Trang 1
§å ¸n tèt nghiÖp Lêi nãi ®Çu Ngμy nay cuéc c¸ch m¹ng khoa häc kü thuËt trªn thÕ giíi ®ang ph¸t triÓn víi tèc ®é vò b·o, kh«ng ngõng v¬n tíi nh÷ng ®Ønh cao míi, trong ®ã cã thμnh tùu vÒ kü thuËt tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt. Kh¶ng ®Þnh vai trß cña c«ng nhgÖ tù ®äng trong chiÕn lîc c«ng nghiÖp ho¸ vμ hiÖn ®¹i ho¸ nÒn kinh tÕ cña níc ta lμ mét viÖc hÕt søc cã ý nghÜa, t¹o ra kh¶ n¨ng ph¸t triÓn kinh tÕ víi tèc ®é cao, v÷ng ch¾c l©u dμi. ë c¸c níc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn viÖc ¸p dông tíi ®éng trong s¶n xuÊt ®· thùc hiÖn tõ nhiÒu thËp kû gÇn ®©y. Trong d©y chuyÒn tù ®éng ho¸ th× ®iÒu khiÓn sè CNC ®ãng mét vai trß rÊt quan träng. Sö dông m¸y c«ng cô CNC cho phÐp gi¶m khéi lîng gia c«ng, n©ng cao ®é chÝnh x¸c… Nªn m¸y CNC (Computer Numerical Control) ®ang ®îc sö dông réng r·i trªn thÕ giíi ®Æc biÖt lμ trong lÜnh vùc c¬ khÝ chÕ t¹o. HiÖn nay m¸y CNC ®ang ®îc sö dông réng r·i ë níc ta ®Ó chÕ t¹o 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. Víi nhu cÇu cña x· héi, cña c¸c nhμ m¸y c¬ khÝ muèn ¸p dông m¸y CNC trong s¶n xuÊt. Chóng em nhËn ®å ¸n “ThiÕt kÕ m¸y phay CNC vμ t×m hiÓu phÇn mÒm FANUC”. Chóng em rÊt c¸m ¬n sù híng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o GS.TS M¹c V¨n Kho¸t vμ c¸c thÇy c« trong bé m«n M¸y vμ ma s¸t ®· gióp chóng em hoμn thμnh ®å ¸n nμy. 1
Trang 2
§å ¸n tèt nghiÖp PhÇn I: giíi thiÖu vÒ m¸y cnc vμ øng dông trong s¶n xuÊt. 1. LÞch sö ph¸t triÓn cña m¸y CNC. §iÒu khiÓ sè NC (Numerical Control)trong ba m¬i n¨m qua ®· t¸c ®éng tíi ngμnh c¬ khÝ chÕ t¹o, ®· t¹o ra ng÷ng m¸y míi vμ c«ng cô tù ®éng ho¸ cí khÝ míi. Ngμy nay m¸y ®iÒu khiÓn sè NC (NC_ machine) lμ thμnh phÇn c¬ b¶n cña thiÕt bÞ gia c«ng linh ho¹t, ®Ó cã thÓ ®¸p øng c¸c yªu cÇu cao, tõng kiÓu m¸y ph¶i cã kh¶ n¨ng ®¶m nhËn nh÷ng chøc n¨ng ®iÒu khiÓn nhÊt ®Þnh. Trong thêi kú ®Çu cha cã m¸y ®iÒu khiÓn sè phï hîp. Ngêi ta cha thÓ biÕt ®îc c¸c yªu cÇu phô ph¸t sinh khi l¾p ®Æt hÖ ®iÒu khiÓn sè NC vμo m¸y thêng vμ ph¶i thay ®æi g× vÒ kÕt cÊu m¸y. Do vËy ngêi ta b¾t ®Çu tõ c¸c m¸y phay, tiÖn nh÷ng m¸y nμy ®· ®îc chÕ t¹o phï hîp víi ph¬ng thøc ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh hoÆc ®îc trang bÞ c¬ cÊu chÐp h×nh trªn c¬ së ®ã trang bÞ cho chóng c¸c hÖ thèng ®o vμ hÖ thèng khëi ®éng dïng cho chÕ ®é ®iÒu khiÓn sè NC. Nhê ®ã, chØ sau mét n¨m mét thÕ hÖ m¸y míi ra ®êi, ®ã lμ m¸y ®iÒu khiÓn sè (Numerical Control Machine). ý tëng ®iÒu khiÓn m¸y b»ng c©u lÖnh nhí nh ngμy nay ®· thùc hiÖn ë c¸c m¸y CNC, ®· cã tõ thÕ kû thø 14, kü thuËt nμy b¾t ®Çu víi c¸c trß ch¬i ®¸nh chu«ng ®îc ®iÒu khiÓn b»ng trôc quay cã c¾m c¸c t¨m ®iÒu khiÓn ch¹m vμo chu«ng. Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn vÒ kü thuËt ®iÒu khiÓn sè ®· b¾t tõ rÊt sím. N¨m 1808 Joseph M. Jaquard ®· dïng b×a t«n cã ®ôc lç ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c m¸y dÖt. VËt mang tin cã thÓ thay thÕ, ®îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y, ®· dîc ph¸t minh chónh lμ b×a t«n cã ®ôc c¸c lç. §Õn n¨m 1863 M. Foureaux ®· s¸ng chÕ ra ®μn d¬ng cÇm tù ®éng, cã tªn gäi næi tiÕng thÕ giíi lμ Pianola, cã dïng mét b¨ng giÊy khæ réng 30 cm, víi c¸c lç t¬ng øng ®Ó n®iÒu tiÕt c¸c khÝ nÐn, t¸c ®éng lªn hÖ phÝm Ên c¬ khÝ t¹o ra nhiÒu nh¹c ®iÖu. Ph¬ng ph¸p nμy ®· ®îc tiÕp tôc ph¸t triÓn ®Ó sau ®ã cã thÓ ®iÒu khiÓn ®îc c¶ ©m lîng, ¸p lùc Ên c¸c phÝm vμ tèc ®é cña cuén b¨ng giÊy. B¨ng giÊy trë thμnh vËt mang tinvμ kü thuËt ®iÒu khiÓn c¸c chøc n¨ng phô ®· ®îc ph¸t minh. N¨m 1938 Claude E. Shannon ®· ®¹t ®îc thμnh c«ng víi luËn ¸n tiÕn sÜ cña m×nh ë viÖn c«ng nghÖ M.I.T (Massachusetts Techenology) tÝnh to¸n vμ chuyÓn giao nhanh gi÷ liÖu ë d¹ng nhÞ ph©n (binary data)cã thÓ vËn dông lý thuyÕt ®¹i sè BOOL (Bool Algebra) vμ x¸c nhËn c«ng t¸c ®iÖn tö lμ thμnh phÇn hiÖn thùc duy nhÊt cho gi¶i ph¸p nμy. Nh÷ng nÒn t¶ng c¬ së cña m¸y tÝnh ngμy nay, kÓ c¶ kü thuËt ®iÒu khiÓn sè ®· ®îc chuÈn bÞ 2
Trang 3
§å ¸n tèt nghiÖp N¨m 1946 TiÕn sÜ Jonh W. Mauchly vμ tiÕn sÜ J. Presper Eckert ®· cung cÊp m¸y tÝnh sè ®iÖn tö ®Çu tiªn cã tªn lμ ENIAC cho qu©n ®éi Mü. C¬ së cña kü thuËt sö lý sè liÖu ®iÖn tö ®· ®îc thμnh lËp . N¨m 1949_1952 Jonh Parson vμ ViÖn c«ng nghÖ MIT ®· nghiªn cøu theo hîp ®ång cña kh«ng qu©n Mü mét hÖ thèng dïng cho c¸c m¸y c«ng cô ®Ó ®iÒu khiÓn trùc tiÕp vÞ trÝ cña c¸c trôc vÝt me b»ng ®Çu ra cña mét m¸y tÝnh vμ th«ng qua chøc n¨ng th«ng qua gia c«ng mét chi tiÕt. Parson ®· c«ng bè 4 luËn ®iÓm c¬ b¶n vÒ ý tëng nμy nh sau: 1. Lu tr÷ (nhí) c¸c vÞ trÝ ®· tÝnh to¸n ë b×a ®ôc lç (punched card). 2. C¸c b×a ®ôc lç ®îc ®äc tù ®éng trªn m¸y. 3. C¸c vÞ trÝ ®· ®îc ®äc ph¶i ®îc th«ng b¸o liªn tôc vμ c¸c gi¸ trÞ trung gian bæ sung ph¶i ®îc tÝnh to¸n. 4. C¸c ®éng v¬ SERVO (Servomotor) cã thÓ ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng cña c¸c trôc. C¸c chi tiÕt tÝch hîp ngμy cμng phøc t¹p dïng trong c«ng nghiÖp m¸y baycÇn ®îc chÕ t¹o víi m¸y nμy. Nh÷ng chi tiÕt nμy mét phÇn ®· ®îc m« t¶ chÝnh x¸c víi c¸c d÷ liÖu to¸n häc, ngng rÊt khã gia c«ng thñ c«ng. Mèi liªn kÕt gi÷a m¸y tÝnh (Computer) vμ kü thuËt NC ®· lμ tiÒn ®Ò khi khëi ®Çu qu¸ tr×nh ph¸t triÓn nμy. N¨m 1952 trong viÖn cc«ng nghÖ MIT ®· vËn hμnh m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè ®Çu tiªn. §ã lμ m¸y CINCINATI HYDROTEL, cã trôc vÝt me th¼ng ®øng. HÖ ®iÒu khiÓn cã cÊu t¹o gåm nhiÒu ®Ìn ®iÖn tö (Electronic Tuber), t¹o kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng ®ång thêi ba trôc (3D Linearinterpolation) vμ nhËn d÷ liÖu th«ng qua b¨ng ®ôc lç m· nhÞ ph©n (Binary Code Punched Barol). N¨m 1954 Bendix ®· mua c¸c b¶n quyÒn ph¸t minh cña Parsons vμ chÕ t¹o ra hÖ ®iÒu khiÓn NC hoμn chØnh ®Çu tiªn cã dïng c¸c ®Ìn ®iÖn tö. N¨m 1957 kh«ng qu©n Mü (US Air Force) ®· l¾p ®Æt nh÷ng m¸y phay NC ®Çu tiªn trong c¸c xëng cña m×nh. N¨m 1958 Ng«n ng÷ lËp tr×nh biÓu tîng hã ®Çu tiªn lμ APT (Automaticcally Programed Tool = C«ng cô lËp tr×nh tù ®éng) ®· ®îc giíi thiÖu trong quan hÖ liªn kÕt víi m¸y tÝnh IBM 704. N¨m 1960 c¸c hÖ ®iÒu khiÓn NC trong kü thuËt ®Ìn b¸n dÉn (Transistor) ®· thay thÕ c¸c hÖ ®iÒu khiÓn cò (Dïng ®Ìn rel¸i vμ ®Ìn ®iÖn tö). N¨m 1965 gi¶i ph¸p thay dông cô tù ®éng ATC (Automatic Tool Change) ®É n©ng cao tr×nh ®é tù ®éng ho¸ kh©u gia c«ng. 3
Trang 4
§å ¸n tèt nghiÖp N¨m 1968 kü thuËt m¹ch tÝch hîp IC (Intergrated Circuits) ®· lμm cho c¸c hÖ ®iÒu khiÓn nhá gän vμ tin cËy h¬n. N¨m 1969 nh÷ng gi¶i ph¸p ®Çu tiªn vÒ ®iÒu khiÓn liªn kÕt chung tõ mét m¸u tÝnh trung t©m DNC (tøc lμ Direct Numerical Control hoÆc lμ Dirtributed Numerical Control) ®· dîc thiÐt lËp ë Mü b»ng hÖ ®iÓu khiÓn Sun®stran Omnicontrol vμ m¸y tÝnh IBM. N¨m 1970 gi¶i ph¸p thay bÖ phiÕn g¸ ph«i tù ®éng (Automatic Palete Change). N¨m 1972 nh÷ng hÖ ®iÒu khiÓn NC ®Çu tiªn cã l¾p dÆt m¸y tÝnh nhá (Minicomputer) chÕ t¹o hμng lo¹t ®· t¹o ra mét thÕ hÖ míi cã tiÒm lùc m¹nh h¬n, ®ã lμ hÖ ®iÒu khiÓn sè b»ng m¸y tÝnh nhá CNC (Computerised Nmerical Control), nhng thÕ hÖ míi nμy l¹i bÞ thay thÕ nhanh b»ng thÕ hÖ míi h¬n vμ m¹nh h¬n, ®ã lμ hÖ ®iÒu khiÓn sè dïng m¸y vi tÝnh cã hÖ vi sö lý (Microprocessor_ CNC) sau nμy. N¨m 1976 c¸c hÖ vi sö lý (Microprocessor) t¹o ra mét cuéc c¸ch m¹ng trong kü thuËt CNC. N¨m 1978 c¸c hÖ thèng gia c«ng linh ho¹t (Flexible Manufacturing System) ®îc t¹o lËp hiÖn thùc. N¨m 1979 nh÷ng khíp nèi liªn hoμn CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing = ThiÕt kÕ vμ chÕ t¹o cã sù trî gióp b»ng m¸y tÝnh) ®Çu tiªn xu¸t hiÖn. N¨m 1980 nh÷ng c«ng cô trî gióp lËp tr×nh tÝch hîp trong hÖ ®iÒu khiÓn CNC ®· t¹o ra cuéc tranh c·i vÒ quan ®iÓm, xoay quanh vÊn ®Ò lμ cÇn hay kh«ng cÇn gi¶i ph¸p ®iÒu khiÓn cã dïng c¸ch n¹p d÷ liÖu trùc tiÕp b»ng tay. N¨m 1984 nh÷ng hÖ ®iÒu khiÓn CNC m¹nh, cã c¸c c«ng cô trî gióp lËp r×nh ®å ho¹ (Graphic), ®· ®Æt chuÈn mùc míi cao h¬n ®èi víi viÖc lËp t×nh t¹i xëng s¶n xuÊt. N¨m 1985/1986 nh÷ng hÖ ®iÒu khiÓn CNC víi c¸ch lËp tr×nh t¬ng t¸c ®å ho¹ (graphic interactive programming) ®· t¹o cho viÖc lËp tr×nh t¹i xëng s¶n xuÊt hÊp dÉn h¬n. N¨m 1986/1987 nh÷ng giao diÖn tiªu chuÈn ho¸ (Standard Interfaces) më ra con ®êng tiÕn tíi c«ng xëng tù ®éng ho¸ trªn c¬ së trao ®æi th«ng tin liªn th«ng, nghÜa lμ tiÕn tíi t¹o lËp gi¶i ph¸p tÝch hpj ho¸ vμ tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt CIM (Computer Intergrated Manufacturing). N¨m 1990 c¸c giao diÖn sè (Digital interfaces), gi÷a c¸c hÖ ®iÒu khiÓn NC vμ hÖ khëi ®éng c¶i thiÖn ®é chÝnh vμ ®¸p øng ®iÒu khiÓn cña c¸c trôc NC (NC axises) vμ cña truch chÝnh cña m¸y. 4
Trang 5
§å ¸n tèt nghiÖp N¨m 1992 c¸c hÖ thèng CNC hë (Open_ ended control) t¹o kh¶ n¨ng vμ ®iÒu khiÓn biÕn ®æi thÝch øng theo yªu cÇu sö dông. N¨m 1993 Sö dông (theo tiªu chuÈn) ®Çu tiªn c¸c hÖ khëi ®éng (®éng c¬) tuyÕn tÝnh ë c¸c trung t©m gia c«ng MC (Manufacturing centres). N¨m 1994 khÐp kÝn chuçi qu¸ tr×nh CAD/CAM/CNC b»ng cachý sö dông hÖ NURBS (Not Unifome Rationale B_ Splines) lμm ph¬ng ph¸p néi suy (Interpolation method) trong c¸c hÖ CNC. NURBS lμ ph¬ng ph¸p dïng ®Ó diÔn t¶ to¸n häc ccs bÒ mÆt th«ng thêng vμ c¸c bÒ mÆt ®Æc biÖt (VÝ dô: MÆt trô, mÆt cÇu, mÆt xuyªn…) b»ng c¸c ®iÓm (Pionts) vμ c¸c th«ng sè (paramenters) t¹o thμnh m« h×nh líi gåm nhiÒu nót ®Ó diÔn t¶ bÒ mÆt ®¹t ®é mÞn vμ ®é s¾c nÐt cao. Nh÷ng hÖ thèng CAD/CAM míi sö lý trùc tiÕp NURBS ®îc truy cËp tõ hÖ CAD trong hÖ CNC. Gi¶i ph¸p nμy gi¶m ®îc khèi lîng d÷ liÖu, n©ng ®é chÝnh x¸c vμ tèc ®é sö lý, t¹o ra chuyÓn ®éng ®Ìu ®Æn cña m¸y, n¨ng tuæi thä cña m¸y vμ dông cô. N¨m 1996 ®iÒu khiÓn bé khëi ®éng sè (Digital Motor Control) vμ néi suy chÝnh x¸c (Fine interpolation) víi ®é ph©n gi¶i nhá h¬n mét phÇn ngh×n micr«mÐt (< 0,001μm) vμ lîng tiÕn dao ®¹t tíi gi¸ trÞ 100m/phót. 2.øng dông cña m¸y CNC trong s¶n xuÊt. Th«ng thêng khi gia c«ng trªn m¸y CNC cã ®é chÝnh x¸c cao h¬n m¸y thêng tØ lÖ phÕ phÈm rÊt Ýt hoÆc hÇu nh kh«ng cã. Sù kh¸c biÖt vÒ qu¸ tr×nh gia c«ng chi tiÕt c¬ khÝ tren m¸y CNC so víi m¸y thêngchÝnh lμ viÖc thay thÕ hÖ ®iÒu khiÓn trùc tiÕp cña thî ®øng m¸y b»ng viÖc lËp ch¬ng tr×nh gia c«ng CNC theo ng«n ng÷ lËp tr×nh quy dÞnh vμ m¸y CNC th«ng qua hÖ ®iÒu khiÓn b»ng sè cïng ®¹t hiÖu qu¶ gia c«ng ®¹t hiÖu qu¶ cao trªn c¸c mÆt ®Þnh h×nh phøc t¹p(3D). V× m¸y CNC cã nh÷ng yªu ®iÓm sau ®©y nªn m¸y CNC ®· trë nªn rÊt cÇn thiÕt trong s¶n xuÊt: Toμn bé qu¸ tr×nh gia c«ng (c¾t vËt liÖu) ®îc thùc hiÖn tù ®éng nªn ®¹t ®é chÝnh x¸c cao, kh«ng phô thuéc vμo tay nghÒ cña thî vËn hμnh m¸y. 5
Hiển thị 5 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.
Bình luận (0)
Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!