Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI THUYẾT TRÌNH ĐẦY ĐỦ VỀ MÁY CNC 3 TRỤCKHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐIỀU KHIỂN SỐQUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CNCTỔNG QUAN VỀ MÁY CNC 3 TRỤCHỆ TỌA ĐỘ TRÊN MÁY CNC VÀ CÁC ĐIỂM CHUẨN.........
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH Lớp: 13dct01 Đề tài: Giới thiệu máy CNC TR ỤC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐIỀU KHIỂN SỐ Khái niệm điều khiển Điều khiển phương pháp hiệu chỉnh dòng từ nguồn cấu chấp hành qui trình công nghệ để đạt kết mong muốn Phân loại hệ thống điều khiển máy công cụ Người ta chia hệ thống điều khiển máy công cụ thành hai loại: - Điều khiển theo kiểu truyền thống - Điều khiển số Điều khiển theo kiểu truyền thống Hệ thống điều khiển (HTĐK) theo kiểu gồm điều khiển cam, điều khiển theo quãng đường, điều khiển theo thời gian, điều khiển theo chu kì Nhìn chung loại điều khiển có chung đặc điểm sau đây: – – Điều khiển máy có tham gia phần lớn người vận hành Các thao tác HTĐK thường khó thay đổi Điều khiển số Điều khiển số NC (Numerical Control) hình thức tự động hoá đặc biệt Máy công cụ lập trình để thực dãy có thứ tự kiện với tốc độ xác định trước nhằm gia công chi tiết máy với toàn kết tham số vật lí hoàn toàn dự đoán Điều thực nhờ vi xử lý Nó tiếp nhận chuyển đổi liệu gia công thành tín hiệu điều khiển máy hoạt động thay đổi chức chương trình ngoài, thực số chức cố định trước QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CNC Khái niệm CNC CNC viết tắt cụm từ tiếng anh Computer Numerical Control, thuật ngữ dùng để hệ thống máy tiện khí điều khiển máy tính cách sử dụng chương trình viết kí hiệu chuyên biệt thường gọi mã G CNC phát triển cuối thập niêm 1940 đầu thập niên 1950 phòng thí nghiệm Servomechanism trư.ờng MIT Thực trạng ứng dụng máy CNC Việt Nam Ở Việt Nam trước năm 1990 nhắc đến công nghệ NC, CNC xa lạ người biết đến Bắt đầu từ năm 1991, thông qua số dự án chuyển giao công nghệ, hợp tác với nước dự án “ Chuyển giao công nghệ thiết kế, phát triển chếtạo khuôn mẫu ” Lúc công nghệ CNC như: máy phay CNC, máy tiện CNC,đo lường CNC, lần giới thiệu thu hút quan tâm nhiều nhà chuyên môn doanh nghiệp nước liên doanh với Và Hiện công nghệ ứng dụng phổ biến tính hiệu kinh tế cao mà đem lại Lợi ích, hạn chế ứng dụng máy cnc Lợi ích – Tự động hóa sản xuất – Chất lượng gia công ổn đinh, Độ xác – Linh hoạt Hạn chế lặp lại cao sản phẩm – Gía thành chế tạo máy cao, mua máy đắt – Gía thành bảo dưỡng, bảo trì, sửa chữa đắt – Vận hành máy phức tạp Ứng dụng – Máy gia công cắt gọt kim loại – Máy gia công tia laser – Máy mài số máy công cụ khác TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC TRỤC Cấu tạo chuyển động chung máy cnc trục Sơ đồ hệ thống điều khiển máy CNC CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN Như ta biết, máy CNC khác gia công bề mặt khác chuyển động tương đối dao chi tiết cần gia công như: lỗ, mặt phẳng, mặt định hình… Do dạng điều khiển máy chia thành loại sau: − Điều khiển theo điểm − Điều khiển theo đường − Điều khiển theo biên dạng ( Contour ) THIẾT KẾ PHẦN MẠCH ĐIỆN TỬ Dựa theo cấu trúc rotor, động bước chia làm loại: Động bước từ trở biến thiên Động bước nam châm vĩnh cửu Động bước lai THIẾT KẾ PHẦN MẠCH ĐIỆN TỬ Dựa theo cách quấn dây rotor động bước chia làm loại: Động bước lưỡng cực Động bước đơn cực THIẾT KẾ PHẦN MẠCH ĐIỆN TỬ Phần board đệm BOB .Chức năng: Truyền tín hiệu điều khiển từ phần mềm xuống board driver, đồng thời nhận tín hiệu điều khiển từ ngõ vào(công tắc hành trình,nút nhấn…) gửi lên phần mềm thông qua cổng LPT .Mặc dù chuẩn logic, mức điện áp cổng LPT họ TTL hoàn toàn giống (LOW: 00.8V, HIGH: 2.4-5V) để đảm bảo an toàn cho máy tính(tránh hỏng hóc xảy dòng chạy động cơ…) hạn chế nhiễu, ta sử dụng mạch quang cách ly tốc độ cao THIẾT KẾ PHẦN MẠCH ĐIỆN TỬ Nguồn 5v để mạch hoạt động tạo từ nguồn 12V bên cung cấp vào để hạn chế tăng dòng qua main,có thể gây hỏng MAIN máy tính Trên board thiết kế ngõ ra, ngõ OUT1, OUT2 jum để chọn chế độ TTL hay ngõ relay Cấu tạo nguồn của board đệm BOB Sơ đồ board đệm BOB THIẾT KẾ PHẦN MẠCH ĐIỆN TỬ Mạch driver điều khiển động bước Giới thiệu chung mạch driver Ta sử dụng MOSFET IRFZ44 để điều khiển cấp điện cho cuộn dây động bước MOSFET có khả chịu dòng cao, thời gian đóng mở Để kích FET mở tối đa,giảm nhiệt độ FET hoạt động,ta sử dụng mạch BJT đẩy kéo IC L297 sử dụng để điểu khiển trật tự đóng mở khóa FET nhằm điều khiển động hoạt động chế độ khác bước,vi bước… THIẾT KẾ PHẦN MẠCH ĐIỆN TỬ Để đảm bảo an toàn cho phần mạch điều khiển phía trước,ta sử dụng opto cách ly ngõ IC L297 với mạch kích MOSFET THIẾT KẾ PHẦN MẠCH ĐIỆN TỬ Nguyên lý làm việc chung IC l297 có chức nhận xung, hướng.Từ IC xuất tín hiệu điều khiển chân A, B, C, D theo trật tự định.Các tín hiệu điều khiển đưa vào chân B BJT C1815, có tín hiệu mức cao, C1815 mở, có dòng qua led phát opto,đồng thời có dòng led báo hiệu làm led sáng lên Khi đó, phần thu opto thông mạch, có áp kích vào cực B cặp bjt đẩy kéo,kích cho C1815 mở, đặt áp kích vào chân G FET, làm FET mở THIẾT KẾ PHẦN MẠCH ĐIỆN TỬ Cuộn dây tương ứng step moter nối duống mass,có dòng đổ từ cực dương qua cuộn dây,về mas,có từ trường cuộn dây IC L297 L297 IC điều khiến động bước thường dùng ứng dụng điều khiển điện tử Nó có chức tạo pha tín hiệu điều khiển tương ứng với pha động bước lưỡng cực pha động bước đơn cực Chức chân Chân Tên Chức Chân ngõ mạch dao động chopper bên chíp (on-chip) Chân có tác dụng đồng hóa xung nhịp (trong mạch nhiều L297) Sử dụng chân sau: + Khi cần đồng hóa hai hay nhiều IC L297 mạch, ta nối chân SYNC với Khi đó, ta cần mạch dao động gắn SYNC IC L297 + Chân đồng thời ngõ vào cho nguồn clock GND Nguồn 0v Chân ngõ cực thu để hở báo L297 trạng thái khởi tạo (ABCD=0101) HOME A Khi chân xuất tín hiệu “tích cực” transistor trạng thái hở (open) Tín hiệu phase A mô-tơ Chân tích cực mức thấp, điều khiển hai phase A,B đế bảo vệ dòng xả ngược cuộn dây Còn chân CONTROL mức thấp, chân sử dụng để ốn định dòng tải động INH1 B Tín hiệu phase B mô-tơ C Tín hiệu phase c mô-tơ INH2 D Chức giống chân ĨNH2 Điều khiên phase c, D Tín hiệu phase D mô-tơ Chân cho phcp hoạt động (enable) Khi chân mức thấp, chân ngõ phase A, B, c, D, INH1, INH2 bị kéo xuống mức thấp 10 ENABLE Chân điều khiển hoạt động CHOPPER Khi chân mức thấp, hoạt động CHOPPER thông qua chân INH1, ĨNH2 Khi chân mức cao, hoạt động CHOPPER thông qua phase A,B,C,D 11 CONTROL 12 Vs Chân nguồn 5V Chân ngõ vào cầu phân áp để hồi tiếp độ lớn dòng tải tần công suất phase c, D 13 SEN2 Chức giống chân SEN2 cho phase A, B 14 SEN1 Điện áp tham chiếu cho mạch chopper Điều chinh áp đặt vào chân để thay đổi dòng tải đỉnh 15 VREF Chân ngõ vào mạch dao động RC đế qui định tần số chopper Khi dùng chức đồng chân nối với ov (ngoại trừ chip tạo dao động cho hệ đồng L297) 16 + Tần số: f=l/0.69RC OSC 17 Chân điều khiển chiều quay động Chiều quay phụ thuộc vào cách đấu dây cho động CW/CCW Chân clock cho động Loại xung tích cực mức thấp Moto “bước” có cạnh xuống chân 18 CLOCK 19 Chân chọn lựa chế độ quay đủ bước, nửa bước HALF/FULL Ngõ vào RESET RESET làm cho trạng thái động trở vị trí HOME (tầng 1, ABCD=0101) 20 [...]... khiển CNC trong các phân xưởng, xí nghiệp sản xuất và chế tạo Sự phát triển đó tác động rất lớn đến khả năng thiết lập các chương trình CNC Tuỳ theo đặc tính và khả năng làm việc của từng máy CNC mà chúng ta có thể Lựa chọn phương pháp lập trình thích hợp nhất • • • Lập trình trực tiếp trên máy CNC Lập trình bằng tay Lập trình với sự trợ giúp của máy tính CÁC PHƯƠNG ÁN CHO MÔ HÌNH MÁY CNC 3 TRỤC ... thẳng Nội suy cung tròn Nội suy xoắn ốc Nội suy bậc 3 LẬP TRÌNH CHO MÁY CNC Một máy phay thông thường thực hiện các nguyên công kế tiếp nhau do người vận hành điều khiển bằng tay Còn trên máy phay CNC thì mọi quá trình gia côngđược thực hiện một cách tự động, nhờ hệ thống điều khiển theo chương trình số điều khiển và theo dõi Một chương trình CNC phải đảm bảo 2 thông tin cần thiết là thông tin hình... trên các máy CNC người ta thường sử dụng hệ toạ độ Đề Các Oxyz phải Cách xác định các trục và nó luôn được gắn vào theo qui tắc bàn tay chi tiết gia công 2 Điểm gốc của máy Quá trình gia công trên máy được thiết lập bằng một chương trình biểu diễn mối quan hệ giữa dao và chi tiết Do vậy để đảm bảo độ chính xác gia công thì các chuyển các chuyển động của dao phải được so sánh với điểm gốc của máy M Điểm... Y • Vùng làm việc của máy rộng hơn, dễ dàng thực hiện các công việc hiệu chỉnh trên bàn máy Nhược điểm • • Khó chế tạo Thân máy yêu cầu khối lượng lớn đễ máy có thể đứng vững Phương án 2 Trong phương án này, bàn máy đứng yên, đầu máy thực hiện chuyển động chạy dao theo phương X, Y, Z nhờ các động cơ riêng lẽ Đây còn gọi là máy phay kiểu Router Ưu điểm của phương án 2 • • Với máy có cùng kích thước,... ngữ lập trình mà máy có thể hiểu được 1 Thông số hình học Tuỳ theo từng biên dạng cụ thể của chi tiết mà ta có thể tiến hành lập quĩ đạo chạy dao cắt gọt Dựa trên các thông số hình học của bản vẽ chế tạo Gia công theo biên dạng 2 3 Thông số công nghệ Tốc độ chạy dao F Số vòng quay trục chính S Chương trình gia công Một chương trình được thiết lập để gia công một chi tiết gọi là chương trình chi... vùng làm việc của máy, nó được các nhà chế tạo quy định 3 Điểm chuẩn của máy R (MachineReference Point) Là điểm mà tọa độ của nó so với điểm gốc của máy M là không thay đổi và cũng do các nhà chế tạo quy định 4 Điểm zero của phôi W (Workpiece Zero Point) Là gốc toạ độ của chi tiết và nó phụ thuộc vào người lập trình 5 Điểm gốc của chương trình P (Programmed) Điểm gốc của chương trình thực tế là điểm... đường thẳng nào đó 3 Điều khiển theo biên dạng Là dạng điều khiển cho phép thực hiện chạy dao nhiều trục cùng một lúc, nghĩa là nó có thể gia công một đường cong bất kì trên mặt phẳng hay trong không gian Điều khiển theo đường Điều khiển theo biên dạng HỆ TỌA ĐỘ TRÊN MÁY CNC VÀ CÁC ĐIỂM CHUẨN 1 Hệ tọa độ trên máy CNC Để xác định vị trí tương quan hình học trong vùng làm việc của máy, trong phạm vi... thước, phương án này cần không gian đặt máy nhỏ Động cơ chạy dao theo các phương có công suất nhỏ, không bị ảnh hưởng bởi trọng lượng vật gia công Nhược điểm • • • Độ cứng vững của máy không cao Khó mở rộng phạm vi hoạt động của bàn máy Chế tạo cơ cấu máy khó khăn THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ 1 - Kết cấu chung của bàn máy Bàn máy - Bộ phận truyền dẫn và thanh trượt - - - - - Trục chính Khối điều khiển và hiển... dao Bàn xoay dao 1.1 Bàn máy Có khả năng chuyển động theo 2 phương X và Y trong mặt phẳng OXY Bàn máy có các rãnh chữ T để lắp đồ gá, cho phép gá chi tiết lên để gia công Bộ phận truyền dẫn (vit me) và thanh trượt 1.2 Trục chính Bao gồm động cơ trục chính, được gá vào bàn máy nhờ mối ghép bulông Chuyển động tịnh tiến theo phương Z, phương thẳng đứng có độ cứng vững cao 1 .3 Các bộ phận khác Khối... PHƯƠNG ÁN CHO MÔ HÌNH MÁY CNC 3 TRỤC Phương án 1 Trong phương án này, đầu máy thực hiện chuyển động chạy dao theo phương Z ( Trục chính dịch chuyển theo phương Z ) Chuyển động chạy dao theo cả hai phuơng X,Y được thực hiện bởi hai động cơ riêng lẽ Ưu diểm điểm của phương án 1 • • • Phương án này cần không gian đặt máy nhỏ Thân máy cần có độ cứng vững tốt Động cơ chạy dao theo phương Z có công suất nhỏ