Ứng dụng phần mềm shopmill để gia công khuôn khay đỡ sản phẩm trên máy phay CNC HAAS VF 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÂM VĂN THUYẾT ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SHOPMILL ĐỂ GIA CÔNG KHUÔN KHAY ĐỠ SẢN PHẨM TRÊN MÁY PHAY CNC HAAS VF-1 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Hà Nội – Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÂM VĂN THUYẾT ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SHOPMILL ĐỂ GIA CÔNG KHUÔN KHAY ĐỠ SẢN PHẨM TRÊN MÁY PHAY CNC HAAS VF-1 Chuyên ngành: Kỹ thuật khí LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS.TS Trần Văn Địch Hà Nội – Năm 2019 Dịng điện khơng đổi LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tơi hồn thành hướng dẫn bảo tận tình GS.TS Trần Văn Địch Các liệu sử dụng luận văn có nguồn gốc rõ ràng, cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận văn tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Các kết chưa công bố nghiên cứu khác, trừ phần tham khảo ghi rõ luận văn Học viên Lâm Văn Thuyết Trang Dịng điện khơng đổi LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân nhiệt tình hướng dẫn Thầy GS.TS Trần Văn Địch, tơi cịn nhận hướng dẫn nhiệt tình quý Thầy Cô, động viên ủng hộ gia đình, bạn bè đồng nghiệp suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy GS.TS Trần Văn Địch người hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận văn Xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến tồn thể quý Thầy Cô giảng dạy giúp đỡ trình nghiên cứu học tập Thạc sĩ trường Đại học Bách khoa Hà Nội Các Thầy Cô tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu hoàn thiện đề tài luận văn Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, anh chị, bạn học đồng nghiệp hỗ trợ cho nhiều suốt trình học tập, nghiên cứu thực đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh Một lần xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 22 tháng 04 năm 2019 Học viên Lâm Văn Thuyết Trang Dịng điện khơng đổi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ Danh mục bảng biểu 13 LỜI MỞ ĐẦU 14 Lý chọn đề tài 14 Mục đích nghiên cứu 14 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 14 Phương pháp nghiên cứu 15 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC 16 1.1 Khái quát máy công cụ thông thường máy công cụ CNC 16 1.1.1 Đặc điểm máy cắt kim loại CNC 16 1.1.2 Cấu tạo máy công cụ NC 18 1.2 Hệ thống điều khiển CNC 19 1.2.1 Kết cấu chức điều khiển CNC 19 1.2.2 Phần cứng – máy tính 21 1.2.3 Các dạng điều khiển hình học máy cơng cụ CNC 21 1.2.3.1 Điều khiển điểm điểm 21 1.2.3.2 Điều khiển đường thẳng 22 1.2.3.3 Điều khiển dạng biên (điều khiển contour) 23 1.3 Dụng cụ cắt máy phay CNC 25 1.3.1 Dao phay ngón 25 1.3.2 Dao phay mặt đầu 26 Trang Dòng điện không đổi 1.4 Đặc điểm, cấu tạo máy phay CNC HAAS VF-1 28 1.4.1 Đặc điểm chung máy phay CNC HAAS VF-1 28 1.4.2 Thông số kỹ thuật máy phay CNC HAAS VF-1 28 1.4.3 Những tính 29 1.4.4 Cấu tạo máy phay CNC HAAS VF-1 30 1.4.4.1 Các phận bên máy 30 1.4.4.2 Các phận khác máy 30 1.4.4.3 Các phím chức bảng điều khiển máy 33 1.4.5 Điều kiện kỹ thuật làm việc máy 37 Kết luận chương 38 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH GIA CƠNG CHI TIẾT TRÊN MÁY CNC 39 2.1 Cấu trúc chương trình NC 39 2.1.1 Tên chương trình 39 2.1.2 Số thứ tự 39 2.1.3 Từ lệnh 39 2.1.4 Địa 39 2.1.5 Giá trị 40 2.1.6 Câu lệnh 40 2.1.7 Phần chương trình 40 2.1.8 Chương trình 40 2.1.9 Chương trình 42 2.2 Lập trình gia cơng 42 2.2.1 Ngơn ngữ lập trình 42 Trang Dịng điện khơng đổi 2.2.2 Đo theo tọa độ tương đối tọa độ tuyệt đối 45 2.2.2.1 Đo theo tọa độ tuyệt đối: G90 45 2.2.2.2 Đo theo tọa độ tương đối: G91 45 2.2.2.3 Lệnh chạy dao không cắt gọt: G00 46 2.2.2.4 Lệnh cắt gọt thẳng: G01 47 2.2.2.5 Lệnh xác định mặt phẳng gia công: G17, G18, G19 47 2.2.2.6 Lệnh G02, G03 48 2.2.2.7 Lệnh trễ: G04 52 2.2.2.8 Các chức phụ: M 53 2.2.2.9 Chức chọn số vòng quay trực chính: S 54 2.2.2.10 Chức chọn dao: T 55 2.2.2.11 Chức tự động trở điểm gốc: G28 55 2.2.2.12 Chức bù bán kính dao: G40; G41; G42 56 2.2.2.13 Chức bù chiều dài dao: G43; G44; G49 59 2.2.2.14 Chu trình gia công 60 2.3 Chương trình chương trình 69 Kết luận chương 71 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SHOPMILL ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT KHUÔN KHAY ĐỠ SẢN PHẨM 72 3.1 Giới thiệu chung phần mềm ShopMill hệ điều khiển Siemens 72 3.2 Những ưu điểm lập trình gia cơng phần mềm ShopMill 73 3.3 Các chức lập trình phần mềm ShopMill 76 3.3.1 Chức Khoan Tarô (Drilling, Tapping) 76 3.3.1.1 Khoan tâm (Centering) 77 Trang Dòng điện không đổi 3.3.1.2 Khoan doa (Drilling reaming) 78 3.3.1.3 Khoan lỗ sâu (Depth hole drilling) 78 3.3.1.4 Doa lỗ (Boring) 79 3.3.1.5 Tarô ren (Tapping thread) 79 3.3.1.6 Vị trí lỗ (Positions) 80 3.3.2 Chức Phay 81 3.3.2.1 Phay mặt phẳng (Face milling) 81 3.3.2.2 Phay hốc (Pocket) 82 3.3.2.3 Phay đảo (Spigot) 84 3.3.2.4 Phay rãnh (Groove) 85 3.3.2.5 Phay chữ (Engraving) 87 3.3.3 Phay contour (Phay theo biên dạng) 88 3.3.3.1 Phay theo biên dạng (Path milling) 89 3.3.3.2 Phay hốc (Milling Pocket) 90 3.3.3.3 Phay phần vật liệu thừa hốc nguyên công trước để lại (Pocket.res.mat) 91 3.3.3.4 Phay đảo (Mill spigot) 91 3.3.3.5 Phay đảo có sẵn (Spigot resid material) 92 3.3.4 Các chức khác (Vari-ous) 92 3.3.4.1 Chức đánh dấu (Set mark) 93 3.3.4.2 Chức thực lặp lại (Repetition) 94 3.3.4.3 Chương trình (Subprogram) 94 3.3.4.4 Điểm gốc phôi (Workp zero) 94 3.3.4.5 Chức thiết lập (Setting) 95 Trang Dịng điện khơng đổi 3.3.4.6 Chức biến đổi (Transfor mations) 95 3.4 Gia công chi tiết khuôn khay đỡ sản phẩm phần mềm ShopMill 96 3.4.1 Bản vẽ đẩy khuôn khay đỡ sản phẩm 96 3.4.2 Chương trình gia cơng đẩy khuôn khay đỡ sản phẩm 96 3.4.2.1 Khai báo phôi tham số công nghệ 96 3.4.2.2 Gia công khỏa mặt chi tiết 97 3.4.2.3 Gia công tinh thành bao chi tiết 97 3.4.2.4 Gia công lỗ 98 Kết luận chương 103 Tài liệu tham khảo 105 Trang Dịng điện khơng đổi Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có trợ giúp máy tính NC (Numerical Control) – Điều khiển số CAM (Computer Aided Manufacturing) – Chế tạo có trợ giúp máy tính Oxyz – Hệ trục tọa độ M – Điểm không máy R – Điểm không gốc tọa độ máy W – Điểm không chi tiết AC (Alternating Current) – Dòng điện xoay chiều DC (Direct Current) – Dòng điện chiều PLC (Programable Logic Controller) – Thiết bị điều khiển lập trình Trang Dịng điện khơng đổi 3.3.3.3 Phay phần vật liệu thừa hốc nguyên cơng trước để lại (Pocket.res.mat) Hình 3.27: Màn hình giao diện chức phay phần vật liệu thừa hốc nguyên công trước để lại 3.3.3.4 Phay đảo (Mill spigot) Hình 3.28: Màn hình giao diện chức phay đảo T: Là dao, F: Là bước tiến, V: Là vận tốc cắt Dxy: Lượng dịch chuyển theo phương xy Dz: Chiều sâu lần cắt Trang 91 Dòng điện khơng đổi Gồm có kiểu phay ta chọn phần Machining chọn phím Alternat để thay đổi kiểu phay Phay thô Phay tinh Phay vát mép Phay tinh thành Phay tinh mặt 3.3.3.5 Phay đảo có sẵn (Spigot resid material) Hình 3.29: Màn hình giao diện chức phay đảo có sẵn T: Là dao, F: Là bước tiến, V: Là vận tốc cắt Uxy: Lượng gia công tinh theo phương xy Dz: Chiều sâu lần phay 3.3.4 Các chức khác (Vari-ous) Gồm chức sau Trang 92 Dịng điện khơng đổi Hình 3.30: Màn hình giao diện chức khác 3.3.4.1 Chức đánh dấu (Set mark) Hình 3.31: Màn hình giao diện chức đánh dấu Trang 93 Dịng điện khơng đổi 3.3.4.2 Chức thực lặp lại (Repetition) Hình 3.32: Màn hình giao diện chức thực lặp lại 3.3.4.3 Chương trình (Subprogram) Hình 3.33: Màn hình giao diện chương trình 3.3.4.4 Điểm gốc phơi (Workp zero) Hình 3.34: Màn hình thơng số điểm gốc phơi Trang 94 Dịng điện khơng đổi 3.3.4.5 Chức thiết lập (Setting) Hình 3.35: Màn hình giao diện chức thiết lập 3.3.4.6 Chức biến đổi (Transfor mations) Hình 3.36: Màn hình giao diện chức biến đổi Gồm chức sau: Công việc bù chi tiết gia công Bù chi tiết Quay quanh trục Định tỉ lệ Đối xứng qua trục Trang 95 Dịng điện khơng đổi 3.4 Gia cơng chi tiết khuôn khay đỡ sản phẩm phần mềm ShopMill 3.4.1 Bản vẽ đẩy khn khay đỡ sản phẩm Hình 3.37: Chi tiết gia công - đẩy 3.4.2 Chương trình gia cơng đẩy khn khay đỡ sản phẩm 3.4.2.1 Khai báo phôi tham số công nghệ Đầu tiên trước lập chương trình gia cơng cho chi tiết ta phải đặt tên cho chương trình gia cơng Hình 3.38: Đặt tên chương trình NC Trang 96 Dịng điện khơng đổi Sau lập tên cho chương trình NC, phần mềm yêu cầu nhập thông số gốc không, phôi, chiều dài kẹp, khoảng cách an tồn, điểm thay dao… Hình 3.39: Màn hình thiết lập phôi 3.4.2.2 Gia công khỏa mặt chi tiết Bấm chọn Milling, sau chọn Face Milling, nhập thông số cho bước phay khỏa mặt tiến hành mơ Hình 3.40: Thiết lập phay khỏa mặt cho chi tiết 3.4.2.3 Gia công tinh thành bao chi tiết Chọn Contour milling, tiến hành phác thảo biên dạng chi tiết Nhập tọa độ điểm hoàn thành biên dạng chi tiết Trang 97 Dịng điện khơng đổi Hình 3.41: Thiết lập phay contour cho chi tiết 3.4.2.4 Gia công lỗ Để gia cơng lỗ, ban đầu dùng chương trình khoan tâm cách chọn Drilling, chọn Centering tiến hành mơ Hình 3.42: Thiết lập chương trình khoan tâm Tiếp theo chọn chu trình khoan lỗ Φ8 Hình 3.43: Thiết lập chương trình khoan lỗ Φ8 Tiếp theo khoan lỗ Φ12 Trang 98 Dòng điện khơng đổi Hình 3.44: Thiết lập chương trình khoan lỗ Φ12 Để gia cơng lỗ Φ25 Φ32 khoan muic khoan Φ19 trước sau phay tinh lỗ để đạt dung sai Hình 3.45: Thiết lập chương trình khoan lỗ Φ19 Chương trình gia cơng đẩy Hình 3.46: Chương trình gia cơng Chương trình NC gia cơng máy phay CNC Haas VF-1 Trang 99 Dòng điện không đổi % O0001 (ToolName=BULL-D20-R0.8 D=20.00 R=0.80) T01 M06 G00 G90 G54 X-91.815 Y-60.166 S1800 M03 G43 Z50.2 H01 M08 Z2.6 G01 Z-.4 F500 X-109.492 Y-42.488 X-119.49 Y-32.49 G17 G02 X-122.593 Y-25 I7.49 J7.49 G01 Y84.5 G02 X-119.49 Y91.99 I10.593 J0.0 G01 X-118.99 Y92.49 G02 X-111.5 Y95.593 I7.49 J-7.49 G01 X187.5 G02 X194.99 Y92.49 I0.0 J-10.593 G01 X195.49 Y91.99 G02 X198.593 Y84.5 I-7.49 J-7.49 G01 Y-34.5 G02 X195.49 Y-41.99 I-10.593 J0.0 G01 X194.99 Y-42.49 G02 X187.5 Y-45.593 I-7.49 J7.49 G01 X-101.998 X-104.098 Z10.1 G00 Z10.2 X-91.89 Y-60.242 Z2.2 G01 Z-.8 Trang 100 Dịng điện khơng đổi X-109.568 Y-42.564 X-119.566 Y-32.566 G02 X-122.7 Y-25 I7.566 J7.566 G01 Y84.5 G02 X-119.566 Y92.066 I10.7 J0.0 G01 X-119.066 Y92.566 G02 X-111.5 Y95.7 I7.566 J-7.566 G01 X187.5 G02 X195.066 Y92.566 I0.0 J-10.7 G01 X195.566 Y92.066 G02 X198.7 Y84.5 I-7.566 J-7.566 G01 Y-34.5 G02 X195.566 Y-42.066 I-10.7 J0.0 G01 X195.066 Y-42.566 G02 X187.5 Y-45.7 I-7.566 J7.566 G01 X-101.998 X-104.098 Z9.7 G00 Z10.2 X-91.89 Y-60.242 Z1.8 G01 Z-1.2 X-109.568 Y-42.564 X-119.566 Y-32.566 G02 X-122.7 Y-25 I7.566 J7.566 G01 Y84.5 G02 X-119.566 Y92.066 I10.7 J0.0 G01 X-119.066 Y92.566 G02 X-111.5 Y95.7 I7.566 J-7.566 G01 X187.5 G02 X195.066 Y92.566 I0.0 J-10.7 Trang 101 Dịng điện khơng đổi G01 X195.566 Y92.066 G02 X198.7 Y84.5 I-7.566 J-7.566 G01 Y-34.5 G02 X195.566 Y-42.066 I-10.7 J0.0 G01 X195.066 Y-42.566 G02 X187.5 Y-45.7 I-7.566 J7.566 G01 X-101.998 X-104.098 ……… .…… ……… X-65 Y0.0 X-38 Y-25 Y25 X38 Y-25 X65 Y0.0 X91 Y-53 X125 Y-40 Y40 X91 Y53 G80 G00 Z10 M05 M09 G91 G28 Z0.0 G91 G28 Y0.0 M30 Trang 102 Dịng điện khơng đổi Hình ảnh sản phẩm gia cơng chi tiết: Kết luận chương Trong chương tác giả giới thiệu phần mềm Shopmill, phần mềm hỗ trợ gia công phay dùng cho trung tâm gia cơng Từ việc nghiên cứu tìm hiểu phần mềm, tác giả áp dụng để gia cơng chi tiết khí máy phay CNC Haas VF-1 Qua giúp cho cơng việc gia cơng chi tiết đạt độ xác cao hơn, nhanh hiệu hơn, góp phần làm hạ giá thành sản phẩm Trang 103 Dịng điện khơng đổi KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu tài liệu chuyên ngành hướng dẫn tận tình thầy giáo GS.TS Trần Văn Địch, tạo điều kiện Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, nhà máy khí – Tập đồn cơng nghệ Bkav làm việc nghiêm túc tinh thần học hỏi không ngừng Tác giả đề tài hoàn thành thời gian đầy đủ nội dung đề với số kết định đạt được: - Tổng quan máy CNC - Tìm hiểu tương đối đầy đủ máy phay CNC Haas-VF1 đồng thời ứng dụng phần mềm ShopMill để tạo chương trình NC điều khiển máy gia công chi tiết - Thực gia công sản phẩm máy phay CNC Haas-VF1 với chương trình NC tạo Đây đề tài hay có ý nghĩa có khả phát triển khơng mức độ lý thuyết, áp dụng vào thực tế sản xuất khn mẫu máy phay CNC Haas-VF1 mà cịn áp dụng gia cơng sản xuất chi tiết khí trung tâm gia cơng khác khác nhằm làm tăng suất lao động, hạn chế phế phẩm gia cơng, góp phần hạ giá thành sản phẩm Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật giới, nước ta tiếp thu công nghệ tiên tiến nước giới Ngành chế tạo máy sử dụng máy CNC nói chung máy Phay CNC nói riêng dây chuyền sản xuất ngày nhiều hơn, giúp người công nhân giảm bớt sức lao động, chi tiết gia cơng có độ xác cao Qua q trình làm luận văn giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn thầy cô sở đào tạo nơi công tác, điều kiện thời gian yêu cầu phạm vi luận văn thạc sỹ nên tác giả giới thiệu sâu mô đun phần mềm, tác giả hy vọng kết luận văn tạo điều kiện cho người học làm quen tiếp cận với phần mềm làm tiền đề để nghiên cứu Trang 104 Dịng điện khơng đổi Tài liệu tham khảo TS Vũ Hoài Ân – Nền sản xuất CNC Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2003 GS.TS Trần Văn Địch – Công nghệ máy CNC Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2007 GS.TS Trần Văn Địch – Sản xuất linh hoạt FMS tích hợp CIM Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2007 GS.TS Trần Văn Địch – Công nghệ CNC Nhà xuất khoa học kỹ thuật Tái lần thứ – 2009 PGS.TS Phạm Văn Hùng, PGS.TS Nguyễn Phương – Cơ sở máy công cụ Nhà xuất khoa học kỹ thuật PGS.TS Tạ Duy Liêm – Hệ thống điều khiển số cho máy công cụ CNC Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2001 PGS.TS Trần Xuân Việt – Giáo trình công nghệ CNC Đại học Bách khoa Hà Nội Và số tài liệu liên quan khác di tác giả sưu tầm Trang 105 ... mations) 95 3.4 Gia công chi tiết khuôn khay đỡ sản phẩm phần mềm ShopMill 96 3.4.1 Bản vẽ đẩy khuôn khay đỡ sản phẩm 96 3.4.2 Chương trình gia cơng đẩy khn khay đỡ sản phẩm 96 3.4.2.1... thành thạo máy phay CNC gia công thực tiễn Biết cách sử dụng số phần mềm CAM, phần mềm Shopmill lập trình gia cơng Việc nghiên cứu kỹ thuật lập trình máy phay CNC Haas- VF1 sử dụng phần mềm Shopmill. .. BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÂM VĂN THUYẾT ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SHOPMILL ĐỂ GIA CÔNG KHUÔN KHAY ĐỠ SẢN PHẨM TRÊN MÁY PHAY CNC HAAS VF-1 Chuyên ngành: Kỹ thuật khí LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT