Nghiên cứu về bộ điều khiển NCK trong máy phay CNC 5 trục

75 1.9K 12
Nghiên cứu về bộ điều khiển NCK trong máy phay CNC 5 trục

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỤC LỤC MỤC LỤC i Chương .2 GIỚI THIỆU VỀ MÁY CNC .2 1.1 Giới thiệu chung .2 1.2 Lịch sử phát triển 1.3 Ưu nhược điểm máy CNC 1.3.1 Sự khác máy NC,CNC máy công cụ thông thường 5 1.3.2 Ưu điểm 1.3.3 Nhược điểm .8 1.4 Ứng dụng thực tế công nghệ CNC Chương 12 CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH, NGÔN NGỮ VÀ 12 CÁCH LẬP TRÌNH CHO MÁY CNC .12 2.1 cấu trúc chương trình 12 Một chương trình NC hoàn chỉnh bao gồm ba phần : 12 Mở đầu chương trình : tên chương trình 12 Thân chương trình : trình tự câu lệnh NC với thông tin gia công hệ tọa độ áp dụng,dao cắt,quỹ đạo đường chạy dao,tọa độ điểm mà dao qua, chế độ làm mát… 12 Kết thúc chương trình 12 Bắt đầu chương trình : 12 Hình thành kí hiệu lệnh (ví dụ %) báo cho hệ điều khiển CNC biết có chương trình NC theo sau.Ngoài dòng chương trình NC cho i bietes tên chương tình ví dụ TP0147.Hai đặc điểm làm nhiệm vụ quản lý,lưu trữ chương trình NC để gọi chúng hệ điều khiển NC .12 Tên chương trình NC có thê gồm kí hiệu chữ số.Thông thường tên chương trình NC có 2-6 kí tự thường dùng nhận biết chương trình 12 Thân chương trình : .12 Là tập hợp câu lệnh hợp lệ,chúng chứa thông tin công nghệ gia công,hình dáng hình học chi tiết kĩ thuật gia công.Hệ điều khiển CNC cần thông tin cho bước gia công 12 Kết thúc chương trình 12 Được lập trình lệnh M30 M02 12 Tất mô tả trước kí hiệu % để bình luận chương trình,được hệ điều khiển bỏ qua 12 Cấu trúc câu lệnh : .12 Mỗi câu lệnh NC bao gồm số câu lệnh,một số từ lệnh dấu hiệu điều khiển riêng biệt dùng để báo cho hệ điều khiển CNC biết câu lệnh NC kết thúc.Dấu hiệu điều khiển kí hiệu LF.Nó tự động tạo chương trình NC nhấn phím chấp nhận hệ điều khiển CNC phím enter bàn phím .12 Ví dụ : N75 G01 Z -10.75 S1800 T03 M08 LF 12 N75 : số câu lệnh 12 G01,Z-10.75,S1800,T03,M08 : từ lệnh thể hiển di chuyển dao,loại dao chế độ gia công 13 LF : kí hiệu kết thúc câu lệnh 13 Cấu trúc từ lệnh : 13 Một từ lệnh hình thành từ chữ địa số mang dấu ‘+’ dấu -.Ý nghĩa trình tự cá từ lệnh định dẫn lập trình hệ điều khiển CNC Mỗi số tùy thuộc chữ địa mà có ý nghĩa mã lệnh giá trị 13 Ví dụ : 13 N75 : N địa từ lệnh, 75 số từ lệnh Lệnh N75 mô tả số câu lệnh NC 13 ii G01 : G địa từ lệnh,01 số từ lệnh Lệnh G01 cho biết hành trình dụng cụ cắt đường thẳng 13 2.2 Các dạng ngôn ngữ sử dụng lập trình CNC 13 2.2.1 ngôn ngữ lập trình tự động 13 2.2.2 Ngôn ngữ lập trình tay (ngôn ngữ máy) 16 2.3 Một số mã lệnh 17 2.4 Cách tạo chương trình CNC 20 2.4.1 Những yêu cầu cần thiết trước vào lập trình 20 Chương 24 CẤU TRÚC HỆ ĐIỀU KHIỂN VÀ VAI TRÒ CỦA NCK .24 3.1 Tổng quan hệ điều khiển máy CNC 24 3.1.1 Điều khiển giao diện người máy MMI 24 3.1.2 Lõi điều khiển NCK 26 3.1.3 khối điều khiển logic PLC 26 1.3.4 Hệ truyền động servo 28 3.2 Nghiên cứu NCK .31 3.2.1 Cấu trúc NCK 31 3.2.2 Nguyên tắc hoạt động 33 3.4 Nguyên tắc thiết kế NCK máy CNC .46 3.4.1 lõi điều khiển NCK cấu trúc theo kiểu ACDAI 46 3.4.2 Lõi điều khiển NCK cấu trúc theo kiểu ADCBI 51 Chương 54 iii NGHIÊN CỨU VỀ MÁY CNC DMU 50T 54 CỦA DECKEL MAHO .54 4.1 Thông số kĩ thuật máy 54 4.2 Hệ điều khiển ITNC 530 54 4.3 Cấu trúc hệ điều khiển máy phay CNC trục DMU 50T 56 Như mô tả hình vẽ hệ điều khiển ITNC 530 máy DMU 50T chia làm hai phần : 56 Bộ điều khiển : 56 Gồm có khối MC422E (main computer) hoạt động máy tính đa nhiệm, CC 422đơn vị điều khiển đảm nhận nhiệm vụ điều khiển động servo, khối PL 550- PLC đặc biệt điều khiển chức 56 Các thiết bị ngoại vi : 56 Gồm có bảng điều khiển , hình hiển thị kết nối với MC422E qua card BF150 có tay quay, đầu dò có chức xác định vị trí xác phôi bàn máy 56 Nguyên tắc hoạt động hệ : 56 Bước : kiểm tra điều kiện an toàn .56 PL 550 kiểm tra toàn điều kiện an toàn máy trạng thái máy tình trạng trục chính,vị trí bàn máy,điều khiện đóng mở cửa, điều kiện nguồn khí nén, nước làm mát, trạng thái nút dừng khẩ cấp… xem có đảm bảo điều kiện k Nếu yếu tố theo yêu cầu PL550 gửi tín hiệu báo sẵn sàng cho MC422E cho phép máy nhận chương trình tiếp cận điểm tham chiếu để chuẩn bị sãn sàng gia công Toàn trạng thái thông số làm việc máy hiển thị hình để người sử dụng biết khắc phục lỗi 56 Bước : Nhận chương trình phân tích chương trình 57 Nhận chương trình : có hai hình thức nhận chương trình, thứ nhận trực tiếp máy thông qua bán phím TE535P, thứ hai nhận chương trình thông qua cổng USBchương trình lập trình sẵn máy tính CAM biên dịch thành ngôn ngữ máy sử dụng 57 58 iv Phân tích chương trình : hệ điều khiển kiểm tra lỗi nhập chương trình cú pháp, điều kiện ràng buộc gia công, kiểm tra lỗi cấu trúc chương trình…sau hoàn tất chuyển vào MC để biên dịch chương trình 58 Bước : Biên dịch chương trình 58 Sau có chương trình theo chuẩn MC422E tiến hành biên dịch chương trình Đầu tiên MC lấy chương trình nhớ đệm kiểm tra từ lệnh việc so sánh với mã chuẩn quy định sẵn,nếu từ lệnh kiểm tra trùng với từ lệnh chuẩn MC tiếp tục kiểm tra khối lệnh giống để nhóm chúng vào nhóm, sau việc kiểm tra từ lệnh hoàn tất thông báo lỗi MC tiếp tục thực M code, chức phụ trợ liên quan đến điều kiện gia công Tiếp theo thực G code F code chức liên quan đến hình dạng đường gia công, chế độ gia công tốc độ tiến dao, MC nhóm mã lệnh giống để tiện cho việc tính toán 58 Sau khối biên dịch chương trình thực chức tính toán sơ : 58 Tính toán phép chuyển hệ tọa độ 58 Tính bù sai số cho dao 58 Kiểm tra giới hạn gia công 58 Bước : Nội suy đường gia công .59 Tất liệu liên quan đến đường gia công chế độ gia công lưu vào nhớ sau MC422E thực biên dịch chương trình xong Khối nội suy lấy liệu làm sở để tiến hành nội suy, nhiệm vụ nội suy MC422E đảm nhận Nó bao gồm việc phân loại dạng đường gia công chia chúng thành đường đường thẳng cung tròn để từ liệu cho trước nội suy chúng thành đường gia công thực tế, để làm điều MC phải tính toán quy định ràng buộc chuyển động trục dạng xung cho động chuyển động đồng với để tạo dạng đường gia công mong muốn mà tạo lực cắt tốc độ di chuyển xác đoạn gia công mà người sử dụng yêu cầu Trong máy CNC đại với lực tính toán cao, dạng đường gia công từ đơn giản dạng đường thẳng cung tròn dạng phức tạp prabol, spline, hàm mũ … định nghĩa sẵn máy, người sử dụng cần khai báo liệu tương ứng đường chế độ gia công máy chạy theo dạng đường mong muốn với độ xác cao 59 Bước : Tiến hành gia công .59 v Trước bắt đầu gia công PL550 kiểm tra lại lần điều kiện gia công, trạng thái máy, trạng thái cửa, điều kiện an toàn trục chính, kiểm tra việc tiếp cận điểm tham chiếu thực chưa 59 Nhiệm vụ điều khiển động servo để gia công khối CC422 đảm nhiệm, bao gồm việc phát xung điều khiển vị trí, tốc độ, momen cho động thông qua modul biến tần UE240B, biến tần cấp nguồn điều khiển động servo hoạt động đồng bộ, đồng thời đọc giá trị phản hồi từ encoder với tốc độ nhanh độ xác cao để báo cho nội suy 59 Trong gia công, liệu trạng thái làm việc máy tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao, tọa độ dao…đều phản hồi hiển thị hình điều khiển 59 Sau sơ đồ cổng ghép nối khối hệ điều khiển máy DMU 50T 59 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh khác máy NC thông thường máy CNC Bảng 2.1 Một số nhóm lệnh quan trọng 18 Bảng 3.1 Nguyên tắc hoạt động NCK .34 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Máy phay CNC Hình 1.2 Lịch sử phát triển CNC Hình 1.3 máy NC hệ đầu .5 Hình 1.4 Khả gia công máy tiện Hình 1.5 Khả gia công máy phay .10 Hình 1.6 Khả gia công máy cắt laser 12 Hình 1.7 Một số sản phẩm tạo mẫu nhanh 12 Hình 2.1 Ví dụ ngôn ngữ APT 15 Hình 2.2 Các mặt phẳng chuẩn 16 Hình 2.3 Quá trình dịch chuyển dao 20 Hình 2.4 Điểm gốc điểm chuẩn máy 21 Hình 2.5 Hệ tọa độ máy CNC 22 Hình 3.1 Cấu thành hệ thống điều khiển CNC 24 Hình 3.2 Màn hình giao diện MMI Fanuc phím điều khiển dùng 26 cho máy phay .26 Hình 3.3 Kiến trúc chức hệ thống PLC 27 Hình 3.4 Cấu tạo động servo 28 Hình 3.5 Kiến trúc hệ CNC xét phương diện phần cứng phần mềm 31 Hình 3.6 Cấu trúc phần mềm NCK 32 Hình 3.7 Cấu trúc khối biên dịch chương trình .35 Hình 3.8 Thuật toán biên dịch chương trình 36 Hình 3.9 Nội suy đường thẳng dùng phương pháp phân tích vi phân số 38 Hình 3.10 Cách xác định tâm phương pháp nội suy cung tròn 41 Hình 3.11 Nội suy bậc thang 42 Hình 3.12 Lưu đồ phương pháp tăng tốc giảm tốc sau nội suy 44 Hình 3.13 Lưu đồ phương pháp tăng tốc giảm tốc trước nội suy 44 Hình 3.14 Lõi điều khiển NCK cấu trúc theo kiểu ACDAI 46 Hình 3.15 Nội suy thô trường hợp đường nội suy đường thẳng 48 Hình 3.16 Nội suy thô trường hợp đường nội suy đường tròn 49 Hình 3.17 Chức nội suy thô 50 Hình 3.18 Thuật toán chọn chế độ điều khiển 50 Hình 3.19 Thuật toán tăng tốc giảm tốc theo dạng đường tương ứng 51 viii Hình 3.20 Lõi điều khiển NCK cấu trúc theo kiểu ADCBI 52 Hình 4.1 Máy CNC DMU 50T 54 Hình 4.2 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển ITNC530 57 Hình 4.3 Cấu trúc hệ điều khiển máy pháy CNC DMU 50T 58 Hình 4.4 Khối MC422E dùng máy DMU 50T .60 Hình 4.5 Khối CC422 sử dụng máy DMU 50T 61 Hình 4.6 Cấu trúc cổng ghép nối hệ điều khiển máy phay trục DMU 50T 62 Hình 4.7 Cơ đồ biến tần ghép nối với CC MC động sơ servo 63 ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CNC tính PLC NCK ADCAI ADCBI suy Computer Numerial Control Máy gia công điều khiển máy Program Logic Controler Bộ điều khiển chương tình logic Numerial Control Kernel Lõi điều khiển số Accerleration Deceleration After Interpreter Tăng tốc giảm tốc sau nội suy Accerleration Deceleration Before Interpreter Tăng tốc giảm tốc trước nội x Chương Cấu trúc hệ điều khiển vai trò NCK Hình 3.17 Chức nội suy thô Thuật toán chọn chế độ điều khiển : Hình 3.18 Thuật toán chọn chế độ điều khiển Đầu : Bộ tăng tốc giảm tốc tạo liệu giai đoạn tăng giảm tốc cho trục dạng số lượng xung,và thời gian di chuyển hết đoạn Thuật toán : o 50 Chương Cấu trúc hệ điều khiển vai trò NCK Hình 3.19 Thuật toán tăng tốc giảm tốc theo dạng đường tương ứng Tương ứng với dạng đường chế độ điều khiển mà cách thức tăng tốc giảm tốc lại khác a Bộ nội suy tinh o Đầu vào : Đầu vào nội suy tinh đầu tăng tốc giảm tốc số xung quy định dịch chuyển trục chu kì nội suy o Đầu : Số xung quy định dịch chuyển trục chu kì trích mẫu điều khiển vị trí b Bộ điều khiển vị trí o Đầu vào : Đầu vào điều khiển vị trí đầu nội suy tinh tức số xung quy định dịch chuyển trục chu kì trích mẫu điều khiển vị trí o Đầu : Đầu điện áp cấp cho driver điều khiển động servo,để tốc độ quay động 3.4.2 Lõi điều khiển NCK cấu trúc theo kiểu ADCBI Sơ đồ khối : 51 Chương Cấu trúc hệ điều khiển vai trò NCK Hình 3.20 Lõi điều khiển NCK cấu trúc theo kiểu ADCBI Điểm khác biệt lớn phương pháp điều khiển tăng tốc giảm tốc trước nội suy phương pháp điều khiển tăng tốc giảm tốc sau nội suy phương pháp ADCBI sử dụng thêm look head vị trí tăng tốc giảm tốc đặt trước nội suy thô Tức điều khiển đòi hỏi phải có số lượng lớn liệu hình dạng dạng đường chạy dao,và cách tăng tốc giảm tốc cho dạng đường,điều giúp kiểu cấu trúc hoạt động xác đường chạy dao trơn mượt phương pháp ADCAI.Tuy có điểm yếu yêu cầu xử lý có nhớ lực tính toán cao,do cần thực nhiều phép tính toán nên điều khiển xử lý chậm a Khối look ahead Nguyên tắc hoạt đông khối look ahead tính toán tốc độ bắt đầu kết thúc khối lệnh cách xem trước tốc độ khối lệnh o Đầu vào : Đầu vào khối look ahead đầu thông dịch gồm có mã lệnh G,S,T,M di chuyển dao,tốc độ tiến dao,loại dao sử dụng chế độ phụ trợ… Ngoài có liệu liên quan đến hình dạng đường cần gia công tốc độ gia công đoạn nhỏ biên dịch dạng mã máy o Đầu : 52 Chương Cấu trúc hệ điều khiển vai trò NCK Khối look ahead tạo tín hiệu quy định tốc độ bắt đầu kết thúc,điểm bắt đầu,điểm kết thúc,tâm bán kính cung tròn (đối với dạng đường nội suy cung tròn)… cho đoạn gia công đưa vào đệm b Khối tăng tốc giảm tốc Bộ điều khiển tăng tốc giảm tốc kiểu cấu trúc NCK theo kiểu ADCBI tạo liệu chuyển động cho đoạn gia công.Tùy theo hình dạng đoạn gia công lại có kiểu tăng tốc giảm tốc khác tùy theo độ dài đoạn quy định khác phương pháp tăng tốc giảm tốc.Như ta có dạng tăng tốc giảm tốc khác cho loại đường gia công đường thẳng đường tròn loại : đoạn thẳng ngắn,đoạn thẳng đủ dài,cung tròn ngắn,cung tròn đủ dài o Đầu vào : Bộ điều khiển tăng tốc giảm tốc cân có liệu đường cần gia công điểm khởi đầu,điểm kết thúc,tốc độ bắt đầu chấp nhận được,tốc độ kết thúc chấp nhận được,tâm bán kính (đối với dạng đường cung tròn) o Đầu : Bộ điều khiển tăng tốc giảm tốc tạo tín hiệu quy định tốc độ dài dạng đường đường thẳng tốc độ góc với dạng đường cung tròn Ngoài có dạng G code sử dụng,điểm bắt đầu,điểm kết thúc,vị trí tâm,bán kính làm đầu vào cho nội suy thô c Khối Mapping Khối mapping chuyển đổi chuyển động dao chu kì nội suy thành dịch chuyển cho trục nhiều trường hợp khối nằm nội suy thô 53 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho Chương NGHIÊN CỨU VỀ MÁY CNC DMU 50T CỦA DECKEL MAHO 4.1 Thông số kĩ thuật máy Hình 4.1 Máy CNC DMU 50T • Thông số kĩ thuật : Loại máy : máy DMU 50T sản xuất năm 2003 canada Công suất : 20kW Kích thước bàn máy : + trục X : 50mm + trục Y : 450mm + trục Z : 399mm + trục C : quay 360o +trục U : quay 90o + tải trọng chịu đựng bàn máy :500kg Hệ điều khiển heidenhain ITNC 530 Tốc độ lớn trục : 9000 v/p 16 ổ dao tự động 4.2 Hệ điều khiển ITNC 530 Hệ điều khiển ITNC 530 hãng heidenhain phát triển đồng từ giao diện điều khiển,chuẩn giao tiếp chuẩn điều khiển,tạo lên hệ thông làm việc 54 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho xác hiệu quả.Tiêu chuẩn giao tiếp hệ thống HSCI dùng cho giao diện điều khiển nối tiếp Endat 2.2 dùng cho việc đọc chuyển đổi liệu từ encoder tốc độ vị trí Sử dụng ổ đĩa cứng HDR SSDR lưu trữ liệu chương trình phần mềm Có thể ghép nối nhiều máy CNC thành chuỗi máy CNC thông qua giao tiếp tiêu chuẩn TCP/IP cho phép quản lý, truy xuất liệu nhanh chóng, tiện lợi Hệ thống điều khiển sử dụng cho máy phay CNC, máy tiện CNC… Cấu trúc tổng quan hệ điều khiển trình bày gồm phần là: o Man – Machine Interface (MMI) giao diện người máy : Có nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển chương trình từ người sử dụng, chuyển thông số liệu vào xử lý Hiển thị thông số kết hoạt động máy tính phục vụ cho việc điều khiển người dùng o Numbering Controller (NCK) điều khiển số tích hợp máy tính : Đây phần quan trọng phức hợp nhất, hệ thống thiết kế chia làm phần Main computer (MC) Controller Unit (CC) với chức rõ rệt MC thiết kế máy tính chạy hệ điều hành, phần mềm hoạt động tảng hệ điều hành với chíp xử lý mạnh, chức MC tiếp nhận liệu điều khiển gửi trở lại liệu thị tương tác với người sử dụng, đồng thời tính toán giải thuật nội suy đưa thông số giá trị đặt cho điều khiển động CC phần xử lý hệ thống, CC thiết kế điều khiển số thực chức NC: Điều khiển số với đối tượng động thông qua Driver biến tần Các tín hiệu từ sensor ghép nối tạo thành vòng phản hồi Bộ điều khiển xây dựng sở điều khiển feedback với vòng điều khiển vòng điều khiển dòng điện, tốc độ, vị trí o Programmable Logic Controller (PLC) điều khiển khả trình : Với chức điều khiển xử lý lệnh logic khả trình cho nhiệm vụ có tính chất công nghệ, ví dụ: chọn dao, set phôi … Như PLC thông thường, điều khiển khả trình có đầu ra, đầu vào logic sử dụng điện áp 24V, ghép nối với bảng thị, hệ thống phụ trợ ghép nối với môdun CC,ngoài tích hợp thêm chức giao tiếp tốc độ cao với NCk Việc ghép nối với môđun CC có nhiệm vụ thực việc dừng, khởi động trường hợp khẩn cấp đảm bảo an toàn o Driver and Sensor Trình điều khiển động cảm biến : Nhằm phục vụ cho mục đích điều khiển, Driver, biến tần, cảm biến sử dụng hệ thống o Machine : cấu chấp hành: thành phần khí hệ thống trục, cửa máy 55 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho 4.3 Cấu trúc hệ điều khiển máy phay CNC trục DMU 50T Như mô tả hình vẽ hệ điều khiển ITNC 530 máy DMU 50T chia làm hai phần : Bộ điều khiển : Gồm có khối MC422E (main computer) hoạt động máy tính đa nhiệm, CC 422- đơn vị điều khiển đảm nhận nhiệm vụ điều khiển động servo, khối PL 550PLC đặc biệt điều khiển chức Các thiết bị ngoại vi : Gồm có bảng điều khiển , hình hiển thị kết nối với MC422E qua card BF150 có tay quay, đầu dò có chức xác định vị trí xác phôi bàn máy o Nguyên tắc hoạt động hệ : Bước : kiểm tra điều kiện an toàn PL 550 kiểm tra toàn điều kiện an toàn máy trạng thái máy tình trạng trục chính,vị trí bàn máy,điều khiện đóng mở cửa, điều kiện nguồn khí nén, nước làm mát, trạng thái nút dừng khẩ cấp… xem có đảm bảo điều kiện k Nếu yếu tố theo yêu cầu PL550 gửi tín hiệu báo sẵn sàng cho MC422E cho phép máy nhận chương trình tiếp cận điểm tham chiếu để chuẩn bị sãn sàng gia công Toàn trạng thái thông số làm việc máy hiển thị hình để người sử dụng biết khắc phục lỗi 56 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho Cấu trúc hệ ITNC 530 mô tả hình vẽ sau : Hình 4.2 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển ITNC530 Bước : Nhận chương trình phân tích chương trình - Nhận chương trình : có hai hình thức nhận chương trình, thứ nhận trực tiếp máy thông qua bán phím TE535P, thứ hai nhận chương trình thông qua cổng USB- chương trình lập trình sẵn máy tính CAM biên dịch thành ngôn ngữ máy sử dụng 57 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho Hình 4.3 Cấu trúc hệ điều khiển máy pháy CNC DMU 50T Phân tích chương trình : hệ điều khiển kiểm tra lỗi nhập chương trình cú pháp, điều kiện ràng buộc gia công, kiểm tra lỗi cấu trúc chương trình… sau hoàn tất chuyển vào MC để biên dịch chương trình Bước : Biên dịch chương trình Sau có chương trình theo chuẩn MC422E tiến hành biên dịch chương trình Đầu tiên MC lấy chương trình nhớ đệm kiểm tra từ lệnh việc so sánh với mã chuẩn quy định sẵn,nếu từ lệnh kiểm tra trùng với từ lệnh chuẩn MC tiếp tục kiểm tra khối lệnh giống để nhóm chúng vào nhóm, sau việc kiểm tra từ lệnh hoàn tất thông báo lỗi MC tiếp tục thực M code, chức phụ trợ liên quan đến điều kiện gia công Tiếp theo thực G code F code chức liên quan đến hình dạng đường gia công, chế độ gia công tốc độ tiến dao, MC nhóm mã lệnh giống để tiện cho việc tính toán Sau khối biên dịch chương trình thực chức tính toán sơ : Tính toán phép chuyển hệ tọa độ Tính bù sai số cho dao Kiểm tra giới hạn gia công 58 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho Bước : Nội suy đường gia công Tất liệu liên quan đến đường gia công chế độ gia công lưu vào nhớ sau MC422E thực biên dịch chương trình xong Khối nội suy lấy liệu làm sở để tiến hành nội suy, nhiệm vụ nội suy MC422E đảm nhận Nó bao gồm việc phân loại dạng đường gia công chia chúng thành đường đường thẳng cung tròn để từ liệu cho trước nội suy chúng thành đường gia công thực tế, để làm điều MC phải tính toán quy định ràng buộc chuyển động trục dạng xung cho động chuyển động đồng với để tạo dạng đường gia công mong muốn mà tạo lực cắt tốc độ di chuyển xác đoạn gia công mà người sử dụng yêu cầu Trong máy CNC đại với lực tính toán cao, dạng đường gia công từ đơn giản dạng đường thẳng cung tròn dạng phức tạp prabol, spline, hàm mũ … định nghĩa sẵn máy, người sử dụng cần khai báo liệu tương ứng đường chế độ gia công máy chạy theo dạng đường mong muốn với độ xác cao Bước : Tiến hành gia công Trước bắt đầu gia công PL550 kiểm tra lại lần điều kiện gia công, trạng thái máy, trạng thái cửa, điều kiện an toàn trục chính, kiểm tra việc tiếp cận điểm tham chiếu thực chưa Nhiệm vụ điều khiển động servo để gia công khối CC422 đảm nhiệm, bao gồm việc phát xung điều khiển vị trí, tốc độ, momen cho động thông qua modul biến tần UE240B, biến tần cấp nguồn điều khiển động servo hoạt động đồng bộ, đồng thời đọc giá trị phản hồi từ encoder với tốc độ nhanh độ xác cao để báo cho nội suy Trong gia công, liệu trạng thái làm việc máy tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao, tọa độ dao…đều phản hồi hiển thị hình điều khiển o Sau sơ đồ cổng ghép nối khối hệ điều khiển máy DMU 50T Hình vẽ 4.6 sơ đồ hệ điều khiển máy phay CNC truc DMU 50 T.Với hai phận quan trọng điều khiển hoạt động hệ MC 42x CC42x MCx hoạt động máy tính đảm nhận giao tiếp xuất nhập liệu với hình,bàn phím bảng điều khiển có tác dụng nhận chương trình điều kiện gia công vào thông dịch thành ngôn ngữ máy,nội suy,tăng tốc giảm tốc để phát tín hiệu 59 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho cho điều khiển vị trí đồng thời hiển thị trạng thái hoạt động máy báo cố lỗi gặp phải để người sử dụng kịp thờii điều chỉnh Hình 4.4 Khối MC422E dùng máy DMU 50T Tính MC422E ( main computer) : - Bộ vi xử lý trung tâm, vi xử lý 800MHz - Bộ nhớ RAM 256 MB - Với đầu vào encoder vị trí sử dụng cổng từ X1 –X5 - PLC - Giao thức để kết nối với đơn vị điều khiển CC422 - Giao thức HDL kết nối với bảng thị - Giao thức để kết nối với tay quay đầu dò - Cung cấp chuẩn giao tiếp khác: (Ethernet,PLC mở rộng,USB 2.0, RS-232C/V.24,RS-422/V.11) tạo nhiều khả kết nối tùy thuộc vào việc sử dụng - Sử dụng điện áp 24V DC - Cung cấp 15 vòng điều khiển Ngoài có thêm : - Ổ đĩa chứa phần mềm NC - khóa xác định hệ thống: để thiết lập vòng điều khiển thay đổi phần mềm MC Nguồn cấp: - Được cấp nguồn CC422 Bộ phận quan trọng thứ hai nằm modul điều khiển CC422 đảm nhận nhiệm vụ điều khiển vị trí,tốc độ cho trục với điều kiện ràng buộc đưa từ MC,liên tục đọc liệu phản hồi từ encoder để điều chỉnh cho vị trí tốc độ 60 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho thực bám gần với vị trí tốc độ mong muốn.Phần đọc chuyển đổi liệu từ encoder giao tiếp với CC thông qua chuẩn giao tiếp endat 2.2 chuẩn hãng haidenhan quy định với số tính đặc thù phát triển từ RS485 Tính CC422: o Điều khiển tốc độ o Điều khiển dòng điện o Giao thức để giao tiếp với UM1xx,UR2xx,UE2xx modul nguồn(đầu PWM) o Giao thức kết nối với tay quay o Đọc đầu vào từ encoder tốc độ qua cổng X15 –X20 o Được tích hợp đến 12 vòng điều khiển số tùy version, CC422 điều khiển vị trí nên phải dc kết nối với MC thông qua đầu vào encoder tuyến tính Hình 4.5 Khối CC422 sử dụng máy DMU 50T Sơ đồ hình 4.6 cách ghép nối điều khiển thiết bị ngoại vi, mô tả chi tiết cổng vào chuẩn giao tiếp phần Với vai trung tâm, khối MC422E CC422 điều khiển toàn hoạt động hệ cách đồng tỏng thời gian thực Đặc biệt hệ thống sử dụng chuẩn truyền thông endat 2.2 hãng heidanhen quy phát triển từ chuẩn RS485 với tính đặc thù giao tiếp tốc độ cao, truyền lượng liệu lớn thời gian ngắn….nó thích hợp dùng cho việc truyền liệu từ emcoder giám sát hành trình chuyển động động o Inverter 61 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho - Công suất thích hợp cho động đồng động không đồng với dải công suất từ 10kW đến 55KW Kết nối cho động trục động Hình 4.6 Cấu trúc cổng ghép nối hệ điều khiển máy phay trục DMU 50T Đối với máy nghiên cứu biến tần cấp nguồn cho trục đông điều khiển trục X,Y,Z - Hãm động : Giúp lấy lại nguồn lượng trình hãm 62 Chương Nghiên cứu máy CNC DMU 50Tcủa Deckel Maho Hình 4.7 Cơ đồ biến tần ghép nối với CC MC động sơ servo Hoạt động hệ : Sau MC tính toán số xung quy định chuyển động trục gửi tín hiệu xuống CC422 để phát xung điều khiển động Có modul UM1xx điều khiển động chuyển động đồng ràng buộc quan hệ đường chạy dao tốc độ gia công đoạn 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] R Krishnan, Switched Reluctance Motor Drives, CRC Press LLC, 2001 [2] Suh, Kany, theory and Desigu of CNC Systems, Stroud, 2008 [3] www.heidenhain.de / de_En/php/ [...]... Việt Nam nữa Em xin đề xuất đề tài “ Nghiên cứu về bộ điều khiển NCK trong máy phay CNC 5 trục “ Đề tài của em gồm 4 chương cụ thể như sau : - Chương 1 : Giới thiệu về máy CNC - Chương 2 : Ngôn ngữ chương trình, cấu trúc và cách lập trình cho máy CNC - Chương 3 : Cấu trúc hệ điều khiển và vai trò của NCK - Chương 4 : Nghiên cứu về máy CNC DMU 50 T của deckel maho Trong quá trình là đồ án em được thầy... các máy CNC 3 trục ,5 trục, 7 trục, 9 trục có thể gia công được hầu như tất cả các vật thể yêu cầu độ khó cao 1.3 Ưu nhược điểm của máy CNC 4 Chương 1 Giới Thiệu Về Máy CNC 1.3.1 Sự khác nhau giữa máy NC ,CNC và các máy công cụ thông thường Hình 1.3 máy NC thế hệ đầu Bảng 1.1 So sánh sự khác nhau giữa máy NC thông thường và máy CNC 5 Chương 1 Giới Thiệu Về Máy CNC Cách nhập dữ liệu Cách điều khiển Máy. .. lưu trong 1 bộ nhớ như đĩa cứng Điều khiển bằng Điều khiển NC: Điều khiển CNC: tay: Người công nhân cài đặt các thông số công nghệ (số vòng quay,lượng chạy dao…) và điều khiển việc gia công thông qua các tay quay cụ Điều khiển NC xử lý Máy tính và phần các thông tin về đường mềm tương ứng tích dịch chuyển và các hợp trong máy CNC chức năng máy trong làm nhiệm vụ điều chương trình NC trên khiển và điều. .. phép người sử dụng thuận lợi hơn trong quá trình lập chương trình gia công đặc biệt là với các máy 3D 4D 5D 23 Chương 3 Cấu trúc hệ điều khiển và vai trò của NCK Chương 3 CẤU TRÚC HỆ ĐIỀU KHIỂN VÀ VAI TRÒ CỦA NCK Hệ thống điều khiển trong máy CNC có vai trò rất quan trọng,nó là điểm khác biệt lớn nhất giữa các máy CNC và máy công cụ thông thường.Nhờ có hệ điều khiển mà máy CNC làm việc chính xác và đảm... thành cảm ơn ! 1 Chương 1 Giới Thiệu Về Máy CNC Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ MÁY CNC 1.1 Giới thiệu chung CNC là viết tắt của cụm từ tiếng Anh Computer Numerical Control, nghĩa là máy gia công được điều khiển bằng máy tính Chỉ đến những máy gia công kim loại được tích hợp thêm bộ điều khiển số,có khả năng tự động gia công dưới sự lập trình của con người Hình 1.1 Máy phay CNC Máy ra đời với mục đích gia công... Ứng dụng trong thực tế của công nghệ CNC Vì những đặc tính kĩ thuật vượt trội của mình máy CNC có rất nhiều ứng dụng trong thực tế 8 Chương 1 Giới Thiệu Về Máy CNC •Gia công tiện ,phay, mài,khoan, những chi tiết cơ khí phức tạp • Khả năng gia công của máy tiện ( hình 1.4) Hình 1.4 Khả năng gia công của máy tiện • Khả năng gia công của máy phay CNC (hình 1 .5) Đặc điểm: Ba trục NC thẳng và một bàn trong quay... và xử lý tính toán rồi đưa ra các tín hiệu điều khiển vị trí và tốc độ cho động cơ servo,ngoài ra còn điều khiển một số chức năng phụ trợ khác 3.1 Tổng quan hệ điều khiển máy CNC Xét về mặt chức năng hệ CNC gồm ba thành phần chính là: bộ giao tiếp giữa người và máy (MMI-Man Machine Interface),phần lõi điều khiển số (NKC- Numerical Control Kernel) và bộ điều khiển loigic khả lập tình PLC (Programmable... điều khiển riêng biệt dùng để báo cho hệ điều khiển CNC biết câu lệnh NC đã kết thúc.Dấu hiệu điều khiển này được kí hiệu là LF.Nó được tự động tạo ra trong chương trình NC khi nhấn phím chấp nhận của hệ điều khiển CNC hoặc phím enter trên bàn phím Ví dụ : N 75 G01 Z -10. 75 S1800 T03 M08 LF N 75 : là số của câu lệnh 12 Chương 2 Cấu trúc chương trình, ngôn ngữ và cách lập trình cho máy CNC G01,Z-10. 75, S1800,T03,M08... ngành khoa học máy tính, người ta đã tích hợp bộ điều khiển máy NC bằng một máy tính (computer), và một thế hệ máy mới ra đời lấy tên là máy điều khiển chương trình số CNC Việc điều khiển trở nên mềm hóa,có thể dễ dàng lập trình và thay đổi chương trình,tốc độ tính toán và xử lý nhanh.Gia công được trên nhiều mặt có hình dạng phức tạp Phương pháp điều khiển theo đường biên được thực hiện bằng bộ nội suy... khoảng 0.1 25 m3 Vật liệu dùng trong công nghệ tạo mẫu nhanh bị hạn chế và phụ thuộc vào phương pháp sử dụng o Ngoài ra công nghệ NC còn được sử dụng trong một số lĩnh vực khác như: Máy dập Máy hàn In bản vẽ tự động Máy nắp ráp Máy uốn ống Máy cắt gió đá Máy cắt lasme Máy đan tự động (thêu) Máy cắt quần áo Máy tán đinh tự động 11 Chương 1 Giới Thiệu Về Máy CNC Hình 1.6 Khả năng gia công của máy cắt laser

Ngày đăng: 11/07/2016, 22:34

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • MỤC LỤC

  • Chương 1

  • GIỚI THIỆU VỀ MÁY CNC

    • 1.1. Giới thiệu chung

    • 1.2. Lịch sử phát triển

    • 1.3. Ưu nhược điểm của máy CNC

      • 1.3.1. Sự khác nhau giữa máy NC,CNC và các máy công cụ thông thường

      • 1.3.2. Ưu điểm

      • 1.3.3. Nhược điểm

      • 1.4 Ứng dụng trong thực tế của công nghệ CNC

      • Chương 2

      • CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH, NGÔN NGỮ VÀ

      • CÁCH LẬP TRÌNH CHO MÁY CNC

        • 2.1 cấu trúc chương trình

        • Một chương trình NC hoàn chỉnh bao gồm ba phần :

        • Mở đầu chương trình : tên chương trình

        • Thân chương trình : trình tự các câu lệnh NC với các thông tin gia công như hệ tọa độ được áp dụng,dao cắt,quỹ đạo đường chạy dao,tọa độ các điểm mà dao đi qua, các chế độ làm mát…

        • Kết thúc chương trình

        • Bắt đầu chương trình :

        • Hình thành một kí hiệu hoặc một lệnh (ví dụ %) nó báo cho hệ điều khiển CNC biết sẽ có một chương trình NC theo sau.Ngoài ra dòng đầu tiên của chương trình NC cũng cho bietes tên chương tình ví dụ TP0147.Hai đặc điểm này làm nhiệm vụ quản lý,lưu trữ chương trình NC cũng như để gọi chúng trong hệ điều khiển NC.

        • Tên chương trình NC có thê gồm các kí hiệu chữ hoặc số.Thông thường tên của chương trình NC có 2-6 kí tự và thường được dùng nhận biết chương trình

        • Thân chương trình :

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan