Nghiên cứu lập trình tham số trên máy công cụ CNC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐẶNG CÔNG NGUYÊN NGHIÊN CỨU LẬP TRÌNH THAM SỐ TRÊN MÁY CƠNG CỤ CNC LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội-Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐẶNG CÔNG NGUYÊN NGHIÊN CỨU LẬP TRÌNH THAM SỐ TRÊN MÁY CƠNG CỤ CNC LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội-Năm 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Đặng Công Nguyên Đề tài luận văn: Nghiên cứu lập trình tham số máy cơng cụ CNC Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã số SV: CB170264 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 15/10/2019 với nội dung sau: - Đã sửa lỗi soạn thảo văn (trang 1, 17, 28, 66, 76, 78, 79) - Bố cục lại kết luận chương kết luận luận văn sát với nội dung đề tài - Các thích hình vẽ chỉnh sửa lại cho xác với nội dung, quy định trình bày luận văn ( hình 3.9, 3.10, 3.11, 3.12, 3.13, 3.14), bổ sung thích hình mơ gia cơng (từ hình 3.15 đến hình 3.28) - Trình bày mục tài liệu tham khảo quy định mẫu biểu ban hành - Trình bày luận văn theo mẫu ban hành Ngày 23 tháng 10 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CAM ĐOAN Tôi Đặng Công Nguyên, học viên lớp Thạc sỹ Kỹ thuật Chế tạo máy CTM2017BTrường Đại học Bách khoa Hà Nội Với đề tài Luận văn : “Nghiên cứu lập trình tham số máy cơng cụ CNC” Tơi cam đoan: Tất nội dung luận văn thực chưa công bố cơng trình khoa học Tôi xin chịu trách nhiệm nội dung luận văn Tác giả luận văn Đặng Công Nguyên LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn tới PGS TS Phạm Văn Hùng, Viện trưởng Viện Cơ khí trường Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn bảo giúp đỡ suốt q trình thực hiện, hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tới giúp đỡ cán bộ, giảng viên Viện Đào tạo sau đại học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội trình tơi học tập hồn thành luận văn Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2019 Tác giả luận văn Đặng Công Nguyên MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CAE/CNC…… 1.1 Giới thiệu điều khiển số máy công cụ……………………………….… 1.1.1 Giới thiệu chung điều khiển số máy công cụ…………………….… 1.1.2 Các hệ điều khiển số………………………………………………………… …… 1.1.3 Cơ sở lý thuyết lập trình gia cơng máy CNC……………………… 1.1.4 Các hệ điều khiển phổ biến máy CNC……………………………… …… 1.1.5 Nhận xét…………………………………………………………………… ……… 17 1.2 Giới thiệu CAD/CAM/CAE/CNC, chức năng, ứng dụng, lợi ích vai trị CAD/CAM/CNC sản xuất khí…………………………… ……… 1.2.1 Giới thiệu cơng nghệ CAD/CAM/CAE/CNC………………………………… 1.2.2 Chức năng, ứng dụng, lợi ích vai trị CAD/CAM/CNC sản xuất khí…………………………………………………………………………… 1.3 Kết luận chương 1……………………………………………………….… … …… CHƯƠNG 2: LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY NHIỀU TRỤC BẰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN iTNC 530……………… ……………………………………… … 18 18 24 28 29 2.1 Giới thiệu trung tâm gia công Mikron UCP 600 ……………… … ……… 29 2.1.1 Đặc điểm máy CNC…………………………………………………………… 29 2.1.2 Trung tâm gia công Mikron UCP600…………………………………… …… 33 2.2 Nghiên cứu hệ điều khiển Heidenhain iTNC 530………………………… …… 34 2.2.1 Bảng điều khiển…………………………………………………………… ……… 34 2.2.2 Màn hình hiển thị…………………………………………………………….……… 38 2.2.3 Dao cắt chuyển động lập trình dao cắt…………………….…………… 39 2.3 Định nghĩa gọi chu trình gia cơng……………………………………………… 42 2.3.1 Định nghĩa chu trình gia cơng……………………………………………… …… 42 2.3.2 Gọi chu trình gia cơng……………………………………………………………… 42 2.4 Một số chu trình hệ thống điều khiển Heidenhain iTNC 530… …… 43 2.4.1 Hệ thống tọa độ máy iTNC 530……………………………………… …… 43 2.4.2 Các hàm nội suy…………………………………………………………… ……… 45 2.5 Các chu trình khoan, Taro Phay ren……………………………………….…… 48 2.5.1 Chu trình DRILLING ( CYCLE 200 ) ………………………………… …… 49 2.5.2 Chu trình REAMING ( CYCLE 201) ……………………………………… … 50 2.5.3 Chu trình BORING ( CYCLE 202) ……………… …………………………… 51 2.5.4 Chu trình UNIVERSAL DRILLING ( CYCLE 203) ……………………… 51 2.5.5 Chu trình BACK BORE ( CYCLE 204) ……………………………………… 52 2.5.6 Chu trìnhTHREAD MILLING ( CYCLE 262) ………………………… … 53 2.5.7 Chu trình TAPPING ( CYCLE 206) …………………………………………… 54 2.5.8 Chu trình HREAD MILLING/COUTERSINKING (CYCLE 263)……… 55 2.5.9 Chu trình CTHREAD DRILLING/ MILLING ( CYCLE 264) …………… 56 2.5.10 Chu trình HELICAL THREAD DRILLING/ MILLING (CYCLE 265) …………………………………………………………………………………………… …… 57 2.5.11 Chu trình OUTSIDE THREAD MILLING…………… …………………… 58 2.6 Một số chu trình phay hốc rãnh iTNC 530…………………………… 59 2.6.1 Chu trình RECTANGULAR POCKET ( CYCLE 251) …………………… 59 2.6.2 Chu trình CIRCULAR POCKET ( CYCLE 252 ) ………………………… 61 2.6.3 Chu trình POCKET FINISHING ( CYCLE 212 ) ……………………….…… 62 2.7 Chu trình gia cơng nhiều lỗ…………………………………………………… …… 64 2.7.1 Chu trình CIRCULAR PATTERN ( CYCLE 220) ………………………… 64 2.7.2 Chu trình LINEAR PATTERN ( CYCLE 221) ……………………………… 65 2.8 Kết luận chương 2………………………………………………………… 66 CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH THAM SỐ TRONG HỆ ĐIỀU HÀNH HEIDENHEN iTNC 530……………………………………………………………… … 67 3.1 Khái quát chung lập trình tham số…………………………………… …….… 67 3.1.1 Khái niệm lập trình tham số……………………………………………………… 67 3.1.2 Vai trị lập trình tham số……………………………………………………… 67 3.2 Thiết lập chương trình tham số hệ điều khiển Heidenhain iTNC 530… … 68 3.2.1 Khai báo tham số Q………………………………………………………………… 68 3.2.2 Gọi tham số Q………………………….……………………………………… … 69 3.2.3 Các hàm tốn học mơ tả biên dạng………………………………………… … 70 3.2.4 Hàm điều kiện biểu thức so sánh……………………………………….…… 70 3.2.5 Các hàm lượng giác ………………………………………………………….… … 71 3.2.6 Các phép toán khác…………………………………………………………… … 71 3.2.7 Chương trình LBL vịng lặp……………………………………….…… 73 3.2.8 Thí dụ lặp chương trình có sử dụng nhiều dao………….…… …… 74 3.2.9 Nhận xét…………………………………………………………………….… …… 76 3.3 Lập trình tham số gia cơng chi tiết biên dạng phức tạp…………… ….….…… 76 3.3.1 Nhóm chi tiết có biên dạng phức tạp……………………………………….…… 76 3.3.2 Lập trình tham số cho chi tiết đĩa líp…………………………………………… 85 3.4 Kết luận chương 3…………………………………………………………… …… 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………………………… 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 95 PHỤ LỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu viết tắt Ý nghĩa Thiết kế có trợ giúp máy tính - Computer Aided CAD CAE CAM CNC ĐHBKHN Đại học Bách khoa Hà Nội NC Điều khiển số -Number Control STT Số thứ tự Design Phân tích kỹ thuật có trợ giúp máy tính - Computer Aided Engineering Sản xuất có trợ giúp máy tính – Computer Aided Manufacturing Điều khiển số có trợ giúp máy tính- Computer Numerical Control DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Số thứ tự Ý nghĩa Trang bảng So sánh đặc điểm máy CNC với máy Bảng 2.1 Bảng 2.2 Cấu trúc chương trình NC 41 Bảng 2.3 Thơng số xác định gia cơng ren 47 Bảng 2.4 Các chu trình Khoan, Phay, Taro, Phay ren 48 Bảng 3.1 Phạm vi, ý nghĩa tham số Q 68 Bảng 3.2 Nhóm chức tham số 69 cơng cụ vạn thơng thường 29 Hình 3.24 Mơ chi tiết hồn chỉnh Z =21, Pc = 12,7mm Hình 3.25 Mơ chi tiết hoàn chỉnh Z =15, Pc = 19,05mm 91 d) Một số chi tiết phức tạp khác thực Hình 3.26 Mơ chi tiết gia cơng đa giác n = cạnh Hình 3.27 Mơ chi tiết gia công đa giác n = cạnh 92 Hình 3.28 Mơ chi tiết gia cơng bánh cycloid Z = 3.4 Kết luận chương Quá trình thực nghiệm phần mềm cho kết mong muốn Việc lập trình vận dụng chu trình sẵn có hệ thống kết hợp chương trình nhằm đem lại tối ưu cho việc thực Các tham số chi tiết cần gia công liên hệ mật thiết với tạo nên chương trình hồn chỉnh thống Việc nắm rõ cách xây dựng mối liên kết hệ thống tham số với tham số chu trình gia cơng giúp người học đam mê nghiên cứu tìm tịi nhiều chương trình hay, ngắn gọn Chương trình gia cơng kết cấu nhiều chương trình riêng biệt thực gia cơng chi tiết đảm bảo liên kết tham số chặt chẽ với Tuy nhiên để đảm bảo kiểm tra xác tin cậy máy cần có thời gian kiểm nghiệm thực hành chế tạo sản phẩm thử nghiệm 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Luận văn nghiên cứu trình hình thành phát triển máy công cụ CNC ứng dụng cơng nghệ CAD, CAM cho q trình gia cơng chi tiết phức tạp Nghiên cứu trung tâm gia công Mikron UCP600 hệ điều khiển iTNC530 Trung tâm Mikron UCP600 mẫu trung tâm gia công đại, khả gia công nhiều chi tiết phức tạp Việc khai thác ứng dụng vận hành chu trình gia cơng với tham số lập trình tăng thêm hiệu máy CNC phát huy tối đa công tác dụng đem lại lợi ích kinh tế cao Từ việc khai thác iTNC530 hệ điều hành Heidenhain khai thác tốt số hệ điều khiển đời hãng iTNC 620, iTNC 640 Trong biết khai thác tốt chu trình tham số gia cơng để tiết kiệm tối đa thời gian tính kinh tế việc thực gia công họ chi tiết Luận văn tiến hành thực lập trình tham số để gia cơng chi tiết đĩa líp xe đạp thể thao với bước xích số khác chương trình Macro II Kiến nghị Ngày cơng nghiệp hóa đại hóa đẩy mạnh, hệ điều khiển CNC đa dạng, hệ Heidenhain ngày cải tiến với phiên cao hơn, hiệu đem lại lớn sản xuất công nghiệp chế tạo máy móc có độ xác cao Vì khơng ngừng cập nhập phổ biến ứng dụng hệ điều khiển đại vào học tập sản xuất Tiếp tục phát triển đề tài theo hướng gia cơng chi tiết có độ phức tạp Sản xuất sản phẩm điều kiện khả cho phép Những kết luận văn thu góp phần định vào việc nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng máy CNC cách tối ưu, hiệu chế tạo khí nước ta 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Địch (2004), Công nghệ CNC, Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Địch (2001), Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS tích hợp CIM, Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Phạm Văn Hùng, Nguyễn Phương (2005), Cơ sở máy công cụ, Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tạ Duy Liêm (2001), Hệ thống điều khiển số máy công cụ, Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, Nguyễn Huy Ninh, Trung tâm gia công UCP600, ĐHBKHN, Hà Nội Nguyễn Huy Ninh, Hệ điều hành Heidenhain iTNC530, ĐHBKHN, Hà Nội Trần Thế San-Nguyễn Ngọc Phương (2011), Sổ tay lập trình CNC máy tiện, máy phay, trung tâm gia công, Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Đặng Xuân Phương (2011), Bài giảng máy cơng cụ CNC Phương pháp lập trình, Đại học Nha trang, Nha Trang Bùi Ngọc Tuyên (2011), Bài giảng ứng dụng CAD,CAM,CAE, CNC khí, ĐHBKHN, Hà Nội 10 Trần Thế San-Nguyễn Ngọc Phương (2013), Hướng dẫn lập trình CNC máy cơng cụ, Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11 Tài liệu phần mềm iTNC 530, Hướng dẫn lập trình vận hành máy phay DMG Heidenhain iTNC 530 12 Tài liệu chuyển giao công nghệ hãng Emco, EMCO WinNC FANUC 13 Tài liệu chuyển giao công nghệ hãng Emco, EMCO WinNC SINUMERIK 14 Website hãng Siemens (18/9/2018), http://www.siemens.com/sinumerik 15 Website hãng Heidenhain (18/9/2018), http://www.heidenhain.com 95 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Chương trình gia cơng đĩa líp khơng sử dụng chương trình gia cơng đĩa líp Chương trình dialip1 Chương trình lip1 : tính tốn tham số truyền Chương trình lip2: Phay mặt đầu Chương trình lip3 : Phay hốc tâm 40 mm Chương trình lip6: Gia công biên dạng đĩa líp Chương trình lip5: Gia cơng rãnh giảm trọng lượng thẩm mỹ Phụ lục 2: Chương trình gia cơng đĩa líp sử dụng chương trình gia cơng đĩalíp Chương trình dialip: Chương trình lip1 : tính tốn tham số truyền Chương trình lip2: Phay mặt đầu Chương trình lip3 : Phay hốc tâm 40 mm Chương trình lip4: Gia cơng biên dạng đĩa líp Chương trình lip5: Gia cơng rãnh giảm trọng lượng thẩm mỹ 10 ... máy CNC [4] 2.1.1.1 Một số nét máy công cụ vạn máy công cụ CNC Máy công cụ vặn máy công cụ điều khiển CNC có kết cấu giống gồm: - Thân máy - Đế máy - Bàn trượt - Trục Máy công cụ điều khiển số. .. kết cấu máy CNC a) Phân loại - Theo dạng máy công cụ + Máy tiện CNC + Máy khoan CNC 30 + Máy doa CNC + Máy mài CNC + Máy cắt bánh CNC + Máy phay CNC + Máy bào CNC + Máy chuốt CNC + Máy cưa CNC -... trình tham số máy công cụ CNC? ?? Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu trình hình thành phát triển hệ thống máy công cụ CNC, hệ điều hành phổ biến Ứng dụng hệ điều khiển khai thác sử dụng chế tạo máy CNC