Tùy thuộc vào các yếu tố bề mặt gia công, chuyển động và dụng cụ mà có thể sử dụng các dạng điều khiển trên máy CNC khác nhau. Do đó bạn cần hiểu rõ tính chất, hướng di chuyển và trường hợp sử dụng từng dạng điều khiển.
1. Điều khiển trên máy CNC là gì?
Điều khiển trên máy CNC là một hệ thống các điều khiển mà mỗi hành trình được điều khiển theo số. Mỗi thông tin đơn vị ứng với một dịch chuyển gián đoạn của cơ cấu chấp hành. Đại lượng này có tên là giá trị xung.
Các loại máy CNC khác nhau có khả năng gia công các bề mặt khác nhau. Chẳng hạn như các lỗ, các mặt phẳng, các bề mặt định hình. Do đó các dạng điều khiển trên máy CNC cũng chia ra thành các dạng như:
- Điều khiển điểm – điểm.
- Điều khiển theo đường thẳng.
- Điều khiển theo đường viền.
- Điều khiển theo contour (theo biên dạng).
Các dạng điều khiển trên máy CNC
2. Các dạng điều khiển trên máy CNC cơ bản
Điều khiển số trên máy CNC được phân chia dựa theo các yếu tố như: dạng máy công cụ, các bề mặt tạo hình và những chuyển động tương đối giữa dao cụ và chi tiết gia công. Từ đó chúng được phân ra thành:
- Điều khiển điểm.
- Điều khiển đoạn hay đường thẳng.
- Điều khiển biến dạng phi tuyến.
2.1. Điều khiển theo điểm (Point to point)
Điều khiển điểm – điểm (point – point) hay còn được gọi là điều khiển theo vị trí. Đây là dạng điều khiển trên máy CNC đơn giản nhất. Dạng điều khiển này được dùng để gia công các lỗ bằng các phương pháp như:
- Khoan.
- Khoét.
- Doa.
- Cắt ren lỗ.
Trong khi thực hiện dạng điều khiển điểm – điểm, chi tiết gia công sẽ được cố định trên bàn máy. Dụng cụ cắt sẽ được chạy dao nhanh đến vị trí đã thiết lập. Khi đạt đến điểm đích, lúc này dao mới đầu cắt. Tuy nhiên trong một số trường hợp, bàn máy sẽ di chuyển thay vì dao cắt.
Ngoài ra, các trục có thể di chuyển kế tiếp nhau hay chuyển động đồng thời không có mối quan hệ hàm số. Hoặc di chuyển theo hành trình ngắn nhất tùy thuộc hệ điều khiển.
Các chi tiết gia công đều phải được định vị tạo một điểm cố định trên máy ở các thiết bị. Bao gồm: máy khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ. Dao không vào cắt và sẽ chuyển động trên các trục riêng lẻ. Mà không có bất kỳ ràng buộc với các quan hệ hàm số trong quá trình định vị.
Bên cạnh đó, tốc độ chuyển động định vị cũng không phụ thuộc vào các yếu tố công nghệ. Tương tự ở các máy hàn điểm hay máy gấp cạnh lá tôn khi điều khiển dịch động cho các mảnh gá chặn và bàn gấp. Tóm lại, điều khiển số thực hiện quá trình chuyển động này thuộc dạng điều khiển điểm.
Điều khiển điểm – điểm
2.2. Điều khiển đường thẳng
Là một trong các dạng điều khiển trên máy CNC, là dạng điều khiển mà trong khi gia công dụng cụ cắt sẽ thực hiện chuyển động cắt gọt theo một đường thẳng nào đó.
Trong điều khiển đường thẳng, hành trình dịch chuyển với lượng tiến dao đã được lập trình của dụng cắt chỉ có thể được điều khiển song song với một trục. Biên dạng của chi tiết gia công chỉ được tạo ra các đường song song với trục.
Ở dạng điều khiển đường thẳng này thường được bắt gặp ở các loại máy tiện CNC. Khi dụng cắt chuyển động song song hoặc vuông góc với trục chi tiết như tiện trụ, tiện mặt đầu.
Khi gia công các biến dạng song song với các trục, người vận hành cần thực hiện các chuyển động với tốc độ tùy chọn khác nhau. Theo đó, các hành động chỉ được thực hiện trên từng trục một khi gia công các chi tiết hình trụ đơn giản ở máy phay hoặc máy tiện (vẫn không có ràng buộc bởi các quan hệ hàm số). Các điều khiển chuyển động gia công này là điều khiển đoạn hoặc đường thẳng
Điều khiển đường thẳng
2.3. Điều khiển theo đường viền (theo contour)
Điều khiển đường viền là dạng điều khiển tạo ra các đường bất kỳ trong không gian. Tùy thuộc vào số trục được điều khiển đồng thời mà có thể phân thành:
- Dạng 2D.
- Dạng 2 1/2D.
- Dạng 3D.
- Dạng 4D.
- …
Dạng điều khiển này sẽ thực hiện trong mặt phẳng XY. Trong đó, trục thứ 3 được điều khiển độc lập với 2 trục trên 2D ½.
Ngoài ra, thực hiện nội suy một đường viền trong mặt phẳng có thể trên mặt phẳng XY, YZ hoặc ZX. Tùy thuộc vào việc khai báo mặt phẳng nội suy trong chương trình (G17/ G18/ G19).
Điều khiển đường viền 2D và 2,5D
Với điều khiển đường viền 2D, người vận hành có thể thực hiện chạy dao theo hai trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công. Ví dụ, trong mặt phẳng XZ hoặc XY trên hình thì trục thứ ba được điều khiển hoàn toàn độc lập với hai trục kia.
Với điều khiển đường viền 2,5D, người vận hành có thể thực hiện ăn dao đồng thời theo hai trục bất kỳ để gia công bề mặt trong một mặt phẳng nhất định. Cụ thể, trên máy CNC có 3 trục X, Y, Z thì ta sẽ điều khiển được đồng thời X và Y, X và Z hoặc Y và Z.
Với điều khiển đường viền 3D, người vận hành có thể thực hiện chạy dao theo cả 3 trục X, Y và Z. Lúc này, cả ba trục sẽ cho chuyển động phối hợp với nhau hay nói cách khác là có quan hệ ràng buộc hàm số.
2.4. Điều khiển biên dạng (điều khiển Contour)
Đặc điểm của điều khiển biên dạng
Khi quan hệ hàm số (tuyến tính hay phi tuyến) cần phải được gán giữa điểm bắt đầu và điểm kết thúc của một chuyển động. Thì điều khiển số thực hiện chuyển động như vậy là điều khiển biên dạng. Bao gồm điều khiển tuyến tính hay phi tuyến, phẳng hoặc không gian.
Trong dạng điều khiển này, các truyền động biệt lập, điều chỉnh được vị trí theo thời gian thực trên mỗi trục tọa độ. Đảm bảo sự phụ thuộc hàm số với các chuyển động đồng thời trên các trục khác là những đòi hỏi bắt buộc phải có.
Điều khiển biên dạng cho phép thực hiện gia công dưới tác động phối hợp có điều kiện của hai hoặc nhiều động cơ bước tiến. Nói cách khác, dạng điều khiển này cho khả năng thực hiện chạy dao trên nhiều trục. Để thực hiện đồng thời chuyển động ở các trục máy, người vận hành cần xác định các giá trị trung gian từ điểm xuất phát tới điểm kết thúc.
Điều khiển này được dùng trong các loại máy gia công. Chẳng hạn như: tiện, phay, trung tâm gia công tự động đa chức năng có quá trình đổi dao tự động, các máy gia công bằng điện cực ăn mòn, máy cắt bằng tia hồ quang áp lực cao… Điều khiển này còn bao gồm cả khả năng điều khiển điểm, đoạn hay đường thẳng.
Điều khiển biên dạng là loại điều khiển cho phép thực hiện chạy dao trên nhiều trục cùng lúc. Với dạng điều khiển này, hành trình dịch chuyển (đường thẳng, đường nghiêng, đường cong, đường phi tuyến) có thể được thực hiện trong mặt phẳng hoặc trong không gian.
Điều khiển biên dạng 2D và 3D
Các thành phần của điều khiển biên dạng
- Điều khiển Contour 2D
Điều khiển biên dạng 2D cho phép thực hiện chạy dao trên 2 trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công. Nếu một máy phay CNC có 3 trục thì điều khiển biên dạng 2D có thể phay được với 2 trục. Trục thứ 3 phải được tiến dao độc lập với trục kia.
-
Điều khiển Contour 2 ½ D
Dạng điều khiển biên dạng này cho phép chuyển ăn dao đồng thời theo 2 trục nào đó để gia công bề mặt trong mặt phẳng nhất định. Điều khiển biên dạng 2,5D khác với các điều khiển 2D ở yếu tố 2 trục được điều khiển đồng thời có thể đổi vị trí cho nhau.
Trên máy phay CNC 3 trục, có thể điều khiển đồng thời trục X và Y, trục Y và Z hoặc X và Z. Tùy theo mặt phẳng gia công được chọn mà các trục khác nhau được điều khiển đồng thời. Do vậy các chuyển động có thể ở các mặt phẳng như: X0Y, Y0Z, X0Z.
-
Điều khiển Contour 3D
Đây là dạng điều khiển cho khả năng chạy dao đồng thời ở cả 3 trục X, Y, Z theo một quan hệ ràng buộc. Điều khiển 3D thường được ứng dụng trong gia công khuôn mẫu, gia công các chi tiết có bề mặt gia công không gian phức tạp.
-
Điều khiển biên dạng 4D, 5D
Đây là dạng điều khiển biên dạng được dựa trên cơ sở 3D. Mà ở đó người vận hành bố trí thêm dụng cụ hay chi tiết có thêm 1 hoặc 2 chuyển động quay xung quanh 1 trục. Theo một quan hệ ràng buộc với các chuyển động trên các trục khác của máy 3D.
Điều khiển trên máy CNC có 4 dạng cơ bản với các đặc điểm và được sử dụng trong các trường hợp khác nhau. Như vậy tùy thuộc vào yêu cầu của bề mặt gia công mà có thể lựa chọn các dạng điều khiển trên máy CNC phù hợp. Đồng thời sử dụng các phần mềm điều khiển máy CNC thích hợp nhất.
Hãy bấm theo dõi trang Máy CNC nhập khẩu để cập nhật thêm các thông tin về máy CNC. Hoặc các kiến thức về gia công.
