6. Phương phỏp nghiờn cứu
2.1. Giới thiệu khỏi quỏt về mỏy tiện CTX310
Hỡnh 2.1 mỏy tiện CTX310
2.1.1. Đặc tớnh k thu t c a mỏy
- Mỏy cú thể thực hiện tiện 3D ngoài ra mỏy cú thể thực hiện cỏc chu trỡnh gia cụng như, khoan, doa, cắt ren, ta rụ, khoột cụn., gia cụng phay trờn cỏc m t trụ và m t đầu nhờ hệ thống dao quay được gỏ đ t trờn đài gỏ dao.
- Độ chớnh xỏc l p lại là 0.01, điều khiển 3 trục X, Z, C hiệu quả và cú thể tiện theo chiều nằm ngang, tiện, doa, cắt ren, khoột cụn theo cỏc trục X, Y, Z.
- Khung mỏy được thiết kế vững chắc đảm bảo trong quỏ trỡnh gia cụng cắt gọt khụng bị rung và gõy sai số. Chất lượng bề m t gia cụng cao
2.1.2.Thụng số k thu t c a mỏy TT Thụng số k thu t Đơn vị Giỏ trị 1 Độ phõn giải cỏc trục X, Z mm 0,001 2 Số gia nhập nhỏ nhất: cho cỏc trục X, Z mm 0,001 3 Dung sai định vị trớ: cỏc trục X, Z mm 0,01 4 Kớch mỏy (LXWXH) mm 2900X1651X2200
5 Hệ điều khiển Siemens
6 Khoảng cỏch dịch chuyển cho trục X mm
325
hành trỡnh từ X-200 đến X125)
7 Khoảng cỏch dịch chuyển cho trục Z mm
425 Hành trỡnh từ Z0 đến Z425 8 Khoảng cỏch dịch chuyển cho trục y mm
325
hành trỡnh từ Y-200 đến Y125
9 Trọng lượng mỏy Kg 3200
Bảng 2.1. Thụng số kỹ thuật của mỏy tiện CTX-310
2.1.2.1. Truyền đ ng chớnh
- Động cơ chớnh 10 - 10000 vũng/phỳt
- Động cơ trục dao phay gỏ trờn đầu Rovolves 20 – 6300 vũng/phỳt - Động cơ AC vụ cấp điều khiển bằng biến tần
2.1.2.2. Đ ng cơ bước tiến
- Động cơ AC vụ cấp điều khiển cho tốc độ chuyển động cỏc trục X, Z, Y - Tốc độ: Trục X, Z
- Cú thể nhập: 10 – 10000 mm/phỳt Chạy dao nhanh: Cho trục X : 20 m/phỳt Cho trục Z: 30 m/phỳt
Chế độ cài đ t: 20 – 30000 mm/phỳt
2.1..3. Hướng chuyển đ ng c a cỏc trục
Hỡnh 2.2. Hướng chuyển động cỏc trục của mỏy tiện CNC
2.2.Cấu trỳc và nguyờn lý hoạt động của mỏy tiện CNC CTX310
2.2.1. Cỏc b ph n chớnh c a mỏy
Hỡnh 2.3 C u trỳc bờn trong của mỏy CTX310
1 Đài gỏ dao rovolve 2 Ụ sau
3 Bàn dao 4 Ụ trước 5 Thõn mỏy
6 Bệ cụng xụn băng trượt ngang 7 Bệ cụng xụn gỏ đài dao
8 Băng trượt dọc
9 Trục vớt băng trượt dọc 10 Động cơ bàn trượt dọc 12 Băng trượt ụ động
13 Trục vớt băng trượt đứng ngang
14 Băng trượt ngang Hỡnh 2.4 C u trỳc tổng thể mỏy tiện
CTX310
2.2.2. Bảng điều khiển mỏy
Hỡnh 2.5 Bảng điều khiển CTX 310 của hóng Siemens
1 Cụng tắc bật nguồn điện dựng để đúng ngắt điện 3 pha cấp vào mỏy 2 Bảng chỉ dẫn dũng điện vào
3 Nỳt dừng kh n cấp Emergency Stop dựng khi mở và tắt mỏy 4 Nỳt mở tắt mỏy ON
2.2.3 Nguyờn lý hoạt đụng mỏy tiờn CNC CTX310
Khi cấp nguồn điện 3 pha 380v 50-60hz bằng cỏch bật cầu dao 3 pha và nỳt power phớa dau mỏy, mỏy sẽ thực hiện việc khởi động cỏc hệ thống PLC, hệ thống thủy lực, khớ nộn
Bấm nỳt Emergency Stop rồi bấm nỳt ON trờn bảng điều khiển để kết thỳc quỏ trỡnh khởi động. Một chương trỡnh NC được lập theo ngụn ngữ của Siemens sẽ được một chương trỡnh dịch thành cỏc tớn hiệu số gửi xuống hệ thống PLC và từ đú sẽ đưa ra cỏc điều khiển cho cỏc cơ cấu chấp hành
2.3. Thao tỏc vận hành mỏy và sử dụng bảng điều khiển
2.3.1 Bảng thao tỏc b t mỏy
Bảng 2.2 Hướng dẫn vận hành bật mỏy
TT Nội dung cụng việc Hỡnh vẽ minh hoạ
Bước 1 Kiểm tra an toàn và cung cấp điện nguồn vào cho mỏy
Bước 2 Bật cụng tắc cấp điện vào mỏy (phớa sau mỏy)
Bước 3 Nhấn nỳt ON trờn bảng điểu khiển đốn ON sỏng và chờ để mỏy khởi động
Bước 4 Mở nỳt dứng kh n cấp “Emergency Stop” trờn bảng điểu khiển và hộp vụ lăng điều khiển dẫn tiến bằng tay
Bước 5 Ấn nỳt LUBE trờn bảng điều khiển để bơm dầu bụi trơn mỏy
Bước 6 Nhấn nỳt ZRN trờn bảng điều khiển mỏy sẽ quay trở lại điểm thao khảo điểm chu n .
2.3.2 Bảng thao tỏc tắt mỏy
Bảng 2.3. Hướng dẫn vận hành tắt mỏy
TT Nội dung cụng việc Hỡnh vẽ minh hoạ
Bước 1 Kiểm tra mỏy
Bước 2 Đúng nỳt dứng kh n cấp “Emergency Stop” trờn bảng điều khiển và hộp vụ lăng điểu khiển dẫn tiến bằng tay
Bước 3 Nhấn nỳt OFF trờn bảng điểu khiển để tắt mỏy màn hỡnh điều khiển
Bước 4 Tắt cụng tắc cấp điện vào mỏy
Bước 5 Tắt điện nguồn cung cấp cho mỏy
2.3.3. Màn hỡnh và bàn phớm trờn mỏy
Màn hỡnh và bàn phớm là cụng cụ để vận hành và điều khiển mỏy. Để tiến hành việc thao tỏc vận hành và lập trỡnh trờn phần mềm SHOPTURN V7.03, ở mỏy tiện CTX 310 trước hết ta hóy xem xột kỹ lưỡng hơn về màn hỡnh và bàn phớm của hệ thống điều khiển mỏy.
Bộ điều khiển SIEMENS là hệ điều khiển quỹ đạo được sử dụng để lập trỡnh cỏc qui trỡnh cụng nghệ gia cụng tện trực tiếp trờn mỏy bằng ngụn ngữ hội thoại một cỏch dễ hiểu.
2.3.1.1. Màn hỡnh giao diện c a mỏy (Hỡnh 2.6)
Hỡnh 2.6 àn hỡnh giao diện mỏy
2.3.1.2. Bàn phớm điều khiển mỏy
Hỡnh 2.7 Bàn phớm chức năng mỏy tiện CNC CTX310
1- Chỡa khúa mở mỏy 2- Màn hỡnh đồ họa
3- Nỳt bấm menu chớnh để lựa chọn với cỏc chế độ cụng nghệ 4- Nỳt bấm điều khiển ụ sau chuyển động
5- Nỳt bấm đưa về menu điều mỏy gia cụng 6- Nỳt bấm điều khiển quay đầu rovolve 7- Cụng tắc dừng kh n cấp
8- Cụng tắc dịch chuyển ụ sau khi mở cửa 9- Nỳt bấm mở mỏy
10- Nỳt điều khiển bằng tay 11- Nỳt bấm mở cửa
12- Nỳm xoay điều khiển phần trăm tốc độ cắt
13- Nỳm xoay điều khiển cỏc trục bằng tay khi mở của 14- Chuyển sang chế độ chạy khi mở cửa
15- Cỏc phớm điều khiển cỏc chuyển động của mỏy, cỏc chế độ cụng nghệ 16- Cỏc phớm soạn thảo
17- Mẹnu select để cú cỏc lựa chọn
18- Cỏc phớm menu phụ ứng với mỗi menu trờn menu chớnh
2.3.4 L p trỡnh và sửa đổi chương trỡnh
Trong chế độ hoạt động này, bạn cú thể soạn thảo chương trỡnh gia cụng cỏc chi tiết. Với cỏc phớm chức năng, cỏc chu trỡnh gia cụng khỏc nhau và tham số giỳp bạn cỏc thụng tin cần thiết để lập trỡnh.
Mỗi chương trỡnh gia cụng trong Shopturn đều thể hiện dưới dạng cỏc chu trỡnh gia cụng và được gúi vào trong cỏc bảng biểu
Hỡnh 2.8 àn hỡnh ở chế độ lập trỡnh và sửa lỗi chương trỡnh
2.3.5. Chạy thử chương trỡnh (Simulation)
Bằng chế độ chạy thử, SHOPTURN V7.03 tỡm ra cỏc lỗi của chương trỡnh và từng phần của chương trỡnh, sự khụng phự hợp về hỡnh dỏng hỡnh học, những dữ liệu khụng đỳng trong chương trỡnh ho c sự vi phạm khụng gian gia cụng.
Việc mụ phỏng trước chương trỡnh bằng đồ hoạ được mụ tả ở nhiều trạng thỏi khỏc nhau (hỡnh 2.9).
2.3.6. Chạy chương trỡnh (Machining)
Khi chạy chương trỡnh ở chế độ chạy liờn tục Full sequence , bộ điều khiển thực hiện việc chạy chương trỡnh liờn tục cho tới kết thỳc ho c phải ngắt dừng . Việc chạy chương trỡnh bằng tay sau khi dừng bạn phải gọi lại để chạy tiếp. Khi chạy ở chế độ từng cõu lệnh, sau khi thực hiện xong mỗi cõu lệnh bạn phải nhấn phớm START để tiếp tục thực hiện cỏc cõu lệnh sau đú.
Hỡnh 2.10 àn ở chế độ gia cụng
2.4 Kỹ thuật lập trỡnh và gia cụng trờn mỏy tiện CNC CTX310
2.4.1 Tạo m t chương trỡnh NCvà chọn gốc 0 cho chương trỡnh NC trờn mỏy
Sau khi khi khởi đụng mỏy xong để làm việc gia cụng cho một chi tiết mới cần tạo ra chương trỡnh NC trờn mỏy và thiết lập gốc o cho chương trỡnh NC
Để thiết lập chọn phớm Programer sau đú tạo một chương trỡnh NC mới và nhập gốc o cho trương trỡnh NC trong cửa sổ Workoffset vớ dụ 1 là G54 .
2.4.2 Chọn gốc 0 cho phụi gỏ trờn mỏy
Để tạo ra gốc o của phụi trựng với gốc o của chương trỡnh NC để mỏy hiểu và gia cụng được thỡ gốc của phụi và gốc của chương trỡnh NC phải cung tờn gọi vớ dụ G54 .
Để thực hiện , đầu tiờn cần gỏ phụi lờn mỏy, chọn chiều quay và vận tốc cắt, sau đú bấm CYRCLE START và điều khiển việc khỏa m t đầu bằng tay gia cụng m t đầu cho chi tiết
2.4.3 Khai bỏo cỏc thụng số về dao trờn mỏy
Hỡnh 2.13 àn hỡnh ở chế độ thiết lập thụng số về dao
Để khai bỏo cỏc tham số về dao, từ màn hỡnh menu chọn mục tool, di chuyển con trỏ xuống vựng trống kớch chọn newtool sau đú khai bỏo cỏc tham số về dao (bao gồm kiểu dao, chiều dài dao, bỏn kớnh mảnh cắt…
Để thực hiện lập một dao mới cần gỏ dao và tiến hành khai bỏo cỏc tham số cho dao sau đú thực hiện việc thiết lập cỏc chiều dài gỏ dao theo phương X ,Z
Từ cửa sổ Machine bấm chọn Mesgtool và cú thể lựa chon thiết lập chiều dài gỏ dao tự động nhờ đầu dũ ho c thiết lập bằng tay
Hỡnh 2.14 àn hỡnh ở chế độ thiết lập chiều dài dao
Để thực hiện việc set chiều dài cho dao cú hai phương ỏn thực hiện
Tiện một kớch thước đường kớnh ho c chiều dài, tiến hành đo và nhập vào trong bảng offset dao
Sử dụng đầu dũ tiến hành chạm dao vào đầu dũ, mỏy sẽ tự động nhập chiều dài dao theo phương x, z vào trong bảng offset dao, mỗi lần thực hiện cần gọi dao và đưa dao về gần đầu dũ sau đú bấm CYRCLE START
2.4.4 L p chương trỡnh NC gia cụng chi tiết
Để thiết lập chương trỡnh NC trờn mỏy tiện CTX 310 tiến hành bấm nỳt programer, bấm chọn New để tạo fine NC và nhập cỏc thụng sốđể lập trỡnh
Hỡnh 2.16 àn hỡnh ở chế độ tạo chương trỡnh NC mới
Một chương trỡnh NC theo ngụn ngữ Siemens được lập như cỏc chu trỡnh gia cụng và hiển thị như một dũng lệnh
2.4.5 Mụ phỏng, kiểm tra và sửa lỗi chương trỡnh NC 2.4.5.1 Mụ phỏng từng cõu lệnh 2.4.5.1 Mụ phỏng từng cõu lệnh
Việc mụ phỏng quĩ đạo chuyển động của dụng cụ cắt trong quỏ trỡnh gia cụng của hệ điều khiển này rất rừ nột và cho phộp xem nhiều dạng hỡnh biểu diễn khỏc nhau của chi tiết gia cụng.
Hỡnh 2.18 àn hỡnh ở chế độ mụ phỏng
Khi chương trỡnh gia cụng cú lỗi quỏ trỡnh mụ phỏng sẽ khụng thực hiện và dũng lỗi sẽ hiện ra trờn menu chớnh
2.4.5.2 Mụ phỏng cả chương trỡnh
Cú thể nhập và kiểm tra một chương trỡnh trong khi CNC đang thực hiện việc khỏc. Khả năng của CNC cú thể thực hiện tất cả cỏc chương trỡnh thành phần mà chỳng được viết theo cỏc điều khiển SIEMENS.
Để thực hiện mụ phỏng cú hai phương ỏn, mụ phỏng theo từng cõu lệnh, mụ phỏng toàn bộ chương trỡnh băng cỏch bấm chon SINGLE BLOCK.
2.4.6 Gia cụng chi tiết trờn mỏy
Để thực hiện gia cụng chi tiết trờn mỏy trong mụi trường PROGRAMER bấm chon EXCURENT để load chương trỡnh NC sang chế độ gia cụng
2.4.6.1 Gia cụng chạy từng cõu lệnh
Hỡnh 2.19 àn hỡnh ở chế độ gia cụng
2.4.6.2 Gia cụng chạy toàn b chương trỡnh
Để thực hiện mụ phỏng cú hai phương ỏn, mụ phỏng theo từng cõu lệnh, mụ phỏng toàn bộ chương trỡnh băng cỏch bấm chon SINGLE BLOCK.
2.5 Kết luận chƣơng 2
Việc nghiờn cứu kỹ về mỏy tiện CTX 310sẽ giỳp cho người học nắm bắt và vận hành mỏy một cỏch thuần thục từ cỏch vận hành bật và tắt mỏy, sử dụng màn hỡnh và bảng điều khiển một cỏch dễ dàng, hiệu quả. Qua đú sẽ giỳp cho cụng việc gia cụng chi tiết trờn mỏy trở nờn nhanh chúng, hiệu quả, tăng năng suất, giảm giỏ thành sản ph m....
Chƣơng 3:
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SHOP TURN TRONG LẬP TRèNH GIA CễNG CƠ KHÍ
3.1. Giới thiệu chung về hệ điều khiển Siemens và phần mềm Shopturn
Hệ điều khiển Siemens và phần mềm Shopturn của Cộng hũa liờn bang Đức là một trong những phần mềm được sử dụng rộng rói ở nhiều nước trờn thế giới. Ở Việt Nam hiện nay cú nhiều cơ sở sản xuất, viện nghiờn cứu, trường Cao đẳng và Đại học đào tạo kỹ thuật cơ khớ sử dụng phần mềm này như: Viện mỏy và dụng cụ IMI , Cụng ty TNHH Cơ khớ chớnh xỏc, Trường Đại học SPKT Hưng Yờn, Trường Đại học SPKH Nam Định, Trường Cao đẳng nghề Vĩnh Phỳc…Bởi vậy nú rất thớch ứng với quỏ trỡnh phỏt triển cụng nghiệp nước ta trong giai đoạn hiện nay.
Hệ điều khiển và lập trỡnh gia cụng CNC của SIEMENS là hệ điều khiển theo quĩ đạo được sử dụng để lập trỡnh cỏc qui trỡnh cụng nghệ gia cụng tiện, phay, khoan, khoột, doa....trực tiếp trờn mỏy bằng ngụn ngữ hội thoại một cỏch dễ hiểu. SHOPTURN cú thể điều khiển tới 5 trục. Một đĩa cứng đó được tổ hợp hỗ trợ khả năng lưu trữ rất nhiều chương trỡnh, đồng thời khi cần tớnh toỏn nhanh, cú thể cho hiển thị ở một mỏy tớnh cỏ nhõn trờn màn hỡnh ở bất kỳ thời điểm nào.
Bộ điều khiển này cho phộp viết chương trỡnh NC theo 2 ngụn ngữ khỏc nhau: cú thể viết chương trỡnh NC theo mó lệnh G và viết chương trỡnh NC theo mó lệnh chớnh thống của Siemens. Chương trỡnh NC theo ngụn ngữ của Siemens cú cấu trỳc đơn giản dễ hiểu, cho nhiều khả năng lập trỡnh. Vớ dụ, với chức năng nội suy đường cong, hệ điều khiển cho ớt nhất 3 khả năng lập trỡnh.
Một số chức năng lập trỡnh chương trỡnh NC cú thể sử dụng với hệ điều khiển SIEMENS
- Lập trỡnh với cỏch thức thụng thường. - Lập trỡnh Contour tự do Free Contour). - Lập trỡnh bằng tham số G
- Cỏc chu trỡnh gia cụng cho phộp ta sử dụng một cỏch thuận tiện để lập trỡnh những bước cụng nghệ cú tớnh chất l p lại nhiều lần trong gia cụng.
- Kết nối với cỏc hệ thống CAM để gia cụng cỏc bề m t phức tạp một cỏch thuận tiện và chớnh xỏc.
Bàn phớm và cỏch bố trớ màn hỡnh được tổ chức rừ ràng, vỡ thế cỏc chức năng được sử dụng dễ dàng và nhanh chúng. Sự giao tiếp của SIEMENS và cỏc mẫu chu n ISO trong đú lập trỡnh giao tiếp của SIEMENS là một phương thức lập trỡnh đ c biệt dễ dàng. Cỏc đồ hoạ tương tỏc giao tiếp miờu tả riờng lẻ từng bước thực hiện trờn mỏy đối với từng contour, biờn dạng bề m t gia cụng, màn hỡnh mỏy tớnh cho phộp mụ tả từng đường contour vừa được lập trỡnh ở nửa cửa sổ bờn phải. Điều này cho phộp lập trỡnh trỏnh được ngay sai sút là lập thừa đường hay lập sai toạ độ. Việc thiết lập đồ hoạ lập trỡnh tương tỏc rất đơn giản bằng cỏch nhấn phớm menuselect để thiết lập cỏc chế độ cụng nghệ cho việc phỏc tảo đồ họa
Hỡnh 3.1 àn hỡnh mụ phỏng gia cụng của phần mềm Shopturn
Nếu một đường vẽ chi tiết khụng được định kớch thước với NC thỡ sự lập trỡnh finished part SIEMENS lập trỡnh tự do trong SIEMENS thực hiện những
tớnh toỏn cần thiết một cỏch tự động. Quỏ trỡnh thực hiện việc cắt, cú thể được mụ phỏng bằng đồ hoạ trong thời gian mỏy thực hiện ho c trước khi cho mỏy thực hiện. Điều này cũng cú thể thực hiện đối với chương trỡnh theo mẫu ISO ho c điều khiển trực tiếp DNC direct numerical control .
Việc mụ phỏng quĩ đạo chuyển động của dụng cụ cắt trong quỏ trỡnh gia cụng của hệ điều khiển này rất rừ nột và cho phộp xem nhiều dạng hỡnh biểu diễn khỏc