Máy điều khiển số & Robot công nghiệp TS Trần Đức Tăng Học viện Kỹ thuật Quân Giới thiệu môn học Tên môn học: Máy điều khiển số robot công nghiệp Số lợng đơn vị học trình: 03 (45 tiết) Mục tiêu môn học * Kiến thức: - Củng cố kiến thức máy cắt kim loại điều khiển theo chơng trình số - Hiểu đợc cấu trúc hệ thống điều khiển theo chơng trình số cho máy cắt kim loại - Biết đợc cấu trúc, động học ứng dụng robot công nghiệp * Kỹ Năng: Vận dụng đợc kiến thức để tiếp cận đợc công nghệ gia công máy CNC Giới thiệu môn học Tài liệu học tập [1] Nguyễn Ngọc Cẩn - Máy điều khiển theo chơng trình số Trờng ĐH s phạm Kỹ thuật Tp HCM, 1993 [2] Nguyễn Ngọc Cẩn - Điều khiển tự động - NXB Khoa học Kỹ thuật [3] Tạ Duy Liêm - Máy điều khiển theo chơng trình số robot công nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - 1996 [4] Tạ Duy Liêm - Hệ thống điều khiển số cho máy công cụ - NXB Khoa học & Kỹ thuật 2001 [5] Nguyễn Thiện Phúc - Ngời máy công nghiệp - Trờng ĐHBK Hà Nội 1995 [6] Kỹ thuật robot Đào Văn Hiệp NXB KH&KT 2004 [7] Robot công nghiệp Phan Bá, Nguyễn Xuân Huy HVKTQS [8] Introduction to robotics Phillip John McKerrow [9] Bi ging Chơng Máy cắt kim loại điều khiển theo chơng trình số (Máy CNC) 1.1 Lịch sử máy CNC khái niệm liên quan 1.2 Điều khiển theo chơng trình số 1.3 Kết cấu máy CNC 1.4 Hiệu sử dụng máy CNC 1.1 Lịch sử máy CNC v khái niệm liên quan Lm no để gia công chi tiết, khuôn mẫu phức tạp? Xa xa - Đợc chia thành phần đơn giản để gia công - Sau gia công xong, chúng đợc ghép lại với thành chi tiết hoàn chỉnh phơng pháp hàn, tán - Công nghệ đắt không đảm bảo đợc độ xác kích thớc hình học mong muốn nh đồng tính vật liệu Sau - Dùng máy chép hình, ngời ta đ chế tạo đợc chi tiết phức tạp - Công nghệ gia công máy chép hình nhiều nhợc điểm Độ xác không cao (do quán tính hệ thống lớn, sai số mẫu, ), Năng suất thấp (do phải hạn chế tốc độ trợt đầu dò mẫu), Đắt linh hoạt (vì dỡng mẫu chi tiết khí xác, dùng vật liệu đặc biệt nên khó chế tạo) ý tởng điều khiển số (NC) - Có thể hình dung máy công cụ điều khiển số máy chép hình, nhng dỡng, mẫu, cam, khí đợc thay chơng trình máy tính - Chơng trình không bị mòn nh dỡng mẫu, mang mang lại dễ dàng - Việc soạn thảo, sửa đổi chơng trình lại dễ, nhanh rẻ nhiều so với chế tạo cam, dỡng, nguyên tắc máy NC công nghiệp - Sử dụng máy tính để tính toán quỹ đạo chạy dao lu liệu vào bìa đục lỗ - Dùng thiết bị đọc máy để tự động đọc liệu từ bìa đục lỗ - Hệ thống điều khiển có nhiệm vụ xử lý liên tục đa thông tin điều khiển động đợc gắn lên trục vít me Điều khiển số iều khiển số hệ thống mà hành trình đợc điều khiển theo số Mỗi thông tin đơn vị ứng với dịch chuyển gián đoạn cấu chấp hành Đại lợng gọi giá trị xung Cơ cấu chấp hành dịch chuyển với đại lợng ứng với giá trị xung Khi biết giá trị xung q đại lợng dịch chuyển L cấu chấp hành, ta xác định số lợng xung N cần thiết tác động để có lợng dịch chuyển L: L = q.N Hệ điều khiển NC (Numerical Control) Điều khiển NC thờng đợc gọi điều khiển nối cứng (hard-wired control) Chúng sử dụng logic số IC (mạch tích hợp) - thờng mạch tích hợp cỡ vừa, đợc định vị nối dây theo xếp cố định ghép vào bảng mạch in Tín hiệu điều khiển sử dụng hệ điều khiển nối cứng xung điện áp Mỗi xung điện áp tạo chuyển động đơn vị chiều dài sở trục đợc điều khiển Số lợng xung đặt lên trục xác định khoảng cách dịch chuyển, tần số xung cho ta vận tốc Lịch sử phát triển NC 1949: - Mẫu máy NC MIT (Viện công nghệ Massachusetts) thiết kế chế tạo theo đặt hàng Không lực Hoa kỳ, để sản xuất chi tiết phức tạp xác máy bay 1952: - máy phay đứng trục điều khiển số h ng Cincinnati Hydrotel đợc trng bày MIT 1960s: - máy NC đợc sản xuất sử dụng công nghiệp - điều khiển số dùng đèn điện tử nên tốc độ xử lý chậm, cồng kềnh tiêu tốn nhiều lợng - chơng trình đợc chứa băng bìa đục lỗ, khó hiểu không sửa chữa đợc - Giao tiếp ngời - máy khó khăn hình, bàn phím 1970s: - linh kiện bán dẫn đợc sử dụng phổ biến công nghiệp - máy NC gọn hơn, tốc độ xử lý cao hơn, tiêu tốn lợng hơn, - băng đục lỗ sau đợc thay băng đĩa từ, - tính sử dụng máy NC cha đợc cải thiện đáng kể, máy tính đợc ứng dụng Hệ điều khiển CNC (Computer Numerical Control) Điu khiển CNC hệ thống điều khiển số nối mềm (soft-wired NC system) sử dụng máy tính nhỏ có khả lập trình (programmable minicomputer) với nhớ đọc-ghi để điều khiển máy công cụ (Điều khiển CNC hệ NC sử dụng máy vi tính nh điều khiển máy - MCU) Việc sử dụng máy tính đ loại bỏ phần lớn mạch phần cứng, đặc biệt nội suy rơle nối cứng Tín hiệu điều khiển hệ CNC dạng số nhị phân Mỗi số bao gồm 16 bit, 32 bit, 64 bit phụ thuộc vào kiểu xử lý máy tính đợc xử dụng Mỗi bit liệu tạo đơn vị chiều dài chuyển động trục điều khiển Với u điểm công nghệ máy tính đại, nhiều đặc tính mong muốn đ đợc đa vào điều khiển CNC Điều khiển CNC ngày có khả thực thứ muốn máy công cụ Thiết bị đọc chơng trình Lu trữ chơng trình NC Máy vi tính (các chức phần mềm) Giao tiếp phần cứng máy tính hệ thống servo Cu hỡnh chung ca mt h CNC Lịch sử phát triển CNC Đầu 1970s, máy CNC đời: - Các điều khiển số máy công cụ đợc tích hợp máy tính thuật ngữ CNC đời Máy CNC u việt máy NC thông thờng nhiều mặt - tốc độ xử lý cao, kết cấu gọn, - u điểm quan trọng chúng tính sử dụng, giao diện với ngời dùng thiết bị ngoại vi khác Các máy CNC ngày - có hình, bàn phím nhiều thiết bị khác để trao đổi thông tin với ngời dùng - nhờ hình, ngời dùng đợc thông báo thờng xuyên tình trạng máy, cảnh báo báo lỗi nguy hiểm xảy ra, mô để kiểm tra trớc trình gia công, - làm việc đồng với thiết bị sản xuất khác nh robot, băng tải, thiết bị đo, hệ thống sản xuất - trao đổi thông tin mạng máy tính loại, từ mạng cục (LAN) đến mạng diện rộng (WAN) Internet So sánh điều khiển NC v CNC c tính so sánh Điều khiển NC Điều khiển CNC Thời gian xuất 1954 - đầu 1970 1970 - Thực chức ĐK Mạch phần cứng điện tử Máy tính với chơng trình điều khiển máy công cụ Các tín hiệu ĐK Các xung điện áp Các bit số Nhập chơng trình Thông tin băng đục lỗ đợc nạp, đọc thực theo block Toàn chơng trình đợc đọc lần lu nhớ máy tính Trong trình gia công máy tính truy xuất lệnh chơng trình lu nhớ máy tính để điều khiển máy Giá Đắt, nội suy chức điều khiển khác đơc thực mạch điện tử Tơng đối rẻ, nội suy chức điều khiển khác đợc cung cấp phần mềm máy tính Khả Giơi hạn chức bản: - Nội suy (tuyến tính, cung tròn) - Nhận định dạng băng từ - Vị trí tuyệt đối tơng đối - Nhận m ký tự Bao gồm chức chức mở rộng: - Nội suy (tuyến tính, cung tròn, xoắn ốc, parabol) - Soạn thảo - Truyền thông - Bộ nhớ - Hiển thị - Giao tiếp vào/ra Cấu trúc phần cứng điều khiển Phức tạp, chức ĐK đợc thực mạch điện tử Đơn giản tất chức ĐK đợc thực phần mềm Bộ nhớ (lu trữ) chơng trình Không có khả Có nhớ để lu trữ chơng trình Chơng trình gia công lu đĩa cứng CNC v CAD/CAM CAD (Computer Aided Design) - "thiết kế có trợ giúp máy tính - lĩnh vực ứng dụng CNTT vào thiết kế - trợ giúp cho nhà thiết kế việc mô hình hoá, lập xuất tài liệu thiết kế dựa kỹ thuật đồ hoạ CAM (Computer Aided Manufacturing) - "sản xuất có trợ giúp máy tính - xuất nhu cầu lập trình cho thiết bị điều khiển số (máy CNC, robot, thiết bị vận chuyển, kho tàng, kiểm tra) điều khiển chúng CAD/CAM - vốn xuất độc lập với nhau, nhng ngày xích lại gần - thuật ngữ ghép, dùng để môi trờng thiết kế - sản xuất với trợ giúp máy tính Sự phát triển máy CNC công nghệ gia công máy CNC liên quan đến: - kỹ thuật điều khiển tự động, - kỹ thuật thiết kế sản xuất có trợ giúp máy tính (CAD/CAM) CNC v FMS/CIM FMS - Một hệ thống sản xuất tự động, có khả tự thích ứng với thay đổi đối tợng sản xuất đợc gọi hệ thống sản xuất linh hoạt (Flexible Manufacturing System - FMS) - FMS gồm máy CNC, robot, thiết bị vận chuyển, thiết bị kiểm tra, đo lờng, làm việc dới điều khiển mạng máy tính CIM - Sự tích hợp hệ thống thiết bị sản xuất tích hợp trình thiết kế - sản xuất - quản trị kinh doanh nhờ mạng máy tính với phần mềm trợ giúp công tác thiết kế công nghệ, kinh doanh, tạo nên hệ thống sản xuất tích hợp nhờ máy tính (Computer Integrated Manufacturing - CIM) Lịch sử phát triển CNC Máy công cụ thông thờng, máy NC v máy CNC Máy công cụ thông thờng Khi gia công chi tiết máy công cụ thông thờng công nhân thờng dùng tay để điều khiển máy Công nhân vào phiếu nguyên công để cắt gọt chi tiết nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt Năng suất chất lợng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào tay nghề công nhân Mặc dù nhiều hạn chế so với máy NC CNC nhng máy công cụ thông thờng đợc sử dụng rộng r i giá thành thấp thuận tiện cho công việc sửa chữa cho sản xuất trình độ thấp Ví dụ: Máy tiện truyền thống 10 2.4.1 Khái niệm, định nghĩa Chơng trình NC - Toạ độ điểm gốc biên dạng cần gia công (điểm đầu, cuối, ) - Thông số công nghệ (tốc độ cắt, ) Bộ nội suy - chia quĩ đạo gia công thành phân đoạn - toạ độ vị trí trung gian - vận tốc theo trục phân đoạn mạch điều chỉnh vị trí trục chạy dao riêng lẻ Truyền động X Truyền động Y Quĩ đạo chạy dao đợc hình thành nhờ dịch chuyển đồng thời theo nhiều trục 2.4.1 Khái niệm, định nghĩa Nhiệm vụ nội suy Tìm vị trí trung gian cho phép hình thành biên dạng cho trớc giới hạn dung sai xác định trớc Nội suy thành yếu tố biên dạng bản: đoạn thẳng (nội suy tuyến tính), đờng cong (nội suy vòng) 2.4.1 Khái niệm, định nghĩa Nhiệm vụ nội suy Đa vận tốc trục phù hợp với phân đoạn 2.4.1 Khái niệm, định nghĩa Nội suy làm việc theo nguyên tắc số - vòng tròn bán kính 100mm, dung sai 0,01mm phải nội suy thành 20.000 điểm - mạch logic nối cứng (NC): nội suy - phần mềm nội suy (CNC): nội suy Các mức nội suy chuyển động phi tuyến - Nội suy thô phần mềm nội suy xác định toạ độ điểm trung gian điểm đầu cuối đoạn biên dạng cần nội suy thực nội suy vòng - Nội suy tinh thực phép nội suy tuyến tính điểm trung gian 2.4.2 Các dạng nội suy Nội suy tuyến tính (1) - Nội suy tuyến tính theo N trục - Nội suy tuyến tính theo N N trục Nội suy vòng (2) - Nội suy vòng theo N trục - Nội suy vòng theo N N trục 2.4.2 Các dạng nội suy Nội suy cách tính toán hàm số trực tiếp - tính toán theo phơng trình biên dạng: f(x,y,z) = - sau bớc nội suy phải kiểm tra vị trí thực so với đờng cong đa có sai lệch không? giá trị? hớng? - thực bớc điều chỉnh cho trục Nội suy theo phơng pháp vi phân số DDA (Digital Defference Analyzer) - Biểu diễn thông số đờng cong hàm theo thời gian thực x = x(t) y = y(t) z = z (t) - Từ phơng trình vi phân đờng cong, chuyển pt riêng hệ sang ptvp để tính số - Tìm giá trị chạy dao trục riêng rẽ thông qua tổng vi phân 2.4.3 Nội suy tuyến tính theo phơng pháp DDA Bài toán: Xét chuyển động chạy dao theo đờng thẳng từ điểm A đến điểm E với tốc độ chạy dao u xác định Thời gian dịch chuyển dao T=L/u Các đoạn đờng thành phần cần dịch chuyển XE XA YE YA 2.4.3 Nội suy tuyến tính theo phơng pháp DDA Toạ độ vị trí điểm trung gian đợc tính nh hàm số theo thời gian xE xA dt T x ( t ) = x A + VX dt = x A + yE yA dt T y( t ) = y A + VY dt = y A + Chia thời gian T thành khoảng t = T/N đủ nhỏ, phép tích phân đợc thay phép cộng gia số xE xA n N y yA n y( t ) = y(n.t ) = yA + E N x ( t ) = x ( n.t ) = x A + n = 1, 2, , N Với bớc cộng, giá trị vị trí lại tăng thêm bớc số Để đảm bảo độ xác biên dạng nội suy, bớc cộng phải nhỏ suất đơn vị f truyền động chạy dao (thông thờng f = 0,001mm) x x A yE yA max E ; f N N x x A yE yA N max E ; f f Trình tự tính toán Bài toán: Tính toán giá trị nội suy cho chuyển động tuyến tính từ điểm PA(xPA, yPA) đến điểm PE (xPE, yPE) Biết vận tốc chạy dao = u; xuất đơn vị truyền động chạy dao = f Chiều dài biên dạng cần nội suy L = ( x PE x PA )2 + ( y PE y PA ) 2 Thời gian nội suy T=L/u Số điểm cần nội suy N x x PA y PE y PA N = max PE ; f f m > lg(Nmin) N = 10m Khoảng thời gian cho bớc cộng t = T / N Tần số nội suy f = / t x PE x PA N y PE y PA y = N x = Bớc dịch chuyển theo trục: x, y x n = x PA + n.x Giá trị toạ độ điểm Pn nội suy y n = y PA + n.y Ví dụ Tính toán giá trị nội suy cho chuyển động tuyến tính từ điểm PA đến điểm PE để tiện mặt côn chi tiết hình vẽ Biết u = mm/s; f = 0,001mm Toạ độ điểm đầu, cuối biên dạng cần nội suy - PA: xPA = 10, zPA = 80 - PE: xPE = 30, zPE = 50 Chiều dài biên dạng cần nội suy L = ( x PE x PA ) + ( z PE z PA ) = 36,056 Thời gian nội suy T = L / u = 18,028 s Số điểm cần nội suy N x x PA z PE z PA N = max PE ; f f Nmin = 30000 x PE x PA = 0,0002 N z z PA z = PE = 0,0003 N x = m > lg(Nmin) = m=5 N = 10m = 105 = 100.000 Khoảng thời gian cho bớc cộng t = T / N = 0,18 s Tần số nội suy f = / t = 5,556 kHz Giá trị toạ độ điểm Pn nội suy x n = x PA + n.x = 10 + 0,0002.n z n = z PA + n.z = 80 0,0003.n 2.4.3 Nội suy tuyến vòng theo phơng pháp DDA Bài toán: xét chuyển động chạy dao theo cung tròn bán kính R từ từ PA đến PE Tính toán nội suy điểm cung tròn đó? Toạ độ điểm cần nội suy x = R cos y = R sin Với vận tốc chạy dao không đổi V V R V = t R Hệ phơng trình vi phân & = dx v v = sin = y dt R R dy v v = cos = x dt R R 2.4.3 Nội suy tuyến vòng theo phơng pháp DDA Phơng trình tích phân tơng ứng v x = x PA R y = y PA + R v - gia số x, y số mà biến đổi với toạ độ chạy dao x y ydt xdt Thay phép cộng gia số v y R v x y = y PA + R Bớc dịch chuyển theo trục x = x PA v y t R v x t y = R - nội suy vòng xuất sai lệch, tích phân làm việc theo công thức chữ nhật - điểm tính toán không nằm xác đờng cong mà nhiều có sai số - sai lệch lớn lên theo chiều dài nội suy >> nội suy theo nhiều mức x = 2.5 Truyền động điều chỉnh Các dạng truyền động chạy dao - truyền động điều khiển mạch hở: phản hồi, dùng động bớc - truyền động điều khiển mạch kín: có vòng phản hồi hay nhiều đại lợng điều khiển Đọc Nhớ Nội suy Hệ lệnh đóng/ngắt Điều khiển So sánh Truyền động Bàn máy Đo lờng Truyền động Bàn máy Truyền động điều khiển mạch hở (điều khiển vị trí không phản hồi) Quá trình tác dụng tuyến tính: xung tác dụng tạo bớc chạy dao tơng ứng Bộ điều khiển thông tin phản hồi: liệu bớc chạy dao có đợc thực cách đắn với biên dạng mô tả hay không? Đợc ứng dụng trờng hợp lực cản đờng dịch chuyển nhỏ ổn định lực cản Không ứng dụng đợc máy cắt gọt kim loại có nhiều yếu tố tác động đến lực cản mà không tính trớc đợc trình chạy dao: - Độ bền khác vật liệu gia công - Lợng d gia công thay đổi - Trạng thái thay đổi mảnh cắt dao Truyền động điều khiển mạch kín (truyền động điều chỉnh) Trên máy CNC hầu nh ứng dụng chạy dao điều chỉnh vị trí kiểu mạch kín có phản hồi thông số điều khiển: vị trí, tốc độ Điều chỉnh vị trí theo trục, vòng phản hồi Giá trị Cần đợc gửi đến từ nội suy Giá trị Thực đợc gửi đến từ cảm biến Sai lệch điều chỉnh = Cần Thực >> đại lợng điều chỉnh cho động dẫn động chạy dao Cảm biến tốc độ trục X Động chạy dao trục X Cảm biến vị trí trục X Cảm biến tốc độ trục Y Động chạy dao trục Y Cảm biến vị trí trục Y Điều chỉnh vị trí vòng phản hồi Điều chỉnh vị trí có điều chỉnh thứ cấp tốc độ dịch chuyển dòng điện động 10 Các yêu cầu mạch điều chỉnh Có độ khuyếch đại tốc độ cao để giữ cho sai lệch điều chỉnh thấp - Tốc độ khuyếch đại kv tỷ số tốc độ cần bàn máy sai lệch điều chỉnh: kvx = ux / x đó: ux tốc độ cần bàn máy chạy dao trục X x sai lệch điều chỉnh theo trục X - Khuyếch đại tốc độ tất trục điều khiển phải lớn để loại bỏ tợng biên dạng giật cục kvx = kvy = kvz Các yêu cầu mạch điều chỉnh Có độ giảm chấn cao để loại bỏ ổn định nh tợng dao động vị trí đích - Độ giảm chấn D thời gian cần thiết để trình dao động tắt hết - Nếu để xảy dao động, xảy cắt vào vật liệu không mong muốn vị trí - Trong hệ CNC, độ giảm chấn phải 1, không xuất dao động điểm kết thúc biên dạng 11 Các yêu cầu mạch điều chỉnh Bộ truyền động có số thời gian nhỏ - Công thức tính số thời gian T T= ( jm + jrod ) max M max - jrod mômen quán tính phận truyền động tính đến trục động - jm mômen quán tính động - max tốc độ góc lớn động - Mmax mômen quay lớn động Các yêu cầu mạch điều chỉnh Mômen quán tính khối lợng phận chuyển động phải có giá trị nhỏ Tần số riêng dao động học cao Các chi tiết khí nằm dòng truyền lực có độ bền cao Các yếu tố truyền động khí có khe hở nhỏ 12 Truyền động điều chỉnh phân cấp Khái niệm - Nhằm rút ngắn thời gian tới điểm định vị, trình tới đợc thực theo nhiều cấp tốc độ >> truyền động phải có khả phân cấp tốc độ chạy dao khác (truyền động điều chỉnh phân cấp) - ứng dụng: điều khiển điểm, đờng - Tốc độ chạy dao nhanh: (lên đến 25 m/ph) điều khiển điểm: chạy không khoảng cách dịch chuyển lớn >> rút ngắn thời gian phụ điều khiển đờng: tốc độ cắt nhanh khoảng cách dịch chuyển lớn - Tốc độ chạy dao thấp: (đến khoảng m/ph) gần đến điểm cần định vị >> định vị xác Truyền động điều chỉnh phân cấp Điều xảy có cấp tốc độ: Nhanh Chậm? VD1: - Tốc độ chạy dao: 5m/ph - Thời gian phanh: 10ms - Độ vợt quá: 0,8mm >> sai số lớn VD2: - Tốc độ chạy dao: 5m/ph - Qu ng đờng chạy: 1,6mm - Thời gian cần: 48ms >> thời gian dài Để rút ngắn thời gian định vị cần thiết phải có nhiều tốc độ chạy dao trung gian - Số cấp tốc độ nhiều rút ngắn đợc trình tới điểm định vị cần thiết với yêu cầu độ xác cho trớc - Số cấp tốc độ nhiều làm phức tạp cho điều khiển - Thờng giới hạn có - cấp tốc độ chạy dao trung gian 13 Truyền động điều chỉnh phân cấp Mối quan hệ tối u cấp tốc độ V2 = V1.V3 - V1 : tốc độ chạy dao nhanh - V2 : tốc độ chạy dao trung gian - V3 : tốc độ chạy dao chậm V X1 : tín hiệu ngắt trớc thứ X2 : tín hiệu ngắt trớc lần X3 : tín hiệu ngắt đồng V1 U : đoạn vợt U V2 V3 X1 X2 X3 X Câu hỏi Vai trò, nhiệm vụ, phơng pháp phạm vi áp dụng nội suy kỹ thuật CNC? Các yêu cầu mạch điều chỉnh truyền động điều chỉnh? Tính toán giá trị nội suy cho chuyển động tuyến tính câu lệnh N30 dới Biết f = 0,001mm N20 G00 X70 Y20 N30 G01 X30 Y50 F2 14 Ôn tập phần I Chơng Máy CNC Phân biệt NC CNC? Tại ngời ta hay dùng khái niệm CAD/CAM/CNC? Đặc điểm (về mặt hình thức) giúp ta phân biệt máy thông thờng, máy NC máy CNC? Hệ thống điều khiển trục chính, điều khiển chạy dao máy CNC có điểm khác so với máy thông thờng? Các kiểu hệ thống thay dao phạm vi áp dụng? Khái niệm thông số bù dao? Vẽ, kể tên thông số bù dao dao phay, tiện? Chức chế độ làm việc máy CNC? Khi chuẩn bị gia công với chơng trình NC mới, ngời vận hành cần thực công việc gì? Khái niệm, ý nghĩa điểm gốc, điểm chuẩn máy CNC? Ngời sử dụng cần phải quan tâm đến điểm nào? Vì sao? Chơng Hệ thống ĐKS dùng cho máy cắt kim loại Vẽ phân tích sơ đồ khối hệ thống điều khiển theo chơng trình số? Phân loại phơng pháp đo vị trí? Cho ví dụ thiết bị tơng ứng? Trên máy CNC thờng dùng thiết bị đo vị trí loại nào? Tại sao? Cho ví dụ? Trình bày nguyên lý hệ thống đo vị trí kiểu số gia số? Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của: - Bộ đếm đợc điều chỉnh trớc đến giá trị cần - Bộ đếm đợc điều chỉnh trớc đến phần bù giá trị cần - Bộ đếm đợc điều chỉnh trớc đến phần bù 10 giá trị cần - Bộ đếm không điều chỉnh trớc, giá trị Cần đợc chọn trớc nhờ vạch đồng điều chỉnh đợc - Bộ so sánh số tuyệt đối dùng mạch đồng với phần tử logic Vai trò, nhiệm vụ, phơng pháp phạm vi áp dụng nội suy kỹ thuật CNC? Các yêu cầu mạch điều chỉnh truyền động điều chỉnh? 15 Bài tập Thiết kế so sánh số tuyệt đối dùng mạch đồng với phần tử logic cho điều khiển số có thang đo đến 30 Biểu diễn tín hiệu chân tơng ứng tín hiệu W=27, X=15? Tính toán giá trị nội suy cho chuyển động tuyến tính câu lệnh N30 dới Biết f = 0,001mm N20 G00 X70 Y20 N30 G01 X30 Y50 F2 16 [...]... Các máy NC không có chức năng lu trữ chơng trình Máy công cụ CNC Máy công cụ CNC là bớc phát triển cao từ các máy NC Các máy CNC có một máy tính để thiết lập phần mềm dùng để điều khiển các chức năng dịch chuyển của máy Các chơng trình gia công đợc đọc cùng một lúc và đợc lu trữ vào bộ nhớ Khi gia công, máy tính đa ra các lệnh điều khiển máy Máy công cụ CNC có khả năng thực hiện các chức năng nh: nội... và đờng kính dao 11 Các ứng dụng của điều khiển số CNC Các ứng dụng của công nghệ CNC có thể đợc phân thành 5 dng: 1 Gia công cắt gọt (máy tiện CNC, máy phay CNC, máy khoan CNC, máy taro ren): chiếm 75% 2 Mài (máy mài CNC): chiếm 7% 3 Gia công không truyền thống (máy cắt dây CNC, máy EDM, máy cắt bằng tia nớc ): chiếm 7% 4 Gia công tấm mỏng (máy đột lỗ, máy uốn, cắt tấm mỏng, ): chiếm 5% 5 Các ứng... cụng trờn mỏy phay 15 Máy phay CNC 5 trục Máy phay CNC 5 trục XYZAB 16 Sản phẩm gia công trên máy CNC 5 trục 17 Máy mi Máy đúc áp lực 18 Máy cắt dây CNC Sản phẩm gia công trên máy cắt dây 19 Máy xung EDM 20 Sản phẩm gia công trên máy xung EDM 21 Máy phay trục ảo (virtual axis milling machine) 22 Các u, nhợc điểm của công nghệ CNC Các u điểm Tng nng suất: năng suất của một máy CNC gấp 3-4 lần máy truyền... sự can thiệp của công nhân - Khai thác máy tốt hơn vì phần lớn thời gian máy là cắt thực - Giảm đợc thời gian kiểm tra do máy CNC tạo các chi tiết với chất lợng đồng đều 23 Thuận lợi cho việc gia công các chi tiết phức tạp: máy CNC cho phép gia công nhanh và chính xác các chi tiết phức tạp chẳng hạn các bề mặt 3 chiều Tính linh hoạt cao: Máy CNC cho phép thay đổi nhanh từ việc gia công từ chi tiết... Quan điểm này đ dần thay đổi Phần lớn các máy công cụ sử dụng trong dây chuyền sản xuất trong công nghiệp ô tô là các bộ điều khiển CNC không phải chỉ cho một mục đích (single-purpose type) Mặc dù công nghệ CNC đ tơng đối phát triển, các nhà nghiên cứu vẫn đang nỗ lực để nâng cao khả năng và các chức năng của CNC Dới đây là một số xu hớng phát triển của công nghệ CNC: 1 Bộ xử lý (Processor): - Các máy... trình dịch chuyển dao không có sự gia công - Gia công: thực hiện quá trình gia công, thờng 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 đợc, dao đợc 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 bớc trên đến khi công việc đợc hoàn thành ứng dụng khoan... thợ máy có kinh nghiệm có thể hoàn thành công việc tơng tự với giá thành thấp hơn - Tuy nhiên với chi tiết co độ phức tạp cao, sử dụng máy CNC sẽ trở lên kinh tế hơn 24 Xu hớng của công nghệ CNC So với 4 thập kỷ trớc đây, máy CNC ngày nay có độ tin cậy cao hơn, độ chính xác cao hơn và nhanh hơn, có nhiều tính năng hơn và có khả năng thực hiện nhiều chức năng Công nghệ CNC là giải pháp cho năng xuất,... Các nhân tố giúp giảm giá thành sản xuất bao gồm: - Tiết kiệm dao, đồ gá kẹp - Tuổi bền của dao cao hơn do tối u các điều kiện cắt - Tiết kiệm giá nhân công do không cần nhân công với tay nghề cao - Tiết kiệm từ việc sử dụng lại các chơng trình gia công - Giảm tổng thời gian sản xuất - Khai thác máy tốt hơn do giảm thời gian dừng máy - Giảm đợc nhiều thao tác bằng tay - Giảm đợc các lỗi, sai sót do... lớn - Các máy công cụ CNC có giá từ vài trục ngàn USD đến hàng triệu USD - Vì vậy để đặt hiệu quả kinh tế cần khai thác hết khả năng của máy Yêu cầu bảo trì, bảo dỡng cao - Máy CNC là thiết bị công nghệ cao và hệt thống cơ khí và điện có thể rất phức tạp Để bảo đảm độ chính xác của chúng máy phải đợc giữ trong điều kiện tốt và các bộ điều khiển phải đợc bảo dỡng thờng xuyên Ngời làm công việc bảo dỡng... phép chạy dao có gia công (điều khiển đợc tốc độ từ chơng 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 đờng song song với các trục toạ độ - ứng dụng trên các máy phay, tiện đơn giản - Ví dụ: điều khiển đờng (a) máy tiện (b) máy phay 34 Điều khiển theo contour (biên dạng, phi tuyến) - Điều khiển có gia công đồng thời theo nhiều ... thờng, máy NC v máy CNC Máy công cụ thông thờng Khi gia công chi tiết máy công cụ thông thờng công nhân thờng dùng tay để điều khiển máy Công nhân vào phiếu nguyên công để cắt gọt chi tiết nhằm... nghiệp - Trờng ĐHBK Hà Nội 1995 [6] Kỹ thuật robot Đào Văn Hiệp NXB KH&KT 2004 [7] Robot công nghiệp Phan Bá, Nguyễn Xuân Huy HVKTQS [8] Introduction to robotics Phillip John McKerrow [9] Bi ging... để gia công chi tiết, khuôn mẫu phức tạp? Xa xa - Đợc chia thành phần đơn giản để gia công - Sau gia công xong, chúng đợc ghép lại với thành chi tiết hoàn chỉnh phơng pháp hàn, tán - Công nghệ