T ng quan tình hình nghiên c u thu c l nh v c tài trong và ngoài n c 9
Công nghệ thi công kim loại tấm hiện đại giúp rút ngắn quá trình thiết kế và gia công, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất máy móc Việc áp dụng công nghệ tiên tiến này không chỉ tăng cường năng suất mà còn cải thiện độ chính xác trong sản xuất Các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu sâu hơn về lĩnh vực này để nâng cao hiệu quả và giảm thiểu thời gian hao mòn của máy móc.
Nh ng n m g n c ng lao và nguyên v t li u c ng
Nhi u cô ng ngh ngh t d p CNC.
Singapore chuyên gia cô ng kim lo i t m s lo i t m, cô ng ty HWA YANG METAL INDUSTRIAL c a su t các s n ph m trang trí làm t
Singapore Các Cô ng ty này ho t bi t, h ch s n xu t các s n ph m l n.
Vi t Nam, nhu c u s là nh ng n m g n
Tuy nhiên, nhu cầu về sản phẩm các loại ngày càng tăng cao Hầu hết các sản phẩm này đều được nhập khẩu từ nước ngoài Các công ty liên doanh và 100% vốn nước ngoài đang tham gia vào việc sản xuất và bán hàng tại Việt Nam Một số sản phẩm được gia công từ các nhà máy có máy móc CNC hiện đại.
TNHH m t thành viên Z751 d ng, Cô ng ty TNHH th ng m i cô ng nghi p Inox Thanh, qu n 12 chuyên s n su t d ng c nhà b p, thi t b y t , Cô ng ty TNHH s n xu t t b ng i n H i
Nam là chuyên gia hàng
SX TM DV Á nhng ph m t kim lo i t m nh
V nh L c s n xu t các s n ph m t kim lo i t m
Nhìn chung c CNC c a các hãng n i ti ng nh : Amada (Nh t), Nisshinbo (Nh t), Trumpf (
Tailift (Đài Loan), Prima Power (Ý - Phần Lan) và Euromac (Ý) là những nhà sản xuất có chương trình sử dụng phần mềm TruTops, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm chi phí Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này.
Thời gian làm việc của máy CNC bao gồm thời gian cắt, thời gian di chuyển và thời gian thay dao Trong đó, thời gian cắt giữ vai trò quan trọng Tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện nay, vị trí này có thể thay đổi tùy thuộc vào sản phẩm và yêu cầu cụ thể, nhằm tối ưu hóa hiệu suất máy và tăng năng suất.
Theo Process Integration: The Key to a Profitable, Lean Punching Operation, Murata Machinery USA, Charlotte, NC, February, 2011g n không ng ng c a cô ng ngh tri n cô ng ngh ti n n l n ch
S.Q Xie* and J [3] h p laser và công ngh này
E.Summad, E.Appleton [4] g p khi gia cô ng kim lo i t m và c sao cho có l
N.F Choong, A.Y.C Nee and H.T Loh [5] phù h
Hướng dẫn lập trình máy đột CNC VIPROS của công ty AMADA và máy đột CNC MURATEC cung cấp thông tin chi tiết về quy trình gia công, đặc biệt là việc tìm kiếm và chạy dao Kể từ năm 1985, đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng các thuật toán như giải thuật di truyền, thuật toán ngồi a th, và thuật toán con kiến, được liệt kê theo các tài liệu [2], [6], [7], [8], [9].
Hướng dẫn lập trình CNC turret punch press của công ty AMADA và MURATEC giúp người dùng tối ưu hóa quy trình gia công Việc lập trình chính xác không chỉ đảm bảo hiệu suất máy mà còn giảm thiểu thời gian tìm kiếm dao cắt Để đạt được điều này, người lập trình cần nắm vững phần mềm hỗ trợ và các thông số kỹ thuật liên quan.
Theo nghiên cứu, chi phí và nguyên vật liệu của chi tiết trong công nghệ tạo hình tấm chiếm khoảng 50-70% giá thành sản phẩm Nếu giảm 1% khối lượng phế liệu, giá thành sản phẩm có thể giảm từ 0,4-0,5%, đồng thời vẫn đảm bảo hình dạng sản phẩm luôn đạt tiêu chuẩn với các chi tiết dày.
Cò n vi c t i u hó a ng ch y dao tìm ng i ng n nh t gi m th i gian gia cô ng c ng nh h ng r t nhi u n chi phí s n xu t ch a tìm th y nghiên c u nào.
Hình 1.2: Chi phí t ng ph
Julian [11] đã nghiên cứu về chi phí liên quan đến các phương pháp điều trị như cắt plasma, cắt laser và cắt plasma kết hợp Ông cũng đề cập đến chi phí và quy trình vận hành máy tài công, cụ thể là trong bối cảnh của trường Đại học Công nghiệp Hà Nội vào năm 2013, cho thấy rằng chi phí vẫn không thay đổi.
Trong trong l p trình gia cô ng kim lo i t m
Vi c nghiên c m ng máy tính
Các bài toán trong quy hoạch mạng không dây đã được phân tích chi tiết, nhấn mạnh tầm quan trọng của chúng trong việc tối ưu hóa hiệu suất mạng Nghiên cứu của Ân [14] đã ứng dụng thuật toán ACO vào môi trường sản xuất của doanh nghiệp, cho thấy hiệu quả rõ rệt Đồng thời, ông [15] đã sử dụng phương pháp tìm kiếm Tabu để giải quyết bài toán người du lịch, đồng thời đánh giá hiệu quả của phương pháp này so với một số giải thuật tìm kiếm khác.
Kiên [16] đã nghiên cứu một số phương pháp tìm kiếm tối ưu như thuật toán A*, thuật toán nhánh và cận, cũng như thuật toán leo đồi, cùng với một số bài toán tìm kiếm dựa trên kinh nghiệm Bài viết cũng đề xuất và mô tả bài toán tìm đường D-TSP, đồng thời xây dựng hướng giải quyết cho bài toán này và trình diễn một bản demo.
Nabeel Kadim Abid Al-Sahib và Hasan Fahad Abdulrazzaq (2014) đã nghiên cứu ứng dụng thuật toán di truyền (GA) trong bài toán tối ưu hóa lịch trình và chứng minh hiệu quả của nó trong việc tìm kiếm người đứng đầu cho các đội ngũ khi gia công Kết quả cho thấy, thời gian gia công có thể giảm tới 50% trong một số trường hợp nhất định khi áp dụng GA cho bài toán có số lượng lớn.
Muhammad Salihin Saealal và các tác giả (2013) đã nghiên cứu thuật toán ACO để tìm kiếm tối ưu trong khoan mạch trên máy CNC Kết quả cho thấy thuật toán ACO có khả năng tìm ra giải pháp tối ưu cho robot trong việc thực hiện các mô hình đã cho.
Mohammed Alhanjouri and Belal Alfarra (2013 [19]: ã ch ng minh r ng ACO cho k t qu 4.6245 trong khi GA cho k t qu là 4.6149 và thu n l i n a là GA t n ít th i gian tìm ki m h n ACO
Medina-Rodríguez et al (2012) đã nghiên cứu giải pháp hiệu quả cho quá trình gia công tiểu trong G code khoan mà chuyển động là ngắn nhất Giải thuật ACO song song sử dụng tìm gói tiểu, mã G code mới có thể thay thế cho chương trình ban đầu, ứng dụng này là một trường hợp cụ thể của bài toán ngồi du lịch.
(mathematical-graphical approach) khi gia cô ng trên máy CNC 5 tr làm t ng tu i th
Lucia PH là một công cụ hữu ích cho việc tìm kiếm thông tin và giải pháp Nó giúp người dùng vượt qua các rào cản như tìm kiếm ngẫu nhiên, tham lam, và những khó khăn trong việc leo núi kiến thức Ngoài ra, Lucia PH còn hỗ trợ trong việc mô phỏng luyền kim, tìm kiếm các thuật ngữ Tabu, và áp dụng các giải pháp pháp lý hiệu quả.
T c tính toán có th là m t tham s ki m trên truy c p tr ki m th i gian và chi phí.
Pinar and G¨ull¨u (2005) [23], gia cô ng trong ch ng Các ch v i cáp k t n ch y khô ng c ch y dao và t l n gia cô ng B ng cách này, các ch
CNC m i v i b cô ng nh ng i khi lam Thu t toán sau khi ch y xong xác nh t sau
Tính c p thi t
Việt Nam hiện nay đang phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng máy phay CNC, góp phần nâng cao năng suất và giảm chi phí gia công Sự tối ưu hóa quy trình sản xuất trong ngành cơ khí và gia công kim loại đang được chú trọng, giúp sản xuất ra các sản phẩm chất lượng cao Máy CNC trở thành thiết bị quan trọng trong gia công kim loại, cho phép tạo ra các sản phẩm có độ chính xác cao và kích thước lớn.
Việc tối ưu hóa năng suất sản phẩm là yếu tố tiên phong trong sản xuất Tuy nhiên, hiện nay, việc lập trình công cụ vẫn phụ thuộc vào kinh nghiệm của người vận hành Do đó, nghiên cứu và tìm thuật toán tối ưu cho quá trình điều khiển là điều vô cùng cần thiết.
M c tiêu
Tìm ng d ng l cù ng kích th
Tìm hi u, xem xét các cô ng ngh Tìm hi u nhu c u th c t , tính kh
Ph ng pháp nghiên c u
Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết bao gồm việc phân tích các tài liệu và công trình nghiên cứu để tìm ra cấu trúc và xu hướng phát triển của lý thuyết Thông qua việc phân tích lý thuyết, chúng ta có thể liên kết và tổng hợp các chứng lý, từ đó xây dựng thành một hệ thống khái niệm có tính chất tổng quát, phục vụ cho nghiên cứu phát triển và các nghiên cứu liên quan.
Phương pháp phân loại và hệ thống hóa lý thuyết là quá trình sắp xếp các tài liệu khoa học thành hệ thống logic, chất lượng dựa trên tính đồng nhất và kiến thức, nhằm phát triển các quy luật phát triển của lĩnh vực, giúp dự đoán các xu hướng phát triển mới trong khoa học và thực tiễn.
Ph ng pháp phân tích và t ng k t kinh nghi m: xem xét l i nh ng thành qu c a ho t ng th c ti n trong quá kh h c và th c ti n.
Ph ng pháp toán h c: dùng cô ng th toán các thô ng s có liên quan t i i t t ng.
i t ng nghiên c u
ng ch y dao trong cô ng ngh th c n m trong kích th
Ph m vi nghiên c u
Trên máy CNC, có thể thực hiện nhiều công việc như tiện, dập, phay, khoan, taro, Bài viết này tập trung nghiên cứu vào một công việc duy nhất là tiện Chương trình gia công với chi phí di chuyển tối thiểu là yếu tố quan trọng dành cho sản phẩm có giá trị tương đương trong công nghệ CNC, không tính đến kích thước máy.
N i dung nghiên c u
T ng quan v tình hình nghiên c u
Thu t toán tìm ng i ng n nh t
M t s khái ni m và ph ng pháp gia cô ng kim lo i d ng t m
Khái ni m v d p t m
Quá trình cô ng ngh là toàn b kích th c, tính ch t và tr ng thái c
Quá trình cô ng ngh nh t nh.
D p t m là m t ph n c a quá trình cô ng ngh ngh khác nhau nh m làm bi n d ng kim lo i t m d ng và kích th không có ph li u d ng phô i.
D p t m th d p ngu i) khi chi u dày c a phô i nh phôi tr ng thái nó ng khi chi u dày v
Nguyên cô ng là m t ph n c a quá trình cô ng ngh m t s cô ng nhân liên quan gia cô ng phô i
Khi dập, nguyên công có thể chia thành các bước, trong đó mỗi bước có thể bao gồm nhiều tác động Tác động là những hành động có mục đích và quy luật cụ thể của công nhân, chẳng hạn như phôi nén vào khuôn, tạo phôi vào khuôn để khuôn làm việc.
- Có th th c hi n nh ng cô ng vi c ph c t p b ng nh ng ng tác n gi n c a thi t b và khuôn.
- Có th ch t o nh ng chi ti t r t ph c t p mà các ph ng pháp gia cô ng kim lo i khác khô ng th ho c r t khó kh n.
- chính xác c a các chi ti t d p t m t ng i cao, m b o l p l n t t, không c n qua gia cô ng c
- K t c u c a chi ti t d p t m c ng v ng, b n nh , m c hao phí kim lo i không l n.
- Ti t ki m c nguyên v t li u, thu n l i cho quá trình c khí hó a và t ng hó a do ó n ng su t lao ng cao, h giá thành s n ph m.
- Quá trình thao tác n gi n, khô ng c n th b c cao do ó gi m chi phí ào t o và qu l ng.
- D ng s n xu t th ng là lo t l n và hàng kh i do ó h giá thành s n ph m.
- T n d ng c ph li u, h s s d ng v t li u cao.
Dưới đây là những điểm quan trọng của bài viết: D p t m khô ng ch gia cô ng nh ng v t li u kim lo i và phi kim lo i như techtolit, hétinac, cùng các loại chất dẻo Kim loại là nguyên liệu chính trong cấu trúc, tham gia vào quá trình sản xuất với nhiều bộ phận khác nhau, trong đó bộ phận cơ bản đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành sản phẩm là chày và cối.
Các nguyên công chính trong côn g ngh t d p kim lo i
D a vào c i m bi n d ng ng i ta chia thành hai nhóm chính:
Nhóm các nguyên công cắt vật liệu bao gồm các quy trình tách biệt các chi tiết, trong đó các nguyên công này thường phải thực hiện biến động phá hủy vật liệu Điều này có nghĩa là tách một phần vật liệu ra khỏi phần vật liệu khác.
Nhóm các nguyên công bi n d ng d o v t li u: t o hình chi ti t d a trên s bi n d ng d o c a v t li u và h u h t các tr ng h p i u có s d ch chuy n và phân b l i v t li u.
B ng 2 3: T ng h p các nguyên công chính trong d p t m
Hình v chi ti t nh ngh a và c i m c a nguyên công
C t v t liêu thành các ph n theo ng bao không khép kín
C t c c b m t ph n v t liêu ra kh i phô i
Tách m t ph n v t li u theo ng bao khép kín, ph n kim lo i tách ra là chi ti t.
C t v t li u theo ng bao khép kín t o thành l su t trên chi ti t ho c trên t m, ph n v t li u tách ra là ph li u.
Tách m t ph n v t li u theo ng bao khô ng khép kín Ph n v t li u tách ra không kép kín.
C t phô i th ng, phô i cong thành hai hay nhi u chi ti t riêng bi t, dù ng ch t o nh ng chi ti t khô ng ó i x ng, ban u ch t o phô i i x ng sau ó c t chia.
C t b ph n kim lo i th a theo ng bao ngoài ho c mép khô ng ho c v
C t b cô ng ngh ho c l hình th chính xác, b m t c t s ch và vuô ng gó c v i b m t chi ti t.
Bi n phô i th ng thành chi ti t cong.
Cu n các mép c a phô i t o thành chi ti t có d ng vò ng neo ho c hình tr
Quay m t ph n phô i xung quanh tr c.
Là ph ng pháp nh n c chi ti t r ng t phô i ph ng ho c phô i r ng Chi u dày v t li u h u nh khô ng i.
Là ph ng pháp nh n c chi ti t r ng t phô i ph ng ho c phô i r ng Bi n m ng chi u dày v t li u.
Kh c ph c hi n t ng khô ng b ng ph ng gi a các b m t c a phô i ho c chi ti t.
Thay i hình d ng s n ph m nh ng khô ng thay i chi u dày v t li u, c th c hi n nh các ph n l i và lõ m c a khuô n.
T o ng bao ng bao trong c a chi ti
Thay i hình d ng phô i ã c d p vu t s b nh n c chi ti t có hình d ng cu i cù ng ho c chính xác h n.
Làm gi m ti t di n ngang m t ph n c a chi ti t r ng ho c ng ã c d p vu t s b Làm t ng ti t di n ngang m t ph n c a chi ti t r ng ho c ng.
T o cho chi ti t có hình d ng và kích th c chính xác.
T o ra hình l i lõm trên b m t chi ti t, có s thay i chi u dày v t li u.
Bi n i phô i dày thành chi ti t ho c phô i r ng m ng b ng cách làm ch y d o kim lo i qua khe h gi a chày và c i.
T o v t lõ m trên b m t chi ti t sau ó khoan l
Khe h chày và c i
a Ý ngh a c a khe h : t l là ph ng pháp c t trên m t ng cong khép kín ( c t theo chu vi ) do ó ph i c t b ng khuô n.
Hình 2.1: S n ph m c a t l t l là quá trình t o l li u, ph n còn l
- Khi chày tì lên t m phô i, lú c d o Ph n kim lo i c trung ng su t trên l v t n t phá h y hoàn toàn theo t t o thành m h chày và c c i m :
- Cù ng m t l c c t trên toàn b chu vi nên ng c t th ng p khô ng b cong vênh.
- Hành trình c t nh , có th c t c nh ng chu vi ph c t p và n ng su t cao.
- Kích th c c a khe h tr c ti p nh h ng t i l c và cô ng su t máy d p, chính xác c a s n ph m và s mài mòn v i th i gian s d ng c a khuô n.
D c ng kính c i d ch ng kính chày
Chày ti p xú c v i t m: ng, m t và t o m t àn h i và bi n d ng d o: Chày xâm nh p vào t m v t li u, m t quá trình bi n d ng
Cắt và hình thành vật liệu là quá trình quan trọng trong sản xuất Khi các vật liệu gặp nhau, quá trình cắt hoàn thành, tạo ra các sản phẩm cần thiết Tính xuyên thấu của vật liệu ảnh hưởng đến khả năng gia công trong công nghiệp Khi quá trình nén xảy ra, bề mặt hợp kim sẽ được cải thiện đáng kể.
Tách kh i t m là quá trình chày di chuyển xu ng i m ch t d i và y các ph n t ra T i các i m ch t d i, h ng chuy n ng c a chày c o ng c, tạo ra ma sát giữa b m t chi ti t l và các b m t c a chày, gây ra b i t m ch n phôi.
Các c nh b nghiêng c t o ra do s bi n d ng c a v t li u mà có Các vù ng bi n d ng c th hi n hình d i:
Vù ng u n cong (Zr) : Gây ra b Vùng c
Vù ng Vùng bavia (Zb) : Gây ra b Chi u sâu v t n t thâm nh p (Dcp) : gó c c khe h chày c
T l nh h chày, b dày t m v t li u Vù ng n ch n t tr
Tác d ng c a khe h Khe h quá nh
Hai vật thể nằm trên một đường khô không khớp nhau, có khoảng cách nhất định và song song với nhau Khi kim loại cuối cùng bện lại, giữa hai vật thể này sẽ hình thành sự nảy sinh Kết quả là phần trên sản phẩm hình thành vành hợp thể hai có ánh sáng, mép có gai và hình răng được hình thành khi chúng khớp nhịp.
Trong khi khe h quá l n mà chi u dày t m v t li gi a khe h s n ph m s Trong khi khe h l dày, thì và mép trong sát g n chày s l n
Khe h nh h ng n v t n t trong quá trình c t v t li u. a b
Hình 2.4: Khe h h p lý (a), không h p lý (b). c nh h ng c a khe h chày c i n bi n d ng : u Các v t n t trên và d i s tr t qua nhau, d n n các v t n t th c p c t o ra.
Ngoài ra, khi khe h quá nh s làm cho v t li u có xu h ng y ng c l i v i chày, do ó làm t ng l c d p.
Vi c t ng khe h chày c i c ng s làm t ng ch t l ng b m t chi ti t, tuy nhiên nó c ng làm t ng xu h ng vùng mép b u n t o bavia.
Phôi d p là s ph n chi u v hình d ng và kích th
Phô i s 2 khô ng có nhi u v t n t, m t vù ng có gãy th c p, i u này cho th
Phôi s 3 cho th y khe h dày v t li u, ph n m t ph ng t gãy có s ng u.
Hình 2.6: Ph n ph li u còn l i c a quá trình t l d nh h ng c a chày và c i sau khi mòn.
- Mi ng c t c a chày ã cùn, làm cho s n ph m d p xù xì.
- Mi ng c t c a c i mòn, làm cho mi ng ng d p ra b xù xì.
- Chày và c i u mòn làm cho s n ph m và l t u b xù xì.
- xung quanh s n ph m lú c khe h phân ph i khô ng u, c ng nh h ng n ch t l ng m t c t, m t ph n m t c t thì t t, ph n còn l i có gai.
- N u mi ng c t c a khuô n r t s c, khe h s l n b ng 40% chi u dày c a v t li u, ch t l ng m t c t v n t t; n u mi ng c t mò n, khe h t ng i bé, c ng x y ra xù xì.
T ng quan v cô ng ngh t CNC
Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp gia công tiên tiến, có năng suất cao và tiêu tốn ít nguyên vật liệu, được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không, xây dựng và giao thông vận tải Hiện nay, có nhiều cách phân loại gia công áp lực, bao gồm các phương pháp như cán, kéo, ép, rèn, dập, gò, miết, cắt, uốn, và nhiều kỹ thuật khác.
M i cô ng ngh gia cô ng có c i m và ph m vi ng d ng riêng Nh ng xu h ng chung là ti n d n t i t ng hó a i n hình nh t là công ngh t CNC
Hình 2.7: Phân lo i các nguyên công d p t m.
Công nghệ lưỡng cực hiện đang được áp dụng rộng rãi trên các thiết bị bán dẫn như máy ép trục khuỷu và máy ép thủy lực Hiện nay, các máy CNC đã xuất hiện, mang lại những cải tiến đáng kể trong quy trình sản xuất và khả năng kiểm soát công nghệ rất cao.
Cô ng ngh t nó i riêng và gia cô ng b ng áp l c nó i chung u d a trên các thành qu c a khoa h c k thu t v :
- Khoa h c v t li u: Bi n d ng d o, c tính v t li u, c u t o kim lo i và h p kim,
- Toán h c: các thu t toán, t i u hó a,
- Tin h c và k thu t s : i u khi n t ng, l p trình,
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay đang tập trung vào việc tối ưu hóa năng suất và nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm bớt sức lao động của con người trong ngành gia công Công nghệ dập đã đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp cơ khí và hiện nay đang được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ theo nhiều hướng khác nhau.
- Nâng cao chính xác và bó ng c a s n ph m nh m t t i khô ng
- ng d ng các ph ng pháp cô ng ngh tiên ti n m r ng kh n ng gia công và nâng cao ch t l ng s n ph m.
- Ch t o thi t b có cô ng su t l n có th gia cô ng c các chi ti t có kh i l ng và kích th c l n.
- C khí hó a và t ng hó a quá trình s n xu t nâng cao n ng su t lao ng, h giá thành s n ph m.
C c khí, tin h c và t cao thô ng s t b l a ch n thi t k t d li u thi t k nh h ng tr
Trong khi ó , thô ng th t i u hó a, t o hi u qu cao.
Ti p tâm ch y u bao g ch t l ng s n ph m
Hình 2.8 : Cá nhân t nh h ng n ch t l ng s n ph m
Ngày nay, sản phẩm gia công kim loại được sản xuất với độ chính xác cao nhờ vào công nghệ tiên tiến Các loại máy ép và máy CNC hiện đại không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm Việc áp dụng công nghệ vào sản xuất đã trở thành yếu tố quyết định cho sự cạnh tranh của các nhà đầu tư trong ngành công nghiệp này.
Trong cô ng ngh c t t có nhi u nhà s n xu t thi t b t d p CNC nh
Amada, Trumpf và Nisshibo là những thương hiệu hàng đầu trong ngành công nghiệp máy móc tại Việt Nam, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho các doanh nghiệp Tuy nhiên, việc đầu tư vào các thiết bị này vẫn gặp khó khăn do chi phí đầu tư máy móc cao.
Hình 2.11: Má y t CNC c a AMAD Hình 2.12: Mâm dao c a má y
Hình 2.11: Má y t CNC c a Trumpf Hình 2.12: u dao c a má y Trumpf
CH NG 3 CÔ NG NGH L P TRÌNH T CNC
L nh c b n (Basic Function Codes) [25,26,27,28,29,30]
C u trú c l nh (Tape Format): Nooo Goo X± ooooo Y± ooooo Tooo C± ooooo Moo a Thành ph n dòng l nh: Noooo
Khi vi t ch ng trình b n nên chú ý n dòng l nh b n ch s sau cùng cho phép cách nhau vài ch s thu n ti n cho vi c ch nh s
Khi thao tác v i l nh g i dao nên chú ý n v trí dao và dao mà b n s d ng.
V i l nh g i dao u tiên, máy s hi u b n g i dao s 02 trong dao th nh t.
T ng t v i l nh g i dao th hai, máy s hi u b n g i dao s
01 trong dao th hai. c L nh Oooo: G i tên ch ng trình.
Khi ch ng trình c a b n g m nhi u ch ng trình ng trình t i a g m b n ch s (t 0 n 7999) Khi b t u vi t ch ng trình b n ph i t tên ch ng trình (ph n này b t bu c b n ph i th c hi n).
G91X50. d L nh hi u ch nh góc khi gia công:
Ch ng trỡnh: G90Xx.Yy Tooo C+ỉ (hay C-ỉ)
Hình 3 1: Hi u ch nh gó c khi gia cô ng
N u dù ng l nh G20 chú ý r ng b n ang gia cô ng trong h t a Inch Khi dùng l nh G21 thì b n ang gia cô ng trong h t a milimet.
Ví d : Trong tr ng h p ch n thô ng s k thu t c a máy VIPROS 305072
B ng 3 4: Ch ng trình gi a n v Metric và Inch
(Ch ng trình dùng n v là milimet)
. (Ch ng trình dùng n v là inch)
Khi thao tác v i l nh G90 ph i chú ý n g c t a ã ch n ban u.
L nh G90 là l nh xác nh t a tuy t i Khi b t u ch y máy, máy s t ng thi t l p giá tr G90 Do ó n u càn t l n có th b qua l nh G90.
Trong lĩnh vực tài chính, nếu so sánh giá trị giữa hai dòng lệnh, có thể nhận thấy sự khác biệt qua những thông tin cụ thể trong chương trình giao dịch Lệnh G91 (Tạo tổng giá trị) cho phép người dùng thực hiện các giao dịch hiệu quả hơn.
Khi thao tác v i l nh G91 ph i chú ý Ví d
: Tìm t a tuy t i và t ng n v trí v a gia cô ng và v trí ang gia cô ng i cho chi ti t sau:
- V i hình v trên n u thi hành l nh G90 thì t a s nh sau:
- Và khi thao tác v i l nh G91 t a d c vi t l i nh sau:
(5):X200.Y0. h L nh G06 (B dày và v t li u t m kim lo i: Designation of worksheet thickness and material)
Trong ó : A: B dày t m kim lo i (0.1mm to 6.4mm)
3: Aluminum i L nh G50 (K t thú c ch ng trình, Retract home) Cách vi t: G92X Y
Mã l nh chu n G
a L nh G93 (Thi t l p t a local v i giá tr offset)
Ví d : Yêu c u gia cô ng l A y
Chú ý: G93 và l nh T, M khô ng cùng m t Block L nh này th ng dùng trong l p trình Multiple Part b L nh G04 (Ng ng quá trình t t m th i)
G04X10 (Máy ng ng trong 10 giây) Áp d ng trong tr ng h p có kh n ng gây nguy hi m cho ng i v n hành.
Th i gian ng ng t i thi u là 1/100 giây, l nh này th ng c k t h p v i l nh
M80 và M81. c L nh G92 (Thi t l p h th ng t a góc)
Cách vi t: G92X Y (Ph m vi l n nh t trên bàn làm vi c)
Ph m vi l n nh t trên bàn làm vi c d L nh
I: Kho ng cách gi a các part theo X
J: Kho ng cách gi a các part theo Y
P: S kho ng cách gi a các part theo X
K: S kho ng cách gi a các part theo Y e L nh G25 (T ng nh v g c t a v i giá tr offset) j L nh G36 và G37 ( t l theo l i)
Cách vi t: G36I± d1.Pn1.J± d2.Kn2 Tooo
Trong ó : I: Kho ng nh y theo tr c X (± d1)
P: S l ng kho ng nh y theo tr c X (n1)
J: Kho ng nh y theo tr c Y (± d2)
K: S l ng kho ng nh y theo tr c Y (n2).
- Ph i cho tr c t a g c b t u Pattern (G90 hay G72)
- Khi t l gó c b t u Pattern b qua l nh G72 và dù ng l nh T trong cùng m t Block.
G36Id1.Pn1.J-d2.Kn2 Tooo G36Id1.Pn1.Jd2.Kn2 Tooo
G37I-d1.Pn1.J-d2.Kn2 Tooo G37I-d1.Pn1.J+d2.Kn2 Tooo
Mã l nh chu n M
a L nh M00: D ng ch ng trình ang ch y ti p t c nh n nú t Start. b L nh M01: D ng ch ng trình k t h p v i nú t OPTINAL STOP c L nh M02: K t thú c ch ng trình d L nh M08: B t u Delay
- Th i gian Delay là 60ms/hit
- L nh M08 và M09 ph i thu c cùng m t Block e L nh M09: K t thú c Delay f L nh M12: B t u Nibbling
- B c Nibbling l n nh t là 50OCT, 8mmPEGA/VELA, 6mm PEGAKING, 12mm COMA.
- L nh M12 và M13 có th s d ng v i l nh G28, G36
Lệnh M12 và M13 thuộc cùng một Block g, trong đó lệnh M13 kết thúc quá trình Nibbling Lệnh M14 và M15 liên quan đến Taro phía trước và phía sau, trong khi lệnh M80 dùng để quản lý phôi t Người dùng có thể áp dụng lệnh G70 vào máng gom phôi để giảm thời gian cho phôi rớt xuống máng Lệnh M81, M82 và M83 lần lượt thực hiện việc gom phôi t từ các phía khác nhau Lệnh M96 và M97 liên quan đến việc khởi động và kết thúc chương trình con, trong khi lệnh M99 cho phép thay đổi hành trình t (COMA), thay đổi t c và Delay t, chỉ có trong chức năng lệnh Taro Cuối cùng, lệnh A1/B1 được sử dụng cho việc lưu trữ và giải ra Block n (Pattern) với các số từ 1 đến 5.
Dù ng khi m t mã (Code)
G66, G67, G68, G69, G78, G79) Pattern có th c u L u tr c vi t là
Ch ng trình con
Khi nh ng ch có th c l
- L u tr ch ng trình con v i m t con s nh là: O1234.
- Vi t ch ng trình (nh r ng giá tr offsets (G93) có th c s d ng xác nh v trí ch ng trình con G92 không s d ng khi dù ng ch ng trình con.
- K t thú c ch ng trình con v i M97.
- G i ch ng trình con v i M96P1234 (con s ch ng trình con ph i ú ng v i con s ã l u tr ).
M97: K t thúc g i ch ng trình con. cx: V trí ch ng trình. n: S l n g i ch ng trình.
B ng 3 6: Ch ng trình con
Hình 3 8: Ch ng trình con (1)
V i m t b t ng nh S c a n i m ngh a là có n! cá ch Vì v h tr b i cá c ph n m m CAD/CAM v c dù ng ph metalix, u và i má y, nh , và l p ch nghiên c u
M c tiêu c và thu t toá n nhá nh c
nh d ng DXF
Hi n nay có r t nhi u ph n m m th ng m i c a nhi u cô ng ty khác nhau vi c trao i d li u gi a các ph n m m c th c hi n nh l u sau:
Hình 4.1: L u trao i d li u gi a các ph n m m
Trong các nh d ng file trung gian thì file DXF là nh d ng 2D ph bi n nh t DXF
(Drawing Interchange Format ho c Drawing Exchange Format) là m t nh d ng file d li u CAD c phát tri n b i Autodesk cho phép trao i d li u gi a
AutoCad và m t ch ng trình khác.
C u trú c: file DXF d trình so n th o v n b n (nh
DXF v c b n có các thành ph n sau:
Ph n khai báo (HEADER): Gi i thi u nh s ch a ng m t tên g
Ph n l p (CLASSES): Ch a trong các ph n BLOCKS, ENTITIES và OBJECTS Nó i chung, nó khô ng cung c p thông tin cho vi c trao
Ph n b ng (TABLES): ph n này ch
B ng ghi kh i (BLOCK_RECORD)
B ng ki u kích th c (DIMSTYPE)
B ng ki ung th ng (LTYPE)
B ng khai báo, thi t l p hi n th (VPORT)
Ph n k t thú c file (END OF FILE)
Ví d thông tin c mô t nh d i
Mô hình hình tròn được biểu diễn bởi lớp AcDbCircle, trong đó các thông số quan trọng bao gồm tâm của hình tròn và bán kính Tâm hình tròn được xác định rõ ràng và bán kính là yếu tố quyết định kích thước của nó.
Sau ó , t a x c a tâm ng tròn c ký hi u b ng ch s 10 (dòng /3), và giá tr c a nó c bi u di n ngay dò ng sau ó (dò ng /4), trong ví d là 50.0
T ng t v i t a y c a tâm ng tròn c ký hi u b ng ch s 20
(dò ng /5) và giá tr c a nó c th hi n ngay dò ng sau ó (dò ng /6), ây là 100.0
T a z c a tâm ng trò n v i ký hi u 30 (dò ng /7) và giá tr 0.0 (dò ng /8).
Cu i cù ng là bán kính c a ng trò n v i ký hi u 40 (dò ng /9) và giá tr c bi u di n dòng ti p theo (dòng /10) và v i ví d là 200.0
Thu t toán
Thuật toán tìm người của dừng cột yêu cầu một số bước cơ bản Đầu tiên, cần có một file dữ liệu chứa thông tin của các điểm cần giao công Việc tìm người gần nhất xuất phát từ một điểm cho trước, sau đó sẽ kiểm tra tất cả các điểm để trả về điểm xuất phát Mô hình này cũng tương tự như một số toán ngữ liệu du lịch đã được nghiên cứu và phát triển.
Bài toán C, được nêu ra lần đầu vào năm 1930, là một trong những bài toán nổi bật nhất trong lĩnh vực tối ưu hóa Đây là một bài toán rất khó giải, với độ phức tạp cao, liên quan đến hàng triệu thành phần.
Bài toán ng mu n i th m quan n thành ph nào ó ng úng m t l n, r i quay tr thành ph Ti nh t
Thu t toán nhánh c u t h p Ta s n ng tìm th mà chuy n ngay sang nhánh khá c Khi lúc ban u Nghi m c ta s c p nh
M t trong nh toán th a mãn m tiêu chí c c p vi c tìm nghi m c toàn b các c u hình có th và
Khi ó , khô ng gian tìm ki m c a bài toán là r t l tr ng h p có t h b nh l án ch c ch n khô ng t ph c nh ng v n
Tính toán phân nhánh là một phương pháp giải quyết các bài toán tối ưu, trong đó các nút được biểu diễn dưới dạng cây Phương pháp này giúp tìm ra giải pháp tối ưu cho các bài toán phức tạp bằng cách phân chia vấn đề thành các phần nhỏ hơn và giải quyết từng phần một cách hiệu quả.
+ N u bài toán con có g() > f -(K bài toán này
+ N u khô ng thì phân nhánh ti p bài toán con cho l c c nh t l i k l c t m th i f() b Ph ng phá p tính c n : tính c n trên c a bài toán con d a vào cô ng th c
Theo Nh [13] Gi i thu t di truy n (GA-Genetic Algorithm) là m t k thu t c a h
Gi i thu t di truy n là m t phân ngành c nguyên lý c a ti n hó a nh
Thu t toán t i gi i thi u b i Dorigo và các c t i u t h nay s l ng các nó vào r t nhi u các v n các bài toán l p l ch, tô màu
Thu t toán t i thu t t i u hó a ng u nhiên d
Kennedy, ph ng theo hành vi c a các b y chim hay các àn cá C ng gi ng nh
GA, PSO tìm ki m gi i pháp t i gi ng nh
N m 1987, quan sát quá trình chuy n
Reynolds a ra nh n ra ba quy lu t: Tách bi t; S p hàng và Liên k t T c u c a Renolds, Eberhart và Kennedy c a b y àn theo các quy lu chuy n ng v
T ng t nh m t vù ng khô ng gian mà các ph n t cách bao xa và l nh t tìm th g n ch th c này và s d ng nó
Theo nghiên cứu, việc di chuyển từ ngôn ngữ này sang ngôn ngữ khác diễn ra lâu hơn sẽ ảnh hưởng đến giá trị của các tiêu chí cho việc khám phá các khu vực trong không gian tìm kiếm Các phương pháp tìm kiếm khác nhau từ danh sách Tabu giúp cải thiện quá trình này, nhưng danh sách Tabu cần được truy cập một cách hợp lý để tối ưu hóa việc di chuyển Trong quá trình này, có những giải pháp cần thiết để ghi nhận và cho phép thực hiện các bước cần thiết Tuy nhiên, việc tìm kiếm Tabu chỉ có hiệu quả khi áp dụng các giải pháp mới, đồng thời tránh các khu vực không mong muốn.
Thu t toán mô ph ng luy n kim (Simulated Annealing): Mô ph ng luy n kim (SA) là m t thu t toán xác su t t i al vào n m 1983 và Cerny vào n m 1985.SA là s
Monte Carlo là phương pháp được sử dụng để khảo sát các phân tích trong luyện kim Luyện kim là một quá trình xử lý vật liệu, trong đó các nguyên tử di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác Việc làm mát chậm chạp có thể dẫn đến sự thay đổi về cấu trúc và tính chất của vật liệu.
Ch ng trình
Chương trình tạo G code từ file DXF sử dụng thuật toán tối ưu cho mô hình 4.3 Sau khi tìm kiếm đối tượng tối ưu, chúng ta có thể chèn vào phần như thể hiện trong hình 4.4a Chương trình với file DXF áp dụng thuật toán tối ưu được viết bằng ngôn ngữ C#, và kết quả là file text chứa mã G code như hình 4.6.
Save CAD Software to DXF
End Hình 4.3: L u c file DXF sang G code s d ng thu t toán t i u
Mxx Txx Nxx Oxx Xxx Yxx X and Y coordinates value C±
Hình 4.4: C u trú c ch ng trình t CNC (a) và các ch c n ng c a t ng t p l nh (b)
Hình 4.5 : Giao di n ch ng trình
Hình 4.7: Ch ng trình CNCKad dù ng t o ch ng trình G code cho máy t CNC
Hình 4 9: GA technique Nabeel's Hình 4.10: T a c a i m hình 4.8
Hình 4.11: Golbal, Fastest, Top right = same Hình 4.12: Bottom left
Hình 4.13: Bottom right Hình 4.14 : Top left
Hình 4.15: T a b n v g m 15 i m Hình 4.16: ACS technique Saealal's n
Hình 4.18 : Golbal, Fastest, Top right = same Hình 4.19 : Bottom left
Hình 4.20 : Bottom right Hình 4.21 : Top left
CH NG5.K TLU NVÀ NGH
K t lu n
T i u ng i d ng c là m t trong nh ng ph ng pháp làm gi m th i gian gia công.
K t qu b c u nghiên c u cho k t qu kh thi ngang b ng v i các cô ng trình nghiên c u khác c c p ch ng 4.
Trong việc giải quyết bài toán du lịch, có nhiều phương pháp khác nhau để tìm kiếm giải pháp tối ưu Các thuật toán như thuật toán vét cạn và thuật toán tham lam thường được sử dụng, nhưng mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng Thuật toán tham lam giúp tìm kiếm nhanh chóng nhưng có thể dẫn đến những kết quả không chính xác nếu quá tham lam Trong khi đó, thuật toán nhánh cận hỗ trợ loại bỏ các phương án không khả thi ngay từ đầu, giúp giảm không gian tìm kiếm hiệu quả Kết hợp giữa hai thuật toán này có thể nâng cao khả năng đánh giá và tìm kiếm giải pháp tối ưu hơn trong bài toán du lịch.
Ngoài vi c nghiên c u ng d ng c t i u trong cô ng ngh t CNC, ng i nghiên c u còn c p n các v n khác còn ang t n t i, và ã gi i quy t bài toán khai tri n m u c mô t hình 5.1
L p trình ng hàn ít Phôi sít ch t
Hình 5.1 L u t o ra s n ph m kim lo i t m.
Trong lĩnh vực tìm kiếm thông tin, việc sử dụng các giải thuật chính xác như thuật toán quy hoạch động, giải thuật di truyền, giải thuật toàn cục và giải thuật lũy thừa là rất cần thiết để xử lý các bài toán có số lượng dữ liệu lớn Nghiên cứu và áp dụng những phương pháp này giúp cải thiện hiệu quả tìm kiếm và quản lý không gian dữ liệu.
Bên c nh thu t toán áp d ng cho nhi u i t ng c n ph i thay d ng c c n nghiên c u trong các cô ng trình sau.
M c khác cô ng ngh t CNC có r t nhi u y u t nh h ng n ch t l ng s n ph m, nh bi n d ng, bavia c ng c n ph i nghiên c u trong các công trình sau này
Việc áp dụng một số thuật toán tối ưu cho kết quả tính toán có thể giúp cải thiện hiệu suất và độ chính xác trong quá trình thiết kế Tài liệu cũng cho thấy rằng các phương pháp tối ưu minh trí nhân tạo có thể giải quyết bài toán với sự linh hoạt cao Hơn nữa, sản phẩm kim loại tạo ra trên máy CNC không chỉ có một dạng biên mà còn có nhiều dạng biên khác nhau Do đó, trong các công trình tiếp theo, cần nghiên cứu với nhiều dạng biên hơn để đạt được kết quả tốt hơn.
Trong quá trình sản xuất, hiện tượng biến đổi ngẫu nhiên thường xảy ra Do đó, cần nghiên cứu thêm các giải pháp nhằm giảm thiểu sự biến đổi này, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và đảm bảo tính ổn định trên các hình thức sản xuất khác nhau.
Hình 5.2: Các y u t nh h ng n ng d ng c t i u
ngh
Việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng phòng thí nghiệm đòi hỏi thời gian và chi phí đáng kể Để đảm bảo chất lượng nghiên cứu, các phòng thí nghiệm cần được trang bị đầy đủ thiết bị phù hợp, giúp các nhà nghiên cứu có điều kiện tốt nhất để thực hiện công việc của mình.
Ngoài ra, vi c cung c p các thô ng tin v các k t qu nghiên c u thô ng qua các t p chí các website khoa h c là r t c n thi t, v i m t tr ng i h c l n nh tr ng ta.
[1] Theo S.Zamiri Marvizadeh, F.F.Choobineh, Reducing the number of setups for
CNC punch presses, The international journal of management science, 2012
[2] Merchant R.L.Merchant,World trends and prospects in manufacturing technology, International Journal for Vehicle Design 6, 1985
[3] S.Q Xie* and J Gan, Optimal process planning for compound laser cutting and punch using Genetic Algorithms, Int J Mechatronics and Manufacturing Systems,
[4] E.Summad, E.Appleton, Generical gorithm for sheet metal working tool selection, using curve matching and tree searching, Journal of Materials Processing
[5] N.F Choong, A.Y.C Nee and H.T Loh, The implementation of an automatic tool selection system for CNC nibbling, Computers in Industry 23, 1993
[6] Dr Kannan, White Paper: Building next generation sheet metal CAM, Version 1.0 Dec, 2013
[7] Farhad Kolahan and Ming Liang, Optimization of hole-making operations: a tabu-search approach, International Journal of Machine Tools & Manufacture 40
[8] Pan and Rao, An integrated knowledge based system for sheet metal cutting punching, Knowledge Based Systems, 2009
[9] S.ZamiriMarvizadeh, F.F.Choobineh, Reducing the number of setups for CNC punch presses, The international journal of management science, 2012
[10] Tr n V n ch, Phan V n Hi u, T i u hoá ph ng phá p x p hình khi gia công s n ph m trên máy d p CNC, t p chí c khí Vi t Nam, 2007
[11] Julian, Estimating your cutting costs, Cost of ownership model compares precision plasma, punch-plasma, laser, 2002.
[12] Hoàng V nh Sinh, V ình Minh, Nguy n V n Quân, Phâ n tích và l a ch n ph
[13] Nguy n Gia Nh , M t s thu t toá n ti n hó a gi i bà i toá n t i u trong m ng má y tính, lu n án ti n s toán h c, Tr ng i h c khoa h c t nhiên, i h c qu c gia Hà N i, 2014
[15] Nguy n H u ông , nghiên c u thu t toá n tabu search và ng d ng và o bà i toá n ng i du l ch, lu n v n th c s khoa h c máy tính, 2014
[16] Nguy n Trung Chi n, ng d ng thu t toán àn ki n trong tìm ki m ng i t i u, lu n v n th c s công ngh thô ng tin, 2014
[17] Nabeel Kadim Abid Al-Sahib, Hasan Fahad Abdulrazzaq, Tool Path
Optimization of Drilling Sequence in CNC Machine Using Genetic Algorithm,
Innovative Systems Design and Engineering, Vol.5, No.1, 2014.
[18] Muhammad salihin saealal and et al, An ant colony system for routing in pcb holes drilling process, International Journal of Innovative Management,
Information & Production, June 4 Volume, Number 1, 2013 pp 50-56
[19] M Alhanjouri and B Alfarra, Ant Colony versus Genetic Algorithm based on
Travelling Salesman Problem, Int J Comp Tech Appl., Vol 2, No 3, 2013, pp
[20] Nataly Medina-Rodríguez, Oscar Montiel-Ross, Roberto Sepú lveda, and Oscar Castillo, Tool Path Optimization for Computer Numerical Control Machines based on Parallel ACO , Engineering Letters, 2012
[21] Majid Tolouei-Rad, Efficient CNC Milling by Adjusting Material Removal
Rate ,World Academy of Science, Engineering and Technology 2011.
[22] Lucia u ová and Jaroslav Rozman, The Comparison of Methods Solving the
Travel Salesman Problem, International Conference on Soft Computing 2010, pp
[23] Ahmet Murat PINAR, Abdulkadir G¨ULL¨U, Minimization of CNC Part
Parameter Criteria, Turkish J Eng Env Sci , Gazi University, Technical
[24] Rajesh Matai, Surya Prakash Singh and Murari Lal Mittal, Traveling
Salesman Problem: An Overview of Applications, Formulations, and Solution Approaches Management Group, BITS-Pilani, Department of Mechanical
Engineering, Malviya National Institute of Technology Jaipur, India, 2010
[25] Ch ng trình nghiên c u khoa h c c p qu c gia giai o n 2011-2015
[26] Cô ng ngh t d p CNC, Nhà xu t b n lao ng xã h i, Tr ng Cao ng
[27] Programing manual CNC Turret punch press, Murata machinery, LTD.
[28] Programing manual CNC Turret punch press, AMADA.© 2002 by AMADA
[29] Basic programming manual NCT - Copyright © 1998 by Amada
[30] Programming manual - APELIO II 357 (05PLA/C-1000 II), Copyright ©
1998 by Amada Engineering & Service Co.
