Giáo trình CAD-CAM-CNC (Nghề: Cơ điện tử - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:254

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "CAD-CAM-CNC (Nghề: Cơ điện tử - Trình độ: Cao đẳng)" được biên soạn với mục tiêu giúp sinh viên hiểu được các lệnh vẽ cơ bản trên mastercam, các phương pháp tiện và phay 2D; vẽ được các biên dạng 2D; xuất các biên dạng 2D sang máy CNC;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình CAD-CAM-CNC (Nghề: Cơ điện tử - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH NINH THUẬN TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN -------------------------------------------------- GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 36: CAD-CAM-CNC NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-... ngày ..... tháng.... năm 2019 của Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận) Ninh Thuận, năm 2019
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trính nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trìch dùng cho các mục đìch về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đìch khác mang tình lệch lạc hoặc sử dụng với mục đìch kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây, với nhu cầu công nghiệp hoá hiện đại hoá dạy nghề đó có những bƣớc tiến nhằm thay đổi chất lƣợng dạy và học, để thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khì chế tạo nói chung và ngành Cơ điện tử ở Việt Nam nói riêng đó có những bƣớc phát triển đáng kể. Để đáp ứng nhu cầu về tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên và tài liệu cho giáo viên khi giảng dạy. Khoa Cơ khì - Xây dựng Trƣờng Cao đẳng nghề Ninh Thuận đã biên soạn bộ giáo trính “Hệ thống CAD/CAM/CNC”. Đây là môn học kỹ thuật chuyên môn trong chƣơng trính đào tạo của bậc Cao đẳng nghề Cơ điện tử Mô đun “Hệ thống CAD/CAM/CNC” là mô đun đào tạo nghề đƣợc biên soạn theo hính thức tìch hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trính thực hiện, nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ gia công trên máy công cụ trong và ngoài nƣớc, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất. Nhóm biên soạn đã có rất nhiều cố gắng, nhƣng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trính đƣợc hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Ninh Thuận, ngày….. tháng.... năm 2019 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Trần Thanh Sơn 2. Thành viên: Nguyễn Đỗ Quốc Trung
MỤC LỤC BÀI 1. LÀM QUEN VỚI MASTERCAM................................................................ 5 1.1. Công nghệ CAD/CAM: ...................................................................................... 5 1.2. Lịch sử phát triển CAD/CAM - CNC: ............................................................... 7 BÀI 2: CÁC LỆNH VẼ 2D ..................................................................................... 13 2.1. Khái niệm và khả năng ứng dụng:.................................................................... 13 2.2. Cấu trúc màn hính đồ họa: ............................................................................... 13 BÀI 3:CÁC PHƢƠNG PHÁP TIỆN-PHAY 2D .................................................... 23 1.1. Chọn phôi: ........................................................................................................ 23 1.2. Chọn vật liệu gia công: ..................................................................................... 28 1.3. Một số tuỳ chọn khác: ...................................................................................... 29 BÀI 4:DỤNG CỤ CẮT, PHÔI VÀ QUẢN LÝ NGUYÊN CÔNG ....................... 52 1. Operation Manager: ............................................................................................. 52 2. Lathe Backplot: ................................................................................................... 53 3. Toolpath Verify: .................................................................................................. 54 4. Posting Processing: ........................................................................................... 58 BÀI 5: CÁC PHƢƠNG PHÁP PHAY 2D ............................................................ 162 1.1. Thông số chung của chƣơng trính SURFACE: .............................................. 162 1.2. Các chu trính phay thô (SURFACE ROUGH TOOLPATHS): ..................... 166 1.3. Các chu trính phay tinh (SURFACE FINISH TOOLPATHS): ..................... 200 2.1. Ruled toolpaths: .............................................................................................. 217 2.2. Revolved toolpaths: ........................................................................................ 220 2.3. Swept 2d toolpaths: ........................................................................................ 223 2.4. Swept 3d toolpaths: ........................................................................................ 224 2.5. Coons toolpaths: ............................................................................................. 226 2.6. Loft toolpaths: ................................................................................................ 228 BÀI 6: LẬP TRÌNH TIỆN THÔ, TINH DỌC THEO TRỤC Z ........................... 230 1. Thông số chung của các chu trính MULTIAXIS: ............................................. 230 2. CHU TRÌNH TIỆN THÔ DỌC TRỤC Z ......................................................... 240 3. CHU TRÌNH TIỆN TINH DỌC TRỤC Z ........................................................ 247 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 250
CHƢƠNG TRÌNH MÔN HỌC HT CAD/CAM/CNC NGHỀ CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ Mã số của môn học: MH 36 Thời gian của môn học: 120 giờ;(Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 85 giờ; kiểm tra: 5 giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN: - Vị trì: Môn học đƣợc bố trì giảng dạy sau các mô đun: , MĐ 12, MĐ 14, MĐ 16, MĐ 27 - Tình chất: Mô đun chuyên môn nghề bắt buộc. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: tạo ra bản vẽ gia công đƣợc dùng để thiết kế, chế tạo, lắp ráp, gia công trên các máy CNC II. MỤC TIÊU MÔ ĐUN: Về kiến thức:. - Hiểu đƣợc các lệnh vẽ cơ bản trên mastercam - Hiểu đƣợc các phƣơng pháp Tiện và phay 2D Về kỹ năng: - Vẽ đƣợc các biên dạng 2D - Xuất các biên dạng 2D sang máy CNC Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Rèn luyện tình kỷ luật, kiên trí, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tìch cực sáng tạo trong học tập. NỘI DUNG MÔN HỌC: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Thời gian Tổng số Kiểm Số Bài tra* Tên chƣơng mục Lý tập TT (LT thuyết thực hoặc hành TH) 1 Bài 1. LÀM QUEN VỚI MASTERCAM 10 2 8 0 1
1. 1.1Mở chƣơng trính Mastercam Mill 1.2Màn hính Mastercam. 1.3Thoát khỏi màn hính Mastercam. 1.4Sử dụng phìm tắt trong Mastercam. 1.5Sử dụng phìm tắt trong Mastercam. 1.6Gọi Help (giúp đỡ). 1.7Thiết lập cấu hính hệ thống. 1.8Vẽ một hính gồm một contour và 4 đƣờng tròn. 1.9Phay con tour 1.10 Khoan 4 lỗ 1.11 Mô phỏng và xuất chƣơng trính NC 2 CÁC LỆNH VẼ 2D 25 5 18 2 1. Khái quát 2. Lệnh Point. 3. Lệnh Line 4. Lệnh Arc 5. Lệnh Fillet (bo tròn) 6. Lệnh Spline 7. Curves và Surface 8. Lệnh Rectangle 9. Lệnh Chamfer 2
10.Lệnh Letter 11.Lệnh Ellllipse 12.Lệnh Podygon (đa giác) 13.Bài thực hành tạo hính 2D 3 HIỆU CHỈNH CÁC ĐỐI TƢỢNG 10 2 7 1 1. Chức năng DELETE. 2. Lệnh MODIFY. 3. Lệnh XFORM. 4 DỤNG CỤ CẮT, PHÔI VÀ 10 2 8 0 QUẢN LÝ NGUYÊN CÔNG 1. Các Mođun chạy dao 2D. 2. Xác định công cụ 3. JOB SETUP 4. COORDINATE SETTING (THIẾT LẬP HỆ TRỤC TỌA ĐỘ) 5. OPERATION MANAGER (QUẢN LÝ NGUYÊN CÔNG). 1. Cách chọn Contour. 2. Phay pocket (phay túi). 3. Khoan (drill) 4. Phay cả vòng tròn. 5. Phay tại một điểm (point) 6. Khắc chữ 5 CÁC PHƢƠNG PHÁP PHAY 2D 25 5 19 1 1. Cách chọn Contour. 2. Phay pocket (phay túi). 3. Khoan (drill) 3
4. Phay cả vòng tròn. 5. Phay tại một điểm (point) 6. Khắc chữ 6 LẬP TRÌNH TIỆN THÔ DỌC 10 4 6 0 THEO TRỤC Z 1. Cơ sở của tiện CNC 2. Tạo hính chi tiết 3. Chu trính tiện thô dọc trục Z 4. Lập trính tiện thô dọc trục Z nhờ Mastercam Cộng 120 30 85 5 4
BÀI 1. LÀM QUEN VỚI MASTERCAM Mã bài: 36-1 Mục tiêu của bài: - Biết đƣợc các công nghệ CAD/CAM/CNC - Biết đƣợc lịch sử phát triển CAD/CAM/CNC 1.1. Công nghệ CAD/CAM: Những năm cuối thế kỹ 20, công nghệ CAD/CAM đã trở thành một lĩnh vực đột phá trong thiết kế, chế tạo sản phẩm công nghiệp. Computer – Aided – Design (CAD) là thiết kế với sự trợ giúp của máy tình, Computer – Aided - Manufacturing (CAM) là chế tạo với sự trợ giúp của máy tình. Hai lĩnh này ghép nối với nhau đã trở thành một loại hính công nghệ cao, một lĩnh khoa học kỹ thuật tổng hợp của sự liên ngành Cơ khì – Tin học – Tự động hoá. Cùng với sự phát triển của khoa học máy tình, CAD/CAM đã đƣợc nhận thức và chấp nhận nhanh chóng trong công nghiệp ví nó là hạt nhân chình để sáng tạo và sản xuất sản phẩm, để tăng nhanh năng suất lao động, giảm cƣờng độ lao động và tự động hoá quá trính sản xuất, nâng cao độ chình xác chi tiết và đạt hiệu quả kinh tế cao. Computer – Aided – Design (CAD) và Computer – Aided - Manufacturing (CAM) đã làm một cuộc cách mạng về thiết kế và các phƣơng pháp sản xuất. Ngƣời thiết kế không cần phải tình toán các phƣơng trính toán học phức tạp về các vấn đề nhƣ tiếp tuyến, giao tuyến, các vị trì tâm hoặc các bề mặt phức tạp. Việc sử dụng máy vi tình để thiết kế hính dáng hính học và phát sinh ra chƣơng trính điều khiển số (NC) với công cụ mô phỏng sẽ cho ta nhín trƣớc kết quả gia công. Công nghệ CAD/CAM tiết kiệm thời gian và giá thành sản phẩm nhờ vào hiệu quả và sự chình xác của nó. Trong quá trính hính thành một sản phẩm cơ khì hoàn chỉnh thí công việc chuẩn bị sản xuất rất quan trọng nó bao gồm các khâu chuẩn bị thiết kế, chuẩn bị công nghệ, thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ phụ…. Kế hoạch hoá quá trính sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian ấn định. Hiện nay nó mang tình chất của loại hính sản xuất hàng loạt nhỏ, phần lớn thời gian trong khâu chuẩn bị sản xuất thí 90% giành cho thiết kế, tra cứu số liệu và phần còn lại giành cho lao động sáng tạo cho nên những công việc này thực hiện trên máy tình mang lại hiệu quả cao hơn, chình xác hơn và chất lƣợng hơn. CAD/CAM là một công nghệ liên quan với việc sử dụng máy tình để thực hiện những chức năng xác định trong lĩnh vực thiết kế và sản xuất, chế tạo. Trƣớc đây, hai lĩnh vực thiết kế và sản xuất chế tạo đƣợc thực hiện tách biệt nhau và độc lập với nhau ngay cả trong cùng một công ty, xì nghiệp. Công nghệ CAD/CAM đang phát triển theo hƣớng liên kết chặt chẽ hai lĩnh này với nhau, nhằm tạo ra một cơ sở công nghệ cho mô hính nhà máy đƣợc tìch hợp với máy tình trong tƣơng lai. 5
CAD/CAM là một lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế và chế tạo. Nó dùng máy tình điện tử để thực hiện một chức năng nhất định để thiết kế và chế tạo sản phẩm. Tự động hoá chế tạo là dùng máy tình điện tử để kế hoạch hoá, điều khiển quá trính sản xuất, điều khiển quá trính cắt gọt kim loại và kiểm tra nguyên công gia công. Computer – Aided – Design (CAD) là sử dụng hệ thống máy tình cùng với phần mềm thìch hợp để trợ giúp việc thiết lập, sửa đổi, phân tìch hoặc tối ƣu hoá một đồ án thiết kế. CAD là đồ họa máy tình mà cơ bản là sự sáng tạo và điều khiển các hính ảnh trên thiết bị hiển thị với sự trợ giúp của máy tình. CAD có thể chuyển thông tin trên không gian hai chiều sang không gian ba chiều và có đƣợc không gian khung giây (Wire frame), bề mặt (Surface), hoặc vật thể rắn (Solid). Computer – Aided - Manufacturing (CAM) là sử dụng hệ thống máy tình cùng với phần mềm thìch hợp để lập kế hoạch, quản lý và điều khiển các hoạt đông của một nhà máy thông qua giao diện trực tiếp hoặc gián tiếp giữa máy tình với các tài nguyên sản xuất của nhà máy đó. CAM có thể phân thành hai loại: Theo dõi và điều khiển: đây là những ứng dụng trực tiếp của CAM. Theo dõi đƣợc thực hiện thông qua việc thu nhập số liệu từ quá trính sản xuất. Điều khiển là dựa vào số liệu thu nhập đƣợc từ quá trính sản xuất để xử lý và đƣa ra những tình hiệu điều khiển trực tiếp từ các quá trính trên cơ sở thuật toán của phần mềm. Trợ giúp sản xuất: đây là ứng dụng gián tiếp trong đó máy tình đã dùng để lập kế hoạch, tiến độ, dự báo, cung cấp thông tin đƣa ra các chỉ thị quản lý và điều hành công việc sản xuất. Trong trƣờng hợp này máy tình chỉ có chức năng trợ giúp nên nằm ngoài 6
hệ thống còn con ngƣời thí thƣờng xuyên phải có mặt thực hiện các công việc theo dõi và điều khiển quá trính. 1.2. Lịch sử phát triển CAD/CAM - CNC: 1.2.1. Các giai đoạn phát triển: Máy công cụ NC việc điều khiển các chức năng của máy đƣợc quyết định bằng các chƣơng trính đã lập sẵn. Các máy công cụ NC rất thìch hợp với dạng sản xuất hàng loạt nhỏ và trung bính. Hệ thống điều khiển của máy NC là mạch điện tử. Thông tin vào chứa trên băng từ hoặc trên băng đục lỗ, thực hiện chức năng theo từng khối, khi khói trƣớc kết thúc, máy đọc tiếp các khối lệnh tiếp theo để thực hiện các dịch chuyển cần thiết. Các máy NC chỉ thực hiện các chức năng nhƣ: nội suy đƣờng thẳng, nội suy đƣờng tròn, chức năng đọc theo băng. Các máy NC không có chức năng lƣu trữ chƣơng trính. Sự phát triển điều khiển số cho máy công cụ đƣợc hính thành năm 1949 – 1950 tại Viện công nghệ Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology Cambridge, USA). Ví nhiệm vụ của Không lực Hoa Kỳ đặt chế tạo những chi tiết quan trọng của máy bay từ một vật liệu đồng nhất tốt hơn là dùng đinh tán hay hàn các vật liệu lại với nhau. Khi gia công những chi tiết lớn có biên dạng phức tạp với kỹ thuật thông thƣờng, thí gian gia công rất lớn và chi phì sản xuất rất cao. Do đó sau một thời gian nghiên cứu, biên dạng gia công của những chi tiết lớn có thể dễ dàng đƣợc thay thế bằng các chức năng toán học và ngƣời ta quyết định chế tạo một bộ điều khiển một máy phay dựa trên cơ sở này. Về mặt kỹ thuật để thực hiện ý tƣởng này yêu cầu một bộ điều khiển, nó phiên dịch các đại lƣợng đầu vào đƣợc miêu tả dƣới dạng nhị phân và dạng số cho các hành trính chuyển động và các chức năng vận hành máy, theo đó máy phay có thể hiểu đƣợc và xử lý các tìn hiệu điều khiển bằng số. Với sự phát triển nhanh chóng của xử lý tìn hiệu điện tử đã tạo điều kiện cho ý tƣởng trên trở thành hiện thực. 7
* NC (Numerical Control): Điều khiển bằng số. * CNC (Numerical Control with integrated computer): Điều khiển bằng số với sự tìch hợp của máy tình. * FFS (Flexible manufacturing system): Hệ thống sản xuất linh hoạt. * CAD (Computer Aided Design): Thiết kế với sự trợ giúp của máy tình điện tử. * CIM (Computer Intergnated Manufacturing): Sản xuất với sự trợ giúp của máy tình với chức năng lập kế hoạch, thiết kế và tự động sản xuất. Máy công cụ điều khiển số đầu tiên đã chỉ rõ các đặc điểm của các máy NC phát triển sau này: Toàn bộ chƣơng trính gia công đƣợc ghi lại trên băng đục lỗ. Máy tình điều khiển và xử lý các thông tin đƣờng chuyển dịch và các chức năng của máy. Từng truyền động cho các trục bƣớc tiến và trục chình để điều khiển chuyển động của dao và cơ cấu gá chi tiết. Các hệ thống đo và kiểm để phản hồi vị trì của dụng cụ cắt cho hệ thống điều khiển trong máy tình. Giữa những năm 50, hầu hết các nhà sản xuất máy công cụ đã bắt đầu sản xuất và phát triển máy phay điều khiển số NC và ngay sau đó là máy tiện NC. Sự phát triển nhanh chóng của linh kiện vi điện tử nhƣ các bộ vi xử lý và máy vi tình đã tạo điều kiện cho hệ điều khiển NC phát triển thành hệ điều khiển CNC (Computer numerial control). Năm 1953 công bố sáng chế máy phay điều khiển theo chƣơng trính số NC. Năm 1959 những máy NC đầu tiên của châu âu đƣợc triễn lãm tại Paris. 8
Năm 1960 các hệ điều khiển số đƣợc chế tạo tƣơng ứng với trính độ kỹ thuật của công nghệ bóng đèn điện tử và rơle với kìch thƣớc lớn giá thành còn cao, máy NC ở thời kỳ này đƣợc ứng dụng chủ yếu trong công nghiệp hàng không. Từ những năm 1970 ngành điều khiển số phát triển nhanh chóng ứng dụng những thành tựu của kỹ thuật vi điện tử, vi mạch tìch hợp, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của ngành điện toán, cùng với công nghệ phần mềm liên tục cho ra đời các chƣơng trính ứng dụng với khả năng vƣợt trội hơn, chƣơng trính điều khiển linh hoạt hơn, dung lƣơng lớn ngày càng đƣợc mở rộng. Khi gia công những chi tiết có biên dạng gia công phức tạp nếu sử dụng kỹ thuật thông thƣờng sẽ tốn nhiều thời gian và chi phi rất cao, độ chình xác kém. Nhƣng nếu sử dụng chƣơng trính số cho máy CNC để gia công những biên dạng phức tạp này, với các hàm toán học, việc giải toán và điểu khiển thông số qua bộ sử lý và các mạch điện tử đã trở nên dễ dàng hơn. Các giá trị tình toán đƣợc biên dịch dƣới dạng mã nhị phân, đây là nguyên tắc cơ bản để ứng dụng điều khiển số cho máy công cụ. Máy công cụ điều số đầu tiên là máy phay NC đứng, các trục chạy dao đƣợc điều khiển bởi motor riêng biệt. Máy công cụ CNC là bƣớc phát triển cao của các máy NC. Các máy NC có một máy tình để thiết lập phần mềm điều khiển các chức năng dịch chuyển của máy. Các chƣơng trính gia công đƣợc đọc cùng một lúc và đƣợc lƣu trữ và bộ nhớ. Khi gia công máy tình đƣa các lệnh điều khiển máy. Máy công cụ CNC có khả năng thự hiện các chức năng nhƣ: nội suy đƣờng thẳng, cung tròn, mặt xoắn, mặt Parabol và bất kí mặt bậc nào. Máy CNC cũng có khả năng bù chiều dài và đƣờng kình công cụ. Tất cả các chức năng trên đều đƣợc thực hiện nhờ một phần mềm máy tình. Các chƣơng trính lập ra có thể đƣợc lƣu trữ trong đĩa cứng hoặc trong đĩa mềm. Với sự đóng góp của các bộ vi xử lý ở tốc độ cao ngày càng gia tăng, đã tạo điều kiện mở rộng khả năng hoạt của các máy công cụ điều khiển số. Các bộ vi xử lý hiện thời và hệ điều khiển CNC cũng nhƣ máy công cụ điều khiển bằng chƣơng trính lôgic (PLC), đã cải tiến hiệu quả của chƣơng trính NC về độ chình xác gia công, tốc độ của dụng cụ cắt cũng nhƣ công suất cắt. Hệ điều khiển CNC hiện đại có thể có vô số các chức năng khác, có khả năng lập trính gia công các chi tiết có dạng hính học phức tạp mà không phải tình toán thông qua sự hổ trợ của công cụ toán học. Sự phát triển không ngừng của máy công cụ CNC đang diễn ra trong sự hợp tác giữa các nhà máy sản xuất linh kiện vi điển tử, điều khiển CNC, máy công cụ và dụng cụ cắt. Ngoài ra, ngƣời sử dụng cũng tạo điều kiện cho nhịp độ phát triển nhanh chóng, do luôn đòi hỏi cao và yêu cầu những giải pháp tốt nhất và mới nhất. Các trung tâm gia công CNC, hệ thống sản xuất linh hoạt FFS và các nhà máy sản xuất tự động cao CIM đã đánh dấu bƣớc phát triển quan trọng của máy công cụ điều khiển bằng chƣơng trính số. 9
Tại Việt Nam, trang thiết bị và công nghệ gia công tiên tiến xuất hiện ngày càng nhiều, đáp ứng yêu cầu phát triển công nghiệp và hội nhập quốc tế, trong đó các máy công cụ CNC chiếm vai trò quan trọng trong một số cơ sở công nghiệp. 1.2.2. Hệ điều khiển của máy công cụ: 1.2.2.1. Hệ điều khiển máy NC: Ngày nay các máy trang bị hệ điều khiển NC vẫn còn thông dụng. Đây là hệ điều khiển đơn giản với số lƣợng hạn chế các kênh thông tin. Trong hệ điều khiển NC các thông số hính học của chi tiết gia công và các lệnh điều khiển đƣợc cho dƣới dạng dãy các con số. Hệ điều khiển NC làm việc theo nguyên tắc sau đây: sau khi mở máy các lệnh thứ nhất và thứ hai đƣợc đọc. Chỉ sau khi quá trính đọc kết thúc, máy mới bắt đầu thực hiện lệnh thứ nhất. Trong thời gian này thông tin của lệnh thứ hai nằm trong bộ nhớ của hệ thống điều khiển. Sau khi hoàn thành việc thực hiện lệnh thứ nhất, máy bắt đầu thực hiện lệnh thứ hai lấy từ bộ nhớ ra. Trong khi thực hiện lệnh thứ hai, hệ điều kiển đọc lệnh thứ ba đƣợc dựa vào chỗ của bộ nhớ mà lệnh thứ hai vừa đƣợc giải phóng ra. Nhƣợc điểm chình của hệ điều khiển NC là khi gia công chi tiết tiếp theo trong loạt hệ điều khiển lại phải đọc tất cả các lệnh từ đầu và nhƣ vậy sẽ không tránh khỏi những sai sót của bộ nhớ tình toán trong hệ điều khiển. Do đó chi tiết gia công có thể bị phế phẩm. Một nhƣợc điểm khác nữa là do cần rất nhiều lệnh chứa trong băng đục lỗ hoặc băng từ nên khả năng mà chƣơng trính bị dừng lại (không chạy) thƣờng xuyên có thể xảy ra. Ngoài ra với chế độ làm việc nhƣ vậy băng đục lỗ hoặc băng từ sẽ nhanh chóng bị bẩn và mòn gây lỗi cho chƣơng trính. 1.2.2.2. Hệ điều khiển máy CNC: Đặc điểm chình của hệ điều khiển CNC là sự tham gia của máy vi tình. Các nhà chế tạo máy CNC cài đặt vào máy tình một chƣơng trính điều khiển cho từng loại máy. Hệ điều khiển CNC cho phép thay đổi và hiệu chỉnh các chƣơng trính gia công chi tiết và cả chƣơng trính hoạt động của bản thân nó. Trong hệ điều khiển CNC các chƣơng trính gia công có thể đƣợc ghi nhớ lại. Trong hệ điều khiển CNC chƣơng trính có thể đƣợc nạp vào bộ nhớ toàn bộ một lúc hoặc từng lệnh bằng tay hoặc bàn điều khiển. Các lệnh điều khiển không chỉ đƣợc viết cho từng chuyển động riêng lẽ mà còn cho nhiều chuyển động cùng lúc. Điều này cho phép giảm số lệnh của chƣơng trính và nhƣ vậy có thể nâng cao độ tin cậy làm việc của máy. Hệ điều khiển CNC có kìch thƣớc nhỏ hơn và giá thành thấp hơn so với hệ điều khiển NC nhƣng lại có những đặc tình mới mà hệ điều khiển trƣớc đó không có. Vì dụ: nhiều hệ điều khiển loại này có khả năng hiệu chỉnh những sai số cố định của máy những nguyên nhân gây ra sai số gia công. 1.2.3. Khái niệm và mô hình hoá máy CNC: CNC (Computer numerial control) là bƣớc phát triển cao của máy diều khiển theo chƣơng trính số. CNC là loại máy điều khiển theo chƣơng trính số có cơ cấu cấp 10
dao tự động để thực hiện nhiều nguyên công khác nhau sau một lần kẹp phôi. Điểm khác nhau cơ bản giữa NC và CNC là: NC điều khiển cứng, chúng đƣợc hính thành từ mạch IC logic. CNC điều khiển mềm ví dùng hệ máy tình nhớ với bộ nhớ có thể đọc và viết để điều khiển máy công cụ. Máy CNC gồm hai phần: Phần điều khiển bằng chƣơng trính điều khiển và các cơ cấu điều khiển. Phần chấp hành. Chương trình điều khiển: Tập hợp các tìn hiệu (gọi là LỆNH) đƣợc mã hoá bằng chữ hoặc bằng số. Cơ cấu điều khiển nhận tìn hiệu từ cơ cấu đọc chƣơng trính điều khiển để thực hiện các biến đổi cần thiết để có tìn hiệu phù hợp điều khiển các hoạt động của cơ cấu chấp hành, đồng thời kiểm tra sự hoạt của chúng thông qua các tìn hiệu đƣợc giử về từ các cảm biến liên hệ ngƣợc. Cơ cấu chấp hành: Máy cắt kim loại, một số cơ cấu phụ khác nhƣ: cơ cấu tay máy, ổ chứa dao, bôi trơn… Mô hình hoá máy CNC: 1.2.4. Ƣu điểm của máy CNC: Tình kinh tế đạt đƣợc cao với máy công cụ CNC bởi tốc độ nâng cao cũng nhƣ thời gian gia công cơ bản, thời gian phụ, thời gian chuẩn bị và thời gian kết thúc giảm. Các nhân tố ảnh hƣởng sau đây tác động mạnh tới kinh tế của máy CNC: Lập trính trực tiếp trên máy bởi khả năng nhập bằng tay. Việc đảm trách ở bộ phận chuẩn bị chuẩn bị sản xuất cho việc lập trính, sẵn sàng vật liệu cũng nhƣ dụng cụ cắt và nhập các dữ liệu đƣợc thực hiện tại chỗ làm việc. Lƣu trữ trong các trƣờng hợp gia công lập lại của một chƣơng trính gia công chi tiết đặc biệt dƣới dạng chƣơng trính con. Tối ƣu hoá chƣơng trính NC trong hệ điều khiển. 11
Mô tả hính dạng chi tiết gia công thông qua việc cho dạng hính học đơn giản. Chạy dao tự động cho đến khi đạt kìch thƣớc. Tự động vận hành các chức năng của máy và trực tiếp can thiệp khi xảy ra lỗi hoặc bị nhiễu. Quan sát tự động quá trính gia công thông qua hệ điều khiển CNC (đo và kiểm tra tự động). Hệ thống ổ dao chứa nhiều dao. Có khả năng chuẩn bị dụng cụ cắt bên ngoài máy mà không ảnh hƣởng đến quá trính gia công. Chất lƣợng chi tiết gia công ổn định, ìt phế phẩm. Làm tăng chình xác gia công, do cấp chình xác của máy cao (1/1000mm độ chình xác đo). Thời gian gia công ngắn thông qua việc tổ chức sản xuất và trùng lắp công việc. Thời gian vận hành máy cao. Tình linh hoạt trong sản xuất cao bởi hệ thống gia công và do vậy gia công hợp lì cho loạt nhỏ hoặc gia công đơn chiếc với độ phức tạp cao. 1.2.5. Yêu cầu khi sử dụng máy CNC: Để vận hành và lập trính trên máy công cụ CNC, nhất thiết đòi hỏi ngƣời vận hành máy phải có trính độ cao. Nhiều kinh nghiệm từ gia công trên máy thông thƣờng không thể ứng dụng cho gia công CNC do tốc độ cắt cao hơn rất nhiều. Chi tiết gia công trên máy CNC có ảnh hƣởng đến kết cấu của đồ gá, do đó nó phải đảm bảo những yêu cầu về kỹ thuật an toàn gồm: Phải cài then an toàn để chống lại việc gia công các chi tiết bị gá đặt sai hoặc không đủ cứng vững, để tránh văng của các phần tử chuyển động. Chi tiết gia công phải có những bề mặt chuẩn tốt đảm bảo độ chình xác và độ ổn định gá đặt, đồng thời chi tiết phải có bề mặt thuận tiện cho việc kẹp chặt không gây biến dạng chi tiết. Để không dùng đồ gá phụ thí chi tiết không nên có những bề mặt nghiêng và góc nghiêng. Để đảm bảo độ chình xác gá đặt cao, chi tiết cần phải định vị theo ba bề mặt. Trong trƣờng hợp này có thể dùng các bề mặt đã qua gia công trên các máy vạn năng để định vị. Nếu chi tiết gia công không cho phép định vị theo ba bề mặt thí định vị theo một bề mặt và hai lỗ, khoảng cách các lỗ phải xa nhau và có độ bóng cấp 7. Phải khoá các thiết bị kẹp chi tiết trên máy CNC. Giữa khoảng cách an toàn giữa các bộ phận nhô xa của các máy CNC lân cận trong hệ thống mạng máy CNC. Tránh phoi văng cũng nhƣ tia phun của nƣớc trơn nguội. Hút bụi không khì trong không gian máy. 12
BÀI 2: CÁC LỆNH VẼ 2D Mã bài 36-2 Mục tiêu của bài: - Biết đƣợc các lệnh vẽ cơ bản trên mastercam - Sử dụng thành thạo các lệnh vẽ cơ bản 2.1. Khái niệm và khả năng ứng dụng: MasterCAM V9.1 là tổ hợp toàn bộ phần mềm CAD/CAM cho phép thiết kế và gia công cơ khì một cách chình xác và nhanh chóng, còn tạo ra các bản vẽ kỹ thuật chuẩn bị gia công các chi tiết có độ chình xác cao, hoàn thành bản vẽ, sơ đồ các đƣờng chạy dao và mã chƣơng trính NC. Trƣớc đây hai lĩnh vực kinh tế và chế tạo, sản xuất đƣợc thực hiện tách rời nhau ngay cả khi trong cùng một xì nghiệp. CAD/CAM ngày càng phát triển thí mối quan hệ của chúng ngày càng chặt chẽ nhằm tạo ra một cơ sở công nghệ cho mô hính hoá nhà máy đƣợc tìch hợp với máy tình trong tƣơng lai, phạm vi ứng dụng rộng là đặc điểm tiêu biểu của máy CNC. Ví vậy, MasterCAM đƣợc dùng để lập trính gia công chi tiết trên máy tiện CNC…nhằm mang lại hiệu quả cao hơn, chình xác hơn và chất lƣợng hơn. 2.2. Cấu trúc màn hình đồ họa: Khi khởi động MasterCAM thí màn hính sẽ xuất hiện nhƣ sau: 2.2.1. Main Menu: 13
Menu chình bao gồm: Analyze: Trính bày tất cả các thông tin thìch hợp về: point, contour, only, between pts, angle, dynamic, area/volume, number, chain, surface, trên màn hính để ta sử dụng, các thông tin này rất có ìch trong khi thao tác tạo đối tƣợng. Create: Cho phép ta tạo các đối tƣợng hính học nhƣ: point, line, arc, fillet, spline, curve, surface, rectangle, drafting, chamfer, letters, pattern, ellipse, polygon… File: Thao tác trên các tập tin nhƣ lƣu, tím kiếm, biến đổi, truyền phát, tiếp nhận… Modify: Hiệu chỉnh dạng hính học bằng các lệnh: Fillet, Trim, Break, Join, Extend, Drag. Xform: Sao chép hính với các lệnh: Mirror, Rotate, Scale, Translate, Offset. Delete: Xoá một đối tƣợng hoặc một nhóm các đối tƣợng trên vùng trìch đồ họa và cơ sở giữ liệu của chúng trong hệ thống. Screen: Thiết lập các thông số liên quan đến giao diện và việc thể hiện các đối tƣợng trên diện tìch vẽ. Solids: Tạo mô hính khối rắn bằng các lệnh nhƣ: Extrude, Revolve, Sweep, Loft, Fillet, Chamfer, Shell, Primitives, Draf faces, Trim. Toolpaths: Chƣơng trính chạy dao NC (chỉ có trong hệ thống dao). NC utils: Chuyển động chạy dao NC (chỉ có trong hệ thống CAM). 2.2.2. Secondary Menu: Menu thức cấp: Z: Để thay đổi chiều sâu (hƣớng của trục Z) cấu trúc hiện hành. Giá trị này có thể nhập vào bằng cách chọn một điểm đang tồn tại chiều sâu cấu trúc đƣợc thay đổi một cách tự động trong hầu hết các chức năng tạo hính trong kiểu cấu trúc 3D. Color: Để cài đặt hệ thống màu hiện hành. Hệ thống màu đƣợc dùng để áp dụng cho đối tƣợng sẽ đƣợc tạo ra (tạo: line, arc, in tập tin: lƣu hính vẽ…) hoặc tải từ một đĩa tập tin mà nó không chứa các màu nhƣ DXF. MasterCAM chứa hai bảng màu từ hệ thống màu mà ta chọn, bảng 16 màu và bảng 256 màu. 14
Level: Sự lựa chọn này để cài đặt hệ thống lớp. Hệ thống lớp đƣợc dùng để lƣu trữ bất kỳ hính vẽ nào đƣợc tạo ra hoặc tải từ một đĩa tập tin mà định dạng không chứa các lớp nhƣ NLF hoặc ASCII. Đặc điểm này cũng cho phép kiểm soát các lớp. Ta có thể cài đặt tổng cộng là 256 lớp trong MasterCAM. Khái niệm lớp rất có ìch để tạo và hiệu chỉnh hính dạng hính học. MasterCAM trính bày cài đặt lớp hiện hành trong hộp thoại Level Manager. Click vào nút này thí hệ thống trính bày cửa sổ Level Manager xuất hiện. Chú ý: Sự trính bày của Level này có thể khác trong cách thể hiện, tuỳ chọn vào cách chọn đặc điểm Screen/ Configure/ Levels Manager hộp thoại xuất hiện. 15
Attributes: Lựa chọn này cho phép ta lựa chọn các dạng đƣờng nét vẽ nhƣ: solid, hiden, center, phantom, zbreak. Ngoài ra, còn có thể chọn màu, level và chọn bề rộng của nét vẽ. Click vào nút này hệ thống sẽ trính bày Attributes. Group: Cho phép ta kết hợp các đối tƣợng lại với nhau thành một nhóm. Nhóm sẽ đƣợc xử lý nhƣ một đối tƣợng đơn. Click vào nút này hệ thống sẽ trính bày cửa sổ group. Mask: Chọn mục này để che khuất lớp. Khi ta chọn Mask hệ thống sẽ trính bày Lever Manager. Lớp che khuất, OFF, hệ thống sẽ ghi nhận đối tƣợng bất kỳ trong cơ sở dữ liệu. Tuy nhiên, nếu lớp che khuất đƣợc cài đặt (thay đổi số lớp giữa 1 và 255) hệ thống sẽ ghi nhận các đối tƣợng trên lớp đó. Để phục hồi lớp đang che khuất, OFF, thí lớp che khuất phải cài đặt là 0. Che khuất sẽ làm ảnh hƣởng đến tất cả các chức năng (Delete, Group…). Chú ý: Cài đặt hệ thống lớp để một lớp không nhín thấy hiện hành sẽ tự động làm lớp nhín thấy. Cplane: Ta định ra mặt phẳng mà ta tạo hính vẽ. Ta có nhiều lựa chọn cấu trúc mặt phẳng vẽ Cplane. Gview: Dùng chức năng này để thiết lập các hƣớng quan sát. Gview cho phép ta quan sát hính vẽ từ nhiều góc độ khác nhau. 2.2.3. Sử dụng các Menu: Màn hính MasterCAM đƣợc chia thành ba vùng: vùng Menu, vùng soạn thảo bản vẽ, vùng MasterCAM thể hiện dòng lệnh và lỗi nhắc. Để chọn Menu, di chuyển chuột đến vùng, sự lựa chọn đƣợc quét sáng, ta click trái chuột để chọn. 16