Tài liệu hệ thống điều khiển CNC

Các hệ thống biến đổi các lệnh từ NC thành các chuyển động máy được chỉ ra trong hình 2. Hình 2.a mô tả cơ cấu điều khiển động cơ servo và bộ truyền động. Động cơ servo, bắt nguồn từ “servue” của tiếng Latin, là thiết bị thực hiện chính xác yêu cầu đã cho. Các lệnh từ NC làm quay động cơ servo, động cơ servo quay được truyền đến vít me bi thông qua khớp nối, vít me bi quay tạo thành chuyển động tịnh tiến của đai ốc, và cuối cùng bàn máy và phôi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu hệ thống điều khiển CNC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CNC1. Kiến trúc của máy công cụ CNC và lưu đồ vận hành gia công: Hình 1. Kiến trúc của máy công cụ CNC và lưu đồ vận hành gia công2. Các thành phần trong hệ thống truyền động máy CNC Các hệ thống biến đổi các lệnh từ NC thành các chuyển động máy được chỉ ratrong hình 2. Hình 2.a mô tả cơ cấu điều khiển động cơ servo và bộ truyền động.Động cơ servo, bắt nguồn từ “servue” của tiếng Latin, là thiết bị thực hiện chính xácyêu cầu đã cho. Các lệnh từ NC làm quay động cơ servo, động cơ servo quay đượctruyền đến vít me bi thông qua khớp nối, vít me bi quay tạo thành chuyển động tịnhtiến của đai ốc, và cuối cùng bàn máy và phôi cùng chuyển động tịnh tiến. Nói tómlại, cơ cấu điều khiển động cơ servo điều khiển vận tốc và moment xoắn của bànmáy thông qua thiết bị điều khiển động cơ servo của mỗi trục dựa trên các lệnh điềukhiển từ NC. Hình 2. Cơ cấu điều khiển của máy công cụHình 2.b miêu tả đơn vị trục chính bao gồm trục động cơ và bộ phần truyền động. Động cơ quay truyền qua trục chính đến trục chính thông qua dây đai và tỉ số vậntốc phụ thuộc vào tỉ lệ kích cở của 2 puly. Gần đây, các động cơ cảm ứng đ ược s ửdụng như động cơ trục chính của các máy công cụ bởi vì động cơ cảm ứng tốt hơnđộng cơ DC về mặt kích cở, khối lượng, quán tính, hiệu suất, tốc độ, và việc bảo trì.3. Các vòng điều khiển CNC Vị trí và vận tốc được dò từ 1 cảm biến được phản hồi về 1 mạch điện điềukhiển, động cơ servo sử dụng trong máy CNC điều khiển liên tục để cực tiểu hóa saisố vận tốc và sai số vị trí (hình 3). Hệ thống điều khiển phản hồi bao gồm 3 vòngđiều khiển độc lập cho mỗi trục của máy công cụ, vòng điều khiển phía ngoài cùnglà vòng điều khiển vị trí, vòng điều khiển ở giữa là điều khiển tốc độ, vòng điềukhiển trong cùng là vòng điều khiển hiện hành. Nói chung, vòng điều khiển vị tríđược đặt trong NC và các vòng điều khiển khác thì đặc trong thiết bị điều khiểnđộng cơ servo. Tuy nhiên, không có tiêu chuẩn tuyệt đối về vị trí các vòng điều khiểnvà các vị trí có thể khác nhau dựa trên ý định của người thiết kế. Hình 3. 3 loại vòng điều khiển trong máy CNC Trong hệ thống trục quay của máy công cụ, điều khiển phản hồi của tốc độ đượcáp dụng để duy trì tốc độ quay ổn định. Bộ dò được gắn trên trục của động cơ servo hoặc phần chuyển động và hệ thốngđiều khiển được phân thành 4 loại theo vị trí mà bộ dò được gắn.3.1. Vòng điều khiển nửa kín Vòng điều khiển nửa kín là cơ cấu điều khiển phổ biến và có cấu trúc như tronghình 4.a. Trong loại này, vị trí bộ dò được gắn trên trục của động cơ servo và dò theogóc quay. Độ chính xác vị trí của trục bị ảnh hưởng lớn đến sự chính xác của trục víme bi. Vì lý do này, các vít me bi với độ chính xác cao đ ược phát tri ển và đ ược s ửdụng rộng rãi. Dựa vào độ chính xác của vít me bi, vấn đề với đ ộ chính xác đ ượckhắc phục thông qua thực tiển sản xuất. Nếu cần thiết, bù về sai số ăn khớp và bù về sai số khe hở có thể được sử dụngtrong NC để mà tăng độ chính xác vị trí. Phương pháp bù sai số ăn khớp hiệu chỉnh hệthống điều khiển động cơ servo để mà loại bỏ sự tích lũy về sai số vị trí. Phươngpháp bù khe hở, bất cứ khi nào hướng di chuyển bị thay đổi, các xung thêm vào tươngứng lượng khe hở được gởi tới hệ thống điều khiển động cơ servo. Hình 4. Phân loại cơ cấu điều khiển theo phương pháp dò dữ liệu vị trí3.2. Vòng điều khiển kín Việc thực thi vòng nửa kín phụ thuộc vào độ chính xác của vít me bi và có th ểtăng độ chính xác vị trí thông qua bù ăn khớp và bù khe hở. Tuy nhiên, nói chung,lượng khe hở có thể bị thay đổi theo khối lượng của phôi và vị trí và sai s ố ăn kh ớptích lũy của vít me bi thay đổi theo nhiệt độ. Ngoài ra, bởi vì chiều dài c ủa vít me b ịgiới hạn cho nhiều lý do thực tế, 1 cái giá và 1 hệ thống điều khiển bánh răng đ ượcsử dụng máy công cụ dạng lớn. Tuy nhiên, độ chính xác của giá thì bị giới hạn. Trongtrường hợp này, vòng điều khiển kín được chỉ ra trong hình 4.b thì được áp dụng.Trong vòng điều khiển kín, vị trí máy dò được gắn trên bàn máy và sai số vị trí thật sựđược phản hồi về hệ thống điều khiển. Vòng điều khiển kín và nửa kín thì giốngnhau ngoại trừ vị trí của đầu dò, và độ chính xác vị trí của vòng kín thì rất cao. Tuynhiên, tần số cộng hưởng của thân máy, sự tiến gián đoạn, sự mất chuyển động cóảnh hưởng đến đặc tính động cơ servo bởi vì thân máy bao gồm vòng điều khiển vịtrí. Sự khác biệt giữa vị trí điều khiển và vị trí dò tìm xuất hiện và động cơ servoquay với vận tốc tương ứng để giảm sai số xuống. Việc giảm tốc độ liên quan đ ếnđộ lợi của vòng điều khiển vị trí. Độ lợi là yếu tố quan trọng để xác định đặc tínhcủa hệ thống động cơ servo. Nói chung, khi độ lợi tăng, tốc độ đáp ứng và đ ộ chínhxác động tăng. Tuy nhiên, độ lợi cao làm cho hệ thống servo mất ổn định. Trong vòngđiều khiển kín, nếu tần số cộng hưởng của hệ thống ...