ÖÙng duïng CAM
ÖÙng duïng CAMÖÙng duïng CAM
ÖÙng duïng CAM
Caùc öùng duïng CAM baét nguoàn töø ñieàu khieån soá.
Ñònh nghóa ñieàu khieån soá:
Ñònh nghóa ñieàu khieån soá:Ñònh nghóa ñieàu khieån soá:
Ñònh nghóa ñieàu khieån soá:
Laø moät daïng töï ñoäng coù theå laäp trình ñöôïc , trong ñoù quùa trình ñöôïc ñieàu khieån baèng soá, chöõ vaø
caùc kyù hieäu. Trong NC, caùc soá taïo neân chöông trình leänh ñöôïc thieát keá cho moät vieäc gia coâng cuï theå. Khi
saûn phaåm thay ñoåi, chöông trình cuõng thay ñoåi.
Khaû naêng deã daøng thay ñoåi
Khaû naêng deã daøng thay ñoåiKhaû naêng deã daøng thay ñoåi
Khaû naêng deã daøng thay ñoåi
chöông trình
chöông trìnhchöông trình
chöông trình
ñoái vôùi moãi saûn
phaåm laøm cho NC coù tính meàm deûo. Vieát moät chöông trình môùi deã hôn nhieàu so vôùi thay ñoåi caên baûn veà
thieát bò.
Coâng ngheä NC ñöôïc öùng duïng cho nhieàu lónh vöïc, keå caû veõ, laép raùp, kieåm tra, daäp kim loaïi taám vaø
haøn ñieåm.
Chi tieát ñöôïc thieát keá coù hình daïng vaø kích thöôùc khaùc nhau. Phaàn lôùn caùc chi tieát maùy hieän nay
ñöôïc saûn xuaát ôû loaïi beù, ñôn chieác. Ñeå saûn xuaát moät chi tieát phaûi caàn nhieàu nguyeân coâng nhö khoan,
phay, tieän v.v.
Tieän lôïi cuûa NC laø thích öùng vôùi caû 3 loaïi nguyeân coâng treân, vaø ñoù laø lyù do veà söï phaùt trieån maïnh
meõ cuûa noù ngaøy nay.
Lòch söû phaùt trieån
Lòch söû phaùt trieånLòch söû phaùt trieån
Lòch söû phaùt trieån
Maùy ñieàu khieån soá coå ñieån chuû yeáu döïa treân coâng trình cuûa moät ngöôøi coù teân laø John Parsons
John ParsonsJohn Parsons
John Parsons. Töø
nhöõng naêm 1940
940940
940 Parsons ñaõ saùng cheá ra phöông phaùp duøng phieáu ñuïc loã
phieáu ñuïc loãphieáu ñuïc loã
phieáu ñuïc loã ñeå ghi caùc döõ lieäu veà vò trí toïa
ñoä ñeå ñieàu khieån maùy coâng cuï . Maùy ñöôïc ñieàu khieån ñeå chuyeån ñoäng theo töøng toïa ñoä, nhôø ñoù taïo ra
ñöôïc beà maët caàn thieát cuûa caùnh maùy bay.
Naêm 1948
19481948
1948 J. Parson giôùi thieäu hieåu bieát cuûa mình cho khoâng löïc Hoa Kyø
khoâng löïc Hoa Kyøkhoâng löïc Hoa Kyø
khoâng löïc Hoa Kyø. Cô quan naøy sau ñoù
ñaõ taøi trôï cho moät loaït caùc ñeà taøi nghieân cöùu ôû phoøng thí nghieäm Servomechanism
ServomechanismServomechanism
Servomechanism cuûa tröôøng Ñaïi
hoïc kyõ thuaät Massachusetts (MIT).
Coâng trình ñaàu tieân taïi MIT laø phaùt trieån moät maãu maùy phay NC baèng caùch ñieàu khieån chuyeån
ñoäng cuûa ñaàu dao theo 3 truï toïa ñoä. Maãu maùy NC ñaàu tieân ñöôïc trieån laõm vaøo naêm 1952
. Maãu maùy NC ñaàu tieân ñöôïc trieån laõm vaøo naêm 1952. Maãu maùy NC ñaàu tieân ñöôïc trieån laõm vaøo naêm 1952
. Maãu maùy NC ñaàu tieân ñöôïc trieån laõm vaøo naêm 1952. Töø 1953 khaû
naêng cuûa maùy NC ñaõ ñöôïc chöùng minh.
Moät thôøi gian ngaén sau, caùc nhaø cheá taïo maùy baét ñaàu cheá taïo caùc maùy NC ñeå baùn, vaø caùc nhaø coâng
nghieäp, ñaëc bieät laø caùc nhaø cheá taïo maùy bay ñaõ duøng maùy NC ñeå cheá taïo caùc chi tieát caàn thieát cho hoï.
Hoa kyø tieáp tuïc coá gaéng phaùt trieån NC baèng caùch tieáp tuïc taøi trôï cho MIT nghieân cöùu
ngoân ngöõ laäp trình
ngoân ngöõ laäp trìnhngoân ngöõ laäp trình
ngoân ngöõ laäp trình
ñeå ñieàu khieån maùy NC. Keát quûa cuûa vieäc naøy laø söï ra ñôøi cuûa
ngoân ngöõ APT: Automatically
ngoân ngöõ APT: Automatically ngoân ngöõ APT: Automatically
ngoân ngöõ APT: Automatically
Programmed Tools
Programmed ToolsProgrammed Tools
Programmed Tools
. Muïc tieâu cuûa vieäc nghieân cöùu APT laø ñaûm baûo moät phöông tieän ñeå ngöôøi laäp trình
gia coâng coù theå nhaäp caùc caâu leänh vaøo maùy NC. Maëc duø APT bò chæ trích laø thöù ngoân ngöõ quùa ñoà soä ñoái
vôùi nhieàu maùy tính, noù vaãn laø coâng cuï chính yeáu vaø vaãn ñöôïc duøng roäng raõi trong coâng nghieäp ngaøy nay
vaø nhieàu ngoân ngöõ laäp trình môùi laø döïa treân APT.
Caùc thaønh phaàn cô baûn cuûa heä thoáng NC
Caùc thaønh phaàn cô baûn cuûa heä thoáng NC Caùc thaønh phaàn cô baûn cuûa heä thoáng NC
Caùc thaønh phaàn cô baûn cuûa heä thoáng NC
Coù 3 TP chính:
1. Chöông trình
2. Heä thoáng ñieàu khieån goïi laø Machine control units MCUMaùy coâng cuï hoaëc quùa trình ñöôïc ñieàu
khieån khaùc
3. Maùy coâng cuï hoaëc quùa trình ñöôïc ñieàu khieån khaùc
Quan heä giöõa 3 boä phaän ñöôïc veõ treân hình sau:
1/ Chöông trình ñieàu khieån.
1/ Chöông trình ñieàu khieån.1/ Chöông trình ñieàu khieån.
1/ Chöông trình ñieàu khieån.
Laø nhöõng taäp hôïp nhöõng caâu leänh ñieàu khieån maùy phaûi laøm gì.
Caùc leänh naøy ñöôïc maõ hoùa ôû daïng soá vaø kyù hieäu maø thieát bò ñieàu khieån coù theå nhaän daïng ñöôïc.
Chöông trình tröôùc kia ñöôïc ghi treân vaät mang chöông trình laø baêng loã. Veà sau naøy caùc daïng vaät mang
chöông trình khaùc ñöôïc duøng laø
- Phieáu ñuïc loã
- Baêng töø
- Baêng phim nhö cuûa phim aûnh
- Ñóa töø
Coù 2 phöông phaùp laäp trình:
-
Baèng tay
Baèng tayBaèng tay
Baèng tay
-
Baèng maùy tính
Baèng maùy tínhBaèng maùy tính
Baèng maùy tính
Chöông trình ñöôïc chuaån bò bôûi laäp trình vieân, trong ñoù ngöôøi laäp trình chæ ra töøng böôùc theo trình töï
coâng ngheä. Ñoái vôùi maùy coâng cuï, caùc böôùc coâng ngheä laø caùc chuyeån ñoäng töông ñoái giöõa duïng cuï caét vaø
phoâi.
2/ Boä ñieàu khieån .
2/ Boä ñieàu khieån .2/ Boä ñieàu khieån .
2/ Boä ñieàu khieån .
Laø thaønh phaàn thöù 2 cuûa heä thoáng ñieàu khieån soá. Noù bao goàm caùc bo maïch ñieän töû vaø phaàn cöùng coù
theå ñoïc vaø bieân dòch chöông trình ñieàu khieån vaø truyeàn ñeán maùy coâng cuï. Caùc phaàn töû cô baûn cuûa boä
phaän ñieàu khieån laø:
- Boä löu döõ lieäu
- Boä phaân phoái döõ lieäu
- Boä lieân heä ngöôïc
- Boä ñieàu khieån tuaàn töï ñeå phoái hôïp hoaït ñoäng cuûa caùc phaàn töû treân.
Caàn phaûi löu yù laø gaàn nhö taát caû caùc maùy NC hieän ñaïi ñöôïc baùn laø coù trang bò boä ñieàu khieån goïi laø
Microcomputer. Vì vaäy maø chuùng ñöôïc goïi laø maùy CNC.
Boä ñoïc baêng loã:
Boä ñoïc baêng loã: Boä ñoïc baêng loã:
Boä ñoïc baêng loã:
Laø moät thieát bò ñieän töû duøng ñeå quay vaø ñoïc baêng ñuïc loã coù chöùa chöông trình ñieàu khieån. Caùc döõ
lieäu chöùa treân baèng loã ñöôïc ñoïc vaø ñöa vaøo boä nhôù
boä nhôùboä nhôù
boä nhôù ñeå löu tröõ thaønh nhöõng block thoâng tin logic. Moät
block thoâng tin thöôøng laø moät böôùc hoaøn chænh cuûa quaù trình coâng ngheä. Thí duï 1 block coù theå laø nhöõng
döõ lieäu caàn thieát ñeå di chuyeån baøn maùy ñeán moät vò trí xaùc ñònh vaø khoan 1 loã ôû vò trí ñoù.
Caùc keânh xuaát döõ lieäu
Caùc keânh xuaát döõ lieäuCaùc keânh xuaát döõ lieäu
Caùc keânh xuaát döõ lieäu
(Signal output channels) ñöôïc noái vôùi moâ tô ñieàu khieån vaø caùc boä phaän ñieàu
khieån khaùc trong maùy coâng cuï. Qua caùc keânh naøy leänh ñöôïc truyeàn ñeán cho maùy caét töø boä ñieàu khieån.
Boä lieân ngheä ngöôïc
Boä lieân ngheä ngöôïcBoä lieân ngheä ngöôïc
Boä lieân ngheä ngöôïc
kieåm tra hoaït ñoäng chính xaùc cuûa maùy vaø truyeàn tín hieäu ñeán cho boä ñieàu khieån.
Boä ñieàu khieån tuaàn töï
Boä ñieàu khieån tuaàn töïBoä ñieàu khieån tuaàn töï
Boä ñieàu khieån tuaàn töï
: phoái hôïp hoaït ñoäng cuûa caùc phaàn töû khaùc cuûa boä ñieàu khieån.
a)
b)
c)
Panel ñieàu khieån
Panel ñieàu khieånPanel ñieàu khieån
Panel ñieàu khieån
: Laø moät boä phaän cuûa maùy trong ñoù coù gaén caùc coâng taéc, nuùt nhaán, tay quay maø
ngöôøi vaän haønh maùy duøng ñeå ñieàu khieån maùy, Noù cuõng coù theå coù theâm maøn hình thoâng baùo nhöõng thoâng
tin cho ngöôøi vaän haønh. Maëc duø heä thoáng NC laø moät heä thoáng töï ñoäng nhöng yeáu toá con ngöôøi vaãn caàn
thieát ñeå baät vaø taét maùy, thay duïng cuï (moät soá maùy NC coù boä thay duïng cuï töï ñoäng), ñöa phoâi vaøo vaø laáy
chi tieát ra vaø ñeå thöïc hieän caùc nhieäm vuï khaùc. Ñeå hoaøn thaønh caùc nhieäm vuï naøy, ngöôøi vaän haønh phaûi coù
khaû naêng ñieàu khieån heä thoáng vaø chöùc naêng naøy ngöôøi vaän haønh thöïc hieän thoâng qua Panel ñieàu khieån.
3. Maùy coâng cuï hoaëc quùa trình ñöôïc ñieàu khieån khaùc.
3. Maùy coâng cuï hoaëc quùa trình ñöôïc ñieàu khieån khaùc.3. Maùy coâng cuï hoaëc quùa trình ñöôïc ñieàu khieån khaùc.
3. Maùy coâng cuï hoaëc quùa trình ñöôïc ñieàu khieån khaùc.
Thaønh phaàn thöù 3 cuûa heä thoáng NC laø maùy coâng cuï hay quùa trình ñieàu khieån klhaùc . Ñaây laø thaønh
phaàn cuûa heä thoáng thöïc hieän coâng coù ích. Phaàn lôùn caùc maãu maùy NC ñöôïc thieát keá laø ñeå thöïc hieän vieäc
gia coâng. Maùy coâng cuï bao goàm baøn maùy vaø truïc chính cuõng nhö caùc moâ tô vaø caùc boä ñieàu khieån caàn
thieát ñeå maùy hoaït ñoäng. Noù cuõng bao goàm nhöõng duïng cuï caét, ñoà gaù vaø caùc thieát bò phuï khaùc caàn cho
vieäc gia coâng.
Caùc maùy NC raát ña daïng: töø nhöõng maùy khoan loã, ñuïc loã ñôn giaûn ñeán caùc trung taâm gia coâng thoâng
minh kyø dieäu.
Thuû tuïc ñieàu khieån soá (NC)
Thuû tuïc ñieàu khieån soá (NC)Thuû tuïc ñieàu khieån soá (NC)
Thuû tuïc ñieàu khieån soá (NC)
Ñeå söû duïng ñieàu khieån soá nhöõng böôùc sau ñaây phaûi ñöôïc thöïc hieän.
1. Laäp keá hoaïch gia coâng (Process Planning)
2. Laäp trình gia coâng NC (Part programming)
3. Kieåm tra quaù trình gia coâng (chaïy moâ phoûng)
4. Thöïc hieän vieäc gia coâng
Heä toïa ñoä trong NC.
Heä toïa ñoä trong NC.Heä toïa ñoä trong NC.
Heä toïa ñoä trong NC.
Heä toïa ñoä caàn thieát ñeå ngöôøi laäp trình leân keá hoaïch chuyeån ñoäng cho duïng cuï so vôùi chi tieát gia coâng.
Khi laäp trình chi tieát coi nhö ñöùng yeân coøn duïng cuï thì di chuyeån so vôùi chi tieát gia coâng.
Ñoái vôùi maùy phay vaø maùy töông töï, heä toïa ñoä ñöôïc quy ñònh nhö treân hình .
Ñoái vôùi maùy tieän heä toïa ñoä ñöôïc quy ñònh nhö treân hình.
Quan heä giöõa 3 truïc x, y, z trong heä toïa ñoä ñöôïc xaùc ñònh theo quy taéc baøn tay phaûi:
- Ngoùn caùi chæ chieàu döông cuûa truïc X
- Ngoùn troû chæ chieàu döông cuûa truïc Y
- Ngoùn giöõa chæ chieàu döông cuûa truïc Z
Chieàu xoay quanh truïc laø
döông
döôngdöông
döông
khi nhìn töø ñaàu muõi teân truïc ñeán goác toïa ñoä maø ngöôïc chieàu kim ñoàng
hoà.
Ñieåm 0 coá ñònh vaø ñieåm 0 di ñoäng
Ñieåm 0 coá ñònh vaø ñieåm 0 di ñoängÑieåm 0 coá ñònh vaø ñieåm 0 di ñoäng
Ñieåm 0 coá ñònh vaø ñieåm 0 di ñoäng
Coù 2 phöông phaùp xaùc ñònh ñieåm 0
1/ Ñieåm 0 coá ñònh:
1/ Ñieåm 0 coá ñònh:1/ Ñieåm 0 coá ñònh:
1/ Ñieåm 0 coá ñònh:
Goác toïa ñoä luoân luoân khoâng ñoåi treân baøn maùy. Thöôøng laø ñieåm ôû cöïc Taây Nam
cuûa baøn maùy vaø toaøn boä duïng cuï laø ñöôïc xaùc ñònh bôûi toïa ñoä döông cuûa truïc X vaø Y.
2. Ñieåm 0 di
2. Ñieåm 0 di2. Ñieåm 0 di
2. Ñieåm 0 di
ñoäng
ñoängñoäng
ñoäng
: Naèm ôû baát cöù vò trí naøo cuûa baøn maùy, do ngöôøi laäp trình quy ñònh khi laäp chöông
trình gia coâng. Ñieåm naøy thöôøng laø moät ñieåm treân moät goùc phoâi hoaëc taâm phoâi, hoaëc laø moät choã naøo ñoù
treân phoâi.
Khi so dao, cho duïng cuï di chuyeån ñeán vò trí naøy vaø ngöôøi vaän haønh xaùc ñònh ñoù laø ñieåm khoâng cuûa
phoâi.
Vò trí tuyeät ñoái vaø töông ñoái:
Vò trí tuyeät ñoái vaø töông ñoái:Vò trí tuyeät ñoái vaø töông ñoái:
Vò trí tuyeät ñoái vaø töông ñoái:
Vò trí cuûa duïng cuï so vôùi ñieåm 0 coù theå laø tuyeät ñoái hoaëc töông ñoái. Khi ôû vò trí tuyeät ñoái toïa ñoä
duïng cuï luoân luoân tính töø ñieåm 0 cuûa goác toïa ñoä. Khi ôû vò trí töông ñoái, vò trí sau cuûa duïng cuï luoân luoân
ñöôïc tính töø vò trí tröôùc ñoù cuûa duïng cuï
Hình 7.6 Vò trí tuyeät ñoái vaø töông ñoái
Heä thoáng ñieàu khieån chuye
Heä thoáng ñieàu khieån chuyeHeä thoáng ñieàu khieån chuye
Heä thoáng ñieàu khieån chuyeån ñoäng NC
ån ñoäng NCån ñoäng NC
ån ñoäng NC
Trong NC coù 3 loaïi HT ñieàu khieån chuyeån ñoäng cô baûn:
1/ Ñieåm ñeán ñieåm
2/ Theo ñöôøng thaúng
3/ Theo ñöôøng cong
Ñieàu khieån ñieåm tôùi ñieåm laø heä thoáng ñieàu khieån thaáp nhaát.
Ñieàu khieån theo ñöôøng cong heä thoáng ñieàu khieån cao nhaát.
70
40
30
50
20
Vò trí tieáp theo
Vò trí hieän taïi
A
B
Heä thoáng ñieàu khieån chuyeån ñoäng theo ñieåm:
Heä thoáng ñieàu khieån chuyeån ñoäng theo ñieåm:Heä thoáng ñieàu khieån chuyeån ñoäng theo ñieåm:
Heä thoáng ñieàu khieån chuyeån ñoäng theo ñieåm:
Ñöôøng chuyeån ñoäng cuûa duïng cuï gia coâng ñöôïc thöïc hieän taïi moãi ñieåm ñònh vò (hình 7.7)
Hình 7.7 Heä thoáng NC ñieåm tôùi ñieåm
Heä thoáng caét theo ñöôøng thaúng
Heä thoáng caét theo ñöôøng thaúngHeä thoáng caét theo ñöôøng thaúng
Heä thoáng caét theo ñöôøng thaúng
Hình 7.8. Heä thoáng NC caét theo ñöôøng thaúng
Heä thoáng caét theo ñöôøng cong:
Heä thoáng caét theo ñöôøng cong:Heä thoáng caét theo ñöôøng cong:
Heä thoáng caét theo ñöôøng cong:
Laø heä thoáng NC phöùc taïp nhaát nhöng laïi linh hoaït nhaát, ñaét tieàn nhaát. Heä thoáng naøy coù khaû naêng caét
nhö heä thoáng ñieåm tôùi ñieåm vaø theo ñöôøng thaúng. Khi gia coâng heä thoáng coù theå ñieåu khieån chuyeån ñoäng
theo caû 3 truïc toïa ñoä.
60
20
20
80
Vò trí xuaát phaùt
Ñöôøng ñi
cuûa duïng cuï
70
40
30 50
20
Vò trí tieáp theo
Vò trí hieän taïi
A
B
Vò trí xuaát phaùt
Ñöôøng di
chuyeån duïng cuï
(30, 40)
(50, 80)
Duïng cuï caét
Ñöôøng cong