Bài giảng: SẢN XUẤT NHỜ MÁY TÍNH pdf

1
CAM – Computer Aided Manufacturing
SẢN XUẤT NHỜ MÁY TÍNH
Người trình bày: HUỲNH HỮU NGHỊ
Bộ môn: Chế Tạo Máy – Khoa Cơ Khí
1. ðIỀU KHIỂN SỐ - SỰ KHỞI ðẦU CỦA CAM
2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC
3. ðIỀU KHIỂN MÁY CNC
NỘI DUNG
Ñ
ÑÑ
ÑIE
IEIE
IEÀ
ÀÀ
ÀU KHIE
U KHIEU KHIE
U KHIEÅ
ÅÅ
ÅN MA
N MAN MA
N MAÙ
ÙÙ
ÙY NC
Y NC Y NC
Y NC
BA
BABA
BAÈ
ÈÈ
ÈNG MA

NG MANG MA
NG MAÙ
ÙÙ
ÙY T
Y TY T
Y TÍ
ÍÍ
ÍNH (CNC)
NH (CNC)NH (CNC)
NH (CNC)
No
NoNo
Nộ
ää
äi dung
i dungi dung
i dung
 Khái niệm
 Những vấn đề khó khăn của NC cổ điển
 Công nghệ sản suất các bộ điều khiển
NC
 Điều khiển số nhờ máy tính
 Direct Numerical Control
 Phối hợp giữa DNC và CNC
 Các hệ thống điều khiển thích nghi
 Xu hướng phát triển của CNC
Kha
KhaKha
Khá
ùù

ùi nie
i niei nie
i niệ
ää
äm
mm
m
• Việc sử dụng máy tính số đã làm thay đổi về
chất trong việc điều khiển máy NC
• Trong chương này chúng ta sẽ bàn 3 vấn đề
sau:
 Computer numerical
Computer numericalComputer numerical
Computer numerical control
controlcontrol
control (CNC)
 Direct numerical
Direct numericalDirect numerical
Direct numerical control
controlcontrol
control (DNC)
 Adaptive control
Adaptive controlAdaptive control
Adaptive control (AC)
Kha
KhaKha
Khá
ùù
ùi nie
i niei nie

i niệ
ää
äm
mm
m
• CNC thay bộ điều khiển NC cổ điển bằng bộ
tính toán nhỏ (minicomputer hay
microcomputer)
• Máy tính nhỏ dùng để thực hiện một số
hoặc tất cả các chức năng NC bởi các chương
trình đựợc lưu trong bộ nhớ Read – Write của
nó
 Một trong những khác biệt của CNC là một
máy tính điều khiển một máy công cụ. Khác
với DNC là dùng 1 máy tính để điều khiển
nhiều máy công cụ riêng biệt.
Kha
KhaKha
Khá
ùù
ùi nie
i niei nie
i niệ
ää
äm
mm
m
• Điều khiển thích nghi không đòi hỏi máy tính số. Điều
khiển thích nghi là dùng hệ thống điều khiển để đo 1
hoặc nhiều biến số của qúa trình (lực cắt, nhiệt độ, công

suất, v.v.) và thay đổi lượng ăn dao và (hoặc) tốc độ cắt
để bù trừ vào những thay đổi có hại của các biến số của
qúa trình.
• Mục đích của điều khiển thích nghi:
- Tối ưu hóa qúa trình gia công mà máy NC đơn độc
không thể thực hiện được.
- Nhiều dự án điều khiển thích nghi ban đầu là dựa
trên việc điều khiển tương tự hơn là máy tính số.
- Ngày nay các hệ thống sử dụng công nghệ vi xử lý
để ứng dụng chiến lược điều khiển thích nghi.
Nh
NhNh
Như
ưư
ững kho
õng khõng kho
õng khó
ùù
ù khăn cu
khăn cukhăn cu
khăn củ
ûû
ûa NC co
a NC coa NC co
a NC cổ
åå
å đ
đđ
đie
ieie

iể
åå
ån
n n
n
• Có lỗi khi lập trình gia công do:
- Cú pháp sai
- Số sai.
• Để cho băng lỗ đúng, phải chỉnh sửa
đến 3 – 4 lần hoặc hơn nữa
• Khó đạt được trình tự gia công tốt nhất
Nh
NhNh
Như
ưư
ững kho
õng khõng kho
õng khó
ùù
ù khăn cu
khăn cukhăn cu
khăn củ
ûû
ûa NC co
a NC coa NC co
a NC cổ
åå
å đ
đđ
đie

ieie
iể
åå
ån
n n
n

Va
VaVa
Vậ
ää
än to
n ton to
n tố
áá
ác va
c vac va
c và
øø
ø l
ll
lư
ưư
ươ
ơơ
ợ
ïï
ïng ăn dao không to
ng ăn dao không tong ăn dao không to
ng ăn dao không tố

áá
ái
i i
i ư
ưư
ưu
uu
u
vì
không thể thay tốc độ và lượng ăn dao trong
qúa trình gia công. Vì vậy người lập trình
phải thiết lập tốc độ và lượng ăn dao cho
trường hợp xấu nhất.

Băng
Băng Băng
Băng đ
đđ
đu
uu
ụ
ïï
ïc lỗ dễ bò ra
c lỗ dễ bò rac lỗ dễ bò ra
c lỗ dễ bò rá
ùù
ùch
chch
ch


Bo
BoBo
Bộ
ää
ä đ
đđ
đo
oo
ọ
ïï
ïc băng
c băngc băng
c băng
là phần cứng yếu kém nhất của
máy NC. Khi có sự cố, nhóm thợ bảo trì
thường bắt đầu tìm nguyên nhân nơi máy
đọc băng.
Nh
NhNh
Như
ưư
ững kho
õng khõng kho
õng khó
ùù
ù khăn cu
khăn cukhăn cu
khăn củ
ûû
ûa NC co

a NC coa NC co
a NC cổ
åå
å đ
đđ
đie
ieie
iể
åå
ån
n n
n

Management information:
Management information:Management information:
Management information:
Hệ thống NC cổ điển không đảm bảo
thông tin theo thời gian khi gia công.
Những thông tin này có thể gồm: máy
có sự cố và thay dụng cụ cắt.
•
Controller
ControllerController
Controller
: Bộ điều khiển NC cổ điển
là loại cứng (hard – wired).
Công nghe
Công ngheCông nghe
Công nghệ
ää

ä sa
sasa
sả
ûû
ûn xua
n xuan xua
n xuấ
áá
át ca
t cat ca
t cá
ùù
ùc bo
c boc bo
c bộ
ää
ä đ
đđ
đie
ieie
iề
àà
àu khie
u khieu khie
u khiể
åå
ån NC
n NC n NC
n NC
• Ít nhất là có 7 thế hệ các bộ điều khiển đã

được biết đến.
 Bóng chân không (Circa 1952)
 Electromechanical Relays (Circa 1955)
 Discrete semiconductors (circa 1960)
 Intergrated Circuite (circa 1965)
 Direct numerical control (circa 1968)
 Computer numerical control (circa 1970)
 Microprocessors and Microcomputers (circa
1975)
Công nghe
Công ngheCông nghe
Công nghệ
ää
ä sa
sasa
sả
ûû
ûn xua
n xuan xua
n xuấ
áá
át ca
t cat ca
t cá
ùù
ùc bo
c boc bo
c bộ
ää
ä đ

đđ
đie
ieie
iề
àà
àu khie
u khieu khie
u khiể
åå
ån NC
n NC n NC
n NC
• 1982: 286 Microprocessor. Number of
Transistors: 134,000
• Speed: 6MHz, 8MHz, 10MHz, 12.5MHz
• Within 6 years of it release, there were an
estimated 15 million 286-
• Based personal computers installed around the
world.
• 1985: Microsoft ships Windows 1.0.
• 1986: Intel ships the 16 MHz 80386 processor.
– Compaq Computer introduces the first 80386-
based computer.
• 1989: Intel 486? DX CPU Microprocessor 1990:
Microsoft ships Windows 3.0.
– Number of Transistors: 1.2 million
–
Speed:
25MHz, 33MHz, 50MHz
Công nghe

Công ngheCông nghe
Công nghệ
ää
ä sa
sasa
sả
ûû
ûn xua
n xuan xua
n xuấ
áá
át ca
t cat ca
t cá
ùù
ùc bo
c boc bo
c bộ
ää
ä đ
đđ
đie
ieie
iề
àà
àu khie
u khieu khie
u khiể
åå
ån NC

n NC n NC
n NC
• 1993: Intel introduces the 60 MHz Pentium
processor. Number of Transistors: 3.1
million
– Microsoft ships the Windows NT
operating system
• 1997: Intel® Pentium® II Processor.
Number of Transistors: 7.5 million
– Speed: 200MHz, 233MHz, 266MHz,
300MHz
• 1999: Intel® Celeron? Processor
• 1999: Intel® Pentium® III Processor.
Number of Transistors: 9.5 million
•
Speed:
650MHz to 1.2GHz
Công nghe
Công ngheCông nghe
Công nghệ
ää
ä sa
sasa
sả
ûû
ûn xua
n xuan xua
n xuấ
áá
át ca

t cat ca
t cá
ùù
ùc bo
c boc bo
c bộ
ää
ä đ
đđ
đie
ieie
iề
àà
àu khie
u khieu khie
u khiể
åå
ån NC
n NC n NC
n NC
• 2000: Intel® Pentium® 4 Processor. Number of
Transistors: 42 million
• Speed: 1.30GHz, 1.40GHz, 1.50GHz, 1.70GHz,
1.80GHz and the history-making 2GHz
 2003
– To date, Intel has shipped one billion x86
processors.
– Advanced Micro Devices launches the 2.2 GHz
64-bit Athlon 64 processor.
• 2006, January 10

– Apple Computer introduces the MacBook Pro,
their first Intel-based, dual-core mobile
computer, as well as an Intel-based iMac.
Đ
ĐĐ
Đie
ieie
iề
àà
àu khie
u khieu khie
u khiể
åå
ån so
n son so
n số
áá
á nhơ
nhơnhơ
nhờ
øø
ø ma
mama
má
ùù
ùy t
y ty t
y tí
íí
ính (CNC)

nh (CNC)nh (CNC)
nh (CNC)
 CNC là hệ thống NC dùng máy tính có bộ
chứa chương trình để thực hiện một số hay tất
cả các chức năng điều khiển số cơ bản.
 Với CNC, chương trình được cho vào một lần
và được lưu trong bộ nhớ máy tính. Vì vậy
máy đọc băng lỗ chỉ dùng khi nạp các chương
trình và dữ liệu gốc. So với các máy NC
thông thường máy CNC mềm dẻo hơn, khả
năng tính toán tốt hơn.
Ca
CaCa
Caỏ
ỏỏ
ỏu h
u hu h
u hỡ
ỡỡ
ỡnh chung cu
nh chung cunh chung cu
nh chung cuỷ
ỷỷ
ỷa mo
a moa mo
a moọ
ọọ
ọt he
t het he
t heọ

ọọ
ọ tho
thotho
thoỏ
ỏỏ
ỏng CNC
ng CNCng CNC
ng CNC
Ca
CaCa
Cá
ùù
ùc ch
c chc ch
c chứ
ứứ
ức năng cu
c năng cuc năng cu
c năng củ
ûû
ûa CNC
a CNC a CNC
a CNC
 Điều khiển máy công cụ (Machine tool
control)
 Hiệu chỉnh bán kính dao trong qúa trình gia
công (In – process compensation)
 Cải thiện việc lập trình và vận hành (Improved
Programming and Operating features)
 Chẩn đoán (Diagnostics).

 Ưu điểm chính của CNC là chứa đựng các khả
năng điều khiển trong bộ điều khiển
me
meme
mề
àà
àm
mm
m
(soft
– wired)ø. Một số chức năng điều khiển như
no
nono
nộ
ää
äi
i i
i
suy cung tro
suy cung trosuy cung tro
suy cung trò
øø
øn
nn
n
có thể được thực hiện trong
HTĐK gắn cứng (hard – wired) thì tốt hơn so
với gắn mềm
S
SS

Sự
ựự
ự pha
phapha
phá
ùù
ùt trie
t triet trie
t triể
åå
ån CNC
n CNC n CNC
n CNC đ
đđ
đi theo 2 h
i theo 2 hi theo 2 h
i theo 2 hư
ưư
ươ
ơơ
ớ
ùù
ùng
ng ng
ng
 Hybrid CNC: CNC lai (phối hợp cả gắn
cứng và gắn mềm)
 Straight CNC: CNC trực tiếp (chỉ sử dụng
bộ điều khiển gắn mềm)
Sô

Sô Sô
Sô ñ
ññ
ño
oo
oà
àà
à HT Hybrid CNC
HT Hybrid CNCHT Hybrid CNC
HT Hybrid CNC
Trong he
Trong heTrong he
Trong hệ
ää
ä tho
thotho
thố
áá
áng lai (Hybrid CNC )
ng lai (Hybrid CNC ) ng lai (Hybrid CNC )
ng lai (Hybrid CNC )
• Các thành phần gắn cứng (Hard – wired
components) thực hiện các chức năng có
lợi nhất như
• Tính toán và sinh ra lượng ăn dao (Feed
rate gereration)
• Nội suy đường tròn (Circular
Interpolattion)
• Các chức năng khác do computer (soft-
wired components) thực hiện.

• Hybrid CNC được sử dụng khá rộng rãi vì
giá rẻ hơn Straight CNC.
Sô
Sô Sô
Sô ñ
ññ
ño
oo
oà
àà
à Straight System
Straight System Straight System
Straight System
Trong he
Trong heTrong he
Trong hệ
ää
ä tho
thotho
thố
áá
áng tr
ng trng tr
ng trự
ựự
ực tie
c tiec tie
c tiế
áá
áp (Straight CNC)

p (Straight CNC) p (Straight CNC)
p (Straight CNC)
 Máy tính thực hiện mọi chức năng
 HT trực tiếp Straight đắt tiền hơn
nhưng mềm dẻo hơn
Bu
BuBu
Bù
øø
ø tr
trtr
trừ
ừừ
ừ trong qua
trong quatrong qua
trong quá
ùù
ù tr
trtr
trì
ìì
ình gia công
nh gia công nh gia công
nh gia công
 Hiệu chỉnh bán kính dao trong qúa trình gia công,
 Điều khiển sai số phát sinh trong qúa trình gia
công. Thuộc loại này gồm:
1.Điều chỉnh sai số được cảm nhận bởi thiết bò đo
2.Tính lại vò trí các trục khi thiết bò kiểm tra được
dùng để đònh vò các điểm tham chiếu trên chi tiết

gia công.
3.Điều chỉnh bán kính dao
4.Điều khiển thích nghi để điều chỉnh lại tốc độ cắt
và lượng ăn dao.
5.Tính toán chu kỳ bền của dụng cụ cắt và chọn
dụng cụ khác khi được chỉ đònh.
Ca
CaCa
Cả
ûû
ûi thie
i thiei thie
i thiệ
ää
än
n n
n đư
đưđư
đươ
ơơ
ợ
ïï
ïc vie
c viec vie
c việ
ää
äc la
c lac la
c lậ
ää

äp tr
p trp tr
p trì
ìì
ình va
nh vanh va
nh và
øø
ø thao ta
thao tathao ta
thao tá
ùù
ùc
c c
c
 Chỉnh lý chương trình gia công trên máy. Việc
này cho phép điều chỉnh lại hoặc tối ưu hóa
chương trình gia công.
 Cho hiện đường chạy dao để kiểm tra băng lỗ.
 Nhiều kiểu nội suy: đường tròn, barabol, cubic
 Sử dụng các chương trình con chuyên dùng
 Nhập dữ liệu bằng tay (Manual Data Input).
 Có thể lưu trữ nhiều chương trình
Cha
ChaCha
Chẩ
åå
ån
n n
n đ

đđ
đoa
oaoa
oá
ùù
ùn (Diagnostic )
n (Diagnostic )n (Diagnostic )
n (Diagnostic )
1/ Phát hiện nguyên nhân hư hỏng để sửa
chữa nhanh chóng.
2/ Ra dấu hiệu cảnh báo về một sự cố có
thể xảy ra, nhờ vậy giảm thời gian sửa
chữa và tăng năng suất lao động
3/ Hệ thống CNC phải có một số thành
phần dự trữ để khi có hư hỏng thì thay
thế ngay, không để máy chờ.