Nghiên cứu công nghệ CNC và lập trình gia công một số chi tiết trên trung tâm gia công CNC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HÙNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CNC VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG MỘT SỐ CHI TIẾT TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG CNC CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY MÃ SỐ ĐỀ TÀI: CTM15B-06 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HÙNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CNC VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG MỘT SỐ CHI TIẾT TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG CNC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ ĐỀ TÀI: CTM15B-06 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: GS.TS TRẦN VĂN ĐỊCH HÀ NỘI - 2017 MỞ ĐẦU Với phát triển không ngừng ngành khoa học – công nghệ, đặc biệt lĩnh vực điều khiển số tin học, cho phép nhà chế tạo máy nói chung chế tạo máy cơng cụ nói riêng, thiết kế hệ thống điều khiển ngày tin cậy Máy điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) đóng vai trò quan trọng sản xuất linh hoạt, sử dụng máy điều khiển số CNC cho phép giảm khối lƣơng, thời gian gia công chi tiết, nâng cao độ xác gia cơng đạt hiểu kinh tế đồng thời rút ngắn chu kỳ sản xuất Chính vậy, ngành khí chế tạo phát triển mạnh giới nhƣ nƣớc ta nay, đầu tƣ dây chuyền tự động, trung tâm CNC vấn đề thiết yếu cho sử phát triển nƣớc ta Tài khơng cịn vấn đề lớn doanh nghiệp đầu tƣ vào máy cơng cụ điều khiển theo chƣơng trình số Nhƣng để vận hành, khai thác sử dụng hiệu máy công cụ CNC gia công số chi tiết có bề mặt phức tạplà vấn đề cấp thiết mà nhiều doanh nghiệp mong muốn nhà khoa học tham gia giải Từ cấp thiết tiến hành nghiên cứu với đề tài "Nghiên cứu cơng nghệ CNC lập trình gia công số chi tiết trung tâm gia công CNC" với mục tiêu đặt nghiên cứu công nghệ máy CNC, phƣơng pháp lập trình thực hiên cắt thử chi tiết có bề mặt phức tạp máy phay CNC Tác giả sâu giải vấn đề sau: Chƣơng Tổng quan điều khiển số công nghệ CNC Chƣơng Giới thiệu trung tâm gia cơng Chƣơng Phƣơng pháp lập trình máy phay CNC Chƣơng Lập trình gia cơng bề mặt phức tạp máy phay CNC Tác giả mong muốn nhận đƣợc góp ý quý thầy đồng nghiệp để cơng trình đƣợc hoàn thiện Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ CÔNG NGHỆ CNC 1.1 Bản chất điều khiển số Khi gia công máy công cụ, chi tiết dụng cụ cắt thực chuyển động tƣơng Những chuyển động (hay dịch chuyển) tƣơng đối đƣợc lặp lại nhiều lần gia công chi tiết đƣợc gọi chu kỳ gia cơng Để có chu kỳ gia công ta phải xác định đại lƣợng thứ tự hành trình Phần "thứ tự" đƣợc gọi phần điều khiển Thật vậy, chƣơng trình làm việc máy tự động cần có hai loại thơng tin: Về kích thƣớc (xác định hành trình chu kỳ), điều khiển (xác định thứ tự hành trình theo thời gian) Ngƣời ta chia hệ thống điều khiển máy công cụ hai loại: - Điều khiển không theo số (hay gọi điều khiển truyền thống, điều khiển liên tục); - Điều khiển số 1.1.1 Điều khiển không theo số Hệ thống điều khiển khơng theo số có loại nhƣ sau: điều khiển cam, điều khiển quãng đƣờng, điều khiển theo thời gian điều khiển theo chu kỳ * Hệ thống điều khiển theo cam (Hình 1.1) Theo hệ thống quãng đƣờng (hành trình) L đƣợc xác định theo cơng thức: L = S0.K (1.1) Ở đây: So - khoảng nâng Prôfin cam (mm) K - Tỷ số truyền trung gian (trên Hình 1.1 Điều khiển theo cam hình 1.1 ta có K = L2/L1) * Hệ thống điều khiển theo quãng đường (Hình 1.2) Hình 1.2 Điều khiển theo quãng đường Ở đây, đại lƣợng hành trình cấu chấp hành đƣợc giới hạn hai chuyển hành trình KBB KBH: KBB giới hạn di chuyển cấu chấp hành bên trái hay phía trƣớc; KBH giới hạn di chuyển cấu chấp hành bên phải hay phía sau Đại lƣợng hành trình L đƣợc xác định nhƣ sau: L = b - a = b1 + b2 - a2 + a1 (1.2) Ở đây: a1, a2, b1, b2 - toạ độ chốt chuyển hành trình (mm); a - Khoảng cách chốt cấu chấp hành; b - Khoảng cách hai chuyển hành trình * Hệ thống điều khiển thời gian (Hình 1.3) Trong hệ thống điều khiển này, cấu chấp hành đƣợc điều khiển điều khiển Bộ điều khiển chi tiết hình tang trống mà có số đƣờng rãnh định Trên đƣờng rãnh có gá cam Các cam đƣợc lắp với cữ hành trình (bộ chuyển hành trình) Cữ hành trình điều khiển chu kỳ gia công theo lệnh điều khiển "dịch chuyển bên trái" Hình 1.3.Điều khiển thời gian (theo cữ KBB) điều khiển "dịch chuyển bên phải" (theo cữ KBH) Theo hình 1.3, chiều dài hành trình đƣợc xác định theo công thức: L  V T (1.3) 360 Ở đây: T - thời gian quay vịng điều khiển (ph); - góc gá cam (0); V - tốc độ trung bình cấu chấp hành (m/ph) * Hệ thống điều khiển theo chu kỳ (Hình 1.4) Hệ thống điều khiển tổng hợp hai hệ thống điều khiển theo quãng đƣờng thời gian Đại lƣợng hành trình đƣợc xác định cữ hành trình hệ thống điều khiển theo quãng đƣờng điều khiển hệ thống điều khiển thời gian Trên hình 1.4 ta thấy, điều khiển tác động vào rơ le "tiến" cấu chấp hành dịch chuyển Hình 1.4 Điều khiển theo chu kỳ phía trƣớc, điều khiển tác động vào rơ le "lùi" cấu chấp hành dịch chuyển sang phía sau (về bên phải) Dĩ nhiên, điều khiển tác động vào rơ le "lùi" cấu chấp hành chạm vào cữ hành trình KBB Khi cấu chấp hành dịch chuyển bên phải rơ le "tiến" khơng làm việc Rơ le "tiến" hoạt động cấu chấp hành chạm vào cữ hành trình KBH lúc chu kỳ đƣợc lặp lại Ta thấy hệ thống điều khiển không giống nhƣng đại lƣợng hành trình lại đƣợc điều khiển giống (liên tục) Điều có nghĩa điều khiển theo chƣơng trình số 1.1.2 Điều khiển số Điều khiển số hệ thống điều khiển mà hành trình đƣợc điều khiển theo số Mỗi thông tin đơn vị ứng với dịch chuyển gián đoạn cấu chấp hành Đại lƣợng có tên gọi "khả giải quyết" hệ thống giá trị xung Cơ cấu chấp hành dịch chuyển với đại lƣợng ứng với giá trị xung Nhƣ vậy, biết giá trị xung q đại lƣợng dịch chuyển L cấu chấp hành, ta xác định số lƣợng xung N cần thiết tác động để có lƣợng dịch chuyển L: L = q.N (1.4) Số lƣợng xung N đƣợc ghi kênh thông tin đƣợc gọi chƣơng trình xác định đại lƣợng thơng tin kích thƣớc Các thơng tin cần thiết đƣợc ghi băng đục lỗ băng từ Số lƣợng thông tin đƣợc ghi hệ thống mã hố định 1.1.3 Mã hố thơng tin Con ngƣời máy quan hệ với ngôn ngữ mà máy hiểu đƣợc Máy phải đọc đƣợc chƣơng trình ngƣời ghi thực theo chƣơng trình Khi cấu điều khiển số bị hỏng, chƣơng trình có sai sót điều khiển số truyền thông tin nguyên nhân ngừng hoạt động * Chữ Chữ mã số tập hợp ký hiệu đƣợc dùng mã hoá Các phần tử tự động hoá có hai trạng thái ổn định: Cơng tắc kín công tắc hở, mạng băng đục lỗ có khơng có lỗ Một trạng thái ứng với ký hiệu (cấp dòng lƣợng chẳng hạn), trạng thái khác ứng với ký hiệu (ngắt dịng lƣợng chẳng hạn) Vì chữ mã số chứa hai ký hiệu {0,1} * Mã thập phân Cơ sở hệ thập phân (mã thập phân) số 10 Hệ thống có 10 ký tự: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 Ngƣời ta chọn hệ thập phân để tính xuất phát từ lịch sử tính tốn 10 ngón tay Theo hệ thập phân số 3807,45 đƣợc viết nhƣ sau: 3.103 + 8.102 + 0.101 + 7.100 + 4.10-1 + 5.10-2 Ta thấy, ví trị bên trái dấu phẩy ứng với số mũ vè bên trái dấu phẩy, số mũ luỹ thừa tăng dần (2,3) Đi bên phải dấu phẩy số mũ lũy thừa giảm dần: - 1, -2, -3 Ví dụ, trƣờng hợp phân tích số 3807,45 số mũ luỹ thừa giảm nhƣ sau: -1, -2 (bằng chữ số đứng đằng sau dấu phẩy) Mã số thập phân chứa đƣợc nhiều dung lƣợng nhƣng lại phức tạp tính tốn * Mã số đơn vị Mã số đơn vị loại mã số số đƣợc biểu thị số lƣợng ký hiệu chữ số Ví dụ: 1 11111 11 111111 10 1111111111 111 1111111 111111111 1111 11111111 Hệ thống mã số đơn vị có ƣu điểm đơn giản, dễ sử dụng Nó đƣợc sử dụng để ghi số lƣợng xung băng từ Tuy nhiên, mã số đơn vị có nhƣợc điểm cồng kềnh, phức tạp Ví dụ để biểu diễn số hệ thập phân 358610 mã số đơn vị phải cần tới 3586 ký hiệu 111 111 111 * Mã nhị phân Cơ sở mã nhị phân số Đa số lên cấp có số mũ nguyên dƣơng (0,1,2,3 ) ta đƣợc dãy số 20, 21, 23, 24 ứng với dãy số 1,2,3,4,8,16 Bất kỳ số hệ nhị phân tổ hợp chữ số Để chuyển số từ hệ tính thập phân sang hệ tính nhị phân cần phải chia số thập phân cho nhƣ ví dụ cho số 43 sau đây: 43: = 21 lẻ 21: = 10 lẻ 10:2 = lẻ 5: = lẻ 2: = lẻ 1: = lẻ Vậy giá trị số tƣơng ứng hệ nhị phân số 4310 đƣợc diễn 1101011 Ngƣợc lại, số hệ nhị phân 1010112 biểu diễn sang hệ thập phân nhƣ sau: 1010112 = 1.25 + 0.24 + 1.23 + 0.22 + 1.21 + 1.20 = 43 1.1.4 Máy công cụ điều khiển theo chƣơng trình NC Là máy cơng cụ đƣợc điều khiển theo chƣơng trình viết chữ mã ký tự số Chữ kí tự chuyên dụng khác hệ thống điều khiển có cài đặt vi xử lý MP (Micro processor) làm việc với chu kỳ thời gian từ đến 20 có nhớ tổi thiểu 4KByte, đảm nhiệm chức chƣơng trình điều khiển số nhƣ: Tính tốn toạ độ trục điều khiển theo thời gian thực giám sát trạng thái máy, tính tốn giá trị chỉnh lý dao cụ, tính toán nội suy điều khiển quỹ đạo biên dạng, thực so sánh cặp giá trị cần giá trị thực (Hình 1.5) sơ đồ nguyên lý hoạt động máy gia cơng CNC Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy gia công CNC * Hệ thống điều khiển NC Hệ thống NC đời nhu cầu chế tạo chi tiết phức tạp với số lƣợng Trong hệ thống NC thơng số hình học chi tiết lệnh điều khiển máy đƣợc cho dƣới dạng dãy số + Đưa liệu vào hệ thống Tồn dẫn gia cơng đƣợc in vào băng đục lỗ dƣới dạng câu lệnh chƣơng trình Mỗi câu lệnh đƣợc đọc hệ thống điều khiển NC, đồng thời đƣa vào phận hiệu chỉnh dụng cụ cần thiết xê dịch điểm (0) + Xử lý liệu đưa liệu Các thông tin đƣa vào hệ thống điều khiển đƣợc mã hố tách thành thơng tin hình học thơng tin cơng nghệ (hình 1.6) Các thơng tin hình học dịch chuyển dụng cụ Các thơng tin công nghệ điều khiển chức vận hành máy Hình 1.6 Chu trình điều khiển hệ điều khiển NC Mỗi bàn trƣợt máy có trang bị hệ thống dò dịch chuyển để xác định vị trí bàn trƣợt báo cho thiết bị so sánh giá trị thực với giá trị cho so sánh hệ thống điều khiển, sai lệch đƣợc biến đổi thành tác động điều khiển cụm chạy dao Khi sai lệch điều khiển tức đạt đƣợc vị trí cho, động chạy dao dừng Chu trình điều khiển tốc độ dựa sở chu trình điều khiển vị trí Số vịng quay thực đƣợc xác định nhờ máy phát đo tốc độ lắp động chạy dao + Bộ thích nghi Các thơng tin hình học thơng tin cơng nghệ chuyển qua thích nghi Bộ thích nghi có chức nhƣ mắt xích nối máy CNC hệ thống điều khiển Kết nối lệnh điều khiển NC với thơng báo từ máy trở lại Chúng có chức nhƣ chuyển đổi liên động, cho khả tránh đƣợc việc thực lệnh khơng hợp lý Ví dụ: mâm cặp máy tiện chƣa kẹp chặt Bộ thích nghi khơng phát lệnh chạy dao hệ thống điều khiển có phát lệnh dịch chuyển * Hệ thống điều khiển CNC Điều khiển NC có nhƣợc điểm linh hoạt, tốn thời gian việc thay đổi chƣơng trình phải sửa lại băng đục lỗ Ngày hệ thống điều khiển NC đƣợc thay rộng rãi hệ thống điều khiển CNC có can thiệp máy tính Trong hệ thống điều khiển có chƣơng trình hệ Hình 4.28 Thơng số bề mặt gia cơng Trên trang có thông số sau: - Total tolerance: dung sai gia công - Max.Stepover: bƣớc dịch chuyển dao gia công - Cutting method: kiểu biên dạng cắt - Machining direction: loại kiểu quay dao (chạy dao thuận, chạy dao nghịch) Chọn OK để kết thúc hộp thoại Surface Finish Shallow, MasterCam thực tính tốn đƣờng chạy dao khoảng thời gian 30s 102 Hình 4.29 Đường chạy dao tinh 4.2.3 Mô MasterCam * Mơ cắt thơ Hình 4.30 Mơ cắt thơ 103 Hình 4.31 Mơ cắt thơ * Mơ cắt tinh Hình 4.32 Mơ cắt tinh 104 Hình 4.33 Mô cắt tinh 4.3 Gia công máy phay CNC 4.3.1 Gia cơng khn tầu đồ chơi (Hình 4.34) Chương trình NC Chƣơng trình NC đƣợc lấy từ MasterCam chỉnh sửa cho phù hợp chuyển qua máy CNC 4.3.2 Gia cơng xe máy (Hình 4.35) Chương trình NC Chƣơng trình NC đƣợc lấy từ MasterCam chỉnh sửa cho phù hợp chuyển qua máy CNC 105 CHỈNH SỬA CÁC LỆNH SAU TEN CHUONG TRINH: O0002 (TAU DO CHOI) - BO PHAN CHU - SUA LAI CAU LENH: N106 G0 G90 G54 X0 Y0 N108 G43 H1 Z100 G0 X-39.984 Y-1.642 S2400 M3 N110 G1 Z60.145 F600 M8 N112 TRO DI GIU NGUYEN Hình 4.34 Chương trình NC tầu thủy đồ chơi CHỈNH SỬA CÁC LỆNH SAU - TEN CHUONG TRINH: O0001 (CANG XE MAY) - BO PHAN CHU - SUA LAI CAU LENH SO: N130 G0 G90 G54 X0 Y0 G43 H1 Z100 G0 X200.786 Y53.92 S4000 M3 N150 G1 Z63.413 F600 M8 N160 TRO DI GIU NGUYEN Hình 4.35.Chương trình NC xe máy Kết luận chƣơng 4: 106 Để chế tạo sản phẩm có bề mặt phức tạp ngƣời thiết kế, lập trình chế tạo sản phẩm phải nắm vững công nghệ, thành thạo phần mềm thiết kế, làm chủ phần mềm lập trình thơng thạo trung tâm gia cơng CNC, cụ thể: - Khi thiết kế chi tiết có bề mặt phức tạp phải phù hợp phần mềm biên dịch chƣơng trình gia cơng máy gia cơng - Khi lập trình gia cơng phải nắm rõ khả cơng nghệ thông số kỹ thuật máy gia công - Khi gia cơng phải có kiến thức cơng nghệ, chọn dao cho phù hợp phần mềm lập trình Kết hợp yếu tố ta có sản phẩm theo yêu cầu kỹ thuật 107 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận chung Đã tìm hiểu trình hình thành phát triển máy công cụ điều khiển số Nhận thấy đƣợc khác biệt ƣu việt công nghệ CNC so với cơng nghệ gia cơng truyền thống, từ áp dụng phù hợp quy trình gia cơng chi tiết cho loại máy Qua trình tìm hiểu trung tâm gia cơng CNC FIRST MCV300, nắm bắt đƣợc khả công nghệ thiết bị làm chủ vận hành, gia công Đã nghiên cứu phƣơng pháp lập trình gia cơng chi tiết cách tối ƣu, mang lại hiểu cao thiết kế yêu cầu công nghệ gia công chi tiết Tìm hiểu nghiên cứu áp dụng phầm mềm CAD/CAM/CNC có Catia, MasterCam, EMCO, Funuc để lập trình gia cơng chi tiết có bề mặt phức tạp trung tâm gia công CNC FIRST- MCV300 Phƣơng pháp kết nghiên cứu ứng dụng vào việc nghiên cứu khoa học học tập giảng viên , sinh viên câc trƣờng Đại học, Cao đẳng * Kiến nghị Máy CNC loại máy công cụ có độ xác, khả cơng nghệ giá thành cao, việc nghiên cứu kỹ khả công nghệ máy để sử dụng máy cách tốt vấn đề cần thiết cấp bách Độ xác chất lƣợng bề mặt gia cơng chi tiết có bề mặt phức tạp chƣa đƣợc quan tâm nhiều Do việc tiếp tục nghiên cứu độ xác độ bóng bề mặt gia chi tiết có bề nặt phức tạp yêu cầu chất lƣợng bề mặt cao cần thiết Xuất phát từ u cầu tơi có số kiến nghị sau: Nghiên cứu độ xác gia cơng gia công bề mặt phức tạp máy phay CNC Nghiên cứu yếu tố gia công ảnh hưởng độ bóng bề mặt gia cơng bề mặt phức tạp máy phay CNC 108 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS Trần Văn Địch, Công nghệ CNC, NXB Khoa học Kỹ thuật, tái lần thứ 3, 2009 Trần Thế San, TS Nguyễn Ngọc Phƣơng, Sổ tay lập trình CNC, Nhà xuất Đà Nẵng, 2006 PGS.TS.Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS.Tăng Huy,Điều khiển số công nghệ máy điều khiển số CNC, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2001 GS.TS Trần Văn Địch, Công nghệ CNC, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2004 Vũ Hồi Ân, Gia cơng CNC, Viện máy dụng cụ công nghiệp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1996 Trần Văn Địch, Atlas đồ gá, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật,2004 PGS.TS Trần Vĩnh Hƣng, TH.S Trần Ngọc Hiền, MasterCam phần mềm thiết kế công nghệ CAD/CAM điều khiển máy CNC,Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật,2007 Tạ Duy Liêm - Máy điều khiển số.Tập 1, - ĐH Bách Khoa Hà Nội, 1991 Lê Hiếu Giang, Máy điều khiển theo chƣơng trình số (NC, CNC), ĐH Sƣ phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, 2005 10 Tài liệu tham khảotrên mạng Internet vềMasterCam X9 Catia V5R21 11 FANUC Series – For machining center – Operato’s manual – Korea 12 Long Chang Machinery Co.,LTD - CatalogueFirst-MCV300, 2008 109 DANH MỤC HÌNH VẼ Tên hình vẽ Hình vẽ Trang Hình 1.1: Điều khiển theo cam Hình 1.2: Điều khiển theo quãng đường Hình 1.3: Điều khiển thời gian Hình 1.4 Điều khiển theo chu kỳ Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy gia cơng CNC Hình 1.6: Chu trình điều khiển hệ điều khiển NC Hình 1.7: Các dịng thơng tin điều khiển CNC Hình Phương án nhiều vi xử lý 10 Hình 1.9: Hệ thống DNC 11 Hình 1.10: Lịch sử phát triển CNC 15 Hình 1.11: Máy CNC điều chỉnh nhiều ngun cơng với ụ trục thay đổi 20 Hình 1.12: Dây chuyền tự động điều chỉnh 21 Hình 1.13: Hệ thống điều khiển FMS 23 Hình 2.1: Trung tâm gia cơng First - MCV300 26 Hình 2.2: Bảng điều khiển tâm gia cơng MCV300 27 Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động chạy dao 30 Hình 3.1: Chiều chuyển động máy CNC 38 Hình 3.2: Chuyển động trục 39 Hình 3.3: Điểm gốc phơi 39 Hình 3.4: Điểm gốc phơi 40 Hình 3.5: Hệ tọa độ tuyệt đối 40 Hình 3.6: Hệ tọa độ tuyệt đối 41 Hình 3.7: Lệnh gia số 41 Hình 3.8: Lệnh gia số 42 Hình 3.9: Điều kiện cắt 42 Hình 3.10: Hệ tọa độ 91 50 Hình 3.11: Lựa chọn tọa độ phơi 51 Hình 3.12: G54 đến G59 51 Hình 3.13: G54 đến G59 52 Hình 3.14: Bù chiều dài dụng cụ 53 Hình 3.15: Dụng cụ 53 Hình 3.16: Dụng cụ 54 Hình 3.17: Dụng cụ 54 110 Hình 3.18: Lập trình sử dụng dụng cụ 55 Hình 3.19: Chọn mặt gia cơng 56 Hình 3.20: Lập trình cungtrịn 57 Hình 3.21: Lập trình cungtrịn 57 Hình 3.22: Lập trình cungtrịn 57 Hình 3.23: Gia cơng bán cầu lõm 57 Hình 3.24: Di chuyển dụng cụ nhanh 58 Hình 3.25: Di chuyển dụng cụ nhanh 58 Hình 3.26: Di chuyển dụng cụG01 59 Hình 3.27: Di chuyển dụng cụG01 59 Hình 3.28: Di chuyển dụng cụG02 60 Hình 3.29: Di chuyển dụng cụ G02, G03 61 Hình 3.30: Lập trìnhG02, G03 62 Hình 3.31: Dừng tạm thời 63 Hình 3.32: Dừng tạm thời G04 63 Hình 3.33: Bù bán kính 65 Hình 3.34: Bù bán kính 65 Hình 3.35: Dừng chương trình 70 Hình 3.36: Kết thúc chương trình 71 Hình 3.37: Chiều quay trục 71 Hình 3.38: Thay dụng cụ 72 Hình 3.39: \Tắt trơn nguội 72 Hình 3.40: Khóa trục 72 Hình 3.41: Tắt nguồn 73 Hình 3.42: Cất dụng cụ 73 Hình 3.43: Chương trình 73 Hình 3.44: Gọi dụng cụ 74 Hình 3.45: Tốc độ trục 74 Hình 3.46: Tốc độ tiến dao 75 Hình 3.47: Địa bù bán kính 75 Hình 3.48: Offset dụng cụ 76 Hình 4.1: Bản vẽ xe máy 79 Hình 4.2: Bản vẽ tàu đồ chơi 80 Hình 4.3: Sản phẩm xe máy Catia 81 Hình 4.4: Sản phẩm mơ hình tầu thủy Catia 81 Hình 4.5: Bản vẽ khn tàu thủy Catia 82 111 Hình 4.6: Bản vẽ khn xe máy Catia 82 Hình 4.7: Chọn kiểu tập tin 83 Hình 4.8: Đưa chi tiết (tau.igs) vào mơi trường gia cơng 83 Hình 4.9: Chọn máy gia cơng 84 Hình 4.10: Định nghĩa phơi 84 Hình 4.11: Chọn phương pháp gia cơng thơ 86 Hình 4.12: Chọn bề mặt cần gia cơng 86 Hình 4.13: Chọn đường biên giới hạn vùng chạy dao 87 Hình 4.14: Chọn chế độ cắt 88 Hình 4.15: Tạo dụng cụ cắt 90 Hình 4.16: Điều chỉnh kích thước dao 91 Hình 4.17: Trang Parameter 92 Hình 4.18: Tạo dụng cụ cắt 94 Hình 4.19: Thơng số bề mặt gia cơng 95 Hình 4.20: Thơng số gia cơng thơ 96 Hình 4.21: Thơng số gia cơng túi hốc 97 Hình 4.22: Đường chạy dao 98 Hình 4.23: Chọn phương pháp gia cơng tinh 99 Hình 4.24: Chọn dao chế độ cắt 99 Hình 4.25: Chọn dao chế độ cắt 100 Hình 4.26: Chọn dao 100 Hình 4.27: Thơng số bề mặt gia cơng 101 Hình 4.28: Thơng số bề mặt gia cơng 102 Hình 4.29: Đường chạy dao tinh 103 Hình 4.30: Mơ cắt thơ 103 Hình 4.31: Mơ cắt thơ 104 Hình 4.32: Mơ cắt tinh 104 Hình 4.33: Mơ cắt tinh 105 Hình 4.34: Chương trình NC tầu đồ chơi 106 Hình 4.35: Chương trình NC xe máy 106 112 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT NC: Numerical Control - Điều khiển số CNC: Computer Numerical Control - Điều khiển số có trợ trợ giúp máy tính CAD: Computer Aided Design - Thiết kế có trợ giúp máy tính CAM: Computer Aided Manufacturing - Sản xuất có trợ giúp máy tính CIM: Computer-Integrated Manufacturing - Sản xuất đại tích hợp máy tính DNC: Direct Numerical Control - Hệ điều khiển số trực tiếp FMS: Flexible Manufacturing System - Hệ thống sản xuất linh hoạt LAN: Local Area Netword- Mạng cục WAN: Wide Area Netword- Mạng diện rộng OXYZ: Hệ trục tọa độ M: Điểm không máy R: Điểm gốc tọa độ máy W: Điểm không chi tiết 113 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 01 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ CÔNG NGHỆ CNC 02 1.1 Bản chất điều khiển số 02 1.1.1 Điều khiển không theo số 02 1.1.2 Điều khiển số 04 1.1.3 Mã hố thơng tin 05 1.1.4 Máy công cụ điều khiển theo chƣơng trình CNC 06 1.2 Lịch sử phát triển máy CNC 13 1.3 Hƣớng phát triển máy CNC giới Việt Nam 16 1.3.1 Từ máy CNC tới FMS 17 1.3.2 Tính ƣu việc máy CNC 23 Kết luận chƣơng 25 Chƣơng 2: GIỚI THIỆU TRUNG TÂM GIA CÔNG FIRST MCV 300 26 2.1 Giới thiệu chung 26 2.2 Phạm vi sử dụng 26 2.3 Bảng điều khiển 27 2.3.1 Cấu tạo 27 2.3.2 Các phím 27 2.3.3 Các công tắc 28 2.4 Thông số kỹ thuật 28 2.5 Các chuyện động máy 29 2.5.1 Chuyện động chạy dao 29 2.5.2 Các nhiệm vụ chuyển động chạy dao 30 2.5.3 Kết cấu vít me - Đai ốc bi 30 2.5.4 Chuyển động đầu trục 31 2.6 Yêu cầu kĩ thuật trục 32 2.7 Cấu hình chuẩn 33 2.8 Phần mềm điều khiển PC 33 2.8.1 Biên soạn chƣơng trình 33 2.8.2 Mô 33 2.8.3 Thực gia công 33 2.8.4 Chế độ điều khiển tay 34 2.8.5 Chức đặc biệt 34 Kết luận chƣơng 34 Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH TRÊN MÁY PHAY CNC 35 3.1 Chuẩn bị lập trình 35 3.1.1 Những yêu cầu ngƣời lập trình 35 3.1.2 Các bƣớc cần thiết lập chƣơng trình 35 3.1.3 Nhập chƣơng trình vào máy 35 3.1.4 Các thuật ngữ lập trình 36 3.1.5 Điều khiển định hƣớng trục 38 3.1.6 Điểm gốc phôi 39 3.1.7 Tọa độ lập trình 40 3.1.8 Xác định điều kiện cắt gọt 42 3.1.9 Các dạng mã lệnh 43 3.1.10 Mẫu bàn chƣơng trình 45 3.2 Mã lệnh G 46 3.2.1 Danh sách mã G 46 3.2.2 Các dạng tọa độ (G90, G91) 50 114 3.2.3 Lựa chọn tọa độ phôi G54-G59 51 3.2.4 Bù chiều dài dụng cụ G53, G44, G49 52 3.2.5 Lựa chọn mặt phẳng gia công G17, G18, G19 56 3.2.6 Di chuyển dụng cụ với tốc độ chạy không cắt G00 58 3.2.7 Di chuyển dụng cụ theo đƣờng thẳng với tốc độ chạy dao cắt gọt 59 3.2.8 Di chuyển dụng cụ theo cung tròn với tốc độ tiến dao cắt gọt 60 3.2.9 Lệnh dừng tạm thời G04 63 3.2.10 Trở điểm gốc máy gốc thứ 2, 3, 64 3.2.11 Bù bán kính dụng cụ G40, G41và G42 65 3.3.12 Lựa chọn hệ tọa độ máy G53 66 3.3 Bảng mã M 66 3.3.1 Dừng chƣơng trình dừng lựa chọn M00, M01 70 3.3.2 M02, M30 kết thúc chƣơng trình lặp lại chƣơng trình 70 3.3.3 Quay dừng trục M03, M04, M05 71 3.3.4 Đổi dụng cụ M06 71 3.3.5 Bật tắt dung dịch trơn nguội M08, M09 72 3.3.6 Khóa trục M19 72 3.3.7 Tắt nguồn tự động M20 73 3.3.8 Chu trình cất dụng cụ M33 73 3.3.9 Bật tắt q trình thổi khí M51, M59 73 3.3.10 Gọi chƣơng trình trở từ chƣơng trình M98, M99 73 3.4 Mã lệnh T, S F 74 3.4.1 Mã lệnh T 74 3.4.2 Mã lệnh S 74 3.4.3 Mã lệnh F 74 3.5 Mã lệnh D H 75 3.5.1 Mã lệnh D 75 3.5.2 Các thuật ngữ giải thích chức bù bán kính dụng cụ 76 3.5.3 Mã lệnh H 76 Kết luận chƣơng 77 Chƣơng 4: LẬP TRÌNH GIA CƠNG BỀ MẶT MẶT PHỨC TẠP TRÊN MÁY PHAY CNC 78 4.1 Sử dụng phần mềm Catia V5R21 tạo sản phẩm có bề mặt phức tạp 79 4.1.1 Bản vẽ 79 4.1.2 Thiết kế khuôn phần mềmCatia V5R21 82 4.2 Sử dụng phần mềm MasterCam X9 để lập trình gia cơng 83 4.2.1 Chọn máy định nghĩa phôi 83 4.2.2 Chọn dao chế độ cắt 88 4.2.3 Mô MasterCam X9 103 4.3 Gia công máy phay CNC 105 4.3.1 Gia công khuôn tầu đồ chơi 105 4.3.2 Gia công xe máy 106 Kết luận chƣơng 107 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 108 PHỤ LỤC: Tài liệu tham khảo 109 Danh mục hình vẽ 110 Danh mục viết tắt 113 115 116 ... cơng nghệ CNC lập trình gia công số chi tiết trung tâm gia công CNC" với mục tiêu đặt nghiên cứu cơng nghệ máy CNC, phƣơng pháp lập trình thực hiên cắt thử chi tiết có bề mặt phức tạp máy phay CNC. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HÙNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CNC VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG MỘT SỐ CHI TIẾT TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG CNC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ ĐỀ... 2: GIỚI THIỆU TRUNG TÂM GIA CÔNG FIRST-MCV300 2.1 Giới thiệu chung trung tâm gia công Trung tâm gia công First-MCV300(Hình 2.1) trung tâm gia cơng phay CNC đại, doLong Chang Machinery Co.,LTD-Đài