Xây dựng bài thí nghiệm trên máy tiện CNC phục vụ công tác giảng dạy đại học

- ĐÀO THỊ PHƯƠNG HOA XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIÊM TRÊN MÁY TIỆN CNC PHỤC VỤ CÔNG TÁC GIẢNG DẠY ĐẠI HỌC Chuyên ngành : Ch to máy LUẬN VĔN THC SĨ KHOA HỌC CH TO MÁY NGƯỜI HƯNG DẪN KHOA HỌC : GS.TS TRẦN VĔN ĐỊCH Hà Ni – Năm ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- 3 CHƯNG 1 : TNG QUAN V CÔNG NGH CAD/ CAM – CNC 4 1.1 Lịch sử phát trin 4 1.2 các h thống điu khin CNC 4 1.2.1 Điu khiên đim – đim 4 1.2.2 Điu khin đon thẳng 5 1.2.3 Điu khin đng 5 1.3 H thống tọa đ và các đim gốc, đim chuẩn 8 1.3.1 h thống tọa đ trên máy CNC 8 1.3.2 Các đim gốc và đim chuẩn 12 1.4 Ngôn ngữ và hình thc t chc lp trình CNC 17 1.4.1 Chng trình gia công theo h tọa đ tuyt đối 20 1.4.2 Chng trình gia công theo h tọa đ tng đối 20 1.4.3 Chng trình gia công theo h tọa đ hỗ hợp 21 1.4.4 Chng trình gia công theo h tọa đ cực 21 CHƯNG 2 GII THIU V MÁY TIN EMCO 27 2.1 Gii thiu v máy tin PC TURN 50 27 2.2 Gii thiu 1 số loi máy tin khác ca EMCO 27 2.3 Gii thiu các phn mm ca hãng EMCO 27 2.3.1 EMCO WinNC 34 2.3.2 EMCO WinCTS 37 2.3.3 EMCO Win 3D – View 38 2.3.4 EMCO WinCAM 39 2.3.5 EMCO WinTrain CNC 39 2.3.6 EMCO CAMConcept M 41 CHƯNG 3 LẬP TRÌNH VI H FANUC 21 TB 44 3.1 Bàn phím điu khin 44 3.2 Các kin thc c bn ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- Các quá trình hot đng 52 3.3.1 Tng quát v các ch đ hot đng 52 3.3.2 Chy ti đim tham chiu 53 3.3.3 Lựa chọn cp tốc đ 53 3.3.4 Chọn ngôn ngữ và địa chỉ chng trình 54 3.3.5 Nhp chng trình 55 3.3.6 Chy chng trình 59 3.4 Lp chng trình gia công 63 3.4.1 Cu trúc chng trình 63 3.4.2 Tng quan v các lnh G, M 64 3.4.3 Din gii các lnh G code 68 3.4.4 Din gii các lnh M code 91 3.4.5 ng dụng ca trục C 94 3.5 Lp trình gia công chi tit vi h FANUC 21 99 CHƯNG IV LẬP TRÌNH VI H SINUMERIK 810D/ 840D 101 4.1 Các bàn phím ca h SINUMERIK 102 4.2 Lp trình gia công 109 4.2.1 Din gii các lnh 106 4.2.2 Các chu trình 120 4.3 Lp trình gia công chi tit vi h SINUMERIK 139 4.4.
- Mt số nhn xét và so sánh giữa 2 ngôn ngữ 142 KT LUẬN VÀ HƯNG PHÁT TRIN 143 TÀI LIU THAM KHO 1 MỞ ĐẦU ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- Trong nghành c khí, những sn phẩm này đang phát trin mnh m, những máy công cụ điu khin theo chng trình số ngày càng đợc hoàn thin từ máy NC đn máy CNC, các thit bị tự đng… Cao hn nữa là sự t hợp ca nhiu thit bị máy to thành dây chuyn sn xut FMS, CIM.
- Trong quá trình hi nhp kinh t và chuyn gia công ngh, vic đào to ngun nhân lực cht lợng cao tr thành vn đ cp thit.
- Sau khi ra trng các doanh nghip phi thực hin quá trình đào to b xung, điu này đã làm gim đi sc hp dn ca thị trng Vit Nam.
- Trng Cao Đẳng ngh Du Khí đợc giao nhim vụ xây dựng chng trình ging dy công nhân cht lợng cao, phối hợp vi Đi Học Du Khí trong chng trình kỹ s cht lợng cao.
- Xây dựng bài thí nghim cho các đối tợng khác nhau sử dụng trang thit bị ca EMCO CHƯƠNG I ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- Năm 1952 máy điu khin số NC ( Numerical Control) đu tiên ra đi và chng trình gia công đợc lp trình theo ngôn ngữ APT ( Automatically Programmed Toolls) do vin nghiên cu Masschusetts to ra.
- Không lâu sau bắt đu xut hin khái nim CAD ( Computer Aided Design) Vào những năm 70 các h điu khin CNC (computer Numerical Control), ngoài chc năng riêng ca h NC thì h CNC còn có th thực hin đợc nhiu chc năng khác nhau, nó có b phn lu giữ chng trình và có th thay đi đợc chng trình gia công.
- Sự phát trin mnh m ca công ngh tin học vi sự xut hin ca các máy vi tính hin đi cho kh năng ghép nối quá trình thit k vi quá trình gia công thành mt khối tng th vi sự trợ giúp ca máy tính đã to ra công ngh CAD/CAM ( Computer Aided Manufacturing) và không lâu sau đó là h thống sn xut linh hot FMS ( Flexible Manufacturing System) H thống tích hợp CIM (Computer Intergrated Manufacturing) bắt đu xut hin từ những năm 80.
- Mục tiêu ca CIM là gia công tự đng linh hot, nó cho kh năng gia công đt hiu qu kinh t cao ngay c khi gia công vi số lợng không ln.
- 1.2 các h thống điu khin CNC Tùy thuc vào yêu cu ca từng loi máy và từng loi c cu điu khin, h điu khin ta có th chia ra thành 3 loi h thống điu khin c bn: điu khin đim – đim.
- điu khin đon thẳng và điu khin đng.
- Trong đó các máy điu khin đng tt nhiên có kh năng điu khin đim – đim và điu khin đon thẳng 1.2.1.
- Điu khin đim – đim.
- Vi các loi máy này, trong quá trình gia công dụng cụ đợc định vị nhanh đn vị trí tọa d yêu cu.
- Trong quá trình dịch chuyn nhanh dụng cụ không thực hin quá trình cắt gọt, chỉ đn tọa đ yêu cu dụng cụ mi thực hin quá trình cắt gọt.
- Các máy có h điu khin loi này là : máy khoan, khoét, doa, máy hàn đim Ví dụ: Khi gia công hai lỗ A (xA.
- y yB A C B 45o ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- yB) trong h tọa d XOY ta có th thực hin nh sau: Trc ht cho dụng cụ chy nhanh đn đim A, sau đó thực hin gia công lỗ A Sau khi gia công xong lỗ A dụng cụ rút ra khỏi lỗ và chy nhanh đn vị trí B.
- Sau khi đn vị trí B dụng cụ thực hin gia công lỗ B, sau đó rút dụng cụ ra khỏi lỗ và kt thúc quá trình gia công.
- Vic dịch chuyn dụng cụ từ A đn B có th thực hin theo 2 cách đợc biu din trên hình 1.1 Hình 1.1.
- Điu khin đim – đim 1.2.2 Điu khin đon thẳng.
- Vi các loi máy này, trong quá trình dịch chuyn theo các trục tọa đ dụng cụ vn thực hin quá trình gia công.
- Ví dụ: khi thực hin phay các b mặt song song vi các trục tọa đ hoặc khi tin các chi tit, dụng cụ thực hin các chuyn đng cắt gọt theo phng X hoặc Z Hình 1.2.
- Điu khin đon thẳng 1.2.3.
- Điu khin đờng.
- Ngoài chc năng điu khin đim và điu khin theo đon thẳng, các máy CNC còn có kh năng điu khin dụng cụ chuyn đng theo các đng bt kỳ trong mặt phẳng hoặc không gian đ thực hin gia công cắt gọt.
- Tùy thuc vào đng đợc điu khin là phẳng hay không gian mà ngi ta có th bố trí số trục đợc điu khin đng thi là bao nhiêu.
- Cũng từ nguyên nhân này mà xut hin thut ngữ máy 2D (Dimention), 3D, 4D, 5D ( tc là số máy có trục đợc điu khin đng thi theo y G00 yA 0 B A xA xB G01 x ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- Ngày nay các thut ngữ này đã đợc chuẩn hóa và sử dung rt ph bin Điu khin 2D Dng điu khin này cho phép dịch chuyn dụng cụ trong mt mặt phẳng nht định nào đó.
- Ví dụ trên máy tin dụng cụ s dịch chuyn trong mặt phẳng XOZ đ to nên đng sinh ca chi tit, còn trên các máy phay 2D dụng cụ s thực hin các chuyn đng trong mặt phẳng XOY đ to nên các đng rãnh, đng cong hay mặt bc có biên dng bt kỳ Hình 1.3.
- Điu khin 2D trên máy phay Điu khin 3D Dng này cho phép dịch chuyn dụng cụ trong mt hoặc 3 mặt phẳng đng thi đ to nên mt đng cong hay mt mặt cong bt kỳ trong không gian.
- Điu này tng ng vi quá trình điu kin đng thi c 3 trục ca máy theo quan h ràng buc đ to nên quỹ đo ca dụng cụ theo yêu cu Hình 1.4.
- Điu khin 3D trên máy phay Điu khin 2D ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- Dng điu khin này cho phép dịch chuyn dụng cụ theo 2 trục đng thi đ to nên mt đng cong phẳng, còn trục th 3 đợc điu khin chuyn đng đc lp.
- Sự khác bit  dng điu khin này so vi dng điu khin 2D là 2 trục đợc điu khin đng thi có kh năng đi chỗ cho nhau.
- Điu này có nghĩa là có th thực hin các đng cong 2D trong mặt phẳng XOY hoặc XOZ hoặc YOZ.
- Điu khin 2D1/2 Điu khin 4D, 5D Dựa trên c s ca điu khin 3D, ngi ta còn bố trí dụng cụ hoặc chi tit có thêm mt chuyn đng quay (hoặc 2 chuyn đng quay) xung quanh 1 trục nào đó theo mt quan h ràng buc vi các chuyn đng trên các trục khác ca máy 3D.
- Vi kh năng nh vy, các b mặt phc tp hay các b mặt có trục quay có th thực hin d dàng hn so vi gia công trên máy 3D Mặt khác vì lý do công ngh nên có những b mặt không th thực hin gia công bằng 3D vì có th tốc đ cắt bằng 0 (ví dụ ti đỉnh ca dao phay đu cu) hay lỡi cắt ca dụng cụ không th thực hin vic gia công theo mong muốn (ví dụ nh góc cắt không thun lợi hay có th bị vng thân dao vào các phn khác ca chi tit…) Hình 1.6.
- Điu khin 4D và 5D Tóm li, tùy thuc vào các yêu cu b mặt gia công cụ th mà có th lựa chọn máy thích hợp và máy càng phc tp thì giá thành ca máy càng cao và phi b sung thêm nhiu công cụ khác.
- ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- 1.3 H thống tọa đ và các đim gốc, đim chuẩn trên máy CNC 1.3.1 H thống tọa đ trên máy CNC Đ tính toán quỹ đo chuyn đng ca dụng cụ, cn thit phi gắn vào trong nó mt h trục tọa đ.
- Các trục tọa đ ca máy CNC cho phép xác định chiu chuyn đng ca các c cu máy và dụng cụ cắt.
- Các trục tọa đ đó là XYZ Hình 1.7.
- H tọa đ Chiu dng ca trục XYZ đợc xác định theo quy tắc bàn tay phi (h tọa đ thun) Gốc ca h trục tọa đ có th đặt ti bt kỳ mt đim nào trên chi tit (v mặt nguyên tắc), nhng thông thng ngi ta s chọn những đim thun lợi cho vic lp trình, đng thi đ d kim tra kích thc theo bn v chi tit gia công mà không phi thực hin nhiu bc tính toán Hình 1.8.
- H tọa đ trên máy CNC Mt số đim mang tính quy c là trên các máy CNC, chi tit gia công đợc xem là cố định và luôn gắn vi h tọa đ cố định, còn mọi chuyn đng to hình và cắt gọt đu do dụng cụ phụ thực hin.
- Trong thực t, điu này đôi khi là ngợc li, ví dụ trên máy phay thì bàn máy mang phôi thực hin chuyn đng to hình, còn dụng cụ chỉ thực hin chuyn đng cắt gọt.
- Vì vy khi sử dụng máy CNC cn tránh nhm ln đáng tic ngây nguy him cho con ngi và dụng cụ ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- Trc Z Nhìn chung trục Z luôn song song vi trục chính ca máy.
- Máy tin: trục Z song song vi trục chính ca máy và có chiu chy từ mâm cặp ti dụng cụ ( chy xa khỏi chi tit gia công đợc cặp trên mâm cặp).
- Máy khoan đng, máy phay đng, máy khoan cn: trục Z song song vi các trục chính và có chiu dng hng từ bàn máy lên phía trục chính Hình 1.9.
- Trục tọa đ trên máy CNC b.
- Trục X là trục nằm trên mặt bàn máy và thông thng nó đợc xác định theo phng nằm ngang.
- Chiu ca trục X đợc xác định theo quy tắc bàn tay phi Máy tin trục X vuông góc vi trục chính máy và có chiu dng hng v phái bàn kẹp dao (hng v phía dụng cụ cắt).
- Nh vy nu bàn kẹp dao  phía trc trục chính thì chiu dng ca X hng vào ngi thợ., còn nu bàn kẹp dao  phía sau trục chính thì chiu dng đi ra khỏi ngi thợ Máy phay đng, máy khoan đng: nu đng ngoài nhìn vào trục chính thì chiu dng ca trục X hng v bên phi Máy phay ngang nu đng ngoài nhìn thẳng vào trục chính thì chiu dng ca trục X hng v bên trái, còn nu đng  phía trục chính đ nhìn vào chi tit thì ta có chiu dng ca X hng v bên phi.
- Trc Y Trục Y đợc xác định khi các trục X, Z đợc xác địnhtheo quy tắc bàn tay phi.
- Ngón tay trỏ chỉ chiu dng trục Y ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- Các trc ph Trên các máy CNC ngoài các trục X, Y, Z còn có các trục khác song song vi chúng ( các b phn máy dịch chuyn song song vi các trục X, Y, Z).
- Các trục này đợc ký hiu U, V, X Khi chi tit gia công cùng bàn máy tham gia chuyn đng thay cho dụng cụ cắt thì các chuyn đng y ( chuyn đng tịnh tin theo 3 trục và chuyn đng quay theo 3 trục) đợc ký hiu bằng các chữ X’, Y’ Z’ và A’, B’, C’ Các chuyn đng này ngợc vi chiu chuyn đng ca dụng cụ Hình 1.10.
- Các trục tọa đ phụ trên máy CNC H tọa đ trên máy tin Máy tiên thng có 2 loi 2D và 3D, trong đó các máy 2D ph bin hn vì nó có th gia công đợc tt c các b mặt trụ ngoài hoặc trụ trong có đng sinh bt kỳ.
- Các máy tin 3D đợc bố trí thêm trục quay th 3 là trục quay ca trục chính ( thng gọi là trục C – quay quanh OZ) và trên đu dao Rovonve còn có mt chuyn đng quay ca dụng cụ to nên vn tốc cắt đ thực hin các công vic nh khoan, khoét, doa các lỗ đng tâm hay lch tâm hoặc phay các rãnh then, rãnh cam thùng trên chi tit gia công.
- Chiu quay ca trục C là cùng chiu kim đng h nu nhìn theo hng ca trục Z ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- Hình 1.11.
- Các trục tọa đ trên máy tin H tọa đ trên máy phay đứng, máy khoan Vi máy khoan và máy phay đng, trục chính ca máy hng theo phng thẳng đng và trùng vi phng ca trục OZ trong h tọa đ Decard, chiu dng ca trục OZ hng lên trên.
- Trục OX và OY là 2 trục nằm trên bàn máy vi quy c chọn OX là trục có chiu dài dịch chuyn ln hn.
- Chiu dng ca trục OX hng sang bên phi khi nhìn từ trục chính xuống chi tit gia công ( nhìn ngợc vi chiu dng ca trục OZ) Hình 1.12.
- Các trục tọa đ trên máy phay H tọa đ trên máy phay nằm ngang Trục chính ca máy phay ngang là nằm ngang theo phng ca trục OZ, chiu dng ca trục OZ hng vào máy.
- Trục OX nằm trên mặt phẳng định vị ca ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- chi tit (hoặc song song vi mặt phẳng định vị) và chiu dng ca OX hng v phía trái nu nhìn theo hng trục chính Hình 1.13.
- Các trục tọa đ trên máy phay ngang 1.3.2 Các đim gốc và đim chuẩn Đim gốc máy (M) Quá trình gia công trên máy CNC đợc thit lp bằng mt phng trình mô t quỹ đo chuyn đng tng đối giữa lỡi cắt ca dụng cụ và phôi.
- Vì vy đ đm bo vic gia công đt đ chính xác thì các dịch chuyn ca dụng cụ phi đợc so sánh vi đim 0 ( đim Zezo) ca h thống đo lng và đợc gọi là đim gốc ca h tọa đ máy hay gốc đo lng M.
- Các đim M đợc nàh ch to quy định trc Đim chuẩn ca máy (R) Đ giám sát và điu chỉnh kịp thi quỹ đo chuyn đng ca dụng cụ, cn thit phi bố trí mt h thống đo lng đ xác định quãng đng thực t (tọa đ thực) so vi tọa đ lp trình.
- Trên máy CNC ngi ta đặt các đim mốc đ theo dõi các tọa đ thực ca dụng cụ trong quá trình dịch chuyn, vị trí ca dụng cụ luôn luôn đợc so sánh vi gốc máy M.
- Khi bắt đu đóng mch điu khin ca máy thì ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- tt c các trục phi đợc chy v mt đim chuẩn mà giá trị tọa đ ca nó so vi đim M phi luôn luôn không đi và do các nàh ch to quy định.
- Đim đó gọi là đim chuẩn ca máy R.
- Vị trí ca đim chuẩn đợc tính toán chính xác từ trc bi mt cữ chặn lắp trên bàn trợt và các công tắc hành trình.
- Do vy đ chính xác ca máy CNC rt cao ( cỡ 0,001mm) nên khi dịch chuyn tr v đim chuẩn ca các trục thì ban đu nó chy nhanh khi đn gn vị trí thì chuyn sang ch đ chy chm đ định vị chính xác Hình 1.14.
- Các đim gốc và đim chuẩn trên máy phay đng ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- Hình 1.15.
- Các đim gốc và đim chuẩn trên máy tin Đim gốc phôi (W) Khi bắt đu gia công, cn phi tin hành xác định tọa đ ca đim gốc phôi so hoặc đim gốc chng trình vi đim gốc máy (M) đ xác định và hiu chỉnh h thống đo lng dịch chuyn.
- Đim gốc phôi W xác định h tọa đ ca phôi trong quan h vi đim gốc máy M.
- Đim W đợc chọn bi ngi lp trình và đợc đa vào h điu khin CNC khi cài đặt số liu máy trc gia công.
- Đim gốc phôi W có th đợc chọn tùy ý bi ngi lp trình trong phm vi không gian làm vic ca máy và chi tit Tuy vy, nên chọn đim W nằm trên phôi đ thun tin khi xác định các thông số giữa W và M.
- Gi sử vi chi tit tin, ngi ta chọn đim W đặt dọc theo trục quay (tâm trục chính máy tin) và có th chọn đu mút trái hay đu mút phi ca phôi.
- Đối vi chi tit phay, nên ly 1 đim nằm  góc phôi làm đim W Hình 1.16.
- Đim gốc phôi W, gốc chng trình P và gốc máy M Đim gốc chng trình ( P) Tùy thuc vào bn v chi tit gia công mà ngi ta s có mt hay mt số đim chuẩn đ xác định tọa đ ca các b mặt khác.
- Trong trng hợp đó, đim này đợc gọi là gốc chng trình P (Programmed).
- Thực t trong quá trình gia công ĐàoThPhngHoa–Lunvănthcs B฀môncôngngh฀ch฀t฀omáy.
- nu chọn đim gốc phôi W trùng vi đim gốc chng trình P thì s càng thun lợi cho quá trình lp trình vì không phi thực hin nhiu phép tính toán b sung.
- Hình 1.17.
- Ví dụ chọn đim W và P khi khoan h lỗ Đim gá đặt (C) Là đim tip xúc giữa phôi và đ gá trên máy, nó có th trùng vi đim gốc ca phôi W trên máy tin.
- Thông thng khi gia công ngi ta phi tính đn lợng d và do đó đim gá đặt C chính là b mặt chuẩn đ xác định kích thc phôi Đim gốc dng c Đ đm bo quá trình gia công chi tit vi vic sử dụng nhiu dao và mỗi dao có hình dng và kich thc khác nhau đợc chính xác, cn phi có các đim gốc ca dụng cụ.
- Đim gốc ca dụng cụ là những đim cố định và nó đợc xác định tọa đ chính xác so vi các đim M và R.
- Có 3 đim gốc ca dụng cụ là đim chuẩn dao P, đim gá đặt N và H và đim thay dao Đim chuẩn dao P Đim chuẩn ca dao là đim mà từ đó chúng ta lp chng trình chuyn đng trong quá trình gia công

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt