Nghiên cứu bộ điều khiển anilam và các ứng dụng của nó trong các máy cnc

Lời nói đầuViện máy IMI nghiên cứu ứng dụng Mechatronics trong các lĩnh vực công nghiệp, công nghiệp đặc biệt: thiết kế, chế tạo máy, thiết bị, dây chuyền công nghệ mới trong công nghiệp, thực hiện dịch vụ tư vấn đầu tư, chuyển giao công nghệ và các dịch vụ khoa học công nghệ khác. Trong quá trình thực tập em được thực tập tại trung tâm khuôn mẫu chính xác và nhựa kỹ thuật. Đây là một trong những trung tâm phát triển mạnh của viện, với việc áp dụng công nghệ CAD/CAM, gia công trên các máy phay CNC, máy cắt điện cực dây CNC, …vµo chế tạo khuôn mẫu và các sản phẩm nhựa kỹ thuật chất lượng cao có khả năng thay thế sản phẩm nhập khẩu mang lại hiệu quả kinh tế cao.Tại tung tâm khuôn mẫu em được trung tâm tạo điều kiện cho nghiên cứu bé điều khiển ANILAM và các ứng dụng của nó trong các máy CNC đồng thời em được tham gia vào lắp ráp máy cắt tấm kim loại Ga và Plasma CP 90200.Trong thời gian thực tập tốt nghiệp với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn, các kỹ sư trong viện, cộng với sự lỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp và bản báo cáo thực tập. Tuy nhiên do thời gian tương đối ngắn trình độ chuyên môn còn hạn chế nên bản báo cáo này không tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo để bản báo cáo này được hoàn thiện hơn.Cuối cùng em xin chân thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Phan Cung, Viện máy IMI và sự góp ý quý báu của các bạn sinh viên. Hà Nội ngày 28 tháng 1 năm 2004 Sinh viên Chương ITổng quan1.1Giới thiệuNgày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã góp phần giải phóng con người khái các công việc nặng nhọc. Công nghệ thông tin đóng vai trị rất quan trọng đối với con người trong mọi lĩnh vực, nh­ trong thông tin liên lạc, trong ngành khoa học vũ trụ, trong công nghiệp...Chúng ta đã biết những ứng dụng rộng rãi của công nghệ thông tin trong công nghiệp. Với những nhà máy có quy mô lớn, chỉ cần một vài công nhân có thể quản lý cả một dây chuyền sản xuất. Trong những công việc đòi hỏi độ phức tạp hoặc trong môi trường làm việc độc hại con người có thể điều khiển các rô bốt thông qua chương trình cài sẵn làm thay cho họ.Một ứng dụng quan trọng nữa của công nghệ thông tin trong công nghiệp là các chương trình điều khiển các máy móc tự động như máy NC(numeric control), máy CNC(Computer numeric control). Để điều khiển các máy tự động thì có riêng một ngôn ngữ lập trình riêng cho chóng gọi là chương trình điều khiển logic (PLC- Programable logic control).1.2Chương trình điều khiển logic(PLC)Trước đây để tạo ra một chiếc máy tự động hoặc bán tự động người ta phải xây dựng các mạch logic cứng. Để máy có một chức năng nào đó con người phải dựng rất nhiều các thiết bị điện, điện tử trung gian nhưng nhìn chung rất khó khăn vì giá thành của máy sẽ tăng lên rất cao, máy làm việc không tin cậy vì phụ thuộc vào chất lượng của các thiết bị.Ngày nay với sự trợ giúp của máy tính và các chương trình điều khiển logic(PLC) đã giảm được phần lớn các thiết bị trung gian(rơ le trung gian), do đó nâng cao độ tin cậy và giảm giá thành máy.Phụ thuộc vào đối tượng điều khiển chia chương trình điều khiển logic thành hai loại:•Khi đối tượng điều khiển chưa biết rõ người ta phải dựng logic mê(Fuzzy logic). Ví dụ nh­ máy giặt, trọng lượng quần áo cho vào giặt là không biết trước, với chiếc máy giặt thông minh nó đưa ra những chương trình giặt phù hợp với trọng lượng quần áo cho vào nhằm tiết kiệm thời gian, điện, nước, xà phòng...•Khi đối tượng điều khiển đã rõ ràng người ra dựng chương trình điều khiển logic thông thường(PLC).Hiện nay các máy CNC thường tích hợp luôn cả các bé điều khiển PLC để nâng cao mức độ tự động của máy. Trên thế giới có nhiều hãng cho ra đời các loại PLC khác nhau như Anilam Simens, Fanuc, Omron, Heidenhei... kèm theo đó là các tập lệnh khác nhau để viết chương trình PLC. 1.3Bé điều khiển AnilamBé điều khiển Anilam là một bé điều khiển chuyên dụng dùng cho các máy công cụ CNC(Computer numeric control). Nó là sản phẩm của hãng Anilam(Mü), trên đó tích hợp cả phần điều khiển CNC(do hãng viết) và phần điều khiển PLC(dành cho người lập trình logic). Chi tiết về tập lệnh và chương trình PLC được đề cập ở chương 2 và chương 3.Hãng Anilam sản xuất các bé điều khiển CNC chuyên dụng cho các loại máy công cụ khác nhau:•Bé điều khiển 3000M: chuyên dụng cho máy phay 3 trục(X,Y,Z) và một trục chính(S).•Bé điều khiển 5300M: chuyên dụng cho máy phay 5 trục (X, Y, Z, U, V) và một trục chính.•Bé điều khiển 6000M: chuyên dụng cho máy phay 6 trục (X, Y, Z, U, V, W) và một trục chính.•Bé điều khiển 4200T: chuyên dụng cho máy tiện 2 trục (X, Z) và một trục chính.Ngoài ra còn các bé điều khiển chuyên dụng cho máy mài, máy xung điện cực...Chương IIGiới thiệu cấu trúc bé Điều khiển anilamNh­ chúng ta đã biết về ứng dụng của máy công cụ trong công nghiệp. Đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp gia công chính xác thì không thể thiếu các máy công cụ nói chung và máy CNC nói riêng.Máy CNC (Computer numeric control) là máy công cụ “thông minh”, nó hoạt động dưới sự trợ giúp của máy tính và gia công các chi tiết nhờ các chương trình gia công do người thiết kế hoặc người vận hành lập trình(chương trình gia công cơ khí). Do các đặc tính ưu việt của nó nên các chi tiết được gia công với độ chính xác rất cao, đồng thời giải phóng phần lớn sức lao động, có thể sản xuất hàng loạt vì vậy giá thành sản phẩm giảm đi rất nhiều.Để cho máy hoạt động theo yêu cầu của người vận hành, trước hết phải có một bé điều khiển CNC, sau đó phải có một kỹ sư tin học hoặc kỹ sư tự động hóa lập chương trình l«gic cho máy (dựa trên các cổng vào ra đã được tích hợp trên máy).Sau đây sẽ giới thiệu một bé điều khiển cụ thể(trong số rất nhiều bé điều khiển hiện hành). Bé điều khiển Anilam của Mü hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các máy CNC.2.1 Phần cứng2.1.1Cấu trúc một hệ CNC

L i nói uờ đầ Vi n máy IMI nghiên c u ng d ng Mechatronics trong các l nh v c côngệ ứ ứ ụ ĩ ự nghi p, công nghi p c bi t: thi t k , ch t o máy, thi t b , dây chuy n côngệ ệ đặ ệ ế ế ế ạ ế ị ề ngh m i trong công nghi p, th c hi n d ch v t v n u t , chuy n giaoệ ớ ệ ự ệ ị ụ ư ấ đầ ư ể công ngh v các d ch v khoa h c công ngh khác. ệ à ị ụ ọ ệ Trong quá trình th c t p em c th c t p t i trung tâm khuôn m u chínhự ậ đượ ự ậ ạ ẫ xác v nh a k thu t. ây l m t trong nh ng trung tâm phát tri n m nh c aà ự ỹ ậ Đ à ộ ữ ể ạ ủ vi n, v i vi c áp d ng công ngh CAD/CAM, gia công trên các máy phay CNC,ệ ớ ệ ụ ệ máy c t i n c c dây CNC, vµo ch t o khuôn m u v các s n ph m nh a…ắ đ ệ ự ế ạ ẫ à ả ẩ ự k thu t ch t l ng cao có kh n ng thay th s n ph m nh p kh u mang l iỹ ậ ấ ượ ả ă ế ả ẩ ậ ẩ ạ hi u qu kinh t cao.ệ ả ế T i tung tâm khuôn m u em c trung tâm t o i u ki n cho nghiên c uạ ẫ đượ ạ đ ề ệ ứ bé i u khi n ANILAM v các ng d ng c a nó trong các máy CNC ngđ ề ể à ứ ụ ủ đồ th i em c tham gia v o l p ráp máy c t t m kim lo i Ga v Plasma CPờ đượ à ắ ắ ấ ạ à 90200. Trong th i gian th c t p t t nghi p v i s giúp t n tình c a các th yờ ự ậ ố ệ ớ ự đỡ ậ ủ ầ cô giáo trong b môn, các k s trong vi n, c ng v i s l l c c a b n thânộ ỹ ư ệ ộ ớ ự ỗ ự ủ ả em ã ho n th nh t th c t p t t nghi p v b n báo cáo th c t p. Tuy nhiênđ à à đợ ự ậ ố ệ à ả ự ậ do th i gian t ng i ng n trình chuyên môn còn h n ch nên b n báoờ ươ đố ắ độ ạ ế ả cáo n y không tránh kh i thi u sót. Em mong nh n c s góp ý c a cácà ỏ ế ậ đượ ự ủ th y cô giáo b n báo cáo n y c ho n thi n h n.ầ để ả à đượ à ệ ơ Cu i cùng em xin chân th nh cám n s h ng d n t n tình c a th yố à ơ ự ướ ẫ ậ ủ ầ Phan Cung, Vi n máy IMIệ v s góp ý quý báu c a các b n sinh viên.à ự ủ ạ H N i ng y 28 tháng 1 n m 2004à ộ à ă Sinh viên Ch ng Iươ T ng quanổ 1.1 Gi i thi uớ ệ Ng y nay v i s phát tri n m nh m c a khoa h c k thu t ã góp ph nà ớ ự ể ạ ẽ ủ ọ ỹ ậ đ ầ gi i phóng con ng i khái các công vi c n ng nh c. Công ngh thông tin óngả ườ ệ ặ ọ ệ đ vai tr r t quan tr ng i v i con ng i trong m i l nh v c, nhị ấ ọ đố ớ ườ ọ ĩ ự trong thông tin liên l c, trong ng nh khoa h c v tr , trong công nghi p .ạ à ọ ũ ụ ệ Chúng ta ã bi t nh ng ng d ng r ng rãi c a công ngh thông tin trongđ ế ữ ứ ụ ộ ủ ệ công nghi p. V i nh ng nh máy có quy mô l n, ch c n m t v i công nhân cóệ ớ ữ à ớ ỉ ầ ộ à th qu n lý c m t dây chuy n s n xu t. Trong nh ng công vi c òi h i ể ả ả ộ ề ả ấ ữ ệ đ ỏ độ ph c t p ho c trong môi tr ng l m vi c c h i con ng i có th i uứ ạ ặ ườ à ệ độ ạ ườ ể đ ề khi n các rô b t thông qua ch ng trình c i s n l m thay cho h .ể ố ươ à ẵ à ọ M t ng d ng quan tr ng n a c a công ngh thông tin trong công nghi pộ ứ ụ ọ ữ ủ ệ ệ l các ch ng trình i u khi n các máy móc t ng nh máy NC(numericà ươ đ ề ể ự độ ư control), máy CNC(Computer numeric control). i u khi n các máy tĐể đ ề ể ự ng thì có riêng m t ngôn ng l p trình riêng cho chóng g i l ch ng trìnhđộ ộ ữ ậ ọ à ươ i u khi n logic (PLC- Programable logic control).đ ề ể 1.2 Ch ng trình i u khi n logic(PLC)ươ đ ề ể Tr c ây t o ra m t chi c máy t ng ho c bán t ng ng i taướ đ để ạ ộ ế ự độ ặ ự độ ườ ph i xây d ng các m ch logic c ng. máy có m t ch c n ng n o ó conả ự ạ ứ Để ộ ứ ă à đ ng i ph i d ng r t nhi u các thi t b i n, i n t trung gian nh ng nhìnườ ả ự ấ ề ế ị đ ệ đ ệ ử ư chung r t khó kh n vì giá th nh c a máy s t ng lên r t cao, máy l m vi cấ ă à ủ ẽ ă ấ à ệ không tin c y vì ph thu c v o ch t l ng c a các thi t b .ậ ụ ộ à ấ ượ ủ ế ị Ng y nay v i s tr giúp c a máy tính v các ch ng trình i u khi nà ớ ự ợ ủ à ươ đ ề ể logic(PLC) ã gi m c ph n l n các thi t b trung gian(r le trung gian), dođ ả đượ ầ ớ ế ị ơ ó nâng cao tin c y v gi m giá th nh máy.đ độ ậ à ả à Ph thu c v o i t ng i u khi n chia ch ng trình i u khi n logicụ ộ à đố ượ đ ề ể ươ đ ề ể th nh hai lo i:à ạ • Khi i t ng i u khi n ch a bi t rõ ng i ta ph i d ng logicđố ượ đ ề ể ư ế ườ ả ự mê(Fuzzy logic). Ví d nhụ máy gi t, tr ng l ng qu n áo cho v o gi tặ ọ ượ ầ à ặ l không bi t tr c, v i chi c máy gi t thông minh nó a ra nh ngà ế ướ ớ ế ặ đư ữ ch ng trình gi t phù h p v i tr ng l ng qu n áo cho v o nh m ti tươ ặ ợ ớ ọ ượ ầ à ằ ế ki m th i gian, i n, n c, x phòng .ệ ờ đ ệ ướ à • Khi i t ng i u khi n ã rõ r ng ng i ra d ng ch ng trìnhđố ượ đ ề ể đ à ườ ự ươ i u khi n logic thông th ng(PLC).đ ề ể ườ Hi n nay các máy CNC th ng tích h p luôn c các bé i u khi n PLCệ ườ ợ ả đ ề ể nâng cao m c t ng c a máy. Trên th gi i có nhi u hãng cho ra iđể ứ độ ự độ ủ ế ớ ề đờ các lo i PLC khác nhau nh Anilam Simens, Fanuc, Omron, Heidenhei . kèmạ ư theo ó l các t p l nh khác nhau vi t ch ng trình PLC. đ à ậ ệ để ế ươ 1.3 Bé i u khi n Anilamđ ề ể Bé i u khi n Anilam l m t bé i u khi n chuyên d ng dùng cho cácđ ề ể à ộ đ ề ể ụ máy công c CNC(Computer numeric control). Nó l s n ph m c a hãngụ à ả ẩ ủ Anilam(Mü), trên ó tích h p c ph n i u khi n CNC(do hãng vi t) v ph nđ ợ ả ầ đ ề ể ế à ầ i u khi n PLC(d nh cho ng i l p trình logic). Chi ti t v t p l nh vđ ề ể à ườ ậ ế ề ậ ệ à ch ng trình PLC c c p ch ng 2 v ch ng 3.ươ đượ đề ậ ở ươ à ươ Hãng Anilam s n xu t các bé i u khi n CNC chuyên d ng cho các lo iả ấ đ ề ể ụ ạ máy công c khác nhau:ụ • Bé i u khi n 3000M: chuyên d ng cho máy phay 3 tr c(X,Y,Z)đ ề ể ụ ụ v m t tr c chính(S).à ộ ụ • Bé i u khi n 5300M: chuyên d ng cho máy phay 5 tr c (X, Y, Z,đ ề ể ụ ụ U, V) v m t tr c chính.à ộ ụ • Bé i u khi n 6000M: chuyên d ng cho máy phay 6 tr c (X, Y, Z,đ ề ể ụ ụ U, V, W) v m t tr c chính.à ộ ụ • Bé i u khi n 4200T: chuyên d ng cho máy ti n 2 tr c (X, Z) vđ ề ể ụ ệ ụ à m t tr c chính.ộ ụ Ngo i ra còn các bé i u khi n chuyên d ng cho máy m i, máy xung i nà đ ề ể ụ à đ ệ c c .ự Ch ng II Gi i thi u c u trỳc bộ i u khi n anilam Nh chỳng ta ó bi t v ng d ng c a mỏy cụng c trong cụng nghi p. c bi t trong l nh v c cụng nghi p gia cụng chớnh xỏc thỡ khụng th thi u cỏc mỏy cụng c núi chung v mỏy CNC núi riờng. Mỏy CNC (Computer numeric control) l mỏy cụng c thụng minh, nú ho t ng d i s tr giỳp c a mỏy tớnh v gia cụng cỏc chi ti t nh cỏc ch ng trỡnh gia cụng do ng i thi t k ho c ng i v n h nh l p trỡnh(ch ng trỡnh gia cụng c khớ). Do cỏc c tớnh u vi t c a nú nờn cỏc chi ti t c gia cụng v i chớnh xỏc r t cao, ng th i gi i phúng ph n l n s c lao ng, cú th s n xu t h ng lo t vỡ v y giỏ th nh s n ph m gi m i r t nhi u. cho mỏy ho t ng theo yờu c u c a ng i v n h nh, tr c h t ph i cú m t bộ i u khi n CNC, sau ú ph i cú m t k s tin h c ho c k s t ng húa l p ch ng trỡnh lôgic cho mỏy (d a trờn cỏc c ng v o ra ó c tớch h p trờn mỏy). Sau õy s gi i thi u m t bộ i u khi n c th (trong s r t nhi u bộ i u khi n hi n h nh). Bộ i u khi n Anilam c a Mỹ hi n nay c s d ng r ng rói trong cỏc mỏy CNC. 2.1 Ph n c ng 2.1.1 C u trỳc m t h CNC Hỡnh 2.1 l c u trỳc i n hỡnh c a m t h CNC. Nú g m cú: Bộ i u khi n CNC (c a hóng ANILAM), õy l b nóo c a mỏy. Động cơ servo Máy phát xung Trục vít me Vòng phản hồi vị trí Phản hồi vị trí Bàn máy Điện áp phần ứng Vòng tốc độ Phản hồi tốc độ (Máy phát tốc) Dây đai Bộ điều khiển độngcơ Bộ điều khiển CNC ANILAM Hỡnh 2.1: C u trỳc h CNC • B truy n d n i u khi n ng c (tùy thu c v o máy c nộ ề ẫ đ ề ể độ ơ ộ à ầ bao nhiêu ng c ).độ ơ • Các thi t b : ph n h i t c (tachometer), ph n h i vế ị ả ồ ố độ ả ồ ị trí(encoder). 2.1.2 C u trúc bé i u khi n Anilamấ đ ề ể Hãng Anilam cho ra i r t nhi u h i u khi n khác nhau d ng chuyênđờ ấ ề ệ đ ề ể ự d ng cho các lo i máy khác nhau. Ví d bé i u khi n 3000M, 5000M dùngụ ạ ụ đ ề ể cho máy phay CNC 3 tr c v 5 tr c . Bé i u khi n 4200T chuyên d ng choụ à ụ đ ề ể ụ máy ti n CNC. ệ Các bé i u khi n chuyên d ng cho máy m i CNC, máy c tđ ề ể ụ à ắ dây CNC, máy xung CNC . Tuy các h i u khi n khác nhau v ng d ngệ đ ề ể ề ứ ụ nh ng chóng có ph n c ng g n gi ng nhau, ch khác nhau v ch ng trìnhư ầ ứ ầ ố ỉ ề ươ n p cho máy.ạ Hình 2.2 th hi n m t bé i u khi n CNC c th . Bé i u khi n 4200Tể ệ ộ đ ề ể ụ ể đ ề ể c d ng chuyên d ng cho máy ti n CNC.đượ ự ụ ệ Ph n c ng c a máy g m nh ng ph n chính sau:ầ ứ ủ ồ ữ ầ 2.1.2.1 Card máy tính v các ph ki n à ụ ệ a, Card máy tính ây l b não c a máy(ký hi u IHV-745E), nó có c u trúc gi ng nh mainĐ à ộ ủ ệ ấ ố ư c a máy tính PC. Trên card n y g m chip Vi X Lý Pentium 166MHz MMX vủ à ồ ử à chip set ALI. DRAM c a IHV-745E l 8MB.ủ à b, ổ c ngứ ổ c ng c a bé i u khi n d ng l u tr các ch ng trình CNC,ứ ủ đ ề ể ự để ư ữ ươ ch ng trình PLC v ch ng trình gia công c a máy. Dung l ng t i thi uươ à ươ ủ ượ ố ể c a bé i u khi n 4200T l 2,1G.ủ đ ề ể à 2.1.2.2 Card DSP Card DSP l th nh ph n r t quan tr ng v không th thi u c c a cácà à ầ ấ ọ à ể ế đượ ủ bé i u khi n ANILAM. ây c ng l b ph n phân bi t các bé i uđ ề ể Đ ũ à ộ ậ để ệ đ ề khi n dùng cho các máy chuyên d ng khác nhau.ể ụ Ch c n ng chính c a card DSP l thu nh n các tín hi u ph n h i v tríứ ă ủ à ậ ệ ả ồ ị c a các tr c thông qua encoder. Sau ó nó s k t h p v i card máy tính v cácủ ụ đ ẽ ế ợ ớ à thu t toán c a ng i l p trình n i suy. V c ng chính nó a ra các tínậ ủ ườ ậ để ộ à ũ đư hi u i u khi n các tr c sao cho máy v n h nh úng công ngh .ệ để đ ề ể ụ ậ à đ ệ Hỡnh 2.2: Bộ i u khi n 4200T - ANILAM Card DSP Tín hiệu điều khiển trục chính Bộ điều khiển động cơ Động cơ trục x, z T í n h i ệ u đ i ề u k h i ể n Encoder Đầu đọc MBIO +24VDC Điện điều khiển máy Kết nối mạng (Tuỳ chọn) Mạng card máy tính Dữ liệu ổ c ứ n g Bàn phím mở rộng (Tùy chọn) C O M 1 Tay quay điện tử Panel điều khiển Cổng vào/ra mở rộng Cổng vào/ra 1 Cổng vào/ra 0 CAN mở rộng CAN 1 CAN 0 +5, +/-15VDC Màn hình tinh thể lỏng Bàn phím Cổng RS232 mở rộng V G A K Y B D C O M 2 F l o p p y P a r a l l e l + 5 , + / - 1 2 V D C Cổng máy in ổ mềm Có th l y m t ví d nh sau: Gi s ng i công nhân c n phay m t hìnhể ấ ộ ụ ư ả ử ườ ầ ộ tròn v i m t bán kính n o ó, ng i ó ch c n a m t câu l nh v oớ ộ à đ ườ đ ỉ ầ đư ộ ệ à ch ng trình. Khi ó card DSP s k t h p v i card máy tính vi phân ngươ đ ẽ ế ợ ớ đườ tròn c n gia công th nh nhi u cung tròn r t nh (th c ch t l các o n th ngầ à ề ấ ỏ ự ấ à đ ạ ẳ vô cùng b ). Sau ó card DSP s xu t tín hi u i u khi n các ng c ti nộ đ ẽ ấ ệ để đ ề ể độ ơ ế b n c a các tr c X, Z chuy n ng ng th i theo các o n th ng ó. ngà ủ ụ ể độ đồ ờ đ ạ ẳ đ Đồ th i tín hi u ph n h i v trí( a t encoder v g n ng c ) c a vờ ệ ả ồ ị đư ừ ề ắ ở độ ơ đượ đư ề card DSP. Card DSP l i ti p t c n i suy a ra tín hi u i u khi n ngạ ế ụ ộ để đư ệ đ ề ể độ c . Quá trình c ti p di n nh v y cho n khi gia công xong chi ti t. Nhơ ứ ế ễ ư ậ đế ế ờ vòng ph n h i v trí m sai s trong quá trình gia công không áng k (c ả ồ ị à ố đ ể ỡ µm). 2.1.2.3 ng c v truy n d nĐộ ơ à ề ẫ ng c v truy n d n l c c u ch p h nh c a máy CNC. Truy n d nĐộ ơ à ề ẫ à ơ ấ ấ à ủ ề ẫ l bé i u khi n ng c . Nó s nh n tín hi u i u khi n t card DSP, sauà đ ề ể độ ơ ẽ ậ ệ đ ề ể ừ ó tín hi u n y s c so sánh v i tín hi u ph n h i t c v i u khi nđ ệ à ẽ đượ ớ ệ ả ồ ố độ à đ ề ể ng c ch y theo m t t c tu ý ng i v n h nh. độ ơ ạ ộ ố độ ỳ ườ ậ à ng c c dùng trong máy CNC l ng c servo, t c l nó có g nĐộ ơ đượ à độ ơ ứ à ắ encoder ph n h i v trí v tachomet ph n h i t c . Tín hi u ph nđể ả ồ ị à để ả ồ ố độ ệ ả h i v trí c a v card DSP n i suy. Còn tín hi u ph n h i t c ồ ị đượ đư ề để ộ ệ ả ồ ố độ c a v truy n d n. B n thân ng c s d ch chuy n các tr c ti n b nđượ đư ề ề ẫ ả độ ơ ẽ ị ể ụ ế à theo úng ch ng trình gia công.đ ươ 2.1.2.4 CAN I/O CAN I/O l c ng v o ra logic(input, ouput). CAN I/O giúp cho k s l pà ổ à ỹ ư ậ trình PLC có th i u khi n các ph n i n công ngh nh t i ngu i, thayể đ ề ể ầ đ ệ ệ ư ướ ộ dao, bôi tr n . m t cách t ng.ơ ộ ự độ M i CAN I/O có 10 u v o, 6 u ra s (Digital) v 1 u v o t ngỗ đầ à đầ ố à đầ à ươ t (ADC). Bé i u khi n ANILAM có 2 CAN I/O, nh ng có th m r ng t iự đ ề ể ư ể ở ộ ố a 4 CAN I/O n a khi c n thi t.đ ữ ầ ế 2.1.2.5 Ngo i vi v các thi t b ph trạ à ế ị ụ ợ Ngo i các b ph n chính bé i u khi n ANILAM còn có các ngo i vi nhà ộ ậ đ ề ể ạ : • B n phím ng i v n h nh l p trình ngay trên máy.à để ườ ậ à ậ • M n hình ph ng 14 inch.à ẳ • ổ m m ng i v n h nh n p ch ng trình gia công n u l pề để ườ ậ à ạ ươ ế ậ trình trên máy PC, ho c n p ch ng trình PLC cho máy.ặ ạ ươ • C ng RS 232 truy n d li u khi c n.ổ để ề ữ ệ ầ • Panel i u khi n máy.đ ề ể • C ng k t n i m ng khi có nhi u máy CNC n i m ng v i nhau.ổ ế ố ạ ề ố ạ ớ 2.2 Ph n m mầ ề Ph n m m CNC l to n b các ch ng trình c vi t cho m t hầ ề à à ộ ươ đượ ế để ộ ệ i u khi n CNC có th ho t ng m t cách hi u qu . Hãng ANILAM cungđ ề ể ể ạ độ ộ ệ ả c p cho ng i dùng 2 lo i ph n m m sau:ấ ườ ạ ầ ề 2.2.1 Ph n m m offline(offline software)ầ ề ây l ph n m m cung c p cho ng i thi t k ho c nh ng ng i l pĐ à ầ ề ấ ườ ế ế ặ ữ ườ ậ ch ng trình gia công. Ng i thi t k sau khi thi t k ra b n v có th d ngươ ườ ế ế ế ế ả ẽ ể ự ph n m m n y chuy n b n v sang ch ng trình gia công, ch y môầ ề à để ể ả ẽ ươ ạ ph ng . ho c l p trình gia công n u chi ti t c n gia công n gi n. Ph nỏ ặ ậ ế ế ầ đơ ả ầ m m n y c c i trên máy tính PC.ề à đượ à 2.2.2 Ph n m m CNC(CNC software)ầ ề Ph n m m CNC g m các thu t toán n i suy, các ch ng trình t o nên giaoầ ề ồ ậ ộ ươ ạ di n gi a ng i v n h nh v máy. ng th i v i các chi ti t không quá ph cệ ữ ườ ậ à à Đồ ờ ớ ế ứ t p ng i v n h nh có th l p trình gia công ngay trên máy. Ph n m m n yạ ườ ậ à ể ậ ầ ề à c c i t tr c ti p trên máy CNC. máy ho t ng c thì không thđượ à đặ ự ế Để ạ độ đượ ể thi u c ph n m m CNC.ế đượ ầ ề T t c các ch ng trình gia công, ch ng trình PLC u ch y trên n nấ ả ươ ươ đề ạ ề c a ph n m m CNC.ủ ầ ề 2.2.2.1 Ch ng trình gia côngươ Ch ng trình gia công l t p h p các câu l nh ho c kh i l nh do ng iươ à ậ ợ ệ ặ ố ệ ườ thi t k ho c ng i v n h nh l p t o ra m t chi ti t c th . V i m tế ế ặ ườ ậ à ậ để ạ ộ ế ụ ể ớ ộ ch ng trình gia công có th th c hi n nhi u nguyên công khác nhau. Ch ngươ ể ự ệ ề ươ trình gia công có c i m l d vi t, d s a ch a v d hi u.đặ đ ể à ễ ế ễ ử ữ à ễ ể 2.2.2.2 Ch ng trình i u khi n l«gicươ đ ề ể Ch ng trình i u khi n logic hay còn g i l ch ng trình PLCươ đ ề ể ọ à ươ (Programable logic control) l ch ng trình do ng i l p ráp máy CNC vi t.à ươ ườ ắ ế Ch ng trình n y cùng v i ch ng trình CNC l m cho máy công c tr nênươ à ớ ươ à ụ ở ho n thi n h n, m c t ng hóa cao. Ch ng trình PLC s i u khi nà ệ ơ ứ độ ự độ ươ ẽ đ ề ể các công ngh ph tr cho máy, nh ng n u thi u nó máy s ho t ng kémệ ụ ợ ư ế ế ẽ ạ độ hi u qu , không linh ho t v không kinh t .ệ ả ạ à ế Có th l y ví d nhể ấ ụ sau: Gi s m t máy ti n CNC có i dao g m 10ả ử ộ ệ đà ồ dao, m t chi ti t c n ph i gia công b ng 6 dao c khác nhau. V i máy ti nộ ế ầ ả ằ ơ ớ ệ CNC không có ch ng trình PLC ch có th s d ng 1 dao c (vì không thươ ỉ ể ử ụ ơ ể thay dao c) thì ng i v n h nh m i l n gia công chi ti t ph i d ng l i đượ ườ ậ à ỗ ầ ế ả ừ ạ để gá dao 6 l n s l m gi m n ng xu t c a máy nên giá th nh s n ph m c ngầ ẽ à ả ă ấ ủ à ả ẩ ũ t ng theo. Ngo i ra ch ng trình PLC còn i u khi n các quá trình công nghă à ươ đ ề ể ệ khác nh bôi tr n t ng, t i ngu i t ng .ư ơ ự độ ướ ộ ự độ Chính vì t m quan tr ng c a ch ng trình CNC nên chúng ta s d nh h nầ ọ ủ ươ ẽ à ẳ m t m c gi i thi u v các t p l nh c a bé i u khi n ANILAM d nh choộ ụ để ớ ệ ề ậ ệ ủ đ ề ể à ch ng trình PLC(Bé i u khi n ANILAM g i ngôn ng l p trình PLC c aươ đ ề ể ọ ữ ậ ủ mình l IPI - Integral programmable intelligence).à 2.3 T p l nh v cách l p trình v i IPIậ ệ à ậ ớ 2.3.1 Gi i thi uớ ệ Ch ng trình IPI th c hi n nhi m v thông qua ph n c ng l các c ngươ ự ệ ệ ụ ầ ứ à ổ v o ra CAN I/O v các thanh ghi. à à 2.3.1.1 Ký hi u u v o/ raệ đầ à M i bé i u khi n CNC c a ANILAM có hai c ng v o ra I/O nh ng có thỗ đ ề ể ủ ổ à ư ể m r ng t i a th nh 6 c ng v o ra. Trên m i c ng v o ra u có 6 u ra vở ộ ố đ à ổ à ỗ ổ à đề đầ à 10 u v o s , 1 u v o t ng t v ngu n 24VDC. đầ à ố đầ à ươ ự à ồ u v o c nh ngh a nhĐầ à đượ đị ĩ sau: Xn:b, trong ó:đ • X : ch ra ó l u v oỉ đ à đầ à • n : ch ra ó l node n o (n n m trong kho ng 0 -> 5)ỉ đ à à ằ ả • b : ch ra ó l u v o s m y trong 10 u v o (b t 0->9)ỉ đ à đầ à ố ấ đầ à ừ u ra c nh ngh a nhĐầ đượ đị ĩ sau: Yn:b, trong ó:đ • Y : ch ra ó l u raỉ đ à đầ • n : ch ra ó l node n o (n n m trong kho ng 0 -> 5)ỉ đ à à ằ ả • b : ch ra ó l u ra s m y trong u ra(b t 0->5)ỉ đ à đầ ố ấ đầ ừ 2.3.1.2 Các thanh ghi Ch ng trình PLC (IPI) s s d ng 2 lo i thanh ghi l :ươ ẽ ử ụ ạ à • Thanh ghi logic : Ch ghi tr ng thái úng ho c sai(true/false).ỉ ạ đ ặ • Thanh ghi s (numeric) cho phép ch ng trình PLC th c hi nố ươ ự ệ m, nh th i gian v th c hi n các phép toán.đế đị ờ à ự ệ 2.3.1.3 Các thanh ghi a ch c n ngđ ứ ă Thanh ghi a ch c n ng l các thanh ghi dùng cho m c ích chung. Có 256đ ứ ă à ụ đ thanh ghi a ch c n ng c ch ng trình IPI nh ngh a t M0 n M255.đ ứ ă đượ ươ đị ĩ ừ đế Các thanh ghi a ch c n ng t M0 n M63 c nh s n xu t nhđ ứ ă ừ đế đượ à ả ấ đị ngh a tr c v c dùng cho các m c ích c bi t. Các thanh ghi a ch cĩ ướ à đượ ụ đ đặ ệ đ ứ n ng t M64 n M255 c dùng cho ng i l p trình IPI l u tr ng tháiă ừ đế đượ ườ ậ để ư ạ ho c tr s c a m t bi n.ặ ị ố ủ ộ ế Thanh ghi Gán nhãn M c ích(purpose)ụ đ M0 SPINDLE úng (true) khi tr c chính có th ch yĐ ụ ể ạ M1 POSN úng (true) khi CNC v o úng v tríĐ à đ ị M2 Không s d ngử ụ M3 PWRFAIL úng khi ngu n có ngu n +24VDCĐ ồ ồ M4 FEED CNC ang ch y ch n daođ ạ ở ế độ ă M5 SVOFF úng khi bé i u khi n ng c các tr c không ho t ng(off)Đ đ ề ể độ ơ ụ ạ độ M6 ESTOP úng khi nút emegency-stop trên panel i u khi n máy ang tác ngĐ đ ề ể đ độ M7 Không s d ngử ụ M8 CARRY M9 TRUE Luôn luôn úng trong su t vòng quét c a chđ ố ủ ng trình IPIươ M10 FALSE Luôn luôn sai trong su t vòng quét c a chố ủ ng trình IPIươ M11 Không s d ngử ụ M12 TCFINACK Nh n ậ đư c khi quá trình thay dao c k t thúcợ ơ ế M13 HOME úng khi tr c Z ho c các tr c ti n b n X, Y v trí home(v trí ban u)Đ ụ ặ ụ ế à ở ị ị đầ M14 SPLOOP úng khi tr c chính ch i u khi n vòng kínĐ ụ ở ế độ đ ề ể M15 RUN úng khi CNC ch ch y t ng(ch y chĐ ở ế độ ạ ự độ ạ ư ng trình gia công)ơ M16 MAN úng khi CNC ch ch y b ng tayĐ ở ế độ ạ ằ M17 MFLAG úng khi nh n Đ ậ đ c m t mã Mcode m i( ví d M3, M4, M5 .)ượ ộ ớ ụ M18 MCODE Mã Mcode(ví d M3 l quay tr c chính theo chi u thu n)ụ à ụ ề ậ M19 SFLAG úng khi nh n Đ ậ đ c m t mã Scode m i(ví d S300, S500 .)ượ ộ ớ ụ M20 SCODE Mã Scode(ví d S300 thì tr c chính s quay v i t c 300vòng/phút)ụ ụ ẽ ớ ố độ M21 TCFINACK úng khi nh n Đ ậ đư c m t mã thay dao(Tcode)ợ ộ M22 TCODE Mã Tcode M23 HFLAG úng khi CNC nh n Đ ậ đ c m t mã Hcode m iượ ộ ớ M24 HCODE Mã Hcode M25 D trự ữ M26 TMACEND M27 ZMACHPOS V trí c a tr c Z ang tính n v l micronị ủ ụ đ đơ ị à M28 ZEROSPD C n y cho bi t t c c a tr c chính có b ng không hay khôngờ à ế ố độ ủ ụ ằ M29 ATSPD C n y cho bi t t c c a tr c chính l n h n 0 ờ à ế ố độ ủ ụ ớ ơ M30 D trự ữ M31 D trự ữ M32 XMIT úng khi chĐ ng trình IPI ch p nh n d li u c a CNCươ ấ ậ ữ ệ ủ M33 FINISH úng khi các mã M, S, T ho c H k t thúcĐ ặ ế M34 SVOFLT úng khi bé i u khi n ng c b l iĐ đ ề ể độ ơ ị ỗ M35 FHOLD úng khi ch n dao b c mĐ ế độ ă ị ấ M36 TCHGFIN K t thúc thay daoế M37 XSTOP Set true khi d ng chuy n ng, set false khôi ph c chuy n ng c a các tr cừ ể độ để ụ ể độ ủ ụ M38 XHOLD Set true khi d ng chuy n ng, n phím start khôi ph c chuy n ng c a các tr cừ ể độ ấ để ụ ể độ ủ ụ M39 MSG Hi n th các thông báo t i m n hình CNCể ị ớ à M40 D trự ữ M41 SPDANOV C m tr c chính ho t ngấ ụ ạ độ M42 MREGRAN Hi n th các thanh ghi trên m n hình CNCể ị à M43 SPDGRCH D i ho t ng c a h p s tr c chính(4 d i)ả ạ độ ủ ộ ố ụ ả M44 CNCERR CNC b l iị ỗ M45 Không s d ngử ụ M46 KEYMASK Đư c s d ng b i trình IPI l y bit m t n c a m t s phím trên panel máyợ ử ụ ở để ấ ặ ạ ủ ộ ố M47 SPIN100 Gi t c tr c chính l 100%ữ ố độ ụ à M48 SPDRPM Ch y tr c chính v i t c tu ýạ ụ ớ ố độ ỳ M49 SPDDIR i u khi n tr c chính quay thu n ho c ngĐ ề ể ụ ậ ặ c(3:quay thu n; 4:quay ngợ ậ ư c)ợ M50 HOMING Ch ra các tr c Z, X, Y ang ch y home hay khôngỉ ụ đ ạ M51 LNFDLIM Ch y các tr c X, Y, Z v i các t c n dao tu ýạ ụ ớ ố độ ă ỳ M52 ROFDLIM Ch y các tr c X, Y, Z v i các t c n dao tu ý(t c quay)ạ ụ ớ ố độ ă ỳ ố độ M53 SPDVOLT i n áp ra i u khi n tr c chính( SPDVOLT=50 thì i n áp i u khi n tr c chính=0,05V)Đ ệ đ ề ể ụ đ ệ đ ề ể ụ M54 CMDRPM M55 HWSTOP Set thanh ghi n y c m tay quay ho t ngà để ấ ạ độ M56 AUTOINH Set thanh ghi n y lên 1 c m CNC ho t ng ch AUTOà ấ ạ độ ở ế độ M57 FEED100 Set thanh ghi n y lên 1 gi t c c a t t c các tr c ch y t c 100%à ữ ố độ ủ ấ ả ụ ạ ở ố độ M58 XSTART Kh i ng ngo i, ho t ng giông nhở độ à ạ độ phím START trên panel i u khi nđ ề ể M59 TOOLNUM Kích ho t dao c tạ ơ ư ng ng v i giá tr t v o thanh ghiơ ứ ớ ị đặ à M60 TLOBINO D ng thay dao ng u nhiên(ít dùng)ự để ẫ M61 M19FLAG Ch n mode ho t ng c a tr c chính l 1 chi u, 2 chi u ho c h n h pọ ạ độ ủ ụ à ề ề ặ ỗ ợ M62 M19END M63 SPRSTOP 2.3.1.4 Các thanh ghi timer B ng 2.3: thanh ghi a ch cả đ ứ n ng M0 -> M63ă . phát tốc) Dây đai Bộ điều khiển độngcơ Bộ điều khiển CNC ANILAM Hỡnh 2.1: C u trỳc h CNC • B truy n d n i u khi n ng c (tùy thu c v o máy c nộ ề ẫ đ ề. ng choụ à ụ đ ề ể ụ máy ti n CNC. ệ Các bé i u khi n chuyên d ng cho máy m i CNC, máy c tđ ề ể ụ à ắ dây CNC, máy xung CNC. Tuy các h i u khi n khác