Giáo trình CAD, CAM, CNC căn bản
I. Tổng quan về CAD/CAM
Những năm cuối thế kỷ 20, công nghệ CAD/CAM đã trở thành một lĩnh vực đột phá
trong thiết kế, chế tạo và sản xuất sản phẩm công nghiệp. CAD (Computer Aided Design) là
thiết kế trợ giúp bằng máy tính. CAM (Computer Aided Manufacture) là sản xuất với sự trợ
giúp của máy tính. Hai lãnh vực này ghép nối với nhau đã trở thành một loại hình công nghệ
cao, một lãnh vực khoa học tổng hợp của sự liên ngành Cơ khí – Tin học – Điện tử – Tự
động hóa. Cùng với sự phát triển của khoa học máy tính, CAD/CAM đã được nhận thức và
chấp nhận nhanh chóng trong công nghiệp (công nghiệp dệt – may, công nghiệp nhựa, công
nghiệp cơ khí chế tạo .) vì nó là hạt nhân chính để sáng tạo và sản xuất sản phẩm, để tăng
năng xuất lao động, giảm cường độ lao động và tự động hóa quá trình sản xuất, nâng cao độ
chính xác chi tiết và đạt hiệu quả kinh tế cao.
Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò vô cùng quan trọng trong việc hình thành bất kỳ
một sản phẩm cơ khí nào. Công việc này bao gồm các khâu chuẩn bị thiết kế (thiết kế kết
cấu sản phẩm, các bản vẽ lắp chung của sản phẩm, các cụm máy.), chuẩn bị công nghệ
(đảm bảo tính năng công nghệ của kết cấu, thiết lập quy trình công nghệ), thiết kế và chế
tạo các trang bị công nghệ và dụng cụ phụ . kế hoạch hóa quá trình sản xuất và chế tạo sản
phẩm trong thời gian ấn định.
Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển như vũ bão đòi hỏi người kỹ sư phải không
ngừng nâng cao lượng thông tin trong tất cả các khâu của quá trình chuẩn bị sản xuất. Theo
các nhà khoa học đã phân tích thì tình hình thiết kế hiện nay cho thấy 90% khối lượng thời
gian thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết cho việc tính toán , chỉ có 10% thời gian giành cho
lao động sáng tạo và quyết định. Cho nên khoảng 90% khối lượng công việc trên có thể thực
hiện bằng máy tính điện tử hoặc máy vẽ tự động. Việc làm này vừa chính xác hơn, vừa chất
lượng hơn.
Trong sản xuất hàng loạt nhỏ, do đặc điểm là số lượng chi tiết trong loạt ít , số chủng
loại lại nhiều cho nên khối lượng thời gian chuẩn bị cho sản xuất rất lớn, mà dạng sản xuất
này hiện đang chiếm ưu thế trong nền kinh tế thị trường hiện nay. Tất cả điều đó phải đòi hỏi
tạo ra phương pháp thiết kế mới nhờ máy tính điện tử.
CAD/CAM là một lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế và
chế tạo. Nó dùng máy tính điện tử để thực hiện một chức năng nhất định để thiết kế và chế
tạo sản phẩm. Tự động hóa chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hóa, điều khiển
quá trình sản xuất, điều khiển quá trình cắt gọt kim loại và kiểm tra nguyên công gia công.
CAD/CAM kết nối với nhau tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động là
thiết kế và chế tạo mà lâu nay người ta coi là khác nhau và không phục thuộc vào nhau. Tự
động hóa thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính toán giúp người kỹ sư để thiết kế
mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa giải pháp thiết kế. Phương tiện bao gồm máy tính điện tử,
các máy vẽ, máy in, thiết bị đục lỗ băng .phương tiện lập trình bao gồm chương trình máy,
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh3
cho phép đảm bảo giao tiếp với máy vẽ và các chương trình ứng dụng để thực hiện chức
năng thiết kế.
Ví du: Chương trình ứng dụng có thể là chương trình phân tích lực và ứng suất trong kết
cấu, chương trình tính toán đặc tính động lực học của máy hoặc chương trình gia công chi tiết
trên máy điều khiển theo chương trình số NC hay CNC .
Mỗi một hãng, viện nghiên cứu hoặc cơ sở sản xuất có những tập hợp chương trình ứng
dụng khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất .
Hệ thống CAD/CAM là một sản phẩm của CIM (Computer Integrated Manufacturing).
Hệ thống này được quản lý và điều hành dựa trên cơ sở dữ liệu trung tâm, hệ thống còn được
dùng để lập kế hoạch , biểu đồ , đưa ra các chỉ dẫn và thông tin đảm bảo mục đích kế hoạch
sản xuất của nhà máy Mô hình hệ thống như sau:
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình CAD, CAM, CNC căn bản
NGUYỄN NGỌC ĐÀO GIÁO TRÌNH CAD – CAM CNC CĂN BẢN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH 2004 MỤC LỤC MỤC LỤC Chương 1: TỔNG VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM -CNC 1 I. Tổng quan về CAD/CAM 2 1. Lịch sử phát triển của CAD/CAM 4 2. Định nghĩa công cụ CAD/CAM 4 II. Tổng quan về máy công cụ điều khiển bằng chương trình số (CNC) 10 1. Lịch sử phát triển của máy CNC 11 2. Đặc trưng cơ bản của máy CNC 12 3. Mô hình khái quát ủua một máy CNC 13 4. Các phương pháp điều khiển 14 5. Hệ trục tọa độ trên máy CNC 16 6. Các bước thực hiện gia công trên máy CNC 17 7. Hình thức tổ chức gia công trên máy CNC 22 Chương 2: LẬP TRÌNH THỦ CÔNG 25 I. Cấu trúc chương trình NC 26 1. Địa chỉ lệnh (Address) 27 2. Lệnh (Word) 28 3. Khối lệnh (Block) 29 II. Phương thức lập trình NC 30 1. Lập trình tuyệt đối (Absolute dimensions) 2. Lập trình tương đối (Relative or Incremental dimensions) III. Công nghệ lập trình phay NC 31 1. Cơ sở lập trình phay NC 31 2. Công nghệ lập trình phay NC 36 3. Lập trình phay NC với phần mềm phay mô phỏng 37 4. Ví dụ lập trình phay NC với phần mềm phay mô phỏng 46 IV. Công nghệ lập trình tiện NC 1. Cơ sở lập trình tiện NC 48 Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 2. Công nghệ lập trình tiện NC 51 3. Lập trình tiện NC với phần mềm tiện mô phỏng 56 chương 3: LẬP TRÌNH TỰ ĐỘNG 60 I. Công nghệ lập trình tự động 61 1. Hệ thống CAD 62 2. Hệ thống CAM 62 3. Trình hậu xử lý POSTPROCESSOR 65 II. Giới thiệu phần mềm MiilCAM- Designer2 66 1. Khởi động phần mềm 66 2. Thiết kế quỹ đạo cắt và tạo chương trình NC 67 3. Ứng dụng AutoCAD trong thiết kế quỹ đạo cắt 72 4. Các bước thực hiện phần mềm MiilCam-Designer2 73 Chương 4: VẬN HÀNH MÁY CNC 74 I. Vận hành máy phay CNC DENFORD-NOVAMILL 75 1. Giới thiệu chung về máy phay CNC Novamill 75 2. Vận hành máy 76 3. Lập trình NC với hệ điều khiển FANUC-OM 80 II. Vận hành máy tiện CNC MAGNUM 85 1. Giới thiệu chung về máy tiện Magnum 85 2. Vận hành máy 86 3. Lập trình NC với hệ điều khiển FAGOR 88 PHỤ LỤC 1 92 PHỤ LỤC 2 106 Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM - CNC I. Tổng quan về CAD/CAM 1. Lịch sử phát triển của CAD/CAM 2. Đinh nghĩa công cụ CAD/CAM II. Tổng quan về máy công cụ điều khiển bằng chương trình số (CNC) 1. Lịch sử phát triển của máy CNC 2. Đặc trưng cơ bản của máy CNC 3. Mô hình khái quát ủua một máy CNC 4. Các phương pháp điều khiển 5. Hệ trục tọa độ trên máy CNC 6. Các bước thực hiện gia công trên máy CNC 7. Hình thức tổ chức gia công trên máy CNC Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM - CNC I. Tổng quan về CAD/CAM Những năm cuối thế kỷ 20, công nghệ CAD/CAM đã trở thành một lĩnh vực đột phá trong thiết kế, chế tạo và sản xuất sản phẩm công nghiệp. CAD (Computer Aided Design) là thiết kế trợ giúp bằng máy tính. CAM (Computer Aided Manufacture) là sản xuất với sự trợ giúp của máy tính. Hai lãnh vực này ghép nối với nhau đã trở thành một loại hình công nghệ cao, một lãnh vực khoa học tổng hợp của sự liên ngành Cơ khí – Tin học – Điện tử – Tự động hóa. Cùng với sự phát triển của khoa học máy tính, CAD/CAM đã được nhận thức và chấp nhận nhanh chóng trong công nghiệp (công nghiệp dệt – may, công nghiệp nhựa, công nghiệp cơ khí chế tạo ...) vì nó là hạt nhân chính để sáng tạo và sản xuất sản phẩm, để tăng năng xuất lao động, giảm cường độ lao động và tự động hóa quá trình sản xuất, nâng cao độ chính xác chi tiết và đạt hiệu quả kinh tế cao. Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò vô cùng quan trọng trong việc hình thành bất kỳ một sản phẩm cơ khí nào. Công việc này bao gồm các khâu chuẩn bị thiết kế (thiết kế kết cấu sản phẩm, các bản vẽ lắp chung của sản phẩm, các cụm máy...), chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính năng công nghệ của kết cấu, thiết lập quy trình công nghệ), thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ và dụng cụ phụ ... kế hoạch hóa quá trình sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian ấn định. Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển như vũ bão đòi hỏi người kỹ sư phải không ngừng nâng cao lượng thông tin trong tất cả các khâu của quá trình chuẩn bị sản xuất. Theo các nhà khoa học đã phân tích thì tình hình thiết kế hiện nay cho thấy 90% khối lượng thời gian thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết cho việc tính toán , chỉ có 10% thời gian giành cho lao động sáng tạo và quyết định. Cho nên khoảng 90% khối lượng công việc trên có thể thực hiện bằng máy tính điện tử hoặc máy vẽ tự động. Việc làm này vừa chính xác hơn, vừa chất lượng hơn. Trong sản xuất hàng loạt nhỏ, do đặc điểm là số lượng chi tiết trong loạt ít , số chủng loại lại nhiều cho nên khối lượng thời gian chuẩn bị cho sản xuất rất lớn, mà dạng sản xuất này hiện đang chiếm ưu thế trong nền kinh tế thị trường hiện nay. Tất cả điều đó phải đòi hỏi tạo ra phương pháp thiết kế mới nhờ máy tính điện tử. CAD/CAM là một lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế và chế tạo. Nó dùng máy tính điện tử để thực hiện một chức năng nhất định để thiết kế và chế tạo sản phẩm. Tự động hóa chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hóa, điều khiển quá trình sản xuất, điều khiển quá trình cắt gọt kim loại và kiểm tra nguyên công gia công. CAD/CAM kết nối với nhau tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động là thiết kế và chế tạo mà lâu nay người ta coi là khác nhau và không phục thuộc vào nhau. Tự động hóa thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính toán giúp người kỹ sư để thiết kế mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa giải pháp thiết kế. Phương tiện bao gồm máy tính điện tử, các máy vẽ, máy in, thiết bị đục lỗ băng ...phương tiện lập trình bao gồm chương trình máy, Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 3 cho phép đảm bảo giao tiếp với máy vẽ và các chương trình ứng dụng để thực hiện chức năng thiết kế. Ví du: Chương trình ứng dụng có thể là chương trình phân tích lực và ứng suất trong kết cấu, chương trình tính toán đặc tính động lực học của máy hoặc chương trình gia công chi tiết trên máy điều khiển theo chương trình số NC hay CNC . Mỗi một hãng, viện nghiên cứu hoặc cơ sở sản xuất có những tập hợp chương trình ứng dụng khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất ... Hệ thống CAD/CAM là một sản phẩm của CIM (Computer Integrated Manufacturing). Hệ thống này được quản lý và điều hành dựa trên cơ sở dữ liệu trung tâm, hệ thống còn được dùng để lập kế hoạch , biểu đồ , đưa ra các chỉ dẫn và thông tin đảm bảo mục đích kế hoạch sản xuất của nhà máy Mô hình hệ thống như sau: CIM (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING) Hình 1.1 CAD Computer Aided Design Thiết kế với sự trợ giúp của MTĐT CAE Computer Aided Engineering Phân tích kỹ thuật với sự trợ giúp của MTĐT CAPP Computer Aided Process Planning Lập phương án chế tạo với sự trợ giúp của MTĐT CAM Computer Aided Manufacturing Chế tạo với sự trợ giúp của MTĐT CNC Computer Numerical Control Máy công cụ điều khiển bằng chương trình số CAQ Computer Aided Quality Control Kiểm tra chất lượng với sự trợ giúp của MTĐT MRPII Manufacturing Resources Planning Hoạch định nguồn lực sản xuất PP Production Planning Lập kế hoạch sản xuất Cơ sở dữ liệu và thông tin Nhu cầu PP MRP II CAE CAQ CNC, Robots CAM CAPP CAD Ý tưởng Dự báo Khách hàng Đóng gói Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 4 1. Lịch sử phát triển của CAD/CAM Lúc đầu CAD/CAM là hai ngành phát triển tách biệt nhau, độc lập với nhau trong khoảng 30 năm. Hiện nay chúng được tích hợp thành một hệ, trong đó thiết kế có thể lựa chọn phương án tối ưu và quá trình sản xuất có thể được giám sát và điều khiển từ khâu đầu đến khâu cuối. Phần mềm CAD đầu tiên là SKETCHPAD xuất hiện vào năm 1962 được viết bởi Ivan Sutherland thuộc trường kỹ thuật Massachusetts (MIT – Massachusetts Institute of Technology). Hiện nay trên thế giới đã có hàng ngàn phần mềm CAD và một trong những phần mềm thiết kế nổi tiếng nhất là AutoCAD. AutoCAD phiên bản đầu tiên (Release 1) được công bố tháng 12 – 1982. Cho đến năm 1997 thì đã có phiên bản thứ 14 (Release 14). Từ năm 2000 đến nay, gần như mỗi năm đều có ra đời phiên bản mới. Cũng như hệ CAD, hệ CAM được phát triển ứng dụng đầu tiên tại MIT cho các máy gia công điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) bằng máy vi tính vào đầu những năm 70. Hệ tích hợp CAD/CAM ra đời vào giữa những năm 70 và80. Dưới đây là sơ đồ phát triển của hệ thống CAD/CAM: 2. Định nghĩa các công cụ CAD/CAM a) Định nghĩa công cụ CAD Để tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh cần thực hiện hai công đoạn chính là: thiết kế và chế tạo. Ở công đoạn thiết kế trên cơ sở thu thập thông tin, xử lý dữ liệu và kết hợp với khả năng sáng tạo người thiết kế phân tích toàn bộ tập hợp các phương án và chọn ra một phương án thiết kế tối ưu. Đối với sản phẩm có cấu trúc phức tạp, đòi hỏi những chỉ tiêu cao về thông số kỹ thuật cũng như kinh tế , để đạt được giải pháp tối ưu, trong nhiều trường hợp công việc thiết kế và FMS FMS Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 5 chế tạo không thể thực hiện một cách hoàn chỉnh bởi những phương pháp và công cụ thông thường. Thiết kế với sự hổ trợ của máy tính điện tử - CAD là sự ứng dụng có hiệu quả các phương tiện công nghệ của kỹ thuật tin học , điện tử ... để giải quyết các công việc liên quan tới công việc thiết kế. Quá trình thiết kế nói chung bao gồm việc xác định và mô tả các giải pháp kỹ thuật cụ thể thỏa mãn tất cả các yêu cầu kỹ thuật . chỉ tiêu kinh tế và có thể phân chia làm 6 giai đoạn chính (hình 1- 2). Việc sử dụng công cụ tin học và điện tử trong công việc thiết kế -thiết kế với sự trợ giúp của máy tính điện tử (CAD) có thể chia thành bốn công đoạn chính bao gồm: - Mô hình hóa hình học - Tính toán kỹ thuật - Thiết kế tối ưu - Lập tài liệu kỹ thuật tự động từ mô hình đã được thiết kế * Mô hình hình học: Ưùng dụng hệ thống CAD để phát triển việc mô tả toán học của các vật thể hình học. Các mô hình hình học này được lưu trữ trong hệ cơ sở dữ liệu (trong bộ nhớ Xây dựng nhiệm vụ thiết kế Thiết kế tổng thể GEOMETRIC MODELING Thiết kế chi tiết ANALYSIS Tính toán phân tích OPTIMZATION Thiết kế tối ưu DRAFTING) (VIEWS AND DRAWINGS Lập tài liệu thiết kế Hình 1- 2 AutoCAD Cimatron PRO engineer ... Sap 86 Nastran Ansys... Sap 86 Nastran AutoCAD Cimatron PRO engineer ... Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 6 máy tính) cho phép người sử dụng biểu diễn hình ảnh của mô hình trên các thiết bị đồ họa và thự hiện các thao tác dựng hình. * Tính toán phân tích kỹ thuật: sau giai đoạn thiết kế mô phỏng hình học, vật thể hình học và mô hình hình học của của đối tượng thiết kế cần phải được tính toán phân tích (để đảm bảo cac thông số kỷ thuật), ví dụ: kiểm tra độ bền, biế dạng, quá trình trao đổi nhiệt. Quá trình tính toán phân tích kỹ thuật được thực hiện thông qua các phần mềm, ví dụ : phần mềm tính toán phân tích theo phương pháp phần tử hữu hạn; phần mềm thiết kế động học; phần mềm khảo sát các quá trình truyền nhiệt.... * Lập tài liệu thiết kế tự động: Đây là công việc thể hiện kết quả thiết kế - tự động tạo các hình chiếu, tạo bản vẽ kỹ thuật bao gồm cả ghi kích thước từ mô hình 3D đã được thiết kế. b) Định nghĩa công cụ CAM Thực hiện quy trình sản xuất với sự trợ giúp của máy tính điện tử là sử dụng máy tính để lập kế hoạch sản xuất và điều khiển sản xuất. Sơ đồ các lĩnh vực ứng dụng trong hệ CAM có thể được biểu diễn theo sơ dồ trên hình 1- 3. CAM LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Cơ sở dữ liệu công nghệ Điều khiển chất lượng sản phẩm Tiêu chuẩn hóa các nguyên công Điều khiển xưởng Lập trình gia công Giám sát các quá trình sản xuất Sắp xếp dây truyền sản xuất Điều khiển quá trình sản xuất Dự tính giá thành sản phẩm Điều khiển các máy NC và CNC Điều khiển kho vật tư và công cụ Lập kế hoạch sản xuất Điều khiển các tay máy người máy Điều khiển các thiết bị vận chuyển Hình 1- 3 Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 7 Lập kế hoạch sản xuất được thực hiện ở văn phòng cho các công việc cụ thể sau đây: - Tự động hóa thiết kế quy trình công nghệ, có nghĩa là hình thành các trình tự nguyên công để gia công chi tiết cụ thể. Muốn thực hiện được công việc này, ngoài các dữ liệu về hình học (bên CAD cung cấp), còn cần các dữ liệu về công nghệ như: thông số kỹ thuật của máy, thông số về dao cắt, thông số về gá lắp, thông số chế độ cắt và tiêu chuẩn hoá các nguyên công. - Tự động lập chương trình gia công cho máy điều khiển theo chương trình số. Ngôn ngữ lập trình của CAM la ... V (m/f) Lượng chạy dao răng Sz (mm/răng) Tốc độ vòng trục chính n (vòg/f) Lượng chạy dao phút Sf (mm/f) Lượng chạy dao vòng Sv (mm/vòg) Đến 10 (2 răng) 90 0,01 2800 56 Đến 16 (4 răng) 90 0,03 1800 210 Đến 20 (4 răng) 90 0.03 1400 160 Dưới 63 (5 răng) 400 0,02 2000 200 Trong đó: Sf = n . z . Sz ; Sv = Sz . z b) G – codes / Fanuc OM Nhóm Lệnh Chức năng 0 G04 Dừng lại G09 Dừng chính xác G28 Trở về REFERENCE POINT G52 Hệ tọa độ địa phương G53 Hệ tọa độ máy G92 Cài đặt hệ tọa độ 1 G00 Định vị trí (với tốc độ nhanh – tốc độ chạy không) G01 Nội suy đường thẳng G02 Nội suy đường tròn cùng chiều kim đồng hồ G03 Nội suy đường tròn ngược chiều kim đồng hồ 2 G17 Mặt phẳng XOY G18 Mặt phẳng ZOX D V n 1000 Lệnh S... Giá trị n G94 Lệnh F... Giá trị Sf G95 Lệnh F... Giá trị Sv Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 81 G19 Mặt phẳng YOZ 3 G90 Tọa độ tuyệt đối G91 Tọa độ tương đối 5 G94 Đơn vị chạy dao mm/phút G95 Đơn vị chạy dao vòg/phút 6 G20 Đơn vị đo lường là INCHES G21 Đơn vị đo lường là MILLIMETERS 7 G40 Kết thúc hiệu chỉnh bán kính dao G41 Hiệu chỉnh bán kính dao trái G42 Hiệu chỉnh bán kính dao phải 8 G43 Hiệu chỉnh chiều dài dao dương G44 Hiệu chỉnh chiều dài dao âm G49 Kết thúc hiệu chỉnh chiều dài dao 9 G80 Kết thúc chu trình khoan lỗ G81 Chu trình khoan lỗ G83 Chu trình khoan gián đoạn G84 Chu trình tarô G85 Chu trình doa lỗ 10 G98 Rút trở về mặt phẳng xuất phát G99 Rút trở về mặt phẳng an toàn 13 G97 Đơn vị tốc độ vòng (vòg/phút) 14 G54 Zero offset 1 G55 Zero offset 2 G56 Zero offset 3 G57 Zero offset 4 G58 Zero offset 5 G59 Zero offset 6 17 G15 Kết thúc tọa độ cực G16 Bắt đầu tọa độ cực Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 82 c) M – Codes / Fanuc OM Lệnh Chức năng M00 Dừng chương trình M01 Dừng chương trình M02 Kết thúc chương trình M03 Trục chính quay theo chiều kim đồng hồ M04 Trục chính quay theo chiều ngược kim đồng hồ M05 Dừng trục chính M08 Mở tưới trơn M09 Tắt tưới trơn M24 Mở kẹp dao (thao tác bằng tay) M25 Đóng kẹp dao (thao tác bằng tay) M30 Kết thúc chương trình M98 Gọi chương trình con M99 Kết thúc chương trình con Dưới đây diễn giải một số từ lệnh khác biệt của hệ điều khiển Fanuc –OM: Chu trình tarô: Cấu trúc câu lệnh: G98 (G99) G84 X...Y...Z...P...F... G98 (G99) – Rút dao về vị trí xuất phát hoặc vị trí an toàn. X... Y... – Vị trí của lỗ theo X , Y Z... – Chiều sâu lỗ theo tọa độ tuyệt đối. P... – Thời gian dừng ở đáy lỗ F... – Bước của ren (mm/vòg). Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 83 Chu trình doa lỗ: Gọi và kết thúc một chương trình con: M98 / M99 Ví dụ : cấu trúc một chương trình chính như sau: %0001 G21; Mở đầu chương trình [BILLET X100 Y70 Z20; Kích thước phôi [TOOLDEF T1 D10 ; Dao số 1 và đường kính [EDGEMOVE X20 Y20 Z0; Lệch chuẩn (P – W) N10 .............................................; N20 ..............................................; Thứ tự câu lệnh cùng N30 ..............................................; các câu lệnh. ... ..............................................; N200 M30; Kết thúc chương trình Trong chương trình chính đôi khi có một số công việc được lặp đi lặp lại nhiều lần, nếu những công việc này được viết đi viết lại trong chương trình chính thì chương trình sẽ rất dài. Vì vậy để đơn giản chương trình chính, những công việc được lặp lại đó được viết trong chương trình con, với cấu trúc như sau: Cấu trúc câu lệnh: G98 (G99) G85 X...Y...Z...P...F... G98 (G99) – Rút dao về vị trí xuất phát hoặc vị trí an toàn. X... Y... – Vị trí của lỗ theo X , Y Z... – Chiều sâu lỗ theo tọa độ tuyệt đối. P... – Thời gian dừng ở đáy lỗ F... – Tốc độ chạy dao. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 84 o1000 ; Mở đầu chương trình con N70 ............ ; N80 ............. ; Các câu lệnh của N90 ............. ; chương trình con ... ............. ; N150 M99 ; Kết thúc chương trình con Trong chương trình chính, khi cần gọi một chương trình con dùng lệnh M98 với cấu trúc câu lệnh như sau: M98 P.. 1000 ; Tên chương trình con được gọi Số lần lặp lại của chươngtrình con Trong một chương trình con có thể lồng một chương trình con khác. Ví dụ: %0001; M98 P2 1000; M30; O1000; M98 P3 2000; M99; O2000; M98 P4 3000; M99; Chọn mặt phẳng cắt: Chọn phương thức lập trình: Chú ý: Chương trình chính và chương trình con được lưu trong bộ nhớ máy tính ở hai tập tin khác nhau nhưng phải cùng một thư mục. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 85 II. Vận hành máy tiện CNC Magnum 1. Giới thiệu máy tiện CNC Magnum Máy tiện Magnum được điều khiển bởi hệ điều khiển Fagor 8025 TSI. Tập lệnh của nó tương thích với phần mềm tiện Unisoft. Có thể thay dao, đóng mở cửa tự động, kẹp phôi bằng khí nén và có hệ thống an toàn khi sử dụng. a) Hệ trục tọa độ trên máy tiện Magnum b) Giới thiệu bộ điều khiển với hệ điều khiển Fagor c) Thông số kỹ thuật của máy - Công suất động cơ trục chính: 1500 W - Tốc độ quay trục chính: 100vòng/phút – 3000vòng/phút Vùng điều khiển Các phím chức năng Vùng nhập dữ liệu Vùng đồ hoạ Z X M Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 86 - Lượng dịch chuyển dao theo phương X: 75mm - Lượng dịch chuyển dao theo phương Z: 205mm - Lượng chạy dao tối đa cho phép của X, Z: 3000mm/phút - Công suất động cơ trục Z, X: 140 W - Công suất động cơ bơm tưới nguội:80 W - Dung tích buông nước tưới trơn: 16 lít; Tưới trơn tự động. - Aùp suất vòi phun tưới trơn: 0.3 bar - Aùp suất khí nén: 8 bar - Ổ chứa dao có 08 vị trí (có thể chứa được 08 dao); Thay dao tự động. 2. Vận hành máy tiện CNC Magnum với bộ điều khiển 8025 TSI - Cấp nguồn cho máy; - Mở van hệ thống khí nén; - Gạt cầu dao trên máy CNC sang vị trí I; Khi đó trên màn hình điều khiển xuất hiện: Nhấn phím OP MODE để vào menu chính của bộ điều khiển: Tuy theo chức năng hoạt động của máy, chọn số tương ứng. Thao tác bằng tay trên máy: Để tháo tác bằng tay, nhấn phím số 5 (JOG/HOME SEARCH). Với lựa chọn này, ta có thể thao tác trên tất cả các chức năng của máy tiện CNC Magnum. Ví dụ: 8025 – TIS ** GENERAL TEST ** PASSED ** OPERATION MODE ** 0 – AUTOMATIC 1 – SINGLE BLOCK 2 – PLAY BACK 3 – TEACH IN 4 – DRY RUN 5 – JOG\HOME SEACH 6 – EDITING 7 – PERIFERALS 8 – TOOL OFFSETS/G53-G59 9 – SPECIAL MODES Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 87 - Muốn cho trục chính quay với tốc độ 500vòng\phút theo chiều kim đồng hồ: nhập S500 M03, sau đó nhấn CYCLE STAR (cửa đang ở vị trí đóng) trục chính sẽ chạy đúng với tốc độ, chiều đã khai báo. Có thể tăng hoặc giảm tốc độ bằng cách nhấn phím + hoặc – trên bộ điều khiển. - Muốn di chuyển bàn xe dao: nhấn phím X+, X-, Z+, Z-, bàn máy sẽ di chuyển. Có thể thay đổi tốc độ di chuyển của các bàn máy bằng cách thay đổi vị trí nút vặn FEED trên bộ điều khiển. C ó thể cho bàn máy chạy ở chế độ Step (từng bước) bằng cách vặn nút FEED sang vị trí JOG. Bước nhỏ nhất máy có thể thực hiện được là 1 m và lớn nhất là 10mm. - Muốn thay dao T02 lên vị trí gia công: nhập vào T02.00 sau đó nhấn phím CYCLE START, khi đó ổ dao sẽ đưa dao số T02.00 vào vị trí gia công. - Muốn xác định chuẩn máy: nhấn phím X, nhấn phím F1 (HOME), nhấn phím CYCLE START, trục X sẽ di chuyển về chuẩn. Với trục Z làm tương tự. - Ngoài ra có thể mở, đóng cửa bằng lệnh M11, M10. Mở, tắt hệ thống tưới nguội bằng lệnh M8, M9. Soạn thảo một chương trình trên bộ điều khiển 8025 TIS: - Để trở về Menu chính, nhấn phím OP MODE, muốn soạn thảo một chương trình mới nhấn phím 6 (EDITNG), nhấn phím F2 [PR.SEL], đặt tên chương trình với 5 ký tự sau đó nhấn phím ENTER và nhập chương trình bằng các phím số và chữ có trên bộ điều khiển. - Muốn xoá một câu lệnh: di chuyển vệt sáng đến câu lệnh đó (bằng các phím mũi tên), nhấn phím DELETE. - Muốn chỉnh sửa một câu lện: di chuyển vệt sáng đến câu lệnh đó (bằng các phím mũi tên), nhấn phím RECALL, câu lệnh đó sẽ xuất hiện ở vùng soạn thảo. Khi đó có thể sửa bất kỳ thống số nào. Chú ý: Khi chỉnh sửa hoặc viết xong một câu lệnh phải nhấn phím ENTER để bộ điều khiển cập nhật câu lệnh mới và chương trình. Mô phỏng chương trình: Nhấn phím OP MODE, nhấn phím 4 [DRY RUN] khi đó màn hình xuất hiện Nhấn phím 3 [THEORETICAL PATH: có được hình ảnh mô phỏng dạng khung dây trên màn hình bộ điều khiển (nên chọn chế độ mô phỏng này vì sự an toàn cho máy).Khi đó nhập tên chương trình cần mô phỏng, số thứ tự của câu lệnh cuối cùng của chương trình, chọn không gian mô phỏng theo X và Z. Sau đó nhấn phím CYCLE START. Quan sát màn hình 0 – G FUNCTION 1 – G, S, T, M FUNCTION 2 – GRAPID MOVE 3 – THEORETICAL PATH Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat T P. Ho C hi Min h 88 thấy được quá trình mô phỏng của chương trình. Nếu chương trình bị lỗi máy sẽ ngừng quá trình mô phỏng. Sửa lại chương trình và cho mô phỏng lại. Các bước thực hiện gia công trên máy tiện CNC Magnum: - Khởi động máy tiện CNC Magnum; - Xác định chuẩn máy M; - Gá phôi và dao lên máy; - Xác định chuẩn chi tiết W (trùng chuẩn thảo chương P) - Gọi chương trình gia công (nếu đã có trong bộ nhớ) hoặc soạn thảo chương trình; - Mô phỏng để kiểm tra, chỉnh sửa chương trình; - Tiến hành gia công (bằng cách nhấn phím 0 -[AUTOMATIC], nhấn phím CYCLE STSRT); - Kết thúc, thoát khỏi hệ điều khiển, tắt máy. 3. Lập trình NC với hệ điều khiển FAGOR a) G – codes / Fagor G00 Dịch chuyển nhanh đến vị trí xác định (không cắt gọt) G01 Nội suy đường thẳng G02 Nội suy vòng theo chiều kim đồng hồ G03 Nội suy vòng theo chiều ngược chiều kim đồng hồ G08 Nội suy dạng tiếp tuyến đường thẳng và đường tròn G09 Nội suy đường cong qua ba điểm G33 Tiện ren G36 Bo giữa hai đường tròn giao nhau G39 Vạt cạnh G40 Kết thúc hiện chỉnh bán kính dao G41 Hiệu chỉnh bán kính dao trái G42 Hiệu chỉnh bán kính dao phải G50 Nhập các thông số của dao khi sử dụng lệnh hiệu chỉnh G53-G59 Hiệu chỉnh giá trị offset dao G64 Chu trình gia công nhiều đoạn cung tròn G68 Chu trình gia công thô song song trục Z G69 Chu trình gia công thô song song trục X G70 Hệ inches Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 89 G71 Hệ mét G74 Đưa bàn máy về chuẩn G81 Chu trình tiện thô // trục Z với đường giới hạn thẳng G82 Chu trình tiện thô // trục X với đường giới hạn thẳng G83 Chu trình khoan lỗ sâu G84 Chu trình tiện thô // trục Z với đường giới hạn cong G85 Chu trình tiện thô // trục X với đường giới hạn cong G86 Chu trình tiện ren trụ G87 Chu trình tiện ren mặt G88 Chu trình tiện rảnh // trục X G89 Chu trình tiện rảnh // trục Z G90 Toạ độ tuyệt đối G91 Toạ độ tưng đối G94 Giá trị F có đơn vị mm/phút(inches/phút) G95 Giá trị F có đơn vị mm/vòng(inches/vòng) G96 Giới hạn tốc độ trục chính G97 Tốc độ trục chính theo vòng/phút b) M - codes / Fagor M00 Dừng chương trình M01 Dừng chương trình có điều kiện M02 Kết thúc chương trình M03 Trục chính quay cùng chiều kim đông hồ M04 Trục chính quay ngược chiều kim đông hồ M05 Dừng trục chính M08 Mở tưới nguội M09 Tắt tướt nguội M10 Mở của M11 Đống của M30 Kết thúc chương trình và trở lại đầu chương trình Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 90 c) Diễn giải một số chu trình cắt khác biệt của hệ điều khiển Fagor - Chu trình tiện thô song song trục Z theo một quỹ đạo cho trước –G68: Ý nghĩa của các tham số : P0 – tạo độ X điểm bắt đầu biên dạng chi tiết (XA); P1 - tạo độ Z điểm bắt đầu biên dạng chi tiết (ZA); P5 – chiều sâu lớp cắt thô; P7 – chiều sâu lớp cắt tinh theo X; P8 – chiêu sâu lớp cắt tinh theo Z; P9 – tốc độ F cắt tinh; P13 – số thứ tự câu lệnh bắt đầu cắt biên dạng chi tiết; P14 – số thứ tự câu lệnh cắt cuối cùng biên dạng chi tiết; - Chu trình tiện thô song song trục X theo một quỹ đạo cho trước – G69 Ý nghĩa của các tham số cũng tương tự như chu trình G68 Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 91 - Chu trình tiện ren trụ - G86 Ý nghĩa của các tham số: P0 – tạo độ X của điểm A; P1 - tạo độ Z của điểm A; P2 – tạo độ X của điểm B; P3 – tạo độ Z của điểm B; P4 – chiều cao ren; P5 – chiều sâu lớp cắt thô; - Chu trình cắt rãnh // trục X – G88: P6 – khoảng lùi dao sau mỗi lần cắt; P7 – chiều sâu lớp cắt tinh; P10 – bước ren; P11 – khoảng vuốt chân ren; P12 – góc ren. Ý nghĩa của các tham số như sau: P0 – tọa độ X của điểm A; P1 - tọa độ Z của điểm A; P2 – toạ độ X của điểm B; P3 – toạ độ Z của điểm B; P5 – bề rộng dao cắt rãnh; P6 – khoảng lùi dao sau mỗi lần cắt; P15 – thời gian dừng sau mỗi lần cắt. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat T P. Ho C hi Min h
File đính kèm:
- giao_trinh_cad_cam_cnc_can_ban.pdf