Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP 000 - THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Đề tài: “Xây dựng thí nghiệm máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả” Học viên : Vũ Thị Sử Lớp : Cao học K12 - CNCTM Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy Giáo viên HD khoa học: GS.TS Trần Văn Địch KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN GS.TS TRẦN VĂN ĐỊCH VŨ THỊ SỬ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -1- http://www.lrc-tnu.edu.vn VŨ THỊ SỬ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - VŨ THỊ SỬ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY “Xây dựng thí nghiệm máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả” 2009 – 2011 Thái Nguyên 2011 THÁI NGUYÊN 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -2- http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT “Xây dựng thí nghiệm máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả” Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số:23.04.3898 Học Viên: VŨ THỊ SỬ Ngƣời HD Khoa học : GS.TS TRẦN VĂN ĐỊCH THÁI NGUYÊN – 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -3- http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi Vũ Thị Sử, học viên lớp Cao học K12 – CN CTM Sau hai năm học tập nghiên cứu, đƣợc giúp đỡ các thầy cô giáo đặc biệt giúp đỡ GS.TS Trần Văn Địch, thầy giáo hƣớng dẫn tốt nghiệp tôi, nên đến cuối chặng đƣờng để kết thúc khoá học Tôi định chọn đề tài tốt nghiệp là: “Xây dựng thí nghiệm máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả” Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu cá nhân dƣới hƣớng dẫn GS.TS Trần Văn Địch tham khảo các tài liệu đƣợc liệt kê Tôi không chép công trình các cá nhân khác dƣới hình thức Nếu có xin hoàn toàn chịu trách nhiệm NGƢỜI CAM ĐOAN Vũ Thị Sử Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -4- http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn GS.TS Trần Văn Địch, ngƣời hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hƣớng đề tài, đến quá trình viết hoàn chỉnh Luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo phòng đào tạo Sau đại học, Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Tác giả chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm đào tạo thực hành công nghệ Cơ khí, Trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả giúp đỡ tác giả thực thí nghiệm trung tâm công nghệ cao trƣờng Do lực thân nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học các bạn đồng nghiệp Tác giả Vũ Thị Sử Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -5- http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .2 MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .6 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục đích nghiên cứu 3.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Tóm tắt nội dung thực đóng góp tác giả Phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CNC 10 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 10 1.2 MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ 11 1.2.1 Các hệ thống liệu cần nạp cho máy công cụ điều khiển số 11 1.2.2 Chuyển động các trục khái niệm hệ tọa độ 11 1.2.2.1 Chuyển động các trục 11 1.2.2.2 Hệ tọa độ 13 1.3 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CNC 17 1.3.1 Khái niệm hệ thống điều khiển số 17 1.3.2 Các dạng điều khiển số 17 1.3.3 Hệ điều khiển CNC 17 1.3.3.1 Phân biệt hệ điều khiển NC CNC 17 1.3.3.2 Đặc trƣng hệ điều khiển CNC 18 1.3.4 Một số hệ điều hành 18 1.4 CÁC CHỈ TIÊU GIA CÔNG CỦA MÁY CNC 19 1.4.1 Thông số hình học 19 1.4.2 Thông số gia công 19 1.4.3 Độ xác máy CNC 21 1.4.4 Hƣớng phát triển máy CNC giới Việt Nam 21 Chƣơng 2: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA MÁY PHAY CNC MICROMILL VÀ PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH GIA CÔNG 24 2.1 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY PHAY CNC MICROMILL 24 2.1.1 Truyền động 24 2.1.2 Động 24 2.1.3 Động bƣớc tiến 24 2.1.4 Hƣớng chuyển động các trục 24 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -6- http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.5 Hệ thống đo hành trình 25 2.2 CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHAY MICROMILL 2.2.1 Các phận máy 25 2.2.2 Các phần tử điều khiển 25 2.2.3 Bảng vận hành máy 26 2.2.4 Tay quay điện tử HR 410 28 2.3 THAO TÁC SỬ DỤNG BẢNG ĐIỀU KHIỂN VÀ VẬN HÀNH MÁY 29 2.3.1 Màn hình bàn phím 29 2.3.1.1 Màn hình TNC 426 29 2.3.1.2 Bàn phím 31 2.3.2 Các chế độ vận hàn máy 31 2.3.2.1 Chế độ vận hành tay quay điện tử 31 2.3.2.2 Lập trình sửa đổi chƣơng trình 32 2.3.2.3 Chạy thử chƣơng trình (Programm test) 32 2.3.2.4 Chạy chƣơng trình 33 2.3.3 Phụ tùng kèm theo 34 2.3.3.1 Hệ thống dò 3D 34 2.3.3.2 Hệ thống đo dao tự động 34 2.3.3.3 Tay quay điện tử 34 2.3.4 Khởi động máy tắt máy 35 2.4 PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH TRÊN MÁY PHAY MICROMILL 36 2.4.1 Giới thiệu chung hệ điều khiển Denfor 36 2.4.2 Tạo viết chƣơng trình 38 2.4.2.1 Cấu trúc chƣơng trình theo ngôn ngữ lập trình denfor 38 2.4.2.2 Khai báo phôi BLK FORM 38 2.4.3 Lập trình dụng cụ cắt 39 2.4.3.1 Nhập các liệu liên quan đến dụng cụ cắt 39 2.4.3.2 Dữ liệu dụng cụ cắt 40 2.4.3.3 Hiệu chỉnh dụng cụ 43 2.4.4 Lập trình CONTOUR 48 2.4.4.1 Khái quát các chuyển động dao cắt 48 2.4.4.2 Cơ sở chức đƣờng dịch chuyển 49 2.4.4.3 Tiếp cận rời khỏi CONTOUR gia công 51 2.4.4.4 Các đƣờng chuyển động hệ tọa độ vuông góc 52 2.4.4.5 Các đƣờng chuyển động hệ tọa độ cực 55 2.4.5 Lập trình Contour tự – Free Contour FK 58 2.4.5.1 Cơ sở 58 2.4.5.2 Mở hội thoại lập trình FK 59 2.4.5.3 Lập trình tự đoạn thẳng 59 2.4.5.4 Lập trình tự cung tròn 60 2.4.6 Các chu trình gia công phay DENFOR 62 2.4.6.1 Khái quát chu trình 62 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -7- http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.4.6.2 Các chu trình khoan 63 2.4.6.3 Các chu trình cho phay hố, phay ngõng phay rãnh 68 2.4.6.4 Các chu trình cho gia công các kiểu hàng lỗ 75 2.4.6.5 Chƣơng trình việc lặp lại phận chƣơng trình 77 2.4.6.6 Dịch chuyển điểm 0- DATUM SHIFT (Cycle 7) 78 2.4.6.7 Chu trình đối xứng - MIRROR IMAGE (Cycle 8) 79 2.4.6.8 Chu trình xoay- ROTATION (Cycle 10) 79 2.4.6.9 Hệ số tỷ lệ - SCALING FACTOR (Cycle 11) 80 Chƣơng 3: LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT TRÊN MÁY PHAY CNC MICROMILL VỚI HỆ ĐIỀU KHIỂN DENFOR 81 3.1 Xác định chuẩn kỹ sinh viên đại học kỹ thực hành CNC trƣờng Cao đẳng công nghiệp Cẩm Phả .81 3.2 Các tập lập trình gia công máy CNC-MICROMILL 81 3.2.1 Lập trình gia công chi tiết 2D 81 3.2.2 Lập trình gia công chi tiết 3D 91 Chƣơng 4: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 4.1 Mục đích, nhiệm vụ, phƣơng pháp đối tƣợng kiểm nghiệm…………103 4.1.1 Mục đích kiểm nghiệm……………………………………………103 4.1.2 Nhiệm vụ kiểm nghiệm……………………………………………… 103 4.1.3 Phƣơng pháp kiểm nghiệm……………………………………………103 4.2 Nội dung tiến trình thực nghiệm…………………………………… 104 4.2.1 Đối tƣợng thực nghiệm……………………………………………… 104 4.2.2 Chuẩn bị thực nghiệm…………………………………………………105 4.3 Đánh giá thực nghiệm………………………………………………… 105 4.3.1 Đánh giá định tính…………………………………………………… 105 4.3.2 Đánhgiá định lƣợng………………………………………………… 105 4.4 Đánh giá chuyên gia…………………………………………………… 110 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -8- http://www.lrc-tnu.edu.vn CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT NC (Number Control) – Điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có trợ giúp máy tính CAD (Computer Aided Design) – Thiết kế có trợ giúp máy tính CAM (Computer Aided Manufacturing) – Sản xuất có trợ giúp máy tính LAN (Local Area Netword) - Mạng cục WAN (Wide Area Netword) - Mạng diện rộng CW (Counter clockwise) - Chiều quay thuận chiều kim đồng hồ DNC (Direct Numerical Control) - Hệ điều khiển DNC FMS (Flexible Manufacturing System ) - Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS FK (Free Contour Programing) - Lập trình Contour tự Q Parameters - Lập trình tham số Q CHF (Chamfer) - Vát cạnh RND (Rounding) - Bo cung 1D, 2D, 3D - Điều khiển 1, 2, chiều CC (Circle center) - Tâm cung DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng số Nội dung Trang 2.1 Thông số kỹ thuật máy phay CNC 24 2.2 Các chức đƣờng với tọa độ cực 54 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -9- http://www.lrc-tnu.edu.vn PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Công công nghiệp hóa, đại hóa đất nƣớc đặt yêu cầu cấp thiết ngành công nghệ chế tạo máy Đó phải xây dựng công nghiệp đại đủ để chế tạo các thiết bị máy móc cho các ngành kinh tế khác Bên cạnh việc đầu tƣ các thiết bị máy móc đại, việc ứng dụng công nghệ cao ngành khí chế tạo máy vấn đề vô quan trọng Vì việc khai thác có hiệu các máy móc thiết bị các nhà máy chế tạo khí, có các loại máy phay CNC, tiện CNC, máy cắt dây điều khiển tự động vấn đề cấp bách, đòi hỏi cao đào tạo nguồn nhân lực khoa học công nghệ Trƣớc tình trạng đó, hầu hết các trƣờng đầu tƣ số máy CNC để phục vụ cho việc đào tạo chất lƣợng cao nhƣng lại chƣa có phƣơng pháp giảng dạy thực nghiệm hiệu Chính cần phải có nghiên cứu cụ thể đầy đủ lĩnh vực này, để giảng dạy cho học sinh-sinh viên hiểu rõ áp dụng thực tế, đóng góp vào phát triển ngành chế tạo máy Xuất phát từ nhu cầu thực tế mà đề tài:“Xây dựng thí nghiệm máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả” đƣợc chọn làm luận văn tốt nghiệp Lịch sử nghiên cứu Việc xây dựng hệ thống các thực hành, thí nghiệm gia công các máy cắt gọt CNC sát với thực tế, sát với điều kiện sản xuất công nghiệp phù hợp với điều kiện giảng dạy nhà trƣờng vấn đề quan trọng, để đảm bảo cho sinh viên sau tốt nghiệp trƣờng thích nghi đảm nhiệm tốt công việc các nhà máy, xí nghiệp Việt Nam có xu hƣớng sử dụng máy CNC ngày nhiều, yêu cầu cấp thiết thực tế sản xuất, nên đề tài nghiên cứu ứng dụng nhằm khai thác hiệu máy CNC khá lớn các đề tài nghiên cứu khoa học, luận án tiến sỹ, luận văn thạc sỹ, kể đến: Nguyễn Đình Vũ, Ứng dụng phần mềm TURBO- Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 10 - http://www.lrc-tnu.edu.vn ... THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Xây dựng thí nghiệm máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã... THUẬT CÔNG NGHIỆP - VŨ THỊ SỬ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Xây dựng thí nghiệm máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo trường Cao. .. tài: Xây dựng thí nghiệm máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả đƣợc chọn làm luận văn tốt nghiệp Lịch sử nghiên cứu Việc xây dựng hệ thống các thực hành, thí