Gia công 5 trục điều khiển số

ME

Active Member
Author
Xin giới thiệu với Meslab bài về gia công 5 trục (sơ lược) tôi viết cho tạp chí Máy móc và công cụ Việt Nam. Luu ý là có một vài lỗi nhỏ (phía nhà xuất bản) và lỗi chính tả.





 
H

heparaki

Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Cám ơn anh ME đã đăng bài viết khá thú vị của anh cho mọi người tham khảo, em cũng đang tìm hiểu về lập trình cho máy CNC 5 trục nên rất hứng thú khi đọc bài viết của anh.

Có một vài thắc mắc sau khi đọc qua bài viết của anh, mong anh giái đáp giúp em ạ:

+ Theo bài viết của anh thì gia công bằng máy 5 trục cho độ bóng bề mặt chi tiết cao hơn, vậy cùng gia công 1 chi tiết như nhau (trong khả năng công nghệ của máy phay 3 trục và 5 trục) dựa vào đặc điểm ưu việt nào so với máy CNC 3 trục mà máy 5 trục lại có thể gia công cho độ bóng bề mặt cao hơn.

+ Trong phần giải thích hoạt động của máy 5 trục theo lệnh trong chương trình NC, "N20 G01 X100, Y-150, Z10.5 A B-10 F100 M03 S600", không hiểu là anh đang giải thích hoạt động của máy CNC theo cấu hình nào, Dao cắt thực hiện cả 5 chuyện động X,Y,Z,A và B, trong hình số 2 em thấy anh đưa ra ví dụ 1 số cấu hình máy, nhưng không có cấu hình máy nào mà Dao cắt thực hiện cả 5 chuyện động (mà chi tiết gia công lại cố định cả), ngay cả trong kiểu số 4, thì chi tiết gia công gắn vào bàn máy thực hiện chuyện động theo trục X, chứ không phải do Dao thực hiện (thông thường ở các máy CNC chi tiết gia công sẽ thực hiện ít nhất 1 chuyện động xoay, tịnh tiến).

+ Trong phần giải thich hoạt động của máy theo câu lệnh trên, có thêm một vấn đề em thắc mắc: thông thường trong các phần mềm CAM cho máy CNC 5 trục khi tạo ra các lệnh NC, với các lệnh thực hiện quá trình cắt (G01) thường thì lệnh set cho trục chính quay M03 (chiều kim đồng hồ), S600 (tốc độ) được thưc hiện trước các câu lệnh G01 (lệnh này có tác dụng cho một tập lênh NC code sau đó), ít khi kết hợp trong từng câu lệnh như anh trình bày???
 
Last edited by a moderator:

ME

Active Member
Author
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Cám ơn bạn đã đọc kỹ và có những phản biện hay. Tôi xin trả lời các câu hỏi của bạn thế này:

1. Về nhám bề mặt: Gia công công 5 trục đặc biệt thích hợp so với gia công 3 trục khi gia công các bề mặt điêu khắc hoặc bề mặt tự do (sculptured surfaces/free-form surfaces). Đối với dạng bề mặt này thì trong gia công 3 trục chỉ dùng dao phay cầu, còn gia công 5 trục thì có thể dùng dao phay ngón (flat-end cutter). Bạn có thể tìm công thức tính nhám bề mặt (Rz) cho 2 loại dao này khi gia công bề mặt phức tạp để biết được tại sao gia công 5 trục đạt độ bóng cao hơn (vì bạn đang tìm hiểu về gia công 5 trục nên tôi kg muốn bạn có một sự tìm hiểu sâu thêm 1 tí).

2. Hai câu hỏi sau liên quan đến ví dụ câu lệnh đã đưa ra trong bài viết. Có lẽ cách giải thích như trong bài viết đã gây những hiểu lầm nhất định. Mục đích câu lệnh này là để chỉ ra 1 ví dụ câu lệnh với một số từ lệnh mà có thể nhận biết đó là gia công 5 trục. Những thắc mắc của bạn hoàn toàn đúng. Tuy nhiên bạn nên nhớ rằng khi giả thích thì nguời ta xem như chi tiết đứng yên, còn tất cả các chuyển động quy vào dao. Thực tế họat động của máy thì khác tùy theo cấu hình máy. Trong dịch thuật, tôi cố gắng giữa nguyên ý đồ của tác giả, không muốn thay đổi theo ý mình.
 
Last edited by a moderator:

ME

Active Member
Author
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Nói thêm tí nữa.
Theo phân loại máy năm trục thì người ta có thể phân loại theo số lượng các chuyển động của bàn máy (chi tiết gia công) và của dao. Theo đó, máy 5 trục có thể phân thành các loại như sau:
Máy 5/0: cả 5 chuyển động đều do chi tiết
Máy 4/1, 3/2, 2/3, 1/4
Máy 0/5: cả 5 chuyển động đều do dao thực hiện, bàn máy cố định. Loại máy này chỉ được thiết kế cho gia công các chi tiết rất nặng. Tuy nhiên, do có nhiều liên kết được thiết kế cho cụm mang dao nên có thể tạo ra sai số đáng kể.
Nói như vậy để cho heparaki biết là không phải là kg có máy mà tất cả 5 chuyển động đều quy cho dao. Tuy nhiên, bài viết về gia công 5 trục ở trên không ám chỉ máy có cấu hình kiểu này đâu (ít phổ biến).
 
H

heparaki

Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Cám ơn anh ME đã trả lời thắc mắc của em. Tuy nhiên em vẫn chưa thỏa mãn với câu trả lời của anh.

1. Câu trả lời thứ nhất về độ bóng (nhám) bề mặt: khi gia công các bề mặt tự do (sculptured surfaces/free-form surfaces), khi quan tâm đến độ bóng (nhám) bề mặt trong quá trình gia công chắc chắn ở bước gia công tinh (finishing) người ta thường chọn dao phay cầu (ball-end mill) để đạt chất lượng độ nhám bề mặt tốt, chứ ít ai lại dùng dao phay ngón (flat end mill) trong bước finishing. Xét 1 chi tiết có các bề mặt tự do (free-form surfaces) nằm trong khả năng gia công của cả máy 5 trục và máy 3 trục, nếu dùng máy CNC 5 trục gia công (dùng ball-end mill) đạt độ bóng như thế nào thì khi gia công bằng máy CNC 3 trục ta hoàn toàn có thể gia công được chất lượng độ bóng bề mặt tương tự bằng cách chọn chế độ cắt và dụng cụ cắt phù hợp.


2. Về câu trả lời thứ hai của anh: ý kiến của em là cách giải thích về hoạt động của máy CNC 5 trục theo lệnh trong chương trình NC là không phù hợp với các cấu hình đã đưa ra trong bài báo. Anh đưa ra một số ví dụ về cấu hình máy CNC 5 trục, nhưng khi đưa ra ví dụ giải thích hoạt động thì lại không dựa trên bất kỳ cấu hình nào trong các ví dụ anh đã đưa ra (trong các phầm mềm CAM khi mô phỏng quá trình gia công người ta có thể giả sử chi tiết đứng yên và dao chuyển động thực hiện quá trình cắt) nhưng khi giải thích về các chuyển động của máy theo mã lệnh NC cần phải mô tả chính xác các trục chuyển động của các máy liên kết với dao hoặc chi tiết. Phần giải thích của anh trong bài báo chỉ phù hợp với một số máy CNC 5 trục (có dao chuyển động 5 bậc tự do và chi tiết gia công cố định) như ví dụ sau: http://www.youtube.com/watch?v=Gn3Z4Zucj5Q
http://www.youtube.com/watch?v=TqokK03BJsM

P/s: anh ME chắc làm liên quan đến máy CNC 5 trục ah? nếu thế thì hy vọng được trao đổi thêm với anh một số vấn đề liên quan đến gia công trên máy CNC 5 trục, hiện em đang viết phần mềm CAM cho công ty chế tạo máy CNC 5 trục và cũng đang gặp một số vấn đề khá hóc búa, chưa tìm ra hướng giải quyết tốt ... mong được trao đổi thêm với anh.
 
Last edited by a moderator:

ME

Active Member
Author
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Hi!
1. Liên quan đến câu lệnh đó thì cho máy có các trục X, Y, Z, A và B như đã thể hiện trong câu lệnh và cũng đã nêu rõ trong lời đề dẫn.
2. Trước đây người ta thường chỉ gia công tinh (ngay cả trên máy 5 trục) nhưng xu hướng hiện nay là dùng dao flat-end mill hoặc torroidal. Luận án của tôi cũng có áp dụng flat-end mill cho gia công tinh trên máy 5 trục. Bạn nên tìm thêm tài liệu để đọc đi.
Nói sơ vậy cho bạn hiểu.
 
Last edited:
H

heparaki

Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Thì ở bên trên em đã trao đổi: khi anh gia công 1 chi tiết có các bề mặt tự do (free-form surfaces) nằm trong khả năng gia công của cả máy 5 trục và máy 3 trục, nếu anh dùng máy CNC 5 trục gia công (ball-end mill hay flat-and mill) đạt độ bóng như thế nào thì em cũng có thể dùng máy CNC 3 trục để gia công được chất lượng độ bóng bề mặt tương tự bằng cách chọn chế độ cắt và dụng cụ cắt phù hợp.
 

ME

Active Member
Author
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Bạn phải đặt trong cùng một điều kiện gia công như nhau để so sánh: cùng các thông số chế độ cắt, đặc biệt là bước tiến ngang như nhau. Khi đó gia công 5 trục sẽ tạo ra bề mặt chi tiết có độ bóng cao hơn. Cái này thì có khối tài liệu nói đến.
bề mặt trong quá trình gia công chắc chắn ở bước gia công tinh (finishing) người ta thường chọn dao phay cầu (ball-end mill) để đạt chất lượng độ nhám bề mặt tốt, chứ ít ai lại dùng dao phay ngón (flat end mill) trong bước finishing
Tôi nghĩ bạn đã làm việc nhiều với gia công 5 trục dùng dao cầu, nhưng chưa bao giờ làm và chưa nghe nói đến dùng dao flat-end mill nhỉ?
 
H

heparaki

Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Hi anh,

Hình như anh đang giải thích chệch hướng vấn đề anh và em đang trao đổi.

+ Vấn đề cốt lõi ở đây: trong bài báo anh cho rằng máy CNC 5 trục gia công cho độ bóng bề mặt cao hơn các máy CNC thường (dĩ nhiên là xét chi tiết gia công nằm trong khả năng gia công của máy). Điều này em cho là chưa có cở sở khoa học. Chỉ cần anh chỉ dẫn cho em các tài liệu khoa học chứng minh điều này thì em sẽ tâm phục khẩu phục ... trước kia em có tham khảo một paper về sự so sánh bề mặt gia công của tài liệu của R. Baptistaa, "Three and five axes milling of sculptured surfaces, JMPT, 103 (2000) 398-403 nói về vần đề này nhưng đó là chỉ là trường hợp thay thế ball nose mill by inclined end mill (nghiêng theo feed direction).

+ Anh không de dang đặt trong cùng một điều kiện gia công như nhau giữa máy 5 trục và 3 trục để so sánh: cùng các thông số chế độ cắt, đặc biệt là bước tiến ngang như nhau ... Bởi vì vấn đề cơ bản là các toolpath (đường chạy dao) của các máy này khác nhau (5 DOFs và 3 DOFs).

+ Để kiểm chứng khả năng công nghệ đạt được độ bóng bề mặt của chi tiết gia công: anh có thể chọn bất kỳ chi tiết nào (có thể gia công trên cả 2 loại máy), sau đó anh gia công trên máy 5 trục, em dùng máy 3 trục (anh muốn dụng chế độ cắt và dụng cụ cắt thế nào thì tùy), rồi so sánh kết quả đạt được xem 5 trục có thể cho độ bóng cao hơn hay không là biết ngay.

+ Ở phía trên anh có nhắc đến Luận án của anh áp dụng flat-end mill cho gia công tinh trên máy 5 trục: em phán đoán anh sử dụng máy 5 trục để gia công "concave globoidal Cam"?? đây là một vấn đề khác liên quan đến gia công biên dạng phức tạp của cơ cấu Cam --> cái này nằm ngoài khả năng gia công trên máy 3 trục nên không cần thiết đề cập đến ở đây khi mà vấn đề đang trao đổi liện quan đến độ bóng bề mặt khi gia công bằng 2 loại máy (ngoài lề một tí nếu anh làm luận án về đề tài trên, chắc anh biết các models của các tác giả Yan, H.S & Chen (1996, 2000); Lee, R.S. & Lee, J.N (2001,2002) được dùng cho thiết kế và chế tạo spatial Cam... các models này em cũng đã áp dụng và mô phỏng thử thông qua phần mềm Vericut.

+ Anh cho rằng em chưa bao giờ làm và chưa nghe nói đến dùng dao flat-end mill trên máy 5 trục thì hơi vội vàng, ... em đã tính toán, mô phỏng và thực hiện gia công trên máy 5 trục cho 4 loại dụng cụ cắt trong đó có cả flat và ball end mill.

Anh có thể tham khảo một vài ví dụ sau để hiểu rõ hơn quá trình tính toán, mô phỏng tạo hình bề mặt (smooth) khi gia công bề mặt tự do của các loại dụng cụ trên máy CNC:

http://img22.imageshack.us/i/78486101.jpg/
http://img193.imageshack.us/i/92666702.jpg/
http://img7.imageshack.us/i/5axis2.jpg/
http://img134.imageshack.us/i/5axis0.jpg/
http://img695.imageshack.us/i/5axis00.jpg/

Còn đây là cái giải thuật octree model em phát triển cách đây vài năm cho cutting simulation trên máy CNC 5 trục cho cả flat và ball-end cutter: http://img695.imageshack.us/i/machining.jpg/
http://img695.imageshack.us/img695/5122/machining2.jpg
 
Last edited by a moderator:

ME

Active Member
Author
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Sỡ dĩ tôi có những nhận xét như trên là do các ý kiến của bạn nêu ở vài trả lời đầu tiên. Đến bài vừa rồi thì có thể cho thấy bạn rất am hiểu về gia công 5 trục, thậm chí có thể nói là chuyên gia về mô phỏng... Tuy nhiên vẫn trong cái phần bạn nói về so sánh nhám bề mặt thì tôi lại thấy có gì đó không ổn. Bởi vì bạn muốn so sánh thì phải cùng điều kiện. Như bạn nói thì cần gì phải so sánh máy với máy.
Nếu bạn muốn tìm tài liệu thì tôi nghĩ là nhiều. Truớc hết bạn tìm các tài liệu trong phần tài liệu tham khảo của bài viết đi, sau đó tìm tài liệu khác mà đọc. Tôi nghĩ bạn dư sức có được các tài liệu này, toàn là tải trên mạng về thôi.
Bạn nhắc đến globoidal cam thì tôi nghĩ chắc bạn có tham khảo một vài bài báo tôi viết đăng ở hội nghị quốc tế và tạp chí quốc tế? Tôi có làm 2 project nhỏ về nó cách đây hơn 2 năm. Còn luận án của tôi thì không có liên quan gì đến nó cả, mà là về free-form surfaces.
Chốt hạ: rất lý thú khi cả hai cùng bàn bạc một vấn đề như thế này. Có viết, có phản biện với nhiều góc độ là rất bổ ích. Rất cám ơn bạn.
 
Last edited:

QuyenQCM

Active Member
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Cám ơn bạn đã đọc kỹ và có những phản biện hay. Tôi xin trả lời các câu hỏi của bạn thế này:
Về nhám bề mặt: Gia công công 5 trục đặc biệt thích hợp so với gia công 3 trục khi gia công các bề mặt điêu khắc hoặc bề mặt tự do (sculptured surfaces/free-form surfaces). Đối với dạng bề mặt này thì trong gia công 3 trục chỉ dùng dao phay cầu, còn gia công 5 trục thì có thể dùng dao phay ngón (flat-end cutter). Bạn có thể tìm công thức tính nhám bề mặt (Rz) cho 2 loại dao này khi gia công bề mặt phức tạp để biết được tại sao gia công 5 trục đạt độ bóng cao hơn (vì bạn đang tìm hiểu về gia công 5 trục nên tôi kg muốn bạn có một sự tìm hiểu sâu thêm 1 tí).
em xin bổ xung ý kiến của anh ME
gia công 5 trục tạo độ "nhẵn bóng" tốt hơn máy 5 trục ở chỗ với 1 bề mặt cong bất kỳ ta đều có thể lập trình cho dao luôn pháp tuyến với bề mặt tại điểm đó lên độ chính xác và độ bóng sẽ cao hơn,chú ý trong lập trình 5 trục khi cắt tinh thì nên chọn dao cầu vì trong một vài trường hợp cung lượn của surface có bán kính bé hơn bk dao thì nó sẽ bỏ qua đấy(ví dụ bạn vẽ 1 cung tròn ứng với phần lõm trên surface rồi vẽ 1 đoạn thằng có 2 đầu nằm trên cung ứng với đk dao thì sẽ thấy là không cách nào ăn hết phần thừa ở đáy nếu nghiêng dao thì sẽ có bậc)còn dùng dao phay ngón thì chỉ thích hợp chạy 3+2 trục or phay mặt phẳng nghiêng thì bóng đẹp hơn thôi chứ phay mặt cong thì bó tay
đấy là tính năng của 5 trục tốt hơn 3 trục nhưng để đạt được độ nhẵn bóng mong muốn thì còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố.
 
Last edited:

QuyenQCM

Active Member
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

hiện em đang viết phần mềm CAM cho công ty chế tạo máy CNC 5 trục và cũng đang gặp một số vấn đề khá hóc búa, chưa tìm ra hướng giải quyết tốt ... mong được trao đổi thêm với anh.
bạn đang viết phần mềm CAM hay đang viết bộ post cho máy 5 trục :D
nếu khó khăn quá không giải quyết được thì liên hệ với tôi nhé.tôi có thể viết bộ post cho máy nhiều trục và đã chạy thành công ở một vài nhà máy
 

ME

Active Member
Author
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Về so sánh giữa gia công 3 trục và 5 trục thì cũng có nhiều điều thú vị. Anh em nào có thời gian thì có thể viết bài. Có thể về nhám bề mặt như đang bàn luận trong topic này, hoặc như so sánh thời gian gia công hay chiều dài của tool paths...
 
H

heparaki

Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

@ Anh ME, vâng anh, em xin tiếp thu ý kiến của anh. Em không dám nhận là chuyên gia đâu, em nghiên cứu về mô phỏng tính toán, tao hình bề mặt và tối ưu đường chạy dao trong quá trình gia công trên máy 5 trục thôi chứ chưa nghiên cứu sâu về độ bóng bề mặt. Em sẽ tìm tài liệu để đọc thêm về phần này khi cần đến nó. Trước kia em có viết thử một giải thuật tối ưu, "NC Toolpath optimization" khi gia công các bề mặt free form sufaces, hàm mục tiêu là Material remove rate (MRR) trong đó có xét đến ràng buộc về chế độ cắt, chiều dài toolpath, độ bóng bề mặt ... nhưng vì chỉ giới hạn trong project của môn học nên không tiếp tục. Khi có time em xem lại rồi post lên đây để cùng nhau trao đổi.

em xin bổ xung ý kiến của anh ME
gia công 5 trục tạo độ "nhẵn bóng" tốt hơn máy 5 trục ở chỗ với 1 bề mặt cong bất kỳ ta đều có thể lập trình cho dao luôn pháp tuyến với bề mặt tại điểm đó lên độ chính xác và độ bóng sẽ cao hơn,chú ý trong lập trình 5 trục khi cắt tinh thì nên chọn dao cầu vì trong một vài trường hợp cung lượn của surface có bán kính bé hơn bk dao thì nó sẽ bỏ qua đấy(ví dụ bạn vẽ 1 cung tròn ứng với phần lõm trên surface rồi vẽ 1 đoạn thằng có 2 đầu nằm trên cung ứng với đk dao thì sẽ thấy là không cách nào ăn hết phần thừa ở đáy nếu nghiêng dao thì sẽ có bậc)còn dùng dao phay ngón thì chỉ thích hợp chạy 3+2 trục or phay mặt phẳng nghiêng thì bóng đẹp hơn thôi chứ phay mặt cong thì bó tay
đấy là tính năng của 5 trục tốt hơn 3 trục nhưng để đạt được độ nhẵn bóng mong muốn thì còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố.
@ Anh QuyenQCM theo em thì phần nhận xét của anh có thể anh nhầm lẫn độ bóng bề mặt qua độ chính xác gia công các bề mặt cong bất kỳ bằng máy 5 trục ạ. Máy 5 trục cho phép trục dao có thể được điều khiển theo phướng thích hợp với pháp tuyến của mặt cong tại điểm tiếp xúc, điều này cho phép tăng độ chính xác gia công so với máy 3 trục (giảm sai số giữa bề mặt thiết kế (design surfaces) và bề mặt gia công (machined surfaces)). Trong các phần mềm CAM anh thấy khi gia công các bề mặt cong phức tạp ta luôn cần xác định sai số gia công (input value) giữa bề mặt thiết kế và bề mặt gia công). Đối với máy 5 trục do có khả năng điều chỉnh dụng cụ cắt như anh đã nêu, cho phép gia công với sai số nhỏ hơn sai số trong gia công bằng máy 3 trục, tức là có độ chính xác gia công cao hơn (nếu anh xem các tài liệu tham khảo về tính toán các điểm CL, CC của dụng cụ cắt trong máy 5 trục thì sẽ thấy ngay). Em ví dụ: gia công 1 chi tiết có bề mặt phức tạp ứng với một chê độ cắt phù hợp, nếu em dùng máy 3 trục em chỉ có thể chọn độ chính xác (sai số) gia công là 0.3 mm chẳng hạn, nhưng với cũng chi tiết đấy nếu gia công trên máy 5 trục em có thể gia công đạt độ chính xác (sai số) 0.1 mm.

Em đang coding CAM soft, vấn đề khó khăn là ở phần tình toán, tối ưu các chuyển động tạo hình (đưa ra các giải thuật tối ưu 5 chuyển động) để tạo ra các bề mặt có hình dạng phức tạp từ các phương trình toán học của các bề mặt đó. Phần Post cho máy thì tương đối đơn giản, em không gặp vấn đề gì cả.
 
Last edited by a moderator:

ME

Active Member
Author
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

@ heparaki: Theo nick của bạn thi chắc bạn đang nghiên cứu ở Nhật hay Hàn gì đó phải không? Tôi nghĩ với hướng nghiên cứu của bạn thì sau này chúng ta có thể hợp tác đuợc và biết đâu chúng ta có thể làm ra nhiều thứ hay ho?
Trong tầm 10 ngày tới tôi phải mang máy tính đi bảo hành truớc khi chuồn thẳng về VN nên chắc không thể tiếp tục thảo luận tiếp đuợc. Nhân đây cũng chỉ xin bổ sung vài điều mà tôi đã đọc được.
1. Như đã nói, truyền thống lâu nay thì gia công bề mặt cong phức tạp bằng dao cầu, xu hướng là dùng dao phay ngón. Cũng có mấy nghiên cứu về việc thay hẳn dao cầu bằng dao phay ngón để đạt đuợc độ bóng bề mặt cao nhằm loại bỏ luôn công đoạn benchwork. Ở những nghiên cứu này họ có đưa ra công thức tinh scallop height cho các truờng hợp dùng dao khác nhau đấy. Khi dùng dao cầu thì bán kính dao đuợc chọn theo bán kính cong nhỏ nhất của một vùng nào đó trên bề mặt. Còn dao flat-end mill và torroidal thì phải tính effective radius. Trường hợp này dao nghiêng đi một góc so với pháp vec-to tại CC point (Sturz angle method). Effective radius phụ thuộc vào góc nghiêng này. Trong các phần mềm CAM thì chúng ta chọn Lead và Tilt angle để xác định góc Sturz. Dĩ nhiên cũng có những truờng hợp không nên dùng dao phay ngón vì lúc đó đuờng kính dao có thể quá nhỏ (để gia công đuợc vùng có độ cong quá lớn).
2. Tài liệu (báo) nói về gia công tinh bề mặt cong phức tạp bằng flat-end mill thì nhiều lắm. Chỉ cần vô trang của Springer và Science Direct thôi cũng kiếm được vài trăm bài. Sách thì cũng có nhiều đấy!
3. Về ưu việt của gia công 5 trục so với 3 trục thì nhiều, chắc các bạn không lạ gì. Chỉ cần lấy gia công với dao cầu thôi thì có thể kể ra một vài lý do mà bọn tây họ cứ nói "độ bóng bề mặt tốt hơn" (mà họ không cần "thòng" cái cụm từ "cùng điều kiện" như Việt Nam ta đâu nhé):
- Có thể sử dụng dao với chiều dài ngắn hơn.
- Không có hiện tượng cắt ở tâm dao (nơi mà tốc độ cắt = 0).
....
 
H

heparaki

Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

@ anh ME, em đang ở Hàn, vài tháng nữa sẽ xuống núi, lab em làm về CAM & Presision machining nên em có làm đề tài liên quan đến machining simulation, chứ đề tài chính của em để tốt nghiệp là tool manufacturing.

Như đã đề cập ở trên, bài post này em post cái đồ án em làm cho gia công trên máy CNC 3 trục, có xét đến độ bóng bề mặt để có gì các anh góp ý cho em, bài toán này tối ưu NC toolpath dựa trên hàm mục tiêu là tối ưu thông số Material remove rate (MRR), có các ràng buộc về Feed rate, spindle (tốc độ trục chính). Độ bóng bề mặt, chiều dài toolpath, depth of Cut (chiều sâu cắt) ...



Chương trình tối ưu NC Data (các file NC code có thể được tao ra từ các chương trình CAD/CAM và được xuất của chương trình này để tối ưu, CAD model có thể được xuất qua chương trình dưới dạng file DXF).


Lưu đồ




Xác định vùng gia công cần tối ưu (các tinh toán chuyển đỏi về dạng hàm tham số (u,v) theo các phương chay dao và ăn giao). Cái điểm tính toán được tính liến quan đến các điểm lận cận.



Điều kiện ràng buộc về độ nhám bề mặt và non-cutting (không gia công vật liệu giữa các đường chạy dao)



Bài toán tối ưu với hàm mục tiêu MRR--> max (MRR được tính toán dựa trên Z-map model)



Z-map model được áp dụng để tính MRR trong Booleen operation giữa dao cắt và phôi trong quá trình gia công



Cutting Simulation and verification


Hàm ràng buộc




Optimization module

-------------------------------------------
-------------------------------------------
-------------------------------------------

[FONT=&quot]ầ[/FONT][FONT=&quot]n nh[/FONT][FONT=&quot]ậ[/FONT][FONT=&quot]n xét c[/FONT][FONT=&quot]ủ[/FONT][FONT=&quot]a anh có th[/FONT][FONT=&quot]ể[/FONT][FONT=&quot] anh nh[/FONT][FONT=&quot]ầ[/FONT][FONT=&quot]m l[/FONT][FONT=&quot]ẫ[/FONT][FONT=&quot]n đ[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot] bóng b[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] m[/FONT][FONT=&quot]ặ[/FONT][FONT=&quot]t qua đ[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot] chính xác[/FONT][FONT=&quot] gia công các b[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] m[/FONT][FONT=&quot]ặ[/FONT][FONT=&quot]t cong b[/FONT][FONT=&quot]ấ[/FONT][FONT=&quot]t kỳ b[/FONT][FONT=&quot]ằ[/FONT][FONT=&quot]ng máy 5 tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c [/FONT][FONT=&quot]ạ[/FONT][FONT=&quot]. Máy 5 tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c cho phép tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c dao có th[/FONT][FONT=&quot]ể[/FONT][FONT=&quot] đ[/FONT][FONT=&quot]ượ[/FONT][FONT=&quot]c đi[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot]u khi[/FONT][FONT=&quot]ể[/FONT][FONT=&quot]n theo ph[/FONT][FONT=&quot]ướ[/FONT][FONT=&quot]ng thích h[/FONT][FONT=&quot]ợ[/FONT][FONT=&quot]p v[/FONT][FONT=&quot]ớ[/FONT][FONT=&quot]i pháp tuy[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]n c[/FONT][FONT=&quot]ủ[/FONT][FONT=&quot]a m[/FONT][FONT=&quot]ặ[/FONT][FONT=&quot]t cong t[/FONT][FONT=&quot]ạ[/FONT][FONT=&quot]i đi[/FONT][FONT=&quot]ể[/FONT][FONT=&quot]m ti[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]p xúc, đi[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot]u này cho phép tăng đ[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot] chính xác gia công[/FONT][FONT=&quot] so v[/FONT][FONT=&quot]ớ[/FONT][FONT=&quot]i máy 3 tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c (gi[/FONT][FONT=&quot]ả[/FONT][FONT=&quot]m sai s[/FONT][FONT=&quot]ố[/FONT][FONT=&quot] gi[/FONT][FONT=&quot]ữ[/FONT][FONT=&quot]a b[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] m[/FONT][FONT=&quot]ặ[/FONT][FONT=&quot]t thi[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]t k[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot] (design surfaces) và b[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] m[/FONT][FONT=&quot]ặ[/FONT][FONT=&quot]t gia công (machined surfaces)). Trong các ph[/FONT][FONT=&quot]ầ[/FONT][FONT=&quot]n m[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot]m CAM anh th[/FONT][FONT=&quot]ấ[/FONT][FONT=&quot]y khi gia công các b[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] m[/FONT][FONT=&quot]ặ[/FONT][FONT=&quot]t cong ph[/FONT][FONT=&quot]ứ[/FONT][FONT=&quot]c t[/FONT][FONT=&quot]ạ[/FONT][FONT=&quot]p ta luôn c[/FONT][FONT=&quot]ầ[/FONT][FONT=&quot]n xác đ[/FONT][FONT=&quot]ị[/FONT][FONT=&quot]nh sai s[/FONT][FONT=&quot]ố[/FONT][FONT=&quot] gia công (input value) gi[/FONT][FONT=&quot]ữ[/FONT][FONT=&quot]a b[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] m[/FONT][FONT=&quot]ặ[/FONT][FONT=&quot]t thi[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]t k[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot] và b[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] m[/FONT][FONT=&quot]ặ[/FONT][FONT=&quot]t gia công). Đ[/FONT][FONT=&quot]ố[/FONT][FONT=&quot]i v[/FONT][FONT=&quot]ớ[/FONT][FONT=&quot]i máy 5 tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c do có kh[/FONT][FONT=&quot]ả[/FONT][FONT=&quot] năng đi[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot]u ch[/FONT][FONT=&quot]ỉ[/FONT][FONT=&quot]nh d[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]ng c[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot] c[/FONT][FONT=&quot]ắ[/FONT][FONT=&quot]t nh[/FONT][FONT=&quot]ư[/FONT][FONT=&quot] anh đ[/FONT][FONT=&quot]ã nêu, cho phép gia công v[/FONT][FONT=&quot]ớ[/FONT][FONT=&quot]i sai s[/FONT][FONT=&quot]ố[/FONT][FONT=&quot] nh[/FONT][FONT=&quot]ỏ[/FONT][FONT=&quot] h[/FONT][FONT=&quot]ơ[/FONT][FONT=&quot]n sai s[/FONT][FONT=&quot]ố[/FONT][FONT=&quot] trong gia công b[/FONT][FONT=&quot]ằ[/FONT][FONT=&quot]ng máy 3 tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c, t[/FONT][FONT=&quot]ứ[/FONT][FONT=&quot]c là có đ[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot] chính xác gia công cao h[/FONT][FONT=&quot]ơ[/FONT][FONT=&quot]n ([/FONT][FONT=&quot]n[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]u anh xem các tài li[/FONT][FONT=&quot]ệ[/FONT][FONT=&quot]u tham kh[/FONT][FONT=&quot]ả[/FONT][FONT=&quot]o v[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] tính toán các đi[/FONT][FONT=&quot]ể[/FONT][FONT=&quot]m CL, CC c[/FONT][FONT=&quot]ủ[/FONT][FONT=&quot]a d[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]ng c[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot] c[/FONT][FONT=&quot]ắ[/FONT][FONT=&quot]t trong máy 5 tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c thì s[/FONT][FONT=&quot]ẽ[/FONT][FONT=&quot] th[/FONT][FONT=&quot]ấ[/FONT][FONT=&quot]y ngay[/FONT][FONT=&quot]). Em ví d[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]: gia công 1 chi ti[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]t có b[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] m[/FONT][FONT=&quot]ặ[/FONT][FONT=&quot]t ph[/FONT][FONT=&quot]ứ[/FONT][FONT=&quot]c t[/FONT][FONT=&quot]ạ[/FONT][FONT=&quot]p [/FONT][FONT=&quot]ứ[/FONT][FONT=&quot]ng v[/FONT][FONT=&quot]ớ[/FONT][FONT=&quot]i m[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot]t chê đ[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot] c[/FONT][FONT=&quot]ắ[/FONT][FONT=&quot]t phù h[/FONT][FONT=&quot]ợ[/FONT][FONT=&quot]p, n[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]u em dùng máy 3 tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c em ch[/FONT][FONT=&quot]ỉ[/FONT][FONT=&quot] có th[/FONT][FONT=&quot]ể[/FONT][FONT=&quot] ch[/FONT][FONT=&quot]ọ[/FONT][FONT=&quot]n đ[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot] chính xác (sai s[/FONT][FONT=&quot]ố[/FONT][FONT=&quot]) gia công là 0.3 mm ch[/FONT][FONT=&quot]ẳ[/FONT][FONT=&quot]ng h[/FONT][FONT=&quot]ạ[/FONT][FONT=&quot]n, nh[/FONT][FONT=&quot]ư[/FONT][FONT=&quot]ng v[/FONT][FONT=&quot]ớ[/FONT][FONT=&quot]i cũng chi ti[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]t đ[/FONT][FONT=&quot]ấ[/FONT][FONT=&quot]y n[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]u gia công trên máy 5 tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c em có th[/FONT][FONT=&quot]ể[/FONT][FONT=&quot] gia công đ[/FONT][FONT=&quot]ạ[/FONT][FONT=&quot]t đ[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot] chính xác (sai s[/FONT][FONT=&quot]ố[/FONT][FONT=&quot]) 0.1 mm.
[/FONT]
[FONT=&quot]

@ Anh QuyenQCM, đ[/FONT][FONT=&quot]ể[/FONT][FONT=&quot] minh h[/FONT][FONT=&quot]ọ[/FONT][FONT=&quot]a cho ý ki[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]n trên em post m[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot]t nghiên c[/FONT][FONT=&quot]ứ[/FONT][FONT=&quot]u c[/FONT][FONT=&quot]ủ[/FONT][FONT=&quot]a m[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot]t SV Thailan [/FONT][FONT=&quot]ở[/FONT][FONT=&quot] bên canh lab em có liên quan đ[/FONT][FONT=&quot]ế[/FONT][FONT=&quot]n v[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] đ[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] đang trao đ[/FONT][FONT=&quot]ổ[/FONT][FONT=&quot]i t[/FONT][FONT=&quot]ố[/FONT][FONT=&quot]i [/FONT][FONT=&quot]ư[/FONT][FONT=&quot]u ph[/FONT][FONT=&quot]ươ[/FONT][FONT=&quot]ng c[/FONT][FONT=&quot]ủ[/FONT][FONT=&quot]a tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c dao c[/FONT][FONT=&quot]ủ[/FONT][FONT=&quot]a máy 5 tr[/FONT][FONT=&quot]ụ[/FONT][FONT=&quot]c trong gia công free-form surfaces đ[/FONT][FONT=&quot]ể[/FONT][FONT=&quot] đ[/FONT][FONT=&quot]ạ[/FONT][FONT=&quot]t đ[/FONT][FONT=&quot]ộ[/FONT][FONT=&quot] chính xác gia công cao h[/FONT][FONT=&quot]ơ[/FONT][FONT=&quot]n[/FONT][FONT=&quot], lab nay chuyên v[/FONT][FONT=&quot]ề[/FONT][FONT=&quot] Optimization, nghiên c[/FONT][FONT=&quot]ứ[/FONT][FONT=&quot]u này v[/FONT][FONT=&quot]ừ[/FONT][FONT=&quot]a đ[/FONT][FONT=&quot]ự[/FONT][FONT=&quot]c công b[/FONT][FONT=&quot]ố[/FONT][FONT=&quot] trên t[/FONT][FONT=&quot]ạ[/FONT][FONT=&quot]p chí JMST cách đây 2 tháng: [/FONT][FONT=&quot]A new accurate curvature matching and optimal tool based f
machining algorithm[/FONT]
[FONT=&quot] (http://www.springerlink.com/content/rm2pu6h7p700750n/fulltext.pdf).



[/FONT]
 
Last edited by a moderator:

iPumpkin

<center><b>CAM Programmer</b></center>
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Rất cám ơn các Bác đã chỉ ra nhiều điều hay về gia công 5 Trục.

Mình cũng có một thời gian nghiên cứu về cái này nên cũng biết đôi chút, theo mình 5 Trục = 3 Trục + hai bàn xoay thêm 2 trục. Nên để mà so sánh hai cái rỏ ràng là 5 Trục hơn hẳn 3 trục, "hơn" ở đây là cái gì 3 trục gia công được - máy 5 trục cũng làm được, đơn giản trong lập trình CAM không có hai giá trị A, B (cùng điều kiện công nghệ, gá, dao, chế độ cắt...).

Nhưng khi xét về cái "hơn" này máy 5 Trục gia công thêm được những chi tiết khác, phức tạp hơn - chỉ một số máy đặc biệt cho một số chi tiết đặc biệt, thì rỏ ràng là hơn hẳn - nhưng khi gia công các chi tiết 5 Trục này thì để đạt được dung sai cao thì cũng rất khó - vì khi này chạy dao chỉ tập trung xoay quanh kiểu Paralel, dù khi này contact point của cutter có thể khác tâm dao. Ngoài ra, cùng một chi tiết nhưng máy 3 Trục phải gá lại vài lần thì lúc này sai lệch xuất hiện và khó kiểm soát hơn.
 

iPumpkin

<center><b>CAM Programmer</b></center>
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

@ Anh QuyenQCM theo em thì phần nhận xét của anh có thể anh nhầm lẫn độ bóng bề mặt qua [B]độ chính xác[/B] gia công các bề mặt cong bất kỳ bằng máy 5 trục ạ. Máy 5 trục cho phép trục dao có thể được điều khiển theo phướng thích hợp với pháp tuyến của mặt cong tại điểm tiếp xúc, điều này cho phép tăng độ chính xác gia công so với máy 3 trục (giảm sai số giữa bề mặt thiết kế (design surfaces) và bề mặt gia công (machined surfaces)). Trong các phần mềm CAM anh thấy khi gia công các bề mặt cong phức tạp ta luôn cần xác định sai số gia công (input value) giữa bề mặt thiết kế và bề mặt gia công). Đối với máy 5 trục do có khả năng điều chỉnh dụng cụ cắt như anh đã nêu, cho phép gia công với sai số nhỏ hơn sai số trong gia công bằng máy 3 trục, tức là có độ chính xác gia công cao hơn (nếu anh xem các tài liệu tham khảo về tính toán các điểm CL, CC của dụng cụ cắt trong máy 5 trục thì sẽ thấy ngay). Em ví dụ: gia công 1 chi tiết có bề mặt phức tạp ứng với một chê độ cắt phù hợp, nếu em dùng máy 3 trục em chỉ có thể chọn độ chính xác (sai số) gia công là 0.3 mm chẳng hạn, nhưng với cũng chi tiết đấy nếu gia công trên máy 5 trục em có thể gia công đạt độ chính xác (sai số) 0.1 mm.
Bạn đang dùng phần CAM nào thế?.
Theo mình hiểu độ chính xác mà bạn nói là dung sai mà các thuật toán f(x,y,z) dùng để xấp xỉ các đường cong trong phần mềm khi tạo ra G-Code file (gồm chủ yếu tọa độ x,yz). Ví dụ mình dùng Cimatron mình có thể nhập cho cả 3 trục hay 5 trục càng nhỏ càng tốt (chưa thấy giới hạn nào nhỏ nhất trừ 0)- cái này chưa kiểm chứng nhưng mình chưa thấy phần mềm bảo là phải nhập 3 trục lớn hơn 5 trục.
 
Last edited:

QuyenQCM

Active Member
Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

Các bạn cho mình hỏi 1 câu là độ bóng bề mặt có phụ thuộc vào độ chính xác gia công không vậy.
ví dụ cùng 1 bản vẽ 3D phức tạp (máy 3 trục làm được).khống chế thời gian gia công cùng 1 dụng cụ cắt (cho sai số gá,sai số máy...công suất máy và chế độ cắt là như nhau)hỏi máy 5 trục hay 3 trục cái nào cho ra sản phẩm bóng đẹp hơn hay giống nhau
 
Last edited:
H

heparaki

Ðề: Gia công 5 trục điều khiển số

@ pkjp80, mình đưa ví dụ để giải thích ý của mình thôi chứ có nói là khi mô phỏng gia công trên phầm mêm phải nhập dung sai cho 5 trục nhỏ hơn 3 trục đâu. Còn khi mô phỏng thì dĩ nhiên mình sẽ nhập giá trị dung sai cho phép nhỏ nhất rồi. Khi bạn nhập dung sai, đối vời các free-form sufaces, sau khi mô phỏng thường các phần mềm CAM sẽ cho phép ta kiểm tra dung sai gia công tại các khu vực khác nhau được thể hiện dưới các màu khác nhau với sai số tương ứng. Không phải ta muốn chọn dung sai nhỏ bao nhiều thì chọn. Chọn dung sai phù hợp cho ta được kết qua chất lượng bề mặt tốt nhất trong giới hạn cho phép. Bạn cứ làm thử mô phỏng 1 chi tiết gia công bề mặt phức tạp 1 chút bằng 2 loại máy 3 và 5 trục thì sẽ thấy.

@ Anh QuyenQCM, Theo hiểu biết của em thì độ bóng bề mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố: phương pháp gia công, vât liệu gia công, chế độ cắt, dụng cụ cắt ... nhưng em chưa thấy tài liệu nào nói độ bóng gia công phụ thuộc vào độ chính xác gia công bề mặt (surface profile). 2 chi tiết được gia công trên cùng 1 máy, cùng điều kiện như nhau chỉ thay đổi tốc độ cắt sẽ có độ chính xác bề măt (surface profile) như nhau nhưng có thể sẽ cho độ bóng bề mặt (surface roughness) khác nhau.Còn ví dụ của anh thì thật khó có câu trả lời, vì ngay ở giả thiết của bài toán đã rất khó thực hiện.
 
Last edited by a moderator:
Top