Giáo trình Mô đun: Tiện CNC căn bản – Nghề: Cắt gọt kim loại (Dùng cho trình độ Cao đẳng)

BỘBỘ
LAO
ĐỘNG
THƯƠNG
BINHBINH
VÀ XÃ
HỘI
LAO
ĐỘNG
THƯƠNG
VÀ XÃ
HỘI
TRƯỜNG
CĐN
KỸ
THUẬT
CÔNG
NGHỆ
TP.
HCM
TRƯỜNG CĐ NGHỀ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ

KHOATP.
CƠHỒ
KHÍ
CHẾ
TẠO
CHÍ
MINH



GIÁO TRÌNH
GIÁO TRÌNH
TIỆN CNC
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)
Mơ đun: TIỆN CNC CĂN BẢN
GHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI
(Ban hành theo quyết định số 386/QĐ-CĐNKTCN, ngày 29 tháng 12 năm
2014 của Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng
Nghề
Kỹ Thuật
Cơng Nghệ
TP.THANH
HCM)
Biên
soạn:
NGUYỄN
QUỐC

Khoa

: Cơ Khí Chế Tạo

(Dùng cho trình độ Cao đẳng)

Thành phố Hồ Chí Minh – Tháng 08/2013

MOR

HIC- JICA

Tun bố bản quyền:

TP. HCM, tháng 3 năm 2015

SL-253


Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng ngun bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và thm khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cấp


LỜI GIỚI THIỆU
Nhằm giúp cho sinh viên có tài liệu để học tập và trình tự các bước tiến hành cũng
như phương pháp vận hành và lập trình gia cơng trên máy tiện CNC . Tác giả đã
biên soạn tài liệu tiện CNC, đây là tài liệu được biên soạn dựa trên chương trình mơ
đun tiện CNC căn bản.
Tiện cnc là tài liệu học tập dùng cho sinh viên Cao đẳng nghề cắt gọt kim loại.
đồng thời cũng có thề dùng tài liệu này làm tham khảo cho giáo viên trong quá trình
giảng dạy tiện CNC căn bản cho sinh viên, học sinh
Mặc dù đã rất cố gắng song không thể tránh khoải những thiếu sót nhất định, tác
giả mong muốn nhận được những góp ý cả về nội dung lẫn hình thức của bạn đọc để
tài liệu ngày càng hoàn thiện hơn.


MỤC LỤC
ĐỀ MỤC

TRANG

1. Lời tựa……………………………………………………………………………..3
2. Mục lục…………………………………………………………………………...4
3. Ý nghĩa và vị trí mơn học……………………………………………………….5
4. Bài 1: khái qt chung về kỹ thuật iện cnc………………………………………6
5. Bài 2: Ngơn ngữ lập trình và các hình thức tổ chức lập trình……………………16
6. Bài 3: Cấu trúc chương trình gia cơng trên máy tiện cnc………………………24
7. Bài 4: Các chức năng vận hành…………………………………………………36
8. Bài 5: Lập trình gia cơng trên máy tiện cnc……………………………………40
9. Bài 6: Vận hành máy tiện cnc………………………………………………….43


MƠ ĐUN
TIỆN CNC CĂN BẢN
Mã mơ đun 33
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN:
Trước khi học mơ đun này học sinh phải hoàn thành: MH 05; MH 06; MH
07; MH 08; MH 09, MĐ 13, MĐ 14; MĐ 15; MĐ 16; MĐ 17; MĐ 18; MĐ 19;
MĐ 20; MĐ 21; MĐ 22; MĐ 23; MĐ 24, là mô đun chun mơn nghề bắt buộc
II. MỤC TIÊU MƠ ĐUN:
Học xong mơ đun này học sinh có khả năng:
­

Chuẩn bị được máy và đồ gá cho việc gia công chi tiết.

­
Chọn và gá lắp được dao, kiểm tra và lưu vào bộ nhớ thơng số về kích
thước dao.
­

Lập được chương trình gia cơng, kiểm tra và sửa lỗi được chương trình

­
cơng.

Nhập được chương trình vào máy, lưu trữ và gọi được chương trình gia

­

Thực hiện được việc xác định điểm 0 của chi tiết (Điểm W ).

­
.

Thực hiện được chạy mô phỏng và chạy thử chương trình khơng cắt gọt

­

Thiết lập được chế độ làm việc của máy.

- Vận hành máy để gia cơng chi tiết đảm bảo đúng quy trình, đúng chế độ và
an tồn.
III. NỘI DUNG MƠ ĐUN:
3.1. Nơi dung tổng quát và phân phối thời gian:
Số
TT

Thời gian
Tên các bài trong mô đun

Tổng
Lý
số
thuyế
t

Thực
hành

1

Khái quát chung về kỹ thuật cnc

2

2

2

Ngôn ngữ lập trình và các hình thức
tổ chức lập trình

18

3

5

3

Cấu trúc chương trình gia cơng trên
máy tiện cnc

20

4

5

4

Các chức năng vận hành

7

2

5

5

Lập trình gia cơng trên máy tiện cnc

25

3

6

Vận hành máy tiện cnc

18

1

Kiểm
tra*

Tự
học

10
1

10

10

2

10

15

2


Cộng

90

15

40

5

30

IV. PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ:
1. Kiến thức:
- Trình bày được cấu tạo chung và các bộ phận chính của máy tiện CNC. Nắm được
các dạng điều khiển và ứng dụng của nó.
- Sử dụng đúng các từ lệnh, các chức năng để lập trình được chương trình gia công
chi tiết.
Được đánh giá qua bài viết, kiểm tra vấn đáp trực tiếp hoặc trắc nghiệm tự luận đạt
yêu cầu.
2. Kỹ năng:
- Chọn và gá lắp được dao, đo kiểm tra và nhập được các thơng số kích thước dao.
- Chọn đồ gá và gá lắp được chi tiết gia cơng trên máy.
- Lập trình trực tiếp từ bảng điều khiển trên máy.
- Thực hiện kiểm tra, sửa lỗi và chạy mơ phỏng chương trình đúng.
- Xác định được điểm gốc W của chi tiết gia công trên máy.
- Thiết lập được chế độ gia công và vận hành máy thành thạo để gia công chi tiết đảm
bảo yêu cầu kỹ thuật.
Được đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp thao tác trên máy, qua quá trình thực hiện, qua
chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu.
3. Thái độ:
- Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong cơng việc. Có tinh

thần hợp tác giúp đỡ lẫn nhau. Được đánh giá qua quá trình học tập.


Bài 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KỸ THUẬT CNC
MĐ-33-01
Giới thiệu chung: Bài này giới thiệu cho người học cấu tạo của máy tiện cnc, khả
năng công nghệ và ứng dụng tiện cnc ở nước ta hiện nay.
Mục tiêu của bài:
­ Trình bày được quá trình phát triển của kỹ thuật CNC và các loại máy gia công
sử dụng kỹ thuật NC và CNC
­ Nêu rõ tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay
Nội dung của bài:

Thời gian:2h (LT:2h;TH:0h)

1. Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC
2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC
3. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay

I. Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC
1. Lịch sử phát triển CNC
- Năm 1947, Jonh Parson nảy ra ý tưởng điều khiển tự động vào quá trình chế tạo
cách quạt máy bay, trực thăng ở Mỹ do trước đó việc gia công và kiểm tra biên dạng của
cánh quạt phải dùng các mẫu chép hình, sử dụng dưỡng rất lâu và khơng mang tính kinh tế.
- Năm 1949 Ơng u cầu trợ giúp để sử dụng phịng thí nghiệm điều khiển tự động
của viện cơng nghệ Massa Chusetts nơi được chính phủ Mỹ tài trợ để chế tạo một loại máy
phay 3 toạ độ điều khiển bằng chương trình số.
- Sau 5 năm nghiên cứu ơng đã hồn thành và được sử dụng lần đầu tiên vào năm
1954 với tên gọi máy NC.
- Những năm 60 là thời gian chín mùi cho việc phát triển và ứng dụng các máy NC.

Trên cơ sở đó ứng dụng và phát triển ra thế hệ máy mới CNC cho phép phay biên dạng
phức tạp, tạo hình với 2, 3, 4, 5 trục (3 tịnh tiến và 2 quay).
- Châu Âu và Nhật Bản phát triển chậm hơn một vài năm nhưng cũng có những đặc
điểm riêng, chẳng hạn về kỹ thuật kết cấu như trục chính, cơ cấu chứa dao, hệ thống cấp
phơi,…
2. Đặc trưng cơ bản của máy CNC
- Tính năng tự động cao: Máy CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đa thời
gian phụ, do mức độ tự động được nâng cao vượt bậc, có thể tự động thay dao,hiệu chỉnh
sai số, tự động kiểm tra…


- Tính năng linh hoạt cao: Có thể dễ dàng và nhanh chóng thích ứng với các loại chi
tiết khác nhau, do đó rút ngắn thời gian phụ và thời gian chuẩn bị….
- Tính năng tập trung ngun cơng: Thực hiện số lượng lớn các nguyên công khác
nhau mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết.
- Tính năng chính xác, đảm bảo chất lượng cao: Có khả năng đảm bảo chính xác hàng
loạt cả về hình dáng và kích thước, đảm bảo chất lượng cho chi tiết gia công.
- Gia công biên dạng phức tạp: Máy CNC là máy duy nhất có thể gia cơng chính xác
và nhanh các chi tiết có hình dáng phức tạp như các bề mặt 3 chiều.
- Tính năng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao: Giảm phế phẩm, tiết kiệm tiền thuê,
giảm thời gian sản xuất, sử dụng lại chương trình…

II. Các loại máy gia cơng sử dụng kỹ thuật NC và CNC
Như đã đề cập ở trên, các loại máy công cụ CNC đến nay đã chứng tỏ có vai trị quan
trọng ở hầu hết các ngành sản xuất, đáp ứng được yêu cầu đặt ra trong quá trình chế tạo sản
phẩm. Nhiều q trình gia cơng được cải thiện trong thực tế và mang lại hiệu quả rõ
rệt qua việc sử dụng công nghệ CNC. Thử điểm qua một số lĩnh vực sản xuất có ứng
dụng CNC.
1. Máy gia cơng cắt gọt kim loại
Các q trình gia công cắt gọt kim

loại trên các máy truyền thống đều có thể
tiến
hành trên các máy CNC ví dụ như tất cả
các dạng phay ( phay mặt phẳng, phay
theo đường bao, phay rãnh,...), khoan,
khoét, doa lỗ, và cắt ren. Cũng tương tự,
tất cả các dạng tiện như tiện mặt đầu,
khoét, tiện ngồi, cắt rãnh, khía nhám, tiện
Hình 1.1: Trung tâm gia công CNC
ren …đều gia công được trên các máy tiện
CNC. Các máy mài CNC cho phép thực hiện các nguyên cơng mài như mài trịn ngồi, trịn
trong. CNC cịn mở ra một triển vọng mới khi dung cho mài, đó là mài theo biên dạng theo
cách tương tự như tiện mà trước đây chỉ có thể tiến hành bằng phương pháp chép hình trên
các máy truyền thống.

Hình 1.2 : Máy mài CNC nhiều
trục

Hình 1.3: Máy tiện CNC


2.

Máy gia cơng bằng biến dạng dẻo
Các ngun cơng biến dạng tạo hình đối
với các sản phẩm cơ khí bao gồm xén, cắt bằng
lửa hàn hay plasma, đột lỗ, cắt bằng tia laser, uốn,
và hàn. Cơng nghệ CNC có thể ứng dụng cho
từng thao tác của ngành gia công biến dạng dẻo
kim loại, ví dụ hệ thống CNC trên các máy xén

để xác định chính xác chiều dài tấm được xén.
Cắt CNC bằng tia laser hoặc plasma cũng được
dùng. Các máy đột dập liên hợp CNC có thể gia
cơng các lỗ có hình dạng, kích thước tùy ý, và tạo
thành phẩm dạng tấm với các máy uốn CNC...

Hình 1.4: Máy gia công tia lửa


3.

Máy gia cơng ăn mịn tia lửa điện
Gia cơng bằng phương pháp ăn mịn phóng điện qua điện cực (Electrical Discharge
Machining-EDM) là quá trình lấy đi kim loại qua việc sử dụng các tia lửa điện đốt chảy
kim loại. CNC-EDM có 2 dạng, EDM thẳng đứng và EDM dây điện cực. EDM thẳng đứng
dùng 1 điện cực riêng biệt (thường được gia cơng trên máy CNC) có dạng giống hình dạng
của lỗ sâu hoặc hốc lõm cần gia công trên chi tiết. EDM dây điện cực ứng dụng để chế tạo
chày, cối, các bộ khn ... Hình dạng u cầu của chi tiết đạt được thông qua sự điều khiển
hành trình liên tục NC của điện cực dây. Bằng cách này mà các khn dập, các tấm
mẫu...có thể được cắt theo chương trình.
4. Máy gia cơng gỗ
Các máy CNC dùng nhiều ở các xưởng chế biến gỗ để thực hiện các công việc như
phay theo biên dạng, khoan..Nhiều máy phay gỗ có thể chứa nhiều dao và thực hiện được
các nguyên công khác nhau trên cùng chi tiết.
5. Các kiểu máy CNC khác
Các hệ thống viết chữ và chạm trỗ cũng mang lại hiệu quả kinh tế khi ứng dụng
công nghệ CNC, cắt vật liệu dạng đĩa bằng tia nước áp lực cao, ngay cả ở các ngành sản
xuất chi tiết trong ngành điện như các máy quấn dây CNC, các mỏ hàn CNC...
* Kết luận
Có thể nói rằng với sự xuất hiện của các máy CNC, bộ mặt của các ngành sản xuất

nhìn chung đã thay đổi. Đối với nước ta, những năm gần đây các máy CNC đã được từng
bước trang bị trong một số nhà máy, viện nghiên cứu và các công ty liên doanh. Hiểu biết
một cách đầy đủ và khai thác triệt để các ưu thế của loại máy nầy là một nhiệm vụ thiết
thực trong việc chế tạo sản phẩm nói riêng cũng như thúc đẩy và phát triển sản xuất nói
chung.

III. Tình hình trang bị Ứng dụng kỹ thuât CNC ở nước ta hiện nay
Thuật ngữ CNC trỏ vào một
khái niệm mà hầu như bất kì ai học tập,
đào tạo, nghiên cứu trên lĩnh vực Tự
động hóa đều biết: Đó là loại thiết bị
điều khiển sử dụng trong các máy gia
công/chế biến, cho phép thực hiện các
quy trình gia cơng/chế biến trên cơ sở
các thơng số về kích thước/hình dáng
của sản phẩm, chuyển sang thành quỹ
đạo chuyển động trên không gian 3
chiều.
Xuất phát từ các ứng dụng ban đầu
của công nghệ chế tạo máy, chủ yếu là
Hình 1.5: Một hệ thống Rơ bốt
gia công cắt gọt kim loại, hiện tại CNC
được dùng trong nhiều loại máy thuộc các lĩnh vực khác nhau: trải dài từ chế tạo máy tới


ngành dệt may, điều khiển robot hay chế tạo thiết bị điện tử. Từ dạng thiết bị NC
(Numerical Control) đơn giản bằng vi mạch Lôgic rời ở đầu thập kỉ 70 (của thế kỉ trước)
tới CNC ngày nay sử dụng các loại vi điều khiển với tính năng mạnh. Trong nhiều ứng
dụng, thậm chí ta khơng thể hình dung ra được sự thiếu vắng của CNC, đặc biệt là công
nghệ chế tạo máy, ngành công nghệ đẻ ra các máy cái, phục vụ cho mọi ngành cơng nghiệp

khác. Chính vì vậy, thật dễ hiểu khi chúng ta – một đất nước còn chậm phát triển – đã và
đang nỗ lực tìm ra con đường đi để tiến tới thiết bị CNC của riêng mình.
Trong hơn 10 năm vừa qua, Nhà nước (đã thơng qua các chương trình và nhiều kênh
khác) đầu tư khá nhiều nhằm mục tiêu tạo ra thiết bị CNC. Vậy bây giờ cũng là lúc để
chúng ta nhìn lại: Đầu tư đã khá nhiều, làm đã khá nhiều, vậy ta đã làm được những gì để
đạt mục tiêu trên? Liệu có cần phải tiếp tục, và nếu tiếp tục thì nên làm thế nào?
Các ứng dụng cơ bản
Trước khi đi vào phân tích và thử tìm câu trả lời, ta hãy điểm qua các ứng dụng cơ bản
nhất của công nghệ CNC, chỉ ra những phần tử làm nên dạng thiết bị này.
Máy gia công cắt gọt kim loại: Đây là lĩnh vực sử dụng nhiều nhất thiết bị điều khiển
CNC. Chúng ta đã rất quen thuộc với các loại máy phay, máy tiện, hay máy khoan điều
khiển CNC. Hãy bắt đầu từ máy khoan: Loại máy này đều mang 2 đặc điểm kết cấu chung
(hình 1.6), chúng có:

- Một trục quay chính với đầu kẹp mũi khoan theo phương thẳng đứng và khả
năng chuyển động tịnh tiến (theo trục Z có phương thẳng đứng).
- Một bàn máy mang bộ đồ gá lắp phôi với khả năng chuyển động tịnh tiến theo 2 chiều
X, Y nằm dưới trục chính.

Hình 1.6: Mơ hình máy khoan CNC loại 2 và 3 trục


Kết cấu đó có lợi thế là lực đẩy mũi khoan ln hướng xuống vng góc với bàn máy,
ép phơi xuống mặt bàn và do đó khơng gây nên các lực bất lợi có thể đẩy phơi, đồ gá và hệ
truyền động trục XY trượt trên mặt bàn. Việc điều khiển NC các mũi khoan theo hệ tọa độ
mặt bàn máy có thể được thực hiện rất đơn giản. Để có thể tự động hóa hồn tồn q trình
khoan, kết cấu máy ở hình (1.6) sẽ được mở rộng thêm (hình 1.7) một cơ chế tự động thay

Hình 1.7: Hai dạng máy khoan đứng với khả năng tự động thay mũi
khoannhờ một kho dụng cụ dạng mâm trịn (hình trái) hoặc chuỗi dây xích (hình

mũi khoan
phải), thậm chí có thể có khả năng thay đổi bàn máy, tức là khả năng thay phơi gia cơng
(hình phải).
Dạng thiết bị gia cơng có kết cấu phức tạp hơn là máy phay, được phân thành 2 nhóm
chính là loại có trục chính theo phương nằm ngang (hình 1.8) hay phương thẳng đứng (hình
1.9), điều khiển theo quỹ đạo. Trên hình đó ta có thể dễ dàng nhận biết cách định nghĩa các
trục: 3 trục tịnh tiến XYZ và 2 trục quay AB .

Hình 1.8: Máy phay 5 trục có trục chính nằm
ngang.

Hình 1.9: Máy phay 5 trục có trục
chính thẳng đứng


Hình 1.10: Máy phay 5 trục loại thay dao thủ cơng (trái)
và loại có 4 trục chính song song (phải)

góc nghiêng định trước so với bề mặt. Có thể thực hiện linh hoạt chuyển động tương đối đó
giữa dụng cụ và phôi theo một trong 3 cách:
 Giữ cố định trục của dụng cụ, thực hiện bàn gá phôi theo 2 trục
 Thực hiện xoay trục của dụng cụ và một trục của bàn gá phôi
 Giữ cố định phôi và xoay 2 trục của dụng cụ
Với các máy phay CNC như vậy ta có thể gia cơng các chi tiết rất phức tạp. Ngồi ra, máy
phay CNC cịn có thể có nhiều trục chính kết cấu song song với nhau (hình 1.10, phải).


Hình 1.11: Trung tâm gia cơng 4 trục cho phép tiếp cận cắt gọt phơi từ 5 phía
Đối với máy cơng cụ kích cỡ trung bình, ngày nay các nhà sản xuất có xu hướng thực
hiện máy phay tích hợp trong một trung tâm gia cơng (hình 1.1). Đó là một thiết bị điều

khiển CNC với ít nhất 3 trục, có khả năng thực hiện cả 2 cơng đoạn khoan và phay, cho
phép dao tiếp cận cắt gọt phôi dạng lập thể từ ít nhất 4 phía mà khơng cần bất kì sự can
thiệp thủ cơng nào. Một cơ chế thay dụng cụ tự động có nhiệm vụ lấy dụng cụ từ
khay/mâm dụng cụ đưa tới lắp vào trục chính, hoặc tháo từ trục chính đưa ngược trở lại
khay/mâm. Trình tự tháo lắp đó đều được lập trình sẵn.
Trung tâm gia cơng là loại máy CNC điển hình, và chỉ ra đời sau khi xuất hiện CNC.
Chúng có những đặc điểm chính sau đây:
 Có 3 trục NC chuyển động thẳng và bàn máy tròn, cho phép tiếp cận gia cơng từ 4
phía phơi dạng lập thể được gá cố dịnh.
 Có thể thực hiện mọi ngun cơng cắt gọt kim loại như phay thẳng, khoan, tiện, vê
bóng bề mặt, khoan cắt ren trong. Nếu được trang bị đủ còn thêm cả phay theo quỹ đạo,
khoan nghiêng, cẳt ren ngoài. Mỗi dụng cụ đều phải có khả năng lập trình tốc độ quay và
chuyển động tịnh tiến.
 Dụng cụ được cất trong một khay/mâm/đĩa dụng cụ, được chương trình điều khiển
tự động lựa chọn đưa tới lắp vào trục công tác. Kết cấu và dung lượng của khay/mâm/đĩa
dụng cụ trên các máy là rất khác nhau.
 Đơi khi cịn có thêm cơ chế tự động thay đổi khay/mâm/đĩa dụng cụ. Việc gá các
dụng cụ lên khay/mâm/đĩa được thực hiện ngay trong khi gia cơng và ở bên ngồi khơng
gian cơng tác của trục chính. Khả năng này cho phép nâng cao đáng kể năng suất của máy


Câu hỏi:
1. Trình bày nguyên lý hoạt động của máy tiện cnc?
2. Trình bày cấu tạo của máy tiện cnc


Bài 2 : NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH VÀ CÁC HÌNH THỨC TỔ
CHỨC LẬP TRÌNH
MĐ-33-02
Giới thiệu chung: Bài này giới thiệu các mã lệnh (G-code) để nắm được ý nghĩa của

từng mã lệnh
Trình tự thiết kế một chương trình nc
Mục tiêu của bài:
­ Trình bày được khái qt các loại ngơn ngữ lập trình tương thích với hệ điều
khiển của máy tiện CNC.
­ Trình bày đầy đủ các hình thức tổ chức lập trình, ưu nhược điểm và phạm vi áp
dụng của nó.
Nội dung của bài:
TH: 10h)

Thời gian:18h (LT:3h;TH:5h,

1. Ngơn ngữ lập trình
2. Các hình thức tổ chức lập trình

I. Ngơn ngữ lập trình
Về ngơn ngữ lập trình cho các máy NC, người ta chia thành hai loại : ngôn ngữ lập trình
bằng tay và ngơn ngữ lập trình tự động.
Đối với ngơn ngữ lập trình bằng tay, về cơ bản thì hiện nay đã được tiêu chuẩn hóa bởi
ISO. Tuy nhiên củng còn một số quốc gia, một số hảng chế tạo máy vẫn cịn có một số mã
code riêng khác với tiêu chuẩn mà nó chỉ có thể dùng trên các thiết bị thích hợp đó. Đây
cũng là một trong những vấn đề gây khó khăn trở ngại cho những người lập trình, vì thói
quen khi sử dụng ngơn ngữ đã có trước đó, đặc biệt là khi nhà máy của họ có rất nhiều loại
máy của các hãng khác nhau. Vì thế đây là vấn đề mà các nhà đầu tư cần phải tính đến khi
mua sắm máy CNC.
1. Ngơn ngữ lập trình bằng tay
HiƯn nay, hÇu hÕt các máy tiện NC, CNC đều sử dụng ngôn ngữ
lập trình theo tiêu chuẩn quốc tế ISO.
Đó là mà G (Gưcode) hay từ lệnh G hay chữ cái địa chỉ G (viết
tắt của chữ Geometric Funtion) và ba khái niệm đó là một.

Hệ điều khiển của FANUC với các phần mỊm ®i theo ®Ịu sư dơng
m· G. Víi tõ lƯnh G nó thông báo cho hệ điều khiển đường dịch
chuyển. Các chức năng của mà G được thống kê trong bảng
(6.1).
Bảng 6.1. Các chức năng của lệnh G


Mã
tiêu
chuẩn

Mã
đặc biệt

Chức năng
Nhóm

G00

G00

01

Đặc tính điều khiển điểm, chạy dao nhanh

G01

G01

01

Nội suy tuyến tính (nội suy đường thẳng )

G02

G02

01

Nội suy vịng theo chiều kim đồng hồ (CW)

G03

G03

01

Nội suy vòng ngược chiều kim đồng hồ CCW)

G04

G04

00

Lệnh trễ (Thời gian lưu /dừng lại một thời gian
ngắn )

G22

G22

04

Lệnh kiểm tra vùng giới hạn dao

G23

G23

04

Bỏ lệnh kiểm tra vùng giới hạn dao

G28

G28

00

Quay về điểm tham chiếu (điểm gốc)

G32

G33

01

Cắt ren

G40

G40

07

Lệnh bù bán kính mũi dao

G41

G41

07

Bù bán kính mũi dao phía bên trái

G42

G42

07

Bù bán kính mũi dao phía bên phải

G50

G92

00

Thiết lập hệ trục toạ độ

G70

G70

00

Chu trình cắt tinh

G71

G71

00

Chu trình cắt thơ mặt ngồi

G72

G72

00

Kết thúc chu trình cắt thơ mặt ngồi

G73

G73

00

Đóng lại vịng lặp của chu trình

G74

G74

00

Kết thúc cắt mặt của chu trình

G75

G75

00

Cắt mặt ngồi đối với chu trình

G76

G76

00

Chu trình cắt ren

G90

G77

01

Chu trình cắt A

G92

G78

01

Chu trình cắt ren

G94

G79

01

Chu trình cắt mặt đầu (cắt B)

G96

G96

02

Điều khiển tốc độ trục chính (m/phút)

G97

G97

02

Điều khiển tốc độ trục chính (vịng /phút)

G98

G94

05

Lượng tiến dao theo phút (mm/phút)

G99

G95

05

Lượng tiến dao theo vòng ( mm/vòng)

G90

03

Lệnh lập trình theo giá trị tuyệt đối

G91

03

Lệnh lập trình theo giá trị tương đối

2. Ngơn ngữ lập trình tự động


II. Các hình thức tổ chức lập trình

T
rên cơ sở đó, ngày nay có rất nhiều phương thức lập trình CNC khác nhau, tùy theo đặc


tính cụ thể của các loại máy CNC được trang bị củng như hệ điều khiển và mục đích sử
dụng mà có thể lựa chọn các phương pháp một cách thích hợp
1. Lập trình bằng tay trực tiếp trên máy CNC .

2. Lập trình bằng tay trên cụm CNC khác.
Trong khi máy CNC đang hoạt động, người ta có thể chuẩn bị cho chúng một chương trình
gia cơng tiếp theo bằng cách dung các bảng lập trình CNC khác hay các máy tính trong hệ
thống DNC. Điều này đặc biệt rất thuận lợi cho quá trình giảng dạy, đào tạo và thực hành
củng như để gia công các chi tiết đơn giản trong dạng sản xuất đơn chiếc hay loạt nhỏ.
Với phương pháp này, ta có thể bố trí các cụm lập trình hay các máy tính ngay trong phân
xưởng sản xuất để thuân lợi cho quá trình dạy và thực hành.
3. Lập trình bằng tay tại phân xưởng chuẩn bị chương trình
Kiểu lập trình này thích hợp với các cơ sở sản xuất của các nhà máy có năng lực sản xuất
lớn hay thực hiện một hợp đồng bao gồm nhiều chi tiết lắp ghép mà cần phải thực hiện
trên nhiều máy CNC. Khi đó yêu cầu phải có phịng lập trình và có các kỹ sư lập trình đủ

trình độ về chun mơn và kinh nghiệm về nghề nghiệp, đặc biệt là với các máy 3D, 4D
và 5D. Các kỹ sư lập trình này trước hết phải trãi qua quá trình lập trình trực tiếp trong
phân xưởng và phải đạt đến trình độ thành thạo và có kinh nghiệm mới có thể đảm nhiệm
được cơng việc.
Thơng thường việc lập trình được thực hiện trên máy vi tính. Vì thế nên chỉ có những
cán bộ có đủ trình độ kiến thức và kinh nghiệm mới có thể thực hiện được công việc này.


4. Lập trình bằng máy
Từ cơ sở CAD : vẽ và thiết kế trên máy tính, người ta đã đưa vào một hệ thống biên
dịch trợ giúp cho quá trình lập trình, sau khi đã thiết kế xong chi tiết, người ta có thể lựa
chọn quy trình cơng nghệ và cách thức gia công ( Như cắt thô, cắt bán tinh hay cắt tinh và
rất tinh, các kiểu tiến hành ăn dao…) và từ kiểu lựa chọn đó máy tính sẽ thông qua bộ xử lý
sẽ xác định một chương trình gia cơng thích hợp dưới dạng mơ tả các q trình dịch chuyển
dụng cụ và các chế độ cơng nghệ tương ứng. Cơng việc tiếp theo là mã hóa chương trình
gia cơng trên do bộ hậu xử lý theo code của hệ thống điều khiển số tương thích được lắp
trên máy để cho ra chương trình gia cơng thích hợp với ngơn ngử máy. Kỹ thuật đó gọi là
CAM. Hiện nay các phần mềm CAD/CAM càng ngày càng mạnh hơn và có nhiều chức
năng hơn củng như giá thành ngày càng rẽ hơn và đã cho phép người sử dụng rất thuận lợi
trong quá trình lập chương trình gia công. Đặc biệt là với các máy 3D, 4D, 5D.

III. Trình tự tổ chức lập trình NC
Chương trình NC có thể được thiết lập ở nhiều các bộ phận khác nhau. Vì vậy cần phân
biệt các dạng lập trình NC sau:
 Thiết lập chương trình ở bộ phận chuẩn bị sản xuất
 Thiết lập chương trình trong phạm vi xưởng (Lập trình xưởng).
1. Thiết lập chương trình ở bộ phận chuẩn bị sản xuất
Tất cả các biện pháp kế hoạch hóa được thực hiện ở bộ phận chuẩn bị sản xuất để thực
hiện nhiệm vụ gia công. Biện pháp kế hoạch này là sắp đặt trước thời gian cho việc gia
cơng. Vì bộ phận này nằm ở ngồi phạm vi xưởng nên người ta cũng gọi là lập trình từ bên

ngồi.
Chương trình NC được tạo ra bởi các lập trình viên-NC, họ đã được đào tạo sâu cho lập
trình NC. Phần nhiều họ làm việc tại vị trí lập trình và thiết lập chương trình bằng máy. Ở
đây chương trình khơng chỉ được tạo ra mà cịn được quản lý theo trật tự nhất định.
Chương trình được dẫn vào máy công cụ CNC bởi mạng vận hành DNC.
Thiết lập chương trình trong bước chuẩn bị sản xuất chỉ có lợi khi:
 Quy mơ chương trình NC lớn hoặc
 Chương trình NC cho các chi tiết phức tạp phải được thiết lập, nếu
 Nhiều chương trình NC phải được quản lý hoặc
 Khi trong phân xưởng có nhiều máy cơng cụ CNC
Nhược điểm:
 Chương trình NC phải được tối ưu hố trên máy cơng cụ CNC và
 chỉ có mối liên hệ rất ít với xưởng.
2. Thiết lập chương trình trong phạm vi xưởng
Nếu chương trình NC được thiết lập trong phạm vi xưởng, thì người ta gọi đó là lập
trình bên máy. Chương trình NC có thể được tạo ra trực tiếp trên máy hoặc tại vị trí lâp
trình gần bên máy.


Chương trình NC được tạo ra trong phạm vi xưởng và ở bước chuẩn bị sản xuất được
kiểm tra trực tiếp và tối ưu hóa trực tiếp trên máy cơng cụ CNC bởi người vận hành khi
điều chỉnh máy.
Thiết lập chương trình trong phạm vi xưởng chỉ có lợi khi:
 Người cơng nhân ở xưởng có kinh nghiệm,
 Chương trình NC ngắn hoặc
 Phải thiết lập chương trình NC cho các chi tiết đơn giản
 Chỉ có một vài máy cơng cụ CNC hoặc
 Chương trình NC có sẵn và nhận được một cách nhanh chóng.
Nhược điểm:
 Nhân sự ở xưởng phải được đào tạo chuyên sâu và

 Thời gian lập trình dài dẫn đến máy phải dừng tương ứng.
Lập trình CNC có thể được thực hiện với các phương pháp khác nhau ở địa điểm khác
nhau. Sơ đồ sau trình bày khái quát những khả năng này.
3. Trình tự ngun tắc lập trình NC bằng phương pháp thủ cơng.
Gia cơng trên máy cơng cụ CNC địi hỏi q trình chuẩn bị gia công và kế hoạch kĩ
lưỡng. Tất cả các hoạt động mà người công nhân thực hiện trên máy tiện hay máy phay
vạn năng phải được suy nghĩ và mơ tả trước bởi người lập trình cho gia cơng trên máy
cơng cụ CNC.
Khi lập trình bằng phương pháp thủ cơng, người lập trình trình bày rõ ràng và chính
xác nhiệm vụ gia cơng trong chương trình NC, mà khơng có sự trợ giúp từ hệ thống lập
trình. Ngun tắc lập trình NC bằng phương pháp thủ cơng bao gồm các bước sau:
a. Khẳng định trình tự gia cơng
Việc xác định tiến trình gia cơng phải được cấu trúc hóa cho chương trình NC được
tạo ra. Người lập trình xác định trình tự gia cơng dựa trên bản vẽ chế tạo. Ngoài ra phải
xác định phương án kẹp cần thiết và thiết bị kẹp sử dụng cho phương án kẹp cũng như
từng bước gia cơng trong trình tự gia công.
b. Xác định các dụng cụ cắt cần thiết
Người lập trình xác định dụng cụ cắt cần thiết cho từng bước gia công. Dụng cụ cắt
được lựa chọn từ ngân hàng dụng cụ cắt.
c. Tính tốn các thơng số cơng nghệ
Thơng số chế độ cắt có liên quan đến vật liệu gia công và dụng cụ cắt phải được xác
định cho từng bước gia cơng.
d. Tính tốn các thơng số hình học
Các tọa độ cần thiết cho chương trình gia công được lấy từ bản vẽ chế tạo hoặc phải
được tính tốn thêm từ các tọa độ đã biết.
e. Thiết lập chương trình gia cơng cho từng bước gia cơng
Với sự hỗ trợ của các thơng số hình học và thông số công nghệ đã xác định trước
đây, từng các bước lập trình được ghi lại trong phiếu lập trình.

f.

Kiểm tra chương trình NC
Các chuyển động dịch chuyển được mô phỏng trên máy công cụ CNC để kiểm tra
và phát hiện các lỗi của chương trình.

Câu hỏi:
Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết theo bản vẽ sau trên máy tiện
cnc 2 trục


Bài 3: CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH GIA CƠNG TRÊN
MÁY TIỆN CNC
MĐ-33-03
Giới thiệu chung: Bài này giới thiệu người học kiến thức và kỹ năng thiết kế
chương trình cnc, trình tự thiết kế một chương trình tiện cnc, hạn chế và khắc phục
những lỗi thường gặp khi thiết kế.
Mục tiêu của bài:
Trình bày được cấu trúc chung của chương trình gia công trên máy CNC và cấu
trúc một câu lệnh (Một câu lệnh điều khiển) trong chương trình gia cơng để vận
dụng vào lập chương trình gia cơng.
Nội dung của bài:
TH: 10h)

Thời gian:20h (LT:4h;TH:5h, KT: 1h,

1. Cấu trúc một chương trình gia cơng
2. Cấu trúc một câu lệnh
Chương trình NC hình thành từ một chuỗi các câu lệnh, chúng dùng để điều khiển máy
công cụ CNC gia công một chi tiết cụ thể.

Chương trình gia cơng này chứa một lệnh với các thơng tin tương ứng cho mỗi q trình
gia cơng trên máy công cụ CNC. Các lệnh này được mã hố dưới dạng các chữ số, có nghĩa
là chúng hình thành từ các chữ cái, chữ số và các ký hiệu.
Tiêu chuẩn ISO-6983 đã thử nghiệm để thống nhất lập trình NC của các máy trong lãnh
vực sản xuất. Tuy nhiên người ta giới hạn các lệnh cũng như cấu trúc chung của một
chương trình NC. Các nhà sản xuất hệ điều khiển CNC có một phạm vi rộng cho việc thiết
lập các lệnh NC riêng biệt trong hệ điều khiển của họ. Cấu trúc chung của một chương
trình NC theo tiêu chuẩn ISO-6983 được mơ tả theo trình tự sau.

I. Cấu trúc một chương trình gia cơng
Cấu trúc chương trình NC
Chương trình NC (Numerical Control) là tồn bộ các lệnh cần thiết để gia công một chi
tiết trên máy cơng cụ CNC. Cấu trúc của một chương trình NC đã được tiêu chuẩn hố.
Mỗi một chương trình NC bao giờ cũng được bắt đầu bằng một ký hiệu chương trình.
Tuỳ thuộc vào nơi sản xuất hệ điều khiển, các ký hiệu chương trình có thể là các chữ số và
các chữ cái. Một chương trình gia cơng trên máy NC bao giờ cũng gồm có 3 phần: Đầu
chương trình; Thân chương trình; Cuối chương trình.
Một chương trình NC hồn chỉnh bao gồm các phần sau:


%TP0147

Mở đầu chương trình

N10 G54 X80 Y100 …

Trình tự các câu lệnh NC
với các thông tin gia công và

…

N75 G01 Z-10 F0.3 S1800 T03 M08
…
N435 M30
lệnh kết thúc chương trình
Hình 7.1: Cấu trúc một chương trình NC
+ Đầu chương trình:
Bao gồm các lệnh như: Tên chương trình; khai báo điểm bắt đầu của dụng cụ cắt
(hay còn gọi là điểm (O) của chương trình, chọn dụng cụ cắt, chọn tốc độ trục
chính…).
Ví dụ:
O 001; (ký hiệu của chương trình)
G50 X200. Z150; (vị trí của dụng cụ trước khi gia cơng)
G97 S1000 T0101 M03;

Dao số 01
Bộ nhớ 01
Tốc độ trục chính 1000v/p
Máy quay cùng chiều kim đồng hồ
+ Thân chương trình:
Bao gồm một dãy các khối lệnh về gia công và các chế độ gia cơng.
Ví dụ:
N01 G00 X20.Z2; (chạy dao nhanh đến điểm có toạ độ X=20, Z=2)
N10 G01 X15. Z2.F0.3 M08;
(tiến dao cắt đến điểm X=15, Z=2
với lượng tiến dao = 0.3 mm/vòng; mở dung dịch làm mát)
+ Cuối chương trình :
Cuối chương trình là các lệnh: Trở về điểm gốc chương trình; Tắt dung dịch làm
mát; Dừng trục chính; Dừng chương trình…
Ví dụ:
N35 G00 X200. Z150. M09; (trở về điểm gốc chương trình; tắt dung dịch làm mát)

N40 M05;
(dừng trục chính)
N45 M30;
(dừng chương trình)

II. Cấu trúc của một câu lệnh
Mỗi một câu lệnh NC bao gồm số của câu lệnh, một số các từ lệnh cũng như một dấu
hiệu điều khiển riêng biệt dùng để báo cho hệ điều khiển CNC biết câu lệnh NC đã kết


thúc. Dấu hiệu điều khiển này được kí hiệu là LF (Line Feed). Nó được tự động tạo ra trong
chương trình NC khi nhấn phím “Chấp nhận” của hệ điều khiển CNC hoặc phím “Enter”
trên bàn phím máy tính (PC).
N75

G01

Z10.75

F0.3

S1800

T03

Số thứ tự Từ lệnh Từ lệnh Từ lệnh Từ lệnh Từ
câu lệnh
lệnh

M08

LF

Từ lệnh Ký hiệu kết thúc câu
lệnh

Hình 7.2:Cấu trúc của một câu lệnh
Một khối câu lệnh chương trình được cấu tạo từ các chữ số và các chữ cái:
Chữ số: gồm các số từ 0 đến 9
Chữ cái: gồm 26 chữ cái từ A,B……….X,Y,Z
* Một khối lệnh có cấu trúc như sau :
N5 G01 X20. Z30. F0.2 T0101 M03 M08;
Thông tin vận hành máy
(Thông tin công nghệ)
Thông tin dịch chuyển
Số câu lệnh
Gồm:

- Thông tin vận hành máy;
- Thông tin dịch chuyển;
- Số thứ tự câu lệnh.
Cuối câu lệnh bao giờ cũng có dấu chấm phảy (;).
+ Số thứ tự câu lệnh:
Số thứ tự câu lệnh bao gồm một chữ cái N (Number) và một số tự nhiên đứng đằng
sau. Số thứ tự câu lệnh giúp ta tìm dễ dàng các câu lệnh trong bộ nhớ của hệ thống điều
khiển, hay trong trường hợp cần sử dụng các lệnh lặp, chu trình…
+ Thơng tin dịch chuyển:
Bao gồm mã dịch chuyển G, kèm theo các con số chỉ kiểu dịch chuyển.
Ví dụ:
G00  dịch chuyển dao nhanh

G01  dịch chuyển dao theo đường thẳng