Luận văn Sử dụng card pcl-832 điều khiển máy CNC

PHẦN I: THAM KHẢO LÝ THUYẾT CHƯƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MÁY CNC A. MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ (CNC) I. MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ (MÁY CNC): Là thế hệ máy công cụ được điều khiển theo chương trình viết bằng mã ký tự số, chữ cái và các ký tự chuyên dụng khác, trong đó hệ thống điều khiển có cài đặt các bộ vi xử lý (Microprocessor) làm việc với các chu kỳ thời gian từ 1 đến 20và có bộ nhớ tối thiểu 4 Kbyte, đảm nhiệm các chức năng cơ bản của chương trình điều khiển số như: tính toán tọa độ trên các trục điều khiển theo thời gian thực, giám sát các trạng thái của máy, tính toán các giá trị bù trừ dao cụ, tính toán nội suy trong điều khiển quỹ đạo biên dạng (tuyến tính và phi tuyến), thực hiện so sánh các giá trị mong muốn _ thực tế… Ưu điểm cơ bản của máy CNC: So với các máy công cụ điều khiển bằng tay, sản phẩm từ máy CNC không phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển mà phụ thuộc vào nội dung chương trình được đưa vào máy. Người điều khiển chỉ chủ yếu là theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt độùng của máy. - Độ chính xác làm việc cao. Thông thường các máy CNC có độ chính xác máy là 0.001mm, do đó có thể đạt được độ chính xác cao hơn. Chất lượng gia công ổn định, độ chính xác lặp lại cao. Tốc độ cắt cao.Nhờ cấu trúc cơ khí bền chắc của máy, những vật liệu cắt hiện đại như kim loại cứng hay gốm oxit có thể được sử dụng tốt hơn. Thời gian gia công ngắn hơn. Các ưu điểm khác: Máy CNC có tính linh hoạt cao trong công việc lập trình, tiết kiệm thời gian chỉnh máy, đạt được tính kinh tế cao ngay cả trong việc gia công hàng loạt các sản phẩm nhỏ. Ít phải dừng máy vì kỹ thuật, do đó chi phí do dừng máy nhỏ Tiêu hao do kiểm tra ít, giá thành đo kiểm giảm. Thời gian hiệu chỉnh máy nhỏ. Có thể gia công hàng loạt. Nhược điểm: Giá thành chế tạo máy cao hơn. Giá thành bảo dưỡng, sửa chữa máy cũng cao hơn. Vận hành và thay đổi người đứng máy khó khăn hơn. Trình độ hiện tại của máy CNC: Các chức năng tính toán trong hệ thống CNC ngày càng hoàn thiện và đạt tốc độ xử lý cao do tiếp tục ứng dụng những thành tựu phát triển của các bộ vi xử lý . Các hệ thống CNC được chế tạo hàng loạt lớn theo công thức xử lý đa chức năng, dùng cho nhiều mục đích điều khiển khác nhau. Vật mang tin từ băng đục lỗ, băng từ, đĩa từ và tiến tới đĩa CD có dung lượng ngày càng lớn, độ tin cậy và tuổi thọ cao. Việc cài đặt các cụm vi tính trực tiếp vào hệ NC để trở thành hệ CNC (Computerized Numerical Control) đã tạo điều kiện ứng dụng máy công cụ CNC ngay cả trong xí nghiệp nhỏ, không có phòng lập trình riêng, nghĩa là người điều khiển máy có thể lập trình trực tiếp trên máy. Dữ liệu nhập vào, nội dung lưu trữ, thông báo về tình trạng hoạt động của máy cùng các chỉ dẫn cần thiết khác cho người điều khiển đều được hiển thị trên màn hình. Màn hình ban đầu chỉ là đen trắng với các ký tự chữ cái và các con số nay đã dùng màn hình màu đồ hoạ, độ phân giải cao (có thêm toán đồ và hình vẽ mô phỏng tĩnh hay động), biên dạng của chi tiết gia công, chuyển động của dao cụ đều được hiển thị trên màn hình. Các hệ CNC riêng lẻ có thể ghép các mạng cục bộ hay mạng mở rộng để quản lý điều hành một cách tổng thể hệ thống sản xuất của một xí nghiệp hay của một tập đoàn công nghiệp. Một số máy CNC hiện nay đang sử dụng II. CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC: 1. Điều khiển trực tuyến DNC (Direct Numerical Control): DNC là một hệ thống điều khiển trong đó dùng máy tính điều hành trực tiếp nhiều máy công tác điều khiển theo chương trình số. Đặc tính cơ bản của hệ DNC là sự nối ghép trực tuyến (online) nhiều máy CNC với một máy tính. Hệ DNC có thể trao đổi thông tin theo theo 2 cách: Cách 1 : Vận hành BTR (Behind Tape Reader). Thông tin điều khiển từ máy tính sau khi qua bộ phận đọc dữ liệu từ vật mang tin sẽ được truyền vào hệ điều khiển của máy CNC. Cách 2 : Vận hành trực tiếp. Máy tính trung tâm gộp luôn các bộ nhớ thông tin và bộ nhớ nội suy cũng như các khả năng khác của CNC vào trong máy tính. Các máy công tác chỉ còn có cụm điều khiển thích ứng và các vòng mạch điều chỉnh vị trí, ngoài ra giữa chúng còn có một mạch nối ghép thích hợp. Phương án 2 có ưu điểm là hệ điều khiển máy công tác rẻ hơn nhiều (do máy tính chủ đã phụ trách một số công việc). Nhưng do lệ thuộc hoàn toàn vào máy tính chủ nên ít dùng. MÁY TÍNH CHỦ BỘ PHẬN NỐI GHÉP Máy CNC Dữ liệu từ vật mang tin Máy CNC Hệ thống DNC Trong hệ DNC, nhiệm vụ cơ bản của máy tính trung tâm là quản lý tập trung các chương trình gia công CNC và phân phối đến các máy công tác. Các chức năng của một hệ DNC: CHỨC NĂNG CỦA MỘT HỆ DNC Chức năng cơ bản Quản lý chương trình NC Phân phối dữ liệu NC Chức năng mở rộng Sửa chữa dữ liệu NC Điều chỉnh chương trình NC Thu thập và xử lý các dữ liệu hoạt động Chức năng điều khiển cho dòng vật chất Các chức năng thành phần của quá trình gia công Quá trình lưu trữ và cập nhật dữ liệu điều khiển số cho từng máy CNC trong hệ thống có tính tiện lợi, hệ thống và kinh tế. Khả năng quản lý chương trình trong hệ DNC gồm: Quản lý các danh mục các chương trình CNC. Tìm kiếm một chương trình CNC. Truy cập và khai thác các chương trình CNC. Lưu trữ các chương trình CNC. Quản lý các dữ liệu về dao. Quản lý các dữ liệu về vật liệu gia công. Quản lý các dữ liệu về đồ gá. 2. Điều khiển thích nghi AC (Adaptive Control): Điều khiển AC đựoc hiểu là sự tối ưu hoá của công nghệ trong quá trình gia công, thông qua biện pháp kỹ thuật điều chỉnh tự động. Thông thường, khi gia công một chi tiết, các thông số công nghệ như tốc độ cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt được đưa ra trước một cách xác định. Trong điều khiển AC người ta chỉ đưa vào các giá trị giới hạn xác định của thông số công nghệ, ví dụ khi gia công thô, lực cắt cho phép lớn nhất là bao nhiêu, từ đó hệ điều khiển AC sẽ kiểm soát các thông số công nghệ sao cho đảm bảo các giá trị giới hạn đã khai báo. Thực ra nguyên tắc điều khiển AC không gắn liền với ứng dụng của các máy CNC. Một mặt các thiết bị số sẵn có trong hệ CNC tạo điều kiện dễ dàng hơn sự ghép nối AC vào nguyên tắc điều khiển này, mặt khác do nhu cầu đòi hỏi phải rút ngắn thời gian gia công trên máy CNC mà hệ điều khiển AC có thể làm được. Quá trình cắt Điều khiển Kết quả công tác Đo lường Đo lường Cụm điều chỉnh phụ Thích nghi Đại lượng nhiễu: Lượng dư gia công Độ bền vật liệu Độ mòn dụng cụ Giá trị cần nạp trước cho các đại lượng cơ bản Điều khiển thích nghi AC cho một quá trình cắt Tùy thuộc nhiệm vụ mà hệ điều khiển AC phải thực hiện, người ta phân ra các hệ: AC Công nghệ: Nhiệm vụ của nó là điều chỉnh các đại lượng công nghệ trong quá trình gia công. AC Hình học: Nhiệm vụ của nó là điều chỉnh các đại lượng xử lý tạo hình. ACC (Adaptive Control Constraint _ Điều khiển thích nghi với lực cản): Nhiệm vụ của hệ này là điều chỉnh các đại lượng cắt gọi. Ví dụ: lực cắt cần nằm trong một giới hạn nào đó. ACO (Adaptive Control Optimization _ Điều khiển thích nghi tối ưu hoá): Nhiệm vụ của nó là điều chỉnh chất lượng tối ưu hoá của toàn bộ quá trình cắt gọt hay là kết quả điều khiển dựa vào ảnh hưởng của nhiều đại lượng xử lý. Công xuất vận hành Lực moment quay và moment uốn, tải trọng cho phéo tối đa Cường độ dao động Các chức năng phụ Sử dụng ổn định công xuất máy có bảo vệ quá tải Công xuất cắt tối đa có bảo vệ máy, dao, chi tiết Gia công không có dao động Chia lực cắt tự động Theo dõi thời gian dừng Hành trình chạy dao nhanh (Không cắt chi tiết) Điều kiện cắt tối ưu ACC ACO Hệ thống điều khiển thích nghi AC về công nghệ 3. Hệ thống gia công linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing Systems): Hệ thống gia công linh hoạt bao gồm một loạt các máy công tác, chủ yếu là các máy CNC, liên kết với nhau bởi các hệ thống điều khiển và hệ thống vận chuyển cho toàn bộ quá trình, sao cho trong phạm vi giới hạn của hệ thống, một trình tự gia công khác nhau cho các chi tiết khác nhau với số lượng khác nhau, có thể được tiến hành theo thứ tự lựa chọn tự do. Việc điều hành các quá trình tính toán cần thiết cho tất cả các hệ thống con trong một hệ thống gia công linh hoạt, tất yếu phải dựa trên cơ sở của các máy công cụ CNC vận hành theo nguyên tắc điều khiển DNC. Tính linh hoạt của hệ thống được thể hiện ở các mặt sau: Có khả năng sản xuất từ 20 đến 30 loại chi tiết có quy trình gia công khác nhau. Có khả năng thay đổi nhanh số lượng sản phẩm. Phí tổn cho việc lập trình thấp. Tùy thuộc vào quy mô cấu trúc, hệ thông sản xuất linh hoạt có thể phân thành các loại sau: Đơn vị sản xuất linh hoạt (FMU: Flexible Manufacturing Unit): Đơn vị sản xuất linh hoạt là hệ thống có một máy NC, thông thường là máy CNC với bàn gá dao và bàn thay dao tự động. Có khả năng giảm bớt thao tác cho người sử dụng. Tế bào sản xuất linh hoạt (FMC: Flexible Manufacturing Cell) Nhóm sản xuất linh hoạt bao gồm hai hay nhiều máy NC, tối thiểu là một CNC với bàn gá dao và cơ cấu cấp phôi, cấp dao tự động ở từng máy. Điều khiển toàn bộ hoạt động của FMC do máy tính trung tâm thực hiện phối hợp với các mạng lưới vi tính độc lập. Phôi được hoàn tất một phần hoặc toàn phần sau khi rời nhóm sản xuất linh hoạt. Nhóm sản xuất linh hoạt thường dùng cho sản xuất hàng loạt, sản xuất nhỏ và trung bình. Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS: Flexible Manufacturing System): Hệ thống sản xuất linh hoạt bao gồm một hay nhiều nhóm sản xuất linh hoạt có hệ thống vận chuyển tự động được điều khiển bằng máy tính. Điều khiển toàn bộ hệ thông là máy tính điện tử trung tâm. Hệ thống sản xuất linh hoạt thường dùng cho sản xuất trung bình và lớn. Hệ thống sản xuất tổng hợp (CIM: Computer Integrated Manufacturing): Với sự phát triển của hộ máy NC như CNC, DNC, các hệ thống FMC, FMS, kỹ thuật người máy và hệ thống phần mềm điều khiển tự động của máy tính điện tử đã dẫn đến sự ra đời của hệ thống sản xuất tổng hợp (CIM) vào năm 1978. Hiện nay CIM chỉ phát triển ở các nước có nền công nghiệp phát triển. CIM là một hệ thống sản xuất xử dụng trí tuệ nhân tạo tổng hợp ở trình độ cao các thiết bị sản xuất, các hệ thống thông tin, các phần mềm điều khiển để thự hiện một quá trình công tác tự động. CIM đứng về mặt xử lý : Nó là một tổng hợp các hệ thống thiết kế và kiểm tra tất cả các tài nguyên của quá trình sản xuất. Là một phương tiện phục vụ cho việc tự động hoá thu thập thông tin giữa các hệ thống máy tính và sử dụng nó cho việc hình thành một hệ thống phản hồi kín để thiết kế và điều khiển. CIM đứng về mặt phần cứng: Gồm nhiều đơn vị gia công dùng cho từng mục đích riêng biệt hoặc xây dựng thành một hệ thống sử dụng cho một mục tiêu. Các hệ thống băng tải nối liền các đơn vị gia công. Hệ thống cấp phôi và cấp dao tự động. Máy tính điện tử trung tâm. Sự khác biệt giữa một máy CIM và NC là trình độ tự động hoá tổng hợp của các quá trình công tác. Ở máy NC tự động hoá thì thực hiện trên từng phần công việc, không có mối quan hệ trực tiếp giữa các khâu công tác của những máy độc lập. Ở CIM, các đơn vị gia công thực hiện từng phần công việc có liên quan chặt chẽ với nhau tạo thành một quá trình sản xuất tổng hợp. Mối quan hệ giữa từng công đoạn không chỉ theo thứ tự công nghệ mà còn rất nghiêm ngặt về nhịp độ thời gian để chi tiết gia công đi từ máy này sang máy khác cùng một lúc nhiều loại chi tiết khác nhau. Nội dung hoạt độnh của CIM là tổng hợp của 5 lĩnh vực hoạt động riêng : Hệ thống thiết kế sản phẩm bằng máy tính điện tử CAD (Computer Aided Design). Hệ thống thiết kế quá trình và điều khiển sản xuất bằng máy tính CAPP (Computer Aided Process Planning). Hệ thống thiết kế quy trình công nghệ bằng máy tính CAE (Computer Aided Engineering). Hệ thống tồn trữ và vận chuyển điều khiển bằng máy tính CAST (Computer Aided Storage and Transportation). - Hệ thống tổ chức và điều khiển sản xuất bằng máy tính CAM (Computer Aided Manufacturing). III. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC MÁY CNC: Hình sau mô tả kết cấu của các máy công cụ điều khiển CNC vá các máy công cụ thông thường để chúng ta dễ dàng nhận ra sự khác biệt giữa chúng: Máy phay CNC Truyền động chính: Truyền động chính sử dụng động cơ một chiều hoặc xoay chiều. Khi sử dụng động cơ một chiều ta có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng dòng kích từ. Đối với động cơ xoay chiều ta cũng có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng bộ biến đổi tần số, động cơ xoay chiều có mômen truyền tải cao và có thể thay đổi vòng quay một cách đơn giản đồng thời khi thay đổi lực tác dụng số vòng quay của động cơ vẫn không đổi. Truyền động chạy dao: Truyền động chạy dao sử dụng động cơ một chiều hoặc xoay chiều kết hợp với bộ vít me, bi và đai ốc cho từng trục chạy dao X, Y, Z. Động cơ một chiều có đặc tính động học tốt cho các quá trình gia tốc và quá trình hãm phanh, mômen quán tính nhỏ, độ chính xác điền khiển cao cho những đoạn đường dịch chuyển chính xác. Bộ vít me, bi và đai ốc có khả năng biến đổi truyền dẫn dễ dàng, ít ma sát và đảm bảo không có khe hở khi truyền dẫn với tốc độ cao. Bộ trục vít me/ đai ốc/ bi Phương thức của vít me đai ốc bi: Các viên bi nằm trong rãnh vít me và đai ốc đảm bảo truyền lực ít ma sát từ trục vítme qua đai ốc vào bàn máy. Nhờ hai nửa đai ốc lắp theo chiều dài, giữa chúng có vòng cách, có thể điều chỉnh khử khe hở theo hai chiều đối ngược. Kết cấu chỉnh khe hở vít me đai ốc bi Trong một số giải pháp nâng cao của bộ truyền này, bước nâng của rãnh vít trên trục và trên đai ốc có giá trị khác nhau. Việc dẫn bi hồi rãnh được thực hiện nhờ các rãnh dẫn hướng bố trí bên trong hoặc các ống dẫn hồi bi bao ngoài trục. Rãnh dẫn hướng. IV. LẬP TRÌNH CHO MÁY CNC: Một máy công cụ thông thường thực hiện các nguyên công kế tiếp nhau do điều khiển tay của người vận hành. Trên máy CNC thì mọi quá trình gia công đều được thực hiện tự động. Một hệ thống điều khiển theo chương trình số CNC sẽ điều khiển và theo dõi quá trình. Hệ thống CNC do đó cần có một chương trình làm việc do người vận hành máy hoặc do một kỹ sư lập trình soạn thảo. Chương trình viết ra phải mô tả đầy đủ tất cả các bước cần thiết cho quá trình gia công bằng một ngôn ngữ lập trình mà cụm điều khiển có thể hiểu được. Một chương trình được thiết lập để gia công một chi tiết được gọi là chương trình chi tiết. Chương trình chi tiết bao gồm nhiều lệnh công tác cho máy, các lệnh này nằm trong từng câu lệnh. Các câu lệnh được xử lý kế tiếp nhau, trong đó có các thông tin ví dụ như số vòng quay trục chính hay đường biên dạng dịch chuyển… Một câu lệnh thường được bắt đầu bằng chữ cái N và số thứ tự câu lệnh (có thể lựa chọn từ N0 đến N9999). Số câu lệnh không có ảnh hưởng đến thứ tự xử lý câu lệnh trong một quá trình gia công. Trình tự gia công do đó được xác định bởi trình tự xử lý các câu lệnh. Mỗi số câu lệnh chỉ được dùng một lần trong chương trình, nếu không chú ý sẽ dẫn đến nhiễu loạn trong quá trình tìm câu lệnh hoặc quá trình nhảy trở lại chương trình sau một gián đoạn. Từ lệnh: Mỗi lệnh làm việc cho máy được gọi là từ lệnh. Mỗi từ lệnh bao gồm một địa chỉ và một con số. Con số này có thể có ý nghĩa như một mã số (ví dụ G00 “Chạy nhanh”), hoặc có ý nghĩa như một giá trị (ví dụ X100 “điểm đích trên trục X”). Các từ lệnh của một câu lệnh được xếp vào câu lệnh theo một trình tự xác định gọi là cú pháp, ví dụ: N01 G00 X15 Z2 S+1000 M08 Mỗi từ của câu lệnh là một lệnh điều khiển máy. Lệnh có hiệu lực kéo dài cho đến khi nó bị xóa hoặc bị thay thế bởi một lệnh có cùng chữ cái và cùng địa chỉ gọi là phương thức tác dụng MODAL. Lệnh chỉ có tác dụng trong bản thân câu lệnh chứa nó gọi là phương thức tác dụng THEO CÂU LỆNH. N…. N…. N…. N…. N…. F120 F120 N…. N…. N…. G2 N…. N…. G2 Tác dụng MODAL Tác dụng THEO CÂU LỆNH Cấu trúc một chương trình: Biên dạng chi tiết được chia thành các đoạn thẳng và đoạn cung tròn. Mỗi yếu tố biên dạng hình học đơn giản này có thể được điều khiển trong từng bước gia công hay là trong một câu lệnh của chương trình. Để thiết lập một chương trình cần có các bước: Chia biên dạng thành các yếu tố biên dạng hình học đơn giản. Chia quá trình gia công thành các bước gia công. Tạo lập chương trình. Nạp chương trình vào bộ điều khiển. Chạy thử chương trình. Khởi động chương trình Bộ điều khiển tục hiện gia công chi tiết. Đoạn thẳng Cung tròn quanh tâm O · O Đoạn thẳng Đoạn thẳng B. CÁC ĐIỂM CẦN QUAN TÂM KHI LẬP TRÌNH TRÊN MÁY CNC: HỆ TOẠ ĐỘ : Các điểm mà dao cắt đi tới trong khi gia công được xác định trong một chương trình. Để mô tả vị trí của các điểm này ta dùng một hệ tọa độ, nó bao gồm ba trục vuông góc nhau cùng cắt nhau tại điểm gốc 0. Trong hệ tọa độ này có các trục X, Y và Z. Trục X là trục chính trong mặt phảng định vị. Trên máy nó nằm song song với bàn máy. Trục Y là trục thứ trong mặt phảng định vị. Trên máy nó nằm song song với bàn máy và vuông góc với trục X. Trục Z luôn trùng với trục truyền động chính. 1. Điểm Zero chương trình: Khi lập trình, một điểm Zero chương trình và một hệ toạ độ phải được xác định. Thông thường thì điểm Zero chương trình được đặt tại một vị trí tuỳ ý trong vùng không gian làm việc. Y Z X Hệ toạ độ này được gọi là Hệ toạ độ gia công (Work coordinate system) . 2. Điểm khởi hành: 30 40 Y 25 Z X G92 X40 Y30 Z25; Hệ tọa độ được sử dụng trong lúc lập trình phải được khai báo vào trong máy. Dao cắt di chuyển bắt đầu từ điểm khởi hành và chương trình cũng bắt đầu từ điểm khởi hành. Nhưng phải cho biết tọa độ của dao tại điểm khởi hành với lệnh G92 (lập trình điểm Zero tuyệt đối). 3. Hệ toạ độ gia công (Work coordinate system): Ta có 6 hệ toạ độ có thể được chọn lựa để thay đổi. Các hệ tọa độ này sẽ được thiết lập ban đầu thông qua các mã lệnh từ G54 đến G59. Các đoạn chương trình theo sau sẽ được thi hành trên hệ tọa độ được chọn. Các hệ tọa độ tương ứng được xác định trên cơ sở xác định các khoảng cách trên các trục so với điểm chuẩn (Reference point) cố định trên máy. Điểm chuẩn Offset so với điểm chuẩn 4. Điểm chuẩn: Điểm chuẩn là một vị trí cố định trong không gian làm việc của mỗi máy. Khi có lệnh trở về điểm chuẩn thì dao cắt sẽ di chuyển đến vị trí này. Trong chương trình, điểm Zero của chương trình thông thường sẽ khác với điểm chuẩn trong máy và nó là điểm gốc của hệ toạ độ gia công. Khoảng cách từ điểm Zero trong chương trình so với điểm chuẩn sẽ được xác định bằng lệnh G92. Nếu ta dùng một trong 6 hệ tọa độ gia công ở trên (G54 đến G59) thì không cần dùng đến lệnh G92. G92 X……… Y……… Z……….; Y X Điểm chuẩn Điểm Zero lập trình 20 30 Chi tiết gia công G92 X30 Y20 ; Ví dụ: 5. Lập trình theo tọa độ tuyệt đối (Absolute) và theo toạ độ gia số (Incremental): Khoảng cách di chuyển dao trên mỗi trục sẽ được ra lệnh theo mode tuyệt đối hay mode gia số . Nếu gọi mode incremental (G91) thì khoảng cách dịch chuyển sẽ được ghi trực tiếp vào trong lệnh dịch chuyển. Nếu gọi mode absolute (G90) thì ta sẽ ghi toạ độ dao cắt cần di chuyển đến trong hệ toạ độ gia công vào trong lệnh dịch chuyển. Ví dụ: Y 30 70 Điểm khởi đầu Điểm kết thúc 90 25 X Dùng mode Incremental: G91; G00 X65 Y40; Dùng mode Absolute: G90; G00 X90 Y70; II. ĐIỀU KHIỂN ĐƯỜNG DỊCH CHUYỂN TRÊN MÁY CNC: Mỗi một trục chuyển động được điều chỉnh của một máy CNC cần một thiết bị đo, chúng thông báo cho mạch điều chỉnh từng vị trí thật (tức thời ) của bàn máy hoặc xe dao máy tiện. Các đại lượng đo ở đây là những đoạn đường trong chuyển động thẳng và các góc trong chuyển động quay cần điều chỉnh. 1. Những khái niệm liên quan đến phép đo vị trí: Các đại lượng đo: là những đại lượng vật lý mà giá trị của chúng các được đo lường (ở đây là các đoạn đường thẳng và góc). Giá trị đo: là các giá trị cần tìm ra đại lượng đo (tích của số đo và đơn vị đo). Dụng cụ đo: là dụng cụ đưa ra các đại lượng đo và chuyển đổi thành các tín hiệu đo thích hợp. Vị trí đo: là nơi dụng cụ đo thực hiện phép đo. 2. Các phương pháp đo: Đo trực tiếp đường dịch chuyển Đo gián tiếp đường dịch chuyển Đo tương tự đường dịch chuyển Đo số đường dịch chuyển Tuyệt đối Tuyệt đối chu kỳ Tuyệt đối Gia số (Tương đối) Các phương pháp đo vị trí a. Phương pháp đo vị trí bằng đại lượng tương tự : Đoạn đường hay góc cần đo được chuyển đổi liên tục thành một đại lượng vật lý tương thích (đại lượng tương tự analog), chẳng hạn chuyển đổi thành điện áp hay cường độ dòng. Đại kượng tương tự Đại lượng cần đo Đo vị trí bằng đại kượng tương tự b. Phương pháp đo vị trí bằng đại lượng số : Đoạn đường hay góc cần đo được chia thành các yếu tố đơn vị có độ lớn như nhau. Quá trình đo chính là việc đếm hay cộng lại các yếu tố đơn vị đã đi qua hay nhờ ở sự nhận biết các dấu hiệu riêng của yếu tố đơn vị tại vị trí thật. Số các gia số (Mức đếm) Đại lượng cần đo c. Phương pháp đo vị trí trực tiếp : Là phương pháp đo bám sát các vị trí cần đo hay các biến đổi vị trí, không cần đến các dẫn động cơ khí trung gian. Hệ thống đo được ghép nối trực tiếp với chuyển động cần đo. Thước đo Hệ thống đo vị trí Đo vị trí trực tiếp Phương pháp đo vị trí trực tiếp cố dộ chính xác cao vì giữa đại lượng cần đo và dụng cụ đo không có các lỗi cơ khí (khe hở, các biến dạng dẻo). Để đảm bảo các lỗi (do sự bố trí các phần tử đo tạo ra) đủ nhỏ, các khe hở dẫn động của đường hướng bàn máy phải nằm trong giới hạn chấp nhận được. d. Phương pháp đo vị trí không trực tiếp : Trong phương pháp đo này, thay cho biến đổi vị trí tịnh tiến cần đo, một chuyển động quay tương ứng sẽ được đo. Chuyển động quay gắn liền với chuyển động tịnh tiến ở đây là chuyển động quay của vít me chạy dao. Đo vị trí gián tiếp thông qua trục vít me chạy dao Cảm biến góc quay Trục vít me Một khả năng khác là chuyển đổi chuyển động chạy dao thẳng thành chuyển động quay nhờ bộ truyền bánh răng/ thanh răng. Cảm biến góc quay Thanh răng đo Đo vị trí gián tiếp thông qua bộ bánh răng / thanh răng Các lỗi mắc phải do