mở đầu Bài 1.Máy điều khiển chương trình số 15 2 Bài 2. Lập trình gia công trên máy tiện CNC 30 3 Bài 3. Vận hành máy tiệnCNC 30 4 Bài 4. Lập trình gia công trên máy phay và trung 30 tâm phay CNC 5 Bài 5.
Vận hành máy phay CNC 30 Cộng 135 5 Bài 1. Máy điều khiển chương trình số Giới thiệu: Đây là bài học đầu tiên trong chuổi bài học mô đun Gia công trên máy CNC. Trước khi vào vận hành và gia công trên máy, phần kiếm thức về cấu tạo chung của máy cần được hiểu rõ. Mục tiêu: - Nắm được các khái niệm cơ bản, cấu trúc hệ thống máy CNC.
- Nắm được hệ thống tọa độ, các điểm chuẩn trên máy CNC và các dạng điều khiển trên máy CNC - Trình bày được cấu tạo chung của máy và các bộ phận chính của máy tiện CNC, máy phay CNC. - Nhận dạng được đặc tính kỹ thuật của máy tiện CNC, máy phay CNC và công tác bảo quản, bảo dưỡng máy. Nội dung chính: A. Học trên lớp : 1.Khái niệm cơ bản 1.
Điều khiển Là sự thay đổi của các đại lượng đầu ra theo quy luật nhất định nào đó của các đại lượng đầu vào. Điều khiển số ( Numeric Control ) Là hệ thống các hoạt động được điều khiển trực tiếp bởi dữ liệu số được mã hóa bằng chương trình. Chương trình gồm các chỉ thị được mã hóa dưới dạng số, kí tự chữ, và các kí tự đặc biệt khác. Các chỉ thị này bao gồm: Chỉ thị điều khiển: Được chuyển thành 2 dạng: Tín hiệu xung điện (Pulse): điều khiển tốc độ, số vòng quay của động cơ truyền động.
Tín hiệu đóng/ngắt (ON/OFF) : cung cấp chất bôi trơn và làm nguội, chọn và thay dao, dừng máy, kẹp nhả phôi… Thông tin hình học ( Geometrical Informãtion): Là hệ thống thông tin điều khiển các chuyển động tương đối giữa dao cụ và chi tiết, còn gọi là thông tin về đường dịch chuyển. Thông tin công nghệ ( Technological Informãtion ): Là hệ thống thông tin cho phép máy thực hiện gia công với những giá trị công nghệ yêu cầu. Vd: chuẩn hóa gốc tọa độ, chiều sâu cắt, tốc độ chạy dao, số vòng quay trục chính, chiều quay trục chính, đóng hay tắt dung dịch trơn nguội. Điều khiển số bằng máy tính (CNC) Định nghĩa: CNC là hệ thống NC sử dụng máy tính thiết lập trực tiếp trên hệ điều khiển máy.
Đặc điểm: Được điều khiển bởi các chỉ thị lưu trữ trên bộ nhớ máy tính để thực hiện một phần hay toàn bộ các chức năng điều khiển số. 6 Được phát triển dựa trên những thành tựu của công nghệ vi điện tử, vi xử lí. Các hệ điều khiển CNC có khả năng thực hiện các chức năng điều khiển bởi phần mềm -> đơn giản các mạch điều khiển, giảm giá thành , tăng độ tin cậy. Hầu hết các hệ điều khiển số thế hệ mới đều ở dạng CNC.Máy công cụ điều khiển theo chương trình số (CNC Machine) Là thế hệ máy công cụ (machine tool) được điều khiển bởi bộ điều khiển CNC 1.
Cấu trúc hệ thống máy CNC Hệ thống máy CNC gồm 6 phần chính: - Chương trình gia công(part program) - Thiết bị đọc chương trình ( program input device) - Bộ điều khiển máy (MCU) - Hệ thống truyền động ( drive system) - Máy công cụ (mãchine tool) - Hệ thống phản hồi ( feedback system) Cấu trúc của máy CNC Lưu ý: Đối với máy gia công CNC, chương trình gia công, thiết bị đọc chương trình và bộ xử lý dữ liệu (DPU) đều được thực hiện bởi máy tính. Các loại máy CNC Ngày nay, nhiều loại máy CNC đã được ngiên cứu và ứng dụng rộng rải trong chế tạo cơ khí như: - Máy phay CNC - Máy tiện CNC - Máy gia công tia lửa điện CNC dùng điện cực nhúng - Máy gia công tia lửa điện CNC dùng dây cắt 7 - Máy khoan CNC - Máy mài CNC - Máy gia công dùng tia laser CNC - Máy gia công tia nước CNC - Máy hàn CNC - Máy đo tọa độ CNC (CMM: Coordinate Measuring Mãchine)… Máy Phay CNC đứng (CNC Vertical Milling Mãchine) 8 Trung tâm phay đứng CNC (CNC Vertical milling center ) Trung tâm phay CNC ngang (CNC Horizontal mãchining center ) Máy khoan ngang CNC (horizontal Drilling CNC) 9 Máy tiện CNC Máy tiện CNC hai đầu dao (CNC Dual turret turning center ) 10 Máy đo toạ độ CNC ( CNC Coordinate Measuring mãchine) Máy gia công tia lửa điện EDM Wire Cut. Hệ thống tọa độ và các điểm chuẩn trên máy CNC 1.Hệ tọa độ trên máy CNC Thông thường trên các máy điều khiển theo chương trình số, người ta thường sử dụng hệ tọa độ Đề các OXYZ theo quy tắc bàn tay phải (hệ tọa độ thuận) và nó được gắn vào chi tiết gia công. Gốc của hệ trục tọa độ có thể đặt tại bất kỳ một điểm nào đó trên chi tiết (về mặt nguyên tắc) nhưng thong thường ngw01f ta sẽ chọn tại những điểm thuận lợi cho việc lập trình, đồng thời dễ dàng kiểm tra kích thước theo bản vẽ của chi tiết gia công mà không phải thực hiện nhiều bước tính toán bổ sung.
Hệ thống tọa độ trên máy CNC Một đặc điểm mang tính quy ước là trên các máy điều khiển theo chương trình số, chi tiết gia công được xem là luôn luôn cố định và luôn gắn với hệ thống tọa độ cố định nói trên, còn mọi chuyển động tạo hình và cắt gọt đều do dụng cụ thực hiện. Trong thực tế, điều này đôi khi là ngược lại, ví dụ như trên máy phay thì chính bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động tạo hình còn dụng cụ chỉ thực hiện chuyển động cắt gọt. Vì vậy khi sử dụng máy điều khiển theo chương trình số cần phải luôn luôn tạo nên một thói quen để tránh những nhầm lẫn đáng tiếc có thể gây ran guy hiểm cho máy, dụng cụ và con người. Hệ tọa độ trên máy CNC, và chuyển động của các trục Theo quy ước chung, phương của trục chính của máy là phương của trục OZ còn chiều dương của nó được quy ước khi dao tiến ra xa chi tiết.
Phương chuyển động của bàn xe dao theo hướng kính là phương OX và chiều dương của nó hướng ra xa bề mặt chi tiết gia công. Đối với các chuyển động quay xung quanh các trục tương ứng X Y Z được xác định bằng các địa chỉ A B C sẽ được xác định là dương khi 12 chiều quay đó có hướng thuận chiều kim đồng hồ khi nhìn theo hướng chiều dương của các trục tương ứng. Ngoài ra, còn một số chuyển động phụ song song với các trục tương ứng với các trục X Y Z là các địa chỉ U V W và hướng của chúng được biểu diễn như hình vẽ trên. Đối với máy tiện hệ trục tọa độ có thể xác định như hình vẽ sau: Hệ tọa độ trên máy tiện với bàn dao phía sau và có bố trí trục c (3D) 1.
Các điểm chuẩn Để điều khiển chuyển động tiến dao ta phải xác định được chính xác vị trí của từng điểm trên quỹ đạo chuyển động của nó. Như vậy, sau khi xác lập các hệ trục tọa độ vấn đề tiếp theo là phải gắn các trục tọa độ vào các vị trí thuận lợi trong phạm vi không gian làm việc của máy. Đó chính là công việc chọn gốc tọa độ. - Điểm gốc tọa độ của máy (điểm 0, ký hiệu M): điểm gốc tọa độ của máy là điểm cố định do nhà chế tạo đã xác lập ran gay từ khi thiết kế máy.
Nó là điểm chuẩn để xác định vị trí các điểm khác như gốc tọa độ của chi tiết (W), chuẩn đo (R)… Đối với máy tiện, điểm M thường chọn là giao điểm của trục Z với mặt phẳng đầu của trục chính. - Điểm gốc tọa độ của chi tiết (điểm 0, kí hiệu W): Trước khi lập trình, người lập trình phải chọn điểm gốc tọa độ “điểm 0” của chi tiết, để xuất phát từ điểm gốc này mà xác định vị trí của các điểm trên đường bao của chi tiết; Tuy nhiên cần phải xác định sao cho các kích thước trên bản vẽ gia công cũng đồng thời là các giá trị tọa độ. - Điểm gốc tọa độ của chương trình (ký hiệu P0): là điểm mà dụng cụ cắt sẽ ở đó trước khi bắt đầu gia công. Để hợp lý nên chọn điểm P0 sao cho chi tiết gia công hoặc dụng cụ cắt có thể gá lắp hay thay đổi một cách dễ dàng.
Điểm này được viết ngay ở đầu chương trình, căn cứ vào đó để đặt dụng cụ cắt trước khi chạy chương trình gia công. 13 - Điểm chuẩn của máy ký hiệu (ký hiệu R): Trong hệ thống máy đo dịch chuyển, các giá trị đo thực sẽ mất đi khi có sự cố mất điện. Trong những trường hợp này, để đưa hệ thống đo trở lại trạng thái đã có trước thì phải đưa dụng cụ cắt về tới điểm R. Điểm chuẩn R có một khoảng cách so với điểm gốc máy.
- Điểm thay dụng cụ cắt (ký hiệu Ww): là điểm dụng cụ cắt sẽ ở đó trước khi thay đổi dụng cụ khác, để tránh va chạm dụng cụ cắt vào chi tiết. - Điểm điều chỉnh dụng cụ cắt (ký hiệu E): khi sử dụng nhiều dụng cụ cắt, các kích thước của dụng cụ cắt phải được xác định trên thiết bị điều chỉnh để có thông tin đưa vào trong hệ thống điều khiển nhằm hiệu chỉnh tự động kích thước dụng cụ cắt. - Điểm cắt của dao (ký hiệu P): điểm này là điểm đỉnh dao thực hay lý thuyết. Nó chính là mũi dao.
Các dạng điều khiển trên máy CNC 1. Điều khiển điểm – điểm - Điều khiển điểm – điểm dùng cho những nhiệm vụ định vị đơn giản, mục đích chính là cần đạt được các kích thước a,b,c,d,e,f phải chính xác, còn quỹ đạo chạy dao nhanh hay chậm của bàn máy đều không có ý nghĩa quyết định.1 ) - Điều khiển điểm – điểm ứng dụng để gia công các lỗ bằng các phương pháp khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ. Điều khiển điểm – điểm - Vị trí của các lỗ có thể được điều khiển đồng thời theo hai trục ( hình 2.2a ) hoặc điều khiển kế tiếp nhau ( hình 2. Trong trường hợp chạy dao đông thời theo hai trục X, Y thì quỹ đạo chuyển động tạo thành một góc α so với trục nào đó.
- Trong trường hợp chạy dao độc lập thì trước hết dao chạy song song với trục Y tới điểm 1’ ( lúc này tọa độ X không thay đổi ), sau đó dao chạy theo trục X để tới điểm đích 2. Các dạng chạy dao trong điều khiển điểm – điểm 1.
