Đề cương ôn thi môn Truyền động và điều khiển CNC

Câu 1 và 2. Các cơ cấu truyền dẫn: Vẽ hình và nêu nguyên lí hoạt động của các cơ cấu đã
học ? Ưu,nhược điểm các cơ cấu này?
Các cơ cấu truyền dẫn:
1.

Truyền dẫn vô cấp

Nguyên lý:
Những con lăn này quay cùng với trục quay nằm ngang và tiếp xúc với hai đĩa quay tại các vùng khác
nhau. Khi con lăn tiếp xúc với đĩa quay chủ động gần tâm thì nó sẽ tiếp xúc với đĩa bị động ở gần viền
bên ngoài kết quả là giảm được tốc độ và tăng momen (số thấp). Khi con lăn tiếp xúc với đĩa chủ động
ở gần mép thì nó lại tiếp xúc với đĩa bị động tại gần trục quay kết quả là làm tăng tốc độ và giảm
momen (số cao).

1


2


3 .Các cơ cấu truyền dẫn hộp chạy dao

3


4


4. Các cơ cấu đảo chiều quay

5

6


Câu 3: Nêu các xích chuyển động tạo hình?

7


8


Câu 4 : Các ký hiệu sơ đồ động?

9


Câu 5 : Nêu đặc điểm cấu tạo máy CNC

10


11


12


6. Nêu nguyên lý hoạt động của máy CNC

Nguyên lý:…………

7.Kể tên các loại sóng trượt ? Uư,nhược điểm? Vẽ hình mặt cắt ngang của nó? ứng dụng
các loại song trượt?
Các loại sóng trượt: →Sóng trượt ma sát trượt
Được sử dụng nhiều vì giá thành chế tạo thấp và khả năng chịu tải trọng lớn. Sống trượt ma sát
trượt có thể được đúc liền khối với thân máy và sau đó mạ hợp kim chóng mài mòn hoặc có thể
được chế tạo rời rồi lắp với thân máy bằng vít.
+

Sóng trượt phẳng
13


+ Sóng trượt đuôi én

+ Sóng trượt tam giác

+ Sóng trượt lăn trụ

→Sóng trượt con lăn
Sống lăn được sử dụng rất rộng rãi trên các máy công cụ hiện đại có độ chính xác cao như máy
mài, máy doa … So với sống trượt ma sát trượt, sống con lăn có hệ số ma sát nhỏ hơn khoảng
20 lần nên độ mòn rất nhỏ và tuổi thọ tăng cao. Nhược điểm của sống lăn là chế tạo khó, giá
thành cao.

14

→Sóng trượt ma sát lăn.

`
8. Vật liệu làm sóng trượt?
VẬT LIỆU SỐNG TRƯỢT
1. Gang: Gang có tính chịu mài mòn cao, bằng phương pháp tôi cao tần Bề mặt sống trượt bằng
gang tôi cao tần giảm được độ mòn khoảng 7 ÷ 8 lần so với sống trượt không tôi. Bề dày lớp tôi
của sống trượt bằng gang là 3 ± 0,2 mm. Gang tôi được phải là gang cầu có cấu trúc perlit,
lượng C 0,5%, tốt nhất là C 0,7 ÷ 0,8%.
2. Thép Trên các máy hiện đại, ngày càng có xu hướng ghép sống trượt bằng thép lên thân máy
bằng gang. Ưu điểm của phương pháp này là tiết kiệm được vật liệu và có tuổi thọ cao hơn. Các
loại thép thường dùng là:
15


− Thép 15: có thể tôi trong nước. Dùng làm sống trượt dài từ 500 ÷ 700 mm gồm nhiều phần
nối lại.
− Thép 20X: ít biến dạng khi tôi, sau khi thấm than có thể dùng làm sống trượt dài. Sau khi
thấm than và tôi đạt được độ cứng HRC = 56 ÷ 62.
− Thép 40X: dùng cho những sống trượt có yêu cầu đặc biệt. Sau khi tôi cao tần có độ cứng
HRC = 52 ÷ 58.
3. Chất dẻo Thường dùng làm sống trượt ngắn. Ưu điểm: độ chịu mòn cao. Nhược điểm: hệ số
dẫn nhiệt nhỏ, khoảng 1/100 ÷ 1/150 hệ số dẫn nhiệt của gang. Do đó, trong trường hợp ma sát
khô thì vật liệu có thể nóng đến 120 ÷ 1300C và ở nhiệt độ này chúng rất dễ cháy.

9.Nêu yêu cầu của trục chính?
YÊU CẦU ĐỐI VỚI TRỤC CHÍNH
Trục chính là chi tiết quan trọng trong hệ thống truyền động, dùng để truyền chuyển động và
mômen đến dao cắt hoặc chi tiết gia công. Độ chính xác của máy phụ thuộc rất lớn vào độ
chính xác chuyển động, độ cứng vững và độ ổn định chống rung của trục chính. Vì vậy, trục

chính cần thoả mãn các yêu cầu sau:
1.

2.

3.

4.

Độ chính xác quay tròn cao , thể hiện qua độ đảo hướng tâm và hướng trục của phần đầu phía
trước của trục chính. Các giá trị này đã được tiêu chuẩn hoá cho hầu hết các loại máy công cụ
trên cơ sở độ chính xác yêu cầu của chi tiết gia công.
Độ cứng vững của trục chính cao , thể hiện qua độ võng ở đầu trục phía trước của trục chính
dưới tác dụng của các lực khác nhau trong quá trình làm việc. Để tăng độ cứng vững của trục
chính, thường dùng các biện pháp sau đây
− Tăng đường kính trục đồng thời với việc rút ngắn chiều dài giữa hai gối trục.
− Dùng các gối trục trung gian (cũng là để rút ngắn khoảng cách giữa hai gối trục).
− Đừng để mômen uốn trực tiếp tác dụng lên trục chính bằng cách lắp puli trên trục ống cài
then với trục chính.
− Đặt các chi tiết truyền động trên trục chính gần các gối đỡ và số lượng các chi tiết này càng ít
càng tốt.
Độ rung động thấp : Trục chính của máy cần phải chuyển động êm, không bị rung. Độ rung
động sẽ làm giảm tuổi thọ của cơ cấu máy và dao, phản ánh trực tiếp lên độ bóng bề mặt của
chi tiết gia công. Yêu cầu này đặc biệt quan trọng đối với những máy gia công chính xác và
cụm trục chính quay cao tốc.
Độ chịu mài mòn cao :
Yêu cầu này chủ yếu đối với các phần trục có lắp các bộ phận di trượt, ở các cổ trục, ở các bề
mặt di động theo hướng trục (như trục chính máy khoan, máy xọc răng …). Với những bộ phận
16

quan trọng, cần có các cơ cấu để điều chỉnh khe hở. Những yêu cầu trên đối với trục chính được
giải quyết bằng việc lựa chọn kết cấu của trục chính và ổ đỡ thích hợp cũng như chọn vật liệu
và phương pháp nhiệt luyện cho trục chính. Từ các yêu cầu trên, điều kiện kỹ thuật của trục
chính bao gồm:
Điều kiện kỹ thuật của trục chính bao gồm:
Sai số cho phép về hình dạng như độ tròn, độ trụ (0,003 ÷ 0,006) và vị trí tương quan giữa các
bề mặt như độ đồng tâm, độ đảo … (0,005 ÷ 0,02).
a. Độ cứng của bề mặt trục chính: được chọn theo số vòng quay của trục chính.
− Nếu số vòng quay n > 1000 v/ph thì HRC = 54 ÷ 60.
− Nếu số vòng quay n = 300 ÷ 1000 v/ph thì HB > 220.
− Nếu số vòng quay n < 300 v/ph, không cần có điều kiện kỹ thuật về độ cứng. c. Độ nhám của
bề mặt trục: thường chọn như sau:
− Bề mặt cổ trục chính: chọn độ nhám cấp 9 khi quay trong ổ trượt và cấp 8 khi quay trong ổ
lăn (với máy công cụ thông dụng). Riêng đối với máy mài thì chọn cao hơn một cấp.
− Bề mặt lắp ghép với các chi tiết khác: chọn độ nhám cấp 6, cấp 7
− Các bề mặt còn lại không lắp ghép: chọn độ nhám cấp 4, cấp 5. d. Độ chính xác các kích
thước lắp ghép của trục chính: chọn từ cấp 5 ÷ 6
10.Vẽ hình,nguyên lí hoạt động,nguyên lý khử nó của bộ vít me đai ốc bi?

17


Nguyên lý hoạt động: Tiếp xúc giữa vít me bi và đai ốc có 1 đường rãnh (rãnh me) được lắp
đầy bởi những viên bi thép. Khi trục vít xoay, những viên bi lăn tròn trong mối ren của trục vít
và đai ốc. Điều này nhằm giảm ma sát của chúng. Đai ốc có 1 đường ống dẫn về (đường hồi) để
hứng những viên bi khỏi rãnh của trục vít và đưa chúng trở lại phần đầu của đường bi ở phía
cuối của đai ốc và cứ thế các viên bi theo vòng tuần hoàn.
Lực đẩy của đai ốc nhẹ nhàng nhờ chuyển động lăn của những viên bi cuộn tròn, hơn là trượt.
Nguyên tắc khử:

Câu 11: Vẽ hình và nêu công dụng của Khớp nối:
Có 2 dạng khớp nối cơ bản là khớp nối cứng, khớp nối mềm. Khớp nối có sử dụng vòng đệm
đàn hồi được làm bằng chất liệu cao su là khớp nối mềm làm cho các liên kết hoạt động uyển
chuyển, êm ái hơn. Khớp nối cứng là khớp nối có tác dụng liên kết cố định giữa 2 chi tiết vs
nhau đảm bảo tuyệt đối không có sự sai lệch vị trí tương quan.
Vẽ hình:
18


Công dụng khớp nối:
Khớp nối là một phụ kiện quan trọng dùng để liên kết các
chi tiết lại với nhau đồng thời thực hiện nhiêm vụ truyền
chuyển động từ chi tiết này sang chi tiết khác đảm bảo sự
ổn định của hệ thống vận hành. Ngoài ra còn có chức năng
đóng mở các cơ cấu, giảm đáng kể tải trọng động, ngăn
ngừa tình trạng quá tải, cũng như bù sai lệch tâm giữa các
trục,…

Câu 12: Vẽ hình nêu cấu tạo,nguyên lí hoạt động Encoder tuyệt đối và ứng dụng của
Encoder?

Phân loại: encoder thẳng , encoder quay (encoder tuyệt đối và encoder gia số).

19


Đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led
để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua
được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta

đặt một con mắt thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận
được đèn led có chiếu qua lỗ hay không.Số xung đếm được và tăng lên nó tính bằng số lần ánh
sáng bị cắt.
Như vậy encoder sẽ tạo ra các tín hiệu xung vuông và các tín hiệu xung vuông này được cắt từ
ánh sáng xuyên qua lỗ. Nên tần số của xung đầu ra sẽ phụ thuộc vào tốc độ quay của tấm tròn
đó. Đối với encoder mình đang dùng thì nó có 2 tín hiệu ra lệch pha nhau 90. Hai tín hiệu này
có thể xác định được chiều quay của động cơ.
Ứng dụng:

20


Câu 13: Cấu tạo,nguyên lí,ưu nhược điểm ứng dụng của động cơ Servo?
Động cơ Servo khác nhau cơ bản đối với động cơ bước là động cơ servo có mạch điều khiển
kín.
Phân loại động cơ servo
- Động cơ DC servo
- Động cơ AC servo: đồng bộ + cảm ứng
Cấu tạo:

Nguyên lí: Để quay động cơ tín hiệu số được gửi đến mạch điều khiển làm khởi động động cơ.
Động cơ servo được thiết kế là quay có giới hạn, công dụng lớn nhất của động cơ servo là đạt
được góc quay chính xác.
Trục của động cơ được định vị nhờ vào kỹ thuật điều khiển biên độ xung. Để điều khiển động
cơ servo quay theo các góc cố định thì chip điều khiển phải phát xung với độ rộng từ 1ms đến
ms.
Ưu điểm:
- Momen trên trục đều hơn
- Tốc độ cao hơn
- Mạch điều khiển tốc độ chính xác và điều hơn

- Nhiều kích cở hơn
- Làm việc êm hơn, tin cậy
- Độ chính xác cao hơn
Nhược điêm:
- Đắt tiền hơn
21


- Yêu cầu phải có hệ thống phản hồi
- Yêu cầu phải điều chỉnh các thông số điều khiển
- Bảo dưỡng tốn kém, đặc biệt là động cơ DC servo
Ứng dụng: - Để lái robot,di chuyển các tay máy lên xuống,quay một cảm biến để quét khắp
phòng…
-Trong các bộ truyền động của máy cắt cnc plasma .
Câu 14:Vẽ sơ đồ của các điều khiển CNC và ưu nhược điểm của nó?
Có 4 dạng sau:
•

Điều khiển chu trình hở

•

Điều khiển chu trình nữa kín

•

Điều khiển chu trình kín

•

Điều khiển hỗn hợp

•

Điều khiển chu trình hở:

22


23


Câu 15: Tính toán chọn động cơ cho các trục X,Y,Z?
Xem chương 4

24