Nghiên cứu nâng cao độ chính xác gia công chi tiết hình dáng phức tạp trên trung tâm gia công ba trục cnc bằng phương pháp bù sai số

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG BA TRỤC CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ TRƯƠNG THỊ THU HƯƠNG THÁI NGUYÊN 2008 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THÁI NGUYÊN 2008 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG BA TRỤC CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ Học viên: Trƣơng Thị Thu Hƣơng Ngƣời HD Khoa học: PGS.TS Nguyễ n Đăng Hoè THÁI NGUYÊN 2008 ĐẠI HỌC THÁI NGUN TRƢỜNG ĐHKT CƠNG NGHIỆP CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc о0о *** THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG BA TRỤC CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ Học viên: Trƣơng Thị Thu Hƣơng Lớp: CHK8 Chuyên ngành: Chế tạo máy Người HD Khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè Ngày giao đề tài: 01/11/2007 Ngày hoàn thành: 30/4/2008 KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN HỌC VIÊN Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy MỤC LỤC Chương I PHẦN MỞ ĐẦU 11 TỔNG QUAN VỀ BÙ SAI SỐ CHO MÁY CÔNG 14 CỤ CNC 1.1 Các phương pháp bù sai số cho máy CNC 14 1.1.1 Mơ hình bù 14 1.1.1.1 Thêm modul phần mềm 15 1.1.1.2 Biến đổi thông số điều khiển 16 1.1.1.3 Biến đổi Post Processor (PP) 16 1.1.1.4 Biến đổi chương trình NC 17 1.1.2 Bù sai số với điều khiển 17 1.1.2.1 Thêm modul phần mềm 18 1.1.2.2 Cài đặt điều khiển phần cứng độc lập 18 Giới thiệu vài nghiên cứu bù sai số nước 19 1.2 giới 1.2.1 Các cơng trình nước 19 1.2.2 Cơng trình tác giả nước ngồi 20 1.2.2.1 Bù sai số hình học lực cắt cho máy phay trục CNC 20 1.2.2.2 Bù sai số hình học cho trung tâm gia cơng đứng 23 1.2.2.3 Bù sai số cho trung tâm gia công nhiều trục 23 1.3 Kết luận chương I 25 Chương II PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN SAI SỐ VÀ CÁC 26 NGUYÊN NHÂN G ÂY SAI SỐ 2.1 Độ xác gia công 26 2.2 Các nguồn sai số máy cơng cụ 28 2.2.1 Sai số hình học 29 2.2.2 Sai số vít me 32 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy 2.2.3 Sai số sống trượt 32 2.2.4 Sai số ổ đỡ 33 2.2.5 Sai số nhiệt 33 2.2.6 Sai số rung động tự 35 2.2.7 Sai số tải tĩnh động 35 2.2.8 Sai số hệ thống điều khiển truyền động servo 36 2.3 Kết luận chương II 37 Chương III HỆ THỐNG BÙ SAI SỐ G IA CÔNG 39 3.1 Hệ thống thiết bị thí nghiệm 39 3.1.1 Trung tâm gia công VMC - 85S 40 3.1.2 Máy đo toạ độ chiều CMM - C544 40 3.1.2.1 Cấu hình máy 40 3.1.2.2 Tính kỹ thuật 43 3.1.3 Phần mềm thiết kế CAD/CAM 44 3.1.3.1 Thiết kế với trợ giúp máy tính CAD 45 3.1.3.2 Sản xuất với trợ giúp máy tính CAM 47 3.2 Thực nghiệm gia cơng máy VMC-85S 50 3.2.1 Thiết kế CAD/CAM 50 3.2.1.1 Biên dạng kích thước gia cơng 50 3.2.1.2 Lập trình ngun cơng 51 3.2.2 Truyền chương trình sang máy CNC 55 3.2.3 Điều chỉnh máy 57 3.2.3.1 Thiết lập gốc toạ độ phôi 57 3.2.3.2 Thiết lập tham số bù dao 57 3.2.3.3 Gia công cắt gọt 58 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy 3.3 Đo sai số gia công máy CMM - C544 59 3.3.1 Gá đặt chi tiết 59 3.3.2 Khởi động kiểm tra hệ thống 59 3.3.3 Hiệu chuẩn đầu đo 60 3.3.4 Lập hệ toạ độ chương trình đo 61 3.3.5 Scan biên dạng thực 62 3.4 Cơ sở liệu scan bề mặt 63 3.4.1 Mơ hình mặt lưới qt hình 63 3.4.2 Mơ hình mặt lưới đa thức tham số 66 3.4.2.1 Mơ hình mặt lưới đa thức chuẩn tắc 66 3.4.2.2 Mơ hình mặt lưới Ferguson 67 3.4.2.3 Mơ hình mặt lưới Bezier 69 3.4.2.4 Mơ hình mặt lưới B-spline 70 3.5 Xử lý liệu đo 70 3.5.1 Xây dựng lưới tam giác Gergory từ đám mây điểm 71 3.5.2 Xây dựng lưới điểm theo mặt B-spline 73 3.5.3 Đơn giản hoá lưới tam giác 75 3.6 Xây dựng đường tròn theo biên dạng đo 75 3.6.1 Toạ độ tâm bán kính đường trịn qua ba điểm đo 75 3.4.5 Toạ độ tâm bán kính đường trịn qua toạ độ n điểm đo 77 3.7 Bù sai số gia công 79 3.7.1 Phân tích sai số gia cơng 79 3.7.2 Bù sai số gia cơng 82 3.7.3 Bù chương trình NC phần mềm CAD/CAM 82 3.8 Sản phẩm ứng dụng 85 Chương KẾT LUẬN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy CÁC TỪ VIẾT TẮT CMM Coordinate Measuring Machine Máy đo toạ độ chiều Co-or Sys Coordinate System Hệ toạ độ VMC Vertical Machining Center Trung tâm gia công đứng CAD Computer Aided Design CAM Computer Aided Manufacturing CNC Computer Numerical Control Điều khiển số máy tính 3D Dimension chiều PP Post Processor Hậu xử lý CL Cutting Location Đường dụng cụ SW Software Phần mềm I/O Input/Output Vào/ Ra PC Personal Computer Máy tính cá nhân PLC Programmable Logic Controller Bộ điều khiển PLC FEM Finite Element Methods CAP Computer Aided Planning CAPP Computer Aided Process Thiết kế với trợ giúp máy tính Sản xuất có trợ giúp máy tính Phương pháp phần tử hữu hạn cơng nghệ Planning CAQ Computers Aided Quality Control DNC Direct Numerical Control Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Điều khiển số trực tiếp http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Hệ thống bù sai số máy cơng cụ 15 Hình 1.2 Các thành phần Post Processor 16 Hình 1.3 Các thành phần biến đổi mã NC 17 Hình 1.4 Cấu trúc 3-80-30 mơ hình sai số 20 Hình 1.5 Cấu trúc 4-20-3 mơ hình sai số lực cắt 21 Hình 1.6 Cấu trúc 7-110-3 mơ hình sai số tổng hợp 21 Hình 1.7 Hệ thống bù sai số cho trung tâm gia cơng đứng 22 Hình 1.8 Bù sai số phần mềm cho máy công cụ nhiều trục CNC 24 Hình 1.9 Bù sai số chương trình NC 24 Hình 2.1 Độ xác gia cơng 27 Hình 2.2 Sai số tổng hợp máy công cụ 29 Hình 2.3 Các thành phần sai số tổng hợp 30 Hình 2.4 Khoảng cách trục vítme - bàn máy 31 Hình 2.5 Hệ thống phản hồi máy cơng cụ 36 Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ thực nghiệm 39 Hình 3.2 Cấu tạo máy CMM 41 Hình 3.3 Các loại đầu đo cho máy CMM 42 Hình 3.4 Biên dạng gia cơng thực 50 Hình 3.5 Khai báo phơi, vật liệu, hệ điều khiển 51 Hình 3.6 Thiết lập thơng số cơng nghệ 52 Hình 3.7 Mơ chương trình gia cơng 53 Hình 3.8 Giao diện DNC 56 Hình 3.9 Các tham số DNC 56 Hình 3.10 Truyền nhận chương trình 57 Hình 3.11 Phần mềm Geopak 59 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chun ngành Cơng nghệ chế tạo máy Hình 3.12 Hiệu chuẩn đầu đo 60 Hình 3.13 Đo sai số thực nghiệm 61 Hình 3.14 Thiết lập thơng số đo 62 Hình 3.15 Dữ liệu đám mây điểm 63 Hình 3.16 Mặt quét hình song song 64 Hình 3.17 Mặt qt hình trịn xoay 65 Hình 3.18 Mặt cong quét hình phi tham số 65 Hình 3.19 Mặt lưới đa thức chuẩn bậc ba 67 Hình 3.20 Mặt lưới Ferguson 68 Hình 3.21 Mặt lưới Berier bậc kép 69 Hình 3.22 Mặt lưới B-Spline bậc kép 70 Hình 3.23 Dữ liệu biên mặt cong tam giác 71 Hình 3.24 Mặt cong Gregory 72 Hình 3.25 Đường cong B-spline bậc 73 Hình 3.26 Ảnh hưởng bước cắt ap 79 Hình 3.27 Ảnh hưởng vận tốc cắt 80 Hình 3.28 Chiến lược bù sai số 82 Hình 3.29 Biên dạng gia cơng kiểm nghiệm 84 Hình 3.30 Sản phẩm gia cơng 85 Hình 3.31 Thiết lập tham số bù 86 Hình 3.32 Mơ q trình gia cơng 86 Hình 3.33 Gia công sản phẩm máy VMC 85S 87 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Chế độ gia công 58 Bảng 3.2 Kết gia cơng 77 Bảng 3.3 Tính tốn bù sai số 80 Bảng 3.4 Sai số sau bù 85 Bảng 3.5 Kết đo sai số gia công 87 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 77 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy 3.6.21 Toạ độ tâm bán kính c đường trịn qua n điểm đo mặt phẳng Giả sử ta biết toạ độ điểm đo Ai(xi,yi ,zi) với i 1, n toạ độ điểm tâm I(x0,y0), ta xác định bán kính đường trịn điểm đo sau: Ri xi x0 yi y0 (*) Nếu có toạ độ n điểm, ta xác định bán kính trung bình c đường trịn đó: RTB n n (**) Ri i Như vậy, bán kính điểm đường trịn sai lệch so với bán kính trung bình giá trị: Ri Ri RTB Ri n n Ri (***) i Thay giá trị x0 , y0 vào (*) ta bán kính R (đường kính D) c đường trịn cần đo Dựa thuật tốn vừa trình bày, máy CMM cho kết đo mẫu thí nghiệm sau: Bảng 3.2 Kết gia công Chế độ cắt K.thước Stt gia công (mm) F n (mm/phút) (vg/phút) Bước ăn t dao ap (mm) (% Dao) Kích Sai số thước sau gia gia công công (mm) (mm) 20 200 2500 -2 50 20.0655 0.0655 20 220 2500 -2 50 20.0846 0.0846 20 220 2800 -2 50 20.0663 0.0663 15 220 2800 -2 50 15.0713 0.0713 15 250 2800 -2 50 15.0591 0.0591 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 78 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy 15 300 3000 -2 50 22.5566 0.5566 22 340 3000 -2 50 22.5577 0.5577 22 360 3000 -2 50 22.5554 0.5554 22 400 3000 -2 30 22.5524 0.5524 10 22 450 3000 -2 15 22.5409 0.5409 11 18 450 3200 -2 15 18.0275 0.0275 12 18 470 3500 -2 10 18.0226 1.0226 13 18 470 3500 -2 03 17.9749 -0.0251 14 18 520 3500 -2 03 17.9703 -0.0297 15 18 600 3500 -2 1.5 17.9613 -0.0387 16 18 650 3500 -2 1.5 17.9477 -0.0523 17 18 700 3500 -2 1.5 17.9266 -0.0734 18 18 750 3500 -2 1.5 17.8830 -0.117 19 18 850 4000 -2 1.5 17.9485 -0.0515 20 18 850 4500 -2 01 17.9245 -0.0755 21 18 850 5000 -2 01 17.9070 -0.093 22 18 850 5000 -2 0.75 17.8870 -0.113 Sau chuyển sang định dạng Iges, dùng phần mềm Mastercam để xử lý liệu tạo thành bề mặt biên dạng đo Trong đề tài tác giả đo xây dựng biên dạng mặt phẳng xác định sai số gia công, kết đo biên dạng xác định sai số so với đường kính thí nghiệm cho theo bảng 3.2 3.7 Bù sai số gia cơng 3.7.1 Phân tích sai số gia cơng Từ kết đo xác định sai số theo bảng 3.2, sai số gia công máy VMC-85S gồm sai số kích thước, hình dạng hình học biên dạng gia cơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 79 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy có sai lệch so với biên dạng ban đầu Nguyên nhân sai số tổng cộng máy hệ thống công nghệ Các sai số hình dáng hình học: - Độ khơng phẳng mặt phẳng; - Độ khơng trụ; - Độ khơng trịn; - Độ côn, độ lõm, độ trống Các sai số vị trí tương quan: - Độ khơng vng góc bề mặt; - Độ không đồng tâm hai mặt trụ; - Độ không đối xứng hai bề mặt; - Độ không giao hai đường thẳng; - Độ đảo hướng kính mặt trụ so với đường tâm; - Độ đảo mặt đầu so với đường tâm Sai số kích thước gia cơng Theo bảng 3.2 ta thấy gia cơng chế độ có vận tốc cắt thấp, bước cắt ap lớn sai số cao có giá trị dương, cịn gia cơng vận tốc cắt cao, bước cắt ap nhỏ sai số có xu hướng giảm có giá trị âm Như đồ thị hình 3.26 3.27 ap (mm) Sai s?(µm) Hình 3.26 Ảnh hưởng bước cắt ap Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 80 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy V (mm/ph) Sai s?(µm) Hình 3.27 Ảnh hưởng vận tốc cắt Điều lý giải, cắt vận tốc thấp với bước cắt lớn lực cắt nhiệt cắt sinh lớn làm cho vật liệu phôi gia công bị biến dạng nhiệt biến dạng đàn hồi, gây sai số gia cơng lớn Còn cắt vận tốc cắt cao bước ăn dao mỏng nhiệt cắt lực cắt tác động chủ yếu vào phoi thoát Với vận tốc cắt bước cắt hợp lý c chế độ cắt với: S = 470 mm/phút, V= 87.92m/phút, t = mm, ap = 0.24 mm sai số gia cơng nhỏ Dựa vào kết để làm thực nghiệm với 04 mẫu khác có chế độ cắt ta kết sau Bảng 3.3 Tính tốn bù sai số Chế độ cắt Kích Bước ăn thước gia Stt công (mm) F V t dao ap (mm/phút) (m/phút) (mm) (% Dao) Kích Sai số thước sau gia gia công công (mm) (mm) 18 470 87.92 -2 03 (0.24) 17.9749 -0.0251 18 470 87.92 -2 03 (0.24) 17.9703 -0.0297 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 81 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy 20 470 87.92 -2 03 (0.24) 19.979 -0.021 22.5 470 87.92 -2 03 (0.24) 22.461 -0.039 22.5 470 87.92 -2 03 (0.24) 22.482 -0.018 Sai số tổng hợp -0.0265 3.7.2 Bù sai số gia công Như phân tích phần tổng quan cơng trình cơng bố lĩnh vực bù sai số gia công máy CNC, đề tài có ưu điểm phạm vi ứng dụng điều kiện cụ thể Ví dụ bù sai số gia công phần mềm điều khiển Heidenhain iTNC530, tác giả lấy tiêu đánh giá bù sai số độ xác chế tạo máy: Sai số vị trí khe hở dọc trục vitme bi, độ không song song sống dẫn hướng, dãn nở nhiệt, lệch trục gá động so với mặt phẳng dẫn hướng Phương pháp có phạm vi ứng dụng thấp cịn có nhiều nguyên nhân khác gây sai số gia công ứng dụng cho hệ điều khiển khác Một số đề tài khác nghiên cứu bù sai số gia công xét ảnh hưởng lực cắt, nhiệt cắt, rung động, hay ảnh hưởng chế độ cắt nhiên phương pháp bù sai số có phạm vi ứng dụng khơng lớn, tốn khó ứng dụng điều kiện gia công Trong giới hạn nghiên cứu đề tài tác giả sử dụng phương pháp bù trực tiếp phần mềm CAD/CAM, phương pháp có ưu điểm không xét đến nguyên nhân gây sai số độ phức tạp biên dạng gia công Các phần mềm CAD/CAM như: Unigraphic, Topsolid, Hypercam, Mastercam bù sai số gia công với giá trị mà giá trị bù thay đổi theo thay đổi chế độ cắt gia công bề mặt phức tạp Để tạo chương trình bù viết lại chương trình NC mà biên dạng bề mặt thiết kế khơng thay đổi, sở liệu đồ hoạ phần mềm phải tính tốn giải nhiều toán biến đổi tham số hình học Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 82 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy 3.7.3 Bù chương trình NC phần mềm CAD/CAM Chiến lược bù mô tả sau: Biểu diễn contour chuỗi điểm Giữa contour thực (P) contour thiết kế (P 0) lệch khoảng ε gọi sai số contour Khi đó, chiến lược bù là: P *=P + ε Biên dạng thiết kế Biên dạng bù lý thuyết Biên dạng gia công P0 Vị trí đo Vị trí bù sai số Sai số Hình 3.28: Chiến lược bù sai số Theo kết phân tích tính tốn sai số ta có giá trị bù sai số tổng - 0.0265 mm Giá trị bù âm dương tuỳ theo sai số gia cơng có khả bù theo trục đồng thời gia công bề mặt 3D phức tạp Thiết lập chương trình NC bù sai số so sánh với chương trình ban đầu bảng sau: Chương trình NC Gốc % 00013 (PROGRAM - GIA CONG MAU) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 N104T1M6 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Chương trình NC bù sai số % 00013 (PROGRAM NAME - BU SAI SO) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 N104T1M6 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật N106G0G90G54X.03Y0.S3500M3 N108G43H1Z30 N110Z5 N112G1Z-5.F150 N114G3X-.15R.09F470 N116X.27R.21 N118X-.39R.33 N120X.51R.45 N122X-.63R.57 N124X.75R.69 N126X-.87R.81 N128X.99R.93 N130X-1.11R1.05 N132X1.23R1.17 N134X-1.35R1.29 N136X1.47R1.41 N138X-1.59R1.53 N140X1.71R1.65 N142X-1.83R1.77 N144X1.95R1.89 N146X-2.07R2.01 N148X2.19R2.13 N150X-2.31R2.25 N152X2.43R2.37 N154X-2.55R2.49 N156X2.67R2.61 N158X-2.79R2.73 N160X2.91R2.85 N162X-3.03R2.97 N164X3.15R3.09 N166X-3.27R3.21 N168X3.39R3.33 N170X-3.51R3.45 N172X3.63R3.57 N174X-3.75R3.69 N176X3.87R3.81 N178X-3.99R3.93 N180X4.11R4.05 N182X-4.23R4.17 N184X4.35R4.29 N186X-4.47R4.41 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 83 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy N106G0G90G54X.03Y0.A0.S3500M3 N108G43H1Z30 N110Z5 N112G1Z-5.F150 N114G3X-.15R.09F470 N116X.27R.21 N118X-.39R.33 N120X.51R.45 N122X-.63R.57 N124X.75R.69 N126X-.87R.81 N128X.99R.93 N130X-1.11R1.05 N132X1.23R1.17 N134X-1.35R1.29 N136X1.47R1.41 N138X-1.59R1.53 N140X1.71R1.65 N142X-1.83R1.77 N144X1.95R1.89 N146X-2.07R2.01 N148X2.19R2.13 N150X-2.31R2.25 N152X2.43R2.37 N154X-2.55R2.49 N156X2.67R2.61 N158X-2.79R2.73 N160X2.91R2.85 N162X-3.03R2.97 N164X3.15R3.09 N166X-3.27R3.21 N168X3.39R3.33 N170X-3.51R3.45 N172X3.63R3.57 N174X-3.75R3.69 N176X3.87R3.81 N178X-3.99R3.93 N180X4.11R4.05 N182X-4.23R4.17 N184X4.35R4.29 N186X-4.47R4.41 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 84 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy N188X4.59R4.53 N190X-4.71R4.65 N192X4.83R4.77 N188X4.59R4.53 N190X-4.71R4.65 N192X4.83R4.77 N194X3.217Y3.63R4.89 N196X-3.217Y-3.63R4.85 N198X4.85Y0.R4.85 N200X3.217Y3.63R4.85 N194X1.069Y4.758R4.89 N196X-1.069Y-4.758R4.877 N198X4.877Y0.R4.877 N200X1.069Y4.758R4.877 N202G0Z30 N202G0Z30 N204X5.Y0 N206Z5 N208G1Z-5.F150 N210G3X-5.R5.F470 N212X5.R5 N204X5.027Y0 N206Z5 N208G1Z-5.F150 N210G3X-5.027R5.027F470 N212X5.027R5.027 N214G0Z30 N216M5 N218G91G28Z0 N220G28X0.Y0 N222M30 % N214G0Z30 N216M5 N218G91G28Z0 N220G28X0.Y0 N222M30 % Chương trình NC bù sai số gia công kiểm nghiệm đo sai số cho kết bảng 3.4 * Gia cơng hốc 2D: Hình 3.29 Biên dạng gia cơng kiểm nghiệm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 85 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy Bảng 3.4 Sai số sau bù Chế độ cắt Kích Bước ăn thước gia Stt cơng (mm) F V t dao ap (mm/phút) (m/phút) (mm) (% Dao) Kích Sai số thước sau gia gia cơng cơng (mm) (mm) 20 470 87.92 -2 03 (0.24) 19.997 -0.003 20 470 87.92 -2 03 (0.24) 19.989 +0.011 20 470 87.92 -2 03 (0.24) 19.992 -0.008 Sai số tổng hợp -0.0073 Như vậy, cách bù sai số ta thấy sai số tổng hợp giảm từ 0.0265 đến -0.0073 hay nói cách khác độ xác chi tiết gia cơng cải thiện 3.8 Sản phẩm ứng dụng Để kiểm chứng phương pháp bù sai số đề xuất để kết nghiên cứu đề tài có ý nghĩ thực tiễn, tác giả ứng dụng kết nghiên cứu để gia cơng chi tiết hình dáng hình học phức tạp sau: Hình 3.30 Sản phẩm gia cơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 86 Chuyên ngành Cơng nghệ chế tạo máy Khởi động chương trình CAM, lập trình gia cơng sản phẩm thiết lập tham số bù sai số hình 3.21 Hình 3.31 Thiết lập tham số bù Hình 3.32 Mơ q trình gia cơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 87 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy Hình 3.33 Gia cơng sản phẩm máy VMC-85S Sau gia công xong ta tiến hành đo để kiểm tra độ xác chi tiết gia cơng máy đo CMM Kết đo thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Kết đo sai số gia cơng Chế độ cắt Kích Stt thước gia cơng (mm) F V (mm/phút) (m/phút) Bước ăn t dao ap (mm) (% Dao) Kích Sai số thước sau gia gia công công (mm) (mm) L1 160 470 87.92 -2 03 (0.24) 159.992 -0.008 L2 80 470 87.92 -2 03 (0.24) 79.986 -0.014 L3 24 470 87.92 -2 03 (0.24) 23.987 -0.013 L4 25 470 87.92 -2 03 (0.24) 25.0015 +0.015 L5 30.57 470 87.92 -2 03 (0.24) 30.588 +0.018 L6 20.03 470 87.92 -2 03 (0.24) 20.004 -0.026 L7 200 470 87.92 -2 03 (0.24) 199.984 -0.016 L8 100 470 87.92 -2 03 (0.24) 100.025 +0.025 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 88 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy Như vậy, cách xác định sai số tổng hợp mà không quan tâm đến nguyên nhân gây sai số phức tạp biên dạng gia cơng, sau sử dụng kết tính tốn để thiết lập giá trị bù phần mềm CAD/CAM phần mềm tự động đưa chương trình NC thơng qua vị trí bù sai số để gia cơng cho phép nâng cao độ xác gia cơng chi tiết Cách làm đơn giản, tốn đem lại hiệu định việc nâng cao độ xác máy CNC cơng nghiệp đại Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 89 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy Chương KẾT LUẬN Trên sở hệ thống thiết bị gồm: Máy đo chiều CMM-C544, trung tâm gia cơng VMC-85S, phần mềm tích hợp CAD/CAM trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp tài liệu liên quan, hướng dẫn tận tình PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè tác giả thực đề tài “Nghiên cứu nâng cao độ xác gia cơng chi tiết hình dáng hình học phức tạp trung tâm gia công trục CNC phương pháp bù sai số Sau tháng thực đến đề tài hoàn thành giải vấn đề sau: - Nghiên cứu khai thác tính cơng nghệ máy CMM – C544 trung tâm gia công VMC – 85S; - Ứng dụng cơng nghệ đo – Scanning để tạo mơ hình CAD c sản phẩm kiểm tra độ xác gia công; - Khai thác ứng dụng hệ thống thiết bị công nghệ cao nhà trường kỹ thuật đo xác định sai số gia công máy CNC; - Xây dựng thuật toán bù sai số chương trình NC máy VMC-85S; - Phục vụ cho chương trình đào t ạo, nghiên cứu khoa học chuyển giao công nghệ nhà trường; - Ứng dụng vào thực tế sản xuất chế tạo gia cơng khn mẫu có biên dạng bề mặt phức tạp đạt độ xác cao ; - Ứng dụng cơng nghệ CAD/CAM/CNC gia cơng khí xác Với kết có trên, đề tài hoàn thành đạt mục tiêu đề Tuy nhiên, bù sai số trung tâm gia cơng CNC cịn vấn đề mẻ Việt Nam đề tài nghiên cứu tài liệu tham khảo tiếng Việt ỏi Mặt khác, trình độ tác giả hạn chế thời gian thực luận văn có hạn nên luận văn khơng tránh khỏi hạn chế thiếu sót Cụ thể nội dung nghiên cứu đề tài tập trung nhiều vào thực nghiệm ứng dụng mà chưa đưa mơ hình thuật tốn bù tổng quát Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 90 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy Trong tương lai, tác giả dự định tiếp tục phát triển luận văn để Nghiên cứu nâng cao độ xác chế tạo khuôn mẫu sở ứng dụng kỹ thuật tái tạo ngược bù sai số gia cơng Vì vậy, tác giả mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy bạn đồng nghiệp, để đề tài hồn thiện có triển vọng phát triển tương lai Xin trân trọng cảm ơn! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 91 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Địch, Công nghệ gia công máy CNC, NXB KH KT, 2000; [2] Tạ Duy Liêm, Hệ thống điều khiển số cho máy công cụ, NXB KH KT; [3] Bành Tiến Long, Nghiên cứu bù sai số vị trí phần mềm điều khiển gia cơng phay CNC, Tạp chí Cơ khí Việt nam, 2007; [4] Chế độ cắt gia cơng khí (NXB Đà Nẵng); [5] Dung sai lắp ghép (NXB Đà Nẵng); [6] Chana Raksiri, Geometric and Force errors compensation in a 3-axis CNC milling machine, International Journal of Machine tools & Manufacturing, 2004; [7] Handbook of Dimentional Measurement (Industrial press inc - 200 Madison Avenue, New york, N.Y 10157) [8] Mahbubur Rahman, Modeling and Measurement of multi-axis machine tools to improve positioning accuracy in a software way, OULU 2004; [9] Mechanical Design Solutions 1,2,3 Catia V5R16 [10] Advanced Modelling for CAD/CAM System (Heidelberg 1991) [11] Software Mastercam Version 9.0 [12] Shih-Ming Wang, A new efficient error compensation system for CNC multi-axis machines, International Journal of Machine tools & Manufacturing, 2002; Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CƠNG BA TRỤC CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ Học viên: Trƣơng Thị Thu... thực đề tài:? ?Nghiên cứu nâng cao độ xác gia cơng chi tiết hình dáng hình học phức tạp trung tâm gia công trục CNC phương pháp bù sai số? ?? Trong thời gian thực đề tài, tác giả nhận quan tâm lớn nhà... THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG BA TRỤC CNC BẰNG