Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Nghiên cứu xây dựng chương trình mô phỏng gia công trên máy CNC 3 trục bridgeport VMC 2216 XV
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
1
LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi cam đoan những nội dung trong đồ án tốt nghiệp này là do chúng
tôi tự nghiên cứu và xây dựng dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Văn
Tường, không sao chép tài liệu của bất kì cá nhân hay tổ chức nào. Nếu vi phạm
bản quyền của tác giả nào chúng tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.
Nha Trang, ngày 2 tháng 1 năm 2011
Sinh viên thực hiện
1. Nguyễn Đăng Bình
2. Đỗ Văn Học
2
MỤC LỤC
TRANG BÌA PHỤ Trang
LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................1
MỤC LỤC ............................................................................................................2
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................6
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................7
DANH MỤC CÁC HÌNH .....................................................................................8
MỞ ĐẦU ............................................................................................................11
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ...............................................................................12
1. 1 MÁY BRIDGEPORT VMC 2216 XV ......................................................12
1.1.1 Mô tả chung.........................................................................................12
1.1.2 Các thông số kĩ thuật. ..........................................................................14
1.1.3.1 Khung máy ...................................................................................15
1.1.3.2 Trục chính.....................................................................................16
1.1.3.3 Hệ thống chạy dao.........................................................................17
1.1.3.4 Sống trượt .....................................................................................18
1.1.4 Hệ thống động lực ...............................................................................18
1.1.5 Hệ thống thay dao và chuôi kẹp dao ....................................................18
1.1.6 Hệ thống điều khiển.............................................................................20
1.2 GIA CÔNG ẢO .........................................................................................20
1.2.1 Ý nghĩa của gia công ảo.......................................................................20
1.2.2 Nhiện vụ của đề tài..............................................................................21
1.2.3 Những công việc cần thực hiện............................................................22
1.3 Lựa chọn các phần mềm dùng cho mô hình hóa và mô phỏng gia công......22
1.3.1 Lựa chọn phần mềm mô hình hóa ........................................................22
1.3.2 Lựa chọn phần mềm mô phỏng gia công..............................................23
CHƯƠNG 2: TẠO MÔ HÌNH LẮP RÁP CAD 3D CỦA MÁY..........................26
2.1. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA VIỆC TẠO MÔ HÌNH........................26
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO MÔ HÌNH....................................................26
2.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN .................................................................27
2.3.1 Xác định các chi tiết thành phần ..........................................................27
2.3.2 Xác định hệ tọa độ chung ....................................................................28
2.3.3 Đo đạc kích thước các chi tiết thành phần............................................28
2.3.3.1 Kích thước bàn X..........................................................................28
2.3.3.2 Kích thước bàn Y..........................................................................29
2.3.3.3 Kích thước bàn Z ..........................................................................30
2.3.3.4 Kích thước bệ máy ........................................................................30
2.3.3.5 Kích thước trục chính....................................................................31
2.3.3.6 Kích thước vỏ máy........................................................................31
2.3.3.7 Kích thước đế máy ........................................................................32
3
2.4. XÂY DỰNG CÁC MÔ HÌNH 3D BẰNG PRO/ENGINEER 4.0 VÀ
XUẤT SANG FILE STL .................................................................................32
2.4.1 Xây dựng mô hình bàn X.....................................................................32
2.4.2 Xây dựng mô hình bàn Y.....................................................................33
2.4.3 Xây dựng mô hình bàn Z .....................................................................34
2.4.4 Xây dựng mô hình trục chính...............................................................35
2.4.5 Xây dựng mô hình bệ máy...................................................................36
2.4.6 Xây dựng mô hình đế máy...................................................................37
2.4.7 Xây dựng mô hình vỏ máy...................................................................38
2.5.8 Xây dựng mô hình mâm chứa dao .......................................................39
2.5 TẠO LẮP RÁP TRONG VERICUT..........................................................40
2.5.1 Tạo 1 file mới......................................................................................40
2.5.2 Hiển thị các hệ tọa độ ..........................................................................41
2.5.3 Tải file cấu hình điều khiển Fanuc 21im..............................................41
2.5.4 Hiển thị Component tree......................................................................41
2.5.5 Thêm trục “Z” vào “ Base” ..................................................................42
2.5.6 Thêm trục chính “ Spindle” vào trục “Z” và “ Tool” vào Spindle”......42
2.5.7 Thêm trục “Y” vào “ Base” và trục “X” vào trục “Y” ..........................42
2.5.8 Cắt Attach(0, 0, 0) và dán vào X(0, 0, 0).......................................43
2.5.9 Thêm mâm chứa dao vào “BASE”.......................................................43
2.5.10 Thêm “Enclosure”vào “BASE” và thêm “Door” vào “Enclosure” .....44
2.5.11 Lưu File máy với tên Bridgeport 2216.mch ......................................44
2.5.12 Thêm mô hình “ Base”.......................................................................44
2.5.13 Thêm mô hình bàn Y ........................................................................45
2.5.14 Thêm mô hình bàn X .........................................................................45
2.5.15 Thêm mô hình bàn Z..........................................................................46
2.5.16 Thêm mô hình Spindle......................................................................46
2.5.17 Thêm mô hình Tool Chain................................................................47
2.5.18 Thêm đế máy vào “BASE” ................................................................47
2.5.19 Thêm mô hình “ Enclosure”...............................................................47
2.5.20 Xác định lại điểm “0” cho máy ..........................................................48
2.5.21 Kiểm tra vị trí ban đầu mới cài đặt lại cho máy..................................49
2.5.22 Lưu vào File máy Bridgeport 2216.mch.............................................49
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬT THỂ VÀ LẬP ...............................50
3.1 XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬT THỂ...........................................................50
3.2 LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT..........................................................52
3.2.1 Tạo File gia công mới..........................................................................52
3.2.2 Tạo Manufacturing Model ...................................................................52
3.2.2.1 Lắp Model tham chiếu lên hệ thống ..............................................52
3.2.2.2 Tạo phôi.......................................................................................53
3.2.2.3 Tạo gốc tọa độ gia công ................................................................53
3.2.3 Thiết lập nguyên công .........................................................................54
3.2.3.1 Chọn máy CNC.............................................................................54
4
3.2.3.2 Xác định gốc tọa độ gia công ........................................................54
3.2.3.3 Xác định mặt phẳng Retract ..........................................................54
3.2.4 Thiết lập các bước công nghệ ..............................................................55
3.2.4.1 Thiết lập các thông số cho quá trình phay phá mặt trên của phôi ...55
3.2.4.2 Thiết lập các thông số cho quá trình gia công đường biên .............56
3.2.4.3 Thiết lập các thông số cho quá trình gia công túi rỗng...................58
3.2.4.4 Thiết lập các thông số cho quá trình gia công các lỗ......................59
3.2.5 Mô phỏng toàn bộ chương trình...........................................................62
CHƯƠNG 4: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH HẬU XỬ LÝ.........................................63
4.1 TẠO OPTION FILE MỚI..........................................................................64
4.1.1 Mở File gia công. ................................................................................64
4.1.2 Mở cửa sổ Options...............................................................................64
4.1.3 Gọi Modul Gpost.................................................................................64
4.1.4 Mở cửa sổ Option File Generator.........................................................65
4.1.5 Tạo một File mới.................................................................................65
4.1.6 Tạo máy phay......................................................................................65
4.1.7 Xác định tên cho Option file là uncx01.p01 .........................................66
4.1.8 Xác định dạng khởi tạo........................................................................66
4.1.9 Đặt tên cho Option File........................................................................67
4.1.10 Thiết lập máy phay 3 trục ..................................................................67
4.1.11 Lưu option File ..................................................................................67
4.2. HIỆU CHỈNH CÁC THIẾT LẬP CHO FILE OPTION. ...........................68
4.2.1 Chọn đơn vị đo theo hệ Mét (Metric)...................................................68
4.2.2 Chèn dấu chấm phẩy ( ; ) vào cuối mổi câu lệnh..................................69
4.2.3 Chèn số hiệu chương trình ...................................................................69
4.2.4 Chèn mã an toàn ở đầu chương trình NC .............................................70
4.2.5 Tách các địa chỉ trong câu lệnh với nhau .............................................70
4.2.6 Để mã lệnh được xuất ra dùng 2 ký tự số.............................................71
4.2.7 Thiết lập lượng tăng số hiệu câu lệnh...................................................72
4.2.8 Bỏ M05 cuối chương trình...................................................................72
4.2.9 Chèn M30 ở cuối chương trình ...........................................................73
4.2.10 Xác định dạng thông tin kết quả điều hành ........................................73
4.2.11 Xác định kiểu File MCD được xuất ra ...............................................74
4.3 HIỆU CHỈNH THIẾT LẬP CHO CÁC LỆNH DI CHUYỂN DAO...........74
4.3.1 Đối với nội suy cung tròn ....................................................................75
4.3.2 Xắp sếp lại các mã lệnh theo đúng thứ tự.............................................75
4.4 HIỆU CHỈNH THIẾT LẬP CHO CÁC LỆNH TỐC ĐỘ TRỤC CHÍNH
VÀ LỆNH THAY DAO ..................................................................................76
4.5 HIỆU CHỈNH CÁC THIẾT LẬP CHO CHU TRÌNH PHAY ....................76
4.5.1 Xác định các lệnh xuất ra cho các chu trình .........................................77
4.5.2 Khai báo địa chỉ bước Q. .....................................................................78
4.5.3 Đăng ký giá trị bước P.........................................................................79
4.5.4 Di chuyển Q về sau R, P về sau Q và K về sau F . ...............................79
5
4.5.5 Chỉ định địa chỉ Q thành đầu ra cho chu trình DEEP cycle ..................80
4.6 HIỆU CHỈNH MỘT SỐ THIẾT LẬP KHÁC ............................................80
4.6.1 Lệnh bù trừ dao ...................................................................................80
4.6.2 Thiết lập tốc độ ăn dao lớn nhất và nhỏ nhất........................................81
4.6.3 Thiết lập tốc độ trục chính lớn nhất và nhỏ nhất...................................82
4.6.4 Thiết lập bán kính lớn nhất sẽ được xuất ra trong tập file.....................82
4.7 Lưu các thiết lập.........................................................................................82
4.8 XUẤT CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG......................................................83
CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG GIA CÔNG TRÊN MÁY.........................................86
5.1 KHỞI ĐỘNG VERICUT 6.2 .....................................................................86
5.2 THÊM MÔ HÌNH FIXTURE ....................................................................86
5.3 THÊM MÔ HÌNH “ STOCK ”...................................................................87
5.4 THÊM MÔ HÌNH “ TOOL ” .....................................................................88
5.5 TẢI CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG NC PROGRAM ...............................88
5.6 XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ GIA CÔNG.............................................................89
5.7 CHẠY THỬ...............................................................................................92
5.8 LƯU FILE .................................................................................................93
5.9 KIỂM TRA LỖI.........................................................................................93
5.9.1 Kiểm tra lỗi gia công ...........................................................................93
5.9.2 Kiểm tra tình trạng gia công ................................................................96
5.9.3 Cách tìm các lỗi xuất hiện .................................................................98
5.9.4 Kiếm tra va chạm với các bộ phận của máy ......................................99
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN...........................................104
6.1 KẾT LUẬN .............................................................................................104
6.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN..................................................................................104
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................106
6
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1. CAD: Computer Aided Design ()
2. CAM: Computer Aided Manufacturing ()
3. CNC: Computer Numerical Control ()
4. NC: Numerical Control ()
7
DANH MỤC CÁC BẢNG
TÊN BẢNG TRANG
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của máy Bridgeport VMC
2216 XV.
14
Bảng 3.1. Thông số gia công phay mặt trên của phôi. 55
Bảng 3.2. Thông số gia công đường biên. 57
Bảng 3.3. Thông số gia công túi rỗng. 59
Bảng 3.4. Thông số gia công lỗ Ø 10. 60
Bảng 4.1. Các lệnh di chuyển dao. 74
Bảng 4.2. Cấu trúc lệnh tốc độ trục chính. 76
Bảng 4.3. Cấu trúc lệnh chu trình phay. 78
8
DANH MỤC CÁC HÌNH
TÊN HÌNH TRANG
Hình 1.1. Hình dáng bên ngoài máy phay CNC 3 trục Bridgeport
VMC 2216 XV.
12
Hình 1.2. Cấu tạo của máy phay CNC 3 trục Bridgeport VMC 2216
XV khi bỏ vỏ che.
13
Hình 1.3. Cấu tạo khung máy 15
Hình 1.4. Cấu tạo trục chính máy phay CNC Bridgeport. 16
Hình 1.5. Bản vẽ lắp hệ thống chạy dao máy phay CNC Bridgeport. 17
Hình 1.6. Mặt cắt ngang sống trượt phẳng. 18
Hình 1.7. Mâm chứa dao máy Bridgeport VMC 2216 XV. 18
Hình 1.8. Tay kẹp và giữ dao trong mâm chứa dao kiểu Carousel
máy phay CNC Bridgeport.
19
Hình 1.9. Các kiểu chuôi dao tiêu chuẩn thường dùng cho các máy
phay CNC.
19
Hình 1.10. Hình dáng bên ngoài của điều khiển GE Fanuc 21i. 20
Hình 2.1. Tọa độ tham chiếu của máy CNC. 28
Hình 2.2. Kích thước bàn X. 29
Hình 2.3. Kích thước bàn Y. 29
Hình 2.4. Kích thước bàn Z. 30
Hình 2.5. Kích thước bệ máy. 30
Hình 2.6. Kích thước trục chính. 31
Hình 2.7. Kích thước vỏ máy. 31
Hình 2.8. Kích thước đế máy. 32
Hình 2.9 – 2.12. Các hình minh họa xây dựng mô hình bàn X. 33
9
Hình 2.13 – 2.15. Các hình minh họa xây dựng mô hình bàn y. 34
Hình 2.16 – 2.19. Các hình minh họa xây dựng mô hình bàn Z 35
Hình 2.20 – 2.21. Các hình minh họa xây dựng mô hình trục chính. 36
Hình 2.22 – 2.25. Các hình minh họa xây dựng mô hình bệ máy. 36 - 37
Hình 2.26 – 2.27. Các hình minh họa xây dựng mô hình đế máy. 37
Hình 2.28 – 2.32. Các hình minh họa xây dựng mô hình vỏ máy. 38 - 39
Hình 2.33. Mâm chứa dao. 40
Hình 2.34 – 2.52. Các hình minh họa tạo lắp ráp trong Vericut. 40 - 49
Hình 3.1 – 3.9. Các hình minh họa xây dựng mô hình vật thể. 50 - 52
Hình 3.10 – 3.25. Các hình minh họa lập trình gia công chi tiết. 53 - 62
Hình 4.1 – 4.10. Các hình minh họa tạo Option File mới. 64 - 68
Hình 4.11 – 4.23. Các hình minh họa hiệu chỉnh thiết lập cho File
Option.
68 - 74
Hình 4.24 – 4.25. Các hình minh họa hiệu chỉnh các thiết lập cho
lệnh di chuyển dao.
75
Hình 4.26. Hiệu chỉnh thiết lập cho lệnh tốc độ trục chính và lệnh
thay dao.
76
Hình 4.27 – 4.31. Các hình minh họa hiệu chỉnh thiết lập cho chu
trình phay.
77 - 80
Hình 4.32 – 4.35. Các hình minh họa hiệu chỉnh một số thiết lập
khác.
81 - 82
Hình 4.36 – 4.44. Các hình minh họa khi xuất chương trình gia
công.
83 - 85
Hình 5. – 5.13. Các hình minh họa mô phỏng gia công trên máy
bằng phần mềm Vericut.
86 - 93
Hình 5.14 – 5.17. Các hình minh họa kiểm tra lỗi gia công. 94 - 95
Hình 5.18 – 5.20. Các hình minh họa kiểm tra tình trạng gia công. 96 - 97
Hình 5.21 – 5.22. Các hình minh họa cách tìm các lỗi xuất hiện 98 - 99
10
Hình 5.23 – 5.26. Các hình minh họa kiểm va chạm với các bộ phận
của máy.
100 - 103