Luận văn: Thiết lập cơ sở dữ liệu gia công cho máy CNC - ĐH Bách Khoa Hà Nội

Tìm hiểu cơ sở dữ liệu gia công cho máy CNC với hướng dẫn chi tiết về các thông số kỹ thuật, công cụ cắt gọt và quy trình tối ưu hóa sản xuất.

• Tác giả: Bùi Duy Diện
• Người hướng dẫn: Thầy Lẻ Đức Báo, PTS.
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Điện Tử
• Đề tài: Cơ sở dữ liệu gia công cho máy CNC
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về cơ sở dữ liệu gia công máy CNC

Cơ sở dữ liệu gia công cho máy CNC là một hệ thống quản lý thông tin kỹ thuật quan trọng trong lĩnh vực chế tạo cơ khí hiện đại. Đây là nền tảng để tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao hiệu suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Luận văn thạc sĩ về thiết lập cơ sở dữ liệu gia công máy điều khiển số CNC tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã nghiên cứu sâu về công nghệ mài phẳng và các phương pháp tối ưu hóa dữ liệu. Việc xây dựng hệ thống dữ liệu cho máy mài CNC không chỉ giúp tăng năng suất mà còn cải thiện độ chính xác gia công, giảm chi phí sản xuất và tối ưu hóa các tham số kỹ thuật. Các chương trình Custom Macro B được sử dụng để thiết lập các quy trình gia công tự động, cho phép máy CNC thực hiện các công việc phức tạp với độ chính xác cao.

1.1. Định nghĩa và tầm quan trọng

Cơ sở dữ liệu gia công CNC là tập hợp các thông tin kỹ thuật, tham số máy và quy trình sản xuất được lưu trữ và quản lý. Nó giúp các kỹ sư thiết kế chương trình gia công CNC hiệu quả hơn. Tầm quan trọng của hệ thống này nằm ở khả năng tối ưu hóa quy trình mài phẳng và nâng cao chất lượng sản phẩm.

1.2. Ứng dụng trong công nghiệp hiện đại

Trong công nghiệp cơ khí hiện đại, máy mài phẳng CNC được ứng dụng rộng rãi để gia công các chi tiết phức tạp. Cơ sở dữ liệu gia công cho phép lưu trữ các biên dạng đá mài, tham số cắt và các quy trình tiêu chuẩn, giúp tăng tính nhất quán và hiệu suất sản xuất.

II. Kiến trúc và thành phần của hệ thống dữ liệu CNC

Hệ thống cơ sở dữ liệu cho máy CNC được xây dựng trên nền tảng các chương trình Macro trong hệ điều khiển Fanuc. Luận văn đã phân tích chi tiết hai loại Custom Macro: Macro A và Macro B, trong đó Macro B được sử dụng do cú pháp đơn giản hơn. Kiến trúc của cơ sở dữ liệu gia công máy mài CNC bao gồm các mô-đun quản lý biên dạng đá mài, các thông số gia công và các quy trình chuẩn hóa. Hệ thống này cho phép tự động hóa quy trình sửa biên dạng đá và chạy đá gia công theo các định dạng khác nhau như mặt phẳng, mặt cong lồi hoặc lõm. Việc tích hợp các biến, toán tử logic và cấu trúc điều khiển làm cho hệ thống có khả năng xử lý các bài toán gia công phức tạp.

2.1. Các loại biến và toán tử trong Macro

Chương trình Custom Macro B sử dụng các loại biến để lưu trữ tham số gia công như tốc độ, công suất và kích thước. Các toán tử logic cho phép thực hiện các quyết định dựa trên điều kiện, hỗ trợ vòng lặp và rẽ nhánh để tạo các quy trình gia công linh hoạt.

2.2. Cách thức gọi và quản lý chương trình

Gọi chương trình Macro trong hệ Fanuc được thực hiện thông qua câu lệnh M code hoặc G code. Đăng ký các chương trình Custom Macro giúp hệ thống nhận diện và thực thi các mô-đun con một cách hiệu quả, tối ưu hóa quy trình gia công CNC.

III. Thiết lập cơ sở dữ liệu cho máy mài phẳng CNC

Quá trình thiết lập cơ sở dữ liệu máy mài phẳng CNC được thực hiện theo một phương pháp tiêu chuẩn và khoa học. Luận văn đã trình bày chi tiết các bước xây dựng cơ sở dữ liệu bao gồm phân tích nhu cầu kỹ thuật, thiết kế cấu trúc dữ liệu và phát triển các chương trình con. Cơ sở dữ liệu sửa biên dạng đá mài được thiết lập để xử lý các biên dạng đặc biệt như biên dạng phẳng, biên dạng đá nghiêng và biên dạng cong. Cơ sở dữ liệu chạy đá mài gia công hỗ trợ các chế độ gia công khác nhau: mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng, đường cong lồi và lõm. Mô phỏng biên dạng đá bất kỳ cho phép các kỹ sư kiểm tra tính khả thi trước khi thực hiện gia công thực tế.

3.1. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu

Nhu cầu xây dựng cơ sở dữ liệu máy mài được xác định dựa trên các yêu cầu sản xuất. Các bước thiết lập bao gồm phân tích, thiết kế logic, lập trình chương trình Custom Macro B và kiểm chứng trên máy CNC thực tế để đảm bảo tính chính xác.

3.2. Tối ưu hóa các biên dạng mài đặc biệt

Sửa biên dạng đá mài cho các hình dạng phức tạp được thực hiện thông qua thuật toán tính toán tọa độ. Chạy đá gia công theo các đường cong và mặt phẳng khác nhau được tối ưu hóa để đạt độ chính xác cao nhất trong quy trình gia công CNC.

IV. Thực nghiệm và kết quả ứng dụng thực tế

Thực nghiệm gia công trên máy mài phẳng CNC được tiến hành dựa trên cơ sở dữ liệu đã thiết lập để xác thực hiệu quả của hệ thống. Các chi tiết điển hình như chi tiết dạng bậc, chi tiết với mặt phẳng liên tục có góc nghiêng khác nhau và các chi tiết ứng dụng trong công nghiệp được gia công thử nghiệm. Kết quả thu được cho thấy độ chính xác gia công cao, với độ nhám bề mặt đạt yêu cầu và kích thước chi tiết nằm trong công sai cho phép. Luận văn thạc sĩ đã chứng minh rằng hệ thống cơ sở dữ liệu gia công CNC được thiết lập là khả thi và hiệu quả. Các kết quả thực nghiệm xác nhận mục tiêu ban đầu đã đạt được, mở ra hướng phát triển trong việc tối ưu hóa công nghệ mài và tự động hóa quy trình sản xuất.

4.1. Phương pháp và quy trình thực nghiệm

Trình tự thực nghiệm được thực hiện trên máy mài phẳng CNC với các chi tiết mẫu. Gia công chi tiết dạng bậc và các hình dạng phức tạp khác giúp kiểm chứng cơ sở dữ liệu trong các điều kiện thực tế, đánh giá hiệu suất của hệ thống gia công CNC.

4.2. Đánh giá kết quả và hướng phát triển

Kết quả gia công cho thấy độ chính xác và chất lượng bề mặt vượt mong đợi, chứng minh tính hiệu quả của cơ sở dữ liệu máy CNC được xây dựng. Hướng phát triển trong tương lai là tối ưu hóa thêm các thuật toán và mở rộng ứng dụng cho các loại máy gia công khác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tẳng quan về công nghệ mài và máy mài phẳng điển khiển sé CNC Trong chương này, nghiên cứu tống quan về công nghệ mài, máy mài phẳng và 5 uu vé mét sé céng trinh nghiên cũu trong nước có liên quan đến nội dung ci - Từ đó định hướng nghiên cứu thiết lập cơ sở dữ ligu cho cac my mai p Chương 2: Cơ sứ ậ Trong chương này chủ yếu đã vào nghiên cúu về lập Irình Maero trong hệ Fanuc. Tron hệ Fanue có 2 loại chương trinh Macro dé 18 Custom Macro A va Custom Macro B, Iai loai chuong trinh Macro déu cé cae loai bién, các toán tử và logic của từng loại chương trinh kèm theo đó là cách thức để gọi một chương trình 'Maero. Tuy nhiên, chương trình Custom Maero Ð có củ pháp sử dụng đơn giãn hon chương trình Custom Macro A. Chương 3: Thiết lập cơ sở dữ liệu cho máy mài phẳng điều khiển s6 CNC Trong chương này tiền hành xây đựng các chương trình con Custom Macro B cho xnáy mái phẳng CNC với 3 nội dung chính: -_ Đưara quy trình và phương pháp thiết lập cơ sở đỡ liệu cho may mai CNC.

-_ Thiết lập cơ sở đữ liệu sửa biên dạng đá mài cho một số biên dạng dặc biệt. -_ Thiết lập cơ sở ¡ chạy đá mái gia công cho một. số bién dang dic bidt Chương 4: Thực nghiệm gia công mdi ẾL trên máy mài phẳng CNC Ta trên sơ sở dữ liệuđã thiết lập đuợc, tiến hành thục nghiệm trải một số chỉ tiết điển hình. Kết quả thu được độ chính xác gia công (độ nhám bể mặt và kích thước) đạt kết quá tốt.

Kết luận: Luận văn đã đạt được mục tiêu để ra ban đầu là thiết lập cơ sở đữ liệu cho may mài phẳng điều khiển só ƠNC. Từ dó giúp đơn giản hỏa quá trình công và có thể làm tài Hệu tham khão để tết lập cơ sở dữ liệu trên các máy điểu khiến số chuyên dùng, Để mở rộng phát triển đẻ tài có thể tiến hành nghiên cứu xây đựng cơ sở đữ liệu sửa đã vá gia công cho các chỉ tiết có dạng profin đặc biệt như các mái các bẻ mặt dụng cụ hay các bẻ mặt khuôn. Ngoài ra có thẻ tiến hành nghiên cửu xây dựng, giao điện lập trình thân thiện hơn, đễ sử đụng cho người sử đụng có trinh độ không cao. lọc viên Ký và phi rõ họ tên DANH MỤC HÌNH VE Hình 1-1 Nguyễn công mài trong thực tÊ.

co co Hình 1-2 Các loạt đá mái thưởng đùng,.cc om Ww Hình 1-3 Kỷ hiệu trên đá mái [2] Linh 1-4 Các loại hạt rải. Hình 1-5 Cấu tạo máy mai phẳng, Linh1-6 Nguyên lý lâm việc của máy mài trục chỉnh nằm ngang vẻ với5ï bản qua lại. Teen E Hình 1- 7 Nguyễn lý lâm việc máy mái trục chỉnh nim ngang với bản quay. 9 Hình 1-8 Nguyên lý làm việc máy mài trục chính thẳng đứng, bàn quay chuyển.

động qua lại. 9 Tình 1-9 Nguyên lý lam việc máy mái trục chính thẳng đứng so với bản quay. 9 Hinh 1-10 Sita dé nhon trén may maiphẳng trục chính nằm ngang với bản qua lại BỊ. Minh 1-11 Sua da mai matst phẳng nghiêng t trên máy mới p) ngang với bản qua lại.

Hình 1-12 Sửa đá mải cong cạnh đã trên máy mái phẳng trục chỉnh nằm ngang với ban qua lai. [5] - - - 10 Hinh 1-13 Sita da mai cong lỗi trên my rải phẳng trục chính nằm ngàng với bàn qua lại. [5] - 1 Tình 1-14 Sửa đá mãi cong lõm trên máy mài phông trục chính nằm ngang với bàn qua lai. Linh 1-15 Lich si phat itriển của máy CNC [ THình 1-16 Gia công cắt got trén may CNC Tinh I-I7 Cấu tạo chung của các máy CNC.- Hình 1-18 May mai phing CNC KGS-820.

16 Ilinh 1-19 Máy mãi võ tâm CNC JAGUAR CLG6020 - 16 Hình I-20 Máy mài tròn CNC SWIET. - 7 THinh 1-21 Máy mai toa d6 WAIDA JG35 18 Ảnh hưởng của chế độ công nghệ sửa đá đến nhám bể mặt khi mài thép. 19 Tlinh 1-23 Dé thj biéu didn độ cứng của các loại hạt mài. Xem, TỔ, Hình 1-24 Đề gá lắp đá mài CBN lên máy phay CNC.

- - 20 Tĩinh 1-35 Tiến hành gia công mài trên máy phay CNC YDC — 96, 30 Hinh 1-26 Đồ thị phân bố nhám bề mặt - 21 Tlinh 2-1 Cau tnic chong trinh Custom Macro A - - 22 Hinh 2-2 ‘au tic phan thân Custom Macro - 36 MỤC LỤC CHUONG 1: TONG QUAN VE MAY MAT PHANG VA MAY MAT BIFU KHIEN SO CNC. Tổng quan về công nghệ mái. Lịch sử phát triển sông nghệ mài. - - 1 1,1,2, Dặc điểm công nghệ mải.

Xu hưởng phát triển cúa công nghệ mải. Tông quan vé may mai phẳng. Cấu tạo máy mái phẳng. is eereiiee seo.2, Phân loại máy mài phẳng.

- - - § 1,2,3, Gia công sửa da biéu dang déc biél wén may mai phing trục chính nắm ngang với bản qua lại. Tổng quan vé may CNC. Tổng quan về máy công cụ ƠNC. Ung dụng cia may mai CNC trong san xuất.

Giới thiệu một số máy mái CNC phổ biển. Thục trang ủng dụng máy công cụ diễu khiểnsố CNC tại Việt Nam18 1. Tình hình nghiên cứu lrơng và ngoài nước - 19 anh hưởng của chế độ công nghệ khi sữa đá đến chất lượng bề mặt chỉ tiết khi mài tròn ngoài thép không rỉ sus 3041 19 mài bê mặt định hình rên máy phay CNC sit dung 1,4.ứng đựng công nghệ đã mài CBN. Hướng tiếp cận và nội dụng nghiên cửu của luận văn.

Kết luận chươngÏ 21 CHƯƠNG2: CƠ SỞ TÝ THUYẾT VẺ LẬP TRÌNH MACRO TRONG HE FANUC 2. Lénh trong Custom Macro A’ - 33 2. Khôi Custom Macro. Lệnh toán tử và lệnh rẽ nhánh,.4, Ghỉ chủ về Custom Macro.

Biến hệ thống. Lệnh thuật toán và logie. - - 4S Hình 3-35 Đường quỹ đạo đá mài mặt cong lỗi 92 Hình 3-36 Mô phỏng đường dao thu được trên phần mềm Ciuco Bđil %6 Tình 3-37 Quỹ dạo đá tuải mặt cong lôm. 7 Tình 3-38 Kết quả mô phỏng đường chạy dao bằng phần mm Cimneo RảiL.

100 Hình 4-1 Giao điện phản mềm Cruco Edit 8. 102 Tình 4-2 Nhập chương trình maero vào phẫn mềm. 103 Hình 4-3 Đường chạy dao của chương trình maero, .103 Tình 4-4 Ví đụ vềhệ lọa độ gia công của phí Hết. ~ - 104 Hình 4-5 Bản vẽ chỉ tiết 3 mặt bậc.104 Hình 4-6 Mỏ phỏng dường chạy đao của chương trình tỉ trước khi gia công.

1Ô6 Hình 4-7 Quá trình mải chỉ tiết 3 mặt bậc. Hình 4-8 Chỉ tiết sau khi gia công,. ssssssssssssssseeeseeeenssansssssnsssaessseeese LOT lIinh 4-9 Biên dạng gia công. se TÚT Hình 4-10 Mô phỏng dường chạy daochong trình trước khi gia công.

109 linh 4-11 Quả trinh mái chỉ tiết 3 mặt phẳng liên tục.110 Hình 4-12 Chủ tiết sau khi gia cong. 110 Tlinh 4-13 Se dé do kich thước chỉ tiết 3 mat Lphẳng liên tục bằng đẳnghhé so. 110 linh 4-14 Quá trinh đo biên dạng bẻ mặt chỉ tiết 3 mặt phẳng liên tục. 111 Tinh 4-15 Dễ thị biên đạng chỉ tiết 3 mặt phẳng liễn tục 1H Linh 4-16 Chỉ tiết với biên dạng cong lỗi và cung cồn.

112 Tlinh 4-17 Bắn vẽ chỉ tiết với biên dang cung tròn lỗi và cũng côn. "- Tlinh 4-18 Kích thước đá nghiêng cần sửa. se ld nh 4-19 Mô phỏng chạy đá mài gia công trên phan mêm Cimea Edit 115 Tlinh 4-20 Quá trình mài chỉ tiết mặt cong lỗi và mặt côn. - ce LES Tỉnh 4-21 Chi tiết mặt cân vả căng lồi sau khi mài.

115 Hình 4-22 Sơ đỏ đo biên dạng bể mặt cong lỗi của chỉ tiết ứng “dung t trong cảng nghiệp.- Hình 4-23 Quá trình đo biên dạng mit cong 1éi.116 Tinh 4-24 Dễ thị biển đạng mặt cong lỗi trước và sau gia công .1H MỤC LỤC CHUONG 1: TONG QUAN VE MAY MAT PHANG VA MAY MAT BIFU KHIEN SO CNC. Tổng quan về công nghệ mái. Lịch sử phát triển sông nghệ mài. - - 1 1,1,2, Dặc điểm công nghệ mải.

Xu hưởng phát triển cúa công nghệ mải. Tông quan vé may mai phẳng. Cấu tạo máy mái phẳng. is eereiiee seo.2, Phân loại máy mài phẳng.

- - - § 1,2,3, Gia công sửa da biéu dang déc biél wén may mai phing trục chính nắm ngang với bản qua lại. Tổng quan vé may CNC. Tổng quan về máy công cụ ƠNC. Ung dụng cia may mai CNC trong san xuất.

Giới thiệu một số máy mái CNC phổ biển. Thục trang ủng dụng máy công cụ diễu khiểnsố CNC tại Việt Nam18 1. Tình hình nghiên cứu lrơng và ngoài nước - 19 anh hưởng của chế độ công nghệ khi sữa đá đến chất lượng bề mặt chỉ tiết khi mài tròn ngoài thép không rỉ sus 3041 19 mài bê mặt định hình rên máy phay CNC sit dung 1,4.ứng đựng công nghệ đã mài CBN. Hướng tiếp cận và nội dụng nghiên cửu của luận văn.

Kết luận chươngÏ 21 CHƯƠNG2: CƠ SỞ TÝ THUYẾT VẺ LẬP TRÌNH MACRO TRONG HE FANUC 2. Lénh trong Custom Macro A’ - 33 2. Khôi Custom Macro. Lệnh toán tử và lệnh rẽ nhánh,.4, Ghỉ chủ về Custom Macro.

Biến hệ thống. Lệnh thuật toán và logie. - - 4S Hinh 2-3 Vi du về giao điện nhập giá trí biển tiên mây ỞNC 39 Tình 3-4 Ví dụ về việc sử dụng biến # 3004 trong mội chủ kỳ lạo ren 4 Tình 2-5 Quy trình khoan lỗ bằng Maero. 36 Tình 3-1 Mãi định hình trên máy CNC.

- - - 68 Hình 3-2 Đỏ gả sửa đá mài mặt ngÌuêng |ỗ].i nen no Tình 3-3 Đã gá sửa đá mài mặt cong |5] Hình 3-4 Các biên dạng cần gia công, Tình 3-5 Sia dé mai với dẫu kim cương tĩnh - Hinh 3-6 Sửa da với đĩa kủn cương quay .ec sec Hình 3-7 Sơ đỏ thuật toán sửa dá. - - Hình 3-E Minh họa sửa đá mái biên dạng phẳng, Hình 3-9 Chỉ tiết mài biên dạng nghiêng trái. linh 3-10 Sửa đã nghiêng cạnh trái. Hình 3-11 Chủ tiết mai bién dang nghiêng phái linh 3-12 Sửa đá nghiêng cạnh phải.

Hình 3-13 Chủ tiết lỗi góc phân tư thử L. Tinh 3-14 Sta 4a cong lêm can tri (T=11;U= ` "—. linh 3-15 Chủ tiết lỗi góc phân tư thử 11. Tinh 3-16 Sữa đá mãi cong lãm cạnh phải (T: linh 3-17 Chỉ tiết cong lõm góc phân tư thứ HL.

Tĩinh 3-18 Sữa đá ceng lỗi cạnh trái (T=1; Ư=1) Tỉnh 3-19 Chỉ tiết biến đạng cong lõm góc phân tư thử IV. Hình 3-20 Sửa đá cong lỗi cạnh phải (T=-1; U=l) Tinh 3-21 Sửa biên đạng đá cong lôm (U=-1) Hinh 3-22 Sửa biên đạng đá cong lỗi (U=1) - - 80 Hình 3-3 Sửa đá nhọn 81 Hình 3-24 Sữa đá biên đạng lượn sóng. - - 82 Hinh 3-25 Sửa đá lượn sóng lần 1 ~ sửa đá cong lõm.