Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp Đề tài: Tính toán thiết kế trung tâm tiện CNC dựa theo kiểu máy X10-i Nội dung thuyết minh: 1. Phần I: Đại cơng về máy công cụ điều khiển theo chơng trình số 2. Phần II: Tính toán thiết kế trung tâm tiện CNC mới dựa trên cơ sở trung tâm tiện CNC - X10i 3. Phần III: Lập trình gia công và hệ thống dao cụ cho trung tâm tiện CNC X10-i Lời nói đầu Với sự phát triển ngày càng nhanh của các ngành khoa học kỹ thuật đã cho ra đời những máy móc hiện đại đáp ứng nhanh nhu cầu của xã hội. Sự xuất 1 hiện của các máy móc hiện đại này đã mang lại những hiệu quả kinh tế rõ rệt vì nó có nhiều tính năng u việt sau: - Tăng năng suất, chất lợng sản phẩm - Giải phóng lao động chân tay. - Cải thiện môi trờng làm việc Đối với Việt Nam, do yêu cầu của việc sản xuất những mặt hàng có chất l- ợng cao nên ngành Cơ Khí trong những năm gần đây đã đợc Nhà Nớc chú trọng đầu t và phát triển mạnh. Các máy móc hiện đại đã đợc đa vào để phục vụ sản xuất. Tuy nhiên, chỉ mới bớc đầu áp dụng và cha khai thác đợc tối đa lợi ích kinh tế mà thiết bị đem lại vì vẫn còn nhiều hạn chế về kỹ thuật và trình độ chuyên môn của ngời sử dụng. Để có thể sử dụng và khai thác có hiệu quả những máy móc thiết bị hiện đại, đặc biệt là các máy điều khiển bằng chơng trình số thì chúng ta phải đi sâu nghiên cứu hơn nữa để không những sử dụng, khai thác mà còn có thể cải tiến, thiết kế và chế tạo. Trong quá trình nghiên cứu tìm hiểu xung quanh lĩnh vực máy điều khiển số, nhóm ba sinh viên chúng em đã chọn đề tài: Tính toán thiết kế trung tâm tiện CNC dựa theo kiểu máy X10-i cho đồ án tốt nghiệp của mình. Trong quá trình thiết kế đồ án, chúng em đã cố gắng vận dụng các kiến thức đã đợc trang bị trong những năm học trớc. Đồng thời chúng em cũng tham khảo, trích dẫn các tài liệu chuyên ngành của các tác giả trờng ĐH Bách Khoa HN cũng nh khai thác các phần mềm và tìm kiếm thông tin trên mạng Internet. Tuy nhiên cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em mong đợc các thầy và các bạn đóng góp thêm những ý kiến cho đồ án này. 2 NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn 3 NhËn xÐt cña gi¸o viªn duyÖt 4 5 PhÇn I : ®¹i c¬ng vÒ m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè Ch¬ng I: M¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè 6 vai trò và tác động I. Tổng quan về máy công cụ điều khiển theo chơng trình số điều khiển số (NC) trong 30 năm qua đã tác động mạnh tới ngành chế tạo máy, đã tạo ra các thế hệ máy mới và công cụ tự động hóa cơ khí mới. Ngày nay máy điều khiển số là thành phần cơ bản của gia công linh hoạt. Để có thể đáp ứng đợc nhu cầu cao, từng máy điều khiển phải có khả năng đảm nhận những chức năng điều khiển nhất định. Trong thời gian đầu cha có máy điều khiển số thích hợp, ngời ta cha biết đợc những yêu cầu phụ phát sinh khi cài đặt hệ thống điều khiển số vào máy thờng và phải thay đổi gì về mặt kết cấu máy. Do vậy, ngời ta bắt đầu từ máy phay và tiện. Những máy này đã đợc chế tạo phù hợp với phơng thức điều khiển theo ch- ơng trình số hoặc đợc trang bị các cơ cấu chép hình và trên cơ sở đó trang bị cho chúng các hệ thống đo và hệ khởi động dùng cho chế độ điều khiển số. Nhờ đó, chỉ sau một năm thế hệ máy mới ra đời. Đó là máy điều khiển số với những nét đặc trng cơ bản của máy điều khiển theo chơng trình số nh sau: - Tự động hóa cao. - Tốc độ dịch chuyển, tốc độ quay cao (> 10 3 vòng/phút). - Tốc độ chính xác cao (sai lệch kích thớc gia công đạt tới m à ). - Năng suất gia công cao (gấp 3 lần năng suất gia công của máy thờng). - Tính linh hoạt cao (thích nghi nhanh với đối tợng gia công thay đổi, phù hợp với sản xuất loạt nhỏ). 7 - Tập trung nguyên công cao (gia công nhiều bề mặt của chi tiết trong một lần gá phôi). - Chuẩn bị công nghệ để gia công chi tiết phải đợc lập trình để điều khiển máy theo ngôn ngữ mà hãng chế tạo máy đã cài đặt cho hệ điều khiển NC, CNC. - Máy gia công CNC có giá trị kinh tế rất lớn những giá thành máy lại cao. Mỗi một máy công cụ đợc cấu tạo từ một tổ hợp những trục thẳng và quay (linear and rotate axises). Để có thể điều khiển các trục này bằng chơng trình số phải có hai điều kiện: + Mỗi trục NC cần có một hệ thống đo về dịch chuyển bằng điện tử. + Mỗi trục NC cần có một khớp trực tiếp với hệ điều khiển số. Nhiệm vụ của chơng trình NC là so sánh các giá trị cần đạt về vị trí đã định trớc với các giá trị thực tế về vị trí do hệ thống đo về dịch chuyển thông báo. Và khi có sai lệch giữa hai giá trị này nó sẽ phát ra một tín hiệu điều chỉnh truyền đạt tới các bộ phận dẫn động của các trục để cân bằng các sai lệch đó. Nguyên lý nạp và xử lý các thông tin hình học trong một vòng điều khiển khép kín (Control Cycle). 8 X 1 1 2 5 Bộ nhớ chuơng trình Bộ đọc băng đục lỗ Giá trị yêu cầu Sai lệch Giá trị thục Bàn máy Hệ đo Động cơ + _ điều khiển theo quỹ đạo liên tục thông báo các giá trị mới mà các trục điều khiển phải đạt tới, nhờ đó có thể đạt tới những chuyển động liên tục theo quỹ đạo. ở máy tiện, trục chính của máy cũng đợc xác lập là trục điều khiển số nếu sử dụng những dụng cụ đợc phát động để khoan hoặc phay. Phần lơn các trung tâm gia công đợc trang bị bàn tròn quay điều khiển NC. Bàn tròn quay theo nhịp ví dụ nh nhịp quay 4 trung tâm tiện 4x90 0 hoặc 12x30 0 , không tính vào các trục điều khiển NC. Cấu trúc điện tử của các hệ điều khiển CNC ngày nay đã đợc thiết lập dựa trên cơ sở sử dụng các bộ vi sử lý (microprocessors) 16 và 32 bit và các mạng tích hợp IC (Integrate Circuit), số lợng các bộ vi sử lý đợc sử dụng cho hệ CNC thờng từ 2 đến 5. Máy NC là máy có khả năng lập trình tự do, nghĩa là các chuyển động theo từng trục đợc định trớc thông qua một chơng trình. Những hệ điều khiển số ngày nay đợc thiết lập trên cơ sở sử dụng máy vi tính còn đợc gọi là hệ thống điều khiển CNC, tức là điều khiển số bằng vi tính. Để nạp và xuất dữ liệu tự động, các hệ điều khiển CNC đợc trang bị những giao diện khác nhau mạnh và hữu hiệu. Hệ điều khiển NC và CNC đều dựa trên nguyên lý chung nên có thể coi nh các khái niệm NC và CNC là đồng nghĩa với nhau về phơng diện nguyên lý. CNC là hệ điều khiển số mà mọi chức năng điều khiển đợc thực hiện bằng một hoặc nhiều máy vi tính tích hợp với một phần mềm phù hợp. 9 Những đặc điểm của CNC so với NC là: - Có một hoặc nhiều màn hình một hoặc nhiều màu sắc. - Phần lớn với đồ họa nhiều màu để lập trình và thử nghiệm chơng trình. - Có khả năng hiệu chỉnh các chơng trình đợc lu trữ. - Các lợng hiệu chỉnh dụng cụ (lơng bù dao) về chiều dài, về đờng kính, tuổi bền, đợc lu trữ. - Có nhiều nhất là 5 đến 10 phím mềm với các chức năng thay đổi. - Có thể cắm một phím bấm ASCII tích hợp hoặc tùy chọn. - Không có công tắc thập phân và cũng thờng không có công tắc xoay. - Thể tích nhỏ hơn và ít phát sinh nhiệt hơn. - Có phạm vi chức năng rộng hơn. - Có phạm vi tùy chọn thích ứng theo nhu cầu sử dụng của khách hàng và có phạm vi dành để mở rộng. - Có các chu trình gia công và đo kiểm có khả năng lu trữ. - Có nhiều chức năng đợc bổ sung. Các hệ CNC đợc chế tạo theo môđun có khả năng đáp ứng nhiều chức năng. Bởi vậy khách hàng phải kiểm tra xem mình nên dùng môđun nào cho phù hợp và có hiệu quả nhất. Những hệ CNC có khả năng lập trình tại xởng có những công cụ trợ giúp lập trình rất mạnh. Các hệ CNC sử dụng nhiều bộ nhớ đa dạng và hoàn hảo về cấu tạo cho những mục sau: - Chơng trình sản xuất trong xí nghiệp. - Các chơng trình gia công chi tiết có thể lặp lại tự động. - Các chu trình cố định và thay đổi. 10 [...]... CNC quy định mà ngời sử dụng máy phải chấp nhận M là điểm không của hệ toạ độ máy, chẳng hạn với máy tiện CNC thì M là điểm ở tâm đầu trục chính của máy, còn ở máy phay thì M là điểm ở góc trái phía ngoài của bàn máy M Trục chính của máy tiện NC ,CNC M:điểm không của máy 29 - Điểm chẩn cảu máy (R): Có nhiều trờng hợp không thể chạy về điểm không của máy theo một trục Để thuận tiện hơn với trờng hợp này... mềm nhiều máy, trung tâm gia công, thông qua hệ thống cung ứng phôi và dụng cụ tự động, điều khiển linh hoạt với máy tính - Phạm vi ứng dụng kinh tế - Mức độ tự động hóa các thế hệ máy công cụ Thao tác Gia công Kiểm tra, Điều chỉnh Điều thứ tự (tiến trình) gia công Chuẩn bị công nghệ - Sáng tạo - Diễn đạt Tỷ lệ thao tác : Ngời/tổng số Máy thờng Máy Ngời Ngời Máy NC Máy Máy Ngời Máy CNC Máy Máy Máy Ngời... nghiệp thờng gồm ba bớc sau: - Thay thế một máy thờng bằng một máy CNC - Mở rộng khâu gia công CNC bằng cách mua thêm các máy CNC khác và tiếp tục mở rộng khâu gia công trên máy CNC và không sử dụng các máy khác - Liên kết và tự động hóa nhiều máy CNC trong hệ thống gia công linh hoạt với điều khiển DNC và máy tính chỉ đạo Với bớc thứ nhất và thứ hai, gồm lập kế hoạch cũng phải kiểm tra xem phơng pháp... Kỹ thuật gia công NC, CNC có quá trình phát triển nh sau: Máy đơn lẻ NC, CNC Trung tâm gia công NC, CNC Hệ thống gia công linh hoạt NC, CNC Tế bào gia công NC, CNC Trung tâm gia công NC và CNC - Gia công hoàn chỉnh các loại, kiểu, cỡ chi tiết cơ khí khác nhau nhng cùng một dạng chi tiết (chi tiết tròn, chi tiết không tròn) bằng nhiều phơng pháp gia công khác nhau (tiện + khoan, tiện + phay, phay + khoan)... của các máy CNC và phát huy u điểm của chúng trong sử dụng Điều đó đợc bắt đầu ngay từ khi lập 18 kế hoạch mua sắm máy CNC, đặc biệt đối với những máy CNC đầu tiên Đối với những máy CNC tiếp theo, các vấn đề và những công việc chuẩn bị sẽ ít hơn vì có thể sử dụng vào kinh nghiệm thu đợc ở các máy CNC đầu tiên và công việc sẽ dễ dàng hơn Thông thờng quá trình nghiên cứu và khai triển để đa máy CNC vào... đối với máy công cụ 15 Sau khi máy công cụ đợc trang bị hệ thống điều khiển số NC, đã xuất hiện rất nhanh các kiểu các loại máy và phơng hớng gia công theo hớng điều khiển số Các trung tâm gia công, các máy đột dập, Sau đó là xu hớng phát triển các máy có thể thực hiện tối đa những phơng pháp gia công trên một phôi trong một lần gá, nh kiểu máy tiện nhng có thể khoan và phay đợc và trung tâm có nhiều... số dùng vi tính CNC) Dữ liệu mô tả tiến trình và nội dung gia công chi tiết cơ khí đợc lu giữ ở hệ điều khiển số (NC, CNC) dới dạng chơng trình NC do ngời thợ đứng máy hoặc do kỹ thuật viên lập trình soạn thảo hoặc do hệ CNC của máy công cụ soạn thảo tự động theo ngôn ngữ lập trình sử dụng cho máy (do các hãng chế tạo máy CNC cài đặt và quy định) Chơng trình CNC đợc nạp từ ngoài vào hệ NC, CNC trực tiếp... thành máy Các trang bị CNC, các bộ phận máy cứng vững hơn, các hệ thống đo và khâu lắp ráp chúng, thời gian dành cho công việc lắp ráp và đa vào sử dụng cùng những yếu tố khác làm tăng giá thành của máy CNC so với máy thờng Cộng vào đó là chi phí cho lập trình, cho tập huấn đào tạo sử dụng, chi phí cho thiết bị hiệu 17 chỉnh dụng cụ trớc khi gá đặt dụng cụ lên máy CNC Ngoài ra biện pháp liên kết nhiều máy. .. điện toán máy tính cho từng máy công cụ NC - Xử lý bên ngoài ứng với bộ nội suy ngoài Các thiết bị xử lý số đợc dùng vào việc lập trình NC đảm nhiệm cả chức năng nội suy hoặc xử lý bằng cách nối ghép trực tiếp với máy tính không cần bộ nhớ trung gian (nguyên lý ghép nối trực tiếp ON-LINE) bộ nội suy ngoài có khả năng phục vụ nhiều máy công cụ NC (theo nguyên lý điều khiển số trực tiếp DNC) chính là máy. .. giá thành sản phẩm khi sử dụng các loại máy khác nhau Để bù lại, tốc độ sản xuất trên máy CNC phải cao hơn máy thờng Vì vậy, ngời ta mua máy phải tính toán chính xác lợi nhuận sẽ thu đợc ở chế độ 2 hay 3 ca sản xuất I.9 Tác động của điều khiển số đối với tổ chức xí nghiệp Việc sử dụng máy CNC có tác động đến toàn bộ quá trình chế tạo các chi tiết, từ khâu thiết kế chi tiết, qua khâu chuẩn bị công nghệ . Tính toán thiết kế trung tâm tiện CNC dựa theo kiểu máy X10-i Nội dung thuyết minh: 1. Phần I: Đại cơng về máy công cụ điều khiển theo chơng trình số 2. Phần II: Tính toán thiết kế trung tâm. lĩnh vực máy điều khiển số, nhóm ba sinh viên chúng em đã chọn đề tài: Tính toán thiết kế trung tâm tiện CNC dựa theo kiểu máy X10-i cho đồ án tốt nghiệp của mình. Trong quá trình thiết kế đồ. II: Tính toán thiết kế trung tâm tiện CNC mới dựa trên cơ sở trung tâm tiện CNC - X10i 3. Phần III: Lập trình gia công và hệ thống dao cụ cho trung tâm tiện CNC X10-i Lời nói đầu Với sự phát triển