BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN VĂN PHONG

NGHIÊN CỨU LẬP TRÌNH THAM SỐ ĐỂ GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT PHỨC
TẠP TRÊN MÁY UCP600

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Chế tạo máy

NG DN: PGS. TS. PHẠM VĂN HÙNG

Hà Nội – 2017

17083300063363be56a78-2d54-4102-b0ff-1b9f07f70391
1708330006336607c2b54-e58d-486b-99dc-547ff549e262
1708330006335b0b643b8-d39c-41f6-8ce4-642a7d99badd


LỜI CAM ĐOAN

p Thc s t
- i hi.
V Nghiên cứu lập trình tham số để gia cơng các
chi tiết phức tạp trên máy UCP600

Tt c ni dung trong luc hin 
trong bt k m

u mi vi ni dung lu

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Phong


LỜI CẢM ƠN

 i PGS. TS Ph  tng dn,
ch b  c hin lu
T i s  tu kin thun li v trang thit b
i gian ca c Bo   tr 
i m   ca  ng nghip ti khu v
cc nghim c  .
T xin i s  c, gio
i hi hhc t 
lu
 



 lu

Nguyễn Văn Phong


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM-CNC ............................... 3
1.1. Giới thiệu về máy công cụ điều khiển số (máy CNC)[2,3] ................................... 3
1.1.1. Giới thiệu chung về điều khiển số trong máy công cụ ...................................... 3
1.1.2. Các hệ điều khiển số ............................................................................................. 3
1.1.2.1. H u khin NC (Numerical Control) .......................................................... 3
1.1.2.2. H u khin CNC ......................................................................................... 3
1.1.2.3. H u khin DNC (Direct Numerical Control) ............................................ 4
1.1.3. Cơ sở lý thuyết về lập trình gia cơng trên máy CNC ........................................ 4
 ............................................................................................. 4
 .............................................................................. 4
1.1.4. Các hệ điều khiển phổ biến trên máy CNC ........................................................ 5
1.1.4.1. H u ................................................................................ 5
1.1.4.2. H  ........................................................... 7
1.1.4.3. H u khin Heidenhain [8,9]....................................................................... 9
1.1.5. Nhận xét ............................................................................................................... 10
1.2. Giới thiệu cơ sở về CAD/CAM-CNC và lập trình CNC cho máy phay. .......... 10
1.2.1. Tổng quan về công nghệ CAD/CAM - CNC[4] ............................................... 10
1.2.1.1. Tng quan v CAD/CAM ............................................................................. 10
m v CAD, CAM, CNC .................................................................. 11
 CAD/CAM  CNC ......................................................13
a CAD/CAM  CNC trong chu k sn xut ................................. 15
1.2.2. Q trình gia cơng ứng dụng công nghệ CAD/CAM – CNC[4] ..................... 16
1.2.2.1. H thng CAD/CAM  CNC ........................................................................ 16


 ................................................................. 17

1.3. Kết luận chƣơng 1.................................................................................................. 18
CHƢƠNG 2: LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY NHIỀU TRỤC UCP600 BẰNG
HỆ ĐIỀU KHIỂN HEIDENHAIN iTNC530. ............................................................... 19
2.1.Giới thiệu về Trung tâm gia công UCP600[ 10,11 ] ............................................ 19
2.1.1. Đặc điểm của máy CNC. .................................................................................... 19
2.1.1.1. Nhn v   .......................................... 19
2.1.1.2. Kt cu c ................................................................................... 20
2.1.1.3.Mt s h  ....................................................................................... 20
2.1.2. Trung tâm gia công Mikron UCP600 ............................................................... 21
2.2.Nghiên cứu hệ điều khiển Heidenhain iTNC530[10,11] .....................................23
2.2.1.Giới thiệu về hệ điều khiển iTNC530 ................................................................ 23
2.2.2. Định nghĩa và gọi chu trình gia cơng[10] ......................................................... 33
 ...................................................................... 33
2.2.2.2. G .................................................................................. 34
2.2.3. Một số chu trình cơ bản trong hệ điều khiển HEIDENHAIN iTNC530 ....... 34
 ................................................ 34
2.2.3.2. RECTANGULAR POCKET (CYCLE 251) ................................................44
2.2.3.3. CIRCULAR POCKET (CYCLE 252) .......................................................... 46
2.2.3.4. CIRCULAR PATTERN (CYCLE 220) ...................................................... 51
2.2.3.5. LINEAR PATTERN (CYCLE 221) ............................................................. 52
2.3. Kết luận chƣơng 2.................................................................................................. 53
CHƢƠNG 3: LẬP TRÌNH THAM SỐ TRONG HỆ HEIDENHAIN ITNC 530[10,11] .54
3.1. Khái quát chung về lập trình tham số ................................................................. 54
3.1.1. Khái niệm lập trình tham số ..............................................................................54
3.1.2. Vai trị của lập trình tham số.............................................................................54
3.2. Thiết lập chƣơng trình tham số trong hệ điều khiển Heidenhain iTNC530 .... 54
3.2.1. Khai báo và gọi hàm tham số Q ........................................................................ 54
 .......................................................................................................... 54
3.2.1.2 Gi tham s Q ................................................................................................. 55



3.2.2. Các hàm tốn học dùng để mơ tả biên dạng .................................................... 56
3.2.3. Hàm điều kiện và các biểu thức so sánh ........................................................... 56
3.2.4. Một số phép toán học ......................................................................................... 57
3.2.5. Chƣơng trình con LBL và vịng lặp .................................................................. 58
 ............................................................................................ 59
p LBL ................................................................................................. 59
3.2.6. Ví dụ cụ thể về lặp chƣơng trình con có sử dụng nhiều dao .......................... 60
3.2.7. Nhận xét ............................................................................................................... 62
3.3. Lập trình tham số trong gia cơng các chi tiết phức tạp ..................................... 63
3.3.1. Nhóm chi tiết có biên dạng phức tạp ................................................................63
3.3.1.1. Gii thiu v ................................................ 63
t .............................................................. 67
3.3.2. Lập trình tham số cho chi tiết bánh răng [10,11] ........................................... 72
3.3.2.1. L............................................... 72
3.3.2.2. L .............................................. 77
3.4. Thực nghiệm, chế thử nhóm chi tiết .................................................................... 81
3.4.1. Các bƣớc tiến hành trên máy UCP600 ............................................................. 81
3.4.1.1. N .................................... 81
 .................................................................................................... 82
nh g .......................................................................................... 82
c ti ......................................................................... 83
3.4.2. Hình ảnh sản phẩm sau gia cơng ...................................................................... 86
3.4.3. Kết luận. .............................................................................................................. 88
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ 90


CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT Ký hiệu viết tắt


Ý nghĩa
Computer Numerical Control  u khin s   tr 

1

CNC

2

CAD

3

CAM

4



5

NC

Number Control  u khin s

6

STT


S th t

c
Computer Aided Design  Thit k  tr 
Computer Aided Manufacturing  Sn xu tr gia

i hi

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

STT

Số thứ tự hình

Ý nghĩa
m c

Trang

1

Bng 2.1

2

Bng 2.2

3

Bng 2.3


4

Bng 3.1

 Q

55

Bng 3.2



55

 v
C
 u khin
Heidenhain

19
32
34


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT

Số thứ tự


Ý nghĩa

hình

Bu khing

Trang

1



2



3



u khin h 

8

4



H thng DNC


13

5



Mi quan h CAD/CAM

14

6



 n xung dng CAD/CAM-CNC

15

7

nh 1.7

 n xut ng dng CAD/CAM-CNC

16

8

1.8


 

17

9

1



21

10

2

t

22

11

3

 cha dng c ct

22

12


4

u khin

22

13

5

Bu khin

22

14

6

H thng ti phoi

23

15

7

u khin iTNC530

23


16

8

u khin iTNC530

27

17

9

Ch  vng tay

27

Bu khin h 
WinNC

6
8


18

0 Nhp d liu bng tay

28

19


1 Ch  sa ch

28

20

2 Ch  ki

28

21

3 Ch  ng ch

28

22

 Chin

29

23

 m chun dng c ct

30

24


  d

30

25

  d

31

26

 n

32

27

 

36

28

 

37

29


 

38

30

 

39

31

 Chu tr

40

32

 

41

33

  tr CYCLE265

42

34


 

43

35

 c ch nht CYCLE251

45

36

 2.28 

47

37

  phay h

49


38

 u l CYCLE220

51


39

 u l 

52

41





54

42



C  dng nhiu dao

60

43





63


44



B ng Cycloid

64

45



ng Cycloid

64

46



ng Epicycloid

65

47



ng Hypocycloid


65

48



C

66

49



 3D chi tip trong

67

50

 Bn v chi ti

67

51

 

68


52

2 Phay mu

70

53

3 Phay l trong P24

71

54

4 

72

55

5 Phay phng mu

73

56

6 Phay h

74


57

7 

75

58

8 

76


59

h 3.19 Chi tin

76

60

0 Phay phng mu

77

61

1 Phay h

78


62

2 

79

63

3 

80

64

4 Chi tin

80

65

5 NUCP600 qua cng USB

81

66

6 D lip

81


67

7 

82

68

8 Set g

82

69

29 Ch

83

70

0 u

84

71

1 c t

84


72

2 

85

73

3 

85

74

4 Sn ph

86

75

5 Sn ph

86

76

6 p

87



DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC

Phụ lục 12
Phụ lục 24


LỜI MỞ ĐẦU
 Tính cấp thiết
Trong s th, vic n khoa h quan trng
n s c. Mn tng khoa hc vng ch
sn phu t ra i  ng
ca thit bt tin b rit
bc ca nn sn xu. S xut hin c
n xuc bii s
t   cn sn ph  y
 u khin hong nhn s 
o b t hp kin thc ca nhic.
Vi nhu cu cn thit ca thn hii mi v trong sn
xuc trin khai m s di
 .
Vi nh c Th thu
Ch t    chn   tt nghi Nghiên cứu lập trình tham số để gia
công các chi tiết phức tạp trên máy UCP600
 Mục tiêu nghiên cứu
   d   c  u 
Heidenhain iTNC530  d ca l tham s nh
git kim thi gian trong l.
u tham kho cho sn xut.

 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
c Mikron UCP600.

1


Nu h  trong phm vi nu c th 
 n tham s  ng d
tit phc tp ca chi ti
 Ý nghĩa khoa học
-

Lt phc t d

tham s trong lc vi c
 bng CAD/CAM s  n b nh c
c bit khi c     chi tit phc t       
c  phi c  sao cho tht c th.
-

L  dng t

 chi tit, gic s nh ch  yu ch  truyn
tham s.
 Ý nghĩa thực tiễn
-

c t u chi ti

nhau v c.

- Vic l s gic khng lt kim b nh ca
n li s dng.
 Nội dung đề tài gồm 3 chƣơng:
-

Chương 1: -CNC.

-

Chương 2: 
Heidenhain.

-

Chương 3: .

Qua thi gian thc hi c ch dng dn tn
a PGS.TS. Ph. Do thi gian thc hin 
 i nhng thi Em rt
mong nh c s       E     PGS.TS.
Ph  g, TS.  c B   ng nghip t   H tr  o
i m , Viu ki em.
6 8 7
2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM-CNC
1.1. Giới thiệu về máy công cụ điều khiển số (máy CNC)[2,3]
1.1.1. Giới thiệu chung về điều khiển số trong máy công cụ
             ng c ct thc hi 

chuyi vi nhau. Nhng chuyng (hay dch chuyc
lp li nhiu li chi tic g
ng mt th t. Phc gn
c hay phn th t c gu khi
c ca bt c m  2 loi: v c
a chu k s u khinh th t c
thi gian).
 thu khi ra 2 loi:
-

u khi u khin truyn thu khic)

-

u khin s

1.1.2. Các hệ điều khiển số
1.1.2.1. H u khin NC (Numerical Control)
Trong h u khi c ca chi tiu
khii d. H u khic:
sau khi m   nh th nh     c. Ch     c kt
i bu thc hin lnh th nht. Trong tha lnh th
hai nm trong b nh ca h thu khinh th nht
u thc hin lnh th hai.
m ca h u khit tip theo trong lo
u khin phc li tt c nh t y khi nh
ca b  u khin. Mn rt nhiu lnh
chc l ho   dng l
 xy ra.
1.1.2.2. H u khin CNC

m cha h u khi tham gia c
tu khin cho tng lo
3


u khiu ch
ng ca b u khi
ghi nh li, n nh  hay tng lnh bng tay t u khinh
u khi c vit cho tng chuy u chuyn
 m s nh c
 tin cc c
1.1.2.3. H u khin DNC (Direct Numerical Control)
m ca h u khin DNC: Nhi c ni vi m
 ng truyn dn d liu. M  u khi
b m v chn l 
cu ni gi 
1.1.3. Cơ sở lý thuyết về lập trình gia cơng trên máy CNC
c thc hin m ng. H thng
u khin s c u khip sn.
t quan trt m
cn b sn xut lnh cho dng c c
bn v chi ti       ri chuy       phn
mang d lip xp theo dc gl
1.
t file chu khic vit bng
p xp theo mt th t   hi
B u khint s nh theo th t  thc hin
t nhiu kiu khi thu t
c t c s dng rt. N
 h       u    n t h   

 ng dng m 
1.
     t     c l     t hai
 tr 
c

4


Khi li l n v ca chi ti nh
lnh t  nhy s tn thi gian, d nhm lc bi
i vt phc tp. Do nhng tay
        n ho  hiu chnh nhng

Khi l  i l     c ca chi tit gia
 o ca dng c c 
 hic. Ln thc hi
bng tay, ch cn truy cp m liu  ra mng l liu cho nhng
n thing thi hn ch i l
Khi lc bit sau:
-

 

-

u x -processor)

n mm thc hi.
i ta g liu ca b  

 lit gi  thu
         li  nh v ng c ct. CLD
chnh ngn gn nhp vi h 
CLD cho mt h CNC c th phmhu x  g-processor.
y Post-m v di d
 cho h  hic hiu khi
1.1.4. Các hệ điều khiển phổ biến trên máy CNC
H u khin

1.1.4.1. H ANUC [5]
ANUC    
  
 t

5


1: Mt bu khing
au
H t 2 lo
-

T (Tin)

-

M (Phay)
      

   


         

bu khin
     bin nht hi       u
 dng G- u khin.

6


u chch chuyn ca dng c cc vit tt ca Geometric
Function. ranh ch  c c
 t s chng nht.
 G00: lnh chy dao nhanh t gt ( t chy dao ln nht c)
 G01: lnh ni suy tuy.
 G02, G03: lnh nng h c chiu
ng h (G03).
 G40: hy b hiu chc dao
 G41: hiu chnh dao  t theo chiu chy dao.
 G42: hiu chnh dao  i profil chi tit theo chiu chy dao.
 G54  G59: t m chun ca chi tit so vm chun c
 G80: hy b n
  nh bi
 thc hin 
 c nh trong b nh cu
v cn thi thc hin t th.
 G90: lc tuyi
 G91: li (theo gia s)
 u bng ch i hai ch s t 00
n vt s ch M


 M01: dng  la chn
 M03, M04: trhiu/c chiung h.
 M05: dng tr
 i dng c ct
 M08/M09: m/dung di.
 M30: k
1.1.4.2. H  [6,7]
 n bi Siemens, mt tu tp
n, t   
7


2: Bu khin h 

3u khin h 
H     thc hi   nh G-  
 u qu ca vic lng tay. C th:
u l sp x

 p xp t

8