Xem mẫu
- ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG
Giáo trình
PHAY CNC CƠ BẢN
NGHỀ : CẮT GỌT KIM LOẠI
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP & CAO ĐẲNG
(Ban hành theo quyết định số: 630/QĐ-CĐN ngày 05 tháng 04 năm 2022
của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang)
AN GIANG - 2022
- TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình mô đun “ Phay CNC cơ bản ” được biên soạn nhằm phục vụ cho
nhu cầu học tập của học sinh sinh viên nghề Cắt gọt kim loại của Trường Cao đẳng
nghề An Giang.
Nội dung giáo trình này được biên soạn dựa trên chương trình chi tiết của mô
đun đã được nhà trường phê duyệt. Trong quá trình biên soạn, nội dung giáo trình
đã được rút gọn, cô động sao cho phù hợp với trình độ học tập của người học.
Thời gian thực hiện mô đun: 80 giờ (Lý thuyết: 22 giờ, thực hành: 54 giờ,
kiểm tra: 4 giờ), bao gồm 9 bài:
- Bài 1: Cấu tạo chung của máy phay CNC
- Bài 2: Đặc điểm, đặc trưng của máy phay CNC
- Bài 3: Trang bị đồ gá trên máy phay CNC
- Bài 4: Cấu trúc chương trình gia công trên máy phay CNC
- Bài 5: Các chức năng vận hành
- Bài 6: Lập trình gia công trên máy phay CNC
- Bài 7: Lập trình gia công biên dạng có bù trừ bán kính dao tự động (G40, G41,
G42)
- Bài 8: Kiểm tra sửa lỗi và chạy thử chương trình
- Bài 9: Vận hành máy phay CNC
Việc biên soạn giáo trình này, tác giả đã cố gắng bám sát nội dung của chương
trình chi tiết đã được duyệt để người học dễ đối chiếu giữa bài giảng và giáo trình
khi học.
Trong quá trình biên soạn, mặc dù đã cố gắng rất nhiều, tuy nhiên không thể
tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của
các đồng nghiệp và các em học sinh sinh viên để giáo trình ngày càng hoàn thiện
hơn.
Xin chân thành cảm ơn./.
An Giang, ngày 14 tháng 08 năm 2021
Tham gia biên soạn
Huỳnh Vinh Lợi
Trang 1
- MỤC LỤC
ĐỀ MỤC TRANG
LỜI GIỚI THIỆU 1
Mục lục 2
Chương trình mô đun 6
BÀI MỞ ĐẦU
1. Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC 7
2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC 8
3. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay 9
BÀI 1. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY PHAY CNC
I. Cấu tạo chung của máy phay CNC 10
1. Máy phay thông thường 10
2. Máy phay CNC 11
II. Các bộ phận chính của máy phay CNC 12
1. Động cơ truyền động chính 12
2. Động cơ truyền động chạy dao 13
3. Trục điều khiển chạy dao 13
4. Bộ phận dẫn hướng 13
III. Đặc tính kỹ thuật của máy phay CNC 14
1. Hiển thị chương trình và mô phỏng bằng đồ họa gia công 14
2. Khả năng giao tiếp 14
3. Nội suy hình học 15
4. Đo đường dịch chuyển trên máy 18
IV. Bảo quản, bảo dưỡng máy 19
1. Bảo dưỡng hệ thống bôi trơn làm mát 20
2. Bảo dưỡng hệ thống an toàn 20
3. Bảo dưỡng hệ thống phanh, cữ trên máy 20
4. Hệ thống hiển thị 20
5. Hệ thống điều khiển 20
6. Hệ thống truyền lực bằng cơ khí 21
7. Hệ thống truyền lực bằng thủy lực 21
8. Hệ thống truyền lực bằng khí nén 21
9. Bảo dưỡng cơ cấu chấp hành 21
Trang 2
- V. Câu hỏi ôn tập 22
BÀI 2. ĐẶC ĐIỂM, ĐẶC TRƯNG CỦA MÁY PHAY CNC
I. Hệ trục tọa độ và các quy ước 23
1. Máy phay đứng, máy khoan CNC 23
2. Máy phay nằm ngang 23
II. Các điểm 0 (Zero) và điểm chuẩn 24
1. Điểm chuẩn của máy M 24
2. Điểm chuẩn của máy R 24
3. Điểm 0 của chi tiết 25
4. Điểm gốc của dụng cụ 25
III. Câu hỏi ôn tập 27
BÀI 3. TRANG BỊ ĐỒ GÁ TRÊN MÁY PHAY CNC
I. Đặc điểm đồ gá sử dụng trên máy phay CNC 28
II. Các loại đồ gá 29
1. Đồ gá vạn năng không điều chỉnh 29
2. Đồ gá vạn năng điều chỉnh 29
3. Đồ gá chuyên dùng điều chỉnh 30
4. Đồ gá vạn năng lắp ghép 30
5. Đồ gá lắp ghép điều chỉnh 30
6. Đồ gá chuyên dùng 31
III. Câu hỏi ôn tập 32
BÀI 4. CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY
PHAY CNC
I. Cấu trúc một chương trình gia công 33
II. Cấu trúc một câu lệnh 35
III. Câu hỏi ôn tập 37
BÀI 5. CÁC CHỨC NĂNG VẬN HÀNH
I. Chức năng chọn dao T 38
II. Chức năng chọn tốc độ trục chính S 38
III. Chức năng chọn lượng tiến dao F 39
IV. Chức năng phụ M 39
V. Câu hỏi ôn tập 40
Trang 3
- BÀI 6. LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY CNC
I. Lập trình theo tọa độ tuyệt đối 41
II. Lập trình theo tọa độ tương đối 43
III. Bài tập 51
BÀI 7. LẬP TRÌNH GIA CÔNG BIÊN DẠNG CÓ BÙ TRỪ BÁN
KÍNH DAO TỰ ĐỘNG (G40, G41, G42)
I. Bù bán kính dao tự động bên trái Contour G41 53
II. Bù bán kính dao tự động bên phải Contour G42 54
III. Bỏ bù trừ bán kính dao G40 55
IV. Câu hỏi ôn tập 58
BÀI 8. KIỂM TRA SỬA LỖI VÀ CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH
I. Nhập chương trình vào máy 59
II. Chạy mô phỏng chương trình, kiểm tra và sửa lỗi 64
III. Chạy thử chương trình (chạy không cắt gọt) 66
IV. Câu hỏi ôn tập 66
BÀI 9. VẬN HÀNH MÁY PHAY CNC
I. Gá dao, đo kích thước dao và nhập thông số kích thước vào bộ
nhớ dao 67
II. Gá phôi 68
III. Xác định điểm W 69
IV. Thiết lập chế độ vận hành 70
1. Chế độ vận hành bằng tay và bộ điều khiển bằng tay 70
2. Lập trình gia công 71
3. Chạy thử chương trình 71
4. Chạy chương trình 71
V. Chạy chương trình 72
VI. Câu hỏi ôn tập 72
BÀI TẬP THỰC HÀNH 74
CÁC PHÍM CHỨC NĂNG MÁY PHAY CNC MVC 860 80
PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Mã G-code trên máy phay CNC hệ FANUC 89
Phụ lục 2. Mã M-code trên máy phay CNC hệ FANUC 90
Trang 4
- Phụ lục 3. Bảng chế độ cắt trung bình khi gia công thô dùng dao
thép gió (HSS). 92
Phụ lục 4. Các loại dao phay CNC 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 95
Trang 5
- CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: PHAY CNC CƠ BẢN
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN
1. Vị trí:
+ Mô đun được bố trí trước mô đun phay mặt phẳng, song song hoặc sau các
mô đun tiện nâng cao.
+ Phay CNC cơ bản là mô đun có vị trí quan trọng trong nghề cơ khí hiện đại.
2. Tính chất:
+ Là mô đun thuộc các môn học, mô-đun kỹ thuật chuyên ngành nâng cao.
+ Mô đun cung cấp những kiến thức căn bản về lập trình và gia công chi tiết
trên máy điều khiển số.
II. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN
1. Về kiến thức:
- Hiểu được cấu tạo chung của máy phay CNC và các bộ phận chính của máy.
- Nắm được nguyên lý làm việc của máy phay CNC.
- Biết được các dạng điều khiển, về ngôn ngữ lập trình, cấu trúc chương trình,
cấu trúc khối lệnh sử dụng hệ điều khiển thông dụng.
- Hiểu được ý nghĩa và công dụng của các phím điều khiển trên bảng điều khiển
máy phay CNC.
- Biết cách chuẩn bị máy, chọn dao, đồ gá cho việc gia công chi tiết trên máy
phay CNC.
2. Về kỹ năng:
- Lập được chương trình gia công, kiểm tra và sửa lỗi chương trình.
- Nhập được chương trình vào máy, lưu trữ và gọi được chương trình gia công.
- Thực hiện được việc xác định điểm 0 của chi tiết ( điểm W).
- Thực hiện được chạy mô phỏng và chạy thử chương trình không cắt gọt.
- Thiết lập được chế độ làm việc của máy.
- Vận hành được máy phay CNC để thực hiện gia công một số chi tiết đơn giản
đảm bảo đúng quy trình, đúng chế độ và an toàn.
3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Có ý thức tổ chức kỷ luật trong hoạt động nghề nghiệp.
- Rèn luyện lòng yêu nghề, tính kiên trì, sáng tạo và tự chủ trong công việc.
- Cẩn thận, nghiêm túc trong công việc, có tác phong công nghiệp.
Trang 6
- BÀI MỞ ĐẦU
Mục tiêu:
+ Giới thiệu sơ lược về quá trình phát triển của kỹ thuật CNC, các loại máy gia
công sử dụng kỹ thuật NC và CNC. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở
nước ta hiện nay.
Nội dung chính:
1. Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC
- Máy 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
- Lịch sử phát triển:
• 1725 – Phiếu đục lỗ được dùng để tạo mẫu quần áo
• 1808 – Phiếu đục lỗ trên lá kim loại được dùng để điều khiển tự động máy
thêu
• 1863 – Tự động điều khiển chơi nhạc trên piano nhờ bằng lỗ
• 1940 – John Parsons đã sáng chế ra phương pháp dùng phiếu đục lỗ để
ghi các dữ liệu về vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ.
• 1952 – Máy công cụ NC điều khiển số đầu tiên.
• 1959 - Ngôn ngữ APT được đưa vào sử dụng
• 1960s – Điều khiển số trực tiếp (DNC)
• 1963 - Đồ họa máy tính
• 1970s - Máy CNC được đưa vào sử dụng
• 1980s – Điều khiển số phân phối được đưa vào sử dụng
• CAD/CAM
- Máy điều khiển số cổ điển chủ yếu dựa trên công trình của một người có
tên là John Parsons. Từ những nĕm 1940 Parsons đã sáng chế ra phương pháp dùng
phiếu đục lỗ để ghi các dữ liệu về vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ. Máy
được điều khiển để chuyển động theo từng tọa độ, nhờ đó tạo ra được bề mặt cần
thiết của cánh máy bay.
- Năm 1948 J. Parson giới thiệu hiểu biết của mình cho không lực Hoa Kỳ. Cơ
quan này sau đó đã tài trợ cho một loạt các đề tài nghiên cứu ở
phòng thí nghiệm Servomechanism của trường Đại học kỹ thuật Massachusetts
(MIT).
Trang 7
- - Công trình đầu tiên tại MIT là phát triển một mẫu máy phay NC bằng cách
điều khiển chuyển động của đầu dao theo 3 trục tọa độ. Mẫu máy NC đầu tiên
được triển lãm vào năm 1952. Từ 1953 khả năng của máy NC đã được chứng
minh.
- Hoa Kỳ tiếp tục phát triển NC bằng cách tài trợ cho MIT nghiên cứu ngôn
ngữ lập trình để điều khiển máy NC. Kết quả của việc này là sự ra đời của ngôn
ngữ APT: Automatically Programmed Tools vào năm 1959.
- So sánh Cấu trúc máy công cụ thông thường và máy CNC
+ Máy công cụ CNC được thiết kế cơ bản giống như máy công cụ vạn năng.
Sự khác nhau là các bộ phận liên quan đến tiến trình gia công của máy công cụ
CNC được điều khiển bởi máy tính.
+ Các hướng chuyển động của các bộ phận máy công cụ CNC được xác định
bởi một hệ trục tọa độ.
+ Mỗi chuyển động của các bộ phận máy có một hệ thống đo riêng để tính
toán các vị trí tương ứng và phản hồi thông tin này về hệ điều khiển.
- So sánh chức năng :
+ Nhập dữ liệu: dùng chương trình NC
+ Điều khiển: máy tính được tích hợp trong hệ điều khiển CNC và phần
mềm tương ứng kiểm soát toàn bộ các chức năng điều khiển của máy công cụ.
+ Kiểm tra: trên máy công cụ CNC, kích thước của chi tiết gia công được
đảm bảo trong suốt quá trình gia công với sự phản hồi liên tục của hệ thống đo.
2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC
- Các máy sử dụng kỹ thuật NC và CNC được sử dụng rất nhiều trong các
lĩnh vực khác nhau. Ứng dụng rộng rãi hiện nay là trong gia công kim loại:
+ Máy phay CNC + Máy tiện CNC
+ Máy mài CNC + Máy khoan CNC
+ Máy dập CNC + Máy đo tọa độ CNC
+ Máy gia công tia nước CNC + Máy hàn CNC
+ Máy gia công dùng tia laser CNC
+ Máy gia công tia lửa điện CNC dùng điện cực nhúng
+ Máy gia công tia lửa điện CNC dùng dây cắt
- Hệ thống điều khiển NC cũng được dùng trong các lĩnh khác:
+ Máy hàn + In bản vẽ tự động
+ Máy lắp ráp + Máy uốn ống
+ Máy cắt gió đá + Máy cắt bằng Plasme
+ Các công nghệ Laser + Máy đan tự động (thêu)
Trang 8
- + Máy cắt quần áo + Máy tán định tự động
+ Máy buộc dây
3. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay
Từ năm 1991, thông qua một số dự án chuyển giao công nghệ, hợp tác với
nước ngoài như: dự án “Chuyển giao công nghệ thiết kế, phát triển và chế tạo
khuôn mẫu”. Lúc đó các công nghệ CNC như: máy phay CNC, máy tiện CNC, đo
lường CNC,... lần đầu tiên được giới thiệu và thu hút sự quan tâm của nhiều nhà
chuyên môn cũng như của các doanh nghiệp trong nước và liên doanh với ngoài.
Hiện nay, nhiều nhà máy cơ khí trong nước đã và đang có những dự án đầu tư
các dây chuyền sản xuất với phần lớn thiết bị trong dây chuyền là các máy CNC.
Mặc dù, công nghệ CNC đã vào Việt Nam trong một thời gian ngắn nhưng có
thể nói công nghệ này đã có một chỗ đứng tại Việt Nam và trong những năm tới
công nghệ này sẽ tiếp tục được dùng nhiều trong các xí nghiệp, phân xưởng, nhà
máy ở nước ta.
Trang 9
- BÀI 1. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY PHAY CNC
Mục tiêu:
- Trình bày được cấu tạo chung của máy và các bộ phận chính của máy phay
CNC như trục chính, bàn máy, hệ thống dao,....
- Nhận dạng được đặc tính kỹ thuật của máy CNC và công tác bảo quản, bảo
dưỡng máy
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực
sáng tạo trong học tập.
Nội dung chính:
I. Cấu tạo chung của máy phay CNC
1. Máy phay thông thường
4. Động cơ truyền
động trục chính
5. Cụm trục chính
3. Bàn máy
6. Các vô lăng điều khiển
2.Thân máy
1. Bệ máy
Trong đó:
1. Bệ máy: dùng để gắn chặt thân máy tại địa điểm đặt máy
2. Thân máy: dùng để đỡ bàn máy và các cụm truyền đông
3. Bàn máy: dùng để gá chi tiết cần gia công
4. Động cơ truyền động trục chính: tạo ra chuyển động của dao trong quá
trình gia công
5. Cụm truyền động trục chính
6. Các vô lăng điều khiển: điều khiển vị trí dao, bàn máy đến vị trí mong
muốn
7. Du xích điều khiển: xác định đúng vị trí của dao và bàn máy so với vị trí
ban đầu
8. Vít me truyền động: được gắn chặt trên bàn máy, là bộ phận trung gian
giúp bàn máy chuyển động.
Trang 10
- 2. Máy phay CNC
1. Mâm gá phôi 2. Trục thứ 4
3. Chi tiết gia công 4. Bàn máy
5. Đầu so dao 6. Ổ chứa dao.
7. Đầu trục chính 8. Vòi xả dung dịch tưới nguội
9. Bơm dầu trục thứ 4 10. Nút tháo lắp-tháo dao bằng tay.
11. Vòi xả khí nén
Trang 11
- II. Các bộ phận chính của máy phay CNC
1. Động cơ truyền động chính
- Sử dụng động cơ một chiều (DC) hoặc xoay chiều (AC) để có thể điều khiển
vô cấp tốc độ của động cơ. Các loại động cơ này có đặc điểm là thay đổi số vòng
quay đơn giản, mômen truyền tải cao, khi thay đổi lực tác dụng số vòng quay vẫn
giữ không đổi.
- Truyền động chính của máy CNC phải truyền công suất cắt cần thiết bởi các
động cơ truyền động tương ứng qua trục công tác để gia công chi tiết thích hợp.
- Độ ổn định cao về mặt truyền động được đặt ra, mặc dù lực gia công cao
nhưng mômen quay ở mọi vị trí phải được ổn định. Đồng thời phải có đủ động lực
để làm chủ sự thay đổi nhanh chóng của tốc độ cắt và không bị rung động.
- Ngày nay chủ yếu sử dụng bộ biến tần để điều khiển động cơ 3 pha. Có hai
loại động cơ ba pha: động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ. Chúng có ưu điểm
hơn so với động cơ điện một chiều. Khi cùng kích thước momen quay đạt được cao
hơn. Ngoài ra số vòng quay cao hơn tới ba lần và công suất cơ bản cao hơn. Các
động cơ này làm việc không cần chổi than, không có cổ góp do vậy không đòi hỏi
cao ở việc bảo trì.
Trang 12
- 2. Động cơ truyền động chạy dao
- Sử dụng động cơ bước, động cơ Servo để điều khiển các trục chuyển động
(X,Y,Z). Mỗi một trục có gắn một động cơ riêng để hoạt động tách biệt.
- Truyền dẫn cho trục chính trước đây thường sử dụng động cơ một chiều để
có thể điều khiển vô cấp tốc độ của động cơ. Ngày nay người ta có thể sử dụng động
cơ ba pha với bộ điều khiển điện tử có nhiều lợi thế hơn so với động cơ một chiều.
- Đặc tính động học tốt cho các quá trình gia tốc và quá trình phanh hãm,
mômen quán tính nhỏ, độ chính xác điều chỉnh cao cho những đoạn đường dịch
chuyển chính xác.
- Ngày nay người ta có thể sử dụng “động cơ tuyến tính” (linear motor) để thay
thế các động cơ thông thường đồng thời loại bỏ được bộ truyền Vít me — đai ốc bi.
+ Động cơ tuyến tính cấu thành từ các bộ phận giống động cơ quay (Nam châm
& cuộn dây từ tính), tuy nhiên các cấu kiện này được dàn ra gắn trực tiếp lên thân
máy. Lực từ được tạo ra khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, tạo lực tác dụng lên
nam châm vĩnh cửu đẩy trục di chuyển. Lực điện từ này trực tiếp điều khiển trục di
chuyển thay cho cơ cấu gián tiếp của hệ thống servo, chẳng hạn như trục vít.
+ Công nghệ động cơ tuyến tính dựa trên cơ chế điều khiển điện, có một số ưu
điểm sau : Tăng độ chính xác, khả năng lặp lại, tốc độ và gia tốc. Do động cơ tuyến
tính là hệ thống điện điều khiển trực tiếp (không tồn tại cơ cấu cơ khí), hệ thống này
khắc phục hoàn toàn các nhược điểm về độ rơ và mòn của trục.
3. Trục điều khiển chạy dao
- Bộ vítme/đai ốc/bi có khả năng biến đổi truyền dẫn dễ dàng, ít ma sát và không
có khe hở khi truyền dẫn với tốc độ cao.
- Để có thể dịch chuyển chính xác trên các biên dạng, các trục truyền dẫn không
được phép có khe hở và cũng không được phép có hiệu ứng stick - slip (hiện tượng
trượt lùi do lực ma sát).
- Bộ vít me đai ốc bi có khả năng truyền dẫn dễ dàng, ít ma sát và không có khe
hở khi truyền dẫn với tốc độ cao.
4. Bộ phận dẫn hướng
- Trên máy công cụ CNC hầu hết các sống trượt, rãnh trượt được phủ một lớp
Trang 13
- chất dẻo trên mặt trượt của đường dẫn hướng. Các rãnh truợt được lắp với bi đũa
cũng được phủ lớp chất dẽo nhằm giảm ma sát, giảm độ mòn và có khả năng chuyển
động tương đối một cách hiệu quả như: khả năng chạy với tốc độ cao khi chạy dao
nhanh đến vị trí đã lập trình sẵn.
- Kết cấu của bộ phận dẫn hướng được miêu tả như hình
III. Đặc tính kỹ thuật của máy phay CNC
Đối với máy phay CNC để điều khiển và gia công ngoài việc nắm vững cấu tạo
của các bộ phận trên máy mà chúng ta cần nắm vững các đặc tính kỹ thuật.
Trên các máy phay truyền thống, việc điều khiển và gia công chi tiết trên máy
chỉ cần nắm vững các yếu tố như: sử dụng du xích trên các vô lăng điều khiển theo
một hệ trục toạ độ nào đó, các cần gạt điều chỉnh, cách gá lắp phôi......
1. Hiển thị chương trình và mô phỏng bằng đồ họa gia công
Màn hình điều khiển với cấu hình cơ bản có khả năng hiển thị thông tin về:
thông số vận hành vị trí, lượng chạy dao, tốc dộ trục chính ... cũng như giá trị của
các tham số trong quá trình thực hiện chương trình. Hệ thống đồ họa trên các hệ điều
khiển còn cho phép khả năng quan sát chi tiết, dao cắt, mô phỏng đường chạy dao
trực tiếp trong quá trình gia công.
2. Khả năng giao tiếp
Giao tiếp với các thiết bị vi xử lý khác như máy tính, hệ điều khiển rôbốt, và
các thiết bị lập trình logic. Đối với khả năng này cho phép nhập chương trình gia
công từ máy tính chủ hoặc mạng máy tính, liên kết với các thiết bị máy tính trong
điều khiển số phân phối và hệ thống sản xuất linh hoạt FMS.
Trang 14
- 3. Nội suy hình học
Trong quá trình gia công, dụng cụ cắt di chuyển đến những toạ độ, quỹ đạo
mong muốn thì hệ điều khiển phải có chức năng nội suy được thực hiện bởi mạch
điện tử hoặc có khả năng nội suy thông qua phần mềm hỗ trợ.
Để hiểu rõ hơn chức năng nội suy ta đề cập đến các phương thức di chuyển
dụng cụ cắt trong quá trình gia công.
Nội suy thẳng (linear interpolation)
+ Khái niệm: Dao được di chuyển từ điểm đầu tới điểm cuối hành trình theo
chuỗi đoạn thẳng.
+ Thực hiện: Nội suy đường thẳng theo 2 hay 3 trục rất thông dụng
+ Các thông số yêu cầu: Tọa độ điểm đầu, tọa độ điểm cuối ; Tốc độ di chuyển
trên mỗi trục.
+ Khả năng: Về lí thuyết, nội suy đường thẳng có thể lập trình quỹ đạo cong
bất kì, nhưng lượng dữ liệu cần xử lí rất lớn. Sử dụng nội suy cung tròn, parabol,
đường xoắn làm giảm đáng kể lượng dữ liệu cần lập trình.
Nội suy vòng
+ Khái niệm: Dao được di chuyển từ điểm đầu tới điểm cuối hành trình theo
một cung tròn bởi một câu lệnh (block) đơn giản, thay thế cho rất nhiều câu lệnh nội
suy đường thẳng.
+ Thực hiện: Nội suy đường tròn theo 2 trục
+ Các thông số yêu cầu: Tọa độ điểm đầu, tọa độ điểm cuối, tâm hoặc bán kính
cung tròn. Tốc độ di chuyển trên mỗi trục
Trang 15
- + Khả năng: Nội suy cung tròn hay toàn bộ đường tròn.
+ Phương pháp thực hiện: Phương pháp nội suy DDA cũng được ứng dụng
trong nội suy cung tròn.
Với cách điều khiển dụng cụ cắt bằng nguyên lý nội suy như vậy thì trong quá
trình gia công dụng cụ cắt được điều khiển theo các phương thức sau:
Điều khiển điểm : Loại điều khiển CNC đơn giản này được ứng dụng trong các
máy mà dụng cụ cần được định vị tại một vị trí nhất định. Bàn trượt hay giá đỡ dụng
cụ được điều khiển cùng lúc hay kế tiếp nhau chạy đến vị trí gia công. Chuyển động
này được thực hiện với vận tốc nhanh không có sự tác động của dụng cụ cắt. Điều
khiển điểm được trang bị cho các máy khoan NC, máy dập hay máy hàn điểm (hàn
bấm).
Điều khiển đoạn thẳng : Phần lớn với điều khiển đoạn thẳng, người ta chỉ có
thể thực hiện những chuyển động dẫn tiến song song với trục. Điều khiển đoạn thẳng
được ứng dụng vào trong việc xử lý thao tác chi tiết và điều khiển các máy công cụ
đơn giản
Điều khiển biên dạng : bàn trượt hay giá đỡ dụng cụ có thể vận hành cùng một
lúc theo 2 trục hoặc nhiều hơn với chuyển động dẫn tiến đã được lập trình. Để làm
Trang 16
- được việc này, vận tốc truyền động của từng trục phải thích ứng với nhau. Nhiệm vụ
này được bộ nội suy của điều khiển CNC đảm nhận.
Một chương trình phần mềm để tính toán những vị trí trung gian và các tỷ lệ
vận tốc của từng trục sao cho bàn trượt đi theo quỹ đạo đã được lập trình trước.
Điều khiển đường viền 2D : Cho phép thực hiện chuyển động chạy dao theo
hai trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công. Trục thứ ba được điều khiển hoàn
toàn độc lập với hai trục kia.
Điều khiển đường viền 2,5D : Cho phép thực hiện chuyển động chạy dao theo
hai trục nào đó. Thông qua chức năng G trong chương trình có thể chuyển từ mặt
phẳng này sang mặt phẳng kia. (ví dụ từ XY sang YZ).
Điều khiển đường viền 3D : Cho phép thực hiện chuyển động chạy dao theo ba
trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công. Các trục này có mối quan hệ ràng buộc
hàm số. Ứng dụng trong gia công khuôn mẫu, các bề mặt phức tạp.
Điều khiển đường viền 4D, 5D :Ngoài các trục tịnh tiến X, Y, Z còn có các trục
quay chuyển động trong quá trình gia công theo một quan hệ ràng buộc nào đó tạo
ra các bề mặt phức tạp 4D, 5D.
Trang 17
- Ngoài ra còn một số dạng nội suy khác như : Nội suy xoắn ốc (Helical
Interpolation) ; Nội suy parabol (Parabolic Interpolation) ; Nội suy bậc 3 (Cubic)
4. Đo đường dịch chuyển trên máy
Trên máy CNC việc đo đường dịch chuyển và thu thập giá trị đo không phải
công việc của người vận hành máy. Việc đo đường dịch chuyển và thu thập giá trị
đo được nhờ một mạch điều chỉnh vị trí: Hệ thống đo luôn so sánh giá trị thực và giá
trị cần để điều chỉnh đúng theo giá trị mong muốn được lưu trữ trong hệ thống. Việc
nhận biết giá trị đo thực tế thông qua các bộ đo sau:
Đo trực tiếp: Thước đo được gắn trên bàn xa dao hay trên bàn máy, vì thế độ
không chính xác của trục chính và khớp nối truyền động không ảnh hưởng đến giá
trị đo. Các giá trị đo được nhận biết bởi một cảm biến quang học trên có chia vạch
của thang đo, Cảm biến đo biến đổi các giá trị đo đã xác định sang tín hiệu điện và
chuyển chúng cho hệ điều khiển.
Đo gián tiếp: Chuyển động dịch chuyển đạt được từ chuyển động quay của
vít me bi, chuyển động quay này được thi hành với một đĩa xung như là một thước
đo. Chuyển động quay của đĩa xung được ghi nhận từ một xung quay và được chuyển
tiếp hệ điều khiển như là một tín hiệu. Sau đó hệ điều khiển tính toán chính xác
chuyển động của bàn máy hay vị trí hiện tại của chúng dựa trên số các xung quay.
Đo bằng kỹ thuật số: Giá trị đo thu thập được bằng số đếm xung, thước đo sử
dụng là các thước thẳng hoặc đĩa được mã hóa theo hệ tương thích (Thường mã hóa
theo hệ nhị phân).
Trang 18
- Đo vị trí tuyệt đối: Một thang đo đã được mã hóa hiển thị trực tiếp vị trí của
bàn máy liên quan tới một điểm định hướng cố định trên máy. Điểm này là điểm
không “0” của máy, nó được xác định bởi nhà chế tạo máy. Điều kiện là phạm vi
đọc của thang đo cũng lớn như phạm vi làm việc và sự mã hóa nhị phân được thực
hiện trên thang đo, do vậy hệ điều khiển có thể hiểu được trật tự giá trị số cho mỗi
vị trí đọc được.
Đo vị trí tương đối: Thang đo được ứng dụng với một lưới vạch đơn giản,
chúng hình thành từ các vạch sáng tối xen kẽ nhau. Khi chuyển động bước tiến vượt
qua cảm biến đo, cảm biến sẽ đếm số các vệt sáng và vệt tối và tính toán vị trí tức
thời của bàn máy dựa vào sự khác biệt tới vị trí bàn máy trước đó. Phương pháp này
sẽ đo từ điểm đích trước tới điểm đích tiếp theo. Nó tương đương với gia số kích
thước. Mỗi mức đo chiều dài xác định bởi bộ đếm.
IV. Bảo quản, bảo dưỡng máy
Công tác bảo quản, bảo dưỡng máy thường xuyên và định kỳ, tuân theo những
hướng dẫn của nhà sản xuất, theo sự chỉ dẫn của giáo viên quản lý và phải đảm bảo
đúng quy trình các nội dung sau đây:
Trang 19
nguon tai.lieu . vn
