Đề Cương Chi Tiết - Đồ Án Tốt Nghiệp Máy Và Hệ Thống Điều Khiển Số Theo Chương Trình 150 tc (CDIO)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy
Trình độ đào tạo: Đại học và Cao đẳng
Chương trình đào tạo: Cơ khí chế tạo máy

Đề cương chi tiết học phần
1. Tên học phần: MÁY VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ

Mã học phần: MCNC340925

2. Tên tiếng Anh: MACHINES AND COMPUTERIZED NUMERICAL CONTROL
3. Số tín chỉ: 4
Phân bố thời gian: (học kỳ 15 tuần) 4 (4:0:8)
4. Các giảng viên phụ trách học phần
1/ GV phụ trách chính: PGS. TS. Lê Hiếu Giang
GVC. ThS. Trần Quốc Hùng
PGS. TS. Đặng Thiện Ngôn
2/ Danh sách giảng viên cùng GD:
2.1/ ThS. Đặng Minh Phụng
2.2/ ThS. Thái Văn Phước
5. Điều kiện tham gia học tập học phần
Môn học tiên quyết: không
.

Môn học trước: Chi tiết máy, Dung sai-kỹ thuật đo, Hình họa - Vẽ kỹ thuật

6. Mô tả tóm tắt học phần
−

−
−
−
−
−

Học phần này cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về :
Các dạng bề mặt gia công, các chuyển động tạo hình trên máy cắt kim loại
Sơ đồ kết cấu động học, sơ đồ động, các phương trình xích truyền động và nguyên lý làm việc
của một số cơ cấu trên máy cắt kim loại;
Thiết kế các bộ phận chính của một máy cắt kim loại như: hộp tốc độ, hộp chạy dao v.v…;
Khái niệm cơ bản về NC, CNC, hệ thống truyền động, hệ thống đo lường, hệ thống điều khiển
máy NC, CNC.
Tính toán, thiết kế sơ bộ các phần truyền động cho máy NC, CNC.
Ứng dụng nguyên lý nội suy để điều khiển máy CNC 2D, chế tạo máy NC, CNC 2D đơn giản.

1


7. Mục tiêu học phần (Course Goals)
Mục tiêu
(Goals)

Mô tả (Goal description)
(Học phần này trang bị cho sinh viên:)

Chuẩn đầu ra
CTĐT

G1

Kiến thức nền tảng trong lĩnh vực cơ khí chế tạo máy như: Nguyên
lý làm việc của máy cắt kim loại, nguyên lý thiết kế các bộ phận
chính trên máy cắt kim loại, hệ thống điều khiển số trên máy cắt
kim loại.

G2

Khả năng phân tích, giải thích và lập luận giải quyết các yêu cầu kỹ
thuật trên máy cắt kim loại và hệ thống điều khiển số.

2.1, 2.2

G3

Kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp và khả năng đọc hiểu các tài liệu
kỹ thuật bằng tiếng Anh.

3.1, 3.2, 3.3

G4

Khả năng lựa chọn, tính toán, xây dựng và phân tích các yêu cầu kỹ
thuật trên máy cắt kim loại và hệ thống điều khiển khi vận hành và
thiết kế.

4.3, 4.4

1.2
1.3

8. Chuẩn đầu ra của học phần
Chuẩn
đầu ra
HP

Mô tả
(Sau khi học xong môn học này, người học có thể:)

Chuẩn đầu
ra CDIO

G1

Phân tích cấu tạo bề mặt chi tiết gia công, các chuyển động tạo hình,
phân biệt được các loại máy cắt kim loại.

1.2

Viết, giải thích và tính toán các phương trình xích truyền động trên
máy cắt kim loại, sơ đồ kết cấu động học.

1.3

Tính toán, so sánh các phương án thiết kế máy cắt kim loại.

1.3

Phân loại, thiết kế, tính toán sơ bộ các phần truyền động cho máy
NC, CNC.

1.3

Phân tích, lựa chọn được các loại máy cắt kim loại và hệ thống điều
khiển phù hợp với yêu cầu khi gia công các chi tiết cụ thể.

2.1.4, 2.2.1

Có khả năng tự tìm kiếm tài liệu, tự nghiên cứu và trình bày các nội
dung liên quan đến đến việc tính toán, điều khiển và thiết kế trên máy
cắt kim loại.

2.1.1, 2.2.3

Có khả năng làm việc trong nhóm để thảo luận và giải quyết các vấn
đề liên quan đến việc tính toán, điều khiển và thiết kế trên máy cắt
kim loại.

3.1.1, 3.1.2,
3.2.6

Hiểu được các thuật ngữ tiếng Anh về máy cắt kim loại, hệ thống
điều khiển số.

3.3.1

Thiết lập được quy trình tính toán và lựa chọn chế độ cắt trên máy cắt
kim loại tương ứng với từng yêu cầu cụ thể.

4.3.1

Tính toán, thiết kế được hộp tốc độ, hộp chạy dao trên máy cắt kim

4.4.1, 4.4.3

G2

G3

G4

2


loại.
Lập trình, tính toán nội suy cho các đường chạy dao cho giải thuật
nội suy phần cứng, nội suy phần mềm.

4.4.3

9. Tài liệu học tập
− Sách, giáo trình chính:
1. Máy và hệ thống điều khiển số, ĐHSPKT TP. HCM 2005.
− Sách tham khảo:
1. Phạm Văn Hùng. Cơ sở máy công cụ, Trường Đại hoc Bách khoa Hà Nội. NXB KHKT,
2005.
2. Tạ Duy Liêm, Hệ thống điều khiển số cho máy công cụ, NXB KHKT 2001
3. Nguyễn Ngọc Cẩn, Máy điều khiển theo chương trình số (NC, CNC), ĐHSPKT 1993
4. Bùi Quý Lực, Hệ thống điều khiển số trong công nghiệp, NXB KHKT 2005
5. Yoram Korem, Computer Control of Manufacuturing Systems, McGraw-Hill Book

Company, 1983.
10. Đánh giá sinh viên :
- Thang điểm: 10
- Kế hoạch kiểm tra như sau:
Hình
thức
KT

Thời
điểm

Nội dung

Công cụ KT

Chuẩn
đầu ra
KT

Bài kiểm tra

Tỉ lệ
(%)
30

KT#1

Viết phương trình xích truyền động và tính
toán số cấp tốc độ, lượng chạy dao.

Tuần 4

Bài kiểm tra 20‘

1.2

10

KT#2

Phân tích các chuyển động tạo hình và viết
phương trình xích cơ bản

Tuần 6

Bài kiểm tra 20‘

1.2

10

KT#3

Bài tập về nội suy phần cứng, nội suy phần
mềm (nội suy đường thẳng, cung tròn)

Tuần 14

Kiểm tra tự luận
30‘

1.2

10

Bài tập về nhà (Project)
Tính toán và chọn chế độ cắt phù hợp trên
BL#1 một máy cắt kim loại cho trước
BL#2

Thiết kế và vẽ lưới xích tốc độ.

10
Tuần 8

Đánh giá sản
phẩm

3.2.6
3.3.1

5

Tuần 11

Đánh giá sản
phẩm

2.3.1
4.4.3

5

Tiểu luận - Báo cáo
Danh sách các đề tài cho nhóm sinh viên
báo cáo trước lớp:
1. Máy tiện T616
Tuần 3, 4
2. Máy khoan cần 2B56
5
3

10

Tiểu luận - Báo
cáo

2.2.3
3.2.6


3.
4.
5.
6.

Máy phay P82
Đầu phân độ có đĩa chia
Hệ thống DNC, ANC, MC, FMS, CIM
Hệ thống đo hành trình trong máy NC,

CNC.
7. Hệ thống truyền động NC, CNC
8. Hệ thống điều khiển máy NC, CNC
9. Động cơ bước, động cơ servo
10. Nội suy trong máy NC, CNC.

4.4.3
2.5.4

Tuần 12
& 13

Thi cuối kỳ

50

- Nội dung bao quát tất cả các chuẩn đầu ra
quan trọng của môn học.
- Thời gian làm bài 75 phút.

1.2
4.4.3
2.1.4
2.3.1

Thi tự luận

11. Nội dung chi tiết học phần
Tuần

Nội dung

Chuẩn đầu
ra học phần

Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY CẮT KIM LOẠI (3, 0, 6)

1

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (3)
Nội dung GD lý thuyết:
1.1 Khái niệm về máy cắt kim loại
1.2 Cấu tạo bề mặt chi tiết gia công
1.3 Các phương pháp tạo hình
1.4 Các chuyển động tạo hình
1.5 Sơ đồ kết cấu động học
1.6 Phân loại và ký hiệu máy

1.2
3.1.2
3.3.1

PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Thảo luận nhóm
+ Trình chiếu
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (6)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 1

3.3.1

Chương 2: MÁY TIỆN (9, 0, 18)
A/ Nội dung GD lý thuyết: (1)
2.1 Các chuyển động tạo hình và sơ đồ kết cấu động học máy tiện
2.2 Công dụng và phân loại
4

1.2


PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Thảo luận nhóm
+ Trình chiếu
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (2)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 2

3.1.2
3.3.1

3.3.1

Chương 2: MÁY TIỆN (9,0,18) (tiếp theo)

2

3
3

A/ Tóm tắt các ND và PPGD chính trên lớp: (4)

Nội dung GD lý thuyết:
2.3 Máy tiện 1K62
2.3.1 Các chuyển động tạo hình
2.3.2 Phương trình xích cơ bản
2.3.3 Nguyên lý làm việc của cơ cấu Norton, ly hợp một chiều

3.1.2

PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm

2.1.1

B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 2

2.2.3

Chương 2: MÁY TIỆN (9, 0, 18) (tiếp theo)
A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:
2.4 Máy tiện ren vít vạn năng T616
2.4.1 Các chuyển động tạo hình
2.4.2 Phương trình xích cơ bản
2.4.3 Nguyên lý làm việc của cơ cấu Hacne, Mean
2.5 Điều chỉnh máy tiện vạn năng
PPGD chính:
+ Thuyết giảng

+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 2
Bài đọc thêm: Máy tiện hớt lưng

5

1.2

Chương 3: MÁY KHOAN - MÁY DOA (4, 0, 8)
A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:
3.1 Máy khoan
3.1.1 Các chuyển động và sơ đồ kết cấu động học máy khoan
5

1.2
3.1.2
3.3.1
4.3.1

2.2.3


3.1.2 Công dụng và phân loại
3.2 Máy khoan đứng 2A150
3.2.1 Đặc tính kỹ thuật
3.2.2 Phương trình xích tốc độ, xích chạy dao
3.3 Máy khoan cần 2B56

3.3.1 Đặc tính kỹ thuật
3.3.2 Phương trình xích tốc độ, xích chạy dao

1.2
3.1.2
2.1.1
4.3.1

PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 3
Bài đọc thêm: Máy doa ngang 2620A

2.2.3

Chương 4: MÁY PHAY (4, 0, 8)
A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:
4.1 Các chuyển động và sơ đồ kết cấu động học
4.2

Công dụng và phân loại

4.3

Máy phay ngang vạn năng P82
4.3.1 Đặc tính kỹ thuật

4.3.2 Phương trình xích tốc độ, chạy xích dao

7
5
4.4

1.2
3.1.2
3.2.6

Đầu phân độ có đĩa chia

PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 4

2.2.3

Bài đọc thêm: Đầu phân độ không có đĩa chia
Chương 5: MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG (8, 0, 16)
9

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:
5.1 Các phương pháp gia công bánh răng
5.1.1 Phương pháp định hình
5.1.2 Phương pháp bao hình

5.2 Máy gia công bánh răng 5E32
5.2.1 Đặc tính kỹ thuật
5.2.2 Sơ đồ kết cấu động học
6

1.2


5.2.3 Phương trình xích cơ bản
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 5

2.1.1
3.1.2
4.3.1
2.2.3

7

11

Chương 5: MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG (8, 0, 16) (tiếp theo)
A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:
5.3 Máy gia công bánh răng 5E32 (tiếp theo)
5.3.1 Các phương trình xích khi gia công bánh răng thẳng

5.3.2 Các phương trình xích khi gia công bánh răng xoắn
5.3.3 Các phương trình xích khi gia công bánh vít
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 5
Bài đọc thêm: Máy xọc răng

1.2
3.1.2
4.3.1

2.2.3

Chương 6: MÁY MÀI
Chương 7: MÁY CHUYỂN ĐỘNG THẲNG (4, 0, 8)

13
8

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:
7.1 Công dụng và phân loại
7.2 Các cơ cấu thực hiện chuyển động thẳng
7.3 Máy bào ngang 7A35
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu

+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 7
Bài đọc thêm: Máy mài 3A150, Máy xọc 743
Chương 8: THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI

15

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:
8.1 Cơ sở thiết kế máy cắt kim loại
7

1.2
3.1.2
2.1.1

2.2.3


8.2

8.1.1 Phạm vi điều chỉnh số vòng quay và lượng chạy dao
8.1.2 Chuỗi số vòng quay
8.1.3 Xác định các thông số động học cơ bản
Thiết kế hộp tốc độ dùng cơ cấu bánh răng di trượt

8.2.1 Chọn phương án không gian
8.2.2 Chọn phương án thứ tự
8.2.3 Vẽ lưới kết cấu

PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm

2.1.1
2.2.3
3.2.6
2.4.7
3.1.2
4.4.3
4.4.1

B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 8

2.2.3

Chương 8: THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI (tiếp theo)
A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:

10

8.2.4 Vẽ đồ thị số vòng quay (chương 7 a trang 175 trở đi)
8.2.5 Vẽ sơ đồ động và sơ đồ truyền lực
8.2.6 Xác định số răng của bánh răng
8.2.7 Kiểm tra sai số vòng quay (chương 7b đến trang 217)
PPGD chính:
+ Thuyết giảng

+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 8

2.1.1
2.2.3
3.2.6
2.4.7
3.1.2
4.4.1
2.2.3

Chương 8: THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI (tiếp theo)

11

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:
8.3 Thiết kế hộp chạy dao

2.1.1

8.3.1 Thiết kế hộp chạy dao thường
8.3.2 Thiết kế hộp chạy dao chính xác
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm

3.2.6

8

2.2.3

2.4.7
3.1.2


B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 8

2.2.3

Chương 9: MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ (4, 0, 8)

12

17

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (2)
Nội dung GD lý thuyết:
9.1 Khái niệm
9.2 Đặc điểm của máy NC, CNC
9.3 Xu hướng phát triển máy NC/CNC
9.4 Một số khái niệm và quy ước cơ bản trong máy NC và CNC
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu

+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (4)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 9

1.2
2.1.1
4.1.3

2.2.3

Chương 10: HỆ THỐNG TÍN HIỆU, MÃ HIỆU (2, 0, 4)

12

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (2)
Nội dung GD lý thuyết:
11.1 Khái niệm và phân loại tín hiệu
11.2 Các hệ thống mã hiệu
11.3 Chuyển đổi giữa các hệ mã hiệu
11.4 Các hệ thống mã hiệu khác
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (4)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 10

1.2
2.1.1
3.1.2

2.2.3

CHƯƠNG 11: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NC VÀ CNC (4, 0, 8)
13

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (2)
Nội dung GD lý thuyết:
12.1 Các thành phần của hệ thống NC
12.2 Phân loại hệ thống điều khiển máy NC
12.3 Các thành phần trong hệ thống điều khiển NC/CNC
12.4 Phần mềm trong hệ thống điều khiển máy CNC
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
9

1.2
2.1.1
3.3.1


+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 11

2.2.3

CHƯƠNG 12: NỘI SUY TRONG MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO
CHƯƠNG TRÌNH SỐ (6, 0, 12)

14

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (4)
Nội dung GD lý thuyết:
13.1 Khái niệm
13.2 Nội suy phần cứng DDA
13.3 Bộ tích phân DDA
13.4 Các cơ cấu nội suy phần cứng máy NC
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm

1.2
2.1.1
3.3.1

B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (8)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 12
CHƯƠNG 12: NỘI SUY TRONG MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO
CHƯƠNG TRÌNH SỐ (6, 0, 12) (tiếp theo)

15

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (2)
Nội dung GD lý thuyết:
13.5 Nội suy phần mềm
13.5.1
Giải thuật nội suy phần mềm dùng cho hệ CNC xung chuẩn

13.5.2
Giải thuật nội suy phần mềm dùng cho hệ CNC lấy mẫu
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (4)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 12
Bài đọc thêm: Nội suy NURBS
CHƯƠNG 13: CÁC CƠ CẤU KHÁC TRONG MÁY ĐIỀU KHIỂN
THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ (2, 0, 4)

15

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (2)
Nội dung GD lý thuyết:
13.6 Truyền dẫn servo
10

1.2
2.1.1
3.3.1

3.3.1


13.7 Bộ truyền vít me – bi
13.8 Hệ dụng cụ, đầu dao và ổ chứa dao, cơ cấu thay dao tự động
13.9 Dao và mã hóa dao cắt
13.10 Hệ thống bôi trơn

13.11 Hệ thống thủy lực trong máy CNC
PPGD chính:
+ Thuyết giảng
+ Trình chiếu
+ Thảo luận nhóm
B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (4)
Làm các câu hỏi ôn tập và bài tập trong chương 12

1.2
2.1.1
3.3.1

3.3.1

14. Đạo đức khoa học:
Các bài tập ở nhà và dự án phải được thực hiện từ chính bản thân sinh viên. Nếu bị phát hiện
có sao chép thì xử lý các sinh viên có liên quan bằng hình thức đánh giá 0 (không) điểm quá trình và
cuối kỳ.
14. Ngày phê duyệt lần đầu: 15/04/2014
15. Cấp phê duyệt:
Trưởng Khoa

PGS. TS. Lê Hiếu Giang

Trưởng BỘ MÔN

GV.TS. Phạm Huy Tuân

Nhóm Biên soạn

PGS. TS. Đặng Thiện Ngôn
GVC. ThS. Trần Quốc Hùng
GV. ThS. Thái Văn Phước
GV. ThS. Đặng Minh Phụng

15. Tiến trình cập nhật ĐCCT
Cập nhật lần 1

Người Cập nhật
11


Tổ trưởng bộ môn

Cập nhật lần 2

Người Cập nhật

Tổ trưởng bộ môn

12