Phương pháp áp dụng bộ công cụ trong máy

Đặt dao là thao tác cơ bản nhất trong gia công CNC. Độ chính xác của việc gá đặt dao sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác gia công của các bộ phận. Đồng thời, hiệu suất gá đặt dao cũng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý. Thực chất của việc gá đặt dao là xác định vị trí chính xác của mũi dao của các dụng cụ khác nhau trong hệ tọa độ gia công. Nhiệm vụ chính của cài đặt dao là xác định các thông số bù của dao hiện tại, bao gồm chiều dài hoặc đường kính của bộ gá dao, và sự thay đổi của các thông số dao với trạng thái của giường máy công cụ, để hệ thống CNC có thể bù việc sản xuất các bộ phận.

1. Sự phát triển của thiết lập công cụ

Dưới bối cảnh lịch sử của quá trình nâng cấp và chuyển đổi công nghiệp, ngành sản xuất gia công kim loại cũng đang trải qua quá trình nâng cấp toàn diện về điều khiển số. Điều khiển số là một quá trình toàn diện với việc phổ biến tổng thể và ứng dụng máy công cụ CNC làm cốt lõi, để chất lượng, độ chính xác và độ tin cậy của sản phẩm được cải thiện một cách toàn diện.

Trong quá trình sử dụng máy công cụ CNC để chế tạo các chi tiết sản phẩm, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của chi tiết, chẳng hạn như độ chính xác của máy công cụ CNC, vật liệu phôi, nhiệt luyện phôi, công nghệ gia công, nước làm mát, dụng cụ…. Trong số nhiều yếu tố ảnh hưởng, việc thiết lập chính xác các thông số cài đặt dao ít được quan tâm. Tuy nhiên, gia công phôi đến phạm vi kích thước yêu cầu, và đáp ứng các yêu cầu về dung sai hình học là những yêu cầu cơ bản để thiết lập chính xác các thông số cài đặt dao.

2. Các phương pháp gá đặt dao thường được sử dụng cho máy công cụ CNC

1) Mối quan hệ tọa độ cơ bản

Nói chung, người ta thường sử dụng hai hệ tọa độ: một là hệ tọa độ máy, hai là hệ tọa độ phôi. Hệ tọa độ máy công cụ là hệ tọa độ vốn có của máy công cụ, và gốc của hệ tọa độ máy công cụ được gọi là gốc máy hay điểm 0 của máy.

Để thuận tiện cho việc tính toán và lập trình, chúng ta cần thiết lập hệ tọa độ phôi trong hệ tọa độ máy công cụ. Hệ tọa độ được thiết lập bằng cách lấy một điểm nào đó trên phôi làm gốc hệ tọa độ (còn gọi là gốc chương trình), và hệ tọa độ này là hệ tọa độ phôi. Trong công việc hàng ngày, chúng ta nên cố gắng hết sức để làm cho điểm chuẩn lập trình trùng với điểm chuẩn thiết kế và lắp ráp.

Thông thường, hệ tọa độ máy của máy công cụ là cố định. Hệ tọa độ phôi có thể được thiết lập theo nhu cầu thực tế của công nghệ gia công. Ví dụ, G54, G55, v.v. có thể được sử dụng để chọn các hệ tọa độ phôi khác nhau.

2) Mục đích của việc thiết lập công cụ

Khi thực hiện gia công CNC, đường đi của chương trình CNC là đường chuyển động của mũi dao của bộ gá dao trên trục chính. Các theo dõi chuyển động của điểm vị trí cắt của setter công cụ cần phải được kiểm soát một cách chính xác trong công cụ máy hệ tọa độ từ đầu đến cuối, bởi vì các công cụ máy phối hợp hệ thống là dữ kiện duy nhất của công cụ máy.

Người lập trình không thể biết được kích thước cụ thể của các bộ dao có các thông số kỹ thuật khác nhau khi lập trình. Để đơn giản hóa việc lập trình, cần phải áp dụng một tiêu chuẩn thống nhất khi lập trình. Khi bộ gá dao được sử dụng để gia công, chiều dài và bán kính chính xác của bộ gá dao được bù trừ so với mốc, để có được vị trí chính xác của mũi dao của bộ gá dao. Do đó, mục đích của dụng cụ gài dao là xác định chính xác chiều dài và bán kính của dụng cụ gá đặt dao, để xác định chính xác vị trí của mũi dao trong hệ tọa độ phôi trong quá trình gia công.

3. Các phương pháp thiết lập công cụ thường được sử dụng

① Cài đặt công cụ bên ngoài máy

Ưu điểm của phương pháp này là bộ chạy dao được hiệu chỉnh trước bên ngoài máy công cụ để khi lắp vào máy công cụ mới sử dụng được, giúp tiết kiệm đáng kể thời gian phụ trợ. Nhưng nhược điểm chính là kết quả đo là giá trị tĩnh. Trong quá trình gia công thực tế, tình trạng hao mòn hoặc hư hỏng của bộ dao không thể được cập nhật theo thời gian thực và không thể đo độ giãn nở và co lại của dao do biến dạng nhiệt của máy công cụ theo thời gian thực.

② Phương pháp cắt thử để thiết lập công cụ

Ưu điểm của phương pháp này là tiết kiệm, không phải đầu tư thêm dụng cụ, thiết bị. Nhược điểm chính là hiệu quả thấp. Nó đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao của người vận hành và dễ dẫn đến lỗi của con người. Trong thực tế sản xuất, có nhiều phương pháp phái sinh cho phương pháp cắt thử, chẳng hạn như phương pháp khối đo và phương pháp nhuộm màu.

③ Cài đặt công cụ trong máy

Loại phương pháp gá đặt trong máy công cụ này sử dụng một thiết bị đo (bộ gá dao) lắp trên bàn làm việc của máy công cụ để đo bộ gá dao trong kho dụng cụ theo một chương trình cài đặt sẵn. Sau đó so sánh với vị trí tham chiếu hoặc dao chuẩn để lấy chiều dài hoặc đường kính của dao, và tự động cập nhật vào bảng thông số dao NC tương ứng. Đồng thời, việc phát hiện dụng cụ cũng có thể nhận ra việc xác định xem dụng cụ có bị mòn, hư hỏng hay mô hình lắp đặt có đúng hay không.