Tài liệu Bài giảng máy cnc

  • Số trang: 94 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 222 |
  • Lượt tải: 0
tranvantruong

Đã đăng 3224 tài liệu

Mô tả:

bài giảng máy cnc
M¸y CNC vµ Robot c«ng nghiÖp T¨ng Quèc Nam Häc viÖn Kü thuËt Qu©n sù Giíi thiÖu vÒ m«n häc T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1. Tªn m«n häc: M¸y ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè vµ robot c«ng nghiÖp 2. Sè l−îng ®¬n vÞ häc tr×nh: 02 (30 tiÕt) 3. Môc tiªu cña m«n häc * KiÕn thøc: - Cñng cè c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ m¸y c¾t kim lo¹i ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè - HiÓu ®−îc cÊu tróc hÖ thèng ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè cho m¸y c¾t kim lo¹i - BiÕt ®−îc cÊu tróc, ®éng häc vµ øng dông cña robot c«ng nghiÖp * Kü N¨ng: VËn dông ®−îc c¸c kiÕn thøc ®Ó cã thÓ tiÕp cËn ®−îc c«ng nghÖ gia c«ng trªn m¸y CNC. 1 Giíi thiÖu vÒ m«n häc T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN Tµi liÖu häc tËp [1]. NguyÔn Ngäc CÈn - M¸y ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè [2]. NguyÔn Ngäc CÈn - §iÒu khiÓn tù ®éng - NXB khoa häc kü thuËt [3]. T¹ Duy Liªm - M¸y ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè vµ robot c«ng nghiÖp – Tr−êng §HBK Hµ Néi - 1996 [4]. T¹ Duy Liªm - HÖ thèng ®iÒu khiÓn sè cho m¸y c«ng cô - NXB khoa häc & kü thuËt – 1999 [5]. NguyÔn ThiÖn Phóc - Ng−êi m¸y c«ng nghiÖp - Tr−êng §HBK Hµ Néi – 1995 [6] Bài giảng Ch−¬ng 1. M¸y c¾t kim lo¹i ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè (M¸y CNC) # 1.1 LÞch sö m¸y CNC vµ c¸c kh¸i niÖm liªn quan # 1.2 §iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè # 1.3 KÕt cÊu m¸y CNC # 1.4 HiÖu qu¶ sö dông m¸y CNC 2 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.1. LÞch sö m¸y CNC vµ c¸c kh¸i niÖm liªn quan T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN Lµm thÕ nµo ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt, khu«n mÉu phøc t¹p? # Xa x−a - §−îc chia thµnh c¸c phÇn ®¬n gi¶n h¬n ®Ó gia c«ng - Sau khi gia c«ng xong, chóng míi ®−îc ghÐp l¹i víi nhau thµnh chi tiÕt hoµn chØnh b»ng ph−¬ng ph¸p hµn, t¸n. - C«ng nghÖ ®ã ®¾t vµ kh«ng ®¶m b¶o ®−îc ®é chÝnh x¸c vÒ kÝch th−íc vµ h×nh häc mong muèn còng nh− sù ®ång ®Òu vÒ c¬ tÝnh vËt liÖu. # Sau nµy - Dïng m¸y chÐp h×nh, ng−êi ta ®· chÕ t¹o ®−îc c¸c chi tiÕt phøc t¹p h¬n. - C«ng nghÖ gia c«ng trªn m¸y chÐp h×nh vÉn cßn nhiÒu nh−îc ®iÓm • ®é chÝnh x¸c kh«ng cao (do qu¸n tÝnh cña hÖ thèng lín, do sai sè cña mÉu,...), • n¨ng suÊt thÊp (do ph¶i h¹n chÕ tèc ®é tr−ît cña ®Çu dß trªn mÉu), • ®¾t vµ kÐm linh ho¹t (v× c¸c d−ìng mÉu lµ c¸c chi tiÕt c¬ khÝ chÝnh x¸c, dïng vËt liÖu ®Æc biÖt nªn khã chÕ t¹o). 3 NC T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # NC = Numerical Control # ý t−ëng vÒ ®iÒu khiÓn sè (NC) - Cã thÓ h×nh dung m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè lµ mét m¸y chÐp h×nh, nh−ng c¸c d−ìng, mÉu, cam,... c¬ khÝ ®−îc thay b»ng ch−¬ng tr×nh m¸y tÝnh. - Ch−¬ng tr×nh kh«ng bÞ mßn nh− c¸c d−ìng mÉu, mang ®i mang l¹i dÔ dµng. - ViÖc so¹n th¶o, söa ®æi ch−¬ng tr×nh l¹i dÔ, nhanh vµ rÎ h¬n nhiÒu so víi chÕ t¹o cam, d−ìng,... # 3 nguyªn t¾c ®èi víi m¸y NC c«ng nghiÖp - Sö dông m¸y tÝnh ®Ó tÝnh to¸n quü ®¹o ch¹y dao vµ l−u d÷ liÖu vµo b×a ®ôc lç. - Dïng thiÕt bÞ ®äc t¹i m¸y ®Ó tù ®éng ®äc d÷ liÖu tõ b×a ®ôc lç. - HÖ thèng ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô xö lý vµ liªn tôc ®−a ra th«ng tin ®iÒu khiÓn c¸c ®éng c¬ ®−îc g¾n lªn trôc vÝt me. T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN LÞch sö ph¸t triÓn NC # 1949: - MÉu ®Çu tiªn cña m¸y NC do MIT (ViÖn c«ng nghÖ Massachusetts) thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o theo ®Æt hµng cña Kh«ng lùc Hoa kú, ®Ó s¶n xuÊt c¸c chi tiÕt phøc t¹p vµ chÝnh x¸c cña m¸y bay. # 1952: - chiÕc m¸y phay ®øng 3 trôc ®iÒu khiÓn sè cña h·ng Cincinnati Hydrotel ®−îc tr−ng bµy t¹i MIT. # 1960’s: - m¸y NC ®−îc s¶n xuÊt vµ sö dông trong c«ng nghiÖp. - c¸c bé ®iÒu khiÓn sè ®Çu tiªn dïng ®Ìn ®iÖn tö nªn tèc ®é xö lý chËm, cång kÒnh vµ tiªu tèn nhiÒu n¨ng l−îng. - ch−¬ng tr×nh ®−îc chøa trong c¸c b¨ng vµ b×a ®ôc lç, khã hiÓu vµ kh«ng söa ch÷a ®−îc. - Giao tiÕp ng−êi - m¸y rÊt khã kh¨n v× kh«ng cã mµn h×nh, bµn phÝm. # 1970’s: - c¸c linh kiÖn b¸n dÉn ®−îc sö dông phæ biÕn trong c«ng nghiÖp - m¸y NC gän h¬n, tèc ®é xö lý cao h¬n, tiªu tèn Ýt n¨ng l−îng h¬n,... - c¸c b¨ng ®ôc lç sau nµy ®−îc thay b»ng b¨ng hoÆc ®Üa tõ,... - tÝnh n¨ng sö dông cña c¸c m¸y NC vÉn ch−a ®−îc c¶i thiÖn ®¸ng kÓ, cho ®Õn khi m¸y tÝnh ®−îc øng dông. 4 CNC T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # CNC = Computer Numerical Control # §Çu 1970’s, m¸y CNC ra ®êi: - C¸c bé ®iÒu khiÓn sè trªn m¸y c«ng cô ®−îc tÝch hîp m¸y tÝnh vµ thuËt ng÷ CNC ra ®êi. # M¸y CNC −u viÖt h¬n m¸y NC th«ng th−êng vÒ nhiÒu mÆt - tèc ®é xö lý cao, kÕt cÊu gän,... - −u ®iÓm quan träng nhÊt cña chóng lµ ë tÝnh n¨ng sö dông, giao diÖn víi ng−êi dïng vµ c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi kh¸c. # C¸c m¸y CNC ngµy nay - cã mµn h×nh, bµn phÝm vµ nhiÒu thiÕt bÞ kh¸c ®Ó trao ®æi th«ng tin víi ng−êi dïng. - nhê mµn h×nh, ng−êi dïng ®−îc th«ng b¸o th−êng xuyªn vÒ t×nh tr¹ng cña m¸y, c¶nh b¸o b¸o lçi vµ nguy hiÓm cã thÓ x¶y ra, cã thÓ m« pháng ®Ó kiÓm tra tr−íc qu¸ tr×nh gia c«ng,... - cã thÓ lµm viÖc ®ång bé víi c¸c thiÕt bÞ s¶n xuÊt kh¸c nh− robot, b¨ng t¶i, thiÕt bÞ ®o,... trong hÖ thèng s¶n xuÊt. - cã thÓ trao ®æi th«ng tin trong m¹ng m¸y tÝnh c¸c lo¹i, tõ m¹ng côc bé (LAN) ®Õn m¹ng diÖn réng (WAN) vµ Internet. T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN CNC vµ CAD/CAM # CAD (Computer Aided Design) - "thiÕt kÕ cã trî gióp cña m¸y tÝnh“ - lµ mét lÜnh vùc øng dông cña CNTT vµo thiÕt kÕ. - trî gióp cho c¸c nhµ thiÕt kÕ trong viÖc m« h×nh ho¸, lËp vµ xuÊt c¸c tµi liÖu thiÕt kÕ dùa trªn kü thuËt ®å ho¹. # CAM (Computer Aided Manufacturing) - "s¶n xuÊt cã trî gióp cña m¸y tÝnh“ - xuÊt hiÖn do nhu cÇu lËp tr×nh cho c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn sè (m¸y CNC, robot, thiÕt bÞ vËn chuyÓn, kho tµng, kiÓm tra) vµ ®iÒu khiÓn chóng. # CAD/CAM - vèn xuÊt hiÖn ®éc lËp víi nhau, nh−ng ngµy cµng xÝch l¹i gÇn nhau. - lµ thuËt ng÷ ghÐp, dïng ®Ó chØ mét m«i tr−êng thiÕt kÕ - s¶n xuÊt víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh. # Sù ph¸t triÓn cña m¸y CNC vµ c«ng nghÖ gia c«ng trªn m¸y CNC liªn quan ®Õn: - kü thuËt ®iÒu khiÓn tù ®éng, - kü thuËt thiÕt kÕ vµ s¶n xuÊt cã trî gióp cña m¸y tÝnh (CAD/CAM). 5 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN CNC vµ FMS/CIM # FMS - Mét hÖ thèng s¶n xuÊt tù ®éng, cã kh¶ n¨ng tù thÝch øng víi sù thay ®æi ®èi t−îng s¶n xuÊt ®−îc gäi lµ hÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t (Flexible Manufacturing System - FMS). - FMS gåm m¸y c¸c CNC, robot, c¸c thiÕt bÞ vËn chuyÓn, thiÕt bÞ kiÓm tra, ®o l−êng,... lµm viÖc d−íi sù ®iÒu khiÓn cña mét m¹ng m¸y tÝnh. # CIM - Sù tÝch hîp mäi hÖ thèng thiÕt bÞ s¶n xuÊt vµ tÝch hîp mäi qu¸ tr×nh thiÕt kÕ - s¶n xuÊt - qu¶n trÞ kinh doanh nhê m¹ng m¸y tÝnh víi c¸c phÇn mÒm trî gióp c«ng t¸c thiÕt kÕ vµ c«ng nghÖ, kinh doanh,... t¹o nªn hÖ thèng s¶n xuÊt tÝch hîp nhê m¸y tÝnh (Computer Integrated Manufacturing - CIM). T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN LÞch sö ph¸t triÓn cña CNC 6 1.2. §iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.2.1 Nguyªn t¾c cÊu tróc 1.2.2 C¸c d¹ng ®iÒu khiÓn 1. §iÒu khiÓn theo ®iÓm 2. §iÒu khiÓn theo ®−êng 3. §iÒu khiÓn theo phi tuyÕn (contour) 1.2.3 VËt mang tin vµ cèt m· ho¸ 1.2.1 Nguyªn t¾c cÊu tróc T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè 7 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn CNC: Bé ®iÒu khiÓn trung t©m (MCU Machine Control Unit) ®¶m nhiÖm viÖc ®iÒu khiÓn toµn bé ho¹t ®éng cña hÖ thèng. # NhiÖm vô cña MCU: - §äc, gi¶i m· c¸c lÖnh trong ch−¬ng tr×nh NC, - Läc vµ xö lý c¸c th«ng tin h×nh häc vµ th«ng tin c«ng nghÖ, tÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®iÒu khiÓn, - XuÊt c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cho c¸c c¬ cÊu t−¬ng øng: trôc chÝnh, ch¹y dao, thay dao vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî kh¸c; T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN - Gi¸m s¸t qu¸ tr×nh ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu c«ng nghÖ vµ sù an toµn cña thiÕt bÞ. Chøc n¨ng gi¸m s¸t vµ mét phÇn chøc n¨ng ®iÒu khiÓn th−êng ®−îc thùc hiÖn th«ng qua PLC. # NhËp d÷ liÖu vµo bé nhí cña m¸y: - bµn phÝm - c¸c ph−¬ng tiÖn ®äc kh¸c, nh−: ®äc ®Üa, ®äc b¨ng. - trao ®æi d÷ liÖu víi c¸c thiÕt bÞ l−u tr÷ bªn ngoµi qua giao diÖn truyÒn th«ng chuÈn, nh− RS 232, RS 485. 8 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # Xö lý d÷ liÖu: - Do bé xö lý trung t©m (CPU) thùc hiÖn. - Trªn c¬ së c¸c d÷ liÖu trong ch−¬ng tr×nh, CPU tÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®iÒu khiÓn hÖ thèng. - TÝnh to¸n c«ng nghÖ (2): C¸c th«ng tin c«ng nghÖ, nh− chän dao, chiÒu vµ tèc ®é quay trôc chÝnh, t−íi dung dÞch hoÆc dõng,... ®−îc chuyÓn tíi hÖ thèng t−¬ng øng th«ng qua bé hiÖu chØnh (4), th−êng lµ PLC. T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN - TÝnh to¸n h×nh häc (3): Th«ng tin h×nh häc cña ®−êng ch¹y dao (d¹ng, h−íng, tèc ®é) ®−îc ph©n tÝch thµnh chuyÓn ®éng ®éc lËp cña c¸c trôc. Bé phËn thùc hiÖn viÖc ®ã gäi lµ bé néi suy (3). # §iÒu khiÓn trôc (®iÒu khiÓn vÞ trÝ) - LÖnh ch¹y dao tõ bé néi suy ®−îc ®−a ®Õn m¹ch ®iÒu khiÓn vÞ trÝ (Position Control Loop) - gåm c¸c bé ®iÒu khiÓn ®éng c¬, ®éng c¬, thiÕt bÞ ®o vÞ trÝ, m¹ch ph¶n håi vÞ trÝ. 9 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # S¬ ®å cña mét hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ cho 1 trôc. - NhËn tÝn hiÖu (lÖnh chuyÓn ®éng) tõ bé néi suy, so s¸nh víi tÝn hiÖu ph¶n håi tõ sensor gi¸m s¸t vÞ trÝ thùc cña dao. - Chªnh lÖch gi÷a 2 tÝn hiÖu trªn ®−îc dïng lµm tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn, qua khuyÕch ®¹i ®iÒu khiÓn vµ khuyÕch ®¹i c«ng suÊt, biÕn ®æi thµnh ®¹i l−îng t−¬ng tù (®iÖn ¸p), lµm cho ®éng c¬ chuyÓn ®éng. T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.2.2 C¸c d¹ng ®iÒu khiÓn # §iÒu khiÓn ®iÓm - ®iÓm (®iÒu khiÓn ®iÓm) - Lµ kiÓu ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n nhÊt: dông cô (dao) ®−îc ®iÒu khiÓn ch¹y nhanh – kh«ng c¾t (víi tèc ®é quy ®Þnh tr−íc, kh«ng ®iÒu khiÓn ®−îc tõ ch−¬ng tr×nh) theo ®−êng th¼ng tõ ®iÓm nµy tíi ®iÓm kia. - Qu¸ tr×nh c«ng t¸c (c¾t) chØ thùc hiÖn t¹i c¸c ®iÓm dõng. - Môc ®Ých chÝnh lµ c¸c kÝch th−íc ®Þnh vÞ ®iÓm ph¶i ®¹t ®−îc chÝnh x¸c, kh«ng quan t©m ®Õn quÜ ®¹o. - KiÓu ®iÒu khiÓn nµy dïng trªn c¸c m¸y khoan, ®ét lç, hµn ®iÓm,... 10 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN - C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn • §iÒu khiÓn ®ång thêi theo 2 trôc (a) • §iÒu khiÓn ®éc lËp (b) # §iÒu khiÓn ®−êng (tuyÕn tÝnh) - KiÓu ®iÒu khiÓn nµy cho phÐp ch¹y dao cã gia c«ng (®iÒu khiÓn ®−îc tèc ®é tõ ch−¬ng tr×nh) theo tõng trôc. - T¹i mét thêi ®iÓm chØ cã thÓ ch¹y dao tù ®éng theo mét trôc, nªn chØ gia c«ng tù ®éng theo c¸c ®−êng song song víi c¸c trôc to¹ ®é. - øng dông trªn c¸c m¸y phay, tiÖn ®¬n gi¶n. - VÝ dô: ®iÒu khiÓn ®−êng • (a) m¸y tiÖn • (b) m¸y phay 11 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # §iÒu khiÓn theo contour (biªn d¹ng, phi tuyÕn) - §iÒu khiÓn cã gia c«ng ®ång thêi theo nhiÒu trôc kh¸c nhau. - Nhê vËy cã thÓ gia c«ng ®−êng th¼ng hoÆc ®−êng cong bÊt kú. - PhÇn lín c¸c bé ®iÒu khiÓn trong c«ng nghiÖp hiÖn nay lµ ®iÒu khiÓn contour. - Bé ®iÒu khiÓn contour cã thÓ lµm ®−îc c¸c viÖc cña 2 kiÓu ®iÒu khiÓn tr−íc (®iÓm, ®−êng). - C¸c bé ®iÒu khiÓn contour ®−îc ph©n lo¹i theo sè sè trôc cã thÓ ®iÒu khiÓn ®ång thêi: 2D, ,3D hoÆc nhiÒu h¬n. # §iÒu khiÓn 2D - M¸y cã kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn ®ång thêi 2 trôc. V× vËy chØ cã thÓ gia c«ng ®−êng th¼ng hoÆc ®−êng cong trong mét mÆt ph¼ng. - VD: m¸y cã thÓ ®iÒu khiÓn ®ång thêi 2 trôc X, Y. Ch¹y dao theo trôc Z ph¶i thùc hiÖn b»ng tay hoÆc sau khi dõng 2 trôc kia. 12 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # §iÒu khiÓn - T−¬ng tù nh− ®iÒu khiÓn 2D, t¹i mét thêi ®iÓm m¸y chØ cã thÓ ®iÒu khiÓn ®ång thêi 2 trôc. - §iÓm kh¸c lµ cã thÓ thay ®æi ph−¬ng trôc dao, nghÜa lµ cã thÓ gia c«ng trong mÆt ph¼ng X-Y, X-Z, Y-Z. - Trôc thø ba cã thÓ ®−îc ®iÒu khiÓn tù ®éng khi dõng 2 trôc kia. # §iÒu khiÓn 3D - Bé ®iÒu khiÓn 3D cã thÓ ®iÒu khiÓn ®ång thêi 3 trôc. - Nhê vËy cã thÓ gia c«ng c¸c ®−êng, mÆt kh«ng gian, vÝ dô mÆt cÇu, mÆt xo¾n vÝt trô. - Tuy nhiªn, trªn mét sè m¸y chØ cã thÓ gia c«ng ®−êng th¼ng 3D, ®−êng xo¾n èc (néi suy cung trßn theo 2 trôc vµ ®−êng th¼ng theo trôc thø ba). - Chó ý: sè trôc ®−îc ®iÒu khiÓn ®ång thêi kh«ng nhÊt thiÕt b»ng sè trôc cña m¸y. 13 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # §iÒu khiÓn 4D, 5D - §iÒu khiÓn dÞch chuyÓn theo 3 trôc (3D) - Cã thªm 1 – 2 chuyÓn ®éng quay cña dao (hoÆc chi tiÕt) xung quanh 1 trôc nµo ®ã. - øng dông - trong gia c«ng c¸c bÒ mÆt kh«ng gian phøc t¹p - ®Ó duy tr× chÕ ®é c«ng nghÖ: tèc ®é c¾t kh«ng ®æi,... # C¸c d¹ng ®iÒu khiÓn - §iÒu khiÓn ®iÓm - ®iÓm - §iÒu khiÓn ®−êng - §iÒu khiÓn contour (b) (a) • 2D • 2 • 3D • 4D, 5D (d) (c) # Lùa chän kiÓu ®iÒu khiÓn phô thuéc vµo h×nh d¸ng bÒ mÆt cÇn gia c«ng # M¸y phøc t¹p h¬n cã thÓ thùc hiÖn ®−îc vai trß cña m¸y ®¬n gi¶n h¬n (e) (g) (f) (h) 14 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.2.3 VËt mang tin vµ cèt m· ho¸ # VËt mang tin (phÇn tö mang ch−¬ng tr×nh) - B¨ng ®ét lç - B¨ng tõ - §Üa tõ # Cèt m· ho¸ (m· ho¸ th«ng tin) - M· sè ISO - NhÞ ph©n Th¶o luËn T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # Ph©n biÖt NC vµ CNC? # T¹i sao ng−êi ta hay dïng kh¸i niÖm CAD/CAM/CNC? # Ph©n tÝch cÊu tróc bé ®iÒu khiÓn CNC 15 Th¶o luËn T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # Ph©n tÝch luång th«ng tin ®iÒu khiÓn vÞ trÝ? Th¶o luËn T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # C¸c h×nh sau t−¬ng øng víi d¹ng ®iÒu khiÓn nµo, trªn m¸y nµo? (b) (a) (d) (e) (c) (f) (g) (h) 16 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN Ch−¬ng 1. M¸y c¾t kim lo¹i ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè (M¸y CNC) # 1.1 LÞch sö m¸y CNC vµ c¸c kh¸i niÖm liªn quan # 1.2 §iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè # 1.3 KÕt cÊu m¸y CNC # 1.4 HiÖu qu¶ sö dông m¸y CNC T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.3 KÕt cÊu m¸y CNC # VÒ kÕt cÊu chung, m¸y th«ng th−êng, m¸y NC vµ m¸y CNC ®Òu cã: - phÇn c¬ së (th©n m¸y, bµn m¸y, hÖ thèng truyÒn ®éng trôc chÝnh, hÖ thèng ch¹y dao, hÖ thèng ®iÒu khiÓn, hÖ thèng g¸ kÑp - c¸c thiÕt bÞ phô trî (lµm m¸t, b«i tr¬n, chiÕu s¸ng,...). # Tuy nhiªn, kÕt cÊu cña tõng hÖ thèng cña m¸y CNC cã nhiÒu ®iÓm kh¸c so víi m¸y th«ng th−êng. - HÖ thèng ®iÒu khiÓn trôc chÝnh - HÖ thèng ®iÒu khiÓn ch¹y dao - HÖ thèng g¸ kÑp chi tiÕt - HÖ thèng thay dao 1 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.3.1 §Æc ®iÓm kÕt cÊu chung # HÖ truyÒn ®éng c¬ khÝ ®−îc chÕ t¹o cøng v÷ng, chÝnh x¸c, gi¶m thiÓu ma s¸t. C¸c ®−êng tr−ît th−êng ®−îc nhiÖt luyÖn, phñ hîp kim gi¶m ma s¸t vµ mµi mßn hoÆc dïng con l¨n. # C¸c truyÒn ®éng vÝt me th−êng ®−îc dïng vÝt me - ®ai èc bi ®Ó gi¶m ma s¸t vµ triÖt tiªu khe hë. # HÖ thèng hé sè, hép tèc ®é gÇn nh− kh«ng cßn v× c¸c ®éng c¬ ®Òu ®−îc ®iÒu khiÓn v« cÊp. # Vïng lµm viÖc cña m¸y CNC th−êng ®−îc bao kÝn ®Ó ®¶m b¸o an toµn tèi ®a cho ng−êi sö dông. # ViÖc thay dao, thay vµ kÑp ph«i, t¶i phoi,... th−êng ®−îc thùc hiÖn tù ®éng. T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.3.1 §Æc ®iÓm kÕt cÊu chung # M¸y CNC hÇu nh− kh«ng cßn c¸c tay quay, cÇn g¹t c¬ khÝ v× c¸c chøc n¨ng thay ®æi chÕ ®é gia c«ng, dÞch chuyÓn bµn m¸y (hoÆc dao) ®Òu ®−îc thùc hiÖn tù ®éng hoÆc dïng c¸c phÝm ®iÒu khiÓn, tay quay ®iÖn tö. # Thay v× kÕt cÊu ®óc, hÖ thèng khung s−ên cña m¸y CNC th−êng cã kÕt cÊu khung hµn, cho phÐp gi¶m khèi l−îng, Ýt bÞ biÕn d¹ng nhiÖt mµ vÉn cøng v÷ng vµ æn ®Þnh. # C¸c m¸y vµ c¸c trung t©m gia c«ng CNC th−êng ®−îc trang bÞ c¸c hÖ thèng thay dao tù ®éng, cÊp ph«i tù ®éng, t¶i phoi tù ®éng. # VÞ trÝ cña ®µi dao th−êng ®−îc chuyÓn vÒ phÝa sau m¸y ®Ó thuËn tiÖn cho ®iÒu khiÓn vµ kh«ng c¶n trë quan s¸t cña c«ng nh©n. # B¨ng m¸y tiÖn th−êng ®−îc ®Æt nghiªng ®Ó t¨ng ®é æn ®Þnh, gi¶m kÝch th−íc chiÒu ngang vµ dÔ tho¸t phoi. 2 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.3.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn trôc chÝnh # Còng nh− trªn c¸c m¸y th«ng th−êng, trôc chÝnh trªn m¸y CNC ®¶m b¶o chuyÓn ®éng c¾t chÝnh. - Trªn m¸y phay, ®ã lµ trôc mang dao phay, - Trªn m¸y tiÖn lµ trôc mang ph«i. - Trªn m¸y mµi, trôc chÝnh mang ®¸ mµi. # Trôc chÝnh lµ bé phËn tiªu tèn n¨ng l−îng nhiÒu nhÊt trªn m¸y. V× vËy c«ng suÊt trôc chÝnh th−êng ®−îc dïng lµm chØ tiªu ®¸nh gi¸ c«ng suÊt gia c«ng cña m¸y. # Yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi trôc chÝnh lµ cã kho¶ng thay ®æi sè vßng quay réng, víi momen lín, æn ®Þnh vµ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cao. # Trªn c¸c m¸y th«ng th−êng: dïng ®éng c¬ xoay chiÒu kh«ng ®ång bé hoÆc ®ång bé kÌm hép sè c¬ khÝ cã cÊp vµ v« cÊp. T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.3.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn trôc chÝnh # Trªn m¸y CNC, tèc ®é trôc chÝnh cÇn ®−îc ®iÒu khiÓn v« cÊp, tù ®éng theo ch−¬ng tr×nh, trong ph¹m vi réng. - RÊt cÇn thiÕt khi thay ®æi ®−êng kÝnh dao phay hoÆc ®−êng kÝnh ph«i tiÖn mµ l¹i cÇn duy tr× vËn tèc c¾t kh«ng ®æi. - Gia c«ng ren b»ng ®Çu ta r« cøng, gia c«ng ren nhiÒu ®Çu mèi,... cßn ®ßi hái ph¶i ®Þnh vÞ chÝnh x¸c gãc trôc chÝnh. # Sö dông c¸c lo¹i ®éng c¬ dÔ ®iÒu khiÓn tù ®éng tèc ®é: - ®éng c¬ mét chiÒu, xoay chiÒu ®ång bé. - ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®iÒu khiÓn b»ng biÕn tÇn ®−îc sö dông réng r·i. - khi cÇn ®Þnh vÞ gãc trôc chÝnh, ng−êi ta g¾n encoder lªn trôc ®éng c¬. # So víi trôc chÝnh cña m¸y th«ng th−êng, trôc chÝnh cña m¸y CNC lµm viÖc víi tèc ®é cao h¬n (tíi hµng v¹n v/ph), th−êng xuyªn cã gia tèc lín. V× vËy, yªu cÇu c©n b»ng, b«i tr¬n ®Æc biÖt cao ë c¸c m¸y CNC. 3 T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN 1.3.3 HÖ thèng ®iÒu khiÓn ch¹y dao # HÖ thèng ch¹y dao ®¶m b¶o chuyÓn ®éng t¹o h×nh, nªn nã quyÕt ®Þnh kh¶ n¨ng c«ng nghÖ (tøc lµ kÝch th−íc, h×nh d¹ng, ®é chÝnh x¸c cña bÒ mÆt gia c«ng) cña m¸y. # Trªn thùc tÕ, chuyÓn ®éng t¹o h×nh cã thÓ do dao hoÆc ph«i thùc hiÖn, nh−ng ng−êi ta quy −íc trong mäi tr−êng hîp coi ph«i ®øng yªn, cßn dao chuyÓn ®éng. # So víi c¸c hÖ thèng kh¸c, hÖ thèng ch¹y dao cña m¸y CNC cã nhiÒu thay ®æi nhÊt so víi m¸y th«ng th−êng. - Sù thay ®æi râ nhÊt lµ mçi trôc ch¹y dao ®−îc ®iÒu khiÓn b»ng mét ®éng c¬ riªng. - Sù phèi hîp gi÷a c¸c chuyÓn ®éng t¹o h×nh theo c¸c ph−¬ng lµ do bé ®iÒu khiÓn ®¶m nhiÖm. - HÖ thèng truyÒn ®éng c¬ khÝ liªn kÕt ®éng häc gi÷a c¸c trôc, kÓ c¶ c¸c tay quay lµ kh«ng cÇn thiÕt. C¸c trôc ®−îc ®iÒu khiÓn T.Q. Nam. Bµi gi¶ng M¸y CNC vµ RBCN # Trªn m¸y phay, th−êng cã 3 trôc ®−îc ®iÒu khiÓn lµ X, Y, Z. # Trªn m¸y tiÖn, sè trôc ®iÒu khiÓn th−êng lµ 2 - trôc X vµ Z . # C¸c m¸y hiÖn ®¹i vµ c¸c trung t©m gia c«ng th−êng cã tíi 4, 5, 6 trôc ®iÒu khiÓn hoÆc h¬n. # Theo tiªu chuÈn quèc tÕ, ng−êi ta ®Æt tªn 3 trôc quay quanh c¸c trôc X, Y, Z lµ A, B, C. NÕu cã c¸c trôc tÞnh tiÕn song song víi X, Y, Z th× ng−êi ta gäi chóng lµ U, V, W. 4
- Xem thêm -