Tài liệu tham khảo môn Công Nghệ CNC - CĐ Viễn Đông

Khoa Cơ Khí Bài KHÁI NIỆM VỀ MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ CNC gì? Lịch sử phát triển 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 hóa lập trình vạn • Máy công cụ điều khiển hàng loạt lệnh mã hóa I SƠ LƯC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÁY CNC            •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 •1980s – điều khiển số phân phối đưa vào sử dụng •CAD/CAM C IM C A D / C AM C AD F MS C N C N C 1950 1960 1970 1980 1990 – Máy điều khiển số cổ điển chủ yếu dựa công trình người có tên John Parsons Khoa Cơ Khí – 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 trục 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 đồ sộ nhiều máy tính, công cụ yếu dùng rộng rãi công nghiệp ngày nhiều ngôn ngữ lập trình dựa APT II KHÁI NIỆM VỀ MÁY CNC * Các thành phần hệ thống NC Chương trình Hệ thống điều khiển Máy công cụ Chương trình điều khiển Là tập hợp câu lệnh điều khiển máy phải làm Các lệnh mã hóa dạng số ký hiệu mà thiết bị điều khiển nhận dạng Thí dụ chương trình gia công: % G90 G40 G80 T2M06S3000 G0 Z1 X2 Y2 Z.1 G1 Z-1 F10 X6 Y6 G1 X3 G3X2.Y5.R1 G1Y2 G0 Z1 X0 Y0 % Duïng cụ Đường chạy dao Khoa Cơ Khí Chương trình điều khiển lưu trữ phiếu đục lỗ, băng đục lỗ, băng từ PHIẾU ĐỤC LỖ BĂNG ĐỤC LỖ BĂNG TỪ ĐĨA TỪ - Chương trình chuẩn bị lập trình viên, người lập trình bước theo trình tự công nghệ Đối với máy công cụ, bước công nghệ chuyển động tương đối dụng cụ cắt phôi CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH: - Bằng tay - Bằng máy tính Lập trình tay: Người lập trình nhập lệnh máy công cụ Khoa Cơ Khí Khoa Cơ Khí LẬP TRÌNH NHỜ HỆ THỐNG CAD/CAM CAD CAM CNC CHẠY KIỂM TRA CHƯƠNG TRÌNH TRÊN MÁY TÍNH Bộ điều khiển • Là thành phần thứ hệ thống điều khiển số • Nó bao gồm bo mạch điện tử phần cứng đọc biên dịch chương trình điều khiển truyền đến máy công cụ Các phần tử phận điều khiển là: - Bộ lưu liệu - Bộ phân phối liệu - Bộ liên hệ ngược - Bộ điều khiển để phối hợp hoạt động phần tử • Cần phải lưu ý gần tất máy NC đại bán có trang bị điều khiển gọi Microcomputer Vì mà chúng gọi máy CNC MÁY CÔNG CỤ HOẶC QÚA TRÌNH ĐƯC ĐIỀU KHIỂN KHÁC Máy công cụ bao gồm bàn máy trục mô tơ điều khiển cần thiết để máy hoạt động Nó bao gồm dụng cụ cắt, đồ gá thiết bị phụ khác cần cho việc gia công – Các máy NC đa dạng: từ máy khoan lỗ, đục lỗ đơn giản đến trung tâm gia công thông minh kỳ diệu Khoa Cơ Khí Máy tiện CNC Máy phay CNC Máy cắt dây WEDM CÁC ỨNG DỤNG CỦA 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 lónh vực 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 đinh tự động • - Máy buộc dây • • • • • • Khoa Cơ Khí ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA CÁC LOẠI SẢN PHẨM LÀM TRÊN MÁY NC 1/ Các chi tiết thường gia công với số lượng nhỏ 2/ Hình dạng phức tạp 3/ Có nhiều nguyên công phải thực 4/ Nhiều kim loại phải loại bỏ 5/ Thiết kế kỹ thuật giống 6/ Chi tiết phải có yêu cầu xác cao 7/ Là loại sản phẩm đắt tiền nên sai lầm nhỏ trả giá lớn 8/ Các sản phẩm yêu cầu phải kiểm tra 100% 9/ Thường loạt sản xuất khoảng 50 nhỏ Sản xuất loạt nhỏ loạt vừa lý tưởng để dùng máy NC ƯU NHƯC ĐIỂM CỦA ĐIỀU KHIỂN SỐ - Ưu điểm NC - Giảm thời gian chạy không - Giảm thời gian gá đặt - Giảm thời gian gia công - Sản xuất mềm dẽo - Nâng cao chất lượng sản phẩm - Giảm tồn kho - Giảm diện tích mặt - Nhược điểm NC - Gía thành đầu tư cao - Giá thành bảo trì cao - Phải chọn huấn luyện đội ngũ NC THỦ TỤC ĐIỀU KHIỂN SỐ (NC) Lập kế hoạch gia công (Process Planning) Lập trình gia công NC (Part programming) Kiểm tra chương trình Thực việc gia công máy CNC III ĐẶC ĐIỂM CỦA MÁY CÔNG CỤ CNC Ngoài chuyển động dọc theo trục X,Y Z điều khiển chuyển động quay quanh trục Các chuyển động quay điều khiển đánh dấu A,B,C Khoa Cơ Khí Y X Z 1- Đai ốc bi 2- Vòng cách để điều chỉnh khe hở 3- Bi 4- Trục vít Hệ thống đo hành trình trực tiếp X Y Hệ thống đo hành trình gián tiếp Khoa Cơ Khí X Truyền động trục công tác Mô tơ bước: dùng hệ thống yêu cầu cao độ xác công suất lớn Mô tơ chiều servo: phải bảo trì chổi than, bụi Mô tơ ba pha đồng không đồng bộ: bảo trì chổi than động chiều, bền lâu nên dùng rộng rãi máy CNC đại Thiết bị kẹp chi tiết • Trên máy phay: chủ yếu dùng đồ gá vạn êtô, vấu kẹp Trong sản xuất lớn dùng đồ gá chuyên dùng • Trên máy tiện: chủ yếu dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm, mũi chống tâm, luynét Trong sản xuất hàng khối dùng đồ gá chuyên dùng • Các cấu kẹp: tự động hóa xylanh thủy lực hay khí nén Mâm dao trung tâm gia công Băng tải dao máy phay Thiết bị thay dao trung tâm phay Khoa Cơ Khí IV HỆ THỐNG TỌA ĐỘ CỦA MÁY CNC • Cần thiết để người lập trình lên kế hoạch chuyển động cho dụng cụ so với chi tiết gia công • Khi lập trình chi tiết coi đứng yên dụng cụ di chuyển so với chi tiết gia công • Có hai hệ tọa độ bản: - Hệ tọa độ Đề-các - Hệ tọa độ cực Hệ tọa độ Đề-các 2D Y P2 Ví dụ: P1 P2 P3 X P4 P1 X = 80 Y = 40 X = -80 Y = 70 X = -50 Y = -40 X = 40 Y = -70 P3 P4 Z Hệ tọa độ Đề-các 3D Y P1 Ví dụ: X P2 10 P1 X = 30 Y = 20 Z = P2 X = 30 Y = Z = -10 Khoa Cơ Khí Quy tắc bàn tay phải +Y +X +Z Hệ tọa độ cực Y Y  r X P  P r X Hệ tọa độ cực (góc  âm) Hệ tọa độ cực (góc  dương) Các trục quay hệ tọa độ De Cart Góc hướng quay trục Hệ tọa độ máy phôi máy phay CNC 11 Khoa Cơ Khí Z Z Y M Y X W X Hệ tọa độ phôi trục X, Y, Z Gốc tọa độ phôi mặt mặt đáy phôi 12 Khoa Cơ Khí Z Y X Hệ tọa độ máy phôi máy tiện +X M W M +Z +Z W +X Chi tieát gia công tiện, đặt hệ tọa độ Đề-cạc trục với dụng cụ cắt nằm phía sau tâm quay Chi tiết gia công tiện, đặt hệ tọa độ Đề-cạc trục với dụng cụ cắt nằm phía trước tâm quay Các trục quay trục bước tiến maùy phay CNC +Z +Y -Z -Y -X +X -X +X -Y +Z +Y -Z Các trục máy tiện CNC 13 Khoa Cơ Khí +X C +Z Ghi kích thước thích hợp theo NC Tuyệt đối Tương đối +X +X -Z -Z 14 Khoa Cơ Khí IV CÁC CHUẨN TRÊN MÁY CNC Các điểm chuẩn máy tiện R E N M W Vị trí điểm không “0“ điểm chuẩn tiện Các điểm chuẩn máy phay R M A N W 15 Khoa Cơ Khí Điểm chuẩn dụng cụ cắt E Vị trí điểm hiệu chỉnh dụng cụ cắt B dao phay Vị trí điểm hiệu chỉnh dụng cụ cắt B dao tiện B B Q L R L R Điểm cán dao A Cài đặt điểm không “0“ chi tiết W máy tiện CNC Cài đặt điểm không “0“ chi tiết W máy phay CNC Z Y Z Y W W X X Y Z W X 16 ... công kim loại: - Phay - Khoan nguyên công tương tự - Tiện (boring) - Tiện - Mài - Cắt dây Hệ thống điều khiển NC dùng lónh vực khác - Máy dập • - Máy hàn • - In vẽ tự động • - Máy lắp ráp • -. .. KHIỂN SỐ - Ưu điểm NC - Giảm thời gian chạy không - Giảm thời gian gá đặt - Giảm thời gian gia công - Sản xuất mềm dẽo - Nâng cao chất lượng sản phẩm - Giảm tồn kho - Giảm diện tích mặt - Nhược... 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 đinh tự động • - Máy buộc dây • • • • • • Khoa