BÁO cáo THÍ NGHIỆM môn CÔNG NGHỆ CNC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - - BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MƠN CƠNG NGHỆ CNC Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực MSSV Lớp Mã lớp học : : : : : Thầy Nguyễn Văn Phong Phan Đắc Cảnh 20170657 CK-CĐT 06-K62 702443 Hà Nội, 12/2020 MỤC LỤC NỘI QUY PHỊNG THÍ NGHIỆM I Đối với sinh viên II Đối với giáo viên hướng dẫn thí nghiệm .3 QUY ĐỊNH AN TOÀN KHI SỬ DỤNG MÁY, THIẾT BỊ I Đối với phịng thí nghiệm II Đối với máy móc thiết bị .4 III Quy trình vận hành máy KHÁT QUÁT CHUNG VỀ MÁY CNC I Quá trình phát triển kỹ thuật CNC II So sánh Cấu trúc máy công cụ thông thường máy CNC III Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC CNC IV Hệ thống điều khiển CNC MÁY PHAY CNC 10 I Cấu tạo chung máy phay CNC 10 II Các phận máy: 11 III Một số dao gia công 12 IV Hệ trục tọa độ: 14 V Các điểm chuẩn: 15 VI Các dạng điều khiển 17 VII Cách set gốc phôi cho máy phay CNC .19 LẬP TRÌNH CODE TRÊN MÁY PHAY CNC 20 NỘI QUY PHỊNG THÍ NGHIỆM I Đối với sinh viên Đi học giờ, vào muộn 15’ bị coi khơng học thực hành tiết Phải trang bị bảo hộ lao động: Quần áo, đầu tóc gọn gang, lịch sự; Đi giày dép có quai hậu Tuân thủ quy dịnh, quy trình theo hướng dẫn giáo viên Khơng tự ý thức thao tác máy phạm vi thực tập; không vận hành thay đổi thong số hoạt động máy chưa có đồng ý giáo viện hướng dẫn Không rời vị trí phân cơng chưa có đồng ý giáo viên Báo cáo cho giáo viên hướng dẫn có cố thiết bị tai nạn lao động Bàn giao máy cần nêu rõ tình trạng máy thời gian làm việc Vệ sinh máy, thiết bị… sau buổi thí nhiệm theo hướng dẫn giáo viên Chịu trách nhiệm khắc phục gây cố làm hỏng không thực theo hướng dẫn giáo viên làm thiết bị dụng cụ II Đối với giáo viên hướng dẫn thí nghiệm Chuẩn bị đủ máy, thiết bị, dụng cụ vật tư trước hướng dẫn thí nghiệm Dành 20’ đầu buổi đợt thí nghiệm để phổ biến nội quy, quy định an tồn tóm tắt nội dung mà sinh viên thực Hướng dẫn đủ theo chương trình phê duyệt Quản lý lớp học, thường xuyên kiểm tra, nhắc nhở đảm bảo an toàn cho sinh viên Quản lý chịu trách nhiệm bảo quản máy, thiết bị, dụng cụ suốt thời gian hướng dẫn, ghi đầy đủ nhật kí làm việc Dành 5-10’ cuối buổi đạo sinh viên vệ sinh phòng máy I KHÁT QUÁT CHUNG VỀ MÁY CNC Quá trình phát triển kỹ thuật CNC - Máy CNC gì? • NC = Numerical Control • CNC = Computer Numerical Control • Các hoạt động điều khiển cách nhập trực tiếp liệu số • Một dạng tự động hố lập trình vạn • Máy cơng cụ điều khiển hàng loạt lệnh mã hoá - Lịch sử phát triển: 1725 – Phiếu đục lỗ dùng để tạo mẫu quần áo 1808 – Phiếu đục lỗ kim loại dùng để điều khiển tự động máy thêu 1863 – Tự động điều khiển chơi nhạc piano nhờ băng lỗ 1940 – John Parsons sáng chế phương pháp dùng phiếu đục lỗ để ghi liệu vị trí tọa độ để điều khiển máy cơng cụ 1952 – Máy công cụ NC điều khiển số 1959 - Ngôn ngữ APT đưa vào sử dụng 1960s – Điều khiển số trực tiếp (DNC) 1963 - Đồ hoạ máy tính 1970s - Máy CNC đưa vào sử dụng 10 1980s – Điều khiển số phân phối đưa vào sử dụng 11 CAD/CAM - Máy điều khiển số cổ điển chủ yếu dựa cơng trình người có tên John Parsons Từ năm 1940 Parsons sáng chế phương pháp dùng phiếu đục lỗ để ghi liệu vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ Máy điều khiển để chuyển động theo tọa độ, nhờ tạo bề mặt cần thiết cánh máy bay - Năm 1948 J Parson giới thiệu hiểu biết cho khơng lực Hoa Kỳ Cơ quan sau tài trợ cho loạt đề tài nghiên cứu phịng thí nghiệm Servomechanism trường Đại học kỹ thuật Massachusetts (MIT) Cơng trình MIT phát triển mẫu máy phay NC cách điều khiển chuyển động đầu dao theo trụ tọa độ Mẫu máy NC triển lãm vào năm 1952 Từ 1953 khả máy NC chứng minh - Một thời gian ngắn sau, nhà chế tạo máy bắt đầu chế tạo máy NC để bán, nhà công nghiệp, đặc biệt nhà chế tạo máy bay dùng máy NC để chế tạo chi tiết cần thiết cho họ - Hoa kỳ tiếp tục cố gắng phát triển NC cách tiếp tục tài trợ cho MIT nghiên cứu ngơn ngữ lập trình để điều khiển máy NC Kết qủa việc đời ngôn ngữ APT: Automatically Programmed Tools vào năm 1959 - Mục tiêu việc nghiên cứu APT đảm bảo phương tiện để người lập trình gia cơng nhập câu lệnh vào máy NC Mặc dù APT bị trích thứ ngơn ngữ qúa đồ sộ nhiều máy tính, cơng cụ yếu dùng rộng rãi công nghiệp ngày nhiều ngôn ngữ lập trình dựa APT MÁY PHAY CNC I Cấu tạo chung máy phay CNC Phần điều khiển: Gồm chương trình điều khiển cấu điều khiển - Chương trình điều khiển: Là tập hợp tín hiệu (gọi lệnh) để điều khiển máy, mã hóa dạng chữ cái, số mơt số ký hiệu khác dấu cộng, trừ, dấu chấm, gạch nghiêng Chương trình ghi lên cấu mang chương trình dạng mã số (cụ thể mã thập - nhị phân băng đục lỗ, mã nhị phân nhớ máy tính) - Các cấu điều khiển: Nhận tín hiệu từ cấu đọc chương trình, thực phép biến đổi cần thiết để có tín hiệu phù hợp với điều kiện hoạt động cấu chấp hành, đồng thời kiểm tra hoạt động chúng thông qua tín hiệu gửi từ cảm biến liên hệ ngược Bao gồm cấu đọc, cấugiải mã, cấu chuyển đổi, xử lý tín hiệu, cấu nội suy, cấu so sánh, cấu khuyếch đại, cấu đo hành trình, cấu đo vận tốc, nhớ thiết bị xuất nhập tín hiệu Đây thiết bị điện – điện tử phức tạp, đóng vai trị cốt yếu hệ thống điều khiển máy NC Phần chấp hành: Gồm máy cắt kim loại số cấu phục vụ vấn đề tự động hóa cấu tay máy, ổ chứa dao, bôi trơn, tưới trơn, hút thổi phoi, cấp phôi Cũng loại máy cắt kim loại khác, phận trực tiếp tham gia cắt gọt kim loại để tạo hình chi tiết Tùy theo khả công nghệ loại máy mà có phận : Hộp tốc độ, hộp chạy dao, thân máy, sống trược, bàn máy, trục chính, ổ chứa dao, tay máy Kết cấu phận chủ yếu máy vạn thơng thường, có vài khác biệt nhỏ để đảm bảo trình điều khiển tự động ổn định, xác, suất đặc biệt mở rộng khả công nghệ máy - Hộp tốc độ: Phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn, thường truyền động vơ cấp, sử dụng ly hợp điện từ để thay đổi tốc độ dễ dàng - Hộp chạy dao: Có nguồn dẫn động riêng, thường động bước Trong xích truyền động, sử dụng phương pháp khử khe hở truyền vít me – đai ốc bi - Thân máy cứng vững, kết cấu hợp lý để dễ thải phoi, tưới trơn, dễ thay dao tự động Nhiều máy có ổ chứa dao, tay máy thay dao tự động, có thiết bị tự động hiệu chỉnh dao bị mịn Trong máy CNC sử dụng dạng điều khiển thích nghi khác bảo đảm nhiều thông số tối ưu thành phần lực cắt, nhiệt độ cắt, độ bóng bề mặt, chế độ cắt tối ưu, độ ồn, độ rung II Các phận máy: Trục chính: Trục máy phay CNC có phần đầu dùng để gá dao Ụ trục chính: Ụ trục có đường trượt để dẫn hướng cho đầu dao di chuyển lên xuống theo phương Z Bàn máy: Bàn máy có cơng dụng để gá phơi Bàn máy di chuyển theo phương X Y Thân máy: Thân máy có cơng dụng để đỡ phận máy Bộ phận thay dao tự động: Bộ phận thay dao tự động có ổ tích dao tay máy để thay dao tự động theo chương trình III Một số dao gia công a Dao phay mặt phẳng: b Dao phay ngón: c Mũi khoan: d Dao khoét: e Dao doa: f Mũi khoan tâm: IV Hệ trục tọa độ: Để xác định vị trí phận máy trình chuyển động, nguyên tắc, ta cần phải gắn chúng vào hệ trục toạ độ Để thống việc lập trình, người ta quy ước sau: - Dụng cụ cắt quay tròn thực chuyển động tiến, chi tiết đứng yên - Các chuyển động tịnh tiến biểu diễn theo hệ trục toạ độ vng góc X,Y,Z Chiều chúng xác định theo quy tắc bàn tay phải, (theo quy tắc bàn tay phải: ngón tay trục X, ngón tay chỏ trục Y ngón tay trục Z) (Hình 2.1) * Quy tắc bàn tay phải: - Trục Z trùng với trục máy Chiều dương trục Z (+Z) dao chạy xa bề mặt gia công, chiều âm (- Z ) chiều dao ăn sâu vào vật liệu - Trục X trục vng góc với trục Z Chiều dương của trục (+X) chiều dao dịch chuyển hướng từ tay trái sang tay phải, chiều âm (- X) chiều ngược lại - Trục Y trục vuông góc với trục X trục Z Chiều dương trục Y chiều hướng từ cổ tay đến đầu ngón chỏ, chiều âm chiều ngược lại - Ngồi trung tâm gia cơng đại có thêm trục sau: - Trục A trục quay quanh trục X - Trục B trục quay quanh trục Y - Trục C trục quay quanh trục Z V Các điểm chuẩn máy phay MÁY TIỆN CNC I Cấu tạo chung máy tiện CNC Thân máy: Thân máy đóng vài trị chân đế toàn máy nơi phận khác gắn vào Nói chung cứng cấu trúc, thân máy đúc gang cường lực 2 Ổ dao: Được dùng để gắn di chuyển theo chiều ngang dọc để thực trình cắt gọt Mâm cặp: Được gắn trục dùng để giữ phơi Bảng điều khiển CNC: Trung tâm lưu trữ máy, bảng điều khiển CNC lưu trữ tất chương trình hướng dẫn CNC, thực thao tác vận hành máy bảng Trục chính: Thực chuyển động quay trịn phơi Động truyền động chính: Động truyền động giúp xoay mâm cặp, điều khiển tồn máy Ụ động: Có thể lắp đầu chống tâm tiện trục dài lắp mũi khoan thực khoan tâm trục Ụ động di chuyển dọc theo trục Z máy tiện II Một số dao gia công Dao tiện lỗ Dao tiện mặt đầu Dao tiện đứt tiện rãnh III Hệ trục tọa độ: Máy tiện CNC được thiết kế với hai trục tiêu chuẩn trục X trục Z Hai trục vng góc với biểu thị chuyển động tiện hai trục Trục X biểu thị hành trình ngang dụng cụ cắt, trục z biểu thị chuyển động dọc Tất dụng cụ cắt lắp ổ dao, bên ngồi bên Do thiết kế này, ổ dao có tất dao dịch chuyển dọc theo trục X Y, nghĩa dụng cụ cắt vùng làm việc + Trục Z:  nằm trùng với trục chiều dương hướng xa khỏi trục + Trục X: vng góc với trục z là trục cho chuyển động trượt ngang bàn + Trục C: trục có chuyển động quay quanh trục z, có tác dụng để xác định vị trí hướng trục cho công việc gia công IV Các điểm chuẩn máy tiện CÁC LỆNH LẬP TRÌNH CƠ BẢN I Lệnh lập trình máy tiện G00: Chạy nhanh khơng cắt gọt G01: Chạy theo đường thẳng có cắt gọt G02/03: Nội suy cung tròn G04: Lệnh dừng theo thời gian G17/18/19: Chọn mặt phẳng gia công G20: Chu trình tiện dọc G24: Chu trình khảo mặt đầu G28: Trở lại điểm tham chiếu TỰ ĐỘNG G40/41/42: Bù bán kính dụng cụ G70/71: Đo theo đơn vị INCH/MM G72: Chu trình tiện tinh G73: Chu trình gia cơng thơ chạy dao dọc G74: Chu trình gia cơng thơ chạy dao ngang G75: Chu trình tiện theo biến dạng G76: Chu trình khoan lỗ sâu G77: Chu trình tiện rãnh hướng kính G78: Tiện ren G83/84: Chu trình khoan/taro G90/91: Lập trình theo tọa độ tuyệt đối/tương đối G92: Giới hạn tốc độ trục G7.1: Nội suy hình trụ G12.1/13.1: Nội suy theo tọa độ độc cực II Lệnh lập trình máy phay G00: Chạy nhanh khơng cắt gọt G01: Chạy theo đường thẳng có cắt gọt G02/03: Nội suy cung tròn G04: Lệnh dừng theo thời gian G15/16: Bắt đầu kết thúc nội suy hệ tọa độ độc cực G20/21: Hệ thống đo theo đơn vị INCH/MM G28: Về điểm tham chiếu R G40/41/42: Bù bán kính dụng cụ G43/44/49: Bù chiều dài dụng cụ/xóa bù (bù dương/bù âm) G52/53: Hệ tọa độ địa phương hệ tọa độ máy G61/G62-64: Dừng xác/ Hủy G61 G68/69: Quay/Dừng quay hệ tọa độ G73/82/84/85: Chu trình khoan G92: Lệnh đổi gốc tọa độ làm việc G98 Sau đạt chiều sâu cắt dụng cụ lùi mặt phẳng bắt đầu G99 Sau đạt chiều sâu cắt, dụng cụ lùi mặt phẳng rút dao định nghĩa tham số R M98/99: Gọi kết thúc chương trình M01 - Dừng có điều kiện M02 – Kết thúc chương trình M03 - Bật trục quay chiều kim đồng hồ Bài tập Tiện trục hình dưới, sử dụng lệnh G73 O0001 T0101 M06 S2000 M03 G0 X82 Z0 G1 X-1 F0.25 G0 X82 Z2 N5 G73 U2 R1 N6 G73 P20 Q25 U0.15 W0.2 F0.25 N20 G0 X30 G1 Z-20 F0.2 X40 Z-40 Z-60 X50 Z-70 Z-90 X60 Z-110 Z-140 X80 N25 G0 X80 Z2 N30 G72 P20 Q21 G0 X82 Z0 M30 Phay hình dưới, sử dụng lệnh Phay đào O0009 ( chuong trinh chinh ) N5 G54 N10 M06 T01 N11 M03 S1500 N15 G43 H01 N20 G00 X-50 Y-50 Z50 F250 N25 G00 Z0 N30 M98 P100008 N35 G00 Z50 N40 M06 T10 N45 G43 G01 N50 M03 S200 N55 G83 G99 X20 Y20 Z-21 Q2 R1 F150 N60 Y40 N65 X70 N70 G98 Y20 N75 G80 N80 M05 N85 M30 N90 O0008 (chuong trinh con) N5 G91 G00 Z-1 N6 G90 N70 G41 H11 X6 Y-10 N76 G01 Y44 N80 G02 X16 Y54 R10 N85 G01 X74 N90 G02 X84 Y44 R10 N95 G01 Y16 N100 G02 X74 Y6 R10 N105 G01 X16 N110 G02 X6 Y16 R10 N115 G40 G00 X-20 N120 M99 N125 ... MÁY CNC I Quá trình phát triển kỹ thuật CNC II So sánh Cấu trúc máy công cụ thông thường máy CNC III Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC CNC IV Hệ thống điều khiển CNC. .. NỘI QUY PHỊNG THÍ NGHIỆM I Đối với sinh viên II Đối với giáo viên hướng dẫn thí nghiệm .3 QUY ĐỊNH AN TOÀN KHI SỬ DỤNG MÁY, THIẾT BỊ I Đối với phịng thí nghiệm ... bị dụng cụ II Đối với giáo viên hướng dẫn thí nghiệm Chuẩn bị đủ máy, thiết bị, dụng cụ vật tư trước hướng dẫn thí nghiệm Dành 20’ đầu buổi đợt thí nghiệm để phổ biến nội quy, quy định an tồn