Mục Lục

MỤC LỤC…………………………………………………………………………...1

NỘI DUNG………………………………………………………………………….2

CHƯƠNG I: Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS tích hợp CIM……………....3

I.1 Giới thiệu về hệ thống sản xuất (FSM) có trợ giúp của

máy tính (CIM) ……………………………………………………………….3

I.2 Các thành phần hệ thống CIM ………………………………………7

CHƯƠNG II: Máy công cụ CNC………………………………………………..10

II.1. Giới thiệu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng

của máy CNC…………………………………………………………............10

II.2.Những khái niệm cơ bản và phân loại hệ điều khiển………….14

II.3. Cơ sở hình học cho gia công CNC……………………………….15

II.4. Nghiên cứu máy tiện CNC………………………………………….25

II.5. Nghiên cứu máy phay CNC…………………………………………37

1

MỞ ĐẦU

Công cuộc phát triển Hiện đại hoá, Công nghiệp hoá đất nước, chúng ta sử dụng ngày càng nhiều các trang thiết bị hiện đại để điều khiển tự động các quá trình sản xuất, chế biến, gia công... Trên các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế, ta đã gặp nhiều thiết bị tự động, đã thực hiện nhiều quy trình, nhiều biện pháp kỹ thuật với sự giúp đỡ của các phương tiện điều khiển tự động.

Việc thành lập các hệ thống sản xuất linh hoạt đóng một vai trò quan trọng. Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS cho phép tự động hoá ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và hàng loạt vừa trên cơ sở sử dụng các máy CNC, các Robot công nghiệp để điều khiển các đối tượng lao động, các đồ gá và các dụng cụ, các hệ thống vận chuyển – tích trữ phôi với mục đích tối ưu hoá quá trình công nghệ và quá trình sản xuất.

Sự kết nối các hệ thống tự động riêng lẻ thành một hệ thống duy nhất với sự trợ giúp của mạng máy tính nội bộ cho phép tăng năng suất lao động của các nhà thiết kế, các nhà công nghệ và các nhà tổ chức sản xuất và do đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Các hệ thống sản xuất như vậy được gọi là hệ thống sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính (CIM); CIM bao gồm: thiết kế trợ giúp của máy tính(CAP), lập quy trình có trợ giúp của máy tính (CAP), lập kế hoạch sản xuất và kiểm tra (PP và C), kiểm tra chất lượng có trợ giúp của máy tính (CAQ), và sản xuất có trợ giúp của máy tính(CAM).

Hiện nay ở nước ta nghiên cứu về FMS và CIM chỉ mới được bắt đầu. Trong tương lai các hệ thống này sẽ được trang bị và phổ biến ở nhiều cơ sở đào tạo cũng như sản xuất khác nhau trên cả nước. Do vậy việc nghiên cứu về vấn đề này rất cần thiết để có thể làm chủ được thiết bị máy móc.

2

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS và tích hợp CIM

I.1 Giới thiệu về hệ thống sản xuất (FSM) có trợ giúp của máy tính (CIM)

Khoa học máy tính ra đơi từ những năm 70 của thế ky trước. Cho đến ngày nay, công nghệ khoa học máy tính phát triển như vũ bão đã kéo theo sự đổi thay đáng kể của rất nhiều lĩnh vực trong xã hội loài ngươi. Máy vi tính được ứng dụng vào mọi mặt của đơi sống xã hội, từ công sở, trương học, bệnh viện, sân bay đến nhà hát, sân vận động. Nền kinh tế thế giới cũng nhơ đó mà phát triển nhanh chóng. Các nhà máy sản xuất theo phương pháp truyền thống trước đây cũng được nâng cấp phát triển dần dần thành hệ thống sản xuất tự động hoá từng phần, toàn phần, rồi phát triển thành các dây chuyền sản xuất tiên tiến, thành hệ thống sản xuất linh hoạt FMS và cuối cung là hệ thống sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính CIM. Những nhà máy CIM ra đơi đã tạo ra năng suất, chất lượng sản phẩm rất cao. Trong quá trình hoạt động của nhà máy, máy vi tính tham gia vào quản ly từ khâu ban đầu là thiết kế sản phẩm, cho tới gia công, kiểm tra chất lượng và cuối cung là tính giá thành sản phẩm, năng suất sản xuất và phân phối sản phẩm chất lượng ra thị trương hàng hoá một cách hiệu quả và kinh tế nhất.

Trên thế giới hệ thống sản xuất CIM đang dần được triển khai tại một số nước. Việt Nam là nước đang phát triển, công nghệ sản xuất truyền thống còn nhiều. Vậy nên để thúc đẩy nền kinh tế Việt Nam đi lên, dần ngang băng với các nước trên thế giới thì việc ứng dụng các hệ thống sản xuất CIM trong công nghiệp là một xu

3

hướng tất yếu trong những năm tới và trong tương lai sau này. Chính vì vậy chúng toi chọn đề tài: "Nghiên cứu công nghệ sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính CIM" là đúng hướng.

I.1.1 .Hệ thống sản xuất tích hợp – CIM (Computer Intergrated Manufacturing) là hệ thống sản xuất tự động hiện đại. Hệ thống CIM đang được ứng dụng ngày càng phổ biến trong các nước phát triển do hiệu quả của nó đem lại. Tuy nhiên, ứng dụng CIM vào sản xuất ở Việt Nam thì rất hạn chế do vậy mục đích của bài viết này nhằm thúc đẩy ứng dụng CIM vào sản xuất ở Việt Nam.

Hình 1.1: Hệ thống sản xuất tích hợp – CIM (Computer Intergrated Manufacturing)

4

CIM là một nhà máy sản xuất tự động hóa toàn phần, nơi mà tất cả các quá trình sản xuất được tích hợp và được điều khiển bởi máy tính. CIM quản ly tự động thông qua sự tích hợp các phân hệ: CAD, CAM, CAP, CAPP; Các tế bào gia công (CN, CNC, DNC); Hệ thống cấp liệu; Hệ thống lắp ráp linh hoạt; Hệ thống mạng LAN nội bộ liên kết cácthành phần trong hệ thống và mạng Internet; Hệ thống kiểm tra và các thành phần khác…

Hình 1.2: Sơ đồ điều khiển trong sản xuất linh hoạt và tích hợp

I.1.2. Hiệu quả ứng dụng CIM trong sản xuất

Hệ thống sản xuất CIM tạo ra lợi nhuận vững chắc cho ngươi sử dụng hơn các hệ thống khác nhơ tính mềm dẻo của hệ thống và tích hợp thông tin. CIM cho phép một nhà máy sản xuất thích ứng nhanh chóng với sự thay đổi của thị trương và cung cấp các hướng phát triển cơ bản của sản phẩm trong tương lai. Với sự trợ giúp của máy tính, các họat động phân đoạn của quá trình sản xuất được tích hợp thành một hệ thống sản xuất thống nhất, hoạt động trôi chảy với sự giảm thiểu thơi gian và chi phí sản xuất, đồng thơi nâng cao chất lượng sản phẩm. Hệ thống CIM cho phép sử dụng tối ưu các thiết bị, nâng cao năng suất lao động, luôn ứng dụng

5

các công nghệ tiên tiến và giảm thiểu sai số gây ra bởi con ngươi, kinh nghiệm sử dụng CIM bởi các hãng sản xuất trên thế giới cho thấy những lợi ích điển hình:

- Nhanh chóng cho ra đơi sản phẩm mới kể từ lúc nhận đơn đặt hàng.

- Giảm 15 – 30% giá thành thiết kế

- Giảm 30 – 60% thơi gian chế tạo chi tiết

- Tăng năng suất lao động lên tới 40 – 70%

- Nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm được 20 – 50% phế phẩm

- Quản ly vật tư hàng hóa sát thực tế hơn

- Tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm và đáp ứng nhu cầu của thị trương

- Hoàn thiện được phương pháp thiết kế sản phẩm nhơ ứng dụng các gói phần mềm CAD, CAM, Cimastron, Cata, Unigraphic, Proengineer, MEC, CAPP, CAE… trong đó các phân hệ này cho phép tính toán rất nhanh nhiều vấn đề cụ thể: giải bài toán thiết kế, thẩm định… trong đó phần tử hữu hạn cho phép tính toán nhanh gấp 30 lần so với tính toán thông thương để xác định ứng xuất tại từng điểm nhơ vậy mà hoàn thiện kết cấu cho sản phẩm nhanh hơn.

I.1..3.Hướng phát triển CIM

Để thúc đẩy sự phát triển của CIM cũng như phát triển sản xuất một số hướng nghiên cứu về CIM đang được tiến hành:

- Hợp ly hóa CIM và chiến lược quản ly CIM

- Nhà máy tích hợp CIM với các ranh giới địa ly trên phạm vi toàn cầu: Cấu trúc và mô hình hóa các nhà máy tích hợp được nghiên cứu trên cơ sở hợp tác và liên kết nhăm nắm vững các nguyên tắc ứng dụng CIM trong sản xuất toàn cầu về quản ly và chia sẻ dữ liệu.

- Mang liên kết của CIM: Nghiên cứu các ứng dụng mạng trên phạm vi rộng và Internet cho CIM, tăng cương sự trao đổi thông tin băng dữ liệu tích hợp, mối quan hệ giữa khách hàng và nhà cung cấp, các dữ liệu về quản lí trong hệ thống CIM.

6

- Công cụ và công nghệ tiên tiến cho việc ứng dụng CIM: Nghiên cứu về ứng dụng robot, nâng cao tính tự động hóa trong sản xuất, ứng dụng trí tuệ nhân tạo. Mô hình hệ thống sản xuất: Tích hợp các mô hình thông tin với các mô hình chức năng của CIM và các hệ thống thiết kế của CIM.

- Ứng dụng trí tuệ nhân tạo như logic mơ, mạng nơron tích hợp và trong các hệ thống sản xuất. Dưới đây là vòng tròn CIM ảo với các mô tả:

+ Vòng ngoài cung mô tả tình hình thị trương toàn cầu

+ Vòng thứ hai mô tả các hệ thống toàn cầu để đáp ứng với yêu cầu của thị trương toàn cầu.

+ Vòng thứ ba giải thích các khái niệm, cách thức hệ thống thực hiện.

+ Vòng thứ tư mô tả sự liên kết thông tin và giao tiếp toàn cầu, chia sẻ dữ liệu và liên kết trong sản xuất

+ Vòng trung tâm thể hiện kết quả của hệ thống CIM như một nhà máy tích hợp về thông tin cũng như kết cấu hạ tầng trên phạm vi toàn cầu hay khu vực.

I.2. Các thành phần hệ thống CIM

Các thành phần chính trong một hệ thống CIM bao gồm các modul:

- Lập kế hoạch sản xuất

- Thiết kế sản phẩm

- Lập qui trình sản xuất

- Lập trình cho các trạm gia công

- Thiết bị sản xuất

- Vận chuyển, tích trữ

- Kiểm tra

7

- Tiếp thị, phân phối sản phẩm

- Tài chính, các vấn đề khác

Lập kế hoạch sản xuất: Khi nhận được đơn đặt hàng trực tiếp hay qua các phương tiện giao tiếp (internet) cung với chiến lược phát triển sản phẩm, CIM quản ly băng phần mềm chuyên biệt (CIMSOFT) nó liên tục được truyền đi tới các phân hệ quản ly, điều khiển hệ thống. Dựa trên kế hoạch này các phân hệ tự động cập nhật, xử ly thông tin để đảm bảo sự hoạt động nhịp nhàng, lưu loát cho toàn hệ thống. Vì vậy, việc lập kế hoạch có y nghĩa rất quan trọng, nó quản ly toàn bộ hệ thống trên tầng vĩ mô.

Thiết kế sản phẩm: Thiết kế sản phẩm là modul nhăm tạo ra các thông số về đối tượng cần sản xuất. Khi nhận sản phẩm mới thì modul quản ly tự động dò tìm trong thư viện dữ liệu sản phẩm về sự tồn tại của sản phẩm, nếu đã có thì chuyển đến phân hệ gia công, nếu chưa có thì đưa ra dạng sản phẩm đã tồn tại với mức độ giống nhất và chuyển đến cho hệ thống thiết kế.

- Phân hệ CAD/CAM: Thiết kế CAD (Computer Aided Design) là đưa ra được các hệ thống số hình học về thực thể với đầy đủ dữ liệu cần thiết để chuyển giao cho phân hệ CAM. Phân hệ CAM (Computer Aided Manufacturing) bản chất là phần mềm trợ giúp gia công, nhận các thông số hình học từ phân hệ CAD và thông số công nghệ sau đó chuyển thể thành dữ liệu đầu vào cho tế bào gia công.

- Phân hệ RP (Rapid Prototyping): là một phân hệ tạo mẫu nhanh cho dữ liệu CAD hoặc CAD/CAM. Khi mô hình CAD được tạo lập thì RP sẽ tạo ra vật thể thực đây cũng là thông tin để hoàn thiện mô hình vật thể trên CAD. PHân hệ RP giúp cho quá trình thiết kế giảm được nhiều thơi gian để đi đến kết quả cuối cung cho ra dữ liệu CAD trước khi sản xuất. Ngoài ra công nghệ ngược của RP và RE (Revert Engineering) cho phép lấy thông tin CAD khi vật thể đã có, đây cũng là giải pháp rất hiệu quả cho quá trình thiết kế.

Lập qui trình sản xuất: là phân hệ mất nhiều thơi gian và tài chính. CIM xử dụng các modul lập quy trình công nghệ tự động băng giải pháp phần mềm lập trình. Phân hệ CAPP (Computer Aided Process Planning) là một giải pháp hữu hiệu. Với các thông tin đầy đủ phân hệ CAPP sẽ quyết định đưa ra một qui trình công nghệ hợp ly nhất để gia công chi tiết.

8

Lập trình cho các trạm gia công: Các trạm gia công bao gồm các trang thiết bị tham gia trong quá trình chế tạo sản phẩm: Các máy CNC, Robot… Lập trình cho các tế bào gia công CNC bao gồm các thông tin về hình học (CAD) và các thông tin công nghệ. Quá trình được mô phỏng trên phân hệ CAD/CAM. Lập trình cũng hoàn toàn tương tự với robot và các thiết bị khác và gửi lên mức xử ly thông tin cao hơn để phối hợp.

Thiết bị sản xuất: Quá trình sản xuất được thiết lập khi các yếu tố chuẩn bị về kỹ thuật và tổ chức được thực hiện. Trong quá trình này chi tiết dần dần được hình thành. Đây cũng là quá trình trực tiếp làm biến đổi phôi liệu thông thành chi tiết. Trên các tế bào gia công chi tiết trực tiếp bị biến đổi về mặt hình học và cơ tính. Các tế bào gia công mà chủ yếu là các máy điều khiển số CNC, DNC… Và các thiết bị khác.

Hình 1.3: Ví dụ tế bào gia công

9

Hệ thống vận chuyển-tích trữ: Vận chuyển các chi tiết gia công (phôi) trong kho hoặc trên các vệ tinh tới các vị trí tiếp nhận hay chuyển tích trữ dụng cụ.

Hệ thống kiểm tra: Kiểm tra các thông số về đối tượng sản xuất trong hệ thống. CIM sử dụng nhiều máy kiểm tra tự động khả lập trình.

Tiếp thị, phân phối sản phẩm: Đây cũng là một modul quan trọng để phát triển chiến lược sản xuất. Doanh nghiệp phải có phương thức marketing và phân phối sản phẩm phu hợp đáp ứng các tiêu chuẩn thị trương.

Chương II: Máy công cụ CNC

II.1.Giới thiệu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của máy CNC II.1.1 Giới thiệu về máy CNC

CNC là gì?

• NC = Numerical Control

• CNC = Computer Numerical Control

• Các hoạt động được điều khiển bằng cách nhập trực tiếp dữ liệu số

• Một dạng tự động hoá lập trình vạn năng

• Máy công cụ được điều khiển bằng hàng loạt các lệnh được mã hoá

CNC – viết tắt cho Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) (điều khiển băng máy tính) – đề cập đến việc điều khiển băng máy tính các máy móc khác với mục đích sản xuất (có tính lập lại) các bộ phận kim khí (hay các vật liệu khác) phức tạp, băng cách sử dụng các chương trình viết băng kí hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn

10

EIA-274-D, thương gọi là mã G. CNC được phát triển cuối thập niên 1940 đầu thập niên 1950 ở phòng thí nghiệm Servomechanism của trương MIT.        Sự xuất hiện của các máy CNC đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp. Các đương cong được thực hiện dễ dàng như đương thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một lượng lớn các thao tác do con ngươi thực hiện được giảm thiểu.        Việc gia tăng tự động hóa trong quá trình sản xuất với máy CNC tạo nên sự phát triển đáng kể về chính xác và chất lượng. Kỹ thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai sót và giúp ngươi thao tác có thơi gian cho các công việc khác. Ngoài ra còn cho phép linh hoạt trong thao tác các sản phẩm và thơi gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản xuất các linh kiện khác.        Trong môi trương sản xuất, một loạt các máy CNC kết hợp thành một tổ hợp, gọi là cell, để có thể làm nhiều thao tác trên một bộ phận. Máy CNC ngày nay được điều khiển trực tiếp từ các bản vẽ do phần mềm CAM, vì thế một bộ phận hay lắp ráp có thể trực tiếp từ thiết kế sang sản xuất mà không cần các bản vẽ in của từng chi tiết. Có thể nói CNC là các phân đoạn của các hệ thống robot công nghiệp, tức là chúng được thiết kế để thực hiện nhiều thao các sản xuất (trong tầm giới hạn). 

II.1.2. Cấu tạo máy CNC

Kết cấu cơ bản của máy CNC gồm 2 phần chính:

+ Phần cơ khí: Đế máy, thân máy, bàn máy, bàn xoay, trục mit me bi, ổ tích dụng cụ, cụm trục chính và băng hướng dẫn.

Ở Việt Nam hiện nay chưa thể chế tạo ra 2 bộ phận quan trong của máy là: cụm trục chính và băng dẫn hướng mà mới chỉ chế tạo được những cơ cấu đơn giản là: thân máy, bàn máy, bàn xoay.

+ Phần điều khiển: các loại động cơ, các hệ thống điều khiển và máy tính trung tâm.

11

H 2.1: Ví dụ về máy cấu tạo của máy CNC

II.1.3. Phân loại và công dụng

Với những chiếc máy công cụ trước đây, luôn phải có ngươi đứng bên máy để điều khiển các hoạt động của máy. Những loại này đã mất dần ưu thế khi máy NC ra đơi, ngươi điều khiển không còn phải điều khiển các chuyển động của máy nữa. Ở các máy công cụ truyền thống, chỉ có 20% thơi gian hoạt động là để gia công vật liệu. Khi thêm phần điều khiển điện tử thì thơi gian gia công đã tăng lên 80%, thậm chí cao hơn. Đồng thơi cũng giảm bớt thơi gian để dịch chuyển đầu cắt đến vị trí yêu cầu.

12

Trước đây, các máy công cụ được sản xuất sao cho càng đơn giản càng tốt để giảm giá thành. Cũng bởi giá nhân công tăng lên, những chiếc máy tốt hơn với bố điều khiển điện tử ra đơi, khiến cho nên công nghiệp có thể cho ra những sản phẩm tốt hơn với giá cả phải chăng hơn nhăm cạnh tranh với những nền công nghiệp nước ngoài.

NC được sử dụng trên tất cả các máy công cụ, từ đơn giản nhất đến phức tạp nhất. Những chiếc máy thông dụng nhất là máy khoan thẳng đơn trục, máy tiện, máy phay, trung tâm tiện, trung tâm cơ khí đa năng.

Máy khoan thẳng đơn trục:

Một trong những máy NC đơn giản nhất là máy khoan đơn trục. Hầu hết các máy khoan đều được lập trình trên 3 trục:

a) Trục X điều khiển bàn máy di chuyển sang trái hoặc sang phải.b) Trục Y điều khiển bàn máy tiến hoặc lui.c) Trục Z điều khiển chuyển động lên xuống của mũi khoan.

Máy tiện:

Là một trong những chiếc máy có hiệu quả nhất, đặc biệt có y nghĩa trong việc gia công các khối tròn. Máy tiện được lập trình trên 2 trục:

a) Trục X điều khiển chuyển động dọc của đầu dao, vào hay ra.b) Trục Z điều khiển chuyển động của mẫu vật tiến vào hay rơi khỏi bệ đỡ.

13

H 2.2 – Máy tiện

Máy phay: (H1.3)

Máy phay luôn là loại máy đa năng nhất được dung trong công nghiệp. Các công năng như phay, vát, cắt góc, khoan, doa chỉ là một vài chức năng mà máy phay có thể đảm nhiệm.

Máy phay thương được lập trình trên 3 trục:

a) Trục X điều khiển bàn máy chuyển động sang trái, phải.b) Trục Y điêu khiển bàn máy tiến hay lui.c) Trục Z chuyển động thẳng đứng của đầu dao.

H2.3 – Máy phay đứng.

Trung tâm gia công tiện:

Trung tâm gia công tiện (Turning Center) ra đơi vào giữa thập niên 60 sau khi nhóm nghiên cứu chỉ ra răng 40% các loại gia công kim loại là được làm băng phương pháp tiện. Chiếc máy NC này có khả năng làm việc với độ chính xác cao hơn, hiệu suất cao hơn so với chiếc máy tiện thông thương. Trung tâm gia công tiện cơ bản chỉ thao tác trên 2 trục:

a) Trục X điều khiển chuyển động ngang của mâm cặp.b) Trục Z điều khiển chuyển động dọc của mâm cặp.

Trung tâm cơ khí đa năng:14

Cỗ máy này cũng ra đơi cũng vào thập niên 60. Được tích hợp nhiều tính năng tại cung một địa điểm. Nhiều thao tác gia công khác nhau trên mẫu vật có thể thực hiện chỉ với một lần cài đặt duy nhất. Nhơ vậy mà tốc độ, năng suất máy tăng lên đáng kể so với những máy điều khiển số thông thương.

II.2.Những khái niệm cơ bản và phân loại hệ điều khiển

1.Khái niệm cơ bản

a.Khái niệm CNC

CNC (Computer Numerical Control) là một dạng máy NC điều khiển tự động có sự trợ giúp của máy tính, mà trong đó các bộ phận tự động được lập trình để hoạt động theo các sự kiện nối tiếp nhau với một tốc độ được xác định trước để có thể tạo ra được mẫu vật với hình dạng và kích thước yêu cầu.

b.Trục máy CNC

Để có thể điều khiển chuyển động dụng cụ cắt dọc theo đương hình học trên bề mặt chi tiết cần có một mối quan hệ giữa dụng cụ và chi tiết gia công. Mối quan hệ này có thẻ được thiết lập thông qua việc đặt dụng cụ và chi tiết gia công trong một hệ tọa độ. Hệ tọa độ Đề Các được sử dụng làm hệ tọa độ trong máy CNC.

Khi đó không gian được giới hạn bởi ba kích thước của hệ tọa độ Đề Các gắn với máy mà hệ điều khiển máy có thể nhận biết được gọi là vung gia công.

Từ đây, ngươi ta định nghĩa :

* Chuyển động thẳng của dụng cụ song song với trục hệ tọa độ gắn với máy được gọi là trục thẳng của máy.

* Chuyển động của dụng cụ quay xung quanh trục hệ tọa độ gắn với máy được gọi là trục quay của máy.

Qua những nghiên cứu cho thấy, chỉ cần tối đa 14 trục (trục chuyển động) để mô tả bất kỳ một máy CNC phức tạp nào. 14 trục chuyển động này được chia thành: 5 trục quay và 9 trục thẳng

15

- 9 trục thẳng bao gồm :

+ Ba trục thẳng thứ nhất : X,Y, Z

+ Ba trục thẳng thứ hai : U //X, V//Y, W//Z

+ Ba trục thẳng thứ ba : P//X, Q//Y, R//Z

- 5 trục quay bao gồm :

+ Ba trục quay thứ nhất A,B,C. Đây là 3 trục quay xung quanh các trục thẳng X,Y,Z.

+ Hai trục quay thứ hai D và E. Đặc trưng của hai trục quay này là quay song song với trục quay thứ nhất A hoặc B hoặc C hoặc một trục đặc biệt nào đó.

2.Hệ điều khiển của máy CNC

Về mặt tổng quát, các máy CNC trong công nghiệp đều được điều khiển theo một nguyên tắc nhất định. Dữ liệu điều khiển được đọc vào từ các vật mang tin (băng từ, đĩa từ, băng đục lỗ…) hoặc từ chương trình có sẵn trên máy hoặc do chính ngươi sử dụng nhập vào từ giao tiếp bàn phím. Các dữ liệu này được giải mã và hệ thống điều khiển xuất ra các tập lệnh để điều khiển các cơ cấu chấp hành thực hiện các lệnh theo yêu cầu của ngươi sử dụng. Trong khi các cơ cấu chấp hành thực hiện các lệnh đó, kết quả về việc tực hiện được mã hóa ngược lại và phản hồi về hệ điều khiển máy, các kết quả này được so sánh với các tập lệnh được gửi đi. Sau đó hệ thống điều khiển có nhiệm vụ bu lại các sai lệch và tiếp tục gửi đến các cơ cấu chấp hành cho đến khi thông tin về kết quả thực hiện phản hồi trở lại “khớp” với thông tin được gửi đi.

Như vậy, ta có thể nói hệ điều khiển máy CNC trong công nghiệp là một hệ điều khiển kín (dữ liệu lưu thông theo một vòng kín).

II.3.Cơ sở hình học cho gia công CNC

Cơ sở hình học cho gia công CNC bao gồm các hệ toạ độ đêcac, hệ toạ độ cực ,các điểm chuẩn :0 của máy ,0 của phôi ,các dạng điều khiển CNC: điều khiển điểm,

16

điều khiển đoạn thẳng, điều khiển Công tua, đặc điểm của vận hành DNC (Direct Numerical Control),Sự hiệu chỉnh (bu) chiều dài và bu bán kính dụng cụ cắt khi tiện, khi phay, Hệ thống đo hành trình và phương pháp đo hành trình cắt khi gia công: đo hành trình trực tiêp / gián tiếp, đo hành trình tuyệt đối/gia số.

1.Nguyên tắc xác định hệ trục toạ độ của máy CNC

Để xác định các trục toạ độ ta dựa trên quy tắc bàn tay phải, bao gồm ngón giữa, ngón trỏ và ngón cái của bàn tay phải (H1.4). Ngón cái xác định hướng của trục X, ngón trỏ chỉ trục Y, và ngón giữa chỉ trục Z.

H2.4 – Quy tắc bàn tay phải.

Trục quay được xác định theo các trục thẳng mà dao cắt quay trên đó. A là trục quay trên trục X, B là trục quay trên trục Y, C là trục quay trên trục Z (H1.5). Khi nhìn theo chiều (+) của các trục chính thì chiều kim đồng hồ là chiều (+) của các trục quay.

H2.5 – Ba trục quay A,B,C.

Xác định các trục toạ độ của máy NC thông qua nguyên tắc này, đầu tiên ta tưởng tượng ngón giữa năm trong trục quay chính của máy, đó là trục Z của máy

17

và chiều (+) của trục theo hướng từ trong ra ngoài. Theo đó, ngón cái và ngón trỏ sẽ chỉ phương và chiều của trục X, trục Y.

2.Các điểm chuẩn

a. Điểm gốc của máy M

Quá trình gia công trên máy điều khiển theo chương trình số được thiết lập băng một chương trình mô tả quỹ đạo chuyển động tương đối giữa lưỡi cắt của dụng cụ và phôi. Vì thế, để đảm bảo việc gia công đạt được độ chính xác thì các dịch chuyển của dụng cụ phải được so sánh với điểm 0 (zero) của hệ thống đo lương và ngươi ta gọi là điểm gốc của hệ tọa độ của máy hay gốc đo lương M (Machine reference zero). Các điểm M được các nhà chế tạo quy định trước.

b. Điểm chuẩn của máy R

Hình2.6: Các điểm gốc và điểm chuẩn trên máy phay đứng và máy tiện

Để giám sát và điều chỉnh kịp thơi quỹ đạo chuyển động của dụng cụ, cần thiết phải bố trí một hệ thống đo lương để xác định quãng đương thực tế (tọa độ thực) so với tọa độ lập trình. Trên các máy CNC ngươi ta đặt các mốc để theo dõi các tọa độ thực của dụng cụ trong quá trình dịch chuyển, vị trí của dụng cụ luôn luôn được so sánh với gốc đo lương của máy M. Khi bắt đầu đóng mạch điều khiển của máy thì tất cả các trục phải được chạy về một điểm chuẩn mà giá trị tọa độ của nó so với điểm gốc M phải luôn luôn không đổi và do các nhà chế tạo máy quy định. Điểm đó gọi là điểm chuẩn của máy R (Machine Reference point). Vị trí của điểm chuẩn này được tính toán chính xác từ trước bởi một cữ chặn lắp trên bàn trượt và các công tắc giới hạn hành trình. Do độ chính xác vị trí của các máy CNC là rất cao (thương với hệ thống đo là hệ Met thì giá trị của nó là 0,001mm và hệ

18

Inch là 0,0001 inch). Khi dịch chuyển về điểm chuẩn của các trục, lúc đầu tốc độ chạy nhanh, sau khi đến gần vị trí chuẩn thì tốc độ chậm lại để có thể định vị một cách chính xác.

c. Điểm gốc của phôi W, điểm gốc chương trình P và điểm gá đặt C

Khi bắt đầu gia công, cần phải tiến hành xác định tọa độ điểm gốc của chi tiết hay gốc của chương trình so với điểm M để xác định và hiệu chỉnh hệ thống đo lương dịch chuyển.

Hình 2.7 : Ví dụ về điểm W và điểm P trên máy tiện

Điểm gốc của phôi W: Còn gọi là điểm zero của phôi (Workpiece zero point), ky hiệu là W xác định hệ tọa độ của phôi trong quan hệ với điểm zero của máy (M). Điểm W của phôi được chọn bởi ngươi lập trình và được đưa vào hệ điều khiển của CNC trong quá trình đặt số liệu máy trước khi gia công.

Điểm W của phôi được chọn tuy y bởi ngươi lập trình trong phạm vi không gian làm việc của máy và của chi tiết. Tuy vậy, nên chọn W nên chọn là một điểm năm trên phôi để thuận tiện khi xác định các thông số giữa W và M. Giả sử với chi tiết tiện, ngươi ta chọn điểm W đặt dọc theo trục quay (tâm trục chính máy tiện) và có thể chọn đầu mút trái hay đầu mút phải của phôi. Đối với chi tiết phay nên lấy một điểm năm ở góc làm điểm W của phôi, góc đó thương là ở bên trái, trên mặt phôi và ở phía ngoài.

Điểm gốc chương trình P:

Tuy thuộc vào bản vẽ chi tiết gia công mà ngươi ta sẽ có một hay một số điểm chuẩn để xác định tọa độ của các bề mặt khác. Trong trương hợp đó, điểm này được gọi là điểm gốc chương trình P (Programmed). Trong thực tế nếu P trung

19

với W sẽ thuận lợi hơn cho quá trình lập trình vì không phải thực hiện nhiều phép toán bổ xung.

Điểm gá đặt C:

Là điểm tiếp xúc giữa phôi và đồ gá trên máy, nó có thể trung với điểm gốc của phôi W trên máy tiện. Thông thương khi gia công ngươi ta phải tính đến lượng dư gia công và do vậy điểm C chính là bề mặt chuẩn để xác định kích thước của phôi.

Hình 2.8: Ví dụ chọn điểm P và W khi gia công các lỗ phân bố trên đường tròn

d. Điểm gốc của dụng cụ

Để đảm bảo quá trình gia công chi tiết với việc sử dụng nhiều dao và mỗi dao có một hình dạng và kích thước khác nhau được chính xác, cần phải có các điểm gốc của dụng cụ. Điểm gốc của dụng cụ là những điểm cố định và nó được xác định tọa độ chính xác so với các điểm M và R.

Điểm chuẩn của dao P

20

H2.9 : Điểm chuẩn P của dao tiện (a), dao phay ngón (b), dao phay cầu (c)

Điểm chuẩn của dao là điểm mà từ đó chúng ta lập chương trình chuyển động trong quá trình gia công. Đối với dao tiện, ngươi ta chọn điểm nhọn của mũi dao, với dao phay ngón và mũi khoan ngươi ta chọn điểm P ở tâm trên đỉnh dao, với dao phay cầu chọn điểm P là tâm mặt cầu.

Các điểm gốc của dao (điểm gá đặt dao)

Các dao được sử dụng thông thương có hai loại cán dao (Tool holder) là loại chuôi trụ và loại chuôi côn theo tiêu chuẩn.

Đối với chuôi dao có điểm đặt dụng cụ E, trên lỗ gá dao có điểm gá dụng cụ N. Khi chuôi dao lắp vào lỗ dao thì hai điểm N và E trung nhau.

H2.10 : Các điểm gốc của dụng cụ

Trên cơ sở điểm chuẩn này ngươi ta có thể xác định các kích thước để đưa vào bộ nhớ lượng bu dao. Các kích thước này có thể bao gồm chiều dài của dao tiện theo phương X và Z (điểm mũi dao) hay chiều dài của dao phay và bán kính

21

của nó. Các kích thước này có thể được xác định từ trước băng cách đo trên các thiết bị đo chuyên dung hay xác định ngay trên máy rồi đưa vào hệ điều khiển của máy CNC để thực hiện việc bu dao.

Điểm thay dao

Trong quá trình gia công thương phải sử dụng một số loại dao và số lượng dao khác nhau tuy thuộc vào yêu cầu của bề mặt gia công, vì thế phải thực hiện việc thay dao. Trên các máy CNC có cơ cấu thay dao tự động, khi thay dao yêu cầu không được để chạm vào phôi hoặc máy. Vì vậy cần phải có điểm thay dao. Đối với máy phay hoặc các trung tâm gia công thì thương bàn máy phải chạy về điểm chuẩn, còn với máy tiện, thương các dao năm trên đầu Rơ vôn ve nên không cần phải chạy đến điểm chuẩn để thay dao mà có thể đến một vị trí nào đó đảm bảo an toàn để quay đầu Rơ vôn ve là có thể thay dao nhăm giảm thơi gian phụ.

3.Các dạng điều khiển CNC

Điều khiển điểm - điểm

Với các loại máy điều khiển điểm – điểm. Trong quá trình gia công dụng cụ được định vị nhanh đến tọa độ yêu cầu và trong quá trình dịch chuyển nhanh dụng cụ, máy không thực hiện chuyển động cắt gọt. Chỉ khi đến vị trí yêu cầu nó mới thực hiện các chuyển động cắt gọt. Ví dụ như khoan lỗ, khoét, doa, đột dập, hàn điểm.

Điều khiển điểm - điểm (theo vị trí) được dung để gia công các lỗ băng các phương pháp khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ. Chi tiết gia công được gá cố định trên bàn máy, dụng cụ cắt thực hiện chạy dao nhanh đến các vị trí đã lập trình (hoặc chạy bàn máy). Khi đạt tới các điểm đích thì dao bắt đầu cắt (hình vẽ).

Vị trí của các lỗ có thể được điều khiển đồng thơi hoặc kế tiếp theo 2 trục toạ độ (hình vẽ ).

22

H2.11. Điều khiển điểm – điểm

H2.12 : Các dạng chạy dao trong điều khiển điểm--điểm.

a) Điều khiển đồng thời theo 2 trụcb) Điều khiển kế tiếp.

Điều khiển đường thẳng

23

H2.13 :Điều khiển theo đường thẳng

Là điều khiển mà khi gia công dụng cụ cắt thực hiện lượng chạy dao theo 1 đương thẳng nào đó. Trên máy tiện dụng cụ cắt chuyển động song song hoặc vuông góc với trục của chi tiết (trục Z) (hình vẽ). Trên máy phay dụng cụ cắt chuyển động song song với trục Y hoặc trục X (hình vẽ). dụng cụ cắt chuyển động độc lập theo từng trục.

Điều khiển theo biên dạng (contour)

H2.14 : Điều khiển contour trên máy tiện (a) và máy phay (b).

Điều khiển theo biên dạng cho phép thực hiện chạy dao trên nhiều trục cung lúc. Các chuyển động theo các trục có sự quan hệ hàm số ràng buộc với nhau. Dạng điều khiển này được áp dụng trên máy tiện, máy phay và các trung tâm gia công.

24

Có 3 dạng điều khiển : điều khiển contour 2D, 21/2D và điều khiển 3D (D là chiều).

- Điều khiển contour 2D: Cho phép thực hiện chạy dao theo 2 trục đồng thơi trong 1 mặt phẳng gia công (ví dụ mặt phẳng XZ, XY). Trục thứ 3 được điều khiển hoàn toàn độc lập với các trục kia.

H2.15: Điều khiển contour 3D

- Điều khiển contour 21/2D: điều khiển contour 21/2D cho phép ăn dao đồng thơi theo 2 trục nào đó để gia công bề mặt trong 1 mặt phẳng nhất định. Trên máy CNC có 3 trục X, Y, Z ta sẽ điều khiển được đồng thơi X và Y, X và Z, hoặc Y và Z. Trên các máy phay thì điều này có nghĩa là chiều sâu cắt có thể được thực hiện bất kỳ 1 trục nào đó trong 3 trục, còn 2 trục kia để phay contour (hình vẽ).

25

- Điều khiển contour 3D: điều khiển contour 3D cho phép đồng thơi chạy dao theo cả 3 trục X, Y, Z (hình vẽ). Điều khiển contour 3D được áp dụng để gia công các khuôn mẫu, gia công các chi tiết có bề mặt không gian phức tạp.

II.4. Nghiên cứu máy tiện CNC

II.4.1.Các bộ phận của máy tiện CNC

Máy tiện CNC xuất hiện đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp. Việc tiến hành tiện các đương cong, hình phức tạp được thực hiện dễ dàng như đương thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một lượng lớn các thao tác do con ngươi thực hiện được giảm thiểu.

26

2.16: Trung tâm máy tiện Maxxturn65 (Máy tiện CNC 6 trục)

Đặc điểm gia công trên máy tiện CNC.

- Mức độ tự động hoá rất cao:

+ Tự động thay dao

+ Tự động điều chỉnh quá trình cắt gọt.

+ Tự động bôi trơn vung cắt gọt và hệ thống máy

+ Tự động bảo vệ an toàn khi máy làm việc

+ Tự động hiển thị vị trí gia công, toạ độ gia công (x, y, z)

+ Tự động báo lỗi

- Tốc độ cắt rất lớn ( Từ 1000 – trên 8000 vg/ph)

+ Độ chính xác kích thước gia công đạt tới 0,001mm

+ Năng suất gia công gấp 3 lần so với máy thông thương.

+ Tính linh hoạt cao, thích nghi với nhiều loại sản xuất.

CÁC BỘ PHẬN CHÍNH TRÊN MÁY CNC.

+ Ụ tĩnh hay hộp tốc độ trục chính

+Ổ tích dao

+Gía đỡ ổ tích dao

+Bảng điều khiển

+Cửa đóng mở khu vực gia công

+Ụ động

+Mâm cặp

1.Ụ tĩnh (Hộp tốc độ trục chính): Tạo ra các tốc độ cắt gọt khác nhau

- Kết cấu: Gồm trục chính, đầu trục chính lắp với mâm cặp được dẫn động bởi động cơ Secvo.

- Được điều chỉnh và thay đổi tốc độ, chiều quay tuỳ theo yêu cầu, phía sau trục chính là hệ thống truyền động thuy lực để đóng mở hoặc kẹp chi tiết.

27

2.Ổ tích dao: Có hai loại:

Đầu Rơvônve:

Là một bộ phận được tiêu chuẩn hoá,

có thể gá được 12 con dao khác nhau.

- Trên đầu Rơvônve có lắp với

các khối mang dao và trực tiếp lắp với

các dụng cụ cắt tương ứng.

- Đầu Rơvônve thay đổi dao băng

cách thay đổi vị trí của dao theo chương

trình đã được lập sẵn.

Ổ chứa dao:

kết hợp với đồ gá tháo lắp H2.17

dao tự động

3. Giá đỡ ổ tích dao:

- Nhiệm vụ: Để lắp với ổ tích dao, thực hiện các chuyển động tịnh tiến ra, vào, vuông góc với trục chính của máy, những chuyển động này được lập trình sẵn.

+, Cửa đóng mở khu vực gia công.

Hệ thống máy chỉ hoạt động khi cửa được đóng đúng quy định.

4. Mâm cặp:

Quá trình đóng mở và hãm mâm cặp để tháo lắp chi tiết băng hệ thống thuy lực, lực phát động nhỏ và an toàn. Đối với máy tiện CNC thương được gia công

28

Dao cắt

Nắp trên khối mang dao

Nắp trên ổ tích dao

Nắp trên giá đỡ ổ tích dao

với tốc độ rất cao. Số vòng quay của trục chính lớn ( có thể lên tới 8000 vg/ph – khi gia công kim loại màu). Do đó lực ly tâm là rất lớn nên các mâm cặp thương được kẹp chặt băng hệ thống thuy lực ( hoặc khí nén) tự động thông qua chương trình.

H2.18 Mâm cặp thủy lực

5. Ụ động: Được thiết kế với vai trò là trục thứ hai đầu ngoài trục có mâm cặp thứ hai để

kẹp chi tiết gia công. Trục này có cung tốc độ với trục chính và trục có thể tịnh tiến theo

trục Z

H2.19 Ụ chống tâm thủy lực

Thân máy:

29

Để đỡ toàn bộ các bộ phận khác lên trên nó.Thân máy có kết cấu và hệ thống truyền

động kép hai phía. Do thân máy có độ cân băng tốt, phản hồi truyền động chính xác và

cắt rất êm ở mọi thơi điểm.

7. Bảng điều khiển:

Là nơi thực hiện sự giao diện (thao tác) giữa ngươi với máy.

Bảng điều khiển máy gồm có hai phần:

- Bảng điều khiển màn hình (CRT).

- Bảng điều khiển máy.

30

H2.20. Bảng điều khiển

8. Bảng điều khiển màn hình ( CRT- control Panel):

Bảng điều khiển này để điều khiển màn hình CRT. Trên bảng có các nút, các ky tự, các nút chữ số, các nút chức năng để soạn thảo chương trình.(Hình 5.2.8)

Gồm hai bộ phận nhỏ:

31

- Màn hình.

- Các loại nút bấm.

-Màn hình: CRT

Đây là màn hình giống với màn hình ti vi, máy tính, để hiển thị các tín hiệu điều khiển số: toạ độ (x, y, z), các quá trình mô phỏng gia công chi tiết, chế độ cắt gọt.

CRT- Cathode Ray Tube: Đèn chân không

- Các loại nút nhấn:

Nút khởi động lại: RESET Nút này để khởi động lại chương trình NC khi máy bị treo không hoạt động được hoặc khi máy phải tắt khẩn cấp.

Nút trợ giúp: HELP Nhấn vào nút này hướng dẫn màn hình sẽ hiện lên màn hình.

. Nút chuyển: SHIFT Khi nhấn vào nút chuyển Shift cho phép các ky tự bên dưới phía bên phải của các nút địa chỉ được đưa vào máy.

. Các nút mềm ( Soft key) Các nút này để lựa chọn các chức năng soạn thảo, xoá, ghi nhớ chương trình.. Các nút này ở hàng phía dưới của màn hình CRT.

. Nút địa chỉ ( Address key) Các nút này nạp các chữ cái tiếng Anh và các ky hiệu vào máy.

32

H2.21 Bảng điều khiển màn hinh

. Nút các con số và giá trị ( Numeric value key) Các nút này nạp các ky hiệu âm và dương và các giá trị băng số vào máy.

. Nút thay đổi: ALTER Muốn thay đổi một giá trị nào đó trong chương trình, di chuyển con trỏ tới vị trí đó, đánh giá trị cần thay đổi sau đó nhấn vào nút ALTER thì giá trị cần thay đổi sẽ được đưa vào.

. Nút chèn: INSERT Chèn thêm dữ liệu vào sau con trỏ khi ấn vào nút INSERT. Tương đương nút ENTER trên bàn phím của máy tính.

. Nút xoá: DELETE

Nhấn vào nút này dữ liệu ở vị trí con trỏ sẽ bị xoá.

Nút nạp vào: INPUT Nút này đưa các chữ cái, ky hiệu, các giá trị băng các con số… được đưa vào chương trình NC.

9. Bảng điều khiển máy.

Bảng điều khiển này để điều kiển máy. trên bảng có các nút chức năng để điều khiển máy:

CÁC VÙNG LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG

33

H2.22 Bảng điều khiển máy

RAPID OVERRIDE

OVERRDE

W 25% 100%

0 150

50 100

Chế độ ghi nhớ: MEM

Chế độ này gọi và chạy chương trình đã được lựa chọn từ bộ nhớ của máy, chương trình này sẽ được thực hiện ở trên máy.

Chế độ hoạt động: MDI

MDI là chữ cái viết tắt của các từ: MANUAL DATA INPUT ( nạp các dữ liệu vào băng tay).

Trong chế độ hoạt động MDI máy có thể chạy trong khi ta lập trình từ bàn phím.

Chế độ nhập chương trình: TAPE

Ở chế độ này chương trình được chuẩn bị ở đĩa mềm từ máy ngoài và được chuyển vào máy theo hệ thống cáp.

Chế độ xuất bản: EDIT (EDITON)

Chế độ này cho phép soạn thảo, kiểm tra, sửa đổi chương

trình.

Chế độ soạn thảo băng tay: H ( HANDLE)

Chế độ này cho phép điều khiển bàn dao băng tay.

Chế độ nhấp: JOG

Chế độ này cho phép điều khiển di chuyển

bàn dao chậm không liên tục băng tay. Nếu ấn vào

các nút: -X, +X, -Z, +Z, thì bàn dao sẽ di chuyển theohướng ấy, bỏ tay ra thì bàn dao sẽ dừng lại.

34

MODE

MEM

H JOG RPD ZRN

MDI TAPE EDIT

Chế độ di chuyển nhanh: RPD (RAPID)

Chế độ này cho phép di chuyển bàn dao nhanh băng tay. Nếu ấn vào các nút: -X, +X, -Z, +Z, thì bàn dao sẽ di chuyển theo hướng ấy, bỏ tay ra thì bàn dao sẽ dừng lại. Có thể thay đổi tốc độ di chuyển nhanh chậm băng các nút RAPID OVERRIDE.

Chế độ trở về điểm gốc: ZRN

Máy ở chế độ này ấn vào nút +X và +Z bàn dao sẽ trở về điểm gốc R.

Vung các chức năng:

Nút chạy từng câu lệnh: SBK (Single Block)

Nút này dung để mở chế độ từng câu lệnh trong chương trình.

Nút dừng bước công nghệ: OSP (Optional Stop )

Nút này tạm dừng chương trình sau một bước côgn nghệ. Muốn chạy tiếp chương trình ta nhấn nút START.

Nút bỏ qua câu lệnh: BDT ( Block Delete)

Câu lệnh tiếp theo sẽ được bỏ qua nếu nhấn vào nút này.

Nút cài đặt gốc O của phôi: PSM và PST

Hai nút này dung để cài đặt gốc O của phôi.

Nút chạy không cắt gọt: DRN ( Dry Run)

Nút này chạy không cắt gọt để kiểm tra chương trình.

Vung các nút điều khiển lượng dịch chuyển bàn băng tay.

Các nút này lựa chọn lượng dịch chuyển của bàn theo trục X và trục Z, lượng dịch chuyển nhỏ nhất điều khiển băng tay là 1m.

Núm xoay điều khiển băng tay dịch chuyển theo các trục X và Z. Giá trị của mỗi vạch đựơc cố định bởi các nút điều khiển lượng dịch chuyển bàn băng tay.

Vung nút tắt, mở nước tưới nguội, tắt và mở đèn.

35

FUNCTION

SBK

PSH PST DRN

OSP BDT

HANDLE

X1 X10 X100

MORI SEIKI

SPINDLE

%

NOR SPJ REV

STOP

Vung nút này có các nút để tắt, mở dung dịch tưới nguội, tắt mở đèn.

Vung nút điều khiển trục chính:

Các nút này điều khiển trục chính quay thuận

hay quay ngược chiều kim đồng hồ ( theo hướng

nhìn vào mặt đầu trục chính) hoặc dừng trục chính.

- Nút NOR trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ.

- Nút REV trục chính quay cung chiều kim đồng hồ.

- Nút SPJ nhấp trục chính.

- Nút STOP dừng truc chính.

Vung nút chọn dao: TURRET

Vung này có màn hình nhỏ hiện lên số thứ tự của dao đang lăm ở vị trí làm việc.

Nếu ấn vào nút (+) thì dao có số thứ tự tiếp theo được đưa vào vị trí làm việc.

Nếu ấn vào nút (-) thì dao có số thứ tự trước nó sẽ được đưa vào vị trí làm việc.

II.4.2.Nguyên lý làm việc của máy tiện CNC

36

COOLANT LIGHT

ON OFF

TURRET7

-Để thực hiện nhiệm vụ gia công thì cũng như các máy cắt kim loại khác thì máy tiện cũng sử dụng hai chuyển động cát chính là chuyển động cắt chính là chuyển động chạy dao và chuyển động cắt ,ở đây thì chuyển động cắt chính là chuyển động của chi tiết quay quanh trục -Chuyển động cắt chính của máy tiện đuợc thể hiện băng vận tốc cắt và lượng chạy daoII.4.3.Lập trình cho máy tiện CNC

Cấu trúc một chương trình : gồm 3 phần chính

- Đầu chương trình : Khai báo tên chương trình,gọi dao,nhập địa chỉ lưu chữ gốc phôi,bật các chế độ làm mát………

- Thân chương trình :gồm các khối lệnh gia công và các chế độ gia công

- Kết thúc chương trình :Đưa dụng cụ về vị trí an toàn ,dừng chương trình và tắt các chế độ làm mát………..

II.4.4.Vận hành máy tiện CNC

Quy trình công nghệ:

Thứ tự công việc được xây dựng thành văn bản công nghệ.

Điều kiện cắt gọt:

Kiểm tra các dao được sử dụng trong mỗi điều kiện cắt gọt.

Cố định dao:

Kiểm tra thứ tự các dao, cố định dao.

Các công việc chuẩn bị:

Chương trình phải được chuẩn bị trước, kiểm tra kỹ lưỡng trước khi nạp vào máy, khi nạp xong chương trình vào máy cho chạy mô phỏng, kiểm tra và sửa lỗi chương trình. Chuẩn bị dao và các công việc khác...

+ Chương trình gia công được ghi nhớ vào bộ nhớ NC

+ Dao được gá trên đầu dao và được gá theo thứ tự, nếu mũi dao bị hỏng thì sẽ làm sai đi lượng bu dao mà ta đã nạp vào máy. Trong khi mũi dao có bán kính R, đây là lượng bu dao mà khi tính toán lập trình chúng ta phải bu.

+ Gá phôi.

Hầu hết các phôi đều được gá băng mâm cặp 3 chấu thuy lực

+ Định điểm bắt đầu của dao:

37

Xác định điểm bắt đầu của dao, để so với điểm gốc của máy. Điểm bắt đầu của dao được tính từ điểm gốc của phôi đã được lập trong chương trình.

+ Kiểm tra chương trình:

Nội dung chương trình và tất cả các công việc chuẩn bị được kiểm tra trước khi chạy chương trình. Nếu có sai sót gì xẩy ra thì chương trình cần được sửa, hoặc các công việc khác cần phải được chuẩn bị lại.

Có các phương pháp kiểm tra chương trình như khoá máy để chạy chương trình, chạy không, chạy mô phỏng và được minh hoạ băng đồ thị.

+ Cắt thử:

Cắt thử là công việc kiểm tra chương trình và điều kiện cắt gọt, trong khi cắt gọt thực tế trên chi tiết. Riêng điều kiện cắt gọt được sử dụng trong chương trình phải được sử dụng phu hợp kiểm tra kỹ lưỡng, độ chính xác của máy được duy trì và kiểm tra trên phôi sau khi cắt gọt.

+ Vận hành tự động máy:

Chi tiết gia công được hoàn thiện trên máy băng việc tự động chạy chương trình. Chỉ khi tất cả mọi công việc được mô tả ở trên được sửa chữa, hoàn thiện thì mới cho máy cắt gọt tự động.

Sau khi đã hoàn tất các công việc như chuẩn bị chương trình, gá phôi, gá dao, định điểm gốc không của phôi, kiểm tra chương trình băng việc chạy mô phỏng, chạy không cắt gọt, sau đó cho chạy tự động chương trình với các công việc sau:

+ Gọi chương trình gia công băng cách nhấn nút PROG.

+ Nhấn nút EDIT

+ Nhấn nút RESET.

+ Nhấn nút MEM cho đèn bật sáng.

+ Nhấn nút ST (START).

II.5. Nghiên cứu máy phay CNC

II.5.1.Các bộ phận của máy phay CNC

Nếu không kể đến những trung tâm cơ khí đa năng thì máy phay có thể coi là chiếc máy linh hoạt, đa năng nhất. Chúng được chia thành 2 loại, máy phay dọc và máy phay ngang dựa trên vị trí của trục dao. Loại máy này luôn được tích hợp phương

38

pháp điều khiển tuyến tính và có ít nhất 3 trục điều khiển, thông thương là 4 hoặc 5 trục, hầu hết đều có khả năng nội suy trong không gian. Một ưu điểm nữa của máy phay, đó là nó có khả năng hoạt động như một máy khoan, vì vậy sẽ rất tiện lợi cho ngươi điều khiển khi thực hiện một chu trình khoan.

Các bộ phận của máy phay CNC cũng giống như của máy tiện CNC nhưng trong máy phay có bộ phận thay dao tự động. Đó coi như một bộ phận mở rộng của máy, và chỉ được lắp đặt khi có sự yêu cầu của ngươi sử dụng. Đối với loại máy này thì bộ phận bu góc quay và bu kích thước dao có y nghĩa rất quan trọng.

39

Những máy phay cỡ lớn được trang bị cảm biến vi sai có khả năng hiệu chỉnh sai số trong trương hợp phải khởi động lại máy sau khi có sự cố hỏng dao hay các sự

cố 40

II.5.2.Nguyên lý hoạt động của máy phay CNC

Phay là 1 phương pháp gia công phổ biến để gia công mặt phẳng cũng như các bề mặt định hình khác nhau. Có thể nói răng phay hầu như thay thế cho bào trong sản xuất loạt lớn và khối nhơ dao phay có nhiều lưỡi cắt cung làm việc, tốc độ cắt cao hơn và dễ mở rộng khả năng công nghệ...

Chuyển động chính là chuyển động tạo tốc độ cắt cho dao, chuyển động chạy dao thương do bàn máy thực hiện theo 3 phương: ngang, dọc, đứng.

II.5.3.Lập trình cho máy tiện CNC

Giống máy tiện CNC

II.5.4.Vận hành máy phay CNC Việc vận hành máy phay CNC cũng dung các phím trên bảng điều khiển tương tự như máy tiện CNC ………

41