Giáo trình mô đun: Tiện cnc căn bản ghề: Cắt gọt kim loại

tháng 12 năm 2014 của Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Nghề Kỹ Thuật Công Nghệ TP. CM) (Dùng cho trình độ Cao đẳng) HIC-JICA SL-253 MOR TP. HCM, tháng 3 năm 2015 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 thm khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấp LỜI GIỚI THIỆU Nhằm giúp cho sinh viên có tài liệu để học tập và trình tự các bước tiến hành cũng như phương pháp vận hành và lập trình gia công trên máy tiện CNC . Tác giả đã biên soạn tài liệu tiện CNC, đây là tài liệu được biên soạn dựa trên chương trình mô đun tiện CNC căn bản. Tiện cnc là tài liệu học tập dùng cho sinh viên Cao đẳng nghề cắt gọt kim loại. đồng thời cũng có thề dùng tài liệu này làm tham khảo cho giáo viên trong quá trình giảng dạy tiện CNC căn bản cho sinh viên, học sinh Mặc dù đã rất cố gắng song không thể tránh khoải những thiếu sót nhất định, tác giả mong muốn nhận được những góp ý cả về nội dung lẫn hình thức của bạn đọc để tài liệu ngày càng hoàn thiện hơn. MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG 1. Lời tựa..3 2. Mục lục...4 3. Ý nghĩa và vị trí môn học.5 4. Bài 1: khái quát chung về kỹ thuật iện cnc6 5. Bài 2: Ngôn ngữ lập trình và các hình thức tổ chức lập trình16 6. Bài 3: Cấu trúc chương trình gia công trên máy tiện cnc24 7. Bài 4: Các chức năng vận hành36 8. Bài 5: Lập trình gia công trên máy tiện cnc40 9. Bài 6: Vận hành máy tiện cnc.43 MÔ ĐUN TIỆN CNC CĂN BẢN Mã mô đun 33 I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN: Trước khi học mô đun này học sinh phải hoàn thành: MH 05; MH 06; MH 07; MH 08; MH 09, MĐ 13, MĐ 14; MĐ 15; MĐ 16; MĐ 17; MĐ 18; MĐ 19; MĐ 20; MĐ 21; MĐ 22; MĐ 23; MĐ 24, là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc II. MỤC TIÊU MÔ ĐUN: Học xong mô đun này học sinh có khả năng: ­ Chuẩn bị được máy và đồ gá cho việc gia công chi tiết. ­ Chọn và gá lắp được dao, kiểm tra và lưu vào bộ nhớ thông số về kích thước dao. ­ Lập được chương trình gia công, kiểm tra và sửa lỗi được 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 máy để gia công chi tiết đảm bảo đúng quy trình, đúng chế độ và an toàn. III. NỘI DUNG MÔ ĐUN: 3.1. Nôi dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian Tổng số Lý thuyế t Thực hành Kiểm tra* Tự học 1 2 3 4 5 6 Khái quát chung về kỹ thuật cnc Ngôn ngữ lập trình và các hình thức tổ chức lập trình Cấu trúc chương trình gia công trên máy tiện cnc Các chức năng vận hành Lập trình gia công trên máy tiện cnc Vận hành máy tiện cnc 2 18 20 7 25 18 2 3 4 2 3 1 5 5 5 10 15 1 2 2 10 10 10 Cộng 90 15 40 5 30 IV. PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ: 1. Kiến thức: - Trình bày được cấu tạo chung và các bộ phận chính của máy tiện CNC. Nắm được các dạng điều khiển và ứng dụng của nó. - Sử dụng đúng các từ lệnh, các chức năng để lập trình được chương trình gia công chi tiết. Được đánh giá qua bài viết, kiểm tra vấn đáp trực tiếp hoặc trắc nghiệm tự luận đạt yêu cầu. 2. Kỹ năng: - Chọn và gá lắp được dao, đo kiểm tra và nhập được các thông số kích thước dao. - Chọn đồ gá và gá lắp được chi tiết gia công trên máy. - Lập trình trực tiếp từ bảng điều khiển trên máy. - Thực hiện kiểm tra, sửa lỗi và chạy mô phỏng chương trình đúng. - Xác định được điểm gốc W của chi tiết gia công trên máy. - Thiết lập được chế độ gia công và vận hành máy thành thạo để gia công chi tiết đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Được đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp thao tác trên máy, qua quá trình thực hiện, qua chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu. 3. Thái độ: - Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc. Có tinh thần hợp tác giúp đỡ lẫn nhau. Được đánh giá qua quá trình học tập. Bài 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KỸ THUẬT CNC MĐ-33-01 Giới thiệu chung: Bài này giới thiệu cho người học cấu tạo của máy tiện cnc, khả năng công nghệ và ứng dụng tiện cnc ở nước ta hiện nay. Mục tiêu của bài: ­ Trình bày được quá trình phát triển của kỹ thuật CNC và các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC ­ Nêu rõ tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay Nội dung của bài: Thời gian:2h (LT:2h;TH:0h) 1. Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC 2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC 3. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay I. Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC 1. Lịch sử phát triển CNC - Năm 1947, Jonh Parson nảy ra ý tưởng điều khiển tự động vào quá trình chế tạo cách quạt máy bay, trực thăng ở Mỹ do trước đó việc gia công và kiểm tra biên dạng của cánh quạt phải dùng các mẫu chép hình, sử dụng dưỡng rất lâu và không mang tính kinh tế. - Năm 1949 Ông yêu cầu trợ giúp để sử dụng phòng thí nghiệm điều khiển tự động của viện công nghệ Massa Chusetts nơi được chính phủ Mỹ tài trợ để chế tạo một loại máy phay 3 toạ độ điều khiển bằng chương trình số. - Sau 5 năm nghiên cứu ông đã hoàn thành và được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1954 với tên gọi máy NC. - Những năm 60 là thời gian chín mùi cho việc phát triển và ứng dụng các máy NC. Trên cơ sở đó ứng dụng và phát triển ra thế hệ máy mới CNC cho phép phay biên dạng phức tạp, tạo hình với 2, 3, 4, 5 trục (3 tịnh tiến và 2 quay). - Châu Âu và Nhật Bản phát triển chậm hơn một vài năm nhưng cũng có những đặc điểm riêng, chẳng hạn về kỹ thuật kết cấu như trục chính, cơ cấu chứa dao, hệ thống cấp phôi, 2. Đặc trưng cơ bản của máy CNC - Tính năng tự động cao: Máy CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đa thời gian phụ, do mức độ tự động được nâng cao vượt bậc, có thể tự động thay dao,hiệu chỉnh sai số, tự động kiểm tra - Tính năng linh hoạt cao: Có thể dễ dàng và nhanh chóng thích ứng với các loại chi tiết khác nhau, do đó rút ngắn thời gian phụ và thời gian chuẩn bị. - Tính năng tập trung nguyên công: Thực hiện số lượng lớn các nguyên công khác nhau mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết. - Tính năng chính xác, đảm bảo chất lượng cao: Có khả năng đảm bảo chính xác hàng loạt cả về hình dáng và kích thước, đảm bảo chất lượng cho chi tiết gia công. - Gia công biên dạng phức tạp: Máy CNC là máy duy nhất có thể gia công chính xác và nhanh các chi tiết có hình dáng phức tạp như các bề mặt 3 chiều. - Tính năng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao: Giảm phế phẩm, tiết kiệm tiền thuê, giảm thời gian sản xuất, sử dụng lại chương trình II. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC Như đã đề cập ở trên, các loại máy công cụ CNC đến nay đã chứng tỏ có vai trò quan trọng ở hầu hết các ngành sản xuất, đáp ứng được yêu cầu đặt ra trong quá trình chế tạo sản phẩm. Nhiều quá trình gia công được cải thiện trong thực tế và mang lại hiệu quả rõ rệt qua việc sử dụng công nghệ CNC. Thử điểm qua một số lĩnh vực sản xuất có ứng dụng CNC. 1. Maùy gia công cắt gọt kim loại Các quá trình gia công cắt gọt kim loại trên các máy truyền thống đều có thể tiến hành trên các máy CNC ví dụ như tất cả các dạng phay ( phay mặt phẳng, phay theo đường bao, phay rãnh,...), khoan, khoét, doa lỗ, và cắt ren. Cũng tương tự, tất cả các dạng tiện như tiện mặt đầu, khoét, tiện ngoài, cắt rãnh, khía nhám, tiện ren đều gia công được trên các máy tiện CNC. Các máy mài CNC cho phép thực hiện các nguyên công mài như mài tròn ngoài, tròn trong. CNC còn mở ra một triển vọng mới khi dung cho mài, đó là mài theo biên dạng theo cách tương tự như tiện mà trước đây chỉ có thể tiến hành bằng phương pháp chép hình trên các máy truyền thống. Hình 1.1: Trung tâm gia công CNC Hình 1.2 : Máy mài CNC nhiều trục Hình 1.3: Máy tiện CNC 2. Maùy gia công bằng biến dạng dẻo Các nguyên công biến dạng tạo hình đối với các sản phẩm cơ khí bao gồm xén, cắt bằng lửa hàn hay plasma, đột lỗ, cắt bằng tia laser, uốn, và hàn. Công nghệ CNC có thể ứng dụng cho từng thao tác của ngành gia công biến dạng dẻo kim loại, ví dụ hệ thống CNC trên các máy xén để xác định chính xác chiều dài tấm được xén. Cắt CNC bằng tia laser hoặc plasma cũng được dùng. Các máy đột dập liên hợp CNC có thể gia công các lỗ có hình dạng, kích thước tùy ý, và tạo thành phẩm dạng tấm với các máy uốn CNC... Hình 1.4: Máy gia công tia lửa 3. Maùy gia công ăn mòn tia lửa điện Gia công bằng phương pháp ăn mòn phóng điện qua điện cực (Electrical Discharge Machining-EDM) là quá trình lấy đi kim loại qua việc sử dụng các tia lửa điện đốt chảy kim loại. CNC-EDM có 2 dạng, EDM thẳng đứng và EDM dây điện cực. EDM thẳng đứng dùng 1 điện cực riêng biệt (thường được gia công trên máy CNC) có dạng giống hình dạng của lỗ sâu hoặc hốc lõm cần gia công trên chi tiết. EDM dây điện cực ứng dụng để chế tạo chày, cối, các bộ khuôn ... Hình dạng yêu cầu của chi tiết đạt được thông qua sự điều khiển hành trình liên tục NC của điện cực dây. Bằng cách này mà các khuôn dập, các tấm mẫu...có thể được cắt theo chương trình. 4. Maùy gia công gỗ Các máy CNC dùng nhiều ở các xưởng chế biến gỗ để thực hiện các công việc như phay theo biên dạng, khoan..Nhiều máy phay gỗ có thể chứa nhiều dao và thực hiện được các nguyên công khác nhau trên cùng chi tiết. 5. Các kiểu máy CNC khác Các hệ thống viết chữ và chạm trỗ cũng mang lại hiệu quả kinh tế khi ứng dụng công nghệ CNC, cắt vật liệu dạng đĩa bằng tia nước áp lực cao, ngay cả ở các ngành sản xuất chi tiết trong ngành điện như các máy quấn dây CNC, các mỏ hàn CNC... * Kết luận Có thể nói rằng với sự xuất hiện của các máy CNC, bộ mặt của các ngành sản xuất nhìn chung đã thay đổi. Đối với nước ta, những năm gần đây các máy CNC đã được từng bước trang bị trong một số nhà máy, viện nghiên cứu và các công ty liên doanh. Hiểu biết một cách đầy đủ và khai thác triệt để các ưu thế của loại máy nầy là một nhiệm vụ thiết thực trong việc chế tạo sản phẩm nói riêng cũng như thúc đẩy và phát triển sản xuất nói chung. III. Tình hình trang bị Ứng dụng kỹ thuât CNC ở nước ta hiện nay Thuật ngữ CNC trỏ vào một khái niệm mà hầu như bất kì ai học tập, đào tạo, nghiên cứu trên lĩnh vực Tự động hóa đều biết: Đó là loại thiết bị điều khiển sử dụng trong các máy gia công/chế biến, cho phép thực hiện các quy trình gia công/chế biến trên cơ sở các thông số về kích thước/hình dáng của sản phẩm, chuyển sang thành quỹ đạo chuyển động trên không gian 3 chiều. Xuất phát từ các ứng dụng ban đầu của công nghệ chế tạo máy, chủ yếu là gia công cắt gọt kim loại, hiện tại CNC được dùng trong nhiều loại máy thuộc các lĩnh vực khác nhau: trải dài từ chế tạo máy tới Hình 1.5: Một hệ thống Rô bốt ngành dệt may, điều khiển robot hay chế tạo thiết bị điện tử. Từ dạng thiết bị NC (Numerical Control) đơn giản bằng vi mạch Lôgic rời ở đầu thập kỉ 70 (của thế kỉ trước) tới CNC ngày nay sử dụng các loại vi điều khiển với tính năng mạnh. Trong nhiều ứng dụng, thậm chí ta không thể hình dung ra được sự thiếu vắng của CNC, đặc biệt là công nghệ chế tạo máy, ngành công nghệ đẻ ra các máy cái, phục vụ cho mọi ngành công nghiệp khác. Chính vì vậy, thật dễ hiểu khi chúng ta – một đất nước còn chậm phát triển – đã và đang nỗ lực tìm ra con đường đi để tiến tới thiết bị CNC của riêng mình. Trong hơn 10 năm vừa qua, Nhà nước (đã thông qua các chương trình và nhiều kênh khác) đầu tư khá nhiều nhằm mục tiêu tạo ra thiết bị CNC. Vậy bây giờ cũng là lúc để chúng ta nhìn lại: Đầu tư đã khá nhiều, làm đã khá nhiều, vậy ta đã làm được những gì để đạt mục tiêu trên? Liệu có cần phải tiếp tục, và nếu tiếp tục thì nên làm thế nào? Các ứng dụng cơ bản Trước khi đi vào phân tích và thử tìm câu trả lời, ta hãy điểm qua các ứng dụng cơ bản nhất của công nghệ CNC, chỉ ra những phần tử làm nên dạng thiết bị này. Máy gia công cắt gọt kim loại: Đây là lĩnh vực sử dụng nhiều nhất thiết bị điều khiển CNC. Chúng ta đã rất quen thuộc với các loại máy phay, máy tiện, hay máy khoan điều khiển CNC. Hãy bắt đầu từ máy khoan: Loại máy này đều mang 2 đặc điểm kết cấu chung (hình 1.6), chúng có: - Một trục quay chính với đầu kẹp mũi khoan theo phương thẳng đứng và khả năng chuyển động tịnh tiến (theo trục Z có phương thẳng đứng). - Một bàn máy mang bộ đồ gá lắp phôi với khả năng chuyển động tịnh tiến theo 2 chiều X, Y nằm dưới trục chính. Hình 1.6: Mô hình máy khoan CNC loại 2 và 3 trục Kết cấu đó có lợi thế là lực đẩy mũi khoan luôn hướng xuống vuông góc với bàn máy, ép phôi xuống mặt bàn và do đó không gây nên các lực bất lợi có thể đẩy phôi, đồ gá và hệ truyền động trục XY trượt trên mặt bàn. Việc điều khiển NC các mũi khoan theo hệ tọa độ mặt bàn máy có thể được thực hiện rất đơn giản. Để có thể tự động hóa hoàn toàn quá trình khoan, kết cấu máy ở hình (1.6) sẽ được mở rộng thêm (hình 1.7) một cơ chế tự động thay mũi khoan nhờ một kho dụng cụ dạng mâm tròn (hình trái) hoặc chuỗi dây xích (hình phải), thậm chí có thể có khả năng thay đổi bàn máy, tức là khả năng thay phôi gia công (hình phải). Dạng thiết bị gia công có kết cấu phức tạp hơn là máy phay, được phân thành 2 nhóm chính là loại có trục chính theo phương nằm ngang (hình 1.8) hay phương thẳng đứng (hình 1.9), điều khiển theo quỹ đạo. Trên hình đó ta có thể dễ dàng nhận biết cách định nghĩa các trục: 3 trục tịnh tiến XYZ và 2 trục quay AB . Hình 1.7: Hai dạng máy khoan đứng với khả năng tự động thay mũi khoan Hình 1.8: Máy phay 5 trục có trục chính nằm ngang. Hình 1.9: Máy phay 5 trục có trục chính thẳng đứng góc nghiêng định trước so với bề mặt. Có thể thực hiện linh hoạt chuyển động tương đối đó giữa dụng cụ và phôi theo một trong 3 cách:  Giữ cố định trục của dụng cụ, thực hiện bàn gá phôi theo 2 trục  Thực hiện xoay trục của dụng cụ và một trục của bàn gá phôi  Giữ cố định phôi và xoay 2 trục của dụng cụ Với các máy phay CNC như vậy ta có thể gia công các chi tiết rất phức tạp. Ngoài ra, máy phay CNC còn có thể có nhiều trục chính kết cấu song song với nhau (hình 1.10, phải). Hình 1.10: Máy phay 5 trục loại thay dao thủ công (trái) và loại có 4 trục chính song song (phải) Đối với máy công cụ kích cỡ trung bình, ngày nay các nhà sản xuất có xu hướng thực hiện máy phay tích hợp trong một trung tâm gia công (hình 1.1). Đó là một thiết bị điều khiển CNC với ít nhất 3 trục, có khả năng thực hiện cả 2 công đoạn khoan và phay, cho phép dao tiếp cận cắt gọt phôi dạng lập thể từ ít nhất 4 phía mà không cần bất kì sự can thiệp thủ công nào. Một cơ chế thay dụng cụ tự động có nhiệm vụ lấy dụng cụ từ khay/mâm dụng cụ đưa tới lắp vào trục chính, hoặc tháo từ trục chính đưa ngược trở lại khay/mâm. Trình tự tháo lắp đó đều được lập trình sẵn. Trung tâm gia công là loại máy CNC điển hình, và chỉ ra đời sau khi xuất hiện CNC. Chúng có những đặc điểm chính sau đây:  Có 3 trục NC chuyển động thẳng và bàn máy tròn, cho phép tiếp cận gia công từ 4 phía phôi dạng lập thể được gá cố dịnh.  Có thể thực hiện mọi nguyên công cắt gọt kim loại như phay thẳng, khoan, tiện, vê bóng bề mặt, khoan cắt ren trong. Nếu được trang bị đủ còn thêm cả phay theo quỹ đạo, khoan nghiêng, cẳt ren ngoài. Mỗi dụng cụ đều phải có khả năng lập trình tốc độ quay và chuyển động tịnh tiến.  Dụng cụ được cất trong một khay/mâm/đĩa dụng cụ, được chương trình điều khiển tự động lựa chọn đưa tới lắp vào trục công tác. Kết cấu và dung lượng của khay/mâm/đĩa dụng cụ trên các máy là rất khác nhau.  Đôi khi còn có thêm cơ chế tự động thay đổi khay/mâm/đĩa dụng cụ. Việc gá các dụng cụ lên khay/mâm/đĩa được thực hiện ngay trong khi gia công và ở bên ngoài không gian công tác của trục chính. Khả năng này cho phép nâng cao đáng kể năng suất của máy Hình 1.11: Trung tâm gia công 4 trục cho phép tiếp cận cắt gọt phôi từ 5 phía Câu hỏi: 1. Trình bày nguyên lý hoạt động của máy tiện cnc? 2. Trình bày cấu tạo của máy tiện cnc Bài 2 : NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VÀ CÁC HÌNH THỨC TỔ CHỨC LẬP TRÌNH MĐ-33-02 Giới thiệu chung: Bài này giới thiệu các mã lệnh (G-code) để nắm được ý nghĩa của từng mã lệnh Trình tự thiết kế một chương trình nc Mục tiêu của bài: ­ Trình bày được khái quát các loại ngôn ngữ lập trình tương thích với hệ điều khiển của máy tiện CNC. ­ Trình bày đầy đủ các hình thức tổ chức lập trình, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của nó. Nội dung của bài: Thời gian:18h (LT:3h;TH:5h, TH: 10h) 1. Ngôn ngữ lập trình 2. Các hình thức tổ chức lập trình I. Ngôn ngữ lập trình Về ngôn ngữ lập trình cho các máy NC, người ta chia thành hai loại : ngôn ngữ lập trình bằng tay và ngôn ngữ lập trình tự động. Đối với ngôn ngữ lập trình bằng tay, về cơ bản thì hiện nay đã được tiêu chuẩn hóa bởi ISO. Tuy nhiên củng còn một số quốc gia, một số hảng chế tạo máy vẫn còn có một số mã code riêng khác với tiêu chuẩn mà nó chỉ có thể dùng trên các thiết bị thích hợp đó. Đây cũng là một trong những vấn đề gây khó khăn trở ngại cho những người lập trình, vì thói quen khi sử dụng ngôn ngữ đã có trước đó, đặc biệt là khi nhà máy của họ có rất nhiều loại máy của các hãng khác nhau. Vì thế đây là vấn đề mà các nhà đầu tư cần phải tính đến khi mua sắm máy CNC. 1. Ngôn ngữ lập trình bằng tay HiÖn nay, hÇu hÕt c¸c m¸y tiÖn NC, CNC ®Òu sö dông ng«n ng÷ lËp tr×nh theo tiªu chuÈn quèc tÕ ISO. §ã lµ m· G (G­code) hay tõ lÖnh G hay ch÷ c¸i ®Þa chØ G (viÕt t¾t cña ch÷ Geometric Funtion) vµ ba kh¸i niÖm ®ã lµ mét. HÖ ®iÒu khiÓn cña FANUC víi c¸c phÇn mÒm ®i theo ®Òu sö dông m· G. Víi tõ lÖnh G nã th«ng b¸o cho hÖ ®iÒu khiÓn ®­êng dÞch chuyÓn. C¸c chøc n¨ng cña m· G ®­îc thèng kª trong b¶ng (6.1). B¶ng 6.1. C¸c chøc n¨ng cña lÖnh G Mã tiêu chuẩn Mã đặc biệt Nhóm Chức năng G00 G00 01 Đặc tính điều khiển điểm, chạy dao nhanh G01 G01 01 Nội suy tuyến tính (nội suy đường thẳng ) G02 G02 01 Nội suy vòng theo chiều kim đồng hồ (CW) G03 G03 01 Nội suy vòng ngược chiều kim đồng hồ CCW) G04 G04 00 Lệnh trễ (Thời gian lưu /dừng lại một thời gian ngắn ) G22 G22 04 Lệnh kiểm tra vùng giới hạn dao G23 G23 04 Bỏ lệnh kiểm tra vùng giới hạn dao G28 G28 00 Quay về điểm tham chiếu (điểm gốc) G32 G33 01 Cắt ren G40 G40 07 Lệnh bù bán kính mũi dao G41 G41 07 Bù bán kính mũi dao phía bên trái G42 G42 07 Bù bán kính mũi dao phía bên phải G50 G92 00 Thiết lập hệ trục toạ độ G70 G70 00 Chu trình cắt tinh G71 G71 00 Chu trình cắt thô mặt ngoài G72 G72 00 Kết thúc chu trình cắt thô mặt ngoài G73 G73 00 Đóng lại vòng lặp của chu trình G74 G74 00 Kết thúc cắt mặt của chu trình G75 G75 00 Cắt mặt ngoài đối với chu trình G76 G76 00 Chu trình cắt ren G90 G77 01 Chu trình cắt A G92 G78 01 Chu trình cắt ren G94 G79 01 Chu trình cắt mặt đầu (cắt B) G96 G96 02 Điều khiển tốc độ trục chính (m/phút) G97 G97 02 Điều khiển tốc độ trục chính (vòng /phút) G98 G94 05 Lượng tiến dao theo phút (mm/phút) G99 G95 05 Lượng tiến dao theo vòng ( mm/vòng) G90 03 Lệnh lập trình theo giá trị tuyệt đối G91 03 Lệnh lập trình theo giá trị tương đối 2. Ngôn ngữ lập trình tự động II. Các hình thức tổ chức lập trình T rên cơ sở đó, ngày nay có rất nhiều phương thức lập trình CNC khác nhau, tùy theo đặc tính cụ thể của các loại máy CNC được trang bị củng như hệ điều khiển và mục đích sử dụng mà có thể lựa chọn các phương pháp một cách thích hợp 1. Lập trình bằng tay trực tiếp trên máy CNC . 2. Lập trình bằng tay trên cụm CNC khác. Trong khi máy CNC đang hoạt động, người ta có thể chuẩn bị cho chúng một chương trình gia công tiếp theo bằng cách dung các bảng lập trình CNC khác hay các máy tính trong hệ thống DNC. Điều này đặc biệt rất thuận lợi cho quá trình giảng dạy, đào tạo và thực hành củng như để gia công các chi tiết đơn giản trong dạng sản xuất đơn chiếc hay loạt nhỏ. Với phương pháp này, ta có thể bố trí các cụm lập trình hay các máy tính ngay trong phân xưởng sản xuất để thuân lợi cho quá trình dạy và thực hành. 3. Lập trình bằng tay tại phân xưởng chuẩn bị chương trình Kiểu lập trình này thích hợp với các cơ sở sản xuất của các nhà máy có năng lực sản xuất lớn hay thực hiện một hợp đồng bao gồm nhiều chi tiết lắp ghép mà cần phải thực hiện trên nhiều máy CNC. Khi đó yêu cầu phải có phòng lập trình và có các kỹ sư lập trình đủ trình độ về chuyên môn và kinh nghiệm về nghề nghiệp, đặc biệt là với các máy 3D, 4D và 5D. Các kỹ sư lập trình này trước hết phải trãi qua quá trình lập trình trực tiếp trong phân xưởng và phải đạt đến trình độ thành thạo và có kinh nghiệm mới có thể đảm nhiệm được công việc. Thông thường việc lập trình được thực hiện trên máy vi tính. Vì thế nên chỉ có những cán bộ có đủ trình độ kiến thức và kinh nghiệm mới có thể thực hiện được công việc này. 4. Lập trình bằng máy Từ cơ sở CAD : vẽ và thiết kế trên máy tính, người ta đã đưa vào một hệ thống biên dịch trợ giúp cho quá trình lập trình, sau khi đã thiết kế xong chi tiết, người ta có thể lựa chọn quy trình công nghệ và cách thức gia công ( Như cắt thô, cắt bán tinh hay cắt tinh và rất tinh, các kiểu tiến hành ăn dao) và từ kiểu lựa chọn đó máy tính sẽ thông qua bộ xử lý sẽ xác định một chương trình gia công thích hợp dưới dạng mô tả các quá trình dịch chuyển dụng cụ và các chế độ công nghệ tương ứng. Công việc tiếp theo là mã hóa chương trình gia công trên do bộ hậu xử lý theo code của hệ thống điều khiển số tương thích được lắp trên máy để cho ra chương trình gia công thích hợp với ngôn ngử máy. Kỹ thuật đó gọi là CAM. Hiện nay các phần mềm CAD/CAM càng ngày càng mạnh hơn và có nhiều chức năng hơn củng như giá thành ngày càng rẽ hơn và đã cho phép người sử dụng rất thuận lợi trong quá trình lập chương trình gia công. Đặc biệt là với các máy 3D, 4D, 5D. III. Trình tự tổ chức lập trình NC Chương trình NC có thể được thiết lập ở nhiều các bộ phận khác nhau. Vì vậy cần phân biệt các dạng lập trình NC sau:  Thiết lập chương trình ở bộ phận chuẩn bị sản xuất  Thiết lập chương trình trong phạm vi xưởng (Lập trình xưởng). 1. Thiết lập chương trình ở bộ phận chuẩn bị sản xuất Tất cả các biện pháp kế hoạch hóa được thực hiện ở bộ phận chuẩn bị sản xuất để thực hiện nhiệm vụ gia công. Biện pháp kế hoạch này là sắp đặt trước thời gian cho việc gia công. Vì bộ phận này nằm ở ngoài phạm vi xưởng nên người ta cũng gọi là lập trình từ bên ngoài. Chương trình NC được tạo ra bởi các lập trình viên-NC, họ đã được đào tạo sâu cho lập trình NC. Phần nhiều họ làm việc tại vị trí lập trình và thiết lập chương trình bằng máy. Ở đây chương trình không chỉ được tạo ra mà còn được quản lý theo trật tự nhất định. Chương trình được dẫn vào máy công cụ CNC bởi mạng vận hành DNC. Thiết lập chương trình trong bước chuẩn bị sản xuất chỉ có lợi khi:  Quy mô chương trình NC lớn hoặc  Chương trình NC cho các chi tiết phức tạp phải được thiết lập, nếu  Nhiều chương trình NC phải được quản lý hoặc  Khi trong phân xưởng có nhiều máy công cụ CNC Nhược điểm:  Chương trình NC phải được tối ưu hoá trên máy công cụ CNC và  chỉ có mối liên hệ rất ít với xưởng. 2. Thiết lập chương trình trong phạm vi xưởng Nếu chương trình NC được thiết lập trong phạm vi xưởng, thì người ta gọi đó là lập trình bên máy. Chương trình NC có thể được tạo ra trực tiếp trên máy hoặc tại vị trí lâp trình gần bên máy. Chương trình NC được tạo ra trong phạm vi xưởng và ở bước chuẩn bị sản xuất được kiểm tra trực tiếp và tối ưu hóa trực tiếp trên máy công cụ CNC bởi người vận hành khi điều chỉnh máy. Thiết lập chương trình trong phạm vi xưởng chỉ có lợi khi:  Người công nhân ở xưởng có kinh nghiệm,  Chương trình NC ngắn hoặc  Phải thiết lập chương trình NC cho các chi tiết đơn giản  Chỉ có một vài máy công cụ CNC hoặc  Chương trình NC có sẵn và nhận được một cách nhanh chóng. Nhược điểm:  Nhân sự ở xưởng phải được đào tạo chuyên sâu và  Thời gian lập trình dài dẫn đến máy phải dừng tương ứng. Lập trình CNC có thể được thực hiện với các phương pháp khác nhau ở địa điểm khác nhau. Sơ đồ sau trình bày khái quát những khả năng này. 3. Trình tự nguyên tắc lập trình NC bằng phương pháp thủ công. Gia công trên máy công cụ CNC đòi hỏi quá trình chuẩn bị gia công và kế hoạch kĩ lưỡng. Tất cả các hoạt động mà người công nhân thực hiện trên máy tiện hay máy phay vạn năng phải được suy nghĩ và mô tả trước bởi người lập trình cho gia công trên máy công cụ CNC. Khi lập trình bằng phương pháp thủ công, người lập trình trình bày rõ ràng và chính xác nhiệm vụ gia công trong chương trình NC, mà không có sự trợ giúp từ hệ thống lập trình. Nguyên tắc lập trình NC bằng phương pháp thủ công bao gồm các bước sau: a. Khẳng định trình tự gia công Việc xác định tiến trình gia công phải được cấu trúc hóa cho chương trình NC được tạo ra. Người lập trình xác định trình tự gia công dựa trên bản vẽ chế tạo. Ngoài ra phải xác định phương án kẹp cần thiết và thiết bị kẹp sử dụng cho phương án kẹp cũng như từng bước gia công trong trình tự gia công. b. Xác định các dụng cụ cắt cần thiết Người lập trình xác định dụng cụ cắt cần thiết cho từng bước gia công. Dụng cụ cắt được lựa chọn từ ngân hàng dụng cụ cắt. c. Tính toán các thông số công nghệ Thông số chế độ cắt có liên quan đến vật liệu gia công và dụng cụ cắt phải được xác định cho từng bước gia công. d. Tính toán các thông số hình học Các tọa độ cần thiết cho chương trình gia công được lấy từ bản vẽ chế tạo hoặc phải được tính toán thêm từ các tọa độ đã biết. e. Thiết lập chương trình gia công cho từng bước gia công Với sự hỗ trợ của các thông số hình học và thông số công nghệ đã xác định trước đây, từng các bước lập trình được ghi lại trong phiếu lập trình. f. Kiểm tra chương trình NC Các chuyển động dịch chuyển được mô phỏng trên máy công cụ CNC để kiểm tra và phát hiện các lỗi của chương trình. Câu hỏi: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết theo bản vẽ sau trên máy tiện cnc 2 trục Bài 3: CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN CNC MĐ-33-03 Giới thiệu chung: Bài này giới thiệu người học kiến thức và kỹ năng thiết kế chương trình cnc, trình tự thiết kế một chương trình tiện cnc, hạn chế và khắc phục những lỗi thường gặp khi thiết kế. Mục tiêu của bài: Trình bày được cấu trúc chung của chương trình gia công trên máy CNC và cấu trúc một câu lệnh (Một câu lệnh điều khiển) trong chương trình gia công để vận dụng vào lập chương trình gia công. Nội dung của bài: Thời gian:20h (LT:4h;TH:5h, KT: 1h, TH: 10h) 1. Cấu trúc một chương trình gia công 2. Cấu trúc một câu lệnh Chương trình NC hình thành từ một chuỗi các câu lệnh, chúng dùng để điều khiển máy công cụ CNC gia công một chi tiết cụ thể. Chương trình gia công này chứa một lệnh với các thông tin tương ứng cho mỗi quá trình gia công trên máy công cụ CNC. Các lệnh này được mã hoá dưới dạng các chữ số, có nghĩa là chúng hình thành từ các chữ cái, chữ số và các ký hiệu. Tiêu chuẩn ISO-6983 đã thử nghiệm để thống nhất lập trình NC của các máy trong lãnh vực sản xuất. Tuy nhiên người ta giới hạn các lệnh cũng như cấu trúc chung của một chương trình NC. Các nhà sản xuất hệ điều khiển CNC có một phạm vi rộng cho việc thiết lập các lệnh NC riêng biệt trong hệ điều khiển của họ. Cấu trúc chung của một chương trình NC theo tiêu chuẩn ISO-6983 được mô tả theo trình tự sau. I. Cấu trúc một chương trình gia công Cấu trúc chương trình NC Chương trình NC (Numerical Control) là toàn bộ các lệnh cần thiết để gia công một chi tiết trên máy công cụ CNC. Cấu trúc của một chương trình NC đã được tiêu chuẩn hoá. Mỗi một chương trình NC bao giờ cũng được bắt đầu bằng một ký hiệu chương trình. Tuỳ thuộc vào nơi sản xuất hệ điều khiển, các ký hiệu chương trình có thể là các chữ số và các chữ cái. Một chương trình gia công trên máy NC bao giờ cũng gồm có 3 phần: Đầu chương trình; Thân chương trình; Cuối chương trình. Một chương trình NC hoàn chỉnh bao gồm các phần sau: %TP0147 Mở đầu chương trình N10 G54 X80 Y100 Trình tự các câu lệnh NC với các thông tin gia công và N75 G01 Z-10 F0.3 S1800 T03 M08 N435 M30 lệnh kết thúc chương trình Hình 7.1: Cấu trúc một chương trình NC + Đầu chương trình: Bao gồm các lệnh như: Tên chương trình; khai báo điểm bắt đầu của dụng cụ cắt (hay còn gọi là điểm (O) của chương trình, chọn dụng cụ cắt, chọn tốc độ trục chính). Ví dụ: O 001; (ký hiệu của chương trình) G50 X200. Z150; (vị trí của dụng cụ trước khi gia công) G97 S1000 T0101 M03; Dao số 01 Bộ nhớ 01 Tốc độ trục chính 1000v/p Máy quay cùng chiều kim đồng hồ + Thân chương trình: Bao gồm một dãy các khối lệnh về gia công và các chế độ gia công. Ví dụ: N01 G00 X20.Z2; (chạy dao nhanh đến điểm có toạ độ X=20, Z=2) N10 G01 X15. Z2.F0.3 M08; (tiến dao cắt đến điểm X=15, Z=2 với lượng tiến dao = 0.3 mm/vòng; mở dung dịch làm mát) + Cuối chương trình : Cuối chương trình là các lệnh: Trở về điểm gốc chương trình; Tắt dung dịch làm mát; Dừng trục chính; Dừng chương trình Ví dụ: N35 G00 X200. Z150. M09; (trở về điểm gốc chương trình; tắt dung dịch làm mát) N40 M05; (dừng trục chính) N45 M30; (dừng chương trình) II. Cấu trúc của một câu lệnh Mỗi một câu lệnh NC bao gồm số của câu lệnh, một số các từ lệnh cũng như một dấu hiệu điều khiển riêng biệt dùng để báo cho hệ điều khiển CNC biết câu lệnh NC đã kết thúc. Dấu hiệu điều khiển này được kí hiệu là LF (Line Feed). Nó được tự động tạo ra trong chương trình NC khi nhấn phím “Chấp nhận” của hệ điều khiển CNC hoặc phím “Enter” trên bàn phím máy tính (PC). N75 G01 Z- 10.75 F0.3 S1800 T03 M08 LF Số thứ tự câu