Đề Cương Bài Giảng Công Nghệ CNC _ www.bit.ly/taiho123

TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Chương 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ CNC 1.1 Khái niệm lập trình NC cho máy công cụ CNC Trên máy CNC trình gia công thực cách tự động Hệ thống điều khiển số điều khiển trình gia công theo chương trình lập sẵn Quá trình hình thành chương trình NC hiểu sau: Từ vẽ thiết kế người lập trình có thông tin hình học để tính toán xếp lệnh điều khiển theo trình tự định Đồng thời người lập trình phải cung cấp thông tin công nghệ để hình thành chương trình NC Như chương trình NC chứa toàn thông tin hình học thông tin công nghệ trình gia công Trên sở phân tích ta định nghĩa lập trình NC sau: Quá trình thiết lập lệnh cho dụng cụ cắt sở vẽ chi tiết thông tin công nghệ chuyển thông tin sang phận mang liệu mã hoá xếp theo dạng mà máy hiểu gọi lập trình 1.2 Vị trí chương trình NC sản xuất Vị trí chương trình NC chuẩn bị sản xuất Trong trình chuẩn bị sản xuất, chương trình NC có vị trí quan thể sơ đồ sau: Thiết kế Chuẩn bị công nghệ Máy công cụ CNC Lập trình NC Chương trình NC Hình 5.1 – Vị trí chương trình NC chuẩn bị sản xuất Lý Ngọc Quyết TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN 1.2.1 ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Vị trí chương trình NC hệ thống CIM Hình 5.2 – Vị trí chương trình NC hệ thống CIM CIM = Computer integrated Manufacturing CIM = (Hệ thống sản xuất với tích hợp máy tính) Lý Ngọc Quyết TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC 1.2.2 Sơ đồ khối chương trình NC Các thông số hình học Các thông số công nghệ - Biên dạng chi tiết g/c - Các phần tử tạo dáng - Các lỗ hệ lỗ - Các cung tròn, rãnh thoát Câu Các thông tin đường N G X Y Lưu chương trình vào băng đột lỗ - Các thông số dao - Vận tốc cắt - Lượng chạy dao - Số vòng quay trục Các thông tin công nghệ Z I J K Tạo tệp tin tải chương trình qua máy F S Máy công cụ NC Máy công cụ CNC Hình 5.3 – Sơ đồ khối chương trình NC (Theo DIN 66025) M Nhập chương trình vào máy Điều khiển NC Điều khiển CNC Lý Ngọc Quyết T TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC 1.3 Quỹ đạo gia công Khi gia công dao chi tiết chuyển động tương Tuy nhiên lập trình gia công người ta quy ước dụng cụ chuyển động tương đối so với hệ thống toạ độ chi tiết đứng im 1 2 Hình 5.4 – Sơ đồ quỹ đạo tâm dao 1- Đường viền (contour); – Quỹ đạo chuyển động tâm dao Lý Ngọc Quyết TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC 1.4 Cách ghi kích thước cho chi tiết gia công Để lập trình gia công máy CNC kích thước chi tiết gia công ghi theo hệ toạ độ đề Có hai cách ghi kích thước cho chi tiết gia công vẽ: - Ghi kích thước tuyệt đối - Ghi kích thước tương đối a Ghi kích thước tuyệt đối Theo cách ghi tất kích thước xuất phát từ gốc toạ độ chi tiết (W) Hình 5.5 – Ghi kích thước theo phương pháp tuyệt đối b Ghi kích thước tương đối Hình 5.6 – Ghi kích thước theo phương pháp tương đối Theo cách ghi tất kích thước xuất phát từ gốc toạ độ chi tiết tạm thời Gốc toạ độ chi tiết tạm thời lấy theo điểm vừa xác định liền trước điểm ta cần xác định Trong thực tiễn ta ghi kích thước theo phương pháp ảnh hưởng đến kết gia công (sai số chuẩn) Trong thực tế lập trình vào cách ghi kích thước mà người ta lập trình tuyệt đối lập trình tương đối Trong chương trình NC sử dụng đồng thời hai cách lập trình tương đối tuyệt đối 1.5 Một số chức lập trình NC 1.5.1 Chức Năng G Lý Ngọc Quyết TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Chức G chức dịch chuyển dụng cụ cắt viết tắt từ Geometric Function Ngoài chức dịch chuyển G xác định chế độ làm việc máy CNC Chức G mã hoá từ G00 đến G99 (Theo DIN66025) Một số chức Năng G G00 – Chạy dao nhanh không cắt gọt G01 – Chạy dao cắt gọt theo đường thẳng có nội suy G02 – Chạy dao cắt gọt theo cung tròn chiều KĐH có nội suy G03 – Chạy dao cắt gọt theo cung tròn ngược chiều KĐH có nội suy G10 – Chạy dao nhanh không cắt theo toạ độ cực G20 – Lệnh định nghĩa đơn vị lập trình hệ anh G21 – Lệnh định nghĩa đơn vị lập trình hệ mét G22 – Lệnh gọi chương trình G40 – Huỷ bỏ hiệu chỉnh bán kính dao G41 – Hiệu chỉnh bán kính dao sang trái Contour G42 – Hiệu chỉnh bán kính dao sang phải Contour G54 – G59: Dịch chuyển điểm không chi tiết G90 – Lập trình tuyệt đối G91 – Lập trình tương đối … 1.5.2 Một số chức Năng phụ - Chức M Chức M mã hoá từ M00 đến M99 dùng để vận hành máy trình gia công M00 – Dừng chương trình NC Sau muốn khởi động lại phải nhấn nút Start M02 – kết thúc chương trình M03 – Trục quay phải M04 – trục quay trái M05 – Dừng trục M06 – Kích hoạt hệ thống thay dao M07 – M08 – Mở bơm nước làm mát M09 – Tắt bơm nước làm mát M30 – Kết thúc chương trình … - Một số chức phụ khác % - Ký hiệu bắt đầu chương trình N – Số thứ tự câu lệnh Lý Ngọc Quyết TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC F – Lượng chạy dao (mm/ph – v/ph) S – Tốc độ cắt ( v/ph – m/ph) T – Dụng cụ cắt (T0101…) LF – Kết thúc câu lệnh D – Hiệu chỉnh dao I; J; K – Toạ độ tâm cung tròn trục X; Y; Z 1.6 Chương trình NC 1.6.1 Khái niệm chương trình NC Chương trình NC file chứa lệnh điều khiển máy, lệnh điều khiển thao tác, chức máy Các lệnh viết mã quy định xếp theo thứ tự để máy hiểu làm việc Các chương trình NC chúng phụ thuộc nhiều vào nhà sản xuất máy CNC Nói chung nhà sản xuất máy CNC sử dụng rộng rãi hệ điều khiển theo tiêu chuẩn ISO theo DIN66025 Trong chương trình NC lệnh viết dạng câu lệnh Một câu lệnh bao gồm nhiều từ lệnh, từ lệnh viết câu lệnh bao gồm có phần chữ phần số Phần chữ thông thường diễn tả địa chỉ, phần số thông thường diễn tả mã lệnh giá trị Hình sau diễn tả cấu trúc câu lệnh cấu trúc từ lệnh câu lệnh Số câu lệnh Từ lệnh Từ lệnh Từ lệnh Hình 5.7 – Cấu trúc câu lệnh NC 1.6.2 Cấu trúc chương trình NC (DIN66025) Một chương trình NC bao gồm có phần sau: - Phần đầu chương trình - Phần diễn tả điều kiện công nghệ như: Hệ điều khiển, cấu kẹp, dụng cụ, số liệu hiệu chỉnh dụng cụ, đồ gá… Lý Ngọc Quyết TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN - ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Phần nội dung chương trình – Phần diễn tả trình công nghệ gia công điều khiển máy Mở đầu chương trình lệnh xác định (khai báo) vị trí phôi so với gốc tạo độ máy, lệnh điều khiển máy gia công chi tiết - Phần kết thúc chương trình – Bằng lệnh M30 M02 1.6.3 Chương trình chương trình (DIN66025) - Chương trình (mainprogramm) thường ký hiệu dấu % kèm theo số địa chương trình nhớ máy CNC Số lượng số sau ký hiệu % phụ thuộc vào hệ điều khiển khả điều khiển Chương trình chương trình gia công toàn chi tiết - Chương trình (subprogramm) ký hiệu chữ S (hoặc U) số Kết thúc chương trình lệnh M99 M17 tuỳ theo hệ điều khiển Trong chương có nhiều chương trình Chương trình thực gia công bề mặt tập hợp bề mặt chi tiết gia công Chương trình sử dụng lần nhiều lần chương trình NC Hình 5.8 – Ví dụ chương trình chương trình 1.6.4 Lặp lại đoạn chương trình (DIN66025) Ngoài chức chương trình con, hệ điều khiển CNC có chức lặp lại đoạn chương trình Khi thực chức đoạn chương trình lặp lại, số lần lặp lại phụ thuộc vào tham số S lập trình Lý Ngọc Quyết TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC HHình 5.9 – Ví dụ lặp lại đoạn chương trình 1.6.5 Các phương pháp lập trình NC Căn vào mức độ tự động hoá công việc lập trình mà người ta phân biệt hai phương pháp lập trình: - Lập trình tay - Lập trình tự động a Lập trình tay Khi lập trình tay người lập trình vào vẽ để nhập liệu theo lệnh từ bàn phím vào nhớ máy Việc lập trình tốn nhiều thời gian, dễ nhầm lẫn chi tiết có độ phức tạp cao Do nhược điểm mà phương pháp áp dụng lập trình cho chi tiết đơn giản để hiệu chỉnh chương trình có sẵn Phương tiện hỗ trợ chủ yếu bảng tra cứu catalô máy, máy tính cá nhân để tính toán thông số lập trình Lập trình tay đòi hỏi người lập trình việc làm chủ phương pháp lập trình phải có kiến thức toán học kiến thức công nghệ b Lập trình máy Khi lập trình máy (có máy tính trợ giúp) người lập trình mô tả (khai báo) hình dáng hình học chi tiết gia công, quỹ đạo chuyển động dụng cụ cắt chức máy theo ngôn ngữ mà máy hiểu Lập trình máy có ưu điểm không cần thực phép tính tay, cần truy nhập số liệu sản sinh lượng lớn liệu cho tính toán cần thiết, đồng thời hạn chế lỗi lập trình Khi lập trình máy, máy tính phải có chương trình tính toán đặc biệt sau: - Chương trình xử lý (Processor) - Chương trình hậu xử lý (Postprocessor) Lý Ngọc Quyết TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Chương trình xử lý (processor) chương trình phần mềm thực tính toán hình học công nghệ Người ta gọi liệu chương trình xử lý CLD ( Cutter Location Data), liệu đưa giải pháp chung mà không phụ thuộc vào máy công cụ CNC CLD có liệu xác định vị trí dụng cụ cắt CLD chứa lệnh ngắn gọn mã không hợp với hệ CNC Trong phần mô tả hình học chi tiết điểm, đoạn thẳng, cung tròn… phần mô tả trình gia công khoan, phay, chế độ cắt, dụng cụ cắt, dung dich trơn nguội… hai việc mô tả tạo chương trình nguồn Từ chương trình nguồn máy tính tạo chương trình NC phù hợp với máy CNC nhờ hậu xử lý Muốn dùng CLD cho hệ CNC cụ thể phải dùng chương trình đặc biệt gọi chương trình hậu xử lý (Postprocessor), có nhiệm vụ dịch chương trình NC dạng CLD thành mã lệnh hệ CNC hiểu thực trình điều khiển máy gia công 1.6.6 Các hình thức tổ chức lập trình NC Để thực việc lập trình nhà máy người ta thường sử dụng hai hình thức tổ chức lập trình sau đây: - Lập trình phân xưởng - Lập trình chuẩn bị sản xuất Lập trình phân xưởng Lập trình phân xưởng thực trực tiếp máy thông qua bảng điều khiển Màn hình hệ điều khiển giúp cho người lập trình quan sát liệu đưa vào máy, tránh lỗi chương trình Sau lập trình xong ngưòi ta cho chạy chương trình mô đồ hoạ hình Như qua việc mô người ta phát lỗi chương trình lỗi cú pháp lệnh lỗi công nghệ Nếu xảy lỗi chương trình người lập trình phải sửa lại chương trình người lập trình phải có trình độ nghề nghiệp cao kiểm soát làm chủ chương trình Lập trình chuẩn bị sản xuất Khi nhà máy có quy mô sản xuất lớn, có sử dụng nhiều máy CNC khác nhau, gia công nhiều chủng loại chi tiết khác nhau, số lượng chi tiết loại lớn cần phải lập trình tập trung chuẩn bị sản xuất Công việc thực phòng công nghệ trung tâm lập trình Như nhà máy cần có đội ngũ lập trình viên đào tạo chuyên môn hoá ứng dụng thành thạo phương pháp lập trình Ưu điểm hình thức lập trình suất lập trình cao, Lý Ngọc Quyết 10 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Giảm chiều dài quỹ đạo Tăng suất chuyển động dao, tối Giảm thời gian máy ưu hoá chế độ cắt, tập trung nguyên công Giảm thời gian kiểm tra giảm giá thành sản phẩm Tăng suất giảm giá thành sản phẩm Giảm thời gian phụ Nâng cao đọ xác độ bóng bề mặt mặt cong chi tiết Tăng suất, giảm Giảm khối lượng lắp ráp Giảm số lượng máy sử dụng Giảm chi phí chờ sửa chữa sử dụng máy, giảm diện tích sử dụng, giảm chi phí điện nước Giảm bậc thợ công nhân Giảm chi phí tiền lương đơn vị sản phẩm giá thành nâng cao chất lượng sản phẩm giảm giá thành sản phẩm Giảm giá thành sản phẩm 4.4 Yêu cầu tính công nghệ chi tiết Các chi tiết gia công máy CNC phải đảm bảo yêu cầu tính công nghệ như: Tiêu chuẩn hoá kích thước mặt trong, mặt kích thước khác chi tiết Đồng thời hình dáng chi tiết phải đảm bảo cho việc ăn dao thoát dao dễ dàng, chi tiết phải đảm bảo cho việc định vị an toàn thuận lợi Những yêu cầu nhằm mục đích giảm chủng loại dụng cụ cắt, tăng khả sử dụng dụng cụ có suất cao tạo khả thay dụng cụ chuyên dùng dụng cụ tiêu chuẩn, giảm số lần gá đặt chi tiết, giảm số lượng giảm giá thành đồ gá, tăng độ xác gá đặt, nâng cao độ xác gia công suất lao động, giảm mức độ cong vênh chi tiết gia công giảm chi phí cho tính toán lập trình gia công Các chi tiết gia công máy phay CNC phải đảm bảo vị trí xác so với trục toạ độ máy Vì phân tích tính công nghệ chi tiết phải ý đến bề mặt chuẩn Nếu chi tiết bề mặt lỗ để làm chuẩn ta phải tạo lỗ phụ để làm chuẩn khoảng cách hai lỗ phụ phải xa Đường kính lỗ chuẩn phụ thuộc vào khoảng cách lỗ xác định sau: Kích thước chi tiết (mm): Đường kính lỗ (mm): Lý Ngọc Quyết [...]... những ưu điểm trên nên máy công cụ CNC chiếm ưu thế trong gia công cắt gọt 7 Phạm vi ứng dụng rộng (xem hình 2) là đặc điểm tiêu biểu của máy công cụ CNC 1 Năng suất Độ phức tạp và độ chính xác gia công 3 Máy công cụ CNC Máy công cụ thông thường 4 2 Hình 2: Phạm vi ứng dụng của máy công cụ CNC Những yêu cầu khi sử dụng máy công cụ CNC Để vận hành và lập trình trên máy công cụ CNC, nhất thiết đòi hỏi người... YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC • Chức năng: Máy công cụ vạn năng Máy công cụ NC Nhập dữ liệu: Người công nhân điều chỉnh máy công cụ bằng tay dựa theo bản vẽ chi tiết gia công, gá phôi và dụng cụ cắt cũng như điều chỉnh độ song song giữa dao và chi tiết Máy công cụ CNC Nhập dữ liệu: Nhập dữ liệu: Chương trình NC Chương trình NC có thể được được nhập vào hệ điều nhập vào hệ điều khiển CNC khiển... toạ độ Đối với các máy gia công chi tiết hình hộp chữ nhật thì vùng gia công là một khối hộp được xác định bằng chiều dài các dịch chuyển của các trục Lý Ngọc Quyết 21 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Hình 2.9 - Không gian gia công trên máy CNC 2.7.2 Thông số gia công Thông số gia công trên máy CNC là tốc độ chuyển động của các cơ cấu chấp hành và công suất động cơ Căn cứ vào... ĐHSPKT HƯNG YÊN - ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Nội suy mặt parabol và bất kỳ mặt bậc 3 nào Bù chiều dài và đường kính dụng cụ Hình 2.2 – Một số máy tiện CNC và máy phay CNC 2.4 Hệ trục toạ độ trên máy công cụ CNC Các trục toạ độ của máy CNC cho phép xác định chiều chuyển động của các cơ cấu máy và dụng cụ Các trục tạo độ đó là: 2.4.1 Trục Z Thông thường trên tất cả các máy công cụ CNC trục Z thường... máy công cụ CNC: 1 Tốc độ gia công cao làm giảm thời gian gia công cơ bản, thời gian phụ, thời gian chuẩn bị Các nhân tố sau làm tăng tính kinh tế của máy công cụ CNC: - Chương trình gia công được lập trực tiếp trên máy - Các công việc chuẩn bị chương trình, vật liệu, dụng cụ và nhập các dữ liệu được thực hiện tại chỗ làm việc - Lưu trữ trong các trường hợp gia công lập lại của một chương trình gia công. .. diễn quan hệ giữa chi phí gia công và số chi tiết được gia công sau khi phải điều chỉnh máy Các đường trên hình được giải thích như sau: - Đường 1: Giá thành gia công một chi tiết Đường 2; 4: Chi phí cho việc điều chỉnh máy Lý Ngọc Quyết 25 Hình 2.13 – Số chi tiết gia công tối ưu trên máy CNC TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC để thay đổi công nghệ gia công số loạt chi tiết (số loạt... cần kinh nghiệm từ máy công cụ vạn năng do tốc độ cắt cao hơn rất nhiều 2.7 Các chỉ tiêu gia công của máy CNC 2.7.1.Thông số hình học (không gian gia công) Thông số hình học của máy CNC hay còn gọi là vùng gia công của máy các thông số không gian mà trong đó dụng cụ cắt và chi tiết gia công có thể tác động qua lại ở bất kỳ vị trí nào Đối với chi tiết gia công quay tròn vùng gia công là một khối lăng... GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Chương 2: MÁY CÔNG CỤ CNC Máy công cụ thông thường Khi gia công chi tiết trên máy công cụ thông thường người công nhân thường dùng tay để điều khiển máy Người công nhân căn cứ vào phiếu nguyên công để cắt gọt chi tiết nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt ra Trong trường hợp như vậy năng suất và chất lướngản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề của người công nhân Hình 2.1 – Máy tiện và... máy công cụ Nhờ đó bộ lưu trữ lưu trữ các chương trình, dữ liệu gia công, dụng cụ cắt và các giá trị hiệu chỉnh Thông thường phần mềm phân tích lỗi cũng được tích hợp trong hệ điều khiển CNC TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Kiểm tra: Người công nhân đo và kiểm tra kích thước bằng tay, nếu cần thiết phải lập lại tiến trình gia công ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Kiểm tra: Máy NC đã đảm nhận trong khi gia công. .. được gia công trên máy CNC Trị số E2 được tính theo công thức sau: E2 = E3.t0 (3) Trong đó E3 là tỉ trọng chi phí bổ sung cho việc sử dụng máy CNC và các trang bị công nghệ (E3 = 0,58USD/giờ) Thời gian gia công chi tiết t0 được tính theo công thức sau: t0 = C1 K Trong đó: C2 (4) C1 = Chi phí cho gia công một chi tiết trên máy vạn năng C2 = Giá thành một giờ gia công trên máy CNC (C2 = 0,5 $/h) (Ghi ... ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC Chương 2: MÁY CÔNG CỤ CNC Máy công cụ thông thường Khi gia công chi tiết máy công cụ thông thường người công nhân thường dùng tay để điều khiển máy Người công. .. gia công Do ưu điểm nên máy công cụ CNC chiếm ưu gia công cắt gọt Phạm vi ứng dụng rộng (xem hình 2) đặc điểm tiêu biểu máy công cụ CNC Năng suất Độ phức tạp độ xác gia công Máy công cụ CNC. .. ĐHSPKT HƯNG YÊN ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CNC • Chức năng: Máy công cụ vạn Máy công cụ NC Nhập liệu: Người công nhân điều chỉnh máy công cụ tay dựa theo vẽ chi tiết gia công, gá phôi dụng