Nghiên ứu, thiết kế máy phay cnc mini phục vụ đào tạo

Trang 10 CRT Cathode Ray tube: Màn hình ống phóng tia điện tử Cδ Dịch chuyển dọc trục của cụm truyền àm0δ Biến dạng của ổ lắp trục vít me àm Vδ Biến dạng của trục vít me àmδ Biến dạng củ

Tôi cam đoan Luận văn “Nghiên cứu thiết kế máy phay, CNC mini phục

vụ đào tạo là công trình do chính tôi nghiên cứu và soạn thảo Từ nghiên cứu ”

lý thuyết và quá trình làm thực , tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết tếnào đã đợc công bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nội dung trong luận văn

là trung thực và cha từng đợc công bố trong bất kỳ một công trình nào khác Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm

Tác giả

Phạm Hà Trung

CHƯƠNG I: Tổng quan về máy CNC

1.1 Lịch sử phát triển, hiệu quả kinh tế của máy CNC 4

1.2 Những định nghĩa cơ bản của máy công cụ CNC 12

1.2.3.3 Toạ độ quy chiếu 21

CHƯƠNG 2 : Nghiên cứu, thiết kế kết cấu động học

máy phay CNC mini

2.2.1 Cơ cấu truyền động bằng vít me - đai ốc 39

3.1.1.2 Khối máy tính 49

3.2.3 Động cơ bớc 55

3.3.1 Giới thiệu chung về phần mềm điều khiển Mach3 70 3.3.1.1 Một số đặc điểm và thuật ngữ sử dụng trong Mach3 71 3.3.1.2 Một số vấn đề kết nối giữa phần cứng và phần mềm Mach3 73

Tài liệu tham khảo

Hình 1-1: Máy phay CNC 10 Hình 1-2: Hệ trục máy có trụcchính thẳng đứng 15

Hình 17: 1- Truyền dữ liệu trong vòng kín 30

Hình 1:2- K c mết ấu áy khi phôi cố định 35 Hình 2:2- Kết cấu máy khi phôi di chuyển theo trục Y 36 Hình 3:2- Kêt cấu máy khi phôi di chuyển theo trục X, Y 37 Hình 2-4: Bộ truyền vít me – đai ốc bi có rãnh hồi bi dạng ống 41 Hình 2-5: Bộ truyền vít me – đai ốc bi có rãnh hồi bi theo lỗ khoan

trên đ ốc và rai ãnh hồi bi giữa hai vòng ren kế tiếp

42

Hình 8:2- Sơ đồ chịu lực trên mỗi phần đai ốc 48

Hình 3-7: Mặt cắt dọc động cơ bước kiểu lai 57 Hình 3-8: Sơ đồ nối dây động cơ bước kiểu lai 58 Hình 3-9: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ bước 59

Hình 3-17: Mạch công suất điều khiển động cơ 68 Hình 3-18: Sơ đồ mạch khối giao tiếp máy tính 69 Hình 3-19: Sơ đồ mạch điều khiển các thiết bị khác 69

Ký hiệu /

CNC Computer Numerical Control:

Máy điều khiển theo chơng trình số

NC Numerical Control : Máy điều khiển số

IC Integrated circuits: mạch

Encoder Bộ mã hoá

MCU Machine Control Unit ộ :B điều khiển trung tâm

PLC Programmable Logic Controller: Bộ điều khiển lập trình Sensor Cảm biến

I/O In/Out: Cổng vào ra

PMC Programmble machine controler: Chơng trình điều khiển máy CPU Central Processing unit : Bộ xử lý trung tâm

ROM Read Only memory: Bộ nhớ chỉ đọc

RAM Random Access Memory – Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên ALU Arithmetic and logic unit: Phần tử số học

TTL Transistor Transistor logic: T– hanh ghi tốc độ cao

BUS Communication: Thiết bị truyền dẫn

LED Light Emitting Diode : Đèn đi ốt phát sáng

MDI Manual data input: Nhập dữ liệu bằng tay

D/A Digital to Analogue: Biến đổi số/ tơng tự

Postprocessor Bộ xử lý sau

DC/ AC Điện một chiều/ Điện xoay chiều

DAC Digital to Analogue Converter: Biến đổi số / tơng tự

PM Permanent Magner stepper motor : Động cơ bớc nam

châm vĩnh cửu

VR Variable Reluctance stepper motor: Động cơ bớc có từ

CRT Cathode Ray tube: Màn hình ống phóng tia điện tử

δ Biến dạng của trục vít me (àm)

δ Biến dạng của bộ truyền (àm)

l Chiều dài trục vít lớn nhất (cm)

QCP Tải trọng cho phép tác dụng trên một bớc ren

dTXV Đờng kính tâm vùng tiếp xúc trên vit me

dT Đờng kính tâm vùng tiếp xúc trên vit me

dTXO Đờng kính tâm vùng tiếp xúc

dDO Đờng kính đỉnh của đai ốc

KQ Hệ số tải trọng biến đổi

T1 Tuổi thọ của bộ truyền

Ci Số chu kỳ tải trọng trong một vòng quay của bộ truyền

Qmax, Qmin Tải trọng lớn nhất và nhỏ nhất đặt lên trục

Π b ;Πk Công ban đầu tơng ứng với liên kết đàn hồi

λ Độ suy giảm dao động của cụm trục chính công xôn– M,H,C Khối lợng, hệ số chống rung, độ cứng

à ms Hệ số ma sát giữa phôi và mặt trớc của dao

Mở đầu

Trong thời đại ngày nay loài ngời đang chứng kiến rất nhiều những tiến bộ của khoa học kỹ thuật Một trong những thành tựu quan trọng nhất của khoa học kỹ thuật đó chính là tự động hoá quá trình sản xuất, tự động hoá sản xuất đã đa đến hình thức sản xuất linh hoạt ở các nớc công nghiệp phát triển sản xuất linh hoạt có thể thay thế có hiệu quả lao động đắt giá, điều này

có thể có quan hệ rất nhiều đối với nhiều nớc đang phát triển, đang dựa vào chi phí lao động thấp để cạnh tranh giá cả trên thị trờng

Trong dây chuyền sản xuất linh hoạt thì máy công cụ điều khiển số CNC đóng một vai trò rất quan trọng Sử dụng máy công cụ điều khiển số cho phép giảm khối lợng gia công chi tiết, nâng cao độ chính xác gia công và hiệu quả kinh tế, đồng thời rút ngắn đợc chu kỳ sản xuất Chính vì vậy hiện nay nhiều nớc trên thế giới đã và đang ứng dụng rộng rãi các máy điều khiển

số vào lĩnh vực cơ khí chế tạo

ở Việt Nam hiện nay các máy CNC đang đợc nhập khẩu và sử dụng rộng rãi để chế tạo ra các sản phẩm cơ khí, đặc biệt là trong lĩnh vực chế tạo cơ khí chính xác, công nghiệp quốc phòng Chúng ta cũng đang có những mục tiêu quốc gia nhằm mục đích tự chế tạo máy công cụ điều khiển số CNC

Để đạt đợc mục tiêu sản xuất đợc máy CNC đòi hỏi phải có nhiều bớc đi, một trong những bớc đó là đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ hiểu biết về máy công cụ và điều khiển máy công cụ CNC Tuy nhiên, hiện nay sinh viên tại các trờng đại học và dạy nghề rất khó để có thể thực hành trực tiếp trên các máy CNC vì máy CNC có giá thành rất cao Trong luận văn tốt nghiệp này tác giả đã đi sâu nghiên cứu và tìm hiểu cấu trúc động học, hệ thống điều khiển và phần mền điều khiển của máy phay CNC mini phục vụ cho công tác đào tạo

Mục đớch của đề tài

Nghiờn cứu thiết kế mụ hỡnh mỏy CNC mini phục vụ trong đào tạo nhằm giỳp sinh viờn cú thể nắm được một số kiến thức cơ bản về máy gia công điều khiển số CNC và cú mụ hỡnh thiết bị trực trong thực hành

Phương phỏp nghiờn cứu

Tìm hiểu kết cấu động lực học, hệ thống điều khiển và các phần mềm

điều khiển để từ đó chế tạo ra mô hình máy phay CNC mini phù hợp với thực

tế phục vụ công tác đào tạo và giảng dạy

í nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả của việc thiết kế mụ hỡnh l tà ạo ra một mô hình máy phay CNC mini phục vụ công tác đào tạo nhằm giỳp sinh viờn ngành cụng nghệ chế tạo mỏy cú một thiết bị thực hành trong quá trình học tập

Nội dung của luận văn

Toàn bộ nội dung của luận văn được chia làm 3 chương

Chương 1: Giới thiệu tổng quan máy gia công CNC

Chương 2: Nghiên cứu, thiết kế động lực học máy CNC mini

Chương 3: Thiết kế hệ thống điều khiển và phần mềm điều khiển cho máy CNC mini

mẻ, đồng thời do khả năng và kinh nghiệm bản thân còn hạn chế nên chắc rằng trong luận văn này còn có những thiếu sót, tồn tại Tác giả mong đợc sự chỉ bảo của mọi ngời để kết quả tìm hiểu, nghiên cứu của luận văn đợc hoàn

thiện hơn Nhân dịp này Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Trọng Doanh

đã tận tình hớng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này

Tác giả

Phạm Hà Trung

Chơng 1 TổNG QUAN Về MáY CNC 1.1 Lịch sử phát triển, hiệu quả kinh tế máy công cụ CNC dùng trong công nghiệp

1.1.1 Lịch sử phát triển của máy công cụ CNC

Máy điều khiển số (Computer Numerical Control - CNC) đã ra đời từ lâu Ngời ta cho rằng sự kiện ra đời chiếc máy dệt dùng tấm thép trên đó có

lỗ để tự động điều khiển đờng chuyển động của kim dệt do Joseph M Jacquard chế tạo năm 1808 là thời điểm ra đời của máy điều khiển số Máy dệt đợc điều khiển trên cơ sở thông tin hai trạng thái, trạng thái thứ nhất là kim ở vị trí có lỗ, tơng ứng với mức logic bằng “ ”1 và trạng thái thứ hai là kim ở vị trí không có lỗ, tơng ứng với mức logic bằng “ ”0 Khi thay đổi quy luật vị trí lỗ trên tấm thép cho kiểu áo mới cần gia công và quy luật lỗ trên tấm thép chính là chơng trình điều khiển máy

Chơng trình điều khiển máy mà thông tin điều khiển viết dới dạng

“ ”1 và 0 đợc gọi là chơng trình điều khiển số và máy đợc điều khiển theo “ ”chơng trình trên gọi là máy điều khiển theo chơng trình số Tấm thép mang chơng trình điều khiển tự động hoàn chỉnh trên đợc xem là vật lu trữ chơng trình điều khiển máy

Khi nói đến sự hình thành và phát triển các dạng máy công cụ điều khiển số không thể không nói tới sự ra đời và phát triển của máy tính số Phát minh ra máy tính là một bớc ngoặt quan trọng của điều khiển số Máy tính cơ bản lần đầu tiên đợc Pascal chế tạo vào năm 1642 Máy tính cơ đợc hình thành trên cơ sở tổ hợp các bộ truyền bánh răng Cho đến năm 1834 Babbage chế tạo máy tính nh là một máy tính cơ với độ chính xác cao Máy của Babbage không chỉ thực hiện đợc các phép tính số học mà còn hình thành

đợc nhiều hàm toán học nh máy tính ngày nay Đặc biệt là máy tính có khả năng lu trữ, nhớ, nhập và xuất dữ liệu Do kết cấu máy quá phức tạp nên nó

không còn cơ hội phát triển và đến năm 1940 Aiken (ngời Mỹ) và Zuse (ngời Đức) đã thiết kế máy tính trên cơ sở tổ hợp các rơ le Ba năm sau, Mauchly và Eckert thiết kế chế tạo máy tính điện tử và đặt tên là ENIAC và

đây là chữ viết tắt tiếng Anh (Electronic numerical intergrator and computer) ENIAC đã sử dụng gần hai chục nghìn bóng điện tử, điện tích lắp đặt thiết bị lên tới hàng nghìn mét vuông, trọng lợng máy hai ba chục tấn và tiêu hao hàng trăm kW, chơng trình điều khiển máy rất phức tạp Máy tính điện tử ổn

định làm việc kém và chỉ hoạt động trong vài phút

Hệ điều khiển máy ENIAC thực hiện hàm logic trên cơ sở hàng nghìn chuyển mạch của rơle vì vậy độ tin cậy làm việc thấp Máy gồm nhiều bóng

điện tử làm việc cùng một lúc nên làm tăng nhanh nhiệt độ trong máy và nhiệt

độ tăng theo thời gian làm việc

Bớc ngoặt quan trọng làm cho công nghệ máy tính phát triển mạnh

mẽ đó là phát minh ra đèn bán dẫn năm 1948 Đèn bán dẫn có nhiều u điểm nh kích thớc nhỏ, giá thành rẻ, độ tin cậy cao, tiêu thụ năng lợng ít và nhiệt sinh ra trong quá trình làm việc không đáng kể nên nhanh chóng thay thế bóng điện tử

Trên cơ sở phát triển của kỹ thuật bán dẫn, năm 1949 một số kỹ s ngời Mỹ tiến hành thiết kế thành công hệ thống điều khiển dùng linh kiện bán dẫn cho máy phay ba trục Máy có khả năng thực hiện di chuyển dụng cụ

đến một điểm đã đợc tính toán tự động từ trớc

Trong quá trình gia công cơ khí, nhiều chi tiết yêu cầu gia công đạt độ bóng, độ chính xác cao, thay đổi nhanh chóng dạng sản phẩm Do vậy máy công cụ cần phải hoàn thiện về mặt thiết kế và điều khiển nhằm nâng cao độ chính xác gia công.Vì vậy điều khiển số đã nhanh chóng đợc ứng dụng vào

hệ thống điều khiển máy công cụ, đồng thời máy tính còn đợc ứng dụng để tính toán,lu trữ dữ liệu đờng dẫn dụng cụ trên băng đục lỗ, băng từ hoặc các thiết bị khác Cùng với bớc phát triển ứng dụng điều khiển số trong máy

công cụ một thành công có ý nghĩa to lớn của hệ thống máy công cụ điều khiển số của MIT (Masachusette institute of technology - MIT) là thiết kế và chế tạo thành công hệ dẫn động động cơ secvo dùng để điều khiển các trục máy công cụ Và thành công này càng thúc đẩy ngành máy công cụ điều khiển số phát triển mạnh mẽ nh ngày nay

Năm 1959, mạch IC (integrated circuits) ra đời và nó nhanh chóng thay thế bóng bán dẫn IC là một chip nhỏ, trên đó ngời ta lắp một số lớn các linh kiện (tới hàng triệu linh kiện) để thực hiện một quá trình điều khiển nào

đó IC có kích thớc nhỏ, độ tin cậy cao, công suất tiêu hao nhỏ và là cơ sở để hình thành vi xử lý sau này IC đợc đa vào sử dụng nhiều trong sản xuất bắt

đầu vào những năm 1965 Do IC có nhiều u điểm nh đã nói ở trên nên nó nhanh chóng đợc ứng dụng vào nghệ chế tạo máy tính điện tử Trên cơ sở các mạch IC ngời ta thiết kế và chế tạo thành công bộ vi xử lý (microprocessor) cho các máy tính số

Năm 1958 ngời ta sử dụng một số từ tiếng Anh là ký tự để hình thành chơng trình điều khiển máy Hệ điều khiển máy gồm: chơng trình điều khiển, chơng trình tính toán thông số hình học, tính toán lựa chọn chế độ gia công nh tốc độ cắt, lợng chạy dao, chiều sâu cắt, bôi trơn làm mát tập hợp các ký tự hình thành chơng trình dùng để điều khiển máy đợc gọi là ngôn ngữ APT (Automatically programmed Tool) u điểm của ngôn ngữ APT là thuận lợi cho ngời viết chơng trình, dễ dàng chuyển đổi thành một chơng trình mà máy có thể hiểu đợc

Trên cơ sở của APT ngời ta phát triển ra nhiều dạng chơng trình

điều khiển khác: ADAPT và AUTOSPOT của IBM; CINTURIN của Cincinati Milacron; EXAPT I, EXAPT II, EXAPT III của Đức; GENTURN của General Electric; MILTURN của Metaalinstitut ở Netherland; NEL 2PL, NEL 2C, NEL 2CL của Ferranti;

Năm 1976, những máy điều khiển hoàn toàn tự động theo chơng trình mà các thông tin viết dới dạng số gọi là máy điều khiển số NC (Numerical Control) Cũng vào năm 1976 ngời ta đa máy tính nhỏ vào hệ thống điều khiển máy NC nhằm mở rộng đặc tính điều khiển và mở rộng bộ nhớ của máy so với các NC, các máy này đợc gọi là máy CNC (Computer Numerical Control) Và sau đó các chức năng trợ giúp cho quá trình gia công ngày càng phát triển và năm 1965 hệ thống CAD - CAM CNC ra đời Và - năm 1984 đồ họa máy tính phát triển, đợc ứng dụng để mô phỏng quá trình gia công trên máy công cụ

Năm 1994 hệ NURBS (Not uniforme rational B-Splines) giao diện phần mềm CAD cho phép mô phỏng đợc các bề mặt nội suy phức tạp trên màn hình, đồng thời nó cho phép tính toán và đa ra các phơng trình toán học mô phỏng các bề mặt phức tạp, từ đó tính toán chính xác đờng nội suy với độ mịn, độ sắc nét cao

Công nghệ nano đang đợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học trong đó có ngành chế tạo máy công cụ Năm 2001 Fanuc đã chế tạo hệ điều khiển nano cho máy công cụ CNC

1.1.2 Hiệu quả kinh tế của máy CNC

Hiệu quả kinh tế do máy CNC đem lại có thể chỉ ra ở các khía cạnh dới đây:

- Khi chi tiết có độ phức tạp cao, lựa chọn phơng pháp gia công phù hợp nhất là gia công trên máy CNC Bởi vì gia công trên máy CNC rút ngắn thời gian gia công, đạt độ chính xác yêu cầu và giá thành rẻ hơn so với khi gia công trên máy công cụ vạn năng và máy tự động cứng

- Khả năng thay đổi dạng sản phẩm chế tạo nhanh vì chỉ cần thay đổi chơng trình điều khiển mà không cần thay đổi cấu trúc máy hoặc thêm các

đồ gá chuyên dùng Máy điều khiển số đáp ứng đợc tính linh hoạt của sản

- Chi phí cho sản xuất dụng cụ cắt nhỏ hơn vì máy có khả năng đánh giá đợc lợng mòn dụng cụ ngay trong quá trình gia công và tự động điều chỉnh máy để bù lợng mòn dụng cụ

- Máy CNC có tính năng tự động kiểm tra chất lợng ngay trong quá trình gia công Các máy thông thờng không có khả năng này Do không có chức năng này, các máy vạn năng không giám sát đợc quá trình gia công nên tổn phí cho kiểm tra chất lợng cao hơn so với máy CNC

- Thời gian gia công chi tiết ở trên máy CNC nhỏ hơn so với máy vạn năng vì tập trung nguyên công cao, gia công nhiều nguyên công trong cùng một lúc

- Máy CNC không cần dùng các đồ gá chuyên dụng để gá kẹp phôi

1.1.3 Máy CNC dùng trong công nghiệp

Cùng với sự phát triển không ngừng của máy tính, hệ thống điều khiển

số đợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong đó có máy công cụ Dới đây trình bày một số dạng máy công cụ CNC đang đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

1.1.3 1 Máy khoan CNC

Đặc điểm chính của máy khoan là hệ tọa độ máy hình thành trên cơ sở

hệ tọa độ Đecac theo nguyên tắc bàn tay phải với ba trục vuông góc với nhau

Hệ thống điều khiển là hệ thống điều khiển theo vị trí (point to point) Vì vậy

hệ điều khiển này không cần cụm nội suy thẳng và cong Hệ điều khiển máy khoan CNC đợc thiết kế với khả năng điều khiển tơng thích với hai cách

viết chơng trình: Hệ tuyệt đối và hệ gia số Hình 1 1 chỉ ra trung tâm khoan RDC 400V12 của hãng EXCEL

-Yêu cầu chính đối với hệ thống điều khiển máy khoan CNC là tính toán nhanh và dừng chính xác vị trí

Thông thờng cấu trúc cơ bản của máy khoan vạn năng cũng nh máy khoan CNC là trục chính bố trí thẳng đứng trùng với trục Z của hệ tọa độ

Đecac Bàn máy bố trí trong mặt phẳng nằm ngang trùng với mặt phẳng XOY của hệ tọa độ Đecac và vuông góc với trục chính Các trụ chuyển động đợc

bố trí nh sau:

- Trục thẳng thứ nhất của máy khoan (chuyển động chạy dao thẳng

đứng) đợc bố trí trùng với trục Z của hệ tọa độ máy Ngoài ra trục chính còn

đợc bố trí chuyển động quay tạo ra tốc độ cắt gọt cần thiết Thông thờng trên máy khoan chi tiết đặt đợc đặt trên bàn máy

- Chuyển động thẳng thứ hai và thứ ba đợc bố trí cho bàn máy Trục thẳng thứ nhất song song với trục X của hệ tọa độ máy (tơng ứng chuyển

động dọc của bàn máy)

- Trục thẳng thứ nhất song song với trục Y của hệ tọa độ máy (chuyển

động chạy dao ngang)

- Vị trí tất cả các điểm trên chi tiết đợc xác định bởi hai tọa độ X và

Y vuông góc với nhau

- Điểm gốc máy (deference point) thờng bố trí ở điểm thuận lợi nào

đó trên bàn máy

Hệ điều khiển máy khoan cho phép thực hiện các dạng chu trình khoan tự động Máy đợc tự động hóa các chức năng thay dụng cụ, bôi trơn,làm mát, tự động lựa chọn tốc độ cắt, tốc độ chạy dao, chiều sâu cắt và có khả năng tự động hiệu chỉnh đờng kính và chiều dài dụng cụ

Máy khoan CNC đợc thiết kế theo mođun Vì vậy để nâng cao năng suất máy ngời ta có thể ghép thêm vào nó một vài cụm trục chính Điều này không làm tăng số trục của máy Để nâng cao khả năng công nghệ của máy ngời ta lắp thêm các mođun nhằm tăng số trục máy, ví dụ cần có chuyển

động quay của ụ trục chính ngời ta lắp thêm mođun quay trên bàn máy Nhờ

khả năng mở rộng số trục, máy khoan có khả năng gia công trên cả năm mặt của phôi có dạng hình vuông

3

1.1 .2 Máy phay CNC

Cấu trúc của máy phay cũng đợc thiết kế trên cơ sở hệ tọa độ Đecac theo nguyên tắc bàn tay phải với ba trục tọa độ vuông góc với nhau nh trong máy khoan

Máy phay có thể có nhiều trục máy (trục chuyển động), số trục ít nhất của máy phay là 2

Máy phay CNC đợc trang bị hệ thống điều khiển mạnh để tính toán quỹ đạo chuyển động của dụng cụ, nội suy thẳng, nội suy vòng và các đờng cong phức tạp (Spline) Để gia công các đờng cong và các bề mặt phức tạp, máy phay CNC cần phải có số trục máy ít nhất là ba Máy phay đứng ba trục

chỉ ra trên hình 1-1

Hình 1-1: Máy phay CNC

1.1.3 3 Máy tiện CNC

Cấu trúc cơ bản của máy tiên CNC là trục chính thờng bố trí nằm ngang hoặc thẳng đứng, bàn máy có thể bố trí trên mặt phẳng nằm ngang hoặc mặt phẳng nghiêng Phôi đợc kẹp bằng mâm cặp hoặc đợc đặt trên hai đầu chống tâm và đầu chống tâm có khía nhám để truyền momen xoắn

Máy tiện có thể có nhiều trục chính, một hoặc nhiều bàn xe dao và

đầu Rơvonve Máy tiện CNC có khả năng công nghệ rộng nh: tiện trơn, tiện ren, khoan, khoét, doa, khoan tâm, cắt đứt, tiện mặt đầu, phay,

- ụ trớc mang trục chính, làm nhiệm vụ tạo tốc độ cắt gọt Trục chính thờng dợc dẫn động bởi động cơ một chiều điều khiển secvo hoặc

động cơ xoay chiều điều khiển tần số nhằm tạo khả năng điều khiển vô cấp tốc độ Tốc độ động cơ thực hiện theo chơng trình NC của máy

- ụ sau bố trí đối diện với ụ trớc Chuyển động ụ sau thực hiện theo chơng trình điều khiển NC Khi thay dụng cụ, đầu revonver chuyển động lùi

về điểm thay dụng cụ mà điểm điểm này đã đợc xác định trớc để thực hiện quá trình này

- Thiết bị thay dụng cụ có kết cấu khá đa dạng nhng phải đảm bảo thay dụng cụ dễ dàng và nhanh chóng Khi thay dụng cụ, thiết bị thay dụng cụ chuyển động đến vị trí xác định để thực hiện quá trình này Tùy theo mức độ

tự động hóa mà máy bố trí thêm hệ thống lu trữ dụng cụ và hệ thống thay phôi tự động

1.1.3.4 Trung tâm gia công

Trung tâm gia công là máy CNC đứng hoặc nằm ngang nhng đợc trang bị hệ thống thay dao tự động gọi là trung tâm gia công Trung tâm gia công là tế bào trong dây truyền sản xuất Số trục điều khiển của trung tâm gia công ít nhất là 3 Để mở rộng hơn nữa khả năng công nghệ của trung tâm gia

công và phù hợp với thơng mại, ngay trong quá trình thiết kế ngời ta đã thiết kế nó dới dạng các mođun độc lập, hệ thống điều khiển là hệ thống mở

Khi cần mở rộng trục chuyển động nào đó ngời ta chỉ cần lắp thêm môđun tơng ứng vào trung tâm gia công và nh vậy số trục điều khiển máy tăng lên, ví dụ trung tâm phay cần tăng thêm trục chuyển động quay đầu trục chính để máy có khả năng gia công lỗ trên mặt nghiêng Trung tâm gia công năm trục với bốn trục tịnh tiến và một trục quay Và đợc trang bị hệ thống thay dụng cụ

Trung tâm gia công đợc trang thiết bị lu trữ dụng cụ Thiết bị lu trữ dụng cụ có dạng mâm, dạng xích một tầng hoặc nhiều tầng Lu trữ dụng cụ theo dạng xích cho phép lu trữ đợc số lợng dụng cụ lớn hơn so với dạng

đĩa Cùng với hệ thống lu trữ máy có hệ thống thay dụng cụ tự động

1.2 Những định nghĩa cơ bản của máy công cụ CNC

1.2.1 Định nghĩa trục và trục máy

1.2.1.1 Định nghĩa trục

Gia công trên máy CNC là quá trình chuyển động dụng cụ dọc theo

đờng hình học trên bề mặt cần gia công Đờng hình học đợc tạo ra trên chi tiết là đờng bao của dụng cụ cắt trong quá trình gia công Thông thờng, trong quá trình gia công, chi tiết kẹp chặt trên bàn máy và dụng cụ lắp trên trục chính Để điều khiển chuyển động dụng cụ cắt dọc theo đờng hình học trên bề mặt chi tiết, cần tìm mối quan hệ vị trí giữa dụng cụ và chi tiết

Mối quan hệ vị trí giữa dụng cụ và chi tiết có thể thiết lập thông qua việc đặt chúng trong cùng một hệ tọa độ Hệ tọa độ Đecac đợc chọn sử dụng làm hệ tọa độ trong máy công cụ điều khiển số Hệ tọa độ này dùng để biểu diễn mối quan hệ vị trí giữa dụng cụ và chi tiết và nó đợc gọi là hệ tọa độ máy Hệ tọa độ Đecac có hai nguyên tắc thiết lập: hệ tọa độ tuân theo nguyên tắc bàn tay phải và tuân theo nguyên tắc bàn tay trái Không gian giới hạn bởi

ba kích thớc của hệ tọa độ Đecac gắn với máy mà hệ điều khiển máy có thể nhận biết đợc gọi là vùng gia công

Đoạn thẳng dùng để định hớng một không gian hoặc một đối tợng hình học gọi là trục Ba trục bố trí vuông góc với nhau hình thành hệ tọa độ

Đecac Trục đợc xem nh là đờng chuẩn dùng để xác định đối tợng nào đó trong không gian theo kích thớc dài và kích thớc gốc

1.2.1.2 Định nghĩa trục máy

Phân tích các chuyển động cơ học cho thấy mọi chuyển động đều tổ hợp từ hai chuyển động cơ bản thành phần: chuyển động tịnh tiến và chuyển

động quay tròn Vì vậy chuyển động dụng cụ của máy cũng đợc đặc trng bởi hai chuyển động cơ bản trên Chuyển động thẳng dụng cụ song song với trục hệ tọa độ gắn với máy, gọi là trục chuyển động thẳng gọi tắt là trục thẳng Chuyển động của dụng cụ quay xung quanh trục hệ tọa độ gắn với máy gọi là trục chuyển động quay, gọi tắt là trục quay Chuyển động quay của dụng cụ xung quanh trục nào đó của hệ tọa độ gắn với máy hoặc chuyển động dụng cụ tịnh tiến song song với trục hệ tọa độ gắn với với máy chuyển động đó đợc gọi là trục Số trục thể hiện khả năng công nghệ của máy, nên ngời ta thờng lấy số trục kèm với tên máy ví dụ máy phay CNC ba trục, máy phay CNC bốn trục để gọi tên của máy

Để mô tả máy CNC từ đơn giản đến phức tạp, các nớc khác nhau đặt

ra tiêu chuẩn khác nhau về số trục chuyển động cần thiết Tài liệu này trình bày tiêu chuẩn của tập đoàn công nghiệp điện tử EIA (Electronic industries association) EIA đa ra tiêu chuẩn EIA 267 B Tiêu chuẩn này cho rằng chỉ - -cần tối đa mời bốn trục (trục chuyển động) là có thể mô tả tất cả các máy NC

và CNC từ đơn giản đến phức tạp 14 trục chuyển động đợc chia thành hai kiểu: trục quay và trục thẳng Trong 14 trục có 9 trục thẳng và 5 trục quay 9 trục thẳng lại đợc chia thành 3 trục thẳng thứ nhất, 3 trục thẳng thứ hai và 3

trục thẳng thứ ba Trong số 5 trục quay đợc chia thành 3 trục quay thứ nhất

và 2 trục quay thứ hai

1.2 2 Cấu trúc hệ trục máy CNC

1.2.2.1 Ba trục thẳng thứ nhất: X, Y và Z

Hệ tọa độ Đecac tuân theo nguyên tắc bàn tay phải đợc biểu diễn thông qua ba ngón tay: ngón cái, ngón trỏ và ngón giữa Ba ngón tay bố trí hình thành hệ trục tọa độ Ngón cái tơng ứng với trục X, ngón trỏ tơng ứng với trục Y và ngón giữa tơng ứng với trục Z Hệ trục tọa độ Đecac đợc gắn với máy gọi là hệ tọa độ máy Gắn hệ tọa độ Đecac vào máy quy định nh thế nào? Gắn hệ trục tọa độ vào máy tùy thuộc vào cấu trúc máy Cấu trúc máy thờng có hai kiểu bố trí cơ bản đó là trục chính thẳng đứng và trục nằm ngang

Hệ tọa độ Đecac gắn vào máy công cụ điều khiển số đợc quy định bắt đầu từ trục Z Và trục Z bố trí trùng với trục chính còn các trục khác xác

định theo nguyên tắc bàn tay phải hoặc bàn tay trái Hệ trục máy bố trí theo nguyên tắc bàn tay phải với máy có trục chính bố trí nằm ngang và hệ trục máy có trục chính bố trí thẳng đứng chỉ ra trên hình1-1 Ba trục thẳng thứ nhất

là ba -chuyển động thẳng của dụng cụ song song với các trục hệ tọa độ máy

và đợc ký hiệu bằng các chữ cái X, Y và Z (Ký hiệu trùng với ký hiệu hệ trục máy)

Hai trục thẳng thứ nhất X và Y tơng ứng với hai chuyển động của bàn máy trong mặt phẳng tạo bởi hai trục tọa độ X và Y

Trục thẳng thứ nhất X và trục thứ nhất Y đợc bố trí nh thế nào trong máy công cụ điều khiển số? Hệ EIA quy định chuyển động nào của bàn máy

có hành trình lớn hơn trong hai chuyển động thẳng thứ nhất X và thứ nhất Y, chuyển động đó đợc xác định là chuyển động thẳng thứ nhất X và chuyển

động còn lại là trục thắng thứ nhất Y

Chuyển động của máy có hai chiều (trục máy có hai chiều), EAI quy

ớc chiều dơng của chuyển động đợc lý hiệu (+) và chiều âm của chuyển

động đợc ký hiệu (-)

Chiều của ba trục thẳng thứ nhất đợc xác định nh sau: Chiều dơng trục thẳng thứ nhất Z (ký hiệu +Z) quy ớc là chiều tăng dần khoảng cách từ chi tiết đến dụng cụ Ngợc với chiều dơng của trục thẳng thứ nhất Z là chiều

âm của trục thẳng Z (ký hiệu -Z)

Chiều dơng của trục thẳng thứ nhất X (ký hiệu +X) độc lập với chiều chuyển động của trục thẳng thứ nhất Z và có mối quan hệ vị trí với chi tiết hoặc trụ máy Chiều dơng trục thẳng +X đợc quy định với hai trờng hợp: máy có trục chính bố trí thẳng đứng và máy có trục chính bố trí nằm ngang

Hình 1-2: Hệ trục máy có trục chính thẳng đứng

Trờng hợp máy có trục chính bố trí thẳng đứng, ngời quan sát đứng

đối diện với trụ máy qua bàn máy và nhìn từ chi tiết đến trụ máy, chiều dơng trục thẳng thứ nhất (+X) có chiều hớng tứ trái sang phải Chiều ngợc lại là chiều âm của trục (-X)

Trờng hợp máy có trục chính nằm ngang, ngời quan sát đứng cùng phía với trụ máy, nhìn từ trụ máy đến chi tiết, chiều dơng trục thứ nhất (+X)

có chiều hớng từ trái sang phải (chiều ngợc với chiều khi trục chính bố trí thẳng đứng) Chiều ngợc lại với chiều dơng là chiều âm (-X)

Ký hiệu chiều dơng của trục thẳng thứ nhất Y là (+Y), chiều dơng (+Y) đợc xác định dựa trên cơ sở chiều dơng (+Z) và chiều dơng (+X) đã biết theo nguyên tắc bàn tay phải

Cách xác định chiều dơng (+Y) nh sau: Đa ngón cái theo chiều dơng (+X), đa ngón giữa theo chiều dơng (+Z), ngón trỏ cùng với hai ngón giữa và ngón cái làm thành hệ tọa độ Đecac, chiều đi từ lòng bàn tay đến đầu ngón tay ngón trỏ là chiều dơng của trục (+Y) và chiều ngợc lại là chiều âm của trục X (ký hiệu -X)

Với quy định nêu trên của EIA, ba trục thẳng thứ nhất máy phay CNC với trục chính bố trí thẳng đứng chỉ ra trên hình 1-3

Hình 1-3: Máy phay CNC ba trục

Hình 1-4: Các t rục quay , A B v C à Nguyên tắc ngón tay bàn tay phải xác định chiều quy trục quay

Chiều dơng chuyển động trục quay A đợc ký hiệu (+A), chiều quay ngợc lại với chuyển động quay (+A) là chiều quay âm đợc ký hiệu ( A) và -chiều quay dơng trục quay thứ B đợc ký hiệu (+B), chiều quay ngợc với chiều quay dơng là chiều quay ( B) Chiều chuyển động dơng C đợc ký -hiệu (+C) và chiều quay âm đợc ký hiệu (-C)

Chiều của ba trục quay thứ nhất đợc xác định theo nguyên tắc ngón tay của bàn tay phải Đa ngón tay cái theo chiều từ lòng bàn tay đến đầu ngón tay trùng với chiều dơng của trục thẳng X, nắm các ngón tay còn lại, chiều chuyển động của các ngón tay còn lại trùng với chiều quay dơng của trục quay A Tơng tự nh vậy, chiều quay dơng của trục quay B và C chỉ rõ trên hình 1-5

Hình 1-5: Máy phay CNC kiểu bàn quay

Hình 1-5 chỉ ra các trục của máy phay năm trục CNC Trên máy bố trí hai trục thẳng thứ nhất X, Y tơng ứng với hai chuyển động chạy dao dọc và chạy dao ngang của bàn máy Trục thẳng thứ nhất Z tơng ứng với chuyển

-động chạy dao đứng Trục quay thứ nhất A tơng ứng với chuyển -động quay của giá mang phôi và trục quay thứ nhất B là chuyển động quay của đầu mang dụng cụ

Hình 1-6: Ba trục thẳng thứ hai

Ba trục thẳng thứ hai ký hiệu bằng các chữ cái U, V và W Các trục thẳng thứ hai đợc quy ớc, trục thẳng thứ hai U là chuyển động song song với trục thẳng thứ nhất X, trục thẳng thứ hai V song song với trục thẳng thứ nhất Y và trục thẳng thứ hai W song song với trục thẳng thứ nhất Z

1.2.3 Hệ tọa độ

Nhiệm vụ chính của chơng trình NC là cung cấp thông tin điều khiển chuyển động dụng cụ hình thành các đờng hình học đã đợc thiết kế trên chi tiết Chơng trình NC đòi hỏi phải có hệ tọa độ mà hệ tọa độ đó dùng để xác

định vị trí của vật thể trên máy Trên máy CNC có hai hệ tọa độ có thể dùng

để xác định mọi vị trí chi tiết trên máy: Hệ tọa độ Đecac và hệ tọa độ cực

1.2.3.1 Hệ tọa độ Đecac

Hệ tọa độ Đecac đợc xem nh là hệ tọa độ chữ nhật Với hệ tọa độ này mọi điểm trong không gian đợc xác định duy nhất bởi độ dài đo trên ba trục vuông góc với nhau Trong máy công cụ điều khiển hai trục thẳng thứ nhất X và trục thẳng Y xác định vị trí bàn máy Hai trục thẳng X và Y bố trí vuông góc hình thành hệ tọa độ phẳng Giao của chúng gọi là gốc tọa độ Trong hệ tọa độ phẳng dùng trong máy công cụ điều số, ngời ta quy ớc trục thẳng nằm ngang là trục thẳng X và trục thẳng đứng là trục Y

Hai trục chia mặt phẳng thành bốn phần và chúng đợc đánh số thứ tự theo chiều ngợc kim đồng hồ Góc phần t thứ nhất quy ớc là góc nằm phía trên trục X và nằm bên phải trục Y Đặc điểm là tất cả các điểm nằm trong góc phần t này đều có giá trị X và Y dơng Góc phần t thứ hai đợc xác

định là góc nằm trên trục X và nằm bên trái trục Y Tất cả các điểm nằm trong góc phần t thứ hai có giá trị X luôn âm và Y luôn dơng ở góc phần t thứ

ba là góc nằm dới trục X và nằm bên trái trục Y, tất cả các điểm nằm trong góc phần t này có giá trị X và Y luôn âm Góc phần t thứ t là góc nằm dới trục X và nằm bên phải trục Y Tất cả các điểm nằm trong góc phần t thứ t

có giá trị X luôn dơng và Y luôn âm nh chỉ ra trên hình 1-7

Gốc tọa độ

Trong thực tế, máy CNC có nhiều trục dùng để gia công các bề mặt phức tạp Vì vậy trục thẳng thứ nhất Z dùng để mở rộng mặt phẳng XY thành không gian ba chiều Điều đó hình thành hệ tọa độ ba trục thẳng Chú ý rằng

hệ tọa độ ba trục thẳng, mặt phẳng XOY chia không gian thành hai phần Tất cả các điểm nằm phía trên mặt phẳng XOY có giá trị Z luôn dơng và các

điểm nằm phía dới mặt phẳng XOY có Z luôn âm

1.2.3.2 Hệ tọa độ cực

Trong hệ tọa độ phẳng (hai trục), vị trí một điểm trên mặt phẳng XY

đợc xác định bởi khoảng cách đo từ gốc tọa độ dọc theo các trục OX và OY Nhng trong hệ tọa độ cực, vị trí một điểm bất kỳ đợc xác định bởi bán kính (bán kính đợc đo từ gốc tọa độ tới điểm khảo sát) và góc đợc hình thành bởi trục OX và bán kính của điểm khảo sát chỉ ra trên hình 1-8

Hình 1-8: Hệ toạ độ cực

Góc có đơn vị đo bằng độ và giá trị góc dơng khi đo theo chiều ngợc kim đồng hò, góc có giá trị âm khi đo góc theo chiều thuận kim đồng

hồ Nếu hệ tọa độ cực thêm kích thớc theo phơng Z, hệ tọa độ cực trở thành

hệ tọa độ trụ Với hệ tọa độ trụ một điểm đợc xác định bởi ba thông số: bán kính R, góc α và kích thớc đo trên trục Z Hệ tọa độ trụ dùng để nội suy

đờng xoắn trên mặt trụ nhờ chuyển động quayvà chuyển động tịnh tiến

X

Y

1.2.3.3 Tọa độ quy chiếu

Trong máy công cụ điều khiển số điểm có hai mục đích sử dụng đó là

điểm biểu diễn vị trí điểm (points) trong vùng gia công và điểm đợc sử dụng làm điểm quy chiếu (reference points) hay gọi là điểm gốc Điểm vị trí dùng

để tính toán các điểm khác nhau trên chi tiết và điểm quy chiếu dùng để xác

định ví trí máy Điểm quy chiếu có thể chia thành các loại sau:

* Điểm gốc máy

Là điểm gốc hệ tọa độ máy, nó đặt cố định trên máy Điểm gốc máy

đợc ký hiệu bằng chữ cái M viết tắt của chữ (Machine) Điểm gốc máy dùng

để tổ chức máy sau mỗi lần mất điện và nó cũng là điểm dùng để xác định vị trí thay dụng cụ Điểm gốc máy đợc xác định bằng chuyển mạch đặt ở vị trí xác định cho mỗi trục Vị trí đặt điểm gốc máy do ngời thiết kế máy quyết

định Nhiều máy CNC ngời ta thiết kế hệ điều khiển yêu cầu bàn máy và trục chính phải quay về điểm gốc máy trớc khi thực hiện chơng trình mới

Hình 1-9: Điểm gốc của máy

Điều khiển bàn máy và trục chính về gốc máy đợc thực hiện theo hai cách: bằng tay và bằng chơng trình Điều khiển về gốc máy bằng tay đợc thực hiện nhờ các phím trên bàn điều khiển và cách này cho phép thực hiện

Điều khiển về gốc máy nhờ phần mềm (chơng trình), thờng trú trong máy Trớc khi quá trình thay dụng cụ xảy ra, trục chính và bàn máy

đợc đa về gốc máy bằng chơng trình Hệ điều khiển Funuc và Mitsubishi dùng mã lệnh G28 để thực hiện mục đích đó

Khi máy bị mất điểm gốc máy, ngời sử dụng có thể xử lý để có điểm gốc mới hoặc thay thế điểm gốc bằng điểm khác theo cách sau:

- Chuyển máy về nơ sản xuất để xác định lại điểm gốc máy i

- Sử dụng điểm thay dụng cụ nh điểm gốc máy

- Dùng điểm gốc chơng trình thay cho điểm gốc máy

để xác định tâm của bốn lỗ sẽ phức tạp hơn nhiều khi sử dụng điểm gốc chơng trình (P) Chú ý rằng một điểm gốc chơng trình có thể sử dụng cho nhiều chi tiết gia công Điểm gốc chơng trình nên lựa chọn trùng với điểm gốc chi tiết

H ình 10: Điểm gốc chơng trình

1-Sử dụng điểm gốc chơng trình, hệ điều khiển Funuc dùng mã lệnh G92 cho máy phay và mã lệnh G50 cho máy tiện

* Điểm gốc chi tiết

Đợc ký hiệu bằng chữ W là điểm gốc của hệ tọa độ chi tiết Điểm này

có thể chọn một điểm bất kỳ trên bàn máy

Hình 11 1- : Điểm gốc chi tiết

Trong nhiều trờng hợp, dùng một điểm gốc chi tiết để gia công nhiều chi tiết cùng một chơng trình con giống nhau trong một lần gia công Sử dụng điểm gốc chơng trình tạo thuận lợi cho quá trình lấp trình gia công nhiều chi tiết với chơng trình đơn giản

* Điểm quay về

Ký hiệu R là điểm cố định trên máy Nó đợc xác định nhờ các công tắc tiếp xúc hoặc không tiếp xúc Điểm gốc quay về dùng với hai mục đích: coi là một điểm gốc để xác định tọa độ các điểm khác và làm vị trí để thay dụng cụ

Hệ điều khiển máy CNC thừa nhận điểm quay về nh là một điểm gốc

để tính toán các điểm khác trên máy

Đa dụng cụ về điểm gốc quay về cũng có hai cách: bằng tay và bằng chơng trình Khi điều khiển bằng tay ngời ta sử dụng các phím chức năng trên bàn điều khiển Với cách này có thể điều khiển riêng từng trục Điều khiển tự động thực hiện bằng chơng trình thờng trú trong máy

Thực hiện chức năng quay về điểm góc quay về, hệ điều khiển Funuc sử dụng mã lệnh G28 và G30 Mã lệnh G28 dùng để thay dụng cụ tự động, lệnh G30 dùng xác định điểm gốc quay về thứ hai, thứ ba và thứ t

1.3 Đặc điểm kết cấu của máy công cụ CNC

1.3.1 Đặc điểm chung về kết cấu

Đặc điểm kết cấu của các máy công cụ CNC và máy công cụ thông thờng

có một số sự khác biệt rất dế nhận thấy đó là:

- Sự có mặt của bộ điều khiển

- Hệ truyền động cơ khí cứng vững, chính xác, giảm thiểu ma sát

- Các đường trượt thường được nhiệt luyện, phủ hợp kim giảm ma sát vμ mμi mòn hoặc dùng con lăn

- Các truyền động vít me thường được dùng vít me đai ốc bi để giảm ma - sát vμ triệt tiêu khe hở

- Các động cơ đều được điều khiển vô cấp

- Vùng lμm việc của máy CNC thường đ ợc bao kín để đảm báo an toμn tối ư

đa cho người sử dụng

- Việc thay dao, thay vμ kẹp phôi, tải phoi,… thường được thực hiện tự

động

- Máy CNC hầu như không còn các tay quay, cần gạt cơ khí

- Hệ thống khung sườn của máy CNC thường có kết cấu khung h n, cho μphép giảm khối l ợng, ít bị biến dạng nhiệt mư μ vẫn cứng vững vμ ổn định

1.3.1.1 Hệ thống truyền động trục chính

Cũng như trên các máy thông thường, trục chính trên máy CNC đảm bảo chuyển động cắt chính Công suất trục chính thường được dùng lμm chỉ tiêu đánh giá công suất gia công của máy

Yêu cầu cơ bản đối với trục chính lμ có khoảng thay đổi số vòng quay rộng, với momen lớn, ổn định vμ khả năng quá tải cao Để đảm bảo điều đó, trên các

máy thông thường người ta hay dùng động cơ xoay chiều không đồng bộ hoặc

đồng bộ kèm hộp số cơ khí có cấp vμ vô cấp

Trên máy CNC, tốc độ trục chính cần được điều khiển vô cấp, tự động theo chương trình, trong phạm vi rộng Từ các yêu cầu trên, người ta sử dụng các loại

động cơ dễ điều khiển tự động tốc độ, như động cơ một chiều, xoay chiều đồng

bộ Gần đây, nhờ tiến bộ về kỹ thuật điều khiển số, các động cơ không đồng bộ

điều khiển bằng biến tần đ ợc sử dụng rộng rãi Khi cần định vị góc trục chính, ưngười ta gắn encoder lên trục động cơ

Chuyển động của các trục được điều khiển tự động từ chương trình Trên các máy không đòi hỏi độ chính xác cao thường dùng động cơ bước Hệ điều khiển dùng động cơ bước được gọi lμ hệ điều khiển hở, vì không có mạch phản hồi vị trí Trên các máy CNC công nghiệp thường dùng hệ thống điều khiển kín, nghĩa

lμ phải có hệ thống đo vμ phản hồi vị trí

Có 2 phương pháp đo, lμ đo trực t ếp vμ i đo g án tiếp Hình 1-13 lμ sơ đồ đo itrực tiếp dịch chuyển của bμn máy Thước quang được gắn trực tiếp lên bμn máy vμ chuyển động theo bμn máy Khi bμn máy chuyển động, thước thường xuyên phát ra tín hiệu về toạ độ thực của bμn máy dưới dạng xung Đầu thu t ếp nhận tín hiệu vμ ichuyển về bộ điều khiển để so sánh với giá trị vμo Bộ điều khiển sẽ đưa ra lệnh điều khiển cơ cấu chạy dao theo xu hướng giảm sai lệch giữa giá trị thực vμ giá trị đặt, cho

đến khi giá trị sai lệch nằm trong g ới hạn cho phép Phương pháp đo trực tiếp đạt độ ichính xác cao vì khử được sai số của xích truyền động cơ khí

Trong các máy gia công điều khiển theo chương trình số, quãng đường chạy của các dụng cụ hoặc của các chi tiết đã được cho trước một cách chính xác thông qua các chỉ dẫn điều khiển trong chương trình NC

Tuỳ theo dạng của các chuyển động giữa điểm đầu và điểm cuối của quãng đường chạy này, người ta phân chia thành 3 dạng điều khiển:

- Điều khiển theo điểm:

Điều khiển theo điểm được ứng dụng khi gia công theo các toạ độ xác định đơn giản Dụng cụ sẽ thực hiện chạy dao nhanh đến các điểm đã được lập trình, trong hành trình này dao không cắt vào chi tiết Chỉ khi đạt tới điểm đích, quá trình gia công được thực hiện theo chế độ đã lập trình (hình a) Tuỳ theo dạng điều khiển, các trục có thể có chuyển động kế tiếp nhau hoặc tất cả các trục có chuyển động đồng thời, song không có mối quan hệ hàm số giữa các trục Khi các trục có chuyển động đồng thời, hướng của chuyển động tạo thành góc 45 Khi một trong 2 toạ độ đã đạt được thì trục thứ

2 sẽ kéo theo đến điểm đích (hình b)

Điều khiển điểm được ứng dụng trên các máy khoan toạ độ và trên các thiết bị hàn điểm

H×nh 14 1- : §iÒu khiÓn theo ®iÓm

- Điều khiển đường:

Điều khiển đường tạo ra các đường song song với các trục của máy,

Trong các điều khiển đường mở rộng 2 trục của máy chuyển động với tốc độ như nhau đồng thời ta có thể gia công bề mặt côn ở góc 450

Phạm vi ứng dụng của điều khiển đường bị thu hẹp trên các máy phay

và máy tiện

H×nh 15 1- : §iÒu khiÓn theo ®êng

- Điều khiển theo contour

H×nh 1-16: §iÒu khiÓn theo ontour c

Bằng điều khiển theo contour, người ta có thể tạo ra các contour hoặc đường tuỳ ý trong một mặt phẳng hoặc trong không gian Điều này đạt được