Nghiên cứu và xác định sai số bù cho máy phay cnc sử dụng bộ điều khiển itnc 530
- 99 trang
- file .pdf
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi
***************************************
LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay
cnc sö dông bé ®iÒu khiÓn itnc 530
Ngµnh: c«ng nghÖ c¬ khÝ
M· sè:
TrÞnh tiÕn khoÎ
Ngêi híng dÉn khoa häc: GS-TSKH. Bµnh TiÕn Long
TS. Hoµng VÜnh Sinh
Hµ néi 2006
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -2- TrÞnh TiÕn Kháe
Môc lôc
Trang
Môc lôc .................................................................................................................................. 2
Danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t .................................................................................. 4
Danh môc c¸c b¶ng ................................................................................................................ 5
Danh môc c¸c h×nh vÏ ............................................................................................................ 6
Më ®Çu ................................................................................................................................... 7
Ch¬ng 1. Tæng quan vÒ m¸y CNC ................................................................... 8
1.1. LÞch sö ph¸t triÓn, hiÖu qu¶ kinh tÕ m¸y c«ng cô CNC dïng trong c«ng nghiÖp ...... 8
1.2. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña m¸y CNC ............................................................... 11
1.3. M¸y CNC dïng trong c«ng nghiÖp .......................................................... 12
1.3.1. M¸y khoan CNC (Drilling machines) ............................................. 12
1.3.2. M¸y phay CNC (Millling machines) .............................................. 14
1.3.3. Trung t©m gia c«ng (Machining center) ......................................... 15
1.4. Nh÷ng ®Þnh nghÜa c¬ b¶n cña m¸y c«ng cô NC-CNC ............................. 16
1.4.1. §Þnh nghÜa trôc vµ trôc m¸y ........................................................... 16
1.4.1.1. §Þnh nghÜa trôc ........................................................................ 16
1.4.1.2. §Þnh nghÜa trôc m¸y ................................................................ 17
1.4.2. CÊu tróc hÖ trôc m¸y NC - CNC ..................................................... 18
1.4.2.1. Ba trôc th¼ng thø nhÊt: X, Y vµ Z ............................................ 18
1.4.2.2. Ba trôc quay: A, B vµ C( Rotary axes A, B, C) ........................ 20
1.4.2.3. Ba trôc th¼ng thø hai: U, V vµ W(Secondary linear axes) ....... 22
1.4.3. HÖ täa ®é......................................................................................... 22
1.4.3.1. HÖ täa ®é §ecac ....................................................................... 23
1.4.3.2. HÖ täa ®é cùc ........................................................................... 24
1.4.3.3. Täa ®é quy chiÕu ...................................................................... 25
Ch¬ng 2. Nghiªn cøu vÒ kÕt cÊu ®éng häc cña m¸y phay CNC5 trôc kiÓu bµn quay ..
........................................................................................................ 28
2.1. Tæng quan lùa chän c¬ cÊu ...................................................................... 28
2.1.1. Gi¶i thuËt x¸c ®Þnh th«ng sè ®iÒu khiÓn ®éng häc khi sö dông dao ®Çu cÇu ........... 34
2.2. Ph©n tÝch ®éng häc m¸y CNC cã cÊu tróc ®éng häc ë h×nh 5 ................. 38
2.2.1. Bµi to¸n t×m th«ng sè ®iÒu khiÓn th«ng sè ®éng häc ...................... 38
2.2.2. T×m miÒn kh«ng gian ho¹t ®éng cña m¸y vµ kh«ng gian gia c«ng:44
Ch¬ng 3. Nghiªn cøu vÒ tham sè cña m¸y dïng cho bé ®iÒu khiÓn
Heidenhain iTNC 530 .............................................................................................. 50
3.1. Kh¸i niÖm vÒ tham sè .............................................................................. 50
3.2. ChÕ ®é ho¹t ®éng theo tham sè m¸y trong ch¬ng tr×nh ......................... 51
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -3- TrÞnh TiÕn Kháe
3.3. Vµo ra cña tham sè m¸y........................................................................... 52
3.3.1. §Þnh d¹ng ®Çu vµo .......................................................................... 52
3.3.2. Danh s¸ch c¸c tham sè ho¹t ®éng cña m¸y .................................... 54
3.3.3. Thay ®æi gi¸ trÞ ®Çu vµo .................................................................. 55
3.4. Ghi ®Ì lªn c¸c tham sè ............................................................................. 56
3.5. Thay ®æi gi¸ trÞ vµo b»ng ®êng PLC ...................................................... 56
3.6. Tham sè m¸y trong file con ..................................................................... 57
3.7. Danh s¸ch c¸c tham sè m¸y ..................................................................... 58
3.7.1. Tham sè Encoders vµ m¸y .............................................................. 58
3.7.2. G¸n ®Çu vµo cho c¸c trôc quay ....................................................... 60
3.8. C¸c trôc PLC cña m¸y.............................................................................. 62
Ch¬ng 4. Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p ®o bï sai sè cho hÖ thèng bµn................ 69
4.1. C¸c d¹ng sai sè cÇn bï sai sè. .................................................................. 69
4.2. Bï cho khe hë........................................................................................... 69
4.3. PhÇn bï däc theo trôc ............................................................................... 71
4.4. Bï c¸c trôc kh«ng th¼ng........................................................................... 72
4.5. PhÇn bï cña d·n në nhiÖt ......................................................................... 78
4.6. Bï sai sè ®¶o chiÒu cña ®«ng c¬ khi quay gia c«ng vßng trßn
. ................ 80
4.7. Bï sai sè cho ma s¸t tÜnh .......................................................................... 82
4.8. Bï sai sè cho ma s¸t trît( chØ cho trôc dïng tÝn hiÖu sè). ...................... 84
Ch¬ng 5. KÕt qu¶ vµ bµn luËn ........................................................................ 85
5.1. Đặt vấn đề. ............................................................................................... 85
5.2. X©y dựng c¸c bộ th«ng số thực nghiệm................................................... 85
5.2.1. Điều kiện thùc nghiệm .................................................................. 85
5.2.2. Kết quả thùc nghiệm ..................................................................... 86
5.2.2.1. Sai sè cÇn bï cho khe hë backlash hai ®Çu trôc. ..................... 86
5.2.2.2. Sai sè cÇn bï cña khe hë vµ bíc t¹i mçi bíc cña trôc m¸y.
88
5.2.3. KÕt qu¶ sau khi bï .......................................................................... 96
5.2.4. Th¶o luËn kÕt qu¶ ........................................................................... 96
5.2.5. KÕt luËn vµ híng nghiªn cøu ........................................................ 97
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -4- TrÞnh TiÕn Kháe
Danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t
KÝ hiÖu TiÕng Anh TiÕng ViÖt
SPL Spline ®êng cong ín lîn
APT Automatically lµ mét hÖ thèng lËp tr×nh chi tiÕt ®a chøc n¨ng m¹nh nhÊt.
Programmed Tool Nã b¾t ®Çu ph¸t triÓn vµo n¨m 1956 ë Mü.
ASCII American Standard Cèt m· nhÞ ph©n ®îc øng dông phæ biÕn trong kü thuËt sè
Code for Information ®Ó tr×nh bµy c¸c kÝ tù chøc n¨ng kh¸c cÇn cho viÖc truyÒn
Interchange d÷ liÖu.
CAD Computer Aided Sö dông m¸y tÝnh vµo viÖc thiÕt kÕ tù ®éng
Design
CAE Computer Aided Sö dông m¸y tÝnh vµo viÖc m« h×nh ho¸ tù ®éng.
Engineering
CAM Computer Aided Sö dông m¸y tÝnh vµo qu¶n lý, ®iÒu khiÓn vµ vËn hµnh s¶n
Manufacturing xuÊt.
CAP Computer Aided Sö dông m¸y tÝnh vµo viÖc lËp kÕ ho¹ch.
Planning
CG Computer Graphic §å ho¹ m¸y tÝnh
CIM Computer Intergraded Sù liªn kÕt toµn bé gi÷a CAD vµ CAM vµo mét qu¸ tr×nh
Manufacturing ®îc gi¸m s¸t vµ ®iÒu khiÓn hoµn toµn b»ng m¸y tÝnh.
CLD Cutter Location Data D÷ liÖu ®Þnh vÞ dông cô c¾t
CNC Computer HÖ thèng dùa trªn m¸y vi tÝnh, chøa mét hoÆc mét vµi m¸y
Numerical Control vi tÝnh (bé vi xö lý) trong ®ã c¸c phÇn mÒm gi÷ chøc n¨ng
thi hµnh c¸c thuËt to¸n cña viÖc ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô.
CPU Central Processing Bé xö lý trung t©m (m¸y tÝnh), bao gåm c¸c bé vi xö lý, c¸c
Unit bé vµo ra vµ bé nhí trung t©m.
FMS Flexible ThuËt ng÷ dïng ®Ó chØ mét bé phËn chÕ t¹o, ®iÒu khiÓn b»ng
Manufacturing System m¸y vi tÝnh mµ cã thÓ ®îc tù ®éng g¸ ®Æt ®Ó s¶n xuÊt c¸c
chi tiÕt kh¸c nhau ®îc nhãm thµnh c¸c hä
NC Numerical Control ph¬ng ph¸p hoÆc hÖ thèng ®iÒu khiÓn mét m¸y c«ng cô
b»ng c¸c lÖnh ë d¹ng sè, th«ng tin ®îc ghi l¹i b»ng ký tù
nhê sö dông m· sè vµ ch÷ c¸i hay phÝm chøc n¨ng.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -5- TrÞnh TiÕn Kháe
Danh môc c¸c b¶ng
B¶ng 3-1: Chia nhãm tham sè m¸y ...................................................................................... 50
B¶ng 3-2: C¸c phÝm chøc n¨ng ............................................................................................ 51
B¶ng 3-3: B¶ng biÓu tîng danh s¸nh m¸y.......................................................................... 55
B¶ng 3-4: B¶ng danh s¸ch than sè ....................................................................................... 58
B¶ng 3-5: B¶ng vÞ trÝ ®Çu vµo cña bé gi¶i m· ...................................................................... 60
B¶ng 3-6: C¸c tham sè cho trôc quay .................................................................................. 61
B¶ng 5-1: KÕt qu¶ ®o khe hë Backlash trªn trôcX ............................................................... 87
B¶ng 5-2: KÕt qu¶ ®o khe hë Backlash trªn trôcY ............................................................... 87
B¶ng 5-3: KÕt qu¶ ®o khe hë Backlash trªn trôc Z .............................................................. 88
B¶ng 5-4: B¶ng gi¸ trÞ ®o trªn trôc X ................................................................................... 89
B¶ng 5-5: B¶ng gi¸ trÞ ®o trªn trôc Y ................................................................................... 92
B¶ng 5-6: B¶ng gi¸ trÞ ®o trªn trôc Z ................................................................................... 94
B¶ng 5-7 B¶ng kÕt khi phay chi tiÕt cã ®êng kÝnh 200 ...................................................... 96
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -6- TrÞnh TiÕn Kháe
Danh môc c¸c h×nh vÏ
Trang
H×nh 1-1: M¸y phay CNC .................................................................................................... 14
H×nh 1-2: HÖ trôc m¸y cã trôc chÝnh th¼ng ®øng ................................................................ 19
H×nh 1-3: M¸y phay CNC ba trôc th¨ng ............................................................................. 20
H×nh 1-4: C¸c trôc quay ABC .............................................................................................. 21
H×nh 1-5: M¸y phay CNC kiÓu bµn quay............................................................................. 21
H×nh 1-6: Ba trôc th¼ng thø hai ............................................................................................ 22
H×nh 1-7: HÖ täa ®é §ecac .................................................................................................. 23
H×nh 1-8: HÖ t¹o ®é cùc ....................................................................................................... 24
H×nh 1-9: §iÓm gèc ch¬ng tr×nh ........................................................................................ 26
H×nh 2-1b: Mét sè d¹ng m¸y song song do CHLB §øc chÕ t¹o .......................................... 28
H×nh 2-8: CÊu tróc cña m¸y phay n¨m trôc ......................................................................... 31
H×nh 2-11: Bè trÝ c¸c hÖ trôc to¹ ®é ..................................................................................... 35
H×nh 2-12: §Æt hÖ trôc cho m¸y........................................................................................... 38
H×nh 2-13: MiÒn gia c«ng .................................................................................................... 45
H×nh 2-14: Gia c«ng ®o¹n th¨ng trong miÒn ....................................................................... 45
H×nh 2-15: MiÒn gia c«ng ch÷ nhËt ..................................................................................... 46
H×nh 2-16: MiÒn gia c«ng h×nh hép ch÷ nhËt ...................................................................... 46
H×nh 2-17: MiÒn gia c«ng lµ h×nh vµnh kh¨n ...................................................................... 47
H×nh 2-18 ............................................................................................................................. 48
H×nh 2-19: MiÒn gia c«ng thùc tÕ ........................................................................................ 48
H×nh 2-20: PhÇn m« pháng .................................................................................................. 49
H×nh 4-1: Bµn m¸y dÞch chuyÓn d¬ng vµ dÞch chuyÓn ©m ................................................ 70
H×nh 4-2: Bµn m¸y ®îc bï thêi gian trÔ ............................................................................. 71
H×nh 4-3: Bï däc trôc theo ®êng th¼ng .............................................................................. 72
H×nh 4-4: C¸c trôc kh«ng th¼ng ........................................................................................... 73
H×nh 4-5: Sai sè do c¸c trôc kh«ng th¼ng ............................................................................ 73
H×nh 4-6: B¶ng bï c¸c gi¸ trÞ sai sè trªn trôc Y ................................................................... 75
H×nh 4-7: B¶ng bï c¸c gi¸ trÞ sai sè trªn trôc Z ................................................................... 75
H×nh 4-8: B¶ng bï c¸c gi¸ trÞ sai sè khi c¸c trôc kh«ng song song ..................................... 77
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -7- TrÞnh TiÕn Kháe
Më ®Çu
Trong thêi ®¹i ngµy nay loµi ngêi ®ang chøng kiÕn rÊt nhiÒu nh÷ng tiÕn bé cña
khoa häc kü thuËt. Mét trong nh÷ng thµnh tùu quan träng nhÊt cña khoa häc kü thuËt ®ã
chÝnh lµ tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt ®· ®a ®Õn h×nh thøc s¶n xuÊt
linh ho¹t. ë c¸c níc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn s¶n xuÊt linh ho¹t cã thÓ thay thÕ cã hiÖu qu¶
lao ®éng ®¾t gi¸, ®iÒu nµy cã thÓ cã quan hÖ rÊt nhiÒu ®èi víi nhiÒu níc ®ang ph¸t triÓn,
®ang dùa vµo chi phÝ lao ®éng thÊp ®Ó c¹nh tranh gi¸ c¶ trªn thÞ trêng.
Trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt linh ho¹t th× m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè CNC ®ãng mét
vai trß rÊt quan träng. Sö dông m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè cho phÐp gi¶m khèi lîng gia
c«ng chi tiÕt, n©ng cao ®é chÝnh x¸c gia c«ng vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ, ®ång thêi rót ng¾n ®îc
chu kú s¶n xuÊt. ChÝnh v× vËy hiÖn nay nhiÒu níc trªn thÕ giíi ®· vµ ®ang øng dông réng
r·i c¸c m¸y ®iÒu khiÓn sè vµo lÜnh vùc c¬ khÝ chÕ t¹o.
ë ViÖt Nam hiÖn nay c¸c m¸y CNC ®ang ®îc nhËp khÈu vµ sö dông réng r·i ®Ó
chÕ t¹o ra c¸c chi tiÕt c¬ khÝ, ®Æc biÖt lµ chÕ t¹o c¸c khu«n mÉu chÝnh x¸c, c¸c chi tiÕt
phôc vô c«ng nghiÖp quèc phßng. Chóng ta còng ®ang cã nh÷ng môc tiªu quèc gia nh»m
môc ®Ých tù chÕ t¹o m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè CNC. §Ó ®¹t ®îc môc tiªu s¶n xuÊt ®îc
m¸y CNC ®ßi hái ph¶i cã nhiÒu bíc ®i, mét trong nh÷ng bíc ®ã lµ ®µo t¹o ®éi ngò c¸n
bé kü thuËt cã tr×nh ®é hiÓu biÕt vÒ m¸y c«ng cô vµ ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô CNC. Trong
luËn v¨n tèt nghiÖp nµy t¸c gi¶ ®· ®i s©u nghiªn cøu vµ t×m hiÓu cÊu tróc ®éng häc, tham sè
m¸y vµ c¸c ph¬ng ph¸p bï sai sè trong m¸y CNC.
Sau mét thêi gian t×m hiÓu vµ nghiªn cøu, ®Õn nay t¸c gi¶ ®· hoµn thµnh néi dung
cña b¶n luËn v¨n, vµ c¸c kÕt qu¶ ®o thùc nghiÖm. ë ViÖt Nam nh÷ng vÊn ®Ò vÒ nghiªn cøu
thiÕt kÕ n¸y CNC cßn kh¸ míi mÎ, ®ång thêi do kh¶ n¨ng vµ kinh nghiÖm b¶n th©n cßn h¹n
chÕ nªn ch¾c r»ng trong luËn v¨n nµy cßn cã nh÷ng thiÕu sãt, tån t¹i. T«i mong ®îc sù chØ
b¶o cña mäi ngêi ®Ó kÕt qu¶ t×m hiÓu, nghiªn cøu cña luËn v¨n ®îc hoµn thiÖn h¬n. Nh©n
dÞp nµy T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n GS-TSKH. Bµnh TiÕn Long, TS. Hoµng VÜnh Sinh ®·
tËn t×nh híng dÉn vµ gióp ®ì t«i hoµn thµnh b¶n luËn v¨n nµy.
T¸c gi¶
Ks TrÞnh TiÕn Kháe
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -8- TrÞnh TiÕn Kháe
Ch¬ng 1. TæNG QUAN VÒ M¸Y CNC
1.1. LÞch sö ph¸t triÓn, hiÖu qu¶ kinh tÕ m¸y c«ng cô CNC dïng
trong c«ng nghiÖp
M¸y ®iÒu khiÓn sè (Computer Numerical Control - CNC) ®· ra ®êi tõ
l©u. Ngêi ta cho r»ng sù kiÖn ra ®êi chiÕc m¸y dÖt dïng tÊm thÐp trªn ®ã cã
lç ®Ó tù ®éng ®iÒu khiÓn ®êng chuyÓn ®éng cña kim dÖt do Joseph M.
Jacquard chÕ t¹o n¨m 1808 lµ thêi ®iÓm ra ®êi cña m¸y ®iÒu khiÓn sè. M¸y
dÖt ®îc ®iÒu khiÓn trªn c¬ së th«ng tin hai tr¹ng th¸i, tr¹ng th¸i thø nhÊt lµ
kim ë vÞ trÝ cã lç, t¬ng øng víi møc logic b»ng “1” vµ tr¹ng th¸i thø hai lµ
kim ë vÞ trÝ kh«ng cã lç, t¬ng øng víi møc logic b»ng “0”. Khi thay ®æi quy
luËt vÞ trÝ lç trªn tÊm thÐp cho kiÓu ¸o míi cÇn gia c«ng vµ quy luËt lç trªn tÊm
thÐp chÝnh lµ ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y.
Ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y mµ th«ng tin ®iÒu khiÓn viÕt díi d¹ng
“1” vµ “0” ®îc gäi lµ ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn sè vµ m¸y ®îc ®iÒu khiÓn
theo ch¬ng tr×nh trªn gäi lµ m¸y ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè. TÊm thÐp
mang ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn tù ®éng hoµn chØnh trªn ®îc xem lµ vËt lu tr÷
ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y.
Khi nãi ®Õn sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn c¸c d¹ng m¸y c«ng cô ®iÒu
khiÓn sè kh«ng thÓ kh«ng nãi tíi sù ra ®êi vµ ph¸t triÓn cña m¸y tÝnh sè. Ph¸t
minh ra m¸y tÝnh lµ mét bíc ngoÆt quan träng cña ®iÒu khiÓn sè. M¸y tÝnh
c¬ b¶n lÇn ®Çu tiªn ®îc Pascal chÕ t¹o vµo n¨m 1642. M¸y tÝnh c¬ ®îc h×nh
thµnh trªn c¬ së tæ hîp c¸c bé truyÒn b¸nh r¨ng. Cho ®Õn n¨m 1834 Babbage
chÕ t¹o m¸y tÝnh nh lµ mét m¸y tÝnh c¬ víi ®é chÝnh x¸c cao. M¸y cña
Babbage kh«ng chØ thùc hiÖn ®îc c¸c phÐp tÝnh sè häc mµ cßn h×nh thµnh
®îc nhiÒu hµm to¸n häc nh m¸y tÝnh ngµy nay. §Æc biÖt lµ m¸y tÝnh cã kh¶
n¨ng lu tr÷, nhí, nhËp vµ xuÊt d÷ liÖu. Do kÕt cÊu m¸y qu¸ phøc t¹p nªn nã
kh«ng cßn c¬ héi ph¸t triÓn vµ ®Õn n¨m 1940 Aiken (ngêi Mü) vµ Zuse
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -9- TrÞnh TiÕn Kháe
(ngêi §øc) ®· thiÕt kÕ m¸y tÝnh trªn c¬ së tæ hîp c¸c r¬ le. Ba n¨m sau,
Mauchly vµ Eckert thiÕt kÕ chÕ t¹o m¸y tÝnh ®iÖn tö vµ ®Æt tªn lµ ENIAC vµ
®©y lµ ch÷ viÕt t¾t tiÕng Anh (Electronic numerical intergrator and computer).
ENIAC ®· sö dông gÇn hai chôc ngh×n bãng ®iÖn tö, ®iÖn tÝch l¾p ®Æt thiÕt bÞ
lªn tíi hµng ngh×n mÐt vu«ng, träng lîng m¸y hai ba chôc tÊn vµ tiªu hao
hµng tr¨m kW, ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y rÊt phøc t¹p. M¸y tÝnh ®iÖn tö æn
®Þnh lµm viÖc kÐm vµ chØ ho¹t ®éng trong vµi phót.
HÖ ®iÒu khiÓn m¸y ENIAC thùc hiÖn hµm logic trªn c¬ së hµng ngh×n
chuyÓn m¹ch cña r¬le v× vËy ®é tin cËy lµm viÖc thÊp. M¸y gåm nhiÒu bãng
®iÖn tö lµm viÖc cïng mét lóc nªn lµm t¨ng nhanh nhiÖt ®é trong m¸y vµ nhiÖt
®é t¨ng theo thêi gian lµm viÖc.
Bíc ngoÆt quan träng lµm cho c«ng nghÖ m¸y tÝnh ph¸t triÓn m¹nh mÏ
®ã lµ ph¸t minh ra ®Ìn b¸n dÉn n¨m 1948. §Ìn b¸n dÉn cã nhiÒu u ®iÓm nh
kÝch thíc nhá, gi¸ thµnh rÎ, ®é tin cËy cao, tiªu thô n¨ng lîng Ýt vµ nhiÖt
sinh ra trong qu¸ tr×nh lµm viÖc kh«ng ®¸ng kÓ nªn nhanh chãng thay thÕ
bãng ®iÖn tö.
Trªn c¬ së ph¸t triÓn cña kü thuËt b¸n dÉn, n¨m 1949 mét sè kü s
ngêi Mü tiÕn hµnh thiÕt kÕ thµnh c«ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng linh kiÖn
b¸n dÉn cho m¸y phay ba trôc. M¸y cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn di chuyÓn dông cô
®Õn mét ®iÓm ®· ®îc tÝnh to¸n tù ®éng tõ tríc.
Trong qu¸ tr×nh gia c«ng c¬ khÝ, nhiÒu chi tiÕt yªu cÇu gia c«ng ®¹t ®é
bãng, ®é chÝnh x¸c cao, thay ®æi nhanh chãng d¹ng s¶n phÈm. Do vËy m¸y
c«ng cô cÇn ph¶i hoµn thiÖn vÒ mÆt thiÕt kÕ vµ ®iÒu khiÓn nh»m n©ng cao ®é
chÝnh x¸c gia c«ng.V× vËy ®iÒu khiÓn sè ®· nhanh chãng ®îc øng dông vµo
hÖ thèng ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô, ®ång thêi m¸y tÝnh cßn ®îc øng dông ®Ó
tÝnh to¸n,lu tr÷ d÷ liÖu ®êng dÉn dông cô trªn b¨ng ®ôc lç, b¨ng tõ hoÆc c¸c
thiÕt bÞ kh¸c. Cïng víi bíc ph¸t triÓn øng dông ®iÒu khiÓn sè trong m¸y
c«ng cô mét thµnh c«ng cã ý nghÜa to lín cña hÖ thèng m¸y c«ng cô ®iÒu
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -10- TrÞnh TiÕn Kháe
khiÓn sè cña MIT (Masachusette institute of technology - MIT) lµ thiÕt kÕ vµ
chÕ t¹o thµnh c«ng hÖ dÉn ®éng ®éng c¬ secvo dïng ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c trôc
m¸y c«ng cô. Vµ thµnh c«ng nµy cµng thóc ®Èy ngµnh m¸y c«ng cô ®iÒu
khiÓn sè ph¸t triÓn m¹nh mÏ nh ngµy nay.
N¨m 1959, m¹ch IC (integrated circuits) ra ®êi vµ nã nhanh chãng thay
thÕ bãng b¸n dÉn. IC lag mét chip nhá, trªn ®ã ngêi ta l¾p mét sè lín c¸c
linh kiÖn (tíi hµng triÖu linh kiÖn) ®Ó thùc hiÖn mét qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn nµo
®ã. IC cã kÝch thíc nhá, ®é tin cËy cao, c«ng suÊt tiªu hao nhá vµ lµ c¬ së ®Ó
h×nh thµnh vi xö lý sau nµy. IC ®îc ®a vµo sö dông nhiÒu trong s¶n xuÊt b¾t
®Çu vµo nh÷ng n¨m 1965. Do IC cã nhiÒu u ®iÓm nh ®· nãi ë trªn nªn nã
nhanh chãng ®îc øng dông vµo nghÖ chÕ t¹o m¸y tÝnh ®iÖn tö. Trªn c¬ së c¸c
m¹ch IC ngêi ta thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o thµnh c«ng bé vi xö lý (microprocessor)
cho c¸c m¸y tÝnh sè.
N¨m 1958 ngêi ta sö dông mét sè tõ tiÕng Anh lµ ký tù ®Ó h×nh thµnh
ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y. HÖ ®iÒu khiÓn m¸y gåm: ch¬ng tr×nh ®iÒu
khiÓn, ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n th«ng sè h×nh häc, tÝnh to¸n lùa chän chÕ ®é gia
c«ng nh tèc ®é c¾t, lîng ch¹y dao, chiÒu s©u c¾t, b«i tr¬n lµm m¸t. tËp hîp
c¸c ký tù h×nh thµnh ch¬ng tr×nh dïng ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y ®îc gäi lµ ng«n
ng÷ APT (Automatically programmed Tool). u ®iÓm cña ng«n ng÷ APT lµ
thuËn lîi cho ngêi viÕt ch¬ng tr×nh, dÔ dµng chuyÓn ®æi thµnh mét ch¬ng
tr×nh mµ m¸y cã thÓ hiÓu ®îc.
Trªn c¬ së cña APT ngêi ta ph¸t triÓn ra nhiÒu d¹ng ch¬ng tr×nh ®iÒu
khiÓn kh¸c: ADAPT vµ AUTOSPOT cña IBM; CINTURIN cña Cincinati
Milacron; EXAPT I, EXAPT II, EXAPT III cña §øc; GENTURN cña General
Electric; MILTURN cña Metaalinstitut ë Netherland; NEL 2PL, NEL 2C,
NEL 2CL cña Ferranti; .. .
N¨m 1976, nh÷ng m¸y ®iÒu khiÓn hoµn toµn tù ®éng theo ch¬ng tr×nh
mµ c¸c th«ng tin viÕt díi d¹ng sè gäi lµ m¸y ®iÒu khiÓn sè NC (Numerical
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -11- TrÞnh TiÕn Kháe
Control). Còng vµo n¨m 1976 ngêi ta ®a m¸y tÝnh nhá vµo hÖ thèng ®iÒu
khiÓn m¸y NC nh»m më réng ®Æc tÝnh ®iÒu khiÓn vµ më réng bé nhí cña m¸y
so víi c¸c NC, c¸c m¸y nµy ®îc gäi lµ m¸y CNC (Computer Numerical
Control). Vµ sau ®ã c¸c chøc n¨ng trî gióp cho qu¸ tr×nh gia c«ng ngµy cµng
ph¸t triÓn vµ n¨m 1965 hÖ thèng CAD - CAM - CNC ra ®êi. Vµ n¨m 1984 ®å
häa m¸y tÝnh ph¸t triÓn, ®îc øng dông ®Ó m« pháng qu¸ tr×nh gia c«ng trªn
m¸y c«ng cô.
N¨m 1994 hÖ NURBS (Not uniforme rational B-Splines) giao diÖn phÇn
mÒm CAD cho phÐp m« pháng ®îc c¸c bÒ mÆt néi suy phøc t¹p trªn mµn
h×nh, ®ång thêi nã cho phÐp tÝnh to¸n vµ ®a ra c¸c ph¬ng tr×nh to¸n häc m«
pháng c¸c bÒ mÆt phøc t¹p, tõ ®ã tÝnh to¸n chÝnh x¸c ®êng néi suy víi ®é
mÞn, ®é s¾c nÐt cao.
C«ng nghÖ nano ®ang ®îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc khoa häc trong
®ã cã ngµnh chÕ t¹o m¸y c«ng cô. N¨m 2001 Fanuc ®· chÕ t¹o hÖ ®iÒu khiÓn
nano cho m¸y c«ng cô CNC.
1.2. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña m¸y CNC
HiÖu qu¶ kinh tÕ do m¸y CNC ®em l¹i cã thÓ chØ ra ë c¸c khÝa c¹nh
díi ®©y:
− Khi chi tiÕt cã ®é phøc t¹p cao, lùa chän ph¬ng ph¸p gia c«ng phï hîp
nhÊt lµ gia c«ng trªn m¸y CNC. Bëi v× gia c«ng trªn m¸y CNC rót ng¾n
thêi gian gia c«ng, ®¹t ®é chÝnh x¸c yªu cÇu vµ gi¸ thµnh rÎ h¬n so víi khi
gia c«ng trªn m¸y c«ng cô v¹n n¨ng vµ m¸y tù ®éng cøng.
− Kh¶ n¨ng thay ®æi d¹ng s¶n phÈm chÕ t¹o nhanh v× chØ cÇn thay ®æi
ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn mµ kh«ng cÇn thay ®æi cÊu tróc m¸y hoÆc thªm
c¸c ®å g¸ chuyªn dïng. M¸y ®iÒu khiÓn sè ®¸p øng ®îc tÝnh linh ho¹t cña
s¶n xuÊt.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -12- TrÞnh TiÕn Kháe
− Chi phÝ cho s¶n xuÊt dông cô c¾t nhá h¬n v× m¸y cã kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸
®îc lîng mßn dông cô ngay trong qu¸ tr×nh gia c«ng vµ tù ®éng ®iÒu
chØnh m¸y ®Ó bï lîng mßn dông cô.
− M¸y CNC cã tÝnh n¨ng tù ®éng kiÓm tra chÊt lîng ngay trong qu¸ tr×nh
gia c«ng. C¸c m¸y th«ng thêng kh«ng cã kh¶ n¨ng nµy. Do kh«ng cã
chøc n¨ng nµy, c¸c m¸y v¹n n¨ng kh«ng gi¸m s¸t ®îc qu¸ tr×nh gia c«ng
nªn tæn phÝ cho kiÓm tra chÊt lîng cao h¬n so víi m¸y CNC.
− Thêi gian gia c«ng chi tiÕt ë trªn m¸y CNC nhá h¬n so víi m¸y v¹n n¨ng
v× tËp trung nguyªn c«ng cao, gia c«ng nhiÒu nguyªn c«ng trong cïng mét
lóc.
− M¸y CNC kh«ng cÇn dïng c¸c ®å g¸ chuyªn dông ®Ó g¸ kÑp ph«i.
1.3. M¸y CNC dïng trong c«ng nghiÖp
Cïng víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña m¸y tÝnh, hÖ thèng ®iÌu khiÓn
sè ®îc øng dông trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau trong ®ã cã m¸y c«ng cô.
Díi ®©y tr×nh bµy mét sè d¹ng m¸y c«ng cô CNC thêng gÆp trªn thÞ trêng.
1.3.1. M¸y khoan CNC (Drilling machines)
§Æc ®iÓm chÝnh cña m¸y khoan lµ hÖ täa ®é m¸y h×nh thµnh trªn c¬ së
hÖ täa ®é §ecac theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i víi ba trôc vu«ng gãc víi nhau.
HÖ thèng ®iÒu khiÓn lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn theo vÞ trÝ (point to point). V× vËy
hÖ ®iÒu khiÓn nµy kh«ng cÇn côm néi suy th¼ng vµ cong. HÖ ®iÒu khiÓn m¸y
khoan CNC ®îc thiÕt kÕ víi kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn t¬ng thÝch víi hai c¸ch
viÕt ch¬ng tr×nh: HÖ tuyÖt ®èi vµ hÖ gia sè. H×nh 1-1 chØ ra trung t©m khoan
RDC 400V12 cña h·ng EXCEL.
Yªu cÇu chÝnh ®èi víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn m¸y khoan CNC lµ tÝnh to¸n
nhanh vµ dõng chÝnh x¸c vÞ trÝ.
Th«ng thêng cÊu tróc c¬ b¶n cña m¸y khoan v¹n n¨ng còng nh m¸y
khoan CNC lµ trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng trïng víi trôc Z cña hÖ täa ®é
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -13- TrÞnh TiÕn Kháe
§ecac. Bµn m¸y bè trÝ trong mÆt ph¼ng n»m ngang trïng víi mÆt ph¼ng XOY
cña hÖ täa ®é §ecac vµ vu«ng gãc víi trôc chÝnh. C¸c trô chuyÓn ®éng ®îc
bè trÝ nh sau:
− Trôc th¼ng thø nhÊt cña m¸y khoan (chuyÓn ®éng ch¹y dao th¼ng ®øng)
®îc bè trÝ trïng víi trôc Z cña hÖ täa ®é m¸y. Ngoµi ra trôc chÝnh cßn
®îc bè trÝ chuyÓn ®éng quay t¹o ra tèc ®é c¾t gät cÇn thiÕt. Th«ng thêng
trªn m¸y khoan chi tiÕt ®Æt ®îc ®Æt trªn bµn m¸y.
− ChuyÓn ®éng th¼ng thø hai vµ thø ba ®îc bè trÝ cho bµn m¸y. Trôc th¼ng
thø nhÊt song song víi trôc X cña hÖ täa ®é m¸y (t¬ng øng chuyÓn ®éng
däc cña bµn m¸y).
− Trôc th¼ng thø nhÊt song song víi trôc Y cña hÖ täa ®é m¸y (chuyÓn ®éng
ch¹y dao ngang).
− VÞ trÝ tÊt c¶ c¸c ®iÓm trªn chi tiÕt ®îc x¸c ®Þnh bëi hai täa ®é X vµ Y
vu«ng gãc víi nhau.
− §iÓm gèc m¸y (deference point) thêng bè trÝ ë ®iÓm thuËn lîi nµo ®ã trªn
bµn m¸y.
HÖ ®iÒu khiÓn m¸y khoan cho phÐp thùc hiÖn c¸c d¹ng chu tr×nh khoan
tù ®éng. M¸y ®îc tù ®éng hãa c¸c chøc n¨ng thay dông cô, b«i tr¬n,lµm m¸t,
tù ®éng lùa chän tèc ®é c¾t, tèc ®é ch¹y dao, chiÒu s©u c¾t vµ cã kh¶ n¨ng tù
®éng hiÖu chØnh ®êng kÝnh vµ chiÒu dµi dông cô.
M¸y khoan CNC ®îc thiÕt kÕ theo mo®un. V× vËy ®Ó n©ng cao n¨ng
suÊt m¸y ngêi ta cã thÓ ghÐp thªm vµo nã mét vµi côm trôc chÝnh. §iÒu nµy
kh«ng lµm t¨ng sè trôc cña m¸y. §Ó n©ng cao kh¶ n¨ng c«ng nghÖ cña m¸y
ngêi ta l¾p thªm c¸c mo®un nh»m t¨ng sè trôc m¸y, vÝ dô cÇn cã chuyÓn
®éng quay cña ô trôc chÝnh ngêi ta l¾p thªm mo®un quay trªn bµn m¸y. Nhê
kh¶ n¨ng më réng sè trôc, m¸y khoan cã kh¶ n¨ng gia c«ng trªn c¶ n¨m mÆt
cña ph«i cã d¹ng h×nh vu«ng.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -14- TrÞnh TiÕn Kháe
1.3.2. M¸y phay CNC (Millling machines)
CÊu tróc cña m¸y phay còng ®îc thiÕt kÕ trªn c¬ së hÖ täa ®é §ecac
theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i víi ba trôc täa ®é vu«ng gãc víi nhau nh trong
m¸y khoan.
M¸y phay cã thÓ cã nhiÒu trôc m¸y (trôc chuyÓn ®éng), sè trôc Ýt nhÊt
cña m¸y phay lµ 2 1 D. M¸y phay CNC ®îc trang bÞ hÖ thèng lu tr÷ dông cô,
2
thiÕt bÞ thay dông cô, c¬ cÊu kÑp, th¸o ph«i vµ thay ph«i tù ®éng.
M¸y phay CNC cã cÊu tróc trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng ®îc gäi lµ
m¸y phay ®øng. M¸y phay CNC cã trôc chÝnh bè trÝ n»m ngang gäi lµ m¸y
phay n»m ngang.
M¸y phay CNC ®îc trang bÞ hÖ thèng ®iÒu khiÓn m¹nh ®Ó tÝnh to¸n
quü ®¹o chuyÓn ®éng cña dông cô, néi suy th¼ng, néi suy vßng vµ c¸c ®êng
cong phøc t¹p (Spline). §Ó gia c«ng c¸c ®êng cong vµ c¸c bÒ mÆt phøc t¹p,
m¸y phay CNC cÇn ph¶i cã sè trôc m¸y Ýt nhÊt lµ ba. M¸y phay ®øng ba trôc
chØ ra trªn h×nh 1-1.
H×nh 1-1: M¸y phay CNC
CÊu tróc c¬ b¶n cña m¸y tiªn CNC lµ trôc chÝnh thêng bè trÝ n»m
ngang hoÆc th¼ng ®øng, bµn m¸y cã thÓ bè trÝ trªn mÆt ph¼ng n»m ngang hoÆc
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -15- TrÞnh TiÕn Kháe
mÆt ph¼ng nghiªng. Ph«i ®îc kÑp b»ng m©m cÆp hoÆc ®îc ®Æt trªn hai ®Çu
chèng t©m vµ ®Çu chèng t©m cã khÝa nhµm ®Ó truyÒn momen xo¾n.
M¸y tiÖn cã thÓ cã nhiÒu trôc chÝnh, mét hoÆc nhiÒu bµn xe dao vµ ®Çu
R¬vonve. M¸y tiÖn CNC cã kh¶ n¨ng c«ng nghÖ réng nh: tiÖn tr¬n, tiÖn ren,
khoan, khoÐt, doa, khoan t©m, c¾t ®øt, tiÖn mÆt ®Çu, phay, .. .
1. ô tríc mang trôc chÝnh, lµm nhiÖm vô t¹o tèc ®é c¾t gät. Trôc chÝnh
thêng dîc dÉn ®éng bëi ®éng c¬ mét chiÒu ®iÒu khiÓn secvo hoÆc ®éng
c¬ xoay chiÒu ®iÒu khiÓn tÇn sè nh»m t¹o kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn v« cÊp tèc
®é. Tèc ®é ®éng c¬ thùc hiÖn theo ch¬ng tr×nh NC cña m¸y.
2. ô sau bè trÝ ®èi diÖn víi ô tríc. ChuyÓn ®éng ô sau thùc hiÖn theo ch¬ng
tr×nh ®iÒu khiÓn NC. Khi thay dông cô, ®Çu revonver chuyÓn ®éng lïi vÒ
®iÓm thay dông cô mµ ®iÓm ®iÓm nµy ®· ®îc x¸c ®Þnh tríc ®Ó thùc hiÖn
qu¸ tr×nh nµy.
3. ThiÕt bÞ thay dông cô cã kÕt cÊu kh¸ ®a d¹ng nhng ph¶i ®¶m b¶o thay
dông cô dÔ dµng vµ nhanh chãng. Khi thay dông cô, thiÕt bÞ thay dông cô
chuyÓn ®éng ®Õn vÞ trÝ x¸c ®Þnh ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh nµy. Tïy theo møc
®é tù ®éng hãa mµ m¸y bè trÝ thªm hÖ thèng lu tr÷ dông cô vµ hÖ thèng
thay ph«i tù ®éng.
1.3.3. Trung t©m gia c«ng (Machining center)
Trung t©m gia c«ng lµ m¸y CNC ®øng hoÆc n»m ngang nhng ®îc
trang bÞ hÖ thèng thay dao tù ®éng gäi lµ trung t©m gia c«ng. Trung t©m gia
c«ng lµ tÕ bµo trong d©y truyÒn s¶n xuÊt. Sè trôc ®iÒu khiÓn cña trung t©m gia
c«ng Ýt nhÊt lµ 3. §Ó më réng h¬n n÷a kh¶ n¨ng c«ng nghÖ cña trung t©m gia
c«ng vµ phï hîp víi th¬ng m¹i, ngay trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ ngêi ta ®·
thiÕt kÕ nã díi d¹ng c¸c mo®un ®éc lËp, hÖ thèng ®iÒu khiÓn lµ hÖ thèng më.
Khi cÇn më réng trôc chuyÓn ®éng nµo ®ã ngêi ta chØ cÇn l¾p thªm
m«®un t¬ng øng vµo trung t©m gia c«ng vµ nh vËy sè trôc ®iÒu khiÓn m¸y
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -16- TrÞnh TiÕn Kháe
t¨ng lªn, vÝ dô trung t©m phay cÇn t¨ng thªm trôc chuyÓn ®éng quay ®Çu trôc
chÝnh ®Ó m¸y cã kh¶ n¨ng gia c«ng lç trªn mÆt nghiªng. Trung t©m gia c«ng
n¨m trôc víi bèn trôc tÞnh tiÕn vµ mét trôc quay. Vµ ®îc trang bÞ hÖ thèng
thay dông cô.
Trung t©m gia c«ng ®îc trang thiÕt bÞ lu tr÷ dông cô. ThiÕt bÞ lu tr÷
dông cô cã d¹ng m©m, d¹ng xÝch mét tÇng hoÆc nhiÒu tÇng. Lu tr÷ dông cô
theo d¹ng xÝch cho phÐp lu tr÷ ®îc sè lîng dông cô lín h¬n so víi d¹ng
®Üa. Cïng víi hÖ thèng lu tr÷ m¸y cã hÖ thèng thay dông cô tù ®éng.
1.4. Nh÷ng ®Þnh nghÜa c¬ b¶n cña m¸y c«ng cô NC-CNC
1.4.1. §Þnh nghÜa trôc vµ trôc m¸y
1.4.1.1. §Þnh nghÜa trôc
Gia c«ng trªn m¸y CNC lµ qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng dông cô däc theo
®êng h×nh häc trªn bÒ mÆt cÇn gia c«ng. §êng h×nh häc ®îc t¹o ra trªn chi
tiÕt lµ ®êng bao cña dông cô c¾t trong qu¸ tr×nh gia c«ng. Th«ng thêng,
trong qu¸ tr×nh gia c«ng, chi tiÕt kÑp chÆt trªn bµn m¸y vµ dông cô l¾p trªn
trôc chÝnh. §Ó ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng dông cô c¾t däc theo ®êng h×nh häc
trªn bÒ mÆt chi tiÕt, cÇn t×m mèi quan hÖ vÞ trÝ gi÷a dông cô vµ chi tiÕt.
Mèi quan hÖ vÞ trÝ gi÷a dông cô vµ chi tiÕt cã thÓ thiÕt lËp th«ng qua
viÖc ®Æt chóng trong cïng mét hÖ täa ®é. HÖ täa ®é §ecac ®îc chän sö dông
lµm hÖ täa ®é trong m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè. HÖ täa ®é nµy dïng ®Ó biÓu
diÔn mèi quan hÖ vÞ trÝ gi÷a dông cô vµ chi tiÕt vµ nã ®îc gäi lµ hÖ täa ®é
m¸y. HÖ täa ®é §ecac cã hai nguyªn t¾c thiÕt lËp: hÖ täa ®é tu©n theo nguyªn
t¾c bµn tay ph¶i vµ tu©n theo nguyªn t¾c bµn tay tr¸i. Kh«ng gian giíi h¹n bëi
ba kÝch thíc cña hÖ täa ®é §ecac g¾n víi m¸y mµ hÖ ®iÒu khiÓn m¸y cã thÓ
nhËn biÕt ®îc gäi lµ vïng gia c«ng.
§o¹n th¼ng dïng ®Ó ®Þnh híng mét kh«ng gian hoÆc mét ®èi tîng
h×nh häc gäi lµ trôc. Ba trôc bè trÝ vu«ng gãc víi nhau h×nh thµnh hÖ täa ®é
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -17- TrÞnh TiÕn Kháe
§ecac. Trôc ®îc xem nh lµ ®êng chuÈn dïng ®Ó x¸c ®Þnh ®èi tîng nµo ®ã
trong kh«ng gian theo kÝch thíc dµi vµ kÝch thíc gèc.
1.4.1.2. §Þnh nghÜa trôc m¸y
Ph©n tÝch c¸c chuyÓn ®éng c¬ häc cho thÊy mäi chuyÓn ®éng ®Òu tæ
hîp tõ hai chuyÓn ®éng c¬ b¶n thµnh phÇn: chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn vµ chuyÓn
®éng quay trßn. V× vËy chuyÓn ®éng dông cô cña m¸y còng ®îc ®Æc trng
bëi hai chuyÓn ®éng c¬ b¶n trªn. ChuyÓn ®éng th¼ng dông cô song song víi
trôc hÖ täa ®é g¾n víi m¸y, gäi lµ trôc chuyÓn ®éng th¼ng gäi t¾t lµ trôc th¼ng.
ChuyÓn ®éng cña dông cô quay xung quanh trôc hÖ täa ®é g¾n víi m¸y gäi lµ
trôc chuyÓn ®éng quay, gäi t¾t lµ trôc quay. ChuyÓn ®éng quay cña dông cô
xung quanh trôc nµo ®ã cña hÖ täa ®é g¾n víi m¸y hoÆc chuyÓn ®éng dông cô
tÞnh tiÕn song song víi trôc hÖ täa ®é g¾n víi víi m¸y chuyÓn ®éng ®ã ®îc
gäi lµ trôc. Sè trôc thÓ hiÖn kh¶ n¨ng c«ng nghÖ cña m¸y, nªn ngêi ta thêng
lÊy sè trôc kÌm víi tªn m¸y vÝ dô m¸y phay CNC ba - trôc, m¸y phay CNC
bèn - trôc ®Ó gäi tªn cña m¸y.
§Ó m« t¶ m¸y CNC tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p, c¸c níc kh¸c nhau ®Æt
ra tiªu chuÈn kh¸c nhau vÒ sè trôc chuyÓn ®éng cÇn thiÕt. Tµi liÖu nµy tr×nh
bµy tiªu chuÈn cña tËp ®oµn c«ng nghiÖp ®iÖn tö EIA (Electronic industries
association). EIA ®a ra tiªu chuÈn EIA-267-B. Tiªu chuÈn nµy cho r»ng chØ
cÇn tèi ®a mêi bèn trôc (trôc chuyÓn ®éng) lµ cã thÓ m« t¶ tÊt c¶ c¸c m¸y NC
vµ CNC tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p. 14 trôc chuyÓn ®éng ®îc chia thµnh hai
kiÓu: trôc quay vµ trôc th¼ng. Trong 14 trôc cã 9 trôc th¼ng vµ 5 trôc quay. 9
trôc th¼ng l¹i ®îc chia thµnh 3 trôc th¼ng thø nhÊt, 3 trôc th¼ng thø hai vµ 3
trôc th¼ng thø ba. Trong sè 5 trôc quay ®îc chia thµnh 3 trôc quay thø nhÊt
vµ 2 trôc quay thø hai.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -18- TrÞnh TiÕn Kháe
1.4.2. CÊu tróc hÖ trôc m¸y NC - CNC
1.4.2.1. Ba trôc th¼ng thø nhÊt: X, Y vµ Z
HÖ täa ®é §ecac tu©n theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i ®îc biÓu diÔn
th«ng qua ba ngãn tay: ngãn c¸i, ngãn trá vµ ngãn gi÷a. Ba ngãn tay bè trÝ
h×nh thµnh hÖ trôc täa ®é. Ngãn c¸i t¬ng øng víi trôc X, ngãn trá t¬ng øng
víi trôc Y vµ ngãn gi÷a t¬ng øng víi trôc Z. HÖ trôc täa ®é §ecac ®îc g¾n
víi m¸y gäi lµ hÖ täa ®é m¸y. G¾n hÖ täa ®é §ecac vµo m¸y quy ®Þnh nh thÕ
nµo? G¾n hÖ trôc täa ®é vµo m¸y tïy thuéc vµo cÊu tróc m¸y. CÊu tróc m¸y
thêng cã hai kiÓu bè trÝ c¬ b¶n ®ã lµ trôc chÝnh th¼ng ®øng vµ trôc n»m
ngang.
HÖ täa ®é §ecac g¾n vµo m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè ®îc quy ®Þnh b¾t
®Çu tõ trôc Z. Vµ trôc Z bè trÝ trïng víi trôc chÝnh cßn c¸c trôc kh¸c x¸c ®Þnh
theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i hoÆc bµn tay tr¸i. HÖ trôc m¸y bè trÝ theo nguyªn
t¾c bµn tay ph¶i víi m¸y cã trôc chÝnh bè trÝ n»m ngang vµ hÖ trôc m¸y cã
trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng chØ ra trªn h×nh1-1. Ba trôc th¼ng thø nhÊt lµ ba -
chuyÓn ®éng th¼ng cña dông cô song song víi c¸c trôc hÖ täa ®é m¸y vµ ®îc
ký hiÖu b»ng c¸c ch÷ c¸i X, Y vµ Z (Ký hiÖu trïng víi ký hiÖu hÖ trôc m¸y).
Hai trôc th¼ng thø nhÊt X vµ Y t¬ng øng víi hai chuyÓn ®éng cña bµn
m¸y trong mÆt ph¼ng t¹o bëi hai trôc täa ®é X vµ Y.
Trôc th¼ng thø nhÊt X vµ trôc thø nhÊt Y ®îc bè trÝ nh thÕ nµo trong
m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè? HÖ EIA quy ®Þnh chuyÓn ®éng nµo cña bµn m¸y
cã hµnh tr×nh lín h¬n trong hai chuyÓn ®éng th¼ng thø nhÊt X vµ thø nhÊt Y,
chuyÓn ®éng ®ã ®îc x¸c ®Þnh lµ chuyÓn ®éng th¼ng thø nhÊt X vµ chuyÓn
®éng cßn l¹i lµ trôc th¾ng thø nhÊt Y.
ChuyÓn ®éng cña m¸y cã hai chiÒu (trôc m¸y cã hai chiÒu), EAI quy
íc chiÒu d¬ng cña chuyÓn ®éng ®îc lý hiÖu (+) vµ chiÒu ©m cña chuyÓn
®éng ®îc ký hiÖu (-).
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -19- TrÞnh TiÕn Kháe
ChiÒu cña ba trôc th¼ng thø nhÊt ®îc x¸c ®Þnh nh sau: ChiÒu d¬ng
trôc th¼ng thø nhÊt Z (ký hiÖu +Z) quy íc lµ chiÒu t¨ng dÇn kho¶ng c¸ch tõ
chi tiÕt ®Õn dông cô. Ngîc víi chiÒu d¬ng cña trôc th¼ng thø nhÊt Z lµ chiÒu
©m cña trôc th¼ng Z (ký hiÖu -Z).
ChiÒu d¬ng cña trôc th¼ng thø nhÊt X (ký hiÖu +X) ®éc lËp víi chiÒu
chuyÓn ®éng cña trôc th¼ng thø nhÊt Z vµ cã mèi quan hÖ vÞ trÝ víi chi tiÕt
hoÆc trô m¸y. ChiÒu d¬ng trôc th¼ng +X ®îc quy ®Þnh víi hai trêng hîp:
m¸y cã trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng vµ m¸y cã trôc chÝnh bè trÝ n»m ngang.
H×nh 1-2: HÖ trôc m¸y cã trôc chÝnh th¼ng ®øng
Trêng hîp m¸y cã trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng, ngêi quan s¸t ®øng
®èi diÖn víi trô m¸y qua bµn m¸y vµ nh×n tõ chi tiÕt ®Õn trô m¸y, chiÒu d¬ng
trôc th¼ng thø nhÊt (+X) cã chiÒu híng tø tr¸i sang ph¶i. ChiÒu ngîc l¹i lµ
chiÒu ©m cña trôc (-X).
Trêng hîp m¸y cã trôc chÝnh n»m ngang, ngêi quan s¸t ®øng cïng
phÝa víi trô m¸y, nh×n tõ trô m¸y ®Õn chi tiÕt, chiÒu d¬ng trôc thø nhÊt (+X)
cã chiÒu híng tõ tr¸i sang ph¶i (chiÒu ngîc víi chiÒu khi trôc chÝnh bè trÝ
th¼ng ®øng). ChiÒu ngîc l¹i víi chiÒu d¬ng lµ chiÒu ©m (-X).
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -20- TrÞnh TiÕn Kháe
Ký hiÖu chiÒu d¬ng cña trôc th¼ng thø nhÊt Y lµ (+Y), chiÒu d¬ng
(+Y) ®îc x¸c ®Þnh dùa trªn c¬ së chiÒu d¬ng (+Z) vµ chiÒu d¬ng (+X) ®·
biÕt theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i.
C¸ch x¸c ®Þnh chiÒu d¬ng (+Y) nh sau: §a ngãn c¸i theo chiÒu
d¬ng (+X), ®a ngãn gi÷a theo chiÒu d¬ng (+Z), ngãn trá cïng víi hai ngãn
gi÷a vµ ngãn c¸i lµm thµnh hÖ täa ®é §ecac, chiÒu ®i tõ lßng bµn tay ®Õn ®Çu
ngãn tay ngãn trá lµ chiÒu d¬ng cña trôc (+Y) vµ chiÒu ngîc l¹i lµ chiÒu ©m
cña trôc X (ký hiÖu -X).
Víi quy ®Þnh nªu trªn cña EIA, ba trôc th¼ng thø nhÊt m¸y phay CNC
víi trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng chØ ra trªn h×nh 1-3.
H×nh 1-3: M¸y phay CNC ba trôc
1.4.2.2. Ba trôc quay: A, B vµ C( Rotary axes A, B, C)
Ba trôc quay thø nhÊt ký hiÖu b»ng ba ch÷ c¸i A, B vµ C. ChuyÓn ®éng
quay xung quanh trôc th¼ng thø nhÊt X lµ trôc quay thø nhÊt ký hiÖu b»ng ch÷
A. ChuyÓn ®éng quay quanh trôc th¼ng thø nhÊt Y lµ trôc quay thø nhÊt ký
hiÖu b»ng ch÷ B vµ chuyÓn ®éng quay quanh trôc th¼ng thø nhÊt Z lµ trôc
quay thø nhÊt ký hiÖu b»ng ch÷ C. C¸c trôc quay cã hai chiÒu chuyÓn ®éng:
chiÒu ©m vµ chiÒu d¬ng.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
Trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi
***************************************
LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay
cnc sö dông bé ®iÒu khiÓn itnc 530
Ngµnh: c«ng nghÖ c¬ khÝ
M· sè:
TrÞnh tiÕn khoÎ
Ngêi híng dÉn khoa häc: GS-TSKH. Bµnh TiÕn Long
TS. Hoµng VÜnh Sinh
Hµ néi 2006
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -2- TrÞnh TiÕn Kháe
Môc lôc
Trang
Môc lôc .................................................................................................................................. 2
Danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t .................................................................................. 4
Danh môc c¸c b¶ng ................................................................................................................ 5
Danh môc c¸c h×nh vÏ ............................................................................................................ 6
Më ®Çu ................................................................................................................................... 7
Ch¬ng 1. Tæng quan vÒ m¸y CNC ................................................................... 8
1.1. LÞch sö ph¸t triÓn, hiÖu qu¶ kinh tÕ m¸y c«ng cô CNC dïng trong c«ng nghiÖp ...... 8
1.2. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña m¸y CNC ............................................................... 11
1.3. M¸y CNC dïng trong c«ng nghiÖp .......................................................... 12
1.3.1. M¸y khoan CNC (Drilling machines) ............................................. 12
1.3.2. M¸y phay CNC (Millling machines) .............................................. 14
1.3.3. Trung t©m gia c«ng (Machining center) ......................................... 15
1.4. Nh÷ng ®Þnh nghÜa c¬ b¶n cña m¸y c«ng cô NC-CNC ............................. 16
1.4.1. §Þnh nghÜa trôc vµ trôc m¸y ........................................................... 16
1.4.1.1. §Þnh nghÜa trôc ........................................................................ 16
1.4.1.2. §Þnh nghÜa trôc m¸y ................................................................ 17
1.4.2. CÊu tróc hÖ trôc m¸y NC - CNC ..................................................... 18
1.4.2.1. Ba trôc th¼ng thø nhÊt: X, Y vµ Z ............................................ 18
1.4.2.2. Ba trôc quay: A, B vµ C( Rotary axes A, B, C) ........................ 20
1.4.2.3. Ba trôc th¼ng thø hai: U, V vµ W(Secondary linear axes) ....... 22
1.4.3. HÖ täa ®é......................................................................................... 22
1.4.3.1. HÖ täa ®é §ecac ....................................................................... 23
1.4.3.2. HÖ täa ®é cùc ........................................................................... 24
1.4.3.3. Täa ®é quy chiÕu ...................................................................... 25
Ch¬ng 2. Nghiªn cøu vÒ kÕt cÊu ®éng häc cña m¸y phay CNC5 trôc kiÓu bµn quay ..
........................................................................................................ 28
2.1. Tæng quan lùa chän c¬ cÊu ...................................................................... 28
2.1.1. Gi¶i thuËt x¸c ®Þnh th«ng sè ®iÒu khiÓn ®éng häc khi sö dông dao ®Çu cÇu ........... 34
2.2. Ph©n tÝch ®éng häc m¸y CNC cã cÊu tróc ®éng häc ë h×nh 5 ................. 38
2.2.1. Bµi to¸n t×m th«ng sè ®iÒu khiÓn th«ng sè ®éng häc ...................... 38
2.2.2. T×m miÒn kh«ng gian ho¹t ®éng cña m¸y vµ kh«ng gian gia c«ng:44
Ch¬ng 3. Nghiªn cøu vÒ tham sè cña m¸y dïng cho bé ®iÒu khiÓn
Heidenhain iTNC 530 .............................................................................................. 50
3.1. Kh¸i niÖm vÒ tham sè .............................................................................. 50
3.2. ChÕ ®é ho¹t ®éng theo tham sè m¸y trong ch¬ng tr×nh ......................... 51
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -3- TrÞnh TiÕn Kháe
3.3. Vµo ra cña tham sè m¸y........................................................................... 52
3.3.1. §Þnh d¹ng ®Çu vµo .......................................................................... 52
3.3.2. Danh s¸ch c¸c tham sè ho¹t ®éng cña m¸y .................................... 54
3.3.3. Thay ®æi gi¸ trÞ ®Çu vµo .................................................................. 55
3.4. Ghi ®Ì lªn c¸c tham sè ............................................................................. 56
3.5. Thay ®æi gi¸ trÞ vµo b»ng ®êng PLC ...................................................... 56
3.6. Tham sè m¸y trong file con ..................................................................... 57
3.7. Danh s¸ch c¸c tham sè m¸y ..................................................................... 58
3.7.1. Tham sè Encoders vµ m¸y .............................................................. 58
3.7.2. G¸n ®Çu vµo cho c¸c trôc quay ....................................................... 60
3.8. C¸c trôc PLC cña m¸y.............................................................................. 62
Ch¬ng 4. Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p ®o bï sai sè cho hÖ thèng bµn................ 69
4.1. C¸c d¹ng sai sè cÇn bï sai sè. .................................................................. 69
4.2. Bï cho khe hë........................................................................................... 69
4.3. PhÇn bï däc theo trôc ............................................................................... 71
4.4. Bï c¸c trôc kh«ng th¼ng........................................................................... 72
4.5. PhÇn bï cña d·n në nhiÖt ......................................................................... 78
4.6. Bï sai sè ®¶o chiÒu cña ®«ng c¬ khi quay gia c«ng vßng trßn
. ................ 80
4.7. Bï sai sè cho ma s¸t tÜnh .......................................................................... 82
4.8. Bï sai sè cho ma s¸t trît( chØ cho trôc dïng tÝn hiÖu sè). ...................... 84
Ch¬ng 5. KÕt qu¶ vµ bµn luËn ........................................................................ 85
5.1. Đặt vấn đề. ............................................................................................... 85
5.2. X©y dựng c¸c bộ th«ng số thực nghiệm................................................... 85
5.2.1. Điều kiện thùc nghiệm .................................................................. 85
5.2.2. Kết quả thùc nghiệm ..................................................................... 86
5.2.2.1. Sai sè cÇn bï cho khe hë backlash hai ®Çu trôc. ..................... 86
5.2.2.2. Sai sè cÇn bï cña khe hë vµ bíc t¹i mçi bíc cña trôc m¸y.
88
5.2.3. KÕt qu¶ sau khi bï .......................................................................... 96
5.2.4. Th¶o luËn kÕt qu¶ ........................................................................... 96
5.2.5. KÕt luËn vµ híng nghiªn cøu ........................................................ 97
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -4- TrÞnh TiÕn Kháe
Danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t
KÝ hiÖu TiÕng Anh TiÕng ViÖt
SPL Spline ®êng cong ín lîn
APT Automatically lµ mét hÖ thèng lËp tr×nh chi tiÕt ®a chøc n¨ng m¹nh nhÊt.
Programmed Tool Nã b¾t ®Çu ph¸t triÓn vµo n¨m 1956 ë Mü.
ASCII American Standard Cèt m· nhÞ ph©n ®îc øng dông phæ biÕn trong kü thuËt sè
Code for Information ®Ó tr×nh bµy c¸c kÝ tù chøc n¨ng kh¸c cÇn cho viÖc truyÒn
Interchange d÷ liÖu.
CAD Computer Aided Sö dông m¸y tÝnh vµo viÖc thiÕt kÕ tù ®éng
Design
CAE Computer Aided Sö dông m¸y tÝnh vµo viÖc m« h×nh ho¸ tù ®éng.
Engineering
CAM Computer Aided Sö dông m¸y tÝnh vµo qu¶n lý, ®iÒu khiÓn vµ vËn hµnh s¶n
Manufacturing xuÊt.
CAP Computer Aided Sö dông m¸y tÝnh vµo viÖc lËp kÕ ho¹ch.
Planning
CG Computer Graphic §å ho¹ m¸y tÝnh
CIM Computer Intergraded Sù liªn kÕt toµn bé gi÷a CAD vµ CAM vµo mét qu¸ tr×nh
Manufacturing ®îc gi¸m s¸t vµ ®iÒu khiÓn hoµn toµn b»ng m¸y tÝnh.
CLD Cutter Location Data D÷ liÖu ®Þnh vÞ dông cô c¾t
CNC Computer HÖ thèng dùa trªn m¸y vi tÝnh, chøa mét hoÆc mét vµi m¸y
Numerical Control vi tÝnh (bé vi xö lý) trong ®ã c¸c phÇn mÒm gi÷ chøc n¨ng
thi hµnh c¸c thuËt to¸n cña viÖc ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô.
CPU Central Processing Bé xö lý trung t©m (m¸y tÝnh), bao gåm c¸c bé vi xö lý, c¸c
Unit bé vµo ra vµ bé nhí trung t©m.
FMS Flexible ThuËt ng÷ dïng ®Ó chØ mét bé phËn chÕ t¹o, ®iÒu khiÓn b»ng
Manufacturing System m¸y vi tÝnh mµ cã thÓ ®îc tù ®éng g¸ ®Æt ®Ó s¶n xuÊt c¸c
chi tiÕt kh¸c nhau ®îc nhãm thµnh c¸c hä
NC Numerical Control ph¬ng ph¸p hoÆc hÖ thèng ®iÒu khiÓn mét m¸y c«ng cô
b»ng c¸c lÖnh ë d¹ng sè, th«ng tin ®îc ghi l¹i b»ng ký tù
nhê sö dông m· sè vµ ch÷ c¸i hay phÝm chøc n¨ng.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -5- TrÞnh TiÕn Kháe
Danh môc c¸c b¶ng
B¶ng 3-1: Chia nhãm tham sè m¸y ...................................................................................... 50
B¶ng 3-2: C¸c phÝm chøc n¨ng ............................................................................................ 51
B¶ng 3-3: B¶ng biÓu tîng danh s¸nh m¸y.......................................................................... 55
B¶ng 3-4: B¶ng danh s¸ch than sè ....................................................................................... 58
B¶ng 3-5: B¶ng vÞ trÝ ®Çu vµo cña bé gi¶i m· ...................................................................... 60
B¶ng 3-6: C¸c tham sè cho trôc quay .................................................................................. 61
B¶ng 5-1: KÕt qu¶ ®o khe hë Backlash trªn trôcX ............................................................... 87
B¶ng 5-2: KÕt qu¶ ®o khe hë Backlash trªn trôcY ............................................................... 87
B¶ng 5-3: KÕt qu¶ ®o khe hë Backlash trªn trôc Z .............................................................. 88
B¶ng 5-4: B¶ng gi¸ trÞ ®o trªn trôc X ................................................................................... 89
B¶ng 5-5: B¶ng gi¸ trÞ ®o trªn trôc Y ................................................................................... 92
B¶ng 5-6: B¶ng gi¸ trÞ ®o trªn trôc Z ................................................................................... 94
B¶ng 5-7 B¶ng kÕt khi phay chi tiÕt cã ®êng kÝnh 200 ...................................................... 96
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -6- TrÞnh TiÕn Kháe
Danh môc c¸c h×nh vÏ
Trang
H×nh 1-1: M¸y phay CNC .................................................................................................... 14
H×nh 1-2: HÖ trôc m¸y cã trôc chÝnh th¼ng ®øng ................................................................ 19
H×nh 1-3: M¸y phay CNC ba trôc th¨ng ............................................................................. 20
H×nh 1-4: C¸c trôc quay ABC .............................................................................................. 21
H×nh 1-5: M¸y phay CNC kiÓu bµn quay............................................................................. 21
H×nh 1-6: Ba trôc th¼ng thø hai ............................................................................................ 22
H×nh 1-7: HÖ täa ®é §ecac .................................................................................................. 23
H×nh 1-8: HÖ t¹o ®é cùc ....................................................................................................... 24
H×nh 1-9: §iÓm gèc ch¬ng tr×nh ........................................................................................ 26
H×nh 2-1b: Mét sè d¹ng m¸y song song do CHLB §øc chÕ t¹o .......................................... 28
H×nh 2-8: CÊu tróc cña m¸y phay n¨m trôc ......................................................................... 31
H×nh 2-11: Bè trÝ c¸c hÖ trôc to¹ ®é ..................................................................................... 35
H×nh 2-12: §Æt hÖ trôc cho m¸y........................................................................................... 38
H×nh 2-13: MiÒn gia c«ng .................................................................................................... 45
H×nh 2-14: Gia c«ng ®o¹n th¨ng trong miÒn ....................................................................... 45
H×nh 2-15: MiÒn gia c«ng ch÷ nhËt ..................................................................................... 46
H×nh 2-16: MiÒn gia c«ng h×nh hép ch÷ nhËt ...................................................................... 46
H×nh 2-17: MiÒn gia c«ng lµ h×nh vµnh kh¨n ...................................................................... 47
H×nh 2-18 ............................................................................................................................. 48
H×nh 2-19: MiÒn gia c«ng thùc tÕ ........................................................................................ 48
H×nh 2-20: PhÇn m« pháng .................................................................................................. 49
H×nh 4-1: Bµn m¸y dÞch chuyÓn d¬ng vµ dÞch chuyÓn ©m ................................................ 70
H×nh 4-2: Bµn m¸y ®îc bï thêi gian trÔ ............................................................................. 71
H×nh 4-3: Bï däc trôc theo ®êng th¼ng .............................................................................. 72
H×nh 4-4: C¸c trôc kh«ng th¼ng ........................................................................................... 73
H×nh 4-5: Sai sè do c¸c trôc kh«ng th¼ng ............................................................................ 73
H×nh 4-6: B¶ng bï c¸c gi¸ trÞ sai sè trªn trôc Y ................................................................... 75
H×nh 4-7: B¶ng bï c¸c gi¸ trÞ sai sè trªn trôc Z ................................................................... 75
H×nh 4-8: B¶ng bï c¸c gi¸ trÞ sai sè khi c¸c trôc kh«ng song song ..................................... 77
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -7- TrÞnh TiÕn Kháe
Më ®Çu
Trong thêi ®¹i ngµy nay loµi ngêi ®ang chøng kiÕn rÊt nhiÒu nh÷ng tiÕn bé cña
khoa häc kü thuËt. Mét trong nh÷ng thµnh tùu quan träng nhÊt cña khoa häc kü thuËt ®ã
chÝnh lµ tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt ®· ®a ®Õn h×nh thøc s¶n xuÊt
linh ho¹t. ë c¸c níc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn s¶n xuÊt linh ho¹t cã thÓ thay thÕ cã hiÖu qu¶
lao ®éng ®¾t gi¸, ®iÒu nµy cã thÓ cã quan hÖ rÊt nhiÒu ®èi víi nhiÒu níc ®ang ph¸t triÓn,
®ang dùa vµo chi phÝ lao ®éng thÊp ®Ó c¹nh tranh gi¸ c¶ trªn thÞ trêng.
Trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt linh ho¹t th× m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè CNC ®ãng mét
vai trß rÊt quan träng. Sö dông m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè cho phÐp gi¶m khèi lîng gia
c«ng chi tiÕt, n©ng cao ®é chÝnh x¸c gia c«ng vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ, ®ång thêi rót ng¾n ®îc
chu kú s¶n xuÊt. ChÝnh v× vËy hiÖn nay nhiÒu níc trªn thÕ giíi ®· vµ ®ang øng dông réng
r·i c¸c m¸y ®iÒu khiÓn sè vµo lÜnh vùc c¬ khÝ chÕ t¹o.
ë ViÖt Nam hiÖn nay c¸c m¸y CNC ®ang ®îc nhËp khÈu vµ sö dông réng r·i ®Ó
chÕ t¹o ra c¸c chi tiÕt c¬ khÝ, ®Æc biÖt lµ chÕ t¹o c¸c khu«n mÉu chÝnh x¸c, c¸c chi tiÕt
phôc vô c«ng nghiÖp quèc phßng. Chóng ta còng ®ang cã nh÷ng môc tiªu quèc gia nh»m
môc ®Ých tù chÕ t¹o m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè CNC. §Ó ®¹t ®îc môc tiªu s¶n xuÊt ®îc
m¸y CNC ®ßi hái ph¶i cã nhiÒu bíc ®i, mét trong nh÷ng bíc ®ã lµ ®µo t¹o ®éi ngò c¸n
bé kü thuËt cã tr×nh ®é hiÓu biÕt vÒ m¸y c«ng cô vµ ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô CNC. Trong
luËn v¨n tèt nghiÖp nµy t¸c gi¶ ®· ®i s©u nghiªn cøu vµ t×m hiÓu cÊu tróc ®éng häc, tham sè
m¸y vµ c¸c ph¬ng ph¸p bï sai sè trong m¸y CNC.
Sau mét thêi gian t×m hiÓu vµ nghiªn cøu, ®Õn nay t¸c gi¶ ®· hoµn thµnh néi dung
cña b¶n luËn v¨n, vµ c¸c kÕt qu¶ ®o thùc nghiÖm. ë ViÖt Nam nh÷ng vÊn ®Ò vÒ nghiªn cøu
thiÕt kÕ n¸y CNC cßn kh¸ míi mÎ, ®ång thêi do kh¶ n¨ng vµ kinh nghiÖm b¶n th©n cßn h¹n
chÕ nªn ch¾c r»ng trong luËn v¨n nµy cßn cã nh÷ng thiÕu sãt, tån t¹i. T«i mong ®îc sù chØ
b¶o cña mäi ngêi ®Ó kÕt qu¶ t×m hiÓu, nghiªn cøu cña luËn v¨n ®îc hoµn thiÖn h¬n. Nh©n
dÞp nµy T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n GS-TSKH. Bµnh TiÕn Long, TS. Hoµng VÜnh Sinh ®·
tËn t×nh híng dÉn vµ gióp ®ì t«i hoµn thµnh b¶n luËn v¨n nµy.
T¸c gi¶
Ks TrÞnh TiÕn Kháe
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -8- TrÞnh TiÕn Kháe
Ch¬ng 1. TæNG QUAN VÒ M¸Y CNC
1.1. LÞch sö ph¸t triÓn, hiÖu qu¶ kinh tÕ m¸y c«ng cô CNC dïng
trong c«ng nghiÖp
M¸y ®iÒu khiÓn sè (Computer Numerical Control - CNC) ®· ra ®êi tõ
l©u. Ngêi ta cho r»ng sù kiÖn ra ®êi chiÕc m¸y dÖt dïng tÊm thÐp trªn ®ã cã
lç ®Ó tù ®éng ®iÒu khiÓn ®êng chuyÓn ®éng cña kim dÖt do Joseph M.
Jacquard chÕ t¹o n¨m 1808 lµ thêi ®iÓm ra ®êi cña m¸y ®iÒu khiÓn sè. M¸y
dÖt ®îc ®iÒu khiÓn trªn c¬ së th«ng tin hai tr¹ng th¸i, tr¹ng th¸i thø nhÊt lµ
kim ë vÞ trÝ cã lç, t¬ng øng víi møc logic b»ng “1” vµ tr¹ng th¸i thø hai lµ
kim ë vÞ trÝ kh«ng cã lç, t¬ng øng víi møc logic b»ng “0”. Khi thay ®æi quy
luËt vÞ trÝ lç trªn tÊm thÐp cho kiÓu ¸o míi cÇn gia c«ng vµ quy luËt lç trªn tÊm
thÐp chÝnh lµ ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y.
Ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y mµ th«ng tin ®iÒu khiÓn viÕt díi d¹ng
“1” vµ “0” ®îc gäi lµ ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn sè vµ m¸y ®îc ®iÒu khiÓn
theo ch¬ng tr×nh trªn gäi lµ m¸y ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè. TÊm thÐp
mang ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn tù ®éng hoµn chØnh trªn ®îc xem lµ vËt lu tr÷
ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y.
Khi nãi ®Õn sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn c¸c d¹ng m¸y c«ng cô ®iÒu
khiÓn sè kh«ng thÓ kh«ng nãi tíi sù ra ®êi vµ ph¸t triÓn cña m¸y tÝnh sè. Ph¸t
minh ra m¸y tÝnh lµ mét bíc ngoÆt quan träng cña ®iÒu khiÓn sè. M¸y tÝnh
c¬ b¶n lÇn ®Çu tiªn ®îc Pascal chÕ t¹o vµo n¨m 1642. M¸y tÝnh c¬ ®îc h×nh
thµnh trªn c¬ së tæ hîp c¸c bé truyÒn b¸nh r¨ng. Cho ®Õn n¨m 1834 Babbage
chÕ t¹o m¸y tÝnh nh lµ mét m¸y tÝnh c¬ víi ®é chÝnh x¸c cao. M¸y cña
Babbage kh«ng chØ thùc hiÖn ®îc c¸c phÐp tÝnh sè häc mµ cßn h×nh thµnh
®îc nhiÒu hµm to¸n häc nh m¸y tÝnh ngµy nay. §Æc biÖt lµ m¸y tÝnh cã kh¶
n¨ng lu tr÷, nhí, nhËp vµ xuÊt d÷ liÖu. Do kÕt cÊu m¸y qu¸ phøc t¹p nªn nã
kh«ng cßn c¬ héi ph¸t triÓn vµ ®Õn n¨m 1940 Aiken (ngêi Mü) vµ Zuse
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -9- TrÞnh TiÕn Kháe
(ngêi §øc) ®· thiÕt kÕ m¸y tÝnh trªn c¬ së tæ hîp c¸c r¬ le. Ba n¨m sau,
Mauchly vµ Eckert thiÕt kÕ chÕ t¹o m¸y tÝnh ®iÖn tö vµ ®Æt tªn lµ ENIAC vµ
®©y lµ ch÷ viÕt t¾t tiÕng Anh (Electronic numerical intergrator and computer).
ENIAC ®· sö dông gÇn hai chôc ngh×n bãng ®iÖn tö, ®iÖn tÝch l¾p ®Æt thiÕt bÞ
lªn tíi hµng ngh×n mÐt vu«ng, träng lîng m¸y hai ba chôc tÊn vµ tiªu hao
hµng tr¨m kW, ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y rÊt phøc t¹p. M¸y tÝnh ®iÖn tö æn
®Þnh lµm viÖc kÐm vµ chØ ho¹t ®éng trong vµi phót.
HÖ ®iÒu khiÓn m¸y ENIAC thùc hiÖn hµm logic trªn c¬ së hµng ngh×n
chuyÓn m¹ch cña r¬le v× vËy ®é tin cËy lµm viÖc thÊp. M¸y gåm nhiÒu bãng
®iÖn tö lµm viÖc cïng mét lóc nªn lµm t¨ng nhanh nhiÖt ®é trong m¸y vµ nhiÖt
®é t¨ng theo thêi gian lµm viÖc.
Bíc ngoÆt quan träng lµm cho c«ng nghÖ m¸y tÝnh ph¸t triÓn m¹nh mÏ
®ã lµ ph¸t minh ra ®Ìn b¸n dÉn n¨m 1948. §Ìn b¸n dÉn cã nhiÒu u ®iÓm nh
kÝch thíc nhá, gi¸ thµnh rÎ, ®é tin cËy cao, tiªu thô n¨ng lîng Ýt vµ nhiÖt
sinh ra trong qu¸ tr×nh lµm viÖc kh«ng ®¸ng kÓ nªn nhanh chãng thay thÕ
bãng ®iÖn tö.
Trªn c¬ së ph¸t triÓn cña kü thuËt b¸n dÉn, n¨m 1949 mét sè kü s
ngêi Mü tiÕn hµnh thiÕt kÕ thµnh c«ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng linh kiÖn
b¸n dÉn cho m¸y phay ba trôc. M¸y cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn di chuyÓn dông cô
®Õn mét ®iÓm ®· ®îc tÝnh to¸n tù ®éng tõ tríc.
Trong qu¸ tr×nh gia c«ng c¬ khÝ, nhiÒu chi tiÕt yªu cÇu gia c«ng ®¹t ®é
bãng, ®é chÝnh x¸c cao, thay ®æi nhanh chãng d¹ng s¶n phÈm. Do vËy m¸y
c«ng cô cÇn ph¶i hoµn thiÖn vÒ mÆt thiÕt kÕ vµ ®iÒu khiÓn nh»m n©ng cao ®é
chÝnh x¸c gia c«ng.V× vËy ®iÒu khiÓn sè ®· nhanh chãng ®îc øng dông vµo
hÖ thèng ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô, ®ång thêi m¸y tÝnh cßn ®îc øng dông ®Ó
tÝnh to¸n,lu tr÷ d÷ liÖu ®êng dÉn dông cô trªn b¨ng ®ôc lç, b¨ng tõ hoÆc c¸c
thiÕt bÞ kh¸c. Cïng víi bíc ph¸t triÓn øng dông ®iÒu khiÓn sè trong m¸y
c«ng cô mét thµnh c«ng cã ý nghÜa to lín cña hÖ thèng m¸y c«ng cô ®iÒu
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -10- TrÞnh TiÕn Kháe
khiÓn sè cña MIT (Masachusette institute of technology - MIT) lµ thiÕt kÕ vµ
chÕ t¹o thµnh c«ng hÖ dÉn ®éng ®éng c¬ secvo dïng ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c trôc
m¸y c«ng cô. Vµ thµnh c«ng nµy cµng thóc ®Èy ngµnh m¸y c«ng cô ®iÒu
khiÓn sè ph¸t triÓn m¹nh mÏ nh ngµy nay.
N¨m 1959, m¹ch IC (integrated circuits) ra ®êi vµ nã nhanh chãng thay
thÕ bãng b¸n dÉn. IC lag mét chip nhá, trªn ®ã ngêi ta l¾p mét sè lín c¸c
linh kiÖn (tíi hµng triÖu linh kiÖn) ®Ó thùc hiÖn mét qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn nµo
®ã. IC cã kÝch thíc nhá, ®é tin cËy cao, c«ng suÊt tiªu hao nhá vµ lµ c¬ së ®Ó
h×nh thµnh vi xö lý sau nµy. IC ®îc ®a vµo sö dông nhiÒu trong s¶n xuÊt b¾t
®Çu vµo nh÷ng n¨m 1965. Do IC cã nhiÒu u ®iÓm nh ®· nãi ë trªn nªn nã
nhanh chãng ®îc øng dông vµo nghÖ chÕ t¹o m¸y tÝnh ®iÖn tö. Trªn c¬ së c¸c
m¹ch IC ngêi ta thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o thµnh c«ng bé vi xö lý (microprocessor)
cho c¸c m¸y tÝnh sè.
N¨m 1958 ngêi ta sö dông mét sè tõ tiÕng Anh lµ ký tù ®Ó h×nh thµnh
ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y. HÖ ®iÒu khiÓn m¸y gåm: ch¬ng tr×nh ®iÒu
khiÓn, ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n th«ng sè h×nh häc, tÝnh to¸n lùa chän chÕ ®é gia
c«ng nh tèc ®é c¾t, lîng ch¹y dao, chiÒu s©u c¾t, b«i tr¬n lµm m¸t. tËp hîp
c¸c ký tù h×nh thµnh ch¬ng tr×nh dïng ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y ®îc gäi lµ ng«n
ng÷ APT (Automatically programmed Tool). u ®iÓm cña ng«n ng÷ APT lµ
thuËn lîi cho ngêi viÕt ch¬ng tr×nh, dÔ dµng chuyÓn ®æi thµnh mét ch¬ng
tr×nh mµ m¸y cã thÓ hiÓu ®îc.
Trªn c¬ së cña APT ngêi ta ph¸t triÓn ra nhiÒu d¹ng ch¬ng tr×nh ®iÒu
khiÓn kh¸c: ADAPT vµ AUTOSPOT cña IBM; CINTURIN cña Cincinati
Milacron; EXAPT I, EXAPT II, EXAPT III cña §øc; GENTURN cña General
Electric; MILTURN cña Metaalinstitut ë Netherland; NEL 2PL, NEL 2C,
NEL 2CL cña Ferranti; .. .
N¨m 1976, nh÷ng m¸y ®iÒu khiÓn hoµn toµn tù ®éng theo ch¬ng tr×nh
mµ c¸c th«ng tin viÕt díi d¹ng sè gäi lµ m¸y ®iÒu khiÓn sè NC (Numerical
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -11- TrÞnh TiÕn Kháe
Control). Còng vµo n¨m 1976 ngêi ta ®a m¸y tÝnh nhá vµo hÖ thèng ®iÒu
khiÓn m¸y NC nh»m më réng ®Æc tÝnh ®iÒu khiÓn vµ më réng bé nhí cña m¸y
so víi c¸c NC, c¸c m¸y nµy ®îc gäi lµ m¸y CNC (Computer Numerical
Control). Vµ sau ®ã c¸c chøc n¨ng trî gióp cho qu¸ tr×nh gia c«ng ngµy cµng
ph¸t triÓn vµ n¨m 1965 hÖ thèng CAD - CAM - CNC ra ®êi. Vµ n¨m 1984 ®å
häa m¸y tÝnh ph¸t triÓn, ®îc øng dông ®Ó m« pháng qu¸ tr×nh gia c«ng trªn
m¸y c«ng cô.
N¨m 1994 hÖ NURBS (Not uniforme rational B-Splines) giao diÖn phÇn
mÒm CAD cho phÐp m« pháng ®îc c¸c bÒ mÆt néi suy phøc t¹p trªn mµn
h×nh, ®ång thêi nã cho phÐp tÝnh to¸n vµ ®a ra c¸c ph¬ng tr×nh to¸n häc m«
pháng c¸c bÒ mÆt phøc t¹p, tõ ®ã tÝnh to¸n chÝnh x¸c ®êng néi suy víi ®é
mÞn, ®é s¾c nÐt cao.
C«ng nghÖ nano ®ang ®îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc khoa häc trong
®ã cã ngµnh chÕ t¹o m¸y c«ng cô. N¨m 2001 Fanuc ®· chÕ t¹o hÖ ®iÒu khiÓn
nano cho m¸y c«ng cô CNC.
1.2. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña m¸y CNC
HiÖu qu¶ kinh tÕ do m¸y CNC ®em l¹i cã thÓ chØ ra ë c¸c khÝa c¹nh
díi ®©y:
− Khi chi tiÕt cã ®é phøc t¹p cao, lùa chän ph¬ng ph¸p gia c«ng phï hîp
nhÊt lµ gia c«ng trªn m¸y CNC. Bëi v× gia c«ng trªn m¸y CNC rót ng¾n
thêi gian gia c«ng, ®¹t ®é chÝnh x¸c yªu cÇu vµ gi¸ thµnh rÎ h¬n so víi khi
gia c«ng trªn m¸y c«ng cô v¹n n¨ng vµ m¸y tù ®éng cøng.
− Kh¶ n¨ng thay ®æi d¹ng s¶n phÈm chÕ t¹o nhanh v× chØ cÇn thay ®æi
ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn mµ kh«ng cÇn thay ®æi cÊu tróc m¸y hoÆc thªm
c¸c ®å g¸ chuyªn dïng. M¸y ®iÒu khiÓn sè ®¸p øng ®îc tÝnh linh ho¹t cña
s¶n xuÊt.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -12- TrÞnh TiÕn Kháe
− Chi phÝ cho s¶n xuÊt dông cô c¾t nhá h¬n v× m¸y cã kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸
®îc lîng mßn dông cô ngay trong qu¸ tr×nh gia c«ng vµ tù ®éng ®iÒu
chØnh m¸y ®Ó bï lîng mßn dông cô.
− M¸y CNC cã tÝnh n¨ng tù ®éng kiÓm tra chÊt lîng ngay trong qu¸ tr×nh
gia c«ng. C¸c m¸y th«ng thêng kh«ng cã kh¶ n¨ng nµy. Do kh«ng cã
chøc n¨ng nµy, c¸c m¸y v¹n n¨ng kh«ng gi¸m s¸t ®îc qu¸ tr×nh gia c«ng
nªn tæn phÝ cho kiÓm tra chÊt lîng cao h¬n so víi m¸y CNC.
− Thêi gian gia c«ng chi tiÕt ë trªn m¸y CNC nhá h¬n so víi m¸y v¹n n¨ng
v× tËp trung nguyªn c«ng cao, gia c«ng nhiÒu nguyªn c«ng trong cïng mét
lóc.
− M¸y CNC kh«ng cÇn dïng c¸c ®å g¸ chuyªn dông ®Ó g¸ kÑp ph«i.
1.3. M¸y CNC dïng trong c«ng nghiÖp
Cïng víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña m¸y tÝnh, hÖ thèng ®iÌu khiÓn
sè ®îc øng dông trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau trong ®ã cã m¸y c«ng cô.
Díi ®©y tr×nh bµy mét sè d¹ng m¸y c«ng cô CNC thêng gÆp trªn thÞ trêng.
1.3.1. M¸y khoan CNC (Drilling machines)
§Æc ®iÓm chÝnh cña m¸y khoan lµ hÖ täa ®é m¸y h×nh thµnh trªn c¬ së
hÖ täa ®é §ecac theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i víi ba trôc vu«ng gãc víi nhau.
HÖ thèng ®iÒu khiÓn lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn theo vÞ trÝ (point to point). V× vËy
hÖ ®iÒu khiÓn nµy kh«ng cÇn côm néi suy th¼ng vµ cong. HÖ ®iÒu khiÓn m¸y
khoan CNC ®îc thiÕt kÕ víi kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn t¬ng thÝch víi hai c¸ch
viÕt ch¬ng tr×nh: HÖ tuyÖt ®èi vµ hÖ gia sè. H×nh 1-1 chØ ra trung t©m khoan
RDC 400V12 cña h·ng EXCEL.
Yªu cÇu chÝnh ®èi víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn m¸y khoan CNC lµ tÝnh to¸n
nhanh vµ dõng chÝnh x¸c vÞ trÝ.
Th«ng thêng cÊu tróc c¬ b¶n cña m¸y khoan v¹n n¨ng còng nh m¸y
khoan CNC lµ trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng trïng víi trôc Z cña hÖ täa ®é
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -13- TrÞnh TiÕn Kháe
§ecac. Bµn m¸y bè trÝ trong mÆt ph¼ng n»m ngang trïng víi mÆt ph¼ng XOY
cña hÖ täa ®é §ecac vµ vu«ng gãc víi trôc chÝnh. C¸c trô chuyÓn ®éng ®îc
bè trÝ nh sau:
− Trôc th¼ng thø nhÊt cña m¸y khoan (chuyÓn ®éng ch¹y dao th¼ng ®øng)
®îc bè trÝ trïng víi trôc Z cña hÖ täa ®é m¸y. Ngoµi ra trôc chÝnh cßn
®îc bè trÝ chuyÓn ®éng quay t¹o ra tèc ®é c¾t gät cÇn thiÕt. Th«ng thêng
trªn m¸y khoan chi tiÕt ®Æt ®îc ®Æt trªn bµn m¸y.
− ChuyÓn ®éng th¼ng thø hai vµ thø ba ®îc bè trÝ cho bµn m¸y. Trôc th¼ng
thø nhÊt song song víi trôc X cña hÖ täa ®é m¸y (t¬ng øng chuyÓn ®éng
däc cña bµn m¸y).
− Trôc th¼ng thø nhÊt song song víi trôc Y cña hÖ täa ®é m¸y (chuyÓn ®éng
ch¹y dao ngang).
− VÞ trÝ tÊt c¶ c¸c ®iÓm trªn chi tiÕt ®îc x¸c ®Þnh bëi hai täa ®é X vµ Y
vu«ng gãc víi nhau.
− §iÓm gèc m¸y (deference point) thêng bè trÝ ë ®iÓm thuËn lîi nµo ®ã trªn
bµn m¸y.
HÖ ®iÒu khiÓn m¸y khoan cho phÐp thùc hiÖn c¸c d¹ng chu tr×nh khoan
tù ®éng. M¸y ®îc tù ®éng hãa c¸c chøc n¨ng thay dông cô, b«i tr¬n,lµm m¸t,
tù ®éng lùa chän tèc ®é c¾t, tèc ®é ch¹y dao, chiÒu s©u c¾t vµ cã kh¶ n¨ng tù
®éng hiÖu chØnh ®êng kÝnh vµ chiÒu dµi dông cô.
M¸y khoan CNC ®îc thiÕt kÕ theo mo®un. V× vËy ®Ó n©ng cao n¨ng
suÊt m¸y ngêi ta cã thÓ ghÐp thªm vµo nã mét vµi côm trôc chÝnh. §iÒu nµy
kh«ng lµm t¨ng sè trôc cña m¸y. §Ó n©ng cao kh¶ n¨ng c«ng nghÖ cña m¸y
ngêi ta l¾p thªm c¸c mo®un nh»m t¨ng sè trôc m¸y, vÝ dô cÇn cã chuyÓn
®éng quay cña ô trôc chÝnh ngêi ta l¾p thªm mo®un quay trªn bµn m¸y. Nhê
kh¶ n¨ng më réng sè trôc, m¸y khoan cã kh¶ n¨ng gia c«ng trªn c¶ n¨m mÆt
cña ph«i cã d¹ng h×nh vu«ng.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -14- TrÞnh TiÕn Kháe
1.3.2. M¸y phay CNC (Millling machines)
CÊu tróc cña m¸y phay còng ®îc thiÕt kÕ trªn c¬ së hÖ täa ®é §ecac
theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i víi ba trôc täa ®é vu«ng gãc víi nhau nh trong
m¸y khoan.
M¸y phay cã thÓ cã nhiÒu trôc m¸y (trôc chuyÓn ®éng), sè trôc Ýt nhÊt
cña m¸y phay lµ 2 1 D. M¸y phay CNC ®îc trang bÞ hÖ thèng lu tr÷ dông cô,
2
thiÕt bÞ thay dông cô, c¬ cÊu kÑp, th¸o ph«i vµ thay ph«i tù ®éng.
M¸y phay CNC cã cÊu tróc trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng ®îc gäi lµ
m¸y phay ®øng. M¸y phay CNC cã trôc chÝnh bè trÝ n»m ngang gäi lµ m¸y
phay n»m ngang.
M¸y phay CNC ®îc trang bÞ hÖ thèng ®iÒu khiÓn m¹nh ®Ó tÝnh to¸n
quü ®¹o chuyÓn ®éng cña dông cô, néi suy th¼ng, néi suy vßng vµ c¸c ®êng
cong phøc t¹p (Spline). §Ó gia c«ng c¸c ®êng cong vµ c¸c bÒ mÆt phøc t¹p,
m¸y phay CNC cÇn ph¶i cã sè trôc m¸y Ýt nhÊt lµ ba. M¸y phay ®øng ba trôc
chØ ra trªn h×nh 1-1.
H×nh 1-1: M¸y phay CNC
CÊu tróc c¬ b¶n cña m¸y tiªn CNC lµ trôc chÝnh thêng bè trÝ n»m
ngang hoÆc th¼ng ®øng, bµn m¸y cã thÓ bè trÝ trªn mÆt ph¼ng n»m ngang hoÆc
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -15- TrÞnh TiÕn Kháe
mÆt ph¼ng nghiªng. Ph«i ®îc kÑp b»ng m©m cÆp hoÆc ®îc ®Æt trªn hai ®Çu
chèng t©m vµ ®Çu chèng t©m cã khÝa nhµm ®Ó truyÒn momen xo¾n.
M¸y tiÖn cã thÓ cã nhiÒu trôc chÝnh, mét hoÆc nhiÒu bµn xe dao vµ ®Çu
R¬vonve. M¸y tiÖn CNC cã kh¶ n¨ng c«ng nghÖ réng nh: tiÖn tr¬n, tiÖn ren,
khoan, khoÐt, doa, khoan t©m, c¾t ®øt, tiÖn mÆt ®Çu, phay, .. .
1. ô tríc mang trôc chÝnh, lµm nhiÖm vô t¹o tèc ®é c¾t gät. Trôc chÝnh
thêng dîc dÉn ®éng bëi ®éng c¬ mét chiÒu ®iÒu khiÓn secvo hoÆc ®éng
c¬ xoay chiÒu ®iÒu khiÓn tÇn sè nh»m t¹o kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn v« cÊp tèc
®é. Tèc ®é ®éng c¬ thùc hiÖn theo ch¬ng tr×nh NC cña m¸y.
2. ô sau bè trÝ ®èi diÖn víi ô tríc. ChuyÓn ®éng ô sau thùc hiÖn theo ch¬ng
tr×nh ®iÒu khiÓn NC. Khi thay dông cô, ®Çu revonver chuyÓn ®éng lïi vÒ
®iÓm thay dông cô mµ ®iÓm ®iÓm nµy ®· ®îc x¸c ®Þnh tríc ®Ó thùc hiÖn
qu¸ tr×nh nµy.
3. ThiÕt bÞ thay dông cô cã kÕt cÊu kh¸ ®a d¹ng nhng ph¶i ®¶m b¶o thay
dông cô dÔ dµng vµ nhanh chãng. Khi thay dông cô, thiÕt bÞ thay dông cô
chuyÓn ®éng ®Õn vÞ trÝ x¸c ®Þnh ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh nµy. Tïy theo møc
®é tù ®éng hãa mµ m¸y bè trÝ thªm hÖ thèng lu tr÷ dông cô vµ hÖ thèng
thay ph«i tù ®éng.
1.3.3. Trung t©m gia c«ng (Machining center)
Trung t©m gia c«ng lµ m¸y CNC ®øng hoÆc n»m ngang nhng ®îc
trang bÞ hÖ thèng thay dao tù ®éng gäi lµ trung t©m gia c«ng. Trung t©m gia
c«ng lµ tÕ bµo trong d©y truyÒn s¶n xuÊt. Sè trôc ®iÒu khiÓn cña trung t©m gia
c«ng Ýt nhÊt lµ 3. §Ó më réng h¬n n÷a kh¶ n¨ng c«ng nghÖ cña trung t©m gia
c«ng vµ phï hîp víi th¬ng m¹i, ngay trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ ngêi ta ®·
thiÕt kÕ nã díi d¹ng c¸c mo®un ®éc lËp, hÖ thèng ®iÒu khiÓn lµ hÖ thèng më.
Khi cÇn më réng trôc chuyÓn ®éng nµo ®ã ngêi ta chØ cÇn l¾p thªm
m«®un t¬ng øng vµo trung t©m gia c«ng vµ nh vËy sè trôc ®iÒu khiÓn m¸y
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -16- TrÞnh TiÕn Kháe
t¨ng lªn, vÝ dô trung t©m phay cÇn t¨ng thªm trôc chuyÓn ®éng quay ®Çu trôc
chÝnh ®Ó m¸y cã kh¶ n¨ng gia c«ng lç trªn mÆt nghiªng. Trung t©m gia c«ng
n¨m trôc víi bèn trôc tÞnh tiÕn vµ mét trôc quay. Vµ ®îc trang bÞ hÖ thèng
thay dông cô.
Trung t©m gia c«ng ®îc trang thiÕt bÞ lu tr÷ dông cô. ThiÕt bÞ lu tr÷
dông cô cã d¹ng m©m, d¹ng xÝch mét tÇng hoÆc nhiÒu tÇng. Lu tr÷ dông cô
theo d¹ng xÝch cho phÐp lu tr÷ ®îc sè lîng dông cô lín h¬n so víi d¹ng
®Üa. Cïng víi hÖ thèng lu tr÷ m¸y cã hÖ thèng thay dông cô tù ®éng.
1.4. Nh÷ng ®Þnh nghÜa c¬ b¶n cña m¸y c«ng cô NC-CNC
1.4.1. §Þnh nghÜa trôc vµ trôc m¸y
1.4.1.1. §Þnh nghÜa trôc
Gia c«ng trªn m¸y CNC lµ qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng dông cô däc theo
®êng h×nh häc trªn bÒ mÆt cÇn gia c«ng. §êng h×nh häc ®îc t¹o ra trªn chi
tiÕt lµ ®êng bao cña dông cô c¾t trong qu¸ tr×nh gia c«ng. Th«ng thêng,
trong qu¸ tr×nh gia c«ng, chi tiÕt kÑp chÆt trªn bµn m¸y vµ dông cô l¾p trªn
trôc chÝnh. §Ó ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng dông cô c¾t däc theo ®êng h×nh häc
trªn bÒ mÆt chi tiÕt, cÇn t×m mèi quan hÖ vÞ trÝ gi÷a dông cô vµ chi tiÕt.
Mèi quan hÖ vÞ trÝ gi÷a dông cô vµ chi tiÕt cã thÓ thiÕt lËp th«ng qua
viÖc ®Æt chóng trong cïng mét hÖ täa ®é. HÖ täa ®é §ecac ®îc chän sö dông
lµm hÖ täa ®é trong m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè. HÖ täa ®é nµy dïng ®Ó biÓu
diÔn mèi quan hÖ vÞ trÝ gi÷a dông cô vµ chi tiÕt vµ nã ®îc gäi lµ hÖ täa ®é
m¸y. HÖ täa ®é §ecac cã hai nguyªn t¾c thiÕt lËp: hÖ täa ®é tu©n theo nguyªn
t¾c bµn tay ph¶i vµ tu©n theo nguyªn t¾c bµn tay tr¸i. Kh«ng gian giíi h¹n bëi
ba kÝch thíc cña hÖ täa ®é §ecac g¾n víi m¸y mµ hÖ ®iÒu khiÓn m¸y cã thÓ
nhËn biÕt ®îc gäi lµ vïng gia c«ng.
§o¹n th¼ng dïng ®Ó ®Þnh híng mét kh«ng gian hoÆc mét ®èi tîng
h×nh häc gäi lµ trôc. Ba trôc bè trÝ vu«ng gãc víi nhau h×nh thµnh hÖ täa ®é
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -17- TrÞnh TiÕn Kháe
§ecac. Trôc ®îc xem nh lµ ®êng chuÈn dïng ®Ó x¸c ®Þnh ®èi tîng nµo ®ã
trong kh«ng gian theo kÝch thíc dµi vµ kÝch thíc gèc.
1.4.1.2. §Þnh nghÜa trôc m¸y
Ph©n tÝch c¸c chuyÓn ®éng c¬ häc cho thÊy mäi chuyÓn ®éng ®Òu tæ
hîp tõ hai chuyÓn ®éng c¬ b¶n thµnh phÇn: chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn vµ chuyÓn
®éng quay trßn. V× vËy chuyÓn ®éng dông cô cña m¸y còng ®îc ®Æc trng
bëi hai chuyÓn ®éng c¬ b¶n trªn. ChuyÓn ®éng th¼ng dông cô song song víi
trôc hÖ täa ®é g¾n víi m¸y, gäi lµ trôc chuyÓn ®éng th¼ng gäi t¾t lµ trôc th¼ng.
ChuyÓn ®éng cña dông cô quay xung quanh trôc hÖ täa ®é g¾n víi m¸y gäi lµ
trôc chuyÓn ®éng quay, gäi t¾t lµ trôc quay. ChuyÓn ®éng quay cña dông cô
xung quanh trôc nµo ®ã cña hÖ täa ®é g¾n víi m¸y hoÆc chuyÓn ®éng dông cô
tÞnh tiÕn song song víi trôc hÖ täa ®é g¾n víi víi m¸y chuyÓn ®éng ®ã ®îc
gäi lµ trôc. Sè trôc thÓ hiÖn kh¶ n¨ng c«ng nghÖ cña m¸y, nªn ngêi ta thêng
lÊy sè trôc kÌm víi tªn m¸y vÝ dô m¸y phay CNC ba - trôc, m¸y phay CNC
bèn - trôc ®Ó gäi tªn cña m¸y.
§Ó m« t¶ m¸y CNC tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p, c¸c níc kh¸c nhau ®Æt
ra tiªu chuÈn kh¸c nhau vÒ sè trôc chuyÓn ®éng cÇn thiÕt. Tµi liÖu nµy tr×nh
bµy tiªu chuÈn cña tËp ®oµn c«ng nghiÖp ®iÖn tö EIA (Electronic industries
association). EIA ®a ra tiªu chuÈn EIA-267-B. Tiªu chuÈn nµy cho r»ng chØ
cÇn tèi ®a mêi bèn trôc (trôc chuyÓn ®éng) lµ cã thÓ m« t¶ tÊt c¶ c¸c m¸y NC
vµ CNC tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p. 14 trôc chuyÓn ®éng ®îc chia thµnh hai
kiÓu: trôc quay vµ trôc th¼ng. Trong 14 trôc cã 9 trôc th¼ng vµ 5 trôc quay. 9
trôc th¼ng l¹i ®îc chia thµnh 3 trôc th¼ng thø nhÊt, 3 trôc th¼ng thø hai vµ 3
trôc th¼ng thø ba. Trong sè 5 trôc quay ®îc chia thµnh 3 trôc quay thø nhÊt
vµ 2 trôc quay thø hai.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -18- TrÞnh TiÕn Kháe
1.4.2. CÊu tróc hÖ trôc m¸y NC - CNC
1.4.2.1. Ba trôc th¼ng thø nhÊt: X, Y vµ Z
HÖ täa ®é §ecac tu©n theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i ®îc biÓu diÔn
th«ng qua ba ngãn tay: ngãn c¸i, ngãn trá vµ ngãn gi÷a. Ba ngãn tay bè trÝ
h×nh thµnh hÖ trôc täa ®é. Ngãn c¸i t¬ng øng víi trôc X, ngãn trá t¬ng øng
víi trôc Y vµ ngãn gi÷a t¬ng øng víi trôc Z. HÖ trôc täa ®é §ecac ®îc g¾n
víi m¸y gäi lµ hÖ täa ®é m¸y. G¾n hÖ täa ®é §ecac vµo m¸y quy ®Þnh nh thÕ
nµo? G¾n hÖ trôc täa ®é vµo m¸y tïy thuéc vµo cÊu tróc m¸y. CÊu tróc m¸y
thêng cã hai kiÓu bè trÝ c¬ b¶n ®ã lµ trôc chÝnh th¼ng ®øng vµ trôc n»m
ngang.
HÖ täa ®é §ecac g¾n vµo m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè ®îc quy ®Þnh b¾t
®Çu tõ trôc Z. Vµ trôc Z bè trÝ trïng víi trôc chÝnh cßn c¸c trôc kh¸c x¸c ®Þnh
theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i hoÆc bµn tay tr¸i. HÖ trôc m¸y bè trÝ theo nguyªn
t¾c bµn tay ph¶i víi m¸y cã trôc chÝnh bè trÝ n»m ngang vµ hÖ trôc m¸y cã
trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng chØ ra trªn h×nh1-1. Ba trôc th¼ng thø nhÊt lµ ba -
chuyÓn ®éng th¼ng cña dông cô song song víi c¸c trôc hÖ täa ®é m¸y vµ ®îc
ký hiÖu b»ng c¸c ch÷ c¸i X, Y vµ Z (Ký hiÖu trïng víi ký hiÖu hÖ trôc m¸y).
Hai trôc th¼ng thø nhÊt X vµ Y t¬ng øng víi hai chuyÓn ®éng cña bµn
m¸y trong mÆt ph¼ng t¹o bëi hai trôc täa ®é X vµ Y.
Trôc th¼ng thø nhÊt X vµ trôc thø nhÊt Y ®îc bè trÝ nh thÕ nµo trong
m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè? HÖ EIA quy ®Þnh chuyÓn ®éng nµo cña bµn m¸y
cã hµnh tr×nh lín h¬n trong hai chuyÓn ®éng th¼ng thø nhÊt X vµ thø nhÊt Y,
chuyÓn ®éng ®ã ®îc x¸c ®Þnh lµ chuyÓn ®éng th¼ng thø nhÊt X vµ chuyÓn
®éng cßn l¹i lµ trôc th¾ng thø nhÊt Y.
ChuyÓn ®éng cña m¸y cã hai chiÒu (trôc m¸y cã hai chiÒu), EAI quy
íc chiÒu d¬ng cña chuyÓn ®éng ®îc lý hiÖu (+) vµ chiÒu ©m cña chuyÓn
®éng ®îc ký hiÖu (-).
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -19- TrÞnh TiÕn Kháe
ChiÒu cña ba trôc th¼ng thø nhÊt ®îc x¸c ®Þnh nh sau: ChiÒu d¬ng
trôc th¼ng thø nhÊt Z (ký hiÖu +Z) quy íc lµ chiÒu t¨ng dÇn kho¶ng c¸ch tõ
chi tiÕt ®Õn dông cô. Ngîc víi chiÒu d¬ng cña trôc th¼ng thø nhÊt Z lµ chiÒu
©m cña trôc th¼ng Z (ký hiÖu -Z).
ChiÒu d¬ng cña trôc th¼ng thø nhÊt X (ký hiÖu +X) ®éc lËp víi chiÒu
chuyÓn ®éng cña trôc th¼ng thø nhÊt Z vµ cã mèi quan hÖ vÞ trÝ víi chi tiÕt
hoÆc trô m¸y. ChiÒu d¬ng trôc th¼ng +X ®îc quy ®Þnh víi hai trêng hîp:
m¸y cã trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng vµ m¸y cã trôc chÝnh bè trÝ n»m ngang.
H×nh 1-2: HÖ trôc m¸y cã trôc chÝnh th¼ng ®øng
Trêng hîp m¸y cã trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng, ngêi quan s¸t ®øng
®èi diÖn víi trô m¸y qua bµn m¸y vµ nh×n tõ chi tiÕt ®Õn trô m¸y, chiÒu d¬ng
trôc th¼ng thø nhÊt (+X) cã chiÒu híng tø tr¸i sang ph¶i. ChiÒu ngîc l¹i lµ
chiÒu ©m cña trôc (-X).
Trêng hîp m¸y cã trôc chÝnh n»m ngang, ngêi quan s¸t ®øng cïng
phÝa víi trô m¸y, nh×n tõ trô m¸y ®Õn chi tiÕt, chiÒu d¬ng trôc thø nhÊt (+X)
cã chiÒu híng tõ tr¸i sang ph¶i (chiÒu ngîc víi chiÒu khi trôc chÝnh bè trÝ
th¼ng ®øng). ChiÒu ngîc l¹i víi chiÒu d¬ng lµ chiÒu ©m (-X).
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt -20- TrÞnh TiÕn Kháe
Ký hiÖu chiÒu d¬ng cña trôc th¼ng thø nhÊt Y lµ (+Y), chiÒu d¬ng
(+Y) ®îc x¸c ®Þnh dùa trªn c¬ së chiÒu d¬ng (+Z) vµ chiÒu d¬ng (+X) ®·
biÕt theo nguyªn t¾c bµn tay ph¶i.
C¸ch x¸c ®Þnh chiÒu d¬ng (+Y) nh sau: §a ngãn c¸i theo chiÒu
d¬ng (+X), ®a ngãn gi÷a theo chiÒu d¬ng (+Z), ngãn trá cïng víi hai ngãn
gi÷a vµ ngãn c¸i lµm thµnh hÖ täa ®é §ecac, chiÒu ®i tõ lßng bµn tay ®Õn ®Çu
ngãn tay ngãn trá lµ chiÒu d¬ng cña trôc (+Y) vµ chiÒu ngîc l¹i lµ chiÒu ©m
cña trôc X (ký hiÖu -X).
Víi quy ®Þnh nªu trªn cña EIA, ba trôc th¼ng thø nhÊt m¸y phay CNC
víi trôc chÝnh bè trÝ th¼ng ®øng chØ ra trªn h×nh 1-3.
H×nh 1-3: M¸y phay CNC ba trôc
1.4.2.2. Ba trôc quay: A, B vµ C( Rotary axes A, B, C)
Ba trôc quay thø nhÊt ký hiÖu b»ng ba ch÷ c¸i A, B vµ C. ChuyÓn ®éng
quay xung quanh trôc th¼ng thø nhÊt X lµ trôc quay thø nhÊt ký hiÖu b»ng ch÷
A. ChuyÓn ®éng quay quanh trôc th¼ng thø nhÊt Y lµ trôc quay thø nhÊt ký
hiÖu b»ng ch÷ B vµ chuyÓn ®éng quay quanh trôc th¼ng thø nhÊt Z lµ trôc
quay thø nhÊt ký hiÖu b»ng ch÷ C. C¸c trôc quay cã hai chiÒu chuyÓn ®éng:
chiÒu ©m vµ chiÒu d¬ng.
Nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh sai sè bï cho m¸y phay CNC 5 trôc sö dông bé ®iÒu khiÓn iTNC530