Luận văn Phương pháp mạ crôm xốp lên gang (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Phương pháp mạ crôm xốp lên gang (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN DUY NAM PHƯƠNG PHÁP MẠ CRÔM XỐP LÊN GANG NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 0 4 0 2 8 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2013
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN DUY NAM PHƯƠNG PHÁP MẠ CRÔM XỐP LÊN GANG NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2013
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN DUY NAM PHƯƠNG PHÁP MẠ CRÔM XỐP LÊN GANG NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. HOÀNG TRỌNG BÁ Tp. Hồ Chí Minh, 2013
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Trần Hữu Danh Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 16-05-1980 Nơi sinh: xã Tường Lộc Quê quán: Tam Bình – Vĩnh Long Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: 73 Nguyễn Huệ, P2, TP Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long Điện thoại cơ quan: 0703.822141 Điện thoại riêng: 0907717303 Fax: 0703.821003 E-mail:danhtranspkt@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Giáo viên dạy nghề: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/1999 đến 03/2003 Nơi học: Trường Cao Đẳng Sư Phạm Kỹ Thuật Vĩnh Long Ngành học: Cơ khí Chế tạo máy 2. Đại học: Hệ đào tạo: Tại chức Thời gian đào tạo từ 10/2005 đến 10/2007 Nơi học: Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Ngành học: Cơ khí Chế tạo máy Tên luận án tốt nghiệp: Bảo vệ luận án tốt nghiệp: Năm 2007 Người hướng dẫn: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ 10 /2007- đến nay Trường CĐSPKT Vĩnh Long Giảng dạy i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực. Ngoài các phần tham khảo từ tài liệu, các phần bản thân tự nghiên cứu chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 04 năm 2013 TRẦN HỮU DANH ii
6. LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn và tri ân: Phó Giáo Sư-Tiến sĩ ĐẶNG THIỆN NGÔN đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn khoa học và giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Quý Thầy cô ở Phòng đào tạo và tất cả quý Thầy, Cô ở Khoa Cơ khí Chế Tạo Máy, quý Thầy, Cô đã giảng dạy, hướng dẫn trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM. Đảng ủy, Ban giám hiệu và quý Thầy, Cô đồng nghiệp Trường Cao Đẳng Sư Phạm Kỹ Thuật Vĩnh Long đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành khóa học. Tất cả các anh em, các bạn học viên cùng lớp, những người thân đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến, động viên tôi trong suốt thời gian học tập. Trân trọng! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 04 năm 2013 TRẦN HỮU DANH iii
7. TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn nghiên cứu mô phỏng quá trình gia công trên máy NC/CNC để phát hiện và ngăn ngừa va chạm. Luận văn nghiên cứu xây dựng phần mềm kiểm tra chương trình NC, để kiểm tra va chạm, tránh được những sự cố đáng tiếc có thể xảy trong quá trình gia công thực tế trên máy CNC, đáp ứng được nhu cầu của xã hội trong lĩnh vực sản xuất, vừa còn đáp ứng được nhu cầu thực tập của sinh viên trong nhà trường. Phần mềm ứng dụng cho trường hợp phay CNC 3 trục, dùng phôi dạng hình hộp, dụng cụ cắt là các loại dao phay ngón, với các trang thiết bị công nghệ thông dụng. Phần mềm được xây dựng bằng lập trình matlab với giao diện gồm các khối mô đun về máy phay, dụng cụ cắt, đầu kẹp dao, phôi, đồ gá, kiểm tra và hiển thị kết quả. Kết quả xây dựng, thử nghiệm, kiểm tra phần mềm đạt được các yêu cầu đặt ra trong phạm vi giới hạn đề tài của luận văn. iv
8. ABSTRACT Thesis research process simulation machining on NC / CNC to detect and prevent collisions Thesis research build software test NC programs to test and avoid unfortunate incidents can happen during the actual processing on CNC machines meet the needs of society in productive capacity , has also met the needs of the students practice in schools . Application software for CNC Milling case, use the box workpieces , cutting tools are machetes fingers type , with equipment commonly used technology . Built by Matlab software, the software interface consists of modular blocks on model machine, toolsize, toolholders, workpiece, workpiceholder, test and display the results. Build results, testing, software testing to achieve the requirements set forth in the limited scope of the thesis topic. v
9. MỤC LỤC Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt luận văn iv Abstract v Mục lục vi Danh sách các hình ix Danh sách các bảng xii Chƣơng 1 MỞ ĐẦU 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Tính cấp thiết của đề tài 2 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài 2 1.4 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu 3 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài 3 1.6 Phương pháp nghiên cứu 4 1.7 Kết cấu của luận văn tốt nghiệp 4 Chƣơng 2 TỔNG QUAN 5 2.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 5 2.1.1 Giới thiệu sơ lược về máy NC/CNC 5 2.1.2 Những đặc điểm cơ bản của máy CNC 5 2.1.3 Định nghĩa va chạm 6 2.1.4 Phân loại va chạm 6 2.1.5 Ảnh hưởng của sự va chạm trên máy CNC 6 2.1.6 Một số phần mềm mô phỏng tránh va chạm hiện nay 7 2.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố 8 vi
10. 2.2.1 Trong nước 8 2.2.2 Ngoài nước 8 2.2.3. Kết luận 11 Chƣơng 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 3.1. Giới thiệu sơ lược về G-M code 12 3.2 Cấu trúc của một chương trình NC 13 3.2.1 Ký hiệu (%) 14 3.2.2 Tên chương trình 14 3.2.3 Thứ tự khối lệnh 14 3.2.4 Địa chỉ lệnh 14 3.2.5 Lệnh 15 3.2.6 Nhóm lệnh thực hiện chức năng chuẩn bị 15 3.2.7 Nhóm lệnh thực hiện chức năng định vị trí và hình học 16 3.2.8 Nhóm lệnh thực hiện chức năng công nghệ: S, F, T 16 3.2.9 Nhóm lệnh thực hiện chức năng phụ 19 3.2.10 Khối Lệnh 19 3.3 Lỗi trong chương trình NC 20 3.3.1.Định nghĩa và phân loại lỗi 20 3.3.2 Lỗi chương trình NC 22 3.3.3 Lỗi khi gia công 38 Chƣơng 4 Ý TƢỞNG VÀ GIẢI PHÁP 45 4.1 Ý tưởng 45 4.2 Phương án thiết kế 45 4.2.1 Phương án 1 45 4.2.2 Phương án 3 46 4.2.3 Lựa chọn phương án 46 4.3 Giải pháp xây dựng phần mềm 46 4.3.1 Dùng ngôn ngữ lập trình C++ 46 4.3.2 Dùng lập trình matlab 47 vii
11. 4.3.3 Lựa chọn giải pháp 47 4.4 Kết luận 47 Chƣơng 5 XÂY DỰNG PHẦN MỀM 48 5.1 Xây dựng phần mềm 48 5.1.1 Chức năng và nhiệm vụ của phần mềm 48 5.1.2 Các mô đun của phần mềm 48 5.2 Lưu đồ giải chung của phần mềm kiểm tra va chạm 49 5.3 Lưu đồ giải thuật mô đun xác định lỗi gia công 53 5.4 Lưu đồ giải thuật mô đun xác định lỗi dao va chạm đồ gá 53 5.5. Xây dựng phần mềm kết quả đạt được 54 5.5.1 Giao diện của phần mềm 54 5.5.2. Chức năng các khối mô đun trong giao diện phần mềm 55 Chƣơng 6 THỬ NGHIỆM-ĐÁNH GIÁ 60 6.1. Thử nghiệm kiểm tra 60 6.1.1 Bản vẽ chi tiết gia công phay CNC 60 6.1.2 Dùng phần mềm kiểm tra tránh va chạm 61 6.2 Đánh giá kết quả thử nghiệm kiểm tra 67 6.3. Mô phỏng kiểm tra đầu kẹp dao va chạm chi tiết gia công 70 6.4 Đánh giá kết quả thử nghiệm kiểm tra 71 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 73 1 Kết Luận 73 1.1 Những vấn đề đã làm được 73 1.2 Vấn đề còn tồn tại 73 2 Hướng phát triển cho tương lai 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 77 viii
12. DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Tỉ lệ % của sự va chạm trong các sự cố gia công trên máy NC/CNC[10]. 7 Hình 2.2: Mặt phẳng quét trong nhận dạng va chạm với phôi trên máy CNC 5 trục[11] 8 Hình 2.3: Va chạm giữa đầu máy phay với cấu kết cấu máy và phôi[12]. 9 Hình 2.4: Trạng thái của hệ thống máy va chạm theo hướng trục và hướng kính[13] . 9 Hình 2.5: Kiểm tra về sự va chạm dụng cụ trên máy Tiện[14] 10 Hình 2.6: Kiểm tra va chạm giữa vòi ấm trà với dụng cụ cắt[15] 11 Hình 3.1: Sơ đồ lỗi trong một chương trình NC 21 Hình 3.2: Hình biểu thị lỗi ký hiệu mở đầu hoặc kết thúc chương trình % 23 Hình 3.3: Hình biểu thị lỗi tên chương trình O 24 Hình 3.4: Hình biểu thị lỗi thứ tự khối lệnh 26 Hình 3.5: Hình biểu thị lỗi nhóm lệnh thực hiện chức năng chuẩn bị G 27 Hình 3.6: Hình biểu thị lỗi ký hiệu chữ cái X,Y,Z 29 Hình 3.7: Hình biểu thị lỗi hành trình bàn máy theo trục X 30 Hình 3.8: Hình biểu thị lỗi hành trình bàn máy theo trục Y 31 Hình 3.9: Hình biểu thị lỗi hành trình bàn máy theo trục Z 32 Hình 3.10: Hình biểu thị lỗi lệnh về tốc độ vòng S 33 Hình 3.11: Hình biểu thị lỗi lệnh về tốc độ chạy dao 34 Hình 3.12: Hình biểu thị lỗi lệnh về dụng cụ cắt T 36 Hình 3.13: Hình biểu thị lỗi nhóm lệnh thực hiện chức năng phụ M 37 Hình 3.14: Lỗi 01- dụng cụ cắt va chạm với chi tiết gia công 38 Hình 3.15: Chi tiết gia công 38 Hình 3.16: Hình biểu thị lỗi 0001- dụng cụ cắt va chạm với chi tiết gia công 39 Hình 3.17: Lỗi dụng cụ cắt va chạm với hàm đồ gá 40 Hình 3.18: Hình biểu lỗi dụng cụ cắt va chạm với hàm đồ gá 41 Hình 3.19: Lỗi 03-dụng cụ cắt va chạm thân đồ gá 41 Hình 3.20:Hình biểu thị lỗi 0003- dụng cụ cắt va chạm với thân đồ gá 42 ix
13. Hình 3.21: Lỗi đầu kẹp dao va chạm với chi tiết 43 Hình 3.22: Hình biểu thị lỗi 0004-đầu kẹp dao va chạm với chi tiết 44 Hình 4.1: Hình giao diện của phần mềm được thiết kế 54 Hình 4.2: Hình giao diện của mô đun model machine 55 Hình 4.3: Hình giao diện của mô đun tool size 56 Hình 4.4: Hình giao diện của mô đun tool holder 56 Hình 4.5: Hình giao diện của mô đun workpiece 57 Hình 4.6: Hình giao diện của mô đun workpice holder 58 Hình 4.7: Hình giao diện của mô đun open 58 Hình 4.8: Hình giao diện của mô đun test 59 Hình 4.9: Hình giao diện của mô đun exit 59 Hình 6.1: Bản vẽ chi tiết gia công phay CNC cần kiểm tra 60 Hình 6.2: Mở file, chọn máy, nhập kích thước dao phay, kích thước đầu kẹp dao, kích thước phôi, kích thước đồ gá. 61 Hình 6.3: Kết quả kiểm tra dụng cụ cắt va chạm chi tiết 62 Hình 6.4: Hình biểu thị lỗi 0001 - dụng cụ cắt va chạm chi tiết 62 Hình 6.5: Hình thông báo dòng lệnh bị lỗi dụng cụ cắt va chạm với chi tiết 63 Hình 6.6: Thay đổi kích thước của đồ gá kẹp chi tiết 63 Hình 6.7: Kết quả kiểm tra dụng cụ cắt va chạm đồ gá 63 Hình 6.8: Hình biểu thị lỗi 0002 - dụng cụ cắt va chạm đồ gá 64 Hình 6.9: Hình thông báo dòng lệnh bị lỗi dụng cụ cắt va chạm với hàm đồ gá 64 Hình 6.10: Thay đổi kích thước phôi, kích thước đồ gá kẹp chi tiết và kích thước dao T2 64 Hình 6.11: Kết quả kiểm tra đầu kẹp dao va chạm chi tiết 65 Hình 6.12: Hình biểu thị lỗi 0004 - đầu kẹp dao va chạm chi tiết 65 Hình 6.13: Hình thông báo dòng lệnh bị lỗi đầu kẹp dao va chạm với chi tiết 66 Hình 6.14: Hình thay đổi kích thước phôi và kích thước dao T2, T3 66 Hình 6.15: Kết quả kiểm tra dụng cụ cắt va chạm thân đồ gá 66 Hình 6.16: Hình biểu thị lỗi 0003 - dụng cụ cắt va chạm thân đồ gá 67 x
14. Hình 6.17: Hình thông báo dòng lệnh bị lỗi dụng cụ cắt va chạm đồ gá 67 Hình 6.18: Bản vẽ chi tiết gia công phay CNC cần kiểm tra 68 Hình 6.19: Mở file, chọn máy, nhập kích thước dao phay, kích thước đầu kẹp dao, kích thước phôi, kích thước đồ gá. 69 Hình 6.20: Kết quả kiểm tra đầu kẹp dao va chạm chi tiết 70 Hình 6.21: Hình biểu thị lỗi 0004 - đầu kẹp dao va chạm chi tiết 70 Hình 6.22: Hình thông báo dòng lệnh bị lỗi đầu kẹp dao va chạm với chi tiết 71 Hình 6.23: Kết quả kiểm tra đầu kẹp dao va chạm chi tiết 71 Hình 6.24: Hình mô phỏng đầu kẹp dao va chạm chi tiết 72 xi
15. DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1: Bảng tốc độ cắt V (m/phút) ứng với vật liệu phôi và vật liệu dụng cụ cắt 17 Bảng 3.2: Bảng lượng chạy dao vòng (mm/vòng) ứng với vật liệu dao phay và vật liệu phôi 18 Bảng 3.3: Bảng lượng chạy dao vòng Sv (mm/vòng), lượng chạy dao phút Sf (mm/phút), lượng chạy dao răng Sz (mm/răng) ứng với đường kính dao phay D, số răng dao phay z và tốc độ cắt V. 18 xii
16. Chƣơng 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật đã thúc đẩy các ngành công nghiệp sản xuất tự động phát triển theo. Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, sự ra đời của máy công cụ điều khiển bằng chương trình số với sự trợ giúp của máy tính, gọi tắt là máy CNC, đã đưa ngành cơ khí chế tạo sang một thời kỳ mới, thời kỳ sản xuất hiện đại. Hầu hết các khu công nghiệp ở nước ta hiện nay ít nhiều đều được bố trí các máy công cụ CNC để phục vụ sản xuất, bao gồm các loại máy Phay, Tiện, Bào, Mài, Khoan có số trục điều khiển 2, 3, 4, 5. Đồng thời trong các trường học kỹ thuật cũng được trang bị các máy NC/CNC để phục vụ cho nhu cầu học tập của học sinh. Do tiến bộ của khoa học – công nghệ, các trang thiết bị dùng cho quá trình gia công cắt gọt ngày càng hiện đại, trong đó máy NC/CNC đóng vai trò chủ đạo đã thay thế phần lớn khả năng gia công của con người bằng lập trình gia công tự động thông qua các phần mềm đồ họa phục vụ trong lĩnh vực thiết kế 3 chiều, mô phỏng chuyển động, hỗ trợ lập trình gia công trên máy công cụ NC/CNC lần lượt được giới thiệu ở các nước phát triển như: Mastercam, Solid Work, Cimatron, Catia, Pro/Engineer, Unigrafic Các phần mềm tiện ích này cũng đã có mặt ở Việt Nam. Đây là những phần mềm rất mạnh, cho phép chúng ta nhanh chóng thiết lập được các bản vẽ 2D, 3D của chi tiết máy và cho phép tự động chuyển mã chương trình gia công trên máy công cụ CNC. Trong đó có tính năng phát hiện các lỗi sai xót khi lập trình hay các lỗi sẽ va chạm trong quá trình gia công thực gây ra đó là những lỗi có thể làm hỏng một phần, thiệt hại đồ gá, hoặc gãy vỡ dụng cụ cắt. Vì là trang thiết bị hiện đại nên chế độ công nghệ của máy rất cao dẫn đến năng suất gia công rất cao, đồng thời vốn đầu tư cho sản xuất ngày càng tăng. Với chế độ công nghệ rất cao trên vì một lý do nào đó chẳng hạn như lập trình sai, các loại dụng cụ gá đặt không chuẩn, không hợp lý, sẽ gây ra sự va chạm trong quá trình gia công trên máy 1
17. làm hư hỏng trang thiết bị và dụng cụ khi đó sẽ không khai thác hết khả năng của thiết bị, gây lãng phí lớn và hiệu quả thu được sẽ không bù đủ cho chi phí sản xuất, đặc biệt là chi phí khấu hao thiết bị Để giảm thiếu tối đa những rủi ro do va chạm có thể xảy ra trong sản xuất, cùng với việc đáp ứng nhu cầu thực tập CNC của sinh viên trong các trường kỹ thuật. Thì việc "Nghiên cứu mô phỏng quá trình gia công trên máy NC/CNC để ngăn ngừa và phát hiện va chạm" là vấn đề được đặt ra cần giải quyết và có tính ứng dụng cao. Đó cũng chính là lý do lựa chọn và cần nghiên cứu của đề tài. 1.2 Tính cấp thiết của đề tài Trong sản xuất: gia công cơ khí trên máy NC/ CNC ngày càng phổ biến và đem lại những lợi ích rất lớn về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế. Tuy nhiên hầu hết các máy móc, thiết bị này điều hiện đại và đắt tiền, do đó nếu xảy ra sự cố va chạm trong quá trình gia công thì chi phí sửa chữa khắc phục sẽ rất lớn. Để giảm thiếu tối đa những rủi ro trong sản xuất thì việc sử dụng một phần mềm để mô phỏng ngăn ngừa và tránh va chạm khi gia công trên máy NC/CNC là rất cần thiết. Trong giảng dạy: Do thiết bị máy CNC rất đắt tiền nên các trường kỹ thuật trang bị rất ít, số lượng sinh viên học tập đông, nhu cầu thực tập nhiều không thể đáp ứng được. Phần mềm này có thể giúp sinh viên trong môn học thực tập CAD/CAM/CNC và kiểm tra tránh va chạm trước khi thực tập trên máy CNC thật cũng rất là cần thiết. 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Về mặt khoa học, đề tài phù hợp với xu thế phát triển khoa học và công nghệ. Xây dựng được phần mềm mô phỏng thể hiện được quan hệ giữa các trang thiết bị công nghệ, đồ gá đặt, dụng cụ cắt với những lập trình tính toán mô phỏng mà qua đó kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu phát hiện ra các lỗi va chạm gây ra sự cố cho toàn máy NC/CNC mà có biện pháp ngăn ngừa và xử lý hiệu quả nhất. Về mặt thực tiễn, áp dụng kết quả nghiên cứu vào quá trình gia công thực tế sẽ không xảy ra sự cố va chạm trên toàn máy NC/CNC, giảm chi phí sửa chữa hay 2
18. mua sắm trang thiết bị máy móc, tăng năng suất lao động và giảm giá thành sản phẩm, qua đó nâng cao tính cạnh tranh trên thị trường nên có tính ứng dụng cao rất phù hợp trong sản xuất. Đồng thời, đề tài còn đáp ứng được mục tiêu đào tạo của sinh viên trong các trường kỹ thuật vì máy NC/CNC trang thiết bị hiện đại đắt tiền nên số lượng có hạn, nhu cầu thực tập CNC của sinh viên nhiều rất dễ xảy ra những sự cố va chạm. Phần mềm sẽ giúp sinh viên tránh được các sự cố va chạm đáng tiếc xảy ra khi thực tập trên máy NC/CNC. 1.4 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu quá trình thực hiện các chương trình gia công chi tiết phay trên máy NC/CNC để phát hiện và ngăn ngừa va chạm. - Nghiên cứu xác định các nguyên nhân gây ra sự cố va chạm trên máy phay NC/CNC về phương diện lập trình. - Nghiên cứu xây dựng phần mềm kiểm tra các lỗi va chạm trong quá trình gia công phay thực tế trên máy NC/CNC. 1.5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.5.1 Đối tƣợng nghiên cứu Máy phay NC/CNC và trang bị công nghệ trên máy phay NC/CNC Tập lệnh G-code (ISO 6983) Cách thức lập trình gia công phay trên máy NC/CNC Vận hành máy phay NC/CNC 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Do hạn chế về thời gian và điều kiện nên luận văn này giới hạn nghiên cứu trong các phần sau đây: Phay với chi tiết gia công dạng hình hộp, dụng cụ cắt là dao phay ngón, với các trang thiết bị công nghệ thông dụng trên máy phay CNC 3 trục. Phát hiện và thông báo lỗi va chạm: dao va chạm với chi tiết, dao va chạm với hàm đồ gá, dao va chạm với thân đồ gá, đầu kẹp dao va chạm với chi tiết 3
19. 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết. Thử nghiệm và đánh giá kết quả. 1.7 Kết cấu của luận văn tốt nghiệp Đề tài gồm có 6 chương trong đó: Chƣơng 1: MỞ ĐẦU Đặt vấn đề, tính cấp thiết của đề tài, ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài, mục tiêu nghiên cứu của đề tài, đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu của đề tài, phương pháp nghiên cứu, kết cấu của luận văn tốt nghiệp Chƣơng 2: TỔNG QUAN Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố Chƣơng 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Giới thiệu sơ lược về G-M Code, cấu trúc của một chương trình NC, lỗi trong chương trình NC Chƣơng 4: Ý TƢỞNG VÀ GIẢI PHÁP Ý tưởng, phương án thiết kế, giải pháp xây dựng phần mềm, kết luận Chƣơng 5: XÂY DỰNG PHẦN MỀM VÀ THỬ NGHIỆM Xây dựng phần mềm, lưu đồ giải chung của phần mềm kiểm tra va chạm, lưu đồ giải thuật mô đun xác định lỗi gia công, lưu đồ giải thuật mô đun xác định lỗi dao va chạm đồ gá, xây dựng phần mềm kết quả đạt được Chƣơng 6: THỬ NGHIỆM-ĐÁNH GIÁ Thử nghiệm kiểm tra, đánh giá kết quả thử nghiệm kiểm tra. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết Luận, hướng phát triển cho tương lai. 4
20. Chƣơng 2 TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 2.1.1 Giới thiệu sơ lƣợc về máy NC/CNC Máy công cụ điều khiển bằng chương trình số – viết tắt là máy NC (NUMERICAL CONTROL) là máy tự động điều khiển (vài hoạt động hoặc toàn bộ hoạt động), trong đó các hành động điều khiển được sản sinh trên cơ sở cung cấp các dữ liệu ở dạng: LỆNH. Các LỆNH hợp thành chương trình làm viêc. Chương trình làm việc này được ghi lên một cơ cấu mang chương trình dưới dạng Mã Số. Cơ cấu mang chương trình có thể là ĐĨA TỪ, THẺ RẮN, hoặc chính BỘ NHỚ MÁY TÍNH. Máy CNC có thể gia công ra những chi tiết phức tạp theo yêu cầu của công nghệ hiện đại. Ở đó có sự phát triển nhanh chóng với những tiến bộ trong máy tính, ta có thể thấy được CNC dưới dạng máy tiện, máy phay, máy cắt laze, máy cắt tia nước có hạt mài và nhiều máy công cụ công nghiệp khác [1]. 2.1.2 Những đặc điểm cơ bản của máy CNC Khả năng tự động hoá cao Năng suất gia công cao, thời gian phụ (thay dao, chạy không, ) giảm. Khả năng đạt độ chính xác cao, tính ổn định cao. Có khả năng tập trung nguyên công cao, khả năng gia công nhiều bề mặt trong cùng một lần gá. So với máy điều khiển tự động theo chương trình cứng ( cam, cứ hành trình, trục gài bi ) máy CNC có tính linh hoạt cao trong việc lập trình, tiết kiệm được thời gian điều chỉnh máy đạt được tính chính xác cao ngay cả với sản xuất hàng loạt nhỏ. Một ưu điểm nổi bậc khác chỉ có trong máy CNC đó là phương thức làm việc với hệ thống xử lý thông tin ―điện tử – số hóa‖. Phương thức này cho phép nối ghép với hệ thống xử lý số trong phạm vi quản lý xí nghiệp. Đồng thời cũng tạo điều kiện 5
21. cho việc ứng dụng các kỹ thuật quản lý hiện đại thông qua mạng liên kết cục bộ (LAN) hay mạng liên thông (WAN). Máy công cụ CNC tuy có được nhiều ưu điểm so với máy vạn năng nhưng cũng còn có nhược điểm là chi phí cho việc mua sắm trang thiết bị quá cao[1]. 2.1.3 Định nghĩa va chạm Va chạm trong quá trình gia công trên máy CNC là sự tiếp xúc không mong muốn giữa dao cụ hoặc đầu kẹp dao với phôi hay trang thiết bị công nghệ gây nên những sự cố như gãy dao, hỏng phôi, hỏng hóc các bộ phận máy [11]. 2.1.4 Phân loại va chạm Việc xác định các va chạm trong quá trình gia công trên máy phay CNC 3 trục có ý nghĩa thực tiễn lớn, nhằm tránh các sự cố đáng tiếc (gãy dao, hỏng phôi, hỏng hóc các bộ phận máy ) có thể xảy ra trong quá trình gia công. Có thể nhận thấy 2 loại va chạm [1]: Va chạm cục bộ: giữa dao cụ và phôi Va chạm toàn cục Giữa dao cụ (hoặc đầu dao phay) và phôi (hoặc các thành phần của máy) Giữa phôi và các thành phần của máy. Giữa các bộ phận khác của máy với nhau. 2.1.5 Ảnh hƣởng của sự va chạm trên máy CNC Va chạm giữa các thiết bị trên máy CNC trong quá trình gia công là một lỗi rất nghiêm trọng vì mất nhiều thời gian và chi phí sửa chữa lớn điều này làm ảnh hưởng rất lớn đến tiến độ sản xuất, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế và giảm năng suất gia công của doanh nghiệp. Với những máy CNC 3 trục, việc dự đoán những lỗi dạng này khá đơn giản nhưng với những máy CNC điều khiển nhiều trục có sự phối hợp nhiều chuyển động phức tạp thì công việc này trở nên khó khăn rất nhiều. Va chạm chiếm 11% trong tổng số các các sự cố gây ra trong quá trình gia công trên máy NC/ CNC, đây là ảnh hưởng không nhỏ trong qua trình gia công cắt gọt trên các trên các trang thiết bị hiện đại.[10] 6