H TH NG ĐI U KHI N CNCỆ Ố Ề Ể
1. Ki n trúc c a máy công c CNC và l u đ v n hành gia công:ế ủ ụ ư ồ ậ
Hình 1. Ki n trúc c a máy công c CNC và l u đ v n hành gia côngế ủ ụ ư ồ ậ
2. Các thành ph n trong h th ng truy n đ ng máy CNCầ ệ ố ề ộ
Các h th ng bi n đ i các l nh t NC thành các chuy n đ ng máy đ cệ ố ế ổ ệ ừ ể ộ ượ
ch ra trong hình 2. Hình 2.a mô t c c u đi u khi n đ ng c servo và bỉ ả ơ ấ ề ể ộ ơ ộ
truy n đ ng. Đ ng c servo, b t ngu n t “servue” c a ti ng Latin, là thi t bề ộ ộ ơ ắ ồ ừ ủ ế ế ị
th c hi n chính xác yêu c u đã cho. Các l nh t NC làm quay đ ng c servo,ự ệ ầ ệ ừ ộ ơ
đ ng c servo quay đ c truy n đ n vít me bi thông qua kh p n i, vít me biộ ơ ượ ề ế ớ ố
quay t o thành chuy n đ ng t nh ti n c a đai c, và cu i cùng bàn máy vàạ ể ộ ị ế ủ ố ố
phôi cùng chuy n đ ng t nh ti n. Nói tóm l i, c c u đi u khi n đ ng cể ộ ị ế ạ ơ ấ ề ể ộ ơ
servo đi u khi n v n t c và moment xo n c a bàn máy thông qua thi t b đi uề ể ậ ố ắ ủ ế ị ề
khi n đ ng c servo c a m i tr c d a trên các l nh đi u khi n t NC. ể ộ ơ ủ ỗ ụ ự ệ ề ể ừ
Hình 2. C c u đi u khi n c a máy công cơ ấ ề ể ủ ụ
Hình 2.b miêu t đ n v tr c chính bao g m tr c đ ng c và b ph n truy nả ơ ị ụ ồ ụ ộ ơ ộ ầ ề
đ ng. ộ
Đ ng c quay truy n qua tr c chính đ n tr c chính thông qua dây đai và tộ ơ ề ụ ế ụ ỉ
s v n t c ph thu c vào t l kích c c a 2 puly. G n đây, các đ ng c c mố ậ ố ụ ộ ỉ ệ ở ủ ầ ộ ơ ả
ng đ c s d ng nh đ ng c tr c chính c a các máy công c b i vì đ ngứ ượ ử ụ ư ộ ơ ụ ủ ụ ở ộ
c c m ng t t h n đ ng c DC v m t kích c , kh i l ng, quán tính, hi uơ ả ứ ố ơ ộ ơ ề ặ ở ố ượ ệ
su t, t c đ , và vi c b o trì. ấ ố ộ ệ ả
3. Các vòng đi u khi n CNCề ể
V trí và v n t c đ c dò t 1 c m bi n đ c ph n h i v 1 m ch đi nị ậ ố ượ ừ ả ế ượ ả ồ ề ạ ệ
đi u khi n, đ ng c servo s d ng trong máy CNC đi u khi n liên t c đ c cề ể ộ ơ ử ụ ề ể ụ ể ự
ti u hóa sai s v n t c và sai s v trí (hình 3). H th ng đi u khi n ph n h iể ố ậ ố ố ị ệ ố ề ể ả ồ
bao g m 3 vòng đi u khi n đ c l p cho m i tr c c a máy công c , vòng đi uồ ề ể ộ ậ ỗ ụ ủ ụ ề
khi n phía ngoài cùng là vòng đi u khi n v trí, vòng đi u khi n gi a là đi uể ề ể ị ề ể ở ữ ề
khi n t c đ , vòng đi u khi n trong cùng là vòng đi u khi n hi n hành. Nóiể ố ộ ề ể ề ể ệ
chung, vòng đi u khi n v trí đ c đ t trong NC và các vòng đi u khi n khácề ể ị ượ ặ ề ể
thì đ c trong thi t b đi u khi n đ ng c servo. Tuy nhiên, không có tiêuặ ế ị ề ể ộ ơ
chu n tuy t đ i v v trí các vòng đi u khi n và các v trí có th khác nhauẩ ệ ố ề ị ề ể ị ể
d a trên ý đ nh c a ng i thi t k . ự ị ủ ườ ế ế
Hình 3. 3 lo i vòng đi u khi n trong máy CNCạ ề ể
Trong h th ng tr c quay c a máy công c , đi u khi n ph n h i c a t cệ ố ụ ủ ụ ề ể ả ồ ủ ố
đ đ c áp d ng đ duy trì t c đ quay n đ nh.ộ ượ ụ ể ố ộ ổ ị
B dò đ c g n trên tr c c a đ ng c servo ho c ph n chuy n đ ng vàộ ượ ắ ụ ủ ộ ơ ặ ầ ể ộ
h th ng đi u khi n đ c phân thành 4 lo i theo v trí mà b dò đ c g n.ệ ố ề ể ượ ạ ị ộ ượ ắ
3.1. Vòng đi u khi n n a kínề ể ử
Vòng đi u khi n n a kín là c c u đi u khi n ph bi n và có c u trúc nhề ể ử ơ ấ ề ể ổ ế ấ ư
trong hình 4.a. Trong lo i này, v trí b dò đ c g n trên tr c c a đ ng cạ ị ộ ượ ắ ụ ủ ộ ơ
servo và dò theo góc quay. Đ chính xác v trí c a tr c b nh h ng l n đ nộ ị ủ ụ ị ả ưở ớ ế
s chính xác c a tr c ví me bi. Vì lý do này, các vít me bi v i đ chính xác caoự ủ ụ ớ ộ
đ c phát tri n và đ c s d ng r ng rãi. D a vào đ chính xác c a vít me bi,ượ ể ượ ử ụ ộ ự ộ ủ
v n đ v i đ chính xác đ c kh c ph c thông qua th c ti n s n xu t.ấ ề ớ ộ ượ ắ ụ ự ể ả ấ
N u c n thi t, bù v sai s ăn kh p và bù v sai s khe h có th đ c sế ầ ế ề ố ớ ề ố ở ể ượ ử
d ng trong NC đ mà tăng đ chính xác v trí. Ph ng pháp bù sai s ăn kh pụ ể ộ ị ươ ố ớ
hi u ch nh h th ng đi u khi n đ ng c servo đ mà lo i b s tích lũy vệ ỉ ệ ố ề ể ộ ơ ể ạ ỏ ự ề
sai s v trí. Ph ng pháp bù khe h , b t c khi nào h ng di chuy n b thayố ị ươ ở ấ ứ ướ ể ị
đ i, các xung thêm vào t ng ng l ng khe h đ c g i t i h th ng đi uổ ươ ứ ượ ở ượ ở ớ ệ ố ề
khi n đ ng c servo.ể ộ ơ
Hình 4. Phân lo i c c u đi u khi n theo ph ng pháp dò d li u v tríạ ơ ấ ề ể ươ ữ ệ ị
3.2. Vòng đi u khi n kínề ể
Vi c th c thi vòng n a kín ph thu c vào đ chính xác c a vít me bi và cóệ ự ử ụ ộ ộ ủ
th tăng đ chính xác v trí thông qua bù ăn kh p và bù khe h . Tuy nhiên, nóiể ộ ị ớ ở
chung, l ng khe h có th b thay đ i theo kh i l ng c a phôi và v trí vàượ ở ể ị ổ ố ượ ủ ị
sai s ăn kh p tích lũy c a vít me bi thay đ i theo nhi t đ . Ngoài ra, b i vìố ớ ủ ổ ệ ộ ở
chi u dài c a vít me b gi i h n cho nhi u lý do th c t , 1 cái giá và 1 hề ủ ị ớ ạ ề ự ế ệ
th ng đi u khi n bánh răng đ c s d ng máy công c d ng l n. Tuy nhiên,ố ề ể ượ ử ụ ụ ạ ớ
đ chính xác c a giá thì b gi i h n. Trong tr ng h p này, vòng đi u khi nộ ủ ị ớ ạ ườ ợ ề ể
kín đ c ch ra trong hình 4.b thì đ c áp d ng. Trong vòng đi u khi n kín, vượ ỉ ượ ụ ề ể ị
trí máy dò đ c g n trên bàn máy và sai s v trí th t s đ c ph n h i v hượ ắ ố ị ậ ự ượ ả ồ ề ệ
th ng đi u khi n. Vòng đi u khi n kín và n a kín thì gi ng nhau ngo i tr vố ề ể ề ể ử ố ạ ừ ị
trí c a đ u dò, và đ chính xác v trí c a vòng kín thì r t cao. Tuy nhiên, t n sủ ầ ộ ị ủ ấ ầ ố
c ng h ng c a thân máy, s ti n gián đo n, s m t chuy n đ ng có nhộ ưở ủ ự ế ạ ự ấ ể ộ ả
h ng đ n đ c tính đ ng c servo b i vì thân máy bao g m vòng đi u khi nưở ế ặ ộ ơ ở ồ ề ể
v trí. ị
S khác bi t gi a v trí đi u khi n và v trí dò tìm xu t hi n và đ ng cự ệ ữ ị ề ể ị ấ ệ ộ ơ
servo quay v i v n t c t ng ng đ gi m sai s xu ng. Vi c gi m t c đớ ậ ố ươ ứ ể ả ố ố ệ ả ố ộ
liên quan đ n đ l i c a vòng đi u khi n v trí. Đ l i là y u t quan tr ngế ộ ợ ủ ề ể ị ộ ợ ế ố ọ
đ xác đ nh đ c tính c a h th ng đ ng c servo. Nói chung, khi đ l i tăng,ể ị ặ ủ ệ ố ộ ơ ộ ợ
t c đ đáp ng và đ chính xác đ ng tăng. Tuy nhiên, đ l i cao làm cho hố ộ ứ ộ ộ ộ ợ ệ
th ng servo m t n đ nh. Trong vòng đi u khi n kín, n u t n s c ng h ngố ấ ổ ị ề ể ế ầ ố ộ ưở
c a h th ng đi u khi n máy không đ l n h n đ l i, h th ng vòng đi uủ ệ ố ề ể ủ ớ ơ ộ ợ ệ ố ề
khi n tr nên m t n đ nh. Vì v y, c n thi t đ tăng t n s c ng h ng c aể ở ấ ổ ị ậ ầ ế ể ầ ố ộ ưở ủ
h th ng đi u khi n máy, và vì đi u này, c n thi t đ tăng đ c ng v ng c aệ ố ề ể ề ầ ế ể ộ ứ ữ ủ
máy, gi m h s ma sát b m t, và lo i b nguyên nhân làm m t chuy nả ệ ố ề ặ ạ ỏ ấ ể
đ ng. ộ
3.3. Vòng đi u khi n h n h pề ể ổ ợ
Trong vòng đi u khi n kín, c n thi t đ gi m đ l i xu ng th p khi g pề ể ầ ế ể ả ộ ợ ố ấ ặ
khó khăn đ tăng đ c ng v ng cân x ng đ n tr ng l ng c a đ i t ngể ộ ứ ữ ứ ế ọ ượ ủ ố ượ
chuy n đ ng ho c gi m s m t chuy n đ ng trong tr ng h p máy n ng.ể ộ ặ ả ự ấ ể ộ ườ ợ ặ
N u đ l i quá th p, m c dù s th c thi tr nên kém đi đ c bi t đ i v i th iế ộ ợ ấ ặ ự ự ở ặ ệ ố ớ ờ
gian đ t v trí và đ chính xác. Trong tr ng h p này, vòng đi u khi n h nạ ị ộ ườ ợ ề ể ổ
h p đ c ch ra trong hình 4.c đ c s d ng.ợ ượ ỉ ượ ử ụ