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 c ch raệ ố ế ổ ệ ừ ể ộ ượ ỉ
trong hình 2. Hình 2.a mô t c c u đi u khi n đ ng c servo và b truy n đ ng.ả ơ ấ ề ể ộ ơ ộ ề ộ
Đ ng c servo, b t ngu n t “servue” c a ti ng Latin, là thi t b th c hi n chính xácộ ơ ắ ồ ừ ủ ế ế ị ự ệ
yêu c u đã cho. Các l nh t NC làm quay đ ng c servo, đ ng c servo quay đ cầ ệ ừ ộ ơ ộ ơ ượ
truy n đ n vít me bi thông qua kh p n i, vít me bi quay t o thành chuy n đ ng t nhề ế ớ ố ạ ể ộ ị
ti n c a đai c, và cu i cùng bàn máy và phôi cùng chuy n đ ng t nh ti n. Nói tómế ủ ố ố ể ộ ị ế
l i, c c u đi u khi n đ ng c servo đi u khi n v n t c và moment xo n c a bànạ ơ ấ ề ể ộ ơ ề ể ậ ố ắ ủ
máy thông qua thi t b đi u khi n đ ng c servo c a m i tr c d a trên các l nh đi uế ị ề ể ộ ơ ủ ỗ ụ ự ệ ề
khi n t NC. 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 n đ ng. ả ơ ị ụ ồ ụ ộ ơ ộ ầ ề ộ
Đ ng c quay truy n qua tr c chính đ n tr c chính thông qua dây đai và t s v nộ ơ ề ụ ế ụ ỉ ố ậ
t c ph thu c vào t l kích c c a 2 puly. G n đây, các đ ng c c m ng đ c số ụ ộ ỉ ệ ở ủ ầ ộ ơ ả ứ ượ ử
d ng nh đ ng c tr c chính c a các máy công c b i vì đ ng c c m ng t t h nụ ư ộ ơ ụ ủ ụ ở ộ ơ ả ứ ố ơ
đ ng c DC v m t kích c , kh i l ng, quán tính, hi u su t, t c đ , và vi c b o trì.ộ ơ ề ặ ở ố ượ ệ 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 n đi uị ậ ố ượ ừ ả ế ượ ả ồ ề ạ ệ ề
khi n, đ ng c servo s d ng trong máy CNC đi u khi n liên t c đ c c ti u hóa saiể ộ ơ ử ụ ề ể ụ ể ự ể
s v n t c và sai s v trí (hình 3). H th ng đi u khi n ph n h i bao g m 3 vòngố ậ ố ố ị ệ ố ề ể ả ồ ồ
đi u khi n đ c l p cho m i tr c c a máy công c , vòng đi u khi n phía ngoài cùngề ể ộ ậ ỗ ụ ủ ụ ề ể
là vòng đi u khi n v trí, vòng đi u khi n gi a là đi u khi n t c đ , vòng đi uề ể ị ề ể ở ữ ề ể ố ộ ề
khi n trong cùng là vòng đi u khi n hi n hành. Nói chung, vòng đi u khi n v tríể ề ể ệ ề ể ị
đ c đ t trong NC và các vòng đi u khi n khác thì đ c trong thi t b đi u khi nượ ặ ề ể ặ ế ị ề ể
đ ng c servo. Tuy nhiên, không có tiêu chu n tuy t đ i v v trí các vòng đi u khi nộ ơ ẩ ệ ố ề ị ề ể
và các v trí có th khác nhau d a trên ý đ nh c a ng i thi t k . ị ể 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 c đ đ cệ ố ụ ủ ụ ề ể ả ồ ủ ố ộ ượ
áp d ng đ duy trì t c đ quay n đ nh.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 và h th ngộ ượ ắ ụ ủ ộ ơ ặ ầ ể ộ ệ ố
đi u khi n đ c phân thành 4 lo i theo v trí mà b dò đ c g n.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 nh trongề ể ử ơ ấ ề ể ổ ế ấ ư
hình 4.a. Trong lo i này, v trí b dò đ c g n trên tr c c a đ ng c servo và dò theoạ ị ộ ượ ắ ụ ủ ộ ơ
góc quay. Đ chính xác v trí c a tr c b nh h ng l n đ n s chính xác c a tr c víộ ị ủ ụ ị ả ưở ớ ế ự ủ ụ
me bi. Vì lý do này, các vít me bi v i đ chính xác cao đ c phát tri n và đ c sớ ộ ượ ể ượ ử
d ng r ng rãi. D a vào đ chính xác c a vít me bi, v n đ v i đ chính xác đ cụ ộ ự ộ ủ ấ ề ớ ộ ượ
kh c ph c thông qua th c ti n s n xu t.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 s d ngế ầ ế ề ố ớ ề ố ở ể ượ ử ụ
trong NC đ mà tăng đ chính xác v trí. Ph ng pháp bù sai s ăn kh p hi u ch nh hể ộ ị ươ ố ớ ệ ỉ ệ
th ng đi u khi n đ ng c servo đ mà lo i b s tích lũy v sai s v trí. Ph ngố ề ể ộ ơ ể ạ ỏ ự ề ố ị ươ
pháp bù khe h , b t c khi nào h ng di chuy n b thay đ i, các xung thêm vào t ngở ấ ứ ướ ể ị ổ ươ
ng l ng khe h đ c g i t i h th ng đi u khi n đ ng c servo.ứ ượ ở ượ ở ớ ệ ố ề 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 có thệ ự ử ụ ộ ộ ủ ể
tăng đ chính xác v trí thông qua bù ăn kh p và bù khe h . Tuy nhiên, nói chung,ộ ị ớ ở
l ng khe h có th b thay đ i theo kh i l ng c a phôi và v trí và sai s ăn kh pượ ở ể ị ổ ố ượ ủ ị ố ớ
tích lũy c a vít me bi thay đ i theo nhi t đ . Ngoài ra, b i vì chi u dài c a vít me bủ ổ ệ ộ ở ề ủ ị
gi i h n cho nhi u lý do th c t , 1 cái giá và 1 h th ng đi u khi n bánh răng đ cớ ạ ề ự ế ệ ố ề ể ượ
s d ng máy công c d ng l n. Tuy nhiên, đ chính xác c a giá thì b gi i h n. Trongử ụ ụ ạ ớ ộ ủ ị ớ ạ
tr ng h p này, vòng đi u khi n kín đ c ch ra trong hình 4.b thì đ c áp d ng.ườ ợ ề ể ượ ỉ ượ ụ
Trong vòng đi u khi n kín, v trí máy dò đ c g n trên bàn máy và sai s v trí th t sề ể ị ượ ắ ố ị ậ ự
đ c ph n h i v h th ng đi u khi n. Vòng đi u khi n kín và n a kín thì gi ngượ ả ồ ề ệ ố ề ể ề ể ử ố
nhau ngo i tr v trí c a đ u dò, và đ chính xác v trí c a vòng kín thì r t cao. Tuyạ ừ ị ủ ầ ộ ị ủ ấ
nhiên, t n s c ng h ng c a thân máy, s ti n gián đo n, s m t chuy n đ ng cóầ ố ộ ưở ủ ự ế ạ ự ấ ể ộ
nh h ng đ n đ c tính đ ng c servo b i vì thân máy bao g m vòng đi u khi n vả ưở ế ặ ộ ơ ở ồ ề ể ị
trí.
S khác bi t gi a v trí đi u khi n và v trí dò tìm xu t hi n và đ ng c servoự ệ ữ ị ề ể ị ấ ệ ộ ơ
quay v i v n t c t ng ng đ gi m sai s xu ng. Vi c gi m t c đ liên quan đ nớ ậ ố ươ ứ ể ả ố ố ệ ả ố ộ ế
đ l i c a vòng đi u khi n v trí. Đ l i là y u t quan tr ng đ xác đ nh đ c tínhộ ợ ủ ề ể ị ộ ợ ế ố ọ ể ị ặ
c a h th ng đ ng c servo. Nói chung, khi đ l i tăng, t c đ đáp ng và đ chínhủ ệ ố ộ ơ ộ ợ ố ộ ứ ộ
xác đ ng tăng. Tuy nhiên, đ l i cao làm cho h th ng servo m t n đ nh. Trong vòngộ ộ ợ ệ ố ấ ổ ị
đi u khi n kín, n u t n s c ng h ng c a h th ng đi u khi n máy không đ l nề ể ế ầ ố ộ ưở ủ ệ ố ề ể ủ ớ
h n đ l i, h th ng vòng đi u khi n tr nên m t n đ nh. Vì v y, c n thi t đ tăngơ ộ ợ ệ ố ề ể ở ấ ổ ị ậ ầ ế ể
t n s c ng h ng c a h th ng đi u khi n máy, và vì đi u này, c n thi t đ tăngầ ố ộ ưở ủ ệ ố ề ể ề ầ ế ể
đ c ng v ng c a máy, gi m h s ma sát b m t, và lo i b nguyên nhân làm m tộ ứ ữ ủ ả ệ ố ề ặ ạ ỏ ấ
chuy n đ ng. ể 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 p khó khănề ể ầ ế ể ả ộ ợ ố ấ ặ
đ tăng đ c ng v ng cân x ng đ n tr ng l ng c a đ i t ng chuy n đ ng ho cể ộ ứ ữ ứ ế ọ ượ ủ ố ượ ể ộ ặ
gi m s m t chuy n đ ng trong tr ng h p máy n ng. N u đ l i quá th p, m c dùả ự ấ ể ộ ườ ợ ặ ế ộ ợ ấ ặ
s th c thi tr nên kém đi đ c bi t đ i v i th i gian đ t v trí và đ chính xác. Trongự ự ở ặ ệ ố ớ ờ ạ ị ộ
tr ng h p này, vòng đi u khi n h n h p đ c ch ra trong hình 4.c đ c s d ng.ườ ợ ề ể ổ ợ ượ ỉ ượ ử ụ
Trong đi u khi n h n h p, có hai lo i vòng đi u khi n: vòng đi u khi n n a kínề ể ổ ợ ạ ề ể ề ể ử
và vòng đi u khi n kín. Đi u khi n n a kín khi v trí đ c dò t tr c c a đ ng c , vàề ể ề ể ử ị ượ ừ ụ ủ ộ ơ
đi u khi n vòng kín, d a trên t l tuy n tính. Trong vòng đi u khi n n a kín, có thề ể ự ỉ ệ ế ề ể ử ể
đi u khi n đ l i cao b i vì máy không bao g m trong h th ng đi u khi n. Vòngề ể ộ ợ ở ồ ệ ố ề ể
đi u khi n kín tăng đ chính xác b i s bù sai s mà vòng đi u khi n n a kín khôngề ể ộ ở ự ố ề ể ử
đi u khi n. B i vì vòng đi u khi n kín đ c s d ng cho bù sai s v trí, nó thíchề ể ở ề ể ượ ử ụ ố ị
ng t t trong tr ng h p đ l i th p. B i s k t h p vòng đi u khi n kín và đi uứ ố ườ ợ ộ ợ ấ ở ự ế ợ ề ể ề
khi n n a kín, có th đ t đ c đ chính xác cao v i đ l i cao trong tr ng h p đi uể ử ể ạ ượ ộ ớ ộ ợ ườ ợ ề
ki n máy kém. ệ