Giáo trình Máy điều khiển theo chương trình số - Nghề: Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI I
GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: MÁY ĐIỀU KHIỂN
THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ
NGHỀ: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU
KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẰNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số ...... QĐ/ ngày .....tháng......năm....của........)
Hải Phòng, năm 2017
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình môn học “Máy điều khiển theo chương trình số” được biên soạn
trên cơ sở đề cương chi tiết môn học “Máy điều khiển theo chương trình số” dùng
cho sinh viên chuyên ngành công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Trường
Cao đẳng Hàng Hải I.
Giáo trình cung cấp các kiến thức cơ bản về Giáo trình này có thể làm tài
liệu cho giảng viên giảng dạy, học sinh - sinh viên các trường kỹ thuật. Nội dung
giáo trình bao gồm 5 chương:
Chương 1: Tự động hóa quá trình sản xuất – Sự ra đời của máy điều khiển
theo chương trình số
Chương 2: Máy điều khiển theo chương trình số CNC
Chương 3: Cơ sở lập trình NC
Chương 4: Công nghệ phay CNC
Chương 5: Công nghệ tiện CNC
Tác giả bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến tập thể các thầy, cô giáo khoa
Điện - Điện tử trường Cao đẳng Hàng hải I đã động viên và đóng góp nhiều ý kiến
cho giáo trình này. Trong quá trình biên soạn giáo trình không thể tránh khỏi
những sai sót. Rất mong các thầy, cô giáo, bạn đọc đóng góp ý kiến để giáo trình
được hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ Khoa Điện - Điện tử
Trường Cao đẳng Hàng Hải I, số 498 Đà Nẵng - Đông Hải I - Hải An - Hải
Phòng.
Hải Phòng, ngày 09 tháng 10 năm 2017
Tham gia biên soạn
Chủ biên: Hà Thị Hồng Thúy
3
MỤC LỤC
Lời giới thiệu................................................................................................................. 3
Mục lục.......................................................................................................................... 4
Danh mục kí hiệu, từ viết tắt, thuật ngữ chuyên ngành.................................................... 5
Danh mục bảng.............................................................................................................. 6
Danh mục hình vẽ ......................................................................................................... 7
Bài mở đầu .................................................................................................................. 11
giúp của máy tính - CIM ............................................................................................. 16
Chương 2: Máy điều khiển theo chương trình số - CNC............................................ 17
2.1. Khái niệm cơ bản và cấu trúc máy CNC............................................................. 19
2.2. Khả năng và ưu, nhược điểm của máy CNC........................................................ 21
2.3. Một số máy CNC.................................................................................................. 22
2.4. Các bộ phận cơ bản của máy CNC ...................................................................... 24
2.5. Chuyển động nội suy............................................................................................ 30
Chương 3: Cơ sở lập trình NC .................................................................................... 35
3.1. Một số khái niệm cơ bản...................................................................................... 36
3.2. Phương thức lập trình NC .................................................................................... 39
Chương 4: Công nghệ phay CNC ............................................................................... 42
4.2. Dụng cụ phay CNC .............................................................................................. 46
4.3. Các quy trình phay CNC ..................................................................................... 40
4.4. Vận hành máy phay CNC .................................................................................... 50
4.5. Các thông số công nghệ phay NC........................................................................ 54
4.6. Các lệnh lập trình phay cơ bản............................................................................. 55
4.7. Chu trình phay...................................................................................................... 67
Chương 5: Công nghệ tiện NC.................................................................................... 78
5.2. Dụng cụ tiện CNC................................................................................................ 79
5.3. Quy trình tiện CNC ............................................................................................. 69
5.4. Cơ sở lập trình tiện NC ........................................................................................ 86
Tài liệu tham khảo..................................................................................................... 989
4
BẢNG DANH MỤC KÝ HIỆU TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ
CHUYÊN NGÀNH
Ký hiệu, từ viết tắt, thuật ngữ chuyên
ngành
Giải thích
MCU: Machine Control Unit
DPU:Data processing Unit
CLU:Control Loop Unit
Bộ điều khiển máy
Bộ xử lý dữ liệu
Bộ thực hiện điều khiển
Điều khiển số
NC: Numerical Control
DNC:Direct NC
Điều khiển máy trực tiếp
Thiết bị điều khiển số nhờ máy tính
Hệ thống sản xuất linh hoạt
Hệ thống tích hợp điều khiển nhờ
trợ giúp của máy tính
CNC: Computer Numerical Control
FMS:Flexible manufacturing System
CIM:Computer Intergate Manufacturing
5
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Ưu điểm của truyền động vít me đai ốc bi ................................................. 26
Bảng 3.1. Các mã lệnh NC.......................................................................................... 38
Bảng 4.1. Quy trình phay CNC................................................................................... 49
Bảng 4.2. Bảng tóm tắt lệnh di chuyển dao: ............................................................... 57
Bảng 4.3. Bảng chu trình phay cơ bản:....................................................................... 67
Bảng 5.2. Bảng chức năng lệnh G............................................................................... 87
Bảng 5.3. Bảng chức năng lệnh M.............................................................................. 89
6
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Biên dạng hình cong ................................................................................... 12
Hình 1.2. Thành phần của máy NC ............................................................................ 13
Hình 1.3. Hệ thống DNC ............................................................................................ 13
Hình 1.4. Cấu trúc của máy CNC .............................................................................. 14
Hình 1.5. Hệ thống DNC II ........................................................................................ 15
Hình 1.6. Các thành phần cơ bản của hệ thống CIM ................................................. 16
Hình 2.1. Cấu trúc của máy CNC .............................................................................. 18
Hình 2.2. Máy phay CNC đứng .................................................................................. 22
Hình 2.4. Máy tiện CNC ............................................................................................. 23
Hình 2.5. Máy đo tọa độ CNC .................................................................................... 23
Hình 2.6. Máy gia công tia lửa điện............................................................................ 24
Hình 2.7. Hệ thống điều khiển kiểu hở ....................................................................... 24
Hình 2.8. Mạch điều khiển kín tuần tự........................................................................ 25
Hình 2.9. Mạch điều khiển CNC kín số...................................................................... 25
Hình 2.11. Chiết áp ..................................................................................................... 28
Hình 2.13. Nguyên lý hoạt động của encoder gia số .................................................. 29
Hình 2.14. Nguyên lý hoạt động của đo góc quay...................................................... 30
Hình 2.15. Các phương pháp di chuyển điểm tới điểm .............................................. 30
Hình 2.16. Hệ thống tạo biên dạng 2D ....................................................................... 31
Hình 2.17. Hệ thống tạo biên dạng 2.1/2D ................................................................. 31
Hình 2.18. Hệ thống tạo biên dạng 3D ....................................................................... 32
Hình 2.19. Nội suy đường thẳng................................................................................. 33
Hình 2.20. Nội suy cung tròn...................................................................................... 33
Hình 2.21. Nội suy xoắn ốc......................................................................................... 34
Hình 2.22. Nội suy parabal ......................................................................................... 34
Hình 2.23..................................................................................................................... 35
Hình 2.24..................................................................................................................... 35
Hình 3.1. Cấu trúc chương trình NC........................................................................... 37
Hình 3.2. Cấu trúc chương trình CNC ........................................................................ 39
Hình 3.3. Phương pháp lập trình trực tiếp................................................................... 40
Hình 3.4. Phương thức lập trình tự động .................................................................... 40
Hình 4.2. Bộ tích dao trong trung tâm phay CNC ...................................................... 43
Hình 4.3. Quy tắc bàn tay phải.................................................................................... 44
Hình 4.4. Điểm không của máy .................................................................................. 45
7
Hình 4.5. Điểm tham chiếu của máy........................................................................... 45
Hình 4.6 điểm không của chi tiết ................................................................................ 46
Hình 4.7. Điểm không khi lập trình ............................................................................ 46
Hình 4.8. Ổ gá dao ...................................................................................................... 47
Hình 4.9. Kết cấu bộ phận gá dao lên trục chính........................................................ 47
Hình 4.11. Nội suy cung tròn...................................................................................... 57
Hình 4.12. Phương pháp I,J,K..................................................................................... 58
Hình 4.13. Ví dụ phương pháp I, J, K......................................................................... 58
Hình 4.14. Phương pháp R.......................................................................................... 58
Hình 4.16. Lệnh G90, G91.......................................................................................... 60
Hình 4.17. Sự khác nhau giữa lệnh G90 và G91 ........................................................ 60
Hình 4.18. Hệ tọa độ máy ........................................................................................... 61
Hình 4.19. Ví dụ về lệnh G92 ..................................................................................... 62
Hình 4.20. Lệnh G54, G55.......................................................................................... 62
Hình 4.21. Ví dụ lệnh G52.......................................................................................... 63
Hình 4.22. Mặt phẳng G17 và quy định chiều............................................................ 64
Hình 4.23. Mặt phẳng gia công G18........................................................................... 64
Hình 4.24. Mặt phẳng gia công G19........................................................................... 64
Hình 4.25. Lệnh trở về điểm tham chiếu .................................................................... 65
Hình 4.26. Ví dụ lệnh G29.......................................................................................... 66
Hình 4.29. Cấu trúc chu trình phay cơ bản ................................................................. 68
Hình 4.30. Chuẩn đo chiều sâu lỗ ............................................................................... 69
Hình 4.31. Chế độ thoát dao khi dùng chu trình gia công lỗ ...................................... 69
Hình 4.32. Chu trình khoan G81................................................................................ 69
Hình 4.33. Ví dụ lệnh G81.......................................................................................... 70
Hình 4.34 Chu trình khoan lỗ sâu G83 ....................................................................... 71
Hình 4.35. Chu trình taro ren phải .............................................................................. 72
Hình 4.38. Chu trình khoan lỗ sâu tốc độ nhanh......................................................... 74
Hình 4.39. Chu trình taro ren trái G74........................................................................ 74
Hình 4.40. Chu trình doa tinh có dịch dao G76 .......................................................... 74
Hình 4.41. Chu trình doa ngược G77.......................................................................... 75
Hình 4.42. Chu trình gia công lỗ G70......................................................................... 75
Hình 4.43. Gia công lỗ dọc theo cung tròn G71 ......................................................... 76
Hình 4.44. Gia công lỗ dọc theo một góc G72 ........................................................... 77
Hình 5.1. Chiều quay của trục chính........................................................................... 79
8
Hình 5.3. Ổ gá các dụng cụ quay trên trung tâm phay tiện......................................... 81
Hình 5.4. Đầu gá dao tiện............................................................................................ 82
Hình 5.5. Đầu gá dao trung tâm phay - tiện................................................................ 82
Hình 5.6. Các loại mảnh lưỡi cắt ................................................................................ 83
Hình 5.7. Kích thước mảnh lưỡi cắt............................................................................ 83
Hình 5.8. Quan hệ giữa IC và chiều dài lưỡi cắt......................................................... 83
Bảng 5.1. Quy trình tiện.............................................................................................. 85
Hình 5.9. Lập trình theo đường kính........................................................................... 87
Hình 5.10. Hệ tọa độ máy ........................................................................................... 93
Hình 5.11. Ví dụ về lệnh G50 ..................................................................................... 94
Hình 5.12. Tiện mặt đầu.............................................................................................. 95
Hình 5.13. Tiện trụ thẳng ............................................................................................ 96
Hình 5.14. Tiện trụ côn ............................................................................................... 96
Hình 5.15. Nguyên công tiện ren trên máy CNC........................................................ 97
Hình 5.16..................................................................................................................... 98
9
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC
Tên môn học: Máy điều khiển theo chương trình số
Mã số của môn học: MH.6510305.34
Thời gian của môn học: 30 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo
luận, bài tập: 00 giờ; Kiểm tra: 02giờ)
Vị trí, tính chất của môn học
- Vị trí:
+ Máy điều khiển theo chương trình số là môn học chuyên ngành điện công
nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
+ Môn học được bố trí sau các môn chung và trước các mô đun nghề.
- Tính chất: Môn học này cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản
về: Các khái niệm và phân biệt NC, DNC, CNC, DNCII, FMS,CIM. Nguyên tắc
cấu tạo của hệ thống thiết bị điều khiển số, chuyển động nội suy của thiết bị điều
khiển số, lập trình điều khiển số. Cơ sở vận hành và lập trình điều khiển số cho
thiết bị phay CNC, tiện CNC.
- Ý nghĩa và vai trò của môn học: Đây là môn học chuyên ngành điện công
nghiệp, cung cấp cho người học các kiến thức về máy điều khiển theo chương trình
số.
Mục tiêu môn học:
-Về kiến thức: Trình bày được khái niệm về NC, DNC, CNC, DNCII,
FMS,CIM. Phân biệt NC, DNC, CNC, DNCII, FMS,CIM và nguyên tắc cấu tạo
của hệ thống thiết bị điều khiển số;
-Về kỹ năng: Thao tác thực hiện lập trình điều khiển số và có khả năng vận
hành được các máy phay và tiện CNC;
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có ý thức rèn luyện, vận dụng kiến
thức đã học vào thực tế.
Nội dung môn học:
Môn học máy điều khiển theo chương trình số bao gồm 5 chương:
Chương 1: Tự động hóa quá trình sản xuất – Sự ra đời của máy điều khiển
theo chương trình số
Chương 2: Máy điều khiển theo chương trình số CNC
Chương 3: Cơ sở lập trình NC
Chương 4: Công nghệ phay CNC
Chương 5: Công nghệ tiện CNC
10
BÀI MỞ ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, có thể nói một
trong những tiêu chí đánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia là mức tự động hóa
trong quá trình sản xuất mà trước hết là năng suất và chất lượng sản phẩm. Sự phát
triển nhanh của máy tính điện tử, công nghệ thông tin và những thành tựu của lý
thuyết điều khiển tự động đã làm cơ sở và hỗ trợ cho sự phát triển của ngành tự
động hóa.
Nước ta mặc dù là một trong những nước đang phát triển, những năm gần
đây cùng với sự đòi hỏi của sản suất cũng như sự hội nhập vào nền kinh tế thế giới
thì việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật và đặc biệt là ứng dụng tự động hóa
trong các ngành sản xuất đã có bước phát triển mới. Tự động hóa được ứng dụng
rộng rãi trong các ngành sản xuất, một trong những ứng dụng của nó là sử dụng
máy công cụ CNC (Computer Numerical Control): máy cắt, máy hàn, … Vì vậy
người kỹ sư tự động hóa phải có những kiến thức cơ bản về CNC đặc biệt là có thể
vận hành được các máy này nên môn học máy điều khiển theo chương trình số
(CNC) là rất cần thiết đối với sinh viên chuyên ngành tự động hóa.
11
CHƯƠNG 1: TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT - SỰ RA ĐỜI
CỦA MÁY CNC
MH.6510305.34.01
Giới thiệu:
Sự thay đổi nhanh của sản xuất đã liên hệ chặt chẽ công nghệ thông tin với
công nghệ chế tạo máy, làm xuất hiện một loạt các thiết bị và hệ thống tự động
hoàn toàn mới như các loại máy điều khiển số, các trung tâm giac công, các hệ
thống điều khiển theo chương trình logic, các hệ thống sản xuất linh hoạt, các hệ
thống sản xuất tích hợp cho phép chuyển đổi nhanh sản phẩm gia công với thời
gian chuẩn bị sản xuất ít nhất, rút ngắn chu kỳ sản xuất sản phẩm, đáp ứng tốt tính
thay đổi nhanh của sản xuất hiện đại. Nội dung chương trình bày các kiến thức về
NC, DNC, CNC, DNCII, hệ thống sản xuất linh hoạt FMS, hệ thống sản xuất tích
hợp CIM.
Mục tiêu:
- Biết được sự khác nhau giữa NC, CNC, DNC và DNC II;
- Phân biệt được hệ thống sản xuất linh hoạt và hệ thống sản xuất tích hợp điều khiển
nhờ máy tính;
- Có ý thức chủ động tích cực tìm hiểu các kiến thức mới về tự động hóa trong lĩnh
vực sản xuất.
Nội dung chính:
1.1. Điều khiển số - NC và điều khiển máy trực tiếp - DNC
1.1.1.Điều khiển số - NC(Numerical Control)
a. Lịch sử ra đời của NC
Cũng như các kỹ thuật tiên tiến khác, NC ra đời vào thập niên 50 tại phòng
thí nghiệm của học viện Massachusetts. Khi mới ra đời máy NC chỉ có thể cắt
được các đường thẳng chính xác và hiệu quả. Điều này gây ra rất nhiều khó khăn
vì máy còn phải thực hiện vô số các đường thẳng ngang, dọc để gia công các biên
dạng hình cong (hình 1.1)
Hình 1.1. Biên dạng hình cong
12
Vấn đề này dẫn tới sự ra đời của APT (automatically Proogramme Tool).
Đây là loại ngôn ngữ lập trình đầu tiên cho NC, dùng các câu lệnh tiếng anh để
định nghĩa đường di chuyển hình học dụng cụ và các chỉ thị cần thiết khác. Đây là
tiền đề cho sự phát triển của NC. Ban đầu chương trình NC được mã hóa trên các
băng đục lỗ, sau đó dùng các băng từ. Sau khi máy tính ra đời các băng đục lỗ
được thay thế bằng các thiết bị xử lý dữ liệu của máy tính.
b. Máy NC
Máy NC bao gồm hai bộ phận chính
* Bộ điều khiển máy (Machine Control Unit: MCU)
Là bộ phận thực hiện được các chức năng sau:
Đọc và giải mã chương trình
Đưa ra các lệnh điều khiển
Nhận các tín hiệu phản hồi và xử lý
MCU bao gồm hai bộ phận chính sau:
DPU(data processing Unit): Bộ xử lý dữ liệu
CLU (Control Loop Unit): Bộ thực hiện điều khiển
DPU đọc các dữ liệu từ trên băng đục lỗ, đĩa từ …. Và giải mã các tín hiệu
này thành các dữ liệu số sau đó gửi tín hiệu đến CLU
CLU nhận các tín hiệu được giải mã từ DPU, đưa ra các lệnh điều khiển
máy, nhận các tín hiệu phản hồi so sánh và xử lý cho đến khi đạt độ chính xác yêu
cầu. DPU sau đó sẽ đọc khối lệnh tiếp theo.
* Máy công cụ (Machine Tool):
Tương tự như các máy thông thường, nhưng các chuyển động của các trục
được thực hiện bởi động cơ servo hoặc động cơ bước thông qua truyền động vít me
đai ốc
Trên hình 1.2 là sơ đồ các thành phần cấu tạo của máy NC
13
Hình 1.2. Thành phần của máy NC
Máy NC đã khắc phục được những hạn chế mà các máy công cụ truyền
thống không thực hiện được. Với máy NC, độ chính xác gia công cao hơn, tiết
kiệm dụng cụ hơn, dễ tự động hóa. Sự ra đời của NC cũng đưa đến sự ra đời của
hàng loạt các phương pháp gia công hiện đại, tiên tiến khác như: EDM, Laser
cutting, electron beam welding, water jet …..
1.1.2. Điều khiển máy trực tiếp - DNC (Direct NC)
Vào giữa thập niên 60, với sự ra đời của máy tính người ta đã nghĩ đến việc
thay đổi việc mã hóa dữ liệu trên băng đục lỗ, băng từ bằng máy tính nhằm giảm
bớt các yêu cầu về phần cứng, lập trình đơn giản hơn, nhanh chóng và linh hoạt
hơn.
Vào thời điểm này máy tính rất đắt tiền nên người ta sử dụng một máy tính
chủ Host để điều khiển chung nhiều máy NC qua mạng kết nối. hệ thống trên gọi
là DNC (hình 1.3)
Hình 1.3. Hệ thống DNC
14
1.2. Thiết bị điều khiển số nhờ máy tính – CNC và DNC II
1.2.1. Thiết bị điều khiển số nhờ máy tính - CNC (computer Numerical Control)
Vào cuối thập niên 60 sự ra đời của công nghệ vi xử lý đã đưa tới sự xuất
hiện của PLC, Microcomputer. Các thiết bị này nhay sau khi ra đời đã được ứng
dụng trên các máy NC và thế hệ máy CNC đã ra đời. Với CNC mỗi máy NC được
Phục vụ bởi một PLC hoặc Computer riêng. Điều này cho phép chương trình có
thể nhập và lưu trữ riêng trên mỗi máy CNC. Nhưng lại xuất hiện các vấn đề mới
đó là quản lý dữ liệu (giữa các máy không có sự liên hệ chặt chẽ với nhau)
Các thành phần của máy CNC được mô tả trên hình 1.4 bao gồm:
1. Chương trình gia công (Part program)
2. Thiết bị đọc chương trình (Program input device)
3. Machine control unit (MCU)
4. Hệ thống truyền động (Drive system)
5. Máy công cụ (Machine tool)
6. Hệ thống phản hồi (Feedback system)
Hình 1.4. Cấu trúc của máy CNC
1.2.2. DNC II (Distributed NC)
Để việc quản lý dữ liệu giữa các CNC tốt hơn, hệ thống DNC II đã được đưa
vào ứng dụng trong sản xuất là sự kết hợp giữa DNC và CNC. Hệ thống DNC II
bao gồm các máy tính chủ (Host Computer) và các máy tính cục bộ (Local
15
computer) kết nối với nhau (Hình 1.5). Nó cho phép các chương trình gia công lưu
được trên máy chHủ nên việc quản lý tốt hơn. Các Chương trình này có thể được
download xuống các local computer hoặc PLC. Và ta cũng có nhập chương trình
và dao diện trực tiếp từ các máy cục bộ local computer. Và nếu các máy chủ bị
ngưng thì các máy CNC vẫn có thể hoạt động bình thường. Đây là ưu điểm cơ bản
của DNC II so với DNC.
Hình 1.5. Hệ thống DNC II
1.3. Hệ thống sản xuất linh hoạt – FMS và hệ thống tích hợp điều khiển nhờ
trợ giúp của máy tính - CIM
1.3.1.Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible manufacturing System)
Vào giữa thập niên 60, Công thy Molin Ltd (anh ) đã phát triển hệ thống 24,
là hệ thống tiền thân của FMS. Tuy nhiên do hạn chế về kỹ thuật hệ thống sản xuất
linh hoạt vẫn chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết, ý tưởng trong suốt những năm 60s,
70s vào cuối thập niên 1970, đầu thập niên 1980s với sự phát triển mạnh của công
nghệ điều khiển phức tạp nhờ máy tính, hệ thống FMS đã được ứng dụng thành
công.Hệ thống FMS được sử dụng chủ yếu ở US trong các lĩnh vực chế tạo ô tô, xe
cơ giới, máy bay. Hệ thống FMS điển hình bao gồm:
Thiết bị xử lý : máy công cụ, máy lắp ráp, rô bốt
Thiết bị xử lý phôi : rô bốt, băng tải, hệ thống vận chuyển tự động, hệ thống
lưu kho tự động và hệ thống truy xuất.
Hệ thống trao đổi thông tin
Hệ thống điều khiển bằng máy tính
Con người
Hệ thống thay dao tự động
16
FMS tạo nên một bước tiến mới hướng đến việc tích hợp hoàn toàn quá trình
sản xuất, dựa trên các hệ thống, quan điểm tự động hóa sau:
CNC
DNC II
Hệ thống xử lý phôi liệu tự động
Công nghệ nhóm
1.3.2. Hệ thống sản xuất tích hợp CIM (Computer Intergate manufacturing/
flexible design and manufacturing)
Ý tưởng về hệ thống sản xuất tích hợp được Josheph Harington đề cập đến năm
1974 nhưng phải qua hàng chục năm đến đầu thập niên 1990s, hệ thống này mới
được ứng dụng thành công ở Mỹ. Cim là hệ thống tích hợp toàn bộ các thành phần
của quá trình sản xuất, được xử lý và điều khiển bởi máy tính.Từ việc phân tích thị
trường đến việc thiêt kế, chuẩn bị phôi liệu, chuẩn bị và tổ chức sx, kiểm tra chất
lượng sản phẩm cho đến cả việc phân phối trên thị trường.
Hình 1.6. Các thành phần cơ bản của hệ thống CIM
Với việc tích hợp sản xuất, năng suất tăng lên nhiều lần, chi phí lao động
giảm, giảm thời gian thiết kế và phát triển sản phẩm, chất lượng thiết kế cao hơn,
tính linh hoạt của hệ thống rất cao đáp ứng nhanh nhu cầu của thị trường, tăng lợi
thế cạnh tranh. Trong hệ thống CIM cần có sự chia sẻ thông tin giữa các bộ phận
để tăng tính linh hoạt và hoạt động của các khâu hiệu quả hơn
17
Câu hỏi chương 1
1. Phân biệt sự khác nhau giữa NC, DNC, CNC và DNCII.
2. Hệ thống sản xuất linh hoạt - FMS.
3. Hệ thống tích hợp điều khiển nhờ trợ giúp của máy tính - CIM.
Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập của chương
- Đánh giá về kiến thức: Tự luận
- Đánh giá về kỹ năng:
18
CHƯƠNG 2: MÁY ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ - CNC
MH.6510305.34.02
Giới thiệu:
Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật ngày nay, nhiều loại máy CNC đã được
nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong chế tạo cơ khí, sản xuất…. góp phần nâng
cao năng suất lao động. Nội dung chương trình bày các khái niệm cơ bản, ưu
nhược điểm, cấu trúc máy CNC, các bộ phận cơ bản của máy CNC, các phương
thức di chuyển dao và chuyển động nội suy.
Mục tiêu:
- Biết được ưu, nhược điểm của máy CNC;
- Phân biệt được các bộ phận cơ bản của máy CNC;
- Thực hiện được một số chuyển động nội suy;
Nội dung chính:
2.1. Khái niệm cơ bản và cấu trúc máy CNC
2.1.1. Khái niệm cơ bản
a. Điều khiển
Là sự thay đổi của các đại lượng đầu ra theo quy định nhất định nào đó của
các đại lượng đầu vào.
b. Điều khiển số NC (Numeric Control)
Điều khiển số NC là hoạt động các hệ thống được điều khiển trực tiếp bởi
dữ liệu số được mã hóa bằng chương trình. Chương trình gồm các chỉ thị được mã
hóa dưới dạng số, kí tự chữ và các kĩ tự đặc biệt khác. Các chỉ thị này bao gồm:
Chỉ thị điều khiển: Được chuyển thành hai dạng:
Tín hiệu xung điện (pulse):điều khiển tốc độ, số vòng quay của động cơ
truyền động.
Tín hiệu đóng/ngắt (ON/OFF): Cung cấp chất bôi trơn và làm nguội, chọn
và thay dao, ngừng máy, kẹp nhả phôi …
Thông tin hình học : Là hệ thống thông tin điều khiển các chuyển động
tương đối giữa dao cụ và chi tiết, còn gọi là thôn tin đo lường dịch chuyển.
Thông tin công nghệ : Là hệ thống thông tin cho phép máy thực hiện gia
công với những giá trị công nghệ yêu cầu. Ví dụ chuẩn hóa gốc tọa độ, chiều sâu
cắt, tốc độ chạy dao
19
c. Điều khiển số bằng máy tính (CNC)
* Định nghĩa : CNC là hệ thống NC sử dụng máy tính thiết lập trực tiếp trên
hệ điều khiển máy.
* Đặc điểm:
Được điều khiển bởi các chỉ thị lưu trữ trên bộ nhớ máy tính để thực hiện
một phần hay toàn bộ các chức năng điều khiển số.
Được phát triển dựa trên những thành tựu công nghệ vie điện tử, vi xử lý
Các hệ điều khiển CNC có khả năng thực hiện các chức năng điều khiển bởi
phần mềm → đơn giản các mạch điều khiển, giảm giá thành, tăng độ tin cậy
Hầu hết các hệ điều khiển số thế hệ mới đều ở dạng CNC.
d. Máy công cụ điều khiển theo chương trình số (CNC machine)
Là thế hệ máy công cụ (machine tool) được điều khiển bởi bộ điều khiển
CNC
2.1.2.Cấu trúc máy CNC
Hệ thống máy CNC gồm 6 thành phần chính như hình 2.1 :
Hình 2.1. Cấu trúc của máy CNC
Chương trình gia công
Bộ điều khiển máy (MCU)
Máy công cụ (Machine tool)
Thiết bi đọc chương trình (program input device)
20
Tải về để xem bản đầy đủ
99 trang
26/03/2022
8444
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Máy điều khiển theo chương trình số - Nghề: Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_may_dieu_khien_theo_chuong_trinh_so_nghe_cong_ngh.pdf
