Báo cáo thực tập tốt nghiệp công nghệ CNC Solidcam
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .2 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM BK-CNC 1.1 Ngày thành lập 1.2 Các hướng nghiên cứu .3 1.3 Mặt máy trung tâm .3 CHƯƠNG 2: Máy CNC 2.1 Khái niệm 2.2 Các trục tọa độ chiều chuyển động .7 2.3 Các điểm quan trọng hệ tọa độ 2.4 Các dạng điều khiển 10 2.5 Máy Phay CNC 10 2.6 Máy Tiện CNC 11 CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY CNC 13 3.1 Khái niệm 13 3.2 Quy trình lập trình gia cơng .13 3.3 Phương pháp lập trình 13 3.4 Ngơn ngữ lập trình 13 3.5 Lập trình gia cơng 14 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SolidCam TRONG GIA CÔNG 15 4.1 Giới thiệu phần mềm SolidCam .15 4.2 Giới thiệu lập trình gia cơng phay 2.5D 18 4.2.1 Các khái niệm chung 18 4.2.2 Phay Profile .18 4.2.2 Phay Pocket .26 4.3 Ứng dụng SolidCam để gia cơng sản phẩm hồn thiện 31 4.3.1 Thiết kế chi tiết Solidworks 2010 31 4.3.2 Tách khuôn phần mềm Solidworks 2010 39 4.3.3 Gia công khuôn phầm mềm SolidCam 2012 45 MỞ ĐẦU Ngày sản phẩm khí xác chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, vật liệu chế tạo chúng ngày có tính chất ưu việt chất lượng độ bền Việc chế tạo chi tiết có biên dạng phức tạp dẫn đến việc gia công chúng theo phương pháp truyền thống gặp nhiều khó khăn Ngoài việc chế tạo chi tiết máy u cầu độ xác cao cịn phụ thuộc nhiều vào trình độ người thợ, thời gian chế tạo chúng Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ gia công phát triển mạnh mẽ kéo theo ứng dụng phần mềm CAM vào tự động hóa sản xuất tự động hóa lắp ráp ứng dụng phần mềm vào sản xuất giải khó khăn trước đem lại hiệu kinh tế cao Ở nước ta việc sản xuất sản phẩm khí xác phục vụ cho đời sống kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, số lượng sở sản xuất ứng dụng phương pháp gia công ngày nhiều, gia cơng chi tiết có biên dạng phức tạp Trong thời gian thực tập trung tâm BK – CNC, em tìm hiểu, trực tiếp vận hành máy CNC gia công số sản phẩm Đặc biệt ứng dụng phần mềm SolidCam (phần mềm tích hợp hồn chỉnh phần mềm Solidworks) để xây dựng chương trình gia cơng Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo công tác trung tâm BK-CNC tạo điều kiện tốt cho em thời gian thực tập trung tâm đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy TS Nguyễn Hồng Thái giúp em có thêm kiến thực bổ ích cho cơng việc sau Hà Nội, Ngày 10, tháng 10 năm 2013 Chương GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM BK-CNC 1.1 Ngày thành lập Trung tâm đào tạo nghiên cứu phát triển công nghệ CNC (BK-CNC Technology Center) : Là đơn vị trực thuộc Viện khí - trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, thành lập theo định số 3903/QĐ – BGDĐT ngày 30 tháng 08 năm 2011 Hiệu trưởng trường ĐHBK Hà Nội Văn phòng: P 206, Tòa nhà B1- Đại học BKHN, số 1- Đại Cồ Việt, Hà Nội 1.2 Các hướng nghiên cứu Xây dựng chương trình hậu xử lý để xử lý chương trình gia cơng viết ngơn ngữ APT sang mã lệnh G – code để chạy máy CNC Xây dựng mơ hình thiết bị tạo mẫu nhanh Nghiên cứu phương pháp đo gián tiếp lực cắt dòng điện động servo trung tâm gia công CNC Thiết kế, chế tạo điều khiển thích nghi để tự động điều chỉnh lượng tiến dao trung tâm gia công Nghiên cứu phay cao tốc Động lực học điều khiển trung tâm gia công phay CNC trục, CNC trục ảo, CNC nhiều trục kiểu lai động học hở kín Sai số gia cơng, tối ưu chế độ cắt Nghiên cứu chất trình mài Đo Topography bề mặt đá mài Thiết kế ngược Xây dựng thiết bị quét 3D dùng cảm biến đo khoảng cách tia LASER 1.3 Mặt máy trung tâm a Máy phay Trung tâm phay Mikron UCP 600 Máy phay CNC trục : x=530mm, y=450mm, z=450mm, A 90 900 , C 0 360 Hệ điều khiển: Heidenhain Công suất: 46kVA Thiết kế kiểu công nghiệp 30 ổ chứa dao Trục có khả quay thuận ngược chiều kim đồng hồ Trục điều khiển tốc độ vơ cấp từ – 12000 vịng/phút Các điểm tham chiếu tự động Toàn vùng làm việc che chắn Các cấu an tồn theo tiêu chuẩn châu âu Hình 1.1 Trung tâm máy phay UCP 600 Trung tâm phay Mikron VCP 600 Máy phay CNC trục: x=600mm, y=450mm, z=450mm, A 0 360 Hệ điều khiển: Heidenhain Công suất 46kVA Thiết kế kiểu công nghiệp 30 ổ chứa dao Trục có khả quay thuận ngược chiều kim đồng hồ Trục điều khiển vơ cấp từ – 12000 vòng/phút Các điểm tham chiếu tự động Toàn vùng làm việc che chắn Cơ cấu an tồn theo tiêu chuẩn châu âu Hình 1.2 Trung tâm phay Mikron VCP 600 b Máy Tiện Trung tâm Tiện Maxturn 65 Máy tiện CNC trục: x=260mm, z1=610mm, z2=580mm, y 80( 40)mm , A1 0 360 , C1 0 360 Hệ điều khiển: Sinumerik, Shopturn Công suất 38kVA Thiết kế kiểu công nghiệp 12 ổ chứa dao trục có khả quay thuận ngược chiều kim đồng hồ Trục điều khiển tốc độ vơ cấp từ – 5000 vịng/phút Trục từ – 7000 vịng/phút Có khả phay máy tiện Hệ thống kẹp chặt thủy lực Hệ thống nạp phôi tự động Vận tốc cắt không đổi Các điểm tham chiếu tự động Toàn vùng làm việc che chắn Các cấu an toàn theo tiêu chuẩn Châu Âu Hình 1.3 Trung tâm Tiện Maxturn 65 Chương Máy CNC 2.1 Khái niệm CNC (Computer Numerial Control) loại máy gia công sử dụng chương trình lập trình sẵn để gia cơng chi tiết Các chương trình gia công đọc lúc lưu trữ vào nhớ Khi gia cơng, máy tính đưa lệnh điều khiển máy công cụ Máy công cụ CNC có khả thực chức nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, mặt xoắn, mặt parabol mặt bậc phức tạp Máy CNC có khả bù chiều dài đường kính dụng cụ Tất chức điều khiển nhờ phần mềm 2.2 Các trục tọa độ chiều chuyển động Hình 2.1 Hệ trục tọa độ a Trục z – Tiêu chuẩn DIN Trục z nằm song song với trục đường tâm trục Chiều dương hướng từ chi tiết đến dao cắt b Trục x Trục x trục tọa độ nằm mặt định vị hay song song với bề mặt kẹp chi tiết, thường ưu tiên theo phương nằm ngang Trên máy có dao quay trịn: Nếu trục z nằm ngang chiều dương trục x hướng bên phải ta nhìn từ trục hướng vào chi tiết Nếu trục z thẳng đứng máy có thân máy chiều dương trục x hướng bên phải ta nhìn từ trục hướng vào chi tiết Trên máy có chi tiết quay trịn: Trục x nằm theo phương hướng kính từ trục chi tiết đến bàn kẹp dao c Trục y Trục y chọn cho hệ tọa độ xyz tam diện thuận d Trục phụ Các trục phụ điều khiển độc lập khác ta dùng kí hiệu U(// X), V(// Y) W(// Z) Các trục song song khác ( so với tọa độ chính) nhận ký hiệu P (// X), Q(// Y) R (// Z) Hình 2.2 Các trục phụ Các trục quay tương ứng với trục X, Y, Z bàn ụ quay trục A, B, C 2.3 Các điểm quan trọng hệ tọa độ a Điểm máy (M) Là điểm gốc hệ thống tọa độ máy Điểm M nhà chế tạo quy định theo kết cấu động học loại máy b Điểm chi tiết Là điểm gốc hệ tọa độ chi tiết Điểm W người lập trình tự lựa chọn cho dễ lập trình dễ đo q trình thiết lập gốc phơi c Điểm chuẩn máy (R) Là điểm xác định hệ thống tọa độ máy dùng để xác định vị trí hệ tọa độ máy số trường hợp định Điểm chuẩn có khoảng cách xác định so với điểm máy đánh dấu bàn trượt máy d Điểm chuẩn dao (P) Là điểm đỉnh dao thực lý thuyết Dùng để tính quỹ đạo chuyển động dao Điểm P với số lọa dao: với dao tiện, mũi khoan điểm chuẩn đỉnh dao Với mũi khoét, mũi doa, dao phay điểm chuẩn P tâm mặt đầu dao e Điểm thay dao (Ww) Là điểm dao phải chạy đến cần thay dao tự động để tránh va đập vào chi tiết gia công hay đồ định vị f Điểm điều chỉnh dao (E) Là điểm dùng để điều chỉnh kích thước dao sử dụng nhiều dao với kích thước khác Hình 2.3 Các điểm máy Tiện Hình 2.4 Các điểm máy Phay 2.4 Các dạng điều khiển a Điều khiển theo điểm Điều khiển điểm thường dùng để gia công lỗ phương pháp khoan, khoét, doa, cắt ren Ở chi tiết gia công gá cố định bàn máy, dụng cụ cắt thực chạy dao khơng cắt đến điểm lập trình Khi đạt tới đích dao thực gia công b Điều khiển theo đường Điều khiển đường tạo đường chạy dao song song với trục máy Trong chạy dao cắt gọt liên tục tạo nên bề mặt gia công Yêu cầu thực trục c Điều khiển theo đường viền Điều khiển đạt nhờ thực chạy dao đồng thời nhiều trục trục có mối quan hệ hàm số với (tuyến tính phi tuyến) Tạo đường viền đường thẳng tùy ý mặt phẳng không gian 2.5 Máy Phay CNC a Tổng quan máy Phay CNC Số trục tiêu chuẩn máy phay trục X, Y, Z Chi tiết gia công lắp máy phay thường cố định bàn máy bàn máy di động q trình gia cơng Dao cắt quay dịch chuyển lên xuống Trung tâm gia công CNC sử dụng phổ biến hơn, hiệu so với máy khoan máy phay chúng có tính kinh hoạt cao Ưu trung tâm gia công CNC người dùng khả chia nhóm ngun cơng khác quy trình xác lập máy Ngồi tính linh hoạt cịn tăng cường chức thay dao tự động, sử dụng thay để giảm thời gian chạy không, phân độ cho bề mặt bên chi tiết, sử dụng chuyển động qua trục phụ nhiều tính khác Trung tâm gia cơng CNC trang bị với phần mềm đặc biệt điều khiển tốc độ cắt lượng ăn dao Trung tâm gia cơng CNC có hai kiểu thiết kế đứng ngang Khác biệt hai kiểu chất ngun cơng thực máy hiệu Đối với trung tâm gia công CNC kiểu đứng, kiểu chi tiết gia công chi tiết dạng phẳng lắp với đồ gá bàn máy Trung tâm gia công CNC kiểu ngang thường dùng gia công nhiều bề mặt chi tiết b Đồ gá máy Phay Đồ gá chuyên dùng điều chỉnh: cho phép gá đặt số loại chi tiết điển hình có kích thước khác Đồ gá vạn – lắp ghép: thành phần đồ gá chi tiết chế tạo với độ xác cao Các chi tiết có rãnh then để lắp ghép Sau gia cơng loại chi tiết tháo đồ gá lắp ghép lại để gá đặt chi tiết khác Đồ gá lắp điều chỉnh: Trên chi tiết sở người ta gia công hệ lỗ để lắp ghép chi tiết định vị kẹp chặt muốn tạo thành đồ gá Hệ lỗ đồ gá điều chỉnh đảm bảo độ xác độ cứng vững ổn định hệ rãnh đồ gá vạn – lắp ghép c Dụng cụ cắt Trên máy phay sử dụng số dụng cụ cắt như: dao phay mặt đầu, dao phay ngón, dao phay đầu cầu, dao khắc chữ, loại mũi khoan… 10