Tài liệu Khảo sát động lực học máy phay cnc sử dụng bộ điều khiển linux

ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP.HCM 75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA ------------------------------------ NGUYӈN NGӐ&'ѬѪ1* KHҦ26È7ĈӜNG LӴC HӐC MÁY PHAY CNC SӰ DӨNG BӜ Ĉ,ӄU KHIӆN LINUX DYNAMIC SURVEY OF CNC MILLING MACHINE USING LINUX CONTROLLER &KX\rQQJjQK&ѫKӻ Thuұt Mã sӕ: 8520101 LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ TP. HӖ CHÍ MINH, tháng 01 QăP2 &Ð1*75Î1+ĈѬӦC HOÀN THÀNH TҤI 75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA ± Ĉ+4*73+&0 Cán bӝ Kѭӟng dүn khoa hӑc : TS. Phҥm Bҧo Toàn Cán bӝ chҩm nhұn xét 1 : 767UѭѫQJ4XDQJ7UL Cán bӝ chҩm nhұn xét 2 : 760DLĈӭFĈmL LuұQYăQWKҥFVƭÿѭӧc bҧo vӋ tҥӏ 7UѭӡQJĈҥi hӑF%iFK.KRDĈ+4*WS+&0 Ngày 20 tháng 01 QăQ2022 . Thành phҫn HӝLÿӗQJÿDQKJLiOXұQYăQWKҥFVƭJӗm: 1. 2. 3. 4. 5. 3*6767UѭѫQJ7tFK7KLӋn TS. NguyӉn Thanh Nhã 767UѭѫQJ4XDQJ7UL 760DLĈӭFĈmL TS. Phҥm Bҧo Toàn - Chӫ Tӏch - 7KѭNê - Phҧn biӋn 1 - Phҧn biӋn 2 - Ӫy Viên Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch Hӝi ÿӗQJÿiQKJLi/9Yj7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên ngành sau khi luұQYăQÿmÿѭӧc sӱa chӳa (nӃu có). CHӪ TӎCH HӜ,ĈӖNG 3*6767UѭѫQJ7tFK7KLӋn 75ѬӢNG KHOA KHOA HӐC ӬNG DӨNG i ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP.HCM 75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA CӜNG HÒA XÃ HӜI CHӪ 1*+Ƭ$9,ӊT NAM Ĉӝc lұp - Tӵ do - Hҥnh phúc NHIӊM VӨ LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ Hӑ tên hӑc viên: NguyӉn NgӑF'ѭѫQJ««««««««06+9 1Jj\WKiQJQăPVLQK: «««««««««1ѫLVLQK9ƭQK3K~F &KX\rQQJjQK&ѫ.ӻ ThuұW««««««««««««0mVӕ: 8520101 I. 7Ç1Ĉӄ TÀI: KhҧRViWÿӝng lӵc hӑc máy phay CNC sӱ dөng bӝ ÿLӅu khiӇn Linux (Dynamic survey of CNC milling machine using Linux Controller) II. NHIӊM VӨ VÀ NӜI DUNG: - Tính toán, thiӃt kӃ mô hình máy CNC 4 trөc. - Mô phӓng và xây dӵng bӝ ÿLӅu khiӇn LinuxCNC. - KhҧRViWUXQJÿӝng máy CNC trong gia công thӵc tӃ. III. NGÀY GIAO NHIӊM VӨ: 22/02/2021 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ: 05/12/2021 V. CÁN BӜ +ѬӞNG DҮN: TS. Phҥm Bҧo 7RjQ Tp. HCM, ngày 20 tháng 01 QăP022 CÁN BӜ +ѬӞNG DҮN CHӪ NHIӊM BӜ 0Ð1Ĉ¬27ҤO 763KҥP%ҧRToàn 75ѬӢNG KHOA KHOA HӐC ӬNG DӨNG ii Lӡi cҧPѫQ Không có sӵ thành công nào mà không có sӵ hӛ trӧ JL~Sÿӥ cӫDQJѭӡi khác. Trong quá trình hӑc tұp tҥLWUѭӡng, tӯ khi bҳWÿҫu khoá hӑFFKRÿӃn nay khi hoàn thành luұn YăQWӕt nghiӋSW{Lÿmÿѭӧc sӵ TXDQWkPJL~Sÿӥ cӫa quí thҫ\F{JLDÿuQKYjEҥn bè. 4XDÿyW{L[LQEj\Wӓ long biӃWѫQVkXVҳFÿӃn tҩt cҧ thҫy cô, nhӳQJQJѭӡLÿmK\VLQK giành hӃt tâm huyӃt truyӅQÿҥt kiӃn thӭc và kinh nghiӋm cӫD PuQKÿӇ chӍ dҥy tôi trong suӕt quá trình hӑc tұp và thӵc hiӋQÿӅ tài luұQYăQQj\ Xin chân thành cҧPѫn tӟi các thҫy cô Bӝ P{Q&ѫ.ӻ Thuұt ± Khoa Khoa hӑc Ӭng DөQJÿmWұn tình truyӅn thө nhӳng kiӃn thӭc hӳu ích trong quá trình hӑc tұp. 7{LFNJQJ[LQJӱi lӡi cҧPѫQÿӃn các thҫy cô, anh chӏ Phòng thí nghiӋQ&ѫӬng Dөng ÿmÿӝng viên, hӛ trӧ YjÿyQJJySêNLӃn trong quá trình thӵc hiӋn luұQYăQFNJQJQKѭ TXiWUuQKÿjRWҥo cӫDWUѭӡng. Xin gӱi lӡi cҧPѫQÿһc biӋWÿӃn: - Gs. Ngô KiӅX1KLÿmWұn tình dҥy bҧo trong quá trình hӑc tұp. - Ts. Phҥm BҧR7RjQÿmWұQWuQKKѭӟng dүn trong quá trình thӵc hiӋQÿӅ tài. - Ths. NguyӉn QuӕF+ѭQJÿmWұQWuQKJL~Sÿӥ WURQJTXiWUuQKWuPêWѭӣQJSKѭѫQJ pháp tính toán, thiӃt kӃ máy. Lӡi cuӕLFQJW{L[LQGjQKÿӇ cҧPѫQFKDPҽ nhӳQJQJѭӡLÿmFyF{QJVLQKWKjQK QX{LGѭӥQJYjOX{QTXDQWkPÿӃQFK~QJHPÿӇ FK~QJHPFyÿѭӧc ngày hôm nay. Do sӵ hҥn chӃ vӅ thӡL JLDQ FNJQJ QKѭ WUuQK ÿӝ nên luұQ YăQ NK{QJ WKӇ tránh khӓi nhӳng thiӃu sót. Rҩt mong nhӳng góp ý, nhӳng lӡi nhұn xét bә sung cӫa các thҫy cô và các bҥn sinh viên. Xin chân thành cҧPѫQ TP.Hӗ &Kt0LQKQJj\WKiQJQăP iii Tóm tҳt luұQYăQWKҥFVƭ$EVWUDFW Tóm tҳt: LuұQYăQWKӵc hiӋn tính toán ÿӝng hӑc, tӯ ÿyÿѭDUDP{KuQKWKLӃt kӃ cho máy CNC (Computer Numerical Control) 4 trөc. Tӯ mô hình thiӃt kӃ, tính toán mô phӓng rung ÿӝng kӃt cҩu máy bҵng phҫn mӅP$QV\Vÿӗng thӡi mô phӓng hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn bҵng công cө MATLAB Simulink và thiӃt lұp bӝ ÿLӅu khiӇn bҵng phҫm mӅP/LQX[&1&6DXÿyWKӵc hiӋn khҧRViWUXQJÿӝng trên khung máy thӵc tӃÿӇ ÿӕi chiӃu vӟi kӃt quҧ mô phӓng, tӯ ÿyWuPÿѭӧc nguyên nhân gây ra sai sӕ trong gia công. Abstract: The reasearch performs kinematics calculations to design model for 4-axis CNC milling machines. From the design model, i performs a simulation of the machine structure with Ansys software, and simulate the control system with the tool MATLAB Simulink and set up the controller using LinuxCNC software. After that, the vibration survey is performed on the actual machine frame to compare with the simulation results, thereby finding the cause of the error in machining. iv LӡLFDPÿRDQ HӑFYLrQ[LQFDPÿRDQOXұQYăQ³KhҧRViWÿӝng lӵc hӑc máy phay CNC sӱ dөng bӝ ÿLӅu khiӇn linux´OjPӝt công trình nghiên cӭXÿӝc lұSGѭӟi sӵ Kѭӟng dүn cӫa TS. Phҥm Bҧo Toàn. Ngoài ra không thӵc hiӋQVDRFKpSÿӅ tài cӫDQJѭӡi khác. Nӝi dung luұQYăQOjTXiWUuQKQJKLrQFӭu cӫa hӑc viên trong thӡi gian tham gia hӑc tұp, nghiên cӭu tҥLFѫVӣ ÿjRWҥo: Ĉҥi hӑc Bách Khoa, thành phӕ Hӗ Chí Minh. Các sӕ liӋu, kӃt quҧ, hình ҧQKÿѭӧc trình bày trong luұQYăQOjWUXQJWKӵFÿѭӧFÿ~FNӃt tӯ kӃt quҧ nghiên cӭu cӫa hӑc viên: - &ѫVӣ lý thuyӃWÿѭӧFKѭӟng dүn bӣi GS.TS. Ngô KiӅu Nhi và TS. Phҥm Bҧo Toàn vӟi nhӳng tài liӋu khoa hӑFÿѭӧc trích xuҩt nguӗn gӕc trong luұQYăQ - &iFSKѭѫQJSKiSWtQKWRiQÿѭӧc tiӃn hành bӣi hӑc viên và kӃt quҧ ÿѭӧFÿ~F kӃt và trình bày trong luұQYăQOjFyÿѭӧc tӯ quá trình này. - Dӳ liӋXÿRÿҥc kӃt cҩu máy là trung thӵFÿѭӧc thӵc hiӋQÿRÿҥc thӵc tӃ tҥi phòng thí nghiӋP&ѫKӑc Ӭng dөng (LAM) bӣi hӑc viên và các thành viên phòng thí nghiӋm. Hӗ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 QăP2 Tác giҧ luұQYăQ NguyӉn NgӑF'ѭѫQJ v MӨC LӨC Lӡi cҧPѫQ« ............................................................................................................ii Tóm tҳt luұQYăQWKҥFVƭ$EVWUDFW ........................................................................ iii LӡLFDPÿRDQ ...........................................................................................................iv MӨC LӨ&« ............................................................................................................. v DANH MӨC CÁC TӮ VIӂT TҲT ...................................................................... viii &+ѬѪ1* TӘNG QUAN .................................................................................... 1 1.1. Tәng quan vӅ máy CNC. .............................................................................1 1.1.1. Lӏch sӱ phát triӇn cӫa máy CNC. ........................................................1 1.1.2. KӃt cҩXFѫEҧn cӫa máy CNC. .............................................................2 1.1.3. Tҫm quan trӑng cӫa máy CNC. ..........................................................7 1.2. Tәng quan vӅ bӝ ÿLӅu khiӇn máy CNC. .....................................................7 1.2.1. Khái niӋm và phân loҥi.........................................................................7 1.2.2. Cҩu trúc bӝ ÿLӅu khiӇn cӫa máy CNC. ...............................................9 1.4. Nghiên cӭu vӅ UXQJÿӝng máy CNC. .......................................................12 1.5. Giӟi thiӋu vӅ luұQYăQ ..............................................................................14 1.5.1. Lý do chӑQÿӅ tài. ................................................................................14 1.5.2. MөFWLrXÿӕLWѭӧng và phҥm vi nghiên cӭu. ....................................15 &+ѬѪ1* &Ѫ6Ӣ LÝ THUYӂT ...................................................................... 16 2.1. &ѫVӣ ÿӝng hӑc. ..........................................................................................16 2.1.1. Vec-Wѫÿӏnh vӏ và toҥ ÿӝ thuҫn nhҩt. .................................................16 2.1.2. Ma trұn chuyӇn hӋ trөc khҧo sát vӅ hӋ trөc cӕ ÿӏnh. ......................17 2.1.3. ;iFÿӏnh vӏ WUtYjKѭӟng cӫa khâu thao tác. ....................................27 2.1.4. Vұn tӕc và gia tӕc các khâu. ...............................................................28 2.2. 6ѫOѭӧc vӅ UXQJÿӝng máy. .......................................................................30 vi 2.2.1. Các thông sӕ ÿһFWUѭQJFӫDUXQJÿӝng. ............................................30 2.2.2. 7iFÿӝng cӫDUXQJÿӝng máy. ...........................................................34 &+ѬѪ1* TÍNH TOÁN THIӂT Kӂ MÁY ..................................................... 38 3.1. 6ѫÿӗ ÿӝng hӑc máy CNC 4 trөc ..............................................................38 3.2. 7tQKWRiQÿӝng hӑc máy CNC 4 trөc. ......................................................39 3.3. Tính toán thiӃt kӃ máy CNC 4 trөc. ........................................................44 3.3.1. Lӵc cҳt và tӕFÿӝ cҳt. ..........................................................................44 3.3.2. 7tQKWRiQÿӝQJFѫWUөc chính ............................................................45 3.3.3. Tính toán bӝ truyӅn trөFYtWÿDLӕc. ..................................................46 3.3.4. Tính toán ә OăQ ...................................................................................51 &+ѬѪ1* MÔ PHӒ1*581*ĈӜNG KHUNG MÁY ................................ 54 4.1. 5XQJÿӝng trong gia công CNC. ..............................................................54 4.2. KӃt quҧ mô phӓng......................................................................................54 4.2.1. Mô hình 3D. .........................................................................................54 4.2.2. Thông sӕ vұt liӋXYjÿLӅu kiӋn biên. ..................................................55 4.2.3. KӃt quҧ tҫn sӕ riêng. ...........................................................................57 4.2.4. KӃt quҧ tҫn sӕ Fѭӥng bӭc...................................................................59 &+ѬѪ1* TÍNH TOÁN Hӊ THӔ1*Ĉ,ӄU KHIӆN MÁY CNC ................ 63 5.1. Mô hình truyӅQÿӝng ....................................................................... 63 5.2. ThiӃt kӃ bӝ ÿLӅu khiӇn. .................................................................... 65 5.2.1. 6ѫOѭӧc vӅ bӝ ÿLӅu khiӇn PID. ...............................................................65 5.2.2. ĈLӅu khiӇn PD dӵa trên vӏ trí và vұn tӕc. ............................................66 5.3. 5.3.1. Mô phӓQJÿLӅu khiӇn. ...................................................................... 67 Giӟi thiӋu vӅ Matlab Simulink. .............................................................67 vii 5.3.2. 5.4. Mô hình và kӃt quҧ mô phӓng. .............................................................68 ThiӃt lұp các thông sӕ trên phҫn mӅm Linux CNC................................71 &+ѬѪ1* KHҦO SÁT THӴC NGHIӊ0581*ĈӜNG MÁY CNC ......... 77 6.1. ThiӃt lұp mô hình và kӃt quҧ ÿRUXQJÿӝng máy phay CNC. ...............77 6.2. KӃt quҧ khҧRViWUXQJÿӝng cӫa máy phay CNC. ..................................77 6.3. KӃt quҧ ÿRVDLVӕ cӫa chi tiӃt gia công. ....................................................82 &+ѬѪ1* TӘNG KӂT ...................................................................................... 83 7.1. Các kӃt quҧ ÿҥWÿѭӧc.................................................................................83 7.2. ѬXÿLӇm và hҥn chӃ. ..................................................................................83 7.3. ĈӏQKKѭӟng phát triӇn cӫa luұQYăQ .......................................................84 DANH MӨC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HӐC ................................................ 85 TÀI LIӊU THAM KHҦO ...................................................................................... 86 PHӨ LӨC 1: DANH SÁCH HÌNH ҦNH .............................................................. 89 PHӨ LӨC 2: DANH SÁCH BҦNG BIӆU ............................................................ 92 viii DANH MӨC CÁC TӮ VIӂT TҲT AI - Artifical Intelligence CNC - Computer Numerical Control DCN - Data Communications Networks IBM - International Business Machine Corporation MIT - ViӋn Công nghӋ Massachusetts NC - Network Computer PD ± Proportional and Derivative PID - Proportional Integral Derivative PLC - Programmable Logic Controller RMS - Root-Mean-Square 1 &+ѬѪ1* TӘNG QUAN 1.1. Tәng quan vӅ máy CNC. 1.1.1. Lӏch sӱ phát triӇn cӫa máy CNC. ThiӃt kӃ máy CNC (Computer Numerical Control) hiӋQÿҥi bҳt nguӗn tӯ tác phҭm cӫa John T. Parsons cuӕi nhӳQJQăPYjÿҫu nhӳQJQăP6DXFKLӃn tranh thӃ giӟi thӭ 2, Parsons tham gia sҧn xuҩt cánh máy bay trӵFWKăQJPӝt công viӋFÿzLKӓi phҧi gia công chính xác các hình dҥng phӭc tҥp. Parsons sӟm nhұn ra rҵng bҵng cách sӱ dөng máy tính cӫa International Business Machine Corporation (IBM) thӡLNuÿҫX{QJÿmFyWKӇ tҥo ra nhӳng thanh dүQÿѭӡng mӭc chính xác KѫQUҩt nhiӅu khi sӱ dөng các phép tính bҵng tay và sѫÿӗ. Dӵa trên kinh nghiӋm Qj\{QJÿmJLjQKÿѭӧc hӧSÿӗng phát triӇn mӝW³Pi\FҳWÿѭӡng mӭc tӵ ÿӝQJ´FKR NK{QJTXkQÿӇ tҥo mһt cong cho cánh máy bay. Sӱ dөng mӝWÿҫXÿӑc thҿ máy tính và các bӝ ÿLӅu khiӇQÿӝQJFѫWUӧ ÿӝng (servo motor). ChiӃFPi\ÿѭӧc chӃ tҥo cӵc kì lӟn, phӭc tҥSYjÿҳWÿӓ. Mһc dù vұy, nó làm viӋc mӝt cách tӵ ÿӝng và gia công các mһt cong vӟLÿӝ FKtQK[iFFDRJL~SÿiSӭng nhu cҫu cӫa ngành công nghiӋp máy bay. ĈӃn nhӳQJQăPJLiWKjQKYjWtQKSKӭc tҥp cӫa nhӳng chiӃc máy tӵ ÿӝng ÿm JLҧm ÿӃn mӝt mӭF ÿӝ nhҩW ÿӏQK ÿӇ có thӇ ӭng dөng trong các ngành công nghiӋp khác. Nhӳng chiӃc máy này sӱ dөQJFiFÿӝQJFѫWUX\ӅQÿӝQJÿLӋn mӝt chiӅXÿӇ vұn dөQJY{OăQJYjYұn hành dao cө&iFÿӝQJFѫQj\QKұn chӍ dүQÿLӋn tӯ mӝWÿҫXÿӑFEăQJWӯ ± ÿӑc mӝWEăQg giҩy có chiӅu rӝng khoҧQJFPFyÿөc mӝt hàng lӛ. Vӏ trí và thӭ tӵ lӛ FKRSKpSÿҫXÿӑc sҧn xuҩt ra nhӳQJ[XQJÿLӋn cҫn thiӃWÿӇ TXD\ÿӝQJFѫYӟi thӡi gian và tӕFÿӝ chính xác. Trong thӵc tӃQyÿLӅu khiӇn máy giӕQJQKѭQKkQYLrQYұQKjQK&iF[XQJÿLӋn ÿѭӧc quҧn lý bӣi mӝt Pi\WtQKÿѫQJLҧn không có bӝ nhӟ. -RKQ3DUVRQVÿm[LQSKpS IBM sӱ dөng mӝt trong nhӳng chiӃFPi\WtQKYăQSKzQJ WUXQJѭѫQJFӫa hӑ ÿӇ thӵc hiӋn mӝt loҥt các phép toán cho mӝt cánh máy bay trӵc WKăQJPӟi. CuӕLFQJ{QJÿmGjQ[Ӄp vӟi Thomas J. Watson, chӫ tӏch huyӅn thoҥi 2 cӫa IBM, nhӡ ÿy,%0VӁ làm viӋc vӟi tұSÿRjQ3DUVRQVÿӇ tҥo ra mӝt chiӃc máy ÿѭӧFÿLӅu khiӇn bӣi các thҿ ÿөc lӛ1KDQKFKyQJ3DUVRQVFNJQJNêÿѭӧc hӧSÿӗng vӟL$LU)RUFHÿӇ sҧn xuҩt mӝt chiӃFPi\ÿѭӧFÿLӅu khiӇn bҵng thҿ KD\EăQJWӯ có khҧ QăQJFҳt các hình dҥQJÿѭӡng mӭc giӕQJQKѭQKӳng hình trong cánh quҥt YjFiQKPi\ED\6DXÿy{QJÿmÿӃn gһp các kӻ Vѭӣ phòng thí nghiӋPFѫFҩu phө thuӝc ViӋn Công nghӋ Massachusetts (MIT) nhӡ hӛ trӧ dӵ án. Các nhà nghiên cӭX0,7ÿã thí nghiӋm nhiӅu kiӇXTXiWUuQKNKiFQKDXYjFNJQJÿmOjPYLӋc vӟi các dӵ án Air Force tӯ thӡi ThӃ chiӃn II. Phòng thí nghiӋP0,7ÿmQKұn thҩ\ÿk\ là mӝWFѫKӝi tӕWÿӇ mӣ rӝng nghiên cӭXVDQJOƭQKYӵFÿLӅu khiӇn. ViӋc phát triӇn thành công các công cө máy &1&ÿmÿѭӧc các nhà nghiên cӭu cӫDWUѭӡQJÿҥi hӑc ÿҧm trách. Tӯ ÿyYLӋc nghiên cӭu, cҧi tiӃn, tӕLѭXKyDFiFQJX\rQOtÿLӅu khiӇn, vұn hành cӫD Pi\ &1& ÿѭӧc thӵc hiӋn trên toàn thӃ giӟi. Tӯ các công trình nghiên cӭXÿӝc lұp, các dӵ iQÿzLKӓi trí tuӋ sӕ ÿ{QJPi\&1&QJj\FjQJQKӓ gӑn trong cҩu tҥRFKtQK[iFYjWK{QJPLQKWURQJJLDF{QJ0i\&1&ÿѭӧc ӭng dөng trong rҩt nhiӅu ngành khoa hӑc kӻ thuұt, công nghiӋp, y tӃ, quân sӵ và khó có thӇ nói nó là tài sҧn hay sӣ hӳu trí tuӋ cӫDULrQJFiQKkQQjRÿҩt nѭӟc nào. 1.1.2. KӃt cҩXFѫEҧn cӫa máy CNC. Hҫu hӃt máy CNC hiӋn nay bao gӗm 2 phҫn chính: x PhҫQFѫNKtĈӃ máy, thân máy, bàn máy, bàn xoay, trөc mít me bi, ә tích dөng cө, cөm trөFFKtQKYjEăQJGүQKѭӟng. x PhҫQÿLӅu khiӇn: các loҥLÿӝQJFѫFiFKӋ thӕng ÿLӅu khiӇn và máy tính trung tâm. Hình 1.1 mô tҧ các bӝ phұQFѫEҧn cӫa mӝt máy tiӋn CNC. 3 Hình 1.1. K͇t c̭XF˯E̫n cͯa máy ti͏n CNC [1]. 1.1.2.1. 7KkQPi\YjÿӃ máy: 7KkQPi\YjÿӃ Pi\WKѭӡQJÿѭӧc chӃ tҥo bҵng gang, vì gang có thӇ chӏu nén gҩp 10 lҫn thép. Bên trong thân máy chӭa hӋ thӕQJÿLӅu khiӇn, hӋ thӕng trөFFKtQK« Thân máy cӭng vӳQJÿҧm bҧRÿӝ FKtQK[iFNKLJLDF{QJÿӃ Pi\ÿӥ toàn bӝ máy ÿҧm bҧo cân bҵng và әQÿӏnh cho máy. 1.1.2.2. Bàn máy: Bàn máy (Hình 1.2) OjQѫLJiÿһt chi tiӃWJLDF{QJKD\ÿӗ gá. Nhӡ sӵ chuyӇQÿӝng linh hoҥt cӫDEjQPi\Pjÿӝ chính xác cӫDPi\&1&WăQJOrQUҩt cao. HiӋn nay EjQPi\&1&WKѭӡQJ[RD\ÿѭӧc tҥo nên trөc thӭ 4 hay thӭ 5 cho máy. Hình 1.2. Bàn xoay cho máy CNC 4 và 5 trͭc [2]. 4 1.1.2.3. Cөm trөc chính: Cөm trөc chính (Hình 1.3) OjQѫLOҳp dөng cө, chuyӇQÿӝng xoay sinh ra lӵc cҳt phôi khi gia công. Hình 1.3. Trͭc chính máy CNC [2]. NguӗQÿӝng lӵFÿLӅu khiӇn trөc chính: TrөFFKtQKÿѭӧFÿLӅu khiӇn bӣLFiFÿӝng Fѫ7Kѭӡng sӱ dөQJÿӝQJFѫ6HUYRWKHRFKӃ ÿӝ vòng lһp kín, bҵng công nghӋ sӕ ÿӇ tҥo ra tӕFÿӝ ÿLӅu khiӇn chính xác và hiӋu quҧ FDRGѭӟi chӃ ÿӝ tҧi nһng. 1.1.2.4. Cөm dүQKѭӟng: Cөm dүn hѭӟng (Hình 1.4) có nhiӋm vө dүQKѭӟng truyӅQÿӝng cho bàn máy theo FiFKѭӟng X, Y và chuyӇQÿӝng lên xuӕng cӫa trөFFKtQKWKHRSKѭѫQJ=. Hình 1.4. Cͭm d̳QK˱ͣng trͭc máy CNC [2]. 5 1.1.2.5. Cөm truyӅQÿӝng: &ѫFҩu truyӅQÿӝQJWURQJPi\&1&WKѭӡng sӱ dөQJYLWPHÿDLӕc vӟLѭXÿLӇm chӏu tҧi lӟQÿӝ chính xác cao, tӹ sӕ truyӅn lӟn. Có 2 loҥLYLWPHÿDLӕF9LWPHÿDLӕFWUѭӧWYjYLWPHÿDLӕc bi. Thay vì trҥng thái tiӃp xúc mһWQKѭYtWPHÿDL ӕc WUѭӧt WKuYtWPHÿDLӕc bi có dҥng tiӃS[~FOăQEҵQJFiFKÿѭDYjRFiFUmQKUHQVӕ Oѭӧng lӟn bi hoһc bi trө. Do tiӃp xúc giӳDYtWPHYjÿDLӕFOjPDViWOăQQrQPDViWFyWKӇ OjFRLOjNK{QJÿiQJ kӇ. ѬXÿLӇm cӫDYLWPHÿDLӕc bi (Hình 1.5): x MҩWPiWQăQJOѭӧng do ma sát nhӓ, hiӋu suҩt bӝ truyӅQÿҥt gҫn 90%. x Ĉҧm bҧo chuyӇQÿӝng әQÿӏnh do lӵc ma sát gҫQQKѭNK{QJEӏ ҧQKKѭӣng bӣi tӕFÿӝ. x Ĉӝ cӭng vӳng dӑc trөc cao. x Ĉҧm bҧRÿӝ chính xác khi làm viӋc lâu dài. Hình 1.5. Trͭc Vitme-ÿDL͙c bi [2]. 1.1.2.6. Ә tích dөng cө: 6 'QJÿӇ tích chӭa nhiӅu dao phөc vө cho quá trình gia công. Nhӡ có ә tích dao máy CNC có thӇ thӵc hiӋQÿѭӧc nhiӅu nguyên công cҳt gӑt khác nhau liên tiӃp vӟi nhiӅu loҥi dao cҳt khác nhau. Có 3 loҥi chính: Dҥng xích, dҥQJÿƭDUHYROYH dҥng sao QKѭhình 1.6. Hình 1.6. Các lo̩i ͝ tích dͭng cͭ [1]. Giúp giҧm thӡi gian thao tác bҵng tay, tránh rӫLURQKѭQJWăQJFKLSKtOҳSÿһt. &ѫFҩu thay dao (Hình 1.7): Trong quá trình gia công khi cҫn chuyӇn sang nguyên công cҳt gӑt khác cҫn phҧi thay dao thì ta không phҧi dӯQJPi\ÿӇ thay dao bҵng tay mà hӋ thӕng sӁ tӵ ÿӝQJWKD\GDRWKHRFKѭѫQJWUuQKWDÿmOұp trình sҹn. Các thao WiFWKD\ÿәi dөng cө: Hình 1.7&iFWKDRWiFÿ͝i dͭng cͭ [1]. 1.1.2.7. HӋ thӕQJ[tFKÿӝng: 7 Tҩt cҧ FiFÿѭӡng chuyӅQÿӝQJÿӃn tӯQJFѫFҩu chҩp hành cӫa máy công cө ÿLӅu khiӇn sӕ ÿӅu dùng nhӳng nguӗQÿӝng lӵc riêng biӋt, bӣi vұy các [tFKÿӝng hӑc chӍ còn 2 loҥLFѫEҧQOj[tFKÿӝng hӑc tӕFÿӝ cҳt gӑWYj[tFKÿӝng hӑc cӫa chuyӅn ÿӝng chҥy dao. 7K{QJWKѭӡng các xích cҳt gӑt bҳWÿҫu tӯ mӝWÿӝQJFѫFyWӕFÿӝ WKD\ÿәi vô cҩp, dүQÿ{QJWUөc chính thông qua mӝt hӝp tӕFÿӝ có tӯ ÿӃn 3 cҩp ÿӝ, nhҵm khuyӃch ÿҥi các mômen cҳWÿҥt trӏ sӕ cҫn thiӃWWUrQFѫVӣ tӕFÿӝ EDQÿҫu cӫDÿӝQJFѫ ;tFK ÿӝng hӑc chҥy dao bao gӗm các phҫn tӱ, các cөm kӃt cҩX ÿҧm bҧo các chuyӇQÿӝng cӫa bàn xe dao trên máy công cө ÿLӅu khiӇn sӕ. 1.1.3. Tҫm quan trӑng cӫa máy CNC. Máy CNC không chӍ quan trӑQJWURQJQJjQKFѫNKtPjFzQWURQJQKLӅu ngành NKiFQKѭPD\PһFQJKjQKJLj\GpSKD\ÿLӋn tӱ«%ҩt cӭ Pi\&1&QjRFNJQJ cҧi thiӋQWUuQKÿӝ tӵ ÿӝng hóa cӫa doanh nghiӋSQKѭQJѭӡi vұn hành ít và thұm chí không còn phҧi can thiӋp vào hoҥWÿӝng cӫa máy. Các máy CNC thӃ hӋ mӟi cho phép gia công các sҧn phҭPFyÿӝ FKtQK[iFYjÿӝ phӭc tҥp cao mà máy công cө truyӅn thӕng không thӇ OjPÿѭӧF.KLFKѭѫQJWUuQK JLDF{QJÿmÿѭӧc kiӇm tra và hiӋu chӍnh, lúc này máy cҳt CNC sӁ ÿҧm bҧo tҥo ra hàng loҥt sҧn phҭm phҭm vӟi chҩWOѭӧQJÿӗng nhҩWĈLӅu này là yӃu tӕ vô cùng quan trӑng trong sҧn xuҩt công nghiӋp quy mô lӟn ChӃ tҥo mӝt chi tiӃt mӟLWUrQPi\&1&ÿӗQJQJKƭDYӟi nҥp cho máy mӝWFKѭѫQJ trình gia công mӟLĈѭӧc kӃt nӕi vӟi các phҫn mӅm CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Making), công nghӋ cҳt CNC trӣ nên vô cùng linh hoҥt giúp các doanh nghiӋp thích ӭng vӟLFiFWKD\ÿәi nhanh chóng và liên tөc vӅ mүu mã và chӫng loҥi sҧn phҭm cӫa khách hàng. 1.2. Tәng quan vӅ bӝ ÿLӅu khiӇn máy CNC. 1.2.1. Khái niӋm và phân loҥi. 8 HӋ thӕQJÿLӇu khiӇn sӕ là hӋ thӕQJÿLӅu khiӇQÿһFWUѭQJEӣLFiFÿҥLOѭӧQJÿҫu vào là nhӳng tín hiӋu sӕ nhӏ SKkQFK~QJÿѭӧFÿѭDYjRKӋ ÿLӅu khiӇQGѭӟi dҥng mӝWFKѭѫQJWUuQKÿLӅu khiӇn có hӋ thӕng. Trong hӋ ÿLӅu khiӇn sӕ ӭng dөng cho ÿLӅu khiӇn máy công cөFiFÿҥLOѭӧQJÿҫu vào là nhӳng thông tin,dӳ liӋu hay sӕ liӋu nҥp vào [3]. Khi gia công các chi tiӃt khác nhau thì các bӅ mһt tҥRKuQKNKiFQKDXÿzLKӓi sӵ chuyӇQÿӝng khác nhau giӳa dao và chi tiӃt. Quӻ ÿҥo cӫa các chuyӇQÿӝng này ÿѭӧF[iFÿӏnh chính xác thông qua các chӍ dүQÿLӅu khiӇn. TuǤ dҥng chuyӇQÿӝng cӫDÿLӇPÿҫXÿLӇm cuӕLYjTXmQJÿѭӡng dӏch chuyӇn mà ta có các dҥQJÿLӅu khiӇn khác nhau. Các dҥQJÿLӅu khiӇQÿyÿѭӧFSKkQUDWKjQKÿLӅu khiӇQÿLӇm, ÿLӅu khiӇQÿRҥQKD\ÿѭӡng thҷQJYjÿLӇu khiӇn biên dҥng phi tuyӃn [3]. x ĈLӅu khiӇQÿLӇm - ÿLӇm (Hình 1.8)Ĉӏnh vӏ nhanh daRÿӃn toҥ ÿӝ cҫn mà không cҳt gӑt, tӟi toҥ ÿӝ yêu cҫu mӟi gia công. Hình 1.8. ĈL͉u khi͋QÿL͋m - ÿL͋m [3]. x ĈLӅu khiӇQ ÿRҥn thҷng (Hình 1.9): Dӏch chuyӇn dao nhanh giӕQJ ÿLӅu khiӇQÿLӇm và gia công trong quá trình di chuyӇn. 9 Hình 1.9. ĈL͉u khi͋QÿR̩n th̻ng [3]. x ĈLӅu khiӇQÿѭӡng (Hình 1.10): Dӏch chuyӇQGDRWKHRÿѭӡng bҩt kì trong không gian hay mһt phҷng có cҳt gӑt. Hình 1.10. ĈL͉u khi͋Qÿ˱ͥng [3]. HӋ ÿLӅu khiӇn CNC là mӝt hӋ ÿLӅu khiӇn có thӇ lұp trình và ghi nhӟ. Nó bao gӗm mӝt máy tính cҩu thành tӯ các bӝ vi xӱ lý (microprocessor) kèm theo các bӝ nhӟ ngoҥi vi. ĈDVӕ các chӭFQăQJÿLӅu khiӇQÿӅXÿѭӧc giҧi quyӃt thông qua phҫn mӅPQJKƭD OjFiFFKѭѫQJWUuQKOjPYLӋc có thӇ ÿѭӧc thiӃt lұSWUѭӟc. Nhӡ FiFFKѭѫQJWUuQKKӋ thӕng CNC mà các máy tính có thӇ sӱ dөQJÿӇ thӵc hiӋn nhӳng chӭFQăQJÿLӅu khiӇn theo yêu cҫu. 'RÿyFiFKӋ ÿLӅu khiӇn hiӋn ÿҥi có nguyên lý cҩu trúc và xӱ lý dӳ liӋu theo dҥng ÿLӅu khiӇn CNC. 1.2.2. Cҩu trúc bӝ ÿLӅu khiӇn cӫa máy CNC. 10 HӋ ÿLӅu khiӇn máy CNC (Hình 1.11) hiӋQQD\ÿѭӧc thiӃt kӃ ÿӇ khi cҫn mӣ rӝng hӋ ÿLӅu khiӇn thì có thӇ bә xung thêm cho các chӭF QăQJ ÿm Fy Eҵng module NKiF'RÿyKӋ ÿLӅu khiӇQÿѭӧc thiӃt lұp thích hӧp cho viӋc lҳSÿһt vào các phҫn mӅm sӱ dөng các linh kiӋQÿLӋn tӱ hiӋQÿҥi. Máy tính có nhiӋm vө quҧn lý, quan sát, lұp trình. Ngoài ra nhӡ có khӕi ghép nӕi ,QWHUIDFH%XVÿӇ hӋ có thӇ nӕi mҥng vӟi các máy tính bên ngoài vӟi mөFÿtFK ÿӇ truyӅn dӳ liӋu, quҧn lý, theo dõi hoһFÿLӅu khiӇn DCN (Data Communications Networks). BҧQJÿLӅu khiӇQYjWD\TXD\ÿLӋn tӱ GQJÿӇ vұn hành máy, vào các dӳ liӋu, chӑn các chӃ ÿӝ làm viӋc, lұp trình gia công... Hình 1.11. C̭u trúc b͡ ÿL͉u khi͋n máy CNC [4].