Đề cương ôn tập CAD-CAM-CNC

• Phân tích và liên kết tạo dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý kết cấu lắp ghép… • Tạo bản vẽ và ghi kích thước tự động: có khả năng liên kết các bản vẽ 2D với mô hình 2D v

Câu 1: Sản phẩm của quá trình thiết kế cơ khí là gì? Nêu những hiểu biết anh/chị

về sản phẩm quá trình thiết kế cơ khí khi sử dụng công nghệ Cad/Cam?

Sản phẩm quá trình thiết kế cơ khí:

• Mô hình 3D, mô phỏng hoạt động

• Bản vẽ lắp

• Bản vẽ chế tạo

• Hoàn công bản vẽ

• Quy trình tháo, lắp

• Thuyết minh

Câu 2: Phân tích những kỹ năng cơ bản của người thiết kế cơ khí? Theo anh/chị kỹ năng nào là quan trọng nhất? Vì sao?

Những kỹ năng cơ bản của người thiết kế cơ khí:

• Kỹ năng tìm hiểu thông tin trước khí thiết kế (Khảo sát lấy thông tin khách hàng)

• Kỹ năng phân tích thông tin khách hàng, tìm lựa chọn phương án tối ưu để thuyết phục khách hàng

• Kỹ năng làm việc theo nhóm

• Có thể sử dụng thành thạo 1 đến 2 phần mềm Cad để thể hiện tốt nhất: thông tin khách hàng => ý tưởng thiết kế => mô hình 3D => bản vẽ lắp => bản vẽ chế tạo => hoàn công bản vẽ

• Nắm vững công nghệ chế tạo cơ khí,ghi kích thước và chú thích trên bản vẽ cẩn thận và bài bản.

Câu 3: Phân tích những khả năng trợ giúp máy tính trong quá trình thiết kế cơ khí?

Câu 4: Chức năng Cad? Nêu một số phần mềm trong lĩnh vực Cad mà anh/chị biết,

ưu điểm mạnh/yếu của những phần mềm đó?

Chức năng Cad:

• Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) những hình dạng phức tạp.

• Giao tiếp với các thiết bị đo, quét tọa độ 3D thực hiện nhanh chóng các chức năng

mô phỏng hình học từ dữ liệu số.

• Phân tích và liên kết tạo dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý kết cấu lắp ghép…

• Tạo bản vẽ và ghi kích thước tự động: có khả năng liên kết các bản vẽ 2D với mô hình 2D và ngược lại

• Liên kết với các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật: tính biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu, trường áp suất, trường nhiệt

độ, độ co rút vật liệu…

• Nội suy hình học, biên dịch các kiểu đường dao chạy chính xác cho công nghệ gia công điều khiển số.

• Giao tiếp dữ liệu theo các định dạng đồ họa chuẩn

• Xuất dữ liệu đồ họa 3D dưới dạng tập tin STL để giao tiếp với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể.

Câu 5: Phân tích mối quan hệ giữa chu kỳ sản xuất và Cad/Cam?

Sơ đồ chu kỳ sản xuất

Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM

Câu 8,9,10: Trình bày các dạng điều khiển số? Cho ví dụ về dạng điều khiển theo điểm?

+ Điều khiển theo điểm:

Gia công theo các tọa độ xác định đơn giản

Dụng cụ thực hiện chạy dao nhanh không cắt

gọt đến các điểm lập trình Khi đạt đến điểm

đích dao bắt đầu cắt gọt Tùy thuộc vào hệ điều

khiển mà các trục có thể chuyển động kế tiếp

nhau, chuyển động đồng thời không có mối

quan hệ hàm số hay di chuyển theo hành trình

ngắn nhất.

Dùng cho các lỗ bằng phương pháp khoan,

khoét, doa, taro ren

+ Điều khiển theo đường:

Tạo ra các đường chạy song song với các trục của máy

với dao cắt gọt tạo ra đường chạy gia công

+ Điều khiển theo đường viền:

Tạo ra các đường bất kỳ trong không gian

Tùy thuộc vào số trục được điều khiển đồng thời mà

có thể phân thành: 2D, 2 ½ D, 3D, 4D,

2D: Thực hiện 1 đường viền trong mặt phẳng xy

Trục thứ 3 được điều khiển độc lập với 2 trục

trên

2 ½ D: Thực hiện nội suy một đường viền trong

mặt phẳng, có thể là mặt phẳng XY, YZ, ZX tùy

thuộc vào khai báo mặt phẳng nội suy trong

chương trình (G17, G18, G19)

Trục thứ 3 được điều khiển độc lập với 2 trục trên

3D: Điều khiển 3D đã tích hợp trong điều

khiển điểm, đường, 2D

Câu 11: Phân loại máy công cụ CNC?

Theo công dụng có thể chia thành các nhóm sau:

- Nhóm máy tiện

- Nhóm máy khoan-doa

- Nhóm máy phay

- Nhóm máy mài

- Nhóm máy trung tâm gia công

- Nhóm máy gia công bằng tia điện tử

- Nhóm máy gia công bằng ăn mòn hóa lý

Câu 12: Cấu trúc máy công cụ CNC?

Cấu trúc chung máy CNC gồm 2 phần chính:

- Hệ thống điều kiển:

- Máy công cụ thực hiện nguyên công gia công

Câu 13: Trình bày những hiểu biết anh/chị về hệ thống điều khiển trên máy công

cụ CNC

-Hệ thống điều khiển bao gồm:

+ Computer: Thực hiện các phép tính toán và logic

+ Bảng điều khiển:

- Vùng điều khiển màn hình: Gồm màn hình hiển thị tín hiệu điều khiển số và các phím, nút để sử dụng vào số liệu.

- Vùng điều khiển các chức năng các máy gia công

Câu 14: Trình bày những hiểu biết anh/chị về hệ thống dẫn động trên máy công cụ CNC?

+ Máy công cụ thực hiện nguyên công gia công:

- Máy gia công: Các bộ phận như máy công cụ thường nhưng được chế tạo có độ chính xác cao và nhận mọi thông tin điều khiển từ hệ thống điều khiển để thực hiện các nguyên công tạo thành chi tiết.

Dẫn động trong máy công cụ CNC:

- Truyền động chính dùng động cơ 1 chiều hay xoay chiều:

+ Động cơ dòng 1 chiều điều chỉnh vô cấp bằng kích từ.

+ Động cơ dòng xoay chiều điều chỉnh vô cấp bằng biến đổi tần số, thay đổi số vòng quay đơn giản , mômen truyền tải cao, khi thay đổi lực tác dụng, số vòng quay vẫn không đổi.

- Truyền động chạy dao: Có thể dùng động cơ 1 chiều hoặc xoay chiều Mỗi chuyền động đều sử dụng động cơ dẫn động riêng biệt và bộ truyền vít me đai ốc bi.

Bộ truyền vít me đai ốc bi có ưu điểm: Khả

năng truyền dẫn dễ, ma sát nhỏ, không

khe hở dich chuyển nên độ chính xác cao

Câu 15: Trình bày những hiểu biết

anh/chị về hệ thống đo dịch chuyển

trên máy công cụ CNC?

- Hệ thống đo dịch chuyển:

Đo vị trí trực tiếp: Trực tiếp sử dụng

thang đo gắn trên bàn trượt hoặc bàn

máy Bộ phân tích giá trị đo sẽ lựa

chọn thông tin bằng quang học từ

thang đo và hoán đổi sang tín hiệu

điện rồi đi vào hệ thống điều khiển.

Đo vị trí gián tiếp: Sự dịch chuyển thì

sự dịch chuyển được thể hiện bằng sự

quay vít me bi, hệ điều khiển sẽ tính toán dịch chuyển của bàn trượt dựa vào nhịp quay.

Đo vị trí tuyệt đối: Khi đo vị trí tuyệt đối 1 thang đo được mã hóa sẽ được sử dụng để chỉ thị vào bất cứ lúc nào vị trí chính xác của bàn trượt so với điểm zero của máy.

Đo vị trí theo gia số: Khi đo vị trí theo gia số thì thang đo là thước chia có các vùng sang tối

mà chúng đi qua bộ phân tích trong lúc trong lúc có truyền động chạy dao, sau đó bộ phân tích sẽ đếm số lượng các vùng sáng tối, do đó sẽ tính được vị trí cuối cùng của bàn trượt dựa trên dựa trên sự khác biệt so với vị trí trước đó của bàn trượt.

Câu 16: Các trục tọa độ và chiều chuyển động trên máy công

cụ CNC?

- 3 trục toạn độ X Y Z vuông góc với nhau và cắt nhau tại điểm O

Quy ước:

Trục Z luôn trùng với trục truyền động chính

Trục X nằm trong mặt phẳng định vị song song với bàn máy

Trục Y trục thứ 2 nằm trong mặt phẳng định vuông góc với bàn

máy

- Chiều chuyển động:

Dùng quy tắc bàn tay phải:

Ngón tay giữa theo chiều +Z

Ngón tay trỏ chỉ chiều +Y

Ngón tay cái chỉ chiều +X

Câu 20: Thế nào là điểm 0 và điểm chuẩn? Ý nghĩa điểm 0 của máy?

Điểm 0 của máy: điểm gốc của hệ thống tọa độ máy và do nơi chế tạo ra các máy xác định theo kết cấu động học của máy Là điểm cố định không thay đổi.

Điểm 0 chi tiết: Là gốc của hệ thống tọa độ gắn lên chi tiết xác định hệ tọa độ của phôi trong quan hệ với điểm zero của máy Điểm 0 của phôi được chọn bởi người lập trình và được đặt vào hệ thống CNC khi đặt số liệu máy.

Câu 23: Nêu cấu trúc của 1 chương trình NC? Ví dụ minh họa?

Chương trình NC là toàn bộ các câu lệnh để gia công chi tiết máy công cụ NC được mã hóa bởi các ký tự số và chữ.

Một chương trình máy CNC gồm 3 phần: Đầu thân và cuối chương trình

- Đầu chương trình: gồm các lệnh VD:

O2004; Số hiệu trương trình

N1 G17 G40 G49 G80 G00; Khai báo mặt phẳng gia công và các lệnh hủy bỏ bù dao

N2 G91 G28 Z0; Trở về điểm 0 của máy

N3 G29 X0,Y0;

N4 G54 X0,Y0; Xê dịch điểm chuẩn

N5 M06 T01; Gọi dụng cụ cắt

N6 G96 S500 M03; Chọn tốc độ trục chính

- Thân chương trình :

Bao gồm 1 dãy các câu lệnh về gia công và chế độ gia công VD :

N13 G01 X50,Y50 M08 ;

Số TT câu lệnh Thông tin dịch chuyển Thông tin vận hành

- Cuối chương trình là các khối lệnh như : VD :

Trở về điểm bắt đầu cắt gọt N21 G00 X150,Z200,M09 ;

Tắt dung dịch làm nguôi N22 G28U0 ;

Trở về điểm 0 của máy N23 G28W0 ;

Dừng trục chính N24 M05;

Kết thúc chưng trình N25 M30;

Câu 24: Nêu cấu trúc của 1 khối lệnh NC? Ví dụ minh họa?

Một khối lênh NC được ký hiệu bằng các chữ cái và số

Một khối lệnh cơ bản có cấu trúc như sau :

N- G- X- Y- F- S- T-

M-Số thứ tự Mã dịch chuyển Kích thước Bước tiến Tốc độ Dụng cụ Chức năng vận hành

Câu 25: Trình bày những hiểu biết anh/chị về chức năng dich chuyển máy CNC? Cho ví dụ minh họa ?

Chức năng dịch chuyển được ký hiệu là G kèm theo 2 chữ số đằng sau chỉ kiểu dịch chuyển.

VD : 1 số chức năng dịch chuyển thường dùng :

G00 : dịch chuyển dao nhanh

G01 : dịch chuyển chạy dao cắt gọt theo đường thẳng

G02: dịch chuyển chạy dao cắt gọt theo cung tròn thuận chiều kim đồng hồ

G03: dịch chuyển chạy dao cắt gọt theo cung tròn nghịch chiều kim đồng hồ

Đi sau các mã lệnh này là các giá trị tọa độ X-Y-Z

Câu 26: Trình bày những hiểu biết anh/chị về

chức năng Vận hành máy CNC? Cho ví dụ minh

họa ?

Gồm các lệnh về chế độ cắt gia công, dụng cụ, vận

hành máy.

- Chế độ cắt : gồm các lệnh về tốc độ của trục chính

và lượng tiến dao như:

S: Tốc độ trục chính kèm số chỉ tốc độ

F: Chỉ lượng tiến dao kèm theo các số đằng sau

chỉ giá trị lượng tiến dao

- Dụng cụ cắt: Từ biểu thị dụng cụ cắt là T và số đằng sau chỉ thứ tự dao

VD: ổ gá 6 dao thường ký hiệu T01T06

T thường kết hợp với M06 thay dao:

Câu 26: Trình bày những hiểu biết anh/chị về chức năng phụ máy CNC? Cho ví dụ minh họa ?

Chức năng phụ gồm chữ cái M và 2 số kem theo Chức năng này điều khiển trục chính quay, dừng trục chính, bật tắt nước làm nguội…

Một số chức năng phụ cơ bản như sau:

- M01;

- M03; Trục chính quay thuận

- M04; Trục chính quay ngược

- M05; Dừng trục chính

- M06; Thay dao

- M08; Bật nước làm nguội

- M09; Tắt

- M30; Kết thúc chương trình

Câu 27: Thế nào là lập trình tuyệt đối, tương đối? Cho

ví dụ minh họa?

- Lập trình theo kích thước tuyệt đối: Ta lập trình theo vị trí

của các điểm đích Điều kiện dịch chuyển cho dạng lập trình

này được chỉ dẫn bằng G90 Điểm đích có các giá trị tọa độ

luôn gắn với điểm 0 chi tiết (W), đó là gốc kích thước để xác

định vị trí của điểm đích.

VD: Lập trình tuyệt đối chữ D

G90

G00 X10 Y10.;

G01 Y70 F80;

X20.;

G02 Y10 R30 F50;

G01 X10 F80 ;

G00 X0 Y0 ;

- Lập trình theo kích thước tuơng đối, ta lập trình theo gia

số Điều kiện dịch chuyển khi lập trình được chỉ dẫn bằng

mã lệnh G91 Điểm đích luôn có giá trị tọa độ gắn với vị trí

của dụng cụ cắt đã đến trước đó.

VD : Lập trình tương đối chữ D

G91

G00 X10.Y10 ;

G01 Y60.F80 ;

Y0, ;

G02 X0.Y-60.R30.(J-30,I0).F50 ;

G01 X-10.Y0.F80 ;

G00 X-10.Y-10 ;

Câu 28 : Các bước lập trình trên máy CNC ?

Câu 17,18,19: Xác định các trục và chiều chuyển động của máy công cụ CNC trong

hình vẽ sau:

Câu 7 : Lợi ích CAD/CAM trong tự động hóa quá trình sản xuất ?