Bài giảng Truyền động và điều khiển máy: Chương 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm điều khiển số - NC; Lịch sử phát triển điều khiển số; Kỹ thuật NC và CNC; Gia công truyền thống và gia công CNC; Máy công cụ CNC dùng trong công nghiệp; Máy công cụ CNC dùng trong công nghiệp;...Mời các bạn cùng tham khảo!
3/10/2021 Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC (Driving and control for CNC machine tool) Đường Cơng Truyền Giới thiệu giảng viên • Giảng viên: TS Đường Cơng Truyền • Website: https://sites.google.com/site/truyendc/ • Email: truyendc@gmail.com Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 3/10/2021 Mô tả môn học Môn học trang bị cho sinh viên kiến thức điều khiển số, cấu trúc phần cứng phần điều khiển máy cơng cụ CNC Từ đó, sinh viên vận dụng để tính tốn, thiết kế hệ thống truyền động máy công cụ CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Cơng Truyền Nội dung mơn học • Điều khiển số - NC • Máy cơng cụ CNC • Hệ dụng cụ máy công cụ CNC • Truyền động máy cơng cụ CNC • Tính tốn truyền động máy cơng cụ CNC • Điều khiển máy cơng cụ CNC • Chương trình máy cơng cụ CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 3/10/2021 Chuẩn đầu mơn học • Trình bày khái niệm điều khiển số (NC), điều khiển số nhờ máy tính (CNC), điều khiển số trực tiếp (DNC I), điều khiển số phân phối (DNC II), hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) • Trình bày kết cấu phần khí phần điều khiển máy cơng cụ CNC • Tính toán lựa chọn động cho truyền động chạy dao đơn giản máy công cụ CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền Tài liệu tham khảo • Bài giảng giảng viên • Suk-Han Suh, Theory and design of CNC systems, Springer, 2008 • Tạ Duy Liêm, Hệ thống điều khiển số cho máy cơng cụ, NXB KHKT, 2001 • Phạm Văn Hùng, Cơ sở máy công cụ, NXB KHKT, 2007 Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 3/10/2021 Cách học thi • Học theo giảng giảng viên • Làm theo tập giảng viên cung cấp • Kiểm tra lấy điểm thường xuyên • Kiểm tra kỳ • Thi cuối kỳ: tự luận, mở tài liệu Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Cơng Truyền Hình thức đánh giá • Điểm danh + Bài tập cá nhân + Bài tập nhóm: 20% • Kiểm tra kỳ: 30% • Thi cuối kỳ (tự luận): 50% Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 3/10/2021 Thank you! Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 3/10/2021 Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC (Driving and control for CNC machine tool) Đường Công Truyền Chương 1: Điều khiển số (Numerical control – NC) Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 3/10/2021 Khái niệm điều khiển số - NC • Điều khiển số (Numerical Control-NC): hoạt động máy công cụ tuân theo thị mã hoá đặc biệt, truyền đến hệ thống điều khiển máy Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền Khái niệm điều khiển số - NC • Chỉ thị (các lệnh điều khiển) kết hợp chữ cái, số ký tự đặc biệt ( ), ( % ), hay ( ), … viết theo trật tự logic theo định dạng sẵn • Tập hợp thị cần thiết để gia cơng chi tiết gọi chương trình NC, chương trình CNC hay chương trình gia cơng chi tiết (Part Program) Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 3/10/2021 Khái niệm điều khiển số - NC • Ví dụ chương trình CNC sau: % (Chuong trinh khoan) N010 G91 G28 Z0.; N020 G91 G28 X0 Y0.; N025 G40 G80 G21 G17; N030 G90 G54 G00 X0 Y0.; N040 G43 H01 Z50 M03; N050 G00 Z2.; N060 G98 G83 Z-15 R1 Q3 S1000 F50 M08; N090 G00 Z50 M05 M09; N100 G91 G28 Z0.; N110 M05; N120 M30; Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền Khái niệm điều khiển số - NC • Chương trình NC lưu trữ để gia công chi tiết lúc nào, đảm bảo thu chi tiết có kích thước hình dáng giống hệt Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 3/10/2021 Lịch sử phát triển điều khiển số • 1947: tập đồn Parsons phát triển hệ thống số để gia cơng chi tiết phức tạp máy bay • 1949: Parsons hợp tác với viện công nghệ Massachusetts (MIT) • 1951: máy công cụ NC phát triển MIT Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền Lịch sử phát triển điều khiển số • 1947: tập đồn Parsons phát triển hệ thống số để gia công chi tiết phức tạp máy bay • 1949: Parsons hợp tác với viện công nghệ MIT (Massachusetts Institute Technology) • 1951: máy công cụ NC phát triển MIT Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 3/10/2021 Lịch sử phát triển điều khiển số • MIT (Massachusetts Institut Technology) Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền Lịch sử phát triển điều khiển số (MCU) Machine tool Kết cấu Nguyên lý hoạt động máy công cụ NC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 10 3/10/2021 Ưu điểm CNC • Giảm thời gian gá lắp chuẩn bị chương trình • Tăng độ xác tính lặp lại • Gia cơng chi tiết có hình dáng phức tạp • Đơn giản hố dao cụ đồ gá kẹp • Giảm thời gian gia công tăng suất Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 39 Nhược điểm CNC • Chi phí đầu tư ban đầu cao • Chi phí lập trình máy tính kèm theo • Chi phí bảo trì cao cần phải có thợ bảo trì chun nghiệp Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 40 20 3/10/2021 Máy công cụ CNC dùng cơng nghiệp • Máy phay CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 41 Máy phay CNC trục điển hình Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 42 21 3/10/2021 Máy công cụ CNC dùng cơng nghiệp • Máy tiện CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 43 Máy tiện CNC điển hình Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 44 22 3/10/2021 Máy cơng cụ CNC dùng cơng nghiệp • Máy khoan CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 45 Máy công cụ CNC dùng công nghiệp Máy gia công tia lửa điện (Electrical Discharge Machining EDM) dùng điện cực (Die-sink EDM) Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 46 23 3/10/2021 Die-sink EDM Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 47 Máy công cụ CNC dùng công nghiệp Máy gia công tia lửa điện (Electrical Discharge Machining EDM) dùng dây cắt (Wire-cut EDM) Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 48 24 3/10/2021 Wire-cut EDM Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 49 Máy cơng cụ CNC dùng cơng nghiệp • Máy đo tọa độ chiều CMM (Coordinate Measuring Machine) Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 50 25 3/10/2021 Máy đo tọa độ trục - CMM Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 51 Hệ tọa độ máy cơng cụ CNC • Hệ tọa độ máy phay CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 52 26 3/10/2021 Hệ tọa độ máy cơng cụ CNC • Điểm chuẩn máy phay CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 53 Hệ tọa độ máy cơng cụ CNC • Hệ tọa độ máy tiện CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 54 27 3/10/2021 Hệ tọa độ máy cơng cụ CNC • Điểm chuẩn máy tiện CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 55 Hệ tọa độ máy cơng cụ CNC • Hệ tọa độ máy cắt dây CNC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 56 28 3/10/2021 Các dạng điều khiển số • Các dạng máy cơng cụ khác nhau, dạng bề mặt tạo hình khác địi hỏi chuyển động tương đối dao phôi khác • Các dạng điều khiển số: – Điều khiển điểm – điểm (point to point) – Điều khiển theo đoạn thẳng (straight line) – Điều khiển theo biên dạng (contouring) Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 57 Các dạng điều khiển số ➢ Điều khiển điểm - điểm (point to point) • Dao di chuyển theo đoạn thẳng tới vị trí yêu cầu • Thường dùng để di chuyển nhanh hay định vị (tương ứng mã lệnh G00) • Ba chế độ điều khiển điểm – điểm: – Di chuyển hướng trục – Di chuyển theo phương vng góc 45 độ – Di chuyển trực tiếp Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 58 29 3/10/2021 Các dạng điều khiển số ➢ Điều khiển điểm - điểm (point to point) – Di chuyển hướng trục: dao di chuyển theo trục X, Y hay ngược lại • Ưu điểm: hệ điều khiển đơn giản di chuyển theo trục hoàn toàn độc lập Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 59 Các dạng điều khiển số ➢ Điều khiển điểm - điểm (point to point) – Di chuyển theo phương vng góc 45 độ: đạt hai thành phần toạ độ, sau di chuyển theo trục đến đạt toạ độ yêu cầu • Là phương thức điều khiển theo điểm thông dụng không yêu cầu tốc độ di chuyển 450 Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 60 30 3/10/2021 Các dạng điều khiển số ➢ Điều khiển điểm - điểm (point to point) – Di chuyển trực tiếp: dao di chuyển theo hành trình ngắn tới điểm đích • Yêu cầu điều khiển điều chỉnh tốc độ trục để dao di chuyển đường thẳng Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 61 Các dạng điều khiển số ➢ Điều khiển theo đoạn thẳng (straight line) • Dao chuyển động thẳng trục với tốc độ cắt gọt (tương ứng mã lệnh G01) Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 62 31 3/10/2021 Các dạng điều khiển số ➢ Điều khiển theo biên dạng (contouring) • Dao di chuyển theo biên dạng với tốc độ cắt gọt (tương ứng mã lệnh G01, G02, G03, …) • Biên dạng chuỗi đường bản: đoạn thẳng, cung trịn, elíp, parabol, hyperbol, đường cong bậc ba • Các di chuyển gọi chuyển động nội suy Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 63 Các dạng điều khiển số ➢ Điều khiển theo biên dạng (contouring) 2D 2.5D 4D 3D Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 64 32 3/10/2021 Các dạng điều khiển số Lập trình điều khiển theo biên dạng dùng hệ tọa độ tuyệt đối Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 65 Các dạng điều khiển số Lập trình điều khiển theo biên dạng dùng hệ tọa độ tương đối Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 66 33 3/10/2021 Thank you! Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 67 34 ... NC Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 12 3 /10 /20 21 Lịch sử phát triển điều khiển số Băng đột lỗ Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 13 Lịch... giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 46 23 3 /10 /20 21 Die-sink EDM Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 47 Máy công cụ CNC dùng công nghiệp Máy gia công. .. phối Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền 28 14 3 /10 /20 21 Lịch sử phát triển điều khiển số ➢ Mơ hình CIM Bài giảng: Truyền động điều khiển máy CNC TS Đường Công Truyền