Nghiên cứu máy phay CNC và xây dựng hệ thống các bài thực hành, thí nghiệm gia công cắt gọt trên máy DMU 60t với hệ điều khiển heidenhein phục vụ chương trình đào tạo tại các trườn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐOÀN THỊ HƯƠNG

NGHIÊN CỨU MÁY PHAY CNC VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
CÁC BÀI THỰC HÀNH, THÍ NGHIỆM GIA CÔNG CẮT GỌT
TRÊN MÁY DMU 60T VỚI HỆ ĐIỀU KHIỂN HEIDENHEIN
PHỤC VỤ CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO TẠI CÁC TRƯỜNG
ĐẠI HỌC VÀ CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

HÀ NỘI - 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐOÀN THỊ HƯƠNG

NGHIÊN CỨU MÁY PHAY CNC VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
CÁC BÀI THỰC HÀNH, THÍ NGHIỆM GIA CÔNG CẮT GỌT
TRÊN MÁY DMU 60T VỚI HỆ ĐIỀU KHIỂN HEIDENHEIN
PHỤC VỤ CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO TẠI CÁC TRƯỜNG
ĐẠI HỌC VÀ CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Mã số:

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS Tăng Huy

HÀ NỘI - 2011


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ các phần
tham khảo đã được nêu rõ trong Luận văn.

Tác giả

Đoàn Thị Hương

-1-


LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Tăng Huy, người đã hướng dẫn và giúp
đỡ tận tình từ định hướng đề tài đến quá trình viết và hoàn chỉnh Luận văn.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban lãnh đạo và Viện đào tạo Sau đại học,
Viện Cơ khí của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để
hoàn thành bản Luận văn này.
Tác giả cũng chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm đào tạo và thực hành
công nghệ Cơ khí, Trường ĐHSP Kỹ thuật Hưng Yên đã giúp đỡ tác giả thực hiện

thí nghiệm tại trung tâm công nghệ cao của trường.
Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót,
tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa
học và các bạn đồng nghiệp.

Tác giả

Đoàn Thị Hương

-2-


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................ 1
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... 2
MỤC LỤC .................................................................................................................
3
CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................. 6
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ..................................................................................... 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ . ......................................................................................... 7
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 10
1. Lý do chọn đề tài………………………………………………………………….10
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu............... …………………………...10
2.1. Mục đích nghiên cứu.............................................................................. ............11
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................ .........11

3. Nội dung nghiên cứu và đóng góp mới của tác giả
12
4. Phương pháp nghiên cứu.
12

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIÈU KHIỂN SỐ.............................................. 13
1.1. Khái quát về điều khiển số và lịch sử phát triển của máy CNC .........

1.2. Máy công cụ điều khiển số

13

15

1.2.1. Các hệ thống dữ liệu cần nạp cho máy công cụ điều khiển số. ............... 15
1.2.2. Chuyển động của các trục và khái niệm về hệ tọa độ............................... 16
1.2.2.1. Chuyển động các trục ..........................................................................16
1.2.2.2. Hệ tọa độ ..................................................................................................... 17
1.3. Khái quát về hệ thống điều khiển CNC...........
19
1.3.1. Khái niệm về hệ thống điều khiển số.............................................................19
1.3.2. Các dạng điều khiển số..................................................................................... 19
1.3.3. Hệ điều khiển CNC .......................................................................................... 19
1.3.3.1. Phân biệt hệ điều khiển NC và CNC ............................................................. 19
1.3.3.2. Đặc trưng cơ bản của hệ điều khiển CNC ..................................................... 20

1.4. Nguyên lý vận hành máy công cụ điều khiển số

21
1.4.1. Chương trình chi tiết gia công........................... ...........................................21
1.4.2. Bộ đều khiển logic............................................................................................ 22
1.4.3.Chương trình tương thích chuyên dụng và dữ liệu điều chỉnh máy ....... 22
1.5. Khái quát về máy CNC..........
23
1.5.1.Sơ lược về máy CNC......................................................................................... 23

1.5.2. Phân loại máy CNC .......................................................................................... 23
1.5.3. Khả nămg công nghệ của máy phay CNC .................................................. 23
1.5.4.Các thành phần cơ bản của máy phay CNC ................................................ 24
1.6. Các chỉ tiêu gia công của máy CNC.................................................................... 28
1.6.1. Thông số hình học ............................................................................................ 28
1.6.2. Thông số gia công ............................................................................................ 29
1.6.3. Độ chính xác của máy CNC ............................................................................. 30
1.6.4. Hướng phát triển của máy CNC trên thế giới và Việt Nam ............................. 31

Chương 2: NGHIÊN CỨU MÁY PHAY CNC-DMU 60T, LẬP TRÌNH GIA
CÔNG TRÊN MÁY VỚI HỆ ĐIỀU KHIỂN HAIDENHAIN TNC 426 .................. 34

-3-


2.1. Giới thiệu khái quát về máy phay CNCDMU – 60T .......................................... 34
2.1.1. Đặc tính kỹ thuật .......................................................................................34
2.1.2. Thông số kỹ thuật của máy .........................................................................34

2.2. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của máy phay CNC- DMU60T
37
2.2.1. Các bộ phận chính của máy.....................................................................37
2.2.2. Các phần tử điều khiển............................................................................38
2.2.3. Bảng vận hành máy ...............................................................................38
2.2.4. Tay quay điện tử ....................................................................................40
2.3. Thao tác sử dụng bảng điều khiển và vận hành máy
41
2.3.1. Màn hình và bàn phím ...............................................................................41
2.3.1.1. Màn hình của TNC 426 ...........................................................................41
2.3.1.2. Bàn phím ................................................................................................43

2.3.2. Các chế độ vận hành máy ...........................................................................43
2.3.2.1. Chế độ vận hành bằng tay quay điện tử ....................................................43
2.3.2.2. Lập trình và sửa đổi chương trình ............................................................44
2.3.2.3. Chạy thử chương trình (Programm test) ...................................................44
2.3.2.4. Chạy chương trình ..................................................................................45
2.3.3. Phụ tùng kèm theo .....................................................................................45
2.3.3.1. Hệ thống dò 3D ......................................................................................45
2.3.3.2. Hệ thống đo dao tự động .........................................................................46
2.3.3.3. Tay quay điện tử .....................................................................................46
2.3.4. Khởi động máy và tắt máy .........................................................................46
2.4. Phương pháp lập trình trên máy phay CNC với hệ điều khiển Heidenhein 47
2.4.1. Giới thiệu chung về hệ điều khiển Heidenhain .............................................47
2.4.2. Tạo và viết một chương trình ......................................................................49
2.4.2.1. Cấu trúc một chương trình theo ngôn ngữ lập trình Heidenhein .................49
2.4.2.2. Khai báo phôi BLK FORM .....................................................................50
2.4.2.3. Tạo và viết một chương trình mới ............................................................50
2.4.2.4. Lập trình chuyển động của dụng cụ cắt ở ngôn ngữ hội thoại Heidenhain ..52
2.4.2.5. Sửa đổi chương trình ...............................................................................53
2.4.3. Lập trình dụng cụ cắt .................................................................................54
2.4.3.1. Nhập các dữ liệu liên quan đến dụng cụ cắt ..............................................54
2.4.3.2. Dữ liệu dụng cụ cắt .................................................................................55
2.4.3.3. Hiệu chỉnh dụng cụ .................................................................................59
2.4.4. Lập trình CONTOUR ................................................................................63
2.4.4.1. Khái quát về các chuyển động của dao cắt ................................................63
2.4.4.2. Cơ sở của chức năng đường dịch chuyển ..................................................64
2.4.4.3. Tiếp cận và rời khỏi CONTOUR gia công ................................................66
2.4.4.4. Các đường chuyển động trong hệ tọa độ vuông góc ..................................67
2.4.4.5. Các đường chuyển động trong hệ tọa độ cực.............................................70
2.4.5. Lập trình Contour tự do – Free Contour FK .................................................73
2.4.5.1. Cơ sở .....................................................................................................73

2.4.5.2. Mở hội thoại lập trình FK ........................................................................74
2.4.5.3. Lập trình tự do đoạn thẳng .......................................................................74

-4-


2.4.5.4. Lập trình tự do đối với cung tròn .............................................................75
2.4.6. Các chu trình gia công phay trong Heidenhain TNC 426 ..............................77
2.4.6.1. Khái quát về chu trình .............................................................................77
2.4.6.2. Các chu trình khoan ................................................................................77
2.4.6.3. Các chu trình cho phay hố, phay ngõng và phay rãnh ...............................83
2.4.6.4. Các chu trình cho gia công các kiểu hàng lỗ ............................................89
2.4.6.5. Chương trình con và việc lặp lại một bộ phận chương trình .......................91
2.4.6.6. Dịch chuyển điểm 0- DATUM SHIFT (Cycle 7) .......................................92
2.4.6.7. Chu trình đối xứng - MIRROR IMAGE (Cycle 8) ...................................93
2.4.6.8. Chu trình xoay- ROTATION (Cycle 10) ................................................93
2.4.6.9. Hệ số tỷ lệ - SCALING FACTOR (Cycle 11)...........................................94

Chương 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÁC BÀI THỰC HÀNH VÀ THÍ NGHIỆM
GIA CÔNG CẮT GỌT TRÊN MÁY DMU 60T VỚI HỆ ĐIỀU KHIỂN
HEIDENHEIN ...................................................................................................................96
3.1. Cơ sở khoa học của việc xây dựng hệ thống các bài thực hành thí nghiệm 96
3.2. Xác định chuẩn kỹ năng thực hành CNC đối với sinh viên chuyên ngành chế
tạo máy trong các trường Đại học và Cao đẳng công nghệ………………..
97
3.3 Xây dựng hệ thống các bài thực hành và thí nghiệm gia công cắt gọt trên máy
DMU 60T với hệ điều khiển Heidenhein ……………………………………….98
3.3.1. Hệ thống các bài thực hành thí nghiệm. .................................................98
3.3.2.Lập trình gia công cho một số bài tập điển hình ...................................101
3.3.2.1. Bài tập lập trình khoan lỗ..................................................................101

3.3.2.2. Bài tập lập trình nội suy đường thẳng................................................103
3.3.2.3. Bài tập lập trình Bo cung/vạt góc ......................................................105
3.3.2.4. Bài tập lập trình với các lệnh nội suy đường cong ...........................107
3.3.2.5. Bài tập lập trình gia công nội suy rãnh thẳng và rãnh cong ............109
3.3.2.6. Bài tập lập trình chương trình gia công sử dụng các chức năng
Datumshift, Rotation, Scale……………………………………………………
112
3.3.2.7. Bài tập lập trình chương trình gia công sử dụng các chức năng
Datumshift, Subprogram ................................................................................114
3.3.2.8. Bài tập lập trình các chu trình gia công............................................116
3.3.2.9. Bài tập lập trình các chu trình gia công sử dụng các chu trình hố tròn
rãnh, khoan
119
3.3.2.10. Lập trình Contour tự do FK ................................................................122
3.3.2.11. Bài tập tổng hợp. .............................................................................123
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................130
TÓM TẮT LUẬN VĂN .................................................................................................131
CÁC TỪ KHÓA ..............................................................................................................132
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................................133

-5-


CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
NC (Number Control) – Điều khiển số
CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính
CAD (Computer Aided Design) – Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính
CAM (Computer Aided Manufacturing) – Sản xuất có sự trợ giúp của máy tính
LAN (Local Area Netword) - Mạng cục bộ
WAN (Wide Area Netword) - Mạng diện rộng

CW (Counter clockwise) - Chiều quay thuận chiều kim đồng hồ
DNC (Direct Numerical Control) - Hệ điều khiển DNC
FMS (Flexible Manufacturing System ) - Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS
FK (Free Contour Programing) - Lập trình Contour tự do
Q Parameters - Lập trình tham số Q
CHF (Chamfer) - Vát cạnh
RND (Rounding) - Bo cung
1D, 2D, 3D - Điều khiển 1, 2, 3 chiều
CC (Circle center) - Tâm cung
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

TT

Bảng
số

Nội dung

Trang

1

2.1

Thông số kỹ thuật của máy phay CNC DMU-60T

37

2

2.2

Các chức năng đường với tọa độ cực

71

3

3.1

Các dạng bài tập trong hệ thống các bài thực hành thí nghiệm

99

-6-


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Kí hiệu các trục toạ độ trên máy CNC…………………………….. 17
Hình 1.2 Các trục toạ độ trên máy CNC…………………………………... 18
Hình 1.3 Nguyên lý vận hành máy công cụ điều khiển số………………….. 21
23
Hình 1.4 Cấu tạo máy phay CNC …………………………………...
Hình 1.5 Khả năng công nghệ của máy phay CNC……………………….. 24
26
Hình 1.6 Cụm trục chính
…………………………………………..
Hình 1.7 Các dạng diều khiển trục chính………………………………..
Hình 1.8 Các dạng ổ tích dụng cụ….…………………………………...

26
27

Hình 1.9 Cơ cấu thay dao tự động………..……………………………..
Hình 1.10 Băng dẫn hướng ………………………………………..…...

27
27

Hình 1.11 Cụm vít me bi đai ốc……………………………

…..…...........28

Hình 2.1 Máy phay CNC DECKEL MAHO DMU 60T………… ……..…...34
Hình 2.2 Đồ thị - tốc độ mô men quay……………………………………. 35
Hình 2.3 Đồ thi – mô men quay ở trục chính……………………………... 36
Hình 2.4 Hướng chuyển động các trục của máy phay CNC ……………... 36
Hình 2.5 Các bộ phận của máy DMU 60T………………………………... 37
Hình 2.6 Các phần tử điều khiển …………………….…………… .………..38
Hình 2.7 Bảng điều khiển TNC 426………………………………………. 38
Hình 2.8 Bảng vận hành máy……………………………… …….………..39
Hình 2.9 Bảng vận hành máy bổ xung……………………………………

40

Hình 2.10 Tay quay điện tử……………………………………………….. 40
Hình 2.11 Màn hình của TNC 426……………………………….…..………42
Hình 2.12 Bàn phím……………………………………………… .…….. 43
Hình 2.13 Màn hình ở chế độ vận hành bằng tay………………………. .…43
Hình 2.14 Màn hình ở chế độ lập trình và sửa đổi chương trình………… ….44

Hình 2.15 Màn hình ở chế độ chạy thử chương trình……………………..

44

Hình 2.16 Màn hình ở chế độ chạy chương trình…………………………. 45
Hình 2.17 Đầu dò 3D…………………………………………………….. 45
Hình 2.18 Hệ thống đo dao tự động……………………………………….. 46
Hình 2.19 Tay quay điện tử……………………………………………….. 46
Hình 2.20 Khai báo phôi…………………………………………………... 50

-7-


Hình 2.21 Dữ liệu dụng cụ cắt…………………………… ………….…….54
Hình 2.22 Đo chiều dài dụng cụ cắt…………………………………………56
Hình 2.23 Giá trị Delta cho chiều dài và bán kính dao………………...
Hình 2.24 Bảng thay đổi dữ liệu dụng cụ cắt……………………………..

. 57
58

Hình 2.25 Hiệu chỉnh dụng cụ cắt……………………………………….…..59
Hình 2.26 Hiệu chỉnh bán kính dụng cụ cắt…………………………….….. 60
Hình 2.27 Không hiệu chỉnh bán kính dụng cụ cắt……………………….…60
Hình 2.28 Dụng cụ cắt chuyển động bên trái contour………………….. ….61
Hình 2.29 Dụng cụ cắt chuyển động bên phải contour …………...……. ....61
Hình 2.30 Hiệu chỉnh bán kính góc ngoài……………………….……….…..62
Hình 2.31 Hiệu chỉnh bán kính góc trong………………………………… 63
Hình 2.32 Chức năng về đường chuyển động……………………………..

63

Hình 2.33 Chuyển động song song với trục máy…………………………

64

Hình 2.34 Chuyển động trong mặt phẳng chính…………………………... 65
Hình 2.35 Chuyển động theo ba kích thước………………………………. 65
Hình 2.36 Nhập quá ba tọa độ…………………………………………..

65

Hình 2.37 Chuyển động tròn……………………………………………

65

Hình 2.38 Chiều quay cho chuyển động tròn……………………………... 66
Hình 2.39 Chuyển động thẳng…………………………………………….. 67
Hình 2.40 Vát góc giữa hai đoạn thẳng…………………………………… 67
Hình 2.41 Tọa độ tâm cung………………………………………………..

68

Hình 2.42 Đường tròn quay quanh tâm cung tròn …… ……………..…… 68
Hình 2.43 Cung tròn CR với bán kính cung……………………………

69

Hình 2.44 Cung tròn nối tiếp tiếp tuyến…………………………………...

70

Hình 2.45 Bo cung RND…………………………………………………..

70

Hình 2.46 Gốc tọa độ cực………………………………………………… 71
Hình 2.47 Nội suy đường xoắn ốc………………………………………... 72
Hình 2.48 Lập trình contour tự do………………………………………… 73
Hình 2.49 Chu trình khoan sâu…………………………………………… 78
Hình 2.50 Chu trình khoan 200…………………………………………...

80

Hình 2.51 Chu trình doa 201…………………………………………...

81

-8-


Hình 2.52 Chu trình khoét 202………………………………………….

82

Hình 2.53 Chu trình Taro ren…………………………………………...

83

Hình 2.54 Chu trình phay hố vuông 4.0…………………………………...

84

Hình 2.55 Chu trình phay hố vuông 212…………………………… …........84
Hình 2.56 Chu trình phay ngõng 213……………………………….....…….86
Hình 2.57 Chu trình phay hố tròn 5.0……………………………………….. 86
Hình 2.58 Chu trình phay rãnh 3.0………………………………………... 87
Hình 2.59 Chu trình phay rãnh cong 211………………………………….

88

Hình 2.60 Chu trình khoan kiểu vòng tròn 220…………………………… 90
Hình 2.61 Chu trình khoan kiểu thẳng hàng 221………………………….. 91
Hình 2.62 Chương trình con… …………

…………………..……..91

Hình 2.63 Lặp lại chương trình….………………………………………… 92
Hình 2.64 Dịch chuyển điểm 0………………………………………......... 92
Hình 2.65 Đối xứng…………………….…………………………………. 93
Hình 2.66 Chu trình xoay…………………….……………………………

93

Hình 2.67 Hệ số tỷ lệ……………………………………………………… 94
Hình 3.1 Khoan lỗ Φ8…………………………………..……………….….101
Hình 3.2 Nội suy đường thẳng………………………………………...........103
Hình 3.3 Bo cung vạt góc………………………….…………………….….105
Hình 3.4 Chi tiết cam.…………………….…………………………………107
Hình 3.5 Tấm dẫn……………………………………….…………………..109

Hình 3.6 Búa….……………………………………………………………..112
Hình 3.7 Chi tiết hình cầu…………………………………………...............114
Hình 3.8 Mặt bích……………….………………………………..................116
Hình 3.9 Flag……….……………...……………………………………......119
Hình 3.10 Contour tự do FK….………………………………...…………...122
Hình 3.11 Bài tập tổng hợp…………………………………...…………… 124

-9-


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chương trình quốc gia phát triển công nghệ cao (CNC) năm 2010 có mục
tiêu đến năm 2020 hình thành và phát triển khoảng 500 doanh nghiệp (DN) sản xuất
sản phẩm, khoảng 200 DN nông nghiệp ứng dụng CNC tại các vùng kinh tế trọng
điểm, đồng thời cung ứng dịch vụ CNC thuộc danh mục sản phẩm CNC được
khuyến khích phát triển.
Chương trình này đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt. Chương trình
còn đặt mục tiêu ứng dụng CNC nhằm tăng giá trị sản xuất công nghiệp CNC đạt
khoảng 30% tổng giá trị sản xuất công nghiệp (đến năm 2015). Mục tiêu này đến
2020 là 40% và tỷ trọng giá trị sản xuất nông nghiệp ứng dụng CNC cũng tăng gấp
đôi so với năm 2015, tạo ra các dịnh vụ mới có giá trị gia tăng cao, giải quyết các
nhiệm vụ chủ chốt trong các lĩnh vực kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng.
Cũng theo Chương trình, trong xây dựng và phát triển công nghiệp CNC, cần
nâng cao năng lực, hiệu quả, đổi mới công nghệ và đẩy mạnh sản xuất sản phẩm
CNC để đến năm 2020 đáp ứng khoảng 45% nhu cầu sản phẩm CNC thiết yếu của
nước ta. Công nghiệp phụ trợ đáp ứng mục tiêu nội địa hóa khoảng 50% về giá trị
trong các sản phẩm công nghiệp CNC sản xuất trong nước.
Để thực hiện các nhiệm vụ của Chương trình, sẽ bồi dưỡng nghiệp vụ và
nâng cao trình độ chuyên môn cho 500 lãnh đạo chủ chốt của các dự án sản xuất sản

phẩm CNC, 10.000 kỹ sư và những người làm công tác nghiên cứu để đáp ứng yêu
cầu của các dự án sản xuất sản phẩm CNC.
Nhằm hiện thực hóa mục tiêu trên, các doanh nghiệp cơ khí và các cơ sở đào
tạo trong nước đã và đang đầu tư ngày càng nhiều các máy công cụ hiện đại. Tuy
nhiên việc khai thác và sử dụng sao cho có hiệu quả về cả về khía cạnh kinh tế cũng
như kỹ thuật đang gặp nhiều khó khăn do thiếu đội ngũ kỹ sư, kỹ thuật viên có trình
độ cao về công nghệ, có khả năng tiếp cận, làm chủ và khai thác có hiệu quả các
máy CNC trong gia công cơ khí.

-10-


Trước tình trạng như vậy các trường Đại học trong đó có Đại học Sư phạm
Kỹ thuật Hưng Yên đã đầu tư một số máy CNC và xây dựng một chương trình đào
tạo để phục vụ cho việc đào tạo đội ngũ kỹ sư, kỹ thuật viên có kiến thức và kỹ
năng đáp ứng nhu cầu xã hội. Với phương châm gắn đào tạo với thực tế sản xuất
trong các doanh nghiệp, việc xây dựng hệ thống các bài thực hành, thí nghiệm gia
công trên các máy cắt gọt CNC sát với thực tế, sát với điều kiện sản xuất công
nghiệp và phù hợp với điều kiện giảng dạy trong nhà trường. Đây là một vấn đề rất
khó khăn nhưng vô cùng cấp thiết, nếu giải quyết tốt vấn đề này thì sinh viên sau
khi tốt nghiệp ra trường có thể thích nghi và đảm nhiệm tốt công việc tại các nhà
máy, xí nghiệp.
Xuất phát từ những lý do trên tác giả đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu máy
phay CNC và xây dựng hệ thống các bài thực hành, thí nghiệm gia công cắt gọt
trên máy DMU 60T với hệ điều khiển HAIDENHAIN phục vụ chương trình
đào tạo tại các trường Đại học và Cao đẳng công nghệ” làm đề tài luận văn tốt
nghiệp cao học của mình.
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
2.1. Mục đích nghiên cứu.
- Nghiên cứu về máy và kỹ thuật lập trình trên máy phay CNC DMU 60T, xây

dựng các bài thực hành, thí nghiệm lập trình và gia công trên máy DMU 60T với hệ
điều khiển Heidenhain TNC 426 nhằm nâng cao chất lượng đào tạo tại Trường Đại
học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên.
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Khả năng công nghệ của máy CNC-DMU 60T.
- Cơ sở lập trình phay CNC với hệ điều khiển Heidenhain TNC 426PF.
- Hệ thống bài tập thực hành, thí nghiệm về lập trình và gia công một số chi
tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay CNC-DMU 60T với hệ điều khiển
Heidenhain TNC 426PF.

-11-


3. Nội dung nghiên cứu và đóng góp mới của tác giả
• Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu khái quát về công nghệ CNC.
- Nghiên cứu về khả năng công nghệ của máy phay CNC-DMU 60T với hệ điều
khiển Heidenhain TNC 426PF.
- Lập trình và gia công một chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay CNC DMU 60T với hệ điều khiển Heidenhain.
- Xây dựng các dạng bài tập thực hành và thí nghiệm gia công cắt gọt trên máy
DMU 60T với hệ điều khiển Heidenhain.
Với ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tế của luận văn sau khi hoàn thành sẽ
có những đóng góp đáng kể cho việc xây dựng chương trình đào tạo CNC tại các
trường Đại học và Cao đẳng công nghệ.
•

Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung cho cơ sở lý thuyết về
nghiên cứu máy CNC và lập trình gia công trên máy, ứng dụng vào giảng dạy, học

tập và sản xuất một cách có hiệu quả.
• Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để cải tiến chương trình đào tạo theo
hướng sát với thực tiễn sản xuất, đáp ứng nhu cầu xã hội. Đáp ứng đòi hỏi về nhu
cầu nhân lực trình độ cao cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.
4. Phương pháp nghiên cứu.
Đề tài được thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với
thực nghiệm:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết.
- Tiến hành thí nghiệm .
- Phân tích và đánh giá kết quả.

-12-


Chương 1
TỔNG QUAN VỀ MÁY CÔNG CỤ CNC
1.1.Khái quát về điều khiển số và lịch sử phát triển của máy CNC
Điều khiển số ( Numerical Control) ra đời với mục đích điều khiển các quá
trình công nghệ gia công cắt gọt trên các máy công cụ. Về thực chất đây là một quá
trình tự động điều khiển các hoạt động của máy (như các máy cắt kim loại, robot,
băng tải vận chuyển phôi liệu hoặc chi tiết gia công, các kho quản lý phôi và sản
phẩm…) trên cơ sở các dữ liệu được cung cấp là ở dạng mã số nhị nguyên bao gồm
các chữ số, số thập phân các chữ cái và một số ký tự đặc biệt tạo nên một chương
trình làm việc của thiết bị hay hệ thống.
Trước đây cũng có các quá trình gia công cắt gọt được điều khiển theo chương
trình bằng kỹ thuật chép hình theo mẫu, chép hình bằng hệ thống máy thuỷ lực, cam
hoặc điều khiển bằng mạch logic…. Ngày nay, với việc áp dụng thành quả tiến bộ
của Khoa học - Công nghệ, nhất là lĩnh vực điều khiển số và tin học đã cho phép
các nhà máy chế tạo máy nghiên cứu đưa vào máy công cụ các hệ thống điều khiển

cho phép thực hiện các quá trình gia công một cách linh hoạt hơn, thích ứng với nền
sản xuất hiện đại và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.
Lịch sử phát triển của NC bắt nguồn từ mục đích về quân sự và hàng không vũ
trụ khi mà cá yêu cầu các chi tiết về chất lượng của các máy bay, tên lửa, xe tăng là
cao nhất ( có độ chính xác và độ tin cậy cao nhất, có độ bền và tính hiệu quả khi sử
dụng cao…).
Vào cuối những năm 40 học viện công nghệ MIT Hoa Kỳ bắt đầu thực hiện đề
án nghiên cứu về kỹ thuật điều khiển số. Năm 1953 công bố sáng chế máy phay
điều chỉnh theo chương trình số NC. Vào năm 1959 triển lãm máy công cụ tại Paris
trưng bày những chiếc máy phay NCs đầu tiên của châu Âu.
Năm 1960 các hệ điều khiển số được chế tạo tương ứng với trình độ kỹ thuật
của các công nghệ bóng đèn điện tử và rơle (cơ/điện/thuỷ lực), máy kích thước lớn,
rất nhạy cảm với các điều kiện môi trường khác nhau và giá cả thì rất đắt đỏ. Vì vậy
máy không được sử dụng rộng rãi.

-13-


Từ sau những năm 1960, bóng đèn điện tử được thay dần bằng các phần tử
bán dẫn rời rạc, đi ốt, và tranzito ( đèn 3 cực), thế nhưng những linh kiện đơn lẻ vẫn
đòi hỏi có thể tích chiếm chỗ đủ lớn, còn rất nhiều mối hàn và các ổ cắm, các ghép
nối vừa tốn kém khi chế tạo vừa hạn chế độ tin cậy khi vận hành điều khiển. Những
thông tin điều khiển được ghi trên băng đục lỗ nên dung lượng thấp và phải đọc
từng bước trong quá trình gia công, khi gia công nhiều chi tiết giống nhau vẫn phải
đọc băng đục lỗ cho từng lần gia công. Khi thay đổi chương trình điều khiển chẳng
hạn như muốn thay đổi chế độ cắt cho phù hợp đòi hỏi phải làm lại băng đục lỗ.
Vào những năm 70, kỹ thuật điều khiển số nhanh chóng ứng dụng các tiến bộ
của kỹ thuật vi điện tử, vi mạch tích hợp: những hệ NC sử dụng những bản mạch
logic được thay thế bởi các bộ nhớ có dung lượng đủ lớn, do nối ghép các cụm vi
tính vào hệ điều khiển số mà những phần cứng trước đây được thay thế bằng những

phần mềm linh hoạt hơn. Dung lượng bộ nhớ ngày càng được mở rộng tạo điều kiện
lưu giữ trong hệ điều khiển số trước hết là từng chương trình đơn lẻ, sau đó là cả
một thư viện chương trình lại có thể sửa đổi chương trình đã lập một cách dễ dàng
thông qua việc cấp lệnh bằng tay, thao tác trực tiếp trên máy.
Cho đến ngày nay các chức năng tính toán trong hệ thống CNC ngày càng
được hoàn thiện và đã đạt được tốc độ sử lý rất cao do tiếp tục ứng dụng những
thành tựu khoa học kỹ thuật phát triển của các bộ vi xử lý µP. Các hệ thống CNC
được chế tạo hàng loạt theo các công thức xử lý đa chức năng dùng cho nhiều mục
đích điều khiển khác nhau. Từ chỗ những vật mang tin là những băng đục lỗ, băng
từ, đĩa từ tiến tới đĩa compact (đĩa CD) có dung lượng nhớ ngày càng mở rộng độ
tin cậy và tuổi thọ ngày càng cao.
Việc cài đặt các cụm vi tính trực tiếp vào hệ NC để trở thành CNC (Computer
Numerical Control) đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng, cho chúng ta có
thể ứng dụng được máy công cụ điều khiển số CNC ngay cả trong các xí nghiệp vừa
và nhỏ không có phòng lập trình riêng, điều đó có nghĩa là người điều khiển máy có
thể lập trình trực tiếp trên máy. Những dữ liệu được nhập vào, nội dung lưu trữ trên
máy, thông báo về tình trạng hoạt động của máy cùng các chỉ dẫn cần thiết khác cho

-14-


người điều khiển máy đều được hiển thị trên màn hình. Lúc đầu màn hình của các
hệ điều khiển số chỉ là màn hình đen trắng với các ký tự chữ cái và con số nay đã sử
dụng các màn hình mầu đồ hoạ với độ phân giải cao, biên dạng của chi tiết gia
công, chuyển động của dao cụ đều được hiển thị, có thể mô phỏng chi tiết gia công
theo 3 chiều kích thước (3D).
Trong những năm gần đây sự bùng nổ của ngành công nghệ thông tin, sự phát
triển của công nghệ High-Tech ngày càng tạo ra được những thế hệ máy công cụ
điều khiển số ngày càng ưu việt hơn, đáp ứng được những yêu cầu cao của thị
trường.

Ngoài những ưu điểm cơ bản của máy và công nghệ CNC như độ chính xác
cao của sản phẩm, đáp ứng nhanh về số lượng và thích ứng nhanh với thị trường về
mẫu mã sản phẩm thì những ưu điểm nổi bật chỉ có ở máy CNC nữa là phương thức
làm việc với hệ thống xử lý thông tin “điện tử-số hoá”, cho phép nối ghép với hệ
thống xử lý trong phạm vi toàn xí nghiệp tạo điều kiện mở rộng việc tự động hoá
toàn bộ quá trình sản xuất, ứng dụng các kỹ thuật quản lý hiện đại thông qua mạng
liên thông cục bộ (LAN) hay mạng liên thông toàn cầu (WAN).
Xét về bản chất của các máy điều khiển theo chương trình số, từ các máy NC
đầu tiên với bộ xử lý là được áp dụng công nghệ đèn điện tử, rơle đến các phần tử
bán dẫn rời rạc, điốt, và tranzito (đèn 3 cực) và sau đó là đã áp dụng các tiến bộ của
kỹ thuật vi điện tử, vi mạch tích hợp và siêu vi mạch cũng chỉ là để xử lý các hệ
thống dữ liệu đầu vào cho hệ thống điều khiển số.
1.2. Máy công cụ điều khiển số
1.2.1. Các hệ thông dữ liệu cần nạp cho máy công cụ điều khiển số
Một máy công cụ điều khiển số muốn hoạt động được thì nó yêu cầu phải
được cung cấp các hệ thống dữ liệu, nó được coi như một thứ ngôn ngữ chung để
giao tiếp giữa người với máy. Khi ta soạn thảo chương trình cho một hệ thống điều
khiển số thì có nghĩa là ta đưa toàn bộ các thông tin cần thiết để chế tạo một chi tiết
xác định trên máy công cụ trở thành dạng có thể hiểu được cho hệ điều khiển của
máy và thông báo cho nó theo một hình thức thích hợp.

-15-


Thực chất của việc lập trình là thu thập, xử lý và soạn thảo những dữ liệu
thông tin yêu cầu. Các dữ liệu đó bao gồm:
1.2.1.1 Các thông tin hình học ( Geometrical Information)
Là hệ thống thông tin điều khiển các chuyển động tương đối giữa dụng cụ và
chi tiết, liên quan trực tiếp đến quá trình tạo hình bề mặt còn gọi là thông tin về
đường dịch chuyển (hình thành đường sinh và đường chuẩn của bề mặt hình học

muốn tạo ra).
1.2.1.2. Thông tin công nghệ (Technological Information)
Là hệ thống thông tin cho phép máy thực hiện gia công với những gia trị công
nghệ yêu cầu: Chuẩn hoá các gốc toạ độ, chọn chiều sâu cắt, tốc độ chạy dao, số
vòng quay trục chính, chiều qua trục chính, vị trí xuát phat của dao, đóng hay ngắt
mạch tưới dung dịch trơn nguôi, mạch đo lường kiểm tra…
1.2.2. Chuyển động của các trục và khái niệm về hệ tọa độ
1.2.2.1 Chuyển động các trục
Trên thực tế không cần xác định xem phải quay mô tơ bao nhiêu vòng.
Chuyển động của các trục được điều khiển đơn giản hơn và logic hơn qua các tọa
độ. Có hai hệ trục tọa độ hay được dùng nhất là hệ tọa độ vuông góc (hệ tọa độ Đề
các) và hệ tọa độ cực (polar). Trong các máy gia công hệ tọa độ Đề các phổ biến
hơn. Điểm khác so với đồ thị của điểm và đường trong tọa độ toán học là: với máy
CNC các giá trị tọa độ thực tế không liên tục mà thay đổi theo bước (increment),
hay còn gọi là độ phân giải. Ví dụ với hệ đo mét, bước dịch chuyển tối thiểu thường
là 1/1000mm, tức 0.001mm, còn trong hệ đo inch, bước dịch chuyển tối thiểu là
0.0001inch. Với chuyển động quay, bước dịch chuyển của góc quay cho cả hai hệ
đo thường được lấy là 0.001°.
Giống như hệ tọa độ toán học, mỗi trục trong hệ tọa độ của máy CNC đều có
điểm gốc. Ứng với các bài toán kỹ thuật, chúng được gọi là điểm gốc (hay chuẩn,
hay điểm 0) của chương trình, của phôi hay của chi tiết. Thuật ngữ tiếng Anh tương
ứng là program zero (hay program origin), work zero, part zero.

-16-


1.2.2.2 Hệ toạ độ
Để xác định các tương quan hình học trong vùng làm việc của máy, trong
phạm vi chi tiết gia công một cách rõ ràng, người ta đưa vào các hệ toạ độ và các
điểm gốc chuẩn. Để thống nhất hoá mối tương quan cho các máy công cụ điều

khiển số khác nhau, người ta tiêu chuẩn hoá các trục của hệ toạ độ và chiều chuyển
động của chúng.
Ví dụ theo tiêu chuẩn ISO 841 hay tiêu chuẩn DIN 66127 thì hệ thống trục toạ
độ cho các máy điều khiển số được xác định như sau:
Các chiều chuyển động của máy công cụ điều khiển số được xác định bởi hệ
toạ độ vuông góc của bàn tay phải (hình 1.1). Hệ toạ độ này luôn luôn được gán lên
chi tiết gia công.
Khi lập trình, chi tiết luôn được coi là đứng yên. Các chuyển động luôn thuộc
về dao cụ. Trong thực tế trên từng loại máy cụ thể thì việc qui định này không hoàn
toàn đúng bởi vì có những chiếc máy trong quá trình gia công thì chi tiết có thể
tham gia thực hiện một vài chuyển động, điều này dễ làm cho người vận hành nhìn
nhận không chính xác về hướng chuyển động của các trục.
Các trục quay
tương ứng với trục
X,Y, Z được kí hiệu
là A, B, C. Chiều
quay dương (positiv)
tương ứng với chiều
quay thuận chiều kim

Hình 1.1 Ký hiệu các trục tọa độ trên máy CNC

đồng hồ (CW=Counter clockwise) khi ta nhìn theo chiều dương của trục tịnh tiến.
Để bố trí thứ tự của các trục toạ độ phù hợp với các chiều chuyển động của máy,
tiêu chuẩn ISO 841 hay DIN 66127 qui định:
Trục toạ độ Z
Nếu các máy có trục chính không xoay nghiêng được thì trục Z nằm song
song với trục chính công tác hoặc chính là đường tâm trục đó.

-17-

Nếu trục chính của máy xoay nghiêng được và chỉ có một vị trí xoay nghiêng
song song với một trục toạ độ nào đó thì chính trục toạ độ là trục Z.
Nếu trục chính xoay nghiêng được song song với nhiều trục toạ độ khác
nhau thì trục Z chính là trục vuông góc với bàn kẹp chi tiết chính của máy.
Nếu trục chính xoay nghiêng được theo một hướng nghiêng với chính nó thì
trục này ký hiệu là W.
Nếu máy có nhiều trục chính công tác thì ta sẽ chọn một trong số trục đó làm
trục chính theo cách ưu tiên trục nào
có đường tâm vuông góc với bàn kẹp
chi tiết. Còn nếu máy không có trục
chính công tác thì trục Z cũng là trục
vuông góc với bàn kẹp chi tiết.
Trục toạ độ X
Trục X là trục toạ độ nằm trên
mặt định vị hay song song với bề mặt
kẹp chi tiết, thường được ưu tiên theo
phương nằm ngang. Chiều của trục X
được xác định như sau:
Thứ nhất: Trên các máy có
dao quay tròn
+ Nếu trục Z đã nằm ngang thì
chiều dương của trục X hướng về bên
phải khi ta nhìn từ trục chính hướng
vào chi tiết.

Hình 1.2 Các trục toạ độ trên máy

+ Nếu trục Z thẳng đứng và máy có một thân máy thì chiều dương của trục X

hướng về bên phải khi ta nhìn từ trục chính hướng vào chi tiết.
+ Nếu máy có hai thân máy thì chiều dương của trục X hướng về bên phải
nếu ta nhìn từ trục chính hướng vào thân máy bên phải.
Thứ hai: Trên các máy có chi tiết quay tròn

-18-


Trên các máy có chi tiết gia công quay tròn thì trục X nằm theo phương
hướng kính của chi tiết và chiều dương của trục đi từ trục tâm chi tiết đến bàn kẹp
dao chính.
Thứ ba: Trên các máy không có trục chính công tác thì trục X được qui định là
trục song song theo hướng gia công chính.
Trục toạ độ Y
Vị trí của trục toạ độ Y sẽ được xác định sau khi đã xác định được hai trục
toạ độ Z và X.
Các trục phụ
Nếu ngoài các trục X,Y,Z mà máy còn có các trục điều khiển độc lập khác thì
ta cũng ký hiệu các trục như sau: Trục U(là trục // với trục X), V(là trục // với trục
Y) và trục W (là trục // với trục Z). Các trục song song khác so với trục toạ độ chính
sẽ nhận các ký hiệu tiếp theo là P, Q, R.
1.3. Khái quát về hệ thống điều khiển CNC
1.3.1. Khái niệm hệ điều khiển số
Là hệ thống điều khiển đặc trưng bởi các đại lượng đầu vào là những tín
hiệu số nhị phân, chúng được đưa vào hệ điều khiển dưới dạng một chương
trình điều khiển có hệ thống. Trong hệ điều khiển số ứng dụng cho máy công cụ,
các đại lượng đầu vào là những thông tin, dữ liệu hay số liệu nạp vào.
1.3.2. Các dạng điều khiển số
Khi gia công các chi tiết khác nhau thì các bề mặt tạo hình khác nhau
đòi hỏi sự chuyển động khác nhau giữa dao và chi tiết. Qũy đạo của các

chuyển động này được xác định chính xác thông qua các chỉ dẫn điều khiển. Tuỳ
dạng chuyển động của điểm đầu, điểm cuối và quãng đường dịch chuyển mà ta có các
dạng điều khiển khác nhau. Các dạng điều khiển đó được phân ra thành: điều khiển
điểm, điều khiển đoạn hay đường thẳng và điểu khiển biên dạng phi tuyến
1.3.3. Hệ điều khiển CNC( Computer Numerical Control)
1.3.3.1. Phân biệt hệ điều khiển NC và CNC
- Điều khiển NC (Numberical Control)

-19-


Đặc tính của hệ điều khiển này là “chương trình hoá các mối quan liên
hệ” trong đó mỗi mảng linh kiện điện tử riêng lẻ được xác định một nhiệm vụ
nhất định, liên hệ giữa chúng phải thông qua dây nối hàn cứng trên các mạch
logic điều khiển. Chức năng điều khiển được xác định chủ yếu bởi phần cứng.
- Điều khiển CNC(Computerized Numerical Control)
Điều khiển CNC là một hệ điều khiển có thể lập trình và ghi nhớ. Nó
bao gồm một máy tính cấu thành từ các bộ vi xử lý (microprocessor) kèm theo các
bộ nhớ ngoại vi
Đa số các chức năng điều khiển đều được giải quyết thông qua phần mềm
nghĩa là các chương trình làm việc có thể được thiết lập trước.
Nhờ các chương trình hệ thống CNC mà các máy tính có thể sử dụng để
thực hiện những chức năng điều khiển theo yêu cầu.
Do các hệ điều khiển hiện đại có nguyên lý cấu trúc và xử lý dữ liệu theo
dạng điều khiển CNC
1.3.3.2. Đặc trưng cơ bản của điều khiển CNC
Nâng cao tính tự động
Các máy công cụ được trang bị bộ điều khiển CNC có tốc độ dịch chuyển
lớn. Do đó tăng được năng suất cắt gọt, giảm tối đa thời gian phụ. Khi so sánh một
máy công cụ không được trang bị bộ điều khiển CNC với máy được trang bị

người ta nhận thấy năng suất tăng gấp 3 lần
Nâng cao tính linh hoạt
Máy CNC có khả năng thích nghi nhanh với chương trình gia công với
các chi tiết khác nhau. Do nguyên lý hoạt động và cấu trúc của nó đã tạo điều
kiện giảm thời gian gia công và hiệu chỉnh công nghệ kỹ thuật.
Nâng cao tính tập trung nguyên công
Các máy công cụ CNC có khả năng thực hiện nhiều bước công nghệ hoặc
nhiều bước nguyên công khác nhau trong một lần gá đặt phôi
Nâng cao tính chính xác và đảm bảo chất lượng gia công
Trong quá trình gia công độ chính xác luôn được đảm bảo ổn định. Ngoài ra

-20-


máy CNC còn có khả năng mô phỏng quá trình cắt gọt nên người vận hành có thể
quan sát tổng thể trực tiếp các giai đoạn gia công, phát hiện kịp thời sai sót
Nâng cao hiệu quả kinh tế
Máy CNC vừa có khả năng điều khiển trực tiếp trên máy vừa có khả
năng lập trình trên phần mềm nên máy CNC hữu dụng kinh tế ngay cả với xí
nghiệp có quy mô trung bình và nhỏ. Ngoài ra CNC có khả năng thay đổi một
cách nhanh chóng công nghệ sản xuất nên nó đáp ứng kịp thởi với nhu cầu của thị
trường
Hiện nay trên thế giới đang sử dụng chủ yếu một số hệ điều hành sau cho
các máy CNC. Đó là: Fanuc, Fagor,
Heidenhain, Siemens,…Trong đó một
số nước đứng đầu phải kể đến Đức,
Đài Loan và Trung Quốc….
1.4. Nguyên lý vận hành máy công
cụ điều khiển số
1.4.1. Chương trình chi tiết gia

công
Những thông tin cần thiết để
gia công một chi tiết nào đó, được tập
hợp một cách hệ thống gọi là chương
trình gia công chi tiết. Chương trình
này có thể:
Hình 1.3. Nguyên lý vận hành
máy công cụ điều khiển số

- Được soạn thảo và lưu trữ
trong vật mang tin (băng tờ, đĩa từ,

hoặc đĩa compact CD và đưa vào hệ điều khiển số qua cửa nạp tương thích.
- Được đưa vào hệ điều khiển số thông qua các nút bấm bằng tay trên bảng
điều khiển số thông qua các nút bấm bằng tay trên bảng điều khiển. Nhờ bảng
điều khiển cũng có thể đưa vào hệ điều khiển số các thông tin đặc biệt (số liệu về
dao cụ, các giá trị hiệu chỉnh biên dạng các dữ liệu điều chỉnh máy).

-21-


1.4.2. Bộ điều khiển logic
Bộ điều khiển logic xử lý các dữ liệu chương trình nhừ các phần mềm hệ
thống (Systematical software) nhằm:
- Cung cấp các giá trị cần về vị trí cho từng trục riêng lẻ của máy công cụ
theo một tần số phụ thuộc vào tốc độ xử lý dữ liệu chương trình.
- So sánh giá trị cần (GTC) và giá trị thật (GTT) về vị trí, xác định giá trị
chênh lệch:
∆c/l = GTC -GTT

(1.1)

- Cấp lệnh điều khiển tương ứng cho rơ le tốc độ của từng trục thay dao riêng lẻ.
Như vậy từng trục máy chuyển động độc lập nhưng vẫn phối hợp được với
nhau, sao cho biên dạng gia công được sinh ra với tốc độ gia công đã được lập trình.
1.4.3. chương trình tương thích chuyên dụng và những dữ liệu điều chỉnh máy
Nhờ các chương trình này, hệ điều khiển số đảm báo được sự tương thích với
các thông số kỹ thuật chuyên môn của máy công cụ mà nó điều khiển.
Những dữ liệu điều chỉnh máy xác định : tốc độ chạy nhanh (không cắt) tối
đa, bố trí xắp đặt các trục máy, các trạng thái đóng mạch của hệ điều hành và giới
hạn vùng làm việc của hệ thống công nghệ (bàn máy, gá lắp, dao cụ).
Chương trình gia công chi tiết còn bao hàm những thông tin liên quan trực
tiếp đến máy:
+ Lệnh đóng/ngắt mạch bơm dung dịch trơn nguội.
+ Lệnh tạo số vòng quay và chiều quay cho trục chính.
+ Lệnh thay dụng cụ.
Bộ điều khiển logic chuyển tiếp những lệnh này qua một cụm điều khiển
tương thích cài đặt trong hệ điều khiển số đến các khâu điều khiển máy như: van,
rơle, các cầu giao tiếp mạch… Ngược lại, cụm điều khiển tương thích cũng tiếp
nhận các thông tin phản hồi từ các công tắc ngắt cuối (cữ chặn), các bộ phận cảnh
báo áp suất và những bộ phận khác lắp đặt trên máy (có kèm theo dụng cụ phát tín
hiệu để chuyển thành các thông báo về tình trạng sẵn sàng hoạt động hoặc trạng
thái dừng … cho hệ điều khiển số.

-22-


1.5.Khái quát về máy phay CNC
1.5.1. Sơ lược về máy phay CNC
Ngày nay, với kích thước máy tới cỡ vừa, không thể phân định rõ giữa máy

phay và trung tâm gia công. Nhiều hãng chế tạo máy trang bị cho các máy phay
những bộ phận tự động hoá như: ổ tích dụng cụ với tay tóm dụng cụ, cơ cấu thay
đổi phôi, chi tiết gia công, trục chính nằm ngang và trục chính thẳng đứng…
Các máy phay ngày nay
được trang bị hệ thống điều khiển
theo biên dạng (quỹ đạo) với ít nhất
là 3 đến 5 trục điều khiển, với phép
nội suy (interpolation) không gian
(đồng thời) cho mọi trục điều
khiển. Khâu chương trình gia công
(programming), do vậy được thực
hiện nhờ hệ thống lập trình có máy
tính trợ giúp và các hệ xử lý thích
nghi (hậu xử lý) phù hợp với máy.

Hình 1.4. Cấu tạo máy phay CNC

1.5.2. Phân loại máy phay CNC
Việc phân loại máy phay CNC chỉ mang tính tương đối. Tuỳ thuộc vào tính
vạn năng, số dao có thể tích trong ổ dao (Tool magazine) ta chia máy phay CNC
thành các loại cơ bản sau:
- Máy phay CNC (CNC Milling Machine)
Máy phay CNC thường được dùng để chỉ các máy phay có một hoặc một vài
dao trong ổ tích dao, thông thường ổ tích dao không chứa quá 12 dao và có dạng
mâm xoay (turret).
- Trung tâm phay CNC (Milling Center)
Là loại máy phay có tính vạn năng cao hơn, thông thường số dao có thể tích
trong ổ tích dao từ 12 đến hàng trăm dao. Ổ tích dao (Tool magazine) thường có
dạng xích quay, dao được thay tự động hoặc dùng Robot cấp dao.

-23-