ÔN tập CNC

ÔN TẬP CNC
1.Phân biệt sự giống và khác nhau giữa máy gia công kim loại thông thường ,
máy NC, CNC về công nghệ.
Các máy gia công kim loại dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách cắt hớt
các lớp kim loại thừa, để sau khi gia công chi tiết có hình dáng gần đúng yêu cầu
hoặc thõa mãn hoàn toàn yêu cầu về độ chính xác.
Máy gia công kim loại thông thường:
Khi thực hiện gia công chi tiết trên các máy công cụ thông thường công nhân
thường dùng tay để điều khiển máy( chuyển động cắt, chuyển động chạy dao do
máy thực hiện). Công nhân căn cứ vào phiếu nguyên công để cắt gọt chi tiết nhằm
đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra.
Máy NC ( Numerical Control):
Đối với máy công cụ NC thì việc điều khiển các chức năng của máy được quyết
định bằng các chương trình đã lập sẵn. Hệ thống điều khiển của máy NC là mạch
điện tử. Thông tin vào chứa trên băng từ hoặc băng đục lỗ, thực hiện chức năng
theo từng khối, khi khối trước kết thúc, máy đọc tiếp các khối lệnh tiếp theo để
thực hiện các dịch chuyển cần thiết. Các máy NC không có chức năng lưu trữ
chương trình.
Máy CNC ( Computer Numerical Control) :
Máy công cụ CNC là bước phát triển cao của máy NC. Các máy CNC có một máy
tính để thiết lập phần mềm dùng để điều khiển các chức năng dịch chuyển của
máy. Các chương trình gia công được đọc cùng một lúc và được lưu trữ vào bộ
1
nhớ. Khi gia công, máy tính đưa ra các lệnh điều khiển máy. Các chương trình
được lập ra có thể được lưu trữ trên đĩa cứng hoặc đĩa mềm.
2.Phân loại các loại máy cắt gọt kim loại. Trình bày các dạng chuyển động
trên máy cắt gọt kim loại.
Phân loại các máy cắt kim loại:
+ Đặc điểm quá trình công nghệ: tiện, phay, bào, mài, khoan-doa
+Đặc điểm quá trình sản xuất: vạn năng, chuyên dùng, đặc biệt
+Trọng lượng và kích thước chi tiết: thường, lớn, nặng, rất nặng

+Độ chính xác gia công: thường, cao, rất cao
Các dạng chuyển động trên máy cắt gọt kim loại:
Trên MCKL có hai loại chuyển động chủ yếu: Chuyển động cơ bản và chuyển
động phụ.
Chuyển động cơ bản là sự di chuyển tương đối của dao cắt so với phôi để đảm bảo
quá trình cắt gọt. Chuyển động này chia ra: chuyển động chính và chuyển động ăn
dao.
- Chuyển động chính( chuyển động làm việc) là chuyển động đưa dao cắt ăn
vào chi tiết.
- Chuyển động ăn dao là các chuyển động xê dịch của lưỡi dao hoặc phôi để
tạo ra một lớp phoi mới.
Các chuyển động chính, ăn dao có thể là chuyển động quay hoặc chuyển động
tịnh tiến của dao hoặc phôi.
2
Chuyển động phụ là những chuyển động không liên quan trực tiếp đến quá trình
cắt gọt, chúng cần thiết khi chuẩn bị gia công, hiệu chỉnh máy
3.Trình bày lực cắt, tốc độ cắt và công suất cắt.
Tốc độ cắt
Tốc độ cắt là tốc độ chuyển động dài tương đối của chi tiết so với dao cắt tại điểm
tiếp xúc giữa chi tiết và dao.
.
V V
V
Z
x y
m
C
V
T t s
=

[m/ph]
Trong đó:
t chiều sâu cắt, mm
s lượng ăn dao, là độ dịch chuyển của dao khi chi tiết quay được 1 vòng, mm/vg
T độ bền dao là thời gian làm việc của dao giữa hai lần mài dao kế tiếp, ph
C
V
,x
V
, y
V
, m là hệ số và số mũ phụ thuộc vào vật liệu chi tiết, vật liệu dao và
phương pháp gia công.
Lực cắt
Trong quá trình gia công,tại điểm tiếp xúc giữa chi tiết và dao có một lực tác
dụng ,lực này phân ra làm 3 thành phần :
+ lực tiếp tuyến(lực cắt) là lực mà trục chính phải khắc phục,
+ lực hướng kính tạo áp lực lên bàn dao.
+ lực dọc trục(lực ăn dao) mà cơ cấu ăn dao phải khắc phục
3
= + + [N]
Để tính lực cắt ta dùng công thức kinh nghiệm sau :
= 9,81 [N]
Trong đó : C
F
,X
F
,Y
F
,n hệ số và các số mũ phụ thuộc vào vật

liệu chi tiết,vật liệu dao và phương pháp gia công.
Khi tính toán ta có thể lấy F
x
,F
y
,F
z
theo tỉ lệ :
F
z
: F
y
: F
x
= 1 : 0,4 : 0,25
Công suất cắt
Công suất cắt( công suất yêu cầu của cơ cấu chuyển động chính) được xác định
theo công thức:
.
60.1000
z z
Z
F V
P =
[kW]
4.Trình bày các khái niệm NC, CNC, FMS, CIM.
FMS (Flexible Manufacturing System): Một hệ thống sản xuất tự động, có khả
năng tự thích ứng với sự thay đổi của đối tượng sản xuất được gọi là hệ thống sản
xuất linh hoạt, gồm các máy CNC, Robot, các thiết bị giám sát đo lường…làm
việc dưới sự điều khiển của mạng máy tính.

CIM (Computer Integrated Manufacturing): Sự tích hợp mọi hệ thống thiết bị, tích
hợp mọi quá trình thiết kế - sản xuất – quản trị kinh doanh nhờ mạng máy tính với
các phần mềm trợ giúp công tác thiết kế và công nghệ, kinh doanh,…tạo nên hệ
thống sản xuất tích hợp nhờ máy tính.
4
NC ( Numerical Control): đây là hệ điều khiển đơn giản với số lượng hạn chế các
kênh thông tin. Trong hệ điều khiển NC các thông số hình học của chi tiết gia công
và các lệnh điều khiển được cho dưới dạng dãy các con số.
CNC ( Computer Numerical Control): là sự tham gia của máy tính, cài đặt vào
máy tính một chương trình điều khiển của từng loại máy, cho phép thay đổi và hiệu
chỉnh các chương trình gia công chi tiết và cả chương trình hoạt động của bản thân
nó.
5.Phân loại máy CNC. Trình bày ưu điểm của máy CNC so với các máy thông
thường trong quá trình gia công kim loại (công nghệ, chất lượng ).
Phân loại máy CNC:
+Phân loại theo kiểu chuyển động: Điểm – Điểm (Point-to-Point)
Đường liên tục (Continuous path)
+Phân loại theo vòng điều khiển: Kiểu vòng hở (Open loop)
Kiểu vòng kín (Closed loop)
+Phân loại theo nguồn cấp: Điện (Electric)
Thủy lực ( Hydraulic)
Khí nén ( Pneumatic)
+Phân loại theo hệ điều chỉnh: Điều chỉnh theo số gia (Incremental)
Điều chỉnh tuyệt đối (Absolute)
Ưu điểm của máy CNC: kết cấu nhỏ gọn, tốc độ xử lý nhanh hơn…đặc biệt là khả
năng sử dụng, giao giữa người và máy và kết nối với các thiết bị ngoại vi khác. Có
5
khả năng kiểm tra lỗi, giám sát quá trình sản xuất liên tục, có thể mô phỏng, kiểm
tra trước quá trình gia công. Có thể đồng bộ với các thiết bị khác như robot, băng
tải…Có khả năng trao đổi thông tin trong mạng máy tính các loại: mạng cục bộ

(Lan), mạng diện rộng (WAN) hay mạng Internet.
6.Trình bày 2 cấu trúc vòng hở và vòng kín trong hệ điều khiển CNC. Trình
bày cấu trúc tổng quan của hệ điều khiển số máy CNC.
Cấu trúc vòng hở a) và vòng kín b) trong hệ điều khiển CNC:
Vòng hở :
Xung tín hiệu vào được đưa tới động cở để thực hiện.lực tác động đươc đưa tới bàn
làm việc thông qua hộp số.tại bàn làm việc sẽ gia công chi tiết kim loại.sự dịch
chuyển của bàn làm việc được thông qua bánh răng.
Vòng kín :
6
Tín hiệu vào được đưa tới DAC qua bộ so sanh.tại bộ so sánh sẽ nhận 2 tín hiệu là
tịn hiệu điều khiển và tín hiệu ra rồi so sanh só với yêu cầu của tín hiệu vào.tín
hiệu vào đước thực hiên thông qua động cơ để điều khiển bàn làm việc.tín hiệu ra
được đưa tới bộ so sánh nhờ cảm biến vị trí
Cấu trúc tống quan của hệ điều khiển số máy CNC:
Khối MCU (Machine Control Unit): 1,2,3,4,5,6 Đảm nhiệm việc điều khiển toàn
bộ hoạt động của hệ thống:
- Đọc, giải mã các lệnh trong chương trình NC.
- Lọc và xử lý các thông tin hình học, thông tin công nghệ và tính toán các
thông số điều khiển.
- Xuất các tín hiệu điều khiển cho các cơ cấu tương ứng: trục chính, chạy dao,
thay dao và các thiết bị phụ trợ khác.
7
- Giám sát quá trình để đảm bảo yêu cầu công nghệ và sự an toàn của thiết bị.
Chức năng giám sát và một phần chức năng điều khiển thường được thực
hiện thông qua PLC.
Khối nhập dữ liệu:
- Bàn phím.
- Các phương tiện đọc khác: Đĩa từ, USB, Thẻ nhớ…
- Giao tiếp với bộ xử lý và bộ lưu trữ bên ngoài thông qua các chuẩn truyền

thông CN: RS232, RS 485
Khối xử lý dữ liệu(2,3):
- Do bộ xử lý trung tâm (CPU)thực hiện.
- Trên cơ sở các dữ liệu trong chương trình, CPU tính toán các thông số điều
khiển hệ thống
- Tính toán công nghệ (2) : Các thông tin công nghệ như: chọn dao, chiều và
tốc độ quay trục chính, tưới dung dịch hoặc dừng…được chuyển tới hệ
thống tương ứng qua bộ điều chỉnh (4)- thường là PLC.
- Tính toán hình học (3): Thông tin hình học của đường chạy dao (dạng,
hướng, tốc độ) được phân tích thành chuyển động độc lập của các trục. Bộ
phận thực hiện việc đó gọi là nội suy (3).
Khối điều khiển trục( điều khiển vị trí) 3,5,6:
- Lệnh chạy dao từ bộ nội suy được đưa đến mạch điều khiển vị trí (Position
Control Loop).
- Gồm bộ điều khiển động cơ, sensor vị trí, mạch phản hồi.
7.Trình bày các dạng điều khiển chuyển động trên máy CNC.
Điều khiển điểm-điểm (Point-to-Point)
8
- Là kiểu điều khiển đơn giản nhất, dao được điều khiển với độ đặt trước
(không cắt), từ điểm này tới điểm kia theo đường thẳng.
- Quá trình cắt chỉ thực hiện tại các vị trí dừng.
- Các kích thước định vị phải chính xác, không quan tâm đến quỹ đạo
- Sử dụng: Máy khoan, đột lỗ, hàn điểm…
- Các kiểu điều khiển điểm-điểm: điều khiển đồng thời theo trục và điều khiển
độc lập theo từng trục.
Điều khiển đường, tuyến tính (Continuous path)
- Kiểu điều khiển này cho phép chạy dao có gia công (điều khiển được tốc độ
từ chương trình theo từng trục).
- Tại một thời điểm chỉ có thể chạy dao tự động theo từng trục, nên chỉ gia
công tự động theo các đường song song với các trục tọa độ.

- Ứng dụng trên các máy phay, máy tiện đơn giản.
- Ví dụ: Máy phay, máy tiện
Điều khiển biên dạng, phi tuyến (Contour)
- Điều khiển có gia công đồng thời theo nhiều trục khác nhau. Nhờ vậy có thể
gia công theo đường thẳng hoặc đường cong bất kỳ.
- Phần lớn các máy CNC hiện nay là điều khiển dạng contour. Bộ điều khiển
contour có thể làm được việc của 2 bộ điều khiển trước.
- Các bộ điều khiển contour được phân loại theo số trục, có thể điều khiển
đồng thời: 2D, 2½D, 3D hoặc nhiều hơn 4D, 5D:
- Điều khiển 2D: Máy có khả năng điều khiển đồng thời 2 trục vì
vậy chỉ có khả năng gia công một đường thẳng hay một đường
cong trong một mặt phẳng.
- Điều khiển 2½D
9
Tại một thời điểm máy chỉ có thể điều khiển dồng thời theo 2
trục.
Điểm khác là có thể thay đổi phương trục dao, nghĩa là có thể
gia công trong mặt x-y .y-z ,x- z.
Trục thứ 3 có thể điểu khiển tự động khi dừng 2 trục kia.
- Điều khiển 3D
Bộ điều khiển 3D co thể điều khiển đồng thời 3 trục
Nhờ vậy có thể gia công các đường,mặt khồn gian, mặt cầu…
Tuy nhiên trên một số máy chỉ có thể gia công trên đường thẳng
3D, đường xoắn ốc.
- Điều khiển 4D,5D
Điều khiển chuyển dịch theo 3 trục.
Có thêm 1 – 2 chuyển động quay của dao xung quanh trục đó.
8.Hệ thống điều khiển trục chính trên máy CNC có điểm gì khác so với thông
thường.
- Tốc độ trục chính được điều khiển vô cấp,tự động theo chương trình, trong phạm

vi rộng.
+ rất cần thiết khi thay đổi đường kính dao phay hoặc đường kính phôi tiện mà lại
duy trì tốc độ cắt không đổi.
+ gia công ren bằng đầu ta ro cứng, gia công nhiều đầu mối….
- Sử dụng các loại động cơ dễ điều khiển tự động tốc độ: động cơ 1 chiều,xoay
chiều đồng bộ, động cơ không đồng bộ điều khiển bằng biến tần…………
- Tốc độ trục chính cao hơn so với máy thông thường, thường xuyên có gia tốc lớn,
yêu cầu cân bằng, bôi trơn đặc biệt cao.
10
9. Hệ thống điều khiển chạy dao trên máy CNC có điểm gì khác so với máy
thông thường?
- Mỗi trục chạy dao được điều khiển bằng một động cơ riêng.
- Sự phối hợp giữa các chuyển động tạo hình theo các phương là do bộ điều khiển
đảm nhiệm.
- Hệ thống truyền động cơ khí liên kết động học giữa các trục, kể cả các tay quay
là không cần thiết.
10.Cơ cấu nào được sử dụng trong truyền động chạy dao trên máy CNC. Giải
pháp tăng chất lượng truyền động.
Cơ cấu dùng trong truyền động chạy dao là cơ cấu: xích truyền động để đảm bảo
chạy êm thì trong truyền động cơ khí máy CNC đều đùng cơ cấu vít me- đai ốc bi
Giải pháp tăng chất lượng truyền động:
-Tạo sức căng giữa vít me và đai ốc nhờ lực kẹp giữa hai nửa của đai ốc bi1.
-Lực căng và khe hở được hiệu chỉnh nhờ thay đổi chiều dài của vòng cách.
11. Các kiểu hệ thống thay dao và phạm vi ứng dụng.
12. Khái niệm thông số bù dao, vẽ và kể tên các thông số bù dao của dao tiện,
phay.
13. Dưới góc độ nhà quản lý, khi nào anh(chị) sử dụng máy CNC trong doanh
nghiệp của mình. Tại sao?
14. Các điểm gốc, điểm chuẩn trên máy CNC, liệt kê, ý nghĩa. Người sử dụng
phải quan tâm đến các điểm gốc, điểm chuẩn nào trên máy CNC. Vì sao?

11
- Điểm gốc của máy M: để đảm bảo việc gia công đạt được độ chính xác cao thì
các dịch chuyển của dụng cụ phải được so sánh với điểm gốc của máy
- Điểm chuẩn của máy R: là các điểm để so sách với điểm gốc được đặt để theo
dõi các tọa độ thực của dụng cụ trong quá trình dịch chuyển.
- Điểm gốc của phôi W: là điểm mà người lập trình chọn tùy ý trong phạm vi
không gian làm việc của máy và của chi tiết để đưa vào hệ thống CNC khi đặt số
liệu máy trước khi gia công.
- Điểm gốc chương trình P: tùy thuộc vào bản vẽ chi tiết mà người ta sẽ có một hay
một số điểm chuẩn để xác định tọa độ của các bề mặt khác, thường chọn điểm P
trùng với điểm W để thuận lợi cho quá trình lập trình.
- Điểm chuẩn của dao: là điểm mà từ đó ta lập chương trình chuyển động trong quá
trình gia công.
- Điểm gốc của dao E.
- Điểm thay dao N: khi sử dụng nhiều dao cần phải có điểm thay dao để khi thay
dao tự động sẽ tránh được dao chạm vào phôi và máy
Khi sử dụng ta cần quan tâm đến điểm chuẩn R,điểm gốc của máy M,W,N là rất
quan trọng vì nó liên quan đến quá trình gia công một chi tiết thực mà trong khi
thiết lập chương trình gia công người ta đã tạm bỏ qua các giá trị đó để cho quá
trình lập trình được thực hiện đơn giản hơn. Vấn đề bỏ qua này sẽ được đưa vào
một lượng điều chỉnh trong khi tiến hành gia công là dịch điểm chuẩn và lượng bù
dao.khi đó vị trí của lưỡi cắt của dao sẽ được đồng nhất với các tọa độ được lập
trình mà chúng ta đã tiến hành khi lập chương trình gia công.
15. Phân tích sơ đồ khối hệ thống điều khiển theo chương trình số.
12
16. Phân loại các phương pháp đo vị trí, cho ví dụ bằng các thiết bị tương ứng.
17. Trên máy CNC thường dùng thiết bị đo vị trí loại nào, tại sao. Cho ví dụ.
18. Trình bày nguyên lý của hệ thống đo vị trí kiểu số - gia số.
- Sử dụng hiệu ứng quang điện.
- Nguyên tắc phản quang:

+Thước đo có các vạch chia phản quang và không phản quang đặt kế tiếp nhau.
+Nguồn sáng chiếu vào thước đo.
13
+Tia sáng gặp vạch phản quang được phản xạ lại và được tế bào quang điện hấp
thụ>>sinh ra điện áp cao( tín hiệu 1).
+Tia sáng gặp vạch không phản quang không được phản xạ lại, tế bào quang điện
sinh ra điện áp thấp( tín hiệu 0).
- Nguyên tắc soi thấu:
+Thước chia có các vạch chia soi thấu và không soi thấu đặt kế tiếp nhau.
+Nguồn sáng chiếu vào thước đo.
+Tia sáng chui qua vạch soi thấu được tế bào quang điện hấp thụ>>sinh ra điện áp
cao ( tín hiệu 1).
+Tia sáng gặp vạch không soi thấu, tế bào quang điện sinh ra điện áp thấp (tín hiệu
0).
19. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của bộ đếm được điều chỉnh trước
giá trị cần
- Bộ đếm được điều chỉnh trước đến giá trị cần
(274=2x10
2
+ 7x10
1
+ 4x10
0
)
-Xung của giá trị thực (E) được đưa vào các bộ đếm
-Thực hiện phép đếm lùi từ 274 cho đến 000
-Khi cả 3 bộ đếm cùng trả về giá trị 0,mạch ngắt đồng nhất ( dung phần tử logic
AND ) phát ra tín hiệu ngắt mạch K theo nguyên tắc đồng nhất tín hiệu
14
20. Trình bày cấu tạo,nguyên lý làm việc của bộ đếm được điều chỉnh trước

đến phần bù 9 của giá trị cần
-Phần bù 9 của 274:
999– 274 = 725
-Bộ đếm được điều chỉnh trước đến 725
-Xung giá trị thực (E) được đưa vào các bộ đếm
-Thực hiện phép cộng vào kể từ mức 725 theo Phương pháp đếm tiến cho đến mức
999
-Khi cả 3 bộ đếm cùng trả về giá trị 9,mạch ngắt đồng nhất ( dung phần tử logic
AND ) phát ra tín hiệu ngắt mạch K theo nguyên tắc đồng nhất tín hiệu
15
21. Trình bày cấu tạo,nguyên lý làm việc của bộ đếm được điều chỉnh trước
đến phần bù 10 của giá trị cần
-Phần bù 10 của 274:
1000 – 274 = 726
-Bộ đếm được điều chỉnh trước đến 726
-Xung giá trị thực (E) được đưa vào các bộ đếm
-Thực hiện phép cộng vào kể từ mức 726 theo Phương pháp đếm tiến cho đến mức
1000
-Tín hiệu ngắt mạch K được phát ra tai điểm chuyển của bộ đếm có số mũ lũy thừa
cao nhất của cơ số 10

16
22. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bộ đếm không điều chỉnh trước,giá trị cần
được chọn trước nhờ 1 vạch đồng nhất điều chỉnh được
-Giá trị cần ( 274 ) được đặt trước trên các mạch đồng nhất điều chỉnh được
-Xung giá trị thực (E) được đưa vào các bộ đếm
-Thực hiện phép đếm cộng vào kể từ mức 000 theo phép đếm tiến cho đến mức
274
-Khi giá trị trên các bộ đếm trả về giá trị tương ứng với giá trị đã đặt trên vạch điều
chỉnh(giá trị cần),mạch ngắt đồng nhất phát ra tín hiệu ngắt mạch K theo nguyên

tắc đồng nhất tín hiệu
-Có thể đặt được nhiều điểm ngắt trước điểm ngắt đồng nhất
23. Cấu tạo,nguyên lý làm việc của bộ so sánh số - tuyệt đối dùng mạch đồng
nhất với các phần tử logic
-Trên mỗi rãnh đều được kiểm tra xem có giá trị cần và thực có đồng nhất với nhau
không
-Việc kiểm tra đồng nhất được thực hiện cho cả trạng thái 0 và 1 bằng 2 phần tử
logic AND và U1
17
-Trên mỗi U1 xuất ra tín hiệu 1 nếu đồng nhất đưa đến phần tử OR
-Phần tử OR xuất ra tín hiệu 1 nếu có 1 trong 2 tín hiệu vào là 1 hay là mạch tương
ứng đồng nhất ở 1 tín hiệu nào đó
-Nếu tất cả các OR đều xuất ra tín hiệu 1 thì phần tử AND U2 xuất ra tín hiệu đồng
nhất 1

18
19