GIÁO TRÌNH CAD/CAM - PHẦN 8 ỨNG DỤNG CAD/CAM - ỨNG DỤNG CAM

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

63
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các ứng dụng CAM bắt nguồn từ điều khiển số. Định nghĩa điều khiển số: Là một dạng tự động có thể lập trình được , trong đó qúa trình được điều khiển bằng số, chữ và các ký hiệu. Trong NC, các số tạo nên chương trình lệnh được thiết kế cho một việc gia công cụ thể. Khi sản phẩm thay đổi, chương trình cũng thay đổi. Khả năng dễ dàng thay đổi chương trình đối với mỗi sản phẩm làm cho NC có tính mềm dẻo. Viết một chương trình mới dễ hơn nhiều so với thay đổi...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH CAD/CAM - PHẦN 8 ỨNG DỤNG CAD/CAM - ỨNG DỤNG CAM

ÖÙÙng duïng CAM Ö Caùc öùng duïng CAM baét nguoàn töø ñieàu khieån soá. Ñònh nghóa ñieàu khieån soá: Ñònh Laø moät daïng töï ñoäng coù theå laäp trình ñöôïc , trong ñoù quùa trình ñöôïc ñieàu khieån baèng soá, chöõ vaø caùc kyù hieäu. Trong NC, caùc soá taïo neân chöông trình leänh ñöôïc thieát keá cho moät vieäc gia coâng cuï theå. Khi Khaû chöông saûn phaåm thay ñoåi, chöông trình cuõng thay ñoåi. Khaû naêng deã daøng thay ñoåi chöông trình ñoái vôùi moãi saûn phaåm laøm cho NC coù tính meàm deûo. Vieát moät chöông trình môùi deã hôn nhieàu so vôùi thay ñoåi caên baûn veà thieát bò. Coâng ngheä NC ñöôïc öùng duïng cho nhieàu lónh vöïc, keå caû veõ, laép raùp, kieåm tra, daäp kim loaïi taám vaø haøn ñieåm. Chi tieát ñöôïc thieát keá coù hình daïng vaø kích thöôùc khaùc nhau. Phaàn lôùn caùc chi tieát maùy hieän nay ñöôïc saûn xuaát ôû loaïi beù, ñôn chieác. Ñeå saûn xuaát moät chi tieát phaûi caàn nhieàu nguyeân coâng nhö khoan, phay, tieän v.v. Tieän lôïi cuûa NC laø thích öùng vôùi caû 3 loaïi nguyeân coâng treân, vaø ñoù laø lyù do veà söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa noù ngaøy nay. Lòch söû phaùt trieån Lòch Maùy ñieàu khieån soá coå ñieån chuû yeáu döïa treân coâng trình cuûa moät ngöôøi coù teân laø John Parsons Töø Parsons. nhöõng naêm 1940 Parsons ñaõ saùng cheá ra phöông phaùp duøng phieáu ñuïc loã ñeå ghi caùc döõ lieäu veà vò trí toïa 940 ñoä ñeå ñieàu khieån maùy coâng cuï . Maùy ñöôïc ñieàu khieån ñeå chuyeån ñoäng theo töøng toïa ñoä, nhôø ñoù taïo ra ñöôïc beà maët caàn thieát cuûa caùnh maùy bay. Naêm 1948 J. Parson giôùi thieäu hieåu bieát cuûa mình cho khoâng löïc Hoa Kyø. Cô quan naøy sau ñoù ñaõ taøi trôï cho moät loaït caùc ñeà taøi nghieân cöùu ôû phoøng thí nghieäm Servomechanism cuûa tröôøng Ñaïi hoïc kyõ thuaät Massachusetts (MIT). Coâng trình ñaàu tieân taïi MIT laø phaùt trieån moät maãu maùy phay NC baèng caùch ñieàu khieån chuyeån ñoäng cuûa ñaàu dao theo 3 truï toïa ñoä. Maãu maùy NC ñaàu tieân ñöôïc trieån laõm vaøo naêm 1952. Töø 1953 khaû 1952 naêng cuûa maùy NC ñaõ ñöôïc chöùng minh. Moät thôøi gian ngaén sau, caùc nhaø cheá taïo maùy baét ñaàu cheá taïo caùc maùy NC ñeå baùn, vaø caùc nhaø coâng nghieäp, ñaëc bieät laø caùc nhaø cheá taïo maùy bay ñaõ duøng maùy NC ñeå cheá taïo caùc chi tieát caàn thieát cho hoï. ngoâ Hoa kyø tieáp tuïc coá gaéng phaùt trieån NC baèng caùch tieáp tuïc taøi trôï cho MIT nghieân cöùu ngoân ngöõ laäp trình ngoâ ñeå ñieàu khieån maùy NC. Keát quûa cuûa vieäc naøy laø söï ra ñôøi cuûa ngoân ngöõ APT: Automatically Programmed Tools. Muïc tieâu cuûa vieäc nghieân cöùu APT laø ñaûm baûo moät phöông tieän ñeå ngöôøi laäp trình gia coâng coù theå nhaäp caùc caâu leänh vaøo maùy NC. Maëc duø APT bò chæ trích laø thöù ngoân ngöõ quùa ñoà soä ñoái vôùi nhieàu maùy tính, noù vaãn laø coâng cuï chính yeáu vaø vaãn ñöôïc duøng roäng raõi trong coâng nghieäp ngaøy nay vaø nhieàu ngoân ngöõ laäp trình môùi laø döïa treân APT. Caùc thaønh phaàn cô baûn cuûa heä thoáng NC Caù Coù 3 TP chính: 1. Chöông trình 2. Heä thoáng ñieàu khieån goïi laø Machine control units MCUMaùy coâng cuï hoaëc quùa trình ñöôïc ñieàu khieån khaùc 3. Maùy coâng cuï hoaëc quùa trình ñöôïc ñieàu khieån khaùc Quan heä giöõa 3 boä phaän ñöôïc veõ treân hình sau: 1/ Chöông trình ñieàu khieån. Laø nhöõng taäp hôïp nhöõng caâu leänh ñieàu khieån maùy phaûi laøm gì.
Caùc leänh naøy ñöôïc maõ hoùa ôû daïng soá vaø kyù hieäu maø thieát bò ñieàu khieån coù theå nhaän daïng ñöôïc. Chöông trình tröôùc kia ñöôïc ghi treân vaät mang chöông trình laø baêng loã. Veà sau naøy caùc daïng vaät mang chöông trình khaùc ñöôïc duøng laø - Phieáu ñuïc loã - Baêng töø - Baêng phim nhö cuûa phim aûnh - Ñóa töø Coù 2 phöông phaùp laäp trình: Baè Baèng tay - Baè Baèng maùy tính - Chöông trình ñöôïc chuaån bò bôûi laäp trình vieân, trong ñoù ngöôøi laäp trình chæ ra töøng böôùc theo trình töï coâng ngheä. Ñoái vôùi maùy coâng cuï, caùc böôùc coâng ngheä laø caùc chuyeån ñoäng töông ñoái giöõa duïng cuï caét vaø phoâi. c) b) a) 2/ Boä ñieàu khieån . Laø thaønh phaàn thöù 2 cuûa heä thoáng ñieàu khieån soá. Noù bao goàm caùc bo maïch ñieän töû vaø phaàn cöùng coù theå ñoïc vaø bieân dòch chöông trình ñieàu khieån vaø truyeàn ñeán maùy coâng cuï. Caùc phaàn töû cô baûn cuûa boä phaän ñieàu khieån laø: - Boä löu döõ lieäu - Boä phaân phoái döõ lieäu - Boä lieân heä ngöôïc - Boä ñieàu khieån tuaàn töï ñeå phoái hôïp hoaït ñoäng cuûa caùc phaàn töû treân. Caàn phaûi löu yù laø gaàn nhö taát caû caùc maùy NC hieän ñaïi ñöôïc baùn laø coù trang bò boä ñieàu khieån goïi laø Microcomputer. Vì vaäy maø chuùng ñöôïc goïi laø maùy CNC. Boä Boä ñoïc baêng loã: Laø moät thieát bò ñieän töû duøng ñeå quay vaø ñoïc baêng ñuïc loã coù chöùa chöông trình ñieàu khieån. Caùc döõ lieäu chöùa treân baèng loã ñöôïc ñoïc vaø ñöa vaøo boä nhôù ñeå löu tröõ thaønh nhöõng block thoâng tin logic. Moät block thoâng tin thöôøng laø moät böôùc hoaøn chænh cuûa quaù trình coâng ngheä. Thí duï 1 block coù theå laø nhöõng döõ lieäu caàn thieát ñeå di chuyeån baøn maùy ñeán moät vò trí xaùc ñònh vaø khoan 1 loã ôû vò trí ñoù. Caù Caùc keânh xuaát döõ lieäu (Signal output channels) ñöôïc noái vôùi moâ tô ñieàu khieån vaø caùc boä phaän ñieàu khieån khaùc trong maùy coâng cuï. Qua caùc keânh naøy leänh ñöôïc truyeàn ñeán cho maùy caét töø boä ñieàu khieån. Boä lieân ngheä ngöôïc kieåm tra hoaït ñoäng chính xaùc cuûa maùy vaø truyeàn tín hieäu ñeán cho boä ñieàu khieån. Boä Boä Boä ñieàu khieån tuaàn töï: phoái hôïp hoaït ñoäng cuûa caùc phaàn töû khaùc cuûa boä ñieàu khieån.
Panel Panel ñieàu khieån: Laø moät boä phaän cuûa maùy trong ñoù coù gaén caùc coâng taéc, nuùt nhaán, tay quay maø ngöôøi vaän haønh maùy duøng ñeå ñieàu khieån maùy, Noù cuõng coù theå coù theâm maøn hình thoâng baùo nhöõng thoâng tin cho ngöôøi vaän haønh. Maëc duø heä thoáng NC laø moät heä thoáng töï ñoäng nhöng yeáu toá con ngöôøi vaãn caàn thieát ñeå baät vaø taét maùy, thay duïng cuï (moät soá maùy NC coù boä thay duïng cuï töï ñoäng), ñöa phoâi vaøo vaø laáy chi tieát ra vaø ñeå thöïc hieän caùc nhieäm vuï khaùc. Ñeå hoaøn thaønh caùc nhieäm vuï naøy, ngöôøi vaän haønh phaûi coù khaû naêng ñieàu khieån heä thoáng vaø chöùc naêng naøy ngöôøi vaän haønh thöïc hieän thoâng qua Panel ñieàu khieån. 3. Maùy coâng cuï hoaëc quùa trình ñöôïc ñieàu khieån khaùc. Thaønh phaàn thöù 3 cuûa heä thoáng NC laø maùy coâng cuï hay quùa trình ñieàu khieån klhaùc . Ñaây laø thaønh phaàn cuûa heä thoáng thöïc hieän coâng coù ích. Phaàn lôùn caùc maãu maùy NC ñöôïc thieát keá laø ñeå thöïc hieän vieäc gia coâng. Maùy coâng cuï bao goàm baøn maùy vaø truïc chính cuõng nhö caùc moâ tô vaø caùc boä ñieàu khieån caàn thieát ñeå maùy hoaït ñoäng. Noù cuõng bao goàm nhöõng duïng cuï caét, ñoà gaù vaø caùc thieát bò phuï khaùc caàn cho vieäc gia coâng. Caùc maùy NC raát ña daïng: töø nhöõng maùy khoan loã, ñuïc loã ñôn giaûn ñeán caùc trung taâm gia coâng thoâng minh kyø dieäu. Thuû tuïc ñieàu khieån soá (NC) Thuû Ñeå söû duïng ñieàu khieån soá nhöõng böôùc sau ñaây phaûi ñöôïc thöïc hieän. 1. Laäp keá hoaïch gia coâng (Process Planning) 2. Laäp trình gia coâng NC (Part programming) 3. Kieåm tra quaù trình gia coâng (chaïy moâ phoûng) 4. Thöïc hieän vieäc gia coâng Heä toïa ñoä trong NC. Heä Heä toïa ñoä caàn thieát ñeå ngöôøi laäp trình leân keá hoaïch chuyeån ñoäng cho duïng cuï so vôùi chi tieát gia coâng. Khi laäp trình chi tieát coi nhö ñöùng yeân coøn duïng cuï thì di chuyeån so vôùi chi tieát gia coâng. Ñoái vôùi maùy phay vaø maùy töông töï, heä toïa ñoä ñöôïc quy ñònh nhö treân hình . Ñoái vôùi maùy tieän heä toïa ñoä ñöôïc quy ñònh nhö treân hình. Quan heä giöõa 3 truïc x, y, z trong heä toïa ñoä ñöôïc xaùc ñònh theo quy taéc baøn tay phaûi: - Ngoùn caùi chæ chieàu döông cuûa truïc X - Ngoùn troû chæ chieàu döông cuûa truïc Y - Ngoùn giöõa chæ chieàu döông cuûa truïc Z döông Chieàu xoay quanh truïc laø döông khi nhìn töø ñaàu muõi teân truïc ñeán goác toïa ñoä maø ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà.
Ñieåm 0 coá ñònh vaø ñieåm 0 di ñoäng Ñieå Coù 2 phöông phaùp xaùc ñònh ñieåm 0 1/ Ñieåm 0 coá ñònh: Goác toïa ñoä luoân luoân khoâng ñoåi treân baøn maùy. Thöôøng laø ñieåm ôû cöïc Taây Nam 1/ cuûa baøn maùy vaø toaøn boä duïng cuï laø ñöôïc xaùc ñònh bôûi toïa ñoä döông cuûa truïc X vaø Y. 2. 2. Ñieåm 0 di ñoäng: Naèm ôû baát cöù vò trí naøo cuûa baøn maùy, do ngöôøi laäp trình quy ñònh khi laäp chöông trình gia coâng. Ñieåm naøy thöôøng laø moät ñieåm treân moät goùc phoâi hoaëc taâm phoâi, hoaëc laø moät choã naøo ñoù treân phoâi. Khi so dao, cho duïng cuï di chuyeån ñeán vò trí naøy vaø ngöôøi vaän haønh xaùc ñònh ñoù laø ñieåm khoâng cuûa phoâi. Vò Vò trí tuyeät ñoái vaø töông ñoái: Vò trí cuûa duïng cuï so vôùi ñieåm 0 coù theå laø tuyeät ñoái hoaëc töông ñoái. Khi ôû vò trí tuyeät ñoái toïa ñoä duïng cuï luoân luoân tính töø ñieåm 0 cuûa goác toïa ñoä. Khi ôû vò trí töông ñoái, vò trí sau cuûa duïng cuï luoân luoân ñöôïc tính töø vò trí tröôùc ñoù cuûa duïng cuï B 70 Vò trí tieáp theo Vò trí hieän taïi 40 A 20 50 30 Hình 7.6 Vò trí tuyeät ñoái vaø töông ñoái Heä thoáng ñieàu khieån chuyeåån ñoäng NC Heä chuye Trong NC coù 3 loaïi HT ñieàu khieån chuyeån ñoäng cô baûn: 1/ Ñieåm ñeán ñieåm 2/ Theo ñöôøng thaúng 3/ Theo ñöôøng cong Ñieàu khieån ñieåm tôùi ñieåm laø heä thoáng ñieàu khieån thaáp nhaát. Ñieàu khieån theo ñöôøng cong heä thoáng ñieàu khieån cao nhaát.
Heä Heä thoáng ñieàu khieån chuyeån ñoäng theo ñieåm: Ñöôøng chuyeån ñoäng cuûa duïng cuï gia coâng ñöôïc thöïc hieän taïi moãi ñieåm ñònh vò (hình 7.7) (50, 80) B 70 Vò trí tieáp theo Ñöôøng di chuyeån duïng cuï Vò trí hieän taïi (30, 40) 40 A Vò trí xuaát phaùt 20 50 30 Hình 7.7 Heä thoáng NC ñieåm tôùi ñieåm Heä thoáng caét theo ñöôøng thaúng 60 Ñöôøng ñi cuûa duïng cuï 20 Vò trí xuaát phaùt 80 20 Hình 7.8. Heä thoáng NC caét theo ñöôøng thaúng Heä thoáng caét theo ñöôøng cong: Laø heä thoáng NC phöùc taïp nhaát nhöng laïi linh hoaït nhaát, ñaét tieàn nhaát. Heä thoáng naøy coù khaû naêng caét nhö heä thoáng ñieåm tôùi ñieåm vaø theo ñöôøng thaúng. Khi gia coâng heä thoáng coù theå ñieåu khieån chuyeån ñoäng theo caû 3 truïc toïa ñoä. Duïng cuï caét Ñöôøng cong
Hình . Heä thoáng ñieàu khieån NC gia coâng theo ñöôøng cong Khi gia coâng ñöôøng cong, caùc ñöôøng cong ñöôïc chia ra thaønh nhöõng ñoaïn thaúng nhoû noái vôùi nhau. Ñoä daøi cuûa moãi ñoaïn thaúng phuï thuoäc vaøo ñoaïn ñöôøng cong vaø ñoä chính xaùc cuûa ñöôøng cong ñöôïc khai baùo (hình). Ñöôøng cong hieän taïi Dung sai trong Ñöôøng cong hieän taïi Dung sai ngoaøi Ñöôøng cong hieän taïi Giôùi haïn dung sai ngoaøi Tröôøng dung sai Giôùi haïn dung sai trong Hình 7.10 Ñöôøng cong ñöôïc thay baèng nhöõng ñöôøng thaúng noái tieáp nhau. Ñoä daøi cuûa ñöôøng thaúng ñöôïc xaùc ñònh bôûi ñoä chính xaùc yeâu caàu cuûa ñöôøng cong. Caùc öùng duïng cuûa ñieàu khieån soá. Caù Ñöôïc öùng duïng roäng raõi hieän nay ñaëc bieät laø trong gia coâng kim loaïi: - Phay
- Khoan vaø caùc nguyeân coâng töông töï - Tieän trong (boring) - Tieän - Maøi - Caét daây Moãi loaïi maùy NC coù coâng duïng rieâng. Coù theå khi gia coâng loaïi saûn phaåm naøy thìø toát nhöng khi gia coâng loaïi saûn phaåm khaùc thì laïi khoâng thích hôïp. Ñaëc ñieåm chung cuûa caùc loaïi saûn phaåm laøm treân maùy NC laø: 1/ Caùc chi tieát thöôøng ñöôïc gia coâng vôùi soá löôïng nhoû. 2/ Hình daïng phöùc taïp 3/ Coù nhieàu nguyeân coâng phaûi ñöôïc thöïc hieän 4/ Nhieàu kim loaïi phaûi loaïi boû 5/ Thieát keá kyõ thuaät gioáng nhau 6/ Chi tieát phaûi coù yeâu caàu chính xaùc cao 7/ Laø loaïi saûn phaåm ñaét tieàn neân moät sai laàm nhoû coù theå traû giaù lôùn 8/ Caùc saûn phaåm yeâu caàu phaûi kieåm tra 100%. Thöôøng loaït saûn xuaát ñöôïc ñaùnh gía khoaûng 50 caùi hoaëc nhoû hôn. Saûn xuaát loaït nhoû vaø loaït vöøa laø lyù töôûng ñeå duøng maùy NC. Ngoaøi gia coâng kim loaïi heä thoáng ñieàu khieån NC cuõng ñöôïc duøng trong caùc lónh vöïc sau: - Maùy daäp - Maùy haøn - In baûn veõ töï ñoäng - Maùy laép raùp - Maùy uoán oáng - Maùy caét gioù ñaù - Maùy caét baèng Plasme - Caùc coâng ngheä Laser - Maùy ñan töï ñoäng (theâu) - Maùy caét quaàn aùo - Maùy taùn ñònh töï ñoäng - Maùy buoäc daây Lôïi ích kinh teá cuûa ñieàu khieån soá Lôï
Öu Öu ñieåm cuûa NC - Giaûm thôøi gian chaïy khoâng - Giaûm thôøi gian gaù ñaët - Giaûm thôøi gian gia coâng - Saûn xuaát meàm deûo hôn - Naâng cao chaát löôïng saûn phaåm - Giaûm toàn kho - Giaûm dieän tích maët baèng Nhöôïc ñieåm cuûa NC Nhöôï - Gía thaønh ñaàu tö cao - Giaù thaønh baûo trì cao - Phaûi choïn vaø huaán luyeän ñoäi nguõ NC