BÀI GIẢNG Chương 10 Hệ Thống Tín Hiệu Mã Hiệu ( 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 10: HỆ THỐNG TÍN HIỆU MÃ HIỆU

Trang 4

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

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

Trang 5

10.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI TÍN HIỆU

 Nếu dựa vào tính liên tục của tín hiệu:

 Tín hiệu liên tục : là loại tín hiệu được truyền đi từ vị

trí này đến vị trí khác liên tục theo thời gian và là

một hàm liên tục theo thời gian;

 Tín hiệu không liên tục : là loại tín hiệu rời rạc, ngắt

quãng.

 Nếu căn cứ theo dạng tín hiệu:

 Tín hiệu tương tư (Analog) ̣: Tín hiệu tương tự là

một hàm liên tục theo thời gian;

 Tín hiệu sô (digital): Được biểu diển bằng các con

số Tín hiệu số là tín hiệu rời rạc.

Trang 6

10.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI TÍN HIỆU

Hình 10 1 – Phân loại tính hiệu

Trang 7

10.2 CÁC HỆ THỐNG MÃ HIỆU

 Hệ thập phân gồm mười chữ số (biểu tượng) từ 0 đến 9

 Hệ thập phân còn được gọi là hệ đếm cơ số 10 bởi vì nó có

10 chữ số

 Hệ thập phân là một hệ thống giá trị phụ thuộc vị trí mà trong

đó giá trị của một chữ số trong một số phụ thuộc vào vị trí của

nó

Hình 10 2 – Hệ thập phân

Trang 8

 Ví dụ: Xét một số hệ thập phân 153 Chúng ta biết rằng:

Như vậy chữ số 1 mang giá trị lớn nhất và được gọi là chữ

Trang 9

 Hệ thập phân không thuận tiện cho việc tính toán trong các hệ

thống tính toán số

 Rất khó để thiết kế một thiết bị điện tử mà làm việc với 10 mức

điện thế khác nhau (mỗi mức sẽ đặc trưng cho một chữ số từ 0 đến 9)

 Mặt khác, sẽ là rất dễ dàng để thiết kế các mạch điện chính xác, đơn giản mà có thể hoạt động được với chỉ hai mức điện thế Vì lý

do này , người ta sử dụng hệ đếm nhị phân sử dụng hai chữ số 0

và 1 (hệ đếm cơ số 2 ).

Hình 10 3 – Hệ nhị phân

Trang 10

Trang 11

 Hệ bát phân sử dụng tám chữ số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, và 7 và được gọi là hệ đếm cơ số 8

 Mỗi chữ số của hệ có thể nhận giá trị bất kỳ từ 0 đến 7.

Hệ thống số bát phân được sử dụng rộng rãi trong điện tử và

máy tính công nghiệp So với hệ nhị phân, hệ bát phân ngắn

hơn nhiều,dễ nhớ và có thể chuyển đổi qua hệ nhị phân một

Trang 12

Trang 13

 Hệ thập lục phân sử dụng 16 ký tự 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,

A, B, C, D, E, F (tương ứng với các chữ số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6,

7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 trong hệ thập phân) để biểu

diễn một đại lượng bất kỳ

Ví dụ:

1FE16 = 1 x (162) + 15 x (161) + 14 x (160) = 51010

Trang 14

Hình 10 5 – Máy tính Bendix-G15 của

IBM sử dụng hệ thập lục phân

Trang 15

10.3 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC MÃ HIỆU

 Muốn chuyển đổi một số thập phân sang một hệ có cơ số n bất

kỳ, ta chia số đó cho n và nhớ số dư , và cứ làm như vậy cho thương số bằng 0 thì dừng lại

 Số chuyển đổi cơ số hệ n thu được là một số bao gồm tất cả các chữ số dư với MSD số dư sau cùng và LSD là số dư đầu tiên.

 Chuyển đổi số thập phân sang nhị phân:

Ví dụ: Biểu diễn số 810 trong hệ nhị phân:

Trang 16

 Chuyển đổi số thập phân sang bát phân:

Ví dụ: Biểu diễn số 6410 trong hệ bác phân:

64 : 8 = 8 dư 0

8 : 8 = 1 dư 0

1 : 8 = 0 dư 1

6410 = 1008

 Chuyển đổi số thập phân sang thập lục phân:

Ví dụ: Biểu diễn số 25610 trong hệ thập lục phân:

256 : 16 = 16 dư 0

16 : 16 = 1 dư 0

1 : 16 = 0 dư 1

25610 = 10016

Trang 17

 Một thuận lợi lớn của hệ đếm bát phân là dễ dàng chuyển đổi sang số nhị phân và ngược lại

 Để chuyển đổi một số trong hệ bát phân sang hệ nhị phân, mỗi chữ số của số bát phân sẽ được biểu diễn bằng một số

nhị phân 3 bit tương đương của hệ nhị phân

 Ngược lại, để chuyển đổi số nhị phân sang hệ bát phân, ta

lần lượt tách từng cụm 3 bit của số này, bắt đầu từ bit có ý

nghĩa nhỏ nhất, sau đó biểu diễn từng cụm 3 bit này bằng

một chữ số tương ứng trong hệ bát phân.

Trang 18

Ví dụ: Biểu diễn số 2738 sang hệ nhị phân

Trang 19

lại

tương tự như chuyển đổi giữa hệ bát phân và nhị phân

một số nhị phân 4 bit tương ứng

Ví dụ: Biểu diễn số 9F216 sang hệ nhị phân

9 F 2

  

1001 1111 0010

9F216 = 1001111100102

Trang 20

Trang 21

10.4 CÁC HỆ THỐNG MÃ HIỆU KHÁC

-decimal code)

 Nếu mỗi chữ số của một số trong hệ thập phân được biểu

diễn bởi một số nhị phân 4 bit tương đương, điều này sẽ

tạo ra một mã được gọi là nhị thập phân (BCD).

Ví dụ: Biểu diễn số 87410 bằng mã nhị thập phân (BCD)

8 7 4

  

1000 0111 0100

87410 = 1000 0111 0100(BCD)

Trang 22

Trang 23

10.4.2 Mã Gray

 Mã Gray thuộc về một trong các loại mã được gọi là các mã

có sự thay đổi nhỏ nhất,

chuyển từ bước này sang bước tiếp theo

Trang 24

10.4.3 Mã bù nhị phân

 Xét một số nhị phân, nếu ta đảo giá trị của từng chữ số trong

số nhị phân này,

Ta sẽ thu được một số được gọi là mã bù nhị phân

Ví dụ: Số nhị phân 1001 sẽ có số bù nhị phân là 0110

Trang 25

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 26

 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 27

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 28

• Xã hội loài người càng phát triển, nhu cầu các sản phẩm 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 29

•Các chương trình điều khiển máy NC có thể được ghi trên

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

Trang 30

Trang 31

9.2 Đặc điểm cảu máy NC

•Cấu trúc máy NC phức tạp

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

 Giá thành máy NC cao

•Tính khả dụng

Thích hợp cho các loại chi tiết từ đơn giản đến phức tạpMẫu mã chi tiết thường thay đổi

Trang 32

9.2.1 Đặc điểm sử dụng

Giá thành chế tạo

M áy NC

M áy t ự đ ộng

 A < N: máy NC chi phí thấp hơn

 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 33

9.2.2 Đặc điểm cấu trúc

Trang 34

9.2.2 Đặc điểm cấu trúc

 Ưu điểm:

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

Chương trình điều khiển có thể thay đổi nhanh chóng,

dễ dàng và do đó rút ngắn được thời gian phụ

Giúp tăng khả năng tự động hóa quá trình sản xuất

 Nhược điểm:

Giá thành máy NC cao

Trang 35

9.2.3 Phân loại máy NC

máy truyền thống:

 Máy tiện NC;

 Ngoài ra, máy NC có thể phân loại theo đặc điểm chuyển

động của dao cắt:

Trang 36

9.2.4 Máy tiện NC

 Là loại máy có số lượng nhiều nhất và đa dạng nhất trong các loại máy NC

 Hầu hết máy tiện NC đều sử dụng hộp tốc độ tự động với

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 37

Đặc tính kỹ thuật:

 Đường kính lớn nhất có thể gia công:

• Trên thân máy: 400 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

Trang 38

Hình 9 4 – Máy 16K20T1

Trang 39

Hình 9 5 – Sơ đồ máy 16K20T1

Trang 40

9.2.5 Máy khoan – doa NC

9.2.5.1 Đặc điểm

 Máy khoan- doa NC phát triển với nhiều dạng khác nhau:

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 41

 Đặc tính kỹ thuật

 Đường kính lớn nhất của mũi khoan: ∅ 35 35 mm

 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

 18 cấp lượng chạy dao theo trục Z: s = 10÷500 mm/ph

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

 Kích thước bàn máy: 400 x 360 mm

Trang 42

Hình 9 1 –Máy khoan đứng NC 2P135 ∅2

Trang 43

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 44

• 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 45

9.2.6 Máy phay NC

Hình 9.2 – Máy phay UWF802M

Trang 46

9.3 Đặc điểm cảu máy CNC

9.3.1 Đặc điểm chung

Là hệ thống máy công cụ điều khiển theo chương trình viết bằng mã ký tự số, chử cái và các ký tự chuyên dụng khác

Ưu điểm của máy CNC:

 So với các máy công cụ điều khiển tay, kết quả làm việc của 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 47

9.3.2 Phân loại máy CNC

 Dựa vào đặc điểm gia công và hình dạng, CNC có thể phân thành 3 nhóm:

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 48

 Đặc tính kỹ thuật

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

 Số lượng dao trên cơ cấp chứa: 30

 Số cấp vòng quay của trục chính: Z = 19

 Chuyển động nhanh của bàn máy quanh trục B’: 5,0 v/ph

 Kích thước chính của trung tâm; 2650×1950×2070 mm

Trang 49

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

Định dạng
Số trang	60
Dung lượng	3,98 MB