3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG……………
LUẬN VĂN

Hệ thống điều khiển máy khoan
mạch in bằng máy tính

Phần II : Các khái niệm về máy điều khiển theo
chương trình số
Đại cương về điều khiển theo chương trình số
Truyền động bằng động cơ bước
Phần III : Phần mềm
Ứng dụng phần mềm PAL-El để khoan mạch in III _ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Dựa trên tài liệu và thiết bị điều khiển, đặt biệt máy khoan có sẵn, cũng
như phần mền điều khiển được dịch từ tài liệu PAL_EP … để viết một
chương trình ứng dụng thực tế đơn giản nhằm góp phần phong phú thêm cho
việc hiểu biết về lĩnh vực này đồng thời có thể mở rộng và định hướng cho
những đề tài sau
5CHƯƠNG I
GIAO TIẾP MÁY TÍNH

I _ CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ MÁY TÍNH
Trải qua một thời gian dài từ phát minh đầu tiên ra máy tính cho đến
nay, máy tính đã không ngừng nâng cao và phát triển qua nhiều thế hệ. Tuy
nhiên hầu hết máy tính đang phổ biến hiện nay đều có nguồn gốc xuất phát từ
họ PC (Personal Computer). Đầu tiên là kiểu máy PCXT do hãng IBM chế
tạo với bộ xử lý (CPU) 8088 của hãng Intel. Đây là hệ thống xử lý dữ liệu 16
bit nhưng dùng bus dữ liệu 8 bit.
6

viết. Để phân biệt vùng nhớ với thiết bị vào ra CPU phát ra tín hiệu điều
khiển IO/M. Khi có các lệnh này thì các lệnh In/Out mới có tác dụng.
Ngoài các lệnh qui chiếu bộ nhớ, cũng như khả năng trao đổi dữ liệu
giữa thiết bị ngoại vi và hệ vi xử lý. Lúc đó vào ra được gán như một địa chỉ ô
nhớ của bộ nhớ. Các thanh ghi liên quan tới cổng vào ra được xem như ngăn
nhớ. Khi bộ vi xử lý gọi địa chỉ và xung điều khiển đọc hay viết bộ nhớ
không cần xác định nơi gởi là bộ nhớ hay thiết bị vào ra. Nó chỉ hỏi nơi gởi
dữ liệu vào trong khoảng thời gian cho phép. Bộ logic bên ngoài sẽ giải mã
địa chỉ kết hợp với xung MR, MW, để chọn thiết bị mà không phân biệt ngăn
nhớ hay thiết bị vào ra.

2. Vào ra điều khiển bằng ngắt:
Với phương pháp điều khiển vào ra bằng chương trình, CPU phải liên
tục kiểm tra trạng thái của thiết bị ngoại vi đến khi sẵn sàng, đó là sự lãng phí
thời gian của CPU và chương trình dài và phức tạp. Khi bộ vi xử lý có nhiều
thiết bị ngoại vi CPU không đáp ứng yêu cầu của chúng. Có thể đáp ứng yêu
cầu ngoại vi nhanh chóng và không theo trình tự như định trước nhờ cơ cấu
ngắt CPU.
Nhờ tính chất đáp ứng tức thời của vi xử lý khi có yêu cầu ngắt từ thiết
bị ngoại vi do đó các ngắt thường được dùng ở những trường hợp yêu cầu đap
ứng nhanh, thời gian trả lời ngắn, thực hiện ở bất kỳ thời điểm nào. Khi đó
CPU phải chuyển đến chương trình con, yêu cầu ngắt ở cuối bất kỳ lệnh nào
trong chương trình chính. Các chương trình con phục vụ ngắt có thể lưu trữ
nội dung các thanh ghi và khôi phục lại khi thực hiện xong chương trình phục
vụ ngắt và trước khi trở lại chương trình chính.
Giao tiếp với maý tính là trao đổi dữ kiện giữa một máy tính với một

Tuy nhiên, do khe cắm nằm bên trong máy tính nên khi muốn gắn card giao
tiếp vào thì phải mở nắp ra, điều này gây bất tiện cho người sử dụng.

2. Giao tiếp qua Serial Port (Port COM) :
IBM PC cung cấp 2 cổng nối tiếp: COM1 và COM2. Các cổng này giao
tiếp theo tiêu chuẩn RS232. Chúng có thể được nối với một Modem để dùng
cho mạng điện thoại, hay nối trực tiếp với một máy tính khác. Dữ liệu được
truyền qua cổng này theo cách nối tiếp, nghĩa là dữ liệu được gởi đi nối tiếp
nhau trên 1 đường dây. Do các dữ liệu được truyền đi từng bit một nên tốc độ
truyền chậm, các tốc độ truyền có thể là 300, 600, 1200, 2400, 4800bps,
9600bps, chiều dài dữ liệu có thể là 5, 6, 7 hoặc 8 bit và kết hợp với các bit
Start, Stop, Parity tạo thành một khung (frame). Ngoài ra cổng này còn có các
điều khiển thu (Receive), phát (Trans), kiểm tra. Cách giao tiếp này cho phép
khoảng cách truyền dữ liệu xa, tuy nhiên tốc độ truyền rất chậm tốc độ tối đa
là 20kbps.

3. Giao tiếp qua cổng PRINT (Cổng máy in):
IBM PC cho phép sử dụng đến 3 cổng song song có tên là LP1, LP2 và
LP3. Kiểu giao tiếp song song được dùng để truyền dữ liệu giữa máy tính và
máy in. Khác với cách giao tiếp qua Port Com, ở cách giao tiếp này dữ liệu
được truyền song song cùng một lúc 8 bit. Vì thế nó có thể đạt tốc độ cao.
Connector của Port này có 25 chân bao gồm 8 chân dữ liệu và các đường tín
hiệu bắt tay (Handshaking ). Tất cả các đường Data và tín hiệu điều khiển đều
ở mức logic hoàn toàn tương thích với mức TTL. Hơn nữa, người lập trình có
thể điều khiển cho phép hoặc không cho phép các tín hiệu tạo Interrupt từ ngõ
vào nên việc giao tiếp đơn giản và dễ dàng. Tuy nhiên, giao tiếp với mức
logic TTL nên khoảng cách truyền bị hạn chế so với cách truyền qua Port
Com, đồng thời cáp truyền cũng phức tạp hơn. Đó là nhược điểm của cách
giao tiếp này.


đa là 20kbps ở cự ly khoảng 15m. đây là một dạng giao tiếp loại TTL + bộ
kích đường dây không cân bằng.

Việc mô tả chuẩn này được chia làm ba phần: Các đặc điểm kỹ thuật về
điện, mô tả các đường dữ liệu điều khiển và sử dụng bộ kết nối chân ra.

I _ ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT VỀ ĐIỆN CỦA RS232C

9

IN
NUMBERS

FOR 9
PINS
PIN
NUMBERS
FOR 25
PINS
COMMON
NAME
RS232C
NAME
SIGNAL
DIRECTION

ON DCE

6
7
8
9
10
DSR
GND
CD
CC
AB
CF
-
-
OUT
-
OUT
-
- 11
12
13
14
15

SCF

OUT
-
IN
IN

9 21
22
23
24
25
CG
CE
CH/CI
DA
OUT
OUT
IN/OUT
IN
- Hình 2-3 Qui định về chân của RS232C

Mức điện áp logic của RS-232C là khoảng điện áp giữa +15V và –


- TxD: Dữ liệu được truyền đi từ Modem trên mạng điện thoại.
- RxD: Dữ liệu được thu bởi Modem trên mạng điện thoại.

 Các đường báo thiết bị sẵn sàng:
- DSR : Để báo rằng Modem đã sẵn sàng.
- DTR : Để báo rằng thiết bị đầu cuối đã sẵn sàng
- Các đường bắt tay bán song công.
- RTS : Để báo rằng thiết bị đầu cuối yêu cầu phát dữ liệu.
- CTS : Modem đáp ứng nhu cầu cần gửi dữ liệu của thiết bị đầu cuối
cho thiết bị đầu cuối có thể sử dụng kênh truyền dữ liệu. Các đường
trạng thái sóng mang và tín hiệu điện thoại:
- CD : Modem báo cho thiết bị đầu cuối biết rằng đã nhận được một sóng
mang hợp lệ từ mạng điện thoại.

- RI : Các Modem tự động trả lời báo rằng đã phát hiện chuông từ mạng
điện thoại địa chỉ đầu tiên có thể tới được của cổng nối tiếp được gọi là địa
chỉ cơ bản (Basic Address). Các địa chỉ ghi tiếp theo được đặt tới bằng
việc cộng thêm số thanh ghi đã gặp của bộ UART vào địa chỉ cơ bản.
- Mức tín hiệu trên chân ra RxD tùy thuộc vào đường dẫn TxD và thông
thường nằm trong khoảng –12 đến +12. Các bit dữ liệu được gửi đảo
ngược lại. Mức điện áp đối với mức High nằm giữa –3V và –12V và mức
Low nằm giữa +3V và +12V. Trên hình 2-4 mô tả một dòng dữ liệu điển
hình của một byte dữ liệu trên cổng nối tiếp RS-232C.
- Ở trạng thái tĩnh trên đường dẫn có điện áp –12V. Một bit khởi động
(Starbit) sẽ mở đầu việc truyền dữ liệu. Tiếp đó là các bit dữ liệu riêng lẻ
sẽ đến, trong đó các bit giá trị thấp sẽ được gửi trước tiên. Còn số của các
bit thay đổi giữa 5 và 8. Ở cuối của dòng dữ liệu còn có một bit dừng
(Stopbit) để đặt trở lại trạng thái ngõ ra (-12V).


UART của ngõ COM2 (Địa chỉ logic do hệ điều hành chỉ định) và địa chỉ
D0 D1

D4 D5

D3
D6
D7
Stopbit

Starbit

+12V

LOW

1 1 0 1 0
0 1 0

-
12V

HIGHT

T =1/f
Baud

10

4µS

Port COM là một thể khởi tạo bằng BIOS thông qua chức năng 0 của
Interrupt 14, nạp vào thanh ghi DX1 chỉ số chọn kênh (COM1 = 0, COM2
= 1). Thanh ghi AL được nạp vào các tham số của việc truyền dữ liệu.

A L

D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0

 Bit D
0
D
1
: Cho biết độ rộng của dữ liệu
0 0 : Dữ liệu có độ rộng 5 Bit
0 1 : Dữ liệu có độ rộng 6 Bit

1 0 0 : Tốc độ truyền 1200bps (bit per second)
1 0 1 : Tốc độ truyền 2400bps (bit per second)
1 1 0 : Tốc độ truyền 4800bps (bit per second)
1 1 1 : Tốc độ truyền 9600bps (bit per second)

III _ MODEM RỖNG CỦA RS232C
13

Mặc dù chuẩn RS_232C của EIA được dành riêng để áp dụng kết nối
giữa Modem với thiết bị đầu cuối, nhưng một thuê bao của RS_232C cũng
thường được sử dụng khi hai thiết bị đầu cuối được nối với nhau, hoặc một
máy tính và một máy in mà không sử dụng các Modem.
Trong những trường hợp như vậy, các đường TxD và RxD phải được
đặt chéo nhau và các đường điều khiển cần thiết phải được đặt ở TRUE hoặc
phải được tráo đổi thích hợp bên trong cáp kết nối. Sự nối lắp cáp của
RS232C mà có sự tráo đổi đường dây được gọi là Modem rỗng (null Modem).
Cáp như vậy thích hợp để nối trực tiếp 2 thiết bị DTE qua các port
RS232C. Hai sơ đồ có thể kết nối lẫn nhau được trình bày trong hính 2-5 và
hình 2-6 chú ý rằng trong trường hợp đơn giản nhất chỉ cần kết nối 4 dây lẫn
nhau, trong thực tế 2 đường dây đất (SIG GND 0 và CHAS GND) thường
được kết hợp lại, mặc dù điều này không được đề cập tới. IV _ CÁC IC KÍCH PHÁT VÀ THU CỦA RS232C

Nhờ tính phổ biến của giao tiếp, người ta đã chế tạo các IC kích phát và
thu. Hai vi mạch như vậy được Motorola sản xuất là IC kích phát MC 1488 có

giống như 8250. Một số thiết bị mới sử dụng chip 16550 hay các biến thể
khác nhằm bổ sung thêm việc đệm dữ liệu để giảm bớt gánh nặng cho CPU.
Một phần của BIOS hệ thống (ngắt 14 h) cung cấp các dịch vụ để liên
lạc với các card giao tiếp nối tiếp.
Giống như các cổng song song, POST (Power on Self Test- chương
trình của BIOS tự kiểm tra cấu hình hệ thống khi bật máy) kiểm tra xem liệu
một cổng nối tiếp có được gắn vào hệ thống không, và ghi lại các địa chỉ I/O
của các cổng hoạt động trong vùng dữ liệu của BIOS. Tất cả các hệ thống đến
4 cổng nối tiếp, BIOS không hỗ trợ các cổng bổ sung thêm khác.
Để truy suất phần cứng của một cổng nối tiếp, cần đọc một trong 4 từ
(word) trong vùng dữ liệu BIOS chứa địa chỉ I/O cơ sở đối với 4 cổng nối tiếp
có thể có.
2 2
TxDTxD
3
3
CHAS GND
SIGNAL GND
1 1
7 7
88
CDCD
CTSCTS 55
4 4
RTSRTS
66
RxD
DSR
DTR
RxD

COM1 COM2 COM3

COM4 Mô tả
2 2
TxD
TxD
3
3
CHAS GND
SIGNAL GND
1 1
7 7
88
CDCD
CTS
CTS
55
4 4
RTSRTS
66
RxD
DSR
DTR
RxD
DTE B
DTE A
2020
DTR
DSR
CTS


3EA
3EB
3EC
3ED
3EE
IRQ3
2E8

2E9

2EA
2EB
2EC
2ED
2EE
Interrupt Request Line
Transmit/Receive Buffer và LSB of the
Divisor Latch
Interrupt Enable Register và MSB of the
Divisor Latch
Interrupt Identification Registers
Line Control Register
Modem Control Register
Line Status Register
Modem Status Register

b. Hoạt động của cổng nối tiếp.
 Sự khởi động của BIOS.
Sau khi bật máy (hay Reset máy), chương trình POST kiểm tra xem liệu

Thứ 5
Thứ 6
Thứ 7
Thứ 8
3F8
2F8
Không
Không
Không
Không
Không
Không
3F8
2F8
Không
Không
Không
Không
Không
Không
3F8
2F8
3220h
3228h
4220h
4228h
5220h
5228h
4
3F8
2F8
0
0
3F8
0
0
0
2F8
0
0
0
0
0
0
0
 Các kết quả POST có thể có về việc phát hiện cổng nối tiếp.

- Trường hợp 1 : Mô tả POST phát hiện 2 cổng nối tiếp.
- Trường hợp 2 và 3 : Cho thấy chỉ có một cổng nối tiếp được phát hiện.
- Trường hợp 4 : Cho thấy không phát hiện được cổng nối tiếp nào.

Các phép thử này không khẳng định liệu có một thiết bị nối tiếp thực sự
được nối với cổng I/O hay không. Phép thử chỉ kiểm tra xem liệu phần cứng
cổng nối tiếp có tồn tại hay không tại một địa chỉ I/O cụ thể. Tổng số cổng nối
tiếp hoạt động được phát hiện thấy (0  4) được cất giữ trong byte thiết bị tại

- Các đường trạng thái này nên được kiểm tra trong 2ms hay cho đến khi
cả hai đều chuyển sang mức cao. Khi cả hai đường này đều ở mức cao,
thiết bị được kết nối với cổng nối tiếp đã báo hiệu cho biết nó đã sẵn
sàng cho một byte. Một lỗi đáo hạn (timeout error) được báo hiệu bởi
phần mềm nếu một trong hai đường dẫn còn ở mức thấp lâu hơn
khoảng 2ms.
4. Đến đây thiết bị kết nối đã sẵn sàng tiếp nhận một byte, UART phải được
kiểm tra xem liệu thanh ghi chứa dữ liệu phát THR (Transmit Holding
Regester) đã sẵn sàng có một byte chưa. Thanh ghi LSR (Line Status
Regester), bit 5, được xác lập lên mức cao khi thanh ghi chứa dữ liệu này
trống rỗng và sẵn sàng cho một byte. Một lần nữa, giống ở bước 3 nếu
thanh ghi THR không thể trở nên hữu dụng trong 2ms, thì phần mềm sẽ
báo một lỗi đáo hạn, và bỏ qua việc phát đi.
5. Nếu cho đến bây giờ chưa xảy ra việc đáo hạn, byte có thể được gửi đến
thanh ghi chứa dữ liệu phát của UART.
6. Sau đó, UART phát byte từ thanh ghi chứa dữ liệu phát vào thanh ghi dịch
TSR (từ đây các bit dữ liệu được dịch ra và gửi đi), và tạo dạng khung nối
tiếp.

 Quá trình nhạn nối tiếp.
Để nhận 1 byte từ đường dây kết nối nối tiếp, cổng được giả định như trên
(cho cổng COM3):
1. Trước tiên, xác định địa chỉ cơ sở cổng I/O bằng cách đọc một từ (Word)
từ vùng dữ liệu BIOS tại 40:4H đối với cổng nối tiếp COM3. Nếu trị = 0:
Không có cổng nối tiếp hoạt động nào được gắn ở đây và dĩ nhiên không
có dữ liệu nào được gửi đi.
2. Hai đường điều khiển MODEM là DTR (DATA Terminal Ready) và RTS
(Request to Send) được xác lập lên mức cao (DTR = 1, RTS = 1).
- Điều này thông báo cho thiết bị kết nối biết rằng máy tính đang hoạt
động và sẵn sàng liên lạc. Điều này được thực hiện bằng cách ghi trị 1

- USART được khởi động ở chế độ đồng bộ.
- USART đã nhận lệnh ở chế độ bất đồng bộ.

 Khối phát
Khối này nhận số liệu song song từ đơn vị trung tâm, chèn thêm các
thông tin rồi chuyển sang nối tiếp và gửi ra thân TxD (Transmiter DATA).
- Ở chế độ bất đồng bộ, khối phát chèn thêm bit START, bit kiểm tra
chẵn lẻ paraty và một hay hai bit STOP.
- Trong chế độ đồng bộ, khối phát chèn thêm các ký tự SYNC. Những ký
tự đồng bộ này phải được phát trước khi bản tin bắt đầu. Nếu trong khi
phát có khoảng trống giữa hai ký tự thì USART tự động chèn các ký tự
đồng bộ vào.
- Trong cả hai chế độ đồng bộ và bất đồng bộ, quá trình phát chỉ được
cho phép khi tín hiệu TxE (Transmiter Enable) và tín hiệu CTS, ở trạng
thái tích cực. Nếu USART được đặt ở chế độ đồng bộ từ ngoài, chân
SYNDET sẽ là cửa vào và nhận tín hiệu để đồng bộ khi thu.
- Khối phát có thể gửi tín hiệu cắt (BREAK). Đó là một chu kỳ liên tục
các bit SPACE trên đường dây liên tục và đưọc dùng ở chế độ truyền
song công để cắt quá trình gửi thông tin ở đầu cuối.
- USART sẽ gửi tín hiệu cắt liên tục nếu bit D
3
của byte lệnh được thiết
lập 20 Khối điều khiển Modem
Khối này tạo và nhận tín hiệu RTS (Request to Send).

x
0
0
1
1
x
1
1
0
0
x
CPU đọc số liệu từ USART
CPU đọc trạng thái từ USART
CPU ghi số liệu vào USART
CPU ghi lệnh vào USART
Bus của USART ở trạng thái trở kháng cao

 Khối thu
Khối thu nhận dữ liệu nối tiếp ở chân RxD và chuyển thành số liệu
song song (P/PC). Trước khi bộ thu làm việc, bit D
2
trong Command
world của byte lệnh phải ở trạng thái cho phép. Nếu bit này không được
lập, bộ thu sẽ không tạo ra tín hiệu RxRDI.
- Trong chế độ bất đồng bộ, 8251 A kiểm tra mức điện áp của đầu vào
RxD. Khi có thay đổi mức logic từ 1 xuống 0, 8251 A khởi động bộ
đếm thời gian trong khối thu khi đặt thời gian ½ bit, 8251 A kích mẫu
đầu vào RxD. Tại thời điểm này có 2 trường hợp xảy ra:
- Nếu đầu vào RxD có mức logic cao thì sự thay đổi từ 1 xuống 0 ở RxD
trước lúc kích mẫu là do nhiễu hay khối thu đã khởi động bộ đếm trong

22CHƯƠNG I
ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN THEO
CHƯƠNG TRÌNH SỐ

I _ KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ

Ở máy thông thường việc điều khiển chuyển động cũng như thay đổi
vận tốc của các bộ phận máy điều khiển được thực hiện bằng tay. Với cách
điều khiển này thời gian phụ thuộc khá lớn, nên không thể nâng cao năng suất
lao động.
Để giảm thời gian phụ, cần thiết tiến hành tự động hóa quá trình điều
khiển. Trong sản xuất hàng khối, hàng loạt lớn, từ lâu người ta dùng phương
pháp gia công tự động với việc tự động hóa quá trình điều khiển. Đặc điểm
của loại máy tự động này là rút ngắn thời gian phụ, nhưng thời gian chuẩn bị
sản xuất quá dài (thời gian thiết kế và chế tạo,thời gian điều chỉnh máy …).
Nhược điểm này không đáng kể, nếu sản xuất với khối lượng lớn. Trái lại với
lượng sản xuất nhỏ, mặt hàng thay đổi thường xuyên, loại máy tự động trở
nên không kinh tế. Do đó cần phải tìm ra phương pháp điều khiển mới, đảm
bảo thời gian điều chỉnh máy để gia công từ loại chi tiết này sang chi tiết khác
được nhanh. Yêu cầu này được thực hiện với việc điều khiển theo chương
trình.
Điều khiển theo chương trình là một dạng điều khiển tự động mà tín hiệu điều
khiển (tín hiệu ra) được thay đổi theo một qui luật trước. Nói cách khác, trên máy điều
khiển theo chương trình, thứ tự, giá trị của các chuyển động cũng như thứ tự đóng mở các
bộ phận máy, đóng mở hệ thống làm nguội, bôi trơn, thay mũi khoan… Điều được thực
hiện đúng theo một chương trình đã vạch sẵn. Các cơ cấu mang chương trình này được đặt
vào thiết bị điều khiển, và sẽ làm tự động theo chương trình đã cho.

gia công chi tiết tròn xoay.

II _ ĐẶC ĐIỂM CỦA CNC
- Tập trung nguyên công cao độ.
- Có cơ cấu cấp dao tự động với dung lượng lớn.
- Phần lớn CNC thường có bàn máy phụ và đồ gá.
- Đạt được độ chính xác cao ở nguyên công tinh.
- Các CNC thường dùng hệ thống điều khiển theo đường.

III _ HỆ TOẠ ĐỘ MÁY
Các điểm mà trong khi gia công được xác định trong một chương trình để mô tả vị
trí của các điểm náy trong vùng làm việc, ta dùng hệ tọa độ. Nó bao gồm ba trục vuông góc
với nhau cũng cắt nhau tại điểm gốc 0.
Với hệ toạ độ ba trục, bất kỳ điểm nào cũng được xác định thông qua các tọa độ
của nó. Hệ tọa độ máy do nhà chế tạo xác định, thông thường nó không thể thay đổi.

Hình 1-1 : Hệ tọa độ vuông góc trên máy
- Trục X là trục chính trong mặt phẳng định vị. Trên máy khoan nằm song song với bàn
máy ( bàn kẹp chi tiết).
- Trục Y là trục thứ 2 trong mặt phẳng định vị. Trên máy khoan nó nằm trên mặt máy và
vuông góc với bàn máy.
- Trục Z luôn luôn trùng với trục truyền động chính. Trục này được nhà chế tạo xác
định. Chiều dương của trục Z chạy từ chi tiết hướng đến mũi khoan. Điều đó có nghĩa
là trong chuyển động theo chiều âm của trục Z, mũi khoan sẽ đi tới bề mặt chi tiết.
Để xác định nhanh chiều của các trục,
dùng luật bàn tay phải(Hình 1-1): Ta đặt
ngón giữa bàn tay phải theo chiều của
trục Z thì ngón tay cái sẽ trỏ về chiều của
Hình 1-2: Xác định nhanh chiều
trục tọa độ

là trong mỗi chuyển động đều đưa ra số liệu của mũi khoan cần được dịch
chuyển tiếp một lượng là bao nhiêu nữa theo từng trục toạ độ.

b) Dùng tọa độ cực :
Khi sử dụng các dữ liệu trong hệ tọa độ cực, ta đưa ra vị trí của một điểm thông qua
khoảng cách và góc so với một trục cơ sở.
Các tọa độ cực chỉ có thể đo trên một mặt phẳng chính. Trong phạm vi của một hệ tọa
độ cực có 3 mặt phẳng chính. Từ 3 trục x, y và z của hệ thống sẽ có 3 mặt kẹp, đó là: Mặt
x/y, mặt x/z, mặt y/z.

 Những điểm quan trọng trong một hệ tọa độ cực
 Điểm chuẩn : Là điểm gốc 0 của hệ tọa độ máy.
 Điểm 0 chi tiết : Là điểm gốc 0 của hệ tọa độ chi tiết, nó được giữ cố định cho một
chi tiết.
 Điểm 0 lập trình : Là điểm gốc 0 từ đó xác định các dữ liệu cập nhật trong một
chương trình. Điểm này có thể thay đổi thông qua lệch dịch chuyển điểm 0.
IV _ CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN
Phù hợp với yêu cầu đa dạng trong thực tế, người ta phân biệt hệ điều khiển theo ba
mức điều khiển khác nhau :
- Điều khiển theo điểm.
- Điều khiển theo đoạn.
- Điều khiển theo đường. 25

1. Điều khiển theo điểm:

đường bất kỳ, mà thông thường phải
theo hướng song song với một trục tọa
độ.

Error! Bookmark not defined.GHI

 Thí dụ :
Khi khoan cạnh song song với trục tọa độ được xác định bởi các điểm (X
1
,Y
1
) và
(X
2
,Y
2
) thì phải di động bàn máy (hoặc mũi khoan) theo tọa độ Y. Trong lúc đó bàn trượt
theo hướng X phải đứng yên. Chỉ sau khi khoan xong các điểm song song với trục Y rồi
mới tiến hành định vị các điểm song song với trục X.
Cấu trúc cơ bản của hệ thống điều khiển theo điểm và theo đoạn không khác nhau.
Do đó, ta có thể thực hiện hệ thống này theo sơ đồ sau.

Y

Hình 1
-
3: S
ơ

đồ


đ
i
ề
u khi
ể
n
theo đoạn
X

Y

ySố
li
ệ
u
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH

C
Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển theo điểm và đoạn khởi đầu bằng các số liệu về
hình dáng và số liệu công nghệ chi tiết gia công. Hai số liệu ấy tạo thành dữ liệu gia công.
Thông qua quá trình lập trình, nhờ cơ cấu ghi mã hiệu, các dữ liệu gia công được biến
thành các mã hiệu ghi vào chương trình. Chương trình này bao gồm tất cả mọi tín hiệu cần
thiết cho việc điều khiển các cơ cấu của máy.
Những khâu kể trên có thể thực hiện ở bất cứ nơi nào, tách xa khởi máy, nên gọi là
phần xử lý dữ liệu bên ngoài. Dữ liệu gia công cũng có thể đưa trực tiếp vào bảng điều
khiển số đặt trên máy (như máy NC đơn giản) hoặc truy nhập trực tiếp vào máy tính trung
tâm như ở hệ thống CNC. Các khâu kế tiếp của xích điều khiển điều đặt bên trong máy,
nên gọi là phần xử lý dữ liệu bên trong.
Khâu đầu tiên của phần xử lý dữ liệu bên trong là cơ cấu đọc. Vì chương trình ghi

Dữ liệu gia công
Dữ liệu gia công
L
ậ
p ch
ươ
ng trình

C
ơ
c
ấ
u ghi mã hi
ệ
u

hi
u

h

X
ử
lý d

Hệ thống điều khiển vừa mô tả trên là hệ thống kín. Để tạo nên hệ thống kín thông
thường rất tốn kém. Vì thế, người ta đang cố gắng để tạo nên một hệ thống điều khiển đơn
giản hơn.
Thí dụ như hệ thống dùng cơ cấu ngắt. Ở đây, các tín hiệu khởi động điều khiển
trực tiếp các động cơ điều khiển, chứ không phải tìm hiệu số sai lệch của cơ cấu so sánh
sau khi được khuếch đại. Việc so sánh tín hiệu cần với tín hiệu thực cũng được tiến hành
như trên. Nhưng khi có sai lệch nó sẽ tác động động cơ ngắt, làm dừng động cơ điều khiển.
C
ơ
c
ấ
u
khu
ế
ch
đạ
i

Độ
ng c
ơ