Luận Văn Sử Dụng Card Plc - 832 Điều Khiển Máy Cnc.doc

GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

PHẦN I:

THAM KHẢO LÝ THUYẾT

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

9


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU SƠ LƯC MÁY CNC
A. MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG
TRÌNH SỐ (CNC)
I. MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ (MÁY
CNC):
Là thế hệ máy công cụ được điều khiển theo chương trình viết bằng mã
ký tự số, chữ cái và các ký tự chuyên dụng khác, trong đó hệ thống điều khiển
có cài đặt các bộ vi xử lý P (Microprocessor) làm việc với các chu kỳ thời
gian từ 1 đến 20 s và có bộ nhớ tối thiểu 4 Kbyte, đảm nhiệm các chức năng cơ
bản của chương trình điều khiển số như: tính toán tọa độ trên các trục điều khiển
theo thời gian thực, giám sát các trạng thái của máy, tính toán các giá trị bù trừ
dao cụ, tính toán nội suy trong điều khiển quỹ đạo biên dạng (tuyến tính và phi

tuyến), thực hiện so sánh các giá trị mong muốn _ thực tế…

Ưu điểm cơ bản của máy CNC:
- So với các máy công cụ điều khiển bằng tay, sản phẩm từ máy CNC không
phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển mà phụ thuộc vào nội dung chương
trình được đưa vào máy. Người điều khiển chỉ chủ yếu là theo dõi kiểm tra các
chức năng hoạt độùng của máy.
Độ chính xác làm việc cao. Thông thường các máy CNC có độ chính xác
máy là 0.001mm, do đó có thể đạt được độ chính xác cao hơn.
Chất lượng gia công ổn định, độ chính xác lặp lại cao.
- Tốc độ cắt cao.Nhờ cấu trúc cơ khí bền chắc của máy, những vật liệu cắt
hiện đại như kim loại cứng hay gốm oxit có thể được sử dụng tốt hơn.
Thời gian gia công ngắn hơn.

Các ưu điểm khác:
- Máy CNC có tính linh hoạt cao trong công việc lập trình, tiết kiệm thời gian
chỉnh máy, đạt được tính kinh tế cao ngay cả trong việc gia công hàng loạt các
sản phẩm nhỏ.
Ít phải dừng máy vì kỹ thuật, do đó chi phí do dừng máy nhỏ
Tiêu hao do kiểm tra ít, giá thành đo kiểm giảm.
Thời gian hiệu chỉnh máy nhỏ.
Có thể gia công hàng loạt.

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

10


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Nhược điểm:
-

Giá thành chế tạo máy cao hơn.
Giá thành bảo dưỡng, sửa chữa máy cũng cao hơn.
Vận hành và thay đổi người đứng máy khó khăn hơn.

Trình độ hiện tại của máy CNC:
Các chức năng tính toán trong hệ thống CNC ngày càng hoàn thiện và đạt
tốc độ xử lý cao do tiếp tục ứng dụng những thành tựu phát triển của các bộ vi
xử lý P . Các hệ thống CNC được chế tạo hàng loạt lớn theo công thức xử lý
đa chức năng, dùng cho nhiều mục đích điều khiển khác nhau. Vật mang tin từ
băng đục lỗ, băng từ, đóa từ và tiến tới đóa CD có dung lượng ngày càng lớn, độ
tin cậy và tuổi thọ cao.
Việc cài đặt các cụm vi tính trực tiếp vào hệ NC để trở thành hệ CNC
(Computerized Numerical Control) đã tạo điều kiện ứng dụng máy công cụ CNC
ngay cả trong xí nghiệp nhỏ, không có phòng lập trình riêng, nghóa là người điều
khiển máy có thể lập trình trực tiếp trên máy. Dữ liệu nhập vào, nội dung lưu
trữ, thông báo về tình trạng hoạt động của máy cùng các chỉ dẫn cần thiết khác
cho người điều khiển đều được hiển thị trên màn hình.
Màn hình ban đầu chỉ là đen trắng với các ký tự chữ cái và các con số nay
đã dùng màn hình màu đồ hoạ, độ phân giải cao (có thêm toán đồ và hình vẽ mô
phỏng tónh hay động), biên dạng của chi tiết gia công, chuyển động của dao cụ
đều được hiển thị trên màn hình.
Các hệ CNC riêng lẻ có thể ghép các mạng cục bộ hay mạng mở rộng để
quản lý điều hành một cách tổng thể hệ thống sản xuất của một xí nghiệp hay
của một tập đoàn công nghiệp.

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

11


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Một số máy CNC hiện nay đang sử dụng

II. CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC:
1. Điều khiển trực tuyến DNC (Direct Numerical Control):
DNC là một hệ thống điều khiển trong đó dùng máy tính điều hành trực
tiếp nhiều máy công tác điều khiển theo chương trình số. Đặc tính cơ bản của hệ
DNC là sự nối ghép trực tuyến (online) nhiều máy CNC với một máy tính.
Hệ DNC có thể trao đổi thông tin theo theo 2 cách:
Cách 1 : Vận hành BTR (Behind Tape Reader). Thông tin điều khiển từ
máy tính sau khi qua bộ phận đọc dữ liệu từ vật mang tin sẽ được truyền vào hệ
điều khiển của máy CNC.
Cách 2 : Vận hành trực tiếp. Máy tính trung tâm gộp luôn các bộ nhớ
thông tin và bộ nhớ nội suy cũng như các khả năng khác của CNC vào trong máy
tính. Các máy công tác chỉ còn có cụm điều khiển thích ứng và các vòng mạch
điều chỉnh vị trí, ngoài ra giữa chúng còn có một mạch nối ghép thích hợp.

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

12

GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Phương án 2 có ưu điểm là hệ điều khiển máy công tác rẻ hơn nhiều (do
máy tính chủ đã phụ trách một số công việc). Nhưng do lệ thuộc hoàn toàn vào
máy tính chủ nên ít dùng.
MÁY TÍNH CHỦ
BỘ PHẬN NỐI GHÉP

Dữ liệu từ
vật mang tin

Máy CNC

Máy CNC
Hệ thống DNC
Trong hệ DNC, nhiệm vụ cơ bản của máy tính trung tâm là quản lý tập
trung các chương trình gia công CNC và phân phối đến các máy công tác.
Các chức năng của một hệ DNC:
CHỨC NĂNG CỦA MỘT HỆ DNC
Chức năng cơ bản
Quản lý chương trình NC
Phân phối dữ liệu NC
Sửa chữa dữ liệu NC
Điều chỉnh chương trình NC
Chức năng mở rộng
Thu thập và xử lý các dữ liệu hoạt động
Chức năng điều khiển cho dòng vật chất
Các chức năng thành phần của quá trình gia công

Quá trình lưu trữ và cập nhật dữ liệu điều khiển số cho từng máy CNC
trong hệ thống có tính tiện lợi, hệ thống và kinh tế.
Khả năng quản lý chương trình trong hệ DNC gồm:
- Quản lý các danh mục các chương trình CNC.
- Tìm kiếm một chương trình CNC.
- Truy cập và khai thác các chương trình CNC.
- Lưu trữ các chương trình CNC.
- Quản lý các dữ liệu về dao.
- Quản lý các dữ liệu về vật liệu gia công.
SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

13


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH
-

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Quản lý các dữ liệu về đồ gá.

2. Điều khiển thích nghi AC (Adaptive Control):
Điều khiển AC đựoc hiểu là sự tối ưu hoá của công nghệ trong quá trình
gia công, thông qua biện pháp kỹ thuật điều chỉnh tự động.
Thông thường, khi gia công một chi tiết, các thông số công nghệ như tốc
độ cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt được đưa ra trước một cách xác định.
Trong điều khiển AC người ta chỉ đưa vào các giá trị giới hạn xác định của thông
số công nghệ, ví dụ khi gia công thô, lực cắt cho phép lớn nhất là bao nhiêu, từ
đó hệ điều khiển AC sẽ kiểm soát các thông số công nghệ sao cho đảm bảo các
giá trị giới hạn đã khai báo.

Thực ra nguyên tắc điều khiển AC không gắn liền với ứng dụng của các
máy CNC. Một mặt các thiết bị số sẵn có trong hệ CNC tạo điều kiện dễ dàng
hơn sự ghép nối AC vào nguyên tắc điều khiển này, mặt khác do nhu cầu đòi hỏi
phải rút ngắn thời gian gia công trên máy CNC mà hệ điều khiển AC có thể làm
được.
Đại lượng nhiễu:
Lượng dư gia công
Độ bền vật liệu
Độ mòn dụng cụ
Điều khiển

Quá trình cắt

Kết quả công tác

Đo lường

Đo lường

Cụm điều chỉnh phụ
Thích nghi

Giá trị cần nạp trước cho
các đại lượng cơ bản

Điều khiển thích nghi AC cho một quá trình cắt

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

14

GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tùy thuộc nhiệm vụ mà hệ điều khiển AC phải thực hiện, người ta phân
ra các hệ:
AC Công nghệ: Nhiệm vụ của nó là điều chỉnh các đại lượng công nghệ
trong quá trình gia công.
AC Hình học: Nhiệm vụ của nó là điều chỉnh các đại lượng xử lý tạo hình.
ACC (Adaptive Control Constraint _ Điều khiển thích nghi với lực cản):
Nhiệm vụ của hệ này là điều chỉnh các đại lượng cắt gọi. Ví dụ: lực cắt cần nằm
trong một giới hạn nào đó.
ACO (Adaptive Control Optimization _ Điều khiển thích nghi tối ưu hoá):
Nhiệm vụ của nó là điều chỉnh chất lượng tối ưu hoá của toàn bộ quá trình cắt
gọt hay là kết quả điều khiển dựa vào ảnh hưởng của nhiều đại lượng xử lý.
Sử dụng ổn định
công xuất máy có
bảo vệ quá tải

Công xuất vận
hành

ACC

Lực moment quay và
moment uốn, tải trọng
cho phéo tối đa
Cường độ dao động

Công xuất cắt tối đa có
bảo vệ máy, dao, chi
tiết
Gia công không có dao
động

Chia lực cắt tự động
Các chức năng
phụ

Theo dõi thời gian dừng
Hành trình chạy dao nhanh
(Không cắt chi tiết)

ACO

Điều kiện cắt tối ưu
Hệ thống điều khiển thích nghi AC về công nghệ

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

15


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

3. Hệ thống gia công linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing Systems):

Hệ thống gia công linh hoạt bao gồm một loạt các máy công tác, chủ yếu
là các máy CNC, liên kết với nhau bởi các hệ thống điều khiển và hệ thống vận
chuyển cho toàn bộ quá trình, sao cho trong phạm vi giới hạn của hệ thống, một
trình tự gia công khác nhau cho các chi tiết khác nhau với số lượng khác nhau, có
thể được tiến hành theo thứ tự lựa chọn tự do.
Việc điều hành các quá trình tính toán cần thiết cho tất cả các hệ thống
con trong một hệ thống gia công linh hoạt, tất yếu phải dựa trên cơ sở của các
máy công cụ CNC vận hành theo nguyên tắc điều khiển DNC.
Tính linh hoạt của hệ thống được thể hiện ở các mặt sau:
- Có khả năng sản xuất từ 20 đến 30 loại chi tiết có quy trình gia công khác
nhau.
- Có khả năng thay đổi nhanh số lượng sản phẩm.
- Phí tổn cho việc lập trình thấp.
Tùy thuộc vào quy mô cấu trúc, hệ thông sản xuất linh hoạt có thể phân
thành các loại sau:
Đơn vị sản xuất linh hoạt (FMU: Flexible Manufacturing Unit):
Đơn vị sản xuất linh hoạt là hệ thống có một máy NC, thông thường là
máy CNC với bàn gá dao và bàn thay dao tự động. Có khả năng giảm bớt thao
tác cho người sử dụng.
Tế bào sản xuất linh hoạt (FMC: Flexible Manufacturing Cell)
Nhóm sản xuất linh hoạt bao gồm hai hay nhiều máy NC, tối thiểu là một
CNC với bàn gá dao và cơ cấu cấp phôi, cấp dao tự động ở từng máy. Điều
khiển toàn bộ hoạt động của FMC do máy tính trung tâm thực hiện phối hợp với
các mạng lưới vi tính độc lập. Phôi được hoàn tất một phần hoặc toàn phần sau
khi rời nhóm sản xuất linh hoạt. Nhóm sản xuất linh hoạt thường dùng cho sản
xuất hàng loạt, sản xuất nhỏ và trung bình.
Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS: Flexible Manufacturing System):
Hệ thống sản xuất linh hoạt bao gồm một hay nhiều nhóm sản xuất linh
hoạt có hệ thống vận chuyển tự động được điều khiển bằng máy tính. Điều
khiển toàn bộ hệ thông là máy tính điện tử trung tâm. Hệ thống sản xuất linh

hoạt thường dùng cho sản xuất trung bình và lớn.
Hệ thống sản xuất tổng hợp (CIM: Computer Integrated Manufacturing):
Với sự phát triển của hộ máy NC như CNC, DNC, các hệ thống FMC,
FMS, kỹ thuật người máy và hệ thống phần mềm điều khiển tự động của máy
tính điện tử đã dẫn đến sự ra đời của hệ thống sản xuất tổng hợp (CIM) vào năm
1978. Hiện nay CIM chỉ phát triển ở các nước có nền công nghiệp phát triển .

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

16


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CIM là một hệ thống sản xuất xử dụng trí tuệ nhân tạo tổng hợp ở trình độ
cao các thiết bị sản xuất, các hệ thống thông tin, các phần mềm điều khiển để
thự hiện một quá trình công tác tự động.
CIM đứng về mặt xử lý :
-

Nó là một tổng hợp các hệ thống thiết kế và kiểm tra tất cả các tài nguyên
của quá trình sản xuất.
Là một phương tiện phục vụ cho việc tự động hoá thu thập thông tin giữa các
hệ thống máy tính và sử dụng nó cho việc hình thành một hệ thống phản hồi
kín để thiết kế và điều khiển.
CIM đứng về mặt phần cứng:

Gồm nhiều đơn vị gia công dùng cho từng mục đích riêng biệt hoặc xây dựng

thành một hệ thống sử dụng cho một mục tiêu.
- Các hệ thống băng tải nối liền các đơn vị gia công.
- Hệ thống cấp phôi và cấp dao tự động.
- Máy tính điện tử trung tâm.
Sự khác biệt giữa một máy CIM và NC là trình độ tự động hoá tổng hợp
của các quá trình công tác. Ở máy NC tự động hoá thì thực hiện trên từng phần
công việc, không có mối quan hệ trực tiếp giữa các khâu công tác của những
máy độc lập. Ở CIM, các đơn vị gia công thực hiện từng phần công việc có liên
quan chặt chẽ với nhau tạo thành một quá trình sản xuất tổng hợp. Mối quan hệ
giữa từng công đoạn không chỉ theo thứ tự công nghệ mà còn rất nghiêm ngặt về
nhịp độ thời gian để chi tiết gia công đi từ máy này sang máy khác cùng một lúc
nhiều loại chi tiết khác nhau.
Nội dung hoạt độnh của CIM là tổng hợp của 5 lónh vực hoạt động riêng :
- Hệ thống thiết kế sản phẩm bằng máy tính điện tử CAD (Computer
Aided Design).
- Hệ thống thiết kế quá trình và điều khiển sản xuất bằng máy tính
CAPP (Computer Aided Process Planning).
- Hệ thống thiết kế quy trình công nghệ bằng máy tính CAE (Computer
Aided Engineering).
- Hệ thống tồn trữ và vận chuyển điều khiển bằng máy tính CAST
(Computer Aided Storage and Transportation).
Hệ thống tổ chức và điều khiển sản xuất bằng máy tính CAM
(Computer Aided Manufacturing).
-

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

17

GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

III. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC MÁY CNC:
Hình sau mô tả kết cấu của các máy công cụ điều khiển CNC vá các máy
công cụ thông thường để chúng ta dễ dàng nhận ra sự khác biệt giữa chúng:

Máy phay thông thường

Máy phay CNC
Truyền động chính:
Truyền động chính sử dụng động cơ một chiều hoặc xoay chiều. Khi sử
dụng động cơ một chiều ta có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng dòng kích từ.
Đối với động cơ xoay chiều ta cũng có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng bộ
biến đổi tần số, động cơ xoay chiều có mômen truyền tải cao và có thể thay đổi

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

18


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

vòng quay một cách đơn giản đồng thời khi thay đổi lực tác dụng số vòng quay
của động cơ vẫn không đổi.
Truyền động chạy dao:
Truyền động chạy dao sử dụng động cơ một chiều hoặc xoay chiều kết

hợp với bộ vít me, bi và đai ốc cho từng trục chạy dao X, Y, Z.
Động cơ một chiều có đặc tính động học tốt cho các quá trình gia tốc và
quá trình hãm phanh, mômen quán tính nhỏ, độ chính xác điền khiển cao cho
những đoạn đường dịch chuyển chính xác.
Bộ vít me, bi và đai ốc có khả năng biến đổi truyền dẫn dễ dàng, ít ma sát
và đảm bảo không có khe hở khi truyền dẫn với tốc độ cao.

Bộ trục vít me/ đai ốc/ bi
Phương thức của vít me đai ốc bi:
Các viên bi nằm trong rãnh vít me và đai ốc đảm bảo truyền lực ít ma sát
từ trục vítme qua đai ốc vào bàn máy. Nhờ hai nửa đai ốc lắp theo chiều dài,
giữa chúng có vòng cách, có thể điều chỉnh khử khe hở theo hai chiều đối ngược.

Kết cấu chỉnh khe hở vít me đai ốc bi
Trong một số giải pháp nâng cao của bộ truyền này, bước nâng của rãnh vít trên
trục và trên đai ốc có giá trị khác nhau. Việc dẫn bi hồi rãnh được thực hiện nhờ
các rãnh dẫn hướng bố trí bên trong hoặc các ống dẫn hồi bi bao ngoài trục.
SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

19


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Rãnh dẫn hướng.

IV. LẬP TRÌNH CHO MÁY CNC:
Một máy công cụ thông thường thực hiện các nguyên công kế tiếp nhau

do điều khiển tay của người vận hành. Trên máy CNC thì mọi quá trình gia công
đều được thực hiện tự động. Một hệ thống điều khiển theo chương trình số CNC
sẽ điều khiển và theo dõi quá trình. Hệ thống CNC do đó cần có một chương
trình làm việc do người vận hành máy hoặc do một kỹ sư lập trình soạn thảo.
Chương trình viết ra phải mô tả đầy đủ tất cả các bước cần thiết cho quá
trình gia công bằng một ngôn ngữ lập trình mà cụm điều khiển có thể hiểu được.
Một chương trình được thiết lập để gia công một chi tiết được gọi là chương trình
chi tiết. Chương trình chi tiết bao gồm nhiều lệnh công tác cho máy, các lệnh
này nằm trong từng câu lệnh. Các câu lệnh được xử lý kế tiếp nhau, trong đó có
các thông tin ví dụ như số vòng quay trục chính hay đường biên dạng dịch
chuyển…
Một câu lệnh thường được bắt đầu bằng chữ cái N và số thứ tự câu lệnh
(có thể lựa chọn từ N0 đến N9999). Số câu lệnh không có ảnh hưởng đến thứ tự
xử lý câu lệnh trong một quá trình gia công. Trình tự gia công do đó được xác
định bởi trình tự xử lý các câu lệnh. Mỗi số câu lệnh chỉ được dùng một lần trong
chương trình, nếu không chú ý sẽ dẫn đến nhiễu loạn trong quá trình tìm câu
lệnh hoặc quá trình nhảy trở lại chương trình sau một gián đoạn.
Từ lệnh:
Mỗi lệnh làm việc cho máy được gọi là từ lệnh. Mỗi từ lệnh bao gồm một
địa chỉ và một con số. Con số này có thể có ý nghóa như một mã số (ví dụ G00
“Chạy nhanh”), hoặc có ý nghóa như một giá trị (ví dụ X100 “điểm đích trên trục
X”).
Các từ lệnh của một câu lệnh được xếp vào câu lệnh theo một trình tự xác
định gọi là cú pháp, ví dụ:
N01 G00 X15 Z2
S+1000
M08

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

20


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Mỗi từ của câu lệnh là một lệnh điều khiển máy. Lệnh có hiệu lực kéo
dài cho đến khi nó bị xóa hoặc bị thay thế bởi một lệnh có cùng chữ cái và cùng
địa chỉ gọi là phương thức tác dụng MODAL. Lệnh chỉ có tác dụng trong bản
thân câu lệnh chứa nó gọi là phương thức tác dụng THEO CÂU LỆNH.
N….

N….
N….

F120

N….
N….

N….
N….

G2

G2

N….

F120

N….

N….

Tác dụng MODAL

Tác dụng THEO CÂU LỆNH

Cấu trúc một chương trình:
Biên dạng chi tiết được chia thành các đoạn thẳng và đoạn cung tròn. Mỗi
yếu tố biên dạng hình học đơn giản này có thể được điều khiển trong từng bước
gia công hay là trong một câu lệnh của chương trình.
Để thiết lập một chương trình cần có các bước:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Chia biên dạng thành các yếu tố biên dạng hình học đơn giản.
Chia quá trình gia công thành các bước gia công.
Tạo lập chương trình.
Nạp chương trình vào bộ điều khiển.
Chạy thử chương trình.
Khởi động chương trình
Bộ điều khiển tục hiện gia công chi tiết.

Đoạn thẳng

Đoạn thẳng

O 

Cung tròn quanh
tâm O

Đoạn thẳng

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

21


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

B. CÁC ĐIỂM CẦN QUAN TÂM KHI LẬP TRÌNH TRÊN
MÁY CNC:
I. HỆ TOẠ ĐỘ :
Các điểm mà dao cắt đi tới trong khi gia công được xác định trong một
chương trình. Để mô tả vị trí của các điểm này ta dùng một hệ tọa độ, nó bao
gồm ba trục vuông góc nhau cùng cắt nhau tại điểm gốc 0. Trong hệ tọa độ này
có các trục X, Y và Z.

-

Trục X là trục chính trong mặt phảng định vị. Trên máy nó nằm song song
với bàn máy.
Trục Y là trục thứ trong mặt phảng định vị. Trên máy nó nằm song song
với bàn máy và vuông góc với trục X.
Trục Z luôn trùng với trục truyền động chính.

1. Điểm Zero chương trình:
Khi lập trình, một điểm Zero chương trình và một hệ toạ độ phải được xác
định. Thông thường thì điểm Zero chương trình được đặt tại một vị trí tuỳ ý trong
vùng không gian làm việc.
Z

X

Y

Hệ toạ độ này được gọi là Hệ toạ độ gia công (Work coordinate system) .

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

22


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2. Điểm khởi hành:
Hệ tọa độ được sử dụng trong lúc lập trình phải được khai báo vào trong
máy. Dao cắt di chuyển bắt đầu từ điểm khởi hành và chương trình cũng bắt đầu

từ điểm khởi hành. Nhưng phải cho biết tọa độ của dao tại điểm khởi hành với
lệnh G92 (lập trình điểm Zero tuyệt đối).
Z

25

30

X

40
Y

G92 X40 Y30 Z25;

3. Hệ toạ độ gia công (Work coordinate system):
Ta có 6 hệ toạ độ có thể được chọn lựa để thay đổi. Các hệ tọa độ này sẽ
được thiết lập ban đầu thông qua các mã lệnh từ G54 đến G59. Các đoạn
chương trình theo sau sẽ được thi hành trên hệ tọa độ được chọn. Các hệ tọa độ
tương ứng được xác định trên cơ sở xác định các khoảng cách trên các trục so với
điểm chuẩn (Reference point) cố định trên máy.

Offset so với
điểm chuẩn

Điểm chuẩn

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

23

GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

4. Điểm chuẩn:
Điểm chuẩn là một vị trí cố định trong không gian làm việc của mỗi máy.
Khi có lệnh trở về điểm chuẩn thì dao cắt sẽ di chuyển đến vị trí này.
Trong chương trình, điểm Zero của chương trình thông thường sẽ khác với
điểm chuẩn trong máy và nó là điểm gốc của hệ toạ độ gia công. Khoảng cách
từ điểm Zero trong chương trình so với điểm chuẩn sẽ được xác định bằng lệnh
G92.
Nếu ta dùng một trong 6 hệ tọa độ gia công ở trên (G54 đến G59) thì
không cần dùng đến lệnh G92.
G92 X……… Y……… Z……….;
Ví dụ:
Y
G92 X30 Y20 ;
Chi tiết gia công
Điểm Zero lập trình
X

30

20
Điểm chuẩn

5. Lập trình theo tọa độ tuyệt đối (Absolute) và theo toạ độ gia số
(Incremental):

Khoảng cách di chuyển dao trên mỗi trục sẽ được ra lệnh theo mode tuyệt
đối hay mode gia số .
Nếu gọi mode incremental (G91) thì khoảng cách dịch chuyển sẽ được ghi
trực tiếp vào trong lệnh dịch chuyển.
Nếu gọi mode absolute (G90) thì ta sẽ ghi toạ độ dao cắt cần di chuyển
đến trong hệ toạ độ gia công vào trong lệnh dịch chuyển.

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

24


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH
Ví dụ:

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Y
70

Điểm khởi đầu

30

Điểm kết thúc

25

-

-

90

X

Dùng mode Incremental:
G91;
G00 X65 Y40;
Dùng mode Absolute:
G90;
G00 X90 Y70;

II. ĐIỀU KHIỂN ĐƯỜNG DỊCH CHUYỂN TRÊN MÁY CNC:
Mỗi một trục chuyển động được điều chỉnh của một máy CNC cần một
thiết bị đo, chúng thông báo cho mạch điều chỉnh từng vị trí thật (tức thời ) của
bàn máy hoặc xe dao máy tiện. Các đại lượng đo ở đây là những đoạn đường
trong chuyển động thẳng và các góc trong chuyển động quay cần điều chỉnh.

1. Những khái niệm liên quan đến phép đo vị trí:
Các đại lượng đo: là những đại lượng vật lý mà giá trị của chúng các
được đo lường (ở đây là các đoạn đường thẳng và góc).
Giá trị đo: là các giá trị cần tìm ra đại lượng đo (tích của số đo và đơn vị
đo).
Dụng cụ đo: là dụng cụ đưa ra các đại lượng đo và chuyển đổi thành các
tín hiệu đo thích hợp.
Vị trí đo: là nơi dụng cụ đo thực hiện phép đo.

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

25


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2. Các phương pháp đo:
Đo trực tiếp đường
dịch chuyển

Đo gián tiếp đường
dịch chuyển

Đo tương tự đường
dịch chuyển

Đo số đường
dịch chuyển

Tuyệt đối

Tuyệt đối chu kỳ

Tuyệt đối

Gia số
(Tương đối)

Các phương pháp đo vị trí

a. Phương pháp đo vị trí bằng đại lượng tương tự :

Đại kượng tương tự

Đoạn đường hay góc cần đo được chuyển đổi liên tục thành một đại lượng
vật lý tương thích (đại lượng tương tự analog), chẳng hạn chuyển đổi thành điện
áp hay cường độ dòng.

b. Phương pháp đo vị trí bằng đại lượng số :
Đoạn đường hay góc cần đo được chia thành các yếu tố đơn vị có độ lớn
Đại lượng cần đo
như nhau. Quá trình đo chính là việc đếm hay cộng lại các yếu tố đơn vị đã đi
qua hay nhờ ở sự
n biế
dấ
hiệnugriê
ng củtự
a yếu tố đơn vị tại vị trí thật.
Đonhậ
vị trí
bằt ncá
g cđạ
i ukượ
tương

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

26

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Số các gia số (Mức đếm)

GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

Đại lượng cần đo

c. Phương pháp đo vị trí trực tiếp :
Là phương pháp đo bám sát các vị trí cần đo hay các biến đổi vị trí, không
cần đến các dẫn động cơ khí trung gian. Hệ thống đo được ghép nối trực tiếp với
chuyển động cần đo.

Thước đo

Hệ thống đo vị trí
Đo vị trí trực tiếp

Phương pháp đo vị trí trực tiếp cố dộ chính xác cao vì giữa đại lượng cần
đo và dụng cụ đo không có các lỗi cơ khí (khe hở, các biến dạng dẻo). Để đảm
bảo các lỗi (do sự bố trí các phần tử đo tạo ra) đủ nhỏ, các khe hở dẫn động của
đường hướng bàn máy phải nằm trong giới hạn chấp nhận được.

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

27


GVHD: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

d. Phương pháp đo vị trí không trực tiếp :
Trong phương pháp đo này, thay cho biến đổi vị trí tịnh tiến cần đo, một
chuyển động quay tương ứng sẽ được đo.
Chuyển động quay gắn liền với chuyển động tịnh tiến ở đây là chuyển
động quay của vít me chạy dao.

Trục vít me

Cảm biến góc quay

Đo vị trí gián tiếp thông qua trục vít me chạy dao

Một khả năng khác là chuyển đổi chuyển động chạy dao thẳng thành
chuyển động quay nhờ bộ truyền bánh răng/ thanh răng.

Thanh răng đo

Cảm biến góc quay

Đo vị trí gián tiếp thông qua bộ bánh răng / thanh răng
Các lỗi mắc phải do sai lệnh bước vít me, độ ăn khớp khi đảo chiều hay
khe hở ăn khớp hai mã răng trong bộ truyền thanh răng-bánh răng bị đưa trực
tiếp vào lỗi của phép đo. Lỗi này phải nằm trong giới hạn cho phép, thông qua
việc cho phép, thông qua việc chế tạo các bộ truyền với độ chính xác đủ lớn,
hoặc đựơc bù lại thông qua các yếu tố hiệu chỉnh đã đựơc ghi nhớ trong chương
trình điều khiển.

SV: HOÀNG TUẤN HÙNG

28