Bai giang Máy công cụ CNC & phương pháp lập trình gia công

hệ thống điều khiển số trên máy CNC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ TS Đặng Xuân Phương & Nha Trang, 7/2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BM CHẾ TẠO MÁY TS Đ ng Xuân Phương & (Tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành khí chế tạo máy) (Lưu hành nội bộ) Nha Trang, 7/2011 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ CNC I Khái niệm điều khiển số NC CNC Điều khiển số (numerical control) NC phương pháp điều khiển hoạt động máy công cụ cách xác dựa vào chuỗi mã lệnh bao gồm ký tự số, chữ ký hiệu mà điều khiển máy (machine control unit – MCU ) hiểu Các mã lệnh điều khiển chuyển đổi thành xung điện điều khiển motor hướng dẫn điều khiển thực trình gia công chi tiết cách tự động Các ký tự số, chữ ký hiệu mã hoá liên quan đến vị trí, khoảng cách, chuyển động bàn máy dụng cụ cắt chức khác mà máy hiểu Thời kỳ ban đầu (từ 1953 đến đầu năm 70) hệ máy điều khiển số NC, chương trình nạp vào máy thông qua băng giấy giấy đục lỗ thông tin xử lý công nghệ điện tử thời kỳ đầu (rơle, bóng đèn điện tử đến transitor) Các linh kiện điện tử riêng lẻ có nhiệm vụ định, liên hệ chúng thông qua mối giây nối hàn cứng mạch logic điều khiển Sau kỹ thuật vi xử lý phát triển mạnh mẽ người ta ghép nối vi xử lý hệ điều khiển NC máy công cụ điều khiển số lúc trở thành máy CNC (computer numerical control) Thông tin nạp vào máy từ băng đục lỗ chuyển sang tất dạng dạng mà nhập vào máy tính cá nhân ( đóa từ, thẻ nhớ, bàn phím… ) Ngược lại, xuất thông tin hình màu trắng đen có máy xuất thiết bị giống thiết bị nhập Đa số chức điều khiển giải thông qua phần mềm hệ thống lập trình trước II Phân loại máy công cụ CNC Có nhiều tiêu chí để phân loại máy CNC công nghiệp: - Phân loại theo phương pháp truyền động điện, thuỷ lực, khí nén Phân loại theo phương pháp điều khiển: điều khiển điểm, điều khiển đoạn, điều khiển đường Phân loại theo phương pháp thay dao: tay hay tự động theo kiểu đầu rơvônve, trống mang dao băng tải dao Phân loại theo kích cỡ phôi gia công Phân loại theo kích thước trọng lượng máy Phân loại theo số trục điều khiển đồng thời Phân loại theo hệ điều hành: Fanuc, Siemens, Heidenhain, Fagor, EMCO… Phân loại theo chức năng: cụ thể gồm: a Máy khoan CNC: + Máy khoan trục: trục X Y điều khiển lập trình, định vị xác vị trí lỗ cần khoan mặt phẳng Chiều sâu lỗ điều khiển cam tay + Máy khoan trục: chiều sâu Z lập trình + Máy khoan trục: đầu trục xoay để khoan lỗ nghiêng ©2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT b Máy tiện CNC Chức gia công giống máy tiện truyền thống điều khiển máy tính thường có hai trục trở lên Tối thiểu phải có hai trục điều khiển đồng thời giống máy tiện truyền thống: chuyển động bàn xe dao dọc theo trục Z ngang theo trục X để gia công biên dạng tròn xoay khoan, khoét lỗ có tâm trùng với tâm trục (hình 1.1) Hình 1.1: Máy tiện CNC DECKEL MAHO c Máy phay CNC Có nhiều máy phay điều khiển số CNC khác Nếu dựa vào vị trí trục mang đầu dao ta có máy phay đứng máy phay ngang giống máy phay truyền thống Số trục điều khiển đồng thời thường trục trở lên (điều khiển chuyển động phôi hay dụng cụ cắt tịnh tiến theo phương X, Y, Z không gian) Chức gia công bao gồm phay mặt phẳng, phay đường Hình 1.2: Máy phay CNC hiệu DECKEL MAHO biên, phay mặt cong, khoan, khoét, doa lỗ tarơ ren (hình 1.2) ©2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT d Trung tâm gia công Trung tâm gia công (ra đời từ năm 60) máy công cụ CNC khả gia công rộng máy tiện hay phay CNC đơn lẻ Trung tâm gia công thực nhiều nguyên công gia công hoàn thành chi tiết cần lần gá Đáp ứng yêu cầu trên, trung tâm gia công thường có khả tự động thay đổi dụng cụ cắt điều khiển nhiều chuyển động đồng thời (tối thiểu trục) Người ta chia trung tâm gia công gia công tiện trung tâm gia công phay nhiều nhánh nhỏ theo sơ đồ sau: Trung tâm gia công Trung tâm gia công phay Trung tâm gia công tiện Trung tâm GC tiện thông dụng Trung tâm GC có khả phay Trung tâm gia công đứng Trung tâm gia công ngang Trung tâm GC phay vạn Hình 1.3: Phân loại trung tâm gia công Dưới trình bày rõ thêm loại trung tâm gia công phổ biến trên: * Trung tâm gia công tiện thông dụng: Khi trang bị trung tâm gia công tiện ta cần ý đến đặc điểm sản xuất tính chất chi tiết gia công mà chọn loại máy thích hợp Có nhiều trung tâm gia công tiện trang bị nhiều loại mâm cặp có kích cỡ khác để kẹp nhiều dạng chi tiết khác Có nhiều trung tâm gia công tiện lại có mâm cặp thích hợp cho việc gia công chi tiết trụ nhỏ mà phôi dạng phôi lồng qua lỗ trục Có loại trung tâm gia công tiện có ụ động chống tâm có loại không (chỉ gia công chi tiết ngắn) Có loại có bàn xe dao, có loại có bàn xe dao Loại có bàn xe dao số trục điều khiển đồng thời trục (mỗi bàn xe dao trục) Hình 1.4: Trung tâm gia công tiện EMCO HYPERTURN ©2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT Nếu xe dao thực việc gia công đường kính xe dao thời điểm gia công đường kính chức gia cơng khác nên suất gia công cao Một số trung tâm gia công tiện có mâm cặp có khả gia công đầu chi tiết mà người vận hành ngừng máy để đổi đầu chi tiết * Trung tâm gia công tiện có khả phay (tiện – phay kết hợp): Xuất phát từ phát triển máy công cụ CNC yêu cầu tăng suất gia công, trung tâm gia công tiện phay đời để gia công chi tiết mà trước để hoàn thành phải chuyển từ máy tiện sang máy phay tốn nhiều thời gian vận chuyển, tháo lắp gá đặt phôi Để thực công việc phay, khoan, tarô, trung tâm gia công tiện – phay trang bị thêm xe dao ụ dao quay để lắp dao phay hay mũi khoan mà người ta gọi driven tools hay live tools (hình 1.5) Đối với trung tâm gia công tiện Hình 1.5: Đầu rơvônve trung tâm gia – phay số trục đồng thời tối thiểu phải trục: công tiện có mang dao tự quay (driven trục X trục Z hướng tịnh tiến ngang dọc tools)(hãng EMCO) xe dao, trục C trục quay trục lúc trục bắt buộc phải có khả định vị chi tiết góc quay Ví dụ để khoan lỗ hướng kính cách góc 900 trục trục C (mâm cặp) phải có khả tự động xoay 900 cố định lại vị trí gia công lỗ khoan chuyển sang gia công lỗ khoan Hình 1.6: Đầu mang dao trung tâm gia công tiện phay trục (có trục Y thẳng đứng) dạng chi tiết mà máy gia công Một số trung tâm gia công tiện có thêm trục Y (xe dao tịnh tiến lên xuống) Lúc máy thực công việc mà máy phay trục làm ví dụ khoan lỗ vuông góc với đường tâm trục không xuyên tâm, phay rãnh xoắn ốc bề mặt phức tạp bên trục (hình 1.6) ©2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT * Trung tâm gia công phay đứng : Trung tâm gia công phay, người ta gọi trung tâm gia công (không có từ phay) Trung tâm gia công đứng có trục mang dao có hướng thẳng đứng áp dụng để gia công chi tiết mà phôi thường có dạng khối phẳng việc gá đặt bàn máy đơn giản (chỉ cần dùng êtô hay thỏi kê kẹp) Lực cắt chủ yếu tác dụng theo phương thẳng đứng Trung tâm gia công đứng thường có từ đến trục Nếu có thêm trục thứ tư (cùng điều khiển số - lập trình được) gọi trục C (thường trục quay xung quanh trục X), tức người ta gắn thêm ụ quay giống đầu phân độ lắp máy phay *Trung tâm gia công ngang : Trung tâm gia công ngang có trục nằm theo phương ngang, áp dụng để gia công chi tiết mà mặt gia công chủ yếu nằm măt bên Trung tâm gia công ngang thường có hai bàn máy, chi tiết bàn máy gia công ta tháo lấy sản phẩm lắp phôi bàn máy * Trung tâm gia công vạn : Trung tâm gia công vạn kết hợp đặc tính trung tâm gia công đứng trung tâm gia công ngang Trục lập trình trung tâm gia công ngang trung tâm gia công đứng ta tháo lắp thêm đầu trục đứng Với trung tâm gia công vạn trục hai chuyển động quay đầu trục thực bàn máy có khả xoay quanh trục X nằm dọc quanh trục Y nằm ngang (hình 1.7) (a) (b) Hình 1.7: Trung tâm gia công trục (3 tịnh tiến + quay) (a) Ụ trục xoay (b) bàn máy xoay e Máy gia công tia lửa điện EDM: ©2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT Dụng cụ cắt đóng vai trò điện cực âm, chi tiết đóng vai trò điện cực Khi tia lửa điện phóng hai điện cực đốt nóng làm chảy vật liệu gia công vùng tiếp xúc với điện cực dụng cụ Muốn trì trình gia công bắt buộc khe hở điện cực phải trì mức đo để trì phóng điện, điều thực thông qua cảm biến hiệu điện dòng điện đưa qua điều khiển số để dịch chuyển dụng cụ cắt hay dịch chuyển bàn máy mang chi tiết Máy gia công tia lửa điện chia làm hai loại : + Máy gia công tia lửa điện có điện cực định hình: hình dáng bề ma gia công âm hình dáng dụng cụ (in dập hình dáng dụng cụ điện cực) + Máy cắt dây: điện cực dụng cụ sợi dây đồng hợp kim wonfram dài chạy liên tục qua phôi để cắt biên dạng 2D mặt phẳng Máy gia công tia lửa điện thích hợp cho Hình 1.8: Máy cắt dây việc gia công loại vật liệu có độ cứng cao (nhưng phải dẫn điện được), gia công tinh bề mặt 3D phức tạp sau gia công thô gia công cơ, gia công khe hẹp sâu, gia công góc hẹp, tạo vết nhám cho bề mặt khuôn đúc sản phẩm nhựa, cắt profile cho khuôn dập khuôn đùn ép Hình 1.9: Máy gia công tia lửa điện điện cực định hình TOP EDM (Đài loan) ©2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT Hình 1.10: Máy cắt dây trục X,Y; U,V Maxicut 734 (Ấn độ) III Ưu nhược điểm máy CNC 1:Ưu điểm : Đặc tính ưu điểm chung máy CNC chia làm nội dung sau: - Chính xác: máy CNC đại đạt độ xác phạm vi dung sai 0,0025-0,005 mm - Tin cậy: điều khiển (vi xử lý) cải tiến độ cứng vững, sống trượt vít me bi, bàn máy dụng cụ cắt gọt làm cho máy có độ tin cậy hoạt động cao - Có khả lập lại cao: chi tiết chế tạo hàng loạt giống nhờ khả lập lại máy tính cộng với độ tin cậy máy - Năng suất cao: nhà chế tạo giảm đến mức tối đa hành trình chạy không máy, tăng tốc độ chạy dao nhanh, cắt gọt tự động liên tục với tốc độ cắt cao, giảm số lần gá đặt giảm số công nhân vâïn hành máy làm cho suất máy CNC cao Đây yếu tố góp phần hoàn vốn đầu tư nhanh trang bị máy công cụ CNC đắt tiền Cụ thể ưu điểm máy công cụ CNC tóm tắt 13 điểm sau: - Độ xác cao, sản phẩm chất lượng đồng -Thực thủ tục (nguyên công) gia công chi tiết có hình dáng phức tạp mà máy truyền thống gia công - Năng suất gia công tăng - Giảm thời gian chuẩn bị sản xuất, thời gian phụ - Hạn chế phế phẩm - Hạn chế lỗi người: không cần phải cắt thử, đo thử, định vị trí dao… - An toàn cho người vận hành: nguyên tắc an toàn máy CNC tránh cho người vận hành đụng vào phận chuyển động dụng cụ cắt - Hiệu tiện lợi vận hành máy: máy bắt đầu làm việc không cần nhiều đến giám sát người vận hành so với máy truyền thống - Hạ giá thành dụng cụ cắt : máy CNC sử dụng dụng cụ cắt thiết bị cặp dao tiêu chuẩn đơn giản, chúng không cần dùng dao định hình phức tạp 10 - Máy làm việc an toàn, lỗi có can thiệp người vận hành hoạt động 11 - Ít cần phải kiểm tra sản phẩm loạt 12 - Hiệu sduất sử dụng máy cao: thời gian gá lắp ít, không cần phải điều chỉnh máy, cắt gọt liên tục làm cho hiệu suất sử dụng máy lên đến 50% 13 - Không chiếm nhiều không gian xưởng: giảm chỗ lưu trữ phụ tùng đồ gá 14 - Chương trình gia công lưu trữ, chỉnh sửa gọi lúc nhờ sử dụng máy tính, không cần dùng nhiều giấy tờ Nhược điểm máy CNC - Giá thành đắt, chi phí đầu tư ban đầu cao - Công nhân vận hành phải đào tạo: nói độ xác chi tiết gia công không phụ thuộc vào tay nghề người vận hành người vận hành không can thiệp trực tiếp tay vài trình gia công Tuy nghiên, để lập trình ©2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT - vận hành máy, người vận hành phải đào tạo kỹ lưỡng CNC kỹ thuật gia công máy CNC Phải tốn chi phí cho việc lập trình công việc thực máy tính Chi phí bảo dưỡng cao IV: Những tính hệ điều khiển máy CNC đại ngày 1) Có hình (màu trắng đen) 2) Có thể lập trình theo kích thước hệ met inch 3) Trao đổi liệu theo tiêu chuẩn EIA ACII 4) Có thể nhập liệu tay (manual data input) 5) Soạn thảo chương trình gia công 6) Nội suy 7) Định vị dụng cụ cắt theo hệ thống điểm đường liên tục 8) Hiệu chỉnh (bù trừ) bán kính lưỡi cắt dao, hiệu chỉnh chiều dài dao 9) Lưu trữ nhiều chương trình gia công lúc 10) Có nhiều chương trình gia công (hay chu trình gia công nhà sản xuất lập trình sẵn) 11) Có chứa nhiều macro chương trình 12) Đảo chiều trục 13) Chẩn đoán bảo lỗi hư hỏng, giúp đỡ vận hành (help and diagnostics) 14) Quản trị liệu Nhiều khái niệm làm rõ chương sau Các thông số kỹ thuật kiểu máy CNC Khi trang bị máy CNC máy phay, máy tiện, máy EDM, ta cần ý thông số minh hoạ đây: a) Mùáy phay CNC trục Đơn vị Ví dụ máy phay Brigeport VMC 2216 (Mỹ) Khoảng dịch chuyển trục X Khoảng dịch chuyển trục Y mm mm 560 406 Khoảng dịch chuyển trục Z mm 508 Tốc độ dịch chuyển nhanh trục X&Y m/ph 18 Tốc độ dịch chuyển nhanh trục Z Lực dọc trục X&Y m/ph kgf 18 771 Lực dọc trục X&Y cực đại cho phép Lực dọc trục Z kgf kgf 2313 771 kgf vòng/ph 2313 ÷8000 Công suất trục Bàn máy (diện tích làm việc) HP mm 12 838x356 Trọng lượng phôi lớn bàn máy chịu kg 341 Thông số Lực dọc trục Z cực đại cho phép Tốc độ trục Số rãnh chữ T bàn máy ©2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT Lập trình theo bán kính, đơn vị mm N010 G50 X260.0 Z220.0 ; Đặt gốc toạ độ chi tiết hình vẽ N011 G00 X220.0 Z160.0 ; Chạy nhanh đến B’ N012 G73 U14.0 W14.0 R3 ; Bắt đầu G73 N013 G73 P014 Q019 U4.0 W2.0 F0.3 S0180 ; N014 G00 X80.0 W–40.0 ; Khối lệnh bắt đầu tác động G73 N015 G01 W20.0 F0.15 S0600 ; Đoạn ngang φ80 N016 X120 W –10; Đoạn côn từ φ80 đến φ120 N017 W–20.0 S0400 ; Đoạn ngang φ120 N018 G02 X160.0 W–20.0 R20.0 ; Cung troøn R20 N019 G01 X180.0 W–10.0 S0280 ; Khối lệnh kết thúc tác động G73, đoạn côn từ φ160 đến φ180 N020 G70 P014 Q019 ; G70 gọi chu trình gia công tinh (thực khối N14 đến N19) Sau gia công thô G71, G72 G73 ta sử dụng G70 để gia công tinh 4.4 Chu trình gia công tinh (G70) Cú pháp: G70P (ns) Q (nf) Trong : (ns) – số thứ tự khối lệnh bắt đầu chương trình gia công tinh (nf) – số thứ tự khối lệnh kết thúc chương trình gia công tinh Chú ý: - F S nằm khối lệnh có G71, G72, G73 tác dụng G70 - Khi kết thúc chu trình gc G70, dao cắt trở vị trí xuất phát khối lệnh đọc vào nhớ - Không gọi chương trình khối lệnh ns nf Các chu trình khoan Trong gia công tiện có chu trình khoan gia công phay Hoạt động gia Hoạt động rút Hoạt động công theo dao theo Ứng dụng đáy lỗ hướng -Z hướng +Z code G Trục khoan G80 - - G83 Truïc Z Ăn dao / gián Dừng thời Rút dao nhanh đoạn gian G84 Trục Z Ăn dao Dừng → chiều trục G85 Trục Z Ăn dao G87 Trục X Ăn dao / gián Dừng thời Rút dao nhanh đoạn gian G88 Trục X Ăn dao Dừng → chiều trục đảo Ăn dao Taro lỗ mặt bên G89 Trục X Ăn dao Dừng thời Ăn dao gian khoét lỗ mặt bên - ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT 139 - Hủy chu trình khoan Khoan lỗ mặt đầu đảo Ăn dao Taro lỗ mặt đầu Ăn dao khoét lỗ mặt đầu Khoan lỗ mặt bên 5.1 Chu trình khoan mặt đầu (G83) chu trình khoan lỗ mặt trụ (G87) Hình 5.46: Khoan lỗ mặt đầu mặt trụ a) Chu trình khoan có chế bẻ phoi tốc độ cao (High-Speed Peck drilling cycle) (G83, G87) (hình 5.47) Để thực chu trình khoan này, cú pháp câu lệnh ta phải đặt bít số (RTR) biến No.5010 =0 (hệ điều khiển Fanuc) Cú pháp: Hình 5.47: Chu trình khoan có bẻ phoi tốc độ cao G83 X(U)_ C(H)_ Z(W)_ R_ Q_ P_ F_ M_ ; (khoan lỗ mặt đầu) G87 Z(W)_ C(H)_ X(U)_ R_ Q_ P_ F_ M_ ; (khoan lỗ mặt trụ ngoài) Trong đó: X_ C_ Z_ C_ : Vị trí lỗ cần khoan Z_ or X_ : Khoảng cách từ điểm tham chiếu R đến đáy lỗ R_ : Khoảng cách từ mặt phẳng lùi dao đến mặt phẳng tham chiếu R ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT 140 Q_ : Chiều sâu nhát cắt ăn xuống P_ : Khoảng thời gian dừng đáy lỗ F_ : Lượng chạy dao M_ : M code kẹp chặt trục quay C (khi cần thiết) b) Chu trình khoan có chế bẻ phoi thường (Peck drilling cycle) (G83, G87) Để thực chu trình khoan này, cú pháp câu lệnh ta phải đặt bít số (RTR) biến No.5010 =1 (hệ điều khiển Fanuc) Cú phaùp: G83 X(U)_ C(H)_ Z(W)_ R_ Q_ P_ F_ M_ K_ ; (khoan lỗ mặt đầu) G87 Z(W)_ C(H)_ X(U)_ R_ Q_ P_ F_ M_ K_; (khoan loã mặt trụ ngoài) Trong đó: X_ C_ Z_ C_ : Vị trí lỗ cần khoan Z_ or X_ : Khoảng cách từ điểm tham chiếu R đến đáy lỗ R_ : Khoảng cách từ mặt phẳng lùi dao đến mặt phẳng tham chiếu R Q_ : Chiều sâu nhát cắt ăn xuống P_ : Khoảng thời gian dừng đáy lỗ F_ : Lượng chạy dao K_ : Số lần lặp (nếu cần) M_ : M code kẹp chặt trục quay C (khi cần thiết) Hình 5.48: Chu trình khoan có bẻ phoi thường Ghi chú: Mα : M code kẹp chặt trục C M(α+1) : M code nới lỏng trục C P1 : Thời gian dừng chương trình P2 : Thời gian dừng quy định biến No.51111 d : Khoảng cách lùi dao d hình 5.48 Ví dụ: Khoan lỗ tạo thành vòng tròn có ban kính 50 mm mặt đầu chi tiết M51 ; Khởi động mode định vị trục quay C ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT 141 M3 S2000 ; Quay mũi khoan G00 X50.0 C0.0 ; Định vị mũi khoan theo trục X trục C G83 Z–40.0 R–5.0 Q5.0 F5.0 M31 ; Khoan lỗ thứ C90.0 M31 ; Quay phôi góc 900, khoan lỗ thứ hai C180.0 M31 ; Quay phôi góc 900, khoan lỗ thứ ba C270.0 M31 ; Quay phôi góc 900, khoan lỗ thứ tư G80 M05 ; Hủy bỏ chu trình khoan dừng quay mũi khoan M50 ; Hủy bỏ chế độ dịnh vị trục quay C c) Chu trình khoan thường (Drilling cycle) (G83, G87) Khi không khai báo chiều sâu nhát cắt Q, ta có chu trình khoan lỗ thường Cú pháp: G83 X(U)_ C(H)_ Z(W)_ R_ P_ F_ M_ K_ ; (khoan lỗ mặt đầu) G87 Z(W)_ C(H)_ X(U)_ R_ P_ F_ M_ K_; (khoan lỗ mặt trụ ngoài) Trong đó: X_ C_ Z_ C_ : Vị trí lỗ cần khoan Z_ or X_ : Khoảng cách từ điểm tham chiếu R đến đáy lỗ R_ : Khoảng cách từ mặt phẳng lùi dao đến mặt phẳng tham chiếu R P_ : Khoảng thời gian dừng đáy lỗ F_ : Lượng chạy dao K_ : Số lần lặp (nếu cần) M_ : M code kẹp chặt trục quay C (khi cần thiết) Hình 5.49 5.2 Chu trình taro ren lỗ mặt đầu (G84) mặt trụ (G88) Cú pháp: G84 X(U)_ C(H)_ Z(W)_ R_ P_ F_ M_ K_ ; (tarô mặt đầu) G88 Z(W)_ C(H)_ X(U)_ R_ P_ F_ M_ K_; (tarô mặt trụ ngoài) Trong đó: ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT 142 X_ C_ Z_ C_ : Vị trí lỗ cần tarô Z_ or X_ : Khoảng cách từ điểm tham chiếu R đến đáy lỗ R_ : Khoảng cách từ mặt phẳng lùi dao đến mặt phẳng tham chiếu R P_ : Khoảng thời gian dừng đáy lỗ F_ : Lượng chạy dao K_ : Số lần lặp (nếu cần) M_ : M code kẹp chặt trục quay C (khi cần thiết) 5.3 Chu trình doa lỗ mặt đầu (G85) mặt trụ (G89) Cú phaùp: G84 X(U)_ C(H)_ Z(W)_ R_ P_ F_ M_ K_ ; (doa lỗ mặt đầu) G88 Z(W)_ C(H)_ X(U)_ R_ P_ F_ M_ K_; (doa lỗ mặt trụ ngoài) Trong đó: X_ C_ Z_ C_ : Vị trí lỗ cần tarô Z_ X_ : Khoảng cách từ điểm tham chiếu R đến đáy lỗ R_ : Khoảng cách từ mặt phẳng lùi dao đến mặt phẳng tham chiếu R P_ : Khoảng thời gian dừng đáy lỗ F_ : Lượng chạy dao K_ : Số lần lặp (nếu cần) M_ : M code kẹp chặt trục quay C (khi cần thiết) 5.4 Hủy bỏ chu trình khoan G80 Các chu trình khoan - doa - tarô lệnh nội trú nên sau thực xong ta cần hủy bỏ chúng thực chuyển động khác Cú pháp: G80; Vát mép bo góc (Chamfering and Corner) Vát mép bo góc chèn vào hai khối lệnh sau: * Vát mép Z → X Cú pháp Chuyển động dao G01 Z(W) _ I (C) ±i ; Chỉ chuyển động đến điểm b tọa độ tuyệt đối tương đối hình phía bên phải Điểm bắt đầu Chuyển động từ a→d→c (Đối với chuyển động -X, i lấy dấu âm) ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT 143 * Vát mép X → Z Cú pháp Chuyển động dao Điểm bắt đầu Chuyển động từ a→d→c G01 X(U) _ K (C) ±k ; Chỉ chuyển động đến điểm b tọa độ tuyệt đối tương đối hình phía bên phải (Đối với chuyển động -Z, i lấy dấu âm) Bo góc R, Z→X Cú pháp Chuyển động dao G01 Z(W) _ R ±r ; Chỉ chuyển động đến điểm b tọa độ tuyệt đối tương đối hình phía bên phải Điểm bắt đầu Chuyển động từ a→d→c (Đối với chuyển động -X, r lấy dấu âm) Bo góc R, X→Z Cú pháp Chuyển động dao Điểm bắt đầu G01 X(U) _ R ±r ; (Đối với chuyển động Chỉ chuyển động đến -Z, r lấy dấu âm) điểm b tọa độ tuyệt đối tương đối hình phía bên phải Chuyển động từ a→d→c Chú ý: Chuyển động có áp dụng vát mép bo góc phải chuyển động đơn giản dọc theo trục X trục Z G01 Dòng lệnh lệnh chuyển động đơn giản dọc theo trục X trục Z vuông góc với dòng lệnh cũ ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT 144 I K R tính theo bán kính Điểm bắt đầu dòng lệnh sau dòng lệnh vát mép bo góc điểm c mà điểm b tất hình Ví dụ: Bo góc vát mép cho chi tiết hình 5.50 N1 Z270.0 R6.0; N2 X860.0 K–3.0; N3 Z0; Lập trình trực tiếp từ kích thước vẽ (Direct Drawing Dimensions Programming) Hình 5.50 Các đường thẳng nghiêng góc bất kỳ, mép vát, góc bo… kích thước khác ghi vẽ lập trình bằnh cách nhập trực tiếp giá trị mà không cần tính toán chuyển đổi tọa độ ta thường thấy lập trình gia công chi tiết từ vẽ chế tạo Thêm vào đó, lệnh bo góc vát mép chèn vào đường thẳng có góc Kiểu lập trình chạy chế độ memory (chạy nhớ trong) TT Lệnh Chuyển động dao TT Leänh X2_ Z2_ , R1_ ; X3_ Z3_ , R2_ ; X4_ Z4_ ; X2_ (Z2_), A_ ; hoaëc ,A1_, R1_ ; X3_ Z3_, A2_, R2_ ; X4_ Z4_ ; X2_ Z2_ , C1_ ; X3_ Z3_ , C2_ ; ,A1_ ; X3_ Z3_, A2_ ; X4_ Z4_ ; hoaëc ,A1_, C1_ ; X3_ Z3_, A2_, C2_ ; X4_ Z4_ ; X2_ Z2_ , R1_ ; X3_ Z3_ , C2_ ; X4_ Z4_ ; X2_ Z2_, R1_ ; X3_ Z3_ ; hoaëc ,A1_, R1_ ; X3_ Z3_, A2_, C2_ ; X4_ Z4_ ; X3_ Z3_, A2_ ; ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT ,A1_, R1_ ; 145 Chuyển động dao X2_ Z2_ , C1_ ; X3_ Z3_ , R2_ ; X4_ Z4_ ; X2_ Z2_, C1_ ; X3_ Z3_ ; hoaëc ,A1_, C1_ ; hoaëc ,A1_, C1_ ; X3_ Z3_, A2_, R2_ ; X4_ Z4_ ; X3_ Z3_, A2_ ; Ví dụ: Lập trình gia công chi tiết hình vẽ 5.51 Hình 5.51 Lập trình đường kính, đơn vị đo mm N001 G50 X0.0 Z0.0 ; N002 G01 X60.0, A90.0, C1.0 F80 ; N003 Z–30.0, A180.0, R6.0 ; N004 X100.0, A90.0 ; N005 Z-180, A170.0, R20.0 ; N006 X300.0 Z–180.0, A112.0, R15.0 ; N007 Z–230.0, A180.0 ; : : Giải thích: Chương trình gia công dọc theo đường biên hình 5.52 sau: X (x2) , Z(z2), C (c1) ; X (x3) Z (z3) , R (r2) ; X (x4) Z (z4) ; ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT Điểm bắt đầu Hình 5.52 146 hoaëc ,A (a1), C (c1) ; X (x3) Z (z3) , A (a2), R (r2) ; X (x4) Z (z4) ; Để lập trình đường thẳng, cần hai địa ba địa X, Z, A Nếu dùng địa đường thẳng phải xác định khối lệnh Để lập trình góc nghiêng đường thẳng, giá trị góc vát bán kính góc bo R, ta phải sử dụng dấu phảy (,) sau: , A_ , C_ , R_ Tiện đa giác (Polygon Turning) Như bảng G code ta thấy có G code thực chức tiện đa giác máy tiện CNC, làm để tiện đa giác, tìm hiểu nguyên lý gia công 8.1) Nguyên lý gia công Để gia công mặt đa giác, tiện phương pháp có suất cắt gọt cao nhiều so với phay Vì tiện đa giác khả ưu việt máy tiện CNC mà máy tiện thường thực Hình 5.53 Tiện đa giác thực cách phối hợp chuyển động quay phôi với chuyển động dao theo tỉ số truyền xác định Bằng cách thay đổi tỉ số vận tốc góc phôi dụng cụ cắt số lưỡi cắt ta gia công đa giác cạnh , cạnh hay nhiều cạnh khác Tiện gia giác làm cho thời gia gia công giảm so với việc sử dụng trục C trục X để phay, nhiên nhìn chung đa giác thu không thực xác đa giác Chỉ sử dụng phương pháp để tiện đầu bulông hay đai ốc cạnh lục giác Như muốn tiện đa giác hệ điều khiển điều khiển tốc độ trục mà phải điều khiển tốc độ quay dao tự quay (driven tools) Hình 5.54 ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT 147 Nguyên lý tiện đa giác mô tả sau: Giả sử bán kính dao A bán kính chi tiết B vận tốc góc dao chi tiết α β Gốc tọa độ Đềcác XY xem đặt tâm chi tiết gia công Để đơn giản, xem tâm dao nằm vị trí Po(A,0) nằm đường biên chi tiết hình vẽ (5.54) mũi dao xuất phát từ điểm Pto(A–B, 0) Trong trường hợp vị trí mũi dao Pt (Xt, Yt) sau thời gian t biểu diễn công thức: Xt=Acos αt–Bcos(β–α)t Yt=Asin αt+Bsin(β–α)t (1) Bay giả sử tốc độ góc dao cắt nhanh gấp đôi tốc độ góc chi tiết (tức βø =2α), lúc công thức (1) viết lại: A: bán kính chi tiết B: bán kính dao α: tốc độ quay ct β : tốc độ quay dao Xt=Acos αt–Bcos αt =(A–B)cos αt Yt=Asin αt+Bsin αt =(A+B)sin αt (2) Công thức (2) cho thấy mũi dao vẽ elíp có cạnh dài A+B cạnh ngắn A-B Nếu dao gồm hai lưỡi cắt đặt đối xứng góc 1800 cắt hình gần hình vuông (hình 5.55) Nếu dao có ba lưỡi cắt phân bố 1800 cắt hình lục giác Chi tiết Hình 5.54 Hình 5.55 8.2 Lệnh tiện đa giác Cú pháp: G51.2 P_Q_; G251 P_Q_; Trong P Q tỉ số tốc độ góc trục tốc độ quay dao Q dương dao quay thuận, Q âm dao quay chiều ngược lại Khi nhận lệnh G51.2, điều khiển kiểm tra tốc độ vị trí trục sau cho dao quay với tốc độ đồng với tốc độ trục ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT 148 với tỷ số truyền (P:Q) trì mối liên hệ tốc độ gặp lệnh G50.2 (G250) huỷ chế độ tiện đa giác (tốc độ trục mã S quy định) Ví dụ: G00X100 0Z20.0 S1000.0M03 ; Chi tiết quay với tốc độ 1000v/ph G51.2P1 Q2 ; Dao bắt đầu quay (với tốc độ 2000 v/ph) G01X80.0 F10.0 ; Tiến dao theo truïc X G04X2 ; G00X100.0 ; Luøi dao G50.2 ; Dừng quay dao (dừng G51.2) M05 ; Dừng trục (chú ý phải luôn để G50.2 G51.2 khối riêng ©2011 ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐH NT 149 Phụ lục 1: Danh sách mã G code hệ điều khiển FANUC 21 i chức Các G code có đánh dấu tam giác đen modal code (tiếp phụ lục 1) Phụ lục 2: Danh sách mã G code M code hệ điều khiển SINUMERIK 480D (tiếp phụ lục 2) Các Mcode hệ điều khieån SINUMERIK 480D ... ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT d Trung tâm gia công Trung tâm gia công (ra đời từ năm 60) máy công cụ CNC khả gia công rộng máy tiện hay phay CNC đơn lẻ Trung tâm gia công thực nhiều nguyên công. .. máy * Trung tâm gia công vạn : Trung tâm gia công vạn kết hợp đặc tính trung tâm gia công đứng trung tâm gia công ngang Trục lập trình trung tâm gia công ngang trung tâm gia công đứng ta tháo... bị máy công cụ CNC đắt tiền Cụ thể ưu điểm máy công cụ CNC tóm tắt 13 điểm sau: - Độ xác cao, sản phẩm chất lượng đồng -Thực thủ tục (nguyên công) gia công chi tiết có hình dáng phức tạp mà máy