Đồ Án Cải tiến máy tiện NC thành máy CNC và lập trình trên máy CNC

Đề tài: Cải tiến máy tiện NC thành máy CNC và lập trình trên máy CNC


Phần I Lý thuyết chung về điều khiển số
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ
I. KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Điều khiển: Quá trình điều khiển

Là quá trình xảy ra trong một hệ thống giới hạn, trong đó một hay nhiều đại lượng đầu vào, các đại lượng khác là đầu ra, chúng tác động và ảnh hưởng đến hệ thống theo những quy luật riêng.
2. Điều khiển số NC (Numerical Control)

Là hệ thống điều khiển đặc trưng bởi các đại lượng đầu vào là những tín hiệu số nhị phân, chúng được đưa vào hệ điều khiển dưới dạng một chương trình điều khiển có hệ thống. Trong hệ điều khiển số ứng dụng cho điều khiển máy công cụ, các đại lượng đầu vào là các dữ liệu, thông tin đã được mã hoá. Thông tin trong một chương trình điều khiển số trên máy công cụ bao gồm:
a) Thông tin hình học
Là hệ thống thông tin điều khiển chuyển động tương đối giữa dao cụ và chi tiết, có liên quan trực tiếp đến quá trình tạo hình bề mặt, nó còn được gọi là thông tin về đường dịch chuyển ( Các thông tin này được hình thành trên đường sinh và đường chuẩn của bề mặt hình học muốn tạo ra ).
b) Thông tin công nghệ
Là hệ thống thông tin cho phép máy thực hiện gia công với các điều kiện công nghệ yêu cầu như: Chuẩn hoá các gốc toạ độ, chọn chiều sâu lát cắt, chọn tốc dộ chạy dao, số vòng quay trục chính, vị trí xuất phát của dao, đóng ngắt dung dịch trơn nguội, đo lường và kiểm tra .
3. Máy công cụ điều khiển chương trình số ( Machine – CNC )

Là thế hệ máy công cụ được điều khiển theo chương trình viết bằng mã kí tự số, chữ cái và các kí tự nguyên khác. Trong đó hệ thống điều khiển có cài đặt các bộ vi xử lý mP ( Micro Processor ) là việc với chu kì thời gian từ 1 đến 20 s và có bộ nhớ tối thiểu 4 Kbyte, đảm nhiệm các chức năng cơ bản của hệ thống điều khiển số như: Tính toán toạ độ trên các trục điều khiển thơ thời gian thực, giám sát các trạng thái của máy, tính toán các giá trị chỉnh lí dao, tính toán nội suy trong điều khiển quỹ đạo biên dạng, thực hiện so sánh các giá trị cần với các giá trị thực .
II. CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN SỐ

Để điều khiển bàn dao hoặc trục chính bằng các cơ cấu servo, các motor dẫn động được điều khiển quay theo các góc xác định. Tuy nhiên do các motor dùng trên máy CNC là các motor servo điều khiển góc quay bằng các xung điện, mỗi một xung thì trục motor lại quay được một góc nào đó và tương ứng với nó là bàn dao hoặc trục chính dịch chuyển được một khoảng. Đây chính là giới hạn độ chính xác dịch chuyển của bàn dao. Thông thường giá trị giới hạn này được đặt bằng 10mm ( 0,01mm) hoặc 1mm ( 0,001mm) tuỳ theo loại máy. Trong một máy công cụ trang bị chức năng điều khiển theo hai trục ( 2 Axis control ), một vị trí nào đó sẽ được đặt trong một lưới trong mặt phẳng như trong hình (I.1). Đối với trường hợp điều khiển theo ba trục (3 Axis control), một vị trí nào đó sẽ được đặt trong một hình hộp như hình (I.2)

MỤC LỤC
PHẦN I: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ 1
Chương I: Tổng quan về điều khiển số. 1
I. Khái niệm cơ bản. 1
1. Điều khiển: Quá trình điều khiển. 1
2. Điều khiển số NC (Numerical Control) 1
3. Máy công cụ điều khiển chương trình số ( Machine – CNC ) 2
II. Các dạng điều khiển số. 2
1. Điều khiển theo vị trí 3
2. Điều khiển theo đường ( Contour) 4
Chương 2: Chức năng và cấu tạo của hệ điều khiển. 6
I. Dòng lưu thông tín hiệu trong hệ điều khiển số. 6
II. Xử lý thông tin trong điều khiển số. 8
1. Điều khiển đọc. 8
2. Bộ nhớ chương trình. 8
3. Cụm tính toán điều chỉnh. 9
4. Bộ nội suy. 9
III. Cấu trúc của hệ điều khiển CNC. 10
1. Bus thông tin song song. 10
2. Modul phần cứng tiêu chuẩn. 10
IV. Mô tả chức năng của hệ điều khiển số đa xử lý. 11
1. Các khối chức năng của cụm điều khiển trung tâm 11
2. Các điều phối dữ liệu DC (Date Controller) 13
3. Bộ điều khiển các trục (Axis Controller) 13
Chương 3: Các cơ cấu và các bộ phận của một hệ thống điều khiển số 15
I. Chuyển động chính. 15
1. Động cơ servo dòng một chiều. 16
2.Động cơ servo dòng xoay chiều. 18
II. Chuyển động chạy dao. 19
1. Nguyên tắc cấu trúc. 19
2. Các nhiệm vụ của truyền động chạy dao. 20
3. Mạch điều khiển chuyển động chạy dao. 22
III. Cơ cấu vít me - đai ốc bi. 24
IV. Bộ nội suy. 27
1. Khái niệm bộ nội suy. 27
2. Bộ nội suy. 28
V. Hệ thống đo. 33
1. Các phương pháp đo vị trí. 33
2. Các dụng cụ đo vị trí. 36
VI. Bộ so sánh. 42
1. Bộ so sánh số – gia số. 43
2. Bộ so sánh số – gia số dùng cho điều khiển phi tuyến. 46
3. Bộ so sánh số – tuyệt đối 47
4. Bộ so sánh số – tuyệt đối dùng cho điều khiển phi tuyến. 51
5. Bộ so sánh tương tự. 52
VII. cơ cấu dẫn hướng. 53
Chương IV: Máy tiện CNC 55
I. Lịch sử ra đời và phát triển của máy công cụ điều khiển số. 55
II. Đặc điểm cấu tạo. 56
1. Ụ trước. 56
2. Cụm truyền động chính. 56
3. Chuyển động chạy dao. 57
4. Mâm cặp. 60
5. Ụ động. 61
6. Cụm gá dao. 61
III. Một số thiết bị song song dùng trên máy tiện. 63
1. Thiết bị đo dao (Settingauge) 63
2. Hệ thống đo tự động chi tiết (Automatic Workpiece Mesuring Divice) 63
3. Hệ thống tải phoi (Chip Conveyor) 64
4. Bộ phận cung cấp phôi liệu (Bar Feeder) 64
5. Hệ thống thay dao tự động (ATC: Automatic tool Changer) 64
6. Hệ thống thay đổi cơ chấu cặp tự động (AJC: Automatic Jaw Changer) 64
7. Robots. 64

PHẦN II: KHẢO SÁT MÁY TIỆN NC DFS 400X2000. 65
I. Giới thiệu về máy tiện DFS2000 . 65
II. Các thành phần cơ bản của máy . 66
2.1. Động Cơ . 66
2.2. Hộp Điện . 66
2.3. Bảng Điều Khiển (Control Pane) . 67
2.4. Mâm Cặp . 68
2.5. Ụ Động . 68
2.6. Ụ Chống Tâm 69
2.7. Đầu Revolve . 70
2.8. Vít Me-Đai Ốc Bi . 70
2.9. Hộp Tốc Độ . 73
2.10. Cơ Cấu Quay Đầu Revolve . 76
2.11. Hệ Thống Tay Gạt . 79
III. Tính toán hộp tốc độ máy tiện DFS400x2000. 84
PHẦN III: CẢI TIẾN MÁY TIỆN NC THÀNH MÁY CNC VÀ LẬP TRÌNH TRÊN MÁY CNC 103
I. Đặt vấn đề. 103
II. Xích tốc độ : 104
III. Xích chạy dao : 106
IV. Xích quay đầu rovolve. 108
V. Sử dụng biến tần điều khiển Động Cơ chính. 109
1. Ưu điểm và nhược điểm của động cơ không đồng bộ 3 pha. 109
2. Các phương pháp điều chỉnh động cơ không đồng bộ 3 pha. 110
3. Các bộ biến tần. 116
VI. Lựa chọn động cơ điện. 126
VII. dùng đai răng thay cho đai thang. 128
VIII. Bộ điều khiển số cho máy tiện cnc. 130
IX. lập trình gia công trên máy tiện cnc. 131
1. Hệ trục toạ độ. 132
2. Các điểm chuẩn. 133
3. Cấu trúc chương trình NC 135
4. Lập trình trên máy tiện cnc. 137
5. Các chu trình. 157
6. Các chức năng khác. 160
7. Chu trình cắt ren: G92. 166
8. Hiệu chỉnh dao khi tiện: 168
9. Chương trình con. 173
10. Một số ví dụ về lập trình gia công chi tiết trên máy tiện CNC 175
X. Điều khiển để máy gia công các chi tiết. 181
1. Chuẩn bị quy trình công nghệ. 181
2. Cố định dao. 181
3. Kiểm tra điều kiện cắt gọt. 182
4. Chuẩn bị phôi. 182
5. Lập chương trình gia công, nhớ, kiểm tra, chạy thử chương trình. 182
6. Thiết lập chế độ làm việc tự động của máy. 182
TÀI LIỆU THAM KHẢO 184