LẬP TRÌNH PHAY CNC PHẦN , BÙ DAO CẮT (OFFSET TOOL)

Còn ở hình phía dưới bạn viết chương trình có sử dụng tính năng bù bán kính dao thì quỷ đạo tâm dao sẽ trùng với biên dạng chi tiết... Tính năng này giúp cho bạn lập trình áp dụng lệnh b

B4) Thời gian dừng cuối hành trình

 Cấu trúc lệnh: G4 P…

 P… Thời gian tính bằng phần ngàn giây Không cho phép biểu diển có dấu thập phận

 Ví dụ 2: G4 P2500 ; có nghĩa là máy sẽ dưng di chuyển theo cả 3 trục với thời gian là 2,5 giây nhưng trục chính vẫn quay nếu ta mở trục chinh

C : BÙ DAO CẮT (OFFSET TOOL)

C1) Bù bán kính dao cắt

 Biên dạng chi tiết còn gọi là profile thường được ứng dụng phay bằng cách cho dao cắt di chuyển theo chiều Z trước rồi sau đó dịch chuyển dao cắt theo trục X hay Y hoặc đồng thời cả hai trục để gia công biên dạng hay mặt phẳng

 Quỷ đạo dao đối với mọi biện dạng luôn luôn tương ứng với chuyển động dao cắt Lưởi dao cắt luôn tiếp tuyến với biên dạng chi tiết điều đó có nghĩa là chuyển động dao phải tạo ra quỷ đạo sao cho tâm dao cắt luôn luôn ở cùng khoảng cách tính từ biên dạng chi tiết

Quỷ đạo tâm dao

Ơ hình phía trên bạn viết chương trình không dùng tính năng bù bán kính dao Còn ở hình phía dưới bạn viết chương trình có sử dụng tính năng bù bán kính dao thì quỷ đạo tâm dao sẽ trùng với biên dạng chi tiết

C1.1 Phương pháp tính toán bằng tay

 Như bạn đã biết hình học của dao phay có hình trụ tròn Trong thực tế bản vẽ

kỹ thuật bạn biết biết kích thước của chi tiết Khi bạn viết chương trình thì bạn viết theo vị trí tâm của con dao cắt Như vậy thì tâm con dao phay cách biên dạng (profile) của chi tiết một khoảng cách không đổi, khoảng cách đó chính là bán kính của dao phay Vấn đề đặt ra ở đây là bạn phải tim vị trí tâm dao cắt

từ bản vẽ kích thước

 Giải pháp tính toán quỷ đạo tâm dao có thể bạn không cần tính toán nếu hệ điều khiển CNC được trang bị tính năng bù bán kính dao cắt Tính năng này giúp cho bạn lập trình áp dụng lệnh bù bán kính dao cắt mà bạn viết chương trình biên dạng chi tiết theo kích thước trong bản vẽ chi tiết Mọi tính toán vị trí tâm dao cắt được hệ điều khiển thực hiện một cách tự động

 Muốn áp dụng tính năng này thì ta phải tuân theo các nguyên tắc cơ bản thì tính năng này rất dẽ áp dụng Nếu hiểu rõ về cơ chế tự động của hệ thống thì bạn sẽ thực hiên công việc bù bán kính dao cắt dễ dàng hơn và đặc biết khi có gặp sự cố bạn có thể nhanh chống giải quyết được vấn đề ngay

 Ở bản vẽ dưới bạn có tất cả là 7 điểm (ở thời điểm này bạn không cần quan tâm điểm bắt đầu và điểm kết thúc) bản vẽ cung cấp cho bạn một số thông tin dựa vào đó bạn biết được tọa độ của một số điểm

=

ℎ , =ℎ , = , = Công thức lượng giác cơ bản trong tam giác vuông

kd: Cạnh đối h: Cạnh huyền k: Cạnh kề

α : là góc giữa cạnh góc vuông và cạnh huyền

15

85

3

°

R20

P1

P2 P3 P4

P5 P6 P7

a

b c

X Y

X0 Y0

80

Góc tọa độ chương

trình hay còn gọi góc

tọa độ phôi

Đây là bản vẽ chi tiết và khi bạn muốn phay theo biên dang màu xanh thì bạn cần phải xác định tọa độ tất cả các điểm

từ P1 cho đến P7 Nếu bạn áp dụng tính năng

bù bán kính thì bạn không cần phải tim quỷ đạo tâm dao

= tan 30°= 17.321

Qua bản vẻ bạn tính sơ bộ biết được tọa độ các điểm P1, P2, P4, P5, P6, P7, còn mỗi điểm P3 bạn phải áp dụng công thức lượng giác có bản.!

Cung bo giữa P6 và P7 có bán kinh R = 5

Bảng 1 + Các tọa độ ở trên được xách đinh theo G90 là theo góc tọa độ tuyệt

đối.( Còn xác định theo G91 theo gia trị tương đội với vị trí hiện tại của

dao phay nằm ngay góc tọa độ X0 Y0 Đi từ góc tọa đó đến điểm P1 -

> P2-> P3-> P4-> P5->P6->P7->P1-> tâm góc tọa độ các bạn tự làm)

100

15

85

3

°

R20

P1

P2

P5

P6

P7

X Y

X0 Y0

80

30°

a

1 = 15 −5 = 10

1 = 15 −5 = 10

- Ở bản vẽ này là cách

để xác định quỷ đạo các tâm dao cắt khi bạn biết chính xác bán kính dao cắt

- Biên dang màu xanh nét đứt chính là quỷ đạo tâm dao cát và quỷ đạo này cách biên dạng chi tiết một khoảng cách không đổi, khoảng cách

đó chính là bán kính dao cắt Đây còn gọi là quỷ đạo bù bán kính dao cắt

- Vấn đề bây giờ là bạn phải tìm tọa độ quỷ đạo

bù bán kính dao cắt này Để dẽ cho việc tính toán với ví dụ hình bên

ta dùng dao phay có đường kính là 10mm

- Qua bản vẽ bạn dễ dàng xác định được tọa

độ điểm P1là:

Tương tự ta xác định các điểm P6 và P7

= tan (90° − α)

2 = 5 tan

(90° − 30°)

Để xác định được tọa độ điểm P2 bạn phải tính

được khoảng cách a Dựa vào hình trên bạn tính

được khoảng cách a

 2 = 45 + = 45 +2.887 = 47.887

 2 = 15 − = 15 −5 = 10

 Các điểm còn lại bạn áp dụng các công thức liên quan đến tam giác vuông để tìm ra tọa độ X, Y Tất cả các tọa độ này tính theo G90 (tọa độ tuyệt đối)

Bảng 2

 Câu hỏi đặt ra lúc này là các giá trị nêu ra ở bảng 1 và bảng 2 có ứng dụng như thế nào? Chúng có hữu ích không? Có thể sử dụng chúng trong chương trình không? Và sử dụng như thế nào? Lúc nào thì áp dụng được các giá trị ở bảng 1, áp dụng các giá trị bảng 2 như thế nào?

 Kết luận: Đối với những bộ điều khiển (NC hoặc CNC) cũ hoàn toàn không có

tính năng bù bán kính dao cắt thì bạn phải áp dụng các giá trị ở bảng 2 Quỷ

đạo dao được xác lập phương pháp tính toán để tìm tọa độ tâm dao khi bạn biết được bán kính của dao cắt Phương pháp lập trình này rất tốn thời gian và khả năng sai sót viết chương trình và tính linh hoạt không cao Khi bán kính dao lập trình khác với bán kính dao thực tế thì toàn bộ chương trình phải tính toán lại  dẫn tới năng xuất thấp Với sự phát triện công nghệ điều khiển số ngày nay hệ điều khiểu CNC được bổ sung tính năng bù bán kính dao cho hệ thống điều khiển Với hệ điều khiển có tính năng này thì bạn áp dụng giá trị ở

bảng 1 Áp dụng giá trị bảng 1 thì bạn viết chương trình NC không cần quan tâm tới bán kính dao thực tế mà chỉ giả lập bán kính dao ảo Trong khi gia công thì bạn offset bán kính dao theo bán kính dao thực tế khi áp dụng tính năng này cho phép đơn giản hóa việc tính toán trong quá trình viết chương trình NC và dễ hiệu chỉnh trong quá trình gia công sản phẩm

 Bạn viết chương trình với bán kính dao ảo, dao ảo ở đây là bạn hiểu ngầm là với bản vẽ và chương trình đó thì dao thực tế không được phép lớn hơn dao ảo Ví dụ 3 : Với bản vẽ trên thi ta có bán kính trong

R20 mm thì dao ảo cho phép ở đây có bán kinh nhỏ hơn 20 mm Như vậy bán kính dao thực tế luôn nhỏ hơn bán kính dao ảo

 Còn bán kính R5 Trên bản vẽ không ảnh hưởng đến quá trình bù bán kính dao cắt vì đây là bán kính ngoài

C1.2 Các kiểu bù bán kính dao

 Ngày nay công nghệ CNC phát triển mạnh mẽ, phương pháp bù bán kính dao cắt cũng phát triển theo Có ba kiểu bù bán kính dao cắt đó là Kiều A, Kiểu B, Kiểu C

 Bù Kiểu A: kiểu củ nhất sử dụng các vector đặc biệt trong chương trình để thiết lập chiều cắt gọt (G39, G40,G41,G42)

 Bù kểu B: Kiểu này cũng củ chỉ sử dung G40,G1,G42 trong chương trình không

có đặc tính dự đoán trước Bù kiểu này có thể xảy ra hiện tượng cắt gọt quá mức

 Bù kiểu C: kiểu này hiện đại nhất và chỉ sử dung G40, G41, G42 trong chương trình, bù kiểu này có tính dự đoán trước và tránh được sự cắt gọt quá mức

C1.3 Định nghĩa và ứng dụng

 Bù bán kính dao là tính năng của hệ điều khiển cho phép lập trình biên dạng theo yêu cầu của bản vẽ mà không cần biết chính xác đường kính (bán kính) dao cắt Tính năng này tình toán quỷ đạo tâm dao khi bạn khai báo bán kính được lưu trong hệ thống điều khiển

 Tính năng này cho phép người vận hành máy điều chỉnh kích cở dao trong hệ thống điều khiển

C1.4 Kỹ thuật lập trình

 Để viết chương trình sử dụng chế độ bù bán kính bạn cần biết ba nhóm dử liệu sau

- Các điểm biên dạng bản vẽ

- Chiều di chuyển của chuyển động cắt

- Bán kính dao được lưu trong hệ điều khiển

 Chiều di chuyển cắt :

- Trong lập trình CNC luôn luôn xem dụng cụ cắt di chuyển xung quanh chi tiết, không xét bất cứ chuyển động khác

- Bù bán kính dao bạn dùng thuật ngữ: Bù dao bên trái hay bù dao bên phải Quỷ đạo bù bán kính dao cắt được định vị theo bên trai hay bên phai biên dạng tĩnh tại khi quan sát theo chiều quỷ đạo dao cắt

a

c

e

b

d

f

- Ở hình a và b bạn chưa biết được bên trai hay phải

vì không có chiều di chuyển của dao cắt Hình c

và d bù dao bên trái, hình e

và f bù dao bên phải

- Ở hình phải bên trai là chuyện động dao ngoài và hình bên phải là chuyển động dao trong

 Các lệnh bù bán kính dao

- Để lập trình chế độ cắt (chiều cắt ) có hai lệnh chuận bị cho phép chọn chiều dao cắt

- G41: Bù bán kính dao bên trái theo chiều biên dạng

- G42: Bù bán kính dao bên phải theo chiều biên dạng

- G40: Xóa chế độ bù bán kính dao cắt

 G41 áp dụng cho chế độ phay thuận khi bạn dùng với M3 (Quay trục chính cùng chiều kim đồng hồ) dùng dao tay phải

 G42 áp dụng cho chế độ phay thuận khi bạn dùng với M4(Quay trục chính ngược chiều kim đồng hồ) dùng dao tay trai

chi tiết Khi bạn thay đổi bán kinh dao cắt thì máy tự động thay đổi quỷ đạo

chuyển động dao cắt từ biên dạng lập trình

G41

Quỷ đạo tâm dao của đường kính lớn nhất

Quỷ đạo tâm dao của đường kính trung bình

Quỷ đạo tâm dao của đường kính nhỏ nhất

Câu hỏi đặt ra là bán kính dao cắt thực không được lập trong chương trình thì nó được lập ở đâu Câu trả lời cho câu hỏi trên là rất đơn giản, bán kính dao thực được xác lập trong hệ thống điều khiển có tên là bù dao (offset

tool) Cài đặt bù bán kính dao cắt là nhiệm vụ của người vận hành CNC

Nhưng người vận hành máy setup theo giá trị bán kính mà người lập trình

yêu cầu

Ở trên hình bạn lập trình chỉ theo biên dang chi tiết nhưng khi sử dụng tính năng bù bán kính dao thì quỷ đạo tâm dao có sự khác biệt, ứng với mỗi giá trị bù bán kính thì cho bạn quỷ đạo tâm dao khác nhau….!

C1.5 Định dạng lập trình

 Thông tin cung cấp cho lệnh bù bán kinh dao cắt trong chương trình NC là lệnh G41 và G42 luôn kết hợp với địa chỉ D thường áp dụng chuyển động đơn trục (có thế chuyển động đa trục nếu lập trình cẩn thận)

G41 D…G0(G1) X… (F…) ;

Chuyển động đơn trục

G41 D…G0(G1) Y… (F…) ; G42 D…G0(G1) X… (F…) ; G42 D…G0(G1) Y… (F…) ; G41 D…G0(G1) X…Y… (F…) ; Chuyện động đa trục G42 D…G0(G1) X…Y… (F…) ;

 Với ba kiểu bù dao thì mà vị trí setup bù bán kinh dao khác nhau Vớ bộ điều khiển kiểu A và B đề là bù chung có nghĩa là chỉ với một bộ đăng ký các giá trị chiều dài dao được lưu chung với bán kính dao Bù chiều dài dao được khai báo với địa chỉ H (địa chỉ H được khai báo với G43(G44)) Với một lưu ý rằng một số chương trình bạn không cần phai dùng bù bán kính dao nhưng với mọi dụng cụ cắt đều yêu cầu bù chiều dài

Offset No (số thư tự) offset

Offset No.(số thư tự) Geometry (hình học) Wear (mòn dao)

 Nhìn vào hai bảng setup offset tool trên bạn setup nhưng thế nào khi một con dao dùng cả hai địa chỉ D và H mang hai giá trị khác nhau Rất đơn giản khi chương trình bạn lập địa chỉ D và H khác nhau thì máy thi hành đúng theo yêu cầu của bạn

 Ví dụ 4: Bạn dụng con dao T1 địa chỉ H1 (1,2,… số thứ tự trong bảng offset tool)

thì địa chỉ D2 hoặc D3, D4…… với nguyên tắc là vị trí đó chưa dùng cho địa chỉ nào ở kiểu A không có wear (bù mòn dao) bạn nhập vào vị trí offset Kiểu B bạn nhập và vị trí Geometry (hình học), wear (bù mòn dao cắt)

Kiểu nhớ

A

Kiểu nhớ

B

 Bù kiểu C sẽ có địa chỉ D và H riêng biệt do đó cùng một vị trí bù mà ta dùng cả hai Ví dụ 5: dao T1 ta dung bù chiều dài dao H1 và bù bán kính dao D1

 Bù hình học (Geometry) và bù mòn dao (wear) khác nhau như thế nào? Về bản chất thì hai hình thức này không khác nhau, ở kiểu nhớ A không có mục ghi bù mòn dao (wear) nhưng người vận hành máy vẫn điều chỉnh khi dao mòn Ở kiểu

B và C bán kính danh nghĩa của dao bạn nhập và cột Geometry còn phần điều chỉnh mòn dao thì bạn nhập vào cột wear Ví dụ 6: Ở bảng kiểu B và C bạn tinh chỉnh -0.01mm nhưng bán kính danh nghĩa không thay đổi còn ở kiểu A bạn phải thay đổi bán kính dao danh nghĩa, bán kính dao R10mm muồn điều chỉnh -0.01mm thì giá trị cần nhập là 9.99 (thay đổi giá trị bù bán kính dao)

C1.6 Cơ chế áp dụng bù bán kính dao

 Cho đến hiện tại bạn đã biết mọi dữ liệu để áp dụng bù bán kính dao trong

chương trình NC nhưng bạn chưa hiểu được bản chất nó là như thế nào? Cơ

chế áp dụng thế nào? Có ba yếu tố chính để áp dụng thành công tính năng này

1 Điểm bắt đầu chế độ bù dao

2 Điểm kết thúc chế độ bù dao

3 Bán kính bù dao

C1.6.1 Điểm bắt đầu chế độ bù dao

 Sự khởi động chế độ bù bán kính dao chỉ sử dụng G41(G42) X….(Y…)D… trong chương trình (khởi động đơn trục hay

đa trục tùy bạn lập trình)

 Điểm bắt đầu chế độ bù bán kính dao luôn luôn ở vị trí các xa biên dạng chi tiết và luôn luôn áp dụng chế độ bù bán kính dao cùng với chuyển động dao

 Khi chọn vị trí bắt đầu chế độ bù bán kính dao bạn cần tuân thủ và giải quyết vấn đề sau

a) Bán kính dao cắt lớn nhất bao nhiêu ( khi bạn lập trình thì bạn phải chọn được bán kính dao ảo, vị trí bắt đầu bù bán kính dao thì dựa

vào bán kinh dao ảo, bán kính dao thực tế phải nhỏ hơn hoặc bằng bán kính dao ảo)

b) Khoảng cách từ vị trí bắt đầu đến điểm đầu tiên của chế độ bù trừ bán kính dao bao nhiêu là hợp lý nhất? Như bạn đã biết mọi dao phay đều có hình trụ tròn và một nữa đường kính là bán kính dao Với các dao mới thì độ chính xác cao và trong quá trình làm việc thì

có sự mòn dao Như đã giới thiệu ở trên mục C1.5 địa chỉ D được thiết lập bù bán kính dao và mòn dao Khoảng cách hợp lý nhất luôn lớn hơn bán kính dao ảo điều đó cũng có nghĩa là lớn hơn bán kính dao thực tế

Y

X

L

Đường kính dao ảo (bán kính dao ảo)

Đường kính dao thực (bán kính dao

Vị trí bắt đầu

Biên dạng chi tiết

Điểm đầu tiên của chế độ bù bán kính

L là khoảng cách từ vị trí bắt đầu đến điểm đầu tiên trong chế độ khai báo bù bán kính

L > Giá trị offets bù bán kính dao

Ví dụ 7:

G90

N15 G41 D1 G1 X15 F1500 ;

………

Giải thích: Dao đang ở vị trí bắt đầu và đến

dòng lệnh N15 dao di chuyển về vị trí X15 Và

bù dao bên trái

 Các chuyển động vào dao có thể áp dụng cho chế độ bù bán kính dao

Y

X

Y

X Y

X

Vị trí bắt đầu

Vị trí bắt đầu

Vị trí bắt đầu

a

b

c

Trường hợp a và b là cách khởi động đơn trục, trường hợp c là khởi động đa trục.Về kỹ thuật thì cả ba khởi động hay tiếp cận trên đều đúng những thích hợp nhất là trương hợp a Khi bạn viết thì bạn nên viết theo trường hợp a

C1.6.2 Điểm kết thúc chế độ bù dao

 Điểm kế thúc chế độ bù là điêm mà chương trình đã hoàn tất quá trình gia công, điểm kết thúc này cũng là điểm mà bạn dùng lên để xóa tính năng bù bán kính dao Để xóa tính năng này thì bạn phải di

chuyển dao hướng ra ngoài biên dạng chi tiết (băng chiều dai L) hoặc lớn hơn nhưng ít nhất phải bằng bán kính dao ảo (hoặc bán kính dao thực)

 Vị trí an toàn nhất để hủy tính năng bù bán kính dao (điểm kết thúc chế

độ bù dao) là cách xa biên dạng mới hoàn tất, vị trí bắt đầu cũng có thể là điểm kết thúc tính nang bù bán kính dao

Y

X

G41

P1

P2 P3 P4

P5 P6 P7

25

Biên dạng ngoài chi tiết

Ví dụ: Điểm bắt đầu cũng chính là điểm kết thúc tính năng bù bán khính dao Điểm bắt đầu có tọa độ X-25 Y-25

Tọa độ các điểm lấy ở bảng 1