3. Ứng dụng CNC trong gia công tia lửa điện
3.3. Điều chỉnh vị trí của bàn máy
Điều chỉnh chạy dao trên máy công cụ CNC có thể làm việc theo 2 nguyên tắc: điều khiển vị trí (mạch hở dùng động cơ bước không phản hồi) hoặc điều chỉnh vị trí ( mạch kín có vòng phản hồi của hai hay nhiều đại lượng điều khiển ).
- Điều khiển vị trí mạch hở đặc trưng bởi một quá trình tác dụng tuyến tính. Mỗi một xung tác dụng tạo ra một bước chạy dao tương ứng. Điều khiển vị trí kiểu mạch hở có thể ứng dụng trong các trường hợp gặp lực cản trên đường dịch chuyển là ổn định và không đáng kể hoặc không có tác dụng lực cản trong khi chạy dao.
Trong các máy công cụ cắt gọt kim loại, điều kiện loại này thường không thể có được vì ở đây tồn tại hàng loạt các đại lượng ảnh hưởng và tác động không thể tính trước được trong quá trình gia công. Độ bền khác nhau của vật liệu gia công, lượng dư gia công khác nhau va trạng thái thay đổi của mảnh cắt giao công cụ … là những yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến quá trình điều khiển.
Vì vậy trong các máy công cụ CNC chỉ ứng dụng chạy dao điều chỉnh vị trí kiểu mạch kín có phản hồi của ít nhất hai thông số điều khiển.
- Điều chỉnh vị trí kiểu mạch kín có phản hồi của ít nhất hai thông số điều khiển: Nhờ có sự giám sát chạy dao tức thời mà có thể so sánh các giá trị về vị trí: cần - thực, có thể nhận biết các sai lệch giữa chúng và điều chỉnh cho cân bằng.
Mỗi một trục điều khiển số của máy công cụ CNC cần có một mạch điều chỉnh vị trí. Từ bộ nội suy mỗi giá trị vị trí cần là đại lượng dẫn được cấp vào mạch điều chỉnh vị trí. Trong bộ điều chỉnh vị trí, giá trị vị trí thực nhận biết bởi một hệ thống đo vị trí đem trừ giá trị cần. Kết quả so sánh cặp giá trị cần và thực là sai lệch điều chỉnh, cũng đồng thời là đại lượng điều chỉnh cho động cơ dẫn động của hệ thống chạy dao.
Mạch điều chỉnh vị trí phải dẫn bàn máy dịch chuyển đến vị trí thật có sai lệch so với giá trị cần nhỏ nhất nhưng có thể và khử được ảnh hưởng của các đại lượng nhiễu khác, bởi vậy mạch điều khiển cần thỏa mãn các điều kiện sau:
+ Có độ khuếch đại tốc độ cao để giữ khoảng cách theo sau là thấp nhất.
+ Có độ giảm chấn cao để loại trừ sự mất ổn định cũng như hiện tượng dao động tại các vị trí đích.
+ Bộ truyền có hằng số thời gian nhỏ
+ Momen quán tính khối lượng của các bộ phận chuyển động phải có giá trị nhỏ.
+ Tấn số tiêng về giao động cơ học cao
Hình 4.17: Mô hình điều khiển bàn máy theo hai trục x, y
Các nhiệm vụ của chuyển động chạy dao
- Các hệ chuyển động chạy dao chuyển đến các lệnh điều chỉnh trong bộ điều khiển thành các chuyển động tịnh tiến hay quay tròn của những bàn máy mang dao hay mang chi tiết, các chuyển động tịnh tiến là các chuyển động thẳng theo phương thức ba trục tọa độ trong không gian 3 chiều, còn các chuyển động quay tròn là các chuyển động quay xung quanh 3 trục này.
- Hệ thống truyền động trong máy công cụ CNC phải thể hiện được những tính chất sau:
+ Có tính động học cao, nếu đại lượng dần biến đổi thì bàn máy phải theo kịp biến đổi đó trong thời gian ngắn nhất
+ Có độ vững chắc, sồ vòng quay cao. Khi có các lực cản chạy dao biến đổi cần hạn chế mức thấp nhất những ảnh hưởng của nó đến tốc độ chạy dao.
+ Phạm vi điều chỉnh số vòng quay cao.
Phải giải quyết được cả những lượng gia tăng dịch chuyển nhỏ nhất.
+ Cấu trúc của một hệ thống truyền động chạy dao gồm: Một động cơ dẫn động quay quanh một cặp truyền bánh răng hoặc đai răng tới trục Vitme - đai ốc bi, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến. Đó là dạng tiêu chuẩn của một hệ truyền động chạy dao hiện đại.