TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY CNC
1.1. TỔNG QUAN VỀ PHAY CNC
1.1.1 Máy phay CNC
Máy phay CNC là một trong những loại máy công cụ hỗ trợ đắc lực cho quá trình gia công cơ khí, được điều khiển tự động bằng hệ thống máy tính, cho độ chính xác, linh hoạt và hiệu quả tối ưu, gia công được các chi tiết phức tạp. Blog Yêu Cơ Khí mời bạn cùng tìm hiểu về TỔNG QUAN VỀ PHAY CNC nhé.
Đây là một trong những loại máy gia công cơ khí được sử dụng phổ biến trong các công xưởng, nhà máy, xí nghiệp có quy mô từ nhỏ đến lớn, được điều chỉnh tự động bằng máy tính thông minh, cho phép tạo ra các sản phẩm, chi tiết từ đơn giản đến phức tạp, đáp ứng mọi yêu cầu về sản phẩm như độ chính xác, đồng đều, tính thẩm mỹ...
 |
| Máy Phay CNC |
Máy phay CNC có nhiều vị trí gá dao và có khả năng thay dao linh hoạt gọi là Trung tâm gia công CNC (CNC Machining Centers). Nó cũng hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản là dụng cụ cắt chuyển động quay tròn để loại bỏ vật liệu thừa trên phôi gia công; biên dạng của sản phẩm hình thành dựa trên sự kết hợp chuyển động của bàn máy (mang phôi gia công) cùng với dụng cụ cắt và được điều khiển bằng bộ điều khiển CNC.
Máy phay CNC là thiết bị không thể thiếu trong ngành công nghiệp hiện đại, giúp giảm nhân công, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Ngay sau đây, chúng ta cùng tìm hiểu các bộ phần chính của máy phay CNC, cách phân loại và các bước cơ bản để vận hành máy phay CNC.
Máy Phay CNC hiện nay có khả năng thay dao tự động rất hữu ích, tăng tính linh hoạt khi gia công và nâng cao hiệu suất. Bạn có thể tham khảo về Mô phỏng Hệ thống Thay dao Máy Phay CNC, Hướng dẫn Thay dao Máy Phay CNC để hiểu rõ cơ cấu thay dao tự động nha.
Siemens Sinumerik 808D | Tháo Dao, Lắp Dao, Thay Dao Tự Động Trên Máy Phay CNC 3 Trục | The CNC
Hướng dẫn Thay dao Máy Phay CNCHướng dẫn thay dao tự động
1.1.2. Các bộ phận cấu tạo máy phay CNC
Một cơ cấu máy phay CNC thông thường đều được cấu tạo bởi các bộ phận chính sau:
- Bàn máy: dùng để gá phôi, cho phép di chuyển theo phương X, Y
- Ụ trục chính: có đường trượt để dẫn hướng cho đầu dao di chuyển lên xuống theo phương Z
- Thân máy: có tác dụng hỗ trợ, nâng đỡ các bộ phận của máy
- Bộ phận thay dao tự động: có ổ tích dao giúp cho quá trình thay dao tự động một cách dễ dàng, thuận tiện.
1.1.3. Phân loại máy phay CNC
- Dựa theo trục chính: Máy phay đứng; Máy phay nằm ngang;
- Dựa theo cấu tạo bàn máy: Máy phay công xôn ; Máy phay thân cố định; Máy phay thân ngang; Máy phay giường .
- Dựa theo hệ điều khiển: Máy phay truyền thống, Máy phay CNC.
- Dựa theo công dụng: Máy phay chuyên dụng, Máy phay vạn năng.
Tính linh hoạt trong sản xuất cho phép thiết bị được sử dụng trong một loạt các ngành công nghiệp. Các nguyên công chủ yếu trên phay CNC phổ biến nhất bao gồm: Phay mặt, phay biên dạng, phay rãnh, phay hốc, phay mặt và biên dạng 3D, khoan, doa lỗ, taro ren, vát mép.
Mời bạn tham khảo Demo Phay Hốc Trên Máy Phay CNC 3 Trục - Khai Trương Trung Tâm Gia Công 3 Trục mới về | TheCNC
Thực tế Chu Trình Phay Hốc PocKet Trên Máy Phay CNC 3 Trục - Hướng Dẫn Lập Trình Gia Công CNC The CNC như thế này, bạn có thể xem chậm nếu muốn để hiểu rõ hơn nhé.
1.1.4. Các bước cơ bản trong gia công
Các bước cơ bản trong gia công CNC tuân theo trình tự CAD/CAM/CNC. Trong đó:
Thiết kế mô hình CAD: Được thực hiện trên các phần mềm chuyên dụng như AutoCad, Solidworks, NX, Catia, Inventor, … từ đó hình dáng sản phẩm sẽ được hình thành dưới dạng 2D hoặc 3D.
Chuyển đổi mô hình CAD thành chương trình gia công CNC, quá trình này gọi là quá trình làm CAM. Từ bản vẽ CAD ở trên, người lập trình sẽ sử dụng phần mềm chuyên dụng về CAM như: MasterCam, Cimatron, … hoặc một số phần mềm thiết kế CAD có thêm chức năng CAM như: NX, Catia, Creo (Pro-engineer), TopSolid, … để tiền hành lập các chu trình, bước gia công, chọn dao và chế độ cắt gọt phù hợp.
Sau đó, phần mềm sẽ xuất ra chương trình gia công để truyền vào máy phay CNC. Trước khi xuất ra file chương trình gia công, có thể cần trải qua giai đoạn mô phỏng, hiệu chỉnh chương trình NC nhiều lần cho đến khi đạt phương án công nghệ phù hợp.
Để bắt đầu vận hành gia công sản phẩm ta cần: cài đặt máy, nạp chương trình, kiểm tra và chạy chương trình để máy phay CNC thực hiện cắt gọt.
a) Cài đặt máy phay CNC
Cài đặt máy phay CNC là bước cài đặt gốc phôi và chiều dài/bán kính của dao phay. Gốc phôi được điền vào bảng trong bộ điều khiển, thông thường là từ G54 đến G59. Trên máy phay CNC 3 trục Wellon V650 tại xưởng Gia công cơ khí 1 có thêm gốc G500, đây là một cải tiến của các phiên bản hệ điều khiển gần đây. Thông thường, mỗi phôi có một gốc phôi, tuy nhiên trong nhiều trường hợp một phôi có thể có nhiều gốc tùy thuộc vào mức độ phức tạp của quá trình gia công. Chiều dài dao/bán kính dao cũng cần được xác định và điền vào bảng Offset chiều dài dao thông qua thao tác SET dao. Video dưới đây, giới thiệu thao tác SET Dao SET Phôi Máy Phay CNC 3 Trục Wellon V650L - Trung Tâm Gia Công CNC Được phát hành trên Kênh The CNC - Kho Học Liệu CAD CAM CNC Miễn Phí
b) Nạp chương trình, kiểm tra và chạy chương trình, máy phay CNC thực hiện cắt gọt
Đây là bước cuối cùng, sau khi có được chương trình gia công, người vận hành sẽ truyền vào máy CNC qua các cổng kết nối, phổ biến hiện nay là LAN port, USB, SD card, và RS232 (thế hệ cũ). Các máy thế hệ mới cho phép một máy tính có thể truyền chương trình cho nhiều máy CNC đồng thời kiểm soát được thời gian gia công (Cycle time), số lượng sản phẩm, lực cắt (load), nhiệt độ buồng gia công … từ đó có sự tính toán so sánh để nâng cao hiệu quả sử dụng máy. Mời bạn xem thao tác từ chuyên gia CNC của chúng tôi Hướng dẫn Vận hành Máy CNC: Copy file chương trình gia công từ USB vào máy CNC và từ CNC sang USB.
Copy file gia công từ USB sang máy CNC và từ CNC sang USB - Nạp chương trình cnc trên máy phay CNC Fanuc
Sau khi đã truyền được chương trình vào máy CNC, người vận hành tiến hành kiểm tra lại một lần nữa hoặc chảy thử để đảm bảo không có sai sót nào. Sau đó sẽ chạy thật với phôi và quá trình cắt gọt bắt đầu.
Trong video này, chúng tôi giới thiệu Ý nghĩa của Thao tác Mô phỏng Trước Khi Gia công Trên Máy CNC, hi vọng giúp ích cho quá trình tìm hiểu về Công nghệ Chế tạo máy.
Trong quá trình này người vận hành thường để ý xem quá trình cắt có rung động không, tiếng kêu có bất bình thường không. Nếu có bất thường người vận hành sẽ phải điều chỉnh tốc độ chạy chậm lại hoặc điều chỉnh vòng quay của trục chính cho phù hợp hơn.
1.2. HỆ ĐIỀU KHIỂN CNC
Hệ điều khiển CNC là các hệ thống điều khiển tự động có khả năng lập trình và ghi nhớ, giải quyết các vấn đề thông qua các chương trình làm việc được cài đặt từ trước trong máy tính. Các hệ điều khiển CNC hầu như đều có chung một mục đích đó là hỗ trợ cho quá trình vận hành máy.
Hiện nay, máy CNC được vận hành bằng nhiều hệ điều khác nhau như: Siemens, Heidenhain, Fagor, Mazatrol … Mỗi hệ điều khiển đầu có những đặc trưng và ưu điểm của nó. Ta cùng tìm hiểu sơ lược về một vài hệ điều khiển thường gặp nhất và sẽ nghiên cứu áp dụng ở những máy CNC hiện có tại xưởng 1 của chúng tôi.
1.2.1. Hệ điều khiển Fanuc
Fanuc là hệ điều khiển được sử dụng nhiều nhất trong các máy CNC hiện nay. Cũng có rất nhiều phiên bản Fanuc khác nhau như: Fanuc 6M, 10T, F-M2/50 hoặc MV-40M,… Trong đó, T được ký hiệu là máy tiện Turning, còn M là máy phay Milling, và MV là máy phay đứng Milling Vertical.
- Hệ điều khiển Fanuc được hiển thị các hoạt động trên màn hình máy tính, loại màu hoặc đơn sắc, tinh thể lỏng (LCD) hoặc loại ống phóng tia âm cực (CRT) giúp người dùng có thể theo dõi quá trình làm việc dễ dàng.
- Hệ điều khiển Fanuc sử dụng bộ mã lệnh G-Code (Mã lệnh hình học) và M-Code (Mã lệnh máy) khá thông dụng và dễ dàng sử dụng đối với người dùng.
- Hệ điều khiển Fanuc có bộ bàn phím lập trình khác nhau tùy theo từng hãng chế tạo và tùy theo ngôn ngữ khác nhau.
- Khi gặp sự cố hoặc hỏng hóc, các máy sử dụng hệ điều khiển Fanuc được sửa chữa dễ dàng và nhanh chóng hơn các hệ điều hành khác. Vì vậy, khi mua máy, người sử dụng cũng ưu tiên các máy dùng hệ điều hành Fanuc hơn.
Mặc dù không có nhiều các chức năng tiện ích và thú vị như các hệ điều khiển khác như Heidenhein hay Siemens nhưng hệ điều khiển Fanuc lại đơn giản và dễ hiểu, dễ sử dụng hơn đối với người dùng. Máy phay CNC KND K1000M-C đặt tại Xưởng gia công cơ khí 2 của chúng tôi dùng hệ điều khiển này. Mời bạn quan tâm xem quá trình Lắp đặt máy phay CNC 3 Trục WELLON V650L, đây là một Trung tâm gia công 3 trục đứng với 16 dao trên đài gá dao
Hình 1.1 Bảng điều khiển máy hay CNC SINUMERIK 808
1.2.2. Hệ điều khiển Heidenhain
Heidenhain là hệ điều khiển dành cho các loại máy CNC song không phổ biến như hệ điều hành Fanuc, các sai lệch giữa những hệ điều hành này cũng tương đối, nhưng nếu ta đã thành thạo khi sử dụng máy CNC với hệ Fanuc rồi thì làm quen hệ điều hành này cũng không mấy khó khăn.
1.2.3. Hệ điều khiển Siemens
Siemens là hệ điều khiển khá mới mẻ và nó mạnh mẽ hơn nhiều so với những hệ điều khiển CNC như Fanuc, Mitsubishi ... Nó mạnh mẽ hơn vì phức tạp hơn về mặt cấu trúc code. Bù lại hình thức hoạt động của máy gia công cụ cũng đáp ứng nhu cầu sử dụng tốt hơn.
Hệ điều khiển Siemens có một số chu trình được thiết kế sẵn để người dùng có thể tùy biến. Đây là một điểm cộng khi lựa chọn máy, cùng với tính năng chạy Dry, chạy Test programs, Set tọa độ thông minh, … hứa hẹn sẽ tăng hiệu suất thiết kế, lập trình và gia công đáp ứng nhu cầu ngày càng cao. Máy phay CNC 3 trục WellonV650 dử dụng hệ điều khiển này.
1.2. CẤU TRÚC CỦA CHƯƠNG TRÌNH PHAY CNC
Muốn lập trình gia công trên máy CNC, ta cần phải hiểu rõ cấu trúc của một chương trình CNC nói chung hay một chương trình phay CNC nói riêng. Về cơ bản giống nhau với ba phần: Đầu chương trình (Header) với những block lệnh hệ thống, lệnh hủy bỏ … Thân chương trình với các chương trình con (Sub Programs hay Part Programs), các chu trình gia công (Cycle) theo từng nguyên công với phương án công nghệ (T, F, S) cũng được bố trí tại đây. Phần cuối chương trình (End) với các tập lệnh, có thể bao gồm: lệnh rút dao, về gốc Home, tắt dung dịch trơn nguội, ngừng trục chính, …
Trong bài viết này, chúng tôi xin được tập trung làm rõ những lệnh đầu chương trình phay CNC, nó rất cần thiết và quan trọng góp phần lập trình thành công chương trình gia công CNC.
Một số block lệnh cần dùng trong lập trình phay CNC và ý nghĩa:
G17 Mặt phẳng gia công là mặt XY;
G40 Lệnh hủy bỏ bù dao;
G90 Dùng kiểu đơn vị tuyệt đối;
G71 Dùng hệ đơn vị mm;
G500 – G54 đến G59 Gốc tọa độ sử dụng;
M6 Txx Gọi dao ở vị trí xx trên đài gá dao để gia công;
S1000M3 Trục chính quay theo chiều thuận với tốc độ 1000 rpm;
G00 Di chuyển nhanh không cắt đến tọa độ chỉ định
G01 Di chuyển thẳng có cắt gọt (đến vị trí chờ gia công);
M08 Bật dung dịch trơn nguội.
Trong phần thân chương trình, có những chương trình con (Part Programs) là những chu trình điển hình như (khoan, taro, phay mặt phẳng, phay hốc kín…), một vài chu trình sẽ được giới thiệu đại diện trên trung tâm gia công 3 trục dùng hệ điều khiển Siemens Sinumerik 808D ở chương 2.
Để vào thực hành, ta cần phải được trang bị một số kiến thức, kĩ năng cơ bản như: cách khởi động máy; thao tác vận hành cơ bản; thao tác soạn thảo trên máy, cách tạo, sao chép, xóa một chương trình; thao tác SET gốc phôi; khai báo bán kính dao.
Bảng chức năng điều khiển MCP máy Siemens 808
Đối với các mục đích xác lập máy, mọi máy CNC đều có nút xoay (hoặc nhấn) để dịch chuyển một trục chọn trước ít nhất bằng số gia nhỏ nhất của hệ thống điều khiển. Nó thường thể hiện dạng X1, X10 và X100. Chữ X trên nút sẽ dịch chuyển trục được chọn theo X lần số gia tối thiểu theo đơn vị đo đang dùng.
CNC Handwheel
Cũng không thể bỏ qua các tính năng trên bảng điều khiển PPU và MPC. Mỗi dòng máy có sự khác biệt, nhưng khá tương đương với nhau. Những chức năng chính được mô tả trong bảng 1.2 dưới đây.
BẢNG 1.2. CÁC TÍNH CƠ BẢN NĂNG TRÊN BẢNG VẬN HÀNH MÁY CNC
Tính năng Công dụng
Công tắc ON/OFF Công tắc điện và điều khiển nguồn điện chính và bộ điều khiển.
Cycle Start Khởi động thực thi chương trình hoặc lệnh MDI.
EmergencyStop Dừng toàn bộ hoạt động máy, ngắt điện nguồn đến bộ điều khiển.
Feedhold Tạm dừng chuyển động của tất cá các trục.
Single block Cho phép chương trình chạy mỗi lần một block (khối chương trình).
Optional Stop Tạm dừng thực thi chương trình (cần có lệnh M01 trong chương trình).
Block Skip Bỏ qua các block đứng trước với dấu nghiêng (/) trong chương trình.
Dry Run Cho phép kiểm nghiệm chương trình với sự ăn dao nhanh (không lắp chi tiết).
SpindleOverride Vượt quá tốc độ trục chính được lập trình, trong khoảng 50 – 120%.
Feed rate Override Vượt quá lượng ăn dao được lập trình, trong khoảng 0% - 200%.
Chuck Clamp Trạng thái kẹp mâm cặp hiện hành (kẹp ngoài / kẹp trong).
Table Clamp Trạng thái kẹp chặt trên bàn máy.
Công tắc Coolant Điều khiển chất làm nguội ON/OFF/AUTO.
Spindle Rotation Chiều quay trục chính (thuận hoặc ngược chiều kim đồng hồ).
Spindle Orientation Định hướng bằng tay cho trục chính.
Tool Change Công tắc cho phép thay dao bằng tay
Reference Position Các công tắc và đèn liên quan đến xác lập máy từ chuẩn quy chiếu.
Handle Bộ tạo xung bằng tay (MPG) dùng cho các công tắc số gia chọn và điều khiển trục.
MDI Model Chế độ nhập dữ liệu bằng tay (MDI).
AUTO Model Cho phép vận hành tự động.
Chế độ MEMORY Cho phép thực thi chương trình từ bộ nhớ của CNC.
Chế độ TAPE Cho phép thực thi chương trinh từ thiết bị bên ngoài (máy tính, băng đột lỗ).
Chế độ EDIT Cho phép thực hiện các thay đổi đối với chương trình lưu trong bộ nhớ CNC.
Chế độ MANUAL Cho phép thao tác bằng tay trong khi xác lập máy.
Chế độ JOG Chọn chế độ JOG để xác lập máy.
Chế độ RAPID Chọn chế độ RAPID để xác lập máy.
MemoryAccess Phím (công tắc) cho phép biên tập chương trình
Đèn Error Đèn đỏ báo hiệu có lỗi.
Sau khi đã sẵn sàng, chúng ta cùng bước vào thao tác vận hành trên máy CNC.
Bạn có trao đổi gì về nội dung này không? Hãy để lại Comment trong phần Nhận xét cuối bài đăng nhé. Bài viết này thuộc chủ đề Máy phay CNC công bố trên Blog Yêu Cơ Khí #YCK2020 - Kênh chia sẻ kiến thức về Công nghệ Chế tạo máy.
-------------------
Nội dung liên quan: Máy phay CNC
