Giáo trình phay CNC cơ bản (nghề cắt gọt kim loại trình độ CĐTC)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG

Giáo trình

PHAY CNC CƠ BẢN
NGHỀ : CẮT GỌT KIM LOẠI
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP & CAO ĐẲNG

(Ban hành theo quyết định số: 630/QĐ-CĐN ngày 05 tháng 04 năm 2022
của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang)

AN GIANG - 2022


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình mơ đun “ Phay CNC cơ bản ” được biên soạn nhằm phục vụ cho
nhu cầu học tập của học sinh sinh viên nghề Cắt gọt kim loại của Trường Cao đẳng
nghề An Giang.
Nội dung giáo trình này được biên soạn dựa trên chương trình chi tiết của mơ
đun đã được nhà trường phê duyệt. Trong quá trình biên soạn, nội dung giáo trình
đã được rút gọn, cơ động sao cho phù hợp với trình độ học tập của người học.
Thời gian thực hiện mô đun: 80 giờ (Lý thuyết: 22 giờ, thực hành: 54 giờ,
kiểm tra: 4 giờ), bao gồm 9 bài:
- Bài 1: Cấu tạo chung của máy phay CNC
- Bài 2: Đặc điểm, đặc trưng của máy phay CNC

- Bài 3: Trang bị đồ gá trên máy phay CNC
- Bài 4: Cấu trúc chương trình gia cơng trên máy phay CNC
- Bài 5: Các chức năng vận hành
- Bài 6: Lập trình gia cơng trên máy phay CNC
- Bài 7: Lập trình gia cơng biên dạng có bù trừ bán kính dao tự động (G40, G41,
G42)
- Bài 8: Kiểm tra sửa lỗi và chạy thử chương trình
- Bài 9: Vận hành máy phay CNC
Việc biên soạn giáo trình này, tác giả đã cố gắng bám sát nội dung của chương
trình chi tiết đã được duyệt để người học dễ đối chiếu giữa bài giảng và giáo trình
khi học.
Trong quá trình biên soạn, mặc dù đã cố gắng rất nhiều, tuy nhiên khơng thể
tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của
các đồng nghiệp và các em học sinh sinh viên để giáo trình ngày càng hồn thiện
hơn.
Xin chân thành cảm ơn./.
An Giang, ngày 14 tháng 08 năm 2021
Tham gia biên soạn
Huỳnh Vinh Lợi
Trang 1


MỤC LỤC
ĐỀ MỤC

TRANG

LỜI GIỚI THIỆU

1

Mục lục

2

Chương trình mơ đun

6

BÀI MỞ ĐẦU
1. Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC

7

2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC

8

3. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay

9

BÀI 1. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY PHAY CNC
I. Cấu tạo chung của máy phay CNC

10

1. Máy phay thông thường

10

2. Máy phay CNC

11

II. Các bộ phận chính của máy phay CNC

12

1. Động cơ truyền động chính

12

2. Động cơ truyền động chạy dao

13

3. Trục điều khiển chạy dao

13

4. Bộ phận dẫn hướng

13

III. Đặc tính kỹ thuật của máy phay CNC

14

1. Hiển thị chương trình và mơ phỏng bằng đồ họa gia công

14

2. Khả năng giao tiếp

14

3. Nội suy hình học

15

4. Đo đường dịch chuyển trên máy

18

IV. Bảo quản, bảo dưỡng máy

19

1. Bảo dưỡng hệ thống bôi trơn làm mát

20

2. Bảo dưỡng hệ thống an toàn

20

3. Bảo dưỡng hệ thống phanh, cữ trên máy

20

4. Hệ thống hiển thị

20

5. Hệ thống điều khiển

20

6. Hệ thống truyền lực bằng cơ khí

21

7. Hệ thống truyền lực bằng thủy lực

21

8. Hệ thống truyền lực bằng khí nén

21

9. Bảo dưỡng cơ cấu chấp hành

21
Trang 2


V. Câu hỏi ôn tập

22

BÀI 2. ĐẶC ĐIỂM, ĐẶC TRƯNG CỦA MÁY PHAY CNC
I. Hệ trục tọa độ và các quy ước

23

1. Máy phay đứng, máy khoan CNC

23

2. Máy phay nằm ngang

23

II. Các điểm 0 (Zero) và điểm chuẩn

24

1. Điểm chuẩn của máy M

24

2. Điểm chuẩn của máy R

24

3. Điểm 0 của chi tiết

25

4. Điểm gốc của dụng cụ

25

III. Câu hỏi ôn tập

27

BÀI 3. TRANG BỊ ĐỒ GÁ TRÊN MÁY PHAY CNC
I. Đặc điểm đồ gá sử dụng trên máy phay CNC

28

II. Các loại đồ gá

29

1. Đồ gá vạn năng không điều chỉnh

29

2. Đồ gá vạn năng điều chỉnh

29

3. Đồ gá chuyên dùng điều chỉnh

30

4. Đồ gá vạn năng lắp ghép

30

5. Đồ gá lắp ghép điều chỉnh

30

6. Đồ gá chuyên dùng

31

III. Câu hỏi ơn tập

32

BÀI 4. CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY
PHAY CNC
I. Cấu trúc một chương trình gia công

33

II. Cấu trúc một câu lệnh

35

III. Câu hỏi ôn tập

37

BÀI 5. CÁC CHỨC NĂNG VẬN HÀNH

I. Chức năng chọn dao T

38

II. Chức năng chọn tốc độ trục chính S

38

III. Chức năng chọn lượng tiến dao F

39

IV. Chức năng phụ M

39

V. Câu hỏi ôn tập

40

Trang 3


BÀI 6. LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY PHAY CNC
I. Lập trình theo tọa độ tuyệt đối

41

II. Lập trình theo tọa độ tương đối

43

III. Bài tập

51

BÀI 7. LẬP TRÌNH GIA CƠNG BIÊN DẠNG CĨ BÙ TRỪ BÁN
KÍNH DAO TỰ ĐỘNG (G40, G41, G42)
I. Bù bán kính dao tự động bên trái Contour G41

53

II. Bù bán kính dao tự động bên phải Contour G42

54

III. Bỏ bù trừ bán kính dao G40

55

IV. Câu hỏi ôn tập

58

BÀI 8. KIỂM TRA SỬA LỖI VÀ CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH
I. Nhập chương trình vào máy

59

II. Chạy mơ phỏng chương trình, kiểm tra và sửa lỗi

64

III. Chạy thử chương trình (chạy khơng cắt gọt)

66

IV. Câu hỏi ơn tập

66

BÀI 9. VẬN HÀNH MÁY PHAY CNC
I. Gá dao, đo kích thước dao và nhập thơng số kích thước vào bộ
nhớ dao

67

II. Gá phôi

68

III. Xác định điểm W

69

IV. Thiết lập chế độ vận hành

70

1. Chế độ vận hành bằng tay và bộ điều khiển bằng tay

70

2. Lập trình gia cơng

71

3. Chạy thử chương trình

71

4. Chạy chương trình

71

V. Chạy chương trình

72

VI. Câu hỏi ơn tập

72

BÀI TẬP THỰC HÀNH

74

CÁC PHÍM CHỨC NĂNG MÁY PHAY CNC MVC 860

80

PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Mã G-code trên máy phay CNC hệ FANUC

89

Phụ lục 2. Mã M-code trên máy phay CNC hệ FANUC

90
Trang 4


Phụ lục 3. Bảng chế độ cắt trung bình khi gia cơng thơ dùng dao
thép gió (HSS).
Phụ lục 4. Các loại dao phay CNC
TÀI LIỆU THAM KHẢO

92
92
95

Trang 5


CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN
Tên mơ đun: PHAY CNC CƠ BẢN
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN
1. Vị trí:
+ Mơ đun được bố trí trước mơ đun phay mặt phẳng, song song hoặc sau các
mô đun tiện nâng cao.

+ Phay CNC cơ bản là mơ đun có vị trí quan trọng trong nghề cơ khí hiện đại.
2. Tính chất:
+ Là mô đun thuộc các môn học, mô-đun kỹ thuật chuyên ngành nâng cao.
+ Mô đun cung cấp những kiến thức căn bản về lập trình và gia cơng chi tiết
trên máy điều khiển số.
II. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN
1. Về kiến thức:
- Hiểu được cấu tạo chung của máy phay CNC và các bộ phận chính của máy.
- Nắm được nguyên lý làm việc của máy phay CNC.
- Biết được các dạng điều khiển, về ngơn ngữ lập trình, cấu trúc chương trình,
cấu trúc khối lệnh sử dụng hệ điều khiển thông dụng.
- Hiểu được ý nghĩa và công dụng của các phím điều khiển trên bảng điều khiển
máy phay CNC.
- Biết cách chuẩn bị máy, chọn dao, đồ gá cho việc gia công chi tiết trên máy
phay CNC.
2. Về kỹ năng:
- Lập được chương trình gia cơng, kiểm tra và sửa lỗi chương trình.
- Nhập được chương trình vào máy, lưu trữ và gọi được chương trình gia cơng.
- Thực hiện được việc xác định điểm 0 của chi tiết ( điểm W).
- Thực hiện được chạy mô phỏng và chạy thử chương trình khơng cắt gọt.
- Thiết lập được chế độ làm việc của máy.
- Vận hành được máy phay CNC để thực hiện gia công một số chi tiết đơn giản
đảm bảo đúng quy trình, đúng chế độ và an toàn.
3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Có ý thức tổ chức kỷ luật trong hoạt động nghề nghiệp.
- Rèn luyện lịng u nghề, tính kiên trì, sáng tạo và tự chủ trong cơng việc.
- Cẩn thận, nghiêm túc trong cơng việc, có tác phong công nghiệp.

Trang 6

BÀI MỞ ĐẦU
Mục tiêu:
+ Giới thiệu sơ lược về quá trình phát triển của kỹ thuật CNC, các loại máy gia
cơng sử dụng kỹ thuật NC và CNC. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở
nước ta hiện nay.
Nội dung chính:
1. Q trình phát triển của kỹ thuật CNC
- Máy CNC là gì ?
•

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 hố lập trình vạn năng

•

Máy cơng cụ được điều khiển bằng hàng loạt các lệnh được mã hoá

- Lịch sử phát triển:

• 1725 – Phiếu đục lỗ được dùng để tạo mẫu quần 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 bằng 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 cơng cụ.
• 1952 – Máy cơng cụ NC điều khiển số đầu tiên.
• 1959 - Ngơn ngữ APT được đưa vào sử dụng
• 1960s – Điều khiển số trực tiếp (DNC)
• 1963 - Đồ họa máy tính
• 1970s - Máy CNC được đưa vào sử dụng
• 1980s – Điều khiển số phân phối được đưa vào sử dụng
• CAD/CAM
- Máy điều khiển số cổ điển chủ yếu dựa trên công trình của một người có
tên là John Parsons. Từ những nĕm 1940 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. 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 khơng lực Hoa Kỳ. Cơ
quan này sau đó đã tài trợ cho một loạt các đề tài nghiên cứu ở
phịng thí nghiệm Servomechanism của trường Đại học kỹ thuật Massachusetts
(MIT).
Trang 7


- Cơng 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. Mẫu máy NC đầu tiên
được triển lãm vào năm 1952. Từ 1953 khả năng của máy NC đã được chứng
minh.
- Hoa Kỳ tiếp tục phát triển NC bằng cách tài trợ cho MIT nghiên cứu ngơn

ngữ lập trình để điều khiển máy NC. Kết quả của việc này là sự ra đời của ngôn
ngữ APT: Automatically Programmed Tools vào năm 1959.
- So sánh Cấu trúc máy công cụ thông thường và máy CNC
+ Máy công cụ CNC được thiết kế cơ bản giống như máy công cụ vạn năng.
Sự khác nhau là các bộ phận liên quan đến tiến trình gia cơng của máy cơng cụ
CNC được điều khiển bởi máy tính.
+ Các hướng chuyển động của các bộ phận máy công cụ CNC được xác định
bởi một hệ trục tọa độ.
+ Mỗi chuyển động của các bộ phận máy có một hệ thống đo riêng để tính
tốn các vị trí tương ứng và phản hồi thông tin này về hệ điều khiển.
- So sánh chức năng :
+ Nhập dữ liệu: dùng chương trình NC
+ Điều khiển: máy tính được tích hợp trong hệ điều khiển CNC và phần
mềm tương ứng kiểm sốt tồn bộ các chức năng điều khiển của máy cơng cụ.
+ Kiểm tra: trên máy cơng cụ CNC, kích thước của chi tiết gia công được
đảm bảo trong suốt q trình gia cơng với sự phản hồi liên tục của hệ thống đo.
2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC
- Các máy sử dụng kỹ thuật NC và CNC được sử dụng rất nhiều trong các
lĩnh vực khác nhau. Ứng dụng rộng rãi hiện nay là trong gia công kim loại:
+ Máy phay CNC

+ Máy tiện CNC

+ Máy mài CNC

+ Máy khoan CNC

+ Máy dập CNC

+ Máy đo tọa độ CNC

+ Máy gia công tia nước CNC

+ Máy hàn CNC

+ Máy gia công dùng tia laser CNC
+ Máy gia công tia lửa điện CNC dùng điện cực nhúng
+ Máy gia công tia lửa điện CNC dùng dây cắt
- Hệ thống điều khiển NC cũng được dùng trong các lĩnh khác:
+ Máy hàn

+ In bản vẽ tự động

+ Máy lắp ráp

+ Máy uốn ống

+ Máy cắt gió đá

+ Máy cắt bằng Plasme

+ Các cơng nghệ Laser

+ Máy đan tự động (thêu)
Trang 8


+ Máy cắt quần áo

+ Máy tán định tự động

+ Máy buộc dây

3. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay
Từ năm 1991, thông qua một số dự án chuyển giao công nghệ, hợp tác với
nước ngồi như: dự án “Chuyển giao cơng nghệ thiết kế, phát triển và chế tạo
khn mẫu”. Lúc đó các công nghệ CNC như: máy phay CNC, máy tiện CNC, đo
lường CNC,... lần đầu tiên được giới thiệu và thu hút sự quan tâm của nhiều nhà
chuyên môn cũng như của các doanh nghiệp trong nước và liên doanh với ngồi.
Hiện nay, nhiều nhà máy cơ khí trong nước đã và đang có những dự án đầu tư
các dây chuyền sản xuất với phần lớn thiết bị trong dây chuyền là các máy CNC.
Mặc dù, công nghệ CNC đã vào Việt Nam trong một thời gian ngắn nhưng có
thể nói cơng nghệ này đã có một chỗ đứng tại Việt Nam và trong những năm tới
công nghệ này sẽ tiếp tục được dùng nhiều trong các xí nghiệp, phân xưởng, nhà
máy ở nước ta.

Trang 9


BÀI 1. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY PHAY CNC
Mục tiêu:
- Trình bày được cấu tạo chung của máy và các bộ phận chính của máy phay
CNC như trục chính, bàn máy, hệ thống dao,....
- Nhận dạng được đặc tính kỹ thuật của máy CNC và công tác bảo quản, bảo
dưỡng máy
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực
sáng tạo trong học tập.
Nội dung chính:
I. Cấu tạo chung của máy phay CNC
1. Máy phay thơng thường

4. Động cơ truyền
động trục chính

5. Cụm trục chính

3. Bàn máy
6. Các vơ lăng điều khiển
2.Thân máy

1. Bệ máy

Trong đó:
1. Bệ máy: dùng để gắn chặt thân máy tại địa điểm đặt máy
2. Thân máy: dùng để đỡ bàn máy và các cụm truyền đông
3. Bàn máy: dùng để gá chi tiết cần gia công
4. Động cơ truyền động trục chính: tạo ra chuyển động của dao trong q
trình gia cơng
5. Cụm truyền động trục chính
6. Các vơ lăng điều khiển: điều khiển vị trí dao, bàn máy đến vị trí mong
muốn
7. Du xích điều khiển: xác định đúng vị trí của dao và bàn máy so với vị trí
ban đầu
8. Vít me truyền động: được gắn chặt trên bàn máy, là bộ phận trung gian
giúp bàn máy chuyển động.

Trang 10


2. Máy phay CNC

1. Mâm gá phôi

2. Trục thứ 4

3. Chi tiết gia công

4. Bàn máy

5. Đầu so dao

6. Ổ chứa dao.

7. Đầu trục chính

8. Vịi xả dung dịch tưới nguội

9. Bơm dầu trục thứ 4

10. Nút tháo lắp-tháo dao bằng tay.

11. Vịi xả khí nén
Trang 11


II. Các bộ phận chính của máy phay CNC
1. Động cơ truyền động chính
- Sử dụng động cơ một chiều (DC) hoặc xoay chiều (AC) để có thể điều khiển
vơ cấp tốc độ của động cơ. Các loại động cơ này có đặc điểm là thay đổi số vịng
quay đơn giản, mômen truyền tải cao, khi thay đổi lực tác dụng số vịng quay vẫn
giữ khơng đổi.

- Truyền động chính của máy CNC phải truyền công suất cắt cần thiết bởi các
động cơ truyền động tương ứng qua trục công tác để gia cơng chi tiết thích hợp.
- Độ ổn định cao về mặt truyền động được đặt ra, mặc dù lực gia công cao
nhưng mômen quay ở mọi vị trí phải được ổn định. Đồng thời phải có đủ động lực
để làm chủ sự thay đổi nhanh chóng của tốc độ cắt và không bị rung động.
- Ngày nay chủ yếu sử dụng bộ biến tần để điều khiển động cơ 3 pha. Có hai
loại động cơ ba pha: động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ. Chúng có ưu điểm
hơn so với động cơ điện một chiều. Khi cùng kích thước momen quay đạt được cao
hơn. Ngồi ra số vịng quay cao hơn tới ba lần và công suất cơ bản cao hơn. Các
động cơ này làm việc khơng cần chổi than, khơng có cổ góp do vậy khơng địi hỏi
cao ở việc bảo trì.

Trang 12


2. Động cơ truyền động chạy dao
- Sử dụng động cơ bước, động cơ Servo để điều khiển các trục chuyển động
(X,Y,Z). Mỗi một trục có gắn một động cơ riêng để hoạt động tách biệt.
- Truyền dẫn cho trục chính trước đây thường sử dụng động cơ một chiều để
có thể điều khiển vơ cấp tốc độ của động cơ. Ngày nay người ta có thể sử dụng động
cơ ba pha với bộ điều khiển điện tử có nhiều lợi thế hơn so với động cơ một chiều.
- Đặc tính động học tốt cho các q trình gia tốc và q trình phanh hãm,
mơmen qn tính nhỏ, độ chính xác điều chỉnh cao cho những đoạn đường dịch
chuyển chính xác.
- Ngày nay người ta có thể sử dụng “động cơ tuyến tính” (linear motor) để thay
thế các động cơ thơng thường đồng thời loại bỏ được bộ truyền Vít me — đai ốc bi.
+ Động cơ tuyến tính cấu thành từ các bộ phận giống động cơ quay (Nam châm
& cuộn dây từ tính), tuy nhiên các cấu kiện này được dàn ra gắn trực tiếp lên thân
máy. Lực từ được tạo ra khi có dịng điện chạy qua cuộn dây, tạo lực tác dụng lên
nam châm vĩnh cửu đẩy trục di chuyển. Lực điện từ này trực tiếp điều khiển trục di

chuyển thay cho cơ cấu gián tiếp của hệ thống servo, chẳng hạn như trục vít.
+ Cơng nghệ động cơ tuyến tính dựa trên cơ chế điều khiển điện, có một số ưu
điểm sau : Tăng độ chính xác, khả năng lặp lại, tốc độ và gia tốc. Do động cơ tuyến
tính là hệ thống điện điều khiển trực tiếp (khơng tồn tại cơ cấu cơ khí), hệ thống này
khắc phục hoàn toàn các nhược điểm về độ rơ và mòn của trục.
3. Trục điều khiển chạy dao
- Bộ vítme/đai ốc/bi có khả năng biến đổi truyền dẫn dễ dàng, ít ma sát và khơng
có khe hở khi truyền dẫn với tốc độ cao.
- Để có thể dịch chuyển chính xác trên các biên dạng, các trục truyền dẫn khơng
được phép có khe hở và cũng khơng được phép có hiệu ứng stick - slip (hiện tượng
trượt lùi do lực ma sát).
- Bộ vít me đai ốc bi có khả năng truyền dẫn dễ dàng, ít ma sát và khơng có khe
hở khi truyền dẫn với tốc độ cao.

4. Bộ phận dẫn hướng
- Trên máy công cụ CNC hầu hết các sống trượt, rãnh trượt được phủ một lớp
Trang 13


chất dẻo trên mặt trượt của đường dẫn hướng. Các rãnh truợt được lắp với bi đũa
cũng được phủ lớp chất dẽo nhằm giảm ma sát, giảm độ mòn và có khả năng chuyển
động tương đối một cách hiệu quả như: khả năng chạy với tốc độ cao khi chạy dao
nhanh đến vị trí đã lập trình sẵn.
- Kết cấu của bộ phận dẫn hướng được miêu tả như hình

III. Đặc tính kỹ thuật của máy phay CNC
Đối với máy phay CNC để điều khiển và gia cơng ngồi việc nắm vững cấu tạo
của các bộ phận trên máy mà chúng ta cần nắm vững các đặc tính kỹ thuật.
Trên các máy phay truyền thống, việc điều khiển và gia công chi tiết trên máy
chỉ cần nắm vững các yếu tố như: sử dụng du xích trên các vơ lăng điều khiển theo

một hệ trục toạ độ nào đó, các cần gạt điều chỉnh, cách gá lắp phôi......
1. Hiển thị chương trình và mơ phỏng bằng đồ họa gia cơng
Màn hình điều khiển với cấu hình cơ bản có khả năng hiển thị thông tin về:
thông số vận hành vị trí, lượng chạy dao, tốc dộ trục chính ... cũng như giá trị của
các tham số trong quá trình thực hiện chương trình. Hệ thống đồ họa trên các hệ điều
khiển còn cho phép khả năng quan sát chi tiết, dao cắt, mô phỏng đường chạy dao
trực tiếp trong quá trình gia cơng.
2. Khả năng giao tiếp
Giao tiếp với các thiết bị vi xử lý khác như máy tính, hệ điều khiển rơbốt, và
các thiết bị lập trình logic. Đối với khả năng này cho phép nhập chương trình gia
cơng từ máy tính chủ hoặc mạng máy tính, liên kết với các thiết bị máy tính trong
điều khiển số phân phối và hệ thống sản xuất linh hoạt FMS.

Trang 14


3. Nội suy hình học
Trong q trình gia cơng, dụng cụ cắt di chuyển đến những toạ độ, quỹ đạo
mong muốn thì hệ điều khiển phải có chức năng nội suy được thực hiện bởi mạch
điện tử hoặc có khả năng nội suy thông qua phần mềm hỗ trợ.
Để hiểu rõ hơn chức năng nội suy ta đề cập đến các phương thức di chuyển
dụng cụ cắt trong quá trình gia công.

Nội suy thẳng (linear interpolation)
+ Khái niệm: Dao được di chuyển từ điểm đầu tới điểm cuối hành trình theo
chuỗi đoạn thẳng.
+ Thực hiện: Nội suy đường thẳng theo 2 hay 3 trục rất thông dụng
+ Các thông số yêu cầu: Tọa độ điểm đầu, tọa độ điểm cuối ; Tốc độ di chuyển
trên mỗi trục.
+ Khả năng: Về lí thuyết, nội suy đường thẳng có thể lập trình quỹ đạo cong

bất kì, nhưng lượng dữ liệu cần xử lí rất lớn. Sử dụng nội suy cung trịn, parabol,
đường xoắn làm giảm đáng kể lượng dữ liệu cần lập trình.

Nội suy vịng
+ Khái niệm: Dao được di chuyển từ điểm đầu tới điểm cuối hành trình theo
một cung trịn bởi một câu lệnh (block) đơn giản, thay thế cho rất nhiều câu lệnh nội
suy đường thẳng.
+ Thực hiện: Nội suy đường trịn theo 2 trục
+ Các thơng số u cầu: Tọa độ điểm đầu, tọa độ điểm cuối, tâm hoặc bán kính
cung trịn. Tốc độ di chuyển trên mỗi trục
Trang 15


+ Khả năng: Nội suy cung trịn hay tồn bộ đường tròn.
+ Phương pháp thực hiện: Phương pháp nội suy DDA cũng được ứng dụng
trong nội suy cung tròn.

Với cách điều khiển dụng cụ cắt bằng nguyên lý nội suy như vậy thì trong q
trình gia cơng dụng cụ cắt được điều khiển theo các phương thức sau:
Điều khiển điểm : Loại điều khiển CNC đơn giản này được ứng dụng trong các
máy mà dụng cụ cần được định vị tại một vị trí nhất định. Bàn trượt hay giá đỡ dụng
cụ được điều khiển cùng lúc hay kế tiếp nhau chạy đến vị trí gia cơng. Chuyển động
này được thực hiện với vận tốc nhanh khơng có sự tác động của dụng cụ cắt. Điều
khiển điểm được trang bị cho các máy khoan NC, máy dập hay máy hàn điểm (hàn
bấm).

Điều khiển đoạn thẳng : Phần lớn với điều khiển đoạn thẳng, người ta chỉ có
thể thực hiện những chuyển động dẫn tiến song song với trục. Điều khiển đoạn thẳng
được ứng dụng vào trong việc xử lý thao tác chi tiết và điều khiển các máy công cụ
đơn giản

Điều khiển biên dạng : bàn trượt hay giá đỡ dụng cụ có thể vận hành cùng một
lúc theo 2 trục hoặc nhiều hơn với chuyển động dẫn tiến đã được lập trình. Để làm
Trang 16


được việc này, vận tốc truyền động của từng trục phải thích ứng với nhau. Nhiệm vụ
này được bộ nội suy của điều khiển CNC đảm nhận.
Một chương trình phần mềm để tính tốn những vị trí trung gian và các tỷ lệ
vận tốc của từng trục sao cho bàn trượt đi theo quỹ đạo đã được lập trình trước.
Điều khiển đường viền 2D : Cho phép thực hiện chuyển động chạy dao theo
hai trục đồng thời trong một mặt phẳng gia cơng. Trục thứ ba được điều khiển hồn
tồn độc lập với hai trục kia.
Điều khiển đường viền 2,5D : Cho phép thực hiện chuyển động chạy dao theo
hai trục nào đó. Thơng qua chức năng G trong chương trình có thể chuyển từ mặt
phẳng này sang mặt phẳng kia. (ví dụ từ XY sang YZ).

Điều khiển đường viền 3D : Cho phép thực hiện chuyển động chạy dao theo ba
trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công. Các trục này có mối quan hệ ràng buộc
hàm số. Ứng dụng trong gia công khuôn mẫu, các bề mặt phức tạp.

Điều khiển đường viền 4D, 5D :Ngoài các trục tịnh tiến X, Y, Z cịn có các trục
quay chuyển động trong q trình gia cơng theo một quan hệ ràng buộc nào đó tạo
ra các bề mặt phức tạp 4D, 5D.

Trang 17


Ngồi ra cịn một số dạng nội suy khác như : Nội suy xoắn ốc (Helical
Interpolation) ; Nội suy parabol (Parabolic Interpolation) ; Nội suy bậc 3 (Cubic)

4. Đo đường dịch chuyển trên máy
Trên máy CNC việc đo đường dịch chuyển và thu thập giá trị đo không phải
công việc của người vận hành máy. Việc đo đường dịch chuyển và thu thập giá trị
đo được nhờ một mạch điều chỉnh vị trí: Hệ thống đo ln so sánh giá trị thực và giá
trị cần để điều chỉnh đúng theo giá trị mong muốn được lưu trữ trong hệ thống. Việc
nhận biết giá trị đo thực tế thông qua các bộ đo sau:

Đo trực tiếp: Thước đo được gắn trên bàn xa dao hay trên bàn máy, vì thế độ
khơng chính xác của trục chính và khớp nối truyền động không ảnh hưởng đến giá
trị đo. Các giá trị đo được nhận biết bởi một cảm biến quang học trên có chia vạch
của thang đo, Cảm biến đo biến đổi các giá trị đo đã xác định sang tín hiệu điện và
chuyển chúng cho hệ điều khiển.

Đo gián tiếp: Chuyển động dịch chuyển đạt được từ chuyển động quay của
vít me bi, chuyển động quay này được thi hành với một đĩa xung như là một thước
đo. Chuyển động quay của đĩa xung được ghi nhận từ một xung quay và được chuyển
tiếp hệ điều khiển như là một tín hiệu. Sau đó hệ điều khiển tính tốn chính xác
chuyển động của bàn máy hay vị trí hiện tại của chúng dựa trên số các xung quay.

Đo bằng kỹ thuật số: Giá trị đo thu thập được bằng số đếm xung, thước đo sử
dụng là các thước thẳng hoặc đĩa được mã hóa theo hệ tương thích (Thường mã hóa
theo hệ nhị phân).

Trang 18


Đo vị trí tuyệt đối: Một thang đo đã được mã hóa hiển thị trực tiếp vị trí của
bàn máy liên quan tới một điểm định hướng cố định trên máy. Điểm này là điểm
khơng “0” của máy, nó được xác định bởi nhà chế tạo máy. Điều kiện là phạm vi

đọc của thang đo cũng lớn như phạm vi làm việc và sự mã hóa nhị phân được thực
hiện trên thang đo, do vậy hệ điều khiển có thể hiểu được trật tự giá trị số cho mỗi
vị trí đọc được.

Đo vị trí tương đối: Thang đo được ứng dụng với một lưới vạch đơn giản,
chúng hình thành từ các vạch sáng tối xen kẽ nhau. Khi chuyển động bước tiến vượt
qua cảm biến đo, cảm biến sẽ đếm số các vệt sáng và vệt tối và tính tốn vị trí tức
thời của bàn máy dựa vào sự khác biệt tới vị trí bàn máy trước đó. Phương pháp này
sẽ đo từ điểm đích trước tới điểm đích tiếp theo. Nó tương đương với gia số kích
thước. Mỗi mức đo chiều dài xác định bởi bộ đếm.

IV. Bảo quản, bảo dưỡng máy
Công tác bảo quản, bảo dưỡng máy thường xuyên và định kỳ, tuân theo những
hướng dẫn của nhà sản xuất, theo sự chỉ dẫn của giáo viên quản lý và phải đảm bảo
đúng quy trình các nội dung sau đây:
Trang 19


- Không vận hành máy khi chưa hiểu rõ hướng dẫn an tồn vận hành máy.
- Khơng chạm vào các bộ phận máy đang chuyển động, không đeo nhẫn, đồng
hồ, dây chuyền và cà vạt trong khi vận hành thiết bị, quần áo gọn gàng.
- Phải cất các thiết bị phục vụ (đồ gá kẹp, dao cụ, giẻ lau ...) xung quanh máy
vào vị trí quy định trước khi vận hành máy.

1. Bảo dưỡng hệ thống bôi trơn làm mát
- Tháo hệ thống bôi trơn làm mát trên máy
- Kiểm tra bơm và hệ thống ống dẫn
- Kiểm tra máng, bể chứa chất bôi trơn, làm mát
- Kiểm tra các lỗ, rãnh dẫn chất bôi trơn làm mát
- Lắp lại hệ thống theo trình tự đã lập bảng kê

2. Bảo dưỡng hệ thống an tồn
- Các cơng tác chuẩn bị trước khi bảo dưỡng cơ cấu
- Tháo cơ cấu an toàn
- Làm sạch và kiểm tra chi tiết trước khi tháo
- Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết cần thay thế
- Lắp lại cơ cấu an toàn
- Thử cơ cấu an toàn

3. Bảo dưỡng hệ thống phanh, cữ trên máy
- Các công tác chuẩn bị
- Tháo hệ thống phanh, cữ
- Làm sạch
- Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết cần thay thế
- Lắp lại hệ thống
- Thử lại hệ thống

4. Hệ thống hiển thị
- Các công tác chuẩn bị
- Tháo hệ thống hiển thị
- Làm sạch
- Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết cần thay thế
- Lắp lại hệ thống
- Thử lại hệ thống

5. Hệ thống điều khiển

Trang 20

- Các công tác chuẩn bị
- Tháo hệ thống điều khiển
- Làm sạch
- Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết cần thay thế
- Lắp lại hệ thống
- Thử lại hệ thống

6. Hệ thống truyền lực bằng cơ khí
- Các cơng tác chuẩn bị
- Tháo hệ thống truyền lực
- Làm sạch
- Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết cần thay thế
- Lắp lại hệ thống
- Thử lại hệ thống

7. Hệ thống truyền lực bằng thủy lực
- Các công tác chuẩn bị
- Tháo hệ thống truyền lực bằng cơ khí
- Làm sạch
- Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết cần thay thế
- Lắp lại hệ thống
- Thử lại hệ thống

8. Hệ thống truyền lực bằng khí nén
- Các cơng tác chuẩn bị
- Tháo hệ thống truyền lực bằng khí nén
- Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết cần thay thế
- Lắp lại hệ thống
- Thử lại hệ thống

9. Bảo dưỡng cơ cấu chấp hành
- Các công tác chuẩn bị
- Tháo cơ cấu chấp hành
- Làm sạch
- Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết cần thay thế
- Lắp lại cơ cấu.
- Thử lại cơ cấu.
Trang 21


V. Câu hỏi ôn tập
1. Cho biết các bộ phận chính của máy phay CNC.
2. Trình bày đặc tính kỹ thuật của máy phay CNC.
3. Các loại nội suy hình học di chuyển của dụng cụ cắt trong quá trình gia công
trên máy phay CNC.
4. Kể tên và cho biết chức năng của các loại điều khiển đường viền.
5. Các phương pháp đo đường dịch chuyển trên máy CNC.
6. Công tác bảo quản và bảo dưỡng máy được thực hiện như thế nào ?
7. Kể tên các hệ thống thường được bảo dưỡng của máy phay CNC.

Trang 22


BÀI 2. ĐẶC ĐIỂM, ĐẶC TRƯNG CỦA MÁY PHAY CNC
Mục tiêu:
- Trình bày được hệ trục tọa độ và các quy ước để vận dụng vào để xác định
trục tọa độ trên máy phay đứng, máy phay ngang CNC.
- Nhận dạng đúng các điểm chuẩn và ý nghĩa của các điểm đó để vận dụng vào
lập trình và vận hành máy.
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực

sáng tạo trong học tập.

Nội dung chính:
I. Hệ trục tọa độ và các quy ước
1. Máy phay đứng, máy khoan CNC
Trục chính hướng theo phương thẳng đứng và trùng với phương của trục OZ trong
hệ tọa độ Décard, chiều dương của trục này có chiều hướng lên phía trên. Trục OX và trục
OY là 2 trục nằm trên bàn máy mà trong đó người ta quy ước chọn trục OX là trục của bàn
máy có chiều dài dich chuyển lớn hơn. Chiều dương của trục OX có chiều hướng sang bên
phải khi nhìn từ trục chính xuống chi tiết gia cơng nhìn nguợc chiều với chiều dương của
trục OZ như hình
Quy tắc bàn tay phải trên máy phay CNC
- Trục X – ngón cái – trục nằm ngang
- Trục Y – ngón trỏ - trục vng góc với
người vận hành
- Trục Z – ngón giữa – Trục dọc theo thân
người sử dụng

2. Máy phay nằm ngang
Trục chính của máy nằm ngang theo phương của trục OZ, chiều dương hướng
vào máy. Trục OX nằm trên mặt phẳng định vị của chi tiết hoặc song song với mặt
phẳng định vị và chiều dương của nó hướng về phía trái nếu nhìn theo hướng dương
của trục chính.

Trang 23


II. Các điểm 0 (Zero) và điểm chuẩn
Để gia công chi tiết ngoài việc xác định tọa độ của máy chúng ta cần xác định
điểm chuẩn của máy, của chi tiết, dao ... được miêu tả như hình

1. Điểm chuẩn của máy M
Điểm gốc của máy là điểm gốc hệ tọa độ của máy. Điểm M được các nhà chế
tạo quy định theo kết cấu động học của từng loại máy
Điểm M là điểm giới hạn vùng làm việc của máy. Điều đó có nghĩa là trong
phạm vi vùng làm việc của máy các dịch chuyển của cơ cấu máy có thể thực hiện
theo chiều dương của các tọa độ ở máy phay điểm M thường nằm ở điểm giới hạn
dịch chuyển của bàn máy.

2. Điểm chuẩn của máy R
Là một điểm xác định trong hệ thống toạ độ máy dùng để xác định vị trí của hệ
toạ độ máy trong một số trường hợp nhất định.
Điểm chuẩn này có một khoảng cách xác định so với điểm 0 của máy và đã
được đánh dấu trên bàn trượt của máy

Trang 24