Cấu tạo chung của máy phay CNC và công tác bảo quản, bảo dưỡng máy
Cấu tạo chung của máy phay CNC
tác bảo quản, bảo dưỡng máy 2 2
2 Đặc điểm, đặc trưng của máy phay CNC 2 2
3 Trang bị đồ gá trên máy phay CNC 2 1 1
4 Cấu trúc chương trình gia công trên máy phay CNC 1 1
5 Các chức năng vận hành 4 2 2
6 Lập trình gia công trên máy phay CNC 25 3 21 1
7 Lập trình gia công biên dạng có bù bán kính dao tự động (G40, G41, G42) 15 3 12
8 Kiểm tra sửa lỗi và chạy thử chương trình
9 Vận hành máy phay CNC 14 3 8 3
Bài 1: Cấu tạo chung của máy phay CNC và công tác bảo quản, bảo dưỡng máy
Máy Phay CNC là máy công cụ được điều khiển nhờ sự trợ giúp của máy tính
- Trình bày được cấu tạo chung của máy và các bộ phận chính của máy phay CNC như trục chính, bàn máy, hệ thống dao
- Nhận dạng được đặc tính kỹ thuật của máy CNC và công tác bảo quản, bảo dưỡng máy
1 Cấu tạo chung của máy phay CNC
Gồm chương trình điều khiển và các cơ cấu điều khiển
Chương trình điều khiển là tập hợp các tín hiệu, gọi là lệnh, được mã hóa dưới dạng chữ cái, số và các ký hiệu như dấu cộng, trừ, dấu chấm, gạch nghiêng, nhằm điều khiển máy Chương trình này được ghi lên cơ cấu mang chương trình dưới dạng mã số, cụ thể là mã thập nhị phân như băng đục lỗ và mã nhị phân như bộ nhớ của máy tính.
Các cơ cấu điều khiển nhận tín hiệu từ cơ cấu đọc chương trình và thực hiện các phép biến đổi cần thiết để tạo ra tín hiệu phù hợp với điều kiện hoạt động của cơ cấu chấp hành Đồng thời, chúng kiểm tra hoạt động thông qua tín hiệu từ các cảm biến liên hệ ngược Các thành phần chính bao gồm cơ cấu đọc, cơ cấu giải mã, cơ cấu chuyển đổi, bộ xử lý tín hiệu, cơ cấu nội suy, cơ cấu so sánh, cơ cấu khuyếch đại, cơ cấu đo hành trình, cơ cấu đo vận tốc, bộ nhớ và các thiết bị xuất nhập tín hiệu Đây là các thiết bị điện – điện tử phức tạp, đóng vai trò cốt yếu trong hệ thống điều khiển của máy NC Việc tìm hiểu nguyên lý cấu tạo của các thiết bị này yêu cầu kiến thức từ các giáo trình chuyên ngành khác, nên bài viết chỉ cung cấp cái nhìn khái quát.
Phần điều khiển Chương trình điều khiển
- Báo lỗi Tín hiệu Màn hình
Máy cắt kim loại được trang bị nhiều cơ cấu tự động hóa, bao gồm tay máy, ổ chứa dao, hệ thống bôi trơn, tưới trơn, hút thổi phoi và cấp phôi, nhằm nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong quá trình gia công.
Máy cắt kim loại là thiết bị quan trọng trong việc cắt gọt kim loại để tạo hình chi tiết Các bộ phận của máy bao gồm hộp tốc độ, hộp chạy dao, thân máy, sống trượt, bàn máy, trục chính, ổ chứa dao và các tay máy, tùy thuộc vào khả năng công nghệ của từng loại máy.
Cấu trúc của các bộ phận chính của máy tương tự như máy vạn năng thông thường, nhưng có một số khác biệt nhỏ nhằm đảm bảo quá trình điều khiển tự động diễn ra ổn định và chính xác Điều này không chỉ nâng cao năng suất mà còn mở rộng khả năng công nghệ của máy.
Hộp tốc độ là thiết bị có khả năng điều chỉnh tốc độ linh hoạt, thường sử dụng hệ thống truyền động vô cấp Thiết bị này áp dụng các ly hợp điện từ, cho phép người dùng thay đổi tốc độ một cách dễ dàng và hiệu quả.
Hộp chạy dao là một thiết bị có nguồn dẫn động riêng, thường sử dụng động cơ bước Trong hệ thống xích truyền động, các phương pháp khử khe hở được áp dụng thông qua các bộ truyền như vít me và đai ốc bi, giúp cải thiện hiệu suất hoạt động.
Máy có thân cứng vững và kết cấu hợp lý giúp dễ dàng thải phoi và tưới trơn, đồng thời hỗ trợ việc thay dao tự động Nhiều mẫu máy được trang bị ổ chứa dao và tay máy thay dao tự động, cùng với thiết bị tự động hiệu chỉnh khi dao bị mòn, mang lại hiệu suất làm việc cao và tiết kiệm thời gian.
Trong các máy CNC, có thể áp dụng nhiều phương pháp điều khiển thích nghi khác nhau để tối ưu hóa các thông số quan trọng như lực cắt, nhiệt độ cắt, độ bóng bề mặt, chế độ cắt hiệu quả, độ ồn và độ rung.
Các bộ phận chính của máy
Trung tâm gia công là máy phay CNC có hệ thống thay dao tự động Trung tâm gia công có 2 loại trục đứng và trục ngang
Hình 1.1:Trung tâm gia công trục đứng
Hình 1.2:Trung tâm gia công trục ngang Trung tâm gia công có các bộ phận chính sau:
Trục chính giống như trục chính của máy phay CNC có phần côn ở đầu dùng để gá dao
2.2 Ụ trục chính: ụ trục chính có đường trượt để dẫn hướng cho đầu dao di chuyển lên xuống theo phương Z
Bàn máy có công dụng để gá phôi Bàn máy có thể di chuyển theo phương X và
Thân máy có công dụng để đỡ các bộ phận của máy
2.5 Bộ phận thay dao tự động:
Bộ phận thay dao tự động có ổ tích dao và tay máy để thay dao tự động theo chương trình
2.6 Một số dao gia công trên trung tâm gia công: a) Dao phay mặt phẳng: b) Dao phay ngón:
- 10 - c) Mũi khoan: d) Dao khoét: e) Dao doa: f) Mũi khoan tâm: g) Dao vát mép: h) h.Mũi ta rô:
Đặc tính kỹ thuật của máy phay CNC
- Kết cấu máy chắc chắn
Bàn máy có khả năng điều khiển đồng thời hai chuyển động tịnh tiến, mang lại hiệu quả cao trong quá trình vận hành Đối với máy nhiều trục, bàn máy có thể tháo lắp dễ dàng, đồng thời cho phép nghiêng ±120 độ và xoay 360 độ Tất cả các chức năng này có thể được điều khiển trực tiếp thông qua bộ điều khiển máy, giúp tối ưu hóa quy trình làm việc.
Bộ thay dao tự động được thiết kế nằm ngoài vỏ máy, giúp tối ưu hóa không gian làm việc và mang lại sự linh hoạt tối đa khi sử dụng đồ gá lớn hoặc bàn chia độ Với 30 dao trong bộ và 1 dao trên trục chính, hệ thống thay dao bằng cánh tay kép cho phép thay dao nhanh chóng Thời gian thay dao trong quá trình làm việc chỉ mất chưa đến 15 giây nhờ vào hệ thống thay dao cơ điện tử hiện đại.
- Cổng truyền dữ liệu RS232 thích hợp với chương trình trong phần mềm CIMCO
- Độ chính xác lặp lại là 0.005, Điều khiển 3 trục x, y, z chuyển động đồng thời nên gia công được các chi tiết có bề mặt phức tạp.
Bảo quản, bảo dưỡng máy
- Cuối buổi thực tập phải đưa bàn máy theo phương X, Y về chính giữa máy , đưa trục
Z về vị trí tham chiếu
- Thường xuyên kiểm tra dầu máy và các đồng hồ cảnh báo
- Có chế độ bảo dưỡng máy định kỳ
- Khi khởi động máy nếu có hiện tượng bất thường hay các dòng cảnh báo thì phải kiểm tra máy tìm rõ nguyên nhân sau đó mới vận hành
1 Trình bày cấu tạo chung của máy CNC ?
2 Trình bày các bộ phận chính của máy ?
Đặc điểm, đặc trưng của máy phay CNC
Hệ trục toạ độ và các qui ước
Để xác định vị trí các bộ phận máy trong quá trình chuyển động, cần gắn chúng vào hệ trục tọa độ Việc lập trình được thống nhất theo các quy ước cụ thể.
Dụng cụ cắt quay tròn và thực hiện chuyển động tiến, chi tiết đứng yên
Các chuyển động tịnh tiến được biểu diễn trong hệ trục tọa độ vuông góc X, Y, Z, với chiều chuyển động được xác định theo quy tắc bàn tay phải Theo quy tắc này, ngón tay cái đại diện cho trục X, ngón tay chỏ cho trục Y, và ngón tay giữa cho trục Z (Hình 2.1).
Hình 2.1: Hệ trục tọa độ theo qui tắc bàn tay phải
Quy tắc bàn tay phải:
Trục Z của máy được định nghĩa là trục chính, với chiều dương (+Z) biểu thị hướng dao di chuyển ra xa bề mặt gia công, trong khi chiều âm (-Z) thể hiện hướng dao ăn sâu vào vật liệu.
Trục X là trục vuông góc với trục Z, trong đó chiều dương (+X) biểu thị hướng dịch chuyển từ tay trái sang tay phải, còn chiều âm (-X) là hướng ngược lại.
Trục Y là trục vuông góc với trục X và trục Z Chiều dương của trục Y là chiều hướng từ cổ tay đến đầu ngón chỏ, chiều âm là chiều ngược lại
Ngoài ra ở những trung tâm gia công hiện đại có thể có thêm những trục sau:
Trục A là trục quay quanh trục X
Trục B là trục quay quanh trục Y
Trục C là trục quay quanh trục Z
Hình 2.2:Trung tâm gia công trục đứng
Hình 2.3:Trung tâm gia công trục ngang
Chú ý: Xác định chiều âm dương của dụng cụ cắt với quy ước là: Dụng cụ cắt quay tròn và thực hiện chuyển động tiến, chi tiết đứng yên
Hình 2.4: Hệ trục toạ độ của trung tâm gia công trục đứng
Hình 2.5: Hệ trục toạ độ của trung tâm gia công trục ngang
Chi tiết gia công ụ trục chính
Các điểm 0 (Zêrô) và điểm chuẩn
Để điều khiển dao chuyển động tịnh tiến và tạo ra biên dạng chi tiết gia công, việc xác định chính xác tọa độ từng điểm trên biên dạng là rất quan trọng Sau khi thiết lập hệ trục tọa độ, cần gắn hệ trục này vào điểm gốc "không" của phôi để so sánh với điểm gốc tọa độ của máy Điểm gốc tọa độ của máy (điểm R) là điểm chuẩn cố định do nhà chế tạo xác lập từ khi thiết kế máy, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định vị trí các điểm gốc khác, như gốc tọa độ của chi tiết W Đối với trung tâm gia công, điểm gốc R thường được chọn là vị trí cuối hành trình của trục.
Hình 2.6: Điểm gốc toạ độ của máy và không gian làm việc của máy
Khoảng cách nhỏ nhất từ điểm cuối của trục Z đến mặt trên của bàn máy Điểm gốc toạ độ của máy (R) ụ trục chính
Không gian làm việc của máy theo trục X,
- 16 - b) Điểm gốc toạ độ của chi tiết (điểm W):
Hình 2.7: Hệ thống gốc toạ độ của chi tiết từ G54 đến G59
Hình 2.8: Hệ thống gốc toạ độ của chi tiết
X1;X2: Khoảng cách từ gốc máy đến gốc không của phôi thứ nhất và phôi thứ 2 theo trục X Điểm gốc toạ độ của máy (R)
Y1;Y2: Khoảng cách từ gốc máy đến gốc không của phôi thứ nhất và phôi thứ 2 theo trục Y
Vị trí cuối của mặt phẳng đầu trục chính Điểm gốc toạ độ của máy (R)
Trước khi bắt đầu lập trình, lập trình viên cần xác định điểm gốc tọa độ “điểm 0” cho chi tiết, từ đó xác định tọa độ các điểm trên biên dạng chi tiết gia công Điểm gốc này cần được lựa chọn phù hợp với hình dáng cụ thể của chi tiết để dễ dàng tính toán Trên bàn máy của trung tâm gia công, tối đa có thể gá 6 phôi, với điểm gốc tọa độ của phôi đầu tiên được xác định bằng G54, phôi thứ hai là G55, và phôi thứ sáu là G59 Giá trị tọa độ theo phương X, Y và Z của các phôi được lưu trữ trong bảng WORK OFFSET MEMORY.
Bảng khai báo gốc toạ độ của phôi:
1 Máy CNC thường sử dụng những loại tọa độ nào ?
2 Điểm gốc tọa độ của chi tiết là gì Điểm này cố định hay có thể tùy chỉnh theo người vận hành?
Trang bị đồ gá trên máy phay CNC
Đặc điểm của đồ gá sử dụng trên máy phay CNC
Một trong những đặc điểm nổi bật của máy CNC là độ chính xác cao, trong đó đồ gá đóng vai trò quan trọng Sai số khi định vị chi tiết trên đồ gá là một thành phần chính của sai số tổng cộng Đồ gá trên máy phay CNC cần đạt độ chính xác gá đặt cao hơn so với các đồ gá trên máy vạn năng thông thường Để đảm bảo độ chính xác này, cần chọn chuẩn sao cho sai số chuẩn bằng 0, giảm thiểu sai số kẹp chặt, và đảm bảo điểm đặt của lực kẹp không gây biến dạng cho chi tiết gia công.
Máy Phay CNC có độ cứng vững cao, yêu cầu đồ gá không làm giảm độ cứng vững của hệ thống khi hoạt động với công suất tối đa Điều này đồng nghĩa với việc đồ gá trên máy Phay CNC cần có độ cứng vững vượt trội so với đồ gá thông thường Do đó, việc chế tạo đồ gá cho máy Phay CNC phải sử dụng thép hợp kim và phương pháp tôi bề mặt để đảm bảo chất lượng và hiệu suất.
Khi gia công trên máy Phay CNC, việc bắt đầu các dịch chuyển từ gốc tọa độ yêu cầu đồ gá phải đảm bảo định hướng chính xác của chi tiết gia công Điều này có nghĩa là cần hạn chế tất cả các bậc tự do của chi tiết, bao gồm cả việc định vị đồ gá trên máy theo cả hai phương X và Y của bàn máy.
Trên máy Phay CNC, việc gia công nhiều bề mặt chi tiết trong một lần gá đặt là rất quan trọng Để đảm bảo hiệu quả, các cơ cấu định vị và kẹp chặt của đồ gá cần phải không ảnh hưởng đến dụng cụ cắt khi chuyển đổi giữa các bề mặt gia công Phương pháp kẹp chặt hiệu quả nhất là thực hiện kẹp chặt ở bề mặt đối diện với bề mặt định vị.
Chi tiết gia công trên máy Phay CNC có ảnh hưởng đến kết cấu của đồ gá, do đó nó đảm bảo được những yêu cầu sau đây:
Chi tiết gia công cần phải có bề mặt chuẩn tốt để đảm bảo độ chính xác và ổn định trong quá trình gá đặt Đồng thời, bề mặt của chi tiết cũng phải thuận tiện cho việc kẹp chặt, tránh gây ra biến dạng cho chi tiết trong quá trình gia công.
+ Để không phải dùng đồ gá phụ thì chi tiết không nên có những bề mặt nghiêng và góc nghiêng
Để đảm bảo độ chính xác cao trong gá đặt, cần định vị chi tiết trên ba bề mặt Nếu không thể định vị theo ba bề mặt, có thể sử dụng một bề mặt và hai lỗ, với yêu cầu khoảng cách giữa các lỗ phải lớn và độ bóng đạt cấp 7.
Các loại đồ gá
Thường dùng gá kẹp những chi tiết đơn giản mang tính chất chuyên dùng, thường gá những chi tiết dạng khối, hộp…
Dùng để kẹp trực tiếp các chi tiết lớn hoặc các chi tiết có hình dáng phức tạp
2.3 Gá kẹp chi tiết bằng hàm kẹp:
Dùng trong sản xuất hàng loạt Ưu điểm: Đơn giản, tháo lắp nhanh, đạt độ chính xác cao
2.4 Gá kẹp chi tiết trên khối V:
Gá kẹp những chi tiết dạng tròn
Tùy thuộc vào kết cấu chi tiết gia công, việc chế tạo các dụng cụ gá kẹp phù hợp là rất quan trọng.
Cách gá và điều chỉnh êtô cặp trên máy
Êtô máy là một đồ gá vạn năng, cho phép kẹp nhiều chi tiết khác nhau trong quá trình gia công Có ba loại ê tô chính trên máy phay: ê tô đơn giản, ê tô quay và ê tô vạn năng Để tăng tính linh hoạt, có thể sử dụng các miếng kẹp khác nhau, giúp kẹp các chi tiết với hình dáng đa dạng, bao gồm gia công mặt phẳng nghiêng, mặt ngoài, mặt đầu và rãnh then trên chi tiết hình trụ Để giảm sức lao động và tăng khả năng kẹp chặt, ê tô máy thường được trang bị hệ thống kẹp bằng khí nén, thủy lực hoặc sự kết hợp giữa hai phương pháp này.
Hiện nay, bên cạnh các êtô kẹp, còn có đồ gá sử dụng bàn từ o xýt bari để gia công các chi tiết vật liệu như thép và gang, với mặt tựa là mặt phẳng Hình vẽ minh họa đồ gá có bàn từ o xýt bari.
Khi gá đặt các đồ gá hay ê tô máy lên bàn máy, cần sử dụng then định hướng của ê tô để lắp vào rãnh của bàn máy Nếu không có then định hướng, phải rà gá vị trí của ê tô theo trục chính của máy bằng cách kẹp một ê ke vào hàm ê tô Sau đó, so sánh với một trục tâm lắp vào trục chính của máy để đảm bảo độ chính xác.
Khi gá vạt gia công trên êtô, cần rà trước khi kẹp chặt để đảm bảo các chi tiết gia công có đủ số bậc tự do cần thiết cho việc định vị Việc kiểm tra độ chính xác vị trí của vật gia công có thể thực hiện bằng mũi rà, đường vạt dấu hoặc đồng hồ lò so Để gia công nhanh chóng, nên sử dụng các miếng đệm với chiều cao khác nhau đặt dưới vật.
Trước khi gá vật gia công lên êtô cần lưu ý là phải lau sạch bụi bám vào bề mặt định vị của vật gia công
Sau khi giáo viên chia lớp thành các nhóm nhỏ từ 4 đến 6 học sinh, các nhóm sẽ thực hành tháo lắp và điều chỉnh gá đặt êtô máy dưới sự hướng dẫn tận tình của giáo viên.
Cấu trúc chương trình gia công trên máy phay CNC
Các chức năng vận hành
Chức năng chọn dao: T
Trong tiện hẹ FANUC để gọi dao ta dùng lệnh TXX M06
XX: số thứ tự của dao trên ổ dao mà ta cần gọi ra để gia công chi tiết
Gọi dao số 1 ra để gia công
Chức năng chọn tốc độ trục chính: S
Lệnh Ss được sử dụng để thiết lập tốc độ quay của trục chính, với s là giá trị cần thiết lập Lệnh này có thể được lập trình trên một dòng lệnh riêng biệt hoặc kết hợp trong một câu lệnh khác.
Giá trị tốc độ quay trục chính sẽ được giữ nguyên cho đến khi có giá trị mới thay thế Để điều chỉnh chiều quay của trục chính, cần sử dụng các lệnh M03 và M04.
M03 : trục chính quay theo chiều kim đồng hồ
M04 : trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ
Chức năng chọn lượng tiến dao: F
Ta sử dụng lệnh Ff (f là giá trị tốc độ tiến dao) để thiết lập tốc độ tiến dao khi gia công cắt vật liệu
Lệnh Ff có thể được lập trình độc lập hoặc kết hợp trong một câu lệnh khác, và nó chỉ có hiệu lực đối với các lệnh di chuyển dao cắt vật liệu theo sau.
Giá trị tốc độ tiến dao sẽ được duy trì cho đến khi có giá trị mới thay thế.
Chức năng phụ: M
Chức năng phụ M kiểm tra và điều khiển hoạt động của máy, bao gồm quay trục chính theo cả hai chiều, dừng trục chính, và điều chỉnh hệ thống tưới dung dịch trơn nguội với chế độ phun sương hoặc phun tia Ngoài ra, chức năng này còn cho phép tắt dung dịch trơn nguội, dừng chương trình có điều kiện và không có điều kiện, cũng như thực hiện kẹp và tháo chi tiết.
• M00: Dừng chương trình (Program stop):
Máy sẽ tự động ngừng hoạt động sau khi hoàn thành các câu lệnh ở M00, và để khởi động lại, người dùng cần nhấn phím khởi động Sau khi thực hiện xong câu lệnh M00, các chức năng như dừng trục chính (M05) và tắt dung dịch trơn nguội (M09) cũng sẽ được kích hoạt.
• M01: Dừng chương trình có lựa chọn (Optional program stop):
Cũng tương tự như M00 nhưng lệnh này chỉ có hiệu lực khi phím ngừng lựa chọn đã được ấn (Optional stop)
• M02 : Kết thúc chương trình (Program end):
Máy sẽ dừng lại ngay sau khi hoàn thành lệnh M02, đánh dấu sự kết thúc của một chương trình gia công Để tiếp tục quá trình gia công, người sử dụng cần thực hiện lại các thao tác như ban đầu.
• M03: Trục chính quay thuận chiều kim đồng hồ (Spindle on clockwise):
Máy sẽ quay theo chiều kim đồng hồ khi nhìn từ trục chính, do đó, việc lắp đặt đúng các dụng cụ cắt là rất quan trọng để tránh tình trạng gãy vỡ dao.
• M04: Trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ (Spindle on counterclockwise):
Chức năng này tương tự như chức năng M03, nhưng quy định chiều quay của trục chính ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn từ phía đầu trục chính Thường được áp dụng trên máy phay, chức năng này phù hợp với các loại dao phay và khoan trái.
• M05: Dừng trục chính (Spindle stop):
Khi cần dừng trục chính để thực hiện các thao tác như thay dao bằng tay hoặc kiểm tra, chức năng dừng máy sẽ được sử dụng Khi kích hoạt chức năng này, tất cả các hoạt động khác như tưới dung dịch trơn nguội, chuyển động nội suy ăn dao F và các chuyển động chạy dao nhanh cũng sẽ dừng lại.
• M06: Thay dụng cụ tự động( Tool change):
Chức năng tự động lùi về điểm chuẩn trên máy tiện, máy phay và trung tâm gia công giúp đảm bảo an toàn trong quá trình thay dao Khi được kích hoạt, máy sẽ ngừng tất cả các chuyển động của trục chính và chạy dao, cũng như các chức năng bôi trơn, nhằm tránh va chạm với phôi hoặc máy móc trong quá trình thay dao.
• M07, M08: Mở dung dịch bôi trơn làm nguội ở chế độ phun sương hoặc phun tia (Coolant on):
Khi kích hoạt chức năng M08 hoặc M07, động cơ bơm dung dịch trơn nguội sẽ hoạt động, cung cấp dung dịch vào vùng gia công Tùy thuộc vào chức năng được gọi, bơm sẽ tưới dung dịch theo hai chế độ: phun tia cục bộ cho các quá trình như khoan, khoét, doa, tiện, hoặc phun rộng cho các ứng dụng phay.
• M09: Tắt dung dịch bôi trơn (Coolant off):
Chức năng này khi được gọi sẽ tắt động cơ bơm dung dịch làm nguội Trong trường
- 27 - hợp chức năng M05 được gọi thì chính chức năng này cũng hoạt động tức là tắt động cơ bơm
• M11 : Tháo chi tiết (Clamps off):
Chức năng M10 và M11 thường được sử dụng trong các trung tâm gia công và máy công nghiệp hiện đại, đặc biệt là với các chi tiết gia công lớn Chúng cũng được áp dụng trên các dây chuyền công nghệ có tích hợp robot để cấp phôi và tháo chi tiết một cách tự động.
• M30: Kết thúc chương trình và quay trở lại từ đầu (Program end, reset to start):
Chức năng này tương tự như chức năng M02, nhưng điểm khác biệt là nó tự động lặp lại hoạt động của chương trình gia công chi tiết vừa hoàn thành mà không cần sự can thiệp của con người.
Chức năng M code trong máy CNC, tương tự như G code, được quy định bởi các nhà sản xuất nhằm mở rộng khả năng sử dụng và vận hành máy Mỗi loại máy và hệ điều khiển có thể có các chức năng M code khác nhau Thông thường, các mã G code và M code có giá trị từ G00-G99 và M00-M99.
Thực hành : Hoạt động nhóm nhỏ
Sau khi giáo viên chia lớp thành các nhóm nhỏ gồm khoảng 3 học sinh, mỗi nhóm sẽ thực hiện các nhiệm vụ cụ thể Các nhóm sẽ đọc và nghiên cứu, thảo luận dựa trên nội dung câu hỏi mà giáo viên đã cung cấp, đồng thời nhận tài liệu và câu hỏi phát tay cho từng học viên.
Lập trình gia công trên máy phay CNC
Lập trình theo toạ độ tuyệt đối: G90
Lập chương trình gia công trong hệ tọa độ tuyệt đối liên quan đến việc tham chiếu tọa độ của tất cả các điểm trên biên dạng chi tiết đến gốc tọa độ cố định Trong trường hợp này, gốc hệ tọa độ chính là điểm gốc của chương trình.
P Trong chương trình gia công trên máy CNC nó được xác định bằng lệnh địa chỉ G90
Lập trình gia công các lỗ của chi tiết sau theo hê toạ đô tuyệt đối:
- Thiết lập toạ đô các điểm trong hệ toạ đô tuyệt đối
- Lập chương trình gia công
N1 G90 G21 G49 G97 G94 (Hệ toạ đô tuyệt đối; Đơn vị đo mm; Huỷ bỏ bù dao; Quy định tốc đô cắt là vg/ph,lượng tiến dao là mm/ph)
N2 M06 T01 (Thay dao tự đông, số hiệu dao T01 là mũi khoan)
N3 G00 X0Y0 Z5 (Chạy dao nhanh đến toạ đô X0, Y0 và
N4 M03 S1000 (Trục chính quay theo chiều kim đổng hổ, tốc đô quay là 1000v/ph) N5 X40 Y40 (Chạy dao nhanh đến điểm P1)
N6 G01 Z-15 F100 M8 (Gia công lỗ 1 với chiều sâu lỗ gia công là 15 mm, lượng tiến dao 100mm/ph, tưới dung dịch bằng phun tia )
N7 G00 X15 Y55 Z5 (Rứt dao nhanh lên khỏi lỗ và chạy dao nhanh đến điểm P2) N8 G01 Z-15 (Gia công lỗ 2 với chiều sâu 15mm, các thông số cắt gọt như khi gia công lỗ 1)
N9 G00 X15 Y15 Z5 (Chạy dao nhanh đến điểm P3)
N10 G01 Z-15 (Gia công lỗ 3 với chiều sâu 15mm)
N11 G00 X105 Y15 Z5 (Chạy dao nhanh đến điểm P4)
N12 G01 Z-15 (Gia công lỗ 4 với chiều sâu 15mm)
N13 G00 X75 Y40 Z5 (Chạy dao nhanh đến điểm P5)
N14 G01 Z-15 (Gia công lỗ 5 với chiều sâu 15mm)
N15 G00 X105 Y55 Z5 (Chạy dao nhanh đến điểm P6)
N16 G01 Z-15 (Gia công lỗ 6 với chiều sâu 15mm)
N17 G00 X0 Y-50 Z100 (Chạy dao nhanh về điểm có toạ đô Xo, Y-50 và Z 100)
N18 M05 M28 (Dừng trục chính và tự đông trở về điểm chuẩn)
Là phương pháp đo mà tất cả các kính thước đều so với gốc không của phôi
Ví dụ: Dao di chuyển từ điểm hiện hành đến điểm đích (hình 2.9) câu lệnh được viết như sau:
2 Lập trình theo toạ độ tương đối: G91
Theo phương pháp đo tọa độ tương đối, vị trí hiện tại của dao được xem là điểm chuẩn cho chuyển động tiếp theo Trong lập trình này, tọa độ của các điểm lập trình tiếp theo được xác định bằng cách lấy gốc tọa độ tại điểm trước đó, nghĩa là điểm gốc P của hệ tọa độ phải được dịch chuyển sau mỗi lần xác định tọa độ của điểm lập trình tiếp theo Trong chương trình gia công trên máy CNC, điều này được thực hiện thông qua lệnh địa chỉ G91.
Cách tính tọa độ theo lập trình tương đối như sau:
X dao cần đi = X điểm cần đến – X điểm hiện tại
Y dao cần đi = Y điểm cần đến – Y điểm hiện tại
Z dao cần đi = Z điểm cần đến – Z điểm hiện tại
Lập trình gia công các lỗ của chi tiết sau theo hệ toạ đô tương đối:
- Thiết lập toạ đô các điểm trong hê toạ đô tương đối
- Lập chương trình gia công
N1 G91 G21 G49 G97 G94 (Hê toạ đô tuyệt đối; Đơn vị đo mm; Huỷ bỏ bù dao;
Quy định tốc đô cắt là vg/ph,lượng tiến dao là mm/ph)
N2 M06 T01 (Thay dao tự đông, số hiệu dao T01 là mũi khoan)
N3 G00 X0Y0 Z5 (Chạy dao nhanh đến toạ đô X0, Y0 và
N4 M03 S1000 (Trục chính quay theo chiều kim đổng hổ, tốc đô quay là 1000v/ph)
N5 X40 Y40 (Chạy dao nhanh đến điểm P1)
N6 G01 Z-15 F100 M8 (Gia công lỗ 1 với chiều sâu lỗ gia công là 15 mm, lượng tiến dao 100mm/ph, tưới dung dịch bằng phun tia)
N7 G00 X15 Y55 Z5 (Rút dao nhanh lên khỏi lỗ và chạy dao nhanh đến điểm P2)
N8 G01 Z-15 (Gia công lỗ 2 với chiều sâu 15mm, các thông số cắt gọt như khi gia công lỗ 1)
N9 G00 X0 Y-40 Z5 (Chạy dao nhanh đến điểm P3)
N10 G01 Z-15 ( Gia công lỗ 3 với chiều sâu 15mm)
N11 G00 X90Y0 Z5 (Chạy dao nhanh đến điểm P4)
N12 G01 Z-15 (Gia công lỗ 4 với chiều sâu 15mm)
N13 G00 X-30 Y25 Z5 (Chạy dao nhanh đến điểm P5)
N14 G01 Z-15 (Gia công lỗ 5 với chiều sâu 15mm)
N15 G00 X30 Y15 Z5 (Chạy dao nhanh đến điểm P6)
N16 G01 Z-15 (Gia công lỗ 6 với chiều sâu 15mm)
N17 G00 X-105 Y-105 Z100 (Chạy dao nhanh về điểm có toạ đô Xo, Y-50 và Z
N18 M05 M28 (Dừng trục chính và tự đông trở về điểm chuẩn)
Thực hành: Hoạt động nhóm nhỏ
Sau khi giáo viên chia lớp thành các nhóm nhỏ khoảng 3 học sinh, mỗi nhóm sẽ thực hiện các nhiệm vụ cụ thể Các nhóm sẽ đọc và nghiên cứu, thảo luận theo nội dung câu hỏi mà giáo viên đã cung cấp tài liệu và phát tay cho các học viên.
Là phương pháp đo mà kích thước được tính từ điểm hiện hành đến điểm đích
Ví dụ: Dao di chuyển từ điểm hiện hành đến điểm đích (hình 2.9) câu lệnh được viết như sau:
Lập trình gia công biên dạng có bù bán kính dao tự động (G40, G41, G42)
Bù bán kính dao tự động bên phải Contour (G42)
Chức năng này sẽ thông báo cho hệ điều khiển số xác định quỹ đạo dịch chuyển của tâm dao khi dao cắt phía bên phải của chi tiết
Các tính chất cũng tương tự như chức năng G41
Bỏ bù bán kính dao (G40)
Việc hủy bỏ lượng bù bán kính dao phụ thuộc vào loại máy tiện hoặc phay, cụ thể là bán kính mũi dao hoặc 1/2 đường kính của dao phay ngón Trong quá trình gia công, dao thường bị mài mòn, dẫn đến thay đổi kích thước và giảm độ chính xác gia công Mũi cắt của dao tiện không phải lúc nào cũng nhọn, mà có bán kính r, gây ra sai số trong quá trình gia công Do đó, việc có lượng bù bán kính dao là cần thiết để đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu Trong trường hợp phay các rãnh bằng dao phay ngón hoặc sử dụng phương pháp lập trình theo quỹ đạo khoảng cách tương đương, có thể không cần sử dụng chương trình bù bán kính, vì quỹ đạo chuyển động của lưỡi cắt đã xác định biên dạng bề mặt gia công.
* Ví dụ các lệnh di chuyển dao và bù trừ
Lập trình dao chạy theo quỹ đạo đã định, với độ sâu cắt 0.5 mm, sử dụng tọa độ tuyệt đối và tương đối Lưu ý loại bỏ các lỗ ở bốn góc trong quá trình lập trình.
Sử dụng dao phay ngón có bán kính 10mm
Lập trình bù trừ chiều dài dao sử dụng ô nhớ 01
Lập trình bù trừ bán kính dao gia công phía ngoài ô nhớ 02
Kiểm tra sửa lỗi và chạy thử chương trình
Nhập (hoặc soạn thảo) chương trình vào máy
Tạo mới và nhập một chương trình gia công NC
- Chọn chế độ EDIT nhấn PROG nhập tên chương trình cần tạo(Hình 3.15)
Ví dụ: O0001 nhấn phím nhấn phím nhấn
- Nhập đầy đủ một câu lệnh nhấn để kết thúc câu lệnh, nhấn INSERT để nhập vào chương trình
Chú ý: Tên chương trình muốn tạo không được trùng với tên đã có trong máy và phải nằm trong dải người dùng!
Nếu câu lệnh nào dài quá có thể nhập nhiều đoạn
Các dòng ghi chú phải nằm trong ngoặc
1.1 Gọi chương trình từ bộ nhớ
Gọi một chương trình từ bộ nhớ
Nhập tên chương trình nhấn phím mềm [O SRH]
Hình 3.15: Màn hình nhập chương trình mới
Gọi lần lượt các chương trình trong bộ nhớ
Nếu muốn xem lần lượt thi nhấn [OPRT] nhấn tiếp [O SRH]
2.2 Xóa chương trình trong bộ nhớ
Xóa một chương trình khỏi bộ nhớ
- Trong chế độ EDIT nhập tên chương trình cần xóa nhấn phím
Xóa toàn bộ chương trình khỏi bộ nhớ
- Trong chế độ EDIT nhập O-xxxx
Xóa một một khoảng từ A đến Bchương trình khỏi bộ nhớ
- Trong chế độ EDIT nhập OxxxA,OxxxB
Chú ý: Chương trình đã xóa sẽ không khôi phục được nên cẩn thận trước khi quyết định xóa
Nghiêm cấm SV xóa chương trình mà không được sự đồng ý của GV hướng dẫn
2.3 Chỉnh sửa chương trình gia công
Nhấn phím mũi tên, chuyển trang di chuyển con trỏ để tìm lỗi, nhập từ cần thay thế nhấn
ALTER để thay thế, nhấn INSERT để chèn vào đằng sau con trỏ
Nhấn CAN để xóa kí tự trên bộ nhớ đệm khi đang thao tác nhập(hình 3.16)
Nhấn DELETE để xóa từ tại vị trí con trỏ
Nhấn EOB nhấn DELETE để xóa cả câu lệnh
Nhấn từ lệnh cần tìm nhấn phím mềm SRH có mũi tên lên hoặc xuống để tìm nhanh
Ví dụ: Nhấn G01 chọn SRH mũi tên lên để tìm phía trên, mũi tên xuống dưới để tìm phía dưới
Nhấn [OPRT] và sau đó [EX-EDT] để chọn các tùy chọn [COPY], [MOVE] hoặc [MERGE] nhằm thực hiện việc sao chép, di chuyển hoặc chèn một đoạn chương trình hoặc toàn bộ chương trình Tham khảo thêm thông tin ở GV.
Kiểm tra và sửa lỗi
Chạy mô phỏng chương trình ta thực hiện theo các bước sau:
Hình 3.16: Chương trình thể hiện trên màn hình
2 Gọi chương trình cần kiểm tra ta nhấn phím: và chon chương trình cần kiểm tra
3 Để thay đổi trạng thái hiển thị màn hình ta chọn phím:
4 Chạy kiểm tra từng dòng ta chon phím:
5 Chạy mô phỏng toàn bộ ta chon phím: Để kiểm tra ta chọn chương trình vừa lập theo kiểu từng dòng lệnh 1, ở vị trí dòng nào máy không chạy được (báo lỗi) thì ta nhấn phím và phím để gọi chương trình đã lập trình đã lập ra và dùng các phím di chuyển di chuyển con trỏ đến dòng cần hiệu chỉnh để chỉnh sửa.
Chạy mô phỏng chương trình
Mục đích của kiểm tra là xem đường chạy dao trên các hình chiếu đã đúng chưa để tránh sai hỏng, tai nạn trong quá trình gia công
Chú ý: Để sử dụng chức năng này máy cần phải được khóa tránh xảy ra các tai nạn đáng tiếc!
Bước 1: Gọi chương trình cần kiểm tra mô phỏng từ chế độ EDIT
Bước 2: Đưa trục Z về vị trí thay dao để khóa trục:
Chọn MDI nhập G91G30Z0 (CYCLE START)
Xoay ổ khóa sang trái để khóa trục Z; xoay sang phải để khóa toàn bộ các trục
Bước 3: Chọn MEMORY nhấn phím CSTM/GRP
Tại bảng PARAMETER thiết lập các thông số vùng đồ họa
Nhấn [GRAP] (phím mềm) nhấn (CYCLE START)
Quan sát đường đi của dao để kiểm tra
Kiểm tra DRY RUN nhằm rút ngắn thời gian kiểm tra, bật công tắc { DRY RUN}
Chú ý: Nếu kiểm tra mô phỏng bằng DRY RUN thì tốc độ di chuyển rất lớn nên cần phải rất cẩn thận.
Chạy thử chương trình (Chạy không cắt gọt)
Sau khi lập chương trình xong ta cho chạy chương trình không có phôi, dao Để chạy chương trình ta thực hiện các bước như sau:
1 Ta dùng tay đưa đầu dao ra xa bàn máy bằng phím: và phím
2 Giảm số vòng quay trục chính và lượng chạy dao ngang sử dụng hai núm vặn:
Cho giá trị S và F về 20% giá trị khi chạy gia công
3 Chạy chương trình theo từng dòng bằng phím:
4 Chạy chương trình đầy đủ bằng phím:
Sau khi giáo viên chia lớp thành các nhóm nhỏ khoảng 3 học sinh, mỗi nhóm sẽ thực hiện các nhiệm vụ cụ thể Các em sẽ đọc và nghiên cứu, thảo luận về nội dung câu hỏi mà giáo viên đã cung cấp tài liệu Học sinh sẽ nhận tài liệu câu hỏi được phát tay từ giáo viên để tiến hành thảo luận.
Vận hành máy phay CNC
Gá dao, đo kích thước dao và nhập thông số kích thước vào bộ nhớ dao
Đối với dao Phay CNC cần cài đặt dao theo các thông số sau:
- Lượng mòn dao theo chiều dài
- Lượng mòn dao theo đường kính
Trong đó lượng mòn dao theo chiều dài và lượng mòn dao theo đường kính được xác định theo kinh nghiệm của người vận hành máy
1.1 Cài đặt chiều dài dao
Mỗi dao có kích thước chiều dài khác nhau khi gá vào đài dao, nhưng tất cả đều có một điểm chuẩn chung là N Trong giáo trình này, chúng ta sẽ xác định chiều dài dao bằng cách chọn một dao làm chuẩn và sau đó so sánh chiều dài của các dao khác.
- Gọi vị trí dao trong máy:
- Lắp dao vào vị trí vừa gọi lên trục chính
- Chọn chế độ HANDLE đưa dụng cụ tiếp xúc với TOOLMASTER ( thiết bị đo chiều dài dao) đến khi đèn báo trên TOOLMASTER sáng hoặc chỉ ở vị trí 0
TOOLMASTER được đặt lên mặt phẳng bất kỳ trong máy, khi dao chạm vào TOOLMASTER thì
TOOLMASTER sẽ sáng đèn hoặc chỉ về vạch 0
- Bấm POS để hiển thị tọa độ của máy,
→ chọn REL( hệ tọa độ tương đối của máy)
- Nhấn phím OFFSET SETING → OFFSET → chọn
[GEOM] nhìn tọa độ Z trong tọa độ REL và nhập vào vị trí cột H hàng theo số của dụng cụ vừa gọi
Vì dao đang cài đặt là dao đầu tiên nên Z = 0.000, ta nhập
0.0 → INPUT vào vị trí dao(hình 3.7)
Hình 3.5: sơ đồ cài đạt dao
Hình 3.6: Sơ đồ so dao
Cài các dao tiếp theo:
- Gọi vị trí dao trong máy:
- Lắp dao vào vị trí vừa gọi lên trục chính
- Chọn chế độ HANDLE đưa dụng cụ tiếp xúc với TOOLMASTER ( thiết bị đo chiều dài dao) đến khi đèn báo trên TOOLMASTER sáng và chỉ ở vị trí 0
- Nhấn phím OFFSET SETING → OFFSET → chọn [GEOM] nhìn tọa độ Z trong tọa độ REL và nhập vào vị trí cột H hàng theo số của dụng cụ vừa gọi
Dao T1 được gọi ra đầu tiên và được cài đặt nên giá trị của T1 tại bảng
Tiếp theo cài dao T3, ta điều chỉnh dao chạm vào TOOLMASTER và quan sát tọa độ của dao T3, Z = -46,221 rồi ta nhập giá trị “-46.221” vào cột 3
Ta nhập bán kính của dao vào GEOM (D)
Dao T1 có đường kính ∅10, dao T2 có đường kính ∅16, và dao T3 có đường kính ∅20 Để nhập dữ liệu vào cột GEOM (D), ta sử dụng giá trị bán kính tương ứng của từng dao như trong hình vẽ.
1.3 Lượng mòn dao theo chiều dài
Hình 3.7: Các thông số cài đặt dao
Dựa vào quá trình gia công thực tế để cài đặt giá trị này
Dựa vào quá trình gia công thực tế để cài đặt giá trị này
Gá phôi
Trên máy phay: chủ yếu dùng đồ gá vạn năng như ê tô(hình 3.4), bích kẹp kẹp
Trong sản xuất lớn dùng đồ gá chuyên dùng
Các cơ cấu kẹp có thể được tự động hoá bằng xi lanh thuỷ lực hoặc khí nén.
Xác định điểm W
Để máy hiểu vị trí tọa độ điểm “0” của chi tiết, cần thực hiện Offset dao Có hai cách thiết lập tọa độ điểm “0”: sử dụng lệnh lưu tọa độ Offset dao với các lệnh G54 – G59, hoặc thiết lập tọa độ điểm “0” theo vị trí hiện tại của dao bằng lệnh G92.
3.1 Lệnh lưu tọa độ điểm “0” của chi tiết
Sau khi xác định khoảng cách giữa điểm "0" của chi tiết và điểm "0" của máy, chúng ta sẽ nhập các giá trị khoảng cách X, Y và Z vào ô nhớ của lệnh G54 - G59 trên máy.
Khi gọi một dao nào đó trên ụ dao ra để gia công ta cần phải gọi đúng lệnh đã lưu tọa độ
Hình 3.4:Ê tô dùng trên máy phay
Lưu ý rằng việc gọi sai lệnh lưu tọa độ Offset dao có thể dẫn đến va chạm, ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác của máy.
Trong trường hợp gia công nhiều chi tiết trong một lần gia công nên cần nhiều gốc tọa độ ta có thể sử dụng các lệnh từ G54 đến
G59 để lưu các gốc tọa độ trên từng chi tiết chi tiết, Hình 3.3
3.2 Lệnh thiết lập tọa đọ điểm “0” của chi tiết theo vị trí của dao G92 Đối với một số máy NC không có G54-G59 để ghi nhớ tọa đọ Offset dao, ta phải sử dụng lệnh thiết lập tọa đọ điểm “0” của chi tiết theo vị trí hiện tại của dao G92
Cấu trúc câu lệnh như sau:
Với X_, Y_, Z_ : tọa độ vị trí hiện tại của dao so với điểm “0” cần thiết lập
Lệnh này thường không được sử dụng khi trên máy có G54 – G59
Để thiết lập tọa độ điểm "0" cho chi tiết, khi biết tọa độ hiện tại của dao so với điểm "0" cần thiết lập là (40, 50, 25), ta sử dụng lệnh G92.
Thiết lập chế độ vận hành
Hình 3.3 Gia công nhi ều chi tiết
- 44 - Đóng cầu dao điện Đóng công tắt nguồn máy CNC
Bấm nút POWER ON , chờ khoảng 1 phút
Xoay nút dừng khẩn cấp theo chiều mũi tên trên mặt nút xoay
4 2 Cho máy về điểm “O” HOME
Thông thường các máy CNC sau khi khởi động phải cho máy trở về điểm “O”
Chuyển nút xoay sang vị trí HOME
Bấm nút POS để hiển thị tọa độ
Bấm ALL để xem tọa độ ( MACHINE)
Bấm nút Z+ để máy bắt đầu di chuyển về điểm chuẩn theo phương Z đến khi đèn báo HOME sáng lên
Tuần tự theo phương X và Y ta bấm X- và Y+ để cho máy về HOME theo 2 phương
Khi trên màn hình toạ độ MACHINE của máy là 0,0,0 thì đèn báo về điểm chuẩn HOME sẽ hết nhấp nháy Máy đã về điểm chuẩn xong
Ta chỉ cần cho máy về điểm chuẩn 1 lần duy nhất ngay sau khi mở máy, sau đó không cần phải cho máy về điểm chuẩn nữa
4 3 Di chuyển bàn dao: Để di chuyển dao ta chuyển sang chế độ quay tay để dùng tay quay để di chuyển theo các trục tương ứng
Khi dùng tay quay để ý trí của nút xoay x1, x10, x100
X1 một vạch trên tay quay tương ứng 0.001 mm
X10 một vạch trên tay quay tương ứng 0.01 mm
X100 một vạch trên tay quay tương ứng 0.1 mm
Có thể di chuyển tự động bằng cách chọn vị trí di chuyển tự động , lưu ý các nút điều khiển tốc độ chi chạy tự động
CHỈ NÊN DI CHUYỂN BẰNG TAY QUAY KHI CHƯA QUEN CÁCH ĐỊNH HƯỚNG TRỤC DAO.
Chạy chương trình gia công
Chọn chế độ EDIT > Chọn chương trình cần gia công > Bấm mũi tên hướng xuống
Bấm nút RESET cho dấu nháy trở về đầu chương trình
Chuyển sang vị trí MEM
Bấm nút POS để khiểm tra giá trị các tọa độ
Nếu ta bấm cả nút chạy từng câu lệnh SBLK thì sau khi máy chạy xong câu lệnh ta bấm nút START để chạy câu lệnh tiếp theo
Sau khi máy đã chạy ổn định ta có thể tăng nút tốc độ chạy dao nhanh lên 25% hoặc 50%
* Dừng tạm thời chương trình đang gia công
Bấm FEEDHOLD Để gia công tiếp ta bấm START
6 Phay mặt 3D được lập trình bằng phần mềm CAD/CAM