Cau-tao-nguyen-ly-hoat-dong-may-CNC

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY CÔNG CỤ CNC Trong chương này, không sâu vào cấu trúc nguyên lý hoạt động điều khiển máy công cụ CNC cách chi tiết, mà tập trung vào nguyên lý khái niệm cấu thành hoạt động hệ thống điều khiển máy cơng cụ CNC Nói cách chung nhất, điều khiển máy nhận mã lệnh dẫn người lập trình dạng G-code (sẽ đề cập sau), sau thơng dịch chuyển thành xung điều hướng dẫn động chuyển động q trình gia cơng Cấu thành hệ thống điều khiển số CNC Hệ thống CNC bao gồm phận: - Hệ NC (numerical control) làm nhiệm vụ tương tác với người vận hành tiến hành việc điều khiển vị trí - Hệ điều khiển động - Hệ driver Theo nghĩa hẹp, có hệ NC gọi hệ điều khiển CNC Chương tập trung vào cấu thành thứ nhất, tức tập trung vào kiến trúc chức hệ NC MMI NKC PLC Hình 3.1 Cấu thành hệ điều khiển CNC Xét mặt chức năng, hệ điều khiển CNC bao gồm phận giao tiếp người máy (MMI-Man-Machine-Interface), phần lõi điều khiển số (NCK - Numerical Control Kernel) điều khiển logic khả lập trình PLC (Programmable Logic Control) (xem hình 3.1) MMI chịu trách nhiệm giao tiếp NC người vận hành máy, thi hành lệnh máy, hiển thị thông tin trạng thái máy thực chức soạn thảo chương trình gia cơng NCK lõi hệ thống CNC, thơng dịch chương trình gia cơng tiến hành nội suy, điều khiển vị trí bù trừ sai số dựa chương trình thơng dịch Cuối NCK điều khiển động servo chuyển động để gia công chi tiết 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 31 Bộ điều khiển PLC điều khiển việc thay dao, tốc độ trục chính, thay chi tiết gia cơng nhập xuất tín hiệu xử lý Nó đóng vai trị điều khiển hoạt động máy (ngoại trừ điều khiển cộng servo) Hình 3.2 thể kiến trúc hệ máy cơng cụ CNC góc độ phần cứng lẫn phần mềm Dưới góc độ phần cứng, máy CNC bao gồm hệ điều khiển CNC, hệ thống động dẫn động, thân máy cơng cụ Tín hiệu điều khiển vị trí, đầu cuối hệ CNC, truyền đến điều khiển động (motor drive system), điều khiển động điều khiển động servo điều khiển vận tốc momen Cuối cùng, động bắt bàn máy mang chi tiết chuyển động thông qua hệ thống truyền động Trong hệ thống CNC, mô-đun xử lý chức MMI, NCK PLC bao gồm xử lý trung tâm, hệ thống RAM ROM để lưu ứng dụng người dùng (cho MMI), chương trình gia cơng (cho NCK) chương trình PLC (cho PLC) Mô-đun xử lý kết nối với hệ giao diện có trang bị phím nhập liệu, hình hiển thị hệ thống bus Có thể nói, kiến trúc hệ CNC tương tự máy tính đa nhiệm Hệ CNC có thiết bị nhập/xuất tín hiệu tương tự tín hiệu số nhằm giao tiếp trực tiếp với thiết bị ngoại vi khác tạo mối liên kết truyền thông động mô-đun nhập/xuất Theo cách nhìn mặt phần mềm, hệ thống CNC thể hình 3.2 Theo đó, hệ CNC bao gồm chức MMI hỗ trợ chức soạn thảo chương trình, giao diện người dùng hiển thị thông tin trạng thái máy; chức NCK thi hành cơng việc thơng dịch chương trình, nội suy điều khiển; chức PLC thực chương trình logic theo cách Hình 3.2 Cấu thành hệ thống CNC chuẩn 1.1 Chức MMI (giao tiếp người máy) MMI thực chức tương tác với người vân hành máy Vì có nhiều loại giao diện người dùng khác tùy vào nhà sản xuất máy công cụ khác Các chức MMI chia nhóm sau: 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 32 Các chức liên quan đến hoạt động máy: bao gồm hiển thị trạn thái máy máy hoạt động ví dụ khoảng cách được, tốc độ dịch chuyển dao, tốc độ quay trục chính, dịng lệnh thi hành Ngồi cịn hỗ trợ chức dịch chuyển bàn máy tay, nhập liệu tay, tìm chương trình, soạn thảo chương trình, quản lý dụng cụ cắt (xem hình 3.3) Hình 3.3 Ví dụ hình hiển thị MMI bàn phím nhập liệu hệ điều khiển FANUC áp dụng cho máy phay Chức thiết lập (set) tham số: Trong hệ thống CNC, có nhiều tham số (parameters) chúng phân thành loại sau: - Tham số máy dùng để thiết lập chế độ thông thường máy, hệ đẫn động động servo trục chính, hiệu chỉnh dao, hệ tọa độ máy, điều kiện biên an toàn - Tham số chương trình: thiết lập trình soạn thảo chương trình - Tham số người dùng: để thích nghi với yêu cầu người sử dụng máy Ví dụ hình hiển thị tham số phương pháp thay đổi tham số hệ thống bàn phím nhập liệu minh họa hình 3.4 (hệ điều khiển FANUC) Hình 3.4 Ví dụ thiết lập tham số (parameters) cho máy thông qua MMI (hệ điều khiển FANUC), đưa trỏ đến tham số cần sửa, nhập giá trị nhấn phím Input 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 33 Chức soạn thảo chương trình gia cơng: Chức cho phép nhập chỉnh sửa chương trình gia cơng (gọi G-code, dựa tiêu chuẩn EIA/ISO Electronics Industry Association/International Organization for Standardization) Về mặt thực tế, người sử dụng máy phải biết G/M code (sẽ làm rõ chương 4) Ở số hệ điều khiển CNC, chức lập trình gia cơng sử dụng chế độ hội thoại người máy để giúp cho việc soạn thảo chương trình dễ dàng Ví dụ để soạn thảo chương trình gia cơng khoan lỗ, người lập trình khơng cần nhớ chi tiết cú pháp câu lệnh chu trình khoan Chương trình hỗ trợ lập trình máy tự động sinh chương trình G-code, người dùng nhập thông số vị trí lỗ cần khoan, chiều sâu lỗ v.v… Chức giám sát cảnh báo (Monitoring and alarm functions): Hệ thống CNC luôn thông báo cho người dùng trạng thái tình trạng máy Chức cần thiết máy hoạt động tốc độ cao Trên máy công cụ CNC thường có đèn báo mức độ tải máy, chuông đèn báo lỗi cố, báo cáo trạng thái PLC v.v… Các dịch vụ tiện ích khác: Ngồi chức thiết yếu bên trên, nhiều chức tiện ích khác hữu dụng người vận hành máy Ví dụ chức DNC (Direct Numerical Control) có nhiệm vụ truyền chương trình gia cơng soạn thảo bên ngồi máy CNC xuống máy CNC để tiến hành gia công (sẽ làm rõ thêm cuối chương), chức copy tham số máy bên lưu thành file để lưu trữ người dùng cần phục hồi tham số ban đầu, chức giao tiếp trao đổi liệu máy tính PC hệ điều khiển CNC 1.2 Chức NCK (Numerical Control Kernel) Nhìn chung, hệ NC thơng dịch liệu nhập, lưu giữ nhớ, gửi lệnh đến hệ thống dẫn động, kiểm tra tín hiệu phản hồi vị trí tốc độ hệ thống dẫn động Các khối chức NCK dòng thông tin NCK, xem phận thiết yếu hệ CNC, thể hình 3.5 Chức thông dịch, nội suy, điều khiển gia tốc/giảm tốc điều khiển vị trí l cc chức phận NCK a) Chức thơng dịch (interpreter): đóng vai trị đọc chương trình gia cơng (part program), thông dịch block lệnh dạng mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange) chương trình gia cơng lưu giữ chương trình thơng dịch vào nhớ để chuyển sang nội suy (interpolator) Các khối lệnh (blocks) thực tuần tự, trình thơng dịch đọc dịch block lệnh khối lệnh phía trước thi hành Vì thế, thời gian thơng dịch khối lệnh phía sau dài thời gian thực lệnh máy phải chờ khối lệnh thông dịch xong Do việc máy phải tạm dừng không tránh khỏi Để tránh trường hợp này, người ta dùng đệm (buffer) để lưu trữ tạm thời liệu thông dịch Bộ đệm giữ lượng số liệu thông dịch đủ để tránh việc máy phải dừng tạm thời có trường hợp thời gian thông dịch lệnh lớn thời gian thi hành lệnh Hình 3.5 Các khối chức NCK 34 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT b) Nội suy (interpolator): đóng vai trị đọc thơng tin thông dịch lưu trữ nhớ đệm bên trong, tính tốn vị trí, tốc độ đơn vị thời gian trục máy, lưu trữ kết vào nhớ đệm khác có tên FIFO (first in, first out) để điều khiển việc gia tốc giảm tốc Nội suy đường thẳng nội suy đường tròn hai kiểu nội suy điển hình hệ thống NC Nội suy parapol, nội suy spline số nội suy khác dùng số máy CNC Các phương pháp nội suy làm rõ mục Bộ nội suy phát xung (pulse) ứng với liệu đường tùy vào loại đường nội suy (thẳng, tròn, prarapol hay spline) gửi xung đến đệm FIFO Số lượng xung định dựa vào vận tốc Trong hệ NC, chuyển vị xung định độ xác dịch chuyển (khơng xét sai số khí) Ví dụ trục chuyển động 0.002mm/xung độ xác hệ thống NC 0.002 Thêm vào đó, hệ thống NC phải tạo 25000 xung để dịch chuyển chi tiết đoạn 50 mm 8333 xung/giây để dịch chuyển với tốc độ mét/phút c) Nếu điều khiển vị trí thi hành cách sử dụng liệu tạo từ nội suy, máy bị rung mặt khí quán tính chi tiết bắt đầu chuyển động dừng Để khắc phục tượng đó, việc điều khiển gia tốc giảm tốc phải thực trước liệu nội suy gửi đến điều khiển vị trí Phương pháp gọi gia tốc/giảm tốc sau nội suy Ngược lại tồn phương pháp gia tốc/giảm tốc trước nội suy việc điều khiển tốc/giảm tốc thực trước nội suy 1.3 Khối chức PLC Bộ điều khiển logic dùng để thi hành điều khiển mang tính máy móc cơng nghiệp Trong q khứ, điều khiển logic thực chủ yếu phần cứng bao gồm rơle, đếm, timer mạch điện Chúng gọi điều khiển dựa vào phần cứng Gần đây, hệ thống PLC gồm thiết bị điện hơn, chúng bao gồm vi xử lý nhớ Chúng có khả thực phép logic, đếm, chức timer tính tốn số học Vì vậy, PLC gọi điều khiển logic dựa vào phần mềm (software-based logic controller) Ưu điểm PCL bao gồm: - Linh hoạt: điều khiển logic thay đổi cần thơng qua thay đổi chương trình (phần mềm) - Khả mở rộng: thực dễ dàng cách thêm module sửa lại chương trình - Hiệu kinh tế: giảm giá thành giảm thời gian thiết kế, độ tin cậy cao, dễ bảo trì - Tiết kiệm khơng gian: có kích thước nhỏ gọn so với điều khiển hộp rơle - Tin cậy: xác xuất hỏng tiếp điểm thấp PLC sử dụng cơng nghệ bán dẫn - Tính hoạt động tốt: thực đươc phép tốn học soạn thảo chương trình Kiến trúc phần cứng phận PLC hệ NC bao gồm vi xử lý, hệ thống nhớ, nhớ chươg trình module input/output hình 3.5 Ngay nguồn bật lên, hệ thống nhớ set môi trường phần cứng cho PLC nhớ chương trình, quản lý input/output, rơ le, timer, lưu giữ chương trình người dùng, liệu thông dịch vi xử lý Module input/output giao tiếp với công tắc hành trình, rơle… Các module chức thực PLC thể hình 3.6 tóm tắt sau: Ban đầu, người dùng tạo chương trình ứng dụng cách dùng chương trình soạn thảo PLC bên ngồi sau nạp vào PLC Ở giai đoạn này, thiết bị chuyên dụng dùng để giúp người dùng soạn thảo chương trình gọi programer hay loader Programer bao gồm trình soạn thảo để soạn chương trình biên dịch (compiler, lưu ý biên dịch khác với thơng dịch) chuyển chương trình PLC thành ngơn ngữ PLC hiểu thi hành Lý phải dùng trình biên dịch chương trình biên dịch thực nhanh hiệu nhiều so với chưa biên dịch Chương trình PLC biên dịch truyền qua CPU module Trạng thái PLC thi hành CPU module gửi đến chương trình PLC để người dùng giám sát trạng thái hoạt động 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 35 Hình 3.6 Kiến trúc chức hệ thống PLC Module đọc chương trình soạn thảo Loader thi hành lệnh lệnh logic gọi Executer Đây phận cốt lõi PLC Executer lặp cách bước: đọc input, thực phép logic chương trình, gửi kết đến output thơng qua output module PLC máy CNC tương tự PLC thơng dụng chúng có thêm điều khiển bổ trợ dùng để hỗ trợ chức khối NCK Các chức cần thiết là: - Mạch giao tiếp với NCK - Dual-port RAM để hỗ trợ đường truyền tốc độ cao - Bộ nhớ để trao đổi liệu trình giao tiếp tốc độ cao với NCK - Module input tốc độ cao Trong thực tế, tùy vào định cá nhân nhà sản xuất máy CNC nhà sản xuất PLC, nhiều ngôn ngữ PLC sử dụng Cũng xảy số khó khăn trình bảo trì hướng dẫn sử dụng Để giải vấn đề này, ngôn ngữ PLC (IEC1131-3) chuẩn xây dựng sử dụng rộng rãi Tiêu chuẩn IEC1131-3 định nghĩa năm loại ngôn ngữ PLC: 1) Structured Text (ST), 2) Function Block Diagram (FBD), 3) Sequential Function Charts (SFC), 4) Ladder Diagram (LD), 5) Instruction List (IL 1) Phân loại hệ thống điều khiển Đối với hệ thống điều khiển máy công cụ CNC vấn đề quan trọng từ liệu chương trình lập người dùng, điều khiển tiến hành xử lý, tính tốn phát lệnh đến đơng dẫn động bàn máy trục thực dịch chuyển cần thiết để tạo hình dáng hình học chi tiết cần gia cơng với độ xác định cách tự động hoàn toàn Khi vận tốc thực vị trí thực sensor nhận biết hồi tiếp ngược mạch điều khiển, động servo dùng máy CNC liên tục điều khiển cho sai số vận tốc sai số vị trí vị trí cần vị trí thật nhỏ Hệ thống hồi tiếp đầy đủ bao gồm vòng lặp điều khiển độc lập điều khiển trục máy (hình 3.7) Vịng ngồi vịng hồi tiếp vị trí, vịng vòng hồi tiếp vận tốc, vòng vịng lặp dịng điện Nói chung, vịng lặp điều khiển vị trí bố trí hệ NC, hệ NC đảm nhận, vòng lặp khác đặt thiết bị dẫn động servo Tuy nhiên khơng có quy định thống vị trí vịng lặp điều khiển Chúng phụ thuộc vào nhà thiết kế máy công cụ CNC 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 36 Hình 3.7 Ba loại vịng lặp điều khiển máy CNC Nếu phân loại dựa theo phương pháp mà hệ điều khiển xác định kiểm tra vị trí, người ta chia hệ thống điều khiển thành loại sau: - Điều khiển chu trình hở (open loop) - Điều khiển theo chu trình nửa kín (semi-closed loop) - Điều khiển chu trình kín (closed loop) - Điều khiển hỗn hợp (hybrid loop) Phần lớn máy cơng cụ CNC có độ xác cao trang bị điều khiển chu trình đóng kiểm sốt vị trí dịch chuyển dụng cụ cắt xác hơn, chất lượng gia cơng chi tiết tốt Tuy nhiên điều khiển theo chu trình hở cịn sử dụng máy CNC có độ xác vị trí thấp máy có mômen cản sinh động đẫn động bàn máy nhỏ giá trị ổn định (ví dụ máy gia công tia lửa điện điện cực dây điện cực định hình) để giảm giá thành chế tạo a) Hệ thống điều khiển chu trình hở Ở hệ thống điều khiển chu trình hở, liệu chương trình gia công nhập đưa vào điều khiển MCU (machine control unit) (xem hình 3.8) Nó giải mã thơng tin lưu trữ nhớ người vận hành bấm nút bắt đầu chạy chương trình Từng lệnh chương trình chuyển đổi sang xung điện cách tự động để gửi tới điều khiển, kích hoạt điều khiển động servo Lượng dịch chuyển động hay nói cách khác bàn máy phụ thuộc vào số xung điện (electric pulses) mà động nhận Đ/cơ trục Trục Y Đai truyền Trục X Đ/c Servo Vít me Đ/cơ Servo Điều khiển đ/cơ Servo Y Điều khiển đ/cơ Servo X Bộ ĐK máy Machine cotrol unit (MCU) Điều khiển tốc độ trục Chương trình gia cơng Hình 3.8 Hệ thống điều khiển theo chu trình hở 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 37 Hệ thống đơn giản khơng có mạch hồi tiếp (feedback), nhiên khơng có cách để kiểm tra xem động servo có dịch chuyển (quay) theo lệnh yêu cầu hay không, tức chúng khơng có mối liên hệ ngược Do hệ thống điều khiển chu trình hở khơng thể áp dụng cho máy CNC gia cơng có độ xác lớn 0,02 mm có lực cắt q trình gia cơng lớn Đối với loại điều khiển động servo động chiều kiểu động bước (stepper motor) Độ xác gia cơng chủ yếu phụ thuộc vào độ xác chuyển động động bước, vítme hệ thống truyền động Khi mơmen quay nhỏ thay đổi độ xác dịch chuyển cao, máy gia công tia lửa điện sử dụng điều khiển theo chu trình hở b) Bộ điều khiển chu trình nửa kín Điều khiển chu trình nửa kín loại hệ thống điều khiển phổ biến có cấu trúc hình 3.9 Với loại này, thiết bị kiểm tra vị trí lắp vào trục động servo chúng kiểm tra góc quay Độ xác cuối (chuyển động bàn máy) phụ thuộc lớn độ xác trục vitme Vì thế, trục vít me bi có độ xác cao dùng hệ truyền động cho bàn máy Khi cần thiết, số máy hệ NC cho phép bù trừ sai số bước vít me khe hở trục vitme để tăng độ xác Bù trừ sai số bước vít me cách hiệu chỉnh thị đến hệ dẫn động servo nhằm loại bỏ sai số tích lũy Bù trừ sai số khe hở chiều chuyển động đổi dấu, lượng xung tương ứng với khe hở gửi đến hệ điều khiển động servo để hiệu chỉnh Hình 3.9 Điều khiển chu trình nửa kín c) Điều khiển chu trình kín (closed loop system) Mặc dù điều khiển chu trình nửa kín thể bù trừ sai số bước vitme he hở vitme nói chung khó đạt độ xác cao ảnh hưởng khe hở thay đổi theo khối lượng chi tiết gia cơng Độ mịn trục vít me khác vị trí khác Khe hở vitme thay đổi theo nhiệt độ Thêm vào đó, chiều dài trục vitme bị giới hạn so với máy có u cầu hành trình lớn Khi cấu bánh sử dụng máy có kích thước lớn Tuy nhiên, độ xác cấu bánh thường Do vậy, điều khiển chu trình kín sử dụng trường hợp khắc phục sai số vitme bánh (hình 3.10) Chỉ thị vị trí Điều khiển vị trí Điều khiển vận tốc Thước quang học Bàn máy Động servo dẫn động Máy đo tốc độ (tachometer) Vít me- đai oác Hình 3.8 Hệ thống điều khiển theo chu trình kín (có hồi tiếp vị trí tốc độ) 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 38 Trong hệ thống điều khiển chu trình kín, thiết bị giám sát vị trí lắp bàn máy vị trí thực bàn máy hồi tiếp hệ điều khiển Chu trình kín chu trình nửa kín giống ngoại trừ vị trí thiết bị giám sát vị trí (gọi linear scale) lắp bàn máy hay trục động độ xác thiết vị nhận biết vị trí hệ điều khiển chu trình kín cao Tuy vậy, tượng cộng hưởng dao động khung máy, tượng dính trượt v.v gây nên thiết hụt chuyển động thân thân máy dính liền với đối tượng giám sát (bàn máy) có ảnh hưởng đến đặc tính hệ servo Hệ điều khiển chu trình kín ln cố làm giảm sai số vị trí cần đến lệch dịch chuyển vị trí thật Để giảm sai số tượng nói gây ra, điều khiển phải nhạy (dập ảnh hưởng dao động rung khung máy) dẫn đến ổn định điều khiển Vì vậy, tần số cộng hưởng máy thấp tần số đáp ứng hệ điều khiển chu trình kín hệ điều khiển vị trí trở nên ổn định Vì người ta cố gắng tăng độ cứng vững khung máy nhằm tăng tần số dao động cộng hưởng máy Đồng thời cố gắng giảm hệ số ma sát loại bỏ nguyên nhân gây thiếu hụt chuyển động d) Hệ điều khiển chu trình hỗn hợp Trong trường hợp khó tăng độ cứng vững máy khối lượng chi tiết gia cơng lớn khó loại bỏ tượng thiếu hụt chuyển động tượng dính trượt chuyển động máy CNC hạng nặng, người ta sử dụng điều khiển chu trình hỗn hợp nhằm bảo đảm độ xác vị trí mà khơng làm tính ổn định điều khiển (hình 3.9) Trong chu trình hỗn hợp, có hai vịng lặp điều khiển: vịng nửa kín giám chuyển động động cơ, vịng kín sử dụng thước quang để giám sát vị trí bàn máy Trong vịng lặp nửa kín, dùng thuật tốn điều khiển có độ nhạy cao vịng lặp khơng bị ảnh hưởng tồn khung máy Cịn vịng lặp kín, độ xác điều khiển tăng lên nhờ phương pháp bù trừ sai số mà vịng lặp nửa kín khơng thực Vì vịng lặp kín bù trừ sai số thuộc vị trí nên hoạt động tốt chế độ nhạy thấp Sự kết hợp vòng lặp kín nửa kín cho phép đảm bảo độ xác điều khiển trường hợp Hình 3.9 Bộ điều khiển chu trình hỗn hợp Nguyên lý điều chỉnh vị trí kiểu chu trình kín máy công cụ CNC Mục giới thiệu vắn tắt ngun lý chung điều khiển chu trình kín nói chung (mở rộng cho loại, nửa kín, kín hỗn hợp) Đối với máy cơng cụ CNC gia công cắt gọt phải dùng phương pháp điều khiển vị trí theo kiểu kín dùng mạch hở ta biết mômen cản trục vít me thay đổi liên tục có giá trị lớn để chống lại lực cản cắt kim loại Thậm chí đường chuyển dao, lực cắt thay đổi độ cứng vật gia công thay đổi chiều dày cắt thay đổi Lực cản thay đổi làm cho tốc độ động dẫn động thay đổi với xung điện MCU phát bàn máy luôn dịch chuyển khoảng cách ln Ví dụ để dịch chuyển từ điểm A đến điểm B điều khiển đông servo phát số lượng X xung điều khiển điều kiện chuẩn khơng đổi Tuy nhiên điều khiển cắt thay đổi, điều khiển động servo phát X xung điện 39 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT bàn máy chưa đến vượt vị trí B Do để đến vị trí B q trình dịch chuyển phải ln ln giám sát vị trí để định khoảng dịch chuyển lại Việc làm gọi điều chỉnh vị trí Chức nguyên lý hoạt động thiết bị điều chỉnh vị trí sau: Từ nội suy, giá trị vị trí cần đạt đến điều khiển MCU đưa vào mạch điều chỉnh vị trí Trong điều chỉnh vị trí giá trị vị trí thực nhận biết qua hệ thống đo vị trí Lấy giá trị vị trí thực trừ giá trị vị trí cần sai lệch điều chỉnh Sai lệch điều chỉnh đại lượng điều chỉnh đối tượng điều chỉnh động servo Điều chỉnh kiểu mạch động servo tất trường hợp chung với mã hoá kiểu xoay sử dụng hồi tiếp vị trí/ tốc độ có sơ đồ hình 3.10 Bộ phát lệnh: PLC, computer… Cảm biến vị trí/tốc độ Các lệnh dịch chuyển hay vị trí Bộ điều khiển Khuếch đại công suất Dòng điện/điện khuếch đại Servo motor Hồi tiếp Hình 3.10 Sơ đồ khối điều khiển chu trình kín động servo Bộ điều chỉnh vị trí ln phải lệnh dẫn cho động servo dịch chuyển hai tín hiệu từ điều khiển tín hiệu hồi tiếp vị trí xem “bằng nhau”, tức sai số điều chỉnh “bằng khơng” Để đạt độ xác điều chỉnh cao, khắc phục đại lượng nhiễu, điều chỉnh cần phải thoả mãn yêu cầu sau: - Có khuyếch đại tốc độ cao để giữ cho sai lệch điều chỉnh thấp (tốt khơng) Có độ giảm chấn tần số dao động riêng cao để khắc phục tượng dao động vị trí đích Mơmen qn tính phận chuyển động có giá trị nhỏ Bộ truyền động có số thời gian trễ nhỏ Các chi tiết truyền động khí có độ bền cao, khe hở lắp ghép nhỏ Các thiết bị hệ thống đo giám giát vị trí 4.1 Các thiết bị đo giám sát vị trí (encoders) Trong mục có đề cập vai trị thiết bị giám sát đo đạc vị trí hay tốc độ vòng lặp điều khiển từ chu trình nửa kín chu trình kín chu trình hỗn hợp Mục giới thiệu cụ thể nguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo thiết bị Thiết bị dùng để kiểm tra vị trí nhằm mục đích giám sát điều khiển vị trí có tên gọi encoder Thơng thường lắp vào đầu cuối hệ thống trục truyền động lắp vào trục động servo Để điều khiển tốc độ, tốc độ kiểm tra sensor gọi tachometer tính thơng qua liệu vị trí encoder cung cấp Phương pháp kiểm tra vận tốc encoder cách đếm số xung tạo thời gian, tức đồng nghĩa với chuyển vị đơn vị thời gian, hay nói cách khác đo vận tốc (Trong hệ thống trục máy cộng cụ, hồi tiếp vận tốc thường áp dụng để trì tốc độ quay trục Thơng tin phản hồi thường thực hai cách sau: dùng tachometer, thiết bị tạo hiệu điện cảm ứng (tín hiệu tương tự khơng phải tín hiệu số) Gần người ta thường dùng encoder dựa nguyên tắc quang học, sinh tín hiệu hồi tiếp dạng xung số, để thay cho tachometer.) 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 40 Nội suy điều khiển số CNC Nội suy đóng vai trị sinh liệu vị trí để dịch chuyển trục từ block liệu tạo thông dịch Nó phận quan trọng phản ánh độ xác hệ điều khiển Trong mục này, loại nội suy khác giới thiệu cách Ưu điểm nhược điểm chúng đề cập 6.1 Tổng quan Mỗi máy CNC nói chung ln có trục điều khiển để gia cơng hình dáng phức tạp Hai phương pháp điều khiển dịch chuyển dụng cụ cắt (hay trục) “điểm đến điểm” theo đường trình bày mục Để thực phương pháp dịch chuyển này, chuyển động dụng cụ cắt phải chia thành thành phần theo trục Ví dụ để dụng cụ cắt dịch chuyển từ điểm P1 đến P2 với vận tốc Vf mặt phẳng XY hình 3.26, nội suy chia toàn quãng đường thành thành phần dịch chuyển theo trục X trục Y theo tốc độ dịch chuyển xác định trước Cuối tốc độ dịch chuyển V1 V2 cho hai trục X Y minh họa hình 3.26 Rõ ràng V2 > V1 (y2-y1) >(x2-x1) Hình 3.26 Khái niệm nội suy Các đặc điểm yêu cầu nội suy để thực tốt việc tính tốn vị trí trung gian tốc độ dịch chuyển trục từ liệu hình dáng đường cần gia cơng tốc độ ăn dao: Dữ liệu từ nội suy phải trùng với hình dáng (đường) cần gia cơng Bộ nội suy phải xem xét giới hạn tốc độ tùy theo cấu trúc máy đặc tính động servo q trình tính tốn vận tốc Cần phải tránh sai số tích lũy q trình nội suy để hình dáng gia cơng trùng (gần giống co thể) so với lệnh vị trí chương trình gia cơng Nếu phân chia nội suy theo loại đường cần nội suy, người ta dùng phương pháp nội suy sau (hình 3.27): - Nội suy thẳng dùng để gia cơng đường thẳng qua điểm - Nội suy trịn dùng để gia cơng cung trịn đường trịn khép kín - Nội suy xoắn ốc dùng để gia công ren gia công rãnh xoắn ốc - Nội suy bậc 2, bậc 3, paraplol, hypepol spline sử dụng công nghệ chế tạo chi tiết phức tạp chi tiết máy bay, khuôn dập khung hay vỏ ôtô Nội suy Thẳng Trịn Xoắn ốc Parapol hypepol spline Bậc Hình 3.27 Các phương pháp nội suy điều khiển máy CNC 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 47 NURBS Nếu phân chia nội suy theo thiết bị phương pháp thực hiện, nội suy phân loại thành nội suy phần cứng (hardware interpolator) nội suy phần mềm (software interpolator) Bộ nội suy phần cứng bao gồm loại thiết bị điện tử khác nhau, dùng CNC phát triển Tuy nhiên, ngày nay, nội suy phần mềm sử dụng phổ biến hệ CNC Khái niệm nội suy phần mềm bắt nguồn từ nội suy phần phần cứng nội suy phần cứng giới hạn hệ thống điều khiển đơn giản 6.2 Nội suy phần cứng Bộ nội suy phần cứng thực việc nội suy tạo xung mạch điện tử Nó cho phép nội suy với tốc độ cao khó thích nghi việc sửa đổi thay thuật toán nội suy Phương pháp nội suy phần cứng điển hình sử dụng phân tích vi phân số DDA (Digital Differential Analyzer) a) Nội suy thẳng Nội suy thẳng nghĩa điều khiển chuyển động theo chuyển động tuyến tính từ vị trí xuất phát đến vị trí đích Nói chung, nội suy thẳng thực việc điều khiển trục chuyển động đồng thời (2 trục mặt phẳng 2D trục cho không gian 3D) Khi thực nội suy thẳng, điều quan trọng động trục (xét nội suy mặt phẳng) tương ứng với vận tốc chuyển vị Gọi BLU (basis length unit) chiều dài bé mà trục dịch chuyển Khi động cung cấp xung, tạo dịch chuyển BLU Khi Ví dụ, giả sử trục X dịch chuyển A BLU trục Y dịch chuyển B BLU hình 3.28 (a) Trong trường hợp nội suy DDA phần cứng tạo “A” xung để dịch chuyển trục X “B” xung để dịch chuyển trục Y Tỉ số vận tốc trục X trục Y phải giữ số b) b) Hình 3.28 Ví dụ nội suy thẳng nội suy trịn E YE Ngun lý tính tốn điểm trung gian nội suy thẳng: Giả sử dao cần chuyển từ điểm bắt đầu PA đến điểm kết thúc PE theo đường
thẳng với tốc độ chạy dao u = Const xác định trước (hình 3.29) Toàn đoạn L phân chia thành đoạn ∆S Khoảng thời gian toàn để dao dịch chuyển từ hai điểm lập trình A E L T= ∆L Các giá trị trung gian vị trí mà dao phải cắt cần phải qua tính theo hàm YA 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 48 Pn+1 ∆ L ∆Y Pn Vy ∆ u A VX XA XE Hình 3.29: Sơ đồ tính toán nội suy thẳng số theo thời gian: T T 0 x (t ) = x A + ∫ v x dt = x A + ∫ T D 0 y (t ) = y A + ∫ v y dt = y A + ∫ xE − x A dt T yE − y A dt T T đủ nhỏ phép tích phân thay thành phép N cộng số thực cộng tích phân phần cứng Nếu chia thời gian T thành khoảng ∆t = n x − xA  xE − xA   xE − xA  x (t ) = x A +  ⋅ ∆t n = x A +  n = x A + ∑ E N T    N  n y − yA  y − yA   y − yA  y(t ) = y A +  E ⋅ ∆t n = y A +  E n = y A + ∑ E T N   N   (với n = 1,2,3,… ,N) Với bước cộng, giá trị vị trí lại tăng thêm bước số Để đảm bảo độ x − xA xác biên dạng nội suy so với biên dạng yêu cầu, bước cộng ∆x = E N y − yA ∆y = E phải nhỏ 0.001 mm Mỗi bước cộng gọi basic length unit N (BLU) Thông thường BLU = 0.001 mm 0.0001 mm b) Nội suy đường tròn Giả sử cần cắt biên dạng cung trịn có bán kính R, điểm đầu PA điểm, cuối PE Để cung tròn xác định nhất, cần có thêm thơng số tọa độ tâm cung tròn so với điểm điểm đầu (xem hình 3.28 (b)) Xây dựng trục toạ độ Đề-các có góc toạ độ tâm cung tròn Trục X trục Y trùng với trục tương ứng hệ điều khiển (các trục bàn máy) Theo quan hệ hình học ta có: x = R.cosϕ y = R.sinϕ P T E Ta có thêm số tính tốn khác: y ϕ A = arctg A xA t P R (x,y) y ϕ E = arctg E YA xE PA Chiều dài cung : PAPE = R (ϕE - ϕA) Gọi T : thời gian hết cung PAPE t : thời gian từ điểm PA đến điểm P(x,y) trung gian cung trịn M Tốc độ tiến dao nội suy trịn ln hướng tiếp tuyến với cung trịn hệ điều khiển ln ln cố gắng chỉnh XA Hình 3.30: Sơ đồ tính tốn nội suy trịn cho số V = Vx2 + V y2 = const Dựa vào yếu tố trên, góc ϕ xác định sau: φ = φ A + (φE − φA ) t T 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 49 Vặy ϕ xác đinh hồn tồn thời điểm t Khi đó:  x = Rcos ϕ A + (ϕ E−ϕ A ) Tt     y = Rsin ϕ + (ϕ −ϕ ) t  E A  A  T  Đạo hàm hai vế theo thời gian t ta tốc độ thành phần trục Vx = ϕ −ϕA  ϕ −ϕA dx t sin ϕ A + (ϕ E−ϕ A )  = − R E y (t ) = −R E dt T T T  Vy = dy ϕ − ϕA t ϕ − ϕA  cosϕ A + (ϕ E−ϕ A )  = R E x (t ) =R E dt T T T  T toạ độ điểm P xác định N qua phép cộng gia số dịch chuyển thay cho phép lấy tích phân ϕE − ϕ A n Với độ xác đủ dùng chia nhỏ thời gian ∆t = x (t ) = x A + Vx t = x A − R y (t ) = y A + V y t = y A + R N ϕE − ϕ A N ∑ y(i.∆t ) i =0 n ∑ x (i ∆ t ) i =0 6.3 Nội suy phần mềm Nhờ kích thước máy tính PC giảm dần, phương pháp nội suy phần mềm xuất Phương pháp nội suy dùng chương trình máy tính thay sử dụng phần cứng logic toán học nội suy phần cứng Hiện có nhiều phương pháp nội suy phần mềm khác Trong phạm vi khuôn khổ tài liệu giới thiệu phương pháp nội suy dùng phần mềm là: nội suy theo DDA, nội suy bậc thang nội suy NURBS a) Nội suy theo DDA Phương pháps nội suy bắt nguồn từ phương pháp nội suy phần cứng có đặc tính giống nội suy DDA dùng phần cứng Hình 3.31 trình bày lưu đồ thuật tốn nội suy thẳng nội suy tròn dùng DDA phần mềm Trên hình 3.31 a), biến L chuyển vị tuyến tính A, B tương ứng chuyển vị trục X Y Giá trị ban đầu Q1 Q2 khơng Trên hình 3.31 b), giá trị ban đầu biến tương tự nội suy thẳng, biến R bán kính đường trịn, biến P1 P1 cho biết vị trí tâm đường tròn (cung tròn) so với điểm ban đầu cung tròn điểm ban đầu cung lấy làm gốc tọa độ Hình 3.31 Lưu đồ thuật tốn nội suy thẳng (a) nội suy trịn (b) theo phương pháp DDA phần mềm 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 50 (a) (b) Hình 3.32 Kết nội suy đường tròn theo phương pháp DDA (a) phương pháp bậc thang (b) Sau ví dụ sử dụng nội suy DDA phần mềm, chiều dài đơn vị chương trình gia cơng lấy BLU vận tốc lấy BLU/giây G01 X0.Y10.F10 (nội suy thẳng, chạy đến điểm (X,Y) = (0,10)) G02 G90 X10 Y0 I0 J-10 F10 (Nội suy tròn chiều kim đồng hồ), điểm đầu (0,10), điểm cuối cung (10,0), vị trí tương đối tâm so với điểm đầu (0,10) Kết nội suy thể hình 3.32 (a) b) Nội suy bậc thang Thuật toán nội suy bậc thang xác định hướng bước nhảy chiều dài đơn vị BLU gửi tín hiệu xung đến trục tương ứng Mục giới thiệu nội suy bậc thang áp dụng cho nội suy cung trịn thuật tốn áp dụng cho nội suy thẳng dễ dàng suy từ nội suy trịn Hình 3.33 cho thấy ngun lý làm việc nội suy tròn theo chiều kim đồng hồ góc phần tư thứ hệ trục tọa độ Giả sử dụng cụ cắt cần đến điểm (Xk,Yk) sau i bước lặp Trong phép nội suy này, biến số Dk tính theo phương trình sau: Hình 3.33 Đặc tính nội suy bậc thang Dk = X k2 + X k2 − R Hướng bước nhảy xác định dựa Dk, hướng cung trịn, góc phần tư mà hệ tọa độ, Giả sử chuyển động theo cung tròn xoay theo chiều kim đồng hồ góc phần tư thứ nhất, thuật toán sau: Dk < 0: Trường hợp nghĩa vị trí (Xk,Yk) nằm đường tròn phải nhảy theo chiều dương trục X Dk > 0: Trường hợp nghĩa vị trí (Xk,Yk) nằm đường ngồi phải nhảy theo chiều âm trục X Dk = 0: Một hai trường hộ chọn áp dụng ngẫu nhiên hai trường hợp Sau bước hồn tất, vị trí (Xk+1,Yk+1) cập nhật thủ tục tiến hành đạt đến điểm đích tron câu lệnh vị trí (Xf ,Yf ) Thuật toán cần số phép tính tốn nhỏ cần nhớ, nhiên số lần lặp lớn Số lần lặp tính theo cơng thức: N = X − X f + Y0 − Y f Trong (X0,Y0) điểm xuất phát Ví dụ, nội suy ¼ đường trịn với bánh kính R, số lần lặp N=2R Để trì lệnh vận tốc chạy dao F (BLU/giây), nội suy phải lặp với tần số f0 tính theo cơng thức: 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 51 f0 2R = = F πR / π Hình 3.34 minh họa sơ đồ thuật toán phương pháp nội suy bậc thang Dưới minh họa nội suy bậc thang cho trường hợp giống nội suy DDA, kết nội suy trình bày hình 3.32b) G01 X0.Y10.F10 G02 G90 X10 Y0.(BLU) I0 J-10.(BLU) F10(BLU/giây) Hình 3.34 Lưu đồ thuật tốn phương pháp nội suy bậc thang dùng phần mềm Bảng Kết nội suy đường tròn theo phương pháp bậc thang 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 52 c) Nội suy NURBS Đối với máy CNC tốc độ cao máy gia cơng có độ xác cao, nhiều phương pháp nội suy hình học áp dụng spline, đường thân khai, nội suy xoắn ốc Khi gia công đường cong tự do, đường xấp xỉ gần tập hợp đoạn thẳng cung tròn Tuy nhiên, để đạt độ xác xấp xỉ cao đoạn thẳng cung tròn phải thật ngắn Các đoạn chuyển động ngắn gây tượng không đồng tốc tộ cắt làm giảm chất lượng gia cơng bề mặt Thêm vào điều dẫn đến số dịng lệnh chương trình q nhiều gia công đường cong ngắn Để khắc phục nhược điểm trên, phương pháp nội suy NURBS đời Trong nội suy NURBS, hệ điều khiển CNC trực tiếp chuyển liệu đường cong NURBS từ chương trình gia cơng thành đoạn nhỏ Theo cách này, dung lượng chương trình gia cơng giảm gia cơng cao tốc lệnh tốc độ ăn dao phụ thuộc vào nội suy Có nhiều mơ hình tốn học spline bậc 3, Bezier, B-spline NURBS dùng để biểu diễn đường cong tự Trong số loại này, NURBS (non uniform rational B-spline) mơ hình tổng qt bao hàm loại đường khác Với đường cong NURBS mặt cong, người thiết kế dựng mặt cong phức tạp lượng liệu mơ tả NURBS dùng phổ biến hệ thống CAD/CAM ngày Để biết chi tiết phương trình tổng quát đường cong NURBS, xem tài liệu tham khảo [ ] 7) Hiệu chỉnh dụng cụ cắt máy công cụ CNC : a) Hiệu chỉnh bán kính mũi dao (dao tiện ) đường kính dao (dao phay ) * Hiệu chỉnh bán kính mũi dao (đối với dao tiện): Nếu lưỡi dao tiện có bán kính R lưỡi cắt mảnh hợp kim hình trịn có bán kính R q trình gia công, hệ điều khiển cho phép hiệu chỉnh dụng cụ cắt, không gây sai khác đường biên dạng lập trình đường biên dạng thực thu sau cắt Xét ví dụ hình (3.35) hai trường hợp: khơng có hiệu chỉnh bánh kính mũi dao a) Không hiệu chỉnh bán kính mũi dao b) Có hiệu chỉnh bán kính mũi dao Hình 3.35 Hiệu chỉnh bán kính mũi dao (khi tiện) 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 53 Bởi dao tiện, mũi dao chạy theo đường biên dạng lập trình Mà với dao có bán kính mũi dao điểm mũi dao P xác định hình vẽ 3.35 Khi gia cơng, khơng hiệu chỉnh bán kính mũi dao gây sai khác biên dạng đoạn AB (phần gạch chéo) hình 3.35 (a) hệ điều khiển CNC cho phép đưa vào thông số hiệu chỉnh (nhập vào nhớ hiệu chỉnh máy bán kính R dao), lúc điều khiển tính tốn lại đường chạy dao Cụ thể ví dụ hình 3.35 tự động lùi điểm A phía mơt đoạn Xc dời điểm B sang trái đoạn Zc tính theo quan hệ lượng giác độ nghiêng đường AB bán kính mũi dao * Hiệu chỉnh bán kính dao (đối với dao phay): Khi gia cơng đường biên dao phay ngón, người gia cơng dùng dao có bán kính khác Khi đó, điều khiển khơng có khả tự động hiệu chỉnh đường chạy dao theo bán kính khác người lập trình phải hiệu chỉnh tay Điều nhiều phiền phức việc tính tốn Do vậy, điều khiển CNC cho phép hiệu chỉnh hiệu chỉnh bán kính mũi dao Ví dụ gia cơng đường cơng khép kín qua điểm P1 đến P5 (hình 3.36) dao phay có d = 10 mm, người lập trình gia cơng chọ hai cách : - Thay đổi đường lập trình P'4 Đường lập cách offset đường biên thật bên trình ngồi 5mm quỹ đạo dao cắt quỹ Quỹ đạo dao đạo tâm dao xác định lại P4 điểm điểm P1’ đến P5’ Việc làm không đơn giản tính tay P'3 số điểm P’i có toạ độ lẻ cho dù Pi P'5 P5 không lẻ P3 - Cách thứ hai sử dụng chức hiệu chỉnh đường kính (bán kính) dụng cụ cắt (tool radius compensation) có hệ điều khiển CNC Đường lập trình P'1 đường biên thật nhau, ta cần nhập vài nhớ hiệu chỉnh bán kính dao trực tiếp máy có giá trị P1 P2 P'2 Hình 3.36 Hiệu chỉnh bán kính dao phay b) Hiệu chỉnh chiều dài dao Máy cơng cụ CNC máy tự động có khả thay dụng cụ cắt để thực nhiều nguyên cơng khác nhau, trong chiều dài dao khác khác Do vậy, cần phải hiệu chỉnh chiều dài dao thay dao Phương pháp thủ tục hiệu chỉnh chiều dài dao trình bày chương tài liệu c) Hiệu chỉnh độ mòn dao Sau thời gian làm việc dao mòn Đối với dao tiện, lưỡi cắt mòn làm cho đường kính chi tiết gia cơng tăng Đối với dao phay, dao mịn làm cho đường kính dao giảm đi, chiều dài dao ngắn lại Để hiệu chỉnh lượng mòn này, số hệ điều khiển cho phép hiệu chỉnh độ mòn dao theo độ bền dao, để đảm bảo độ xác gia cơng máy, sản phẩm chế tạo đồng d) Hiệu chỉnh khe hở sai lệch bước vítme Hệ điều khiển CNC cho phép hiệu chỉnh lại sai lệch bước vítme đai ốc khe hở xuất vít me sau thời gian làm việc mà bị mòn Để thực hiệu chỉnh này, điểm tham chiếu ban đầu phải đưa vào máy Hệ thống dịch chuyển bàn dao hay bàn máy đến hai vị trí đầu cuối trục vít Trong q trình dịch chuyển, hệ thống đo lường so sánh sai lệch bước vít với điểm gốc ban đầu để hiệu chỉnh lại sai lệch 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 54 Điều khiển thích nghi (Adaptive Control) Khi lập trình NC, điều cần thiết ta ln nhập tốc độ trục lượng chạy dao cho dụng cụ cắt cho thủ tục gia công để gia cơng chi tiết Trong q trình gia cơng, cho máy chạy thật, cần thiết ta chủ động tăng giảm tốc độ trục lượng chạy dao nút điều khiển panel điều khiển cảm thấy chế độ cắt lập trình lớn bé Có thể dao bị mịn cần phải giảm chế độ cắt để tránh vỡ dao chiều dài đúc thay đổi làm tăng chiều dày cắt, độ cứng vật gia công thay đổi theo vùng Tuy nhiên việc can thiệp người vào trình làm việc máy để đảm bảo cho hoạt đơng tốt tránh hư hỏng cho máy nâng cao suất độ xác chi tiết gia cơng Cơng việc có người vận hành có kinh nghiệm thực Xuất phát từ u cầu tính tự động hố khả điều khiển tối ưu mà hệ điều khiển CNC có khả điều khiển thích nghi tức tự động thay đổi thông số gia công theo ảnh hưởng ngẫu nhiên dự kiến trước suốt q trình gia cơng mà khơng cần tác động người vận hành máy Các ảnh hưởng ngẫu nhiên là: - Trong nhiều trường hợp, chiều sâu cắt thực tế thay đổi số, gia công thô - Vật liệu phơi khơng đồng đều, tính thay đổi theo quy luật biết trước ngẫu nhiên - Độ mòn dao thay đổi làm lực cắt thay đổi - Sự rung động biến dạng thành phần hệ thống công nghệ Trong công nghệ cắt gọt kim loại, điều khiển thích nghi hiểu hệ thống có khả thường xuyên giám sát thay đổi thông số q trình, vào để thay đổi thông số công nghệ cho chúng ln đạt giá trị cao mà không phá vỡ điều kiện ràng buộc, đảm bảo cho hệ thống hoạt động bình thường Trên hình 3.37 sơ đồ máy CNC có điều khiển thích nghi (AC) Hệ khiển thích nghi ghép thêm vào hệ CNC bình thường, có nhiệm vụ đo thơng số trạng thái hiệu chỉnh S, F theo ràng buộc, mục tiêu luật điều khiển định trước Trong CNC nhận tín hiệu phản hồi vị trí dao, khơng có khả tự động hiệu chỉnh tốc độ cắt S lượng chạy dao F AC thường xuyên giám sát biến động kích thước tính phơi thơng qua lực cắt momen, từ hiệu chỉnh S, F cho phù hợp Khác với gia công CNC thông thường, suất gia cơng tăng chủ yếu nhờ giảm thời gian không gia công (thời gian chạy không, định vị, thay đổi chế độ cắt, gá đặt phôi, thay dao, đo kiểm, ), CNC có AC tăng suất gia công cách giảm thời gian gia công (thời gian chính) nhờ tốc độ cắt lượng chạy dao tốt ưu Mục tiêu hầu hết hệ AC tăng khối lượng cắt gọt gia cơng thơ Một số cơng trình nghiên cứu cho thấy, suất gia cơng có AC tăng 20-80%, cịn chi phí gia cơng 40-50% so với gia cơng CNC thơng thường Lợi ích rõ AC thấy gia công với chiều sâu cắt thay đổi phạm vi rộng Hình 3.37 Sơ đồ nguyên lý điều khiển thích nghi máy CNC 2011, ĐXPhương-BM CTM, Khoa CK, ĐHNT 55