1. Trang Chủ
  2. Cơ khí - Chế tạo máy
  3. Đồ án: Nghiên cứu và thiết kế mạch truyền dữ liệu cho máy phay CNC để bàn dùng cách ly quang PC817 và IC đệm 7404

Đồ án: Nghiên cứu và thiết kế mạch truyền dữ liệu cho máy phay CNC để bàn dùng cách ly quang PC817 và IC đệm 7404

Đồ án: Nghiên cứu và thiết kế mạch truyền dữ liệu cho máy phay CNC để bàn dùng cách ly quang PC817 và IC đệm 7404 giúp bạn nắm bắt tổng quan về máy CNC, giao tiếp máy tính, thiết kế mạch giao tiếp với máy tính dùng trong máy CNC, nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy phay CNC 3 trục để bàn. Đồ án tốt nghiệp TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MẠCH TRUYỀN DỮ LIỆU CHO MÁY PHAY CNC ĐỂ BÀN DÙNG CÁCH LY QUANG PC817 VÀ

Thể loại Tài liệu miễn phí Cơ khí - Chế tạo máy

Số trang 94

Ngày tạo 8/30/2018 4:16:38 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 4.98 M

Tên tệp

Tải Đồ án: Nghiên cứu và thiết kế mạch truyền dữ liệu ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Đồ án tốt nghiệp TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MẠCH TRUYỀN DỮ LIỆU CHO MÁY PHAY CNC ĐỂ BÀN DÙNG CÁCH LY QUANG PC817 VÀ IC ĐỆM 7404 Giáo viên hƣớng dẫn : ThS. NGUYỄN HỒNG LĨNH Sinh viên thực hiện : TÔN VĂN HIẾU Khoa : CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Chuyên ngành : CƠ ĐIỆN TỬ Lớp : Đ4-CĐT Khoá : 2009-2013 Hà Nội, tháng 12 năm 2013 GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  2. Đồ án tốt nghiệp ỜI N I Đ U T g g g h i ất g h i g ghiệ h hiệ ih i h g h i h ậ i h g h h h h h Đi h h hệ h g g i h g i ấ h g hiệ g Đấ g ệ g h g hiệ h h g i h g h g g i Ngày nay v i s phát tri n c a khoa học k thuật và công nghệ trên th gi i ở nhi ĩ h h h g iễ Đ c biệt s phát tri h m nh mẽ c a khoa học máy tính, m t công c hỗ tr ắc l c và quan trọng trong ngành Công nghệ thông tin và T ng hóa N giú g i , xử ý h g i h i u khi n. H h n a nó có th k t nối v i nhau thành m t m ng máy tính toàn c chia s thông tin gi a các vùng trên th gi i. Máy tính cùng v i s phát tri n c a k thuật ghép nối v i h ã ởr g g ĩ h c ng d ng c h c biệ g g i u khi n. Hi c t m quan trọ g is h ng dẫn c a th y ThS. Nguyễn Hồng ĩnh e ã ồ án tốt nghiệp v i i “Nghiên cứu và thiết kế mạch truyền dữ liệu cho máy CNC để bàn dùng cách ly quang PC817 và IC đệm 7404” Trong th i gian nghiên c u và th c hiện chắc chắn không tránh khỏi nh ng sai sót. Rất mong nhậ cs gg ý i n từ ý h y cô và các b n. E i h h h inh viên thực hiện Tôn Văn Hiếu GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  3. Đồ án tốt nghiệp ỜI CẢM ƠN Đ hoàn thành tố ồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành c B gi hiệ g Đ i Họ Điện L c, các th y cô trong khoa Công Nghệ C Kh ã ận tình h ng dẫ giú ỡ và t i u kiện thuận l i cho em trong quá trình th c hiệ ồ án. Em xin gửi l i chân thành sâu sắc t i th y ThS.Nguyễn ng nh truy t cho chúng em nh ng ki n th c, kinh nghiệm quý báu trong suốt th i gian vừa qua, th ã ậ ì h giú ỡ, tr c ti p chỉ b h ng dẫn chúng em trong suốt ì h ồ án tốt nghiệp này. Trong th i gian học tậ e ã i p thu thêm nhi u ki n th c bổ ích và học tập c tinh th n làm việ h i nghiên c u khoa học nghiêm túc, hiệu qu c a th là nh g i u rất c n thi t cho chúng em trong quá trình học tập và công tác sau này. Đ c biệt c h ã i u kiệ h ng dẫn em cách học tập nghiên c u k t h p v i th c t h h h tài này. Em xin chân thành bày tỏ s c ì h ối v i công ty cổ ph h Hồ g Lĩ h cán b , công nhân, h iê g g ã nhiệt tình h ng dẫn, truy t cho em nh ng kinh nghiệm trong việc gia công th c t em hoàn h h ồ án này. Em xin chân thành c i toàn th h h iê g gi ì h i tất c b è ã h ng chia sẽ kinh nghiệ ý g ì h ồ án. Em g h h h i tất c các b ù g h ã ồng hành và giúp ỡ em h h h ồ án này. GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  4. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC CHƢƠNG I. TỔNG QUAN .......................................................................................... 1 I.Tổng quan về máy CNC ............................................................................................. 1 1. Lịch sử hình thành máy CNC ......................................................................................1 2. Phân lo i ......................................................................................................................4 3 Ư h i n c a máy CNC ........................................................................6 4. Cấu trúc máy CNC ......................................................................................................9 4 1 Ch g ì h gi g .............................................................................................. 9 4.2. Thi t bị nhậ h g ì h .....................................................................................10 4.3. B i u khi n máy CNC......................................................................................... 13 4.4. Hệ thống truy ng máy .....................................................................................14 4.5. Máy công c ...........................................................................................................17 4.6. Hệ thống ph n hồi ..................................................................................................20 5 S h CNC gi g .....................................................................28 6. Th c tr ng ng d ng máy CNC t i Việt Nam. ......................................................... 29 II. Hệ thống máy CNC mini và mạch giao tiếp trong máy CNC ............................ 30 1. Hệ thống máy CNC mini ........................................................................................... 30 2. M ch giao ti p trong máy CNC.................................................................................31 3. Vị trí c a m ch giao ti p trong k t cấu c a máy CNC ..............................................32 CHƢƠNG II. GIAO TIẾP MÁY TÍNH ....................................................................34 I. Tổng quan .................................................................................................................34 II. Chuẩn giao tiếp .......................................................................................................34 1 Gi i ù g g iệ g 20 A .....................................................................34 2 Ch ẩ RS 232 ............................................................................................................36 3 Ch ẩ gi i RS-449............................................................................................. 38 4. Chuẩn giao ti RS-422A và RS-423A .....................................................................40 5. Chuẩn RS 485 ............................................................................................................41 6. Chuẩn USB ................................................................................................................42 7. Chuẩn LPT .................................................................................................................43 7.1. Gi i thiệu v cổng LPT .......................................................................................... 43 7.2. Cấu trúc cổng LPT (cổng song song) .....................................................................44 GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  5. Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG III. THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH DÙNG TRONG MÁY CNC ....................................................................................................48 I. Mạch giao tiếp đơn giản .......................................................................................... 48 II. Mạch giao tiếp dùng cách ly quang pc817 và IC 7404 đệm ............................... 49 1. Cách ly quang pc817 .................................................................................................49 2 IC 7404 ệm ..............................................................................................................50 3. M ch giao ti ù g IC 7404 ệm ............................................................................51 31 S ồ nguyên lý ......................................................................................................51 32 S ồ bố trí linh kiện .............................................................................................. 52 33 S ồ i ............................................................................................................53 3.4. Thuy t minh nguyên lý ........................................................................................... 53 3.5 M t vài hình nh m ch th c t : ...............................................................................59 CHƢƠNG IV. NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHAY CNC 3 TRỤC ĐỂ BÀN ............................................................................................................62 I. Các thông số cơ bản của CNC ................................................................................62 II. Nghiên cứu, thiết kế và lắp ráp máy CNC ba trục ..............................................64 1. Thân máy ...................................................................................................................64 2. T i u khi n. ............................................................................................................71 3. Ph n m i u khi n ................................................................................................ 76 4. Quá trình gia công và hoàn thiện máy .......................................................................77 5. Sử d ng máy CNC 3 tr gia công các chi ti t ....................................................81 KẾT LUẬN ..................................................................................................................83 ANH MỤC T I IỆU THAM KHẢO ...................................................................84 GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  6. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1.1-Các thành ph n c a hệ thống máy CNC .......................................................... 9 Hình 1.2-Đ ọ ĩ m ........................................................................................... 10 Hình 1.3-Đ u cắm USB .................................................................................................11 Hình 1.4-Cổng giao ti p RS232 ....................................................................................12 Hình 1.5-Đ u cắm cáp Ethernet ....................................................................................12 Hình 1.6-Giao diện lập trình .......................................................................................... 13 Hình 1.7-Quan hệ gi a l c ma sát và tố c e iố h g e i ốc bi..15 Hình 1.8-Bàn xoay.........................................................................................................18 Hình 1.9-Các ki u ổ tích dao ......................................................................................... 20 Hình 1.10-Bi n trở .........................................................................................................21 Hình 1.11-Nguyên lý ho ng c a resolvers .............................................................. 21 Hình 1.12-Bi ồ cu n E1 và E2 .................................................................................22 Hình 1.13-Các thành ph n c a Encoder ............................................................ 24 Hình 1.14-Nguyên lý ho ng c a Encoder gia số d ng quay ...................................26 Hình 1.15-Đ ận tốc góc ............................................................................................. 27 Hình 1.16 -Các thành ph n c a b i u khi n trong hệ thống CNC mini ....................31 Hình 2.1-Hệ thố g ù g g iện vòng v i b phậ g gắt là các relay ..............35 Hình 2.2-Hệ thố g ù g g iện vòng ghép nối quang ............................................36 Hình 2.3- S ồ bố trí chân c a RS232 d ng 25 chân ..................................................37 Hình 2.4-S ồ bố trí chân c a RS232 9 chân .............................................................. 38 Hình 2.5-Tín hiệu ra ......................................................................................................40 Hình 2.6-Cách nối gi a DTE và DCE ...........................................................................41 Hình 2.7-Cách bố trí chân c a LPT DB 25 ...................................................................45 Hình 3.1-S ồ m ch giao ti gi n .......................................................................48 Hình 3.2-Cách ly quang 817 .......................................................................................... 49 Hình 3.3-S ồ chân c a IC 7404 .................................................................................50 Hình 3.4-S ồ nguyên lý m ch giao ti ù g IC 7404 ệm ......................................51 Hình 3.5-S ồ bố trí linh kiện ...................................................................................... 52 Hình 3.6-S ồ i ....................................................................................................53 Hình 3.7-Khối nguồn .....................................................................................................54 Hình 3.8-Khối LPT ........................................................................................................55 Hình 3.9-Khối To Step Driver ....................................................................................... 56 GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  7. Đồ án tốt nghiệp Hình 3.10-Khối To Spindle ........................................................................................... 57 Hình 3.11-Khối Estop, Limit X, Limit Y, Limit Z ........................................................ 58 Hình 3.12-M c c a m ch in .................................................................................59 Hình 3.13-M t sau m ch in ........................................................................................... 60 Hình 3.14-Test tín hiệ u ra bằ g è e .................................................................60 Hình 3.15-Đ hiê u ra bằ g ồng hồ ............................................................. 61 Hình 3.16-K t qu ằ g ồng hồ .............................................................................61 Hình 4.1-Mô hình máy phay CNC 3 tr c ......................................................................63 Hình 4.2-B n vẽ lắp máy phay CNC .............................................................................65 Hình 4.3-B n vẽ thanh giằ g ng................................................................................66 Hình 4.4-Đ g c chính ......................................................................................... 67 Hình 4.5-Đ g c dùng trong máy phay CNC ....................................................68 Hình 4.6-Vít me bi tr c Z. ............................................................................................. 69 Hình 4.7-Thanh dẫ h ng ........................................................................................... 70 Hình 4.8-Mô phỏng hình nh ổ bi dùng trong máy phay CNC .....................................70 Hình 4.9-Kh p nối tr c .................................................................................................71 Hình 4.10-M h i e i u khi ng c ......................................................... 72 Hình 4.11-S ồ nguyên lý m ch driver .......................................................................73 Hình 4.12-M h i e i u khi g c chính .................................................74 Hình 4.13-S ồ m ch in 2D driver tr c chính ............................................................. 74 Hình 4.14-S ồ nguyên lý m ch giao ti p ...................................................................75 Hình 4.15-T i u khi n máy CNC ..............................................................................76 Hình 4.16-Giao diện ph n m m Mach3 ........................................................................76 Hình 4.17-Gia công tấ ỡổ i t tr c Y ................................................................ 78 Hình 4.18-C m lắp ghép b phận tr c Z .......................................................................79 Hình 4.19-C m lắp ghép b phận tr c Y ......................................................................79 Hình 4.20-C m lắ ghé g c chính ................................................................ 80 Hình 4.21-Lắp ghép máy phay CNC hoàn thiện ........................................................... 80 Hình 4.22-Quy trình gia công chi ti t ............................................................................81 Hình 4.23-Gia công ch EPU trên máy CNC ............................................................... 82 Hình 4.24-S n phẩm sau khi hoàn thành .......................................................................82 GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  8. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG B ng 1.1 So sánh máy công c v i máy CNC .............................................................. 28 B ng 2.1 Tín hiệu c a EIA RS-449 ...............................................................................38 B ng 2 2 S ồ cách bố trí chân c a LPTDB 25........................................................... 45 B ng 3.1 Mô t chân: .....................................................................................................50 B ng 3.2 Phân công chân vào ra: ..................................................................................54 B ng 3.3 Linh kiện sử d ng trong m ch .......................................................................59 GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  9. Đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... CHỮ KÝ CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  10. Đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... CHỮ KÝ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  11. Đồ án tốt nghiệp 1 CHƢƠNG I TỔNG QUAN I.Tổng quan về máy CNC Máy CNC (Computer Numerical Controlled) là nh ng công c gia công kim lo i tinh t có th t o ra nh ng chi ti t ph c t p theo yêu c u c a công nghệ hiệ i. Phát tri n nhanh chóng v i nh ng ti n b trong máy tính, ta có th bắt g CNC i d ng máy tiện, máy phay, máy cắt laze, máy cắ i c có h i t dập và nhi u công c công nghiệp khác. Thuật ng CNC iê n m t nhóm máy móc l n sử d ng logic h i u khi n các chuy ng và th c hiện quá trình gia công kim lo i. Hai lo i máy phổ bi n nhất trên thị ng hiện nay là máy tiện và máy phay. 1. Lịch sử hình thành máy CNC M c dù máy tiện ch bi n gỗ ã c sử d ng từ th i Ki h Th h h g hi c máy tiện gia công kim lo i th c t u tiên m i c Henry Maudslay phát minh vào 1800 N hỉ gi n là m t công c máy gi mẩu kim lo i g c gia công (hay phôi) trong m t bàn kẹp hay tr c quay và quay mẩu kim lo i này, vì vậy m t công c cắt có th gia công b m he ng m c mong muốn. Công c cắt này c nhân viên vận hành vận d ng qua việc sử d g i h g Đ chính xác v kích cỡ c nhân viên vậ h h i u khi n bằ g h ĩ hi ê g i h n công c cắt theo số ng h p lý. Mỗi chi ti cs n xuấ i hỏi vận hành viên l p l i nh ng cử ng trong cùng trình t và v i cùng h h c. Chi h iê c vận hành theo cách th g h ậy, ngo i trừ công c cắ t ở tr h h g Ph i c lắp trên bệ máy hay bàn làm việc và di chuy n theo công c cắt, qua việc sử d g g gia công ng m c c a phôi. Chi c máy phay này do Eli Whitney phát i h 1818 Nh ng chuy g c sử d ng trong các công c c gọi là tr cậ n 3 tr : “X” ( h ng từ trái qua ph i) “Y” ( ) “Z” ( ê i). Bàn làm việ g h c quay theo m t ngang hay dọc, t o ra tr c chuy ng th M t số máy còn có tr c th h hé c quay theo m t góc. M t trong nh ng vấ c a nh g g hú g i hỏi nhân viên vận hành ph i sử d g g t o ra mỗi chi ti t. Ngoài tính nhàm chán và gây mệt mỏi v th chất, kh g h t o các chi ti t c a vậ h h iê g ị GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  12. Đồ án tốt nghiệp 2 h n ch . Chỉ m t khác biệt nhỏ trong vận hành sẽ dẫ n nh g h ổi trong kích h c tr hi o ra nh ng chi ti t không phù h p. M kim lo i v c t o ra từ nh ng ho g h ậy là khá cao, lãng phí nguyên liệu thô và th i gian lao ng. Khi số ng s n xuấ g ê g hi u chi ti t bị hỏ g D i uc n thi t ở h g iện vận hành các chuy ng c a máy m t cách t ng. Nh ng nỗ l “ gh ” h ng này sử d ng m t lo di chuy n dao c hay bàn làm việc qua nh ng liên k t (linkage). Khi cam quay, m t liên k t l n theo b m t c a m t cam (cam face), di chuy n công c cắt hay phôi qua m t dãy các chuy ng. M t cam ị h hì h i u khi n khối ng chuy ng liên k t và tố i u khi n tố cấp dao. M t số máy vẫn còn tồn t i cho t i g c gọi “Swi ” ( i u Th Sĩ) i ê ồng ghĩ i gia công chính xác. Thi t k máy CNC hiệ i bắt nguồn từ tác phẩm c a John T. Parsons cuối nh g 1940 u nh g 1950 S Th chi n II, Parsons tham gia s n xuất cánh máy bay tr h g t công việ i hỏi ph i gia công chính xác các hình d ng ph c t p. Parsons s m nhận ra rằng bằng cách sử d ng máy tính IBM th i ì u, ông ã h t o ra nh ng thanh dẫ ng m h h h hi u khi sử d ng các phép tính bằ g ồ. D a trên kinh nghiệ g ã gi h ch ồng phát tri n m “ ắ ng m c t g” h kh g t o m t cong cho cánh máy bay. Sử d ng m ọc th máy tính và các b i u khi g ng (servomotor) chính xác, chi c ch t o c c kì l n, ph c t ắ ỏ. M c dù vậy, nó làm việc m t cách t ng và s n xuất các m t cong v i chính xác ng nhu c u c a ngành công nghiệp máy bay. Đ n nh g 1960 gi h h h h c t p c a nh ng chi c máy t ng gi nm tm nhấ ị h có th ng d ng trong các ngành công nghiệp khác. Nh ng chi c máy này sử d g g g iện m t chi vận d ng g ận hành dao c C g hận chỉ dẫ iện từ m ọ g từ – ọc m g giấy có chi u r ng kho g 2 5 c m t hàng lỗ. Vị trí và th t lỗ h hé ọc s n xuất ra nh g g iện c n thi g i th i gian và tố chính xác, trong th c t i u khi n máy giố g h h iê ận h h C g iệ c qu n lý bởi m h gi n không có b nh . Chúng h g c gọi là NC hay máy i u khi n số. M t nhà lập trình s n xuấ g ừ trên GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  13. Đồ án tốt nghiệp 3 m t máy giố g h h h h h h h h g“ g giấ ” c sử d ng ở nh ng máy tính th i ì u, sử d g h “ h g ì h” K h ỡ c a h g ì h ịnh bởi dài c a g n ph i ọ s n xuất ra m t chi ti t c th . Câu chuyện v việc k t nối nh ng chi c máy tính v i máy móc s n xuất gây nhi u tò mò và tranh cãi. Nó minh họa cách th c gắn k t gi a ngành công nghiệp, các g i họ i trong th kỉ 20. Câu chuyệ g h hấy thậ h quy ra rằng nhi u sáng t o là do m t cá nhân hay m Ph i ai làm gì, khi nào và v i h h ởng gì là m t công việ y ph c t p. N 1947 J h P n lý m t hãng s n xuất hàng không ở thành phố Trave e Mi hig Đối m t v i tính ph c t p ngày càng cao c a hình d ng chi ti t và nh ng vấ v toán học và k thuật mà họ g p ph i P ã ì h ng biện h gi m chi phí k thuậ h g Ô g ã i hé I e i B i e Machine sử d ng m t trong nh ng chi h h g g g a họ th c hiện m t lo t các phép toán cho m t cánh máy bay tr h g i. Cuối cùng, g ã p v i Thomas J. Watson, ch tịch huy n tho i c a IBM, nh IBM ẽ làm việc v i tậ P t o ra m t chi i u khi n bởi các th c lỗ Nh h h g P g ý ch ồng v i Ai F e s n xuất m t chi c i u khi n bằng th h g ừ có kh g ắt các hình d g ng m c giố g h h ng hình trong cánh qu h S P ã ng p ĩ ở phòng thí nghiệ ấu ph thu c Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) nh hỗ tr d án. Các nhà nghiên c MIT ã h ghiệm nhi u ki u quá trình khác h g ã iệc v i các d án Air Force từ th i Th chi n II. Phòng thí nghiệ MIT ã hận thấ h i tố mở r ng nghiên c g ĩ h c i u khi ấu ph n hồi. Việc phát tri n thành công các công c CNC ã c các nhà nghiên c u c g i họ m trách v i m iê ng nhu c u c a các nhà b o tr i. V i nh ng ti n b g iện tử tích h g ừ ã ị lo i bỏ và n u có thì chỉ c sử d g t i( ) h g ì h nh từ. Các máy CNC hiệ i ho ng bằ g h ọc hàng nghìn bit th g i trong b nh máy tính h g ì h Đ t thông tin này vào b nh , nhân viên lập trình t o ra m t lo t lệnh mà máy có th hi Ch g ì h h bao gồm các lệ h “ ã h ” h GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  14. Đồ án tốt nghiệp 4 “M03” – h ng dẫn b i u khi n chuy n tr c chính t i m t vị trí m i h “G99” – h ng dẫn b i u khi ọc m u vào ph từ m ì h g C lệ h ãh h g h c phổ bi n nhấ lập trình m t công c máy CNC. Tuy nhiên, s ti n b g h ã h hé h n xuất công c máy t “ ập trình h i tho i” T g ập trình h i tho i, lệ h “M03” c nhậ gi h “MOVE” “G99” “READ” Ki u lậ ì h h hé h hh nhân viên lập trình không ph i nh nhi ý ghĩ a mật mã. Tuy nhiên, c n ph i ý rằng h u h t các máy sử d ng lập trình h i tho i vẫ ọ h g ì h ãh g h g ghiệp vẫ t nhi u ni m tin vào d ng lập trình này. B i u khi g giú h iê ậ ì h g ố sử d ng máy. Ví d , trong m t số máy, nhân viên lập trình có th gi n chỉ c n nhập d liệu v vị trí, ng kính và chi u sâu c a m t chi ti t và máy tính sẽ l a chọ h g h gi công tốt nhấ s n xuất chi ti i d ng phôi. Thi t bị m i nhất có th chọn m t mẫu k thuậ c t o ra từ máy tính, tính toán tố dao c ng vận chuy n vật liệu vào máy và s n xuất chi ti t mà không c n b n vẽ hay m h g ì h 2. Phân loại Máy CNC có th c phân lo i theo các tiêu chí sau:  Theo lo i máy gia công (phay, tiện, cắ i c, cắ …)  Theo lo i hệ thống ph n hồi.  Theo lo i hệ thố g i u khi n.  Theo số tr i u khi n. Do tiêu chí m gi n nên ta chỉ phân tích 3 tiêu chí cuối. a. Phân loại theo hệ thống phản hồi Có 2 lo i hệ thống chính là hệ thống hở và hệ thống kín.  Hệ thống hở Hệ thống hở không có s so sánh gi a vị trí dịch chuy n th c t c a d ng c cắt ho c các tr c so v i giá trị trong lệ h i u khi n. Trong hệ thống này, g ẽ ti p t c ch h hi h g c cung cấ iện áp,khi tín hiệ i u khi n chỉ ra ã n vị trí lập trình. Ở h g ối chi u v i s dịch chuy n thật c a máy. Ví d khi b i u khi n chỉ ra tr ã ịch chuy 50 h g h th c s tr c m i chỉ di chuy n 49.8 mm. GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  15. Đồ án tốt nghiệp 5 Trong hệ thống hở s di chuy n th c t c a các tr c có th h ổi theo các y u tố bên ngoài ví d h hao mòn ho c sai số c a các b phận. Vì không có ph n hồi nên hệ thống hở c n ph i có s i u chỉ h ịnh k bù l i sai số do các y u tố này. M c dù hệ thống hở é h h h i hệ thố g h g g t vài ng d g hì g ng. Hệ thống hở r h i hệ thống kín do không có các thi t bị so sánh ph n hồi và việc b ỡ g g h g h ct p  Hệ thống kín Trong hệ thống kín có s h ối chi u gi u ra c a hệ thố g h kho ng cách di chuy n th c c a tr c, vận tố g i tín hiệ u vào. Hệ thố g g ởi s có m t c a cá thi t bị ph n hồi: s dịch chuy n rất chính xác do các thi t bị h c sử d g ịnh kho ng cách. Tín hiệu ph n hồi c so sánh v i tín hiệ dịch chuy i u chỉnh bởi hệ thố g g Se h hi ú g i giá trị mong muốn. Có hai lo i thi t bị ph n hồi : - Ph n hồi vận tốc: h ối chi u tố quay c ng - Ph n hồi vị trí: so sá h ối chi u s dịch chuy n tr c. b. Phân loại theo hệ thống điều khiển D a theo hệ thố g i u khi n có 3 lo i: - Đi u khi n từ i i m. - Đi u khi he ng thẳng. - Đi u khi n theo biên d ng.  Hệ thống điều khiển điểm đến điểm Đ hệ thống mà s i u khi n vị trí chỉ yêu c i m cố ịnh trong hệ tọ h c và d ng c cắt sẽ di chuy i h h i gian là ngắn nhất có th . S gia công c a máy chỉ diễn ra ở m i m cố ịnh và không diễn ra trong khi d ng c cắt di chuy n từ i i m khác. S dịch chuy n theo mỗi tr c có th diễn ra l t ho ồng th i i u khi c lập.  Hệ thống điều khiển theo đƣờng Đ hệ thống mở r ng c i u khi i i m khi mà máy có kh g gi g he ng thẳng. Máy có th vừa di chuy n vừ gi g ồng th i. Đi c khi hệ thống có th i u khi c ti n c a bàn máy ho c tr c chính theo các tr c trong chuy ng thẳng. Hệ thố g i u khi n ph i có kh g GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  16. Đồ án tốt nghiệp 6 tính toán và dịch chuy ồng th i v i c ti n thích h c vị trí yêu c u bởi g ng h c ti n theo mỗi tr c là khác nhau.  Hệ thống điều khiển theo biên dạng Hệ thố g i u khi n theo biên d ng là hệ thống công nghệ cao và linh ho t nhất. Hệ thống này t o ra chuy ng liên t c gi a d ng c cắt và phôi theo các tr c khác nhau trong hệ tọ . Nó có kh g gia công m t phẳng và m t cong. Hệ thống này tất nhiên có th sử d g gi g i i he ng. S chuy n ng dịch chuy n c a máy theo các tr i u khi ồng th i nên vị trí và tố g ối c thi t lập t i mọi i m và liên t c trong quá trình gia công. c. Phân loại theo số trục điều khiển D a vào số tr c có th phân ra hệ i u khi n 3 tr c và hệ i u khi n nhi u tr c (4 tr c, 5 tr c).  Điều khiển 3 trục Hệ thống này có th i u khi ồng th i 2 ho c 3 tr c trong quá trình gia công. Đi u khi n 2 tr c khi di chuy n bàn máy ho c tr c chính trong các m t phẳng XY, XZ, ho c YZ v i kho ng cách và biên d g ịnh c. V i i u khi n 3 tr c, ta có th gia công nhi u m t phẳng ph c t h hi i u khi ồng th i các tr c X, Y và Z.  Điều khiển nhiều trục Đi u khi n 4 ho c 5 tr c khi n máy CNC có kh g gi g hi i t khó h i máy CNC 3 tr c thông th g Th g h ng m t máy phay 5 tr c sẽ có 3 tr c chính X,Y và Z. Ngoài ra còn có thêm 2 tr c là tr A i u khi n xoay nghiêng tr c chính và tr B xoay nghiên bàn máy gia công. 3. Ƣu, nhƣợc điểm cơ bản của máy CNC a. Ƣu điểm: Các máy CNC có k t cấ g h ắt gọ h g h ng. Tuy nhiên nó có m t số i n sau: T h g ng cao: M CNC g ất cắt gọt cao và gi c tối th i gian ph , do m c t g g t bậc. Tùy từng m c t ng, máy CNC có th th c hiện cùng m t lúc nhi u chuy ng khác nhau, có th t ng thay dao, hiệu chỉnh sai số dao c , t ng ki h h c chi ti ng GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  17. Đồ án tốt nghiệp 7 hiệu chỉnh sai lệch vị g ối gi a dao và chi ti t, t g i ngu i, t ng hút phoi ra khỏi khu v c cắ … Tính linh ho t cao: Ch g ì h h h ổi dễ dàng và nhanh chóng, thích ng v i các lo i chi ti h h D ú gắ c th i gian ph và th i gian chuẩn bị s n xuất. T i u kiện thuận l i cho việc t ng hóa s n xuất hàng lo t nhỏ. Bất c ú g h s n xuất nhanh chóng nh ng chi ti h g ì h Vì th không c n ph i s n xuất chi ti t d tr , mà chỉ lấ h g ì h a chi ti M CNC gi g c nh ng chi ti t nhỏ, vừa, ph n ng m t cách linh ho t khi nhiệm v công nghệ h ổi i u quan trọng nhất là việc lập trình gia công có th th c hiệ g i g h g hỗ tr k thuật tin học thông qua các thi t bị vi tính, vi xử ý… Kh g ập trung nguyên công a số các máy CNC có th th c hiện số ng l n các nguyên công khác nhau mà không c h ổi vị g t c a chi ti t. Từ kh g ậ g g ê g CNC ã c phát tri n thành các trung tâm gia công CNC. T h g h h m b o chấ ng cao: Gi h hỏng do sai sót c g i Đồng th i g gi g vận hành khi làm việc. Có kh g gi g h h h g Đ chính xác l p l i g h ổ ịnh trong suố ì h gi g i m tuyệt v i c a máy CNC. Máy CNC v i hệ thố g i u khi n khép kín có kh g gi g c nh ng chi ti t chính xác c v hình dáng lẫ h h c. Nh g i m này thuận tiện cho việc lắ t, gi m kh g ổn thất phôi liệu ở m c thấp nhất. Gi g c nh ng biên d ng ph c t p: Máy CNC là máy duy nhất có th gia công chính xác và nhanh các chi ti t có hình dáng ph c t h m t ba chi u. T h g hiệu qu kinh t và k thuật cao: C i thiện tuổi b n dao nh i u kiện cắt tối Ti t kiệm d ng c cắt gọ ồ gá và các ph tùng khác. Gi m ph phẩm. Ti t kiệm ti h ê ng do không c n yêu c u k g gh nghiệp h g g ấ gi g h Sử d ng l i h g ì h gi g Gi m c th i gian s n xuất. Th i gian sử d ng máy nhi h h vào gi m th i gian dừng máy. Gi m th i gian ki m tra vì máy CNC s n xuất chi ti t có chấ g ồng nhất. CNC có th h ổi nhanh chóng từ việc gia công lo i chi ti t này sang lo i khác v i th i gian chuẩn bị thấp nhất. GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  18. Đồ án tốt nghiệp 8 b. Nhƣợc điểm Tuy nhiên máy CNC không ph i không có nh ng h n ch D i t số h n ch : S : Nh i m l n nhất trong việc sử d ng máy CNC là ti n vố u cao cùng v i chi phí lắ t. Do hiện t i h t ị nào có th s n suấ c máy CNC nên bu c ph i nhập c c ngoài. Giá thành m t máy CNC công nghiệp kho ng từ 45000 USD 15000 USD h t i thu nhập khẩu và các chi phí lắ t. Nh ậy là gấp từ 5-10 l n máy v g h g h ng. Yêu c u b ỡng cao: Máy CNC là thi t bị k thuật cao v i hệ thố g h iện ph c t Đ gia công chính xác c n ph i h ng xuyên b ỡng. M t máy CNC c n ph i cb ỡ g ịnh k gốm mỗi tháng, mỗi 3 tháng, mỗi 6 tháng. Ng ib ỡng, sửa ch a ph i hi u c v h iện máy, bởi không giống nh hệ thố g h n thống chỉ gồ ấ h ph iện h gi n thì máy CNC có hệ thố g iệ i u khi n ph c t p gồm b i u khi n máy và hệ thống ph n hồi. Đi u này bu g ib ỡng ph i có ki n th c v c h i ĩ h c và mối liên hệ gi a hệ thố g iệ i u khi n và hệ thố g h g cấu trúc máy. Đồng th i,do hệ thống CNC rấ h h ê mb c máy ho g h h g ib ỡng sửa ch g i ì h lý thuy g n ph i có kinh nghiệm th c t v ng chắc. Giá thành b o trì cao: các b phận thay th g CNC g gi h h khá cao. Mỗi hãng s n xuất l i nhi i m khác biệt trong từng lo i máy. Do trong h t hãng nào có th t s n xuấ c máy CNC vì vậy các thi t bị thay th u ph i nhập từ c ngoài v i giá thành khá cao. Hiệu qu thấp v i nh ng chi ti gi hi c ho c lo t nhỏ:V i nh ng chi ti gi n c n ít thao tác c a nh g g i th thì việc sử d ng CNC là m t lãng phí l hi h ắ tb ỡng CNC cao sẽ khi g gi h h n phẩm làm gi m s c c nh tranh trong khi có th sử d ng các máy v g h c bán t ng có th gia công các chi ti t này v i chi phí nhỏ h hi u. Ph i chọn và huấn luyệ i g h g: D CNC i u khi n hoàn toàn t g he h g ì h vì th việ o nhân l c không chỉ dừng l i ở GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  19. Đồ án tốt nghiệp 9 việc d h h c mà c n ph i truy t c ki n th c lậ ì h i u khi n, i hỏi h i i g h g 4. Cấu trúc máy CNC Hệ thống máy CNC công nghiệp gồm các thành ph n sau:  Ch g ì h gi g( g ).  Thi t bị nhậ h g ì h( g i e i e).  B i u khi n máy (MCU).  Hệ thống truy ng (drive system).  Máy công c (machine tool).  Hệ thống ph n hồi (feedback system). Hình 1.1-Các thành phần của hệ thống máy CNC 4.1. Chƣơng trình gia công M h g ì h c thi t lậ gia công m t chi ti c gọi h g trình gia công. Nó bao gồm nhi u từ lệnh và các từ lệnh này nằm trong các câu lệnh. Từ lệnh là s phối h p gi a nh ng con số và ký t . Mỗi m t từ lệnh th c hiện m t công việc riêng lẽ c Ch g ì h NC gồm chuỗi chỉ thị di chuy n dao, chỉ thị g gắt và ph tr c n thi i u khi n máy t ng th c hiện công việc gia công. Công việc xác lập ti n trình di chuy n dao cùng các chỉ thị lập trình c th và GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
  20. Đồ án tốt nghiệp 10 các thông tin này trên thi t bị g i i d ng mã lệnh ph c v cho quá ì h ọc d liệu t ng bởi hệ i u khi c gọi là lập trình NC. Là tập h p các tín hiệu (gọi là lệ h) i u khi ãh i d ng ch cái, số và m t số ký hiệ h h ấu c ng, dấu trừ, dấu chấm, g h ghiê g… Đ vi t m h g ì h gi g h t biên d ng chi ti t. Ta ti n hành chia biên d g h h h ng biên d ng hình họ gi n. Nó có th i u khi c trong từ g c gia công hay trong m t câu lệnh c h g ì h Cấ ú nc am h g ì h gi g gồm: -Đ h g ì h: Ký t % bắ u tậ i h g ì h. - Nhã h g ì h: Tiê tậ i h g ì h. -Đ h g ì h: Các khai báo bắ h g ì h i u. - Th h g ì h: Các lệnh gia công . - Chú thích: Chỉ dẫn ho c ghi chú c g i lập trình. - Cuối h g ì h: Khai báo k t thúc tập tin. 4.2. Thiết bị nhập chƣơng trình a. Đĩa mềm Đ hi t bị nh g ng nhỏ, d liệ c ghi bằng h g pháp từ ng, trên b m ĩ ừ tính. Đ hi t bị nh thông d g nhậ h g ì h h CNC h n nh g 1970 bởi nh g i m v tố truy xuất d liệu, g g c coi là l n th i bấy gi , kh g ọc và ghi d liệu linh ho t. H n a d liệu ghi bằ g ĩ m có th c chỉnh sửa bất c lúc nào. Tuy nhiên nó có m h i m rất l ĩ h ng dễ bị h hỏng do nh y c m v i từ ng l n, c ng v i b i bẩn bám vào b m ĩ hi ĩ ị c. Hình 1.2-Đầu đọc đĩa mềm GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược