Nghiên cứu hệthống điều khiển số trên máy công cụ CNC

Thế hệ sau của NC là hệ điều khiển số CNC dùng các cụm vi xử lý thông qua máy tính để thực hiện một cách tự động các máy công cụ, bằng các chương trình được lập trước.. Điều khiển tự độn

LỜI TỰA Các nước phát triển trên thế giới, sự đột phá về khoa học kỹ thuật đã giúp họ tìm ra những kỹ thuật tiên tiến áp dụng trong sản xuất, chế tạo Nhằm tạo ra những công cụ giảm sức lao động của con người mà năng suất, hiệu quả kinh tế đạt ở mức

độ cao Trong ngành chế tạo máy thì không ngừng đổi mới những tính năng của các máy, quá trình tự động hoá, các phần mềm ứng dụng tin học được đưa vào trong kỹ thuật chế tạo Do vậy các thiết bị sản xuất được tự động hoá cao nhờ sự hỗ trợ của

hệ thống điều khiển số bằng máy tính đã có mặt ở các nhà máy, xí nghiệp,……

Trong chế tạo máy từ những máy thông thường đã dần được cải tiến nhờ điều khiển số, lúc đầu xử dụng hệ điều khiển NC dùng để điều khiển tự động một chuỗi lệnh kế tiếp liên tục Thế hệ sau của NC là hệ điều khiển số CNC dùng các cụm vi

xử lý thông qua máy tính để thực hiện một cách tự động các máy công cụ, bằng các chương trình được lập trước

Thời kỳ đổi mới đất nước ta đã chủ trương phát triển ngành công nghiệp nặng, trong đó ngành cơ khí chế tạo được quan tâm, và không ngừng đổi mới các trang thiết bị để năng cao chất lượng và tính ưu việt của sản phẩm Do vậy các máy điều khiển số đang được sử dụng rộng rãi ở nước ta để chế tạo cơ khí, đặc biệt áp dụng

để chế tạo các khuôn mẫu chính xác, các chi tiết phục vụ trong công nghiệp Quốc Phòng Các máy công cụ điều khiển số còn được dùng trong công tác nghiên cứu khoa học và đào tạo, qua các líp đào tạo về máy điều khiển sè ta có thể tìm hiểu vận hành và sử dụng chúng để nâng cao trình độ áp dụng trong sản xuất có hiệu tối đa nhất.

Dưới đây em xin trình bày toàn bộ nội dung đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu hệ thống điều khiển số trên máy công cụ CNC” Để hiểu sâu hơn về máy công cụ điều

khiển số, trong thuyết minh em trình bày các phần sau:

Chương I: Khái niệm cơ bản về điều khiển sè & máy công cụ CNC.

Chương II: Bé nội suy và hệ thống truyền động cơ khí trong máy điều khiển số.

Chương III: Lập trình trên máy công cụ điều số theo ngôn ngữ ISO và lập trình

trên máy phay DMU 60 – T với bộ điều khiển TNC 426 (dùng ngôn ngữ DINPLUS)

và các chương trình gia công.

Phụ lục: Mét số chương trình gia công trên máy phay TNC426 (dùng ngôn ngữ

DINPLUS).

Chương I

KHÁI NIỆN CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SÈ

VÀ MÁY CỘNG CỤ CNC

Đ1: KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU KHIỂN SÈ

i quá trình phát triển, trình độ hiện tại của ngành máy công cụ cnc

1 Quá trình phát triển.

Ý tưởng điều khiển một dụng cụ thông qua một chuỗi lệnh kế tiếp liên tục,

mà chúng được ứng dụng trong các máy điều khiển NC ngày nay, thực ra đã đượcphát kiến từ thế kỷ 14, bắt đầu từ những cụm chuông được điều khiển bởi các trụcđục lỗ

Năm 1808, Joseph M Jacquard dùng những tấm tôn đục lỗ điều khiển tựđộng các máy dệt Những “vật mang tin thay đổi được” đã ra đời

Cuối những năm 1940, Học viện công nghệ MIT ( Massachusetts Institute ofTechnology ) của Hoa Kỳ thực hiện dự án nghiên cứu kỹ thuật điều khiển số

Năm 1953 – Công bố sáng chế máy phay điều khiển theo chương trình sốNC

Năm 1959 máy công cụ NC được triển lãm đầu tiên ở Pari, trình bày nhữngmáy NC đầu tiên ở Châu Âu

Từ sau năm 1960, bóng đèn điển tử được thay thế bởi các phần tử bán dẫnđiện tử rời rạc điốt ( đèn hai cực ) và Tranzito ( đèn ba cực ) Nhưng đa số những linhkiện này vẫn đòi hỏi thể tích chiếm chỗ đủ lớn, còn rất nhiều mỗi hàn và các ổ cắm(giao điện ) vừa tốn kém trong chế tạo và hạn chế độ tin cậy trong vận hành và điềukhiển.Thông tin điều khiển ghi trên băng đục lỗ, dung lương thấp, khi gia công chonhiều chi tiết giống nhau vẫn phải đọc băng đục lỗ cho từng lân gia công Khi thayđổi chương trình điều khiển đòi hỏi phải cải tiến hay làm lại băng đục lỗ

Trong những năm 70 ngành điều khiển số nhanh chóng ứng dụng trong cácthành tựu phát triển của kỹ thuật vi điện tử , vi mạch tích hợp Những hệ NC sử dụngcác bản mạch logic nối cứng được thay thế bởi các hệ điều khiển có bộ nhớ và dunglượng đủ lớn Do nối ghép các cụm vi tính vào hệ điều khiển số mà phần cứng cónhiệm vụ chuyên dùng trước đây được thay thế bằng các phần mềm linh hoạt hơn.Dung lượng nhớ ngày càng được mở rộng, tạo điều kiện lưu trữ trong hệ điều khiển

số trước hết là những chương trình đơn lẻ sau đó là cả một thư viện chương trình, lại

có thể thay đổi được chương trình đã lập một cách dễ dàng thông qua cấp lệnh bằngtay, thao tác trực tiếp trên máy.

Năm 1972, các tủ điều khiển NC đầu tiên có cài đặt các cụm vi tính chế tạohàng loạt đưa ra một thế hệ mới các thiết bị NC cài đặt các cụm vi tính có công năngmạnh mẽ hơn Thế hệ này được nhanh chóng thay thế bởi các cụm điều khiển CNCcài đặt ( Microproessor )

Năm 1984 hệ điều khiển CNC có công năng mạnh được trang bị các công

cụ trợ giúp lập trình “ garaphic ” Tiến thêm một bước phát triển mới lập trình tạiphân xưởng sản xuất

Những năm 1986 – 1987 các giao diện tiêu chuẩn hóa ( Inteface ) mở ra conđường tiến tới các xí nghiệp tự động trên cơ sở một hệ thống trao đổi thông tin liênthông : CIM ( Computer Integrated ManufaeTuring )

2 Trình độ hiện tại.

Các chức năng tình toán trong hệ thống CNC ngày càng hoàn thiện hơn vàđạt độ xử lý cao do tiếp tục ứng dụng những thành tựu phát triển của các bộ vi xử lý Các hệ thống CNC được chế tạo hàng loạt lớn theo công thức xử lý đa chứcnăng, dùng cho mục đích điều khiển khác nhau

Vật mang tin từ băng đục lỗ, băng từ, đĩa từ tiến tới đĩa compact ( CD) códung lượng nhớ ngày càng mở rộng, độ tin cậy và tuổi thọ ngày càng cao

Việc cài đặt các cụm vi tính trực tiếp vào hệ NC để trở thành hệ CNC( Computer Numerical Control ) đã tạo điệu khiện ứng dụng máy công cụ CNC ngay

cả trong xí nghiệp nhỏ không có phòng lập trình riêng Nghĩa là người điều khiển cóthể lập trình trực tiếp trên máy Dữ liệu lập vào nội dung lưu trữ, thông báo về tìnhtrạng hoạt động của máy công cụ chỉ dẫn cần thiết cho người điều khiển được hiệntrên màn hình

Màn hình ban đầu chỉ là đen trắng với các ký tự chữ cái và con số thì ngày nay

đã dùng màn hình màu có độ phân giải cao (có thêm toán đồ họa và hình vẽ môphỏng tĩnh hoặc động quá trình gia công của chi tiết) Biên dạng của chi tiết gia công

và chuyển động của dao đều được hiển thị trên màn hình

Các hệ CNC riêng lẻ có thể ghép mạng cục bộ hay có thể mở rộng quản lý vàđiều hành một cách tổng thể hệ thống sản xuất của một xi nghiệp hay của một tậpđoàn công nghiệp …

Với sự ứng dụng ngày càng rộng rãi của tin học vào ngành cơ khí, cùng với

xu hướng con người đang có nhu cầu tìm các lọai vật liệu thông minh mới nhằm thayđổi các loại vật liệu sản xuất trước đây, thì trong tương lai ngành cơ khí còn có nhiều

những bước phát triển đột phá khác nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao phục vụ vàđáp ứng tốt nhu cầu của xã hội.

ii Các khái niệm cơ bản về điều khiển số.

2.1 Điều khiển kỹ thuật

Điều khiển kỹ thuật là lý thuyết cơ bản của kỹ thuật tự động hóa, bao gồmcác khoa học về điều khiển, điều chỉnh, nhớ, sử lý và chuyển giao thông tin Điềukhiển kỹ thuật nghiêm cứu các quy luật xuất hiện trong : Quá trình thiết lập hoặctrong quá trình hoạt động

Các hệ thống làm việc tự động, gọi chung là hệ thống công tác Một hệthống công tác bao gồm hàng loạt hệ thống thành phần và hàng loạt các mỗi quan hệgiữa hai hay nhiều khâu hoặc nhiều quá trình Một hệ thống công tác phải có một haynhiều đầu vào và đầu ra, thông qua đó hệ thống công tác có thể trao đổi vật chất,năng lượng và thông tin với môi trường bên ngoài

2.2 Điều khiển tự động hóa máy công cụ.

Điều khiển tự động hoá máy công cụ được thể hiện qua các chức năng sau:

Quá trình làm việc của một máy công cụ, thì từng bước nguyên công đượcthực hiện theo một trình tự không gian và thời gian xác định, với sự xắp đặt có tínhquy luật, rất chặt chẽ và chính xác giữa các chuyển động và thiết bị đóng/ ngắt Gọi

đó là chương trình làm việc cuả máy Bộ điều khiển máy công cụ có nhiệm vụ thựchiện chương trình này một cách tự động

Trong điều khiển theo chương trình có :

- Điều khiển khởi động và phanh hãm

- Điều khiển tốc độ, điều khiển đổi chiều.

- Điều khiển đo đường dịch chuyển…

Các lệnh điều khiển được chia thành :

Hệ điều khiển đóng/ ngắt: Với hệ điều khiển này thường tác động khi xácđịnh về chiều và độ lớn của các tốc độ dịch chuyển trên các đoạn đường dịch chuyển

Hệ lệnh điều khiển đường: Thông tin đường dịch chuyển thường tác độngkhi xác định độ lớn của chiều dài hành trình cần thực hiện

Ngoài ra còn có các lệnh đóng/gắt cho các thiết bị phụ hoạt động trong chứcnăng hộ trợ kèm theo

Năng lượng tác dụng trong các bộ điều khiển, có thể thực hiện bằng cơ khí,khí nén, thủy lực, điện và điện tử hoặc là sự phối hợp các dạng năng lượng này đểtạo ra một dạng năng lượng tối ưu dùng cho bộ điều khiển Mỗi dạng năng lượng đều

có những ưu, khuếch điểm riêng, với các nhiêm vụ khác nhau mà ta có thể lùa chọncác dạng năng lượng thích hợp, đảm bảo tính kinh tế

2.3 Định nghĩa điều khiển.

Là quá trình xảy ra trong một hệ thống giới hạn, trong đó một hay nhiều đạilượng là đại lượng đầu vào, các đại lượng khác nhau là các đại lượng đầu ra, chúngtác động và ảnh hưởng đến hệ thống theo những quy luật riêng

2.4 Điều khiển số NC (Numerical Control).

Là hệ thống điều khiển đặc trưng bởi các đại lượng đầu vào là những tín hiệu

số nhị phân, chúng được đưa vào hệ thống điều khiển dưới dạng một chương trìnhđiều khiển có hệ thống Trong điều khiển số ứng dụng cho máy công cụ, các đạilượng đầu vào là những thông tin, dữ liệu hay số liệu nhập vào

- Điều khiển NC: Đặc tính của hệ điều khiển này là “ chương trình hóa cácmỗi liên hệ “, trong đó mỗi mảng linh kiện điện tử riêng lẻ được xác định một nhiệm

vụ nhất định, liên hệ giữa chúng phải thông qua những dây nối hàn cứng trên cácmạch logic điều khiển

- Chức năng điều khiển được xác định chủ yếu bởi phần cứng

2.5 Điều khiển CNC (Computerized Numerical Control).

Là một hệ thống điều khiển có thể lập trình và ghi nhớ Nó bao hàm mộtmáy tính cấu thành từ các bộ vi xử lý ( microprocessor) kèm theo các bộ nhớ ngoại

vi

Đa số các chức năng điều khiển đều được giải quyết thông qua phần mềmnghĩa là các chương trình làm việc có thể thiết lập trước

2.6 Điều khiển đọc.

Điều khiển đọc bao quát cả quá trình đọc tin Nó kiểm tra các thông tin đãđược đọc về tính đúng đắn của hình thức cấu trúc tin (tính chẵn của số bit trong mã

số ISO) và ngừng ngay quá trình đọc khi phát hiện các cấu trúc tin bị lỗi

2.7 Bộ nhớ chương trình

Bé nhớ chương trình đảm bảo chuẩn bị và thực hiện các bước xử lý songsong (xử lý đồng thời) các thông tin của một công đoạn gia công vốn đã được đọcvào theo thứ tự từng bước (dạng chuyển động, tọa độ điểm kết thúc chuyển động, tốc

độ trên đường biên dạng, số vòng quay và chiều quay của trục chính)

2.9 Thông tin công nghệ (Technologual information).

Là hệ thống thông tin cho phép máy thực hiện gia công với những giá trịcông nghệ yêu cầu: Chuẩn hóa các gốc tọa độ, chọn chiều sâu lát cắt, tốc độ chạydao, số vòng quay trục chính, chiều quay trục chính vị trí xuất phát của dao đóng hayngắt mạch tưới dung dịch trơn nguội, mạch đo lường kiểm tra…

2.10 Biểu thị thông tin qua tín hiệu.

Mét thông tin có thể được trình bày bằng những giá trị hoặc diễn biến giátrị của thông số tín hiệu

Hệ thống tín hiệu chỉ chấp nhận những giá trị số – rời rạc – xác định gọi làcác tín hiệu số

iii Nguyên lý vận hành và các dạng điều khiển số trên máy công cụ cnc

3.1 Nguyên lý làm việc của máy công cụ CNC.

Hệ thống điều khiển số CNC có một máy tính giúp người đứng máy khôngchỉ khởi động chương trình NC mà còn:

- Viết và đưa chương trình vào máy

- Biến đổi các chương trình đã đưa vào máy

Các kích thước của dụng cụ và của thiết bị kẹp phôi có thể được đưa vào hệthống CNC khi đặt số liệu mà không phụ thuộc vào chương trình NC Các kích thướcnày được thực hiện tự động khi gia công Do đó người đứng máy cần rất Ýt thông tin

về bản vẽ, khi cần thiết có thể tự chọn dụng cụ và thiết bị kẹp chặt Ta nhận thấykhông có sự khác nhau cơ bản giữa hệ thống NC và CNC về ngôn ngữ lập trình và

công nghệ gia công trên máy công cụ Do các hành động đều được sản sinh trên cơ

sở cung cấp các dữ liệu ở dạng mã chữ cái cộng các con số và ký tự đặc trưng

Máy công cụ điều khiển theo chương trình số là những máy công cụ làm việcvới các hệ thống ngắt và hệ lệnh đường dịch chuyển trên cơ sở cung cấp các dữ liệucủa công nghệ gia công cắt gọt ở dạng mã nói trên Những hệ lệnh này được tổ chứctheo một chương trình gia công chặt chẽ chính xác Nguyên lý hoạt động của hệthống điều khiển số trên máy công cụ CNC được thể hiện như trên hình 1:

 Quá trình xử lý bên ngoài:

Từ bản vẽ chế tạo, những thông số kỹ thuật và số liệu công nghệ yêu cầu để giacông chi tiết, được đưa vào chương trình gia công với các bước gia công kế tiếpnhau Những chương trình gia công chi tiết được số hoá và ghi vào vật mang tin bởimột mã (code) tương thích, để phân biệt với bộ nhớ nôị tại vật mang tin còn gọi là bộnhớ ngoại vi Vật mang tin có thể là băng đục lỗ được ghi và đựơc đọc ra một cáchtuần tù với tốc độ đọc 120 ký tự/ giây, băng từ (casset) là những dải băng có khảnăng nhiễm từ quấn trong mét casset và nó có tốc độ đọc từ 400 đến 3000 ký tự/ giâyhoặc đĩa từ (disk) có ưu điểm là khai thác nhanh, trực tiếp, đựơc lùa chọn tự do vớitốc độ đọc từ 4000 đến 300000 ký tự/ giây

Hình 1: Sơđồ hệ thống điều khiển số trên máy công cụ CNC.

 Qúa trình xử lý bên trong:

Tiếp theo là quá trình xử lý bên ngoài là quá trình xử lý bên trong Các dữliệu ghi trên vật mang tin được tiếp nhận thông qua bộ đọc, bộ đọc có nhiệm vụ kiểmtra các thông tin đã được đọc về hình thức cấu trúc tin (tính chẵn của số bít trong mã

số ISO) và ngừng ngay quá trình đọc khi phát hiện cấu trúc tin bị mắc lỗi Các thôngtin đuợc bộ đọc kiểm tra và đọc song được chuyển vào bộ nhớ Bộ nhớ chương trìnhđảm bảo chuẩn bị và thực hiện chuẩn bị các bước song song (xử lý đồng thời) cácthông tin của một công đoạn gia công vốn đã được đọc vào theo thứ tự từng bước(dạng chuyển động, toạ độ của điểm kết thúc chuyển động, tốc độ trên đường biêndạng, số vòng quay và chiều quay trục chính), dung lượng của các bộ nhớ trong các

hệ CNC hiện đại cho phép nội dung thông tin của nhiều chương trình con được lưutrữ cùng một lúc trong bộ nhớ

Từ bộ nhớ các thông tin chương trình gia công được chuyển qua bộ nội suy,

bộ nội suy có nhiệm vụ tính toán hiệu chỉnh để đảm bảo các dữ liệu của chương trìnhđọc vào là phù hợp Bộ nội suy tính toán tọa độ của các điểm trên đường dịch chuyểndọc theo biên dạng cần, đoạn biên dạng giữa điểm khởi xuất và điểm kết thúc mà toạ

độ của chúng đã được đưa vào chương trình, để hình thành nên biên dạng của chi tiếtcần gia công trong mét dung sai xác định Các tín hiệu điện được bộ đọc chuyển đổi

từ các thông tin cần đưa vào thành tín hiệu tương tự (tín hiệu điện), tín hiệu này hìnhthành giá trị “Cần” của vị trí bàn máy (trong hệ lệnh về hướng dịch chuyển) Giá trị

“Cần” được dẫn tới bộ so sánh theo một tuần tự điều khiển xác định Các giá trị “

Cần“ qua bé so sánh hình thành giá trị “Thực” về vị trí bàn máy, nó được thu thậpthông qua hệ thống đo lường dịch chuyển và cũng được dẫn tới bộ so sánh

Kết quả đưa ra từ bộ so sánh giá trị “ Cần - Thực” trở thành những tín hiệuđiều khiển tự động cấp cho hệ thống truyền động, nhằm đạt tới vị trí chính xác mongmuốn của bàn máy Đến khi kết quả so sánh cặp giá trị “ Cần - Thực” bằng “Không”, tín hiệu điều khiển không còn nữa và hệ thống truyền động ngừng lại

Quá trình trên đây được thực hiện trên nguyên tắc đường tác dụng “ kín”(hình1a) Còn trên hình1b, lại mô tả một hệ điều khiển theo nguyên tắc đường tácdụng hở Ở đây, các thông tin đã ghi nhận được truyền động thẳng tới hệ truyền độngthông qua cụm điều khiển Giá trị “ Thực” không được thu thập và phản hồi trênđường tác dụng “hở” Đối với hệ lệnh đóng/ ngắt quá trình cũng diễn ra tượng tự,chúng được ghi nhớ, xử lý và truyền đạt tới các khâu điều chỉnh và những chu kỳlàm việc thích hợp

3.2 Các dạng điều khiển trong điều khiển số

Các dạng máy công cụ khác nhau, các bề mặt tạo hình khác nhau đòi hỏinhững chuyển động tương đối rất khác nhau giữa dao cụ và chi tiết gia công Cácdạng điều khiển số đó cũng được phân thành: điều khiển điểm, điều khiển đoạnthẳng hay đường thẳng và điều khiển biên dạng phi tuyến (contour)

3.2.1 Điều khiển điểm

Cho phép xác định vị trí dụng

cụ theo các điểm đã lập trình với

hành trình chạy nhanh của dụng cụ và

dụng cụ không ăn vào phôi Chuyển

động trên các trục riêng lẻ, lúc này

không có rằng buộc bởi quan hệ hàm

số và tốc độ của các yếu tố định vị

không phụ thuộc vào các yếu tố công

nghệ Điều khiển điểm - điểm chủ

yếu dùng trong các máy khoan, doa,

hàn điểm Hình 2: Điều khiển điểm - điểm

Khi dụng cụ chạy tới các điểm đích dao bắt đầu cắt Mục đích cần đạt là cáckích thước của các lỗ gia công so với hai trục X, Y phải chính xác, còn các quỹ đạochuyển động của dao hay bàn máy đều không có ý nghĩa lắm (hình 2) Vị trí của các

lỗ có thể được điều khiển đồng thời trên hai trục X, Y, quỹ đạo làm với một trong haitrục một góc tương ứng với hai trục đó hoặc có thể điều khiển kế tiếp nhau, tức làtheo hai trục riêng rẽ

Z

Y

X

3.2.2 Điều khiển đoạn hay đường thẳng

Hình 3: Điều khiển đường thẳng trên máy tiện, máy phay CNC

Điều khiển đường thẳng là dạng điều khiển mà khi gia công dụng cụ cắt

thực hiện một lượng chạy dao theo một đường thẳng nào đó Điều khiển đường thẳng

cho phép bên cạnh dịch chuyển nhanh định vị, còn có một dịch chuyển song song vớichiều trục của dụng cụ cắt với lượng chạy dao yêu cầu, khi đó dao ăn vào phôi Hình 3a là sơ đồ chạy dao trên máy tiện dụng cụ cắt chuyển động song song

hoặc vuông góc trục của chi tiết so với trục Z Trên hình 3b thể hiện sơ đồ máy phay,

dụng cụ cắt chuyển động song song với trục X Trong cả hai trường hợp trên dụng cụcắt chuyển động độc lập theo từng trục tức không có quan hệ rằng buộc hàm số.Dạng điều khiển này dùng cho máy phay và máy tiện đơn giản

3.2.3 Điều khiển theo biên dạng

Nếu giữa điểm bắt đầu một

chuyển động và điểm kết thúc nó cần

sản sinh ra một biên dạng có ràng

buộc bởi các quan hệ hàm số (tuyến

tính hay phi tuyến) thì điều khiển số

thực hiện chuyển động nh vậy thuộc

dạng điều khiển biên dạng ( Contour)

Dạng điều khiển này đòi hỏi

phải có các truyền động biệt lập, điều

chỉnh được vị trí theo thời gian thực

trên mỗi trục tọa độ và đảm bảo quan

hệ phụ thuộc hàm số với các Hình 4: Điều khiển biên dạng trên máy phay CNC.chuyển động đồng thời trên các trục khác Giá trị cần – ứng với một vị trí tức thờitrên một trục – phải được tính toán một cách tuần tự đúng với ràng buộc hằng số củabiên dạng cần gia công

Ví dụ trên hình 4 là quá trình phay biên dạng trên máy phay.Trong trườnghợp trên dụng cụ cắt chuyển động đồng thời theo hai trục để tạo ra một biên dạngvừa có phần thẳng vừa có phần cong Trong đó các chuyển động theo các trục cóquan hệ hàm số rằng buộc với nhau Dạng điều khiển này ứng dụng trên các máytiện, máy phay và các trung tâm gia công (máy công cụ tự động đa chức năng cóquá trình trao đổi dao tự động, thực hiện nhiều công nghệ khác nhau như khoan,phay, cắt ren, tiện rộng, ).Tuỳ theo số trục được điều khiển đồng thời khi gia công đểphân biệt thành điều khiển contour 2D, điều khiển contour 2,5D và điều khiển 3D (D

= Dimension hay kích thước)

a) Điều khiển contour 2D.

Điều khiển contour 2D cho phép các

dịch chuyển của dụng cụ cắt theo đường

thẳng và cung tròn, dùa vào hai trục cố định

Nếu một máy CNC có ba trục và sự

điều khiển contour 2D, thì trục thứ ba chỉ có

thể được điều khiển không phụ thuộc vào

hai trục kia Trên hình 5, lượng ăn dao được

điều khiển theo trục Z còn phay biên dạng là

sự kết hợp giữa hai trục X, Y

Hình 5: Điều khiển 2D

b) Điều khiển contour 2,5D.

Cho phép các dịch chuyển của dụng

cụ theo đường thẳng và theo cung tròn trong

một số mặt phẳng làm việc, nhưng chỉ có thể

có hai trục hoà hợp với nhau với sự lưu ý tới

các chuyển động giữa chúng

Trên máy phay CNC có ba trục X, Y,

Z sẽ điều khiển được đồng thời hoặc X và Y

hoặc X và Z hoặc Y và Z Trên các máy phay

điều đó có nghĩa là sự ăn dao có thể thực hiện Hình 6: Điều khiển 2,5D.theo bất kỳ 1 trong 3 trục, trong khi đó giữa hai trục kia dùng sử dụng để phaycontour Hình 6, thể hiện các chức năng trên

Nh vậy thông qua chức năng G ( G17, G18, G19 ) của chương trình gia công

ta có thể chuyển từ bề mặt gia công này sang bề mặt gia công khác

c) Điều khiển contour 3D

Cho phép đồng thời chạy dao theo cả ba trục X, Y, Z, ( cả ba trục chuyểnđộng hòa hợp với nhau hay có quan hệ ràng buộc bằng hàm sè ) Ta thấy trên hình 7,biên dạng đuợc gia công theo cả ba trục đều có lượng chạy dao theo chúng tạo thành.Điều khiển contour 3D được ứng dụng rộng để gia công các khuôn mẫu chính xác,gia công các bề mặt không gian phức tạp.

Hìn

h 7:

Điều khiển 3D

Đ2: KHÁI NIỆM VỀ MÁY CÔNG CỤ CNC.

I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY CÔNG CỤ CNC.

Là thế hệ máy công cụ được điều khiển theo chương trình số viết bằng mã số

ký tự chuyên dùng khác, trong đó hệ thống điều khiển có cài đặt các bộ vi xử lýmicropocessor ( ) làm việc với các chu trình thời gian từ 1 đến 20 có bộ nhớ tốithiểu 4 Kbyte, đảm nhiệm các chức năng cơ bản của chương trình điều khiển số như :Tính toán trên các trục điều khiển theo thời gian thực, giám sát các trạng thái của

máy tính toán các giá trị chỉnh lý dao cụ, tính toán nội suy trong điều khiển quỹ đạobiên dạng (tuyến tính và phi tuyến tính) thực hiện so sánh giá trị Cần - Thực.

1 Các đặc điểm kết cấu của các máy công cụ điều khiển CNC so với máy công

cụ thông thường.

1.1 Máy cộng cụ thông thường.

Khi thực hiện gia công trên máy thông thường người công nhân thường phải

dùng tay để điều khiển máy, người công nhân căn cứ vào phiếu nguyên công để cắtgọt chi tiết nhằm đảo bảo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra

Khi gia công trên máy phay thông thường thì năng suất và chất lượng sảnphẩm phụ thuộc vào rất nhiều tay nghề của công nhân, nếu so với các máy điều khiển

số thì máy công cụ thông thường còn rất nhiều hạn chế, tuy nhiên máy công cụ thôngthường vẫn được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam với lý do giá thành thấp và thuận tiệncho công việc sửa chữa và cho nền sản xuất còn đang ở trình độ thấp

1.2 Máy công cụ CNC

Thế hệ sau của máy công cụ thông thường là máy NC (máy điều khiển số), với yêucầu ngày càng tăng để đưa ra những sản phẩm có chất lượng, gia công hàng loạt trênmột máy công cụ Chính vì thế mà máy công cụ CNC ra đời là bước phát triển từ máy

NC Các máy CNC có một máy tính để thiết lập phần mềm để điều khiển chức năngdịch chuyển của máy Các chương trình gia công được đọc cùng một lúc và được lưutrữ vào trong bộ nhớ, khi gia công máy tính đưa các câu lệnh vào điều cũng có khảnăng bù chiều dài và đường kính dụng cụ… Tất cả các chức năng trên đều được nhờmột phần mềm của máy tính, các chương trình lập ra đều có thể được lưu trữ vào đĩacứng hoặc đĩa mềm So với máy công cụ thông thường thì máy công cụ CNC có khảnăng tự động

Hỡnh 8: mỏy phay thụng thường và mỏy phay CNC.

hoỏ, độ chớnh xỏc cũng nh chất lượng sản phẩm khi gia cụng rất cao Quỏ trỡnh điềukhiển chuyển động giữa cỏc trục của mỏy điều khiển theo chương trỡnh số được cỏcđộng cơ dẫn động đảm nhiệm, chạy theo biờn dạng của chi tiết với chương trỡnh đóđược lập cũn mỏy cụng cụ thụng thường cỏc chuyển động phải điều khiển bằng tay(Hỡnh 8 mụ tả kết cấu mỏy phay thụng thường và mỏy phay CNC)

Vítme đai ốc bi (trục Y)

Truyền động chạy dao (Động cơ AC, DC)

Truyền động chạy dao

(Động cơ AC, DC)

Vítme đai ốc bi (trục X)

Vítme đai ốc bi (trục Z)

Truyền động chạy dao (Động cơ AC, DC)

Thân máy Bàn máy

Máy phay thông th ờng

Máy phay CNC

2 Ưu, nhược điểm của máy công cụ CNC và các yêu cầu đặt ra

2.1 Ưu điểm:

So với các máy công cụ điều khiển bằng tay, kết quả làm việc của máy công cụCNC không phụ thuộc vào tay nghề thuần thục của người điều khiển Người điều khiểnmáy chủ yếu đóng vai trò theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt động của máy

So với các máy tự động theo chương trình cứng (dùng cam, dưỡng, cữ chặn,công tắc hành trình…), máy công cụ CNC có tính linh hoạt cao trong công việc lậptrình, đặc biệt khi có trợ giúp của máy vi tính, tiết kiệm được thời gian chỉnh máy, đạtđược tính kinh tế cao ngay cả với loạt sản phẩm nhỏ

Ưu điểm chỉ có trong máy công cụ CNC đó là phương thức làm việc với hệthống xử lý thông tin “ điện tử – số hóa “, cho phép nối ghép các hệ thống xử lý sètrong phạm vi quản lý của toàn xí nghiệp, tạo điều kiện mở rộng tự động hóa toàn bộquá trình sản xuất, ứng dụng các kỹ thuật hiện đại thông qua mạng liên thông cục bé( LAN) hay mạng liên thông toàn cầu( WAN)

Các máy ứng dụng kỹ thuật CNC đạt tốc độ dịch chuyển lớn.Trong lĩnh vực giacông cắt gọt, máy công cụ CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đa thời gianphô, do mức tự động hoá nâng cao vượt bậc

Máy công cô CNC có thể dễ dàng thay đổi chương trình gia công, thiết thực vớicác loại chi tiết khác nhau, thời gian chuẩn bị và hiệu chỉnh kỹ thuật tại khu vực làmviệc giảm đáng kể Thời gian thay dao được thực hiện nhanh chóng, chính xác có thểchuẩn bị dao ở vùng ngoại vi và nạp trở lại vào ổ tích dao chuyên dùng gắn trên máy Máy điều khiển kỹ thuật số có thể thực hiện một lúc nhiều chuyển động khácnhau, tự động điều chỉnh sai sè dao cụ, tự động khiểm tra kích thước chi tiết và qua đó

tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao và chi tiết

Máy công cụ CNC gia công được loạt chi tiết nhỏ, phản ứng một cách linh hoạtkhi nhiệm vụ công nghệ thay đổi và điểm quan trọng nhất là việc lập trình gia công cóthể thực hiện được ngoài máy, trong văn phòng có sự hỗ trợ của kỹ thuật tin học thôngqua các thiết bị vi tính, vi xử lý,…

Đa số các máy CNC đều có thể thực hiện một số lượng lớn các nguyên côngkhác nhau mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết

Độ chính xác lập lại đặc trưng cho mức độ ổn định trong suốt quá trình đảm

bảo chất lượng gia công cao, là ưu việt tuyệt đối của các máy điều khiển kỹ thuật sè Bản thân nguyên tắc điều khiển theo chương trình số là đảm bảo cơ bản của độchính xác gia công trên máy Ngoài ra máy CNC còn có điều kiện khai thác tối đa cácchế độ cắt gọt, các nguyên lý cắt và phương án gá đặt, đảm bảo độ chính xác cao, ổnđịnh chất lượng sản phẩm

Tóm lại sự lùa chọn thế hệ máy CNC ngày nay trở thành một đặc tính cần thiết

có tầm quan trọng, quyết định đối với các xí nghiệp công nghiệp Vì nó có thể đem lạilợi nhuận, khả năng tái sản xuất vá nó có những tính năng cao mà may công cụ thôngthường chưa đạt được

2.2 Nhược điểm.

- Giá thành chế tạo máy cao hơn;

- Giá mua máy đắt hơn;

- Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cũng cao hơn;

- Vận hành máy phức tạp hơn;

- Thay đổi người đứng máy khó khăn hơn;

2.3 Các yêu cầu đặt ra.

- Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các khâu thiết kế, chuẩn bị sản xuất và thựchiện gia công chế tạo

- Cần đào tạo nâng cao cho thợ chuyên môn Một khóa đào taọ về kỹ thuật CNC

là phải có, vì máy móc chỉ sử dụng tốt nếu người sử dụng có kiến thức thuần thục

II Chức năng của CNC.

1.Các chuyển động thực hiện dịch chuyển tương đối Dao/Chi tiết

1.1 Chuyển động đảm bảo tốc độ cắt của dao cô

Dông cụ cắt phải đảm bảo chức năng sau :

- Truyền một chuyển động tạo ra tốc độ cắt trực tiếp

- Truyền một chuyển động chạy dao với một tốc độ nhỏ hơn và theo một hướngkhác với hướng tốc độ cắt

- Truyền đồng thời cả hai tốc độ cắt và chạy dao theo phương pháp tổ hợp

- Giữ cố định trong phương án các chuyển động nói trên truyền cho chi tiết giacông

- Công suất đảm bảo năng lượng tạo hình thay đổi trong khoảng rộng từ vài trăm Wđến vài trăm Kw

1.2 Chuyển động chạy dao

Đảm bảo các dịch chuyển cuả dụng cụ cắt hoặc chi tiết gia công trong các quỹđạo tương đối giữa chúng Những quỹ đạo này phụ thuộc vào biên dạng đường cắt củaquá trình tạo hình, biên dạng của bản thân dụng cụ cắt và các yêu cầu kỹ thuật đặt racho chi tiết gia công Công suất của chuyển động chạy dao thay đổi trong khoảng mộtvài Kw, trừ trường hợp máy gia công các chi tiết lớn

Với máy công cụ điều khiển số thì các chuyển động nói trên đều được thựchiện bởi các động cơ riêng biệt, được điều khiển độc lập với nhau.

cấp dao, chuyển đổi dụng cụ

cắt đều được thực hiện một

Từ ổ này, dao được chuyển, D: phần tự kẹp mảnh cắt; E: mảnh cắt;

trực tiếp cho kết cấu kẹp F: rãnh chứa; G: phần tử dụng cô

trên đầu trục chính, hoặc thông qua mét tay máy đổi dao, đảm bảo lấy dao vừa cắtxong từ trục chính trở lại ổ tích luỹ và thay vào một dao mới từ ổ dao lắp vào trụcchính

Phổ biến có hai loại ổ dao tích lũy dao.Một là ổ dao dạng đĩa hoặc dạng tangquay và ổ dao dạng xích ổ tích lũy dao kiểu đĩa hoặc tang quay có một dung lượng cốđịnh nhưng bản thân cả đĩa hoặc tang quay có thể thay đổi một cách tự động ổ tích lũydao kiểu xích thì có thể thay đổi được số dao chứa ở trong đó

B

A

a)

C E D

F c)

G

3 Quá trình cấp chi tiết

a): Hệ thống băng tải chi tiết.

b): Hệ thống con lăn

A: Chi tiết cấp vào;

B: Tay máy đổi chi tiết, E: Chi tiết mang đI;

M: Máy, P: Chi tiết, R: Rôbốt

Hình 10: Hệ thống cấp chi tiết

Đối với nhóm có chi tiết quay:Thì việc tháo lắp chi tiết vừa gia công mới đượcthực hiện bởi mét rô bốt gắn liền với máy Kết cấu hợp thành toàn máy do đó phụthuộc vào các chuyển động mà ta yêu cầu rô bốt thực hiện Các chi tiết gia công xongcòng nh các chi tiết thô được đặt trên giá đỡ di động có dạng một băng tải hoặc đặt trêncác máng dẫn đảm bảo sự dịch chuyển của chúng theo nguyên tắc trọng lực

Đối với nhóm máy có dao quay: Các chi tiết được gá lắp cố định trên các bàn

gá chuẩn Các bàn gá chuẩn lại được đặt trên các băng tải, dịch chuyển động, đểchuyển dao cho bàn máy một cách tự động Việc chuyển dao giữa băng tải và bàn máycũng được thực hiện bởi các rô bốt

(a): Chuyển dao bằng bàn quay; (b): Dùng băng tải hoặc xe dẫn hướng.

(c): chuyển dao cho trung tâm gia công; B: Trục chính; C: Băng tải; T: Chuyểnpallete

Hình 11: Hệ thống chuyển dao

4 Quá trình bôi trơn, làm nguội và làm sạch

Việc bôi trơn và làm nguội được thực hiện thông qua chương trình điều khiểnmáy Nói cách khác các điều kiện phụ trợ của mỗi bước gia công trong quy trình côngnghệ cũng được quan tâm khi lập trình như các thông số kỹ thuật cắt gọt và các dữ liệucông nghệ khác Nó được đưa vào chương trình gia công theo câu lênh M

Việc làm sạch tự động tại các thời điểm thích hợp nh các giai đoạn đổi dao, đổibàn gá lắp hoặc đổi bàn kẹp chuẩn

Các máy CNC đều được trang bị hệ thống khai thác phoi cắt hoặc các phế liệu,phế thải một cách tự động không cần đến lao động của con người

III các hệ trục tọa độ và các điểm chuẩn trong máy cnc

Chương trình điều hành cơ bản của hệ thống điều khiển số bao gồm các dữ liệusau:

- Điều khiển cỏc chuyển động trờn mỏy

Một phần khụng thể thiếu trong cấu trỳc chương trỡnh làm việc trờn mỏy cụng

cụ CNC là hệ thống toạ độ và cỏc điểm chuẩn

Để xỏch định cỏc tương quan hỡnh học trong vựng làm việc của mỏy trongphạm vi của chi tiết gia cụng một cỏch rừ ràng, người ta đưa vào hệ toạ độ và cỏc điểmchuẩn gốc của mỏy cụng cụ CNC như

toạ độ đú là X,Y, Z chiều dương của

X,Y, Z được xỏc định theo quy tắc bàn

tay phải (trờn hỡnh13a và hỡnh 13b )

theo nguyờn tắc này thỡ ngún tay cỏi chỉ chiều dương của trục X, ngún tay trỏ chỉ chiềudương của trục Y, ngún giữa chỉ chiều dương cuả trục Z, cỏc trục quay tương ứng vớicỏc trục X,Y, Z được ký hiệu bằng cỏc chữ cỏi A, B, C chiều quay dương là chiều quaytheo chiều kim đồng hồ nếu nhỡn theo chiều dương của cỏc trục X,Y, Z

a) Trục Z.

Núi chung ở cỏc mỏy trục Z luụn song song với trục chớnh của mỏy

 Mỏy tiện: Trục Z song song với trục chớnh của mỏy và cú chiều dương chạy từmõm cặp tới dụng cụ (chiều từ trỏi sang phải )

 Mỏy khoan đứng,mỏy phay đứng: Trục Z song song với cỏc trục chớnh và cúchiều dương hướng từ bàn mỏy lờn phớa trục chớnh

 Cỏc mỏy bào: Trục Z vuụng gúc với bàn mỏy và cú chiều dương hướng từ bànmỏy lờn phớa trờn

 Cỏc mỏy phay cú nhiều trục chớnh: Trục Z song song với đường tõm trục chớnhvuụng gúc với bàn mỏy (chọn trục chớnh cú đường tõm vuụng gúc với bàn mỏy làmtrục Z) chiều dương của trục Z trong trường hợp này hướng từ bàn mỏy tới trục chớnh

b) Trục X

Trục X là trục nằm trờn bàn mỏy và thụng thường nú được xỏc định theophương ngang Chiều của trục X được xỏc định theo quy tắc bàn tay phải (ngún tay cỏichỉ chiều dương của trục X)

+A

+B

+X +Y

+Z +C

Hình 12: Ký hiệu các trục tọa độ trên máy CNC (Nguyên tắc bàn tay phải - tiêu chuẩn VDI 3255 )

 Máy phay đứng, máy khoan đứng: Nếu đứng ngoài nhìn vào trục chính thì chiềudương của trục X hướng về phía bên phải

 Máy phay ngang: Nếu đứng ngoài nhìn thẳng vào trục chính thì chiều dươngcủa trục X hướng về phía bên trái còn nếu đứng ở phía trục chính để nhìn vào chi tiếtthì có chiều dương của trục X hướng về phía bên phải

 Máy tiện: Trục X vuông góc với trục máy và có chiều dương hướng về phía bànkẹp dao (hướng về phía dụng cụ cắt) Nh vậy bàn kẹp dao ở phía trước trục chính thìtrục chiều dương của trục X hướng vào người thợ, còn nếu bàn kẹp dao ở phía sau trụcchính thì chiều dương đi xa khỏi người thợ

 Máy bào: Trục X nằm song song với mặt định vị của chi tiết trên bàn máy vàchiều dương hướng từ bàn máy về thân máy

c) Trục Y

Trục Y được xác định sau khi xác định được

trục X, Z, theo quy tắc bàn tay phải, ngón tay trỏ chỉ

chiều dương của trục Y

d) Các trục phụ

Trên các máy CNC ngoài các trục X, Z, Y còn

các trục toạ độ khác song song với chúng (các bộ

phận máy khác dịch chuyển song song với các trục

X,Y, Z ) Các trục này được ký hiệu là U,V, W trong

đó U // X,V//Y,W//Z Nếu có các trục khác nữa song

song với toạ độ chính X,Y, Z

thì các trục này được ký hiệu

Khi chi tiết gia công

cùng bàn máy tham gia

chuyển động thay cho dụng

cụ cắt thì các chuyển động

Êy (chuyển động tịnh tiến

theo ba trục và chuyển động

quay quanh ba trục) được ký

hiệu bằng các chữ cái X’,Y’,

+B +C

+X +X'

+Z' +Y'

Q V

+C' +B'

+A'

M

R X

Z’, và A’, B’, C’ Cỏc chiều chuyển động này ngược chiều với chiều chuyển động củadụng cụ cắt.

2 Cỏc điểm O và cỏc điểm chuẩn

Vị trớ chớnh xỏc của cỏc hệ thống toạ độ do cỏc điểm O quyết định và cỏc điểmchuẩn cần xỏc định chớnh xỏc trong vựng làm việc của mỏy nhằm đảm bảo chớnh xỏcchi tiết khi gia cụng

a) Điểm O của mỏy M Hỡnh 14: Điểm M của mỏy phay đứng.

Điểm O (điểm chuẩn M của mỏy) của mỏy là điểm gốc của hệ toạ độ mỏy.Điểm M được cỏc nhà chế tạo quy định theo kết cấu của từng loại mỏy Điểm M làđiểm giới hạn của vựng làm việc của mỏy, ở cỏc mỏy phay điểm M thường nằm ở điểmgiới hạn dịch chuyển của bàn mỏy Điểm chuẩn M (điểm O của mỏy) của mỏy khoancần và mỏy khoan đứng được thể hiện trờn hỡnh 14

b) Điểm O của chi tiết

Điểm O của chi tiết là gốc

của hệ toạ độ gắn lờn chi tiết, vị trớ

của điểm W do người lập trỡnh lựa

chọn và xỏc định Song người lập

trỡnh cần phải xỏc định sao cho cỏc

kớch thước trờn bản vẽ gia cụng

trực tiếp là cỏc giỏ trị toạ độ của hệ

thống toạ độ

Nếu hệ thống của toạ độ

chi tiết và hệ thống toạ độ mỏy

khỏc loại thỡ cỏc toạ độ của chi tiết Hỡnh 15: Điểm O của chi tớờt

phải chuyển sang hệ toạ độ của mỏy: Vớ dụ trong một bản vẽ chi tiết gia cụng vừa cútoạ độ cực thỡ trước khi gia cụng phải tớnh toỏn và chuyển đổi cỏc hệ toạ độ cực thànhcỏc toạ độ đề cỏc

Đối với cỏc chi tiết phay để hợp lý nờn chọn điểm O của chi tiết tại điểm gúcngoài cựng của đường viền chi tiết, trờn cỏc

chi tiết đối xứng nờn chọn tại trục đối xứng

(hỡnh 15)

c) Điểm O của chương trỡnh PO.

Điểm O của chương trỡnh là điểm

mà dụng cụ sẽ ở đú trước khi chi tiết gia

Tốc độ chạy chậm Tốc độ dịch chuyển tới

A B

C

Hình 16: Xác định điểm chuẩn trong khi đo vị trí chu kỳ tuyệt đối

và đo vị trí t ơng đối ( A vấu tỳ; B, công tắc hành trình;

C Bàn máy).

cụng Để hợp lý điểm O của chương trỡnh được chọn sao cho chi tiết gia cụng hoặcdụng cụ cú thể thay đổi một cỏch dễ dàng.

d) Cỏc điểm chuẩn của mỏy R.

Điểm chuẩn R là điểm xỏc định trong vựng làm việc của mỏy cụng cụ màkhoảng cỏch từ nú đến điểm O của mỏy M cần được biết chớnh xỏc

Điểm chuẩn R được đặt mốc trờn mỗi trục, nhờ cữ chặn cố định hoặc cữ chặn cúthể điều chỉnh theo từng bước khụng đổi Thể hiện trờn hỡnh 14

Điểm chuẩn là cần thiết trong trường hợp hệ điều khiển dựng phộp đo kiểu gia

số ở đõy, cứ mỗi lần đúng mạch điều khiển thỡ cỏc trục phải được chạy về điểm chuẩncủa nú, cú nh vậy hệ điều khiển mới cú một điểm khởi xuất, từ đú bắt đầu đếm cỏc giasố

Để khắc phục những sai số cắt gọt khi đảo chiều cụng tỏc, dịch chuyển trở vềđiểm chuẩn R luụn luụn thực hịờn theo cựng một chiều và theo chế độ chạy dao chậm(hỡnh 16)

Khoảng cỏch giữa điểm chuẩn R và điểm O của mỏy M được thụng bỏo cho hệđiều khiển thụng qua dữ liệu điều chỉnh mỏy Cỏc giỏ trị tốc độ chạy về điểm chuẩncũng như tốc độ của hành trỡnh chạy dao chậm trờn từng trục, phụ thuộc vào cỏc số liệu

kỹ thuật của bàn mỏy như khối lượng bàn mỏy Chiều dài đoạn dịch chuyển trở vềđiểm chuẩn R, cũng được thụng bỏo cho hệ điều khiển thụng qua dữ liệu điều chỉnhmỏy

e) Điểm tỳ A

Điểm tỳ A là giao điểm của cỏc

đường trục mặt phẳng tỳ Trờn cỏc mỏy

tiện, mặt phẳng tỳ nằm ngay tại mõm cặp

hoặc chấu cặp, cú thể điểm A trựng lập với

điểm W (hỡnh 17)

g) Điểm thay dao W W

Để trỏnh va đập vào chi tiết gia cụng

khi thay dao tự động phải chạy đến điểm

thay dao, hỡnh 18

h) Điểm đặt dụng cụ E và điểm lỗ gỏ dụng

cụ N.

Khi sử dụng nhiều dao, cỏc kớch

thước của dao phải được xỏc định bằng cơ

cấu điều chỉnh dao, để cú thụng tin đưa vào

W W

Hình 18: Điểm thay dao W W

Hình 17: Vị trí điểm gá đặt A trùng với điểm M

A W

trong hệ thống điều chỉnh nhằm hiệu chỉnh tự động kích thước dao Khi dao được lắpvào giá dao thì điểm E và điểm N trùng nhau (Hình 19).

Hình 19:

và điểm lỗ gá dụng cụ N

i) Điểm chuẩn của giá dao T

Điểm T dùng để xác định hệ trục toạ độ của dao, điểm T phụ thuộc vào việc gáđặt dao trên máy Thông thường khi gá dao trên máy thì điểm T trùng với điểm lỗ gádụng cụ N

j) Điểm cắt của dao P

Để xác định vị trí của dao trong

vùng làm việc của máy, ta xác định

điểm chuẩn P của dao Điểm này là

điểm đỉnh dao thực hay lý thuyết, trên

hình 20 trình bày các vị trí điểm chuẩn

P của dao cho các dao khác nhau quay

hoặc không quay

k) Điểm chuẩn của bàn trượt F

Tất cả các điểm ở trên bàn máy đều liên quan đến điểm chuẩn này để xác địnhcác kích thước có liên quan

Dưới đây là một ví dụ về vị trí các điểm O, các điểm chuẩn trên máy tiện vàbảng ký hiệu các điểm chuẩn đó

Hỡnh21: Vị trớ cỏc điểm chuẩn và điểm 0 trờn mỏy tiện

Những khỏi niệm cơ bản về điều khiển số trong mỏy cụng cụ CNC, sự khỏcbiệt giữa mỏy cụng cụ thụng thường và mỏy cụng cụ điều khiển số CNC, những ưuđiểm, chức năng của mỏy cụng cụ CNC Những vấn đề trờn được trỡnh bày trongchương I, giỳp ta hỡnh dung, hiểu sõu về hệ thống điều khiển số trờn mỏy cụng cụ

Ta nhận thấy rằng, khi gia cụng trờn mỏy cụng cụ thụng thường, cỏc bước giacụng chi tiết do người thợ thực hiện bằng tay như: điều khiển số vũng quay, lượng chạydao, kiểm tra vị trớ của dụng cụ cắt để đạt được kớch thước cần gia cụng trờn bản vẽ….Chất lượng của chi tiết gia cụng phụ thuộc nhiều tay nghề của người thợ, thời gian giacụng chi tiết nhiều hơn,…

Mỏy cụng cụ điều khiển theo chương trỡnh số thỡ quỏ trỡnh gia cụng thực hiệnmột cỏch tự động, trước khi gia cụng người điều khiển mỏy đưa vào hệ thống điềukhiển một chương trỡnh gia cụng dưới dạng một chuỗi cỏc lệnh điều khiển được móhoỏ Hệ thống điều khiển số cho khả năng thực hiện cỏc lệnh này và kiểm tra chỳngnhờ một hệ thống đo dịch chuyển trờn cỏc bàn trượt của mỏy

Tớnh tối ưu hoỏ của điều khiển số trong mỏy cụng cụ là lập cỏc chương trỡnh đểthực hiện một loạt cỏc hoạt động ở một chế độ được xỏc định trước nhằm tạo ra chi tiết

cú cỏc kớch thước và cỏc thụng số vật lý cú thể hoàn toàn dự bỏo trước Ưu điểm củamỏy cụng cụ điều khiển số nú cú thể thay đổi được chương trỡnh gia cụng, cú thể lậptrỡnh một chương trỡnh mới ngay trờn mỏy bờn cạnh một chương trỡnh đang gia cụng… Trong nguyờn lý làm việc của hệ thống điều khiển số trờn mỏy cụng cụ CNC,gồm cỏc bộ điều khiển trong đú cú cỏc bộ chớnh như: bộ nội suy, bộ so sỏnh, hệ thốngtruyền động và hệ thống đo Cỏc bộ đều cú những nhiệm vụ nhất định và chỳng cúquan hệ rằng buộc với nhau.Vỡ giới hạn của đề tài nghiờn cứu em xin trỡnh bày bộ nộisuy và hệ thống truyền động trong mỏy điều khiển số

F

Điểm O của máy

Điểm tỳ

Điểm chuẩn của máy

Điểm O của chi tiết

Điểm O của ch ơng trình

Điểm thay đổi dụng cụ

Điểm điều chỉnh của dụng cụ

Điểm đón dụng cụ

Điểm cắt của dụng cụ

Điểm chuẩn của bàn tr ợt

Điểm chuẩn của dao

F T

E

W

W

A M

R

M W PO R W

CHƯƠNG II

BỘ NỘI SUY VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

⇓1: BỘ NỘI SUY

I KHÁI NIỆM, NHIỆN VỤ, CÁC BỘ NỘI SUY VÀ CÁC DẠNG NỘI SUY.

1 Khái niệm chung.

Trong các máy công cụ điều

khiển theo chương trình số những

đường tác dụng giữa dao cụ và chi

tiết được hình thành nhờ các dịch

chuyển trên nhiều trục

Để sản sinh một đường cong

trên một máy điều khiển theo

chương trình số, giữa các chuyển

động trên từng trục riêng lẻ phải có

một quan hệ hàm số (điều khiển phi

C¸c ®iÓm trung gian

Néi suy tinh Néi suy th«

xi yi

yi

xi;

tuyến) Các điểm tựa phải nằm dày đặc đến mức sao cho đường cong mô Hình 22:Nội suy trong chuyển động phi tuyến tả chính xác và không có vị trí nào vượt quavùng dung sai cho phép Trái với các hệ điều khiển đơn giản nh dạng điều khiển điểm

và đường thì số dữ liệu cần thiết là rất lớn

Nội suy chỉ có thể làm việc theo nguyên tắc số Nó có thể được thực hiện bằngcác mạch logíc nối cứng (chương trình hoá các mỗi liên hệ NC) hoặc bằng các phầnmềm nội suy được lập trình (CNC).Trên hình 22, đường cong nội suy được thực hiện ởhai mức: Mức thứ nhất được thực hịên nhờ một phần mềm nội suy xác định toạ độ cácđiểm trung gian giữa điểm đầu và điểm cuối của một đoạn biên dạng đã được đưa ratrước trong chương trình (P1, P2, P3) còn mức thứ hai là nội suy tinh xác, thực hiệntiếp theo nội suy tuyến tính giữa các điểm trung gian (P11, P12, P13, ) Bộ nội suythực chất là một máy tính phát hàm số, nó đưa ra các lệnh thích hợp với điều khiển banđầu, điều khiển chạy dao trên các trục tọa độ riêng lẻ, trùm lên một quỹ đạo cong chotrước theo mong muốn

2 Nhiệm vụ của bộ nội suy.

- Tìm ra vị trí các điểm trung gian cho phép hình thành một biên dạng cho trướctrong một giới hạn dung sai xác định cho trước

- Có thể nội suy một cách thích hợp với các yếu tố biên dạng đòi hỏi Thôngthường những yếu tố biên dạng cơ bản có trong các chi tiết kỹ thuật là những đoạnthẳng và những đường cong Tương ứng với thực tế đó, các bộ điều khiển số thườngchỉ giới hạn trong bộ nội suy tuyến tính và bộ nội suy vòng

- Tốc độ đưa ra tọa độ vị trí trung gian phải phù hợp với tốc độ chạy dao chotrước

- Đi tới một cách chính xác các điểm kết thúc chương trình đã đưa ra trướcchương trình

3 Bộ nội suy trong, bé nội suy ngoài.

Bộ nội suy về cơ bản là một máy tính đơn chức Tùy theo bộ nội suy nằm tronghay ngoài tủ điều khiển của máy, tức là sử lý bên trong hay bên ngoài máy và được gọi

là bộ nội suy trong hoặc bộ nội suy ngoài

Ở bé nội suy ngoài, có các thiết bị sử lý số dùng vào việc chương trình hóa đảmnhiệm luôn chức năng nội suy Trong trường hợp này vật mang chương trình, phảichứa thông tin toàn bộ các điểm riêng lẻ của đường cong Vật mang tin được dùng chỉ

có thể là băng từ hoặc chương trình xử lý bằng nối ghép trực tiếp, không cần bộ nhớtrung gian

Ưu điểm của nội suy ngoài là ở chỗ, nội suy có khả năng phục vụ nhiều máy vàtiêu hao trên bản thân mỗi máy giảm đáng kể

Nội suy trong đòi hỏi cho mỗi máy phải có riêng một cụm điện toán Chỉ cónhững điểm tựa mang tính đặc trưng của đường cong còng nh các dữ liệu về dạng nộisuy là được chương trình hóa Vì vậy ngay có phương tiện cổ điển bằng đột lỗ cũng đủ

để làm vật mang tin Bộ nội suy trong sẽ sản sinh ra vô số các điểm trung gian Tốc độtính toán được xác định bởi tốc độ chuyển động chạy dao trên máy công cụ

Để xét tính tối ưu của các phương pháp ta dùa vào các chỉ tiêu sau: Trên phươngdiện kinh tế, khả năng tiện lợi khi sử dụng còng nh thiết kế kỹ thuật và được xác địnhtrước hết bởi phạm vi của thiết bị điều khiển số Đến nay các máy CNC đều làm việcphổ biến với bộ nội suy trong Tuy nhiên trong các hệ thống gia công điều khiển số lớnhơn thì việc điều khiển trực tiếp nhờ một máy tính xử lý quá trình kinh tế hơn Máytính này cũng thực hiện chức năng nội suy ngoài

Về mặt kỹ thuật vấn đề nội suy có thể được giải quyết bằng các thiết bị điện toánlàm việc theo kiểu số hoặc kiểu tương tự Bộ nội suy làm việc kiểu tương tự thì đơngiản trong chế tạo nhưng chứa đựng nhiều nhược điểm của kỹ thuật tương tự, nhất là

độ chính xác rất hạn chế Do vậy khoảng cách các điểm tựa (điểm trung gian) phảiđược chương trình hóa dày đặc hơn nhiều so với bộ nội suy làm việc kiểu số

Do sự đòi hỏi có độ chính xác cao cho những chiều dài đoạn nội suy lớn ngàynay chỉ còn dùng bộ nội suy làm việc kiểu sè

3 Các dạng nội suy.

Các hàm số cần sản sinh từ bộ nội suy chủ yếu là các đường thẳng và đườngcong, đó là những biên dạng của các yếu tố kết cấu thường dùng còn các đường congbậc cao như các parabol hay hypecbol thường không được thực hiện trong các hệ điềukhiển số vì chúng hầu như không có trong các đòi hỏi thực tế Về mặt tính toán có ưuđiểm là quan tâm đến các sai lệch của dụng cụ cắt (ví dụ bán kính dao phay) cáckhoảng cách đối xứng giữ được những giá trị ngang bằng Ngoài ra còn sử dụng được “đường cong chuẩn “

Thông thường trong các máy công cụ điều khiển số là dạng nội suy thẳng và nộisuy vòng (nội suy tuyến tính và nội suy phi tuyến – hình 23)

Hình 23: Nội suy tuyến tính và nội suy vòng.

1 Nội suy tuyến tính: AL Điểm khởi xuất của chuyển động tuyến tính; BL Điểmđích của chuyển động tuyến tính; 2 Nội suy vòng: AC Điểm khởi xuất của chuyểnđộng cong; BC Điểm đích của chuyển động cong; M Tâm của chuyển động cong Với dạng nội suy thẳng và nội suy vòng, có thể thực hịên được những khả năng

nh sau:

- Nội suy thẳng hai trong n trục

- Nội suy thẳng theo n trong n trục

- Nội suy vòng theo 2 trong n trục

Nội suy vòng theo 2 trong n trục đồng thời với nội suy thẳng theo một trục vuônggóc với mặt phẳng của đường tròn nội suy (nội suy theo đường xoắn ốc)

Việc tính toán các hàm số ở dạng số có thể thực hiện theo hai phương pháp cơbản sau:

a) Thông qua tính toán hàm số trực tiếp trong đó, đường cong được đưa ra ở dạngtoán học bởi hàm bất khả biến:

F ( x,y,z) = o

ở đây sau mỗi bước nội suy được kiểm tra ngay xem vị trí thực mới so với đườngcong đưa ra có sai lệch không? Sai theo hướng nào? Sau đó quyết định hướng điềuchỉnh tiếp theo được thực hiện theo trục tọa độ nào và theo hướng nào?

b) Trình bày các thông số của đường cong là hàm số theo thời gian thực:

x = x (t);

y= y (t);

z = z (t);

Xuất phát từ phương trình vi phân của đường cong, chuyển động các phươngtrình riêng của hệ sang phương trình vi phân để tính toán bằng số, rồi với sự trợ giúpcủa bộ nội suy số sẽ tìm ra các giá trị chạy dao trên từng trục riêng lẻ thông qua tổng viphân.

II Phương pháp nội suy.

Để xác định giá trị cần về vị trí các trục riêng lẻ, người ta ứng dụng các phươngpháp nội suy khác nhau

Mét trong các phương pháp nội suy thông dụng nhất là phương pháp “ phântích vi phân số” DDA ( Digital Differential Analyse)

Phương pháp này thực hiện nội suy số tính theo các gia số tốc đô

Ta có hai phương pháp nội suy hay ding đó là: Phương pháp nội suy thẳng vàphương pháp nội suy vòng

1 Nội suy thẳng theo Phương pháp DDA.

Hình 24: Nội suy tuyến tính theo phương pháp DDA

A Điểm khởi xuất; E Điểm đích; L Chiều dài quãng đường; u Tốc độ chuyểnđộng hình thành; VX, VY Tốc độ chuyển động trên các trục X và Y

Mét con dao cần chuyển động giữa điểm khởi xuất PA và điểm kết thúc PE theomột đường thẳng với tốc độ chạy dao u xác định Trong thời gian T = L/u, các đoạnđường thành phần ( xE – xA ) và ( yE – yA ) phải được thực hiện

Để tính toán giá trị cần về vị trị hay tọa độ vị trí các điểm trung gian cần đượctính nh mét hàm số theo thời gian dưới dạng phương trình đường thẳng:

Ở đây thời gian T được chia thành các khoảng đủ nhỏ, phép tích phân chophép thay bởi phép cộng số:

n = 1, 2, 3, ……., N

Với mỗi bước cộng, giá trị về vị trí lại tăng thêm một bước bằng hằng số

Để đảm bảo độ chính xác của biên dạng nội suy, các bước cộng buộc phải nhỏ hơnsuet đơn vị của truyền động chạy dao:

hoặc

Với các dữ liệu đưa vào bộ nội suy xE, yE, xA, yA, u, , ta lập được sơ đồ khối củanội suy tuyến tính được tính toán theo phương pháp DDA

Hình 25: Sơ đồ khối của nội suy tuyến tính.

(xE - xA) > (yE - yA)

 Ví dụ: Xác định các thống số nội suy của chi tiết khi phay từ điểm PA đến điểm PE

nh trên hình vẽ:

Hình 26: Nội suy tuyến tính của chi tiết trên máy phay

Với chi tiết được phay nh trên hình 26, các giá trị nội suy cho chuyển độngtuyến tính PA đến điểm PE phải được xác định

Toạ độ của các điểm gốc của biên dạng, tính theo gốc W là:

PA: xPA = 16; yPA = 35

PE: xPE = 53; yPE = 65

Chiều dài của biên dạng cần nội suy:

Thời gian nội suy:

Đại lượng tối thiểu của N:

N được làm tròn đến lũy thừa mũ 10 tiếp theo, do đó N = 100000 và khoảng thờigian cho mỗi bước cộng là:

Tần số nội suy f từ đó được xác định:

Giá trị của các điểm Pn trong khi nội suy sẽ là:

với

2 Nội suy vòng theo phương pháp DDA.

Phương pháp nội DDA cũng được ứng dụng trong nội suy vòng:

Giả sử cần chạy cắt một đường cong, mét con dao chạy từ điểm khởi xuất PA đếnđiểm đích PE với thời gian chuyển động từ PA đến PE là T Các điểm trung gian trênbien dạng phải được xác định từ bộ nội suy trong mỗi quan hệ phụ thuộc vào thời gianchạy cắt được thể hiện trên hình 27

Ta có phương trình chuyển động của các điểm trung gian P(x, y):

Trong đó:

R: Bán kính của đoạn cong

: Tốc độ góc

Hình 27: Nội suy vòng.

PA: Điểm khởi xuất; PE: Điểm đích; P: Điểm thuộc đường cong; T: Thời gianchuyển động từ PA đến PE; t: Thời gian chuyển động từ PA đến P; V: Tốc độ chạy dao Đường cong giới hạn đi từ điểm PA đến điểm PE với một tốc độ chạy dao khôngđổi V Diễn tả thông số cần thiết của phương trình đường cong trong sự phụ thuộc thờigian có thể rót ra từ tốc độ góc

với vận tốc góc khôngđổi ta có,

Lấy tích phân theo thời gian, ta có các tốc độ thành phần trên từng trục riêng lẻ nhsau:

Từ đó rót ra các phương trình tích phân tương ứng là:

Với độ chính xác đủ dùng, phép tích phân trên có thể thay thế bởi phép cộngcác gia số đường dịch chuyển:

Ở đây thời gian chạy toàn vòng T được chia thành các khoảng thời gian thích

Với:

Do đó phương trình trên sẽ là:

Trong đó , là những gia số cần cộng lại trong các bộ tích phân.

Nội suy tuyến tính các gia số là không đổi, nội suy vòng các gia sè biếnthiên theo các toạ độ chạy x và y Điều đó được thực hiện bởi đầu ra của mỗi bộ tíchphân được dẫn động trở lại đầu vào của bộ tích phân khác Khi phát ra mỗi xung thì cácgia số này có thể được cộng vào hay trừ đi chính nó với giá trị đã tồn tại trong bé ghi.Nội suy vòng theo phương pháp DDA thường xuất hiện một sai lệnh, vì các bộ tíchphân làm việc theo công thức hình chữ nhật Mỗi điểm tính toán thông qua nội suyvòng không nằm chính xác trên đường cong mà nằm ở những điểm lân cận của đườngcong, sai lệch sẽ tăng lên cùng với chiều dài nội suy , Để khắc phục ta lên chia cácđoạn cong thành các đoạn cong nhá coi chóng nh đoạn thẳng

Đ2: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG TRONG MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ

I CÁC DẠNG CHUYỂN ĐỘNG CHẠY DAO TRONG MÁY ĐIỀU KHIỂN SỐ.

Nhiệm vụ cuả truyền động chạy dao là chuyển đổi các lệnh về đường dịchchuyển cùng thông số tốc độ trên đường dịch chuyển đã xác định trước, trong chươngtrình gia công chi tiết thành chuyển động phù hợp của các bàn chạy dao trên máy côngcụ

Chạy dao trên máy công cụ điều khiển số có thể làm việc theo nguyên tắc nhđiều khiển vị trí (mạch hở - dùng động cơ bước phản hồi) hoặc điều khiển và điềuchỉnh vị trí (mạch kín, có vòng phản hồi của hai hay nhiều đại lượng điều khiển)

Đối với hệ điều khiển vị trí kiểu mạch hở được đặc trưng bởi một quá trình tácdụng tuyến tính: mỗi một xung tác động tạo ra một bước chạy dao tương ứng và hệđiều khiển không có thông tin phải hồi Do đó khó có thể xác định các bước chạy dao

có thể thực hiện một cách đúng đắn với biên dạng đã mô tả, chính vì vậy làm giảm độchính xác của quá trình điều khiển

Điều khiển vị trí kiểu mạch hở có thể ứng dụng trong dạng điều khiển điểm vàđiều khiển đoạn thẳng và với các điều kiện lực cản trên đường dịch chuyển là ổn định

và không đáng kể hoặc không có tác dụng của lực cản khi chạy dao

Trong các máy công cụ cắt gọt kim loại, điều kiện này thường không thể cóđược vì ở đây tồn tại hàng loạt các đại lượng ảnh hưởng và tác động (không tính được)đến lực cản trong quá trình chạy dao: độ bền khác nhau của vật liệu gia công, lượng dưgia công khác nhau và các trạng thái thay đổi của mảnh cắt dao cụ….

Bởi vậy trong đó các máy công cụ điều khiển số hầu nh chỉ ứng dụng chạy daođiều khiển vị trí kiểu mạch kín có phản hồi của Ýt nhất hai thống số điều khiển Và nhờ

có sự giám sát vị trí chạy dao tức thời mà có thể so sánh các giá trị về vị trí cần và thực,nhờ các hệ thống đo này mà có thể nhận biết được các sai lệch gia chúng mà điều chỉnhcho cân bằng

II truyền động điều chỉnh và các dạng truyền động

1.Truyền động điều chỉnh.

Trong máy công cụ điều khiển theo chương trình số, thì sự chuyển động củadao đã được số hóa qua các thiết bị truyền động dao, nhưng để đạt được độ chính xácnhư mong muốn thì trong hệ thống của máy điều khiển số vẫn cần phải hiệu chỉnhchuyển động nhờ một bộ truyền động điều chỉnh

Truyền động điều chỉnh của một máy công cụ tự động là phải tạo điều kiện chobàn máy chạy dao thực hiện theo một chương trình làm việc cho trước

Do đó truyền động hiệu chỉnh cần phải thực hiện các chức năng sau:

- Đi tới một vị trí với một độ chính xác cao

- Đi tới một vị trí xác định với một tốc độ cao nhất có thể nhằm loại bỏ bớt một

số thời gian phô

Ngoài ra đối với điều khiển chép hình và điều khiển phi tuyến do tính chấtđường là phức tạp, tồn tại nhiều đường cong bậc cao và để gia công những mặt bậc caonày đòi hỏi phải thông qua việc điều chỉnh tốc độ

Chính vì thế nếu thực hiện được các nhiệm vụ trên thì không phải các khâutruyền động đều có cùng một mức độ nh nhau mà là kết hợp từ nhiều dạng Từ kết cấu

ta có thể chia truyền động điều chỉnh thành các dạng truyền động sau:

 Truyền động điều chỉnh điện - cơ phân cấp

 Truyền động điều chỉnh điện vô cấp

 Truyền động bước

2 Các dạng truyền động.

2.1 Truyền động điều chỉnh phân cấp.

Trong hệ thống truyền động thì truyền động điều chỉnh phân cấp được dùngthực hiện nhiệm vụ điều khiển điểm và điều khiển đường, nó gắn liền với một mạchcông tắc Tín hiệu đóng/ ngắt trong điều khiển bằng công tắc hành trình là do các vấu

tỳ, còn trong điều khiển CNC là do bé so sánh phát ra, với mạch công tắc này ta có thểđạt được độ chính xác và định vị mong muốn nếu tốc độ đi tới điểm định vị đó mộtcách hợp lý tức là không được lớn hơn tốc độ cho phép.

Để rút ngắn thời gian đi tới điểm định vị, trong máy công cụ điều khiển số thìquá trình đi tới được thực hiện qua nhiều cấp độ

Với các máy công cụ thông thường từ trước đến nay vẫn thực hiện chuyển độngchạy dao bằng các cặp bánh răng có ly hợp đóng ngắt, kết cấu của chúng vẫn được sửdụng đối với các loại máy tự động hóa, nếu như cặp bánh răng này được điều khiển từ

xa thông qua các bộ li hợp điện tử, thủy lực hoặc khí nén Phạm vi điều chỉnh của một

hệ thống truyền động nh vậy được xác định theo độ lớn của tốc độ chạy dao nhanh vàyêu cầu tốc độ chạy dao chậm cần thiết Hành trình chạy dao nhanh nhằm giảm bớtthời gian phụ có thể với đoạn dịch chuyển lớn (quá trình cần tới của dao là dài) thì cần

có tốc độ nhanh nhất có thể được (25 m/phút)

Hành trình chạy chậm cần cho quá trình định vị được chính xác hơn, nhằmđảm bảo tối đa quá trình chạy quán tính Nó được tính toán theo độ chính xác yêu cầu

và tùy theo đặc tính của từng máy (3mm/phút)

Điều đó tương đương với một tỷ số khác biệt của tốc độ chạy dao tới khoảng8500:1 Giữa khoảng đó là tốc độ chạy dao cần thiết của một hệ điều khiển đường Tuynhiên phạm vị điều chỉnh thờng không vượt quá 160:1

Với hệ điều khiển điểm, cũng có đủ hành trình chạy dao nhanh và chạy daochậm Tuy nhiên, hành trình chạy dao nhanh cần được ngắt trước khi đến vị trí Cần.Nếu hành trình chạy dao nhanh mãi cho đến rất gần vị trí cần mới được ngắt và hãm lạirồi mới chuyển sang hành trình chạy dao chậm, như thê sẽ có nguy cơ vượt quá giá trịCần do gây ra sự chạy quán tính của quá trình ngắt và phanh hãm

Ví dụ: nếu một dụng cụ

ngắt mạch thực hiện đóng ngắt đa

ra với mức phân tán 10 m/s và

trong hành trình chạy dao 5

m/phút, thì khả năng vượt qúa giá

trị Cần có thể vượt tới 0,8 mm,

ngoài ra còn có sự phân tán về thời

gian tác động của bộ phanh, cũng

như các thời điểm phanh khác

nhau trên đường dịch chuyển và

trên các yếu tố truyền động của

máy