1
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Phần 1: Phay CNC
Môn học: Thực tập cơ khí đại cương
Các khái niệm cơ bản
Lịch sử phát triển
Công nghệ phay CNC
Cấu trúc máy phay CNC
Hệ tọa độ trên máy phay CNC
Hệ thống truyền động trên máy phay CNC
Bộ điều khiển trên máy phay CNC
Dụng cụ cắt trên máy phay CNC
Đồ gá trên máy phay CNC
Cài đặt điểm “0” trên máy phay CNC
Các mã lệnh điều khiển cơ bản
Các phương pháp lập trình gia công
Video minh họa gia công trên máy phay CNC
1. Các khái niệm cơ bản
Là hệ thống điều khiển đặc trưng bởi các đại lượng đầu vào là những tín hiệu số nhị phân, chúng được đưa vào hệ điều khiển dưới dạng một chương trình điều khiển có hệ thống. Trong hệ điều khiển số ứng dụng cho điều khiển máy công cụ, các đại lượng đầu vào là những thông tin, dữ liệu hay số liệu nạp vào.
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
* Điều khiển số NC (Numerical Control)
Là thế hệ máy công cụ được điều khiển theo chương trình viết bằng mã ký tự số, chữ cái và các ký tự chuyên dùng khác, trong đó hệ thống điều khiển có cài đặt bộ vi xử lý (microprocessor) đảm nhiệm các chức năng cơ bản của chương trình điều khiển số như: tính toán tọa độ trên các trục điều khiển theo thời gian thực, giám sát các trạng thái của máy, tính toán các giá trị chỉnh lý dao cụ, tính toán nội suy trong điều khiển quỹ đạo biên dạng (tuyến tính và phi tuyến), thực hiện so sánh các cặp giá trị cần và thực tế chuyển động.
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
1. Các khái niệm cơ bản
* Máy công cụ điều khiển theo chương trình số CNC (Computer Numerical Control)
4
Các hoạt động được điều khiển bằng cách nhập trực tiếp dữ liệu số
Một dạng tự động hoá lập trình vạn năng
Máy công cụ được điều khiển bằng hàng loạt các lệnh được mã hoá
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
1. Các khái niệm cơ bản
* Máy công cụ điều khiển theo chương trình số CNC (Computer Numerical Control)
5
Các thành phần cơ bản
của hệ thống điều khiển số
Chương trình
Hệ thống điều khiển
Máy công cụ
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
6
Chương trình điều khiển
Là những tập hợp những câu lệnh điều khiển máy phải làm gì. Các lệnh này được mã hóa ở dạng số và ký hiệu mà thiết bị điều khiển có thể nhận dạng được. Chuong trình di?u khi?n có th? du?c luu tr? trên phiếu đục lỗ băng đục lỗ, băng từ. Thí dụ chương trình gia công:
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
7
Phiếu đục lỗ
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
8
Băng lỗ
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
9
Đĩa từ
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
•1725 – Phiếu đục lỗ được dùng để tạo mẫu quần áo
•1808 – Phiếu đục lỗ trên lá kim loại được dùng để điều khiển tự động máy thêu
•1863 – Tự động điều khiển chơi nhạc trên piano nhờ băng lỗ
•1940 – John Parsons ñaõ saùng cheá ra phöông phaùp duøng phieáu ñuïc loã ñeå ghi caùc döõ lieäu veà vò trí toïa ñoä ñeå ñieàu khieån maùy coâng cuï.
•1952 – Máy công cụ NC điều khiển số đầu tiên
•1959 - Ngôn ngữ APT được đưa vào sử dụng
•1960s – Điều khiển số trực tiếp (DNC)
•1963 - Đồ hoạ máy tính
•1970s - Máy CNC được đưa vào sử dụng
•1980s – Điều khiển số phân phối được đưa vào sử dụng
CAD/CAM

Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
11
Máy điều khiển số cổ điển chủ yếu dựa trên công trình của một người có tên là John Parsons.
Từ những năm 1940 Parsons đã sáng chế ra phương pháp dùng phiếu đục lỗ để ghi các dữ liệu về vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ. Máy được điều khiển để chuyển động theo từng tọa độ, nhờ đó tạo ra được bề mặt cần thiết của cánh máy bay.
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
12
Năm 1948 J. Parson giới thiệu hiểu biết của mình cho không lực Hoa Kỳ. Cơ quan này sau đó đã tài trợ cho một loạt các đề tài nghiên cứu ở phòng thí nghiệm Servomechanism của trường Đại học kỹ thuật Massachusetts (MIT).
Công trình đầu tiên tại MIT là phát triển một mẫu máy phay NC bằng cách điều khiển chuyển động của đầu dao theo 3 trụ tọa độ. Mẫu máy NC đầu tiên được triển lãm vào năm 1952. Từ 1953 khả năng của máy NC đã được chứng minh.

Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
13
Một thời gian ngắn sau, các nhà chế tạo máy bắt đầu chế tạo các máy NC để bán, và các nhà công nghiệp, đặc biệt là các nhà chế tạo máy bay đã dùng máy NC để chế tạo các chi tiết cần thiết cho họ.
Hoa kỳ tiếp tục cố gắng phát triển NC bằng cách tiếp tục tài trợ cho MIT nghiên cứu ngôn ngữ lập trình để điều khiển máy NC. Kết qủa của việc này là sự ra đời của ngôn ngữ APT: Automatically Programmed Tools vào nam 1959
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
14
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
15
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
16
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
17
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
18
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
19
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
20
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
21
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
22
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
23
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
24
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
2.Lịch sử phát triển
Các dạng mặt có thể gia công bằng phương pháp phay:
- Mặt phẳng
- Mặt rãnh
- Mặt cong
- Mặt lỗ
- Mặt ren
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
3. Công nghệ Phay CNC
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
3. Công nghệ Phay CNC
Máy phay thường
Máy phay CNC
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
4. Cấu trúc máy phay CNC
Động cơ servo
Bàn máy
Visme đai ốc bi
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
4. Cấu trúc máy phay CNC
Bộ điều khiển
29
Cần thiết để người lập trình lên kế hoạch chuyển động cho dụng cụ c?t so với chi tiết gia công.
Khi lập trình chi tiết coi như đứng yên còn dụng cụ c?t thì di chuyển so với chi tiết gia công.
Có hai hệ tọa độ cơ bản:
ؠ������� Hệ tọa độ Đề-các
ؠ������� Hệ tọa độ cực
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
5. Hệ tọa độ trên máy phay CNC
30
Ví dụ:

P1 X = 80 Y = 40
P2 X = -80 Y = 70
P3 X = -50 Y = -40
P4 X = 40 Y = -70
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Hệ tọa độ Đề-các 2D
31
Ví dụ:

P1 X = 30 Y = 2 Z = 0
P2 X = 30 Y = 0 Z = -10
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Hệ tọa độ Đề-các 3D
32
P
Y
X
r
a
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Hệ tọa độ cực
P1
P2
P3
33
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Qui tắc bàn tay phải
34
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Hệ tọa độ máy và phôi
trên máy phay CNC
Hệ tọa độ máy
Hệ tọa độ phôi
35
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Các trục trên máy phay CNC
36
Ngoài chuyển động dọc theo các trục X,Y và Z còn có thể điều khiển các chuyển động quay quanh mỗi trục. Các chuyển động quay này có thể được điều khiển và được gọi là trục A,B hay C
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Các trục trên máy phay CNC
37
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
6. Hệ thống truyền động
trên máy phay CNC
38
Hệ thống đo hành
trình tr?c ti?p
Hệ thống đo hành
trình gi�n ti?p
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Hệ thống đo hành trình chuyển động
39
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
7. Bộ điều khiển trên máy phay CNC
40
Nó bao gồm các bo mạch điện tử và phần cứng có thể đọc và biên dịch chương trình điều khiển và truyền đến máy công cụ.
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
7. Bộ điều khiển trên máy phay CNC
41
Các phần tử cơ bản của bộ phận điều khiển g?m:
Bộ lưu dữ liệu
Bộ phân phối dữ liệu
Bộ liên hệ ngược
Bộ điều khiển tuần tự để phối hợp hoạt động của các phần tử trên.
Cần phải lưu ý là gần như tất cả các máy NC hiện đại được bán là có trang bị bộ điều khiển gọi là Microcomputer. Vì vậy mà chúng được gọi là máy CNC.
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
7. Bộ điều khiển trên máy phay CNC
42
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
8. Dụng cụ cắt dùng trên máy phay CNC
Dụng cụ
khoan, khoét, doa và ta rô
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
44
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Dụng cụ kẹp dao và đầu dò
dùng trên máy phay CNC
45
Hệ thống mang dao
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
46
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Cơ cấu thay dao tự động
47
Trên máy phay: chủ yếu dùng đồ gá vạn năng như ê tô, vấu kẹp. Trong sản xuất lớn dùng đồ gá chuyên dùng
Các cơ cấu kẹp có thể được tự động hoá bằng xi lanh thuỷ lực hoặc khí nén.
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
9. Đồ gá trên máy phay CNC
48
Ê tô dùng trên máy phay
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
9. Đồ gá trên máy phay CNC
49
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
10. Cài đặt điểm “0” trên máy phay CNC
50
Hiệu chỉnh bán kính dao
bên trái và bên phải
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
51
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
Đo chiều dài dao trên máy phay CNC
52
11. Các mã lệnh điều khiển cơ bản
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
53
11. Các mã lệnh điều khiển cơ bản
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
54
12. Các phương pháp lập trình
Bằng tay
Bằng máy tính
Chương trình được chuẩn bị bởi lập trình viên, trong đó người lập trình chỉ ra từng bước theo trình tự công nghệ. Đối với máy công cụ, các bước công nghệ là các chuyển động tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi.
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
55
Lập trình bằng tay
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC

%
G90 G40 G80
T2M06S3000
G0 Z1.
X2. Y2.
Z.1
G1 Z-1. F10.
X6.
Y6.
G1 X3.
G3X2.Y5.R1.
G1Y2.
G0 Z1.
X0. Y0.
%
Dụng cụ
Đường chạy dao
Vùng
đồ họa
56
CAD
CAM
CNC
Lập trình bằng máy tính - CAD/CAM
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
57
Chạy kiểm tra chương trình
trên máy tính
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
58
Máy phay CNC
Máy tiện CNC
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
59
1.Chi tiết cần gia công
2.Phôi gia công
3.Tạo đường chạy dao
4.Mô phỏng gia công
Minh họa qui trình gia công trên phần mềm CAD/CAM
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC
60
13. Video minh họa gia công trên máy phay CNC
Trường ĐHBK TP.HCM - Khoa Cơ Khí - Môn học: Thực tập CKĐC