Truyền động và điều khiển máy CNC - Chương 3: Hệ dụng cụ trên máy công cụ CNC - Đường Công Truyền

Nội dung text: Truyền động và điều khiển máy CNC - Chương 3: Hệ dụng cụ trên máy công cụ CNC - Đường Công Truyền

1. 3/21/2021 Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC (Driving and control for CNC machine tool) Đường Công Truyền Chương 3: Hệ dụng cụ trên máy công cụ CNC (Tooling system on CNC machine tool) Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 2 1
2. 3/21/2021 Nội dung chương • Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ tự động – Tổng quan về hệ dụng cụ – Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ – Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ • Hệ thống tháo phôi tự động Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Tổng quan về hệ dụng cụ • Đặc điểm hệ dụng cụ – Hệ dụng cụ là khâu nối giữa lưỡi cắt với máy công cụ để tạo ra phoi khi có tác động của lực cắt nhằm thu nhận các lực cắt, đồng thời thực hiện những chuyển động giữa lưỡi cắt của dụng cụ và chi tiết gia công – Hệ dụng cụ phải được tạo lập phù hợp với phương pháp gia công và đặc điểm kết cấu của máy công cụ tương ứng Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 2
3. 3/21/2021 Tổng quan về hệ dụng cụ • Độ tin cậy của hệ dụng cụ – Độ tin cậy về công nghệ (đảm bảo các thông số về khả năng cắt) • Ở những giá trị về thông số cắt nào sẽ không xảy ra hiện tượng vỡ dao • Khối lượng phoi thoát ra là bao nhiêu ứng với tuổi bền của dụng cụ – Độ tin cậy về hình học (đảm bảo các thông số hình học của dao) • Hiệu chỉnh (bù) khi có sai lệch về kích thước thực của dụng cụ và kích thước yêu cầu • Đảm bảo chính xác vị trí của lưỡi cắt Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Tổng quan về hệ dụng cụ • Yêu cầu của hệ dụng cụ – Hệ dụng cụ phù hợp với các máy gia công CNC: • Đảm bảo tính chất vạn năng và linh hoạt • Thực hiện được mọi công việc gia công • Có độ cứng vững cao • Đạt năng suất bóc phoi cao • Có chi phí gia công có thể chấp nhận được – Bên cạnh khả năng cắt, độ tin cậy của dụng cụ còn có yêu cầu về: • Khả năng cung ứng nhẹ nhàng của hệ dụng cụ • Khả năng đảm bảo phù hợp với kỹ thuật điều khiển CNC • Khả năng điều chỉnh nhanh theo nhiệm vụ gia công thay đổi Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 3
4. 3/21/2021 Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ –Tiếp nhận dụng cụ • Đảm bảo dụng cụ vào trục chính máy công cụ CNC –Dụng cụ • Được ghép nối và đo kiểm trước với phần tử tiếp nhận dụng cụ ở bên ngoài máy công cụ –Ổ tích dụng cụ • Có chức năng lưu trữ các dụng cụ cần thiết cho quá trình gia công –Trang bị/đồ gá thay đổi dụng cụ • Có chức năng thay đổi dụng cụ (kể cả tiếp nhận/gá đặt dụng cụ) giữa vị trí làm việc và vị trí ở ổ tích dụng cụ Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Tiếp nhận dụng cụ • Đặc điểm – Là phần tử quan trọng của một hệ dụng cụ – Để lắp dụng cụ trên trục chính của máy công cụ – Kết cấu chưa thực sự tạo được sự thống nhất trên phạm vi quốc tế Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 4
5. 3/21/2021 Tiếp nhận dụng cụ • Kết cấu A toolholder equipped with thrust-force and torque sensors (smart toolholder), capable of continuously monitoring the cutting operation. Such toolholders are necessary for the adaptive control of manufacturing operations. (Source: Courtesy of Cincinnati Milacron, Inc.) Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Tiếp nhận dụng cụ • Yêu cầu – Để thay đổi dụng cụ, dùng trên một trung tâm gia công, nhanh và an toàn cần phải đảm bảo sao cho các dụng cụ có phần tiếp nhận dụng cụ như nhau. Kết cấu của phần tử tiếp nhận dụng cụ được tạo lập theo hướng chính sau: • Tương ứng với lỗ côn tiếp nhận dụng cụ ở trục chính máy công cụ • Tương ứng với các rãnh khía để ngàm kẹp cặp vào dùng cho cơ cấu thay đổi dụng cụ tự động, kể cả vạch chuẩn để mặc định hướng dụng cụ • Tương ứng với loại hệ thống kẹp mà với nó phần tử tiếp nhận dụng cụ được giữ chặt bằng lực vào trục máy gia công để truyền lực an toàn Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 5
6. 3/21/2021 Tiếp nhận dụng cụ • Yêu cầu – Để giảm chi phí về các phần tử tiếp nhận dụng cụ, khi sử dụng nhiều trung tâm gia công cần phải dùng các phần tử tiếp nhận dụng cụ có kết cấu thống nhất Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Dụng cụ (dao) • Là một thành phần quan trọng nhất của hệ dụng cụ • Dụng cụ răng chắp hoặc liền khối • Làm bằng vật liệu thép gió, hợp kim cứng, kim cương nhân tạo Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 6
7. 3/21/2021 Dụng cụ • Yêu cầu: – Cần phải đảm bảo độ cứng vững cao – Khả năng bóc tách lớn – Có sức bền nhiệt lớn – Có khả năng điều chỉnh tự động hoặc bằng tay Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp (gắn mảnh hợp kim cứng): Relative edge strength and tendency for chipping of inserts with various shapes. Strength refers to the cutting edge indicated by the included angles (Source: Courtesy of Kennametal, Inc.). Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 7
8. 3/21/2021 Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp: dao tiện, phay, khoan Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp: dao tiện trụ ngoài Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 8
9. 3/21/2021 Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp: dao tiện trụ ngoài Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp: dao tiện rãnh Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 9
10. 3/21/2021 Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp: dao tiện ren Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp: dao tiện trụ trong Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 10
11. 3/21/2021 Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp: dao tiện rãnh trong Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp: dao tiện ren trong Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 11
12. 3/21/2021 Dụng cụ • Dụng cụ răng chắp: mũi khoan Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Dụng cụ • Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 12
13. 3/21/2021 Dụng cụ • Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Dụng cụ • Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 13
14. 3/21/2021 Dụng cụ • Vật liệu làm dụng cụ Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Dụng cụ • Vật liệu làm dụng cụ Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 14
15. 3/21/2021 Dụng cụ • Vật liệu làm dụng cụ Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Ổ tích dụng cụ • Có chức năng lưu trữ các dụng cụ cần thiết cho quá trình gia công • Có thể thay đổi dao trực tiếp hoặc thông qua cơ cấu thay dao tự động Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 15
16. 3/21/2021 Ổ tích dụng cụ • Đầu rêvonve: • Thường được dùng trên máy tiện • Tạo điều kiện thay đổi dao nhanh trực tiếp (sau một nguyên công, đầu rêvonve tự động xoay dần thêm một vị trí cho tới khi tìm được dụng cụ yêu cầu, các vị trí không lắp dụng cụ sẽ được nhảy qua) • Kết cấu chứa được ít dao (6-18 dụng cụ) để tránh va đập giữa dụng cụ và phôi Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Ổ tích dụng cụ • Các loại đầu rêvonve • Đầu rêvonve dạng ngôi sao • Đầu rêvonve dạng chữ thập • Đầu rêvonve dạng đĩa/phiến tròn • Đầu rêvonve dạng thang trống Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 16
17. 3/21/2021 Ổ tích dụng cụ Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Ổ tích dụng cụ • Ổ tích dụng cụ • Thường được dùng trên máy phay CNC hoặc các trung tâm gia công phay/khoan • Cần kết hợp với cơ cấu thay dao tự động khi có yêu cầu thay dao • Kết cấu chứa được nhiều dao (một số loại tới 100 dao hoặc nhiều hơn) Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 17
18. 3/21/2021 Ổ tích dụng cụ • Các loại ổ tích dụng cụ • Ổ tích dao dài • Nhiều dụng cụ được treo thành một hoặc nhiều hàng bên cạnh nhau • Ổ tích dao dạng đĩa tròn • Nhiều dụng cụ được cắm phân bố trên chu vi đĩa • Ổ tích dao vòng • Nhiều dụng cụ được cắm trên nhiều vòng tích dao bố trí đồng tâm nhau, các vòng tích dao có khả năng quay độc lập nhau • Ổ tích dao dạng băng xích • Nhiều dụng cụ được cắm trên chiều dài của băng xích, có kết cấu đơn hoặc kép, có thể nới rộng tùy nhu cầu sử dụng • Ổ tích dao nhiều tầng Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Ổ tích dụng cụ • Các loại ổ tích dụng cụ Ổ tích dao dài Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 18
19. 3/21/2021 Ổ tích dụng cụ • Các loại ổ tích dụng cụ Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Ổ tích dụng cụ • Các loại ổ tích dụng cụ Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 19
20. 3/21/2021 Ổ tích dụng cụ • Các loại ổ tích dụng cụ Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Ổ tích dụng cụ • Các loại ổ tích dụng cụ Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 20
21. 3/21/2021 Cơ cấu thay dao tự động • 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 • Có kết cấu phổ biến dạng tay tóm Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Cơ cấu thay dao tự động • Quy trình thay đổi dụng cụ • 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 • Ổ tích dao và trục chính máy chuyển dịch về vị trí thay đổi dụng cụ • 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 • 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 • Nghiêng tay tóm về vị trí tĩnh an toàn Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 21
22. 3/21/2021 Cơ cấu thay dao tự động • Một số cơ cấu thay dao tự động • Kết cấu ổ tích dao dạng xích hoặc nhiều tầng • Vị trí của trục chính máy và ổ tích dao gần nhau • Đường dịch chuyển của tay tóm tương đối đơn giản Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Cơ cấu thay dao tự động • Một số cơ cấu thay dao tự động • Kết cấu ổ tích dao dạng xích hoặc nhiều tầng • Vị trí của trục chính máy và ổ tích dao tương đối xa • Đường dịch chuyển của tay tóm tương đối phức tạp Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 22
23. 3/21/2021 Cơ cấu thay dao tự động • Một số cơ cấu thay dao tự động • Kết cấu ổ tích dao dạng đĩa tròn • Vị trí của trục chính máy và ổ tích dao thuận lợi cho việc thay dao trực tiếp • Các chuyển động thay dao đơn giản, không cần kết cấu tay tóm Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Cơ cấu thay dao tự động • Một số cơ cấu thay dao tự động • Kết cấu ổ tích dao dạng đĩa tròn • Vị trí của trục chính máy và ổ tích dao thuận lợi cho việc thay dao trực tiếp • Kết cấu tay tóm gồm nhiều khâu dịch chuyển Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 23
24. 3/21/2021 Catalog dụng cụ • Hệ dụng cụ và các tổ hợp dụng cụ được quản lý theo các mã hiệu phân loại • Các dữ liệu này được lưu trữ thành các catalog dưới dạng các tờ rời có trúc theo một ngôn ngữ lập trình chuyên dùng và tương thích với các máy CNC • Mã hiệu này chứa các dữ liệu về phương pháp gia công, máy gia công, cách gá đặt dụng cụ, ổ tích dụng cụ, thân dao, lưỡi dao Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Catalog dụng cụ • Một ví dụ đơn giản về mã hiệu của dao tiện Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 24
25. 3/21/2021 Hệ thống cấp tháo phôi tự động • Đặc điểm chung • Cấp phôi và đẩy phôi tự động vào và ra khỏi vị trí gia công xác định • Cho phép làm trùng thời gian phụ (thời gian gá phôi và tháo chi tiết) với thời gian máy khi gia công trên phôi • Là một kết cấu tiêu chuẩn để có thể gá và kẹp chặt trên bàn máy • Giúp cho việc điều chỉnh linh hoạt và thuận lợi • Khi gia công các chi tiết giống nhau cần phải có số đồ gá bằng số cơ cấu cấp tháo phôi • Các máy với cơ cấu cấp tháo phôi có kết cấu chiếm diện tích hơn so với máy thông thường Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Hệ thống cấp tháo phôi tự động • Một số dạng cơ cấu cấp tháo phôi tự động Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 25
26. 3/21/2021 Hệ thống cấp tháo phôi tự động • Một số dạng cơ cấu cấp tháo phôi tự động Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền Thank you! Bài giảng: Truyền động và điều khiển máy CNC TS. Đường Công Truyền 52 26