Thiết kế máy phay CNC 1

Tài liệu tham khảo Thiết kế máy phay CNC

LỜI NÓI ĐẦU

Trong một thời gian khá dài, ngành cơ khí đã tập trung nghiên cứu để giải quyết vấn đề tự động hoá các xí nghiệp có quy mô sản xuất lớn (hàng loạt và hàng khối), mặc dù quy mô sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ lại là phổ biến Đòi hỏi bức xúc trong quy mô sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ về nâng cao hiệu quả sản xuất đã dẫn tới vấn đề nghiên cứu triển khai kỹ thuật tự động có tính linh hoạt cao trong các dây chuyền sản xuất

Ngày nay, người ta nhìn nhận quá trình gia công theo quan điểm tổng hợp giữa tự động hoá và linh hoạt hoá sản xuất Từ đó dẫn đến vấn đề nghiên cứu, xây dựng và ứng dụng những hệ thống gia công tích hợp điều khiển bằng máy tính CIM (Computer Integrated Manufacturing) với chất lượng và năng suất gia công cao.

Máy công cụ, trung tâm gia công điều khiển bằng chương trình số và kỹ thuật vi xử lý CNC được sử dụng trong sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ đã tạo điều kiện linh hoạt hoá và tự động hoá dây chuyền gia công Đồng thời làm thay đổi phương pháp và nội dung chuẩn bị cho sản xuất.

Trong những năm gần đây NC và CNC đã được nhập vào Việt Nam và hiện nay đang hoạt động trong một số nhà máy, viện nghiên cứu và các công ty liên doanh.

Để tổng kết lại những kiến thức đã học cũng như để làm quen với công việc thiết kế của người cán bộ kỹ thuật trong ngành cơ khí sau này Em đã được nhận đề tài

"Thiết kế máy phay CNC “ dựa trên máy chuẩn PC

MILL155 Vì lần đầu làm quen với công việc thiết kế tổng thể, mặc dù được sự tận tình hướng dẫn của thầy

Bùi Trương Vỹ nhưng cũng không tránh khỏi những bỡ

ngỡ Hơn nữa, tài liệu phục vụ cho công việc thiết kế còn quá ít, thời gian thực hiện đề tài không nhiều, khả năng còn hạn chế nên chắc trong quá trình thiết kế sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Nên rất mong được sự giúp đỡ và chỉ bảo của các thầy cô.

Sau thời gian 3 tháng làm đề tài tốt nghiệp, được sự hướng dẫn của thầy Bùi Trương Vỹ, các thầy cô giáo và sự giúp đỡ của các bạn sinh viên trong khoa em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp này đúng thời gian qui định.

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 1

Một lần nữa cho phép em gởi đến quí thầy cô cùng các bạn lòng biết ơn sâu nhất.

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2003

SVTH

Đỗ Quang Trưởng

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Phần I: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY CNC VÀ

1.2.1 Bản chất của điều khiển số

1.2.2 Phân loại HTĐK máy công cụ

1.2.2.1 Điều khiển theo kiểu truyền thống

1.2.2.2 Điều khiển số và các hệ điều khiển số

2 Quá trình phát triển của máy CNC

2.1 Quá trình phát triển

2.2 Thực trạng ứng dung của máy CNC tại Việt Nam2.3 Sự giống và khác nhau giữa máy phay truyền

thống và máy phay ĐKS

3.1 Các hệ điều khiển số

3.1.1 Hệ điều khiển NC (Numerical Control)

3.1.2 Hệ điều khiển CNC (Computer Numerical Control)3.1.3 Hệ điều khiển DNC (Directe Numerical Control)

3.1.4 Điều khiển thích nghi AC (Adaptive Contrel)

3.1.5 Hệ thống gia công linh hoạt FMS (Flexible

Manufacturing System)

3.2 Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC

3.2.1 Điều khiển theo điểm

3.2.2 Điều khiển theo đường thẳng

3.2.3 Điều khiển theo biên dạng

3.2.3.1 Điều khiển 2D

3.2.3.2 Điều khiển 2,5D

3.2.3.3 Điều khiển 3D

3.2.3.4 Điều khiển 4D,5D

4 Hệ trục toạ độ máy CNC và các điểm chuẩn

4.1 Hệ trục toạ độ máy CNC

4.2 Hệ trục toạ độ của tất cả các loại máy phay

4.2.1 Máy phay đứng

4.2.2 Máy phay nằm

4.3 Các điểm gốc và điểm chuẩn

4.3.1 Điểm gốc của máy M (Machine Reference Zero)4.3.2 Điểm chuẩn của máy R (Machine Reference Point)4.3.3 Điểm zero của phôi W (Work piece Zero Point)

4.3.4 Điểm gốc của chương trình P (Programed)

4.3.5 Điểm chuẩn gá dao T và điểm gá dao N

5 Những khái niệm cơ bản về lập trình gia công trên máy CNC

5.1 Quĩ đạo gia công

5.2 Cách ghi kích thước chi tiết

5.2.1 Ghi kích thước tuyệt đối

5.2.2 Ghi kích thước tương đối

5.3 Lập trình cho máy công cụ CNC

5.3.1 Thông số hình học

5.3.2 Thông số công nghệ

5.3.2.1 Tốc độ chạy dao

5.3.2.2 Số vòng quay trục chính

5.3.4 Cấu trúc của một chương trình

5.4 Các phương pháp lập trình cho hệ điều khiển

5.4.1 Lập trình trực tiếp trên máy

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 3

5.4.2 Lập trình bằng tay

5.4.2.1 Lập trình bằng tay trên cụm CNC khác

5.4.2.2 Lập trình bằng tay tại các phân xưởng chuẩn

bị sản xuất

5.4.3 Lập trình với sự trợ giúp của máy tính

5.5 Chương trình con và chương trình chính

6 Qui trình công nghệ, chủng loại và tính công

nghệ của chi tiết

6.1 Đặc điểm của qui trình công nghệ gia công trên máy CNC

6.2 Chọn chủng loại chi tiết gia công trên máy CNC

6.3 Yêu cầu đối với công nghệ của chi tiết

7 Phương pháp thực hiện nguyên công trên máy CNC

7.1 Phân loại nguyên công trên các máy CNC

7.2 Các nguyên công phay

7.2.1 Vùng gia công

7.2.2 Lượng dư gia công

7.2.3 Sơ đồ các bước khi phay

7.2.3.1 Quĩ đạo của dao

7.2.3.2 Khoảng cách giữa hai bước kề nhau

7.2.3.3 Phương pháp ăn dao vào chi tiết

7.2.4 Chọn chế độ cắt khi phay

7.2.4.1 Chọn chiều sâu cắt, t

7.2.4.2 Lượng chạy dao răng, SZ

1 Hệ thống đo chuyển vị trên máy công cụ CNC

1.1 Hệ thống đo theo kiểu quang học

1.1.1 Đo chuyển vị góc

1.1.2 Đo chuyển vị dài

1.2 Hệ thống đo chuyển vị theo số đo tuyệt đối

1.3 Nguyên tắc cảm ứng

1.3.1 Chuyển vị góc

1.3.2 Chuyển vị dài

2 Hệ thống tự động điều chỉnh vị trí

2.1 Điều khiển vị trí bằng thước mã hoặc bộ mã góc2.2 Điều khiển vị trí bằng số với hệ thống đo dịch chuyển bằng gia số

2.3 Điều khiển vị trí bằng số nhờ hệ thống đo dịch chuyển tương đối có tính chất chu kì

3 Bộ so sánh

3.1 Bộ so sánh kiểu gia số

3.2 Bộ so sánh kiểu tuyệt đối

4 Đo trên máy CNC

4.1 Đo chi tiết trên máy CNC

4.2 Đo dao trên máy CNC

Phần II: THIẾT KẾ PHẦN TRUYỀN ĐỘNG CỦA

2.1 Vận tốc cắt và lượng chạy dao giới hạn

2.2 Chuỗi số vòng quay

2.3 Thiết kế động học hộp tốc độ

2.3.1 Công dung và yêu cầu

2.3.1.1 Công dung

2.3.1.2 Yêu cầu

2.3.2 Chọn phương án

2.3.3 Xây dựng lưới đồ thị vòng quay

2.3.4 Sơ đồ động học hộp tốc độ

2.4 Thiết kế đường truyền chạy dao

2.4.1 Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật

2.4.1.1 Đặc điểm

2.4.1.2 Yêu cầu

2.4.2 Thiết kế đường truyền chạy dao

2.4.3 Sơ đồ động đường truyền chạy dao

2.5 Sơ đồ động học toàn máy

TOÀN MÁY

3.1 Xác định chế độ làm việc giới hạn

3.2 Xác định lực tác dụng khi gia công

3.3 Xác định công suất động cơ

3.3.1 Xác định công suất truyền động chính

3.3.2 Xác định công suất chạy dao

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 5

3.4 Thiết kế động lực học đường truyền chạy dao3.4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ_ răng thẳng3.4.2 Thiết kế bộ truyền vít me_ đai ốc bi

3.4.3 Thiết kế gối đỡ trục

3.4.3.1 Chọn ổ lăn

3.4.3.2 Cố định ổ lăn trên trục

3.4.3.3 Cố định trục theo phương dọc trục

3.4.3.4 Bôi trơn ổ lăn

3.5 Thiết kế động lực học hộp tốc độ

3.5.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ_ răng thẳng3.5.2 Thiết kế bộ truyền đai răng

3.5.2.1 Đặc điểm

3.5.2.2 Tính toán bộ truyền đai răng

3.5.3 Thiết kế trục và tính then

3.5.3.1 Thiết kế trục

3.5.3.2 Tính then

ĐỘNG TANG DAO

3.1 Các số liệu ban đầu

3.2 Chọn động cơ và phân phối tỷ số tryền

3.2.1 Chọn động cơ

3.2.2 Tỷ số truyền động chung

3.3 Thiết kế các bộ truyền

3.3.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón_ răng thẳng3.3.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ_ răng thẳng

4.1 Phân tích các dạng cơ cấu sinh lực

4.1.1 Cơ cấu kẹp bằng cơ khí

4.1.2 Cơ cấu kẹp bằng thuỷ lực

4.1.3 Cơ cấu kẹp bằng khí nén

4.2 Tính toán sơ bộ hệ thống sinh lực bằng khí nén4.2.1 Sơ đồ

4.2.2 Nguyên lí hoạt động

4.2.3 Tính toán hệ thống bằng khí nén

Phần V: SỬ DỤNG BẢO QUẢN VẬN HÀNH

MÁY

5.1 Sử dung và các chế độ truy nhập dữ liệu

5.1.1 Sử dung

5.1.2 Các chế độ vận hành máy

5.1.3 Các chế độ truy nhập dữ liệu

5.2 Bảo quản máy

5.2.1 Đặt máy

5.2.2 Sữa chữa máy

5.2.3 Nội dung của hệ thống sữa chữa dự phòng theo kế hoạch

5.2.3.1 Kiểm tra định kì theo kế hoạch

5.2.3.2 Sữa chữa định kì theo kế hoạch

5.3 Bôi trơn máy

6.1 Cấu trúc của một chương trình NC/CNC

6.2 Lập chương trình giua công điển hình bằng tay

Phần I: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ

1.2 ĐIỀU KHIỂN SỐ

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 7

1.2.1 Bản chất của điều khiển số

Khi gia công trên các máy công cụ thì chi tiết và dụngcắt thực hiện các chuyển động tương đối với nhau.Những chuyển động được lặp đi lặp lại nhiều lần khi giacông mỗi chi tiết gọi là chu kỳ gia công

Mỗi chu kỳ gia công được đặt trưng bỡi hai thành phần.Đó là phần kích thước và phần điều khiển Đây là haithông tin không thể thiếu trong bất kỳ một máy điềukhiển nào Thông tin về kích thước cho phép chúng xácđịnh hành trình của chu kỳ; trong khi đó thông tin về sựđiều khiển cho phép xác định thứ tự của hành trình theothời gian

1.2.2 Phân loại hệ thống điều khiển máy công cụ

Người ta chia hệ thống điều khiển máy công cụ thànhhai loại:

 Điều khiển theo kiểu truyền thống (điều khiểnkhông theo số)

 Điều khiển số

1.2.2.1 Điều khiển theo kiểu truyền thống

Hệ thống điều khiển (HTĐK) theo kiểu này gồm: điềukhiển bằng cam, điều khiển theo quảng đường, điều khiểntheo thời gian, điều khiển theo chu kì, Nhìn chung các loạiđiều khiển này có chung các đặc điểm chính sau đây:

 Điều khiển máy có sự tham gia phần lớn của ngườivận hành từ khâu cấp phôi, gá phôi, hiệu chỉnh dụng cụcho đến khâu kiểm tra sản phẩm

 Các thao tác của HTĐK thường khó thay đổi (chính xáclà không thay đổi được) Do vậy, nó không thích ứng vớisự thay đổi sản phẩm

 Nếu không có sự tham gia của người vận hành thì cơcấu máy thực hiện chu trình làm việc liên tục như cácmáy tự động Với các loại máy này không thay đổi đượchoặc muốn thay đổi cũng rất phức tạp

Do vậy khuynh hướng phát triển chung là người tamuốn có những HTĐK mà nó dễ dàng thích nghi với sựthay đổi của sản phẩm Nhìn chung, các HTĐK theo kiểutruyền thống tuy càng lúc càng được cải thiện tuỳ theomức độ cơ khí hoá, tự động hoá của nhà máy sản nhưngvẫn chưa thực sự đáp ứng được nhu cầu của thực tế

1.2.2.2 Điều khiển số và hệ thống điều khiển số

1 Điều khiển số

Điều khiển số NC (Numerical Control) là một hình thứctự động hoá đặc biệt Máy công cụ được lập trình để

thực hiện một dãy có thứ tự các sự kiện với một tốcđộ xác định trước nhằm gia công một chi tiết máy vớitoàn bộ những kết quả và tham số vật lí hoàn toàn cóthể dự đoán được Điều này được thực hiện là nhờcác bộ vi xử lý Nó có thể tiếp nhận và chuyển đổi cácdữ liệu gia công thành các tín hiệu điều khiển máy hoạtđộng và có thể thay đổi chức năng của nó bằng chươngtrình ngoài, chứ không phải chỉ thực hiện một số chứcnăng cố định như trước đây.

2 Hệ thống điều khiển số

Là hệ thống mà trong đó các hoạt động được điềukhiển là dữ liệu số đưa vào trực tiếp ở một điểm nàođó Hệ thống đó phải tự động dịch chuyển tối thiểumột phần nào đó của dữ liệu này

Dữ liệu số là thông tin cung cấp bỡi tín hiệu mã nhịphân Nó được biểu diễn dưới dạng mã số hoặc kí tự.Đây là thông tin cần thiết để tạo ra một chương trình, gọilà chương trình gia công chi tiết

- Cấu trúc đơn giản và giá thành thấp

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 9

- Làm việc chính xác và độ tin cậy cao.

Do vậy, hầu hết các HTĐKS hiện nay là hệ thống kín.Các hoạt động điều khiển được vận hành qua các sailệnh điều khiển giữa biến vào và biến ra

c Cấu trúc từng phần của HTĐKS

- Bộ đọc: bao gồm các dữ liệu gia công, mô tả cáchoạt động của máy kể cả hiệu chỉnh dụng cụ dướidạng từng câu lệnh của chương trình Nó được in vào băngđục lỗ Và chỉ khi nào mỗi một dòng lệnh được hoànhành nhiệm vụ thì một dòng lệnh khác được đọc

- Bộ giải mã: nhiệm vụ biến nội dung dòng lệnhthành tín hiệu điều khiển

Bộ so sánhBăng đục lỗ

Hộp giảm tốc

M

x x

Máy

45

- Bộ so sánh: so sánh giá thực của biến ra để chấphành với giá trị biến vào của hệ điều khiển Sai lệnh nàynếu có sẽ được biến thành tín hiêụ điều khiển.

- Bộ khuếch đại: dùng để biến đổi mức tín hiệucần thiết cho mục đích điều khiển

- Cảm biến: dùng đo giá thực của biến ra Sau đó,cung cấp cho bộ so sánh dưới dạng tín hiệu, thường làtín điện

2 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CNC

2.1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN

Điều khiển số NC (Numerical Control) là phương pháptự động điều chỉnh các máy công tác (máy công cụ,Robot, băng tải vận chuyển phôi liệu, chi tiết gia công, sảnphẩm, ) trong đó các hành động bị điều khiển được sản

ra trên cơ sở cung cấp các dữ liệu ở dạng mã nhị phân Nóđược biểu diển dưới dạng các con số thập phân, cácchữ cái và kí hiệu đặc trưng tạo thành một chương trìnhlàm việc của thiết bị hay của hệ thống

Trước đây, cũng đã có những quá trình gia công cắtgọt được điều khiển theo chương trình bằng các kỹ thuậtchép hình theo mẫu, chép hình bằng hệ thống thuỷlực, Ngày nay, với sự tiến bộ vượt bậc của KH- KT,nhất là trong lĩnh vực ĐKS và tin học đã tạo điều kiệnthuận lợi cho các nhà chế tạo máy nghiên cứu và ứngdụng đưa vào các máy công cụ truyền thống các HTĐK tựđộng Biến các máy công này thành các máy điều khiểntheo chương trình số, gọi là các máy CNC (ComputrizedNumerical Control)

Việc sử dụng các máy CNC cho phép giảm khốilượng gia công chi tiết, nâng cao độ chính xác gia công vàhiệu quả kinh tế; đồng thời cho phép rút ngắn được chukỳ sản xuất Do đó, hiện nhiều nước trên thế giới đã vàđang ứng dụng rộng rãi công nghệ mới này vào lĩnh vực

cơ khí chế tạo Đặc biệt là chế tạo các khuôn mẫu chínhxác, các chi tiết đòi hỏi độ chính xác và độ phức tạp cao Xuất phát từ ý tưởng điều khiển một dụng cụthông qua một chuỗi lệnh kế tiếp, liên tục như các máycông cụ ĐKS ngày nay được thực hiện từ mãi thế kỉ XIV.Khi ở châu Âu người ta dùng các chốt hình trụ để điềukhiển các chuyển động của các hình trang trí trên đồnghồ lớn của nhà thờ

Năm 1808, Joseph M Jacquard dùng những tấm tôn đụclỗ để điều khiển tự động các máy dệt

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 11

Năm 1863, M Fourneaux phát minh ra đàn Piano nỗitiếng thế giới Với băng giấy đục lỗ làm vật mang tin Năm 1938, Claud E Shannon trong khi làm luận án tiến

sĩ đã đi đến kết luận rằng việc tính toán và truyền tảinhanh dữ liệu có thể thực hiện bằng mã nhị phân

Từ năm 1949 đến 1952, Jonh Parsons và Học viện kỹthuật Massachusett (Massachusett Institute Of Technology) đã

thiết kế “một hệ thống điều khiển dành cho máy công cụ, để điều khiển trực tiếp vị trí của các trục thông qua dữ liệu đầu ra của một máy tính, làm bằng chứng cho một chức năng gia công chi tiết” theo hợp đồng của Không lực Hoa Kỳ.

Cũng trong thời gian này, Parsons cùng với đồng nghiệpcủa ông đã đưa ra 4 tiên đề cơ bản sau:

1 Những vị trí được tính ra trên một biên dạng được ghi nhớ vào băng đục lỗ

2 Các đục lỗ được đọc trên máy một cách tự động.

3 Những vị đã được đọc ra được liên tục truyền đi và được bổ sung thêm tính toán cho các giá trị trung gian nội tại.

4 Các động cơ servo ( vô cấp tốc độ ) có thể điều khiển được chuyển động các trục.

Năm 1952, chiếc máy phay ĐKS đầu tiên ra đời mang tênlà “ Cincinnate Hydrotel” có trục thẳng đứng do Học việnkỹ thuật Masssachusett cung cấp Đơn vị điều khiển đượclắp bằng các bóng đèn điện tử chân không, điều khiển 3trục nhận dữ liệu thông qua băng đục lỗ mã nhị phân Năm 1954, Bendix mua bản quyền phát minh của Parsonsvà chế tạo được thiết bị điều khiển NC công nghiệp đầutiên, nhưng vẫn còn dùng bóng đèn điện tử chân không

Năm 1958, “công cụ lập trình tự động APT”

(Automatically Programmed Tool) ra đời Đánh dấu một bướcphát triển mới về lập trình cho máy

Trong thời gian đó, giới công nghệp nói chung đã bắtđầu nhận ra những ưu thế tiềm tàng của kỹ thuật ĐKS.Điều đó buộc họ phải xem xét một cách nghiêm túc, chặtchẽ và kỹ càng những vấn đề về nghành chế tạo máycủa chính họ Đồng thời họ cũng phải suy xem cái kỹthuật công nghệ mới này có thể giúp đỡ họ như thế nàođể cải tiến phương pháp hiện có của họ Người ta nhanhchóng nhận ra rằng, phần lớn các bài toán cắt gọt kimloại như: Khoan lỗ, tiện, phay đường thẳng, không nhất

thiết đòi hỏi tới bộ điều khiển hiện đại, sử dụng nhữngphương máy tính hoá Thế nhưng, việc ứng dụng ngay cảdạng cơ bản nhất của APT cho những thành phần hình họcđơn giản cũng vừa cồng kềnh, vừa rắc rối và vừa đắttiền.

Do vậy, nhiều ngôn ngữ đơn giản hơn dùng cho mụcđích đặc biệt đã được phát triển Tuy nhiên, đa số cácngôn ngữ này điều lấy APT làm gốc

Rồi cho đến giữa những thập niên 70, 80, với sự pháttriển của công nghệ vi xử lí Lần dầu tiên nó được đưavào thiết bị điều khiển số có sự hỗ trợ của máy tính,tạo một bước nhảy khổng lồ trong lĩnh vực ĐKS Từ cácmáy ĐKS NC trở thành những máy ĐKS CNC (ComputeizedNumerical Control), tức là những máy công cụ điều khiểnsố có sự trợ giúp của máy tính Mặc khác, cùng vớinhững mô đun điện tử dùng để lưu trữ dữ liệu và tạoxung, bộ vi xử lí hình thành trung tâm đóng ngắt và tínhtoán của tất cả mọi điều khiển số CNC hiện đại Tốcđộ chuyển nhanh của các phần tử này đủ để đưa ranhiều chức năng và nhiệm vụ tính toán khác nhau màkhông làm ảnh hưởng đến nhịp độ làm việc của các máycông cụ ghép nối với chúng Nhưng nếu một bộ vi xử línào đó tỏ ra không đủ thực hiện mọi chức năng yêu cầutrong chu trình thời gian cực đại cho phép, thì khi đó có thểthêm vào đơn vị xử lí thứ 2 hoặc thậm chí thứ 3 sửdụng song song hoặc luân phiên cho những nhiệm đặc biệt Rồi từ thập niên 80 trở đi, với sự phát triển của côngnghệ truyền số liệu, các mạng cục bộ và liên thông đãtạo điều kiện cho các nhà chế tạo thực hiện việc nốikết giữa các máy CNC riêng lẽ (CNC Machine Tools) lại vớinhau tạo thành các trung tâm gia công DNC (Directe NumericalControl) nhằm khai thác một cách có hiệu quả nhất như:cách bố trí, sắp xếp các công việc trên từng máy, tổchức sản xuất, Và cũng dựa trên nền công nghệp này,một chuỗi các loại thiết bị, phần mềm và hệ thốngđược phát triển không ngừng bỡi các viện nghiên cứu vàcông nghệ khác nhau trên thế giới Nhằm thoả mãn về nhucầu thiết kế và chế tạo đặc biệt

Đó là những phần mềm thiết kế và gia công tạo hìnhtheo công nghệ CAD/CAM (Computer Aided Desgin/ ComputerAided Manufacturing) theo hệ thống sản xuất linh hoạt FMS(Flexible Manufacturing System) và cao hơn là việc chế tạovà gia công chi tiết được thực hiện toàn bộ qua máy tính,

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 13

người ta gọi là tổ hợp CIM (Computer IntergradedManufacturing)

Cho đến năm 2003 này, lịch sử phát triển của máy côngcụ ĐKS đã được 51 năm tuổi Nó đã được phát triển vàứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới Từ nhữngứng dụng gia công đơn giản như việc di chuyển từ điểmđến điểm của máy khoan đến những máy công cụ điềukhiển 2 trục như máy tiện, điều khiển 3 trục như máyphay, và cho đến những nhiệm vụ tự động gia côngnhiều trục và độ phức tạp cao như: các khuôn rèn dập,các khuôn đúc áp lực, cánh tuabin và những chi tiết phứctạp của máy bay, tàu thuỷ, Ngoài ra, ngày nay máy CNCcòn được dùng vào việc kiểm tra giám sát, điện báo điệntín và nhiều lĩnh vực khác đã đem lại chất lượng vàhiệu quả kinh tế rất đáng kể Trong tương lai, với lợi thếvề sự ghép nối các hệ thống CNC riêng lẽ với nhau đểtạo thành mạng sẽ được phát huy trong chiến lượt giacông toàn cầu Trong đó, dòng thông tin được thu phát,chuyển giao bằng hệ thống vệ tinh, đảm nhiệm mối liênkết giữa nhu cầu thị trường_ đơn đặt hàng_ nhà thiết kế_nhà chế tạo_ nhà cung cấp_ nhà tiêu thụ , trong mạngliên thông toàn cầu WAR (World Area Netword)

2.2 THỰC TRẠNG ỨNG DỤNG MÁY CNC TẠI VIỆT NAM

Ở Việt Nam trước năm 1990 khi nhắc đến công nghệ

NC, CNC quả là rất xa lạ và ít người biết đến nó

Bắt đầu từ năm 1991, thông qua một số dự ánchuyển giao công nghệ, hợp tác với nước ngoài như: dự

án “Chuyển giao công nghệ thiết kế, phát triển và chế tạo khuôn mẫu” Lúc đó các công nghệ CNC như:

máy phay CNC, máy tiện CNC, đo lường CNC, lần đầu tiênđược giới thiệu và thu hút sự quan tâm của nhiều nhàchuyên môn cũng như của các doanh nghiệp trong nước vàliên doanh với ngoài

Hiện nay, nhiều nhà máy cơ khí trong nước đã và đangcó những dự án đầu tư các dây chuyền sản xuất vớiphần lớn thiết bị trong dây chuyền là các máy CNC

Mặc dù, công nghệ CNC du nhập vào Việt Nam trongmột thời gian ngắn nhưng có thể nói công nghệ này đã cómột chỗ đứng tại Việt Nam và tin chắc trong những nămtới đây công nghệ này sẽ được dùng nhiều trong các xínghiệp, phân xưởng, nhà máy ở nước ta Vì nó đem lạihiệu quả kinh tế rất cao Đặc biệt trong điều kiện sản

xuất hiện nay ở nước ta Do vậy, việc đẩy mạnh ứngdụng công nghệ CNC là một nhu cầu cần thiết đối vớicác cơ sở sản xuất nói chung và nghành chế taoû máy nóiriêng

2.3 SỰ GIỐNG NHAU VÀ KHÁC NHAU GIỮA MÁY PHAY TRUYỀN THỐNG VÀ MÁY PHAY CNC

2.3.1 Giống nhau:

- Cấu trúc tổng thể: nói chung tương tự nhau làcùng sử dung bàn máy hình chữ thập nhằm nâng độcứng cho máy

- Với hộp chạy:

Cũng sử dụng một động cơ điện xoay chiều có mộtcấp tốc độ để truyền chuyển động và công suất chạydao cho bàn máy theo 3 phương X, Y, Z trong không gian Đểthay đổi được tốc độ người ta dùng hộp giảm tốc cơ khí(gồm các bánh răng di trượt) để tạo ra một số cấp tốcđộ nhất định (điều khiển tốc độ phân cấp) Giữa cácphương chuyển động X, Y, Z không có sự phối nhau màchúng chỉ chuyển động độc lập Bộ truyền vít me_ đai ốcdùng để truyền chuyển động quay thành chuyển động

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 15

tịnh tiến cho bàn máy với độ tự hãm tốt Tuy nhiên, do cókhe hở giữa vít me và đai ốc nên tạo nên sự va đập vàdao động khi đảo chiều chuyển động Đường truyềnchuyển động tương đối dài, làm tiêu hao nhiều công suất.Khi cần định vị hành trình máy người ta dùng các cữ chặncó sự tác động của con người Ngoài ra sự tác động củanhiệt lượng, sự rung động làm cho máy thiếu chính xácvà khó khắc phục

- Các HTĐK dùng để đóng mở các nguồn động, thayđổi chuyển động của dao, thay đổi số vòng quay của trụcchính, gá đặt phôi, tháo chi tiết, bôi trơn, thường là HTĐK

cơ khí

- Công việc điều khiển máy điều do người thợ điềukhiển bằng tay như: điều khiển số vòng quay, kiểm tra vịtrí dung cụ và chi tiết, phụ thuộc vào tay nghề củangười thợ

- Dễ sinh phế phẩm khi gia công chi tiết

- Khó gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp

- Hiệu kinh tế không cao

Tuy nhiên, ngày nay nó vẫn được dùng nhiều trong cácphân xưởng và nhà máy

2.4.2.2 Máy phay CNC

- Hộp tốc độ:

Do yêu cầu đường truyền động ngắn nhưng phải đảmbảo được phạm vi điều chỉnh động học, để máy đápứng nhanh và ổn định người ta dùng động cơ điện xoaychiều có thể thay đổi được tốc độ bằng bộ biến đổitần số Vì đường truyền ngắn nên ít hao tổn công suất,thời gian đáp ứng nhanh và công suất cắt cao

- Hộp chạy dao:

Ngoài việc truyền công suất chạy dao cần thiết, khigia công các chi tiết khác nhau như ở máy công cụ vạnnăng thì hệ truyền động phải đảm bảo cho cơ cấu chấphành định vị nhanh và chính xác cao Để đáp ứng đượcđiều kiện này thì hệ thống truyền động phải được thiếtkế theo một hệ thống kín

- Sự chuyển động của bàn máy trong không gian cósự phối hợp nhịp nhàng của 3 trục X, Y, Z Do vậy, trongcác máy ĐKS người ta sử dụng động cơ bước điều khiển

vô cấp tốc độ, tạo ra sự dịch chuyển theo 3 phươngtrong hệ toạ độ ĐềCác

- Để biến chuyển động quay của trục động cơ thànhchuyển động tịnh tiến của bàn máy, người ta bộ truyềnvít me_ đai ốc bi.

- Quá trình gia công chi tiết được thực hiện một cáchtự động Tuy nhiên, trước khi gia công một chi tiết nàongười ta phải đưa vào máy một chương trình đã được lậpsẵn theo biên dạng của chi tiết đó HTĐK thực hiện cáclệnh này và kiểm tra chúng nhờ một hệ thống đo dịchchuyển của bàn trượt máy

- Độ chính xác gia công phụ thuộc vào độ chính xáccủa hệ thống đo

- Chất lượng gia công ổn định

- Có thể gia công những chi tiết phức tạp mà máycông cụ thường không gia công được

- Tháo và kẹp chi tiết một cách tự động

- Đem lại hiệu quả kinh tế rất cao

Ngày nay, các máy CNC chiếm phần lớn trong các dâychuyền sản xuất của phân xưởng, nhà máy có qui mô lớn

3 CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN SỐ

3.1 CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN SỐ

3.1.1 Hệ điều khiển NC ( Numerical Control )

Với hệ điều khiển này các thông số hình học của chitiết gia công và các lệnh điều máy được cho dưới dạngdãy các con số Tất cả được ghi vào băng đục lỗ dướidạng các câu lệnh của chương trình Các thông tin nàyđược đưa vào hệ điều khiển, nó được mã hoá và táchthành các thông tin hình học và thông tin công nghệ

- Thông tin hình học (Geometrical Information): là hệ

thống thông tin điều khiển các chuyển động giữa dao vàchi tiết Nó ảnh hưởng tực tiếp đến quá trình tạo hìnhbề mặt (hình thành đường sinh và đường chuẩn của bềmặt hình học)

- Thông tin công nghệ (Technological Information): là hệ

thống thống tin cho phép máy thực hiện gia công vớinhững giá trị công nghệ yêu cầu: chiều sâu cắt, tốc độchạy dao, số vòng quay trục chính,

Nguyên tắc làm việc của hệ điều khiển NC là: Sau khimở máy các lệnh thứ nhất và thứ hai được đọc Khi quátrình đọc kết thúc thì máy bắt đầu thực lệnh thứ nhất.Trong khi đó, thông tin của lệnh thứ hai nằm trong bộ nhớcủa hệ điều khiển Sau khi lệnh thứ nhất thực hiện xongthì lệnh thứ hai bắt đầu làm việc Trong khi đóï lệnh thứ

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 17

ba được đọc và ghi vào bộ nhớ tại vị trí mà lệnh thứ haivừa được giải phóng Và quá trình đọc dịch như vậy chođến hết chương trình.

Nhược điểm của hệ điều khiển NC là:

- Khi gia công các chi tiết tiếp theo thì hệ điều khiểnphải đọc lại tất cả các lệnh từ đầu Điều này dễ gâynhầm lẫn, sai xót của bộ tính toán trong hệ điều khiển

Do đó, dễ gây phế phẩm đối với chi tiết gia công

- Chương trình dễ bị lỗi do băng đục lỗ, băng từ bịnhiễm bẩn hoặc bị mòn

- Khó thay đổi chương trình

3.1.2 Hệ điều khiển CNC ( Computerized Numerical

Control )

Đặc điểm chính của hệ điều khiển CNC là có sựtham gia của máy tính Trong hệ điều khiển này, các nhàchế tạo máy đã cài đặt vào máy tính một chương trìnhđiều khiển riêng cho từng loại máy Với hệ điều khiểnCNC cho phép thay đổi và hiệu chỉnh chương trình hoạtđộng của bản thân nó Các chương trình có thể được nạpvào nhớ toàn bộ một lúc hoặc từng lệnh Các lệnh điềukhiển không chỉ viết cho từng lệnh riêng rẽ mà còn chonhiều chuyển động cùng một lúc Điều này cho phép giảmtối thiểu số câu lệnh của chương trình; từ đó nâng cao độtin cậy và khả năng làm việc của máy Ngoài ra, so với hệđiều khiển NC hệ điều khiển CNC có kích thước nhỏ hơnvà giá thành cũng thấp hơn nhưng hiệu quả đạt được thìlại rất cao

3.13 Hệ điều khiển DNC( Directe Numerical Control )

Hệ điều khiển DNC là sự kếït nối giữa các máy CNCriêng rẽ với nhau thành một trung tâm gia công và chụi sựchi phối của các máy tính trung tâm

Tất cả các chương trình CNC sẽ được lưu trữ trên đĩacứng của máy tính và có thể gọi trực tiếp theo nhu cầutừng máy Trong một số trường hợp, máy tính đóng vaitrò trong việc chỉ đạo lựa chọn những chi tiết gia côngtheo thứ tự ưu tiên để phân đi các máy khác nhau

Ngoài ra, nó còn khả năng truyền dữ liệu nhanh và nốighép vào hệ thống gia công linh hoạt FMS ( FlexibleManufacturing System )

3.1.4 Điều khiển thích nghi AC (Adaptive Control)

HTĐK thích nghi là hệ thống điều khiển có tính đếnnhững tác động bên ngoài của hệ thống công nghệ đểhiệu chỉnh chu kì gia công, nhằm loại những ảnh hưởng

của các yếu tố đến độ chính xác gia công như : lượng dưgia công, độ mòn dụng cụ, lượng chạy dao,

HTĐK thích nghi có 2 loại:

- Điều khiển thích nghi cưỡng bức ACC (Adaptive

Hệ thống điều khiển thích nghi ngày càng phát triển,điều đó làm tăng hiệu quả quá trình gia công cắt gọt trêncác máy công cụ

3.1.5 Hệ thống gia linh hoạt FMS ( Flexible Manufacturing

System )

Là hệ thống có thể gia công một chủng loại chi tiếtcó mức độ khác nhau nhất định, với số lượng và thứtự gia công tuỳ ý

Một hệ thống gia công linh hoạt thường có 3 yếu tố

cơ bản sau:

- Các trạm gia công

- Lưu trữ và vận chuyển nguyên vật liệu

- Hệ thống điều khiển máy tính

Ngoài ra, một yếu quan trọng của hệ thống điềukhiển FMS là con người Con người ở đây chỉ đảm nhậncông việc quản lí và điều hành hệ thống chế tạo; còntừng nguyên công do máy thực hiện một cách tự độngtheo chương trình cài đặt sẵn

3.2 CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY CÔNG CỤ CNC

Như ta đã biết, các máy CNC khác nhau có thể gia công

được các bề mặt khác nhau do sự chuyển động tươngđối giữa dao và chi tiết cần gia công như: các lỗ, mặtphẳng, các mặt định hình, Do đó các dạng điều khiểncủa máy chia thành 3 loại sau:

- Điều khiển theo điểm

- Điều khiển theo đường

- Điều khiển theo biên dạng ( Contour )

3.2.1 Điều khiển theo điểm

Được dùng để gia công các lỗ bằng các phương phápkhoan, khoét, doa, và cắt ren lỗ Trong quá trình gia công, chitiết được cố định trên bàn máy còn dụng cụ thực hiện

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 19

việc chạy dao nhanh đến vị trí đã được lập trình Trongkhi dịch chuyển nhanh dao cụ không thực hiện việc cắtgọt Chỉ khi nào đạt được toạ độ theo yêu cầu thì nó mớibắt đầu thực hiện các chuyển động cắt gọt.

điều khiển theo

các cách sau:

Đầu tiên cho dụng

cụ thực hiện

chạy dao nhanh

đến điểm M Sau

đó, thực hiện

việc gia công lỗ M

Khi gia công xong

tiến hành rút dao

và chạy nhanh đến

điểm N để gia công

- Quĩ đạo chuyển động theo đường tối ưu MKN

3.2.2 Điều khiển theo đường thẳng

Là dạng điều khiển mà khi gia công dụng cắt đượcthực hiện lượng chạy dao theo một đường thẳng nào đó(Hình 1.4a)

3.2.3 Điều khiển theo biên dạng ( Contour )

Là dạng điều khiển cho phép thực hiện chạy daonhiều trục cùng một lúc, nghĩa là nó có thể gia công mộtđường cong bất kì trên mặt phẳng hay trong không gian(Hình 1.4b)

YM

YN

Tuỳ theo số trục được điều khiển đồng thời khi giacông mà người ta chia thành các dạng điều khiển: 2D, 2.5D,3D, 4D, 5D,

Hình 1.4a: Điều khiển theo đường Hình 1.4b: Điều

khiển theo biên dạng

3.2.1.1 Điều khiển 2D

Cho phép thực hiện chạy dao theo 2 trục đồng thờitrong một mặt phẳng gia công Riêng đối với máy phay trụcthứ 3 thực hiện việc ăn dao theo chiều sâu, nó đượcđiều khiển một cách độc lập so với 2 trục kia (Hình 1.5)

Hình 1.5: Điều khiển đường 2D

3.2.1.2 Điều khiển biên

dạng 2.5D

Cho phép dịch chuyển

dụng cụ theo 2 trục đồng

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 21

thời để tạo một đường cong phẳng còn trục thứ 3 đượcđiều khiển độc lập Tuy nhiên, nó khác với điều khiển 2D

ơ í chổ hai trục được điều khiển đồng thời có thể đổi vịtrí cho nhau (Hình1.6)

Hình 1.6: Điều khiển 2.5D

3.2.1.3 Điều khiển 3D

Cho phép thực hiện chuyển

động chạy dao đồng thời theo cả 3

trục X, Y, Z Nó thường được dùng

để gia công các mẫu, các chi tiết có

bề mặt không gian phức tạp

(Hình1.7)

Hình1.7: Điều khiển 3D 3.2.1.4 Điều khiển 4D, 5D (Hình1.8)

Dựa trên điều khiển 3D người ta bố trí cho dụng cụhoặc chi tiết có thêm 1 hoặc 2 chuyển động quay xungquanh một trục nào đó theo một quan hệ ràng buộc vớicác chuyển động trên các trục khác của máy 3D

Như vậy, tuỳ theo độ phức tạp của chi tiết mà talựa chọn phương pháp điều khiển cho thích hợp

Hình1.8a: Điều khiển đường viền 4D Hình1.8b:

Điều khiển đường viền 5D

4 HỆ TRỤC TOẠ ĐỘ MÁY CNC VÀ CÁC ĐIỂM CHUẨN

4.1 HỆ TRỤC TOẠ ĐỘ CỦA MÁY CNC

Để xác định ví trí tương quan hình học trong vùng làmviệc của máy, trong phạm vi chi tiết gia công một cách rõ

Hình1.9: Hệ trục toạ độ ĐêCác Oxyz

Khi tiếp xúc và làm việc với máy CNC phải tuân theo quiước:

 Chi tiết gia công được xem là cố định còn mọichuyển tạo hình và cắt gọt do dao cụ thực hiện

 Phương trục chính là Oz, chiều dương là chiều daotiến ra xa chi tiết

 Phương chuyển động của bàn xe dao là Ox và cóchiều dương hướng ra xa chi tiết gia công

 Trục Oy xác định theo qui tắc bàn tay phải

4.2 HỆ TOẠ ĐỘ CỦA CÁC LOẠI MÁY PHAY

(Hình1.10)

 Trục Z song song với trục

chính và có chiều dương hướng lêntrên

 Trục Z nằm ngang và có chiều dương hướng vàotrục máy.

 Trục X nằm trên bàn máy, chiều dương là chiềumà khi nhìn vào trục chính thì nó nằm phía trái

Hình1.11: khi trục Z

nằm ngang

 Trục Y xác định theo qui tắc bàn tay phải

4.3 CÁC ĐIỂM GỐC VÀ ĐIỂM CHUẨN (Hình1.12)

Quá trình gia công trên máy ĐKS được thiết lập bằngmột chương trình biểu diễn mối quan hệ giữa dao và chitiết Do vậy để đảm bảo độ chính xác gia công thì cácchuyển các chuyển động của dao phải được so sánh vớiđiểm gốc của máy M Điểm M là điểm giới hạn vùng làmviệc của máy Nó được các nhà chế tạo qui định

Ở máy phay thường nằm ở điểm giới hạn dịchchuyển của bàn máy

Là điểm mà toạ dộ của nó so với điểm gốc của máy

M là không thay đổi và cũng do các nhà chế tạo qui định

Hình1.12: Các điểm gốc và điểm chuẩn

 Là gốc toạ độ của chi tiết và nó phụ thuộcvào người lập trình

 Đối với chi tiết phay người ta thường chọn điểm

W tại điểm góc ngoài của đường viền chi tiết

 Điểm gốc của chương trình thực tế là điểm Pcủa dụng cắt (Hình1.13)

Hình1.13: Điểm gốc của chương trình P

 Chú ý khi chọn điểm P phải thuận tiện cho việcthay dao (không làm

ảnh hưởng đến chi tiết và đồ gá)

Điểm T dùng để xác định hệ trục toạ độ của dao.Thường khi gá dao trên máy thì điểm T trùng với điểm N(Hình1.14)

Hình1.14: Điểm chuẩn của gá dao Tvà điểm gá dao N

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 25

T

N

5 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC

Trên các máy CNC quá trình gia công được thực hiệnmột cách tự động Hệ thống điều khiển số sẽ điềukhiển quá trình gia công theo một chương trình đã lập sẵn.Trong đó, quá trình CNC đóng một vai trò rất quan trọng.Nó là một mắc xích quan trọng của quá trình chuẩn bịsản xuất Vị trí của nó được biểu diễn bỡi sơ đồ sau:

Với sơ đồ này ta có thể hiểu như sau: từ bản vẽ thiếtkế, người lập trình có các thông tin về hình học để tínhtoán và sắp xếp các lệnh điều khiển theo một trình tựnhất định Đồng thời, người lập trình cũng phải cung cấpđầy đủ các thông tin công nghệ để hình thành đượcchương trình CNC Như vậy một chương trình CNC bao gồmcả hai thông tin là thông tin hình học và thông tin công nghệ Trên cơ sở này, cho phép ta định nghĩa lập trình là gì?Lập trình là quá trình thiết lập các lệnh cho dụng cụcắt, trên cơ sở bản vẽ chi tiết và các thông tin công nghệ.Nó được tổng hợp rồi được chuyển sang bộ phận mangdữ liệu Tại đây nó được mã hoá và sắp xếp theo dạngmà máy có thể hiểu được

5.1 QUĨ ĐẠO GIA CÔNG

Để gia công các chi tiết theo chương trình, trước hếtphải xác định được quĩ đạo chuyển động cắt gọt và quĩđạo chuyển động của tâm dao P Quĩ đạo của tâm dao cóthể trùng với biên dạng của chi tiết, có thể theo đườngcách điều biên dạng chi tiết hoặc có thể thay đổi vị trítheo một qui luật xác định so với biên dạng của chi tiết.Để gia công toàn bộ các bề mặt của biên dạng chi tiết

thì quĩ đạo chuyển động của tâm dao phải liên tục Tuynhiên, việc xác định quĩ đạo của tâm dao trong không gianrất phức tạp Do đó, khi lập trình quĩ đạo của tâm dao thì

ta thường lập trình theo từng phần biên dạng riêng biệt

5.2 CÁCH GHI KÍCH THƯỚC CHI TIẾT

Để lập trình gia công trên máy CNC thì kích thước trênbản vẽ phải được ghi theo toạ độ ĐềCác Có hai cách ghithước trên bản vẽ:

 Ghi kích thước tuyệt đối

 Ghi kích thước tương đối (theo gia số)

5.2.2 Ghi kích thước tuyệt đối (Hình 1.15)

Là cách ghi mà tất cả các kích thước xuất phát từđiểm gốc của chi tiết W

Hình 1.15: Ghi kích thước tuyệt đối

5.2.3 Ghi kích thước tương đối

Là cách ghi mà các kích thước sau xuất phát từ điểmkết thúc của kích thước trước nó Thực tế, cách ghi nàyngười ta ít dùng vì nó ảnh nhiều đến kết quả gia công(Hình 1.16)

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 27

60 90

34

70 8

6

X9057

7043

Hình 1.16: Ghi kích thước tương đối

5.3 LẬP TRÌNH CHO MÁY CÔNG CỤ CNC

Một máy phay thông thường thực hiện các nguyêncông kế tiếp nhau do người vận hành điều khiển bằngtay Còn trên máy phay CNC thì mọi quá trình gia công đượcthực hiện một cách tự động, nhờ hệ thống điều khiểntheo chương trình số điều khiển và theo dõi

Một chương trình CNC phải đảm bảo 2 thông tin cầnthiết là thông tin hình học và thông tin công nghệ Ngoài ra,nó phải được viết bằng loại ngôn ngữ lập trình mà máycó thể hiểu được

5.3.1 Thông số hình học (Geomatrical Information)

Tuỳ theo từng biên

dạng cụ thể của chi tiết

mà ta có thể tiến hành

lập quĩ đạo chạy dao cắt

gọt Dựa trên các thông

số hình học của bản vẽ

chế tạo (hình1.17)

Hình 1.17: Gia công theo biên dạng

5.3.2 Thông số công nghệ (Technological Information)

5.3.2.1 Tốc độ chạy dao F (Feedrate)

 Được lập trình với địa chỉ F (mm/ph hoặcin/ph)

 Trong phạm vi lượng chạy dao, có thể lậptrình với bất kì giá trị nào

 Chuyển động chạy dao chỉ có thể thực hiệnkhi trục chính quay

 Giá trị chạy dao sẽ hết hiệu lực khi có mộtgiá trị khác của lượng chạy dao thay thế

5.3.2.2 Số vòng quay trục chính S (Speed)

 Được lập trình với địa chỉ S (v/ph)

 Chiều quay được xác định:

+ Quay theo chiều kim đồng hồ dùng lệnhM03 hoặc S+

+ Quay theo chiều ngược kim đồng hồ dùnglệnh M04 hoặc S-.

 Giá trị vòng quay trục chính hiệu lực khi cógiá trị khác thay thế

5.3.3 Chương trình gia công

Một chương trình được thiết lập để gia công một chitiết gọi là chương trình chi tiết Nó bao gồm nhiều từlệnh và các từ lệnh này nằm trong các câu lệnh

5.3.3.3Các kí tự địa chỉ và những dấu hiệu đặt biệt (DIN 66025)

Ký

tự/Dấu

hiệu

Ý nghĩa

A Chuyển động quay quanh trục X

B Chuyển động quay quanh trục Y

C Chuyển động quay quanh trục Z

D Chuyển động quay quanh một trục khác hoặc

2

J Thông số nội suy hoặc bước ren song song với

LF Kết thúc câu lệnh (Line feed)

CR Lùi giá bút (Car Reture)

SP Dấu cách (Space)

5.3.3 Cấu trúc của một chương trình

Để viết chương trình gia công cho một biên dạng chitiết Ta tiến hành chia biên dạng đó thành những biêndạng hình học đơn giản.Nó có thể được điều khiển trongtừng bước gia công hay trong một câu lệnh của chươngtrình

Cấu trúc cơ bản của một chương trình gia công gồm:

1 Chia biên dạng thành các yếu tố hình học đơn giản.

2 Chia quá trình gia công thành các bước gia công.

3 Lập chương trình.

4 Nạp vào bộ điều khiển.

5 Chạy mô phỏng.

6 Khởi động chương trình.

7 Cho thực hiện việc gia công chi tiết.

5.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH CHO HỆ ĐIỀU KHIỂN

Xuất phát từ yêu cầu về tính linh hoạt và mức độtự động hoá cao của tất cả các thiết bị gia công, dẫntới bước nhảy vọt trong việc ứng dụng các hệ điềukhiển CNC trong các phân xưởng, xí nghiệp sản xuất vàchế tạo Sự phát triển đó tác động rất lớn đến khảnăng thiết lập các chương trình CNC

Tuỳ theo đặc tính và khả năng làm việc của từng máyCNC mà chúng ta có thể lựa chọn phương pháp lập trìnhthích hợp nhất

5.4.1 Lập trình trực tiếp trên máy CNC

Lập trình trực tiếp trên máy CNC là quá trình tìm racác thông số điều khiển và nạp chúng vào hệ điềukhiển, thực hiện trực tiếp trên máy thông qua bảng điềukhiển

Tuy nhiên, để thực hiện công việc này được thì cácmáy CNC phải được trang bị các phím chức năng và mànghình đồ hoạ cho phép nhận trực tiếp các câu lệnh vàomáy CNC Với phương pháp lập trình này, cho phép giảmtối thiểu thời gian chi phí cho việc tính toán các điểmtrung gian, chiều sâu cắt và thời dừng máy cần thiết củamáy,

Sở dĩ phương pháp lập trình này có những ưu điểmnhư trên là do người ta bố trí vào các máy CNC cácchương trình con, các số liệu về toạ độ các điểm cầnthiết để người lập trình có thể lấy chúng ra dùng bất kìlúc nào

Một đặc điểm không thể thiếu đối với các lập trìnhviên và kỹ sư lập trình khi lập trình trực tiếp trên máy làphải sử dụng thành thạo các kỹ thuật menu và cácsoftkey trên cụm điều khiển CNC

Kỹ thuật menu được hiểu là: trên màn hình hiển thịmột loạt các khả năng lựa chọn khác nhau cho người sửdụng trong một lĩnh vực cụ thể xác định

Softkey là những phím gắn liền với màn hình mà chứcnăng của chúng không xác định theo thời gian Chức năng

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 31

các nút bấm thay đổi theo menu lựa chọn và được hiểnthị trên màn hình.

Sau khi lập trình xong, muốn kiểm tra chương trình cóđúng hay không, có nguy cơ mất an toàn hay gây ra va chạmvới máy, đồ gá hay không, Người lập trình phải tiếnhành cho máy chạy mô phỏng quĩ đạo chuyển động cắtcủa dao cụ trên màn hình theo chương trình đã được thiếtlập Nếu còn chỗ nào đó chưa hợp lí thì tiến hành kiểmtra và sữa chữa lại cho đến lúc chắc chắn là đúng thìmới tiến hành gia công

Phương pháp lập trình này phù hợp với nhà ứngdụng kỹ thuật CNC lần đầu tiên khi chế tạo các chi tiếtđơn giản, gia công các chi tiết đơn lẽ trên máy CNC để thínghiệm, chế tạo mẫu, dao cụ,

5.4.2 Lập trình bằng tay

Là quá trình thu thập, sắp xếp và xử lý các số liệucần thiết cho việc gia công chi tiết trên máy CNC mà khôngcó sự trợ giúp của máy tính

Với phương pháp lập trình này đòi hỏi người lập trìnhphải có kiến thức vững về lượng giác, về hình giải tích,công nghệ gia công và khả năng sử dụng của máy Ngoài

ra, người lập trình phải thành thạo các chức năng G code và M code.

Phương pháp này thường được ứng trong các phânxưởng hoặc trên các cụm CNC khác

5.4.2.1 Lập trình bằng tay trên cụm CNC khác

Trong khi các máy CNC đang hoạt động, người ta cóthể chuẩn bị cho chúng một chương trình gia công tiếptheo bằng cách bảng lập trình CNC khác hay các máy tínhtrong hệ thống DNC Phương pháp này thuận lợi để giacông các chi tiết đơn giản, thực hành và công tác đào tạo

5.4.2.2 Lập trình bằng tay tại các phân xưởng chuẩn bị sản xuất

Kiểu lập trình này được áp dụng cho các nhà máycó qui mô sản xuất lớn, tức có nhiều máy CNC khác nhau,gia công được nhiều loại chi tiết khác nhau với số lượnglớn Khi đó, công việc lập trình được thực hiện tạiphòng công nghệ , tại trung tâm lập trình của nhà máy,phân xưởng Do đó, đòi hỏi đội ngũ lập trình viên phải cóđủ trình độ về chuyên môn và kinh nghiệm

Cách lập trình này có các đặc điểm:

- Năng suất lập trình cao và người lập trình bằngtay chưa vận hành máy thành thạo vẫn có thể lập trìnhgia công cho nhiều loại chi tiết khác nhau.

- Các lỗi chương trình chỉ được phát hiện sau khithực hiện việc chạy mô phỏng và gia công thử

5.4.3 Lập trình với sự trợ giúp của máy tính

Quá trình lập trình theo kiểu này tương tự lập trìnhbằng tay Tuy nhiên, thời gian lập trình và các lỗi đượcgiảm xuống một cách đáng kể nhờ các bộ vi xử lí, bộnội suy và một số khối lượng lớn các dữ liệu cầnthiết được cài đặt sẵn trong máy khi cần chỉ việc truycập theo địa chỉ và sử dụng

Hiện nay với sự phát triển vượt bậc của nghànhcông nghệ thông tin và kỹ thuật số Nó đã cho phép cácnhà lập trình ứng dụng vào công việc của mình Cụ thểtừ cơ sở CAD (Computeri Aided Design) người ta cài đặtthêm một hệ thống biên dịch trợ giúp cho quá trình lậûptrình Sau khi chi tiết được thiết kế xong, máy tính thựchiện việc tính toán hình học và công nghệ nhờ vào bộ vixử lí (Processor) để đưa ra phương án gia công thích hợp.Sau đó, nhờ bộ hậu xử lí (Post Processor) theo code củaHTĐKS tương thích được lắp trên máy, để cho ra chươngtrình gia công thích hợp với ngôn ngữ của máy, kỹ thuậtnày gọi là CAM (Computer Aided Manufacturing)

Công nghệ CAD/ CAM ngày càng phát triển và đượcứng dụng rộng rãi có qui mô sản xuất vừa và lớn

5.5 CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH

Chương trình con là chương trình gia được thực hiệntrên từng bề mặt hoặc từng phần của chi tiết

Chương trình chính là chương trình để gia công toànbộ biên dạng của chi tiết

6 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ, CHỦNG LOẠI VÀ TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT

6.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

TRÊN MÁY CNC

Qui trình công nghệ gia công trên các máy CNC khác vớiqui trình công nghệ truyền thống ở mức cụ thể hoá rấtcao và ở đặc điểm ở việc cung cấp thông tin Về mặccấu trúc, qui trình công nghệ trên các máy CNC cũng đượcchia ra các nguyên công, các bước, nhưng các bước ở đâylại phải chia ra các lớp cắt, mỗi lớp cắt được thựchiện sau mỗi quĩ đạo dịch chuyển của dụng cụ cắt

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 33

Thành phần đơn giản nhất của qui trình công nghệ nàylà các dịch chuyển đơn giản và các bộ điều khiển côngnghệ do bộ điều khiển máy cung cấp Các dịch chuyểnđơn giản đó là các đoạn thẳng, cung tròn Các lệnh điềukhiển công nghệ được thực hiện bỡi các cơ cấu chấphành của máy để đảm bảo điều kiện cần thiết cho cácdịch chuyển đơn giản Như vậy, các dịch chuyển đơn giảnvà các lệnh điều khiển công nghệ tạo thành chươngtrình điều khiển.

Lập qui trình công nghệ và điều khiển cho máy CNC làmột nhiệm vụ của chuẩn bị công nghệ

Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết trên máyCNC gồm 3 bước:

+ Xác định trạng thái công nghệ của chi tiếtnhư: yêu cầu đối với các bề mặt chuẩn, lượng dư vàcác kích thước chính

+ Lập tiến trình gia công chi tiết (phân cácbề mặt theo loại để chọn máy gia công)

+ Xác định phương pháp gá đặt và chọn đồgá cần thiết

+ Xác định dụng cắt và chọn chúng theotừng loại

2 Thiết kế nguyên công

 Xác định nộüi dung nguyên công , chia nguyêncông ra các bước và cụ thể hoá các phương pháp kẹpchặt

 Chia ra các lớp cắt, chọn dụng cụ cắt, chuẩn

bị phương pháp điều chỉnh máy và điều chỉnh dao

6.2 CHỌN CHỦNG LOẠI CHI TIẾT GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC

Khi nghiên cứu về chủng loại chi tiết người ta muốnđề cập đến tính không đổi của chúng Các chi tiết máycó thể chia thành các loại sau: chi tiết tròn xoay, chi tiếthình trụ, chi tiết phẳng và chi tiết định hình phức tạp.Các chi tiết loại này chiếm khoảng 92% tổng số các chitiết trong sản xuất

Mỗi chi tiết được đặt trưng bỡi 2 nhóm yếu tố sau:

- Nhóm yếu tố kỹ thuật: vật liệu và kích thướchình học

- Nhóm yếu tố về kinh tế: tổ chức sản lượnghàng năm, số lượng chi tiết trong loạt, giá thành chếtạo

Tiêu chuẩn đánh giá sự lựa chọn chủng loại chi tiếtgia công trên máy CNC thường là chỉ tiêu kinh tế, các chi phíchế tạo chi tiết

Còn tính hiệu quả kinh tế được xác định trên cơ sởnghiên cứu những yêu cầu kỹ thuật và những giới hạnphụ thuộc vào điều kiện cụ thể của chi tiết

6.3 YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT

Các chi tiết gia công trên máy CNC phải đảm bảo đượccác yêu cầu về tính công nghệ như: tiêu chuẩn hoá đượccác kích thước mặt trong và mặt ngoài, hình dáng kíchthước phải đảm bảo cho việc ăn dao và thoát dao dễ dàng.Ngoài ra, chi tiết còn phải đảm bảo cho việc định vị antoàn và thuận tiện khi gia công

Đối với các chi tiết gia công trên máy phay CNC điềukiện cần thiết nhất là phải đảm bảo được vị trí chínhxác so với các trục toạ độ của máy Vì vậy, khi phân tíchtính công nghệ của chi tiết phải chú ý đến các bề mặtchuẩn của nó Nếu trên chi tiết không có các lỗ để làmchuẩn (theo kết cấu của chi tiết) thì ta phải tạo ra các lỗphụ để làm chuẩn và khoảng cách giữa các lỗ phải là xanhất mà ta có thể tạo ra Đường kính d nhỏ nhất của lỗchuẩn phụ thuộc vào kích thước của chi tiết và đượcxác định như sau:

KÝch thíc chi tiÕt < 100 < 200 < 1000 < 2000 > 2000

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 35

Trong trường hợp, không thể tạo ra được các lỗchuẩn trên chi tiết thì phải tạo thêm các phần kết cấuphụ để tạo các lỗ chuẩn trên đó (phần kết cấu phụsẽ được hớt đi ở phần nguyên công cuối cùng).

Một đặc điểm nổi bật của công nghệ phay thườngthấy là bề mặt phay có tính chất sử dụng tốt hơn bềmặt mài, vì: bề mặt sau khi phay tạo ra những hố tậptrùng với ứng suất ít nguy hiểm hơn bề mặt sau khi mài

Vì vậy, khi lập qui trình công nghệ trên máy phay khôngcần có thêm nguyên công mài sau khi phay

7 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN NGUYÊN CÔNG TRÊN MÁY CNC

7.1 PHÂN LOẠI NGUYÊN CÔNG TRÊN CÁC MÁY CNC

C¸c nguyªn c«ng c¾t gôt trªn m¸y CNC cê thÓ chia thµnh 4 lo¹i c¬ b¶n sau:

1 D¹ng A: Gia c«ng c¸c lo¹i nhâ kh«ng lƯp l¹i.

Lo¹t nhâ chi tiÕt lµ lo¹i cê tưng thíi gian c¾t vµ thíi gian ¨n dao, tho¸t daocña tÍt c¶ dông t nh©n víi hÖ sỉ thíi gian c¾t  nhâ h¬n tưng tuưi bÒn kinh tÕ cñatÍt c¶ c¸c dông cô Ti

Ti: tuưi bÒn cña dông cô thø I (ph)

Têm l¹i, lo¹t nhâ lµ lo¹t cê thíi gian gia c«ng nhâ h¬n tưng tuưi bÒn cña c¸cdông cô c¾t

2 D¹ng B: gia c«ng lo¹t nhâ cê lƯp l¹i.

3 D¹ng C: gia c«ng c¸c lo¹t võa vµ lín c¸c chi tiÕt kh«ng lƯp l¹i.

 Lo¹t võa lµ lo¹t cê tưng thíi gian gia c«ng  tưng tuưi bÒn cña tÍt c¶dông cô c¾t

ti .q  Ti.q (7.2)

 Lo¹t lín lµ lo¹t cê tưng thíi gian gia c«ng > tưng tuưi bÒn cña tÍt c¶dông cô c¾t cÌn thiÕt vµ cña c¸c dông cô l¾p ®Ưt thªm

ti .q > Ti.(q + qo) (7.3)

víi qo: sỉ lîng dông cô l¾p ®Ưt thªm

4 D¹ng D: gia c«ng chi tiÕt lo¹t võa vµ lín cê lƯp l¹i.

ViÖc ph©n chia ra c¸c d¹ng lo¹t chi tiÕt ị trªn cho phÐp x¸c ®Þnh thø tù vµ nĩidung c«ng viÖc cña c¸c nguyªn c«ng Thùc tÕ cho thÍy gia c«ng lo¹t lín lƯp l¹itrªn m¸y CNC mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao hỉn víi tríng hîp gia c«ng c¸c lo¹tnhâ kh«ng lƯp l¹i

7.2 CÁC NGUYÊN CÔNG PHAY

7.2.1 Vïng gia c«ng

Vïng gia c«ng ®îc chia thµnh 4 lo¹i nh sau:

1 Vïng gia c«ng hị: Lµ vïng dao kh«ng bÞ h¹n chÕ khi dÞch chuyÓn dôc

theo trôc cña nê hoƯc trong mƯt ph¼ng vu«ng gêc víi trôc dao (Hình1.18)

Hình1.18: Vùng gia công hở

2 Vïng gia c«ng n÷a hị: Lµ vïng mµ dao bÞ h¹n chÕ khi dÞch chuyÓn dôc

hoƯc trong mƯt ph¼ng vu«ng gêc víi trôc cña nê (Hình1.19a)

3 Vïng gia c«ng kÝn: Lµ vïng gia c«ng mµ dao bÞ h¹n chÕ theo tÍt c¶ c¸c

7.2.3.1 QuÜ ®¹o cña dao

Khi thùc hiÖn nguyªn c«ng phay trªn c¸c m¸y CNC ngíi ta cê thÓ ¸p dôngc¸c ph¬ng ph¸p chuyÓn ®ĩng cña dao sau ®©y:

1 QuÜ ®¹o chuyÓn ®ĩng zicz¾c cña dao

 HiÖn nay s¬ ®ơ nµy ®îc sö dông rĩng r·i

 Nhîc ®iÓm: tÝnh chÍt phay thay ®ưi, lµm ¶nh hịng ®Õn ®ĩ chÝnh x¸c vµchÍt lîng bÒ mƯt cña chi tiÕt

2 QuÜ ®¹o chuyÓn ®ĩng cña dao theo d¹ng lß xo

§Ưc ®iÓm nưi bỊc cña ph¬ng ph¸p nµy lµ b¶n chÍt cña qu¸ tr×nh phay kh«ngthay ®ưi Do ®ê, ®¶m b¶o tỉt ®Ưc ®iÓm kü thuỊt cña chi tiÕt

3 QuÜ ®¹o ¨n dao kiÓu r¨ng lîc:

 B¶n chÍt cña qu¸ tr×nh phay thay ®ưi

 Sau mìi lÌn ¨n dao (theo chiÒu mòi tªn ®Ịm) th× dao lïi ra khâi mƯtgia c«ng mĩt ®o¹n rồi ch¹y nhanh vÒ phÝa xuÍt ph¸t ban ®Ìu ®ể thùc hiÖn c¸cbíc tiÕp theo

7.2.3.2 Kho¶ng c¸ch gi÷a hai bước kÒ nhau

Kho¶ng c¸ch gi÷a hai bước kÒ nhau cÌn ph¶i ®îc tÝnh to¸n v× nê x¸c ®ÞnhchiÒu s©u c¾t

tmax= D - 2r – h (7.4)

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 37

trong đó:

D: đờng kính dao phay(mm)

r: bán kính cong ở mặt đầu dao (mm)

h: khoảng giao nhau của hai bớc đo 2 dao cùng cắt (mm)

7.2.3.3 Phơng pháp ăn dao và chi tiết

Phơng pháp đơn giản nhất là ăn dao dọc trục của dao theo lỗ đã khoan sẵn Trong trờng hợp gia công tinh biên dạng chi tiết thì ăn dao thực hiện theo cungtròn tiếp tuyến với biên dạng của chi tiết tại điểm mà ở đó dao bắt đầu chuyển

động theo biên dạng

Phơng pháp này có u đIểm là lực cắt thay đổi từ từ, giảm đợc sai số gia công

và thuận lợi cho việc hiệu chỉnh bán kính dao khi lập trình

7.2.4 Chọn chế độ cắt khi phay

Chọn chế độ cắt khi phay trên máy CNC tơng tự nh trên máy vạn năng, nghĩa

là phải chọn: chiều sâu cắt t, lợng chạy dao răng Sz và tốc độ cắt

4 1

)2)(

l B l BZ

3 1

0

N 

(7.9) Với C1, C2, C3, C4: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công và đợc xác định theobảng sau:

: ứng suất cho phép tại điểm nguy hiểm của lõi dao phay do biến dạng uốn

và xoắn gây ra (pa)

k= 0,6 khi gia công hợp kim màu

k= 0,8 khi gia công thép

: hiÖu suÍt cña m¸y (%)

Z: sỉ r¨ng tiÕp xóc víi bÒ mƯt gia c«ng

n0 : sỉ vßng quay cña dao (v/ph)

Chương II: CƠ SỞ TỰ ĐỘNG CỦA MÁY CNC

1 HỆ THỐNG ĐO CHUYỂN VỊ TRÊN MÁY CÔNG CỤ CNC

Khi gia c«ng trªn c¸c m¸y c«ng cô truyÒn thỉng th× chi tiÕt vµ dao cô thùc

hiÖn nh÷ng chuyÓn ®ĩng t¬ng ®ỉi víi nhau §ĩ chÝnh x¸c cña chi tiÕt phô thuĩcvµo ngíi thî Trong khi gia c«ng trªn c¸c m¸y CNC th× ®ĩ chÝnh x¸c cña chi tiÕtphô thuĩc chñ yÕu vµo hÖ thỉng ®o C¸c hÖ thỉng ®o kh«ng nh÷ng lµm nhiÖm vô

®o ®¹i lîng ra mµ cßn biÕn ®ưi th«ng sỉ ®o ®îc thµnh c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn t¬ngthÝch ph¶n hơi gịi ®Õn bĩ ®iÒu khiÓn sỉ

HÖ thỉng ®o dïng trong c¸c m¸y c«ng cô §KS thíng sö dông theo nguyªn t¾cquang hôc vµ nguyªn t¾c c¶m øng tõ

1.1 HỆ THỐNG ĐO THEO KIỂU QUANG HỌC

1.1.1 §o chuyÓn vÞ gêc

§o lîng dÞch chuyÓn cña bµn m¸y th«ng qua sỉ vßng quay cña mĩt trôc Khi

®ê tơn t¹i thªm mĩt c¬ cÍu trung gian (b¸nh r¨ng _ thanh r¨ng) ®Ó biÕn chuyÓn gêcthµnh chuyÓn vÞ dµi

M« h×nh ®¬n gi¶n nhất lµ l¾p ®Üa kh¾c v¹ch lªn trôc vÝt me cña bµn m¸y.Khi ®ê, vÝt me ph¶i ®¶m b¶o yªu cÌu kü thuỊt cao ®Ó ®¹t ®ĩ chÝnh gêc xác quaytheo yªu cÌu (Hình1.20)

Hình1.20: Hệ thống đo chuyển vị góc

1 Bô so sánh 2.Bộ khuếch đại 3.Hộp tốc độ 4.Bàn máy

5.Đĩa khắc vạch

6.Nguồn sáng 7.Tế bào quang điện 8.Bộ đếm

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C Trang 39

§Üa kh¾c v¹ch lµ mĩt ®Üa trßn, theo tiªu chuỈn cê (16 ®Õn 10000) v¹ch Mìi

b-íc v¹ch sÏ s¶n ra 4 cÍp xung, ¸nh s¸ng nhỊn ®îc qua tÕ bµo quang ®iện sÏ

®ược biÕn thµnh mĩt ®iÖn ¸p nhÍt ®Þnh ®Ó gịi ®Õn bĩ so s¸nh

* §Ưc ®iÓm:

 KÕt cÍu ®¬n gi¶n gi¸ thµnh rÏ

 §ĩ chÝnh x¸c ®¹t ®îc kh«ng cao

1.1.2 §o chuyÓn vÞ dµi

Ngíi ta cê thể ®o trùc tiÕp lîng dÞch chuyÓn cña bµn m¸y mµ kh«ng cÌn c¬cÍu trung gian B»ng c¸ch sö dông hÖ thỉng quang hôc cĩng víi thíc v¹ch Thícv¹ch ®îc chÕ t¹o tõ vỊt liÖu thụ tinh quang hôc hoƯc kim l¹i nh½n bêng

Líi ch¾n ®ược chia thµnh hai hµng lì lÖch nhau Thíc ®îc g¾n cỉ ®Þnh trªnth©n m¸y, líi di dĩng víi bµn m¸y

Khi bµn m¸y dÞch chuyÓn tÝn hiÖu ra tõ hÖ thỉng ®o sÏ cÍp c¸c xung nhôn lÖchpha 900vµ qua bĩ ®Õm ®Õm sỉ xung biÓu thÞ qu·ng ®íng dÞch chuyÓn (1 xung =

4



) vµ cê chiÒu dµi lµ sím pha hoƯc trÔ pha

Víi c¸ch ®o nµy thíng dïng ®îc trong c¸c m¸y c«ng cô CNC cê c«ng suÍtlín

1.2 HỆ THỐNG ĐO CHUYỂN VỊ THEO SỐ ĐO TUYỆT ĐỐI

Trong hÖ thỉng ®o chuyÓn vÞ theo sỉ ®o tuyÖt ®ỉi ngíi ta dïng thíc m· nhÞph©n ®Ó cê thÓ ®ôc vµ hiÓn thÞ mĩt c¸ch tù ®ĩng Trªn thíc m· nhÞ ph©n cê c¸cv¹ch xen kÎ cho ¸nh s¸ng ®i qua vµ kh«ng ®i qua

§ỉi víi lo¹i m¸y nµy th× sai sỉ cê thÓ xuÍt hiÖn t¹i vÞ trÝ chuyÓn ®ưi tõ miÒn cê

¸nh s¸ng lôt qua vµ miÒn kh«ng cê ¸nh s¸ng lôt qua NÕu mÐp ®o cña thíc vµ cñatÍm mÐp kh«ng th¼ng hµng hoƯc tÕ bµo quang ®iÖn cê ®ĩ nh¹y ¸nh s¸ng kh¸cnhau

1.3.2 ChuyÓn vÞ dµi (thíc ®o c¶m øng tuyÕn tÝnh)

VÒ nguyªn t¾c giỉng ®Ìu ®o Resolver chØ kh¸c ị ®Ìu đo c¶m øng tuyÕn tÝnhcÍu t¹o cê thíc ®o cỉ ®Þnh g¾n trªn th©n m¸y vµ con trît di ®ĩng víi bµn m¸y Trªnthước ®o, ngíi ta s¾p xÕp c¸c d©y dĨn b»ng m¹ch in (dỊp) vµ ®Ưt c¸c ®iÖn ¸p

Uscos vµ Ussin Con trît lu«n c¸ch ®Òu 0,1mm so víi m¹ch thíc ®o

Khi cê sù chuyÓn ®ĩng t¬ng ®ỉi gi÷a con trît vµ thíc ®o th× dßng tõ th«ng thay ®ưi sÏ c¶m øng trªn thíc ®o mĩt hiÖu ®iÖn thế Uf tû lÖ víi ®ĩ dÞch chuyÓn.Thíc ®o cê thÓ s¾p xÕp c¹nh nhau ®Ó ®o c¸c chiÒu dµi lín h¬n

2 HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH VỊ TRÍ

Trªn c¸c m¸y CNC, chuyÓn ®ĩng cña bµn trît m¸y ®îc thùc hiÖn chÝnh x¸cnhí HT§K vÞ trÝ HÖ §KS t¹o ra trong bĩ nĩi suy c¸c gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña bµn trît.Nh÷ng gi¸ trÞ nµy ®îc ®a vµo chu tr×nh ®iều khiÓn vÞ trÝ vµ t¹i ®ê c¸c gi¸ trÞ tÝnhto¸n ®îc so s¸nh víi gi¸ trÞ thùc tÕ tõ hÖ thỉng ®o HiÖu sỉ gi÷a gi¸ trÞ tÝnh to¸n vµgi¸ trÞ thùc sÏ quyÕt ®Þnh tỉc ®ĩ cña tõng trôc m¸y VÝ dô: hÖ thỉng ®o dÞchchuyÓn t¬ng tù lµm viÖc nh mĩt ®iÖn thÕ kÕ (Hình1.21)

Nguyªn lÝ lµm viÖc: