CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




44
CHƯƠNG 4:
CÔNG NGHỆ PHAY NC



4.1. Máy phay CNC
4.1.1. Phân loại:
Việc phân loại máy phay CNC chỉ mang tính tương đối. Tuỳ thuộc vào tính vạn năng, số dao có
thể tích trong ổ tích dao (tool magazine) ta chia máy phay CNC thành các loại cơ bản sau.

a. Máy phay CNC (CNC Milling machine)
Máy phay CNC thường dùng để chỉ các máy phay có 1 hoặc một vài dao trong ổ tích dao, thông
thường ổ tích dao không chứa qúa 12 dao và có dạng mâm xoay (Turet). Dựa vào cấu trúc máy
ta phân máy phay loại này làm 2 loại.
Loại thứ 1: spindle thẳng đứng (vertical CNC milling machine), Hình 4.1.a.
Loại thứ 2: spindle ngang (Horizontal CNC milling machine), Hình 4.1b.

Hình 4.1a. máy phay CNC đứng Hình 4.1b. Máy phay CNC ngang

b. Trung tâm phay CNC (CNC Milling Center)
Là loại máy phay CNC có tính vạn năng cao hơn, thông thường số dao có thể tích trong ổ tích
dao từ 12 đến hàng trăm dao. Ổ tích dao (Tool Magazine) thường có dạng xích quay, dao được
thay tự động hoặc dùng Robot cấp dao.Hình 4.2

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




45

Hình 4.2. Bộ tích dao trong trung tâm phay CNC

Tương tự máy phay CNC, trung tâm phay có thể là trung tâm phay đứng (vertical Milling
Center) hoặc trung tâm phay ngang (Horizontal Milling Center)

c. Trung tâm phay-tiện CNC (Milling-Turning Center)

Là trung tâm phay CNC tích hợp và có khả năng làm việc như máy tiện CNC. Loại máy này có
tính vạn năng rất cao. Tuy nhiên kết cấu rất phức tạp, đắt tiền.

 Ngoài ra tuỳ vào khả năng điều khiển theo các trục ta còn chia ra máy phay CNC 2 trục,
2.1/2 trục, 3 trục, 4 trục và 5 trục.

4.1. 2. Quy đònh các trục trên máy phay CNC
Những máy công cụ thông thường có 3 trục chính X,Y, Z có chiều nhất đònh.Tuy nhiên có máy
4,5 trục. Thêm 3 trục quay xung quanh các trục tương ứng ký hiệu là A, B hoặc C. Tùy theo loại
máy mà các trục bố trí khác nhau và do đó có chiều khác nhau. Phương chiều của các trục máy
được xác đònh theo quy tắc bàn tay phải. Hình 4.3a mô tả phương pháp xác đònh phương chiều
của các trục X,Y, Z. Hình 4.3b mô tả cách xác đònh chiều quay dương quanh các trục tương ứng

 Lưu ý: lập trình, vận hành tuân theo nguyên tắc chỉ có dao di chuyển, còn phôi (bàn
máy) cố đònh. Mặc dù thực tế có thể dao cố đònh còn bàn máy chuyển động.

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




46
Ngón cái chỉ chiều dương trục X, ngón trỏ chỉ chiều dương trục và ngón giữa chỉ chiều dương
trục Z











Hình 4.3. Quy tắc bàn tay phải

4.1.3. Các điểm tham chiếu trên máy phay CNC ( Reference Zero Points )
Các điểm tham chiếu trên máy là các điểm cơ sở hoặc điểm bắt đầu được sử dụng để tính toạ độ
các điểm khác. Ta còn gọi là điểm không (zero points). Hệ điều khiển CNC dùng 4 loại điểm
tham chiếu sau:
•Điểm không(zero) của máy (Machine zero point )
•Điểm rút dao tham chiếu (Reference return point )
•Điểm không (zero) của chi tiết (Work zero point )
•Điểm không(zero) khi lập trình (Program zero point )
 Machine Zero Point
Là gốc tọa độ máy. Được cài đặt bởi nhà chế tạo và không thể sữa đổi. Điểm không của máy
được đặt tên M và ký hiệu như hình 4.4õ. Với máy tiện, điểm không của máy thường đặt tại tâm
mặt đầu của trục chính. Với máy pháy nó thường đặt tại điểm giới hạn của các trục.
Thông thường điểm Zero của máy không dùng làm điểm tham chiếu để lập trình. Điểm này
thường được dùng vào các mục đích sau.
 Cài đặt ban đầu cho máy (Initial setup of the machine)
 Làm tham chiếu cho các điểm tham chiếu khác như: reference return points, work zeros,
và program zeros.
 Làm vò trí an toàn để thay dao.


CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN





47


Hình 4.4. điểm không của máy
 Reference Return Point
Reference return points là các vò trí mà bàn máy hoặc trục chính sẽ trở về đó nhằm thực hiện
một tác vụ nào đó. Điểm này được đặt tên R và được ký hiệu như Hình 4.5. Một số hệ điều hành
cho phép chỉ đònh 4 điểm rút dao tham chiếu. Thông thường đối với máy phay điểm không của
máy là điểm tham chiếu thứ nhất . Điểm tham chiếu thứ 2,3,4 được chỉ đònh bằng việc cài đặt
cho bộ điều khiển máy. Nó có thể được đặt tại bất kỳ điểm thuận tiện nào trong vùng làm việc
của máy. Với máy tiện điểm tham chiếu là điểm xa nhất trong vùng làm việc.

Hình 4.5. Điểm tham chiếu của máy ( Reference return point)
Vò trí của điểm tham chiếu thứ nhất được xác đònh trước, chính xác so với điểm không của máy.
Do vậy nó có thể được sử dụng cho việc điều chỉnh, kiểm tra(calibrating and regulating) hệ
thống đo lường của băng trượt bàn máy và trục chính.
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




48
Điểm tham chiếu được dùng đặc biệt trong 4 tình huống sau:
 Khi khởi động máy, tất cả các trục nên luôn được đưa về điểm tham chiếu để
kiểm tra hệ thống đo lường.
 Máy cần đưa lại về điểm tham chiếu để thiết lập lại tọa độ chính xác trong các
tình huống như: mất điện, vận hành không đúng… làm mất đi dự liệu hiện tại.
 Khi thay dao.
 Khí kết thúc chương trình gia công để Reset lại bộ điều khiển.

 Work Zero Point
Là gốc tọa độ của hệ toạ độ gắn liền với phôi. Vò trí này được cài đặt bởi người vận hành máy
và được đặt tại bất kỳ vò trí thuận lợi nào đó trên phôi. Work Zero Point được đặt tên là W và kí
hiệu như hình 4.6.

a. đặt tại bề mặt mâm cặp b. đặt tại mặt đấu chi tiê’t tiện

c. đặt tại góc chi tiết d. đặt tại tâm chi tiết
Hình 4.6. Điểm không của chi tiết.
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




49
 Program Zero Points
Là gốc tọa độ của chương trình gia công. Nó dùng để xác đònh các vò trí trong chương trình gia
công. Do vậy phải được chỉ đònh trước khi thực thi chương trình. Program Zero point được đặt
tên P và được ký hiệu như hình vẽ. Program Zero point thường trùng với Work Zero point.
Tuy nhiên nó có thể được đặt tại bất kỳ vò trí thuận lợi nào khác như Hình 4.7


Hình 4-7. Điểm Zero lập trình
Ta có thể đònh nghóa nhiều Program Zeros nhằm thuận lợi khi lập trình gia công các chi tiết
phức tạp. Trong trường hợp này điểm không đầu tiên được gọi là program zero tất cả các điểm
không sau đó (được xác đònh so với Program Zeros) gọi là điểm không cục bộ (local zero point).


Hình 4.7. Local Zero Point
4.2. Dụng cụ phay CNC


Hệ thống dụng cụ dùng cho máy CNC nói chung, cho máy phay CNC nó riêng bao gồm các
thành phần sau: Hệ thống thay dao tự động (Automatic Tool Changer: ATC), ổ gá dao (Tool
Holder), dụng cụ (cutting tool)ï nhằm đảm bảo các yêu cầu sau:
- Gá được nhiều dao với độ chính xác cao
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




50
- Thay dao tự động, nhanh
- Có thể hoán đổi giữa các dao.

4.2.1. Hệ thống thay dao tự động.
Có nhiệm vụ lấy dao từ ổ chứa dao, gá vào trục chính và lấy dao từ trục chính cất vào ổ chứa
dao một cách nhanh chóng. Ổ chứa dao (Tool magazine) là hệ thống lưu trữ dao có thể nhận biết
được các vò trí và truy xuất tự động. Xem lại hình 4.2

4.2.2. Ổ gá dao.
Ổ gá dao sẽ giúp thuận lợi cho việc thay đổi nhiều dao vào chục chính máy một cách nhanh
chóng, chính xác. Cấu tạo ổ gá dao như hình 4.8


Hình 4.8. Ổ gá dao (Tool Holder)
 Đầu gá côn (Tapered Shank )
Đầu gá côn dùng lăùp Ổ gá dao lên trục chính. Theo tiêu chuẩn ANSI có 6 cở ổ gá dao côn cơ
bản sau: #30, #35, #40, #45, #50, và #60 máy càng lớn dùng đầu gá côn có số hiệu càng lớn. Độ
côn tiêu chuẩn là 3.5 in./ft ( hệ số 7:24).
Taper Shank No. Type of Machine


#60 Máy rất lớn (Very large machines )
#50 Máy cở trung (Medium size machines) (20 to 50 HPs)
#40 Máy cở nhỏ (Small size machines )


#30

Máy cở rất nhỏ (
Very small machines
)

 Vành ổ gá dao (Flange )
Dùng để ổ gá dao có thể được gắp giử bởi tay gắp thay dao. Có 2loại cơ bản là V-flange and
BT-flange. V-falnges thường dùng đối với các dao kích thước hệ inch, BT-flanges Thường
dùng gá dao kích thước hệ mét. BT-Flank được dùng nhiều ở nhật và châu âu.

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




51
V-Flange

BT-Flange

 Núm cố đònh ổ dao (Retention Knob )
Núm cố đònh ổ dao dùng để thanh khóa của trục chính (locking drawbar ) kéo ổ gá dao cho siết
chặt vào trục chính và thả nó ra tự động. Xem hình 4.9


Hình 4.9. Kết cấu bộ phận gá dao lên trục chính
 Adaptors (bộ gá thân dao)
Bộ gá thân dao được thiết kế với nhiều kiểu khác nhau nhằm gá được nhiều loại và nhiều cở
dao khác nhau. Thông thường ổ gá dao được đặt tên theo bộ gá thân dao tương ứng. Thường gặp
là: end mill holders (ổ gá dao phay ngón), face mill holders (ổ gá dao mặt đầu), tap holders
SHANK
SIZE [in.]

A


GAGE
LINE

B C D
V30 1.250 1.812 1.875 1/2-13
V40 1.750 2.500 2.687 5/8-11
V45 2.250 3.250 3.250 3/4-10
V50

2.750

3.875

4.000

1
-
8


MODEL

D1

D2

t1

t2

L1

L2

L3

L

d1

d2

G

BT20*


BT30 46 38 20 2 48.4 34 24 70.4 31.75 12.5 M12
BT40


63

53

25

2

65.4

70

30

92.4

44.45

17

M16

BT50

100

85

35


3

101.8

90

45

139.8

69.85

25

M24

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




52
(ổ gá tarô), collet holders (ổ gá dùng ống đàn hồi), boring bar holders (ổ gá thanh doa),
Morse taper holders, Jacob taper holders, và straight shank holders (ổ gá thân dao trụ).
Hình 4.10 là sơ đồ phân chia các loại ổ gá dao khác nhau theo bộ gá thân dao.


Hình 4.10. Các loại ổ gá dao
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN





53
4.2.3. Dụng cụ phay
Là bộ phận trực tiếp làm nhiệm vụ cắt gọt. Dụng cụ dùng trong công nghệ phay CNC nói chung
đa dạng hơn so với máy công cụ truyền thống. Tùy thuộc vào từng yêu cầu cụ thể ta sử dụng
các loại dụng cụ khác nhau. Về cơ bản dụng cụ dùng trong công nghệ phay CNC bao gồm các
loại sau.
a. Dụng cụ gia công lỗ: Khoan, khoét, doa, ta rô.
b. Dao phay ngón (End mill): dao phay ngón đầu phẳng (flat End Mill), đầu chỏm cầu (Ball
End Mill), vát mép (Chamfer End Mill), Dao phay côn (Tapper End Mill), Dao cung lïn
(Corner End Mill), Dao qủa cầu (Dove Mill)….
c. Dao phay mặt đầu (Face Mill)
Trên hình 4.11 là một số loại dao thường gặp. Để hiểu rõ hơn về các loại dao này, xem lại môn
công nghệ chế tạo máy, nguyên lý cắt.


Hình 4.11. Một số dụng cụ dùng trong công nghệ phay

4.3. Các quy trình phay CNC ( CNC Milling Process).
Trên máy phay CNC ta có thể thực hiện các quy trình sau:•Phay khỏa mặt (Facing ), phay
biên dạng bao quanh ( Profiling ), phay hớt phần vật liệu bên trong, phay hóc (Pocketing
), phay rãnh (Slot cutting ), gia công lỗ (Hole machining ), gia công mặt 3D (3-D surface
machining). Các Quy trình nay được mô tả củ thể ở các bảng4.1.
CONG NGHE GIA CONG CNC PHAY TIEN





54
Baỷng 4.1 . Milling Processes

(

Loaùi quy trỡnh)

( minh hoaù)

COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN




55



CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




56
4.4. Vận hành máy phay CNC.

Các máy CNC khác nhau, thao tác vận hành sẽ khác nhau. Muốn hiểu cụ thể và có thể vận hành
thành thạo ngøi vận hành (operator) cần phải tham khảo các tài liệu hướng dẫn sử dụng vận
hành (Operator’s Manual) và phải có kinh nghiệm. Trong phần này, chỉ giới thiệu chung về các

chức năng vận hành trên các máy CNC. Từ các kiến thức chung này sẽ giúp bạn dễ dàng hơn
khi đọc tác tài liệu hướng dẫn vận hành máy phay CNC.

4.4.1. Vận hành thủ công (manual operation)

a. Trở về điểm tham chiếu (reference position return, Zero return, Home Return).
Như trên đã giới thiệu về khái niệm và công dụng của điểm tham chiếu. Ở chế độ vận hành
bằng tay, để trở về điểm tham chiếu ta nhấn nút <Home Return> sau đó chọn từng trục để đưa
dao di chuyển nhanh về điểm tham chiếu theo từng trục xác đònh hoặc có thể di chuyển 3 trục
đồng thời (ALL). Tốc độ di chuyển đã được cài đặt trước ở phần tham số. Khi trở về điểm tham
chiếu, đèn LED bật sáng. Có thể thay đổi tốc độ di chuyển bằng cách sử dụng chức năng Rapid
Traverse Override.

b. Jog feed:
Là phương pháp vận hành bằng tay nhằm di chuyển dao theo trục và chiều tự chọn. Để thực
hiện, ta chọn chức năng <Jog feed> rồi giữ liên tục phím trục muốn di chuyển để di chuyển
dao đến điểm mong muốn.Tương tự, có thể điều chỉnh tốc độ di chuyển bằng cách sử dụng chức
năng Feed Rate Override. Chức năng Jog feed thường dùng cho các mục đích sau: canh chỉnh
dao, phôi, cài đặt toạ độ gia công, di chuyển dao xa khỏi phôi để thực hiện một tác vụ nào đó,
gia công bằng tay.

c. Incremental feed (Rapid move):
Khi ở chế độ này, dao sẽ di chuyển theo trục, chiều và khoảng cách chọn trước. Thực hiện bằng
cách chọn chức năng Incremental Feed (Rapid move), nồi chọn phiếm chỉ trục và chiều tương
ứng, nhập vào khoảng cách muốn di chuyển.

d. Manual handle feed:
Chức năng này dùng để di chuyển dao theo trục và chiều tự chọn bằng việc quay tay xoay trên
bộ phận tạo xung bằng tay (Manual pulse generator). Lúc này xung tạo ra được đưa trực tiếp
vào động cơ làm di chuyển các trục máy theo chiều mong muốn. Ta có thể điều chỉnh việc tiến

nhanh hay chậm của các trục bằng việc điều chỉnh chế độ di chuyển trên bộ phận này. Chọn
chức năng này thường để set tọa độ gia công, canh chỉnh dao, đưa dao vào lại vùng làm việc khi
vựơt cử
 Chức năng này không thông qua bộ điều khiễn của máy nên rất an toàn khi vận hành.

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




57
4.4.2. Vận hành tự động
a. Memory operation:
Chương trình được lưu trong bộ nhớ khi một chương trình bất kì được chọn. Khi nhấn nút <cycle
start> trên bảng điều khiển, máy sẽ tự động chạy gia công chi tiết theo chương trình được chọn.
Lúc này đèn cycle bật sáng. Một khi quá trình memory operation được thực hiện, các quá trình
sau đây sẽ được thực thi:
Một block từ chương trình được đọc.
Block được giải mã.
Lệnh tương ứng được thực thi
Lệnh trong block kế tiếp được đọc.
…
Để thực hiện ta chọn chế độ <Auto> trên bảng điều khiển, chọn nút Program > Load (select)
program rồi chọn chương trình muốn chạy để nạp vào bộ nhớ máy CNC.

Lưu ý: khi vì lý do nào đó phải thoát khỏi chương trình dang gia công như: dao gãy phải thay
dao mới, dừng khẩn cấp…Sau khi đã khắc phục sự cố ta muốn tiếp tục gia công phần còn lại thì
làm tương tự như trên, nhưng nhấn nút <Cycle Restart> , lúc này hệ điều hành yêu cầu nhập
vào số của khối lệnh mà ta muốn tiếp tục. Lúc này dao sẽ di chuyển nhanh đến vò trí trong khối
lệnh trên, các lệnh tốc độ trục chính, thay dao… vẫn thực hiện bình thường.


b. MDI operation (manual data input)
Là chế độ điều khiển máy bằng các lệnh NC trong MDI mode, chương trình được thực hiện cũng
cùng đònh dạng như ở memory operation nhưng được thực hiện ở bảng MDI panel (chọn nút
MDI trên bảng điều khiển máy). Chương trình ở chế độ MDI không dược lưu vào máy và sẽ mất
đi khi tắt nguồn hoặc khi chuyển qua chế độ khác. MDI operation chỉ sử dụng cho những
chương trình đơn giản và không cần lưu trữ hoặc dùng chạy thử máy, kiểm tra toạ độ cài đặt,
thay dao, cài tọa độ G92…

c. DNC Operation:
Khi ở chế độ này,máy không vận hành theo chương trình trong bộ nhớ mà đọc trực tiếp chương
trình (thường từ một máy tính khác kết nối với máy CNC) thông qua bộ nhập-xuất. Chế độ này
sử dụng khi chương trình quá lớn không thể chứa trong bộ nhớ máy CNC.

4.4.3. Vận hành kiểm tra (test operation)

a. Feedrate Overirde:
Đại lượng tiến dao (feedrate) trong chương trình sẽ được hiệu chỉnh tăng hoặc giảm theo phần
trăm được lựa chọn trên nút Jog feed rate override . Thường sử dụng để chạy kiểm tra chương
trình. Đôi khi trong chương trình ta dùng lượng tiến dao bé để đảm bảo an toàn, khi gia công ta
thấy có thể tăng lượng tiến dao mà vẫn đảm bảo các yêu cầu thì ta dùng chức năng này để tăng
tốc độ tiến dao.
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




58
Vd: khi F=100mm/min được xác đònh trong chương trình, nếu ta chỉnh nút Jog feed rate
override đến số 50% thì dao sẽ di chuyển với tốc độ 50mm/min


 Chức năng này còn dùng để thay tốc độ tiến dao ở chế độ Jogfeed

b. Rapid Traverse Overirde:
Cũng tương tự như chức năng Jog feed rate override nhưng thường chỉ có 4 bước ( 0, 25%, 50%,
100%). Dùng để giảm tốc độ chạy dao nhanh. Rapid traver se Overide sử dụng cho:
- G00
- Trở về điểm tham chiếu tự động: G27, G28, G30
- Trở về điểm tham chiếu bằng tay (Manual Home Return).
- Chế độ Dry run

c. Dry Run:
Dao di chuyển với tốc độ tiến dao nhanh. Chức năng này dùng để kiểm tra đường chạy dao khi
chi tiết chưa được gá đặt hoặc ta chỉnh tọa độ cho dao chạy phía trên chi tiết (không cắt). Dùng
nút Rapid Traverse để thay đổi tốc độ tiến dao

d. Single Block:
Nhấn nút <Single Block> để bắt đầu chế độ này (đèn single block bật sáng) và nhấn lại nút
single block (nhả ra) để bỏ chế độ này. Ở chế độ này khi chương trình được thực thi, dao sẽ
dừng sau mỗi block. Chức năng này giúp ta kiểm tra từng khối lệnh.

e. Block skip:
Chức năng này sẽ bỏ qua không thực hiện các khối lệnh trong chương trình được đánh dấu bằng
ký tự bỏ qua khối lệnh ở đầu khối (thường là ký tự \). Chức năng này được kích hoạt khi nút
Block skip được chọn, lúc này đèn block single bật sáng.

f. Optional Stop.
Dùng kết hợp với lệnh M01 trong chương trình để dừng chương trình có chọn lựa. Khi nút
Optional Stop được chọn, chương trình sẽ dừng khi gặp câu lệnh M01, nếu Optional Stop không
được chọn, cho dù có gặp M01 chương trình vẫn không dừng. Để tiếp tục chương gia công ta

chọn nút <Cycle Start>

4.4. 4. chức năng an toàn (safety functions)

a. Emergency Stop:
Nếu bạn nhấn Emergency Stop, máy sẽ lập tức ngừng hoạt động. Emergency Stop ngắt tức thì
hoạt động của tất cả các motor. Chương trình được reset lại từ đầu. Emergency Stop chỉ nên
dùng khi gặp các sự cố rất nguy hiểm cần dừng ngay mọi họat động của máy như: chập mạch,
va đập nguy hiểm… Sau khi dùng Emergency Stop cần phải đưa máy về điểm tham chiếu .

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




59
b. Feed Hold :
Khi sử dụng nút này, dao sẽ ngưng di chuyển (nhưng spindle vẫn quay), khi nhả nút, dao tiếp
tục di chuyển và mọi hoạt động của máy sẽ tiếp tục. Nút feed hold dùng khi gặp các sự cố cần
phải dừng di chuyển trục chính như: có nguy cơ va chạm giữa dao và phôi, gãy dao…

c. Over Travel:
Khi dao di chuyển vượt qua cữ hành trình (stroke end) được xác đònh bởi nút giới hạn phạm vi
(limit switch), dao sẽ giảm tốc và ngừng. Lúc này thông báo Over Travel hiển thò. Nguồn điện
cung câp cho các động cơ truyền động bi ngắt.

Khắc phục: nhấn nút Reset sau khi di chuyển về lại phạm vi an toàn bằng Manual Handle
Feed.

4.5. Thông số NC

Bao gồm các thông số về dụng cụ (tool parameters) và các thông số gia công (machining
parameters):

4.5.1. Thông số dụng cụ:
a. Số hiệu dao:
Là thông số chỉ thò vò trí chứa dao trên bộ phận trữ dao. Vd: khối lệnh M06 T05: sẽ thực hiện
lấy dao ở vò trí số 5 trên bộ phận trữ dao gắn vào trục chính và gắn dao hiện tại trên trục chính
vào vò trí số 5 trên bộ tích dao.

b. Thông số hình học của dao.
Là các thông số về kích thước dao cắt như: đường kính dao D, bán kính mũi dao R, Chiều dài
dao, góc mũi dao…

c. Thông số bù trừ dao.
Để thuận tiện cho việc lập trình cũng như hiệu chỉnh chương trình, các hệ điều khiển CNC có
chức năng lưu trữ giá trò bù trừ chiều dài dao ( tool length offset), tức là khác biệt giữa chiều dài
dao giả đònh khi lập trình và chiều dài dao khi gia công thực tế và bù trừ bán kính (radius
Compensation). Các thông số này được cài đặt vào trong vùng Offset của máy CNC. Ta sẽ nói
rõ vấn đề này ở phần bù trừ dao.

4.5.2. Thông số gia công:

Thông số gia công bao gồm các thông số cơ bản sau.

a. Tốc độ trục chính ( spindle speed):
Xác lập tốc độ quay trục chính theo số nguyên vòng/phút, trong chương trình thông số này được
chỉ đònh bởi lệnh S. ta phải dùng lệnh M03, hoặc M04 để kích hoạt trục chính trước khi dùng
lệnh S. Vd: M03 S1200: quay trục chính thuận chiều kim đồng hồ 1200 vòng/phút. Ta đã biết
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN





60
trong gia công cơ khí tốc độ cắt được xác đònh theo đơn vò m/ph. Để tính tốc độ quay trục chính
từ tốc độ cắt ta dùng công thức sau:
D
V
n
π
1000
=


 Để dừng trục chính ta dùng lệnh M05. Ta có thể thay đổi tốc độ trục chính đã chỉ dònh
trong chương trình bằng Spindle Overide

b. Tốc độ chạy dao( Feedrate):
Xác lập tốc độ di chuyển dao khi gia công. Có 2 loại chạy dao:
- Chạy dao trong mặt phẳng ngang xy ( cutting feed rate).
- Tốc độ ăn dao theo phưong z (plunge feed rate)
Trong chương trình, tốc độ tiến dao được chỉ đònh bởi lệnh F.
Ví dụ: trong hệ mét, câu lệnh F100 có nghóa là tiến dao 100mm/ph

c. Lượng dư gia công (Stock to leave):
Xác lập bề dày vật liệu được để lại cho các bước gia công tiếp theo. Giá trò lượng dư khác nhau,
phạm vi chạy dao sẽ khác nhau.

d. Mặt phẳng tiến dao ( rapid depth, feed plane) :
Thông số này xác lập cao độ Z dao cần di chuyển tới với tốc độ chạy dao nhanh, trước khi bắt

đầu gia công. Cao độ này cũng là chuẩn thoát dao sau khi gia công(clearance plane).

e. Bước chạy dao ngang ( stepover distance):
Là khoảng cách đường tâm dao giữa hai đường chạy dao kế cận. Bước chạy dao ngang phải nhỏ
hơn đường kính dao (40-75% đường kính dao).

f. Chiều sâu cắt ( Depth cut)
Là chiều dày lớp kim loại được hớt di sau mỗi đường chạy dao.

g. Mặt phẳng gia công (tool plane):
Xác lập mặt phẳng chạy dao. Mặt phẳng chạy dao có thể là: XY, XZ, YZ tương ứng mã lệnh
G17, G18, G19

h. Dòch chỉnh dao (cutter compensation):
Là sự dòch chỉnh tâm dao so với đường chạy dao lập trình. Xác lập dòch chỉnh dao theo hai
phương thức:
- Dòch chỉnh theo bộ điều khiển CNC: được xác lập bởi các từ lệnh G41, G42, G40.
- Dòch chỉnh bằng cách tính lại đường chạy dao: Chương trình gia công không bao hàm các
từ lệnh dòch chỉnh G41, G42, G40.

i. Tưới nguội
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




61
Xác lập chế độ làm nguội bằng phun sương (M07), bằng dung dòch (M08),tắt chế độ làm nguội
(M09).
Việc xác đònh chế độ cắt gọt hợp lý là công việc rất phức tạp và đòi hỏi rất nhiều kiến

thực về lý thuyết và kinh nghiệm. Các kiến thức này được trang bò trong các môn:CNCT
máy, Nguyên lý cắt…Sau đây là bảng chế độ cắt trung bình khi gia công thô một số vật
liệu dùng dao thép gió (HSS).

Bảng 4.2
Vật liệu
gia công
Gang Nhôm Thép
Đường
kính dao
(mm)
Tốc độ cắt
(m/ph)/ tốc độ
trục chính
Lượng
tiến dao
(mm/ph)
Tốc độ cắt
(m/ph)/ tốc
độ trục chính

Lượng
tiến dao
(mm/ph)
Tốc độ cắt
(m/ph)/ tốc
độ trục
chính
Lượng
tiến dao

(mm/ph)
8 28/1100 115 126/5000 500 25/1000 100
10 28/900 110 129/4100 490 26/820 82
12 29/770 105 130/3450 470 26/690 82
14 29/660 100 132/3000 440 26/600 80
16 30/600 95 133/2650 420 27/530 76

- Khi gia công bằng dao hợp kim tốc độ cắt có thể chọn cao hơn gấp 2-3 lần.
- Gia công tinh ta thường chọn tốc độ cắt cao hơn, còn lượng tiến dao chọn nhỏ hơn.
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




62
4.6. Các lệnh lập trình cơ bản

4.6.1. Các lệnh di chuyển dao
Trong Công Nghệ phay CNC, thông thường có 3 phương thức di chuyển dao sau: chạy dao nhanh
(G00), nội suy đường thẳng (G01), nội suy cung tròn (G02ø,G03)

a. Chạy dao nhanh (G00) :
- Là lệnh Hình thức (Modal)
- Lệnh G00 chỉ thò di chuyển dao theo hành trình thẳng, với tốc độ chạy dao nhanh.
- Cấu trúc G00 x_y_z_; Vd: G00 X100.Y100.
- Có 2 hình thức chạy dao nhanh: Chuyển động trong mặt phẳng XY và chuyển động tiến dao
theo phương Z, trong đó lưu ý vấn đề tiến dao và thoát dao.
- Hành trình chạy dao nhanh được thực hiện trực tiếp theo đường thẳng tới điểm chỉ thò.
- Lệnh G00 dụng để dònh vò nhanh dao cắt đến vò trí cần thiết để thực hiện gia công tại đó.


* Lưu ý: Không sử dụng feedrate F khi chạy dao nhanh.

p dụng G00 : lập trình chạy dao nhanh trong không gian XYZ:
Từ điểm (-1.,-1.,0.5) tới điểm (4.5,3.,2.)
Từ điểm (20.,20.,50.) tới điểm (67.,15.,4.5)

b. Chạïy dao nội suy đường thẳng (G01):
- Lệnh hình thức (Modal)
- Chỉ thò di chuyển dao theo biên dạng thẳng, với tốc độ đònh nghóa bởi hàm Ff (feedrate), tới vò
trí xác đònh bời từ kích thước X_ Y_Z_.
- Nếu không xác đònh F, xem như F=0 => không di chuyển. Giá trò của F được sử dụng cho đến
khi có giá trò mới được xác lập.
- G01 được dùng để gia công theo các đường thẳng
- Cấu trúc: G01 X_ Y_Z_ F_;
vd: G01 X100.Y100.F200.;
X12.Y2.5 ;

p dụng G00,G01 : lập trình chạy dao
Từ gốc tọa độ đến điểm A (2.,2.,0.5) -chạy dao nhanh
Tới điểm B(2.,10.,0.5); Tới điểm C(14.0,10.0,0.5); Trở về A. Chạy dao tốc độ 200mm/phút

c. Chạy dao nội suy cung tròn (G02,G03):
- Lệnh hình thức (Modal)
- Lệnh G02,G03 chỉ thò di chuyển dao theo biên dạng cung tròn với tốc độ f được đònh nghóa bởi
lệnh F. G02 đường di chuyển thuận chiều kim đồng hồ, G03: ngược chiều kim đồng hồ.
Có thể lập trình nội suy cung tròn theo 2 phương pháp: phương pháp I-J-K và Phương pháp R.
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN





63

Hình 4.12. Nội suy cung tròn

Câu lệnh nội suy cung tròn gồm 4 thành phần dữ liệu và có cấu trúc như sau:

Bảng tóm tắt:
Dữ liệu Lệnh Ý nghóa
1. Mặt phẳng gia công G17
G18
G19
Cung song song với mp XY
Cung song song với mp ZX
Cung song song với mp YZ
2. Chiều chuyển động G02
G03
Cùng chiều kim đồng hồ CW
Ngược chiều kim đồng hồ CCW
3. Tọa độ điểm cuối X
P
; Y
P
;
Z
P
-Tọa độ điểm cuối theo hệ tọa độ gia công (G90)
- Khoảng cách điểm cuối so với điểm đầu (G91)
4. Tọa độ tâm hoặc bán
kính

Ii,Jj,Kk
Rr
- Khoảng cách tâm so với điểm đầu
- Bán kính cung tròn

X

Y

Z

G19G02

G17G02

G18G02

X

Y

Z

G19G03
G17G03
G18G03
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN





64
+ Phương pháp IJK:
Tâm cung tròn được xác đònh bởi véc tơ (I,j,k) so với điểm đầu cung tròn.Hình 4.13

Hình 4.13. Phương pháp I,J,K
p dụng : Sử dụng phương pháp IJK lập quỹ đạo chạy dao theo hình vẽ sau:

+ Phương pháp R:
Lập trình theo bán kính cung tròn, Bài toán xác đònh tâm có 2 nghiệm:
Nghiệm 1: (α<180
0
) sử dụng R>0
Nghiệm 2: (α>180
0
) sử dụng R<0

Hình 4.14. Phương pháp R
Lưu ý: - không thể dùng phương pháp R để nội suy toàn bộ đường tròn
- tùy theo hệ điều khiển mà ta viết lệnh nội suy một phần hay cả đường tròn.
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




65

Thí dụ: sử dụng phương pháp R lập trình đường chạy dao theo cung tròn.



Chương trình gia công có nội dung như sau:
N50 G90 G00 X-2. Y1.;
N55 G01 X0Y0 F8.;
N60 Y4.0;
N65 G02 X2.Y6. R2.0;
N70 G01 X8.0;
N75 G02 X9.0Y2.268 R2.0;
N80 G01 X0Y0;
N85 G00 X-2.0Y-1.0;

d. Nội suy đường xoắn ốc:
Để thực hiện đường xoắn ốc, ta khai báo đầy đủ từ kích thước IP : XxYyZz trong lệnh nội suy
cung tròn. Dao thực hiện chuyển động nội suy trên mặt phẳng chỉ thò và nội suy đường thẳng
theo trục thứ 3.

Bài tập về các lệnh di chuyển dao.




CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




66
4.6.2. Lệnh tọa độ và kích thước

a. Khai báo lệnh kích thước sử dụng từ kích thước (IP): X_; Y_; Z_, là lệnh hình thức.


b. Toạ độ tuyệt đối và tọa độ tương đối (G90,G91):
Là lệnh hình thức (modal)
Điều khiển số sử dụng hai phương pháp đo tọa độ:
- Tuyệt đối G90:(ABS: absolute).
Dao chuyển động tới điểm chỉ thò xác đònh bằng giá trò tuyệt đối so với điểm chuẩn
- Tương đối G91: (INC: incremental).
Vò trí hiện tại của dao được xem là điểm chuẩn cho chuyển động kế tiếp. Tọa độ điểm tới tính
từ khoảng cách điểm trước đó.
Ví dụ sử dụng ABS và INC:

Di chuyển từ A đến B: ABS G90G00 X60.0 Y60.0;
INC G91G00 X40.0 Y40.0;
Di chuyển từ B đến A: ABS G90 X20.0 Y20.0;
INC G91 X-40.0 Y-40.0;
Khi ta sử dụng cùng lúc 2 lệnh G90 và G91, sự khác biệt thể hiện ở hình 4.15:


Hình 4.15. Sư khác nhau giửa G91 và G90.

 Bạn chọn ABS mode hay INC mode là phụ thuộc vào sự thuận tiện khi lập trình cho chính
bạn.

c. Hệ Inch và hệ Mét (G20, G21):
Lệnh hình thức (modal)
- G20: Chon hệ inch. Cũng cần nhắc lại là trong hệ inch dùng các đơn vò sau đây:
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN





67
+ đơn vò dài inch
+ lượng tiến dao: inch/vòng hoặc inch/phút
+ Tốc độ cắt: feet/phút
- G21: đưa đơn vò hệ mét
+ đơn vò dài mm
+ lượng tiến dao: mm/vòng hoặc mm/phút
+ Tốc độ cắt: m/phút

Mỗi hệ điều khiển có hệ đơn vò mặc đònh. Một số hệ điều khiển sử dụng hệ mặc đònh là hệ sử
dụng trước đó.
Lưu ý:
• Khai báo lệnh này ở phần đầu chương trình.
• Không nên sử dụng cả hai lệnh trên trong cùng một chương trình.

d. Lệnh hệ trục tọa độ
Vò trí của dao sẽ được xác đònh dựa trên hệ tọa độ. Có 3 loại hệ tọa độ được sử dụng trên máy
CNC khi lập trình:
(1) Hệ tọa độ máy (Machine coordinate system)
(2) Hệ tọa độ gia công (Workpiece coordinate system)
(3) Hệ tọa độ cục bộ ( Local coordinate system)

+ Hệ tọa độ máy (Machine coordinate system)
- Như ta đã biết trong phần trước, mỗi máy có một điểm xác đònh là điểm không (zero point),
thường nó là điểm tham chiếu thứ nhất. Cài đặt điểm không của máy được thực hiện bởi nhà sản
xuất. Hệ tọa độ lấy điểm không làm gốc được gọi là hệ tọa độ máy
- Hệ tọa độ máy được thiết lập khi trở về điểm tham chiếu, giữ cho đến khi tắt máy. Khi lập
trình muốn sử dụng hệ tọa độ máy ta dùng lệnh (G53):
- Là lệnh một lần (one shot, non-modal): chỉ tác dụng trên câu lệnh.Lệnh G53 không ảnh
hưởng hệ toạ độ gia công đã được thiết lập.

- Cấu trúc G53 x_y_z_; với: x_y_z_; tính theo tọa độ tuyệt đối.
- Trước khi sử dụng G53, mọi phép bù phải bò hủy bỏ,
- G53 chỉ sử dụng với G90

Ví dụ về hệ tọa độ máy

Đến vò trí điểm P1: G90 G53 G00 X-340.0Y-210.0;
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN




68
Đến vò trí điểm P2: G90 G53 G00 X-570.0Y-340.0;

+ Hệ tọa độ gia công (work coordinate system)
Là hệ tọa độ gắn liền với chi tiết gia công. Hệ tọa độ này thường được sự dụng khi lập trình gia
công nên gọi là hệ tọa độ gia công. Để xác đònh hệ tọa độ gia công có 2 cách sau.

(1) Dùng lệnh G92
- Là Lệnh hình thức (modal)
- Cấu trúc: G92 XxYyZz;
x,y,z là tọa độ hiện thời của dao so với hệ toạ độ cần cài đặt.
- Mục đích :
* Để cài đặt hệ tọa độ gia công.
* Bù trừ sự khác biệt giữa hệ tọa độ lập trình và hệ tọa độ gia công
ví dụ.
G92 X50Y60







Hình 4.16. Ví dụ về G92
(2) Dùng lệnh G54-59:
Khi chương trình yêu cầu sử dụng nhiều hệ tọa độ, việc thay đổi giá trò tọa độ trở nên phưc tạp.
Phần lớn các hệ điều khiển CNC đều có khả năng xàc lập cùng một lúc nhiều hệ tọa độ làm
việc
bằng việc sử dụng lệnh toạ độ G54-G59. Việc sử dụng G54-G59 có rất nhiều ưu điểm so với
G92 (sẽ trình bày sau), do vậy khi lập trình gia công đa số ta sử dụng G54-> G59 thay cho G92.
- Là lệnh hình thức (modal)
- Xác đònh cùng lúc được tối đa 6 hệ tọa độ từ G54 -> G59
Ví dụ: Gá 2 phôi trên lên bàn máy

Hai chi tiết trên có thể được gia công liên tục với 1 chương trình:
O0001;
G90 G54 G00 X0Y0;
… Làm việc với chi tiết chữ nhật
G90 G55 G00 X0Y0;
Vò trí hiện tại của dụng cụ

Tọa độ gia công cần cài đặt

60

50