Giới thiệu các máy gia công Cơ Khí điều khiển tự động

1
1
GI
GI
Ớ
Ớ
I THI
I THI
Ệ
Ệ
U C
U C
Á
Á
C M
C M
Á
Á
Y ĐI
Y ĐI
Ề
Ề
U
U
KHI
KHI
Ể
Ể
N S
N S
Ố

Ố
Ths.Phùng Xuân Lan
Bộ môn CNCTM
Khoa Cơ Khí
2
2
N
N
ộ
ộ
i dung c
i dung c
ủ
ủ
a b
a b
à
à
i gi
i gi
ả
ả
ng
ng
 Đặc điểm chung
 Các thành phần cơ bản của máy điều khiển số
z Hệ thống điều khiển số
z Một số kết cấu cơ khí
 Giới thiệu các máy điều khiển số
z Máy tiện CNC

z Máy phay CNC
z Trung tâm phay/khoan
z Trung tâm tiện/phay
z Máy mài CNC
z Cắt bằng laser
z Tạo mẫu nhanh
3
3
Đ
Đ
ặ
ặ
c đi
c đi
ể
ể
m chung
m chung
 Máy công cụ NC, CNC có cấu tạo tổng quát gồm hai phần chính:
z Máy công cụ thực hiện quá trình gia công (tiện, phay, khoan, mái, laser, tia
lửa điện, xung điện…)
z Hệ điều khiển số (bộ điều khiển số NC hoặc bộ điều khiển số dùng máy vi
tính CNC)
 Dữ liệu mô tả tiến trình và nội dung gia công chi tiết được lưu giữởhệ
điều khiển số (NC, CNC) dưới dạng chương trình NC.
 Phương thức nạp chương trình NC từ ngoài vào hệ NC, CNC thông
qua:
z Bằng tay thông qua bảng điều khiển của máy công cụ
z Bằng tay thông qua bàn phím của máy tính nối với máy công cụ
z Thông qua các vật mang tin như:



Băng đ
Băng đ
ụ
ụ
c l
c l
ỗ
ỗ
, b
, b
ì
ì
a đ
a đ
ụ
ụ
c l
c l
ỗ
ỗ
,
,
băng t
băng t
ừ
ừ
d
d

ù
ù
ng cho h
ng cho h
ệ
ệ
NC
NC


C
C
á
á
c đ
c đ
ĩ
ĩ
a compact (
a compact (
CD),
CD),
đ
đ
ĩ
ĩ
a m
a m
ề
ề

m d
m d
ù
ù
ng cho h
ng cho h
ệ
ệ
CNC
CNC
z Giải pháp CAD/CAM-CNC liên hoàn mà ở đó chương trình gia công NC
được soạn thảo tự động trên cơ sở dữ liệu CAD kết nối tương thích với hệ
CAM rồi trực tiếp truyền tới máy gia công CNC để thực hiện
4
4
Đ
Đ
ặ
ặ
c đi
c đi
ể
ể
m chung
m chung
 Quá trình gia công chi tiết trên máy NC, CNC được thực hiện tự
động, đạt độ chính xác và năng suất gia công cao
z Do máy quyết định, không phụ thuộc và tay nghề thợ đứng máy,
thợ đứng máy chỉ còn chức năng giám sát quá trình gia công và
can thiệp kịp thời vào quá trình đó khi cần thiết

 Quá trình gia công chi tiết trên máy CNC đạt được tính linh hoạt
cao
z Không giống như các máy điều khiển tự động theo chương trình
cứng (dùng cam, cữ chặn, công tắc hành trình…), M-CNC có tính
linh hoạt cao trong công việc lập trình, đặc biệt khi có trợ giúp của
máy tính, tiếc kiệm thời gian chỉnh máy, đạt được tính kinh tế cao
ngay cả với sản xuất loạt nhỏ.
5
5
 Quá trình xử lý số là bản chất của quá trình NC và CNC và gồm
hai giai đoạn:
z Xử lý số bên ngoài (lập chương trình NC) để tạo ra vật mang tin lưu
trữ và truyền tải chương trình NC
z Xử lý số bên trong (gia công theo chương trình NC đã lập từ vật
mang tin
Bản vẽ chi
tiết cơ khí
Lập trình gia
công NC
Vật mang
tin
Hệ điều khiển
NC, CNC
Máy công cụ
NC, CNC
Xử lý số bên ngoài
Xử lý số bên trong
Quá trình xử lý sốởmáy NC, CNC
H
H

ệ
ệ
đi
đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n trong m
n trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
6
6
Bản vẽ kết cấu chi
tiết cơ khí

Bản vẽ công nghệ
gia công chi tiết
Bản ghi chương trình gia công
(theo ngôn ngữ máy NC, CNC)
Máy lập trình tạo băng lỗ
(Máy chữ tự động)
Vật mang tin (Băng lỗ)
Máy công cụ NC
Máy vi tính (soạn thảo
chương trình gia công)
Vật mang tin (Đĩa mềm, đĩa CD)
Máy công cụ CNC
Chuẩn bị công nghệ gia công chi tiết cho máy NC, CNC
H
H
ệ
ệ
đi
đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n trong m
n trong m
á
á
y đi

y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
7
7
Bảng điều khiển
Chuẩn bị thông tin
Lưu thông tín hiệu trong hệ điều khiển số
Tay quay Đầu đọc Máy vi tính
Dữ liệu
chương trình
Dữ liệu hiệu
chỉnh
Dữ liệu dao
Dữ liệu máy
Xử lý thông tin
Điều chỉnh số
vòng quay
trục chính
Điều chỉnh vị
trí
Điều chỉnh

thích ứng
Rơle vòng quay
Hiệu chỉnh dòng
Rơle vòng quay
Hiệu chỉnh dòng
Tổng thể máy
công cụ
Truyền động
trục chính
Truyền động
chạy dao
Lớp 1
Nạp dữ liệu
Lớp 2
Lưu trữ
Lớp 3
Lưu chuyển
Lớp 4
Lưu xử lý
Lớp 5
Điều chỉnh
Lớp 6
Điều khiển
toàn máy
H
H
ệ
ệ
đi
đi

ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n trong m
n trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
8
8
 Nguyên tắc điều khiển
H
H
ệ
ệ
đi

đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n trong m
n trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
9
9
 Nguyên tắc điều khiển
Nguyên lý nạp và xử lý thông tin trong một
vòng tròn điều khiển khép kín
H
H

ệ
ệ
đi
đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n trong m
n trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
10
10
 Nguyên tắc 1 trục điều khiển vòng kín
H

H
ệ
ệ
đi
đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n trong m
n trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
11
11
 Nguyên tắc 2 trục điều khiển vòng hở

H
H
ệ
ệ
đi
đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n trong m
n trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
12
12

C
C
ấ
ấ
u tr
u tr
ú
ú
c c
c c
ủ
ủ
a m
a m
ộ
ộ
t m
t m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s

ố
ố
13
13
 Màn hình và bảng điều khiển
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
k
k
ế
ế
t c
t c
ấ
ấ
u trong m
u trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi

u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
14
14
 Thân, đế máy
z Độ cứng vững cao
z Có các thiết bị chống dao động
z Ổn định về nhiệt
z …
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
k
k
ế
ế
t c
t c
ấ
ấ

u trong m
u trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
15
15
 Bệ đỡ
z Độ cứng vững cao
z Có các thiết bị chống dao động
z Ổn định về nhiệt
z …
 Hệ thống trượt
z Hệ thống trượt thẳng
z Khả năng tải cao
z Độ cứng vững tốt
z Không có hiện tượng
dính, trơn khi trượt
M

M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
k
k
ế
ế
t c
t c
ấ
ấ
u trong m
u trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố

ố
16
16
 Trục vitme bi
z Yêu cầu độ chính xác truyền
động cao
z Khả năng tải lớn (phụ thuộc
và số bi)
z Yêu cầu khử khe hở
 Ụ máy sau
z Kết cấu yêu cầu độ
cứng vững cao
z Dễ dàng di chuyển
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
k
k
ế
ế
t c
t c
ấ
ấ
u trong m

u trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
17
17
 Đầu rêvônve
z Khả năng thay đổi dao
nhanh
z Vận hành chính xác
 Ổ tích dao
z Chứa được nhiều dao
z Vận hành chính xác
M
M
ộ
ộ
t s
t s

ố
ố
k
k
ế
ế
t c
t c
ấ
ấ
u trong m
u trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể
n s
n s
ố
ố
18
18
 Các kết cấu khác
Cấp phôi

tự động
Cơ cấu thay dao tự động
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
k
k
ế
ế
t c
t c
ấ
ấ
u trong m
u trong m
á
á
y đi
y đi
ề
ề
u khi
u khi
ể
ể

n s
n s
ố
ố
19
19
GI
GI
Ớ
Ớ
I THI
I THI
Ệ
Ệ
U C
U C
Á
Á
C M
C M
Á
Á
Y ĐI
Y ĐI
Ề
Ề
U
U
KHI
KHI

Ể
Ể
N S
N S
Ố
Ố
20
20
 Tuỳ theo kết cấu có thể phân chia:
z Kết cấu nằm ngang hoặc thẳng đứng
z Bàn/ bệ máy thẳng hoặc nghiêng
z Với một, hai hoặc nhiều trục chính
z Với một hoặc nhiều bàn dao hoặc đầu dao rêvônve
z Có hoặc không các trục phụ để mở rộng khả năng gia công
 Tuỳ theo mức độ tự động hoá có thể có:
z Ổ tích phôi có chức năng thay đổi phôi tự động
z Ổ tích dao có chức năng thay đổi dụng cụ giữa đầu dao rêvônve và
ổ tích dao
z Thay đổi các chấu kẹp tự động trong mâm cặp
z Luy-nét và ụ động được điều khiển số
z Giám sát dụng cụ tự động
M
M
á
á
y ti
y ti
ệ
ệ
n CNC

n CNC
21
21
M
M
á
á
y ti
y ti
ệ
ệ
n CNC
n CNC
 Một số chức năng chính:
z Hiệu chỉnh đồng thời nhiều thông số của dụng cụ (bán kính lưỡi
cắt, độ mòn dao)
z Giám sát các lưỡi cắt của dụng cụ và kiểm tra hiện tượng vỡ dao
z Giám sát tuổi bền dụng cụ và truy cập tự đông dụng cụ tương
đương để thay thế dụng cụ đã hết tuổi bền
z Tốc độ cắt không đổi nhờ tốc độ quay của trục chính thích nghi tự
động với đường kính chi tiết gia công
22
22
M
M
á
á
y ti
y ti
ệ

ệ
n CNC
n CNC
 Khả năng gia công
23
23
M
M
á
á
y ti
y ti
ệ
ệ
n CNC
n CNC
 Khả năng gia công
24
24
M
M
á
á
y ti
y ti
ệ
ệ
n CNC
n CNC
 Máy tiện CNC 1 trục chính - 1 đầu rêvonve

25
25
M
M
á
á
y ti
y ti
ệ
ệ
n CNC
n CNC
 Máy tiện CNC 1 trục chính - 2 đầu rêvonve