Tuy nhiên gia.
Trang 2LI C
Tác gi xin chân thành cng
d t n tình t tài, t chc thc nghin quá trình vit
và hoàn ch nh Lu
Tác gi bày t lòng biy, cô giáo trong b môn Máy và Ma sát
h c môn Công ngh ch t o máy, Vio Vii hc ca i hc Bách Khoa Hà Nu ki n thu n l hoàn thành b n Lu
Tác gi o n L nh, các phòng ban cy S n Mi n B u ki trong quá trình h c và hoàn thi n Lu
c b n thân còn nhi u h n ch nên Lu i sai sót, tác gi r t mong nhc s óng góp ý ki n c a các th y, cô giáo, các nhà khoa h c và các b ng nghi p
Tác gi
Nguy n Th Hoàn
Trang 52
1.4.12 H thng thay dao t ng 22 1.4.13 H thng k p và tháo d ng c t ng 23 1.5 Phm vi ng d u khi n s BRIDGEPORT TC1 24
2.3.1 29 2.3.2 30
B 48 2.7 48
Trang 74
DANH MC CÁC BNG
Bảng 2.1: Bảng các chữ cái theo tiêu chuẩn DIN 66025……… 34
Bả ng 2.2: Bảng ký tự trong câu lệnh ……… 35
Bả ng 2.3: Bảng chức năng của các mã lệnh ……… 36
Bả ng 2.4: Bảng chức năng các địa chỉ ……… 37
Bả ng 2.5: Bảng ý nghĩa các địa chỉ ………. 38
Bảng 2.6 : Bảng mã G code ……… 40
Bảng 2.7 : Bảng mã M code……… 44
Bảng 2.8 : Bảng biến hệ thống của dao diện ký hiệu ……… 56
Bảng 2.9 : Bảng biến hệ thống dùng cho bộ nhớ bù dụng cụ A ………. 57
Bảng 2.10 : Bảng biến hệ thống dùng cho bộ nhớ bù dụng cụ B ……… 57
Bảng 2.11 : Bảng biến hệ thống dùng cho cảnh báo macro ……… 58
Bảng 2.12 : Bảng biến hệ thống dùng cho thông tin thời gian ……… 58
Bảng 2.13 : Bảng biến số 3003 của điều khiển hoạt động tự động ……… 59
Bảng 2.14 : Bảng biến 3004 dùng cho điều khiển hoạt động tự động ……… 59
Bảng 2.15 : Bảng các biến số hệ thống dùng cho thông tin về phương thức …… 62
Bảng 2.16 : Bảng các biến số dùng cho thông tin về vị trí ……… 63
Bảng 2.17 : Bảng các biến số hệ thống dùng cho giá trị bù tại điểm gốc phôi … 64
Bảng 2.18 : Bảng các hàm toán học ………. 66
Bảng 2.19 : Bảng biểu thức các lệnh điều khiển logic ……… 71
Bảng 2.20 G : iá trị các biến địa phương và các tham số tương ứng dạng I …… 74
Bảng 2.21 : Giá trị các biến địa phương và các tham số tương ứng dạng II … 74
Bảng 3.1 : Bảng thông số kích thước bu lông lục giác theo tiêu chuẩn DIN 912 91 Bảng 3.2 : Bảng thông số kích thước bu lông lục giác theo tiêu chuẩn DIN7380 91 Bảng 3.2: Bảng thông số kích thước biên dạng của khuôn dập theo tiêu chuẩn ISO 10642 và DIN 7991 ………
92
Trang 85
DANH MC CÁC HÌNH V
Hình 1.1: Hình ảnh bên ngoài trung tâm gia công BRIDGEPOR – TC1 ………. 11
Hình 1.2 : Sơ đồ cấu trúc động học của trung phay CNC ……… ………. 14
Hình 1.3 : Các bộ phận chính của trung tâm gia công CNC: VMC – TC1 …… 16
Hình 1.4 : Cụm trục chính của máy……… 17
Hình 1.5 : Hệ thống chất bôi trơn lạnh……… 17
Hình 1.6 : Hệ thống khí nén……… 18
Hình 1.7: Hệ thống bôi trơn……… 18
Hình 1.8 : Màn hiển thị và bảng điều khiển ……… 19
Hình 1.9 : Hệ thống truyền động bằng động cơ………. 19
Hình 1.10 : Hệ thống cơ điện ………. 20
Hình 1.11 : Qui tắc bàn tay phải ……… ……… ………. 20
Hình 1.12: Hệ tọa độ trên máy ……… 20
H ình 1.13: Các điểm tham chiếu cơ bản trên máy CNC ………. 21
Hình 1.14 : Kết cấu cơ bản của ma sát đường dẫn hướng ma sát ………. 21
Hình 1.15 : Ổ chứa dao tự hành ……… 21
Hình 1.16 : Trình tự quá trình thay dao của ổ chứa dao tự hành ……… 22
Hình 1.17 : Sơ đồ nguyên lý của hệ thống kẹp và tháo dụng cụ ………. 23
Hình 2.1: Một số kiểu chi tiết trong lập trình tham số trên máy phay …………. 48
Hình 2.2 : Kết cấu chương trình macro ……… 50
Hình 2.3 : Mô tả các chương trình macro……… 51
Hình 2.4 : Vị trí các lỗ cần gia công ……… 77
Hình 3.1 : Bản vẽ chi tiết bu lông lục giác đầu trụ theo tiêu chuẩn DIN 912 … 88 Hình 3.2 : Bản vẽ chi tiết bu lông lục giác đầu cầu theo tiêu chuẩn DIN 7380 89
H ình 3 : Hình ảnh khuôn dập đầu lục giác theo tiêu chuẩn ISO và DIN…… .3 90 Hình 3.4: Khuôn dập đầu lục giác theo tiêu chuẩn ISO 10642 và DIN 7991… 90
Hình 3.5: Sơ đồ các bước nguyên công gia công bu lông lục giác ……… 92
Hình 3.6: Biên dạ ng l ục giác củ a khuôn d ập bu lông ……… 94
Hình 3.7 : Biên dạ ng l ục giác củ a khuôn d ập ………. 95 Hình 3.8 Hình mô ph ng biên d ng l c giác c a khuôn d p bu lông M8, M4 : ỏ ạ ụ ủ ậ 98
Trang 96
M U
1. Tính cp thi t c tài
Ngày nay, s phát tri n không ng ng c a c c s n xu t v t
và chng chính là nh s linh ho t c a quá trình t ng hóa s n xu t Trong
s n xu t công nghi p hi n nay vi c ng d ng nh ng h thng gia công tích hu khi n b ng máy tính (CIM - Computer Ingtegrated Mannufactu t vai trò rt quan tr ng
S d u khi n s ng, nâng cao
chính xác gia công và hi u qu kinh t ng th i rút ng c chu k s n xu t
và cho phép gi m th i gian chu n b s n xu i s n phy hic trên th gi ng d ng r u khi n s
t o Vi c nh p vào và
ho ng trong mt s nhà máy, vi n nghiên c u và các công ty liên doanh
Tuy u khi n s c nh p t c ngoài nên vi c khai thác còn g p nhi c bi t là vi c gia công nh ng biên d ng ph c t p
góp ph s n xu t khai thác t t và s d ng hi u qu máy CNC tác gi tài iên c u l p trình Macro gia công các qu o ph c
t p trên máy CNC
2.
CNC
3.
Nghiên cc tính công ngh , c m k t c c u khi n và
ph m vi ng d ng c a máy phay CNC BRIDGEPORT TC1
H u khi n Fanuc dùng cho trung tâm phay CNC BRIDGEPORT TC1 Nghiên c truyn tham s gia công biên d u
lc giác ca khuôn d p bu lông trên máy phay CNC BRIDGEPORT TC1
Trang 10 T ng quan v u khi n s BRIDGEPORT TC1
K thut l p trình macro gia công trên máy công c CNC
p trình macro gia công biên d u l c giác c a
khuôn d p bu lông
Trang 118
TC11.1. -
1.1.1 Khái quát v u khi n s
Khi gia công trên máy công c , chi ti t và d ng c c t th c hi n các chuy n
i v i nhau Nh ng chuy c l p l i nhi u l n khi gia công m i chi ti c g i là chu k gia công M i chu k c
ng mng và mt th t có m t chu k gia công ta ph i xác
nh mng và m t th t hành trình Ph c g i là ph n kích
c hay ph n hình h c, còn ph n th t c g i là ph u khitrình làm vic c a b t k m t máy t n có thông tin v hai lo i: v
u khi n theo th i gian và theo chu k
u khi n s u khi n mà m u khi n theo s M i
ng v i m t d ch chuy n c u ch i
ng này có tên g i là ng d ch chuy n nh nh t c a h th ng hay là giá tr
u ch p hành có th d ch chuy n v i m ng b t k ng v i giá tr y, khi bi t giá tr i ng d ch chuy n L c u chp hành, ta có th nh s ng xung N c n thi ng d ch chuy n L: L=q.N
S c ghi trêc g i là m
c Các thông tin c n thi
c l ho S c ghi trong m t h th ng mã hóa nh t
nh
Trang 129
Vu khi n s (Numerical Conrol) là m t quá trình t u khi n các hong ct kim lo i v n chuy n phôi liu ho c chi ti t gia công, các kho qu n lý phôi và s n ph các d lic cung c p là d ng mã s nh nguyên bao g m các ch s , s thp phân, các ch cái và m t s ký t c bi t t o nên m c c a thi t b hay h thng
1.1.2 Lch s phát tri n c a máy CNC
Các máy công c u khi c g i là các máy NC
ho c các máy CNC Máy công c u khi là th h máy công c có h thu khiu khi
c vi t b ng mã ký t , ch cái, con s và các ký t chuyên d ng khác
th u khit các b vi x µP (microprocessor) làm lý
vi c v i các chu k thi gian t n 20MS và có b nh t i thi m nhi m ch n cu khi n s trên các tru khi n s trên các tru khi n theo th i gian thc, giám sát các tr ng thái c a máy, tính toán các giá tr chnh lý dao c , tính toán
nu khi n qu o biên d ng, th c hi n so sánh các c p giá tr c n th
ng v u khi n máy b ng các l nh nh các máy t hi n t th k c phát tri n m nh b t ngu n t các m quân s và
khi mà yêu c u các ch tiêu v ch ng c a các máy bay, tên
l tin c y cao nh b n và tính hi u qu khi s d c phát tri n hoàn thi i
Trang 1411
1.2. trunng tâm gia công CNC BRIDGEPORT TC1
Hình 1.1 : Hình ảnh bên ngoài trung tâm gia công BRIDGEPOR TC1 –
Trung tâm gia CNC BRIDGEPORT
-
FANUC_SERIES_OM
Trang 1512
TC1 là các
Chiu cao bàn máy: 800mm
Ti trng cho phép c a bàn máy: 341kG
Chuyng ch y dao nhanh:
Trang 1613
S l n nh t: 22
Trng l n nh t c a m t dao: 5,9kG
T ng tr ng c a các dao: 68kG
Thi gian thay dao t ng: 7,5s
y dao theo tr c X, Y, Z: AC Servo
L c d c tr c cho phép c a chuy ng ch y dao liên t c theo X, Y: 771kg; l c quá t i cho phép: 2313kG
L c d c tr c cho phép c a chuy ng ch y dao liên t c theo Z: 1134kg; l c quá t i cho phép: 3402kG
Trang 181.4.1 H thng phn khung
c k t c u d ng khung hình ch C, v i các b ph n c thi t k m t
c bi t gi m s ng l n các xích ng h c ng th i u máy có kt c u c ng v ng và làm vi c nh
Trang 20Hình 1.4: Cụ m tr ụ c chính c a máy ủ
Hình 1.5: H ệ thố ng ch ất bôi
trơn lạnh
Trang 2118
vi c l a ch n l c kéo Hai van nam châm
n tiêu chu u khi n khí nén g t bánh
d u có dung tích t i gian chu trình là c nh b ng này
chy liên tc khi máy làm vi c
Hình 1.6 : H ệ thố ng khí nén
Hình 1.7: H ệ thống bôi trơn
Trang 22trc
Hình 1.9: H ệ thố ng truy ền độ ng b ng ằ
động cơ Hình 1.8 màn hình hi n th : ể ị và bả ng
điề u khi n ể
Trang 23ê tô k p th y l c có l c k u chc, bàn quay có hai v trí gá k p nh m trùng th i gian gá k p v i th i gian công tác c a máy, gá k ng b , không c n thay gá trong quá trình gia công
W
VC
A
B
Hình1.12 H c t : ệ trụ ọa độ ủ c a máy
Trang 2421
m không cu khi n s (M)
t c c a gá k p chi
ti t m không c a chi gia công (W) i s
d ng quy t phía trên, bên
trái, mc c a chi ti t gia côn hình 1.13g ( )
Hình 1.14 K : ết cấu cơ bả n c a ủ
ma sát đườ ng d ẫn hướ ng ma sát
Hình 1.15 : Ổ chứ a dao t hành ự
Trang 2522
u khi n c m tr c chính (1) chuy ng v m t ph ng th i cha dao (2) chuy ng t nh ti ng vào c m tr c chính k p d ng c c n
c thay (3) trên tr c chính
Trình t quá trình thay dao b ng ch a dao t c th hi n trên (hình 1.16)
B ph n thay dao g m có m t cha cu n phim ho c m t vòng tròn v n chuy gi 22 con dao c ch n chi u quay ng u nhiên theo hai chi u
u cánh tay thay dao v i các tay k p khí mà dùng m n xoay chi u làm cho tích dao quay nhanh sang v trí thay dao n vào trc gi trong tích dao
nh lò xo gi l i
Thi gian thay dao gi a hai con liên ti p là 7,5 giây Trong quá trình thay dao, m t lu ng khí cung c c thi qua tr làm su côn
c gi tích dao, l mút côn c c b o v kh i các phoi và cht làm l nh b ng m t t m ph b o v
Hình 1.16: Trình t quá trình thay dao c a ự ủ ổ chứ a dao t hành ự
Trang 2623
1.4.13 H thng k p và tháo d ng c t ng c a máy phay CNC
H thng k p và tháo d ng c t ng c c tích h p trong tr c chính v i ngu ng tháo d ng c là khí nén và k p ch t b ng h
th nguyên lý c a h th ng k p và tháo d ng c trên máy phay
Trang 2724
Trình t k p ch t d ng c c thc hing c
v trí trong tr i clên, h thy tr c k thng m k p chuy lên trên Khi nó g p các c chn thì các m k p ch a d ng c kéo lên phía trên
1.5. Phm vi ng dng u khin s BRIDGEPORT TC1
Taro và ct ren ngoài
Khoan và doa theo t
b) Các vt liu có th gia công trên máy là: Kim lo i, g và cht do
c) Nhm n i b t c a máy CNC so v i máy công c ng:
c nh ng chi ti t ph c t p, chính xác gia công nh
n 0,001mm)
Thp trung nguyên công cao, gi m th i gian ph c thi gian sn xu t
Tính linh hot và quy ho ch th i gian s n xu t cao
Chi phí kim tra và chi phí cho ph ph m gi m
Hiu su c s n xu t
Do có kh ng hóa cao nên r t thích h p trên các dây chuy n
s n xu linh ho t t
Trang 2825
Do máy CNC có nhi c s d ng r ng rãi trong r t nhi c bi t là các dây truy n s n xu t linh ho t, trong s n xu t hàng lo t (l n, lo t v a và nh ), gia công các biên d ng ph c t p, gia công các chi
ti t c
K t lu : n
Vi t Nam hi n nay fanuc là h u khi n ph bi n và thông d ng nh t
H u h t các nhà cung c p và s a ch u quen thu c và s a ch a khá t t h
u khi n này Fanuc dùng b mã Gcode và Mcode theo tiêu chu n Iso nên khá thông d ng và d s d ng Hin h u khi c nâng c p lên 18i,
ng b nh g p r t nhi u l ng
b nh h n ch nên vi c áp d ng các gi i pháp CAD/CAM/CNC h n ch V phù h p và t t cho h u khi n fanuc_Om gia công các biên d ng ph c
t p là nghiên c u và thi t lng d ng cho máy
Trang 29ng c a máy g m có: chuy ng quay tt c a tr c c, chuyng c a d ng c ,
u khi n ch t làm ngu u có th u khi n b
t li u phôi, t ng ch y dao, chi u sâu c t, chi u
r ng c tránh các s có th c phát sinh trong quá trình gia công
Hiu rõ kh d t có th
l n nh t c a tr c chính, c a bàn ch y phôi hay dao, các thông s và kho ng t
c t hay t d ch chuy n có th c u khi n c a máy là 2D, 3D,4D hay 5D, kh lý v
Bit các thi t b an toàn và ch ng c
d ng
Hiu các cha máy liên quan t i vi c l p trình
Thông tho v i các b ng mã G code và M code
Trang 30Các thông tin hình h c s giúp xây d ch chuy t i c
d ng c trong h t c ch n tính toán, s p x p các l u khi n theo trình t nh nh
b) Thông tin công ngh
Các yêu c u k thu t c a b m t gia công bao g c
ng dung sai, chi u cao nh p nhô t vi Rz và sai l ch chi u cao
Trang 3128
Hing s d ng các h to l p trình trong h to tuy i, h n h p và to c c
2.2.1.
L t tuyi là tham chi u t a c
t t c m n m trên biên d ng chi ti n g c t c m g c h t a
la ch G91
2.2.3. n hp
Trong m t s ng hm c th c a b n v chi ti t ch
t o mà vi c l p trình có th ph c ti n hành theo ki u h n h p gi trình gia công trong h to tuy trong h to
i Vt m t có th s d c toàn b min dung sai mà nhà thi t k n hành gi i l i chu i kích
c, m t khác s và do
chính xác cao nh t Tuy v y trong quá trình l p trình gia công
c n ph i chú ý và c n th b nh m l n v giá tr to c bi t v i
Trang 32c th thi , t b l p trình và kinh nghim.
i l p trình ph i luôn có k l p trình tay b i vì h c n ph i có kh
n sàng hic và t s a ch i l p trình ph i t tin khi s a ch t thc hi n l p trình b ng
l p trình cho chuy i và chi ting c n các tính toán hình h c
ph m c u nhau, m giao nhau ph thuc vào kh toán c a các thi t b u khic s d ph c t p c a chi ti ng thi
phm b o chính xác v chuy tránh va ch m gi gá và mâm
c p
C n ti c này theo trình t nh c th trong các s
ng d n l p trình cho chi ti u khi n gia công có liên quan
Trang 3330
2.3.2. p trình có s tr giúp c a máy tính
Khi l p trình có s tr giúp c i l p trình mô t hình dáng hình h c c a chi ti gia công, các qu o c a d ng c c t và các cht a máy theo m t ngôn ng mà máy tính có th hic L p trình có s giúp c tr a
m là không c n th c hi n các phép tính b ng tay, ch c n truy
nh p m t ít d li s n sinh ra mng l n các d u cho nh ng li tính toán cn thing thi hn ch c các li lp trình
Khi l p trình b ng máy tính thì máy tính ph
c bi t sau:
lý (Processor)
u x lý (Postprocessor)
n m m th c hi n các tính toán hình h c và công nghi ta g i cacsc d u c a b li lý này là CLD (Cuter Location Data), các gi li t gi i pháp chung v gia công mà không
ph thuc vào máy công c linh v trí
u khi n máy gia công
Khi l p trình có s giúp c a máy, trong ph n hình h tr i l p trình mô
t hình h c c a chi ti ng thn công ngh i l p trình mô t quá trình gia công chi ti
c t, d ng c c t, dung d hai vi c mô t o ra mt
n T n này máy tính t o ra m gia công phù h p v i máy CNC nh b Postprocessor
Trang 3431
2.4.
t file ch a các l u khi n máy, m i l u
khi n m a máy Các lc vi t b ng c nh và
s p x p theo m t th t máy có th hi c khi nó làm vi c Trong máy có b
u khic các l nh theo th t th c hi n quá trình gia công Hi n nay có
r t nhi u ki u khi n CNC, chúng ph thu c vào các nhà ch t o máy CNC Tuy nhiên, mã qu c t c s d ng r ng rãi nh i ta còn s
d ng mã CT20999-83 c DIN 66025 ca c
nguyên tc cu trúc mc minh h
%TP0147 D u hi ấ ệu chương trình
(Số chương trình) N01G90G00X10Y5
Câu l nh là m t tp h p các thông tin c n cho h u khithc hi n m t
c gia công M i câu l ng thông tin riêng l mà ta
g l t câu l nh theo h c vi
Trang 35X22: t n theo tr c X = 22
Y30: t n theo tr c Y=30
Z-1: t n theo tr c Z=-1
I-6: t tâm cung tròn theo tr c X=-6
J10: t tâm cung tròn theo tr c Y=10
ng ch y dao F=120 mm/phút
S3150: s vòng quay tr c chính S=3150 vòng/phút
2.4.2 C u trúc m t t nh l
M i t l nh hàm ch a m t thông s k thu t l p trình, v thông tin hình h c
ho c v thông tin công ngh C u trúc m t t l nh g m m t ký t g a ch (address) và mt con s (number)
Trang 3633
Chú ý:
c vi t liên t c ki u thông d ng, m i t l nh bao g m m t ch cái và m t con s
H u khi n nh n bi c dng ca t l nh nh ch cái
V con s : h u khic là s u không có dc con s
c là s âm khi có d -c con s
s chim d ng nhi u ch trong vt mang tin
Các t l c x p vào câu l nh theo m t trình t cht ch , theo tiêu chu n (DIN 66025)
6 T l nh cho s vòng quay tr c chính ho c cho t c t
7 T l nh cho ch n dao và giá tr hi u ch nh
8 T l nh cho ch
2.5. Mô t l nh trong câu lnh
Th t a ch và c u trúc c a t ng t l nh riêng l trong m trình
u khinh theo tiêu chu n (DIN 66025) Tiêu chu n
ng nh t v i các tiêu chu n qu c t ng (ISO) Tuy nhiên gia
Trang 3734
các nhà ch t o h u khi n khác nhau có nh ng ch chu uát và c p nh t h t do s phát tri n nhanh chóng c a k thu t CNC
T l nh N: s th a câu l t c nh
T u tiên c a m t câu l nh là s câu l cho câu l nh
Mt câu lnh có s riêng, nh tìm ra và truy c
n trình x lý theo m t trên xui Do dó s hi u cho câu l nh ch cho phép d ng
mt ln nu truy c p l i
V các h CNC, trong khi x lý m s các câu l nh
c hi n th n hành máy thông báo
1 Nhu king d ch chuy c nh trong h u khi n, có tác
d i v i m i câu l nh ti n khi b m u king d ch chuy n khác cùng d ng vi c b xóa b i l nh xóa
Tiêu chun DIN 66025 có các l nh chu n b sau (bảng 2.1)
B ng 2.1: B ng tiêu chu n DIN 66025 ả ả ẩ
Nhóm L nh chu n b
a D ng n i suy
Trang 38m t ph n chúng có th i s d t thông qua d li u chnh máy (MED, MSD)
2.6. Ký ta ch và các ch a t l nh
2.6.1. Ký ta ch , mã l nh và m i quan h c a chúng
B ng 2.2: B ng ký t a ch ả ả ự đị ỉ
Ký t
A Chuyng ch y dao quanh tr c X
B Chuyng chy dao quanh tr c Y
C Chuyng ch y dao quanh tr c Z
D Chuyng ch y dao quanh tr c khác ho c g i b nh hi u ch nh
dao
Trang 39I Thông s n i suy theo trc X hoc ren song song vi trc X
J Thông s n i suy theo trc Y hoc ren song song vi trc Y
K Thông s n i suy theo trc Z hoc ren song song vi trc Z
L a ch do
M Ch
N S th câu l t nh
O Không s d tránh nh m l n v i s 0
P Chuyng th 3 song song v i trc X ho c thông s hiu ch nh dao
Q Chuyng th 3 song song v i trc Y ho c thông s hiu ch nh dao
R Chuyng th 3 song song v i trc Z ho c thông s hiu ch nh dao
S S vòng quay quanh tr c chính hoc t c t
T Gi dao (dng c c t)
U Chuyng th 2 song song v i trc X
V Chuyng th 2 song song v i trc Y
W Chuyng th 2 song song v i trc Z