Công nghệ phay CNC 5 trục

hiện của các máy CNC đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp. Các đƣờng cong đƣợc thực hiện dễ dàng nhƣ đƣờng thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một lƣợng lớn các thao tác do con ngƣời thực hiện đƣợc 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 lƣợng. Kỹ thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai sót và giúp ngƣời thao tác có thời gian cho các công việc khác. Ngoài ra còn cho phép linh hoạt trong thao tác các sản phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản xuất các linh kiện khác. Vậy với một thời đại phát triển không ngừng trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 làm thế nào để việc sử dụng ―công nghệ CNC trong cơ khí‖ trở nên tối ƣu hơn, cụ thể nhƣ: – Tiết kiệm tối đa thời gian gia công: Hãy tƣởng tƣợng chỉ cần một lần thiết lập tọa độ làm việc sau đó lƣu chúng lại , khi đó sẽ không phải tốn quá nhiều thời gian điều chỉnh nhƣ các dòng máy cơ bản. Với khả năng khối lƣợng sản phẩm tạo ra sẽ lớn hơn rất nhiều – Độ chính xác gần nhƣ tuyệt đối: Áp dụng công nghệ lấy tọa độ điểm, các khớp nối mà máy tạo ra luôn đạt độ chính xác gần nhƣ tuyệt đối. – Tiết kiệm chi phí gia công: Có thể tạo ra các khớp nối bất cứ một nhân công nào cũng có thể thao tác, mà không đòi hỏi nhân công phải có tay nghề cao. Nên chi phí để thuê nhân công có tay nghề sẽ giảm. Mục tiêu nghiên cứu Máy phay CNC 5 trục so với máy CNC 2 trục, 3 trục, 4 trục có thêm những ƣu điểm vừa kể trên. 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Hệ toạ độ trong không gian Trong không gian nhƣ ta đã biết một vật tồn tại 6 bậc tự do, 3 tịnh tiến dọc trục và 3 quay quanh các trục của nó. Từ hình ảnh có thể dễ dàng hình dung các trục chuyển động. Khi chế tạo máy CNC ngoài 6 trục mặc định thì máy còn thêm 3 trục phụ là U,V,W. 1105 Hình 1: Hệ trục tọa độ trong không gian 2.2. Các loại kết cấu máy đƣợc hình thành trong quá trình nghiên cứu 2.2.1. Table-Table (bàn-bàn) Đây là dạng kết cấu cơ bản rất hay gặp ở những máy có kích thƣớc vừa và nhỏ thƣờng là 2 trục xoay A hoặc B (kiểu xoay A,C là thông dụng nhất) Hình 2: Kiểu Table-Table (A,C) Hình 3: Kiểu Table-Table (B,C) 1106 2.2.2. Head-Head (đầu- đầu) Với kết cấu máy kiểu Head-Head thƣờng kết cấu máy có kích thƣớc lớn, tích hợp đầu gia công 5 mặt khi này toàn bộ đầu mang dao sẽ đƣợc thay thế bằng đầu gia công 5 mặt. việc thay thế linh hoạt nay giúp tăng độ cứng vững cũng nhƣ độ chính xác trong gia công, tang tuổi bền máy Hình 4: Kiểu Head-Head (A,C) Hình 5: Kiểu Head-Head (B,C) Hình 6: Kiểu thay đầu 5 trục và 5 mặt 1107 2.2.3. Kiểu Head-table (đầu-bàn) Kiểu kết cấu này thƣờng kích thƣớc máy hạng trung, bàn máy có hệ thống thay palet tự động, ngoài ra kết cấu này ngƣời ta thƣờng bố trí máy đầu ngay hoặc đứng Hình 7: Kiểu Head-Table (A,C) 2.3. Các chuyển động trên máy phay CNC 5 trục Trên máy phay 5 trục thì thƣờng chúng ta hình dung các chuyển động nhƣ thế nào? Chuyển động 3+2 hoặc chuyển động đồng thời 5 trục sau đây sẽ trình bày cơ bản các chuyển động bằng hình ảnh minh họa: 2.3.1. Gia công 3 trục, 3+2 hoặc 5 trục Hình 8: Chuyển động 3 trục đồng thời X,Y,Z 1108 Chuyển động đồng thời 5 trục Hình 9: Trục C quay, trục A hoặc B xoay, trục X,Y,Z tịnh tiến Hình 10: Trục A hoặc B phân độ cố định, trục C quay kết hợp với các trục X,Y,Z, thƣờng thì đây giống chuyển động trên máy 5 mặt Hình 11: Trục A phân độ 90, trục C quay quanh trục kết hợp trục Y chuyển động vào ra 1109 Hình 12: Trục C quay kết hợp trục X,Y chuyển động, trục A hoặc B phân độ trƣớc cố định Hình 13: Trục X,Y chuyển động kết hợp trục A hoặc B quay 2.3.2. Gốc tọa độ trong gia công 5 trục được mặc định như thế nào? Thông thƣờng một số máy CNC cũ hệ FANUC sử dụng lện G68, G11 để xoay hoặc di chuyển gốc tọa độ, khi di chuyển hoặc xoay nó vẩn lấy gốc G54 làm gốc tham chiếu, hiện nay các dòng máy mới thƣờng có thêm các bộ options đi theo kèm, chỉ cần khai báo góc xoay, tọa độ X,Y,Z của điểm tới là xong, ngoài ra quá trình lấy gốc phôi củng đƣợc thực hiện tự động bằng đầu dò. Dƣới đây sẽ trình bày một số nguyên lý di chuyển gốc trong gia công 3+2 bằng hình ảnh Hình 14: Gốc tọa độ mới đƣợc di chuyển từ gốc ban đầu G54 1110 Hình 15: Gốc tọa độ mới di chuyển cách gốc cũ một đoạn X,Y,Z và xoay đi một góc để gia công lỗ trên bề mặt nghiêng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Công nghệ phay CNC 5 trục đƣợc xem là dòng sản phẩm tiên tiến nhất hiện nay. Đƣợc thiết kế với 5 đầu trục có công dụng khác nhau, cùng với khả năng hoạt động đƣợc 5 phƣơng. Máy cho phép chúng ta tạo ra đƣợc đa dạng các loại khớp nối khác nhau tùy vào từng dòng sản phẩm đang muốn sản xuất. Việc gia công trên máy CNC 5 trục mang lại rất nhiều lợi ích nhƣ: 1. Khả năng gia công hình dạng phức tạp trong một lần setup, tăng năng suất. 2. Tăng độ chính xác của chi tiết( chi tiết không phải di chuyển nhiều qua nhiều lần gá đặt) 3. Tiết kiệm thời gian và chi phí với ít thiết bị, đồ gá nhất. 4. Khả năng sử dụng những dụng cụ cắt ngắn hơn với tốc độc cắt cao, hạn chế dung động dụng cụ 5. Đạt đƣợc chất lƣợng bề mặt tốt. 4. ĐÁNH GIÁ Với sự phát triển của khoa học và công nghệ ngày nay, việc nghiên cứu về công nghệ gia công và chế tạo cơ khí ngày càng tăng. Công nghệ phay CNC 5 trục là một cột mốc quan trọng của lĩnh vực gia công cơ khí chính xác trong thời đại công nghiệp 4.0. Để theo kịp công nghệ thì đòi hỏi những kỹ sƣ phải có trình độ cao và khả năng tƣ duy sáng tạo trong việc lập trình điều khiển máy CNC. 5. KẾT LUẬN Trong phạm vi đề tài nghiên cứu về công nghệ phay CNC 5 trục, nhận ra việc cải tiến trong công nghệ CNC đã mang lại nhiều lợi ích, làm tăng số lƣợng sản phẩm có tính công nghệ cao. Sự đột phá công nghệ trong gia công và chế tạo cơ khí, tạo ra cơ hội cho việc phát triển ngành cơ khí chính xác của nền công nghiệp nƣớc nhà. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tổng quan về máy phay CNC 5 trục, Hoàng Văn Thiệu [2] Công nghệ CNC, Cty quảng cáo Sắc Kim. [3] Máy phay CNC 5 trục, CNC Tuấn Kiệt. [4] Lợi thế máy CNC 5 trục, Nguyễn Phƣớc Hải. 1111