I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CNC 4.1 Khái niệm hệ điều khiển số Là hệ thống điều khiển đặc trưng đại lượng đầu vào tín hiệu số nhị phân,chúng đưa vào hệ điều khiển dạng chương trình điều khiển có hệ thống.Trong hệ điều khiển số ứng dụng cho điều khiển máy công cụ,các đại lượng đầu vào thông tin,dữ liệu hay số liệu nạp vào 4.2 Các dạng điều khiển số Khi gia công chi tiết khác bề mặt tạo hình khác đòi hỏi chuyển động khác dao chi tiết Qũy đạo chuyển động xác định xác thông qua dẫn điều khiển Tuỳ dạng chuyển động điểm đầu, điểm cuối quãng đường dịch chuyển mà ta có dạng điều khiển khác Các dạng điều khiển phân thành: điều khiển điểm, điều khiển đoạn hay đường thẳng điểu khiển biên dạng phi tuyến 4.2.1 Dạng điều khiển theo điểm Ở máy khoan, khoét, doa, cắt lỗ ren chi tiết gia công phải định vị điểm cố định bàn máy Trong trình định vị, dao không vào cắt mà chuyển động trục riêng lẻ lúc không rành buộc quan hệ hàm số, tốc độ chuyển động định vị không phụ thuộc vào yếu tố công nghệ Quá trình xảy máy hàn điểm hay máy gấp cạnh tôn điểu khiển dịch động cho mảng gá chặn, bàn gấp Điều khiển số thực trình chuyển động thuộc dạng điều khiển điểm y Ví dụ: gia công hai lỗ A,B có toạ độ (xA yA) (xB yB) hệ trục toạ độ XOY ta điều khiển theo cách sau đây: Trước hết di chuyển nhanh dụng cụ tới điểm A (xA yA) sau thực gia công lỗ A Sau di chuyển dụng cụ thoát khỏi lỗ gia công (đảm bảo yB 45 dịch chuyển dụng cụ an toàn, dịch chuyển đến điểm B gia công lỗ B Quá trình dịch chuyển điểm B thực theo cách hình yA XB x 4.2.2 Điều khiển theo đường Điều khiển theo đường tạo đường chạy song song với trục máy Trong dao chạy liên tục tạo nên bề mặt gia công Trong trường hợp điều khiển đường mở rộng hai trục máy chuyển động với tốc độ nhau, đồng thời ta gia công bề mặt côn có góc 45 XA Điều khiển đường sử dụng trường hợp gia công chi tiết hình trụ máy y phay biên dạng song song với trục A B yA G00 G01 x xA xB 4.2.3 Điều khiển theo đường contour Ngoài chức điều khiển theo điểm đoạn thẳng, người ta điều khiển dụng cụ chạy theo đường mặt phẳng không gian có thực gia công cắt gọt Tuỳ theo đường điều khiển phẳng hay không gian mà ta bố trí trục điều khiển đồng thời khác nhau, từ xuất thuật ngữ máy 2trục, 3, 4, trục (tức số trục điều khiển theo quan hệ giàng buộc) Điều khiển contour ta tạo đường contour đường thẳng tuỳ ý không gian a Điều khiển 2D Cho phép thực đường contour dụng cụ cắt mặt phẳng gia công.Ví dụ máy tiện dụng cụ dịch chuyển mặt phẳng XOZ để tạo nên đường sinh bề mặt.Còn máy phay 2D dụng cụ thực chuyển động mặt phẳng XOY để tạo nên đường rãnh hay mặt bậc b Điều khiển 2,1/2D Dạng điều khiển nàzy có khả thực chuyển động dụng cụ cắt theo bề mặt gia công Thông qua chức G chương trình chuyển xtừ mặt X-Y sang X- Z c Điều khiển 3D Bằng điều khiển ta thực chuyển động dụng cụ không gian ba kích thước,khi trục máy chuyển động đồng thời d Điều khiển 4D 5D Bề mặt gia công Dụng cụ Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm -3- Lớp: Cơ điện tử K45 Trên sở chuyển động 3D người ta bố trí thêm cho chi tiết dụng cụ thêm chuyển động quay chuyển động quay xung quyanh trục theo quan hệ giành buộc trục khác máy 3DS 4.3 Hệ điều khiển CNC( Computer Numerical Control) 4.3.1 Phân biệt hệ điều khiển NC CNC • Điều khiển NC (Numberical Control) Đặc tính hệ điều khiển “chương trình hoá mối quan liên hệ” mảng linh kiện điện tử riêng lẻ xác định nhiệm vụ định, liên hệ chúng phải thông qua dây nối hàn cứng mạch logic điều khiển Chức điều khiển xác định chủ yếu phần cứng • Điều khiến CNC(Computerized Numerical Control) Điều khiển CNC hệ điều khiển lập trình ghi nhớ Nó bao gồm máy tính cấu thành từ vi xử lý (microprocessor) kèm theo nhớ ngoại vi Đa số chức điều khiển giải thông qua phần mềm nghĩa chương trình làm việc thiết lập trước Nhờ chương trình hệ thống CNC mà máy tính sử dụng để thực chức điều khiển theo yêu cầu Do hệ điều khiển đại có nguyên lý cấu trúc xử lý liệu theo dạng điều khiển CNC 4.3.2 Đặc trưng điều khiển CNC Nâng cao tính tự động Các máy công cụ trang bị điều khiển CNC có tốc độ dịch chuyển lớn Do tăng suất cắt gọt, giảm tối đa thời gian phụ Khi so sánh máy công cụ không trang bị điều khiển CNC với máy trang bị người ta nhận thấy suất tăng gấp lần Nâng cao tính linh hoạt Máy CNC có khả thích nghi nhanh với chương trình gia công với chi tiết khác Do nguyên lý hoạt động cấu trúc tạo điều kiện giảm thời gian gia công hiệu chỉnh công nghệ kỹ thuật Nâng cao tính tập trung nguyên công Các máy công cụ CNC có khả thực nhiều bước công nghệ nhiều bứơc nguyên công khác lần gá đặt phôi Nâng cao tính xác đảm bảo chất lượng gia công Trong trình gia công độ xác đảm bảo ổn định Ngoài máy CNC có khả mô trình cắt gọt nên người vận hành quan sát tổng thể trực tiếp giai đoạn gia công, phát kịp thời sai sót Nâng cao hiệu kinh tế Máy CNC vừa có khả điều khiển trực tiếp máy vừa có khả lập trình phần mềm nên máy CNC hữu dụng kinh tế với xí nghiệp có quy mô trung bình nhỏ Ngoài CNC có khả thay đổi cách nhanh chóng công nghệ sản xuất nên đáp ứng kịp thởi với nhu cầu thị trường 4.3.4 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển CNC Hệ điều khiển máy CNC thiết kế để cần mở rộng hệ điều bổ xung thêm cho chức có modun khác.Do hệ điều khiển thiết lập thích hợp cho việc lắp đặt vào phần mềm sử dụng linh kiện điện tử đại Cấu tạo phần cứng điều khiển CNC a Cụm vi xử lý Cụm vi xử lý thực chất hạt nhân thiết bị xử lý số, thực chức tính toán điều khiển Các phần tử chủ yếu bao gồm: Bộ nhớ sơ bộ: gọi truy nhập phụ trợ Bộ nhớ chứa đựng thông tin cần thiết cho điều khiển diễn biến chương trình Ví dụ truy nhập số, truy nhập địa Truy nhập cảnh báo: cảnh báo dấu hiệu chuyên dụng hay tín hiệu báo xuất trạng thái xác định Đa số cảnh báo đưa cách tự động từ vi xử lý Bộ tích nhớ (Accumlator): nhớ hàm chứa liệu cần ghép tiếp nhận kết tính toán số học tính toán logic dùng để thực mạch nối ghép Cụm logic ALU phần cụm vi xử lý đảm nhiệm tính toán số học Điều khiển thao tác lệnh: giải mã phần điều hành lệnh chứa phần truy nhập lệnh sản sinh tín hiệu điều khiển cho trình thực lệnh Truy nhập lệnh: nhớ lệnh vừa xử lý Bộ nhớ sếp chồng: Hoạt động theo nguyên tắc LIFO nghĩa thông tin cuối lại đưa