6. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.3.2Máy phay CNC
60
Có nhiều tiêu chí để phân loại máy CNC nói chung và máy phay CNC nói riêng nhƣng thông thƣờng ngƣời ta hay sử dụng 4 cách phân loại sau đây.
Phân loại theo dạng điều khiển
Khi gia công các chi tiết khác nhau thì các bề mặt tạo hình khác nhau đòi hỏi sự chuyển động khác nhau giữa dao và chi tiết. Quỹ đạo của các chuyển động này đƣợc xác định chính xác thông qua các chỉ dẫn điều khiển. tùy dạng chuyển động của điểm đầu, điểm cuối, quãng đƣờng dịch chuyển mà ta có các dạng điều khiển khác nhau. Các dạng điều khiển đó đƣợc phân thành
- Điều khiển theo điểm - Điều khiển theo đƣờng
- Điều khiển theo đƣờng contour Phân loại theo loại vòng lặp điều khiển
- Vòng lặp điều khiển hở (Open loop systems)
Với vòng lặp điều khiển kiểu này, chƣơng trình đƣợc nhập qua một thiết bị đầu vào. Sau đó tín hiệu sẽ đƣợc xử lý và chuyển xuống các cơ cấu để thực hiện việc gia công. Hoàn toàn ko có hệ thống ghi nhận và phản hồi thông tin trong quá trình gia công. Hệ thống này hiện rất ít đƣợc sử dụng.
Hình 1.35: Hệ thống điều khiển hở
- Vòng lặp kín (Close loop systems)
Với hệ thống điều khiển kiểu kín này thông tin sẽ đƣợc ghi nhận và phản hồi lại để cho máy tính xử lý. Các thông số gia công, các lỗi trong quá trình gia công có thể cập nhật theo chế độ thời gian thực. Với hệ thống này thì năng suất cũng nhƣ chất lƣợng gia công
61
đƣợc nâng lên rõ rệt. Hiện nay các máy CNC đều đƣợc sử dụng hệ thống điều khiển kiểu này.
Hình 1.36: Hệ thống điều khiển kín
Phân loại theo số trục
Phân theo số trục, máy CNC có thể có 2,3,4 hoặc 5 trục trong đó 3 trục X,Y,Z là các trục cơ bản chuyển động tịnh tiến theo bàn máy hoặc trục chính. Với máy phay có 4, 5 trục thì đƣợc bổ sung thêm khả năng quay nghiêng trục chính hoặc xoay bàn máy. Máy càng có nhiều trục thì khả năng gia công càng đƣợc nâng cao, thời gian và chất lƣợng sản phẩm cũng đƣợc nâng lên nhƣng kèm theo đó là giá thành đầu tƣ cũng tốn kém hơn nhiều.
Hình 1.37: Mô phỏng trục gia công trong máy CNC
Phân loại dựa theo nguồn cấp
Nguồn cấp năng lƣợng cho các cơ cấu chấp hành cơ khí trong máy CNC có thể là:
62
- Nguồn điện - Nguồn khí nén - Nguồn thủy lực
- Nguồn lai (nguồn chính là thủy lực, nguồn phụ là khí nén) 1.3.2.2 Sơ lƣợc về kết cấu máy phay CNC
Cũng giống nhƣ kết cấu của các máy CNC khác, kết cấu của máy phay CNC bao gồm hai phần chính là phần cơ khi và phần điều khiển.
Phần cơ khí: đế máy, thân máy, bàn máy, bàn xoay, trục vít me bi, ổ tích dụng cụ, cụm trục chính và băng dẫn hƣớng.
Phần điều khiển: các loại động cơ, các hệ thống điều khiển và máy tính trung tâm.
Hình 1.38: Kết cấu cơ bản của máy CNC
KẾT CẤU PHẦN CƠ KHÍ Thân máy và đế máy
63
Cũng nhƣ thân của các máy công cụ thông thƣờng, thân của máy CNC
thƣờng đƣợc làm bằng gang do gang có độ bền nén gấp 10 lần thép. Do thân máy có chứa các hệ thống điều khiển, trục chính và rất nhiều các hệ thống khác nên thân và đế máy phải:
Có độ cứng vững cao. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Có các thiết bị chống rung động. Có độ ổn định về nhiệt.
Bàn máy, bàn xoay
Bàn máy là nơi để gá đặt chi tiết gia công hay đồ gá. Nhờ có sự chuyển động linh hoạt và chính xác của bàn máy mà khả năng gia công của máy CNC đƣợc nâng lên rất cao, có khả năng gia công đƣợc những chi tiết có biên dạng phức tạp.
Đa số các máy CNC hay trung tâm gia công hiện đại thì bàn máy đều là dạng xoay đƣợc. Nó có ý nghĩa nhƣ trục thứ 4, thứ 5 của máy làm tăng tính vạn năng của máy.
Hình 1.39: Một số hình ảnh về bàn xoay
Cụm trục chính
Cụm trục chính là nơi lắp dụng cụ. Chuyển động quay của trục chính sẽ sinh ra lực cắt để cắt gọt phôi trong quá trình gia công
Hình 1.40: Cụm trục chính
Trục chính đƣợc điều khiển bằng các động cơ. Thông thƣờng trong máy CNC hay sử dụng động cơ servo theo chế độ vòng lặp kín, điều khiển bằng công nghệ số để tạo ra tốc độ điều khiển chính xác và hiệu quả cao dƣới chế độ tải nặng
64
Hệ thống thanh trƣợt dẫn hƣớng có nhiệm vụ dẫn hƣớng cho các chuyển động của bàn theo XY và chuyển động lên xuống theo trục Z của trục chính.
Hình 1.41:Băng dẫn hƣớng
Hệ thống băng dẫn hƣớng có yêu cầu về độ phẳng rất cao, có khả năng tải cao, độ cứng vững tốt và không có hiện tƣợng dính, trơn khi trƣợt.
Trục vít me đai ốc bi Ƣu điểm của vít me đai ốc bi:
- Mất mát do ma sát nhỏ, hiệu suất của bộ truyền lớn.
- Đảm bảo truyền động ổn định vì lực ma sát gần nhƣ không phụ thuộc vào tốc độ.
- Có thể loại trừ khe hở và tạo sức căng ban đầu đảm bảo độ cứng vững dọc trục cao.
- Đảm bảo độ chính xác làm việc lâu dài. Kết cấu bộ truyền vít me đai ốc
Vít me bi có kết cấu đa dạng nhƣng chúng đều có cấu tạo chung nhƣ nhau, bao gồm: vít me, đai ốc, vòng bi, ống hồi tiếp
Hình 1.42: Kết cấu bộ truyền vít me đai ốc
Ổ tích dụng cụ
Ổ tích dụng cụ dùng để chứa nhiều dụng cụ cắt phục vụ cho quá trình gia công. Nhờ có ổ tích dụng cụ mà máy CNC có thể thực hiện đƣợc nhiều nguyên
65
công cắt gọt khác nhau liên tiếp với nhiều loại dụng cụ cắt khác nhau. Quá trình gia công với sự hỗ trợ của ổ tích dụng cụ này trở nên nhanh hơn và mang tính tự động hóa cao.
Thông thƣờng ổ tích dụng cụ có hai dạng cấu tạo: Đầu revolve chứa dụng cụ.
Ổ tích kèm thiết bị thay dụng cụ.
Đầu revolve chủ yếu đƣợc dùng trên máy tiện. Còn trên máy phay hay dùng ổ tích dụng cụ kèm thiết bị thay.
a b c
Hình 1.43: Các loại ổ tích dụng cụ
a. ổ tích dạng xích; b. ổ tích dạng đĩa; c. revolve dạng sao Cơ cấu thay dao tự động(hình ): cùng với ổ tích dao, cơ cấu thay dao tự động giúp cho việc thay dao đƣợc chính xác, nhanh gọn và nâng cao tính tự động hóa. Trong quá trình gia công, khi cần chuyển sang một nguyên công cắt gọt khác cần phải thay dao với sự hỗ trợ của cơ cấu này thì ta không phải dừng máy để thay dao bằng tay mà hệ thống sẽ tự động thay dao theo chƣơng trình đã lập sẵn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 1.44: cơ cấu thay dao tự động
66
KẾT CẤU PHẦN ĐIỀU KHIỂN Các loại động cơ
Máy hoặc trung tâm gia công CNC có các loại động cơ sau: động cơ một chiều, động cơ xoay chiều, động cơ bƣớc, động cơ servo và động cơ tuyến tính
Cụm điều khiển máy MCU (Machine Control Unit)
Cụm điều khiển đƣợc hình thành trên cơ sở thiết bị điều khiển điện tử, thiết bị vào ra và thiết bị số. Đây đƣợc coi là trái tim của máy CNC.
Có hai cách điều khiển máy CNC:
- Truyền cả file mã G-code vào máy CNC. - Phƣơng pháp DNC (Direct Numerical Control) Cụm dẫn động (Driving Unit)
Cụm dẫn động là tập hợp các động cơ, sensor phản hồi, phần tử điều khiển, khuếch đại và các hệ dẫn động. Trong đó, động cơ và sensor phản hồi là các thành phần đặc trƣng cho máy công cụ điều khiển số CNC.
Cụm điều khiển có nhiệm vụ liên kết các chức năng để thực hiện điều khiển máy. Các chức năng đó bao gồm: số liệu vào, xử lý số liệu, số liệu ra, ghép nối ra, phần cứng điều khiển