BÀI GIẢNG Chương 9 Máy Điều Khiển Chương Trình Số ( Đồ Án Tốt Nghiệp)

MÁY VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ MÁY VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ

Trang 1

MÁY VÀ HỆ THỐNG

ĐIỀU KHIỂN SỐ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Số 1 Võ Văn Ngân, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh

Tel: +84 8 7221223, Fax: +84 8 8960640

Số 1 Võ Văn Ngân, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh

Tel: +84 8 7221223, Fax: +84 8 8960640

Trang 2

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Trang 3

MÁY VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

CHƯƠNG 9: MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG

TRÌNH SỐ

Trang 4

Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

NỘI DUNG

Số 1 Võ Văn Ngân, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh Tel: +84 8 7221223, Fax: +84 8 8960640

9.1 Khái niệm

9.2 Đặc điểm của máy NC

9.3 Đặc điểm của máy CNC

9.4 Xu hướng phát triển các loại máy NC

9.5 Một số khái niệm và quy ước cơ bản trong máy NC và CNC

Trang 5

 Máy công cụ truyền thống:

 Được con người điều khiển trực tiếp

 Thao tác chủ yếu bằng tay

 Theo dõi và quan sát quá trình gia công bằng mắt

Với máy truyền thống thì thời gian phụ khá lớn (chủ yếu là thời gian chỉnh máy) và phế phẩm nhiều dẫn tới năng suất làm việc không cao.

Trang 6

Sử dụng chương trình điều khiển máy cứng như vấu

tỳ, công tắc hành trình, máy chép hình cam trên trục phân phối.

 Ưu điểm: Giảm thời gian phụ

 Nhược điểm: Thay đổi mẫu mã, kích thước sản

phẩm thì tốn nhiều thời gian để thay đổi chương trình

 Máy tự động:

Các máy tự động loại này chỉ thích hợp cho việc

sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Trang 7

trở nên phức tạp hơn việc áp dụng các máy tự động trong sản xuất không có hiệu quả kinh tế cao

 Như vậy, cần phải có một loại máy có khả năng thay đổi chương trình điều khiển một cách nhanh chóng hơn, dễ dàng chuẩn bị, “mềm” và linh hoạt hơn so với cách điều khiển “cứng” như trong máy tự động

Máy điều khiển theo chương trình số (numerical control) ra

đời trong bối cảnh và yêu cầu thực tiễn này.

Trang 8

 Các chương trình được mã hóa dưới dạng số này chứa

đựng tất cả các lệnh điều khiển các chuyển động và hoạt

động của máy NC

đưa về bộ điều khiển để điều khiển một phần hay toàn bộ quá trình hoạt động của máy NC

băng đục lỗ, phim, băng từ, đĩa mềm, đĩa CD, đĩa cứng…

Trang 9

Trang 10

9.2 Đặc điểm cảu máy NC

9.2.1 Đặc điểm sử dụng

 NC có thể thay đổi chương trình điều khiển một cách linh hoạt, nhanh chóng, thuận tiện

chóng, đơn giản, không tốn nhiều chi phí

 Đòi hỏi người lập trình có trình độ lập trình cao

 Thích hợp cho các loại chi tiết từ đơn giản đến phức tạp

Trang 11

 B > N : máy tự động

có chi phí thấp hơn

a: chi phí ban đầu máy tự động Hình 9.1 Tổn chi phí gia công trên máy NC và máy tự động

Trang 12

9.2.2 Đặc điểm cấu trúc

Trang 13

9.2.2 Đặc điểm cấu trúc

 Không phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển Người điều khiển chỉ theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt động của máy

dàng và do đó rút ngắn được thời gian phụ

Trang 14

9.2.3 Phân loại máy NC

Trang 15

9.2.4 Máy tiện NC

các loại máy NC

động cơ điện một chiều, ly hợp điện từ, nên xích truyền động ngắn và có thể tự thay đổi vận tốc cắt trong thời gian gia công

9.2.4.1 Đặc điểm chung

Trang 16

Đặc tính kỹ thuật:

 Đường kính lớn nhất có thể gia công:

- Trên thân máy: 400 mm

- Trên bàn máy: 215 mm

 Chiều dài đường kính lớn nhất có thể gia công: l = 900 mm

 Đường kính lỗ của trục chính: 53 mm

 Số vòng quay của trục chính: n = 22,4 ÷ 2240 v/ph

 Lượng chạy dao dọc: s 1 = 0,01 ÷ 2,8 mm/v

 Lượng chạy dao ngang: s 2 = 0,005 ÷ 1,4 mm/v

 Lượng di động bàn máy trên một xung dọc: s 1n = 0,01 mm

 Lượng di động bàn máy trên một xung ngang: s 2n = 0,005 mm

 Bước ren có thể cắt: t p = 0,01 ÷ 40,96 mm

Công suất động cơ chính: N = 11 kW

9.2.4.2 Máy tiện NC 16K20T1

Trang 17

9.2.4.2 Máy tiện NC 16K20T1

Hình 9 4 Máy 16K20T1

Trang 18

9.2.4.2 Máy tiện NC 16K20T1

Hình 9 5 Sơ đồ máy 16K20T1

Trang 19

9.2.5 Máy khoan – doa NC

9.2.5.1 Đặc điểm

 Máy khoan: khoan đứng, khoan cần, khoan revolver, khoan nhiều trục,…;

khoan-doa-phay với những cơ cấu cấp dao tự động

Với việc sử dụng máy khoan-doa NC, năng suất lao động tang lên từ 1,5÷2 lần Và nếu sử dụng thêm cơ cấu thay dao tự động, năng suất có thể tăng lên từ 3÷4 lần

Trang 20

9.2.5.2 Máy khoan đứng NC 2P135 2 ∅2

 Đặc tính kỹ thuật

 Ren lớn nhất có thể cắt: M24

 Đường kính lớn nhất của dao phay: 100 ∅ 35 mm

 12 cấp vòng quay trục chính: n = 31,5 ÷ 1400 v/ph

 Lượng chạy dao nhanh theo trục Z: 3850 v/ph

 Kích thước bàn máy: 400 x 360 mm

Trang 21

9.2.5.2 Máy khoan đứng NC 2P135 2 ∅2

Hình 9 1 Máy khoan đứng NC 2P135 ∅2

Trang 22

9.2.6 Máy phay NC

9.2.6.1 Đặc điểm

điểm sau:

 Năng suất gia công cao hơn gấp 3 lần

 Rút ngắn được chu kì gia công và thời gian chuẩn bị sản

xuất

 Giảm các công việc phải làm bằng tay, đặc biệt trong những

công việc tinh xác

Trang 23

- Đầu trược ngang (Y): 2÷1600 mm/ph

- Tốc độ chạy dao vô cấp của bàn máy trượt đứng: 2÷1600 mm/ph

 Khối lượng: 1800 kG

 Kích thước dài × rộng × cao: 3,38 × 2,80 × 1,95 m

Trang 24

9.2.6 Máy phay NC

9.2.6.2 Máy phay UWF802M

Hình 9.2 Máy phay UWF802M

Trang 25

9.3 Đặc điểm cảu máy CNC

9.3.1 Đặc điểm chung

bằng mã ký tự số, chử cái và các ký tự chuyên dụng khác

 Ưu điểm của máy CNC:

máy CNC không phụ thuộc vào tay nghề thuần thục của người điều khiển

 Máy CNC có tính linh hoạt cao trong công việc lập trình, tiết

kiệm được thời gian chỉnh máy, đạt được tính kinh tế cao ngay cả với loạt sản phẩm nhỏ

với hệ thống xử lý thông tin “điện tử - số hóa”

Trang 26

9.3.2 Phân loại máy CNC

thành 3 nhóm:

 Nhóm máy CNC phay – khoan – doa: có chuyển động chính

là chuyển động vòng của dao cắt, và hình dạng của nó tương tự như máy phay, khoan, doa ngang;

 Nhóm CNC tiện – khoan hoặc tiện – khoan – phay: với

chuyển động chính là chuyển động vòng của phôi, và hình dạng gần giống máy tiện;

 Nhóm CNC đặc biệt: với việc sử dụng các dạng gia công

khác nhau (trừ nguyên công bào) và có hình dạng, kích thước cũng rất khác nhau

Trang 27

 Kích thước làm việc của bàn máy: 400 × 500 mm

 Số lượng dao trên cơ cấp chứa: 30

Trang 28

9.3.2.1 CNC phay – khoan – doa 6904BM 2 ∅2

Hình 9.3 Hình dáng chung của máy CNC 6904BM ∅2

1 – Bệ máy; 2 – Trụ máy; 3 – Ụ trục chính; 4 – Bàn máy chữ thập;

5 – Cơ cấu chứa dao; 6 – Tay máy

Trang 29

2014 Tr 29

9.3.2.2 CNC tiện – khoan – phay Ikegai

Trang 30

9.3.2.2 CNC tiện – khoan – phay Ikegai

Hình 9.4 Bộ phận lắp dao và phôi của CNC tiện – khoan – phay Ikegai

1 – Ụ trước; 2 – Bàn trượt; 3 – Đầu dao đặc biệt;

4 – Đầu revolver lắp các dao quay khi qia công;

5 – Đầu revolver lắp các dao cố định để tiện khoét lỗ.

Trang 31

9.3.2.3 CNC tổ hợp AOW

 Bề mặt làm việc của bàn máy: 250 x 250 mm;

 Số vòng quay lớn nhất của mâm cặp: 12 v/ph;

 Côn trục chính: N40;

 Số vòng quay trục chính: n = 20÷5000 v/ph;

 Lượng di động lớn nhất của đầu truyền lực đứng: 180 mm;

 Lượng di động lớn nhất của đầu truyền lực dọc: 180 mm;

 Lượng di động lớn nhất của đầu truyền lực đứng: ±135 mm;

 Số dao lắp được trong cơ cấu chứa: 15;

 Công suất động cơ chính: N = 2,35 kW;

 Lực chạy dao: P = 4000 N

Trang 32

9.3.2.3 CNC tổ hợp AOW

Hình 9.5 – Hình dáng chung CNC tổ hợp AOW

1 – Bàn máy quay; 2 – Đầu truyền lực; 3 – Đầu truyền lực; 4 – Giá đỡ;

5 – Giá đỡ; 6 – Bàn trượt; 7 – Bàn trượt; 8 – Cơ cấu cấp dao;

9 – Cơ cấu cấp dao; 10 – Cơ cấu khí ép; 11 – Cơ cấu khí ép.

Trang 33

 Hệ thống NC hiện nay đã ở mức độ khá hoàn thiện Tuy nhiên, do đặc điểm của máy NC là tổ hợp các phần cứng rời rạc, và chương trình điều khiển còn dựa quá nhiều vào phần cứng

Máy NC không còn chiếm được vị trí quan trọng như ban đầu, thay vào đó là các hệ thống CNC, DNC,

hoàn thiện và đạt tốc độ xử lý cao do tiếp tục ứng dụng những thành tựu phát triển của các bộ vi xử lý µP

khiển khác nhau

Trang 34

 Vật mang tin từ băng đục lỗ, băng từ, đĩa từ tiến tới đĩa

tin cậy và tuổi thọ cao

 Việc cài đặt các cụm vi tính trực tiếp vào hệ NC để trở

thành hệ CNC (Computerized Numerical Control) đã tạo

nghiệp nhỏ

 Màn hình ban đầu chỉ là đen trắng với các ký tự chữ cái và

con số nay đã dung màn hình màu đồ họa, độ phân giải cao (có thêm toán đồ và hình vẽ mô phỏng tĩnh hay động);

mở rộng để quản lý điều hành một cách tổng thể hệ thống sản xuất của một xí nghiệp hay của một tập đoàn công

nghiệp

Trang 35

được điều khiển thông qua chương trình được lập sẵn

Ba trục chuyển động chính được ký hiệu là các trục X, Y, Z

Hình 9 6 Quy tắc bàn tay phải

9.5 Một số khái niệm cơ bản và quy ước

trong máy NC và CNC

Trang 36

 Hệ tọa độ thiết lập cho một số loại máy NC, CNC:

Trang 37

 Hệ tọa độ thiết lập cho một số loại máy NC, CNC:

c) Máy tiện

Trang 38

không thay đổi được;

công Chuẩn này có thể thay đổi được;

 P: chuẩn thảo chương – là chuẩn để lập chương trình gia công, có

thể trùng hoặc không trùng với chuẩn chi tiết và có thể thay đổi được.

Hình 9 7 Chuẩn máy M, chuẩn chi tiết W

và chuẩn thảo chương trên máy tiện

Trang 39

 Mỗi xung sẽ tạo nên một lượng chuyển động là một

suất đơn vị BLU (basic length unit) trên một trục

tương ứng Như vậy, trong hệ thống này, một xung

tương ứng với 1 BLU.

Xung = BLU

 BLU là khoảng di động nhỏ nhất đạt được của mỗi

trục máy.

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	3,43 MB