TỔNG QUÂN VỀ MÁY TIỆN CNC
Cấu tạo chung của máy tiện CNC
Máy tiện CNC có cấu tạo tương tự như máy tiện truyền thống, nhưng khác biệt ở chỗ nó tự động hóa quá trình gia công Trong khi máy tiện thông thường yêu cầu người điều khiển theo dõi vị trí dao cắt và thực hiện thao tác một cách kịp thời, thì máy tiện CNC giúp nâng cao độ chính xác và năng suất Điều này cho phép sản xuất các chi tiết kỹ thuật đạt yêu cầu mà không phụ thuộc nhiều vào trình độ tay nghề của người vận hành.
Máy CNC hoạt động dựa trên một chương trình được lập trình theo quy tắc nghiêm ngặt, phù hợp với quy trình công nghệ đã được thiết kế và cài đặt trong phần mềm của máy.
Kết quả của máy CNC không bị ảnh hưởng bởi kỹ năng của người điều khiển, mà người điều khiển chủ yếu thực hiện vai trò giám sát và kiểm tra các chức năng hoạt động của máy.
Hình dáng kết cấu của máy tiện CNC cũng tương tự máy tiện thông thường, ngoài ra máy tiện CNC còn có một số đặc điểm riêng sau
Hình 1.1 Hình dáng bên ngoài của máy tiện CNC Những đặc trưng cơ bản của máy tiện CNC:
Máy tiện CNC sở hữu tính năng tự động hóa cao, mang lại năng suất cắt vượt trội và giảm thiểu thời gian phụ Nhờ vào mức độ tự động hóa nâng cao, máy CNC có khả năng thực hiện nhiều chuyển động đồng thời, tự động thay dao, hiệu chỉnh sai số dao cụ, và kiểm tra kích thước chi tiết Hơn nữa, máy còn tự động điều chỉnh sai lệch vị trí giữa dao và chi tiết, tưới nguội và hút phoi ra khỏi khu vực cắt, tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Chương trình CNC có tính năng linh hoạt cao, cho phép thay đổi nhanh chóng để phù hợp với các loại chi tiết khác nhau, từ đó rút ngắn thời gian phụ và thời gian chuẩn bị sản xuất Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa sản xuất hàng loạt nhỏ, giúp sản xuất nhanh chóng những chi tiết đã có chương trình mà không cần dự trữ Máy CNC có khả năng gia công các chi tiết nhỏ và vừa, phản ứng linh hoạt với sự thay đổi trong nhiệm vụ công nghệ Quan trọng nhất, việc lập trình gia công có thể thực hiện ngoài máy, nhờ vào sự hỗ trợ của kỹ thuật tin học và các thiết bị máy tính, vi xử lý.
Máy CNC có khả năng thực hiện nhiều nguyên công khác nhau mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết, nhờ vào tính năng tập trung nguyên công Từ đó, các máy CNC đã được phát triển thành các trung tâm gia công CNC, mang lại hiệu quả cao trong sản xuất.
Máy CNC mang lại tính năng chính xác và đảm bảo chất lượng cao, giúp giảm thiểu hư hỏng do sai sót của con người và giảm cường độ chú ý cần thiết khi làm việc Với khả năng gia công chính xác hàng loạt và độ chính xác lặp lại, máy CNC thể hiện sự ổn định vượt trội trong suốt quá trình gia công Hệ thống điều khiển khép kín của máy cho phép gia công các chi tiết với độ chính xác cao cả về hình dáng lẫn kích thước, từ đó thuận tiện cho việc lắp ghép và giảm thiểu tổn thất phôi liệu ở mức thấp nhất.
Máy CNC là công nghệ tiên tiến nhất hiện nay, cho phép gia công chính xác và nhanh chóng các chi tiết có hình dáng phức tạp, đặc biệt là các bề mặt ba chiều.
- Tính năng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao:
+ Cải thiện tuổi thọ dao nhờ điều kiện cắt tối ưu Tiết kiệm dụng cụ cắt gọt, đồ gá và phụ tùng khác
+ Tiết kiệm tiền thuê mướn lao động do không cần yêu cầu kỹ năng nghề nghiệp nhưng năng suất gia công cao hơn.
+ Sử dụng lại chương trình gia công
+ Giảm thời gian sản xuất
+ Thời gian sử dụng máy nhiều hơn nhờ vào giảm thời gian dừng máy.
+ Giảm thời gian kiểm tra vì máy CNC sản xuất chi tiết chất lượng đồng nhất.
+ CNC có thể thay đổi nhanh chóng từ việc gia công loại chi tiết này sang loại khác với thời gian chuẩn bị thấp nhất.
Đặc tính kỹ thuật của máy CNC
Trục chính là bộ phận quan trọng của máy, chịu trách nhiệm tạo ra vận tốc cắt gọt Bên trong trục chính được trang bị động cơ bước, cho phép điều chỉnh tốc độ và thay đổi chiều quay Một đầu của trục chính được kết nối với mâm cặp, dùng để gá và kẹp chặt chi tiết gia công Hệ thống thủy lực hoặc khí nén được lắp đặt phía sau trục chính, giúp đóng mở và kẹp chặt chi tiết một cách hiệu quả.
2.2 Truyền động trục chính Động cơ của trục chính máy tiện CNC có thể là động cơ một chiều hoặc xoay chiều Động cơ một chiều điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng kích từ Động cơ xoay chiều thì điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng độ biến đổi tầng số thay đổi số vòng quay đơn giản có mô men truyền tải cao
2.3 Truyền động chạy dao Độngcơ (xoay chiều, một chiều) truyền chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến bằng bộ vít me đai ốc bi làm cho từng trục chạy dao độc lập (Trục X, Y)
Các loại động cơ này sở hữu đặc tính động học vượt trội, mang lại hiệu quả cao trong quá trình cắt và phanh Với mô men quá tính nhỏ, chúng đảm bảo độ chính xác và khả năng điều chỉnh tối ưu.
Bộ vít me đai ốc bi được thiết kế để tối ưu hóa khả năng truyền dẫn, với tính năng biến đổi linh hoạt và giảm thiểu ma sát Nó cho phép điều chỉnh khe hở một cách hợp lý, đảm bảo hiệu suất truyền dẫn ổn định ngay cả khi hoạt động ở tốc độ cao.
Hình 1.2 Hệ thống truyền động chạy dao của máy tiện CNC 1-2-3-4-5-6- Các đường truyền liên giữa các động cơ bộ xử lý trung tâm (CPU ) của hệ điều khiển.
Trong quá trình tháo chi tiết bằng hệ thống thủy lực hoặc khí nén, mâm cặp hoạt động nhanh, lực phát động nhỏ và đảm bảo an toàn Máy tiện CNC thường gia công với tốc độ cao, với số vòng quay của trục chính có thể đạt tới 8000 vòng/phút.
12 khi gia công kim loại màu ) Do đó lực ly tâm là rất lớn nên mâm cặp thường được kẹp bằng hệ thống thủy lực ( khí nén ) tự động.
Bộ phận này bao gồm chi tiết dùng để định tâm và gá lắp chi tiết, điều chỉnh, kẹp chặt nhờ hệ thống thủy lực ( khí nén )
2.6 Hệ thống bàn xe dao
Bao gồmhai bộphận chính sau:
Gá đỡ ổ tích dao, hay còn gọi là bàn xe dao, là bộ phận chịu trách nhiệm đỡ ổ chứa dao Nó thực hiện các chuyển động tịnh tiến ra vào theo chiều song song và vuông góc với trục chính, nhờ vào các chuyển động của động cơ bước được lập trình sẵn.
+ Ổ tích dao ( đầu rovonve ): Máy tiện thường dùng hai loại sau:
- Đầu rơvônve có thể lắp từ 8 đến 12 dao các loại.
- Các ổ chứa trong tổ hợp gia công với các bộ phận
Đầu rơvôn ve cho phép thay dao nhanh chóng trong thời gian ngắn, trong khi ổ chứa dao có khả năng chứa nhiều dao mà không gây nguy hiểm hay va chạm trong khu vực làm việc của máy tiện.
Trong cả hai trường hợp, chuôi dao được kẹp chặt trong khối mang dao tại các vị trí xác định trên bàn xe dao Các khối mang dao này tương thích với gá đỡ dao trên máy tiện và đều được tiêu chuẩn hóa.
Các đầu rơ vôn ve có cấu trúc đa dạng tùy thuộc vào công dụng và yêu cầu công nghệ của từng loại máy, bao gồm kiểu chữ thập và kiểu đĩa hình trống, với đầu rơ vôn ve phổ biến nhất cho máy tiện CNC Chúng có khả năng lắp đặt nhiều loại dao như tiện, phay, khoan, khoét và cắt ren, với phần chuôi được tiêu chuẩn hóa giúp dễ dàng lắp ghép với các đồ gá trên đầu rơ vôn ve.
Các ổ chứa dao cụ thường ít được sử dụng hơn so với đầu rơvônve do việc thay đổi dụng cụ khó khăn hơn Tuy nhiên, ổ chứa lại có ưu điểm về độ an toàn và sự ổn định trong quá trình hoạt động.
Hệ thống tự động 13 giúp giảm thiểu va chạm trong vùng gia công, cho phép ghép nối một số lượng lớn dụng cụ một cách dễ dàng mà không cần sự can thiệp của con người.
Bảng điều khiển là thiết bị quan trọng cho phép trao đổi thông tin giữa người sử dụng và máy CNC Cấu trúc của bảng điều khiển có thể khác nhau tùy thuộc vào từng nhà sản xuất, nhưng vai trò của nó trong việc điều khiển máy tiện CNC luôn là yếu tố then chốt.
TOPTURN S15 có cấu tạo như sau:
Hình 1.3 Bảng điều khiển của máy tiện CNC TOPTURN S15
2.8 Hệ thống dụng cụ cắt trên máy tiện ( Tooling system of CNC lathe )
Tất cả dao tiện trên máy CNC đều có phần cắt được cấu tạo từ các mảnh hợp kim lắp ghép, và mỗi dao chỉ được lắp cố định tại một vị trí trên đầu rơ vôn ve Chúng có khả năng thực hiện tự động chính xác theo chương trình đã được định sẵn Các dao này có thể thay đổi cho nhau và lắp lẫn với các máy CNC khác nhau trong phân xưởng Kết cấu của dao tiện dùng cho máy CNC rất đa dạng, chủ yếu phụ thuộc vào bề mặt gia công.
Hình 1.5: Mô tả các loại dao tiện cơ bản dùng trên máy tiện CNC 2.9 Thông số kỹ thuật
Máy tiện CNC TOPTURN S15, sản xuất tại Đài Loan, có những đặc tính kỹ thuật cơ bản khác nhau tùy thuộc vào từng hãng sản xuất.
Gá dao trên từng vị trí trên mâm dao
3.1 Hệ trục tọa độ và các quy ước
Các trục tọa độ của máy CNC giúp xác định hướng chuyển động của cơ cấu máy và dụng cụ cắt Chiều dương của các trục X, Y, Z được xác định theo quy tắc bàn tay phải, với ngón tay cái chỉ chiều dương của trục X, ngón tay giữa chỉ chiều dương của trục Z, và ngón tay trỏ chỉ chiều dương của trục Y.
Hình 1.12 hệ tọa độ theo quy tắc bàn tay phải Quy tắc đối với máy tiện CNC 2 trục
Trục Z song song với trục chính của máy, có chiều dương từ mâm cặp tới dụng cụ, luôn chạy ra khỏi bề mặt gia công Chiều âm của trục Z là chiều ăn sâu vào vật liệu.
Trục X vuông góc với trục máy, có chiều dương hướng về đài dao, tức là hướng về phía dụng cụ cắt Nếu đài dao nằm ở phía trước trục chính, chiều dương của trục X sẽ hướng vào người điều khiển; ngược lại, nếu đài dao ở phía sau trục chính, chiều dương sẽ đi xa khỏi người điều khiển.
Hình 1.13 Các trục tọa độ trên máy tiện CNC a/ Đài dao ở phía đối diện người điều khiển b/ Đài dao ở cùng phía người điều khiển
Trục Y được xác định sau khi các trục X,Z đã được xác định theo quy tắc bàn tay phải. 3.2 Các điểm chuẩn của máy
Điểm góc tọa độ của máy M (machine reference zero) là điểm cố định do nhà chế tạo xác định trong quá trình thiết kế Đây là điểm chuẩn để xác định vị trí của các điểm khác, chẳng hạn như gốc tọa độ của chi tiết W Đối với máy tiện, điểm M thường được chọn là giao điểm của trục Z với mặt phẳng đầu trục chính.
Trước khi lập trình, lập trình viên cần xác định điểm gốc W (Workpiece zero point) để từ đó xác định vị trí các điểm gốc trên đường bao của chi tiết Việc này yêu cầu các kích thước trên bản vẽ gia công phải tương ứng với các giá trị tọa độ Hình 4.3 minh họa cách chọn điểm gốc W, có thể được lựa chọn trong phạm vi không gian làm việc của máy và chi tiết gia công Để thay đổi điểm W trong quá trình lập trình, chúng ta sử dụng nhóm lệnh từ G54 đến G59.
+ Điểm gốc của chương trình P
Điểm P là vị trí an toàn mà dụng cụ cắt sẽ bắt đầu gia công, cách điểm W một khoảng cách hợp lý Việc chọn điểm P cần đảm bảo cho chi tiết gia công hoặc dụng cụ cắt có thể dễ dàng thay đổi và gá lắp Điểm này được khai báo ở đầu chương trình, như thể hiện trong hình 4.5.
Hình 1.14: Điểm gốc chương trình P + Điểm chuẩn của máy R
Trong hệ thống máy do dịch chuyển, các giá trị đo thực sẽ bị mất khi xảy ra sự cố mất điện Để khôi phục hệ thống đo về trạng thái trước đó, cần đưa dụng cụ đến điểm chuẩn R, có khoảng cách xác định so với điểm gốc của máy Để giám sát và điều chỉnh quỹ đạo chuyển động của dụng cụ, cần thiết phải thiết lập một hệ thống đo lường nhằm xác định quãng đường thực tế so với tọa độ lập trình Trên các máy CNC, các mốc được đặt để theo dõi tọa độ thực của dụng cụ trong quá trình dịch chuyển, với vị trí của dụng cụ luôn được so sánh với gốc đo lường của máy M Khi khởi động mạch điều khiển, tất cả các trục phải chạy về điểm chuẩn R, với giá trị tọa độ so với điểm gốc M luôn được giữ cố định theo quy định của nhà chế tạo.
Điểm chuẩn trên máy CNC được xác định chính xác nhờ vào cữ chặn lắp trên bàn trượt và các công tắc giới hạn hành trình Với độ chính xác cao, hệ thống đo của máy CNC có thể đạt được giá trị 0,001mm cho hệ Metre và 0,0001 inch cho hệ Inch Khi di chuyển về điểm chuẩn, các trục sẽ chạy nhanh và chuyển sang chế độ chậm khi gần đến vị trí để đảm bảo định vị chính xác.
+ Điểm thay dụng cụ cắt N
Là điểm mà dụng cụ cắt sẽ ở đó trước khi thay đổi dụng cụ cắt khác, để tránh va chạm dụng cụ cắt vào chi tiết( hình 4.6 )
Hình 1.15: Các điểm N và E2.5 điểm điều chỉnh dụng cụ cắt E.
Khi sử dụng nhiều dụng cụ cắt, cần xác định kích thước của các dụng cụ này trên thiết bị điều chỉnh Thông tin này sẽ được đưa vào hệ thống điều khiển để tự động điều chỉnh kích thước dụng cụ cắt một cách chính xác.
Điều chỉnh chấu cặp kẹp phôi
Mỏy CNC có độ chính xác gia công rất cao, vì vậy đồ gá trên máy CNC cần đảm bảo độ chính xác gá đặt vượt trội so với các đồ gá trên máy vạn năng thông thường Để đạt được độ chính xác này, cần chọn chuẩn sao cho sai số chuẩn bằng 0, và sai số kẹp chặt phải được tối thiểu hóa Đồng thời, điểm đặt của lực kẹp cũng cần được thiết kế để tránh gây biến dạng cho chi tiết gia công.
Máy CNC có độ cứng vững cao, vì vậy đồ gá phải đảm bảo không làm giảm độ cứng vững của hệ thống khi vận hành ở công suất tối đa Điều này yêu cầu đồ gá trên máy CNC có độ cứng vững vượt trội so với các loại đồ gá thông thường Do đó, đồ gá CNC cần được chế tạo từ thép hợp kim và áp dụng phương pháp tôi bề mặt để đạt được độ cứng cần thiết.
Khi gia công trên máy CNC, việc đảm bảo sự định hướng chính xác của chi tiết gia công là rất quan trọng, vì mọi chuyển động của máy và dao bắt đầu từ gốc tọa độ Do đó, đồ gá cần phải hạn chế tất cả các bậc tự do, nghĩa là phải được định vị chính xác trên cả hai phương dọc và ngang của bàn máy.
Trên máy CNC, việc gia công nhiều bề mặt chi tiết trong một lần gá đặt là rất quan trọng Do đó, cơ cấu định vị và kẹp chặt của đồ gá cần phải được thiết kế sao cho không ảnh hưởng đến dụng cụ cắt khi chuyển đổi giữa các bề mặt gia công Phương pháp kẹp chặt hiệu quả nhất là thực hiện kẹp ở bề mặt đối diện với bề mặt định vị.
Loại đồ gá này được thiết kế với các chi tiết cố định, cho phép gá nhiều loại chi tiết gia công khác nhau trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ Mâm cặp là bộ phận quan trọng để truyền mô men xoắn cho chi tiết gia công Trên máy tiện CNC, có ba loại mâm cặp thường được sử dụng, bên cạnh mâm cặp 3 và 4 chấu phổ biến.
Hình 1.16: Động cơ kết nối mâm cặp
Mâm cặp có 2 hoặc 3 chấu kẹp với các chấu lệch tâm độc lập Khi quay, lực ly tâm tác động khiến các chấu kẹp chặt chi tiết gia công Nhờ vào các lực cản tự hãm, chi tiết gia công giữ vững vị trí, không bị xê dịch dưới tác động của lực cắt.
4.2.3.Mâm cặp có chân mặt đầu cứng
Mâm cặp có chân mặt đầu cứng giúp xác định chính xác mặt đầu của tất cả các chi tiết gia công theo trục Z Lực kẹp chi tiết được sinh ra nhờ mũi tâm, tuy nhiên, nếu mặt đầu không vuông góc với tâm, các chân mặt đầu sẽ ăn vào chi tiết gia công không đều, dẫn đến giảm mô men xoắn truyền từ trục chính của máy.
Hình 1.17 Mâm cặp có chân mặt đầu cứng 1- Thân; 2- lò xo; 3- mũi tâm; 4- chi tiết tỳ mặt đầu; 5- chân mặt đầu bằng hợp kim cứng; 6 – chi tiết gia công
4.2.4 Mâm cặp có chân mặt đầu tùy động
Các chân mặt đầu hình tròn xoay được lắp vào các lỗ chứa chất dẻo, giúp kẹp chặt chi tiết gia công từ mũi tâm Khi đó, mặt đầu bên trái chi tiết đẩy các chân mặt đầu sang trái, làm tăng áp lực chất dẻo Tất cả chân mặt đầu tiếp xúc đều với mặt đầu chi tiết, đảm bảo lực kẹp tác động đồng đều Mâm cặp mặt đầu có chân tùy động tạo ra mô men xoắn lớn hơn so với mâm cặp có chân cứng, phù hợp cho việc kẹp chi tiết gia công thô.
Số chân mặt đầu có thể là 8, 10, 12
Hình 1.18: Mâm cặp mặt đầu có chân tùy động
1- Lò xo; 2 – Thân; 3 –Chất dẻo; 4 –Chân mặt đầu; 5 – Mũi tâm
4.2.5 Đồ gá vạn năng điều chỉnh được
Đồ gá vạn năng điều chỉnh bao gồm hai phần chính: phần cơ sở và phần chi tiết có thể thay đổi, với kết cấu đơn giản và chi phí chế tạo thấp Loại đồ gá này rất hữu ích trong sản xuất hàng loạt nhỏ, đặc biệt khi gia công theo nhóm Trên các máy tiện CNC, đồ gá vạn năng điều chỉnh thường được sử dụng với các mâm cặp ba chấu có khả năng điều chỉnh, cho phép thay đổi các chấu kẹp linh hoạt.
Hình 1.19: Mâm cặp 3 chấu thay đổi hiệu chỉnh 4.2.6 Điều chỉnh mâm cặp
- Xác định đường kính phôi (phải nằm trong khoảng cách dịch chuyển của mâm cặp).
- Xác định vị trí các ốc chặn.
- Sử dụng lục giác để điều chỉnh.
- Thử lại lực kẹp bằng đèn báo để đảm bảo điều chỉnh chính xác.
Gá phôi đủ lực yêu cầu
- Căn cứ vào đèn báo trên bảng điều khiển biết chính xác lwucj kẹp.
Điều chỉnh lực kẹp phôi
- Điều chỉnh áp suất dầu ra trên bộ phần áp suất dầu
Công tác bảo quản, bảo dưỡng máy CNC
Bảo dưỡng máy móc thường xuyên và định kỳ theo hướng dẫn của nhà cung cấp là rất quan trọng, giúp đảm bảo quy trình hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
- Không vận hành máy khi chua đọc và hiểu rõ hướng dẫn an toàn vận hành máy
Khi vận hành thiết bị, cần tránh tiếp xúc với các bộ phận máy đang chuyển động và không nên đeo nhẫn, đồng hồ, dây chuyền hay cà vạt Đảm bảo quần áo gọn gàng để tăng cường an toàn trong quá trình làm việc.
- Phải cất các thiết bị phục vụ (đồ gá kẹp, dao cụ, giẻ lau ) xung quanh máy vào vị trí quy định trước khi vận hành máy.
- Chú ý: không vận hành máy sau khi sử dụng thuốc không có đơn, uống những dược phẩm mạnh, các đồ uống có độ cồn kích thích
- Dừng trục chính hoàn toàn trước khi thay đổi dao cụ
- Dừng hẳn trục chính và các trục chuyển động trước khi gá hay tháo phôi
- Dừng hẳn trục chính trước khi hiệu chỉnh phôi, đồ gá hay vòi làm mát đang làm việc.
- Dừng hẳn trục chính trước khi đo đạt kích thước trên phôi.
- Tắt nguồn trước khi hiệu chỉnh hay thay đổi các chi tiết trên máy.
- Chú ý vị trí các phím chức năng khi máy dang hoạt động hoặc dang gá lắp phôi , dao
- Không được khởi động máy khi lưỡi cắt đang chạm vào phôi.
- Đảm bảo vùng làm việc đủ ánh sáng
- Vùng làm việc sạch sẽ và khô ráo Dọn dẹp phoi, dầu và các vật trở ngại khác.
- Không được dựa vào máy khi máy đang hoạt động
- Không để máy hoạt động mà không có sự quan sát.
- Dịnh vị và kẹp chặt phôi chắc chắn.
- Sử dụng tốc độ và lượng chạy dao đúng với từng nguyên công nếu có những tiếng ồn và rung động khác thường.
- Kiểm tra dao và đồ gá trước khi gia công.
- Cất giữ các vật liệu và chất lỏng dễ cháy ra khỏi vùng làm việc và phoi nóng.
- Không sử dung máy trong môi trường dễ nổ.
Trước khi lắp đặt, vận hành hoặc sửa chữa máy, cần kiểm tra tất cả các chỗ nối để đảm bảo an toàn Đồng thời, điện áp cung cấp phải phù hợp với yêu cầu của máy để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
Trước khi lắp đặt hoặc sửa chữa máy, hãy ngắt tất cả các nguồn điện để đảm bảo an toàn Điều này bao gồm việc ngắt nguồn điện trước khi mở hộp điện hoặc hộp điều khiển Chỉ những người có chuyên môn mới được phép thực hiện sửa chữa máy.
Khi không sử dụng tắtnguồn tổng của máy
Câu 1: Trình bằng phương pháp điều khiển điểm và phương pháp điều khiển Contour đối với máy CNC?
Câu 2: Trình bày các điểm chuẩn Máy, chuẩn phôi, chuẩn dao?
Trong quá trình làm việc với máy CNC, việc phân biệt các điểm chuẩn và định nghĩa là rất quan trọng Đồng thời, cần kiểm tra trực tiếp trên máy để đảm bảo độ chính xác Cân chỉnh dao một cách chính xác và nhận biết các vị trí gá dao cũng là yếu tố then chốt giúp nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
CÀI GÓC PHÔI – OFFSET DAO
Cài góc phôi
Bảng điều khiển của máy tiện Topturn S15
Khoá bảo vệ chế độ vận hành máy
Chế độ bảo vệ chọn phím chức năng Chế độ bảo vệ vận hành tự động
Chế độ bảo vệ chỉnh sửa chưa trình
Công tắc MODE dùng để chọnchế độ vận hành máy
Sử dụng chế độ EDIT khi thao tác : Gọi chương trình lưu trong bộ nhớ máy cnc,hoặc thẻ nhớ trước khi vận hành ở chế độ tự động
Tạo mới,chỉnh sửa hoặc xóa chương trình lưu trong bộ nhớ máy cnc.
Coppy chương trình từ computer hoặc thẻ nhớ vào máy cnc
Sao chép chương trình từ máy CNC sang máy tính hoặc thẻ nhớ Sử dụng chế độ AUTO để máy CNC hoạt động tự động theo chương trình được đọc từ bộ nhớ của máy CNC.
Sử dụng chế độ DNC để máy cnc vận hành tự động theo chương trình được đọc trực tiếp từ bộ nhớ computer hoặc thẻ nhớ
Sử dụng chế độ MDI để máy cnc vận hành tự động theo chương trình được nhập bằng tay tạm thời
Chương trình được nhập bằng tay tạm thời,chỉ thi hành 1 lần , tự xóa đi sau khi kết thúc.
Chế độ di chuyển trục bằng tay quay phát xung
Chọn trục cần di chuyển : X ,Z, Chọn tốc độ cần di chuyển : X1,X10,X100
Xoay núm về dấu - để di chuyển trục theo hứơng - , xoay núm về dấu + để di chuyển trục theo hứơng + Chế độ di chuyển trục bằng nút nhấn.
Chọn tốc độ di chuyển trục bằng công tắc FEED OVERIDE
Bấm nút di chuyển trục bằng tay để di chuyển bàn và trục chính với tốc độ chậm( cắt gọt )
Chế độ di chuyển trục bằng nút nhấn.
Chọn tốc độ di chuyển trục bằng công tắc RAPID OVERIDE
Bấm nút di chuyển trục bằng tay để di chuyển bàn và trục chính với tốc độ nhanh( không cắt gọt )
Chọn chế độ ZERO RETURN để di chuyển trục về toạ độ gốc của máy:
Chọn tốc độ di chuyển bằng công tắc RAPID OVERIDE
Khi vận hành máy ở chế độ tự động (AUTO,DNC ,MDI) công tắc RAPID OVERIDE dùng để điều chỉnh % tốc độ dịch chuyển trục của máy
* Khi vận hành máy ở chế độ bằng tay RAPID, công tắc RAPID OVERIDE dùng để điều chỉnh tốc độ di chuyển trục của máy theo % tốc độ tối đa
Khi vận hành máy ở chế độ tự động (AUTO,DNC ,MDI) công tắc FEED OVERIDE dùng để điều chỉnh
% tốc độ cắt gọt F trong chương trình ( từ 0% đến 200%)
Khi vận hành máy ở chế độ bằng tayJOG , công tắc FEED OVERIDE dùng để điềuchỉnh tốc độ di chuyển trục từ 0 → 4000 mm/min
Nút khởi động hệthống thủy lực
Nút xoá trạng thái quá cử hành trình
Khi máy CNC hoạt động ở chế độ tự động (AUTO, DNC, MDI) và nhấn nút DRY RUN, đèn sẽ sáng, lúc này tốc độ di chuyển nhanh (RAPID) và tốc độ cắt gọt (FEED) trong chương trình sẽ không được áp dụng Thay vào đó, trục máy sẽ di chuyển theo tốc độ được chọn ở công tắc FEED OVERIDE.
Khi máy CNC hoạt động ở chế độ tự động (AUTO, DNC, MDI), nếu nút M.S.T LOCK sáng đèn, máy sẽ không thực hiện các lệnh có M, S, T trong chương trình, ngoại trừ lệnh M00 và M01.
M02,M30 còn có hiệu lực Nút khoá trục máy
Khi sử dụng máy CNC ở chế độ tự động (AUTO, DNC, MDI), bạn cần nhấn nút SINGLE BLOCK để kích hoạt chế độ thực hiện từng block lệnh trong chương trình Sau mỗi lần nhấn CYCLE START, máy sẽ thi hành một block lệnh.
*Nếu đèn SINGLE BLOCK không sáng thì máy CNC sẽ thi hành chương trình liên tục sau khi bấm CYCLE START 1 lần.
Khi máy hoạt động ở chế độ tự động (AUTO, DNC, MDI), nếu nút OPTION STOP sáng, lệnh M01 trong chương trình sẽ tạm dừng quá trình thực hiện Để tiếp tục, người dùng cần nhấn nút CYCLE START một lần nữa.
*Nếu ấn nút OPTION STOP tắt thì lệnh M01 trong chương trình không có tác dụng
Khi máy hoạt động ở chế độ tự động (AUTO, DNC, MDI), việc nhấn nút BLOCK SKIP sẽ làm cho khối lệnh nằm sau dấu / trong BLOCK lệnh không được thực hiện.
Nếu nút BLOCK SKIP tắt, dấu / trong chương trình sẽ không có tác dụng Để băng tải ba vớ quay ngược chiều kim đồng hồ, ấn nút CHIP CONVEYOR CCW để đèn sáng Để dừng băng tải ba vớ, ấn nút CHIP CONVEYOR STOP để đèn sáng Để băng tải ba vớ quay cùng chiều kim đồng hồ, ấn nút CHIP CONVEYOR CW để đèn sáng.
Công tắc chọn thứ tự dao
Nút nhấn gọi dao đã được chọn
Hệ thống điều khiển trục chính
Khi vận hành máy ở chế độ bằng tay như MPG, JOG, hoặc RAPID, bạn có thể chọn tốc độ bằng cách ấn nút SPINDLE CCW để quay trục chính ngược chiều kim đồng hồ, hoặc ấn nút SPINDLE CW để quay trục chính cùng chiều kim đồng hồ Để dừng quay trục chính, hãy ấn nút SPINDLE STOP.
Nút nhấp trục chính Đèn báo trạng thái kẹp của mâm cặp Đèn báo trạng thái hộp số Đèn báo lổi chương trình Đèn báo lổi hệ thống dầu
Trong trường hợp khẩn cấp ấn nút E- STOP để ngắt nguồn Servo vàdừng di chuyển trục ngay lập tức.
*Để mở khóa nút E-STOP , vặn nút theo chiều kim đồng hồ , nút sẽ tự động bật lên
Khi vận hành máy ở chế độ tự động(AUTO,DNC ,MDI) ấn nút CYCLE START để thi hành chương trình
*Nút CYCLE START sẽ sáng đèn cho đến khi kết thúc chương trình hoặc ấn nút CYCLE STOP
Khi máy CNC hoạt động theo chương trình tự động, bạn có thể ấn nút CYCLE STOP để tạm dừng chương trình Lưu ý rằng thao tác này chỉ dừng di chuyển của các trục, trong khi trục chính vẫn tiếp tục hoạt động.
*Nhấn CYCLE START để tiếp tục thi hành chương trình
Nút chọn hướng di chuyển trục giúp điều chỉnh vị trí của máy, trong khi đèn báo trạng thái cho biết tọa độ gốc của trục Z và trục X Tay quay phát xung được sử dụng để di chuyển trục máy một cách thủ công.
Chọn trục di chuyển theo phương X cho tay quay phát xung
Chọn trục di chuyển theo phương Z cho tay quay phát xung
Chống tâm di chuyển ra
Chống tâm di chuyển vào Ụ chống tâm di chuyển ra Ụ chống tâm di chuyển vào
Mở nước tưới nguội theo lập trình (M8 có hiệu lực khi đèn sáng )
Mở nướctưới nguội bằng tay Đóng cửa tự động
Nút mở rộng chức năng
Hình 2.1: Bảng điều khiển máy tiện CNC
1.2.Các chức năng vận hành
Khi lập trình gia công, việc chọn dao phù hợp với bề mặt gia công là rất quan trọng Quyết định này dựa trên chức năng của dụng cụ và hệ điều khiển quy ước.
*Bao gồm: Địa chỉ T và 4 chữ số tạo thành 2 nhóm
Nhóm thứ hai chỉ OFFSET dao
Nhóm thứ nhất chỉ số hiệu dao
Nếu nhóm thứ hai là 00 tứ là bỏ OFFSET dao
1.2.2.Chức năng chọn tốc độ trục chính S:
+ Trường hợp tốc độ tính theo (vòng/phút)
Trục chính quay thuận(ngược chiều) kim đồng hồ
Số vòng quay trục chính Điều khiển số vòng quay trục chính(n) không đổi theo vòng/phút
Trục chính quay thuận chiều kim đồng hồ với tốc độ 1000 vòng/phút
Trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ 750 vòng/phút
+ Trường hợp tốc độ tính theo(mét/phút):
Trục chính quay thuận (ngược chiều) kim đồng hồ
Giá trị vận tốc dài của trục chính Điều khiển số vòng quay trục chính (V) không đổi theo mét/phút
G96 S100 M03 Trục chính quay thuận chiều kim đồng hồ với tốc độ 100m/phút G96 S150 M04 Trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ 150m/phút Chú ý:
Giá trị vận tốc dài của trục chính tỷ lệ nghịch với đường kính phôi trong quá trình cắt, dẫn đến tốc độ cắt gia tăng khi dao tiến gần tâm Do đó, khi sử dụng lệnh G96, cần thiết phải áp dụng thêm lệnh G50 S… để giới hạn tốc độ cắt.
G50 S1500 Giới hạnsố vòng quay trục chínhtối đa là 1500 vòng/phút
1.2.3 Chức năng chọn lượng tiến dao F:
Lượng dịch chuyển dao được xác định bằng chức năng F.Lượng dịch chuyển có đơn vị là mm/vòng hoặc mm/phút.
+ Trường hợp lượng dịch chuyển là mm/phút (hình 9.2):
Giá trị dịch chuyển Điều khiển dịch chuyển dao theo mm/phút
Ví dụ: G98 G01 X50 Z20 F70 Dịch chuyển dao tới điểm có tọa độ XPmm;
Z mm; lượng dịch chuyển Fpmm/phút
Hình 2.2: Mô tả các lệnh dịch chuyển
+ Trường hợp lượng dịch chuyển là mm/vòng(hình 9.3):
Giá trị dịch chuyển Điều khiển dịch chuyển dao theo /vòng
Ví dụ: G99 G01 X50 Z20 F0.25 Dịch chuyển dao tới điểm có tọa độ XPmm; Z mm; lượng dịch chuyển F=0.25mm/vòng.
Thiết lập bù dao
STT Nội dung Trình tự thực hiện
1 Mở máy – kiểm tra an toàn
Mở nguồn – đèn báo nguồn sáng
Mở nút nguồn trên bảngđiều khiển
Kiểm tra tất cả các đèn báo an toàn.
Mở nút nhấn khẩn cấp –Kiểm tra nguồn thủy lực máy.
Để đảm bảo quá trình kẹp phôi hiệu quả, cần thực hiện việc đóng mở mâm cặp nhằm xác định khoảng cách chính xác Nếu khoảng cách không đạt yêu cầu, hãy điều chỉnh mâm cặp để tránh tình trạng phôi không sáng hoặc không được kẹp chắc chắn.
3 Đặt tốc độ ban đầu cho trục chính
Chuyển chế độ MPI Nhập câu lệnh chọn dao: Txxxx Nhập câu lệnh tốc độ : VD: S1000 M3;
4 Xác định góc phôi theo trục Z Điều chỉnh qua tốc độ tay.
Rà mặt đầu phôi –Xem là điểm không.
Chuyển qua trang offset – GEOM- Chọn vị trí dao- Nhậpgiá trị Z0 –Ghi giá trị.
5 Xác định góc phôi theo trục X Điều chỉnh qua tốc độ tay.
Rà mặt bên phôi –Xem là điểm không
Chuyển qua trang offset – GEOM- Chọn vị trí dao- Nhập giá trị X ( tương ứng với kết quả đo được trên đường kính phôi) –Ghi giá trị.
Mô phỏng, chạy thử
3.1 Chương trình nhập kiểm tra phôi
% Txxxx ( Tương ứng với số dao được chọn)
Xxx; ( Giá trị xx là đường kính phôi được đo);
Sau khi di chuyển máy đến góc ZRN, hãy chuyển sang chế độ MDI và nhập chương trình tương ứng Tiến hành điều chỉnh tốc độ chạy Rapid trong khoảng 0-100%, chế độ F từ 0-200%, và tốc độ máy S trong khoảng 50-120%.
Nhấn nút Cycle Start (Màu xanh) đểchạy chương trình – Stop (màu đỏ) để dừng chương trình đang thực hiện
Kiểm tra bằng mắt thường hoặc bằng thước để xác định vị trí tương quan giửa các điểm góc của phôi
Câu 1: Giải thích các lệnh chọn dao và thiết lập thông số về tốc độ và chiều quay trục chính?
Câu 2: Viết lượng chương trình xác định góc phôi?
Thay dao đúng loại dao cần thiết.
Chọn dao và cài đặt đúng vị trí cho từng loại dao trong khoảng thời gian cho phép
GIA CÔNG TIỆN TRỤ
Cấu trúc chương trình CNC
+ Các hình thức tổ chức lập trình Để thực hiện việc lập trình gia công, có hai hình thức tổ chức lập trình sau đây:
- Lập trình tại phân xưởng.
- Lập trình trong chuẩn bị sản xuất
+ Hình thức lập trình tại phân xưởng
Lập trình tại phân xưởng được thực hiện trực tiếp trên máy thông qua bảng điều khiển, cho phép người lập trình quan sát dữ liệu và kiểm soát lỗi chương trình Sau khi hoàn tất lập trình, chương trình mô phỏng đồ họa có thể được chạy trên màn hình để phát hiện va chạm của dụng cụ cắt hoặc sai quỹ đạo chuyển động Nếu có sự cố xảy ra, người lập trình cần điều chỉnh lại chương trình Để thực hiện hình thức lập trình này, người vận hành máy cần có trình độ tay nghề cao.
+ Hình thức lập trình trong chuẩn bị sản xuất
Hình thức lập trình trong chuẩn bị sản xuất là phương pháp quan trọng cho các nhà máy quy mô lớn sử dụng nhiều máy CNC và gia công đa dạng chi tiết Công việc lập trình diễn ra tại phòng công nghệ hoặc trung tâm lập trình của nhà máy, với chương trình được chuyển trực tiếp tới máy CNC qua mạng hoặc thẻ nhớ Để thực hiện hiệu quả, nhà máy cần đội ngũ lập trình viên chuyên môn hóa, thành thạo các phương pháp lập trình Ưu điểm của phương pháp này là năng suất lập trình cao, cho phép người lập trình, ngay cả khi chưa thành thạo vận hành máy, vẫn có thể lập trình gia công cho nhiều loại chi tiết khác nhau.
Hình thức tổ chức lập trình trong giai đoạn chuẩn bị sản xuất có nhược điểm là các lỗi chương trình thường chỉ được phát hiện sau khi thực hiện mô phỏng hoặc gia công thử.
+ Cấu trúc một chương trình gia công
Chương trình NC (Điều khiển số) bao gồm tất cả các lệnh cần thiết để gia công chi tiết trên máy CNC, với cấu trúc đã được tiêu chuẩn hóa.
Tùy thuộc vào nhà sản xuất hệ điều khiển, ký hiệu chương trình có thể là chữ số hoặc chữ cái Cấu trúc chương trình gia công trên máy NC luôn bao gồm ba phần chính.
Đầu chương trình bao gồm các lệnh quan trọng như tên chương trình, khai báo điểm bắt đầu của dụng cụ cắt, lựa chọn dụng cụ cắt, thiết lập tốc độ của trục chính và dung dịch trơn nguội.
+ Thân chương trình: bao gồm một tập hợp lệnh về thông tin kích thước phôi và các chế độ gia công
+ Cuối chương trình: gồm các lệnh trở về điểm gốc chương trình, tắt dung dịch làm mát, dừng trục chính, dừng chương trình
• Hệ điều hành fanuc có cấu trúc một chương trình cụ thể như sau:
Hình 3.1: Cấu trúc chương trình CNC
Chế độ cắt khi tiện CNC
Mã đầu băng và cuối băng
Mã đầu băng và cuối băng của chương trình được ký hiệu bằng dấu % Hai ký hiệu này không hiển thị trên màn hình máy CNC, nhưng chúng rất quan trọng khi xuất nhập chương trình từ và vào máy CNC.
Số của chương trình gia công CNC
Chương trình trong hệ FANUC được đặt tên bằng chữ O + số thứ tự chương trình Người ta phân loại các số thứ tự như sau:
+ O0001 – O7999: Vùng do người dùng tùy chọn
+ O8000 - O8999: Vùng do người dùng có bảo vệ
+ O9000 –O999: Vùng dành cho nhà sản xuất
+ Bạn có thể dùng bất cứ số nào miễn là nằm trong vùng cho phép
+ Nếu cần viết ghi chú cho dễ nhớ thì để trong ngoặc đơn Thí dụ
+ Hệ thống sẽ đọc nhưng không xử lý nhóm từ trong ngoặc đơn.
Số thứ tự và block
+ Số thứ tự block N được dùng cho dễ truy xuất dòng lệnh
+ Phạm vi số thứ tự: N1- N9999
+ Nếu không dùng số thứ tự block thì cũng không sao
+ Số thứ tự block N không được đứng trước số chương trình O
Nếu không có số chương trình, hệ thống sẽ sử dụng số thứ tự của block đầu tiên để đặt tên cho chương trình Việc đánh số một số dòng lệnh có thể được bỏ qua.
+ Chương trình CNC được kết thúc bởi các mã lệnh sau đây:
+ M02: Kết thúc chương trình chính
+ M30: Kết thúc và trở về đầu chương trình chính
+ M99: Kết thúc chương trình con
+ Tuy nhiên nếu viết /M02, /M30, /M99 và trên panel điều khiển bật ON công tắc bỏ qua block có điều kiện thì chương trình sẽ không kết thúc.
2.1 Cấu trúc một câu lệnh (Cấu trúc của một block)
Cấu trúc của một block
Hình 3.2: Cấu trúc một câu lệnh 2.2 Cấu trúc một từ lệnh
Thí dụ Địa chỉ Số
Một 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 đến Z.
Số câu lệnh Thông tin hình học Thông tin công nghệ
(thông tin dịch chuyển) ( thông tin vận hành )
N –số thứ tự câu lệnh
X, Y, Z –tọa độ theo các trục.
I, J, K –tọa độ tâm cung tròn theo các trục X, Y, Z.
+ Số thứ tự câu lệnh
Số thứ tự câu lệnh bao gồm một chữ cái N (number) và một số tự nhiên theo sau, giúp xác định vị trí các câu lệnh trong bộ nhớ hệ điều khiển Điều này rất hữu ích trong việc tìm kiếm và sử dụng các lệnh lặp hoặc chu trình một cách dễ dàng.
Bao gồm mã điều khiển G, kèm theo các con số chỉ kiểu dịch chuyển.
Ví dụ: G00 dịch chuyển dao nhanh
G00 dịch chuyển dao theo đường thẳng.
G02 dịch chuyển dao theo cung tròn cùng chiều kim đồng hồ
Các giá trị tọa độ X,Z kèm theo các con số chỉ vị trí cần dịch chuyển dến của dụng cụ cắt.
Bao gồm lệnhvề lượng dịch chuyển dao F ( lượng chạy dao ), kèm theo chỉ số giá trị dịch chuyển.
T0202 là dao số 2 và ví trí bộ nhớ số 2
Lệnh cho trục chính quay M, kèm theo chỉ số chiều quay.
Ví dụ: M04 làm cho trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ, lệnh mở dung dịch làm mát M08
Lệnh M còn gọi là các chức năng phụ.
2.3 Bỏ qua một block có điều kiện Để bỏ qua một hay nhiều block dùng dấu “/” đặt ở đầu block Hệ thống sẽ bỏ qua block n này nếutrên panel điều khiển của máy CNC bật ON công tắc OPSKIP.Nếu để OFF, block vẫn có hiệu kực
Có dung dịch trơn nguội
Khi gia công gang: Không cần dung dịch trơn nguội
Tập lệnh gia công tiện trụ
Hiện nay, hầu hết các máy tiện NC và CNC đều sử dụng ngôn ngữ lập trình theo tiêu chuẩn quốc tế ISO Trong đó, mã G là ký hiệu chức năng dịch chuyển của dụng cụ cắt, giúp xác định chế độ làm việc của máy CNC Mã G được viết tắt từ hai từ tiếng Anh: Geometric function.
Hệ điều khiển của máy tiện CNC TOPTURN S15 là FANUC Oi đều sử dụng mã M- code và G-code
G00 Chạy dao nhanh ( không ăn dao )
G02 Nội suy đường tròn theo chiều kim đồng hồ
G03 Nội suy đường tròn theo ngược chiều kim đồng hồ
G04 Dừng dao với thời gian xác định
G10 Lập trình dữ liệu đầu vào ( thiết lập thông số )
G11 Xóa chế độ lập trình dữ liệu đầu vào ( data sitting )
G12.1(G112) Chế độ nội suy tọa độ cực
G13.1(G113) Xóa chế độ nội suy theo tọa độ cực
G18 Xác định mặt phẳng XZ
G20 Hệ đơn vị tính theo inch
G21 Hệ đơn vị tính theo mét
G22 Kiểm tra hành trình đã lưu ON
G23 Kiểm tra hành trình đã lưu ON
G27 Kiểm tra lại điểm tham chiếu
G30 Vị trí trở lại tham chiếu ( gọi điểm tham chiếu thứ 2, 3, 4 )
G32 Cắt ren- tiến liên tục
G34 Cắt ren theo biến dẫn
G40 Hủy bỏ hiệu chỉnh bán kính dao
G41 Hiệu chỉnh bán kính dao bên trái so với đường biên dạng
G42 Hiệu chỉnh bán kính dao bên trái so với đường biên dạng
G50 Khai báo giá trị trục chính tối đa
G50.3 Thiết lập lại hệ thống phôi định sẵn
G52 Xác lập hệ tọa độ cục bộ
G53 Xác lập hệ tọa độ máy
G54 Điểm 0 thứ nhất của phôi
G55 Điểm 0 thứ hai của phôi
G56 Điểm 0thứ ba của phôi
G57 Điểm 0 thứ tư của phôi
G59 Điểm 0 thứ sáu của phôi
G66 Gọi chế độ macro riêng
G67 Xóa bỏ chế độ macro riêng
G70 Chu trình gia công tinh
G71 Chu trình gia công thô theo đường bao
G72 Chu trình gia công thô theo mặt
G73 Chu trình gia công thô theo biên dạng có sẵn
G74 Chu trình gia công khoan nhiều lần/ rãnh theo mặt ( mặt đầu
G75 Chu trình gia công rãnh theo bán kính ( cắt rãnh theo mặt lưng )
G80 Hủy bỏ chu trình khoan
G88 Chu trình ta rô bên
G90 Chu trình cắt gọt thẳng ( kiểu nhóm A )
G92 Chu trình cắt ren ( chỉ dùng cắt ren côn )
G94 Chu kỳ cắt B( mặt cuối )
G96 Chế độ tốc độ cắt không đổi ( ổn định vận tốc cắt của dao ) V
G97 ổn định tốc độ của trục chính(n), nhập v/p trực tiếp hay xóa bỏ chế độ G96 G98 Lượng ăn dao phút
G99 Lượng ăn dao theo vòng
Hình 3.3: Bảng G code 3.1 Các lệnh dịch chuyển
+ Từ lệnh dịch chuyển dao nhanh không cắt gọt: G00
Với loại điều khiển này, dụng cụ cắt có khả năng dịch chuyển nhanh chóng từ vị trí hiện tại đến điểm tiếp theo đã được lập trình, đạt tốc độ tối đa mà không thực hiện cắt, gọi là chạy dao nhanh.
Hệ điều khiển sẽ cho máy chạy từng trục một đến từng điểm đã cho trong câu lệnh Dạng điều khiển này chủ yếu dịch chuyển dao nhanh.
Giá trị dịch chuyển theo trục Z
Giá trị dịch chuyển theo trục X
Khi sử dụng máy tiện CNC, cần lưu ý rằng lệnh G00 sẽ khiến dao di chuyển theo phương hợp với trục Z một góc 60 độ Trong quá trình lập trình, tọa độ X và Y nên được sử dụng theo hệ tọa độ tuyệt đối, trong khi đó tọa độ U và W sẽ được áp dụng cho tọa độ tương đối.
Thí dụ: để di chuyển nhanh dụ cụ tới điểm X40.0 Z56.0, bạn viết: G00 X40.0 Z56.0; hoặc G00 U-60.0 W-30.5; ( lập trình theo đường kính).G00 X20.0 Z56.0; hoặc G00 U-30.0 W-30.5; (lập trình theo bán kính)
Hình 2.4: Lệnh dịch chuyển + Từ lệnh dịch chuyển dao cắt gọt theo đường thẳng G01
G01 X(U)… Z(W)……… F… (giá trị lượng chạy dao )
Tọa độ điểm đích theo trục Z
Tọa độ điểm đích theo trục X
Dòng lệnh này có thứ tự trong chương trình là 3, cắt theo đường thẳng theo tọa độ x = 100,
Z = 50, và lượng chạy dao là 0.15 mm/ vòng
Ví dụ 2 : lập trình gia công theo đường cắt ( hình 8.1 ), dao bắt đầu từ điểm 0 và kết thúc tại 0.
Hình 3.5: Lệnh dịch chuyển G01 Thí dụ
+ Từ lệnh dịch chuyển dao cắt gọt theo đường tròn : G02, G03
Với dạng điều khiển này, dao cắt sẽ dịch chuyển theo cung tròn, từ điểm hiện tại cho tới điểm đích với lượng chạy dao đã được xác định.
+ X,Z là tọa độ điểm cuối của cung tròn
+ R là bán kính của cung tròn
+ F là giá trị lượng chạy dao
+ I là khoảng cách từ điểm bắt đầu cung tròn đên tâm cung tròn theo trục X
+ K là khoảng cách từ điểm bắt đầu cung tròn đên tâm cung tròn theo trục Z
Nếu không biết I, K nhưng biết bán kính R của cung tròn, bạn có dung R để nội suy cung tròn Cách viết đơn giản là:
+ Hạn chế của cách lập trình theo R là góc tâm cung tròn phải nhỏ hơn 180 độ Không lập trình cho những cung tròn lớn hơn 180o.
+ Nếu cung tròn gần bằng 180 o ,nên dùng I, K, vì khi đó việc tinh tóan tâm cung có thể không chính xác
+ Nếu khi lập trình, trong dòng lệnh có cả I, K và R thì hệ thống ưu tiên chọn R.
Sơ đồ tính quỹ đạo cung tròn trong mặt phẳng XOZ
Hình 3.6 Sơ đồ giài thích chức năng G02, G03
Tính kích thước theo tọa độ tuyệt đối
Hình 3.7 Lập trình theo G02, G03 Tính các kích thước theo tọa độ tuyệt đối
Lập trình kích thước tính theo millimet Tọa độ Zero offset của phôi
Gọi dao T01 D1,tốc độ trục chính 1000vòng/phút quay cùng chiều kim đồng hồ,lượng chạy dao 0.07mm/vòng,
N11 M30 mở dung dịch làm nguội.
Chạy dao nhanh đến vị trí X22,Z2
Dao cắt dọc theo cung tròn từ (C) - (D) có bán kính R=4mm
Dao cắt dọc theo cung tròn từ (E) -(F) có bánh kính R=5mm
+ Giá trị của I,K(khoảng cách từ điểm bắt đầu của cung tròn đến tâm cung tròn) lấy theo giá trị bán kính.
+ Dấu (-)/(+) của trị sốI,K tùy thuộc vào vị trí tâm của cung tròn ở góc phần tư nào
(I,II,III.IV) và đã được xác định theo sơ đồ hình 8.4
Hình 3.8 Sơ đồ xác định dấu của I,K + Từ lệnh dịch chuyển dao về điểm chuẩn R của máy: G28
Khi sử dụng lệnh này, dụng cụ cắt sẽ tự động trở về điểm gốc của máy (điểm R) Lệnh này nên được áp dụng ở đầu và cuối chương trình gia công để dễ dàng quan sát hoạt động của máy.
+ X(U), Z(W) là tọa độ điểm trung gian mà dao sẽ điqua đó trước khi về điểm R + Sự di chuyển được thực hiện là G00 tuần tự X(U) rồi đến Z(W)
Ví dụ: Lập trình sử dụng G28 hình 8.5
Chú ý: Lệnh G28 thực hiện, dao sẽ đi qua điểm trung gian trước khi về điểm chuẩn R
Cho nên nếu viết nhầm: G28 X0 Z0
Thì dao sẽ đi qua điểm trung gian là điểm gốc tọa độ chi tiết, sau đó trở vềđiểm R Như vậy sẽ rất nguy hiểm.
3.4 Một số từ lệnh khác
+ Khai báo hệ đo kich thước
• Với hệ FANUC việc khai báo đơn vị đo được thực hiện thông qua các lênh sau:
• Trong một số hệ điều khiển khác, thí dụ như hệ FANUC dùng G70 và G71 thay vì G20 và G21
3.9: Hệ mét và hệ inch + Khai báo đơn vị tốc độ cắt S
G98 –Đơn vị lượng chạy dao F là mm/ph hoặc inch/ph
G99 - Đơn vị lượng chạy dao F là mm/vg hoặc inch/vg
G96 là chế độ tốc độ cắt với đơn vị tính là mét/phút (m/ph) hoặc inch/phút (inch/ph), giữ nguyên trên toàn bộ bề mặt gia công Trong khi đó, G97 quy định tốc độ cắt với đơn vị là vòng/phút (vg/ph), đảm bảo số vòng quay của trục chính không thay đổi trong suốt quá trình gia công.
Hình 3.11: Mối quan hệ giửa vận tốc cắt và đường kính
Khi đường kính lớn, số vòng quay nhỏ Khi đường kính nhỏ, số vòng quay lớn
Số vòng quay của trục chính không đổi - G97
Hình 3.12: Lệnh G97 Khi đường kính lớn tốc độ cắt lớn Khi đường kính nhỏ tốc độ cắt nhỏ
Vị trí gốc toạ độ lập trình phải nằm trên tâm trục chính
Hình 3.13: Vị trí tâm phôi + Giới hạn số vòng quay trục chính G50 khi dùng G96
Hình 3.14: Thí dụ G50 S3000 Khi số vòng quay đạt giới hạn nmaxthì trục chính sẽ quay với số vòng quay đó
Đơn vị nhập nhỏ nhất trong hệ thống CNC là số gia nhỏ nhất mà hệ thống có thể chấp nhận, thường là 0.001 mm hoặc 0.0001 inch Mọi số liệu nhập vào nhỏ hơn các giá trị này sẽ được làm tròn.
+ Tiện thô trụ theo trục X với cấu trúc lệnh G71
Trong đó: (1) - U : Chiều sâu cắtmỗi lần cắt
-R: Khoảng cách nhấc dao lên mỗi lần cắt
(2) -P : DÒng lệnh bắt đầu của biên dạng gia công
-Q : Dòng lệnh kết thúc của biên dạng gia công
-U : Lượng dư gia công trên trục X.
-W : Lượng dư gia công trên trục Z.
-F : Tốc độ cắt của chu trình
+ Tiện thô trụ theo trục Z với cấu trúc lệnh G72
Trong đó: (1) - W : Chiều sâu cắt mỗi lần cắt
-R: Khoảng cách nhấc dao lên mỗi lần cắt
(2) -P : DÒng lệnh bắt đầu của biên dạng gia công
-Q : Dòng lệnh kết thúc của biên dạng gia công.
-U : Lượng dư gia công trên trục X.
-W : Lượng dư gia công trên trục Z.
-F : Tốc độ cắt của chu trình.
+ Tiện tinh sau khi thực hiện chutrình tiện thô.
Trong đó: -P : DÒng lệnh bắt đầu của biên dạng gia công
-Q : Dòng lệnh kết thúc của biên dạng gia công
-F : Tốc độ cắt của chu trình.
Phân tích bản vẽ gia công
Hình 3.15: Chi tiết gia công
Lập trình chi tiết
5.1 Lập trình theo toạ độ tuyệt đối
Trên máy tiện CNC 2 trục lập trình theo tọa độ tuyệt đối thì bắt trực tiếp bằng tọa độ X và
Z trên từng câu lệnh, nếu dùng G90 thì khai báo phải thuộc hệ
Hình 3.16: Lập trình tọa độ tuyệt đối 5.2 Lập trình theo toạ độ tương đối
Trên máy tiện CNC 2 trục, việc lập trình theo tọa độ tương đối được thực hiện bằng cách sử dụng tọa độ U và W trong từng câu lệnh Khi áp dụng mã G91, các khai báo cần phải thuộc hệ thống kiểu nhóm B và C.
Lập trình và mô phỏng trên phần mềm CIMCO – EDIT V5
6.1 Cài đặt phần mềm trên máy tính
Copy và cài đặt với cách thiết lập theo yêu cầu của nhà sản xuất.
6.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm
Hình 3.17: Giao diện phần mềm + Viết chương trình
- Tạo chu trình tiện trụ theo chu trình
+ Mô phỏng chương trình – chỉnh sửa.
Hình 3.18: Mô phỏng chương trình với chu trình G71,G70
Xuất nhập chương trình NC
7.1 Nhập (hoặc soạn thảo) chương trình vào máy
Có hai phương pháp nhập chương trình vào máy:
7.2 Nhập chương trình vào máy bằng tay
Sau khi hoàn tất việc chuẩn bị chương trình, chúng ta sử dụng các nút ký tự và nút số trên bàn phím của máy để nhập dữ liệu bằng tay Khi chương trình được nhập và sửa lỗi hoàn chỉnh, máy sẽ tự động lưu lại chương trình.
7.3 Nhập chương trình bằng thẻ, máy tính.
Chúng ta có thể chuẩn bị chương trình cho máy CNC bằng cách soạn thảo trên phần mềm máy tính, sau đó lưu vào thẻ nhớ hoặc máy tính Tiếp theo, kết nối với máy CNC qua thẻ nhớ hoặc cổng COM RS232 để truyền dữ liệu Quy trình nhập hoặc soạn thảo chương trình vào máy cần thực hiện theo các bước cụ thể.
Vận hành máy gia công
- Đưa dao về điểm tham chiếu R: bằng cách di chuyển công tắc Mode về vị trí ZERO
RETURN , sau đó bấm X, rồi bấm Z
- Mở khóa bảo vệ chế độ vận hành máy
- Di chuyển công tắc Mode về vị trí edit , nhấn phím mềm Prog
- Gõ chữ O và các con số xxxx
- Nhấn INSERT, nhấn EOB và nhấn INSERT
- Chương trình mới mỡ ra và ta bắt đầu nhập dữ liệu chương trình
- Đưa dao về điểm chuẩn máy R
- Mở khóa bảo vệ chế độ vận hành máy
- Di chuyển công tắc Mode về vị trí edit , nhấn phím mềm Prog
- Gõ chữ O và các con số xxxx ( tên chương trình cần mỡ )
Nếu chương trình đã được lưu trong bộ nhớ, máy sẽ tự động gọi ra Ngược lại, nếu không tìm thấy chương trình, máy sẽ hiển thị lỗi Alarm 71 trên màn hình Để khắc phục, người dùng cần nhấn nút reset để nhập lại chương trình.
8.3 Kiểm tra và sửa lỗi
Kiểm tra và sữa lỗi bao gồm các nội dung sau :
+ Kiểm tra số thứtự câu lệnh ( N )
Trong một chương trình, số thứ tự của các câu lệnh có thể được sắp xếp theo thứ tự từ nhỏ đến lớn, có thể liên tiếp hoặc cách khoảng Số hiệu của các câu lệnh được biểu thị bằng các con số và tùy thuộc vào sự lựa chọn của lập trình viên.
Những câu lệnh đứng trước nó có một gạch chéo ( / ) sẽ bị hệ điều khiển bỏ qua khi công tắc Opt Stop ở chế độ ON.
+ Kiểm tra và sữa lỗi số vòng quay của trục chính
Kiểm tra số vòng quay của trục chính được viết trong chương trình có phù hợp hay không
Ví dụ: G97 S500 tốc độ trục chính là 500 Vòng / Phút
G96 S100 tốc độ trục chính là 100 m / Phút
Kiểm tra và sữa lỗi lượng chạy dao
Kiểm tra lượng chạy dao trong chương trinh có đúng và phù hợp với điều kiện gia công hay không
Ví dụ : G98 F20 lượng chạy dao là 20 mm/phút
G99 F0.5 lượng chạy dao là 0.5 mm/vòng
8.4 Kiểm tra địa chỉ dao ( T )
Thứ tự Hình vẽ Tốc độ cắt cho phép ( m/p)
Lệnh T gọi dao từ ổ chứa dao vào vị trí làm việc Lệnh T bao gồm chữ cái và các con số đứng sau nó
02: vị trí dao trên mâm dao
+ Kiểm tra các chức năng phụ ( M )
Chức năng phụ M còn gọi là các chức năng trợ giúp, nó bao gồm các chức năng công nghệ không lập trình.
M01 Dừng chương trình có điều kiện
M03 trục chính quay cùng chiềukim đồng hồ
M04 trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ
M08 bật dung dịch làm mát
M09 tắt dung dịch làm mát
M30 dừng chương trình và quay về đầu chương trình.
8.5 Vận hành máy gia công
- Gá dao, đo kích thước dao và nhập thông số kích thước vào bộ nhớ dao
Quyết định lập trình quan trọng nhất trong quá trình tiện là việc gá lắp dao Trên máy tiện CNC, dao được lắp vào các hộp dao đa giác chuyên dụng cho từng loại Sau đó, cần đo kích thước dao theo hai phương X và Z từ mũi dao đến điểm thay dao và nhập thông tin vào bộ nhớ dao Phương pháp này ít được áp dụng trên máy tiện CNC 2 trục, và vấn đề này sẽ được giải quyết trong quá trình xác lập vị trí gia công (xác lập vị trí W).
Hầu hết các mâm dao của máy tiện CNC đều được đặt trên đường tâm của trục chính, tức là điểm chuẩn của máy M, do đó tất cả các giá trị đo kích thước của dao đều có giá trị âm.
Trong quá trình gia công, việc sắp xếp vị trí và thứ tự dao trên mâm dao là rất quan trọng Điều này giúp tránh va chạm giữa mâm cặp, chi tiết và máy, đảm bảo hiệu suất làm việc và an toàn trong quá trình sản xuất.
Hầu hết trong gia công máy tiện CNC, phôi đều được lắp trên mâm cặp 3 chấu thủy lực tự định tâm.
Khi gá phôi lên mâm cặp, cần chú ý đến độ đảo của phôi trong quá trình quay; nếu quá đảo, cần cân chỉnh lại Ngoài ra, áp lực kẹp của mâm cặp cũng phải được kiểm tra để đảm bảo hợp lý với vật liệu chi tiết, nếu xảy ra biến dạng trong quá trình kẹp, cần phải hiệu chỉnh lại ngay.
8.6 Xác định điểm W ( điểm chuẩn cùa phôi )
Việc xác lập điểm góc của phôi được tiến hành như sau:
+ Đưa mâm dao về điểm chuẩn máy R ( reference ) bằng nút điều khiển của máy. + Chọn chế độ di chuyển bằng tay, đồng thời cho trục chính mang phôi quay
+ Nếu chọn điểm gốc phôi X0, Z0 tại mặt đầu của phôi, ta tiến hành xác định điểm 0 của X và Znhư sau:
Để xác định điểm 0 trên trục Z, bạn cần sử dụng chế độ handle cho dao tiến chạm vào mặt đầu Khi dao chạm mặt đầu, hãy ghi lại giá trị của trục Z (ví dụ: Z = -770.34) và nhập trực tiếp vào máy.
Vào OFFSET/ OFFSETTING/ CHỌN chế độ GEOMETRY nhập Z0 nhấn
Như thế ta đã xác định xong điểm 0 của Z.nếu nhập trực tiếp kết quả của Z thì nhấn input
Để xác định điểm 0 theo trục X, sử dụng chế độ handle cho dao tiến chạm vào mặt lưng của chi tiết Sau đó, đưa dao theo trục Z ra khỏi chi tiết gia công và ghi lại kết quả hiển thị trên máy, ví dụ: X-170 Tiếp theo, đo kích thước phôi, chẳng hạn như D = 40 mm.
- Vào OFFSET/ OFFSETTING/ CHỌN chế độ GEOMETRY nhập X40 Nhấn measure
Hoặc Xnhập = ( X hiền thị - Dphôi)/2 nhấn INPUT
Như vậy ta dã thiết lập xong điểm 0 của chi tiết gia công.
8.7 Chạy mô phỏng chương trình trên máy tiện CNC ( Graphics –chạy đồ họa )
Sau khi nhập chương trình vào máy, chương trình sẽ tự động lưu vào bộ nhớ của bộ điều khiển Bạn chỉ cần ấn phím GRAPHICS để chuyển sang màn hình mô phỏng chương trình đã soạn thảo Từ đó, bạn có thể sửa chữa và hoàn thiện chương trình một cách dễ dàng.
Trong chế độ đồ họa, các đường cắt gọt của dao được hiển thị bằng nhiều màu sắc khác nhau trên màn hình Chế độ này cho phép người dùng mô phỏng từng câu lệnh hoặc chạy mô phỏng liên tục toàn bộ chương trình.
Thao tác chạy Graphics được tiến hành như sau:
- Đưa dao về điểm chuẩn máy R
- Mở khóa bảo vệ chế độ vận hành máy
- Di chuyển công tắc Mode về vị trí memory mode.
- Nhấn Graphics từ bàn phím và nhấn graphics từ phím điều khiển
- Nhấn Graphics từ phím mềm ( soft key ) dưới ngay màn hình
- Phải đảm bảo về chế độ memory mode, nhấn CYCLE START ,
+ Phảiđảm bảovề chế độ memory mode
+ Cẩn thận tăng lượng chạy dao dần và đồng thời quan sát màn hình
+ Nếu thấy bất thường thì giảm lượng chạy dao về 0 ngay lập tức
+ Nếu không có gì bất thường thì chạy Graphics 100%.
+ Sau khi chạy xong Graphics phải luôn reset máy và cho về điểm tham chiếu.
8.8 Chạy thử chương trình (không cắt gọt ) dry run
Sau khi hoàn tất các bước chuẩn bị như thiết lập chương trình, gá phôi, gá dao, và định gốc W không phôi, cần kiểm tra chương trình bằng Graphics Cuối cùng, thực hiện DRY RUN để đảm bảo mọi thứ hoạt động chính xác trước khi cho máy chạy chương trình.
• Chú ý: khi chạy Dry run cần quan tâm một số vấn đề như sau:
+ Phải luôn lấy phôi ra và mâm cặp luôn ở trạng thái kẹp phôi
+ Luôn chạy chậm và kiểm tra vị trí dao.( để tránh sự va chạm )
+ Luôn điều khiển lượng chạy dao bằng tay.
+ Phải chạy từng câu lệnh ( bật singer block )
+ Lượng chạy dao không được vượt quá sự kiểm soát của người điều khiển
8.9 Các bước vận hành máy tiện CNC
- Quy trình công nghệ: thứ tự công việc được xây dựng thành văn bản công nghệ
- Điều kiện cắt gọt: kiểm tra dao được sử dụng trong mỗi điều kiện cắt gọt.
- Cố định dao: kiểm tra thứ tự dao và cố định dao.
- Các công việc chuẩn bị:
Chương trình cần được chuẩn bị và kiểm tra kỹ lưỡng trước khi nhập vào máy Sau khi nạp xong, hãy chạy mô phỏng để kiểm tra và sửa lỗi chương trình Đồng thời, cần chuẩn bị dao và thực hiện các công việc khác liên quan.
+ Chương trình gia công phải được ghi vào bộ nhớ CNC
Trước khi chạy chương trình, nội dung và tất cả các công việc chuẩn bị sẽ được kiểm tra kỹ lưỡng Nếu phát hiện sai sót, chương trình cần được sửa chữa, hoặc các công việc khác cần được chuẩn bị lại một cách chu đáo.
Các phương pháp kiểm tra chương trình như khóa máy để chạy chương trình, chạy không, chạy mô phỏng và được minh họa bằng đồ thị
Cắt thử là quá trình kiểm tra chương trình và điều kiện cắt gọt trong khi thực hiện cắt gọt trên chi tiết Điều kiện cắt gọt trong chương trình cần phải được sử dụng một cách hợp lý và kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo độ chính xác của máy, đồng thời phải được kiểm tra trên phôi cắt gọt.
Gia công chi tiết được hoàn thiện trên máy thông qua việc tự động chạy chương trình, nhưng chỉ khi tất cả các công việc đã được sửa chữa và hoàn thiện Khi đó, máy cắt tự động mới được phép hoạt động.
8.10 Chạy chương trình gia công
