Bài giản về CadCamCnc cadcamcnc11 cnc controller1

ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) Thạc só Lê Trung Thực Nội dung  Khái niệm  Những vấn đề khó khăn NC cổ điển  Công nghệ sản suất điều khiển NC  Điều khiển số nhờ máy tính  Direct Numerical Control  Phối hợp DNC CNC  Các hệ thống điều khiển thích nghi  Xu hướng phát triển CNC Khái niệm • Việc sử dụng máy tính số làm thay đổi chất việc điều khiển máy NC • Trong chương bàn vấn đề sau:  Computer numerical control (CNC)  Direct numerical control (DNC)  Adaptive control (AC) Khái niệm • CNC thay điều khiển NC cổ điển tính toán nhỏ (minicomputer hay microcomputer) • Máy tính nhỏ dùng để thực số tất chức NC chương trình đựợc lưu nhớ Read – Write  Một khác biệt CNC máy tính điều khiển máy công cụ Khác với DNC dùng máy tính để điều khiển nhiều máy công cụ riêng biệt Khái niệm • Điều khiển thích nghi không đòi hỏi máy tính số Điều khiển thích nghi dùng hệ thống điều khiển để đo nhiều biến số qúa trình (lực cắt, nhiệt độ, công suất, v.v.) thay đổi lượng ăn dao (hoặc) tốc độ cắt để bù trừ vào thay đổi có hại biến số qúa trình • Mục đích điều khiển thích nghi: • - Tối ưu hóa qúa trình gia công mà máy NC đơn độc thực • - Nhiều dự án điều khiển thích nghi ban đầu dựa việc điều khiển tương tự máy tính số • - Ngày hệ thống sử dụng công nghệ vi xử lý để ứng dụng chiến lược điều khiển thích nghi Những khó khăn NC cổ điển • • • • • Có lỗi lập trình gia công do: - Cú pháp sai - Số sai Để cho băng lỗ đúng, phải chỉnh sửa đến – lần Khó đạt trình tự gia công tốt Những khó khăn NC cổ điển     Vận tốc lượng ăn dao không tối ưu thay tốc độ lượng ăn dao qúa trình gia công Vì người lập trình phải thiết lập tốc độ lượng ăn dao cho trường hợp xấu Băng đục lỗ dễ bò rách Bộ đọc băng phần cứng yếu máy NC Khi có cố, nhóm thợ bảo trì thường bắt đầu tìm nguyên nhân nơi máy đọc băng Controller: Bộ điều khiển NC cổ điển loại cứng (hard – wired) Những khó khăn NC cổ điển  Management information: Hệ thống NC cổ điển không đảm bảo thông tin theo thời gian gia công Những thông tin gồm: máy có cố thay dụng cụ cắt Công nghệ sản xuất điều khiển NC • Ít hệ điều khiển biết đến  Bóng chân không (Circa 1952)  Electromechanical Relays (Circa 1955)  Discrete semiconductors (circa 1960)  Intergrated Circuite (circa 1965)  Direct numerical control (circa 1968)  Computer numerical control (circa 1970)  Microprocessors and Microcomputers (circa 1975) Công nghệ sản xuất điều khiển NC • 1982: 286 Microprocessor Number of Transistors: 134,000 • Speed: 6MHz, 8MHz, 10MHz, 12.5MHz • Within years of it release, there were an estimated 15 million 286• based personal computers installed around the world • 1985: Microsoft ships Windows 1.0 • 1986: Intel ships the 16 MHz 80386 processor – Compaq Computer introduces the first 80386-based computer • 1989: Intel 486? DX CPU Microprocessor 1990: Microsoft ships Windows 3.0 – Number of Transistors: 1.2 million – Speed: 25MHz, 33MHz, 50MHz • 1993: Intel introduces the 60 MHz Pentium processor Number of Transistors: 3.1 million – Microsoft ships the Windows NT operating system Công thức tính tỉ lệ Hệ thống ACC  Được phát triển với mức độ thông minh tốn so với ACO  Các hệ thống sản xuất ACC sử dụng giới hạn dựa biến số đo  Vì hệ thống có tên gọi ACC Mục tiêu hệ thống điều khiển vận tốc lượng ăn dao cho biến số đo nằm vùng giới hạn cho phép Hoạt động hệ thống ACC:  Ứng dụng điển hình phay viền phay túi rỗng (profile, pocket) máy NC  Vận tốc V – tham số điều khiển  Lựa cắt P công suất cắt N biến số đo dược  Gắn hệ thống ACC vào máy NC chuyện bình thường Có lý để máy NC dùng làm điểm bắt đầu tự nhiên cho việc ứng dụng AC:  1/ Máy NC thường có mô tơ điều khiển,  2/ Các phôi gia công thông thường cho máy NC có nguồn thay đổi mà AC thực (feasible) Quan hệ phần mềm AC chương trình APT Mục tiêu việc tính toán  Xác đònh điều kiện cắt để cực đại hóa tốc độ cắt bỏ kim loại  Người lập trình gia công thường phải vận tốc lượng ăn dao để gia công  Với điều khiển thích nghi, thông số tính toán nhờ phần mềm gia công sở liệu nhập vào người lập trình can thiệp vào Ích lợi gia công có điều khiển thích nghi • Tăng suất gia công • 2/ Tăng chu kỳ bền dụng cụ (tuổi thọ) • 3/ Bảo vệ phôi tốt • 4/ Người vận hành phải can thiệp • 5/ Lập trình gia công dễ Xu hướng phát triển NC  Thay băng đục lỗ băng từ  Sử dụng thiết bò kiểm tra NC ngày thông dụng  Kiểm tra phôi qúa trình gia công nằm bàn máy  Tự hiệu chỉnh vò trí dụng cụ để bù trù sai số máy  Đònh vò mặt tham chiếu phôi sau gia công để đạt độ xác cao  Kiểm tra dụng cụ cắt để xác đònh tình trạng dụng cụ (răng gẫy)  Ưu điểm việc dùng thiết bò kiểm tra tiết kiệm thời gian nâng cao độ xác gia công Những hệ thống NC tiến tiến  Trong ngôn ngữ APT, chi tiết xác đònh phương pháp hình học đường, mặt phẳng, đường tròn  Đường, mặt phẳng, đường tròn phần tử biên đường mặt vô tận đường tròn khép kín  Còn thân chi tiết vật có biên, phần tử hình học APT xác đònh đầy đủ xác hình học chi tiết  Bằng trật tự câu lệnh APT, dụng cụ di chuyển theo mặt chi tiết, bỏ qua phần đường tròn đường thẳng không liên quan đến chi tiết Những hệ thống NC tiến tiến  Theo cách xây dựng mô hình hệ thống CAD/CAM phôi xác đònh mặt cạnh tạo nên vật thể đặc chi tiết Mặt cạnh vô tận  Khái niệm gọi Boundary Geometry, ngược lại với khái niệm APT  Một mục tiêu dự án CAM – dùng khái niệm chứa bên hình học biên để xác đònh chi tiết Một số mục tiêu quan trọng dự án • 1/ Một tập ngôn ngữ mới: Dùng khái niệm hình học biên Sẽ có cố gắng làm cho ngôn ngữ tương thích với ngôn ngữ APT Ngôn ngữ mức cao so với APT • 2/ Đa dạng: Không dùng để cắt kim loại mà dùng cho nhiều lónh vực khác kiểm tra, dập,… • 3/ Thiết kế theo Module: chương trình phải thiết kế để thực chức • Phay Profile • Phay Pocket • Gia công theo điểm (PTP operation) • Tiện (Turning) • Kiểm tra (Inspection) Tự động hóa thực chức lập trình NC       Lập trình NC bao gồm Tạo đường chạy dao Chọn dụng cụ Lượng ăn dao Tốc độ cắt Thứ tự nguyên công Kiểm tra giao  Các chương trình phải xây dựng bên NC tiên tiến để kiểm tra khả va chạm dụng cụ đồ gá gia công va chạm khác Giao diện với sở liệu CAD/CAM  Hệ thống điều khiển số tiên tiến phải giao diện với sở liệu thiết kế gia công  Dữ liệu thiết kế phải chứa liệu liên quan đến hình học chi tiết (phôi thô kích thước cuối chi tiết), đồ gá, dao cắt, khả chế tạo dao liệu giá thành  Chức lập trình NC phải giao diện với chương trình lập quy trình gia công nhờ máy tính Các hệ thống sản xuất linh hoạt (HTSXLH  Một phát triển quan trọng DNC đưa vào ứng dụng hệ thống sản xuất linh hoạt (Flexible Manufacturing System - FMS)  Một FMS nhóm máy NC (hoặc trạm làm việc khác) có liên hệ với hệ thống vận chuyển vật liệu  Toàn máy NC hệ thống vận chuyển điều khiển máy tính Robotics  Theo chất công nghệ lập trình, Robot công nghiệp có nhiều điểm chung với máy NC  Robot dùng để vận chuyển phôi dụng cụ sản xuất  Một nhiệm vụ quan trọng Robot nạp phôi vào lấy phôi khỏi máy gia công, kể máy NC  Robot máy tạo nên tế bào sản xuất tự độïng với việc nạp phôi vào tế bào từ băng tải đưa chi tiết gia công tế bào đến băng tải khác  Toàn công việc thực cách tự nhiên không cần đến người ... theo hướng   Hybrid CNC: CNC lai (phối hợp gắn cứng gắn mềm) Straight CNC: CNC trực tiếp (chỉ sử dụng điều khiển gắn mềm) Sơ đồ HT Hybrid CNC Trong hệ thống lai (Hybrid CNC ) • Các thành phần... dùng nạp chương trình liệu gốc So với máy NC thông thường máy CNC mềm dẻo hơn, khả tính toán tốt Cấu hình chung hệ thống CNC Các chức CNC      Điều khiển máy công cụ (Machine tool control)... Intel-based iMac Điều khiển số nhờ máy tính (CNC)  CNC hệ thống NC dùng máy tính có chứa chương trình để thực số hay tất chức điều khiển số  Với CNC, chương trình cho vào lần lưu nhớ máy tính