Máy điều khiển số và robot công nghiệp

1
M¸y ®iÒu khiÓn sè
&
Robot c«ng nghiÖp
TS. TrÇn §øc T¨ng
Häc viÖn Kü thuËt Qu©n sù
Giíi thiÖu vÒ m«n häc
1. Tªn m«n häc: M¸y ®iÒu khiÓn sè vµ robot c«ng nghiÖp
2. Sè l−îng ®¬n vÞ häc tr×nh: 03 (45 tiÕt)
3. Môc tiªu cña m«n häc
* KiÕn thøc:
- Cñng cè c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ m¸y c¾t kim lo¹i ®iÒu khiÓn theo
ch−¬ng tr×nh sè
- HiÓu ®−îc cÊu tróc hÖ thèng ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè cho
m¸y c¾t kim lo¹i
- BiÕt ®−îc cÊu tróc, ®éng häc vµ øng dông cña robot c«ng nghiÖp
* Kü N¨ng: VËn dông ®−îc c¸c kiÕn thøc ®Ó cã thÓ tiÕp cËn ®−îc c«ng
nghÖ gia c«ng trªn m¸y CNC.

2
Giíi thiÖu vÒ m«n häc
Tµi liÖu häc tËp
[1]. NguyÔn Ngäc CÈn - M¸y ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè. Tr−êng §H
s− ph¹m Kü thuËt Tp. HCM, 1993.
[2]. NguyÔn Ngäc CÈn - §iÒu khiÓn tù ®éng - NXB Khoa häc Kü thuËt
[3]. T¹ Duy Liªm - M¸y ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè vµ robot c«ng
nghiÖp – Tr−êng §HBK Hµ Néi - 1996
[4]. T¹ Duy Liªm - HÖ thèng ®iÒu khiÓn sè cho m¸y c«ng cô - NXB Khoa
häc & Kü thuËt – 2001
[5]. NguyÔn ThiÖn Phóc - Ng−êi m¸y c«ng nghiÖp - Tr−êng §HBK Hµ
Néi – 1995
[6] Kü thuËt robot. §µo V¨n HiÖp. NXB KH&KT 2004.
[7] Robot c«ng nghiÖp. Phan B¸, NguyÔn Xu©n Huy. HVKTQS.
[8] Introduction to robotics. Phillip John McKerrow.
[9] Bài giảng
Ch−¬ng 1.
M¸y c¾t kim lo¹i
®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè
(M¸y CNC)
1.1 LÞch sö m¸y CNC vµ c¸c kh¸i niÖm liªn quan
1.2 §iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè
1.3 KÕt cÊu m¸y CNC
1.4 HiÖu qu¶ sö dông m¸y CNC

3
1.1. LÞch sö m¸y CNC vμ çc kh¸i niÖm liªn quan
Lμm thÕ nμo ®Ó gia c«ng çc chi tiÕt, khu«n mÉu phøc t¹p?
Xa x−a
- §−îc chia thµnh çc phÇn ®¬n gi¶n h¬n ®Ó gia c«ng
- Sau khi gia c«ng xong, chóng míi ®−îc ghÐp l¹i víi nhau thµnh
chi tiÕt hoµn chØnh b»ng ph−¬ng ph¸p hµn, t¸n.
- C«ng nghÖ ®ã ®¾t vµ kh«ng ®¶m b¶o ®−îc ®é chÝnh x¸c vÒ kÝch
th−íc vµ h×nh häc mong muèn còng nh− sù ®ång ®Òu vÒ c¬ tÝnh vËt
liÖu.
Sau nµy
- Dïng m¸y chÐp h×nh, ng−êi ta ® chÕ t¹o ®−îc çc chi tiÕt phøc t¹p
h¬n.
- C«ng nghÖ gia c«ng trªn m¸y chÐp h×nh vÉn cßn nhiÒu nh−îc ®iÓm
• §é chÝnh x¸c kh«ng cao (do qu¸n tÝnh cña hÖ thèng lín, do sai sè cña
mÉu,...),
• N¨ng suÊt thÊp (do ph¶i h¹n chÕ tèc ®é tr−ît cña ®Çu dß trªn mÉu),
• §¾t vµ kÐm linh ho¹t (v× çc d−ìng mÉu lµ çc chi tiÕt c¬ khÝ chÝnh
x¸c, dïng vËt liÖu ®Æc biÖt nªn khã chÕ t¹o).

4
ý t−ëng vÒ ®iÒu khiÓn sè (NC)
- Cã thÓ h×nh dung m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè lµ mét m¸y chÐp h×nh,
nh−ng çc d−ìng, mÉu, cam,... c¬ khÝ ®−îc thay b»ng ch−¬ng tr×nh
m¸y tÝnh.
- Ch−¬ng tr×nh kh«ng bÞ mßn nh− çc d−ìng mÉu, mang ®i mang l¹i
dÔ dµng.
- ViÖc so¹n th¶o, söa ®æi ch−¬ng tr×nh l¹i dÔ, nhanh vµ rÎ h¬n nhiÒu
so víi chÕ t¹o cam, d−ìng,...
3 nguyªn t¾c ®èi víi m¸y NC c«ng nghiÖp
- Sö dông m¸y tÝnh ®Ó tÝnh to¸n quü ®¹o ch¹y dao vµ l−u d÷ liÖu vµo
b×a ®ôc lç.
- Dïng thiÕt bÞ ®äc t¹i m¸y ®Ó tù ®éng ®äc d÷ liÖu tõ b×a ®ôc lç.
- HÖ thèng ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô xö lý vµ liªn tôc ®−a ra th«ng tin
®iÒu khiÓn çc ®éng c¬ ®−îc g¾n lªn trôc vÝt me.
§iÒu khiÓn sè
ĐiÒu khiÓn sè lµ hÖ thèng mµ mçi hµnh tr×nh ®−îc ®iÒu khiÓn theo sè.
Mçi th«ng tin ®¬n vÞ øng víi mét dÞch chuyÓn gi¸n ®o¹n cña c¬ cÊu
chÊp hµnh. §¹i l−îng nµy gäi lµ gi¸ trÞ xung.
C¬ cÊu chÊp hµnh cã thÓ dÞch chuyÓn víi mét ®¹i l−îng bÊt kú øng víi
gi¸ trÞ xung.
Khi biÕt gi¸ trÞ xung q vµ ®¹i l−îng dÞch chuyÓn L cña c¬ cÊu chÊp
hµnh, ta cã thÓ x¸c ®Þnh sè l−îng xung N cÇn thiÕt t¸c ®éng ®Ó cã
l−îng dÞch chuyÓn L:
L = q.N

5
HÖ ®iÒu khiÓn NC (Numerical Control)
§iÒu khiÓn NC th−êng ®−îc gäi lµ ®iÒu khiÓn nèi cøng (hard-wired
control). Chóng sö dông çc bé logic sè IC (m¹ch tÝch hîp) - th−êng lµ
çc m¹ch tÝch hîp cì võa, ®−îc ®Þnh vÞ vµ nèi d©y theo mét sù s¾p xÕp
cè ®Þnh vµ ghÐp vµo çc b¶ng m¹ch in.
TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn sö dông trong çc hÖ ®iÒu khiÓn nèi cøng lµ xung
®iÖn ¸p. Mçi xung ®iÖn ¸p t¹o mét sù chuyÓn ®éng cña mét ®¬n vÞ
chiÒu dµi c¬ së cña trôc ®ang ®−îc ®iÒu khiÓn. Sè l−îng çc xung ®Æt
lªn trôc x¸c ®Þnh kho¶ng çch dÞch chuyÓn, tÇn sè xung cho ta vËn tèc.
LÞch sö ph¸t triÓn NC
1949:
- MÉu ®Çu tiªn cña m¸y NC do MIT (ViÖn c«ng nghÖ Massachusetts) thiÕt
kÕ vµ chÕ t¹o theo ®Æt hµng cña Kh«ng lùc Hoa kú, ®Ó s¶n xuÊt çc chi tiÕt
phøc t¹p vµ chÝnh x¸c cña m¸y bay.
1952:
- chiÕc m¸y phay ®øng 3 trôc ®iÒu khiÓn sè cña hng Cincinnati Hydrotel
®−îc tr−ng bµy t¹i MIT.
1960’s:
- m¸y NC ®−îc s¶n xuÊt vµ sö dông trong c«ng nghiÖp.
- çc bé ®iÒu khiÓn sè ®Çu tiªn dïng ®Ìn ®iÖn tö nªn tèc ®é xö lý chËm,
cång kÒnh vµ tiªu tèn nhiÒu n¨ng l−îng.
- ch−¬ng tr×nh ®−îc chøa trong çc b¨ng vµ b×a ®ôc lç, khã hiÓu vµ kh«ng
söa ch÷a ®−îc.
- Giao tiÕp ng−êi - m¸y rÊt khã kh¨n v× kh«ng cã mµn h×nh, bµn phÝm.
1970’s:
- çc linh kiÖn b¸n dÉn ®−îc sö dông phæ biÕn trong c«ng nghiÖp
- m¸y NC gän h¬n, tèc ®é xö lý cao h¬n, tiªu tèn Ýt n¨ng l−îng h¬n,...
- çc b¨ng ®ôc lç sau nµy ®−îc thay b»ng b¨ng hoÆc ®Üa tõ,...
- tÝnh n¨ng sö dông cña çc m¸y NC vÉn ch−a ®−îc c¶i thiÖn ®¸ng kÓ, cho
®Õn khi m¸y tÝnh ®−îc øng dông.

6
HÖ ®iÒu khiÓn CNC (Computer Numerical Control)
§iều khiÓn CNC lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn sè nèi mÒm (soft-wired NC
system) sö dông m¸y tÝnh nhá cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh (programmable
minicomputer) víi bé nhí cã thÓ ®äc-ghi ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô
(§iÒu khiÓn CNC lµ mét hÖ NC sö dông m¸y vi tÝnh nh− lµ bé ®iÒu
khiÓn m¸y - MCU)
ViÖc sö dông m¸y tÝnh ® lo¹i bá phÇn lín çc m¹ch phÇn cøng, ®Æc
biÖt lµ bé néi suy vµ çc r¬le nèi cøng.
TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn trong hÖ CNC lµ d¹ng cña çc sè nhÞ ph©n. Mçi sè
bao gåm 16 bit, 32 bit, hoÆc 64 bit phô thuéc vµo kiÓu bé xö lý m¸y
tÝnh ®−îc xö dông. Mçi bit d÷ liÖu t¹o ra mét ®¬n vÞ chiÒu dµi chuyÓn
®éng trong trôc ®iÒu khiÓn.
Víi −u ®iÓm cña c«ng nghÖ m¸y tÝnh hiÖn ®¹i, rÊt nhiÒu ®Æc tÝnh mong
muèn ® ®−îc ®−a vµo bé ®iÒu khiÓn CNC. §iÒu khiÓn CNC ngµy nay
cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn mäi thø chóng ta muèn trªn m¸y c«ng cô.
Giao tiÕp phÇn
cøng m¸y tÝnh vµ
hÖ thèng servo
M¸y vi tÝnh
(çc chøc n¨ng
phÇn mÒm)
L−u tr÷
ch−¬ng tr×nh
NC
ThiÕt bÞ ®äc
ch−¬ng tr×nh
Cấu hình chung của một hệ CNC

7
§Çu 1970’s, m¸y CNC ra ®êi:
- Çc bé ®iÒu khiÓn sè trªn m¸y c«ng cô ®−îc tÝch hîp m¸y tÝnh vµ
thuËt ng÷ CNC ra ®êi.
M¸y CNC −u viÖt h¬n m¸y NC th«ng th−êng vÒ nhiÒu mÆt
- tèc ®é xö lý cao, kÕt cÊu gän,...
- −u ®iÓm quan träng nhÊt cña chóng lµ ë tÝnh n¨ng sö dông, giao
diÖn víi ng−êi dïng vµ çc thiÕt bÞ ngo¹i vi kh¸c.
Çc m¸y CNC ngµy nay
- cã mµn h×nh, bµn phÝm vµ nhiÒu thiÕt bÞ kh¸c ®Ó trao ®æi th«ng tin
víi ng−êi dïng.
- nhê mµn h×nh, ng−êi dïng ®−îc th«ng b¸o th−êng xuyªn vÒ t×nh
tr¹ng cña m¸y, c¶nh b¸o b¸o lçi vµ nguy hiÓm cã thÓ x¶y ra, cã thÓ
m« pháng ®Ó kiÓm tra tr−íc qu¸ tr×nh gia c«ng,...
- cã thÓ lµm viÖc ®ång bé víi çc thiÕt bÞ s¶n xuÊt kh¸c nh− robot,
b¨ng t¶i, thiÕt bÞ ®o,... trong hÖ thèng s¶n xuÊt.
- cã thÓ trao ®æi th«ng tin trong m¹ng m¸y tÝnh çc lo¹i, tõ m¹ng côc
bé (LAN) ®Õn m¹ng diÖn réng (WAN) vµ Internet.
LÞch sö ph¸t triÓn CNC
So s¸nh ®iÒu khiÓn NC vμ CNC
T−¬ng ®èi rÎ, bëi v× néi suy vµ çc chøc
n¨ng ®iÒu khiÓn kh¸c ®−îc cung cÊp bëi
phÇn mÒm trong m¸y tÝnh
§¾t, bëi v× néi suy vµ çc
chøc n¨ng ®iÒu khiÓn kh¸c
®−¬c thùc hiÖn bëi m¹ch
®iÖn tö
Gi¸
Toµn bé ch−¬ng tr×nh ®−îc ®äc mét lÇn
vµ l−u trong bé nhí m¸y tÝnh. Trong qu¸
tr×nh gia c«ng m¸y tÝnh truy xuÊt çc
lÖnh ch−¬ng tr×nh l−u trong bé nhí m¸y
tÝnh ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y.
Th«ng tin trªn b¨ng ®ôc lç
®−îc n¹p, ®äc vµ thùc hiÖn
theo tõng block.
NhËp ch−¬ng tr×nh
Çc bit sè
Çc xung ®iÖn ¸p
Çc tÝn hiÖu §K
M¸y tÝnh víi çc ch−¬ng tr×nh ®iÒu
khiÓn m¸y c«ng cô
M¹ch phÇn cøng ®iÖn tö
Thùc hiÖn çc chøc
n¨ng §K
1970 - nay
1954 - ®Çu 1970
Thêi gian xuÊt hiÖn
§iÒu khiÓn CNC
§iÒu khiÓn NC
Đặc tÝnh so s¸nh

8
Cã bé nhí ngoµi ®Ó l−u tr÷
ch−¬ng tr×nh. Ch−¬ng tr×nh gia
c«ng cã thÓ l−u ë ®Üa cøng
Kh«ng cã kh¶ n¨ng
Bé nhí (l−u tr÷)
ch−¬ng tr×nh
§¬n gi¶n h¬n v× tÊt c¶ çc chøc
n¨ng §K ®−îc thùc hiÖn bëi
phÇn mÒm
Phøc t¹p, bëi v× çc chøc n¨ng
§K ®−îc thùc hiÖn bëi çc m¹ch
®iÖn tö
CÊu tróc phÇn cøng
®iÒu khiÓn
Bao gåm çc chøc n¨ng c¬ b¶n
vµ chøc n¨ng më réng:
- Néi suy (tuyÕn tÝnh, cung trßn,
xo¾n èc, parabol)
- So¹n th¶o
- TruyÒn th«ng
- Bé nhí
- HiÓn thÞ
- Giao tiÕp vµo/ra …
Gi¬i h¹n çc chøc n¨ng c¬ b¶n:
- Néi suy (tuyÕn tÝnh, cung trßn)
- NhËn ®Þnh d¹ng b¨ng tõ
- VÞ trÝ tuyÖt ®èi vµ t−¬ng ®èi
- NhËn m ký tù
Kh¶ n¨ng
CNC vμ CAD/CAM
CAD (Computer Aided Design) - thiÕt kÕ cã trî gióp cña m¸y tÝnh“
- lµ mét lÜnh vùc øng dông cña CNTT vµo thiÕt kÕ.
- trî gióp cho çc nhµ thiÕt kÕ trong viÖc m« h×nh ho¸, lËp vµ xuÊt
çc tµi liÖu thiÕt kÕ dùa trªn kü thuËt ®å ho¹.
CAM (Computer Aided Manufacturing) - s¶n xuÊt cã trî gióp cña
m¸y tÝnh“
- xuÊt hiÖn do nhu cÇu lËp tr×nh cho çc thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn sè (m¸y
CNC, robot, thiÕt bÞ vËn chuyÓn, kho tµng, kiÓm tra) vµ ®iÒu khiÓn
chóng.
CAD/CAM
- vèn xuÊt hiÖn ®éc lËp víi nhau, nh−ng ngµy cµng xÝch l¹i gÇn nhau.
- lµ thuËt ng÷ ghÐp, dïng ®Ó chØ mét m«i tr−êng thiÕt kÕ - s¶n xuÊt
víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh.
Sù ph¸t triÓn cña m¸y CNC vµ c«ng nghÖ gia c«ng trªn m¸y CNC
liªn quan ®Õn:
- kü thuËt ®iÒu khiÓn tù ®éng,
- kü thuËt thiÕt kÕ vµ s¶n xuÊt cã trî gióp cña m¸y tÝnh (CAD/CAM).

9
CNC vμ FMS/CIM
FMS
- Mét hÖ thèng s¶n xuÊt tù ®éng, cã kh¶ n¨ng tù thÝch øng víi sù
thay ®æi ®èi t−îng s¶n xuÊt ®−îc gäi lµ hÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t
(Flexible Manufacturing System - FMS).
- FMS gåm m¸y çc CNC, robot, çc thiÕt bÞ vËn chuyÓn, thiÕt bÞ
kiÓm tra, ®o l−êng,... lµm viÖc d−íi sù ®iÒu khiÓn cña mét m¹ng
m¸y tÝnh.
CIM
- Sù tÝch hîp mäi hÖ thèng thiÕt bÞ s¶n xuÊt vµ tÝch hîp mäi qu¸ tr×nh
thiÕt kÕ - s¶n xuÊt - qu¶n trÞ kinh doanh nhê m¹ng m¸y tÝnh víi çc
phÇn mÒm trî gióp c«ng t¸c thiÕt kÕ vµ c«ng nghÖ, kinh doanh,...
t¹o nªn hÖ thèng s¶n xuÊt tÝch hîp nhê m¸y tÝnh (Computer
Integrated Manufacturing - CIM).
LÞch sö ph¸t triÓn cña CNC

10
M¸y c«ng cô th«ng th−êng, m¸y NC vμ m¸y CNC
M¸y c«ng cô th«ng th−êng
Khi gia c«ng çc chi tiÕt trªn m¸y c«ng cô th«ng th−êng c«ng nh©n
th−êng dïng tay ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y. C«ng nh©n c¨n cø vµo phiÕu
nguyªn c«ng ®Ó c¾t gät chi tiÕt nh»m ®¶m b¶o çc yªu cÇu kü thuËt ®Æt
ra.
N¨ng suÊt vµ chÊt l−îng s¶n phÈm phô thuéc rÊt nhiÒu vµo tay nghÒ
cña c«ng nh©n.
MÆc dï cßn nhiÒu h¹n chÕ so víi m¸y NC vµ CNC nh−ng çc m¸y
c«ng cô th«ng th−êng vÉn cßn ®−îc sö dông réng ri do gi¸ thµnh thÊp
vµ thuËn tiÖn cho c«ng viÖc söa ch÷a vµ cho nÒn s¶n xuÊt hiÖn ®ang
cßn ë tr×nh ®é thÊp.
VÝ dô: M¸y tiÖn truyÒn thèng

11
M¸y c«ng cô NC
§èi víi çc m¸y c«ng cô NC th× viÖc ®iÒu khiÓn çc chøc n¨ng cña
m¸y ®−îc quyÕt ®Þnh b»ng çc ch−¬ng tr×nh ® lËp s½n.
HÖ thèng ®iÒu khiÓn cña m¸y NC lµ m¹ch ®iÖn tö. Th«ng tin vµo chøa
trªn b¨ng tõ hoÆc b¨ng ®ôc lç, thùc hiÖn chøc n¨ng theo tõng khèi, khi
khèi tr−íc kÕt thóc, m¸y ®äc tiÕp çc khèi lÖnh tiÕp theo ®Ó thùc hiÖn
çc dÞch chuyÓn cÇn thiÕt.
Çc m¸y NC chØ thùc hiÖn çc chøc n¨ng nh−: néi suy ®−êng th¼ng,
néi suy cung trßn, chøc n¨ng ®äc theo b¨ng.
Çc m¸y NC kh«ng cã chøc n¨ng l−u tr÷ ch−¬ng tr×nh.
M¸y c«ng cô CNC
M¸y c«ng cô CNC lµ b−íc ph¸t triÓn cao tõ çc m¸y NC. Çc m¸y
CNC cã mét m¸y tÝnh ®Ó thiÕt lËp phÇn mÒm dïng ®Ó ®iÒu khiÓn çc
chøc n¨ng dÞch chuyÓn cña m¸y.
Çc ch−¬ng tr×nh gia c«ng ®−îc ®äc cïng mét lóc vµ ®−îc l−u tr÷ vµo
bé nhí.
Khi gia c«ng, m¸y tÝnh ®−a ra çc lÖnh ®iÒu khiÓn m¸y.
M¸y c«ng cô CNC cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn çc chøc n¨ng nh−: néi suy
®−êng th¼ng, néi suy cung trßn, mÆt xo¾n, mÆt parabol vµ mÆt bËc ba.
M¸y CNC còng cã kh¶ n¨ng bï chiÒu dµi vµ ®−êng kÝnh dao.

12
Çc øng dông cña ®iÒu khiÓn sè CNC
Çc øng dông cña c«ng nghÖ CNC cã thÓ ®−îc ph©n thµnh 5 dạng:
1. Gia c«ng c¾t gät (m¸y tiÖn CNC, m¸y phay CNC, m¸y khoan CNC,
m¸y taro ren…): chiÕm 75%
2. Mµi (m¸y mµi CNC): chiÕm 7%
3. Gia c«ng kh«ng truyÒn thèng (m¸y c¾t d©y CNC, m¸y EDM, m¸y c¾t
b»ng tia n−íc...): chiÕm 7%
4. Gia c«ng tÊm máng (m¸y ®ét lç, m¸y uèn, c¾t tÊm máng, …): chiÕm
5%
5. Çc øng dông ®Æc biÖt (m¸y ®o täa ®é CMM, m¸y l¾p ghÐp, m¸y vËn
chuyÓn vËt liÖu…)
M¸y tiÖn CNC

13
M¸y tiÖn CNC
Sản phẩm gia công trên máy tiện

15
M¸y phay CNC 3 trôc
Sản phẩm gia công trên máy phay

16
M¸y phay CNC 5 trôc
M¸y phay CNC 5 trôc XYZAB

17
S¶n phÈm gia c«ng trªn m¸y CNC 5 trôc

18
M¸y mài
M¸y ®óc ¸p lùc

19
M¸y c¾t d©y CNC
S¶n phÈm gia c«ng trªn m¸y c¾t d©y

21
S¶n phÈm gia c«ng trªn m¸y xung EDM

22
M¸y phay trôc ¶o (virtual axis milling machine)

23
Çc −u, nh−îc ®iÓm cña c«ng nghÖ CNC
Çc −u ®iÓm
Tăng năng suÊt: n¨ng suÊt cña mét m¸y CNC gÊp 3-4 lÇn m¸y truyÒn
thèng t−¬ng ®−¬ng, bëi v× nã kh«ng yªu cÇu nhiÒu thêi gian cho setup
vµ ®iÒu chØnh, çc chi tiÕt ®−îc s¶n xuÊt nhanh h¬n vµ yªu cÇu Ýt thêi
gian kiÓm tra h¬n.
§é chÝnh x¸c cao: ®é chÝnh x¸c ®−îc x¸c ®Þnh bëi kh¶ n¨ng di chuyÓn
dao c¾t tíi ®óng vÞ trÝ ®−îc chØ ra.
Gi¶m gi¸ thµnh s¶n xuÊt: Çc nh©n tè gióp gi¶m gi¸ thµnh s¶n xuÊt bao
gåm:
- TiÕt kiÖm dao, ®å g¸ kÑp
- Tuæi bÒn cña dao cao h¬n do tèi −u çc ®iÒu kiÖn c¾t
- TiÕt kiÖm gi¸ nh©n c«ng do kh«ng cÇn nh©n c«ng víi tay nghÒ cao
- TiÕt kiÖm tõ viÖc sö dông l¹i çc ch−¬ng tr×nh gia c«ng
- Gi¶m tæng thêi gian s¶n xuÊt
- Khai th¸c m¸y tèt h¬n do gi¶m thêi gian dõng m¸y
- Gi¶m ®−îc nhiÒu thao t¸c b»ng tay
- Gi¶m ®−îc çc lçi, sai sãt do con ng−êi
Gi¶m ®−îc chi phÝ gi¸n tiÕp:
- Gi¶m hµng tån kho
- Gi¶m lead time (thêi gian gi÷a lóc b¾t ®Çu vµ hoµn thµnh cña mét qu¸
tr×nh s¶n xuÊt)
- M¸y an toµn h¬n do Ýt cÇn sù can thiÖp cña c«ng nh©n
- Khai th¸c m¸y tèt h¬n v× phÇn lín thêi gian m¸y lµ c¾t thùc
- Gi¶m ®−îc thêi gian kiÓm tra do m¸y CNC t¹o çc chi tiÕt víi chÊt
l−îng ®ång ®Òu

24
ThuËn lîi cho viÖc gia c«ng çc chi tiÕt phøc t¹p: m¸y CNC cho phÐp
gia c«ng nhanh vµ chÝnh x¸c çc chi tiÕt phøc t¹p ch¼ng h¹n çc bÒ mÆt
3 chiÒu
TÝnh linh ho¹t cao: M¸y CNC cho phÐp thay ®æi nhanh tõ viÖc gia c«ng
tõ chi tiÕt nµy tíi chi tiÕt kh¸c, víi thêi gian setup, thay dao, ®å g¸ nhá.
Kh«ng yªu cÇu ng−êi vËn hµnh cã kü n¨ng cao: çc kü n¨ng yªu cÇu
cho ng−êi vËn hµnh m¸y CNC chñ yÕu lµ l¾p, th¸o ph«i, thao t¸c víi
bµn phÝm ®iÒu khiÓn. Çc nhiÖm vô nµy kh«ng yªu cÇu møc ®é kü
n¨ng cao nh− cÇn thiÕt ®èi víi m¸y truyÒn thèng.
ThuËn lîi cho tù ®éng hãa linh ho¹t: CNC cã thÓ t¹o nªn rÊt nhiÒu hÖ
thèng s¶n xuÊt tù ®éng, nh−: çc tÕ bµo tù ®éng vµ hÖ thèng s¶n xuÊt
linh ho¹t.
Çc nh−îc ®iÓm cña CNC
Yªu cÇu ®Çu t− ban ®Çu lín
- Çc m¸y c«ng cô CNC cã gi¸ tõ vµi trôc ngµn USD ®Õn hµng triÖu USD
- V× vËy ®Ó ®Æt hiÖu qu¶ kinh tÕ cÇn khai th¸c hÕt kh¶ n¨ng cña m¸y
Yªu cÇu b¶o tr×, b¶o d−ìng cao
- M¸y CNC lµ thiÕt bÞ c«ng nghÖ cao vµ hÖt thèng c¬ khÝ vµ ®iÖn cã thÓ
rÊt phøc t¹p. §Ó b¶o ®¶m ®é chÝnh x¸c cña chóng m¸y ph¶i ®−îc gi÷
trong ®iÒu kiÖn tèt vµ çc bé ®iÒu khiÓn ph¶i ®−îc b¶o d−ìng th−êng
xuyªn. Ng−êi lµm c«ng viÖc b¶o d−ìng ph¶i cã kü n¨ng vÒ ®iÖn, ®iÓn
tö vµ c¬ khÝ
Kh«ng hiÖu qu¶ cho s¶n xuÊt ®¬n lÎ:
- Dïng m¸y CNC ®Ó s¶n xuÊt mét hay mét sè chi tiÕt víi h×nh d¹ng
kh«ng phøc t¹p sÏ kh«ng hiÖu qu¶. Mét thî m¸y cã kinh nghiÖm cã thÓ
hoµn thµnh c«ng viÖc t−¬ng tù víi gi¸ thµnh thÊp h¬n.
- Tuy nhiªn víi chi tiÕt co ®é phøc t¹p cao, sö dông m¸y CNC sÏ trë lªn
kinh tÕ h¬n

25
Xu h−íng cña c«ng nghÖ CNC
So víi 4 thËp kû tr−íc ®©y, m¸y CNC ngµy nay cã ®é tin cËy cao h¬n,
®é chÝnh x¸c cao h¬n vµ nhanh h¬n, cã nhiÒu tÝnh n¨ng h¬n vµ cã kh¶
n¨ng thùc hiÖn nhiÒu chøc n¨ng.
C«ng nghÖ CNC lµ gi¶i ph¸p cho n¨ng xuÊt, chÊt l−îng vµ h¹ gi¸ thµnh
s¶n phÈm trong m«i tr−êng s¶n xuÊt c¹nh tranh toµn cÇu ngµy nay.
Tr−íc ®©y phÇn lín çc nhµ s¶n xuÊt ®Òu quan niÖm r»ng m¸y CNC lµ
®Ó ¸p dông cho s¶n xuÊt hµng lo¹t. Quan ®iÓm nµy ® dÇn thay ®æi.
PhÇn lín çc m¸y c«ng cô sö dông trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt trong
c«ng nghiÖp « t« lµ çc bé ®iÒu khiÓn CNC kh«ng ph¶i chØ cho mét
môc ®Ých (single-purpose type)
MÆc dï c«ng nghÖ CNC ® t−¬ng ®èi ph¸t triÓn, çc nhµ nghiªn cøu
vÉn ®ang nç lùc ®Ó n©ng cao kh¶ n¨ng vµ çc chøc n¨ng cña CNC.
D−íi ®©y lµ mét sè xu h−íng ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ CNC:
1. Bé xö lý (Processor):
- Çc m¸y CNC ngµy nay sö dông bé xö lý nhanh h¬n vµ hÖ thèng
nhiÒu bé xö lý (multiprocessor). Sö dông bé xö lý 64-bit vµ bé ®ång
xö lý (coprocessor) 64-bit vµ ®−êng truyÒn th«ng 64-bit.
- CÊu h×nh nhiÒu bé xö lý cho phÐp nhiÒu chøc n¨ng ®−îc thªm vµo hÖ
thèng
2. Bé nhí RAM
- ViÖc sö dông tr¹ng th¸i zero-wait-state RAM (tr¹ng th¸i ®îi = 0) cho
phÐp çc ch−¬ng tr×nh l−u tr÷ vµ d÷ liÖu ®−îc truyÒn trong tÝch t¾c

26
3. NhiÒu chøc n¨ng
- M¸y CNC nhiÒu chøc n¨ng ® dÇn phæ biÕn. VÝ dô: m¸y tiÖn-phay,
trong ®ã chøc n¨ng phay ®−îc thªm vµo cho m¸y tiÖn
§Æc tÝnh trªn cho phÐp çc chi tiÕt phøc t¹p yªu cÇu c¶ nguyªn c«ng
tiÖn vµ phay cã thÓ ®−îc s¶n xuÊt trong mét lÇn setup trªn mét m¸y
- M¸y víi 2 trôc chÝnh (dual-spindle): cã thÓ gia c«ng ®ång thêi 2 chi
tiÕt
4. Kh¶ n¨ng kÕt nèi, truyÒn d÷ liÖu
- Çc nhµ m¸y s¶n xuÊt ngµy nay cã xu h−íng tÝch hîp, v× vËy truyÒn
th«ng lµ mét phÇn tö quan träng trong viÖc kÕt nèi çc m¸y CNC trong
çc hÖ thèng s¶n xuÊt.
- Çc bé ®iÒu khiÓn CNC míi cÇn cã kh¶ n¨ng cña bé ®iÒu khiÓn sè
ph©n bæ (distributive numerical control - mét m¹ng m¸y tÝnh ®−îc sö
dông ®Ó ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng cña mét sè m¸y CNC, ngoµi kh¶ n¨ng t¶i
ch−¬ng tr×nh vÒ m¸y CNC, hÖ thèng nµy cßn cã kh¶ n¨ng c©n b»ng d©y
chuyÒn, gi¸m s¸t ho¹t ®éng cña çc m¸y, vµ t¹o çc th«ng tin qu¶n lý)
5. HÖ thèng cÊu tróc më (open architectrue)
- PhÇn lín çc bé ®iÒu khiÓn CNC sö dông hÖ thèng cÊu tróc ®iÒu khiÓn
riªng. §iÒu nµy cã nghÜa lµ çc nhµ s¶n xuÊt bé ®iÒu khiÓn CNC cung
cÊp c¶ phÇn cøng vµ phÇn mÒm riªng cho nhµ s¶n xuÊt m¸y c«ng cô.
Tuy nhiªn, trong nhiÒu tr−êng hîp phÇn cøng ®iÒu khiÓn cña nhµ s¶n
xuÊt nµy kh«ng t−¬ng thÝch víi çc m« ®un phÇn mÒm ®iÒu khiÓn cña
nhµ s¶n xuÊt kh¸c.
- CÊu tróc CNC më cho phÐp çc nhµ s¶n xuÊt CNC dïng chung çc m«
®un phÇn cøng vµ phÇn mÒm.
- Ng−êi sö dông cã thÓ sö dông çc m« ®un tõ çc nhµ s¶n xuÊt kh¸c
nhau vµ tÝch hîp thµnh bé ®iÒu khiÓn riªng cña hä.

27
6. CAD/CAM
- LËp tr×nh t−¬ng t¸c ®å häa cho phÐp ng−êi lËp tr×nh NC dÔ dµng ®Þnh
nghÜa h×nh häc chi tiÕt, t¹o ®−êng ch¹y dao, nhËn ®−îc ph¶n håi ngay
lËp tøc vµ t¹o çc thay ®æi cÇn thiÕt
- Xu h−íng trong lËp tr×nh NC sö dông CAD/CAM lµ xu h−íng lËp tr×nh
dùa trªn c¬ së tri thøc (knowledge-based programming). Çc hÖ thèng
th«ng minh d¹ng nµy cã thÓ ®−îc ph¸t triÓn ®Ó t¹o chiÕn l−îc gia c«ng,
®−êng ch¹y dao, tèc ®é c¾t, lùa chän dao, …
7. M¸y víi kÝch th−íc nhá
- RÊt nhiÒu nhµ m¸y s¶n xuÊt sö dông m¸y c«ng cô CNC nhá ®Ó t¹o çc
chi tiÕt nhá. Çc m¸y CNC lo¹i nµy th−êng rÎ h¬n v× vËy cã thÓ phï
hîp víi kh¶ n¨ng tµi chÝnh cña nhiÒu nhµ m¸y
1.2. §iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè
1.2.1 Nguyªn t¾c cÊu tróc
1.2.2 Çc d¹ng ®iÒu khiÓn
1. §iÒu khiÓn theo ®iÓm
2. §iÒu khiÓn theo ®−êng
3. §iÒu khiÓn theo phi tuyÕn (contour)
1.2.3 VËt mang tin vµ cèt m· ho¸

28
1.2.1 Nguyªn t¾c cÊu tróc
S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh sè
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn CNC:
Bé ®iÒu khiÓn trung t©m (MCU
Machine Control Unit) ®¶m
nhiÖm viÖc ®iÒu khiÓn toµn
bé ho¹t ®éng cña hÖ thèng.
NhiÖm vô cña MCU:
- §äc, gi¶i m çc lÖnh trong ch−¬ng tr×nh NC,
- Läc vµ xö lý çc th«ng tin h×nh häc vµ th«ng tin c«ng nghÖ, tÝnh
to¸n çc th«ng sè ®iÒu khiÓn,
- XuÊt çc tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cho çc c¬ cÊu t−¬ng øng: trôc chÝnh,
ch¹y dao, thay dao vµ çc thiÕt bÞ phô trî kh¸c;
- Gi¸m s¸t qu¸ tr×nh ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu c«ng nghÖ vµ sù an toµn cña
thiÕt bÞ. Chøc n¨ng gi¸m s¸t vµ mét phÇn chøc n¨ng ®iÒu khiÓn
th−êng ®−îc thùc hiÖn th«ng qua PLC.

29
NhËp d÷ liÖu vµo bé nhí cña m¸y:
- bµn phÝm
- çc ph−¬ng tiÖn ®äc kh¸c, nh−: ®äc ®Üa, ®äc b¨ng.
- trao ®æi d÷ liÖu víi çc thiÕt bÞ l−u tr÷ bªn ngoµi
qua giao diÖn truyÒn th«ng chuÈn, nh− RS 232, RS
485.
- TÝnh to¸n c«ng nghÖ (2): Çc th«ng tin c«ng nghÖ, nh− chän dao,
chiÒu vµ tèc ®é quay trôc chÝnh, t−íi dung dÞch hoÆc dõng,... ®−îc
chuyÓn tíi hÖ thèng t−¬ng øng th«ng qua bé hiÖu chØnh (4), th−êng
lµ PLC.
- TÝnh to¸n h×nh häc (3): Th«ng tin h×nh häc cña ®−êng ch¹y dao
(d¹ng, h−íng, tèc ®é) ®−îc ph©n tÝch thµnh chuyÓn ®éng ®éc lËp
cña çc trôc. Bé phËn thùc hiÖn viÖc ®ã gäi lµ bé néi suy (3).
Xö lý d÷ liÖu:
- Do bé xö lý trung t©m
(CPU) thùc hiÖn.
- Trªn c¬ së çc d÷ liÖu
trong ch−¬ng tr×nh, CPU
tÝnh to¸n çc th«ng sè
®iÒu khiÓn hÖ thèng.

30
§iÒu khiÓn trôc (®iÒu khiÓn vÞ trÝ)
- LÖnh ch¹y dao tõ bé néi suy ®−îc ®−a ®Õn m¹ch ®iÒu khiÓn
vÞ trÝ (Position Control Loop)
- gåm c¸c bé ®iÒu khiÓn ®éng c¬, ®éng c¬, thiÕt bÞ ®o vÞ trÝ,
m¹ch ph¶n håi vÞ trÝ.
S¬ ®å cña mét hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ cho 1 trôc.
- NhËn tÝn hiÖu (lÖnh chuyÓn ®éng) tõ bé néi suy, so s¸nh víi tÝn
hiÖu ph¶n håi tõ sensor gi¸m s¸t vÞ trÝ thùc cña dao.
- Chªnh lÖch gi÷a 2 tÝn hiÖu trªn ®−îc dïng lµm tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn,
qua khuyÕch ®¹i ®iÒu khiÓn vµ khuyÕch ®¹i c«ng suÊt, biÕn ®æi
thµnh ®¹i l−îng t−¬ng tù (®iÖn ¸p), lµm cho ®éng c¬ chuyÓn ®éng.

31
1.2.2 Çc d¹ng ®iÒu khiÓn
§iÒu khiÓn ®iÓm - ®iÓm (Point to Point –PTP -
®iÒu khiÓn ®iÓm)
- Lµ kiÓu ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n nhÊt: dông cô (dao)
®−îc ®iÒu khiÓn ch¹y nhanh – kh«ng c¾t (víi tèc
®é quy ®Þnh tr−íc, kh«ng ®iÒu khiÓn ®−îc tõ
ch−¬ng tr×nh) theo ®−êng th¼ng tõ ®iÓm nµy tíi
®iÓm kia.
- Qu¸ tr×nh c«ng t¸c (c¾t) chØ thùc hiÖn t¹i çc
®iÓm dõng.
- Môc ®Ých chÝnh lµ çc kÝch th−íc ®Þnh vÞ ®iÓm
ph¶i ®¹t ®−îc chÝnh x¸c, kh«ng quan t©m ®Õn quÜ
®¹o.
- §iÒu khiÓn PTP th−êng ®−îc xem nh− lµ hÖ
thèng ®Þnh vÞ (positioning system). Chøc n¨ng
chÝnh cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn PTP lµ di chuyÓn
dao tõ mét ®iÓm ®Õn ®iÓm ®Ých ®Ó thùc hiÖn çc
thao t¸c vÒ lç nh−: khoan, ®ét lç, khoÐt, v.v…
Khi di chuyÓn tõ ®iÓm tíi ®iÓm, dao cã thÓ theo mét trong 3 ®−êng dÉn
sau, phô thuéc vµo bé ®iÒu khiÓn:
+ §−êng h−íng trôc (Axial Path):
- Dao dÞch chuyÓn song song víi 2 trôc chÝnh X vµ Y.
- Bé ®iÒu khiÓn lÖnh cho dao dÞch chuyÓn theo trôc Y (hoÆc X) tr−íc, vµ
täa ®é X (hoÆc Y) kh«ng thay ®æi ®Õn khi dao di chuyÓn tíi ®iÓm ®Ých
Y (hoÆc X).
- Qu¸ tr×nh c«ng t¸c chØ thùc hiÖn t¹i çc ®iÓm dõng
X
Y
Điểm kết thúc
Điểm bắt đầu
(kiểu hướng trục)

32
- §©y lµ ph−¬ng ph¸p chËm nhÊt, ë mçi thêi ®iÓm chØ cã mét trôc ®−îc
®iÒu khiÓn.
- ¦u ®iÓm cña kiÓu ®iÒu khiÓn nµy lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn rÊt ®¬n gi¶n.
+ §−êng nghiªng 45 ®é
- Dao di chuyÓn theo ®−êng
nghiªng 1 gãc 45 ®é ®Õn
khi nã nằm trong ®−êng ngang
cña vÞ trÝ míi, tiÕp theo nã dÞch
chuyÓn däc mét trôc tíi vÞ trÝ ®Ých.
- C¶ 2 trôc X vµ Y dÞch chuyÓn ®ång thêi ®Õn khi täa ®é mét trôc ®−îc
víi tíi, sau ®ã dao dÞch chuyÓn theo ®−êng th¼ng däc trôc ®Õn ®iÓm
®Ých.
- Bé ®iÒu khiÓn t−¬ng ®èi ®¬n gi¶n
K. thúc
Bắt đầu
450
Y
X
+ §−êng tuyÕn tÝnh (linear path)
- Trong d¹ng nµy, bé ®iÒu khiÓn cã kh¶ n¨ng ®ång bé chuyÓn ®éng
trong c¶ 2 h−íng X vµ Y ®Ó t¹o mét ®−êng tuyÕn tÝnh.
- D¹ng ®iÒu khiÓn nµy t¹o mét ®−êng dÞch chuyÓn ng¾n nhÊt gi÷a 2 ®iÓm
nh−ng yªu cÇu thiÕt bÞ tinh vi ®Ó ®iÒu phèi tèc ®é cña mçi trôc ®Ó b¶o
®¶m mét ®−êng th¼ng.
K. thúc
Bắt đầu
Y
X

33
Çc øng dông chñ yÕu cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÓm - ®iÓm lµ:
khoan, khoÐt, ®ôc lç, … Çc øng dông nµy th−êng bao gåm çc
b−íc sau:
- §Þnh vÞ: dao ®−îc dÞch chuyÓn däc theo çc trôc cña chuyÓn ®éng tíi
lç cÇn khoan, qu¸ tr×nh dÞch chuyÓn dao kh«ng cã sù gia c«ng
- Gia c«ng: thùc hiÖn qu¸ tr×nh gia c«ng, th−êng thùc hiÖn trªn trôc Z
víi viÖc ®iÒu khiÓn tèc ®é trôc chÝnh, tèc ®é vµ chiÒu s©u c¾t.
- NhÊc dao lªn: khi chiÒu s©u c¾t mong muèn ® ®¹t ®−îc, dao ®−îc
nhÊc lªn trong chÕ ®é ch¹y dao nhanh kh«ng c¾t.
- LÆp l¹i chu tr×nh: dao dÞch chuyÓn tíi vÞ trÝ míi vµ lÆp l¹i çc b−íc
trªn ®Õn khi c«ng viÖc ®−îc hoµn thµnh.
øng dông khoan lç trong PTP

34
Phay theo ®−êng
h−íng trôc
§−êng nghiªng
gãc 450
§iÒu khiÓn ®−êng (tuyÕn tÝnh)
- KiÓu ®iÒu khiÓn nµy cho phÐp ch¹y dao
cã gia c«ng (®iÒu khiÓn ®−îc tèc ®é tõ
ch−¬ng tr×nh) theo tõng trôc.
- T¹i mét thêi ®iÓm chØ cã thÓ ch¹y dao tù
®éng theo mét trôc, nªn chØ gia c«ng tù
®éng theo çc ®−êng song song víi çc
trôc to¹ ®é.
- øng dông trªn çc m¸y phay, tiÖn ®¬n
gi¶n.
- VÝ dô: ®iÒu khiÓn ®−êng
• (a) m¸y tiÖn
• (b) m¸y phay

35
§iÒu khiÓn theo contour (biªn d¹ng, phi tuyÕn)
- §iÒu khiÓn cã gia c«ng ®ång thêi theo nhiÒu trôc kh¸c nhau. Nhê
vËy cã thÓ gia c«ng ®−êng th¼ng hoÆc ®−êng cong bÊt kú.
- HÖ thèng ®iÒu khiÓn contour t−¬ng ®èi phøc t¹p v× mçi trôc chuyÓn
®éng yªu cÇu vËn tèc vµ vÞ trÝ riªng.
- PhÇn lín çc bé ®iÒu khiÓn trong c«ng nghiÖp hiÖn nay lµ ®iÒu
khiÓn contour.
- Bé ®iÒu khiÓn contour cã thÓ lµm ®−îc çc viÖc cña 2 kiÓu ®iÒu
khiÓn tr−íc (®iÓm, ®−êng).
- Çc bé ®iÒu khiÓn contour l¹i ®−îc ph©n lo¹i theo sè sè trôc cã thÓ
®iÒu khiÓn ®ång thêi. Theo ®Æc ®iÓm ®ã chóng ta ph©n biÖt kiÓu
®iÒu khiÓn: 2D, ,3D, 4D, 5D hoÆc nhiÒu h¬n.
§iÒu khiÓn 2D
- M¸y cã kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn ®ång thêi 2 trôc. V× vËy chØ cã thÓ
gia c«ng ®−êng th¼ng hoÆc ®−êng cong trong mét mÆt ph¼ng.
- VD: m¸y cã thÓ ®iÒu khiÓn ®ång thêi 2 trôc X, Y. Ch¹y dao theo
trôc Z ph¶i thùc hiÖn b»ng tay hoÆc sau khi dõng 2 trôc kia.

36
§iÒu khiÓn
- T−¬ng tù nh− ®iÒu khiÓn 2D, t¹i mét thêi ®iÓm m¸y chØ cã thÓ ®iÒu
khiÓn ®ång thêi 2 trôc.
- §iÓm kh¸c lµ cã thÓ thay ®æi ph−¬ng trôc dao, nghÜa lµ cã thÓ gia
c«ng trong mÆt ph¼ng X-Y, X-Z, Y-Z.
- Trôc thø ba cã thÓ ®−îc ®iÒu khiÓn tù ®éng khi dõng 2 trôc kia.

37
§iÒu khiÓn 3D
- Bé ®iÒu khiÓn 3D cã thÓ ®iÒu khiÓn ®ång thêi 3 trôc.
- Nhê vËy cã thÓ gia c«ng c¸c ®−êng, mÆt kh«ng gian, vÝ dô mÆt cÇu,
mÆt xo¾n vÝt trô.
- Tuy nhiªn, trªn mét sè m¸y chØ cã thÓ gia c«ng ®−êng th¼ng 3D,
®−êng xo¾n èc (néi suy cung trßn theo 2 trôc vµ ®−êng th¼ng theo
trôc thø ba).
- Chó ý: sè trôc ®−îc ®iÒu khiÓn ®ång thêi kh«ng nhÊt thiÕt b»ng sè
trôc cña m¸y.

38
§iÒu khiÓn 3D
§iÒu khiÓn 4D, 5D
- §iÒu khiÓn dÞch chuyÓn theo 3 trôc (3D)
- Cã thªm 1 – 2 chuyÓn ®éng quay cña dao (hoÆc chi tiÕt) xung
quanh 1 trôc nµo ®ã.
- øng dông
- trong gia c«ng c¸c bÒ mÆt kh«ng gian phøc t¹p
- ®Ó duy tr× chÕ ®é c«ng nghÖ: tèc ®é c¾t kh«ng ®æi,...

39
§iÒu khiÓn 4D
C¸c d¹ng ®iÒu khiÓn
- §iÒu khiÓn ®iÓm - ®iÓm
- §iÒu khiÓn ®−êng
- §iÒu khiÓn contour
• 2D
• 2
• 3D
• 4D, 5D
Lùa chän kiÓu ®iÒu khiÓn
phô thuéc vµo h×nh d¸ng
bÒ mÆt cÇn gia c«ng
M¸y phøc t¹p h¬n cã thÓ
thùc hiÖn ®−îc vai trß cña
m¸y ®¬n gi¶n h¬n
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)

40
1.2.3 VËt mang tin vμ cèt m· ho¸
VËt mang tin (phÇn tö mang ch−¬ng tr×nh)
- B¨ng ®ét lç
- B¨ng tõ
- §Üa tõ
Cèt m· ho¸
(m· ho¸ th«ng tin)
- M sè ISO
- NhÞ ph©n
Th¶o luËn
Ph©n biÖt NC vµ CNC?
T¹i sao ng−êi ta hay dïng kh¸i niÖm CAD/CAM/CNC?
Ph©n tÝch cÊu tróc bé ®iÒu khiÓn CNC

41
Th¶o luËn
Ph©n tÝch luång th«ng tin ®iÒu khiÓn vÞ trÝ?
Th¶o luËn
C¸c h×nh sau t−¬ng øng víi d¹ng ®iÒu khiÓn nµo, trªn m¸y nµo?
(a) (b) (c)
(d) (e)
(f)
(g) (h)

1
Ch−¬ng 1.
M¸y c¾t kim lo¹i
(M¸y CNC)
VÒ kÕt cÊu chung, m¸y th«ng th−êng, m¸y NC vµ m¸y CNC ®Òu
cã:
- phÇn c¬ së (th©n m¸y, bµn m¸y, hÖ thèng truyÒn ®éng trôc chÝnh,
hÖ thèng ch¹y dao, hÖ thèng ®iÒu khiÓn, hÖ thèng g¸ kÑp
- c¸c thiÕt bÞ phô trî (lµm m¸t, b«i tr¬n, chiÕu s¸ng,...).
Tuy nhiªn, kÕt cÊu cña tõng hÖ thèng cña m¸y CNC cã nhiÒu ®iÓm
kh¸c so víi m¸y th«ng th−êng.
- HÖ thèng ®iÒu khiÓn trôc chÝnh
- HÖ thèng ®iÒu khiÓn ch¹y dao
- HÖ thèng g¸ kÑp chi tiÕt
- HÖ thèng thay dao

2
1.3.1 §Æc ®iÓm kÕt cÊu chung
HÖ truyÒn ®éng c¬ khÝ ®−îc chÕ t¹o cøng v÷ng, chÝnh x¸c, gi¶m
thiÓu ma s¸t. Çc ®−êng tr−ît th−êng ®−îc nhiÖt luyÖn, phñ hîp
kim gi¶m ma s¸t vµ mµi mßn hoÆc dïng con l¨n.
Çc truyÒn ®éng vÝt me th−êng ®−îc dïng vÝt me - ®ai èc bi ®Ó
gi¶m ma s¸t vµ triÖt tiªu khe hë.
HÖ thèng hé sè, hép tèc ®é gÇn nh− kh«ng cßn v× çc ®éng c¬ ®Òu
®−îc ®iÒu khiÓn v« cÊp.
Vïng lµm viÖc cña m¸y CNC th−êng ®−îc bao kÝn ®Ó ®¶m b¸o an
toµn tèi ®a cho ng−êi sö dông.
ViÖc thay dao, thay vµ kÑp ph«i, t¶i phoi,... th−êng ®−îc thùc hiÖn
tù ®éng.
1.3.1 §Æc ®iÓm kÕt cÊu chung
M¸y CNC hÇu nh− kh«ng cßn çc tay quay, cÇn g¹t c¬ khÝ v× çc
chøc n¨ng thay ®æi chÕ ®é gia c«ng, dÞch chuyÓn bµn m¸y (hoÆc
dao) ®Òu ®−îc thùc hiÖn tù ®éng hoÆc dïng çc phÝm ®iÒu khiÓn,
tay quay ®iÖn tö.
Thay v× kÕt cÊu ®óc, hÖ thèng khung s−ên cña m¸y CNC th−êng cã
kÕt cÊu khung hµn, cho phÐp gi¶m khèi l−îng, Ýt bÞ biÕn d¹ng nhiÖt
mµ vÉn cøng v÷ng vµ æn ®Þnh.
Çc m¸y vµ çc trung t©m gia c«ng CNC th−êng ®−îc trang bÞ çc
hÖ thèng thay dao tù ®éng, cÊp ph«i tù ®éng, t¶i phoi tù ®éng.
VÞ trÝ cña ®µi dao th−êng ®−îc chuyÓn vÒ phÝa sau m¸y ®Ó thuËn
tiÖn cho ®iÒu khiÓn vµ kh«ng c¶n trë quan s¸t cña c«ng nh©n.
B¨ng m¸y tiÖn th−êng ®−îc ®Æt nghiªng ®Ó t¨ng ®é æn ®Þnh, gi¶m
kÝch th−íc chiÒu ngang vµ dÔ tho¸t phoi.

3
VÝ dô vÒ kÕt cÊu cña mét m¸y phay CNC
1. Bàn gá chi tiết
2. Vùng làm việc
3. Đèn chiếu sáng
4. Cửa chắn phoi
5. Trục chính
6. Nút dừng khẩn cấp
7. Khay chứa phoi
8. Lưới lọc phoi
9. Khay (máng) làm mát
10. Bơm làm mát
11. Công tắc chính
12. Hộp điện
13.Bàn phím điều khiển
14. Bàn phím máy tính
15. Thân máy với vùng
chứa phoi
1.3.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn trôc chÝnh
Còng nh− trªn c¸c m¸y th«ng th−êng, trôc chÝnh trªn m¸y CNC
®¶m b¶o chuyÓn ®éng c¾t chÝnh.
- Trªn m¸y phay, ®ã lµ trôc mang dao phay,
- Trªn m¸y tiÖn lµ trôc mang ph«i.
- Trªn m¸y mµi, trôc chÝnh mang ®¸ mµi.
Trôc chÝnh lµ bé phËn tiªu tèn n¨ng l−îng nhiÒu nhÊt trªn m¸y. V×
vËy c«ng suÊt trôc chÝnh th−êng ®−îc dïng lµm chØ tiªu ®¸nh gi¸
c«ng suÊt gia c«ng cña m¸y.
Yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi trôc chÝnh lµ cã kho¶ng thay ®æi sè vßng
quay réng, víi momen lín, æn ®Þnh vµ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cao.
Trªn c¸c m¸y th«ng th−êng: dïng ®éng c¬ xoay chiÒu kh«ng ®ång
bé hoÆc ®ång bé kÌm hép sè c¬ khÝ cã cÊp vµ v« cÊp.

4
1.3.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn trôc chÝnh
Trªn m¸y CNC, tèc ®é trôc chÝnh cÇn ®−îc ®iÒu khiÓn v« cÊp, tù
®éng theo ch−¬ng tr×nh, trong ph¹m vi réng.
- RÊt cÇn thiÕt khi thay ®æi ®−êng kÝnh dao phay hoÆc ®−êng kÝnh
ph«i tiÖn mµ l¹i cÇn duy tr× vËn tèc c¾t kh«ng ®æi.
- Gia c«ng ren b»ng ®Çu ta r« cøng, gia c«ng ren nhiÒu ®Çu mèi,...
cßn ®ßi hái ph¶i ®Þnh vÞ chÝnh x¸c gãc trôc chÝnh.
Sö dông çc lo¹i ®éng c¬ dÔ ®iÒu khiÓn tù ®éng tèc ®é:
- ®éng c¬ mét chiÒu, xoay chiÒu ®ång bé.
- ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®iÒu khiÓn b»ng biÕn tÇn ®−îc sö dông
réng ri.
- khi cÇn ®Þnh vÞ gãc trôc chÝnh, ng−êi ta g¾n encoder lªn trôc ®éng
c¬.
So víi trôc chÝnh cña m¸y th«ng th−êng, trôc chÝnh cña m¸y CNC
lµm viÖc víi tèc ®é cao h¬n (tíi hµng v¹n v/ph), th−êng xuyªn cã
gia tèc lín. V× vËy, yªu cÇu c©n b»ng, b«i tr¬n ®Æc biÖt cao ë çc
m¸y CNC.
1.3.3 HÖ thèng ®iÒu khiÓn ch¹y dao
HÖ thèng ch¹y dao ®¶m b¶o chuyÓn ®éng t¹o h×nh, nªn nã quyÕt
®Þnh kh¶ n¨ng c«ng nghÖ (tøc lµ kÝch th−íc, h×nh d¹ng, ®é chÝnh
x¸c cña bÒ mÆt gia c«ng) cña m¸y.
Trªn thùc tÕ, chuyÓn ®éng t¹o h×nh cã thÓ do dao hoÆc ph«i thùc
hiÖn, nh−ng ng−êi ta quy −íc trong mäi tr−êng hîp coi ph«i ®øng
yªn, cßn dao chuyÓn ®éng.
So víi çc hÖ thèng kh¸c, hÖ thèng ch¹y dao cña m¸y CNC cã
nhiÒu thay ®æi nhÊt so víi m¸y th«ng th−êng.
- Sù thay ®æi râ nhÊt lµ mçi trôc ch¹y dao ®−îc ®iÒu khiÓn b»ng mét
®éng c¬ riªng.
- Sù phèi hîp gi÷a çc chuyÓn ®éng t¹o h×nh theo çc ph−¬ng lµ do
bé ®iÒu khiÓn ®¶m nhiÖm.
- HÖ thèng truyÒn ®éng c¬ khÝ liªn kÕt ®éng häc gi÷a çc trôc, kÓ c¶
çc tay quay lµ kh«ng cÇn thiÕt.

5
Çc trôc ®−îc ®iÒu khiÓn
Trªn m¸y phay, th−êng cã 3 trôc ®−îc ®iÒu khiÓn lµ X, Y, Z.
Trªn m¸y tiÖn, sè trôc ®iÒu khiÓn th−êng lµ 2 - trôc X vµ Z .
Çc m¸y hiÖn ®¹i vµ çc trung t©m gia c«ng th−êng cã tíi 4, 5, 6
trôc ®iÒu khiÓn hoÆc h¬n.
Theo tiªu chuÈn quèc tÕ, ng−êi ta ®Æt tªn 3 trôc quay quanh çc
trôc X, Y, Z lµ A, B, C. NÕu cã çc trôc tÞnh tiÕn song song víi X,
Y, Z th× ng−êi ta gäi chóng lµ U, V, W.
XÝch truyÒn ®éng
§Æc ®iÓm
- §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c vµ ªm dÞu chuyÓn ®éng, trong çc xÝch
truyÒn ®éng c¬ khÝ m¸y CNC ®Òu dïng c¬ cÊu vÝt me - ®ai èc bi.
KÕt cÊu
- §éng c¬ (1) th−êng ®−îc l¾p trùc tiÕp lªn trôc vÝt me hoÆc qua bé
truyÒn ®ai r¨ng, cã kh¶ n¨ng truyÒn ®éng ªm vµ chèng tr−ît.
- Mét ®Çu cña trôc cã thÓ (nÕu kh«ng dïng th−íc th¼ng) ®−îc g¾n
thiÕt bÞ ®o vÞ trÝ, encoder quay (3).
- Bµn m¸y (2) ®−îc g¾n trªn ®ai èc (5).

6
§¶m b¶o chÊt l−îng truyÒn ®éng
Môc ®Ých:
- khö khe hë,
- ®¶m b¶o ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng khi ®¶o chiÒu
- t¨ng ®é cøng v÷ng cña hÖ thèng
Gi¶i ph¸p
- t¹o søc c¨ng gi÷a vÝt me vµ ®ai èc nhê lùc kÑp gi÷a hai nöa cña ®ai
èc bi 1.
- lùc c¨ng vµ khe hë ®−îc hiÖu chØnh nhê thay ®æi chiÒu dµy cña
vßng c¸ch 2.
1. §ai èc bi
2. Vßng ®iÒu chØnh khe hë
3. Bi
4. VÝt me bi
1.3.4 ThiÕt bÞ g¸ kÑp chi tiÕt (ph«i)
VÒ c¬ b¶n, c¬ cÊu kÑp chi tiÕt trªn m¸y CNC kh«ng kh¸c víi trªn
m¸y th«ng th−êng.
Mét sè ®iÓm kh¸c:
M¸y CNC lµm viÖc ë tèc ®é cao, gia tèc gãc lín.
- V× vËy ®é c©n b»ng ®éng ph¶i rÊt cao ®Ó gi¶m lùc ly t©m còng nh−
rung ®éng.
- HÖ thèng æ vµ b«i tr¬n còng ph¶i cã kh¶ n¨ng lµm viÖc ë tèc ®é
cao.
HÖ thèng kÑp ph¶i cã kh¶ n¨ng ®−îc ®iÒu khiÓn tù ®éng.
- hÖ thèng kÑp tù ®éng dïng ®iÖn c¬, thuû lùc, khÝ nÐn t¸c ®éng
nhanh tõ ch−¬ng tr×nh
- dïng robot c«ng nghiÖp.
Th−êng c¬ cÊu kÑp ph«i ®−îc nèi ghÐp vµ lµm viÖc víi c¬ cÊu cÊp
ph«i tù ®éng.

7
1.3.5 HÖ thèng thay dao
NhiÖm vô cña hÖ thèng thay dao lµ cÊt tr÷ ®−îc mét sè l−îng dao cÇn thiÕt
vµ ®−a nhanh mçi dao vµo vÞ trÝ lµm viÖc khi cã yªu cÇu. Çc m¸y CNC
hiÖn ®¹i th−êng ®−îc trang bÞ hÖ thèng thay dao tù ®éng theo ch−¬ng
tr×nh (Automatic Tool Changer - ATC).
Çc yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng thay dao tù ®éng:
1. Qu¶n lý vµ thay ®æi chÝnh x¸c dao theo ch−¬ng tr×nh.
- Mçi dông cô ®Òu cã çc ®Æc tr−ng h×nh häc vµ c¬ häc riªng. NÕu hÖ thèng
l¾p nhÇm dông cô th× kh«ng chØ ¶nh h−ëng ®Õn n¨ng suÊt, chÊt l−îng gia
c«ng mµ cßn g©y nguy hiÓm.
- Trªn m¸y CNC, mçi dông cô ®−îc ®Æc tr−ng bëi mét m riªng. M ®ã
cïng víi çc th«ng sè bï dao ®−îc l−u tr÷ trong mét CSDL ®Æc biÖt.
- B×nh th−êng çc dao ®−îc l¾p s½n trªn ®µi dao, t¹i mét vÞ trÝ x¸c ®Þnh. Khi
dao ®−îc ®−a vµo vÞ trÝ lµm viÖc th× bé ®iÒu khiÓn ph¶i tham chiÕu ®Õn d÷
liÖu cña nã ®Ó tÝnh to¸n l−îng bï.
2. Thay nhanh ®Ó gi¶m thêi gian chê.
- ®Çu quay d¹ng ®Üa (nh− ®µi revolver)
- kho chøa (gäi lµ Tool Magazine).
Çc th«ng sè bï dao
Dao phay.
- VÞ trÝ cña dao ®−îc bé ®iÒu khiÓn x¸c ®Þnh qua to¹ ®é ®iÓm B, n»m
trªn mÆt ®Çu cña trôc g¸ dao vµ ®−êng t©m lç g¸.
- Th«ng sè bï dao: dïng ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña l−ìi c¾t: L, R
Dao tiÖn.
- Th«ng sè bï dao: L, Q, R

8
§μi dao revolver
§Æc ®iÓm sö dông
- hay ®−îc dïng trªn m¸y tiÖn,
- ®«i khi dïng cho m¸y phay.
- çc dao ®−îc l¾p trªn mÆt ngoµi hoÆc
trªn mÆt ®Çu cña ®Üa quay.
- cã ®éng c¬ truyÒn ®éng riªng, ®−îc ®iÒu
khiÓn theo ch−¬ng tr×nh.
- mçi ®µi dao cã thÓ chøa 8 ®Õn 16 dao.
M¸y lín cã thÓ cã 2 - 3 ®µi dao
Khi mét dao nµo ®ã ®−îc gäi theo lÖnh
trong ch−¬ng tr×nh th× ®µi sÏ quay cho
®Õn khi dao ®ã ë vÞ trÝ chê gia c«ng.
Thêi gian thay dao rÊt nhanh: chØ tÝnh
b»ng phÇn m−êi gi©y.
Trªn mét sè m¸y, bé ®iÒu khiÓn cã kh¶
n¨ng x¸c ®Þnh chiÒu quay sao cho gãc
quay cña ®µi nhá h¬n 180o.
Kho chøa dao
Khi cã trªn 48 dao th× th−êng dïng kho chøa
Cã nhiÒu d¹ng kho chøa:
- d¹ng th¼ng víi çc dao xÕp theo hµng;
- d¹ng vßng víi çc dao xÕp theo çc vßng trßn ®ång t©m;
- d¹ng ®Üa víi çc dao xÕp trªn mÆt ®Çu cña ®Üa;
- d¹ng xÝch víi çc dao bè trÝ trªn tõng m¾t xÝch.

9
Kho chøa dao
Khi cã lÖnh thay dao, hÖ thèng lµm viÖc theo tr×nh tù sau:
- ChuyÓn dao cÇn l¾p trªn kho ®Õn vÞ trÝ thay;
- Di chuyÓn trôc chÝnh ®Õn vÞ trÝ t−¬ng øng, chê thay dao;
- Quay tay g¾p ®èi diÖn víi dao cò
trªn trôc chÝnh vµ dao míi trªn kho;
- ChuyÓn ®éng däc trôc ®Ó rót dao
cò khái trôc chÝnh vµ dao míi khái
kho chøa;
- Quay 180o ®Ó ®æi chç 2 dao;
- §Æt c¸c dao vµo vÞ trÝ míi trªn
trôc vµ trªn kho chøa;
- ChuyÓn ®éng vÒ vÞ trÝ chê.
Th−êng thêi gia thay dao kÐo dµi
kho¶ng vµi gi©y. Trªn c¸c m¸y hiÖn
®¹i vµ sè dao Ýt, thêi gian thay dao
chØ cì 0,1 gi©y.
Kho chøa dao
Trung t©m gia c«ng 5 trôc víi kho chøa dao d¹ng ®Üa

10
Kho chøa dao
Trung t©m gia c«ng 5 trôc víi hÖ thèng chuyÓn ph«i vµ thay dao tù
®éng, kho chøa d¹ng xÝch
C¬ cÊu thay dao

11
VÒ b¶n chÊt vËt lý, qu¸ tr×nh gia c«ng trªn m¸y th«ng th−êng vµ
m¸y CNC hoµn toµn nh− nhau:
- V×: kÝch th−íc vµ chÊt l−îng bÒ mÆt cña chi tiÕt gia c«ng ®−îc h×nh
thµnh vµ ®iÒu khiÓn bëi sù t−¬ng t¸c c¬, lý, ho¸ gi÷a dông cô vµ chi
tiÕt gia c«ng.
- Do ®ã: lý thuyÕt c¾t gät kim lo¹i ®−îc nghiªn cøu vµ øng dông
hµng tr¨m n¨m nay dùa trªn m¸y truyÒn thèng vÉn ®óng cho m¸y
CNC.
HiÖu qu¶ do ®iÒu khiÓn sè mang l¹i:
- Cho phÐp thùc hiÖn hîp lý h¬n c¸c chÕ ®é gia c«ng, ph¸t huy n¨ng
lùc cña m¸y ë møc ®é cao h¬n mµ trªn m¸y th«ng th−êng, do h¹n
chÕ cña ®iÒu khiÓn thñ c«ng, kh«ng thùc hiÖn ®−îc.
- Sù tÝch hîp gi÷a kü thuËt c¬ khÝ, ®iÒu khiÓn tù ®éng vµ c«ng nghÖ
th«ng tin ® t¹o ra cho m¸y CNC c¸c tÝnh n¨ng míi, v−ît tréi so
víi m¸y th«ng th−êng.
- ViÖc chuyÓn vai trß ®iÒu khiÓn cña con ng−êi cho m¸y t¹o nªn sù
chÝnh x¸c, linh ho¹t, nhanh nh¹y, bÒn v÷ng cña hÖ thèng.
1.4.1 So s¸nh ph−¬ng thøc thùc hiÖn qu¸ tr×nh gia c«ng
TruyÒn lÖnh §K
C«ng nh©n th¹o
nghÒ trùc tiÕp ®iÒu
khiÓn theo kÝch
th−íc vµ ®iÒu kiÖn
kü thuËt ghi trong
b¶n vÏ.
(ch−¬ng tr×nh gia
c«ng n»m ë ®©u?)
Ch−¬ng tr×nh NC
truyÒn vµo bé nhí
tõ b¨ng hoÆc b×a
®ôc lç.
Ch−¬ng tr×nh NC ®−îc
- nhËp vµo bé nhí tõ
bµn phÝm, ®Üa tõ, ®−êng
truyÒn th«ng.
- l−u ë bé nhí trong
hoÆc bé nhí ngoµi (®Üa
cøng, card nhí).
M¸y NC M¸y CNC
M¸y th«ng th−êng

12
§¶m b¶o kÝch th−íc gia c«ng
C«ng nh©n ®Þnh
ph¶i kú ®o kÝch
th−íc bÒ mÆt gia
c«ng.
Bé ®iÒu khiÓn
th−êng xuyªn
gi¸m s¸t kÝch
th−íc gia c«ng
nhê tÝn hiÖu ph¶n
håi vÞ trÝ hoÆc tõ
thiÕt bÞ ®o tÝch cùc
kÌm theo.
Bé ®iÒu khiÓn th−êng
xuyªn gi¸m s¸t kÝch
th−íc gia c«ng theo
ch−¬ng tr×nh, nhê tÝn
hiÖu ph¶n håi vÞ trÝ vµ
®iÒu khiÓn ®éng c¬
servo.
Ngoµi ra cã thÓ can
thiÖp vµo qu¸ tr×nh
gia c«ng nhê çc thiÕt
bÞ ®o kh¸c, vÝ dô ®Çu
dß, m¸y ®o 3 chiÒu.
M¸y NC M¸y CNC
§iÒu khiÓn chÕ ®é c«ng nghÖ
C«ng nh©n
- ®Æt çc th«ng sè
(tèc ®é trôc chÝnh,
tèc ®é ¨n dao,...)
b»ng tay
- ®iÒu khiÓn m¸y
b»ng çc v« l¨ng,
cÇn g¹t, phÝm,...
ChÕ ®é c«ng nghÖ
®−îc ghi trong
ch−¬ng tr×nh NC.
Bé ®iÒu khiÓn ®äc,
tÝnh to¸n tèc ®é
chuyÓn ®éng vµ
truyÒn lÖnh cho
çc hÖ truyÒn
®éng t−¬ng øng.
M¸y tÝnh víi phÇn mÒm
chuyªn dïng thùc hiÖn
mäi chøc n¨ng tÝnh to¸n
c«ng nghÖ (nhê ch−¬ng
tr×nh vµ d÷ liÖu c«ng
nghÖ, th«ng sè m¸y,
dao,... ®−îc l−u s½n trong
m¸y) vµ ®iÒu khiÓn gia
c«ng.
- PhÇn mÒm cã c¶ chøc
n¨ng gi¸m s¸t qu¸ tr×nh,
c¶nh b¸o lçi vµ sù cè.
- Cã thÓ trùc tiÕp thay
®æi chÕ ®é c«ng nghÖ tõ
bªn ngoµi ch−¬ng tr×nh.
M¸y NC M¸y CNC

13
1.4.2 N¨ng suÊt gia c«ng cao
Tæng thêi gian gia c«ng mét lo¹t chi tiÕt T gåm 3 thµnh phÇn:
T = Tc + Tp + Tck
- Tc - thêi gian chÝnh (trùc tiÕp c¾t gät);
- Tp - thêi gian phô (thêi gian ch¹y kh«ng, thay dao, thay ®æi chÕ ®é
c¾t, kiÓm tra,...);
- Tck - thêi gian chuÈn bÞ - kÕt thóc lo¹t gia c«ng (chuÈn bÞ dao cô,
®å g¸, dông cô ®o, ph«i liÖu,...).
VÒ lý thuyÕt, ®iÒu khiÓn sè kh«ng lµm gi¶m thêi gian chÝnh mµ chØ
gi¶m 2 thµnh phÇn thêi gian cßn l¹i.
Trªn thùc tÕ m¸y CNC cho phÐp gi¶m c¶ 3 lo¹i thêi gian so víi
m¸y c«ng cô truyÒn thèng.
Thêi gian trùc tiÕp gia c«ng (Tc) trªn m¸y th«ng th−êng chØ chiÕm
kh«ng qu¸ 10% trong tæng sè thêi gian gia c«ng (T). Trªn m¸y
CNC thêi gian ®ã lªn tíi 70%.
Thêi gian chÝnh Tc ®−îc c¶i thiÖn nhê ph¸t huy tèi ®a c«ng suÊt
gia c«ng cña m¸y.
- Tèc ®é gia c«ng cao
• Kh«ng phô thuéc tay nghÒ, t×nh tr¹ng t©m sinh lý cña c«ng nh©n
• M¸y CNC cã kÕt cÊu c¬ khÝ cøng v÷ng, æn ®Þnh vÒ c¬, nhiÖt nªn tèc
®é vµ c«ng suÊt gia c«ng cã thÓ ph¸t huy tèi ®a.
• ChÕ ®é c«ng nghÖ trªn m¸y CNC d−êng nh− chØ phô thuéc vµo yªu
cÇu kü thuËt cña chi tiÕt gia c«ng.
• VÝ dô, tèc ®é trôc chÝnh trªn m¸y tiÖn CNC cã thÓ tíi hµng v¹n
vßng/phót, cßn khi lµm viÖc trªn m¸y th«ng th−êng, c«ng nh©n chØ cã
thÓ ch¹y tíi vµi ngµn vßng/phót.
- ViÖc gia c«ng b»ng nhiÒu dao, nhiÒu vÞ trÝ ®ång thêi còng lµm
gi¶m ®¸ng kÓ thêi gian chÝnh.

14
Gi¶m thêi gian phô Tp
- t¨ng tèc ®é ch¹y kh«ng, gi¶m thêi gian ®Þnh vÞ: G0 XX m/ph
- thay dao tù ®éng: thêi gian thay dao chØ tÝnh b»ng gi©y.
- ChÕ ®é c«ng nghÖ ®−îc thay ®æi tõ ch−¬ng tr×nh, c«ng nh©n kh«ng
mÊt thêi gian g¹t sè.
- Lo¹i bá viÖc dõng m¸y ®Ó kiÓm tra kÝch th−íc trong çc nguyªn
c«ng.
- CÊp ph«i, kÑp nh¶ ph«i, lÊy chi tiÕt tù ®éng nªn thêi gian g¸ kÑp
ph«i rÊt ng¾n.
- Khi lµm viÖc víi m¸y CNC, c«ng nh©n chØ ®ãng vai trß gi¸m s¸t
chø kh«ng tham gia trùc tiÕp vµo qu¸ tr×nh gia c«ng nªn m¸y cã thÓ
lµm viÖc c¶ khi v¾ng mÆt c«ng nh©n vµ mét c«ng nh©n cã thÓ tr«ng
coi nhiÒu m¸y.
Gi¶m thêi gian chuÈn bÞ Tck:
- ViÖc chuÈn bÞ m¸y CNC ®Ó gia c«ng mét lo¹i s¶n phÈm míi rÊt nhÑ
nhµng: n¹p ch−¬ng tr×nh gia c«ng vµ chuÈn l¹i çc to¹ ®é.
- Toµn bé thêi gian trªn chØ cÇn kh«ng qu¸ 30 phót.
- Trong khi ®ã, nÕu chi tiÕt ®ßi hái thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ®å g¸ th× thêi gian
trªn cã thÓ kÐo dµi hµng tuÇn.
- Kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn vµ phèi hîp chÝnh x¸c çc trôc theo ch−¬ng tr×nh cho
phÐp lo¹i bá çc ®å g¸ vµ dao ®Þnh h×nh phøc t¹p.
- Nhê vËy kh«ng nh÷ng gi¶m ®−îc thêi gian l¾p ®Æt, c¨n chØnh ®å g¸ mµ
cßn lo¹i bá çc sai sè truyÒn ®éng do chÕ t¹o vµ hao mßn c¬ khÝ, t¨ng ®é
chÝnh x¸c gia c«ng.
- ViÖc lËp ch−¬ng tr×nh míi cã thÓ tiÕn hµnh ngoµi m¸y (trªn m¸y tÝnh ®éc
lËp) hoÆc thùc hiÖn ngay trong khi m¸y gia c«ng nªn chiÕm thêi gian m¸y
kh«ng ®¸ng kÓ.
- Çc m¸y vµ çc trung t©m gia c«ng CNC cho phÐp tËp trung nguyªn c«ng
cao ®é. Trªn mét m¸y cã thÓ gia c«ng nhiÒu bÒ mÆt, b»ng çc ph−¬ng
ph¸p c«ng nghÖ kh¸c nhau; cã thÓ gia c«ng th« vµ tinh trªn cïng mét m¸y,
trong cïng mét lÇn g¸, b»ng nhiÒu dao, nhiÒu trôc ®ång thêi. §iÒu ®ã gi¶m
bít viÖc vËn chuyÓn, g¸ ®Æt nªn kh«ng nh÷ng lµm t¨ng n¨ng suÊt mµ cßn
gi¶m sai sè gia c«ng.

15
1.4.3 ChÊt l−îng gia c«ng cao
ChÊt l−îng gia c«ng (®é chÝnh x¸c kÝch th−íc, h×nh d¸ng vµ chÊt l−îng bÒ
mÆt gia c«ng) phô thuéc 3 yÕu tè: nguyªn vËt liÖu, thiÕt bÞ vµ c«ng nh©n.
ThiÕt bÞ:
- M¸y CNC ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c cao vµ ®ång ®Òu nhê hÖ thèng ®iÒu khiÓn
- ®o l−êng rÊt chÝnh x¸c (cì 0,01 - 0,001 mm),
- hÖ thèng c¬ khÝ cøng v÷ng vµ æn ®Þnh,
- qu¸ tr×nh c¾t ®−îc ®iÒu khiÓn hoµn toµn nhê ch−¬ng tr×nh nªn lo¹i trõ ®−îc
çc sai sè do chÕ t¹o vµ hao mßn çc c÷, d−ìng.
- Çc m¸y CNC hiÖn ®¹i ®Òu cã kh¶ n¨ng bï kÝch th−íc vµ mßn dao, bï khe
hë vµ biÕn d¹ng nhiÖt c¬ khÝ.
C«ng nh©n:
- Trªn m¸y th«ng th−êng, tay nghÒ vµ t×nh tr¹ng t©m, sinh lý cña ng−êi thî
¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn chÊt l−îng gia c«ng.
- Khi gia c«ng trªn m¸y CNC, c«ng nh©n chØ cã nhiÖm vô n¹p ch−¬ng tr×nh,
gi¸m s¸t viÖc g¸ ph«i, thay dao vµ t×nh tr¹ng lµm viÖc cña m¸y. V× vËy t©m
sinh lý, tay nghÒ cña c«ng nh©n hoµn toµn kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn chÊt
l−îng gia c«ng.
1.4.4 TÝnh linh ho¹t cao
1. Trªn mét m¸y CNC cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu chøc n¨ng c«ng nghÖ
kh¸c nhau vµ viÖc chuyÓn ®æi gi÷a çc chøc n¨ng rÊt dÔ dµng.
- VÝ dô, trªn m¸y phay CNC cã thÓ thùc hiÖn çc nguyªn c«ng
khoan, khoÐt, doa, gia c«ng mÆt ph¼ng, ®Þnh h×nh, r¨ng, ren, gia
c«ng çc rnh, hèc phøc t¹p nh− hèc trßn, ch÷ nhËt, elip,...
- Çc mÆt cong kh«ng gian, nh− mÆt cÇu, mÆt xo¾n èc,... còng cã thÓ
gia c«ng trªn m¸y phay 3 trôc.
- Çc m¸y phay 4-5 trôc c¶i thiÖn ®¸ng kÓ n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng
gia c«ng vµ cã thÓ gia c«ng çc s¶n phÈm nghÖ thuËt, nh− t¹c
t−îng.
- M¸y tiÖn CNC, ngoµi çc chøc n¨ng nh− m¸y th−êng, cã thÓ gia
c«ng ren víi b−íc thay ®æi, ren trªn mÆt c«n.
- §iÒu quan träng lµ çc mÆt cong ®Þnh h×nh cã thÓ gia c«ng trªn
m¸y CNC mét çch dÔ dµng, dïng ®å g¸ vµ dao th«ng th−êng chø
kh«ng cÇn ®å g¸ vµ dao chuyªn dïng.
- Trªn çc trung t©m gia c«ng cã thÓ thùc hiÖn çc c«ng viÖc phay,
khoan, doa, tiÖn, mµi,... ®ång thêi.

16
1.4.4 TÝnh linh ho¹t cao
2. ViÖc thay ®æi ®èi t−îng gia c«ng trªn m¸y CNC rÊt dÔ dµng, gÇn
nh− chØ thay ®æi ch−¬ng tr×nh chø kh«ng cÇn thay ®å g¸, dao cô
phiÒn phøc nh− trªn m¸y th«ng th−êng.
Nhê cã kh¶ n¨ng thÝch øng linh ho¹t víi ®èi t−îng gia c«ng mµ
m¸y CNC lµ thiÕt bÞ c¬ b¶n cña çc hÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t
(FMS).
Nhê tÝnh linh ho¹t cao mµ m¸y CNC ®−îc sö dông phæ biÕn kh«ng
chØ trªn çc d©y chuyÒn, trong çc tÕ bµo s¶n xuÊt tù ®éng mµ cßn
®−îc sö dông riªng lÎ trong lo¹i h×nh s¶n xuÊt ®¬n chiÕc, lo¹t nhá,
thËm chÝ c¶ chÕ thö.
1.4.5 Chi phÝ gia c«ng gi¶m
Chi phÝ gia c«ng mét lo¹t N chi tiÕt:
C = Ctx(1 + p)N + Ccb
Ctx - chi phÝ cho mét chi tiÕt: nh©n c«ng, nguyªn vËt liÖu, n¨ng l−îng
p - tû lÖ phÕ phÈm trung b×nh;
N - sè l−îng chi tiÕt trong lo¹t;
Ccb - chi phÝ c¬ b¶n, gåm khÊu hao thiÕt bÞ, nhµ x−ëng,...
M¸y CNC cã n¨ng suÊt cao, kh«ng ®ßi hái c«ng nh©n bËc cao, Ýt
sinh phÕ phÈm nªn cho phÐp gi¶m chi phÝ th−êng xuyªn.
Chi phÝ mua s¾m, b¶o tr×, lËp tr×nh, ®¶m b¶o m«i tr−êng cho m¸y
CNC lín h¬n nhiÒu lÇn so víi m¸y th«ng th−êng. V× vËy cÇn ph¶i
c©n nh¾c vÒ kinh tÕ khi mua s¾m m¸y CNC.

17
1.4.6 Ph¹m vi sö dông m¸y CNC
- Çc m¸y CNC cì trung b×nh, bé ®iÒu khiÓn contour ®¬n gi¶n
kh«ng ®¾t h¬n nhiÒu so víi m¸y v¹n n¨ng.
- C«ng nghÖ CAD/CAM cho phÐp lËp tr×nh cho m¸y CNC trë nªn
®¬n gi¶n.
M¸y CNC ngµy cµng ®−îc sö dông phæ biÕn vµ dÇn dÇn thay thÕ
m¸y v¹n n¨ng c¶ trong gia c«ng th«ng th−êng.
II
I
S¶n l−îng
§é phøc t¹p vµ ®é chÝnh x¸c cña chi tiÕt
Th¶o luËn
§Æc ®iÓm (vÒ mÆt h×nh thøc) nµo gióp ta ph©n biÖt m¸y th«ng th−êng,
m¸y NC vµ m¸y CNC?
HÖ thèng ®iÒu khiÓn trôc chÝnh trªn m¸y CNC cã ®iÓm g× kh¸c so víi
m¸y th«ng th−êng?
HÖ thèng ®iÒu khiÓn ch¹y dao trªn m¸y CNC cã ®iÓm g× kh¸c so víi
m¸y th«ng th−êng?
C¬ cÊu nµo ®−îc dïng trong truyÒn ®éng ch¹y dao trªn m¸y CNC, gi¶i
ph¸p t¨ng chÊt l−îng truyÒn ®éng?
Çc kiÓu hÖ thèng thay dao vµ ph¹m vi ¸p dông?
Kh¸i niÖm th«ng sè bï dao? VÏ, kÓ tªn çc th«ng sè bï dao cña dao
phay, tiÖn?
D−íi gãc ®é nhµ qu¶n lý, khi nµo th× anh (chÞ) sö dông m¸y CNC trong
doanh nghiÖp cña m×nh? T¹i sao?
Tải bản FULL (119 trang): https://bit.ly/3qhbOlo
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

1
Ch−¬ng 1.
M¸y c¾t kim lo¹i
(M¸y CNC)
1.5 HÖ thèng to¹ ®é vµ c¸c ®iÓm gèc, ®iÓm chuÈn
1.6 C¬ së vËn hµnh m¸y CNC
1.5 HÖ thèng to¹ ®é vμ c¸c ®iÓm gèc, ®iÓm chuÈn
Tải bản FULL (119 trang): https://bit.ly/3qhbOlo
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

2
1.5.1 HÖ thèng to¹ ®é
C¸c hÖ to¹ ®é chÝnh
- X, Y, Z
- A, B, C
C¸c hÖ to¹ ®é phô
- U, V, W
- P, Q, R
- A’, B’, C’
Qui t¾c x¸c ®Þnh hÖ to¹ ®é:
- Qui t¾c bµn tay ph¶i
HÖ to¹ ®é trªn m¸y tiÖn
3435395

Máy điều khiển số và robot công nghiệp

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (19)

Similar to Máy điều khiển số và robot công nghiệp

Similar to Máy điều khiển số và robot công nghiệp (20)

More from jackjohn45

More from jackjohn45 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Máy điều khiển số và robot công nghiệp