Báo cáo thực tập máy phay CNC

Ở Việt Nam trước năm 1990 khi nhắc đến công nghệ NC, CNC quả là rất xa lạ và ít người biết đến nó. Bắt đầu từ năm 1991 , thông qua một số dự án chuyển giao công nghệ thiết kế, phát triển và chế tạo khuôn mẫu. Lúc đó công nghệ CNC như : máy phay CNC, máy tiện CNC… lần đầu tiên được giới thiệu và thu hút quan tâm của nhiều nhà chuyển môn cũng như các doanh nghiệp trong nước, nước ngoài. Hiện nay, nhiều nhà máy cơ khí, trong nước đã và đang có nhiều dây chuyền sản xuất với phần lớn thiết bị trong dây chuyền là máy CNC. Mặc dù, công nghệ CNC du nhập vào Việt Nam trong một thời gian ngắn nhưng có thể nói công nghệ này đã có một chỗ đứng tại Việt Nam và đang được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp.

Báo cáo thực tập tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU .2 CHƯƠNG GIỚI THIỆU TRUNG TÂM BK - CNC 1.1 Ngày thành lập 1.2 Các hướng nghiên cứu .3 1.3 Một số máy phay trung tâm CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY CNC 2.1 Thực trạng ứng dụng máy CNC Việt Nam 2.2 Giống khác máy phay truyền thống máy phay CNC 2.3.1 Một số hệ điều khiển số .8 2.3.2 Các dạng điều khiển 2.4 Hệ thống tọa độ điểm chuẩn máy phay CNC 10 2.4.1 Hệ thống tọa độ số máy phay 10 2.4.2 Một số điểm gốc điểm chuẩn máy phay 11 CHƯƠNG LẬP TRÌNH CHO MÁY PHAY CNC HỆ ĐIỀU KHIỂN FUNUC 13 3.1 Thơng số hình học 13 3.2 Thông số công nghệ 13 3.2.1 Tốc độ chạy dao F 13 3.2.2 Tốc độ quay trục S 13 3.3 Chương trình gia cơng 14 CHƯƠNG LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY PHAY CNC .17 4.1 Bản vẽ chi tiết gia công 17 4.2 Gá đặt chi tiết 17 4.3 Kiểm tra dao 19 4.4 Lập trình CNC 20 4.5 Chạy máy sản phẩm .21 CHƯƠNG KẾT LUẬN 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO…… ……………………………………………………… 23 GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy MỞ ĐẦU Ngày nay, với nhu cầu ngày lớn sản xuất hàng hóa cơng nghiệp đặt u cầu tự động hóa sản xuất để nâng cao chất lượng suất Chính vậy, vấn đề tự động hóa cơng nghiệp nói chung khí nói riêng ngày cấp thiết Theo quan điểm đại, q trình gia cơng nhìn nhận theo quan điểm tổng hợp tự động hóa linh hoạt hóa sản xuất Từ dẫn đến vấn đề nghiên cứu, xây dựng ứng dụng hệ thống gia cơng tích hợp điều khiển máy tính CIM (Computer Intergrated Manufacturing ) với chất lượng suất gia công cao Trong năm gần đây, máy công cụ điều khiển số có hỗ trợ máy tính CNC ngày sử dụng rộng rãi sản xuất cơng nghiệp, tạo điều kiện linh hoạt hóa tự động hóa ngày triệt để Đồng thời làm thay đổi phương pháp nội dung chuẩn bị cho sản xuất Thời gian thực tập trung tâm BK – CNC, em tìm hiểu thiết kế, gia công trực tiếp vận hành máy CNC gia công số sản phẩm Sau thời gian thực tập chúng em củng cố bổ sung kiến thức bước đầu có kĩ sử dụng máy phay CNC Em xin chân thành cảm ơn thầy trung tâm BK – CNC giúp đỡ trực tiếp giảng dạy cho chúng em nhiều trình thực tập trung tâm Em xin cảm ơn thầy môn Cơ Sở Thiết Kế Máy Robot tạo hội cho nhóm chúng em thực tập trung tâm, đặc biệt em xin cảm ơn ThS.Nguyễn Quang Huy dẫn tận tình giúp đỡ nhóm chúng em hoàn thành đợt thực tập Hà Nội, tháng năm 2013 Nhóm sinh viên Báo cáo thực tập tốt nghiệp CHƯƠNG GIỚI THIỆU 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  Thiết kế ngược Xây dựng thiết bị quét 3D dùng cảm biến đo khoảng cách tia LASER  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  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  Xây dựng mơ hình thiết bị tạo mẫu nhanh  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 1.3 Một số máy phay trung tâm Trung tâm phay Mikron UCP 600 Bảng Thông số trung tâm phay Mikron UCP 600 Thông số Số trục trục Hành trình GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy Trục X 530 mm Trục Y 450 mm Trục Z 450 mm Trục A  90 o 90 o Trục C 360 o Hệ điều khiển Heidenhain Công suất 46kVA Ổ tích dao 30 Kiểu dáng Cơng nghiệp Tốc độ trục Vơ cấp từ – 12000 vịng/phút Điểm tham chiếu Tự động Hệ thống đo lường Cảm biến quang, laser Tiêu chuẩn an toàn Châu Âu Báo cáo thực tập tốt nghiệp Máy phay CNC Mill 55 Hình Máy CNC Mill 55 Thông số công nghệ máy Thơng số Giá trị Hành trình Trục X 190 mm Trục Y 140 mm Trục Z 260 mm Kích thước bàn máy Tốc độ quay trục Khối nguồn Bước tiến dao 420 mm  125mm 150 – 3500 vòng/phút 115/230V, 50/60 Hz – 2m/phút GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy Ổ tích dao Khối lượng máy Hệ điều khiển 190 kg Fanuc, Siemens, Heidenhai Kiểu dáng Công nghiệp Tiêu chuẩn Châu Âu Trung tâm gia công Hình Trung tâm gia cơng Mill 155 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Bảng Thông số máy tiện CNC Mill 155 Thơng số Giá trị Hành trình Trục X 300 mm Trục Y 200 mm Trục Z 300 mm Kích thước bàn máy Tốc độ quay trục 250 mm  180mm 150 – 5000 vịng/phút Momen xoắn 24 Nm Bước tiến dao – 2m/phút Ổ tích dao Lượng chạy dao nhanh Hệ điều khiển 7.5 m/phut Fanuc, Siemens, Heidenhai Kiểu dáng Công nghiệp Tiêu chuẩn Châu Âu GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY CNC 2.1 Thực trạng ứng dụng máy CNC Việt Nam Ở Việt Nam trước năm 1990 nhắc đến công nghệ NC, CNC xa lạ người biết đến Bắt đầu từ năm 1991 , thơng qua số dự án chuyển giao công nghệ thiết kế, phát triển chế tạo khn mẫu Lúc cơng nghệ CNC : máy phay CNC, máy tiện CNC… lần giới thiệu thu hút quan tâm nhiều nhà chuyển môn doanh nghiệp nước, nước Hiện nay, nhiều nhà máy khí, nước có nhiều dây chuyền sản xuất với phần lớn thiết bị dây chuyền máy CNC Mặc dù, công nghệ CNC du nhập vào Việt Nam thời gian ngắn nói cơng nghệ có chỗ đứng Việt Nam ứng dụng nhiều công nghiệp 2.2 Giống khác máy phay truyền thống máy phay CNC Giống nhau: Cấu trúc tổng thể: nói chung tương tự sử dụng bàn máy hình chữ thập, dùng để gia cơng bề mặt, mặt phẳng, mặt định hình, gia công rãnh thẳng, rãnh nghiêng, rãnh xoắn, gia công bánh răng… Khác nhau: Máy phay CNC đáp ứng nhanh ổn định, độ xác gia cơng cỡ micro, trục x, y, z dịch chuyển độc lập, tốc độ điều chỉnh vô cấp,chuyển động bàn máy sử dụng vitme đai ốc bi tăng độ xác máy CNC, tất quy trình gia cơng chi tiết thự hồn tồn tự động, chất lượng gia công ổn đinh, tháo kẹp chi tiết tự động, đem lại hiệu kinh tế cao, gia công chi tiết phức tạp mà máy công cụ thường không gia công Hệ thông đo lường khép kín ổn định xác 2.3 Một số hệ điều khiển số dạng điều khiển 2.3.1 Một số hệ điều khiển số a) Hệ điều khiển NC Báo cáo thực tập tốt nghiệp Với hệ điều khiển này, thơng số hình học chi tiết gia công lệnh điều khiển máy cho dạng dãy số Nguyên tắc làm việc hệ điều khiển NC sau mở máy câu lệnh thứ nhất, thứ hai đọc Trong trình đọc kết thức máy bắt đầu thực lệnh thứ Trong đó, thơng tin lệnh thứ hai nằm nhớ điều khiển Sau thực xong câu lệnh thứ bắt đầu làm việc câu lệnh thứ ba đọc ghi vào nhớ vị trí mà lệnh thứ hai vừa giải phóng Nhược điểm hệ điều khiển NC gia công chi tiết phải đọc lại tất câu lệnh từ đầu, dễ nhầm lẫn, sai xót tính tốn hệ điều khiển b) Hệ điều khiển CNC Hệ thống có tham gia máy tính Trong hệ điều khiển này, nhà chế tạo máy cài đặt vào máy tính chương trình điều khiển riêng cho máy Hệ điều khiển CNC cho phép thay đổi hiệu chỉnh chương trình hoạt động thân Các chương trình nạp vào tồn lúc câu lệnh, lệnh điều khiển không viết cho lệnh riêng rẽ mà cho nhiều chuyển động lúc Điều cho phép giảm tối đa câu lệnh chương trình nâng cao độ tin cậy khả làm việc máy Ngoài hệ điều khiển CNC có kích thước nhỏ giá thành thấp hiệu cao c) Hệ điều khiển DNC Là kết nối máy CNC riêng rẽ với thành trung tâm gia công chịu sử huy máy tính trung tâm Tất chương trình CNC lưu trữ đĩa cứng máy tính gọi trực yêu cầu máy Trong số trường hợp, máy tính đóng vai trị việc đạo lựa chọn chi tiết gia công theo thứ tự ưu tiên 2.3.2 Các dạng điều khiển a) Điều khiển theo điểm Được dùng để gia công lỗ phương pháp khoan, khoét doa cắt ren lỗ Trong q trình gia cơng, chi tiết cố định bàn máy dụng cụ không thực việc cắt gọt Chỉ đạt tọa độ theo u cầu bắt đầu thực chuyển động cắt gọt b) Điều khiển theo đường GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy Là dạng điều khiển mà gia công cắt thực lượng chạy dao đường thẳng c) Điều khiển theo biên dạng (contour) Là dạng điều khiển cho phép thực chạy dao nhiều trục lúc, nghĩa gia cơng đường cong mặt phẳng hay khơng gian Tùy theo số trục điều khiển đồng thời gia công mà người ta chi thành dạng điều khiển : 2D, 2.5D, 3D, 4D,5D … Y Y B G01 G02 A X X a) b) c) Hình Các dạng điều khiển Điều khiển theo điểm Điều khiển theo đường Điều khiển theo biên dạng contour 2.4 Hệ thống tọa độ điểm chuẩn máy phay CNC 2.4.1 Hệ thống tọa độ số máy phay Đối với máy phay đứng trục Z song song với trục có chiều dương hướng lên trên, trục C nằm bàn máy, nhìn vào trục bàn chiều dương hướng bên phải, trục Y xác định theo quy tắc bàn tay phải Đối với máy phay ngang trục Z nằm ngang có chiều dương hướng vào trục máy, trục X nằm bàn máy, chiều dương chiều mà nhìn vào trục có nằm phía bên trái, tương tự muốn xác định trục Y ta theo quy tắc bàn tay phải Hệ thống tọa độ máy phay CNC phải tuân theo quy ước 10 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Z+ Y+ Y+ O O X+ X+ Z+ Hình Hệ tọa độ máy phay đứng máy phay ngang (trái) 2.4.2 Một số điểm gốc điểm chuẩn máy phay a) Điểm gốc máy M Là điểm giới hạn vùng làm việc cảu máy, nhà chế tạo quy định, máy phay thường nằm điểm giới hạn dịch chuyển bàn máy b) Điểm chuẩn máy R Là điểm mà tọa độ so với điểm gốc máy M không đổi, nhà sản xuất quy định, điểm khởi động toàn hệ thống dịch chuyển đến điểm c) Điểm gốc phôi Là gốc tọa độ chi tiết gắn lên bàn máy, phụ thuộc vào người lập trình, chi tiết phay người ta thường chọn điểm W điểm gốc đường viền chi tiết d) Điểm gốc chương trình Là điểm gốc chương trình điểm dao bắt đầu gia cơng sau gia cơng xong lại trở điểm Hình Một số điểm chuẩn máy phay CNC 11 GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy e) Điểm chuẩn gá dao T điểm gá dao N Điểm T dùng để xác định hệ trục tọa độ dao Thường dao gá máy điểm T trùng với điểm N N T Hình Điểm chuẩn gá dao T điểm gá dao N 12 Báo cáo thực tập tốt nghiệp CHƯƠNG LẬP TRÌNH CHO MÁY PHAY CNC HỆ ĐIỀU KHIỂN FANUC Một máy phay thông thường thực nguyên công người vận hành điều khiển tay Còn máy CNC q trình gia cơng thực cách tự động, nhờ hệ thống điều khiển theo chương trình số điều khiển theo dõi Một chương trình CNC phải đảm bảo thơng tin cần thiết thơng tin hình học thơng tin cơng nghệ Ngồi ra, phải viết loại ngơn ngữ lập trình máy hiểu 3.1 Thơng số hình học Tùy theo biên dạng cụ thể chi tiết mà tiến hành lập trình quỹ đạo chạy dao cắt gọt Dựa thông số hình học vẽ chế tạo Để lập trình gia cơng máy CNC kích thước vẽ phải ghi theo tọa độ Đề Các Có hai cách ghi kích thước vẽ: Ghi kích thước tuyệt đối ghi kích thước tương đối Y 70 45 15 45 09 W Dao phay 90 Hình Cách ghi kích thước kiểu gia cơng biên dạng 3.2 Thông số công nghệ 3.2.1 Tốc độ chạy dao F Được lập trình với địa F ( mm/phút mm/vịng), phạm vi lượng chạy dao lập trình với giá trị nào, chuyển động chạy dao thực trục quay, giá trị dao hết hiệu lực có giá trị khác lượng chạy dao thay 3.2.2 Tốc độ quay trục S 13 X GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy Được lập trình với địa S (vòng/phút m/phút ) chiều quay xác định theo chiều kim đồng hộ dùng lệnh M03 để trục quay ngược chiều kim đồng hồ dùng lệnh M04 Giá trị vịng quay trục hiệu lực có giá trị thay 3.3 Chương trình gia cơng Một chương trình gia cơng thiết lập để gia cơng chi tiết gọi chương trình chi tiết bao gồm nhiều từ lệnh từ lệnh nằm câu lệnh Chương trình gia cơng gồm phần : Tên chương trình : Tên chương trình bắt đầu kí tự O.Quy định đặt tên chương trình gia cơng máy CNC gồm kí tự Oxxxx.XXXX số đằng sau Tên chương trình khơng trùng nhau, khơng có dấu cách Thân chương trình gồm lệnh gcode ( lệnh dịch chuyển dao) câu lệnh m code ( lệnh thông số công nghệ lệnh phụ khác) Kết thúc chương trình M30 Một số lệnh G code máy phay Mill 55 Mã lệnh Ý nghĩa G00 Lệnh dịch chuyển nhanh không cắt G01 Nội suy theo đường thẳng G02 Nội suy theo đường tròn chiều kim đồng hồ G03 Nội suy theo đường tròn ngược chiều kim đồng hồ G04 Dừng chuyển động cắt với thời gian định G16, G17, G18 Lựa chọn mặt gia công xy, xz, yz G20 Đơn vị đo lường hệ Anh (inchs) G21 Đơn vị đo lường hệ m G27 Kiểm tra thực trở điểm gốc G28 Trở điểm gốc thay dao G31 Nhảy câu lệnh G40 Hủy bỏ hiệu chỉnh lưỡi cắt 14 Báo cáo thực tập tốt nghiệp G41 Hiệu chỉnh lưỡi cắt phía bên trái G42 Hiệu chỉnh lưỡi cắt phía bên phải G43 Hiệu chỉnh chiều dài dao G49 Hủy bỏ hiệu chỉnh chiều dài dao G65 Gọi chu trình Macro G66 Gọi chu trình chuẩn G67 Hủy bỏ lệnh dùng chu trình chuẩn Một số lệnh M code máy phay Mill 55 M code Ý nghĩa M00 Dừng chương trình M01 Dừng chương trình có điều kiên M02 Kết thúc chương trình M03 Quay trục chiều kim đồng hồ M04 Quay trục ngược chiều kim đồng hồ M05 Dừng trục M06 Thay dao tự động M08 Bật dung dịch làm mát M09 Tắt dung dịch làm mát M19 Dừng trục định hướng M30 Kết thúc chương trình M88 Gọi chương trình M99 Tắt chương trình Quy trình tạo lập chương trình gia cơng 15 GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy Để viết chương trình gia cơng cho biên dạng chi tiết Ta tiến hành chia biên dạng thành biên dạng hình học đơn giản Nó điều khiển bước gia cơng hay câu lệnh chương trình Quy trình tạo lập chương trình gia công gồm: + Chia biên dạng thành yếu tố hình học đơn giản + Chia trình gia cơng thành bước gia cơng + Viết chương trình + Nạp chương trình chạy mơ + Khởi động chương trình + Thực việc gia cơng chi tiết 16 Báo cáo thực tập tốt nghiệp CHƯƠNG LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY PHAY CNC 4.1 Bản vẽ chi tiết gia công Chi tiết gia công thiết kế phần mềm Solidworks 2010 120 102 30 R7 12 10 10 50 100 150 160 Hình Bản vẽ chi tiết gia công thử 4.2 Gá đặt chi tiết Như biết để gia công xác chi tiết máy CNC máy gia cơng thơng thường vấn đề định vị kẹp chặt chi tiết đóng vai trò quan trọng Để định vị kẹp chặt tốt yêu cầu loại đồ gá phải xác, tháo lắp nhanh phù hợp với tốc độ làm việc máy đảm bảo tính kinh tế Một số loại đồ gá thường dùng máy phay CNC:  Ê-tô 17 GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy  Bàn từ tính  Modul gá  Bàn xoay… Các rãnh T bàn máy phay sở để kẹp chi tiết gia công Phụ thuộc vào chi tiết gia công kẹp theo dạng cách thức nào, phân biệt đồ gá máy phay CNC theo thiết bị kẹp sau:  Đồ gá kẹp khí  Đồ gá kẹp thủy lực-khí nén  Đồ gá kẹp từ tính 18 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đối với loại máy phay đại, nhiều trục thường sử dụng thêm loại đồ gá có cấu phân độ Hình 10 Đầu phân độ với mâm quay Trong báo cáo sử dụng bàn kẹp, ê-tô để gá chi tiết Hình 11 Gá phơi vào ê-tơ 4.3 Kiểm tra dao Kiểm tra dao xem ổ tích dao, kho dụng cụ có dao để tiến hành lập trình CNC 19 GVHD : ThS.Nguyễn Quang Huy 4.4 Lập trình CNC Có thể lập trình tay đổ CAM tùy vào mức độ phức tạp chi tiết Trong báo cáo thực tập nhóm lựa chọn kiểu lập trình tay Code chương trình : O 0001 N5 G90 G54 G21 N10 M06 T02 (dao phay đường kính 12) N15 M03 S800 G43 H02 N20 G00 X-20 Y0 Z-3 N25 G41 H12 N30 G01 X10 F100 N35 Y 95 N40 G02 X 15 Y 102 R7 N45 G01 X 143 N50 G02 X150 Y 95 R7 N55 G01 Y 19 N60 G02 X143 Y 12 R7 N65 G01 X100 N70 G01 Y23 N75 G03 X 93 Y30 R7 N80 G01 X 57 N85 G03 X50 Y 23 R7 N90 G01 Y 12 N95 X17 N100 G02 X10 Y19 R7 N105 G00 X-20 Y N110 G40 N115 G01 X0 Y0 N120 X62 N125 Y22 N130 X72 N135 Y0 N140 X82 N145 Y22 N150 X92 20