Nh− đã nêu ở phần tr−ớc, ngoài các yêu cầu về tích trữ dụng cụ với dung l−ợng lớn, hệ thống quản lý dụng cụ cần phải thực hiện đ−ợc khả năng thay thế dụng cụ tự động với thời gian nhỏ nhất, chính xác và tuyệt đối không va chạm trong quá trình thay thế. Cho tới nay đã có những cơ cấu thay dao tự động thực hiện công việc thay một cặp dụng cụ trong khoảng thời gian ch−a đến 1 giây. Với các cơ cấu tích dao, đầu revonve khác nhau thì cơ cấu thay dao cũng phải có kết cấu và hạot động phù hợp.
Việc lắp dao vào ổ tích dao phải đ−ợc thực hiện sao cho số hiệu của dao phải lắp đúng vào vị trí đã đ−ợc đánh số t−ơng ứng trên ổ tích dao,việc đ−a dao mới vào vị trí cần gia công đ−ợc thực hiện thông qua ch−ơng trình đã đ−ợc lập trình tr−ớc, quá trình đó có thể đ−ợc mô tả nh− sau: Khi nhận đ−ợc lệnh thay dao (M06), dao đ−ợc nhấc cao (hoặc xa) khỏi bề mặt đang gia công, dao ngừng quay, ổ tích dao từ phía ngoài quay tới vị trí dao cần thay, dao sẽ tự động rơi vào phần không gian trống đ−ợc đánh số nh− dao cần thay, ổ tích quay ra, sau đó ổ tích dao lại quay vào, đ−a dao cần thay thế tới đúng vị trí trục chính, từ đó dao đ−ợc tự động kẹp vào trục chính của máy. Quá trình trên thực hiện hoàn toàn tự động nên việc lắp dao theo đúng vị trí trên ổ tích, việc lập trình đúng để dao khỏi va vào bàn máy phải đặc biệt quan tâm . Quá trình thay một cặp dao từ vị trí gia công đi vào ổ tích dao và lấy một dao từ ổ tích dao lắp vào trục chính để gia công đ−ợc trình bày cụ thể trong hình 5.13.
a) c)
Hình 5.13.
Trên các máy tiện có sử dụng đầu Revonve và ổ tích dao có thể sử dụng một tay máy 3 bậc tự do để thực hiện công việc thay dao. Khi đó chuyển động cảu tay máy, đầu Revonve và ổ tích dao đ−ợc điều khiển để hoạt động nhịp nhàng với nhau. Tuỳ vị trí t−ơng đối giữa ổ tích dụng cụ và đầu revonve mà vị trí tay máy đ−ợc bố trí phù hợp. Hình 5.14 là một số ví dụ về cơ cấu thay dao tự động trên máy tiện(hãng Okuma_Nhật Bản).
Hình 5.14. Sơ đồ thay dao tự động trên máy tiện.
Trên các máy phay và trung tâm gia công phay, ổ tích dao th−ờng là cơ cấu xích tải, vì vậy để có thể thuận lợi cho cơ cấu thay dao thì từ xích tải dao đ−ợc chuyển đến một vị trí trung gian là vị trí thay dao. Các động tác thay dao đôi khi phức tạp hơn vì không gian gia công chiếm phần lớn không gian thao tác của máy, đa phần để tránh va chạm khi thay dao chi tiết gia công đ−ợc đ−a xa vị trí làm việc của dao.
Hình 5.15. Thay dao trên trung tâm gia công phay ngang.
5.4.Chọn dụng cụ và điều chỉnh dụng cụ tr−ớc khi gia công.
*)Chọn dụng cụ:
Để đáp ứng các công việc phức tạp trên máy CNC mọi dụng cụ cắt thực hiện công việc gia công cần phải đ−ợc tuyển chọn và tập hợp. Đồng thời hệ điều khiển số phải có khả năng tạo ra nhiều biên dạng khác nhau bằng cách điều khiển chuyển động của các dụng cụ tiêu chuẩn theo những biên dạng t−ơng ứng. Có nghĩa là không phải dùng dụng cụ định hình để gia công, giải pháp dùng số ít dụng cụ tiêu chuẩn luôn tốt hơn là sử dụng nhiều dụng cụ có biên dạng phức tạp.
Tuy nhiên đó cũng là khó khăn bởi dụng cụ tiêu chuẩn đ−ợc lựa chọn phải đáp ứng đ−ợc rất nhiều các yêu cầu khắt khe đề ra, đặc biệt là khả năng thích ứng của thông số hình học dụng cụ cắt với chi tiết gia công. Chính vì vậy mà các nhà sản xuất dụng cụ cắt luôn có những chỉ dẫn để ng−ời sử dụng có thể nhanh chóng chọn đ−ợc dụng cụ cắt phù hợp.
*)Điều chỉnh dụng cụ tr−ớc khi gia công:
Trên các máy công cụ CNC thì dụng cụ cắt phải đ−ợc điều chỉnh kích th−ớc tr−ớc khi gia công, chính vì vậy mà hầu hết các hệ thống dụng cụ dùng cho máy CNC đ−ợc chế tạo có khả năng điều chỉnh vị trí l−ỡi cắt. Việc điều chỉnh đ−ợc thực hiện trên các máy chuyên
dùng kèm theo mỗi một bộ sản phẩm, trên các máy này có trang bị bộ thích nghi phù hợp hoặc hệ thống quang học.
Công việc đo kích th−ớc của dụng cụ là cần thiết khi máy phải quản lý nhiều dụng cụ, các kích th−ớc đo đ−ợc sẽ đ−ợc đ−a vào (nạp vào) bộ nhớ của máy ứng với từng dụng cụ. Các kích th−ớc tuyệt đối đ−ợc sử dụng trong lập trình tuyệt đối , các kích th−ớc về biên dạng l−ỡi cắt và bán kính mũi dao đ−ợc sử dụng khi hiệu chỉnh bù.
Trên các máy điều chỉnh sử dụng hệ thống quang học các kíh th−ớc điều chỉnh hiển thị d−ới dạng vạch đ−ợc khuếch đại, việc điều chỉnh có thể tiến hành thủ công bằng cách sử dụng các vít chỉnh sơ bộ và các vít vi chỉnh( ví dụ nh− điều chỉnh đ−ờng kính của dao phay khi gia công tinh lỗ trụ). Trên các máy mới hiện đại đa số đ−ợc trang bị hệ thống hiển thị số để có thể đọc trực tiếp giá trị điều chỉnh đ−ợc, nhiều máy còn có khả năng kết nối với các thiết bị dán tem, mác, kết nối trực tiếp vào bộ nhớ l−u trữ dungnj cụ của máy CNC... nhằm tăng khả năng tự động hoá của công việc.
Catalog dụng cụ là một b−ớc phát triển mới tạo rất nhiều thuận lợi và tiết kiệm đ−ợc thời gian cho công việc điều chỉnh và chọn dụng cụ. Đi đôi với catalog thì các máy CNC cũng phải tiêu chuẩn hoá phần mềm nhận dạng các kí hiệu t−ơng ứng của các bộ phận cũng nh− kí hiệu của một dao hoàn chỉnh. Khi sử dụng dụng cụ theo catalog có sẵn ng−ời sử dụng chỉ khai báo với máy các kí hiệu của dụng cụ mà nhà cung cấp đã đ−a ra, khi đó máy sẽ tự phiên dich ra hình dáng và kích th−ớc của dụng cụ và tự động thực hiện bù khi yêu cầu.
5.4.Nhận dạng dụng cụ.
Từ đó có thể thấy để nhận dạng dụng cụ đ−ợc tốt cần có :
+) Các dữ liệu phải đ−ợc nạp và xuất tự động(cá biệt có thể nhập bằng tay).
+) Dữ liệu phải đ−ợc l−u giữ toàn vẹn, không đ−ợc nhầm lẫn(chỉ đọc,không sửa... ). +) Quản lý dữ liệu phải đ−ợc đảm bảo chỉ với một lần nạp dữ liệu vào hệ CNC để không tốn thời gian.
+) Nạp, xuất dữ liệu phải đảm bảo ở nhiều vị trí trong xí nghiệp.
+) Hệ thống nhận dạng phải đảm bảo khả năng sử dụng cho nhiều loại dụng cụ khác nhau.
Các hệ thống nhận dạng kiểu cơ khí không đáp ứng đ−ợc các yêu cầu ngày càng cao của sản xuất, vì vậy việc ứng dụng các “chip” điện tử đ−ợc quan tâm hơn. Với cách này để nhận dạng dụng cụ mỗi dụng cụ sẽ đ−ợc gắn một chip t−ơng ứng và trên máy sẽ trang bị một đầu đọc thích hợp để có thể đọc thông tin trên chíp này. Công việc này cũng gặp phải một khó khăn là chíp gắp trên dụng cụ cũng chịu ảnh h−ởng khốc liệt của điều kiện gia công, hơn nữa công việc này còn làm tăng giá thành của dụng cụ cũng nh− các máy đọc dữ liệu tích hợp trên máy CNC.
Sau khi chọn đúng,đủ các thông số cần thiết về dao cụ, ta tiến hành khai báo dao cụ với hệ điều hành của máy.Chức năng quản lý dụng cụ của hệ CNC −u việt ở chỗ không những nó nhận dạng dụng cụ một cách tin cậy mà còn cung cấp các dữ liệu ứng với từng dụng cụ một cách chính xác và không nhầm lẫn giữa các dụng cụ.Tuỳ theo khả năng cụ thể của từng hệ CNC mà phải nạp những dữ liệu cần thiết sau đây:Kiểu dụng cụ,số hiệu dụng cụ,vị trí dụng cụ trong ổ tích dao,l−ợng tiến dao tối đa, tuổi bền, bán kính l−ỡi cắt,chiều dài dụng cụ, mã hiệu dụng cụ đặc biệt..Số l−ợngcác thông số đặc tr−ng của dụng cụ đ−ợc đề cập trong mã hiệu dụng cụ còn có thể nhiều hơn nữa tuỳ theo khả năng của hệ CNC.