Giới thiệu chung

Trong hệ thống CNC, một máy tính chuyên dụng được sử dụng để thực hiện tất cả các chức năng cần thiết theo chương trình điều hành được lưu trữ trong bộ nhớ máy tính. Hệ thống hướng lệnh đến các ổ đĩa servo để điều khiển động cơ servo và các thiết bị đầu ra khác như rơle, solenoid, v.v. để bắt đầu các hoạt động như khởi động và dừng động cơ, bật và tắt chất làm mát, thay đổi công cụ, thay đổi pallet, v.v. và các chức năng khác.

Sau khi hệ thống đưa ra, cần phải đảm bảo rằng chức năng cụ thể đã được hoàn thành. Điều này được thực hiện bởi “Thiết bị phản hồi”. Thiết bị phản hồi liên tục như thang đo tuyến tính, bộ mã hóa, bộ giải, v.v. được sử dụng làm phản hồi vị trí của động cơ. Một số cảm biến như công tắc tiệm cận, công tắc giới hạn, công tắc áp suất, công tắc dòng chảy và công tắc phao, v.v. được sử dụng làm thiết bị phản hồi để giám sát các hoạt động khác nhau. Do đó, tất cả các hoạt động của máy CNC được giám sát liên tục bằng các thiết bị phản hồi thích hợp. Vì vậy, hệ thống CNC được gọi là hệ thống “Vòng kín”. Trong trường hợp xảy ra lỗi trong bất kỳ phản hồi lỗi nào, hệ thống sẽ tạo ra “Thông báo lỗi”.

Nguyên lý hoạt động

• Chuyển động của trục X, Y, Z được điều khiển bởi động cơ cung cấp dòng điện xoay chiều hoặc dòng điện một chiều.
• Chuyển động của máy được thực hiện bằng cách đưa ra lệnh.
• Tất cả các hoạt động được thực hiện theo các mã như tốc độ, tốc độ cắt, độ sâu cắt, v.v.
• Mỗi thao tác đều có mã riêng.
• Hệ thống cảnh báo có sẵn để bảo vệ các hoạt động và thành phần khác nhau.

Chu trình điều khiển

G-code → Bộ điều khiển CNC → Driver → Động cơ → Chuyển động trục → Gia công sản phẩm → Phản hồi qua cảm biến

Cơ cấu vận hành/Đáp ứng

Bộ điều khiển CNC nhận dữ liệu điều khiển từ:

• Chương trình CNC (G-code hoặc mã NC) được viết sẵn.
• Phần mềm CAM/CAD, sau đó chuyển đổi sang G-code.
• Bảng điều khiển tay (manual input), người vận hành có thể can thiệp để hiệu chỉnh.

Bộ điều khiển CNC sẽ:

• Đọc từng dòng mã G-code.
• Giải mã lệnh (ví dụ: G01 là lệnh chạy thẳng, G02 là chạy cung tròn).
• Xác định các thông tin: tọa độ, tốc độ, đường chạy dao, loại dụng cụ…

Sau khi phân tích, bộ điều khiển:

• Gửi xung điều khiển (pulse) đến các driver của động cơ servo hoặc step motor trên các trục (X, Y, Z…).
• Thông qua hệ thống phản hồi (encoder), vị trí trục được giám sát và điều chỉnh liên tục để đảm bảo chính xác.

Điều khiển tốc độ trục chính (spindle): bật/tắt, thay đổi tốc độ quay.

• Điều khiển dao cụ: thay dao tự động (ATC), làm mát (coolant), khoan, phay, tiện tùy chương trình.

Bộ điều khiển luôn nhận tín hiệu từ cảm biến (giới hạn hành trình, nhiệt độ, áp suất…).

• Nếu phát hiện lỗi (dao gãy, quá tải, sai lệch vị trí…), hệ thống sẽ cảnh báo hoặc tự động dừng.