tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu NÂNG CAO độ CHÍNH xác GIA CÔNG KHI PHAY nắp ĐỘNG cơ TRÊN TRUNG tâm GIA CÔNG PHAY VMC 650e BẰNG PHƯƠNG PHÁP bù SAI số OFF LINE

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

******

BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG KHI PHAY
NẮP ĐỘNG CƠ TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG PHAY VMC-650E
BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ OFF-LINE

Học Viên: Nguyễn Đắc Tuấn
Lớp: CHK11 CTM
Chuyên ngành: Cơng nghệ Chế tạo máy
HDKH: PGS.TS. Nguyễn Đăng Hịe

THÁI NGUYÊN - 2010

1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

******

BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG KHI PHAY
NẮP ĐỘNG CƠ TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG PHAY VMC-650E
BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ OFF-LINE

Học Viên: Nguyễn Đắc Tuấn
Lớp: CHK11 CTM
Chuyên ngành: Cơng nghệ Chế tạo máy
HDKH: PGS.TS. Nguyễn Đăng Hịe

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. Nguyễn Đăng Hòe

HỌC VIÊN

Nguyễn Đắc Tuấn

THÁI NGUYÊN - 2010

2

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong thời đại ngày nay, với sự sự phát triển vượt bậc của khoa học, công
nghệ trên tất cả các lĩnh vực. Đặc biệt trong lĩnh vực Cơ khí trong thời gian
qua đã cho ra đời rất nhiều máy công cụ điều khiển theo chương trình số
(CNC) dần dần thay thế tất cả các trang thiết bị máy móc gia cơng truyền
thống. Nhờ đó mà các sản phẩm cơ khí ngày được nâng cao về mọi mặt như:
chất lượng sản phẩm cao, độ chính xác cao, mức độ tự động hóa và linh hoạt
cao. Vì vậy cơng nghệ gia cơng trên các máy vạn năng khơng cịn phù hợp
nữa và các sản phẩm của nó trên thị trường khơng có sức cạnh tranh cao.
Xuất phát từ thực tế đó, cho nên ưu tiên nghiên cứu phát triển ngành Cơ khí
chính xác là cực kì quan trọng, ngành cơng nghiệp đầu tàu trong tất cả các
ngành. Thể hiện rõ nhất là trong giai đoạn vừa qua đất nước ta đã nhập khẩu
rất nhiều máy công cụ CNC với giá trị lên tới hàng tỉ USD. Thông qua nhiều
con đường như: các doanh nghiệp nước ngoài sang đầu tư tại Việt Nam và hị
đã mang theo cơng nghệ máy móc sang, các trường, viện nghiên cứu mua về
để ứng dụng vào học tập nghiên cứu, các công ty mua bán máy công cụ…
Từ những lợi thế đã có sẵn trang thiết bị máy móc hiện đại như ở Trường
Trung Cấp Nghề TT-Huế đã có trung tâm gia cơng VMC-650E và Trường
Đại Học Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun đã có máy đo tọa độ 3 chiều
CMM-C544. Nhằm mục đích nâng cao hơn nữa hiệu quả sử dụng trang thiết
bị máy móc đã có vào chương trình đào tạo, nghiên cứu khoa học, ứng dụng
sản xuất, gia cơng các sản phẩm có độ phức tạp và độ chính xác cao, tác giả
đề xuất hướng nghiên cứu sau đây: “Nghiên cứu nâng cao độ chính xác gia
công khi phay nắp động cơ trên trung tâm gia công VMC-650E bằng
phương pháp bù sai số offline.”

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học

3


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Để gia cơng được những chi tiết có hình dạng phức tạp và địi hỏi đạt độ
chính xác cao, tính tự động hóa cao, thì thơng thường người ta sẽ chọn gia
công trên các trung tâm gia công CNC. Tuy nhiên trong q trình gia cơng
ln tồn tại sai số chế tạo. Do đó nâng cao độ chính xác gia công trên các
trung tâm gia công là việc làm cần thiết. mặt khác trong thực tế sản xuất hiện
nay thì vấn đề bù sai số gia cơng trên các trung tâm gia cơng vẫn cịn là lĩnh
vực khá mới mẻ và khó khăn. Do đó hướng nghiên cứu xây dựng chương
trình bù sai số gia cơng trên các trung tâm gia công là việc làm quan trọng và
mang ý nghĩa khoa học cao.
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài này mang tính ứng dụng thực tiễn cao, ứng dụng phương pháp bù
offline để bù sai số gia công cho một chi tiết cụ thể. Mặc khác nó phục vụ
trực tiếp cho chương trình đào tạo, nghiên cứu khoa học của sinh viên. Là
vấn đề mới để bắt nguồn và phát triển những hướng nghiên cứu về sau. Đặc
biệt là ứng dụng vào sản xuất để gia công những sản phẩm địi hỏi độ chính
xác gia cơng cao.
3. Mục đích nghiên cứu
- Nâng cao độ chính xác kích thước của chi tiết gia công.
- Sử dụng và khai thác tất cả tính năng cơng nghệ của trung tâm gia cơng
VMC-650E và nâng cao kỹ năng vận hành máy.

- Sử dụng máy đo tọa độ 3 chiều CMM-C544 một cách thành thạo để
kiểm tra đánh mức độ chính xác của chi tiết gia công.
- Phục vụ cho công tác nghiên cứu học tập, nâng cao chất lượng chương
trình đào tạo và tiếp cận với công nghệ tiên tiến trên thế giới.
- Tạo cở sở và tiền đề thuận lợi cho những nghiên cứu tiếp theo.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu các thành phần sai số gia công trên máy công cụ và kết hợp
đánh giá bằng thực nghiệm. Các số liệu trong đề tài được thống kê chủ yếu là
dựa vào thực nghiệm mà có.
4


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Chọn chi tiết gia công là nắp động cơ để tiến hành gia công thí nghiệm
trên trung tâm gia cơng VMC-650E.
- Sử dụng máy đo tọa độ 3 chiều CMM-C544 để kiểm tra độ chính xác
kích thước gia cơng, sau đó xây dựng thuật tốn xác định sai số biên dạng và
từ đó tiến hành bù sai số bằng phương pháp bù offline.
4.2. Hệ thống trang thiết bị thực nghiệm
- Trung tâm gia công VMC-650E tại trường Trung Cấp Nghề TTHuế
- Máy đo tọa độ 3 chiều CMM-C544 tại trường Đại Học Kỹ thuật Công
Nghiệp Thái Nguyên
- Phần mềm đồ họa CAD và lập trình gia cơng bằng Mastercam X.10
- Hệ thống dụng cụ cắt: dao phay thép gió HSS-Co Φ6,Φ8
- Vật liệu chi tiết gia công: Thép CT3
5. Nội dung nghiên cứu

- Chương 1: Sai số gia công và các nguyên lý bù sai số gia công trên máy
công cụ CNC
- Chương 2: Quy trình bù sai số gia cơng cho trung tâm gia công VMC650E
- Chương 3: Gia công thực nghiệm trên máy phay VMC-650E và đo tạo
bộ số liệu trên máy đo tọa độ CMM-C544
- Chương 4: Thuật toán xác định tâm và bán kính đường trịn
- Chương 5: Phần mềm tính sai số đường trịn bằng ngơn ngữ lập trình C#
- Chương 6: Bù sai số khi phay nắp động cơ
Kết luận và hướng đề xuất nghiên cứu tiếp theo

5


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

CHƯƠNG 1: SAI SỐ GIA CÔNG VÀ CÁC NGUYÊN LÝ BÙ SAI SỐ GIA
CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ CNC
1.1. Các thành phần sai số trên máy công cụ CNC
Tổng sai số thành phần = 6 *(số trục) + 4*(số trục quay) + 2*(số trục tịnh
tiến) + Số trục của máy công cụ - 6(bậc liên kết làm việc)
Theo như cách tính tốn ở trên thì ta có:
6 * 3 + 4 * 0 + 2 * 3 + 3-6 = 21 sai số thành phần
Trong đó:
Những lỗi
Những sai số định vị Tuyến tính(thẳng)
Những sai số thẳng (Tịnh tiến)
Những sai số góc
Những sai số vng góc giữa các trục

Số lượng các thành phần lỗi
3
6
9
3

máy
1.2. Độ chính xác gia cơng trên máy CNC
1.2.1. Độ chính xác của máy
Độ chính xác gia công của một chi tiết máy là mức độ giống nhau về hình
học, tính chất cơ lý của bề mặt chi tiết gia cơng so với kích thước chi tiết lý
tưởng trên bản vẽ thiết kế. Nhìn chung, độ chính xác gia cơng là chỉ tiêu khó
đạt nhất và tốn kém nhất trong quá trình thiết kế và chế tạo. Trong thực tế
khơng thể chế tạo được chi tiết có độ chính xác tuyệt đối, giống hồn tồn về
hình dáng hình học, kích thước cũng như tính chất cơ lý so với các giá trị lý
tưởng. Vì vậy dung giá trị sai lệch của nó để đánh giá độ chính xác gia công,
nghĩa là dung sai của chi tiết. Nếu giá trị sai lệch đó mà càng lớn thì độ chính
xác gia cơng là càng thấp và nếu giá trị sai lệch đó mà càng nhỏ thì chi tiết đó
càng chính xác.
1.2.2. Độ chính xác của hệ thống điều khiển
1.2.2.1. Sai số của bộ nội suy và chế độ nội suy
Sai số của bộ nội suy có ảnh hưởng đáng kể đến sai số gia công. Đối với
bộ nội suy thì sai số hình học δ (sai số của quỹ đạo thực hiện so với quỹ đạo

6


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

đã định) phụ thuộc vào góc nghiêng của quỹ đạo so với các trục tọa độ và
không vượt quá giá trị xung Δ trên mỗi đoạn chi tiết. Các máy CNC thế hệ cũ
có giá trị xung Δ = 0.1mm, cho nên nó ảnh hướng rất lớn đến sai số gia công.
Đối với các máy CNC thế hệ mới thì gia trị Δ trong khoảng 0.001 đến
0.002mm, do đó nó khơng ảnh hưởng nhiều đến sai số gia cơng, tuy nhiên nó
ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt.
1.2.2.2. Sai số của phương pháp xấp xỉ
Khi ứng dụng nội suy đường thẳng để gia cơng chi tiết theo coutour thì
phải dung phương pháp xấp xỉ để xác định tọa độ các điểm, như vậy sẽ gây
ra sai số gia công. Để giảm sai số gia cơng thì phải giảm bước xấp xỉ, nghĩa
là giảm Δφ.
1.3. Các nguồn gây sai số
- Sai số do gá đặt phôi
- Sai số điều chỉnh dao
- Sai số điều chỉnh máy
- Sai số chế tạo dao
- Sai số do dao mịn
- Sai số hình học của các chi tiết máy
- Sai số do sống trượt
- Sai số do nhiệt
- Sai số do vit me bi
- Sai số do tải tĩnh và động
- Sai số do hệ thống điều khiển servo
- Sai số do rung động
- Sai số do ổ đỡ

1.4. Mơ hình bù

7


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Do sai số trong các máy công cụ khác loại là khác nhau, vấn đề là làm thế
nào để bù sai số một cách linh hoạt bằng các thuật tốn hoặc kí thuật lập
trình. Các sai số này có thể được bù bằng bốn cách khác nhau: Thay đổi tham
số điều khiển, nhúng chương trình bù sai, sử dụng Post processcer và điều
chỉnh chương trình NC (Hình 1.10). Sự hiệu chỉnh các sai số sẽ được thực
hiện dựa trên sự thiết lập mối quan hệ toán học với các nguồn sai số và các
phương pháp đo khác nhau.
Quá trình cắt

Đo

Bù sai số

Bù sai số bằng lập trình trong
bộ điều khiển
1
Nhúng chương
trình bù sai số

Bù sai số bằng chương trình
NC

2

Thay đổi tham
số điều khiển

3
Sử dụng Post
processcer

4
Điều chỉnh
chương trình

Cắt thử phơi

Kiểm tra

Kết thúc

Hình 1.10: Bốn cách bù sai số cho máy cơng cụ CNC
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH BÙ SAI SỐ CHO MÁY PHAY VMC-650E
8


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

2.1. Quy trình bù sai số
Trong nội dung thực hiện của đề tài là làm sao giải quyết bài tốn bù sai
số kích thước cho chi tiết là nắp của động cơ, tác giả tiến hành bù sai số
offline cho trung tâm gia công phay VMC-650E theo sơ đồ thuật toán sau

đây:

Thiết kế trên Mastercam X

Xuất dữ liệu
Bù sai số offline
Gia công trên máy VMC-650E
Phần mềm xác định
sai số
Quét biên dạng và tạo bộ số liệu
trên máy CMM-C544
Xây dựng chương
trình thuật tốn

Kích thước thực của
nắp động cơ

Hình 2.1: Quy trình bù sai số
2.2. Hệ thống thiết bị làm thực nghiệm cho đề tài luận văn
2.2.1. Phần mềm Mastercam X
2.2.2. Trung tâm gia công 3 trục VMC-650E
2.2.3. Máy đo tọa độ 3 chiều CMM-C544

9


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

CHƯƠNG 3: GIA CÔNG THỰC NGHIỆM TRÊN MÁY PHAY VMC650E VÀ ĐO TẠO BỘ SỐ LIỆU TRÊN MÁY ĐO CMM-C544
3.1. Thực nghiệm trên trung tâm gia công VMC-650E
3.1.1. Bản vẽ chi tiết nắp động cơ

Nhìn vào bản vẽ của chi tiết như trên, có nhiều kích thước khác nhau.
Nhưng ở đây chúng ta quan tâm đến 3 kích thước mà chúng ta cần nâng cao
độ chính xác cho nó như:
D1 = Φ16±0.01, D2 = Φ32±0.01, D3 = Φ90±0.01
Trong đó: kích thước D1 = Φ16+0.01 là kích thước đảm bảo tính lắp lẫn với
trục của động cơ. Kích thước D2 = Φ32±0.01 là kích thước đảm bảo tính lắp
ghép với ổ bi đỡ trục. Kích thước D 3 = Φ90±0.01 là kích thước đảm bảo độ
chính xác dùng để định vị vị trí lắp ghép của nắp động cơ.

10


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

3.1.2. Lập trình ngun cơng
Thiết kế biên dạng gia cơng trên phần mềm AutoCad 2004, sau đó xuất
bản vẽ sang MastercamX để tiến hành lập trình gia cơng.
3.1.3. Truyền chương trình sang máy CNC
Với thế hệ máy VMC-650E có hệ điều khiển SINUMERIK 802D, ở đây
chương trình được truyền qua cổng RS232C bằng phần mềm truyền dữ liệu
CNC Simulation.
3.1.4. Điều chỉnh máy và tiến hành gia công
3.2. Đo biên dạng và tạo bộ số liệu trên máy CMM-C544
3.2.1. Gá đặt chi tiết

Hình 3.11: Gá đặt chi tiết gia cơng và đo biên dạng
3.2.2. Khởi động máy đo tọa độ CMM-C544
3.2.3. Chọn đầu đo
3.2.4. Hiệu chuẩn đầu đo
3.2.5. Tiến hành đo và xây dựng bộ số liệu

11


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

CHƯƠNG 4: THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH TÂM VÀ BÁN KÍNH
ĐƯỜNG TRỊN
4.1. Thuật tốn xác định khoảng cách đường thẳng qua tọa độ 2 điểm đo
4.2. Thuật toán xác định đường trịn qua tọa độ 3 điểm đo
4.3. Thuật tốn xác định đường tròn qua tọa độ của nhiều điểm đo
CHƯƠNG 5: PHẦN MỀM TÍNH SAI SỐ ĐƯỜNG TRỊN BẰNG
NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH C#
Xử lí số liệu đo trên máy đo CMM-C544
Sau khi tiến hành đo trên máy CMM-C544, với mẫu đo là nắp động cơ.
Nhiệm vụ của việc đo này là quét biên dạng của vật đo. Kết quả là cho ta một
tập hợp nhiều điểm trên biên dạng của vật đo. Nhiệm vụ của chúng ta là kiểm
tra độ trịn của chi tiết, từ đó biết được sai số gia cơng và tiến hành bù vào
chương trình NC.
Mỗi điểm trên biên dạng của chi tiết đều có tọa độ X, Y, Z. Như vậy sau
quá trình quét biên dạng chi tiết ta có n điểm đo tương ứng ta có n tọa độ X,
Y, Z tương ứng. Để thuận tiện cho việc tính tốn trong chương trình thuật

tốn thì ta nên sắp xếp lại bộ số liệu đo này và đánh số thứ tự tọa độ điểm đo
từ 1 đến n.
5.2.Viết chương trình thuật tốn tính sai số đường trịn bằng ngơn ngữ
lập trình C#
Giả sử ta có một đường trịn có tâm I(X0, Y0) và bán kính R:
3(X3, Y3)
2(X2, Y2)

4(X4, Y4)
5(X5, Y5)

1(X1, Y1)
I(X0, Y0)
R
6(X6, Y6)

9(X9, Y9)
8(X8, Y8)
7(X7, Y7)

Hình 5.1: Mơ hình xây dựng một đường trịn qua 3 điểm đo
12


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Để tính bán kính của đường trịn tới một điểm nào đó thuộc đường trịn, ví dụ
tính bán kính đường tròn từ tâm I(X 0, Y0) đến điểm 9(X9, Y9) ta được công

thức sau:

R = ( x9 − x 0 ) 2 + ( y 9 − y 0 ) 2

Cứ 3 điểm khơng thẳng hàng như trên hình vẽ ta có thể vẽ được tam giác,
từ tam giác 3 điểm đó ta có thể xây dựng được một đường trịn tuyệt đối. Mặt
khác một đường trịn có vơ số điểm (X i, Yi), vậy ta có thể vẽ được vơ số
đường trịn đi qua 3 điểm bất kì.
Về mặt lí thuyết thì các đường trịn đó có bán kính bằng nhau. Nhưng
trong thực tế thì các đường trịn đó có bán kính khác nhau và các tọa độ tâm
của các đường trịn đó cũng khác nhau. Vì vậy, sai số của đường trịn chính là
giá trị trung bình của các đường trịn đó. Từ đây ta có thể chuyển sang bài
tốn tìm khoảng cách trung bình của các đường trịn, chính là bán kính trung
bình của đường trịn. Giá trị sai lệch của đường trịn chính là hiệu số giữa bán
kính danh nghĩa của đường trịn trừ đi bán kính trung bình của nó, nghĩa là:
Δ = R – RTB
Trong đó: Δ : là sai số biên dạng đường trịn
R là bán kính danh nghĩa đường trịn
RTB là bán kính trung bình của đường trịn
Mặt khác, mỗi đường trịn đều có một tâm (X i, Yi). Như vậy chúng ta sẽ có
n

vơ số tâm đường trịn. Vậy ta sẽ có tâm trung bình là:

∑
i

Xi
n

Vậy cơng thức chính xác của sai số Δ là:
n

Δ = R – (RTB +

∑
i

Xi
)
n

Từ đây ta có thể áp dụng thuật tốn trên để xác định sai số của biên dạng
nắp động cơ, bằng cách nâng cao độ chính xác của các đường trịn D 1, D2, D3
của chi tiết nắp động cơ.
Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính sai số đường trịn

13


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Khởi động chương trình bằng cách nhấn vào biểu tượng trên desktop
“Chương trình thuật tốn”. Giao diện chương trình như hình 1. Đầu tiên
nhập giá trị tọa độ X vào ô giá trị X, nhập giá trị tọa độ Y vào ô giá trị Y,
nhấn OK. Nhập các giá trị X, Y tiếp theo bất kì vào ơ giá trị tương ứng của
nó. Mỗi lần nhập xong một điểm ta nhấn OK

Hình 5.2: Giao diện của chương trình phần mềm
Lưu ý nhập ít nhất là 3 điểm. Nếu nhập sai nhấn nút Delete. Chú ý tọa độ X
và Y là tọa độ bất kì được lấy từ bộ số liệu, nên chọn tọa độ điểm của tam
giác điểm liền kề nhau thì độ chính xác của sai số sẽ cao hơn. Sau khi nhập
các tọa độ X, Y xong thì nhập giá trị R danh nghĩa để so sánh. Khi đã nhập
xong nhấn Run chương trình sẽ cho ra kết quả bán kính trung bình của
đường trịn, tọa độ tâm trung bình đường trịn và sai số trung bình của đường
trịn. Nhấn Refresh khi muốn tính tốn cho một lần mới.
5.4. Lưu đồ thuật toán và các đoạn mã chương trình được viết bằng
ngơn ngữ C#
14


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

CHƯƠNG 6: BÙ SAI SỐ KHI PHAY NẮP ĐỘNG CƠ
6.1. Cơ sở lý thuyết

Hình 6.1: Phỏng đốn độ méo của biên dạng đường trịn

Hình 6.2: Mơ hình sai số đường tròn
Nguyên lý bù sai số như sau: Về lý thuyết thì ta tưởng tượng một đường
trịn là trịn tuyệt đối, nhưng thực tế thì khơng phải như thế. Cụ thể là biên
dạng đường trịn bị méo theo hình êlip. Lý do là biên dạng đường tròn được
tập hợp bởi vơ số điểm tạo thành, mà vị trí toạ độ các điểm đó sẽ có phần sai
lệch với nhau. Do đó đường trịn mà chúng ta tạo thành sẽ có phần méo đi.
Với suy nghĩ đó, tác giả đưa ra nguyên lý bù như sau: Với đường tròn được

15


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

cho trong mặt phẳng OXY như trên, theo quan sát ta thấy đường tròn này bị
méo theo nhiều phương khác nhau.Về lý thuyết ta chia đường tròn này thành
4 cung ab, bc, cd và da.
Như vậy để bù sai số cho đường trịn này thì đồng nghĩa với việc ta sẽ tiến
hành bù sai số cho 4 cung tròn nói trên với giá trị bù của mỗi cung trịn được
xác định trong chương trình thuật tốn. Chúng ta sẽ tiến hành hiệu chỉnh
chương trình NC tại các dịng lệnh nội suy đường tròn. Cụ thể chúng ta sẽ
hiệu chỉnh giá trị toạ độ của các cung trịn thơng qua 2 biến I và J.
Ví dụ để bù sai số cho cung trịn nói trên, ta tiến hành hiệu chỉnh 2 biến I và
J với giá trị bù Δ = ΔI = ΔJ = 0.022:
N210

G91

N211

G02 X-150.000 Y-150.000 I-149.978 J-0.022 (arc ab)

N212

G02 X-150.000 Y150.000 I0.022 J150.022 (arc bc)

N213

G02 X150.000 Y150.000 I149.978 J0.022 (arc cd)

N214

G02 X150.000 Y-150.000 I-0.022 J-150.022 (arc da)

Hình 6.3: Vị trí sai số của các ΔR
6.2. Bảng số liệu tính sai số
6.3. Bù sai số
Chương trình gia cơng đã được hiệu chỉnh tại dòng lệnh mã G code:
%_N_LUANVAN_MPF
16


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

;$PATH=/_N_MPF_DIR
;DATE=DD-MM-YY - 10-05-10 TIME=HH:MM - 14:02
N100 G0 G17 G40 G54 G90
; 6. FLAT ENDMILL TOOL - 6 DIA. OFF. - 0 LEN. - 0 DIA. - 6.
Đoạn chương trình NC gốc

Đoạn chương trình NC đã hiệu chỉnh

N110 T6

N110 T6

N120 G0 G90X0Y0

N120 G0 G90X0Y0

Z10.5

Z10.5

X-49.324 Y42.757 S700 M3

X-49.324 Y42.757 S700 M3

N130 Z5.5

N130 Z5.5

N140 G1 Z-.481 F0.01

N140 G1 Z-.481 F0.01

N150 X-44.448 Y39.261 F.1

Giá trị hiệu
chỉnh

N150 X-44.448 Y39.261 F.1

N160 G2 X-41.945 Y34.385 I-3.497 N160 G2 X-41.945 Y34.385 I-3.497 J-4.876
J-4.876

N170 X-43.069 Y30.888 I-6 J0

N170 X-43.069 Y30.888 I-6 J0

N180 G3 X-53. Y0. I43.069 J-30.888

N180 G3 X-53. Y0. I43.069 J30.888

N190 X-52.506 Y-7.22 I53 J0

N190 X-52.506 Y-7.22 I53 J0

N200 G1 X-56.062 Y-9.274

N200 G1 X-56.062 Y-9.274

N210 G3 X-59.062 Y-14.47 I3. J-5.196

N210 G3 X-59.062 Y-14.47 I3. J5.196

N220 X-58.851 Y-16.048 I6. J0

N220 X-58.851 Y-16.048 I6. J0

N230 X-50.469 Y-34.261 I58.851 J16.048

N230 X-50.469 Y-34.261 I58.851
J16.048

..........................................

..........................................

..........................................

..........................................

N340 T8M6

N340 T8M6

N350 G1 Z-2

N350 G1 Z-2

N360 G2 X0. Y-49. I-48.9122 J-0.0878

N360 G2 X0. Y-49. I-49. J0.

N370 X-49. Y0. I0.0878 J49.0878

Δ1 = 0.0878

N370 X-49. Y0. I0. J49.

N380 X0. Y49. I48.9122 J0.0878

Δ2 = -0.0878

N380 X0. Y49. I49. J0.

N390 X49. Y0. I-0.0878 J-49.0878

Δ3 = 0.0878

N390 X49. Y0. I0. J-49.

..........................................

Δ4 = -0.0878

..........................................

.........................................

17


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
.........................................

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
N550 G3 X12.0155. Y0 I9.2067 J5.859

N510 G1 Z-10.5
N520 G0 Z10.5
N530 X12. Y0.
N540 Z-10.1
N550 G1 Z-16.

N560 G3 X0. Y12. I-12.0155 J-0.0155

N560 G3 X0. Y12. I-12. J0. F.1

N570 X-12. Y0. I-0.0155 J-11.9845

Δ1 = -0.0155

N570 X-12. Y0. I0. J-12.

N580 X0. Y-12. I12.0155 J0.0155

Δ2 = 0.0155

N580 X0. Y-12. I12. J0.

N590 X12. Y0. I0.0155 J11.9845

Δ3 = -0.0155

N590 X12. Y0. I0. J12.

...........................................

Δ4 = 0.0155

...........................................

...........................................

...........................................

N2650 G3 X4.0461 Y0 I1.7886 J-1.96

N2610 G1 Z-14.5 F0.001
N2620 G0 Z10.5
N2630 X4. Y0.
N2640 Z-14.1
N2650 G1 Z-20.

N2660 G3 X0. Y4. I-4.0461 J-0.0461 F.1

N2660 G3 X0. Y4. I-4. J0. F.1

N2670 X-4. Y0. I-0.0461 J-3.9539

Δ1 = -0.0461

N2670 X-4. Y0. I0. J-4.

N2680 X0. Y-4. I4.0461 J0.0461

Δ2 = 0.0461

N2680 X0. Y-4. I4. J0.

N2690 X4. Y0. I0.0461 J3.9539

Δ3 = -0.0461

N2690 X4. Y0. I0. J4.

N2700 G1 Z-14.5 F0.01

N2700 G1 Z-14.5 F0.01

N2710 G0 Z10.5

N2710 G0 Z10.5

N2720 M5

N2720 M5

N2730 M30

Δ4 = 0.0461

N2730 M30

Thay đổi đường chạy dao trong CAM
Sau qua trình gia công xong, tác giả nhận nhận thấy. Với kiểu đường chạy
dao trong CAM ăn dao xuống theo kiểu dọc trục sẽ để lại vết ăn dao xuống
do lực cắt dọc trục lớn. Cho nên, để khắc phục được khuyết tật trên, tác giả
cho thay đổi kiểu ăn dao theo tiếp tuyến chung của hai đường tròn bằng cách
hiệu chỉnh dịng lệnh G code trong chương trình NC. Thay vì phải ăn dao
xuống tại vị trí biên của biên dạng, ta cho ăn dao ngang theo kiểu tiếp tuyến
18

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

của hai đường tròn và cứ như vậy cho tới khi đạt được chiều sâu gia cơng
như mong muốn.
Kích thước bản vẽ gia cơng
(mm)
Φ16±0.01
Φ32±0.01
Φ90±0.01

Kích thước đo được sau khi

gia công (mm)
15,998778
31,951483
90,101572
Bảng 6: Kết quả đo trước khi bù sai số

Sai số (mm)
-0.001222
-0,048517
0.101572

Hình 6.4: Chi tiết gia cơng thực nghiệm trước khi bù sai số
6.4. Gia công chi tiết theo chương trình đã được bù sai số
Chương trình NC đã được hiệu chỉnh tại các dòng lệnh mã G code với các
giá trị sai lệch ∆ 1, ∆ 2, ∆ 3, ∆ 4 chương trình được truyền sang máy phay CNC

VMC-650E bằng phần mềm truyền dữ liệu (CncSimulator) qua cổng
RS232C, với các thông số truyền:

19


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

6.5. Kiểm tra sai số
Chi tiết sau khi gia công trên máy phay VMC-650E, được tiến hành kiểm
tra lại bằng dụng cụ đo thước cặp điện tử, với kết quả như sau:
Kích thước bản vẽ gia cơng
(mm)
Φ16±0.01
Φ32±0.01
Φ90±0.01

Kích thước đo được sau khi

bù sai số gia công (mm)
15,9895
31,9919
90,0085
Bảng7 :Kết quả đo sau khi bù sai số

Sai số (mm)
-0,0105
-0,0081

0,0085

20


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

KẾT LUẬN CHUNG
Qua 6 tháng thực hiện, đến nay đề tài đã hoàn thành và giải quyết được các
vấn đề sau:
- Nghiên cứu và khai thác tốt tính năng công nghệ của trung tâm gia công
phay VMC-650E tại trường Trung cấp nghề TT-Huế.
- Khai thác tính năng cơng nghệ của máy đo toạ độ CMM-C544 tại trường
Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái ngun để kiểm tra độ chính xác gia
công, ứng dụng tốt chức năng của máy đo toạ độ CMM-C544 để quét biên
dạng chi tiết gia công tạo bộ số liệu ban đầu làm cơ sở để xây dựng chương
trình thuật tốn.
- Xây dựng thành cơng chương trình thuật tốn bù sai số
- Nâng cao được độ chính xác kích thước của chi tiết nắp động cơ.
- Ứng dụng của đề tài nghiên cứu vào thực tế sản xuất gia công chi tiết máy ở
Việt Nam
- Khai thác tốt các tính năng ứng dụng của các phần mềm hiện đại ứng dụng
trong ngành cơ khí ( Mastercam, AutoCad, Mcosmos24, Geopak – Win,
CncSimulator...)
- Giúp phục vụ tốt cho chương trình đào tạo trong nhà trường, mở ra nhiều
hướng khác trong nghiên cứu khoa học về lĩnh vực máy cơng cụ CNC.
Với những kết quả đó, đề tài đã hoàn thành và đạt được mục tiêu đề ra
Bù sai số trên các trung tâm gia công CNC là vấn đề khó và mới mẻ ở Việt

Nam. Do đó tài liệu tiếng Việt về các cơng trình nghiên cứu liên quan đến đề
tài là rất ít. Các thiết bị phục vụ cho quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài rất
ít và hạn chế. Hơn nữa trình độ nghiên cứu của tác giả cịn hạn chế và thời
gian hồn thành đề tài khơng nhiều nên luận văn khó tránh khỏi những thiếu
sót. Cụ thể là nội dung nghiên cứu của đề tài mới tập trung vào thực nghiệm
để đánh giá chung cho kết quả sai số mà chưa đi sâu nghiên cứu nguyên nhân
cụ thể gây ra sai số để đưa ra quy luật bù sai số.

21


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Vì vậy tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của q thầy cơ giáo,
các bạn đồng nghiệp để tác giả ngày một hoàn thiện và đề tài mang tính thực
tiễn cao hơn.
Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo
Có thể ứng dụng phương pháp bù này để “Nghiên cứu nâng cao độ chính xác
biên dạng hình học cho cơ cấu pitông xilanh bằng phương pháp bù offline”.

22