- các ph−ơng tiện đọc khác, nh−: đọc đĩa, đọc băng trao đổi dữ liệu với các thiết bị l−u trữ bên ngoà
qua giao diện truyền thông chuẩn, nh− RS 232, RS 485.
485.
- Tính toán công nghệ (2): Các thông tin công nghệ, nh− chọn dao, chiều và tốc độ quay trục chính, t−ới dung dịch hoặc dừng,... đ−ợc chuyển tới hệ thống t−ơng ứng thông qua bộ hiệu chỉnh (4), th−ờng là PLC.
- Tính toán hình học (3): Thông tin hình học của đ−ờng chạy dao (dạng, h−ớng, tốc độ) đ−ợc phân tích thành chuyển động độc lập của các trục. Bộ phận thực hiện việc đó gọi là bộ nội suy (3). Xử lý dữ liệu:
- Do bộ xử lý trung tâm (CPU) thực hiện. - Trên cơ sở các dữ liệu
trong ch−ơng trình, CPU tính toán các thông số điều khiển hệ thống.
Điều khiển trục (điều khiển vị trí)
- Lệnh chạy dao từ bộ nội suy đ−ợc đ−a đến mạch điều khiển vị trí (Position Control Loop)
- gồm các bộ điều khiển động cơ, động cơ, thiết bị đo vị trí, mạch phản hồi vị trí.
Sơ đồ của một hệ điều khiển vị trí cho 1 trục.
- Nhận tín hiệu (lệnh chuyển động) từ bộ nội suy, so sánh với tín hiệu phản hồi từ sensor giám sát vị trí thực của dao.
- Chênh lệch giữa 2 tín hiệu trên đ−ợc dùng làm tín hiệu điều khiển, qua khuyếch đại điều khiển và khuyếch đại công suất, biến đổi thành đại l−ợng t−ơng tự (điện áp), làm cho động cơ chuyển động.
1.2.2 Các dạng điều khiển
Điều khiển điểm - điểm (Point to Point –PTP - điều khiển điểm)
- Là kiểu điều khiển đơn giản nhất: dụng cụ (dao) đ−ợc điều khiển chạy nhanh – không cắt (với tốc độ quy định tr−ớc, không điều khiển đ−ợc từ ch−ơng trình) theo đ−ờng thẳng từ điểm này tới điểm kia.
- Quá trình công tác (cắt) chỉ thực hiện tại các điểm dừng.
- Mục đích chính là các kích th−ớc định vị điểm phải đạt đ−ợc chính xác, không quan tâm đến quĩ đạo.
- Điều khiển PTP th−ờng đ−ợc xem nh− là hệ thống định vị (positioning system). Chức năng chính của hệ thống điều khiển PTP là di chuyển dao từ một điểm đến điểm đích để thực hiện các thao tác về lỗ nh−: khoan, đột lỗ, khoét, v.v…
Khi di chuyển từ điểm tới điểm, dao có thể theo một trong 3 đ−ờng dẫn sau, phụ thuộc vào bộ điều khiển:
+ Đ−ờng h−ớng trục (Axial Path):
- Dao dịch chuyển song song với 2 trục chính X và Y.
- Bộ điều khiển lệnh cho dao dịch chuyển theo trục Y (hoặc X) tr−ớc, và tọa độ X (hoặc Y) không thay đổi đến khi dao di chuyển tới điểm đích Y (hoặc X).
- Quá trình công tác chỉ thực hiện tại các điểm dừng X Y
Điểm kết thỳc Điểm bắt đầu
- Đây là ph−ơng pháp chậm nhất, ở mỗi thời điểm chỉ có một trục đ−ợc điều khiển.
- Ưu điểm của kiểu điều khiển này là hệ thống điều khiển rất đơn giản.
+ Đ−ờng nghiêng 45 độ - Dao di chuyển theo đ−ờng
nghiêng 1 góc 45 độ đến khi nó nằm trong đ−ờng ngang của vị trí mới, tiếp theo nó dịch
chuyển dọc một trục tới vị trí đích.
- Cả 2 trục X và Y dịch chuyển đồng thời đến khi tọa độ một trục đ−ợc với tới, sau đó dao dịch chuyển theo đ−ờng thẳng dọc trục đến điểm đích.
- Bộ điều khiển t−ơng đối đơn giản
K. thỳc Bắt đầu
450
Y
X
+ Đ−ờng tuyến tính (linear path)
- Trong dạng này, bộ điều khiển có khả năng đồng bộ chuyển động trong cả 2 h−ớng X và Y để tạo một đ−ờng tuyến tính.
- Dạng điều khiển này tạo một đ−ờng dịch chuyển ngắn nhất giữa 2 điểm nh−ng yêu cầu thiết bị tinh vi để điều phối tốc độ của mỗi trục để bảo đảm một đ−ờng thẳng.
K. thỳc Bắt đầu
Y
Các ứng dụng chủ yếu của hệ thống điều khiển điểm - điểm là: khoan, khoét, đục lỗ, … Các ứng dụng này th−ờng bao gồm các b−ớc sau:
- Định vị:dao đ−ợc dịch chuyển dọc theo các trục của chuyển động tới lỗ cần khoan, quá trình dịch chuyển dao không có sự gia công - Gia công:thực hiện quá trình gia công, th−ờng thực hiện trên trục Z
với việc điều khiển tốc độ trục chính, tốc độ và chiều sâu cắt. - Nhấc dao lên:khi chiều sâu cắt mong muốn đ đạt đ−ợc, dao đ−ợc
nhấc lên trong chế độ chạy dao nhanh không cắt.
- Lặp lại chu trình:dao dịch chuyển tới vị trí mới và lặp lại các b−ớc trên đến khi công việc đ−ợc hoàn thành.
Phay theo đ−ờng h−ớng trục
Đ−ờng nghiêng góc 450
Điều khiển đ−ờng (tuyến tính)
- Kiểu điều khiển này cho phép chạy dao có gia công (điều khiển đ−ợc tốc độ từ ch−ơng trình) theo từng trục.
- Tại một thời điểm chỉ có thể chạy dao tự động theo một trục, nên chỉ gia công tự động theo các đ−ờng song song với các trục toạ độ.
- ứng dụng trên các máy phay, tiện đơn giản.
- Ví dụ: điều khiển đ−ờng
• (a) máy tiện • (b) máy phay
Điều khiển theo contour (biên dạng, phi tuyến)
- Điều khiển có gia công đồng thời theo nhiều trụckhác nhau. Nhờ vậy có thể gia công đ−ờng thẳng hoặc đ−ờng cong bất kỳ.
- Hệ thống điều khiển contour t−ơng đối phức tạp vì mỗi trục chuyển động yêu cầu vận tốc và vị trí riêng.
- Phần lớn các bộ điều khiển trong công nghiệp hiện nay là điều khiển contour.
- Bộ điều khiển contour có thể làm đ−ợc các việc của 2 kiểu điều khiển tr−ớc (điểm, đ−ờng).
- Các bộ điều khiển contour lại đ−ợc phân loại theo số số trục có thể điều khiển đồng thời. Theo đặc điểm đó chúng ta phân biệt kiểu điều khiển: 2D, ,3D, 4D, 5D hoặc nhiều hơn.
Điều khiển 2D
- Máy có khả năng điều khiển đồng thời 2 trục. Vì vậy chỉ có thể gia công đ−ờng thẳng hoặc đ−ờng cong trong một mặt phẳng. - VD: máy có thể điều khiển đồng thời 2 trục X, Y. Chạy dao theo
Điều khiển
- T−ơng tự nh− điều khiển 2D, tại một thời điểm máy chỉ có thể điều khiển đồng thời 2 trục.
- Điểm khác là có thể thay đổi ph−ơng trục dao, nghĩa là có thể gia công trong mặt phẳng X-Y, X-Z, Y-Z.
Điều khiển 3D
- Bộ điều khiển 3D có thể điều khiển đồng thời 3 trục.
- Nhờ vậy có thể gia công các đ−ờng, mặt không gian, ví dụ mặt cầu, mặt xoắn vít trụ.
- Tuy nhiên, trên một số máy chỉ có thể gia công đ−ờng thẳng 3D, đ−ờng xoắn ốc (nội suy cung tròn theo 2 trục và đ−ờng thẳng theo trục thứ ba).
- Chú ý: số trục đ−ợc điều khiển đồng thời không nhất thiết bằng số trục của máy.
Điều khiển 3D
Điều khiển 4D, 5D
- Điều khiển dịch chuyển theo 3 trục (3D)
- Có thêm 1 – 2 chuyển động quay của dao (hoặc chi tiết) xung quanh 1 trục nào đó.
- ứng dụng
- trong gia công các bề mặt không gian phức tạp - để duy trì chế độ công nghệ: tốc độ cắt không đổi,...
Điều khiển 4D
Các dạng điều khiển - Điều khiển điểm - điểm - Điều khiển đ−ờng - Điều khiển contour
• 2D • 2 • 3D • 4D, 5D
Lựa chọn kiểu điều khiển phụ thuộc vào hình dáng bề mặt cần gia công Máy phức tạp hơn có thể
thực hiện đ−ợc vai trò của máy đơn giản hơn
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
1.2.3 Vật mang tin vμ cốt mã hoá
Vật mang tin (phần tử mang ch−ơng trình) - Băng đột lỗ
- Băng từ - Đĩa từ Cốt mã hoá
(mã hoá thông tin)
- M số ISO
- Nhị phân
Thảo luận
Phân biệt NC và CNC?
Tại sao ng−ời ta hay dùng khái niệm CAD/CAM/CNC? Phân tích cấu trúc bộ điều khiển CNC
Thảo luận
Phân tích luồng thông tin điều khiển vị trí?
Thảo luận
Các hình sau t−ơng ứng với dạng điều khiển nào, trên máy nào?
(a) (b) (c)
(d) (e)
(f)