Hình 2.17 Mô hình khái quát của máy CNC. Máy gồm 2 phần chính:
a) Phần điều khiển: Gồm chƣơng trình điều khiển và các cơ cấu điều khiển. Chƣơng trình điều khiển là tập hợp các tín hiệu để điều khiển máy, đƣợc mã hóa dƣới dạng chữ cái, chữ số và các kí hiệu khác nhƣ: dấu cộng, trừ, dấu chấm….Chƣơng trình này đƣợc ghi lên cơ cấu mang chƣơng trình dƣới dạng mã số (chẳng hạn mã nhị phân trong bộ nhớ máy tính).
Các cơ cấu điều khiển nhận tín hiệu từ cơ cấu đ c chƣơng trình, thực hiện các phép biến đổi cần thiết để có đƣợc tín hiệu phù hợp với điều kiện hoạt động của cơ cấu chấp hành, đồng thời kiểm tra sự hoạt động của chúng thông qua các tín hiệu gửi về từ các cảm biến liên hệ ngƣợc. Bao gồm các cơ cấu đ c, giải mã, cơ cấu chuyển đổi, bộ xử lý tín hiệu, cơ cấu nội suy, cơ cấu so sánh, cơ cấu khuếch đại, cơ cấu đo hành trình, cơ cấu đo vận tốc, bộ nhớ và các thiết bị xuất nhập tín hiệu.
b) Phần chấp hành: Gồm máy cắt kim loại và một số cơ cấu phục vụ vấn đề tự động hóa nhƣ các cơ cấu tay máy, ổ chứa dao, bôi trơn, vận chuyển phôi….
Cũng nhƣ các máy cắt kim loại khác đây là bộ phận cắt kim loại tạo hình chi tiết. Tùy theo khả năng công nghệ của máy mà bao gồm các bộ phận: Hộp tốc độ, hộp chạy dao, thân máy, sống trƣợt, bàn máy, trục chính, ổ chứa dao, các tay máy… Kết cấu từng bộ phận chính nhƣ máy vạn năng thông thƣờng, tuy nhiên có một vài khác biệt để đảm bảo cho quá trình điều khiển tự động đƣợc ổn định, chính xác, năng suất và mở rộng khả năng công nghệ của máy.
- Hộp tốc độ: Phạm vi điều khiển tốc độ lớn thƣờng là truyền động vô cấp, trong đó sử dụng các ly hợp điện từđể thay đổi tốc độ đƣợc dễ dàng.
- Hộp chạy dao có nguồn dẫn động riêng thƣờng là động cơ bƣớc, sử dụng phƣơng pháp khử khe hở của bộ truyền vitme- đai ốc bi….
26 - Thân máy cứng vững, kết cấu hợp lý để dễ thoát phoi, thay dao tự động.…
Trong các máy CNC có thể sử dụng các dạng điều khiển thích nghi khác nhau đảm bảo một hay nhiều thông số tối ƣu nhƣ thành phần lực cắt, độ ồn, độ rung, chế độ cắt….
Quy ƣớc hệ t a độ của máy CNC:
Hình 2.18 Hệ t a độ máy CNC.
Ba trục chuyển động chính của máy CNC kí hiệu là X, Y, Z. Trục Z vuông góc với 2 trục còn lại và tạo nên hệ trục t a độ vuông góc theo quy tắc bàn tay phải (Hình 3.3). Trục Z thƣờng đƣợc quy ƣớc trùng với trục chính. Chiều dƣơng là chiều dụng cụ cắt rời xa khỏi chi tiết. Chiều quay dƣơng cùng chiều kim đồng hồ nhìn từ gốc t a độ. Trục X thƣờng đƣợc ch n là trục tạo nên chuyển động tịnh tiến lớn nhất. Trục Y là trục vuông góc với 2 trục còn lại theo qui tắc bàn tay phải.
Hình 2.19 Qui tắc bàn tay phải.
Hệ t a độ chuẩn:
*Điểm gốc của máy M (Machine Reference Zero).
Quá trình gia công trên máy điều khiển số đƣợc thiết lập bằng một chƣơng trình biểu diễn mối quan hệ giữa dao và chi tiết. Do vậy để đảm bảo độ chính xác
gia công thì các chuyển động của dao phải đƣợc so sánh với điểm gốc của máy M. Điểm M là điểm giới hạn vùng làm việc của máy. Nó đƣợc các nhà chế tạo qui định.
Ở máy phay thƣờng nằm ở điểm giới hạn dịch chuyển của bàn máy.
*Điểm chuẩn của máy R (Machine Reference Point).
Là điểm mà toạ dộ của nó so với điểm gốc của máy M là không thay đổi và cũng do các nhà chế tạo qui định.
Hình 2.20 Các điểmgốc và điểm chuẩn.
*Điểm zero của phôi W (Workpiece Zero Point).
Là gốc toạ độ của chi tiết và nó phụ thuộc vào ngƣời lập trình.
Đối với chi tiết phay ngƣời ta thƣờng ch n điểm W tại điểm góc ngoài của đƣờng viền chi tiết.
*Điểm gốc của chƣơng trình P (Programmed).
Điểm gốc của chƣơng trình thực tế là điểm P của dụng cắt Hinh 2.21
Hình 3.5. Các điểm gốc của chƣơng trình P.
28 Chú ý khi ch n điểm P phải thuận tiện cho việc thay dao (không làm ảnh hƣởng đến chi tiết và đồ gá).
*Điểm chuẩn của gá dao T và điểm gá dao N.
Điểm T dùng để xác định hệ trục toạ độ của dao. Thƣờng khi gá dao trên máy thì điểm T trùng với điểm N
Hình 2.22 Điểm chuẩn gá dao T và điểm gá dao N