Trên các máy CNC, việc điều khiển sự chuyển động của dụng cụ đƣợc thực hiện bằng các lệnh đã đƣợc mã hóa theo một ngôn ngữ mà hệ điều khiển CNC có thể đọc và hiểu đƣợc. Các chuyển động của dụng cụ theocác trục có thể độc lập hoặc phụ thuộc theo quan hệ ràng buộc để tạo nên các quỹ đạo mong muốn. Vấn đề cơ bản ở đây là chủng loại chi tiết rất phong phú và đa dạng về hình dáng, khuôn khổ, kích thƣớc, vật liệu, tính chất làm việc.Chính vì vậy mà cách ghi kích thƣớc trên bản vẽ chế tạo chi tiết cũng ảnh hƣởng đáng kể đến khả năng đạt độ chính xác khi gia công chi tiết. Tùy theo cách ghi kích thƣớc trên bản vẽ chế tạo mà ngƣời ta có thể lựa chọn các điểm gốc chƣơng trình và lựa chọn hệ tọa độ khi lập trình gia công là khác nhau. Hiệu nay thƣờng sử dụng 4 hệ tọa độ lập trình gia công: hệ tọa độ tuyệt đối, tƣơng đối, hỗn hợp và tọa độ độc cực.
1.4.1. Chương trình gia công theo hệ tọa độ tuyệt đối
Lập trình gia công trong hệ tọa độ tuyệt đối là tham chiếu tọa độ của tất cả các điểm nằm trên biên dạng chi tiết đến gốc tọa độ cố định. Trong trƣờng hợp này, điểm gốc hệ tọa độ chính là điểm gốc chƣơng trình P. Trong chƣơng trình gia công trên máy CNC nó đƣợc xác định bằng lệnh G90.
Hình 1.18. Hệ tọa độ tuyệt đối
1.4.2. Chương trình gia công theo hệ tọa độ tương đối
Với kiểu lập trình này, tọa độ của các điểm lập trình tiếp theo sẽ đƣợc xác định bằng cách lấy gốc tọa độ ở ngay điểm sát trƣớc, điều này có nghĩa là ta phải dịch chuyển điểm gốc P của hệ tọa độ sau mỗi lần xác định tọa độ của điểm lập trình tiếp theo. Trong chƣơng trình gia công trên máy CNC, nó đƣợc xác định bằng lệnh G91.
Hình 1.19. Hệ tọa độ tương đối
1.4.3. Chương trình theo hệ tọa độ hỗn hợp
Trong một số trƣờng hợp, tùy theo đặc điểm cụ thể của bản vẽ chi tiết chế tạo mà việc lập trình có thể phải đƣợc tiến hành theo kiểu hỗn hợp giữa chƣơng trình gia công trong hệ tọa độ tuyệt đối và chƣơng trình gia công trong hệ tọa độ tƣơng đối.
Hình 1.20. Hệ tọa độ hỗn hợp
Với phƣơng pháp này nó còn cho phép chúng ta một mặt có thể sử dụng đƣợc toàn bộ miền dung sai mà nhà thiết kế đã tính toán vì không tiến hành giải lại chuỗi kích thƣớc, mặt khác sẽ tránh đƣợc sai sót không đáng có trong quá trình tính toán và do đó có thể đạt đƣợc độ chính xác cao nhất. Tuy vậy trong quá trình lập trình gia công cần phải chú ý và cẩn thận hơn vì dễ bị nhầm lẫn về giá trị tọa độ (đặc biệt với trƣờng hợp khi tiện sẽ lấy theo tọa độ của đƣờng kính hoặc bán kính).
1.4.4. Chương trình theo hệ tọa độ độc cực
Có một số chi tiết mà điều kiện lập trình đƣợc trở thành đơn giản nếu sử dụng hệ tọa độ độc cực. Trong điều kiện này hệ điều khiển CNC cho phép chúng ta tiến hành việc gia công với việc lập trình thuận lợi hơn.
Hình 1.21. Hệ tọa độ độc cực
1.4.5. Các hình thức tổ chức lập trình gia công CNC
- Bản vẽ chi tiết gia công: Thể hiện đƣợc hình dạng các bề mặt cần gia công (nhƣ mặt phẳng, mặt trụ, mặt rãnh then, mặt định hình…) và kích thƣớc của các bề mặt đó. Tất cả các yếu tố trên đây ngƣời ta gọi là các yếu tố hình học và khi lập trình chuyển nó thành các thông tin hình học.
- Yêu cầu kỹ thuật của bề mặt gia công bao gồm độ chính xác kích thƣớc đƣợc đặc trƣng bằng dung sai: Chiều cao nhấp nhô tế vi RZ và sai lệch chiều cao nhấp nhô trung bình Ra (độ nhám bề mặt). Độ chính xác về vị trí tƣơng quan nhƣ độ không đồng tâm, độ không vuông góc… Các yếu tố này đƣợc gọi là các yếu tố công nghệ và khi lập trình đƣợc chuyển thành các thông tin công nghệ.
Nhƣ vậy có thể tóm tắt quá trình lập trình gia công CNC nhƣ sau: Các thông tin hình học sẽ giúp chúng ta xây dựng một chƣơng trình dịch chuyển lƣỡi dụng cụ trong hệ tọa độ lập trình. Các thông tin công nghệ sẽ giúp chúng ta xác định các thông số về công nghệ nhƣ loại dụng cụ, chế độ cắt, điều kiện bôi trơn và làm mát… Các biện pháp công nghệ đƣợc lựa chọn nhƣ dừng thời gian để làm bóng bề mặt, khoan theo kiểu ziczắc đối với các lỗ sâu để lấy phoi ra, bù dao do sự mài mòn trong quá trình gia công… Trên cơ sở đó, ngày nay có rất nhiều hình thức lập trình CNC khác nhau, tùy theo đặc tính cụ thể của các loại máy CNC đƣợc trang bị cũng nhƣ hệ điều khiển và mục đích sử dụng mà có thể lựa chọn các phƣơng pháp thích hợp.
Lập trình bằng tay trực tiếp trên máy CNC
Với các cụm điều khiển số CNC đƣợc trang bị các bàn phím chức năng và màn hình đồ họa cho phép nhận trực tiếp các câu lệnh vào cụm CNC. Để giảm thời gian và chi phí cho việc tính toán các điểm trung gian, các chiều dày lát cắt và thời gian dừng cần thiết tại mỗi thời điểm của mũi khoan… thƣờng thì ngƣời ta bố trí vào cụm CNC các chƣơng trình con, các số liệu về tọa độ và các điểm cần thiết để lập trình có thể lấy chúng ra bất cứ lúc nào cần thiết.
Để lập trình trực tiếp trên máy CNC, ngƣời lập trình phải biết sử dụng các kỹ thuật menu và các soft-key trên cụm điều khiển CNC.
Sau khi đã lập trình xong chƣơng trình, muốn kiểm tra chƣơng trình có đƣợc lập trình đúng hay không ngƣời ta sẽ chạy chƣơng trình mô phỏng quỹ đạo chuyển động cắt của dụng cụ màn hình theo chƣơng trình đã lập. Nếu có sai sót nào có thể lập tức sửa chữa lại cho đến khi hoàn thiện mới tiến hành gia công trên chi tiết thực.
Với ngƣời bắt đầu học lập trình gia công nhất thiết phải thực hiện theo phƣơng pháp này và phải đạt đến trình độ thành thạo trong xử lý, thao tác và sửa chữa các lỗi gặp phải mới có thể chuyển sang các phƣơng pháp lập trình khác.
Lập trình bằng tay trên cụm CNC khác
Trong khi máy CNC đang hoạt động, ngƣời lập trình có thể chuẩn bị cho chúng một chƣơng trình gia công tiếp theo bằng cách dùng các bảng lập trình CNC khác hay các máy tính trong hệ thống DNC. Điều này đặc biệt rất thuận lợi trong giảng dạy, đào tạo và thực hành cũng nhƣ để gia công các chi tiết đơn giản trong dạng sản xuất đơn chiếc hay loạt nhỏ.
Với phƣơng pháp này, ta có thể bố trí các cụm lập trình hay các máy tính ngay trong phân xƣởng sản xuất để thuận lợi cho quá trình dạy và thực hành.
Lập trình bằng tay tại phân xưởng chuẩn bị chương trình
Kiểu lập trình này thích hợp với các cơ sở sản xuất của các nhà máy có năng lực sản xuất lớn hơn hay thực hiện một hợp đồng bao gồm nhiều chi tiết lắp ghép mà cần phải thực hiện trên nhiều máy CNC. Khi đó yêu cầu cần phải có phòng lập trình và có các kỹ sƣ lập trình đủ trình độ về chuyên môn và kinh nghiệm nghệ nghiệp, đặc biệt là với các máy nhiều trục.Các kỹ sƣ lập trình này trƣớc hết phải đƣợc trải qua lập trình thực nghiệm trong phân xƣởng và phải đạt đến trình độ thành thạo và có kinh nghiệm mới có thể đảm nhiệm công việc này.
Thông thƣờng việc lập trình đƣợc thực hiện trên các máy tính. Vì thế nên chỉ có những cán bộ có đủ kiến thức và kinh nghiệm mới thực hiện công việc này.
Lập trình với sự hỗ trợ của máy tính
Tƣơng tự nhƣ lập trình bằng tay, nhƣng các tính toán trong quá trình lập trình đƣợc giảm xuống một cách đáng kể và thực hiện nhanh hơn nhờ trong các máy tính đã đƣợc trang bị các bộ xử lý, bộ nội suy và chứa các dữ liệu cần thiết mà ngƣời ta có thể sử dụng bất kỳ khi nào muốn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lập trình bằng máy
Từ cơ sở bản vẽ CAD trên máy tính ngƣời ta đƣa vào một hệ thông biên dịch trợ giúp cho quá trình lập trình. Sau khi đã thiết kế xong chi tiết, ngƣời ta có thể lựa chọn quy
trình công nghệ gia công và cách thức gia công (cắt thô, cắt bán tinh, siêu tinh, các kiểu ăn dao…) và từ kiểu đƣợc lựa chọn đó máy tính sẽ xây dựng một chƣơng trình gia công thích hợp dƣới dạng mô tả quá trình dịch chuyển dụng cụ và các chế độ công nghệ tƣơng ứng. Công việc tiếp theo là mã hóa chƣơng trình gia công theo code của hệ thông điều khiển tƣơng ứng trên các máy CNC để cho ra chƣơng trình gia công thích hợp với ngôn ngữ máy. Kỹ thuật này gọi là CAM.Hiện nay các phần mềm CAD/CAM có nhiều tính năng mạnh và dễ sử dụng đã giúp quá trình lập trình trở nên thuận lợi.
CHƢƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHAY CNC PC-MILL55 2.1 Giới thiệu chung
Máy phay PC-MILL55 là một máy phay nhỏ,chỉ sử dụng cho mục đích nghiên cứu và dạy học. Máy phay công suất nhỏ,độ cứng vững thấp,dùng để gia công những chi tiết đơn giản kích thƣớc nhỏ. Máy phay với 8 ổ chứa dao tự động là giải pháp lý tƣởng cho sinh viên đào tạo trong giáo dục hơn nữa khi các máy móc công nghiệp lớn không phù hợp.
Vai trò của nó trong giáo dục đƣợc xác định bởi hệ thống kiểm soát hoán đổi cho nhau. Phần mềm này có thể đƣợc chuyển trong một phút từ FANUC 0M/21M để điều khiển SIEMENS 840D hoặc Heidenhain TNC 426/430 hỗ trợ đầy đủ bởi Fanuc / Siemens / Heidenhain CNC giấy phép kiểm soát hệ thống trang web với kiểm soát hoạt động bàn phím.Máy The Concept Mill 55 có thể đƣợc tích hợp vào hệ thống FMS và CIM. Giao diện ngƣời máy có thể không chỉ kiểm soát các thiết bị ngoại vi (chẳng hạn nhƣ phó tự động, cửa, vv) mà còn kết nối máy cho các máy tính hoặc các thiết bị khác (ví dụ nhƣ tải và bốc xếp robot). Giao diện DNC cho phép các chƣơng trình đƣợc bắt đầu từ máy tính chủ.
2.2 Phạm vi sử dụng
Phay là phƣơng pháp gia công rất phổ biến, có khả năng công nghệ rất rộng rãi. Phay dùng phổ biến để gia công mặt phẳng, các loại rãnh phẳng và cong, các dạng mặt định hình, bánh răng các loại, cắt đứt, phay ren…
Phay là phƣơng pháp gia công đạt năng suất cao, đạt đƣợc độ chính xác và độ bóng bề mặt xấp xỉ khi gia công tiện
Khi phay có thể đạt độ chính xác cấp 11¸ 9, độ bóng đạt Rz 20¸Ra2,5. Trên máy phay độ chính xác cao và dùng dao phay chính xác, có thể đạt độ chính xác, độ bóng cao hơn.
Máy phay Concept Mill 55 có thể gia công đƣợc các dạng : + Phay mặt phẳng
+ Phay rãnh cong + Phay rãnh bậc
Các vật liệu gia công trên máy gồm: Kim loại, gỗ, chất dẻo. Máy phay PC-Mill55 đƣợc trang bị một ổ tích dao tự động với 8 dụng cụ, tay máy để đổi dụng cụ và hệ thống khí nén, thủy lực nhằm phục vụ cho việc thay đổi kẹp chặt dụng cụ và vệ sinh hệ thống dụng cụ.
2.3 Các thông số kỹ thuật của máy Không gian làm vi ệc
Rãnh ( khe) trƣợt dọc ( trục X) 190 [mm]
Rãnh trƣợt ngang (trục Y) 140 [mm]
Rãnh trƣợt thẳng đứng(trục Z) 260 [mm]
Dải đo trục Z hiệu quả tiêu chuẩn / với bộ phận thay thế dụng cụ
190 / 120 [mm]
Khoảng cách mũi trục quay - bàn máy 77-337 [mm]
Bàn máy phay
Bề mặt kẹp chặt (L×D) 420×125 [mm]
Trọng tải bàn tối đa 10 [kg]
Độ rộng 2 khe chữ T theo DIN 650 11 [mm]
Khoảng cách 2 khe chữ T 90 [mm]
Trục máy phay
Ổ bi trục Ø35 [mm]
Loại ổ Ổ bi ( đỡ) trục
Dụng cụ kẹp chặt tƣơng tự DIN7920 - SK30 Điều kiện làm việc tiêu chuẩn
Then( bu lông) chịu lực Điều kiện làm việc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tiêu chuẩn
Kẹp chặt dụng cụ Bằng tay
Đƣờng kính tối đa dụng cụ tiêu chuẩn / với bộ phận thay thế dụng cụ
Ø60 / ø40 [mm]
Truyền động trục quay
Động cơ quay hiện tại AC
Công suất tối đa 0,75 [kW]
Dải tốc độ (biến thiên cơ bản) -1
Moomen xoắn danh nghĩa tại trục quay 3,7 [Nm] Tốc độ tối đa với trục quay tốc đô cao (phụ tùng) -1
Bộ phận thay thế dao ( lựa chọn)
Số lƣợng dụng cụ của trạm 8 [1]
Khối lƣợng dao tối đa 1 [kg]
Đƣờng kính dao tối đa Ø40 [mm]
Kẹp chặt dụng cụ Tự động
Bộ phận truyền động
Các động cơ bƣớc AC tại các trục X/Y/Z
Bƣớc 0,5[μm]
Lực ăn dao tối đa X/Y/Z 800 / 800 / 1000[N]
Tốc độ tiến dao trên X/Y/Z (biến thiên cơ bản) 0-2 [m/min]
Tốc độ dich chuyển ngang X/Y/Z 2 [m/min]
Mức độ thay đổi vị trí trung binh X/Y/Z theo tiêu chuẩn DINVDI 3441
8/8/8 [μm]
Hệ thống bôi trơn
Các đƣờng dẫn, các đai ốc trục chính Dầu bôi trơn
Trục chính Bôi trơn liên tục
Thiết bị hơi ( lựa chọn)
Thiết bị hơi cho những lựa chọn với gia công bằng hơi
Áp suất cung cấp 6 [bar]
Ống nối Ø10 [mm]
Thiết bị tự động kẹp chặt ( lựa chọn) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thiết bị hơi với bộ phận bât hơi
Dung tích mở 70 [mm]
Độ rộng má kẹp 72 [mm]
Cơ cấu cửa tự động ( lựa chọn)
Đƣợc phát động bằng hơi, bao gồm điều khiển vị trí cuối
Đầu chia ( lựa chọn)
Đầu chia hoàn thiện với vỏ và thiết bị lắp trên bàn máy phay
Chiều cao trục quay 50 [mm]
Tổng chiều cao 95 [mm]
Vị trí
Momen xoắn danh nghĩa 45 [mm]
Tốc độ dịch chuyển ngang 8 Độ chính xác chia độ ±100 [s] Độ chính xác lặp ±15 [s] Ụ đỡ đầu chia Độ cao tâm 50 [mm] Độ côn của ống lót ụ đỡ
Độ lệch của ống lót ụ đỡ 35 [mm]
Kết nối điện
Công suất cung cấp ( thay đổi đƣợc ) 1/N/PE/ 110/230 [V] Sự chập chờn nguồn điện tối đa +5/-10 [%]
Tần suất 50/60 [Hz]
Tải trọng liên kết của máy 0,85 [Kva]
Sơ bộ số cầu chì tối đa cho máy 12
Kích thƣớc, khối lƣợng Tổng chiều cao 980 [mm] Bề mặt hệ thống WxD 960x1000 [mm] Tổng khối lƣợng máy 220 [kg] Nhiệt độ phòng, chế độ làm việc Nhiệt độ phòng 12-35 [ C] Độ ẩm rH 40-70 [%]
Mức áp suất âm thanh
Mức áp suất âm thanh trung bình 70 [db]
2.4 Sơ đồ cấu tạo chung của máy
2.4.1 Sơ đồ cấu tạo máy
Hình 2.2: Các chi tiết trên máy
1. Đầu dao phay
2. 8 vị trí chứa dao thay đổi 3. Cửa chắn phoi 4. Sống trƣợt theo trục Z 5. Bàn máy phay 6. Sống trƣợt theo trục X-Y 7. Khóa sự cố 8. Biển hiệu 9. Công tắc 10. Tủ máy 11. Đèn máy( phụ thêm) 12. Ổ đỡ đầu dao 13. Đầu khí nén ( bảo dƣỡng) 14. Bệ máy có ngăn chứa dao và
2.4.2 Các điểm trên máy:
Hình 2.3 Các điểm trên máy
Điểm gốc máy M:
Điểm gốc máy M nằm trong mặt phẳng bàn máy ở biên phía trứơc bên trái.Điểm gốc máy M là nguồn gốc của các phối hợp hệ thống. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Điểm chuẩn R:
Điểm chuẩn là một điểm cố định trên máy. Nó phục vụ cho việc hiệu chỉnh của hệ thống. Điểm chuẩn phải đƣợc tiếp cận sau mỗi lần bật máy để đạt độ chính xác khi chuyển đổi giao tiếp giữa điểm M và N( T) khi điều hành.
Điểm gốc phôi W:
Điểm gốc phôi có thể lập trình tự do bởi ngƣời sử dụng.
Khi lập trình một điểm gốc phôi là nguồn gốc của việc phối hợp các hệ thống khi di chuyển từ điểm gốc máy M tới điểm gốc phôi W.
Điểm chuẩn đầu kẹp dụng cụ N(T):
Điểm chuẩn đầu kẹp dụng cụ N(T) nằm chính xác trên trục chính ở phía trƣớc mũi trục chính máy.
2.5 Khu vực làm việc của máy:
Hình 2.4: Khu vực làm việc trong X và Y
Hình2.5: Giới hạn di chuyển các trục của máy
Khu vực làm việc trong X và Y trục:
Đi qua con đƣờng trục X... 190 mm Đi qua con đƣờng trục Y... 140 mm