được trang bị đầu Rơvolve, chỉ sử dụng ổ kẹp dao 4 vị trớ để gỏ lắp dao, dụng cụ cắt được minh họa như hỡnh 4.3, cú thể sử dụng dao hợp kim hoặc dao thộp giú.
4.4. Đặc điểm, đặc trưng của mỏyTiện CNC:Tiện CNC: Tiện CNC:
Để xỏc định cỏc vị trớ của cỏc bộ phận mỏy trong quỏ trỡnh chuyển động, về nguyờn tắc ta cần phải gắn chỳng vào những hệ trục toạ độ. Để thống nhất việc lập trỡnh, người ta quy ước như sau:
+ Dụng cụ cắt thực hiện chuyển động tiến dao, cũn chi tiết đứng yờn.
+ Cỏc chuyển động tịnh tiến được biểu diễn theo hệ trục toạ độ vuụng gúc X,Y,Z. Chiều của chỳng được xỏc định theo quy tắc bàn tay phải ( hỡnh 4.4 )
4.4.1 Hệ trục tọa độ:
Hệ thống trục toạ độ trờn mỏy tiện được xỏc định theo quy tắc bàn tay phải. Cỏc chuyển động chớnh của mỏy tiện CNC được thiết lập theo cỏc trục tọa độ X, Z (theo quy tắc bàn tay phải, ngún tay cỏi là trục X, ngún tay giữa là trục Z) (hỡnh 4.4).
Theo quy tắc bàn tay phải:
+ Trục Z trựng với trục chớnh của mỏy. Chiều dương của trục Z (+Z) luụn luụn chạy ra khỏi bề mặt gia cụng, chiều õm (-Z ) là chiều ăn sõu vào vật liệu.
+ Trục X là trục vuụng gúc với trục Z trong mặt phẳng nằm ngang. Chiều dương của của trục (+X) là chiều hướng từ tõm chi tiết đến dụng cụ cắt, chiều õm (- X) là chiều ngược lại (Hỡnh 4.5). Như vậy chiều trục X phụ thuộc vào dụng cụ cắt nằm trước hoặc sau tõm quay
Hệ thống tọa độ này liờn quan mật thiết với cỏc chi tiết gia cụng trờn mỏy tiện CNC.
Khi lập trỡnh được quy ước rằng:
Dụng cụ cắt chuyển động tương đối so với hệ thống trục tọa độ, cũn chi tiết đứng yờn. + Z + X + Z + X 4.4.2 . Cỏc điểm chuẩn:
Để điều khiển chuyển động tiến dao ta phải xỏc định được chớnh xỏc vị trớ của từng điểm trờn quỹ đạo chuyển động của nú. Như võy, sau khi đó xỏc lập cỏc hệ trục tọa độ vấn đề tiếp theo là phải gắn cỏc trục tọa độ vào cỏc vị trớ thuận lợi trong phạm vi khụng gian làm việc của mỏy. Đú chớnh là cụng việc chọn gốc tọa độ.
4.4.2.1 Điểm gốc tọa độ của mỏy ( ký hiệu M): Machine Zero Point
Điểm gốc tọa độ của mỏy là điểm cố định do nhà chế tạo đó xỏc lập ngay từ khi thiết kế mỏy. Nú là điểm chuẩn để xỏc định
vị trớ cỏc điểm khỏc như gốc toạ độ của chi tiết (W),…
Đối với mỏy tiện, điểm M thường chọn là giao điểm của trục Z với mặt phẳng đầu của trục chớnh.
4.4.2.2 Điểm gốc toạ độ của chi tiết ( ký hiệu W): Workpiece Zero Point
Trước khi lập trỡnh, người lập trỡnh phải chọn điểm gốc toạ độ “điểm O” của chi tiết, để xuất phỏt từ điểm gốc này mà xỏc định vị trớ của cỏc điểm trờn đường bao của chi tiết. Tuy nhiờn cần phải xỏc định sao cho cỏc kớch thước trờn bản vẽ gia cụng cũng đồng thời là cỏc giỏ trị toạ độ. Hỡnh (4.6) là vớ dụ về việc chọn điểm (W).
Hệ tọa độ trờn chi tiết do người lập trỡnh xỏc định do đú nú cú thể được thay đổi
4.4.2.3 Điểm gốc tọa độ chương trỡnh.(ký hiệuP): Program reference point
Điểm gốc chương trỡnh, là điểm mà dụng cụ sẽ ở đú trước khi gia cụng. Điểm này được viết ngay ở đầu chương trỡnh, căn cứ vào đú để đặt dụng cụ cắt trước khi chạy chương trỡnh gia cụng.
4.4.2.4 Điểm chuẩn của mỏy (ký hiệu R): Reference Point
Trong hệ thống mỏy đo dịch chuyển, cỏc giỏ trị đo thực sẽ mất đi khi cú sự cố mất điện. Trong những trường hợp này, để đưa hệ thống đo trở lại trạng thỏi đó cú trước thỡ phải đưa dụng cụ cắt tới điểm R.
Điểm chuẩn R cú một khoảng cỏch so với điểm gốc của mỏy. Khi lập trỡnh G74 dụng cụ cắt sẽ tự động tỡm điểm chuẩn tham chiếu R của mỏy. Vị trớ của nú được cài đặt chớnh xỏc trờn mỗi trục chuyển động bởi cụng tắc hành trỡnh.
4.4.2.5 Điểm thay dụng cụ cắt (ký hiệu Ww)
Là điểm mà dụng cụ cắt sẽ ở đú trước khi thay đổi dụng cụ khỏc, để trỏnh va chạm dụng cụ cắt vào chi tiết.
4.4.2.6 Điểm điều chỉnh dụng cụ cắt (ký hiệu E)
Khi sử dụng nhiều dụng cụ cắt, cỏc kớch thước của dụng cụ cắt phải được xỏc định trờn thiết bị điều chỉnh để cú thụng tin đưa vào trong hệ thống điều khiển nhằm hiệu chỉnh tự động kớch thước dụng cụ cắt.
Bảng ký hiệu cỏc điểm
Tờn điểm bằng chữKý hiệu
Điểm O của mỏy M
Điểm O của chi tiết W
Điểm O của chương trỡnh P
Điểm chuẩn của mỏy R
Điểm thay dụng cụ cắt Ww
Điểm điều chỉnh dụng cụ cắt E
Ghi chỳ: Mỗi mỏy khỏc nhau đều sử dụng ký hiệu hỡnh vẽ cỏc điểm chuẩn và điểm “O” khỏc nhau, ở đõy mỏy tiện CNC EXPERT sử dụng ký hiệu:
Điểm gốc tọa độ chi tiết: ( W):
4.4.3 Ghi kớch thước khi lập trỡnh CNC
Cú hai cỏch ghi kớch thước khỏc nhau được sử dụng trong lập trỡnh NC: • Ghi kớch thước tuyệt đối.
• Ghi kớch thước tương đối
Ghi kớch thước tuyệt đối luụn luụn liờn quan đến điểm “O“ của chi tiết, cú nghĩa là cỏc kớch thước chuẩn được sử dụng (xem hỡnh 4.7). Trỏi lại ghi kớch thước tương đối luụn luụn sử dụng cỏc kớch thước chuỗi, chỳng được tớnh từ giỏ trị đo hiện tại đến điểm kế tiếp (xem hỡnh 4.8).
Trong trường hợp tiện, ghi kớch thước theo giỏ trị tuyệt đối trờn trục X là cỏc giỏ trị đường kớnh, trong khi đú ghi kớch thước theo giỏ trị tương đối thỡ sử dụng cỏc giỏ trị bỏn kớnh. + X +Z -30 -15 -37 -30 30 10 10
Khi lập trỡnh người ta khuyờn nờn sử dụng cỏch ghi kớch thước tuyệt đối, bởi vỡ so với cỏch ghi kớch thước tương đối nú cú ưu điểm hơn:
• Dung sai kớch thước khụng bị tớch lũy.
• Cỏc thay đổi của từng kớch thước khụng làm ảnh hưởng đến cỏc kớch thước khỏc.
• Một kớch thước bị sai khụng dẫn tới cỏc lỗi khỏc.
• Cỏc tọa độ tuyệt đối chỉ ra khoảng hành trỡnh dịch chuyển của dụng cụ cắt vỡ thế cỏc bước lập trỡnh riờng lẻ cú thể được tỡm thấy dễ dàng.
Do vậy để thiết lập bản vẽ đỳng NC, nờn trỏnh cỏc kớch thước tương đối và nờn sử dụng cỏc giỏ trị tọa độ liờn quan đến điểm chuẩn.
Tuy nhiờn vẫn cú trường hợp cần phải sử dụng cỏch ghi kớch thước tương đối, vớ dụ như khi gia cụng những chi tiết cú cựng biờn dạng như cỏc rónh đứng cạnh nhau trờn chi tiết tiện.
Trong thực tế, việc lập trỡnh theo hệ tọa độ tuyệt đối hay tương đối, tựy thuộc vào quan điểm của người lập trỡnh. Đú là việc lập trỡnh sao cho thuận tiện nhất.
Hỡnh 4.7 : Ghi kớch thước tuyờt đối
Hỡnh 4.8 : Ghi kớch thước tương đối
+Z + X -112 -30 -45 -82 ỉ 65 ỉ 40 ỉ 30
4.5. Một số thiết bị bờn ngoài :
Cỏc mỏy CNC hiện đại được trang bị cỏc thiết bị bờn ngoài cú khả năng giỳp người thợ hoàn thành cỏc cụng việc một cỏch độc lập, mở rộng cỏc chức năng hoạt động của mỏy. Bao gồm cú cỏc thiết bị:
4.5.1 Thiết bị đo dao (settingguage):
Là một thiết bị dựng để đo vị trớ khoảng cỏch của cỏc dụng cụ, với dụng cụ đo đú thỡ cỏc sai số giữa vị trớ chi tiết gia cụng tới cỏc khoảng cỏch dao được xỏc định chớnh xỏc. Cú 2 loại thiết bị đo:
- Thiết bị đo điện tử - Thiết bị đo quang học
4.5.2 Hệ thống đo tự động chi tiết (Automatic Workpiece Measuring Divice)
Là thiết bị đo tự động từ tớnh toỏn đến xỏc định kớch thước bự dao hoàn toàn tự động.
4.5.3 Hệ thống tải phoi (Chip Conveyor)
Thiết bị này dựng để vận chuyển phoi trong khi cắt gọt.
4.5.4 Bộ phận cung cấp phụi liệu (Bar Feeder )
Là bộ phận tự động cung cấp phụi liệu cho mỏy gia cụng, thường cú ở cỏc mỏy cú chương trỡnh đặt sẵn thường gọi là mỏy cú phần CIM.
4.5.5 Thiết bị chuyờn chở tự động (Auto Loader)
Là bộ phận tự động chở phụi và chi tiết trong phõn xưởng cho từng mỏy.
4.5.6 Rụ bốt
Là bộ phận tự động thỏo lắp phụi và chi tiết.
4.5.7 Hệ thống kẹp phụi tự động ( Auto Jaw Changer )
Là thiết bị để chuyển đổi kẹp, hóm phụi tự động trờn mõm cặp bằng hệ thống khớ nộn hoặc thuỷ lực.
4.5.8 Hệ thống thay dao tự động (Automatic Tool Change )
Quỏ trỡnh thay đổi dao cắt trong ổ chứa dao phải tuõn thủ theo những cõu lệnh được thể hiện trong phần chương trỡnh CNC.
Ghi chỳ: Mỏy Tiện CNC EXPERT chỉ là mỏy dựng trong giảng dạy nờn chưa được trang bị cỏc hệ thống thống hiện đại trờn. Tuy nhiờn chỳng ta cũng nờn tỡm hiểu thờm để mở rộng kiến thức.
4.6. Lập trỡnh gia cụng trờn mỏy Tiện CNC:
4.6.1. Ngụn ngữ lập trỡnh:
Hiện nay, hầu hết cỏc mỏy tiện NC, CNC đều sử dụng ngụn ngữ lập trỡnh theo tiờu chuẩn quốc tế ISO.
Đú là mó G (G-code) hay từ lệnh G hay chữ cỏi địa chỉ G (viết tắt của chữ Geometric Funtion) và ba khỏi niệm đú là một.
Với từ lệnh G nú thụng bỏo cho hệ điều khiển đường dịch chuyển
4.6.2 Cỏc lệnh Tiện NC cơ bản: 4.6.2.1 Điều khiển vị trớ (G00)
Với dạng điều khiển này, dịch chuyển nhanh dụng cụ cắt từ điểm hiện tại của nú đến điểm tiếp theo đó được lập trỡnh với một tốc độ chạy dao tối đa (chạy dao nhanh khụng cắt).
Hệ điều khiển sẽ cho mỏy chạy từng trục một đến từng điểm đó cho trong cõu lệnh. Dạng điều khiển này chủ yếu để dịch chuyển dao nhanh.
Mẫu cõu lệnh :
N___G00 X ___ Z ___
Qui ước:
Dao di chuyển nhanh khụng cắt:
Dao di chuyển cắt với tốc độ cắt ( lượng chạy dao):
4.6.2.2 Nội suy đường thẳng (G01):
Với dạng khiều khiển này, dụng cụ cắt dịch chuyển từ điểm hiện tại của nú đến một điểm tiếp theo đó được lập trỡnh theo một đường thẳng với lượng chạy dao gia cụng đó được lập trỡnh
Giỏ trị chuyển dịch theo trục Z Giỏ trị dịch chuyển theo trục X hay tọa độ điểm đớch tớnh theo phương X được lấy theo giỏ trị đường kớnh
Lệnh vị trớ
Mẫu cõu lệnh :
N___ G01 X ___ Z ___ F___
Vớ dụ:
Lập trỡnh gia cụng theo đường cắt ( hỡnh 4.9)
Từ điểm (0) (1) ( 2) … (10) (0) Biết Điểm 0: X=200; Z=100 Điểm 1: X=56; Z=20 Điểm 2: X=56; Z=0 Điểm 3: X=30; Z=0 Điểm 4: X=50; Z=1 Điểm 5: X=54; Z=-1 Điểm 6: X=54; Z=-5 Điểm 7: X=56; Z=-5 Điểm 8: X=60; Z=-7 Điểm 9: X=60; Z=-23 Điểm10:X=62; Z=20 N1 G53 N5 G90 G95 G97 S800 T1.1 M03 N10 G00 X200 Z100 ( Điểm 0 )
N15 G00 X56 Z20 : Dao di chuyển nhanh khụng cắt đến (1)
N20 G01 X56 Z0 F0.1 : Dao di chuyển đến (2) với lượng chạy dao F=0.1 mm/v
N25 G01 X30Z0 F0.1 : Dao di chuyển đến (3) với lượng chạy dao F= 0.1 mm/v
N30 G00 X50 Z1 : Dao di chuyển nhanh khụng cắt đến (4)
N35 G01 X54 Z-1 F0.1 : Dao cắt dọc theo đường cắt từ (4) đến (5), F = 0.1 mm/v
N40 G01 X54 Z-5 F0.2 : Dao cắt dọc theo đường cắt từ (5) đến (6) , F = 0.2 mm/v
N45 G01 X56 Z-5 F0.1 : Dao cắt dọc theo đường cắt từ (6) đến (7) , F = 0.1 mm/v
N50 G01 X60 Z-7 F0.1 : Dao cắt dọc theo đường cắt từ (7) đến (8) , F = 0.1 mm/v
N55 G01 X60 Z-23 F0.15 : Dao cắt dọc theo đường cắt từ (8) đến (9) , F = 0.15 mm/v
N60 G00 X62 Z20 : Dao di chuyển nhanh khụng cắt từ (9) đến (10) N65 G00 X200 Z100 : Dao di chuyển nhanh khụng cắt trở về (0) N70 M30
4.6.2.3 Nội suy đường trũn (G02, G03):
Với dạng điều khiển này, dao cắt sẽ dịch chuyển theo cung trũn từ điểm hiện tại tới điểm đớch với lượng chạy dao đó được xỏc định. Cú 2 mẫu cõu lệnh:
Mẫu cõu lệnh viết theo R:
Giỏ trị toạ độ theo trục Z Giỏ trị lượng chạy dao
Giỏ trị dịch chuyển theo trục X hay tọa độ điểm đớch tớnh theo phương X được lấy theo giỏ trị đường kớnh
N___G02 (G03) X ___ Z ___ R___ F___
Mẫu cõu lệnh viết theo thụng số nội suy vũng trũn: N__ G02 (G03) X ___ Z ___ I___ K___ F ___ .
G02: Dịch chuyển dao theo đường cung trũn cựng chiều kim đồng hồ G03: Dịch chuyển dao theo đường cung trũn ngược chiều kim đồng hồ
Ghi chỳ: Đối với trường hợp tiện thỡ giỏ trị X cú thể lấy theo giỏ trị bỏn kớnh hoặc đường kớnh. Nhưng thụng thường người ta lấy giỏ trị X theo giỏ trị đường kớnh.
Vớ dụ: Lập lệnh dịch chuyển dao theo đường cắt sau (Hỡnh 4.10).
(A) (B) (C) (D) (E) (F) (G) (H) (A)
N1 G53
N5 G90 G95G97 S1000 T1.1 M03
N10 G00 X200 Z150: Dao di chuyển nhanh khụng cắt đến (A) N15 G00 X22 Z15 : Dao di chuyển nhanh khụng cắt đến (B)
N20 G01 X22 Z2 F0.1 : Dao di chuyển đến (C) với lượng chạy dao F=0.1 mm/v N25 G01 X22Z0 F0.1: Dao di chuyển đến (D) với lượng chạy dao F= 0.1 mm/v N30 G03 X30 Z-4 R4 F0.07: Dao cắt dọc theo cung trũn từ (D) đến (E), cú bỏn kớnh R=4 với lượng chạy dao F=0.07 mm/v
N35 G01 X30 Z-34 F0.1: Dao cắt dọc theo đường cắt từ (E) đến (F), F = 0.1 mm/v
N40 G02 X40 Z-39 R5 F0.0: Dao cắt dọc theo cung trũn từ (F) đến (G), cú bỏn kớnh R=5 với lượng chạy dao F=0.07 mm/v N45 G01 X58 Z-39 F0.1: Dao cắt dọc theo đường cắt từ (G) đến (H), F= 0.1 mm/v
N65 G00 X200 Z150: Dao di chuyển nhanh khụng cắt trở về (A) N70 M30
Giỏ trị lượng chạy dao Giỏ trị bỏn kớnh cung trũn
Giỏ trị tọa độ theo trục Z Giỏ trị tọa độ theo trục X lấy theo giỏ trị đường kớnh
Khoảng cỏch từ điểm bắt đầu của cung trũn đến tõm cung trũn theo phương Z. Khoảng cỏch từ điểm bắt đầu của cung
4.6.2.4. Lệnh trễ G04:
Với lệnh này, dụng cụ sẽ dừng lại một thời gian nhất định. Dựng lệnh này khi cắt rónh ( đỏy rónh dao cần dừng lại để làm phẳng đỏy rónh) hay bẻ phoi khi khoan (hỡnh 4.11).
Giỏ trị dừng được lập trỡnh bằng ký tự K, thời gian dừng tớnh bằng giõy.
Mẫu cõu lệnh: G04 K___
Giỏ trị trễ ( Dừng ) Thời gian dừng cho phộp là 0.01 đến 99.99 giõy. Vớ dụ: G04 K0.05 : dừng 0.05 giõy
G04 K2.5: Dừng 2.5 giõy
4.6.2.5 Lập trỡnh theo toạ độ tuyệt đối (G90) và tương đối (G91)
Trong kỹ thuật lập trỡnh thường sử dụng G90, nhưng trong một số trường hợp việc sử dụng lập trỡnh theo toạ độ tương đối thỡ thuận tiện hơn.
Kỹ thuật lập trỡnh sử dụng G90, G91 tuỳ thuộc vào phần mềm điều khiển của cỏc hóng sản xuất và từng loại mỏy tiện, phay.
4.6.2.6 Nhúm lệnh chọn đơn vị gia cụng:
Dạng lệnh :
Hỡnh 4.10 : Lập trỡnh sử dụng G00, G01và G03
N- G70 N- G71
Trong đú : N : số thứ tự của cõu lệnh. G70 : hệ đơn vị tớnh theo inches. G71 : hệ đơn vị tớnh theo milimet.
4.6.2.7 Nhúm lệnh thụng bỏo tốc độ ăn dao:
Dạng lệnh :
N- G94 N- G95
Trong đú : G94 : Tốc độ ăn dao tớnh theo mm/ phỳt hoặc inches/ phỳt. G95 : Tốc độ ăn dao tớnh theo mm/ vũng hoặc inches/ vũng.
4.6.2.8 Nhúm lệnh thụng bỏo tốc độ quay trục chớnh:
Tốc độ quay của trục chớnh được xỏc định bằng chức năng (S), tốc độ quay được tớnh bằng vũng/phỳt hoặc một/phỳt.
Trường hợp tốc độ tớnh theo (vũng/phỳt)
Mẫu cõu lệnh: G97 S___ M03 (M04)
Vớ dụ: G97 S1000 M03: Trục chớnh quay thuận chiều cắt gọt với tốc độ 1000 vũng/phỳt
Ghi chỳ: Khi lập trỡnh trờn mỏy tiện EXPERT S nằm trong khoảng ( S100 ữ
S3000 )
Trường hợp tốc độ tớnh theo (một/phỳt):
Mẫu cõu lệnh:
G96 S_____ M03(M04)
Vớ dụ:
G96 S20 M03: Trục chớnh quay thuận chiều cắt gọt với tốc độ 20m/phỳt
* Ghi chỳ: Ta cú cụng thức tớnh vận tốc dài trục chớnh: 1000 ( / ) 1000 Dn v v m ph n D π π = → =
Từ cụng thức trờn ta thấy khi tốc độ dài của trục chớnh V là hằng số thỡ n tỉ lệ nghịch với đường kớnh D của phụi khi cắt. Khi dao đến tõm ( D nhỏ ) thỡ tốc độ cắt