Báo cáo thí nghiệm công nghệ CNC

Chương trình có thể bao gồm các lệnh “mã hóa”, như “M03” — hướng dẫn bộ điều khiển chuyển trục chính tới một vị trí mới hay “G99” — hướng dẫn bộ điều khiển đọc một đầu vào phụ từ một quá

NỘI QUY PHÒNG THÍ NGHIỆM

I Đối với sinh viên

1 Đi học đúng giờ, vào muộn quá 15’ sẽ bị coi như không đi học thực hành tiết đó

2 Phải trang bị bảo hộ lao động: Quần áo, đầu tóc gọn gàng, lịch sự; Đi giày hoặc đi dép có quay hậu

3 Tuân thủ đúng các quy định, quy trình theo hướng dẫn của giáo viên

4 Không tự ý thực hiện các thao tác máy ngoài phạm vi thực tập; không vận hành thay đổi các thông số hoạt động của máy khi chưa có sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn

5 Không rời vị trí được phân công khi chưa có sự đồng ý của giáo viên

6 Báo cáo ngay cho giáo viên hướng dẫn khi có sự cố thiết bị hoặc tai nạn lao động

7 Bàn giao máy cần nêu rõ tình trạng của máy trong thời gian làm việc

8 Vệ sinh máy, thiết bị… sau mỗi buổi thí nghiệm theo hướng dẫn của giáo viên

9 Chịu trách nhiệm khắc phục khi gây ra sự cố làm hỏng do không thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên hoặc làm mất mát thiết bị dụng cụ

II Đối với giáo viên hướng dẫn thí nghiệm

1 Chuẩn bị đủ máy, thiết bị, dụng cụ và vật tư trước khi hướng dẫn thí nghiệm

2 Dành 20’đầu của buổi đầu tiên trong đợt thí nghiệm để phổ biến nội quy, quy định an toàn và toán tắt các nội dung mà sinh viên sẽ thực hiện

3 Hướng dẫn đúng đủ theo chương trình đã được phê duyệt

4 Quản lý lớp học, thường xuyên kiểm tra, nhắc nhở đảm bảo an toàn cho sinh viên

5 Quản lý và chịu trách nhiệm bảo quản máy, thiết bị, dụng cụ trong suốt thời gian hướng dẫn, ghi đầy đủ nhật kí làm việc

6 Dành 5-10 phút cuối mỗi buổi để chỉ đạo sinh viên vệ sinh phòng, máy

2

QUY ĐỊNH AN TOÀN KHI SỬ DỤNG MÁY, THIẾT BỊ.

I Đối với phòng thí nghiệm

- Máy, Thiết bị, Dụng cụ, Vật tư phải được bố trí ngăn nắp đúng nơi quy định

- Bật điều hòa hoặc bật máy hút ẩm 24/24h đối với thời tiết ẩm quá 80%

- Trang bị đầy đủ, đảm bảo về an toàn, phòng chống cháy nổ theo quy định của nhà trường và pháp luật

II Đối với máy móc thiết bị

- Khởi động hoặc tắt theo đúng quy trình, kiểm tra các chế độ an toàn khi vận hành máy

- Bật máy nén khí khi đạt đủ áp mới bật máy công cụ

- Các máy không có lịch làm việc phải được thường xuyên bôi trơn các đường dẫn hướng và bật máy, cho chạy không tải trong thời gian 30 phút mỗi ngày

III Quy trình vận hành máy

- Kiểm tra dầu mỡ của các trục vít me và đường dẫn hướng

- Cho máy chạy không tải trong 5 phút

- Kiểm tra định vị và kẹp chặt phôi

- Trong quá trình làm việc không để thiết bị, dụng cụ bên trong máy

- Mở công tắc nguồn, mở máy tính, mở phần mềm

- Đưa máy về điểm gốc máy

- Kiểm tra chương trình gia công khi lập trình bằng tay (chế độ cắt, hành trình chạy dao…)

- Chạy chương trình, tắt điện, vệ sinh máy sau khi ngừng sử dụng

CHƯƠNG I: Tổng quan về máy công cụ cnc

1 Máy công cụ CNC

Máy CNC (computer numerical controlled) là những công cụ gia công kim loại tinh tế có thể tạo ra những chi tiết phức tạp theo yêu cầu của công nghệ hiện đại Phát triển nhanh chóng với những tiến bộ trong máy tính, ta có thể bắt gặp CNC dưới dạng máy tiện, máy phay, máy cắt laze, máy cắt tia nước có hạt mài, máy đột rập và nhiều công cụ công nghiệp khác Thuật ngữ CNC liên quan đến một nhóm máy móc lớn sử dụng logic máy tính để điều khiển các chuyển động và thực hiện quá trình gia công kim loại

Các máy CNC hiện đại hoạt động bằng cách đọc hàng nghìn bit thông tin được lưu trữ trong bộ nhớ máy tính chương trình Để đặt thông tin này vào bộ nhớ, nhân viên lập trình tạo ra một loạt lệnh mà máy có thể hiểu được Chương trình có thể bao gồm các lệnh “mã hóa”, như “M03” — hướng dẫn bộ điều khiển chuyển trục chính tới một vị trí mới hay “G99” — hướng dẫn bộ điều khiển đọc một đầu vào phụ từ một quá trình nào đó trong máy Các lệnh mã hóa là phương thức phổ biến nhất để lập trình một công cụ máy CNC Tuy nhiên, sự tiến bộ trong máy tính

đã cho phép các nhà sản xuất công cụ máy tạo ra “lập trình hội thoại” Trong lập trình hội thoại, lệnh “M03” được nhập đơn giản như “MOVE” và “G99” là

“READ” Kiểu lập trình này cho phép đào tạo nhanh hơn và nhân viên lập trình không phải nhớ nhiều ý nghĩa của mật mã Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng hầu hết các máy sử dụng lập trình hội thoại vẫn đọc các chương trình mã hóa, do đó ngành công nghiệp vẫn đặt nhiều niềm tin vào dạng lập trình này

Bộ điều khiển cũng giúp nhân viên lập trình tăng tốc độ sử dụng máy Ví dụ, trong một số máy, nhân viên lập trình có thể đơn giản chỉ cần nhập dữ liệu về vị trí, đường kính và chiều sâu của một chi tiết và máy tính sẽ lựa chọn phương pháp gia công tốt nhất để sản xuất chi tiết đó dưới dạng phôi Thiết bị mới nhất có thể chọn một mẫu kỹ thuật được tạo ra từ máy tính, tính toán tốc độ dao cụ, đường vận chuyển vật liệu vào máy và sản xuất chi tiết mà không cần bản vẽ hay một chương trình

Sự tiến bộ trong máy tính và trí thông minh nhân tạo sẽ làm cho những chiếc máy CNC tương lai nhanh hơn và dễ vận hành hơn

2 Máy tiện Emco Concept Turn 55

2.1 Các bộ phận của máy tiện CNC

Máy tiện CNC xuất hiện đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp Việc tiến hành tiện các đường cong, hình phức tạp được thực hiện dễ dàng như đường thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một lượng lớn các thao tác do con người thực hiện được giảm thiểu

Đặc điểm gia công trên máy tiện CNC

- Mức độ tự động hoá rất cao:

+ Tự động thay dao

+ Tự động điều chỉnh quá trình cắt gọt

+ Tự động bôi trơn vùng cắt gọt và hệ thống máy

+ Tự động bảo vệ an toàn khi máy làm việc

+ Tự động hiển thị vị trí gia công, toạ độ gia công (x, y, z)

+ Tự động báo lỗi

- Tốc độ cắt rất lớn (Từ 1000 – trên 8000 v/ph)

+ Độ chính xác kích thước gia công đạt tới 0,001mm

+ Năng suất gia công gấp 3 lần so với máy thông thường

+ Tính linh hoạt cao, thích nghi với nhiều loại sản xuất

Các bộ phận chính trên máy tiện CNC

- Trục chính

- Ổ tích dao

- Gía đỡ ổ tích dao

- Bảng điều khiển

- Cửa đóng mở khu vực gia công

- Ụ động

2.2 Khả năng công nghệ của máy tiện Emco Concept Turn 55

Phạm vi làm việc

Đường kính tiện trên băng máy dia 130 mm

Đường kính tiện trên bàn trượt ngang dia.60 mm

6

Đường kính gia công tiện max 52 mm (phôi tiện được kẹp bởI mâm cặp và

ụ định tâm)

Chiều dài vật tiện max 215 mm

Hành trình

Hành trình dịch chuyển theo trục X : 48 mm

Hành trình dịch chuyển theo trục Z : 236 mm

Trục chính

Cỡ côn mũi trục chính theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất

Lỗ trục chính 16 mm

Đường kính mâm cặp 74 mm

Đường kính lỗ mâm cặp 15 mm

Dải tốc độ trục chính 120-4000 rpm

Cấp tốc độ trục chính 2

Momen trục chính lớn nhất 14 Nm

Động cơ trục chính

Công suất động cơ xoay chiều 0.75 KW

Tốc độ động cơ trục chính 1400 rpm

Đài dao

Số vị trí được lắp dao trên đài dao 8

Số vị trí dao được lắp trong/ ngoài 4/4

Kích thước tiết diện chuôi dao vuông lắp ngoài trên đài dao 12x12 mm Đường kính lỗ lắp chuôi dao tròn (doa, khoan, tarô) 10 mm

Truyền động bàn xe dao

Được điều khiển bởi động cơ bước có độ phân giải 0.0005 mm/bước

Tốc độ dịch chuyển bàn dao nhanh theo trục X/Z 2 m/phút

Dải tốc độ điều chỉnh theo hướng trục X/Z (điều chỉnh liên tục) 0-2 m/phút

Lực truyền động bàn xe dao theo hướng trục X/Z là 1kN

Giá trị thay đổI vị trí bàn xe dao theo tiêu chuẩn VDI3441 trên trục X/Z là 0.008 mm

Ụ định tâm

Hành trình nòng trượt : 35 mm

Đường kính nòng trượt 22 mm

Kích thước mũi chống tâm : MT1

3 Máy phay Emco Concept Mill 55

3.1 Các bộ phận của máy phay CNC

Nếu không kể đến những trung tâm cơ khí đa năng thì máy phay có thể coi là chiếc máy linh hoạt, đa năng nhất Chúng được chia thành 2 loại, máy phay dọc và máy phay ngang dựa trên vị trí của trục dao Loại máy này luôn được tích hợp phương pháp điều khiển tuyến tính và có ít nhất 3 trục điều khiển, thông thường là 4 hoặc 5 trục, hầu hết đều có khả năng nội suy trong không gian Một ưu điểm nữa của máy phay, đó là nó có khả năng hoạt động như một máy khoan, vì vậy sẽ rất tiện lợi cho người điều khiển khi thực hiện một chu trình khoan

Các bộ phận của máy phay CNC cũng giống như của máy tiện CNC nhưng trong máy phay có bộ phận thay dao tự động Đó coi như một bộ phận mở rộng của máy,

và chỉ được lắp đặt khi có sự yêu cầu của người sử dụng Đối với loại máy này thì

bộ phận bù góc quay và bù kích thước dao có ý nghĩa rất quan trọng

Những máy phay cỡ lớn được trang bị cảm biến vi sai có khả năng hiệu chỉnh sai

số trong trường hợp phải khởi động lại máy sau khi có sự cố hỏng dao hay các sự

cố khác

8

3.2 Khả năng công nghệ của máy phay Emco Concept Mill 55

4.thanh trượt z 11.đèn máy

5.bàn máy 12.vị trí để thay dao

6.thanh trượt hướng X, Y 13.khối điều chỉnh khí nén 7.nút dừng khẩn cấp 14 đế máy

3.2.2 Vùng làm việc

- dịch chuyển theo trục X: 190 mm

- dịch chuyển theo trục Y: 140mm

- dịch chuyển theo trục Z: 120/190mm

3.2.3 Chế độ cắt của máy

- tốc độ chạy dao: 0-2000mm/phút

- Tốc độ chạy dao nhanh: 2000mm/phút

- Độ phân giải bước: 0,5 micro met

- Lực chạy dao lớn nhất theo trục X,Y: 800N

- Lực chạy dao lớn nhất theo trục Z: 1000N

- Tốc độ trục chính: 150/3500 vòng/phút

- Momen xoắn: 3,7Nm

3.2.4 Ổ tích dụng cụ

Có 8 vị trí chứa dao

Khối lượng lớn nhất của dụng cụ: 1 kg

Đường kính lớn nhất của dụng cụ: 40mm Tốc độ di chuyển của ổ tích dụng cụ: 10m/phút

10

3.2.5 Eto

Giới hạn kẹp phôi 60mm, bề rộng má kẹp 60mm Eto dùng lực kẹp bằng tay

3.2.6 Bảng điều khiển

CHƯƠNG II: Cách lấy gốc phôi, dao trên máy Tiện và Phay

1 Cách lấy gốc phôi, dao trên máy Phay

Điểm gốc phôi của chi tiết là điểm mà từ đó để ta tính ra tọa độ của các điểm còn lại của chi tiết Việc lựa chọn này giúp việc xác đinh tọa độ gia công một cách

dễ dàng, thuận tiện theo cách ta tính mà máy vẫn có thể hieur được nhờ việc khai báo gốc phôi

Điểm gốc phôi thường thỏa mãn các yêu cầu sau:

 Thường là điểm trên chi tiết gia công

 Thường là điểm trên mặt cao nhất của chi tiết

 Cách xác định gốc phôi như thế nào?

Sau đây là 2 cách lấy gốc phôi thông dụng:

 Ta xác đinh theo quy tắc 3T

Quy tắc 3T = Trên – Trước – Trái tức là điểm gôc phôi sẽ là điểm thuộc mặt trước góc trên bên trái của phôi Và các bước thực hiện như sau:

12

- Xác định tọa đọ theo trục X: Ta di chuyển trục chính xuống cách phôi khoảng 5mm Sau đó di bàn máy theo chiều dương trục X (di chuyển sang bên phải) sao cho đến khi dao nằm ở ngoài phạm vi chi tiết  Hạ dao xuống

 Di chuyển bàn máy theo chiều X âm (Từ phải sang trái) Di chuyển từ từ (Dùng chế độ định khoảng) soa cho đến khi dao vừa tiếp xúc với phôi thì ta dừng lại  Tại điểm đó ta xét X=0  Di chuyển bàn máy theo chiều dương trục X một khoảng đúng bằng bán kính của dao (Do điểm lập trình là điểm tâm của dao) Sau đó ta lấy giá trị tọa độ X trên hệ tọa độ máy (Machine) để nhập vào G54 hoặc từ G55-G59

- Xác định tọa đọ theo trục Y: Nhấc dao lên khỏi phôi khoảng 5mm Di chuyển bàn máy theo chiều dương trục Y (tiến vào phía xa người điều khiển máy) sao cho đến khi dao nằm ngoài phạm vi của phôi  Hạ dao xuống dưới mặt trên của phôi  Di chuyển bàn máy theo chiều âm của Y từ từ (dung chế độ định khoảng) sao cho dao vừa tiếp xúc với phôi (dao cào đi một lớp mỏng của phôi) thì dừng lại  Tại đó ta xét Y=0  Sau đó rút dao lên cao hơn mặt trên của phôi  Cho bàn máy đi theo chiều Y dương một đoạn đúng bằng bán kính của dao Tại đây ta lấy tọa độ Y trệ hệ Machine để nhập vào địa chỉ G ta vừa chọn

14

- Xác đinh tọa độ Z: Ta chỉ cần hạ từ từ dao xuống (có thể dung chế độ định khoảng) cho đến khi dao vừa tiếp xúc (dao quét đi lớp mỏng ở mặt trên của phôi) thì dừng lại Tại đó ta lấy tọa độ Z ở hệ tọa độ máy Machine đê nhập vào địa chỉ G muốn lưu trữ

 Sau khi xét xong tọa độ của các trục thì ta tiến hành kiểm tra lại xem qúa trình xét gốc đã đúng chưa ta làm như sau: Chuyển sang chế độ MDI chạy từng câu lệnh để soạn thảo caho máy chạy thử kiểm tra điểm gốc phôi

 VD: Câu lệnh kiểm tra như sau: G90 G54 G00 X0 Y0 Z10;

S2000 M03;

(Ở trên ta giả sử khi khai báo gốc phôi ta lưu vào G54)

 Câu lệnh trên có nghĩa là cho dao chạy đến tọa độ cách gốc phôi theo phương Z một khoảng bằng 10mm Rồi khởi động trục chính quay theo chiều kim đồng hồ

- Sau khi soạn thảo xong câu lệnh  Ta Reset cho con trỏ về đầu chương trình rồi cho chạy Nếu kết quả sau chạy dao ở tọa độ kể trên tức là việc xét gốc phôi là chuẩn xác

 Khi chạy kiểm tra ta nên để núm điều chỉnh tấc đọ khoảng 4-5% để phòng khi ta chọn sai gốc thì có thể kịp phản ưng cho dừng máy để tránh xảy ra va chạm

 Điểm thứ hai ta thường chọn là điểm tâm mặt trên của phôi Cách xác định như sau:

- Xác định tọa độ X: Để dao cách mặt trên của phôi khoảng 5mm, di chuyển bàn máy theo phương X dương sao cho dao nằm ngoài phạm vi của phôi, hạ dao xuống di bàn máy theo hướng âm X sao cho vừa chạm vào phôi thì dừng lại Tại đây ghi tọa độ X ở Machine lại rồi rút dao lên Đưa bàn máy di chuyển theo chiều âm X sao cho dao nằm ngoài phạm vi phôi rồi hạ dao xuống  Đưa bàn máy theo chiều X dương đến khi dao chạm vào phôi thì dừng lại Tại đây ghi lịa giá trị X trên hệ Machine  Sau đó cộng 2 giá trị thu được rồi chia đôi đi Giá trị thu được cho vào địa chỉ G muốn lưu trữ, đó

là tọa độ X của gốc phôi

- Xác định tọa độ Y: Thực hiện tương tự như xách xác định tọa độ X

- Xác đinh tọa độ Z: Đưa dao xuống bề mặt trên của phôi, khi gần tiếp xúc mặt trên thì ta dùng chế độ định khoảng để đảm bảo độ chính xác Hạ dao cho đến tiếp xúc mặt trên rồi dừng lại Lấy giá trị của Z trên hệ tọa độ máy Machine để nhaaph vào địa chỉ G muốn lưu trữ

 Sau khi nhập xong ta cũng chuyển sang chế độ MDI để kiểm tra lại việc lấy gốc phôi

16

3 Cách lấy gốc phôi, dao trên máy Tiện

Thông qua việc đặt điểm “0” chi tiết (kí hiệu W) ở trên máy ta có được sự phù hợp giữa điểm “0” trên bản vẽ và của chi tiết Nhờ vậy các kích thước trên bản vẽ

có thể dung để lập trình trực tiếp

Điểm “0” của chi tiết được xác định dựa trên vị trí của điểm “0” trên máy Điểm M của máy thường nằm trên trục chính và cắt mặt phẳng là mặt đầu của trục chính, trên đó có mâm cặp

Qua các thao tác dưới đây ta sẽ xác định được khoảng cách từ điểm “0” máy đến điểm “0” chi tiết (Zw) Đây sẽ là tọa độ ta nhập vào ô G54-G59 Các bước như sau:

- Đóng mạch trục chính quay Chuẩn bị dao dung để xác đinh điểm “0” vào vị trí phù hợp trên đầu dao Revonver (đảm bảo không gian khi quay dao để không xảy ra va chạm)

- Cho mũi dao chạm vào mặt đầu của chi tiết để lấy một vạch dấu (Cho dao tiến cẩn thận – dùng chế độ định mức để cho đến khi nó cắt được 1 vạch làm dấu trên chi tiết)

- Nhập một lượng dư mặt đầu (ví dụ 0.5mm) vào hệ điều khiển CNC tiếp theo bấm nút về 0

(Lượng dư dùng để tiện phẳng mặt đầu với z=0)

- Trên cơ sở đóm hệ điều khiển CNC ghi nhớ lại giá trị dịch chuyển điểm “0”

Zw, nhờ vậy điểm 0 chi tiết được đinh nghĩa rõ ràng vì tọa độ X của nó bằng

0 và nằm trên trục chính

- Do có lượng dư sẵn mà mặt đầu phải được tiện phẳng Điều đó cần đọc quan tâm khi thiết lập chương trình gia công NC

18