Cấu trúc của hệ thống CIM Máy công cụ CNC trong hệ thống CIM Chúng ta đã biết trớc thế hệ máy CNC đã có máy công cụ thông thờng và máy công cụ NC. Máy công cụ thờng đợc điều khiển trực tiếp bởi tay ngời công nhân nên chất lợng và năng suất gia công phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề của công nhân. Với máy điều khiển số NC thì việc điều khiển máy đợc quyết định bởi các chơng trình đã lập sẵn. Máy CNC là mức phát triển cao từ các máy NC. Máy CNC có 1 máy tính để thiết lập phần mềm điều khiển các chức năng máy. Các chơng trình gia công đợc đọc và lu vào bộ nhớ để sử dụng cho việc điều khiển quá trình gia công. Máy CNC có thể thực hiện các chức năng: nội suy đờng thẳng, cung tròn, mặt xoắn, mặt parabol và bất kỳ mặt bậc 3 nào. Máy CNC có thể bù chiều dài và đờng kính của dụng cụ. Hệ trục toạ độ của máy CNC Các trục toạ độ của máy CNC cho phép xác định chiều chuyển động của cơ cấu máy và dụng cụ cắt. (hỡnh vẽ). Các trục X, Y, Z đợc xác định theo quy tắc bàn tay phải. Các trục quay tơng ứng của các trục X, Y, Z là A, B, C; chiều quay là theo quy tắc vặn đinh ốc (hỡnh 1.1). Hỡnh 2.1. Các trục toạ độ của máy Trục Z Nhỡn chung trục Z luôn song song với trục chính của máy. - -Máy tiện: trục Z song song với trục chính của máy và có chiều dơng chạy từ mâm cặp tới dụng cụ (chạy xa khỏi chi tiết gia công đợc cặp trên mâm cặp). Máy khoan đứng, máy phay đứng, máy khoan cầu: trục Z song song với các trục chính và có chiều dơng hớng từ bàn máy lên phía trục chính. Các máy phay có nhiều trục chính: trục Z song song với đờng tâm trục chính vuông góc với bàn máy (chọn trục chính có đờng tâm vuông góc với bàn máy làm trục Z), chiều dơng của nó hớng từ bàn máy đến trục chính. Trục X Trục X là trục nằm trên mặt bàn máy và thờng đợc xác định theo phơng nằm ngang. Chiều của trục X đợc xác định theo quy tắc bàn tay phải. Máy phay đứng, máy khoan đứng: nếu đứng ngoài nhìn vào trục chính thì chiều d- ơng của trục X hớng về bên phải. Máy khoan cầu: nếu đứng ở vị trí điều khiển máy ta có chiều dơng của trục X h- ớng vào trụ máy. Máy phay ngang: nếu đứng ngoài nhìn thẳng vào trục chính thì ta có chiều dơng của trục X hớng về bên trái, còn nếu đứng ở phía trục chính để nhìn vào chi tiết thì ta có chiều dơng của trục X hớng về bên phải. Máy tiện: trục X vuông góc với trục máy và có chiều dơng hớng về phía bàn kẹp dao (hớng về phía dụng cụ cắt). Nh vậy nếu bàn kẹp dao ở phía trớc trục chính thì chiều dơng của trục X hớng vào ngời thợ, còn nếu bàn kẹp dao ở phía sau trục chính thì chiều dơng đi xa khỏi ngời thợ. Máy bào: trục X nằm song song với mặt định vị chi tiết trên bàn máy và chiều d- ơng hớng từ bàn máy đến thân máy. Trục Y Trục Y đợc xác định sau khi đã xác định 2 trục X, Z theo quy tắc bàn tay phải. Ngón trỏ chỉ chiều dơng của trục Y. Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC Do máy CNC có khả năng gia công đợc các bề mặt khác nhau nh: các lỗ, mặt phẳng, các mặt định hình Vì vậy có các dạng điều khiển máy nh: điều khiển điểm-điểm, điều khiển theo đờng thẳng và theo đờng biên dạng (đờng contour). Điều khiển điểm - điểm (theo vị trí) đợc dùng để gia công các lỗ bằng các phơng pháp khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ. Chi tiết gia công đợc gá cố định trên bàn máy, dụng cụ cắt thực hiện chạy dao nhanh đến các vị trí đã lập trỡnh (hoặc chạy bàn máy). Khi đạt tới các điểm đích thi dao bắt đầu cắt (hỡnh vẽ). Vị trí của các lỗ có thể đợc điều khiển đồng thời hoặc kế tiếp theo 2 trục toạ độ (hỡnh vẽ). Hỡnh 2.2. Các dạng chạy dao trong điều khiển điểm-điểm. a) Điều khiển đồng thời theo 2 trục b) Điều khiển kế tiếp. Là điều khiển mà khi gia công dụng cụ cắt thực hiện lợng chạy dao theo 1 đờng thẳng nào đó. Trên máy tiện dụng cụ cắt chuyển động song song hoặc vuông góc với trục của chi tiết (trục Z) (hỡnh vẽ). Trên máy phay dụng cụ cắt chuyển động song song với trục Y hoặc trục X (hỡnh vẽ). Dụng cụ cắt chuyển động độc lập theo từng trục. ẹiều khiển theo biên dạng (contour) Hỡnh2.3. ẹiều khiển contour trên máy tiện (a) và máy phay (b). ẹiều khiển theo biên dạng cho phép thực hiện chạy dao trên nhiều trục cùng lúc. Các chuyển động theo các trục có sự quan hệ hàm số ràng buộc với nhau. Dạng điều khiển này đợc áp dụng trên máy tiện, máy phay và các trung tâm gia công. Có 3 dạng điều khiển: điều khiển contour 2D, 21/2D và điều khiển 3D (D là kích thớc). ẹiều khiển contour 2D: Cho phép thực hiện chạy dao theo 2 trục đồng thời trong 1 mặt phẳng gia công (ví dụ mặt phẳng XZ, XY). Trục thứ 3 đợc điều khiển hoàn toàn độc lập với các trục kia. ẹiều khiển contour 21/2D: điều khiển contour 21/2D cho phép aờn dao đồng thời theo 2 trục nào đó để gia công bề mặt trong 1 mặt phẳng nhất định. Trên máy CNC có 3 trục X, Y, Z ta sẽ điều khiển đợc đồng thời X và Y, X và Z, hoặc Y và Z. Trên các máy phay thỡ điều này có nghĩa là chiều sâu cắt có thể đợc thực hiện bất kỳ 1 trục nào đó trong 3 trục, còn 2 trục kia để phay contour (hỡnh vẽ). - ẹiều khiển contour 3D: điều khiển contour 3D cho phép đồng thời chạy dao theo cả 3 trục X, Y, Z (hỡnh vẽ).ẹiều khiển contour 3D đợc áp dụng để gia công các khuôn mẫu, gia công các chi tiết có bề mặt không gian phức tạp. Hình 2.4. ẹiều khiển contour 3D . Cấu trúc của hệ thống CIM Máy công cụ CNC trong hệ thống CIM Chúng ta đã biết trớc thế hệ máy CNC đã có máy công cụ thông thờng và máy công. Máy CNC có thể bù chiều dài và đờng kính của dụng cụ. Hệ trục toạ độ của máy CNC Các trục toạ độ của máy CNC cho phép xác định chiều chuyển động của cơ cấu máy và dụng cụ cắt. (hỡnh vẽ). Các. tơng ứng của các trục X, Y, Z là A, B, C; chiều quay là theo quy tắc vặn đinh ốc (hỡnh 1.1). Hỡnh 2.1. Các trục toạ độ của máy Trục Z Nhỡn chung trục Z luôn song song với trục chính của máy.