Mô tả:
CNC_Week01
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ
Ths.Phùng Xuân Lan
Bộ môn CNCTM
Khoa Cơ Khí
1
Nội dung của bài giảng
Bản chất của điều khiển số
Bước phát triển của điều khiển số
Tính năng và ứng dụng của điều khiển số so với điều khiển
thông thường
Các hệ thống điều khiển số
2
Bản chất của điều khiển số
Điều khiển số
z
z
z
z
“Điều khiển số (Numerical Control) là một quá trình tự động điều
khiển các hoạt động của máy trên cơ sở các dữ liệu số được mã hoá
đặc biệt tạo nên một chương trình làm việc của thiết bị hay hệ
thống”
Máy hiểu theo nghĩa rộng bao gồm: các máy cắt kim loại, robot,
băng tải vận chuyển phôi liệu hoặc chi tiết gia công…
Dữ liệu số được mã hoá bao gồm: các chữ số, số thập phân, các
chữ cái và một số các ký tự đặc biệt.
Các chữ số và ký tự đó đại diện cho các đặc tính gia công như kích
thước của chi tiết, các dụng cụ được yêu cầu, dung dich trơn nguội,
tốc độ vòng quay trục chính, tốc độ chạy dao và được tổ hợp thành
câu lệnh
3
Bản chất của điều khiển số
Điều khiển số
z
Dữ liệu đầu vào bao gồm:
z
Các thông tin hình học: Là hệ thống thông tin điều khiển các chuyển
động tương đối giữa dao và chi tiết, liên quan trực tiếp đến quá trình tạo
hình bề mặt (thể hiện dịch chuyển dụng cụ)
Các thông tin công nghệ: Là hệ thống thông tin điều khiển các chức
năng vận hành của máy như đóng mở trục chính máy, đóng mở dung
dich trơn nguội, đóng mở hộp chạy dao, hộp trục chính của máy lựa
chọn chiều sâu cắt, tốc độ chạy dao, số vòng quay trục chính,
Định dạng tín hiệu đầu vào chứa các thông tin điều khiển số để
điều khiển máy CNC nói chung là một chuỗi các xung điện.
Các xung được sắp xếp theo các mẫu khác nhau. Mỗi mẫu đại diện cho
một kí tự hay con số cụ thể nào đó. Và các mẫu xung khác nhau được
gọi là code.
Với mục đích điều khiển, chỉ 7 trong 8 xung được sử dụng cho việc biểu
diễn giá trị nhị phân Æ Tương đương với 127 code có thể được biểu
diễn. Con số này vượt quá số code yêu cầu cho điều khiển số là 52.
4
Bản chất của điều khiển số
5
Bản chất của điều khiển số
6
Bản chất của điều khiển số
7
Bản chất của điều khiển số
NC code tape
NC program tape
8
Bản chất của điều khiển số
9
Bản chất của điều khiển số
Phương pháp truyền thông tin đầu vào
z
Những thông tin cần thiết để gia công một chi tiết nào đó được tập
hợp một cách hệ thống thành chương trình gia công chi tiết và có
thể:
Thông qua các vật mang tin như băng đục lỗ, giấy đục lỗ
Được soạn thảo và lưu trữ trong vật mang tin (băng từ, đĩa từ hoặc đĩa
compact CD) và được đưa vào hệ điều khiển số qua cửa nạp tương
thích.
Được đưa vào hệ điều khiển số thông qua các nút bấm bằng tay trên
bảng điều khiển.
Được chuyển trực tiếp từ bộ nhớ của một máy tính điều hành chủ sang
hệ điều khiển số của từng trạm gia công (nguyên tắc vận hành DNC)
10
Bước phát triển của điều khiển số
11
Bước phát triển của điều khiển số
1808
z
Joseph M. Jacquard đã dùng bìa tôn có đục lỗ để điều khiển các
máy dệt
1938
z
Claude E. Shannon (MIT) tính toán và chuyển giao nhanh dữ liệu ở
dạng nhị phân có vận dụng lý thuyết đại số và xác nhận công tắc
điện tử - nền tảng cơ sở của máy tính ngày nay.
1952
z
Viện MIT cho ra đời máy công cụ điều khiển số đầu tiên
(CINCINNATI HYDROTEL) gồm nhiều đèn điện tử với chức năng
nội suy đường thẳng đồng thời theo 3 trục và nhận dữ liệu thông
qua băng đục lỗ mã nhị phân.
1958
z
Ngôn ngữ lập trình biểu tượng hoá đầu tiên (APT) được giới thiệu
trong quan hệ liên kết với máy tính IBM 704.
12
Bước phát triển của điều khiển số
1959
z
1960
z
Giải pháp thay dụng cụ tự động đã nâng cao trình độ tự động hoá
khâu gia công
1969
z
Các hệ điều khiển NC trong kỹ thuật đèn bán dẫn đã thay thế các
hệ thống điều khiển cũ dùng đèn điện tử
1965
z
Triển lãm máy công cụ tại Paris, trình bày những máy NC đầu tiên
của Châu Âu
Những giải pháp đầu tiên về điều khiển liên kết chung từ một máy
tính trung tâm DNC
1970
z
Giải pháp thay/bệ gá phôi tự động
13
Bước phát triển của điều khiển số
1972
z
1976
z
Giải pháp tích hợp và tự động hoá sản xuất (CIM)
1993
z
Những khớp nối liên hoàn CAD/CAM đầu tiên xuất hiện
1986/1987
z
Các hệ thống gia công linh hoạt (FMS) được tạo lập
1979
z
Hệ vi xử lý tạo ra một cuộc cách mạng trong kỹ thuật CNC
1978
z
Những hệ điều khiển NC đầu tiên có lắp đặt máy tính nhỏ - hệ điều
khiển số dùng máy tính nhỏ CNC
Sự xuất hiện của các trung tâm gia công (MC)
1994
z
Khép kín chuỗi quá trình CAD/CAM-CNC
14
Các hệ điều khiển số
Hệ điều khiển số NC (Numerical Control)
z
z
Đặc tính của hệ điều khiển này là “chương trình hoá các mối liên hệ”
trong đó mỗi mảng linh kiện điện tử riêng lẻ được xác định một
nhiệm vụ nhất định, liên hệ giữa chúng phải thông qua những dây
nối hàn cứng trên các mạch logic điều khiển
Chức năng điều khiển được xác định chủ yếu bởi phần cứng
15
Các hệ điều khiển số
Hệ điều khiển số NC (Numerical Control)
Băng đục lỗ
Tính toán, kiểm tra, giải mã
Lưu giữ thông
tin vị trí
Bộ so sánh trị số thực
và trị số cho trước
Lưu giữ lệnh
điều khiển máy
Điều khiển NC
Bộ nội suy
Bộ khuyếch đại các thông tin dịch chuyển
và điều khiển máy
Trị số
thực
Bộ thích nghi
Lệnh điều khiển máy
Trị số cho trước
Máy NC
Hệ thống đo
dịch chuyển
Hệ thống
truyền động
16
Các hệ điều khiển số
Hệ điều khiển số CNC (Computer Numerical Control)
z
z
Điều khiển CNC là một hệ điều khiển có thể lập trình và ghi nhớ. Nó
bao hàm một máy tính cấu thành từ các bộ vi xử lý kèm theo các bộ
phận ngoại vi
Các chương trình CNC và các hàm logic được lưu trên các vi mạch
máy tính đặc biệt (các thanh ghi bộ nhớ của máy tính) dưới dạng
các phần mềm thay vì được nối kết cứng (nối dây) do đó các
chương trình làm việc có thể thiết lập trước.
17
Các hệ điều khiển số
Hệ điều khiển số CNC (Computer Numerical Control)
Đĩa mềm, CD
Đưa dữ liệu vào từ bàn phím
Chương trình vào/ra
Chương trình giải mã
Chương trình điều hành bộ
lưu giữ chương trình
Chương trình in
Chương
trình gia
công
NC
Điều khiển CNC
Chương trình nội suy
Lưu giữ chương trình
Bộ khuyếch đại các thông tin
dịch chuyển và điều khiển máy
Trị số
thực
Bộ thích nghi
Máy NC
18
Các hệ điều khiển số
Hệ điều khiển DNC (Direct Numerical Control)
z
z
z
z
Hệ thống điều khiển trong đó nhiều máy CNC được nối với một
máy vi tính gia công trung tâm qua đường dẫn dữ liệu
Mỗi máy công cụ CNC có hệ điều khiển CNC mà bộ tính toán của
nó có nhệm vụ chọn lọc và phân phối các thông tin, bộ tính toán
được coi là cấu nối giữa máy công cụ và máy tính trung tâm.
Máy tính trung tâm có thể nhận những thông tin từ các bộ phận
điều khiển CNC để hiệu chỉnh chương trình hoặc có thể đọc những
dữ liệu từ máy công cụ
Trong một số trường hợp máy tính đóng vai trò chỉ đạo trong việc
lựa chọn những chi tiết gia công theo thứ tự ưu tiên để phân chia
lượng gia công tới các máy khác nhau
19
Các hệ điều khiển số
Hệ điều khiển DNC (Direct Numerical Control)
Ưu điểm của hệ thống
z
Có một ngân hàng dữ liệu trung tâm cho biết các thông tin của chương trình
của chi tiết gia công và dụng cụ trên tất cả các máy công cụ
z
Truyền dữ liệu nhanh, tin cậy, phát huy tốt hiệu quả của các máy NC
z
Điều khiển và lập kế hoạch gia công dễ dàng
z
Có khả năng ghép nối vào hệ thống gia công linh hoạt
20
- Xem thêm -