Tài liệu Giáo trình sử dụng cnc hoàn chỉnh

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT – TP. HOÀ CHÍ MINH Trung taâm Ñaøo taïo Vieät - Ñöùc Döï aùn hôïp taùc vôùi coâng ti phaàn meàm Toaùn Kyõ Thuaät MTS, Cô quan hoã trôï vaø hôïp taùc phaùt trieån GTZ CHLB Ñöùc .c c NGUYEÃN ANH TUAÁN w w w Bieân soaïn: .l a p tr i n h CNC c n KÓ THUAÄT o m CÔ SÔÛ Thaønh phoá Hoà Chí Minh 04.2001 Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc 1-3 Voõ Vaên Ngaân Thuû Ñöùc HCMC Vieät Nam Fax: ++84.8.8966046; Tel.: ++84.8.8964575 MTS GmbH – Kaiserin-Augusta-Alle 101 –D 10553 Berlin – Fax: ++49.30.34996025; Tel.: ++49.30.3499600 .c o m CHAÂN THAØNH CAÙM ÔN OÂng Tieán só Hans Joachim Pfeiffer giaùm ñoác coâng ti phaàn meàm toaùn kó thuaät MTS Berlin; OÂng Tröôûng ñoaøn chuyeân gia Alois Mailly taïi Trung taâm Ñaøo taïo Vieät -Ñöùc; OÂng Tieán só Diego Marambio chuyeân gia cuûa MTS Berlin; Nhaø sö phaïm ngheà Bernd Koch chuyeân gia cuûa MTS Berlin; cuøng caùc Ñoàng nghieäp trong vaø ngoaøi Trung taâm Ñaøo taïo Vieät -Ñöùc ñaõ ñoäng vieân giuùp ñôõ toâi hoaøn thaønh cuoán taøi lieäu naøy w w w .l a p tr i n h c n c TP. Hoà Chí Minh, thaùng 04 naêm 2001 NGUYEÃN ANH TUAÁN LÔØI NOÙI ÑAÀU Taøi lieäu naøy ñöôïc vieát phuïc vuï lôùp boài döôõng kieán thöùc CAD/CAM-CNC, taïi Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc cho caùc Thaày Coâ giaùo ngaønh cô khí ôû caùc Tröôøng coâng nhaân kó thuaät, Trung hoïc kó thuaät, Cao ñaúng vaø Ñaïi hoïc. Taøi lieäu ñöôïc bieân soaïn trong thôøi gian raát haïn heïp theo yeâu caàu môû lôùp cuûa Trung taâm Vieät Ñöùc cuõng nhö phía chuyeân gia vaø coâng ty hoã trôï MTS, GTZ CHLB ÑÖÙC. Do vaäy khoâng theå traùnh khoûi nhöõng thieáu soùt nhö: thuaät ngöõ chuyeân moân, chính taû, loãi ñaùnh maùy, cuõng nhö chöa hoaøn thieän veà maët noäi dung vaø hình thöùc vv…. n h c n Caùc taøi lieäu sau laø phaàn naâng cao khi coù yeâu caàu rieâng: 5. Kó thuaät INCAD 6. CAM-Phay 7. CAM-Tieän 8. Tieän-Phay treân maùy tieän CNC 5 truïc 9. Baøi giaûng cuûa caùc giaùo trình treân vôùi Powerpoint .c Cô sôû kó thuaät CNC Moâ phoûng Phay CNC vôùi phaàn meàm MTS Moâ phoûng Tieän CNC vôùi phaàn meàm MTS Kó thuaät gia coâng treân maùy phay coâng nghieäp Kunzmann c 1. 2. 3. 4. o Boä taøi lieäu duøng giaûng daïy taïi TT. Ñaøo taïo Vieät-Ñöùc hieän goàm 4 cuoán caên baûn: m Maët khaùc do yeâu caàu cuûa ña soá caùc Thaày Coâ muoán söû duïng taäp tin goác naøy ñeå phuïc vuï thuaän lôïi cho coâng taùc soaïn thaûo baøi giaûng sau naøy, neân chuùng toâi cuõng maïnh daïn göûi taëng tôùi Thaày Coâ taøi lieäu naøy vôùi tinh thaàn ñaây laø taøi saûn chung nhaèm phuïc vuï cho phaùt trieån coâng ngheä CAD/CAM-CNC ôû ñaát nöôùc chuùng ta vaø cuõng laø mong muoán cuûa phía baïn CHLB Ñöùc. p Ñòa chæ lieân heä nhö sau: .l a Chaân thaønh caùm ôn caùc Thaày Coâ! tr i Chuùng toâi raát mong nhaän ñöôïc nhöõng ñoùng goùp quùy baùu cuûa caùc Thaày, Coâ nhaèm ngaøy moät hoaøn chænh hôn taøi lieäu naøy ñoàng thôøi coù nhieàu hôïp taùc tích cöïc trong töông lai. NGUYEÃN ANH TUAÁN w w - NR: 17 Ñöôøng Caây Keo, KP.1, F. Tam Phuù, Q. Thuû Ñöùc, TP. HCM w - CQ: Trung Taâm Ñaøo Taïo Vieät Ñöùc – Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kó Thuaät 01 Voõ Vaên Ngaân, Q. Thuû Ñöùc, TP. HCM - ÑTNR + Fax: ++84.(0)8.7200202 - Mob. ++84.(0)91 81 35 553 - ÑTCQ: ++84.(0)8.8960541, ++84.(0)8.8964575 - Fax: ++84.(0)8.8966046 - E-Mail: [email protected] hoaëc [email protected] MUÏC LUÏC 1 Cô sôû kó thuaät CNC 7 1.1 Lòch söû phaùt trieån kó thuaät CNC 7 Caùc giai ñoaïn phaùt trieån töø maùy thoâng thöôøng tôùi saûn xuaát vôi söï hoã trôï cuûa maùy tính 1.2 So saùnh maùy coâng cuï thoâng thöôøng vôùi maùy coâng cuï CNC 7 8 Caáu truùc 8 Chöùc naêng 9 Tính kinh teá 10 1.3 Ñaëc ñieåm caáu truùc maùy coâng cuï CNC hieän ñaïi 11 11 Heä thoáng ño haønh trình 13 Truyeàn ñoäng chính vaø caùc truïc coâng taùc 15 m Caùc truïc böôùc tieân vaø truïc xoay ñieàu khieån ñöôïc Thieát bò keïp o Thieát bò gaù vaø thay duïng cuï caét .c An toaøn lao ñoäng beân maùy CNC Kieåm tra kieán thöùc: “CNC caên baûn” c n c 2 Cô sôû hình hoïc cho gia coâng CNC 2.1 Heä thoáng toïa ñoä treân maùy coâng cuï CNC h Caùc daïng heä toïa ñoä n Heä toïa ñoä Ñeà-caïc tr i Heä toïa ñoä cöïc 16 16 18 19 21 21 21 21 23 24 Caùc truïc xoay vaø truïc böôùc tieán treân maùy coâng cuï CNC 28 p Ñònh nghóa heä toïa ñoä lieân quan tôùi maùy vaø chi tieát .l a Vò trí vaø kí hieäu caùc truïc NC 28 29 Ghi kích thöôùc ñuùng NC 29 Moâ phoûng CNC 31 Luyeän taäp ôû xöôûng 32 2.2 Tính toaùn NC 33 w w w Caùc höôùng dòch chuyeån treân maùy coâng cuï CNC 33 Cô sôû tính toaùn caùc toaï ñoä Caùc kí hieäu danh nghóa cuûa moät tam giaùc 33 Caùc haøm soá goùc 33 Tam giaùc vuoâng 34 Caùc haøm soá löôïng giaùc 35 Tính toaùn caùc toïa ñoä NC 2.3 Caùc ñieåm chuaån vaø ñieåm “0” treân maùy CNC 36 38 Caùc daïng ñieåm chuaån vaø ñieåm “0” 38 Ñaët ñieåm “0” cho chi tieát (W) treân maùy tieän CNC 41 Ñaët ñieåm “0” cho chi tieát (W) treân maùy phay CNC 42 2.4 Ñieàu khieån soá treân maùy coâng cuï CNC 53 Ñieàu khieån maïch hôû vaø maïch kín (Ñieàu khieån chuoãi vaø tuaàn hoaøn) 53 Ñieàu khieån CNC 53 Caáu truùc vaø chöùc naêng 53 Nhaäp vaø söû lí döõ lieäu 53 Caùc daïng ñieàu khieån CNC 56 Vaän haønh DNC 59 Ñaëc tröng cuûa vaän haønh DNC 59 Nhaäp vaø söû lí döõ lieäu trong vaän haønh DNC 59 Öu ñieåm cuûa vaän haønh DNC 60 2.5 Hieäu chænh duïng cuï cho gia coâng CNC 61 61 m YÙ nghóa vaø muïc ñích cuûa vieäc hieäu chænh duïng cuï Hieäu chænh chieàu daøi duïng cuï caét cho phay vaø tieän o Hieäu chænh baùn kính duïng cuï caét .c Hieäu chænh baùn kính dao phay Ño vaø hieäu chænh duïng cuï vôùi thieát bò hieäu chænh c Hieäu chænh baùn kính muõi dao tieän 61 62 62 64 68 68 Caùc böôùc ño vaø hieäu chænh duïng cuï 69 c n Caáu truùc vaø chöùc naêng cuûa thieát bò hieäu chænh duïng cuï h Ño vaø hieäu chænh duïng cuï vôùi vôùi hoã trôï cuûa maùy CNC n Ño duïng cuï tröïc tieáp treân maùy tieän CNC Xaùc ñònh sai leäch caàn vaø thöïc vôùi caùc caùch thöùc kó thuaät khaùc nhau tr i 2.6 Heä thoáng ño haønh trình 70 70 70 74 74 Phöông phaùp ño haønh trình 74 .l a p Böôùc tieán, ñieàu khieån vaø ñieàu chænh vò trí caùc truïc NC Ño haønh trình tuyeät ñoái vaø töông ñoái 74 84 3 Cô sôû coâng ngheä gia coâng CNC 85 w w Kieåm tra kieán thöùc: “Cô sôû hình hoïc” 3.1 Heä thoáng duïng cuï CNC cho tieän vaø phay 85 85 Caùn dao 85 Löôõi caét maûnh hôïp kim cöng 86 w Caùn gaù 3.2 Caáu truùc vaø caùc boä phaän cuûa dao tieän cho gia coâng CNC 90 Caùc daïng dao tieän vaø kí hieäu ISO 90 Vaät lieäu löôõi caét 91 Kim cöông 92 Daïng hình hoïc löôõi caét 93 Moøn dao vaø tuoåi beàn 94 Thoâng soá giaù trò caét 95 Ví duï tính toaùn thoâng soá cheá ñoä caét cho gia coâng CNC 97 3.3 Caáu truùc vaø caùc boä phaän cuûa dao phay cho gia coâng CNC 102 Phay vaø phöông phaùp phay 102 Caùc daïng dao phay vaø kí hieäu ISO Vaät lieäu löôõi caét 102 105 Kim cöông 105 Daïng hình hoïc löôõi caét 106 Thoâng soá giaù trò caét 108 Ví duï tính toaùn thoâng soá cheá ñoä caét cho gia coâng CNC 110 3.4 Tính toaùn thoâng soá cheá ñoä caét cho gia coâng CNC 115 Ví duï tính toaùn thoâng soá cheá ñoä caét cho gia coâng tieän CNC 115 Ví duï tính toaùn thoâng soá cheá ñoä caét cho gia coâng phay CNC 123 3.5 Heä thoáng keïp CNC 128 m Caùc daïng vaø kí hieäu thieát bò keïp ñeå tieän Caùc daïng vaø kí hieäu thieát bò keïp ñeå phay o Kieåm tra kieán thöùc: “Cô sôû coâng ngheä” .c 4 Laäp trình NC caên baûn 4.1 Toå chöùc vaø quaù trình laäp trình NC thuû coâng 131 140 151 153 153 153 Trình töï toå chöùc laäp trình NC Thieát laäp chöông trình ôû boä phaäp chuaån bò saûn xuaát 154 154 Thieát laäp chöông trình ôû phaïm vi xöôûng c n c Khaùc nhau caên baûn giöõa chuaån bò gia coâng cho maùy thoâng thöôøng vaø maùy CNC h Söï khaùc nhau giöõa laäp trình thuû coâng vaø laäp trình maùy 155 155 157 Ñaûm baûo chaát löôïng trong gia coâng CNC 159 tr i n Caùc böôùc nguyeân taéc laäp trình thuû coâng taïi choã laøm vieäc Tieâu chuaån laäp trình NC p 4.2 Cô sôû laäp trình NC 160 160 160 Caáu truùc caâu leänh 161 Caáu truùc töø leänh 161 w w .l a Caáu truùc chöông trình NC So saùnh caùc maõ leänh chöông trình NC cuûa caùc heä ñieàu khieån CNC khaùc nhau 4.3 Laäp trình NC caên baûn w Caùc böôùc laäp trình NC thuû coâng 163 168 168 Phaân tích baûn veõ cheá taïo 168 Xaùc ñònh trình töï coâng vieäc 169 Löïa choïn ñoà gaù vaø duïng cuï caét caàn thieát 170 Thieát laäp chöông trình NC 170 Laäp trình NC thuû coâng cho tieän 171 Laäp trình NC thuû coâng cho phay 191 Kieåm tra kieán thöùc: “Laäp trình NC caên baûn” 206 Phuï luïc Lôøi giaûi 207 Ñaùp aùn caùc caâu hoûi kieåm tra kieán thöùc 211 Teân caùc loaïi dao phay thöôøng duøng 218 Kó thuaät CNC caên baûn 1 KHAÙI QUAÙT VEÀ KYÕ THUAÄT CNC 1.1 Lòch söû phaùt trieån cuûa kyõ thuaät CNC Caùc giai ñoaïn phaùt trieån töø maùy coâng cuï thoâng thöôøng tôùi heä thoáng saûn xuaát vôùi söï tích hôïp cuûa maùy tính (CIM) YÙù töôûng veà söï phaùt trieån ñieàu khieån soá (Numerical control = NC) cho maùy coâng cuï ñöôïc hình thaønh vaøo naêm 1949/50 taïi Vieän coâng ngheä Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology Cambridge, USA). Vì nhieäm vuï cuûa Khoâng löïc Hoa Kyø caàn cheá taïo nhöõng chi tieát quan troïng cuûa nhöõng maùy bay lôùn töø vaät lieäu ñoàng nhaát hôn laø duøng ñinh taùn hay haøn caùc vaät lieäu laïi vôùi nhau. Khi gia coâng nhöõng chi tieát lôùn coù bieân daïng phöùc taïp vôùi kyõ thuaät thoâng thöôøng, thì thôøi gian gia coâng raát lôùn vaø chi phí saûn xuaát cao. Do ñoù sau moät thôøi gian nghieân cöùu, bieân daïng gia coâng cuûa nhöõng chi tieát lôùn coù theå deã daøng ñöôïc thay theá bôûi caùc chöùc naêng toaùn hoïc vaø ngöôøi ta ñaõ quyeát ñònh cheá taïo moät boä ñieàu khieån ñeå ñieàu khieån moät maùy phay döïa treân cô sôû naøy. n 1990 CAM CIM m o .c (Computer integrated manufacturing with Heä thoáng saûn xuaát vôùi söï tích hôïp cuûa maùy tính vôùi chöùc naêng laäp keá hoaïch, thieát keá vaø töï ñoäng saûn xuaát. planning, design and manufacturing): .l a Hình 1: Söï phaùt trieån cuûa kó thuaät CIM 1980 tr i 1970 Ñieàu khieån soá vôùi söï tích hôïp cuûa maùy tính. (Flexible manufacturing system) : Heä thoáng saûn xuaát linh hoaït . (Computer aided drawing/design): Veõ/thieát keá vôùi söï trôï giuùp cuûa maùy tính. (Computer aided manufacturing): Saûn xuaát vôùi söï trôï giuùp cuûa maùy tính. c CAD Ñieàu khieån soá. (Numerical control with integrated computer): p 1960 h NC 1950 FFS (Numerical control): c n CIM CAD / CAM CAD FFS CNC NC CNC w w Veà maët kyõ thuaät ñeå thöïc hieän yù töôûng naøy yeâu caàu moät boä ñieàu khieån, noù bieân dòch caùc ñaïi löôïng ñaàu vaøo ñöôïc moâ taû döôùi daïng nhò phaân vaø daïng soá cho caùc haønh trình chuyeån ñoäng vaø caùc chöùc naêng vaän haønh maùy, theo ñoù maùy phay coù theå hieåu vaø söû lyù caùc tín hieäu naøy. Ñaây laø nguyeân taéc cô baûn öùng duïng ñieàu khieån soá cho caùc maùy coâng cuï. Vôùi söï phaùt trieån nhanh choùng cuûa xöû lyù tín hieäu ñieän töû ñaõ taïo ñieàu kieän cho yù töôûng treân trôû thaønh hieän thöïc. w Maùy ñieàu khieån soá ñaàu tieân laø maùy phay ñöùng. Caùc truïc böôùc tieán laøm dòch chuyeån baøn maùy cuûa maùy phay ñöôïc thöïc hieän bôûi töøng caùc moâtô rieâng bieät. Caùc thoâng tin haønh trình vaø chöùc naêng maùy caàn thieát cho quaù trình gia coâng ñöôïc ghi laïi treân baêng ñuïc loã döôùi daïng chuoãi caùc leänh ñaõ ñöôïc maõ hoùa ôû daïng chöõ vaø soá, goïi laø moät chöông trình NC. Maùy coâng cuï ñieàu khieån soá ñaàu ø tieân ñaõ chæ roõ caùc ñaëc ñieåm cuûa caùc maùy NC phaùt trieån sau naøy: • • • • Toaøn boä chöông trình gia coâng ñöôïc ghi laïi treân baêng ñuïc loã . Maùy tính ñieàu khieån vieäc xöû lyù caùc thoâng tin haønh trình vaø chöùc naêng maùy. Truyeàn ñoäng rieâng bieät cho töøng truïc böôùc tieán vaø truïc chính ñeå ñieàu khieån chuyeån ñoäng cuûa dao vaø baøn maùy. Heä thoáng ño vaø kieåm ñeå phaûn hoài vò trí cuûa duïng cuï caét cho heä ñieàu khieån trong maùy tính. Giöõa nhöõng naêm 50, haàu heát caùc nhaø saûn xuaát maùy coâng cuï ñaõ baét ñaàu saûn xuaát vaø phaùt trieån maùy phay ñieàu khieån soá vaø ngay sau ñoù laø maùy tieän NC. Söï phaùt rtieån nhanh choùng cuûa caùc linh kieän vi ñieän Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 7 Kó thuaät CNC caên baûn töû nhö caùc boä vi söû lyù vaø maùy vi tính ñaõ taïo ñieàu kieän cho heä ñieàu kieån NC phaùt trieån thaønh heä ñieàu kieån CNC (Computerized numerical control = CNC) vaøo ñaàu nhöõng naêm 70. Vôùi söï ñoùng goùp cuûa caùc boä vi söû lyù ôû toác ñoä cao ngaøy caøng gia taêng, ñaõ taïo ñieàu kieän môû roäng khaû naêng hoaït ñoäng cuûa maùy coâng cuï ñieàu khieån soá. Caùc boä vi söû lyù hieän thôøi vaø heä ñieàu khieån CNC cuõng nhö maùy coâng cuï ñieàu khieån baêng chöông trình loâ-gic (PLC), ñaõ naâng cao hieäu quaû cuûa chöông trình NC veà ñoä chính xaùc gia coâng, toác ñoä cuûa duïng cuï caét cuõng nhö coâng suaát caét. Heä ñieàu khieån CNC hieän ñaïi coù theâ coù nhieàu caùc chöùc naêng khaùc, coù khaû naêng laäp trình tröïc tieáp ñeå gia coâng caùc chi tieát coù daïng hình hoïc phöùc taïp maø khoâng phaûi tính toaùn thoâng qua söï hoã trôï cuûa coâng cuï toaùn hoïc. Söï phaùt trieån khoâng ngöøng cuûa maùy coâng cuï CNC ñang dieãn ra trong söï hôïp taùc giöõa caùc nhaø saûn xuaát linh kieän vi ñieän töû, ñieàu khieån CNC, maùy coâng cuï vaø duïng cuï caét. Ngoaøi ra ngöôøi söû duïng cuõng taïo ñieàu kieän cho nhòp ñoä phaùt trieån nhanh choùng naøy, do luoân ñoøi hoûi cao vaø yeâu caàu nhöõng giaûi phaùp toát nhaát vaø môùi nhaát. Caùc trung taâm gia coâng CNC, caùc heä thoáng saûn xuaát linh hoaït (FFS) vaø caùc nhaø maùy saûn xuaát töï ñoäng cao (CIM) ñaõ ñaùnh daáu böôùc phaùt trieån quan troïng cuûa maùy coâng cuï ñieàu khieån baèng chöông trình soá. tr i n h c n c .c o m Caùc ñoøi hoûi hieän taïi töø phía caùc nhaø söû duïng: • Coång giao tieáp vôùi khaû naêng coâng suaát lôùn ñeå luoân truyeàn taûi nhanh dung löôïng lôùn caùc döõ lieäu. • Caùc trung taâm gia coâng ñoàng boä vôùi ñoä chính xaùc cao nhaát, ví duï: caùc maùy tieän töø 7- 32 truïc NC, nhieàu truïc gia coâng hôn vaø caùc duïng cuï phay linh hoaït caét treân maùy tieän. • Gia coâng vôùi toác ñoä cao ôû tröôøng hôïp tieän, phay vaø khoan vôùi ñoä chính xaùc cao nhaát cho quyõ ñaïo ñoäng. • Giaûm thieåu coâng vieäc laäp trình cho töøng nhieäm vuï gia coâng. • Heä thoáng laäp trình NC ñôn giaûn vaø hieäu quaû cao vôùi moâ phoûng ñoäng-töông hoã cho quaù trình gia coâng. • Phaân tích loãi vôùi söï hoã trôï cuûa ñoà hoïa treân caùc maùy coâng cuï CNC vaø heä thoáng saûn xuaát chung. p 1.2 So saùnh maùy coâng cuï thoâng thöôøng vaø CNC .l a Caáu truùc w w Maùy coâng cuï CNC ñöôïc thieát keá cô baûn gioáng nhö maùy coâng cuï thoâng thöôøng. Söï khaùc nhau thaät söï laø ôû choã caùc boä phaän lieân quan ñeán tieán trình gia coâng cuûa maùy coâng cuï CNC ñöôïc ñieàu khieån bôûi maùy tính. w Caùc höôùn ù g dòch chuyeån cuûa caùc boä phaän maùy coâng cuï ñieàu khieån CNC ñöôïc xaùc ñònh bôûi moät heä truïc toïa ñoä, heä truïc toïa ñoä naøy lieân quan ñeán chi tieát gia coâng vaø theå hieän caùc truïc böôùc tieán, chuùng naèm song song vôùi caùc dòch chuyeån chính-thaúng cuûa maùy. Nhöõng chuyeån ñoäng caàn thieát cho tieán trình gia coâng cuûa caùc boä phaän maùy (baøn maùy, ñaàu ø revolver vaø caùc boä phaän khaùc) ñöôïc tính toaùn, ñieàu khieån vaø kieåm tra bôûi maùy tính. Vôùi muïc ñích naøy moãi chuyeån ñoäng cuûa caùc boä phaän maùy coù moät heä thoáng ño rieâng ñeå tính toaùn, kieåm tra caùc vò trí töông öùng vaø phaûn hoài thoâng tin naøy veà heä ñieàu khieån. Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 8 Kó thuaät CNC caên baûn Chöùc naêng Baûng döôùi ñaây so saùnh nhöõng chöùc naêng cô baûn giöõa maùy coâng cuï thoâng thöôøng, maùy coâng cuï NC vaø maùy coâng cuï CNC Maùy coâng cuï NC Maùy coâng cuï CNC Nhaäp döõ lieäu: Ngöôøi coâng nhaân ñieàu chænh maùy coâng cuï baèng tay döïa theo nhieäm vuï saûn xuaát vaø baûn veõ chi tieát, gaù phoâi vaø duïng cuï caét cuõng nhö ñieàu chænh ñoä song song giöõa dao vaø chi tieát. Nhaäp döõ lieäu: Chöông trình NC ñöôïc nhaäp vaøo heä ñieàu khieån NC bôûi baêng ñuïc loã. Nhaäp döõ lieäu: Chöông trình NC coù theå ñöôïc nhaäp vaøo heä ñieàu khieån CNC thoâng qua baøn phím, ñóa hoaëc coång giao tieáp (seriell, Bus). Nhieàu chöông trình NC ñöôïc löu tröõ trong 1 boä löu tröõ nhö ñóa cöùng. Ñieàu khieån baèng tay: Ngöôøi coâng nhaân caøi ñaët caùc thoâng soá coâng ngheä (soá voøng quay, löôïng chaïy dao...) vaø ñieàu khieån vieäc gia coâng thoâng qua caùc tay quay. Ñieàu khieån NC: Ñieàu khieån NC söû lí caùc thoâng tin veà ñöôøng dòch chuyeån vaø caùc chöùc naêng maùy trong chöông trình NC vaø ñöa ra caùc tín hieäu ñieàu khieån töông öùng tôùi töøng caùc boä phaän hình thaønh maùy NC. Ñieàu khieån CNC: Maùy tính vaø phaàn meàm töông öùng tích hôïp trong heä ñieàu khieån CNC laøm nhieäm vuï ñieàu khieån vaø ñieàu chænh maùy coâng cuï CNC. Boä löu tröõ chöông trình, chöông trình con, döõ lieäu maùy, kích thöôùc duïng cuï caét vaø caùc giaù trò hieäu chænh cuõng nhö caùc chu trình gia coâng ñöôïc söû duïng. Thoâng thöôøng phaàn meàm phaân tích loãi cuõng ñöôïc tích hôïp trong heä ñieàu khieån CNC. h c n c .c o m Maùy coâng cuï thoâng thöôøng w w w .l a p tr i n Kieåm tra: Kieåm tra: Ngöôøi coâng nhaân ño vaø kieåm Maùy NC ñaõ ñaûm nhaän trong tra kích thöôùc baèng tay, neáu khi gia coâng ñaït caùc kích thöôùc caàn thieát phaûi laäp laïi tieán trình chi tieát bôûi söï phaûn hoøi thöôøng gia coâng. xuyeân cuûa heä thoâng ño vaø cuûa motor vò trí. Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 Kieåm tra: Maùy CNC ñaûm nhaän trong khi gia coâng ñaït caùc kích thöôùc chi tieát bôûi söï phaûn hoài lieân tuïc cuûa heä thoáng ño vaø caùc motor vò trí ñöôïc ñieàu chænh soá voøng quay. Nhôø coù caùc caûm bieán ño ñöôïc tích hôïp maø vieäc kieåm tra kích thöôùc ñaït ñöôïc ngay trong suoát quaù trình gia coâng. Ñoàng thôøi coù theå thöïc hieän tieáp tuïc vieäc söû lí trong heä ñieàu khieån CNC, ví duï ñeå thöû nghieäm vaø toái öu hoùa moät chöông trình NC môùi. http://www.ebook.edu.vn 9 Kó thuaät CNC caên baûn Tính kinh teá Öu ñieàm cuûa maùy coâng cuï CNC Tính kinh teá ñaït ñöôïc cao vôùi maùy coâng cuï CNC bôùi toác ñoä gia coâng cao cuõng nhö thôøi gian gia coâng cô baûn, thôøi gian phuï,ï thôøi gian chuaån bò vaø thôøi gian keát thuùc giaûm. Caùc nhaân toá aûnh höôûng sau ñaây taùc ñoäng maïnh tôùi tính kinh teá cuûa maùy CNC: - Laäp trình tröïc tieáp treân maùy bôûi khaû naêng nhaäp baèng tay. - Vieäc ñaûm traùch ôû boä phaän chuaån bò chuaån bò saûn xuaát cho vieäc laäp trình, saün saøng vaät lieäu cuõng nhö duïng cuï caét vaø nhaäp caùc döõ lieäu ñöôïc thöïc hieän taïi choã laøm vieäc. - Löu tröõ trong caùc tröôøng hôïp gia coâng laäp laïi cuûa moät chöông trình gia coâng chi tieát ñaëc bieät döôùi daïng chöông trình con. - Toái öu hoùa chöông trình NC trong heä ñieàu khieån. - Moâ taû hình daïng chi tieát gia coâng thoâng qua vieäc cho daïng hình hoïc ñôn giaûn. - Chaïy dao töï ñoäng cho ñeán khi ñaït kích thöôùc. - Töï ñoäng vaän haønh caùc chöùc naêng cuûa maùy vaø tröïc tieáp can thieäp khi xaûy ra loãi hoaëc bò nhieãu. - Quan saùt töï ñoäng quaù trình gia coâng thoâng qua heä ñieàu khieån CNC (ño vaø kieåm tra töï ñoäng). - Heä thoáng oå dao chöùa nhieàu dao. - Coù khaû naêng chuaån bò duïng cuï caét beân ngoaøi maùy maø khoâng aûnh höôûng ñeán quaù trình gia coâng. Chaát löôïng chi tieát gia coâng oån ñònh, ít pheá phaåm. Laøm taêng ñoä chính xaùc gia coâng, do caáp chính xaùc cuûa maùy cao (1/1000mm ñoä chính xaùc ño). Thôøi gian gia coâng ngaén thoâng qua vieäc toå chöùc saûn xuaát vaø truøng laép coâng vieäc. Thôøi gian vaän haønh maùy cao. Tính linh hoaït trong saûn xuaát cao bôûi heä thoáng gia coâng vaø do vaäy gia coâng hôïp lí cho loaït nhoû hoaëc gia coâng ñôn chieác vôùi ñoä phöùc taïp cao. .c c c n 2. 3. 4. 5. 6. o m 1. n h Do nhöõng öu ñieåm treân neân maùy coâng cuï CNC chieám öu theá trong gia coâng caét goït. Phaïm vi öùng duïng roäng (xem hình 2) laø ñaëc ñieåm tieâu bieåu cuûa maùy coâng cuï CNC. p tr i 1 .l a Naêng suaát Ñoä phöùc taïp vaø ñoä chính xaùc gia coâng w w 3 Maùy coâng cuï CNC w Maùy coâng cuï thoâng thöôøng 4 2 Hình 2 Phaïm vi öùng duïng cuûa maùy coâng cuï CNC Nhöõng yeâu caàu khi söû duïng maùy coâng cuï CNC Ñeå vaän haønh vaø laäp trình treân maùy coâng cuï CNC, nhaát thieát ñoøi hoûi ngöôøi vaän haønh maùy phaûi coù trình ñoä cao. Nhieàu kinh nghieäm töø gia coâng treân maùy thoâng thöôøng khoâng theå öùng duïng cho gia coâng CNC do toác ñoä caét cao hôn raát nhieàu. Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 10 Kó thuaät CNC caên baûn 1.3 Ñaëc ñieåm cuûa maùy coâng cuï CNC hieän ñaïi Ñieàu khieån truïc quay vaø truïc böôùc tieán Gia coâng chi tieát treân maùy coâng cuï CNC ñoøi hoûi caùc truïc böôùc tieán coù theå ñöôïc ñieàu khieån vaø ñieàu chænh, chuùng ñöôïc truyeàn ñoäng bôûi caùc ñoäng cô servo ñoäc laäp. Do ñoù caùc tay quay chính yeáu cuûa maùy coâng cuï thoâng thöôøng khoâng coøn duøng ñeán treân maùy coâng cuï CNC hieän ñaïi. c .c o m Caùc maùy tieän CNC (xem hình 3), coù ít nhaát 2 truïc böôùc tieán coù theå ñieàu khieån hay ñieàu chænh, ñöôïc ñaùnh daáu theo phöông X vaø phöông Z. c n Hình 3 Caùc truïc NC ñieàu khieån ñöôïc treân maùy tieän tr i n h Caùc maùy phay CNC (xem hình 4), coù ít nhaát 3 truïc böôùc tieán coù theå ñieàu khieån hay ñieàu chænh, ñöôïc ñaùnh daáu theo caùc phöông X, Y vaø Z. w X w w .l a p Y Z Hình 4 Caùc truïc NC ñieàu khieån ñöôïc treân maùy phay Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 11 Kó thuaät CNC caên baûn Ngoaøi chuyeån ñoäng doïc theo caùc truïc X, Y vaø Z coøn coù theå ñieàu khieån caùc chuyeån ñoäng quay quanh moãi truïc. Caùc chuyeån ñoäng quay naøy coù theå ñöôïc ñieàu khieån vaø ñöôïc ñaùnh daáu baèng A, B vaø C (xem hình 5). +Y +B m +A +X o +C .c +Z c Hình 5 Caùc truïc quay vaø truïc böôùc tieán trong heä toïa ñoä Ñeà-caùc h c n Thoâng thöôøng coù caùc truïc böôùc tieán ñieàu khieån ñöôïc tieáp theo, caùc truïc naøy ñöôïc kí hieäu bôûi U, V vaø W. Theâm vaøo ñoù laø caùc truïc quay ñieàu chænh ñöôïc ñeå coù theå xoay baøn maùy, truïc ñoái xöùng vaø thieát bò mang dao khoâng bò phuï thuoäc vaøo caùc truïc böôùc tieán. Chuùng ñöôïc kí hieäu baèng A, B vaø C. .l a Ñoäng cô, ly hôïp cô khí choáng laïi söï quaù taûi cuõng nhö ñöôïc ñieàu khieån baèng ñieän töû. Vít me bi laøm cho quaù trình truyeàn löïc khoâng coù khe hôû. Caûm bieán ño nhö heä thoáng ño haønh trình haàu heát ñöôïc ñaët ôû cuoái moãi truïc. Khueách ñaïi coâng suaát vôùi caùc thieát bò giao tieáp baèng soá (digital) hoaëc töông töï (analog) ñeå ñieàu khieån CNC. w w • • • • p tr i n Xa dao vaø baøn maùy khi gia coâng ñöôïc dòch chuyeån bôûi caùc truyeàn ñoäng böôùc tieán, nhöõng truyeàn ñoäng naøy phaûi ñaùp öùng ñöôïc caùc yeâu caàu cao nhaát vì ñoä chính xaùc gia coâng vaø ñoä chính xaùc laäp laïi cao. Do vaäy caùc chuyeån ñoäng cuûa moãi truïc phaûi ñöôïc tieán haønh vôùi toác ñoä böôùc tieán cao cao vaø thôøi gian ñònh vò laø nhoû nhaát. Ñeå ñaùp öùng nhöõng yeâu caàu treân moät cô caáu truyeàn ñoäng hieän ñaïi (xem hình 6) bao goàm caùc thaønh phaàn sau: w Truyeàn ñoäng böôùc tieán ñöôïc lieân keát vôùi thieát bò ño cho vieäc ño vò trí ñöôïc chính xaùc. Moãi truïc böôùc tieán caàn moät heä thoáng ño haønh trình vôùi vieäc söû lí töï ñoäng caùc tín hieäu ño. Khoaûng ñöôïc öùng duïng khi ño chieàu daøi thoâng thöôøng mang trò soá 0.001 mm, rieâng truïc X cuûa maùy tieän (Kích thöôùc ñöôøng kình) caàn laø 0.0005 vaø tröôøng hôïp maùy maøi chính xaùc laø 0.0001. 2 3 1 Ñoäng cô böôùc tieán Baøn maùy Heä thoáng ño 4 5 Vít me bi Ñai oác bi Hình 6 Truyeàn ñoäng böôùc tieán cuûa baøn maùy vôùi vít me bi Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 12 Kó thuaät CNC caên baûn Ñeå ñaït ñoä chính xaùc trong quaù trình dòch chuyeån, caùc cô caáu truyeàn ñoäng thöôøng duøng vít me bi. Neáu chuyeån ñoäng cuûa truïc chính ñöôïc thöïc hieän bôûi ñoäng cô, thì ñai oác bi dòch chuyeån haàu nhö khoâng coù khe hôû theo chieàu doïc vaø ñaåy xa dao hoaëc baøn maùy töông öùng doïc theo baêng maùy (xem hình 7). Trong suoát quaù trình truyeàn ñoäng hai nöûa cuûa ñai oác bi ñöôïc keïp töïa vaøo vôùi nhau baûo ñaûm khe hôû vaø ma saùt cuûa ren laø nhoû nhaát. Ñeå baûo ñaûm khe hôû ren laø nhoû nhaát hai nöûa cuûa ñai oác bi ñöôïc hieäu chænh tröôùc, do vaäy ñoä chính xaùc kích thöôùc khi gia coâng coù theå ñaït ñöôïc. Khaû naêng loãi veà böôùc cuûa truïc vít me bi coù theå ñöôïc caân ñoái töï ñoäng bôûi söï hieäu chænh loãi veà böôùc cuûa truïc. Nhöõng khaû naêng khaùc nhö thanh raêng/baùnh raêng vaø truïc vít/ñai oác. 2 1 3 Ñai oác bi Voøng ñeäm Truïc truyeàn ñoäng c n Hình 7 Truyeàn ñoäng vít me bi vôùi ñai oác hai nöûa khoâng coù khe hôû c 4 .c o 3 m Voøng caùch ñeå ñieàu chænh khe hôû bi h Sai soá gia coâng trong quaù trình saûn xuaát truïc vít me bi coù theå ñöôïc hieäu chænh bôûi heä thoáng CNC hieän ñaïi vôùi söï caân ñoái loãi veà böôùc cuûa truïc. Theâm vaøo ñoù caùc dung sai ñöôïc nhaän bieát vôùi heä thoáng ño lade (laser) vaø ñöôïc löu tröõ trong heä ñieàu khieån CNC. n Heä thoáng ño haønh trình p tr i Tuøy thuoäc vaøo daïng thieát bò ño ñöôïc söû duïng hoaëc thang ño ñeå phaân bieät giöõa ño vò trí tröïc tieáp vaø giaùn tieáp cuõng nhö ño vò trí tuyeät ñoái vaø töông ñoái. Thöôùc ño ñöôïc ño tröïc tieáp mang laïi giaù trò ño chính xaùc nhaát. .l a Khi ño vò trí tröïc tieáp (xem hình 8), thöôùc ño ñöôïc gaén treân baøn xa dao hay treân baøn maùy, vì theá ñoäï khoâng chính xaùc cuûa truïc chính vaø khôùp noái truyeàn ñoäng khoâng aûnh höôûng ñeán giaù trò ño. w w w Caùc giaù trò ño ñöôïc nhaän bieát bôûi moät caûm bieán quang hoïc treân coù chia vaïch cuûa thang ño, Caûm bieán ño bieán ñoåi caùc giaù trò ño ñaõ xaùc ñònh sang tín hieäu ñieän vaø chuyeån chuùng cho heä ñieàu khieån. Ñaàu ñoïc X Thöôùc quang Y 1 2 Hình 8 Ño vò trí tröïc tieáp Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 13 Kó thuaät CNC caên baûn Khi ño vò trí giaùn tieáp (xem hình 9), chuyeån ñoäng dòch chuyeån ñaït ñöôïc töø chuyeån ñoäng quay cuûa vít me bi, chuyeån ñoäng quay naøy ñöôïc thi haønh vôùi moät ñóa xung nhö laø moät thöôùc ño. Chuyeån ñoäng quay cuûa ñóa xung ñöôïc ghi nhaän töø moät xung quay vaø ñöôïc chuyeån tieáp heä ñieàu khieån nhö laø moät tín hieäu. Sau ñoù heä ñieàu khieån tính toaùn chính xaùc chuyeån ñoäng cuûa baøn maùy hay vò trí hieän taïi cuûa chuùng döïa treân soá caùc xung quay. 1 Baøn maùy 2 Ñóa xung nhö moät thang ño Vít me bi 3 Caûm bieán (caûm bieán voøng quay) m X 4 .c o Hình 9 Ño vò trí giaùn tieáp 2 M Thang ño ñöôïc maõ hoùa nhòp phaân Vò trí töùc thôøi cuûa baøn maùy w w .l a p tr i n 1 0 12345678 h c n c Khi ño vò trí tuyeät ñoái (xem hình 10), moät thang ño ñaõ ñöôïc maõ hoùa hieån thò tröïc tieáp vò trí cuûa baøn maùy lieân quan tôùi moät ñieåm ñònh höôùng coá ñònh treân maùy. Ñieåm naøy laø ñieåm khoâng “0“ cuûa maùy, noù ñöôïc xaùc ñònh bôûi nhaø cheá taïo maùy. Ñieàu kieän laø phaïm vi ñoïc cuûa thang ño cuõng lôùn nhö phaïm vi laøm vieäc vaø söï maõ hoùa nhò phaân ñöôïc thöïc hieän treân thang ño, do vaäy heä ñieàu khieån coù theå hieåu ñöôïc traät töï giaù trò soá cho moãi vò trí ñoïc ñöôïc. w Hình 10 Ño vò trí tuyeät ñoái Khi ño vò trí töông ñoái (xem hình 11), thang ño ñöôïc öùng duïng vôùi moät löôùi vaïch ñôn giaûn, chuùng hình thaønh töø caùc vaïch saùng toái xen keû nhau. Khi chuyeån ñoäng böôùc tieán vöôït qua caûm bieán ño, caûm bieán seõ ñeám soá caùc veät saùng vaø veät toái vaø tính toaùn vò trí töùc thôøi cuûa baøn maùy döïa vaøo söï khaùc bieät tôùi vò trí baøn maùy tröôùc ñoù. Heä ñieàu khieån phaûi ñöôïc nhaän bieát moät laàn vò trí tuyeät ñoái, töø ñoù noù môùi coù theå tính toaùn vò trí baøn maùy töùc thôøi vôùi söï hoå trôï cuûa vieäc ño vò trí töông ñoái, ñieåm naøy ñöôïc söû duïng nhö laø moät ñieåm chuaån. Do ñoù caàn thieát phaûi nhaän bieát ñieåm tuyeät ñoái naøy khi heä ñieàu khieån ñöôïc khôûi ñoäng. Ñieåm tuyeät ñoái naøy ñöôïc goïi laø “ñieåm tham chieáu“. Moãi chuyeån ñoäng cuûa caùc truïc, thaäm chí khi dòch chuyeån baèng tay qua söû duïng caùc tay quay hay nuùt baám caàn phaûi ñöôïc nhaän bieát ñieåm naøy cho heä ñieàu khieån. Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 14 Kó thuaät CNC caên baûn 1 2 3 4 Löôùi vaïch Vò trí tröôùc cuûa baøn maùy Vò trí hieän taïi cuûa baøn maùy Baøn maùy ôû ñieåm tham chieáu Hình 11 Ño vò trí töông ñoái o m Vì heä ñieàu khieån ñaùnh maát söï kieåm soaùt caùc chuyeån ñoäng cô khí khi maát ñieän do vaäy khi khôûi ñoäng laïi phaûi cho maùy chaïy veà ñieåm tham chieáu. .c Truyeàn ñoäng chính vaø caùc truïc coâng taùc h c n c Truyeàn ñoäng chính cuûa maùy CNC phaûi truyeàn coâng suaát caét caàn thieát bôûi caùc ñoäng cô truyeàn ñoäng töông öùng qua truïc coâng taùc ñeå gia coâng chi tieát thích hôïp. Ngoaøi ra coøn coù toån thaát do ma saùt thöôøng gaëp trong boä phaän cô khí maø ñoä taùc ñoäng veà maët kích thöôùc cuûa noù phaûi ñöôïc xaùc ñònh cho maùy CNC. Ñoä oån ñònh cao veà maët truyeàn ñoäng ñöôïc ñaët ra, maëc duø löïc gia coâng cao nhöng moâmen quay ôû moïi vò trí phaûi ñöôïc oån ñònh. Ñoàng thôøi phaûi coù ñuû ñoäng löïc ñeå laøm chuû söï thay ñoåi nhanh choùng cuûa toác ñoä caét vaø khoâng bò rung ñoäng. cuï CNC ñöôïc truyeàn ñoäng yeâu caàu veà soá voøng quay cô naøy ñöôïc ñieàu chænh voâ caùc choåi than bò maøi moøn, p tr i n Tröôùc kia caùc truïc coâng taùc vaø truïc truyeàn ñoäng ñoái xöùng treân caùc maùy coâng baèng ñoäng cô ñieän moät chieàu. Ñeå giöõ cho toác ñoä caét oån ñònh caàn coù nhöõng cuûa caùc moâtô, ví duï ñeå tieän caùc ñöôøng kính khaùc nhau, toác ñoä cuûa caùc ñoäng caáp trong moät phaïm vi roäng. Nhöôïc ñieåm cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu naøy laø do ñoù caàn phaûi kieåm tra thöôøng xuyeân choåi than vaø thay theá kòp thôøi. w w .l a Vôùi söï phaùt trieån tieán boä cuûa caùc linh kieän vi ñieän töû, ngaøy nay haàu heát söû duïng ñoäng cô ñieän ba pha. Baát lôïi veà ñieàu khieån soá voøng quay phöùc taïp ñaõ ñöôïc boû qua thay vaøo ñoù laø giaù thaønh cao bôûi ñieàu khieån baèng ñieän töû. w Coù hai loaïi ñoäng cô ba pha: ñoäng cô khoâng ñoàng boä vaø ñoäng cô ñoàng boä. Chuùng coù öu ñieåm hôn so vôùi ñoäng cô ñieän moät chieàu. Khi cuøng kích thöôùc momen quay ñaït ñöôïc cao hôn. Ngoaøi ra soá voøng quay cao hôn tôùi ba laàn vaø coâng suaát cô baûn cao hôn. Caùc ñoäng cô naøy laøm vieäc khoâng caàn choåi than, khoâng coù coå goùp do vaäy khoâng ñoøi hoûi cao ôû vieäc baûo trì. Truïc coâng taùc ñöôïc tieâu chuaån hoùa ñeå ñaûm baûo khaû naêng thay ñoåi toái ña cuûa caùc thieát bi keïp. Trong maùy CNC truïc coâng taùc cuõng nhö caùc boä phaän khaùc ñöôïc cheá taïo chaéc chaén hôn so vôùi maùy coâng cuï thoâng thöôøng vì gia toác nhanh hôn (10 ñeán 40m/s²) vaø coâng suaát caét cao hôn. Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 15 Kó thuaät CNC caên baûn Thieát bò keïp chi tieát Caùc thieát bò keïp duøng ñeå ñònh vò chính xaùc vaø keïp chaët chi tieát gia coâng treân truïc coâng taùc (ñoái vôùi tieän) hoaëc treân baøn maùy (ñoái vôùi phay). Chi tieát gia coâng phaûi ñöôïc keïp sao cho tuyeät ñoái khoâng coøn khe hôû, vò trí phaûi ñöôïc xaùc ñònh moät caùch chính xaùc vaø chaéc chaén ñoàng thôøi hoaøn toaøn choáng laïi löïc caét. Thieát bò keïp chi tieát raát phong phuù vaø ña daïng. Trong töông lai vieäc caáp vaø laáy chi tieát gia coâng trong gia coâng tieän seõ ñöôïc thöïc hieän bôûi tay maùy (robot). Caùc maâm caëp ñieàu khieån ñöôïc vôùi nhieàu daïng khaùc nhau ñang ñöôïc söû duïng phoå bieán. Nhöõng maâm caëp naøy ñöôïc thieát keá cho pheùp ñieàu khieån vieäc ñoùng, môû caùc chaáu keïp töï ñoäng baèng khí neùn hoaëc baèng thuûy löïc. Löïc keïp coù theå ñöôïc ñieàu chænh cao hoaëc thaáp phuï thuoäc vaøo troïng löôïng, vaät lieäu, chieàu daøi/ñöôøng kính cuûa chi tieát, chieàu saâu keïp vaø caùc ñaëc ñieåm caét khaùc. m Nhöõng maâm caëp laøm vieäc vôùi soá voøng quay cao ñeàu coù söï hieäu chænh löïc ly taâm, do ñoù löïc keïp khoâng bò giaûm bôûi löïc ly taâm. Caân ñoái löïc ly taâm laø duøng moät ñoái troïng vôùi löïc ly taâm cuûa caùc chaáu keïp, löïc keïp ñöôïc giöõ oån ñònh vôùi söï hieäu chænh naøy. Laøm vieäc giöõa hai muõi taâm thoâng thöôøng ñöôïc söû duïng maâm toác, toác maët ñaàu vaø muõi taâm xoay ñieàu khieån ñöôïc. Caùc chi tieát nhoû ñöôïc keïp bôûi heä thoáng keïp ruùt. c n c .c o Trong gia coâng phay CNC chöùc naêng chính cuûa thieát bò keïp laø ñònh vò chính xaùc vò trí cuûa chi tieát. Vieäc keïp chi tieát caàn ñöôïc dieãn ra sao cho keïp vaø thay ñoåi chi tieát gia coâng moät caùch deã daøng, chính xaùc, vaø nhanh choùng. Caùc eâtoâ keïp thuûy löïc ñöôïc söû duïng trong caùc quaù trình gia coâng caùc chi tieát ñôn giaûn. Tröôøng hôïp chi tieát phay gia coâng ôû nhieàu phía thì vieäc gia coâng ñoàng boä ñoøi hoûi caøng ít laàn keïp caøng toát. Tröôøng hôïp gia coâng chi tieát phay phöùc taïp caàn phaûi cheá taïo ñoà gaù cuõng nhö khaû naêng xoay töï ñoäng hoaëc duøng heä thoáng ñoà gaù modul hoaøn chænh do vaäy cho pheùp gia coâng ñoàng boä maø khoâng caàn phaûi ñoåi keïp. Caùc taám gaù giuùp ngöôøi vaän haønh maùy gaù ñaët chi tieát gia coâng tieáp theo ôû beân ngoaøi khoâng gian laøm vieäc cuûa maùy CNC, sau ñoù ñöôïc töï ñoäng mang vaøo ñuùng vò trí gia coâng, hình thöùc naøy ñang ñöôïc söû duïng roäng raõi. w w w .l a p tr i n h Thieát bò gaù vaø thay dao Maùy coâng cuï CNC ñöôïc trang bò vôùi nhöõng thieát bò coù theå ñieàu khieån ñeå thay dao töï ñoäng. Tuøy thuoäc vaøo daïng caáu truùc vaø phaïm vi öùng duïng, nhöõng thieát bò thay dao naøy coù theå ñoàng thôøi chöùa ñöôïc nhieàu dao khaùc nhau vaø laép ñaët dao vaøo vò trí coâng taùc theo chöông trình NC. Thöôøng coù caùc loai sau: • • Ñaàu rôvolve chöùa dao. OÅ chöùa dao. Ñaàu rôvolve chöùa dao thöôøng duøng cho maùy tieän (xem hình 12) vaø oå chöùa dao thöôøng duøng cho maùy phay (xem hình 13). Khi chöông trình NC goïi moät dao môùi ñaàu rôvolve seõ quay dao ñöôïc yeâu caàu vaøo ñuùng vò trí coâng taùc, coâng vieäc thay dao chæ dieãn ra trong vaøi giaây. Hình 12 Ñaàu rôvolve chöùa dao Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 16 Kó thuaät CNC caên baûn .c o m Phuï thuoäc vaøo daïng caáu truùc vaø kích thöôùc, ñaàu rôvolve cuûa maùy tieän-CNC coù theå mang 8 ñeán 16 dao. Trong nhöõng trung taâm gia coâng lôùn coù ñeán 3 ñaàu rôvolve coù theå ñöôïc söû duïng ñoàng thôøi. Neáu trong caùc trung taâm gia coâng caàn nhieàu hôn 48 dao, thì oå chöùa dao vôùi caùc daïng khaùc nhau coù theå chöùa ñeán 100 dao hoaëc nhieàu hôn nöõa. Coù caùc loaïi oå chöùa dao daøi, oå chöùa dao voøng, oå chöùa dao daïng ñóa, oå chöùa dao daïng xích (xem hình 13) vaø oå chöùa dao daïng hoäp. 1 c n c Hình13 OÅ chöùa dao daïng xích 2 Caàn thay dao Truïc coâng taùc (truïc chính) OÅ chöùa dao .l a p tr i n h Dao phay 3 w w 4 w Hình 14 Thieát bò thay dao töï ñoäng Trong oå chöùa dao, vieäc thay ñoåi dao dieãn ra do moät heä thoáng caàn gaït goïi laø caàn thay dao (xem hình 14) thöïc hieän. Quaù trình thay ñoåi dao vôùi caàn gaït keùp dieãn ra sau khi coù moät dao môùi ñöôïc goïi töø chöông trình NC nhö sau: • Ñònh vò dao mong muoán treân oå chöùa dao vaøo vò trí thay dao. • Truïc coâng taùc ôû vò trí thay dao. • Quay thieát bò keïp dao (caàn gaït) vaøo vò trí dao cuõ treân truïc coâng taùc vaø vaøo vò trí dao môùi treân oå chöùa dao. • Laáy caùc dao ôû treân truïc coâng taùc vaø oå chöùa dao, sau ñoù quay thieát bò keïp dao. • Ñaët dao môùi vaøo truïc coâng taùc vaø dao cuõ vaøo oå chöùa dao. • Quay thieát bò keïp dao veà vò trí ban ñaàu. Nhôø thieát bò thay dao töï ñoäng naøy neân tieán trình thay dao chæ dieãn ra trong khoaûng 6 ñeán 15 giaây, thieát bò thay dao nhanh nhaát hieän nay ñaït ñöôïc laø moät giaây. Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 17 Kó thuaät CNC caên baûn An toaøn lao ñoäng beân maùy coâng cuï CNC Muïc ñích cuûa an toaøn lao ñoäng laø loaïi tröø caùc tai naïn cho ngöôøi söû duïng, caùc hö hoûng coù theå xaûy ra cho maùy vaø caùc thieát bò! Veà cô baûn an toaøn lao ñoäng beân maùy coâng cuï CNC töông töï nhö maùy coâng cuï thoâng thöôøng, chuùng coù theå ñöôïc xeáp vaøo 3 daïng sau: Loaïi tröø nguy hieåm. Caùc thieáu thoán treân maùy vaø treân caùc thieát bò caàn thieát cho coâng vieäc phaûi ñöôïc thoâng baùo ngay laäp töùc. Loái thoaùt hieåm phaûi luoân ñöôïc ñeå troáng. Khoâng neân mang nhöõng vaät beùn nhoïn trong ngöôøi. Thaùo ñoàng hoà vaø nhaãn khi laøm vieäc. • Xaùc ñònh vaø ghi nhôù vuøng nguy hieåm. Caùc thieát bò an toaøn vaø caùc bieån chæ daãn khoâng ñöôïc pheùp dòch chuyeån hoaëc laøm teâ lieät. Caùc boä phaän chuyeån ñoäng vaø giao nhau phaûi ñöôïc che chaén. • Phoøng ngöøa caùc nguy hieåm. Phaûi mang ñoà baûo hoä lao ñoäng ñeå traùnh caùc tia löûa vaø tieáng oàn. Phaûi ñeo kính baûo veä hoaëc maët naï ñeå baûo veä maét. Caùc daây ñieän hôû khoâng ñöôïc pheùp söû duïng. .c o m • n h c n c Khi ñieàu chænh vaø vaän haønh maùy CNC caàn ñaëc bieät quan taâm ñeán caùc vaán ñeà sau: • Thoâng thöôøng, chæ cho pheùp ñieàu chænh khi maùy ñaõ ñöôïc ngöng. Ngoaïi tröø caùc tröôøng hôïp khi ñieàu chænh caàn phaûi môû maùy, nhö tröôøng hôïp raø chi tieát gia coâng. • Ngöôøi vaän haønh khoâng neân vaøo vuøng coù chuyeån ñoäng quay hoaëc vuøng laøm vieäc cuûa maùy, vì trong vuøng naøy maùy coù theå thöïc hieän caùc chuyeån ñoäng quay cuûa ñaàu rôvolve hay caùc chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa baøn maùy. • Phaûi tuaân theo caùc chæ daãn an toaøn cuûa nhaø saûn xuaát maùy. Xöôûng w w .l a p tr i Caàn chuù yù ñeán caùc yeâu caàu kó thuaät an toaøn sau ñaây: • Phaûi caøi then an toaøn ñeå choáng laïi vieäc gia coâng caùc chi tieát bò gaù ñaët sai hoaëc khoâng ñuû cöùng vöõng, ñeå traùnh vaêng cuûa caùc phaàn töû chuyeån ñoäng. • Phaûi khoùa caùc thieát bò keïp chi tieát treân maùy CNC • Giöõ khoaûng caùch an toaøn giöõa caùc boä phaän nhoâ ra xa cuûa caùc maùy CNC laân caän trong heä thoáng maïng maùy CNC vaø • Traùnh phoi vaêng cuõng nhö tia phun cuûa nöôùc trôn nguoäi. • Huùt buïi khoâng khí trong khoâng gian maùy. w Moâ taû töøng boä phaän hình thaønh maùy CNC trong xöôûng CNC. Caàn chæ roõ vaø giaûi thích caùc boä phaän caáu thaønh maùy coâng cuï hieän höõu. Ñaëc bieät nhaán maïnh söï gioáng vaø khaùc nhau giöõa maùy coâng cuï thoâng thöôøng vaø maùy coâng cuï CNC. Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 18 Kó thuaät CNC caên baûn Caâu hoûi kieåm tra “Cô sôû kó thuaät CNC“ Haõy giaûi thích söï khaùc nhau caên baûn giöõa maùy coâng cuï thoâng thöôøng vaø CNC? 2. Caùc ñaëc tröng naøo moâ taû maùy coâng cuï ñieàu khieån soá? 3. Nhöõng öu ñieåm cuûa maùy CNC so vôùi maùy thoâng thöôøng? 4. Taïi sao caùc truïc böôùc tieán treân maùy CNC phaûi ñieàu chænh ñöôïc ? 5. Truyeàn ñoäng böôùc tieán hieän ñaïi hình thaønh töø nhöõng boä phaän naøo? 6. Maùy tieän CNC phaûi coù toái thieåu bao nhieâu truïc böôùc tieán? 7. Caùc truïc böôùc tieán cuûa maùy tieän CNC ñöôïc kí hieäu nhö theá naøo? 8. Maùy phay CNC phaûi coù toái thieåu bao nhieâu truïc böôùc tieán? 9. Caùc truïc böôùc tieán cuûa maùy phay CNC ñöôïc kí hieäu nhö theá naøo? 10. Haõy neâu ví duï veà caùc truïc xoay ñieàu khieån ñöôïc treân caùc maùy coâng cuï CNC? 11. Caùc truïc xoay ñieàu khieån ñöôïc treân maùy tieän CNC cho ta nhöõng khaû naêng naøo? 12. Caùc truïc xoay ñieàu khieån ñöôïc treân maùy phay CNC cho ta nhöõng khaû naêng naøo? 13. Haõy giaûi thích yù nghóa vaø taùc duïng cuûa truïc vít-me bi? 14. Haõy neâu söï khaùc nhau cô baûn giöõa ño vò trí tröïc tieáp vaø giaùn tieáp? 15. Ño vò trí tuyeät ñoái phaân bieät nhö theá naøo so vôùi ño vò trí töông ñoái? 16. Haõy neâu öu ñieåm maø caùc moâto truyeàn ñoäng chính ñieàu chænh ñöôïc soá voøng quay mang laïi? 17. Coù caùc thieát bò thay dao töï ñoâng naøo treân maùy coâng cuï CNC? 18. Haõy neâu caùc daïng oå chöùa dao treân maùy phay CNC? w w w .l a p tr i n h c n c .c o m 1. Trung taâm Ñaøo taïo Vieät Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 04. 2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 19 Cô sôû hình hoïc cho gia coâng CNC 2 CÔ SÔÛ HÌNH HOÏC CHO GIA COÂNG CNC 2.1 Heä toaï ñoä treân maùy coâng cuï CNC Caùc daïng heä toïa ñoä treân maùy CNC Caùc heä toïa ñoä coù khaû naêng moâ taû chính xaùc taát caû caùc ñieåm treân beà maët laøm vieäc hoaëc trong khoâng gian. Veà cô baûn caùc heä toïa ñoä ñöôïc chia thaønh: • • Heä toïa ñoä Ñeà -caïc vaø Heä toïa ñoä cöïc Heä toïa ñoä Ñeà-caïc Heä toïa ñoä Ñeà-caïc, hoaëc coøn goïi laø heä toïa ñoä vuoâng goùc duøng ñeå moâ taû chính xaùc taát caû caùc ñieåm. Coù hai loaïi heä toïa ñoä Ñeà-caïc: m • Heä toïa ñoä hai truïc (heä toïa ñoä Ñeà -caïc phaúng), • Heä toïa ñoä ba truïc (heä toïa ñoä Ñeà-â caïc khoâng gian), chuùng ñöôïc ñaët thaúng goùc vôùi nhau. c .c o Trong heä toïa ñoä Ñeà-caïc phaúng, ví duï nhö heä toïa ñoä X,Y. Moãi ñieåm trong maët phaúng ñöôïc xaùc ñònh roõ raøng bôûi vieäc nhaäp caëp toïa ñoä (X, Y). Khoaûng caùch töø 1 ñieåm ñeán truïc Y goïi laø toïa ñoä X vaø khoaûng caùch töø 1 ñieåm ñeán truïc X goïi laø toïa ñoä Y. Nhöõng toïa ñoä naøy coù theå coù daáu döông (+) hoaëc daáu aâm (-) (Xem hình 15). Ví duï: P2 w w X P1 X = 80 Y = 40 P2 X = -80 Y = 70 P3 X = -50 Y = -40 P4 X = 40 Y = -70 P4 w P3 .l a p tr i n P1 h c n Y Hình 15 Heä toïa ñoä Ñeà-caïc vôùi 2 truïc (X,Y) Neáu moät baûn veõ chi tieát ñöôïc ñaët trong heä toïa ñoä naøy thì taát caû caùc ñieåm quan troïng cuûa chi tieát ñöôïc xaùc ñònh. Phuï thuoäc vaøo ñieåm “0“ cuûa chi tieát ñaët ôû ñaâu, ngöôøi ta coù theå xaùc ñònh chính xaùc vò trí cuûa caùc ñieåm chæ trong toïa ñoä döông (+) hoaëc chæ trong toïa ñoä aâm (-). Trung taâm Ñaøo taïo Vieät-Ñöùc; Nguyeãn Anh Tuaán. 03.2001 MTS GmbH 1997 http://www.ebook.edu.vn 21