KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY PHAY

5. Phƣơng pháp nghiên cứu

2.1. KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY PHAY

2.1.1. Truyền động chính

Động cơ AC vô cấp điều khiển bằng kỹ thuật số.

Truyền động chính 20 – 2000 vòng/phút và 20 – 2000 vòng/phút - Tốc độ: có thể nhập

- Chuẩn: 20 – 2000 vòng/phút - Tùy chọn: 20 – 2000 vòng/phút

2.1.2. Động cơ chính: 3000 vòng/phút

Động cơ AC vô cấp / mô tơ trục chính

Tốc độ: Thay đổi giá trị nhập: 10 – 3000 vòng/phút Chế độ cài đặt: 20 – 3000 vòng/phút

2.1.3. Động cơ bƣớc tiến

Động cơ AC vô cấp điều khiển số cho các trục X, Y, Z Tốc độ: Trục X, Y, Z

Có thể nhập: 20 – 400 mm/phút

Chạy dao nhanh: Cho trục X và Y: 400mm/phút Cho trục Z: 400mm/phút Chế độ cài đặt: 20 – 400mm/phút

2.1.4. Hƣớng chuyển động của các trục

Hình 2.1 Hƣớng chuyển động các trục của máy phay CNC

2.1.5. Hệ thống đo hành trình:

Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của máy phay CNC – MICROMILL V5

TT Đặc tính kỹ thuật Đơn vị Giá trị

1 Độ phân giải các trục X, Y, Z mm 0,001

2 Số gia nhập nhỏ nhất: cho các trục X, Y, Z mm 0,001 3 Dung sai định vị trí: các trục X, Y, Z mm 0,01 4 Kích thƣớc bàn máy(Size of Worktable Surface) mm 100 x 50

5 Hệ điều khiển Denfor

6 Khoảng cách dịch chuyển cho trục X mm 100 7 Khoảng cách dịch chuyển cho trục Y mm 50 8 Khoảng cách dịch chuyển cho trục Z mm 100

2.2. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của máy phay CNC- MICROMILL V5 2.2.1. Các bộ phận chính của máy 2.2.1. Các bộ phận chính của máy

1- Động cơ chính 2- Tủ điện

3- Bảng vận hành và điều khiển máy 4- Thùng chứa dung dịch làm mát 5- Bàn máy 6- Đầu phay 7- Cửa an toàn 2.2.2. Các phần tử điều khiển 1- Công tắc chính

2- Đồng hồ công tơ đo thời gian mở máy 3- Đồng hồ công tơ đo thời

gian máy chạy gia công

4- Cổng giao diện RS 232C 5- Ổ cắm các thiết bị ngoại vi

6- Bảng điều khiển máy bằng tay và nút dừng khẩn cấp (EMERGENCY STOP). 7- Bảng vận hành máy với hệ thống điều khiển và nút dừng khẩn cấp (EMERGENCY STOP). 2.2.3. Bảng vận hành máy

Bảng điều khiển của hãng Denfor đƣợc thiết kế thích hợp với máy phay của hãng DECKEL MAHO. Dƣới đây mô tả các phần tử có tính chất bổ xung không có trong tài liệu hoặc có sự khác biệt.

Hình 2.6 Các phần tử điều khiển

1- Các phần tử vận hành của bộ điều khiển TNC 2- Bảng vận hành máy

3- Bảng vận hành máy bổ xung

a. Bảng vận hành máy

1- EMERGENCY STOP

2- Nút ấn chiếu sáng - Mở máy

(đèn trạng thái sáng khi mở máy).

3- Các nút nhấn di chuyển trục chuyển động (theo các trục X,Y,Z , trục thứ tƣ và trục thứ 5).

- Chạy dao nhanh

4. Các phím nhấn điều khiển trục dao phay

- Bật mở trục - quay thuận chiều kim đồng hồ - Bật mở trục - quay ngƣợc chiều kim đồng hồ 5. Các phím chức năng

- Thay dao

- Làm mát đóng/ngắt làm mát bằng gió Hình 2.8 Bảng vận hành máy

- Mở/ đóng cửa an toàn khu vực làm việc

- Quay ổ tích dao, thuận/ngƣợc chiều kim đồng hồ - Tháo (nhả) bàn - Phím chức năng 6. Dừng trục chính và bƣớc tiến 7. Dừng bƣớc tiến Trục chính vẫn quay 8. Bắt đầu chƣơng trình b. Bảng vận hành máy bổ xung

1- Enable (yes- buttom) nút mở máy 2- Tháo (nhả) dụng cụ

3- Công tắc thay đổi chế độ vận hành máy - Chế độ vận hành chuẩn

- Chế độ vận hành cài đặt

- Chế độ vận hành 3 (tuỳ chọn ), có sự can thiệp của con ngƣời. - Công tắc vận hành cho chế độ vận hành 4 (tuỳ chọn)

Mở rộng sự can thiệp của con ngƣời )

2.2. 4. Tay quay điện tử HR 410

Tay quay điện tử đƣợc trang bị một số nam châm vĩnh cửu, không đƣợc phép gắn tay quay điện tử này lên đỉnh màn hình của hệ thống điều khiển. Sự nhiễm từ sẽ ảnh hƣởng đến hoạt động của hệ điều khiển.

Chức năng của các phím:

Một vài nút ấn trên tay quay điện tử có đèn trạng thái là các đi ốt phát quang. Đèn báo sẽ sáng lên khi các nút thích hợp đƣợc kích chọn.

1- EMEGENCY STOP

2- Vô lăng điện tử để di chuyển các trục 3- Các nút ấn an toàn

- Để thao tác vận hành khi mở cửa an toàn khi sử dụng phải nhấn đồng thời cả hai phím.

4- Các phím ấn chọn trục

- Chọn các trục di chuyển theo yêu cầu 5- Tiếp nhận vị trí hiện hành

6- Bƣớc tiến: Chậm, trung bình, nhanh - Các phím nhấn di chuyển trục - Phím chức năng

2.3. Thao tác sử dụng bảng điều khiển và vận hành máy 2.3.1. Màn hình và bàn phím 2.3.1. Màn hình và bàn phím

Màn hình và bàn phím là công cụ để vận hành và điều khiển máy. Để tiến hành việc thao tác vận hành và lập trình trên phần mềm ở máy phay Micromill v5 trƣớc hết ta hãy xem xét kỹ lƣỡng hơn về màn hình và bàn phím của hệ thống điều khiển máy.

Bộ điều khiển Denfor là hệ điều khiển quỹ đạo đƣợc sử dụng để lập trình các quy trình công nghệ gia công Khoan-Phay trực tiếp trên máy bằng ngôn ngữ hội thoại một cách dễ hiểu, có thể điều khiển tới 5 trục.

2.3.1.1 Màn hình

1- Dòng đầu trên màn hình: Khi TNC đóng mạch, dòng đầu trên màn hình cho thấy

các chế độ vận hành đƣợc lựa chọn.

2- Các phím đa chức năng (Soft keys): Dòng cuối của màn hình cho ta nhận thấy

các chức năng ứng dụng mở rộng của hệ điều khiển. Các chức năng này đƣợc lựa chọn bằng việc nhấn trực tiếp vào các phím chức năng 3.

sẽ trở thành vùng sáng.

3- Các phím lựa chọn chức năng.

4- Phím chuyển đổi chức năng của thanh công cụ dƣới

màn hình.

5- Phím xác định việc lựa chọn cấu trúc màn hình. 6- Phím chuyển đổi chế độ hoạt động của máy:

chế độ vận hành máy bằng tay- chế độ soạn thảo.

7- Khử từ màn hình

- Thoát khỏi thực đơn chính cho việc điều chỉnh màn hình.

- Chọn thực đơn chính cho việc điều chỉnh màn hình. - Trong thực đơn chính: Di chuyển vùng sáng xuống dƣới.

- Trong thực đơn con: Giảm giá trị, di chuyển hình ảnh sang trái hoặc xuống dƣới.

- Trong thực đơn chính: Di chuyển vùng sáng lên trên. - Trong thực đơn con: Tăng giá trị

- Di chuyển vùng sáng sang phải hoặc lên trên.

9- Trong thực đơn chính: Chọn thực đơn con

- Trong thực đơn con: Thoát khỏi thực đơn con

 Cấu trúc màn hình

Bạn có thể tự lựa chọn cấu trúc màn hình theo ý muốn. Có thể TNC cho thấy các câu lệnh của chƣơng trình ở phía bên trái và khi đó đồ hoạ của chƣơng trình thể hiện ở bên phải màn hình hay các câu lệnh của chƣơng trình cho thấy trên của sổ lớn của màn hình. Cửa sổ mà TNC có thể hiển thị sẽ phụ thuộc vào kiểu vận hành đã đƣợc lựa chọn.

 Thay đổi cấu trúc màn hình

Thanh công cụ dƣới màn hình cho thấy các dạng cấu trúc màn hình

2.3.1.2. Bàn phím

Hình bên mô tả các phím của bàn phím đƣợc phân chia theo chức năng 1- Để nhập văn bản, tên tệp và sử dụng khi lập trình theo ngôn ngữ ISO. 2- Quản lý các tệp

- Máy tính cá nhân - Chức năng MOD - Chức năng HELP 3- Chế độ lập trình

4- Chế độ hoạt động của máy 5- Mô tả hội thoại lập trình 6- Các phím mũi tên và phím GOTO thực hiện lệnh nhảy.

7- Phím nhập và chọn các trục

2.3.2. Các chế độ vận hành máy.

TNC đƣa ra các chế độ vận hành cho các chức năng khác nhau và từng bƣớc công việc cần thiết để gia công chi tiết.

2.3.2.1. Chế độ vận hành bằng tay và tay quay điện tử.

Với chế độ vận hành này bạn có thể định vị trí các trục bằng tay hay bằng kích thƣớc bƣớc, cài đặt điểm chuẩn và xoay mặt phẳng gia công.

Chế độ vận hành bằng tay quay điện tử cho phép bạn di chuyển các trục máy bằng tay quay điện tử.

2.3.2.2. Lập trình và sửa đổi chƣơng trình MDI

Trong chế độ hoạt động này, có thể soạn thảo chƣơng trình gia công các chi tiết. Chức năng lập trình (FK) các Contour tự do đặc trƣng, các chu trình gia công khác nhau và tham số Q là các thông tin cần thiết để lập trình.

Có thể hiển thị bằng đồ hoạ từng bƣớc khi lập trình.

2.3.2.3. Chạy thử chƣơng trình (Program test)

Bằng chế độ chạy thử, TNC tìm ra các lỗi của chƣơng trình và từng phần của chƣơng trình, sự không phù hợp về hình dáng hình học, những dữ liệu không đúng trong chƣơng trình hoặc sự vi phạm không gian gia công.

Việc mô phỏng trƣớc chƣơng trình bằng đồ hoạ đƣợc mô tả ở nhiều trạng thái khác nhau.

2.3.2.4. Chạy chƣơng trình

- Chạy liên tục các câu lệnh. - Chạy từng câu lệnh.

Khi chạy chƣơng trình ở chế độ chạy liên tục (Full sequence), bộ điều khiển thực hiện việc chạy chƣơng trình liên tục cho tới kết thúc hoặc phải ngắt (dừng) việc chạy chƣơng trình bằng tay. Sau khi dừng phải gọi lại để chạy tiếp.

Khi chạy ở chế độ từng câu lệnh, sau khi thực hiện xong mỗi câu lệnh phải nhấn phím START để tiếp tục thực hiện các câu lệnh sau đó.

2.3.3. Phụ tùng kèm theo. 2.3.3.1. Hệ thống dò 3D 2.3.3.1. Hệ thống dò 3D

Bằng hệ thống dò 3D bạn có thể: - Tự đông điều chỉnh chi tiết.

- Cài đặt đƣợc điểm chuẩn nhanh và chính xác.

- Do chi tiết gia công trong khi đang chạy chƣơng trình.

- Số hoá bề mặt 3D, đo và kiểm tra dụng cụ.

2.3.3.2 . Hệ thống đo dao tự động

Thiết bị đo dao TT120 đƣợc sử dụng để đo và kiểm tra chiều dài và bán kính dao. Với thiết bị đo này đƣợc sử dụng các chu trình riêng.

2.3.3.3. Tay quay điện tử

Hình 2.17 Đầu dò 3D

Hình 2.18 Hệ thống đo dao tự động

2.3.4. Khởi động máy và tắt máy 2.3.4.1 Mở máy

Bật công tắc nguồn cung cấp điện cho máy và hệ điều khiển sẽ thông báo với dòng hội thoại sau trên màn hình nhƣ sau:

Memory Test

Bộ nhớ của hệ thống điều khiển đƣợc kiểm tra tự động

Power Interrupted

Hệ điều khiển thông báo rằng nguồn điện đã bị ngắt - xoá thông báo lỗi. Nhấn phím CE

Translate PLC program

Chƣơng trình PLC đƣợc hoàn thành tự động. Dòng thông báo nhƣ sau sẽ xuất hiện:

Relay Ext. DC Voltage Missing

Nhấn phím (đèn báo sáng)

TNC kiểm tra chức năng của nút EMERGENCY STOP

Muốn máy hoạt động đƣợc, cần phải cho chạy máy qua điểm tham chiếu, để máy xác định đƣợc điểm gốc của hệ thống đo hành trình. Khi thực hiện quá trình này, có thể thực hiện bằng hai cách:

1- Trƣờng hợp trên bàn máy không có chi tiết (không thể có sự va chạm của chi tiết với trục máy khi chạy định chuẩn) chỉ cần nhấn phím START trên bàn phím của hệ thống điều khiển, sau khi thực hiện song ở mỗi trục, nhấn tiếp START. Máy sẽ lần lƣợt chạy theo thứ tự các trục Z, Y, X.

2- Trong trƣờng hợp trên bàn máy có gá lắp chi tiết gia công, nếu chạy tự động sẽ gây va chạm giữa dao cắt và chi tiết, nên chạy hiệu chuẩn máy bằng cách sử dụng các phím chỉ hƣớng riêng cho từng trục và lựa chọn các trục chạy cho phù hợp đảm bảo an toàn. Khi chạy định chuẩn máy theo phƣơng pháp này, phải nhấn và giữ phím chọn trục cho tới khi đã thực hiện song họăc nhấn và giữ đồng thời nhấn phím START.

2.3.4.2 Tắt máy

Chọn màn hình ở chế độ hoạt động bằng tay (Manual operation)

Bạn hãy nhấn phím OFF ở góc trái phía dƣới màn hình, trên màn hình xuất hiện dòng thông báo:

Do you really wish to switch off the control ?

Bạn nhấn tiếp phím Yes ở góc trái phía dƣới màn hình (F1) Và trên màn hình lại thông báo:

Now you can switch off the TNC.

Bây giờ bạn nhấn EMERGENCY STOP và ngắt công tắc chính của máy.

2.4. Phƣơng pháp lập trình trên máy phay CNC MICOMILL V5 với hệ điều khiển DENFOR

2.4.1. Giới thiệu chung về hệ điều khiển DENFOR

Phần mềm DENFOR của Vƣơng quốc Anh là một trong những phần mềm đƣợc sử dụng rộng rãi ở nhiều nƣớc trên thế giới. Ở Việt Nam hiện nay có nhiều cơ sở sản xuất, viện nghiên cứu, Trƣờng Cao đẳng và Đại học đào tạo kỹ thuật cơ khí sử dụng phần mềm này nhƣ: Viện máy và dụng cụ (IMI), Công ty TNHH Cơ khí chính xác, Trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả, Trƣờng Cao đẳng nghề Vĩnh Phúc…Bởi vậy nó rất thích ứng với quá trình phát triển công nghiệp nƣớc ta trong giai đoạn hiện nay.

Hệ điều khiển và lập trình gia công CNC của DENFOR là hệ điều khiển theo quĩ đạo đƣợc sử dụng để lập trình các quy trình công nghệ gia công khoan - phay trực tiếp trên máy bằng ngôn ngữ hội thoại một cách dễ hiểu. DENFOR có thể điều khiển tới 5 trục, TNC 430 có thể điều khiển tới 6 trục toạ độ. Chúng có thể thay đổi vị trí góc của trục toạ độ dƣới sự điều khiển của chƣơng trình. Một đĩa cứng đã đƣợc tổ hợp hỗ trợ khả năng lƣu trữ rất nhiều chƣơng trình, đồng thời khi cần tính toán nhanh, có thể cho hiển thị ở một máy tính cá nhân trên màn hình ở bất kỳ thời điểm nào.

Bộ điều khiển này cho phép viết chƣơng trình NC theo 2 ngôn ngữ khác nhau: có thể viết chƣơng trình NC theo mã lệnh G và viết chƣơng trình NC theo mã lệnh

chính thống của DENFOR. Chƣơng trình NC theo ngôn ngữ của DENFOR có cấu trúc đơn giản dễ hiểu, cho nhiều khả năng lập trình. Ví dụ, với chức năng nội suy đƣờng cong, hệ điều khiển cho ít nhất 3 khả năng lập trình.

Một số chức năng lập trình chƣơng trình NC có thể sử dụng với hệ điều khiển DENFOR

- Lập trình với cách thức thông thƣờng. - Lập trình Contour tự do (Free Contour).

- Lập trình bằng tham số Q (Q Parameter Programming).

- Các chu trình gia công cho phép ta sử dụng một cách thuận tiện để lập trình những bƣớc công nghệ có tính chất lặp lại nhiều lần trong gia công.

- Kết nối với các hệ thống CAM để gia công các bề mặt phức tạp một cách thuận tiện và chính xác.

Bàn phím và cách bố trí màn hình đƣợc tổ chức rõ ràng, vì thế các chức năng đƣợc sử dụng dễ dàng và nhanh chóng. Sự giao tiếp của DENFOR và các mẫu chuẩn ISO trong đó lập trình giao tiếp của DENFOR là một phƣơng thức lập trình đặc biệt dễ dàng. Các đồ hoạ tƣơng tác (giao tiếp) miêu tả riêng lẻ từng bƣớc thực hiện trên máy đối với từng contour, biên dạng bề mặt gia công, màn hình máy tính cho phép mô tả từng đƣờng contour vừa đƣợc lập trình ở nửa cửa sổ bên phải. Điều này cho phép lập trình tránh đƣợc ngay sai sót là lập thừa đƣờng hay lập sai toạ độ. Việc thiết lập đồ hoạ lập trình tƣơng tác rất đơn giản bằng cách nhấn phím SPLIT SCREEN và PGM GRAPHICS, phím mềm AUTODRAW ở vị trí ON. Khi muốn xoá chế độ đồ hoạ thì sử dụng phím CLEAR GRAPHICS.

Nếu một đƣờng vẽ chi tiết không đƣợc định kích thƣớc với NC thì sự lập trình contour đó sẽ do DENFOR (lập trình tự do trong DENFOR) thực hiện những tính toán cần thiết một cách tự động. Quá trình thực hiện việc cắt có thể đƣợc mô