tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu NÂNG CAO độ CHÍNH xác GIA CÔNG KHI PHAY nắp ĐỘNG cơ TRÊN TRUNG tâm GIA CÔNG PHAY VMC 650e BẰNG PHƯƠNG PHÁP bù SAI số OFF LINE

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ****** BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG KHI PHAY NẮP ĐỘNG CƠ TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG PHAY VMC-650E BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ OFF-LINE Học Viên: Nguyễn Đắc Tuấn Lớp: CHK11 CTM Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy HDKH: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe THÁI NGUYÊN - 2010 1 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ****** BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG KHI PHAY NẮP ĐỘNG CƠ TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG PHAY VMC-650E BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ OFF-LINE Học Viên: Nguyễn Đắc Tuấn Lớp: CHK11 CTM Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy HDKH: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe HỌC VIÊN Nguyễn Đắc Tuấn THÁI NGUYÊN - 2010 2 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Trong thời đại ngày nay, với sự sự phát triển vượt bậc của khoa học, công nghệ trên tất cả các lĩnh vực Đặc biệt trong lĩnh vực Cơ khí trong thời gian qua đã cho ra đời rất nhiều máy công cụ điều khiển theo chương trình số (CNC) dần dần thay thế tất cả các trang thiết bị máy móc gia công truyền thống Nhờ đó mà các sản phẩm cơ khí ngày được nâng cao về mọi mặt như: chất lượng sản phẩm cao, độ chính xác cao, mức độ tự động hóa và linh hoạt cao Vì vậy công nghệ gia công trên các máy vạn năng không còn phù hợp nữa và các sản phẩm của nó trên thị trường không có sức cạnh tranh cao Xuất phát từ thực tế đó, cho nên ưu tiên nghiên cứu phát triển ngành Cơ khí chính xác là cực kì quan trọng, ngành công nghiệp đầu tàu trong tất cả các ngành Thể hiện rõ nhất là trong giai đoạn vừa qua đất nước ta đã nhập khẩu rất nhiều máy công cụ CNC với giá trị lên tới hàng tỉ USD Thông qua nhiều con đường như: các doanh nghiệp nước ngoài sang đầu tư tại Việt Nam và hò đã mang theo công nghệ máy móc sang, các trường, viện nghiên cứu mua về để ứng dụng vào học tập nghiên cứu, các công ty mua bán máy công cụ… Từ những lợi thế đã có sẵn trang thiết bị máy móc hiện đại như ở Trường Trung Cấp Nghề TT-Huế đã có trung tâm gia công VMC-650E và Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên đã có máy đo tọa độ 3 chiều CMM-C544 Nhằm mục đích nâng cao hơn nữa hiệu quả sử dụng trang thiết bị máy móc đã có vào chương trình đào tạo, nghiên cứu khoa học, ứng dụng sản xuất, gia công các sản phẩm có độ phức tạp và độ chính xác cao, tác giả đề xuất hướng nghiên cứu sau đây: “Nghiên cứu nâng cao độ chính xác gia công khi phay nắp động cơ trên trung tâm gia công VMC-650E bằng phương pháp bù sai số offline.” 2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2.1 Ý nghĩa khoa học 3 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Để gia công được những chi tiết có hình dạng phức tạp và đòi hỏi đạt độ chính xác cao, tính tự động hóa cao, thì thông thường người ta sẽ chọn gia công trên các trung tâm gia công CNC Tuy nhiên trong quá trình gia công luôn tồn tại sai số chế tạo Do đó nâng cao độ chính xác gia công trên các trung tâm gia công là việc làm cần thiết mặt khác trong thực tế sản xuất hiện nay thì vấn đề bù sai số gia công trên các trung tâm gia công vẫn còn là lĩnh vực khá mới mẻ và khó khăn Do đó hướng nghiên cứu xây dựng chương trình bù sai số gia công trên các trung tâm gia công là việc làm quan trọng và mang ý nghĩa khoa học cao 2.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài này mang tính ứng dụng thực tiễn cao, ứng dụng phương pháp bù offline để bù sai số gia công cho một chi tiết cụ thể Mặc khác nó phục vụ trực tiếp cho chương trình đào tạo, nghiên cứu khoa học của sinh viên Là vấn đề mới để bắt nguồn và phát triển những hướng nghiên cứu về sau Đặc biệt là ứng dụng vào sản xuất để gia công những sản phẩm đòi hỏi độ chính xác gia công cao 3 Mục đích nghiên cứu - Nâng cao độ chính xác kích thước của chi tiết gia công - Sử dụng và khai thác tất cả tính năng công nghệ của trung tâm gia công VMC-650E và nâng cao kỹ năng vận hành máy - Sử dụng máy đo tọa độ 3 chiều CMM-C544 một cách thành thạo để kiểm tra đánh mức độ chính xác của chi tiết gia công - Phục vụ cho công tác nghiên cứu học tập, nâng cao chất lượng chương trình đào tạo và tiếp cận với công nghệ tiên tiến trên thế giới - Tạo cở sở và tiền đề thuận lợi cho những nghiên cứu tiếp theo 4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu các thành phần sai số gia công trên máy công cụ và kết hợp đánh giá bằng thực nghiệm Các số liệu trong đề tài được thống kê chủ yếu là dựa vào thực nghiệm mà có 4 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy 4.1 Đối tượng nghiên cứu - Chọn chi tiết gia công là nắp động cơ để tiến hành gia công thí nghiệm trên trung tâm gia công VMC-650E - Sử dụng máy đo tọa độ 3 chiều CMM-C544 để kiểm tra độ chính xác kích thước gia công, sau đó xây dựng thuật toán xác định sai số biên dạng và từ đó tiến hành bù sai số bằng phương pháp bù offline 4.2 Hệ thống trang thiết bị thực nghiệm - Trung tâm gia công VMC-650E tại trường Trung Cấp Nghề TTHuế - Máy đo tọa độ 3 chiều CMM-C544 tại trường Đại Học Kỹ thuật Công Nghiệp Thái Nguyên - Phần mềm đồ họa CAD và lập trình gia công bằng Mastercam X.10 - Hệ thống dụng cụ cắt: dao phay thép gió HSS-Co Φ6,Φ8 - Vật liệu chi tiết gia công: Thép CT3 5 Nội dung nghiên cứu - Chương 1: Sai số gia công và các nguyên lý bù sai số gia công trên máy công cụ CNC - Chương 2: Quy trình bù sai số gia công cho trung tâm gia công VMC650E - Chương 3: Gia công thực nghiệm trên máy phay VMC-650E và đo tạo bộ số liệu trên máy đo tọa độ CMM-C544 - Chương 4: Thuật toán xác định tâm và bán kính đường tròn - Chương 5: Phần mềm tính sai số đường tròn bằng ngôn ngữ lập trình C# - Chương 6: Bù sai số khi phay nắp động cơ Kết luận và hướng đề xuất nghiên cứu tiếp theo 5 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG 1: SAI SỐ GIA CÔNG VÀ CÁC NGUYÊN LÝ BÙ SAI SỐ GIA CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ CNC 1.1 Các thành phần sai số trên máy công cụ CNC Tổng sai số thành phần = 6 *(số trục) + 4*(số trục quay) + 2*(số trục tịnh tiến) + Số trục của máy công cụ - 6(bậc liên kết làm việc) Theo như cách tính toán ở trên thì ta có: 6 * 3 + 4 * 0 + 2 * 3 + 3-6 = 21 sai số thành phần Trong đó: Những lỗi Những sai số định vị Tuyến tính(thẳng) Những sai số thẳng (Tịnh tiến) Những sai số góc Những sai số vuông góc giữa các trục Số lượng các thành phần lỗi 3 6 9 3 máy 1.2 Độ chính xác gia công trên máy CNC 1.2.1 Độ chính xác của máy Độ chính xác gia công của một chi tiết máy là mức độ giống nhau về hình học, tính chất cơ lý của bề mặt chi tiết gia công so với kích thước chi tiết lý tưởng trên bản vẽ thiết kế Nhìn chung, độ chính xác gia công là chỉ tiêu khó đạt nhất và tốn kém nhất trong quá trình thiết kế và chế tạo Trong thực tế không thể chế tạo được chi tiết có độ chính xác tuyệt đối, giống hoàn toàn về hình dáng hình học, kích thước cũng như tính chất cơ lý so với các giá trị lý tưởng Vì vậy dung giá trị sai lệch của nó để đánh giá độ chính xác gia công, nghĩa là dung sai của chi tiết Nếu giá trị sai lệch đó mà càng lớn thì độ chính xác gia công là càng thấp và nếu giá trị sai lệch đó mà càng nhỏ thì chi tiết đó càng chính xác 1.2.2 Độ chính xác của hệ thống điều khiển 1.2.2.1 Sai số của bộ nội suy và chế độ nội suy Sai số của bộ nội suy có ảnh hưởng đáng kể đến sai số gia công Đối với bộ nội suy thì sai số hình học δ (sai số của quỹ đạo thực hiện so với quỹ đạo 6 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy đã định) phụ thuộc vào góc nghiêng của quỹ đạo so với các trục tọa độ và không vượt quá giá trị xung Δ trên mỗi đoạn chi tiết Các máy CNC thế hệ cũ có giá trị xung Δ = 0.1mm, cho nên nó ảnh hướng rất lớn đến sai số gia công Đối với các máy CNC thế hệ mới thì gia trị Δ trong khoảng 0.001 đến 0.002mm, do đó nó không ảnh hưởng nhiều đến sai số gia công, tuy nhiên nó ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt 1.2.2.2 Sai số của phương pháp xấp xỉ Khi ứng dụng nội suy đường thẳng để gia công chi tiết theo coutour thì phải dung phương pháp xấp xỉ để xác định tọa độ các điểm, như vậy sẽ gây ra sai số gia công Để giảm sai số gia công thì phải giảm bước xấp xỉ, nghĩa là giảm Δφ 1.3 Các nguồn gây sai số - Sai số do gá đặt phôi - Sai số điều chỉnh dao - Sai số điều chỉnh máy - Sai số chế tạo dao - Sai số do dao mòn - Sai số hình học của các chi tiết máy - Sai số do sống trượt - Sai số do nhiệt - Sai số do vit me bi - Sai số do tải tĩnh và động - Sai số do hệ thống điều khiển servo - Sai số do rung động - Sai số do ổ đỡ 1.4 Mô hình bù 7 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Do sai số trong các máy công cụ khác loại là khác nhau, vấn đề là làm thế nào để bù sai số một cách linh hoạt bằng các thuật toán hoặc kí thuật lập trình Các sai số này có thể được bù bằng bốn cách khác nhau: Thay đổi tham số điều khiển, nhúng chương trình bù sai, sử dụng Post processcer và điều chỉnh chương trình NC (Hình 1.10) Sự hiệu chỉnh các sai số sẽ được thực hiện dựa trên sự thiết lập mối quan hệ toán học với các nguồn sai số và các phương pháp đo khác nhau Quá trình cắt Đo Bù sai số Bù sai số bằng lập trình trong bộ điều khiển 1 Nhúng chương trình bù sai số Bù sai số bằng chương trình NC 2 Thay đổi tham số điều khiển 3 Sử dụng Post processcer 4 Điều chỉnh chương trình Cắt thử phôi Kiểm tra Kết thúc Hình 1.10: Bốn cách bù sai số cho máy công cụ CNC CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH BÙ SAI SỐ CHO MÁY PHAY VMC-650E 8 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy 2.1 Quy trình bù sai số Trong nội dung thực hiện của đề tài là làm sao giải quyết bài toán bù sai số kích thước cho chi tiết là nắp của động cơ, tác giả tiến hành bù sai số offline cho trung tâm gia công phay VMC-650E theo sơ đồ thuật toán sau đây: Thiết kế trên Mastercam X Xuất dữ liệu Bù sai số offline Gia công trên máy VMC-650E Phần mềm xác định sai số Quét biên dạng và tạo bộ số liệu trên máy CMM-C544 Xây dựng chương trình thuật toán Kích thước thực của nắp động cơ Hình 2.1: Quy trình bù sai số 2.2 Hệ thống thiết bị làm thực nghiệm cho đề tài luận văn 2.2.1 Phần mềm Mastercam X 2.2.2 Trung tâm gia công 3 trục VMC-650E 2.2.3 Máy đo tọa độ 3 chiều CMM-C544 9 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG 3: GIA CÔNG THỰC NGHIỆM TRÊN MÁY PHAY VMC650E VÀ ĐO TẠO BỘ SỐ LIỆU TRÊN MÁY ĐO CMM-C544 3.1 Thực nghiệm trên trung tâm gia công VMC-650E 3.1.1 Bản vẽ chi tiết nắp động cơ Nhìn vào bản vẽ của chi tiết như trên, có nhiều kích thước khác nhau Nhưng ở đây chúng ta quan tâm đến 3 kích thước mà chúng ta cần nâng cao độ chính xác cho nó như: D1 = Φ16±0.01, D2 = Φ32±0.01, D3 = Φ90±0.01 Trong đó: kích thước D1 = Φ16+0.01 là kích thước đảm bảo tính lắp lẫn với trục của động cơ Kích thước D2 = Φ32±0.01 là kích thước đảm bảo tính lắp ghép với ổ bi đỡ trục Kích thước D 3 = Φ90±0.01 là kích thước đảm bảo độ chính xác dùng để định vị vị trí lắp ghép của nắp động cơ 10 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy 3.1.2 Lập trình nguyên công Thiết kế biên dạng gia công trên phần mềm AutoCad 2004, sau đó xuất bản vẽ sang MastercamX để tiến hành lập trình gia công 3.1.3 Truyền chương trình sang máy CNC Với thế hệ máy VMC-650E có hệ điều khiển SINUMERIK 802D, ở đây chương trình được truyền qua cổng RS232C bằng phần mềm truyền dữ liệu CNC Simulation 3.1.4 Điều chỉnh máy và tiến hành gia công 3.2 Đo biên dạng và tạo bộ số liệu trên máy CMM-C544 3.2.1 Gá đặt chi tiết Hình 3.11: Gá đặt chi tiết gia công và đo biên dạng 3.2.2 Khởi động máy đo tọa độ CMM-C544 3.2.3 Chọn đầu đo 3.2.4 Hiệu chuẩn đầu đo 3.2.5 Tiến hành đo và xây dựng bộ số liệu 11 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG 4: THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH TÂM VÀ BÁN KÍNH ĐƯỜNG TRÒN 4.1 Thuật toán xác định khoảng cách đường thẳng qua tọa độ 2 điểm đo 4.2 Thuật toán xác định đường tròn qua tọa độ 3 điểm đo 4.3 Thuật toán xác định đường tròn qua tọa độ của nhiều điểm đo CHƯƠNG 5: PHẦN MỀM TÍNH SAI SỐ ĐƯỜNG TRÒN BẰNG NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C# Xử lí số liệu đo trên máy đo CMM-C544 Sau khi tiến hành đo trên máy CMM-C544, với mẫu đo là nắp động cơ Nhiệm vụ của việc đo này là quét biên dạng của vật đo Kết quả là cho ta một tập hợp nhiều điểm trên biên dạng của vật đo Nhiệm vụ của chúng ta là kiểm tra độ tròn của chi tiết, từ đó biết được sai số gia công và tiến hành bù vào chương trình NC Mỗi điểm trên biên dạng của chi tiết đều có tọa độ X, Y, Z Như vậy sau quá trình quét biên dạng chi tiết ta có n điểm đo tương ứng ta có n tọa độ X, Y, Z tương ứng Để thuận tiện cho việc tính toán trong chương trình thuật toán thì ta nên sắp xếp lại bộ số liệu đo này và đánh số thứ tự tọa độ điểm đo từ 1 đến n 5.2.Viết chương trình thuật toán tính sai số đường tròn bằng ngôn ngữ lập trình C# Giả sử ta có một đường tròn có tâm I(X0, Y0) và bán kính R: 3(X3, Y3) 2(X2, Y2) 4(X4, Y4) 5(X5, Y5) 1(X1, Y1) I(X0, Y0) R 6(X6, Y6) 9(X9, Y9) 8(X8, Y8) 7(X7, Y7) Hình 5.1: Mô hình xây dựng một đường tròn qua 3 điểm đo 12 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Để tính bán kính của đường tròn tới một điểm nào đó thuộc đường tròn, ví dụ tính bán kính đường tròn từ tâm I(X 0, Y0) đến điểm 9(X9, Y9) ta được công thức sau: R = ( x9 − x 0 ) 2 + ( y 9 − y 0 ) 2 Cứ 3 điểm không thẳng hàng như trên hình vẽ ta có thể vẽ được tam giác, từ tam giác 3 điểm đó ta có thể xây dựng được một đường tròn tuyệt đối Mặt khác một đường tròn có vô số điểm (X i, Yi), vậy ta có thể vẽ được vô số đường tròn đi qua 3 điểm bất kì Về mặt lí thuyết thì các đường tròn đó có bán kính bằng nhau Nhưng trong thực tế thì các đường tròn đó có bán kính khác nhau và các tọa độ tâm của các đường tròn đó cũng khác nhau Vì vậy, sai số của đường tròn chính là giá trị trung bình của các đường tròn đó Từ đây ta có thể chuyển sang bài toán tìm khoảng cách trung bình của các đường tròn, chính là bán kính trung bình của đường tròn Giá trị sai lệch của đường tròn chính là hiệu số giữa bán kính danh nghĩa của đường tròn trừ đi bán kính trung bình của nó, nghĩa là: Δ = R – RTB Trong đó: Δ : là sai số biên dạng đường tròn R là bán kính danh nghĩa đường tròn RTB là bán kính trung bình của đường tròn Mặt khác, mỗi đường tròn đều có một tâm (X i, Yi) Như vậy chúng ta sẽ có n vô số tâm đường tròn Vậy ta sẽ có tâm trung bình là: ∑ i Xi n Vậy công thức chính xác của sai số Δ là: n Δ = R – (RTB + ∑ i Xi ) n Từ đây ta có thể áp dụng thuật toán trên để xác định sai số của biên dạng nắp động cơ, bằng cách nâng cao độ chính xác của các đường tròn D 1, D2, D3 của chi tiết nắp động cơ Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính sai số đường tròn 13 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Khởi động chương trình bằng cách nhấn vào biểu tượng trên desktop “Chương trình thuật toán” Giao diện chương trình như hình 1 Đầu tiên nhập giá trị tọa độ X vào ô giá trị X, nhập giá trị tọa độ Y vào ô giá trị Y, nhấn OK Nhập các giá trị X, Y tiếp theo bất kì vào ô giá trị tương ứng của nó Mỗi lần nhập xong một điểm ta nhấn OK Hình 5.2: Giao diện của chương trình phần mềm Lưu ý nhập ít nhất là 3 điểm Nếu nhập sai nhấn nút Delete Chú ý tọa độ X và Y là tọa độ bất kì được lấy từ bộ số liệu, nên chọn tọa độ điểm của tam giác điểm liền kề nhau thì độ chính xác của sai số sẽ cao hơn Sau khi nhập các tọa độ X, Y xong thì nhập giá trị R danh nghĩa để so sánh Khi đã nhập xong nhấn Run chương trình sẽ cho ra kết quả bán kính trung bình của đường tròn, tọa độ tâm trung bình đường tròn và sai số trung bình của đường tròn Nhấn Refresh khi muốn tính toán cho một lần mới 5.4 Lưu đồ thuật toán và các đoạn mã chương trình được viết bằng ngôn ngữ C# 14 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG 6: BÙ SAI SỐ KHI PHAY NẮP ĐỘNG CƠ 6.1 Cơ sở lý thuyết Hình 6.1: Phỏng đoán độ méo của biên dạng đường tròn Hình 6.2: Mô hình sai số đường tròn Nguyên lý bù sai số như sau: Về lý thuyết thì ta tưởng tượng một đường tròn là tròn tuyệt đối, nhưng thực tế thì không phải như thế Cụ thể là biên dạng đường tròn bị méo theo hình êlip Lý do là biên dạng đường tròn được tập hợp bởi vô số điểm tạo thành, mà vị trí toạ độ các điểm đó sẽ có phần sai lệch với nhau Do đó đường tròn mà chúng ta tạo thành sẽ có phần méo đi Với suy nghĩ đó, tác giả đưa ra nguyên lý bù như sau: Với đường tròn được 15 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy cho trong mặt phẳng OXY như trên, theo quan sát ta thấy đường tròn này bị méo theo nhiều phương khác nhau.Về lý thuyết ta chia đường tròn này thành 4 cung ab, bc, cd và da Như vậy để bù sai số cho đường tròn này thì đồng nghĩa với việc ta sẽ tiến hành bù sai số cho 4 cung tròn nói trên với giá trị bù của mỗi cung tròn được xác định trong chương trình thuật toán Chúng ta sẽ tiến hành hiệu chỉnh chương trình NC tại các dòng lệnh nội suy đường tròn Cụ thể chúng ta sẽ hiệu chỉnh giá trị toạ độ của các cung tròn thông qua 2 biến I và J Ví dụ để bù sai số cho cung tròn nói trên, ta tiến hành hiệu chỉnh 2 biến I và J với giá trị bù Δ = ΔI = ΔJ = 0.022: N210 G91 N211 G02 X-150.000 Y-150.000 I-149.978 J-0.022 (arc ab) N212 G02 X-150.000 Y150.000 I0.022 J150.022 (arc bc) N213 G02 X150.000 Y150.000 I149.978 J0.022 (arc cd) N214 G02 X150.000 Y-150.000 I-0.022 J-150.022 (arc da) Hình 6.3: Vị trí sai số của các ΔR 6.2 Bảng số liệu tính sai số 6.3 Bù sai số Chương trình gia công đã được hiệu chỉnh tại dòng lệnh mã G code: %_N_LUANVAN_MPF 16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy ;$PATH=/_N_MPF_DIR ;DATE=DD-MM-YY - 10-05-10 TIME=HH:MM - 14:02 N100 G0 G17 G40 G54 G90 ; 6 FLAT ENDMILL TOOL - 6 DIA OFF - 0 LEN - 0 DIA - 6 Đoạn chương trình NC gốc Đoạn chương trình NC đã hiệu chỉnh N110 T6 N110 T6 N120 G0 G90X0Y0 N120 G0 G90X0Y0 Z10.5 Z10.5 X-49.324 Y42.757 S700 M3 X-49.324 Y42.757 S700 M3 N130 Z5.5 N130 Z5.5 N140 G1 Z-.481 F0.01 N140 G1 Z-.481 F0.01 N150 X-44.448 Y39.261 F.1 Giá trị hiệu chỉnh N150 X-44.448 Y39.261 F.1 N160 G2 X-41.945 Y34.385 I-3.497 N160 G2 X-41.945 Y34.385 I-3.497 J-4.876 J-4.876 N170 X-43.069 Y30.888 I-6 J0 N170 X-43.069 Y30.888 I-6 J0 N180 G3 X-53 Y0 I43.069 J-30.888 N180 G3 X-53 Y0 I43.069 J30.888 N190 X-52.506 Y-7.22 I53 J0 N190 X-52.506 Y-7.22 I53 J0 N200 G1 X-56.062 Y-9.274 N200 G1 X-56.062 Y-9.274 N210 G3 X-59.062 Y-14.47 I3 J-5.196 N210 G3 X-59.062 Y-14.47 I3 J5.196 N220 X-58.851 Y-16.048 I6 J0 N220 X-58.851 Y-16.048 I6 J0 N230 X-50.469 Y-34.261 I58.851 J16.048 N230 X-50.469 Y-34.261 I58.851 J16.048 N340 T8M6 N340 T8M6 N350 G1 Z-2 N350 G1 Z-2 N360 G2 X0 Y-49 I-48.9122 J-0.0878 N360 G2 X0 Y-49 I-49 J0 N370 X-49 Y0 I0.0878 J49.0878 Δ1 = 0.0878 N370 X-49 Y0 I0 J49 N380 X0 Y49 I48.9122 J0.0878 Δ2 = -0.0878 N380 X0 Y49 I49 J0 N390 X49 Y0 I-0.0878 J-49.0878 Δ3 = 0.0878 N390 X49 Y0 I0 J-49 Δ4 = -0.0878 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy N550 G3 X12.0155 Y0 I9.2067 J5.859 N510 G1 Z-10.5 N520 G0 Z10.5 N530 X12 Y0 N540 Z-10.1 N550 G1 Z-16 N560 G3 X0 Y12 I-12.0155 J-0.0155 N560 G3 X0 Y12 I-12 J0 F.1 N570 X-12 Y0 I-0.0155 J-11.9845 Δ1 = -0.0155 N570 X-12 Y0 I0 J-12 N580 X0 Y-12 I12.0155 J0.0155 Δ2 = 0.0155 N580 X0 Y-12 I12 J0 N590 X12 Y0 I0.0155 J11.9845 Δ3 = -0.0155 N590 X12 Y0 I0 J12 Δ4 = 0.0155 N2650 G3 X4.0461 Y0 I1.7886 J-1.96 N2610 G1 Z-14.5 F0.001 N2620 G0 Z10.5 N2630 X4 Y0 N2640 Z-14.1 N2650 G1 Z-20 N2660 G3 X0 Y4 I-4.0461 J-0.0461 F.1 N2660 G3 X0 Y4 I-4 J0 F.1 N2670 X-4 Y0 I-0.0461 J-3.9539 Δ1 = -0.0461 N2670 X-4 Y0 I0 J-4 N2680 X0 Y-4 I4.0461 J0.0461 Δ2 = 0.0461 N2680 X0 Y-4 I4 J0 N2690 X4 Y0 I0.0461 J3.9539 Δ3 = -0.0461 N2690 X4 Y0 I0 J4 N2700 G1 Z-14.5 F0.01 N2700 G1 Z-14.5 F0.01 N2710 G0 Z10.5 N2710 G0 Z10.5 N2720 M5 N2720 M5 N2730 M30 Δ4 = 0.0461 N2730 M30 Thay đổi đường chạy dao trong CAM Sau qua trình gia công xong, tác giả nhận nhận thấy Với kiểu đường chạy dao trong CAM ăn dao xuống theo kiểu dọc trục sẽ để lại vết ăn dao xuống do lực cắt dọc trục lớn Cho nên, để khắc phục được khuyết tật trên, tác giả cho thay đổi kiểu ăn dao theo tiếp tuyến chung của hai đường tròn bằng cách hiệu chỉnh dòng lệnh G code trong chương trình NC Thay vì phải ăn dao xuống tại vị trí biên của biên dạng, ta cho ăn dao ngang theo kiểu tiếp tuyến 18 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy của hai đường tròn và cứ như vậy cho tới khi đạt được chiều sâu gia công như mong muốn Kích thước bản vẽ gia công (mm) Φ16±0.01 Φ32±0.01 Φ90±0.01 Kích thước đo được sau khi gia công (mm) 15,998778 31,951483 90,101572 Bảng 6: Kết quả đo trước khi bù sai số Sai số (mm) -0.001222 -0,048517 0.101572 Hình 6.4: Chi tiết gia công thực nghiệm trước khi bù sai số 6.4 Gia công chi tiết theo chương trình đã được bù sai số Chương trình NC đã được hiệu chỉnh tại các dòng lệnh mã G code với các giá trị sai lệch ∆ 1, ∆ 2, ∆ 3, ∆ 4 chương trình được truyền sang máy phay CNC VMC-650E bằng phần mềm truyền dữ liệu (CncSimulator) qua cổng RS232C, với các thông số truyền: 19 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy 6.5 Kiểm tra sai số Chi tiết sau khi gia công trên máy phay VMC-650E, được tiến hành kiểm tra lại bằng dụng cụ đo thước cặp điện tử, với kết quả như sau: Kích thước bản vẽ gia công (mm) Φ16±0.01 Φ32±0.01 Φ90±0.01 Kích thước đo được sau khi bù sai số gia công (mm) 15,9895 31,9919 90,0085 Bảng7 :Kết quả đo sau khi bù sai số Sai số (mm) -0,0105 -0,0081 0,0085 20 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy KẾT LUẬN CHUNG Qua 6 tháng thực hiện, đến nay đề tài đã hoàn thành và giải quyết được các vấn đề sau: - Nghiên cứu và khai thác tốt tính năng công nghệ của trung tâm gia công phay VMC-650E tại trường Trung cấp nghề TT-Huế - Khai thác tính năng công nghệ của máy đo toạ độ CMM-C544 tại trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên để kiểm tra độ chính xác gia công, ứng dụng tốt chức năng của máy đo toạ độ CMM-C544 để quét biên dạng chi tiết gia công tạo bộ số liệu ban đầu làm cơ sở để xây dựng chương trình thuật toán - Xây dựng thành công chương trình thuật toán bù sai số - Nâng cao được độ chính xác kích thước của chi tiết nắp động cơ - Ứng dụng của đề tài nghiên cứu vào thực tế sản xuất gia công chi tiết máy ở Việt Nam - Khai thác tốt các tính năng ứng dụng của các phần mềm hiện đại ứng dụng trong ngành cơ khí ( Mastercam, AutoCad, Mcosmos24, Geopak – Win, CncSimulator ) - Giúp phục vụ tốt cho chương trình đào tạo trong nhà trường, mở ra nhiều hướng khác trong nghiên cứu khoa học về lĩnh vực máy công cụ CNC Với những kết quả đó, đề tài đã hoàn thành và đạt được mục tiêu đề ra Bù sai số trên các trung tâm gia công CNC là vấn đề khó và mới mẻ ở Việt Nam Do đó tài liệu tiếng Việt về các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài là rất ít Các thiết bị phục vụ cho quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài rất ít và hạn chế Hơn nữa trình độ nghiên cứu của tác giả còn hạn chế và thời gian hoàn thành đề tài không nhiều nên luận văn khó tránh khỏi những thiếu sót Cụ thể là nội dung nghiên cứu của đề tài mới tập trung vào thực nghiệm để đánh giá chung cho kết quả sai số mà chưa đi sâu nghiên cứu nguyên nhân cụ thể gây ra sai số để đưa ra quy luật bù sai số 21 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Vì vậy tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp để tác giả ngày một hoàn thiện và đề tài mang tính thực tiễn cao hơn Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo Có thể ứng dụng phương pháp bù này để “Nghiên cứu nâng cao độ chính xác biên dạng hình học cho cơ cấu pitông xilanh bằng phương pháp bù offline” 22 ... Chương 6: Bù sai số phay nắp động Kết luận hướng đề xuất nghiên cứu Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG 1: SAI SỐ GIA CÔNG VÀ CÁC NGUYÊN LÝ BÙ SAI SỐ GIA CÔNG TRÊN... cứu khoa học, ứng dụng sản xuất, gia công sản phẩm có độ phức tạp độ xác cao, tác giả đề xuất hướng nghiên cứu sau đây: ? ?Nghiên cứu nâng cao độ xác gia cơng phay nắp động trung tâm gia công VMC- 650E. .. đạt độ xác cao, tính tự động hóa cao, thơng thường người ta chọn gia công trung tâm gia công CNC Tuy nhiên q trình gia cơng ln tồn sai số chế tạo Do nâng cao độ xác gia công trung tâm gia công