11/11/2020
1
FME
Chương 6:
SẢN XUẤT NHỜ MÁY TÍNH – CAM
CBGD: Nguyễn Văn Thành
E-mail: nvthanh@hcmut.edu.vn
Môn học: CAD/CAM
FME
2/124
CHƯƠNG 6: SẢN XUẤT NHỜ MÁY TÍNH - CAM
Nội dung:
6.1. Điều khiển số - Sự khởi đầu của CAM
6.2. Các phương pháp lập trình NC
6.3. Điều khiển máy CNC
FME
3/124
6.1. ĐIỀU KHIỂNSỐ-SỰKHỞIĐẦUCỦA CAM
Nội dung:
6.1.1. Điều khiển số là gì?
6.1.2. Lịch sử phát triển của ĐKS
6.1.3. Các thành phần của hệ thống ĐKS
6.1.4. Thủ tục điều khiển số
6.1.5. Hệ toạ độ trên hệ thống ĐKS
6.1.6. Các phương pháp điều khiển chuyển động trong NC
6.1.7. Các ứng dụng của ĐKS
6.1.8. Ưu nhược điểm của ĐKS
FME
4/124
•NC = Numerical Control.
•CNC = Computer Numerical Control.
•Các hoạt động được điều khiển bằng cách nhập trực tiếp
dữ liệu số.
•Một dạng tự động hoá lập trình vạn năng.
•Máy công cụ được điều khiển bằng hàng loạt các lệnh
được mã hoá.
6.1.1. Điều khiểnsốlà gì?
1 2
3 4
11/11/2020
2
FME
5/124
1725 – Phiếuđụclỗđược dùng để tạomẫuquần áo.
1808 – Phiếu đục lỗ trên lá kim loại được dùng để điều khiển tự động máy thêu
1863 – Tự động điều khiển chơi nhạc trên piano nhờ băng lỗ.
1940 – John Parsons đã sáng chế ra phương pháp dùng phiếu đục lỗ để ghi các
dữ liệu về vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ.
1952 – Máy công cụNC điềukhiểnsốđầutiên
1959 – Ngôn ngữ APT được đưa vào sử dụng
1960s – Điều khiển số trực tiếp (DNC)
1963 – Đồ hoạ máy tính
1970s –Máy CNC đượcđưa vào sửdụng
1980s – Điều khiển số phân phối được đưa vào sử dụng CAD/CAM
6.1.2. Lịch sửphát triểncủađiều khiểnsố(1)
FME
6/124
Máy điều khiển số cổ điển chủ yếu dựa trên công trình của một người có tên
là John Parsons.
Từ những năm 1940 Parsons đã sáng chế ra phương pháp dùng phiếuđục
lỗđể ghi các dữ liệu về vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ . Máy được
điều khiển để chuyển động theo từng tọa độ, nhờ đó tạo ra được bề mặt cần
thiết của cánh máy bay.
Năm 1948 J. Parson giới thiệu hiểu biết của mình cho không lực Hoa Kỳ.
Cơ quan này sau đó đã tài trợ cho một loạt các đề tài nghiên cứu ở phòng thí
nghiệm Servomechanism của MIT (Masschusetts Institute of Technology).
Công trình đầu tiên tại MIT là phát triển một mẫu máy phay NC bằng cách
điều khiển chuyển động của đầu dao theo 3 trục tọa độ.MẫumáyNCđầu
tiên đượctriển lãm vào năm 1952. Từ 1953 khả năng của máy NC đã
được chứng minh.
6.1.2. Lịch sửphát triểncủađiều khiểnsố(2)
FME
7/124
Một thời gian ngắn sau, các nhà chế tạo máy bắt đầu chế tạo các máy NC để
bán và các nhà công nghiệp, đặc biệt là các nhà chế tạo máy bay đã dùng
máy NC để chế tạo các chi tiết cần thiết cho họ.
Hoa kỳ tiếp tục cố gắng phát triển NC bằng cách tiếp tục tài trợ cho MIT
nghiên cứu ngôn ngữlậptrìnhđể điều khiển máy NC. Kết quả của việc
này là sự ra đời của ngôn ngữAPT: Automatically Programmed Tools vào
năm 1959.
Mục tiêu của việc nghiên cứu APT là đảm bảo một phương tiện để người
lập trình gia công có thể nhập các câu lệnh vào máy NC.
Mặc dù APT bị chỉ trích là thứ ngôn ngữ quá đồ sộ đối với nhiều máy tính,
nó vẫn là công cụ chính yếu và vẫn được dùng rộng rãi trong công nghiệp
ngày nay và nhiều ngôn ngữ lập trình mới là dựa trên APT.
6.1.2. Lịch sửphát triểncủađiều khiểnsố(3)
FME
8/124
1
NC
1960950 1970 1980 1990
CNC
FMS
CAD
CAD / CAM
CIM
6.1.2. Lịch sửphát triểncủađiều khiểnsố(4)
5 6
7 8
11/11/2020
3
FME
9/124
Chương trình Bộ điều
khiển Máy công cụ
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
FME
10/124
Chương trình điều khiển (1): G & M code
Là những tập hợp những
câu lệnh điều khiển máy
phải làm gì. Các lệnh này
được mã hóa ở dạng số và
ký hiệu mà thiết bị điều
khiển có thể nhận dạng
được. Chương trình điều
khiển có thể được lưu trữ
trên phiếu đục lỗ, băng đục
lỗ,băngtừ.Thídụchương
trình gia công:
%
O2345;
N1 G90 G54 G21 G17;
N2 T1 M06;
N3 M03 S1000;
N4 G00 Z100.;
N5 X0. Y60.;
N6 Z1.
N7 G01 Z-1. F50.
N8 Y0. F150.
N9 X60.
N10 Y40.;
N11 G03 X40. Y60 R20.
N12 G01 X0.
N13 G0 Z100.
N14 M05;
N15 M30
%
Đường chạy dao
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
FME
11/124
Chương trình điều khiển (2): Phiếuđụclỗ, băng lỗ
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
FME
12/124
Chương trình điều khiển (3): Các phương pháp lậptrình
Bằng tay
Bằng máy tính (nhờsựhỗtrợcủaphầnmềm CAD/CAM)
Chương trình được chuẩn bị bởi lập trình viên, trong đó
người lập trình chỉ ra từng bước theo trình tự công nghệ. Đối
với máy công cụ, các bước công nghệ là các chuyển động
tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi.
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
910
11 12
11/11/2020
4
FME
13/124
Ngườilậptrìnhnhậptừng
lệnh trên máy CNC.
Chương trình điều khiển (4): Lậptrìnhbằng tay
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
FME
14/124
CAD CAM
CNC
Chương trình điều khiển(5):
Lậptrìnhbằng máy tính nhờhệthống CAD/CAM:
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
FME
15/124
Chương trình điều khiển(6):
Chạykiểm tra trên máy tính:
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
FME
16/124
Bộđiều khiển (1):
Là thành phần thứ 2 của hệ thống điều khiển số.
Nó bao gồm các bo mạch điện tử và phần cứng có thể đọc
và biên dịch chương trình điều khiển và truyền đến máy
công cụ.
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
13 14
15 16
11/11/2020
5
FME
17/124
Bộđiều khiển (2): Các phầntửcơbảncủabộđiều khiển
Bộ lưu dữ liệu.
Bộ phân phối dữ liệu.
Bộ liên hệ ngược.
Bộ điều khiển tuần tự để phối hợp hoạt động của các phần
tử trên.
CầnphảilưuýlàgầnnhưtấtcảcácmáyNChiệnđạiđượcbánlàcó
trang bị bộ điều khiển gọi là Microcomputer.Vìvậymàchúngđược
gọi là máy CNC.
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
FME
18/124
Máy công cụ hoặc quá trình được điều khiển
Máy công cụ bao gồm bàn máy và trục chính cũng như các mô tơ
và các bộ điều khiển cần thiết để máy hoạt động. Nó cũng bao
gồm những dụng cụ cắt, đồ gá và các thiết bị phụ khác cần cho
việc gia công.
Các máy NC rất đa dạng: từ những máy khoan lỗ, đục lỗ đơn giản
đến các trung tâm gia công thông minh.
MÁY PHAY CNC MÁY TIỆN CNC
MÁY CẮTDÂY-WEDM
6.1.3. Các thành phầncủahệthống điều khiểnsố
FME
19/124
Lập kế hoạch gia công (Process Planning)
Lập trình gia công NC (Part programming)
Kiểm tra chương trình
Thực hiện việc gia công trên máy CNC
6.1.4. Thủtụcđiều khiểnsố
FME
20/124
Cần thiết để người lập trình lên kế hoạch chuyển động
cho dụng cụ so với chi tiết gia công.
Khi lập trình chi tiếtcoinhưđứng yên còn dụng cụ thì
di chuyển so với chi tiết gia công.
6.1.5. Hệtọađộ trên hệthống điều khiểnsố
17 18
19 20