LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, việc chuyển giao công nghệ trên lĩnh vực máy công cụ và thiết bị điều khiển theo chương trình số CNC cho các xí nghiệp công nghiệp dân sự và quốc phòng ngày một phát triển. Tuy nhiên một vấn đề đặt ra là việc chuyển đổi từ máy cộng cụ thông thường hiện nay sang sử dụng máy CNC rất tốn kém. Do đó yêu cầu đặt ra là việc cải tiến các máy công cụ thông thường thành máy CNC để có thể tiết kiệm chi phí.

Đề tài luận văn: “SỬ DỤNG CARD PCL-832 ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC” trình bày một giải pháp cho vấn đề trên. Việc sử dụng card Pcl-832 để điều khiển máy công cụ là nhằm tận dụng những ưu điểm của máy vi tính trong điều khiển tự động. Với máy vi tính, ta có thể tạo những chương trình có giao diện dễ sử dụng, có thể chạy mô phỏng giúp cho việc sử dụng các máy công cụ được dễ dàng hơn và tăng độ chính xác trong quá trình vận hành máy. Bên cạnh đó phần mềm đồ hoạ AutoCad ngày càng trở nên phổ biến. Vì thế việc thiết kế trước chi tiết cần gia công bằng AutoCad và sau đó thực hiện chuyển sang mã CNC giúp người thiết kế tiết kiệm thời gian rất nhiều và có cái nhìn tổng quan hơn về chi tiết đó.

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu 8

PHẦN I: THAM KHẢO LÝ THUYẾT

Chương I: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MÁY CNC 10

A. MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG

TRÌNH SỐ 10

I. Máy công cụ điều khiển theo chương trình số( CNC) 10

II. Các dạng điều khiển khác 12

1. Điều khiển trực tuyến DNC 12

2. Điều khiển thích nghi AC 14

3. Hệ thống gia công linh hoạt FMS 16

III. Đặc điểm cấu trúc của máy CNC 17

IV. Lập trình cho máy CNC 20

B. CÁC ĐIỂM CẦN QUAN TÂM KHI LẬP TRÌNH

TRÊN MÁY CNC 23

I. Hệ toạ độ 23

1. Điểm zero chương trình 23

2. Điểm khởi hành 24

3. Hệ toạ độ gia công 24

4. Điểm chuẩn 25

5. Lập trình theo toạ độ tuyệt đối và theo toạ độ gia số 25

II. Điều khiển đường dịch chuyển trên máy CNC 26

1. Những khái niệm liên quan đến phép đo vị trí 26

2. Các phương pháp đo 27

a. Phương pháp đo vị trí bàng đại lượng tương tự 27

b. Phương pháp đo vị trí bàng đại lượng số 27

c. Phương pháp đo vị trí trực tiếp 28

d. Phương pháp đo vị trí không rực tiếp 29

e. Phương pháp đo vị trí tuyệt đối 30

f. Phương pháp đo vị trí theo chu kỳ 30

g. Phương pháp đo vị trí kiểu gia số 31

3. Các dụng cụ đo vị trí 31

a. Dụng cụ đo vị trí kiểu tương tự 31

b. Dụng cụ đo vị trí kiểu số 33

4. Các loại dịch chuyển 40

a. Điều khiển dịch chuyển điểm 40

b. Điều khiển đoạn hay đường thẳng 40

c. Điều khiển biên dạng tuyến tính và phi tuyến trong

mặt phẳng hay trong không gian 40

C. CÁC CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC 41

I. Bảng mã điều kiện dịch chuyển G 41

II. Ý nghĩa một số chức năng 44

1. Chọn mặt phẳng 44

2. Thời gian duy trì 50

3. Kiểm tra dừng chính xác 50

4. Mode kiểm tra dừng chính xác và mode gia công cắt 51

5. Lập trình điểm zero tuyệt đối 51

6. Hệ toạ độ chi tiết 52

7. Thiết lập hệ toạ độ cục bộ 52

8. Thay đổi hệ thống đo lường Inch/ met 53

9. Bù trừ chiều dài dao 53

10. Bù trừ Offset dao theo chiều dịch chuyển 53

11. Bù trừ dao phía bên trái/ phải 61

Chương II: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ 57

I. Đặc tính cơ tĩnh của đông cơ một chiều 57

II. Sơ lược các phương pháp điều khiển tốc độ đọâng cơ

một chiều 61

1. Điều khiển điện áp phần ứng 61

2. Điều khiển từ thông 62

3. Điều khiển hỗn hợp điện áp phần ứng và từ thông

kích từ 62

4. Điều khiển điện trở phần ứng 63

III. Khởi động động cơ một chiều 64

IV. Các trạng thái hãm 65

1. Hãm tái sinh 65

2. Hãm động năng 66

3. Hãm ngược 69

V. Hệ truyền động động cơ một chiều kích từ độc lập

có hãm 70

Chương III: GIỚI THIỆU VỀ CARD PCL-832

I. Giới thiệu chung 72

1. Các đặc điểm chung của Card Pcl-832 73

2. Ưùng dụng 73

3. Các đặc điểm chi tiết 73

4. Tính năng chung 73

II. Cài đặt 74

1. Thiết lập các DipSwitch và Jumper 74

2. Bộ nhân ngõ vào 74

3. Mức ngắt tràn Counter và thời gian DDA 75

4. Mức trạng thái đợi I/O 75

III. Chức năng các chân giao tiếp ngoài 76

1. Cổng DB-25( ngõ vào tín hiệu phản hồi) 76

2. Cổng DB-9 (ngõ ra tín hiệu điều khiển) 76

3. Kết nối tín hiệu 77

4. Các đầu Test và các biến trở chỉnh tầm 77

IV. Nguyên lý hoạt động của Card Pcl-832 78

1. Phân tích vi phân số 78

2. Điều khiển vị trí hồi tiếp vòng kín 79

3. Quá trình hoạt đôïng 79

4. Thời gian trong chu kỳ DDA 80

5. Vùng đệm chứa xung DDA 81

6. Scaling Gain 81

7. Error Counter 81

8. Điện áp D/A converter 82

9. Thanh ghi trạng thái 82

10. Bộ biến đổi tần số sang điện áp 83

V. Cấu trúc các thanh ghi 83

1. Chức năng các thanh ghi 83

2. Nội dung thanh ghi 84

Chương IV: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM AUTOCAD VÀ DẠNG

THỨC .DXF

I. Giới thiệu phần mềm Autocad và dạng thức .Dxf 91

II. Cấu trúc file .Dxf 92

PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

Chương I: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

I. Mô hình 99

II. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển vị trí 100

III. Mạch động lực 100

1. Khối tạo xung tam giác 102

2. Khối so sánh 103

3. Khối xác đinh chiều quay 104

4. Khối cách ly 106

5. Sơ đồ nguyên lý mạch công suất và mạch điều khiển 106

Chương II: THIẾT KẾ PHẦN MỀM

I. Tính toán khi thay đổi hệ toạ độ chi tiết 107

1. Dùng trong lệnh G92 107

2. Dùng trong các lệnh G54-G59 107

II. Thuật toán giải tìm tâm cung tròn khi dữ liệu đầu vào

là điểm đầu, điểm cuối và bán kính 108

III. Tính toán cung tròn khi biết tâm cung tròn và chiều

chạy dao 113

IV. Tính toán khi chuyển sang toạ độ cực 116

V. Thuật toán bù trừ dao trái /phải 117

1. Bù dao trái /phải đơn giản 117

2. Bù dao trái /phải phức tạp 121

VI. Tính toán nội suy đoạn thẳng theo lượng chạy dao F 125

VII. Di chuyển quãng đường dài L trên một trục với lượng

chạy dao F 125

VIII. Di chuyển quãng đường dài L trên ba trục với lượng

chạy dao F 127

VIII. Thuật giải di chuyển dao về điểm chuẩn 129

PHẦN III: PHỤ LỤC

A. CÁC GIAO DIỆN SỬ DỤNG TRONG CHƯƠNG

TRÌNH 133

1. Giao diện chính 133

2. Giao diện chuyển mã từ AutoCad sang bảng mã của

CNC 134

3. Giao diện cài đặt thông số cho máy CNC 135

4. Giao diên chạy máy CNC 136

B. CHƯƠNG TRÌNH 13