Giáo trình cơ sở kĩ thuật cnc phần 1 nguyễn anh tuấn

“TRUONG BA) HOC SU PHATE RY TRUAT ~ TP. HỒ CHÍ MGIH
4

- Đức
Trungin bao tac Viel

Du 24 hop léo Si cing ti phan piểm Toon Ky Thual M16,

»

«

Ce quan hé tro va hop ide phat triển G12 GHLE Đức

ý

5

i|

+, fe

au

sg eon eer se

š

Po eet eee: 2

ớ

0 V1

Ị

`...

xa.

HỆ

Điện soạn:

NGUYÊN ANH TUẤN


LỜI NĨI ĐẦU
-

=:

Tài Tiệu này được viết phục vụ lóp bồi dưỡng kiến thức CAD/CAM-CNC,

—cho

các Thầy

Đại học.

Cô giáo ngành cơ khí ở các Trường

Tài liệu được biên soạn

tai Trung tâm Đào tao Việt Đức

-công- nhân: kĩ thuật, Trung -học-kĩ- thuật,

trong thời gian rất hạn hẹp theo yêu cầu mở lóp của

Trung

tâm

Cao- đẳng-và —
Việt Đức cũng

như phía chun gia và cơng ty hỗ trợ MTS, GTZ CHLB DUC. Do
vậy không thể tránh khỏi những thiếu
sói như: thuật ngữ chun mơn, chính tả, lỗi đánh máy, cũng nhU
chưa hoàn thiện về mặt nội dung và

hình thức vv_.

Mặt khác do yêu câu của đa số các Thầy Cô muốn sử dung
tap tin gốc này để phục vụ thuận lợi cho
công tác soạn thảo bài giảng sau này, nên chúng tôi cũng mạnh
dạn gửi tặng tói Thây Cơ tài liệu này
với tinh thân đây là tài sản chung nhàm phục vụ cho phái triển
công nghệ CAD/CAM-CNC ö đất nước
-chúng la và cũng là mong muốn của phía bạn CHLB Đức.

-Bệ tài liệu dùng
1.

2.
8.
4.

a

ng dạy tại TT. Đào tạo Việi-Đức hiện gồm 4 cuốn căn bản:

Co sé ki thuat CNC

Mé phong Phay CNC véi phan mém MTS
Mô phỏng Tiện CNC với phần mềm MTS

Kithuat gia cong trén may phay céng nghiép Kunzmann

_. Trong tương iai sẽ bố xung thêm một số các tài liệu sau:

5.

P

Công nghệ CAD/CAM

6.

CAM-Phay

7.

CAM-Tiện

88.

Tiện-Phay trên máy tiện nhiều trục
a
mee

Chúng tôi rất mong nhận được những đóng góp qúy báu của
các Thầy, Cơ nhằm ngày một hoàn

chỉnh hơn tài liệu này đồng thời có nhiều hợp tác tích
cực trong tương lai.

Chân thành cam ơn các Thây Côi

Địa chỉ liên hệ như sau:
[

NGUYÊN ANH TUẤN

l

|

- NH: 18/5 Khu phố 1, Phường Tam phú, Q. Thủ đức, TP.
HCM

- CQ: Trung Tâm Đào tạo Việt Đứs — Trường Đại
học Su phạm Kí thuật
01 Võ Văn Ngân, Q. Thủ Đức, TP. HCM
- ĐTNR + Fax:
7200202”

‡

~-P LỆCT......
“Pan

- E-Mail:

8960541,

8964575

—-

Dg see

8966046

=.

tuanna Ghemuttt.édu.vn
ho&e: — bdcingis netnam2.org.vn

TRƯỜNG CAC BANG KTKT PHO LAM

THU VIEN
|

ope

|


=

MUC LUC

it

1_Cơ sở Kĩ thuật CNC
1.1 Lịch sử phát triển kĩ thuật CNC

¢

sản xuất vơi sự hỗ trợ của máy tính
Các giai đoạn phát triển từ máy thơng thường tới

12 So sánh máy công cụ thông thường với . *áy cơng cụ CNC

ˆ

.

=

Cấu trúc:
Chức năng

9

:

Tính kinh tế
1.3 Dac điểm cấu trúc máy công cu GNC

hiện đại

_ Các trục bước tiên và trục xoay điều khiổn,đƯỢG
Hệ thống đo hành trình

be

=a#b>-

gế

vé

Truyền động chính và các trục cơng tác

Š

Thiết bị kẹp
Thiết bị gá và thay dụng cụ cắt

An toàn lao dang bén may CNC

Kiểm tra kiến thức: “CNC căn bản”
2 Cơ sở hình học cho gia công CNC

2.1 Hệ thống tọa độ trên máy công cụ CNC
Các dạng hệ toa dé

Hệ tọa độ Đề-cạc
Hệ tọa độ cực
Định

nghĩa hệ tọa độ liên quan

tới máy và chỉ tiết

Các trục xoay và trục bước tiến trên máy cơng cụ CNC
Vị trí và kí niệu các trục NC

Các hướng dịch chuyển trên máy cơng cụ CNC
Ghi kích thước đúng

NC

Mô phỏng CNC
Luyện tập ở xưởng
~

2.2 Tinh toan NC

Co sd tính tốn các toạ độ

aS

nes

ae

Các kí hiệu danh nghĩa của một tam giác

Các hàm số góc
Tam giác vng

Các hàm số lượng giác
Tính tốn các tọa độ NC

`2.3 Các điểm chuẩn và điểm *0” trên máy CNC
Các dạng điểm chuẩn và điểm “0”
Đặt điểm “Q" cho chỉ tiết (W) trên máy tiện CNC

=

_

.

7
8
8
9

— —_-.-— Đặt điểm “0" cho-chỉ tiết (W) trên máy phay CNC

HE

HS.

Đa tên

:

.


2.4 Điều khiển. số trên máy công cụ CNC
Điều khiển mạch hở và mach kin (Điều khiển chuỗi
Và tuần hoàn)

Điều khiển CNC
Cấu

trúc và chức năng

—

—

=

lu

Nhập va sử lí dữ liệu
Các dạng

điều khién CNC

Vận hanh

DNC

“Tet

gamer

Đặc trưng của vận hành DNC
Nhập

và sử i¡ đữ liệu trong vận hành

Ưu điểm của vận hành DNC

DNC

2.5 Hiệu chỉnh dụng cụ cho gia công CNC
Ý nghĩa và mục đích của việc hiệu chỉnh dụng cụ
Hiệu chỉnn chiều dài dụng cụ cắt cho phay và tiện

Hiệu chỉnn bán kính dụng cụ cắt

Hiệu chỉnh bản kính dao phay

Hiệu chỉnh bản kính mũi dao tiện
Đo và hiệu chỉnh dụng cụ với thiết bị hiệu chỉnh

Cấu trúc và chức năng của thiết bị hiệu chỉnh dụng cụ

Cac Duoe đc và hiệu chỉnh dụng cụ
œ

)o và hiệt: chính dụng cụ với với hỗ trợ của may CNC
Đo dùng cụ trực tiếp trên máy tiện CNC

Sa

Xác định sai lệch cần và thực vói các cách thức
kĩ thuật khác nhau

2.6 Hệ thống ưo hành trình

Bước tiến, điều khiển và điều chỉnh vị trí các trục
NC
Phương

pháp đo hành trình

Đo hành trình tuyệt đối và tương đối
Kiểm tra kiến thức: “Cơ sở hình học”

3 Cơ sở công nghệ gia công CNC
3.1 Hệ thống dụng cụ CNC

cho tiện và phay

Cán gá

—

.

.Can dao

eos

fem toe

aw

Lưỡi cắt mảnh hợp kim cưng
3.2 Cấu trúc và các bộ phận của dao tiện cho
gia cơng CNC
Các dạng dao tiện và kí hiệu ISO

Vật liệu lưỡi cắt
_

Kim Cương

_

Dạng hình học lưỡi cắt

Mon dao và tuổi bền
Thơng số giá tr cắt
Ví dụ tính tốn thông số chế độ cắt chữ

gia công CNC

_


3. 3 Cấu trúc và các bộ phận của dao phay cho gia công CNC
Phay và phương

102

pháp phay

102
105

Các dạng dao phay và kí hiệu ISO

Vật liệu lưỡi cắt

105

Kim cương

-

102

Dang hinh hoc lưỡi cắt

106

=

Vi dụ tính tốn thơng số chế độ cắt cho gia cơng CNC

108
110

3.4 Tính tốn thơng số chế độ cắt cho gia cơng CNC

115

Ví dụ tính tốn thơng số chế độ cắt,cho gia công tiện ONC

118

Thông số giá trị cắt

123. _

Ví dụ tính tốn thơng số chế độ cắt cho gia công phay ( CNC

3.5 Hệ thống

128

kẹp CNG

Các dạng và kí hiệu thiết bị kẹp để tiện

131

Các dạng và kí hiệu thiết bị kẹp để phay

140

Kiểm tra kiến thức: “Cơ sở cơng nghệ”

151

4 Lập trình NC

153

căn

bản

4.1 Tổ chức và q trình lập trình NC thủ cơng

153

Khác nhau căn bản giữa chuẩn bị gia công cho máy thông thường và máy CNC

153

Trình tự tổ chức lập trình NG
Thiết lập chương trình ở bộ phập chuẩn bị sản xuất

154
154

Thiết lập chương trình ở phạm vi xưởng

155

Sự khác nhau

155

giữa lập trình thủ cơng và lập trình máy

Các bước ngun tắc lập trình thủ cơng tại chỗ làm việc —
Đảm bảo chất lượng trong gia cơng CNC

-_

157
159

4.2 Cơ sở lập trình NC

160
160

ấu trúc chương trình NC

160

=

iêu chuẩn lập trình NC

Cấu trúc câu lệnh

161

Cấu trúc từ lệnh

181

.So sánh các mã lệnh chương trình NC của các hệ điều khiển CNC

4.3 Lập trình NC căn bản

168

Phân tích bản vẽ chế tạo

168

Xác định trình tự công việc

169

Lựa chọn đồ gá và dụng cụ cắt cần thiết

170

Thiết lập chương trình NC

170

Lập trình NC thủ cơng cho tiện

171

Lập trình NC thủ cơng cho phay

191

Kiểm tra kiến thức: “Lập trình NC căn bản”

Phụ

lục

163
168

Các bước lập trình NC thủ công
-_

khác nhau

-Lời giải

Na

ng

ies,

Đáp án các câu hỏi kiểm tra kiến thức
Tân các loại dao phay thường dùng

206

Sef

ke

VEL

ee

207

, elle
218

4

2

1

KT thuật CNC

KHÁI QUÁT VỀ KỸ THUẬT CNC

căn bản

1.1 Lịch sử phát triển của kỹ thuật CNC
____ Các giai đoạn phát triển từ máy công cụ thông thường tới hệ thống
sản xuấ
vớitsự tích
hợp của máy tính (CIM)

Ý tưởng về sự phát triển điều khiển số (Numerical control = NC) cho
máy cơng cụ được hình thành vào
năm 1949/50 tại Viện cơng nghệ Massachusetis (Massachusetts institute
of Technology Cambridge,

USA). Vì nhiệm vụ của Không lực Hoa Kỳ cần chế tạo những chỉ tiết quan
trọng của những máy bay

lớn từ vật liệu đồng nhất hơn là dùng đỉnh tán hay hàn các vật liệu lại
với nhau,
Khi gia cơng những

chỉ tiết lớn có biên dạng phức tạp với kỳ thuật thơng thường, thì thời
gian gia cơng

rất lớn và chi phí sản xuất cao. Do đó sau một thời gian nghiên cứu, biên

dạng gia công của những chỉ
tiết lớn có thể dễ dàng được thay thế bởi các chức năng toán học và người ta đã
quyết định chế tạo một
bộ điều khiển để điều khiển một máy phay dựa trên cơ sỡ này.
ị
|

| NC

2

Tham.

=

LCNC

pees

CIM

=

ee

=>

||

CAD/CAM |

rie,

Vater

CAD

|

coe

FES

ou)

EES

|

i
|

oe

|

NC

^
CNC

cd

a

|

i

.

'

|

|

1950

:

†

1960

1870

CAM

=F

| CiM

b

|

|

_CAD

+

1980

-

19980

a

|

(Numerical control): Điều khiến-sế.
Numerical

pion
Điêu

mm.
(Fiexible

with

integrated

số

với

tích

th,

Ce
sự

manufacturing

system):

sản xuất linh hoạt.
= (Computer

aided

computer}:

hợp
Hé

drawing/design):

Vẽ/thiết

re
xuat

£
manufaciuring

with

manufacturing).

Hệ

với sự trợ giúp của máy tính.
x

ae:

integrate’
design
a,

-

and

|

thống

1
San

(Computer aided manufacturing):
Computer

n

của

kế với sự trợ giúp của máy tính.

planning,

|

contro!

wis
khiển

yo
h
+
thơng sản xuất vớia sự tích
hợp của

máy

tính

với

chức

năng

lập

kế

hoạch, thiết kế và tự động sản xuất,

L

Hình 1:

Sự phát triển của kĩ thuật CIM

Về mặi kỹ thuật để thực hiện ý tưởng này u cầu một.bộ điều khiển,
nó
Vào được mơ tả dưới dạng nhị phân và dạng số cho các hành trình chuyển
hành máy, theo đó máy phay có thể hiểu và sử lý các tín hiệu này. Đây
là
. điều khiển số cho các máy cơng cụ. Với sự phát triển nhanh
chóng của
- điều kiện choý tưởng trên trở thành hiện thực.

=-

biên dịch các
động và các
nguyên tắc cơ
xử lý tín hiệu

đại
chức
bản
điện

lượng đầu
năng vận
ứng dụng
tử đã tạo

_-' Máy điều khiển -số đầu tiên là máy phay đứng. Các trục bước tiến
làm dịch chuyển bàn máy của máy

phay được thực hiện bởi từng các mơiơ riêng biệt. Các thơng
tin hành trình và chức năng máy cần thiết
cho q trình gia cơng được ghi lại trên băng dục lỗ dưới dạng
chuỗi các lệnh đã được mã hóa ở dạng

chữ và số, gọi là một chương trình NC.
Máy cơng cụ điều khiển số đầu tiên đã chỉ rõ các đặc điểm của các máy NC phái
triển sau này:
se .. Tồn bộ chương trình gia cơng được ghi lại trên băng đục
lỗ .

+e)
May tính điều khiển việc xử lý các thơng tin hành trình và €hức
năng máy.

s _ Truyền động

~

riêng biệt cho từng trục bước tiến và trục chính để điều khiển chuyển động
của

dao và bàn máy...

» _ Hệ thống đo và kiểm để phản hồi vị trí của dụng cụ cắt cho hệ điều khiển trong
máy tính.
Giữa những năm 50, hầu hết các nhà sắn xuất máy công cụ đã bắt đầu
sản xuất và phát triển máy
phay điều khiến số và ngay sau đó là máy tiện NC. Sự phát triển nhanh chóng
của các linh kiện vi điện
Trung tâm Đào tạo Việt Đức; Nguyên

Anh Tuấn. 04. 2001

»x

7


Kĩ thuật CNC căn bản

hệ điều kiển
tử như các bộ vi sử lý và may vi tinh đã tạo điều kiện cho hệ điểu kiển NC phát triển thành
CNC

(Computerized

numerical control= CNC) vào đầu những

=

năm 70.

é

ˆ

càng gia tăng, đã tạo điều kiện mở rộng khả

Với sự đóng góp của các bộ vi sử lý ở tốc độ cao ngày

khién-CNC cing
năng hoạt động của máy công cụ điều khiển số. Các bộ vi sử lý hiện thời ýà hệ điều
của chương trình
nhu may céng cu diéu khién bang chương trình lơ-gic (PLC), đã.nâng-cao hiệu quả
khiển CNC hiện
điều.
Hệ
cắt.
suất
công

tổtốc độ của dụng cụ cắt cũng như
NC về độ chính xác gia cơng,
có
đại có thê có nhiều các chức năng khác, có khả năng lập trình trực tiếp để gia cơng các chỉ tiết
dạng hình học phức tạp mà khơng phải tính tốn thơng qua sự hỗ trợ của cơng cụ tốn học:

.

xuất
Sự phát triển không ngửng của máy công cụ CNC đang diễn ra trong sự hợp tác giữa các nhà sản
tạo
linh kiện vi điện tử, điều khiển CNC, máy công cụ và dụng cụ cắt. Ngồi ra người sử dụng cũng
tốt
pháp
giải
những
cầu
u
và
cao
hỏi
địi
ln
do
điều kiện cho nhịp độ phát triển nhanh chóng này,
máy
nhà
các
và
(FFS)

hoạt
linh
nhất và mới nhất. Các trung tâm gia công CNC, các hệ thống sản xuất
—
sản xuất tự động cao (CIM} đã đánh 'dấu bước phát triển quan trọng của máy công cụ điều Khiển bằng
chương trình số.

Agi
Các địi hỏi hiện tại từ phía các ane sử dụng:
Céng giao tiép vdi kha nang €ông suất lớn để luôn truyền tải nhanh dung tượng lớn các ‘da
«
liệu.
« - Các trung tâm gia cơng đồng bộ với độ chính xác cao nhất, ví dụ: các máy tiện từ 7- 32 trục
NC, nhiều trục gia công hơn và các dụng cụ phay linh hoạt cắt trên máy tiện.

«

Gia công với tốc độ cao ở trường hợp

quỹ đạo động.

tiện, phay và khoan với độ chính xác cao nhất cho

Ề

« _ Giảm thiểu cơng việc lập trình cho từng nhiệm vụ gia cơng.
« _ Hệ thống lập trình NC đơn giản và hiệu quả cao với mô phỏng
gia công.

+ . Phan

tich lỗi với sự hỗ trợ của đồ họa trên các máy

cơng

động-tương

cụ CNC

hễ.cho q trình
:

và nệ thống sản xuất

chung.

1.2

So sánh

máy công cụ thông thường và CNC
f

Cấu trúc

:

Máy công cụ ONC dược thiết kế cơ bản giống như máy công cụ thông thường. Sự ở chỗ các bộ phận liên quan đến tiến trình gia cơng của máy cơng cụ CNC được điều khiển bởi máy
tính.

dịch chuyển của các bộ phan máy công cụ điều khiển CNC được xác cịnh bởi một hệ trục
tọa độ, hệ trục tọa độ này liên quan đến chỉ tiết gia công và thể hiện các trục bước tiến, chúng nằm
song song với các dịch chuyển chính-thẳng của máy. Những chuyển động cần thiết cho tiến trình gia

Các

hướng

cơng của các bộ phận máy (bàn máy, đầu revolver và các bộ phận khác) được tính :ốn, điều khiển và
-kiểm tra bởi. máy tính. Với. mục đích này mỗi chuyển động của các bộ phận máy có một hệ thống đo
riêng để tính tốn, kiểm tra các vị trí tương ứng và phản hồi thông tin này về hệ điều xhiển.

Trung tâm Đào tạo Việt Đức; Nguyên

MTS GmbH

1997

Anh Tuan. 04. 2001

7

8


KT thuật CNC căn bản
Chức năng
Bảng

dưới đây so sánh

máy công cụ CNC

những chức năng cơ bản giữa máy công cụ thông
thường, máy công cụ NC và

Máy công cu thông thường

Nhập dữ liệu:
Người cơng nhân

điều

Ï|'Z - - Máy cơng cụ NĨ”
Nhập dữ liệu:
Chương trình

chỉnh

NC

được

nhập

máy cơng cụ bằng tay dựa theo | vào hệ điều khiển NC bởi băng

nhiệm vụ sản xuất và bản vẽ | đục lỗ,
chỉ tiết, gá phôi và dụng cụ cắt
cũng như điều chỉnh độ song
song giữa dao và chỉ tiết,

quay,

số cơng
lượng

nghệ

chạy

(sế vịng

dao...)

điều khiển việc gia cống

qua các tay quay,

|tin về

bàn phím, đĩa hoặc cổng giao tiếp

đường

dịch

năng

chuyển

:máy

và

-trong

trình

Điều khiển CNC:
Máy tính và phần mềm tương ứng

tích hợp trong
điều khiển CNC
làm nhiệm vụ điều khiển và điều

cắt và các giá trị hiệu chỉnh cũng

như

các: chu

trình

gia

cơng

được

Sử dụng. Thơng thường phần mềm

phân tích lỗi cũng được tích hợp
trong hệ điều khiển CNG.

ị

-_

chương

chỉnh máy cơng cụ CNG. Bộ lưu
lín hiệu điều khiển tương ứng | trữ chương trình, chương trình
con,
tới từng các bộ phận hình thành | dữ liệu máy, kích thước dụng
cụ

may NC.

:

Nhiều

được lưu trữ trong 1 bộ lưu trữ
như đĩa cứng.

chươnộ trình NC và đưa ra các

=

Kiểm tra:

Chương trình NC có thể được nhập

NC

và | các- chức

thông

ông cứ CNG:

vào hệ điều khiển CNC thông qua
(seriell, Bus).

Điều khiển bằng tay:
Điều khiển NC:
Người công nhân cài đặt các | Điều khiển NC sử lí các thơng

thơng

Nhập dữ liệu:

|Kiểm tra: ——

Người cơng nhân do va kiém May NC đã
đảm nhận trong
tra kích thước bằng tay, nếu | khi gia cơng đạt các kích
thước

cần thiết phải lập lại tiến trình | chỉ tiết bởi SỰ phản hịi thường
gia cơng.

5
xun của hệ thơng đo và của
motor vị trí.

Kiểm tra:

Máy CNC đảm nhận trong khi gia
cơng đại các kích thước chỉ tiết bởi
sự phản hồi liên tục của hệ thống

đo về các moior vị trí được điều

chỉnh số vịng quay. Nhờ có các
cảm biến đo được tích hợp mà việc
kiểm tra kích thước đạt được ngay

trong suốt q trình gia cơng.
Đồng thời có thể thực hiện tiếp tục
việc sử lí trong hệ điều khiển CNC,

ví dụ để thử nghiệm và tối-ưu hóa
một chương trình NC mới.

Trung tam Đào tạo Việt Đức; Nguyên Anh Tuấn. 04. 2001
MTS GmbH 1997


Kĩ thuật CNC căn bản

Tinh kinh té

+

Ưu điểm của máy cơng cụ CNC.

Tính kinh tế đạt được cao với máy công cụ CNC bới tốc độ gia công cao cũng như thời gian gia
công cơ bản, thời gian phụ, thời gian chuẩn bị và trời gian kết thúc giảm. Các nhân tố ảnh hưởng
sau đây tác động mạnh tới tính.kinh tế của máy CNC:

ts

:

Lập trình trực tiếp trên máy bởi khả năng nhập . Ang tay.

Việc đảm trách ở bộ phận chuẩn bị chuẩn bị sản xuất cho việc lập trình, sẵn sảng vật liệu cũng
như dụng cụ cắt và nhập các dữ liệu được thực hiện:t ại chỗ làm việc.
Lưu trữ trong các trường hợp gia công lập lại 6 ủa một chương trình gia cơng chỉ tiết đặc biệt
dưới dạng chương trình con.

Tối ưu hóa chương trình NC trong hệ điều khiển.

nợ

ni

Mơ tả hình dạng chỉ tiết gia cơng thơng qua.việc cho dạng hình học đơn gian.Chạy dao tự động cho đến khi đạt kích thước.
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 q trình gia cơng thơng qua hệ điều khiển CNC (đo và kiểm tra tự động).
Hệ thống ổ dao chứa nhiều dao.
Có khả năng chuẩn bị ung cụ cắt bên ngồi máy mà khơng ảnh hưởng đến q trình gia cơng.

Chất lượng chỉ tiết gia cơng ổn định, ít phế phẩm.
Làm tăng độ chính xác gia cơng, do cấp chính xác củ a máy cao (1/1000mm độ chính xácCo),
Thời gian gia công ngắn thông qua việc tổ chức sản xuất và trùng - công việc.
Thời gian vận hành máy cao.
Tính tinh hoạt trong sản xuất cao bởi hệ thống gia cơ ng và do vậy gia cơng hợp lí cho loạt nhỏ hoặc

gia công đơn chiếc với độ phức tạp cao.
ưu điểm trên nên máy công cụ CNC

rộng (xem hình 2) là đặc điểm

or

chiếm

ưu thế trong gia cơng cắt gọt. Phạm vi ứng dụng

:

tiêu biểu của mấy công cụ CNC.

ee

®) [oo] [roNy] |=]

Do những

Năng suất

le)

Độ phức tạp và độ chính xác gia cơng
Máy cơng cụ CNC

——

Máy cơng cụ thơng thường

ia

lal
cea
Hinh 2
Phạm vi ứng dụng của máy công cụ CNC

Những yêu cầu khi sử dụng máy công cụ CNC

Để vận hãnHĩ
và lập trình trên máy cơng cụ CNC, nhất thiết địi hỏi người vận hành máy phải
có trình độ

cao. Nhiều kinh nghiệm từ gia công trên máy thông thường
tốc độ cắt cao hơn rất nhiều.

Trung tâm Đào tạo Việt Đức;

MTS GmbH

1997

eens Anh Tuan. 04, 2001

không

thể ứng dung cho gia công CNC

do..

10


1.3 Đặc điểm của máy công cụ CNC hiện đại

KT thuật CNC

c&n ban

Điều khiển trục quay và trục bước tiến
Gia cơng chỉ tiết trên máy cơng cụ CNC

địi hỗi các trục bước tiến có thể được điều khiển và điều

chỉnh, chúng được truyền động bởi các động cơ servo độc lập.
Do đó các tay quay chính yếu của máy
cơng cụ thơng thường khơng cịn dùng đến trên máy cơng cụ
CNC hiện đại.

Các máy tiện CNC (xem hình 3), có ít nhất 2 trục bước tiến có thể
điều khiển hay điều chỉnh, được
đánh dấu theo phương X và phương Z.

Hình 3
Các trục NC điều khiển được trên máy tiện
Các máy phay CNC

(xem hình 4), có ít nhất 3 trục bước tiến có thể điều khiến hay điều chỉnh, được

đánh dấu theo các phương X, Y và Z.

Hình 4

Các trục NO điều khiển được trên máy phay

1

án

Trung tâm Đào tạo Việt Đức; Nguyễn Anh Tuấn. 04. 2001
MTS GmbH 1997


KT thuật CNC căn bản
Ngoài

chuyển. động

dọc theo các trục X, Y và Z cịn có thể điều

khiển các chuyển

quay quanh

động

mỗi trục.

Các chuyển động quay này có thể được điều khiển và được đánh dấu bang A, B va C (xem hình 5).

Hình 5

Các trục quay và trục bước tiến trong hệ tọa độ Đề-các
Thơng thường có các trục bước tiến điều khiển được tiếp theo, các trục này được kí hiệu bởi U, V và W.
Thêm vào đó là các trục quay điều chỉnh được để có thể xoay bàn máy, trục đối xứng và thiết bị mang
dao không bị phụ thuộc vào các trục bước tiến. Chúng được kí hiệu bằng A, 8 và C

“Xa

truyền động

dao và bàn máy khi gia công được dịch chuyển bởi các truyền. động bước tiến, Ta.

này phải đáp ứng được các yêu cầu cao nhất vì độ chính xác gia càng và độ chính xác lập lại cao. Do
vậy các chuyển động của mỗi trục phải được tiến hành với tốc độ bước tiến cao cao và thời gian định vị
ià nhỏ nhất. Để đáp ứng những yêu cầu trên một cơ cấu truyền động hiện đại (xem hình 8) bao gồm
các thành phần sau:

*

Động cơ, ly hợp cơ khí chống lại sự quá tải cũng như được điều khiển bằng diện tử.

«

Cảm biến đo như hệ thống đo hành trình hầu hết được đất ở cuối mỗi trục.

Vít me bi làm cho q trình truyền lực khơng có khe hở.

»

*

_Khuếch đại cơng suất với các thiết bị giao tiếp bằng
diéu khién CNC.

sé > (digital)

hoặc

cương

iy (analog) dé

Truyền động bước tiến được liên kết với thiết bị đo cho việc đo vị trí được chính xác. Mỗi trục bước tiến
cần một hệ thống đo hành trình với việc sử lí tự động các tín hiệu đo. Khoảng được ứng dụng khi đo
chiều dài thông thường mang trị số 0.001 mm, riêng trục X của máy tiện (Kích thước đường
0.0005 và trường hợp máy mài chính xác là 0.0001.

Hình

kình) cần là

6

Truyền động bước tiến của bàn máy với vít me bi
Trung tâm Đào tạo Việt Đức; Nguyên Anh Tuan. 04. 2001
MTS

GmbH

1997

12


KT thuật
Để đạt độ chính xác trong q trình
dịch chuyển, các cơ cấu truyền động
thường dùng
chuyển động của trục chính được thực
hiện bởi động cơ, thì đai ốc bị dịch
chuyển hầu
khe hở theo chiều dọc và đây xa
dao hoặc bàn máy tương ứng dọc
theo
băng
máy (xem
SUỐT quá trình truyền động hai nữa
của đai ốc bị được kẹp tựa vào với nhau
bảo đảm khe
của ren là nhỏ nhất. Để bảo

CNC căn bản

vít me bi. Nếu
như khơng có
hình 7). Trong

hở

và ma sát
đảm khe hở ren là nhỏ nhất hai nửa
của đai ốc bị được hiệu chỉnh trước
do vậy đệ chính xác kích thước khi
,
gia cơng có thể đạt được. Khả năng
lỗi về bước của trục vít me bị có
lhể được cân đối tự động bởi sự hiệu
chỉnh lỗi về bước của trục. Những khả
năng khác như thanh
rang/banh rang va truc vit/dai 6c,

Đai ốc bị
Vòng đệm

- Vòng cách để điều chỉnh-khe hở bị
Trục truyền động

Truyền động vit me bi với đai ốc hai nửa
không có khe hở
Sai số gia cơng trong q trình sản xuất
trục vít me bi có thể được hiệu chỉnh bởi

hệ thống CNC hiện
đại với sụ cân đối lỗi về bước của trục.
Thêm vào đó các dung sai được nhận
biết
với hệ thống đo lađe (laser) và được lưu trữ trong hệ điều

khiển ONC,

Hệ thống đo hành trình

Tùy thuộc vào dạng thiết: bị đo được
sử dụng hoặc thang đo để phân biệt
giữa đo vị trí trực tiếp và gián
tiếp cũng như đo vị trí tuyệt! đối

và tương đối. Thước đo được do trực tiếp
mang lại giá trị đo chính xác

nhất.

Khi đo vị trí trực tiếp (xem

hình

8), 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 khơng ảnh hưởng đến giá trị đo.

Các giá trị đo được nhận

biết bởi

môi cảm biếén quang học trên có chia
vạch c 1a thang do, Cảm biến
do biến đổi các giá trị đo đã xác định sang
tín hiệu điện và chuyển chúng cho hệ điều
khiển.

Hình 8
Đo vị trí trực tiếp

Trung tâm Đào tạo Việt Đức; Nguyên
Anh Tuấn. 04. 2001

MTS GmbH

1997


Kĩ thuật CNC căn bản

của đĩa xung được ghi nhận tử
của bàn máy Ray vị trí hiện tại của chúng dựa
Sau đó hệ điều khiển tính tốn chính xác chuyển động
trên số các xung quay.

=|

|

~

đạt được từ chuyển động quay của vít
Khi đo vị trí gián tiếp (xem hình 9), chuyển động dịch chuyển
như là một thước đo. Chuyển động quay :
me bị, chuyển động quay này được thi hành với một dia xung
là một tín hiệu.
một xung quay và được chuyển tiếp hệ điều khiển như

eal

|
|

H|

2
»“—!

|

Ban may

es

Đĩa xung như một thang do

_Ổ| vữmebi
é

allie’

peat

str

4Ì
|==Cảm

trên

a

biến (cảm biến-vịng quay)

|
-

Hình 9

Đo vị trí gián tiếp

hiển thị trực tiếp vị trí của bàn máy
Khi đo vị trí tuyệt đối (xem hình 10), một thang đo đã được mã hóa
khơng “0“ của máy, nó được xác
liên quan tới một điểm định hướng cố định trên máy. Điểm này là điểm
và sự
đo cũng lớn như phạm vi làm việc
định bởi nhà chế tạo máy. Điều kiện là phạm vi đọc của thang

có thể hiểu được trật tự giá trị số
mã hóa nhị phân được thực hiện trên thang do, do vậy hệ điều khiển
ee
ay ae

In| [>|

cho mỗi vị trí đọc được.

Thang

đo được mã hóa nhịp

phân

Vị trí tức thời của bàn máy

Hình 19

Đo vị trí tuyệt đối
Khi đo vị trí tương

giản, chúng
đối (xem hình 11), thang đo được ứng dụng với một lưới vạch đơn

hình

cảm biến đo, cảm biến sẽ
thành tử các vạch sáng tối xen kẻ nhau. Khi chuyển động bước tiến vượt qua

vào sự khác biệt tới vị trí bàn
đếm số các vệt sáng và vệt tối và tính tốn vị trí tức thời của bàn máy dựa
máy trước đó.
Hệ

điều khiển

tốn vị trí bàn máy
phải được nhận biết một lần vị trí tuyệt đối, từ đó nó mới có thể tính

là một điểm chuẩn. Do đó
tức thời với sự hổ trợ của việc đo vị trí tương đối, điểm này được sử dụng như
tuyệt đối này được
cần thiết phải nhận biết diém tuyệt đối này khi hệ điều khiển được khởi động. Điểm
bằng lay-qua sử
chuyển
dịch
khi
chí
_—-gọi là “điểm tham chiếu”, Mỗi chuyển động của-các trục, thậm
khiển.
điều
hệ
dụng các tay quay hay nút bấm cần phải được nhận biết điểm này cho

Trung tâm Đào tạo Việt Đức; Nguyên

MTS GmbH 1997

Anh Tuần. 04. 2001

Ï

D

14

~—


Kĩ thuật CNC căn ban

Hình 11

~Đo vị trí tương đối

|

Vì hệ điều khiển đánh mất sự kiểm soái các chuyển
động cơ khí khi mất điện do vậy khi khởi động
phải cho máy chạy về điểm

lại

tham chiếu.

Truyền động chính và các trục cơng tác
Truyền động chính của máy CNC

phải truyền cơng suất cắt cần thiết bởi

các động cơ truyền động
tương ứng qua trục cơng tác để gia cơng
chỉ tiết thích hợp. Ngồi ra cịn có tổn thất
do ma sá thường
gặp trong bộ phận cơ khí mà đệ tác động
về mặt kích thước của nó phải được xác
định
cho máy CNG,
Độ ổn định cao về mặt truyền động được
đặt ra, mặc dù lực gia cơng cao nhưng mơme
n 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.
Trước kia các trục công

tác và trục đối xứng trên

các máy công cụ CNG được truyền động
bằng động
cơ điện một chiều. Để
giữ cho
tốc
độ cắt ổn định cần có những u cầu về số Vịng
quay
của
các mơiơ,

ví dụ để tiện các đường kính khác nhau, tốc độ
củ sác động cơ này được điều chỉnh vô cấp trong
một
phạm vi rộng. Nhược điểm

của động cơ điện mội chiều này là các chổi
than bị mài mịn, do đó cần phải
kiểm tra thường xuyên chổi than và thay
thế kịp thời,

Với sự phát triển tiến bộ của các linh kiên vị
điện tử, ngày nay hầu hết sử dụng động cơ điện
ba pha.
Bất lợi về điều khiển số vòng quay phức tạp
đã được bỏ qua thay vào đó là giá thành cao
bởi
điều
khiến bằng điện tử.
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 đại được cao hơn. Ngồi ra
số Vịng quay
cao hơn tới ba lần và

cơng suất cơ bản cao hơn. Các
có cổ gés do vậy khơng địi hỏi cao ở việc bảo
trì.
Trục cơng tác được tiêu chuẩn hóa để đảm

bảo khả
máy CNC trục cơng tác cũng như các bộ phận
khác
thơng thường vì gia tốc nhanh hơn (10 đến 40m/s
?) và

động cơ này làm việc không cần chổi than, không

năng thay đổi tối đa của các thiết bị kẹp. Trong
được chế tạo chắc chắn hơn so với. máy công
cụ.
công suất cắt cao hơn.

Trung tâm Đào tạo Việt Đức; Nguyên Anh Tuấn.
04. 2001
MTS GmbH:1997

15


Kĩ thuật CNC căn bản
Thiết bị kẹp chỉ tiết

'

công trên trục công tác (đối với tiện)
Các thiết bị kẹp dùng để định vị chính xác và kẹp chặt chỉ tiết gia

tuyệt đối khơng cịn khe hở,
hoặc trên bàn máy (đối với phay). Chỉ tiết gia công phải được kẹp sao cho

chống lại lực cắt. Thiết
vị trí phải được xác định một cách chính xác và chắc chắn đồng thời hồn toàn
bị kẹp chỉ tiết rất phong phú và đa dạng.
thực. hiện bởi tay máy
Trong tương lai việc cấu và lấy chỉ tiết gia công trong gia công tiện sẽ được

biến. Những
(robot). Các mâm cặp điều khiển. được với nhiều dạng khác nhau đang được sử dụng phổ

tự động bằng khí nén
mâm cặp này được thiết kế cho phép điều khiển việc đóng, mở các chấu kẹp
trọng lượng, vật liệu,
hoặc bằng thủy lực. Lực kẹp có thể được điều chỉnh cao hoặc thấp phụ thuộc vào
khác.
cắt
điểm
đặc
chiều dài/đường kính của chỉ tiết, chiều sâu kẹp và các
do đó lực kẹp khơng bị
Những mâm cặp làm việc với số vòng quay cao đều có sự hiệu chỉnh lực ly tâm,

chấu kẹp, lực kẹp
giảm bởi lực ly tâm. Cân đối lực ly tâm là dùng một đối trọng với lực ly tâm của các

được

được sử dụng mâm
giữ ổn định với sự hiệu chỉnh này. Làm việc giữa hai mũi tâm thông thường

kẹp rút.

tốc, tốc mặt đầu và mũi tâm xoay điều khiển được. Các chỉ tiết nhỏ được kẹp bởi hệ thống
Trong gia công

phay CNC

chức năng chính của thiết bị kẹp là định vị chính xác vị trí của chỉ tiết. Việc

2.
dễ dàng, chính xác, và
kẹp chỉ tiết cần được diễn ra sao cho kẹp và thay đổi chỉ tiết gia công một cách
các chỉ tiết đơn giản.
nhanh chóng. Các êtơ kẹp thủy lực được sử dụng trong các q trình gia cơng
càng ít lần kẹp càng
hỏi
địi
bộ
đồng
cơng
gia
Trường hợp chỉ tiết phay gia cơng ở nhiều phía thì việc
khả năng xoay tự
như
tốt. Trường hợp gia công chỉ tiết phay phức tạp cần phải chế tạo đồ gá cũng
đồng bộ mà không cần
động hoặc dùng hệ thống đồ gá modul hoàn chỉnh do vậy cho phép gia cơng
theo ở bên ngồi khơng
phải đổi kẹp. Các tấm gá giúp người vận hành máy gá đặt chỉ tiết gia công tiếp

gian làm việc cla may CNC,
được sử dụng rộng rãi.

sau đó được tự động

mang

vào

vị trí gia cơng, hình thức này đang

đúng

Thiết bị gá và thay dao ˆ
Máy

\

duoc

CNC

cu

công

trang

bị với

những thiết bị có thể điều khiển để thay
thuộc vào dạng

cấu

những

thiết

đao tự động.

Tùy

trúc và phạm

vi ứng

dụng,

bị thay dao này có thể đồng thời chứa
nhiều

được

nhau

khác

dao

và lắp đặt

3ao vào vị trí cơng tác theo chương trình
NG. Thường có các loai sau:

.

Đầu rdvolve chứa dao.

«

Ơ chứa dao.

Đầu rovoive chứa dao thường dùng cho
máy tiện (xem
thường

dùng

hình

cho

12) và ổ chứa dao

máy

phay

(xem

hình

33).
Khi

chương

trình NC

gọi một dao mới

| đầu rdvolve sẽ quay dao được u cầu

vị trí cơng tác, cơng việc thay
cao chỉ diễn ra trong vài giây.

vào đúng

Hình

12

Dau rovoive chứa dao

Trung tâm Đào tạo Việt Đức; Nguyên Ảnh Tuần. 04. 2001

18


Kĩ thuật CNC

căn bản

Phụ thuộc vào dạng cấu trúc và kích thước, đầu rdvolve
của máy tiện-CNC có thể mang 8 đến 16 dao.
Trong những trung tâm gia cơng lớn có đến 3 dau rovolve
có thể được sử dụng đồng thời. Nếu trong
các trung
tâm gia công cần nhiều hơn 48 dao, thì ổ chứa dao với
các dạng khác nhau có

thể chứa đến
100 dao hoặc nhiều hơn nữa. Có các loại ổ chứa dao dài,
ổ chứa dao vòng, ổ chứa dao dạng đĩa, ổ

chứa dao dạng xích (xem hình 13) và ổ chứa dao dạng
hộp.

Hình1 3

Ổ chứa dao dạng xích

ị

[1] Dao phay

:

l2]

2! Cần thay dao

3)

4)

ol

O chứa dao

[>|

L4)

Trục cơng tác (trục chính)

eee

Hinh 14

Thiết bị thay dao tự động
Trong ổ chứa dao, việc thay đổi dao diễn ra do một hệ thống cần
gạt gọi là cần thay dao (xem hình 14)
thực hiện. Quá trình thay đổi dao với cần: gạt kép diễn ra sau-khicó- một-dao mới được -gọi từ chương-~
trình NC như sau:
;
*
Binh vi dao mong muén trén 6 chifa dao vao vị trí thay
dao.

»

*

Truc céng tac 6 vi tri thay dao.

Quay thiét bị kẹp dao (cần gạt) vào vị trí dao cũ trên trục cơng tác
và vào vị trí dao mới trên

ổ chứa dao.

b

» _ Lấy các daoở trên trục công tác và ổ chứa dao, sau đó quay
thiết bị kẹp dao.
5
Đặt dao mới vào trục công tác và dao cũ vào ổ chứa dao.

*

|
|

Quay thiét bị kẹp dao về vị trí ban đầu.

Nhờ thiết bị thay dao tự động này nên tiến trình thay dao chỉ diễn
ra trong khoảng
bị thay dao nh
A lên nay đạt được là một giây.

iauing Tuicy Vw pif: Ay

‘Trung
tâm Đào tạo-Việt Đứp; Nguyễn Ảnh Tuấn. 04. 2001

TAY

VIỆN

——_—_

ya te

x=

TRƯỜNG CAO DA

6 đến

PHO LAM

THU VIEN
tù Plt

15 giây, thiết

"


Kĩ thuật CNC căn bản

sans

:
sẽ
dhe Sly
CNC
An toàn lao động bên máy cơng cụ
có thể xảy ra cho
các tai nạn cho người sử dụng, các hư hỏng
Mục đích của an tồn lao động là loại trừ
:
4
máy và các thiết bị!
công cụ CNC
Về cơ bản an toàn lao động bên máy

g, chúng có
tương tự như máy cơng cụ thơng thườn

thể được xếp vào 3 dạng sau:
« _ Loại trừ nguy hiểm.

ngay
cần thiết cho công việc phải được thông báo
Các thiếu thốn trên máy và trên các thiết bị

lập tức.

Lối thoát hiểm phải luôn được để trống.

trong người.
Không nên mang những vật bén nhọn

Tháo đồng hồ và nhẫn khi làm việc. i

co
go nà
Nc ERt
Xác đĩnh và ghỉ nhớ vững nguy hiểm.
n
được phép dịch chuyể hoặc làm tê liệt.
Các thiết bị an toàn và các biển chỉ dẫn không
:
được che chắn.
Các bộ phận chuyển động và giao nhau phải

s

Phịng ngừa các nguy hiểm.

«

tia lửa và tiếng ồn.
Phải mang đồ bảo hộ lao động để tránh các

Phải đao kính bảo vệ hoặc mặt nạ để bảo vệ mắt.

Các dây điện hở không được phép sử dụng.
biệt quan tâm đến các vấn đề sau:
Khi điều chỉnh và vận hành máy CNC can đặc
khi
máy đã được ngưng. Ngoại trừ các trường hợp

s — Thông thường, chỉ cho phép điều chỉnh khi
ra chi tiết gia công.
điều chỉnh cần phải mở máy, như trưởng hợp
« - Người

vận

hành

khơng

nên vào vùng

có chuyển

động

quay

hoặc

vùng

làm việc của máy, vì

động quay của đầu rovolve hay các chuyển
trong vùng này máy có thể thực hiện các chuyển
4
=
:

=
động tịnh tiến của bàn máy.
xuất máy. Bhai tuan theo các chỉ dẫn an toàn của nhà sản

»

sau đây:
Cần chú ý đến các u cầu kĩ thuật an tồn
«

s
„_
s_
s_

Phải cài then an tồn để chống

hoặc khơng đủ cứng
lại việc gia công các chi tiết bị gá đặt sai

động.
vững, để tránh văng của các phần tử chuyển
CNC
máy
trên
tiết
chỉ
Phải khóa các thiết bị kẹp
ra xa của các máy CNC lân cận trong hệ thống
Giữ khoảng cách an toàn giữa các bộ phận nhỏ

mang may CNC va
nước trơn nguội.
Tránh phoi văng cũng như tia phun của
máy.
Hút bụi khơng khí trong khơng gian

Xưởng
Mơ tả từng bộ phận hình thành may CNC

trong xưởng CNG.

és
máy cơng cụ hiện hữu.
Cần chỉ rõ và giải thích các bộ phận cấu thành
cụ CNC.
công
máy
và
máy công cụ thông thường
Đặc biệt nhấn mạnh sự giống và khác nhau giữa

04. 2001
Trung tŠ.¬ Đào tạo Việt Đức; Nguyễn Anh Tuấn.

MTS’GmbH

1997

5

=

we

TH

Lá

|

Bà

18


Kĩ thuật CNC

Câu hỏi kiểm tra “Cơ sở kĩ thuật CNC“
1,

Hãy giải thích sự khác nhau căn bản giữa máy công
cụ thông thường và CNC?

2

Cac d&c trung nao mé ta may công cụ điều khiển
số?

3.

Những

4.

Tại sao các trục bước tiến trên máy CNC phải điều
chỉnh được ?

ưu điểm của máy CNC

so với máy thông thường?

5.....

Truyền động bước tiến hiện đại hình thành tử những bộ phận
nào?

8.

Máy tiện CNC phải có tối thiểu bao nhiêu trục bước tiến?

7...

Các trục bước tiến của máy tiện CNC được kí hiệu như thế nào?

8...

Máy phay CNC phải có tối thiểu bao nhiêu trục bước tiến?

'9..
10.

Các trục bước

căn bản

tiến của máy phay CNC được kí hiệu như thế nào?

Hãy nêu ví dụ về các trục xoay điều khiển được trên các máy công
cụ CNC?

ce

12.

Các trục xoay điều khiển được trên máy phay CNC cho ta những
khả năng nào?

13.

Hãy giải thích ý nghĩa và tác dụng của trục vít-me bi?

14...

Hãy nêu sự khác nhau cơ bản giữa đo vị trí trực tiếp và gián tiếp?

15...

Ðo vị trí tuyệt đối phân biệt như thế nào so với đo vị trí tương
đối?

16.

Hãy nêu ưu điểm mà các mơto truyền động chính điều chỉnh
được số vịng quay mang

17.

Có các thiết bị thay dao tự đông nào trên máy công cụ
CNC?

18...

Hãy nêu các dạng ổ chứa dao trên máy phay CNC?

lại?

`

Trung tâm Đào tạo Việt Đức; Nguyên Anh Tuấn. 04. 2001

MTS GmbH

1997.

19


Cơ sở hình học cho gia cơng CNC

2 CƠ SỞ HÌNH HỌC CHO GIA CƠNG CNC

'

2.1 Hệ toạ độ trên máy công cụ CNC
Các dạng hệ tọa độ trên máy CNC

Các hệ tọa độ có khả năng mơ tả chính xác tất cả các điểm trên bề mặt làm việc hoặc trong vos
Siar

gian. Về cơ bản các hệ tọa độ được chia thanh: —e

Hé toa dé Dé-Cac va

e - Hệ

tọa độ cực

Hệ tọa độ Đề-cạc
Hệ tọa độ Đề-cạc, hoặc còn gọi là hệ tọa độ vng góc dùng để mơ tả chính xác tất cả các điểm. Có
_hai loại hệ tọa độ Đề-cạc:

*
chúng

Hé6 toa độ hai trục (hệ tọa độ Đề-cạc phẳng),

« _ Hệ tọa độ ba trục (hệ tọa độ Đề-oạc Keng
được đặt thẳng góc với nhau.

gian),

£

Trong hệ tọa độ Đề-cạc phẳng, ví dự như hệ tọa độ X,Y. Mỗi điểm trong mặt phẳng được xác định rõ
ràng bởi việc nhập cặp tọa độ (X, Y). Khoảng cách từ 1 điểm đến trục Y gọi là tọa độ X và khoảng cách
từ 1 điểm đến trục X gọi là tọa độ Y. Những tọa độ này có thể có đấu dương (+) hoặc dấu âm (-) (Xem

hình 15).

X.
T2

Ví dụ:

an

rz

=
=

|

D4
jg

a

|

eal

`"

Hình

pre

xaligo

P2

X=-80

P3

=-50

nơ

eee.

:
ySao'—
:
Y=70

:
le

Y= -40

ở

=f0

15

Hệ tọa độ Đề-cac với 2 truc (X,Y)

Nếu
-xác

một bản
định.

Phụ

vẽ chỉ tiết được đặt trong hệ tọa độ này thì tất cả các điểm quan
thuộc-vào-điểm

“0“ của

chỉ tiết đặt ở đâu,

người ta có-thể

xác

trọng của chỉ tiết được
định.chính

xác vị trí của

các diém chi trong toa độ dương (+) hoặc chỉ trong tọa độ âm (-).

Trung tâm Đào tạo Việt-Đức; Nguyễn Anh Tuấn. 03.2001
MTS GmbH 1997

|

21


Cơ sở hình học cho gia cơng CNC

Hệ tọa độ Dđ.. cạc không gian
là yêu cầu cần thiết để diễn tả và xác định vị trí của các chỉ tiết
trong
khơng gian, vị đụ như những chỉ
tiết gia công phay. Để mô tả một điểm trong hệ tọa độ
không gian ba
chiều ta goi to a độ X,Y,Z tương ứng
theo các trục (Xem hình 16)

Như vậy hệ loa độ Đề-cạc ba chiều, với các trục tọa độ dương
(+) và âm (-) có khả năng mơ tả chính

xác
ch tấtTớ, cả cáo điểm

vị trí, ví dụ như trong khơng gian làm việc của máy phay, thì
nó khơng

Vào điểm ˆ0* của chị tiết được đặt õu.
Z


7

:

tựy thuc

Vớ d:

#
Z

đ

i

Y
2
X =0

i

1

Ss

a

20T

X=80
K=80

â

Pl
B2

30 +

lI

40 --

Hinh 16

H ta Đồ: cục với 3 trục X.Y,Z)
Cac ki hiéu ba trụ
c cũn g nhu ba toa G6 duge chon theo hé thông bên phải
2
và diễn ra theo quy tắc bàn
tay phải (Xem hình 17) . Các ngón tay của bàn
tay phải luôn luôn chỉ chiều dượng của mỗi trục.

Hệ thống cũng được gọi là hệ tọa độ quay
phải.

Hình 17

Quy tắc bàn tay
phải

Trung tâm Đào tạo Việt-Đức; Nguyễn Anh Tuấn. 03.2001
MTS GmbH

1997

22


Ca sé hinh hoc cho gia céng CNC
Hệ tọa độ cực
biên
Trong hệ tọa độ Đề-cạc một điểm có thể được mô tả theo các tọa độ X và Y của nó. Đối với các
hỏii
địi
thiết
cần
độ
tọa
dạng xoay đối xứng, ví dụ như các các hình lỗ dạng trịn thì việc tính tốn-các

phải được mở rộng thêm.

Trong hệ tọa độ cực một điểm được xác định bằng khoảng cách (Bánh kính r) của nó đến điểm gốc và
từ
góc (œ) của nó đến một trục xác định. Góc (œ) cc liên quan tới trục X trong hệ tọa độ X,Y. Nếu đo
X
trục
từ
nếu
lại
ngược
và
18)
hình
(Xem
trục X theo ngược chiều kim đồng thì góc (œ) có giá trị dương

đo theo chiều kim đồng hồ thì góc (œ) có giá trị âm (Xem hình 19).

i

SS

iY

Hinh

18

riệ tọa độ cực (góc a am)

SP}

Hệ tọa độ cực (góc œ dương)

Góc quay của các trục
Mỗi trục chính X,Y,Z đều có một trục quay quanh tương ứng. Những góc quay của các trục này được
Z
biểu diễn bằng cdc chi cdi A,B,C. A quay quanh trục X, B quay quanh thục Y va C quay quanh trục
:
i
(xem hình 20).

Chiều quay là chiều dương nếu quay theo chiều kim đồng hồ. khi nhìn từ điểm “0* của tọa độ ra chiều
dương của mỗi trục (tương ứng với chiều quay của một con vít với ren phải hoặc hướng quay của cây
mở nút chai).
Các góc quay A,B,C của hệ tọa độ cực được xác định như sau: Néu mét điểm xem như được đặt trong
mặt phẳng X/Y của hệ tọa độ, thì góc trong tọa độ cực tương ứng là góc quay quanh trục Z, có nghĩa là
C. Trên mặt phẳng Y/Z góc trong tọa độ cực tương ứng là góc quay quanh trục X, có nghĩa là A. Trên
mặt phẳng X/Z góc tương ứng là góc quay quanh trục Y, có nghĩa là 8.

Hình 20
Góc và hướng quay của trục
Trung
MTS

tâm

Đào

tạo Việt-Đức;

GmbH 1997

Nguyễn

Anh

Tuấn.

03.2001

23


:

Cơ sở hình học cho gia cơng CNC

Xác định hệ tọa độ liên quan đến chỉ tiết và
máy
Hệ tọa độ máy

Hệ tọa độ máy của máy công cụ CNC do nhà sân
xuất máy quyết định và không thể thay đổi. Điểm
gốc của hệ tọa độ máy cũng được gọi là điểm “0“ của
máy kí hiệu là M và khơng thể dịch chuyển được
(xem hình 21).
Hệ tọa độ chỉ tiết
Hệ tọa độ trên chỉ tiết do người lập trình xác định do đó nó
có thể được thay đổi. Điểm chuẩn của hệ
tọa độ chỉ tiết cịn được gọi là điểm khơng “0“ của chỉ tiết

W và nó được xác định theo yêu cầu (xem
hình 22).

M_
Hình 21

Điểm “0* của máy

W Điểm “0“ của chỉ tiết

Hình 22

Hệ tọa độ máy

Hệ tọa độ chỉ tiết

Trục X và trục Y theo nguyên tắc nằm song
song với mặt phẳng kẹp của chỉ tiết gia công.

ph

IN

|

Máy phay CNC khi thiết kế máy người ta thường thiết lập một
hệ thống tọa độ liên quan cho nó. Thơng
thường trục Z được xác định theo trục công tác (cơ cấu mang
dao), do đó chiều dương của trục Z được
xác định từ chỉ tiết gia cơng đến dụng cụ cắt (xem

hình 28).

60,

|

+

Khi

“a

chạy

201°
~20

+

7
+

đứng

sang

trước

phải

máy,

và

chiều

chiều

hướng từ ngoài vào trong:
Điểm

“0*“ của

hệ tọa độ được

dương

dương

của

của

trục

trục

SỆt M Si

X.

Y
pon

ưu tiên đặt ở góc

ngồi phía trên bên trái của chỉ tiết.

Hình 23

Chỉ tiết phay trong hệ tọa độ Đề-cạc không gian
\

Trung tâm Đào tạo Việt-Đức; Nguyễn Anh Tuấn. 03.2001
MTS GmbH 1997

24


Cơ sở hình học cho gia cơng CNC

Để dễ dàng cho việc tính tốn các điểm cần thiết cho chương trình người ta khun sử dụng các cạnh
ngồi, bên trên (xem hình 24) hoặc bên dưới (xem hình 25).

Hinh 24

Điểm khơng “0“ của chỉ tiết W

ở góc ngồi phía trên bên trái của chỉ tiết.

-

fe

Hinh 25

Điểm không “0“ của chỉ tiết W

ở góc ngồi phía dưới bên trái của chỉ tiết.

Máy tiện CNC
Trong máy tiện CNC trục công tác (Trục mang cñi tiếu được xác định là trục ZLa diéu này có nghĩa là
trục Z trùng với trục quay (xem hình 28 và 27). Chiều dương của trục Z được xác định là chiều chuyển

động của dụng cụ cắt rời xa khỏi chỉ tiết gia công.

Trục X được đặt vuông góc với trục Z. Tuy nhiên chiều của trục X phụ
ở phía trước (xem hình 26) hay phía sau (xem hình 27) tâm quay.

Hình 28
Chi tiết-tiện trong tẹa-độ -Đề-cạc-với -2 trục,
dụng cụ cắt nằm phía trước tâm quay

Hình 27
Chỉ tiết tiện trong hệ tọa độ Đề-cạc-với 2 trục,__—_ .
dụng cụ cắt nằm phía sau tâm quay

Trung tâm Đào tạo Việt-Đức; Nguyễn Anh Tuấn. 03.2001
M—5

GmbH

1997

thuộc vào dụng cụ cắt được de st
VU”
nể
sẽ

25


Cơ sở hình học cho gia cơng CNC

Luyện tập CNC
Làm việc với các hệ tọa độ khác nhau:

Nhập tọa độ các điểm vào bảng.

He|

=

0

g

1Ð
ke]

ồ.

| qÍ

olelolo

~| a]

-1

lễ
3
a

-20

o] Sl ole

-30
30

|X| H]O/ +19

-40

on

6

œ|.al o|Ø

Zh

noE

oO,
eu
Su,
2
vị

SH
-E

bp»

E
a
a:

Spa

Nhập tọa độ Đề-cạc cị ua cac diém vao b ang.

10

Trung tam Dao tao Việt-Đức; Nguy. én Anh Tuan.
03.2001
MTS GmbH 1997

26


Cơ sở hình học cho gia cơng CNC

f

Nhập tọa độ Đề-cạc của các điểm sau vào bảng.

-

4

|

Y

a
ES

b
=

Ea

d
e

|

f
26-43
Ị
i
|
i

je

=

h

Chi tiét tién trong ban vé cho kích thước đường kính do vậy
khi lập trình cũng phải ghi kích thước dường kính.

Nhập tọa độ Đề-cac của các điểm từ a đến h vào bảng

Einš

Hãy nhập tọa độ X theo kích thước đường kính!

Z

|
b

S
|

|
|

d

|

e

i

ft
g

Trung tâm Đào tạo Viét-Dtic; Nguyén
MTS GmbH 1997

Ann Tuấn. 03.2001

27