Xây dựng trung tâm gia công ảo Bridgeport VMC 2216 XV

Bài viết trình bày kết quả xây dựng trung tâm gia công ảo 3 trục Bridgeport VMC 2216 XV dựa trên cơ sở máy thật hiện có tại Trường Đại học Nha Trang. Trên trung tâm gia công ảo này có thể thực hiện được một số mô phỏng gia công CNC 3 trục cơ bản như mô phỏng các bước gia công chi tiết trên máy sau khi đã được lập trình, mô phỏng quá trình thay dao, kiểm tra lỗi trong chương trình gia công.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng trung tâm gia công ảo Bridgeport VMC 2216 XVTaïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûnSoá 2/2012THOÂNG BAÙO KHOA HOÏCXÂY DỰNG TRUNG TÂM GIA CÔNG ẢOBRIDGEPORT VMC 2216 XVVIRTUAL MACHINING CENTER OF BRIDGEPORT VMC 2216 XVNguyễn Văn Tường1Ngày nhận bài: 27/01/2011; Ngày phản biện thông qua: 03/06/2011; Ngày duyệt đăng: 10/06/2012TÓM TẮTBài báo trình bày kết quả xây dựng trung tâm gia công ảo 3 trục Bridgeport VMC 2216 XV dựa trên cơ sở máy thậthiện có tại Trường Đại học Nha Trang. Trên trung tâm gia công ảo này có thể thực hiện được một số mô phỏng gia côngCNC 3 trục cơ bản như mô phỏng các bước gia công chi tiết trên máy sau khi đã được lập trình, mô phỏng quá trình thaydao, kiểm tra lỗi trong chương trình gia công. Trong nghiên cứu này, phần mềm Pro/ENGINEER Wildfire được sử dụngcho việc xây dựng các mô hình chi tiết, lập trình gia công, xây dựng chương trình hậu xử lý cho máy, còn việc xây dựng môhình máy và mô phỏng quá trình gia công trên máy ảo được thực hiện trong phần mềm VeriCut.Từ khóa: Gia công ảo, mô phỏng gia công, Bridgeport VMC 2216ABSTRACTThis paper presents the virtual machining centre of Bridgeport VMC 2216 XV, which based on the real machineequipped in Nha Trang University. On this virtual machining centre, some basic tasks of 3-axis CNC (Computer NumericalControl) machining simulation can be performed such as machining sequence, tool changing, and error checking. In thisstudy, Pro/ENGINEER Wildfire is used for modeling, machining programming, building the post processor of the machine,and VeriCut is used for building the machine model and simulating the machining process on the virtual machine.Keywords: Virtual machining, machining simulation, Bridgeport VMC 2216I. ĐẶT VẤN ĐỀTrong quá trình gia công trên máy CNC có thểxảy ra các lỗi như dụng cụ di chuyển không theo ýmuốn, tạo ra phế phẩm hoặc xảy sự va chạm giữadao với các bộ phận của máy và đồ gá làm ảnhhưởng đến độ chính xác của máy, thậm chí làmhỏng máy. Một trong những nguyên nhân chính dẫnđến các lỗi trên là do sai sót trong quá trình lập trìnhgia công. Các sai sót này có thể được phát hiệnthông qua việc mô phỏng gia công trên máy ảo.Nói chung, trên thế giới, việc mô phỏng quátrình gia công trên máy công cụ CNC hiện đangđược tiến hành rộng rãi cho nhiều mục đích khácnhau trong giảng dạy, nghiên cứu khoa học, vàtrong công nghiệp. Lee W. B. (2002) và các cộngsự ở trường Đại học Hồng Kông đã xây dựng mộtxưởng huấn luyện gia công ảo mà trọng tâm là môhình máy gia công ảo được xây dựng từ máy 2 trục1Nanoform 300 siêu chính xác. Thiết bị này đượcdùng để mô phỏng gia công các chi tiết quang họcchính xác. Các phần mềm được sử dụng cho xâydựng xưởng huấn luyện ảo này là Pro/ENGINEER,OpenGL và Visual C++. Sukru D.M. (2003) đã xâydựng hệ thống phay ảo 3 trục có thể mô phỏng lựccắt, mo men cắt, rung động và sai số hình dángkhi cắt. Tamer M. Wasfy và các cộng sự (2005) đãxây dựng một môi trường huấn luyện ảo cho máyphay 3 trục Fadal VMC 3016L nhằm huấn luyệnsinh viên vận hành các máy móc chế tạo trong mộtmôi trường an toàn. Môi trường này cho phép sinhviên và nhà nghiên cứu xem và tương tác với cácmáy công cụ mô phỏng có độ chính xác cao, và tốiưu hóa quy trình công nghệ chế tạo chi tiết bằngcác thử các phương án chế tạo khác nhau trên máyảo trước khi gia công thật. Cohen và các cộng sự(2006) đã phát triển một trung tâm phay ảo bốn trụcTS. Nguyễn Văn Tường: Khoa Cơ khí - Trường Đại học Nha Trang94 ❖ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANGTaïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûnvà một máy tiện CNC ảo hai trục làm các công cụnhằm cải thiện việc huấn luyện gia công CNC vàgiảm chi phí cắt gọt.Trường Đại học Nha Trang hiện chỉ có một trungtâm gia công đứng 3 trục dùng cho giảng dạy và nghiên cứu khoa học. Với số lượng sinh viên ngànhchế tạo máy thuộc các hệ đào tạo hàng năm khoảng150 sinh viên thì Nhà trường không thể triển khaigiảng dạy gia công CNC một cách hiệu quả theocách truyền thống được. Xuất phát từ thực tế trên,chúng tôi tiến hành xây dựng trung tâm gia công ảodựa trên máy Bridgeport VMC 2216 XV hiện có củaTrường. Trên cơ sở máy ảo này, có thể tiến hànhxây dựng các bài thực hành gia công CNC phục vụđào tạo và nghiên cứu khoa học ngành chế tạo máycủa Trường.II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU1. Đối tượng nghiên cứuMáy Bridgeport VMC 2216 XV là trungtâm gia công 3 trục sử dụng bộ điều khiển GEFanuc 21i và ổ tích dao kiểu mâm quay chứa tốiđa 22 dao. Giá trị hành trình dịch chuyển theo cácphương X, Y, Z lần lượt là 560, 406 và 508 mm, tốcđộ dịch chuyển nhanh của trục X, Y và Z là 18 m/phvà trục chính có tốc độ 6 ÷ 8000 vòng/ph (BridgeportMachines, 2006). Mối quan hệ giữa các trục và cácphần tử trong máy như sau:- Phần tử mang trục Z (gọi tắt là bàn Z) gắn vớikhung máy;- Trục chính gắn với bàn Z;- Bàn máy mang trục Y (gọi tắt là bàn Y) gắn vớikhung máy;- Bàn máy mang trục X (gọi tắt là bàn X) gắnlên bàn ...