›
›

Giáo trình Máy CNC và công nghệ gia công trên máy CNC

pdf 185 trang phuongnguyen 2810
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Máy CNC và công nghệ gia công trên máy CNC", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_may_cnc_va_cong_nghe_gia_cong_tren_may_cnc.pdf

Nội dung text: Giáo trình Máy CNC và công nghệ gia công trên máy CNC

  1.  Giáo trình Máy CNC và công nghệ gia công trên máy CNC
  2. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC CHÖÔNG 1 TÖÏ ÑOÄNG HOÙA QUÙA TRÌNH SAÛN XUAÁT – SÖÏ RA ÑÔØI CUÛA MAÙY CNC Trong nöûa thaäp kyû qua, theá giôùi ñaõ chöùng kieán söï ra ñôøi vaø phaùt trieån nhö vuõ baõo cuûa KTÑK töï ñoäng. Vaø nhanh choùng KTÑK töï ñoäng ñaõ ñöôïc öùng duïng vaøo coâng ngheä cheá taïo saûn phaåm cô khí. Söï phaùt trieån cuûa töï ñoäng hoùa QTSX coù theå ñöôïc toùm löôïc nhö sau. 1.1/ NC (Numerical Control) 1.1.1/ Lòch söû ra ñôøi cuûa NC. Cuõng nhö caùc kyõ thuaät tieân tieán khaùc, NC ra ñôøi vaøo ñaàu thaäp nieân 50 taïi phoøng thí nghieäm cuûa hoïc vieän Massachusetts. Khi môùi ra ñôøi, maùy NC chæ coù theå caét ñöôïc nhöõng ñöôøng thaúng chính xaùc vaø hieäu quûa. Ñieàu naøy gaây ra raát nhieàu khoù khaên vì maùy phaûi thöïc hieän voâ soá caùc ñöôøng thaúng ngang, doïc ñeå gia coâng caùc bieân daïng cong (hình 1.1) Hình 1.1 Vaán ñeà naøy daãn ñeán söï ra ñôøi cuûa APT (Automatically Programme Tools). Ñaây laø loaïi ngoân ngöõ laäp trình ñaàu tieân cho NC, duøng caùc caâu leänh tieáng Anh ñeå ñònh nghóa ñöôøng di chuyeån hình hoïc, duïng cuï vaø caùc chæ thò caàn thieát khaùc. Ñaây cuõng laø tieàn ñeà cô baûn cho söï phaùt trieån cuûa NC. Ban ñaàu chöông trình NC ñöôïc maõ hoùa treân caùc baêng ñuïc loã, sau ñoù duøng caùc baêng töø. Sau khi maùy tính ra ñôøi, caùc baêng ñuïc loã, baêng töø ñöôïc thay theá bôûi thieát bò xöû lyù döï lieäu cuûa maùy tính. 1.1.2/ Maùy NC laø gì Maùy NC bao goàm 2 boä phaän chính. a) Boä ñieàu khieån maùy (Machine Control Unit : MCU) Laø boä phaän thöïc hieän caùc chöùc naêng sau: - Ñoïc vaø giaûi maõ chöông trình - Ñöa ra caùc leänh ñieàu khieån - Nhaän caùc tín hieäu phaûn hoài vaø xöû lyù.  MCU bao goàm 2 boä phaän sau: • DPU (Data processing Unit): Boä xöû lyù döõ lieäu • CLU (Control Loop Unit) : Boä thöïc hieän ñieàu khieån DPU Ñoïc caùc döõ lieäu töø chöông trình treân baêng ñuïc loã, ñóa töø, vaø giaûi maõ caùc tín hieäu naøy thaønh caùc döï lieäu soá. Sau ñoù göûi tín hieäu ñeán CLU. 1
  3. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC CLU nhaän caùc döï lieäu ñöôïc giaûi maõ töø DPU, ñöa ra caùc leänh ñieàu khieån maùy, nhaän caùc tín hieäu phaûn hoài so saùnh vaø xöû lyù cho ñeán khi ñaït ñoä chính xaùc yeâu caàu. DPU sau ñoù seõ ñoïc khoái leänh tieáp theo. b) Maùy coâng cuï (Machine Tool): Töông töï nhö caùc maùy coâng cuï thoâng thöôøng, nhöng caùc chuyeån ñoäng cuûa caùc truïc ñöôïc thöïc hieän bôûi ñoäng cô servo hoaëc ñoäng cô böôùc thoâng qua truyeàn ñoäng vít me ñai oác bi (seõ trình baøy ôû chöông sau). Treân hình 1.2 laø sô ñoà caùc thaønh phaàn caáu taïo cuûa maùy NC Soá xung ⇒ vò trí cuûa truïc Taàn soá xung: toác ñoä caùc truïc Hình 1.2. thaønh phaàn cuûa maùy NC Maùy NC ñaõ khaéc phuïc ñöôïc nhöõng haïn cheá maø caùc maùy coâng cuï truyeàn thoáng khoâng thöïc hieän ñöôïc. Vôùi maùy NC, ñoä chính xaùc gia coâng cao hôn, tieát kieäm duïng cuï hôn, deã töï ñoäng hoùa hôn. Söï ra ñôøi cuûa NC cuõng ñaõ ñöa ñeán söï ra ñôøi cuûa haøng loaït caùc phöông phaùp gia coâng hieän ñaïi, tieân tieán khaùc nhö: EDM Laser Cutting Electron Beam welding Water jet 2
  4. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC 1.2/. DNC (Direct NC): Vaøo giöûa thaäp nieân 60, vôùi söï ra ñôøi cuûa maùy tính, ngöôøi ta ñaõ nghó ñeán vieäc thay ñoåi vieäc maõ hoùa döõ lieäu treân baêng ñuïc loã, baêng töø baèng maùy tính nhaèm giaûm bôt caùc yeâu caàu veà phaàn cöùng, laäp trình ñôn giaûn hôn, nhanh choùng vaø linh hoaït hôn. Vaøo thôøi ñieåm naøy, maùy tính raát ñaét tieàn neân ngöôøi ta duøng moät maùy chuû (host) ñeå ñieàu khieån chung nhieàu maùy NC qua maïng keát noái. Heä thoáng treân goïi laø DNC (Hình1.3) Hình 1.3. Heä thoáng DNC 1.3/. CNC (Computer Numerical Control) Vaøo cuoái thaäp nieân 60, söï ra ñôøi cuûa coâng ngheä vi xöû lyù ñaõ ñöa ñeán söï xuaát hieän cuûa PLC, Microcomputer. Caùc thieát bò naøy ngay sau khi ra ñôøi ñaõ ñöôïc öùng duïng treân caùc maùy NC, vaø theá heä maùy CNC ñaõ ra ñôøi. Vôùi CNC, moãi maùy NC ñöôïc phuïc vuï bôûi 1 PLC hoaëc Computer rieâng. Ñieàu naøy cho pheùp chöông trình coù theå nhaäp vaø löu tröõ rieâng treân moãi maùy CNC. Nhöng laïi xuaát hieän caùc vaán ñeà môùi ñoù laø quan lyù döõ lieäu (giöõa caùc maùy khoâng coù söï lieân heä chaët cheõ vôùi nhau). Ca c thành phân cơ bn ca maùy CNC bao goàm: Hình 1.4 • 1/. Chöông trình gia coâng (Part program ) • 2/. Thieát bò ñoïc chöông trình (Program input device ) • 3/. Machine control unit (MCU) • 4/. Heä thoáng truyeàn ñoäng (Drive system ) • 5/. Maùy coâng cuï (Machine tool) 6/. Heä thoáng phaûn hoài (Feedback system) 3
  5. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 1.4. Caáu truùc cuûa maùy CNC 1.4/ DNC II (Distributed NC) Ñeå vieäc quaûn lyù döõ lieäu giöûa caùc CNC toát hôn, heä thoáng DNCII ñaõ ñöôïc ñöa vaøo öùng duïng trong saûn xuaát, laø söï keát hôïp giöûa DNC vaø CNC. Heä thoáng DNC II bao goàm caùc maùy tính chuû (Host Computer) vaø caùc maùy tính cuïc boä (Local computer) keát noái vôùi nhau. Noù cho pheùp caùc chöông trình gia coâng ñöôïc löu treân maùy chuû neân vieäc quaûn lyù toát hôn. Caùc chööng trình naøy coù theå ñöôïc download xuoáng caùc local computer hoaëc PLC. Vaø ta cuõng coù nhaäp chöông trình vaø dao dieän tröïc tieáp töø caùc maùy cuïc boä (local). Vaø neáu maùy chuû bò ngöng thì caùc maùy CNC vaãn coù theå hoaït ñoäng bình thöôøng. Ñaây laø öu ñieåm cô baûn cuûa DNC II so vôùi DNC. 4
  6. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 1.5. Heä thoáng DNCII 1.5. Heä thoáng saûn xuaát linh hoaït (FMS: Flexible Manufacturing System) Vaøo giöûa thaäp nieân 60, coâng ty Molins Ltd (anh) ñaõ phaùt trieån heä thoáng 24, laø tieàn thaân cuûa heä thoáng FMS. Tuy nhieân do haïn cheá veà kyõ thuaät neân heä thoáng saûn xuaát linh hoaït vaãn chæ döøng laïi ôû möùc ñoä lyù thuyeát, yù töôûng trong suoát nhöõng naêm 60s, 70s. vaøo cuoái thaäp nieân 1970, ñaàu thaäp nieân 1980s, vôùi söï phaùt trieån maïnh cuûa coâng ngheä ñieàu khieån phöùc taïp nhôø maùy tính, heä thoáng FMS ñaõ ñöôïc öùng duïng thaønh coâng. Heä thoáng FMS döôïc öùng duïng chuû yeáu ôû US trong caùc lónh vöïc cheá taïo oâ toâ, xe cô giôùi, maùy bay Heä thoáng FMS ñieån hình bao goàm: • Thieát bò xöû lyù: Mayù coâng cuï, heä thoáng laép raùp, Roâbot. • Thieát bò xöû lyù phoâi: Robot, baêng taûi, Heä thoáng vaän chuyeån töï ñoäng (AGV : Automated guided vehicles) heä thoáng löu kho töï ñoäng (AS:Automated storage) vaø heä thoáng truy xuaát (RS: Retrieval System) 5
  7. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC • Heä thoáng trao ñoåi thoâng tin. • Heä thoáng ñieàu khieån baèng maùy tính (Computer controlled system) • Con ngöôøi ( Human operator). • Heä thoáng thay dao töï ñoäng (automated tool changers). FMS taïo neân moät böôùc tieán môùi höôùng ñeán vieäc tích hôïp hoaøn toaøn quùa trình sa n xut , döïa treân caùc heä thoáng, quan ñieåm töï ñoäng hoùa sau: • CNC • DNC II • Heä thoáng xöû lyù phoâi lieäu töï ñoäng (Automated material handling system.) • Coâng ngheä nhoùm (Group Technology)  Moät soá moâ hình FMS ñieån hình Hình 1.6. Single machine cell 6
  8. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 1.7. Multiple workstation Cell Hình.8. FMS vôùi heä thoáng löu, xuaát kho töï ñoäng. AS /RS 7
  9. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 1.9. FMS ôû haõng saûn xuaát Vought Aircraft 1.6/ Heä thoáng saûn xuaát tích hôïp (CIM: Computer Intergated Manufacturing/ flexible design and manufacturing) - YÙ töôøng veà heä thoáng sx tích hôïp ñöôïc Josheph Harington ñeà caäp ñeán vaøo naêm 1974, nhöng phaûi qua haøng chuïc naêm ñeán ñaàu thaäp nieân 1990s, heä thoáng naøy môùi ñöôïc öùng duïng thaønh coâng ôû Myõ. CIM laø heä thoáng tích hôïp toaøn boä caùc thaønh phaàn cuûa quùa trình sx, ñöôïc xöû lyù vaø ñieàu khieån bôûi maùy tính. Töø vieäc phaân tích thò tröôøng,thieát keá, chuaån bò phoâi lieäu, chuaån bò vaø toå chöùc sx, kieåm tra chaát löôïng saûn ph âm cho ñeán caû vieäc phaân phoái ra thò tröôøng. Vôùi söï ra ñôøi cuûa coâng ngheä CIM, lòch söû phaùt trieån cuûa saûn xuaát xaõ hoäi ñaõ traûi qua caùc giai ñoaïn sau: - Saûn xuaát thuû coâng - Saûn xuaát cô khí hoùa, chuyeân moân hoùa - Töï ñoâng hoùa saûn xuaát. - Tích hôïp saûn xuaát - Caùc thaønh phaàn cô baûn cuûa heä thoáng CIM bao goàm (Hình 1.10). • CAD/CAM (Computeraided design/Computeraided manufacturing) • CAPP (Computeraided process planning) • ERP (Enterprise resource planning) • CNC machine tools 8
  10. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC • DNC • FMS • ASRS( automated storage and retrieval systems ) • AGV ( automated guided vehicles ) • Robotics • Automated conveyance systems • Computerized scheduling and production control • CAQ (Computeraided quality assurance) • A business system integrated by a common database. • Lean Manufacturing Hình 1.10 Caùc thaønh phaàn cuûa heä thoáng CIM. Vôùi vieäc tích hôïp quùa trình saûn xuaát, naêng xuaát taêng leân nhieàu laàn, giaûm chi phí lao ñoäng, giaûm thôøi gian thieát keá vaø phaùt trieån saûn phaåm, chaát löôïng thieát keá cao hôn, tính linh hoaït cuûa heä thoáng raát cao giuùp ñaùp öùng nhanh nhu caàu cuûa thò tröôøng, taêng lôïi theá caïnh tranh. Trong heä thoáng CIM, caàn coù söï chia seõ thoâng tin giöûa caùc boä phaän ñeå taêng tính linh hoaït vaø hoaït ñoäng cuûa caùc khaâu hieäu quûa hôn. 9
  11. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Chöông 2: MAÙY ÑIEÀU KHIEÅN CHÖÔNG TRÌNH SOÁ 2.1. Khaùi Nieäm Cô Baûn 2.1.1/ Ñieàu khieån Laø söï thay ñoåi cuûa caùc ñaïi löôïng ñaàu ra theo quy luaät nhaát ñònh naøo ñoù cuûa caùc ñaïi löôïng ñaàu vaøo. 2.1.2/ Ñieàu khieån soá NC ( Numeric Control ) Laø heä thoáng caùc hoaït ñoäng ñöôïc ñieàu khieån tröïc tieáp bôûi döõ lieäu soá ñöôïc maõ hoùa baèng chöông trình. Chöông trình goàm caùc chæ thò ñöôïc maõ hoùa döôùi daïng soá, kí töï chöõ, vaø caùc kí töï ñaëc bieät khaùc. Caùc chæ thò naøy bao goàm:  Chæ thò ñieàu khieån: Ñöôïc chuyeån thaønh 2 daïng: Tín hieäu xung ñieän (Pulse): ñieàu khieån toác ñoä, soá voøng quay cuûa ñoäng cô truyeàn ñoäng. Tín hieäu ñoùng/ngaét (ON/OFF) : cung caáp chaát boâi trôn vaø laøm nguoäi, choïn vaø thay dao, döøng maùy, keïp nhaû phoâi  Thoâng tin hình hoïc ( Geometrical Information): Laø heä thoáng thoâng tin ñieàu khieån caùc chuyeån ñoäng töông ñoái giöõa dao cuï vaø chi tieát, coøn goïi laø thoâng tin veà ñöôøng dòch chuyeån.  Thoâng tin coâng ngheä ( Technological Information ): Laø heä thoáng thoâng tin cho pheùp maùy thöïc hieän gia coâng vôùi nhöõng giaù trò coâng ngheä yeâu caàu. Vd: chuaån hoùa goác toïa ñoä, chieàu saâu caét, toác ñoä chaïy dao, soá voøng quay truïc chính, chieàu quay truïc chính, ñoùng hay taét dung dòch trôn nguoäi 2.1.3/ Ñieàu khieån soá baèng maùy tính (CNC) Ñònh nghóa: CNC laø heä thoáng NC söû duïng maùy tính thieát laäp tröïc tieáp treân heä ñieàu khieån maùy. Ñaëc ñieåm:  Ñöôïc ñieàu khieån bôûi caùc chæ thò löu tröõ treân boä nhôù maùy tính ñeå thöïc hieän moät phaàn hay toaøn boä caùc chöùc naêng ñieàu khieån soá.  Ñöôïc phaùt trieån döïa treân nhöõng thaønh töïu cuûa coâng ngheä vi ñieän töû, vi xöû lí.  Caùc heä ñieàu khieån CNC coù khaû naêng thöïc hieän caùc chöùc naêng ñieàu khieån bôûi phaàn meàm -> ñôn giaûn caùc maïch ñieàu khieån, giaûm giaù thaønh , taêng ñoä tin caäy. Haàu heát caùc heä ñieàu khieån soá theá heä môùi ñeàu ôû daïng CNC. 2.1.4/ Maùy coâng cuï ñieàu khieån theo chöông trình soá (CNC Machine) Laø theá heä maùy coâng cuï (machine tool) ñöôïc ñieàu khieån bôûi boä ñieàu khieån CNC 11
  12. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC 2.2. Caáu truùc heä thoáng maùy CNC: Heä thoáng maùy CNC goàm 6 phaàn chính: Hình 2.1 - Chöông trình gia coâng(part program) - Thieát bò ñoïc chöông trình ( program input device) - Boä ñieàu khieån maùy (MCU) - Heä thoáng truyeàn ñoäng ( drive system) - Maùy coâng cuï (machine tool) - Heä thoáng phaûn hoài ( feedback system) Hình 2.1. Caáu truùc cuûa maùy CNC Löu yù: Ñoái vôùi maùy gia coâng CNC, chöông trình gia coâng, thieát bò ñoïc chöông trình vaø boä xöû lyù döõ lieäu (DPU) ñeàu ñöôïc thöïc hieän bôûi maùy tính. 2.3 . Khaû naêng cuûa maùy CNC Veà cô baûn, maùy gia coâng CNC co’ theå thöïc hieän ñöôïc caùc coâng vieäc sau: + Nhaäp döõ lieäu + Bieân taäp chöông trình, laäp trình + Löu tröõ chöông trình + Kieåm tra chöông trình + Chaån ñoaùn loãi + Hieån thò chöông trình vaø moâ phoûng baèng ñoà hoïa quaù trình gia coâng + Tieän ích giao tieáp + Quaûn lí döõ lieäu + Caøi ñaët heä toïa ñoä vaø heä ñôn vò + Coù khaûû naêng tính toaùn, xöû lyù soá lieäu 12
  13. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC + Buø tröø ñöôøng kính vaø chieàu daøi dao + Noäi suy hình hoïc 2.4. Öu vaø nhöôïc ñieåm cuûa CNC • Öu ñieåm cuûa CNC + Ñoä chính xaùc vaø ñoä chính xaùc laëp laïi cao + Ñaùp öùng nhanh nhu caàu thò tröôøng, gia coâng nhieàu beà maët phöùc taïp + Naâng cao naêng suaát ñaëc bieät laø trong saûn xuaát ñôn chieác caùc chi tieât phöùc taïp + Giaûm giaù thaønh ñieàu haønh giaùn tieáp + Haï giaù thaønh saûn xuaát + Thuaän lôïi cho vieäc töï ñoäng hoaù quaù trình saûn xuaát • Nhöôïc ñieåm cuûa CNC. + Chi phí ñaàu tö ban ñaàu cao. + Chi phí laäp trình vaø maùy tính keøm theo. + Chi phí baûo trì cao vaø caàn phaûi coù thôï baûo trì chuyeân nghieäp. 2.5. Caùc loaïi maùy CNC Ngaøy nay, nhieàu loaïi maùy CNC ñaõ ñöôïc ngieân cöùu vaø öùng duïng roäng raõi trong cheá taïo cô khí nhö: - Maùy phay CNC - Maùy tieän CNC - Maùy gia coâng tia löûa ñieän CNC duøng ñieän cöïc nhuùng - Maùy gia coâng tia löûa ñieän CNC duøng daây caét - Maùy khoan CNC - Maùy maøi CNC - Maùy gia coâng duøng tia laser CNC - Maùy gia coâng tia nöôùc CNC - Maùy haøn CNC - Maùy ño toïa ñoä CNC (CMM: Coordinate Measuring Machine) 13
  14. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 2.2. Maùy Phay CNC ñöùng (CNC Vertical Milling Machine) Hình 2.3. Trung taâm phay ñöùng CNC (CNC Vertical milling center ) 14
  15. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 2.4. Trung taâm phay CNC ngang (CNC Horizontal machining center ) Hình 2.5: Maùy khoan ngang CNC (horizontal Drilling CNC) 15
  16. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 2.6. Maùy tieän CNC Hình 2.7. Maùy tieän CNC hai ñaàu dao (CNC Dual turret turning center ) 16
  17. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 2.9. Maùy ño toaï ñoä CNC ( CNC Coordinate Measuring machine) Hình 2.10 . Maùy gia coâng tia löûa ñieän EDM Wire Cut. 17
  18. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC 2.6. Moät soá boä phaän cô baûn cuûa maùy CNC 2.6.1/ Heä thoáng ñieàu khieån truyeàn ñoäng CNC (CNC drive systems) Heä thoáng ñieàu khieån CNC bao goàm maïch ñieàu khieån toác ñoä (velocity loop) ôû trong heä thoáng ñoäng cô truyeàn ñoäng vaø maïch ñieàu khieån vò trí(position loop control) ôû beân ngoaøi heä thoáng ñoäng cô truyeàn ñoäng. Heä thoáng ñieàu khieån CNC coù theå laø heä thoáng ñieàu khieån hôû (open loop) hoaëc heä thoáng ñieàu khieån kín (closed loop). Söï khaùc nhau cô baûn laø heä thoáng ñieàu khieån kín coù phaûn hoài nhaèm ñaûm baûo ñoä chính xaùc yeâu caàu. a. Heä ñieàu khieån hôû (Open Loop System ) hình 2.11. Heä thoáng ñieàu khieån hôû khoâng coù maïch phaûn hoài, boä ñieàu khieån maùy xem nhö söï di chuyeån baøn maùy ñuùng nhö mong muoán. Heä ñieàu khieån hôû raát nhaïy caûm vôùi söï thay ñoåi cuûa taûi troïng. Caùc sai soá vò trí vaø toác ñoä coù theå xaûy ra khi caét vôùi löïc caét lôùn. Tuy nhieân heä ñieàu khieån hôû coù öu ñieåm laø ñôn giaûn, reû tieàn. Do vaäy, heä ñieàu khieån hôû chæ neân duøng trong di chuyeån Ñieåm-> Ñieåm (PTP) hoaëc trong caùc maùy coâng suaát caét nhoû. Hình 2.11. Heä ñieàu khieån hôû (Open loop System) 18
  19. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC b. Heä ñieàu khieån kín (Closed Loop System ) Vôùi heä ñieàu khieån kín, maïch phaûn hoài ñöôïc söû duïng ñeå theo doõi ñaùp öùng thöïc cuûa ñaïi löôïng ñieàu khieån vaø ñöa ra tín hieäu söûa ñoåi khi coù söï sai leäch giöõa giaù trò mong muoán vaø gía trò thöïc. Heä thoáng phaûn hoài coù theå laø heä töông töï (analog) hoaëc soá (digital). Analog systems: ño söï bieán ñoåi cuûa tín hieäu ñieàu khieån (vò trí, vaän toác) döôùi daïng tín hieäu hieäu ñieän theá. Ñieån hình laø duøng maùy phaùt toác ( Tachometers ) ñeå ño vaän toác vaø resolvers ñeå ño vò trí. Hình.2.12. Maïch ñieàu khieån kín tuaàn töï (Analog type closed loop CNC drive system) Digital feedback systems: Duøng boä xaùc ñònh vò trí soá (digital position transducers ) trong maïch phaûn hoài. Boä maõ hoaù ( Encoders) ñöôïc söû duïng phoå bieán nhaát. Coøn maïch phaûn hoài toác ñoä vaãn gioáng nhö heä phaûn hoài töông töï. Hình 2.13 Hình 2.13. Maïch ñieàu khieån CNC kín soá (Digital type closed loop CNC drive system) 19
  20. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Ngaøy nay ña soá heä ñieàu khieån maùy CNC ñeàu laø heä kín, Sô ñoà ñieàu khieån maùy CNC kín toång quaùt ñöôïc moâ taû nhö hình 2.14. Heä thoáng ñieàu khieån truïc Tín hieäu ñieàu chænh vò trí Cöôønd ñoä, hieäu ñieän theá ñeå ñieàu chænh toác ñoä Tín hieäu phaûn hoài toác ñoä t Tín hieäu phaûn hoài Maùy phaùt toác vò trí Vít me bi Ñai oác bi Ñoäng cô truyeàn ñoäng Hình 2.14 . Sô ñoà ñieàu khieån CNC 2.6.2/ Truyeàn ñoäng vít me ñai oác bi (recirculating Ball Screw). Trong maùy CNC, heä thoáng truyeàn ñoäng ñöôïc söï duïng laø vitme ñai oác bi (hình2.15). Ñeå thaáy roõ öu nhöôïc ñieåm cuûa heä thoáng vitme ñai oác bi so vôùi caùc heä thoáng truyeàn ñoäng khaùc ta xem baûng 2.1 20
  21. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 2.15 . Truyeàn ñoäng vítme – Ñai oác bi Baûng 2.1 : Öu ñieåm cuûa truyeàn ñoäng vít me ñai oác bi. Vít me Vít me Thuûy löïc Xích, ñai Braêng & Cam Khí neùn ñai oác bi thöôøng thanhraêng Gía thaønh reû X X X X X Kha nang coâng suaát X X X X nhoû Chi phí baûo trì thaáp X Ñoä chính xaùc cao X X Ñoä tinh caäy cao X Hieäu quûa cao X Khaû naêng truyeàn taûi X X X lôùn Keát caáu goïn X X X 21
  22. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC 2.6.3/ Ñoäng cô böôùc (Stepper Motor) Hình 2.16 moâ taû sô ñoà nguyeân lyù duøng ñoäng cô böôùc cung caáp ñieàu khieån soá khoâng phaûn hoài veà vò trí cuûa baøn maùy khi gia coâng treân maùy CNC. Boä ñieàu khieån nhaän tín hieäu veà chieàu quay vaø tính hieäu xung ñieän ñeå ñieàu khieån goùc quay cuûa ñoäng cô. Öùng vôùi moãi tính hieäu xung ñieän, boä ñieàu khieån seõ ñöa ra tính hieäu cöôøng ñoä hoaëc hieäu ñieän theá ñeå laøm cho ñoäng cô quay moät goùc nhaát ñònh naøo ñoù (one step). Truïc vít me ñai oác bi seõ bieán chuyeån ñoäng quay thaønh chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa caùc truïc. Hình 2.16. Duøng ñoäng cô böôùc ñeå truyeàn ñoäng trong maùy CNC Veà cô baûn ñoäng cô böôùc ñöôïc chia laøm 3 loaïi sau: ñoäng cô böôùc töø trôû thay ñoåi (Variable- reluctance), Ñoäng cô böôùc nam chaâm vónh cöûu (Permanent-magnet ) vaø ñoäng cô böôùc keát hôïp (hybrid stepper motor). (a) ÑC böôùc töø trôû thay ñoåi (b) ÑC böôùc nam chaâm vónh cöûu (c) ÑC böôùc hybrid Hình 2.17 22
  23. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Ñoäng cô böôùc töø trôû thay ñoåi ra ñôøi sôùm nhaát, tuy nhieân ngaøy nay khoâng ñöôïc söû duïng roäng raõi vì ñoä phaân giaûi vaø coâng suaát khoâng cao. Ñeå naâng cao coâng xuaát ta coù theå duøng ñoäng cô böôùc nam chaâm vónh cöûu. Tuy vaäy, loaïi ñoäng cô naøy ñoä phaân giaûi cuõng khoâng cao (48-24 böôùc/voøng). Ñoäng cô böôùc ñöôïc duøng roäng raûi nhaát trong coâng nghieäp hieän nay la Hybrid stepping motor. Ñoäng cô böôùc hybrid coù Roto töø trôû thay ñoåi vôùi nam chaâm vónh cöûu gaén trong caùc raõnh töø cuûa noù. Töø hybrid muoán chæ ñeán söï keát hôïp cuûa 2 nguoàn töø tröôøng: tröø tröôøng töø caùc cuoän daây Stato vaø töø tröôøng cuûa nam chaâm vónh cöûu. Hybrid Stepping Motor thöôøng ñöôïc duøng khi yeâu caàu caùc böôùc quay goùc nhoû. Ñoäng cô böôùc vôùi böôùc goùc 1.8 ñoä (200 böôùc/voøng) laø ñoäng cô tieâu chuaån ñöôïc duøng nhieàu nhaát trong coâng nghieäp töï ñoäng hoùa. 3600 360 =θ;N = 200 step / revolution ; ⇒== θ 1.8/0 step N 200 Ñieàu khieån ñoäng cô böôùc coù theå duøng ñieàu khieån ñaày böôùc (full step) hoaïêc khoâng ñaày böôùc (micro step). a. Ñieàu khieån ñaày böôùc. Baèng vieäc ñieàu khieån cöôøng ñoä doøng ñieän cung caáp laàn löôït cho töøng cuoän daây treân Stato cuûa ñoäng cô böôùc ta seõ coù ñöôïc caùc vò trí chính xaùc töông öùng cuûa Roto (nam chaâm). Toác ñoä quay cuûa ñoäng cô böôùc phuï thuoäc vaøo taàn soá xung ñieän cung caáp cho caùc cuoän daây. Trong tröôøng hôïp naøy, ñoä phaân giaûi vò trí cuûa truïc vít daãn ñoäng ñöôïc tính nhö sau. l u = Vôùi: l (lead): böôùc ren (mm/voøng hoaëc inch/voøng) N b. Ñieàu khieån khoâng ñaày böôùc(vi böôùc). Baèng vieäc ñieàu khieån cung caáp cöôøng ñoä doøng ñieän ñoàng thôøi cho caùc cuoän daây stato ta coù theå ñònh vò trí cuûa Roto ôû caùc vò trí trung gian giuûa caùc cuoän daây töông öùng, phöông phaùp ñieàu khieån ñoäng cô böôùc theo caùch naøy ñöôïc goïi laø ñieàu khieån vi böôùc. Ñieàu khieån vi böôùc thöôøng ñöôïc söû duïng khi yeâu caàu ñoä phaân giaûi cao hôn, do vaäy ñoä chính xaùc cao hôn. Tuy nhieân vieäc ñieàu khieån phöùc taïp hôn. Caùc vi böôùc thöôøng ñöôïc söû duïng laø 1/10, 1/16, 1/32, 1/125. Trong tröôøng hôïp ñieàu khieån vi böôùc ñoä phaân giaûi ñöôïc tính nhö sau. l u = N .m ; m: soá vi böôùc trong moät ñaày böôùc  Löu yù: ÔÛ ñaây chæ neâu leân nhöõng khaùi nieäm chung nhaát veà ñoäng cô böôùc, vieäc nghieân cöùu kyõ caáu caïo, caùch ñieàu khieån caùc loaïi ñoäng cô naøy noùi chung khaù phöùc taïp vaø seõ ñöôïc hoïc trong caùc moân hoïc khaùc. Moät soá öu ñieåm cuûa ñoäng cô böôùc laø. • Giaù thaønh reû (Low cost ) • Coù theå ñieàu khieån maïch hôû (Can work in an open loop , no feedback required) • Duy trì moâ men raát toát (khoâng caàn thaéng, bieán toác) • Moâ men xoaén cao ôû toác ñoä thaáp • Chi phí baûo döôõng thaáp (khoâng coù choåi queùt) (Low maintenance , brushless) • Ñònh vò chính xaùc • Khoâng phaûi ñieàu chænh caùc thoâng soá ñieàu khieån 23
  24. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Nhöôïc ñieåm. Ñoäng cô laøm vieäc khoâng ñeàu, ñaëc bieät laø ôû toác ñoä thaáp (ñieàu khieån ñaày böôùc) Tieäu thuï doøng dieän khoâng phuï thuoäc vaøo taûi kích côû haïn cheá laøm vieäc vieäc oàn Moâ men giaûm theo toác ñoä khoâng coù phaûn hoài neân coù theå xaûy ra caùc sai soá. 2.6.4/ Ñoäng cô Servo. Söï khaùc nhau cô baûn nhaát cuûa ñoäng cô servo so vôùi ñoäng cô böôùc laø ñoäng cô servo coù maïch ñieàu khieån kín (close loop control).Nhö vaäy trong ñoäng cô servo caàn phaûi coù heä thoáng phaûn hoài ñeå nhaän bieát caùc thoâng soá veà vò trí, toác ñoä mong muoán. Coù nhieàu phöông phaùp ñieàu khieån voøng kín trong ñoù phöông phaùp duøng boä ñieàu khieån PID laø ñöôïc söû duïng roäng raûi nhaát. Öu ñieåm cô baûn cuûa ñoäng cô servo so vôùi ñoäng cô böôùc laø. • Moâ men treân truïc ñeàu hôn (High intermittent torque ) • Toác ñoä cao hôn (High speeds ) • Maïch ñieàu khieån toác ñoä chính xaùc vaø ñeàu hôn (Work well for velocity control) • Coù nhieàu kích côû hôn (Available in all sizes ) • Laøm vieäc eâm hôn (Quiet) • Ñoä chính xaùc cao hôn Nhöôïc ñieåm cô baûn cuûa ñoäng cô servo so vôùi ñoäng cô böôùc laø. Ñaét tieàn hôn Khoâng laøm vieäc toát ôû cheá ñoä maïch ñieàu khieån hôû, yeâu caàu phaûi coù heä thoáng phaûn hoài Yeâu caàu phaûi ñieàu chænh caùc thoâng soá voøng ñieàu khieån. Baûo döôõng toán keùm hôn, ñaëc bieät laø ñoäng cô DC servo Hieän naøy ñaõ coù ñoäng cô DC servo vaø AC servo. Ñoäng cô DC servo ra ñôøi tröôùc vaø ñaõ ñöôïc söû duïng raát roäng raõi. Nhöng sau raøy vôùi khaû naêng cuûa vieäc söû duïng caùc Transistor vôùi cöôøng ñoä laøm vieäc lôùn , caùc ñoäng cô AC servo ñaõ ñöôïc cheá taïo vaø ñöôïc söû duïng ngaøy caøng roäng raõi. Hình 2.18. Ñoäng cô servo nam chaâm vónh cöûu 24
  25. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 2.19. Hình caét cuûa ñoäng cô Servo 2.6.5/ Heä thoáng phaûn hoài Caùc loaïi cô caáu phaûn hoài - Bieán trôû (potentionmeter) - Ño goùc quay (resolvers) - Boä maõ hoaù (Encoder) - Maùy phaùt toác (Tachometers) a. Bieán trô û(chieát aùp): Coù 2 loaïi cô baûn. Bieán trôû thaúng tuyeán tính (linear) vaø bieán trôû goùc (Rotary). Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa chieát aùp ñöôïc moâ taû nhö hình 2.20. Hình 2.2 0-Chieát aùp 25
  26. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Chieát aùp khaù phoå bieán vì giaù thaønh reõ, khoâng caàn caùc ñieàu khieån xöû lyù tín hieäu ñaëc bieät. Nhöng chuùng bò giôùi haïn veà ñoä chính xaùc, thöôøng khoaûng 1% vaø hao moøn cô hoïc. b. Encoder Encoder laø caûm bieán xaùc ñònh goùc xoay tín hieäu ñaàu ra laø tính hieäu soá. Theo caùch nhaän tính hieäu ta coù caùc encoder sau: quang hoïc (optical), ñieän dung (capacitive), töø (magnetic), baùn daãn. Theo nguyeân lyù xaùc ñònh vò trí ta chia ra: Encoder tuyeät ñoái vaø Encoder gia soá.  Encoder tuyeät ñoái (Absolute Encoder) Encoder daïng Absolute coù ngoõ ra laø tín hieäu ñöôïc maõ hoaù nhò phaân. Beân trong Encoder bao goàm moät dóa troøn beân treân coù khaéc caùc vaïch trong suoát vaø caùc vaïch toái xen keõ theo ñöôøng troøn ñoàng taâm. Tuyø theo ñoä phaân giaûi cuûa Encoder maø soá ñöôøng troøn ñoàng taâm ñoù nhieàu hay ít. Xeùt treân moät ñöôøng vaïch troøn, moät diode phaùt quang seõ phaùt chuøm tia ñi xuyeân qua caùc vaïch trong suoát vaø bò chaën laïi ôû nhöõng vaïch toái. Beân kia maët ñóa, song song vôùi diode phaùt laø moät diode thu coù nhieäm vuï nhö moät caûm bieán, ghi nhaän caùc tín hieäu do diode phaùt ñöa tôùi. Coù bao nhieâu ñöôøng vaïch troøn thì coù baáy nhieâu diode thu tín hieäu. Caùc tín hieäu ñoïc ñöôïc töø diode thu seõ ñöôïc ñöa ra ngoaøi döôùi daïng tín hieäu ñieän. Caùc tín hieäu ñieän naøy seõ coù daïng maõ nhò phaân phaûn aûnh vò trí cuûa truïc quay Encoder. Thoâng thöôøng ñeå deã daøng trong cheá taïo ngöôøi ta maõ hoaù caùc vaïch trong suoát vaø vaïch toái theo maõ Gray vì vaäy ñeå öùng duïng ñöôïc trong caùc heä thoáng söû duïng maõ Binary thì ta phaûi coù chöông trình chuyeån ñoåi töø maõ Gray sang maõ Binary. Moät öu ñieåm nöa cuûa maõ Gray laø ôû moãi vò trí keá nhau thì chæ coù moät bit ñöôïc thay ñoåi, do ñoù sai soá ôû ngoõ ra chæ coù theå toái ña laø moät ñôn vò. Coøn ôû maõ Binary thì coù theå gaây sai soá lôùn vì khi thay ñoåi vò trí thì coù theå chæ coù moät bit coù troïng soá cao ñöôïc thay ñoåi coøn caùc bit treân haøng khaùc chöa kòp thay ñoåi. H2.24.Caáu taïo vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa Optical Absolute Encoder 26
  27. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Baûng 2.2. maõ Gray  Encoder loaïi Incremental: - Encoder loaïi Incremental coù ít keânh ngoõ ra hôn loaïi Absolute, vì theá caáu taïo cuûa noù ñôn giaûn hôn. Treân beà maët dóa troøn beân trong Encoder coù hai ñöôøng troøn ñoàng taâm. Moãi ñöôøng coù caùc vaïch trong suoát vaø caùc vaïch toái xen keõ nhau. Cuõng nhö loaïi Absolute Encoder, diode phaùt quang seõ phaùt tín hieäu ñi xuyeân qua vaïch trong suoát ñeán diode thu. Hai diode thu naøy seõ chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu ñieän vaø ñöa ra ngoaøi. - Vò trí caùc vaïch trong suoát cuûa hai ñöôøng leäch nhau moät goùc 90 0 vaø döïa vaøo goùc leäch pha giöõa hai tín hieäu ra laø sôùm pha hay treã pha maø ta xaùc ñònh chieàu quay laø thuaän hay nghòch. - Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa encoder nhö sau - ñöôøng tính hieäu beân ngoaøi (outer track) duøng ñeå xaùc ñònh vò trí - ñöôøng tính hieäu giöõa (middle track) duøng xaùc ñònh höôùng quay - ñöôøng tín hieäu trong (inner track) duøng xaùc ñònh soá voøng. - Boä ñeám seõ ñeám soá xung (caïnh leân hoaëc xuoáng) ñeå xaùc ñònh vò trí. 27
  28. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 2.23. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa Incremental Encoder Daïng xung ngoõ ra : A B Quay theo chieàu thuaän A B Quay theo chieàu nghòch 28
  29. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC c. Resover Laø thieát bò taïo ra caùc tính hieäu ñieän theo haøm soá vò trí cuûa goùc quay. Sô ñoà nguyeân lyù nhö hình 2.26. Hình 2.26. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa Resolver Stato bao goàm 2 cuoän daây, cuoän E1 vaø cuoän E2 ñaët vuoâng goùc nhau. Roâto gaén cuoän daây E3 ñöôïc caáp ñieän baèng hieäu ñieän theá bieán ñoåi hình sin va quay troøn. Tín hieäu trong cuoän daây E3 bò caûm öùng bôûi tín hieäu trong cuoän daây E1vaø E2. Khi quay cuoän E3 seõ gaây leân söï khueách ñaïi tín hieäu caûm öùng vaø bieán thieân theo haøm soá goùc quay. ÖÙng vôùi moãi vò trí seõ taïo neân moät giaù trò keát hôïp khaùc nhau giöõa hieäu ñieän theâ cuoän E1 vaø cuoän E2 nhö hình 2.27. Hình 2.27. ñieän aùp ôû cuoän E 1 laø V1 = Vi sin(ω t + γ ) , cuoän E2 laø V2 = Vi cos(ω t + γ ) . Vi = hieäu ñieän theá vaøo ω = vaän toác goùc t = thôøi gian γ = dòch pha Ta coù theå xaùc ñònh goùc quay döïa vaøo töøng caëp giaù trò cuûa V E1 vaø V E2 . ñoàng thôøi cuõng coù theå xaùc ñònh toác ñoä quay döïa vaøo taàn soá cuûa xung. Tính hieäu ra cuûa Resolver laø töông töï, ta thuôøng phaûi bieán thaønh tính hieäu soá ñeå xöû lyù. 29
  30. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC d. Boä ño vaän toác goùc (Tachometer) Boä ño toác ñoä goùc quay ño löôøng vaän toác goùc cuûa truïc quay. Ta coù theå duøng phaùt toác DC (phaùt ta hieäu ñieän theá DC theo toác ñoä quay) hoaëc phaùt toác AC(phaùt ra hieäu ñieän theá AC). Ngoaøi ra ta coøn duøng phaùt toác xung (Frequency type tachometer,Kyõ thuaät phoå bieán laø gaén nam chaâm treân truïc quay. Khi nam chaâm di chuyeån qua loõi caûm bieán coá ñònh, doøng ñieän ñöôïc sinh ra. Moãi voøng xoay cuûa truïc taïo ra moät xung ñieän aùp, xöû lyù tính hieäu xung naøy ta seõ bieát ñöôïc toác ñoä quay) . Hình 2.28 Hình 2. 28 – Ño vaän toác goùc 30
  31. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC 2.7/ Chuyeån ñoäng noäi suy 2.7.1/ Phöông thöùc di chuyeån dao coù 2 phöông thöùc di chuyeån dao trong ñieàu khieån soá + Di chuyeån ñieåm tôùi ñieåm (PTP) + Di chuyeån theo bieân daïng (Contour) a. Di chuyeån ñieåm tôùi ñieåm Theo phöông thöùc naøy, dao di chuyeån theo caùc haønh trình thaúng tôùi vò trí yeâu caàu. Chuyeån ñoäng naøy ñöôïc söû duïng ñeå di chuyeån nhanh - ñònh vò. Coù 3 cheá ñoä di chuyeån PTP (hình 2.29õ): + Di chuyeån höôùng truïc ( axial path ) Dao ñöôïc di chuyeån tuaàn töï theo caùc truïc : theo phöông X, sau ñoù theo phöông Y, hoaëc ngöôïc laïi Öu ñieåm: heä ñieàu khieån ñôn giaûn, di chuyeån theo caùc truïc ñoäc laäp + Di chuyeån theo phöông xieân 45 0: Dao di chuyeån theo phöông xieân 45 0 cho ñeán khi ñaït ñöôïc moät trong hai thaønh phaàn toïa ñoä ( X hoaëc Y), sau ñoù di chuyeån theo moät truïc ñeå ñaït ñöôïc vò trí yeâu caàu + Di chuyeån tröïc tieáp(linear path): Dao di chuyeån theo haønh trình ngaén nhaát tôùi ñieåm ñích. Hình 2.29. Caùc phöông phaùp di chuyeån PTP b. Di chuyeån theo bieân daïng (contour) Dao di chuyeån theo bieân daïng yeâu caàu ñeå thöïc hieän quy trình gia coâng. Bieân daïng (contour) bao goàm chuoãi caùc ñöôøng cong(curve), tuøy thuoäc vaøo hình daïng cuûa caùc ñöôøng cong trong khoâng gian ta coù theå phaân ra ñöôøng cong 2D, 2.1/2D, 3D, 4D, 5D Hình 2.30->2.33 31
  32. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Chæ taïo ra caùc ñöôøng cong trong maët phaúng xy, truïc z ñöôïc ñieàu khieån ñoäc laäp vôùi xy Hình 2.30. Heä thoáng taïo bieân daïng 2D Coù theå ñieàu khieån ñoàng thôøi theo hai truïc baát kyø ñeå taïo neân caùc ñöôøng cong trong maët xy, yz, zx, phöông coøn laïi thöôøng laø phöông tieán dao Hình 2.31. Heä thoáng taïo bieân daïng 2.1/2 D Coù theå ñieàu khieån ñoàng thôøi theo 3truïc ñeå taïo neân caùc ñöôøng cong trong khoâng gian. Thöôøng duøng ñeå gia coâng caùc beà maët phöùc taïp Hình 2.32. Heä thoáng taïo bieân daïng 3 D 32
  33. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Ngoaøi 3 truïc ñieàu khieån x, y,z coøn theâm vaøo truïc ñieàu khieån goùc quay cuûa baøn maùy Hình.2.33. Heä thoáng taïo bieân daïng 4 D Caùc loaïi ñöôøng cong thöôøng gaëp trong chuyeån ñoäng gia coâng CNC laø: Ñöôøng baäc 1 (linear) : ñöôøng thaúng Ñöôøng baäc 2 (conic) : cung troøn, elip, parabol, hyperbol Ñöôøng baäc 3 (cubic) Caùc ñöôøng baäc cao hôn . Thöïc hieän: Caùc ñöôøng cong baäc cao ñöôïc xaáp xæ bôûi chuoãi phaàn töû hình hoïc cô baûn bôûi 3 nhoùm treân. # Trong ñieàu khieån soá, caùc di chuyeån cô baûn naøy ñöôïc goïi laø chuyeån ñoäng noäi suy. 2.7.2/ Chuyeån ñoäng noäi suy + Ñieàu khieån soá söû duïng 5 cheá ñoä noäi suy: - Noäi suy ñöôøng thaúng, noäi suy cung troøn, noäi suy ñöôøng xoaén, noäi suy parabol, noäi suy baäc 3 + Boä noäi suy: Laø thieát bò ñieän töû ( ñoái vôùi heä NC), laø phaàn meàm ( ñoái vôùi heä CNC) coù caùc nhieäm vuï : - Tìm ra vò trí trung gian cho pheùp hình thaønh moät bieân daïng cho tröôùc trong moät giôùi haïn dung sai xaùc ñònh tröôùc - Noäi suy moät caùch thích hôïp caùc yeáu toá bieân daïng ñoøi hoûi. - Toác ñoä ñöa ra vò trí trung gian phaûi phuø hôïp vôùi toác ñoä chaïy dao cho tröôùc. - Ñi tôùi moät caùch chính xaùc caùc ñieåm keát thuùc chöông trình ñaõ ñöa ra tröôùc trong chöông trình. Heä thoáng CNC thöïc hieän noäi suy ôû hai möùc: - Noäi suy thoâ: xaùc ñònh toïa ñoä caùc ñieåm ñaàu vaø ñieåm cuoái cuûa ñoaïn bieân daïng. - Noäi suy tinh: thöïc hieän tieáp noäi suy tuyeán tính giöõa caùc ñieåm trung gian naøy Trong haàu heát caùc maùy CNC thoâng thöôøng chæ söû duïng noäi suy ñöôøng thaúng vaø noäi suy voøng troøn caùc daïng noäi suy khaùc nhö parabol, hyperbol hay baäc cao hôn khoâng thöïc hieän vì chuùng haàu nhö khoâng coù trong ñoøi hoûi thöïc teá. Vôùi noäi suy thaúng vaø noäi suy voøng, coù theå thöïc hieän ñöôïc nhöõng khaû naêng sau: Noäi suy thaúng theo 2 trong n truïc Noäi suy thaúng theo n trong n truïc Noäi suy voøng theo 2 trong n truïc Noäi suy voøng theo 2 trong n truïc ñoàng thôøi vôùi noäi suy thaúng theo truïc vuoâng goùc ( noäi suy ñöôøng xoaén oác) 33
  34. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC 2.7.3/ Phöông phaùp noäi suy: Ñeå xaùc ñònh giaù trò caàn veà vò trí treân caùc truïc rieâng leû, ngöôøi ta öùng duïng caùc phöông phaùp noäi suy khaùc nhau. Neáu phaân loaïi theo thuaät toaùn söû duïng, ta coù theå phaân boá noäi suy theo 2 nhoùm: - Nhoùm 1: caùc thieát bò laøm vieäc theo nguyeân taéc haøm ñaùnh giaù vaø boä phaân tích vi phaân soá - Nhoùm 2: caùc thieát bò laøm vieäc theo nguyeân taéc tích phaân soá Neáu phaân loaïi theo phöông phaùp thöïc hieän, coù 2 loaïi: - Söû duïng maïch cöùng - Söû duïng chöông trình a. Phöông phaùp noäi suy ñöôøng thaúng (linear interpolation) + Khaùi nieäm: Dao ñöôïc di chuyeån töø ñieåm ñaàu tôùi ñieåm cuoái haønh trình theo chuoãi ñoaïn thaúng. H.2.34 + Thöïc hieän: Noäi suy ñöôøng thaúng theo 2 hay 3 truïc raát thoâng duïng + Caùc thoâng soá yeâu caàu: Toïa ñoä ñieåm ñaàu, toïa ñoä ñieåm cuoái Toác ñoä di chuyeån treân moãi truïc + Khaû naêng: Veà lí thuyeát, noäi suy ñöôøng thaúng coù theå laäp trình quyõ ñaïo cong baát kì, nhöng löôïng döõ lieäu caàn xöû lí raát lôùn. Söû duïng noäi suy cung troøn, parabol, ñöôøng xoaén laøm giaûm ñaùng keå löôïng döõ lieäu caàn laäp trình. 34
  35. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 2.34. Noäi suy ñöôøng thaúng Ví duï: Noäi suy töø ñieåm A ñeán ñieåm E Söû duïng phöông phaùp “ Phaân tích vi phaân soá” DDA ( Digital Differenttial Analyse) Xeùt moät dao caàn chuyeån ñoäng töø: PA (ñieåm khôûi xuaát) ñeán P E (ñieåm keát thuùc) theo moät ñöôøng thaúng vôùi moät toác ñoä chaïy dao u xaùc ñònh. (hình veõ) Goïi L: ñoaïn ñöôøng töø P A ñeán P E. Vaäy trong thôøi gian T = L/u caùc ñoaïn ñöôøng thaønh phaàn (x E-xA) vaø (y E-yA) phaûi ñöôïc thöïc hieän. Toïa ñoä vò trí caùc ñieåm trung gian ñöôïc tính theo haøm thôøi gian: Chia thôøi gian T thaønh caùc khoaûng t= T/N ñuû nhoû, pheùp tích phaân cho pheùp thay bôûi pheùp coäng soá: 35
  36. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Vôùi moãi böôùc coäng, giaù trò veà vò trí laïi taêng theâm moät böôùc baèng haèng soá. Ñeå ñaûm baûo ñoä chính xaùc cuûa bieân daïng noäi suy, caùc böôùc coäng phaûi nhoû hôn suaát ñôn vò f cuûa truyeàn ñoäng chaïy dao. Thoâng thöôøng f = 0,001 mm. b. Noäi suy cung troøn + Khaùi nieäm: Dao ñöôïc di chuyeån töø ñieåm ñaàu tôùi ñieåm cuoái haønh trình theo moät cung troøn bôûi moät caâu leänh (block) ñôn giaûn, thay theá cho raát nhieàu caâu leänh noäi suy ñöôøng thaúng. Hình 2,35 + Thöïc hieän: Noäi suy ñöôøng troøn theo 2 truïc + Caùc thoâng soá yeâu caàu: Toïa ñoä ñieåm ñaàu, toïa ñoä ñieåm cuoái, taâm hoaëc baùn kính cung troøn. Toác ñoä di chuyeån treân moãi truïc + Khaû naêng: Noäi suy cung troøn hay toaøn boä ñöôøng troøn. + Phöông phaùp thöïc hieän: Phöông phaùp noäi suy DDA cuõng ñöôïc öùng duïng trong noäi suy cung troøn. Hình 2.35. Noäi suy cung troøn vduï: Noäi suy cung troøn töø P A ñeán P E: Noäi suy voøng PA: ñieåm khôûi xuaát PE: ñieåm ñích P: ñieåm thuoäc ñöôøng cong T: tg töø PA ñeán PE t: tg töø PA ñeán P 36
  37. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Töø hình veõ: Muoán chaïy caét theo ñöôøng cong, nhöõng ñieåm trung gian treân bieân daïng phaûi ñöôïc xaùc ñònh töø boä noäi suy trong moái quan heä phuï thuoäc vaøo thôøi gian chaïy caét. Theo ñoù: x = Rcos ϕ y = Rsin ϕ vôùi ϕ = 2 π t/T; T: thôøi gian chaïy heát toaøn voøng thì: Laáy tích phaân theo thôøi gian, ta coù toác ñoä thaønh phaàn treân töøng truïc rieâng leû: => dx = -(2 π / T)y(t)dt; dy = -(2 π / T)x(t)dt; Vôùi ñoä chính xaùc ñuû duøng, pheùp tích phaân treân coù theå thay theá bôûi pheùp coäng caùc gia soá ñöôøng dòch chuyeån. Do ñoù: c. Noäi suy xoaén oác (Helical Interpolation). Laø phöông phaùp noäi suy keát hôïp giöõa noäi suy keát hôïp giöõa noäi suy cung troøn theo hai truïc vaø noäi suy tuyeán tính theo truïc thöù 3. (hình 2.36) 37
  38. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ma y CNC & Coâng Ngheä Gia Coâng Treân Maùy CNC Hình 2.36. Noäi suy xoaén oác d. Noäi suy parabol (Parabolic Interpolation) Duûng ñieåm khoâng thaúng haøng ñeå xaáp xæ ñöôøng cong coù bieân daïng töï do. Laïoi noäi suy naøy thöôøng duøng trong taïo khuoân maãu khi maø caùc ñöôøng cong bieân daïng töï do(free shape) ñöôïc yeâu caàu thay vì laø caùc ñöôøng cong coù bieân daïng chính xaùc. Ta coù theå duøng noäi suy Parabol ñeå taïo caùc ñöôøng cong baäc cao. So vôùi noäi suy ñöôøng thaúng, noäi suy parabol giaûm khoaûng 50 laàn soá caùc ñieåm caàn löu tröõ. Hình 2.37 Pv A PH PF(Focus) PL Hình 2.37. Noäi suy Parabol 2 Ta coù: x = x v+ Au ; y = y v + 2Au uL= yL/2A, u H= yH/2A => Xn+1 = x n + (y n – yv)Au + (A u) u = (u H/N -> uL/N Y = y + 2A u n+1 n n = 1 : N e. Noäi suy baäc 3 (Cubic) Laø phöông phaùp xaáp xæ bieân daïng baèng ñöôøng cong baäc 3. phöông phaùp naøy thöôøng ñöôïc duøng taïo caùc beà maët raát phöùc taïp nhö khuoân voõ xe hôi, maùy bay 38
  39. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Chöông 3: CÔ SÔÛ LAÄP TRÌNH NC 3.1/ Moät soá khaùi nieäm cô baûn. 3.1.1/ Chöông trình NC: Bao goàm chuoãi chæ thò di chuyeån dao, chæ thò ñoùng ngaét vaø phuï trôï caàn thieát ñeå ñieàu khieån maùy töï ñoäng thöïc hieän coâng vieäc gia coâng. 3.1.2/ Laäp trình NC: Xaùc laäp tieán trình di chuyeån duïng cuï cuøng caùc chæ thò laäp trình cuï theå vaø löu tröõ caùc thoâng tin naøy treân thieát bò mang tin döôùi daïng maõ leänh phuïc vuï cho quaù trình ñoïc döõ lieäu töï ñoäng bôûi heä ñieàu khieån 3.1.3/ Ñònh daïng cuûa moät chöông trình NC: Ñònh daïng phoå bieán nhaát laø ñònh daïng ñòa chæ leänh (word address format). Ñònh daïng naøy bao goàm caùc maõ leänh (commands) ñöôïc truyeàn ñeán heä thoáng servo, rôle, coâng taéc ñeå thöïc hieän caùc taùc vuï gia coâng. Caùc maõ leänh lieân keát nhau taïo thaønh khoái leänh (Block). Boä ñieàu khieån maùy seõ thöïc hieän caùc thao taùc ñieàu khieån theo töøng khoái leänh moät. Keát thuùc moät khoái leänh seõ coù daáu keát thuùc khoái (EOB). Caáu truùc cuûa moät chöông trình CNC ñöôïc minh hoïa nhö hình 3.1. Hình 3.1. Caáu truùc chöông trình NC a. Ñòa chæ leänh: Laø chöõ caùi alphabet ñaàu leänh, chæ thò vò trí löu tröõ döõ lieäu soá theo sau. Caùc chöû caùi ñöôïc duøng trong maõ leänh ñöôïc theå hieän treân baûng3.1. 40
  40. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Baûng 3.1. Caùc maõ leänh NC Nhoùm leänh Ñòa chæ YÙ nghóa Soá hieäu chöông trình O Soá hieäu chöông trình Soá thöù töï khoái leänh N Soá thöù töï khoái leänh Leänh G G Phöông thöùc noäi suy chuyeån ñoäng Kích thöôùc X,Y,Z Truïc chuyeån ñoäng tònh tieán chính U,V,W Truïc chuyeån ñoäng tònh tieán phuï A,B,C Truïc quay chính I,J,K Toïa ñoä taâm cung troøn R Baùn kính cung troøn Toác ñoä chaïy dao F Toác ñoä chaïy dao Toác ñoä truïc chính S Toác ñoä quay truïc chính Choïn dao T Soá hieäu dao Leänh phuï M Leänh ñoùng/ ngaét (ON/OFF) B Ñieàu khieån baøn xoay Soá hieäu thanh ghi dòch D,H Soá hieäu thanh ghi dòch chænh chænh Döøng taïm thôøi P,X Thôøi gian döøng taïm thôøi Leänh goïi chöông trình P Soá hieäu chöông trình con; Soá laàn laëp laïi chöông trình con Tham soá P,Q Tham soá cuûa chu trình b. Caâu Leänh ( Word): Laø chuoãi kí töï, soá, chæ thò moät ñaïi löôïng ñieàu khieån nhaát ñònh. Ví duï: N10 : soá thöù töï khoái leänh; G01 : noäi suy ñöôøng thaúng; X2.0: toïa ñoä phöông X; F300 toác ñoä chaïy dao; T07 : soá hieäu dao; M09 : ngaét thieát bò chaát laøm nguoäi c. Khoái leänh (Block) : Laø chuoãi caùc leänh ñaày ñuû ñeå thöïc hieän moät thuû tuïc di chuyeån hoaëc moät taùc vuï hoaït ñoäng cuûa maùy. Khoái leänh ñöôïc coi laø ñôn vò cô baûn cuûa chöông trình CNC. Caáu truùc ñieån hình cuûa khoái leänh nhö sau: N__ G__ X__ Y__ M__ S__ T__ EOB(;) Thí duï: N05 G21; :heä meùt N10 G90 G00 X0 Y0; : toïa ñoä tuyeät ñoái, chaïy dao nhanh ñeán (0,0) 3.1. 4/ Caáu truùc chöông trình CNC: Caáu truùc toång quaùt cuûa chöông trình CNC bao goàm: - Ñaàu taäp tin ( Tape start): kí töï (%) khai baùo baét ñaàu taäp tin chöông trình. - Nhaõn taäp tin (Leader section): Tieâu ñeà taäp tin chöông trình. 41
  41. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN - Ñaàu chöông trình (Program start) : kí töï khai baùo baét ñaàu chöông trình. - Thaân chöông trình (Program section): Caùc leänh gia coâng - Chuù thích (Command section): chæ daãn hoaëc chuù thích cho ngöôøi vaän haønh - Cuoái taäp tin (Tape end): kí töï khai baùo keát thuùc taäp tin chöông trình. Coù 2 loïai chöông trình: Chöông trình chính (main program) Chöông trình con (subprogram): Laø chöông trình phuï ñöôïc goïi töø chöông trình chính, thöôøng duøng khi trong chöông trình chính coù nhieàu ñoaïn laëp laïi. Khoái leänh 1 Khoái leänh 2 Khoái leänh 1 Khoái leänh 2 Goïi chöông trình con Khoái leänh n Trôû veà chöông trình chính Khoái leänh n+1 3.2. Phöông thöùc laäp trình NC 3.2.1/ Laäp trình tröïc tieáp: Ngöôøi laäp trình coù theå töï bieân soaïn chöông trình NC treân cô sôû nhaän daïng hoaøn toaøn chính xaùc toïa ñoä chaïy dao. Thöôøng söû duïng cho caùc tröôøng hôïp gia coâng ñôn giaûn. Truyeàn chöông trình NC ñöôïc laäp vaøo heä ñieàu khieån maùy baèng 2 phöông phaùp (xem hình 3.2): - Nhaäp töø caùc thieát bò ngoaøi: ñóa meàm, baêng töø, coång giao tieáp - Nhaäp töø Panel ñieàu khieån theo cheá ñoä MDI (Manual Data Input) Hình 3.2. Phöông phaùp laäp trình tröïc tieáp. 3.2. 2/ Laäp trình Töï ñoäng: Ngöôøi laäp trình söû duïng ngoân ngöõ hoã trôï laäp trình hoaëc phaàn meàm CAD/CAM nhö coâng cuï trôï 42
  42. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN giuùp ñeå chuyeån ñoåi töï ñoäng döõ lieäu hình hoïc vaø döõ lieäu coâng ngheä thaønh chöông trình NC. Coù 3 phöông phaùp laäp trình töï ñoäng: - Laäp trình baèng phaàn meàm NC (NC Editor) - Laäp trình baèng ngoân ngöõ xöû lí hình hoïc - Laäp trình baèng phaàn meàm CAD/CAM Hình 3.3. Phöông thöùc laäp trình töï ñoäng 3.2.3/ Laäp trình theo coâng ngheä Cad/Cam Laøphöông phaùp laäp trình töï ñoäng coù raát nhieàu öu vieät. Phöông phaùp laäp trình naøy cho pheùp ta taïo neân ñöôïc caùc chöông trình gia coâng nhöõng chi tieát raát phöùc taïp moät caùch deã daøng, chính xaùc. Do vaäy laäp trình theo coâng ngheä CAD/CAM ngaøy nay ñöôïc söû duïng raát roäng raûi trong coâng ngheä gia coâng CNC. Veà cô baûn, CAD/CAM bao goàm 2 thaønh phaàn. CAD : xaùc laäp hình hoïc chi tieát gia coâng, tao neân moâ hình vaät theå caàn gia coâng bao goàm caùc ñieåm, ñöôøng, beà maët, khoái. CAM : söû duïng döõ lieäu hình hoïc ñöôïc taïo, ñeå taïo ñöôøng chaïy dao vaø thöïc hieän chöùc naêng quaûn lí vaø ñieàu khieån saûn xuaát nhö laäp trình cheá taïo, laäp keá hoaïch saûn xuaát, quaûn lí chaát löôïng, hoaïch ñònh nguoàn löïc saûn xuaát Quy trình laäp trình NC theo coâng ngheä CAD/CAM goàm caùc böôùc cô baûn sau: a.Thieát keá maãu gia coâng treân phaàn meàm CAD b.Xaùc laäp tieán trình gia coâng c. Löïa choïn coâng ngheä gia coâng NC (phöông thöùc chaïy dao) cho töøng böôùc gia coâng d. Xaùc laäp thoâng soá NC cho chöùc naêng gia coâng NC töông öùng e. Thöïc thi trình xöû lí ñoái vôùi chöùc naêng gia coâng NC ñeå taïo ñöôøng chaïy dao (toolpath generation) f. Thöïc thi trình haäu xöû lí (post processing) bieân dòch döõ lieäu chaïy dao thaønh chöông trình NC 43
  43. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN CHÖÔNG 4: COÂNG NGHEÄ PHAY NC 4.1. Maùy phay CNC 4.1.1. Phaân loaïi: Vieäc phaân loaïi maùy phay CNC chæ mang tính töông ñoái. Tuyø thuoäc vaøo tính vaïn naêng, soá dao coù theå tích trong oå tích dao (tool magazine) ta chia maùy phay CNC thaønh caùc loaïi cô baûn sau. a. Maùy phay CNC (CNC Milling machine) Maùy phay CNC thöôøng duøng ñeå chæ caùc maùy phay coù 1 hoaëc moät vaøi dao trong oå tích dao, thoâng thöôøng oå tích dao khoâng chöùa quùa 12 dao vaø coù daïng maâm xoay (Turet). Döïa vaøo caáu truùc maùy ta phaân maùy phay loaïi naøy laøm 2 loaïi. Loaïi thöù 1: spindle thaúng ñöùng (vertical CNC milling machine), Hình 4.1.a. Loaïi thöù 2 : spindle ngang (Horizontal CNC milling machine), Hình 4.1b. Hình 4.1a. maùy phay CNC ñöùng Hình 4.1b. Maùy phay CNC ngang b. Trung taâm phay CNC (CNC Milling Center) Laø loaïi maùy phay CNC coù tính vaïn naêng cao hôn, thoâng thöôøng soá dao coù theå tích trong oå tích dao töø 12 ñeán haøng traêm dao. OÅ tích dao (Tool Magazine) thöôøng coù daïng xích quay, dao ñöôïc thay töï ñoäng hoaëc duøng Robot caáp dao.Hình 4.2 44
  44. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Hình 4.2. Boä tích dao trong trung taâm phay CNC Töông töï maùy phay CNC , trung taâm phay coù theå laø trung taâm phay ñöùng (vertical Milling Center) hoaëc trung taâm phay ngang (Horizontal Milling Center) c. Trung taâm phay-tieän CNC (Milling-Turning Center) Laø trung taâm phay CNC tích hôïp vaø coù khaû naêng laøm vieäc nhö maùy tieän CNC. Loaïi maùy naøy coù tính vaïn naêng raát cao. Tuy nhieân keát caáu raát phöùc taïp, ñaét tieàn.  Ngoaøi ra tuyø vaøo khaû naêng ñieàu khieån theo caùc truïc ta coøn chia ra maùy phay CNC 2 truïc, 2.1/2 truïc, 3 truïc, 4 truïc vaø 5 truïc. 4.1. 2. Quy ñònh caùc truïc treân maùy phay CNC Nhöõng maùy coâng cuï thoâng thöôøng coù 3 truïc chính X,Y, Z coù chieàu nhaát ñònh.Tuy nhieân coù maùy 4,5 truïc. Theâm 3 truïc quay xung quanh caùc truïc töông öùng kyù hieäu laø A, B hoaëc C. Tuøy theo loaïi maùy maø caùc truïc boá trí khaùc nhau vaø do ñoù coù chieàu khaùc nhau. Phöông chieàu cuûa caùc truïc maùy ñöôïc xaùc ñònh theo quy taéc baøn tay phaûi. Hình 4.3a moâ taû phöông phaùp xaùc ñònh phöông chieàu cuûa caùc truïc X,Y, Z. Hình 4.3b moâ taû caùch xaùc ñònh chieàu quay döông quanh caùc truïc töông öùng  Löu yù: laäp trình, vaän haønh tuaân theo nguyeân taéc chæ coù dao di chuyeån, coøn phoâi (baøn maùy) coá ñònh. Maëc duø thöïc teá coù theå dao coá ñònh coøn baøn maùy chuyeån ñoäng. 45
  45. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Ngoùn caùi chæ chieàu döông truïc X, ngoùn troû chæ chieàu döông truïc vaø ngoùn giöõa chæ chieàu döông truïc Z Hình 4.3. Quy taéc baøn tay phaûi 4.1.3. Caùc ñieåm tham chieáu treân maùy phay CNC ( Reference Zero Points ) Caùc ñieåm tham chieáu treân maùy laø caùc ñieåm cô sôû hoaëc ñieåm baét ñaàu ñöôïc söû duïng ñeå tính toaï ñoä caùc ñieåm khaùc. Ta coøn goïi laø ñieåm khoâng ( zero points). Heä ñieàu khieån CNC duøng 4 loaïi ñieåm tham chieáu sau: •Ñieåm khoâng(zero) cuûa maùy (Machine zero point ) •Ñieåm ruùt dao tham chieáu (Reference return point ) •Ñieåm khoâng (zero) cuûa chi tieát (Work zero point ) •Ñieåm khoâng(zero) khi laäp trình (Program zero point )  Machine Zero Point Laø goác toïa ñoä maùy. Ñöôïc caøi ñaët bôûi nhaø cheá taïo vaø khoâng theå söõa ñoåi. Ñieåm khoâng cuûa maùy ñöôïc ñaët teân M vaø kyù hieäu nhö hình 4.4õ. Vôùi maùy tieän, ñieåm khoâng cuûa maùy thöôøng ñaët taïi taâm maët ñaàu cuûa truïc chính. Vôùi maùy phaùy noù thöôøng ñaët taïi ñieåm giôùi haïn cuûa caùc truïc. Thoâng thöôøng ñieåm Zero cuûa maùy khoâng duøng laøm ñieåm tham chieáu ñeå laäp trình. Ñieåm naøy thöôøng ñöôïc duøng vaøo caùc muïc ñích sau.  Caøi ñaët ban ñaàu cho maùy (Initial setup of the machine)  Laøm tham chieáu cho caùc ñieåm tham chieáu khaùc nhö: reference return points, work zeros, vaø program zeros.  Laøm vò trí an toaøn ñeå thay dao. 46
  46. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Hình 4.4. ñieåm khoâng cuûa maùy  Reference Return Point Reference return points laø caùc vò trí maø baøn maùy hoaëc truïc chính seõ trôû veà ñoù nhaèm thöïc hieän moät taùc vuï naøo ñoù. Ñieåm naøy ñöôïc ñaët teân R vaø ñöôïc kyù hieäu nhö Hình 4.5. Moät soá heä ñieàu haønh cho pheùp chæ ñònh 4 ñieåm ruùt dao tham chieáu. Thoâng thöôøng ñoái vôùi maùy phay ñieåm khoâng cuûa maùy laø ñieåm tham chieáu thöù nhaát . Ñieåm tham chieáu thöù 2,3,4 ñöôïc chæ ñònh baèng vieäc caøi ñaët cho boä ñieàu khieån maùy. Noù coù theå ñöôïc ñaët taïi baát kyø ñieåm thuaän tieän naøo trong vuøng laøm vieäc cuûa maùy. Vôùi maùy tieän ñieåm tham chieáu laø ñieåm xa nhaát trong vuøng laøm vieäc. Hình 4.5. Ñieåm tham chieáu cuûa maùy ( Reference return point) Vò trí cuûa ñieåm tham chieáu thöù nhaát ñöôïc xaùc ñònh tröôùc, chính xaùc so vôùi ñieåm khoâng cuûa maùy. Do vaäy noù coù theå ñöôïc söû duïng cho vieäc ñieàu chænh, kieåm tra( calibrating and regulating) heä thoáng ño löôøng cuûa baêng tröôït baøn maùy vaø truïc chính. 47
  47. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Ñieåm tham chieáu ñöôïc duøng ñaëc bieät trong 4 tình huoáng sau:  Khi khôûi ñoäng maùy, taát caû caùc truïc neân luoân ñöôïc ñöa veà ñieåm tham chieáu ñeå kieåm tra heä thoáng ño löôøng.  Maùy caàn ñöa laïi veà ñieåm tham chieáu ñeå thieát laäp laïi toïa ñoä chính xaùc trong caùc tình huoáng nhö: maát ñieän, vaän haønh khoâng ñuùng laøm maát ñi döï lieäu hieän taïi.  Khi thay dao.  Khí keát thuùc chöông trình gia coâng ñeå Reset laïi boä ñieàu khieån.  Work Zero Point Laø goác toïa ñoä cuûa heä toaï ñoä gaén lieàn vôùi phoâi. Vò trí naøy ñöôïc caøi ñaët bôûi ngöôøi vaän haønh maùy vaø ñöôïc ñaët taïi baát kyø vò trí thuaän lôïi naøo ñoù treân phoâi. Work Zero Point ñöôïc ñaët teân laø W vaø kí hieäu nhö hình 4.6. a. ñaët taïi beà maët maâm caëp b. ñaët taïi maët ñaáu chi tieâ’t tieän c. ñaët taïi goùc chi tieát d. ñaët taïi taâm chi tieát Hình 4.6. Ñieåm khoâng cuûa chi tieát. 48
  48. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN  Program Zero Points Laø goác toïa ñoä cuûa chöông trình gia coâng. Noù duøng ñeå xaùc ñònh caùc vò trí trong chöông trình gia coâng. Do vaäy phaûi ñöôïc chæ ñònh tröôùc khi thöïc thi chöông trình. Program Zero point ñöôïc ñaët teân P vaø ñöôïc kyù hieäu nhö hình veõ. Program Zero point thöôøng truøng vôùi Work Zero point . Tuy nhieân noù coù theå ñöôïc ñaët taïi baát kyø vò trí thuaän lôïi naøo khaùc nhö Hình 4.7 Hình 4-7. Ñieåm Zero laäp trình Ta coù theå ñònh nghóa nhieàu Program Zeros nhaèm thuaän lôïi khi laäp trình gia coâng caùc chi tieát phöùc taïp. Trong tröôøng hôïp naøy ñieåm khoâng ñaàu tieân ñöôïc goïi laø program zero taát caû caùc ñieåm khoâng sau ñoù (ñöôïc xaùc ñònh so vôùi Program Zeros) goïi laø ñieåm khoâng cuïc boä ( local zero point). Hình 4.7. Local Zero Point 4.2. Duïng cuï phay CNC Heä thoáng duïng cuï duøng cho maùy CNC noùi chung, cho maùy phay CNC noù rieâng bao goàm caùc thaønh phaàn sau: Heä thoáng thay dao töï ñoäng (Automatic Tool Changer: ATC), oå gaù dao (Tool Holder), duïng cuï (cutting tool)ï nhaèm ñaûm baûo caùc yeâu caàu sau: - Gaù ñöôïc nhieàu dao vôùi ñoä chính xaùc cao 49
  49. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN - Thay dao töï ñoäng, nhanh - Coù theå hoaùn ñoåi giöõa caùc dao. 4.2.1. Heä thoáng thay dao töï ñoäng. Coù nhieäm vuï laáy dao töø oå chöùa dao, gaù vaøo truïc chính vaø laáy dao töø truïc chính caát vaøo oå chöùa dao moät caùch nhanh choùng. OÅ chöùa dao (Tool magazine) laø heä thoáng löu tröõ dao coù theå nhaän bieát ñöôïc caùc vò trí vaø truy xuaát töï ñoäng. Xem laïi hình 4.2 4.2.2. OÅ gaù dao. OÅ gaù dao seõ giuùp thuaän lôïi cho vieäc thay ñoåi nhieàu dao vaøo chuïc chính maùy moät caùch nhanh choùng, chính xaùc. Caáu taïo oå gaù dao nhö hình 4.8 Hình 4.8. OÅ gaù dao (Tool Holder)  Ñaàu gaù coân (Tapered Shank ) Ñaàu gaù coân duøng laêùp OÅ gaù dao leân truïc chính. Theo tieâu chuaån ANSI coù 6 côû oå gaù dao coân cô baûn sau: #30, #35, #40, #45, #50, vaø #60 maùy caøng lôùn duøng ñaàu gaù coân coù soá hieäu caøng lôùn. Ñoä coân tieâu chuaån laø 3.5 in./ft ( heä soá 7:24). Taper Shank No. Type of Machine #60 Maùy raát lôùn (Very large machines ) #50 Maùy côû trung (Medium size machines) (20 to 50 HPs) #40 Maùy côû nhoû (Small size machines ) #30 Maùy côû raát nhoû ( Very small machines )  Vaønh oå gaù dao (Flange ) Duøng ñeå oå gaù dao coù theå ñöôïc gaép giöû bôûi tay gaép thay dao. Coù 2loaïi cô baûn laø V-flange and BT-flange . V-falnges thöôøng duøng ñoái vôùi caùc dao kích thöôùc heä inch, BT-flanges Thöôøng duøng gaù dao kích thöôùc heä meùt. BT-Flank ñöôïc duøng nhieàu ôû nhaät vaø chaâu aâu. 50
  50. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN V-Flange SHANK A GAGE B C D SIZE [in.] LINE V30 1.250 1.812 1.875 1/2-13 V40 1.750 2.500 2.687 5/8-11 V45 2.250 3.250 3.250 3/4-10 V50 2.750 3.875 4.000 1-8 BT-Flange MODEL D1 D2 t1 t2 L1 L2 L3 L d1 d2 G BT20* BT30 46 38 20 2 48.4 34 24 70.4 31.75 12.5 M12 BT40 63 53 25 2 65.4 70 30 92.4 44.45 17 M16 BT50 100 85 35 3 101.8 90 45 139.8 69.85 25 M24  Nuùm coá ñònh oå dao (Retention Knob ) Nuùm coá ñònh oå dao duøng ñeå thanh khoùa cuûa truïc chính (locking drawbar ) keùo oå gaù dao cho sieát chaët vaøo truïc chính vaø thaû noù ra töï ñoäng. Xem hình 4.9 Hình 4.9. Keát caáu boä phaän gaù dao leân truïc chính  Adaptors (boä gaù thaân dao) Boä gaù thaân dao ñöôïc thieát keá vôùi nhieàu kieåu khaùc nhau nhaèm gaù ñöôïc nhieàu loaïi vaø nhieàu côû dao khaùc nhau. Thoâng thöôøng oå gaù dao ñöôïc ñaët teân theo boä gaù thaân dao töông öùng. Thöôøng gaëp laø: end mill holders (oå gaù dao phay ngoùn), face mill holders (oå gaù dao maët ñaàu), tap holders 51
  51. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN (oå gaù taroâ), collet holders (oå gaù duøng oáng ñaøn hoài), boring bar holders (oå gaù thanh doa), Morse taper holders, Jacob taper holders, vaø straight shank holders (oå gaù thaân dao truï). Hình 4.10 laø sô ñoà phaân chia caùc loaïi oå gaù dao khaùc nhau theo boä gaù thaân dao. Hình 4.10. Caùc loaïi oå gaù dao 52
  52. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 4.2.3. Duïng cuï phay Laø boä phaän tröïc tieáp laøm nhieäm vuï caét goït. Duïng cuï duøng trong coâng ngheä phay CNC noùi chung ña daïng hôn so vôùi maùy coâng cuï truyeàn thoáng. Tuøy thuoäc vaøo töøng yeâu caàu cuï theå ta söû duïng caùc loaïi duïng cuï khaùc nhau. Veà cô baûn duïng cuï duøng trong coâng ngheä phay CNC bao goàm caùc loaïi sau. a. Duïng cuï gia coâng loã: Khoan, khoeùt, doa, ta roâ. b. Dao phay ngoùn (End mill): dao phay ngoùn ñaàu phaúng (flat End Mill), ñaàu choûm caàu (Ball End Mill), vaùt meùp (Chamfer End Mill), Dao phay coân (Tapper End Mill), Dao cung luôïn (Corner End Mill), Dao quûa caàu (Dove Mill) . c. Dao phay maët ñaàu (Face Mill) Treân hình 4.11 laø moät soá loaïi dao thöôøng gaëp. Ñeå hieåu roõ hôn veà caùc loaïi dao naøy, xem laïi moân coâng ngheä cheá taïo maùy, nguyeân lyù caét. Hình 4.11. Moät soá duïng cuï duøng trong coâng ngheä phay 4.3. Caùc quy trình phay CNC ( CNC Milling Process). Treân maùy phay CNC ta coù theå thöïc hieän caùc quy trình sau:•Phay khoûa maët (Facing ), phay bieân daïng bao quanh ( Profiling ), phay hôùt phaàn vaät lieäu beân trong, phay hoùc (Pocketing ), phay raõnh (Slot cutting ), gia coâng loã (Hole machining ), gia coâng maët 3D (3-D surface machining). Caùc Quy trình nay ñöôïc moâ taû cuû theå ôû caùc baûng4.1. 53
  53. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Baûng 4.1 . Milling Processes ( Loaïi quy trình) ( minh hoaï) 54
  54. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 55
  55. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 4.4. Vaän haønh maùy phay CNC. Caùc maùy CNC khaùc nhau, thao taùc vaän haønh seõ khaùc nhau. Muoán hieåu cuï theå vaø coù theå vaän haønh thaønh thaïo nguôøi vaän haønh (operator) caàn phaûi tham khaûo caùc taøi lieäu höôùng daãn söû duïng vaän haønh (Operator’s Manual) vaø phaûi coù kinh nghieäm. Trong phaàn naøy, chæ giôùi thieäu chung veà caùc chöùc naêng vaän haønh treân caùc maùy CNC. Töø caùc kieán thöùc chung naøy seõ giuùp baïn deã daøng hôn khi ñoïc taùc taøi lieäu höôùng daãn vaän haønh maùy phay CNC. 4.4.1. Vaän haønh thuû coâng (manual operation) a. Trôû veà ñieåm tham chieáu (reference position return, Zero return, Home Return). Nhö treân ñaõ giôùi thieäu veà khaùi nieäm vaø coâng duïng cuûa ñieåm tham chieáu. ÔÛ cheá ñoä vaän haønh baèng tay, ñeå trôû veà ñieåm tham chieáu ta nhaán nuùt sau ñoù choïn töøng truïc ñeå ñöa dao di chuyeån nhanh veà ñieåm tham chieáu theo töøng truïc xaùc ñònh hoaëc coù theå di chuyeån 3 truïc ñoàng thôøi (ALL). Toác ñoä di chuyeån ñaõ ñöôïc caøi ñaët tröôùc ôû phaàn tham soá. Khi trôû veà ñieåm tham chieáu, ñeøn LED baät saùng. Coù theå thay ñoåi toác ñoä di chuyeån baèng caùch söû duïng chöùc naêng Rapid Traverse Override. b. Jog feed: Laø phöông phaùp vaän haønh baèng tay nhaèm di chuyeån dao theo truïc vaø chieàu töï choïn. Ñeå thöïc hieän, ta choïn chöùc naêng roài giöõ lieân tuïc phím truïc muoán di chuyeån ñeå di chuyeån dao ñeán ñieåm mong muoán.Töông töï, coù theå ñieàu chænh toác ñoä di chuyeån baèng caùch söû duïng chöùc naêng Feed Rate Override. Chöùc naêng Jog feed thöôøng duøng cho caùc muïc ñích sau: canh chænh dao, phoâi, caøi ñaët toaï ñoä gia coâng, di chuyeån dao xa khoûi phoâi ñeå thöïc hieän moät taùc vuï naøo ñoù, gia coâng baèng tay. c. Incremental feed (Rapid move): Khi ôû cheá ñoä naøy, dao seõ di chuyeån theo truïc, chieàu vaø khoaûng caùch choïn tröôùc. Thöïc hieän baèng caùch choïn chöùc naêng Incremental Feed (Rapid move), noài choïn phieám chæ truïc vaø chieàu töông öùng, nhaäp vaøo khoaûng caùch muoán di chuyeån. d. Manual handle feed: Chöùc naêng naøy duøng ñeå di chuyeån dao theo truïc vaø chieàu töï choïn baèng vieäc quay tay xoay treân boä phaän taïo xung baèng tay (Manual pulse generator). Luùc naøy xung taïo ra ñöôïc ñöa tröïc tieáp vaøo ñoäng cô laøm di chuyeån caùc truïc maùy theo chieàu mong muoán. Ta coù theå ñieàu chænh vieäc tieán nhanh hay chaäm cuûa caùc truïc baèng vieäc ñieàu chænh cheá ñoä di chuyeån treân boä phaän naøy. Choïn chöùc naêng naøy thöôøng ñeå set toïa ñoä gia coâng, canh chænh dao, ñöa dao vaøo laïi vuøng laøm vieäc khi vöïôt cöû  Chöùc naêng naøy khoâng thoâng qua boä ñieàu khieãn cuûa maùy neân raát an toaøn khi vaän haønh. 56
  56. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 4.4.2. Vaän haønh töï ñoäng a. Memory operation: Chöông trình ñöôïc löu trong boä nhôù khi moät chöông trình baát kì ñöôïc choïn. Khi nhaán nuùt treân baûng ñieàu khieån, maùy seõ töï ñoäng chaïy gia coâng chi tieát theo chöông trình ñöôïc choïn. Luùc naøy ñeøn cycle baät saùng. Moät khi quaù trình memory operation ñöôïc thöïc hieän, caùc quaù trình sau ñaây seõ ñöôïc thöïc thi: Moät block töø chöông trình ñöôïc ñoïc. Block ñöôïc giaûi maõ. Leänh töông öùng ñöôïc thöïc thi Leänh trong block keá tieáp ñöôïc ñoïc. Ñeå thöïc hieän ta choïn cheá ñoä treân baûng ñieàu khieån, choïn nuùt Program > Load (select) program roài choïn chöông trình muoán chaïy ñeå naïp vaøo boä nhôù maùy CNC. Löu yù: khi vì lyù do naøo ñoù phaûi thoaùt khoûi chöông trình dang gia coâng nhö: dao gaõy phaûi thay dao môùi, döøng khaån caáp Sau khi ñaõ khaéc phuïc söï coá ta muoán tieáp tuïc gia coâng phaàn coøn laïi thì laøm töông töï nhö treân, nhöng nhaán nuùt , luùc naøy heä ñieàu haønh yeâu caàu nhaäp vaøo soá cuûa khoái leänh maø ta muoán tieáp tuïc. Luùc naøy dao seõ di chuyeån nhanh ñeán vò trí trong khoái leänh treân, caùc leänh toác ñoä truïc chính, thay dao vaãn thöïc hieän bình thöôøng. b. MDI operation (manual data input) Laø cheá ñoä ñieàu khieån maùy baèng caùc leänh NC trong MDI mode, chöông trình ñöôïc thöïc hieän cuõng cuøng ñònh daïng nhö ôû memory operation nhöng ñöôïc thöïc hieän ôû baûng MDI panel (choïn nuùt MDI treân baûng ñieàu khieån maùy). Chöông trình ôû cheá ñoä MDI khoâng döôïc löu vaøo maùy vaø seõ maát ñi khi taét nguoàn hoaëc khi chuyeån qua cheá ñoä khaùc. MDI operation chæ söû duïng cho nhöõng chöông trình ñôn giaûn vaø khoâng caàn löu tröõ hoaëc duøng chaïy thöû maùy, kieåm tra toaï ñoä caøi ñaët, thay dao, caøi toïa ñoä G92 c. DNC Operation: Khi ôû cheá ñoä naøy,maùy khoâng vaän haønh theo chöông trình trong boä nhôù maø ñoïc tröïc tieáp chöông trình (thöôøng töø moät maùy tính khaùc keát noái vôùi maùy CNC) thoâng qua boä nhaäp-xuaát. Cheá ñoä naøy söû duïng khi chöông trình quaù lôùn khoâng theå chöùa trong boä nhôù maùy CNC. 4.4.3. Vaän haønh kieåm tra (test operation) a. Feedrate Overirde: Ñaïi löôïng tieán dao (feedrate) trong chöông trình seõ ñöôïc hieäu chænh taêng hoaëc giaûm theo phaàn traêm ñöôïc löïa choïn treân nuùt Jog feed rate override . Thöôøng söû duïng ñeå chaïy kieåm tra chöông trình. Ñoâi khi trong chöông trình ta duøng löôïng tieán dao beù ñeå ñaûm baûo an toaøn, khi gia coâng ta thaáy coù theå taêng löôïng tieán dao maø vaãn ñaûm baûo caùc yeâu caàu thì ta duøng chöùc naêng naøy ñeå taêng toác ñoä tieán dao. 57
  57. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Vd: khi F=100mm/min ñöôïc xaùc ñònh trong chöông trình, neáu ta chænh nuùt Jog feed rate override ñeán soá 50% thì dao seõ di chuyeån vôùi toác ñoä 50mm/min  Chöùc naêng naøy coøn duøng ñeå thay toác ñoä tieán dao ôû cheá ñoä Jogfeed b. Rapid Traverse Overirde: Cuõng töông töï nhö chöùc naêng Jog feed rate override nhöng thöôøng chæ coù 4 böôùc ( 0, 25%, 50%, 100%). Duøng ñeå giaûm toác ñoä chaïy dao nhanh. Rapid traver se Overide söû duïng cho: - G00 - Trôû veà ñieåm tham chieáu töï ñoäng: G27, G28, G30 - Trôû veà ñieåm tham chieáu baèng tay (Manual Home Return). - Cheá ñoä Dry run c. Dry Run: Dao di chuyeån vôùi toác ñoä tieán dao nhanh. Chöùc naêng naøy duøng ñeå kieåm tra ñöôøng chaïy dao khi chi tieát chöa ñöôïc gaù ñaët hoaëc ta chænh toïa ñoä cho dao chaïy phía treân chi tieát (khoâng caét). Duøng nuùt Rapid Traverse ñeå thay ñoåi toác ñoä tieán dao d. Single Block: Nhaán nuùt ñeå baét ñaàu cheá ñoä naøy (ñeøn single block baät saùng) vaø nhaán laïi nuùt single block (nhaû ra) ñeå boû cheá ñoä naøy. ÔÛ cheá ñoä naøy khi chöông trình ñöôïc thöïc thi, dao seõ döøng sau moãi block. Chöùc naêng naøy giuùp ta kieåm tra töøng khoái leänh. e. Block skip: Chöùc naêng naøy seõ boû qua khoâng thöïc hieän caùc khoái leänh trong chöông trình ñöôïc ñaùnh daáu baèng kyù töï boû qua khoái leänh ôû ñaàu khoái (thöôøng laø kyù töï \). Chöùc naêng naøy ñöôïc kích hoaït khi nuùt Block skip ñöôïc choïn, luùc naøy ñeøn block single baät saùng. f. Optional Stop. Duøng keát hôïp vôùi leänh M01 trong chöông trình ñeå döøng chöông trình coù choïn löïa. Khi nuùt Optional Stop ñöôïc choïn, chöông trình seõ döøng khi gaëp caâu leänh M01, neáu Optional Stop khoâng ñöôïc choïn, cho duø coù gaëp M01 chöông trình vaãn khoâng döøng. Ñeå tieáp tuïc chöông gia coâng ta choïn nuùt 4.4. 4. chöùc naêng an toaøn (safety functions) a. Emergency Stop: Neáu baïn nhaán Emergency Stop, maùy seõ laäp töùc ngöøng hoaït ñoäng. Emergency Stop ngaét töùc thì hoaït ñoäng cuûa taát caû caùc motor. Chöông trình ñöôïc reset laïi töø ñaàu. Emergency Stop chæ neân duøng khi gaëp caùc söï coá raát nguy hieåm caàn döøng ngay moïi hoïat ñoäng cuûa maùy nhö: chaäp maïch, va ñaäp nguy hieåm Sau khi duøng Emergency Stop caàn phaûi ñöa maùy veà ñieåm tham chieáu . 58
  58. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN b. Feed Hold : Khi söû duïng nuùt naøy, dao seõ ngöng di chuyeån (nhöng spindle vaãn quay), khi nhaû nuùt, dao tieáp tuïc di chuyeån vaø moïi hoaït ñoäng cuûa maùy seõ tieáp tuïc. Nuùt feed hold duøng khi gaëp caùc söï coá caàn phaûi döøng di chuyeån truïc chính nhö: coù nguy cô va chaïm giöõa dao vaø phoâi, gaõy dao c. Over Travel: Khi dao di chuyeån vöôït qua cöõ haønh trình (stroke end) ñöôïc xaùc ñònh bôûi nuùt giôùi haïn phaïm vi (limit switch), dao seõ giaûm toác vaø ngöøng. Luùc naøy thoâng baùo Over Travel hieån thò. Nguoàn ñieän cung caâp cho caùc ñoäng cô truyeàn ñoäng bi ngaét. Khaéc phuïc: nhaán nuùt Reset sau khi di chuyeån veà laïi phaïm vi an toaøn baèng Manual Handle Feed. 4.5. Thoâng soá NC Bao goàm caùc thoâng soá veà duïng cuï (tool parameters) vaø caùc thoâng soá gia coâng (machining parameters): 4.5. 1. Thoâng soá duïng cuï: a. Soá hieäu dao: Laø thoâng soá chæ thò vò trí chöùa dao treân boä phaän tröõ dao. Vd: khoái leänh M06 T05: seõ thöïc hieän laáy dao ôû vò trí soá 5 treân boä phaän tröõ dao gaén vaøo truïc chính vaø gaén dao hieän taïi treân truïc chính vaøo vò trí soá 5 treân boä tích dao. b. Thoâng soá hình hoïc cuûa dao. Laø caùc thoâng soá veà kích thöôùc dao caét nhö: ñöôøng kính dao D, baùn kính muõi dao R, Chieàu daøi dao, goùc muõi dao c. Thoâng soá buø tröø dao. Ñeå thuaän tieän cho vieäc laäp trình cuõng nhö hieäu chænh chöông trình, caùc heä ñieàu khieån CNC coù chöùc naêng löu tröõ giaù trò buø tröø chieàu daøi dao ( tool length offset), töùc laø khaùc bieät giöõa chieàu daøi dao giaû ñònh khi laäp trình vaø chieàu daøi dao khi gia coâng thöïc teá vaø buø tröø baùn kính (radius Compensation). Caùc thoâng soá naøy ñöôïc caøi ñaët vaøo trong vuøng Offset cuûa maùy CNC. Ta seõ noùi roõ vaán ñeà naøy ôû phaàn buø tröø dao. 4.5.2. Thoâng soá gia coâng: Thoâng soá gia coâng bao goàm caùc thoâng soá cô baûn sau. a. Toác ñoä truïc chính ( spindle speed): Xaùc laäp toác ñoä quay truïc chính theo soá nguyeân voøng/phuùt, trong chöông trình thoâng soá naøy ñöôïc chæ ñònh bôûi leänh S. ta phaûi duøng leänh M03, hoaëc M04 ñeå kích hoaït truïc chính tröôùc khi duøng leänh S. Vd: M03 S1200: quay truïc chính thuaän chieàu kim ñoàng hoà 1200 voøng/phuùt. Ta ñaõ bieát 59
  59. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN trong gia coâng cô khí toác ñoä caét ñöôïc xaùc ñònh theo ñôn vò m/ph. Ñeå tính toác ñoä quay truïc chính 1000V töø toác ñoä caét ta duøng coâng thöùc sau: n = πD  Ñeå döøng truïc chính ta duøng leänh M05. Ta coù theå thay ñoåi toác ñoä truïc chính ñaõ chæ dònh trong chöông trình baèng Spindle Overide b. Toác ñoä chaïy dao( Feedrate): Xaùc laäp toác ñoä di chuyeån dao khi gia coâng. Coù 2 loaïi chaïy dao: - Chaïy dao trong maët phaúng ngang xy ( cutting feed rate). - Toác ñoä aên dao theo phöong z (plunge feed rate) Trong chöông trình, toác ñoä tieán dao ñöôïc chæ ñònh bôûi leänh F. Ví duï: trong heä meùt, caâu leänh F100 coù nghóa laø tieán dao 100mm/ph c. Löôïng dö gia coâng (Stock to leave): Xaùc laäp beà daøy vaät lieäu ñöôïc ñeå laïi cho caùc böôùc gia coâng tieáp theo. Giaù trò löôïng dö khaùc nhau, phaïm vi chaïy dao seõ khaùc nhau. d. Maët phaúng tieán dao ( rapid depth, feed plane) : Thoâng soá naøy xaùc laäp cao ñoä Z dao caàn di chuyeån tôùi vôùi toác ñoä chaïy dao nhanh, tröôùc khi baét ñaàu gia coâng. Cao ñoä naøy cuõng laø chuaån thoaùt dao sau khi gia coâng(clearance plane). e. Böôùc chaïy dao ngang ( stepover distance): Laø khoaûng caùch ñöôøng taâm dao giöõa hai ñöôøng chaïy dao keá caän. Böôùc chaïy dao ngang phaûi nhoû hôn ñöôøng kính dao (40-75% ñöôøng kính dao). f. Chieàu saâu caét ( Depth cut) Laø chieàu daøy lôùp kim loaïi ñöôïc hôùt di sau moãi ñöôøng chaïy dao. g. Maët phaúng gia coâng (tool plane): Xaùc laäp maët phaúng chaïy dao. Maët phaúng chaïy dao coù theå laø: XY, XZ, YZ töông öùng maõ leänh G17, G18, G19 h. Dòch chænh dao (cutter compensation): Laø söï dòch chænh taâm dao so vôùi ñöôøng chaïy dao laäp trình. Xaùc laäp dòch chænh dao theo hai phöông thöùc: - Dòch chænh theo boä ñieàu khieån CNC: ñöôïc xaùc laäp bôûi caùc töø leänh G41, G42, G40. - Dòch chænh baèng caùch tính laïi ñöôøng chaïy dao: Chöông trình gia coâng khoâng bao haøm caùc töø leänh dòch chænh G41, G42, G40. i. Töôùi nguoäi 60
  60. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Xaùc laäp cheá ñoä laøm nguoäi baèng phun söông (M07), baèng dung dòch (M08),taét cheá ñoä laøm nguoäi (M09). Vieäc xaùc ñònh cheá ñoä caét goït hôïp lyù laø coâng vieäc raát phöùc taïp vaø ñoøi hoûi raát nhieàu kieán thöïc veà lyù thuyeát vaø kinh nghieäm. Caùc kieán thöùc naøy ñöôïc trang bò trong caùc moân:CNCT maùy, Nguyeân lyù caét Sau ñaây laø baûng cheá ñoä caét trung bình khi gia coâng thoâ moät soá vaät lieäu duøng dao theùp gioù (HSS). Baûng 4.2 Vaät lieäu Gang Nhoâm Theùp gia coâng Ñöôøng Toác ñoä caét Löôïng Toác ñoä caét Löôïng Toác ñoä caét Löôïng kính dao (m/ph)/ toác ñoä tieán dao (m/ph)/ toác tieán dao (m/ph)/ toác tieán dao (mm) truïc chính (mm/ph) ñoä truïc chính (mm/ph) ñoä truïc (mm/ph) chính 8 28/1100 115 126/5000 500 25/1000 100 10 28/900 110 129/4100 490 26/820 82 12 29/770 105 130/3450 470 26/690 82 14 29/660 100 132/3000 440 26/600 80 16 30/600 95 133/2650 420 27/530 76 - Khi gia coâng baèng dao hôïp kim toác ñoä caét coù theå choïn cao hôn gaáp 2-3 laàn. - Gia coâng tinh ta thöôøng choïn toác ñoä caét cao hôn, coøn löôïng tieán dao choïn nhoû hôn. 61
  61. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 4.6 . Caùc leänh laäp trình cô baûn 4.6.1. Caùc leänh di chuyeån dao Trong Coâng Ngheä phay CNC, thoâng thöôøng coù 3 phöông thöùc di chuyeån dao sau: chaïy dao nhanh (G00), noäi suy ñöôøng thaúng (G01), noäi suy cung troøn (G02ø,G03) a. Chaïy dao nhanh (G00) : - Laø leänh Hình thöùc (Modal) - Leänh G00 chæ thò di chuyeån dao theo haønh trình thaúng, vôùi toác ñoä chaïy dao nhanh. - Caáu truùc G00 x_y_z_; Vd: G00 X100.Y100. - Coù 2 hình thöùc chaïy dao nhanh: Chuyeån ñoäng trong maët phaúng XY vaø chuyeån ñoäng tieán dao theo phöông Z, trong ñoù löu yù vaán ñeà tieán dao vaø thoaùt dao. - Haønh trình chaïy dao nhanh ñöôïc thöïc hieän tröïc tieáp theo ñöôøng thaúng tôùi ñieåm chæ thò. - Leänh G00 duïng ñeå dònh vò nhanh dao caét ñeán vò trí caàn thieát ñeå thöïc hieän gia coâng taïi ñoù. * Löu y ù: Khoâng söû duïng feedrate F khi chaïy dao nhanh. Aùp duïng G00 : laäp trình chaïy dao nhanh trong khoâng gian XYZ: Töø ñieåm (-1.,-1.,0.5) tôùi ñieåm (4.5,3.,2.) Töø ñieåm (20.,20.,50.) tôùi ñieåm (67.,15.,4.5) b. Chaïïy dao noäi suy ñöôøng thaúng (G01): - Leänh hình thöùc (Modal) - Chæ thò di chuyeån dao theo bieân daïng thaúng, vôùi toác ñoä ñònh nghóa bôûi haøm Ff (feedrate), tôùi vò trí xaùc ñònh bôøi töø kích thöôùc X_ Y_Z_. - Neáu khoâng xaùc ñònh F, xem nhö F=0 => khoâng di chuyeån. Giaù trò cuûa F ñöôïc söû duïng cho ñeán khi coù giaù trò môùi ñöôïc xaùc laäp. - G01 ñöôïc duøng ñeå gia coâng theo caùc ñöôøng thaúng - Caáu truùc: G01 X_ Y_Z_ F_; vd: G01 X100.Y100.F200.; X12.Y2.5 ; Aùp duïng G00,G01 : laäp trình chaïy dao Töø goác toïa ñoä ñeán ñieåm A (2.,2.,0.5) -chaïy dao nhanh Tôùi ñieåm B(2.,10.,0.5); Tôùi ñieåm C(14.0,10.0,0.5); Trôû veà A. Chaïy dao toác ñoä 200mm/phuùt c. Chaïy dao noäi suy cung troøn (G02,G03): - Leänh hình thöùc (Modal) - Leänh G02,G03 chæ thò di chuyeån dao theo bieân daïng cung troøn vôùi toác ñoä f ñöôïc ñònh nghóa bôûi leänh F. G02 ñöôøng di chuyeån thuaän chieàu kim ñoàng hoà, G03: ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà. Coù theå laäp trình noäi suy cung troøn theo 2 phöông phaùp: phöông phaùp I-J-K vaø Phöông phaùp R. 62
  62. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Z Z G18G02 G19G02 G18G03 G19G03 Y Y G17G02 G17G03 X X Hình 4.12. Noäi suy cung troøn Caâu leänh noäi suy cung troøn goàm 4 thaønh phaàn döõ lieäu vaø coù caáu truùc nhö sau: Baûng toùm taét: Döõ lieäu Leänh YÙ nghóa 1. Maët phaúng gia coâng G17 Cung song song vôùi mp XY G18 Cung song song vôùi mp ZX G19 Cung song song vôùi mp YZ 2. Chieàu chuyeån ñoäng G02 Cuøng chieàu kim ñoàng hoà CW G03 Ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà CCW 3. Toïa ñoä ñieåm cuoái XP; Y P; -Toïa ñoä ñieåm cuoái theo heä toïa ñoä gia coâng (G90) ZP - Khoaûng caùch ñieåm cuoái so vôùi ñieåm ñaàu (G91) 4. Toïa ñoä taâm hoaëc baùn Ii,Jj,Kk - Khoaûng caùch taâm so vôùi ñieåm ñaàu kính Rr - Baùn kính cung troøn 63
  63. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN + Phöông phaùp IJK: Taâm cung troøn ñöôïc xaùc ñònh bôûi veùc tô (I,j,k) so vôùi ñieåm ñaàu cung troøn.Hình 4.13 Hình 4.13. Phöông phaùp I,J,K Aùp duïng : Söû duïng phöông phaùp IJK laäp quyõ ñaïo chaïy dao theo hình veõ sau: + Phöông phaùp R: Laäp trình theo baùn kính cung troøn, Baøi toaùn xaùc ñònh taâm coù 2 nghieäm: Nghieäm 1: ( α 0 Nghieäm 2: ( α>180 0) söû duïng R<0 Hình 4.14. Phöông phaùp R Löu yù: - khoâng theå duøng phöông phaùp R ñeå noäi suy toaøn boä ñöôøng troøn - tuøy theo heä ñieàu khieån maø ta vieát leänh noäi suy moät phaàn hay caû ñöôøng troøn. 64
  64. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Thí duï: söû duïng phöông phaùp R laäp trình ñöôøng chaïy dao theo cung troøn. Chöông trình gia coâng coù noäi dung nhö sau: N50 G90 G00 X-2. Y1.; N55 G01 X0Y0 F8.; N60 Y4.0; N65 G02 X2.Y6. R2.0; N70 G01 X8.0; N75 G02 X9.0Y2.268 R2.0; N80 G01 X0Y0; N85 G00 X-2.0Y-1.0; d. Noäi suy ñöôøng xoaén oác: Ñeå thöïc hieän ñöôøng xoaén oác, ta khai baùo ñaày ñuû töø kích thöôùc IP : XxYyZz trong leänh noäi suy cung troøn. Dao thöïc hieän chuyeån ñoäng noäi suy treân maët phaúng chæ thò vaø noäi suy ñöôøng thaúng theo truïc thöù 3. Baøi taäp veà caùc leänh di chuyeån dao. 65
  65. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 4.6. 2. Leänh toïa ñoä vaø kích thöôùc a. Khai baùo leänh kích thöôùc söû duïng töø kích thöôùc (IP): X_; Y_; Z_, laø leänh hình thöùc. b. Toaï ñoä tuyeät ñoái vaø toïa ñoä töông ñoái (G90,G91): Laø leänh hình thöùc (modal) Ñieàu khieån soá söû duïng hai phöông phaùp ño toïa ñoä: - Tuyeät ñoái G90:(ABS: absolute). Dao chuyeån ñoäng tôùi ñieåm chæ thò xaùc ñònh baèng giaù trò tuyeät ñoái so vôùi ñieåm chuaån - Töông ñoái G91: (INC: incremental). Vò trí hieän taïi cuûa dao ñöôïc xem laø ñieåm chuaån cho chuyeån ñoäng keá tieáp. Toïa ñoä ñieåm tôùi tính töø khoaûng caùch ñieåm tröôùc ñoù. Ví duï söû duïng ABS vaø INC: Di chuyeån töø A ñeán B: ABS G90G00 X60.0 Y60.0; INC G91G00 X40.0 Y40.0; Di chuyeån töø B ñeán A: ABS G90 X20.0 Y20.0; INC G91 X-40.0 Y-40.0; Khi ta söû duïng cuøng luùc 2 leänh G90 vaø G91, söï khaùc bieät theå hieän ôû hình 4.15: Hình 4.15. Sö khaùc nhau giöûa G91 vaø G90.  Baïn choïn ABS mode hay INC mode laø phuï thuoäc vaøo söï thuaän tieän khi laäp trình cho chính baïn. c. Heä Inch vaø heä Meùt (G20, G21): Leänh hình thöùc (modal) - G20: Chon heä inch. Cuõng caàn nhaéc laïi laø trong heä inch duøng caùc ñôn vò sau ñaây: 66
  66. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN + ñôn vò daøi inch + löôïng tieán dao: inch/voøng hoaëc inch/phuùt + Toác ñoä caét: feet/phuùt - G21: ñöa ñôn vò heä meùt + ñôn vò daøi mm + löôïng tieán dao: mm/voøng hoaëc mm/phuùt + Toác ñoä caét: m/phuùt Moãi heä ñieàu khieån coù heä ñôn vò maëc ñònh. Moät soá heä ñieàu khieån söû duïng heä maëc ñònh laø heä söû duïng tröôùc ñoù. Löu yù: • Khai baùo leänh naøy ôû phaàn ñaàu chöông trình. • Khoâng neân söû duïng caû hai leänh treân trong cuøng moät chöông trình. d. Leänh heä truïc toïa ñoä Vò trí cuûa dao seõ ñöôïc xaùc ñònh döïa treân heä toïa ñoä. Coù 3 loaïi heä toïa ñoä ñöôïc söû duïng treân maùy CNC khi laäp trình: (1) Heä toïa ñoä maùy (Machine coordinate system) (2) Heä toïa ñoä gia coâng (Workpiece coordinate system) (3) Heä toïa ñoä cuïc boä ( Local coordinate system) + Heä toïa ñoä maùy (Machine coordinate system) - Nhö ta ñaõ bieát trong phaàn tröôùc, moãi maùy coù moät ñieåm xaùc ñònh laø ñieåm khoâng (zero point), thöôøng noù laø ñieåm tham chieáu thöù nhaát. Caøi ñaët ñieåm khoâng cuûa maùy ñöôïc thöïc hieän bôûi nhaø saûn xuaát. Heä toïa ñoä laáy ñieåm khoâng laøm goác ñöôïc goïi laø heä toïa ñoä maùy - Heä toïa ñoä maùy ñöôïc thieát laäp khi trôû veà ñieåm tham chieáu, giöõ cho ñeán khi taét maùy. Khi laäp trình muoán söû duïng heä toïa ñoä maùy ta duøng leänh (G53): - Laø leänh moät laàn (one shot, non-modal): chæ taùc duïng treân caâu leänh.Leänh G53 khoâng aûnh höôûng heä toaï ñoä gia coâng ñaõ ñöôïc thieát laäp. - Caáu truùc G53 x_y_z_; vôùi: x_y_z_; tính theo toïa ñoä tuyeät ñoái. - Tröôùc khi söû duïng G53, moïi pheùp buø phaûi bò huûy boû, - G53 chæ söû duïng vôùi G90 Ví duï veà heä toïa ñoä maùy Ñeán vò trí ñieåm P1: G90 G53 G00 X-340.0Y-210.0; 67
  67. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Ñeán vò trí ñieåm P2: G90 G53 G00 X-570.0Y-340.0; + Heä toïa ñoä gia coâng (work coordinate system) Laø heä toïa ñoä gaén lieàn vôùi chi tieát gia coâng. Heä toïa ñoä naøy thöôøng ñöôïc söï duïng khi laäp trình gia coâng neân goïi laø heä toïa ñoä gia coâng. Ñeå xaùc ñònh heä toïa ñoä gia coâng coù 2 caùch sau. (1) Duøng leänh G92 - Laø Leänh hình thöùc (modal) - Caáu truùc: G92 XxYyZz; x,y,z laø toïa ñoä hieän thôøi cuûa dao so vôùi heä toaï ñoä caàn caøi ñaët. - Muïc ñích : * Ñeå caøi ñaët heä toïa ñoä gia coâng. * Buø tröø söï khaùc bieät giöõa heä toïa ñoä laäp trình vaø heä toïa ñoä gia coâng ví duï. G92 X50Y60 50 Vò trí hieän taïi cuûa duïng cuï Toïa ñoä gia coâng caàn caøi ñaët 60 Hình 4.16. Ví duï veà G92 (2) Duøng leänh G54-59: Khi chöông trình yeâu caàu söû duïng nhieàu heä toïa ñoä, vieäc thay ñoåi giaù trò toïa ñoä trôû neân phöc taïp. Phaàn lôùn caùc heä ñieàu khieån CNC ñeàu coù khaû naêng xaøc laäp cuøng moät luùc nhieàu heä toïa ñoä laøm vieäc baèng vieäc söû duïng leänh toaï ñoä G54-G59. Vieäc söû duïng G54-G59 coù raát nhieàu öu ñieåm so vôùi G92 (seõ trình baøy sau), do vaäy khi laäp trình gia coâng ña soá ta söû duïng G54-> G59 thay cho G92. - Laø leänh hình thöùc (modal) - Xaùc ñònh cuøng luùc ñöôïc toái ña 6 heä toïa ñoä töø G54 -> G59 Ví duï: Gaù 2 phoâi treân leân baøn maùy Hai chi tieát treân coù theå ñöôïc gia coâng lieân tuïc vôùi 1 chöông trình: O0001; G90 G54 G00 X0Y0; Laøm vieäc vôùi chi tieát chöõ nhaät G90 G55 G00 X0Y0; 68
  68. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Laøm vieäc vôùi chi tieát hình elipse M30; Caøi ñaët G54 -> G59: Neáu trong chöông trình söû duïng G54-> G59, tröôùc khi thöïc thi chöông trình ta phaûi caøi ñaët vò trí cuûa G54-> G59 vaøo boä nhôù maùy. Trình töï caùc böôùc caøi ñaët G54 nhö sau. - Gaù ñaët chi tieát gia coâng leân baøn maùy. - Ñònh taâm chuaån (x,y) cuûa chi tieát so vôùi ñieåm khoâng cuûa heä toïa ñoä maùy. Khi khoâng caàn chính xaùc ta coù theå di chuyeån dao ñeán vò trí mong muoán baèng cheá ñoä Jog Feed hoaëc Manual Handle Feed roài quan saùt baèng maét. Khi caàn chính xaùc ta phaûi duøng caùc thieát bò doø cô khí hoaëc quang hoïc ñeå xaùc ñònh vò trí toïa ñoä caàn caøi ñaët. - Ñöa giaù trò naøy vaøo boä nhôù heä ñieàu khieån (maøn hình work offset). Ñeå vaøo maøn hình naøy thoâng thöôûng ta choïn Setting>Offset > WORK > G54 - G59 => - Ñònh taâm chuaån (z) cuûa chi tieát so vôùi ñieåm khoâng cuûa heä toïa ñoä maùy: di chuyeån spindle ñeán vò trí mong muoán theo phöông z. ñeå ñaûm baûo ñoä chính xaùc ta khoâng cho dao tieáp xuùc truïc tieáp vôùi phoâi maø duøng cöõ ño (Block gauge). Toaï ñoä z ñöa vaøo maøn hình offset seõ laø toïa ñoä hieän taïi tröø ñi kích thöôùc cuûa cöõ ño. ÔÛ hình döôùi, ñænh cuûa workpiece ñöôïc chæ ñònh laø Z=0. - Ñöa giaù trò Z1 naøy vaøo boä nhôù heä ñieàu khieån (maøn hình work offset) 69
  69. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN  Khi G54 ñöôïc chæ ñònh, chöông trình seõ söû duïng taâm cuûa workpiece laøm ñieåm chuaån gia coâng. Vd: O0001; G90 G54 G00 X0Y0; M30;  Khi laäp trình, phaûi nhôù xaùc ñònh löïa choïn G54-G59. Moät soá heä ñieàu khieån maëc ñònh G54. So saùnh giöûa G92 vaø G54 - 59 G92 G54-59 Caùch caøi ñaët Baèng chöông trình Baèng maøn hình work offset screen Baèng cheá ñoä MDI öu Ñôn giaûn, deã caøi ñaët Khoâng maát khi ngaét nguoàn ñieän Thích hôïp vôùi heä ñieàu haønh cuû Coù theå söû duïng vôùi heä taïo ñoä cuïc boä G52 Nhöïôc ñieåm Seõ maát khi ngaét ñieän hoaëc trôû veà ñieåm tham chieáu + Heä Toïa ñoä cuïc boä G52 (modal) Ñeå tieän lôïi khi laäp trình ñoâi khi ta caàn phaûi dôøi toaï ñoä laøm vieäc ñeán vò trí naøo ñoù, trong tröôøng hôïp naøy ta duøng leänh dôøi truïc toaï ñoä G52, heä toïa ñoä gia coâng khi ñöôïc dôøi ñeán toïa ñoä môùi goïi laø heä toïa ñoä cuïc boä. Löu yù: Giaù trò toïa ñoä gia coâng G54, G55 khoâng thay ñoåi khi duøng G52 maø chæ taïm thôøi dôøi ñeán vò trí môùi. Caâu leänh : (G54, G55, ) G52 x_y_z_ Boû G52 baèng caâu leänh sau: G52x0y0z0. Vduï. G54G90 (G54) G52 X60Y50; (sau caâu leänh naøy G54 taïm thôøi dôøi töø P1-> P2) 60 (Gia coâng theo toïa ñoä P2) G00x0y0 (ñöa dao veà goác P2) G52 X0Y0 (chuyeån G54 veà laïi P1) 50 G00x0y0 (ñöa dao veà laïi goác P1) G54 70
  70. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 4.6. 3. Maët phaúng gia coâng (G17,G18,G19): Laø leänh Modal Coù 3 maët phaúng gia coâng chính:XY,ZX,YZ G17: maët phaúng XY ñöôïc nhìn töø chieàu Z + ñeán Z - Hình 4.18. Maët phaúng G17 vaø quy ñònh chieàu G18: maët phaúng ZX ñöôïc nhìn töø chieàu Y + ñeán Y - Z X Y Hình.4.19. Maët phaúng gia coâng G18 G19: maët phaúng YZ ñöôïc nhìn töø chieàu X + ñeán X- Z Y X Hình 4.20. Maët phaúng gia coâng G19 71
  71. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 4.6.4. Leänh trôû veà ñieåm tham chieáu (G28,G29,G30): Ngoaøi thao taùc trôû veà ñieåm tham chieáu baèng tay, trong chöông trình khi caàn thieát (thay dao, keát thuùc chöông trình ) ta coù theå duøng G28, G29 hoaëc G30. G28,G29,G30 laø leänh thöïc hieän trong moät caâu leänh (One shot) * G28: Leänh G28 chæ thò chaïy dao nhanh töø ñieåm hieän thôøi tôùi ñieåm trung gian vaø sau ñoù trôû veà ñieåmtham chieáu thöù nhaát. - Trôû veà ñieåm tham chieáu theo 1 truïc: G28 Zz; - Trôû veà ñieåm tham chieáu theo hai truïc: G28 XxYy; - Trôû veà ñieåm tham chieáu theo 3 truïc: G28 XxYyZz; Ñieåm trung gian choïn baát kì. Thöôøng laø moät ñieåm an toaøn naøo ñoù. Hình 4.21. Leänh trôû veà ñieåm tham chieáu Löu yù: G28 thöôøng söû duïng vôùi mode G91 G28 laøm dao di chuyeån nhanh baát chaáp cheá ñoä tröôùc ñoù. Vd: G91 G28 Z0 :ruùt thaúng dao veà ñieåm tham chieáu theo phöông z; G91 G28 X0Y0 : trôû veà ñieåm tham chieáu theo phöông XY. * G29: Leänh G29 chæ thò thöùc hieän chaïy dao nhanh töø ñieåm goác maùy tôùi ñieåm trung gian vaø sau ñoù ñeán ñieåm X_Y_Z_. - Caáu truùc G29 X_Y_Z_.; - G29 söû duïng ñieåm trung gian ñaõ ñöôïc ñònh nghóa bôûi G28, do ñoù G29 söû duïng sau G28. Thí duï: N45 G01 X2.0Y2.0; N50 G90 G28 X2.0Y10.5; N55 T2M6; N70 G29 X1.0Y3.0; + G30: Duøng ñeå trôû veà ñieåm tham chieáu thöù 2,3,4 72
  72. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Caáu truùc G30 Pp X_Y_Z_.;; Khi Pp = 2 -> trôû veà ñieåm tham chieáu thöù 2; Töông töï cho Pp =3 hay Pp =4; X_Y_Z_.;: chæ ñieåm trung gian ví duï: ruùt dao thaúng veà ñieåm tham chieáu thöù 2 G91G30P2x0y0z0. 4.6.5. Leänh choïn vaø thay dao * Leänh: TxM06: - Tx : ñònh nghóa dao soá hieäu x caàn thay. Vd: T1 (choïn dao soá 1) - M06: leänh thay dao - Phaàn lôùn caùc maùy CNC yeâu caàu thoaùt dao theo phöông Z tröôùc khi thay dao; - Leänh T choïn dao nhöng khoâng thay dao, do ñoù phaûi duøng vôùi leänh M06. - Caàn buø tröø chieàu daøi dao do moãi dao coù chieàu daøi khaùc nhau. 4.6.6. Leänh taïm döøng chöông trình (M00, M01) - M00: khi duøng M00, chöông trình seõ taïm döøng cho ñeán khi nuùt ñöôïc nhaán. - M01: khi duøng M01, chöông trình seõ taïm döøng chi khi nuùt Optional Stop ñöôïc choïn. 4.6.7. Leänh keát thuùc chöông trình (M02, M30). - M30: Keát thuùc chöông trình vaø quay laïi ñaàu chöông trình( thöôøng duøng) - M02: Keát thuùc chöông trình nhöng khoâng quay laïi ñaàu chöông trình 4.6.8. Leänh cung caáp chaát laøm nguoäi (M07, M08, M09): - M07: khôûi ñoäng töôùi nguoäi (Flood); M08: Khôûi ñoäng cheá ñoä phun söông (Misty) - M09: Taét cheá ñoä töôùi nguoäi 4.6.9. Leänh taïm döøng di chuyeån truïc chính G04Pp Duøng ñeå taïm thôøi döøng di chuyeån truïc chính trong khoaûng thôøi gian p micro giaây. Vd: G01z-5F100 G04p200 G01z10 4.6.10. Leänh laëp laïi moät khoái leänh L L Leänh naøy duøng ñeå laëp laïi moät khoái leänh L laàn. Ví duï: G91G01X100F100G04P200L3 73
  73. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 4.7. Buø tröø trong coâng ngheä phay (Tool Compensation) 4.7.1. Buø tröø baùn kính + Theá naøo laø buø tröø baùn kính? Ñieàu khieån soá yeâu caàu laäp trình theo toïa ñoä taâm dao (tool center coordinate) nhöng khi gia coâng chi tieát söû duïng ñieåm bieân dao caét. do vaäy neáu laäp trình theo kích thöôùc treân baûn veõ thì phaûi dòch chænh dao ñi moät ñoaïn baèng baùn kính dao. Pheùp dòch chænh treân goïi laø buø tröø baùn kính (radius compensation). Laäp trình buø tröø baùn kính ñöôïc thöïc hieän bôûi leänh G41, G42.Huûy buø tröø duøng leänh G40. + ÖÙng duïng cuûa buø tröø baùn kính. - Dao gia coâng khaùc dao laäp trình. Thay vì vieát laïi chöông trình, ngöôøi vaän haønh chæ caàn thay ñoåi giaù trò buø tröø. - Phaûi thay dao gaãy vaø khoâng coù dao töông töï nhö ñaõ laäp trình. - Söï thay ñoåi kích thöôùc do dao bò moøn, hoaëc maøi vaø söûa laïi. - Thöïc hieän gia coâng thoâ vaø tinh cho cuøng moät chöông trình. + Caùch duøng G41,G42, G40. + Caáu truùc leänh G41, G42, G40: 74
  74. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Löu yù: - Phaûi xaùc ñònh maët phaúng gia coâng tröôùc khi thöïc hieän buø - Leänh khôûi ñoäng buø tröø G41,G42 vaø keát thuùc buø tröø G40 phaûi duøng vôùi leänh G00,G01. khoâng duøng vôùi G02,G03. - Löôïng buø tröø ñöôïc xaùc ñònh bôûi ñòa chæ D vaø ñöôïc caøi vaøo boä nhôù maùy (offset) tröôùc khi söû duïng + Down cut (thuaän) vaø Up cut (nghòch): Khi thöïc hieän buø tröø, tuyø theo höôùng buø tröø vaø tuyø theo chieàu chaïy dao maø coù theå gaây ra up cut hoaëc down cut. Hình 4.22 Down cut Up cut Hình 4.22. Up cut vaø Downcut  Vôùi maùy coâng cuï, thöôøng ta söû duïng up cut nhaèm taêng tuoåi thoï dao, giaûm va ñaäp. Tuy nhieân down cut ít gaây ra hieän töôïng tröôït neân naêng suaát vaø ñoä boùng cao hôn thöôøng duøng gia coâng tinh vaø gia coâng vaät lieäu meàm. + Ví duï: Dao di chuyeån töø ñieåm 0,theo chieàu CW Y buø dao ra ngoaøi (down cut), roài trôû veà ñieåm 0 vôùi F100. 50 b O0002; 40 c N1 G90G54G17G00X0Y0S1000M03; a N2 G41 X20.0Y10.0D01; 30 N3 G01 Y50.0 F100.0; 20 N4 X50.0; d 10 N5 Y20.0; N6 X10.0; N7 G40 G00 X0Y0 M05; 10 20 30 40 50 N8 M30;. 75
  75. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN -> Khi N3 ñöôïc thöïc hieän, caùc ñöôøng a,b, c, d ñöôïc tính dòch so vôùi ñöôøng laäp trình moät köôïng buø. + Cheá ñoä buø tröø (Offset mode:) - ÔÛ cheâù ñoä buø tröø, sau khi khôûi ñoäng buø tröø, ñoä buø seõ aùp duïng cho G01, G02, G03, vaø G00. - Thoâng thöôøng, hai block keá tieáp seõ ñöôïc ñoïc nhaèm xaùc ñònh veùc tô buø tröø töùc thôøi. - Löôïng buø tröø ñöôïc tính theo phöông vuoâng goùc vôùi ñöôøng di chuyeån cuûa duïng cuï. + Caét leïm khi buø tröø (Overcutting:) Overcutting xaûy ra khi maùy khoâng hieåu höôùng di chuyeån tieáp theo.Thöôøng laø khi ñoïc 2 caâu leänh tieáp theo maø khoâng coù leänh naøo lieân quan ñeán chuyeån ñoäng cuûa duïng cuï trong maët phaúng gia coâng. Trong tröôøng hôïp naøy moät soá heä ñieàu haønh seõ baùo loãi veà buø tröø. Moät soá heä ñieàu haønh khaùc vaãn thöïc hieän, nhöng löôïng buø tröø seõ ñöôïc tính theo phöông vuoâng goùc vôùi leänh di chuyeån tröôùc ñoù. Ñieàu naøy thöôøng gaây ra Overcuting (hình 4.23) O0002; N1 G90G54G17G00X0Y01000M03; N2 Z100.0; N3 G41 X20.0Y10.0D01; N4 Z2.0; N5 G01 Z-10.0 F100.0; N6 Y50.0 F200; N7 X50.0; N8 Y20.0; N9 X10.0; N10 G00 Z100.0; N11 G40 X0Y0 M05; N12 M30;. Hình 4.23. Overcuting +Ngaên ngöøa Overcutting: Ñeå ngaên ngöøa Overcutting khi laäp trình ta traùnh tröôøng hôïp trong 2 khoái leänh lieân tieáp nhau khoâng chöùa leänh veà di chuyeån dao trong maët phaúng gia coâng. Sau ñaây laø ví duï veà caùc bieän phaùp ngaên ngöøa Overcutting cho ví duï treân O0002; N1 G90 G54 G17 G00 X0Y0 S1000 M03; N2 Z100.0; N3 X20.0; N4 Z5.0; N5 G01 Z-10.0 F200; N6 G41 Y10.0 D01 ; N7 Y50.0 F100.0; N8 X50.0; N9 Y20.0; N10 X10.0; 76
  76. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN N11 G00 Z100.0; N12 G40 X0Y0 M05; N13 M30;. Hoaëc. O0002; N1 G90 G54 G17 G00 X0Y0 S1000 M03; N2 Z100.0; N3 G41 X20.0Y10.0 D01; N4 Z-10.0; Vò trí an toaøn (G00) N5 G01 Y50.0 F100; N8 X50.0; N9 Y20.0; N10 X10.0; N11 G00 Z100.0; N12 G40 X0Y0 M05; N13 M30;. 4.7.2. Buø tröø chieàu daøi dao + Theá naøo laø buø tröø chieàu daøi dao? Laø pheùp hieäu chænh theo phöông truïc z ñeå khöû söï khaùc bieät giöõa chieàu daøi dao thöïc teá vaø chieàu daøi dao laäp trình.Hình 4.24 Hình 4.24. Buø tröø chieàu daøi + ÖÙng duïng cuûa buø tröø chieàu daøi dao. - Duøng nhieàu dao trong moät chöông trình, ta caøi ñaët toaï ñoä gia coâng (G54) cho moät dao naøo ñoù, caùc dao coøn laïi phaûi duøng buø tröø chieàu daøi. - Caét nhieàu lôùp khaùc nhau vôùi cuøng moät chöông trình. Luùc naøy ta duøng löôïng buø tröø dao ñeå ñònh chieàu saâu caét cho caùc lôùp. 77
  77. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN + Leänh söû duïng buø tröø chieàu daøi (modal): G43: buø tröø döông. Khi söû duïng G43, giaù trò buø tröø xaùc ñònh bôûi maõ H_ seõ ñöôïc coäng vaøo giaù trò toïa ñoä chæ ñònh bôûi caâu leänh trong chöông trình.Töùc laø dao ñöôïc naâng leân theo chieàu döông moät ñoaïn xaùc ñònh bôûi H_. vaäy G43 duøng khi dao thöïc teá daøi hôn dao laäp trình(dao caøi ñaët toïa ñoä). Ví duï: Khi H1 set 20.0; H2 set 30.0 Caâu leänh: G90 G43 Z100.0 H1 ; Z seõ di chuyeån ñeán 120.0 G90 G43 Z100.0 H2 ; Z seõ di chuyeån ñeán 130.0 G44: buø tröø theo chieàu aâm Khi söû duïng G44, giaù trò buø tröø xaùc ñònh bôûi maõ H seõ bò tröø bôûi giaù trò toïa ñoä chæ ñònh bôûi caâu leänh trong chöông trình. Töùc laø dao ñöôïc haï thaáp theo chieàu aâm moät ñoaïn xaùc ñònh bôûi H_. vaäy G44 duøng khi dao thöïc teá ngaén hôn dao laäp trình(dao caøi ñaët toïa ñoä). Ví duï: H1 set 20.0; H2 set 30.0 G90 G44 Z100.0 H1 ; Z seõ di chuyeån ñeán 80.0 G90 G44 Z100.0 H2 ; Z seõ di chuyeån ñeán 70.0 G49 :huûy buø tröø chieàu daøi Tuy nhieân ta cuõng coù theå söû duïng H00 ñeå huûy buø chieàu daøi. H00 luoân coù yù nghóa laø 0. Löu yù: ta coù theå duøng G43 vôùi löôïng buø tröø aâm, ñeå thay cho G44 (thöôøng duøng trong laäp trình baèng CAD/CAM) 4.7.3. Caøi ñaët löôïng buø tröø. Ñeå caøi ñaët löôïng buø tröø vaøo boä nhôù cuûa maùy, ta choïn cheá ñoä Sau ñoù choïn tieáp hoaëc Luùc naøy ta vaøo maøn hình Offset. Khai baùo löôïng buø tröø vaøo caùc vuøng offset mong muoán . Hình 4.25 Offset No Radius (D) Length (H) 01 10.000 5.000 02 5.000 0.000 03 0.000 0.000 04 0.000 0.000 99 0.000 0.000 Hình 4.25. Tool Offset Screen 78
  78. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 4.8. Chu trình phay 4.8.1. Khaùi nieäm: - Chu trình phay nhaèm thöïc hieän quy trình gia coâng coù tính laëp laïi vaø ñöôïc söû duïng thöôøng xuyeân nhö khoan, doa, khoeùt, taroâ - Khai baùo quy trình gia coâng bôûi moät caâu leänh, leänh chu trình haïn cheá vieäc nhaäp toïa ñoä, tieát kieäm ñöôïc thôøi gian laäp trình, kích thöôùc chöông trình, haïn cheá loãi. - Chu trình phay ñöôïc chia laøm 2 loaïi: Chu trình phay cô baûn vaø chu trình phay ñaëc bieät. Caùc chu trình naøy ñöôïc nhaø saûn xuaát heä ñieàu khieån caøi ñaët tröïc tieáp treân heä thoáng. - Chu trình phay cô baûn khoâng khaùc bieät giöõa caùc heä ñieàu khieån, nhöng chu trình gia coâng ñaëc bieät coù theå khaùc nhau. 4.8.2. Chu trình phay cô baûn Chu trình phay cô baûn ñöôïc thöïc hieän bôûi nhoùm leänh töø G80-G89 ñeå ñònh nghóa 10 chu trình gia coâng loã ñöôïc moâ taû ôû baûng sau: Baûng 4.3 Leänh Chöùc naêng Di chuyeån Z - Taùc vuï taïi ña ùy loã Di chuyeån Z+ G80 Thoaùt chu Cycle Cancel trình G81 Khoan Chuyeån ñoäng caét Thoaùt dao nhanh Drilling G82 Doa (Khoan) Chuyeån ñoäng caét Xoaùy Thoaùt dao nhanh Counterboring G83 Khoan loã saâu Chuyeån ñoäng caét Thoaùt dao nhanh Deep hole drilling khoâng lieân tuïc G84 Ta Roâ Chuyeån ñoäng caét Ñaûo chieàu quay Thoaùt dao vôùi toác Tapping ñoä caét G85 Doa tinh Chuyeån ñoäng caét Chuyeån ñoäng caét Bore in-Bore out G86 Doa thoâ Chuyeån ñoäng caét Ngöøng quay Ruùt dao nhanh Boring G87 Khoeùt Tieán dao nhanh Dòch chuyeån Chuyeån ñoäng caét Back-Boring ngang, quay thuaän G88 Doa Chuyeån ñoäng caét Xoaùy, ngöøng quay Thoaùt dao nhanh Boring G89 Doa tinh Chuyeån ñoäng caét Xoaùy Chuyeån ñoäng caét Bore in-out with dwell 79
  79. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN + Caáu truùc chu trình phay cô baûn Hình 4.26. Caáu truùc chu trình phay cô baûn + Caâu leänh chu trình cô baûn G8x Xx Yy Zz Rr Pp Qq Ff L_; G8_ : leänh chu trình; Xx Yy : vò trí taâm loã; Zz : chieàu saâu ñaùy loã; Rr : cao ñoä tham chieáu Pp: thôøi gian xoaùy taïi ñaùy loã(Micro giaây); Qq: chieàu saâu moãi böôùc gia coâng Ff: toác ñoä chaïy dao ; L_: soá laàn laëp laïi chu trình + Chuaån ño chieàu saâu loã trong chu trình phay. Hình 4.27. Chuaån ño chieàu saâu loã + Cheá ñoä thoaùt dao Tuøy thuoäc vaøo töøng tröôøng hôïp cuï theå, sau moãi chu trình gia coâng loã ta coù theå choïn cheá ñoä ruùt dao veà cao ñoä xuaát phaùt (G98) hoaëc chæ ruùt dao veà cao ñoä tham chieáu (G99). Xem hình 4.28 80
  80. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN Hình 4.28. Cheá ñoä thoaùt dao khi duøng chu trình gia coâng loã. + Chu trình G80: Leänh naøy nhaèm chöùc naêng huyõ boû caùc chu trình phay ñang thöïc hieän. Leänh G00, G01 cuõng coù chöùc naêng huõy boû cheá ñoä chu trình phay. + Chu trình G81-Khoan (spot drill): Hình 4.29: Chu trình khoan G81 Chu trình naøy ñöôïc söû duïng ñeå khoan loã thoâng thöôøng, goàm 4 böôùc: - Chuyeån ñoäng ñònh vò tôùi toïa ñoä taâm loã - Tieán dao nhanh theo phöông Z xuoáng cao ñoä R - Khoan loã töø cao ñoä R tôùi cao ñoä Z - Thoaùt dao veà cao ñoä R (G99) hoaëc cao ñoä xuaát phaùt (G98) 81