Đang tải... (xem toàn văn)
công nghệ lập trình CNC
Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA CƠNG NGHỆ BÀI GIẢNG CƠNG NGHỆ VÀ LẬP TRÌNH CNC BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ Tài liệu lưu hành nội bộ Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 2 CAD/CAM-CNC Thời lượng : 20 lý thuyết – 10 bài tập Nội dung Chương 1 : Tổng quan về điều khiển số Chương 2 : Cơ sở lập trình CNC (4+1) Chương 3 : Công nghệ và lập trình phay CNC (3+2)*2 Chương 4 : Công nghệ và lập trình tiện CNC (2+3) Chương 5 : Công nghệ Cad/Cam (1 buổi) Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình CAD/CAM-CNC, NGUYỄN NGỌC ĐÀO, ĐHSPKT 2. Cad/Cam Theory And Applycation, Ait Thailan 3. Điều khiển số và công nghệ trên máy điều khiển số, NGUYỄN ĐẮC LỘC, KHKT 4. Công nghệ lập trình – gia công điều khiển số, ĐOÀN THỊ MINH TRINH, KHKT 5. Công nghệ Cad/Cam, Đoàn Thò Minh Trinh 6. Công nghệ Cad/Cam , Bành Tiến Long 7. Kỹ thuật lập trình CNC với Mastercam V8.1, NGUYỄN HOÀI NAM, ĐHSPKT Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 4 CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ I. KHÁI NIỆM ĐIỀU KHIỂN SỐ : Điều khiển số là một hình thức đặc biệt của tự động hóa. Theo EIA (Electronic Industries Assotiation): “Một hệ thống trong đó các hoạt động được điều khiển bởi dữ liệu số được đưa trực tiếp vào ở một điểm nào đó. Hệ thống phải tự động dòch chuyển tối thiểu một phần nào đó của dữ liệu này ” Dữ liệu số cần có để tạo ra một chi tiết được gọi là chương trình chi tiết (part program) Các máy công cụ điều khiển theo chương trình số gọi là máy NC (numerical control) hoặc CNC ( computer numerical control). II. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CNC : Ý tưởng điều khiển một công cụ thông qua một chuỗi lệnh kế tiếp liên tục được phát kiến từ thế kỷ 14 bắt đầu từ những cụm chuông được điều khiển bởi các trục đục lỗ. Năm 1808, Joseph M Jacquard điều khiển tự động máy dệt bằng những tấm tôn đục lỗ. Đánh dấu sự ra đời của vật mang thông tin thay đổi được. Năm 1863, M Fourneaux đăng ký phát minh đài dương cầm tự động Pianola, trong đó các phím bấm được điều khiển bằng băng giấy đục lỗ. Băng giấy đục lỗ dùng làm vật mang thông tin được phát kiến. Năm 1938, Claud E. Shannon tại MIT (Massachusetts Intitue of Technology) đã chứng minh rằng việc tính toán và truyền tải nhanh dữ liệu chỉ có thể duy nhất thực hiện nhờ mã nhò phân.Cơ sở khoa học cho máy tính và điều khiển số được hoàn thiện. Năm 1946, máy tính số điện tử đầu tiên “ENIAC” ra đời, dực trên công nghệ đèn điện tử. Năm 1949 – 1952, John Parsons và MIT phối hợp chế tạo thành công máy phay điều khiển số đầu tiên có tên là Cincinati Hydrotel, có trục đứng.Tủ điều khiển dùng đèn điện tử, có thể dòch chuyển đồng thời 3 trục (3D Linear interpolation), tiếp nhận dữ liệu qua băng đục lỗ mả nhò phân. Năm 1954, thiết bò điều khiển NC công nghiệp d6àu tiên ra đời. Năm 1957, máy phay NC được trang bò trong các xưởng chế tạo máy bay của không lực Hoa Kỳ. Năm 1958, ngôn ngữ lập trình APT ra đời. Năm 1968, kỹ thuật mạch tích hợp IC (Intergrated Circuits) làm cho các tủ điều khiển nhỏ hơn và có độ tin cậy cao hơn. Năm 1972, thế hệ các thiết bò NC kết nối với máy vi tính –CNC. Thế hệ này nhanh chóng được thay thế bởi các cụm điều khiển dùng Microprocessor (µP). Năm 1986, chuẩn hóa các giao diện, là cơ sở cho hệ thống CIM (Computer Intergrated Manufacturing) phát triển. Năm 1990, hình thành và phát triển các hệ thống CIM Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 5 III. CẤU TRÚC HỆ THỐNG CNC : Các đặc điểm kết cấu phân biệt giữa máy công cụ điều khiển CNC và máy công cụ thông thường Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 6 Hình phay Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 7 Hình tiện Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 8 CẤU TRÚC MỘT HỆ THỐNG CNC Gồm 6 thành phần chính: 1. Chương trình gia công (part program) : bao gồm các chỉ thò đã được mã hóa. 2. Hệ điều khiển máy (Machine control Unit - MCU) được chia thành 2 thành phần là : - Đơn vò xử lý dữ liệu (DPU- Data Processing Unit): thực hiện chức năng đọc mã lệnh từ thiết bò nhập dữ liệu, xử lý mã lệnh (giải mã), truyền dữ liệu cho CLU. - Mạch điều khiển (CLU – Control Loop Unit): thực hiện các chức năng nội suy chuyển động trên cơ sở tín hiệu nhận được từ DPU , xuất các tín hiệu điều khiển, nhận tín hiệu phản hồi, điều khiển các thiết bò phụ trợ. 3. Thiết bò đọc chương trình (program input) : Máy đọc hay đường truyền RS232C 4. Hệ thống truyền động (drive system): Dùng các động cơ một chiều hoặc xoay chiều điều chỉnh vô cấp tốc độ và các bộ truyển chính xác như vít me/ đai ốc bi. 5. Máy công cụ 6. Hệ thống phản hồi (feetback system) IV. KHẢ NĂNG CỦA CNC : So với NC ( điều khiển bằng mạch cố đònh), CNC (điều khiển bằng phần mềm) có nhiều chức năng xử lý và linh hoạt hơn. Hiển thò chương trình và mô phỏng bằng đồ họa quá trình gia công. Nhập dữ liệu bằng nhiều cách. Có khả năng lưu trữ chương trình. Có khả năng thay đổi và cập nhật chương trình Kiểm tra , chẩn đoán lỗi chương trình bằng đồ họa máy tính. Có thể giao tiếp với các thiết bò vi xử lý khác. Quản lý dữ liệu Dùng nhiều hệ đơn vò (inch – metric) và hệ tọa độ (tuyệt đối-tương đối) Hoạt động với cả 2 loại mã điều khiển EIA và ASCII Có khả năng tính toán Bù trừ bán kính và chiều dài dao Nội suy hình học. Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 9 Chức năng hỗ trợ lập trình : thu, phóng, xoay Có khả năng hậu xủ lý (postprocessing): tiếp nhận trực tiếp dữ liệu quỹ đạo chạy dao dưới dạng mã nhò phân (Binary cutter location- BCL). Thực hiện trong chế độ thời gian thực. 1. ƯU ĐIỂM CỦA CNC : Năng suất tăng Độ chính xác cao (đến 0.001 mm) Chất lượng gia công ổn đònh, độ chính xác lặp lại cao Hạ giá thành sản xuất Giảm giá thành điều hành trực tiếp 2. NHƯC ĐIỂM CỦA CNC : Giá thành máy cao Giá thành bảo dưỡng cao, phức tạp Vận hành phức tạp, cần công nhân có tay nghề. 3. CÁC YÊU CẦU ĐẶT RA Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các khâu thiết kế, chuẩn bò sản xuất, gia công Cần đào tạo nâng cao cho thợ chuyên môn. Một khóa đào tạo về kỹ thuật CNC là phải có. V. TRỤC TỌA ĐỘ – CHIỀU CHUYỂN ĐỘNG Dùng hệ trục tọa độ Decarte vuông góc được xác đònh theo qui tắc bàn tay phải Qui đònh về các trục quay Các trục tọa độ song song với X,Y,Z ký hiệu là U, V, W Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 10 Khi lập trình ta qui ước rằng dụng cụ chuyển động tương đối so với hệ thống tọa độ, còn chi tiết đứng yên [...]... tế của các máy công cụ CNC phụ thuộc nhiều vào chương trình điều khiển, một chương trình hoàn hảo làm cho quá trình gia công trở nên linh hoạt và kinh tế I CÁC THỦ TỤC LẬP TRÌNH : Lập trình Tay Người lập trình hoàn thành chương trình mà không có sự trợ giúp của máy tính Lập trình có sự giúp đỡ của Người lập trình sử dụng ngôn ngữ lập trình hoặc phần mềm máy máy tính tính như là một công cụ trợ giúp... phép lập trình với các vòng lặp khép kín lồng nhau (4 cấp) Chương trình con Là một phần của chương trình chính và có thể gọi theo yêu cầu Macro Là loại chương trình con có biến số Chương trình Macro được lưu giữ như chương trình độc lập với số hiệu riêng trên bộ nhớ và có thể gọi từ một chương trình chính bất kỳ 27 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ VÀ LẬP TRÌNH PHAY CNC. .. 26 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC VIII LẬP TRÌNH VỚI CẤU TRÚC LẶP , CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ MACRO : Để tăng hiệu suất lập trình, giảm chiều dài chương trình thì với những trường hợp gia công phức tạp về mặt hình dáng hay có tính chất lặp lại về qui trình ta nên sử dụng lập trình có vòng lặp (loops) hay chương trình con (subprogram) hay macro Các khả năng lập trình này phụ thuộc vào hệ điều... thuyết CAD/CAM - CNC trục trên 3D Lưu ý rằng trong điều khiển 3D đã tích hợp trong đó điều khiển điểm, đường, 2D VIII QUÁ TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC Nghiên cứu công nghệ gia công chi tiết Thiết kế q đạo cắt Lập chương trình điều khiển Kiểm tra chương trình điều khiển Điều chỉnh máy CNC Gia công chi tiết 15 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LẬP TRÌNH NC Tính kinh... chuyển đổi tự động dữ liệu hình học và dữ liệu công nghệ thành chương trình NC Lập trình theo công nghệ Bằng các phần mềm tích hợp CAD/CAM cho phép sử dụng chung CAD/CAM cơ sở dữ liệu cho các chức năng thiết kế và lập kế hoạch sản xuất Chức năng CAD cho phép xác lập hình học chi tiết gia công Chức năng CAM tạo q đạo chạy dao 16 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC II GHI KÍCH THƯỚC TRÊN BẢN VẼ... CAD/CAM - CNC III LẬP TRÌNH THEO KÍCH THƯỚC TUYỆT ĐỐI VÀ TƯƠNG ĐỐI : LẬP TRÌNH THEO THƯỚC TUYỆT ĐỐI LẬP TRÌNH THEO THƯỚC TƯƠNG ĐỐI KÍCH Điểm đích có các giá trò tọa độ luôn gắn với điểm W G90 Điểm đích có các giá trò tọa độ luôn gắn với vò trí của KÍCH dao trước đó Dùng chủ yếu đối với các chu trình hay các chương trình con G91 18 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC IV CẤU TRÚC CỦA CHƯƠNG TRÌNH... sử dụng bù trừ trong các trường hợp : + Dao gia công khác với dao lập trình + Phải thay dao do gẫy dao và không có dao tương tự như đã lập trình + Sự thay đổi kích thước do dao bò mòn, mài hay sửa lại + Khi gia công thô và gia công tinh được thực hiện với cùng một chương trình 21 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC Ví dụ lập trình không bù trừ bán kính dao Với dao có đường kính 10mm Hãy xác... gồm các thông số về dụng cụ cắt (tool parameters) và các Thông số gia công (machining parameters) THÔNG SỐ DỤNG CỤ 28 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 29 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 30 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC THÔNG SỐ GIA CÔNG Các thông số cơ bản cần được xác đònh trước khi thực hiện công nghệ gia công Tốc độ trục chính (Spindle speed) Tốc độ chạy... Work part zero point Tool setup point 12 Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC Thiết lập điểm W cho máy tiện Giá trò ZW gọi là dòch chuẩn (zero point shift) , và sẽ được nhập vào máy CNC Trình tự thực hiện 1 khởi động máy 2 Đưa dao sẽ dùng vào vò trí làm việc 3 đòch chuyển dao sao cho dao tựa vào mặt đầu của phôi 4 Nhập vào giá trò của Zw Thiết lập điểm W cho máy phay Dòch chuyển dao theo theo... Trong qui trình gia công chi tiết có thể sử dụng nhiều dao với những chiều dài khác nhau Do đó khi lập trình ta không quan tâm đến chiều dài dao (lập trình với dao giả đònh) nhưng khi gia công cần phải dòch chỉnh chiều dài dao Việc sử dụng bù trừ dao sẽ hạn chế các phép tính toán tọa độ tâm dao, do đó làm đơn giản công việc lập trình Ngoài ra có thể sử dụng bù trừ trong các trường hợp : + Dao gia công khác . Chương 3 : Công nghệ và lập trình phay CNC (3+2)*2 Chương 4 : Công nghệ và lập trình tiện CNC (2+3) Chương 5 : Công nghệ Cad/Cam (1 buổi) Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 3 . Tài liệu giảng dạy môn lý thuyết CAD/CAM - CNC 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA CƠNG NGHỆ BÀI GIẢNG CƠNG NGHỆ VÀ LẬP TRÌNH CNC . cho quá trình gia công trở nên linh hoạt và kinh tế. I. CÁC THỦ TỤC LẬP TRÌNH : Lập trình Tay Người lập trình hoàn thành chương trình mà không có sự trợ giúp của máy tính Lập trình