Cắt rãnh theo chuyển động tròn liên tục FANUC G12.4/G13.4: F, bước Q và đường kính dao quyết định tốc độ thế nào?
Từ quy tắc cắt rãnh tròn liên tục của 30i-B, suy ra quan hệ giữa tốc độ tiến dọc rãnh và bước mỗi vòng, so sánh hai đường kính dao và tính giới hạn F do gia tốc vòng tròn nhỏ. F không đồng nghĩa với năng suất tiến thực.
Mục lục
Cắt rãnh theo chuyển động tròn liên tục chồng chuyển động vòng tròn nhỏ lên đường tâm rãnh. F trong chương trình cao chưa chắc tiến dọc rãnh nhanh; thay dao phay lớn hơn cũng có thể làm giảm giới hạn tốc độ vòng tròn nhỏ. Nguyên nhân là có cả chuyển động vòng tròn và chuyển động đường tâm.
Bốn đại lượng không được hiểu như lượng chạy dao thẳng thông thường
Sổ tay trung tâm gia công FANUC 30i/31i/32i-B B-64484EN-2/03, §3.6 trang 30–37 và phụ lục trang 384–385 (bản sao công khai của tài liệu gốc nhà sản xuất) định nghĩa I là chiều rộng rãnh, K là đường kính dao, Q là bước tiến dọc rãnh mỗi vòng, F là tốc độ tâm dao của chuyển động tròn liên tục. Chức năng còn cần tín hiệu cho phép từ phía máy. Bài viết chỉ phân tích chức năng đã được cấu hình đúng, không đưa các bước bật tín hiệu hoặc sửa tham số.
Tính thời gian mỗi vòng
Bán kính vòng tròn nhỏ theo lệnh r=(I−K)/2, chu vi là 2πr. Nếu F có đơn vị mm/min, một vòng mất T=2πr/F phút; mỗi vòng tiến Q milimét nên tốc độ dọc rãnh v=Q/T=FQ/[π(I−K)]. Vì vậy F và v thuộc hai chuyển động khác nhau, không thể thay thế nhau.
Mô hình lệnh lý tưởng tự xây dựng lấy I=20 mm, Q=1 mm, F=1200 mm/min, mọi tỷ lệ override đều 100%; trước hết bỏ qua các giới hạn tốc độ khác:
| Đường kính dao K | Bán kính vòng tròn nhỏ theo lệnh r | Thời gian mỗi vòng | Tốc độ dọc rãnh v |
|---|---|---|---|
| 12 mm | 4 mm | Khoảng 1.257 s | Khoảng 47.746 mm/min |
| 16 mm | 2 mm | Khoảng 0.628 s | Khoảng 95.493 mm/min |
Bảng tính theo hình học lệnh. Trang 34 của phiên bản này nêu rằng độ trễ servo và tăng/giảm tốc sau nội suy còn làm bán kính thực ở trạng thái ổn định nhỏ hơn bán kính theo lệnh. Do đó, các số này không bảo đảm quỹ đạo thực hay chiều rộng rãnh.
Bán kính càng nhỏ, giới hạn F trên vòng tròn lại càng thấp
Phiên bản sổ tay này đưa giới hạn gia tốc vòng tròn: giới hạn F=60√(ar), với a là giới hạn gia tốc tương ứng, đơn vị hệ mét mm/s². Chỉ để tính, đặt a=200 mm/s²; r=4 và 2 mm cho giới hạn khoảng 1697.056 và 1200 mm/min. Nếu dao thứ hai vẫn được lệnh F=1600, theo giới hạn này chỉ có thể dùng 1200 để tính, không thể kỳ vọng tốc độ dọc rãnh đạt 127.324 mm/min.
Như vậy, “dao lớn làm chu vi vòng tròn nhỏ ngắn lại” và “bán kính nhỏ hạ giới hạn tốc độ vòng tròn” xảy ra đồng thời. Đánh giá năng suất cần tìm tốc độ vòng tròn có hiệu lực trước rồi tính tốc độ dọc rãnh; ngoại suy chỉ theo tỷ lệ đường kính dao sẽ bỏ sót điều kiện gia tốc.
Bước tiến cũng chịu ràng buộc hình học
Sổ tay yêu cầu đường kính dao lớn hơn bước tiến; bước quá lớn có thể để sót vật liệu. Đây chỉ là điều kiện hình học cần của cơ chế, chưa đủ chứng minh tải cắt phù hợp. Phép tính trên cũng chưa gồm vào quỹ đạo, thoát, tăng/giảm tốc và đổi override, nên thời gian ổn định không đại diện trực tiếp cho cả chu kỳ.
Giá trị tốc độ thực hiển thị còn gồm chuyển động chồng, không được coi thẳng là tốc độ tiến của tâm rãnh. Khi đối chiếu, giữ riêng F, Q, I−K và giới hạn tốc độ có hiệu lực mới có cơ sở so sánh. Xem thêm tại chuyên mục OPTION.