Bài giảng CAD/CAM - CNC - Phùng Xuân Lan

 đĩa tròn
31
„ Các dạng ổ tích dao
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
Ổ tích dao vòng Ổ tích dao nhiều tầng
Ổ tích dao dạng băng xích
32
„ Cơ cấu thay dao tự động
z Có chức năng thay đổi dụng cụ kể cả tiếp nhận/gá đặt dụng cụ
giữa vị trí làm việc và ổ tích dụng cụ.
z Có kết cấu phổ biến dạng tay tóm
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
33
„ Chu trình thay đổi dụng cụ
z Tìm kiếm dụng cụ tiếp theo đã được lập trình và chuẩn bị vị trí 
tương ứng trong ổ tích dao để lấy dụng cụ ra
z Ổ tích dao và trục chính máy chuyển dịch về vị trí thay đổi dụng cụ
z Nghiêng tay tóm và tóm dụng cụ ở trục chính và trong ổ tích dao, 
hãm trong tay tóm và nhả các thiết bị đỡ và giữ
z Lấy dụng cụ ra, nghiêng tay tóm dụng cụ và lắp dụng cụ mới vào lỗ
côn của trục chính máy cũng như đưa dụng cụ đã dùng vào lỗ 
tương ứng ở ổ tích dao
z Nghiêng tay tóm về vị trí tĩnh an toàn
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
34
„ Một số cơ cấu thay dao tự động
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
z Kết cấu ổ tích dao dạng xích hoặc nhiều tầng
z Vị trí của trục chính máy và ổ tích dao gần nhau
z Đường dịch chuyển của tay tóm tương đối đơn giản
35
z Kết cấu ổ tích dao dạng xích hoặc nhiều tầng
z Vị trí của trục chính máy và ổ tích dao tương đối xa
z Đường dịch chuyển của tay tóm tương đối phức tạp
„ Một số cơ cấu thay dao tự động
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
36
z Kết cấu ổ tích dao dạng đĩa tròn
z Vị trí của trục chính và ổ tích dao thuận lợi cho việc thay dao trực tiếp
z Các chuyển động thay dao đơn giản, không cần kết cấu tay tóm
„ Một số cơ cấu thay dao tự động
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
37
z Kết cấu ổ tích dao dạng đĩa tròn
z Vị trí của trục chính và ổ tích dao không thuận tiện cho việc thay dao
z Kết cấu tay tóm gồm nhiều khâu dịch chuyển
„ Một số cơ cấu thay dao tự động
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
38
„ Catalog dụng cụ
z Hệ dụng cụ và các tổ hợp dụng cụ được quản lý theo các mã hiệu 
phân loaị
z Các dữ liệu này được lưu trữ thành các catalog dưới dạng các tờ
rời có cấu trúc theo một ngôn ngữ lập trình chuyên dùng và tương 
thích với các máy CNC 
z Mã hiệu này chứa đựng các dữ liệu về phương pháp gia công, 
máy gia công, cách gá đặt dụng cụ, ổ tích dụng cụ, thân dao, lưỡi 
cắt của dao.
z Mã hiệu này phải phù hợp với hệ thống mã hiệu hiện dùng tại xí
nghiệp
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
39
„ Catalog dụng cụ
z Một ví dụ đơn giản về mã hiệu của dao tiện
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
0 0 00 00 00 0 0
Bán kính lưỡi cắt
Vật liệu làm dao
Kích thước điều chỉnh trước
Cơ cấu kẹp dao
Hình dạng cơ bản cụ thể của dao
Kiểu hình dạng cơ bản của dao
Đại lượng, kích thước danh nghĩa
40
„ Nhận dạng dụng cụ
z Nhận dạng dụng cụ một cách tin cậy
z Cung cấp các dữ liệu ứng với từng dụng cụ một cách chính xác và không 
nhầm lẫn giữa các dụng cụ
z Tuỳ theo khả năng của một hệ dụng cụ mà cần phải cung cấp các dữ liệu 
sau:
„ Kiểu dụng cụ
„ Số hiệu dụng cụ
„ Dụng cụ dự bị để thay thế
„ Vị trí dụng cụ trong ổ tích dao
„ Trong lượng dụng cụ
„ Lượng tiến dao và mô men quay tối đa
„ Tuổi bền của dụng cụ/ Tuổi bền còn lại
„ Giới hạn vỡ dao
„ Bán kính dao
„ Bán kính lưỡi cắt
„ Chiều dài dụng cụ
„ Chiều dài va đập
„ Mã hiệu dụng cụ đặc biệt
„ Giá trị hiệu chỉnh dụng cụ
„ …
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
41
„ Nhận dạng dụng cụ
z Hệ thống nhận dạng điện tử tốt nhất hiện nay là một con chip nhớ
dữ liệu điện tử được gắn cứng trên dụng cụ: dữ liệu được đọc nhờ 
đầu đọc phù hợp
z Quá trình trao đổi dữ liệu , giữa chip dữ liệu và hệ điện tử trước đây 
thực hiện thông qua các tiếp điểm Æ Tiếp điểm mòn hoặc bẩn sẽ
gây ra sai số đọc dữ liệu.
z Ngày nay, các thiết bị cảm ứng và không tiếp xúc được sử dụng về 
cơ bản đã nâng cao độ an toàn khi đọc dữ liệu
z Hai nguyên lý nhận dạng dữ liệu
„ Hệ thống đọc
„ Hệ thống đọc-ghi
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
42
„ Nhận dạng dụng cụ
z Hệ thống đọc
„ Sử dụng vật mang tin với mã hiệu nhận dạng có bốn vị trí (ký tự) ví dụ
liên tục từ 0001 tới 9999.
„ Các đầu đọc gắn ở khoang dụng cụ, ở máy điều chỉnh dụng cụ và ở
máy gia công tương ứng với 3 bộ dụng cụ
„ Các đầu đọc này hoạt động trong mối quan hệ với máy tính trung tâm 
dùng cho dụng cụ. Máy tính này có chức năng lưu giữ và quản trị mọi 
dữ liệu dụng cụ.
„ Vật mang mã hiệu chỉ cung cấp mã hiệu nhận dạng cho máy tính dụng 
cụ và máy tính này sẽ sắp xếp các dữ liệu cho trước theo dụng cụ tương 
ứng với các mã hiệu nhận dạng nhất định
„ Hệ CNC của máy gia công sẽ tự động nhận dữ liệu nếu mã hiệu nhận 
dạng được nhận biết nhờ đầu đọc khi dụng cụ được đưa vào ổ tích dao
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
43
„ Nhận dạng dụng cụ
z Hệ thống đọc, ghi
„ Sử dụng vật mang tin có dung lượng nhớ lớn hơn và có thể lưu trữ tới 
256 byte dữ liệu dụng cụ. 
z Dung lượng đó đủ để lưu giữ các dữ liệu quan trọng nhất như: số hiệu dụng 
cụ, kiểu dụng cụ, chiều dài, đường kính, tuổi bền, nhóm trọng lượng…
„ Dụng cụ luôn mang mọi dữ liệu và vì vậy không cần phải có quan hệ với 
máy tính dùng cho dụng cụ khi dụng cụ được đưa vào máy gia công
„ Các dữ liệu có thể truy cập, bổ xung và thay đổi ở mọi thời điểm nhờ đầu 
đọc ghi
z Tự động cập nhật tuổi bền còn lại, hiệu chỉnh/bù lượng mòn
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
44
„ Nhận dạng dụng cụ
z Cấu tạo của hệ thống nhận dạng dụng cụ điện tử
„ Các vật mang mã hiệu còn gọi là chip điện tử với mã hoá cố định hoặc 
thay đổi
„ Các đầu đọc hoặc đầu đọc-ghi có kèm các bộ khuếch đại
„ Trạm đọc (hoạt động kết hợp với các đầu đọc và truyền tiếp mã hiệu 
nhận dạng với một máy tính hoặc một hệ CNC)
„ Hệ đánh giá dùng cho hệ đọc ghi
„ Máy tính dùng cho dụng cụ để lưu trữ và quản trị các dữ liệu dụng cụ
„ Hệ phần mềm chuyên dùng để nhớ dữ liệu, quản trị dữ liệu, trao đổi dữ
liệu và hiển thị với chế độ phù hợp và rõ ràng trên máy tính.
z Ưu điểm của hệ thống
„ Lưu thông dữ liệu tự động giữa máy điều chỉnh dụng cụ máy tính hệ
CNC và người sử dụng
„ Đảm bảo trao đổi dữ liệu an toàn
„ Không cần sử dụng phiếu dụng cụ trong sản xuất
„ Thống kê dụng cụ tốt hơn và tự động hoá
„ …
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
45
„ Điều chỉnh dụng cụ trước khi gia công
z Điều chỉnh dụng cụ là công việc cần thiết đối với các máy công cụ 
điều khiển bằng số khi hiệu chỉnh đều đặn quỹ đạo dao hoặc khi gia 
công các chi tiết với dụng cụ có kích thước quy định.
„ Việc điều chỉnh dụng dụng cụ đảm bảo đúng vị trí lưỡi cắt của dao theo 
kích thước cho trước hoặc xác định kích thước thực của dao
„ Việc điều chỉnh thường được thực hiện ở bên ngoài máy gia công bằng 
máy điều chỉnh có trang bị các bộ thích nghi phù hợp để đảm bảo gá đặt 
dụng cụ như ở máy gia công.
z Điều chỉnh dụng cụ là đảm bảo sao cho các lưỡi cắt chính và phụ
của một dụng cụ cắt gọt có vị trí chính xác nhất so với điểm gốc E 
của cơ cấu lắp dao theo phiếu điều chỉnh dụng cụ
z Vị trí các lưỡi cắt của dao được xác nhận theo phương pháp quang 
học nhờ kính hiển vị với ống kính, đĩa chia vạch chuẩn hoặc thông 
qua đầu đo tiếp xúc
z Các giá trị đo được nạp vào bộ nhớ giá trị hiệu chỉnh dụng cụ của 
hệ dụng cụ CNC
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
46
„ Điều chỉnh dụng cụ trước khi gia công
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
E
E
E
47
„ Quản trị dụng cụ trong hệ CNC
z Hệ dụng cụ được quản lý nhờ mã hiệu phân loại
z Quản lý và xử lý dữ liệu dụng cụ trong hệ CNC:
„ Hiệu chỉnh chiều dài dao nhằm so sánh giữa chiều dài thực và chiều 
dài chuẩn của dao (theo phương Z)
„ Hiệu chỉnh đường kính dao (bán kính dao) để tính toán tự động quỹ 
đạo tâm dao ứng với từng đường kính dao phay
„ Hiệu chỉnh lượng mòn dao để khử ảnh hưởng của độ mòn các lưỡi cắt 
của dao tới kích thước gia công mà không cần phải thay đổi giá trị gốc 
cho trước
„ Thay đổi kịp thời những dụng cụ đã sử dụng quá tuổi bền hoặc không 
cần thiết nữa có trong ổ tích dao mà không cần dừng máy gia công
z Trong trường hợp dụng cụ đã sử dụng hết tuổi bền, khí nó trở về ổ tích dao 
sẽ không có khả năng nhận dạng điện tử nữa, như vậy chỉ còn dụng cụ dự
bị thay thế là có khả năng nhận dạng điện tử ứng với lệnh truy cập dụng cụ
tiếp theo trong chương trình gia công NC
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
48
„ Quản trị dụng cụ trong hệ CNC
z Thông thường cần phải có ít nhất 3 bộ dụng cụ cho một máy gia 
công CNC:
„ Trong ổ tích dao tại máy gia công
„ Trong ở phòng kiểm tra để điều chỉnh/đo kiểm trước khi gia công
„ Trong kho dự trữ
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
49
Hệ thống cấp tháo phôi tự động
50
Hệ thống cấp tháo phôi tự động
„ Đặc điểm chung
z Cấp phôi và đẩy phôi tự động vào và ra khỏi vị trí gia công xác định
z Cho phép làm trùng thời gian phụ (thời gian tháo chi tiết gia công và
thời gian gá đặt phôi trong đồ gá) với thời gian máy khi gia công 
trên phôi
z Là một kết cấu tiêu chuẩn để có thể gá và kẹp chặt trên bàn máy
z Sử dụng cơ cấu cấp tháo phôi tự động giúp cho việc điều chỉnh linh 
hoạt và thuận lợi
z Khi gia công các chi tiết giống nhau cần phải có số đồ gá bằng số 
cơ cấu cấp tháo phôi
z Các máy với cơ cấu cấp tháo phôi có kết cấu chiếm diện tích hơn 
so với các máy thông thường
51
Hệ thống cấp tháo phôi tự động
„ Một số dạng cơ cấu cấp tháo phôi tự động
Two types of transfer mechanisms: 
(a) straight rails 
(b) (b) circular or rotary patterns.
52
Hệ thống cấp tháo phôi tự động
„ Một số dạng cơ cấu cấp tháo phôi tự động
(a) Schematic illustration of the top view of a horizontal-spindle machining center 
showing the pallet pool, set-up station for a pallet, pallet carrier, and an active 
pallet in operation (shown directly below the spindle of the machine). 
(b) Schematic illustration of two machining centers with a common pallet pool. 
Various other pallet arrangements are possible in such systems. Source: 
Courtesy of Hitachi Seiki Co., Ltd.