ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH TÂY NINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TÂY NINH GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN TIỆN CNC NGÀNH LẮP ĐẶT THIẾT BỊ CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số 372/QĐ CĐN ngày 10 tháng 08 năm[.]
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH TÂY NINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TÂY NINH GIÁO TRÌNH: MƠ ĐUN: TIỆN CNC NGÀNH: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 372/QĐ-CĐN ngày 10 tháng 08 năm 2021 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Tây Ninh) Tây Ninh, năm 2021 (Lưu hành nội bộ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN: - Vị trí: Trước học mơ đun học sinh phải hoàn thành: MH 05; MH 06; MH 07; MH 08; MH 09, MĐ 13, MĐ 14; MĐ 16; MĐ 17; MĐ 18; - Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề bắt buộc II MỤC TIÊU MƠ ĐUN: * Về kiến thức: Chuẩn bị máy đồ gá cho việc gia công chi tiết Chọn gá lắp dao, kiểm tra lưu vào nhớ thông số kích thước dao * Về kỹ năng: Lập chương trình gia cơng, kiểm tra sửa lỗi chương trình Nhập chương trình vào máy, lưu trữ gọi chương trình gia cơng Thực việc xác định điểm chi tiết (Điểm W ) Thực chạy mô chạy thử chương trình khơng cắt gọt Thiết lập chế độ làm việc máy * Về lực tự chủ trách nhiệm: - Vận hành máy để gia cơng chi tiết đảm bảo quy trình, chế độ an tồn III NỘI DUNG MƠ ĐUN: Nôi dung tổng quát phân phối thời gian: Số TT Tên mô đun Thời gian Tổng Lý thuyếtThực số hành 8 Kiểm tra* Khái quát chung kỹ thuật cnc Các hệ thống điều khiển dạng điều khiển máy cnc Cấu tạo chung máy tiện cnc công tác bảo quản, bảo dưỡng máy Cấu trúc chương trình gia cơng máy tiện 11 cnc 17 14 Các từ lệnh điều khiển dịch chuyển 15 12 Lập trình gia cơng máy tiện cnc 7 Kiểm tra sửa lỗi chạy thử chương trình 14 11 Vận hành máy tiện cnc Cộng 90 15 71 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra tích hợp lý thuyết với thực hành tính vào thực hành MỤC LỤC Bài KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KỸ THUẬT CNC Bài CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỄN VÀ DẠNG ĐIỀU KHIỄN CỦA MÁY CNC 10 Bài CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY TIỆN CNC VÀ CÔNG TÁC BẢO QUẢN BẢO DƯỠNG MÁY 15 Bài 4: CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH TRÊN MÁY TIỆN CNC 23 Bài 5: CÁC TỪ LỆNH ĐIỀU KHIỄN DỊCH CHUYỂN CƠ BẢN 26 Bài 6: LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY TIỆN CNC 30 Bài KIỂM TRA SỮA LỖI VÀ CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH 35 Bài VẬN HÀNH MÁY TIỆN CNC 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO .58 Bài KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KỸ THUẬT CNC Quá trình phát triển kỹ thuật CNC ( COMPUTER – NUMERICAL – CON TROL) Điều khiển số(Numerical Control) đời với mục đích điều khiển q trình cơng nghệ gia cơng cắt gọt máy công cụ Về thực chât, q trình tự đơng điều khiển hoạt đông máy (như máy cắt kim loại, robot, băng tải vận chuyển phôi liệu chi tiết gia công, kho quản lý phôi ) sở liệu cung cấp dở dang mã số nhị nguyên bao gồmcác chữ số, số thập phân, chữ số ký tự đặc biệt tạo nên chương trình làm việc thiết bị hay hệ thơng Trước đây, cung có q trình gia cơng căt gọt điều khiển theo chương trình băng kỹ thuật chép hình theo mâu, chép hình băng hệ thơng thủylưc, cam điều khiển băng mach logic Ngày nay, với việc ưng dung tiến Khoa học - Công nghệ, lĩnh vực điều khiển số tin học cho phép nhà Chế tạo máy nghiên cứu đưa vào máy công cụ hệ thông điều khiển cho phép thực trình gia cơng cach linh hoạt hơn, thích ưng với sản xuất đại mang lại hiệu kinh tế cao Về mặt khoa hoc: Trong điều kiện nay, nhờ tiến kỹ thuật cho phép giải toán phức tạp với độ xác cao mà trước chưa đủ điều kiện phức tạp khiến ta phải bỏ qua số yếu tố dẫn đến kết gần đung Chính cho phép nhà Chế tạo máy thiết kế chế tạo máy với cấu có hiệu suất cao, độ xác truyền đơng cao cung khả chuyển đơng tạo hình phức tạp , xác Lịch sử phát triển NC bắt nguồn từ mục đích quân hang không vũ trụ mà yêu cầu tiêu chất lương máy bay, tên lưa, xe tăng cao (có độ xác độ tin cậy cao nhât, có độ bền tính hiệu sử dung cao ) Ngày nay, lịch sử phát triển NC trải qua trình phát triển không ngưng cung với phát triển lĩnh vực vi xử lý từ bit, bit đạt đến 32 bit cho phép hệ sau cao hệ trước manh khả lưu trữ xử lý Từ máy CNC riêng lẽ(CNC Machines - Tools) phát triển cao trung tâm gia cơng CNC (CNC Engineering - Centre) có ổ chứa dao lên tới hang trăm thực nhiều nguyên công đông thời cung vị trí gá đăt Cung với phát triển công nghệ truyền số liêu, mang cục liên thông phát triển nhanh tạo điều kiện cho nhà công nghiệp ưng dung để kết nối hoạt đông nhiều máy CNC quản lý máy tính trung tâm DNC (Directe Numerical Control) với mục đích khai thác cach có hiệu bố trí xếp công việc tưng may, tổ chức sản xuất quản lý chất lương sản phâm 1808: Joseph M Jacquard dùng bìa tơn có đục lỗ để điều khiển máy dệt 1938: Claude E Shannon (MIT) tính tốn chuyển giao nhanh liệu dạng nhị phân có vận dụng lý thuyết đại số xác nhận công tắc điện tử - tảng sở máy tính ngày 1952: Viện MIT cho đời máy công cụ điều khiển số (CINCINNATI HYDROTEL) gồm nhiều đèn điện tử với chức nội suy đường thẳng đồng thời theo trục nhận liệu thông qua băng đục lỗ mã nhị phân 1958: Ngơn ngữ lập trình biểu tượng hố (APT) giới thiệu quan hệ liên kết với máy tính IBM 704 1959: Triển lãm máy cơng cụ Paris, trình bày máy NC Châu Âu 1960: Các hệ điều khiển NC kỹ thuật đèn bán dẫn thay hệ thống điều khiển cũ dùng đèn điện tử 1965: Giải pháp thay dụng cụ tự động nâng cao trình độ tự động hố khâu gia cơng 1969: Những giải pháp điều khiển liên kết chung từ máy tính trung tâm DNC 1970: Giải pháp thay/bệ gá phôi tự động 1972: Những hệ điều khiển NC có lắp đặt máy tính nhỏ - hệ điều khiển số dùng máy tính nhỏ CNC 1976:Hệ vi xử lý tạo cách mạng kỹ thuật CNC 1978: Các hệ thống gia công linh hoạt (FMS) tạo lập 1979: Những khớp nối liên hồn CAD/CAM xuất 1986/1987: Giải pháp tích hợp tự động hoá sản xuất (CIM) 1993: Sự xuất trung tâm gia công (MC) 1994: Khép kín chuỗi q trình CAD/CAM-CNC Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC CNC 2.1 Máy tiện CNC Tuỳ theo kết cấu phân chia: Kết cấu nằm ngang thẳng đứng Bàn/ bệ máy thẳng nghiêng quay Với một, hai nhiều trục Có khơng trục phụ để mở rộng khả gia cơng Hình 1.1 Máy tiện Tuỳ theo mức độ tự động hố có: Ổ tích phơi có chức thay đổi phơi tự động Ổ tích dao có chức thay đổi dụng cụ Giám sát dụng cụ tự động Một số chức chính: Hiệu chỉnh đồng thời nhiều thơng số dụng cụ (chiều dài, bán kính dao) Giám sát lưỡi cắt dụng cụ kiểm tra tượng vỡ dao Giám sát tuổi bền dụng cụ truy cập tự đông dụng cụ tương đương để thay dụng cụ hết tuổi bền 2.2.Máy phay CNC Đặc điểm chung trung tâm gia công phay/khoan: Ba trục NC thẳng bàn quay để gia cơng mặt phơi có hình khối vng lần gá Khi sử dụng đầu lắp dụng cụ nghiền theo phương ngang đứng gia cơng trục thứ Có thể thực công việc (phay, khoan, tiện, cán phẳng, cắt ren) với kết cấu mở rộng phù hợp phay biên dạng, khoan nghiêng tiện ren Tốc độ quay tốc độ tiến dao phải lập trình cho dụng cụ Các dụng cụ đưa vào ổ tích dao nối ghép với máy gia cơng, truy cập theo chương trình thay đổi vào trục máy Có thêm thiết bị thay đổi phôi để giảm thời gian dứng máy phải thay đổi phôi gia công Việc gá kẹp vá tháo dỡ phôi thực thời gian cắt vật liệu bên ngồi phạm vi gia cơng máy Những trung tâm gia cơng phức tạp cịn có thêm bàn trịn thứ hai quay được, có thêm đồ gá nghiêng dùng cho phôi môt đầu dao phụ ngang đứng điểu chỉnh theo góc Hình 1.2 Máy phay Phân loại trung tâm gia cơng Theo vị trí trục máy: trung tâm gia công ngang, trung tâm gia công đứng Trung tâm gia cơng có bàn toạ độ nghĩa chuyển động X/Y phôi chuyển động Z dụng cụ Trung tâm gia cơng có trụ đứng dịch chuyển: dụng cụ thực chuyển động X, Y Z cịn phơi tùy theo u cầu có chuyển động nghiêng quay theo trục Đặc điểm chung trung tâm gia cơng tiện, phay: Ngồi chuyển động quay cần thiết phôi, dao cụ cịn có thêm chuyển động chạy dao khác thíchhợp cho việc phay/khoan biên dạng phức tạp chi tiết tiện Có thể tiến hành tiện phay/khoan phôi mà gá đặt phôi nhiều lần 2.3 Máy mài CNC Khả máy mài CNC Độ xác yêu cầu cao nhiều độ phân giải đo lập trình 0.1μmm Phạm vi lượng tiến dao rông từ 0.02 mm/phút …60 m/phút Sửa đá mài điều khiển số với dụng cụ kim cương Hiệu chỉnh (bù) tốc độ quay trục mài chuyển động ăn vào đá mài sau sửa đá Tốc độ tiến dao theo quỹ đạo với sai số gốc để tránh sai số biến dạng sử a đá profin mài lắc lư Lập trình hiệu chỉnh trình mài đơn giản thời điểm Lập trình biên dạng máy mài nạp hình dạng đá mài hình dạng chi tiết mài với trợ giúp đồ hoạ nhờ hệ CNC Hình 1.3 Máy mài Phân loại máy mài Máy mài phẳng (thường có trục NC, có có thêm đến trục NC khác dùng cho chuyển động tách biệt chi tiết mài khơng phải ln phẳng, mà lồi lõm theo phương X Y) Máy mài trịn (thường có trục NC, có 2x2 trục NC cho dạng mài đặc biệt) Máy mài dụng cụ (có trục NC với phép nội suy đồng thời) Máy mài định hình Máy mài profin Máy mài biên dạng 2.4 Máy cắt laser CNC Khả gia công máy cắt laser Cắt băng laser dạng cắt đốt cháy tinh cách dùng tia ánh sáng khơng nhìn thấy làm cho vật liệu gia cơng nóng chảy tận dụng phản ứng toả nhiệt với khí oxy để cắt tâm tơn có chiều dày tới 6mm Ưu so với phương pháp cắt đốt khác cắt Vết cắt hẹp, khoảng chừng 0.2-0.4mm Vùng tác động nhiệt bé khoảng 0.1mm Vết cắt sắc cạnh (khơng bị vê trịn, khơng có bavia) Các cạnh vết cắt song song với Độ nhám bề mặt vết cắt thấp Tốc độ cắt suất cắt cao Ứng dụng thuận tiện cho tôn mỏng Ưu so với phương pháp đột dập khí thơng thường Khơng cần dụng cụ, nên ko có tượng mịn dụng cụ Không cần lực tác động Tạo khe, rãnh thủng hẹp mảnh Tốc độ cắt cao Ít tiếng ồn Độ nhám vết cắt thấp Đặc điểm chung Chuyển động phôi thực mặt phẳng cần trục NC Khi gia cơng theo biên dạng cần có phép nội suy thẳng theo biên dạng Tốc độ cắt giám sát tốt kể cắt đường cong có kích thước bé Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC nước ta Nhu cầu đổi ngành cắt gọt kim lọai nước ta giai đoạn đại hóa ngành chế tạo máy lớn Hiện với máy công cụ truyền thống, việc sử dụng máy công cụ CNC đào tạo đội ngũ công nhân vận hành máy CNC vấn đề xúc ngành chế tạo máy công cụ Trong thời gian gần đây, nhiều hãng châu Âu, Châu Á, Châu Mỹ nhìn thấy trước nhu cầu đưa vào thị trường Việt Nam máy CNC có chất lượng, khả tích hợp lớn nhiều khách hàng dủe dụng việc đại hóa máy móc thiết bị Các máy CNC có mặt Việt Nam phong phú đa dạng; từ CNC dạng máy tính cơng nghiệp mà hãng tiếng Siemens, Heidenmain (Đức), Fanuc (Nhật), Rockwell (Mỹ), Num (Pháp), Philip (Hà Lan) đếnh CNC phát triển từ máy PC Anilam (Mỹ), Zimapc (Israen) Các hệ điều khiển CNC ngoại nhập có giá thành cao từ nước Âu Mỹ, đến hệ điều khiển nội địa hóa Máy CNC sử dụng Việt Nam chia làm phân khúc - Những máy nhập hoàn toàn từ nước Âu, Mỹ, Nhật máy móc thiết bị có độ xác gia cơng cao, thiết bị lập trình đa dạng, công hoạt động tốt chế độ bảo hành tốt giá thành cao - Những máy qua sử dụng (Second hand) máy cũ nước khơng cịn sử dụng tính sử dụng cịn tốt, độ xác tương đối, đảm bảo yêu cầu công nghệ với giá thành máy rẻ phù hợp với điều kiện tài hàn hẹp - Những máy Việt Nam chế tạo cải tiến từ máy móc thơng thường: phù hợp với điều kiện kỹ thuât có Hiện Việt Nam sử dụng nhiều thiết bị CNC nước khác Đức, Nhật, Đài Loan, Trung Quốc với trang thiết bị cung cấp với số lượng nhiều chủng loại chất lượng Một số công ty xác định mũi nhọn phát triển khí gia cơng xác chất lượng cao tiến tới thay hàng ngọai nhập Xu hướng lựa chọn máy CNC để chuyên mơn hóa q trình gia cơng nhằm nâng cao suât lao động, chất lượng sản phẩm hiệu vốn đầu tư với nhiều phương pháp khác Bài CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỄN VÀ DẠNG ĐIỀU KHIỄN CỦA MÁY CNC Điều khiển điểm - điểm Với loại máy này, q trình gia cơng, người ta cho định vị nhanh dụng cụ đến tọa độ yêu cầu trình dịch chuyển nhanh dụng cu, máy không thực việc cắt gọt Chỉ đến đạt tọa độ theo yêu cầu thực chuyển động cắt gọt, ví dụ khoan lỗ, khóet, doa làm cơng việc khác ví dụ máy hàn điểm thực q trình hàn máy đột, dập thực viêc đột, dập lỗ Ví dụ: Hình 2.1 Điều khiển điểm - điểm Khi gia công lỗ A B có tọa độ xA,yA xB, yB hệ tọa độ xoy Chúng ta điều khiển theo cách sau đây: Trước hết, điều khiển dụng cụ dịch chuyển nhanh đến điểm A (xA, yA) Sau thực việc gia công lỗ A Tiếp theo, sau dịch chuyển dụng cụ thoát khỏi lỗ gía cơng (đảm bảo việc dịch chuyển dụng cụ thực an toàn) tiếp tục dịch chuyển nhanh dụng cụ đến điểm B (xB, yB) để gia cơng lỗ B Q trình dịch chuyển dụng cụ đến vị trí B thực cách biểu diễn hình vẽ Quỹ đạo dịch chuyển theo AA’CB song song với trục tọa độ ox oy Quỹ đạo dịch chuyển theo đường thẳng tối ưu: ACB Điều khiển đoạn thẳng Ngoài chức dịch chuyển nhanh theo trục tọa độ điều khiển điểm, cịn thực việc gia cơng q trình dịch chuyển theo trục Điều có nghĩa dụng cụ thực chuyển động cắt gọt trình dịch chuyển song song theo trục tọa độ Ví dụ phay bề mặt song song với trục toạ độ tiện chi tiết mà dụng cụ cắt thực chuyển động cắt gọt theo phương trục Z trục X