giáo trình lập chương trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự động trên máy phay CNC

Lời nói đầu Giáo trình Lập chương trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự động trên máy phay CNC được xây dựng và biên soạn trên cơ sở chương trình khung đào tạo nghề Cắt

Bộ LAO ĐộNG - THƯƠNG BINH và Xã HộI

TổNG CụC DạY NGHề

tác giả biên soạn: TRần đại hiếu

GIáO TRìNH lập chương trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự động

trên máy phay cnc

nghề: cắt gọt kim loại trình độ cao

dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (vtep)

Tuyên bố bản quyền:

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình,

cho nên các nguồn thông tin có thể đ−ợc

phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho

các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi

mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc sử

dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành

mạnh sẽ bị nghiêm cấm

Tổng cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách

để bảo vệ bản quyền của mình

Tổng cục Dạy nghề cám ơn và hoan

nghênh các thông tin giúp cho việc tu sửa

và hoàn thiện tốt hơn tài liệu này

Lời nói đầu

Giáo trình Lập chương trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự động trên máy phay CNC được xây dựng và biên soạn trên cơ sở chương trình khung đào tạo nghề Cắt gọt kim loại đ0 được Giám đốc Dự án Giáo dục kỹ thuật và Dạy nghề quốc gia phê duyệt dựa vào năng lực thực hiện của người kỹ thuật viên trình độ lành nghề

Trên cơ sở phân tích nghề và phân tích công việc (theo phương pháp DACUM) của các cán bộ, kỹ thuật viên có nhiều kinh nghiệm, đang trực tiếp sản xuất cùng với các chuyên gia đ0 tổ chức nhiều hoạt động hội thảo, lấy ý kiến v.v…, đồng thời căn cứ vào tiêu chuẩn kiến thức, kỹ năng của nghề để biên soạn Ban giáo trình Lập chương trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự động trên máy phay CNC do tập thể cán bộ, giảng viên, kỹ sư của Trường Cao đẳng Công nghiệp Huế và các kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm biên soạn Ngoài ra có sự đóng góp tích cực của các giảng viên Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và cán bộ kỹ thuật thuộc Công ty Cơ khí Phú Xuân, Công ty Ôtô Thống Nhất, Công ty sản xuất vật liệu xây dựng Long Thọ Ban biên soạn xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Công ty Cơ khí Phú Xuân, Công ty Ôtô Thống Nhất, Công ty Sản xuất vật liệu xây dựng Long Thọ, Ban quản lý Dự án GDKT&DN và các chuyên gia của Dự án đ0 cộng tác, tạo điều kiện giúp đỡ trong việc biên soạn giáo trình Trong quá trình thực hiện, ban biên soạn đ0 nhận được nhiều ý kiến đóng góp thẳng thắn, khoa học

và trách nhiệm của nhiều chuyên gia, công nhân bậc cao trong lĩnh vực nghề Cắt gọt kim loại Song do điều kiện về thời gian, mặt khác đây là lần đầu tiên biên soạn giáo trình dựa trên năng lực thực hiện, nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất

định Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để giáo trình Lập chương trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự động trên máy phay CNC được hoàn thiện hơn, đáp ứng được yêu cầu của thực tế sản xuất của các doanh nghiệp hiện tại và trong tương lai

Giáo trình Lập chương trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự

động trên máy phay CNC được biên soạn theo các nguyên tắc: Tính định hướng thị trường lao động; Tính hệ thống và khoa học; Tính ổn định và linh hoạt; Hướng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề khu vực và thế giới; Tính hiện đại và sát thực với sản xuất Giáo trình Lập chương trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự

động trên máy phay CNC nghề Cắt gọt kim loại cấp trình độ Lành nghề đ0 được Hội

đồng thẩm định Quốc gia nghiệm thu và nhất trí đưa vào sử dụng và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khoá đào tạo ngắn hạn hoặc cho công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo

Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ được hoàn chỉnh để trở thành giáo trình chính thức trong hệ thống dạy nghề

Hiệu trưởng Bùi Quang Chuyện

Giới thiệu về mô đun/môn học

i Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun/môn học:

Gia công trên máy Phay CNC là môđun được ứng dụng công nghệ hiện đại trong ngành Cắt gọt kim loại nhằm nâng cao hiểu quả để chế tạo các chi tiết cơ khí đặc biệt là chế tạo các khuôn mẫu chính xác, các chi tiết phục vụ công nghiệp quốc phòng Để sử dụng các máy điều khiển số trong ngành Cơ khí đòi hỏi không chỉ biết lập quy trình công nghệ, mà phải biết lập quy trình công nghệ nhanh và chính xác

ii Mục tiêu của mô đun/môn học:

Mô đun này nhằm rèn luyện cho học sinh:

- Có đầy đủ kiến thức về tự động hoá lập trình trên máy phay CNC, sai số và việc tính toán bù sai số để lập trình

- Có kỹ năng lập trình gia công sử dụng chu trình, chương trình con

- Lập được chương trình gia công, kiểm tra và sửa lỗi chương trình, vận hành máy để thực hiện gia công các chi tiết đảm bảo năng suất, chất lượng, an toàn

iii Mục tiêu thực hiện của mô đun/môn học:

Học xong mô đun này học sinh có khả năng:

- Trình bày được hiệu quả kinh tế khi gia công trên máy phay CNC

- Chuẩn bị được máy và đồ gá cho việc gia công chi tiết

- Chọn và gá lắp được dao, kiểm tra và lưu vào bộ nhớ thông số về kích thước dao

- Nắm vững các sai số gia công và biện pháp xử lý khi lập trình gia công

- Lập được chương trình gia công chi tiết phức tạp, kiểm tra và sửa lỗi được chương trình

- Chạy mô phỏng và chạy thử chương trình không cắt gọt

- Thiết lập được chế độ làm việc của máy

- Vận hành máy để gia công chi tiết đảm bảo đúng quy trình, đúng chế độ và

an toàn

Có ý thức giữ gìn, bảo quản máy

iv Nội dung chính của mô đun/môn học:

Thời lượng(giờ)

thuyết

Thực hành

mđ cg2 12 01 hiệu quả kinh tế khi gia

công trên máy phay cnc mđ cg2 12 02 độ chính xác gia công

trên máy phay cnc mĐ cg2 12 03 chương trình con

mđ cg2 12 04 Chức năng chọn mặt

phẳng gia công mđ cg2 12 05 các chu trình gia công

mđ cg2 12 06 xê dịch điểm chuẩn lập

trình mđ cg2 12 07 tự động hoá lập trình gia

công trên máy phay cnc mđ cg2 12 08 Lập trình gia công tự động

mđ cg2 12 09 kiểm tra sản phẩm và sửa

lỗi chương trình

T

Ghi chú: Gia công trên máy phay CNC là môđun nâng cao nên trước khi học mô đun này học sinh phải hoàn thành những mônđun và môn học:

- Mô đun: MĐ CG 2 09; MĐ CG 2 11

- Có văn bằng trình độ lành nghề + Tốt nghiệp Trung học phổ thông hoặc tương đương

- Hiệu quả kinh tế khi gia công trên máy phay CNC

- ý nghĩa của việc xê dịch điểm chuẩn lập trình

- Các biện pháp để đảm bảo độ chính xác gia công

- Lựa chọn trình tự gia công các bề mặt phức tạp và tự động hoá việc lập trình

- Phân tích các nguyên nhân gây sai hỏng và tìm các phương án sửa lỗi hợp lý

3 Thực hành về:

- Quan sát từng thao tác mẫu của giáo viên

- Chọn và gá lắp được dao, đo kiểm tra và nhập được các thông số kích thước dao

- Chọn đồ gá và gá lắp được chi tiết gia công trên máy

- Lập trình trực tiếp từ bảng điều khiển trên máy

- Thực hiện kiểm tra, sửa lỗi và chạy mô phỏng chương trình đúng

- Xác định được điểm gốc W của chi tiết gia công trên máy

- Thiết lập được chế độ gia công và vận hành máy thành thạo để gia công chi tiết

đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Kiểm tra sai số và xử lý được sai số khi lập trình gia công

4 Tự nghiên cứu các tài liệu và làm bài tập

Nghiên cứu chương trình gia công của một số bài tập điển hình Tìm hiểu nguyên lý, cấu tạo của một số máy phay CNC điển hình, các loại đồ gá sử dụng gá lắp chi tiết gia công Tìm hiểu nguyên tắc điều khiển trên máy phay CNC

yêu cầu về đánh giá hoàn thành môđun

1 Kiến thức:

- Trình bày được hiệu quả kinh tế khi gia công trên máy phay CNC

- Nắm được các dạng và nguyên nhân gây ra mất chính xác cho chi tiết gia công

và biện pháp xử lý

- Sử dụng đúng các từ lệnh, các chức năng, các chu trình để lập trình được chương trình gia công chi tiết

- Được đánh giá qua bài viết, kiểm tra vấn đáp trực tiếp hoặc trắc nghiệm tự luận đạt yêu cầu

2 Kỹ năng:

- Chọn và gá lắp được dao, đo kiểm tra và nhập được các thông số kích thước dao

- Chọn đồ gá và gá lắp được chi tiết gia công trên máy

- Lập trình trực tiếp từ bảng điều khiển trên máy

- Thực hiện kiểm tra, sửa lỗi và chạy mô phỏng chương trình đúng

- Xác định được điểm gốc W của chi tiết gia công trên máy

- Thiết lập được chế độ gia công và vận hành máy thành thạo để gia công chi tiết

đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Kiểm tra sai số và xử lý được sai số khi lập trình gia công

- Được đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp thao tác trên máy, qua quá trình thực hiện, qua chất lượng sản phẩm

3 Thái độ:

Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc Có tinh thần hợp tác giúp đỡ lẫn nhau

Bài 1 HIệU QUả KINH Tế KHI GIA CÔNG TRÊN MáY PHAY CNC

Mã bài: MĐ CG2 12 01

i Mục tiêu thực hiện

- Trình bày được hiệu quả kinh tế khi gia công trên máy phay CNC

- Vận dụng được các yếu tố nhằm đảm bảo việc gia công tối ưu trên máy CNC

ii Nội dung chính:

- Các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế

- Các yếu tố đảm bảo gia công tối ưu trên máy CNC

1 Học trên lớp về:

1.1 Các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế

1.1.1 Hiệu quả kinh tế hàng năm

Hiệu quả kinh tế hàng năm E0 khi sử dụng máy CNC được xác định bằng hiệu các chi phí quy đổi hàng năm để chế tạo một khối lượng sản phẩm như nhau :

E0 = P1 - P2 = (C1 +m.K1).β - (C2 + mK2) (đồng)

E0 : được tính theo đồng Việt Nam

P1, P2 : Chi phí quy đổi trong một năm của phương án chuẩn ( gia công trên máy vạn năng) và phương án mới ( gia công trên máy CNC) và được tính theo đồng ;

C1, C2 : Giá thành gia công trong cả năm của phương án chuẩn và phương án mới ( đồng);

K1, K2 : vốn đầu tư cố định và lưu động (đồng);

β : Hệ số chi phối quy đỏi β = x.y (x: hệ số tăng năng suất tương đối của máy CNC và máy vạn năng);

m : Hệ số hiệu quả đầu tư ( m = 0,15)

1.1.2 Thời gian hoàn vốn T0

1.1.3 Hiệu quả kinh tế trong suốt thời gian sử dụng máy E0

E0 = E0.(T2 + m ) /α

α = 1,1 : Hệ số chi phí lắp đặt máy CNC

T2 : Thời gian sử dụng máy

1.1.4 Giảm giá thành gia công ∆C

1.2.1 Các yếu tố giảm giá thành gia công

- Chọn quy trình công nghệ tối ưu

- Chọn chế độ cắt tối ưu

- Tập trung nguyên công

- Điều khiển thích nghi qua trình gia công theo các thông số đã chọn

- Đảm bảo thời gian cắt hợp lý khi có lệnh chờ của chương trình điều khiển

- Tổ chức đứng nhiều máy

- Nâng cao độ chính xác của phôi, giảm lượng dư gia công

- Tối ưu hoá tiến trình công nghệ và phiếu nguyên công

- Giảm chi phí của dụng cụ cắt

- Giảm chu kỳ chuẩn bị và thời gian điều chỉnh các đồ gá vạn năng đIều chỉnh

- Tăng hệ số phụ tải của máy

1.2.2 Các yếu tố nâng cao năng suất lao động

- Tự động bẻ phoi và tự động chuyển phoi ra ngoài vùng gia công của máy

- Gia công bằng nhiều dao và tự động thay dao

- Tự động thay các cụm trục chính của máy

- Gia công song song – nối tiếp và gia công song song

- Gia công trên dây chuyền tự động với các máy CNC

- Sử dụng dao lắp ghép và dao tổ hợp nhiều lưỡi cắt

- Nâng cao độ an toàn của máy CNC và các thiết bị phụ kèm theo

1.2.3 Các yếu tố giảm chi phí quy đổi và tăng hiệu quả kinh tế hằng năm

- Giảm giá thành gia công chi tiết

- Tăng năng suất lao động

- Giảm vốn đầu tư cho máy, nhà xưởng, đồ gá, chương trình điều khiển và đào tạo nhân lực Giảm chu kỳ chuẩn bị và chi phí cho chương trình điều khiển bằng cách tự động hoá lập trình

Bài 2

độ chính xác gia công TRÊN MáY PHAY CNC

Mã bài: MĐ C2 12 02

i Mục tiêu thực hiện

- Trình bày được hiệu quả kinh tế khi gia công trên máy phay CNC

- Vận dụng được các yếu tố nhằm đảm bảo việc gia công tối ưu trên máy CNC

ii Nội dung chính :

Độ chính xác của máy CNC được đặc trưng bởi các yếu tố sau:

- Độ chính xác hình học và vị trí tương quan của các bề mặt để định vị chi tiết gia công và dụng cụ cắt

- Độ chính xác chuyển động của cơ cấu chấp hành của máy trên các cơ cấu dẫn hướng

- Độ chính xác vị trí của các trục quay và độ chính xác dịch chuyển của các cơ cấu chấp hành mang chi tiết và dụng cụ cắt

- Độ chính xác và độ nhám bề mặt gia công

- Độ nhạy của các cơ cấu chấp hành khi thay đổi hướng chuyển động

- Khả năng dịch chuyển ổn định của các cơ cấu chấp hành đến một điểm xác định

- Độ chính xác nội suy đường cong và vị trí ổn định của dao khi thực hiện thay dao tự động

2.1.2 Độ chính xác của hệ thống điều khiển

- Sai số của bộ nội suy và chế độ nội suy

Sai số của bộ nội suy ảnh hưởng đến sai số gia công do sai số hình học phụ thuộc vào góc nghiêng của quỹ đạo so với các trục toạ độ và không vượt quá giá trị

xung trên mỗi đoạn contour chi tiết Ngoài ra, chế độ nội suy cũng gây ra một số loại sai số khác do sai số chu kỳ khi truyền động của các cơ cấu chạy dao

- Sai số của phương pháp xấp xỉ

Khi ứng dụng nội suy đường thẳng để gia công chi tiết theo contour cong thì ta phải dùng phương pháp xấp xỉ để xác định toạ độ các điểm và như thế sẽ gây ra sai

số gia công

2.1.3 Sai số gá đặt phôi

Gia công trên các máy CNC có thể đạt độ chính xác cao hơn các máy truyền thống trong việc hạn chế sai số gá đặt phôi vì trong một lần gá ta gia công tất cả các mặt chuẩn đo lường và tất cả các mặt phẳng khác có kích thước xác định từ mặt chuẩn đo lường

Tuy nhiên do vật liệu chi tiết không đều và lực kẹp không ổn định nên sẽ gây ra sai số kẹp chặt

2.1.4 Sai số điều chỉnh dao

Các thiết bị đo lường hiện đại có độ chính xác rất cao (thang chia độ đạt tới 0,001mm) và độ phóng đại hình chiếu tới 30 lần Tuy nhiên, dù cho độ chính xác của các thiết bị đo lường của các thiết bị đo lường rất cao nhưng khi điều chỉnh dao vẫn

có sai số Sai số này sinh ra do sai số dụng cụ và sai số kẹp dao trên máy khi điều chỉnh để đạt kích thước

2.1.5 Sai số điều chỉnh máy

Sai số điều chỉnh máy được xác định tổng hợp khi điều chỉnh dao, điều chỉnh các cơ cấu của máy và của đồ gá có tính đến các yếu tố xuất hiện trong quá trình gia công để đạt được kích thước với dung sai yêu cầu

Sai số điều chỉnh máy phụ thuộc vào sai số đIều chỉnh dao, sai số vị trí đIểm 0 của chương trình, sai số của các chi tiết cắt thử và độ lệch tâm phân bố của các chi tiết cắt thử so với tâm phân bố lúc điều chỉnh

Độ chính xác điều chỉnh máy tăng khi số chi tiết cắt thử tăng Tuy nhiên, khi gia công loạt nhỏ chi tiết thì số chi tiết cắt thử chỉ cho phép bằng 1, vì vậy để đạt yêu cầu phải xác định chính xác vị trí điểm 0 của chương trình và sử dụng sai số hiệu chỉnh dao thích hợp

2.1.6 Sai số do đo dao

Độ mòn dao là sai số hệ thống thay đổi

Để cho kích thước gia công vượt ra ngoài phạm vi dung sai thì sau một thời gian

ta phải điều chỉnh lại dao (gọi là vi chỉnh) Vi chỉnh có thể thực hiện được bằng tay

và tự động Khi vi chỉnh bằng tay cho các máy CNC thì người công nhân sau một khoảng thời gian nhất định (hoặc sau một số chi tiết được gia công) phải thực hiện khai báo hiệu chỉnh dao Đối với vi chỉnh tự động thì hiệu chỉnh dao được khai báo trong chương trình được lập sẵn

2.1.8 Độ cứng vững của hệ thống công nghệ

Hệ thống công nghệ bao gồm : Máy - dao - đồ gá - chi tiết gia công Trong quá trình gia công hệ thống này bị biến dạng đàn hồi dưới tác dụng của lực cắt Ngoài ra, lực cắt còn gây biến dạng tiếp xúc giữa các chi tiết trong hệ thống công nghệ Biến dạng đàn hồi và biến dạng tiếp xúc có ảnh hưởng rất lớn đến sai số gia công

Để nâng cao độ chính xác gia công phải thực hiện quy trình công nghệ qua nhiều nguyên công hay nhiều bước Tuy nhiên nếu máy có độ cứng vững cao thì ta

có thể giảm được số nguyên công mà vẫn đảm bảo được độ chính xác yêu cầu

Các máy CNC có độ cứng vững cao hơn các máy vạn năng thông thường khoảng 40-50%, vì vậy trong cùng một điều kiện gia công thì độ chính xác đạt được trên các máy CNC sẽ cao hơn

2.2 Phương pháp đảm bảo độ chính xác gia công trên máy

Để đạt được độ chính xác của chi tiết khi gia công trên các máy vạn năng thông thường cũng như các máy CNC ta đều phải dùng hai phương pháp đảm bảo độ chính xác gia công Đó là phương pháp cắt thử và phương pháp tự động đạt được kích thước Tuy nhiên đối với các máy CNC người ta thường ứng dụng phương pháp tự

động đạt kích thước

Theo phương pháp tự động đạt kích thước thì máy được điều chỉnh trước để tự

động đạt kích thước gia công Bản chất của phương pháp này là tính toán dịch chuyển cơ cấu chấp hành (của máy) và giải chuỗi kích thước để xác định độ chính xác dịch chuyển

Chuỗi kích thước được gọi là tổng hợp các kích thước có mối liên hệ với nhau và tạo thành một contour khép kín Ta xét sơ đồ như hình vẽ sau

Dao được gá trên cơ cấu gá dao; cơ cấu gá dao được gá trên đài gá dao(hoặc đầu Rơvônve).Đài gá dao được định hướng so với điểm chuẩn M của máy Phần cắt của dao gồm mảnh hợp kim cứng nhiều lưỡi không mài lại và đỉnh dao P.Các yếu tố đó của dao đều tham gia vào hệ điều chỉnh kích thước và mỗi yếu tố đều có toạ độ sai số riêng

Hình 2.1: Chuỗi kích thước của hệ thống công nghệ

1 Chi tiết gia công; 2 Phần cắt ; 3 Dao; 4 Cơ cấu gá dao; 5 Đài gá dao

Các toạ độ của hệ thống công nghệ đó tạo thành chuỗi kích thước :

XMW = XMF + XFK + XKT + XTN + XPW

XRW : Kích thước cần đạt , XRW = XPW

XMW : Toạ độ điểm chuẩn của máy

XMF : Bước phụ của đài gá dao

XFK : Toạ độ của dụng cụ phụ trong hệ thống đài gá dao

XKT : Toạ độ của cơ cấu gá dao trong hệ thống dụng cụ phụ

XTN : Toạ độ tâm của mảnh hợp kim cứng trong hệ thống cơ cấu gá dao

XNP : Toạ độ đỉnh dao trong hệ thống mảnh hợp kim cứng

XRW : Bán kính chi tiết trong hệ thống điều chỉnh

Chuỗi kích thước trên hình vẽ là chuỗi kích thước đường thẳng, kích thước XRW

là khâu kép kín và các kích thước còn lại là các khâu thành phần Với kích thước XMW là khâu tăng và các kích thước còn lại là khâu giảm Để giải chuỗi kích thước trên (cho các máy CNC) ta tiến hành như sau :

Các khâu XKT, XTN, XNP được thay bằng khâu XKP để được chuỗi kích thước ngắn hơn, do đó dễ đạt độ chính xác điều chỉnh ngắn hơn

Điều chỉnh chuỗi XKP = XKT + XTN + XNP được

thực hiện bằng hai phương pháp sau :

- Điều chỉnh kích thước dao ở ngoài máy (Hình 2.2)

Để điều chỉnh dao ở ngoài máy ta phải có đồ gá

chuyên dùng Phương pháp này cho phép đạt độ chính xác

cao, nhưng có nhược điểm là : phải chế tạo cơ cấu điều

chỉnh chuyên dùng; cần có diện tích để lắp đặt điều chỉnh;

chuỗi kích thước tuy có định vị ngắn hơn nhưng lại phức tạp

hơn; không bù được sai số định vị trí, sai số góc quay của

đầu rơvônve và không phát huy được tính ưu việt của mảnh

hợp kim nhiều lưỡi

- Điều chỉnh kích thước dao trên máy.(Hình 2.3)

Phương pháp này được thực hiện theo hai cách :

+ Cách 1: Máy được trang bị một thiết bị đo để xác định vị trí của đỉnh dao Trong trường hợp này nếu đỉnh dao có sai số thì nó sẽ phát hiện và tự động hiệu chỉnh để đưa dao về vị trí đúng

+ Cách 2: Theo chương trình, đỉnh dao dịch chuyển đến hết chi tiết và cắt bớt một lượng dư, rồi xác định kích thước thực và so sánh với kích thước cần đạt, sau đó tiến hành hiệu chỉnh tự động quỹ đạo chuyển động của dao Phương pháp này được gọi là phương pháp cắt thử tự động

Bài 3 chương trình con

Mã bài: mđ cg2 12 03

i Mục tiêu thực hiện

Trình bày được cấu trúc chung của chương trình con, cách gọi chương trình con

để lập trình gia công chi tiết đảm bảo chương trình ngắn và chính xác

ii Nội dung chính

- Khái niệm về chương trình con và cấu trúc của nó

- Cấu trúc câu lệnh gọi chương trình con vào chương trình chính

- Lập trình gia công sử dụng chương trình con

1 Học trên lớp về:

1.1 Khái niệm về chương trình con và cấu trúc của nó

Chương trình con là một đoạn chương trình và có thể dùng nhiều lần trong chương trình chính Thường được viết cho các trình tự chuyển động được lặp lại nhiều lần nhằm mục đích rút ngắn số câu lệnh phải viết Những quá trình chức năng

và trình tự chuyển động như nhau được lặp lại nhiều lần, có thể truy nhập và lưu trữ trong bộ nhớ chương trình ở dạng chương trình con và có thể gọi ra tại bất cứ vị trí nào của một chương trình gia công.Khi chương trình con được gọi, quy trình điều khiển được thực hiện theo chương trình con Sau khi chương trình con kết thúc, quy trình điều khiển được chuyển về câu lệnh kế sau lệnh gọi chương trình con

1.2 Cấu trúc câu lệnh gọi chương trình con vào chương trình chính

Thông thường, chương trình con bao gồm 3 nội dung :

Bài 4 Chức năng chọn mặt phẳng gia công

Mã bài: mđ cg2 12 04

i Mục tiêu thực hiện:

Xác định đ−ợc chức năng chọn mặt gia công để lập trình gia công chi tiết có nhiều mặt phức tạp

ii Nội dung chính :

Bài 5 các chu trình gia công

Mã bài: mđ cg2 12 05

i Mục tiêu thực hiện:

- Trình bày được các chu trình gia công tự động trong hệ điều khiển để vận dụng vào việc lập trình

- Vận dụng các chu trình để lập trình gia công hoàn chỉnh chi tiết đảm bảo chương trình gia công ngắn và chính xác

ii Nội dung chính:

- Chu trình phay ren

- Chu trình khoan lỗ (G81 G89)

- Chu trình phay hốc (túi)

1 Học trên lớp về:

1.1 Khái quát chung về chu trình

Các chu trình gia công thường xuyên, tuần hoàn gồm các bước làm việc được lưu trữ trong bộ nhớ như những chu trình tiêu chuẩn Sự thay đổi toạ độ những chu trình đặt biệt cũng như các chu trình tiêu chuẩn Bảng 5.4 hiển thị các nhóm chu trình khác nhau

Các chu trình cố định với số bắt đầu với 200 sử dụng thông số Q như là thay đổi các thông số kích thước với các hàm riêng biệt mà yêu cầu các chu trình luôn luôn phải có số giống nhau

Ví dụ: Q200 Luôn luôn chỉ định nhập khoản hở cho phép

Q202 Chiều sâu vào dao

Định nghĩa chu trình

- Phím mũi tên hiển thị các nhóm chu trình có sẵn để dùng

Chu trình khoan; Khoét; doa

Phay hình móng ngựa, phay rãnh cong phay hốc,

- ấn phím lựa chọn nhóm chu trình mong muốn ví

dụ chu trình khoan

“Drilling”

Chu trình thay đổi gốc toạ độ lập trình để quay, lấy đối xứng hình, thay đổi tỷ lệ hình đã lập trình

Những chu trình cho sẵn các dạng sản phẩm của lỗ như là các phần của đường tròn,

đường thẳng

- Chọn một chu trình khoan DRILLING hộp thoại nhập chương trình bắt đầu và yêu cầu đặt các giá trị

Những chu trình phay mặt phẳng hoặc mặt phẳng xoắn

Những chu trình đặc biệt như

dừng thời gian chương trình gọi và dừng tốc độ trục chính

Ví dụ: Nhập các thông số theo chu trình khoan như hình

Hình 5.1

Kết quả khối chu trình khoan

14 CYCL DEF 200 DRILLING

Q200=2

Q201=-40

Gọi chu trình khoan

Dữ liệu sau đây phải luôn luôn được lập trình trước khi gọi một chu trình

- BLK FORM cho hiển thị hình ảnh

- Gọi dụng cụ

- Hướng quay trục chính (hàm M M3/M4)

- Định nghĩa chu trình (CYCL DEF)

Cho một vài chu trình, với những điều kiện tiên quyết phải được lập sẵn Chúng

được diễn tả với chu trình riêng rẽ

Tuân theo những chu trình trở nên hiệu quả nhanh chóng chúng được định nghĩa trong thân chương trình Những chu trình này không thể và phải không được gọi:

- Những chu trình cho đường tròn và đường thẳng của các kiểu lỗ

- Những chu trình thay đổi toạ độ

- Chu trình dùng theo thời gian DWELL TIME

Tất cả các chu trình khác được gọi như được mô tả ở dưới Nếu TNC để thực hiện một chu trình sau khối chương trình cưới cùng, chương trình gọi chu trình với hàm chức năng phụ M99 hoặc với CYCL CALL:

- ấn phím CYCL CALL để gọi chu trình

- Nhập một hàm chức năng phụ, cho ví dụ cung cấp dung dịch trơn nguội Nếu TNC thực hiện chu trình tự động sau mỗi khối vị trí, chương trình gọi chu trình với M89 (Tuỳ thuộc vào thông số của máy 7440.)

Để huỷ M89 ta nhập

- M99 hoặc

- CYCL CALL hoặc

- CYCL DEF

1.2 Chu trình phay ren:

Một ren là sự phối hợp di chuyển đường tròn trong mặt phẳng chính và sự di chuyển đường vuông góc với mặt phẳng này

Một đường ren được lập trình duy nhất trong hệ thống toạ độ cực

ta phải nhập góc nghiêng mà dụng cụ di

chuyển theo góc nâng của ren và tổng

chiều cao của ren

Để tính toán hướng nâng của ren để

cắt, ta cần dữ liệu sau

Số mối ren n: Số vòng ren + lượng vượt quá của ren tại vị trí bắt

Tổng chiều cao của ren h: Bước ren P x Số vòng của ren

Góc nâng của ren: Số vòng ren x 360° + Góc bắt đầu của ren + Góc

Toạ độ bắt đầu Z: Bước ren P x (số vòng ren + lượng vượt quá của

IPA Contour di chuyển dụng cụ có

thể di chuyển khác trong một đường

dẫn không đúng

Cho tổng góc nâng IPA, ta có

thể nhập giá trị từ –5400° đến

+5400° Nếu ren có nhiều hơn 15

vòng ren, lập chương trình phay ren

ta lập theo từng đoạn lặp lại

Cấu trúc câu lệnh cắt ren tuỳ

thuộc vào hệ điều khiển:

+ Đối với hệ điều khiển Fanuc

+ Chỉ phay ren đối với hệ điều khiển ≥ 3D

+ Trước khi có câu lệnh cắt ren phải có lệnh lựa chọn mặt gia công

Lựa chọn hàm đường tròn: Ta ấn phím °CIRCLE“

Chọn đường dẫn đường tròn: Ta ấn phím C

+ Ren quay cùng chiều kim đồng hồ: DR-

+ Ren quay ngược chiều kim đồng hồ: DR+

- Bù bán kính RL/RR/R0:

Nhập bù bán kính tuỳ thuộc vào bảng trên

Ví dụ 01: Lập trình phay ren trong theo kích thước trên hình 5.3

Vị trí khoan tự động và nhập khoảng an toàn

203 UNIVERSAL DRILLING (khoan phổ biến)

Vị trí khoan tự động và nhập khoảng an toàn, bẻ phoi

2 TAPPING (Tarô lỗ ren)

Với thay đổi hình dáng của lỗ

17 RIGID TAPPING (Tarô cứng)

Không thay đổi hình dáng của lỗ

1 Mũi khoan ở vị trí hiện tại đến vị trí chiều sâu khoan thứ nhất với lượng chạy

dao của chương trình lập trình

2 Khi nó tìm chiều sâu khoan thứ nhất, dụng cụ di chuyển chạy dao nhanh với

lượng chạy dao FMAX tới vị trí bắt đầu và chuyển động trở ngược lên trên tới điểm

khoan đầu trừ đi khoảng cách dừng ở phía trên t

3 Khoảng cách dừng ở phía trên tự động tính toán bằng điều khiển:

- Với tổng chiều sâu lỗ đến 30 mm: t = 0.6 mm

- Với tổng chiều sâu lỗ trên 30 mm: t = chiều sâu lỗ / 50

Maximum khoản cách dừng ở trên: 7 mm

4 Sau đó, dụng cụ tiếp tục tiến tới các chiều sâu khác với tốc độ chạy dao F đã

được lập trình

5 TNC lặp lại quá trình này (1 - 4) cho đến khi tổng chiều sâu lập trình đạt được

6 Sau một thời gian dừng ở tại vị trí đáy lỗ dụng cụ trở lại vị trí bắt đầu với lượng chạy dao lớn nhất Fmax để bẻ phoi

Trước khi ta lập trình ta cần chú ý đến các điểm sau:

Khối xác định vị trí một chương

trình cho điểm bắt đầu (tâm lỗ) trong

mặt phẳng làm việc với lựa chọn bù bán

Giá trị đại số cho thông số chiều sâu

của lỗ TOTAL HOLE DEPTH để định

hướng làm việc

1.3.1 Khoan (PECKING)

SET-UP CLEARANCE (incremental value): Khoảng cách giữa đỉnh dụng cụ

và bề mặt phôi (khoảng cách an toàn)

và đáy của lỗ

PECKING DEPTH (incremental value): Infeed per cut Dụng cụ sẽ khoan đến chiều sâu trong một hướng di chuyển nếu:

• PECKING DEPTH bằng TOTAL HOLE DEPTH

• PECKING DEPTH lớn hơn chiều sâu phay MILLING DEPTH

• Tổng chiều sâu TOTAL HOLE DEPTH không phải là một chiều sâu khoan liên tục PECKING DEPTH

• DWELL TIME IN SECONDS: Lượng thời gian duy trì dụng cụ tại tổng chiều sâu của lỗ để bẻ phoi

• FEED RATE F: Tốc độ di chuyển dụng cụ trong khi khoan đơn vị mm/min

Hình 5.5

1.3.2 Q200 DRILLING (Khoan)

1 Điều khiển TNC của những vị trí

dụng cụ trên trục dụng cụ di chuyển

nhanh với lượng chạy dao Fmax tới bề

mặt phôi “SET-UP CLEARANCE”

2 Mũi khoan đến chiều sâu khoan

thứ nhất với lượng chạy dao lập trình

FEED RATE F

3 Dụng cụ được rút lùi đến SET-UP

CLEARANCE với lượng chạy dao cực

đại Fmax,

4 Mũi khoan khoan sâu hơn bằng

chiều sâu khoan với lượng chạy dao lập

trì FEED RATE F

5 Điều khiển TNC lặp lại quá trình này (2 - 4) cho đến khi tổng chiều sâu đạt

đến yêu cầu

6 Khi ở đáy của lỗ, dụng cụ lùi lại vị trí ban đầu SET-UP CLEARANCE

Trước khi ta lập trình ta cần chú ý đến các điểm sau:

Khối xác định vị trí một chương trình cho điểm bắt đầu (tâm lỗ) trong mặt phẳng làm việc với lựa chọn bù bán kính R0

Khối xác định vị trí một chương trình cho điểm bắt đầu trên trục dụng cụ

DEPTH Q201 (incremental value): Khoảng cách giữa bề mặt phôi và đáy của lỗ

FEED RATE FOR PLUNGING Q206: Tốc độ di chuyển dụng cụ trong khi khoan đơn vị mm/min

PLUNGING DEPTH Q202 (incremental value): Chiều sâu khoan cho mỗi bước khoan Dụng cụ sẽ khoan đến chiều sâu theo một hướng di chuyển nếu:

• PECKING DEPTH bằng TOTAL HOLE DEPTH

• PECKING DEPTH lớn hơn chiều sâu phay MILLING DEPTH

• Tổng chiều sâu TOTAL HOLE DEPTH không phải là một chiều sâu khoan liên tục PECKING DEPTH

Hình 5.6

• DWELL TIME IN SECONDS: Lượng thời gian duy trì dụng cụ tại tổng chiều sâu của lỗ để bẻ phoi

• DWELL TIME AT TOP Q210:: Thời gian duy trì của dụng cụ tại vị trí cuối của lỗ để tạo độ nhẵn bề mặt lỗ và lùi dao đến vị trí bắt đầu để ban

đầu để thoát phoi

• WORKPIECE SURFACE COORDINATE Q203 (absolute): Toạ độ bề mặt làm việc

dụng cụ mà dụng cụ và bề mặt phôi không bị cọ sát

1.3.3 Khoột (REAMING (Q 201))

1 Điều khiển vị trí của những dụng

cụ TNC trên trục dụng cụ di chuyển

nhanh với lượng chạy dao Fmax tới bề

mặt phôi “SET-UP CLEARANCE”

2 Dao khoét tiến đến chiều sâu

khoét với tốc độ chạy dao đã được lập

trình

3 Dao khoét tiếp tục duy trì hoạt

động tại vị trí đáy của lỗ cho đến hết thời

gian được cài đặt

4 Sau đó dụng cụ cắt được đưa trở

lại vị trí SET-UP CLEARANCE với tốc

độ chạy dao F và đây là nơi để nó trở về

vị trí 2ND SET-UP CLEARANCE với

tốc độ FMAX

Trước khi ta lập trình ta cần chú ý đến các điểm sau:

Khối xác định vị trí một chương trình cho điểm bắt đầu (tâm lỗ) trong mặt phẳng làm việc với lựa chọn bù bán kính R0

Khối xác định vị trí một chương trình cho điểm bắt đầu trên trục dụng cụ

(SET-UP CLEARANCE trên bề mặt phôi)

Giá trị đại số cho thông số chiều sâu của lỗ TOTAL HOLE DEPTH để định hướng làm việc Nếu giá trị lập trình DEPTH bằng 0 thì chu trình làm việc này không được thực thi

1.3.4 Một số chu trình khoan trong hệ điều khiển FAGOR

1.3.4.1 Chu trình khoan lỗ sâu G69

Hình 5.7

Chu trình này thực hiên các bước khoan liên tiếp cho đến khi đạt được toạ độ đã lập trình Lùi dao với một khoảng cố định sau mỗi bước khoan hoặc thực hiện lùi dao

đến mặt phẳng tham chiếu cho mọi bước khoan J Có thể lập trình thời gian dừng cho mỗi bước khoan

Khi làm việc trong hệ toạ độ Đề các, cấu trúc cơ bản của block như sau:

Dạng câu lệnh: G69 G98/G99 X _Y_Z_B_C_D_H_J_K_L_R_

Hình 5.8

G98: Lùi dao về mặt phẳng ban đầu (initial

plane) sau khi lỗ đã được khoan xong

G99: Lùi dao về mặt phẳng tham chiếu

(reference plane) sau khi lỗ đã được khoan

xong

X, Y: Toạ độ điểm gia công Các giá trị

này tuỳ chọn Điểm này có thể lập trình trong

hệ toạ độ Đề các hoặc hệ toạ độ cực và các toạ

độ này là tuyệt đối hay tương đối tuỳ thuộc vào

máy đang làm việc ở G90 hoặc G91

Z: Định nghĩa toạ độ mặt phẳng tham

chiếu Nó có thể lập trình trong hệ toạ độ tuyệt

đối hoặc tương đối Trong trường hợp Z không

được lập trình, CNC sẽ lấy vị trí của dao trước

khi gọi chu trình xem như toạ độ mặt phẳng

tham chiếu

Hình 5.9