Giáo trình gia công trên máy CNC gia công trên máy tiện CNC gia công trên máy phay CNC

H TRÚC - PHẠM MINH ĐẠO

٢٠.

S Ẽ É S ll
i

ũ
(DÙNG C H O TRÌNH Đ Ộ TRUNG C ẤP NGHỂ)

NHÀ XUẤT BẢN LAO ĐỘNG

ỉ


BÙI THANH TRÚC - PHẠM MINH ĐẠO

GIÁO TRÌNH

GIA CƠNG TRÊN MÁY CNC
(DÙNG CHO TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP NGHỀ)

o

GIA CƠNG TRÊN MÁY TIỆN CNC

® GIA CƠNG TRÊN MÁY PHAY CNC
Ị ỉ HUli ‫’؛‬،b tÍHi b٧١.■١٠‫؛‬Ỉ١M

ị

‫؛‬

i

;

Ì

٠f . . . . . . . v -r٠٠٠٠١ ٠. « · ٠٠٠. - ’ X. M .■■ ... ...، '.''- . ‫'؛‬.• ^ ١ ‫ ^؛‬."'. “ ، ، " . . ^

V ■٠٠٠. ^

ít '٥ '

‫ ؟؛‬،

١^

í'

‫ ؟‬٠ ١٠

٠ i

3003243
NHÀ XUẤT BẢN LAO ĐỘNG
Hà N ô i-2010

f

ị


LỊI NĨI ĐẨU
Trong những năm gần đây, cùng với q trình đổi mối
nội dung và phương pháp giảng dạy trong các trường dạy
nghề, việc chuyển giao công nghệ trên lĩnh vực máy công
cụ và thiết bị điều khiển theo chươong trình sơ" CNC
Computer Numerical Control) cho các xí nghiệp cơng
nghiệp dân sự và quốíc phịng ngày một phát triển. Theo đó
một vấn đề bức xúc đặt ra là việc biên soạn và xuất bản
cáo tài liệu chuyên môn trên lĩnh vực điều khiển số giành
cho giáo viên, học sinh sinh viên cũng như công nhân kỹ
th u ật cao trực tiếp khai thác vận hành các thiết bị công
nghệ cao (High tech).
Trong cuôn sách này chúng tôi viết nhằm phục vụ
giành riêng cho các trường Trung cấp nghề cũng như các
trường Đại học, Cao đẳng, Trung cấp chuyên nghiệp có đào
tạo nghê nghề cắt gọt kim loại. Chúng tôi tập trung vào
hai cơng việc điển hình của nghề cắt gọt kim loại là gia
công trên máy tiện CNC và gia công trên máy phay CNC
bao gồm: cấu tạo nguyên lý làm việc, ngơn ngữ lập trình và
các hình thức lập trình, Kỹ năng vận hành
Mặc dù đã có nhiêu cơ gắng nhưng khơng tránh khỏi
những thiếu sót. Nhóm tác giả rất mong nhận được sự
đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và các bạn học sinh,
sinh viên cùng đơng đảo bạn đọc để bộ giáo trình ngày
càng hồn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!

NHÓM TÁC GIẢ


Phan thiii nhat

GIA CONG THEN MAY TIEN CNC
Mo dun Gia cong tren may tien CNC dUdc
dung de dao tao nghe cho cong nhan chat
liJdng cao nhdm cung cap nguon nhan luc cho
san xuat trong tiidng lai. Mo dun trang hi cho
hoc vien nh.ng kien th ٥ c cd ban ve dieu
khien so, dac biet la phudng phap lap trinh de
gia cong chi tiet tren may tien, kiem tra, chay
thd va van hanh diidc may tien CNC de san
xuat cac chi tiet dien hinh.


GIỎI THIỆU VỀ MÔ ĐUN
MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN
- Học xong mơ đun này ngưồi học có kiến thức về cấu tạo,
nguyên lý làm việc của máy tiện CNC.
- Có kiến thức về các dạng điều khiển, về ngôn ngữ lập
trình, cấu trúc chương trình, cấu trúc khốĩ lệnh sử dụng hệ
diều khiển thơng dụng.
- Lập được chương trình gia cơng, kiểm tra và sửa lỗi
chương trình.
- Kỹ năng vận hành máy để thực hiện gia công các chi
tiết trên máy tiện CNC đảm bảo năng suất, chất lượng,
an toàn.
MỤC TIÊU THựC HIỆN CỦA MÔ ĐUN

- Chuẩn bị được máy và đồ gá cho việc gia công chi tiết.
- Chọn và gá lắp được dao, kiểm tra và lưu vào bộ nhó
thơng số về kích thưốc dao.
- Lập được chương trình gia cơng, kiểm tra và sửa lỗi
được chương trình.
- Nhập được chương trình vào máy, lưu trữ và gọi được
chương trình gia cơng.
- Thực hiện được việc xác định điểm 0 của chi tiết
(điểm W).’
- Thực hiện đưỢc chạy mơ phỏng và chạy thử chương
trình khơng cắt gọt.
- Thiết lập được chế độ làm việc của máy.
- Vận hành máy để gia cơng chi tiết đảm bảo đúng quy
trình, đúng chế độ cắt và an toàn.


NỘI DUNG CHÍNH CỦA MƠ ĐUN
- Cấu tạo chung của máy CNC và các bộ phận chính của máy.
- Các dạng điều khiển và hệ điều khiển
- Đặc điểm, đặc trưng của máy
- Ngơn ngữ lập trình, cấu trúc chương trình, cấu trúc
khối lệnh
- Các từ lệnh và các chức năng
- Lập trình gia cơng trên máy CNC
- Chu trình cắt ren
- Kiểm tra, sửa lỗi, chạy mô phỏng chương trình
- Vận hành máy tiện CNC
CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MƠ ĐUN
1. Dạy lý thuyết trên lớp về các chủ để
- Cấu tạo chung của máy CNC và các bộ phận chính của máy

- Lập trình gia cơng trên máy CNC
- Kiểm tra, sửa lỗi, chạy mô phỏng chương trình
- Vận hành máy tiện CNC
2. Học theo nhóm
Chia lớp thành những nhóm nhỏ từ 5 - 7 học sinh để
thảo luận về nội dung đã học, nghiên cứu, tìm các giải pháp
để giải các bài tập.
3. Thực tập tại xưởng trường vể điều khiển và vận
hànhm áýC N C
- Bảo dưỡng máy và vệ sinh công nghiệp, bảo hộ lao động
- Cách điều chỉnh các vấu kẹp thuỷ lực và kẹp chặt phôi
trên mâm cặp.
- Các bước xác định điểm zêrơ của phơi so vói dao.

8


- (:ác phim chức Iiăng trên màn hình diêu kh‫؛‬ển.
- Nhập chương trinh và gọ‫ ؛‬chương trinh.
- Chạy mô phỏng và chạy chương trinh gia cơng hồn
thành sản phẩm.
- Xử lý các tinh huống khẩn cấp có thể xảy ra.
4.
Tham quan thực tế vể khả năng ứng dụng nghề
nghiệp
Sau khi tham quan thực tế tại các cơ sỏ sản xuất, mỗi
học sinh tự viết thu hoạch về khả năng ứng dụng nghề
nghiệp. DưỢc thực hiện sau khi dã học xong mơ dun.
U CẦU VE ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH m O DUN
1. Kiến thức

- 1’rình bày dưỢc cấu tạo chung và các bộ phận chinh của
máy tiện CNC Nắm dưỢc các dạng diều khiển và ứng dụng
của nó.

- Sử dụng dUng các từ lệnh, các chức năng dể lập trinh
dược chương trinh gia công chi tiết.
DưỢc đánh giá qua bài viết, kiểm tra vấn dáp trực tiếp
hoặc trắc nghiệm tự luận dạt yêu cầu.

2. Kỹ năng
- Chọn và gá lắp dưỢc dao, do kiểm tra và nhập dược các
thơng sốkích thước dao.
- Chọn dồ gá và gá lắp dược chi tiết gia công trên máy.
- Lập trinh trực tiếp từ bảng diều khiển trên máy.
- Thực hiện kiểm tra, sửa lỗi và chạy mô phỏng chương
trinh dUng.
- Xác định được dỉểm gổc w của chi tiết gia công trên máy.
- Thiết lập dược chế độ gia công và vận hành máy thành
thạo dể gia công chi tiết dảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

9


Được đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp thao tác trên
máy, qua quá trình thực hiện, qua chất lượng sản phẩm
đạt u cầu.
3. Thái độ٠
Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm
trong cơng việc. Có tinh thần hợp tác giúp đõ lẫn nhau.
Được đánh giá qua quá trình học tập.

10


Bài 1
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KỸ THUẬT CNC
I. MỤC
TIÊU THựC
HIỆN
٠
٠
٠
- Trình bày được quá trình phát triển của kỹ thuật CNC
và các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC.
- Nêu rõ tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ỏ
nước ta hiện nay.
II. NỘI DUNG CHÍNH
1. Q trình phát triển của kỹ thuật CNC
2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC
3. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta
hiện nay

A. HỌC TRÊN LĨP
1. Q trìn h p h á t triể n củ a kỹ th u ậ t CNC
Q trình phát triển cơng nghệ chế tạo và máy cắt kim
loại đã trải qua các giai đoạn:
٠ Cơng nghệ thủ cơng;
٠ Cơng nghiệp hố với sự ra địi của ngành chế tạo máy
cơng cụ;
٠ Từ tự động hố cơ khí sang tự động hố có sự trỢ giúp của

máy tính (CNC)
Sau đây là những mốc quan trọng của q trình phát
triển máy cơng cụ điều khiển số (CNC = computerized
numerical control), nó gắn liền với quá trình phát triển của
cơng nghệ điện tử và tin học.
Năm 1863:
MFO URNEAUX phát minh “Đàn dương cầm tự động”
nổi tiếng thế giối với tên gọi là PIANNOLA. Trong đó dùng
11


một băng giấy có nhiều cuộn 30cm được đục lỗ theo vị trí
tương thích để điều khiển luồng khí nén tác động vào các
phím bấm cơ khí. Băng giấy đục lỗ dùng làm vật mang tin đã
được, phát kiến.
+ Năm 1908:
JOPB MJAC QUARD đã dùng những tấm tôn đục lỗ
điều khiển tự động các máy dệt.
+ Năm 1946:
Dr.JONW MAUCHILY và Dr.JSPRESPER ECKERT
đưa ra các máy tính vi tính sơ" điện tử đầu tiên là “ENIAC”
cho quân đội Mỹ đã được ứng dụng.
+ Năm 1948 -1952:
T.PARSON và công nghệ MIT (Massachusetts Institute
Of Technology) đã nghiên cứu thiết kế theo hỢp đồng của
không quân Mỹ (USAF) một hệ thốhg điều khiển dành cho
máy cơng cụ. Đe điều khiển trực tiếp vị trí của các trục vít
me thơng qua dữ liệu đầu ra của một máy tính làm bằng
chứng cho khả năng gia công một chi tiết. T. PARSON đã
đưa 4 luận điểm cơ bản:

- Những vị trí được tính ra trên một biên dạng được ghi
nhổ vào bìa đục lỗ.
- Các bìa đục lỗ được đọc trên máy một cách tự động.
- Các vị trí được đọc ra phải được thơng báo một cách
liên tục và bổ xung thêm tính tốn cho các giá trị trung gian.
- Các động cơ SERVO (vô cấp tốc độ) có thể điều khiển
được chuyển động của các trục.
+ Năm 1952:
Hãng MIT đã cung cấp chiếc máy phay đầu tiên mang
tên CINCINNATI HYDROTEL có trục thẳng đứng. Tủ điêu
khiển lắp bảng bằng máy điện tử có thể dịch chuyển đồng
thịi theo ba trục, nhận dữ liệu thơng qua băng đục lỗ nhị
phân (Binary Code Punched Band).

12


+ Năm 1957:
Những máy phay dầu tiên có trong máy phân xưỏng của
không quân Hoa Kỳ, ỏ Nhật Bản, Viện Công nghệ TOKYO và
Công ty IKEGAI liên kết, kế thừa chế tạo thành công máy
điều khiển sô" trên cơ sở máy tiện thuỷ lực và chiếc máy tiện
NC đầu tiên ra đòi ỏ Nhật Bản.
+ Năm 1960;
Hệ điều khiển NC dùng đèn bán dẫn đã thay thế các hệ
điều khiển cũ (dùng đèn điện tử). Các nhà chê tạo máy ngưòi
Đức trưng bày chiếc máy điều khiển NC đầu tiên tại hội chợ
HANOVER.
+ Năm 1965:
Giải pháp thay dụng cụ tự động (АТС) đã nâng cao trình

độ tự dộng hố khâu gia cơng.
+ Năm 1968:
Kỹ thuật mạch tích hợp IC (Integrated Circuits) đã làm
cho các hệ thống điều khiển DNC (Direct Numerical Control)
đã thiết lập ỏ Mỹ bằng điều khiển (standard omnicontrol) và
máy tính IBM.
+ Nàm 1970:
Giải pháp thay thê bệ phiến gá phôi tự động (Automatic
Palete Changer).
+ Nám 1972;
Hộ điều khiển NC đầu tiên có lắp một máy tính nhỏ. Đó
là hệ diều khiển sơ dùng vi tính có hệ vi xử lý sau này.
+ Năm 1976:
Các hệ vi xử lý (microprocessors) tạo ra một cuộc cách
mạng trong kỹ thuật CNC.
+ Nàm 1978;
Các hệ thống gia công linh hoạt được tạo lập thực hiện.
+ Nàm 1979:
Những khóp nối liên hồn CAD/CAM thiết kế và chế tạo
13


có trỢ giúp của máy tính (Computer Aided Design/Computer
Aided Manufacturing).
+ Năm 1980;
Trong khi phát triển của công cụ trỢ giúp lập trình tích
hỢp CNC, bùng nổ một “Cuộc chiến lịng tin” ủng hộ hay
chông đôl giải pháp điều khiển qua cấp lệnh bằng tay.
+ Năm 1984:
Xuất hiện điều khiển CNC có cơng năng mạnh mẽ được

trang bị các cơng cụ trỢ giúp lập trình đồ hoạ (Graphic) tiến
thêm một bưốc phát triển mới lập trình tại phân xưỏng.
+ Những năm 1986 - 1987:
Những giao diện chuẩn hoá (standard interfaces) mở ra
con đưịng tiến tối các xí nghiệp tự động trên cd sỏ hệ thông
trao đổi hệ thông thông tin liên thông CIM (Computer
Integrated Manufacturing).
+ Từ năm 1990:
Các giao diện số giữa điều khiển NC và các khỏi động
được cải thiện độ chính xác và đặc tính điều chỉnh của các
trục
٠ điều khiển NC và trục
٠ chính.
+ Từ năm 1994 đến nay:
Khép kín chuỗi q trình CAD/CAM/CNC bằng cách sử
dụng hệ NURBS làm phương pháp nội suy. Được truy cập từ
hệ CAD nhằm diễn tả bề mặt đạt độ mịn và độ sắc nét cao.
Nâng cao độ chính xác và tốc độ xử lý tạo ra chuyển động đều
đặn của máy, tăng tuổi thọ của máy và dụng cụ.
2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC
Ngày nay, các máy sử dụng kỹ thuật NC và CNC được sử
dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau như:
- Máy công cụ cắt gọt kim loại.
- Máy gia công áp lực: dập, rèn...
- Máy gia công tia lửa điện, gia cơng cắt dây, xung định
hình...
14


- Máy gia công lazer, gia công bằng tia nước...

- Các máy sử dụng trong y tế, quân sự...
- Máy đo 3 chiều, máy cắt, đột dập...
3.
Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở
nước ta hiện nay
Hiện nay chưa có một tài liệu hay một cuộc khảo sát,
thơng kê nào đầy đủ và chính xác trình bày tình hình trang
bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay.
Bảng thổhg kê dưới đây là của tác giả sưu tầm được một
số máy CNC đã được sử dụng trong các cơ sở sản xuất của
nước ta. Trong quá trình giảng dạy, giáo viên phải cập nhật
thơng tin và tìm các tài liệu vối những kênh thơng tin khác
nhau để nội dung bài thêm phong phú và chính xác.

TT Tên thiết bị

1

Máy phay CNC
MH600W

Nước
sản xuất
CHLB
Đức

Phần mềm
điểu khiển
CNC - 432
MAHO

Khả
Ngôn ngữ năng
lập trình điều
khiển

٠

Ngơn ngữG 3trục

.
.
.
.
..................................................
.........

.........

CHLB
Đức

2

Máy phay CNC
DMU60T

3

Máy phay CNC CHSécTNC - 421 FCV63CNC

CHLBĐÚC HEIDENHAIN

4

Máy tiện CNC
T20CNC

Vệt Nam CHJBĐút

INC-421 HEIDENHAIN

Đỗi thoại
trực tiếp
bằng biểu
tượng
Đối thoại
ừựctiếp
bằng biểu
tượng

.....................

3ừục

2 trục

SINUMERIK81OT.
Ngôn ngữG 5tạjc
SIEMENS
15

Máy EDM xung
d‫آ‬nh hinh
5
HuRCO-900
HURCO-250

Anh

6

Máy EDM cát dây
H|Ta CHỊ2Q

Nhật

7

Máy do 3 chiều
Br Ow N and
SHARPE

Mỹ

8

Máy cắt ‫ا ﻫ ﻤ ﺪ‬
Việt Nam
F2580CNC

Máy dột dập,
Q x ^ y k ícn C Re GẤ357

Nhật

FANUC

Ngồn ^Ữ G

‫؛‬trục 5

AMADA

CÂU HỎI k i E m t r a
Câu 1. Hãy kể tên một số mô'c lịch sử quan trọng trong
quá trinh phát triển máy công cụ CNC trên thế giới?
Câu 2. Hãy liệt kê một số lĩnh vực và các thiêt bị CNC
mà chUng ta thu nhận dược thơng tin qua bài học, tạp chi,
truyền hình, quảng cáo V.V...?

B. HỌC TH E.

nhOm

Sau khi giáo ١hên hương dẫn chia lớp thành các nhOnn nhỏ,
mỗi nhóm từ 5 - 7 học sinh. Các nhOm sẽ thực hiện cá(C công:
việc cụ thể sau^
Đọc và nghiên cứu thảo luận theo nội dung câu hỏi, tíài liệu
phát tay, tạp chi v.v... mà giáo viên dã cung cấp, sau dó míỗi học'

sinh tự dưa ra dàn ý dể trả lòi các câu hỏi cho cá nhân mìỉnh, SO'
sánh kiểm tra chéo giữa các học sinh trong nhOm, dáp ân của
giáo ١dên. Tuyệt đôl không được sao chép của người khác.
16


с. THỰC TẬP TẠI XƯỎNG TRƯÒNG
Thain quan thực tế tại xưỏng trưồng dưới sự hưống dẫn,
giớ‫ ؛‬thiệu của giáo viên về các chủng loại máy CNC dược
trang bị thực tập. Giới thiệu và thơng tin về lí lịch máy, khả
năng gia công, giá thành, các trang bị khác kèm theo dể phục
vụ trong quá trinh học tập. Học sinh thu nhận và ghi chép
các thông tin cần thiết kết hỢp với nội dung bài ly thuyết dã
học dể hoàn thành bài thu hoạch có hiệu quả cao.

17


Bài 2
C ÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
V À DẠNG ĐIỂU KHIỂN CỦA MÁY CNC

I. GIỚI THIỆU
Các máy CNC khác nhau có khả năng gia cơng được các
bề mặt khác nhau. Do đó các dạng điều khiển của máy cũng
được chia ra thành; Điều khiển điểm - điểm, điều khiển
đường thẳng và điều khiển biên dạng.
II. MỤC TIÊU THựC HIỆN
Trình bày được các dạng điều khiển và hệ điều khiển của
máy CNC và ứng dụng của nó trong gia cơng các bề mặt cụ

thể trên chi tiết.
III. NỘI DUNG CHÍNH
1. Các dạng điều khiển
2. Các hệ thốhg điểu khiển

A. HỌC TRÊN LÓP
1. Các dạng điểu khiển
1.1. Điều khiển điểm - điểm
Điều khiển điểm - điểm dùng cho những nhiệm vụ định
vị đơn giản, mục đích chính là cần đạt được là các kích thước
a, b, c, d, e, f phải chính xác, còn quỹ đạo chạy dao nhanh
hay chậm của bàn máy đều khơng có ý nghĩa quyết định
(hình 2.1).
Điều khiển điểm - điểm ứng dụng để gia công các lỗ bằng
các phương pháp khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ.

18


Hình 2.1. Điêu khiển điểm ٠ điểm

Vị trí của các lỗ có thể được điều khiển đồng thồi theo hai
trục (hình 2.2a) hoặc điều khiển kế tiếp nhau (hình 2.2b).
Trong trưồng hợp chạy dao đồng thời theo hai trục X, Y thì
quỹ đạo chuyển động tạo thành một góc Trong trường hỢp chạy dao độc lập thì trưốc hết dao chạy
song song với trục Y tới điểm 1’ (lúc này toạ độ của X không
thay đổi), sau đó dao chạy theo trục X để tới điểm đích 2.

Hình 2.2. Các dạng chạy dao trong điểu khiến điếm - điểm

a) Điều khiển đồng thời theo hai trục; b) Điều khiển k ế tiếp
19


1.2. Điêu khiển đường thẳng
Điều khiển đưòng thẳng là dạng điều khiển mà khi gia
công dụng cụ cắt thực hiện chạy dao độc lập theo một đường
thẳng nào đó. Trên máy tiện dụng cụ cắt chuyển động song
song hoặc vuông góc vối chi tiết (trục Z), (hình 2.3a).
Trên máy phay dụng cụ cắt chuyển động song song với
trục Y hoặc song song vối trục X (hình 2.3b).

b)

Hình 2.3. Điều khiển đường th ẳn g
a) Trên máy tiện; b) Trên máy phay

Điều khiển đưòng thẳng ứng dụng cho các máy phay, tiện,
cắt dây đđn giản.
1.3. Điều khiển biên dang (điêu khiển contour)
Điều khiển biên dạng cho phép dụng cụ cắt chuyển động
đồng thòi theo cả hai trục để tạo ra một biên dạng phức tạp,
các chuyển động theo các trục có mối quan hệ hàm số ràng
buộc với nhau.
Điều khiển biên dạng ứng dụng cho các máy tiện
(hình 2.4a), phay (hình 2.4b) và các trung tâm gia công.

20

Y

X

b)
Htnh 2.4. Điêu khien theo contour
a) Trên máỵ tiện; b) Trên ‫ ﻻ ﻯ‬pỊiaỵ

Tuỳ theo số trục được diều khiển chuyển dộng dồng thơi,
các hệ diều khiển biên dạng contour dược chia ra thành hệ
thông diều khiển 2D, 2.1/2D, 3D, 4D hoặc 5D (hình 2.5).
2. Các hệ thống điểu khiển
2.1. Hệ thống diều hhìển NC
Ngày nay các máy trang bị diều khiển NC vẫn cịn thơng
dụng. Dây là hệ diều khiển dơn giản với số lượng hạn chế các
kênh thông tin. Trong hệ diều khiển NC, các thơng số hình
học của chi tiết gia công và các lệnh diều khiển dược cho dưới
dạng dãy các con số. Hệ diều khiển NC làm việc theo nguyên
tắc sau dây: sau khi mỏ máy thứ nhất và thứ hai dưỢc dọc.
Chỉ sau quá trình dọc kết thUc, máy mới bắt dầu thực hiện
lệnh thứ nhất. Trong thời gian này thông tin của lệnh thứ
hai nằm trong bộ nhớ của hệ thống diều khiển. Sau khi hồn
tlíành việc thực hiện lệnh thứ nhất máy bắt dầu thực hiện
lệnh thứ hai lấy từ bộ nhố ra. Trong khi thực hiện lệnh thứ
hai, hệ diều khiển thực hiện lệnh thứ ba dược dưa vào chỗ bộ
nhớ mà lệnh thứ hai vừa dược giải phóng ra.

21

a) Điều khiển 2D

c) Điều khiển 3D

b) Điều khiển 2.1 /2D

d) Điều khiển 4D

Hình 2,5. Các điều khiển biên dạ n g nhiều truc

Nhược điểm chính của hệ điều khiển NC là khi gia công
chi tiết tiếp theo trong loạt hệ điều khiển lại đọc tất cả các
22


lệnh từ đầu và như vậy sẽ không tránh khỏi những sai sót
(٠ủa bộ tính tốn trong hệ điều khiển. Do đó chi tiết gia cơng
có thể bị phê phẩm. Một nhược điểm khác nữa là do cần rất
nhiều lệnh chứa trong bảng đục lỗ hoặc băng từ nên chương
trình bị dừng lại (khơng chạy) thưịng xun có thể xảy ra.
Ngoài ra vối chế độ làm việc như vậy băng đục lỗ hoặc băng
từ sẽ nhanh chóng bị bẩn và mịn, gây lỗi cho chương trình.
2.2. Hệ thống điều khiển CNC
Đặc điểm chính của hệ điều khiển CNC là sự tham gia
của máy tính. Các nhà chế tạo máy CNC cài đặt vào máy
tính một chương trình điều khiển cho từng loại máy. Hệ điều
khiển CNC cho phép thay đổi và hiệu chỉnh các chương trình
gia cơng chi tiết và cả chương trình hoạt động của bản thân
nó. Trong hệ điều khiển GNC, các chương trình gia cơng có
thể được ghi nhố lại. Trong hệ điều khiển CNC chương trình

có thể nạp vào bộ nhớ toàn bộ một lúc hoặc từng lệnh, bằng
tay từ bàn điều khiển. Các lệnh điều khiển không chỉ được
viêt cho từng chuyển động riêng lẻ mà cho nhiều chuyển
động cùng lúc. Điều khiển này cho phép giảm sơ' chương
trình và như vậy có thể nâng cao độ tin cậy làm việc của
rnáy. Hệ điều khiển CNC có kích thước nhỏ hơn và giá thành
thấp hơn so với hệ điều khiển NC nhưng lại có các đặc tính
mới mà các hệ điều khiển trưốc đó khơng có. Ví dụ, nhiều hệ
điểu khiển này có khả năng hiệu chỉnh những sai sô' cô' định
của máy - những nguyên nhân gây ra sai sô' gia công.
2.3. Hê thống điêu khiển DNC (Direct N um erical
Control). Đặc điểm của hệ điều khiển DNC như hình 2.6

23


Hinh 2.6. Nguỵên 1‫ ﻷ‬Koat dộ^g của hệ điêu hhiểu DNC

- l ề u máy công cụ CNC được nôi với một máy tinh
trung tâm qua áưồng dẫn dữ liệu. Mỗi một máy cơng cụ có thế
diều khiển CNC mà bộ tinh tốn của nó có nhiệm vụ chọn lọc
và phân phối các thơng tin hay nói cách khác thi bộ tinh tốn
là cầu nơ'i giữa các máy cơng cụ và máy tinh trung tâm.
- Máy tinh trung tâm có thể nhận các thông tin từ những
các bộ diều khiển CNC dể hiệu chỉnh chương trinh hoặc dể
dọc những dữ liệu từ máy công cụ.
- Tong một số trương hợp máy tinh dOng vai trò chỉ dạo
trong việc lựa chọn những chi tiết gia công theo thứ tự ưu tiên
dể phần chia di các máy khác nhau.
- Hệ DNC có ngân hàng dữ liệu trung tâm cho biết các

thông tin của chương trinh gia công chi tiết trên tất cả các
máy cơng cụ.
- Có khả năng truyền dữ liệu nhanh và có khả năng nơi
ghép vào hệ thơ'ng gia cơng linh hoạt FMS.
2.4. Hê thống diều hhiểĩi thich nghi
Sử dụng hệ diều khiển thích nghi là một trong những
phương pháp hồn thiện của máy cơng cụ CNC. Các máy
CNC thơng thường có chu kỳ gia cơng cố định (chu kỳ cứng)
24


dã dược xác định ‫ ﺅ‬phần tử mang chương trình và như vậy cứ
mỗl lần gia cOng chi tiết khác chu kỳ lại dưỢc lặp lại như cũ,
khơng có sự thay dổi nào. Chương trinh diều khiển như vậy
không dược hiệu chỉnh khi có các u tố cơng nghệ thay dổi.
Ví dụ khi gia cơng chi tiết lượng dư có thể thay dổi dẫn dến
thay dổi biến dạng dàn hồi của hệ thống cơng nghệ. Khi dó
nêu hệ thống diều khiển khơng dưỢc hiệu chỉnh lại lực cắt thỉ
kích thưóc gia cơng có thể vượt ra ngồi phạm vi dung sai
(nghĩa là sinh ra phế phẩm). Trong trường hợp này dể tránh
phế phẩm ta phải giảm lượng chạy dao hoặc thêm bước gia
công, nghĩa là ta dã giảm năng suất gia cơng.

Hình 2.7. Sơ đổ điều khiển thích nghi
1. Chi tiết; 2. Dao; 3. Datric; 4. Bộ biến đổi; 5, 6, 7. Cơ cẩu chạy dao

Hệ thơ'ng diều khiển thích nghi là hệ thơ'ng diều khiển có
tinh dến những tác dộng bên ngồi của hệ thống cơng nghệ
dể hiệu chỉnh chu kỳ gia công (quá trinh gia công) nhằm
loại bỏ ảnh hưỏng các yếu tố dó tới độ chinh xác gia cơng.

Hình 2.7 là một ví dụ sơ dồ diều khiển thích nghi. Dao (2)
gia cơng chi tiết (1). Các u tố cơng nghệ khơng ổn định có
thể gây ra sự thay dổi lực cắt Py (lực hướng kinh). Lực Py

25


được datric (3) ghi lại. Tín hiệu của datric đi qua bộ biến đổi
(4). Xử lý tín hiệu (5) đến điều khiển (6), tác động đến cơ
cấu chạy dao (7) và làm ổn định các lực cắt Py. Nếu lực cắt
Py tăng thì lượng chạy dao sẽ giảm xuống và như vậy lực cắt
Py sẽ giảm xuống. Nếu lực cắt Py giảm xuống thì lượng chạy
dao sẽ tăng lên, ổn định lực cắt có nghĩa là chúng ta giảm
được dao động của kích thưốc gia cơng (tăng độ chính xác và
năng suất gia công).
Cũng tương tự như vậy hệ thống điều khiển thích nghi
có thể ổn định được cơng suất cắt, mômen hay nhiệt độ cắt
v.v... Tuy nhiên, hệ điều khiển thích nghi hay được dùng để
ổn định kích thưốc gia cơng, ỏ đầy cơ cấu kiểm tra tích cực
(kiểm tra chủ động) ln ln xác định được kích thước gia
công và tác động đến cơ cấu điều khiến để ổn định kích thưóc
của chi tiết.
CÂU HỎI KIỂM TRA
Câu 1. Hãy trình bày ngắn gọn bản chất các dạng điều
'
٠>
✓
khiển của máy CNC?
C âu 2. So sánh ưu nhược điểm của các hệ thống điều
khiển của máy CNC?

C âu 3. Điền vào các câu sau cụm từ thích hỢp:
Các chương trình đã lưu trữ của máy cơng cụ sẽ được...
lại bỏi hệ thốhg điều khiển. Trong một số trưòng hợp khác,
chương trình có thể đưỢc truyền qua một đưịng truyền dữ
liệu trực tiếp điều khiển máy công cụ. Phương pháp này gọi
là nguyên tắc vận hành...

26


в. HỌC THEO ΝΗ0Μ
Sau khi ^ á ٥ viên hướng dẫn chia lớp thành các nhóm nhỏ,
mỗi nhóm từ 5 - 7 học sinh. Các nhóm sẽ thực hiện các công
việc cụ thể ОЯ11Dọc và nghiên cứu thảo luận theo nội dung câu hỏi giáo
viên dã cung cấp, sau dó mỗi học sinh tự dưa ra dàn ý dể trả
lời các câu hỏi cho cá nhân minh, so sánh kiểm tra chéo giữa
các học sinh trong nhOm, dáp án của giáo viên.

c. THỰC TẬP TẠI XƯỎNG TRƯÒNO
Tham quan thực tế tại xưỏng trường dưới sự hướng dẫn,
giới thiệu của giáo viên về các dạng và hệ thohg diều khiển
của máy CNC dư<^ trang bị tại nơi học sinh thực tập. Học
sinh thu nhận và ghi chép các thông tin cần thiết kết hỢp với
nội dung bài lý thuyết dã học dể hồn thành bài thu hoạch có
hiệu quả cao.

27