Hệ tọa độ máy CNC là cách đặt các trục lên máy để mọi vị trí của dao và phôi đều có con số cụ thể, nhờ đó chương trình mới ra lệnh cho máy được. Có hai hệ chính: hệ tọa độ Descartes (vuông góc) với các trục X, Y, Z và hệ tọa độ cực. Hiểu đúng hướng của từng trục là điều đầu tiên người lập trình và người đứng máy phải nắm, vì sai chiều trục là nguyên nhân quen thuộc của các vụ va dao.
Hệ tọa độ Descartes
Hệ phẳng X, Y
Mỗi điểm trên mặt phẳng được xác định bằng cặp (X, Y). X là khoảng cách tính từ điểm đó đến trục Y, Y là khoảng cách đến trục X. Hệ này đủ dùng cho các bề mặt hai chiều như cắt biên dạng, khoan lỗ trên tấm.
Hệ không gian X, Y, Z
Phay luôn làm việc trong không gian, nên cần ba tọa độ X, Y, Z để xác định một điểm. Giá trị tọa độ có thể dương hoặc âm, tùy điểm gốc (điểm 0) được đặt ở đâu trên chi tiết.
Quy ước chiều trục theo quy tắc bàn tay phải
Quy ước lập trình luôn xem như dụng cụ cắt chuyển động còn chi tiết đứng yên, dù thực tế ở nhiều máy phay chính bàn máy mới là bộ phận di chuyển. Chiều của các trục xác định bằng quy tắc bàn tay phải: ngón cái chỉ chiều +X, ngón trỏ chỉ +Y, ngón giữa chỉ +Z.
- Trục Z trùng với trục chính của máy. Chiều +Z là chiều dao rời xa bề mặt gia công, chiều -Z là chiều dao ăn sâu vào vật liệu.
- Trục X vuông góc với Z. Chiều +X là chiều dao đi sang phải khi nhìn từ vị trí người đứng máy.
- Trục Y vuông góc với cả X và Z, chiều dương theo quy tắc bàn tay phải.
| Trục | Phương trên máy phay đứng | Chiều dương |
|---|---|---|
| X | Ngang, sang trái hoặc phải | Dao sang phải |
| Y | Tiến, lùi | Dao ra xa người đứng máy |
| Z | Lên, xuống theo trục chính | Dao đi lên, rời phôi |
Một mẹo nhớ nhanh: số Z càng âm thì dao càng xuống sâu. Khi đọc chương trình, thấy Z âm nghĩa là dao đang cắt vào phôi.
Hệ tọa độ cực
Hệ tọa độ cực xác định điểm bằng hai giá trị: bán kính r (khoảng cách từ điểm đến gốc) và góc alpha so với trục X. Góc đo ngược chiều kim đồng hồ là dương, đo cùng chiều kim đồng hồ là âm.
Hệ này tiện nhất khi biên dạng đối xứng quay, ví dụ vòng tròn lỗ phân bố đều trên một mặt bích. Nếu dùng tọa độ Descartes, người lập trình phải tính từng cặp X, Y bằng lượng giác, rất tốn công, còn dùng tọa độ cực thì chỉ cần khai báo bán kính và góc. Nhiều hệ điều khiển cho phép bật chế độ nhập tọa độ cực bằng một mã lệnh riêng, ví dụ G16 trên Fanuc.
Góc quay quanh các trục A, B, C
Khi máy có thêm bàn xoay hoặc đầu xoay, các góc quay gọi tên như sau:
- A quay quanh trục X.
- B quay quanh trục Y.
- C quay quanh trục Z.
Chiều dương của góc quay cũng theo quy tắc bàn tay phải: ngón cái chỉ chiều dương của trục, bốn ngón khum lại chỉ chiều dương của góc quay. Quay quanh Z làm đổi vị trí trong mặt phẳng XY nên gắn với góc C, quay quanh X gắn với mặt phẳng YZ (góc A), quay quanh Y gắn với mặt phẳng ZX (góc B). Máy 4 trục thường thêm trục A, máy 5 trục thêm hai trục quay.
Hệ tọa độ máy và hệ tọa độ gia công
Người đứng máy còn phải phân biệt hai gốc.
- Gốc máy (điểm 0 của máy) do nhà sản xuất cố định, máy tìm lại gốc này khi về điểm tham chiếu lúc mới bật.
- Gốc phôi (điểm 0 gia công) do người vận hành chọn trên chi tiết, thường ở góc hoặc tâm mặt trên của phôi. Giá trị khai báo trong bộ nhớ gốc phôi G54, G55 và các mã tiếp theo.
Hai chế độ lập trình cũng liên quan trực tiếp đến tọa độ. Với G90, các giá trị là tọa độ tuyệt đối tính từ gốc. Với G91, các giá trị là lượng dịch chuyển so với vị trí hiện tại. Nhầm hai chế độ là lỗi gây ra va chạm rất thường gặp.
Để biết gốc phôi được đặt và dao được đo khi nào, xem bài quy trình gia công trên máy phay CNC.
Học hệ tọa độ trên máy thật tại CVTECH
Tọa độ chỉ thật sự vào đầu khi bạn tự đưa dao chạm phôi và đọc con số trên màn hình. CVTECH dạy theo phương pháp Hybrid: học viên thực hành trực tiếp tại xưởng ở Lai Xá, Hà Nội, trên máy phay và máy tiện CNC Fanuc, rồi ôn quy ước trục, mã lệnh trên hệ thống học online độc quyền của CVTECH (app và website). Tập ở xưởng, ôn bằng hệ thống online, học viên nhớ lâu hơn so với chỉ học một cách.
Thêm một khóa online miễn phí là Tiếng Trung kỹ thuật, cho học viên làm quen vốn từ ở xưởng CNC, tự động hóa cùng các câu giao tiếp thông dụng, để sau này làm chung với chuyên gia Trung Quốc tại doanh nghiệp. Xem khóa lập trình máy phay CNC hoặc vận hành máy phay CNC.
Câu hỏi thường gặp
Trục Z trên máy phay đứng hướng nào?
Trùng trục chính. Chiều dương hướng lên, rời xa phôi, chiều âm hướng xuống, vào vật liệu.
Vì sao lập trình coi dao chuyển động còn phôi đứng yên?
Đó là quy ước chung để một chương trình cùng có nghĩa trên mọi loại máy, dù máy cụ thể là bàn di chuyển hay đầu dao di chuyển.
Khi nào dùng tọa độ cực?
Khi biên dạng có tính đối xứng quay, như dãy lỗ trên vòng tròn, cung tròn có tâm biết trước.
Trục A, B, C là gì?
Là các trục quay quanh X, Y, Z. Máy có bàn xoay hoặc đầu xoay mới dùng đến.
