L ỜI CẢM ƠN
6. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Đặc tính của rung động trong gia công bằng máy công cụ điều khiển số
CNC
Rung động của máy phay CNC là một hiện tượng vật lý sinh ra trong quá trình gia công. Dưới tác dụng của lực cắt, cơ hệ (hệ thống công nghệ) gồm máy phay – đồ gá – dao phay – chi tiết bị rung động. Rung động này gây ra một số tác hại chính như: làm giảm chất lượng bề mặt, gây ra sai sốkích thước của chi tiết gia công, làm lệch các bộ phận của máy dẫn đến giảm độ bền của máy và làm gãy dụng cụ cắt. Trong ba đặc trưng (tần số, biên độ và pha) của rung động thì đặc trưng biên độ gây ảnh hưởng trực tiếp và lớn nhất. Biên độ của rung động phục thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau: chiều sâu cắt (t), chiều rộng cắt (B), vận tốc cắt (S) và lượng chạy dao (F). Đây là bốn thông số công nghệ đặc trưng cho chế độ gia công trên máy phay CNC. Trước khi đặt ra bài toán điều khiển máy phay CNC trên cơ sởrung động của máy, cần phải xét đến khả năng có thể thay đổi các yếu tố nào trong bốn thông số công nghệ nêu trên. Để cụ thể tác giảđã chọn máy phay CNC 5 trục V30 sử dụng bộđiều khiển 18MC của hãng Fanuc làm đối tượng nghiên cứu và đã tìm ra một số khảnăng có thểthay đổi các thông số công nghệ(F,S,B,t) như sau:
- Trong quá trình gia công trên máy phay CNC, người vận hành có thể thay đổi trực tiếp vận tốc cắt thông qua hai nút ấn và lượng chạy dao thông qua một công tắc xoay 16 tiếp điểm trên bộđiều khiển CNC.
- Nếu điều khiển máy phay CNC theo phương pháp CNC (computer numerical control) nghĩa là toàn bộchương trình gia công (đường chạy dao gia công) do phần mềm CAM sinh ra sẽđược truyền vào bộ nhớ của bộđiều khiển CNC vì vậy không thểthay đổi được các thông số công nghệtrong chương trình gia công. Do đó chỉ có thểthay đổi hai thông số là vận tốc cắt và lượng chạy dao bằng các nút ấn và công tắc trên bộđiều khiển CNC.
control) nghĩa là từng lệnh gia công (G- code) sẽ được máy tính gửi tới bộ điều khiển CNC. Vì vậy chỉ có thể thay đổi được các thông số công nghệ (F, S, B, t) trong câu lệnh G – code tiếp theo. Câu lệnh mà máy đang thực hiện không thể sửa đổi được. Như vậy khi sử dụng phương pháp này có thể xảy ra trường hợp dụng cụ cắt đã bị gãy trước khi các thông số công nghệ(F, S, B, t) được thay đổi trong câu lệnh G – code tiếp theo.
Trên cơ sở phân tích này, tác giảđề xuất hai phương án như sau:
- Phương án 1: Xấp xỉ (chia nhỏ) từng câu lệnh G – code thành nhiều câu lệnh G – code khác. Số lượng bước chia nhỏ được chọn sao cho có thể kiểm soát được trạng thái rung động của máy. Phương án này cho phép thay đổi được cả bốn thông số công nghệ (F, S, B, t) tuy nhiên sẽ gây ra sai số lớn trong quá trình gia công và chỉ có thểđược áp dụng khi điều khiển máy theo phương pháp DNC.
- Phương án 2: Can thiệp trực tiếp vào phần cứng của bộ điều khiển CNC để thay đổi hai thông số công nghệ là vận tốc cắt và lượng chạy dao nhờ thay thế hai nút ấn và công tắc xoay 16 tiếp điểm bằng các tín hiệu điều khiển từ bên ngoài. Phương án này có ưu điểm bằng các tín hiệu điều khiển từ bên ngoài. Phương án này có ưu điểm là không gây ra sai số trong quá trình gia công và có thể được áp dụng trong cảhai trường hợp điều khiển máy theo phương pháp CNC và DNC.
- Để tránh sai số, tác giả lựa chọn phương án 2.