DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh 2. Ñaëc tröng cô baûn cuûa maùy CNC 3. Moâ hình khaùi quaùt uûua moät maùy CNC 4. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån 5. Heä truïc toïa ñoä treân maùy CNC 6. Caùc böôùc thöïc hieän gia coâng treân maùy CNC 7. Hình thöùc toå chöùc gia coâng treân maùy CNC 1 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM CHÖÔNG 1 TOÅNG QUAN VEÀ COÂNG NGHEÄ CAD/CAM - CNC I. Toång quan veà CAD/CAM Nhöõng naêm cuoái theá kyû 20, coâng ngheä CAD/CAM ñaõ trôû thaønh moät lónh vöïc ñoät phaù trong thieát keá, cheá taïo vaø saûn xuaát saûn phaåm coâng nghieäp. CAD (Computer Aided Design) laø thieát keá trôï giuùp baèng maùy tính. CAM (Computer Aided Manufacture) laø saûn xuaát vôùi söï trôï giuùp cuûa maùy tính. Hai laõnh vöïc naøy gheùp noái vôùi nhau ñaõ trôû thaønh moät loaïi hình coâng ngheä cao, moät laõnh vöïc khoa hoïc toång hôïp cuûa söï lieân ngaønh Cô khí – Tin hoïc – Ñieän töû – Töï ñoäng hoùa. Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa khoa hoïc maùy tính, CAD/CAM ñaõ ñöôïc nhaän thöùc vaø chaáp nhaän nhanh choùng trong coâng nghieäp (coâng nghieäp deät – may, coâng nghieäp nhöïa, coâng nghieäp cô khí cheá taïo ) vì noù laø haït nhaân chính ñeå saùng taïo vaø saûn xuaát saûn phaåm, ñeå taêng naêng xuaát lao ñoäng, giaûm cöôøng ñoä lao ñoäng vaø töï ñoäng hoùa quaù trình saûn xuaát, naâng cao ñoä chính xaùc chi tieát vaø ñaït hieäu quaû kinh teá cao. Coâng vieäc chuaån bò saûn xuaát coù vai troø voâ cuøng quan troïng trong vieäc hình thaønh baát kyø moät saûn phaåm cô khí naøo. Coâng vieäc naøy bao goàm caùc khaâu chuaån bò thieát keá (thieát keá keát caáu saûn phaåm, caùc baûn veõ laép chung cuûa saûn phaåm, caùc cuïm maùy ), chuaån bò coâng ngheä (ñaûm baûo tính naêng coâng ngheä cuûa keát caáu, thieát laäp quy trình coâng ngheä), thieát keá vaø cheá taïo caùc trang bò coâng ngheä vaø duïng cuï phuï keá hoaïch hoùa quaù trình saûn xuaát vaø cheá taïo saûn phaåm trong thôøi gian aán ñònh. Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Ngaøy nay khoa hoïc kyõ thuaät phaùt trieån nhö vuõ baõo ñoøi hoûi ngöôøi kyõ sö phaûi khoâng ngöøng naâng cao löôïng thoâng tin trong taát caû caùc khaâu cuûa quaù trình chuaån bò saûn xuaát. Theo caùc nhaø khoa hoïc ñaõ phaân tích thì tình hình thieát keá hieän nay cho thaáy 90% khoái löôïng thôøi gian thieát keá laø ñeå tra cöùu soá lieäu caàn thieát cho vieäc tính toaùn , chæ coù 10% thôøi gian giaønh cho lao ñoäng saùng taïo vaø quyeát ñònh. Cho neân khoaûng 90% khoái löôïng coâng vieäc treân coù theå thöïc hieän baèng maùy tính ñieän töû hoaëc maùy veõ töï ñoäng. Vieäc laøm naøy vöøa chính xaùc hôn, vöøa chaát löôïng hôn. Trong saûn xuaát haøng loaït nhoû, do ñaëc ñieåm laø soá löôïng chi tieát trong loaït ít , soá chuûng loaïi laïi nhieàu cho neân khoái löôïng thôøi gian chuaån bò cho saûn xuaát raát lôùn, maø daïng saûn xuaát naøy hieän ñang chieám öu theá trong neàn kinh teá thò tröôøng hieän nay. Taát caû ñieàu ñoù phaûi ñoøi hoûi taïo ra phöông phaùp thieát keá môùi nhôø maùy tính ñieän töû. CAD/CAM laø moät lónh vöïc nghieân cöùu nhaèm taïo ra caùc heä thoáng töï ñoäng thieát keá vaø cheá taïo. Noù duøng maùy tính ñieän töû ñeå thöïc hieän moät chöùc naêng nhaát ñònh ñeå thieát keá vaø cheá taïo saûn phaåm. Töï ñoäng hoùa cheá taïo laø duøng maùy tính ñieän töû ñeå keá hoaïch hoùa, ñieàu khieån quaù trình saûn xuaát, ñieàu khieån quaù trình caét goït kim loaïi vaø kieåm tra nguyeân coâng gia coâng. CAD/CAM keát noái vôùi nhau taïo ra moái quan heä maät thieát giöõa hai daïng hoaït ñoäng laø thieát keá vaø cheá taïo maø laâu nay ngöôøi ta coi laø khaùc nhau vaø khoâng phuïc thuoäc vaøo nhau. Töï ñoäng hoùa thieát keá laø duøng caùc heä thoáng vaø phöông tieän tính toaùn giuùp ngöôøi kyõ sö ñeå thieát keá moâ phoûng, phaân tích vaø toái öu hoùa giaûi phaùp thieát keá. Phöông tieän bao goàm maùy tính ñieän töû, caùc maùy veõ, maùy in, thieát bò ñuïc loã baêng phöông tieän laäp trình bao goàm chöông trình maùy, 2 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM cho pheùp ñaûm baûo giao tieáp vôùi maùy veõ vaø caùc chöông trình öùng duïng ñeå thöïc hieän chöùc naêng thieát keá. Ví du: Chöông trình öùng duïng coù theå laø chöông trình phaân tích löïc vaø öùng suaát trong keát caáu, chöông trình tính toaùn ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa maùy hoaëc chöông trình gia coâng chi tieát treân maùy ñieàu khieån theo chöông trình soá NC hay CNC . Moãi moät haõng, vieän nghieân cöùu hoaëc cô sôû saûn xuaát coù nhöõng taäp hôïp chöông trình öùng duïng khaùc nhau tuyø thuoäc vaøo ñieàu kieän saûn xuaát Heä thoáng CAD/CAM laø moät saûn phaåm cuûa CIM (Computer Integrated Manufacturing). Heä thoáng naøy ñöôïc quaûn lyù vaø ñieàu haønh döïa treân cô sôû döõ lieäu trung taâm, heä thoáng coøn ñöôïc duøng ñeå laäp keá hoaïch , bieåu ñoà , ñöa ra caùc chæ daãn vaø thoâng tin ñaûm baûo muïc ñích keá hoaïch saûn xuaát cuûa nhaø maùy Moâ hình heä thoáng nhö sau: CIM (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING) Nhu caàu Döï baùo YÙ töôûng CAE CAD Cô sôû döõ CAPP Copyrightlieäu © vaø Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh thoâng tin CAM MRP II PP CNC, Robots Ñoùng goùi Hình 1.1 CAQ Khaùch haøng CAD Computer Aided Design Thieát keá vôùi söï trôï giuùp cuûa MTÑT CAE Computer Aided Engineering Phaân tích kyõ thuaät vôùi söï trôï giuùp cuûa MTÑT CAPP Computer Aided Process Planning Laäp phöông aùn cheá taïo vôùi söï trôï giuùp cuûa MTÑT CAM Computer Aided Manufacturing Cheá taïo vôùi söï trôï giuùp cuûa MTÑT CNC Computer Numerical Control Maùy coâng cuï ñieàu khieån baèng chöông trình soá CAQ Computer Aided Quality Control Kieåm tra chaát löôïng vôùi söï trôï giuùp cuûa MTÑT MRPII Manufacturing Resources Planning Hoaïch ñònh nguoàn löïc saûn xuaát PP Production Planning Laäp keá hoaïch saûn xuaát 3 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM 1. Lòch söû phaùt trieån cuûa CAD/CAM Luùc ñaàu CAD/CAM laø hai ngaønh phaùt trieån taùch bieät nhau, ñoäc laäp vôùi nhau trong khoaûng 30 naêm. Hieän nay chuùng ñöôïc tích hôïp thaønh moät heä, trong ñoù thieát keá coù theå löïa choïn phöông aùn toái öu vaø quaù trình saûn xuaát coù theå ñöôïc giaùm saùt vaø ñieàu khieån töø khaâu ñaàu ñeán khaâu cuoái. Phaàn meàm CAD ñaàu tieân laø SKETCHPAD xuaát hieän vaøo naêm 1962 ñöôïc vieát bôûi Ivan Sutherland thuoäc tröôøng kyõ thuaät Massachusetts (MIT – Massachusetts Institute of Technology). Hieän nay treân theá giôùi ñaõ coù haøng ngaøn phaàn meàm CAD vaø moät trong nhöõng phaàn meàm thieát keá noåi tieáng nhaát laø AutoCAD. AutoCAD phieân baûn ñaàu tieân (Release 1) ñöôïc coâng boá thaùng 12 – 1982. Cho ñeán naêm 1997 thì ñaõ coù phieân baûn thöù 14 (Release 14). Töø naêm 2000 ñeán nay, gaàn nhö moãi naêm ñeàu coù ra ñôøi phieân baûn môùi. Cuõng nhö heä CAD, heä CAM ñöôïc phaùt trieån öùng duïng ñaàu tieân taïi MIT cho caùc maùy gia coâng ñieàu khieån soá CNC (Computer Numerical Control) baèng maùy vi tính vaøo ñaàu nhöõng naêm 70. Heä tích hôïp CAD/CAM ra ñôøi vaøo giöõa nhöõng naêm 70 vaø80. Döôùi ñaây laø sô ñoà phaùt trieån cuûa heä thoáng CAD/CAM: Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh FMS FMS 2. Ñònh nghóa caùc coâng cuï CAD/CAM a) Ñònh nghóa coâng cuï CAD Ñeå taïo thaønh moät saûn phaåm hoaøn chænh caàn thöïc hieän hai coâng ñoaïn chính laø: thieát keá vaø cheá taïo. ÔÛ coâng ñoaïn thieát keá treân cô sôû thu thaäp thoâng tin, xöû lyù döõ lieäu vaø keát hôïp vôùi khaû naêng saùng taïo ngöôøi thieát keá phaân tích toaøn boä taäp hôïp caùc phöông aùn vaø choïn ra moät phöông aùn thieát keá toái öu. Ñoái vôùi saûn phaåm coù caáu truùc phöùc taïp, ñoøi hoûi nhöõng chæ tieâu cao veà thoâng soá kyõ thuaät cuõng nhö kinh teá , ñeå ñaït ñöôïc giaûi phaùp toái öu, trong nhieàu tröôøng hôïp coâng vieäc thieát keá vaø 4 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM cheá taïo khoâng theå thöïc hieän moät caùch hoaøn chænh bôûi nhöõng phöông phaùp vaø coâng cuï thoâng thöôøng. Thieát keá vôùi söï hoå trôï cuûa maùy tính ñieän töû - CAD laø söï öùng duïng coù hieäu quaû caùc phöông tieän coâng ngheä cuûa kyõ thuaät tin hoïc , ñieän töû ñeå giaûi quyeát caùc coâng vieäc lieân quan tôùi coâng vieäc thieát keá. Quaù trình thieát keá noùi chung bao goàm vieäc xaùc ñònh vaø moâ taû caùc giaûi phaùp kyõ thuaät cuï theå thoûa maõn taát caû caùc yeâu caàu kyõ thuaät . chæ tieâu kinh teá vaø coù theå phaân chia laøm 6 giai ñoaïn chính (hình 1- 2). Vieäc söû duïng coâng cuï tin hoïc vaø ñieän töû trong coâng vieäc thieát keá -thieát keá vôùi söï trôï giuùp cuûa maùy tính ñieän töû (CAD) coù theå chia thaønh boán coâng ñoaïn chính bao goàm: - Moâ hình hoùa hình hoïc - Tính toaùn kyõ thuaät - Thieát keá toái öu - Laäp taøi lieäu kyõ thuaät töï ñoäng töø moâ hình ñaõ ñöôïc thieát keá Xaây döïng nhieäm vuï thieát keá ThieátCopyright keá toång © theåTruong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh AutoCAD GEOMETRIC Cimatron Thieát keá chi tieát MODELING PRO engineer Sap 86 Tính toaùn phaân tích ANALYSIS Nastran Ansys Sap 86 Thieát keá toái öu OPTIMZATION Nastran DRAFTING) Laäp taøi lieäu thieát keá (VIEWS AND AutoCAD Cimatron DRAWINGS PRO Hình 1- 2 engineer * Moâ hình hình hoïc: Öùng duïng heä thoáng CAD ñeå phaùt trieån vieäc moâ taû toaùn hoïc cuûa caùc vaät theå hình hoïc. Caùc moâ hình hình hoïc naøy ñöôïc löu tröõ trong heä cô sôû döõ lieäu (trong boä nhôù 5 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM maùy tính) cho pheùp ngöôøi söû duïng bieåu dieãn hình aûnh cuûa moâ hình treân caùc thieát bò ñoà hoïa vaø thöï hieän caùc thao taùc döïng hình. * Tính toaùn phaân tích kyõ thuaät: sau giai ñoaïn thieát keá moâ phoûng hình hoïc, vaät theå hình hoïc vaø moâ hình hình hoïc cuûa cuûa ñoái töôïng thieát keá caàn phaûi ñöôïc tính toaùn phaân tích (ñeå ñaûm baûo cac thoâng soá kyû thuaät), ví duï: kieåm tra ñoä beàn, bieá daïng, quaù trình trao ñoåi nhieät. Quaù trình tính toaùn phaân tích kyõ thuaät ñöôïc thöïc hieän thoâng qua caùc phaàn meàm, ví duï : phaàn meàm tính toaùn phaân tích theo phöông phaùp phaàn töû höõu haïn; phaàn meàm thieát keá ñoäng hoïc; phaàn meàm khaûo saùt caùc quaù trình truyeàn nhieät * Laäp taøi lieäu thieát keá töï ñoäng: Ñaây laø coâng vieäc theå hieän keát quaû thieát keá - töï ñoäng taïo caùc hình chieáu, taïo baûn veõ kyõ thuaät bao goàm caû ghi kích thöôùc töø moâ hình 3D ñaõ ñöôïc thieát keá. b) Ñònh nghóa coâng cuï CAM Thöïc hieän quy trình saûn xuaát vôùi söï trôï giuùp cuûa maùy tính ñieän töû laø söû duïng maùy tính ñeå laäp keá hoaïch saûn xuaát vaø ñieàu khieån saûn xuaát. Sô ñoà caùc lónh vöïc öùng duïng trong heä CAM coù theå ñöôïc bieåu dieãn theo sô doà treân hình 1- 3. CAM LAÄP KEÁ HOAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN QUAÙ Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh SAÛN XUAÁT TRÌNH SAÛN XUAÁT Cô sôû döõ lieäu coâng ngheä Ñieàu khieån chaát löôïng saûn phaåm Tieâu chuaån hoùa caùc nguyeân coâng Ñieàu khieån xöôûng Laäp trình gia coâng Giaùm saùt caùc quaù trình saûn xuaát Ñieàu khieån quaù trình saûn xuaát Saép xeáp daây truyeàn saûn xuaát Ñieàu khieån caùc maùy NC vaø CNC Döï tính giaù thaønh saûn phaåm Ñieàu khieån kho vaät tö vaø coâng cuï Laäp keá hoaïch saûn xuaát Ñieàu khieån caùc tay maùy ngöôøi maùy Ñieàu khieån caùc thieát bò vaän chuyeån Hình 1- 3 6 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Laäp keá hoaïch saûn xuaát ñöôïc thöïc hieän ôû vaên phoøng cho caùc coâng vieäc cuï theå sau ñaây: - Töï ñoäng hoùa thieát keá quy trình coâng ngheä, coù nghóa laø hình thaønh caùc trình töï nguyeân coâng ñeå gia coâng chi tieát cuï theå. Muoán thöïc hieän ñöôïc coâng vieäc naøy, ngoaøi caùc döõ lieäu veà hình hoïc (beân CAD cung caáp), coøn caàn caùc döõ lieäu veà coâng ngheä nhö: thoâng soá kyõ thuaät cuûa maùy, thoâng soá veà dao caét, thoâng soá veà gaù laép, thoâng soá cheá ñoä caét vaø tieâu chuaån hoaù caùc nguyeân coâng. - Töï ñoäng laäp chöông trình gia coâng cho maùy ñieàu khieån theo chöông trình soá. Ngoân ngöõ laäp trình cuûa CAM laø APT (Auto matically Programed Tool). Vôùi APT ngöôøi laäp trình coù theå xaùc ñònh hình daïng duïng cuï, dung sai, yeáu toá hình hoïc chuyeån ñoäng duïng cuï. Nhöôïc ñieåm cuûa APT laø thôøi gian tính toaùn lôùn cho nhöõng chi tieát ñôn giaûn. Öu vieät lôùn nhaát cuûa APT laø noù ñaõ trôõ thaønh chuaån cho theá giôùi roäng lôùn cuûa maùy NC. Heä CAM ñöôïc söû duïng roäng raõi ôû Vieät Nam laø MILL-CAM, LATHE- CAM - Töï ñoäng hoùa laäp caùc ñònh möùc kyõ thuaät ñeå thöïc hieän töøng nguyeân coâng coâng ngheä. - Töï ñoäng leân keá hoaïch nhu caàu veà cô sôû vaät chaát, mua baùn thaønh phaåm vaø nguyeân vaät lieäu. - Töï ñoäng laäp keá hoaïch saûn xuaát coù xeùt tôùi yeâu caàu vaø ñieàu kieän cuï theå. Vieäc ñieàu khieån quaù trình saûn xuaát ñöôïc thöïc hieän döôùi maët baèng phaân xöôûng cuûa xí nghieäp hay nhaø maùy. Bao goàm caùc coâng vieäc ñieàu khieån töï ñoäng caùc trang thieát bò nhö maùy coâng cuï, daây chuyeànCopyright saûn xuaát, © Truong roboát DH vaän Su chuyeån, pham Ky roboát thuat caáp TP. phoâi, Ho Chi laáy Minh chi tieát ; ñieàu khieån, giaùm saùt hoaït ñoäng cuûa xöôûng nhö: chaát löôïng saûn phaåm, cung caáp vaät tö, löu kho Trong taát caû nhöõng coâng vieäc aùp duïng cuûa maùy tính ñieän töû treân ñaây ñoøi hoûi coù söï tham gia cuûa con ngöôøi hoaëc ñeå nhaäp döõ lieäu ñaûm baûo cho chöông trình laøm vieäc hoaëc ñeå giaùm saùt caùc keát quaû thöïc hieän. c) Ñònh nghóa coâng cuï CAD/CAM Toå hôïp CAD/CAM laø moät heä thoáng maø ôû ñoù moái lieân keát giöõa thieát keá vaø cheá taïo ñöôïc hoaøn thieän döïa treân cô sôû söû duïng thoâng tin vaø döõ lieäu cuûa quaù trình CAD tröïc tieáp trong thuû tuïc CAM. Nhö vaäy traùnh ñöôïc söï hình thaønh moät caùch ñoäc laäp caùc döõ lieäu cho chöông trình cuûa maùy tính trong lónh vöïc saûn xuaát. Moâ hình coâng cuï CAD/CAM (hình 1 – 4): CAD CAM Moâ hình hoùa hình hoïc LAÄP KEÁ HOAÏCH CÔ SÔÛ DÖÕ LIEÄU SAÛN XUAÁT Tính toaùn phaân tích, thieát TRUNG TAÂM keá toái öu CUÛA HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN QUAÙ Veõ, soaïn taøi lieäu kyõ thuaät CAD/CAM TRÌNH SAÛN XUAÁT Hình 1 - 4 7 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Moái quan heä CAD/CAM vaø töï ñoäng hoùa saûn xuaát theå hieän treân hình 1- 5 laø phaàn giao giöõa 5 phaàn: Coâng cuï thieát keá CAD/CAM Coâng cuï saûn Hình 1- 5 xuaát Moâ hình hình hoïc Maïng laøm vieäc Khaùi nieäm ñoà hoïa maùy tính Trong ñoù : - Maïng laøm vieäc laø caùc heä thoáng toå chöùc saûn xuaát, heä thoáng cung caáp vaät lieäu vaø nhöõng coâng vieäc thöïc hieän treân saøn maùy, xí nghieäp. - Coâng cuï saûn xuaát nhö maùy CNC , Robot coâng nghieäp. - Coâng cuï thieátCopyright keá nhö ©maùy Truong tính, DH maùy Su veõpham vaø caùcKy thuatphaàn TP.meàn Ho öùng Chi duïng. Minh - Moâ hình hình hoïc laø nhöõng thöïc theå hình hoïc cô sôû, ñöôïc söû duïng treân baûn veõ kyõ thuaät hay treân maøn hình maùy tính nhö: Ñieåm (Point) – ñöôïc moâ taû bôûi giaù trò toïa ñoä Ñöôøng cong (Curve), bao goàm caû ñoaïn thaúng (Line) – ñöôïc moâ taû baèng chuoãi ñieåm hoaëc phöông trình. Maët cong (Surface), bao goàm caû maët (Face) – ñöôïc moâ taû bôûi taäp hôïp ñieåm (hoaëc löôùi ñöôøng cong), hoaëc phöông trình. Khoái (Solid) – ñöôïc ñònh nghóa bôûi caùc maët cong bao quanh. Heä CAD/CAM kyõ thuaät ñaõ ñöôïc öùng duïng cho cô khí töø moät vaøi naêm tröôùc trong moät soá lónh vöïc trong coâng nghieäp haøng khoâng. Heä tích hôïp CAD/CAM ñaõ coù ôû Vieät Nam laø CIMATRON, MASTERCAM, PROENGINEER, DELCAM, ANPHACAM, VISI. Ñeå ñaùnh giaù ñöôïc taàm quan troïng cuûa CAD/CAM trong chu kyø saûn xuaát chuùng ta neân phaân tích caùc phaïm vi hoaït ñoäng khaùc nhau vaø chöùc naêng töông öùng ñeå thöïc hieän vieäc nghieân cöùu vaø cheá taïo saûn phaåm. Caùc theå loaïi coâng vieäc vaø chöùc naêng cuûa chuùng trong chu kyø saûn xuaát ñöôïc theå hieän treân hình 1- 6. Chu kyø naøy hoaït ñoäng theo nhu caàu cuûa khaùch haøng vaø thò tröôøng tieâu thuï. Chu kyø saûn xuaát coù theå thay ñoåi tuyø theo yeâu caàu cuûa khaùch haøng. 8 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Coù tröôøng hôïp coâng vieäc thieát keá laø do khaùch haøng thöïc hieän cho neân nhaø maùy chæ coù nhieäm vuï cheá taïo saûn phaåm ñaõ ñöôïc thieát keá ñoù. Tröôøng hôïp thöù hai laø nhaø maùy ñaûm nhaän luoân caû coâng vieäc thieát keá vaø cheá taïo saûn phaåm. Tuy nhieân neáu toång quaùt maø noùi thì ñeàu xuaát phaùt töø yù ñoà taïo ra saûn phaåm môùi. Döïa vaøo yù ñoà taïo ra saûn phaåm ñoù môùi thieát keá saûn phaåm, hoaøn taát baûn veõ . Treân baûn veõ saûn phaåm phaûi neâu roõ caùc yeâu caàu kyõ thuaät caàn phaûi ñaûm baûo trong quaù trình cheá taïo. Treân cô sôû caùc baûn veõ chi tieát phaûi laäp quy trình coâng ngheä cheá taïo saûn phaåm vaø laäp keá hoaïch saûn xuaát. Ñeå cheá taïo saûn phaåm phaûi laäp nhu caàu veà trang thieát bò coâng ngheä vaø caùc duïng cuï caàn thieát. Keá hoaïch saûn xuaát phaûi chæ roõ thôøi gian vaø saûn löôïng xuaát xöôûng trong thôøi gian ñaõ ñònh. Tieáp theo laø coâng ñoaïn ñöa vaøo saûn xuaát, cheá taïo xong phaûi tieán haønh kieåm tra vaø thöû nghieäm saûn phaåm, cuoái cuøng laø baøn giao cho khaùch haøng. Trong giai ñoaïn thieát keá saûn phaåm môùi, aùp duïng maùy tính ñieän töû cho pheùp töï ñoäng hoùa thieát keá, in caùc baûn veõ vaø taøi lieäu kyõ thuaät. Töï ñoäng hoùa thieát Veõ baèng maùy tính keá ñieän töû KhaCopyrightùi nieäm saûn © Truong ThieátDH Su keá pham saûn phaåm Ky thuat TP. HoVeõ Chichi tieátMinh phaåm môùi Töï ñoäng hoùa Nhu caàu thò Nhu caàu trang Keá hoaïch hoùa keá hoaïch hoùa tröôøng thieát bò môùi quaù trình saûn quaù trình saûn xuaát xuaát Kieåm tra chaát Saûn xuaát saûn Laäp bieåu ñoà löôïng phaåm saûn xuaát Veõ bieåu ñoà, laäp nhu Töï ñoäng hoùa Trang thieát bò caàu nguyeân vaät lieäu kieåm tra chaát ñieàu khieån löôïng Hình 1- 6 9 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Giai ñoaïn chuaån bò coâng ngheä, nghóa laø thieát keá quy trình coâng ngheä vaø laäp bieåu ñoà saûn xuaát vôùi söï trôï giuùp cuûa maùy tính ñieän töû. Ngoaøi ra maùy tính ñieän töû coøn coù theå aùp duïng ñieàu khieån quaù trình cheá taïo chi tieát duøng tay maùy, caùc maùy ñieàu khieån theo chöông trình soá (CNC). Coâng ñoaïn cuoái cuøng laø kieåm tra vaø thöû nghieäm cuõng coù theå töï ñoäng hoùa nhôø maùy tính ñieän töû. Qua ñaây ta thaáy heä thoáng CAD/CAM ñoùng vai troø quan troïng trong neàn saûn xuaát hieän ñaïi trong töông lai, vaø ñaëc bieät laø caùc lónh vöïc chuyeân moân hoùa cao, chaúng haïn nhö vieäc thieát keá vaø cheá taïo caùc baûn maïch in thì kieåu lieân keát naøy ñöôïc söû duïng ngaøy caøng maïnh. Töø hình 1 -6 roõ raøng CAD/CAM bao treân haàu heát caùc daïng hoaït ñoäng vaø chöùc naêng cuûa chu kyø saûn xuaát. Trong coâng ñoaïn thieát keá vaø cheá taïo ôû caùc nhaø maùy hieän ñaïi, kyõ thuaät tính toaùn phaûi phaùt huy taùc duïng vaø laø nhu caàu khoâng theå thieáu ñöôïc. II. Toång quan veà maùy coâng cuï ñieàu khieån baèng chöông trình soá (maùy CNC) ÔÛ caùc maùy caét thoâng thöôøng, vieäc ñieàu khieån caùc chuyeån ñoäng cuõng nhö thay ñoåi vaän toác cuûa caùc boä phaän maùy ñeàu ñöôïc thöïc hieän baèng tay. Vôùi caùch ñieàu khieån naøy, thôøi gian phuï khaù lôùn, neân khoâng theå naâng cao naêng suaát lao ñoäng. Ñeå giaûm thôøi gian phuï, caàn thieát tieán haønh töï ñoäng hoùa quaù trình ñieàu khieån. Trong saûn xuaát haøng khoái, haøng loaït lôùn, töø laâu ngöôøi ta duøng phöông phaùp gia coâng töï ñoäng vôùi vieäc töï ñoäng hoùa quaù trình ñieàu khieån baèng caùc vaáu tyø, baèng maãu cheùp hình, baèng cam treân truïc phaân phoái Ñaëc ñieåm cuûa caùc loaïi maùy töï ñoäng naøy laø ruùt ngaén ñöôïc thôøi gian phuï, nhöng thôøi gian chuaån bò saûn xuaát quaù daøi (nhö thôøi gian thieát keá vaø cheá taïo cam, thôøi gian ñieàu Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh chænh maùy ). Nhöôïc ñieåm naøy laø khoâng ñaùng keå neáu nhö saûn xuaát vôùi khoái löôïng lôùn. Traùi laïi, vôùi löôïng saûn xuaát nhoû, maët haøng thay ñoåi thöôøng xuyeân, loaïi maùy töï ñoäng naøy trôû neân khoâng kinh teá. Do ñoù caàn phaûi tìm ra phöông phaùp ñieàu khieån môùi. Yeâu caàu naøy ñöôïc thöïc hieän vôùi vieäc ñieàu khieån theo chöông trình soá. Ñaëc ñieåm quan troïng cuûa vieäc töï ñoäng hoùa quaù trình gia coâng treân caùc maùy CNC laø ñaûm baûo cho maùy coù tính vaïn naêng cao. Ñieàu ñoù cho pheùp gia coâng nhieàu loaïi chi tieát, phuø hôïp vôùi daïng saûn xuaát haøng loaït nhoû vaø haøng loaït vöøa, maø treân 70% saûn phaåm cuûa ngaønh cheá taïo maùy ñöôïc cheá taïo trong ñieàu kieän ñoù. Maùy coâng cuï ñieàu khieån baèng chöông trình soá – vieát taét laø maùy NC (Numerical Control) laø maùy töï ñoäng ñieàu khieån (vaøi hoaït ñoäng hoaëc toaøn boä hoaït ñoäng), trong ñoù caùc haønh ñoäng ñieàu khieån ñöôïc saûn sinh treân cô sôû cung caáp caùc döõ lieäu ôû daïng: LEÄNH. Caùc LEÄNH hôïp thaønh chöông trình laøm vieâc. Chöông trình laøm vieäc naøy ñöôïc ghi leân moät cô caáu mang chöông trình döôùi daïng MAÕ SOÁ. Cô caáu mang chöông trình coù theå laø BAÊNG ÑOÄT LOÃ, BAÊNG TÖØ, hoaëc chính BOÄ NHÔÙ MAÙY TÍNH. Caùc theá heä ñaàu, maùy NC coøn söû duïng caùc caùp logic trong heä thoáng. Phöông phaùp ñieàu khieån theo ñieåm vaø ñoaïn thaúng (hình 1-7a vaø hình 1-7b), töùc laø khoâng coù quan heä haøm soá giöõa caùc chuyeån ñoäng theo toïa ñoä. Vieäc ñieàu khieån coøn mang tính “cöùng “ neân chöông trình ñôn giaûn vaø cuõng chæ gia coâng ñöôïc nhöõng chi tieát ñôn giaûn nhö gia coâng loã, gia coâng caùc ñöôøng thaúng song song vôùi caùc chuyeån ñoäng maø maùy coù. Caùc theá heä sau, trong heä thoáng ñieàu khieån cuûa maùy NC ñaõ ñöôïc caøi ñaët caùc cuïm vi tính, caùc boä vi söû lyù vaø vieäc ñieàu khieån luùc naøy phaàn lôùn hoaëc hoaøn toaøn “meàm”. Phöông phaùp 10 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM ñieàu khieån theo ñöôøng bieân (hình2.1c), töùc laø coù moái quan heä haøm soá giöõa caùc chuyeån ñoäng theo höôùng caùc toïa ñoä. Caùc maùy NC naøy ñöôïc goïi laø CNC (Computer Numerical Control). Chöông trình ñöôïc soaïn thaûo tæ mæ hôn vaø coù theå gia coâng ñöôïc nhöõng chi tieát coù hình daùng raát phöùc taïp. Hieän nay caùc maùy CNC ñaõ ñöôïc duøng phoå bieán. 1. Lòch söû phaùt trieån cuûa maùy CNC Naêm 1947, John Parsons naûy ra yù töôûng aùp duïng ñieàu khieån töï ñoäng vaøo quaù trình cheá taïo caùnh quaït maùy bay tröïc thaêng ôû Myõ. Tröôùc ñoù, vieäc gia coâng vaø kieåm tra bieân daïng cuûa caùnh quaït phaûi duøng caùc maãu cheùp hình, söû duïng döôõng, do ñoù raát laâu vaø khoâng kinh teá. YÙ ñònh duøng bìa xuyeân loã ñeå doa caùc loã baèng caùch cho tín hieäu ñeå ñieàu khieån hai baøn dao, ñaõ giuùp Parsons phaùt trieån heä thoáng Digital cuûa oâng. Vôùi keát quaû naøy, naêm 1949, oâng kyù hôïp ñoàng vôùi USAF ( US Air Force) nhaèm cheá taïo moät loaïi maùy caét theo bieân daïng töï ñoäng. Parsons yeâu caàu trôï giuùp ñeå söû duïng phoøng thí nghieäm ñieàu khieån töï ñoäng cuûa Vieän Coâng Ngheä Massachusetts (M.I.T.) nôi ñöôïc chính phuû Myõ taøi trôï ñeå cheá taïo moät loaïi maùy phay 3 toïa ñoä ñieàu khieån baèng baèng chöông trình soá. Sau 5 naêm nghieân cöùu, J. Parsons ñaõ hoaøn chænh heä thoáng ñieàu khieån maùy phay vaø laàn ñaàu tieân trong naêm 1954, M.I.T. ñaõ söû duïng teân goïi “Maùy NC”. Trong nhöõng naêm 60, thôøi gian ñaõ chín muøi cho vieäc phaùt trieån vaø öùng duïng caùc maùy NC. Raát nhieàu thaønh vieân cuûa ngaønh coâng nghieäp haøng khoâng Myõ ñaõ nhanh choùng öùng duïng, phaùt trieån vaø ñaõ saûn sinh ra theá heä maùy môùi (CNC) cho pheùp phay caùc bieân daïng phöùc taïp, taïo hình vôùi hai, baCopyright hoaëc boán © vaøTruong naêm DHtruïc Su (ba pham tònh Kytieán thuat vaø hai TP. quay). Ho Chi Minh Caùc nöôùc chaâu AÂu vaø Nhaät Baûn phaùt trieån coù chaäm hôn moät vaøi naêm, nhöng cuõng coù nhöõng ñaëc ñieåm rieâng, chaúng nhöõng veà maët kyõ thuaät, maø caû veà keát caáu nhö keát caáu truïc chính, cô caáu chöùa dao, heä thoáng caáp dao v.v Töø ñoù ñeán nay, haøng loaït maùy CNC ra ñôøi vôùi ñuû chuûng loaïi vaø phaùt trieån khoâng ngöøng. Söï phaùt trieån ñoù döïa vaøo thaønh töïu cuûa caùc ngaønh: maùy tính ñieän töû, ñieän töû coâng nghieäp vaø ñieàu khieån töï ñoäng Nhaát laø trong thaäp nieân 90, maùy CNC ñaõ ñoåi môùi nhanh choùng chöa töøng coù trong laõnh vöïc töï ñoäng. 2. Ñaëc tröng cô baûn cuûa maùy CNC a) Tính naêng töï ñoäng cao Maùy CNC coù naêng suaát caét goït cao vaø giaûm ñöôïc toái ña thôøi gian phuï, do möùc ñoä töï ñoäng ñöôïc naâng cao vöôït baäc. Tuyø töøng möùc ñoä töï ñoäng, maùy CNC coù theå thöïc hieän cuøng moät luùc nhieàu chuyeån ñoäng khaùc nhau, coù theå töï ñoäng thay dao, hieäu chænh sai soá dao cuï, töï ñoäng kieåm tra kích thöôùc chi tieát vaø qua ñoù töï ñoäng hieäu chænh sai leäch vò trí töông ñoái giöõa dao vaø chi tieát, töï ñoäng töôùi nguoäi, töï ñoäng huùt phoi ra khoûi khu vöïc caét b) Tính naêng linh hoaït cao Chöông trình coù theå thay ñoåi deã daøng vaø nhanh choùng, thích öùng vôùi caùc loaïi chi tieát khaùc nhau. Do ñoù ruùt ngaén ñöôïc thôøi gian phuï vaø thôøi gian chuaån bò saûn xuaát, taïo ñieàu kieän thuaän lôi cho vieäc töï ñoäng hoùa saûn xuaát haøng loaït nhoû. 11 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Baát cöù luùc naøo cuõng coù theå saûn xuaát nhanh choùng nhöõng chi tieát ñaõ coù chöông trình. Vì theá, khoâng caàn phaûi saûn xuaát chi tieát döï tröõ, maø chæ giöõ laáy chöông trình cuûa chi tieát ñoù. Maùy CNC gia coâng ñöôïc nhöõng chi tieát nhoû, vöøa, phaûn öùng moät caùch linh hoaït khi nhieäm vuï coâng ngheä thay ñoåi vaø ñieàu quan troïng nhaát laø vieäc laäp trình gia coâng coù theå thöïc hieän ngoaøi maùy, trong caùc vaên phoøng coù söï hoã trôï cuûa kyõ thuaät tin hoïc thoâng qua caùc thieát bò vi tính, vi söû lyù c) Tính naêng taäp trung nguyeân coâng Ña soá caùc maùy CNC coù theå thöïc hieän soá löôïng lôùn caùc nguyeân coâng khaùc nhau maø khoâng caàn thay ñoåi vò trí gaù ñaët cuûa chi tieát. Töø khaû naêng taäp trung caùc nguyeân coâng, caùc maùy CNC ñaõ ñöôïc phaùt trieån thaønh caùc trung taâm gia coâng CNC. d) Tính naêng chính xaùc, ñaûm baûo chaát löôïng cao Giaûm ñöôïc hö hoûng do sai soùt cuûa con ngöôøi. Ñoàng thôøi cuõng giaûm ñöôïc cöôøng ñoä chuù yù cuûa con ngöôøi khi laøm vieäc. Coù khaû naêng gia coâng chính xaùc haøng loaït. Ñoä chính xaùc laëp laïi, ñaëc tröng cho möùc ñoä oån ñònh trong suoát quaù trình gia coâng laø ñieåm öu vieät tuyeät ñoái cuûa maùy CNC. Maùy CNC vôùi heä thoáng ñieàu khieån kheùp kín coù khaû naêng gia coâng ñöôïc nhöõng chi tieát chính xaùc caû veà hình daùng ñeán kích thöôùc. Nhöõng ñaëc ñieåm naøy thuaän tieän cho vieäc laép laãn, giaûm khaû naêng toån thaát phoâi lieäu ôû möùc thaáp nhaát. e) Gia coâng Copyrightbieân daïng ©phöùc Truong taïp DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Maùy CNC laø maùy duy nhaát coù theå gia coâng chính xaùc vaø nhanh caùc chi tieát coù hình daùng phöùc taïp nhö caùc beà maët 3 chieàu. f) Tính naêng hieäu quaû kinh teá vaø kyõ thuaät cao - Caûi thieän tuoåi beàn dao nhôø ñieàu kieän caét toái öu. Tieát kieäm duïng cuï caét goït, ñoà gaù vaø caùc phuï tuøng khaùc. - Giaûm pheá phaåm. - Tieát kieäm tieàn thueâ möôùn lao ñoäng do khoâng caàn yeâu caàu kyõ naêng ngheà nghieäp nhöng naêng suaát gia coâng cao hôn. - Söû duïng laïi chöông trình gia coâng. - Giaûm thôøi gian saûn xuaát. - Thôøi gian söû duïng maùy nhieàu hôn nhôø vaøo giaûm thôøi gian döøng maùy. - Giaûm thôøi gian kieåm tra vì maùy CNC saûn xuaát chi tieát chaát löôïng ñoàng nhaát. - CNC coù theå thay ñoåi nhanh choùng töø vieäc gia coâng loaïi chi tieát naøy sang loaïi khaùc vôùi thôøi gian chuaån bò thaáp nhaát. Tuy nhieân maùy CNC khoâng phaûi khoâng coù nhöõng haïn cheá. Döôùi ñaây laø moät soá haïn cheá: - Söï ñaàu tö ban ñaàu cao: Nhöôïc ñieåm lôùn nhaát trong vieäc söû duïng maùy CNC laø tieàn voán ñaàu tö ban ñaàu cao cuøng vôùi chi phí laép ñaët. 12 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM - Yeâu caàu baûo döôõng cao: Maùy CNC laø thieát bò kyõ thuaät cao vaø heä thoáng cô khí, ñieän cuûa noù raát phöùc taïp. Ñeå maùy gia coâng ñöôïc chính xaùc caàn thöôøng xuyeân baûo döôõng. Ngöôøi baûo döôõng phaûi tinh thoâng caû veà cô vaø ñieän. - Hieäu quaû thaáp vôùi nhöõng chi tieát ñôn giaûn. 3. Moâ hình khaùi quaùt cuûa moät maùy CNC Phaàn ñieàu khieån Phaàn chaáp haønh Chöông trình ñieàu khieån Phoâi - Chuyeån ñoäng - Vaän toác Baøn phím Caùc cô caáu Maùy caét ñieàu khieån ñieàu khieån kim loaïi - ÑK tay - Vò trí - ÑK töï ñoäng - Baùo loãi Tín hieäu Maøn hình Chi tieát gia coâng Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Maùy goàm hai phaàn chính: a) Phaàn ñieàu khieån: Goàm chöông trình ñieàu khieån vaø caùc cô caáu ñieàu khieån. - Chöông trình ñieàu khieån: Laø taäp hôïp caùc tín hieäu (goïi laø leänh – ñöôïc trình baøy kyõ ôû chöông II) ñeå ñieàu khieån maùy, ñöôïc maõ hoùa döôùi daïng chöõ caùi, soá vaø moât soá kyù hieäu khaùc nhö daáu coäng, tröø, daáu chaám, gaïch nghieâng Chöông trình naøy ñöôïc ghi leân cô caáu mang chöông trình döôùi daïng maõ soá (cuï theå laø maõ thaäp - nhò phaân nhö baêng ñuïc loã, maõ nhò phaân nhö boä nhôù cuûa maùy tính) - Caùc cô caáu ñieàu khieån: Nhaän tín hieäu töø cô caáu ñoïc chöông trình, thöïc hieän caùc pheùp bieán ñoåi caàn thieát ñeå coù ñöôïc tín hieäu phuø hôïp vôùi ñieàu kieän hoaït ñoäng cuûa cô caáu chaáp haønh, ñoàng thôøi kieåm tra söï hoaït ñoäng cuûa chuùng thoâng qua caùc tín hieäu ñöôïc göûi veà töø caùc caûm bieán lieân heä ngöôïc. Bao goàm caùc cô caáu ñoïc, cô caáu giaûi maõ, cô caáu chuyeån ñoåi, boä xöû lyù tín hieäu, cô caáu noäi suy, cô caáu so saùnh, cô caáu khuyeách ñaïi, cô caáu ño haønh trình, cô caáu ño vaän toác, , boä nhôù vaø caùc thieát bò xuaát nhaäp tín hieäu. Ñaây laø thieát bò ñieän – ñieän töû raát phöùc taïp, ñoùng vai troø coát yeáu trong heä thoáng ñieàu khieån cuûa maùy NC. Vieäc tìm hieåu nguyeân lyù caáu taïo cuûa caùc thieát bò naøy ñoøi hoûi coù kieán thöùc töø caùc giaùo trình chuyeân ngaønh khaùc, cho neân ôû ñaây chæ giôùi thieäu khaùi quaùt. b) Phaàn chaáp haønh: Goàm maùy caét kim loaïi vaø moät soá cô caáu phuïc vuï vaán ñeà töï ñoäng hoùa nhö caùc cô caáu tay maùy, oå chöùa dao, boâi trôn, töôùi trôn, huùt thoåi phoi, caáp phoâi 13 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Cuõng nhö caùc loaïi maùy caét kim loaïi khaùc, ñaây laø boä phaän tröïc tieáp tham gia caét goït kim loaïi ñeå taïo hình chi tieát. Tuøy theo khaû naêng coâng ngheä cuûa loaïi maùy maø coù caùc boä phaän : Hoäp toác ñoä, hoäp chaïy dao, thaân maùy, soáng tröôïc, baøn maùy, truïc chính, oå chöùa dao, caùc tay maùy Keát caáu töøng boä phaän chính chuû yeáu nhö maùy vaïn naêng thoâng thöôøng, nhöng coù moät vaøi khaùc bieät nhoû ñeå ñaûm baûo quaù trình ñieàu khieån töï ñoäng ñöôïc oån ñònh, chính xaùc, naêng suaát vaø ñaëc bieät laø môû roäng khaû naêng coâng ngheä cuûa maùy. - Hoäp toác ñoä: Phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä lôùn, thöôøng laø truyeàn ñoäng voâ caáp, trong ñoù söû duïng caùc ly hôïp ñieän töø ñeå thay ñoåi toác ñoä ñöôïc deã daøng. - Hoäp chaïy dao: Coù nguoàn daãn ñoäng rieâng, thöôøng laø caùc ñoäng cô böôùc. Trong xích truyeàn ñoäng, söû duïng caùc phöông phaùp khöû khe hôû cuûa caùc boä truyeàn nhö vít me – ñai oác bi - Thaân maùy cöùng vöõng, keát caáu hôïp lyù ñeå deã thaûi phoi, töôùi trôn, deã thay dao töï ñoäng. Nhieàu maùy coù oå chöùa dao, tay maùy thay dao töï ñoäng, coù thieát bò töï ñoäng hieäu chænh khi dao bò moøn Trong caùc maùy CNC coù theå söû duïng caùc daïng ñieàu khieån thích nghi khaùc nhau baûo ñaûm moät hoaëc nhieàu thoâng soá toái öu nhö caùc thaønh phaàn löïc caét, nhieät ñoä caét, ñoä boùng beà maët, cheá ñoä caét toái öu, ñoä oàn, ñoä rung 4. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh a) Hình 1 - 7 Caùc phöông phaùp ñieàu khieån hoaëc b) c) - Ñieàu khieån ñieån (hay ñieàu khieån theo vò trí) ñöôïc duøng ñeå gia coâng caùc loã baèng caùc phöông phaùp khoan, khoeùt, doa vaø caét ren loã. ÔÛ ñaây chi tieát gia coâng ñöôïc gaù coá ñònh treân baøn maùy, duïng cuï caét thöïc hieän chaïy dao nhanh ñeán caùc vò trí ñaõ laäp trình. Khi ñaït tôùi caùc ñieåm ñích dao baét ñaàu caét (hình 1-7a), tuy nhieân cuõng coù tröôøng hôïp dao khoâng dòch chuyeån 14 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM maø baøn maùy dòch chuyeån. muïc ñích chính caàn ñaït laø caùc kích thöôùc vò trí cuûa caùc loã phaûi chính xaùc, coøn quó ñaïo chuyeån ñoäng laø cuûa dao hay cuûa baøn maùy ñieàu khoâng coù yù nghóa laém. Vò trí cuûa caùc loã coù theå ñöôïc ñieàu khieån ñoàng thôøi theo hai truïc hoaëc ñieàu khieån keá tieáp nhau. - Ñieàu khieån ñöôøng thaúng (hình1-7b) laø daïng ñieàu khieån maø khi gia coâng duïng cuï caét thöïc hieän löôïng chaïy dao theo moät ñöôøng thaúng naøo ñoù song song vôùi moät truïc toïa ñoä. Daïng ñieàu khieån naøy ñöôïc duøng cho caùc maùy phay vaø maùy tieän ñôn giaûn. - Ñieàu khieån theo ñöôøng vieàn (theo contour, hình 1-7c) cho pheùp thöïc hieän chaïy dao treân nhieàu truïc cuøng luùc. Tuøy theo soá truïc ñöôïc ñieàu khieån ñoàng thôøi khi gia coâng ngöôøi ta phaân bieät: ñieàu khieån ñöôøng vieàn 2D, ñieàu khieån ñöôøng vieàn 2.5D vaø ñieàu khieån ñöôøng vieàn 3D, 4D, 5D. Ñieàu khieån ñöôøng vieàn 2D cho pheùp thöïc hieän chaïy dao theo hai truïc ñoàng thôøi trong moät maët phaúng gia coâng, ví duï, trong maët phaúng XZ hoaëc XY treân hình 1-8a. Truïc thöù ba ñöôïc ñieàu khieån hoaøn toaøn ñoäc laäp vôùi hai truïc kia. Ñieàu khieån ñöôøng vieàn 2.5D (hình 1-8b) cho pheùp aên dao ñoàng thôøi theo hai truïc naøo ñoù ñeå gia coâng beà maët trong moät maët phaúng nhaát ñònh. Treân maùy CNC coù 3 truïc X, Y, Z ta seõ ñieàu khieån ñöôïc ñoàng thôøi X vaø Y; X vaø Z hoaëc Y vaø Z. a) Copyright © Truong DH Su pham Kyb) thuat TP. Ho Chi Minh Hình 1 - 8 Ñieàu khieån ñöôøng vieàn 3D cho pheùp ñoàâng thôøi chaïy dao theo caû 3 truïc X, Y, Z. Caû ba truïc chuyeån ñoäng hoøa hôïp vôùi nhau hay coù quan heä raøng buoäc haøm soá, (hình 1-9). Ta thaáy ñöôøng vieàn ñöôïc gia coâng do caû 3 löôïng chaïy dao theo truïc X, Y, Z taïo thaønh. Ñieàu khieån ñöôøng vieàn 3D ñöôïc öùng duïng ñeå gia coâng caùc khuoân maãu, gia coâng caùc chi tieát coù beà maët khoâng phöùc taïp. Hình 1-9 15 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Ñieàu khieån 4D (hình 1-10a)vaø ñieàu khieån 5D (hình 1-10b): Ngoaøi caùc truïc tònh tieán X, Y vaø Z ôû ñaây coøn caùc truïc quay cuõng ñöôïc ñieàu khieån soá. Nhôø ñieàu khieån 4D vaø 5D ngöôøi ta coù theå gia coâng caùc chi tieát phöùc taïp nhö caùc khuoân reøn daäp, caùc khuoân ñuùc aùp löïc hoaëc caùc caùnh tuabin. Hình 1-10a Ñieàu khieån ñöôøng vieàn 4D. Hình 1-10b Ñieàu khieån ñöôøng vieàn 5D. 5. Heä truïc toïa ñoä treân maùy CNC Theo tieâu chuaån ISO, caùc chuyeån ñoäng caét goït khi gia coâng chi tieát treân maùy CNC phaûi naèn trong moät heä truïc toïa ñoä Descarte theo nguyeân taéc baøn tay phaûi. Trong ñoù coù ba chuyeån ñoäng tònh tieán theo caùc truïc vaø ba chuyeån ñoäng quay theo caùc truïc töông öùng. Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh - Truïc Z töông öùng vôùi phöông truïc chính cuûa maùy CNC, chieàu döông laø chieàu laøm taêng khoaûng caùch giöõa dao vaø chi tieát gia coâng. Chieàu quay döông cuøng chieàu kim ñoàng hoà (nhìn töø goác toïa ñoä). - Truïc X töông öùng chuyeån ñoäng tònh tieán lôùn nhaát cuûa maùy CNC. Ví duï treân maùy phay laø chuyeån ñoäng chaïy dao doïc, treân maùy tieän laø chuyeån ñoäng chaïy dao ngang. Chieàu döông laø chieàu laøm taêng khoaûng caùch giöõa dao vaø chi tieát. - Truïc Y hình thaønh vôùi hai truïc treân trong heä truïc toïa ñoä. Ví duï treân maùy phay chính laø chuyeån ñoäng chaïy dao ngang cuûa baøn maùy, treân maùy tieän khoâng coù truïc naøy. Löu yù khi xeùt heä truïc toïa ñoä cuûa maùy CNC phaûi coi nhö chi tieát ñöùng yeân, coøn dao chuyeån ñoäng theo caùc phöông cuûa heä truïc toïa ñoä. Heä truïc toïa ñoä cuûa maùy CNC ñöôïc ñaët vaøo caùc loaïi chuaån cô baûn sau: 16 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM M (Machine Point): Chuaån maùy. Maùy seõ ño löôøng töø vò trí naøy ñeán caùc vò trí khaùc khi laøm vieäc. Khoâng theå thay ñoåi. R (Reference Point): Chuaån quy chieáu cuûa maùy, duøng ñeå ñoùng kín khoâng gian laøm vieäc cuûa maùy. Khoâng theå thay ñoåi. T (Tool Offset): Chuaån dao. Ñeå xaùc ñònh vò trí dao caét sau khi ñaõ laép dao vaøo oå dao. Khoâng theå thay ñoåi. W ( Work Point): Chuaån chi tieát. Duøng laøm goác cuûa heä toïa ñoä laøm vieäc trong quaù trình gia coâng. Coù theå thay ñoåi theo yù muoán cuûa ngöôøi coâng ngheä. Chuaån naøy chính laø chuaån coâng ngheä vì vaäy phaûi ñöôïc choïn trong khoâng gian laøm vieäc cuûa maùy. P ( Program Point): Chuaån thaûo chöông. Duøng laøm goác cuûa heä toïa ñoä trong quaù trình soaïn thaûo chöông trình. Coù theå thay ñoåi theo yù muoán cuûa ngöôøi laäp trình. Chuaån naøy neân truøng vôùi chuaån thieát keá treân baûn veõ chi tieát. 6. Caùc böôùc thöïc hieän gia coâng treân maùy CNC a) Nghieân cöùu coâng ngheä gia coâng chi tieát - Ñoïc hieåu baûn veõ chi tieát: Hình daùng, ñoä chính xaùc, ñoä boùng vaø vaät lieäu. - Choïn phoâi, choïn maùy vaø caùch gaù laép. - Choïn tieán trình coâng ngheä hôïp lyù. Choïn dao vaø xaùc ñònh cheá ñoä caét goït cho töøng böôùc coâng ngheä. Laäp phieáu nguyeân coâng. Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh b) Thieát keá quyõ ñaïo caét - Laäp quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa dao thaät chi tieát, hôïp lyù vaø chính xaùc. - Tính toaùn toïa ñoä cuûa caùc ñieåm chuyeån tieáp treân quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa dao. Ví duï phay: Phoâi Quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa dao Ñieåm chuyeån tieáp Quyõ ñaïo chuyeån 7 6 ñoäng cuûa dao 8 Dao caét 5 1 2 3 4 Ñöôøng bao chi tieát Chi tieát gia coâng 17 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Treân hình quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa dao phay laø quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa ñieåm taâm vaø maët ñaàu dao phay. Ñeå xaùc ñònh quyõ ñaïo chuyeån ñoäng ñoù, khoâng phaûi bieân daïng caét goït naøo cuõng xaùc ñònh deã daøng maø chæ gaëp nhöõng bieân daïng song song vôùi caùc toïa ñoä cuûa maùy CNC maø thoâi. Tröôøng hôïp ñoái vôùi caùc bieân daïng phöùc taïp hôn (2D hoaëc 2,5D) ngöôøi laäp trình coù theå duøng bieân cuûa chi tieát yeâu caàu laøm quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa dao nhöng luùc naøy phaûi hieäu chænh baùn kính dao phay. Vaán ñeà hieäu chænh baùn kính dao nhö theá naøo cho bieân daïng ñöôïc caét goït ra cho ñuùng, kyõ thuaät laäp trình NC seõ giaûi quyeát ôû chöông sau. Ñoái vôùi caùc beà maët gia coâng phöùc taïp hôn (3D, 4D hoaëc 5D) quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa dao phay phaûi ñöôïc xaùc ñònh nhôø trôï giuùp cuûa maùy tính vaø caùc phaàn meàm chuyeân duïng. * Ví duï tieän: X Toïa ñoä caùc ñieåm chuyeån tieáp Quyõ ñaïo caét thoâ Quyõ ñaïo caét tinh Z Phoâi Chi tieát Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Dao tieän luoân luoân coù baùn kính cong R ôû muõi dao. Ñeå gia coâng chính xaùc, ta phaûi quan taâm ñeán kích thöôùc naøy. Khi chöông trình chæ thò dao tieän ñeán toïa ñoä caùc ñieåm chuyeån tieáp thì ñieåm ño dao seõ ñeán caùc toïa ñoä ñoù, vì vaäy khi gia coâng nhöõng ñöôøng cong hoaëc nghieâng (khoâng song song vôùi hai chuyeån ñoäng chaïy dao cuûa maùy tieän) seõ gaëp phaûi sai soá. Ñeå khaéc phuïc sai soá ñoù phaûi hieäu chænh baùn kính muõi dao. Ví duï: Ñeå tieän tinh bieân daïng (0-1-2-3-4-5) cuûa moät chi tieát, hình veõ döôùi minh hoïa cho thaáy neáu khoâng hieäu chænh baùn kính muõi dao, bieân daïng chi tieát sau gia coâng seõ maéc phaûi sai soá. Quõy ñaïo taâm muõi XT dao Quyõ ñaïo taâm muõi dao khi coù hieäu chænh baùn 5 4 kính muõi dao 3 Dao Sai soá Bieân daïng 2 0 R chi tieát 1 Bieân daïng dao Ñieåm ZT caét ñöôïc Chi tieát ño dao gia coâng 18 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Vò trí ño dao laø ñieåm noái cuûa hai phöông ño theo toïa ñoä cuûa maùy tieän CNC (ZT vaø XT). Khi chöông trình chæ thò dao ñeán caùc ñieåm chuyeån tieáp treân bieân caét cuûa chi tieát (0-1-2-3-4-5) thì ñieåm ño dao seõ ñeán caùc vò trí (0-1-2-3-4-5). Nhö vaäy treân hình thaáy raát roõ ñieåm 1, 2, 3 cuûa chi tieát khoâng naèm treân löôõi caét khi muõi dao coù baùn kính cong R. Keát quaû bieân daïng chi tieát sau khi caét seõ maéc phaûi sai soá (ñoaïn coù tuyeán aûnh). Ñeå xaùc ñònh ñöôïc vò trí ño dao, ngöôøi ta duøng cô caáu ño dao sau khi ñaõ laép dao vaøo cô caáu mang dao. Ví duï moät cô caáu ño dao: Z X c) Laäp chöông trình ñieàu khieån NC Ñaây laø böôùc quan troïng nhaát ñeå gia coâng ñöôïc treân maùy CNC. Coù hai phöông phaùp Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh laäp trình : - Phöông phaùp laäp trình thuû coâng (Manual Programming): Laø phöông phaùp laäp trình khoâng coù söï trôï giuùp cuûa maùy tính, ngöôøi laäp trình coù theå töï bieân soaïn chöông trình NC treân cô sôû nhaän daïng hoaøn toaøn chính xaùc toïa ñoä chaïy dao. Khaû naêng laäp trình thuû coâng ñöôïc coi laø yeâu caàu cô baûn ñoái vôùi ngöôøi laäp trình NC, bôûi vì coù kyõ naêng laäp trình naøy, ngöôøi laäp trình môùi coù khaû naêng hieåu, khaû naêng ñoïc vaø söûa ñoåi chöông trình khi tröïc tieáp vaän haønh maùy CNC. Phaàn lôùn caùc phaàn meàm laäp trình NC laø saûn phaåm cuûa chính nhaø saûn xuaát heä ñieàu khieån, thöôøng cung caáp keøm theo maùy CNC. Khaû naêng laäp trình cuûa nhöõng phaàn meàm naøy noùi chung raát haïn cheá. Phaàn lôùn chæ coù khaû naêng laäp trình cho nhöõng quyõ ñaïo caét 2D; 2,5D ñôn giaûn vaø chu trình gia coâng cô baûn. Phöông phaùp laäp trình naøy coù theå kieåm tra bieân daïng caét baèng caùch moâ phoûng treân maùy tính vôùi phaàn meàm NC hoaëc tröïc tieáp treân heä ñieàu khieån cuûa maùy CNC. Ñeå truyeàn chöông trình NC vaøo heä ñieàu khieån maùy ta coù theå thöïc hieän baèng hai caùch: C1. Nhaäp töø vaät mang tin trung gian nhö bìa ñuïc loã, baêng ñuïc loã, baêng töø, ñóa töø PHOØNG THIEÁT KEÁ PHOØNG COÂNG NGHEÄ XÖÔÛNG MAÙY Baûn veõ LAÄP TRÌNH Vaät MAÙY BAÛN VEÕ Hình hoïc & mang tin NC/CNC YCKT coâng ngheä 19 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM C2 . Nhaäp töø panel ñieàu khieån theo cheá ñoä MDI (Manual Data Input) treân maùy CNC Baûn veõ MAÙY BAÛN VEÕ YCKT NC/CNC Haàu heát caùc cô sôû saûn xuaát söû duïng maùy NC/CNC keát hôïp hai caùch treân ñeå laäp trình. Phöông phaùp ghi chöông trình treân baêng ñuïc loã, baêng töø hieän nay chæ coøn söû duïng cho caùc theá heä maùy NC cuõ. - Phöông phaùp laäp trình töï ñoäng (Automatically Programming): Laø phöông phaùp laäp trình nhôø söï trôï giuùp cuûa maùy tính. Phöông phaùp laäp trình naøy baèng ngoân ngöõ xöû lyù hình hoïc (APT – Automatically Programmed Tool) hoaëc phaàn meàm CAD/CAM tích hôïp nhö coâng cuï trôï giuùp ñeå chuyeån ñoåi töï ñoäng döõ lieäu hình hoïc vaø döõ lieäu coâng ngheä thaønh chöông trình NC. Ngaøy nay phöông phaùp laäp trình baèng caùc phaàn meàm CAD/CAM ñaõ ñöôïc söû duïng khaù phoå bieán vaø raát coù hieäu quaû, ñaëc bieät cho caùc tröôøng hôïp gia coâng maët cong phöùc taïp. PHOØNG THIEÁT KEÁ PHOØNG COÂNG NGHEÄ XÖÔÛNG MAÙY PHAÀN MEÀM CAD/CAM MAÙY CNC NGOÂN NGÖÕ XLHHCopyright Chöông © Truong DH Su pham Ky thuat TP.Chöông Ho Chi MinhPHAÀN MEÀM NC Döõ lieäu HH vaø CN trình NC DNC trình NC Nhaäp thoâng soá CN Post-processing (MDI) d) Kieåm tra chöông trình ñieàu khieån NC Chöông trình sau khi soaïn thaûo caàn phaûi kieåm tra, hieäu chænh. Ñaây cuõng laø khaâu quan troïng tröôùc khi gia coâng treân maùy. Coù hai caùch kieåm tra nhö sau : - Kieåm tra thuû coâng: Doø chöông trình baèng maét vaø veõ ra chi tieát gia coâng baèng tay. Caùch naøy thöïc hieän khi ñieàu kieän maùy tính vaø phaàn meàm khoâng coù. - Kieåm tra baèng maùy tính: Chöông trình soaïn thaûo ñöôïc nhaäp vaøo maùy tính, cho chaïy moâ phoûng treân phaàn meàm phuø hôïp. Döïa treân quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa dao vaø hình daùng chi tieát hình thaønh maø söûa ñoåi chöông trình hay dao caét, cheá ñoä caét Caùc phaàn meàm CAD/CAM ñeàu coù chöùc naêng kieåm tra vaø moâ phoûng treân phaàn meàm. e) Ñieàu chænh maùy CNC Ñaây laø coâng vieäc laøm sao cho maùy CNC bieát ñöôïc chi tieát gia coâng ñöôïc ñaët ôû ñaâu treân maùy vaø duïng cuï caét coù kính thöôùc ra sao ? Hay noùi caùch khaùc, muoán gia coâng ñöôïc chính xaùc thì chuoãi kích thöôùc coâng ngheä cuûa heä thoáng coâng ngheä (bao goàm: Maùy - Dao - Gaù - Chi tieát) phaûi ñöôïc kheùp kín. Coù nghóa laø: n Trong ñoù:  Ki 0 i 1 20 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Ki - Caùc kích thöôùc trong chuoãi kích thöôùc coâng ngheä n - Soá khaâu trong chuoãi kích thöôùc coâng ngheä Khi thieát keá vaø cheá taïo moät maùy CNC, ngöôøi ta ñaõ xaùc ñònh cho maùy moät ñieåm chuaån ño löôøng. Ñieåm chuaån ñoù coù theå coá ñònh taïi moät vò trí nhöng cuõng coù theå khoâng coá ñònh tuøy vaøo heä ñieàu khieån vaø caáu truùc cuûa maùy. Khi gia coâng chi tieát treân maùy CNC, vieäc chuaån bò coâng ngheä (trong ñoù coù gaù laép, duïng cuï caét) vaø chöông trình ñieàu khieån ñöôïc thöïc hieän beân ngoaøi maùy CNC. Vaäy khi noái keát chuùng laïi (Maùy – Dao – Gaù – Chi tieát) phaûi tuaân theo moät chuoãi kích thöôùc coâng ngheä kheùp kín. Luùc ñoù maùy CNC môùi ñieàu khieån gia coâng theo chuaån cuûa noù moät caùch chính xaùc ñöôïc. Ví duï veà moái quan heä giöõa caùc chuaån treân heä toïa ñoä maùy tieän CNC: Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh ZM ZM – Ñoä leäch giöõa chuaån maùy vaø chuaån thay dao theo phöông Z. Maùy ñaõ bieát. ZW – Ñoä leäch giöõa chuaån maùy vaø chuaån chi tieát theo phöông Z. Ngöôøi gia coâng phaûi xaùc ñònh vaø baùo cho maùy bieát. Z1 – Toïa ñoä Z cuûa ñieåm 1 do ngöôøi laäp trình soaïn thaûo trong chöông trình. R – Baùn kính cuûa muõi dao tieän. Ngöôøi gia coâng phaûi baùo cho maùy bieát. ZT – Ñoä leäch giöõa chuaån dao vôùi vò trí ño dao sau khi laép dao vaøo cô caáu mang dao theo phöông Z. Ngöôøi gia coâng phaûi xaùc ñònh vaø baùo cho maùy bieát. Zo – Khoaûng caùch di chuyeån cuûa dao töø vò trí thay dao tôùi vò trí chuaån bò gia coâng theo phöông Z. Maùy töï tính toaùn khi chuoãi kích thöôùc coâng ngheä ñöôïc keùp kín. Z0 = ZM – ZW – Z1 – R – ZT Töông töï nhö vaäy cho phöông X. Ñeå thöïc hieän ñöôïc coâng vieäc ñieàu chænh maùy CNC, ta phaûi: 21 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM - Chuaån bò phoâi, dao caét vaø ñoà gaù. Ñoà gaù ñöôïc coá ñònh trong khoâng gian gia coâng treân baøn maùy (phaûi ñöôïc raø vuoâng goùc hoaëc song song vôùi caùc phöông chuyeån ñoäng cuûa maùy). - Ñònh vò vaø keïp chaët phoâi treân ñoà gaù. - Thöïc hieän caùc böôùc “Vaän haønh maùy” cho töøng maùy CNC cuï theå. f) Gia coâng chi tieát treân maùy CNC - Ñöa chöông trình gia coâng ra maøn hình ñieàu khieån, kieåm tra laïi chöông trình moät laàn nöõa vaø ñaëc bieät phaûi kieåm tra caùc ñöôøng chaïy dao khoâng caét thaät kyõ. - Gia coâng. 7. Hình thöùc toå chöùc gia coâng treân maùy CNC a) Laäp trình thuû coâng, nhaäp chöông trình tröïc tieáp leân maùy CNC Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh 22 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM b) Laäp trình thuû coâng, nhaäp chöông trình baèng baêng ñoät loã. c) Laäp trình töï ñoäng, nhaäp chöông trình baèng baêng ñuïc loã. Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Ba hình thöùc toå chöùc treân thuoäc theá heä caùc maùy NC cuõ. Caùc theá heä naøy chæ coù khaû naêng nhaäp döõ lieäu qua coång ñoïc baêng. f) Laäp trình töï ñoäng vaø ñieàu khieån soá tröïc tieáp (DNC – Direct Numerical Control) 23 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Phöông thöùc truyeàn thoâng phoå bieán nhaát hieän nay giöõa maùy NC/CNC vaø maùy tính laø söû duïng chuaån truyeàn döõ lieäu RS-232-C. Caùc theá heä maùy CNC môùi ñeàu ñöôïc trang bò coång giao tieáp naøy. NgoaøiCopyright coång RS-232-C, © Truong DH moät Su soá pham maùy Ky CNC thuat coøn TP. ñöôïc Ho Chi trang Minh bò caû coång ñoïc baêng cho nhöõng tröôøng hôïp xöû duïng caàn thieát. Giao dieän DNC ñöôïc söû duïng ñeå keát noái maùy CNC coù coång RS-232-C. Ngoaøi vieäc cho pheùp taûi döõ lieäu veà maùy CNC, giao dieän DNC cho pheùp khaû naêng göûi thoâng tin töø maùy CNC veà maùy tính chuû nhö chöông trình gia coâng ñaõ ñöôïc kieåm tra vaø caùc thoâng tin lieân quan khaùc nhö chöông trình caøi ñaët dao, caøi ñaët chuaån Coù theå keát noái tröïc tieáp maùy CNC coù coång giao tieáp RS-232-C vôùi heä thoáng DNC khoâng caàn baát kyø thieát bò giao tieáp ngoaïi vi naøo. Tuy nhieân phöông thöùc keát noái tröïc tieáp naøy coù nhöõng haïn cheá laø khoâng coù khaû naêng truy xuaát caùc chöùc naêng ñieàu khieån cuûa maïng vaø khoâng theå thöïc hieän caùc chöùc naêng khaùc trong thôøi gian truyeàn döõ lieäu vôùi maùy CNC keát noái tröïc tieáp. g) Laäp trình töï ñoäng vaø ñieàu khieån soá phaân phoái Ñeå ñaït ñöôïc maïng truyeàn thoâng dieän roäng, ngoaøi phöông thöùc ñieàu khieån tröïc tieáp treân (söû duïng moät maùy tính chuû), hieän nay ngöôøi ta coøn duøng maïng DNC. Maïng DNC laø phöông thöùc ñieàu khieån soá phaân phoái, coù nghóa söû duïng maïng maùy tính ñeå ñaït ñöôïc maïng truyeàn thoâng dieän roäng trong xí nghieäp saûn xuaát. Heä thoáng ñieàu khieån DNC coù khaû naêng ñieàu khieån nhieàu maùy CNC vôùi caùc chöùc naêng: - Quaûn lyù chöông trình - Ñaûm baûo an toaøn ñoái vôùi vieäc truy nhaäp vaø hieäu chænh döõ lieäu - Phaân phoái döõ lieäu hai chieàu giöõa caùc maùy tính vaø maùy CNC 24 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM - Khaû naêng töông thích vôùi maùy CNC cuûa nhieàu nhaø saûn xuaát - Khaû naêng quaûn lyù döõ lieäu veà heä thoáng duïng cuï, ñoà gaù - Thu thaäp döõ lieäu ñieàu haønh vaø quaûn lyù - Tích hôïp vôùi caùc heä thoáng CAD/CAM Ví duï moät caáu hình maïng DNC: PHOØNG KYÕ THUAÄT PHOØNG KINH DOANH Traïm Traïm Traïm Traïm CAD CAM 1 2 Coång noái Coång noái Ñöôøng truyeàn Maùy Traïm CNC 1 PLC CNC Maùy CNC 2 Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh 25 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM CHÖÔNG 2 LAÄP TRÌNH THUÛ COÂNG (LAÄP TRÌNH NC) I. Caáu truùc chöông trình NC 1. Ñòa chæ leänh 2. Leänh 3. Khoái leänh II. Phöông thöùc laäp trình - Phöông thöùc laäp trình tuyeät ñoái - Phöông Copyrightthöùc laäp trình© Truong töông DH Suñoái pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh III. Coâng ngheä laäp trình phay NC 1. Cô sôû laäp trình phay NC 2. Coâng ngheä laäp trình phay NC 3. Laäp trình NC vôùi phaàn meàm phay moâ phoûng 4. Ví duï laäp trình moâ phoûng IV. Coâng ngheä laäp trình tieän NC 1. Cô sôû laäp trình tieän NC 2. Coâng ngheä laäp trình tieän NC 3. Laäp trình NC vôùi phaàn meàm tieän moâ phoûng 4. Ví duï laäp trình moâ phoûng 25 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM CHÖÔNG 2 LAÄP TRÌNH THUÛ COÂNG I. Caáu truùc chöông trình NC Moät chöông trình (Program) NC goàm nhieàu khoái leänh (Block), moät caâu leänh coù theå coù töø moät leänh ñeán nhieàu leänh (Word), moät leänh goàm moät ñòa chæ (Address) vaø nhöõng con soá. Ví duï moät chöông trình: % 400 Kyù hieäu môû ñaàu chöông trình (coù theå coù hoaëc khoâng) N10 G90 N30 T1 S1000 M4 N40 G0 X97. Z2. N50 G1 X99. Z-0.5 F0.2 N60 G1 Z-30. Thöù töï khoái leänh N70 G0 X102. Z0. N80 G0 Z0. N90 G1 X-2. N95 G0 X200. Z200. N100 M5 N110 T2 S1000 M4 Khoái leänh N120 G0 X0. Z2. N130 G83 Z-120. D5. H13 F0.2 N140 G0 X200.Copyright Z200. © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh N150 M5 N440 T4 S1000 M4 N445 G0 X88. Z2. Ñòa chæ: G N450 G41 Leänh N460 G1 X80. Z-2. F0.1 Con soá: 41 N470 G1 X68.6 Z-21.12 N480 G3 X60. Z-30. R6. N490 G1 X46. N500 G1 X42. Z-32. N510 G1 X42. Z-56. N520 G1 X40. Z-56. N530 G1 X40. Z-120. N535 G40 N540 G0 X38. N550 G0 Z200. N560 M5 N570 M2 Leänh keát thuùc chöông trình Chöông trình coù hai loaïi: chöông trình chính (main program) vaø chöông trình con (subprogram). Tieán trình ñieàu khieån ñöôïc thöïc hieän theo chöông trình chính. Khi xuaát hieän leänh goïi chöông trình con trong chöông trình chính, tieán trình ñieàu khieån ñöôïc chuyeån tôùi chöông trình con. Ñeán khi leänh keát thuùc chöông trình con ñöôïc khai baùo, tieán trình ñieàu khieån ñöôïc traû veà chöông trình chính. Caáu truùc cuûa hai loaïi chöông trình naøy gioáng nhau, coù nghóa phaûi nhaän bieát ñöôïc söï baét ñaàu vaø keát thuùc cuûa chöông trình. 26 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Ví duï: Khoái leänh 1 Khoái leänh 2 Khoái leänh 1’ Khoái leänh 2’ Khoái leänh n: Goïi chöông trình con Khoái leänh m: Keát thuùc chöông trình Khoái leänh n+1: Keát thuùc chöông con trình chính 1. Ñòa chæ leänh Ñòa chæ leänh laø taát caû caùc chöõ caùi, chæ thò vò trí löu tröõ döõ lieäu soá theo sau. Theo tieâu chuaån ISO, ñòa chæ leänh coù yù nghóa sau: A - Ñònh vò trí goùc quay quanh truïc X. B - Ñònh vò trí goùc quay quanh truïc Y. C - Ñònh vò trí goùc quay quanh truïc Z. D - Ñònh vò trí goùc quay quanh truïc ñaëc bieät hoaëc hieäu chænh dao. Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh E - Ñònh vò trí goùc quay quanh truïc ñaëc bieät. F - Toác ñoä chaïy dao (Feed). G - Chöùc naêng chuaån bò (Preparatory functions) H - Döï tröõ I - Toïa ñoä X cuûa taâm ñöôøng troøn hoaëc böôùc ren treân truïc X. J - Toïa ñoä Y cuûa taâm ñöôøng troøn hoaëc böôùc ren treân truïc Y. K - Toïa ñoä Z cuûa taâm ñöôøng troøn hoaëc böôùc ren treân truïc Z. L - Döï tröõ. M - Chöùc naêng phuï (Auxiliary Functions) N - Thöù töï caâu leänh. P, Q, R - Tham soá U, V, W - Toïa ñoä phuï töông öùng chuyeån ñoäng X, Y, Z S - Toác ñoä voøng truïc chính ( Speed) hoaëc toác ñoä caét. T - Duïng cuï caét (Tool). X, Y, Z - Toïa ñoä theo caùc truïc X, Y, Z. 27 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM 2. Leänh Laø taäp hôïp caùc kyù töï (goàm moät ñòa chæ vaø nhöõng con soá) cung caáp cho maùy CNC moät thoâng tin ñaày ñuû ñeå chæ thò moät ñaïi löôïng ñieàu khieån nhaát ñònh. Coù boán nhoùm leänh caên baûn sau: Nhoùm leänh thöïc hieän chöùc naêng ñònh vò trí vaø hình hoïc Bao goàm caùc ñòa chæ: A B C D E I J K P Q R U V W X Y Z Caùc con soá theo sau coù khoaûng töø 5 ñeán 7 soá tuøy theo khaû naêng vaø ñoä chính xaùc cuûa moãi maùy, coù theå laø soá döông (coù hoaëc khoâng coù daáu +), coù theå laø soá aâm (baét buoäc phaûi coù daáu -) vaø coù theå laø soá thaäp phaân (löu yù daáu phaûy phaûi duøng laø daáu chaám ). Nhoùm leänh thöïc hieän chöùc naêng coâng ngheä: Ñoù laø nhöõng leänh veà toác ñoä chaïy dao, toác ñoä voøng vaø veà duïng cuï caét. Bao goàm caùc ñòa chæ: F (feed) S (speed) T (tool) Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Caùch ghi nhöõng con soá sau nhöõng ñòa chæ F vaø S tuøy thuoäc khaû naêng coâng ngheä cuûa moãi loaïi maùy CNC. Coù maùy ghi theo quy ñònh, nhöng coù maùy ghi theo trò soá thöïc. Hieän nay phaàn lôùn caùc maùy theá heä môùi ñeàu ghi theo trò soá thöïc. Ñoái vôùi ñòa chæ S, coù theå laø toác ñoä voøng cuûa truïc chính (voøg/phuùt) nhöng cuõng coù theå laø toác ñoä caét (m/phuùt). Ñoái vôùi toác ñoä chaïy dao, coù theå duøng (mm/phuùt) nhöng cuõng coù theå (mm/voøg). Ñoái vôùi ñòa chæ T, nhöõng con soá laø do ngöôøi laäp trình ñaët hoaëc ñaõ ñöôïc quy ñònh treân oå dao, nhöng ñöôïc pheùp ñaët bao nhieâu con soá thì do maùy CNC vaø phaàn meàm quyeát ñònh. Do ñoù khi duøng maùy CNC naøo ta phaûi tìm hieåu kyõ caùch ghi caùc giaù trò soá sau caùc ñòa chæ F, S, T. Nhoùm leänh thöïc hieän chöùc naêng chuaån bò Chuaån bò thöïc hieän coâng vieäc naøo ñoù, vì vaäy thöôøng khoâng ñöùng moät mình trong khoái leänh (tröø moät soá leänh mang yù nghóa keát thuùc coâng vieäc hoaëc baét ñaàu moät chuoãi coâng vieäc). Ñoù laø ñòa chæ G vaø nhöõng con soá theo sau tuøy thuoäc khaû naêng coâng ngheä cuûa moãi maùy CNC. Nhöng noùi chung caùc leänh chuaån bò caên baûn laø gioáng nhau, ví duï: - Ñònh vò trí vôùi toác ñoä nhanh G0 - Noäi suy ñöôøng thaúng G1 - Noäi suy ñöôøng troøn G2, G3 - Maët phaúng noäi suy voøng G17, G18, G19 - Hieäu chænh baùn kính dao caét G41, G42 28 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM - Keát thuùc hieäu chænh baùn kính dao G40 - Chu trình caét goït G81, G82, G83 - Keát thuùc chu trình khoan loã G80 - Phöông thöùc laäp trình G90, G91 Do ñoù khi laäp chöông trình cho moät maùy CNC cuï theå phaûi nghieân cöùu kyõ taäp leänh cuûa maùy ñoù. Nhoùm leänh thöïc hieän chöùc naêng phuï Ñoù laø ñòa chæ M vaø nhöõng con soá theo sau tuøy thuoäc khaû naêng coâng ngheä cuûa moãi maùy CNC. Nhöng noùi chung caùc leänh phuï caên baûn laø gioáng nhau, ví duï: - Döøng chöông trình M0 - Döøng maùy M1 - Keát thuùc chöông trình M2, M30 - Chieàu qquay truïc chính M3, M4 - Döøng truïc chính M5 - Thay dao töï ñoäng M6 - Môû dung ñònh trôn nguoäi M8 - Taét dung Copyrightdòch trôn nguoäi © Truong DH Su M9pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh 3. Khoái leänh Khoái leänh ñöôïc vieát treân moät haøng cuûa chöông trình, thöïc hieän moät thuû tuïc di chuyeån hoaëc moät hoaït ñoäng cuûa maùy (coù theå vaøi hoaït ñoäng ñoäc laäp nhau) vaø ñöôïc coi laø ñôn vò cô baûn cuûa chöông trình. Khoái leänh coù theå bao goàm moät hoaëc moät nhoùm leänh thöïc hieän cuøng moät luùc. Noù coù theå chöùa moät hoaëc nhieàu leänh chöùc naêng vaø trong moãi chöùc naêng coù theå coù vaøi leänh, nhöng nhöõng leänh ñoù phaûi thöïc hieän nhöõng hoaït ñoäng ñoäc laäp nhau. Ngay caû tröôøng hôïp khaùc chöùc naêng nhöng do thöù töï hoaït ñoäng cuõng khoâng theå ñaët vaøo cuøng khoái leänh. Moãi khoái leänh baét ñaàu bôûi leänh thöù töï (N ) keát thuùc bôûi kyù töï keát thuùc khoái leänh (thöôøng ñöôïc töï ñoäng theå hieän baèng daáu “;” khi ñaõ ñöôïc caøi ñaët trong phaàn meàm: tieâu chuaån ISO söû duïng kyù töï (LF), tieâu chuaån EIA söû duïng kyù töï (CR) hoaëc Enter xuoáng haøng hoaëc EOB (End Of Block - treân moät soá panel ñieàu khieån)). Ví duï: Trong moät khoái leänh khoâng theå thoâng tin cho maùy vöøa môû dung ñònh trôn nguoäi laïi vöøa taét dung ñònh trôn nguoäi (M8 M9); Vöøa quay truïc chính laïi vöøa döøng truïc chính (S1800 M3 M5). Caáu truùc moät khoái leänh nhö sau: N G X Y Z F S T M ; Thöù töï Nhoùm leänh Nhoùm leänh thöïc hieän Nhoùm leänh thöïc Nhoùm leänh Kyù hieäu caâu leänh thöïc hieän chöùc naêng ñònh vò trí vaø hieän chöùc naêng thöïc hieän chöùc keát thuùc chöùc naêng hình hoïc coâng ngheä naêng phuï khoái leänh chuaån bò 29 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Thöù töï khoái leänh phaûi taêng daàn, coù theå taêng 1 ñôn vò hoaëc 5, 10 ñôn vò. Trong khoái leänh, caùc leänh coù theå vieát lieàn nhau hoaëc giöõa chuùng coù caùc khoaûng troáng. Khi ñoïc khoái leänh, heä thoáng ñieàu khieån khoâng ñoïc khoaûng troáng. Moät khoái leänh toái ña laø 128 kyù töï (keå caû khoaûng troáng). II. Phöông thöùc laäp trình Coù hai phöông thöùc laäp trình: - Phöông thöùc laäp trình tuyeät ñoái (Absolute dimensions): Laø phöông thöùc maø taát caû caùc vò trí ñöôïc xaùc ñònh töø chuaån thaûo chöông. - Phöông thöùc laäp trình töông ñoái (Relative or incremental dimensions): Laø phöông thöùc maø trong ñoù vò trí ñaàu tieân ñöôïc xaùc ñònh töø chuaån thaûo chöông, vò trí tieáp theo ñöôïc xaùc ñònh töø vò trí tröôùc ñoù vaø cöù tieáp tuïc nhö theá cho ñeán heát. X X Z2 Z1 Z1 Z2 Z P Z P Tuyeät ñoái Töông ñoái Caùch choïn phöông thöùc laäp trình tuøy thuoäc vaøo ñoä chính xaùc vaø kích thöôùc thieát keá treân baûn veõ chi tieát gia coâng. P Copyright1 1 2 ©2 Truong 3 3 DH 4 Su 4pham 5 Ky5 thuat 6 6 TP. 7 Ho7 Chi 8 Minh8 9 9 10 10 11 Vò trí-Toïa ñoä Z - 8 - 8 - 4 7 - 5 9 2 6 - 2 6 - 9 Toïa ño X 8 - 1 - 5 4 5 9 4 - 8 1 - 3 - 7 ätuyeät ñoái Z -8 0 4 11 -12 14 -7 4 - 8 8 -15 ñoái töông Toïa ñoä X 8 - 9 - 4 9 1 4 - 5 -12 9 - 4 - 4 +X Ví duï ñeå taïo moät bieân daïng coù 12 vò trí trong heä toïa ñoä coù hai truïc toïa ñoä X vaø Z, ta choïn P laø chuaån ñeå soaïn thaûo chöông trình. Giaû söû caùc vò trí ñöôïc hình thaønh theo thöù töï töø 1 ñeán 12 thì baûng treân theå hieän toïa ñoä cuûa caùc vò trí theo hai phöông thöùc laäp trình. P(X0,Z0) - Khi laäp trình baèng phöông thöùc tuyeät ñoái, Z Z + moïi vò trí töø 1 ñeán 11 ñeàu ñöôïc xaùc ñònh vôùi chuaån P ñaõ choïn ban ñaàu. - Khi laäp trình baèng phöông thöùc töông ñoái, moïi vò trí töø 1 ñeán 11 ñeàu ñöôïc xaùc ñònh so vôùi vò trí keá tröôùc noù. Nhöng vò trí ñaàu tieân vaãn phaûi ñöôïc xaùc ñònh so vôùi chuaån P. -X 30 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM III. Coâng ngheä laäp trình phay NC 1. Cô sôû laäp trình phay NC a) Maùy phay CNC vaø caùc truïc ñieàu khieån Coù nhieàu loaïi maùy phay CNC khaùc nhau, töø loaïi ñôn giaûn vôùi ba truïc toïa ñoä (maùy phay CNC truïc chính ñöùng vaø ngang) ñeán caùc trung taâm gia coâng nhieàu truïc (> 3 truïc). Döôùi ñaây laø moät soá hình aûnh ví duï veà moät soá loaïi maùy phay CNC (hình 2.1): Maùy phay CNC ñöùng Maùy phay CNC ngang Heä truïc toïa ñoä treân maùy phay +Y +B +X +A +C +Z Trung taâm phay CNC 4 truïc Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh +Z -Z -A +Y +A -Y -X +X Hình 2.1 Vaán ñeà quan troïng laø phaûi xaùc ñònh ñöôïc chuyeån ñoäng cuûa caùc truïc toïa ñoä treân maùy cuõng nhö moái quan heä giöõa chuùng vôùi heä toïa ñoä ñöôïc ñònh nghóa treân boä ñieàu khieån. Trong chöông 1 ñaõ trình baøy heä thoáng toïa ñoä söû duïng cho caùc loaïi maùy NC/CNC vaø caùc phöông phaùp ñieàu khieån, chöông naøy chuû yeáu trình baøy kyõ thuaät laäp trình cho maùy phay CNC ñöùng 3 truïc. b) Dao phay CNC Veà cô baûn dao phay CNC khoâng khaùc dao phay truyeàn thoáng ñaõ ñöôïc hoïc ôû moân Coâng ngheä cheá taïo maùy. Maùy CNC coù moät soá ñaëc ñieåm öu vieät hôn maùy coâng cuï truyeàn thoáng nhö toác ñoä cao, ñoä chính xaùc cao, möùc ñoä phöùc taïp cuûa beà maët gia coâng, khaû naêng töï 31 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM ñoäng nhö ñaõ trình baøy ôû chöông 1. Do vaäy keát caáu cuõng nhö chaát löôïng cuûa dao phay CNC phaûi ñöôïc naâng cao. Hieän nay coù raát nhieàu coâng ty treân theá giôùi chuyeân saûn xuaát dao vaø cho ra nhöõng soå tay tra cöùu raát höõu hieäu, thaäm chí ñaõ coù nhöõng phaàn meàm tra cöùu dao vaø cheá ñoä caét goït moät caùch töï ñoäng khi ta thoâng baùo chính xaùc vaät lieäu gia coâng, kích thöôùc, hình daïng beà maët gia coâng, cuõng nhö chaát löôïng yeâu caàu Ñeå laäp trình phay, ngöôøi coâng ngheä ngoaøi vieäc bieát choïn hình daïng keát caáu, vaät lieäu dao cho hôïp lyù maø coøn phaûi naém chaéc caùc thoâng soá cuûa dao (tooling parameters). Döôùi ñaây laø moät soá hình aûnh ví duï veà caùc loaïi dao vaø caùc daïng beà maët gia coâng (hình 2.2a vaø 2.2b): - Caùc loaïi dao phay ngoùn: ñaàu baèng, ñaàu troøn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Vaø caùc daïng beà maët gia coâng töø ñôn giaûn nhö bôø vai, caùc loaïi raõnh then, loã, hoác ñeán caùc beà maët ñònh hình phöùc taïp trong khoâng gian. - Dao phay maët ñaàu gia coâng maët phaúng Hình 2.2a 32 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM - Caùc loaïi dao phay ñóa vaø daïng beà maët gia coâng Phay môû roäng loã theo phöông xoaén Hình 2.2b Thoâng soá cuûa dao bao goàm: Soá hieäu dao (töông thích vôùi soá hieäu treân oå chöùa dao, hình 2.3); Keát caáu vaø thoâng soá hình hoïc phaàn caét cuûa dao (hình 2.4); Chieàu daøi hieäu chænh dao (hình 2.5 ). 1 2 3 4 5 6 7 8 Copyright © Truong DH 11Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh 21 20 19 18 17 16 15 14 a) b) Hình 2.3 Dao Moät soá loaïi oå Tay thay dao Truïc chính chöùa dao a, b, c & OÅ chöùa dao Tay maùy thay dao d. c) d) Chuaån dao Hình 2.4 Keát caáu vaø thoâng soá hình hoïc Baùn kính dao phaàn caét cuûa dao Chieàu daøi hieäu chænh Hình 2.5 Chieàu daøi, chieàu daøi laøm vieäc vaø chieàu daøi hieäu chænh dao 33 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Thöôøng ñeå gia coâng moät chi tieát caàn söû duïng moät vaøi dao caét, trong ñoù moãi dao coù chieàu daøi hieäu chænh vaø ñöôøng kính khaùc nhau (hình 2.5). Do ñoù khi gia coâng, ñoái vôùi moãi dao, caàn thöïc hieän haønh trình tieán dao theo caùc phöông khaùc nhau. Neáu laäp trình toïa ñoä di chuyeån theo chieàu daøi vaø ñöôøng kính moãi dao, seõ raát khoù khaên vaø thöïc teá thöïc hieän khoâng ñöôïc. Ñeå thuaän tieän cho vieäc laäp trình cuõng nhö hieäu chænh chöông trình, caùc heä ñieàu khieån CNC ñeàu coù chöùc naêng löu tröõ giaù trò chieàu daøi vaø baùn kính dao (tool parameters). Ñieàu naøy cho pheùp thöïc hieän vieäc gia coâng maø khoâng caàn thay ñoåi chöông trình, ngay caû khi coù söï thay ñoåi chieàu daøi vaø ñöôøng kính dao. Giaù trò chieàu daøi vaø ñöôøng kính dao ñöôïc xaùc laäp treân maùy trong quaù trình raø dao (trong böôùc ñieàu chænh maùy ôû chöông 1) vaø ñöôïc löu tröõ trong boä nhôù. Caên cöù giaù trò thieát laäp ñaõ ñöôïc löu tröõ, heä ñieàu khieån seõ töï ñoäng buø tröø cho toïa ñoä laäp trình ñeå ñöôïc toïa ñoä di chuyeån thöïc teá cho moãi dao caét. c) Thoâng soá gia coâng (machining parameters) Thoâng soá gia coâng cô baûn caàn ñöôïc xaùc laäp ôû böôùc nghieân cöùu chi tieát gia coâng vaø tieán trình coâng ngheä gia coâng treân maùy CNC, bao goàm: - Toác ñoä truïc chính (Spindle speed – voøng/phuùt) - Toác ñoä chaïy dao theo phöông X vaø Y (Feedrate – thöôøng duøng mm/phuùt) - Toác ñoä chaïy dao theo phöông Z (Plunge feedrate - thöôøng duøng mm/phuùt) Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh - Toác ñoä caét (cutting speed – m/phuùt) - Choïn phoâi (Stock) vaø löôïng dö gia coâng (Stock allowance - mm) – Hình 2.6 - Thieát keá quyõ ñaïo caét vaø quyõ ñaïo chaïy khoâng cuûa dao (Toolpath) – Hình 2.6 Chi tieát Quyõ ñaïo gia coâng chaïy khoâng distance Stepover Chieàu roäng hoác Chieàu daøi hoác Phoâi Quyõ ñaïo caét Löôïng dö gia coâng Löôïng Maët phaúng an toaøn Hình 2.6 Moâ taû phoâi, chi tieát gia coâng vaø quyõ ñaïo caét Depth Downstep Vò maët trí phaúng luøi dao - Chieàu saâu caét (Depth - mm) – Hình 2.7 Hình 2.7 Moâ taû phay hoác chöõ nhaät 34 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM - Chieàu saâu aên dao (Down step - mm) – Hình 2.7 - Böôùc chaïy dao ngang (Stepover distance) – Hình 2.7 - Maët phaúng gia coâng (Tool plane) – Hình 2.7 - Maët phaúng an toaøn (Cleance plane) – Hình 2.7 - Maët phaúng luøi dao (Retract plane) – Hình 2.7 - Gia coâng thoâ (Roughing); Gia coâng baùn tinh (Semi finishing); Gia coâng tinh (Finishing); Gia coâng boùng, trôn laùng (Smooth) – Hình 2.8 - Phöông phaùp phay: Thuaän (Conventional); Nghòch (Climb); - Kieåu phay: Thaúng (Straight); Doác (Ramping) – hình 2.9; Xoaén (Helical) – hình 2.10; Bieân daïng (Profiling) – hình 2.11. Chi tieát gia coâng Hình 2.9 Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Hình 2.8 Hình 2.10 Hình 2.11 - Hieäu chænh baùn kính dao (cutter compensation) Ñònh nghóa söï dòch chænh taâm dao so vôùi quyõ ñaïo caét. Söï dòch chænh baùn kính dao sang traùi, phaûi, huûy söï dòch chænh ñöôïc xaùc laäp bôûi caùc töø leänh töông öùng Hình 2.12 G41, G42 vaø G40 (hình 2.12). 35 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM 2. Coâng ngheä laäp trình phay NC Coâng ngheä phay chieám khoaûng 75% caùc phöông phaùp gia coâng ñieàu khieån soá. Ñeå khai thaùc toát coâng suaát cuûa caùc loaïi maùy phay CNC, ngöôøi laäp trình caàn naém vöõng caùc maõ leänh ñieàu khieån vaø kyõ thuaät laäp trình, bao goàm: a) Caùc leänh laäp trình cô baûn - Leänh di chuyeån dao: G00, G01, G02, G03 - Leänh veà toïa ñoä vaø ñôn vò kích thöôùc: G90, G91, G20, G21 - Leänh veà heä toïa ñoä: G17, G18, G19, G54 – G59, G92 - Leänh veà ñieåm tham chieáu: G28, G29, G30 - Leänh veà toác ñoä chaïy dao: F , G94, G95, G96 - Leänh veà toác ñoä truïc chính: S , G97, M03, M04, M05 - Leänh choïn vaø thay dao: T , M06 - Leänh veà caùc chöùc naêng phuï: M00, M01, M02, M07, M08, M09, M30 b) Caùc leänh laäp trình buø tröø vaø dòch chænh dao Caùc heä ñieàu khieån yeâu caàu laäp trình gia coâng theo toïa ñoä taâm dao (tool center coordinate) thay cho ñieåm bieân treân chu vi dao caét. Do ñoù khoâng theå söû duïng tröïc tieáp toïa ñoä chi tieát vì taâm dao phaûi coù vò trí caùch ñöôøng bieân caét moät khoaûng baèng baùn kính dao. Pheùp dòch chænh vò trí taâmCopyright dao ñöôïc © Truonggoïi laø buø DH tröø Su baùn pham kính Ky dao thuat (radius TP. Ho compensation) Chi Minh Caùc leänh laäp trình buø tröø vaø dòch chænh dao cho pheùp bieán ñoåi ñôn giaûn döõ lieäu laäp trình theo bieân daïng chi tieát gia coâng thaønh döõ lieäu ñöôøng taâm dao. Trong giaùo trình naøy, ta söû duïng thuaät ngöõ hieäu chænh dao, bao goàm: - Hieäu chænh baùn kính dao: G40, G41, G42 - Hieäu chænh chieàu daøi dao: G43, G44, G49 c) Caùc leänh veà chu trình gia coâng Leänh chu trình gia coâng cho pheùp thöïc hieän chuoãi caùc chöùc naêng gia coâng laëp laïi baèng moät khoái leänh. Leänh chu trình haïn cheá ñöôïc vieäc xaùc ñònh toïa ñoä, giaûm ñaùng keå loãi laäp trình, tieát kieäm khoaûng 50% thôøi gian laäp trình. Coù theå phaân loaïi chu trình gia coâng thaønh ba nhoùm: - Chu trình cô baûn (standard cycles): G80, G81, G82, G83, G84, G85, G86, G87, G88, G89; - Chu trình ñaëc bieät (special cycles): G71, G72, G73, G75, G76 ; - Chu trình öùng duïng (user-defined cycles); Nhoùm thöù nhaát vaø nhoùm thöù hai ñöôïc nhaø saûn xuaát heä ñieàu khieån caøi ñaët tröïc tieáp treân heä thoáng, nhoùm thöù ba goàm caùc chöông trình macro bieân soaïn bôûi ngöôøi söû duïng vaø ñöôïc löu giöõ treân boä nhôù heä ñieàu khieån. Thoâng thöôøng khoâng coù söï khaùc bieät veà chu trình phay cô baûn giöõa caùc heä ñieàu khieån, nhöng caùc chu trình gia coâng ñaëc bieät coù theå raát khaùc nhau. 36 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM d) Caùc leänh veà laäp trình pheùp laëp Ñeå taêng hieäu suaát laäp trình cuõng nhö giaûm thieåu kích thöôùc chöông trình cho caùc tröôøng hôïp gia coâng phöùc taïp veà hình daùng hay coù tính laëp veà quy trình, ví duï nhö khoan moät taäp hôïp loã coù cuøng ñöôøng kính vaø caùch ñeàu nhau caùc heä ñieàu khieån CNC hieän ñaïi ñeàu ñöôïc trang bò caùc chöùc naêng laäp trình voøng laëp (loops), chöông trình con (subprogram) vaø macro. Coù theå coi voøng laëp nhö chuoãi leänh ñöôïc laëp laïi nhieàu laàn. Chöùc naêng taïo voøng laëp cho pheùp reõ nhaùnh trôû veà khoái leänh tröôùc trong chöông trình vaø thöïc hieän caùc khoái leänh trong voøng laëp theo soá laàn chæ ñònh. Chöông trình con laø moät phaàn cuûa chöông trình chính vaø coù theå ñöôïc goïi theo yeâu caàu bôûi chöông trình gia coâng coù lieân quan tôùi chöông trình con naøy. Macro laø moät daïng chöông trình con daïng tham bieán coù khaû naêng thöïc hieän caùc pheùp tính soá hoïc, logic, reõ nhaùnh cuõng nhö caùc chöùc naêng laëp laïi, noù coù theå löu tröõ treân boä ñieàu khieån vaø coù theå goïi töø chöông trình gia coâng baát kyø. Caáu truùc chöông trình con hoaëc macro cuõng nhö caáu truùc moät chöông trình chính NC. Coù theå cheøn chöông trình con hoaëc macro vaøo chöông trình chính NC baèng leänh hoaëc quy ñònh rieâng cuûa phaàn meàm ñieàu khieån. e) Caùc chöùc naêng laäp trình naâng cao Caùc chöùc naêng naøy trôï giuùp nhö pheùp laáy tæ leä, pheùp xoay, pheùp laáy ñoái xöùng laøm ñôn giaûn coâng vieäc laäp trình, giaûm thôøi gian laäp trình. Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh 3. Laäp trình NC vôùi phaàn meàm phay moâ phoûng a) Giôùi thieäu taäp leänh cuûa phaàn meàm Caùc leänh di chuyeån dao G00 Chaïy dao nhanh (khoâng caét goït) Caáu truùc: G00 X Y Z G00 U V W X/U Y/V Z/W toïa ñoä ñieåm ñích (U, V, W toïa ñoä töông ñoái cuïc boä) Ví duï laäp trình vôùi toïa ñoä tuyeät ñoái: N090 G00 X30 Y85 N100 G00 Z12 N110 G90 N120 G00 X105 Y35 Z2 37 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Ví duï laäp trình vôùi toïa ñoä töông ñoái: N090 G00 X30 Y85 N100 G0 Z12 N110 G91 N120 G00 X75 Y-50 Z-10 hoaëc: N090 G00 X30 Y85 N100 G0 Z12 N110 G00 U75 V-50 W-10 Löu yù : ñoái vôùi phay CNC, khi laäp trình G00 neân laäp trình chaïy X vaø Y rieâng trong moät khoái leänh tröôùc vaø sau ñoù môùi ñeán khoái leänh chaïy Z. G01 Noäi suy ñöôøng thaúng Caáu truùc: G01 X Y Z F G01 U V W F X/U Y/V Z/W toïa ñoä ñieåm ñích (U, V, W toïa ñoä töông ñoái cuïc boä) Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Ñieåm ñích Ví duï laäp trình vôùi toïa ñoä tuyeät ñoái: N085 G90 N090 G00 X30 Y30 N095 G00 Z2 N100 G01 Z-6 N105 G01 X110 Y75 Ví duï laäp trình vôùi toïa ñoä töông ñoái: N085 G00 X30 Y30 N090 G00 Z2 N095 G91 N100 G01 Z-8 N105 G01 X80 Y45 hoaëc: N085 G00 X30 Y30 N090 G00 Z2 N100 G01 W-8 N105 G01 U80 V45 38 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM G02 Noäi suy cung troøn theo chieàu kim ñoàng hoà G03 Noäi suy cung troøn theo chieàu ngöôïc kim ñoàng hoà Caáu truùc: G2 X/U Y/V I J G3 Y/V Z/W J K R F Z/W X/U K I X/U Y/V Z/W : toïa ñoä ñieåm ñích I J : Toïa ñoä taâm cuûa cung troøn ñöôïc tính töông ñoái so vôùi ñieåm khôûi xuaát cuûa cung R : baùn kính cung troøn : hoaëc Löu yù: Noäi suy cung troøn chæ thöïc hieän trong maët phaúng. Ví duï laäp trình toïa ñoä tuyeät ñoái: N085 G90 N090 G00 X55 Y35 Copyright © Truong DH SuN095 pham G00 Ky thuatZ2 TP. Ho Chi Minh N100 G01 Z-5 N105 G02 X95 Y75 I30 J10 hoaëc: N085 G90 N090 G00 X55 Y35 N095 G00 Z2 N100 G01 Z-5 Ví duï laäp trình toïa ñoä töông ñoái: N105 G02 X95 Y75 R30 N090 G00 X55 Y35 N095 G00 Z2 N100 G91 N105 G01 Z-7 N110 G02 X40 Y40 I30 J10 hoaëc: N090 G00 X55 Y35 N095 G00 Z2 N100 G91 N105 G01 Z-7 N110 G02 X40 Y40 R30 hoaëc: N090 G00 X55 Y35 N095 G00 Z2 N105 G01 W-7 N110 G02 U40 V40 R30 39 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Caùc leänh veà maët phaúng gia coâng Heä toïa ñoä gia coâng xaùc ñònh baèng ba truïc X, Y, Z vaø taïo neân ba maët phaúng gia coâng chính: XY, XZ, YZ. Coù theå chæ ñònh maët phaúng gia coâng baèng leänh: G17 Maët phaúng XOY G18 Maët phaúng XOZ G19 Maët phaúng YOZ hoaëc bôûi leänh kích thöôùc töông öùng nhö nhöõng ví duï veà caùc leänh di chuyeån dao ôû treân. Ñònh nghóa maët phaúng gia coâng theo leänh kích thöôùc chæ coù taùc duïng trong khoái leänh, nhöng ñònh nghóa maët phaúng gia coâng baèng leänh coù taùc duïng cho nhieàu khoái leänh hoaëc caû chöông trình. Leänh veà chöông trình con vaø voøng laëp G22 Goïi chöông trình con Caáu truùc: G22 A H A – Soá khoái leänh baét ñaàu chöông trình con. H – Soá laàn laëp laïi chöông trình con Ví duï chöông trình chính: Copyright © Truong DH Su pham KyVí thuat duï chöông TP. Ho trình Chi Minhcon: N085 G90 N090 G00 X55 Y35 N5000 G82 Z-10 F50 N095 G00 Z2 N5010 G0 U10 N100 G22 A5000 H12 N105 G00 Z200 . N5100 M99 (keát thuùc chöông trình con) N300 M2 (keát thuùc chöông trình chính) Leänh veà hieäu chænh baùn kính dao G40 Keát thuùc hieäu chænh baùn kính dao G41 Hieäu chænh baùn kính dao traùi (dao di chuyeån beân traùi quyõ ñaïo caét) G41 G42 Hieäu chænh baùn kính dao phaûi G42 (dao di chuyeån beân phaûi quyõ ñaïo caét) G41 Ví duï hình beân khi gia coâng bieân ngoaøi vaø bieân trong cuûa moät chi tieát. Tuyø theo höôùng di chuyeån cuûa dao vaø quyõ ñaïo caét (ñöôøng laäp trình) maø coù theå xaùc ñònh hieäu chænh traùi hay phaûi. G42 40 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Caùc leänh hieäu chænh baùn kính dao taïo laäp vectô buø tröø vuoâng goùc vôùi quyõ ñaïo caét vaø coù ñoä lôùn baèng baùn kính dao (hình 2.14). Caàn chuù yù höôùng vaøo ra tröôùc khi baét ñaàu hieäu chænh baùn kính. Ñoái vôùi phaàn meàm phay moâ phoûng, höôùng vaøo ra tröôùc khi baét ñaàu hieäu chænh baùn kính phaûi vuoâng goùc vôùi quyõ ñaïo caét (hình 2.15). Y G41 Chi tieát Hình 2.14 Sai X G42 Hình 2.15 Ñeå trôû veà quyõ ñaïo caét laø taâm dao caàn ñuùng huûy boû cheá ñoä hieäu chænh baùn kính dao baèng leänh G40. Leänh veà chu trình phay Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh G72 Chu trình phay hoác chöõ nhaät Z Ñieåm baét ñaàu vaø A keát thuùc chu trình Caáu truùc: G72 X Y Z D Q F Q X X , Y , Z Toïa ñoä ñieåm B D Trò soá dòch dao ngang Q Trò soá dòch dao ñöùng F Toác ñoä chaïy dao doïc B A – Ñieåm baét ñaàu vaø keát thuùc chu trình phay hoác chöõ nhaät laø taâm vaø maët ñaàu dao. Khi thöïc hieän chu trình phay, taâm dao seõ töï dòch Dao B chænh. Trò soá dòch dao ñöùng töï ñoäng ñieàu chænh giaûm daàn ñeán ñaùy hoác. Hoác chöõ nhaät yeâu caàu D phaûi coù cung bo baèng baùn kính dao (hình 2.16). Chæ thöïc hieän chu trình phay hoác chöõ nhaät khi kích thöôùc cuûa hoác phaûi lôùn hôn hoaëc baèng A hai laàn ñöôøng kính dao. Ñeå thöïc hieän phay hoác phaûi ñònh vò trí taâm Hình 2.16 vaø maët ñaàu dao taïi vò trí A baèng leänh di chuyeån dao nhanh, sau ñoù thöïc hieän chu trình phay hoác. 41 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM G75 Chu trình phay hoác troøn A Caáu truùc: G75 X Y Z R D Q F X , Y , Z Toïa ñoä ñieåm B R Baùn kính hoác D Trò soá dòch dao ngang Q Trò soá dòch dao ñöùng F Toác ñoä chaïy dao A – Ñieåm baét ñaàu vaø keát thuùc chu trình phay hoác troøn (hình 2.17). Moïi yeâu caàu thöïc hieän chu trình phay hoác troøn cuõng gioáng chu trình phay hoác chöõ nhaät, chæ khaùc baùn kính dao phaûi nhoû hôn baùn kính R cuûa hoác. G80 Keát thuùc chu trình khoan loã Hình 2.17 G82 Chu trình khoan loã khoâng saâu Caáu truùc: G82 X Y Z R P F X Y Z Toïa ñoä ñieåm B R Copyright Khoaûng © Truong caùch DH an Su toaøn pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh A R P Thôøi gian döøng (giaây) F Toác ñoä chaïy dao Z A – Ñieåm baét ñaàu vaø keát thuùc chu trình khoan loã. P - Thôøi gian döøng tònh tieán khi dao Phöông khoan Phöông Phöông ruùt dao Phöông khoan loã ñeán toïa ñoä ñieåm B, sau ñoù töï ñoäng ruùt dao B veà ñieåm A (hình 2.18). Hình 2.18 G83 Chu trình khoan loã saâu Caáu truùc: G83 X Y Z R Q P F X Y Z Toïa ñoä ñieåm B R Khoaûng caùch an toaøn A Q Trò soá dòch dao ñöùng R F Toác ñoä chaïy dao Q A – Ñieåm baét ñaàu vaø keát thuùc chu Z trình khoan loã saâu. Trò soá dòch dao ñöùng Q töï ñoäng ñieàu chænh giaûm daàn ñeán ñaùy loã (hình 2.19). B Hình 2.19 42 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM G90 Phöông thöùc laäp trình tuyeät ñoái G91 Phöông thöùc laäp trình töông ñoái G92 Dòch chuyeån chuaån thaûo chöông Caáu truùc: G92 X Z X Z Toïa ñoä caàn dòch chuyeån tôùi G94 Toác ñoä chaïy dao phuùt (mm/phuùt). G95 Toác ñoä chaïy dao voøng (mm/voøng). Caùc leänh chöùc naêng coâng ngheä F Leänh khai baùo toác ñoä chaïy dao (trò soá tuøy theo ñôn vò khai baùo: mm/phuùt hoaëc mm/voøng) S Leänh khai baùo toác ñoä voøng truïc chính (voøng/phuùt) T Leänh goïi dao (trò soá quy ñònh töø 1 ñeán 12) Leänh S vaø T khai baùo chung trong moät khoái leänh (tröôøng hôïp thay dao baèng tay) cuøng vôùi chieàu quay truïc chính. Caáu truùc: T S M (trong ñoù M chæ chieàu quay truïc chính) Caùc leänh chöùc naêng phuï Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh M2 Keát thuùc chöông trình chính M3 Chieàu quay truïc chính theo kim ñoàng hoà M4 Chieàu quay truïc chính theo ngöôïc kim ñoàng hoà M5 Döøng truïc chính M8 Môû töôùi trôn M9 Taét töôùi trôn M99 Keát thuùc chöông trình con b) Moät soá quy ñònh cuûa phaàn meàm phay moâ phoûng Soá thöù töï khoái leänh N1 ñeán N4999 Soá thöù töï khoái leänh trong chöông trình chính N5000 ñeán N9999 Soá thöù töï khoái leänh trong chöông trình con. Thö vieän dao phay Phaàn meàm quy ñònh thay dao baèng tay vaø söû duïng dao trong thö vieän phaàn meàm nhö sau: - Dao phay ngoùn: 8 Maõ khai baùo: KN1 10 KN2 12 KN3 20 KN4 43 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM - Dao phay maët ñaàu 25 Maõ khai baùo: KS1 30 KS2 - Dao phay truï 30 Maõ khai baùo: KW1 34 KW2 - Muõi khoan 5 Maõ khai baùo: KB1 8 KB2 12 KB3 20 KB4 - Muõi khoan taâm 4  8 Maõ khai baùo:KB5 Chuaån maùy M Z Treân maøn hình moâ phoûng cuûa phaàn meàm theå M hieän 3 hình chieáu vôùi chuaån chi tieát truøng chuaån maùy. X Nhö vaäy khi laøm vieäc vôùi phaàn meàm ta chæ caàn khai baùo vò trí chuaån thaûo chöông so vôùi chuaån chi tieát. Trình töï laøm vieäc vôùi phaàn meàm phay moâ phoûng Y Chi tieát Y - Khôûi ñoäng phaàn meàm\ Vaøo taäp tin Adimill.bat\ M Nhaäp ngaøy Datum Copyright; teân © ngöôøiTruong soaïn DH Su thaûo pham chöông Ky thuat TP.M HoW Chi MinhX Z trình Name vaø maõ soá chöông trình Kurs\ F2 Start: môû ra “Thöïc ñôn chính” (treân löu ñoà laø ñöôøng neùt ñaäm) - Chuaån bò chöông trình NC: Neáu chöa coù chöông trình, nhaäp chöông trình vaøo phaàn meàm, theo ñöôøng daãn sau: “Thöïc ñôn chính” \ F2 Editor \ F2 Edit Ñaõ coù chöông trình löu trong ñóa vôùi teân taäp tin “ *.mil ”, môû chöông trình theo ñöôøng daãn sau: “Thöïc ñôn chính” \ F3 Datei \ F3 Laden \ F3 Hauprp (neáu laø chöông trình chính) \ F3 Unterp (neáu laø chöông trình con). Nhö vaäy chöông trình chính vaø chöông trình con phaûi löu ôû hai taäp tin rieâng bieät. - Khai baùo caùc thoâng soá coâng ngheä nhö: Töø leänh dao (T ) cho töøng böôùc coâng ngheä (nhaäp kyù hieäu theo quy ñònh cuûa thö vieän dao); Kích thöôùc phoâi (LX - chieàu daøi theo phöông X, LY - chieàu roäng theo phöông Y, LZ - chieàu cao theo phöông Z) vaø ñoä leäch cuûa chuaån thaûo chöông P so vôùi chuaån chi tieát W theo töøng phöông (OX – leäch theo phöông X, OY - leäch theo phöông Y, OZ - leäch theo phöông Z). Khai baùo töø leänh dao: “Thöïc ñôn chính” \ F4 Ruest \ F2 Werkz Khai baùo phoâi : “Thöïc ñôn chính” \ F4 Ruest \ F3 Teil \ F5 Def Khai baùo chuaån thaûo chöông : Thöïc ñôn chính” \ F4 Ruest \ F4 4N-PKT - Moâ phoûng chöông trình: “Thöïc ñôn chính” \ F5 Simula \ F4 Auto hoaëc F3 Einzel (F4 chaïy toaøn boä chöông trình; F3 chaïy töøng khoái leänh cuûa chöông trình). 44 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Löu ñoà thöïc hieän phaàn meàm phay moâ phoûng CNC Khôûi ñoäng maùy tính Vaøo phaàn meàm\Adimill.bat Thöïc ñôn chính Datum (Nhaäp ngaøy thaùng naêm) F1 – Weiter Name (Nhaäp teân ngöôøi L.T) F1 Kurs (Nhaäp maõ soá C.T) Halt Trôû vaøo phaàn meàm F10 – End F1 - Halt F2 –Start Ra khoûi phaàn meàm Thoaùt ra Chuaån maùy F1 F1 F1 Halt F2 – Edit F3 –Hauptp F2 - Inhalt Soaïn thaûo Ch. trình chính Lieät keâ ch. trình chöông trình F2 F4 – Unterp Editor F3 – Loesch F3 –Laden Ch. trình con Soaïn Xoaù caâu leänh Môû chöông trình thaûo F1 F4 – Sicher F4 – Nummer Ghi chöông trình Ñaùnh soá caâu leänh F3 –Hauptp Copyright © Truong DH SuF3 pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Ch. trình chính Datei F5 –Drucke F5 – List Laät trang sau F7 – Reset F1 Xoùa maøn hình F1 F2 Loesch- F1 F2 Xoùa F4 Werkz F5 Simula F3 Einzel Ruest Moâ phoûng Dao caét F3 Taêng F4 Auto Phoâi lieäu Toaøn boä ch. trình F4 4N-PKT F1 F6 Bahm Chuaån thaûo F1 F7 Moâ phoûng chöông Text F5 Def quyõ ñaïo caét Kíchthöôùc F3 Einzel F5 Scala phoâi Töøng caâu leänh Tæ leä F4 Auto F8 Toaøn boä ch. trình Demo 45 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM 4. Ví duï laäp trình NC vôùi phaàn meàm phay moâ phoûng (baûn veõ soá 12 - Phuï luïc 2) Böôùc 1: • Nghieân cöùu chi tieát gia coâng, choïn phoâi vaät lieäu mica vôùi kích thöôùc: Lx = 100 (Chieàu daøi) Ly = 70 (Chieàu roäng) Lz = 15 (Chieàu cao) • Vaïch trình töï böôùc coâng ngheä, choïn dao, cheá ñoä caét vaø leänh nhö sau: - Phay caùc hoác chöõ nhaät baèng dao phay ngoùn N2 : T1, F100, S2000 - Khoan 7 loã baèng dao phay ngoùn N1 : T2, F80, S2200 • Gaù ñaët vaø choïn chuaån thaûo chöông theo sô ñoà beân. Leäch chuaån (P-W) theo caùc phöông nhö sau: ZP XP 0X = 0.000 P 0Y = 0.000 M=W 0Z = 15.000 • Laäp phieáu nguyeân coâng YP (xem maãu phuï luïc 2) Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh W Böôùc 2: Thieát keá quyõ ñaïo caét. Quyõ ñaïo caét laø ñieåm taâm vaø maët ñaàu dao theo baûng toïa ñoä sau: XP M=W=P Vò trí A B A1 B1 C D C1 D1 1 2 3 4 5 6 7 Toïa ñoä X 8 45 16 37 55 92 60 87 74 65 65 74 83 83 74 Y 62 8 54 16 62 35 57 40 18 23 13 8 13 23 28 Z 2 -5 -3 -10 2 -5 -3 -8 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 Böôùc 3: Soaïn thaûo chöông trình NC gia coâng chi tieát N10 G90 N20 T1 S2000 M3 N30 G0 X8 Y62 N40 GO Z2 N50 G72 Q3 X45 Y8 Z-5 D8 F100 46 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM N60 G0 X16 Y54 N70 GO Z-3 N80 G72 Q3 X37 Y16 Z-10 D8 F100 N90 GO X55 Y62 N100 G72 Q3 X92 Y35 Z-5 D8 F100 N110 G0 X60 Y57 N120 G0 Z-3 N130 G72 Q3 X87 Y40 Z-8 D8 F100 N140 G0 Z200 N150 G0 X-50 Y150 N160 M5 N170 T2 S2200 M3 N180 G0 X74 Y18 N190 G0 Z2 N200 G82 P1 Z-10 R2 F80 N210 G82 P1 X65 Y23 Z-10 R2 F80 Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh N220 G82 P1 X65 Y13 Z-10 R2 F80 N230 G82 P1 X74 Y8 Z-10 R2 F80 N240 G82 P1 X83 Y13 Z-10 R2 F80 N250 G82 P1 X83 Y23 Z-10 R2 F80 N260 G82 P1 X74 Y28 Z-10 R2 F80 N270 G0 Z200 N280 G0 X-50 Y150 N290 M5 N300 M2 Böôùc 4: Kieåm tra chöông trình. Kieåm tra caùc thoâng soá coâng ngheä nhö choïn töø leänh maõ dao, phoâi, chuaån thaûo chöông. Ñoïc vaø veõ laïi quyõ ñaïo caét, quyõ ñaïo chaïy khoâng caét xem hôïp lyù vaø chính xaùc chöa. Caùch kieåm tra naøy baèng phöông phaùp thuû coâng. Böôùc 5: Moâ phoûng chöông trình. Chaïy moâ phoûng ôû cheá ñoä AUTO (toaøn boä chöông trình), neáu chöông trình toát (hình daùng chi tieát gia coâng ñuùng) thì xong. Neáu chöa toát, chaïy laïi moâ phoûng ôû cheá ñoä EINZEL (töøng khoái leänh), ñaùnh daáu caùc khoái leänh chöa chính xaùc, trôû veà phaàn soaïn thaûo chænh söûa. 47 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM IV. Coâng ngheä laäp trình tieän NC 1. Cô sôû laäp trình tieän Kyõ thuaät laäp trình cô baûn cho maùy tieän NC/CNC nhìn chung ñôn giaûn hôn so vôùi caùc loaïi maùy phay NC/CNC. Nhieàu heä ñieàu khieån khaùc nhau ñöôïc söû duïng cho maùy tieän NC/CNC nhö FANUC, FAGOR Tuy nhieân, phaàn lôùn caùc boä ñieàu khieån ñeàu coù chung moät soá chöùc naêng ñieàu khieån cô baûn, kyõ thuaät laäp trình cuõng nhö vieäc khai baùo thoâng soá laø töông töï nhö nhau. a) Maùy tieän vaø heä truïc toïa ñoä maùy tieän CNC Coù nhieàu loaïi maùy tieän NC/CNC khaùc nhau, töø loaïi ñôn giaûn vôùi hai truïc toïa ñoä ñeán caùc trung taâm gia coâng nhieàu truïc, nhieàu truïc chính, trung taâm gia coâng phoái hôïp tieän – phay. Heä thoáng toïa ñoä treân maùy tieän NC/CNC cuõng ñöôïc söû duïng chung cho caùc loaïi maùy NC/CNC ñaõ trình baøy ôû caùc phaàn tröôùc. Phaàn naøy chuû yeáu trình baøy kyõ thuaät laäp trình cho caùc maùy tieän hai truïc toïa ñoä. Caùc truïc toïa ñoä vaø chieàu cuûa noù ñöôïc trình baøy treân hình 2.20; Heä thoáng toïa ñoä ñöôïc xaùc ñònh töø vò trí phoâi vaø höôùng nhìn theo truïc chính töø maâm caëp ñeán öï ñoäng, neáu baøn xe dao ôû phía beân naøo cuûa truïc chính (truïc +Z) thì truïc +X seõ höôùng veà phía ñoù. Töông töï chieàu quay cuûa truï chính (cuøng chieàu kim ñoàng hoà – CW hoaëc ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà - CCW) luoân ñöôïc xaùc ñònh theo höôùng nhìn töø maâm caëp ñeán uï ñoäng. Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Z CW X X Z Hình 2.20 Khoâng gian laøm vieäc cuûa maùy tieän NC/CNC laø moät khoái truï vì vaäy chuaån maùy M coù theå ôû taâm vaø maët ñaàu (phía maâm caëp), chuaån R naèm ôû vò trí xa nhaát hoaëc ngöôïc laïi. b) Dao tieän CNC Dao tieän treân maùy CNC ñöôïc choïn löïa theo yeâu caàu, ñaët ñieåm cuûa beà maët chi tieát gia coâng. Dao coù hai phaàn: phaàn caét (phaàn laøm vieäc) vaø phaàn caùn (phaàn thaân). Phaàn caét dao tieän CNC thöôøng duøng laø caùc loaïi maûnh dao (insert) tieâu chuaån. Coù caùc loaïi maûnh dao: hình bình haønh (kyù hieäu A, B, K), hình thoi (kyù hieäu C, D, E, M, V), hình chöõ 48 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM nhaät (L), hình troøn (R), hình vuoâng (S), hình tam giaùc (T), hình 3 goùc (W), hình baùc giaùc (O), nguõ giaùc (P), luïc giaùc (H). Ví duï moät soá loaïi maûnh dao ôû hình 2.21; Hình 2.21 Phaàn caùn dao tieän CNC ñöôïc chia thaønh nhieàu loaïi nhö: - Heä thoáng dao T-MAX P: Ñöôïc söû duïng tieän thoâ, tinh ngoaøi vaø trong. Ngoaøi ra coù theå ñöôïc söû duïng cho vieäc gia coâng caùc loã lôùn (hình 2.22). Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Hình 2.22 Hình 2.23 - Heä thoáng dao T- MAX U: Söû duïng tieän loã, tieän ñònh hình (hình 2.23). - Heä thoáng dao caét ñöùt T- MAX Q: Söû duïng ñeå tieän caét ñöùt theùp truï ñaëc vaø roãng, tieän raõnh trong vaø ngoaøi, tieän raõnh saâu vaø raõnh beà maët, tieän ñònh hình (hình 2.24). - Heä thoáng dao tieän ren T- MAX U: Laø moät heä thoáng dao tieän ren vôùi nhieàu kieåu ren vaø böôùc ren traùi, phaûi khaùc nhau; Ñöôïc söû duïng cho tieän ren trong vaø ren ngoaøi (hình 2.25). Hình 2.24 Hình 2.25 49 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Khi tieän tinh ngoaøi vaø trong chuù yù choïn goùc nghieâng chính vaø phuï cho phuø hôïp vôùi ñaëc ñieåm beà maët gia coâng, loaïi maûnh dao vaø phöông chaïy dao sau. Döôùi ñaây laø moät soá ví duï: - Tieän tinh maët ngoaøi (Hình 2.26) Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Hình 2.26 - Tieän tinh trong (hình 2.27) Hình 2.27 50 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM 2. Coâng ngheä laäp trình tieän NC Coâng ngheä tieän NC/CNC chieám khoâng nhieàu trong caùc phöông phaùp gia coâng ñieàu khieån soá, khoaûng 25%. Kyõ thuaät laäp trình cho tieän CNC nhìn chung cuõng gioáng phay nhöng ñôn giaûn hôn, coù nghóa caùc leänh laäp trình cô baûn nhö: di chuyeån dao, toïa ñoä ; caùc leänh laäp trình buø tröø dòch chænh dao; laäp trình macro vaø chöông trình con; caùc chöùc naêng laäp trình naâng cao ñeàu coù khi laäp trình cho tieän. 3. Laäp trình NC vôùi phaàn meàm tieän moâ phoûng a) Giôùi thieäu taäp leänh cuûa phaàn meàm Caùc leänh di chuyeån dao G00 Di chuyeån dao nhanh (khoâng caét goït) töø vò trí ñieåm 0 ñeán vò trí ñieåm A (hình 2.28) Caáu truùc: G0 X/U Z/W X/U , Z/W Toïa ñoä ñieåm A (U,W toïa ñoä töông ñoái cuïc boä) G01 Noäi suy ñöôøng thaúng (caét töø A ñeán B) - hình 2.28 Caáu truùc: G1 X/U Z/W F X , Z Toïa ñoä ñieåm B F Toác ñoä chaïy dao Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh O C Hình 2.28 B A P G02 Noäi suy cung troøn theo chieàu kim ñoàng hoà (caét moät cong töø B ñeán C - hình 2.28) Caáu truùc 1: G2 X Z I K F X Z Toïa ñoä cuûa ñieåm C (ñieåm ñích) I J Toïa ñoä taâm cuûa ñöôøng cong (thöôøng duøng toïa ñoä töông ñoái, coù nghóa so vôùi ñieåm xuaát phaùt ñöôøng cong, ñieåm B) F Toác ñoä chaïy dao Caáu truùc 2: G2 X Z R F 51 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM X Z Toïa ñoä cuûa ñieåm C R Baùn kính cuûa cung troøn F Toác ñoä chaïy dao G03 Noäi suy cung troøn theo chieàu ngöôïc kim ñoàng hoà (caét töø C ñeán B – hình 2.28) Caáu truùc 1: G3 X Z I K F Caáu truùc 2: G3 X Z R F Leänh veà chöông trình con vaø voøng laëp G22 Goïi chöông trình con Caáu truùc : G22 A H A Soá khoái leänh baét ñaàu chöông trình con. H Soá laàn laëp laïi chöông trình con Leänh veà hieäu chænh baùn kính muõi dao X G41 Hieäu chænh baùn kính muõi dao traùi (dao caét goït beân traùi quyõ ñaïo caét) G42 Hieäu chænh baùn kính muõi dao phaûi (dao caét goït beân phaûi quyõ ñaïo caét). Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh G40 Keát thuùc hieäu chænh baùn kính muõi dao. Leänh veà chu trình tieän Z G71 Chu trình tieän thoâ boùc voû töøng lôùp song song vôùi truïc Z Caáu truùc 1: G71 A I K D F Ñieåm baét ñaàu Ñieåm keát K Lôùp caét vaø keát thuùc thuùc ñöôøng chu trình G71 bao A Chöông trình con soá khoái leänh baét ñaàu D I Löôïng dö gia coâng tinh theo phöông X K Löôïng dö gia coâng tinh theo phöông Z I D Chieàu saâu laùt caét Ñieåm baét F Toác ñoä chaïy dao ñaàu ñöôøng bao 52 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Caáu truùc 2: G71 P Q I K D F P Q Töø caâu leänh ñeán caâu leänh G72 Chu trình tieän thoâ boùc voû töøng lôùp song song vôùi truïc X Caáu truùc: G72 A (P Q ) I K D F Ñieåm baét K D ñaàu ñöôøng Ñieåm baét ñaàu bao vaø keát thuùc A Chöông trình con chu trình G72 P Q Töø caâu leänh ñeán caâu leänh Lôùp caét I Löôïng dö gia coâng tinh theo X K Löôïng dö gia coâng tinh theo Z I D Chieàu saâu laùt caét F Toác ñoä chaïy dao Ñieåm keát thuùc ñöôøng bao G76 ChuCopyright trình tieän ©ren Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Caáu truùc: G76 X Z K D H F X Z Toïa ñoä ñieåm B K Chieàu cao ren D Chieàu saâu lôùp caét cuoái cuøng H Soá laùt caét F Böôùc ren B Ñieåm baét ñaàu vaø keát K thuùc chu trình G76 G82 Chu trình khoan loã khoâng saâu Caáu truùc: G82 X Z F G83 Chu trình khoan loã saâu 53 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM Caáu truùc: G83 X Z D H F X Z Vò trí ñaùy loã khoan D Chieàu saâu moät laùt khoan ñaàu tieân H Soá laùt coøn laïi F Toác ñoä chaïy dao Soá laùt coøn laïi X D P Z Z Vò trí baét ñaàu vaø keát thuùc chu trình khoan Khoaûng caùch an toaøn (2 5) mm G80 Khi keát thuùc chu trình khoan loã G92 Dòch chuyeån chuaån thaûo chöông Caáu truùc: G92 X Z Copyright © X Truong Z DH Su Toïapham ñoä Ky caàn thuat dòch TP. chuyeån Ho Chi tôùi Minh Leänh chöùc naêng coâng ngheä F Leänh khai baùo toác ñoä chaïy dao (trò soá tuøy theo ñôn vò khai baùo: mm/phuùt hoaëc mm/voøng) S Leänh khai baùo toác ñoä voøng truïc chính (voøng/phuùt) T Leänh goïi dao Leänh S vaø T khai baùo chung trong moät khoái leänh. Caáu truùc: T S M M Chieàu quay truïc chính (M3 hoaëc M4) Caùc leänh chöùc naêng phuï M2 Keát thuùc chöông trình M3 Chieàu quay truïc chính theo kim ñoàng hoà M4 Chieàu quay truïc chính theo ngöôïc kim ñoàng hoà M5 Döøng truïc chính M8 Môû töôùi trôn M9 Taét töôùi trôn 54 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM M99 Keát thuùc chöông trình con b) Moät soá quy ñònh cuûa phaàn meàm tieän moâ phoûng Soá thöù töï khoái leänh N1 ñeán N4999 Soá thöù töï khoái leänh trong chöông trình chính N5000 ñeán N9999 Soá thöù töï khoái leänh trong chöông trình con. Thö vieän dao tieän Phaàn meàm quy ñònh thay dao baèng tay vaø söû duïng dao trong thö vieän phaàn meàm. Nhö vaäy khi choïn dao naøo, phaûi nhaäp ñuùng kyù hieäu cuûa dao ñoù vaøo boä nhôù maùy tính. Ñoái vôùi dao caét ñöùt, ñænh dao quy ñònh laø vò trí coù ghi chöõ “Ñ“. Trong chöông trình, caùc leänh di chuyeån duïng cuï vaø caùc chu trình caét, ñeàu coù toïa ñoä cuûa ñieåm ñích. Toïa ñoä ñieåm ñích ñoù laø toïa ñoä maø ñieåm ño dao seõ tôùi. Hình 2.29 döôùi ñaây laø thö vieän dao vaø kyù hieäu quy ñònh cuûa phaàn meàm: Ñænh Ñ S1 S2 S3 A1 A2 A3 A4 A5 Ñ Ñ Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh S4 S5 A A A A 6 7 8 9 G2 X Z I K F B(G3)1 B 2 ( R) B3 I1 I2 A – Soá caâu leänh I3 baét ñaàu chöông P1 G1 Hình 2.29 Quy ñònh chuaån M vaø W L l Quy ñònh ñoä leäch giöõa C chuaån M vaø W theo phöông Z laø 20mm; kích thöôùc chaáu keïp M W P laø 20 mm (hình 2.30). Giaû söû treân hình choïn Chi tieát chuaån thaûo chöông taïi maët ñaàu gia coâng chi tieát, caàn khai baùo cho phaàn meàm ñoä leäch cuûa chuaån thaûo Phoâi B Hình 2.30 20 5520 Thu vien DH SPKT TP. HCM -