Tài liệu Đề tài khoa học cấp bộ nghiên cứu công nghệ sản xuất tích hợp có trợ giúp máy tính (cim)

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr-êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi Nghiªn cøu c«ng nghÖ s¶n xuÊt tÝch hîp cã trî gióp cña m¸y tÝnh ( cim ) ( §Ò tµi khoa häc cÊp Bé ) Chñ nhiÖm ®Ò tµi : GS.TS TrÇn V¨n §Þch Hµ Néi: 2004 Lêi nãi ®Çu Khoa häc m¸y tÝnh ra ®êi tõ nh÷ng n¨m 70 cña thÕ kû tr-íc. Cho ®Õn ngµy nay, c«ng nghÖ khoa häc m¸y tÝnh ph¸t triÓn nh- vò b·o ®· kÐo theo sù ®æi thay ®¸ng kÓ cña rÊt nhiÒu lÜnh vùc trong x· héi loµi ng-êi. M¸y vi tÝnh ®-îc øng dông vµo mäi mÆt cña ®êi sèng x· héi, tõ c«ng së, tr-êng häc, bÖnh viÖn, s©n bay ®Õn nhµ h¸t, s©n vËn ®éng…. NÒn kinh tÕ thÕ giíi còng nhê ®ã mµ ph¸t triÓn nhanh chãng. C¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt theo ph-¬ng ph¸p truyÒn thèng tr-íc ®©y còng ®-îc n©ng cÊp ph¸t triÓn dÇn dÇn thµnh hÖ thèng s¶n xuÊt tù ®éng ho¸ tõng phÇn, toµn phÇn, råi ph¸t triÓn thµnh c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt tiªn tiÕn, thµnh hÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t FMS vµ cuèi cïng lµ hÖ thèng s¶n xuÊt tÝch hîp cã trî gióp cña m¸y tÝnh CIM. Nh÷ng nhµ m¸y CIM ra ®êi ®· t¹o ra n¨ng suÊt, chÊt l-îng s¶n phÈm rÊt cao. Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña nhµ m¸y, m¸y vi tÝnh tham gia vµo qu¶n lý tõ kh©u ban ®Çu lµ thiÕt kÕ s¶n phÈm, cho tíi gia c«ng, kiÓm tra chÊt l-îng vµ cuèi cïng lµ tÝnh gi¸ thµnh s¶n phÈm, n¨ng suÊt s¶n xuÊt vµ ph©n phèi s¶n phÈm chÊt l-îng ra thÞ tr-êng hµng ho¸ mét c¸ch hiÖu qu¶ vµ kinh tÕ nhÊt. Trªn thÕ giíi hÖ thèng s¶n xuÊt CIM ®ang dÇn ®-îc triÓn khai t¹i mét sè n-íc. ViÖt Nam lµ n-íc ®ang ph¸t triÓn, c«ng nghÖ s¶n xuÊt truyÒn thèng cßn nhiÒu. VËy nªn ®Ó thóc ®Èy nÒn kinh tÕ ViÖt Nam ®i lªn, dÇn ngang b»ng víi c¸c n-íc trªn thÕ giíi th× viÖc øng dông c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt CIM trong c«ng nghiÖp lµ mét xu h-íng tÊt yÕu trong nh÷ng n¨m tíi vµ trong t-¬ng lai sau nµy. ChÝnh v× vËy chóng toi chän ®Ò t¯i: ‚Nghiªn cøu c«ng nghÖ s°n xuÊt tÝch hîp cã trî gióp cña m¸y tÝnh CIM‛ l¯ ®óng h-íng. Ch-¬ng 1 Tæng quan vÒ s¶n xuÊt tÝch hîp cã trî gióp cña m¸y tÝnh CIM §Þnh nghÜa vÒ CIM CIM (Computer Integrated Manufacturing) lµ hÖ thèng s¶n xuÊt tù ®éng hoµn chØnh cã sù trî gióp cña m¸y tÝnh. Trong hÖ thèng CIM c¸c chøc n¨ng thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ®-îc g¾n kÕt víi nhau, cho phÐp t¹o ra nh÷ng s¶n phÈm nhanh chãng b»ng c¸c quy tr×nh s¶n xuÊt linh ho¹t vµ hiÖu qu¶. Kh¸i niÖm vÒ CIM tuy ch-a xuÊt hiÖn l©u (vµo ®Çu nh÷ng n¨m 70) nh-ng ngµy nay ®· trë thµnh quen thuéc trong s¶n xuÊt hiÖn ®¹i, cïng víi sù ph¸t triÓn cña s¶n xuÊt, sù ph¸t triÓn cña khoa häc c«ng nghÖ ®Æc biÖt lµ trong lÜnh vùc tù ®éng ho¸ vµ phÇn mÒm m¸y tÝnh th× mét hÖ thèng CIM ®-îc triÓn khai ë mét c¬ së s¶n xuÊt c«ng nghiÖp ngµy cµng trë nªn quen thuéc vµ trë thµnh chiÕn l-îc nÒn t¶ng cña tÝch hîp c¸c thiÕt bÞ vµ hÖ thèng s¶n xuÊt th«ng qua c¸c m¸y tÝnh hoÆc c¸c bé vi xö lÝ. Cã rÊt nhiÒu ®Þnh nghÜa kh¸c nhau vÒ CIM tuú thuéc vµo môc ®Ých øng dông cña nã, sau ®©y lµ mét sè c¸c ®Þnh nghÜa vÒ CIM tiªu biÓu vµ ngµy cµng ®-îc c«ng nhËn réng r·i trªn thÕ giíi : HiÖp héi c¸c nhµ s¶n xuÊt SME (Society of Manufacturing Engineers) ®Þnh nghÜa vÒ CIM nh- sau: CIM lµ mét hÖ thèng tÝch hîp cã kh¶ n¨ng cung cÊp sù trî gióp cña m¸y tÝnh cho tÊt c¸c c¸c chøc n¨ng th-¬ng m¹i cña mét nhµ m¸y s¶n xuÊt, tõ kh©u tiÕp nhËn ®¬n ®Æt hµng, thiÕt kÕ, s¶n xuÊt, cho ®Õn kh©u ph©n phèi s¶n phÈm ®Õn tay kh¸ch hµng. Tõ ®iÓn vÒ c¸c c«ng nghÖ s¶n xuÊt tiªn tiÕn AMT (Advanced Manufacturing Technologies) ®Þnh nghÜa vÒ CIM nh- sau: CIM lµ mét nhµ m¸y s¶n xuÊt tù ®éng ho¸ toµn phÇn, n¬i mµ tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®-îc tÝch hîp vµ ®-îc ®iÒu khiÓn bëi m¸y tÝnh. C«ng ty m¸y tÝnh IBM cña Mü ®Þnh nghÜa: CIM lµ mét øng dông, cã kh¶ n¨ng tÝch hîp c¸c nguån th«ng tin vÒ thiÕt kÕ s¶n phÈm, kÕ ho¹ch s¶n xuÊt, thiÕt lËp vµ ®iÒu khiÓn c¸c nguyªn c«ng trong toµn bé qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Mét hÖ thèng CIM cã thÓ ®-îc xem t¹o thµnh tõ c¸c ph©n hÖ sau: CAD, CAM, CAP, CAPP. C¸c tÕ bµo gia c«ng. HÖ thèng cÊp liÖu. HÖ thèng l¾p r¸p linh ho¹t. HÖ thèng m¹ng LAN néi bé liªn kÕt c¸c thµnh phÇn trong hÖ thèng. HÖ thèng kiÓm tra vµ c¸c thµnh phÇn kh¸c. HÖ thèng MiniCim ë phßng thÝ nghiÖm cña tr-êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi víi môc tiªu phôc vô gi¶ng d¹y bao gåm c¸c phÇn tö sau: - Hai m¸y gia c«ng CNC (1 m¸y phay - khoan vµ 1 m¸y tiÖn). - Hai robot thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng l¾p r¸p vµ cÊp ph«i. - M¸y tÝnh chñ ®-îc nèi m¹ng Ethernet vµ phÇn mÒm CIMSoft cïng víi c¸c m¸y tÝnh c¸ nh©n kh¸c cho phÐp ®iÒu khiÓn vµ qu¶n lÝ toµn bé hÖ thèng. - B¨ng t¶i dïng cho c¸c Pallet. - HÖ thèng chøa vµ lÊy ph«i tù ®éng. - Bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ lËp tr×nh PLC. 1.2 øng dông cña CIM ThiÕt lËp mét hÖ thèng s¶n xuÊt tÝch hîp cã sù trî gióp cña m¸y tÝnh CIM lµ mét vÊn ®Ò kh«ng ®¬n gi¶n nã kh«ng chØ phô thuéc vµo kh¶ n¨ng tµi chÝnh cña c«ng ty mµ cßn phô thuéc vµo ®éi ngò nh©n lùc cña c«ng ty do ®ã viÖc øng dông mét hÖ thèng CIM vµo s¶n xuÊt cña mét c«ng ty ph¶i ®-îc xem xÐt mét c¸ch cÈn thËn. Thùc tÕ khi mµ s¶n xuÊt ph¸t triÓn, nhu cÇu cña kh¸ch hµng thay ®æi th-êng xuyªn vµ kh«ng ngõng n©ng cao, sù c¹nh tranh m¹nh cña nhiÒu c«ng ty cÇn thiÕt. Trong hÖ thèng CIM chøc n¨ng thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ®-îc g¾n kÕt víi nhau cho phÐp khÐp kÝn chu tr×nh chÕ t¹o s¶n phÈm vµ t¹o ra s¶n phÈm mét c¸ch nhanh chãng b»ng c¸c quy tr×nh s¶n xuÊt linh ho¹t vµ hiÖu qu¶. Víi hÖ thèng CIM, nã cã kh¶ n¨ng cung cÊp sù trî gióp m¸y tÝnh cho tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng th-¬ng m¹i, bao gåm c¸c ho¹t ®éng tõ kh©u tiÕp nhËn ®¬n ®Æt hµng cho ®Õn cung cÊp, ph©n phèi s¶n phÈm cña mét nhµ m¸y. CIM tham gia vµo m«i tr-êng s¶n xuÊt c«ng nghiÖp: ®iÒu khiÓn robot, l¾p r¸p, gia c«ng, s¬n phñ ®¸nh bãng, gia c«ng hµn, kiÓm so¸t chÊt l-îng s¶n phÈm, ®ãng gãi, vËn chuyÓn vµ ph©n ph¸t hµng ho¸. CIM tham gia vµo c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ: thiÕt kÕ vµ s¶n xuÊt cã trî gióp m¸y tÝnh (CAD/CAM). LËp kÕ ho¹ch s¶n xuÊt vµ quy tr×nh c«ng nghÖ cã trî gióp cña m¸y tÝnh (Computer Aided Process Planning/ Computer Aided Engineering (CAPP/CAE). CIM bao gåm m¹ng vµ c¸c hÖ thèng: c¸c phÇn cøng vµ phÇn mÒm truyÒn th«ng trong nhµ m¸y, qu¶n lý th«ng tin d÷ liÖu bao gåm c¶ viÖc thu thËp, l-u tr÷ vµ truy xuÊt d÷ liÖu. CIM tham gia vµo viÖc c¶i thiÖn kh«ng ngõng c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt: lËp kÕ ho¹ch vµ kiÓm so¸t nguyªn liÖu ®Çu vµo, c¸c hÖ thèng theo dâi vµ kiÓm so¸t chÊt l-îng, c¸c kü thuËt vµ ph-¬ng ph¸p thanh tra gi¸m s¸t nh- lËp kÕ ho¹ch vµ qu¶n lý nguån lùc s¶n xuÊt, lËp kÕ ho¹ch vµ qu¶n lý nguån lùc c«ng ty, kiÓm tra chÊt l-îng toµn bé vµ ph-¬ng thøc s¶n xuÊt ®¸p øng kÞp thêi sù thay ®æi nhanh chãng cña c¸c chñng lo¹i s¶n phÈm. HiÖu qu¶ cña CIM HÖ thèng CIM cã thÓ t¹o ra lîi nhuËn v÷ng ch¾c cho ng-êi sö dông h¬n lµ c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt th«ng th-êng kh¸c. CIM cho phÐp mét nhµ m¸y s¶n xuÊt thÝch øng nhanh chãng víi sù thay ®æi cña thÞ tr-êng vµ cung cÊp c¸c h-íng ph¸t triÓn c¬ b¶n cña s¶n phÈm trong t-¬ng lai. Víi sù trî gióp cña c¸c m¸y tÝnh trong CIM, c¸c ho¹t ®éng ph©n ®o¹n cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®-îc tÝch hîp thµnh mét hÖ thèng s¶n xuÊt thèng nhÊt, ho¹t ®éng tr«i ch¶y víi sù gi¶m thiÓu thêi gian vµ chi phÝ s¶n xuÊt ®ång thêi n©ng cao chÊt l-îng s¶n phÈm. Trong hÖ thèng CIM cho phÐp sö dông tèi -u c¸c thiÕt bÞ, n©ng cao n¨ng xuÊt lao ®éng, lu«n øng dông c¸c c«ng nghÖ tiªn tiÕn vµ gi¶m thiÓu sai sè g©y ra bëi con ng-êi, kinh nghiÖm sö dông CIM cho thÊy nh÷ng lîi Ých ®iÓn h×nh sau ®©y: Nhanh chãng cho ra ®êi s¶n phÈm míi kÓ tõ lóc nhËn ®¬n ®Æt hµng: Gi¶m 15-30% gi¸ thµnh thiÕt kÕ. Gi¶m 30-60% thêi gian chÕ t¹o chi tiÕt. T¨ng n¨ng suÊt lao ®éng lªn tíi 40-70%. N©ng cao chÊt l-îng s¶n phÈm, gi¶m ®-îc 20-50% phÕ phÈm. Qu¶n lý vËt t- hµng ho¸ s¸t thùc tÕ h¬n. T¨ng kh¶ n¨ng c¹nh tranh cña s¶n phÈm vµ ®¸p øng nhu cÇu thÞ tr-êng. Hoµn thiÖn ®-îc ph-¬ng ph¸p thiÕt kÕ s¶n phÈm, vÝ dô: sö dông ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n cïng víi m¸y tÝnh cho phÐp thùc hiÖn phÐp tÝnh nhanh h¬n 30 lÇn so víi c¸c ph-¬ng ph¸p th«ng th-êng kh¸c cho nhiÒu ph-¬ng ¸n thiÕt kÕ kh¸c nhau. H-íng ph¸t triÓn cña CIM Ngµy cµng nhiÒu, trªn thÕ giíi ng-êi ta ®· ®¹t ®-îc nh÷ng thµnh tùu to lín trong viÖc øng dông hÖ thèng CIM vµo s¶n xuÊt c«ng nghiÖp. Cïng víi sù ph¸t triÓn m¹nh cña c¸c ngµnh khoa häc liªn quan phôc vô cho sù ph¸t triÓn hoµn thiÖn cña CIM c¸c nhµ khoa häc vµ c¸c nhµ s¶n xuÊt vÉn lu«n nghiªn cøu ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶, kÜ thuËt vµ sù hoµn thiÖn cña CIM, trong ®ã mét trong nh÷ng h­íng ph¸t triÓn kh¸ míi mÎ cña CIM l¯ kh¸i niÖm vÒ ‚s°n xuÊt thùc sù‛ (Virtual Manufactring) hay CIM ‚thùc sù‛ (Virtual CIM). Kh¸i niÖm ‚s°n xuÊt thùc sù‛ xuÊt hiÖn khi c¸c ®¬n vÞ s°n xuÊt ®-îc liªn kÕt víi nhau trªn ph¹m vi toµn cÇu ®Ó gi¶i quyÕt tÊt c¶ c¸c vÊn ®Ò cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt tõ ho¹ch ®Þnh s¶n xuÊt ®Õn ph©n phèi s¶n phÈm. Trªn thÕ giíi hiÖn nay ngµy cµng xuÊt hiÖn nhiÒu sù liªn kÕt gi÷a c¸c nh¯ s°n xuÊt trong rÊt nhiÒu lÜnh vùc c«ng nghiÖp. ë ®©y ‚nh¯ m¸y thùc sù‛ (Virtual Firm) ®-îc ®Þnh nghÜa nh- mét m¹ng liªn kÕt toµn cÇu ®Ó phôc vô cho toµn bé qu¸ tr×nh s¶n xuÊt mét sè s¶n phÈm nhÊt ®Þnh vµ khi s°n xuÊt ph¸t triÓn chØ cã ‚nh¯ m¸y thùc sù‛ míi ®¸p øng ®­îc sù c¹nh tranh v¯ thÞ tr­êng to¯n cÇu. Víi kh¸i niÖm ‚nh¯ m¸y thùc sù‛ n¯y ng­êi ta ®­a ra kh¸i niÖm CIM ‚thùc sù‛ v¯ viÖc nghiªn cøu, øng dông CIM ‚thùc sù‛ trong ph¹m vi to¯n cÇu ng¯y c¯ng trë nªn cÇn thiÕt. H×nh vÏ d­íi ®©y minh ho¹ kh¸i niÖm vÒ mét hÖ thèng CIM ‚thùc sù‛ th«ng qua vßng trßn CIM ‚thùc sù‛ do trung t©m nghiªn cøu c«ng nghÖ s¶n xuÊt tiªn tiÕn cña tr-êng ®¹i häc tæng hîp Nam Australia ®-a ra nh- mét kh¸i niÖm m« t¶ c¸c ®iÒu kiÖn thÞ tr-êng toµn cÇu. §Ó thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña CIM còng nh- thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña s¶n xuÊt mét sè h-íng nghiªn cøu vÒ CIM ®ang ®-îc nhiÒu nhµ khoa häc tiÕn hµnh nh- sau: Hîp lÝ ho¸ CIM vµ chiÕn l-îc qu¶n lÝ CIM: §¶m b¶o cho c¸c nhµ qu¶n lý n¾m v÷ng c¸c nguyªn t¾c øng dông CIM trong m«i tr-êng s¶n xuÊt cña m×nh. Nhµ m¸y tÝch hîp CIM víi c¸c ranh giíi ®Þa lÝ trªn ph¹m vi toµn cÇu: CÊu tróc vµ m« h×nh ho¸ c¸c nhµ m¸y tÝch hîp ®-îc nghiªn cøu trªn c¬ së hîp t¸c vµ liªn kÕt toµn cÇu vÒ qu¶n lÝ vµ chia sÎ d÷ liÖu. M¹ng liªn kÕt cña CIM: Nghiªn cøu c¸c øng dông m¹ng trªn ph¹m vi réng vµ Internet cho CIM, t¨ng c-êng sù trao ®æi th«ng tin b»ng d÷ liÖu tÝch hîp, mèi quan hÖ gi÷a kh¸ch hµng vµ nhµ cung cÊp, c¸c d÷ liÖu vÒ qu¶n lÝ trong hÖ thèng CIM. C«ng cô vµ c«ng nghÖ tiªn tiÕn cho viÖc øng dông CIM: Nghiªn cøu vÒ øng dông robot trong s¶n xuÊt, n©ng cao tÝnh tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt, øng dông trÝ tuÖ nh©n t¹o. M« h×nh hÖ thèng s¶n xuÊt: TÝch hîp c¸c m« h×nh th«ng tin víi c¸c m« h×nh chøc n¨ng cña CIM, m« h×nh m« pháng tÝch hîp cña CIM vµ c¸c hÖ thèng thiÕt kÕ cña CIM. øng dông trÝ tuÖ nh©n t¹o (AI-Artificial Intelligence) nh- Logic mê, m¹ng Noron tÝch hîp vµo trong c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt. Ch-¬ng 2 CÊu tróc cña hÖ thèng CIM M¸y c«ng cô CNC trong hÖ thèng CIM Chóng ta ®· biÕt tr-íc thÕ hÖ m¸y CNC ®· cã m¸y c«ng cô th«ng th-êng vµ m¸y c«ng cô NC. M¸y c«ng cô th-êng ®-îc ®iÒu khiÓn trùc tiÕp bëi tay ng-êi c«ng nh©n nªn chÊt l-îng vµ n¨ng suÊt gia c«ng phô thuéc rÊt nhiÒu vµo tay nghÒ cña c«ng nh©n. Víi m¸y ®iÒu khiÓn sè NC th× viÖc ®iÒu khiÓn m¸y ®-îc quyÕt ®Þnh bëi c¸c ch-¬ng tr×nh ®· lËp s½n. M¸y CNC lµ møc ph¸t triÓn cao tõ c¸c m¸y NC. M¸y CNC cã 1 m¸y tÝnh ®Ó thiÕt lËp phÇn mÒm ®iÒu khiÓn c¸c chøc n¨ng m¸y. C¸c ch-¬ng tr×nh gia c«ng ®-îc ®äc vµ l-u vµo bé nhí ®Ó sö dông cho viÖc ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh gia c«ng. M¸y CNC cã thÓ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng: néi suy ®-êng th¼ng, cung trßn, mÆt xo¾n, mÆt parabol vµ bÊt kú mÆt bËc 3 nµo. M¸y CNC cã thÓ bï chiÒu dµi vµ ®-êng kÝnh cña dông cô. HÖ trôc to¹ ®é cña m¸y CNC C¸c trôc to¹ ®é cña m¸y CNC cho phÐp x¸c ®Þnh chiÒu chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu m¸y vµ dông cô c¾t. (hình vÏ). C¸c trôc X, Y, Z ®-îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i. C¸c trôc quay t-¬ng øng cña c¸c trôc X, Y, Z lµ A, B, C; chiÒu quay lµ theo quy t¾c vÆn ®inh èc (hình 1.1). Hình 2.1. C¸c trôc to¹ ®é cña m¸y Trôc Z Nhìn chung trôc Z lu«n song song víi trôc chÝnh cña m¸y. -M¸y tiÖn: trôc Z song song víi trôc chÝnh cña m¸y vµ cã chiÒu d-¬ng ch¹y tõ m©m cÆp tíi dông cô (ch¹y xa khái chi tiÕt gia c«ng ®-îc cÆp trªn m©m cÆp). -M¸y khoan ®øng, m¸y phay ®øng, m¸y khoan cÇu: trôc Z song song víi c¸c trôc chÝnh vµ cã chiÒu d-¬ng h-íng tõ bµn m¸y lªn phÝa trôc chÝnh. C¸c m¸y phay cã nhiÒu trôc chÝnh: trôc Z song song víi ®-êng t©m trôc chÝnh vu«ng gãc víi bµn m¸y (chän trôc chÝnh cã ®-êng t©m vu«ng gãc víi bµn m¸y lµm trôc Z), chiÒu d-¬ng cña nã h-íng tõ bµn m¸y ®Õn trôc chÝnh. Trôc X Trôc X lµ trôc n»m trªn mÆt bµn m¸y vµ th-êng ®-îc x¸c ®Þnh theo ph-¬ng n»m ngang. ChiÒu cña trôc X ®-îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i. M¸y phay ®øng, m¸y khoan ®øng: nÕu ®øng ngoµi nh×n vµo trôc chÝnh th× chiÒu d-¬ng cña trôc X h-íng vÒ bªn ph¶i. M¸y khoan cÇu: nÕu ®øng ë vÞ trÝ ®iÒu khiÓn m¸y ta cã chiÒu d-¬ng cña trôc X h-íng vµo trô m¸y. M¸y phay ngang: nÕu ®øng ngoµi nh×n th¼ng vµo trôc chÝnh th× ta cã chiÒu d-¬ng cña trôc X h-íng vÒ bªn tr¸i, cßn nÕu ®øng ë phÝa trôc chÝnh ®Ó nh×n vµo chi tiÕt th× ta cã chiÒu d-¬ng cña trôc X h-íng vÒ bªn ph¶i. M¸y tiÖn: trôc X vu«ng gãc víi trôc m¸y vµ cã chiÒu d-¬ng h-íng vÒ phÝa bµn kÑp dao (h-íng vÒ phÝa dông cô c¾t). Nh- vËy nÕu bµn kÑp dao ë phÝa tr-íc trôc chÝnh th× chiÒu d-¬ng cña trôc X h-íng vµo ng-êi thî, cßn nÕu bµn kÑp dao ë phÝa sau trôc chÝnh th× chiÒu d-¬ng ®i xa khái ng-êi thî. M¸y bµo: trôc X n»m song song víi mÆt ®Þnh vÞ chi tiÕt trªn bµn m¸y vµ chiÒu d-¬ng h-íng tõ bµn m¸y ®Õn th©n m¸y. Trôc Y Trôc Y ®-îc x¸c ®Þnh sau khi ®· x¸c ®Þnh 2 trôc X, Z theo quy t¾c bµn tay ph¶i. Ngãn trá chØ chiÒu d-¬ng cña trôc Y. C¸c d¹ng ®iÒu khiÓn cña m¸y c«ng cô CNC Do m¸y CNC cã kh¶ n¨ng gia c«ng ®-îc c¸c bÒ mÆt kh¸c nhau nh-: c¸c lç, mÆt ph¼ng, c¸c mÆt ®Þnh h×nh ... V× vËy cã c¸c d¹ng ®iÒu khiÓn m¸y nh-: ®iÒu khiÓn ®iÓm-®iÓm, ®iÒu khiÓn theo ®-êng th¼ng vµ theo ®-êng biªn d¹ng (®-êng contour). ĐiÒu khiÓn ®iÓm - ®iÓm ĐiÒu khiÓn ®iÓm - ®iÓm (theo vÞ trÝ) ®-îc dïng ®Ó gia c«ng c¸c lç b»ng c¸c ph-¬ng ph¸p khoan, khoÐt, doa vµ c¾t ren lç. Chi tiÕt gia c«ng ®-îc g¸ cè ®Þnh trªn bµn m¸y, dông cô c¾t thùc hiÖn ch¹y dao nhanh ®Õn c¸c vÞ trÝ ®· lËp trình (hoÆc ch¹y bµn m¸y). Khi ®¹t tíi c¸c ®iÓm ®Ých thi dao b¾t ®Çu c¾t (hình vÏ). VÞ trÝ cña c¸c lç cã thÓ ®-îc ®iÒu khiÓn ®ång thêi hoÆc kÕ tiÕp theo 2 trôc to¹ ®é (hình vÏ). Hình 2.2. C¸c d¹ng ch¹y dao trong ®iÒu khiÓn ®iÓm-®iÓm. a) ĐiÒu khiÓn ®ång thêi theo 2 trôc b) ĐiÒu khiÓn kÕ tiÕp. ÑiÒu khiÓn ®-êng th¼ng Lµ ®iÒu khiÓn mµ khi gia c«ng dông cô c¾t thùc hiÖn l-îng ch¹y dao theo 1 ®-êng th¼ng nµo ®ã. Trªn m¸y tiÖn dông cô c¾t chuyÓn ®éng song song hoÆc vu«ng gãc víi trôc cña chi tiÕt (trôc Z) (hình vÏ). Trªn m¸y phay dông cô c¾t chuyÓn ®éng song song víi trôc Y hoÆc trôc X (hình vÏ). Dông cô c¾t chuyÓn ®éng ®éc lËp theo tõng trôc. ÑiÒu khiÓn theo biªn d¹ng (contour) Hình2.3. ÑiÒu khiÓn contour trªn m¸y tiÖn (a) vµ m¸y phay (b). ÑiÒu khiÓn theo biªn d¹ng cho phÐp thùc hiÖn ch¹y dao trªn nhiÒu trôc cïng lóc. C¸c chuyÓn ®éng theo c¸c trôc cã sù quan hÖ hµm sè rµng buéc víi nhau. D¹ng ®iÒu khiÓn nµy ®-îc ¸p dông trªn m¸y tiÖn, m¸y phay vµ c¸c trung t©m gia c«ng. Cã 3 d¹ng ®iÒu khiÓn: ®iÒu khiÓn contour 2D, 1 2 /2D vµ ®iÒu khiÓn 3D (D lµ kÝch th-íc). ÑiÒu khiÓn contour 2D: Cho phÐp thùc hiÖn ch¹y dao theo 2 trôc ®ång thêi trong 1 mÆt ph¼ng gia c«ng (vÝ dô mÆt ph¼ng XZ, XY). Trôc thø 3 ®-îc ®iÒu khiÓn hoµn toµn ®éc lËp víi c¸c trôc kia. ÑiÒu khiÓn contour 21/2D: ®iÒu khiÓn contour 21/2D cho phÐp aên dao ®ång thêi theo 2 trôc nµo ®ã ®Ó gia c«ng bÒ mÆt trong 1 mÆt ph¼ng nhÊt ®Þnh. Trªn m¸y CNC cã 3 trôc X, Y, Z ta sÏ ®iÒu khiÓn ®-îc ®ång thêi X vµ Y, X vµ Z, hoÆc Y vµ Z. Trªn c¸c m¸y phay thì ®iÒu nµy cã nghÜa lµ chiÒu s©u c¾t cã thÓ ®-îc thùc hiÖn bÊt kú 1 trôc nµo ®ã trong 3 trôc, cßn 2 trôc kia ®Ó phay contour (hình vÏ). -ÑiÒu khiÓn contour 3D: ®iÒu khiÓn contour 3D cho phÐp ®ång thêi ch¹y dao theo c¶ 3 trôc X, Y, Z (hình vÏ).ÑiÒu khiÓn contour 3D ®-îc ¸p dông ®Ó gia c«ng c¸c khu«n mÉu, gia c«ng c¸c chi tiÕt cã bÒ mÆt kh«ng gian phøc t¹p. H×nh 2.4. ÑiÒu khiÓn contour 3D C¸c chØ tiªu gia c«ng cña m¸y CNC Th«ng sè h×nh häc Th«ng sè h×nh häc cña m¸y CNC hay cña vïng gia c«ng lµ th«ng sè cña kh«ng gian mµ trong ®ã dông cô c¾t vµ chi tiÕt gia c«ng cã thÓ t¸c ®éng qua l¹i ë bÊt kú vÞ trÝ nµo. Nh- vËy trªn c¸c m¸y gia c«ng chi tiÕt quay th× vïng gia c«ng lµ 1 khèi l¨ng trô ®-îc x¸c ®Þnh b»ng b¸n kÝnh vµ chiÒu dµi dÞch chuyÓn cña c¸c to¹ ®é (h×nh vÏ) . Trªn c¸c m¸y gia c«ng chi tiÕt h×nh hép ch÷ nhËt th× vïng gia c«ng lµ 1 khèi hép ®-îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c chiÒu dµi dÞch chuyÓn cña c¸c to¹ ®é (h×nh vÏ). C¸c ®iÓm giíi h¹n cña vïng lµm viÖc ®-îc ®¸nh sè t-¬ng tù ký hiÖu sè cña ma trËn. §Ó thuËn tiÖn vµ dÔ nhí ng-êi ta ®¸nh thø tù c¸c sè theo quy t¾c sau: sè thø nhÊt cña c¸c ch÷ sè ký hiÖu c¸c ®iÓm theo trôc th¼ng ®øng, sè thø 2 cña c¸c ch÷ sè ký hiÖu c¸c ®iÓm theo trôc däc (trôc Z), cßn sè thø 3 cña c¸c ch÷ sè ký hiÖu c¸c ®iÓm theo trôc n»m ngang (trôc X) (h×nh vÏ). Th«ng sè gia c«ng Lµ tèc ®é chuyÓn ®éng cña c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh vµ c«ng suÊt ®éng c¬. Ng-êi ta dùa vµo th«ng sè hình häc nh- kÝch th-íc bµn m¸y phay hay chiÒu cao cña t©m m¸y tiÖn ®Ó chän c«ng suÊt ®éng c¬, tèc ®é quay cña trôc chÝnh vµ l-îng ch¹y dao. VÝ dô, ®èi víi c¸c m¸y nhiÒu dao ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt hình hép chöõ nhËt ng-êi ta chän c¸c th«ng sè gia c«ng nh- sau: -BÒ réng cña bµn m¸y (mm) -C«ng suÊt ®éng c¬ (KW) -Tèc ®é ch¹y dao (m/ph) -Tèc ®é ch¹y dao nhanh (m/ph) -Thêi gian thay dao tù ®éng (s) 400 - 630 5 - 11 3150 - 4000 1 - 10 6 - 10 3-7 630 - 1000 9 - 15 3150 - 4000 2.4 - 8 5 - 10 3 - 10 Naêng suÊt gia c«ng Lµ sè l-îng chi tiÕt gia c«ng trong 1 ®¬n vÞ thêi gian. C«ng thøc tÝnh naêng suÊt gia c«ng nh- sau: i 1 k 1  m   Q    t cbkt  t ct   t   t td   t kt  1 1 T0  n   1 T0 _thêi gian c¬ b¶n trung b×nh(ph) m_sè lo¹t chi tiÕt ®-îc s¶n xuÊt trong 1 n¨m n_sè l-îng chi tiÕt ®-îc s¶n xuÊt trong 1 n¨m i_sè l-îng nguyªn c«ng cÇn thiÕt ®Ó gia c«ng 1 chi tiÕt k_sè l-îng c¸c nguyªn c«ng kiÓm tra tct_thêi gian thay ®æi chi tiÕt gia c«ng ttd_thêi gian thay dao t0_thêi gian c¬ b¶n tkt_thêi gian kiÓm tra tcbkt-thêi gian chuÈn bÞ - kÕt thóc