gia công cơ khí nâng cao với proe

Mục lục Thuật ngữ tiếng anh Chương 1: Tổng quan CAD/CAM/CNC Chương 2: Giới thiệu chung phần mềm Pro/engineer 13 Chương 3: Các lệnh vẽ 2D 26 Chương 4: Các lệnh vẽ 3D 49 Chương 5: Bài tập thiết kế mẫu 82 Chương 6: Mô gia công máy Phay trục 116 Chương 7: Mô gia công máy Tiện 148 Chương 8: Kết nối điều khiển máy công cụ CNC 178 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC Kiến thức: - Hiểu công nghệ CAD/CAM/CNC - Hiểu môi trường làm việc với máy công nghệ Thái độ: - Cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Điều khiển số (Numerical Control) đời với mục đích điều khiển q trình cơng nghệ gia cơng cắt gọt máy công cụ Về thực chất, trình tự động điều khiển hoạt động máy (như máy cắt kim loại, robot, băng tải vận chuyển phôi liệu chi tiết gia công, kho quản lý phôi sản phẩm ) sở liệu cung cấp dạng mã số nhị nguyên bao gồm chữ số, số thập phân, chữ số ký tự đặc biệt tạo nên chương trình làm việc thiết bị hay hệ thống Ngày nay, với việc ứng dụng thành tiến Khoa học - Công nghệ, lĩnh vực điều khiển số tin học cho phép nhà Chế tạo máy nghiên cứu đưa vào máy công cụ hệ thống điều khiển cho phép thực trình gia cơng cách linh hoạt hơn, thích ứng với sản xuất đại mang lại hiệu kinh tế cao Lịch sử phát triển NC bắt nguồn từ mục đích quân hàng không vũ trụ mà yêu cầu tiêu chất lượng máy bay, tên lửa, xe tăng cao (có độ xác độ tin cậy cao nhất, có độ bền tính hiệu sử dụng cao ) Ngày nay, lịch sử phát triển NC trải qua trình phát triển không ngừng với phát triển lĩnh vực vi xử lý từ bit, 8bit đạt đến 32 bit cho phép hệ sau cao hệ trước mạnh khả lưu trữ xử lý Từ máy CNC riêng lẽ (CNC Machines - Tools) phát triển cao trung tâm gia cơng CNC (CNC Engineering - Centre) có ổ chứa dao lên tới hàng trăm thực nhiều nguyên công đồng thời vị trí gá đặt Cùng với phát triển công nghệ truyền số liệu, mạng cục liên thông phát triển nhanh tạo điều kiện cho nhà công nghiệp ứng dụng để kết nối hoạt động nhiều máy CNC quản lý máy tính trung tâm DNC (Directe Numerical Control) với mục đích khai thác cách có hiệu bố trí xếp công việc máy, tổ chức sản xuất quản lý chất lượng sản phẩm Hình 1-1: Mơ hình điều khiển DNC Hiện nay, lĩnh vực sản xuất tự động chế tạo khí phát triển đạt đến trình độ cao phân xưởng tự động sản xuất linh hoạt tổ hợp CIM (Computer Integrated Manufacturing) với việc trang bị thêm robot cấp phôi liệu vận chuyển, hệ thống đo lường quản lý chất lượng tiên tiến, kiểu nhà kho đại đưa vào áp dụng mang lại hiệu kinh tế đáng kể Máy tiện CNC Máy phay CNC Robot rãnh trượt Nhà kho phôi liệu Tủ điều khiển Hệ thống đo lường Phím dạy học robot Máy tính chủ Hình 1-2: Mơ hình điều khiển sản xuất tổ hợp CIM Về thực chất máy điều khiển theo chương trình số có ngun lý chuyển động tạo hình khơng khác với máy cơng cụ truyền thống, có nghĩa mặt thuật ngữ mang tên máy công cụ máy tiện, máy phay đứng, máy phay nằm ngang, máy mài số hóa tin học hóa để điều khiển chuyển động cơng tác máy lệnh đưa vào hệ thống CNC Tùy theo yêu cầu loại máy loại cấu điều khiển, hệ điều khiển mà phân thành loại bản: điều khiển điểm - điểm, điều khiển đoạn thẳng điều khiển đường (tuyến tính phi tuyến) Tất nhiên máy điều khiển đường sử dụng để điều khiển điểm - điểm đoạn thẳng 1.Điều khiển 2D Cho phép dịch chuyển dụng cụ mặt phẳng định Thí dụ máy tiện, dụng cụ dịch chuyển mặt phẳng xoz để tạo nên đường sinh tiện bề mặt, máy phay 2D, dụng cụ thực chuyển động mặt phẳng xoy để tạo nên đường rãnh hay mặt bậc có biên dạng Điều khiển 3D Cho phép dịch chuyển dụng cụ mặt phẳng đồng thời để tạo nên đường cong hay mặt cong không gian Điều tương ứng với trình điều khiển đồng thời trục máy theo quan hệ ràng buộc thời điểm để tạo nên vết quỹ đạo dụng cụ theo yêu cầu Phay túi máy 3D Điều khiển 2D1/2 Cho phép dịch chuyển dụng cụ theo trục đồng thời để tạo nên đường cong phẳng, trục thứ điều khiển chuyển động độc lập Điều khác biệt phương pháp điều khiển so với điều khiển 2D chổ trục điều khiển đồng thời đổi vị trí cho nhau: Có nghĩa mặt phẳng xoy xoz yoz Điều khiển 2D1/2 Điều khiển 4D, 5D Trên sở điều khiển 3D, người ta bố trí cho dụng cụ chi tiết có thêm chuyển động quay (hoặc chuyển động quay) xung quanh trục theo quan hệ ràng buộc với chuyển động trục khác máy 3D Với khả vậy, bề mặt phức tạp hay bề mặt có trục quay thực dễ dàng so với gia cơng máy 3D Mặt khác, lý cơng nghệ nên có bề mặt khơng thể thực việc gia cơng 3D tốc độ cắt khác có điểm có tốc độ cắt khơng (như đỉnh dao phay đầu cầu) hay lưỡi cắt dụng cụ thực việc gia công theo mong muốn (ví dụ góc cắt khơng thuận lợi hay bị vướng thân dao vào phần khác chi tiết ) Tóm lại, tùy thuộc vào u cầu bề mặt gia cơng cụ thể mà lựa chọn máy thích hợp máy phức tạp giá thành máy cao cần phải bổ sung thêm nhiều công cụ khác phần mềm CAD/CAM hỗ trợ lập trình Hơn nữa, máy phức tạp (càng nhiều trục điều khiển) tính an tồn q trình vận hành sử dụng máy thấp (dễ bị va chạm dao vào phơi máy) Vì để sử dụng máy này, người điều khiển trước hết sử dụng thành thạo máy điều khiển theo chương trình số 2D 3D Cũng dễ thấy máy phức tạp hồn tồn đảm nhiệm vai trò máy đơn giản hơn, ví dụ máy 3D đảm nhiệm cho máy 2D 2D1/2 Điều khiển 4D, 5D Trước lập chương trình gia cơng chi tiết, người lập trình cần phải có đầy đủ tài liệu cần thiết cần phải nắm vững kỹ thuật lập trình Các tài liệu bao gồm: - Bản vẽ chi tiết yêu cầu kỹ thuật kèm theo độ nhám bề mặt, độ xác kích thước (thể dung sai), độ xác vị trí tương quan, vật liệu chi tiết gia công yêu cầu gia cơng nhiệt - Quy trình cơng nghệ trình tự ngun cơng hay bước cơng nghệ sở phân tích chuyển động thực máy NC khả đạt độ xác yêu cầu kỹ thuật khác - Các thông số máy NC: Như cơng suất lớn trục chính, bàn chạy phôi hay dao, thông số khoảng tốc độ cắt hay tốc độ dịch chuyển máy - Nắm vững hệ điều khiển máy 2D, 3D, 2D 1/2 , 4D 5D khả xử lý với độ xác cho phép - Nắm vững loại dụng cụ, mã hóa số hiệu dao, thông số cắt gọt (v, s, t) tuổi bền dao - Biết cách sử dụng loại dụng cụ đo để đo kiểm chi tiết dụng cụ cắt theo cách đo trực tiếp dụng cụ hay đo máy - Thông thạo với bảng mã G code M code - Biết xác định quỹ đạo dịch chuyển lưỡi cắt dụng cụ, xác định thông số cắt gọt đoạn theo yêu cầu vật liệu chi tiết gia công chế độ gia công - Thông thạo phép tính tốn lượng giác Để lập chương trình gia cơng chi tiết sọan thảo chương trình mơ phỏng, người ta phải đặt vào hệ tọa độ cố định gắn với chi tiết Việc đặt gốc tọa độ đâu tùy thuộc vào điều kiện cho đơn giản trình lập trình ( giảm khối lượng tính tốn) Q trình lập chương trình gia cơng chi tiết sử dụng hệ tọa độ tuyệt đối tương đối phối hợp hệ tọa độ tuyệt đối hệ tọa độ tương đối 43 Phương pháp chung lập chương trình gia cơng Theo ngun tắc chung lập chương trình gia cơng thơng thường người ta quan tâm đến yếu tố hình học mà theo lệnh điều khiển chức dịch chuyển dụng cụ theo quỹ đạo thiết lập vẽ Vấn đề chiều dày lớp cắt tối ưu cách thức tiến hành ăn dao thơng thường có chức hỗ trợ nằm chương trình hay chu trình gia cơng thơ, bán tinh tinh Các chu trình quy định theo loại hệ thống điều khiển nhà chế tạo cung cấp người cán lập trình cần phải thơng thạo để sử dụng cần Từ vẽ chế tạo chi tiết vẽ sơ đồ nguyên công, ta chia contua (đường biên hay biên dạng) thành đoạn thẳng, đường cong, tính tốn tọa độ điểm cắt đoạn thẳng, đường cong đoạn thẳng cung cong; tính tốn điểm tiếp xúc đường thẳng đường cong đường cong dựa sở hệ tọa độ Décard nói trước Chọn hành trình cắt viết lệnh dịch chuyển lưỡi cắt dụng cụ theo điểm contua theo trình tự từ tọa độ điểm bắt đầu đến tọa độ điểm đến vị trí cuối biên dạng Lựa chọn dao cắt cho đoạn gia cơng cách thích hợp với q trình gia cơng thơ hay tinh tránh tình trạng xẫy tiếp xúc hay va chạm mặt sau dao chi tiết gia công, máy đồ gá , bổ sung vào điều kiện khác dừng máy có thời gian, tạm dừng để quan sát hay kiểm tra, tưới tắt dung dịch trơn nguội, thay dao Bổ sung thêm lệnh công nghệ liên quan đến chế độ gia công gia công thô, tinh , lệnh bù dao, lệnh sử dụng hệ thống tọa độ, đơn vị đo Sau soạn thảo xong chương trình, cần phải đưa vào hệ thống điều khiển số máy để thực việc gia cơng Người lập trình phải biết sử dụng chức thao tác cần thiết dịch chuyển điểm gốc, bù dao cụm CNC Sau chuyển chương trình gia công vào máy, cần phải thực chạy thử kỹ thuật mô để kiểm tra lại lần cuối sửa chữa chương trình có sai sót Chỉ đảm bảo chắn khơng lỗi thực việc gia cơng thực Câu hỏi ôn tập: Câu 1: Hệ điều khiển máy 2D, 3D, 2D 1/2 , 4D 5D Hãy giải thích so sánh Câu 2: Phân biệt G code M code Câu 3: Nguyên tắc vận hành máy gia công Chương 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM PRO/ENGINEER Kiến thức - Hiểu chức ứng dụng phần mềm Pro/engineer Kỹ năng: - Thành thạo trình cài đặt phần mềm Pro/engineer Thái độ: - Cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập 1/ Mơi trường Pro/engineer: 1.1 Cài đặt phần mềm Pro/engineer Nhắp setup.exe Creo 1.0 Nhắp NEXT Đánh dấu hình , sau nhắp NEXT Chọn Creo Parametric Chọn nhánh Option chọn Chương 8: KẾT NỐI VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY CÔNG CỤ Kiến thức: - Hiểu rõ cách kết nối với máy có hệ điều hành khác Kỹ năng: - Cài đặt, kết nối với máy công cụ CNC - Điều khiển vận hành máy công cu CNC Thái độ: - Kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung bài: 1./ Kết nối máy Phay CNC 635V eco Ta dùng phần mềm kết nối máy tính cá nhân với máy CNC Siemens PCU 20 ethernet setup Software = HMI Embedded Network Manager - Chạy SETUP.exe làm theo hoàn thành - Kiểm tra tên máy tính computer name TCP/IP eg eg Ví dụ: THAN 192.168.0.20 ( Hình IP máy CNC 10) máy tính phải đặt IP khác số cuối : 192.168.0.10 Sub mask eg 255.255.128.0 ( Không cần điền máy tính) Tạo thư mục : DMC635 ổ C C:\ DMC635 Phải share full thư mục - open HMI Embedded Network Manager: Mở phần mềm HMI You can see this icon on right bottom - Right click for menu (Chọn Đến)Goto : Config Network Manager (Lựa chọn )Select Check box : Connection with login Chọn đến thư mục share DMC635 Goto : Config HMI specific shared folders Browse for the shared folder C:\ DMC635 Input the shared folder name DMGMC Add the folder to the below window Goto : User management ( Chọn ) Sử dụng thư mục có sẵn (User list already had) PCU20_USER select Edit 181 User name PCU20_USER === Sử dụng tên ko thay đổi Password ******* Confirm Password ******* Select the right side shared folder DMC635 ( chọn thư mục DMC635) and press Add to import to the left side ( Chọn thư mục để chuyển sang bên phải) Nếu chưa nhìn thây thư mục phải tắt máy khởi động lại để máy lựa chọn thư mục Cài phần máy tính OK Phần máy CNC ko cần làm Khởi động máy tính lại OK Tắt máy CNC khởi động lại Cài đặt máy CNC Machine control side -> -> -> Start up -> set password -> ******** -> OK Đầu tiên ta kiểm tra thông số sau: Machine data -> Display MD -> Find -> 9990 -> OK Change to 9990=00000001H -> Start up -> Logic drives -> shown: Connection, Netw Config, Server name and File Type Goto : Connection C:\ CF Card ====(don’t change) 2, 3, are used for editing to the shared folder name Edit, \\computer name\shared folder name (eg \\sgpc027\DMGMC) Edit, display in Softkey Line1 & Line2 eg : line ==DMG Goto : line ==MC Netw Config Select “networking without confirmation” Log : TCP/IP DHCP : No IP : address follow first same last one different from laptop 192.168.0.10 Subnet : same as laptop 255.255.128.0 Monit time : 30 sec Other set as Input COMPUTER NAME Input USER NAME Goto : eg sgpc027 eg pcu20_user Server name Edit -> IP (192.168.0.10) -> computer name (sgpc027) -> Take over Goto : File Type -> NC spec files Sau reboot , ShopTurn (only CNC ISO) format, Nhấn Program manager softkey : DMG MC ta copy past máy CNC máy tính Goto : Netw Config Chọn “no networking” and save Sau reboot -> -> -> -> Start up -> delete password 2./ Kết nối máy Tiện CNC CTX310 eco Ta dùng phần mềm kết nối máy tính cá nhân với máy CNC Siemens PCU 20 ethernet setup Software = HMI Embedded Network Manager - Chạy SETUP.exe làm theo hồn thành - Kiểm tra tên máy tính computer name TCP/IP eg eg Ví dụ: THAN 192.168.0.20 ( Hình IP máy CNC 10) máy tính phải đặt IP khác số cuối : 192.168.0.10 Sub mask eg 255.255.128.0 ( Không cần điền máy tính) Tạo thư mục :CTX310 ổ C C:\ CTX310 Phải share full thư mục - open HMI Embedded Network Manager: Mở phần mềm HMI Ta thấy biểu tượng bottom - Click phải chuột (Chọn Đến)Goto : Config Network Manager (Lựa chọn )Select Check box : Connection with login Chọn đến thư mục share DMC635 Goto : Config HMI specific shared folders Tìm thư mục chia sẻ C:\ CTX310 Add thư mục cửa sổ Goto : User management ( Chọn ) Sử dụng thư mục có sẵn (User list already had) PCU20_USER select Edit User name PCU20_USER === Sử dụng tên ko thay đổi Password ******* Confirm Password ******* Select the right side shared folder CTX310 ( chọn thư mục CTX310) and press Add to import to the left side ( Chọn thư mục để chuyển sang bên phải) Nếu chưa nhìn thây thư mục phải tắt máy khởi động lại để máy lựa chọn thư mục Cài phần máy tính OK Phần máy CNC ko cần làm Khởi động máy tính lại OK Tắt máy CNC khởi động lại Cài đặt máy CNC Machine control side -> -> -> Start up -> set password -> ******** -> OK Đầu tiên ta kiểm tra thông số sau: Machine data -> Display MD -> Find -> 9990 -> OK Change to 9990=00000001H -> Start up -> Logic drives -> shown: Connection, Netw Config, Server name and File Type Goto : Connection C:\ CF Card ====(don’t change) 2, 3, are used for editing to the shared folder name Edit, \\computer name\shared folder name (eg \\THAN\CTX310) Edit, display in Softkey Line1 & Line2 eg : line ==DMG Goto : line ==MC Netw Config Select “networking without confirmation” Log : TCP/IP DHCP : No IP : address follow first same last one different from laptop 192.168.0.10 Subnet : same as laptop 255.255.128.0 Monit time : 30 sec Other set as Input COMPUTER NAME Input USER NAME Goto : eg sgpc027 eg pcu20_user Server name Edit -> IP (192.168.0.10) -> computer name (sgpc027) -> Take over Goto : File Type -> NC spec files Sau reboot , ShopTurn (only CNC ISO) format, Nhấn Program manager softkey : DMG MC ta copy past máy CNC máy tính Goto : Netw Config Chọn “no networking” and save Sau reboot -> -> -> Start up -> delete password 3./ Kết nối máy Tiện CNC KAMIOKA (hệ điều hành FANUC) Để kết nối ta cần phải có ADAPTER (kết nối máy laptop máy CNC) sau: Sau mô gia công chi tiết ta chọn code FANUC để xuất chương trình, lúc chương trình có *.txt Cụ thể sau L1001.txt Ví dụ: % O1 (Date:1/7/13 Time:17:17:25) N5T0100 N10G92X0.Z0 N15S2000M03 N20G00X-51.5 N25G01Z-68.5F1200 N30X-65.405 N35G02X-67.905Z-71 N40G01Z-166 N45G03X-70.405Z-168.5 N50G01X-76.781 N55G02X-79.281Z-171 N60G01Z-234.379 N65X-100.768Z-255.866 N70G02X-101.5Z-257.633 N75G01Z-337.219 N80M05 % Vì máy tiện KAMIOKA hiểu file có dạng O****.txt nên ta SAVE AS L1001.txt thành O1001.txt Trên máy CNC Kamioka ta thao tác sau: Đưa máy chế độ Edit Cắm Adapter vào khe kết nối, OFS/Setting, Tại dòng I/O CHANNEL sửa lại Nhấn phím ProG Nhấn thẻ OPRT => Nhập tên chương trình cần chép O1001 => Nhấn phím READ => Nhấn phím EXE Xuất dòng INPUT (q trình chép thành công) Chú ý: tiến hành cho máy CNC hoạt động cần lưu ý gốc tọa độ lúc mô Creo Parameter gốc tọa độ máy CNC phải giống nhau, chúng không giống dẫn đến sai hỏng máy chi tiết cần gia công 4./ Kết nối máy Phay CNC DMC 635V Standard Sau mô gia công chi tiết ta chọn code Siemens 840D để xuất chương trình, lúc chương trình có *.txt Cụ thể sau L1002.txt Thơng thường tất chương trình gia cơng có cấu trúc đoạn đoạn giống (đoạn CAM PATH tùy theo chi tiết khác nhau) Lưu ý: tên dao gia công mô khác với tên thật dao máy CNC, ta phải đổi tên cho tên dao gia cơng chương trình máy CNC 191 Vì máy CNC hiểu file có *.spf nên ta Save as L1002.txt thành L1002.spf Ta chép file L1002.spf vào USB chuyên dùng kết nối với máy CNC trình tự sau USB Bấm phím mềm Program Maneger ta thấy thẻ Front X204 sáng, lúc việc chép file L1002.spf vào nhớ máy Chú ý: tiến hành cho máy CNC hoạt động cần lưu ý gốc tọa độ lúc mô Creo Parameter gốc tọa độ máy CNC phải giống nhau, chúng không giống dẫn đến sai hỏng máy chi tiết cần gia công Câu hỏi ôn tập: Câu 1: Cách để máy CNC nhận biết chương trình gia công xuất từ phần mềm Pro/Engineer Creo 1.0 Câu 2: So sánh cách kết nối máy phay CNC 635V eco máy phay CNC 635V Standard Câu 3: Nguyên tắc vận hành máy CNC ... buộc với chuyển động trục khác máy 3D Với khả vậy, bề mặt phức tạp hay bề mặt có trục quay thực dễ dàng so với gia cơng máy 3D Mặt khác, lý cơng nghệ nên có bề mặt khơng thể thực việc gia cơng... đoạn gia công cách thích hợp với q trình gia cơng thơ hay tinh tránh tình trạng xẫy tiếp xúc hay va chạm mặt sau dao chi tiết gia công, máy đồ gá , bổ sung vào điều kiện khác dừng máy có thời gian,... dung sai), độ xác vị trí tương quan, vật liệu chi tiết gia công yêu cầu gia cơng nhiệt - Quy trình cơng nghệ trình tự nguyên công hay bước công nghệ sở phân tích chuyển động thực máy NC khả đạt