GIÁO TRÌNH TIỆN PHAY CNC

LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Gia công máy tiện CNC nằm số giáo trình viết theo chủ trương Trường Cao Đẳng Nghề, nhằm xây dựng giáo trình thống dùng cho hệ cao đẳng trung cấp nghề nhà trường Cơ sở biên soạn giáo trình chương trình khung đào tạo hệ cao đẳng trung cấp nghề cắt gọt kim loại Bộ LĐTB&XH ban hành năm 2008 Nội dung giáo trình xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với định hướng cho công nhân kỹ thuật thời kỳ công nghiệp hóa đại hóa đất nước Giáo trình xây dựng theo hướng liên thông với chương trình cao đẳng nghề, đại học nhằm tạo điều kiện sở cho người học học nâng cao sau Đề cương giáo trình tham gia đóng góp ý kiến chuyên gia giảng dạy trường đại học, cao đẳng nghề doanh nghiệp hội đồng thông qua chương trình khung cho ngành đạo tạo cắt gọt kim loại trường Trong giáo trình viết nhằm phục vụ dành riêng cho hệ trung cấp cao đẳng nghề đào tạo ngành cắt gọt kim loại, tập trung vào gia công máy tiện CNC như: cấu tạo nguyên lý làm việc, ngôn ngữ lập trình hình thức lập trình, kỹ vận hành máy tiện CNC Giáo trình giáo viên giảng dạy nhiều năm môn kỹ thuật nhà trường biên soạn Quá trình biên soạn giáo trình nhận sự đóng góp ý kiến chân thành tiểu ban cắt gọt kim loại giáo viên khí liên quan nhà trường Tuy nhiên tác giả có nhiều cố gắng, lần biên soạn giáo trình không tránh khỏi khiếm khuyết định Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến người để hoàn thiện giáo trình Xin chân thành cám ơn./ TÁC GIẢ Nguyễn Quang Thu BÀI 1: KHÁT QUÁT CHUNG VỀ KỸ THUẬT CNC Quá trình phát triển kỹ thuật CNC - Máy CNC gì? • NC = Numerical Control • CNC = Computer Numerical Control • Các hoạt động điều khiển cách nhập trực tiếp liệu số • Một dạng tự động hoá lập trình vạn • Máy công cụ điều khiển hàng loạt lệnh mã hoá - Lịch sử phát triển: •1725 – Phiếu đục lỗ dùng để tạo mẫu quần áo •1808 – Phiếu đục lỗ kim loại dùng để điều khiển tự động máy thêu •1863 – Tự động điều khiển chơi nhạc piano nhờ băng lỗ •1940 – John Parsons sáng chế phương pháp dùng phiếu đục lỗ để ghi liệu vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ •1952 – Máy công cụ NC điều khiển số 1959 - Ngôn ngữ APT đưa vào sử dụng •1960s – Điều khiển số trực tiếp (DNC) 1963 - Đồ hoạ máy tính •1970s - Máy CNC đưa vào sử dụng 10 •1980s – Điều khiển số phân phối đưa vào sử dụng 11 •CAD/CAM - Máy điều khiển số cổ điển chủ yếu dựa công trình người có tên John Parsons Từ năm 1940 Parsons sáng chế phương pháp dùng phiếu đục lỗ để ghi liệu vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ Máy điều khiển để chuyển động theo tọa độ, nhờ tạo bề mặt cần thiết cánh máy bay - Năm 1948 J Parson giới thiệu hiểu biết cho không lực Hoa Kỳ Cơ quan sau tài trợ cho loạt đề tài nghiên cứu phòng thí nghiệm Servomechanism trường Đại học kỹ thuật Massachusetts (MIT) Công trình MIT phát triển mẫu máy phay NC cách điều khiển chuyển động đầu dao theo trụ tọa độ Mẫu máy NC triển lãm vào năm 1952 Từ 1953 khả máy NC chứng minh - Một thời gian ngắn sau, nhà chế tạo máy bắt đầu chế tạo máy NC để bán, nhà công nghiệp, đặc biệt nhà chế tạo máy bay dùng máy NC để chế tạo chi tiết cần thiết cho họ - Hoa kỳ tiếp tục cố gắng phát triển NC cách tiếp tục tài trợ cho MIT nghiên cứu ngôn ngữ lập trình để điều khiển máy NC Kết qủa việc đời ngôn ngữ APT: Automatically Programmed Tools vào năm 1959 - Mục tiêu việc nghiên cứu APT đảm bảo phương tiện để người lập trình gia công nhập câu lệnh vào máy NC Mặc dù APT bị trích thứ ngôn ngữ qúa đồ sộ nhiều máy tính, công cụ yếu dùng rộng rãi công nghiệp ngày nhiều ngôn ngữ lập trình dựa APT C IM CAD / CAM CAD F MS CNC NC 1950 1960 1970 1980 1990 - So sánh Cấu trúc máy công cụ thông thường máy CNC + Máy công cụ CNC thiết kế giống máy công cụ vạn năng.Sự khác thật chỗ phận liên quan đến tiến trình gia công máy công cụ CNC điều khiển máy tính + Các hướng chuyển động phận máy công cụ CNC xác định hệ trục tọa độ + Mỗi chuyển động phận máy có hệ thống đo riêng để tính toán vị trí tương ứng phản hồi thông tin hệ điều khiển - So sánh chức + Nhập liệu: Dùng chương trình NC + Điều khiển: Máy tính tích hợp hệ điều khiển CNC phần mềm tương ứng kiểm soát toàn chức điều khiển máy công cu + Kiểm tra: Trên máy công cụ CNC, kích thước chi tiết gia công đảm bảo suốt trình gia công với phản hồi liên tục hệ thống đo Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC CNC Ngày máy sử dụng kỹ thuật NC CNC sử dụng nhiều lĩnh vực khác như: - Các ứng dụng điều khiển số Được ứng dụng rộng rãi đặc biệt gia công kim loại: - Phay - Khoan nguyên công tương tự - Tiện (boring) - Tiện - Mài - Cắt dây - Hệ thống điều khiển NC dùng lĩnh khác: + Máy dập + Máy hàn + In vẽ tự động + Máy lắp ráp + Máy uốn ống + Máy cắt gió đá + Máy cắt Plasme + Các công nghệ Laser + Máy đan tự động (thêu) + Máy cắt quần áo + Máy tán định tự động + Máy buộc dây Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC nước ta Hiện chưa có tài liệu hay khảo sát, thống kê đầy đủ xác trình bày tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC nước ta Bảng thống kê tác giả sưu tầm số máy CNC sử dụng sở sản xuất, trường học nước ta Trong trình giảng dạy giáo viên phải cập nhật thông tin tìm tài liệu kênh thông tin khác để nội dung thêm phong phú xác TT Tên thiết bị Nước SX Phần mềm điều Ngôn ngữ Khả khiển lập Điều khiển trình Máy phay cnc CNC-432CHLB Đức Ngôn ngữ G trục MH600W MAHO Máy phay cnc Đối thoại DMU60T TNC-421trực tiếp CHLB Đức trục HEIDENHAIN biểu tượng Máy phay cnc Đối thoại FCV63CNC CH SécTNC-421trực tiếp trục CHLB Đức HEIDENHAIN biểu tượng Máy phay cnc Đài loan FANUC Ngôn ngữ G trục VMC-995 Máy phay cnc Đài loan FANUC Ngôn ngữ G TRỤC VMC-650 Máy phay cnc Áo FANUC Ngôn ngữ G trục EXCEL PMC-5T Máy tiện cnc Áo FANUC Ngôn ngữ G trục Emcoturn 345 II Máy tiện cnc S15Đài loan FANUC Ngôn ngữ G trục topturn Máy tiện cnc SINUMERIKViệt namT20CNC 810TNgôn ngữ G trục CHLB Đức SIEMENS 10 Máy EDM xung định hình Anh HURCO-900 11 12 13 14 HURCO-250 Máy EDM cắt dây HITACHI-2Q Máy đo chiều brown and sharpe Máy cắt plasma P2580CNC Máy đột, dập, xoay tự dộng cnc PEGA-357 Nhật FANUC Ngôn ngữ G trục Mỹ Việt nam Nhật AMADA Câu hỏi kiểm tra Câu 1: kể tên số mốc lịch sử quan trọng trình phát triển máy công cụ CNC giới? Câu 2: liệt kê số lĩnh vực thiết bị CNC mà thu nhận thông tin qua học, tạp chí, truyền hình, quảng cáo… ? Bài CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ DẠNG ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY CNC Các dạng điều khiển 1.1 Điều khiển điểm – điểm Điều khiển điểm – điểm dùng cho nhiệm vụ định vị đơn giản, mục đích cần đạt kích thước a,b,c,d,e,f phải xác, quỹ đạo chạy dao nhanh hay chậm bàn máy ý nghĩa định.( hình 2.1 ) Điều khiển điểm – điểm ứng dụng để gia công lỗ phương pháp khoan, khoét, doa cắt ren lỗ Hình 2.1 Điều khiển điểm – điểm Vị trí lỗ điều khiển đồng thời theo hai trục ( hình 2.2a ) điều khiển ( hình 2.2b ) Trong trường hợp chạy dao đông thời theo hai trục X, Y quỹ đạo chuyển động tạo thành góc α so với trục Trong trường hợp chạy dao độc lập trước hết dao chạy song song với trục Y tới điểm 1’ ( lúc tọa độ X không thay đổi ), sau dao chạy theo trục X để tới điểm đích Hình 2.2 Các dạng chạy dao điều khiển điểm – điểm a) điều khiển đồng thời theo hai trục; b) Điều khiển 1.2 Điều khiển đường thẳng Điều khiển đường thẳng dạng điều khiển mà gia công dụng cụ cắt thực chạy dao độc lập theo đường thẳng Trên máy tiện dụng cụ cắt chuyển động song song vuông góc với chi tiết ( trục Z ), ( hình 2.3a ) Trên máy phay dụng cụ cắt chuyển động song song với trục Y song song với trục X Hình 2.3 Điều khiển đường thẳng a) Trên máy tiện; b) máy phay Điều khiển đường thẳng ứng dụng cho máy phay, tiện, cắt dây đon giản 1.3 Điều khiển biên dạng ( điều khiển contour ) Điều khiển biên dạng cho phép dụng cụ cắt chuyển động thời theo hai trục để tạo biên dạng phức tạp, chuyển động theo trục có mối quan hệ hàm số ràng buộc với Điều khiển biên dạng ứng dụng cho máy tiện ( H 2.4a ), phay ( H 2.4b ) trung tâm gia công Hình 2.4 điều khiển theo contour a) máy tiện b) máy phay tùy theo số trục điều khiển chuyển động đồng thời, điều khiển biên dạng contour chia thành hệ thống điều khiển 2D, ½ D, 3D, 4D 5D Các hệ thống điều khiển 2.1 Hệ thống điều khiển NC Ngày máy trang bị điều khiển NC thông dụng hệ điều khiển đơn giản với số lượng hạn chế kênh thông tin Trong hệ điều khiển NC, thông số hình học chi tiết gia công lệnh điều khiển cho dạng dãy số Hệ điều khiển NC làm việc theo nguyên tắc sau đây: sau mở máy thứ thứ hai đọc sau trình đọc kết thúc, máy bắt đầu thực lệnh thứ thời gian thông tin lệnh thứ hai nằm nhớ hệ thống điều khiển sau hoàn thành việc thực lệnh thứ máy bắt đầu thực lệnh thứ hai lấy từ nhớ Trong thực lệnh thứ hai, hệ điều khiển thực lệnh thứ ba đưa vào chỗ nhớ mà lệnh thứ hai vừa giải phóng Hình 2.5 Các điều khiển biên dạng nhiều trục Nhược điểm điều khiển NC gia công chi tiết loạt hệ điều khiển lại đọc tất lệnh từ đầu không tránh khỏi sai sót tính toán hệ điều khiển chi tiết gia công bị phế phẩm Một nhược điểm khác nửa cần nhiều lệnh chứa băng đục lỗ băng từ nên chương trình bị dừng lại ( không chạy ) thường xuyên xẩy Ngoài với chế độ làm việc băng đục lỗ băng từ nhanh chóng bị bẩn mòn, gây lỗi chương trình 2.2 Hệ thống điều khiển CNC Đặc điểm hệ điều khiển CNC tham gia máy tính Các nhà chế tạo máy CNC cài đặt vào máy tính chương trình điều khiển cho loại máy Hệ điều khiển CNC cho phép thay đổi hiệu chỉnh chương trình gia công chi tiết chương trình hoạt động thân Trong hệ điều khiển CNC, chương trình gia công ghi nhớ lại hệ điều khiển CNC chương trình nạp vào nhớ toàn lúc lệnh, tay từ bàn điều khiển lệnh điều khiển không viết cho chuyển động riêng lẻ mà cho nhiều chuyển động lúc Điều khiển cho phép giảm số chương trình nâng cao độ tin cậy làm việc máy Hệ điều khiển CNC có kích thước nhỏ giá thành thấp hệ điều khiển NC lại có đặc tính mà hệ điều khiển trước Ví dụ: nhiều hệ điều khiển có khả hiệu chỉnh sai số cố định máy- nguyên nhân gây sai số gia công 2.3 Hệ điều khiển DNC ( Direct numerial control ) Đặc điểm hệ điều khiển DNC hình 2.6 MÁY TÍNH TRUNG TÂM CNC MÁY CNC CNC CNC MÁY CNC MÁY CNC CNC MÁY CNC n Hình 2.6 Nguyên lý hoạt động hệ điều khiển DNC - Nhiều máy công cụ CNC nối với máy tính trung tâm qua đường dẫn liệu máy công cụ điều khiển CNC mà tính toán có nhiệm vụ chọn lọc phân phối thông tin hay nói cách khác tính toán cầu nối máy công cụ máy tính trung tâm - Máy tính trung tâm nhận thông tin từ điều khiển CNC để hiệu chỉnh chương trình để đọc liệu từ máy công cụ - Trong số trường hợp máy tính đóng vai trò đạo việc lựa chọn chi tiết gia công theo thứ tự ưu tiên để phân chia máy khác - Hệ DNC có ngân hàng liệu trung tâm cho biết thông tin chương trình gia công chi tiết tất máy công cụ - Có khả truyền liệu nhanh có khả nối ghép vào hệ thống gia công linh hoạt FMS 2.4 Hệ thống điều khiển thích nghi Sử dụng hệ điều khiển thích nghi phương pháp hoàn thiện máy công cụ CNC Các máy CNC thông thường có chu kỳ gia công cố định ( chu kỳ cứng ) xác định phần tử mang chương trình lần gia công chi tiết khác chu kỳ lại lặp lại cũ, thay đổi Chương trình điều khiển không hiệu chỉnh yếu tố công nghệ thay đổi ví dụ gia công chi tiết lượng dư thay đổi dẫn dến thay đổi biên dạng đàn hồi hệ thống công nghệ Khi hệ thống điều khiển không điều chỉnh lại lực cắt kích thước gia công vượt phạm vi dung sai ( nghĩa sinh phế phẩm) trường hợp để tránh phế phẩm ta phải giảm lượng chạy dao thêm bước gia công, nghĩa ta giảm suất gia công Hình 2.7 Sơ đồ điều khiển thích nghi chi tiết; Dao; Datric; Bộ biến đổi; 5,6,7 cấu chạy dao Hệ thống điều khiển thích nghi hệ thống điều khiển có tính đến tác động bên hệ thống công nghệ để hiệu chỉnh chu kỳ gia công ( trình gia công ) nhằm loại bỏ ảnh hưởng yếu tố tới độ xác gia công Hình 2.7 ví dụ sơ đồ điều khiển thích nghi Dao gia công chi tiết Các yếu tố công nghệ không ổn định gây thay đổi lực cắt Py ( lực hướng kính ) Lực Py datric ghi lại tín hiệu datric di qua biến đổi xử lý tín hiệu đến điều khiển 6, tác động lên cấu chạy dao làm ổn định lực cắt Py lực cắt Py tăng lượng chạy dao giảm xuống lực cắt Py giảm xuống lực cắt Py giảm xuống lượng chạy dao tăng lên, ổn định lực cắt có nghĩa ổn định dao động kích thước gia công ( tăng độ xác suất gia công ) Cũng tương tự vậy, hệ thống điều khiển thích nghi ổn định công suất cắt, moment hay nhiệt độ cắt v.v nhiên hệ điều khiển thích nghi hay dùng để ổn dịnh kích thước gia công, cấu kiểm tra tích cực ( kiểm tra chủ động ) luôn xác định kích thước gia công tác động đến cấu điều khiển để ổn định kích thước chi tiết CÂU HỎI KIỂM TRA Câu 1: trình bày ngắn gọn chất dạng điều khiển máy CNC ? Câu 2: so sánh ưu nhược điểm hệ thống điều khiển máy CNC ? Câu 3: Điền vào câu sau cụm từ thích hợp: Các chương trình dã lưu trữ máy công cụ … Lại hệ thống điều khiển số trường hợp khác, chương trình truyền qua đường truyền liệu trực tiếp điều khiển máy công cụ phương pháp gọi nguyên tắc vận hành …… Bài CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY TIỆN CNC VÀ CÔNG TÁC BẢO QUẢN, BẢO DƯỠNG MÁY Cấu tạo chung máy tiện CNC Máy tiện CNC có cấu tạo tương tự máy tiện thông thường máy tiện thông thường gia công cắt gọt chi tiết thường điều khiển phải theo dõi vị trí dao cắt, thao tác kịp thời chế tạo chi tiết đạt yêu cầu kỹ thuật Độ xác, suất phụ thuộc vào trình độ tay nghề người điều khiển Máy CNC hoạt động theo chương trình lập trình theo quy tắc chặt chẽ phù hợp với quy trình công nghệ soạn thảo cài đặt phần mềm máy Kết làm việc máy CNC không phụ thuộc vào tay nghề người điều khiển lúc người điều khiển máy chủ yếu đóng vai trò theo dõi kiểm tra chức hoạt động máy Hình dáng kết cấu máy tiện CNC tương tự máy tiện thông thường, máy tiện CNC có số đặc điểm riêng sau Hình 3.1 Hình dáng bên máy tiện CNC Những đặc trưng máy tiện CNC: - Tính tự động hóa cao: Máy tiện CNC có suất cắt cao giảm tối đa thời gian phụ, mức độ tự động hóa nâng cao vượt bậc Tùy mức độ tự động, máy CNC thực lúc nhiều chuyển dộng khác nhau, tự động thay dao, hiệu chỉnh sai số dao cụ, tự động kiểm tra kích thước chi tiết qua tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối dao chi tiết, tự động tưới nguội, tự động hút phoi khỏi khu vực cắt - Tính linh hoạt cao: chương trình thay đổi dễ dàng nhanh chóng, thích ứng với loại chi tiết khác Do rút ngắn thời gian phụ thời gian chuẩn bị sản xuất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa sản xuất hàng loạt nhỏ, lúc sản xuất nhanh chóng chi tiết có chương trình Vì thế, không cần sản xuất chi tiết dự trữ, mà giữ lấy chương trình chi tiết Máy CNC gia công chi tiết nhỏ, vừa, phản ứng cách linh hoạt nhiệm vụ công nghệ thay đổi điều quan trọng việc lập trình gia công thực máy, văn phòng có hỗ trợ kỹ thuật tin học thông qua thiết bị máy tính, vi xử lý… - Tính tập trung nguyên công: đa số máy CNC thực số lượng lớn nguyên công khác mà không cần thay đổi vị trí gá đặt chi tiết từ khả tập trung nguyên công, máy CNC phát triển thành trung tâm gia công CNC - Tính xác, đảm bảo chất lượng cao: giảm hư hỏng sai sót người đồng thời giảm cường độ ý người làm việc có khả gia công xác hàng loạt Độ xác lặp lại, đặc trưng cho mức độ ổn định suốt trình gia công điểm ưu việt tuyệt đối máy CNC Máy CNC có hệ thống điều khiển khép kín có khả gia công chi tiết xác hình dáng đến kích thước đặc điểm thuận tiện cho việc lắp lẫn, giảm khả tổn thất phôi liệu mức thấp - Gia công biên dạng phức tạp: Máy CNC máy gia công xác nhanh chi tiết có hình dáng phức tạp bề mặt ba chiều - Tính hiệu kinh tế kỹ thuật cao: + Cải thiện tuổi thọ dao nhờ điều kiện cắt tối ưu Tiết kiệm dụng cụ cắt gọt, đồ gá phụ tùng khác + Giảm phế phẩm + Tiết kiệm tiền thuê mướn lao động không cần yêu cầu kỹ nghề nghiệp suất gia công cao + Sử dụng lại chương trình gia công + Giảm thời gian sản xuất + Thời gian sử dụng máy nhiều nhờ vào giảm thời gian dừng máy + Giảm thời gian kiểm tra máy CNC sản xuất chi tiết chất lượng đồng + CNC thay đổi nhanh chóng từ việc gia công loại chi tiết sang loại khác với thời gian chuẩn bị thấp Các phận máy 2.1 Ụ đứng Là phận làm việc máy tạo vận tốc cắt gọt Bên lắp trục chính, động bước ( điều chỉnh tốc độ thay đổi chiều quay ) Trên đầu trục đầu lắp với mâm cặp dùng để gá kẹp chặt chi tiết gia công Phía sau trục lắp hệ thống thủy lực khí nén để đóng mở kẹp chặt chi tiết 2.2 Truyền động trục Động trục máy tiện CNC động chiều xoay chiều Động chiều điều chỉnh vô cấp tốc độ kích từ Động xoay chiều điều chỉnh vô cấp tốc độ độ biến đổi tầng số thay đổi số vòng quay đơn giản có mô men truyền tải cao 2.3 Truyền động chạy dao Động ( xoay chiều, chiều ) truyền chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến vít me đai ốc bi làm cho trục chạy dao độc lập (Trục X, Y ) Các loại động có đặc tính động học ưu việt cho trình cắt, trình phanh hãm mô men tính nhỏ nên độ xác điều chỉnh cao xác Bộ vít me đai ốc bi có khả biến đổi truyền dẫn dễ dàng, ma sát, điều chỉnh khe hở hợp lý truyền dẫn với tốc độ cao Hình 3.2 Hệ thống truyền động chạy dao máy tiện CNC 1-2-3-4-5-6- Các đường truyền liên động xử lý trung tâm ( CPU ) hệ điều khiển Trong đó: đường nối bảng điều khiển CPU Đường nối CPU thống động chạy dao 3,4 Đường phản hồi từ động đến CPU Đường nối CPU đến đầu ụ đứng đường phản hồi từ ụ đứng CPU ( CPU xử lý tringtam6 hệ điều khiển ) 2.4 Mâm cặp Trong trình đóng mở mâm cặp để tháo chi tiết hệ thống thủy lực ( khí nén ) hoạt động nhanh lực phát động nhỏ an toàn Đối với máy tiện CNC thường gia công với tốc độ cao Số vòng quay trục lớn ( lên tới 8000 vòng/ phút – gia công kim loại màu ) Do lực ly tâm lớn nên mâm cặp thường kẹp hệ thống thủy lực ( khí nén ) tự động 2.5 Ụ động Bộ phận bao gồm chi tiết dùng để định tâm gá lắp chi tiết, điều chỉnh, kẹp chặt nhờ hệ thống thủy lực ( khí nén ) 2.6 Hệ thống bàn xe dao Bao gồm hai phận sau: + Gá đỡ ổ tích dao ( bàn xe dao ): Bộ phận phận đỡ ổ chứa dao thực chuyển dộng tịnh tiến ( vào ) song song, vuông góc với trục nhờ chuyển động động bước ( chuyển động lập trình sẵn ) + ổ tích dao ( đầu rovonve ): Máy tiện thường dùng hai loại sau: - Đầu rơvônve lắp từ đến 12 dao loại - Các ổ chứa tổ hợp gia công với phận khác ( đồ gá thay đổi dụng cụ ) + Đầu rơ vôn ve cho phép thay dao nhanh thời gian ngắn định, ổ chứa dao mang số lượng lớn dao mà không gây nguy hiểm, va chạm vùng làm việc máy tiện Trong hai trường hợp chuôi dao thường kẹp khối mang dao vị trí xác định bàn xe dao Các khối mang dao phù hợp với gá đỡ dao máy tiện tiêu chuẩn hóa Các kết cấu đầu rơ vôn ve tùy thuộc vào công dụng yêu cầu công nghệ loại máy Bao gồm đầu ro7vonve ( kiểu chữ thập, kiểu đĩa hình trống ) Phổ biến đầu rơ vôn ve loại máy tiện CNC có kết cấu hình 3.3 Hình 3.3 hệ thống gá đặt dụng cụ Đầu rơ von6ve lắp loại dao: Tiện, phay, khoan, khoét, cắt ren tiêu chuẩn hóa phần chuôi lắp lẫn lắp ghép với đồ gá đầu rơ vôn ve + Ổ chứa dụng cụ cho máy tiện CNC Các ổ chứa dao cụ thường sử dụng so với đầu rơvônve việc thay đổi dụng cụ khó khăn so với cấu đầu rơvônve Song ổ chứa có ưu điểm an toàn, gây va chạm vùng gia công, dễ dàng ghép nối số lớn dụng cụ cách tự động mà không cần can thiệp tay 2.7 Bảng điều khiển Bảng điều khiển nơi thực trao đổi thông tin người máy Kết cấu bảng khác tùy thuộc vào nhà sản xuất Bảng điều khiển máy tiện CNC TOPTURN S15 có cấu tạo sau: Hình 3.4 Bảng điều khiển máy tiện CNC TOPTURN S15 Hệ thống dụng cụ cắt máy tiện ( Tooling system of CNC lathe ) Tất dao tiện máy CNC có phần cắt mảnh hợp kim lắp ghép Mỗi dao yêu cầu lắp cố định vị trí đầu rơ vôn ve thực tự động cách xác theo chương trình dã định sẵn Các dao thay đổi cho Và lắp lẫn với máy CNC khác phân xưởng kết cấu dao tiện dùng cho máy CNC đa dạng phụ thuộc chủ yếu vào bề mặt gia công Hình 3.5 mô tả loại dao tiện dùng máy tiện CNC Hình 3.5 mô tả loại dao tiện dùng máy tiện CNC Đặc tính kỹ thuật máy Mỗi loại máy có đặc tính kỹ thuật khác nhau, phụ thuộc vào hãng sản xuất Trong phạm vi giáo trình giới thiệu máy tiện CNC TOPTURN S15 đài loan sản xuất có đặc tính kỹ thuật sau: + Đường kính mâm cặp: + Chiều cao trung tâm tính từ trục đến băng máy: + Khoảng cách từ tâm trục đến tâm ụ động: + Khoảng cách chạy dao dọc bàn dao ( trục Z ): + Khoảng cách chạy dao ngang bàn dao ( trục X ): + tốc độ trục : + Đường kính lỗ trục : + Số lượng dao : + Lượng chạy dao dọc ( trục Z ) : + Lượng chạy dao ngang ( trục X ): + Thời gian thay đổi dao : + Diện tích mặt đáy: MỘT SỐ CÁC THIẾT BỊ BÊN NGOÀI Các thiết bị bên giúp đỡ cho người thợ hoàn thành công việc cách độc lập, mở rộng chức hoạt động máy Gồm thiết bị: - Thiết bị đo dao ( settingguage ): Là thiết bị dùng để đo vị trí khoảng cách dao cụ, với dụng cụ đo sai số vị trí chi tiết gia công với khoảng cách dao xác định xác Có hai loại: thiết bị đo điện tử thiết bị đo quang học - Hệ thống đo tự động chi tiết ( Automatic workpice measuring divice ): Là thiết bị đo tự động từ tính toán đến xác định kích thước bù dao hoàn toàn tự động - Hệ thống tải phôi ( Chip conveyor ): thiết bị dùng để vận chuyển phoi trình cắt gọt - Bộ phận cấp phôi liệu ( bar feeder ): phận cung cấp phôi liệu cho máy gia công, thường có máy có chương trình đặt sẵn máy có phần CIM - Hệ thống kẹp phôi tự động ( automaticcjaw changer ): Là thiết bị chuyển đổi kẹp, hãm phôi tự động mâm cặp hệ thống khí nén thủy lực - Hệ thống thay dao tự động ( automatic tool changer ): trình thay đổi dao cắt ổ chứa dao phải tuân thủ theo câu lệnh thể phần CNC - Hệ thống dao cụ máy tiện ( tooling system of CNC lathe ): phận máy tiện CNC thông thường cho phép lắp – 12 dao Mỗi dao yêu cầu lắp cố định vị trí đầu rơ vôn ve thực tự động xác theo chương trình định sẵn Các dao thay đổi cho lắp lẫn với máy CNC khác phân xưởng người ta chế tạo loại gá đỡ dao theo tiêu chuẩn để rút ngắn thời gia thao tác, dễ tháo lắp, sữa chữa thay đổi số dao Bảo quản, bảo dưỡng máy Công tác bảo dưỡng máy thường xuyên định kỳ, tuân theo hướng dẫn nhà cung cấp, đảm bảo quy trình nội dung sau đây: - Không vận hành máy chua đọc hiểu rõ hướng dẫn an toàn vận hành máy - Không động chạm vào phận máy chuyển động, không đeo nhẫn, đồng hồ, dây chuyền cà vạt vận hành thiết bị quần áo gọn gàng - Phải cất thiết bị phục vụ ( đồ gá kẹp, dao cụ, giẻ lau ) xung quanh máy vào vị trí quy định trước vận hành máy - Chú ý: không vận hành máy sau sử dụng thuốc đơn, uống dược phẩm mạnh, đồ uống có độ cồn kích thích - Dừng trục hoàn toàn trước thay đổi dao cụ - Dừng hẳn trục trục chuyển động trước gá hay tháo phôi - - Dừng hẳn trục trước hiệu chỉnh phôi, đồ gá hay vòi làm mát làm việc Dừng hẳn trục trước đo đạt kích thước phôi Tắt nguồn trước hiệu chỉnh hay thay đổi chi tiết máy Chú ý vị trí phím chức máy dang hoạt động dang gá lắp phôi , dao Không khởi động máy lưỡi cắt chạm vào phôi Đảm bảo vùng làm việc đủ ánh sáng Vùng làm việc khô Dọn dẹp phoi, dầu vật trở ngại khác Không dựa vào máy máy hoạt động Không để máy hoạt động mà quan sát Dịnh vị kẹp chặt phôi chắn Sử dụng tốc độ lượng chạy dao với nguyên công có tiếng ồn rung động khác thường Kiểm tra dao đồ gá trước gia công Cất giữ vật liệu chất lỏng dễ cháy khỏi vùng làm việc phoi nóng Không sử dung máy môi trường dễ nổ Kiểm tra tấ chổ nối trước lắp đặt vận hành hay sữa chữa máy Điện áp cung cấp phù hợp với điện áp yêu cầu máy Ngắt tất nguồn điện vào máy trước lắp đặt hay sữa chửa máy Ngắt tất nguồn điện trước mỡ hộp điện hay hộp điều khiển người có chuyên môn sữa chữa máy Khi không sử dụng tắt nguồn tổng máy Bài ĐẶC ĐIỂM, ĐẶC TRƯNG CỦA MÁY TIỆN CNC Hệ trục toạ độ qui ước Các trục tọa độ máy CNC cho phép xác định chiều chuyển động cấu máy dụng cụ cắt Chiều dương trục X, Y, Z xác định theo quy tắc bàn tay phải ( ngón tay chiều dương trục X, ngón tay chiều dương trục Z, ngón tay trỏ chiều dương trục Y ) Hình 4.1 hệ tọa độ theo quy tắc bàn tay phải Quy tắc máy tiện CNC + Trục Z song song với trục máy có chiều dương tính từ mâm cặp tới dụng cụ chiều dương trục Z (+Z ) luôn chạy khỏi bề mặt gia công, chiều âm chiều ăn sâu vào vật liệu + Trục X vuông góc với trục máy có chiều dương hướng đài dao ( hướng phía dụng cụ cắt) đài dao phía trước trục chiều dương trục X hướng vào người điều khiển, đài dao phía sau trục chiều dương xa khỏi người điều khiển Hình 4.2 Các trục tọa độ máy tiện CNC a/ Đài dao phía đối diện người điều khiển b/ Đài dao phía người điều khiển Trục Y xác định sau trục X,Z xác định theo quy tắc bàn tay phải Các điểm góc phôi – điểm chuẩn máy Các điểm chuẩn cần xác định xác vùng làm việc máy 2.1 Điểm gốc máy M Điểm góc tọa độ máy M ( machine reference zero ) điểm cố định nhà chế tạo sáng lập từ thiết kế máy Nó điểm chuẩn để xác định vị trí điểm khác gốc tọa độ chi tiết W Hình 4.3 ví dụ điểm gốc M,W R Đối với máy tiện, điểm M thường chọn diểm giao trục Z với mặt phẳng đầu trục 2.2 Điểm gốc phôi W Trước lập trình, người lập trình phải chọn điểm góc phôi W ( Workpiece zero point ), để xuất phát từ điểm gốc mà xác định vị trí điểm gốc đường bao chi tiết nhiên cần xác định cho kích thước vẽ gia công đồng thời giá trị tọa độ Hình 4.3 ví dụ chọn điểm gốc W Điểm W phôi chọn từ người lập trình phạm vi không gian làm việc máy chi tiết gia công Chúng ta sử dụng nhóm lệnh từ G54 đến G59 thay đổi điểm W trình viết chương trình ( hình 4.4 ) G54 X0 Z330 G55 X0 Z240 G56 X0 Z150 G58 Z-90 G59 Z-180 Hình 4.4 lệnh thay đổi W 2.3 Điểm gốc chương trình P Là điểm mà dụng cụ cắt có khoảng cách an toàn so với điểm W trước bắt đầu gia công Để hợp lý nên chọn điểm P cho chi tiết gia công dụng cụ cắt gá lắp hay thay đổi cách dễ dàng Điểm khai báo đầu chương trình ( hình 4.5 ) Hình 4.5 Điểm gốc chương trình P 2.4 Điểm chuẩn máy R Trong hệ thống máy dịch chuyển, giá trị đo thực có cố điện Trong trường hợp này, để đưa hệ thống đo trở lại trang thái có trước phải đưa dụng cụ cắt tới điểm R Điểm chuẩn R có khoảng cách so với điểm gốc máy (hình 4.3) 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 Trên máy CNC người ta đặt mốc để theo dõi tọa độ thực dụng cụ trình dịch chuyển, vị tri dụng cụ luôn so sánh với gốc đo lường máy M Khi bắt đầu đóng mạch điều khiển máy tất trục phải chạy điểm