TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM cơ sở máy CNC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM CƠ SỞ MÁY CNC Họ tên SV: Hứa Ký Ngân MSSV: 20184564 Lớp tín chỉ: 129411 Lớp thí nghiệm: 711390 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Liên Hiệp Hà Nội, 2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Hệ thống khí máy CNC a Thân máy đế máy Thường chế tạo chi tiết gang gang có độ bền nén cao gấp 10 lần so với thép kiểm tra sau đúc để đảm bảo khơng có khuyết tật đúc Bên thân máy chứa hệ thống điều khiển động trục nhiều hệ thống khác Yêu cầu: Phải có độ cứng vững cao Phải có thiết bị chống rung động Phải có độ ổn định nhiệt Mục đích: Phải đảm bảo độ xác gia cơng Đế máy để đỡ toàn máy tạo ổn định cân cho máy b Bàn máy Bàn máy nơi để gá đặt chi tiết gia công hay đồ gá Nhờ có chuyển động linh hoạt xác bàn máy mà khả gia cơng máy CNC tăng lên cao, có khả gia cơng chi tiết có biên dạng phức tạp Đa số máy CNC hay trung tâm gia cơng đại bàn máy dạng bàn máy xoay được, có ý nghĩa trục thứ 4, thứ máy Nó làm tăng tính vạn cho máy CNC Yêu cầu bàn máy: phải có độ ổn định, cứng vững, điều khiển chuyển động cách xác c Cụm trục Là nơi lắp dụng cụ, chuyển động quay trục sinh lực cắt để cắt gọt phơi q trình gia cơng - Nguồn động lực điều khiển trục chính: Trục điều khiển động Thường sử dụng động Servo theo chế độ vịng lặp kín, cơng nghệ số để tạo tốc độ điều khiển xác hiệu cao chế độ tải nặng TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com - Hệ thống điều khiển xác góc phần quay phần tĩnh động trục để tăng momen xoắn gia tốc nhanh Hệ thống điều khiển cho phép người sử dụng tăng tốc độ trục lên nhanh - Các dạng điều khiển trục chính: Điều khiển đai - Truyền động từ động đến trục thơng qua dây đai - Sự kết hợp tốt momen tốc độ tạo nhiều lựa chọn cho chế độ làm việc máy d Trục vít me, đai ốc Trong máy cơng cụ điều khiển số người ta thường sử dụng dạng vít me là: vít me đai ốc thường vít me đai ốc bi: Vít me đai ốc thường: loại vít me đai ốc có dạng tiếp xúc mặt Vít me đai ốc bi: loại mà vít me đai ốc có dạng tiếp xúc lăn e Ổ chứa dao Dùng để tích chứa nhiều dao phục vụ cho q trình gia cơng Nhờ có ổ tích dao mà máy CNC thực nhiều nguyên công cắt gọt khác liên tiếp với nhiều loại dao cắt khác Do q trình gia cơng nhanh mang tính tự động hóa cao TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com f Các xích động máy Tất đường chuyển động đến cấu chấp hành máy công cụ điều khiển số dụng nguồn động lực riêng biệt, xích động học cịn loại sau: Xích động học tốc độ cắt gọt Xích động học chuyền động chạy dao Việc tính tốn thiết kế, chế tạo thực theo modul hóa Thơng thường xích cắt gọt động có tốc độ thay đổi vơ cấp, dẫn động trục thơng qua hộp tốc độ có từ đến cấp độ, nhằm khuếch đại momen cắt đạt trị số cần thiết sở tốc độ ban đầu động Hệ thống điều khiển máy CNC a Cấu tạo chức - Điều khiển CNC có nhiệm vụ giải mã chương trình NC xử lý tiếp thơng tin liên quan tới cơng nghệ hình dạng hình học Với hỗ trợ hệ điều khiển CNC, phận tương ứng máy công cụ CNC điều khiển điều chỉnh để gia công chi tiết theo yêu cầu Các chức hệ điều khiển CNC gồm: nhập liệu, xử lý liệu xuất liệu b Nhập liệu xuất liệu - Việc nhập liệu điều khiển CNC diễn khu vực điều khiển bao gồm bàn phím hình, chương trình NC thiết lập quản lý, liệu nhập vào gọi mơ chương trình Chương trình NC ghi nhớ lưu trữ liệu bên ngồi, ví dụ, băng từ, trước băng đục lỗ Đồng thời có khả liên kết với liệu từ bên ngồi thơng qua giao diện hay mạng tới máy tính chủ (vận hành DNC), tạo quản lý chương trình NC (hệ thống điều khiển) máy tính - Các thơng tin hình dạng hình học chương trình NC biên dịch từ hệ điều khiển CNC, theo giá trị cần có, có lưu tâm tới bước tiến dao, cho truyền động trục Các hành trình chuyển động vừa tạo ra, tiếp tục điều khiển mạch điều khiển kín cho vị trí trục tiến dao - Bộ cấp nguồn, điều khiển: Mỗi máy CNC cấp nguồn qua thiết bị lắp đặt tủ điện thiết bị động cắt CB, LCB, MCB, Rơ le, khởi động từ, biến tần, drive, … - Hệ điều hành thành phần trung tâm máy cơng cụ Nó lập trình để điều khiển q trình chuyển động, vị trí thành phần chuyển động máy, cho đạt TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com xác, tối ưu thời gian cắt, tốc độ chiều sâu cắt cần thiết Một số hệ điều hành thông dụng: FANUC, Siemens, Heidenhain, Okuma,… c Thực chuyển động chạy nội suy Biên dạng cho trước kỹ thuật dẫn dắt từ phần từ đường thẳng đường tròn Do hầu hết tất hệ điều khiển CNC ngày trang bị hoàn chỉnh với nội suy đường thẳng cung tròn Trong hệ điều khiển CNC có nội suy parabol bậc bậc 3, nội suy đường xoắn ốc nội suy đường phi tuyến Nội suy dịch chuyển hệ điều khiển CNC theo cách thức tương tự Nó tính tốn giá trị trung gian cần thiết cho việc nội suy chuyển chúng giá trị cần cho mạch điều khiển kín Tuỳ theo dạng dịch chuyển ta phân biệt loại điều khiển sau: Điều khiển điểm Đây kiểu điều khiển đơn giản Trong điều khiển điểm, điểm đích tiếp cận với tốc độ nhanh, q trình gia cơng thực Với cách thức này, điểm đích khác tiếp cận điều khiển gia công Điều khiển điểm thực hành trình nhanh máy với tốc độ tiến Fmax bàn máy xe dao TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com - Điều khiển điểm ứng dụng cần gia công số điểm định, ví dụ khoan, khoét, doa, tarô ren, hàn điểm, dập đột Điều khiển đoạn thẳng Với điều khiển đoạn thẳng, hành trình dịch chuyển với lượng tiến dao lập trình dụng cụ cắt điều khiển song song với trục Biên dạng chi tiết gia cơng tạo đường song song với trục Điều khiển đoạn thẳng sử dụng trường hợp gia công mặt phẳng song song với băng máy, ví dụ tiện trụ tiện mặt đầu trường hợp việc gia công diễn theo hưởng Điều khiển công tua Với điều khiển công tua, hành trình dịch chuyển (đường thẳng, đường nghiêng, đường cong, đường phi tuyến) điều khiển mặt phẳng hay khơng gian Biên dạng gia cơng tác động phối hợp có điều khiển nhiều động bước biến Để thực đồng thời chuyển động trục máy, trước giá trị trung gian – đồ thị định nghĩa toán học từ điểm xuất phát tới điểm đích – phải hệ điều khiển CNC tính tốn TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bước2: Tạo phôi - Sử dụng lệnh Creates Rough Stock đế tạo phơi cho hình mơ - Ấn OK để thực tạo phôi tự dộng Bước 3: Cài đặt gia công - Trong giao diện CNC, chọn processList -> Process -> kích đúp vào Part Operation.1 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Giao diện Part Operation 3.1 Thiết kế phay thô: - Chọn biểu tượng Roughing để tiến hành cài đặt phay thô Giao diện Roughing.1 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Trong hộp thoại Roughing  Part : chọn PartBody  Rough stock : chọn mặt  Safety plane : chọn mặt offset khoảng cm  Top : chọn mặt  Bottom : chọn mặt đáy  Offset on part : 0.1 mm  Offset on check : 0.1 mm  Limiting contour: Ở ví dụ chọn đường vành miệng nửa hình cầu  Position: Inside Trong hộp StrategyShortHelp: - Mục machining chọn đường chạy dao (tool path style) (ở ví dụ chọn Spiral) - Chọn dung sai gia cơng mục machining tolerance (ở ví dụ chọn 0.01mm) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Chỉnh độ sâu lát cắt (Maximum cut depth) mục Axial (ở ví dụ chọn 0.5mm) Cài đặt dao TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Vì phay thơ nên chỉnh bán kính dao cầu 0mm, đường kính tùy (ở ví dụ chọn D=6mm) Cài đặt tốc độ máy: Vào mục thứ từ trái sang hộp Roughing - Tùy sản phẩm mà yêu cầu tốc độ máy khác Ở ví dụ nên để hình TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Chạy mô phỏng: - Sau cài đặt hoàn tất, cho thực chạy mô cách click vào biểu tượng Tool Path Replay - Click vào biểu tượng Full video để thực mô - Sau mô xong, cần lưu lại mô cách click vào biểu tượng “Save Video Result In CATProduct” - Lưu lại file process gia công mô cách Save As (ví dụ lưu ngồi hình đường dẫn This PC>Desktop) - Ấn Save để hoàn thành cài đặt phay thô 3.2 Thiết kế phay tinh: - Là cơng đoạn hồn thiện sản phẩm sau gia công thô, giúp bề mặt gia công trở nên nhẵn hơn,tăng chất lượng sản phẩm - Vì dao phay thô phay tinh khác nên trước hết cần gọi thêm dao Để tiết kiệm thời gian nên chép dao dùng để phay thô TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Cài đặt dao tinh: Hầu thông số tốc độ máy, điểm đặt đầu vị trí cài đặt hình mơ giống dao thơ Chúng ta cần chỉnh vài thông số: - Ở mục StrategyShortHelp chọn đường chạy dao Contour Only - Chỉnh độ sâu lát cắt 0.2mm mục Axial - Trong mục thứ hai từ trái sang chỉnh “Offset on part” “Offset on check” 0mm TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com - Trong mục chọn dao (mục thứ từ trái sang hộp Roughing) cài đặt lại cầu dao (ở ví dụ cầu dao có bán kính 3mm) Đó tất điểm khác dao thô tinh.Sau chỉnh sử xong nên kiểm tra lại lần thông số Khi khơng cịn sai sót cho chạy mơ cách click vào biểu tượng Tool Path Replay Ở lần chạy mơ thấy dao thô chạy lại lần Tuy nhiên điều bình thường, khơng có sai sót - Sau chạy mơ xong ta lại tiến hành lưu cách click vào biểu tượng “Save Video Result In CATProduct” TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com - Lưu file process dao tinh vừa cài đặt Save As 3.3 Xuất code thực gia công máy phay Xuất code: Để xuất code click vào biểu tượng “Generate NC code interactively” - Sau chọn nơi lưu file code phù hợp, chuyển sang mục NC Code để xem máy CNC chọn chưa (ở ta chọn máy fanuc21b) - Tiến hành xuất code cách click vào nút “Execute” - Sửa code, đưa vào máy CNC bắt đầu vận hành máy phay Thao tác lập trình máy phay -Kiểm tra máy trước vận hành theo yêu cầu thầy giáo -Thực bước đo dao , set gốc phôi , chạy khơng tải , kiểm tra chương trình trước chạy TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com CODE SAU KHI CHỈNH SỬA N1 G90 G54 X0 Y0 N3 G0 X-.656 Y.567 S1500 M3 N5 G1 Z.01 F500 N6 X-.789 Y.235 Z-.086 N7 X-.927 Y-.199 Z-.208 N8 X-.583 Y-.622 Z-.354 N9 X-.206 Y-1.017 Z-.5 N10 X.12 Y-1.038 F500 N11 G3 X.949 Y-.141 I-4.349 N12 G1 X.742 Y.515 N13 G3 X-.024 Y.967 I-3.663 J- N14 G1 X-.62 Y.657 N15 G3 X-.927 Y-.199 I+5.705 J- J+4.85 5.331 2.532 N16 X-.206 Y-1.017 I+5.591 J+4.199 N17 G1 X-.704 Y-3.67 N18 G3 X1.343 Y-3.527 I+.748 J+3.99 N19 X3.674 Y-.925 I-5.572 J+7.339 N20 X3.765 Y-.478 I-.585 J+.351 N21 X2.941 Y2.233 I-9.133 J-1.293 N22 X.288 Y3.772 I-5.862 J-7.049 N23 X-.224 Y3.783 I-.271 J-.724 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com N3676 X-.262 Y-.31 Z-14.5 N3677 X-.131 Y-.384 F1000 N3678 X.044 N3679 X.212 N3680 X.332 N3681 X.399 N3682 X.394 N3683 X.312 N3684 X.152 N3685 X-.002 Y.405 N3686 X-.144 Y.379 N3687 X-.283 Y.291 N3688 X-.381 Y.14 N3689 X-.405 Y-.024 N3690 X-.369 Y-.167 N3691 X-.262 Y-.31 N3692 Z20 M30 (daotinh) N3694 G90 G54 x0 y0 N3695 G98 X-8.559 Y-11.349 S1500 M3 N3697 G94 Z.01 F500 N3698 X-8.552 Y-11.357 Z.007 N3699 X-8.238 Y-11.605 Z-.1 N3700 X-7.23 Y-12.255 F500 N3701 X-6.521 Y-12.649 N3702 X-5.959 Y-12.923 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com N3703 X-5.319 Y-13.2 % TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com KẾT LUẬN Qua thí nghiệm giúp sinh viên chúng em hiểu biết thêm kiến thức có tính hệ thống Cơ sở máy CNC với nội dung: Chuyển động tạo hình máy cơng cụ; Sơ đồ cấu trúc động học máy công cụ; Các cấu truyền dẫn đặc trưng máy công cụ; Nguyên tắc cấu trúc động học máy công cụ CNC; Các đặc trưng máy CNC; Các cụm truyền dẫn kết cấu đặc trưng; Các loại điều khiển điều khiển quỹ đạo máy CNC; Nguồn động lực máy CNC; Các phương pháp lập trình NC, hiểu thấu đáo thông số quan trọng q trình lập trình, ví dụ việc xác định tọa độ biên dạng gia công, xác định điểm không điểm chuẩn tham chiếu, đo đường dịch chuyển theo phương chạy dao… Thí nghiệm giúp sinh viên có thêm cơng cụ để lập trình gia cơng chi tiết máy CNC cách dễ dàng, xác nhanh hơn, xuất code cho máy cách dễ dàng qua phần mềm làm chương trình mà khơng phải code tay TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com ... độ xác gia cơng Đế máy để đỡ toàn máy tạo ổn định cân cho máy b Bàn máy Bàn máy nơi để gá đặt chi tiết gia công hay đồ gá Nhờ có chuyển động linh hoạt xác bàn máy mà khả gia cơng máy CNC tăng lên... gia cơng chi tiết có biên dạng phức tạp Đa số máy CNC hay trung tâm gia cơng đại bàn máy dạng bàn máy xoay được, có ý nghĩa trục thứ 4, thứ máy Nó làm tăng tính vạn cho máy CNC Yêu cầu bàn máy: ... CNC, phận tương ứng máy công cụ CNC điều khiển điều chỉnh để gia công chi tiết theo yêu cầu Các chức hệ điều khiển CNC gồm: nhập liệu, xử lý liệu xuất liệu b Nhập liệu xuất liệu - Việc nhập liệu