BÀI GIẢNG Chương 11 Hệ Thống Điều Khiển Máy NC và CNC ( Đồ Án Tốt Nghiệp)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Số Võ Văn Ngân, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh Tel: +84 7221223, Fax: +84 8960640 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 MÁY VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH MÁY VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHƯƠNG 11: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC VÀ CNC Tp Hồ Chí Minh, - 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Số Võ Văn Ngân, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh Tel: +84 7221223, Fax: +84 8960640 Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy NỘI DUNG 11.1 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG CNC 11.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC 11.3 THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC/CNC 11.4 PHẦN MỀM TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC 2014 Tr 10.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI TÍN HIỆU Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy  Phân theo chức chính, hệ thống CNC bao gồm phận MMI, phận NCK, phận PLC Các thành phần hệ thống CNC 2014 Tr 11.1 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.1.1 Chức MMI  Phân theo chức chính, hệ thống CNC bao gồm phận MMI, phận NCK, phận PLC Giao diện ManMachine (HiTrol-M100) 2014 Tr 11.1 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.1.2 Chức NCK  Bộ NCK có nhiệm vụ phụ trách servo kiểm soát truyền động Chức NCK 2014 Tr 11.1 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.1.3 Chức PLC  Một hệ thống PLC xác định điều khiển logic dựa phần mềm  Tính linh hoạt: Điều khiển logic thay đổi cách thay đổi chương trình  Khả mở rộng: Việc mở rộng hệ thống cách thêm mô-đun thay đổi chương trình  Hiệu kinh tế: Giảm chi phí cách giảm trình thiết kế thời gian, độ tin cậy cao, bảo trì dễ dàng  Thu nhỏ: Kích thước cài đặt nhỏ so với hộp điều khiển relay  Độ tin cậy: Khả thất bại xảy tiếp xúc xấu giảm sử dụng chất bán dẫn  Hiệu suất: Chức nâng cao phép tính số học hiệu chỉnh liệu 2014 Tr 11.1 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.1.4 Hệ thống điều khiển thời gian thực  Trong hệ thống NC, NCK, PLC, MMI phải thực khoảng thời gian liên tục Với tính chất này, hệ thống NC hệ thống thời gian thực phức tạp Quy trình công việc hệ thống NC 2014 Tr 11.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.2.1 Hệ thống điều khiển theo điểm theo đoạn Điều khiển theo điểm Hệ thống điều khiển điểm ứng dụng máy khoan lỗ, hàn điểm, đột lỗ, đánh dấu định tâm… Sơ đồ điều2014 khiển điểm Tr 10 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.7 Cơ cấu ghi chương trình 11.3.7.2 Cơ cấu chuyển đổi tương tự - số  Mạch thể chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số sử dụng IC khuyếch đại thuật toán (OP AMP)  Mạch mạch chuyển đổi bit, cần tới 16 IC khuyếch đại thuật toán cảm nhận (SA) có chốt(latches) 2014 Tr 39 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.8 Cơ cấu nội suy  Ở hệ thống điều khiển theo đường, tín hiệu hành trình cần phải thực việc xác định vị trí tương đối dao phôi, tức xác định mối quan hệ chuyển động bàn máy  Cơ cấu dùng để xác định mối quan hệ gọi cấu nội suy Thực chất máy tính  Tùy thuộc vào trình điều khiển, ta phân biệt hệ thống điều khiển với cấu nội suy đặt bên đặt bên trình xử lý liệu  Với việc dùng cấu nội suy ngoài, máy tính xác định toàn tín hiệu điều khiển cho nhiều máy CNC với dạng chương trình băng từ 2014 Tr 40 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.9 Cơ cấu so sánh 11.3.9.1 Cơ cấu so sánh tín hiệu tương tự  Loại cấu có ưu điểm kết cấu đơn giản giá thành rẻ  Cơ cấu sử dụng hai chiết áp a hai trượt b Con trượt thứ tạo điện U1 mang giá trị mong muốn trượt thứ hai tạo điện U2 mang giá trị thực Khi hai điện khác nhau, sinh điện Ur khác ) Nếu U2 có điện với U1, Ur = 2014 Tr 41 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.9 Cơ cấu ghi chương trình 11.3.9.2 Cơ cấu so sánh tín hiệu số 2014 Tr 42 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.9 Cơ cấu ghi chương trình 11.3.9.2 Cơ cấu so sánh tín hiệu số 2014 Tr 43 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.9 Cơ cấu ghi chương trình 11.3.9.2 Cơ cấu so sánh tín hiệu số Mạch logic cấu so sánh tín hiệu số 2014 Tr 44 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.10 Cơ cấu đo  Công việc đo có thể phân loai dựa sở: Phương pháp chuyển đổi dữ liệu: tương tự và số, phương pháp đo tuyệt đối và tương đối, vị trí đo: trực tiếp và gián tiếp  Các phương án lắp đặt cấu đo: Bộ cảm biến C đặt trục động cơ, cảm biến C đặt đầu vít me, cảm biến C đặt bàn di trượt, cảm biến dịch chuyển lắp bàn trượt Các phương 2014 án lắp cấu đo Tr 45 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.10 Cơ cấu đo 11.3.10.1 Cơ cấu đo tương tự - tuyệt đối 2014 Tr 46 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.10 Cơ cấu đo 11.3.10.1 Cơ cấu đo tương tự - tuyệt đối Cơ cấu đo sensyn 2014 Tr 47 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.10 Cơ cấu đo 11.3.10.2 Cơ cấu đo số Cơ cấu đo sử dụng thước vạch tương đối tuyệt đối Cơ cấu đo số - trực tiếp 2014 Tr 48 11.3 Các thành phần hệ thống điều khiển máy NC/CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.3.10 Cơ cấu đo 11.3.10.2 Cơ cấu đo số  Cơ cấu đo số gián tiếp sử dụng cấu đọc gắn cố định thân máy đĩa vạch chuẩn gắn cố định trục vít me  Khi động quay, trục vít me quay, làm cho đĩa vạch chuẩn quay theo Như lượng di động bàn máy phản ánh gián tiếp qua góc quay trục vít me góc quay đĩa Cơ cấu 2014 đo số - gián tiếp Tr 49 11.4 Phần mềm hệ thống điều khiển máy CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.4.1 Phần mềm điều khiển  Phần mềm điều khiển chương trình dùng để thực chức NC  Chương trình sở sản xuất máy thiết kế sở tính máy cần chế tạo  Chương trình điều khiển lưu trữ ROM  Phần mềm điều khiển bao gồm chương trình :  Chương trình kiểm tra,  Chương trình logic,  Chương trình đọc,  Chương trình đặc trưng 2014 Tr 50 10.4 Phần mềm hệ thống điều khiển máy CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.4.2 Postprocessor  Postprocessor chương trình máy tính cần thiết cấu trúc điều khiển máy công cụ điều khiển số  Postprocessor làm nhiệm vụ chuyển đổi thông tin chương trình NC thành cấu trúc điều khiển dụng cụ  Thông tin mà postprocessor phải xử lý thông tin đường chuyển dụng cụ, điều kiện gia công, bắt đầu chương trình, kết thúc chương trình, tốc độ trục (S), lượng chạy dao (F) 2014 Tr 51 10.4 Phần mềm hệ thống điều khiển máy CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.4.2 Postprocessor Cấu trúc Postprocessor 2014 Tr 52 11.4 Phần mềm hệ thống điều khiển máy CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11.4.3 Phần mềm ứng dụng  Chương trình ứng dụng gọi chương trình NC  Chương trình cho thông tin mô tả đường chuyển động dụng cụ trình gia công, kiểu chuyển động : chạy nhanh, nội suy thẳng, nội suy vòng, điều kiện cắt tốc độ trục chính, lượng chạy dao, chiếu sâu cắt  Chương trình ứng dụng viết hai cách Chương trình viết sở mã G, mã tiêu chuẩn M, T, F chức S để viết chương trình NC 2014 Tr 53 [...].. .11. 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 2.1 Hệ thống điều khiển theo điểm và theo đoạn 1 Điều khiển theo đoạn Loại điều khiển này dùng cho dùng cho các máy phay rãnh, khoan, tiện trụ có bậc Sơ đồ điề u khiển đoạn 2014 Tr 11 11.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 2.1 Hệ thống điều khiển theo điểm và. .. bộ điều khiển CNC có quyền tự do đáng kể cho kết hợp lệnh NC của mình trong điều khiển của họ 2014 Tr 18 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.2 Chương trình NC 11. 3.2.2 Cấu trúc của một chương trình NC Cấu trúc của chương trình NC 2014 Tr 19 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy. .. Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.2 Chương trình NC 11. 3.2.3 Cấu trúc của một khối chương trình Cấu trúc của khối chương trình 2014 Tr 20 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.2 Chương trình NC 11. 3.2.2 Cấu trúc chữ chương trình Cấu trúc chữ chương trình 2014 Tr 21 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa... 12 11. 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 2.2 Hệ thống điều khiển theo đường Hệ thống điều khiển theo đường là hệ thống điều khiển có sự phối hợp chuyển động giữa các bàn máy hay giữa các trục để tạo nên một chuyển động tương đối giữa phôi và dao theo một đường có hình dáng bất kỳ Điều khiển theo đường 2014 Tr 13 11. 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC. .. THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 2.2 Hệ thống điều khiển theo đường Sơ đồ cấu trúc điều khiển theo đường 2014 Tr 14 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.1 Dữ liệu gia công 11. 3.1.1 Xác định số liệu hình dáng  Dựa trên số liệu hình dáng, tức các kích thước chi tiết, ta xác... các số liệu thành mã hiệu 2014 Tr 16 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.2 Chương trình NC  Một chương trình NC bao gồm một chuỗi các lệnh mà máy công cụ CNC sẽ được hướng dẫn để sản xuất ra một công cụ nhất định  Đối với mỗi quá trình gia công trên một máy công cụ CNC, chương trình NC có một lệnh với các thông tin có... khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.2 Chương trình NC 11. 3.2.2 Cấu trúc chữ chương trình Trình tự chữ chương trình 2014 Tr 22 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.3 Cơ cấu mang chương trình 11. 3.3.1 Bìa đục  Bìa đục lỗ là một dạng thiết bị nhớ mà trên đó nó lưu trữ chương trình gia công  Các... cái, số và ký tự 2014 Tr 17 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.2 Chương trình NC 11. 3.2. 1Chương trình NC tiêu chuẩn  Tiêu chuẩn ISO-6983 đạt tiêu chuẩn lập trình NC của máy trong các khu vực sản xuất  Tuy nhiên điều này sẽ giới hạn tiêu chuẩn hóa các lệnh nhất định cũng như các cấu trúc chung của một chương trình NC ... gia công và dựa vào các điều khiển đã có của máy, dao cắt và đồ gá, ta thiết kế qui trình công nghệ gia công  Trong khi lập qui trình này, ta lập thành bảng các số liệu cần thiết để gia công, tức là lập chương trình điều khiển quá trình gia công dưới dạng các mã hiệu 2014 Tr 15 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.1 Dữ... năng cắm nóng thiết bị (nối và ngắt các thiết bị không cần phải khởi động lại hệ thống) 2014 Tr 27 11. 3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển máy NC/ CNC Khoa Cơ Khí Máy - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 11. 3.4 Cơ cấu ghi chương trình 11. 3.4.1 Máy đục lỗ  Chương trình có thể được ghi lên băng nhờ một thiết bị ghi mã hiệu gọi là cơ cấu đột lỗ Cơ cấu đột lỗ 2014 Tr 28 11. 3 Các thành phần