CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ - Tài Liệu Text

Có thể bạn quan tâm

Trang chủ >
Giáo án - Bài giảng >
Tin học >

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.78 MB, 126 trang )

quá trình tự động điều khiển các hoạt động của máy ( Như máy cắt kim loại, Robot,…) trên cơ sở các dữ liệu được cung cấp là ở dạng mã số nhị nguyên bao gồm các chữsố, số thập phân, các chữ cái. Điều khiển số ra đời với mục đích điều khiển các quátrình công nghệ gia công cắt gọt trên các máy công cụ.Điều khiển số là một hệ thống điều khiển mà mỗi hành trình được điều khiểntheo số, mỗi thông tin đơn vị ứng với một dịch chuyển gián đoạn của cơ cấu chấphành. Đại lượng này có tên gọi là giá trị xung. Cơ cấu chấp hành có thể dịch chuyểnvới một đại lượng bất kỳ ứng với giá trị xung. Như vậy khi biết giá trị xung q và đạilượng dịch chuyển L của cơ cấu chấp hành ta có thể xác định được số lượng xung Ntheo công thức sau: L = qNLịch sử phát triển của NC bắt nguồn từ các mục đích về quân sự và hàng khôngvũ trụ khi mà yêu cầu các chỉ tiêu về chất lượng của các máy bay, tên lửa, xe tăng… làcao nhất. Ngày nay lịch sử phát triển NC đã trải qua các quá trình phát triển khôngngừng cùng với sự phát triển của ngành công nghệ thông tin.1.2. DNC ( DIRECT NUMERICAL CONTROL ):DNC viết tắt direct numerical control: Là một hệ thống mạng kết nối nhiềumáy CNC dưới sự quản lý của một máy tính trung tâm với mục đích khai thác có hiệuquả như bố trí và sắp sếp các công việc trên từng máy, tổ chức sản xuất và quản lý chấtlượng sản phẩm….( Hình 1.1 )Máy CNC 1Hình 1.1: Mô hình điều khiển DNCMáy tính trung tâm có thể nhận những thông tin từ các bộ điều khiển CNC đểhiệu chỉnh chương trình hoặc có thể đọc những dữ liệu từ máy công cụ CNC.Trong một số trường hợp máy tính trung tâm đóng vai trò chính trong việc lựachọn những chi tiết gia công theo thứ tự ưu tiên để phân chia đi các máy khác nhau. Ưu điểm của hệ thống điều khiển DNC:Giáo viên biên soạn: Khoa Cơ khí5So với các máy công cụ CNC đơn lẻ thì một hệ thống điểu khiển DNC có các ưuđiểm sau:- Công tác tổ chức ở xí nghiệp được cải tiến tốt hơn.- Khả năng truy cập nhanh các chương trình và các thông tin hỗ trợ.- Giảm thiểu thời gian dừng máy của máy công cụ CNC bởi sự sẵn sàngliên tục của các chương trình NC, dụng cụ cắt và vật liệu gia công.- Giảm thiểu các lỗi khi nhập dữ liệu.- Kiểm tra danh mục dữ liệu máy và dữ liệu xí nghiệp tạo điều kiện chongười sử dụng kiểm soát thường xuyên và lưu trữ các dữ liệu sản xuất(thời gian chính, thời gian phụ, thời gian dừng của máy …), các chỉ dẫn bảotrì và các chỉ dẫn nguyên nhân lỗi.1.3. CNC (COMPUTER NUMERICAL CONTROL):CNC viết tắt computer numerical control: Là điều khiển số với sự trợ giúp củamáy tính. Ở đây cần phân biệt rõ hệ điều khiển NC và hệ điều khiển CNCTrong hệ điều khiển NC, các thông số hình học của chi tiết gia công và các lệnhđiều khiển được cho dưới dạng dãy các con số.Hệ điều khiển NC hoạt động theo nguyên tắc sau: Sau khi mở máy các lệnh thứnhất và thứ hai được đọc. Khi quá trình đọc kết thúc máy mới bắt đầu thực hiện lệnhthứ nhất, trong thời gian này thông tin của lệnh thứ hai nằm trong bộ nhớ của hệ thốngđiều khiển. Sau khi hoàn thành lệnh thứ nhất máy mới bắt đầu thực hiện lệnh thứ hailấy từ bộ nhớ ra. Trong khi thực hiện lệnh thứ 2 hệ điều khiển đọc lệnh thứ 3 và đưavào chỗ của bộ nhớ mà lệnh thứ 2 vừa được giải phóng ra.Nhược điểm cơ bản thứ nhất của hệ NC là khi gia công các chi tiết tiếp theotrong loạt thì hệ điều khiển NC lại phải đọc lại tất cả các lệnh từ đầu và như vậy sẽkhông tránh khỏi những sai sót của bộ tính toán của hệ điều khiển, do đó chi tiết giacông sẽ dễ bị phế phẩm.Nhược điểm cơ bản thứ hai của hệ NC do cần nhiều câu lệnh chứa trong băngđục lỗ ( Băng đục lỗ là băng trên đó có các lỗ đột ) nên khả năng mà chương trình bịdừng lại thường xuyên xảy ra, ngoài ra băng đục lỗ mau mòn và bị bẩn trong quá trìnhlàm việc sẽ gây lỗi cho chương trình.Hệ điều khiển NC là hệ điều khiển cứng, vì khi thay đổi hình dạng chi tiết giacông ta phải thay đổi băng đục lỗ, băng từ…Hệ điều khiển CNC là hệ điều khiển có sự tham gia của máy vi tính, nhà chế tạomáy CNC cài vào máy tính một chương trình điều khiển cho từng loại máy.Hệ điều khiển CNC là hệ điều khiển mềm cho phép thay đổi và hiệu chỉnhchương trình gia công, nó có kích thước nhỏ gọn, có những ưu điểm hơn so với hệđiều khiển NC ví dụ hệ điều khiển CNC có thể hiệu chỉnh những sai số cố định củamáy.1.4. FMS (Flexible Manufacturing System):FMS viết tắt Flexible Manufacturing System: Là hệ thống sản xuất linh hoạt, làcác hệ thống khác nhau ở mức độ cơ giới hoá, di chuyển tự động, và điều khiển bằngGiáo viên biên soạn: Khoa Cơ khí6máy. Một FMS là một hệ thống được thể hiện với sự gia tăng máy móc và sự tự động:modun sản xuất linh hoạt, theo ô, nhóm, hệ thống sản xuất, và dây chuyền.Nhìn chung, chủng loại sản phẩm sẽ tăng lên từ sản xuất theo modun đến hệthống sản xuất linh hoạt. Hệ thống sản xuất linh hoạt là sự chọn lựa tốt nhất cho loạihình sản xuất đa chủng loại nhưng sản lượng thấp.1.5. CIM (Computer Integrated Manufacturing):CIM viết tắt computer integrated manufacturing là hệ thống sản xuất tích hợp cótrợ giúp của máy tính.CIM là hệ thống sản xuất tự động hoàn chỉnh có sự trợ giúp của máy tính. Tronghệ thống CIM các chức năng thiết kế và chế tạo được gắn kết với nhau, cho phép tạora những sản phẩm nhanh chóng bằng các quy trình sản xuất linh hoạt và hiệu quả.Khái niệm về CIM tuy chưa xuất hiện lâu (vào đầu những năm 70) nhưng ngày nay đãtrở thành quen thuộc trong sản xuất hiện đại.Cùng với sự phát triển của sản xuất, sự phát triển của khoa học công nghệ đặcbiệt là trong lĩnh vực tự động hoá và phần mềm máy tính thì một hệ thống CIM đượctriển khai ở một cơ sở sản xuất công nghiệp ngày càng trở nên quen thuộc và trở thànhchiến lược nền tảng của tích hợp các thiết bị và hệ thống sản xuất thông qua các máytính hoặc các bộ vi xử lí.Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về CIM tuỳ thuộc vào mục đích ứng dụng củanó, sau đây là một số các định nghĩa về CIM tiêu biểu và ngày càng đ ược công nhậnrộng rãi trên thế giới :Hiệp hội các nhà sản xuất SME (Society of Manufacturing Engineers) địnhnghĩa về CIM như sau: CIM là một hệ thống tích hợp có khả năng cung cấp sự trợgiúp của máy tính cho tất các các chức năng thơng mại của một nhà máy sản xuất, từkhâu tiếp nhận đơn đặt hàng, thiết kế, sản xuất, cho đến khâu phân phối sản phẩm đếntay khách hàngCông ty máy tính IBM của Mỹ định nghĩa: CIM là một ứng dụng, có khả năngtích hợp các nguồn thông tin về thiết kế sản phẩm, kế hoạch sản xuất, thiết lập và điềukhiển các nguyên công trong toàn bộ quá trình sản xuất.Một hệ thống CIM có thể được xem tạo thành từ các phân hệ sau:- Hệ thống CAD/CAM- Các tế bào gia công- Hệ thống cấp liệu- Hệ thống lắp ráp linh hoạt- Hệ thống mạng LAN nội bộ liên kết các thành phần trong hệ thống- Hệ thống kiểm tra và các thành phần khác.CÂU HỎI ÔN TẬP:1. Khái niệm NC, CNC, so sánh sự giống nhau và khác nhau của hệ điều khiển NCvà hệ điều khiển CNCGiáo viên biên soạn: Khoa Cơ khí72. Khái niệm DNC, vẽ hình minh họa nguyên tắc hoạt động của một hệ thốngDNC3. So sánh sự giống và khác nhau của hệ thống sản xuất FMS và CIM, theo em ởViệt Nam đã có công ty nào ứng dụng thành công hệ thống sản xuất CIM?4. Tự liên hệ tìm hiểu hệ thống sản xuất CIM mà em biết?CHƯƠNG 2: MÁY CÔNG CỤ CNC MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU :Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:* So sánh được máy công cụ thông thường với máy NC và máy công cụ CNC.* Trình bày được cấu trúc cơ bản của một máy CNC.* Phân tích được ưu nhược điểm và khả năng ứng dụng của máy CNC.* Phân biệt được các dạng điều khiển của máy CNC, tự cho ví dụ minh họa vềcác dạng điều khiển máy CNC.* Nhận biết được máy CNC 3 trục, 4 trục, 5 trục. NỘI DUNG:2.1 Các khái niệm cơ bản2.1.1 Máy công cụ thông thường2.1.2 Máy công cụ NC2.1.3 Máy công cụ CNCGiáo viên biên soạn: Khoa Cơ khí82.2 Cấu trúc máy CNC2.3 Khả năng của máy CNC2.4 Ưu nhược điểm của máy CNC2.5 Một số ứng dụng của máy CNC2.6 Các bộ phận cơ bản của máy CNC2.7 Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC2.7.1 Điều khiển theo điểm – điểm2.7.2 Điều khiển đường thẳng2.7.3 Điều khiển theo contour ( Theo biên dạng )Câu hỏi ôn tậpTham quan xưởng CNC2.1 Các khái niệm cơ bản:Như chúng ta đã biết trước thế hệ máy công cụ CNC ( còn gọi là máy CNC ) cóhai thế hệ máy công cụ có trình độ hiện đại thấp hơn: Máy công cụ NC và máy côngcụ thông thường.2.1.1 Máy công cụ thông thường:Khi thực hiện gia công trên máy công cụ thông thường, công nhân dùng tay đểđiều khiển máy, công nhân căn cứ vào phiếu nguyên công để cắt gọt chi tiết nhằm đảmbảo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra.Như vậy năng suất và chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào tay nghề người thợ.Mặc dù còn nhiều hạn chế so với máy NC và máy CNC nhưng máy công cụ thôngthường vẫn được sử dụng rộng rãi vì giá thành thấp, phù hợp với dạng sản xuất nhỏ,đơn chiếc. Đặc biệt máy công cụ thông thường vẫn có ý nghĩa rất lớn đối với cáctrường dạy nghề cơ khí và các công việc thực tập của học sinh hệ cao đẳng và đại học.2.1.2 Máy công cụ NC:Đối với máy công cụ NC thì việc điều khiển các chức năng của máy được thựchiện bởi các chương trình lập sẵn. Các máy công cụ NC rất thích hợp với dạng sảnxuất hàng loạt nhỏ và trung bình.Hệ thống điều khiển máy NC là các mạch điện tử, thông tin vào chứa trên cácbăng từ hoặc băng đục lỗ, thực hiện chức năng theo từng khối lệnh. Khi khối trước kếtthúc máy đọc tiếp các khối lệnh tiếp theo để thực hiện các dịch chuyển cần thiết.Máy NC chỉ thực hiện được các chức năng: Nội suy đường thẳng, nội suy cungtròn, chức năng đọc theo băng.Đặc biệt máy NC không có chức năng lưu trữ chương trình.2.1.3 Máy công cụ CNC:Máy công cụ CNC là bước phát triển cao của máy NC. Các máy CNC có trangbị máy tính để cài đặt phần mềm điều khiển dùng để điều khiển các chức năng dịchchuyển của máy.Giáo viên biên soạn: Khoa Cơ khí9

Xem Thêm