Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC

Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC

Lời Tựa Các nớc 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 ngời 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 đợc đa vào trong kỹ thuật chế tạo. Do vậy các thiết bị sản xuất đợc 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 thờng đã dần đợc 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 chơng trình đợc lập trớc. Thời kỳ đổi mới đất nớc ta đã chủ trơng phát triển ngành công nghiệp nặng, trong đó ngành cơ khí chế tạo đợc quan tâm, và không ngừng đổi mới các trang thiết bị để năng cao chất lợng và tính u việt của sản phẩm. Do vậy các máy điều khiển số đang đợc sử dụng rộng rãi ở nớc 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 đợc dùng trong công tác nghiên cứu khoa học và đào tạo, qua các lớp đào tạo về máy điều khiển số 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. Dới 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: Chơng I: Khái niệm cơ bản về điều khiển số & máy công cụ CNC. Chơng II: Bộ nội suy và hệ thống truyền động cơ khí trong máy điều khiển số. Chơng 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 chơng trình gia công. Phụ lục: Một số chơng trình gia công trên máy phay TNC426 (dùng ngôn ngữ DINPLUS). - 1 Chơng I Khái niện cơ bản về hệ thống điều khiển số và máy cộng cụ cnc Đ1: khái niệm về điều khiển số i. quá trình phát triển, trình độ hiện tại của ngành máy công cụ cnc. 1. Quá trình phát triển. ý tởng điều khiển một dụng cụ thông qua một chuỗi lệnh kế tiếp liên tục, mà chúng đợc ứng dụng trong các máy điều khiển NC ngày nay, thực ra đã đợc phát kiến từ thế kỷ 14, bắt đầu từ những cụm chuông đợc điều khiển bởi các trục đục lỗ. Năm 1808, Joseph M Jacquard dùng những tấm tôn đục lỗ điều khiển tự động các máy dệt. Những vật mang tin thay đổi đợc đã ra đời. Cuối những năm 1940, Học viện công nghệ MIT ( Massachusetts Institute of Technology ) 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 chơng trình số NC. Năm 1959 máy công cụ NC đợc triển lãm đầu tiên ở Pari, trình bày những máy NC đầu tiên ở Châu Âu. Từ sau năm 1960, bóng đèn điển tử đợc thay thế bởi các phần tử bán dẫn điện tử rời rạc điốt ( đèn hai cực ) và Tranzito ( đèn ba cực ). Nhng đa số những linh kiện 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 điều khiển.Thông tin điều khiển ghi trên băng đục lỗ, dung lơng thấp, khi gia công cho nhiều chi tiết giống nhau vẫn phải đọc băng đục lỗ cho từng lân gia công. Khi thay đổi chơng 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 các thành tựu phát triển của kỹ thuật vi điện tử , vi mạch tích hợp. Những hệ NC sử dụng các bản mạch logic nối cứng đợc thay thế bởi các hệ điều khiển có bộ nhớ và dung l- ợng đủ lớn. Do nối ghép các cụm vi tính vào hệ điều khiển số mà phần cứng có nhiệm vụ chuyên dùng trớc đây đợc thay thế bằng các phần mềm linh hoạt hơn. Dung lợng nhớ ngày càng đợc mở rộng, tạo điều kiện lu trữ trong hệ điều khiển số trớc hết là những chơng trình đơn lẻ sau đó là cả một th viện chơng trình, lại có thể thay đổi đợc chơng trình đã lập một cách dễ dàng thông qua cấp lệnh bằng tay, thao tác trực tiếp trên máy. Năm 1972, các tủ điều khiển NC đầu tiên có cài đặt các cụm vi tính chế tạo hàng loạt đa ra một thế hệ mới các thiết bị NC cài đặt các cụm vi tính có công năng - 2 mạnh mẽ hơn. Thế hệ này đợc nhanh chóng thay thế bởi các cụm điều khiển CNC cài đặt ( Microproessor ). Năm 1984 hệ điều khiển CNC có công năng mạnh đợc trang bị các công cụ trợ giúp lập trình garaphic . Tiến thêm một bớc phát triển mới lập trình tại phân x- ởng sản xuất. Những năm 1986 1987 các giao diện tiêu chuẩn hóa ( Inteface ) mở ra con đờng tiến tới các xí nghiệp tự động trên cơ sở một hệ thống trao đổi thông tin liên thông : CIM ( Computer Integrated ManufaeTuring ). 2. Trình độ hiện tại. Các chức năng tình toán trong hệ thống CNC ngày càng hoàn thiện hơn và đạt độ xử lý cao do tiếp tục ứng dụng những thành tựu phát triển của các bộ vi xử lý P à . Các hệ thống CNC đợc chế tạo hàng loạt lớn theo công thức xử lý đa chức năng, dùng cho mục đích điều khiển khác nhau. Vật mang tin từ băng đục lỗ, băng từ, đĩa từ tiến tới đĩa compact ( CD) có dung lợng 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 ngời điều khiển có thể lập trình trực tiếp trên máy. Dữ liệu lập vào nội dung lu trữ, thông báo về tình trạng hoạt động của máy công cụ chỉ dẫn cần thiết cho ngời điều khiển đợc hiện trên 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 mô phỏng tĩnh hoặc động quá trình gia công của chi tiết). Biên dạng của chi tiết gia công và chuyển động của dao đều đợc hiển thị trên màn hình. Các hệ CNC riêng lẻ có thể ghép mạng cục bộ hay có thể mở rộng quản lý và điều hành một cách tổng thể hệ thống sản xuất của một xi nghiệp hay của một tập đoàn công nghiệp Với sự ứng dụng ngày càng rộng rãi của tin học vào ngành cơ khí, cùng với xu hớng con ngời đang có nhu cầu tìm các lọai vật liệu thông minh mới nhằm thay đổi các loại vật liệu sản xuất trớc đây, thì trong tơng lai ngành cơ khí còn có nhiều những bớc phát triển đột phá khác nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao phục vụ và đáp 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 gồm các khoa học về điều khiển, điều chỉnh, nhớ, sử lý và chuyển giao thông tin. Điều khiển kỹ thuật nghiêm cứu các quy luật xuất hiện trong : Quá trình thiết lập hoặc trong quá trình hoạt động. - 3 Các hệ thống làm việc tự động, gọi chung là hệ thống công tác. Một hệ thống công tác bao gồm hàng loạt hệ thống thành phần và hàng loạt các mỗi quan hệ giữa hai hay nhiều khâu hoặc nhiều quá trình. Một hệ thống công tác phải có một hay nhiều đầu vào và đầu ra, thông qua đó hệ thống công tác có thể trao đổi vật chất, năng lợng và thông tin với môi trờng bên ngoài. 2.2 Điều khiển tự động hóa máy công cụ. Điều khiển tự động hoá máy công cụ đợc thể hiện qua các chức năng sau: - Khởi động, dẫn dắt và kết thúc các chuyển động. - Biến đổi tốc độ, số vòng quay, biến đổi lực, mô men hay biến đổi công suất tác dụng. - Thực hiện định vị các cụm máy với độ chính xác yêu cầu để bảo đảm vị trí tơng quan giữa dao và phôi. - Bộ điều khiển bao gồm một hay nhiều xích điều khiển, chúng gắn liền một hay nhiều mạch điều chỉnh. Các xích điều khiển và mạch điều chỉnh làm việc với các bộ khuyếch đại công suất. ở đầu vào của bộ điều khiển, công suất thờng thấp, nhng ở đầu ra, công suất điều khiển lại cao hơn nhiều. Năng lợng này sẽ đợc khuếch đại từ nguồn khác. Bởi vậy giữa các đại lợng đầu vào và đầu ra xuất hiện sự trễ về thời gian. Thời gian trễ phụ thuộc vào lực quán tính và các trở kháng (nh ma sát trợt và lăn, điện trở công suất, các hiệu ứng cảm ứng điện từ ). Quá trình làm việc của một máy công cụ, thì từng bớc nguyên công đợc thực hiện theo một trình tự không gian và thời gian xác định, với sự xắp đặt có tính quy luật, rất chặt chẽ và chính xác giữa các chuyển động và thiết bị đóng/ ngắt. Gọi đó là chơng trình làm việc cuả máy. Bộ điều khiển máy công cụ có nhiệm vụ thực hiện ch- ơng trình này một cách tự động. Trong điều khiển theo chơng trình có : - Điều khiển khởi động và phanh hãm. - Điều khiển tốc độ, điều khiển đổi chiều. - Điều khiển đo đờng dịch chuyển Các lệnh điều khiển đợc chia thành : Hệ điều khiển đóng/ ngắt: Với hệ điều khiển này thờng tác động khi xác định về chiều và độ lớn của các tốc độ dịch chuyển trên các đoạn đờng dịch chuyển. Hệ lệnh điều khiển đờng: Thông tin đờng dịch chuyển thờng tác động khi 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 chức năng hộ trợ kèm theo. Năng lợng 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 lợng này để tạo ra một dạng năng lợng tối u dùng cho bộ điều khiển. Mỗi dạng năng lợng đều có - 4 những u, khuếch điểm riêng, với các nhiêm vụ khác nhau mà ta có thể lựa chọn các dạng năng lợng 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 đại l- ợng là đại lợng đầu vào, các đại lợng khác nhau là các đại lợng đầu ra, chúng tác động và ảnh hởng đến hệ thống theo những quy luật riêng. 2.4 Điều khiển số NC (Numerical Control). Là hệ thống điều khiển đặc trng bởi các đại lợng đầu vào là những tín hiệu số nhị phân, chúng đợc đa vào hệ thống điều khiển dới dạng một chơng trình điều khiển có hệ thống. Trong điều khiển số ứng dụng cho máy công cụ, các đại lợng đầu vào là những thông tin, dữ liệu hay số liệu nhập vào. - Điều khiển NC: Đặc tính của hệ điều khiển này là chơng trình hóa các mỗi liên hệ , trong đó mỗi mảng linh kiện điện tử riêng lẻ đợc xác định một nhiệm vụ nhất định, liên hệ giữa chúng phải thông qua những dây nối hàn cứng trên các mạch logic điều khiển. - Chức năng điều khiển đợc 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 một máy 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 đợc giải quyết thông qua phần mềm nghĩa là các chơng trình làm việc có thể thiết lập trớc. 2.6 Điều khiển đọc. Điều khiển đọc bao quát cả quá trình đọc tin. Nó kiểm tra các thông tin đã đợc 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 chơng trình. Bộ nhớ chơng trình đảm bảo chuẩn bị và thực hiện các bớc xử lý song song (xử lý đồng thời) các thông tin của một công đoạn gia công vốn đã đợc đọc vào theo thứ tự từng bớc (dạng chuyển động, tọa độ điểm kết thúc chuyển động, tốc độ trên đ- ờng biên dạng, số vòng quay và chiều quay của trục chính). 2.8 Thông tin hình học. Là hệ thống thông tin điều khiển các hệ thống chuyển động tơng đối giữa dao cụ và chi tiết liên quan trực tiếp tới quá trình tạo hình bề mặt, còn gọi là thông tin về đờng dịch chuyển (hình dạng đờng sinh và đờng chuẩn của bề mặt hình học muốn tạo ra trên đờng dịch chuyển). 2.9 Thông tin công nghệ (Technologual information). Là hệ thống thông tin cho phép máy thực hiện gia công với những giá trị công nghệ yêu cầu: Chuẩn hóa các gốc tọa độ, chọn chiều sâu lát cắt, tốc độ chạy dao, số - 5 vòng quay trục chính, chiều quay trục chính vị trí xuất phát của dao đóng hay ngắt mạch tới dung dịch trơn nguội, mạch đo lờng kiểm tra 2.10 Biểu thị thông tin qua tín hiệu. Một thông tin có thể đợc trình bày bằng những giá trị hoặc diễn biến giá trị của thông số tín hiệu. Hệ thống tín hiệu chỉ chấp nhận những giá trị số rời rạc xác định gọi là các 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 ngời đứng máy không chỉ khởi động chơng trình NC mà còn: - Viết và đa chơng trình vào máy. - Biến đổi các chơng trình đã đa vào máy. Các kích thớc của dụng cụ và của thiết bị kẹp phôi có thể đợc đa vào hệ thống CNC khi đặt số liệu mà không phụ thuộc vào chơng trình NC. Các kích thớc này đợc thực hiện tự động khi gia công. Do đó ngời đứng máy cần rất ít thông tin về bản vẽ, khi cần thiết có thể tự chọn dụng cụ và thiết bị kẹp chặt. Ta nhận thấy không 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 đợc sản sinh trên cơ sở cung cấp các dữ liệu ở dạng mã chữ cái cộng các con số và ký tự đặc trng. Máy công cụ điều khiển theo chơng trình số là những máy công cụ làm việc với các hệ thống ngắt và hệ lệnh đờng dịch chuyển trên cơ sở cung cấp các dữ liệu của công nghệ gia công cắt gọt ở dạng mã nói trên. Những hệ lệnh này đợc tổ chức theo một chơng trình gia công chặt chẽ chính xác. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển số trên máy công cụ CNC đợc thể hiện nh 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 gia công chi tiết, đợc đa vào chơng trình gia công với các bớc gia công kế tiếp nhau. Những chơng trình gia công chi tiết đợc số hoá và ghi vào vật mang tin bởi một mã (code) tơng thích, để phân biệt với bộ nhớ nôị tại vật mang tin còn gọi là bộ nhớ ngoại vi. Vật mang tin có thể là băng đục lỗ đợc ghi và đựơc đọc ra một cách tuần tự với tốc độ đọc 120 ký tự/ giây, băng từ (casset) là những dải băng có khả năng nhiễm từ quấn trong một casset và nó có tốc độ đọc từ 400 đến 3000 ký tự/ giây hoặc đĩa từ (disk) có u điểm là khai thác nhanh, trực tiếp, đựơc lựa chọn tự do với tốc độ đọc từ 4000 đến 300000 ký tự/ giây. - 6 - 7 Bàn máy Bộ so sánh tđ số bên b ớc Bàn máy HT đo Hệ thống đóng/ngắt GT cần GT thực GT cần Đ cơ Lập trình Điều khiển Bộ nội suy Nhớ Đọc Bản vẽ Vật mang tin Vật mang tin (a) (b) Xử lý ngoài trong số bên Xử lý b) Đ ờng tác dụng hở a) Đ ờng tác dụng kín 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 dữ liệu ghi trên vật mang tin đợc tiếp nhận thông qua bộ đọc, bộ đọc có nhiệm vụ kiểm tra các thông tin đã đợc 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 thông tin đuợc bộ đọc kiểm tra và đọc song đợc chuyển vào bộ nhớ. Bộ nhớ chơng trình đảm bảo chuẩn bị và thực hiện chuẩn bị các bớc song song (xử lý đồng thời) các thông tin của một công đoạn gia công vốn đã đợc đọc vào theo thứ tự từng bớc (dạng chuyển động, toạ độ của điểm kết thúc chuyển động, tốc độ trên đờng biên dạng, số vòng quay và chiều quay trục chính), dung lợng của các bộ nhớ trong các hệ CNC hiện đại cho phép nội dung thông tin của nhiều chơng trình con đợc lu trữ cùng một lúc trong bộ nhớ. Từ bộ nhớ các thông tin chơng trình gia công đợc chuyển qua bộ nội suy, bộ nội suy có nhiệm vụ tính toán hiệu chỉnh để đảm bảo các dữ liệu của chơng trình đọc vào là phù hợp. Bộ nội suy tính toán tọa độ của các điểm trên đờng dịch chuyển dọc theo biên dạng cần, đoạn biên dạng giữa điểm khởi xuất và điểm kết thúc mà toạ độ của chúng đã đợc đa vào chơng trình, để hình thành nên biên dạng của chi tiết cần gia công trong một dung sai xác định. Các tín hiệu điện đợc bộ đọc chuyển đổi từ các thông tin cần đa vào thành tín hiệu tơng tự (tín hiệu điện), tín hiệu này hình thành giá trị Cần của vị trí bàn máy (trong hệ lệnh về hớng dịch chuyển). Giá trị Cần đợc dẫn tới bộ so sánh theo một tuần tự điều khiển xác định. Các giá trị Cần qua bộ so - 8 sánh hình thành giá trị Thực về vị trí bàn máy, nó đợc thu thập thông qua hệ thống đo lờng dịch chuyển và cũng đợc dẫn tới bộ so sánh . Kết quả đa ra từ bộ so sánh giá trị Cần - Thực trở thành những tín hiệu điều khiển tự động cấp cho hệ thống truyền động, nhằm đạt tới vị trí chính xác mong muốn 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 đợc thực hiện trên nguyên tắc đờng tác dụng kín (hình1a). Còn trên hình1b, lại mô tả một hệ điều khiển theo nguyên tắc đờng tác dụng hở. ở đây, các thông tin đã ghi nhận đợc truyền động thẳng tới hệ truyền động thông qua cụm điều khiển. Giá trị Thực không đợc thu thập và phản hồi trên đờng tác dụng hở. Đối với hệ lệnh đóng/ ngắt quá trình cũng diễn ra tợng tự, chúng đợc ghi nhớ, xử lý và truyền đạt tới các khâu điều chỉnh và những chu kỳ làm 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 hỏi những chuyển động tơng đối rất khác nhau giữa dao cụ và chi tiết gia công. Các dạng điều khiển số đó cũng đợc phân thành: điều khiển điểm, điều khiển đoạn thẳng hay đờng 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 các kích thớc của các lỗ gia công so với hai trục X, Y phải chính xác, còn các quỹ đạo chuyển động của dao hay bàn máy đều không có ý nghĩa lắm (hình 2). Vị trí của các lỗ có thể đợc điều khiển đồng thời trên hai trục X, Y, quỹ đạo làm với một trong hai trục một góc tơng ứng với hai trục đó hoặc có thể điều khiển kế tiếp nhau, tức là theo hai trục riêng rẽ. 3.2.2 Điều khiển đoạn hay đờng thẳng. - 9 Z Y X X Z Z Y X (a) (b) Hình 3: Điều khiển đờng thẳng trên máy tiện, máy phay CNC. Điều khiển đờng thẳng là dạng điều khiển mà khi gia công dụng cụ cắt thực hiện một lợng chạy dao theo một đờng thẳng nào đó. Điều khiển đờng thẳng cho phép bên cạnh dịch chuyển nhanh định vị, còn có một dịch chuyển song song với chiều trục của dụng cụ cắt với lợng 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 trờng hợp trên dụng cụ cắt 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 đợc 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 thời trên một trục phải đợc tính toán một cách tuần tự đúng với ràng buộc hằng số của biên dạng cần gia công. Ví dụ trên hình 4 là quá trình phay biên dạng trên máy phay.Trong trờng hợp trên dụng cụ cắt chuyển động đồng thời theo hai trục để tạo ra một biên dạng vừa - 10 Z Y X [...]... máy tính toán các giá trị chỉnh lý dao cụ, tính toán nội suy trong điều khiển quỹ đạo biên 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 thờng 1.1 Máy cộng cụ thông thờng - 12 Khi thực hiện gia công trên máy thông thờng ngời công nhân thờng phải dùng tay để điều khiển máy, ngời công nhân căn... niệm cơ bản về điều khiển số trong máy công cụ CNC, sự khác biệt giữa máy công cụ thông thờng và máy công cụ điều khiển số CNC, những u điểm, chức năng của máy công cụ CNC Những vấn đề trên đợc trình bày trong chơng I, giúp ta hình dung, hiểu sâu về hệ thống điều khiển số trên máy công cụ Ta nhận thấy rằng, khi gia công trên máy công cụ thông thờng, các bớc gia công chi tiết do ngời thợ thực hiện bằng... trí của dụng cụ cắt để đạt đợc kích thớc cần gia công trên bản vẽ Chất lợng của chi tiết gia công phụ thuộc nhiều tay nghề của ngời thợ, thời gian gia công chi tiết nhiều hơn, Máy công cụ điều khiển theo chơng trình số thì quá trình gia công thực hiện một cách tự động, trớc khi gia công ngời điều khiển máy đa vào hệ thống điều khiển một chơng trình gia công dới dạng một chuỗi các lệnh điều khiển đợc... độ thấp 1.2 Máy công cụ CNC Thế hệ sau của máy công cụ thông thờng là máy NC (máy điều khiển số), với yêu cầu ngày càng tăng để đa ra những sản phẩm có chất lợng, gia công hàng loạt trên một máy công cụ Chính vì thế mà máy công cụ CNC ra đời là bớc phát triển từ máy NC Các máy CNC có một máy tính để thiết lập phần mềm để điều khiển chức năng dịch chuyển của máy Các chơng trình gia công đợc đọc cùng... đối giữa dao và chi tiết Máy công cụ CNC gia công đợc loạt chi tiết nhỏ, phản ứng một cách linh hoạt khi nhiệm vụ công nghệ thay đổi và điểm quan trọng nhất là việc lập trình gia công có thể thực hiện đợc ngoài máy, trong văn phòng có sự hỗ trợ của kỹ thuật tin học thông qua các thiết bị vi tính, vi xử lý, Đa số các máy CNC đều có thể thực hiện một số lợng lớn các nguyên công khác nhau mà không cần... trung tâm gia công; B: Trục chính; C: Băng tải; T: Chuyển pallete Hình 11: Hệ thống chuyển dao 4 Quá trình bôi trơn, làm nguội và làm sạch - 18 Việc bôi trơn và làm nguội đợc thực hiện thông qua chơng trình điều khiển máy Nói cách khác các điều kiện phụ trợ của mỗi bớc gia công trong quy trình công nghệ cũng đợc quan tâm khi lập trình nh các thông số kỹ thuật cắt gọt và các dữ liệu công nghệ khác Nó... hàm số rằng buộc với nhau Dạng điều khiển này ứng dụng trên các máy tiện, máy phay và các trung tâm gia công (máy công cụ tự động đa chức năng có quá trình trao đổi dao tự động, thực hiện nhiều công nghệ khác nhau nh khoan, phay, cắt ren, tiện rộng, ).Tuỳ theo số trục đợc điều khiển đồng thời khi gia công để phân biệt thành điều khiển contour 2D, điều khiển contour 2,5D và điều khiển 3D (D = Dimension... nguyên công để cắt gọt chi tiết nhằm đảo bảo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra Khi gia công trên máy phay thông thờng thì năng suất và chất lợng sản phẩm phụ thuộc vào rất nhiều tay nghề của công nhân, nếu so với các máy điều khiển số thì máy công cụ thông thờng còn rất nhiều hạn chế, tuy nhiên máy công cụ thông thờng vẫn đợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam với lý do giá thành thấp và thuận tiện cho công việc... CNC đạt tốc độ dịch chuyển lớn.Trong lĩnh vực gia công cắt gọt, máy công cụ CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm đợc tối đa thời gian phụ, do mức tự động hoá nâng cao vợt bậc Máy công cụ CNC có thể dễ dàng thay đổi chơng trình gia công, thiết thực với các loại chi tiết khác nhau, thời gian chuẩn bị và hiệu chỉnh kỹ thuật tại khu vực làm việc giảm đáng kể Thời gian thay dao đợc thực hiện nhanh chóng,... thiếu trong cấu trúc chơng trình làm việc trên máy công cụ CNC là hệ thống toạ độ và các điểm chuẩn Để xách định các tơng quan hình học trong vùng làm việc của máy trong phạm vi của chi tiết gia công một cách rõ ràng, ngời ta đa vào hệ toạ độ và các điểm chuẩn gốc của máy công cụ CNC nh sau +Y 1 Hệ trục toạ độ của máy công cụ CNC +B Các trục toạ độ của máy công cụ CNC cho phép xác định chiều chuyển động