Đọc truyện decuongmaytudong

decuongmaytudong

Trước Sau

Màu nền

Font chữ

Font size

Chiều cao dòng

Câu 1: Quá trình điều khiển vị trí được thực hiện theo mấy bước

Trả lời: Quá trình điều khiển của hệ thống điều khiển vị trí được tiến hành theo 4 bước:

- Bước 1: dụng cụ chuyển động nhanh đến vị trí cần gia công

- Bước 2: thực hiện gia công, thông thường dụng cụ chuyển động theo trục Z hay còn gọi là chuyển động chạy dao đứng

- Bước 3: thực hiện chạy dạo dọc theo trục Z để thoát ra khỏi vùng gia công sau khi đã gia công xong

- Bước 4: chuyển động nhanh dụng cụ gia công đến vị trí gia công tiếp theo

Câu 2: Nêu phương pháp chuyển động dụng cụ song song với hệ trục toạ độ?

Trả lời: giả sử cần chuyển động dụng cụ từ điểm A đến điểm B trong góc phần tư thứ nhất, theo cách chuyển động dụng cụ song song trục ta có thể thực hiện theo 2 trình tự:

- chuyển động dụng cụ song song với trục Y sau đó chuyển động song song với trục X

Đường chuyển động dụng cụ

-chuyển động dụng cụ song song với trục X sau đó chuyển đọng song song với trục Y

Đường chuyển động dụng cụ

Tức là điều khiển chuyển động dụng cụ bắt đầu từ điểm A(xA, yA). Đầu tiên hệ chuyển động dụng cụ song song với trục Y cho đến khi gia số trên trục Y bằng 0 (∆Y= YA- YB). sau khi dừng chuyển động trục Y, hệ chuyển động thực hiện chuyển động song song với trục X, chuyển động này thực hiện cho đên khi gia số trên trục X bằng 0 ( ∆X= XB– XA= 0). Trong khi chuyển động song song truc Y thì chuyển động trục X ở trạng thái dừng và ngược lại

Sử dụng chuyển động theo phương pháp này là cách mà thời gian cần thiết chuyển động từ điểm gia công này đến điểm gia công tiếp theo là chậm nhất nhưng có ưu điểm là dễ dàng trong điều khiển, đơn giản và giá thành rẻ

Câu 3 : Nêu phương pháp chuyển động dụng nghiêng góc 450?

Trả lời: Chuyển động dụng cụ nghiêng góc 45o được điều khiển theo trình tự sau: ban đầu dụng cụ từ điểm A( XA, YA) chuyển động tới điểm K là tổ hợp của 2 chuyển động thằng thành phần song song với hai trục máy X và Y với cùng một tốc độ vì vậy đường chạy dao là đường nghiêng 1 góc 45o. Chuyển động dụng cụ thực hiện cho đến khi một trong 2 gia số ∆X hoặc ∆Y =0 hoặc cả 2 gia số đó bằng 0 như trường hợp điểm đầu và điểm tiếp theo nằm ở 2 đầu của đường chéo hình vuông. Trường hợp gia số trên trục Y bằng 0 trước

Yb, Yk

Đường chuyển động dụng cụ

Câu 4: Nêu phương pháp chuyển động dụng cụ theo đường thẳng

Trả lời; Kiểu chuyển động dụng cụ theo đường thẳng là hệ điều khiển thực hiện đồng bộ cả 2 trục X và trục Y sao cho dụng cụ chuyển động theo đường thẳng nối giữa 2 điểm A(XA,YA) và điểm B(XB,YB)

Đường chuyển động dụng cụ

Tốc độ chuyển động của trục X khác với tốc độ chuyển động của trục Y. Thời gian cần thiết để chuyển động từ điểm A đến điểm B là nhỏ nhất so với hai phương pháp chuyển động song song với trục máy và phương pháp nghiêng 45o. Thức hiện theo phương pháp này hệ thống điều khiển khá phức tạp và giá thành cao hươn 2 kiểu trên

Giải pháp thực hiện dừng chính xác:

Do chuyển động của cơ cáu mang dụng cụ tốc độ cao, quán tính chuyển động lớn vì vậy vấn đề dừng vị trí chính xác cho dụng cụ trong thời gian nhỏ phải giảm tốc độ cơ cấu chấp hành trước điểm dừng bằng các cách sau:

- giảm tốc độ chuyển động theo cấp. Số cấp độ tùy thuộc vào tốc độ chuyển động và khối lượng chuyển động. Bàn máy chuyển động nhanh với vận tốc V, khi đến bàn máy cách vị trí dừng đoạn L1 tại điểm này hệ thống điều khiển thực hiện giảm tốc độ xuống V1, bàn máy chuyển động tiếp với vận tốc V1 đến điểm dừng doạn L2 hệ thống giảm tốc độ xuống V2 ....tương tự đến khi bàn máy chuyển động đến điểm dừng thứ n( với n= số cấp) khi đó vận tốc giảm xuống là 0

- giảm tốc độ chuyển động vô cấp

Câu 5 : Nêu giải pháp thực hiện dừng chính xác?

Để giảm thời gian chạy không trong quá trình chuyển động dụng cụ tới vị trí gia công tiếp theo, tốc độ chuyển động dụng cụ cần phải đạt được tốc độ lớn cho phép.Do chuyển động của cơ cấu mang dụng cụ tốc độ cao, quán tính chuyển động của cơ cấy rất lớn vì vậy vấn đề dừng vị trí chính xác dụng cụ với thời gian dừng nhở nhất là vấn đề cần đặt ra. Để giảm lực quán tính của cơ cấu chấp hành khi chuyển nhanh từ vị trí gia công này đến vị trí gia công tiếp theo bằng cách giảm dần tốc độ cơ cấu chấp hành trước điểm dừng.

Có 2 phương pháp:

1- Giảm tốc độ chuyển động theo cấp. Số cấp tốc độ tùy thuộc vào tốc độ chuyển động và khối lượng chuyển động;

Ví dụ : thực hiện giảm tốc theo 3 cấp

Giảm tốc lần 1

Tốc độ nhanh

Giảm tốc lần 2

Giảm tốc lần 3

Điểm dừng

2- Giảm tốc chuyển động vô cấp:

Hệ điều khiển hở:

Là hệ không có mạch phản hồi và kết quả hoạt đọng của hệ thống ko được kiểm soát. Trong máy CNC thường dùng động cơ bước để điều khiển bàn máy.Máy NC hoặc CNC dùng hệ điều khiển hở ví dụ như máy gia công theo phương pháp xung điện(EMD).

Chương trình điều khiển máy đưa vào thông qua thiết bị truyền tín hiệu RS-232.Cấu trúc chương trình được chuyển đổi thành xung điện áp hoặc tín hiệu số và gửi nó tới mạch khuếch đại sau đó được truyền tới hệ dẫn động động cơ.

Ưu điểm: Hệ thống điều khiển hở thiết kế và chế tạo dễ dàng, giá thành thấp hơn hệ điều khiển kín, thường sử dụng trong các hệ thống đòi hỏi độ chính xác ko cao.

Nhược điểm:Hệ thống rất nhạy với sự thay đổi tải trọng bởi vì hàm điều khiển ko phụ thuộc vào thời gian thực, thay đổi nhiệt độ,bôi trơn và các yếu tố bên ngoài khác-> phù hợp với các máy gia công theo vị trí.

Câu 6 : Vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển hở của hệ điều khiển vị trí dùng động cơ bước?

Sơ đồ khối của mạch điều khiển hở của hệ điều khiển vị trí dùng động cơ bước:

Hệ dẫn động bàn máy bằng động cơ bước . Mạch dùng bộ đếm lùi , giá trị đưa vào bộ đếm bằng giá trị khoảng cách cần dịch chuyển bàn máy.Tín hiệu từ bộ đếm đưa tới mạch giảm tốc và mạch dừng chuyển động bàn máy.Tín hiệu ra của mạch hiamr tốc đưa tới mạch phát xung nhằm thay đổi tần số xung khi cần thay đổi tốc độ có nghĩa là thay đổi tần số xung ra trước điểm dừng.Xung ra của bộ phát xung và tín hiệu dừng chuyển động bàn máy cùng đưa tới phần tử AND. Xung ra từ phần tử AND đưa tới bộ đếm và mạch điều khiển động cơ bước.Khi bộ đếm có giá trị bằng ) , mạch dừng chuyển động bàn máy chuyển mức logic 1 về 0. Tín hiệu được đưa tới cổng AND thực hiện cấp xung cho mạch điều khiển động cơ bước.

Hệ điều khiển kín:

Là hệ có mạch phản hồi dùng để đo vị trí và tốc độ thực tế của các trục và so sánh chúng với vị trí và tôc độ yêu cầu.Phần tử chuyển đổi của mạch phản hồi sử dụng 2 kiểu tương tự hoặc số.Tachometer (cảm biến tốc độ) dùng để đo tốc độ chuyển động.Resolver và encoder để đo vị trí và tốc độ. Tín hiệu yêu cầu dưới dang xung điện áp từ bộ nội suy của CNC đưa tới bộ so sánh .Tín hiệu so sánh thông qua mạch ghép nối và khuếch đại được đưa đến động cơ.

Ưu điểm: Hệ thống điều khiển kín có công suất lớn và độ chính xác cao hơn hệ thống điều khiển hở vì có khả năng điều khiển liên tục nhờ mạch phản hồi.

Nhược điểm: Hệ thống điều khiển kín có cấu trúc phức tạp, đòi hỏi nhiều thiết bị đo có độ chính xác cao nên giá thành cao hơn nhiều lần hệ thống điều khiển hở.

Hệ điều khiển kín dùng Encoder:

Tín hiệu yêu cầu từ CNC gửi tới bộ đếm tiến –lùi, đồng thời tín hiệu số sing ra từ Encoder qua ghép nối cũng đưa tới. Bộ đếm tiến lùi sinh ra 1 số phù hợp với sai số vị trí tức thời. Tín hiệu ra của bộ đếm được đưa vào đầu vào của bộ biến đổi DAC để chuyển tín hiệu số thành tín hiệu điện áp và đưa vào bộ so sánh. Bộ so sánh , so sánh điện áp ra từ DAC với điện áp từ Tachometer gửi tới. Sau đó tín hiệu được khuếch đại đủ lớn trước khi đưa tới động cơ.

Hệ điều khiển kín dùng Resolver:

Hệ điều khiển kín dùng Resolver để đo vị trí và Tachometer để đo tốc độ. Tín hiệu yêu cầu dươi dạng xung điện áp từ bộ nội suy của CNC đưa tới bộ so sánh. Tín hiệu này so sánh với tín hiệu phản hồi từ Resolver chuyển tới thông qua mạch ghép nối. Tín hiệu đưa ra của bộ so sánh là sai số vị trí yêu cầu với vị trí thực. TÍn hiệu sai số được khuếch đại và chuyển đến bộ so sánh thứ 2. Tín hiệu được so sánh với tín hiệu sing ra từ Tachometer chuyển tới thông qua bộ ghép nối. Sau đó tín hiệu ra từ bộ so sánh thứ 2 được khuếch đại đủ lớn trước khi đưa tới động cơ.

Câu 10: So sánh hệ thống điều khiển NC và hệ thống điều khiển CNC?

Máy NC

Máy CNC

Đầu vào

Chương trình NC được đưa tới bộ điều khiển hệ thống qua băng đục

Các chương trình NC có thể được nhập vào bằng bàn phím, đĩa từ hoặc cáp truyền. Bộ điều khiển lưu trữ chương trình NC trong bộ nhớ trên đĩa cứng.

Điều khiển

Bộ điều khiển NC xử lí các thông tin về đường chạy dao và lượng dư rồi truyền tín hiệu đến máy.

Các chức năng điều khiển do máy tính tích hợp trong bộ điều khiển CNC và phần mềm tương ứng đảm nhận. Bộ nhớ trong được dùng để chứa các chương trình, chương trình con, dữ liệu máy, dao cắt và bù dao, các chương trình gia công. Phần mềm giám sát sai số cũng được tích hợp trong bộ điều khiển.

Điều khiển kích thước

Máy NC đảm bảo sự ổn định kích thước trong quá trình gia công bằng những thông tin phản hồi liên tục từ hệ thống đo là các động cơ servo.

Máy CNC đảm bảo sự ổn định kích thước trong quá trình gia công bằng những thông tin phản hồi liên tục từ hệ thống đo và các động cơ servo được điều khiển bằng số vòng quay. Các servo đo lường giám sát và điều khiển kích thước ngay trong quá trình gia công.

Câu 11 : Trình bấy nguyên lý hoạt động, ưu nhuợc điểm của hệ dẫn động secvo thuỷ lực một trục trong máy CNC?

+ Nguyên lý hoạt động:

Hệ dẫn động servo thủy lực một trục trong máy CNC.

Tín hiệu yêu cầu từ MCU đưa tới mạch khuếch đại servo , nhờ mạch này công suất tín hiệu được khuếch đại lên đủ lớn để điều khiển van servo .Van servo điều khiển độ mở mép van phù hợp với tốc độ chuyển động theo yêu cầu của động cơ thủy lực. Để biến năng lượng thủy lực thành chuyển động cơ học, hệ thống điều khiển van servo phải có nguồn cung cấp áp lực cho động cơ hoặc xilanh thủy lực.

+ Ưu điểm:

- Công suất lớn, kích thước nhỏ. Giá thành động cơ hạ.

- Điều khiển thủy lực cứng hơn so với điều khiển điện. Vì vậy đặc tính hệ số khuếch đại mạch cao và đáp ứng tần số tốt hơn.

- Cho phép thực hiện làm trơn chuyển động dụng cụ ở dải tốc độ rộng.

- Không cần thiết bị bôi trơn và làm mát, có khả năng điều khiển trong điều kiện trễ.

- Có khả năng chống quá tải cho hệ thống.

+ Nhược điểm:

- Không thuận lợi trong quá trình bảo dưỡng.

- Đòi hỏi dầu luôn sạch => cần thiết bị làm sạch dầu như lọc tinh, lọc thô => ảnh hưởng đến độ chính xác và tuổi thọ của hệ thống.

- Động cơ ồn và rất nhạy với độ nhớt của dầu.

Câu 12 (2đ): Vai trò của bộ nội suy, thuật toán dùng trong bộ nội suy được chia thành máy loại trong máy CNC?

- Vai trò của bộ nội suy: trong máy công cụ điều khiển số các chuyển động được bố trí cho các cơ cấu chấp hành, chuyển động quay tạo ra tốc độ cắt gọt. chuyển động tịnh tiến tạo ra chiều sâu cắt được bố trí cho các cơ cấu mang dụng cụ cắt trong quá trình tạo hình các cơ cấu chấp hành đưa dụng cụ theo các điểm trên quỹ đạo đã xác định. Tọa độ các điểm ban đầu và gia số chuyển động được xác định theo bản vẽ thiết bị thực hiện đưa dụng cụ vào điểm đa cho vào quỹ đạo xác định gọi là bộ nội suy. Vì vậy bộ nội suy không thể thiếu được trong các máy công cụ điều khiển số và đặc chưng của máy CNC.

Thông tin đưa vào bộ nội suy dưới dạng số và thông tin đầu ra là thông tin về tọa độ của mỗi điểm dưới dạng xung.

- Các thuật toán dùng cho bộ nội suy: chia làm 2 kiểu

+ là xác định thời điểm truyền gia số tọa độ và tần số truyền gia số phụ thuộc vào tốc độ thay đổi tọa độ. Được gọi là phương pháp hàm đánh giá

+ là xác định giá trị tọa độ tức thời tức là xác định giá trị tích lũy gia số trong chu kỳ gọi là phương pháp tính phân số

Câu 13: trình bày phương pháp nội suy mềm?

Bộ nội suy mềm

Với yêu cầu giảm giá thành và kích thước của PCs, phương pháp nội suy mềm đã xuất hiện với bộ nội suy sử dụng chương trình máy tính thay thế cho các thiết bị logic số học cứng. Thuật toán biến đổi đã được giới thiệu cho bộ nội suy mềm và bảng 3.2 tóm tắt hai kiểu thuật toán của bộ nội suy mềm : Reference-Pulse và Reference-Word.

Trong phương pháp Reference-Pulse, một máy tính tạo ra các xung tham chiều (reference pulse) như là một tín hiệu ngắt ngoài, tạo ra xung nhịp điều hướng (directly forwarded) tới drive. Trong phương pháp này, một pulse được kí hiệu là 1BLU của trục.

Bảng 2.2 : Hai kiểu nội suy mềm

Reference Pulse

Reference Word (Sample Data)

Bộ nội suy DDA mềm

Bộ nội suy Euler

Bộ nội suy SA (Stair Appromation)

Bộ nội suy hậu-Euler

Bộ nội suy Taylor

Bộ nội suy DS (Direct Search)

Bộ nội suy Tustin

Bộ nội suy hậu-Tustin

Hình 2.3 là cấu trúc và thông tin cho phương pháp Reference-Pulse. Một hệ thống CNC bao gồm một bộ đếm Up/Down. Bộ đếm so sánh reference-pulse từ một bộ nội suy với xung hồi tiếp từ encoder, tính toán vị trí chênh lệch (position error) từ kết quả của bộ so sánh. Cuối cùng thì các tính toán vị trí chênh lệch đó là đầu vào của drive. Trong cấu trúc đó, tất cả các xung ra định rõ được vị trí của trục và tần số tác động của xung định rõ được tốc độ của trục.

Tần số ngắt (interrupt frequency) định rõ tốc độ của trục, do đó chương trình đơn giản và một fast CPU là điều kiện chủ yếu để hệ thống hoạt động ở tốc độ cao. Thuật toán DDA (Digital Difference Analyzer), SA (Stair Appromation), DS (Direct Search), đều thuận lợi cho phương pháp nội suy đó.

Bộ nội suy mềm DDA

Thuật toán nội suy mềm DDA co nguồn gốc từ bộ DDA cứng và cách tiến hành cũng tương tự bộ nội suy cứng. Hình 2.5 là lưu đồ cho thuật toán nội suy mềm DDA. Hình 2.5a, 2.5b tương ứng với bộ nội suy thẳng và bộ nội suy tròn. Trong hình 2.5a, biến L là đoạn thẳng dịch chuyển và biến A,B kí hiệu cho sự dịch chuyển của trục X,Y và giá trị ban đầu của các biến Q1= Q2 = 0. Trong hình 2.5b, giá trị ban đầu của các biến cũng tương tự như trong nội suy đường thẳng, biến R là bánkính của đường tròn, biến P1, P2 là tọa độ điểm tâm, khi đó điểm đầu của đường tròn là gốc của hệ thống điều phối (coordinate system).

Câu 14: Mạch tích phân số:

Nhiệm vụ: xác định giá trị tọa độ tức thời là xác định giá trị tích lũy gia số xác định trong chu kỳ

Phương pháp: hình chữ nhật xấp xỉ

Thuật toán: Chúng ta giả thiết hàm khảo sát P(t) biểu diễn quan hệ giữa vị trí chuyển động của cơ cấu chấp hành theo biến thời gian t. Nếu chia trục thời gian thành các phần Δt bằng nhau, tích phân số theo phương pháp hình chữ nhật xấp xỉ, vùng dưới của đường cong P(t) như là tổng của các hình chữ nhật có 1 cạnh là Δt, tích phân có

thể viết:

Từ công thức trên thấy giá trị PiΔt là giá trị của tích phân tại thời điểm Zk-1

và số hạng PkΔt là diện tích hình chữ nhật tại thời điểm t = kΔt, (1) có thể viết lại như sau:

Zk = Zk-1 + ΔZk

trong đó ΔZk gọi là gia số tích phân, tính theo công thức:

ΔZk =PkΔt

Tích phân số được thực hiện theo 3 bước:

+ Xác định Pk bằng cách lấy giá trị tung độ trước cộng hoặc trừ gia số ΔPk

Pk = Pk-1 + ΔPk

+ Xác định gia số ΔZk: ΔZk = PkΔt

+ Lấy gia số tích phân ΔZk cộng với kết quả tích phân trước đó Zk-1:

Zk = Zk-1 + ΔZk

Thời gian được chia thành các gia số nhỏ gọi là chu kỳ đồng hồ. thuật toán DDA là thuật toán lặp với tần số đồng hồ f: f = 1/ Δt

Trên cơ sở thuật toán tích phân DDA, cấu trúc DDA dùng mạch điện tử gồm thanh ghi p, n bit lưu trữ giá trị Pk , thanh ghi thứ hai q cũng có n bit. sơ dồ khối:

Số liệu đưa vào Δp và ra Δz của DDA là bit. Số lượng bit càng lớn, độ chính xác nội suy càng cao. Thanh ghi p dùng để lưu giá trị pk và thanh ghi q dùng để lưu giá trị qk-1. Khi có xung đồng hồ, giá trị của p và q được đưa vào bộ cộng, kết quả bộ cộng được đưa về lưu trữ trên thanh ghi q

qk = qk-1 + pk

Khi q vượt quá dung lượng cực đại của bộ cộng, bộ cộng xuất hiện tràn Δz. Quá trình lặp được thực hiện thông qua nhịp đồng hồ.

Câu 15: Trình bày phương pháp nội suy thẳng DDA?

Để dụng cụ chuyển động trên đường thẳng trong không gian ta cần phải tổ hợp 3 chuyển động thẳng, mỗi chuyển động thẳng là 1 trục thẳng máy: 1 chuyển động thẳng song song với trục X gọi là chuyển động chạy dao dọc, chuyển động thẳng thứ 2 bố trí cho trục Y gọi là chạy dao ngang, chuyển động thẳng còn lại bố trí cho trục vuông góc với mặt phẳng chứa 2 trục X và Y.

Ở đây ta nghiên cứu cấu trúc bộ nội suy thẳng dùng mạch tích phân DDA trong mặt phẳng (2D) tức là trong mặt phẳng chứa 2 trục X và Y.

Sơ đồ cấu trúc

Mối liên hệ động học giữa các trục máy trong máy CNC được thực hiện nhờ 1 biến trung gian - đồng hồ ngoài, đồng thời nó cung cấp nhịp thời gian cho mạch điều khiển

Giả sử dụng cụ gia công rãnh AB: A(XA,YA) , B(XB,YB). Bước cơ sở của bàn máy (BCS). Thanh ghi của các tích phân DDA , n (bit

+ Gia số trên trục X: a = (XB - XA)/n (BCS)

+ Gia số trên trục Y: b = (YB - YA)/n (BCS)

Nạp giá trị của a vào thanh ghi p của DDA-1, và giá trị của b vào thanh ghi p của DDA-2. Dùng đồng hồ ngoài cung cấp tần số f cho cả 2 mạch tích phân.

+ Tín hiệu xung ra trên các mạch tích phân như sau:

ΔZ1 = CaΔt

ΔZ2 = CbΔt

với C là hệ số của các tích phân DDA.

+ Tỷ số tần số tín hiệu ra trên các mạch tích phân :

+ Vị trí tức thời của bàn máy theo các trục:

X = Cat Y = Cbt

Ngoài ra để thay đổi tốc độ bàn máy, người ta lắp thêm 1 bộ tích phân DDA thứ 3 làm

mạch thay đổi tần số đưa vào bộ tích phân đường thẳng. Đầu ra của tích phân này nối với

cửa vào tần số ngoài của bộ nội suy đường thẳng. Thanh ghi p của DDA-3 nạp mã chạy

dao: MCD = 10V/L

Với V là tốc độ chạy dao yêu cầu trên đoạn AB, L là chiều dài chuyển động của dụng cụ:

L =

Tần số ra trên tích phân DDA-3:

f0 = C x MCD =

Hệ số tích phân của DDA-1 và DDA-2 lúc này sẽ là:

+ Tốc độ bàn máy theo các trục:

Vx = ΔZ1/Δt

Vy = ΔZ2/Δt

Lượng chạy dao thực tế:

Câu 16 (2đ): Trình bầy phương pháp nội suy vòng dùng mạch tích phân DDA?

Giả sử cần chuyển động dụng cụ theo cung tròn có tọa độ điểm tâm P0(x0,y0) và 2 điểm đầu và cuối P1, P2. Góc vị trí của dụng cụ Φ là góc nghiêng của đường kính nối từ điểm khảo sát tới cung tròn và trục dương X. R là bán kính cung tròn. Tọa độ điểm khảo sát trong hệ XOY:

x = R cos Φ + x0 (1)

y = R sin Φ + y0 (2)

Ta có: x - x0 = R cos Φ y - y0 = R sin Φ

Tốc độ chuyển động trên các trục:

Thay phương trình (1), (2) vào phương trình (3) và (4):

Gọi hình ciếu của bán kính nối từ điểm đầu cung tròn và tâm cung tròn xuống trục OX là i và lên trục OY là j, ta có:

i = x - x0 = R cosΦ

j = - (y - y0) = R sinΦ

Tốc độ chạy dao của dụng cụ cắt trên cung tròn:

Phương trình trên chỉ ra khả năng thay đổi tốc độ chạy dao.

Bộ nội suy vòng gồm 2 tích phân: DDA-1 điều khiển trục X và DDA-2 điều

khiển trục Y. Thanh ghi p của DDA-1 nạp giá trị |y - y0| tương ứng với giá trị j

= RsinΦ, thanh ghi DDA-2 nạp giá trị |x - x0| tương ứng với giá trị i = RcosΦ.

Lấy tín hiệu ra của tích phân DDA-1 đưa tới cổng vào âm (-Δp) của DDA-2 và

lấy tín hiệu ra của DDA-2 đưa tới cổng dương (+Δp) của DDA-1 tương ứng

với phương trình (5) và (6). Sơ đồ cấu trúc:

Tín hiệu ra trên các tích phân DDA của bộ nội suy vong tương ứng với các phương

trình:

ΔZ1 = CR cosΦ dt

ΔZ2 = CR sinΦ dt

Trong đó C là đại lượng biến đổi tần số tín hiệu ra tích phân DDA. (C= VL/R)

Câu 17 : Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của encoder quay tuyệt đối trên máy CNC

Trả lời:

- Cấu tạo: encoder tuyệt đối cấu tạo gốm : nguồn sáng, đĩa mã hóa và các phodetetor

Đĩa mã hóa được cấu tạo từ vật liệu trong suốt, được chia thành các góc đều nhau và các đường tròn đồng tâm hình thành nên các phân tố diện tích, tập hợp các phân tố diện tích cùng giới hạn bởi 2 vòng tròn đồng tam gọi là dải băng. Số dải băng nhiều hay ít tùy thuộc vào công nghệ ( hiện nay khoảng 12 dải băng). Trên mỗi dải băng có các diện tích phân tố trong suốt cũng có các diện tích phân tố được phủ lên đó một lớp mà ánh sáng không thể xuyên qua được. Sự trong suốt hoặc không trong suốt là đặc trưng đặc tính của các phân tố. Mỗi encoder được chia ra thành số góc đều nhau nhất định và mỗi góc đó được biểu thị bằng một số nhị phân.

- Nguyên lý hoạt động :

Đĩa mã hóa được lắp trên trục đối diện qua đĩa mã hóa phía bên trái người ta bố trí 1 nguồn sáng (led) phía bên kia của đĩa mã hóa ( bên phải) người ta bố trí các photosensor, khuếch đại và trigger smiths. Tương ứng với mỗi dải băng người ta lắp nguồn sáng. Ví dụ encoder có 2 dải băng thì ng ta lắp 2 nguồn sáng là 2 đèn led và 2 photosensor. Các nguồn sáng và photosensor này được lắp cố định. Khi ánh sáng từ nguồn chiếu tới đĩa mã hóa nếu đối diện với tia sáng là diện tích phân tố trong suốt thì ánh sáng xuyên qua đĩa tới photosensor làm xuất hiện dòng điện chảy qua photosensor. Ngược lại nếu đối diện với tia sáng là diện tích được phủ bới lớp chắn sáng thì ánh sáng không qua được photosensor, photosensor không có dòng điện chạy qua. Dòng ra của photosensor tương đối nhỏ nên nso được đưa tới bộ khuếch đại, khuếch đại tín hiệu đủ lớn trc khi đưa tới tầng tiếp theo. Do quá trình quay đĩa mã hóa, cường độ ánh sáng tăng từ nhỏ đến cực đại và giảm dần khi các tia sáng bị chặn hoàn toàn lúc đó dòng trong photosensor bằng 0. Vì vậy để có được xung ra là xung vuông người ta cho tín hiệu qua mạch sửa dạng xung trigger Smiths.

Các encoder quay này được lắp vào vít me đai ốc, phía bên kia của vit me được nối với hộp tốc độ hoặc động cơ, khi đó được tốc độ quay của bàn máy ta sẽ đo được gián tiếp tốc độ cũng như vị trí của bàn máy CNC khi làm việc

Câu 18: Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của encoder tương đối trên máy CNC?

Encoder gia số có hai kiểu : kiểu thẳng và kiểu quay.

* Encoder quay:

- cấu tạo gồm có : nguồn sáng (trong kết cấu này nguồn sáng là bong đèn) , thấu kính, đĩa thước cố định, đĩa phát xung, photosensor và mạch điện.

+ Đĩa phát xung được làm bằng vật liệu trong suốt, trên nó có 1 hoặc 2 dải băng.một trong 2 dải có nhiệm vụ tạo xung, dải còn lại dung để xác định gốc không quy chiếu. Đĩa phát xung được lắp trên trục và chuyển động quay cùng trục.

+ Đĩa thước có sẻ 4 rảnh trên cùng 1 hàng rảnh sẻ thứ 5 được bố trí trên hàng riêng và thước được cố định trên vỏ cung photosensor.

+ Photosensor được cố định trên năm rãnh của thước cố định và cũng được cố định trên vỏ emcoder

+ Thấu kính làm nhiệm vụ biến đổi đường đi của tia sáng thàng các tia song song.

- Nguyên lí hoạt động của encoder gia số quay:

Ánh sáng từ nguồn sáng đi qua thấu kính biến đổi thành các tia sáng song song tới thước động(( đĩa phát xung).Do thước động chuyển động nên có thể xem thước cố định là cửa sổ và thước 3 như cánh cửa sổ đóng mở điều khiển cho ánh sáng tới photosensor. Khi cánh cửa mở rộng dần thì cường độ ánh sáng tăng dần, dòng trong photosensor cũng tăng dần và dòng cực đại khi cửa mở hoàn toàn. Khi cửa sổ khép dần dòng photosensor cũng giảm dần và bằng không khi cửa sổ đóng hoàn toàn. Với cách bố trí hai cặp photosensor trên 4 rãnh của thước cố định người ta thu đc song sin và sóng cosin.một trong 2 cặp cho ta tín hệu xung và kết hợp 2 sóng sin và cosin cho phép ta xác định được chiều chuyển động của thước động.

* Encoder gia số kiểu thẳng

- Cấu tạo cũng có các thành phần cơ bản như encoder gia số kiểu quay nhưng chỉ khác thước động là thước thẳng.

- Nguyện lý hoạt động.

Giống với nguyên lí hoạt động của encoder kiểu quay.

Câu 19 (2đ): Trình bầy cấu tạo nguyên lý hoạt động của resolver trên máy CNC?

Resolver:

a. Công dụng: là thiết bị đo kiểu tương tự dùng để đo vị trí hoặc tốc độ.

b.Nguyên lý hoạt động: theo nguyên tắc cảm ứng điện từ.

Nếu 1 trong 2 cuộn cuộn dây của stato được cấp điện áp xoay chiều, trên cả 2 cuộn roto xuất hiện điện áp và điện áp cực đại trên các cuộn dây khi roto và stato thẳng hàng nhau. Điện áp trong cuộn roto bằng không khi cuộn dây của roto và stato vuông góc với nhau. Điện áp ra trên các cuôn dây có dạng sóng sin và cosin. chúng sẽ cho biết vị trí của trục động cơ hoặc trục

vitme-bi.

c. Vị trí: trong máy CNC, Resolver được sử dụng trong mạch phản hồi của hệ thống dẫn động chạy dao dùng động cơ DC servo. Trục của Resolver được lắp đồng trục với động cơ hoặc lắp ở 1 đầu của trục vitme-bi, đầu kia của vitme được lắp trực tiếp với động cơ hoặc động cơ được nối với trục vitme thông qua hộp tốc độ.

Câu 20 : Trình bầy nguyên lý chuyển đổi DAC theo phương pháp điện trở trọng số?

Nếu bộ DAC n số cần n điện trở với các giá trị khác nhau. Giá trị điện trở tỷ lệ với trọng số của bit trong từ nhị phân.

Quan hệ giữa điện áp ra của thuật toán và điện trở thứ i là:

Uo= Rf.Ui/Ri.

Rf: điện trở phản hồi của mạch

Ri: điện trở trọng số của điện trở thứ i

Ui: điện áp trên điện trở thứ i

Uo: điện áp cửa ra của khuếch đại thuật toán.

Với DAC có n bit , điện áp ra được tính như sau:

U0= -(Rf/R1.U1 + Rf/R2.U2 + ….+ Rf/Rn.Un)

Trong mạch điên trở trọng số , giá trị điện trở là hệ nhị phân với bit có giá trị nhỏ nhất(BNN) gấp 2n lần giá trị bit lớn nhất(BLN).Tín hiệu điện áp U đặt lên mỗi điện trở phụ thuộc với giá trị logic bằng 1 và ko có điện áp U đặt lên điện trở tương ứng với giá trị logic bằng 0.Để cấp điện áp hoặc ngắt điện trên các điện trở sử dụng chuyển mạch điện tử.

Hệ số khuếch đại Kc: Kc= (U.Rf)/(R.2^n-1).

Câu 21 : Trình bầy nguyên lý chuyển đổi DAC theo phương pháp thang điện trở:

Chuyển đổi DAC thiết kế theo mạch điện trở trọng số sẽ không thuận lợi khi cần chuyển đổi các số nhị phân kích thước lớn, bởi vì chuyển đổi nhị phân kích thước lớn yêu cầu mạch với nhiều loại điện trở đòi hỏi độ chính xác cao. Do vậy giá thành đắt.

Để tránh nhược điểm này ta sử dụng bộ chuyển đổi DAC dạng thang điện trở. Mạch chỉ gồm 2 loại điện trở R và 2R với độ chính xác cao.

Đặc tính giá trị của mạch là giá trị điện trở ra luôn không đổi và bằng R, không phụ thuộc vào kích thước của từ nhị phân. Tín hiệu đưa vào bộ chuyển đổi thông qua các mạch điện tử ( trên hình vẽ là là các tranzitor T1, T2, T3, T4). Tín hiệu logic bằng 1 phù hợp với điện áp +U và bằng 0 khi điện áp bằng không.

Điện áp ra ở bít i nào đó được tính như sau:

Ui= - ( U.Rf)/ ( R.2^i).

Điện áp ra của DAC bằng tổng điện áp trên các bit:

Uo= - U.(Rf/R).xích ma( bi/2^i).với i=1..n

bi: biểu diễn trạng thái logic của bit thứ i có thể là 0 hoặc 1.

Nếu giá trị điện trở và nguồn điện chính xác, điện áp ra sẽ là hàm tuyến tính với từ nhị phân được chuyển đổi.

Hệ số khuếch đại của DAC thang điện trở:

Kc= (Rf.U)/(R.2^n)

Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro

Trước Sau

#mrbinh