Luận văn: Xây dựng bài thực hành máy phay CNC phục vụ đào tạo

Luận văn nghiên cứu công nghệ CNC, xây dựng bài thực hành máy phay CNC chi tiết, phục vụ công tác đào tạo, giảng dạy chuyên ngành cơ khí.

• Tác giả: Phạm Văn Mỹ
• Người hướng dẫn: GS-TS. Trần Văn Địch
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Chế Tạo Máy
• Đề tài: Bài Thực Hành Máy Phay CNC: Luận Văn Công Nghệ CNC
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về điều khiển số và công nghệ CNC

Công nghệ CNC (Computer Numerical Control) là một trong những công nghệ tiên tiến nhất trong lĩnh vực chế tạo máy hiện đại. Điều khiển số cho phép các máy công cụ hoạt động với độ chính xác cao và hiệu suất tối ưu. Máy phay CNC đã trở thành công cụ không thể thiếu trong các xưởng sản xuất, đặc biệt là những nơi cần gia công chi tiết phức tạp. Hệ thống điều khiển này sử dụng các chương trình máy tính để điều khiển chuyển động của các trục chính, đảm bảo độ chính xác từ 0.01mm trở lên. Việc nắm vững kiến thức về công nghệ CNC là yêu cầu bắt buộc đối với những sinh viên ngành cơ khí hiện nay, giúp họ thích ứng với nhu cầu của thị trường lao động.

1.1. Bản chất của điều khiển số

Điều khiển số là quá trình sử dụng các lệnh số học để điều khiển hoạt động của máy móc. Hệ thống điều khiển CNC nhận thông tin từ chương trình và chuyển đổi thành các tín hiệu điều khiển cho các động cơ. Mã hóa thông tin được thực hiện thông qua các ngôn ngữ lập trình chuyên biệt như G-code, cho phép xác định vị trí, tốc độ và các chuyển động khác của dụng cụ cắt.

1.2. Lịch sử phát triển của máy CNC

Máy CNC đã trải qua những giai đoạn phát triển đáng kể từ những năm 1950. Ban đầu, những máy CNC thế hệ đầu tiên sử dụng băng từ và hệ thống điều khiển analog. Đến nay, công nghệ CNC đã tiến bộ vượt bậc với việc tích hợp máy tính hiện đại, cho phép lập trình phức tạp và độ tự động hóa cao, đáp ứng nhu cầu sản xuất đa dạng của ngành công nghiệp.

II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy phay CNC

Máy phay CNC AGMA-A8 là một trong những thiết bị gia công hiện đại, được sử dụng rộng rãi trong các trường cao đẳng nghề. Cấu tạo của máy CNC bao gồm hệ thống truyền động chạy dao, bảng điều khiển, các trục chính và hệ thống tọa độ. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc chuyển đổi các chương trình lập trình thành chuyển động cơ học của các bộ phận máy. Hệ thống tọa độ tuyệt đối giúp xác định vị trí chính xác của dụng cụ cắt so với phôi công việc. Những thông số kỹ thuật như tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao, và độ phân giải được cài đặt để đảm bảo chất lượng sản phẩm tối ưu.

2.1. Thông số kỹ thuật của máy phay CNC

Máy phay CNC AGMA-A8 sở hữu các thông số kỹ thuật ấn tượng bao gồm: công suất trục chính đạt 3-5kW, tốc độ quay từ 0-3000 vòng/phút, độ chính xác định vị ±0.01mm. Bảng điều khiển trang bị đầy đủ các nút chức năng, màn hình hiển thị LCD, và các công tắc an toàn. Kích thước không gian gia công và tải trọng tối đa cũng là những yếu tố quan trọng cần xem xét.

2.2. Hệ thống truyền động chạy dao

Hệ thống truyền động của máy phay CNC bao gồm động cơ servo, vít me, đai ốc bi, và các thanh truyền động trên các trục X, Y, Z. Cơ cấu vít me-đai ốc bi đảm bảo chuyển động tuyến tính mượt mà và không có độ trượt. Các chuyển động chạy dao được điều khiển bởi các động cơ bước hoặc servo motor, cho phép duyệt qua các vị trí với độ chính xác cao và lặp lại được.

III. Lập trình gia công trên máy phay CNC

Lập trình gia công là một kỹ năng then chốt mà sinh viên cao đẳng nghề cần phải nắm vững. Bài thực hành máy phay CNC yêu cầu sinh viên hiểu rõ về ngôn ngữ lập trình CNC, cách sử dụng các lệnh G-code và M-code. Các bài tập lập trình trên máy CNC AGMA-A8 bao gồm từ những bài đơn giản đến phức tạp, từ gia công các hình dạng cơ bản như hình tròn, hình vuông đến những chi tiết phức tạp với nhiều mặt cắt. Quá trình lập trình cần tuân theo chuẩn kỹ năng được xác định, đảm bảo an toàn, hiệu quả và chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng hệ tọa độ tuyệt đối và công cụ offset là những kỹ thuật cơ bản nhưng vô cùng quan trọng.

3.1. Chuẩn kỹ năng gia công CNC

Chuẩn kỹ năng dành cho sinh viên cao đẳng nghề về gia công CNC được xác định dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế. Sinh viên cần thành thạo các kỹ năng như đọc bản vẽ kỹ thuật, lập trình bằng G-code, vận hành máy an toàn, kiểm tra chất lượng sản phẩm, và sử dụng các công cụ đo đạc chính xác. Bài thực hành giúp sinh viên rèn luyện những kỹ năng này thông qua thực hành trực tiếp trên máy thực.

3.2. Các bài tập lập trình gia công

Các bài tập lập trình được thiết kế theo từng mức độ khó tăng dần. Bài tập cơ bản bao gồm gia công các lỗ, rãnh, và bề mặt phẳng. Bài tập nâng cao yêu cầu gia công các hình dạng phức tạp, sử dụng chương trình con (Subroutine), và tối ưu hóa thời gian gia công. Mỗi bài tập cần ghi chép lại chương trình G-code, tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao, và offset dụng cụ để đạt kết quả tốt nhất.

IV. Kiểm nghiệm đánh giá và ứng dụng thực tiễn

Kiểm nghiệm và đánh giá là những bước quan trọng để xác định hiệu quả của bài thực hành máy phay CNC. Phương pháp kiểm nghiệm bao gồm cả đánh giá định tính (chất lượng bề mặt, độ chính xác hình dạng) và đánh giá định lượng (đo các kích thước với dụng cụ đo lường chính xác). Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng sinh viên được tiếp xúc với công nghệ CNC thực tế có cải thiện đáng kể về kỹ năng thực hành so với những sinh viên chỉ học lý thuyết. Ứng dụng thực tiễn của máy phay CNC trong công nghiệp bao gồm gia công các chi tiết máy, mô hình, và sản phẩm có yêu cầu chất lượng cao. Sự nâng cao kỹ năng của sinh viên qua bài thực hành giúp họ sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động hiện đại.

4.1. Mục đích và phương pháp kiểm nghiệm

Mục đích kiểm nghiệm là đánh giá mức độ nắm vững kiến thức và kỹ năng của sinh viên sau khi hoàn thành bài thực hành máy CNC. Phương pháp kiểm nghiệm bao gồm quan sát trực tiếp quá trình lập trình và vận hành, kiểm tra chất lượng sản phẩm gia công, và đánh giá khả năng giải quyết vấn đề. Sử dụng phương pháp chuyên gia để nhận xét các khía cạnh kỹ thuật và an toàn.

4.2. Kết quả đánh giá và kiến nghị

Kết quả đánh giá định lượng cho thấy độ chính xác trung bình của các chi tiết gia công đạt 90-95%, vượt quá tiêu chuẩn yêu cầu. Kiến nghị bao gồm tăng cường thêm các bài tập lập trình nâng cao, đầu tư thêm máy móc hiện đại, và phát triển các chương trình đào tạo liên kết với doanh nghiệp để nâng cao chất lượng đào tạo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan dây là công trình nghiên cửu của riêng lôi, do chỉnh tôi thục hiện dưới sự chỉ giáo của người hướng dẫn. Những số liện va kết quả nghiên cứu được trình bày trơng luận văn là hoàn toàn lung lục và chưa từng được sĩ công bổ trong bắt kỳ công trình nào khác. Các thông tín trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc ngày (04 tháng 03 năm 2613 lọc viên Phạm Văn Mỹ Hạc viên: Phạm Lăn AE bạ Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội LOI CAM ON Với tình cầm chân thành của mình tôi xin bảy tô lòng biết em tới Lãnh đạo nhà trường, Viện đảo tạo sau đại học, Khoa cơ khí chế tạo máy, Trường DI Iách Khoa LIa Nội, Trường Cao đẳng nghề cơ giới Ninh Bình đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để cho tôi được nâng cao trình độ và đạt được kết quả như hôm nay, nhằm đáp ửng ngày cảng tốt hơn yêu cầu nhiệm vụ. Tôi xia chân thành cảm ơn GS-T5.

Trần Văn Địch, dã tận tình hướng din, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tải, cùng với các Thấy giáo, Cô giáo Khoa Cơ khí chế tạo máy Trường Đại Bách Khoa Ha Noi đã hết lòng không quân thời gian giúp đỡ để tôi thực hiện hoàn thành đề tải đúng tiến độ. Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, bản thân tôi đã thực sự nỗ lực trong thực nghiệm, tìm hiểu nhiêu tài liệu tham khão, kết hợp với những kiến thức đã được hoc img dumg vào đề tài được giao để hoàn thành nội dụng đặt ra. Tuy nhiên, do năng lực và kinh nghiệm còn hạn chế nên nội dung của bán luận văn không tránh khói những thiếu sót. Rất mong được sự quan tâm, góp ý của quý Thấy, Cô giáo và các ban đồng nghiệp để bản luận văn được hoàn chữ hơn và có hướng khắc phục trong, nghiên củu tiếp theo.

“Xin chân thành căm ơn! tia Nội, Ngày 04 tháng 03 năm 2013 Học viên Phạm Văn Mỹ én: Pham Lăn Mỹ 3 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC LỚI CAM ĐOAN.2 LOI CAM ON 3 MUCLUC. Lạ HH HH HH2 HH HH re 4 DANH MỤC CÁ HÌNH. 8 MO DAU 12 Chuong1: TONG QUAN VE DIRU KHTEN SO VA CONG NGHE CNC. Hăn chất của điều khiển số.

Biểu khiến không theo số.2, Điều khiển số. Mã hoá thông tin - - 15 1. Máy công cụ điều khiến theo chương trình CNŒ - - 17 1. Lịch sử phái triển của các máy CNC.

Hướng phát triển của máy CNC trên thé giớivà Việt Nam. Từ các máy ƠNC tới FMS 28 1. Tỉnh ưu việc của máy ƠNC. wT Chương3: GIỚI THIẾU TRUN: PHẬP LẬP TRÌNH GIÁ CÔNG.

Giới thiệu trung tâm gia công AOMA-AE. Phạmvi sử đụng - - - - - 39 2. Bảng điều khiển.2 Các phim chức năng - - 40 2. Các công tắc chức năng:.

Thông số kỹ thuật. Các chuyển động chính pũa máy. Chuyén dong chay da0.ccccscsesssssse sss sseesriesietsastesnvseeseesi AS 2. Các nhiệm vụ chuyển động chạy đao.

ee eee ¬ AB 2.4 Kết câu vít me- Đại Ốc bí. - 47 Hoe vién: Pham Van MP 4 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Hệ thẳng diễu khiến theo cam Linh 1.2 Diéu khién theo quãng đường Hình 1. Điều khiển thời gian Hình 1.

Điều khiển theo chư kp Linh 1. So dé nguyén ly hoat ding của máy gia công CNC Hinh 1. Chủ trình điều khiến trong các bệ điều khiến NC Hình 1. Cú dòng thông tin trong điều khién CNC Tình 1.

Phương án nhiều bộ vì xử lý Hình 1. Hệ thông DNC Hình 1. Lịch sử phát triển cita CNC Hình 1. Máy CNC điều chỉnh nhiều nguyên công với ụ Irục chính thay đối Hình 1.

Dây chuyên tự động điều chỉnh Hình 1. Hệ thẳng điều khiễn FMS Linh 2. Trung tam gia céng AGMA-A8 Hình 2. Bảng điều khiến trung tâm gia công AGMA-48 Hình 3.3 So dé cdu trie cita hệ truyền dộng chạy dao 1Hình 3.

Thao tác vận hành máp Hình 3. Chiêu chuyển dộng trên máy CNC Hình 3. Chuyên động của các trực chính 1Tình 3. Diễm gắc phôi Hình 3.

Diễm gắc phôi 1lình 3. hệ tọa độ tuyệt đấi Hình 3. Hệ tọa độ tuyệt đối Hình 3. Tệnh gia Tinh 3.

Linh gia số Hình 3. Piéu kién cat Hình 3. Hệ lọa độ 91 Hình 3. Lựa chọn tọa độ phôi Hoe vién: Pham Van MP 8 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 3.

Xác định chuẩn kỹ răng đổi với sinh viên Cao đẳng Nghề về kỹ nững thục hành CNC tại Trường cao ding nghề cơ giới Ninh Bình. Các bài tập lập trinh gia công trên máy phay CNC ACMA - A§ 103 Chương 4: KIẾM NGHIÊM ĐÁNH GIÁ. Mục đích, nhiệm vụ, phương pháp và đối tượng kiểm nghiệm. Mục đích của kiếm nghiệm 120 4.

Nhiệm vụ của kiểm nghiệm 120 4. Phương pháp kiểm nghiệm. Nội dưng và tiên hành thực nghiệm 4. Đối tượng thực nghiệm.

Chuẩn bị thực nghiệm. Đánh giá, xử lý kết quả thục nghiệm 4. Đánh giá định tính. Đánh giá định lượng.

Phương pháp chuyên gia. KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO. Hạc viên: Phạm Lăn AE 7 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 3.

Chương trình con Hình 3. Gọi dụng cụ 1]ình 3. Tốc độ trục chính Hình 3. Tốc độ tiến dao Hình 3.35: Địa chỉ bù bán kính Tinh 3.0ffset dung cw Hình 4.1 : Đường tần suất của lớp đổi chứng và lớp thực nghiệm Tink 4.2: Dường tần suất lớp hội tụ tiễn của lớp đổi chứng Học viên: Phạm Van MP 19 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 3.

Xác định chuẩn kỹ răng đổi với sinh viên Cao đẳng Nghề về kỹ nững thục hành CNC tại Trường cao ding nghề cơ giới Ninh Bình. Các bài tập lập trinh gia công trên máy phay CNC ACMA - A§ 103 Chương 4: KIẾM NGHIÊM ĐÁNH GIÁ. Mục đích, nhiệm vụ, phương pháp và đối tượng kiểm nghiệm. Mục đích của kiếm nghiệm 120 4.

Nhiệm vụ của kiểm nghiệm 120 4. Phương pháp kiểm nghiệm. Nội dưng và tiên hành thực nghiệm 4. Đối tượng thực nghiệm.

Chuẩn bị thực nghiệm. Đánh giá, xử lý kết quả thục nghiệm 4. Đánh giá định tính. Đánh giá định lượng.

Phương pháp chuyên gia. KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO. Hạc viên: Phạm Lăn AE 7 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hinh 3.

Hù chiều đài dụng cụ Hình 3. Dụng cu Hình 3. Dụng cụ 2 Tinh 3. Dụng cụ 3 Tình 3.

Lập trình wit dung dung cu 1Hình 3. Chọn mặt gia công Hình 3. Lập trình cưng tròn Hình 3. Lập trình cùng tròn 1Rình 3.

Gia công bán cầu lãm Hình 3. Di chuyến dụng cụ nhanh Hình 3. Di chuyên dụng cụ nhanh Hinh 3. Di chuyén dung cu GOI Hình 3.

Di chuyển dụng cụ G01 Hình 3. Di chuyên dung cụ G02 1]ình 3. Di chuyển dụng cụ 02, G03 Hình 3. Lập trình G02, 08 Hình 3.

Dừng tạm thời Tình 3. Dũng tạm thời G04 Hình 3. Bù bán kinh Hình 3. Hà bán kinh Tinh 3.

Dừng chương trình Hình 3. Két thúc chương trình 1lình 3. Chiều quay trục chính Hình 3. Thay đựng cụ Hình 3.

Tat trơn nguội Hình 3. Khóa trục chính 1]ình 3. Nguồn ngấttự động Hình 3.40: Cắt dụng cụ Học viên: Phạm Van MP 2 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MUC CAC CHU VIET TAT Numerical Control Tiểu khiển số Computer Aided Design Thiết kế với sự lrợ giúp của máy Computer Aiđed Manufachming — Sản xuất có sự trợ giúp của máy tỉnh Computer Numerical Control Điều khiển số bằng may tinh 2 Dimension không gian 2 chiều 3 Dimension Khéng gian 3 chiéu Post Processor Hậu xử lý Cutter Location Data Chương trình xử lý Personal Computer May tinh ca nhan PLC Progranuuable Logic Controller BG diéu khién PLC EMS Flexible manufacturing system Hệ thống sắn xuất linh hoạt Computer Integraled manufacturing Hé théng san xual tich hop with planning, design and manufacturing Hoe vién: Pham Van MP 1 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MUC CAC CHU VIET TAT Numerical Control Tiểu khiển số Computer Aided Design Thiết kế với sự lrợ giúp của máy Computer Aiđed Manufachming — Sản xuất có sự trợ giúp của máy tỉnh Computer Numerical Control Điều khiển số bằng may tinh 2 Dimension không gian 2 chiều 3 Dimension Khéng gian 3 chiéu Post Processor Hậu xử lý Cutter Location Data Chương trình xử lý Personal Computer May tinh ca nhan PLC Progranuuable Logic Controller BG diéu khién PLC EMS Flexible manufacturing system Hệ thống sắn xuất linh hoạt Computer Integraled manufacturing Hé théng san xual tich hop with planning, design and manufacturing Hoe vién: Pham Van MP 1 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hinh 3. Hù chiều đài dụng cụ Hình 3.

Dụng cu Hình 3. Dụng cụ 2 Tinh 3. Dụng cụ 3 Tình 3. Lập trình wit dung dung cu 1Hình 3.

Chọn mặt gia công Hình 3. Lập trình cưng tròn Hình 3. Lập trình cùng tròn 1Rình 3. Gia công bán cầu lãm Hình 3.

Di chuyến dụng cụ nhanh Hình 3. Di chuyên dụng cụ nhanh Hinh 3. Di chuyén dung cu GOI Hình 3. Di chuyển dụng cụ G01 Hình 3.

Di chuyên dung cụ G02 1]ình 3. Di chuyển dụng cụ 02, G03 Hình 3. Lập trình G02, 08 Hình 3. Dừng tạm thời Tình 3.

Dũng tạm thời G04 Hình 3. Bù bán kinh Hình 3. Hà bán kinh Tinh 3. Dừng chương trình Hình 3.

Két thúc chương trình 1lình 3. Chiều quay trục chính Hình 3. Thay đựng cụ Hình 3. Tat trơn nguội Hình 3.

Khóa trục chính 1]ình 3. Nguồn ngấttự động Hình 3.40: Cắt dụng cụ Học viên: Phạm Van MP 2 Tuận văn Thạc xỹ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 3. Chuyển động của đầu trục chính - 47 2. Yêu cầu kĩ thuật của trục chính.

Câu hình chuẩn. Phần mém điểu khiển trên PC .2 Biên soạn chương trịnh.cstnrrerererrrree estes eee AD 3. Thực hiện gia công - - - - 30 2. Chế độ điều khiển bằng tay.6 Chức năng đặc biệt - s0 2.

Phuong pháp lập trình gia dông 30 3. Các phương pháp lập trình. Lập trình bằng tay - - - 30 2. Lập trình bằng ruáy.erree $0 Các hình thức tổ chức lập trinh.

2231 trình tại phẫu xưởng. Lập trình trong chuân bị sẵn xuất. Chuẩn bi lập trinh. sọ 1100111eeerrree SHreerees.

Những yêu cầu đối với người lập trình - - 52 2. Nhập chương trinh vào máy. Các thuật ngữ trong lập trịnh.