Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH CÓ TÍNH ĐẾN BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI CỦA HỆ CÔNG NGHỆ KHI TIỆN TRÊN MÁY CNC DEVELOPMENT OF CONTROL METHOD OF THE FORM-BUILDING MOVEMENTS TAKING INTO ACCOUNT ELASTIC DEFORMATIONS OF TECHNOLOGICAL SYSTEM WHEN TURNING ON THE CNC MACHINE TSKH Phạm Đình Tùng1a, TS Phạm Quốc Hoàng1b, KS Đỗ Thanh Bình1c Học viện Kỹ thuật Quân a b phamdinhtung@mta.edu.vn; phqhoang@gmail.com; cdothanhbinh@mta.edu.vn TÓM TẮT Bài báo trình bày phương pháp xây dựng chương trình điều khiển quỹ đạo chuyển động tạo hình tiện có tính đến động lực học trình cắt Sự khác phương pháp phương pháp truyền thống chương trình NC xây dựng không theo biên dạng hình học chi tiết mà theo quỹ đạo chuyển động tạo hình mong muốn xác định sở nghiên cứu động lực học hệ thống Quỹ đạo chuyển động cấu công tác có sai khác so với chuyển động tạo hình ảnh hưởng biến dạng đàn hồi hệ thống công nghệ tác dụng lực cắt Điều quan trọng gia công chi tiết có độ cứng nhỏ thay đổi dọc theo tọa độ gia công Đưa thuật toán xác định quỹ đạo mong muốn chuyển động tạo hình xác định chương trình điều khiển tương ứng với quỹ đạo dựa sở giải toán động lực học ngược với trợ giúp phương trình liên kết Đưa kết mô số kết nghiên cứu thực nghiệm trường hợp tiện trục từ thép C45 có đường kính 20 mm, chiều dài 430 mm dao tiện CNMG-NM4 với phương pháp điều khiển Trong trường hợp này, điều khiển thực sở thay đổi tốc độ tiến dao Từ khóa: động lực học cắt, điều khiển, độ xác gia công, biến dạng đàn hồi ABSTRACT This paper presents a method to build control program for trajectory of form-building movements when turning, taking into account the dynamics of cutting process In principle, the difference between this method and the traditional method is that NC program is built not according to the geometry of the part, but according to desired trajectory of form-building movements predetermined based on study of system dynamics A case of deviation between trajectory of form-building movements and motion trajectory of operating mechanisms formed by the elastic deformation of the cutting tool and workpiece system under the effect of cutting forces is studied This is particularly important case when machining small parts of small and changing along the machining coordinates hardness Algorithm determining desired trajectory of form-building movements is built and control program corresponding to this trajectory is determined based on solving of the inverse dynamics problem with the help of the linking equations Digital simulation results and the results of experimental researchs on case of turning a shaft made of C45 steel of 20 mm diameter, 430 mm length by CNMG-NM4 turning tool by new control method are given In this case, the control is made on the basis of feedforward change Keywords: dynamics of cutting, control, precision machining, elastic deformation 225 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thực tiễn, gia công chi tiết có độ cứng nhỏ thay đổi dọc theo tọa độ chuyển dịch tương đối dao phôi chi tiết có dạng hình học phức tạp cần phải tính đến yếu tố: quỹ đạo chuyển động cấu công tác lập trình điều khiển máy tính khác quỹ đạo chuyển động tương đối dao phôi, nhất, biến dạng chuyển vị đàn hồi hệ công nghệ Quỹ đạo chuyển động tương đối dao phôi xác định dạng hình học chi tiết sau gia công Quỹ đạo chuyển động cấu công tác X (ct ) X ( ct ) ( X (ct ) - tọa độ, X (ct ) - không gian hình học) hiểu quỹ đạo điểm cố định dao phôi không tính đến biến dạng hệ Quỹ đạo xác định hệ tọa độ cố định gắn với máy Quỹ đạo chuyển động tạo hình X (th) X (th ) quỹ đạo chuyển động tương đối đỉnh dao phôi Chương trình điều khiển hay véctơ điều khiển U ( X (ct ) ) U lập trình theo tọa độ chuyển dịch cấu công tác quy luật thay đổi tín hiệu điều khiển động Tín hiệu xác định quỹ đạo pha chuyển dịch cấu công tác, nghĩa phụ thuộc vận tốc cấu công tác vào chuyển dịch chúng V ( X (ct ) ) Như vậy, X (ct ) {X 1(ct ) , X 2(ct ) , X 3(ct ) , X 4(ct ) }T X (ct ) , X s {X1(ct ) , X 2(ct ) , X 3(ct ) }T - tọa độ xác định vị trí bàn dao, X 4(ct ) - tọa độ góc quay trục X s - tọa độ vị trí bàn dao tương ứng với tọa độ đỉnh dao không tính đến biến dạng đàn hồi dao X 1(ct ) - tọa độ bàn dao theo hướng tiến dao ngang, X 2(ct ) - tọa độ bàn dao theo hướng vận tốc cắt (theo cách bố trí truyền thống máy tiện X 2(ct ) ), X 3(ct ) - tọa độ bàn dao theo hướng tiến dao dọc; X (th) {X 1(th) , X 2(th) , X 3(th) }T {X 1(ct ) X Y1 , X 2(ct ) X Y2 , X 3(ct ) X Y3 }T X ( ct ) – tọa độ đỉnh dao có tính đến biến dạng đàn hồi dao X {X1 , X , X }T biến dạng đàn hồi phôi Y {Y1 , Y2 , Y3 }T Véctơ X (th) khác véctơ X (ct ) đại lượng tổng biến dạng đàn hồi dao phôi Như vậy, nghiên cứu không tính đến biến dạng nhiệt, độ lệch mòn dao trình gia công, ảnh hưởng nhiễu động hình học sinh không đồng phận chuyển động máy Các quỹ đạo pha V ( X (ct ) ) khác chương trình điều khiển số U ( X (ct ) ) Sự không tương ứng xác định tính chất động lực hệ truyền động có tính đến tính chất hệ điều khiển, tính chất liên kết tạo thành phận hệ truyền động, liên kết động tạo thành trình cắt Như vậy, cho trước chương trình điều khiển NC U ( X (ct ) ) , chương trình xây dựng dựa dạng hình học chi tiết theo nguyên tắc điều khiển truyền thống (Hình 1), dạng hình học chi tiết nhận khác dạng hình học theo yêu cầu có biến dạng đàn hồi hệ thống công nghệ, nghĩa tồn không tương ứng quỹ đạo chuyển động tạo hình chương trình NC Cấu trúc động lực máy với trình cắt có tính chất sau [1]: - Nó hệ tiêu tán, không gian trạng thái hệ tồn tập hợp quỹ đạo chuyển động tạo hình tương ứng với tập hợp điều khiển U ( X (ct ) ) Tập hợp tập hút, nghĩa quỹ đạo chuyển động tạo hình attractor - Thông thường, tính đến thực vật lý, lựa chọn véctơ điều khiển U ( X (ct ) ) tương ứng với quỹ đạo chuyển động tạo hình ổn định tiệm cận, mà quỹ đạo bảo đảm số chất lượng hình học chi tiết theo yêu cầu 226 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Để đảm bảo tương ứng chương trình NC với quỹ đạo chuyển động cấu công tác quỹ đạo chuyển động tạo hình, thực hai phương pháp Phương pháp thứ sử dụng rộng rãi phương pháp xây dựng dựa nguyên tắc lệ thuộc tất tọa độ trạng thái vào chương trình điều khiển Phương pháp thứ hai dựa luận điểm lý thuyết điều khiển thống [2] Phương pháp dựa xác định U ( X (ct ) ) cho tính chất động lực học hệ cắt, tính chất liên kết động tạo thành trình cắt tính toán vào điều khiển Đồng thời, quỹ đạo chuyển động tạo hình bảo đảm chất lượng hình học chi tiết theo yêu cầu Các quỹ đạo tạo thành cách tự nhiên chúng attractor không gian trạng thái hệ [1,3] Cách tiếp cận dựa sử dụng tất liên kết bổ sung, liên kết xác định trình mở rộng không gian trạng thái khái niệm thống điều khiển Dạng hình học chi tiết số độ xác gia công Dạng hình học chi tiết Chương trình điều khiển số, điều khiển động Thiết kế quỹ đạo chuyển động tương đối dao phôi Quỹ đạo chuyển động cấu công tác Quỹ đạo chuyển động cấu công tác Quỹ đạo chuyển động tương đối dao phôi Các số độ xác gia công Biến đổi tốc độ động dẫn động Quỹ đạo chuyển động động Chương trình điều khiển số Sơ đồ điều khiển theo phương pháp truyền thống Sơ đồ điều khiển theo phương pháp Hình Các sơ đồ điều khiển trình gia công Như vậy, giả sử cho trước tập hợp quỹ đạo chuyển động tạo hình ổn định tiệm cận bảo đảm số chất lượng hình học theo yêu cầu Khi đó, tập hợp X (th) X ( ct ) tương ứng với tập hợp quỹ đạo chuyển động cấu công tác X (ct ) X ( ct ) sau tập hợp chương trình NC U ( X (ct ) ) U Nếu tính đến liên kết tồn cách tự nhiên cấu trúc động máy quy luật thay đổi chúng chương trình NC cần phải xây dựng tập hợp U ( X (ct ) ) Như vậy, để xác định tập hợp U cần giải toán động lực học ngược sở phương trình liên kết không gian X (th ) , X (ct ) U THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH ĐẢM BẢO CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG HÌNH HỌC CỦA CHI TIẾT THEO YÊU CẦU Để giải thích chất phương pháp lập trình mà không tính tổng quát giới hạn xem xét trường hợp gia công tiện trục Giả sử cho trước quỹ đạo pha chuyển dịch cấu công tác, quỹ đạo biểu diễn hàm chuyển dịch dọc trục quay phôi X 3(ct ) l (Hình 2), nghĩa { X i(ct ) (l ), dX i(ct ) (l ) / dt} { X i(ct ) (l ),Vi (l )} , i 1,4 Quỹ đạo biểu diễn dạng hàm thời gian { X i(ct ) (t ), dX i(ct ) / dt} { X i(ct ) (t ),Vi (t )} 227 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Mỗi điểm véctơ X (ct ) tương ứng với cặp véctơ biến dạng đàn hồi dao X {X1 , X , X }T phôi Y {Y1 ,Y2 ,Y3 }T Tọa độ véctơ X (ct ) tính từ tâm mặt đầu phôi (Hình 2) Như vậy, tọa độ chuyển động tạo hình xác định dạng hình học chi tiết tổng tọa độ cấu công tác biến dạng đàn hồi dao phôi Khi đó, giá trị bán kính phôi R(t) điểm X 3(ct ) (t ) xác định biểu thức sau: R(t ) R(l ) X1(th) (l ) X1(ct ) (l ) X1 (l ) Y1 (l ) (1) Trước tiên, làm rõ quy luật tạo thành biến dạng đàn hồi cho trước quỹ đạo { X i(ct ) (t ),Vi (t )} Biến dạng đàn hồi phụ thuộc vào lực cắt Lực cắt tạo thành tương tác dao phôi có tính đến biến dạng chúng X , Y (Hình 2) Mức độ phụ thuộc lực cắt F {F1 , F2 , F3 }T vào tọa độ trạng thái hệ khác 4 (l ) Y1 Y (l ) {Y1 (l ), Y2 (l ), Y3 (l )}T X 1( ct ) R(l ) l U (t ) X 3(ct ) Y3 X (th) (l ) {X1(th) (l ), X 2(th) (l ), X 3(th) (l )}T с , h s ,k X (l ) {X1 (l ), X (l ), X (l )}T s ,k X3 X (ct ) (l ) {X1(ct ) (l ), X 2(ct ) (l ), X 3(ct ) (l )}T U (t ) V1 (l ) V3 (l ) X1 U (t ) Hình Sơ đồ điều khiển chuyển động tạo hình hệ tọa độ xác định trạng thái hệ cắt Để làm rõ quy luật biến đổi quỹ đạo chuyển động cấu công tác vào quỹ đạo chuyển động tạo hình, xem xét trường hợp: lực tác dụng lên mặt sau dao đại lượng nhỏ, bỏ qua thành phần lực Khi đó, để làm rõ quy luật tạo thành lực cắt sử dụng giả thiết sau [1]: 1) Mô đun lực tỷ lệ với diện tích lớp cắt, nghĩa F0 S , - hệ số suy rộng, F0 F - mô đun lực cắt; 2) Hướng lực không bị thay đổi không gian, nghĩa F F0 , {1 , , }T - véctơ hệ số góc Như vậy, cho trước điều kiện khác, lực xác định lượng tiến dao f c , chiều sâu cắt t c Diện tích lớp cắt xác định công thức sau (Hình 3) S f c tc f c2 (2) t đó, f c (V3 V X VY3 )dt - lượng tiến dao hay quãng đường chuyển dịch dao t T thời gian vòng quay có tính đến vận tốc biến dạng đàn hồi dao V X phôi VY3 t theo hướng X 3(ct ) ; tc R0 (V1 VX1 VY1 )dt tc(0) X Y1 - giá trị chiều sâu cắt, phụ thuộc vào vị trí đỉnh dao so với trục quay phôi, biến dạng đàn hồi dao X phôi 228 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Y1 theo hướng X 1(ct ) ; R0 - bán kính phôi trước gia công; tgtg tg tg , , - góc nghiêng góc nghiêng phụ Như vậy, gia công tiện trục lực cắt xác định biểu thức sau: t t t t T t T F0 [ (V3 VX VY3 )dt [ R0 (V1 VX1 VY1 )dt ] ( (V3 VX VY3 )dt )2 ] (3) Trục quay phôi 01 0 r0 fc tc S Hình Sơ đồ tạo thành lực cắt C (d ) Chúng ta xem xét ma trận độ cứng hệ thống công nghệ hệ dao Cs(,dk) , s, k 1, 2, hệ phôi C ( p ) Cs(,pk) , s, k 1, 2, Trong nhiều trường hợp ma trận độ cứng dao không đổi, C (d ) const Bỏ qua thành phần bậc hai biến dạng đàn hồi X , X , Y1 , Y3 , bỏ qua đại lượng nhỏ Ngoài ra, xét trường hợp tốc độ tiến dao V3 const , biểu thức (3) biểu diễn dạng sau: F0 [ fc(0)tc(0) tc(0) [ X (t T ) Y3 (t T )] f c(0) ( X1 Y1 ) tc(0) ( X Y3 )] (4) t f c(0) V dt X ( ct ) (t ) X 3(ct ) (t T ) - lượng tiến dao cho trước t T Khi đó, hệ phương trình xác định biến dạng đàn hồi cho trước quỹ đạo chuyển động cấu công tác (nghĩa cho trước chế độ cắt) có dạng: C X (5) Trong C - ma trận độ cứng tổng; X {X , X , X , Y1 , Y2 , Y3 }T - véctơ biến dạng đàn hồi dao phôi; [t c(0) f c(0) t c(0) X (t T ) t c(0)Y3 (t T )]{ 1 , , , 1 , , }T Trong thành phần véctơ , thông số chế độ cắt có hàm biến dạng đàn hồi cho trước X (t T ) Y3 (t T ) Các hàm xác định khoảng 0, t T xác định biến dạng đàn hồi thời điểm t Nếu tính toán biến dạng thực không gian trạng thái theo tọa độ X 3(ct ) theo vòng quay phôi X (t T ) Y3 (t T ) giá trị trung bình biến dạng đàn hồi vòng quay liền trước Như vậy, ma trận độ cứng tổng bao gồm ma trận độ cứng hệ dao, hệ phôi, hệ số phụ thuộc vào chế độ cắt thông số trình cắt (tham số suy rộng hệ số góc định hướng ) Ngoài ra, giả sử rằng: hệ dẫn hướng lý tưởng theo hình dạng cứng tuyệt đối, có nghĩa không gây sai số biến đổi chuyển động cấu công tác vào chuyển động tạo hình Thực chất, nhiễu động hình học hệ dẫn hướng tính toán biết đặc tính thống kê chúng 229 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Hệ (5) cho phép xác định biến dạng đàn hồi dao X phôi Y cho trước chế độ cắt Song khác với toán phân tích tác giả nghiên cứu [4], toán tổng hợp điều khiển cần xác định quy luật điều khiển quỹ đạo chuyển động cấu công tác bảo đảm không đổi bán kính chi tiết, nghĩa là: R( m) (t ) X1(ct ) (t ) X1 (t ) Y1 (t ) const (6) Trong R( m) (t ) - giá trị cho trước bán kính chi tiết Điều kiện (6) bảo đảm cách thay đổi thông số chế độ cắt (lượng tiến dao f c(0) , chiều sâu cắt tc(0) vận tốc cắt Vc ) đồng thời Trong nghiên cứu này, giới hạn xem xét trường hợp bảo đảm điều kiện (6) cách thay đổi lượng tiến dao f c(0) Ngoài ra, giá trị biến dạng đàn hồi làm trung bình giới hạn chu kỳ quay phôi, nghĩa cần phải xác định dãy giá trị lượng tiến dao { f c(0) (iT )}, i 1,2, ,m , m – số vòng quay phôi cần thiết để dao chuyển động hết độ dài phôi l Để làm điều này, từ điều kiện (6), cách đặt X (t ) R Y1 (t ) ( R R (m) X 1(ct ) - sai lệch cho trước bán kính chi tiết) vào hệ (5), sau biến đổi sơ nhận hệ sau: C* (ti ) X * (ti ) * (ti ) Trong (7) X * (ti ) { f c(0) (ti ), X (ti ), X (ti ), Y1 (ti ), Y2 (ti ), Y3 (ti )}T ; (d ) 1tc(0) [ X (t T ) Y3 (t T )] C11 R (d ) 2tc(0) [ X (t T ) Y3 (t T )] C21 R (d ) (0) 3tc [ X (t T ) Y3 (t T )] C31 R * 1tc(0) [ X (t T ) Y3 (t T )] (0) 2tc [ X (t T ) Y3 (t T )] 3tc(0) [ X (t T ) Y3 (t T )] 1 R tc(0) C12( d ) (d ) R tc(0) C22 3 R tc(0) C32( d ) C* R t (0) c 1 R t (0) c 2 R t (0) c 3 C13( d ) 1 tc(0) C11( d ) (d ) C23 2 tc(0) (d ) C21 C33( d ) 3 tc(0) C31( d ) 1 tc(0) C11( p ) C12( p ) 2 tc(0) ( p) C21 ( p) C22 3 tc(0) C31( p ) C32( p ) 2 tc(0) 3 tc(0) ; t i iT C13( p ) 1 tc(0) ( p) C23 2 tc(0) C33( p ) 3 tc(0) 1 tc(0) Đối với điểm t i , với điều kiện cho trước sai số bán kính chi tiết R , tìm nghiệm hệ (7): X * (t i ) C* (t i ) 1 * (t i ) Khi đó: f c(0) (t i ) X 1* (t i ) (8) Tập hợp giá trị lượng tiến dao f c(0) { f c(0) (0), f c(0) (T ), f c(0) (2T ), , f c(0) (mT )} nhận cho phép bảo đảm điều kiện R const Tập hợp { f c(0) (iT )}, i 1, m tương ứng với tập ~ ~ hợp giá trị trung bình tốc độ tiến dao {V3 (iT ) f c(0) (iT ) / T } , i 1, m Dãy {V3 (iT )} làm gần chuỗi Taylor: ~ V3 (t ) i n V i0t i (9) i 0 230 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Tiếp theo, xác định quy luật điều khiển U (t ) bảo đảm chuyển động theo quy luật (9) động điện chiều kích từ độc lập điều khiển điện áp phần ứng Để làm điều này, ta sử dụng phương trình biến đổi điện áp phần ứng vào tần số quay động cơ: U (t ) kc e {TemTe ~ d V3 (t ) dt Tem ~ dV3 (t ) dt ~ V3 (t )} M (t ) , (10) Trong đó, Tem , Te , ce - hệ số động cơ; k - tham số, phụ thuộc vào hệ số biến đổi chuyển động Giá trị k xác định máy cụ thể; M (t ) - thành phần nhiễu xác định ảnh hưởng mô men cản chuyển động quay rotor, hàm cho trước Quy luật thay đổi điện áp điều khiển (10) bảo đảm quỹ đạo chuyển động tạo hình tương đối dao phôi thỏa mãn điều kiện (6) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Xem xét ví dụ mẫu trường hợp tiện trục có đường kính D 20 mm chiều dài l 430 mm , vật liệu phôi – thép C45 (Hình 4) Phôi gá đặt mâm cặp, đầu chống tâm Ma trận độ cứng phôi tính với trợ giúp phần mềm ANSYS sở phương pháp phần tử hữu hạn Đối với ví dụ mẫu này, tham số ma trận độ cứng dao phôi điểm gắn đưa Bảng Ngoài ra, giá trị tham số đưa Bảng trường hợp gia công vật liệu C45 dao mảnh CNMG-NM4 với vận tốc cắt khoảng Vc [60 180] m / ph chiều sâu cắt tc( 0) mm l C ( m) s ,k Cs(,ck) F D 20, mm l 430, mm C (d ) s ,k Hình Sơ đồ tính toán ma trận độ cứng phôi theo chiều dài phôi Bảng Các liệu ban đầu ma trận độ cứng hệ cắt Ma trận độ cứng phôi điểm gắn phôi với mâm cặp C ( m) N / mm 8 105 2 10 2 10 10 7,8 10 2,4 10 Ma trận độ cứng phôi điểm gắn phôi với chống tâm C ( c ) N / mm 10 2,4 10 5,8 105 5 105 2 10 2 10 10 10 2,4 10 2 10 2,4 10 4.3 105 Ma trận độ cứng hệ dao C ( d ) N / mm 8 105 2 10 2 10 10 7,8 10 2,4 10 2 10 2,4 10 5,8 105 Bảng Giá trị tham số thay đổi vận tốc cắt V , m / ph 60 100 140 180 , N / mm 2900 2500 2200 2100 231 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Trên Hình đưa kết tính toán quỹ đạo thay đổi tốc độ tiến dao đảm bảo giá trị không đổi khác đặt trước sai số hình học chi tiết vận tốc cắt Vc 60 m / ph chiều sâu cắt tc( 0) mm Trên Hình đưa tập hợp quỹ đạo thay đổi tốc độ tiến dao V3 giá trị khác tốc độ quay trục n Các quỹ đạo tính toán điều kiện không đổi tổng biến dạng đàn hồi dao phôi theo hướng X 1(ct ) , nghĩa R X1 Y1 const (trong tất trường hợp tc( 0) mm ) Tất quỹ đạo tính toán Hình bảo đảm giá trị không đổi tổng biến dạng đàn hồi hệ dao phôi theo hướng vuông góc với trục V3 , mm / s n, vòng / ph 25 R 20, m 20 3000 R 15, m 2500 R 10, m 15 2000 1500 R 5, m 10 1000 500 30 20 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 V3 , mm / s X 3( ct ) , mm Hình Quỹ đạo thay đổi tốc độ tiến dao theo tọa độ X 3(ct ) 10 0 100 200 300 400 500 X 3( ct ) , mm Hình Tập hợp quỹ đạo thay đổi tốc độ tiến dao đảm bảo điều kiện R X1 Y1 5, m theo tọa độ X 3(ct ) giá trị khác tốc độ quay trục Hiện nay, phần lớn hệ điều khiển CNC sử dụng không cho phép thay đổi tốc độ tiến dao câu lệnh (block) Vì vậy, áp dụng thuật toán (9) cho hệ điều khiển CNC Để thực thuật toán điều khiển đưa sản xuất sử dụng hai cách tiếp cận sau Cách thứ nhất, sử dụng hệ điều khiển CNC đại cho phép thực nội suy tuyến tính tốc độ tiến dao dọc tốc độ tiến dao ngang theo tọa độ chuyển động Trong trường hợp này, thay đổi tốc độ tiến dao câu lệnh thực với trợ giúp chương trình Ví dụ hệ điều khiển dạng hệ điều khiển CNC Sinumerik 840Di công ty Siemens Các chương trình viết ngôn ngữ bậc cao với trợ giúp gói phần mềm chuyên dụng Cách thứ hai, cải tiến hệ điều khiển CNC cách chế tạo vi xử lý song song cho phép điều khiển liên tục quỹ đạo chuyển động cấu chấp hành Bộ vi xử lý kết nối hệ điều khiển CNC hệ điều khiển hệ truyền động Trong nghiên cứu này, với mục đích thực nghiệm kiểm chứng hiệu hoạt động thuật toán đưa trên, tác giả thực thuật toán điều khiển cách làm gần quỹ đạo tính toán tốc độ tiến dao sở phương pháp trung bình hóa đoạn (Hình 5) Tiếp theo lập chương trình NC tương ứng với tập hợp giá trị tốc độ tiến dao theo tọa độ gia công Mỗi đoạn tương ứng với chế độ cắt không đổi phương pháp truyền thống Các kết thực nghiệm rằng, sử dụng phương pháp điều khiển cho phép giảm sai lệch tuyệt đối đường kính chi tiết 2-2,5 lần, giảm kỳ vọng toán sai lệch đường kính chi tiết 3-4 lần, giảm phương sai sai lệch đường kính chi tiết 3-4 lần so với phương pháp gia công truyền thống với chế độ cắt không đổi 232 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV KẾT LUẬN Khi gia công sai số hình học chi tiết tạo thành nhiều nguyên nhân khác Một nguyên nhân quan trọng biến dạng đàn hồi hệ thống công nghệ, đặc biệt dao phôi Điều thể rõ, gia công chi tiết có độ cứng nhỏ thay đổi dọc theo tọa độ gia công Sai số hình học xác định sai lệch quỹ đạo chuyển động lập trình hệ điều khiển CNC dựa dạng hình học chi tiết quỹ đạo chuyển động tạo hình tương đối dao phôi Mối quan hệ quỹ đạo xác định phương trình động lực học hệ truyền động phương trình động lực học trình cắt Sự khác cách tiếp cận tổng hợp điều khiển nghiên cứu xây dựng chương trình NC so với phương pháp truyền thống lập trình điều khiển chuyển động chạy dao không theo dạng hình học chi tiết, mà theo quỹ đạo mong muốn chuyển động tạo hình tính toán trước Quỹ đạo tính toán dựa sở làm rõ đặc điểm động lực hệ Chương trình NC xác định cách giải toán động lực học ngược, nghĩa sở quỹ đạo mong muốn chuyển động tạo hình xác định quỹ đạo chuyển động cấu công tác, cuối chương trình NC Hiện thực thuật toán điều khiển điều kiện phòng thí nghiệm tiện trục từ thép C45 có đường kính D 20 mm chiều dài l 430 mm dao mảnh CNMG-NM4 máy tiện CNC nhận kết sau: giảm sai lệch tuyệt đối đường kính chi tiết 2-2,5 lần; giảm kỳ vọng toán sai lệch đường kính chi tiết 3-4 lần; giảm phương sai sai lệch đường kính chi tiết 3-4 lần so với phương pháp gia công truyền thống với chế độ cắt không đổi Phương pháp điều khiển chuyển động tạo hình nghiên cứu mở rộng trình gia công khác như: phay, khoan,… TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Zakovorotny V L., Lukyanov A D, Nguyen Dong Anh, Pham Dinh Tung Synergetic system controlled synthesis of dynamics of machine tools, taking into account the evolution of relations Rostov n / D: Publishing Center DSTU 2008 (in russian) [2] Kolesnikov AA Synergetic theory of management M: Energoatomizdat, 1994 (in russian) [3] Zakovorotny VL, Pham Dinh Tung Bifurcation in a dynamic system of cutting Bulletin of the Rostov State University of Railways 2011 №4 (in russian) [4] Phạm Đình Tùng, Nguyễn Hải Nam, Tạ Đức Hải Nghiên cứu quy luật biến đổi cấu chấp hành vào chuyển động tương đối dao phôi gia công tiện Tạp chí Khoa học kỹ thuật Học viện Kỹ thuật Quân 2014 Số 161, tr 210-219 THÔNG TIN TÁC GIẢ TSKH Phạm Đình Tùng, Học viện Kỹ thuật Quân Email: phamdinhtung@mta.edu.vn, 0964515919 TS Phạm Quốc Hoàng, Học viện Kỹ thuật Quân Email: phqhoang@gmail.com, 0984775668 Đỗ Thanh Bình, Học viện Kỹ thuật Quân Email: dothanhbinh@mta.edu.vn, 0988960169 233 ... phải tính đến yếu tố: quỹ đạo chuyển động cấu công tác lập trình điều khi n máy tính khác quỹ đạo chuyển động tương đối dao phôi, nhất, biến dạng chuyển vị đàn hồi hệ công nghệ Quỹ đạo chuyển động. .. định tính chất động lực hệ truyền động có tính đến tính chất hệ điều khi n, tính chất liên kết tạo thành phận hệ truyền động, liên kết động tạo thành trình cắt Như vậy, cho trước chương trình điều. .. thống điều khi n Dạng hình học chi tiết số độ xác gia công Dạng hình học chi tiết Chương trình điều khi n số, điều khi n động Thiết kế quỹ đạo chuyển động tương đối dao phôi Quỹ đạo chuyển động