Ứng dụng phần mềm Mastercam tạo lập chương trình để gia công chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay CNC - Arimony

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

TRẦN CÔNG CHÍNH

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM TẠO LẬP CHƯƠNG

TRÌNH ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT CÓ BỀ MẶT PHỨC TẠP

TRÊN MÁY PHAY CNC - ARMONI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

THÁI NGUYÊN, NĂM 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

TRẦN CÔNG CHÍNH

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM TẠO LẬP CHƯƠNG

TRÌNH ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT CÓ BỀ MẶT PHỨC TẠP

TRÊN MÁY PHAY CNC - ARMONI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Mã số:

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH

THÁI NGUYÊN, NĂM 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................................3

MỞ ĐẦU .............................................................................................................................5

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC ...............................6

1.1. Khái quát máy công cụ thông thƣờng và máy công cụ CNC ..............................6

1.1.1. Đặc điểm máy cắt kim loại CNC ........................................................................6

1.1.2. Cấu tạo của máy công cụ CNC.........................................................................9

1.2 . Hệ thống điều khiển CNC ...................................................................................19

1.2.1 Kết cấu và chức năng điều khiển CNC..............................................................19

1.2.2. Phần cứng – Máy tính .......................................................................................20

1.2.3. Các dạng điều khiển hình học trên máy công cụ CNC.....................................20

1.3. Dụng cụ cắt trên máy phay CNC ....................................................................... 25

1.3.1. Dao phay ngón ..................................................................................................25

1.3.2.Dao phay mặt đầu...............................................................................................27

1.4. Khái quát về phƣơng pháp lập trình gia công trên máy công cụ CNC............28

1.4.1 Ngôn ngữ lập trình CNC. ...................................................................................28

1.4.2. Cơ sở hình học của lập trình .............................................................................32

1.5. Các hình thức tổ chức lập trình gia công CNC...................................................41

1.5.1. Lập trình bằng tay trực tiếp trên máy CNC ......................................................42

1.5.2. Lập trình bằng tay trên cụm CNC khác ............................................................42

1.5.3. Lập trình bằng tay trong chuẩn bị sản xuất.......................................................42

1.5.4. Lập trình với sự trợ giúp của máy tính..............................................................42

CHƢƠNG 2

MÁY PHAY CNC - ARMONI VÀ PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH GIA CÔNG......43

2.1. Giới thiệu chung về máy phay CNC – ARMONI ...............................................43

2.2. Đặc tính kỹ thuật máy phay CNC – ARMONI...................................................45

2.3. Phần mềm điều khiển và tập lệnh gia công trên máy.........................................45

2.3.1. Các chuyển động chạy dao................................................................................45

2.3.2. Các lệnh gia công dịch chuyển ( mã G)............................................................46

2.3.3. Các lệnh gia công theo chu trình (từ G81 đến G89) .........................................48

2.3.4. Các lệnh phụ trợ (M)........................................................................................48

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2

2.3.5. Cấu trúc của các lệnh gia công..........................................................................49

2.4. Quy trình thao tác máy .........................................................................................68

2.5. Các chƣơng trình làm việc trong hệ điều khiển..................................................68

2.5.1. Chức năng của các menu chính.........................................................................68

2.5.2. Thao tác sử dụng các menu chính.....................................................................70

CHƢƠNG 3

PHẦN MỀM MASTERCAM VÀ KHẢ NĂNG TỰ ĐỘNG TẠO LẬP CHƢƠNG

TRÌNH GIA CÔNG .........................................................................................................86

3.1. phần mềm Master CAM........................................................................................86

3.1.1. MasterCAM Design ..........................................................................................86

3.1.2. MasterCAM Mill...............................................................................................99

3.2. phƣơng pháp Lập trình gia công và khả năng tự động tạo lập chƣơng trình

gia công trong MasterCAM .......................................................................................105

3.2.1 . Thiết kế bản vẽ chi tiết gia công ....................................................................105

3.2.2. Chọn phôi........................................................................................................106

3.2.3. Chọn dụng cụ cắt.............................................................................................106

3.2.4. Tự động tạo lập chương trình gia công trong MasterCAM ...........................106

CHƢƠNG 4

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM TẠO LẬP CHƢƠNG TRÌNH NC ĐỂ

GIA CÔNG CHI TIẾT PHỨC TẠP TRÊN MÁY PHAY CNC - ARMONI. ..........109

4.1. Chi tiết gia công....................................................................................................109

4.2. Trình tự các bƣớc gia công chi tiết.....................................................................110

4.2.1. Thiết đặt các tham số phôi ..............................................................................110

4.2.2. lập các bước để gia công chi tiết.....................................................................111

4.3. Chƣơng trình gia công.........................................................................................115

4.3.1. Chương trình gia công phay hạ bậc đường tròn ngoài....................................116

4.3.2. Chương trình gia công phay thô hạ bậc mặt trên ...........................................117

4.3.3. Chương trình gia công phay tinh hạ bậc mặt trên...........................................119

4.3.4. Chương trình gia công phay chữ và hình các hình elips.................................120

KẾT LUẬN .....................................................................................................................119

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................121

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cấu tạo máy phay thông thường và máy phay CNC............................................8

Hình1.2: Bộ truyền chạy dao với trục vít me - đai ốc - bi..................................................10

Hình 1.3: Kết cấu chính khe hở vít me đai ốc bi................................................................11

Hình 1.4: Rãnh dẫn hướng .................................................................................................12

Hình 1.5: Các phương thức đo ...........................................................................................14

Hình 1.6: Đài dao................................................................................................................16

Hình 1.7: Magazin dụng cụ ................................................................................................17

Hình 1.8: Sơ đồ thay thế dao động .....................................................................................18

Hình 1.9: Hệ thống điều khiển CNC ..................................................................................19

Hình 1.11: Các dạng chạy dao trong điều kiện điểm - điểm..............................................21

Hình 1.12: Điều khiển đường thẳng ...................................................................................22

Hình 1.13: Điều khiển theo contour ...................................................................................23

Hình 1.14: Điều khiển contour .........................................................................................24

Hình 1.16: Dao phay ngón chuôi trụ và dao phay ngón chuôi côn ....................................26

Hình 1.17: Một số kết cấu đặc biệt của dao phay ngón......................................................27

Hình 1.18: Một số loại dao phay mặt đầu ..........................................................................28

Hình 1.19a: Hệ 2 trục ( phẳng ) .........................................................................................32

Hình 1.20: Hệ toạ độ cực....................................................................................................33

Hình 1.21: Hệ trục toạ độ của máy CNC............................................................................34

Hình 1.23: Hệ toạ độ của máy CNC khi chi tiết chuyển động thay cho dụng cụ cắt.........36

Hình 1.24: Điểm M của máy khoan cần (a) và của máy phay đứng (b) ............................36

Hình 1.25: Một điểm W (a) và nhiều điểm W (b)..............................................................37

Hình 1.27: Điểm chuẩn của dao .........................................................................................39

Hình 1.28: Điểm của giá dao T .........................................................................................39

Hình 2.1: Dịch chuyển dao theo lệnh G01 .........................................................................49

Hình 2.2: Dịch chuyển dao theo lệnh G02 .........................................................................50

Hình 2.3: Dịch chuyển dao theo lệnh G03 .........................................................................51

Hình 2.4: Dịch chuyển dao theo lệnh G08 .........................................................................51

Hình 2.5: Dịch chuyển dao theo lệnh G09 .........................................................................52

Hình2.6: Dịch chuyển dao theo lệnh G11, G12, G13 ..........................................................1

Hình 2.7: Lựa chọn mặt phẳng làm việc theo G17, G18, G19...........................................53

Hình 2.8: Dịch chuyển dao theo lệnh G33 .........................................................................54

Hình 2.9:Dịch chuyển dao theo lệnh G36 ..........................................................................55

Hình 2.11: Dịch chuyển dao theo lệnh G38 .........................................................................1

Hình 2.12: Dịch chuyển dao theo lệnh G39 .......................................................................56

Hình 2.13: Lệnh bù trái G41.................................................................................................1

Hình 2.14: Dịch chuyển dao theo lệnh G41 .......................................................................57

Hình 2.15: Lệnh bù phải G42 ...............................................................................................1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4

Hình 2.16: Dịch chuyển dao theo lệnh G42 .......................................................................58

Hình 2.17: Toạ độ zê rô của các điểm offset......................................................................58

Hình 2.18: Dịch chuyển dao theo lệnh G73 .......................................................................59

Hình 2.19: Chu trình khoan lỗ - lệnh G81..........................................................................60

Hình 2.20: Chu trình khoan lỗ G81 kết hợp với lệnh G93.................................................60

Hình 2.21: Chu trình khoan lỗ sâu G83..............................................................................61

Hình 2.23: Chu trình ta rô với lệnh G84.............................................................................63

Hình 2.24: Chu trình khoét lỗ với lệnh G85.......................................................................63

Hình 2.25: Chu trình doa với lệnh G86 ..............................................................................64

Hình 2.26: Chu trình doa với lệnh G86 ..............................................................................64

Hình 2.29: Các chức năng sử dụng phần mềm...................................................................68

Hình 2.30: Lựa chọn chương trình đã có sẵn hoặc tạo file mới .........................................70

Hình 2.31: Soạn thảo hoặc sửa đổi chương trình ...............................................................72

Hình 2.32: Các thông tin trợ giúp.......................................................................................73

Hình 2.33: Cấu trúc câu lệnh phay hốc hình chữ nhật .........................................................1

Hình 2.34: Đặt giá trị giữa các câu lệnh............................................................................75

Hình 2.35: Các chức năng trong chương trình mô phỏng .................................................77

Hình 2.36: Hộp hội thoại khai báo kích thước phôi ...........................................................78

Hình 2.37: Các chức năng của chế độ gia công trên máy công cụ.....................................79

Hình 2.38: Lựa chọn chiều quay của trục chính................................................................80

Hình 2.39: Chọn % lượng chạy dao ...................................................................................80

Hình 2.40 : Các chức năng điều khiển theo chế độ bằng tay .............................................81

Hình 2.41: Các chức năng dịch chuyển..............................................................................81

Hình 2.41: Các chức năng thay đổi lượng chạy dao ..........................................................82

Hình 2.42: Các chức năng thay đổi trục chính ...................................................................82

Hình 2.43: Bảng ghi giá trị toạ độ các trục X,Y,X sau khi rà. ...........................................84

Hình 3.1: Giao diện của MasterCAM.................................................................................86

Hình 4.1: Mô hình lô gô trường Đại học sư phạm kỹ thuật Nam Định ...........................109

Hình 4.2: Bước phay hạ bậc đường bao ngoài .................................................................113

Hình 4.3: Bước phay thô hạ bậc mặt trên.........................................................................114

Hình 4.4: Bước phay tinh hạ bậc mặt trên........................................................................115

Hình 4.5: Bước phay chữ và các hình elip .......................................................................115

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5

MỞ ĐẦU

Công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước đang đặt ra yêu cầu hết sức cấp

thiết đối với ngành cơ khí chế tạo máy. Đó là phải xây dựng cho được nền công nghiệp cơ

khí chế tạo máy hiện đại đủ khả năng chế tạo ra các thiết bị máy móc cho các ngành kinh

tế khác [1], [3], [8] đáp ứng yêu cầu công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

Bên cạnh việc đầu tư các thiết bị máy móc hiện đại, ứng dụng công nghệ cao cho

ngành cơ khí chế tạo máy thì một vấn đề vô cùng quan trọng là đầu tư khai thác có hiệu

quả hệ thống máy móc hiện đại và công nghệ cao đó [3], [7] , [8] .

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định là một trung tâm đào tạo cán bộ kỹ

thuật và giáo viên dạy nghề, đáp ứng yêu cầu sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá

đất nước. Trong những năm qua Nhà trường luôn quan tâm chú trọng đầu tư hệ thống

thiết bị máy móc hiện đại cho các phòng thí nghiệm, xưởng thực tập nhằm đáp ứng ngày

càng cao yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo - nghiên cứu khoa học - chuyển giao công

nghệ của trường trong giai đoạn đổi mới giáo dục.

Xưởng Cơ khí thuộc Bộ môn Cơ khí Chế tạo máy có nhiệm vụ thực hiện đào tạo

công nghệ và tay nghề cho các sinh viên. trong những năm qua được sự quan tâm của Nhà

trường đầu tư nhiều thiết bị máy móc hiện đại. Xưởng Cơ khí đã được nhà trường trang bị

một máy phay CNC - ARMONI [12] nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo công nghệ và tay

nghề cho sinh viên trong giai đoạn mới.

Máy phay CNC - ARMONI đã được xưởng cơ khí khai thác rất có hiệu quả trong

những năm vừa qua. Song cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và yêu cầu ngày

càng cao của công tác đào tạo công nghệ và tay nghề thì việc xây dựng môđun đào tạo và

ứng dụng các công nghệ CAD/CAM [4], [10], [11] tiên tiến để gia công các chi tiết trên

máy phay CNC – ARMONI là một vấn đề rất khoa học và thiết thực để mở rộng khả năng

công nghệ của máy, nâng cao hiệu quả khai thác máy. Ngoài ra, đây còn là kênh thông tin

hữu ích cho các sinh viên là các giáo viên tương lai trong việc tìm hiểu, thực hành về

công nghệ CNC cũng như xây dựng môđun đào tạo cho các đối tượng khác nhau khi ra

trường [2], [10]. Nhưng cho đến nay chưa có một đề tài nào nghiên cứu về vấn đề trên.

Nhận thức được điều đó, tôi đã mạnh dạn đặt vấn đề " Ứng dụng phần mềm

Mastercam tạo lập chương trình gia công chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy

phay CNC – ARMONI ".

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC

1.1. Khái quát máy công cụ thông thƣờng và máy công cụ CNC

1.1.1. Đặc điểm máy cắt kim loại CNC

Máy cắt kim loại CNC cho phép tập trung nguyên công ở mức độ cao nhất, do máy

có khả năng công nghệ cao, trên máy có thể thực hiện các nguyên công như: Tiện, Phay,

Khoan, Doa, Ta rô...

Quá trình thay dao thực hiện tự động nhờ vào cơ cấu thay dao

Tốc độ trục chính và tốc độ chạy dao được điều chỉnh vô cấp do vậy việc lựa chọn

chế độ cắt rất hợp lý

Kết cấu cơ khí máy CNC gọn nhẹ hơn máy vạn năng cùng loại,

Máy CNC cho độ chính xác gia công cao, nó thực hiện lượng dịch chuyển chính

xác tới 0,001 mm.

Đối với các máy công cụ thông thường để thực hiện gia công chi tiết người công

nhân thường dùng tay để điều khiển máy (có một số chuyển động cắt và chuyển động

chạy dao do máy thực hiện). Người công nhân căn cứ vào phiếu công nghệ để thực hiện

gia công chi tiết đạt các yêu cầu kỹ thuật đặt ra. Đối với máy công cụ thông thường năng

suất và chất lượng sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề của công nhân. Mặc dù còn

nhiều hạn chế nhưng các máy công cụ thông thường hiện nay vẫn còn được sử dụng rất

rộng rãi với lý do là vốn đầu tư thấp và phù hợp với nền sản xuất cơ khí nhỏ.

Đối với các máy công cụ NC thì việc điều khiển các chức năng của máy được

quyết định bằng các chương trình đã lập sẵn.

Hệ thống điều khiển của máy NC là mạch điện tử. Thông tin vào chứa trên băng từ

hoặc băng đục lỗ, thực hiện chức năng theo từng khối, khi khối chưa kết thúc, máy đọc tiếp

các khối lệnh tiếp theo để thực hiện các dịch chuyển cần thiết. Các máy NC chỉ thực hiện

các chức năng như: nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, chức năng dọc theo băng. Các

máy NC không có chức năng lưu trữ chương trình.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7

Máy công cụ CNC là bước phát triển cao từ máy NC. Các máy CNC có một máy

tính để thiết lập phần mềm điều khiển các chức năng dịch chuyển của máy. Các chương

trình gia công được đọc cùng một lúc và được lưu trữ vào bộ nhớ. Khi gia công máy tính

đưa các lệnh điều khiển máy. Máy công cụ CNC có khả năng thực hiện các chức năng

như: nội suy đường thẳng, cung tròn, mặt xoắn, mặt parabol và bất kỳ mặt bậc ba nào.

Máy CNC cũng có khả năng bù chiều dài và đường kính dụng cụ. Tất cả các chức năng

trên đều được thực hiện nhờ một phần mềm của máy tính. Các chương trình lập ra có thể

được lưu trữ trong đĩa cứng hoặc đĩa mềm.

Hình 1.1 cho thấy sự khác nhau về mặt cấu tạo giữa máy công cụ thông thường và

máy công cụ CNC .

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8

Hình 1.1. Cấu tạo máy phay thông thường và máy phay CNC

- Những đặc trưng khác nhau về mặt cấu tạo như bảng sau:

Máy công cụ truyền thống Máy công cụ CNC

Truyền động

chính

Động cơ AC Động cơ AC hoặc DC, động cơ

servo

Truyền động

chạy dao

- Thủ công (máy phay).

- Truyền động qua hộp số.

- Truyền động vít me - đai ốc

- Động cơ AC hoặc DC, động cơ

servo tịnh tiến bước.

- Truyền động vít me - đai ốc bi.

Điều khiển - Thủ công- vô lăng. - CNC

- Về các chức năng cơ bản giữa máy công cụ thường và máy công cụ NC, CNC như

bảng sau:

Máy công cụ truyền

thống

Máy công cụ NC Máy công cụ CNC

Dữ liệu vào: Chỉnh thủ

công máy công cụ theo

bản vẽ, kẹp phôi, dụng

cụ và sắp xếp tương

quan giữa chúng

Dữ liệu vào: Chương

trình NC truyền vào bộ

điều khiển thông qua

bảng giao diện của máy.

Dữ liệu vào: Chương trình NC

nhập vào bộ điều khiển qua bàn

phím, đĩa hoặc giao diện dữ

liệu ( Serial, bus). Một số

chương trình NC được lưu ở bộ

nhớ trong.

Điều khiển thủ công:

Công nhân đặt thủ công

các giá trị công nghệ

(số vòng quay, lượng ăn

dao, lượng chạy dao),

điều khiển bằng các vô

lăng tay gạt.

Điều khiển NC: Bộ điều

khiển NC xử lý thông tin

về tốc độ, lượng chạy dao

hành trình của chương

trình và truyền các tín

hiệu điều khiển tương

ứng tới các thành phần

tương ứng của máy NC.

Điều khiển CNC: Cụm vi tính

tích hợp trong bộ điều khiển

CNC và phần mềm tương ứng

quản lý tất cả các chức năng

điều khiển của máy CNC. Các

bộ nhớ trong được sử dụng để

lưu chương trình, dữ liệu về

thiết bị, dụng cụ; số liệu bù

dao; chu kỳ tự do và chu kỳ cố

định. Phần mềm kiểm lỗi được

tích hợp trong bộ điều khiển

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9

CNC.

Kiểm tra kích thước :

Công nhân thỉnh thoảng

đo kiểm tra kích thước

của chi tiết, trong trường

hợp cần thiết chi tiết

được gia công lại.

Kiểm tra kích thước: Máy

NC đảm bảo độ ổn định

kích thước chi tiết gia

công nhờ có sự phản hồi

liên tục của hệ thống đo

và các động cơ servo

trong quá trình gia công.

Kiểm tra kích thước: Máy CNC

đảm bảo độ ổn định kích thước

chi tiết gia công nhờ có sự phản

hồi liên tục của hệ thống đo và

các động cơ servo. Các cảm

biến tích hợp, tạo khả năng

kiểm soát kích thước trong quá

trình gia công. Song song với

gia công, bộ điều khiển CNC có

khả năng hoạt động liên tục

kiểm nghiệm và tối ưu chương

trình NC mới.

1.1.2. Cấu tạo của máy công cụ CNC

Các thành phần chủ yếu của máy công cụ CNC bao gồm:

- Trục chính.

- Các trục quay và các trục chạy dao phụ.

- Thiết bị kẹp phôi.

- Các phương tiện thay đổi dao cụ.

1.1.2.1. Trục chính

- Trục chính của máy CNC cần để truyền công suất cần thiết gia công chi tiết, tạo

ra chuyển động quay chi tiết trên máy tiện và quay dao trên máy phay. Máy CNC cần có

một bộ truyền có tính ổn định cao để định vị gia công không bị thay đổi khi tải gia công

lớn và phải có tính động lực học đủ làm chủ sự thay đổi tốc độ nhanh mà không bị quá

đích. Để hiệu quả, động cơ cần phải đạt được momen max trên toàn bộ khoảng thay đổi

tốc độ. Điều này khó đạt vì thường momen của động cơ giảm tại tốc độ cao ( động cơ

không đồng bộ), một số động cơ không có khả năng cho momen cực đại tại điểm có tốc

độ thấp ( động cơ một chiều).

- Nhờ tiến bộ của công nghiệp vi điện tử ngày nay động cơ điện xoay chiều (AC) 3

pha thường được sử dụng để chạy trục chính máy CNC. Nhược điểm điều khiển phức tạp,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10

số vòng quay của AC trở nên không đáng kể do sự giảm giá nhanh chóng các bộ điều

khiển điện tử (điều khiển tốc độ nhờ bộ chuyển đổi – convertor ). Lợi thế đáng kể của AC

so với động cơ DC như: cùng kích thước nhưng số vòng quay cao hơn tới 3 lần và công

suất đầu ra tốt hơn. Động cơ này hoạt động không có chổi than, vòng góp nên không cần

những bảo dưỡng tương ứng.

1.1.2.2. Các trục chạy dao

Các trục chạy dao thường đặt với kí tự X, Y, Z.

Máy tiện CNC có ít nhất 2 trục chạy dao X, Z có thể điều khiển, đó là chuyển động

kết hợp của bàn trượt. Máy phay CNC có 3 trục X,Y,Z, có thể điều khiển CNC, hai trong

số đó là chuyển động của bàn máy và trục thứ 3 là chuyển động trục chính .

* Truyền động chạy dao

- Các truyền động chạy dao tạo nên các chuyển động bàn trượt dao (máy tiện) và

bàn (máy phay). Bộ truyền chạy dao yêu cầu phải cung cấp một tốc độ thay đổi liên tục (0

100m/phút) với độ chính xác lặp lại (chuyển động êm, phản ứng nhanh với sự thay đổi

tốc độ). Các chuyển động của từng trục phải được thực hiện với tốc độ ăn dao lớn nhất và

thời gian định vị bé nhất (tính động ). Để thoả mãn những điều kiện này, một bộ truyền

động chạy dao CNC gồm những thành phần sau:

1-Động cơ 2-Bàn máy

3-Hệ thống đo 4-Vít me bi

5-Đai ốc bi

Hình1.2 – Bộ truyền chạy dao với trục vít me - đai ốc - bi

+ Động cơ và các bánh răng chống lại quá tải nhờ điều khiển điện tử.

+ Bộ truyền vít me bi truyền lực không khe hở.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11

+ Hệ thống đo đường dịch chuyển và sensor thường được lắp tại các mút còn lại

của trục.

Động cơ cho truyền động chạy dao có thể là : động cơ servo thuỷ lực ( Cho các

máy to), động cơ bước, động cơ một chiều hoặc xoay chiều điều khiển điện tử. Truyền

động từ động cơ (1) qua hệ thống truyền động vít me - đai ốc - bi. Để định vị chính xác bộ

chạy dao (2) phải được nối với hệ thống đo (3). Mỗi trục điều khiển của máy CNC có một

hệ thống đo tự động hiểu các tín hiệu đo để định vị chính xác bộ truyền chạy dao. Thường

độ phân giải được sử dụng để đo chiều dài là 0,01 mm.

* Hệ truyền động vít me- đai ốc – bi: là hệ truyền động chạy dao. Khi động cơ

quay trục các viên bi nằm trong rãnh giữa vít me- đai ốc ren cầu đảm bảo truyền lực với

ma sát thấp từ trục vít me qua đai ốc vào bàn máy. Để đảm bảo ren khớp bi không rơ, hai

nửa đai ốc được kẹp chặt đối với nhau qua vòng cách căng trước khử khe hở. Sự truyền

động không rơ đảm bảo truyền động êm và di chuyển với độ chính xác cao. Bi tuần hoàn

đến rãnh nhờ các rãnh hồi dẫn hướng nằm bên trong hoặc ngoài đai ốc.

H×nh 1.3: KÕt cÊu chÝnh khe hë vÝtme ®ai èc bi

vßng c¸ch ®Ó b¾t c¨ng tr-íc

viªn bi

§ai èc cã

r·nh bi xo¾n

vÝt

Trôc vÝtme cã

r·nh bi xo¾n vÝt

Hình 1.3: Kết cấu chính khe hở vít me đai ốc bi