Hướng Dẫn Về Bù Dao Cắt Trong Lập Trình CNC - TechnicalVN

Nội dung bài viết

• A. Bù bán kính dao cắt
  • 1/ Phương pháp tính toán bằng tay
  • 2/ Các kiểu bù bán kính dao 
  • 3/ Định nghĩa và ứng dụng
  • 4/ Kỹ thuật lập trình
  • 5/ Định dạng lập trình
  • 6/ Cơ chế áp dụng bù bán kính dao.
  • 7/ Điểm bắt đầu chế độ bù dao. 
  • 9/ Điểm kết thúc chế độ bù dao
  • 10/ Chương trình phay biên dạng chi tiết có sử dụng tính năng bù dao.
    • Bảng offset tool 
  • 11/ Bán kính bù dao
• B. Bù chiều dài dao cắt

Bù dao trong lập trình CNC là một vấn đề khá quan trọng. Việc bù dao trong lập trình CNC giúp cho cho đơn giản quá trình viết code của người lập trình CNC, chỉ cần code theo như phần thiết kế. Việc bù dao sẽ giúp máy cnc tự hiểu và tự setup vào trong quá trình gia công. Bù dao gồm có bù bán kính dao và bù chiều dài dao

A. Bù bán kính dao cắt

⇒ Biên dạng chi tiết còn gọi là profile thường được ứng dụng phay bằng cách cho dao cắt di chuyểntheo chiều Z trước rồi sau đó dịch chuyển dao cắt theo trục X hay Y hoặc đồng thời cả hai trục để gia công biên dạng hay mặt phẳng. ⇒ Quỷ đạo dao đối với mọi biện dạng luôn luôn tương ứng với chuyển động dao cắt. Lưởi dao cắt luôn tiếp tuyến với biên dạng chi tiết điều đó có nghĩa là chuyển động dao phải tạo ra quỷ đạo sao cho tâm dao cắt luôn luôn ở cùng khoảng cách tính từ biên dạng chi tiết.

1/ Phương pháp tính toán bằng tay

⇒ Như bạn đã biết hình học của dao phay có hình trụ tròn. Trong thực tế bản vẽ kỹ thuật bạn biết biết kích thước của chi tiết. Khi bạn viết chương trình thì bạn viết theo vị trí tâm của con dao cắt. Như vậy thì tâm con dao phay cách biên dạng (profile) của chi tiết một khoảng cách không đổi, khoảng cách đó chính là bán kính của dao phay. Vấn đề đặt ra ở đây là bạn phải tim vị trí tâm dao cắt từ bản vẽ kích thước. ⇒ Giải pháp tính toán quỷ đạo tâm dao có thể bạn không cần tính toán nếu hệ điều khiển CNC được trang bị tính năng bù bán kính dao cắt. Tính năng này giúp cho bạn lập trình áp dụng lệnh bù bán kính dao cắt mà bạn viết chương trình biên dạng chi tiết theo kích thước trong bản vẽ chi tiết. Mọi tính toán vị trí tâm dao cắt được hệ điều khiển thực hiện một cách tự động. ⇒ Muốn áp dụng tính năng này thì ta phải tuân theo các nguyên tắc cơ bản thì tính năng này rất dẽ áp dụng. Nếu hiểu rõ về cơ chế tự động của hệ thống thì bạn sẽ thực hiên công việc bù bán kính dao cắt dễ dàng hơn và đặc biết khi có  gặp sự cố bạn có thể nhanh chống giải quyết được vấn đề ngay. ⇒ Ở bản vẽ dưới bạn có tất cả là 7 điểm (ở thời điểm này bạn không cần quan tâm điểm bắt đầu và điểm kết thúc) bản vẽ cung cấp cho bạn một số thông tin dựa vào đó bạn biết được tọa độ của một số điểm.

⇒ Các điểm còn lại bạn áp dụng các công thức liên quan đến tam giác vuông để tìm ra tọa độ X, Y. Tất cả các tọa độ này tính theo G90 (tọa độ tuyệt đối)

⇒ Câu hỏi đặt ra lúc này là các giá trị nêu ra ở bảng 1 và bảng 2 có ứng dụng như thế nào? Chúng có hữu ích không? Có thể sử dụng chúng trong chương trình không? Và sử dụng như thế nào? Lúc nào thì áp dụng được các giá trị ở bảng 1, áp dụng các giá trị bảng 2 như thế nào?. ⇒ Kết luận: Đối với những bộ điều khiển (NC hoặc CNC) cũ hoàn toàn không cótính năng bù bán kính dao cắt thì bạn phải áp dụng các giá trị ở bảng 2. Quỷ đạo dao được xác lập phương pháp tính toán để tìm tọa độ tâm dao khi bạn biết được bán kính của dao cắt. Phương pháp lập trình này rất tốn thời gian và khả năng sai sót viết chương trình và tính linh hoạt không cao. Khi bán kính dao lập trình khác với bán kính dao thực tế thì toàn bộ chương trình phải tính toán lại ⇒ dẫn tới năng xuất thấp. Với sự phát triện công nghệ điều khiển số ngày nay hệ điều khiểu CNC được bổ sung tính năng bù bán kính dao cho hệ thống điều khiển. Với hệ điều khiển có tính năng này thì bạn áp dụng giá trị ở bảng 1. Áp dụng giá trị bảng 1 thì bạn viết chương trình NC không cần quan tâm tới bán kính dao thực tế mà chỉ giả lập bán kính dao ảo. Trong khi gia công thì bạn offset bán kính dao theo bán kính dao thực tế. khi áp dụng tính năng này cho phép đơn giản hóa việc tính toán trong quá trình viết chương trình NC và dễ hiệu chỉnh trong quá trình gia công sản phẩm. ⇒ Bạn viết chương trình với bán kính dao ảo, dao ảo ở đây là bạn hiểu ngầm là với bản vẽ và chương trình đó thì dao thực tế không được phép lớn hơn dao ảo. Ví dụ 3 : Với bản vẽ trên thi ta có bán kính trong R20 mm thì dao ảo cho phép ở đây có bán kinh nhỏ hơn 20 mm. Như vậy bán kính dao thực tế luôn nhỏ hơn bán kính dao ảo. ⇒ Còn bán kính R5. Trên bản vẽ không ảnh hưởng đến quá trình bù bán kính dao cắt vì đây là bán kính ngoài.

2/ Các kiểu bù bán kính dao 

⇒ Ngày nay công nghệ CNC phát triển mạnh mẽ, phương pháp bù bán kính dao cắt cũng phát triển theo. Có ba kiểu bù bán kính dao cắt đó là Kiều A, Kiểu B, Kiểu C. ⇒Bù Kiểu A: kiểu củ nhất. sử dụng các vector đặc biệt trong chương trình để thiết lập chiều cắt gọt (G39,G40,G41,G42) ⇒ Bù kểu B: Kiểu này cũng củ chỉ sử dung G40,G1,G42 trong chương trình không có đặc tính dự đoán trước. Bù kiểu này có thể xảy ra hiện tượng cắt gọt quá mức. ⇒ Bù kiểu C: kiểu này hiện đại nhất và chỉ sử dung G40, G41, G42 trong chương trình, bù kiểu này có tính dự đoán trước và tránh được sự cắt gọt quá mức.

3/ Định nghĩa và ứng dụng

⇒ Bù bán kính dao là tính năng của hệ điều khiển cho phép lập trình biên dạng theo yêu cầu của bản vẽ mà không cần biết chính xác đường kính (bán kính) dao cắt.Tính năng này tình toán quỷ đạo tâm dao khi bạn khai báo bán kính được lưu trong hệ thống điều khiển. ⇒ Tính năng này cho phép người vận hành máy điều chỉnh kích cở dao trong hệ thống điều khiển.

4/ Kỹ thuật lập trình

1/ Để viết chương trình sử dụng chế độ bù bán kính bạn cần biết ba nhóm dử liệu sau. – Các điểm biên dạng bản vẽ. – Chiều di chuyển của chuyển động cắt. – Bán kính dao được lưu trong hệ điều khiển. 2/ Chiều di chuyển cắt : – Trong lập trình CNC luôn luôn xem dụng cụ cắt di chuyển xung quanh chi tiết, không xét bất cứ chuyển động khác. – Bù bán kính dao bạn dùng thuật ngữ: Bù dao bên trái hay bù dao bên phải. Quỷ đạo bù bán kính dao cắt được định vị theo bên trai hay bên phai biên dạng tĩnh tại khi quan sát theo chiều quỷ đạo dao cắt

⇒ Các lệnh bù bán kính dao. – Để lập trình chế độ cắt (chiều cắt ) có hai lệnh chuận bị cho phép chọn chiều dao cắt. – G41: Bù bán kính dao bên trái theo chiều biên dạng. – G42: Bù bán kính dao bên phải theo chiều biên dạng. – G40: Xóa chế độ bù bán kính dao cắt.

⇒ G41 áp dụng cho chế độ phay thuận khi bạn dùng với M3 (Quay trục chính cùng chiều kim đồng hồ) dùng dao tay phải. ⇒ G42 áp dụng cho chế độ phay thuận khi bạn dùng với M4(Quay trục chính ngược chiều kim đồng hồ) dùng dao tay trai. ⇒ Lợi ích bù bán kính dao là cho bạn lập trình quỷ đạo dao cắt tựa như biên dạng chi tiết. Khi bạn thay đổi bán kinh dao cắt thì máy tự động thay đổi quỷ đạochuyển động dao cắt từ biên dạng lập trình.

5/ Định dạng lập trình

⇒ Thông tin cung cấp cho lệnh bù bán kinh dao cắt trong chương trình NC là lệnh G41 và G42 luôn kết hợp với địa chỉ D thường áp dụng chuyển động đơn trục (có thế chuyển động đa trục nếu lập trình cẩn thận) ⇒Cấu trúc câu lệnh:

⇒ Với ba kiểu bù dao thì mà vị trí setup bù bán kinh dao khác nhau. Vớ bộ điều khiển kiểu A và B đề là bù chung có nghĩa là chỉ với một bộ đăng ký các giá trị chiều dài dao được lưu chung với bán kính dao. Bù chiều dài dao được khai báo với địa chỉ H (địa chỉ H được khai báo với G43(G44)). Với một lưu ý rằng một số chương trình bạn không cần phai dùng bù bán kính dao nhưng với mọi dụng cụ cắt đều yêu cầu bù chiều dài.

⇒ Nhìn vào hai bảng setup offset tool trên bạn setup nhưng thế nào khi một con dao dùng cả hai địa chỉ D và H mang hai giá trị khác nhau. Rất đơn giản khi chương trình bạn lập địa chỉ D và H khác nhau thì máy thi hành đúng theo yêu cầu của bạn. ⇒ Ví dụ 4: Bạn dụng con dao T1 địa chỉ H1 (1,2,….. số thứ tự trong bảng offset tool) thì địa chỉ D2 hoặc D3, D4…… với nguyên tắc là vị trí đó chưa dùng cho địa chỉ nào. ở kiểu A không có wear (bù mòn dao) bạn nhập vào vị trí offset. Kiểu B bạn nhập và vị trí Geometry (hình học), wear (bù mòn dao cắt). ⇒  Bù kiểu C sẽ có địa chỉ D và H riêng biệt do đó cùng một vị trí bù mà ta dùng cả hai. Ví dụ 5: dao T1 ta dung bù chiều dài dao H1 và bù bán kính dao D1.

⇒ Bù hình học (Geometry) và bù mòn dao (wear) khác nhau như thế nào?. Về bản chất thì hai hình thức này không khác nhau, ở kiểu nhớ A không có mục ghi bù mòn dao (wear) nhưng người vận hành máy vẫn điều chỉnh khi dao mòn. Ở kiểu B và C bán kính danh nghĩa của dao bạn nhập và cột Geometry còn phần điều chỉnh mòn dao thì bạn nhập vào cột wear. Ví dụ 6: Ở bảng kiểu B và C bạn tinh chỉnh -0.01mm nhưng bán kính danh nghĩa không thay đổi. còn ở kiểu A bạn phải thay đổi bán kính dao danh nghĩa, bán kính dao R10mm muồn điều chỉnh -0.01mm thì giá trị cần nhập là 9.99 (thay đổi giá trị bù bán kính dao)

6/ Cơ chế áp dụng bù bán kính dao.

⇒ Cho đến hiện tại bạn đã biết mọi dữ liệu để áp dụng bù bán kính dao trong chương trình NC nhưng bạn chưa hiểu được bản chất nó là như thế nào?. Cơ chế áp dụng thế nào? Có ba yếu tố chính để áp dụng thành công tính năng này. 1. Điểm bắt đầu chế độ bù dao. 2. Điểm kết thúc chế độ bù dao. 3. Bán kính bù dao.

7/ Điểm bắt đầu chế độ bù dao. 

⇒ Sự khởi động chế độ bù bán kính dao chỉ sử dụng G41(G42) X….(Y…)D… trong chương trình. (khởi động đơn trục hay đa trục tùy bạn lập trình) ⇒ Điểm bắt đầu chế độ bù bán kính dao luôn luôn ở vị trí các xa biên dạng chi tiết và luôn luôn áp dụng chế độ bù bán kính dao cùng với chuyển động dao. ⇒ Khi chọn vị trí bắt đầu chế độ bù bán kính dao bạn cần tuân thủ và giải quyết vấn đề sau. a) Bán kính dao cắt lớn nhất bao nhiêu. ( khi bạn lập trình thì bạn phải chọn được bán kính dao ảo, vị trí bắt đầu bù bán kính dao thì dựa vào bán kinh dao ảo, bán kính dao thực tế phải nhỏ hơn hoặc bằng bán kính dao ảo)

b) Khoảng cách từ vị trí bắt đầu đến điểm đầu tiên của chế độ bù trừ bán kính dao bao nhiêu là hợp lý nhất?. Như bạn đã biết mọi dao phay đều có hình trụ tròn và một nữa đường kính là bán kính dao. Với các dao mới thì độ chính xác cao và trong quá trình làm việc thì có sự mòn dao. Như đã giới thiệu ở trên mục C1.5 địa chỉ D được thiết lập bù bán kính dao và mòn dao. Khoảng cách hợp lý nhất luôn lớn hơn bán kính dao ảo điều đó cũng có nghĩa là lớn hơn bán kính dao thực tế.

♦  Các chuyển động vào dao có thể áp dụng cho chế độ bù bán kính dao.

9/ Điểm kết thúc chế độ bù dao

⇒ Điểm kế thúc chế độ bù là điêm mà chương trình đã hoàn tất quá trình gia công, điểm kết thúc này cũng là điểm mà bạn dùng lên để xóa tính năng bù bán kính dao. Để xóa tính năng này thì bạn phải di chuyển dao hướng ra ngoài biên dạng chi tiết (băng chiều dai L) hoặc lớn hơn nhưng ít nhất phải bằng bán kính dao ảo (hoặc bán kính dao thực) ⇒ Vị trí an toàn nhất để hủy tính năng bù bán kính dao (điểm kết thúc chế độ bù dao) là cách xa biên dạng mới hoàn tất, vị trí bắt đầu cũng có thể là điểm kết thúc tính nang bù bán kính dao

10/ Chương trình phay biên dạng chi tiết có sử dụng tính năng bù dao.

Bảng offset tool 

11/ Bán kính bù dao

⇒ Khi bạn vận hành máy thì bạn sẽ biết bạn dùng dao nào và biết được giá trị thực của dao bạn đang dùng. Đó chính là dao thực, bán kính bù dao chính là bán kính dao thực đó. ⇒ Khi bạn là người lập trình thì bạn phải biết bán kính bù dao có ảnh hưởng tới tính năng bù bán kinh dao không? ⇒ Bán kính bù dao được lưu trong offset tool Geometry (D) đi vào vùng có bán kính nhỏ hớn nó thì hệ điều khiển sẽ báo lỗi. ⇒ Chú ý: Khi bạn gia công biên dạng ngoài hay phay hóc thì nên chú ý bán kính góc trong của chi tiết. Bán kính dao cắt ( bán kính bù dao ) không được lớn hơn bán kính góc trong của chi tiết. (khi phay hóc thì bán kính dao cắt nhỏ hơn hoặc bằng bán kính góc trong) ⇒ Ví dụ : Khi bạn gia công biên dang ngoài chi tiết ở Bài tập 28 thì bạn sẽ gặp phải bán kính góc trong của chi tiết là R20mm thì bạn chỉ dùng những dao có đường kính nhỏ hơn 40mm tức là R < 20mm.

B. Bù chiều dài dao cắt

⇒ Khi bạn lập trình hay vận hành với máy phay CNC đứng, máy phay CNC đầu ngang hay trung tâm gia công CNC thi bạn làm việc với nhiều dao cắt khác nhau. Câu hỏi đặt ra làm thế nào để máy phân biết được chiều dài các dao bạn lập trình và chạy đúng với góc tọa độ chương trình (phần này bạn chú ý đến trục Z còn trục X và Y chúng ta sẽ tìm hiểu phần sau) có nghĩa là tất cả các dao cắt đều nhận biết được chính xác vị trí Z0 {Z0 góc tọa độ phôi (works part zero point) hay goi là góc tọa độ gia công} ⇒ Nhìn trên hình bạn sẽ thấy khoảng cách chiều dài dao T1, T2, và T3 khi gắn vào đầu dao (đầu BT40, BT50…) có chiều dài khác nhau. ⇒ Do sự khác nhau như vậy nhà sản xuất hệ điều khiển máy CNC cho ra một khái niệm Bù chiều dài dao cắt cho phép bạn lập trình hay vận hành sử dụng số lượng dao theo quy trình công nghệ mà không cần quan tâm tới chiều dài chính xác của từng con dao. ⇒ Định nghĩa: Bù chiều dài dao cắt là quy trình bù tất cả chiều dài dao cắt đang dùng có cùng một khoảng cách không đổi, khoảng cách đo từ vị trí vạch chuẩn về  tới đỉnh của mổi con dao. ⇒ Như vậy giá trị bù chiều dài dao được xác lập như thế nào? Và xác lập ở đâu? ⇒ Lệnh bù chiều dài dao. Cấu trúc: G43 H1 Z hoặc G44 H1 Z G43 Bù chiều dài dao dương G44 Bù chiều dài dao âm G49 Hủy lệnh bù chiều dai dao H Chọn số bù chiều dài dao Z Vị trí đích đến của dao di chuyển theo trục Z ⇒ Khi bạn lập trình bạn chỉ việc dùng lệnh G43 H1 hoặc G44 H1 với chương trình nhiều dao thì bạn dùng H2, H3, H4…..vv. Như vậy giá trị bù chiều dài dao được xác lập ở đâu? Câu trả lời cho bạn là giá trị đó được người vận hành xác lập vào máy CNC và nhập vào vị trí H – offset ở cột Geometry(bù chiều dài dao) Wear (bù mòn dao)

⇒ Chú ý : Nếu bạn dùng G43 thì giá trị nhập và vị trí H1, H2 ….vv mang dấu âCòn bạn dùng G44 thì giá trị nhập vào vị trí H mang dấu dương. Bạn nhìnphía trên thì sẽ phân biệt sự khác nhau giữa G44 và G43. Trên thực tế hay dù G43 thuận tiện hơn G44 nên khi bạn lập trình thì nên dùng G43.

Nguồn: http://hungculit.weebly.com/