Giáo án chuyên đề Công nghệ cơ khí 11 cánh diều CĐ 2 Bài 6: Máy CNC trong sản xuất cơ khí

Máy công cụ thường

Máy công cụ CNC

Chỉ có các cơ cấu cơ khí

Ngoài các cơ cấu khí có thêm máy tính điều khiển

Con người trực tiếp tham gia vận hành, điều khiển mọi hoạt động của máy

Con người theo dõi, giám sát quá trình hoạt động của máy

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh một số loại máy CNC trong sản xuất cơ khí (hình 6.1) và một số sản phẩm của máy tiện và phay CNC (hình 6.2) cho HS quan sát và yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, đọc nội dung mục I, trả lời các câu hỏi sau:

+ Nêu những ưu điểm của những sản phẩm khi được gia công trên máy CNC?

+ Vì sao nói máy CNC có tính tự động, tính linh hoạt cao?

+ Tính tập trung nguyên công ở máy CNC có ý nghĩa là gì?

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về đặc điểm của máy CNC trong sản xuất cơ khí.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK tr.29-30 và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời HS nêu đặc điểm của máy CNC trong sản xuất cơ khí.

- GV mời đại diện HS khác nhận xét, bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

- GV chuyển sang nhiệm vụ mới.

I. ĐẶC ĐIỂM CỦA MÁY CNC TRONG SẢN XUẤT CƠ KHÍ

- Máy CNC trong sản xuất có những đặc điểm sau:

+ Tính tự động cao: Máy CNC có thể tự động hoàn thành toàn bộ quá trình gia công theo chương trình định sẵn, có thể tự cấp phôi, tự động thay dao, tự động tưới nguội,…

+ Tính linh hoạt cao: Khi cần thay đổi sản phẩm, về cơ bản chỉ cần thay đổi chương trình gia công, mọi đồ gá, dao cụ có thể tận dụng nên thời gian bị được rút ngắn.

+ Tính tập trung nguyên công: Đa số các máy CNC có thể thực hiện số lượng lớn các nguyên công khác nhau mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết.

+ Tính chính xác, đảm bảo chất lượng ổn định: Máy CNC có khả năng gia công sản phẩm đạt độ chính xác cao và ổn định trong suốt quá trình gia công.

+ Khả năng gia công sản phẩm phức tạp: Máy CNC có thể gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp.

+ Vốn đầu tư ban đầu cao: đầu tư mua máy, đầu tư nhân lực.

+ Yêu cầu bảo dưỡng khắt khe, chi phí, giá thành sửa chữa cao.

+ Hiệu quả thấp với những chi tiết đơn giản và số lượng ít.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1. Tìm hiểu cấu trúc chung của máy CNC

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh sơ đồ cấu trúc chung của máy CNC (hình 6.3) cho HS quan sát và trả lời câu hỏi sau:

+ Quan sát hình 6.3 và cho biết tên của từng khối trong sơ đồ cấu trúc của máy CNC.

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về cấu trúc chung của máy CNC.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK tr.30 và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời HS nêu cấu trúc chung của máy CNC.

- GV mời đại diện HS khác nhận xét, bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

- GV chuyển sang nhiệm vụ mới.

II. CẤU TRÚC CHUNG CỦA MÁY CNC

- Thiết bị đầu vào có nhiệm vụ tiếp nhận chương trình gia công, các thông tin khác và chuyển vào bộ điều khiển máy.

- Bộ điều khiển máy tiếp nhận và xử lí thông tin sau đó chuyển các lệnh điều khiển cho hệ thống truyền động và bộ phận gia công để gia công sản phẩm. Các thông số điều khiển đồng thời được gửi ra màn hình hiển thị để người vận hành máy quan sát.

-  Trong quá trình máy công cụ hoạt động, luôn có một hệ thống đo tốc độ của trục chính, hành trình di chuyển của bàn dao,…theo thời gian thực hiện và liên tục gửi các kết quả đo về bộ điều khiển máy để máy tính xử lí.

Nhiệm vụ 2. Tìm hiểu chức năng của thiết bị đầu vào

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh các cổng kết nối trên máy CNC (hình 6.4) cho HS quan sát và yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, đọc nội dung mục "1. Thiết bị đầu vào", trả lời câu hỏi sau:

+ Dữ liệu được nhập vào máy CNC bằng những cách nào?

+ Nội dung của dữ liệu được nhập vào máy CNC là gì?

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về chức năng của thiết bị đầu vào.

 Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK tr.31 và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời HS nêu chức năng của thiết bị đầu vào.

- GV mời đại diện HS khác nhận xét, bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

- GV chuyển sang nhiệm vụ mới.

1. Thiết bị đầu vào

- Việc nhập dữ liệu được thực hiện bằng các cách khác nhau: nhập thủ công, thông qua thẻ nhớ, USB,…

- Thao tác nhập dữ liệu bằng thẻ nhớ hay USB giống như khi copy dữ liệu từ USB vào máy tính. Việc nhập dữ liệu bằng cổng kết nối (RS – 232) cần phải kết nối máy tính với máy CNC.

- Nội dung của dữ liệu được nhập là các chương trình gia công và các lệnh điều khiển.

Nhiệm vụ 3. Tìm hiểu chức năng của bộ điều khiển máy

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh bộ điều khiển máy MCU (hình 6.5) cho HS quan sát và yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, đọc nội dung mục "2. Bộ điều khiển máy", trả lời câu hỏi sau:

+ Bộ điều khiển máy thực hiện những chức năng gì?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK tr.31 và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời HS nêu chức năng của bộ điều khiển máy.

- GV mời đại diện HS khác nhận xét, bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

- GV chuyển sang nhiệm vụ mới.

2. Bộ điều khiển máy

- Bộ điều khiển máy (MCU – Machine Control Unit) là trái tim của máy CNC, nó thực hiện tất cả các hoạt động điều khiển của máy CNC bao gồm các chức năng khác nhau:

+ Đọc và giải các lệnh được mã hóa được cung cấp bởi thiết bị đầu vào.

+ Tạo ra các lệnh chuyển động cho bàn máy của máy công cụ.

+ Cung cấp các lệnh chuyển động (quay tròn) của các trục đến các mạch khuếch đại để điều khiển các cơ cấu trục.

+ Nhận các tín hiệu phản hồi về vị trí và tốc độ của các trục truyền động.

+ Thực hiện các chức năng điều khiển khác.

Nhiệm vụ 4. Tìm hiểu chức năng của hệ thống truyền động

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, đọc nội dung mục "3. Hệ thống truyền động" và trả lời câu hỏi:

+ Hệ thống truyền động của máy CNC gồm có những thiết bị nào?

+ Những thiết bị này thực hiện chức năng gì?

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về chức năng của hệ thống truyền động.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK tr.32 và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời HS nêu chức năng của bộ hệ thống truyền động.

- GV mời đại diện HS khác nhận xét, bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

- GV chuyển sang nhiệm vụ mới.

3. Hệ thống truyền động

- Hệ thống truyền động của máy CNC bao gồm các mạch khuếch đại, động cơ truyền động và trục vít.

- MCU cung cấp các thông tin của mỗi trục đến các mạch khuếch đại. Các tín hiệu điều khiển được khuếch đại để kích hoạt động cơ hoạt động. Động cơ quay và truyền động quay tới trục vít để di chuyển bàn máy.

Nhiệm vụ 5. Tìm hiểu chức năng của máy công cụ

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

4. Máy công cụ