- Tính chất vật liệu cũng có ảnh h−ởng đến độ nhám bề mặt chủ yếu là do khả năng biến dạng dẻo Vật liệu dẻo và dai (thép ít Cacbon) dễ biến dạng dẻo sẽ
c) ảnh h−ởng do rung động của hệ thống công nghệ đến chất l−ợng bề mặt
3.3.3 Hệ thống điều khiển chạy dao
Hệ thống chạy dao đảm bảo chuyển động tạo hình, nên nó quyết định khả năng công nghệ của máy (kích th−ớc, hình đạng, độ chính xác của bề mặt gia công). So với các hệ thống khác, hệ thống chạy dao của máy CNC có nhiều thay đổi nhất so với máy thông th−ờng. Sự thay đổi rõ nhất là mỗi trục chạy dao đ−ợc điều khiển bằng một động cơ riêng. Sự phối hợp giữa các chuyển động tạo hình theo các ph−ơng là do bộ điều khiển đảm nhiệm. Hệ thống truyền động cơ khí liên kết động
học giữa các trục, kể cả tay quay là không cần thiết. Trên máy tiện số trục điều khiển th−ờng là 2 - trục X và Z, các máy hiện đại và các trung tâm gia công th−ờng có 4, 5 trục điều khiển hoặc hơn, chúng có thể là trục quay hoặc tịnh tiến. Theo tiêu chuẩn quốc tế, ng−ời ta đặt tên 3 trục quay quanh các trục X, Y, Z là A, B, C. Nếu có các trục tịnh tiến song song với X, Y, Z thì ng−ời ta gọi chúng là U, V, W.
Một đầu của vít me có lắp động cơ truyền động, động cơ th−ờng đ−ợc lắp trực tiếp hoặc qua bộ truyền đai răng, có khả năng truyền động êm và chống tr−ợt. Một đầu của trục có thể (nếu không dùng th−ớc thẳng) đ−ợc gắn thiết bị đo vị trí.
Kể cả sau khi đã áp dụng các biện pháp trên thì vẫn còn sai số chế tạo cơ khí, ví dụ sai số b−ớc vít me hoặc sai số do biến dạng cơ và biến dạng nhiệt khi gia công. Phần lớn các bộ điều khiển hiện đại đều có khả năng bù khe hở và sai số cơ khí nói trên.
Trên các máy không đòi hỏi độ chính xác cao th−ờng dùng động cơ b−ớc. Hệ điều khiển dùng động cơ b−ớc gọi là hệ điều khiển hở vì không có mạch phản hồi vị trí. Góc quay của động cơ phụ thuộc số xung và tần số phát xung của bộ điều khiển. Ưu điểm của hệ điều khiển dùng động cơ b−ớc là đơn giản và rẻ tiền. Nh−ợc điểm chính của nó là độ chính xác thấp và công suất nhỏ. Công suất truyền động có thể tăng nếu dùng động cơ b−ớc kết hợp với hệ thống thủy lực, nh−ng độ chính xác không thể tăng đ−ợc. Trên các máy CNC công nghiệp th−ờng dùng hệ thống điều khiển kín, nghĩa là phải có hệ thống đo và phản hồi vị trí.
Có hai ph−ơng pháp đo là đo trực tiếp và đo gián tiếp. Th−ớc quang đ−ợc gắn trực tiếp lên bàn máy và chuyển động theo bàn máy. Khi bàn máy chuyển động th−ớc th−ờng xuyên phát ra tín hiệu về tọa độ thực của bàn máy d−ới dạng xung. Đầu thu tiếp nhận tín hiệu và chuyển về vị trí bộ điều khiển để so sánh với giá trị vào. Bộ điều khiển sẽ đ−a ra lệnh điều khiển cơ cấu chạy dao theo su h−ớng giảm sai lệch giữa giá trị thực và giá trị đặt, cho đến khi giá trị sai lệch nằm trong giới hạn cho phép. Ph−ơng pháp đo trực tiếp đạt độ chính xác cao vì khử đ−ợc sai số của xích truyền động cơ khí.
1. Th−ớc đo theo mã nhị phân 2. Bàn máy
1. Vạch khắc 2. Vị trí tr−ớc 3. Vị trí hiện thời 4. Vị trí tham chiếu
Hình 3.2. Sơ đồ khắc vạch trên th−ớc Hình 3.3. Sơ đồ khắc vạch trên th−ớc đo theo gia số
Nếu thiết bị đo không gắn trực tiếp lên đối t−ợng mà qua một khâu truyền động trung gian nào đó thì chúng ta có hệ thống đo gián tiếp. Tùy theo ph−ơng pháp khắc vạch trên đĩa quang, chúng ta phân biệt ph−ơng pháp đo tuyệt đối và ph−ơng pháp đo theo gia số. Th−ớc đo tuyệt đối đ−ợc khắc theo mã nhị phân. Mỗi điểm trên th−ớc mang một mã riêng t−ơng ứng với khoảng cách từ điểm đó đến gốc M, Sensor chỉ cần nhận đ−ợc mã tại vị trí của bàn máy là biết ngay tọa độ thực của nó. Trên th−ớc đo theo gia số chỉ khắc các vạch đơn giản, tạo thành các vùng sáng và tối xen kẽ nhau. Khoảng dịch chuyển của bàn máy từ điểm xuất phát 2 đến điểm đích 3 đ−ợc đánh giá bằng số khoảng sáng - tối trong đó. Vị trí của điểm 2 lại đ−ợc xác định bằng khoảng cách đến một điểm do nhà chế tạo máy công cụ quy định, gọi là điểm gốc (Reference Point). Nh− vậy, trong tr−ờng hợp đo tuyệt đối bộ điều khiển luôn luôn nhận đ−ợc số xung phát ra khi bàn máy dịch chuyển khỏi điểm xuất phát. Điểm Reference đóng vai trò nh− cột cây số trên đ−ờng, nếu không có nó thì bộ điều khiển không thể biết đ−ợc bàn máy đang ở đâu. Chính vì vậy mà tr−ớc khi điều khiển máy, bộ điều khiển luôn luôn nhắc ng−ời dùng chạy bàn máy về điểm Reference, đó cũng là động tác bắt buộc sau khi bộ điều khiển bị tắt do mất điện hoặc sự cố.
Trên các th−ớc đo theo gia số hiện nay không chỉ có 1 mà nhiều điểm Reference. Ví dụ trên th−ớc do hãng Heidenhain (Đức) sản xuất, cứ khoảng 20 mm là có 1 vạch Reference, điều đó giảm đ−ợc quãng đ−ờng và thời gian chờ quy không
vị trí bàn máy. Toàn bộ những điều nói trên về th−ớc thẳng cũng đúng với th−ớc quay.