Đồ án tốt nghiệp CADCAMCNC lập trình, gia công cimatron, máy pháy cnc

MỤC LỤC1DANH MỤC CÁC BẢNG3DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ4LỜI MỞ ĐẦU5CHƯƠNG: 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY VPMS61.1Tổng quan về công ty61.2Các bộ phận sản xuất:71.3Giới thiệu về máy móc công nghệ của công ty8CHƯƠNG: 2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CNC TRONG SẢN XUẤT VÀ GIA CÔNG122.1Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC122.1.1Điều khiển theo điểm122.1.2Điều khiển theo đường thẳng132.1.3Điều khiển theo biên dạng (Contour)132.1.4Điều khiển 2D142.1.5Điều khiển biên dạng 2.5D142.1.6Điều khiển 3D142.1.7Điều khiển 4D, 5D152.2Hệ trục toạ độ máy CNC và các điểm chuẩn152.2.1Hệ trục tọa độ của máy CNC152.2.2Hệ toạ độ của các loại máy phay162.3Các điểm gốc và điểm chuẩn (hình2.12)172.3.1Điểm gốc của máy M (Machine Reference Zero)172.3.2Điểm chuẩn của máy R (Machine Reference Point)172.3.3Điểm zero của phôi W (Workpiece Zero Point)182.3.4Điểm gốc của chương trình P (Programmed)182.3.5Điểm chuẩn của gá dao T và điểm gá dao N192.4Những khái niệm cơ bản về lập trình gia công trên máy CNC192.4.1Quĩ đạo gia công192.4.2Cách ghi kích thước chi tiết202.4.3Thông số Hình học (Geomatrical Information)212.4.4Thông số công nghệ (Technological Information)212.4.5Chương trình gia công22CHƯƠNG: 3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CNC TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ263.1Giới thiệu về máy CNC HAMAI263.1.1Cấu tạo chung của máy phay CNC fanuc (hình 3.1).263.1.2Thông số kĩ thuật máy phay CNC HAMAI 3VS (hình 3.2)273.2Giới thiệu phần mềm CIMATRON mà công ty sử dụng để hỗ trợ gia công chi tiết283.2.1Giới thiệu chung về chức năng của CIMATRON trong tổ hợp CAD CAM CNC:283.2.2Mức độ phổ biến của CIMATRON ở Việt Nam.293.2.3Ưu điểm, nhược điểm của CIMATRON293.2.4Ngôn ngữ hỗ trợ303.2.5Những kiểu dữ liệu mà CIMATRON hỗ trợ (bảng3.2).303.2.6Những modul chính của CIMATRON (hình 3.3).303.3Cấu trúc chương trình và mã lệnh trong lập trình CNC313.3.1Cấu trúc chương trình313.3.2Phương thức lập trình NC.353.3.3Lập trình theo công nghệ CADCAM373.3.4NhậpXuất chương trình NC.39CHƯƠNG: 4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT SKD1173A BẰNG CÔNG NGHỆ CNC404.1Phân tích kỹ thuật và điều khiện làm việc của chi tiết SKD1173A:404.1.1Giới thiệu về chi tiết (hình 4.1).404.1.2Điều kiện làm việc của chi tiết SKD1173A.424.2Quy trình công nghệ để gia công chi tiết:424.3Phân tích các bước tiến hành:424.4Các bước thiết kế chi tiết SKD1173A trong khuân dập nguội:444.5Tạo một chương trình gia công NC đầy đủ49KẾT LUẬN62

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA - CHẤT

BỘ MÔN MÁY VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP

Tên đề tài: “Ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CNC trong mô phỏng, lập

trình gia công chi tiết SKD11-73A”

Nội dung thực hiện:

1 Tìm về công ty VPMS

2 Tìm hiểu về công nghệ CAD/CAM/CNC trong sản xuất và gia công

3 Làm quen, sử dụng phần mềm Cimatron vào gia công chi tiết

4 Ứng dụng công nghệ cnc trong gia công cơ khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA - CHẤT

BỘ MÔN MÁY VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP

-ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :

SINH VIÊN THỰC HIỆN :

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC BẢNG 3

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 4

LỜI MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG: 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY VPMS 6

1.1 Tổng quan về công ty 6

1.2 Các bộ phận sản xuất: 7

1.3 Giới thiệu về máy móc công nghệ của công ty 8

CHƯƠNG: 2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CNC TRONG SẢN XUẤT VÀ GIA CÔNG 12

2.1 Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC 12

2.1.1 Điều khiển theo điểm 12

2.1.2 Điều khiển theo đường thẳng 13

2.1.3 Điều khiển theo biên dạng (Contour) 13

2.1.4 Điều khiển 2D 14

2.1.5 Điều khiển biên dạng 2.5D 14

2.1.6 Điều khiển 3D 14

2.1.7 Điều khiển 4D, 5D 15

2.2 Hệ trục toạ độ máy CNC và các điểm chuẩn 15

2.2.1 Hệ trục tọa độ của máy CNC 15

2.2.2 Hệ toạ độ của các loại máy phay 16

2.3 Các điểm gốc và điểm chuẩn (hình2.12) 17

2.3.1 Điểm gốc của máy M (Machine Reference Zero) 17

2.3.2 Điểm chuẩn của máy R (Machine Reference Point) 17

2.3.3 Điểm zero của phôi W (Workpiece Zero Point) 18

2.3.4 Điểm gốc của chương trình P (Programmed) 18

2.3.5 Điểm chuẩn của gá dao T và điểm gá dao N 19

2.4 Những khái niệm cơ bản về lập trình gia công trên máy CNC 19

2.4.1 Quĩ đạo gia công 19

2.4.2 Cách ghi kích thước chi tiết 20

2.4.3 Thông số Hình học (Geomatrical Information) 21

2.4.4 Thông số công nghệ (Technological Information) 21

2.4.5 Chương trình gia công 22

CHƯƠNG: 3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CNC TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ 26

3.1 Giới thiệu về máy CNC HAMAI 26

3.1.1 Cấu tạo chung của máy phay CNC fanuc (hình 3.1) 26

3.1.2 Thông số kĩ thuật máy phay CNC HAMAI 3VS (hình 3.2) 27

3.2 Giới thiệu phần mềm CIMATRON mà công ty sử dụng để hỗ trợ gia công chi tiết 28

3.2.1 Giới thiệu chung về chức năng của CIMATRON trong tổ hợp CAD CAM CNC: 28

3.2.2 Mức độ phổ biến của CIMATRON ở Việt Nam 29

3.2.3 Ưu điểm, nhược điểm của CIMATRON 29

3.2.4 Ngôn ngữ hỗ trợ 30

3.2.5 Những kiểu dữ liệu mà CIMATRON hỗ trợ (bảng3.2) 30

3.2.6 Những modul chính của CIMATRON (hình 3.3) 30

3.3 Cấu trúc chương trình và mã lệnh trong lập trình CNC 31

3.3.1 Cấu trúc chương trình 31

3.3.2 Phương thức lập trình NC 35

3.3.3 Lập trình theo công nghệ CAD/CAM 37

3.3.4 Nhập/Xuất chương trình NC 39

CHƯƠNG: 4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT SKD11-73A BẰNG CÔNG NGHỆ CNC 40

4.1 Phân tích kỹ thuật và điều khiện làm việc của chi tiết SKD11-73A: 40

4.1.1 Giới thiệu về chi tiết (hình 4.1) 40

4.1.2 Điều kiện làm việc của chi tiết SKD11-73A 42

4.2 Quy trình công nghệ để gia công chi tiết: 42

4.3 Phân tích các bước tiến hành: 42

4.4 Các bước thiết kế chi tiết SKD11-73A trong khuân dập nguội: 44

4.5 Tạo một chương trình gia công NC đầy đủ 49

KẾT LUẬN 62

2

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2 1: Các kí tự địa chỉ và những dấu hiệu đặt biệt 25

Bảng 3 1: Thông số kỹ thuật máy phay CNC HAMAI 3VS 28

Bảng 3 2: Các kiểu dữ liệu CIMATRON hỗ trợ 30

Bảng 3 3: Các lệnh cơ bản và địa chỉ tương ứng 32

Bảng 3 4: Cấu trúc khối lệnh 33

Bảng 4 1: Thông số về dao 44

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1 2: Công nhận bộ phân đúc, gia công áp lực đang vận hành máy 7

Hình 1 3: Một số sản phẩm đúc của công ty 8

Hình 1 4: Máy cắt dây đang gia công sản phẩm 9

Hình 1 5: Các vật liệu mà VPMS có thể gia công 9

Hình 1 6: Máy đo 3D đang kiểm tra chi tiết 10

Hình 1 7: Máy Phay CNC 10

Hình 2.1: Điều khiển theo điểm 12

Hình 2.2: Điều khiển theo đường 13

Hình 2.3: Điều khiển theo biên dạng 13

Hình 2.4: Điều khiển đường 2D 14

Hình 2.5: Điều khiển 2.5D 14

Hình 2.6: Điều khiển 3D 14

Hình 2.7: Điều khiển đường viền 4D 15

Hình 2.8: Điều khiển đường viền 5D 15

Hình 2.9: Hệ trục toạ độ Đề Các Oxyz 16

Hình 2.10: khi trục Z thẳng đứng 17

Hình 2 11: khi trục Z nằm ngang 17

Hình 2.12: Các điểm gốc và điểm chuẩn 18

Hình 2.13: Điểm gốc của chương trình P 19

Hình 2 14: Điểm chuẩn của gá dao T và điểm gá dao N 19

Hình 2.15: Ghi kích thước tuyệt đối 20

Hình 2.16: Ghi kích thước tương đối 21

Hình 2.17: Gia công theo biên dạng 21

Hình 2 18: Ví dụ về từ lệnh 22

Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo chung của máy CNC fanuc 26

Hình 3.2: Máy phay CNC HAMAI 3VS 28

Hình 3.3: Những modul của CIMATRON 31

Hình 3.4: Chương trình chính và chương trình con 34

Hình 3.5: Cấu trúc chương trình (theo tiêu chuẩn ISO) 35

Hình 3.6: Các phương pháp lập trình trực tiếp 36

Hình 3.7: Các phương pháp lập trình tự động 37

Hình 3 8: Thiết bị nhập/xuất chương trình 39

Hình 4 1: Bản vẽ chi tiết 40

Hình 4 2: Sơ đồ quy trình công nghệ để gia công 42

Hình 4 3: Phôi chi tiết SKD11-73A 43

Hình 4 4: File NC sau khi xuất ra máy 60

4

Trong những năm tới đây, quá trình công nghiệp hóa ngày càng cao hơn đòi hỏi các kĩ sư cơ khí và các cán bộ kĩ thuật phải được đào tạo các kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng các kiến thức đó để giải quyết các vấn

đề thường gặp trong sản xuất.

Sau một thời gian thực tập và được sự chỉ dẫn nhiệt tình của T.s Nguyễn Văn Xô đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong quá trình thực hiện đồ án vẫn còn nhiều thiếu sót em rất mong được sự góp ý của các thầy cô giáo cùng tất cả các bạn để đồ án của em hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 3 tháng 6năm 2017

Sinh viên thực hiện

Doãn Cả Tân

CHƯƠNG: 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ CHÍNH XÁC,

DỊCH VỤ VÀ THƯƠNG MẠI VIỆT NAM VPMS1.1 Tổng quan về công ty

Tên công ty: Công ty TNHH Cơ khí chính xác, dịch vụ và thương mại Việt Nam(tên viết tắt: VPMS) Địa chỉ nhà máy: Lô C6, Cụm CN Đông Thọ, xã Đông Thọ - YênPhong - Bắc Ninh.Số nhân viên: Khoảng 200 nhân viên

VPMS là công ty chuyên sản xuất linh phụ kiện tổng hợp, với hệ thống sản xuấtkhép kín từ thiết kế, sản xuất thử đến sản xuất hàng loạt Hình 1.1 là hình về tổ CNC củacông ty VPMS

Hình GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ CHÍNH XÁC, DỊCH VỤ VÀ THƯƠNG MẠI

VIỆT NAM VPMS.1Tổ CNC của công ty VPMS

VPMS có khả năng đối ứng từ thiết kế khuôn mẫu, đến chế tạo khuôn mẫu, giacông cơ khí khuôn dập và dập, khuôn ép nhựa, khuôn đúc áp lực và đúc áp lực, lắp ráp

Các sản phẩm của VPMS được chế tạo với kĩ thuật gia công đa dạng Sản phẩmđược áp dụng rộng dãi trong nhiều lĩnh vực như linh kiện ôtô, xe máy, thiết bị OA, điệngia dụng, linh kiện thiết bị máy móc và đồ gá phục vụ sản xuất hàng loạt trong các nhàmáy sản xuất các sản phẩm đó

6

VPMS hoạt động trên nhiều lĩnh vực và được đánh giá cao về chất lượng sảnphẩm, giá cả, thời gian giao hàng

Bộ phận sản xuất số 5: Kinh doanh, thiết kế,mua bán, đảm bảo chất lượng toàn bộ

về mảng Khuôn đúc áp lực và đúc áp lực Hình 1.2 là hình công nhận bộ phân đúc, giacông áp lực đang vận hành máy

Hình 1 1: Công nhận bộ phân đúc, gia công áp lực đang vận hành máy

Giữa các bộ phận có sự liên kết chặt chẽ với nhau ví dụ với một đơn đặt hàng củakhách hàng thì kĩ sư thiết kế của các bộ phận sản xuất 2,3,4,5 sẽ thực hiện công việc thiết

kế sản phẩm rồi tiến hành đặt hàng tới đơn vị sản xuất số 1 để gia công phần cơ khí Sảnphẩm sau khi gia công xong sẽ được chuyển về bộ phận đã đặt hàng để lắp giáp xử lý vàhoàn thiện Mỗi bộ phận có chức năng như một công ty thu nhỏ thực hiện các công việc

từ kinh doanh, sản xuất, đến đảm bảo chất lượng, liên hệ trao đổi với khách hàng mộtcách nhanh chóng và chính xác Các bộ phận của VPMS đều có tính cơ động và độc lậpcao đây chính là thế mạnh của VPMS Hình 1.3 Một số sản phẩm đúc của công ty

Hình 1 2: Một số sản phẩm đúc của công ty

1.3 Giới thiệu về máy móc công nghệ của công ty

VPMS được trang bị đầy đủ các máy móc dụng cụ thiết yếu cho gia công như máytiện máy phay, máy gia công trung tâm, máy xung điện máy cắt giáy,máy mài mặt phẳng

Có khả năng gia công từ thô tới hoàn thiện, với dung sai đến 5/100 nhờ các loại máy giacông có độ chính xác cao đến từ các nhà máy sản xuất máy gia công nhật bản như sodick,Makino, OKK, Okuma Hình 1.4 Máy cắt dây đang gia công sản phẩm

8

Hình 1 3: Máy cắt dây đang gia công sản phẩm

VPMS có thể gia công trên nhiều vật liệu như thép các bon, thép đặc biệt, vật liệulàm khuôn, nhôm các loại, Innox Hình 1.5 Các vật liệu mà VPMS có thể gia công

Hình 1 4: Các vật liệu mà VPMS có thể gia công.

Về đo kiểm phòng đo kiểm sau khi gia công được tách biệt hoàn toàn với khu vựcgia công bằng một khu vực trung gian nhằm tạo gia một môi trường đo đạc không có bụi,giác Tai đây các sản phẩm được do dạc kiểm tra bằng máy đo 3D Hình 1.5 Máy đo 3Dđang kiểm tra chi tiết

Hình 1 5: Máy đo 3D đang kiểm tra chi tiết

Về lắp ráp, hoàn thiện, hiệu chỉnh: công việc lắp giáp hoàn thiện đồ gá đặc trưng

là đồ gá sản xuất hang loạt với yêu cầu cao về độ chính xác linh kiện, và độ chính xác lắpráp hướng đến các khách hang Nhật Bản Công việc hoàn thiện khuôn, lắp ráp và hiệuchỉnh sau công đoạn này khuôn mẫu sẽ được chuyển đến khác hang hoặc nhà máy sảnxuất hang loạt của công ty Hình 1.6: Máy Phay CNC

Hình 1 6: Máy Phay CNC

Công việc sản xuất hang loạt được VPMS thực hiện ở các nhà máy đúc áp lực, nhàmáy dập và tại các công ty liên kết trong lĩnh vực ép nhựa bằng các sản phẩm khuôn mẫu

10

được chế tạo tại nhà máy gia công cơ khí Toàn bộ sản phẩm sau khi sản xuất đều đượckiểm tra đảm bảo chất lượng

CHƯƠNG: 2 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÁY CNC 2.1 Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC

Như ta đã biết, các máy CNC khác nhau có thể gia công được các bề mặt khác nhau

do sự chuyển động tương đối giữa dao và chi tiết cần gia công như: các lỗ, mặt phẳng, cácmặt định hình Do đó các dạng điều khiển của máy chia thành 3 loại sau:

- Điều khiển theo điểm

- Điều khiển theo đường

- Điều khiển theo biên dạng (Contour)

2.1.1 Điều khiển theo điểm

Được dùng để gia công các lỗ bằng các phương pháp khoan, khoét, doa, và cắt ren lỗ.Trong quá trình gia công, chi tiết được cố định trên bàn máy còn dụng cụ thực hiện việcchạy dao nhanh đến vị trí đê được lập trình Trong khi dịch chuyển nhanh dao cụ khôngthực hiện việc cắt gọt Chỉ khi nào đạt được toạ độ theo yíu cầu thì nó mới bắt đầu thựchiện các chuyển động cắt gọt

Ví dụ: Khi gia công hai lỗ M(xM, yM) và N(xN, yN) trong hệ toạ độ Oxy (hình 2.1).

Chúng ta có thể điều khiển theo các cách sau:

Đầu tiên cho dụng cụ thực hiện chạy dao nhanh đến điểm M Sau đó, thực hiện việc giacông lỗ M Khi gia công xong tiến hành rút dao và chạy nhanh đến điểm N để gia công lỗ

N Quá trình dịch chuyển từ M đến N được thực bằng hai cách:

Hình 2.1: Điều khiển theo điểm

- Quĩ đạo dịch chuyển theo MM1KN song song với trục Ox, Oy

- Quĩ đạo chuyển động theo đường tối ưu MKN

12

2.1.2 Điều khiển theo đường thẳng

Là dạng điều khiển mà khi gia công dụng cắt được thực hiện lượng chạy dao theomột đường thẳng nào đó (hình 2.2)

Hình 2.2: Điều khiển theo đường

2.1.3 Điều khiển theo biên dạng (Contour)

Là dạng điều khiển cho phép thực hiện chạy dao nhiều trục công một lúc, nghĩa là nó

có thể gia công một đường cong bất kì trên mặt phẳng hay trong không gian (hình 2.3) Tuỳ theo số trục được điều khiển đồng thời khi gia công mà người ta chia thành cácdạng điều khiển: 2D, 2.5D, 3D, 4D, 5D

Hình 2.3: Điều khiển theo biên dạng

a) Điều khiển 2D

Cho phép thực hiện chạy dao theo 2 trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công.Riêng đối với máy phay trục thứ 3 thực hiện việc ăn dao theo chiều sâu, nó được điềukhiển một cách độc lập so với 2 trục kia (hình 2.4)

Hình 2.4: Điều khiển đường 2D

b) Điều khiển biên dạng 2.5D

Cho phép dịch chuyển dụng cụ theo 2 trục đồng thời để tạo một đường cong phẳngcòn trục thứ 3 được điều khiển độc lập Tuy nhiên, nó khác với điều khiển 2D ở chổ hai

trục được điều khiển đồng thời có thể đổi vị trí cho nhau (hình 2.5)

d) Điều khiển 4D, 5D

Dựa trên điều khiển 3D người ta bố trí cho dụng cụ hoặc chi tiết có thêm 1 hoặc 2chuyển động quay xung quanh một trục nào đó theo một quan hệ ràng buộc với cácchuyển động trên các trục khác của máy 3D (hình2.7 và hình 2.8)

Như vậy, tuỳ theo độ phức tạp của chi tiết mà ta lựa chọn phương pháp điều khiểncho thích hợp

2.2 Hệ trục toạ độ máy CNC và các điểm chuẩn

2.2.1 Hệ trục tọa độ của máy CNC

Để xác định ví trí tương quan hình học trong vùng làm việc của máy, trong phạm vichi tiết gia công một cách rễ ràng thì cần thiết phải gắn nó vào một hệ toạ độ nào đó

Hình 2.7: Điều khiển đường viền 4D

Hình 2.8: Điều khiển đường viền 5D

Thông thường trên các máy CNC người ta thường sử dụng hệ toạ độ Đề Các Oxyz(hình2.9) Cách xác định các trục theo qui tắc bàn tay phải và nó luôn được gắn vào chitiết gia công.

Hình 2.9: Hệ trục toạ độ Đề Các Oxyz

Khi tiếp xúc và làm việc với máy CNC phải tuân theo qui ước:

- Chi tiết gia công được xem là cố định còn mọi chuyển tạo hình và cắt gọt do dao

cụ thực hiện

- Phương trục chính là Oz, chiều dương là chiều dao tiến ra xa chi tiết

- Phương chuyển động của bàn xe dao là Ox và c chiều dương hướng ra xa chi tiếtgia công

- Trục Oy xác định theo qui tắc bàn tay phải

2.2.2 Hệ toạ độ của các loại máy phay

a) Máy phay đứng (hình2.10)

- Trục Z song song với trục chính và có chiều dương hướng lên trên

- Trục X nằm trên bàn máy, nếu nhìn vào trục chính thì chiều dương hướng về bênphải

- Trục Y xác định theo qui tắc bàn tay phải

16

Hình 2.10: khi trục Z thẳng đứng

b) Máy phay nằm ngang (hình2.11)

- Trục Z nằm ngang và có chiều dương hướng vào trục máy

- Trục X nằm trên bàn máy, chiều dương là chiều mà khi nhìn vào trục chính thì nónằm pha trái

- Trục Y xác định theo qui tắc bàn tay phải

2.3 Các điểm gốc và điểm chuẩn (hình2.12)

2.3.1 Điểm gốc của máy M (Machine Reference Zero)

Quá trình gia công trên máy ĐKS được thiết lập bằng một chương trình biểu diễnmối quan hệ giữa dao và chi tiết Do vậy để đảm bảo độ chính xác gia công thì các chuyểncác chuyển động của dao phải được so sánh với điểm gốc của máy M Điểm M là điểmgiới hạn vùng làm việc của máy Nó được các nhà chế tạo qui định

Ở máy phay thường nằm ở điểm giới hạn dịch chuyển của bàn máy

2.3.2 Điểm chuẩn của máy R (Machine Reference Point)

Là điểm mà toạ độ của nó so với điểm gốc của máy M là không thay đổi và cũng docác nhà chế tạo qui định

Hình 2 11: khi trục Z nằm ngang

2.3.3 Điểm zero của phôi W (Workpiece Zero Point)

- Là gốc toạ độ của chi tiết và nó phụ thuộc vào người lập trình

- Đối với chi tiết phay người ta thường chọn điểm W tại điểm gốc ngoài củađường viền chi tiết

2.3.4 Điểm gốc của chương trình P (Programmed)

- Điểm gốc của chương trình thực tế là điểm P của dụng cắt (hình2.13)

- Chú ý khi chọn điểm P phải thuận tiện cho việc thay dao (không làm ảnh hưởngđến chi tiết và đồ gá)

18

Hình 2.12: Các điểm gốc và điểm chuẩn

Hình 2.13: Điểm gốc của chương trình P

2.3.5 Điểm chuẩn của gá dao T và điểm gá dao N

Điểm T dùng để xác định hệ trục toạ độ của dao Thường khi gá dao trên máy thìđiểm T trùng với điểm N (hình2.14)

2.4 Những khái niệm cơ bản về lập trình gia công trên máy CNC

2.4.1 Quĩ đạo gia công

Để gia công các chi tiết theo chương trình, trước hết phải xác định được quĩ đạochuyển động cắt gọt và quĩ đạo chuyển động của tâm dao P Quĩ đạo của tâm dao có thểtrùng với biên dạng của chi tiết, có thể theo đường cách đều biến dạng chi tiết hoặc có thểthay đổi vị trí theo một qui luật xác định so với biên dạng của chi tiết Để gia công toàn

bộ các bề mặt của biên dạng chi tiết thì quĩ đạo chuyển động của tâm dao phải liên tục.Tuy nhiên, việc xác định quĩ đạo của tâm dao trong không gian rất phức tạp Do đó, khilập trình quĩ đạo của tâm dao thì ta thường lập trình theo từng phần biên dạng riêng biệt

T

N

Hình 2 14: Điểm chuẩn của gá dao T và điểm gá dao N

2.4.2 Cách ghi kích thước chi tiết

Để lập trình gia công trên máy CNC thì kích thước trên bản vẽ phải được ghi theotoạ độ Đề Các Có hai cách ghi thước trên bản vẽ:

- Ghi kích thước tuyệt đối

- Ghi kích thước tương đối (theo gia số)

a) Ghi kích thước tuyệt đối (hình 2.15)

Là cách ghi mà tất cả các kích thước xuất phát từ điểm gốc của chi tiết W

Hình 2.15: Ghi kích thước tuyệt đối

b) Ghi kích thước tương đối

Là cách ghi mà các kích thước sau xuất phát từ điểm kết thúc của kích thước trước

nó Thực tế, cách ghi này người ta ít dùng vì nó ảnh nhiều đến kết quả gia công (hình2.16)

20

Hình 2.16: Ghi kích thước tương đối

2.4.3 Thông số Hình học (Geomatrical Information)

Tuỳ theo từng biên dạng cụ thể của chi tiết mà ta có thể tiến hành lập quĩ đạo chạy dao cắt gọt Dựa trên các thông số Hình học của bản vẽ chế tạo (hình2.17)

2.4.4 Thông số công nghệ (Technological Information)

a) Tốc độ chạy dao F (Feedrate)

- Được lập trình với địa chỉ F (mm/ph hoặc in/ph)

- Trong phạm vi lượng chạy dao, có thể lập trình với bất kì giá trị nào

- Chuyển động chạy dao chỉ có thể thực hiện khi trục chính quay

- Giá trị chạy dao sẽ hết hiệu lực khi có một giá trị khác của lượng chạy dao thaythế

b) Số vòng quay trục chính S (Speed)

- Được lập trình với địa chỉ S (v/ph)

- Chiều quay được xác định:

+ Quay theo chiều kim đồng hồ dùng lệnh M03 hoặc S+

+ Quay theo chiều ngược kim đồng hồ dng lệnh M04 hoặc S-

- Giá trị vòng quay trục chính hiệu lực khi có giá trị khác thay thế

2.4.5 Chương trình gia công

Một chương trình được thiết lập để gia công một chi tiết gọi là chương trình chi tiết

Nó bao gồm nhiều từ lệnh và các từ lệnh này nằm trong các câu lệnh

Hình 2.17: Gia công theo biên dạng

a) Từ lệnh

Từ lệnh là sự phối hợp giữa con số và kí tự Mỗi từ lệnh thực hiện một công việcriêng lẻ cho máy

Ví dụ:

G01: Nội suy tuyến tính

G03: Nội suy phi tuyến tính theo chiều ngược chiều kim đồng hồ

c) Các kí tự địa chỉ và những dấu hiệu đặt biệt.

Bảng 2 1: Các kí tự địa chỉ và những dấu hiệu đặt biệt

d) Cấu trúc của một chương trình

Để viết chương trình gia công cho một biên dạng chi tiết Ta tiến hành chia biên dạng

đó thành những biên dạng Hình học đơn giản Nó có thể được điều khiển trong từng bướcgia công hay trong một câu lệnh của chương trình

Cấu trúc cơ bản của một chương trình gia công gồm:

Ký tự/Dấu hiệu Ý nghĩa

A Chuyển động quay quanh trục X

B Chuyển động quay quanh trục Y

C Chuyển động quay quanh trục Z

D Chuyển động quay quanh một trục khác hoặc chạy dao thứ 3

E Chuyển động quay quanh một trục khác hoặc chạy dao thứ 2

G Điều kiện đường dịch chuyển

I Thông số nội suy hoặc bước ren song song với trục X

J Thông số nội suy hoặc bước ren song song với trục Y

K Thông số nội suy hoặc bước ren song song với trục Z

N Số thứ tự câu lệnh

P Chuyển động thứ 3 // X hoặc thông số hiệu chỉnh dao

Q Chuyển động thứ 3 // Y hoặc thông số hiệu chỉnh dao

R Chuyển động thứ 3 // Z hoặc thông số hiệu chỉnh dao

LF Kết thúc câu lệnh (Line feed)

CR Lùi giá bút (Car Reture)

- Chia biên dạng thành các yếu tố Hình học đơn giản.

- Chia quá trình gia công thành các bước gia công.

CHƯƠNG: 3 CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ3.1 Giới thiệu về máy CNC HAMAI

3.1.1 Cấu tạo chung của máy phay CNC fanuc (hình 3.1).

Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo chung của máy CNC fanuc

Phần điều khiển máy phay CNC fanuc: Gồm chương trình điều khiển và các cơ cấu

điều khiển

- Chương trình điều khiển: Là tập hợp các tín hiệu (gọi là lệnh) để điều khiển máy,được mã hóa dưới dạng chữ cái, số và môt số ký hiệu khác như dấu cộng, trừ, dấu chấm,gạch nghiêng … Chương trình này được ghi lên cơ cấu mang chương trình dưới dạng mã

số (cụ thể là mã thập – nhị phân như băng đục lỗ, mã nhị phân như bộ nhớ của máy tính)

- Các cơ cấu điều khiển: Nhận tín hiệu từ cơ cấu đọc chương trình, thực hiện cácphép biến đổi cần thiết để có được tín hiệu phù hợp với điều kiện hoạt động của cơ cấuchấp hành, đồng thời kiểm tra sự hoạt động của chúng thông qua các tín hiệu được gửi về

từ các cảm biến liên hệ ngược Bao gồm các cơ cấu đọc, cơ cấu giải mã, cơ cấu chuyểnđổi, bộ xử lý tín hiệu, cơ cấu nội suy, cơ cấu so sánh, cơ cấu khuyếch đại, cơ cấu đo hànhtrình, cơ cấu đo vận tốc, bộ nhớ và các thiết bị xuất nhập tín hiệu

Đây là thiết bị điện – điện tử rất phức tạp, đóng vai trò cốt yếu trong hệ thống điềukhiển của máy NC Việc tìm hiểu nguyên lý cấu tạo của các thiết bị này đòi hỏi có kiếnthức từ các giáo trình chuyên ngành khác, cho nên ở đây chỉ giới thiệu khái quát

Phần chấp hành máy phay CNC fanuc

Gồm máy cắt kim loại và một số cơ cấu phục vụ vấn đề tự động hóa như các cơcấu tay máy, ổ chứa dao, bôi trơn, tưới trơn, hút thổi phoi, cấp phôi …

Cũng như các loại máy cắt kim loại khác, đây là bộ phận trực tiếp tham gia cắt gọtkim loại để tạo hình chi tiết Tùy theo khả năng công nghệ của loại máy mà có các bộphận : Hộp tốc độ, hộp chạy dao, thân máy, sống trược, bàn máy, trục chính, ổ chứa dao,các tay máy …

Kết cấu từng bộ phận chính chủ yếu như máy vạn năng thông thường, nhưng cómột vài khác biệt nhỏ để đảm bảo quá trình điều khiển tự động được ổn định, chính xác,năng suất và đặc biệt là mở rộng khả năng công nghệ của máy

- Hộp tốc độ: Phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn, thường là truyền động vô cấp, trong

đó sử dụng các ly hợp điện từ để thay đổi tốc độ được dễ dàng

- Hộp chạy dao: Có nguồn dẫn động riêng, thường là các động cơ bước Trong xíchtruyền động, sử dụng các phương pháp khử khe hở của các bộ truyền như vít me – đai ốcbi…

- Thân máy cứng vững, kết cấu hợp lý để dễ thải phoi, tưới trơn, dễ thay dao tựđộng Nhiều máy có ổ chứa dao, tay máy thay dao tự động, có thiết bị tự động hiệu chỉnhkhi dao bị mòn … Trong các máy CNC có thể sử dụng các dạng điều khiển thích nghikhác nhau bảo đảm một hoặc nhiều thông số tối ưu như các thành phần lực cắt, nhiệt độcắt, độ bóng bề mặt, chế độ cắt tối ưu, độ ồn, độ rung

3.1.2 Thông số kĩ thuật máy phay CNC HAMAI 3VS (hình 3.2)

Hình 3.2: Máy phay CNC HAMAI 3VS

26

Bảng 3 1: Thông số kỹ thuật máy phay CNC HAMAI 3VS

ID# A9-067-05

Hệ điều khiển Fanuc OM

Nước sản xuất Japan

3.2.1 Giới thiệu chung về chức năng của CIMATRON trong tổ hợp CAD CAM CNC:

Phần mềm CIMATRON của hãng CIMATRON CO, LTD được đánh giá làphần mềm tích hợp CAD/CAM dùng cho lĩnh vực thiết kế gia công Cơ khí hàng đầucủa thế giới Phần mềm CIMATRON do nhóm chuyên gia Nhật Bản và Israel hợp tácxây dựng từ năm 1990 Phiên bản CIMATRON IT ra mắt lần đầu rất nổi tiếng tronglĩnh vực công nghệ CAM và chế tạo khuôn mẫu Tiếp nối thành công đó, năm 2003phiên bản CIMATRON E ra đời và chạy trên môi trường Windows

Phần mềm CIMATRON là phần mềm tích hợp đầy đủ các tính năng thiết kế và

mô phỏng quá trình gia công chi tiết, với chức năng như vậy chúng ta có thể sử dụngcác chương trình đã được lập trình bằng phần mềm này để kết nối nhập vào bộ điềukhiển máy CNC, hay quan sát quá trình gia công trước khi đi vào gia công thực tế

Trong phần mềm CIMATRON có nhiều modun khác nhau,sau đây là một sốmondun dùng để thiết kế chi tiết, phân khuôn và lập trình gia công

3.2.2 Mức độ phổ biến của CIMATRON ở Việt Nam.

Do vào Việt Nam khá sớm nên CIMATRON được dùng rất phổ biến đặc biệt làtrong lĩnh vực lập trình gia công tại các công ty cơ khí, khuôn mẫu Ngày nay, tuy đã pháthành đến phiên bản E11 nhưng vẫn còn một số lượng rất lớn người dùng phiên bảnCIMATRON IT 13 bởi tính ổn định, hiệu quả và yêu cầu cấu hình máy tính không cao

Ngoài ra CIMATRON còn được giảng dạy chính thức tại một số trường Đại họcnhư Đại học Bách Khoa Hà Nội, Đại học Bách Khoa TPHCM và dạy theo các khóa ngắnhạn tại các Trung Tâm CAD/CAM trong khắp cả nước

3.2.3 Ưu điểm, nhược điểm của CIMATRON

a) Ưu điểm của CIMATRON

Dễ dàng chuyển đổi dữ liệu giữa solid và surface

Công cụ xử lí bề mặt phong phú nên việc xử lí dữ liệu nhập từ các phần mềm khác vào rấtnhanh và hiệu quả

– Không yêu cầu mô hình hoàn toàn ở dạng solid khi làm khuôn và gia công

– Thư viện đầy đủ và có tính tùy biến cao

– Áp dụng templete trong hầu hết các môi trường nên rút ngắn được thời gian khiphải thực hiện những công việc mang tính chất lặp lại

– Có chiến lược chạy dao khi gia công rất hiệu quả

b) Nhược điểm của CIMATRON

– Công cụ vẽ đường spline còn thiếu nhiều tính năng nên khó kiểm soát đườngcurve được vẽ ra

– Khi xuất các mô hình 3D phức tạp ra các định dạng trung gian hay gặp lỗi hở hoặcbiến dạng bề mặt

– Làm việc với bản vẽ 2D không được linh hoạt như AutoCAD

3.2.4 Ngôn ngữ hỗ trợ

Tính đến nay, CIMATRON đã hỗ trợ các ngôn ngữ : Anh, Đức, Ý, Nhật, Hàn Quốc,Trung Quốc

28

3.2.5 Những kiểu dữ liệu mà CIMATRON hỗ trợ (bảng3.2)

Bảng 3 2: Các kiểu dữ liệu CIMATRON hỗ trợ

3.2.6 Những modul chính của CIMATRON (hình 3.3).

Hình 3.3: Những modul của CIMATRON

CIMATRON gồm các modul chính sau đây :

- MoldDesign : thiết kế khuôn ép nhựa

- DieDesign : thiết kế khuôn dập

- NC : lập trình gia công 2.5, 3, 4, 5 trục

Ngoài ra, CIMATRON còn những modul nhỏ và 1 số add-in khác

- Electrode : thiết kế điện cực

- Shoes Express : thiết kế giày dép

- ReEnge : thiết kế ngược

- MoldQuote : phần mềm tính giá thành khuôn ép nhựa

- DieQuote : phần mềm tính giá thành khuôn dập

3.3 Cấu trúc chương trình và mã lệnh trong lập trình CNC

3.3.1 Cấu trúc chương trình

Chương trình NC bao gồm chuỗi chỉ thị di chuyển dao, chỉ thị đóng ngắt và phụtrợ cần thiết để điều khiển máy tự động thực hiện công việc gia công Công việc xác lậptiến trình di chuyển dao cùng các chỉ thị lập trình cụ thể và lưu trữ các thông tin này trênthiết bị mang tin dưới dạng mã lệnh phục vụ cho quá trình đọc dữ liệu tự động bởi hệ điều

khiển, được gọi là lập trình NC.

Có nhiều định dạng chương trình NC, phổ biến nhất là định dạng địa chỉ lệnh.Định dạng này bao gồm các mã lệnh được truyền đến hệ thống servo, các rơle, công tắc,

để thực hiện các di chuyển và tác vụ cần thiết cho việc gia công Theo hệ tiêu chuẩn quiđịnh, các mã lệnh này được liên kết theo trình tự logic để tạo thành khối thông tin Mỗikhối thông tin bao gồm các thông tin vừa đủ để thực hiện một bước gia công

Hệ tiêu chuẩn EIA sử dụng các ký tự chữ cái alphabet, các ký tự số, ký tự đặc biệtkhác để biểu diễn chương trình, trong đó ký tự chữ cái được sử dụng để phân biệt các lệnhtrong khối lệnh Chiều dài khối lệnh và lệnh phụ thuộc vào thiết kế của hệ điều khiển

30

Tốc độ trục chính S Tốc độ quay trục chính

Lệnh phụ M Lệnh đóng/ngắt (ON/OFF)

B Điều khiển bàn xoay

Số hiệu thanh ghi dịch chỉnh D, H Số hiệu thanh ghi dịch chỉnh

Dừng tạm thời P, X Thời gian dừng tạm thời

Lệnh gọi chương trình Số hiệu chương trình con; Số lần lặp lại

bị cung cấp chất làm nguội

c) Khối lệnh.

Khối lệnh là chuỗi lệnh đầy đủ để thực hiện một thủ tục di chuyển hoặc một tác vụhoạt động của máy và được coi là đơn vị cơ bản của chương trình Mỗi khối lệnh bắt đầubởi lệnh thứ tự (N ) kết thúc bởi ký tự kết thúc khối lệnh (tiêu chuẩn ISO sử dụng ký tự(LF); tiêu chuẩn EIA sử dụng ký tự (CR); trong phần này chúng ta sử dụng ký tự (;), và cóthể bao gồm nhiều lệnh khác nhau: