Giáo trình Tiện, phay CNC cơ bản (Trình độ Cao đẳng)

3. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY TIỆN CNC VÀ CÔNG TÁC BẢO QUẢN BẢO DƯỠNG MÁY ........................................................................... 15 Bài 4.ĐẶC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG CỦA MÁY TIỆN CNC ............................... 26 Bài 5. TRANG BỊ ĐỒ GÁ TRÊN MÁY TIỆN CNC ....................................... 31 Bài 6. NGÔN NGỬ LẬP TRÌNH VÀ HÌNH THỨC TỔ CHỨC LẬP TRÌNH 41 Bài 7: CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH TRÊN MÁY TIỆN CNC .................... 49 Bài 8: CÁC TỪ LỆNH ĐIỀU KHIỄN DỊCH CHUYỂN CƠ BẢN .................. 52 Bài 9: CÁC CHỨC NĂNG VẬN HÀNH ......................................................... 57 Bài 10: LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN CNC ............................. 59 Bài 11. CHU TRÌNH CẮT REN TRÊN MÁY TIỆN CNC .............................. 65 Bài 12. KIỂM TRA SỮA LỖI VÀ CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH .............. 71 Bài 13. VẬN HÀNH MÁY TIỆN CNC ........................................................... 76 Bài 14: CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY PHAY CNC ..................................... 92 Bài 15: ĐẶC ĐIỂM, ĐẶC TRƯNG CỦA MÁY PHAY CNC ....................... 103 BÀI 16: TRANG BỊ ĐỒ GÁ TRÊN MÁY PHAY CNC ................................ 112 Bài 17: CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG..................................... 124 Bài 18: CÁC CHỨC NĂNG VẬN HÀNH ..................................................... 129 Bài 19: LẬP TRÌNH GIA CÔNG BIÊN DẠNG ............................................ 140 Bài 20: KIỂM TRA SỬA LỖI VÀ CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH ............. 147 Bài 21: VẬN HÀNH MÁY PHAY CNC ....................................................... 150 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 162 Bài 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KỸ THUẬT CNC 1. Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC ( COMPUTER – NUMERICAL – CON TROL) Điều khiển số(Numerical Control) ra đời với mục đích điều khiển các quá trình công nghệ gia công cắt gọt trên các máy công cụ. Về thực chât, đây là một quá trình tự đông điều khiển các hoạt đông của máy (như các máy cắt kim loại, robot, băng tải vận chuyển phôi liệu hoặc chi tiết gia công, các kho quản lý phôi .) trên cơ sở các dữ liệu được cung cấp là dở dang mã số nhị nguyên bao gồm các chữ số, số thập phân, các chữ cái và một số ký tự đặc biệt tạo nên một chương trình làm việc của thiết bị hay hệ thông. Trước đây, cung đã có các quá trình gia công căt gọt được điều khiển theo chương trình băng các kỹ thuật chép hình theo mâu, chép hình băng hệ thông thủy lưc, cam hoặc điều khiển băng mach logic... Ngày nay, với việc ưng dung các thanh quả tiến bộ của Khoa học - Công nghệ, nhất là trong lĩnh vực điều khiển số và tin học đã cho phép các nhà Chế tạo máy nghiên cứu đưa vào máy công cụ các hệ thông điều khiển cho phép thực hiện các quá trình gia công một cach linh hoạt hơn, thích ưng với nền sản xuất hiện đại và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn. Về mặt khoa hoc: Trong nhưng điều kiện hiện nay, nhờ nhưng tiến bộ kỹ thuật đã cho phép chúng ta giải quyết các bài toán phức tạp hơn với độ chính xác cao hơn mà trước đây hoặc chưa đủ điều kiện hoặc quá phức tạp khiến ta phải bỏ qua một số yếu tố và dẫn đến một kết quả gần đung. Chính vì vậy đã cho phép các nhà Chế tạo máy thiết kế và chế tạo các máy với các cơ cấu có hiệu suất cao, độ chính xác truyền đông cao cung như nhưng khả năng chuyển đông tạo hình phức tạp , chính xác hơn. Lịch sử phát triển của NC bắt nguồn từ các mục đích về quân sự và hang không vũ trụ khi mà yêu cầu các chỉ tiêu về chất lương của các máy bay, tên lưa, xe tăng...là cao nhất (có độ chính xác và độ tin cậy cao nhât, có độ bền và tính hiệu quả khi sử dung cao...). Ngày nay, lịch sử phát triển NC đã trải qua các quá trình phát triển không ngưng cung với sự phát triển trong lĩnh vực vi xử lý từ 4 bit, 8 bit... cho đến nay đã đạt đến 32 bit và cho phép thế hệ sau cao hơn thế hệ trước và manh hơn về khả năng lưu trữ và xử lý. Từ các máy CNC riêng lẽ(CNC Machines - Tools) cho đến sự phát triển cao hơn là các trung tâm gia công CNC (CNC Engineering - Centre) có các ổ chứa dao lên tới hang trăm và có thể thực hiện nhiều nguyên công đông thời hoặc tuần tự trên cung một vị trí gá đăt. Cung với sự phát triển của công nghệ truyền số liêu, các mang cục bộ và liên thông phát triển rất nhanh đã tạo điều kiện cho các nhà công nghiệp ưng dung để kết nối sự hoạt đông của nhiều máy CNC dưới sự quản lý của một máy tính trung tâm DNC (Directe Numerical Control) với mục đích khai thác một cach có hiệu quả nhất như bố trí và sắp xếp các công việc trên tưng may, tổ chức sản xuất và quản lý chất lương sản phâm... 1808: Joseph M. Jacquard đã dùng bìa tôn có đục lỗ để điều khiển các máy dệt 1938: Claude E. Shannon (MIT) tính toán và chuyển giao nhanh dữ liệu ở dạng nhị phân có vận dụng lý thuyết đại số và xác nhận công tắc điện tử - nền tảng cơ sở của máy tính ngày nay. 1952: Viện MIT cho ra đời máy công cụ điều khiển số đầu tiên (CINCINNATI HYDROTEL) gồm nhiều đèn điện tử với chức năng nội suy đường thẳng đồng thời theo 3 trục và nhận dữ liệu thông qua băng đục lỗ mã nhị phân. 1958: Ngôn ngữ lập trình biểu tượng hoá đầu tiên (APT) được giới thiệu trong quan hệ liên kết với máy tính IBM 704. 1959: Triển lãm máy công cụ tại Paris, trình bày những máy NC đầu tiên của Châu Âu 1960: Các hệ điều khiển NC trong kỹ thuật đèn bán dẫn đã thay thế các hệ thống điều khiển cũ dùng đèn điện tử 1965: Giải pháp thay dụng cụ tự động đã nâng cao trình độ tự động hoá khâu gia công 1969: Những giải pháp đầu tiên về điều khiển liên kết chung từ một máy tính trung tâm DNC 1970: Giải pháp thay/bệ gá phôi tự động 1972: Những hệ điều khiển NC đầu tiên có lắp đặt máy tính nhỏ - hệ điều khiển số dùng máy tính nhỏ CNC 1976:Hệ vi xử lý tạo ra một cuộc cách mạng trong kỹ thuật CNC 1978: Các hệ thống gia công linh hoạt (FMS) được tạo lập 1979: Những khớp nối liên hoàn CAD/CAM đầu tiên xuất hiện 1986/1987: Giải pháp tích hợp và tự động hoá sản xuất (CIM) 1993: Sự xuất hiện của các trung tâm gia công (MC) 1994: Khép kín chuỗi quá trình CAD/CAM-CNC 2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC 2.1. Máy tiện CNC Tuỳ theo kết cấu có thể phân chia: Kết cấu nằm ngang hoặc thẳng đứng Bàn/ bệ máy thẳng hoặc nghiêng hoặc quay Với một, hai hoặc nhiều trục chính Có hoặc không các trục phụ để mở rộng khả năng gia công Hình 1.1. Máy tiện Tuỳ theo mức độ tự động hoá có thể có: Ổ tích phôi có chức năng thay đổi phôi tự động Ổ tích dao có chức năng thay đổi dụng cụ Giám sát dụng cụ tự động Một số chức năng chính: Hiệu chỉnh đồng thời nhiều thông số của dụng cụ (chiều dài, bán kính dao) Giám sát các lưỡi cắt của dụng cụ và kiểm tra hiện tượng vỡ dao Giám sát tuổi bền dụng cụ và truy cập tự đông dụng cụ tương đương để thay thế dụng cụ đã hết tuổi bền 2.2.Máy phay CNC Đặc điểm chung của một trung tâm gia công phay/khoan: Ba trục NC thẳng và một bàn trong quay được để gia công 4 mặt trên phôi có hình khối vuông trong 1 lần gá. Khi sử dụng một đầu lắp dụng cụ có thể nghiền theo phương ngang hoặc đứng có thể gia công cả trục thứ 5 Có thể thực hiện mọi công việc (phay, khoan, tiện, cán phẳng, cắt ren) với kết cấu mở rộng phù hợp có thể phay biên dạng, khoan nghiêng hoặc tiện ren. Tốc độ quay và tốc độ tiến dao phải được lập trình cho từng dụng cụ Các dụng cụ được đưa vào ổ tích dao nối ghép với máy gia công, được truy cập theo chương trình và thay đổi vào trục chính của máy. Có thêm các thiết bị thay đổi phôi để giảm thời gian dứng máy do phải thay đổi phôi gia công. Việc gá kẹp vá tháo dỡ phôi được thực hiện trong thời gian cắt vật liệu và ở bên ngoài phạm vi gia công của máy Những trung tâm gia công phức tạp hơn còn có thêm bàn tròn thứ hai quay được, có thêm đồ gá nghiêng dùng cho phôi hoặc môt đầu dao phụ ngang hoặc đứng có thể điểu chỉnh theo góc bất kỳ. Hình 1.2. Máy phay Phân loại trung tâm gia công Theo vị trí của trục chính máy: trung tâm gia công ngang, trung tâm gia công đứng Trung tâm gia công có bàn toạ độ nghĩa là chuyển động X/Y của phôi và chuyển động Z của dụng cụ Trung tâm gia công có trụ đứng dịch chuyển: dụng cụ thực hiện chuyển động X, Y và Z còn phôi tùy theo yêu cầu có chuyển động nghiêng hoặc quay theo 1 hoặc 2 trục Đặc điểm chung của một trung tâm gia công tiện, phay: Ngoài các chuyển động quay cần thiết của phôi, dao cụ còn có thêm các chuyển động chạy dao khác thíchhợp cho việc phay/khoan các biên dạng phức tạp trên chi tiết tiện Có thể tiến hành tiện và phay/khoan trên phôi mà không phải gá đặt phôi nhiều lần 2.3. Máy mài CNC Khả năng của máy mài CNC Độ chính xác yêu cầu cao hơn nhiều đối với độ phân giải khi đo và lập trình là 0.1μm Phạm vi lượng tiến dao rông từ 0.02 mm/phút 60 m/phút Sửa đá mài điều khiển số với dụng cụ kim cương Hiệu chỉnh (bù) tốc độ quay của trục mài và chuyển động ăn vào của đá mài sau khi sửa đá Tốc độ tiến dao theo quỹ đạo với sai số về gốc 0 để tránh sai số biến dạng khi sử a đá profin cũng như khi mài lắc lư Lập trình và hiệu chỉnh quá trình mài đơn giản tại mọi thời điểm Lập trình biên dạng tại máy mài có thể nạp hoặc là hình dạng đá mài hoặc hình dạng chi tiết mài với trợ giúp đồ hoạ nhờ hệ CNC Hình 1.3. Máy mài Phân loại máy mài Máy mài phẳng (thường có 3 trục NC, có khi có thêm 2 đến 3 trục NC khác dùng cho các chuyển động tách biệt ở đó chi tiết mài không phải luôn là phẳng, mà có thể lồi hoặc lõm theo phương X hoặc Y) Máy mài tròn (thường có 2 trục NC, có khi là 2x2 trục NC cho dạng mài đặc biệt) Máy mài dụng cụ (có ít nhất 5 trục NC với phép nội suy đồng thời) Máy mài định hình Máy mài profin Máy mài biên dạng 2.4. Máy cắt laser CNC Khả năng gia công trên máy cắt laser Cắt băng laser là một dạng cắt đốt cháy tinh bằng cách dùng một tia ánh sáng không nhìn thấy làm cho vật liệu gia công nóng chảy và tận dụng phản ứng toả nhiệt với khí oxy để cắt tâm tôn có chiều dày tới 6mm Ưu thế so với phương pháp cắt đốt khác cắt bằng Vết cắt rất hẹp, khoảng chừng 0.2-0.4mm Vùng tác động nhiệt rất bé khoảng 0.1mm Vết cắt sắc cạnh (không bị vê tròn, không có bavia) Các cạnh của vết cắt song song với nhau Độ nhám bề mặt của vết cắt thấp Tốc độ cắt và năng suất cắt cao Ứng dụng thuận tiện cho các tấm tôn mỏng Ưu thế so với phương pháp đột dập cơ khí thông thường Không cần dụng cụ, nên ko có hiện tượng mòn dụng cụ Không cần lực tác động Tạo được các khe, rãnh thủng hẹp mảnh Tốc độ cắt cao Ít tiếng ồn Độ nhám vết cắt thấp Đặc điểm chung Chuyển động của phôi thực hiện trong một mặt phẳng do đó cần 2 trục NC. Khi gia công theo biên dạng cần có phép nội suy thẳng hoặc theo biên dạng Tốc độ cắt được giám sát tốt kể cả khi cắt đường cong có kích thước bé 3. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay Nhu cầu đổi mới ngành cắt gọt kim lọai của nước ta trong giai đoạn hiện đại hóa ngành chế tạo máy là rất lớn. Hiện nay cùng với máy công cụ truyền thống, việc sử dụng máy công cụ CNC và đào tạo đội ngũ công nhân vận hành máy CNC là những vấn đề bức xúc trong ngành chế tạo máy công cụ. Trong thời gian gần đây, nhiều hãng ở châu Âu, Châu Á, Châu Mỹ đã nhìn thấy trước nhu cầu này và đưa vào thị trường Việt Nam các máy CNC có chất lượng, khả năng tích hợp lớn được nhiều khách hàng dủe dụng trong việc hiện đại hóa máy móc thiết bị. Các máy CNC có mặt ở Việt Nam rất phong phú và đa dạng; từ các bộ CNC dạng máy tính công nghiệp mà các hãng nổi tiếng như Siemens, Heidenmain (Đức), Fanuc (Nhật), Rockwell (Mỹ), Num (Pháp), Philip (Hà Lan) ... đếnh những bộ CNC phát triển từ máy PC như Anilam (Mỹ), Zimapc (Israen)... Các hệ điều khiển CNC ngoại nhập có giá thành cao từ các nước Âu Mỹ, đến các hệ điều khiển được nội địa hóa. Máy CNC sử dụng ở Việt Nam được chia làm 3 phân khúc - Những máy nhập khẩu mới hoàn toàn từ các nước Âu, Mỹ, Nhật... là những máy móc thiết bị có độ chính xác gia công cao, các thiết bị lập trình đa dạng, công năng hoạt động tốt chế độ bảo hành tốt nhưng giá thành cao - Những máy đã qua sử dụng (Second hand) là những máy cũ do các nước không còn sử dụng nữa nhưng tính năng sử dụng còn tốt, độ chính xác tương đối, đảm bảo được yêu cầu công nghệ với giá thành máy rẻ phù hợp với điều kiện tài chính hàn hẹp - Những máy do Việt Nam chế tạo hoặc cải tiến từ những máy móc thông thường: phù hợp với điều kiện kỹ thuât hiện có Hiện nay Việt Nam sử dụng nhiều thiết bị CNC của các nước khác nhau như Đức, Nhật, Đài Loan, Trung Quốc với trang thiết bị cung cấp với số lượng nhiều cả về chủng loại và chất lượng. Một số công ty xác định mũi nhọn là phát triển cơ khí gia công chính xác chất lượng cao tiến tới thay thế hàng ngọai nhập. Xu hướng lựa chọn máy CNC để chuyên môn hóa quá trình gia công nhằm nâng cao năng suât lao động, chất lượng sản phẩm và hiệu quả của vốn đầu tư với nhiều phương pháp khác nhau Bài 2. CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỄN VÀ DẠNG ĐIỀU KHIỄN CỦA MÁY CNC 1. Điều khiển điểm - điểm Với các loại máy này, trong quá trình gia công, người ta cho định vị nhanh dụng cụ đến tọa độ yêu cầu và trong quá trình dịch chuyển nhanh dụng cu, máy không thực hiện việc cắt gọt. Chỉ đến khi đạt được tọa độ theo yêu cầu nó mới thực hiện các chuyển động cắt gọt, ví dụ như khoan lỗ, khóet, doa hoặc có thể làm những công việc khác ví dụ như ở trên các máy hàn điểm thì nó thực hiện quá trình hàn và trên các máy đột, dập thì nó thực hiện viêc đột, dập lỗ... Ví dụ: Hình 2.1. Điều khiển điểm - điểm Khi gia công 2 lỗ A và B có tọa độ xA,yA và xB, yB trong hệ tọa độ xoy. Chúng ta có thể điều khiển theo các cách sau đây: Trước hết, điều khiển dụng cụ dịch chuyển nhanh đến điểm A (xA, yA). Sau đó thực hiện việc gia công lỗ A. Tiếp theo, sau khi đã dịch chuyển dụng cụ thoát khỏi lỗ đã gía công (đảm bảo rằng việc dịch chuyển dụng cụ thực hiện được an toàn) sẽ tiếp tục dịch chuyển nhanh dụng cụ đến điểm B (xB, yB) để gia công lỗ B. Quá trình dịch chuyển dụng cụ đến vị trí B có thể thực hiện bằng 2 cách được biểu diễn như trên hình vẽ Quỹ đạo dịch chuyển theo AA’CB song song với các trục tọa độ ox và oy. Quỹ đạo dịch chuyển theo đường thẳng tối ưu: ACB 2. Điều khiển đoạn thẳng Ngoài chức năng dịch chuyển nhanh theo các trục tọa độ như ở điều khiển điểm, còn có thể thực hiện việc gia công trong quá trình dịch chuyển theo các trục này. Điều đó có nghĩa là dụng cụ sẽ thực hiện các chuyển động cắt gọt trong quá trình dịch chuyển song song theo các trục tọa độ. Ví dụ khi phay các bề mặt song song với các trục toạ độ hoặc khi tiện các chi tiết mà dụng cụ cắt thực hiện các chuyển động cắt gọt theo phương trục Z và trục X. Hình 2.2. Điều khiển đoạn thẳng 3. Điều khiển đường ( tuyến tính và phi tuyến) Ngoài các chức năng như điều khiển điểm và điều khiển đoạn thẳng, người ta còn có thể điều khiển được dụng cụ chuyển động theo các đường bất kỳ trong mặt phẳng hoặc trong không gian có thực hiện gia công cắt gọt. Tùy thuộc vào đường được điều khiển là phẳng hay không gian mà người ta có thể bố trí số trục được điều khiển đồng thời là khác nhau. Từ đó cũng xuất hiện thuật ngữ máy 2 trục, máy 3, 4, 5 trục ( tức có số trục được điều khiển đồng thời theo quan hệ ràng buộc). Để chuẩn hóa việc sử dụng thuật ngữ, người ta thường sử dụng thuật ngữ máy điều khiển 2D, 2D 3D, 4D và 5D (Dimension). ` Hình 2.3. Điều khiển đường 3.1 Điều khiển 2D Cho phép dịch chuyển dụng cụ trong một mặt phẳng nhất định nào đó. Thí dụ như trên máy tiện, dụng cụ sẽ dịch chuyển trong mặt phẳng xoz để tạo nên đường sinh khi tiện các bề mặt, trên các máy phay 2D, dụng cụ sẽ thực hiện các chuyển động trong mặt phẳng xoy để tạo nên các đường rãnh hay các mặt bậc có biên dạng bất kỳ. 3.2. Điều khiển 3D Cho phép dịch chuyển dụng cụ trong 3 mặt phẳng đồng thời để tạo nên một đường cong hay một mặt cong không gian bất kỳ. Điều này cũng tương ứng với quá trình điều khiển đồng thời cả 3 trục của máy theo một quan hệ ràng buộc nào đó tại từng thời điểm để tạo nên vết quỹ đạo của dụng cụ theo yêu cầu. Hình 2.4. Điều khiển 3D 3.3. Điều khiển 2D1/2 Cho phép dịch chuyển dụng cụ theo 2 trục đồng thời để tạo nên một đường cong phẳng, còn trục thứ 3 được điều khiển chuyển động độc lập. Điều khác biệt của phương pháp điều khiển này so với điều khiển 2D1/2 là ở chổ 2 trục được điều khiển đồng thời có thể được đổi vị trí cho nhau: Có nghĩa là hoặc trong mặt phẳng xoy hoặc xoz hoặc yoz. Hình 2.5. Điều khiển 2D1/2 3.4. Điều khiển 4D, 5D Trên cơ sở của điều khiển 3D, người ta còn bố trí cho dụng cụ hoặc chi tiết có thêm 1 chuyển động quay (hoặc 2 chuyển động quay) xung quanh 1 trục nào đó theo một quan hệ ràng buộc với các chuyển động trên các trục khác của máy 3D. Với khả năng như vậy, các bề mặt phức tạp hay các bề mặt có trục quay có thể được thực hiện dễ dàng hơn so với khi gia công trên máy 3D. Mặt khác, vì lý do công nghệ nên có những bề mặt không thể thực hiện được việc gia công bằng 3D vì có thể tốc độ cắt sẽ khác nhau hoặc sẽ có những điểm có tốc độ cắt bằng không (như tại đỉnh của dao phay đầu cầu) hay lưỡi cắt của dụng cụ không thể thực hiện việc gia công theo mong muốn (ví dụ như góc cắt không thuận lợi hay có thể bị vướng thân dao vào các phần khác của chi tiết...). Tóm lại, tùy thuộc vào yêu cầu bề mặt gia công cụ thể mà có thể lựa chọn máy thích hợp vì máy càng phức tạp thì giá thành máy càng cao và cần phải bổ sung thêm nhiều công cụ khác như các phần mềm CAD/CAM hỗ trợ lập trình...Hơn thế nữa, máy càng phức tạp (càng nhiều trục điều khiển) thì tính an toàn trong quá trình vận hành và sử dụng máy càng thấp (dễ bị va chạm dao vào phôi và máy). Vì thế để sử dụng được các máy này, người điều khiển trước hết đã sử dụng rất thành thạo các máy điều khiển theo chương trình số 2D và 3D. Cũng dễ thấy là máy phức tạp hơn có thể hoàn toàn đảm nhiệm được vai trò của máy đơn giản hơn, ví dụ như máy 3D có thể đảm nhiệm cho máy 2D và 2D Hình 2.6. Điều khiển dao của 4D,5D Bài 3. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY TIỆN CNC VÀ CÔNG TÁC BẢO QUẢN BẢO DƯỠNG MÁY 1. Cấu tạo chung của máy tiện CNC Máy tiện CNC xuất hiện đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp.Việc tiến hành tiện các đường cong phức tạp, hình phức tạp được thực hiện dễ dàng như đường thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một số lượng lớn các thao tác do con người thực hiện được giảm thiểu Đặc điểm gia công trên máy tiện CNC Mức độ tự động hoá rất cao Tự động thay dao Tự động điều chỉnh quá trình cắt gọt Tự động bôi trơn vùng cắt và hệ thống máy Tự động bảo vệ an toàn khi máy làm việc Tự động hiển thị vị trí gia công, toạ độ gia công (x,y,z) Tự động báo lỗi Tốc độ cắt rất lớn Độ chính xác gia công đạt tới 0,001mm Năng suất gia công gấp 3 lần so với máy thông thường Tính linh hoạt cao, thích nghi với nhìêu loại sản xuất Các bộ phận chính trên máy CNC Ụ tĩnh hay hộp tốc độ trục chính Ổ tích dao Giá đỡ ổ tích dao Bảng điều khiển Cửa đóng mở khu vực gia công Ụ động Mân Cặp 2. Các bộ phận chính của máy 2.1. Ụ tĩnh ( Hộp tốc độ trục chính): Tạo ra các tốc độ cắt gọt khác nhau Kết cấu: Gồm trục chính, đầu trục chính lắp với mâm cặp được dẫn động bởi động cơ Servo Được điều chỉnh và thay đổi tốc độ, chiều quay tuỳ theo yêu cầu, phía sau trục chính là hệ thống truyền động thuỷ lực để đóng mở và kẹp chi tiết 2.2. Ổ tích dao Có 2 loại Đầu Rơvônve Là một bộ phận được tiêu chuẩn hoá, xó thể gá được 12 con dao khác nhau. Trên đầu Rơvônve có lắp khối mang dao và trực tiếp lắp với các dụng cụ cắt tương ứng. Hình 3.1. Đầu Rơvônve Đầu Rơvônve thay đổi dao bằng cách thay đổi vị trí của dao theo chương trình đã được lập sẵn Ổ chứa dao Kết hợp với đồ gá tháo lắp dao tự động Hình 3.2. Các thành phần đầu Rơvônve 2.3. Giá đỡ ổ tích dao Nhiệm vụ: Để lắp với ổ tích dao, thực hiện các chuyển động tịnh tiến ra, vào, vuông góc với trục chính của máy, những chuyển động này được lập trình sẵn. Cửa đóng mở khu vực gia công Hệ thống máy chỉ hoạt động khi cửa được đóng đúng quy định 2.4. Mâm cặp Quá trình đóng mở và hãm mâm cặp để tháo chi tiết thường sử dụng hệ thống thuỷ lực, lực phát động nhỏ và an toàn. Đối với máy tiện CNC thường được gia công với tốc độ rất cao, số vòng quay của trục chính lớn (có thể lên tới 8000 vg/ph - khi gia công kim loại màu). Do đó lực ly tâm là rất lớn nên các mâm cặp thường được kẹp chặt bằng hệ thống thuỷ lực (hoặc khí nén) tự động thông qua chương trình. Hình 3.3. Mâm cặp 2.5. Ụ động Được thiết kế với vai trò là trục thứ hai ngoài trục có mâm cặp thứ hai để kẹp chi tiết gia công. Trục này có cùng tốc độ với trục chính và trục có thể tịnh tiến theo trục Z Hình 3.4. Ụ động 2.6. Thân máy Để đỡ toàn bộ các bộ phận khác lên trên nó. Thân máy có kết cấu và hệ thống truyền động kép hai phía. Do thân máy có độ cân bằng tốt, phản hồi truyền động chính xác và cắt rất êm ở mọi thời điểm 2.7. Bảng điều khiển Là nơi thực hiện sự giao diện (thao tác) giữa ngườu với máy. Bảng điều khiển gồm có hai phần: Bảng điều khiển màn hình (CRT) Bảng điều khiển máy Hình 3.5. Bảng điều khiển 3. Hệ thống dụng cụ cắt trên máy Máy công cụ CNC được trang bị với những thiết bị có thể điều khiển đe thay dao tự động. Tùy thuộc vào dạng cấu trúc và phạm vi ứng dụng, những thiết bị thay dao này có thể đồng thời chứa được nhiều dao khác nhau và lắp đặt dao vào vị trí công tác theo chương trình NC. Thường có các loại sau: Hình 3.6. Đầu rơvolve chứa dao. 3.1. Ổ chứa dao. Khi chương trình NC gọi một dao mới đầu rơvolve sẽ quay dao được yêu cầu vào đúng vị trí công tác, công việc thay dao chỉ diễn ra trong vài giây. Ngược lại với máy công cụ vạn năng, máy công cu CNC sư dụng những dụng cu cắt NC chuyên biệt. Những dụng cu cắt này phải đạt được những tiêu chuẩn sau: Công suất cắt cao ơ cùng tuổi bền cao. Thời gian chỉnh đặt va thay đổi ngắn đe luôn phu hợp gia công kinh te các loạt nhỏ. Dụng cụ cắt được tiêu chuẩn hóa với tính linh hoạt cao. Cải thiện kha năng quản trị dụng cu và gia công linh hoạt. Dụng cụ cắt NC được lắp lại với nhau bởi hoặc đơn hoặc đa bo phận va cán dao. Để thực hiện việc thay đổi dụng cu một cách nhanh chóng va tính lắp lẫn tốt thì cán ga dụng cu cắt NC phải được tiêu chuẩn hóa. Cán dao Đa số dụng cụ cắt trong tiện và phay được kết hợp từ nhiều bộ phận lại với nhau và thường gắn các mảnh lưỡi cắt Những bộ phận chính của một dao tiện hiện đại là cán dao hay cán dao gắn mảnh lưỡi cắt, mảnh lưỡi cắt va he thống kẹp của nó. Mảnh lưỡi cắt va một mảnh đệm được đặt trên cán dao với ho lõm hai gờ đỡ. Mảnh đệm làm nhiệm vu đơ lực cắt lớn và bảo ve cán dao trong trường hợp mảnh hợp kim bị vỡ.Khi gia công hình thành sự nguy hiểm bởi lực cắt va lực ly tâm khi phay, do mảnh lưỡi cắt bị nới lỏng trong dụng cu hay bị trượt trên bo gá. Do vậy phải sư dụng cơ cấu kẹp va vít kẹp đe định vị chính xác va kẹp mảnh lưỡi cắt một cách chắc chắn.Mảnh lưỡi cắt va cơ cấu kẹp phải được tiêu chuẩn hóa trên một phạm vi rộng Hình 3.7. Lưỡi dao Mảnh lưỡi cắt hợp kim cứng Trong kỹ thuật CNC mảnh lưỡi cắt ngày càng được sư dụng rộng rãi bởi chúng co tuổi bền cao va thay thế dễ dàng. Mảnh lưỡi cắt co nhiều cạnh lưỡi cắt do vậy khi một lưỡi cắt bị cùn ta co thể xoay hay chuyển sang lưỡi cắt khác. Mảnh lưỡi cắt được làm tư hợp kim cứng hay vật liệu gốm . Chúng được che tạo bằng phương pháp thiêu kết. Theo phương pháp này thì bột kim loại được ép định hình với áp suất cao va sau đo đem xư ly nhiệt, mảnh lưỡi cắt được che tạo hợp lí với nhiều dạng khác nhau (xem hình Mảnh lưỡi cắt được phân loại theo hình dạng cơ bản, các góc, mũi cắt, cấp chính xác cũng như thiết bị dùng để kẹp và các kích thước chính của chúng. Dựa theo tiêu chuẩn ISO 1832/ DIN- 4987 ma kí hiệu tiêu chuẩn của mảnh lưỡi cắt được mo ta bởi ví du sau 3.2 Cấu trúc và các bộ phận dao tiện cho gia công CNC Thông thường việc lựa chọn dao tiện theo vị trí gia công tham khảo bảng (Xem hình 102). Các dao tiện này được lưu trư với tất ca các kích thước của chúng trong quản trị dụng cu của mo phỏng MTS. Do đó chúng co thể đươc gọi tư đây đe mo phỏng. Dao tiện Dao tiện ren Dao tiện rãnh Dao gia công lỗ Ngoài Dao tiện ngoài (lưỡi cắt phải) Dao tiện ren ngoài (lưỡi cắt phải) Dao tiện rãnh ngoài Dao tiện ngoài (lưỡi cắt trái) Dao tiện ren ngoài (lưỡi cắt trái) Dao tiện chép hình Dao tiện ngoài (lưỡi cắt tròn) Trong Dao tiện trong (trước tâm) Dao tiện ren trong (trước tâm) Dao tiện rãnh trong (trước tâm) Dao tiện trong (sau tâm) Dao tiện ren trong (sau tâm) Dao tiện rãnh trong (sau tâm) Hướng trục Dao tiện rãnh hướng Lưỡi khoan tâm Lưỡi khoan Lưỡi khoan hơp kim Vật liệu lưỡi cắt Vật liệu lưỡi cắt thường dùng trong dao tien chu yếu la hợp kim cứng. Thép gio HSS (high-speed steel) còn được sử dụng cho các công việc tiện nhất định, be mặt lưỡi cắt của nó thường được mạ. Mảnh lưỡi cắt bằng vật liệu gốm thường sư dụng cho các trường hợp đac biệt và trong các trường hợp đặc biệt khác sư dụng kim cương nhân tạo. Thép gio (HSS) Thép gió la một loại thép hợp kim dụng cụ. No có đo dẻo cao, vì the nó co khả năng chịu được tải trọng va đập. Tốc độ cắt nhỏ hơn so với hợp kim cứng va vật liệu gốm. Thép gió thường dùng đe chế tạo dụng cu cắt định hình ví dụ như lưỡi khoan và doa, không cho phép dùng làm các mảnh lưỡi cắt hay gia công chất dẻo va kim loại nhẹ. Các dụng cu cắt thép gió thường được ma một lớp vật liệu cứng như titan-nitríc (TiN). Be mặt này rất cứng, lớp phu màu vàng này làm tăng đo bền mài mòn va cho phép nâng cao tốc đo cắt. Hợp kim cứng Hợp kim cứng là những vật liệu được thiêu kết từ các chất liệu cứng va các phu gia dính kết dưới dạng các mảnh lưỡi cắt. Trong hầu hết các trường hợp chất liệu cứng la cácbit-vônfram, cácbit-titan hay cácbit-tantal. Phụ gia liên kết được sư dụng la co balt. Hợp kim cứng về cơ bản cứng hơn thép gió. Chúng có kha năng chống mài mòn tốt va chịu được nhiệt đo gia công rất cao. Tuy nhiên đo chịu dao động nhiệt va chịu va đập ve cơ bản kém hơn thép gió. Hợp kim cứng co the được phân loại theo các nhóm cắt gọt chính va theo các nhóm ứng dụng cắt gọt. Nhóm cắt gọt chính Nhóm ứng dụng cắt gọt Ky hiệu Vật liệu Ưng dụng P Xanh P01 Thép Thép đúc Gang dẻo Gia công tinh, chất lượng be mặt cao. Đo bền mài mòn cao Tốc đo cắt cao Tính dẻo cao Lượng tiến dao nhanh P10 Gia công tinh, tốc đo cắt cao. P20 P30 Tốc đo cắt trung P40 P50 Gia công thô, cắt gián M10 Thép Gia công tinh, tốc độ cắt cao. Độ bền mài mòn cao Tốc đo cắt cao M Vàng M20 Thép kết cấu Gang Kim loại màu Tốc đo cắt trung bình. Tính dẻo cao Lượng tiến dao nhanh M30 M40 Gia công thô, cắt gián K Đỏ K01 Gang cứng Gang Gang dẻo Nhựa Gỗ Gia công tinh. Độ ben mài mòn cao Tốc đo cắt cao Tính dẻo cao Lượng tiến dao nhanh K10 K20 K30 K40 Gia công thô, cắt gián đoạn Phạm vi ứng dụng của hợp kim cứng Có thể làm tăng độ bền mài mòn cua hợp kim cứng bằng các lớp ma tương ứng. Như các lớp ma titan - nitrid, cácbit-titan và oxit-nhôm được ma chân không ơ nhiệt độ 1000oC. Vật liệu gốm Vật liệu gốm cứng hơn hợp kim cứng va cho phép nhiệt đo làm việc lên đến 1200 oC. Chúng rất giòn, va nhạy cảm với sư dao động của lực cắt. Vật liệu gốm được che tạo dưới dạng mảnh lưỡi cắt và được kẹp trên cán dao giống như mảnh hợp kim cứng. Vật liệu gốm được sư dụng trong điều kiện cắt ổn định, không cần tưới nguội. Tốc độ cắt cao hơn hợp kim cứng. Vật liệu gốm được sư dụng đặc biệt thích hợp đe cắt vật liệu kim loại vì chúng không tạo ra hiện tượng lẹo dao. Không thích hợp đe gia công hợp kim nhôm. Vật liệu gốm co thể được phân loại theo 3 nhóm sau: - Vật liệu gốm-oxit - Vật liệu gốm-tổng hợp - Vật liệu gốm-nitrid Gốm-oxit (Al2O3 ) nguyên chất được gọi la vật liệu gốm oxit, chúng không dùng kim loại làm tác nhân lien kết. Vật liệu gốm oxit đặc biệt lý tưởng để cắt các vật liệu kim loại vì có kha năng chống mài mòn cao. Gốm-tổng hợp được cho thêm ví du như cácbit-titan vào Al2O3. Gốm tổng hợp được dùng đe gia công tinh gang xám hoặc thép cũng như dùng đe cắt các hợp kim thép. Gốm-nitrid được chế tạo trên cơ sơ silic-nitrid (Si3N4 ). Vật liệu cắt không chứa oxit này rất giòn và nhạy cảm ít với sư dao động nhiệt đo cắt. Nhược điểm la tính mài mòn cao khi cắt thép. Gốm-nitrid được ứng dụng để gia công gang xám. Kim cương Kim cương có độ cứng cao nhất so với tất ca các vật liệu cắt khác. Chúng đặc biệt nhạy cảm với va chạm, tuy nhiên không tạo ra hiện tượng lẹo dao trong qua trình gia công. Kim cương được sử dụng để cắt kim loại màu và hợp kim của chúng cũng như dùng để cắt vật liệu composit (GFK, CFK), hợp kim cứng và vật liệu gốm. Kim cương không được dùng để gia công thép. Bởi vì nó bị mài mòn rất nhanh do nguyên tư cacbon của kim cương bị tách ra va nhập vào nguyên tư sắt (sư mài mòn ngược). Các thông số hình học của dao cắt Tùy từng trường hợp gia công cần co dạng hình học lưỡi cắt tương ứng. Chỉ như vậy mới co the đạt được tuổi bền của dao dài, thời gian gia công tối ưu va ngắn đồng thời chất lượng be mặt cao. Các góc lưỡi cắt của dao co y nghĩa quyết cho điều này. 4. Đặc tính kỹ thuật của máy CNC 4.1. Đặc tính kỹ thuật - Máy có thiết kế hiện đại, đặc biệt cho phép gia công nhiều chủng loại sản phẩm tinh xảo, vận hành an toàn, tiếng ồn nhỏ, năng suất cao và vận hành dễ dàng hơn. - Bộ điều khiển FANUC có giao diện thân thiện sử dụng ngôn ngữ ISO cùng với hệ thống Simulation hiện đại, dễ hiểu, độ anh toàn đáng tin cậy. - Cổng truyền Pro RS-232 thích ứng với Windows 98/ ...n máy CNC, nó được xác định bằng lệnh địa chỉ G91. 2.1.3 Chương trình với việc lập trình hỗn hợp Trong một số trường hợp, tùy theo đặc điểm cụ thể của bản vẽ chi tiết chế tạo mà việc lập trình có thể phải được tiến hành theo kiểu hỗn hợp giữa chương trình gia công trong hệ toạ độ tuyệt đối và chương trình gia công trong hệ toạ độ tương đối. Với phương pháp này nó cho phép chúng ta một mặt có thể sử dụng được toàn bộ miền dung sai mà nhà thiết kế đã tính toán vì không tiến hành giải lại chuỗi kích thước, mặt khác sẽ tránh được sai sót không đáng có trong quá trình tính toán và do đó có thể đạt được độ chính xác cao nhất. Tuy vậy trong quá trình lập trình gia công cần phải chú ý và cẩn thận hơn vì dễ bị nhầm lẫn về giá trị toạ độ (đặc biệt với trường hợp khi tiện sẽ lấy theo toạ độ của đường kính hoặc bán kính). Hình 6.6. Chương trình với việc lập trình hỗn hợp 2.1.4 Lập trình với việc chọn trước gốc cực (Polar origin preset G93) Có một số chi tiết mà điều kiện lập trình được trở thành đơn giản nếu ta sử dụng hệ toạ độ có gốc cực được chọn trước, trong điều kiện này hệ điều khiển CNC cho phép chúng ta tiến hành việc gia công với việc lập trình thuận lợi hơn. Hình 6.7. Lập trình với việc chọn trước gốc cực Trong hệ tọa độ tuyệt đối Trong hệ tọa độ tương đối G90 X0 Y0 [ Điểm P0] G90 X0 Y0 [Điểm P0] G01 R100 Q0 [Điểm P1] G91 G01 R100 Q0 [Điểm P1] G03 Q30 [Điểm P2] G03 Q30 [ Điểm P2] G01 R50 Q30 [Điểm P3] G01 R-50 Q0 [Điểm P3] G03 Q60 [Điểm P4] G03 Q30 [Điểm P4] G01 R100 Q60 [Điểm P5] G01 R50 Q0 [Điểm P5] G03 Q90 [Điểm P6] G03 Q30 [Điểm P6] G01 R0 Q90[ Điểm P0] G01 R-100 Q0 [Điểm P0] Để lập được một chương trình gia công cần phải dựa trên các cơ sở sau : ⊄ Bản vẽ chi tiết gia công : Thể hiện được hình dạng các bề mặt cần gia công (như các mặt phẳng, mặt trụ, mặt rãnh then, mặt định hình...) và kích thước của các bề mặt đó. Tất cả các yếu tố trên đây người ta gọi là yếu tố hình học và khi lập trình chuyển nó thành các thông tin hình học. ⊄ Yêu cầu kỹ thuật của bề mặt gia công bao gồm độ chính xác kích thước được đặc trưng bằng dung sai; Chiều cao nhấp nhô tế vi Rz và sai lệch chiều cao nhấp nhô trung bình Ra (độ nhám bề mặt); Độ chính xác về vị trí tương quan như độ không đồng tâm, độ không vuông góc... Các yếu tố này người ta gọi là yếu tố công nghệ và khi lập trình thì người ta chuyển nó thành các thông tin công nghệ. Như vậy có thể tóm tắt sự lập trình gia công NC như sau : Các thông tin hình học - Sẽ giúp chúng ta xây dựng 1 chương trình dịch chuyển lưỡi cắt dụng cụ trong hệ tọa độ được chọn. Các thông tin công nghệ - Sẽ giúp chúng ta xác định các thông số về công nghệ như: Loại dụng cụ cắt được chọn và các thông số về hình học của nó như góc trước, góc sau, bán kính lưỡi cắt... ; Các thông số chế độ cắt như v, s, t và các điều kiện khác như bôi trơn, làm mát, bẻ phoi ...; Các biện pháp công nghệ được lựa chọn như dừng có thời gian để làm bóng bề mặt, khoan theo kiểu zichzăc đối vớicác lỗ sâu để lấy phoi ra, bù dao do sự mài mòn trong quá trình gia công... Trên cơ sở đó, ngày nay có rất nhiều hình thức lập trình CNC khác nhau, tùy theo đặc tính cụ thể của các loại máy CNC được trang bị cũng như hệ điều khiển và mục đích sử dụng mà có thể lựa chọn các phương pháp một cách thích hợp. 2.2. Các hình thức tổ chức lập trình 2.2.1. Lập trình bằng tay trực tiếp trên máy CNC Với các máy có cụm điều khiển số CNC được trang bị các bàn phím chức năng và màn hình đồ họa cho phép nhập trực tiếp các câu lệnh vào cụm CNC. Để giảm thời gian chi phí cho việc tính toán các điểm trung gian, các chiều dày lát cắt và thời gian dừng cần thiết tại mỗi thời điểm của mũi khoan... thường thì người ta bố trí vào cụm CNC các chương trình con, các số liệu về tọa độ các điểm cần thiết để người lập trình có thể lấy chúng ra bất kỳ lúc nào cần thiết. Để lập trình trực tiếp trên máy CNC, người lập trình phải biết sử dụng các kỹ thuật menu và các Soft - key trên cụm điều khiển CNC. Sau khi đã lập xong chương trình, muốn kiểm tra liệu chương trình được lập có đúng hay không, có nguy cơ mất an toàn hay gây ra va chạm với máy, đồ gá hay không ...Người ta sẽ chạy chương trình mô phỏng quỹ đạo chuyển động cắt của dụng cụ trên màn hình theo chương trình đã được thiết lập. Nếu còn có sai sót nào thì có thể sửa chữa lại và kiểm tra cho đến lúc chắn chắn là đúng thì mới tiến hành gia công. Đối với người bắt đầu học lập trình gia công cần thiết phải theo phương pháp này và phải đạt đến một trình độ thành thạo trong xử lý, thao tác và sửa chữa các lỗi gặp phải mới có thể chuyển sang các phương pháp lập trình khác. 2.2.2. 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 dùng các bảng lập trình CNC khác hay các máy tính trong hệ thống DNC. Điều này đặc biệt rất thuận lợi cho trong quá trình giảng dạy, đào tạo và thực hành cũng 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 thuận lợi cho quá trình dạy và thực hành. 2.2.3. 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 được trải 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 các máy 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. 2.2.4. Lập trình với sự hỗ trợ của máy tính Tương tự như lập trình bằng tay, nhưng các tính toán trong quá trình lập trình được giảm xuống một cách đáng kể và thực hiện nhanh hơn nhờ trong các máy tính đã được trang bị các bộ xử lý, bộ nội suy và chứa các dữ liệu cần thiết mà người ta có thể sử dụng bất kỳ khi nào muốn. 2.2.5. 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 gia công 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 được lựa chọn đó máy tính sẽ thông qua bộ vi xử lý (Processor) 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 (Postprocessor) 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 ngữ 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 cũng 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. Bài 7: CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH TRÊN MÁY TIỆN CNC 1. Cấu trúc một chương trình gia công Một chương trình gia công trên máy CNC bao giờ cũng gồm 3 phần: + Đầu chương trình +Thân chương trình + Cuối chương trình *Đầu chương trình: - Bao gồm các lệnh như: Tên chương trình, khai báo điểm bắt đầu của dụng cụ cắt ( hay còn gọi điểm (0) của chương trình, chọn dụng cụ cắt, chọn tốc độ cắt) Ví dụ: {BILET X36. Z50 : Khai báo phôi N2 G98 G28 G21 UOWO Trong đó: G98:Lệnh chọn theo phương pháp tiến dao mm/ph. G28: Lệnh quay về điểm gốc của máy G21: Đo theo hệ mét UOWO: Toạ độ của điểm gốc đối với máy tiện Gọi dụng cụ gia công: M06 T0101 M06: Lệnh thay dụng cụ cắt tự động T0101: Con dao ở vị trí số 1 vào cắt G97 M03 S1800 G97: Lệnh cắt với tốc độ quay của trục chính không đổi M03: Bật trục chính quay thuận S1800:Tốc độ trục chính 1800v/p *Thân chương trình: Bao gồm các khối câu lệnh về gia công và các giá trị gia công Ví dụ: N01 G00 X38. Z0 ( Chạy dao nhanh đến điểm có toạ độ X38, Z0) *Cuối chương trình: Là các lệnh trở về điểm gốc chương trình, tắt dung dịch tưới nguội, dừng trục chính, dừng chương trình. 2. Cấu trúc một câu lệnh 2.1. Khối câu lệnh Một khối câu lệnh chương trình được cấu tạo từ các chữ số và các chữ cái. + Chữ số : Gồm các số từ 0 đến 9 + Chữ cái : Gồm 26 chữ cái từ A,B. Một khối câu lệnh có cấu trúc như sau: Ví dụ : N5 G01 X20. Z30. F0,2 T0101 M03 M08; + Số thứ tự câu lệnh: Bao gồm một chữ cáI N và một số thứ tự đứng đằng sau. Số thứ tự câu lệnh giúp ta tìm dễ dàng các câu lệnh trong bộ nhớ của hệ thống điều khiển. +Thông tin dịch chuyển: Bao gồm mã dịch chuyển G, kèm theo các con sốchỉ kiểu dịch chuyển Chú ý : Sau các con số phảI có dấu(.)để chỉ giá trị tính bằng mm 2.2. Cấu trúc dòng lệnh trong chương trình gia công a. Phần đầu: Khai báo phôi - [Billet X... Z... - Về điểm gốc máy: G98 G28 G21 U0W0 Trong đó: G98: lệnh chọn phương pháp tiến dao mm/ph G28: lệnh quay về điểm gốc máy G21: đo theo hệ mét U0, W0: toạ độ của điểm gốc đối với tiện - Gọi dụng cụ gia công: M06 T0101 M06: lệnh thay dụng cụ cắt tự động T0101: là con dao ở vị trí số 1 vào cắt. - Bật trục chính quay: G97 M03 S1800 G97: Lệnh cắt với tốc độ quay của trục chính không đổi M03: Bật trục chính quay S1800: Tốc độ quay của trục chính là 1800 (vg`/ph) - Tiến về điểm 0 tuyệt đối và tới điểm gia công: G00 X... Z... đối với tiện G01 X... Z... F... Và các câu lệnh khác. b. Phần thân: - Các lệnh gia công, lập trình cho hành trình đi của dụng cụ cắt để tạo hình chi tiết cần gia công. Số câu lệnh Thông tin dịch chuyển Thông tin dịch chuyển Thông tin vận hành máy (Thông tin công nghệ) c. Kết thúc chương trình gia công: - M05 - G28 U0W0 đối với tiện M30. Ví dụ N1G21 [BILLET X36 Z50 N2G98 N3G28U0W0 N4M6T0101 N5G97M3S1503 N6G0X38Z0 N7G1X0F140 N8G0Z2 N9X38 N10X36 N11X38 N12X36 N13G1Z-40.625 N14X38 N15G0Z2N16X35.5 Bài 8: CÁC TỪ LỆNH ĐIỀU KHIỄN DỊCH CHUYỂN CƠ BẢN 1. Từ lệnh dịch chuyển dao nhanh không cắt gọt: G00 • G θθ : Chạy dao nhanh ( Positioning Rapid): Modal Trong quá trình dịch chuyển, dụng cụ không thực hiện việc cắt gọt, lượng chạy dao khi dịch chuyển là lớn nhất (giá trị này tùy theo từng loại máy và từng nhà sản xuất quy định và đã được mặc định trong máy). Thông thường chức năng này tương ứng với khi định vị nhanh dụng cụ nhằm giảm đáng kể thời gian phụ. Dạng câu lệnh: N _ G00 X_ Y_ Z_ Trong đó, tọa độ X, Y, Z là tọa độ của điểm đến ( End point). Trong quá trình dịch chuyển, quỹ đạo chuyển động của dụng cụ có thể được thực hiện theo kiểu tối ưu hay theo từng trục riêng rẽ như đã nói ở phần trước. Chức năng này (modal) chi phối cho tất cả các câu lệnh tiếp sau nếu như chưa có một chức năng G01, G02, G03 huỷ bỏ nó. 2. Từ lệnh dịch chuyển dao cắt gọt theo đường thẳng (nội suy đường thẳng): G01 G01: Nội suy tuyến tính (Linear Interpolation):Modal Trong quá trình dịch chuyển, dụng cụ cắt sẽ thực hiện quá trình cắt gọt. Lượng chạy dao và tốc độ cắt có thể được chọn hoặc tính toán tùy theo yêu cầu của quá trình gia công là thô hoặc tinh và phải được gọi vào trong câu lệnh. Dạng câu lệnh: N_ G01 X_ Y_ Z_ F_ S_ Trong đó: X, Y, Z là tọa độ của điểm đến, F là lượng chạy dao (Feedrate) và S là tốc độ cắt m/ph (hoặc có thể là tốc độ quay của trục chính v/ph) (Speed).Cũng như ở trên, chức năng này sẽ chi phối cho tất cả các câu lệnh tiếp sau nếu như chưa có một chức năng G00, G02, G03 huỷ bỏ nó. 3. Từ lệnh dịch chuyển dao cắt gọt theo đường tròn (nội suy cung tròn): G02, G03 G02: Nội suy vòng tròn theo chiều kim đồng hồ (Circular Interpolation Clockwise CW): Modal Trong quá trình dụng cụ dịch chuyển theo vòng tròn thuận chiều kim đồng hồ, dụng cụ sẽ thực hiện quá trình cắt gọt. Lượng chạy dao và tốc độ cắt khi gia công được chọn tùy thuộc vào vật liệu chế tạo dao, vật liệu gia công và yêu cầu về chất lượng của quá trình gia công và phải được đưa vào câu lệnh. Cũng như trên, chức năng này là modal. Ví dụ: ... N10 G01 X30 Y50 F20 S1000 (điểm A) N15G02 X40 Y10 I5 J-20 F15 S800 (B) N20 G01 Y0 F20 S100 ... Trong đó: X30, Y50 là tọa độ của điểm đầu(A) và X40, Y10 là tọa độ của điểm cuối B. I là tọa độ của tâm Oi so với tọa độ của điểm đầu tính theo phương X có tính đến dấu (I = 5.0); J là tọa độ của tâm Oi so với tọa độ của điểm đầu tính theo phương Y có tính đến dấu (J= - 20). Hình 8.1. Từ lệnh dịch chuyển dao cắt gọt theo đường tròn Dạng câu lệnh: N_ G02 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F_ S_ Hoặc : N_ G02 X_ Y_ Z_ R _ F_ S_ Trong đó: X, Y, Z là tọa độ của điểm đến (Endpoint); I, J, K là tọa độ của tâm vòng tròn nội suy so với tọa độ của điểm đầu (điểm bắt đầu thực hiện nội suy vòng tròn) tương ứng với các trục X, Y, Z có tính đến dấu (Startpoint); R là bán kínhvòng tròn nội suy, cần chú ý rằng khi sử dụng tham số này chỉ cho phép giới hạn trong một cung chuyển động nội suy lớn nhất là 90O ( với tham số này thì chỉ có trên một số cụm CNC được mã hóa); F và S như đã được giới thiệu ở trên. Chú ý là khi xác định toạ độ I, J, K, ta phải tính toán nó trong hệ toạ độ tương đối với gốc toạ độ là điểm bắt đầu nội suy vòng tròn. • G03: Nội suy vòng tròn ngược chiều kim đồng hồ (Circular Interpolation Counter):Modal Dạng câu lệnh: N_ G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F_ S_ Hoặc : N_ G03 X_ Y_ Z_ R_ F_ S_ Ý nghĩa của các chữ cái trong câu lệnh cũng như ở trường hợp trên. Chỉ khác G03 là thực hiện việc nội suy ngược chiều kim đồng hồ. Chức năng G03 cũng là modal. Ví dụ: ... N100 G00 X95 Y20 ( Đến điểm A) N105 G01 X120 Y60 F20 S1000 (B) N110 G03 X50 Y150 I-40 J40 F15 (C) ... Tọa độ của tâm đường tròn nội suy Oi so với tọa độ của điểm đầu B theo trục X là I = -40 (nhỏ hơn so với tọa độ của XB) và theo trục Y là J = 40 (lớn hơn so với tọa độ của YB). Trong trường hợp tiện chi tiết trên máy tiện, hệ thống tọa độ của máythường được sử dụng là XOZ và khi lập chương trình gia công thì người ta có thể thiết lập chương trình theo toạ độ của X là bán kính hay đường kính Hình 8.3. Nội suy vòng tròn ngược chiều kim đồng hồ Tuỳ thuộc vệc chọn hệ thống toạ độ là tương đối hay tuyệt đối. Tuy nhiên khi tính toạ độ I và K của tâm vòng tròn thì luôn luôn người ta phải tính trong hệ toạ độ tương đối mà gốc toạ độ của nó chính là điểm bắt đầu vòng tròn nội suy. Cũng tương tự như chức năng G02, người ta có thể lập chương trình theo toạ độ tâm hoặc là theo tham số bán kính nếu cung tròn nội suy nhỏ hơn 900. Chức năng này cũng là modal. Dạng câu lệnh: N_ G03 X_ Z_ I_ K_ F_ S_ Hoặc : N_ G03 X_ Z_ R_ F_ S_ Ví dụ: N35 G00 X0 Z0 N40 G03 X45 Z-15 I0 K-25 F20 S1000 N45 G01 X_ Z_ F25 S1200 ... Hoặc: N35 G00 X0 Z0 .N40 G03 X45 Z-15 R25 F20 S1000 N45 G01 X_ Z_ F25 S1200 .. N35 X0 Z150 N40 G03 X45 Z135 I0 K-25 F20 S1000 N45 G01 X_ Z_ F25 S1200 ... Hình 8.4. Ví dụ gia công 4. Từ lệnh dịch chuyển dao về điểm chuẩn R của máy: G28 G28 : Tự động trở về điểm chuẩn (Automatic return to reference point): Khi đặt chức năng này vào đầu hoặc cuối chương trình, máy sẽ tự độg trở về điểm chuẩn lúc bắt đầu gia công và khi kết thúc việc gia công. Công việc này có một ý nghĩa quan trọng đối với các máy phay vì hầu hết các máy này đều thay dao tự động và khi thay dao thì máy phải trở về điểm chuẩn để tránh sự va chạm có thể xẩy ra. 5. Một số từ lệnh khác • G04: Dừng có thời gian ( Dwell/ interruption of block preparation). Khi gia công, người ta dừng chuyển động ăn dao trong một khoảng thời gian theo yêu cầu nhằm mục đích nâng cao độ bóng và độ chính xác, thí dụ khi khoan hoặc khóet với khoảng dịch chuyển dụng cụ đã đủ chiều sâu, người ta dừng chuyển động ăn dao trong khoảng thời gian K giây (K sec) tương ứng với lượng tiến dao F =0 trong khoảng thời gian là K sec. Ví dụ: N20 G01 Z57.5 F12 S1000 N25 G04 X3 [Thời gian duy trì tại vị tri cuối cùng là 3s với F = 0] Tuỳ theo các hệ điều khiển số khác nhau mà có tham số được gọi là khác nhau, có thể là X, K, P... Chức năng này chỉ có chi phối trong câu lệnh khi có G04, sau câu lệnh này nó không còn tác dụng. • G16 Lựa chọn mặt phẳng chính nội suy (Selection of main plane in two directions): Modal Chức năng này được đặt ở phần đầu của các chức năng G17, G18, G19 đối với các máy 2D, 3D, 4D, 5D để báo hiệu cho hệ điều khiển CNC biết mặt phẳngnào trong hệ thống toạ độ X, Y, Z sẽ được lựa chọn để gia công. Chức năng này là modal và sẽ bị huỷ bỏ bởi một trong các chức năng G17 hoặc G18 hoặc G19 đi kèm ngay sau nó. • G17; G18; G19 Các mặt phẳng nội suy chính XOY; XOZ; YOZ: Modal Ví dụ : Các chức năng này sẽ chi phối cho tất cả các câu lệnh tiếp theo cho đến chừng nào có các chức năng cùng họ là một trong chức năng trên huỷ bỏ nó và thiết lập mặt phẳng gia công mới. • G20/G70: Đơn vị đo lường được sử dụng là inch (Inch units ). Modal Thông thường chức năng này được bố trí ở phần đầu của chương trình để khẳng định hệ thống đo lường nào được sử dụng trong chương trình gia công, nó chi phối không chỉ giá trị toạ độ của các điểm lập trình mà còn chi phối cả lượng chạy dao và tốc độ cắt tính theo hệ thống đơn vị nào. Tuy nhiên có một số hệ điều khiển, các nhà chế tạo máy CNC đã cài đặt sẵn chương trình mặc định hệ thống đo lường là inch hoặc milimet, trong trường hợp đó, ta chỉ gọi chức năng này vào trong chương trình chỉ khi nào hệ thống đo lường đó khác với hệ thống đo lường mặc định. Chức năng này là modal • G21/G71: Đơn vị đo lường được sử dụng là milimetre ( Metric units). Modal Cũng tương tự như trên, khi gọi chức năng này vào trong chương trình, tất cả mọi toạ độ dịch chuyển của dụng cụ đều được xác định theo hệ đo lường milimet. Chức năng này là modal. • G28 : Tự động trở về điểm chuẩn (Automatic return to reference point): Khi đặt chức năng này vào đầu hoặc cuối chương trình, máy sẽ tự độg trở về điểm chuẩn lúc bắt đầu gia công và khi kết thúc việc gia công. Công việc này có một ý nghĩa quan trọng đối với các máy phay vì hầu hết các máy này đều thay dao tự động và khi thay dao thì máy phải trở về điểm chuẩn để tránh sự va chạm có thể xẩy ra. • G29 : Tự động trở về từ điểm chuẩn (Automatic return from reference point): Chức năng này sẽ gọi dụng cụ đang ở điểm chuẩn sau khi thay dao trở về bề mặt đang gia công. Bài 9: CÁC CHỨC NĂNG VẬN HÀNH 1. Chức năng chọn dao: T Biểu thị vị trí của dụng cụ cắt trong hộp tích dao Tự động thay dao và điều chỉnh offset dao. Điều khiên thay dao tự động được thực hiện bởi PLC và Offset dao được điều khiển bởi NC T   Trong đó: : Vị trí dao : Số hiệu Offset Hình 9.1. Dao trên máy tiện Cấu trúc hàm: Ổ chứa dao quay tới vị trí dao và số hiệu offset được thực hiện. Có thể có cùng một vị trí dao nhưng có nhiều số hiệu Offset Lưu ý: chỉ có 1 số hiệu dao trong một câu lệnh. Thực huiện việc gá lắp dao và tiến hành điều chỉnh dao trước khi tiến hành gia công. Sau đó hệ thống tự động thực hiện việc offset dao sau mã lệnh T khi chạy chương trình 2. Chức năng chọn tốc độ trục chính: S Hàm S được dùng đẻ điều khiển tốc độ trục chính. Số vòng quay trục chính (S...) Tốc độ trục chính thường được định nghĩa S  Với  là tốc độ trục chính được đặt và thực hiện. Đơn vị trính là vòng/phút Hình 9.2. Máy tiện Tốc dộ trục chính được chuyển giá trị khi No.001 Bit 4 được đạt giá trị 0. Chỉ có 1 hàn S trong câu lệnh Cấu trúc: S  Trong đó : đạt từ giá trị 00-04 (số 00 có thể bỏ qua). Trong điều khiển tốc độ trục chính. Sau khi tín hiệu S được truyền tới PLC hệ thống dừng thời gian được xác định ở tín hiệu FIN và thời gian dừng được gọi ra S01,S02, S03, S04 được lưu trữ khi điều chỉnh CNC 3. Chức năng chọn lượng tiến dao: F Lượng chạy dao (F) Trên máy tiện sử dụng lượng chạy dao với các đơn vị khác nhau G94 F120 {Lượng chạy dao = 120 m/phút} G95 F0.25 {Lượng chạy dao = 0,25 mm/vòng} 4. Chức năng phụ: M Chức năng phụ M dùng để kiểm tra và điều khiển các chức năng hoạt động của máy như cho trục chính quay thuận, nghịch; dừng trục chính; tưới dung dịch trơn nguội ở chế độ phun sương hoặc phun tia; tắt dung dịch trơn nguội; dừng có điều kiện và không điều kiện chương trình; kẹp và tháo chi tiết... • M00: Dừng chương trình (Program stop): Máy sẽ ngừng ngay sau khi thực hiện xong các câu lệnh ở M00. Muốn hoạt động trở lại cần phải ấn nút khởi động. Khi thực hiện xong câu lệnh M00 thì cả các chức năng dừng trục chính M05 và tắt dung dịch trơn nguội M09 cũng hoạt động. • M01: Dừng chương trình có lựa chọn ( Optional program stop) : Cũng tương tự như M00 nhưng lệnh này chỉ có hiệu lực khi nút ngừng lựa chọn đã được ấn (Optional stop) • M02 : Kết thúc chương trình ( Program end) : Máy dừng ngay sau khi thực hiện xong câu lệnh có chức năng M02 và kết thúc một chương trình gia công. Muốn gia công tiếp tục cần phải thao tác lại như từ ban đầu. • M03: Trục chính quay thuận chiều kim đồng hồ ( Spindle on clockwise): Với chức năng này máy sẽ thực hiện chuyển động quay theo chiều kim đồng hồ nếu nhìn vào trục chính. Khi đó, các dụng cụ cắt cần phải được lắp đặt đúng để tránh tình trạng gãy vở dao. • M04: Trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ (Spindle on counterclockwise): Chức năng này tương tự như chức năng M03 nhưng quy định chiều quay của trục chính là ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn vào phía đầu trục chính. Chức năng này thường được sử dụng trên máy phay với các dao phay và khoan trái. • M05: Dừng trục chính (Spindle stop): Khi không thực hiện cắt gọt như thay dao bằng tay hoặc cần dừng máy để quan sát hay đo kiểm, ta sử dụng chức năng này để dừng trục chính nhằm thực hiện các thao tác cần thiết. Khi gọi đến chức năng này, tất cả các chức năng khác như tưới dung dịch trơn nguội, chuyển động nội suy ăn dao F và các chuyển động chạy dao nhanh... đều dừng theo. • M06 : Thay dụng cụ tự động( Tool change): Chức năng này được đặt vào trong chương trình ở trên các máy có bộ phận thay dao tự động như đầu Rơ von ve của máy tiện, trên các máy phay có ổ chứa dao hoặc trên các trung tâm gia công. Khi chức năng này được gọi, máy sẽ tự động lùi trở về điểm chuẩn hoặc một vị trí nào đó mà có thể đảm bảo an toàn cho quá trình thay dao không bị va chạm vào phôi hay vào máy, đồng thời tất cả các chuyển động của trục chính và chuyển động chạy dao, các chức năng bôi trơn dung dịch trơn nguội đều dừng khi máy thực hiện việc thay dao. • M07, M08: Mở dung dịch bôi trơn làm nguội ở chế độ phun sương hoặc phun tia ( Coolant on): Khi gọi đến chức năng này, động cơ bơm dung dịch trơn nguội sẽ hoạt động để tưới dung dịch vào vùng gia công. Tuỳ theo chức năng M08 hay M07 được gọi trong chương trình mà bơm dung dịch trơn nguội sẽ hoạt động ở chế độ tưới cục bộ dưới dạng phun tia vào vùng gia công như khi khoan, khoét, doa hoặc tiện hay dạng phun trong diện rộng như khi phay. • M09: Tắt dung dịch bôi trơn ( Coolant off): Chức năng này khi được gọi sẽ tắt động cơ bơm dung dịch làm nguội. Trong trường hợp chức năng M05 được gọi thì chính chức năng này cũng hoạt động tức là tắt động cơ bơm. • M10 : Kẹp phôi ( Clamps on): • M11 : Tháo chi tiết ( Clamps off): Chức năng M10 và M11 thông thường được bố trí ở các trung tâm gia công hoặc các máy công nghiệp hiện đại với kích thước chi tiết gia công lớn hoặc trên các dây chuyền công nghệ có sử dụng robot cấp phôi và tháo chi tiết tự động. • M30: Kết thúc chương trình và quay trở lại từ đầu ( Program end, reset to start): Chức năng này về cơ bản như chức năng M02, tuy nhiên điều khác biệt ở đây là chức năng này khi được gọi sẽ thực hiện việc lặp lại sự hoạt động của chương trình gia công chi tiết vừa mới kết thúc ngay trước đó mà không cần có sự can thiệp của con người. Cũng tương tự như chức năng chuẩn bị G code, chức năng M code cũng tùy thuộc vào các nhà sản xuất máy CNC quy định nhằm mục đích mở rộng thêm khả năng sử dụng và vận hành máy. Vì vậy theo từng loại máy và từng hệ điều khiển mà có thêm các chức năng M code khác nhau. Thông thường chức năg G code và M code có giá trị từ G00- G99 và M00- M99. Bài 10: LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN CNC 1. Lập trình theo toạ độ tuyệt đối G90 .(Absolute) Lập chương trình gia công trong hệ tọa độ tuyệt đối là tham chiếu tọa độ của tất cả các điểm nằm trên biên dạng chi tiết đến gốc tọa độ cố định - Trong trường hợp này, điểm gốc hệ tọa độ chính là điểm gốc chương trình P. Trong chương trình gia công trên máy CNC, nó được xác định bằng lệnh địa chỉ G90. Hình 10.1 Lập trình theo toạ độ tuyệt đối G90 2. Lập trình theo toạ độ tương đối G91 (Incremental) Với kiểu lập trình này, tọa độ của các điểm lập trình tiếp theo sẽ được xác định bằng cách lấy gốc tọa độ ở ngay điểm sát trước, điều này có nghĩa là ta phải dịch chuyển điểm gốc P của hệ tọa độ sau mỗi một lần xác định toạ độ của điểm lập trình tiếp theo. Trong chương trình gia công trên máy CNC, nó được xác định bằng lệnh địa chỉ G91. Hình 10.2. Lập trình theo toạ độ tương đối G91 3.Tóm tắt Sự khác nhau giữa lập trình theo toạ độ tuyệt đối và gia số được tóm tắt theo bảng dưới đây. Lập trình tuyệt đối Lập trình tương đối Ký tự địa chỉ. G90(X_;Z_;) G91(X_;Z_;) Ý nghĩa dấu (+,-) thể hiện vùng tồn tại của điểm hướng chuyển động tiếp theo của dụng cụ Ý nghĩa của giá trị số. khoảng cách so với gốc phôi Hành trình cần di chuyển tiếp theo Điểm tham chiếu . Điểm gốc phôi (X0,Z0). Vị trí dụng cụ hiện tại. Nói chung, một chương trình thường được viết theo lệnh tuyệt đối. Lệnh gia số thường được sử dụng khi lập trình gia công những phần lặp đi lặp lại theo từng bước cố định. 4. Một số mã lệnh G 4.1. G00 Di chuyển dụng cụ với tốc độ chạy không cắt Dao di chuyển với tốc độ tiến dao cho phép nhanh nhất tới điểm đích lập trình X,Z. Điểm đích này được lập trình trong hệ toạ độ tuyệt đối (G90) hoặc tương đối (G91). G00 X Z [T] [M] X, Z : Toạ độ điểm đích T : Chức năng thay dao M : Chức năng phụ Hình 10.3. Di chuyển không cắt Hình 10.4. Ví dụ lệnh G00 4.2. Di chuyển dụng cụ theo đường thẳng với tốc độ chạy dao cắt gọt G01 Lập trình G01dao di chuyển với tốc độ tiến dao cho phép đến toạ độ điểm đích lập trình X,Z. Toạ độ này được lập trình trong hệ toạ độ tuyệt đối (G90) hoặc toạ độ tương đối (G91). G01 X Z[F] [S] [T] [M] X, Z : Toạ độ điểm đích F : Lượng tiến dao (mm/vòng) T : Chức năng thay dao M : Chức năng phụ Hình 10.5. Lệnh G01 Hình 10.6. Ví dụ lệnh G01 4.3. G02, G03 di chuyển dụng cụ theo cung tròn a, G02 di chuyển cùng chiều kim đồng hồ Lập trình G02 dao di chuyển cùng chiều kim đồng hồ trên một cung tròn đến điểm đich lập trình. G02 được lập trình với G90 hoặc G91 G02 X Z I K X, Z : Toạ độ điểm đích I, K : Toạ độ tâm tương đối so với điểm đầu Hình 10.7. Lệnh G02 Hình 10.8. Ví dụ lệnh G02 b, G03 di chuyển ngược chiều kim đồng hồ Lập trình G03 dao di chuyển ngược chiều kim đồng hồ trên một cung tròn đến điểm đich lập trình. G03 được lập trình với G90 hoặc G91 G03 X Z I K X, Z : Toạ độ điểm đích I, K : Toạ độ tâm tương đối tâm cung tròn trên trục X, Z Hình 10.9. Lệnh G03 Hình 10.10. Ví dụ lệnh G3 4.4. G79 Chu trình tiện rãnh, cắt đứt G79 định nghĩa một rãnh với mặt hông vát cạnh, vát cung và vát chéo. X và Z phải được lập trình. Tất cả các tham số khác được lựa chọn. Nếu một trong những tham sốA,H,R,W,O hoặc Q được lập trình thì lượng dư I và K phải được lập trình. Không được phép lập trình chung A và H hoặc R và W. Nếu D không đượclập trình, thì rãnh được thực hiện với khả năng nhỏ nhất bằng chiều rộng dụng cụ đã nhập trong bộ nhớ hiệu chỉnh tức thời. G79 Chu Trình Tiện Rãnh G79 X.. Z A/HR/W I K D J O Q X,Z Các tọa độ điểm góc trái của rãnh khi D>0 Các tọa độ của điểm góc phải khi D<0 A: Cạnh vát ở bờ bên của rãnh, chiều dài liên quan đến tọa độ Z H: Bán kính cung vát ở bờ trên của rãnh R: Cạnh vát ở bờ dưới của rãnh, chiều dài liên quan đến tọa độ Z W: Bán kính cung vát ở bờ dưới của rãnh. I: Lượng dư liên quan tới tọa độ X (Liên quan tới đường kính) K: Lượng dư liên quan tới tọa độ Z D: Chiều rộng rãnh Trường hợp D+ xẻ rãnh bên phải điểm góc Trường hợp D- xẻ rãnh bên trái điểm góc J: Khoảng cách an tòan của dụng cụ liên quan đến đường kính O: Góc của mặt hông đối với cạnh ở điểm góc tính bằng 1/10 độ Q: Góc của mặt hông đối diện điểm góc tính bằng 1/10 độ Hình 10.11. Lệnh G03 Bài 11. CHU TRÌNH CẮT REN TRÊN MÁY TIỆN CNC 1. Chu trình cắt ren có rãnh thoát dao 1.1. Các thông số của ren Máy tiện CNC có thể gia công ren chất lượng rất cao kết hợp các nguyên công tiện và doa, trong một xác lập gá lắp chi tiết gia công. Đây là tính năng hấp dẫn đối với các nhà chế tạo và xưởng cơ khí Các thông số về ren và gia công ren Góc ren: là góc giữa hai cạnh của ren do trên mẳ phẳng trục Đỉnh ren: là bề mặt trên cùng của ren, giao giữa 2 cạnh ren Chiều sâu ren: là khoảng cách giữa đỉnh ren và chân ren đo theo chiều vuông góc trục Ren ngoài: là ren được gia công trên mặt ngoài chi tiết, ví dụ: Bulông Ren trong: là ren được gia công trên mặt trong chi tiết, ví dụ: Đai ốc Góc xoắn: là góc tạo thành giữa các đường xoắn của ren tại đường kính bước và mặt phẳng vuông góc với trục. Hướng ren: là khoảng cách dao gua công ren tiến ...hiển sẽ bỏ qua. Cú pháp G22 U... S... /... Trong đó: - G22: Lệnh gọi chương trình con. - U...: Địa chỉ chương trình con. - S...: Số lần lặp lại của chương trình con. - /...: Ký hiệu làm ẩn câu lệnh NC. CẤU TRÚC MỘT CÂU LỆNH: Trong một chương trình NC bao gồm nhiều câu lệnh và trong một câu lệnh lại bao gồm nhiều từ lệnh. Các câu lệnh được bắt đầu bằng chữ N và được đánh số để định danh. Cấu trúc một câu lệnh như sau: N G X Y Z F S T M Có bốn nhóm lệnh căn bản sau: Nhóm lệnh thực hiện chức năng định vị trí và hình học: Bao gồm các địa chỉ: A B C D E I J K P Q R U V W X Y Z Nhóm lệnh thực hiện chức năng công nghệ: Đó là những lệnh về tốc độ chạy dao, tốc độ vòng và dụng cụ cắt bao gồm các địa chỉ: F(feed) S(speed) T(tool) Nhóm lệnh thực hiện chức năng chuẩn bị: Chuẩn bị thực hiện công việc nào đó, vì vậy thường không đứng một mình trong khối lệnh (trừ một số lệnh mang ý nghĩa kết thúc công việc hoặc bắt đầu một chuỗi công việc). Đó là địa chỉ G và những con số theo sau tuỳ thuộc khả năng công nghệ của máy CNC. Nhưng nói chung các lệnh chuẩn bị căn bản là giống nhau Định vị trí với tốc độ nhanh G0 Nội suy đường thẳng G1 Nội suy đường tròn G2, G3 Mặt phẳng Nội suy vòng G17, G18, G19 Hiệu chỉnh bán kính dao cắt G41, G42 Kết thúc hiệu chỉnh bán kính dao G40 Chu trình cắt gọt G81, G82, G83, Kết thúc chu trình khoan lỗ G80 Phương thức lập trình G90, G91 Nhóm lệnh thực hiện chức năng phụ: Đó là địa chỉ M và những con số theo sau tuỳ thuộc khả năng công nghệ của mỗi máy CNC. Nhưng nói chung các lệnh chuẩn bị căn bản là giống nhau Thöù töï caâu leänh Nhoùm leänh thöïc hieän chöùc naêng chuaån bò Nhoùm leänh thöïc hieän chöùc naêng vò tí vaø hình hoïc Nhoùm leänh thöïc hieän chöùc naêng coâng Nhoùm leänh thöïc hieän chöùc naêng Kyù hieäu keát thuùc khoái leänh Dừng chương trình M0 Dừng máy M1 Kết thúc chương trình M2, M30 Chiều quay trục chính M3, M4 Dừng trục chính M5 Thay dao tự động M6 Mở dung dịch trơn nguội M8 Tắt dung dịch trơn nguội M9 Bài 18: CÁC CHỨC NĂNG VẬN HÀNH CHỨC NĂNG CHỌN DAO T: Chức năng chọn dao T là chức năng chọn dao vào vị trí chuẩn bị thay dao trong ổ tích dao. Mẫu câu lệnh như sau: T 0101 Ví dụ: %% 1368 Tên chương trình 1368 N5 G90; Chọn hệ tọa độ tuyệt đối N10 G54 X100,0 Y100,0 Z-5,0; Di chuyển gốc tọa độ chi tiết về tọa độ (100;100;-5) N15 T0202 M6; Tự động thay dao số 2 ở vị trí tích dao số 2. CHỨC NĂNG CHỌN TỐC ĐỘ TRỤC CHÍNH: S Chức năng chọn số vòng quay trục chính là chức năng cố định số vòng quay trục chính tính theo đơn vị vòng/phút. Mẫu câu lệnh như sau: S Ví dụ: S500  Số vòng quay trục chính là 500 vòng /phút. Số vòng quay trục chính được chọn theo tốc độ cắt của vật liệu làm dao và được tính theo công thức sau: n = (vòng/phút) Chức năng chọn dao Số dao và vị trí tích dao trong ổ dao.( dao số 1 nằm ở vị trí 1) Chức năng chọn tốc độ trục chính Nhiều nhất là 4 con số kèm theo D 1000.V Trong đó : n: số vòng quay của trục chính. V: tốc độ cắt (m/phút). D: đường kính dao (mm). CHỨC NĂNG CHỌN LƯỢNG TIẾN DAO: F Đặc trưng của Vận tốc tiến bàn là địa chỉ F được lập trình với lệnh G94 và đơn vị là Millimeter trong một đơn vị thời gian tính bằng phút - mm/phút - áp dụng cho Phay. Ví dụ: N40 G94 F100 Lượng tiến bàn là 100mm/phút Người ta có thể đổi cách tính và đơn vị đo của F theo khái niệm lượng chạy dao bằng lệnh G95 với đơn vị tính là Millimeter trên một vòng quay của chi tiết- mm/vòng - áp dụng cho Tiện. Ví dụ: N40 G95 F0.16 Lượng tiến bàn là 0,16mm/vòng Nếu không có một sự can thiệp nào khác thì G94 được chọn là mặc định. Bảng tổng hợp các từ lệnh trong một câu lệnh NC CHỨC NĂNG PHỤ: M 4.1. Khởi động và ngừng trục chính. - M03 Khởi động trục chính, quay Phải - thuận chiều kim đồng hồ. - M04 Khởi động trục chính, quay Trái - ngược chiều kim đồng hồ. - M05 Tạm ngừng trục chính. 4.2. Lệnh thay đổi dụng cụ cắt. M06 Kích hoạt hệ thống thay đổi dụng cụ cắt như hệ thống thủy lực điều khiển kẹp rút cối gá dao, điều khiển tay máy thay đổi dao. 4.3. Lệnh tắt, mở bơm nước tưới nguội. - M07 Khởi động bơm nước tưới nguội thứ nhất. - M08 Khởi động bơm nước tưới nguội thứ hai. - M09 Tắt tất cả các bơm tưới nguội. 4.4. Lệnh tạm ngừng chương trình. M00 Tạm ngừng chương trình để đo kiểm - thường áb dụng khi chạy thử chương trình. 4.5 Lệnh kết thúc chương trình. - M30 Lệnh kết thúc chương trình chính, tắt tất cả các chức năng bổ sung như tắt trục chính, tắt bơm nước tưới nguội, xóa bỏ định nghĩa gia công đối xứng, xóa bỏ các lệnh di chuyển hoặc quay gốc tọa độ và trở về đầu chương trình. - M02 Trong Phay CNC thì lệnh M02 có chức năng tương đương với lệnh M30. - M99 Lệnh kết thúc chương trình con, trở ra chương trình chính và thực hiện câu lệnh tiếp theo ngay sau nó. * Lưu ý : Trong một câu lệnh NC chỉ được sử dụng tối đa là 3 lệnh M. BÀI 18: LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY CNC LẬP TRÌNH THEO TOẠ ĐỘ TUYỆT ĐỐI: G90 Là phương thức mà tất cả các vị trí được xác định từ chuẩn thảo chương. Z X c Z2 Z1 Laäp trình tuyeät ñoái P LẬP TRÌNH THEO TOẠ ĐỘ TƯƠNG ĐỐI: G91 Là phương thức mà trong đó vị trí đầu tiên được xác định từ chuẩn thảo chương, vị trí tiếp theo được xác định từ vị trí trước đó tiếp tục như thế cho đến hết. BỘ MÃ LỆNH CHƯƠNG TRÌNH NC THEO DIN 66025: Z2 Z1 Laäp trình töông ñoái P X c Z Hành trình chạy dao nhanh, thẳng, không cắt gọt - G00: Chức năng Trong hành trình chạy dao nhanh, thẳng, không được phép cắt gọt - dao Phay chạy nhanh bằng vận tốc lớn như có thể được với các trục X, Y và Z. Trong chức năng này, việc lập trình cho dao Phay thực hiện chuyển động của mình có thể với tọa độ nhập là tuyệt đối (G90) hoặc tương đối (G91) Cú pháp G00 X... Y... Z... F... S... T... M... Giải thích X... Tọa độ X của điểm đích Y... Tọa độ Y của điểm đích Z... Tọa độ Z của điểm đích Lưu ý: Trong một câu lệnh, G00 được lập trình chung với các chức năng phụ khác như F... S... T... M... thì các chức năng phụ sẽ được thực thi trước sau đó dao Phay mới chạy đến điểm đích bằng lệnh G00 đã được lập trình. Với G00 nên lập trình chạy Z riêng trong một câu lệnh trước và sau đó mới đến câu lệnh chạy X và Y. Hành trình chạy dao thẳng với F ấn định trước - G01 Chức năng Dụng cụ cắt gia công theo đường thẳng đến điểm đích với F được lập trình trước. Tọa độ nhập để dụng cụ cắt gia công theođường thẳng đến điểm đích có thể được thực hiện với kích thướctuyệt đối G90 hoặc kích thước tương đối G91 hoặc. Cú pháp G01X...Y...Z...F...S...T...M... Trong đó: - X...: Tọa độ X của điểm đích. - Y...: Tọa độ Y của điểm đích. - Z...: Tọa độ Z của điểm đích. - F...: Tốc độ tiến bàn ( mm/phút ). - S...: Số vòng quay của trục chính. - T....: Gọi dao và các gía trị hiệu chỉnh của dao. - M...: Các chức năng phụ * Lưu ý: - Trong cùng một câu lệnh có thể lập trình G01 X..., Y..., Z... chung với F..., S..., M... - Trong một câu lệnh chỉ có thể sử dụng tối đa là 3 chức năng M... Chạy dao theo đường tròn thuận chiều kim đồng hồ - G02: Chức năng Dao phay gia công với lượng tiến bàn cho trước theo đườngtròn thuận chiều kim đồng hồ đến tọa độ X và Y được định nghĩa là điểm đích. Tọa độ điểm đích có thể được lập trình với tọa độtuyệt đối (G90 ) hay tọa độ tương đối ( G91). Trong câu lệnh trên nếu được lập trình thêm Z thì ta sẽ có chuyển động chạy dao theo chiều xoắn ốc Cú pháp G02 X... Y... Z... I... J... Trong đó: - G02: Lệnh chạy dao theo đường tròn thuận chiều kim đồng hồ. - X... , Y... và Z...: Tọa độ điểm đích của cung tròn có thể được lập trình theo thuyệt đối ( G90 ) hoặc tương đối ( 91). - I... và J...: Tọa độ tâm của cung tròn được tính tương đối so với điểm đầu của cung. Chạy dao theo đường tròn ngược chiều kim đồng hồ - G03: BÀI TẬP ÁP DỤNG: Bài tập 1: Viết các lệnh G00 để dao di chuyển theo các đường cắt sau (hình ) (G54) +20 +60 +40 +20 Y +40 +60 +80 X P3 P1 P2 P0 Hình Bài tập 2: Viết các lệnh G01 để dao di chuyển theo các đường cắt sau (hình ) Hình + Đo theo toạ độ tuyệt đối: G90 P0P1:..................................... P1P2:..................................... P2P3:..................................... P3P4:..................................... P4P5:..................................... P5P0:..................................... + Đo theo toạ độ tương đối: G91 P0P1:..................................... P1P2:..................................... P2P3:..................................... P3P4:..................................... P4P5:..................................... P5P0:..................................... + Đo theo toạ độ tuyệt đối: G90 P0P1:..................................... P1P2:..................................... P2P3:..................................... + Đo theo toạ độ tương đối: G91 P0P1:..................................... P1P2:..................................... P2P3:..................................... 52 25 P1 Po 20 P5 Y 6 P2 P4 P3 24 10 X Bài tập 3: Viết các lệnh G01 để dao di chuyển theo các đường cắt sau (hình ) 25 Po 520 P6 Y 23 P1 P2 P5 X 23 P4 P3 11 34 Hình Bài 19: LẬP TRÌNH GIA CÔNG BIÊN DẠNG CÓ BÙ BÁN KÍNH DAO TỰ ĐỘNG (G40, G41, G42) BÙ BÁN KÍNH DAO TỰ ĐỘNG BÊN TRÁI CONTOUR (G41); BÙ BÁN KÍNH DAO TỰ ĐỘNG BÊN PHẢI CONTOUR (G42): Chức năng: + Đo theo toạ độ tuyệt đối: G90 P0P1:..................................... P1P2:..................................... P2P3:..................................... P3P4:..................................... P4P5:..................................... P5P6:..................................... P6P0:..................................... + Đo theo toạ độ tương đối: G91 P0P1:..................................... P1P2:..................................... P2P3:..................................... P3P4:..................................... P4P5:..................................... P5P6:..................................... P6P0:..................................... Là bộ lệnh định nghĩa phương dịch dao để tạo nên khoảngcách đều từ tâm dao đến đường gia công bằng bán kính dao phay.Gía trị bán kính dao dùng trong hiệu chỉnh được lưu trong thư viện dao của máy do người dùng ấn định. Cơ sở để định nghĩa phươngdịch dao bên phải (G42) hay bên trái (G41) đường gia công là đường gia công và phương chạy dao. Lệnh giúp cho người lập trình không phải tính toán hành trình tâm dao, đỡ phải tính toán phức tạp khi thực hiện viết chương trình NC. Cú pháp: G41: Hiệu chỉnh bán kính dao bên trái đường gia công hướng nhìn theo phương chạy dao. G42: Hiệu chỉnh bán kính dao bên Phải đường gia công hướng nhìn theo phương chạy dao. (Lệnh chỉ dùng cho một lần Z và phải được kết thúc bằng G40) Moät vaøi löu yù khi duøng G41 vaø G42 Trong khoaûng chaën G41 -- G40 vaø G42 -- G40 coù moät soá chöùc naêng khoâng ñöôïc söû duïng - ñoù laø: - Caùc leänh di chuyeån goác toïa ñoä G53 ñeán G57,G58 vaø G59 - Thay ñoåi duïng cuï caét. - Goïi chu trình gia coâng hoaëc chöông trình con. - Laäp trình 2 laàn Z - Khi gia coâng cung loõm hoaëc goùc trong thì R dao phaûi nhoû hôn cung gia coâng. Chöùc naêng Laø boä leänh ñònh nghóa phöông dòch dao ñeå taïo neân khoaûng caùch ñeàu töø taâm dao ñeán ñöôøng gia coâng baèng baùn kính dao phay. Gía trò baùn kính dao duøng trong hieäu chænh ñöôïc löu trong thö vieän dao cuûa maùy do ngöôøi duøng aán ñònh. Cô sôû ñeå ñònh nghóa phöông dòch dao beân phaûi (G42) hay beân traùi (G41) ñöôøng gia coâng laø ñöôøng gia coâng vaø phöông chaïy dao. Leänh giuùp cho ngöôøi laäp trình khoâng phaûi tính toaùn haønh trình taâm dao, ñôõ phaûi tính toaùn phöùc taïp khi thöïc hieän vieát chöông trình NC.( Xem hình 36 ) Cuù phaùp G41: Hieäu chænh baùn kính dao beân traùi ñöôøng gia coâng höôùng nhìn theo phöông chaïy dao. G42: Hieäu chænh baùn kính dao beân Phaûi ñöôøng gia coâng höôùng nhìn theo phöông chaïy dao. (Leänh chæ duøng cho moät laàn Z vaø phaûi ñöôïc keát thuùc baèng G40) BỎ BÙ BÁN KÍNH DAO (G40): Haønh trình taâm dao vaø ñöôøng gia coâng ñaõ ñöôïc laäp trình VÍ DỤ ÁP DỤNG: Ví dụ 1: bù bán kính dao  O: G17 G90 G00 X0 Y0 S400; ................Lựa chọn mặt phẳng gia công G17 O  P1: G41 G00 X30. Y15. D01 M03; ............Bù phía trái đường cắt của dao G41 P1  P2: G01 Y65. F150; ....................... P2  P3: X50. .................................. P3  P4: G02 X70. Y45. I20.; .................. Các câu lệnh thực hiện G41 P4  P5: G01 Y25.; .................................. P5  P6: X20.; .................................. P6  O: G40 G00 X0 Y0 M05; ........................Bỏ bù bán kính dao Hình: Ví dụ bù bán kính dao Trong các câu lệnh đang thực hiện chức năng bù bán kính dao phải luôn luôn có giá trị của X hoặc Y. Nếu hai câu lệnh liền nhau nào đó không có giá trị X hoặc Y thì máy sẽ tự động bỏ bù dao. Ví dụ 2: Viết chương trình cho đường đi của dao như hình Hình TT Yêu cầu Chương trình 1 Tên chương trình:505 2 Mặt phẳng gia công X,Y.Đo theo toạ độ tuyệt đối.Tốc độ trục chính 500 v/p. Dao di chuyển đến toạ độ X0;Y0. 3 Dao di chuyển đến toạ độ cách mặt trên của chi tiết 5mm. Mở trục chính quay thuận chiều. 4 Bù dao sang phía trái đường cắt của dao. Số hiệu bù bán kính dao 01. Dao di chuyển đến điểm A. 5 Mặt đáy dao di chuyển quá mặt đáy phôi 2mm. Mở dung dịch trơn nguội. 6 Dao cắt thẳng từ A đến B. Bước tiến 120 mm/ph. 7 Dao cắt cung tròn từ B đến C. 8 Dao cắt thẳng từ C đến D. 9 Dao cắt thẳng từ D đến E. 10 Dao cắt cung tròn từ E đến F. 11 Dao cắt thẳng từ F đến G. 12 Dao di chuyển đến toạ độ cách mặt trên của chi tiết 5mm. Tắt dung dịch trơn nguội 13 Bỏ bù bán kính dao. Trở về toạ độ X0; Y0. Dừng trục chính 14 Tự động trở về điểm R của trục Z. 15 Kết thúc chương trình. Ví dụ 3: Viết chương trình cho đường đi của dao như hình Hình TT Yêu cầu Chương trình 1 Tên chương trình:506 2 Mặt phẳng gia công X,Y.Đo theo toạ độ tuyệt đối.Tốc độ trục chính 300 v/p. Dao di chuyển đến toạ độ X0;Y0. 3 Dao di chuyển đến toạ độ cách mặt trên của chi tiết 5mm. Mở trục chính quay thuận chiều. 4 Mặt đáy dao di chuyển quá mặt đáy phôi 2mm. Mở dung dịch trơn nguội. 5 Bù dao sang phía trái đường cắt của dao. Số hiệu bù bán kính dao 02. Dao cắt từ điểm O đến điểm A. Bước tiến 120 mm/ph. 6 Dao cắt cung tròn từ A đến B. 7 Dao cắt cung tròn từ B đến B. 8 Dao cắt cung tròn từ B đến C. 9 Dao di chuyển từ C đến O. Bỏ bù bán kính dao. 10 Dao di chuyển đến toạ độ cách mặt trên của chi tiết 5mm. Tắt dung dịch trơn nguội 11 Tự động trở về điểm R của trục Z. Dừng trục chính. 12 Kết thúc chương trình. Bài 20: KIỂM TRA SỬA LỖI VÀ CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH NHẬP (HOẶC SOẠN THẢO) CHƯƠNG TRÌNH VÀO MÁY: Có hai phương pháp nhập chương trình: Nhập chương trình vào máy bằng tay: Sau khi chuẩn bị chương trình xong, bằng các nút ký tự và các nút số trên bàn phím của máy nạp các dữ liệu vào bằng tay. Các bước tiến hành nhập chương trình bằng tay như sau: Bước 1: Đọc bản vẽ, các yêu cầu trong bản vẽ. Bước 2; Chọn phương án gá kẹp, phương án sử dụng dao, tính toán chế độ cắt. Bước 3: Viết chương trình NC lên giấy nháp, kiểm tra, sữa chữa hoàn chỉnh. Bước 4: Viết chương trình vào vùng soạn thảo của máy CNC, kiểm tra sữa chữa. Bước 5: Chạy mô phỏng trực tiếp trên máy. Bước 6: Tiến hành gia công. Ví dụ: Lập chương trình gia công trên máy phay CNC chi tiết sau: B1: Đọc bản vẽ B2: - Chi tiết được gá kẹp trên ETO, sử dụng hai laoij dao phay ngón nhiều lưỡi d =8 và d = 20 T1H1 : d = 20mm, s = 2500v/p, f = 250mm/p T2H2 : d = 8mm, s = 1500v/p, f =180mm/p Bước 3: Viết chương trình gia công lên giấy, kiểm tra, sữa chữa hoàn chỉnh. O0019 ; N5 G40 G49 G80 G90 G94 G97 ; N10 G00 X288 Y106 Z213 ; N15 T1 G43 H1 ; N20 M03 S2500 F250 ; N25 G00 X-15 Y-15 Z20 ; N30 G01 Z-20 ; N35 G01 Y-10 ; N40 G01 X120 ; N45 G01 Y60 ; N50 G01 X-10 ; N55 G01 Y-10 ; N60 G00 Z20 ; N65 G00 X288 Y106 Z213 ; N70 M00 M05 G49 ; N75 T2 G42 H2 ; N80 M03 S1500 F180 ; N85 G00 X20 Y7.68 Z20 ; N90 G01 Z-10 ; N95 G02 X90 R70 ; N100 G03 Y43.32 R20 ; 37 N105 G02 X20 R70 ; N110 G03 Y7.68 R20 ; N115 G00 Z20 ; N120 G00 X288 Y106 Z213 ; N125 M05 M09 G49 ; N130 M30 ; Bước 4: nhập các dòng lệnh trên vào vùng soạn thảo của máy CNC, kiểm tra, sữa chữa Bước 5: Chạy mô phỏng trên máy. Bước 6: Tiến hành gia công. Nhập chương trình vào máy từ computer. Ở một số trung tâm gia công vừa và lớn, người lập trình không cần phải trực tiếp lập trình trên máy CNC, mà các nhân viên lập trình tiến hành lập trình trong phòng lập trình (phòng CAM) sau đó đổ vào máy CNC thông qua hệ thống CAP (để đổ được vào máy CNC cần phải có phần mềm bẻ khóa thích hợp). KIỂM TRA VÀ SỬA LỖI: Sau khi lập trình xong, để đảm bảo cho quá trình chạy máy đảm bảo an toàn, công việc đầu tiên của người thợ phải kiểm tra và sửa lỗi chương trình. Công việc kiểm tra và sửa lỗi chương trình bao gồm các nội dung sau: Kiểm tra số câu lệnh N: Trong một chương trình số thứ tự của câu lệnh tùy chọn từ nhỏ đến lớn có thể liền nhau hoặc cách quãng. Số hiệu của câu lệnh được biểu thị bằng các con số. Số hiệu này tùy theo người lập trình đặt. Ví dụ: N01; N02; N03 Hoặc : N01; N03; N07 Kiểm tra và sửa lỗi lệnh G: Đảm bảo G00 và G01 được dùng chính xác không bị nhầm lẫn. Lệnh G gồm chữ cái G và các con số từ 00 đến 999. Ví dụ 1: G00 X80. Z5. Lệnh này cho biết chạy dao nhanh đến điểm đích có tọa độ X= 80. Z= 5. Ví dụ 2: G02 X60. Y-30. R5. Lệnh này cho biết dao sẽ cắt theo cung tròn theo chiều kim đồng hồ với bán kính R=5 đến điểm có tọa độ X= 60; Y= -30. Kiểm tra và sửa lỗi số vòng quay trục chính ( S ): Ví dụ: G97 S200 Tốc độ cắt là 200 vòng/phút. G96 S150 Tốc độ cắt là 150 mét/phút. Kiểm tra sửa lỗi lượng chạy dao ( F ): Ví dụ: F200 Lượng tiến dao là 200 mm/phút. Kiểm tra địa chỉ dao T ( Tool ): Lệnh T gọi dao từ ổ tích dao vào vị trí làm việc. Lệnh T bao gồm chữ cái T và các con số đứng sau nó. Ví dụ: T03 ; - T : Lệnh gọi dao. - Số 03 là số thứ tự dao ( Dao số 03 ). Các chức năng phụ M ( Misceellaneous function ): Chức năng phụ M còn gọi là chức năng trợ giúp Ví dụ: M08 : Mở dung dịch trơn nguội. M09 : Tắt dung dịch trơn nguội . M03 : Trục chính quay thuận. M04 : Trục chính quay nghịch. M05 : Dừng quay trục chính. . M01 : Tạm dừng chương trình. M30 : Kết thúc chương trình. CHẠY MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH: Sau khi đã nhập và ghi nhớ chương trình vào máy, cho máy chạy mô phỏng để phát hiện lỗi của chương trình. Từ đó có thể sửa chữa để tối ưu hoá chương trình. Khi cho chạy ở chế độ này các đường cắt gọt của dao được minh họa bằng đồ họa trên màn hình. Trong chế độ này có thể cho chạy mô phỏng từng câu lệnh hoặc chạy mô phỏng liên tục cả chương trình. Bài 21: VẬN HÀNH MÁY PHAY CNC Khi thực hiện gia công chi tiết trên phay thông thường người công nhân dùng tay để điều chỉnh máy, người thợ căn cứ vào phiếu công nghệ để cắt gọt chi tiết nhằm đảm bảo yêu cầu kĩ thuật đặt ra. Đối với trung tâm gia công thì việc thực hiện các chức năng của máy được điều khiển tự động theo chương trình . Bởi vậy khi vận hành trung tâm gia công cần phải thực hiện theo trình tự sau: 1. Kiểm tra và sửa lỗi chương trình. 2. Nhập và gọi tên chương trình gia công. 3. Chạy GRAPHIC và chạy không cắt gọt, cắt thử từng câu lệnh kiểm tra chương trình. 4. Vận hành tự động. KIỂM TRA VÀ SỬA LỖI CHƯƠNG TRÌNH: Sau khi lập trình xong, để đảm bảo cho quá trình chạy máy đảm bảo an toàn, công việc đầu tiên của người thợ phải kiểm tra và sửa lỗi chương trình. Công việc kiểm tra và sửa lỗi chương trình được tiến hành theo trình tự hợp lý (ở bài 08): NHẬP VÀ GỌI TÊN CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG: Nhập chương trình: Thực hiện theo hai phương pháp nhập chương trình: nhập vào bằng máy hoặc coppy vào đĩa và nạp vào máy thông qua đường truyền cáp. Gọi chương trình gia công: Đầu tiên ấn vào nút MEM để đưa máy về chế độ ghi nhớ, sau đó ấn vào nút mềm để đưa máy sang chế độ tìm kiếm (Search), tên các chương trình sẽ hiện lên màn hình, lựa chọn chương trình, sau đó ấn vào nút RESET để chọn chương trình, cho chạy chương trình bằng nút START. TÊN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC BỘ PHẬN TRONG BẢNG ĐIỀU KHIỂN MÁY: Bảng điều khiển máy có hai phần: Bảng điều khiển màn hình ( CTR control panel): Bảng điều khiển này để điều khiển màn hình CTR. Trên bảng có các nút, các ký tự, các nút chữ cái, các nút chức năng để soạn thảo chương trình. Tên và các chức năng của các bộ phận của bảng điều khiển CTR Màn hình CTR: Đây là màn hình giống màn hình của ti vi, có chức năng hiện lên những dữ liệu của chương trình NC. CTR là chữ cái viết tắt của các từ : Cathode Ray Tube: đèn chân không (đèn phát hình của ti vi). Nút khởi động lại: RESET Nút này để khởi động lại chương trình NC khi máy bị treo không hoạt động đư- ợc hoặc khi máy phải tắt khẩn cấp. Nút trợ giúp : HELP Nhấn vào nút này hướng dẫn sử dụng sẽ hiện lên màn hình. Nút chuyển: SHIFT Khi ấn vào nút chuyển (Shift ) cho phép các ký tự bên dưới phía bên phải của các nút địa chỉ được đưa vào máy. Các nút mềm (Soft key): Các nút này để lựa chọn các chức năng soạn thảo, xóa, ghi nhớ chương trình Các nút này ở hàng phía dưới của màn hình CRT . Nút các địa chỉ (Address key): Các nút này nạp các chữ cái và các ký hiệu vào máy. Nút các con số và giá trị (Numeric value key): Các nút này nạp các ký hiệu âm và dương và các giá trị bằng số vào máy. n z w messa prog m system pos u o x s 2 reset can insertalter setting offset eob shift delete help input 0 g t f 1 4 7 9 3 5 6 8 FANUC SYSTEM 21i F1 F3 F4 Nút thay đổi: ALTER Muốn thay đổi một giá trị nào đó trong chương trình, di chuyển con trỏ đến vị trí đó, đánh giá trị cần thay đổi sau đó nhấn vào nút ALTER thì giá trị cần thay đổi sẽ được đưa vào. Nút chèn: INSERT Chèn thêm dữ liệu vào sau con trỏ khi ấn vào nút INSERT. Tương đương nút ENTER trên bàn phím của máy tính. Nút xoá: DELETE Nhấn vào nút này dữ liệu ở vị trí con trỏ sẽ bị xoá. Nút nạp vào: INPUT Nút này đưa các chữ cái, các ký hiệu, các giá trị bằng các con số được đưa vào chương trình NC. Nút xoá: CAN Nút này sẽ xoá đi các địa chỉ, các con số ngay phía trước con trỏ. Nút dịch chuyển con trỏ: Nút này dịch chuyển con trỏ theo hướng mũi tên. Nút chuyển đổi trang: Nút này mở từng trang trên màn hình. Nút vị trí: POS Ấn vào nút này màn hình sẽ hiện lên giá trị tọa độ X Yvà Z của máy. Nếu OGIGIN. Các nút này dùng để định đ muốn thay đổi giá trị của trục X ,Yvà Z kết hợp với các nút mềm PRESET và nút iểm gốc của phôi. Nút chương trình: PROG Nút này dùng để soạn thảo chương trình, nạp chương trình, xoá chương trình, chọn chương trình. Nút bù dao: OFFSETseting Nhấn vào nút này để nhập các giá trị bù dao. Nút: CAPS Nút này dùng để trở về trang đầu tiên của màn hình. Nút thông tin: MESSA Nút này đưa ra màn hình toàn bộ tình trạng hoạt động của máy. Nút chạy mô phỏng: Custom graph Nút này chạy mô phỏng để kiểm tra chương trình. Bảng điều khiển máy: Bảng điều khiển này để điều khiển máy. Trên bảng có các nút chức năng để điều khiển máy. STOPSTART IMERGENCY ON OFF  Vùng các nút lựa chọn chế độ hoạt động:  Chế độ ghi nhớ: Mem Chế độ này gọi và chạy chương trình đã được lựa chọn từ bộ nhớ của máy, chương trình này sẽ được thực hiện ở trên máy. Chế độ hoạt động: MDI MDI là chữ cái viết tắt của các từ : Manual date input (nạp các dữ liệu vào bằng tay). Trong chế độ hoạt động MDI máy có thể chạy trong khi ta lập trình từ bàn phím. Chế độ nhập chương trình: tape Ở chế độ này chương trình được chuẩn bị ở đĩa mềm từ máy ngoài và được chuyển vào máy theo hệ thống cáp. Chế độ nhập chương trình và sửa chữa chương trình: EDITION Chế độ này cho phép soạn thảo, kiểm tra, sửa đổi chương trình. Chế độ điều khiển bằng tay: H (HANDLE) Chế độ này cho phép điều khiển máy bằng tay. tape editor mdi memory handle  Nút chạy từng câu lệnh: Single Block Nút này dùng để mở chế độ chạy từng câu lệnh trong chương trình. Nút dừng bước công nghệ: Optional Stop Nút này tạm dừng chương trình sau một bước công nghệ. Muốn chạy tiếp chương trình ấn vào nút START. Nút chạy không cắt gọt: dry run Nút này để chạy không cắt gọt kiểm tra chương trình. Nút bỏ qua câu lệnh: Bloc skip Câu lệnh tiếp theo sẽ đuợc bỏ qua nếu ấn vào nút này.. Vùng nút tắt, mở nước tới nguội, tắt và mở đèn: Vùng nút này có các nút để tắt, mở dung dịch tới nguội, tắt mở đèn. Vùng nút điều khiển trục chính: Các nút này điều khiển trục chính quay thuận hoặc ngược chiều kim đồng hồ (Theo hướng nhìn vào mặt đầu trục chính) hoặc dừng trục chính. Nút NOR trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ. Nút REV trục chính quay cùng chiều kim đồng hồ. Nút SPJ nhấp trục chính. Nút STOP dừng trục chính. Nút tắt khẩn cấp: Emergency Stop Nút này tắt máy khẩn cấp. Trước khi khởi động lại, nút này phải được cài đặt lại. Nút chạy máy tự động: START Nút này cho máy chạy tự động theo chương trình, hoặc chạy từng câu lệnh. Nút dừng chương trình: STOP Nếu muốn dừng chương trình ấn vào nút này. Vùng các nút chức năng: Chế độ nhấp: JOG Single bloc Dry run Optional stop Bloc skip Handle feed jog feed Rapid traverse zero Chế độ này cho phép điều khiển di chuyển bàn dao chậm không liên tục bằng tay. Chế độ di chuyển nhanh: Rapid traverse Chế độ này cho phép điều khiển di chuyển bàn dao nhanh bằng tay. Chế độ trở về điểm gốc: ZERO Máy ở chế độ này ấn vào nút theo các trục máy sẽ trở về điểm gốc R. Chế độ thay đổi bước tiến bằng tay: Ở chế độ này có thể thay đổi bước tiến của máy bằng tay. Tay quay điện tử: Vùng tay quay điện tử có các nút lựa chọn các trục X,Y,Z, và một trục khác. Ngoài ra còn có các nút lựa chọn giá trị của mỗi vạch trên tay quay điện tử. Các bước vận hành trung tâm gia công: Z FANUC Lập quy trình công nghệ: Thứ tự gia công được lập thành chương trình và nạp vào máy. Kiểm tra điều kiện cắt gọt của các dao: Kiểm tra các dao được sử dụng trong chương trình và các yếu tố cắt: v; s; t của các dao cho phù hợp. Khai báo dao: Kiểm tra thứ tự các dao gá trong ổ tích dao, khai báo dao. Các công việc chuẩn bị: Chương trình phải được chuẩn bị trước, kiểm tra kỹ lưỡng trước khi nạp vào máy, khi nạp xong chương trình vào máy cho chạy mô phỏng, kiểm tra và sửa lỗi chương trình. Chuẩn bị dao, chuẩn bị đồ gá kẹp phôi, gá đặt phôi... Có các phương pháp kiểm tra chương trình như : chạy mô phỏng, chạy không cắt gọt, chạy cắt thử trực tiếp trên chi tiết ở chế độ chạy từng câu lệnh. + Cắt thử : Cắt thử là công việc kiểm tra chương trình lần cuối, cắt gọt thực tế trên chi tiết. Khi cắt gọt hoàn chỉnh một chi tiết, và chi tiết đó phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ mới tiến hành gia công tự động. Cắt thử bằng chế độ chạy từng câu lệnh. + Vận hành tự động máy: Chi tiết gia công được tự động hoàn thiện trên máy bằng việc chạy tự động chương trình. Thiết lập chế độ làm việc tự động của máy: Sau khi đã hoàn tất các công việc như chuẩn bị chương trình, gá phôi, gá dao, định điểm gốc không của phôi, kiểm tra chương trình bằng việc chạy mô phỏng, chạy không cắt gọt, cắt thử cắt gọt thực tế trên chi tiết. Khi cắt gọt hoàn chỉnh một chi tiết, và chi tiết đó phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ mới tiến hành gia công tự động chương trình với các công việc sau : * Gọi chương trình gia công bằng cách nhấn nút PROG. * Nhấn nút EDIT. * Nhấn nút RESET. * Nhấn nút MEM cho đèn bật sáng. * Nhấn nút ST (START). Bài tập tổng hợp: Lập trình gia công chi tiết như hình vẽ: Hướng dẫn lập chương trình: 2 lỗ M8 4 lỗ F8 Phôi thép 45 dày 23mm đã gia công mặt đáy và 4 mặt xung quanh. Bước 1: Lập trình gia công mặt phẳng trên cắt đạt kích thước chiều dày chi tiết 20mm bằng dao phay mặt phẳng đường kính 100mm. Bước 2: Gia công 2 rãnh 2 bên sâu 10mm bằng dao phay ngón đường kính 20mm. Cắt từ điểm P1 P2  P3  P4. Bước 3: Gia công 2 rãnh phía trước và sau sâu 5mm bằng dao phay ngón đường kính 20mm cắt 2 lần mỗi lần cắt bề rộng 10mm. Lần cắt thứ 2 cắt từ điểm P5 P6  P7  P8. Bước 4: Khoan mồi các lỗ bằng mũi khoan mồi có góc ở đỉnh 90 độ. Bước 5: Khoan 4 lỗ Ø8. Bước 6: Khoan lỗ Ø18. Bước 7: Khoét lỗ Ø 19.7 Bước 8: Doa lỗ Ø 20 Bước 9: Vát mép lỗ Ø 20 Bước 10: Khoan 2 lỗ Ø 6.7 Bước 11: Ta rô 2 lỗ ren M8 Bảng các dao dùng trong chương trình gia công: Dao phay mặt đầu Dao phay ngón Mũi khoan mồi Mũi khoan 8 Mũi khoan 100 / 0 18 VËn tèc c¾t 200m/p 100m/p 30m/p 30m/p Sè vßng quay trôc chÝnh 500 v/p 300v/p 1000v/p 1200v/p 530v/p B­íc tiÕn 150mm/p 150mm/p 100mm/p 100mm/p 200mm/p ChiÒu dµi dao 108mm 140mm 120mm 100mm 200mm Sè hiÖu bï dao H01 H02 H03 H04 H05 Dao khoÐt 19.7 Dao khoÐt 20 Dao v¸t mÐp Mòi khoan 6.7 Mòi ta r« M8 VËn tèc c¾t 100m/p 200m/p 30m/p 12m/p Sè vßng quay trôc chÝnh 1600 v/p 3200v/p 1000v/p 1400v/p 400 B­íc tiÕn 150mm/p 200mm/p 100mm/p 100mm/p 500mm/p ChiÒu dµi dao 200mm 200mm 120mm 100mm 200mm Sè hiÖu bï H06 H07 H03 H08 H09 dao TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Công nghệ trên máy CNC - Tác giả PGS.TS Trần Văn Địch - Nhà xuất bản KHKT 2000. 2. Máy công cụ CNC - Tác giả Tạ Duy Liêm - Nhà xuất bản KHKT 1999. 3. Kỹ thuật điều khiển số - Tác giả Tăng Huy - Nguyễn Đắc Lộc.