LỜI NÓI ĐẦU
Trong trào lưu phát triển và hội nhập, nền kinh tế, kỹ thuật của mỗi nước
gắn liền với sự phát triển của nền kinh tế và kỹ thuật trên thế giới ở các nước
công nghiệp phát triển, quá trình tự động hoá,điện tử hoá, các phần mềm tin
học ứng dụng đã được đưa vào các ngành kỹ thuật trong đó có ngành chế tạo
đã có vài chục năm phát triển và đạt trình độ cao. Các thiết bị sản xuất được tự
động hoá cao nhờ sự hỗ trợ của các hệ thống điều khiển bằng máy đã có mặt ở
nhiều nhà máy, công ty thuộc các ngành khác nhau như dệt, may mặc và chế
tạo máy .
Thời kỳ đổi mới đất nước ta đã chủ trương phát triển ngành cơ khí chế tạo
thành ngành công nghiệp chủ đạo và không ngừng cải tiến và chuyển đổi trang
thiết bị máy móc hiện đại để phục vụ sản xuất cho năng xuất cao. Chúng ta đã
dần dần đưa các máy điều khiển theo chương trình số. Đây là điều kiện kỹ
thuật cơ bản để thực hiện những dự án tự động hoá linh hoạt trên từng máy
công cụ điều khiển số riêng lẻ hay ở các trung tâm gia công điều khiển số.
Cũng như việc ghép nối chúng thành một hệ thống linh hoạt, điều khiển liên
thông bằng các máy điện toán nối mạng.
Với thời gian thực tập tốt nghiệp sáu tuần chúng em đã được thày giáo
Nguyễn Công Nguyên hướng dẫn nghiêm cứu hệ thống điều khiển số trên máy
công cụ CNC. Chúng em đã biệt được sự khác biệt của máy công cụ CNC và
máy công cụ thông thường,những ưu nhược điểm,những khái niệm cơ bản về
máy công cụ CNC và quá trình gia công trên máy công cụ CNC bằng điều
khiển kỹ thuật số.
- 1 -
CHƯƠNG I
CHỨC NĂNG VÀ NGUYÊN LÝ MÁY CÔNG CỤ CNC
o MÁY CÔNG CỤ CNC & MÁY CÔNG CỤ THÔNG THƯỜNG,NHỮNG ƯU
ĐIỂM CƠ BẢN CỦA MÁY ĐIỀU KHIỂN SỐ.
1. Máy công cụ thông thường
Khi thực hiện gia công trên máy thông thường người công nhân thường phải
dùng tay để điều khiển máy, người công nhân căn cứ vào phiếu nguyên công để cắt

với các loại chi tiết khác nhau, thời gian chuẩn bị và hiệu chỉnh kỹ thuật tại khu vực
làm việc giảm đáng kể.Thời gian thay dao được thực hiện nhanh chóng, chính xác có
thể chuẩn bị dao ở vùng ngoại vi và nạp trở lại vào ổ tích dao chuyên dùng gắn trên
máy
Máy điều khiển kỹ thuật số có thể thực hiện một lúc nhiều chuyển động khác nhau,
tự động điều chỉnh sai số dao cụ, tự động khiểm tra kích thước chi tiết và qua đó tự
động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao và chi tiết
Máy công cụ gia công được loạt chi tiết nhỏ, phản ứng một cách linh hoạt khi nhiệm
vụ công nghệ thay đổi và điểm quan trọng nhất là việc lập trình gia công có thể thực
hiện được ngoài máy, trong văn phòng có sự hỗ trợ của kỹ thuật tin học thông qua
các thiết bị vi tính, vi xử lý,….
b) Tính năng tập chung nguyên công cao
Đa số các máy CNC đều có thể thực hiện một số lượng lớn các nguyên công
khác nhau mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết
c) Tính năng chính xác, đảm bảo chất lượng gia công
Độ chính xác lập lại đặc trưng cho mức độ ổn định trong suốt quá trình đảm bảo
chất lượng gia công cao, là ưu việt tuyệt đối của các máy điều khiển kỹ thuật số
Bản thân nguyên tắc điều khiển theo chương trình số là đảm bảo cơ bản của độ
chính xác gia công trên máy. Ngoaì ra máy CNC còn có điều kiện khai thác tối đa
các chế độ cắt gọt, các nguyên lý cắt và phương án gá đặt, đảm bảo độ chính xác cao,
ổn định chất lượng sản phẩm.
- 3 -
d) Năng suất, tính hiệu quả kinh tế_ kỹ thuật cao
Sự lựa chọn thế hệ máy CNC ngày nay trở thành một đặc tính cần thiết có tầm
quan trọng, quyết định đối với các xí nghiệp công nghiệp. Nhiều nghiêm cứu đã dự
báo về khả năng phát triển, khả năng lợi nhuận và khả năng tái sản xuất tiềm tàng đã
thuyết phục giới công nghiệp ngày càng tiến tới phổ cập kỹ thuật điều khiển số cho
máy công cụ. Cùng với quá trình thiết kế các môđun sản phẩm mới, người ta đặc biệt
chú ý rằng thiết kế kết cấu chi tiết máy cần phải định hướng sao cho chỉ có thế hệ
máy điều khiển số mới gia công được

Đọc
Bản vẽ
Lập trình
Vật mang tin
từ(catssete), đĩa từ (disk) với sự phát triển của máy CNC sau này người ta dùng bộ máy
tính trung tâm.
Trong nguyên tắc DNC(trong nguyên tắc vận hành DNC, các máy CNC được một
thiết bị điện toán trung tâm cung cấp trực tiếp các chương trinh gia công. Các chương
trình gia công được ghi nhớ trên đĩa từ và được nạp vào máy điện toán trung tâm, từ đó
nó có thể truyền đi thông qua các đường dây chuyền tải dữ liệu đến các bộ nhớ nội tại
của CNC) hoặc bộ nhớ của cụm máy tính cài đặt ngay bên trong của máy công cụ
( trong nguyên tắc CNC) để ghi nhận chương trình. Quá trình xử lý đến bước này được
coi là xử lý ngoài máy .
Tiếp theo là quá trình xử lý bên trong. Các dữ liệu ghi trên vật mang tin được tiếp
nhận thông qua bộ đọc, bộ đọc có nhiệm vụ kiểm tra các thông tin đã được đọc về hình
thức cấu tin ( tính chẵn của số bít trong mã số ISO ) và ngừng ngay quá trình đọc khi
phát hiện cấu trúc tin bị mắc lỗi. Sau đó các thông tin này được chuyển vào bộ nhớ và
bộ nhớ chương trình đảm bảo chuẩn bị và thực hiện chuẩn bị các bước song song ( xử
lý đông thời) các thông tin của một công đoạn gia công vốn đã được đọc vào theo thứ
tự từng bước ( dạng chuyển động, toạ độ của điểm kết thúc chuyển động, tốc độ trên
đường biên dạng, số vòng quay và chiều quay trục chính), dụng lượng của các bộ nhớ
trong các hệ CNC hiện đại cho phép nội dung thông tin của nhiều chương trình con
được lưu trữ cùng một lúc trong bộ nhớ. Từ bộ nhớ thông tin này được chuyển qua bộ
nội suy và bộ nội suy tính toán hiệu chỉnh đảm bảo các dữ liệu của chương trình đọc
vào phù hợp với không gian làm việc của máy, hình thành nên bên dạng của chi tiết
cần gia công trong một dung sai xác định. Các tín hiệu điện được bộ lọc chuyên đổi từ
các thông tin cần đưa vào thành tín hiệu tương tự ( tín hiệu điện), tín hiệu này hình
thành giá trị “Cần” của vị trí bàn máy ( trong hệ lệnh về hường dịch chuyển ). Nó được
dẫn tới bộ so sánh theo một “ nhịp” điều khiển xấc định. Giá trị “ thực “ về vị trí bàn
máy được thu thập thông qua hệ thống đo lường dịch chuyển và cũng được dẫn tới bộ

vẽ).Trong trường hợp chạy dao đồng
thới trên hai trục X,Y thì quỹ đạo trở
thành một góc
α
so với trục nào
đó.trên hình vẽ góc hợp thành quỹ đạo
chuyển động của dao và trục X là góc
αHình 2 : Điều khiển điểm-điểm
- 7 -
a) điều khiển đồng thời hai trục
b) điều khiển kế tiếp
Hình 1-3 : Các dạng chạy dao trong điều khiển điểm - điểm
Trong trường hợp chạy dao độc
lập thì trước hết dao chạy song song
với trục Y tới điểm 1’ ( toạ độ X
không đổi ) sau đó chạy dao theo
trục X để tới điểm 2. Như vậy
chuyển động dao theo các trục là
hoàn toàn độc lập nhau
b) Điều khiển đường thẳng
Điều khiển đường thẳng là dạng điều khiển mà khi gia công dụng cụ cắt thực
hiện một lượng chạy dao theo một đường thẳng nào đó. Trên máy tiện dụng cụ cắt
chuyển động song song hoặc vuông góc trục của chi tiết ( trục Z) hình vẽ. Trên hình
vẽ là máy phay dụng cụ cắt chuyển động song song với trục X. Trong cả hai trường
hợp trên dụng cụ cắt chuyển động độc lập theo từng trục ( không có quan hệ ràng
buộc khác ). Dạng điều khiển này dùng cho máy phay và máy tiện điều khiển theo
chương trình số.

- Giữa cố định trong phương án các chuyển động nói trên truyền cho chi tiết gia
công
- 9 -
Công suất đảm bảo năng lượng tạo hình thay đổi trong khoảng rộng từ vài trăm W
đến vài trăm Kw
b) Chuyển động chạy dao
Đảm bảo các dịch chuyển cuả dụng cụ cắt hoặc chi tiết gia công trong các quỹ
đạo tương đối giữa chúng. Những quỹ đạo này phụ thuộc vào biên dạng đường cắt
của quá trình tạo hình,biên dạng của bản thân dụng cụ cắt và các yêu cầu kỹ thuật
đạt ra cho chi tiết gia công. Công suất của chuyển động chạy dao thay đổi trong
khoảng một vài Kw, trừ trường hợp máy gia công các chi tiết lớn.
Tất cả các chuyển động nói trên đều được thực hiện bởi các động cơ riêng biệt,
được điều khiển độc lập với nhau.
2. Quá trình cấp dao
Các thế hệ CNC ngày nay càng được trang bị các hệ thống cấp dao hoàn
chỉnh, trong đó các quá trình cấp dao,chuyển đổi dụng cụ cắt đều được thực hiện
một cách tự động.
Một tổ hợp các nhóm dao, lựa chọn theo những nhiệm vụ công nghệ dự kiến trước,
được xếp vào các ổ tích luỹ dao.Từ ổ này, dao được chuyển trực tiếp cho kết cấu
kẹp trên đầu trục chính, hoặc thông qua một tay máy đổi dao, đảm bảo lấy dao vừa
cắt xong từ trục chính trở lại ổ tích luỹ và thay vào một dao mới từ ổ dao lắp vào
trục chính.
Phổ biến có hai loại ổ dao tích lũy dao ( hình vẽ). Trong đó h1 là ổ dao dạng
đĩa hoặc dạng tang quay. Hình 2 là ổ dao dạng xích. ổ tích lũy dao kiểu đĩa hoặc
tang quay có một dung lượng cố định nhưng bản thân cả đĩa hoặc tang quay có thể
thay đổi một cách tự động. ổ tích lũy dao kiểu xích thì có thể thay đổi được số dao
chứa ở trong đó
3. Quá trình cấp chi tiết
Đối với nhóm có chi tiết quay thì việc tháo lắp ra chi tiết vừa gia công mới
được thực hiện bởi một rô bốt gắn liền với máy .