LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
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 bò 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 trò 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 bò điều khiển, và sẽ làm tự động theo chương trình đã cho.
Nếu các chương trình trên được ghi lại bằng các dấu tì, bằng hệ thống cam, bằng
mẫu ghép hình … Ta gọi hệ thống điều khiển đó là hệ thống điều khiển theo chương trình
phi số. Nếu các chương trình được biểu thò bằng các chữ số dưới dạng mã hiệu, ta gọi hệ
điều khiển theo chương trình số.
Như vậy điều khiển theo chương trình số là một quá trình tự động cho phép đưa
một cơ cấu di động từ vò trí này đến vò trí khác bằng một lệnh. Sự dòch chuyển ấy có thể

Các điểm mà trong khi gia công được xác đònh trong một chương trình để mô tả vò
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 đònh thông qua các tọa độ
của nó. Hệ tọa độ máy do nhà chế tạo xác đònh, 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 đònh vò. Trên máy khoan nằm song song với bàn
máy ( bàn kẹp chi tiết).
Hình 1-2: Xác đònh nhanh chiều trục tọa độ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
- Trục Y là trục thứ 2 trong mặt phẳng đònh vò. 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
đònh. Chiều dương của trục Z chạy từ chi tiết hướng đến mũi khoan. Điều đó có nghóa
là trong chuyển động theo chiều âm của trục Z, mũi khoan sẽ đi tới bề mặt chi tiết.
Để xác đònh 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 trục x và ngón tay trỏ sẽ chỉ
theo chiều của trục Y.
Hệ toạ độ cơ bản được gắn liền với
chi tiết.
Bởi vậy khi lập trình ta phải luôn luôn xuất phát từ chổ xác đònh chi tiết đứng yên còn
mũi khoan thì chuyển động. Điều đó có nghiã là:
Khi khoan rõ ràng chi tiết chuyển động là chính, nhưng để đơn giản hơn cho việc lập
trình hãy quan niệm là chi tiết đứng yên còn mũi khoan thì dòch chuyển. Ta gọi đó là
chuyển động tương đối của mũi khoan.
Để mô tả đường dòch chuyển của mũi khoan (dữ liệu tọa độ) trên một số máy CNC có
cả hai khả năng.

B
Hình 1-4: Sơ đồ điều khiển theo đoạn
X
Y
y2
y1
x1 x2
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
♦ 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 đònh cho
một chi tiết.
♦ Điểm 0 lập trình : Là điểm gốc 0 từ đó xác đònh các dữ liệu cập nhật trong một
chương trình. Điểm này có thể thay đổi thông qua lệch dòch 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.
1. Điều khiển theo điểm :
Là hệ thống điều khiển không có mối
quan hệ hàm số (vô hàm) giữa các chuyển
động dọc theo trục tọa độ. Nhiệm vụ chủ
yếu của hệ thống điều khiển là đònh vò chính
xác mũi khoan hoặc chi tiết vào ví trí
yêu cầu. Hệ thống này không kiểm tra
theo qũi đạo, vận tốc, mà kiểm tra theo
vò trí đònh vò.
Điển hình nhất của hệ thống này là điều khiển để khoan lỗ tức là cần điều khiển
chuyển động tương đối giữa dao và phôi đến từng điểm xác đònh. Chẳng hạn từ điểm

Bên trong
Cơ cấu đọc
Cơ cấu giãi mã
Tín hiệu hành trình
Cơ cấu chuyển đổi
Tín hiệu khởi động
Cơ cấu so sánh
Cơ cấu khuếch đại
Động cơ điều khiển
Thiết bò đo hành trìnhThiết bò đo hành trình
Bàn máy
Bàn máy
Y
X


 Thí dụ :
 Khi khoan cạnh song song với trục tọa độ được xác đònh 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 đònh vò các điểm song song với trục X.
 Cấu trúc cơ bản của hệ thống điều khiển theo điểm và theo đoạn không khác


