Nghiên cứu về kỹ thụât lập trình gia công NC và ứng dụng vào gia công CNC cho đối tượng cụ thể Chi tiết tiện phay Nghiên cứu về kỹ thụât lập trình gia công NC và ứng dụng vào gia công CNC cho đối tượng cụ thể Chi tiết tiện phay luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHÙNG VĂN DƯƠNG Nghiªn cøu vỊ kü thuật lập trình gia công NC ứng dụng vào gia công CNC cho đối t-ợng cụ thể ( chi tiÕt tiƯn, phay ) Chun ngành: CƠ KHÍ CHẾ TẠO LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS: TRẦN XUÂN VIỆT Hà Nội - 2005 MụC LụC Trang Mục lục Mở đầu Ch-ơng 1: Tổng quan công nghệ máy gia công điều khiển CNC 1.1 Khái niệm vỊ gia c«ng CNC 1.2 Các loại máy gia công CNC 15 1.2.1 M¸y khoan 15 1.2.2 M¸y doa 16 1.2.3 M¸y phay 17 1.2.4 M¸y tiÖn 18 1.2.5 Trung tâm gia công khoan phay 19 KÕt luËn ch-¬ng 21 Ch-ơng 2: Chuẩn bị công nghệ lập trình gia công CNC 2.1 Chuẩn bị công nghệ gia công chi tiết khí máy công cụ CNC 2.2 Ch-ơng trình CNC cấu hình ch-ơng trình NC 2.2.1 Ch-ơng trình CNC 2.2.2 Cấu hình ch-ơng trình CNC 2.3 Các ph-ơng thức tạo lập ch-ơng trình CNC 2.3.1 Lập trình thủ công trực tiếp máy gia công CNC (Manual Data Input) 2.3.2 Lập trình có trợ giúp máy tính (Computer Aided NC programming) 2.4 Ngôn ngữ lâp trình CNC 2.4.1 HÖ m· lÖnh NC (iso 6983, DIN 66025) 22 22 23 23 23 29 29 29 33 34 2.4.2 Ngôn ngữ lập trình bậc cao (APT, EXAPT, SYMAP) 48 2.4.3 VÝ dô lËp ch-ơng trình gia công CNC theo ngôn ngữ APT 71 KÕt luËn ch-¬ng 72 Ch-¬ng 3: Kỹ thuật lập trình gia công CNC 73 3.1 Vòng lặp (Loops) 73 Ch-ơng trình thứ cấp (Subroutine Subprogram) 75 3.2 3.3 VÜ lÖnh (Maro) 77 KÕt luËn ch-¬ng 87 Ch-ơng 4: Cơ sở lập trình phay vµ tiƯn CNC 88 4.1 4.1.1 4.1.2 4.2 4.3 4.4 C¬ së lËp trình chung cho phay tiện Nội suy cung tròn tiện phay Mét sè thÝ dụ nội suy cung tròn máy CNC - Denford Các chu trình phay phay CNC Các chu trình tiÖn CNC 88 88 93 96 102 øng dông lËp trình gia công CNC 125 4.4.1 Lập trình gia công phay CNC 125 4.4.2 Lập trình gia công tiện CNC 136 KÕt luËn ch-¬ng 144 KÕt luËn chung 144 Tµi liƯu tham kh¶o 146 mở đầu Trong vài thập niên gần đây, với phát triển khoa học công nghệ, sản phẩm khí ngày phong phú số l-ợng, chủng loại chất l-ợng Để đáp ứng nhu cầu thịnh hiếu ng-ời tiêu dùng số l-ợng, Để đáp ứng kịp thời thị hiếu ng-ời tiêu dùng, nhà sản xuất dùng thiết bị công nghệ thông th-ờng Hiện nay, việc đ-a máy gia công điều khiển theo ch-ơng trình số (máy NC máy CNC) vào trình chế tạo sản phẩm khí giải pháp mang lại hiệu kinh tế cao máy gia công thông th-ờng phù hợp với kinh tế phát triển chung n-ớc ta, số l-ợng máy gia công NC - CNC đ-ợc nhập từ n-ớc ngày nhiều, có nhiều máy, trung tâm gia công CNC đại đắt tiền Vấn đề cấp thiết phải sử dụng khai thác Các máy CNC đà đ-ợc đầu t- nh- để đem lại hiệu kinh tế cao, đồng thời phải tổng kết kinh nghiệm khai thác sử dụng loại máy đại sản xuất khí để tìm giải pháp có hiệu hơn, công việc chuẩn bị nhân lực kỹ thuật để tiếp nhận chuyển giao công nghệ - vận hành dịch vụ bảo trì kỹ thuật trình sử dụng máy Do vậy, lĩnh vực đào tạo kiến thức công nghệ gia công chi tiết khí máy điều khiển theo ch-ơng trình số (NC, CNC) quan trọng Tuy nội dung lại mẻ phức tạp, cần phải đ-ợc nghiên cứu tìm hiểu tổng hợp cụ thể vấn đề có liên quan nguyên lý gia công theo ch-ơng trình số, máy dung cụ gia công CNC, chuẩn bị công nghệ lập trình gia công máy CNC, v.v Luận văn với đề tài: " Nghiên cứu kỹ thuật lập trình gia công NC ứng dụng vào gia công CNC cho đối t-ợng cụ thể (chi tiết tiện phay)" nhằm góp phần nhỏ bé vào việc tổng hợp kiến thức chuyên môn phục vụ cho trình đào tạo nhân lực kỹ thuật ngành khí theo h-ớng đổi Nội dung luận văn đ-ợc chia thành phần ch-ơng nh- sau: Mở đầu Ch-ơng Tổng quan công nghệ máy gia công điều khiển CNC Ch-ơng Chuẩn bị công nghệ lập trình gia công Ch-ơng Kỹ thuật lập trình gia công CNC Ch-ơng Cơ sở lập trình phay tiện CNC Kết luận chung Do điều kiện khách quan chủ quan nên luận văn có hạn chế định Tác giả trân trọng đón nhận ý kiến đóng góp để luận văn đ-ợc hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn Hà Nội, Năm 2005 Ch-ơng Tổng quan công nghệ máy gia công điều khiển theo ch-ơng trình số (NC, CNC) 1.1 Khái niệm chung gia công CNC Điều khiển số (NC = Numerical Control) 30 năm qua đà tác động tới ngành chế tạo máy, đà tao máy công cụ tự động hoá khí Ngày nay, máy điều khiển số (CNC-Machine) thành phần hệ thống gia công linh hoạt Để đáp ứng yêu cầu cao, kiểu máy phải có khả đảm nhận chức điều khiển định Trong thời kỳ đầu ch-a có máy điều khiển số phù hợp Ng-ời ta ch-a nhận biết đ-ợc yêu cầu phụ phát sinh lắp đặt hệ thống điều khiển số (NC) vào máy th-ờng phải thay đổi kết cấu máy Do ng-ời ta máy phay tiện, máy đà đ-ợc chế tạo phù hợp với ph-ơng thức điều khiển theo ch-ơng trình đ-ợc trang bị cấu chép hình sở trang bị cho chúng hệ thống đo hệ khởi động dùng cho chế độ ®iỊu khiĨn sè (NC) Nhê ®ã, chØ sau mét sè năm hệ máy đời, máy điều khiển số (NCM = Numerical Control Maschine) ý t-ởng điều khiển máy lệnh đ-ợc nhớ, nh- ngày đà đ-ợc thực máy CNC có từ kỷ 14 Kỹ thuật bắt đầu với trò chơi đánh chuông đ-ợc điều khiển trục quay có cắm tăm điều khiển chạm vào chuông Sau mốc quan trọng đáng ghi nhớ trình phát triển kỹ thuật điều khiển số: * Năm 1808: Joseph M Jacquard đà dùng bìa tôn đục lỗ để điều khiển c¸c m¸y dƯt VËt mang tin cã thĨ thay thÕ đ-ợc dùng để điều khiển máy đà phát minh bìa tôn có đục lỗ * Năm 1863: M Fourneaux đà sáng chế đàn d-ơng cầm tự động, có tên gọi tiếng giới Pianola, có dùng băng giấy khổ rộng 30 cm, với lỗ t-ơng ứng để điều tiết khí nén, tác động lên hệ phím ấn khí tạo nhạc điệu Ph-ơng pháp đà đ-ợc tiếp tục phát triển để sau điều khiển âm l-ợng, áp lực ấn phím tốc độ cuộn băng giấy Băng giấy đà trở thành vật mang tin kỹ thuật điều khiển chức phụ đà đ-ợc phát minh * Năm 1938: Claude E Shannon đà đạt đ-ợc thành công với luận án tiến sĩ viện công nghệ M.I.T (Massachusetts Institute of Technology) tính toán chuyển giao nhanh giữ liệu dạng nhị phân (binary date) có vận dụng lý thuyết đại số BOOL (Bool Algebra) xác nhận công tắc điện tử thành phần thực cho giải pháp Những tảng sở máy tính ngày nay, kể kỹ thuật điều khiển số đà đ-ợc chuẩn bị * Năm 1946: Tiến sĩ John W Mauchly tiến sĩ J Presper Eckert đà cung cấp máy tính số điện tử có tên ANIAC cho quân đội Mỹ Cơ sở kỹ thuật xử lý số liệu điện tử đà đ-ợc tạo lập * Năm 1949-1952: John Parsons Viện công nghệ MIT đà nghiên cứu theo hợp đồng không quân Mỹ (US Air Force) mét hƯ thèng dïng cho c¸c m¸y công cụ để điều khiển trực tiếp vị trí trục vít me đầu máy tính chứng minh chức thông qua gia công chi tiết Parsons đà công bố bốn luận điểm ý t-ởng nh- sau: L-u trữ (nhớ) vị trí đà tính toán bìa đục lỗ (Punched cards) Các bìa đục lỗ đ-ợc đọc máy Các vị trí đà đ-ợc đọc phải đ-ợc thông báo liên tục giá trị trung gian bổ sung phải đ-ợc tính toán, cho Các động SERVO (Servomotor) điều khiển chuyển động trục Các chi tiết tích hợp ngày phức tạp dùng công nghiệp máy bay cần đ-ợc chế taọ với máy Những chi tiết phần đà đ-ợc mô tả xác với liệu toán học, nh-ng khó gia công thủ công Mối liên kết máy tính (Computer) kỹ thuật NC đà tiền đề khởi đầu trình phát triển * Năm 1952: Trong viện công nghệ MIT đà vận hành máy công cụ điều khiển số Đó máy CINCINNATI HYDROTEL có trục vit me thẳng đứng Hệ điều khiển có cấu tạo gồm nhiều đèn điện tử (electronic Tubes), tạo khả chuyển động đồng thời ba trục, tức nội suy đ-ờng thẳng đồng thời theo ba trục (3D Linearinterpolation) nhận liệu qua băng đục lỗ mà nhị phân (Binary Code Punched band) * Năm 1954: Bendix đà mua quyền phát minh Parsons chế tạo hệ điều khiển NC hoàn chỉnh có dùng đèn điện tử * Năm 1957: Không quân Mỹ (US Air Force) đà lắp đặt máy phay NC x-ởng * Năm 1958: Ngôn ngữ lập trình biểu t-ợng hoá (symbolish) APT (Automatically programmed Tool = Công cụ lập trình tự động) đà đ-ợc giới thiệu quan hệ liên kết với máy tính IBM 704 * Năm 1960: Các hệ điều khiển NC kỹ thuật đèn bán dẫn (transitor) đà thay hệ điều khiển cũ (dùng đèn relais đèn điện tử ) * Năm 1965: Giải pháp thay dụng cụ tự động ATC (Automatic Tool Change) đà nâng cao trình độ tự động hoá khâu gia công * Năm 1968: Kỹ thuật mạch tích hợp IC (Integrated Circuits) đà làm cho hệ điều khiển nhỏ gọn tin cậy * Năm 1969: Những giải pháp điều khiển liên kết chung từ máy tính trung tâm DNC (Direct Numerical Control Distributed Numerical Control) đà đ-ợc thiết lËp ë Mü b»ng hƯ ®iỊu khiĨn Sundstrand “Omnicontrol ” máy tính IBM * Năm 1970: Giải pháp thay bệ/ phiến gá phôi tự động (Automatic Palete Change) * Năm 1972: Những hệ điều khiển NC có lắp đặt máy tính nhỏ (Minicomputer) chế tạo hàng loạt đà tạo hệ có tiềm lực mạnh hơn, hệ điều khiển số dùng m¸y tÝnh nhá CNC (Computerised Numerical Control), nh-ng thÕ hƯ lại bị thay nhanh hệ mạnh hơn, hệ điều khiển số dïng vi tÝnh cã hƯ vi xư lý (Microprocessors -CNC) sau * Năm 1976: Các hệ vi xử lý (Microprocessors) tạo cách mạng kỹ thuật CNC * Năm 1978: Các hệ thống gia công linh hoạt ( Flexible Manufacturing Systems) đ-ợc tạo lập thực * Năm 1979: Những khớp nối liên hoàn CAC/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing = thiÕt kÕ vµ chÕ tạo có trợ giúp máy tính) xuất * Năm 1980: Những công cụ trợ giúp lập trình tích hợp hệ điều khiển CNC đà tạo cc tranh c·i vỊ quan ®iĨm, xoay quanh vÊn đề cần hay không cần giải pháp điều khiển có dùng cách nạp liệu trực tiếp tay * Năm 1984: Những hệ điều khiển CNC mạnh, có công cụ trợ giúp lập trình đồ hoạ (Graphic), đà đạt chuẩn mực cao việc lập trình x-ởng sản xuất * Năm 1985-1986: Những hệ điều khiển CNC với cách lập trình t-ơng tác đồ hoạ (graphic interactive programming) đà làm cho việc lập trình x-ởng sản xuất hấp dẫn * Năm 1986-1987: Những giao diện tiêu chuẩn hoá (Standard Interfaces) mở đ-ờng tiến tới công x-ởng tự động hoá sở trao đổi thông tin liên thông, nghĩa tiến tới tạo tập giải pháp Tích hợp hoá tự động sản xuất CIM (Computer Integrated Manufacturing) * Năm 1990: Các giao diện số (Digital interfaces), hệ điều khiển NC hệ khởi động, cải thiện độ xác đáp ứng điều khiển trục NC (NC axsis) trục máy * Năm 1992: Các hệ thống CNC hở (Open- ended Control) tạo khả điều kiện biến đổi thích ứng theo yêu cầu sử dụng * Năm 1993: Sử dụng theo tiêu chuẩn hệ khởi động (động cơ) tuyến tính (Linear) trung tâm gia công MC (Manufacturing Centres) Năm 1994: Khép kín chuỗi trình CAD/CAM/CNC (CAD/CAM/CNC process chain) cách sử dụng hệ NURBS (Not Uniforme Rationale B-Splines) làm ph-ơng ph¸p néi suy (interpolation method) c¸c hƯ CNC NURBS ph-ơng pháp dùng để diễn tả toán học bề mặt thông th-ờng bề mặt đặc biệt (ví dụ: Mặt trụ, mặt cầu, mặt xuyến ) điểm (points) thông số (parameters) tạo thành mô hình l-ới gồm nhiều nút để diễn tả bề mặt đạt độ mịn độ sắc nét cao Những hệ thống CAD/CAM xử lý trực tiếp NURBS, đ-ợc truy cập từ hệ CAD hệ CNC Giải pháp giảm đ-ợc khối l-ợng liệu, nâng cao xác tốc độ xử lý, tạo chuyển động đặn máy, làm tăng tuổi thọ máy dụng cụ * Năm 1996: Điều khiển khởi động số (Digital Motor Control) nội suy xác (Fine interpolation) với độ phân giải nhỏ 0.001m l-ợng tiến đạt tới giá trị 100 m/ phút Nói chung, gia công chi tiết khí máy công cụ điều khiển CNC có nét khác biệt so với máy công cụ thông th-ờng (không điều khiển CNC), sau nét tóm tắt cần đ-ợc l-u ý * Đặc tr-ng máy gia công CNC: - Tự động hoá cao - Tốc độ dịch chuyển, tốc độ quay lớn (lớn 1000 vòng/phút) - Độ xác cao (Sai lệch kích th-ớc < 1/1000 mm) - Năng suất gia công cao (gấp lần máy th-ờng) - Tính linh hoạt cao, nghĩa thích nghi nhanh với đối t-ợng gia công thay đổi, thich nghi với sản xuất loạt nhỏ - Tập trung nguyên công cao (Gia công nhiều bề mặt chi tiết lần gá phôi) - Khả lặp lại công việc gia công (lập trình gia công lần, sử dụng lặp lại nhiều lần) - Chuẩn bị công nghệ để gia công chi tiết có khác so với máy th-ờng phải lập ch-ơng trình NC để điều khiển máy theo ngôn ngữ mà hÃng chế tạo máy đà cài đặt cho hệ điều khiển NC, CNC - Máy gia công CNC có giá trị kinh tế lớn (máy đắt tiền, ví dụ: Máy đại n-ớc công nghiệp phát triển th-ờng bán với giá lớn vạn USD t-ơng đ-ơng hàng trăn triệu đến vài tỷ đồng Việt Nam) Vận hành đơn giản nh-ng bảo d-ỡng sửa chữa phức tạp, tốn kém, phải có môi tr-ờng điều hoà tốt (nhiệt độ không 450C ,độ ẩm không 75%), Không thích hợp với trình độ sản xuất thấp, không nên dùng máy CNC để gia công chi tiết đơn giản, chi phí máy lớn * Các thành phần hệ thống gia công CNC theo nguyên lý điều khiển số NC: - Ch-ơng trình gia công chi tiết (Part program), - Thiết bị nạp ch-ơng trình (Program Imput Device), - Hệ điều khiển máy (MCU=Machine Control Unit), - Hệ khởi động (Drive system), - Máy gia công (Machine Tool), - Hệ phản hồi (Feedback system) * Các dạng tín hiệu điều khiển đ-ợc hệ CNC tạo lập: - Các tín hiệu điều khiển số (Numerical control signals) liệu vị trí, dao cụ - Các tín hiệu điều khiển tiến trình (sequence control signals) để thực thao tác rời rạc (discrete) đòi hỏi khả nhập/xuất tín hiệu số máy tính * Hệ điều khiển máy (MCU= Machine Control Unit) hoạt động sở phần cứng phần mềm: - Phần cứng: Hệ điều khiển lập trình gia công CNC, ví dụ: hệ FANUC, hệ MITSUBISHI, hệ HEIDENHAIN, - Phần mềm điều khiển ch-ơng trình gia công CNC gồm có: + Phần mềm vận hànhGồm ch-ơng trình (Ch-ơng trình giám sát; Ch-ơng trình logich; Ch-ơng trình biên tập; Ch-ơng trình chuẩn đoán) + Phần giao diện máy (điều khiển máy) + Phần mềm ứng dụng, th-ờng đ-ợc gọi ch-ơng trình chi tiết ch-ơng trình gia công, đ-ợc tạo lập theo hai cách sau: LËp tr×nh theo hƯ m· lƯnh G LËp trình theo thông số dùng biến số địa lệnh lập trình khác nh- phép tính số học, định, rẽ nhánh chức điều khiển, để tạo lập ch-ơng trình thứ cấp (Subprogram) ch-ơng trình vĩ lệnh (Macro program) để gia công nhóm bề mặt chi tiết trùng lặp Mặt khác, xét ph-ơng thức lập trình có lập trình thủ công lập trình tự động: Lập trình thủ công dùng tay trực tiếp soạn thảo ch-ơng trình gia công NCvới bàn phím máy vi tính với bàn phím CNC máy gia công Ph-ơng thức nàyđ-ợc gọi lập trình cách nạp liệu tay Lập trình tự động dùng ngôn ngữ lập tr×nh bËc cao, nh-: APT (Atomaticaly Programmed Tool), vÝ dơ APT I, APT II, APT III, APT IV, ngôn ngữ lập trình bậc cao khác t-ơng đ-ơng nh- SPLIT, AXAPT, COMPACT II, ADAPT, Những năm gần lập trình CAD/CAM - CNC có sở ngôn ngữ lập trình bậc cao APTđ-ợc coi giải pháp lập trình tự động trọn gói hữu hiệu Đến đà có hàng trăm hệ phần mềm CAD/CAM - CNC đ-ợc n-ớc tạo lập, ví dụ: DENFORD (Anh) BOXFORD PORTFIOLIO (Anh), HAIDENHAIN (Đức,) CIMATRON (israel), MASTERCAM 132 Hình 4-2 * Lập trình không sử dụng ch-ơng trình vòng lặp Billet X=42, Z=100 Tooldef T0101 dao tiƯn th« T0202 dao tiƯn tinh T0303 dao cắt ren T0404 dao cắt đứt 133 N001 N002 N003 N004 N005 N006 N007 N008 N009 N010 N011 N012 N013 N014 N012 N013 N014 N015 N016 N014 N015 N016 N017 N018 N019 N020 N021 N022 N023 N024 N025 N026 N027 N028 N029 N030 N031 N032 G92 X70 Z50; T0101 S1200 F80 M03; G00 X65 Z3; G01 Z0; G01 X-0.5 M7 M8; G00 X58.5 Z3 ; G01 Z-110 ; G00 X59 Z3; G00 X56.5; G01 Z-69 ; G00 X57 Z3; G00 X54.5 ; G01 Z-69; G00 X55 Z3; G00 X52.5; G01 Z-69; G00 X53 Z3; G00 X50.5 ; G01 Z-69; G00 X53 Z3; G00 X50.5; G01 Z-69; G00 X51 Z3; G00 X48.5; G01 Z-69; G00 X49 Z3; G00 X46.5 ; G01 Z-69 ; G00 X47 Z3; G00 X44.5; G01 Z-69; G00 X45 Z3; G00 X42.5; G01 Z-68; G00 X43 Z3; G00 X40.5; G01 Z-67; G00 X41 Z3; N33 N34 N35 N36 N37 N38 N39 N40 N41 N42 N43 N44 N45 N46 N47 N48 N49 N50 N51 N52 N53 N54 N55 N56 N57 N58 N59 N60 N61 N62 N63 N64 N65 N66 N67 N68 N69 N70 G00 G01 G00 G00 G01 X37 G00 G01 G00 G00 G01 G00 G00 G01 G00 G00 G01 G00 G00 G01 G00 G00 G01 G00 G00 G00 G01 G01 G00 G01 G01 G00 G00 G01 G00 G00 G01 G00 X38.5 ; Z-66; X39 Z3; X36.5; Z-65; Z3; X34.5; Z-60; X35 Z3; X32.5 ; Z-60; X33 Z3; X30.5; Z-60; X31 Z3; X28.5; Z-60; X29 Z3; X26.5; Z-60; X27 Z3; X24.5 ; Z-60; X25 Z3; X30; Z-34; X22.5; Z-44; X23 Z-34; X20.5; Z-44; X30 Z3; X22.5; Z-14; X23 Z3; X20.5 Z-14 X21 Z3 134 N071 N072 N073 N074 N075 N076 N077 N078 N079 N080 N081 N082 N083 N084 N085 N086 N087 N088 N089 N090 N091 N092 N093 N094 N095 N096 N097 N098 N099 N100 N101 N102 N103 N104 N105 N106 N107 N108 N109 G00 X18.5; G01 Z-14; G00 X19 Z3; G00 X16.5; G01 Z-13; G00 X17 Z3; G00 X14.5; G01 Z-12; G00 X15 Z3; G00 X12.5; G01 Z-11; G00 X13 Z3; G00 X10.5; G01 Z-10; G00 X11 Z3; G00 X0.5 ; G01 Z0; G01 Z-3 X10.5; G26 M5 M9; T0202 S1500 F70 M3; G00 X0 Z3; G01 Z0 M8; G01 Z-3 X10; G01 Z-10; G02 X18 Z-14 R4.0; G01 X20; G01 Z-16 X24; G01 Z-32; G01 X20 Z-34; G01 Z-44; G01 X24; G01 Z-60; G01 X36; G01 Z-65; G02 X42 Z-69 R4.0; G01 X54; G01 X58 Z71; G01 Z-75.5 R16 F0.15; G02 X58 Z-94 I13.06 K-9.25; N110 N111 N112 N113 N114 N115 N116 N117 N118 N119 N120 N121 N122 N123 N124 N125 N126 N127 N128 N129 N130 N131 N132 N133 N134 N135 N136 N137 N138 N139 N140 N141 N142 N143 N144 N145 N146 N147 N148 G01 Z-98.5 ; G01 Z-100.5 X54; G01 Z-110 ; G26 M5 M9; T0303 S1200 M3 F100; G00 X23.5 Z-12; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X23.3 ; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X23.1; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X22.9; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X22.7; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12 X22.5; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X22.3; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X22.1; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X21.9; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X21.7; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X21.5; G33 W-24 F2.0; G00 Z-12; G00 X21.3; G33 W-24 F2.0; 135 N149 N150 N151 N152 N153 N154 N155 G00 G00 G33 G00 G00 G33 G00 Z-12; X21.1; W-24 F2.0; Z-12; X21; W-24 F2.0; Z-12; N156 N157 N158 N159 N160 N161 N162 G26 M5 M9; T0404 S1200 M03; G00 X62 Z-105.5 M7 M8; G01 X-0.5 F0.075; G00 X62; G26 M5 M9; M30; * Lập trình sử dụng ch-ơng trình vòng lặp Billet X=42, Z=100 Tooldef T0101 dao tiƯn th« T0202 dao tiƯn tinh T0303 dao cắt ren T0404 dao cắt đứt N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 N08 N09 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 G92 X70 Z50 ; T0101 S1200 F80 M03; G00 X65 Z3; G01 Z0; G01 X-0.5 M7 M8; G00 Z3 X58.5; G01 Z-110; G00 Z3 X59; G00 X56.5; G22 L7; G01 W-72; G00 W71 U1; G00 U-3; G80; G00 Z3; G00 X42.5; G22 L4; G01 W-68; G00 W68 U1; N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 N28 N29 N30 N31 N32 N33 N34 N35 N36 N37 N38 N39 G00 U3; G80; G00 Z3; G00 X34.5; G22 L6; G01 W-63; G00 W63 U1; G00 U-3; G80; G00 X30; G00 Z-34; G01 X22.5; G01 Z-44; G00 X23 Z-34; G01 X20.5; G01 Z-44; G00 X30 Z3; G00 X22.5; G22 L3; G01 W-17; 136 N40 N41 N42 N43 N44 N45 N46 N47 N48 N49 N50 N51 N52 N53 N54 N55 N56 N57 N58 N59 N60 N61 N62 N63 N64 G00 W17 U1; G00 U-3; G80; G00 Z3; G00 X16.5; G22 L4; G01 W-14; G00 W14 U1; G00 U-3; G80 ; G00 X0.5 Z3; G01 Z0; G01 Z-3 X10.5; G26 M5 M9; T0202 S1250 F100 M3; G00 X0 Z3; G01 Z0 M8; G01 Z-3 X10; G01 Z-10; G02 X18 Z-14 R40; G01 X20; G01 Z-16 X24; G01 Z-32; G01 Z-34 X20; G01 Z-44; N65 N66 N67 N68 N69 N70 N71 N72 N73 N74 N75 N76 N77 N78 N79 N80 N81 N82 N83 N84 N85 N86 N87 N88 N89 N90 G01 X24; G01 Z-60; G01 X36; G01 Z-65; G02 X42 Z-69 R4.0; G01 X54 ; G01 Z-71 X58; G01 Z-75.5; G02 X58 Z-94 I13.06 K9.25; G01 Z-98.5 ; G01 Z-100.5 X54; G26 M5 M9; T0303 S1200 M3 F100; G00 X24 Z-12; G22 L15; G33 W-24 F2.0; G00 W14 U5; G00 U-5.2; G80; G26 M5 M9; T0404 S1800 M03; G00 X62 Z-100.5 M7 M8; G01 X-0.5 F0.075; G00 X62; G26 M5 M9; M30; 4.2 Gia công chi tiết phay (hình 4-3) Lập ch-ơng trình gia công cho chi tiết nh- hình vẽ Phôi Mêca có dạng tấm,với kích th-ớc X=105mm; Y=120mm; Z=20mm Chi tiết đ-ợc gia công máy phay MTS VMC- 024 * Lập trình sử dụng ch-ơng tr×nh con: Billet X105 Y120 Z20 Edgemove X0 Y0 Z0 Tooldef T0101 T0202 T0303 137 H×nh 4-3 138 N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 N08 N09 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N24 N25 N26 N27 N28 N29 N30 N31 N32 N33 N34 N35 N36 N37 G54 X202 Y138 Z100 T0101 F100 M03 M08 G00 X-50 Y-50 Z5 S1200 G01 Z-5 F100 G41 X5 Y-10 G01 G-45 A30 G01 X5 Y5 G01 Y115 G01 X100 G01 Y5 G01 X-5 G40 G45 A30 G00 Z100 M5 M9 G25 G26 T0202 M06 G95 F80 S1200 M03 G00 X100 Y100 Z5 G00 X52.5 Y60 G87 X30 Y40 Z-15 I50 K10 B4 W0.0 (Maro) G79 X52.5 Y60 G25 G26 M05 M09 T0303 S1000 F100 M03 G22 U1000 S1 G00 X83 Y66 G22 U1000 S1 G00 X61 Y11 G22 U1000 S1 G00 X83 Y106 G22 U1000 S1 G00 Y106 X11 G22 U1000 X11 G91 G00 X11 Y-29 G22 UQOO S1 G25 G26 M05 M09 M30 139 * Đoạn ch-ơng trình để phay rÃnh chữ L: N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 G91 G01 G01 G01 G00 G90 M99 Z-9 F100 Y-11 X11 Z9 * Chu trình phay hốc vuông G87 Z Y X -Z K Y X R B B R -R- B R- I W X H×nh 4-4 Chu tr×nh phay hố vuông 1, Chạy dao nhanh Chạy dao làm việc Bề mặt thứ thứ hai G87 Định nghĩa chu trình phay hố vuông với bán kính góc lập trình đ-ợc: G87 X Y ZW B X Y Z W B I K KÝch th-íc gia c«ng theo trơc X KÝch th-íc gia c«ng theo trơc Y Chiều sâu hố, t-ơng đối tính từ mặt thứ Bề mặt thứ hai, khoảng cách vị trí dụng cụ bề mặt thứ Bán kính cung vát góc hố vuông 140 I Kích th-ớc lấn dao theo bề mặt X Y tinh phần trăm so với đ-ờng kính dao Dấu +: Gia công chiều kim đồng hồ Dấu - : Gia công ng-ợc chiều kim đồng hồ K L-ợng lấn dao theo chiỊu Z DÊu +: Gia c«ng mét hè vu«ng DÊu +: Gia công rÃnh Nếu bề mặt thứ hai đ-ợc lập trình, dụng cụ phải đứng bề mặt thứ hai gọi chu trình theo G77, G78 G79 Khi gọi chu trình dao phay phải đứng tâm điểm hố * Lập trình không sử dụng ch-ơng trình con: Billet X105 Y120 Z20; Edgemove X0 Y0 Z0; Tooldef T0101; T0202; T0303; N001 G54 X197 Y140 Z30; N002 G90; N003 T0101 Z5 G97 S1800 XY: G94 F280 Z: G94 F280 M03 M08 G01(contour); N004 T0101 M03 M06; N005 G94 F280 S1800 M08; N006 G00 Z3; N007 G01 X-15 Y-25 G00 Z1; N008 G41 A30 G45 X5 Y5 Z-5 G01; N009 G01 X5 Y115; N010 G01 X100 Y115; N011 G01 X100 Y5; N012 G01 X5 Y5; N013 G40 A30 G45; 141 N014 G00 Z3; N015 T0202 Z10 G97 S1800 XY: G94 F225 Z: G94 F112.5 M03 M08 (rectangle pocket); N016 T0202 M03 M06; N017 G94 F225 S1800 M08; N018 G59 X52 Y60 A180; N019 G87 X30 Y40 Z-11 I70 K10 W2 B4 G94 F112.5; N020 G79 X00 Y00 Z3; N021 G53 N022 T0303 Z4 G97 S2300 XY: G94 F180 Z:G94 F90 M03 M08 G01(contour); N023 T0303 M03 M06; N024 G94 F180 S2300 M08; N025 G00 Z3 G94 F90 M08; N026 G01 X11 Y106; N027 G00 Z1; N028 G01 Z-4 G94 F90 M08; N029 G01 X11 Y95 G94 F180 M08; N030 G01 X22 Y95; N031 G00 Z3; N032 T0303 Z4 G97 S2300 XY: G94 F180 Z:G94 F90 M03 M08 G01(contour); N033 T0303 M03 M06; N034 G94 F180 S2300 M08; N035 G00 Z3 G94 F90 M08; N036 G01 X83 Y106; 142 N037 G00 Z1; N038 G01 Z-4 G94 F90 M08; N039 G01 X83 Y95 G94 F180 M08; N040 G01 X94 Y95; N041 G00 Z3; N042 T0303 Z4 G97 S2300 XY: G94 F180 Z: G94 F90 M03 M08 G01(contour); N043 T0303 M03 M06; N044 G94 F180 S2300 M08; N045 G00 Z3 G94 F90 M08; N046 G01 X83 Y66; N047 G00 Z1; N048 G01 Z-4 G94 F90 M08; N049 G01 X83 Y55 G94 F180 M08; N050 G01 X94 Y95; N051 G00 Z3; N052 T0303 Z4 G97 S2300 XY: G94 F180 Z: G94 F90 M03 M08 G01(contour); N053 T0303 M03 M06; N054 G94 F180 S2300 M08; N055 G00 Z3 G94 F90 M08; N056 G01 X11 Y66; N057 G00 Z1; N058 G01 Z-4 G94 F90 M08; N059 G01 X11 Y55 G94 F180 M08; N060 G01 X22 Y55; N061 G00 Z3; N062 T0303 Z4 G97 S2300 XY: G94 F180 143 Z:G94 F90 M03 M08 G01(contour); N063 T0303 M03 M06; N064 G94 F180 S2300 M08; N065 G00 Z3 G94 F90 M08; N066 G01 X11 Y26; N067 G00 Z1; N068 G01 Z-4 G94 F90 M08; N069 G01 X11 Y15 G94 F180 M08; N070 G01 X22 Y15; N071 G00 Z3; N072 T0303 Z4 G97 S2300 XY: G94 F180 Z: G94 F90 M03 M08 G01(contour); N073 T0303 M03 M06; N074 G94 F180 S2300 M08; N075 G00 Z3 G94 F90 M08; N076 G01 X83 Y26; N077 G00 Z1; N078 G01 Z-4 G94 F90 M08; N079 G01 X83 Y15 G94 F180 M08; N080 G01 X94 Y15; N081 G00 Z3; N082 G26 M30; 144 KÕt ln ch-¬ng Ch-¬ng giíi thiệu kỹ thuật lập trình gia công CNC mét sè chi tiÕt gia c«ng tiƯn phay thĨ cách sử dụng ch-ơng trình con, vòng lặp với câu lệnh G22 sử dung câu lệnh G87 gia công hốc vuông (có thể đ-ợc dùng đơn vị Macro) Ph-ơng pháp lập trình đ-ợc sử dụng lập trình gia công chi tiết có công đoạn gia công giống mang tính chu kỳ đ-ợc lặp đi, lặp lại nhiều lần Nếu viết trình không sử dụng lập trình lặp lại ch-ơng trình dài dẫn đến bị lỗi ch-ơng trình gây phế phẩm chi tiết gia công Để rút gắn tr-ơng trình hệ điều khiển cho phép truy cập l-u nhớ ch-ơng trình dạng ch-ơng trình con, gọi vị trí ch-ơng trình gia công Đây giải pháp rút ngắn thời gian lập trình gia công NC có hiệu đảm bảo độ tin cậy cao, đặc biệt lập trình gia công chi tiết phức tạp ch-ơng trình dài Trong ch-ơng đà giới thiệu mét sè øng dơng thĨ cho mét sè chi tiết gia công máy tiện CNC (JWK- 15) vµ phay CNC (MTS VMC- 024), nh»m gióp cho ng-êi lập trình làm quen với nhiều loại máy gia công CNC khác sản suất Kết luận chung Kỹ thuật lập trình gia công máy cắt gọt kim loại NC, CNC kỹ thuật đại đà đ-ợc sử dụng nhiều lĩnh vực khí chế tạo sản phẩm hầu hết n-ớc có kinh tế phát triển ngày giới nh-: Nhật, Mỹ, Anh, Đức n-ớc mẫu mÃ, sản phẩm khí chế tạo sử dụng ch-ơng trình số ngày đa dạng phong phú đảm bảo số l-ợng chất l-ợng Song Việt Nam kỹ thuật lập trình gia công cắt gọt máy NC CNC nhìn chung mẻ lộ nhiều mặt hạn chế, tiền vốn có hạn hiệu kinh tế việc sử dụng máy chế tạo phẩm thấp Hầu hết sở sản xuất, sửa chữa khí ta không liên doanh, liên kết với n-ớc sử dụng thiết bị khí gia công thiết bị điều khiển số Trong tr-ờng đào tạo nghề bậc trung học ch-a có thiết bị gia công khí điều khiển theo ch-ơng trình số (NC, CNC), có để thực tập lập trình chạy mô phỏng, mặt hạn chế chung tình hình kinh tế phát triển chậm Các tài liệu viết lĩnh vực chủ yếu lý thuyết mang nhiều tính tự nghiên cứu Hiện giới có nhiều hÃng chế tạo máy cắt điều khiển theo ch-ơng trình số khác nhau, hÃng máy NC, CNC có phần quy định riêng cấu trúc 145 câu lệnh kỹ thuật lập trình Do ng-ời lập trình cần phải nghiên cứu kỹ, hiểu đ-ợc từ lệnh quy định riêng hÃng sản xuất máy lập trình Trong luận văn chủ yếu đề cập đến nội dung sau: * Tổng quan công nghệ gia công điều khiển theo ch-ơng trình số (NC, CNC) giới thiệu: - Các trục điều khiển trình xử lý số, - Các chức gia công máy công cụ, - Các hệ toạ độ máy * Các loại máy Khoan, Doa, Tiện, Phay NC-CNC trung tâm gia công khoan phay NC-CNC * Ch-ơng trình NC kỹ thuật lập trình gia công CNC giới thiệu: - Ch-ơng trình lập trình NC, - Các ngôn ngữ lập trình NC, - Các kỹ thuật lập trình gia công NC, gồm: Các vòng lặp, Ch-ơng trình thứ cấp (Ch-ơng trình con), vĩ lệnh * Các tập øng dơng cho gia c«ng mét sè chi tiÕt thể giới thiệu sử dụng ch-ơng trình lặp lại: - Các vòng lặp, - Các ch-ơng trình thứ cấp (Ch-ơng trình con), - Các vĩ lệnh Các tập ứng dụng đ-ợc thực phòng CAD/ CAM - CNC Tr-ờng Đại học S- phạm kỹ thuật H-ng Yên Luận văn đ-ợc hoàn thành d-ới h-ớng dẫn, giúp đỡ Thầy PGS, TS Trần Xuân Việt Thầy khoa khí Tr-ờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Khoa Cơ Khí Tr-ờng Đại học S- phạm kỹ thuật H-ng Yên Do trình độ hiểu biết khả có hạn chế định kỹ thuật này, nên chắn nhiều thiếu sót, mong quan tâm đóng góp nhà chuyên môn để luận văn đ-ợc hoàn thiện Hà Nội, năm 2005 146 Tài liệu tham khảo 1- Trần Xuân Việt Giáo trình công nghệ gia công máy điều khiển số Đại học Bách khoa Hà Nội 2- Trần Xuân Việt Gia công CNC & kỹ thuật CAD/CAM (bản thảo) Bộ môn cộng nghệ chế tạo máy, Đại học Bách khoa Hà Nội 2003 3- Tạ Duy Liêm Hệ thống điều khiển số máy công Nhµ XB Khoa häc vµ Kü tht Hµ Néi 1999 4- Vũ Hoài Ân Nhập môn gia công CNC Trung tâm đào tạo IMI Hà Nội 1994 5- Trần Văn Địch Công nghệ máy CNC Nhà XB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội 2000 6- Tăng - Huy Nguyễn Đắc Lộc Điều khiển số & Công nghệ máy điều khiển số Nhà XB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội 1992 7- Nguyễn Đắc Lộc Công nghệ chế tạo máy theo h-ớng ứng dụng tin học Nhµ XB Khoa häc & Kü thuËt Hµ Néi 2000 ... gia công theo ch-ơng trình số, máy dung cụ gia công CNC, chuẩn bị công nghệ lập trình gia công máy CNC, v.v Luận văn với đề tài: " Nghiên cứu kỹ thuật lập trình gia công NC ứng dụng vào gia công. .. biệt máy gia công NC máy gia công CNC - Máy gia công NC máy gia công CNC theo nguyên lý điều khiển theo ch-ơng trình số, khác hệ điều khiển: máy gia công NC dùng hệ NC, máy gia công CNC dùng hƯ... khiển NC, CNC máy gia công Nói chung, công việc lập trình gia công NC gồm : - Lập sơ đồ gá đặt chi tiết gia công máy công cụ NC, CNC (xác định số bậc tự chuyển động cần hạn chế phôi gia công, xác