Do an Tot Nghiep

Baøi baùo caùo toát nghieäp ngaønh Cô Ñieän Töû Khoùa 2007-2010 Ñeà taøi:ÖÙng duïngphaàn meàm Mach3 ñieàu khieån baøn maùy CNC GVHD: Nguyeãn Ngoïc Thoâng SVTT: Leâ Xuaân Hoøa Tröông Quoác Toøng Lôøi noùi ñaàu Hieän nay ôû nöôùc ta nhu caàu ñoåi môùi vaø ñöa caùc thieát bò coâng ngheä hieän ñaïi vaøo trong saûn xuaát laø moät nhu caàu heát söùc caàn thieát ñeå phuïc vuï cho coâng cuoäc coâng nghieäp hoùa vaø hieän ñaïi hoùa ñaát nöôùc.Caùc maùy gia coâng CNC laø moät trong nhöõng thieát bò nhö vaäy. Tuy nhieân ñeå söû duïng ñöôïc nhöõng thieát bò nhö maùy CNC caàn moät ñoäi nguõ coâng nhaân coù kó thuaät cao.Ñeå ñaùp öùng nhu caàu naøy ñoøi hoûi caùc tröôøng ñaøo taïo coâng nhaân kó thuaät phaûi ñaøo taïo cho hoïc vieân nhöõng kieán thöùc cuõng nhö nhöõng kó naêng veà maùy CNC. Do giaù thaønh cuûa caùc loaïi maùy CNC raát cao neân vieäc cho hoïc vieân laøm quen vaø thöïc taäp gia coâng treân maùy CNC trong tröôøng hoïc laø raát haïn cheá. Bôûi vaäy vieäc caàn coù nhöõng moâ hình maùy CNC töông töï ñeå moâ phoûng nhöõng tính naêng vaø caùch söû duïng maùy CNC trong daïy vaø hoïc ôû caùc tröôøng kó thuaät laø raát caàn thieát. Do ñoù nhoùm chuùng em thöïc hieän ñeà taøi toát nghieäp laø ³ÖÙng duïng phaàn meàm ñeå ñieàu khieån moâ hình maùy CNC ³ vôùi mong muoán aùp duïng nhöõng kieán thöùc ñaõ hoïc ôû tröôøng vaøo thöïc teá vaø nhaát laø laøm ra moät Nhöõng noäi dung cô baûn Giôùi thieäu toång quan veà maùy CNC Kó thuaät gheùp noái maùy tính Caùc phöông aùn xaây döïng moâ hình maùy CNC Thieát keá maïch ñieàu khieån Chöông trình ñieàu khieån K t lu n sau khi ñaõ thöïc hieän xong ñoà aùn Chöông 1: Toång quan veà maùy CNC 1)Khaùi nieäm veà maùy CNC Maùy CNC (computer numerical control) laø moät daïng maùy ñöôïc keát noái vaø ñieàu khieån hoaøn toaøn töï ñoäng bôûi maùy tính.Thoâng qua ngoân ngöõ laäp trình ñöôïc ñöa vaøo maùy tính maø maùy CNC coù theå thöïc hieän ñöôïc nhieäm vuï maø ngöôøi ngöôøi laäp trình ñaõ ñaët ra. ñoä chính xaùc laëp laïi cao +Thôøi gian gia coâng ngaén +Naêng suaát cao .Öu ñieåm: . + Ñoä chính xaùc gia coâng cao vaø khoâng phuï thuoäc vaøo tay ngheà ngöôøi thôï +Chaát löôïng gia coâng oån ñònh.2)Öu nhöôïc ñieåm cuûa maùy CNC .Nhöôïc ñieåm: + Giaù thaønh maùy cao +Chi phí baûo döôõng vaø söõa chöõa cao +Vaän haønh vaø thay ñoåi ngöôøi ñöùng maùy khoù khaên hôn . +Cheá ñoä byte. +Cheá ñoä nibble.Chöông 2:Kó thuaät gheùp noái maùy tính * Coång song song (LPT Port hay Parallel Port) 2.1. Caáu truùc coång song song Coång song song goàm 4 ñöôøng ñieàu khieån . 5 ñöôøng traïng thaùi vaø 8 ñöôøng döõ lieäu bao goàm 5 cheá ñoä hoaït ñoäng: + Cheá ñoä töông thích (compatibility). +Cheá ñoä EPP(Enhanccd Parallel Port). . +Cheá ñoä ECP ( Extended Capapility Port). . Sô ñoà chaân cuûa maùy in nhö sau: . . . 2. . -Khoù laäp trình.Nhoùm choïn coång song ñeå giao tieáp vôùi maùy tính. vieäc noäi suy ñöôïc thöïc hieän deã daøng. 2. Nhöôïc ñieåm: -tín hieäu truyeàn ñi khoâng ñöôïc xa. .3. neân khoâng caàn -Töông thích TTL song module chuyeån ñoåi. IV . Öu ñieåm: -Tín hieäu ñöôïc truyeàn song song . keát luaän: . 2. 1.xaây döïng moâ hình maùy CNC I)Choïn cô caáu daãn ñoäng 3. Ñoäng cô daãn ñoäng caùc truïc toïa ñoä: a. Ñoäng cô böôùc ( Stepping Motor). . Vôùi khaû naêng ñieàu khieån soá tröïc tieáp . Nhöôïc ñieåm: + Phaïm vi öùng duïng laø ôû vuøng coâng suaát nhoû vaø trung bình . + Thích hôïp vôùi caùc thieát bò ñieàu khieån soá .Vieäc nghieân cöùu naâng cao coâng suaát ñoäng cô böôùc ñang laø vaán ñeà raát ñöôïc quan taâm hieän nay. . . + Hieäu suaát cuûa ñoäng cô böôùc thaáp hôn caùc loaïi ñoäng cô khaùc. nhöôïc ñieåm cuûa ñoäng cô böôùc: Öu ñieåm: + Khi duøng ñoäng cô böôùc khoâng caàn maïch phaûn hoài cho caû ñieàu khieån vò trí vaø vaän toác. + Thöôøng ñöôïc söû duïng trong caùc heä thoáng maùy CNC. ñoäng cô böôùc trôû thaønh thoâng duïng trong caùc thieát bò cô ñieän töû hieän ñaïi. Öu . Keát luaän: Ta choïn ñoäng cô böôùc laøm ñoäng cô daãn ñoäng caùc truïc toïa ñoä vôùi caùc thoâng soá: Ñieän aùp laøm vieäc : 5V. d . Doøng ñieän lôùn nhaát: 1A. Loaïi ñoäng cô lai.. hai pha. ñôn cöïc . . Giôùi thieäu ñoäng cô böôùc ñôn cöïc hai pha: . .Hình daùng thöïc teá: . 8 ñoä .. vaø 2 daây chung cuûa 2 pha ñöôïc noái leân nguoàn VCC. .Caáu taïo ñoäng cô böôùc Goàm 4 daây tín hieäu . ñoäng cô böôùc ñöôïc duøng laø ñoäng cô nam chaâm vónh cöûu vôùi moãi böôùc laø 1. cô böôùc . Caùc böôùc goùc tieâu chuaån cuûa ñoäng . duïng cuï gia coâng di chuyeån theo 2 truïc X vaø Z . Phöông aùn phoâi di chuyeån treân truïc Y .Phöông aùn di chuyeån cuûa caùc truïc toïa ñoä: . . + Truïc Z tröôt treân truïc X . + Truïc X vaø truïc Y ñeàu tröôït treân caùc thanh tröôït gaén coá ñònh ôû khung neân baûo ñaûm ñöôïc ñoä chính xaùc cuûa truïc X khoâng phuï thuoäc vaøo truïc Y.truïc Y. keát luaän: Vôùi muïc ñích söû duïng moâ hình trong thí nghieäm .3. neân treân truïc X coù gaén thanh tröôït . ñoäng cô vaø cô caáu truyeàn ñoäng cuûa truïc Z. Phöông aùn naøy baûo ñaûm ñöôïc söï chaéc chaén ñoàng thôøi cuõng ñaûm baûo ñöôïc söï chính xaùc.ñoäng cô ñöôïc gaén coá ñònh vaøo khung maùy neân baûo ñaûm ñöôïc söï chaéc chaén. caùc thanh tröôït cuûa truïc X. giaûng daïy neân nhoùm choïn Phöông aùn phoâi .Ñaëc ñieåm: + Phaàn coá ñònh bao goàm khung maùy ( hay beä ñôõ) truïc X..truïc Y. 3. Ñieåm ñaëc bieät cuûa loaïi vít me naøy laø thay vì ma saùt tröôït thoâng thöôøng thoâng qua caùc vieân bi tieáp xuùc giöõa vít me vaø ñai oác ñöôïc chuyeån thaønh ma saùt laên.. Ñieàu naøy ñem ñeán moät öu ñieåm : chæ caàn moät löïc quay raát .duøng ñai. ta choïn boä truyeàn vít me ± ñai oác bi.. Vít me ñöôc gaén ñoàng truïc vôùi ñoäng cô. Duøng vít me ñai oác bi Coù nhieàu phöông aùn choïn cô caáu chuyeån ñoäng:vít me ñai oác thöôøng.vít me ñai oác bi.III Cô caáu tryeàn ñoäng. Moät voøng quay cuûa ñoäng cô seõ laøm cho ñai oác di chuyeån 1 ñoaïn baèng böôùc ren cuûa truïc vít.khi ñoäng cô quay vít me seõ bieán chuyeån ñoäng quay cuûa ñoäng cô thaønh chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa ñai oác treân truïc vít me. Nhöng do ñoäng cô böôùc coù khuyeát ñieåm laø momen xoaén nhoû do ñoù ñoái vôùi boä truyeàn bieán ñoåi chuyeån ñoäng quay thaønh chuyeån ñoäng tònh tieán. Yeâu caàu ñaët ra laø: Thieát keá maïch giao tieáp vôùi maùy tính .1. Thieát keá maïch coâng suaát cho caùc ñoäng cô böôùc. Nhieäm vuï thieát keá: Nhieäm vuï caàn thöïc hieän laø thieát keá moät maïch coù theå giao tieáp vôùi maùy tính ñeå nhaän döõ lieäu vaø ñieàu khieån caùc ñoäng cô böôùc theo ñuùng döõ lieäu ñaõ nhaän ñöôïc. Thieát keá caùc maïch coâng suaát cho ñoäng cô böôùc.Chöông 4: Thieát keá maïch ñieàu khieån 4. . 4. Sô ñoà vaø chöùc naêng töøng khoái .2. Maùy tính PC ( tính toaùn soá lieäu ñieàu khieån ) Coång LPT (trao ñoåi thoâng tin hai cheàu ) Maïch giao tieáp (nhaän döõ lieäu töø maùy tính vaø truyeàn cho maïch coâng suaát) Maïch coâng suaát ñieàu khieån (ñieàu khieån caùc truïc maùy CNC) Ñieàu khieån truïc X Ñieàu khieån truïc Y Ñieàu khieån truïc Z . Khoái maùy tính PC. Vôùi yeâu caàu cuûa ñeà taøi thì nhoùm .3 Thieát keá vaø phaân tích hoaït ñoäng töøng khoái. . giao tieáp baèng Slot card hay USB raát khoù thöïc hieän ñoøi hoûi coâng ngheä cao vaø moät soá IC chuyeân duïng. 4. a. Maùy tính PC hoã trôï moät soá coång giao tieáp vôùi beân ngoaøi nhö coång noái tieáp ( RS232) . Trong ñieàu kieän cho pheùp veà maët kyõ thuaät coù hai giao tieáp coù theå thöïc hieän deã daøng ñoù laø giao tieáp noái tieáp vaø giao tieáp qua coång song song . hay coång song song ( LPT ) hoaëc giao tieáp qua slot card hay USB. Khoái maïch giao tieáp song song: Sô ñoà nguyeân lyù: 0K x 9 ¢¨ : : O : : n F AB E i d £¢ © ¤ £¢ ¢ ¡¢ ¤¢ § ¢¢ ¢ ¦ ¢ §¥ ¦£ ¥ ¡ ¤ £¢ ¡ ¨ O 9 £ ¤ &# %§ # %§ %§ $# 6 9 8 7 6 5 ¤ 4 3 9@ R J 6 9 6 9 : : : E WW YX V `Y c ba d X G AB E i ¢ ¤ ¡ £ %§ # %§ 0# %§ )# ihg 0K 560 o h m x 8 x 5 6 2 560 o h m x 5 : 7 x 5 9 E E E E E 2 e bfed ' ( $ & e bfed 2 ¢ 2 e bfed £ ¦ © 'A ¡ ¤ CB & %§ 0# CB 6 £ ¦ © 'A 5 6 7 8 6 9 R 6 .2 c ba TS O O 8 E O %§ 0# CB & %§ 0# CB %§ 0# & £ ¦ © 'A ¢ ¡ ¤ £ ¦ © 'A ¢ ¡ ¤ U £ ¦ © ¨A ¡ RE A %§ ¨# Q P ¢ ¤ ¦¡ ¡ ' %§ 0¨# %§ )¨# CB ¨ ¢ 2 ¡ ¤ £ ¦ © 'A %§ 0# & befed 2 2 : CB & 6 ¢ ¡ ¤ & $ ( ' WW YX V ¢ ¤ c` Ya ¡ d bX £ E G AB E i ¢¨ §¨ :F : 6 ¤ £ ¤ 9 ¦ ¨ ¨ ¡ ¨ ¢ ¨! " : : %§ '¨# %§ ¨¨# %§ 1¨# 8 7 6 5 4 3 ¤ 9 WW YX V `Y d c X ba G E AB E i £ ¤ ¢ ¤ ¡ £ ¢¨ §¨ ¦ ¨ ¨ ¡ ¨ ¢ ¨! " :F : : 6 ¢¨ :F : : ¤ 6 9 WW YX V ¢ `Y ¤ c ba ¡ X £ G E §¨ ¦ ¨ ¨ ¡ ¨ ¢ ¨! " : : 6 WW YX V ¢ ¤ c` Ya ¡ d bX £ E G AB E i 2 9 %§ ¨# £ ¦ © ¨A Q P A RE £ ¤ §¨ ¦ ¨ ¨ ¡ ¨ ¢ ¨! " :F : : 6 %§ (# %§ '# %§ ¨# n F n F 2 %# (¨§ ¡ ¢ ¤ ¦¡ ¡ ' %§ &¨# %§ $¨# CB ¨ n F ( CB $ ¨ ¦¡ ¡ ( $ ED F HG £§¦¥ ' D ¤ ' I b. q t f u d ut t ns r qk q t f u e d r | sssvq x u w r r t y y ty ry qv wqv qp qp t qp r qp rr x tr r u s r s u x l w vwqv t r ~ t ns srr p m d srr ep | q { s l tr d nt t d nr od ir | d tr s c. Khoái maïch coâng suaát. Sô ñoà nguyeân lyù: n nu r e } nr ld | nr d nr e d nr d + . S / W/ W tt ttsqr |s ttsqr s ttsqr es ttsqr s S n h a SS SS r r qv rr r ur r viyg tgqp rgqp hy wg v vj r t r n h a SS SS q qv w qv sr r t qv vj yjqy S S o y xr sr r t r em d u r d x g v j t o y z z j t s nu q d u n ttsqr s ttsqr qs ttsqr rs ttsqr s t n n v s tt l w w n r h4 a h a r . Giaûi thích hoaït ñoäng cuûa maïch: Khi maïch hoaït . nhaän tín hieäu töø maùy tính roài truyeàn qua cho IC L2 8 laø IC coâng suaát .ÔÛ maïch coâng suaát coù IC l2 7 laø IC tín hieäu . ñoäng thì tín hieäu töø maùy tính thoâng qua maïch giao tieáp chuyeån ñeán maïch coâng suaát. . xuaát xung ñieàu khieån cho ñoäng cô hoaït ñoäng. 1) Döôùi ñaây laø moät soá tính naêng vaø chöùc naêng cô baûn ñöôïc cung caáp bôûi Mach3 * Có th i u khi n c 6 tr c c a máy CNC * Cho phép tr c ti p nh p kh u DXF. GI I THI U V PH N M M MACH3 5. JPG.Chöông 5:Chöông trình ñieàu khieån Nh n xét: trong tài này là: ³ ng D ng Ph n M m Mach3 i u Khi n Bàn Máy CNC ´ nên nhóm ch tìm hi u v ph n m m Mach3 . và các file HPGL qua LazyCam * Visual Gcode hi n th * T o ra Gcode qua LazyCam * Hoàn toàn tùy ch nh giao di n * Tùy bi n M-code và Macros b ng cách s d ng VBScript . I. BMP. còn nh ng h th ng dùng servo thì ph i qua card chuy n i Step/Dir sang tín hi u Analog 0-10v ho c -10V. . Mach3 i u khi n theo d ng vòng h nên khi ng d ng trong các h th ng òi h i chính xác cao thì l i ph i thi t k theo d ng vòng kín. dùng cho m t h th ng l n c n nhi u tín hi u I/O thì ph i dùng k thu t ModBus ( n c ngoài thì có bán nh ng Card này) 2. 3. I/O h n ch ( N u dùng cùng lúc 2 c ng LTP thì gi i quy t c ph n nào) => .2. Dùng tín hi u Step/Dir ch thích h p v i h th ng dùng Step Motor. +10v nh m t ng thích v i các driver servo. 5.Mach3 có nhi u v n c n gi i quy t khi áp d ng vào th c t : 1. Mô ph ng quá trình làm vi c r t rõ ràng. riêng mình th y Mach3 có l i th là ti t ki n c chi phí áng k (N u gi i quy t c 3 v n trên thì Mach3 là l a ch n t t cho các d ng CNC t ch . lên i máy CNC) . Tùy quan ni m t ng ng i. Khai báo các thông s c a h th ng d . giao di n p và d s d ng. dàng.L p trình theo h ng m r ng li n k t v i các Script VB. u i m c a Mach3 là ch c n ng c a nó a d ng. . II. CÁCH XÁC L P THÔNG S M M MACH3 TRONG PH N 5.1) Tr c tiên ta xác l p các chân vào ra c a c ng máy in cho phù h p v i m ch i u khi n Vào Config/Port and Pin . Tab Port Setup and Aits Seclection. máy tính. .khi ó trên màn hình s xu t hi n m t b n thông s . l a ch n c ng i u khi n c a . Tab Motor utputs:Ñeå xaùc laäp caùc chaân ñaàu ra cuûa maùy tính. .caùc chaân ñaàu ra naøy seõ laø caùc tín hieäu caáp cho maïch giao tieáp vaø xuoáng maïch ñoäng cô. Tab Motor Input:Ñeå xaùc laäp caùc tín hieäu ñaàu vaøo cuûa maùy tính. . Xác l p nv o c a Motor tuning: . xuaát hieän caûnh baùo choïn MM¶s roài K . Sau khi xác l p c các tín hi u i u khi n ta chuy n sang xác l p các thông s cho các tr c Ta vào Config/Motor tuning khi ó s xu t hi n m t b ng nh sau: . 5.3. Góc bên ph i là m c Axis Selection: l a ch n các tr c. . bi u trên th hi n các thông s ã xác l p theo d ng bi u . Góc d i bên trái là các thông s c n xác l p cho các tr c. u tiên l a ch n tr c X trong Axiss selection và xác l p các s theo hình: . khác máy ta dùng vitme b c 4mm. nh v y ng v i 200 xung i u khi n thì tr c X ti n c 4mm. Còn m c Step pulse và Dir Pulse thì ch a tìm hi u c.: là v n t c c a tr c X: v n t c tính b ng mm/s. có ngh a là quay c m t vòng thì ng c ph i quay 360/1. trong tr ng h p này ta v n t c 600 mm/s. . t c là t ng t c tr c X t c t c l n nh t b ng t c xácl p trong Velocity. ông c b c lo i 1. M t .8 /1b c.8 = 200 b c và t ng ng v i 200 xung i u khi n. T ó suy ra s xung i u khi n tr c X ti n c 1mm là 200/4 = 50 xung. Velocity«. Acceleration: là gia t c c a tr c X. .5.4) Sau khi xác l p các m c c b n nh trên ta có th test và ch y máy c. III. H NG D N CH Y FILE TRONG MACH3 Các nút c b n trên giao di n c a Mach3 . 1.ñoïc ñöôïc file dxf töø Autocad« . nheï . giao tieáp ñöôïc vôùi maùy tính thoâng qua coång maùy in. Thieát keá cheá taïo ñöôïc caùc Driver khuyeách ñaïi coâng suaát daãn ñoäng caùc ñoäng cô böôùc. + Thieát keá caùc bord maïch ñieän töû . ñöôøng troøn . Chuyeån ñoäng tònh tieán theo phöông Z duøng truïc ty ± ñai oác. Y duøng boä truyeàn vít me ± ñai oác bi.Keát caáu maùy goïn .Ch ng :K t lu n 6.phuø hôïp vôùi nhöõng moâ hình thí nghieäm hoïc taäp vaø giaûng daïy. Caùc chuyeån ñoäng tònh tieán theo phöông X. noäi suy ñöôïc ñöôøng thaúng . + ÖÙng duïng ñöôïc phaàn meàm Mach3 ñeå ñieàu khieån baøn maùy CNC . Keát quaû ñaït ñöôïc: Ñaõ cheá taïo vaø laép raùp hoaøn chænh phaàn cô khí cuûa baøn maùy CNC. 6. 6. ôûi vì ñoäng cô servo coù tín hieäu phaûn hoài trôû laïi ( daïng ñieàu khieån voøng kín) neân sai soá ít hôn . Moâ hình neân môû roäng moät soá ñieåm sau: Thay vì duøng ñoäng cô böôùc ñeå daãn ñoäng caùc truïc thì chuùng ta thay baèng caùc ñoäng cô servo .3 Höôùng phaùt trieån cuûa ñeà taøi. vì noùi ñeán CNC laø phaûi noùi ñeán ñoä chính xaùc cao . Coù theå öùng duïng phaàn meàm Mach3 trong . Thay cô caáu buùt veõ baèng moät cô caáu mang dao coù theå gia coâng taïo saûn phaåm öùng duïng vaøo thöïc teá.Chöa thöïc hieän ñöïôc quaù trình gia coâng taïo saûn phaåm ñeå öùng duïng vaøo thöïc teá.2 Keát quaû chöa ñaït ñöôïc: Cheá taïo keát caáu moâ hình cô khí vaãn coøn nhieàu haïn cheá veà ñoä chính xaùc .Ngoaøi phaàn meàm ñieàu khieån chính xaùc thì vaán ñeà cô khí cuõng raát quan troïng khoâng keùm. ñaït ñöôïc ñoä chính xaùc cao hôn. Ñeà taøi chæ môùi döøng laïi ôû vieäc duøng buùt veõ ñeå moâ phoûng quaù trình hoaït ñoäng cuûa maùy. 2 3. [ 2 ] PGS. 1 5. PGS .diendandientu. Ninh Ñöùc Toán. T ØI LI ÄU TH M KH Û [ 1 ] TS.TS .Nguyeãn Vaên Phoøng. Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät. TS Traàn Xuaân Vieät. [ ] http://www. Heä thoáng ñieàu khieån soá trong coâng nghieäp. Jones. 2 4. TS . [ 5 ] Douglas W. Parallel Port Complete:Programming. 2 . Nhaø xuaát baûn Giaùo Duïc ( taùi baûn laàn thöù 6).Kyõ thuaät soá. [ 6 ] Jan xelson.Interfacing &Using the PC¶S Parallel Printer Port. Nguyeãn Ñaéc Loäc. [ 3 ] Nguyeãn Troïng Hieäp. Chi tieát maùy ( Taäp 1 vaø 2). 2 2. [ 4 ] ThS . . TS . PGS. Soå tay Coâng ngheä cheá taïo maùy ( Taäp 1 vaø 2). Control of Stepping Motors. Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät (In laàn thöù 2 coù söûa chöõa vaø boå sung). uøi Quyù Löïc. Tröôøng ñaïi hoïc aùch Khoa Ñaø Naüng.Leâ Vaên Tieán.com/ . R t mong nh n c nh ng ý ki n óng góp c a quý th y cô và các b n. . Bài thuy t trình c a nhóm n ây là k. t thúc.

Comments

Description