Nguyễn văn mễ ứng dụng phần mềm shopmill của hãng siemens để lập trình gia công khuôn ép xốp mũ bảo hiểm trên máy phay cnc jhc 550

Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học Bách khoa hà nội Nguyễn văn Mễ ứng dụng phần mềm shopmill hÃng Siemens để Lập trình gia công khuôn ép xốp mũ bảo hiểm máy phay cnc JHV550 luận văn thạc sĩ khoa học ngành: công nghệ chế tạo máy Hà Nội - 2010 Mở đầu Với phát triển không ngừng thành tựu khoa học công nghệ, đặc biệt lĩnh vực điều khiển số tin học đà cho phép nhà chế tạo máy ứng dụng vào máy cắt gọt hệ thống điều khiển ngày tin cậy với tốc độ xử lý nhanh giá thành hạ Tự động hoá sản xuất, mà phơng thức cao sản xuất linh hoạt Trong ®ã m¸y ®iỊu khiĨn sè CNC (Computer Numerical Control) ®ãng vai trò quan trọng nhất, sử dụng máy điều khiển số CNC cho phép giảm khối lợng gia công chi tiết, nâng cao độ xác gia công hiệu kinh tế đồng thời rút ngắn đợc chu kỳ sản xuất Chính ngành khí chế tạo đa số nớc phát triển giới nh nớc ta đầu t dây truyền CNC ứng dụng vào sản xuất với hiệu kinh tế cao Vấn đề tài không vấn đề đáng quan tâm doanh nghiệp đầu t máy công cụ điều khiển theo chơng trình số, doanh nghiệp loại vừa nhỏ tự trang bị đợc Với đề tài: ứng dụng phần mềm Shopmill hÃng Siemens để lập trình gia công khuôn ép xốp mũ bảo hiểm máy phay CNC JHV550 Tác giả sâu vào giải vấn đề sau: Chơng 1: Tổng quan công nghệ gia công máy CNC Chơng 2: Khái niệm lập trình máy CNC Chơng 3: Giới thiệu máy phay CNC Sunmill JHV-550 Chơng 4: Lập trình gia công khuôn ép xốp mũ bảo hiểm xe máy máy phay CNC JHV-550 Tác giả mong nhận đợc góp ý thầy cô bạn đồng nghiệp để tác giả hoàn thiện cho công trình tơng tự sau Xin chân thành cảm ơn! Chơng Tổng quan công nghệ gia công máy CNC 1.1 Lich sư ph¸t triĨn cđa kü tht CNC 1.1.1 Các giai đoạn phát triển từ máy công cụ ®iỊu khiĨn sè NC, CNC ý tëng ph¸t triĨn điều khiển số cho máy công cụ ( NC= numerical Control) đà xuất vào năm 1949/1950 viện công nghệ Massachusetts (MIT),Cambrige, USA Lúc theo đơn đặt hàng không lực Hoa Kỳ, chi tiết quan trọng máy bayquân không đợc phép chế tạo b»ng c¸ch ghÐp nèi c¸c bé phËn kÕt cÊu nhê kỹ thuật hàn hay đinh tán mà phải từ vật liệu liền khối đồng Do đó, dỡng mẫu mô hình cần thiết để phay tạo hình trở lên phức tạp để sản xuất chúng kỹ thuật cắt gọt truyền thống ngời ta phải tốn nhiều thời gian chi phí Tuy nhiên, biên dạng chi tiết gia công lại cho phép mô tả dễ dàng phơng trình toán học, ngời ta đà đến định: phát triển hệ thống tự động điều khiển máy phay dựa sở hàm số mô tả biên dạng hình học phức tạp - NC: ®iỊu khiĨn sè (numerical Control) - CNC: ®iỊu khiĨn sè víi kü tht vi tÝnh, vi sư lý- d¹ng Microprocessor cài đặt hệ thống điều khiển ( Computerized numerical Control) - FMS: Hệ thống máy tự động linh hoạt (Flexible Machine System) - CAD: ThiÕt kÕ cã trỵ gióp máy tính ( Computer Aided Design) - CAM: sản xuất có trợ giúp máy tính( Computer Aided Manufacturing) - CAP: lập kế hoạch sản xuất có trợ gióp cđa m¸y tÝnh ( Computer Aided Production Planing) - CIM: Hệ thống sản xuất điều khiển mạng máy tính (Computer Integrated Manufacturing) Về mặt công nghệ, để thực ý tởng cần có hệ điều khiển đổi đợc đại lợng đầu vào dạng số nhị phân cho hành trình chức đóng-mở cho máy phay hiểu xử lý đợc chúng Đó ý tởng ứng dụng điều khiển số máy cộng cụ noi chung Việc thực đà trở thành thực, nhờ có phát triển mạnh mẽ xử lý số liệu điện tử lúc Trớc tiên điều khiển NC cho máy phay đứng đợc phát triển , thông tin hành trình chức đóng-mở cần thiết đợc nhập qua cạc đục lỗ Nhờ đó,các trục chạy dao máyphay đợc điều khiển với nguồn động lực độc lập cho có bàn gá chi tiết gia công thực đợc bứơc dịch chuyển theo ý muốn Các tệp liệu thông tin hành trình chế độ đóng ngắt viết dạng chữ số thập phân đợc gọi chơng trình NC Máy công cụ điều khiển theo chơng trình số đà thể đuợc tính chất đặc trng máy NC phát triển sau Bộ nhập liệu với đại lợng đầu vào viết dới dạng số nhị phân, gồm thông tin hành trình chức đóng- ngắt ghi băng đục lỗ cạc đục lỗ Máy tính điều khiển xử lý thông tin hành trình chức đóng ngắt Truyền động riêng lẻ cho trục chạy dao trục điều khiển chuyển động đầu dao bàn gá chi tiết gia công quan hệ ràng buộcđộng học theo thời gian thực Hệ thống đo kiểm tra để phản hồi vị trí dụng cụ cắt máy tính điều khiển Vào năm 50 hầu hết nhà sản xuất máy công cụ nớc công nghiệp đà bắt đầu phát triển chế tạomáy phay điều khiển số, chế tạo máy tiện điều khiển số Với phát triển nhanh chóng công nghệ vi mạch tích hợp công nghệ chế tạo linh kiện điện tử nh vi sử lý máy vi tính, vào năm 70, điều khiển NC đà bắt đầu phát triển thành điều khiển CNC (CNC=Computerized Numerical Control) Với sử dụng rộng rÃi vi sử lý có công ngày cao, chức máy công cụ đợc điều khiển vi tính đà mở rộng nhanh chóng Các máy vi tính ngày cã thĨ ®iỊu khiĨn CNC cịng nh ®iỊu khiĨn logic khả trình PLC trực tiếp máy công cụ khiến cho việc lập trình NC trở lên dễ dàng hơn, tạo suất lao động cao Độ xác gia công tốc độ gia công dụng cụ cắt nh công suất cắt gọt liên tục tăng lên Đại phận hệ thống điều khiển CNC đại có thêm nhiều chức cho phép gia công thuận lợi hơn, ví dụ trực tiếp lập trình gia công vật có cấu tạo hình học phức tạp mà không cần tới dự trợ giúp phép toán học Sự phát triển liên tục cac máy công cụ CNC không tác rới trình đổi công nghệtừ phía nhà chế tạo linh kiện vi điện tử, chế tạo hệ thống điều khiển CNC, chế tạo dụng cụ máy công cụ Trong trình ngời sử dụng đặt yêu cầu góp phần thúc đẩy phát triển liên tục thếhệ máy điều khiển theo chơng trình số Các yêu ccầu đặt cao ngời chế tạo phải klhông ngừng có phơng án giải tốt Bắt đầu năm 80, trung tâm gia công CNC, hệ thống máy linh hoạt (FMS) hệ thống gia công điều khiển mạng kết nối máy tính (CIM) đà đánh dấu thời kỳ phát triển quan trọng 1.1.2 So sánh máy công cụ thông thờng máy công cụ CNC Cấu tạo chung Máy công cụ CNC giống máy công cụ thông thờng nguyên lý cấu trúc Điểm khác biệt phận liên quan tới gia công ( phay tiện) điều khiển đợc máy tính Hớng chuyển động phận chức máy công cụ điều khiển CNC đợc xác định theo hệ toạ độ liên quan đến chi tiết gia công , có trục nằm song song với chuyển động thẳng máy, chuyển động cụm chi tiết riêng lẻ máy cần thiết cho việc gia công đợc tính toán , điều khiển kiểm tra máy tính cài đặt bên hệ điều khiển Để làm đợc việc , hớng chuyển động cần hệ thống đo riêng biệt, xác định vị trí tơng ứng cụm chi tiết thông báo máy tính hệ điều khiển để kiểm tra Chức Nhậ Máy công cụ thờng Máy NC Ngời công nhân Chơng trình Máy CNC NC Chơng trình NC p nhận biết thông ghi băng đục đợc nạp vào hệ điều liệu tin điều khiển lỗ , cạc đục lỗ đợc khiển CNC qua bàn thông qua việc tiếp đa vào đầu đọc phím, đĩa từ, đĩa CD thu nhiệm vụ sản để giải mÃ, nhận cổng giao xuất đọc nội biết gửi tiếp(Seriell,bus) Ngoài dung vẽ chi thông tin đến hệ nhiều chơng trình tiết dụng nh sử thống điều khiển kinh NC đợc lu trữ nhớ nghiệm riêng Điều Ngời công nhân Hệ điều khiển NC Máy vi tính phần khiể điều chỉnh chuyển n tay thông số thông tin hành điều khiển CNC đảm giao mềm tích hợp hệ công nghệ( số vòng trình chế độ nhiệm toàn cac quay, lợng chạy dao) đóng-ngắt để lựa chức tính toán, cách sử dụng chọn tốc độ cần điều khiển điều tay gạt,cần gạt, thiết tới chỉnh máy Bộ lu tay quay hoặccác phận chấp hành t- trữ hệ thống đợc sử nút bấm ơng thích máy dụng để điều hành chơng trình tổng thể, chơng trình phù hợp với thông số kỹ thuật máy toàn hệ thống công nghệ Kiể hệ điều khiển CNC Ngời công nhân đo Nhờ phản hồi liên Nhờ phản hồi liên tục m tra kiểm tra b»ng tơc cđa hƯ thèng cđa hƯ thèng ®o vị tay kích thớc đo vị trí, máy NC trí, máy CNC đà biết chi tiết gia đà biết đợc kích đợc kích thớc chi công Khi cần thiết, thớc chi tiết gia tiết gia công có đợc phải lặp lại công có thực thực hay trình đo gia đợc công hiệu chỉnh không hay không trình gia công Thông qua đạt yêu trình gia công cảm biến kết nối cầu thiết kế hệ thống điều khiển, máy gia công cách chủ động tối u trình cắt Các u điểm máy công cụ CNC - Với máy công cụ CNC , nhờ tốc độ cắt gọt cao mà giảm đợc thời gian gia công Quá trình tự động hóa điều khiển gia công, đo lờng kiểm tra nh điều chỉnh hay hiệu chỉnh thông số kỹ thuật công nghệ làm giảm thiểu đáng kể thời gian phụ, thời gian chuẩn bị kết thúc gia công máy, đạt đợc suất lao động cao Các yếu tố ảnh hởng sau có tác dụng đặc biệt đến điều này: Lập trình trực tiếp máy công cụ nhờ khả nhập liệu tay Công việc lập trình đợc chuyển giao cho phận chuẩn bị sản xuất, yêu cầu vật liệu, dụng cụ đợc cung cấp hạn chuẩn xác đến tận chân máy Trong trờng hợp gia công lặp lại, chơng trình đặc thù chi tiết gia công đợc lu trữ dới dạng chơng trình Tối u hoá chơng trình NC hệ điều khiển Mô tả mô đồ hoạ hình dạng chi tiết gia công thông qua hình học đơn giản Chạy dao tự động đạt đợc kích thớc yêu cầu Tự động vận hành tất chức máy can thiệp trực tiếp nhận lỗi nhiễu Giám sát tự động qúa trình sản xuất hệ điều kiển CNC( Đo, kiểm tra tự động) Sử dụng đa dạng dụng cụ hệ thống lu trữ dụng cụ gia công Có thể chuẩn bị trớc dụng cụ gia công bên máy mà không ảnh hởng tới thời gian chạy máy - Chất lợng đợc đảm bảo đồng loạt sản xuất chi tiết gia công phế phẩm, phế liệu - Độ xác gia công cao nhờ cấp xác thân máy cao ( Độ xác gia công đạt đợc1/1000 mm ) - Thời gian gia công thấp nhờ tổ chức sản xuất hợp lý kết hợp tốt nguyên công phân tán - Hệ số sử dụng máy cao nhờ phơng thức vận hành máy tối u kế hoạch sản xuất - Độ linh hoạt sản xuất đợc cải thiện nhờ hệ thống lập trình đơn giản, dẫn đến trình sản xuất hợp lý cho loạt nhỏ nh đơn với độ phức tạp cao Nhờ u điểm đà nêu, máy công cụ CNC đà chiếm u gia công cắt gọt Phạm vi sử dụng rộng lớn đặc điểm hấp dẫn máy công cụ CNC Điều kiện sử dụng máy công cụ CNC Để sử dụng cách hiệu máy công cụ CNC, yêu cầu ng- ời vận hành máy thiết phải có trình độ cao Do tốc độ cắt gọt máy CNC nhanh nhiều nên kinh nghiệm mà ngời thợ có đợc từ gia công máy thông thờng mang sang ứng dụng cách đơn giản cho máy CNC mà không đợc bổ chỉnh kiến thức lập trình nh kỹ vận hành máy 1.2 Hệ trục toạ độ máy công cụ CNC Các trục toạ độ máy CNC cho phép xác định chiều chuyển cấu máy dụng cụ cắt (hình 1) Các trục toạ độ X,Y,Z Chiều duơng trục X,Y, Z đuợc xác định theo quy tắc bàn tay phải (hình 2) theo quy tắc ngón tay chiều dơng trục X, ngón tay chiều dơng trục Z, ngón tay trỏ chiều dơng trục Y Các trục quay tơng ứng với trục X, Y, Z đợc kí hiệu chữ A,B C Chiều quay d- ơng chiều quay theo chiều kim đồng hồ nhìn theo chiều dơng trục X,Y,Z +Z +Y +C +B -X +X +A -Y -Z H×nh 1.1: HƯ trơc toạ độ máy CNC 1.2.1 Trục Z Nhìn chung máy trục Z song song với trục máy - Máy tiên: trục Z song song với trục máy có chiều dơng chạy từ mâm cặp tới dụng cụ (chạy xa khỏi chi tiết gia công đợc cặp mâm cặp) hay nói cách khác chiều dơng trục Z chạy từ trái sang phải - Máy khoan đứng,máy phay đứng, máy khoan cần: Trục Z song song với trục có chiều dong hớng từ bàn máy lên phía trục - Máy bào, máy xung điện: trục Z vuông góc với bàn máy có chiều d- ơng hớng từ bàn máy lên phía - Các máy phay cã nhiỊu trơc chÝnh: Trơc Z song song víi đờng tâm trục vuông góc với bàn máy( chọn trục có đờng tâm vuông 10 ... tài: ứng dụng phần mềm Shopmill hÃng Siemens để lập trình gia công khuôn ép xốp mũ bảo hiểm máy phay CNC JHV550 Tác giả sâu vào giải vấn đề sau: Chơng 1: Tổng quan công nghệ gia công máy CNC Chơng... CNC Chơng 2: Khái niệm lập trình máy CNC Chơng 3: Giới thiệu máy phay CNC Sunmill JHV -550 Chơng 4: Lập trình gia công khuôn ép xốp mũ bảo hiểm xe máy máy phay CNC JHV -550 Tác giả mong nhận đợc... điểm đà nêu, máy công cụ CNC đà chiếm u gia công cắt gọt Phạm vi sử dụng rộng lớn đặc điểm hấp dẫn máy công cụ CNC Điều kiện sử dụng máy công cụ CNC Để sử dụng cách hiệu máy công cụ CNC, yêu cầu