Đề cương cnc (1)

NHÓM TBD2 K60 Đề cương CNC 1.a Phân biệt NC CNC b Tại phải dùng khái niệm CAD, CAM, CNC………………………………………………………2 2.Giải thích sơ đồ khối chức điều khiển máy CNC 3.Hệ thống điều khiển trục máy CNC……………………………………………………………………………………………4 4.Hệ thống điều khiển ăn dao máy CNC……………………………………………………………………………………………5 5.Tại phải tính tốn bù dao Khi chuẩn bị gia công CNC , người vận hành cần thực cơng việc ? .8 Ý nghĩa, khái niệm điểm gốc, điểm chuẩn máy CNC .9 Phân loại phương pháp đo vị trí máy CNC thường dùng loại đo vị trí nào? Cho ví dụ? 10 9.Trình bày nguyên lý hệ thống đo vị trí kiểu số gia số? Cho ví dụ? 12 10.Vai trò, nhiệm vụ pương pháp ứng dụng nội suy kỹ thuật CNC? .13 11: Các yêu cầu hệ điều chỉnh truyền động CNC? 14 12:Phân tích nguồn thơng tin hệ thống điều khiển trục .15 Bài tập .17 1.a Phân biệt NC CNC Giống: thực nhiệm vụ gọi xử lý liệu gia công Cùng thiết kế bên hệ thống điều khiển bao gồm thị logic để xử lý liệu Khác: NC (Numerical control) Được điều khiển hoạt động chương trình điều khiển chứa băng bìa đục lỗ, khó hiểu khơng sửa chữa Tn theo thị mã hóa đặc biệt truyền đến hệ thống điều khiển (gia công công đoạn ) Chương trình khơng lưu trữ CNC (Computer Numerical control) Chương trình điều khiển xử lý qua máy tính mã lệnh,dễ dàng sửa chữa, giám sát thay đổi Giao tiếp với máy khó khăn khơng có hình với bàn phím máy tính Giao tiếp người máy tính bàn phím, hình thiết bị ngoại vi khác Tốc độ xử lý chậm, cồng kềnh tiêu tốn lượng Tốc độ xử lý nhanh nhẹ Chương trình lưu trữ b Tại phải dùng khái niệm CAD, CAM, CNC CAD ( Computer Aided Design):Thiết kế có trợ giúp máy tính CAM ( Computer Aided Making): Cơng nghệ gia cơng chế tạo sản xuất có trợ giúp máy tính CNC (Computer Numerial Control): Bộ điều khiển số máy cơng cụ tích hợp máy tính khái niệm CAD-CAM-CNC vốn độc lập với có mối quan hệ mật thiết với nhau: CAD-CAM thuật ngữ để môi trường thiết kế, sản xuất có giúp máy tính kết hợp với CNC (Điều khiển tự động) thuật ngữ nói lên quy trình thiết kế chi tiết sản phẩm có độ xác cao rút ngắn thời gian hồn thành 2.Giải thích sơ đồ khối chức điều khiển máy CNC Thiết bị đầu vào: Đây thiết bị sử dụng để nhập chương trình chi tiết máy CNC Có ba thiết bị đầu vào thường sử dụng đầu đọc băng đục lỗ, đầu đọc băng từ máy tính thông qua giao tiếp RS-232-C Bộ điều khiển máy (MCU): Đọc hướng dẫn mã hóa đưa vào Giải mã lệnh mã hóa Thực nội suy (tuyến tính, trịn xoắn) để tạo lệnh chuyển động trục Cung cấp lệnh chuyển động trục đến mạch khuếch điều khiển cấu trục Nhận tín hiệu phản hồi vị trí tốc độ cho trục truyền động Thực chức điều khiển phụ trợ chất làm mát bật/tắt trục thay đổi cơng cụ Máy cơng cụ: Máy cơng cụ CNC ln có bàn trượt trục xoay để điều khiển vị trí tốc độ Bàn máy điều khiển theo hướng trục X Y trục điều khiển theo hướng trục Z Hệ thống dẫn động: Hệ thống truyền động máy CNC bao gồm mạch khuếch đại, động truyền động vít dẫn bi MCU cung cấp tín hiệu (tức vị trí tốc độ) trục đến mạch khuếch đại Các tín hiệu điều khiển tăng cường (tăng lên) để kích hoạt động truyền động Và động truyền động truyền động quay trục vít dẫn bi để định vị bàn máy Hệ thống phản hồi: Hệ thống bao gồm đầu dò hoạt động cảm biến Nó cịn gọi hệ thống đo lường Nó chứa chuyển đổi vị trí tốc độ liên tục theo dõi vị trí tốc độ dụng cụ cắt thời điểm MCU nhận tín hiệu từ đầu dị sử dụng khác biệt tín hiệu tham chiếu tín hiệu phản hồi để tạo tín hiệu điều khiển để sửa lỗi vị trí tốc độ Bộ hiển thị: Màn hình sử dụng để hiển thị chương trình, lệnh liệu hữu ích khác máy CNC 3.Hệ thống điều khiển trục máy CNC Hệ thống điều khiển trục • Trục CNC cụm chi tiết máy cấu tạo nhằm giúp truyền chuyển động quay moment xoắn động sang cho dụng cụ cắt thiết bị bổ trợ( dao cắt gọt, đầu dị tâm, mâm cặp, đầu set phơi, ) • Tạo chuyển động • Gồm: – Động servo • • – Thiết bị truyền động Chuyển động quay động truyền đến trục qua truyền đa • Trên máy thơng thường: dùng động xoay chiều không đồng đồng kèm hộp số khí có cấp vơ cấp • Phân loại trục • • Truyền động bánh răng: khơng thích hợp cho gia cơng tốc độ cao • Kiểu trục giúp làm việc với nhiều giải cấp tốc độ khác • , độ cứng vững truyền động cao chịu tải trọng tốt: • • Truyền động trực tiếp (không qua truyền đai) • sử dụng cho số vịng quay cao (> 10000 vg/ph) • Là trục truyền động trực tiếp từ động • tạo moment xoắn, tốc độ quay cho cụm dao cụ • cách trực tiếp • * So với trục máy thơng thường, trục máy CNC làm việc • với tốc độ cao hơn( tới hàng vạn v/p), thường xun có gia tốc lớn Vì vậy, u • cầu cân , bôi trơn đặc biệt cao máy CNC 4.Hệ thống điều khiển ăn dao máy CNC Hệ thống điều khiển chạy dao Thông số hình học dao phay: - Dao phay hình trụ Dao phay hình trụ (có phân bố mặí trụ> rãnh thẳng ω = 0, rãnh xoắn ω ≠0 Thành phần kết cấu D – đường kính ngồi (mm) L – chiều dài dao (mm) d – đường kính lỗ gá (mm) z – số dao phay Mặt trước (1), mặt sau (2), mặt lưng ràng (4), lưỡi cắt (5) thẳng ω = 0; xoắn (ω ≠ 0); cạnh viền (3) nằm lưỡi Cắt (5) mặt sau (2) có chiều rộng khoảng (0,05 ÷ l)mm mặt trụ đường kính D; h chiều cao f chiều rộng mặt sau Các góc dao phay hình trụ xoắn xét hai tiết diên: tiết diện vng góc với trục AA tiết diện vng góc với lưỡi cắt NN (hinh 6.2a va 6.2b) Góc trước góc sau tiết diện A A OO sau: So với hệ thống khác, hệ thống chạy dao máy CNC có nhiều thay đổi so với máy thông thường: - Sự thay đổi rõ trục chạy dao điều khiển động riêng - Sự phối hợp chuyển động tạo hình theo phương điều khiển đảm nhiệm - Hệ thống truyền động khí liên kết động học trục, kể tay quay không cần thiết 5.Tại phải tính tốn bù dao Bù dao vận hành máy CNC thơng số kích thước dao ảnh hưởng đến độ xác chi tiết, làm sai lệch kích thước chi tiết kích thước bán kính dao Ngồi bù dao CNC giúp cho đơn giản trình viết code người lập trình CNC, cần code theo phần thiết kế Việc bù giao giúp máy CNC tự hiểu setup vào trình gia công Việc bù dao phay CNC giúp cho người lập trình tính tốn đường chạy dao theo kích thước vẽ Bù dao lập trình CNC điều quan trọng mà bạn cần phải biết học Phay CNC Việc bù dao giúp cho việc đơn giản hóa q trình viết code, lúc bạn cần viết code theo vẽ thiết kế Bù dao phay CNC có dạng cần quan tâm bù bán kính dao bù chiều dài dao Bù bán kính dao tính máy cnc cho phép lập trình biên dạng theo xác kích thước vẽ tâm dao nằm cách đường lập trình khoảng (bằng bán kính) dao cắt Hệ thống tính tốn quỷ đạo tâm dao nhờ vào việc khai báo đường kính bán kính dao máy cnc Khi chuẩn bị gia công CNC , người vận hành cần thực cơng việc ? -Đánh giá kiểm tra chương trình Là cơng việc mà người vận hành máy phải tn thủ, khơng thể chắn lỗi người -Kiểm tra vật liệu gia công +Không phải lúc vật liệu có tính giống nhau, có nhiều chủng loại vật liệu tên gọi mà tiếp xúc nhiều bạn phân biệt ví dụ nhơm có nhơm mềm, nhơm cứng có mã hàng 50, 60, 70, +Và đơi lúc người lập trình khơng để ý tới vật liệu gia công việc chọn chế độ cắt không phù hợp gây nhiều vấn đề bạn phải để ý tới vấn đề -Chuẩn bị dao cụ cần thiết Đối với CNC dao cắt gồm phần dao đầu gá dao Đầu gá dao gắn trực tiếp trục chính, tùy đường kính dao mà kèm đồ gá phù hợp Đầu gá dao dụng cụ tiêu chuẩn, có độ định, thường kèm máy có sẵn xưởng, bạn tùy loại cán dao mà sử dụng phù hợp - Cài đặt khai báo dao + Cài đặt khai báo cần số bước cụ thể (tra cẩm nang hướng dẫn) + Khai báo dao để máy chọn dao lấy dao phù hợp theo số khai báo - Giá đặt phôi Việc gá đặt phôi cần kỹ kinh nghiệm định để không bị va chạm di dao di chuyển, không bị lệch gia công không bị trầy, móp vị trí quan trọng -Nạp chương trình gia cơng Hầu hết sản phẩm gia cơng từ chương trình lập trình máy tính, sản phẩm lập trình tay -Bù trừ gia cơng Trong thời gian gia cơng, dao mòn ta phải bù trừ phần mòn cho dao Với nhiều dao gá đặt chiều cao dao không giống nhau, ta phải bù trừ chiều cao dao Một số trường hợp phải chạy biên dạng, mà phần mềm tính từ vị trí tâm dao, ta phải bù trừ đường kính dao để chạy dao ăn từ mặt dao -Chạy thử ( Dry run) Là trình test máy, với chi tiết cần gia công hàng loạt sản phẩm gia công lần đầu tiên, máy chưa gá đặt phơi để xem có bất thường xảy máy chạy hay khơng -Gia cơng thực tế Sau cơng đoạn thì, nhấn start để máy gia công sản phẩm -Kiểm tra thường xuyên Sau chi tiết gia công xong, kiểm tra, đo lường để xem sai số sản phẩm đánh giá chất lượng sản phẩm gia công, chưa đạt phải điều chỉnh cho phù hợp Ý nghĩa, khái niệm điểm gốc, điểm chuẩn máy CNC - Điểm gốc máy M (Machine refrence zero): Qúa trình gia cơng máy điều khiển theo chương trình số thiết lập chương trình mơ tả quỹ đạo chuyển động tương đối lưỡi cắt dụng cụ phơi.Vì để đảm bảo việc gia cơng đạt xác dịch chuyển dụng cụ phải so sánh với điểm 0(zero) hệ thống đo lường người ta gọi điểm gốc hệ tọa độ máy - Điểm chuẩn máy R: Để giám sát điều chỉnh kịp thời quỹ đạo chuyển động dụng cụ, cần thiết phải bố trí hệ thống đo lường để xác định quãng đường thực tế so với tọa độ lập trình Khi bắt đầu đóng mạch điều khiển máy tất trục phải chạy điểm chuẩn mà giá trị tọa độ so với điểm gốc máy M phải ln khơng đổi quy định Điểm gọi điểm chuẩn máy R Điểm chuẩn máy có tác dụng điểm theo dõi máy để hệ tọa độ thực trình dịch chuyển đứng - Điểm gốc phôi W Điểm zero(0) phôi W xác định hệ tọa độ phôi quan hệ với điểm zero máy M Điểm W phơi chọn người lập trình đưa vào hệ thống CNC đặt số liệu máy trc gia công Điểm gốc phôi để xác định hiệu chỉnh hệ thống đo lường dịch chuyển - Điểm gốc chương trình P: Tùy thuộc vào vẽ chi tiết gia cơng mà người ta có hay số điểm chuẩn để xác định tọa độ bề mặt khác điểm điểm gốc P Trog thực tế người ta chọn điểm gốc cùa phơi W trùng với điểm gốc chương trình P để thuận lợi cho trình lập trình ko phải thực nhiều phép tính tốn bổ sung - Điểm chuẩn dao điểm mà từ lập chương trình chuyển động trình gia công Đối với dao tiện , người ta chọn điểm nhọn mũi dao dao phay ngón, dao khoan người ta chọn điểm P tâm điểm đỉnh dao, với dao phay đầu cầu , người ta chọn điểm P tâm mặt cầu - Điểm gốc dao E - Điểm thay dao N: q trình gia cơng, ta phải dùng đến số dao số lượng dao tùy thuộc vào yêu cầu bề mặt gia công, ta phải thực việc thay dao Khi sử dụng nhiều dao cần phải có điểm thay dao để thay dao tự động tránh dao chạm vào phôi máy Phân loại phương pháp đo vị trí máy CNC thường dùng loại đo vị trí nào? Cho ví dụ? Các phương pháp đo vị trí : - Theo hình thức truyền động để lấy giá trị đo + Kiểu tịnh tiến + Kiểu quay - Theo hình thức định lượng giá trị đo + Kiểu số + Kiểu tương tự - Theo nguyên tắc + Kiểu gia số + Kiểu tuyệt đối - Theo hình thức đo + Trực tiếp + Gián tiếp -Trên máy CNC thường dùng phương pháp đo gia số Ưu điểm: Cấu trúc đơn giản Giá thành rẻ Nhược điểm: Không trả giá trị vị trí tuyệt đối Phải có điểm góc tham chiếu Mỗi lần khởi động máy phải thực hiệm tham chiếu điểm góc Ví dụ: -Theo hình thức truyền động để lấy giá trị đo +Kiểu tịnh tiến - Hệ thống đo cảm ứng từ +Kiểu quay - Thước đo cảm ứng quay khơng vịng qt -Theo hình thức định lượng giá trị đo + Kiểu số - hệ thống đo biến trở + kiểu tương tự - thước đo cảm ứng thẳng 11 - Theo nguyên tắc đo + Kiểu gia số cảm biến + kiểu tuyệt đối – thước đo cảm ứng quay - Theo hình thức đo + Trực tiếp – thước đo cảm ứng thẳng + gián tiếp – thước đo cảm ứng quay 9.Trình bày nguyên lý hệ thống đo vị trí kiểu số gia số? Cho ví dụ?  Sử dụng hiệu ứng quang điện Nguyên tắc phản quang:  Thước đo có vạch chia phản quang khơng phản quang đặt  Nguồn sáng chiếu vào thước đo  Tia sáng gặp vạch phản quang phản xạ lại tế bào quang điện hấp thụ => sinh điện áp cao (tín hiệu 1)  Tia sáng gặp vạch chia phản quang không phản xạ lại => sinh điện áp thấp (tín hiệu 0) Nguyên tắc soi thấu:  Thước chia có vạch chia soi thấu khơng soi thấu đặt  Nguồn sáng chiếu vào thước đo  Tia sáng chui qua vạch soi thấu tế bào quang điện hấp thụ => sinh điện áp cao(tín hiệu 1)  Tia sáng gặp vạch khơng soi thấu lại, tế bào quang điện sinh điện áp thấp (tín hiệu )) => sinh điện áp thấp (tín hiệu 0) Ví dụ: Thước đo quang học 10.Vai trò, nhiệm vụ pương pháp ứng dụng nội suy kỹ thuật CNC?  Vai trò : Được sử dụng để thực đường dẫn công cụ tạo đường viền Chúng tạo loạt điểm liệu trung gian vị trí tọa độ định tính tốn vận tốc dọc trục trục riêng lẻ dọc theo đường đồng mức  Nhiệm vụ: • Tìm vị trí điểm trung gian cho phép hình thành biên dạng cho trước giới hạn dung sai xác định cho trước 13 • Nội suy thành yếu tố biên dạng bản: đoạn thẳng (nội suy tuyến tính), đường cong (nội suy vịng) • Đưa vận tốc trục phù hợp với phân đoạn  Các phương pháp: • Nội suy tuyến tính • Nội suy vịng trịn • Nội suy xoắn ốc • Nội suy parabol • Nội suy khối  Phạm vi ứng dụng: Trong việc hình thành tạo nên họa tiết cần nhiều chi tiết thẩm mĩ , đường cong , hình thù đặc biệt Câu 11: Các yêu cầu hệ điều chỉnh truyền động CNC?  Có độ khuyếch đại tốc độ cao để giữ sai lệch điều chỉnh thấp Tốc độ khuyếch đại : Kv = Ux /deltaX Ux : tốc độ cần bàn máy chạy dao trục Delta X: sai lệch điều chỉnh theo trục X  Có độ giảm chấn cao để loại bỏ ổn định tượng dao động vị trí đích + Độ giảm chấn D thời gian cần thiết để trình dao động tắt hết +Nếu để xảy dao động , xảy cắt vào vật liệu khơng mong muốn vị trí +Độ giảm chấn phải >/1, khơng xuất dao động điểm kết thúc biên dạng  Bộ truyền động có số thời gian nhỏ  Momen quán tính khối lượng phận chuyển động phải có giá trị nhỏ  Tần số riêng dao động học cáo  Các chi tiết khí nằm dịng truyền lực có độ bền cao  Các yếu tố truyền động khí có khe hở nhỏ Câu 12:Phân tích nguồn thơng tin hệ thống điều khiển trục Trục máy CNC đảm bảo chuyển động cắt - Trên máy phay, trục mang dao phay - Trên máy tiện trục mang phôi - Trên máy mài, trục mang đá mài Trục phận tiêu tốn lượng nhiều máy Vì cơng suất trục thường dùng làm tiêu đánh giá công suất gia công máy Yêu cầu trục có khoảng thay đổi số vòng quay rộng, với momen lớn, ổn định có khả q tải cao Trên máy thơng thường: dùng động xoay chiều không đồng đồng kèm hộp số khí có cấp vơ cấp 15 Trên máy cnc, tốc độ trục cần điều khiển vô cấp, tư động theo chương trình, phạm vi rộng - Rất cần thiết thay đổi đường kính dao phay đường kính phơi tiện mà lại cần trì vận tốc cắt ko đổi - Gia công ren đầu taro cứng, gia cơng ren nhiều đầu mối cịn địi hỏi phải định vị xác góc trục Bài tập 17 19