Cơ khí, chế tạo máy - Giới thiệu chung về môn học Cad / Cam - CNC

1GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔN HỌC
CAD/CAM_CNC
Ths.Phùng Xuân Lan
Bộ môn CNCTM
Khoa Cơ Khí
2Thông tin về môn học
„ Tên môn học: CAD/CAM_CNC
„ Số đơn vị học trình: 3đvht
„ Thời gian lên lớp: 
z Lý thuyết: 45 tiết 
z Thực hành: 0 
„ Nhiệm vụ của sinh viên:
z Dự lớp
z Thí nghiệm
z Bài tập lớn
z Kiểm tra điều kiện
z Thi cuối kỳ
„ Đánh giá sinh viên
z Thi cuối kỳ: 80%
z Kiểm tra: 10%
z Bài tập lớn: 0%
z Dự lớp: 10%
3„ Giáo viên
z Ths. Phùng Xuân Lan
z Bộ môn Công nghệ chế tạo máy, Khoa Cơ khí, Trường ĐHBKHN
z Địa chỉ: Bộ môn CNCTM 212 C5
z Điện thoại: 0963662268
z Email: lanpx_hut@yahoo.com
Thông tin về môn học
„ Mục tiêu của môn học
z Hiểu rõ các kiến thức cơ bản và cần thiết về kỹ thuật gia công trên máy điều 
khiển số
z Có khả năng lập trình NC cho một số dạng chi tiết cơ bản bằng ngôn ngữ
lập trình thông dụng
„ Tài liệu do giáo viên cung cấp
z Phần mềm Denford (phay+ tiện)
z Slide của bài giảng (qua email hoặc tài liệu photo)
z Các tài liệu hỗ trợ giảng dạy khác (ebook hoặc video tài liệu)
4Lịch trình học
Tuần Nội dung
1 Giới thiệu chung về môn học, tổng quan về điều khiển số
7 Lập trình bằng phần mềm Denford - Các lệnh lập trình cơ bản (1) và ví dụ
14 Độ chính xác gia công trên máy điều khiển số, phạm vi ứng dụng của công nghệCAD/CAM_CNC
15 Ôn tập
Thi cuối kỳ
9 Lập trình bằng phần mềm Denford - Các lệnh chu trình và ví dụ
11 Kiểm tra điều kiện
13 Giới thiệu các phần mềm gia công trên máy điều khiển số
2 Các đặc điểm đặc trưng của máy điều khiển số
3 Giới thiệu các máy công cụ điều khiển số (1)
5 Giới thiệu một số hệ thống trong máy điều khiển số
6 Lập trình gia công trên máy điều khiển số - ISO
10 Lập trình bằng phần mềm Denford - Các ví dụ điển hình
4 Giới thiệu các máy công cụ điều khiển số (2)
8 Lập trình bằng phần mềm Denford - Các lệnh lập trình cơ bản (2) và ví dụ
12 Giới thiệu về công nghệ CAD/CAM-CNC
5Thông tin về môn học
„ Tài liệu tham khảo
- GS.TS. Nguyễn Đắc Lộc 
- Điều khiển số & Công nghệ
trên máy điều khiển số
- NXB KHKT 2002
- GS. TS. Trần Văn Địch 
- Công nghệ CNC
- NXB KHKT 2007
- GV Trần Thế San 
- Sổ tay lập trình CNC 
- NXB Đà Nẵng 2006
- PGS Tạ Duy Liêm
- Hệ thống điều khiển số
cho máy công cụ CNC
- NXB KHKT 2001
- PGS.TS. Trần Xuân Việt 
- Công nghệ gia công trên 
máy điều khiển số 
- ĐHBKHN 2000 
6Thông tin về môn học
„ Tài liệu tham khảo
- Warren Seames 
- Computer Numerical Control -
Concepts and Programming 3rd
-Demar Publishers 1995
- G.E.Thyer
- Computer Numberical 
Control of Machine Tool 2nd
- Newnes 1991
- James V. Valentino 
- Introduction to Computer 
Numerical Controls
- Prentice Hall 1993
- Tien-Chien Chang
- Computer Aided 
Manufacturing 2nd
- Prentice Hall 1998
1TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ
Ths.Phùng Xuân Lan
Bộ môn CNCTM
Khoa Cơ Khí
2Nội dung của bài giảng
„ Bản chất của điều khiển số
„ Bước phát triển của điều khiển số
„ Tính năng và ứng dụng của điều khiển số so với điều khiển 
thông thường
„ Các hệ thống điều khiển số
3Bản chất của điều khiển số
„ Điều khiển số
z “Điều khiển số (Numerical Control) là một quá trình tự động điều 
khiển các hoạt động của máy trên cơ sở các dữ liệu số được mã hoá 
đặc biệt tạo nên một chương trình làm việc của thiết bị hay hệ
thống”
z Máy hiểu theo nghĩa rộng bao gồm: các máy cắt kim loại, robot, 
băng tải vận chuyển phôi liệu hoặc chi tiết gia công
z Dữ liệu số được mã hoá bao gồm: các chữ số, số thập phân, các 
chữ cái và một số các ký tự đặc biệt.
z Các chữ số và ký tự đó đại diện cho các đặc tính gia công như kích 
thước của chi tiết, các dụng cụ được yêu cầu, dung dich trơn nguội, 
tốc độ vòng quay trục chính, tốc độ chạy dao và được tổ hợp thành 
câu lệnh
4Bản chất của điều khiển số
„ Điều khiển số
z Dữ liệu đầu vào bao gồm:
„ Các thông tin hình học: Là hệ thống thông tin điều khiển các chuyển 
động tương đối giữa dao và chi tiết, liên quan trực tiếp đến quá trình tạo 
hình bề mặt (thể hiện dịch chuyển dụng cụ)
„ Các thông tin công nghệ: Là hệ thống thông tin điều khiển các chức 
năng vận hành của máy như đóng mở trục chính máy, đóng mở dung 
dich trơn nguội, đóng mở hộp chạy dao, hộp trục chính của máy lựa 
chọn chiều sâu cắt, tốc độ chạy dao, số vòng quay trục chính, 
z Định dạng tín hiệu đầu vào chứa các thông tin điều khiển số để 
điều khiển máy CNC nói chung là một chuỗi các xung điện. 
„ Các xung được sắp xếp theo các mẫu khác nhau. Mỗi mẫu đại diện cho 
một kí tự hay con số cụ thể nào đó. Và các mẫu xung khác nhau được 
gọi là code.
„ Với mục đích điều khiển, chỉ 7 trong 8 xung được sử dụng cho việc biểu 
diễn giá trị nhị phân Æ Tương đương với 127 code có thể được biểu 
diễn. Con số này vượt quá số code yêu cầu cho điều khiển số là 52.
5Bản chất của điều khiển số
6Bản chất của điều khiển số
7Bản chất của điều khiển số
8Bản chất của điều khiển số
NC code tape
NC program tape
9Bản chất của điều khiển số
10
Bản chất của điều khiển số
„ Phương pháp truyền thông tin đầu vào 
z Những thông tin cần thiết để gia công một chi tiết nào đó được tập 
hợp một cách hệ thống thành chương trình gia công chi tiết và có
thể:
„ Thông qua các vật mang tin như băng đục lỗ, giấy đục lỗ 
„ Được soạn thảo và lưu trữ trong vật mang tin (băng từ, đĩa từ hoặc đĩa 
compact CD) và được đưa vào hệ điều khiển số qua cửa nạp tương 
thích.
„ Được đưa vào hệ điều khiển số thông qua các nút bấm bằng tay trên 
bảng điều khiển.
„ Được chuyển trực tiếp từ bộ nhớ của một máy tính điều hành chủ sang 
hệ điều khiển số của từng trạm gia công (nguyên tắc vận hành DNC)
11
Bước phát triển của điều khiển số
12
Bước phát triển của điều khiển số
„ 1808
z Joseph M. Jacquard đã dùng bìa tôn có đục lỗ để điều khiển các 
máy dệt
„ 1938
z Claude E. Shannon (MIT) tính toán và chuyển giao nhanh dữ liệu ở
dạng nhị phân có vận dụng lý thuyết đại số và xác nhận công tắc 
điện tử - nền tảng cơ sở của máy tính ngày nay.
„ 1952
z Viện MIT cho ra đời máy công cụ điều khiển số đầu tiên
(CINCINNATI HYDROTEL) gồm nhiều đèn điện tử với chức năng 
nội suy đường thẳng đồng thời theo 3 trục và nhận dữ liệu thông 
qua băng đục lỗ mã nhị phân.
„ 1958
z Ngôn ngữ lập trình biểu tượng hoá đầu tiên (APT) được giới thiệu 
trong quan hệ liên kết với máy tính IBM 704.
13
Bước phát triển của điều khiển số
„ 1959
z Triển lãm máy công cụ tại Paris, trình bày những máy NC đầu tiên 
của Châu Âu
„ 1960
z Các hệ điều khiển NC trong kỹ thuật đèn bán dẫn đã thay thế các 
hệ thống điều khiển cũ dùng đèn điện tử
„ 1965
z Giải pháp thay dụng cụ tự động đã nâng cao trình độ tự động hoá
khâu gia công
„ 1969
z Những giải pháp đầu tiên về điều khiển liên kết chung từ một máy 
tính trung tâm DNC
„ 1970
z Giải pháp thay/bệ gá phôi tự động
14
Bước phát triển của điều khiển số
„ 1972
z Những hệ điều khiển NC đầu tiên có lắp đặt máy tính nhỏ - hệ điều 
khiển số dùng máy tính nhỏ CNC
„ 1976
z Hệ vi xử lý tạo ra một cuộc cách mạng trong kỹ thuật CNC
„ 1978
z Các hệ thống gia công linh hoạt (FMS) được tạo lập
„ 1979
z Những khớp nối liên hoàn CAD/CAM đầu tiên xuất hiện
„ 1986/1987
z Giải pháp tích hợp và tự động hoá sản xuất (CIM)
„ 1993
z Sự xuất hiện của các trung tâm gia công (MC)
„ 1994
z Khép kín chuỗi quá trình CAD/CAM-CNC 
15
Các hệ điều khiển số
„ Hệ điều khiển số NC (Numerical Control)
z Đặc tính của hệ điều khiển này là “chương trình hoá các mối liên hệ” 
trong đó mỗi mảng linh kiện điện tử riêng lẻ được xác định một 
nhiệm vụ nhất định, liên hệ giữa chúng phải thông qua những dây 
nối hàn cứng trên các mạch logic điều khiển
z Chức năng điều khiển được xác định chủ yếu bởi phần cứng
16
Các hệ điều khiển số
„ Hệ điều khiển số NC (Numerical Control)
Băng đục lỗ
Tính toán, kiểm tra, giải mã
Lưu giữ thông 
tin vị trí
Lưu giữ lệnh 
điều khiển máy
Bộ so sánh trị số thực 
và trị số cho trước Bộ nội suy
Bộ khuyếch đại các thông tin dịch chuyển 
và điều khiển máy
Bộ thích nghi
Hệ thống đo 
dịch chuyển
Hệ thống 
truyền động
Lệnh điều khiển máy Trị số cho trước
Điều khiển NC
Máy NC
Trị số
thực
17
Các hệ điều khiển số
„ Hệ điều khiển số CNC (Computer Numerical Control)
z Điều khiển CNC là một hệ điều khiển có thể lập trình và ghi nhớ. Nó
bao hàm một máy tính cấu thành từ các bộ vi xử lý kèm theo các bộ
phận ngoại vi
z Các chương trình CNC và các hàm logic được lưu trên các vi mạch 
máy tính đặc biệt (các thanh ghi bộ nhớ của máy tính) dưới dạng 
các phần mềm thay vì được nối kết cứng (nối dây) do đó các 
chương trình làm việc có thể thiết lập trước.
18
Các hệ điều khiển số
„ Hệ điều khiển số CNC (Computer Numerical Control)
Đĩa mềm, CD Đưa dữ liệu vào từ bàn phím
Chương trình vào/ra
Chương trình giải mã
Chương trình điều hành bộ 
lưu giữ chương trình
Bộ khuyếch đại các thông tin 
dịch chuyển và điều khiển máy
Bộ thích nghi
Điều khiển CNC
Máy NC
Trị số
thực
Chương trình in
Chương trình nội suy
Lưu giữ chương trình
Chương 
trình gia 
công 
NC
19
Các hệ điều khiển số
„ Hệ điều khiển DNC (Direct Numerical Control)
z Hệ thống điều khiển trong đó nhiều máy CNC được nối với một 
máy vi tính gia công trung tâm qua đường dẫn dữ liệu
z Mỗi máy công cụ CNC có hệ điều khiển CNC mà bộ tính toán của 
nó có nhệm vụ chọn lọc và phân phối các thông tin, bộ tính toán 
được coi là cấu nối giữa máy công cụ và máy tính trung tâm.
z Máy tính trung tâm có thể nhận những thông tin từ các bộ phận 
điều khiển CNC để hiệu chỉnh chương trình hoặc có thể đọc những 
dữ liệu từ máy công cụ
z Trong một số trường hợp máy tính đóng vai trò chỉ đạo trong việc 
lựa chọn những chi tiết gia công theo thứ tự ưu tiên để phân chia 
lượng gia công tới các máy khác nhau
20
Các hệ điều khiển số
„ Hệ điều khiển DNC (Direct Numerical Control)
„ Ưu điểm của hệ thống
z Có một ngân hàng dữ liệu trung tâm cho biết các thông tin của chương trình 
của chi tiết gia công và dụng cụ trên tất cả các máy công cụ
z Truyền dữ liệu nhanh, tin cậy, phát huy tốt hiệu quả của các máy NC
z Điều khiển và lập kế hoạch gia công dễ dàng
z Có khả năng ghép nối vào hệ thống gia công linh hoạt 
21
Các hệ điều khiển số
„ Hệ điều khiển thích nghi (Adaptive Control)
z Hệ thống điều khiển thích nghi là hệ thống điều khiển có tính đến 
tác động bên ngoài của hệ thống công nghệ để điều chỉnh chu kỳ
gia công (quá trình gia công) nhằm loại bỏ ảnh hưởng của các yếu 
tố đó tới độ chính xác gia công
z Hệ thống điều khiển thích nghi có thể ổn định được kích thước gia 
công, công suất cắt, mômen cắt hay nhiệt độ cắt. 
Schematic illustration of a reconfigurable modular machining center capable of 
accommodating workpieces of different shapes and sizes and requiring different machining
operations on their various surfaces. Source: After Y. Koren.
22
Các hệ điều khiển số
„ Hệ điều khiển thích nghi (Adaptive Control)
z Ưu điểm của AC
„ Tối ưu hoá các quá trình gia công
„ Nâng cao được độ chính xác gia công 
„ Giảm thiểu tác động của các yếu tố bên ngoài (rung động, nhiệt cắt, sự 
không đồng đều của phôi liệu)
In-process inspection of workpiece diameter in a turning operation. The system 
automatically adjusts the radial position of the cutting tool in order to produce the 
correct diameter.
23
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing 
System) 
z Là hệ thống sản xuất có mức độ tự động hoá cao bao gồm các 
máy CNC để gia công tự động, hệ thống cấp và tháo phôi, hệ
thống vận chuyển phôi tự động, các máy tính hệ thống cung cấp 
chương trình điều khiển toàn bộ công việc
z FMS được ứng dụng để gia công các chi tiết có hình dáng khác 
nhau nhưng trong cùng một họ sản phẩm theo thứ tự không lựa 
chọn với giá thành hợp lý
24
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 
25
A general view of a flexible manufacturing system in a plant showing several 
machining centers and automated guided vehicles moving along the white line in 
the aisle. Source: Courtesy of Cincinnati Miacron, Inc.
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 
Các hệ điều khiển số
26
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 
Các hệ điều khiển số
A schematic illustration of a flexible manufacturing system showing machining 
centers, a measuring and inspection station. And automated guided vehicles. 
Source: After J. T. Black.
27
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 
Cơ cấu vệ tinh cấp, tháo phôi tự động
Ổ tích dụng cụ và cơ cấu thay dao tự động
28
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 
Các máy CNC một trục hoặc nhiều trục
Các robot làm nhiệm vụ vận chuyển 
29
Three basic types of topology for a local area network (LAN). (a) The star topology is suitable 
for situations that are not subject to frequent configuration changes. All messages pass through 
a central station. Telephone systems in office buildings usually have this type of topology. (b) 
In the ring topology, all individual user stations are connected in a continuous ring. The 
message is forwarded from one station to the next until it reaches its assigned destination. 
Although the wiring is relatively simple, the failure of one station shuts down the entire network. 
(c) In the bus topology, all stations have independent access to the bus. This systems is 
reliable and easier than the other two to service. Because its arrangement is similar to the 
layout of the machines in the factory, its installation is relatively easy, and it can be rearranged 
when the machines are rearranged.
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 
Các hệ điều khiển số
30
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 
z Ưu điểm của hệ thống FMS
„ Nâng cao năng suất của máy nhờ gia công đồng thời bằng nhiều dao
„ Giảm thời gian phụ nhờ thay dao tự động và sử dụng cơ cấu vệ tinh 
để gá phôi
„ Tự động hoá dòng di chuyển của phôi nhờ hệ thống vận chuyển điều 
khiển bằng máy tính
„ Giảm chi phí hành chính nhờ điều điều sản xuất bằng máy tính
„ Tối ưu hoá quá trình công nghệ bằng ứng dụng hệ thống kế hoạch 
khai thác tối ưu
31
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Fesco 
32
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Fesco 
33
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Fesco 
34
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Fesco 
35
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Fesco 
36
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống tích hợp CIM (Computer Integrated Manufacturing)
z Là sự liên kết toàn bộ giữa CAD và CAM vào một quá trình giám 
sát và điều khiển hoàn toàn bằng máy tính
37
Các hệ điều khiển số
„ Hệ thống tích hợp CIM (Computer Integrated Manufacturing)
NEW CHOICES
TRADITIONAL
CHOICES
Mass
Production
Small batch FlexibleManufacturing
Mass
Customization
Continuous
Process
BATCH SIZESmall Unlimited
Customized
Standardized
P
R
O
D
U
C
T
F
L
E
X
I
B
I
L
I
T
Y
Relationship of Computer-Integrated Manufacturing 
Technology to Traditional Technologies
38
Các hệ điều khiển số
„ Hệ  ... ng 
nhiều trung tâm gia công cần phải dùng các phần tử tiếp nhận 
dụng cụ có kết cấu thống nhất
9Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
„ Tiếp nhận dụng cụ
Lắp với lỗ côn tương ứng ở trục chínhLắp với dụng cụ
10
„ Tiếp nhận dụng cụ
A toolholder equipped with thrust-force and torque sensors (smart toolholder), 
capable of continuously monitoring the cutting operation. Such toolholders are 
necessary for the adaptive control of manufacturing operations. Source: 
Courtesy of Cincinnati Milacron, Inc.
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
11
„ Dụng cụ
z Là một thành phần quan trọng nhất của hệ dụng cụ
z Dụng cụ răng chắp hoặc liền khối
z Làm bằng vật liệu thép gió, hợp kim cứng, kim cương
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
12
„ Yêu cầu của dụng cụ
z Cần phải đảm bảo độ cứng vững cao
z Khả năng bóc tách lớn
z Có sức bền nhiệt lớn
z Có khả năng điều chỉnh tự động hoặc bằng tay
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
13
Methods of mounting inserts 
on toolholders: 
(a) clamping and 
(b) wing lockpins. 
Relative edge strength and tendency for chipping of inserts with various shapes. 
Strength refers to the cutting edge indicated by the included angles. Source: 
Courtesy of Kennametal, Inc.
„ Dụng cụ răng chắp
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
14
„ Dụng cụ răng chắp - Ví dụ
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
15
„ Dụng cụ răng chắp
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
16
„ Dụng cụ răng chắp - Ví dụ
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
17
The hardness of various cutting-
tool materials as a function of 
temperature (hot hardness). The 
wide range in each group of 
materials is due to the variety of 
tool compositions and treatments 
available for that group.
The range of applicable cutting 
speeds and feeds for a variety 
of tool materials.
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
„ Vật liệu làm dụng cụ
18
Relative time required 
to machine with various 
cutting-tool materials, 
indicating the year the 
tool materials were first 
introduced. Note that 
machining time has been 
reduced by two orders of 
magnitude with a 
hundred years. Source: 
Courtesy of Sandvik.
Multiphase coatings on a tungsten-
carbide substrate. Three alternating 
layers of aluminum oxide are 
separated by very thin layers of 
titanium nitride. Inserts with as many 
as thirteen layers of coatings have 
been made. Coating thicknesses are 
typically in the range of 2 to 10 μm. 
Source: Courtesy of Kennametal, Inc.
„ Vật liệu làm dụng cụ
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
19
„ Dụng cụ trên máy tiện và khả năng gia công 
Tiện ngoài Tiện trong
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
20Tiện ren trong, ngoài Tiện cắt đứt
„ Dụng cụ trên máy tiện và khả năng gia công 
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
21
Tiện rãnh ngoài
Tiện rãnh mặt đầu
Tiện rãnh trong
„ Dụng cụ trên máy tiện và khả năng gia công 
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
22
„ Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công 
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
23
„ Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công 
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
24
„ Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công 
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
25
„ Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công 
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
26
„ Ổ tích dụng cụ
z Có chức năng lưu trữ các dụng cụ cần thiết cho quá trình gia công
z Có thể thay đổi dao trực tiếp hoặc thông qua cơ cấu thay dao tự 
động
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
27
„ Đầu rêvonve
z Thường được dùng trên máy tiện
z Tạo điều kiện thay đổi dao nhanh trực tiếp (sau một nguyên công, 
đầu rêvonve tự động xoay dần thêm một vị trí cho tới khi tìm được 
dụng cụ yêu cầu, các vị trí không lắp dụng cụ sẽ được nhảy qua
z Kết cấu chứa được ít dao (6-18 dụng cụ) để tránh va đập giữa dụng 
cụ và phôi
„ Các loại đầu rêvonve
z Đầu rêvonve dạng ngôi sao
z Đầu rêvonve dạng chữ thập
z Đầu rêvonve dạng đĩa/phiến tròn
z Đầu rêvonve dạng thang trống
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
28
„ Đầu rêvonve
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
Đầu rêvonve kiểu đĩa
Đầu rêvonve chữ thập
Đầu rêvonve kiểu sao
29
„ Ổ tích dao
z Thường được dùng trên máy phay CNC hoặc các trung tâm gia công 
phay/khoan
z Cần kết hợp với cơ cấu thay dao tự động khi có yêu cầu thay dao
z Kết cấu chứa được nhiều dao (một số loại tới 100 hoặc nhiều hơn)
„ Các loại ổ tích dao
z Ổ tích dao dài 
„ nhiều dụng cụ được cắm hoặc treo thành một hoặc nhiều hàng bên cạnh nhau
z Ổ tích dao dạng đĩa tròn
„ nhiều dụng cụ được cắm phân bố trên chu vi của đĩa
z Ổ tích dao vòng 
„ nhiều dụng cụ được cắm trên nhiều vòng tích dao bố trí đồng tâm nhau, các vòng 
tích dao có khả năng quay độc lập nhau
z Ổ tích dao dạng băng xích 
„ nhiều dụng cụ được cắm trên chiều dài của băng xích, có kết cấu đơn hoặc kép, 
có thể nới rộng tuỳ nhu cầu sử dụng
z Ổ tích dao nhiều tầng
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
30
„ Các dạng ổ tích dao
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
Ổ tích dao dạng đĩa tròn
31
„ Các dạng ổ tích dao
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
Ổ tích dao vòng Ổ tích dao nhiều tầng
Ổ tích dao dạng băng xích
32
„ Cơ cấu thay dao tự động
z Có chức năng thay đổi dụng cụ kể cả tiếp nhận/gá đặt dụng cụ
giữa vị trí làm việc và ổ tích dụng cụ.
z Có kết cấu phổ biến dạng tay tóm
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
33
„ Chu trình thay đổi dụng cụ
z Tìm kiếm dụng cụ tiếp theo đã được lập trình và chuẩn bị vị trí 
tương ứng trong ổ tích dao để lấy dụng cụ ra
z Ổ tích dao và trục chính máy chuyển dịch về vị trí thay đổi dụng cụ
z Nghiêng tay tóm và tóm dụng cụ ở trục chính và trong ổ tích dao, 
hãm trong tay tóm và nhả các thiết bị đỡ và giữ
z Lấy dụng cụ ra, nghiêng tay tóm dụng cụ và lắp dụng cụ mới vào lỗ
côn của trục chính máy cũng như đưa dụng cụ đã dùng vào lỗ 
tương ứng ở ổ tích dao
z Nghiêng tay tóm về vị trí tĩnh an toàn
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
34
„ Một số cơ cấu thay dao tự động
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
z Kết cấu ổ tích dao dạng xích hoặc nhiều tầng
z Vị trí của trục chính máy và ổ tích dao gần nhau
z Đường dịch chuyển của tay tóm tương đối đơn giản
35
z Kết cấu ổ tích dao dạng xích hoặc nhiều tầng
z Vị trí của trục chính máy và ổ tích dao tương đối xa
z Đường dịch chuyển của tay tóm tương đối phức tạp
„ Một số cơ cấu thay dao tự động
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
36
z Kết cấu ổ tích dao dạng đĩa tròn
z Vị trí của trục chính và ổ tích dao thuận lợi cho việc thay dao trực tiếp
z Các chuyển động thay dao đơn giản, không cần kết cấu tay tóm
„ Một số cơ cấu thay dao tự động
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
37
z Kết cấu ổ tích dao dạng đĩa tròn
z Vị trí của trục chính và ổ tích dao không thuận tiện cho việc thay dao
z Kết cấu tay tóm gồm nhiều khâu dịch chuyển
„ Một số cơ cấu thay dao tự động
Các thành phần cơ bản của hệ dụng cụ
38
„ Catalog dụng cụ
z Hệ dụng cụ và các tổ hợp dụng cụ được quản lý theo các mã hiệu 
phân loaị
z Các dữ liệu này được lưu trữ thành các catalog dưới dạng các tờ
rời có cấu trúc theo một ngôn ngữ lập trình chuyên dùng và tương 
thích với các máy CNC 
z Mã hiệu này chứa đựng các dữ liệu về phương pháp gia công, 
máy gia công, cách gá đặt dụng cụ, ổ tích dụng cụ, thân dao, lưỡi 
cắt của dao.
z Mã hiệu này phải phù hợp với hệ thống mã hiệu hiện dùng tại xí
nghiệp
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
39
„ Catalog dụng cụ
z Một ví dụ đơn giản về mã hiệu của dao tiện
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
0 0 00 00 00 0 0
Bán kính lưỡi cắt
Vật liệu làm dao
Kích thước điều chỉnh trước
Cơ cấu kẹp dao
Hình dạng cơ bản cụ thể của dao
Kiểu hình dạng cơ bản của dao
Đại lượng, kích thước danh nghĩa
40
„ Nhận dạng dụng cụ
z Nhận dạng dụng cụ một cách tin cậy
z Cung cấp các dữ liệu ứng với từng dụng cụ một cách chính xác và không 
nhầm lẫn giữa các dụng cụ
z Tuỳ theo khả năng của một hệ dụng cụ mà cần phải cung cấp các dữ liệu 
sau:
„ Kiểu dụng cụ
„ Số hiệu dụng cụ
„ Dụng cụ dự bị để thay thế
„ Vị trí dụng cụ trong ổ tích dao
„ Trong lượng dụng cụ
„ Lượng tiến dao và mô men quay tối đa
„ Tuổi bền của dụng cụ/ Tuổi bền còn lại
„ Giới hạn vỡ dao
„ Bán kính dao
„ Bán kính lưỡi cắt
„ Chiều dài dụng cụ
„ Chiều dài va đập
„ Mã hiệu dụng cụ đặc biệt
„ Giá trị hiệu chỉnh dụng cụ
„ 
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
41
„ Nhận dạng dụng cụ
z Hệ thống nhận dạng điện tử tốt nhất hiện nay là một con chip nhớ
dữ liệu điện tử được gắn cứng trên dụng cụ: dữ liệu được đọc nhờ 
đầu đọc phù hợp
z Quá trình trao đổi dữ liệu , giữa chip dữ liệu và hệ điện tử trước đây 
thực hiện thông qua các tiếp điểm Æ Tiếp điểm mòn hoặc bẩn sẽ
gây ra sai số đọc dữ liệu.
z Ngày nay, các thiết bị cảm ứng và không tiếp xúc được sử dụng về 
cơ bản đã nâng cao độ an toàn khi đọc dữ liệu
z Hai nguyên lý nhận dạng dữ liệu
„ Hệ thống đọc
„ Hệ thống đọc-ghi
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
42
„ Nhận dạng dụng cụ
z Hệ thống đọc
„ Sử dụng vật mang tin với mã hiệu nhận dạng có bốn vị trí (ký tự) ví dụ
liên tục từ 0001 tới 9999.
„ Các đầu đọc gắn ở khoang dụng cụ, ở máy điều chỉnh dụng cụ và ở
máy gia công tương ứng với 3 bộ dụng cụ
„ Các đầu đọc này hoạt động trong mối quan hệ với máy tính trung tâm 
dùng cho dụng cụ. Máy tính này có chức năng lưu giữ và quản trị mọi 
dữ liệu dụng cụ.
„ Vật mang mã hiệu chỉ cung cấp mã hiệu nhận dạng cho máy tính dụng 
cụ và máy tính này sẽ sắp xếp các dữ liệu cho trước theo dụng cụ tương 
ứng với các mã hiệu nhận dạng nhất định
„ Hệ CNC của máy gia công sẽ tự động nhận dữ liệu nếu mã hiệu nhận 
dạng được nhận biết nhờ đầu đọc khi dụng cụ được đưa vào ổ tích dao
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
43
„ Nhận dạng dụng cụ
z Hệ thống đọc, ghi
„ Sử dụng vật mang tin có dung lượng nhớ lớn hơn và có thể lưu trữ tới 
256 byte dữ liệu dụng cụ. 
z Dung lượng đó đủ để lưu giữ các dữ liệu quan trọng nhất như: số hiệu dụng 
cụ, kiểu dụng cụ, chiều dài, đường kính, tuổi bền, nhóm trọng lượng
„ Dụng cụ luôn mang mọi dữ liệu và vì vậy không cần phải có quan hệ với 
máy tính dùng cho dụng cụ khi dụng cụ được đưa vào máy gia công
„ Các dữ liệu có thể truy cập, bổ xung và thay đổi ở mọi thời điểm nhờ đầu 
đọc ghi
z Tự động cập nhật tuổi bền còn lại, hiệu chỉnh/bù lượng mòn
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
44
„ Nhận dạng dụng cụ
z Cấu tạo của hệ thống nhận dạng dụng cụ điện tử
„ Các vật mang mã hiệu còn gọi là chip điện tử với mã hoá cố định hoặc 
thay đổi
„ Các đầu đọc hoặc đầu đọc-ghi có kèm các bộ khuếch đại
„ Trạm đọc (hoạt động kết hợp với các đầu đọc và truyền tiếp mã hiệu 
nhận dạng với một máy tính hoặc một hệ CNC)
„ Hệ đánh giá dùng cho hệ đọc ghi
„ Máy tính dùng cho dụng cụ để lưu trữ và quản trị các dữ liệu dụng cụ
„ Hệ phần mềm chuyên dùng để nhớ dữ liệu, quản trị dữ liệu, trao đổi dữ
liệu và hiển thị với chế độ phù hợp và rõ ràng trên máy tính.
z Ưu điểm của hệ thống
„ Lưu thông dữ liệu tự động giữa máy điều chỉnh dụng cụ máy tính hệ
CNC và người sử dụng
„ Đảm bảo trao đổi dữ liệu an toàn
„ Không cần sử dụng phiếu dụng cụ trong sản xuất
„ Thống kê dụng cụ tốt hơn và tự động hoá
„ 
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
45
„ Điều chỉnh dụng cụ trước khi gia công
z Điều chỉnh dụng cụ là công việc cần thiết đối với các máy công cụ 
điều khiển bằng số khi hiệu chỉnh đều đặn quỹ đạo dao hoặc khi gia 
công các chi tiết với dụng cụ có kích thước quy định.
„ Việc điều chỉnh dụng dụng cụ đảm bảo đúng vị trí lưỡi cắt của dao theo 
kích thước cho trước hoặc xác định kích thước thực của dao
„ Việc điều chỉnh thường được thực hiện ở bên ngoài máy gia công bằng 
máy điều chỉnh có trang bị các bộ thích nghi phù hợp để đảm bảo gá đặt 
dụng cụ như ở máy gia công.
z Điều chỉnh dụng cụ là đảm bảo sao cho các lưỡi cắt chính và phụ
của một dụng cụ cắt gọt có vị trí chính xác nhất so với điểm gốc E 
của cơ cấu lắp dao theo phiếu điều chỉnh dụng cụ
z Vị trí các lưỡi cắt của dao được xác nhận theo phương pháp quang 
học nhờ kính hiển vị với ống kính, đĩa chia vạch chuẩn hoặc thông 
qua đầu đo tiếp xúc
z Các giá trị đo được nạp vào bộ nhớ giá trị hiệu chỉnh dụng cụ của 
hệ dụng cụ CNC
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
46
„ Điều chỉnh dụng cụ trước khi gia công
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
E
E
E
47
„ Quản trị dụng cụ trong hệ CNC
z Hệ dụng cụ được quản lý nhờ mã hiệu phân loại
z Quản lý và xử lý dữ liệu dụng cụ trong hệ CNC:
„ Hiệu chỉnh chiều dài dao nhằm so sánh giữa chiều dài thực và chiều 
dài chuẩn của dao (theo phương Z)
„ Hiệu chỉnh đường kính dao (bán kính dao) để tính toán tự động quỹ 
đạo tâm dao ứng với từng đường kính dao phay
„ Hiệu chỉnh lượng mòn dao để khử ảnh hưởng của độ mòn các lưỡi cắt 
của dao tới kích thước gia công mà không cần phải thay đổi giá trị gốc 
cho trước
„ Thay đổi kịp thời những dụng cụ đã sử dụng quá tuổi bền hoặc không 
cần thiết nữa có trong ổ tích dao mà không cần dừng máy gia công
z Trong trường hợp dụng cụ đã sử dụng hết tuổi bền, khí nó trở về ổ tích dao 
sẽ không có khả năng nhận dạng điện tử nữa, như vậy chỉ còn dụng cụ dự
bị thay thế là có khả năng nhận dạng điện tử ứng với lệnh truy cập dụng cụ
tiếp theo trong chương trình gia công NC
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
48
„ Quản trị dụng cụ trong hệ CNC
z Thông thường cần phải có ít nhất 3 bộ dụng cụ cho một máy gia 
công CNC:
„ Trong ổ tích dao tại máy gia công
„ Trong ở phòng kiểm tra để điều chỉnh/đo kiểm trước khi gia công
„ Trong kho dự trữ
Một số chức năng của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ
49
Hệ thống cấp tháo phôi tự động
50
Hệ thống cấp tháo phôi tự động
„ Đặc điểm chung
z Cấp phôi và đẩy phôi tự động vào và ra khỏi vị trí gia công xác định
z Cho phép làm trùng thời gian phụ (thời gian tháo chi tiết gia công và
thời gian gá đặt phôi trong đồ gá) với thời gian máy khi gia công 
trên phôi
z Là một kết cấu tiêu chuẩn để có thể gá và kẹp chặt trên bàn máy
z Sử dụng cơ cấu cấp tháo phôi tự động giúp cho việc điều chỉnh linh 
hoạt và thuận lợi
z Khi gia công các chi tiết giống nhau cần phải có số đồ gá bằng số 
cơ cấu cấp tháo phôi
z Các máy với cơ cấu cấp tháo phôi có kết cấu chiếm diện tích hơn 
so với các máy thông thường
51
Hệ thống cấp tháo phôi tự động
„ Một số dạng cơ cấu cấp tháo phôi tự động
Two types of transfer mechanisms: 
(a) straight rails 
(b) (b) circular or rotary patterns.
52
Hệ thống cấp tháo phôi tự động
„ Một số dạng cơ cấu cấp tháo phôi tự động
(a) Schematic illustration of the top view of a horizontal-spindle machining center 
showing the pallet pool, set-up station for a pallet, pallet carrier, and an active 
pallet in operation (shown directly below the spindle of the machine). 
(b) Schematic illustration of two machining centers with a common pallet pool. 
Various other pallet arrangements are possible in such systems. Source: 
Courtesy of Hitachi Seiki Co., Ltd.