Cấu trúc bộ điều khiển anilam

Lời nói đầu
Viện máy IMI nghiên cứu ứng dụng Mechatronics trong các lĩnh vực công
nghiệp, công nghiệp đặc biệt: thiết kế, chế tạo máy, thiết bị, dây chuyền công
nghệ mới trong công nghiệp, thực hiện dịch vụ t vấn đầu t, chuyển giao công
nghệ và các dịch vụ khoa học công nghệ khác.
Trong quá trình thực tập em đợc thực tập tại trung tâm khuôn mẫu chính xác
và nhựa kỹ thuật. Đây là một trong những trung tâm phát triển mạnh của viện,
với việc áp dụng công nghệ CAD/CAM, gia công trên các máy phay CNC, máy
cắt điện cực dây CNC, vào chế tạo khuôn mẫu và các sản phẩm nhựa kỹ thuậtvào chế tạo khuôn mẫu và các sản phẩm nhựa kỹ thuật
chất lợng cao có khả năng thay thế sản phẩm nhập khẩu mang lại hiệu quả kinh
tế cao.
Tại tung tâm khuôn mẫu em đợc trung tâm tạo điều kiện cho nghiên cứu bộ
điều khiển ANILAM và các ứng dụng của nó trong các máy CNC đồng thời em
đợc tham gia vào lắp ráp máy cắt tấm kim loại Ga và Plasma CP 90200.
Trong thời gian thực tập tốt nghiệp với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô
giáo trong bộ môn, các kỹ s trong viện, cộng với sự lỗ lực của bản thân em đÃ
hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp và bản báo cáo thực tập. Tuy nhiên do thời
gian tơng đối ngắn trình độ chuyên môn còn hạn chế nên bản báo cáo này không
tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận đợc sự góp ý của các thầy cô giáo để bản
báo cáo này đợc hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cám ơn sự hớng dẫn tận tình của thầy Phan
Cung, Viện máy IMI và sự góp ý quý báu của các bạn sinh viên.

Hà Nội ngày 28 tháng 1 năm 2004
Sinh viên

Chơng I
Tổng quan
1.1 Giới thiệu
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đà góp phần giải
phóng con ngời khỏi các công việc nặng nhọc. Công nghệ thông tin đóng vai trò

rất quan trọng đối víi con ngêi trong mäi lÜnh vùc, nh trong th«ng tin liên lạc,
trong ngành khoa học vũ trụ, trong công nghiệp...
Chúng ta đà biết những ứng dụng rộng rÃi của công nghệ thông tin trong
công nghiệp. Với những nhà máy có quy mô lớn, chỉ cần một vài công nhân có
thể quản lý cả một dây chuyền sản xuất. Trong những công việc đòi hỏi độ phức
tạp hoặc trong môi trờng làm việc độc hại con ngời có thể điều khiển các rô bốt
thông qua chơng trình cài sẵn làm thay cho hä.


Một ứng dụng quan trọng nữa của công nghệ thông tin trong công nghiệp là
các chơng trình điều khiển các máy móc tự động nh máy NC(numeric control),
máy CNC(Computer numeric control). Để điều khiển các máy tự động thì có
riêng một ngôn ngữ lập trình riêng cho chúng gọi là chơng trình điều khiển logic
(PLC- Programable logic control).
1.2 Chơng trình điều khiển logic(PLC)
Trớc đây để tạo ra một chiếc máy tự động hoặc bán tự động ngời ta phải xây
dựng các mạch logic cứng. Để máy có một chức năng nào đó con ngời phải dùng
rất nhiều các thiết bị ®iƯn, ®iƯn tư trung gian nhng nh×n chung rÊt khã khăn vì
giá thành của máy sẽ tăng lên rất cao, máy làm việc không tin cậy vì phụ thuộc
vào chất lợng của các thiết bị.
Ngày nay với sự trợ giúp của máy tính và các chơng trình điều khiển
logic(PLC) đà giảm đợc phần lớn các thiết bị trung gian(rơ le trung gian), do đó
nâng cao độ tin cậy và giảm giá thành máy.
Phụ thuộc vào đối tợng điều khiển chia chơng trình điều khiển logic thành
hai loại:
Khi đối tợng ®iỊu khiĨn cha biÕt râ ngêi ta ph¶i dïng logic
mê(Fuzzy logic). Ví dụ nh máy giặt, trọng lợng quần áo cho vào giặt là
không biết trớc, với chiếc máy giặt thông minh nó đa ra những chơng trình
giặt phù hợp với trọng lợng quần áo cho vào nhằm tiết kiệm thời gian,
điện, nớc, xà phòng...

Khi đối tợng điều khiển đà rõ ràng ngời ra dùng chơng trình điều
khiển logic thông thờng(PLC).
Hiện nay các máy CNC thờng tích hợp luôn cả các bộ điều khiển PLC để
nâng cao mức độ tự động của máy. Trên thế giới có nhiều hÃng cho ra đời các
loại PLC khác nhau nh Anilam Simens, Fanuc, Omron, Heidenhei... kèm theo đó
là các tập lệnh khác nhau để viết chơng trình PLC.
1.3 Bộ điều khiển Anilam
Bộ điều khiển Anilam là một bộ điều khiển chuyên dụng dùng cho các máy
công cụ CNC(Computer numeric control). Nó là sản phẩm của hÃng
Anilam(Mỹ), trên đó tích hợp cả phần điều khiển CNC(do hÃng viết) và phần
điều khiển PLC(dành cho ngời lập trình logic). Chi tiết về tập lệnh và chơng
trình PLC đợc đề cập ở chơng 2 và chơng 3.
HÃng Anilam sản xuất các bộ điều khiển CNC chuyên dụng cho các loại
máy công cụ khác nhau:
Bộ điều khiển 3000M: chuyên dụng cho máy phay 3 trục(X,Y,Z) và
một trục chính(S).
Bộ điều khiển 5300M: chuyên dụng cho máy phay 5 trơc (X, Y, Z,
U, V) vµ mét trơc chính.
Bộ điều khiển 6000M: chuyên dụng cho máy phay 6 trơc (X, Y, Z,
U, V, W) vµ mét trơc chính.
Bộ điều khiển 4200T: chuyên dụng cho máy tiện 2 trục (X, Z) và
một trục chính.
Ngoài ra còn các bộ điều khiển chuyên dụng cho máy mài, máy xung ®iÖn
cùc...


Chơng II
Giới thiệu cấu trúc bộ Điều khiển anilam
Nh chúng ta đà biết về ứng dụng của máy công cụ trong công nghiệp. Đặc
biệt trong lĩnh vực công nghiệp gia công chính xác thì không thể thiếu các máy

công cụ nói chung và máy CNC nói riêng.
Máy CNC (Computer numeric control) là máy công cụ thông minh, nó
hoạt động dới sự trợ giúp của máy tính và gia công các chi tiết nhờ các chơng
trình gia công do ngời thiết kế hoặc ngời vận hành lập trình(chơng trình gia công
cơ khí). Do các đặc tính u việt của nó nên các chi tiết đợc gia công với độ chính
xác rất cao, đồng thời giải phóng phần lớn sức lao động, có thể sản xuất hàng
loạt vì vậy giá thành sản phẩm giảm đi rất nhiều.
Để cho máy hoạt động theo yêu cầu của ngời vận hành, trớc hết phải có một
bộ điều khiển CNC, sau đó phải có một kỹ s tin học hoặc kỹ s tự động hóa lập
chơng trình lôgic cho máy (dựa trên các cổng vào ra đà đợc tích hợp trên máy).
Sau đây sẽ giới thiệu mét bé ®iỊu khiĨn cơ thĨ(trong sè rÊt nhiỊu bé ®iỊu
khiĨn hiƯn hµnh). Bé ®iỊu khiĨn Anilam cđa Mü hiƯn nay đợc sử dụng rộng rÃi
trong các máy CNC.
2.1 Phần cứng
2.1.1 Cấu trúc một hệ CNC
Hình 2.1 là cấu trúc ®iĨn h×nh cđa mét hƯ CNC. Nã gåm cã:

H×nh 2.1: CÊu tróc hƯ CNC


Bộ điều khiển CNC (của hÃng ANILAM), đây là bộ nÃo của
máy.
Bộ truyền dẫn điều khiển động cơ(tùy thuộc vào máy cần bao
nhiêu động cơ).
Các thiết bị: phản hồi tốc độ (tachometer), phản hồi vị
trí(encoder).
2.1.2 Cấu trúc bé ®iỊu khiĨn Anilam
H·ng Anilam cho ra ®êi rÊt nhiỊu hệ điều khiển khác nhau dùng chuyên
dụng cho các loại máy khác nhau. Ví dụ bộ điều khiển 3000M, 5000M dùng cho
máy phay CNC 3 trục và 5 trục . Bộ điều khiển 4200T chuyên dụng cho máy tiện

CNC. Các bộ điều khiển chuyên dụng cho máy mài CNC, máy cắt dây CNC,
máy xung CNC... Tuy các hệ điều khiển khác nhau về ứng dụng nhng chúng có
phần cứng gần giống nhau, chỉ khác nhau về chơng trình nạp cho máy.
Hình 2.2 thể hiện một bộ điều khiển CNC cụ thể. Bộ điều khiển 4200T đợc
dùng chuyên dụng cho máy tiện CNC.
Phần cứng của máy gồm những phần chính sau:
2.1.2.1 Card máy tính và các phụ kiện
a, Card máy tính
Đây là bộ nÃo của máy(ký hiệu IHV-745E), nó có cấu trúc giống nh main
của máy tính PC. Trên card này gåm chip Vi Xư Lý Pentium 166MHz MMX vµ
chip set ALI. DRAM cđa IHV-745E lµ 8MB.
b, ỉ cøng
ỉ cøng cđa bộ điều khiển dùng để lu trữ các chơng trình CNC, chơng trình
PLC và chơng trình gia công của máy. Dung lợng tối thiểu của bộ điều khiển
4200T là 2,1G.
2.1.2.2 Card DSP
Card DSP là thành phần rất quan trọng và không thể thiếu đợc của các bộ
điều khiển ANILAM. Đây cũng là bộ phận để phân biệt các bộ điều khiển dùng
cho các máy chuyên dụng khác nhau.
Chức năng chính của card DSP là thu nhận các tín hiệu phản hồi vị trí của
các trục thông qua encoder. Sau đó nó sẽ kết hợp với card máy tính và các thuật
toán của ngời lập trình để nội suy. Và cũng chính nó đa ra các tín hiệu để điều
khiển các trục sao cho máy vận hành đúng công nghệ.


Bàn phím mở rộng
(Tùy chọn)

Màn hình
tinh thể lỏng

Bàn phím

ổ mềm

Tay quay
điện tử

Cổng RS232 mở rộng

Cổng máy in

Panel điều khiển

+5, +/-15VDC

+
5
,+
/1
2
V
D
C

C
O
M
2

CAN 0

P
a
r
a
lle
l

Cổng
vào/ra 0

V
G
A

CAN 1
C
O
M
1

Cổng
vào/ra 1

F
lo
p
p
y

CAN mở
rộng

K
Y
B
D

Cổng
vào/ra mở
rộng

Card DSP

card máy tính

+24VDC

MBIO
Dữ
liệu
ổ
c
ứ
n
g

Đầu đọc
Mạng

Kết nối mạng
(Tuỳ chọn)

Encoder

Tín hiệu điều khiển
trục chính
Động cơ
trục x, z

T
ín
h
iệ
u
đ
iề
u
k
h
iể
n

Bộ điều khiển
động cơ

Điện điều
khiển máy

Hình 2.2: Bộ điều khiển 4200T - ANILAM


Cã thĨ lÊy mét vÝ dơ nh sau: Gi¶ sư ngời công nhân cần phay một hình tròn
với một bán kính nào đó, ngời đó chỉ cần đa một câu lệnh vào chơng trình. Khi
đó card DSP sẽ kết hợp với card máy tính vi phân đờng tròn cần gia công thành
nhiều cung tròn rất nhỏ (thực chất là các đoạn thẳng vô cùng bé). Sau đó card
DSP sẽ xuất tín hiệu để điều khiển các động cơ tiến bàn của các trục X, Z
chuyển động đồng thời theo các đoạn thẳng đó. Đồng thời tín hiệu phản hồi vị
trí(đa từ encoder về gắn ở động cơ) đợc đa về card DSP. Card DSP lại tiếp tục nội
suy để đa ra tín hiệu điều khiển động cơ. Quá trình cứ tiếp diễn nh vậy cho đến
khi gia công xong chi tiết. Nhờ vòng phản hồi vị trí mà sai số trong quá trình gia
công không đáng kể(cỡ m).
2.1.2.3 Động cơ và truyền dẫn
Động cơ và truyền dẫn là cơ cấu chấp hành của máy CNC. Truyền dẫn là bộ
điều khiển ®éng c¬. Nã sÏ nhËn tÝn hiƯu ®iỊu khiĨn tõ card DSP, sau đó tín hiệu
này sẽ đợc so sánh với tín hiệu phản hồi tốc độ và điều khiển động cơ chạy theo
một tốc độ tuỳ ý ngời vận hành.
Động cơ đợc dùng trong máy CNC là động cơ servo, tức là nó có gắn
encoder để phản hồi vị trí và tachomet để phản hồi tốc độ. Tín hiệu phản hồi vị
trí đợc đa về card DSP để nội suy. Còn tín hiệu phản hồi tốc độ đợc đa về truyền
dẫn. Bản thân động cơ sẽ dịch chuyển các trục tiến bàn theo đúng chơng trình
gia công.
2.1.2.4 CAN I/O
CAN I/O lµ cỉng vµo ra logic(input, ouput). CAN I/O gióp cho kỹ s lập trình
PLC có thể điều khiển các phần điện công nghệ nh tới nguội, thay dao, bôi trơn...
một cách tự động.
Mỗi CAN I/O có 10 đầu vào, 6 đầu ra số(Digital) và 1 đầu vào tơng
tự(ADC). Bộ ®iỊu khiĨn ANILAM cã 2 CAN I/O, nhng cã thĨ mở rộng tối đa 4
CAN I/O nữa khi cần thiết.

2.1.2.5 Ngoại vi và các thiết bị phụ trợ
Ngoài các bộ phận chính bộ điều khiển ANILAM còn có các ngoại vi nh:
Bàn phím để ngời vận hành lập trình ngay trên máy.
Màn hình phẳng 14 inch.
ổ mềm để ngời vận hành nạp chơng trình gia công nếu lập trình
trên máy PC, hoặc nạp chơng trình PLC cho máy.
Cổng RS 232 để truyền dữ liệu khi cần.
Panel điều khiển máy.
Cổng kết nối mạng khi có nhiều máy CNC nối mạng với nhau.
2.2 Phần mềm
Phần mềm CNC là toàn bộ các chơng trình đợc viết để cho một hệ điều
khiển CNC có thể hoạt động một cách hiệu quả. HÃng ANILAM cung cấp cho
ngời dùng 2 loại phần mềm sau:
2.2.1 Phần mềm offline(offline software)
Đây là phần mềm cung cấp cho ngời thiết kế hoặc những ngời lập chơng
trình gia công. Ngời thiết kế sau khi thiết kế ra bản vẽ có thể dùng phần mềm
này để chuyển bản vẽ sang chơng trình gia công, chạy mô phỏng... hoặc lập trình
gia công nếu chi tiết cần gia công đơn giản. Phần mềm này đợc cài trên máy tính
PC.
2.2.2 Phần mềm CNC(CNC software)
Phần mềm CNC gồm các thuật toán nội suy, các chơng trình tạo nên giao
diện giữa ngời vận hành và máy. Đồng thời với các chi tiết không quá phức tạp


ngời vận hành có thể lập trình gia công ngay trên máy. Phần mềm này đợc cài
đặt trực tiếp trên máy CNC. Để máy hoạt động đợc thì không thể thiếu đợc phần
mềm CNC.
Tất cả các chơng trình gia công, chơng trình PLC đều chạy trên nền của phần
mềm CNC.
2.2.2.1 Chơng trình gia công

Chơng trình gia công là tập hợp các câu lệnh hoặc khối lệnh do ngời thiết kế
hoặc ngời vận hành lập để tạo ra một chi tiết cụ thể. Với một chơng trình gia
công có thể thực hiện nhiều nguyên công khác nhau. Chơng trình gia công có
đặc điểm là dễ viết, dễ sửa chữa và dễ hiểu.
2.2.2.2 Chơng trình điều khiển lôgic
Chơng trình điều khiển logic hay còn gọi là chơng trình PLC (Programable
logic control) là chơng trình do ngời lắp ráp máy CNC viết. Chơng trình này
cùng với chơng trình CNC làm cho máy công cụ trở nên hoàn thiện hơn, mức độ
tự động hóa cao. Chơng trình PLC sẽ điều khiển các công nghệ phụ trợ cho máy,
nhng nếu thiếu nó máy sẽ hoạt động kém hiệu quả, không linh hoạt và không
kinh tế.
Có thể lấy ví dụ nh sau: Giả sử một máy tiện CNC có đài dao gồm 10 dao,
một chi tiết cần phải gia công bằng 6 dao cụ khác nhau. Với máy tiện CNC
không có chơng trình PLC chỉ có thể sử dụng 1 dao cụ(vì không thể thay dao đợc) thì ngời vận hành mỗi lần gia công chi tiết phải dừng lại để gá dao 6 lần sẽ
làm giảm năng xuất của máy nên giá thành sản phẩm cũng tăng theo. Ngoài ra
chơng trình PLC còn điều khiển các quá trình công nghệ khác nh bôi trơn tự
động, tới nguội tự động...
Chính vì tầm quan trọng của chơng trình CNC nên chúng ta sẽ dành hẳn một
mục để giới thiệu về các tập lệnh của bộ điều khiển ANILAM dành cho chơng
trình PLC(Bộ điều khiển ANILAM gọi ngôn ngữ lập trình PLC của mình là IPI Integral programmable intelligence).
2.3 Tập lệnh và cách lập trình với IPI
2.3.1 Giới thiệu
Chơng trình IPI thực hiện nhiệm vụ thông qua phần cứng là các cổng vào ra
CAN I/O và các thanh ghi.
2.3.1.1 Ký hiệu đầu vào/ ra
Mỗi bộ điều khiển CNC cđa ANILAM cã hai cỉng vµo ra I/O nhng cã thể
mở rộng tối đa thành 6 cổng vào ra. Trên mỗi cổng vào ra đều có 6 đầu ra và 10
đầu vào số, 1 đầu vào tơng tự và nguồn 24VDC.
Đầu vào đợc định nghĩa nh sau: Xn:b, trong đó:
X : chỉ ra đó là đầu vào

n : chỉ ra đó là node nào (n nằm trong khoảng 0 -> 5)
b : chỉ ra đó là đầu vào số mấy trong 10 đầu vào (b từ 0->9)
Đầu ra đợc định nghĩa nh sau: Yn:b, trong đó:
Y : chỉ ra đó là đầu ra
n : chỉ ra đó là node nào (n nằm trong khoảng 0 -> 5)
b : chỉ ra đó là đầu ra số mấy trong đầu ra(b từ 0->5)
2.3.1.2 Các thanh ghi
Chơng trình PLC (IPI) sẽ sử dụng 2 loại thanh ghi là:
Thanh ghi logic : Chỉ ghi trạng thái đúng hoặc sai(true/false).
Thanh ghi số(numeric) cho phép chơng trình PLC thực hiện đếm,
định thời gian và thực hiện các phép to¸n.


2.3.1.3 Các thanh ghi đa chức năng
Thanh ghi đa chức năng là các thanh ghi dùng cho mục đích chung. Có 256
thanh ghi đa chức năng đợc chơng trình IPI định nghĩa từ M0 đến M255.
Các thanh ghi đa chức năng từ M0 đến M63 đợc nhà sản xuất định nghĩa trớc
và đợc dùng cho các mục đích đặc biệt. Các thanh ghi đa chức năng từ M64 đến
M255 đợc dùng cho ngời lập trình IPI để lu trạng thái hoặc trị số của một biến.
Thanh
ghi
M0
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8

M9
M10
M11
M12
M13
M14
M15
M16
M17
M18
M19
M20
M21
M22
M23
M24
M25
M26
M27
M28
M29
M30
M31
M32
M33
M34
M35
M36
M37
M38

M39
M40
M41
M42
M43
M44
M45

Gán nhÃn
SPINDLE
POSN
PWRFAIL
FEED
SVOFF
ESTOP
CARRY
TRUE
FALSE
TCFINACK
HOME
SPLOOP
RUN
MAN
MFLAG
MCODE
SFLAG
SCODE
TCFINACK
TCODE
HFLAG

HCODE
TMACEND
ZMACHPOS
ZEROSPD
ATSPD

XMIT
FINISH
SVOFLT
FHOLD
TCHGFIN
XSTOP
XHOLD
MSG
SPDANOV
MREGRAN
SPDGRCH
CNCERR

Mục đích(purpose)
Đúng (true) khi trục chính có thể chạy
Đúng (true) khi CNC vào đúng vị trí
Không sử dụng
Đúng khi nguồn có nguồn +24VDC
CNC đang chạy ở chế độ ăn dao
Đúng khi bộ điều khiển động cơ các trục không hoạt động(off)
Đúng khi nút emegency-stop trên panel điều khiển máy đang tác động
Không sử dụng
Luôn luôn đúng trong suốt vòng quét của chơng trình IPI
Luôn luôn sai trong suốt vòng quét của chơng trình IPI

Không sử dụng
Nhận đợc khi quá trình thay dao cụ kết thúc
Đúng khi trục Z hoặc các trục tiến bàn X, Y ở vị trí home(vị trí ban đầu)
Đúng khi trục chính ở chế độ điều khiển vòng kín
Đúng khi CNC ở chế độ chạy tự động(chạy chơng trình gia công)
Đúng khi CNC ở chế độ chạy bằng tay
Đúng khi nhận ®ỵc mét m· Mcode míi( vÝ dơ M3, M4, M5...)
M· Mcode(ví dụ M3 là quay trục chính theo chiều thuận)
Đúng khi nhận đợc một mà Scode mới(ví dụ S300, S500...)
MÃ Scode(vÝ dơ S300 th× trơc chÝnh sÏ quay víi tèc độ 300vòng/phút)
Đúng khi nhận đợc một mà thay dao(Tcode)
MÃ Tcode
Đúng khi CNC nhận đợc một mà Hcode mới
MÃ Hcode
Dự trữ
Vị trí của trục Z đang tính đơn vị là micron
Cờ này cho biết tốc độ của trục chính có bằng không hay không
Cờ này cho biết tốc độ của trục chính lớn hơn 0
Dự trữ
Dự trữ
Đúng khi chơng trình IPI chấp nhận dữ liệu của CNC
Đúng khi các mà M, S, T hoặc H kết thúc
Đúng khi bộ điều khiển động cơ bị lỗi
Đúng khi chế độ ăn dao bị cÊm
KÕt thóc thay dao
Set true khi dõng chun ®éng, set false để khôi phục chuyển động của các trục
Set true khi dừng chuyển động, ấn phím start để khôi phục chuyển động của các trục
Hiển thị các thông báo tới màn hình CNC
Dự trữ
Cấm trục chính hoạt động

Hiển thị các thanh ghi trên màn hình CNC
Dải hoạt động của hộp số trục chính(4 dải)
CNC bị lỗi
Không sử dụng


M46
M47
M48
M49
M50
M51
M52
M53
M54
M55
M56
M57
M58
M59
M60
M61
M62
M63

KEYMASK
SPIN100
SPDRPM
SPDDIR
HOMING

LNFDLIM
ROFDLIM
SPDVOLT
CMDRPM
HWSTOP
AUTOINH
FEED100
XSTART
TOOLNUM
TLOBINO
M19FLAG
M19END
SPRSTOP

Đợc sử dụng bởi trình IPI để lấy bit mặt nạ của một số phím trên panel máy
Giữ tốc độ trục chính là 100%
Chạy trục chính với tốc độ tuỳ ý
Điều khiển trục chính quay thuận hoặc ngợc(3:quay thuận; 4:quay ngợc)
Chỉ ra các trục Z, X, Y đang chạy home hay không
Chạy các trục X, Y, Z với các tốc độ ăn dao tuỳ ý
Chạy các trục X, Y, Z với các tốc độ ăn dao tuỳ ý(tốc độ quay)
Điện áp ra điều khiển trục chính( SPDVOLT=50 thì điện áp ®iỊu khiĨn trơc chÝnh=0,05V)
Set thanh ghi nµy ®Ĩ cÊm tay quay hoạt động
Set thanh ghi này lên 1 cấm CNC hoạt động ở chế độ AUTO
Set thanh ghi này lên 1 giữ tốc độ của tất cả các trục chạy ở tốc độ 100%
Khởi động ngoài, hoạt động giông nh phím START trên panel điều khiển
Kích hoạt dao cụ tơng ứng với giá trị đặt vào thanh ghi
Dùng để thay dao ngẫu nhiên(ít dùng)
Chọn mode hoạt động của trục chính là 1 chiều, 2 chiều hoặc hỗn hợp

Bảng 2.3: thanh ghi đa chức
năng M0 -> M63
2.3.1.4 Các thanh ghi timer
Có 64 thanh ghi dành cho các bộ timer (T0 -> T63). Thời gian của bộ timer
đợc biểu diễn bởi hệ 10(vÝ dơ TON 10 -> sau 1second th× bé timer sẽ kích hoạt).
2.3.2 Tập lệnh
STT

1

2

Lệnh

LD

OUT

Cú pháp

Chức năng

Ví dụ

LD[element]

Tải(load) giá trị trạng thái của element vào
thanh ghi hiện hành. Nếu giá trị mới của element
LD X1:1 ; tải
là giá trị số, nó đợc chuyển sang trạng thái 0

trạng thái(hoặc giá trị
hoặc 1(những giá trị khác không). Tải bất kỳ giá số) của X1:1 vào thanh
trị nào đà tồn tại trong thanh ghi hiện hành vào ghi hiện hành.
thanh ghi trớc đó.

OUT[element]

Ghi giá trị trong thanh ghi hiện hành tới
OUT Y1:0 ; trạng
thanh ghi xác định. Chỉ có các thanh ghi đa chức thái của thanh ghi hiện
năng mới nhận đợc giá trị số, tấ cả các thanh ghi hành đợc gửi tới đầu ra
khác biến thành trạng thái.
Y 1: 0.

Tải(load) giá trị trạng thái đảo của element
vào thanh ghi hiện hành. Nếu giá trị hiện hành
của thanh ghi đà đợc khởi tạo, nó sẽ đợc chuyển
vào thanh ghi trớc đó. Nếu giá trị mới của
element là giá trị số, nó đợc chuyển sang trạng
thái 0 hoặc 1(những giá trị khác không).

3

LDI

LDI[element]

LDI X0:2

4

MOV

MOV[element]
[element]

MOV X0:2 Y0:5
Kết hợp đọc và xuất tới một toán hạng.
thái của Y0:2
Thanh ghi hiện hành và thanh ghi trớc đó không trạng
giống trạng thái của
đợc sử dụng
X0:2

5

MVA

MVA[element]
[element]

Ghi giá trị của giá trị tơng tự(Ananalog) tại
một đợc chọn vào thanh ghi đa chức năng. Chỉ
có 1 đầu vào tơng tự t¹i 1 nót.


Tải giá trị của element vào thanh ghi hiện
hành. Copy tất cả các giá trị đà tồn tại trong
thanh ghi hiện hành vào thanh ghi trớc đó. Nếu
element là số nó đợc tải vào dới dạng số. Nếu

element là trạng thái nó đợc vào dới dạng trạng
thái.

6

RD

RD[element]

7

AND

AND[element]

Thực hiện phép Và logic giữa giá trị trong
OR
thanh ghi hiện hành và giá trị mới element. Kết Y0:5)LD (X0:5AND
quả đợc lu lại trong thanh ghi hiện hành. Thanh (M100 OR X0:9)
ghi trứơc đó không bị ảnh hứởng.

8

ANI

ANI[element]

Thực hiện phép Và logic giữa giá trị trong
LD (X0:2 OR
thanh ghi hiện hành và giá trị đảo mới của

ANI
element. Kết quả đợc lu lại trong thanh ghi hiện Y1:0)
X0:3
hành. Thanh ghi trớc đó không bị ảnh hởng.

9

OR

OR[element]

Thực hiện phép hoặc logic giữa giá trị
mới element và trạng thái trong thanh ghi hiện
hành. Kết quả lu trong thanh ghi hiện hành,
thanh ghi trớc đó không bị ảnh hởng.

LD X1:0
OR X1:5

ORI[element]

Thực hiện phép Hoặc logic giữa giá trị
đảo mới của element và trạng thái trong thanh
ghi hiện hành. Kết quả lu trong thanh ghi hiện
hành, thanh ghi trớc đó không bị ảnh hởng.

LD X1:0
ORI X1:5
OUT M55

ANB[element]

LD ( X1:0 OR
T20
)
OR
Thực hiện phép Và logic giữa giá trị trong X1:2
thanh ghi trớc đó, giá trị trong thanh ghi hiện
LD ( M100 OR X1:5 )
hành và giá trị mới của element.
OR M125
ANB M70

ORB[element]

Thực hiện phép HOặc logic giữa giá trị
trong thanh ghi trớc đó, giá trị trong thanh ghi
hiện hành và giá trị mới của element.

LD ( X1:0 OR
M100 )
AND
X0:5
LD ( X1:2 AND M50 )
AND X0:7
ORB ( T20 AND
X1:5 )

SET[element]

NÕu gi¸ trị của thanh ghi hiện hành là
TRUE, thì nó đợc copy vào thanh ghi của
LD X0:2
element mới. Nếu giá trị của thanh ghi hiện hành SET Y1:0
là FALSE, không có hành động nào xảy ra. Lệnh Khi X0:2 là TRUE thì
này dùng để chốt giá trị mới của element luôn trạng thái của Y1:0 đợc
mang giá trị TRUE trong các vòng quét tiếp theo giữ ở trạng thái TRUE
của chơng trình PLC. Nếu dùng lệnh MOV hoặc cho đến khi xuất hiện
lệnh RES ở vòng quét tiếp theo của chơng trình lệnh
RESET Y1:0
có thể xoá đợc trạng thái của thanh ghi hiƯn
hµnh.

10

11

12

13

ORI

ANB

ORB

SET

RD T20

14

15

16

RES

RES[element]

Kích hoạt :
CTL/CTR CTL[element]
không kích hoạt :
CTR[element]

DEC

Lệnh này nhằm reset element mới về trạng
thái FALSE. Nếu giá trị trong thanh ghi hiện
hành là TRUE, thì trạng thái FALSE đợc copy
vào thanh ghi của element mới. Nếu giá trị trong
LD X0:3
thanh ghi hiện hành là FALSE, không có hành RES Y1:0
động nào xảy ra. Dùng lệnh MOV hoặc lệnh
SET để đặt trạng thái của thanh ghi hiện hành
lên trạng thái TRUE trong vòng quét tiếp theo
của chơng trình.

Sử dụng theo cặp. CTL thực hiện logic Và
CTL M95
element xác định với tất cả các chỉ dẫn tiếp theo MOV M100 Y:0:2
cho tới khi nó không đợc kích hoạt nữa. CTR sẽ MOV X1:5 M75
huỷ các chỉ dẫn CTL đà kích hoạt.
CTR

DEC[element]

Trong tất cả các vòng quét của chơng trình
PLC, mà giá trị trong thanh ghi hiện hành là
LD X0:2
TRUE, giá trị số mới của element sẽ giảm đi
DEC M80
một đơn vị.

17

INC

INC[element]

Trong tất cả các vòng quét của chơng trình
PLC, mà giá trị trong thanh ghi hiện hành là
LD X0:2
TRUE, giá trị số mới của element sẽ tăng lên
INC M80
một đơn vị.

18

RST

RST[element]

Khởi tạo lại các chỉ dẫn. Khởi tạo lại bộ
timer nếu trạng thái của thanh ghi hiện hành là
TRUE.

19

NOP

20

INV

21

22

RST T1

Không có hành động nào đợcthực hiện.
Lệnh này nhằm làm tăng thời gian thực hiện chơng trình(tăng thời gian của một vòng quét).

INV[element]

Đảo giá trị của element. Đảo giá trị của
thanh ghi hiện hành khi không có element nào

xác định. Nếu giá trị đợc chuyển là số, nó đợc
chuyển sang trạng thái trớc khi đảo giá trị.

IF/ELS/
/EDF

IF : Mở đầu khối lệnh có điều kiện. CNC
sẽ thực hiện các lệnh đợc chỉ dẫn nếu trạng thái
của thanh ghi hiện hành là TRUE.
ELS : Nếu trạng thái của thanh ghi hiện hành là
FALSE thì chơng trình sẽ bỏ qua khối lệnh IF và
thực hiện c¸c lƯnh sau ELS.
EDF : KÕt thóc cđa khèi lƯnh IF - ELS.

CLP/EJP

CLP : Mở đầu khối lệnh có điều kiện. Thực
hiện các lệnh ngay sau CLP nếu trạng thái của
thanh ghi hiện hành là FALSE. Nhảy tới chỉ dẫn
EJP nếu trạng thái của thanh ghi hiện hành là
TRUE.
EJP : Kết thúc lệnh nhảy có điều kiện.

INV Y0:4
Đảo trạng thái cña
Y0:4


Dùng để xuất ra một mà của bàn phím tới
CNC. CNC sẽ biên dịch các mà này tơng ứng

nh khi ngời vận hành ấn một phím trên panel
điều khiển.

23

OKBD

24

OTI

LD Xn:b
OTI Yn:b

Xuất ra đầu output một tín hiệu cho đến
khi có tác động của đầu vào thì ngừng.

25

OWI

LD Xn:b
OWI Yn:b

Ngay lập tức xuất ra đầu output một tín
hiệu khi có tác động của đầu vào.

Chơng IIi
Máy cắt tấm kim loại ga và plasma cp 90200
I. Tổng quan

Máy cắt tấm kim loại điều khiển CNC là một dạng máy công cụ chuyên
dùng để cắt các tấm kim loại theo hình dạng bất kỳ bằng cách sử dụng năng lợng
dạng nhiệt năng. Nguồn nhiƯt cã thĨ dïng lµ ngn hå quang Plasma hay nguồn
nhiệt hoá học sinh ra trong phản ứng cháy của nhiªn liƯu (khÝ gas hay khÝ
Acetylen) trong Oxy. Nhê sư dụng năng lợng dạng nhiệt, nên các máy cắt kim
loại tấm có thể cắt đợc những tấm kim loại có chiều dầy rất lớn: tới 100mm khi
cắt bằng hồ quang Plasma, tíi 250 mm khi sư dơng ngn nhiƯt ho¸ học (khi cắt
gas).
Việc chuyển động của mỏ cắt để nhận đợc biên dạng hình học bất kỳ của
phôi tấm đợc thực hiện nhờ bộ điều khiển CNC (Computer Numeric Control).
Đồng thời nhờ bộ điều khiển CNC có khả năng giao tiếp với nguồn thông tin bên
ngoài nh cổng nối ghép RS232 hay ổ đĩa mền nên việc thay đổi biên dạng cắt trở
nên rất linh hoạt và nhang chóng, rất thuận tiện trong sản xuất tự động và quản
lý chất lợng sản phẩm theo chuẩn ISO.
Trên thế giới việc sử dụng máy cắt kim loại tấm điều khiển CNC đà trở nên
phổ biến trong tất cả các ngành công nghiệp nh sản xuất kết cấu thép, xây dựng
cầu đờngvào chế tạo khuôn mẫu và các sản phẩm nhựa kỹ thuậtĐặc biệt trong ngành công nghiệp đóng tàu, máy cắt kim loại tấm
đóng vai trò nh là một thiết bị chính trong việc đóng mới vỏ tàu. Nó loại bỏ quy
trình hạ liệu và phóng dạng vỏ tàu theo phơng pháp truyền thống(đo đạc và lấy
dấu trên tấm phôi) mà sử dụng những kỹ thuật hiện đại nh Autoship; Autocad; và
các phần mềm CAM cho việc lập trình để cắt vật liệu. Chính vì thế, nó đà nâng
cao đợc độ chính xác và năng suất trong công việc.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp đóng tàu, nhu cầu về
những máy cẵt kim loại tấm cỡ lớn (có bề rộng cắt lớn hơn 6m) ngày càng cấp
thiết.
Vì vậy, việc sản xuất và cung cấp các máy cắt kim loại tấm, điều khiển CNC
đang trở thành mục tiêu chiến lợc, dài hạn của các hÃng sản xuất máy công cụ
nổi tiÕng, nh h·ng KOIKE (NhËt B¶n),h·ng AMADA (NhËt b¶n), h·ng
FARLEY (Mỹ), hÃng SHARP (Pháp) v..v.
Bên cạnh đó, các công ty chuyên sản xuất bộ điều khiển CNC đang có những

quan tâm sâu sắc đến các sản phẩm CNC dùng máy cho máy cắt kim loại tấm
bằng các sản phẩm CNC chun dïng nh: H·ng ANILAM (Mü), HAIDENHEIN
(CHLB §øc), HITACHI (NhËt Bản), FANUC (Nhật Bản), FAGO (Tây Ban Nha)


vv. Vì vậy các sản phẩm máy cắt kim loại tấm điều khiển CNC ngày càng trở
nên hoàn thiện và có tính cạnh tranh cao.

II. Máy cắt Ga và Plasma CP90200
1. Sơ đồ nguyên lý
2. Cấu tạo và ứng dụng
Máy cắt tấm kim loại Ga và Plasma CP 90200 bao gồm 3 đầu cắt Ga và một
đầu cắt Plasma.
Khi cắt bằng Ga sử dụng hệ thống điều khiển khoảng cách bằng động cơ
điện (động cơ trục X, động cơ trục Y) và cơ khí cho phép thao tác điều khiển lên
xuống một cách dễ dàng.
Khi cắt bằng Plasma sử dụng hệ thống xác định chiều cao tự động điện, đảm
bảo khoảng cách hồ quang luôn không đổi trong quá trình cắt.
Bộ ly hợp ma sát trong hệ thống điều khiển khoảng cách đảm bảo an toàn
cho các động cơ khi đầu cắt gặp các sự cố nh: va chạm giữa đầu cắt với tấm kim
loại cong vênh khi cắt.
Bộ chân tỳ cơ khí đảm bảo khoảng cách từ đầu cắt tới phôi không đổi, khắc
phục đợc sự cố cong vênh của tấm kim loại khi cắt, đảm bảo quá trình cắt ổn
định.
Kiểu dáng máy và màn hình điều khiển mang tính mỹ thuật công nghiệp cao.
Truyền động giữa hai bên đờng ray đợc sử dụng truyền động trục cơ khí cho
phép hai bên chuyển động đồng nhất, êm ái.
Máy có Cabin điều khiển tạo tiện lợi cho ngời vận hành.
Ưu điểm của thế hệ máy này là: biên dạng chi tiết cắt đợc lập trình mềm nên
rất linh hoạt trong sản xuất, nó phù hợp với mọi loại hình sản xuất ,từ sản xuất

đơn chiếc, sản xuất loạt nhỏ,đến sản xuất loạt lớn.
Độ chính xác theo yêu cầu cao ;
Thay đổi biên dạng chi tiết cắt linh hoạt,dễ dàng;
Dễ dàng tạo ra đợc ngân hàng dữ liệu các chi tiết cắt;
Dễ dàng xắp xếp hình tối u, tiết kiệm đợc vật liệu;
Dễ cơ khí hoá, tự động hoá.
Chất lợng vết cắt và năng suất cao ,không phụ thuộc tay nghề .
Năng suất cắt cao;
Nhợc điểm: Đòi hỏi có đội ngũ cán bộ kỹ thuật cao,cập nhật thờng xuyên với
những thay đổi của công nghệ tin hoc, giá thành cao.

Kết luận


Sau thời gian thực tập tốt nghiệp tại Viện máy IMI với sự giúp đỡ tận tình
của thầy giáo Phan Cung và các kỹ s, công nhân trong Viện máy IMI em đÃ
hoàn thành đợc đợt thực tập tốt nghiệp do nhà trờng đề ra. Trong thời gian thực
tập tại Viện máy IMI, Viện đà tạo điều kiện thuận lợi cho em tìm hiểu một số
công nghệ và ứng dụng các công nghệ đó vào trong các máy sản xuất qua đó em
đà học hỏi đợc nhiều điều mà một sinh viên cần có trớc khi ra trờng.