Báo cáo thực tập về công nghệ EDM

Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU…..……………………………………………………………………..1 PHẦN A : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SODICK……………………………2 PHẦN B : NỘI DUNG BÁO CÁO THỰC TẬP PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ EDM…………………..….….....5 1.1.Nguyên lý gia công tia lửa điện ( EDM)…………………………….5 1.1.1. Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hình………………… 6 1.1.2. Gia công tia lửa điện bằng cắt dây……………………………... 6 1.2. Bản chất vật lý……………………………………………… ……...7 1.3.Các thông số công nghệ của EDM…………………………...….......9 1.3.1. Đặc tính về điện của sự phóng tia lửa điện…………………......9 1.3.2. Các thông số điều chỉnh…………………………………….......9 1.4.Gia công EDM có thể được phân loại như sau………………..…...12 1.5.Các trục căn bản của máy EDM……………………………...…….13 PHẦN 2:TÌM HIỂU VỀ MÁY CẮT XUNG( DIE SINKING EDM)…..14 PHẦN 3: MÁY CẮT DÂY EDM( WIRE CUT EDM)………………...21 PHẦN 4: BỘ ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG MÁY CẮT EDM………34 4.1.Hệ thống servo AC………………………………………………...34 4.2.Một số hệ thống mạch trong máy EDM…………………………...39 Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 2 LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình học tập trong các trường đại học, sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành luôn được nhà trường và sinh viên đặt lên hàng đầu. Vì vậy thực tập tốt nghiệp là một trong những phần rất quan trọng giúp sinh viên năm cuối hoàn thiện kiến thức, là bước chuẩn bị tốt nhất cho sinh viên trước khi ra trường. Thực tập tốt nghiệp giúp cho sinh viên kĩ thuật tiếp cận được rõ nhất với thực tế sản xuất tại các nhà máy, xí nghiệp, được tìm hiểu và tiếp xúc trực tiếp với máy móc thiết bị đã được học trên lý thuyết. Ngoài ra trong quá trình thực tập sinh viên còn có cơ hội nắm bắt được công việc, phương thức làm việc để có những chuẩn bị tốt nhất và không bị bỡ ngỡ trước khi tốt nghiệp ra trường. Trong quá trình thực tập tại công ty VPĐD Sodick, tuy chỉ có một khoảng thời gian ngắn nhưng với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn thực tập ĐỖ DUY PHÚ cùng các anh chị em trong công ty đã giúp em hiểu hơn về công nghệ CNC, đặc biệt là các máy cắt xung EDM. Do thời gian thực tập có hạn cộng với sự hiểu biết còn hạn chế, bài viết không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong thầy cô, cùng các bạn giúp đỡ và chỉ bảo . Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 12 tháng 4 năm 2010 Sinh viên thực hiện Lương Phát Ngọc Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 3 PHẦN A LỜI GIỚI THIỆU Sodick Co., Ltd là một tập đoàn sản xuất máy EDM (máy tia lửa điện) hàng đầu Nhật Bản chiếm 49% thị phần máy EDM tại thị trường Nhật với mạng lưới trên khắp thế giới từ Bắc&Nam Mỹ, Châu Âu đến châu Á Thái Bình Dương với 4 nhà máy sản xuất chính (1 nhà máy tại Nhật Bản (Fukui), 2 nhà máy tại Trung Quốc(Shuzhou và Amoy) và một nhà máy tại Bangkok Thái Lan). Trong đó Công ty Sodick(Thailand) Co., Ltd. tại Thái Lan là một công ty trực thuộc phụ trách kinh doanh, phân phối thiết bị cho 3 nước Thái Lan, Ấn Độ, Việt Nam. VPĐD Sodick (Thailand) Co., Ltd có địa chỉ tại P503 CT1 Toà nhà Vimeco, Khu đô thị Nam Trung Yên, Quận Cầu Giấy, Hà Nội. Sản phẩm chính của Sodick là các máy CNC trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu như: Máy xung, máy cắt dây, máy khoan lỗ, trung tâm gia công, máy đánh bóng, máy ép nhựa, máy Nano. Đây là những dòng máy cao cấp cho những sản phẩm có độ bóng cao đồng thời có độ chính xác cỡ µm và nm. Trên thị trường Việt Nam có rất nhiều khách hàng lớn đã và đang sử dụng thiết bị của Sodick như : Canon, Toho, Brother, Vietnam Auto Part, Iritani, Nissei, Muto Technology, Hokuyo Precision..v..v..v.. và rất nhiều doanh nghiệp Việt Nam khác như Viện Công Nghệ Bộ Quốc Phòng, Công ty HTMP, Công ty Tân Hòa..v..v.v.v. Như một nhà tiên phong EDM, Sodick đã liên tục tiến hành những nghiên cứu và phát triển và đã có kết quả trong các máy với các tính năng tinh vi và độc đáo tạo nên kết quả chính xác và hiệu suất sử dụng cao. Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 4 Một số địa chỉ wed của Sodick: Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 5 PHẦN B: NỘI DUNG BÁO CÁO THỰC TẬP PHẦN I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ EDM Trong nửa đầu thế kỷ 20, nhu cầu về các vật liệu lâu mòn tăng lên không ngừng ở các nước công nghiệp phát triển. Nhưng vấn đề là gia công những vật liệu đó bằng công nghệ thông thường thì rất khó khăn, nhiều khi không thực hiện được. Sự xuất hiện của các máy CNC EDM (Electrical Discharge Machining) đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp. Các đường cong được thực hiện dễ dàng như đường thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một lượng lớn các thao tác do con người thực hiện được giảm thiểu. 1.1.Nguyên lý gia công tia lửa điện ( EDM) Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 6 Về nguyên lý gia công thì đây là hiệu quả ăn mòn vật liệu gây ra bởi sự phóng điện. Khi các tia lửa điện được phóng ra, vật liệu trên bề mặt phôi bị hớt đi bởi một quá trình điện-nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi kim loại - đó là quá trình gia công bằng tia lửa điện gọi tắt là gia công EDM (Electrical Discharge Machining). Cho đến nay quá trình EDM đã được phát triển khá rộng rãi ở các nước phát triển. Nhiều gam máy hoạt động trong lĩnh vực EDM đã được sản xuất với nhiều kiểu khác nhau để phục vụ những mục đích khác nhau. Nó đưa quy về 2 dạng sau: 1.1.1. Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hình Gọi tắt là phương pháp“xung định hình”. Điện cực là một hình không gian bất kì, nó sẽ in hình của mình lên phôi tạo ra lòng khuôn thường dùng để tạo hình những chi tiết đục lỗ nhưng không thông. Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 7 1.1.2. Gia công tia lửa điện bằng cắt dây Cắt dây tia lửa điện là một hình thức đặc biệt của gia công tia lửa điện. Điểm khác nhau cơ bản giữa cắt dây tia lửa điện và xung điện (gia công bằng điện cực thỏi) là thay vì sử dụng những điện cực thỏi có hình dạng phức tạp thì trong WEDM điện cực là một sợi dây có đường kính từ 0,1 – 0,3mm. Dây này được cuốn liên tục và chạy theo một biên dạng cho trước, cắt được bề mặt 2D và3D phức tạp. Trong quá trình gia công, dụng cụ và chi tiết là hai điện cực, trong đó dụng cụ là catốt, chi tiết là anốt của một nguồn điện một chiều có tần số 50 – 500kHz, điện áp 50 – 300V và cường độ dòng điện 0,1 – 500A. Hai điện cực này được đặt trong dung dịch cách điện được gọi là chất điện môi. Khi cho hai điện cực tiến lại gần nhau thì giữa chúng có điện trường. Khi điện áp tăng lên thì từ bề mặt cực âm có các điện tử phóng ra, tiếp tục tăng điện áp thì chất điện môi giữa hai điện cực bị ion hóa làm cho chúng trở nên dẫn điện, làm xuất hiện tia lửa điện giữa hai điện cực. Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 8 Nhiệt độ ở vùng có tia lửa điện lên rất cao, có thể đạt đến 12.0000C, làm nóng chảy, đốt cháy phần kim loại trên cực dương. Trong quá trình phóng điện, xuất hiện sự ion hóa cực mạnh và tạo nên áp lực va đập rất lớn, đẩy phoi ra khỏi vùng gia công. Toàn bộ quá trình trên xảy ra trong thời gian rất ngắn từ 10-4 đến 10-7s. Sau đó mạch trở lại trạng thái ban đầu và khi điện áp của tụ được nâng lên đến mức đủ để phóng điện thì quá trình trên lại diễn ra ở điểm có khoảng cách gần nhất. Phoi của quá trình gia công là những giọt kim loại bị tách khỏi các điện cực và đông đặc lại thành những hạt nhỏ hình cầu và bị đẩy ra khỏi vùng gia công bằng luồng dung môi có áp suất cao. Khi các hạt này bị đẩy ra khỏi vùng gia công, khe hở giữa hai điện cực lớn ra và sự phóng điện không còn nữa. Để tiếp tục gia công cần di chuyển hai điện cực lại gần nhau và quá trình lặp lại liên tục. Gia công bằng tia lửa điện, EDM (Electrical Discharge Machining) là một quá trình tách kim loại bằng một tia lửa điện trong thời gian rất ngắn với cường độ dòng điện lớn giữa dụng cụ cắt và chi tiết.Quá trình EDM có thể so sánh với một phần thu nhỏ của một tia sét va vào một bề mặt tạo nên vùng tập trung nhiệt lớn làm nóng chảy bề mặt gia công. 1.2. Bản chất vật lý • Đặt một điện áp giữa điện cực và phôi.- Không gian giữa điện cực và phôi phải được điền đầy bởi một chất điện môi.- Cho 2 điện cực tiến lại gần nhau, đến một khoảng cách ( nào đó thì xảy ra sự phóng tia lửa điện, xuất hiện một dòng điện tức thời. • Nếu 2 điện cực chạm nhau thì sẽ không có tia lửa điện mà sẽ sảy ra ngắn mạch có hại cho quá trình gia công.- Nếu khe hở quá lớn thì sẽ không thể xảy ra sự phóng tia lửa điện điều đó Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 9 làm giảm năng suất gia công.- Để có thể làm phát sinh tia lửa điện, một điều không thể thiếu được là một thời gian ngắn sau khi đã có dòng điện chạy qua 2 điện cực thì phải ngừng cung cấp năng lượng. Đơn giản người ta dùng bộ phát xung RC như trên để cung cấp xung răng cưa. 1.3. Các thông số công nghệ của EDM. 1.3.1. Đặc tính về điện của sự phóng tia lửa điện. Các đặc tính về điện được nhận ra dựa vào các đặc tính thời gian của sự phóng tia lửa điện. Các đặc tính này chính là các thông số điều chỉnh quan trọng nhất của quá trình gia công. Mỗi máy phát của thiết bị gia công tia lửa điện đều có một nhiệm vụ là cung cấp năng lượng làm việc cần thiết. Máy phát xung hiện đại của một thiết bị gia công tia lửa điện là một máy phát xung tĩnh. ở đây năng lượng được điều khiển bằng điện tử nhưng không có yếu tố bù. Nguyên lý tác dụng của máy phát xung tĩnh thực hiện trước hết thông qua sự phát triển của Transistor mạnh và các sản phẩm điện tử hiện đại. Máy phát xung tĩnh có ưu việt lớn ở độ linh hoạt của các thông số điều chỉnh. Qua đó mỗi trường hợp gia công có thể được giải quyết dưới quan điểm là điện cực ít mòn nhất và chất lượng bề mặt là tối ưu. muốn vậy các thông số của quá trình gia công phải được điều chỉnh cho phù hợp. 1.3.2. Các thông số điều chỉnh. • Điện áp đánh lửa Ui: đây là điện áp cần thiết để dẫn tới sự phóng tia lửa điện. Nó cung cấp cho điện cực và phôi khi máy phát được đóng điện, gây ra sự phóng tia lửa điện để đốt cháy Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 10 vật liệu. Điện áp đánh lửa Ui càng lớn thì phóng điện càng nhanh và cho phép khe hở phóng điện càng lớn. • Thời gian trễ đánh lửa td : đó là thời gian giữa lúc đóng điện máy phát và lúc xảy ra phóng tia lửa điện. Khi đóng điện máy phát lúc đầu chưa xảy ra điều gì. Điện áp duy trì ở giá trị của điện áp đánh lửa Ui, dòng điện bằng 0. Sau một thời gian trễ td mới xảy ra sự phóng tia lửa điện. Dòng điện từ 0 vọt lên Ie. • Điện áp phóng tia lửa điện Ue: khi bắt đầu phóng tia lửa điện thì điện áp tụt xuống từ Ui đến Ue. đây là điện áp trung bình trong suốt thời gian phóng tia lửa điện. Ue là một hằng số vật lý phụ thuộc vào cặp vật liệu điện cực/phôi. Ue không điều chỉnh được. • Dòng phóng tia lửa điện Ie: là giá trị trung bình của dòng điện từ khi bắt đầu phóng tia lửa điện đến khi ngắt điện. Khi bắt đầu phóng tia lửa điện dòng điện tăng lên từ 0 đến giá trị Ie, kèm theo sự đốt cháy. Ie ảnh hưởng lớn nhất đến lượng hớt vật liệu, độ mòn điện cực và chất lượng bề mặt gia công. Nhìn chung Ie càng lớn thì lượng hớt vật liệu càng lớn, độ nhám bề mặt càng lớn nhưng độ mòn điện cực giảm.*Dòng điện và diện tích bề mặt bị ăn mòn: Mật độ dòng điện (A/mm2) sẽ sinh ra lượng nhiệt lớn làm quá nhiệt điện cực và gây mòn điện cực nhanh hơn. Do vậy để gia công một vùng nhỏ cần chọn dòng điện nhỏ và ngược lại. Như vậy, khi gia công chỉ có một điện cực hay có nhiều điện cực để thay thế thì phải chú ý lựa chọn dòng điện cho phù hợp sao cho nó cho phép đạt được lượng hớt vật liệu lớn nhất có thể đạt Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 11 được trong khi vẫn duy trì độ nhẵn bóng và độ mòn điện cực trong giới hạn yêu cầu. • Độ kéo dài xung ti: là khoảng thời gian giữa hai lần đóng ngắt của máy phát trong cùng một chu kỳ phóng tia lửa điện. Nó bằng thời gian trễ (td) và thời gian phóng tia lửa điện ie: ti = td + te. Độ kéo dài xung ti ảnh hưởng đến nhiều yếu tố quan trọng có liên quan trực tiếp đến chất lượng và năng suất gia công.Các yếu tố bị ảnh hưởng:- ti ảnh hưởng lớn đến lượng hớt vật liệu: thực nghiệm cho thấy khi giữ nguyên dòng điện Ie và khoảng cách xung to, nếu tăng ti thì ban đầu Vw tăng nhưng chỉ tăng đến giá trị cực đại ở ti nhất định nào đó sau đó Vw giảm đi, nếu vẫn tiếp tục tăng ti thì năng lượng phóng điện không còn được sử dụng thêm nữa để hớt vật liệu phôi mà nó lại làm tăng nhiệt độ của các điện cực và dung dịch điện môi. • Khoảng cách xung to: là thời gian giữa hai lần ngắt-đóng của máy phát xung thuộc 2 chu kỳ phóng điện kế tiếp nhau, to còn được gọi là độ kéo dài nghỉ của xung.Cùng với tỉ lệ ti/to, to có ảnh hưởng rất lớn đến lượng hớt vật liệu. Khoảng cách to càng lớn thì lượng hớt vật liệu Vw càng nhỏ và ngược lại.Phải giữ to nhỏ như có thể được để nó có thể đạt một lượng hớt vật liệu tối đa. Nhưng khoảng cách xung to phải đủ lớn để có đủ thời gian thôi iôn hoá chất điện môi trong khe hở phóng điện. Nhờ đó sẽ tránh được lỗi của quá trình như tạo hồ quang hoặc dòng ngắn mạch. Cũng như trong thời gian của khoảng cách xung dòng chảy sẽ đẩy các vật liệu đã bị ăn mòn ra khỏi khe hở phóng điện.Do vậy, tuỳ thuộc vào kiểu máy và trường hợp gia công cụ thể mà lựa chọn to, ti phù hợp thông qua tỉ số ti/to : Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 12 Khi gia công rất thô chọn : ti/to > 10 Khi gia công thô chọn : ti/to = 10 Khi gia công tinh chọn : ti/to = 5 Khi gia công rất tinh chọn : ti/to < 5 (thường chọn = 0,4). Khe hở phóng điện: cho tới đây, ta đã có rất nhiều các thông số điều chỉnh như: I, ti, to, U.... mà chúng chỉ tác động lên sự phóng ta lửa điện. Để dự kiến được lượng hớt vật liệu từ đầu đến cuối sau một số lần phóng tia lửa điện thì vấn đề là phải duy trì khe hở vớ một chiều rộng tối ưu. Quá trình đó gọi là sự điều chỉnh khe hở phóngđiện. Đó là cách để đảm bảo chắc chắn rằng điệc cực tiếp tục ăn xuống để thâm nhập vào phôi.Trên máy xung, việc đo khe hở ( được thực nghiệm gián tiếp thông qua việc đo Ue. Ue là một đại lượng điện chính xác khi điện cực đã tiến đủ gần đến phôi, Ue tăng thì khe hở cũng tăng. Để duy trì một chiều rộng khe hở phóng điện là hằng số thì tương ứng với nó là một giá trị danh nghĩa của Ue. Trong quá trình gia công, do điện cực và phôi bị ăn mòn làm cho ( lớn lên, để điều chỉnh thì Ue được đo liên tục và được so sánh với giá trị danh nghĩa. Thông thường trong gia công, người vận hành máy chọn I, ti, to, Ui phù hợp với yêu cầu năng suất và chất lượng bề mặt, lúc đó hệ điều khiển sẽ tự động điều chỉnh ( cho phù hợp với I và Ui). 1.4. Gia công EDM có thể được phân loại như sau: • Gia công xung định hình EDM (Die Sinking EDM hay Ram- EDM) • Gia công EDM bằng dây cắt (Wire-cut EDM hoặc Wire EDM) • Gia công vi EDM (Micro EDM) • Khoan EDM (EDM drilling) Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 13 1.5. Các trục căn bản của máy EDM Máy cắt EDM có tổng cộng 05 trục được điều khiển hệ trục tọa độ máy dựa trên 2 tiêu chí là trục chính của máy và bàn máy. Trục X : chuyển động (+) theo chiều tay trái sáng tay phải Trục Y : chuyển động (+) xa người thao tác Trục Z: thẳng đứng, chiều (+)là hướng lên trên Trục U : trục // với trục X( là trục bàn máy) chiều (+)từ trái sang phải Trục V: trục // với trục Y( là trục bàn máy) chiều (+) xa người thao tác. Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 14 PHẦN 2: TÌM HIỂU VỀ MÁY CẮT XUNG ( DIE SINKING EDM) Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 15 NGUYÊN LÍ GIA CÔNG MÁY CẮT XUNG EDM Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 16 Hệ thống gia công tia lửa điện (Electrical Discharge Machining -EDM) bao gồm có hai bộ phận chủ yếu: máy công cụ và nguồn cung cấp điện. Máy công cụ gắn điện cực định hình (đóng vai trò là dao) và điện cực tiến tới bề mặt chi tiết gia công sinh ra một lỗ chép hình hình dạng của dụng cụ.Chi tiết gia công lắp trên bàn máy công cụ, còn điện cực thì gắn với đầu máy. Một động cơ servo AC hoặc xylanh thủy lực để điều khiển điện cực theo phương thẳng đứng và duy trì một vị trí thích hợp của điện cực so với chi tiết gia công. Nguồn năng lượng cung cấp sản sinh ra một tần số cao, tạo ra một loạt tia lửa điện giữa điện cực và bề mặt chi tiết và bóc đi một lớp kim loại bởi sự ăn mòn của nhiệt độ và sự hóa hơi.Vị trí này được điều chỉnh một cách tự động với sự chính xác cực kỳ nhờ hệ thống servo và nguồn cung cấp. Trong quá trình vận hành máy thông thường điện cực không bao giờ chạm bề mặt chi tiết, giữa chúng có một khe hở phóng điện nhỏ.Cả chi tiết và điện cực đều ngâm chìm trong dung dịch điện môi. Dung dịch này đóng vai trò như chất cách điện để điều khiển sự phóng tia lửa điện. Trong gia công EDM chất điện môi cũng thực hiện chức năng của môi trường làm nguội và làm giảm Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 17 nhiệt độ cực kỳ cao trong khe hở phóng điện. Quan trọng hơn, dung dịch điện môi được bơm vào theo khe hở hình cung để đẩy đi những hạt bị xói mòn giữa chi tiết và điện cực. Một số hình ảnh về đầu cực: Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 18 Một số dòng máy cắt xung EDM của SODICK như C32, AP1L, AD3L, AG75L... Một số thông số về máy C32 Hành trình dịch chuyển các trục X/Y/Z 300x250x150 mm Hành trình dịch chuyển các trục U/V 35x45mm. Khoang làm việc của máy 450x300 mm Khối lượng vật gia công tối đa 50kg Trọng lượng điện cực tối đa 20kg. Kích thước bàn 600 x 400mm Kích thước thùng chứa dầu 925 x 555 x 300 Hệ điều khiển LMX32 hoạt động trên nền Window XP Màn hiển thị cảm ứng TFT 15" Phần mềm hỗ trợ gia công LN Assit Khối lượng máy 2500kg Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 19 C32 dòng máy cắt xung EDM mới nhất của Sodick với truyền động động cơ tuyến tính thế hệ thứ 5 được thiết kế nhỏ gọn, C32 sử dụng hệ điều khiển LMX32 hoạt động trên nền Window XP với màn hiển thị cảm ứng TFT 15". Phần mềm hỗ trợ gia công LN Assit giúp người vận hành dễ dang tạo các chương trình NC (với các điều kiện gia công và chế độ bù tối ưu) từ mọi bài toán sản phầm. C32 là máy EDM đầu tiên ứng dụng công nghệ truyền tín hiệu serial siêu tốc 1Gbit/giây cho hệ thống điều khiển. Hệ thống truyền tín hiệu tốc độ cao này giúp nâng cao hiệu suất truyền động, độ phản hồi điều khiển servo cũng như độ tin cậy của máy trong quá trình gia công. Hệ điều khiển LMX32 với hệ mạch "zero wear" giúp giảm độ hao mòn điện cực graphite dưới 0.06% trong khi tăng tốc độ gia công tới 20%. Với tính năng này, C32 giúp giảm số lượng điện cực khi gia công các lõ hỗc. Trong khi, một máy EDM thông thường đòi hỏi từ 2-3 điện cực cho gia công thô, gia công bán tinh và gia công tinh, C32 có thể chỉ cần đến 1 điện cực duy nhất. Điều này không chỉ giúp tiết kiêm thời gian và chi phí sản xuất mà còn giảm thiểu các sai số gia công. MÁY C32 Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 20 C32 cũng được trang bị công nghệ truyền động động cơ tuyến tính tiên tiến của Sodick, giúp trục Z có thể đạt tốc độ dịch chuyển cao tới 1.400"/phút và gia tốc trọng trường tới 1.2G. Với tốc độ dịch chuyển trục Z cao giúp tự rạo ra hiệu ứng bơm đẩy phoi ra khỏi các hốc gia công; nhờ đó người sử dụng không cần sử dụng vòi xối mà vẫn đảm bảo được chất lượng gia công ổn định nhất. Sodick là nhà sản xuất hàng đầu trong lĩnh vực máy gia công tia lửa điện với số lượng hơn 50.000 máy đã bán ra trên toàn thế giới. Model C32 được tin tưởng sẽ là sản phẩm đột phá trong chiến lược "toàn cầu hóa máy EDM" của Sodick . Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 21 PHẦN 3 MÁY CẮT DÂY EDM( WIRE CUT EDM) Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 22 Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 23 Các nguyên tắc cơ bản của phương pháp cắt dây EDM cũng giống như gia công xung định hình EDM được mô tả ở trên. Điểm khác biệt cơ bản là thay vì sử dụng những điện cực có hình dạng phức tạp, trong cắt dây EDM điện cực Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 24 là những sợi dây có hình dạng đơn giản, đường kính từ 0.006-0.012”. Dây thường sử dụng là dây đồng.Thay vì sử dụng chất điện môi như trong gia công xung định hình EDM thì trong cắt dây EDM lại dùng nước ion hóa. Nước ở đây có tác dụng làm mát và loại bỏ các hạt xói mòn càng nhanh càng tốt.Trong quá trình cắt nước được nhẹ nhàng chảy qua để không làm chệch hướng các dây. EDM wirecut machine Diefluid Centre (cột áp thuỷ lực)pressure: 6bar Controller Diefluid Centre Table Wire Center Súng phun Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 25 Wire Center (quận dây) có đường kính: 0.2mm Machining Center (max. table size: x-300mm y-300mm z-200mm) Controller system Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 26 DATA ANALYSIS NC code programming: đây là 1 đoạn chương trình viết để gia công chi tiết. L 0303; H1=0.131; E3501 F19.2 M20 H1 0.131; M80; M82; M84; G90; G40; G00 X0 Y0; G02 X10 Y0; G01 X10 Y5; G01 X20 Y5; G01 X20 Y10; G01 X10 Y10; G01 X10 Y15; Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 27 G02 X0 Y 15; G01 X0 Y0; M00 M02 Một số dòng máy cắt dây EDM của SODICK: AD325L,AP200L, AP450L, EXC100L, AQ237L, TW423, TW533…. Giới thiệu về máy cắt dây EDM TW Model: TW-423, TW-533 Tổng quan • Kiểu làm việc bàn chìm (submersible worktable) • Thân máy từ gang hợp kim MEEHAMITE, khử ứng suất dư, đảm bảo thân máy cứng vững và độ chính xác cao • Sử dụng nguồn cấp AC có trở kháng thấp, đảm bảo gia công nhanh và chính xác • Màn hình thể hiện hình ảnh lập thể trong quá trình gia công • Khả năng cắt dốc nghiêng tối đa ±15o Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 28 • Hệ thống dẫn động với động cơ servo, băng máy tuyến tính và trục vít me • Máy trước khi xuất xưởng được kiểm tra độ chính xác bằng các thiết bị laser Thông số kỹ thuật Thông số kỹ thuật TW-423 TW-533 Phương pháp gia công Loại bàn chìm Loại bàn chìm Kích thước thùng làm việc 850x660x430 mm 950x760x490 mm Kích thước phôi tối đa 640x490x300 mm 740x590 mm Trọng lượng phôi tối đa 650 kg 750 kg Hành trình trục XxY 420x270 mm 520x370 mm Hành trình trục Z 300 mm 300 mm Hành trình trục U, V ±50 mm ±50 mm Motor dẫn động các trục XYZUV Động cơ AC Servo Động cơ AC Servo Tốc độ di chuyển của bàn làm việc 4000 mm/phút 4000 mm/phút Đường kính dây cắt Ф0.1-Ф0.3 mm Ф0.1-Ф0.3 mm Độ căng dây cắt 200-2400 gf 200-2400 gf Tốc độ cắt cực đại (dây đồng Ф0.3 mm, cắt AC) 255 mm/phút 255 mm/phút Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 29 Tốc độ di chuyển dây 0-15 m/phút 0-15 m/phút Độ nhám bề mặt tốt nhất Ra 0.28µm Ra 0.28µm Góc côn tối đa ±15o (tùy chọn ±22.5o) ±15o (tùy chọn ±22.5o) Trọng lượng tối đa của cuộn dây 6 kg 6 kg Trọng lượng máy 2650 kg 3000 kg Hệ thống lọc • Phương pháp lọc: lọc giấy • Thể tích thùng nước: 650 lít • Bộ lọc xử lý nhựa trao đổi ion: 15 lít • Kiểm soát độ dẫn điện: tự động • Điều khiển nhiệt độ nước: tùy chọn Nguồn cấp • Loại mạch: công suất Transitor MOS • On time: 10 bước • Off time: 20 bước • Công suất: cắt AC • Một vài thông số của máy AD325L: Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 30 Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 31 Một số sản phâm sau khi cắt bằng máy EDM: Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 32 SO SÁNH GIA CÔNG XUNG ĐỊNH HÌNH VÀ CẮT DÂY • Gia công bằng điện cực thỏi người ta sử dụng dầu làm chất điện môi thì trong WEDM lại dùng nước khử khoáng. • Khi gia công bằng điện cực thỏi, sự phóng điện xảy ra giữa mặt đầu điện cực với chi tiết gia công còn khi gia công bằng dây cắt thì sự phóng điện xảy ra giữa mặt bên dây cắt với chi tiết gia công . • Vùng phóng điện khi gia công bằng điện cực thỏi bao gồm mặt đầu và góc của điện cực. Còn vùng phóng điện khi gia công bằng dây cắt chỉ bao gồm mặt 180o của dây cực khi nó tiến đến cắt chi tiết gia công. ƯU ĐIỂM Bởi vì EDM ăn mòn kim loại bằng việc phóng tia lửa điện thay cho các dụng cụ cắt gọt tạo phoi nên độ cứng vật liệu không trở thành nhân tố quyết định xem vật liệu đó có thể gia công bằng EDM hay không. Các điện cực kim loại hoặc than chì mềm có thể gia công các loại thép dụng cụ đã tôi hoặc tungsten carbide (cacbít vonfram). Đây là một trong những lợi ích hấp dẫn của việc sử dụng phương pháp EDM. Có thể nhiệt luyện chi tiết trước rồi sau đó có thể gia công bằng EDM. Điều này loại bỏ rủi ro của những hư hại và biến dạng có thể biến những chi tiết đắt tiền thành phế liệu trong khi xử lý nhiệt. NHƯỢC ĐIỂM • Phôi và dụng cụ (điện cực) đều phải dẫn điện • Vì tốc độ cắt gọt thấp nên phôi trước gia công EDM thường phải gia công thô trước. Do vùng nhiệt độ tại vùng làm việc cao nên gây biến dạng nhiệt. Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 33 PHẠM VI ỨNG DỤNG • Gia công các lỗ có đường kính nhỏ Ø 0,15mm của các vòi phun cao áp có năng suất cao (từ 15 đến 30s/chiếc), gia công lỗ sâu từ 60mm cho sai số 5µm. Các lỗ Ø 0,05mm – 1mm với chiều sâu lớn như các lỗ làm mát trong cánh tuabin làm bằng hợp kim siêu cứng, các lỗ sâu với tỉ số chiều dài trên đường kính lên đến 67. • Lấy các dụng cụ bị gãy và kẹp trong chi tiết (bulông, tarô…) • Gia công khuôn mẫu và các chi tiết cần độ chính xác cao bằng vật liệu hợp kim cứng…. ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG Độ chính xác phụ thuộc vào những yếu tố sau : • Độ chính xác của máy. • Dụng cụ. • Khe hở phóng điện. • Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào năng lượng một lần phóng điện.Gia công kim loại có độ cứng không giới hạn (vì dựa vào tính chất vật lý). Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 34 PHẦN 4: BỘ ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG MÁY CẮT EDM 4.1.Hệ thống servo AC Hệ thống Servo AC là một hệ thống điều khiển vòng kín được gắn thêm encoder để lấy tín hiệu hồi tiếp như tốc độ, vị trí. Dùng để điều khiển đo lường cơ khí, đáp ứng rất chính xác các yêu cầu về vị trí và tốc độ được lập trình trước. . Nếu có bầt kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động quay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưa đạt được vị trí mong muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ đạt được điểm chính xác. Máy EDM sẽ nhận chỉ thị định vị( Drive motor servo AC signal) từ chương trình NC. Động cơ chủ động ( Drive motor) chạy số vòng tương ứng để quay trục dịch chuyển. Khi vị trí cần thiết đã tới thiết bị phản hồi(feedback Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 35 device) gửi tín hiệu tới bộ điều khiển để kết thúc lệnh. Một lệnh NC thực hiện bên trong bộ điểu khiển sẽ báo cho mô tơ chủ động quay đúng số vòng cần thiết kéo theo trục vitme bi quay số vòng tương ứng. Tới lượt mình vitme bi kéo theo chuyển động thẳng của bàn máy hoặc tay gắn điện cực. Thiết bị phản hồi ở đầu kia của vitme bi cho phép kiểm soát kết thúc lệnh đúng khi số vòng quay cần thiết được thực hiện. Servopact(bộ driver servo): bộ này có chức năng điều khiển động cơ servo. Một số hình ảnh về bộ Servopact: Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 36 Các máy CNC EDM hiện tại đều sử dụng AC servo để dẫn động các trục, các đời cũ hơn thì xài DC servo.Người ta sử dụng động cơ ac servo vì momen ổn định trong dải tốc độ rộng, tốc độ cao, ít ồn, ko yêu cầu bảo trì , có thể chế tạo công suất lớn. Thông thường các máy cắt EDM đều có từ 4÷5 trục ( X/Y/Z/U/V ) tương ứng là số động cơ servo và drive. Mỗ drive sẽ điều khiển sự di chuyển của một trục. AC servo motor dc điều khiển thông qua driver. Driver thường có 2 cách để điều khiển: • Dùng tín hiệu analog, áp cấp vào thường là -10V ÷ +10V • Dùng tín hiệu xung. Để tạo xung, có thể sử dụng IC 555 Sơ đồ chân: • Chân 1: nối xuống đất để lấy dòng cung cấp cho IC. Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 37 • Chân 2: ngõ vào của 1 tần số so áp, mạch so áp dùng các đén bán dẫn thuận (mức áp chuẩn là 2*Vcc/3). • Chân 3: Ngõ ra. • Chân 4: dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân 4 nối mass thì ngõ ra ở mức thấp, còn khi chân 4 nối lên mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tuỳ theo mức áp ở chân 2 và 6. • Chân 5: dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC theo VR hay R ngoài cho nối mass. Tuy nhiên trong các mạch ứng dụng thường chân số 5 nối mass qua 1 con tụ từ 10nF -100nF tác dụng lọc bỏ nhiễu cho mức áp chuẩn ổn định. • Chân 6: ngõ vào của 1 tần so áp khác, mạch so sánh dùng các Transistor ngược Vcc/3. • Chân 7: có thể xem như 1 khoá điện. • Chân 8: Cấp nguồn nuôi cho IC. Nguồn nuôi cấp cho IC khoảng từ +5V đến +15V , tối đa là =18V. Mạch điều khiển động cơ servo đòi hỏi một mạch điện tử chính xác để quay trục ra của nó.Một IC 555 có thể cung cấp các xung cần thiết cho servo. Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 38 Khi hoạt động, IC 555 sinh ra một tín hiệu xung có chu kỳ nhiệm vụ khác nhau để điều khiển hoạt động của servo. Chỉnh Vônkế để định vị servo. Vì IC555 có thể dễ dàng tạo xung rất dài và rất ngắn nên servo có thể hoạt động ngoài vị trí biên thông thường. Khi servo gặp vật cản và kêu lạch cạch ta phải ngắt nguồn ngay, nếu không các bánh răng bên trong sẽ bị trờn. Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 39 Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 40 4.2.Một số hệ thống mạch trong máy EDM Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 41 Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 42 Sơ đồ ng Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 43 KẾT QUẢ THU ĐƯỢC SAU THỰC TẬP Sau khi kết thúc thực tập, học tập và nghiên cứu hệ thống máy cắt EDM cùng các anh, các chú trong công ty.Nhờ sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của ban lãnh đạo và các chú,các anh trong công ty em đã tiếp thu học hởi,rút ra nhiều bài học quý báu: Biết được quá trình hoạt động của, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các máy cắt EDM như máy cắt xung EDM, máy cắt dây EDM…. Tiếp cận thực tế được với công nghệ CNC ,một công nghệ hiện đại mà em chỉ có dịp đọc trên sách vở, thu thập nhiều cái mới,củng cố lại được những gì đã học. Học hỏi được tác phong công nghiệp kinh nghiệm thực tế,nội quy,đạo đức nghề nghiệp và đặc biệt là tính cẩn thận trong ngành điện. Tinh thần cầu tiến,tính cách trung thực,cần cù,tỷ mỉ và trách nhiêm trong công việc. Tất cả những điều đó góp phần hoàn thiện bản thân em để có thể trở thành người kỹ sư tốt. Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 44 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực tập tại Công ty VPĐD Sodick em may mắn có cơ hội được đi khá nhiều khu công nghiệp như Bắc Thăng Long, Quang Minh , Phúc Điền … và được vào các xưởng sản xuất của các công ty lớn như Canon, Toho, Brother,Viện Công Nghệ Bộ Quốc Phòng…. Qua đó giúp em hiểu biết thêm về lĩnh vực điện được ứng dụng trong đời sống, được va chạm và làm việc trong môi trường thực tế, có nhiều cái bỡ ngỡ, nhưng qua đó em học hỏi được nhiều kinh nghiệm cho bản thân. Những kinh nghiệm học hỏi được với những kiến thức trên ghế nhà trường sẽ giúp ích rất nhiều cho em sau khi tốt nghiệp. Để có được kết quả đó , em xin trân thành cảm ơn ban lãnh đạo, cán bộ, các anh chị làm việc tại Công ty VPĐD Sodick đã tạo điều kiện và giúp đỡ để em hoàn thành tốt đợt thực tập của mình. Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo ĐỖ DUY PHÚ, giảng viên Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, là giáo viên hướng dẫn em trong quá trình đi thực tập và viết báo cáo thực tập. Xin trân trọng cảm ơn! Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 45 Báo cáo thực tập GVHD:Đỗ Duy Phú SVTH: Lương Phát Ngọc Lớp: Điện 1_K1 46 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN THỰC TẬP ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ..................................................................................................................... ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ..................