2.3. Tổng quan về điều khiển số và dạng điều khiển số 2.3.1.Các hệ điều khiển số 2.3.1.Các hệ điều khiển số
a.Hệ điều khiển NC
Với hệ điều khiển này các thơng số hình học của các lệnh điều khiển máy và chi tiết gia công được cho dưới dạng dãy các con số. Tất cả được ghi vào băng đục lỗ dưới dạng các câu lệnh của chương trình. Các thơng tin này được đưa vào hệ điều khiển, nó được mã hố và tách thành các thơng tin hình học và thơng tin cơng nghệ [9].
Thơng tin hình học có nhiệm vụ điều khiển các chuyển động giữa chi tiết và dao. Trực tiếp ảnh hướng quá trình tạo hình bề mặt (lúc này đường sinh và đường chuẩn của bề mặt hình học được hình thành) [9].
Thơng tin cơng nghệ là hệ thống thông tin cho phép máy thực hiện gia công với những giá trị công nghệ yêu cầu: tốc độ chạy dao, số vịng quay trục chính, chiều sâu cắt… [9]
- Các chi tiết sau được gia cơng thì phải thực hiện đọc lại tất cả lệnh từ đầu. Điều này khiến cho bộ tính tốn trong hệ điều khiển dễ xảy ra hiện tượng sai sót, nhầm lẫn. Do đó các chi tiết gia cơng ra sẽ khơng đúng và dễ trở thành phế phẩm.
- Băng đục lỗ khiến chương trình dễ bị lỗi, băng từ bị mòn hoặc nhiễm bẩn [9]. - Chương trình khó thay đổi.
b.Hệ điều khiển CNC
Có sự tham gia của máy tính chính là đặc điểm dễ nhận thấy của hệ điều khiển CNC. Các chương trình điều khiển riêng biệt sẽ được các nhà chế tạo cài đặt tương ứng với những loại máy CNC khác nhau [9].
Với hệ điều khiển này chương trình hoạt động được phép thay đổi và hiệu chỉnh. Tồn bộ chương trình sẽ được nạp vào và nhớ một lúc hoặc nhớ theo từng câu lệnh. Các lệnh điều khiển không chỉ viết được cho nhiều chuyển động khác nhau cùng một lúc mà còn viết cho từng lệnh riêng lẽ [9]. Vì vậy mà số câu lệnh của chương trình cũng sẽ được rút ngắn, cho thấy khả năng làm việc cũng như độ tin cậy của máy được nâng cao. So sánh với hệ điều khiển NC thì thấy rằng là hệ điều khiển CNC khơng những có kích thước nhỏ, giá thành thấp hơn mà hiệu quả mang lại thì rất cao.
c.Hệ điều khiển DNC
Hệ điều khiển DNC được hiểu như sau: khi các máy CNC riêng lẽ kết nối với nhau, lúc này một trung tâm gia cơng được hình thành và sẽ bị chi phối bởi các máy tính trung tâm.
Đĩa cứng của máy tính sẽ lưu trữ tồn bộ chương trình của các máy CNC và có thể gọi trực tiếp theo nhu cầu của từng máy. Tùy từng trường hợp mà việc máy CNC nào sẽ gia công chi tiết nào cũng như thứ tự ưu tiên sẽ được lựa chọn và quyết định bởi máy tính [9]. Ngồi ra, cịn có khả năng truyền dữ liệu nhanh và nối ghép vào hệ thống gia công linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing System)
d.Điều khiển thích nghi AC
Là hệ thống điều khiển mà các tác động bên ngồi hệ thống cơng nghệ cũng sẽ được tính đến để điều chỉnh chu kì gia cơng. Điều này giúp loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác khi gia cơng như: lượng chạy dao, độ mịn dụng cụ, lượng dư gia công [9]. …Thực tế hệ thống điều khiển này ngày càng được phát triển, điều này làm cho q trình gia cơng cắt gọt trên các máy công cụ cũng mang lại hiệu quả cao hơn. Bao gồm 2 loại:
- ACC: điều khiển thích nghi cưỡng bức mục đích chủ yếu là điều khiển các thông số cắt gọt trong giới hạn cho phép.
- ACO: điều khiển thích nghi tối ưu dùng cho việc tối ưu hóa q trình gia cơng nhằm giảm giá thành sản phẩm và giảm thời gian gia công xuống mức thấp nhất.
e.Hệ thống gia công linh hoạt FMS
Hệ thống gia công linh hoạt (FMS) là một hệ thống có đủ tính linh hoạt để cho phép hệ thống phản ứng nhanh chóng với những thay đổi trong lúc gia công. Điều này cho phép thay đổi hệ thống để gia công các loại sản phẩm mới và thay đổi thứ tự hoạt động được sử dụng trên một bộ phận, bao gồm cả khả năng sử dụng nhiều máy để thực hiện cùng một hoạt động trên một bộ phận cũng như khả năng của hệ thống trong việc thích nghi với các thay đổi lớn, chẳng hạn như về khối lượng và công suất [9]. Một hệ thống gia cơng linh hoạt thường có 3 yếu tố cơ bản sau:
- Các trạm gia công.
- Vận chuyển và lưu trữ nguyên vật liệu. - Hệ thống điều khiển máy tính.
Một yếu tố quan trọng không thể thiếu trong hệ thống gia cơng linh hoạt FMS đó là con người có vai trị điều hành và quản lí hệ thống. Cịn từng ngun cơng do máy thực hiện một cách tự động theo chương trình cài đặt sẵn [9].
2.3.2.Các dạng điều khiển số
Trong các loại máy CNC sự chuyển động tương đối giữa chi tiết gia cơng và dao sẽ hình thành ra nhiều bề mặt khác nhau như: mặt phẳng, mặt định hình, lỗ…Do đó các máy được chia thành 3 dạng điều khiển như sau:
- Điều khiển theo điểm.
- Điều khiển theo đường thẳng.
- Điều khiển theo biên dạng (Contour).
a.Điều khiển theo điểm
Điều khiển theo điểm được ứng dụng để gia công các lỗ bằng nhiều phương pháp khác nhau như: khoét, doa, khoan…Trên bàn máy chi tiết gia công sẽ được cố định trong suốt q trình gia cơng và dụng cụ thực hiện việc chạy dao đến vị trí đã được lập trình sẵn. Trong q trình dụng cụ di chuyển dao đến vị trí thì việc cắt gọt sẽ không được thực hiện. Khi đã đúng vị trí cũng như là tọa độ đã được lập trình trước đó thì các chuyển động cắt gọt mới được thực hiện [9].