Ứng dụng phần mềm Mastercam tạo lập chương trình để gia công chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay CNC - Arimony

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TRẦN CÔNG CHÍNH ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM TẠO LẬP CHƯƠNG TRÌNH ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT CÓ BỀ MẶT PHỨC TẠP TRÊN MÁY PHAY CNC - ARMONI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN, NĂM 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TRẦN CÔNG CHÍNH ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM TẠO LẬP CHƯƠNG TRÌNH ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT CÓ BỀ MẶT PHỨC TẠP TRÊN MÁY PHAY CNC - ARMONI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số: Người hướng dẫn khoa học: GS.TS TRẦN VĂN ĐỊCH THÁI NGUYÊN, NĂM 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .5 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC 1.1 Khái quát máy công cụ thông thƣờng máy công cụ CNC 1.1.1 Đặc điểm máy cắt kim loại CNC 1.1.2 Cấu tạo máy công cụ CNC 1.2 Hệ thống điều khiển CNC 19 1.2.1 Kết cấu chức điều khiển CNC 19 1.2.2 Phần cứng – Máy tính 20 1.2.3 Các dạng điều khiển hình học máy công cụ CNC 20 1.3 Dụng cụ cắt máy phay CNC 25 1.3.1 Dao phay ngón 25 1.3.2.Dao phay mặt đầu 27 1.4 Khái quát phƣơng pháp lập trình gia công máy công cụ CNC 28 1.4.1 Ngôn ngữ lập trình CNC 28 1.4.2 Cơ sở hình học lập trình 32 1.5 Các hình thức tổ chức lập trình gia công CNC 41 1.5.1 Lập trình tay trực tiếp máy CNC 42 1.5.2 Lập trình tay cụm CNC khác 42 1.5.3 Lập trình tay chuẩn bị sản xuất 42 1.5.4 Lập trình với trợ giúp máy tính 42 CHƢƠNG MÁY PHAY CNC - ARMONI VÀ PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH GIA CÔNG 43 2.1 Giới thiệu chung máy phay CNC – ARMONI 43 2.2 Đặc tính kỹ thuật máy phay CNC – ARMONI 45 2.3 Phần mềm điều khiển tập lệnh gia công máy 45 2.3.1 Các chuyển động chạy dao 45 2.3.2 Các lệnh gia công dịch chuyển ( mã G) 46 2.3.3 Các lệnh gia công theo chu trình (từ G81 đến G89) 48 2.3.4 Các lệnh phụ trợ (M) 48 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3.5 Cấu trúc lệnh gia công 49 2.4 Quy trình thao tác máy 68 2.5 Các chƣơng trình làm việc hệ điều khiển 68 2.5.1 Chức menu 68 2.5.2 Thao tác sử dụng menu 70 CHƢƠNG PHẦN MỀM MASTERCAM VÀ KHẢ NĂNG TỰ ĐỘNG TẠO LẬP CHƢƠNG TRÌNH GIA CÔNG 86 3.1 phần mềm Master CAM 86 3.1.1 MasterCAM Design 86 3.1.2 MasterCAM Mill 99 3.2 phƣơng pháp Lập trình gia công khả tự động tạo lập chƣơng trình gia công MasterCAM 105 3.2.1 Thiết kế vẽ chi tiết gia công 105 3.2.2 Chọn phôi 106 3.2.3 Chọn dụng cụ cắt 106 3.2.4 Tự động tạo lập chương trình gia công MasterCAM 106 CHƢƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM TẠO LẬP CHƢƠNG TRÌNH NC ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT PHỨC TẠP TRÊN MÁY PHAY CNC - ARMONI 109 4.1 Chi tiết gia công 109 4.2 Trình tự bƣớc gia công chi tiết 110 4.2.1 Thiết đặt tham số phôi 110 4.2.2 lập bước để gia công chi tiết 111 4.3 Chƣơng trình gia công 115 4.3.1 Chương trình gia công phay hạ bậc đường tròn 116 4.3.2 Chương trình gia công phay thô hạ bậc mặt 117 4.3.3 Chương trình gia công phay tinh hạ bậc mặt 119 4.3.4 Chương trình gia công phay chữ hình hình elips 120 KẾT LUẬN 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 121 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cấu tạo máy phay thông thường máy phay CNC Hình1.2: Bộ truyền chạy dao với trục vít me - đai ốc - bi 10 Hình 1.3: Kết cấu khe hở vít me đai ốc bi 11 Hình 1.4: Rãnh dẫn hướng 12 Hình 1.5: Các phương thức đo 14 Hình 1.6: Đài dao 16 Hình 1.7: Magazin dụng cụ 17 Hình 1.8: Sơ đồ thay dao động 18 Hình 1.9: Hệ thống điều khiển CNC 19 Hình 1.11: Các dạng chạy dao điều kiện điểm - điểm 21 Hình 1.12: Điều khiển đường thẳng 22 Hình 1.13: Điều khiển theo contour 23 Hình 1.14: Điều khiển contour 24 Hình 1.16: Dao phay ngón chuôi trụ dao phay ngón chuôi côn 26 Hình 1.17: Một số kết cấu đặc biệt dao phay ngón 27 Hình 1.18: Một số loại dao phay mặt đầu 28 Hình 1.19a: Hệ trục ( phẳng ) 32 Hình 1.20: Hệ toạ độ cực 33 Hình 1.21: Hệ trục toạ độ máy CNC 34 Hình 1.23: Hệ toạ độ máy CNC chi tiết chuyển động thay cho dụng cụ cắt 36 Hình 1.24: Điểm M máy khoan cần (a) máy phay đứng (b) 36 Hình 1.25: Một điểm W (a) nhiều điểm W (b) 37 Hình 1.27: Điểm chuẩn dao 39 Hình 1.28: Điểm giá dao T 39 Hình 2.1: Dịch chuyển dao theo lệnh G01 49 Hình 2.2: Dịch chuyển dao theo lệnh G02 50 Hình 2.3: Dịch chuyển dao theo lệnh G03 51 Hình 2.4: Dịch chuyển dao theo lệnh G08 51 Hình 2.5: Dịch chuyển dao theo lệnh G09 52 Hình2.6: Dịch chuyển dao theo lệnh G11, G12, G13 Hình 2.7: Lựa chọn mặt phẳng làm việc theo G17, G18, G19 53 Hình 2.8: Dịch chuyển dao theo lệnh G33 54 Hình 2.9:Dịch chuyển dao theo lệnh G36 55 Hình 2.11: Dịch chuyển dao theo lệnh G38 Hình 2.12: Dịch chuyển dao theo lệnh G39 56 Hình 2.13: Lệnh bù trái G41 Hình 2.14: Dịch chuyển dao theo lệnh G41 57 Hình 2.15: Lệnh bù phải G42 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 2.16: Dịch chuyển dao theo lệnh G42 58 Hình 2.17: Toạ độ zê rô điểm offset 58 Hình 2.18: Dịch chuyển dao theo lệnh G73 59 Hình 2.19: Chu trình khoan lỗ - lệnh G81 60 Hình 2.20: Chu trình khoan lỗ G81 kết hợp với lệnh G93 60 Hình 2.21: Chu trình khoan lỗ sâu G83 61 Hình 2.23: Chu trình ta rô với lệnh G84 63 Hình 2.24: Chu trình khoét lỗ với lệnh G85 63 Hình 2.25: Chu trình doa với lệnh G86 64 Hình 2.26: Chu trình doa với lệnh G86 64 Hình 2.29: Các chức sử dụng phần mềm 68 Hình 2.30: Lựa chọn chương trình có sẵn tạo file 70 Hình 2.31: Soạn thảo sửa đổi chương trình 72 Hình 2.32: Các thông tin trợ giúp 73 Hình 2.33: Cấu trúc câu lệnh phay hốc hình chữ nhật Hình 2.34: Đặt giá trị câu lệnh 75 Hình 2.35: Các chức chương trình mô 77 Hình 2.36: Hộp hội thoại khai báo kích thước phôi 78 Hình 2.37: Các chức chế độ gia công máy công cụ 79 Hình 2.38: Lựa chọn chiều quay trục 80 Hình 2.39: Chọn % lượng chạy dao 80 Hình 2.40 : Các chức điều khiển theo chế độ tay 81 Hình 2.41: Các chức dịch chuyển 81 Hình 2.41: Các chức thay đổi lượng chạy dao 82 Hình 2.42: Các chức thay đổi trục 82 Hình 2.43: Bảng ghi giá trị toạ độ trục X,Y,X sau rà 84 Hình 3.1: Giao diện MasterCAM 86 Hình 4.1: Mô hình lô gô trường Đại học sư phạm kỹ thuật Nam Định 109 Hình 4.2: Bước phay hạ bậc đường bao 113 Hình 4.3: Bước phay thô hạ bậc mặt 114 Hình 4.4: Bước phay tinh hạ bậc mặt 115 Hình 4.5: Bước phay chữ hình elip 115 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Công công nghiệp hoá, đại hoá đất nước đặt yêu cầu cấp thiết ngành khí chế tạo máy Đó phải xây dựng cho công nghiệp khí chế tạo máy đại đủ khả chế tạo thiết bị máy móc cho ngành kinh tế khác [1], [3], [8] đáp ứng yêu cầu công công nghiệp hoá, đại hoá đất nước Bên cạnh việc đầu tư thiết bị máy móc đại, ứng dụng công nghệ cao cho ngành khí chế tạo máy vấn đề vô quan trọng đầu tư khai thác có hiệu hệ thống máy móc đại công nghệ cao [3], [7] , [8] Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định trung tâm đào tạo cán kỹ thuật giáo viên dạy nghề, đáp ứng yêu cầu nghiệp công nghiệp hoá - đại hoá đất nước Trong năm qua Nhà trường quan tâm trọng đầu tư hệ thống thiết bị máy móc đại cho phòng thí nghiệm, xưởng thực tập nhằm đáp ứng ngày cao yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo - nghiên cứu khoa học - chuyển giao công nghệ trường giai đoạn đổi giáo dục Xưởng Cơ khí thuộc Bộ môn Cơ khí Chế tạo máy có nhiệm vụ thực đào tạo công nghệ tay nghề cho sinh viên năm qua quan tâm Nhà trường đầu tư nhiều thiết bị máy móc đại Xưởng Cơ khí nhà trường trang bị máy phay CNC - ARMONI [12] nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo công nghệ tay nghề cho sinh viên giai đoạn Máy phay CNC - ARMONI xưởng khí khai thác có hiệu năm vừa qua Song với phát triển khoa học công nghệ yêu cầu ngày cao công tác đào tạo công nghệ tay nghề việc xây dựng môđun đào tạo ứng dụng công nghệ CAD/CAM [4], [10], [11] tiên tiến để gia công chi tiết máy phay CNC – ARMONI vấn đề khoa học thiết thực để mở rộng khả công nghệ máy, nâng cao hiệu khai thác máy Ngoài ra, kênh thông tin hữu ích cho sinh viên giáo viên tương lai việc tìm hiểu, thực hành công nghệ CNC xây dựng môđun đào tạo cho đối tượng khác trường [2], [10] Nhưng chưa có đề tài nghiên cứu vấn đề Nhận thức điều đó, mạnh dạn đặt vấn đề " Ứng dụng phần mềm Mastercam tạo lập chương trình gia công chi tiết có bề mặt phức tạp máy phay CNC – ARMONI " Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC 1.1 Khái quát máy công cụ thông thƣờng máy công cụ CNC 1.1.1 Đặc điểm máy cắt kim loại CNC Máy cắt kim loại CNC cho phép tập trung nguyên công mức độ cao nhất, máy có khả công nghệ cao, máy thực nguyên công như: Tiện, Phay, Khoan, Doa, Ta rô Quá trình thay dao thực tự động nhờ vào cấu thay dao Tốc độ trục tốc độ chạy dao điều chỉnh vô cấp việc lựa chọn chế độ cắt hợp lý Kết cấu khí máy CNC gọn nhẹ máy vạn loại, Máy CNC cho độ xác gia công cao, thực lượng dịch chuyển xác tới 0,001 mm Đối với máy công cụ thông thường để thực gia công chi tiết người công nhân thường dùng tay để điều khiển máy (có số chuyển động cắt chuyển động chạy dao máy thực hiện) Người công nhân vào phiếu công nghệ để thực gia công chi tiết đạt yêu cầu kỹ thuật đặt Đối với máy công cụ thông thường suất chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào tay nghề công nhân Mặc dù nhiều hạn chế máy công cụ thông thường sử dụng rộng rãi với lý vốn đầu tư thấp phù hợp với sản xuất khí nhỏ Đối với máy công cụ NC việc điều khiển chức máy định chương trình lập sẵn Hệ thống điều khiển máy NC mạch điện tử Thông tin vào chứa băng từ băng đục lỗ, thực chức theo khối, khối chưa kết thúc, máy đọc tiếp khối lệnh để thực dịch chuyển cần thiết Các máy NC thực chức như: nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, chức dọc theo băng Các máy NC chức lưu trữ chương trình Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Máy công cụ CNC bước phát triển cao từ máy NC Các máy CNC có máy tính để thiết lập phần mềm điều khiển chức dịch chuyển máy Các chương trình gia công đọc lúc lưu trữ vào nhớ Khi gia công máy tính đưa lệnh điều khiển máy Máy công cụ CNC có khả thực chức như: nội suy đường thẳng, cung tròn, mặt xoắn, mặt parabol mặt bậc ba Máy CNC có khả bù chiều dài đường kính dụng cụ Tất chức thực nhờ phần mềm máy tính Các chương trình lập lưu trữ đĩa cứng đĩa mềm Hình 1.1 cho thấy khác mặt cấu tạo máy công cụ thông thường máy công cụ CNC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 1.1 Cấu tạo máy phay thông thường máy phay CNC - Những đặc trưng khác mặt cấu tạo bảng sau: Máy công cụ truyền thống Truyền động Động AC Truyền động - Thủ công (máy phay) chạy dao - Truyền động qua hộp số - Truyền động vít me - đai ốc Điều khiển - Thủ công- vô lăng Máy công cụ CNC Động AC DC, động servo - Động AC DC, động servo tịnh tiến bước - Truyền động vít me - đai ốc bi - CNC - Về chức máy công cụ thường máy công cụ NC, CNC bảng sau: Máy công cụ truyền Máy công cụ NC Máy công cụ CNC thống Dữ liệu vào: Chỉnh thủ Dữ liệu vào: Chương Dữ liệu vào: Chương trình NC công máy công cụ theo trình NC truyền vào nhập vào điều khiển qua bàn vẽ, kẹp phôi, dụng điều khiển thông qua phím, đĩa giao diện cụ xếp tương bảng giao diện máy liệu ( Serial, bus) Một số quan chúng chương trình NC lưu nhớ Điều khiển thủ công: Điều khiển NC: Bộ điều Điều khiển CNC: Cụm vi tính Công nhân đặt thủ công khiển NC xử lý thông tin tích hợp điều khiển giá trị công nghệ tốc độ, lượng chạy dao CNC phần mềm tương ứng (số vòng quay, lượng ăn hành trình chương quản lý tất chức dao, lượng chạy dao), trình truyền tín điều khiển máy CNC Các điều khiển vô hiệu điều khiển tương nhớ sử dụng để lăng tay gạt ứng tới thành phần lưu chương trình, liệu tương ứng máy NC thiết bị, dụng cụ; số liệu bù dao; chu kỳ tự chu kỳ cố định Phần mềm kiểm lỗi tích hợp điều khiển Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... tạo lập chương trình gia công MasterCAM 106 CHƢƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM TẠO LẬP CHƢƠNG TRÌNH NC ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT PHỨC TẠP TRÊN MÁY PHAY CNC - ARMONI 109 4.1 Chi tiết gia công. .. THUẬT CÔNG NGHIỆP TRẦN CÔNG CHÍNH ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM TẠO LẬP CHƯƠNG TRÌNH ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT CÓ BỀ MẶT PHỨC TẠP TRÊN MÁY PHAY CNC - ARMONI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Công. .. Chương trình gia công phay hạ bậc đường tròn 116 4.3.2 Chương trình gia công phay thô hạ bậc mặt 117 4.3.3 Chương trình gia công phay tinh hạ bậc mặt 119 4.3.4 Chương trình gia công