Khái niệm về CNC
Điều khiển số (Numerical Control) được phát triển nhằm tự động hóa quy trình gia công cắt gọt trên máy công cụ, cho phép điều khiển các hoạt động như máy cắt kim loại, robot và băng tải vận chuyển Quá trình này dựa trên mã số nhị phân, bao gồm chữ số, số thập phân và ký tự đặc biệt, tạo thành chương trình hoạt động cho thiết bị Trước đây, gia công cắt gọt chủ yếu sử dụng các kỹ thuật như chép hình theo mẫu, thủy lực, cam hoặc mạch logic Tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học và công nghệ, đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển số và tin học, các nhà chế tạo máy đã có thể tích hợp hệ thống điều khiển linh hoạt vào máy công cụ, giúp nâng cao hiệu quả kinh tế và thích ứng với sản xuất hiện đại.
Nhờ vào những tiến bộ kỹ thuật hiện nay, chúng ta có thể giải quyết các bài toán phức tạp với độ chính xác cao hơn, điều này giúp các nhà chế tạo máy thiết kế và chế tạo các máy móc có hiệu suất và độ chính xác truyền động cao, cũng như khả năng chuyển động tạo hình phức tạp và chính xác hơn.
Lịch sử phát triển cuả Công nghệ CNC
Lịch sử phát triển của nghiên cứu và công nghệ (NC) bắt nguồn từ nhu cầu quân sự và hàng không vũ trụ, đòi hỏi các tiêu chí chất lượng cao nhất cho máy bay, tên lửa và xe tăng, với độ chính xác, độ tin cậy và hiệu quả sử dụng tối ưu Ngày nay, NC đã trải qua sự phát triển liên tục, đặc biệt trong lĩnh vực vi xử lý, từ 4 bit, 8 bit cho đến 32 bit, cho phép thế hệ vi xử lý mới mạnh mẽ hơn với khả năng lưu trữ và xử lý vượt trội so với các thế hệ trước.
Từ máy CNC đơn lẻ đến các trung tâm gia công CNC hiện đại với khả năng chứa hàng trăm dao và thực hiện nhiều nguyên công đồng thời, công nghệ CNC đã phát triển mạnh mẽ Sự tiến bộ trong công nghệ truyền số liệu và mạng cục bộ đã cho phép kết nối nhiều máy CNC dưới sự quản lý của một máy tính trung tâm DNC, nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất, bố trí công việc và quản lý chất lượng sản phẩm Lịch sử công nghệ điều khiển máy bắt đầu từ năm 1808, khi Joseph M Jaquard sử dụng bìa tôn đục lỗ để điều khiển máy dệt, đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong việc phát triển các thiết bị điều khiển tự động.
Năm 1863, M Foureaux đã phát minh ra đàn dương cầm tự động, hay còn gọi là Piano, sử dụng băng giấy rộng 30 cm với các lỗ tương ứng để điều chỉnh khí nén, từ đó tác động lên hệ phím cơ khí và tạo ra nhiều âm điệu phong phú.
Năm 1938, Claude E Shannon đã thành công với luận án tiến sĩ tại viện công nghệ M.I.T, nơi ông nghiên cứu về việc tính toán và chuyển giao nhanh dữ liệu dưới dạng nhị phân, tạo ra những nền tảng cơ bản cho công nghệ máy tính hiện đại.
Năm 1946 Tiến sĩ John W Mauchly và tiến sĩ J Presper Eckert đã cung cấp máy tính số điện tử đầu tiên có tên là ENIAC cho quân đội Mỹ
Năm 1954 Bendix đã mua các bản quyền phát minh của Parsons và chế tạo ra hệ điều
Năm 1956 một công ty tư nhân của Nhật cũng cho ra đời máy tiện điều khiển bằng
NC Năm 1957 không quân Mỹ (US Air Force) đã lắp đặt những máy phay NC đầu tiên trong các xưởng của mình
Năm 1958 hãng Fujitsu (tiền thân của FANUC bây giờ) đã nghiên chế tạo hệ điều khiển gắn lên máy phay của hãng Makino thành công.
Năm 1960 các hệ điều khiển NC trong kỹ thuật bán dẫn (Transistor) đã thay thế các hệ điều khiển cũ (Dùng rờle điện tử).
Năm 1965 giải pháp thay dụng cụ tự động ATC (Automatic Tool Change) để nâng cao trình độ tự động hoá khâu gia công
Năm 1968 kỹ thuật mạch tích hợp IC (Intergrated Circuits) đã làm cho các hệ điều khiển nhỏ gọn và tin cậy hơn
Năm 1969, Mỹ đã thiết lập những giải pháp đầu tiên về điều khiển liên kết chung từ máy tính trung tâm DNC thông qua hệ điều khiển Sundstran Omnicontrol và máy tính IBM Đến năm 1976, sự ra đời của các hệ vi xử lý (Microprocessor) đã tạo ra một cuộc cách mạng trong kỹ thuật CNC.
Năm 1978 các hệ thống gia công linh hoạt (Flexible Manufacturing System) được tạo lập hiện thực
Năm 1984, sự xuất hiện của các hệ điều khiển CNC mạnh mẽ cùng với các công cụ trợ giúp lập trình đồ hoạ đã thiết lập một tiêu chuẩn mới cho quy trình lập trình trong các xưởng sản xuất.
Năm 2003 FANUC Việt Nam được thành lập
Hình 1.1 Lịch sử phát triển của CNC
1.3 Các thành phần của hệ thống CNC
Bộ phận thay dao tự động (ATC) đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi dụng cụ nhanh chóng trong phạm vi trục chính Nhờ vào sự thích ứng giữa quá trình điều khiển và động cơ, ATC có khả năng đưa dao ra khỏi trục chính một cách chính xác Hệ thống ATC hiệu quả giúp giảm thời gian dừng máy và tăng năng suất, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.
1.3.2 Động cơ /Bộ điều khiển /Encorder
Để đảm bảo sự đồng bộ giữa động cơ và hệ thống điều khiển trong các thành phần chuyển động khác nhau, nhà cung cấp máy cần sử dụng các bộ phận nội bộ được thiết kế và xây dựng đồng bộ, bao gồm bảng điều khiển điện tử, động cơ điện và hệ thống Encorder cung cấp phản hồi cho quá trình điều khiển Hệ thống truyền tín hiệu hiện đại cho phép máy cắt gọt kim loại với tốc độ cao nhất, với khả năng định vị chính xác trong phạm vi chỉ vài micromet so với yêu cầu.
Khi đế máy là nền tảng của một máy trung tâm, nó cần phải nặng, chắc chắn và chất lượng cao hơn, mặc dù giá có thể cao hơn Sự chịu lực và độ bền của đế máy sẽ giúp giảm rung động, ảnh hưởng đến độ chính xác gia công Với một máy có cấu trúc vững chắc, khả năng hấp thụ dao động sẽ đảm bảo máy hoạt động với công suất và độ chính xác tối ưu.
Hệ điều khiển là thành phần quan trọng nhất của máy công cụ, đảm nhận vai trò kiểm soát chuyển động và vị trí của các bộ phận chuyển động, nhằm tối ưu hóa thời gian cắt, tốc độ và chiều sâu cắt Sự kết hợp giữa dòng điện và hệ thống kỹ thuật cho phép điều khiển toàn diện từ nguồn cung cấp, thực hiện gia công chi tiết từ dữ liệu CAD một cách nhanh chóng và chính xác, đồng thời giảm thiểu chi phí trong quá trình gia công.
Các nhà cung cấp máy công cụ cần thiết kế bàn xe dao phù hợp với từng loại máy, nhằm tối ưu hóa công suất và tạo thuận lợi cho quá trình cắt gọt kim loại mà không làm giảm độ chính xác Độ cứng vững của bàn xe dao sẽ gia tăng hiệu quả cắt kim loại Các nhà chế tạo cũng thiết kế bàn xe dao để chỉ điều khiển đài dao và chức năng phay Hơn nữa, cần xác định thành phần nào trong hệ thống chuyển động có khả năng điều khiển tốt hơn.
Trục chính là thành phần quyết định trong máy công cụ, ảnh hưởng trực tiếp đến độ cứng vững của hệ thống và khả năng điều khiển của động cơ Sự ổn định của trục chính, cùng với hệ thống bôi trơn và nguồn điện, đảm bảo độ chính xác và năng suất của máy Do đó, thiết kế trục và tối ưu tốc độ quay của nó là yếu tố quan trọng để đạt được hiệu suất cắt gọt tốt nhất và độ chính xác cao nhất cho máy.
Các hãng cung cấp thiết kế, chế tạo và xây dựng các thành phần máy công cụ để đảm bảo sự phối hợp hiệu quả trong hệ thống Việc sử dụng một nguồn duy nhất giúp cải thiện độ chính xác trong giao tiếp giữa bộ điều khiển và động cơ, đồng thời tối ưu hóa khả năng tự điều chỉnh của các thành phần trong hệ thống.
Máy điều khiển theo chương trình số, mặc dù có nguyên lý chuyển động tạo hình tương tự như máy công cụ truyền thống như máy tiện, máy phay và máy mài, nhưng đã được số hóa và tin học hóa để điều khiển các chuyển động thông qua lệnh trong hệ thống CNC Tùy thuộc vào yêu cầu của từng loại máy và cơ cấu điều khiển, có thể phân loại thành ba loại cơ bản: điều khiển điểm - điểm, điều khiển đoạn thẳng và điều khiển đường (tuyến tính hoặc phi tuyến) Các máy điều khiển đường cũng có khả năng thực hiện điều khiển điểm - điểm và đoạn thẳng.
Các loại máy này cho phép định vị nhanh dụng cụ đến tọa độ yêu cầu mà không thực hiện cắt gọt trong quá trình di chuyển Chỉ khi đạt được tọa độ mong muốn, máy mới bắt đầu thực hiện các chuyển động hàn trên máy hàn điểm hoặc tiến hành đột, dập lỗ trên máy đột, dập.
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:
CÔNG NGHỆ LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY TIỆN CNC HỆ
Giới thiệu về máy Tiện CNC
Hình 2.2 Các bộ phận chính của máy Tiện CNC
1 Băng máy, 2 Mâm cặp, 3 Đài xoay dao, 4 Động cơ dẫn tiến,
5 Hệ thống thuỷ lực, 6 Đ ộng cơ dẫn tiến, 7 Hệ thống kẹp thuỷ lực khí nén,
8 Động cơ truyền động chính, 9 Hệ thống làm mát, 10 Ụ chống tâm
Hệ tọa độ trên máy tiện CNC
2.2.1 Hệ tọa độ trên máy tiện CNC 2 trục.
Trục Z của máy được định hướng song song với trục chính, với chiều dương (+Z) hướng từ mâm cặp tới dụng cụ và luôn di chuyển ra khỏi bề mặt gia công, trong khi chiều âm đại diện cho hướng 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 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 2.3 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
Hình 2.4 Các điểm chuẩn trên máy Tiện CNC 2.2.2 Điểm gốc của máy M
Điểm góc tọa độ của máy M, hay còn gọi là máy tham chiếu không, là một điểm cố định được nhà chế tạo thiết lập từ giai đoạn thiết kế Đây là điểm chuẩn quan trọng để xác định các vị trí khác, bao gồm cả gốc tọa độ của chi tiết W.
- Đối với máy tiện, điểm M thường được chọn là điểm giao của trục Z với mặt phẳng đầu trục chính.
Trước khi bắt đầu lập trình, lập trình viên cần xác định điểm gốc W (Workpiece zero point) để từ đó thiết lập vị trí các điểm gốc trên đường bao của chi tiết Việc xác định này phải đảm bảo rằng các kích thước trên bản vẽ gia công cũng đồng thời là các giá trị tọa độ.
- Điểm W của phôi có thể được chọn từ người lập trình trong phạm vi không gian làm việc của máy và của chi tiết gia công
Trong hệ thống máy do dịch chuyển, sự cố mất điện có thể làm mất các giá trị đo thực, do đó cần đưa dụng cụ cắt tới điểm chuẩn R để khôi phục trạng thái trước đó Điểm R có khoảng cách nhất 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 hệ thống đo lường 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 M Khi khởi động mạch điều khiển, tất cả các trục phải được đưa về điểm chuẩn, có giá trị tọa độ không đổi so với gốc M, được quy định bởi nhà chế tạo, gọi là điểm chuẩn máy R.
Điểm chuẩn được xác định chính xác nhờ vào cữ chặn trên bàn trượt và các công tắc giới hạn hành trình Với độ chính xác cao của máy CNC (0,001mm cho hệ Metre và 0,0001 inch cho hệ Inch), quá trình dịch chuyển trở về điểm chuẩn diễn ra nhanh chóng, sau đó chuyển sang chế độ chạy chậm để định vị chính xác.
2.2.5 Điểm chuẩn 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
Khi sử dụng nhiều dụng cụ cắt, cần xác định kích thước của chúng trên thiết bị điều chỉnh để cung cấp thông tin cho hệ thống điều khiển, từ đó tự động điều chỉnh kích thước dụng cụ cắt.
Thực tế, để gia công chi tiết ta chỉ cần quan tâm đến chuẩn máy (M), chuẩn dao(N) và chuẩn phôi (W)
Khả năng công nghệ
Hình 2.6 Khả năng công nghệ của máy Tiện CNC
Máy tiện CNC sở hữu tính năng tự động hóa cao, giúp nâng cao năng suất cắt và giảm thiểu thời gian phụ Với mức độ tự động hóa đa dạng, máy CNC có khả năng thực hiện nhiều chuyển động đồng thời, tự động thay dao, hiệu chỉnh sai số dao cụ, kiểm tra kích thước chi tiết và điều chỉnh sai lệch vị trí giữa dao và chi tiết Ngoài ra, máy còn tự động tưới nguội và hút phoi ra khỏi khu vực cắt, mang lại hiệu quả làm việc tối ưu.
Chương trình CNC có tính năng linh hoạt cao, cho phép thay đổi nhanh chóng để thích ứng với nhiều loại chi tiết khác nhau, từ đó rút ngắn thời gian phụ và 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 các chi tiết đã có chương trình mà không cần phải 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 hơn, việc lập trình gia công có thể thực hiện ngoài máy, nhờ vào sự hỗ trợ của công nghệ thông tin qua các thiết bị máy tính và 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 Điều này đã dẫn đến sự phát triển của các trung tâm gia công CNC, giúp nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong quá trình sản xuất.
Máy CNC mang đến 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 trong quá trình 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 về hình dáng và kích thước, từ đó thuận tiện cho việc lắp ghép và giảm thiểu tổn thất phôi liệu đến mức tối thiểu.
Máy CNC là thiết bị duy nhất có khả năng gia công chính xác và nhanh chóng các chi tiết với hình dáng phức tạp, bao gồm cả 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
Máy CNC giúp giảm thời gian kiểm tra nhờ vào khả năng sản xuất các chi tiết với chất lượng đồng nhất Bên cạnh đó, CNC cũng cho phép thay đổi nhanh chóng giữa các loại chi tiết khác nhau với thời gian chuẩn bị tối thiểu.
Cấu trúc chương trình CNC
Chương trình NC (Điều khiển số) bao gồm tất cả các lệnh cần thiết để gia công một chi tiết trên máy CNC Cấu trúc của chương trình NC đã được tiêu chuẩn hóa, đảm bảo tính nhất quán và hiệu quả trong quá trình gia công.
- Tùy thuộc vào nhà sản xuất hệ điều khiển, các ký hiệu chương trình có thể là các chữ số hay các chữ cái
Hình 2.7 Cấu trúc chương trình NC 2.4.1 Cấu trúc chương trình
Chương trình gia công trên máy NC bao giờ có ba phần:
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
2.4.2 Chương trình chính a Mã đầu băng và cuối bang
Mã đầu băng và cuối băng của chương trình CNC được ký hiệu bằng dấu % Hai ký hiệu này không hiển thị trên màn hình máy CNC, nhưng chúng quan trọng khi xuất nhập chương trình Tên của chương trình gia công CNC cũng cần được xác định rõ ràng.
Chương trình trong hệ FANUC được đặt tên bằng chữ O cộng 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 - O9999: 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
+ Hệ thống sẽ đọc nhưng không xử lý nhóm từ trong ngoặc đơn c 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 Ngoài ra, có thể bỏ qua việc đánh số một số dòng lệnh Cuối cùng, chương trình sẽ được kết thúc.
+ 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
2.4.3 Cấu trúc một câulệnh NC
N_ : Số thứ tự câu lệnh
S _ : Lệnh tốc độ trục chính
T_ : Lệnh chọn dụng cụ cắt
“ ; ” : Ký tự kết thúc câu lệnh
2.4.4 Bảng mã Gcode thông dụng
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)
G121 Chế độ nội suy tọa độ cực
G131 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
G28 Trở 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 0 thứ ba của phôi
G57 Điểm 0 thứ tư của phôi
G58 Điểm 0 thứ năm 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) G76 Chu trình cắt ren
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)
G95 Tốc độ quay trục chính lớn nhất (n)
G97 Tốc độ quay trục chính không đổi (n)
G99 Lượng ăn dao theo vòng
Lệnh khai báo (T…, G96, G97, G98, G99, M…, F…)
2.5.1 Lệnh khao báo dụng cụ cắt
Khi lập trình gia công, việc chọn dao phù hợp với bề mặt gia công là rất quan trọng Lựa chọn dao cần dựa vào chức năng của dụng cụ theo quy ước của hệ điều khiển.
Bao gồm: Địa chỉ T và 4 chữ số tạo thành 2 nhóm
- Nhóm thứ nhất (AB) chỉ số hiệu dao
- Nhóm thứ hai (CD) chỉ OFFSET dao
- Nếu nhóm thứ hai là 00 tứ là bỏ OFFSET dao
Hình 2.8 Lệnh khai báo dụng cụ cắt 2.5.2 Lệnh khai báo tốc độ trục chính G96, G97
Trục chính quay thuận (ngược chiều) kim đồng hồ Giá trị vận tốcdài 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
Giá trị vận tốc dài của trục chính tỷ lệ nghịch với đường kính của phôi trong quá trình cắt, dẫn đến tốc độ cắt tăng dần 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 một cách hiệu quả.
G50 S1500 => Giới hạn số vòng quay trục chính tối đa là 1500 vòng/phút
Trục chính quay thuận (ngược chiều) kim đồng hồ Giá trị vận tốc dài của trục chính Điều khiểnsố 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
2.5.3 Lệnh khai báo lượng chạy dao F G98, G99
Giá trị dịch chuyển Điều khiển dịch chuyển dao theo /phút
Ví dụ: G21 G98 G01 X50 Z20 F70 => Dịch chuyển dao tới điểm có tọa độ XPmm; Z mm; lượng dịch chuyển Fpmm/phút
Giá trị dịch chuyển Điều khiển dịch chuyển dao theo /vòng
Ví dụ: G20 G99 G01 X50 Z20 F0.25 => Dịch chuyển dao tới điểm có tọa độ
XPmm; Z mm; lượng dịch chuyển F=0.25in/vòng
- Chức năng phụ M còn gọi là các chức năng trợ giúp, nó bao gồm các chức năng công nghệ không lập trình
- Một số mã lệnh M thông dụng
M00 Tạm thời dừng trong chương trình (program hold) M01 Dừng chương trình có điều kiện
M03 Trục chính quay theo chiều kim đồng hồ M04 Trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ
M08 Tưới dung dịch trơn nguội M09 Tắt dung dịch trơn nguội
M18 Hủy định hướng trục chính M19 Định hướng trục chính
M27 Đóng li hợp chính M28 Thôi đóng li hợp chính
M30 Kết thúc và trở lại đầu chương trình
M68 Phóng phôi tiến ra M69 Phóng phôi lùi vào M98 Gọi chương trình con M99 Kết thúc chương trình con
Lệnh nội suy (G00, G01, G02, G03)
2.6.1 Lệnh nội suy đường thẳng G00, G01
2.6.2 Lệnh nội suy đường tròn G02, G03
Lệnh bù trừ bán kính mũi dao (G40, G41, G42)
2.7.1 Lệnh bù trừ bán kính trái G41
2.7.2 Lệnh bù trừ bán kính phải G42
Chu trình gia công đơn (G90, G94)
2.8.1 Chu trình gia công đơn G90
- X(U)_ Z(W)_: là tọa độ cần tới, X(U) tính theo đường kính
- X(U)_ Z(W)_: là tọa độ cần tới, X(U) tính theo đường kính
- R_: Độ nâng của mặt côn, tính theo bán kính
2.8.2 Chu trình gia công đơn G94
Chu trình tiện mặt côn ăn dao dọc trục
X(U)_ Z(W)_: là tọa độ cần tới
Chu trình tiện mặt côn ăn dao hướng kính
X(U)_: là tọa độ cần tới theo phương
Z(W)_: là tọa độ cần tới theo phương Z
R_ Lượng nâng của mặt côn theo phương Z
Chu trình gia công thô (G71, G72, G73), chu trình gia công tinh (G70)
2.9.1 Chu trình gia công thô dọc trục G71
- U1 : Chiều sâu một lớp cắt theo phương X (Tính theo bán kính)
- R : Khoảng lùi dao trước khi di chuyển dao về
- P : Số thứ tự câu lệnh bắt đầu.
- Q : Số thứ tự câu lệnh kết thúc
- U2 : Lượng dư gia công tinh theo phương X
- W : Lượng dư gia công tinh theo phương Z
2.9.2 Chu trình gia công thô hướng kính G72
- W(l): Chiều sâu mỗi lớp cắt tính theo phương Z (mm)
- P: Số block bắt đầu của đoạn chương trình gia công được mô tả
- Q: Số block kết thúc của đoạn chương trình gia công được mô tả.
- U: Lượng dư để lại cho chu trình tiện tinh theo phương X
- W: Lượng dư để lại cho chu trình tiện tinh theo phương Z
2.9.3 Chu trình gia công thô chép hình G73
- U(d): Chiều dày lượng dư theo phương X
- W(l): Chiều dày lượng dư theo phương Z
- R(e): Số lần chia (số lớp cắt thô)
- P: Số block bắt đầu của đoạn chương trình gia công được mô tả
- Q: Số block kết thúc của đoạn chương trình gia công được mô tả.
- U: Lượng dư để lại cho chu trình tiện tinh theo phương X
- W: Lượng dư để lại cho chu trình tiện tinh theo phương Z
2.9.4 Chu trình gia công tinh G70
- P : Số thứ tự câu lệnh bắt đầu
- Q : Số thứ tự câu lệnh kết thúc
Chu trình khoan (G74)
- R(e): Khoảng lùi dao theo phương Z
- X : Tọa độ X tuyệt đối tại điểm B
- U : Khoảng cách tương đối từ A đến B theo trục X
- Z : Tọa độ Z tuyệt đối tại điểm C
- W : Khoảng cách tương đối từ A đến C theo trục Z
- P : Khoảng dịch chuyển của dụng cụ theo phương X, lập trình theo bán kính và không có dấu chấm thập phân
- Q : Chiều sâu mỗi lần cắt theo phương Z, không có dấu chấm thập phân
Chu trình cắt rãnh (G75)
- R(e): Khoảng lùi dao theo phương Z
- X : Tọa độ X tuyệt đối tại điểm B
- U : Khoảng cách tương đối từ A đến B theo trục X
- Z : Tọa độ Z tuyệt đối tại điểm C
- W : Khoảng cách tương đối từ A đến C theo trục Z
- P : Khoảng dịch chuyển của dụng cụ theo phương X, lập trình theo bán kính và không có dấu chấm thập phân.
- Q : Chiều sâu mỗi lần cắt theo phương Z, không có dấu chấm thập phân
Chu trình tiện ren (G76)
- P (m)_ Số lần tiện ren tinh (0-99 lần)
- (œ) _ Góc vào dao của dao tiện ren
- Q(Dd min)_ Chiều sâu cắt nhỏ nhất (Q1000 =1 mm)
- R(d)_ Lượng dư gia công tinh (R1000 = 1 mm)
- X(u)_ Đường kính chân ren theo phương X
X(u) = đường kính đỉnh ren - 1.3 * bước ren hoặc X(u) = đường kính đỉnh ren - 2 * chiều cao ren
- P(Di)_Chiều cao ren (tính theo bán kính và luôn dương, không dấu chấp thập phân, P1000 =1 mm)
(chiều cao ren ngoài = 0.6134 * bước ren)
(chiều cao ren trong = 0.5413 * bước ren)
Ví dụ: chiều rao ren ta tính được = 3.95 mm thì ta viết P3950
- Q(Dk)_ Chiều sâu lớp cắt đầu tiên (tính theo bán kính và luôn dương)
- R (Dd)_ Độ sai lệnh bán kính mặt đầu côn và mặt kết thúc côn, giá trị này có thể âm hoặc dương
- F(f)_ Tốc độ tiến dao: F (mm/vòng) = bước ren
CÔNG NGHỆ LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY PHAY CNC HỆ
Lệnh khai báo dụng cụ cắt
3.5.2 Lệnh khai báo tốc độ trục chính G97
G96 : mm/phút hoặc in/phút
G97 : mm/vòng hoặc in/vòng
Lệnh khai báo lượng chạy dao F G94, G95
G94 : mm/phút hoặc in/phut
G95 : mm/vòng hoặc in/vòng
Lập trình tuyệt đối G90 và tương đối G91
G90 : Khai báo tọa độ tuyệt đối, dao di chuyển tới vị trí yêu cầu so với điểm chuẩn
G91 : Khai báo tọa độ tương đối có nghĩa là vị trí hiện tại của dao được xem là góc tọa độ của điểm kế tiếp.
Lệnh khai báo M
M00 Tạm thời dừng trong chương trình (program hold) M01 Dừng chương trình có điều kiện
M03 Trục chính quay theo chiều kim đồng hồ M04 Trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ
M08 Tưới dung dịch trơn nguội M09 Tắt dung dịch trơn nguội
M18 Hủy định hướng trục chính M19 Định hướng trục chính
M27 Đóng li hợp chính M28 Thôi đóng li hợp chính
M30 Kết thúc và trở lại đầu chương trình
M68 Phóng phôi tiến ra M69 Phóng phôi lùi vào M98 Gọi chương trình con M99 Kết thúc chương trình con
Lệnh bù trừ bán kính và chiều dài dao (G40, G41, G42, G43, G44, G49)
3.7.1 Lệnh bù trừ bán kính dao G40, G41, G42
Lệnh xóa bỏ bù trừ bán kính dao
Lệnh bù trừbán kính dao trái
Lệnh bù trừ bán kính dao phải
3.7.2 Lệnh bù trừ chiều dài dao G43, G44, G49
Hình 3.6 Lệnh bù trừ chiều dài dụng cụ cắt 3.8 Cấu trúc chương trình con (M98, M99)
- Chương trình con là một phần của chương trình chính và gọi theo yêu cầu
Khi một chương trình con được gọi, quá trình điều khiển sẽ chuyển sang thực hiện nội dung của chương trình con đó Sau khi chương trình con hoàn thành, quá trình điều khiển sẽ quay trở lại và tiếp tục thực hiện câu lệnh ngay sau câu lệnh gọi chương trình con.
- Chương trình con gồm ba nội dung:
+ Số hiệu chương trình (Tên chương trình)
+ Lệnh kế húc chương trình
Nội dung chương trình con
M99 ; Kết thúc chương trình con
Chu trình khoan, taro (G80, G81, G82, G83, G73, G84)
Lệnh gọi chương trình con
Tên chương trình con được gọi Số lần lặp lại chương trình con
P Thời gian xoáy tại lỗ
Q…Chiều sâu mỗi lần khoan
L… Số lần lắp lại tọa độ tâm XY và chiều sâu Z.
Q…Chiều sâu mỗi lần khoan
L… Số lần lắp lại tọa độ tâm XY và chiều sâu Z
P Thời gian xoáy tại lỗ
L… Số lần lắp lại tọa độ tâm XY và chiều sâu Z
P Thời gian xoáy tại lỗ
Q…Chiều sâu mỗi lần khoan F… Bước tiến dao
L… Số lần lắp lại tọa độ tâm XY và chiều sâu Z.
G84 Taro ren phải G74 Taro ren trái X…, Y… Tọa độ tâm lỗ.
L… Số lần lắp lại tọa độ tâm XY và chiều sâu Z.
